(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の２つの信号波を増幅する２帯域用高周波電力増幅器であって、その内部に設けられた電界効果トランジスタの入力側に並列接続された第１の抵抗器と、上記第１の抵抗器と接地との間に並列接続された第２の抵抗器およびコンデンサとからなる安定化回路に、第３の抵抗器と第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路を直列接続した回路を上記第１の抵抗器と並列接続した２帯域用高周波電力増幅器。
【請求項２】
安定化回路において、第３の抵抗器と第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路を並列接続した回路を、第１の抵抗器と第２の抵抗器の間に直列接続した請求項１記載の２帯域用高周波電力増幅器。
【請求項３】
安定化回路において、第３の抵抗器と第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路を並列接続した回路を、第１の抵抗器とコンデンサの間に直列接続した請求項１記載の２帯域用高周波電力増幅器。
【請求項４】
第１の周波数帯域として８００メガヘルツ〜１０００メガヘルツに属する帯域を、第２の周波数帯域として１７００メガヘルツ〜２０００メガヘルツに属する帯域を用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２帯域用高周波電力増幅器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の２帯域用高周波電力増幅器を送信用回路に用いた移動体通信用端末機。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の２帯域用高周波電力増幅器を２段接続して送信用回路に用いた移動体通信用端末機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば２帯域携帯電話機の送信用に利用される２帯域用高周波電力増幅器およびそれを用いた移動体通信用端末機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、２帯域用高周波電力増幅器は、安定で高効率であることに加えて小型かつ安価であることが求められている。そして、高周波電力増幅器の安定度は、安定化回路の抵抗値によって大きく左右され、抵抗値が小さいほど回路は安定となるが、接地状態に近くなるので利得が低下して効率が悪化する。また、安定化回路の抵抗値は送信信号波の周波数帯域に最適な値とする必要があり、従来はＦＥＴスイッチを使用して安定化回路の抵抗値の選択を行っていた。
【０００３】
図６は従来の２帯域用高周波電力増幅器の安定化回路周辺の構成図を示す。１０１は第１の抵抗器で、１０２は第２の抵抗器で、１０３はコンデンサで、１０４は電界効果トランジスタで、１４１は第３の抵抗器で、１４２は電界効果トランジスタスイッチ（以下、ＦＥＴスイッチ）で、１４３は接合点で、１４４は制御回路である。接合点１４３はコンデンサ１０３によって高周波的に接地されており、ＦＥＴスイッチ１４２がオフ状態の時は第１の抵抗器１０１が安定化回路の抵抗値を決定し、オン状態の時は並列接続された第１の抵抗器１０１と第３の抵抗器１４１の合成抵抗値が安定化回路の抵抗値を決定する。
【０００４】
従来は、以上のような回路構成で安定で高効率な２帯域用高周波電力増幅器を実現していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、ＦＥＴスイッチ自体の他にＦＥＴスイッチをオンオフするための制御回路が必要となり、２帯域用高周波電力増幅器が大型化かつ高価格化するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、ＦＥＴスイッチと制御回路が不必要で、小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、安定化回路において第１の抵抗器と並列に、第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路と第３の抵抗器を直列接続した回路を接続する。上記４分の１波長線路の一方の端をコンデンサによって高周波的に接地することによって、もう一方の端のインピーダンスを第２の周波数帯域の信号波に対して無限大とし、上記４分の１波長線路と直列に接続した第３の抵抗器を、第１の周波数帯域の信号波は通過、第２の周波数帯域の信号波は阻止とし、安定化回路の抵抗値を選択する。
【０００８】
上記構成により、非常に簡単な回路構成で安定化かつ高効率化を図ることができると共に制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器が実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の２つの信号波を増幅する２帯域用高周波電力増幅器であって、その内部に設けられた電界効果トランジスタの入力側に並列接続された第１の抵抗器と、上記第１の抵抗器と接地との間に並列接続された第２の抵抗器およびコンデンサとからなる安定化回路に、第３の抵抗器と第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路を直列接続した回路を上記第１の抵抗器と並列接続した２帯域用高周波電力増幅器であり、信号波の周波数に応じて安定化回路の抵抗器を選択し回路を安定化させるという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、安定化回路において、第３の抵抗器と第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路を並列接続した回路を、第１の抵抗器と第２の抵抗器の間に直列接続した請求項１記載の２帯域用高周波電力増幅器であり、信号周波数に応じて安定化回路の抵抗器を選択し回路を安定化させるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、安定化回路において、第３の抵抗器と第２の周波数帯域の信号波の４分の１波長線路を並列接続した回路を、第１の抵抗器とコンデンサの間に直列接続した請求項１記載の２帯域用高周波電力増幅器であり、信号周波数に応じて安定化回路の抵抗器を選択し回路を安定化させるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、第１の周波数帯域として８００メガヘルツ〜１０００メガヘルツに属する帯域を、第２の周波数帯域として１７００メガヘルツ〜２０００メガヘルツに属する帯域を用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２帯域用高周波電力増幅器であり、信号周波数に応じて安定化回路の抵抗器を選択し回路を安定化させるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の２帯域用高周波電力増幅器を送信用回路に用いた移動体通信用端末機であり、低価格化を実現するという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の２帯域用高周波電力増幅器を２段接続して送信用回路に用いた移動体通信用端末機であり、低価格化を実現するという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における２帯域用高周波電力増幅器を示し、図１において、１０１は第１の抵抗器で、１０２は第２の抵抗器でコンデンサ１０３の信号波の周波数帯域におけるインピーダンスに対して十分大きな抵抗値を持ち、１０４は増幅用電界効果トランジスタで、１１１は第３の抵抗器で、１１２は４分の１波長線路で第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１の長さを有し、１１３，１１４は接合点で、２０１，２０２は入力端子で、２０３，２０４は出力端子で、２１１〜２１４は整合回路で、２２１，２２２は電源回路である。図のように安定化回路Ａは上記第１の抵抗器１０１、コンデンサ１０３、第３の抵抗器１１１、４分の１波長線路１１２、接合点１１３および接合点１１４で構成される。
【００１７】
以上のように構成された２帯域用高周波電力増幅器について、以下その動作を説明する。
【００１８】
第１の周波数帯域の信号波が入力端子２０１から入力されると、電界効果トランジスタ１０４で増幅されて出力端子２０３から出力される。第２の周波数帯域の信号波が入力端子２０２から入力されると、電界効果トランジスタ１０４で増幅されて出力端子２０４から出力される。
【００１９】
上記の場合、第１の抵抗器１０１および第３の抵抗器１１１の合成抵抗値が２帯域用高周波電力増幅器の安定度を決定する。
【００２０】
接合点１１３はコンデンサ１０３によって高周波的に接地されており、４分の１波長線路１１２は第２の周波数帯域のインピーダンスを反転させるので、接合点１１４のインピーダンスはオープンに近くなる。したがって、第２の周波数帯域の信号波は第３の抵抗器１１１を通過せず、第１の抵抗器１０１およびコンデンサ１０３を通過するので、第１の抵抗器１０１の抵抗値が安定度を決定する。
【００２１】
一方、４分の１波長線路１１２は第１の周波数帯域のインピーダンスを反転させないので、接合点１１４のインピーダンスはオープンに近くならない。したがって、第１の周波数帯域の信号波は、第１の抵抗器１０１、第３の抵抗器１１１、４分の１波長線路１１２およびコンデンサ１０３を通過し、第１の抵抗器１０１および第３の抵抗器１１１の合成抵抗値が安定度を決定する。
【００２２】
以上のように、本実施の形態１に示したような安定化回路Ａを構成すると、信号波の周波数帯域に応じてそれぞれに適した抵抗値を選択することができ、制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器を実現することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器の実現法を記述したが、３帯域用高周波電力増幅器についても本実施の形態と同様の回路構成を用いると、制御回路が不必要で小型かつ安価な３帯域用高周波電力増幅器を実現することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
実施の形態２は実施の形態１の安定化回路Ａ以外は実施の形態１と同じ構成なので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
図２は本発明の実施の形態２における２帯域用高周波電力増幅器を示し、１２１は第３の抵抗器、１２２は４分の１波長線路で第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１の長さを有し、１２３，１２４は接合点である。
【００２６】
以上のように構成された２帯域用高周波電力増幅器について、以下その動作を説明する。
【００２７】
接合点１２３はコンデンサ１０３によって高周波的に接地されており、４分の１波長線路１２２は第２の周波数帯域のインピーダンスを反転させるので、接合点１２４のインピーダンスはオープンに近くなる。したがって、第２の周波数帯域の信号波は第１の抵抗器１０１、第３の抵抗器１２１およびコンデンサ１０３を通過するので、第１の抵抗器１０１と第３の抵抗器１２１の合成抵抗値が安定度を決定する。
【００２８】
一方、４分の１波長線路１２２は第１の周波数帯域のインピーダンスを反転させないので、接合点１２４のインピーダンスはオープンに近くならない。したがって、第１の周波数帯域の信号波は第１の抵抗器１０１、４分の１波長線路１２２およびコンデンサ１０３を通過し、第１の抵抗器１０１の抵抗値が安定度を決定する。
【００２９】
以上のように、本実施の形態２に示したような安定化回路Ｂを構成すると、信号波の周波数帯域に応じてそれぞれに適した抵抗値を選択することができ、制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器を実現することができる。
【００３０】
（実施の形態３）
実施の形態３は実施の形態１の安定化回路Ａ以外は実施の形態１と同じ構成なので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
図３は本発明の実施の形態３における２帯域用高周波電力増幅器を示し、１３１は第３の抵抗器、１３２は４分の１波長線路で第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１の長さを有し、１３３，１３４は接合点である。
【００３２】
以上のように構成された２帯域用高周波電力増幅器について、以下その動作を説明する。
【００３３】
接合点１３３はコンデンサ１０３によって高周波的に接地されており、４分の１波長線路１３２は第２の周波数帯域のインピーダンスを反転させるので、接合点１３４のインピーダンスはオープンに近くなる。したがって、第２の周波数帯域の信号波は第１の抵抗器１０１、第３の抵抗器１３１およびコンデンサ１０３を通過するので、第１の抵抗器１０１と第３の抵抗器１３１の合成抵抗値が安定度を決定する。
【００３４】
一方、４分の１波長線路１３２は第１の周波数帯域のインピーダンスを反転させないので、接合点１３４のインピーダンスはオープンに近くならない。したがって、第１の周波数帯域の信号波は第１の抵抗器１０１、４分の１波長線路１３２およびコンデンサ１０３を通過し、第１の抵抗器１０１の抵抗値が安定度を決定する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態３に示したような安定化回路Ｃを構成すると、信号波の周波数帯域に応じてそれぞれに適した抵抗値を選択することができ、制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器を実現することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１の安定化回路Ａ及びゲート側電源回路以外は実施の形態１と同じ構成なので、同一構成部分には同一番号を付して説明を行う。
【００３７】
図４は本発明の実施の形態４における２帯域用高周波電力増幅器を示し、図４において、１０１は第１の抵抗器で、１０２は第２の抵抗器で第１のコンデンサ１０３の信号波の周波数帯域におけるインピーダンスに対して十分大きな抵抗値を持ち、１０４は増幅用電界効果トランジスタで、１５１は第１の４分の１波長線路で第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１の長さを有し、１５２，１５３は接合点で、２０１，２０２は入力端子で、２０３，２０４は出力端子で、２１１〜２１４は整合回路で、２２２はドレイン側電源回路で、３０１は第２の４分の１波長線路で第１の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１の長さを有し、３０２は第３の抵抗器で、３０３は第２のコンデンサで３１１，３１２は接合点である。図のように安定化回路Ｄは上記第１の抵抗器１０１、第１のコンデンサ１０３、第１の４分の１波長線路１５１、接合点１５２および接合点１５３で構成され、ゲート側電源回路Ｅは上記第２の４分の１波長線路３０１、第３の抵抗器３０２、第２のコンデンサ３０３、接合点３１１および接合点３１２で構成される。
【００３８】
以上のように構成された２帯域用高周波電力増幅器について、以下その動作を説明する。
【００３９】
第１の周波数帯域の信号波が入力端子２０１から入力されると、整合回路２１１を通過し、電界効果トランジスタ１０４で増幅され、整合回路２１３を通過して出力端子２０３から出力される。
【００４０】
このとき接合点１５２は第１のコンデンサ１０３によって高周波的に接地されており、第１の４分の１波長線路１５１の長さは第１の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１でないので、接合点１５３のインピーダンスはオープン付近にならない。一方、接合点３１１は第２のコンデンサ３０３によって高周波的に接地されており、第２の４分の１波長線路３０１の長さは第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１なので、接合点３１２のインピーダンスは反転してオープン付近になる。したがって、第１の周波数帯域の信号波の増幅時には、第１の４分の１波長線路１５１に直列接続された第１の抵抗器１０１の抵抗値が安定度を決定する。
【００４１】
第２の周波数帯域の信号波が入力端子２０２から入力されると、整合回路２１２を通過し、電界効果トランジスタ１０４で増幅され、整合回路２１４を通過して出力端子２０４から出力される。
【００４２】
このとき接合点１５２は第１のコンデンサ１０３によって高周波的に接地されており、第１の４分の１波長線路１５１の長さは第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１なので、接合点１５３のインピーダンスは反転してオープン付近になる。一方、接合点３１１は第２のコンデンサ３０３によって高周波的に接地されており、第２の４分の１波長線路３０１の長さは第２の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１でないので、接合点３１２のインピーダンスはオープン付近にならない。したがって、第２の周波数帯域の信号波の増幅時には第２の４分の１波長線路３０１に直列接続された第３の抵抗器３０２の抵抗値が安定度を決定する。
【００４３】
以上のように、本実施の形態４に示したような回路を構成すると、信号波の周波数帯域に応じて安定化に用いる抵抗器を選択することができ、制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器を実現することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態において、第１の４分の１波長線路１５１を第１の周波数帯域の信号波の線路上での波長の４分の１の長さにするとともに、第２の４分の１の波長線路３０１を第２の周波数帯域の線路上での波長の４分の１の長さにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４５】
また、本実施の形態では制御回路が不必要で小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器の実現法を記述したが、３帯域用高周波電力増幅器についても本実施の形態と同様の回路構成を用いると、制御回路が不必要で小型かつ安価な３帯域用高周波電力増幅器を実現することができる。
【００４６】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５における２帯域用高周波電力増幅器を移動体通信用端末機の送信系に用いたときの回路構成図を示し、２０１，２０２は入力端子で、２０３，２０４は出力端子で、４０１は上述した第１〜３の実施の形態における２帯域用高周波電力増幅器で、４０２はローパスフィルタで、４０３はアンテナスイッチで、４０４はアンテナである。
【００４７】
以上のように構成された２帯域用高周波電力増幅器を送信用回路に用いた移動体通信用端末機について、以下その動作を説明する。
【００４８】
第１の周波数帯域の信号波が入力端子２０１から入力されると、２帯域用高周波電力増幅器４０１で増幅され、出力端子２０３から出力され、ローパスフィルタ４０２で不要高調波が抑圧され、アンテナスイッチ４０３でアンテナ４０４側にスイッチされ、アンテナ４０４から送信される。
【００４９】
第２の周波数帯域の信号波が入力端子２０２から入力されると、２帯域用高周波電力増幅器４０１で増幅され、出力端子２０４から出力され、以下同様にしてアンテナ４０４から送信される。
【００５０】
アンテナ４０４で信号波を受信すると、アンテナスイッチ４０３で受信系側にスイッチされ、受信系へと出力される。
【００５１】
以上のように、本実施の形態５に示したような回路を構成すると、制御回路が不必要で小型かつ安価な移動体通信用端末機を実現することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、２帯域用高周波電力増幅器の安定化回路において、４分の１波長線路を利用することによって、非常に簡単な回路構成で安定化かつ高効率化を図ることができるとともに、小型かつ安価な２帯域用高周波電力増幅器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における２帯域用高周波電力増幅器の回路構成図
【図２】  本発明の実施の形態２における２帯域用高周波電力増幅器の回路構成図
【図３】  本発明の実施の形態３における２帯域用高周波電力増幅器の回路構成図
【図４】  本発明の実施の形態４における２帯域用高周波電力増幅器の回路構成図
【図５】  本発明の実施の形態５における２帯域用高周波電力増幅器を移動体通信用端末機の送信系に用いたときの回路構成図
【図６】  従来の２帯域用高周波電力増幅器の安定化回路周辺の構成図
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  安定化回路
Ｅ  ゲート側電源回路
１０１  第１の抵抗器
１０２  第２の抵抗器
１０３  コンデンサ
１０４  電界効果トランジスタ
１１１  第３の抵抗器
１１２  ４分の１波長線路
１１３，１１４  接合点
１２１  第３の抵抗器
１２２  ４分の１波長線路
１２３，１２４  接合点
１３１  第３の抵抗器
１３２  ４分の１波長線路
１３３，１３４  接合点
１４１  第３の抵抗器
１４２  電界効果トランジスタスイッチ
１４３  接合点
１４４  制御回路
１５１  第１の４分の１波長線路
１５２，１５３  接合点
２０１，２０２  入力端子
２０３，２０４  出力端子
２１１〜２１４  整合回路
２２１  電源回路（ゲート側）
２２２  電源回路（ドレイン側）
３０１  第２の４分の１波長線路
３０２  第３の抵抗器
３０３  第２のコンデンサ
３１１，３１２  接合点
４０１  ２帯域用高周波電力増幅器
４０２  ローパスフィルタ
４０３  アンテナスイッチ
４０４  アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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