(57)【要約】【課題】本発明はＲＦ電力増幅器、基地局及びインピーダンス調整方法を提供する。【解決手段】ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間に設置されるインピーダンス調整回路により、前記ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整する。
2017503409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力伝送線路と出力負荷との間にインピーダンス調整回路が設置され、
前記インピーダンス調整回路は、ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するように配置されるＲＦ電力増幅器。
【請求項２】
前記インピーダンス調整回路は、一端が前記ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路の出力端に接続され、他端が前記ＲＦ電力増幅器の出力負荷の入力端に接続される伝送線路を備える請求項１に記載のＲＦ電力増幅器。
【請求項３】
前記伝送線路の長さが前記プリセット周波数ポイントの半波長以下である請求項２に記載のＲＦ電力増幅器。
【請求項４】
前記インピーダンス調整回路は第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサを備え、
前記第１素子の一端が前記ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路の出力端に接続され、他端が前記第２素子の一端及び前記第１コンデンサの一端に接続され、前記第１コンデンサの他端が接地され、前記第２素子の他端が前記第２コンデンサの一端に接続され、前記第２コンデンサの他端が接地される請求項１に記載のＲＦ電力増幅器。
【請求項５】
前記第１素子と前記第２素子は、いずれもインダクタと、マイクロストリップラインと、を備える請求項４に記載のＲＦ電力増幅器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のＲＦ電力増幅器を備える基地局。
【請求項７】
ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間に設置されるインピーダンス調整回路が、プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整すること、を含むインピーダンス調整方法。
【請求項８】
前記インピーダンス調整回路は、伝送線路を備え、
前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することは、伝送線路の長さを調整することにより、前記ＲＦ電力増幅器の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することである請求項７に記載のインピーダンス調整方法。
【請求項９】
前記伝送線路の長さを調整することは、前記伝送線路の長さを前記プリセット周波数ポイントの半波長以下に調整することである請求項８に記載のインピーダンス調整方法。
【請求項１０】
前記インピーダンス調整回路は、第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサを備え、
前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することは、第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサの値を調整することにより、前記ＲＦ電力増幅器の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することである請求項７に記載のインピーダンス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦ技術の分野に関し、特にＲＦ電力増幅器、基地局及びインピーダンス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局製品において、ＲＦ電力増幅器は大電力、高利得の特徴が要求される。高利得の特徴を実現するために、ＲＦ電力増幅器のメーカーは、内部で入出力のマッチングを行うため、ＲＦ電力増幅器が動作周波数帯域の帯域外で共振点を形成し、デバイスの共振点のあたりに潜在的な不安定要因が存在する虞がある。一定の条件下で、この不安定要因が誘発され、深刻な場合にＲＦ電力増幅器の損傷を引き起こし、従って、電力増幅器の安定性の向上は特に重要である。
【０００３】
従来、ＲＦ電力増幅器の安定性について、一般的な方法として、入出力のマッチングネットワークを調整し、ゲート給電アームに直列抵抗を追加し、ドレイン給電アームに直列共振回路を追加し、キャビティによる回路分離を追えること等が挙げられる。しかしながら、それらの方法はＲＦ電力増幅器の利得、線形性及び効率等の指標を犠牲にするとともに、その実現が複雑で、操作性が低下である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術に存在する問題点を解決するために、本発明の実施例は、ＲＦ電力増幅器、基地局及びインピーダンス調整方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の実施例の解決手段は以下のように実現される。
【０００６】
本発明の実施例は、ＲＦ電力増幅器であって、前記ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間にインピーダンス調整回路が設置され、
前記インピーダンス調整回路は、前記ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するように配置されるＲＦ電力増幅器を提供する。
【０００７】
上記解決手段において、前記インピーダンス調整回路は、一端が前記ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路の出力端に接続され、他端が前記ＲＦ電力増幅器の出力負荷の入力端に接続される伝送線路を備える。
【０００８】
上記解決手段において、前記伝送線路の長さが前記プリセット周波数ポイントの半波長以下である。
【０００９】
上記解決手段において、前記インピーダンス調整回路は、第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサを備え、
前記第１素子の一端が前記ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路の出力端に接続され、他端が前記第２素子の一端及び前記第１コンデンサの一端に接続され、前記第１コンデンサの他端が接地され、前記第２素子の他端が前記第２コンデンサの一端に接続され、前記第２コンデンサの他端が接地される。
【００１０】
上記解決手段において、前記第１素子と前記第２素子は、いずれもインダクタと、マイクロストリップラインとを備える。
【００１１】
本発明の実施例は、いずれかの上記ＲＦ電力増幅器を備える基地局をさらに提供する。
【００１２】
本発明の実施例は、インピーダンス調整方法であって、ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間に設置されるインピーダンス調整回路が、プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整すること、を含むインピーダンス調整方法をさらに提供する。
【００１３】
上記解決手段において、前記インピーダンス調整回路は伝送線路を備え、前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することは、伝送線路の長さを調整することにより前記ＲＦ電力増幅器の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することである。
【００１４】
上記解決手段において、前記伝送線路の長さを調整することは、前記伝送線路の長さを前記プリセット周波数ポイントの半波長以下に調整することである。
【００１５】
上記解決手段において、前記インピーダンス調整回路は第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサを備え、前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することは、第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサの値を調整することにより前記ＲＦ電力増幅器の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施例に係るＲＦ電力増幅器、基地局及びインピーダンス調整方法は、ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間に、ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するためのインピーダンス調整回路を設置することにより、ＲＦ電力増幅器の安定性を向上させるとともに、ＲＦ電力増幅器の動作周波数帯域内の性能指標への影響を軽減させる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なＲＦ電力増幅器の構成模式図である。
【図２】本発明の実施例に係るＲＦ電力増幅器の構成模式図である。
【図３】本発明の実施例に係るＲＦ電力増幅器の構成模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る別のＲＦ電力増幅器の構成模式図である。
【図５】本発明の実施例に係る別のＲＦ電力増幅器に対応するスミスチャートの例示模式図である。
【図６】本発明の実施例に係るインピーダンス調整回路を有するＲＦ電力増幅器を備えた基地局の構成模式図である。
【図７】本発明の実施例に係るＲＦ電力増幅器によるインピーダンス調整方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面（必ずしも一定の縮尺で作成されるものていない）において、類似の符号によって各図に示す類似の部材を表示することができる。後の添え字が異なる類似の符号は、類似の部材の異なる例示を表示することができる。図面は本明細書に記載の各実施例を例示的に示したが、各実施例を限定するものではない。
図１は一般的なＲＦ電力増幅器１００の構成模式図であり、図１に示すように、前記ＲＦ電力増幅器１００は、順に接続される入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５及び出力負荷１６を備える。アナログ回路の基礎理論に基づき、ＲＦ電力増幅器１００を１つの２ポートネットワークに等価でき、また、負荷インピーダンスの大きさに基づきスミスチャートによって電力増幅器の安定領域と不安定領域を決定できる。前記２ポートネットワークの負荷インピーダンス値の変更はＲＦ電力増幅器１００が安定領域であるか否かに直接の影響を与える。
【００１９】
それにより、ＲＦ電力増幅器１００が動作周波数帯域外で動作し、且つスミスチャートの不安定領域にあると、自励発振の発生を防止し、ＲＦ電力増幅器１００をスミスチャートの不安定領域から回避するために、ＲＦ電力増幅器１００の構造を基に改良し、ＲＦ電力増幅器１００の負荷インピーダンスを調整することにより、ＲＦ電力増幅器１００をスミスチャートの不安定領域から回避するとともに、ＲＦ電力増幅器１００の動作周波数帯域内の性能指標への影響を軽減させる。
【００２０】
上記事情に鑑みて、本発明の実施例において、ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間にインピーダンス調整回路を設置し、設置されたインピーダンス調整回路により前記ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整する。
【００２１】
図２は本発明の実施例に係るＲＦ電力増幅器の構成模式図であり、図２に示すように、本発明の実施例に係るインピーダンス調整回路を有するＲＦ電力増幅器２００は、入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５及び出力負荷１６を備える。前記ＲＦ電力増幅器２００は、出力伝送線路１５と出力負荷１６との間に設置され、前記ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するように配置されるインピーダンス調整回路２１をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
具体的には、前記インピーダンス調整回路２１は、一端がＲＦ電力増幅器２００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端がＲＦ電力増幅器２００の出力負荷１６の入力端に接続される。
【００２３】
プリセット周波数ポイントについて、ＲＦ電力増幅器２００の出力マッチングネットワーク１４が固定する場合、負荷インピーダンスの大きさを調整するために、インピーダンス調整回路２１によって負荷インピーダンスを変更することができることにより、ＲＦ電力増幅器２００が前記プリセット周波数ポイントでスミスチャートの安定領域で動作して安定的に動作でき、それによりＲＦ電力増幅器２００のプリセット周波数ポイントにおける安定性を根本的に向上させる。前記プリセット周波数ポイントは不安定性のある周波数であり、設計時の実際需要に応じて決められる。
【００２４】
前記インピーダンス調整回路２１は伝送線路によって実現されてもよく、第１素子、第２素子、第１コンデンサ及び第２コンデンサから構成される回路によって実現されてもよく、設計が簡単で、実現しやすい。
【００２５】
以下、明細書の図面及び具体的な実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。
【００２６】
図３は本発明の実施例に係るＲＦ電力増幅器の構成模式図であり、図３に示すように、本発明の実施例に係るインピーダンス調整回路を有するＲＦ電力増幅器３００は、入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５及び出力負荷１６を備える。前記ＲＦ電力増幅器３００は、出力伝送線路１５と出力負荷１６との間に設置され、前記ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するように配置される伝送線路３１をさらに備えることを特徴とする。本実施例では、前記伝送線路３１はインピーダンス調整回路として機能する。
【００２７】
具体的には、前記伝送線路３１は、一端がＲＦ電力増幅器３００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端がＲＦ電力増幅器３００の出力負荷１６の入力端に接続される。伝送線路３１はマイクロストリップライン、ストリップライン、サスペンデッドマイクロストリップ及び同軸ケーブル等を含むが、それらに限定されない。
【００２８】
伝送線路３１の長さを調整することにより、ＲＦ電力増幅器３００の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することができる。伝送線路３１の長さは前記プリセット周波数ポイントの半波長以下である。例えば、設計時の需要に応じて、プリセット周波数ポイントが２．６ＭＨＺであると、ＲＦ電力増幅器３００が不安定領域にあり、長さが０．１８波長、特性インピーダンスが４０オームの伝送線路３１を使用し、伝送線路３１の長さと幅を調整し、伝送線路３１の長さを半波長以下に確保することにより、伝送線路３１はＲＦ電力増幅器３００の２．６ＭＨＺにおける負荷インピーダンスを変更でき、最終的にＲＦ電力増幅器３００をスミスチャートの安定領域にして安定的に動作させる。ここで、異なる特性インピーダンスの伝送線路３１による負荷インピーダンスの調整への作用が異なり、適切な特性インピーダンスを選択することにより、ＲＦ電力増幅器３００の安定性を向上させるとともに、伝送線路３１によるＲＦ電力増幅器３００の動作周波数帯域内の性能への影響を軽減させることができる。
【００２９】
図４は本発明の実施例に係る別のＲＦ電力増幅器４００の構成模式図であり、図４に示すように、本発明の実施例に係るインピーダンス調整回路を有するＲＦ電力増幅器４００は、入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５及び出力負荷１６を備える。前記ＲＦ電力増幅器４００は、出力伝送線路１５と出力負荷１６との接続点に設置され、前記ＲＦ電力増幅器の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するように配置される第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３及び第２コンデンサ４４をさらに備えることを特徴とする。本実施例では、前記第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３及び第２コンデンサ４４は共同にインピーダンス調整回路を構成する。
【００３０】
具体的には、前記第１素子４１の一端がＲＦ電力増幅器４００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端が第２素子４２の一端及び第１コンデンサ４３の一端に接続され、第１コンデンサ４３の他端が接地され、第２素子４２の他端が第２コンデンサ４４の一端に接続され、第２コンデンサ４４の他端が接地される。第１素子４１と第２素子４２はいずれもインダクタ及びマイクロストリップラインを備える。
【００３１】
第１素子４１、第２素子４２及び第１コンデンサ４３の値を調整することによりＲＦ電力増幅器４００の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを効果的に調整できる。第１素子４１、第２素子４２及び第１コンデンサ４３の値は前記プリセット周波数ポイント及び周波数選択ネットワークの基本理論に基づき決められ、且つ第２コンデンサ４４は前記プリセット周波数ポイントにおけるバイパスコンデンサである。
【００３２】
具体的には、第１素子４１が第１インダクタ、第２素子４２が第２インダクタである場合、第２インダクタと第２コンデンサ４４を考慮せず、前記プリセット周波数ポイント
【００３３】
【数１】
2017503409.tif 000003
【００３４】
に基づき、下記の式１が得られる。
【００３５】
【数２】
2017503409.tif 000004
【００３６】
式中、Ｌ１は第１インダクタの値であり、Ｃ１は第１コンデンサ４３の値であり、スミスチャートの安定領域内における負荷インピーダンスの要求と前記プリセット周波数ポイント
【００３７】
【数３】
2017503409.tif 000005
【００３８】
の値に基づき第１インダクタの値と第１コンデンサ４３の値を算出し、Ｌ１とＣ１により負荷インピーダンスを調整する。
【００３９】
第２インダクタと第２コンデンサ４４を考慮すると、前記プリセット周波数ポイント
【００４０】
【数４】
2017503409.tif 000006
【００４１】
について、下記の式２がある。
【００４２】
【数５】
2017503409.tif 000007
【００４３】
式中、Ｌ２は第２インダクタの値であり、Ｌ２を導入し、前記プリセット周波数ポイント
【００４４】
【数６】
2017503409.tif 000008
【００４５】
の値を保持するために、スミスチャートの安定領域内における負荷インピーダンスの要求に基づき、Ｌ１とＬ２の値を調整することにより、Ｌ１をできるだけ大きくし、ＲＦ電力増幅器４００の周波数選択特性の帯域幅が広いので、動作周波数帯域内に大きな影響を与え、Ｌ１の増大によりＲＦ電力増幅器４００が動作周波数帯域内に対して高抵抗特性を示し、負荷インピーダンスの調整によるＲＦ電力増幅器４００への影響を軽減させる。
【００４６】
図５は本発明の実施例に係る別のＲＦ電力増幅器に対応するスミスチャートの例示模式図であり、図５に示すように、例えば、２．１４ＭＨＺで動作する大電力ＲＦ電力増幅器４００の安定性設計を例として説明し、図５の斜線領域はＲＦ電力増幅器４００に対応するスミスチャートの不安定領域を示し、図５の空白領域はＲＦ電力増幅器４００に対応するスミスチャートの安定領域を示す。
【００４７】
ＲＦ電力増幅器４００は２．６ＭＨＺで動作する時、すなわち前記プリセット周波数ポイントが２．６ＭＨＺである時、図５に示すように、Ｍ１がスミスチャートの不安定領域にあり、ＲＦ電力増幅器４００はＭ１点で動作する時、ＲＦ電力増幅器４００の不安定領域を回避するために、コンデンサの直列共振特性に基づき、共振点が２．６ＭＨＺよりやや高いコンデンサ値を選択し、ここでＣ１＝３．３ｐＦを選択し、前記プリセット周波数ポイント及び周波数選択ネットワークの基礎理論からわかるように、Ｌ１＝０．６ｎＨであると、ｆ＝２．６ＭＨＺである。この時、負荷インピーダンスの変化によってＲＦ電力増幅器４００はＭ２点で動作し、図５に示すように、Ｍ２がスミスチャートの安定領域にあり、それによりＲＦ電力増幅器４００は安定的に動作でき、また２．１４ＭＨＺにおける挿入損失が−９．４１ｄＢであり、ＲＦ電力増幅器４００の動作周波数帯域内の性能を大幅に損なう。
【００４８】
これに基づき、Ｌ２とＣ２を導入し、Ｃ２はＲＦ電力増幅器４００の２．６ＭＨＺにおけるバイパスコンデンサであり、Ｃ２を１０ｐＦに選択し、前記プリセット周波数ポイント及び周波数選択ネットワークの基礎理論からわかるように、Ｌ２の値が小さいと、Ｌ１の値が大きくなり、実際のコンデンサレイアウトの要求を考慮し、Ｌ２＝０．３ｎＨである場合、ｆ＝２．６ＭＨＺにしようとすると、Ｌ１＝３ｎＨである。この時、負荷インピーダンスの変化によってＲＦ電力増幅器４００はＭ３点で動作し、図５に示すように、Ｍ３がスミスチャートの安定領域に位置し、それによりＲＦ電力増幅器４００は安定的に動作でき、また、２．１４ＭＨＺにおける挿入損失が−０．３８ｄＢであり、ＲＦ電力増幅器４００がＭ２点で動作する挿入損失より顕著に減少し、ＲＦ電力増幅器４００の動作周波数帯域内の性能への影響を軽減させる。
【００４９】
第１素子４１と第２素子４２がマイクロストリップラインである場合、マイクロストリップラインとインダクタとの等価関係及びマイクロストリップラインの基礎理論に基づき、対応する値を算出することができる。
【００５０】
図６は本発明の実施例に係るインピーダンス調整回路を有する前記ＲＦ電力増幅器を備える基地局の構成模式図であり、図６に示すように、基地局６２はインピーダンス調整回路を有するＲＦ電力増幅器６１を備え、前記ＲＦ電力増幅器６１は、入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５、出力負荷１６、及び出力伝送線路１５と出力負荷１６との間に設置されるインピーダンス調整回路２１を備える。
【００５１】
前記インピーダンス調整回路２１は伝送線路３１によって実現されてもよく、第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３及び第２コンデンサ４４から構成される回路によって実現されてもよい。
【００５２】
インピーダンス調整回路２１が伝送線路３１により実現される場合、図３に示すように、伝送線路３１は一端がＲＦ電力増幅器３００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端がＲＦ電力増幅器３００の出力負荷１６の入力端に接続され、伝送線路３１はマイクロストリップライン、ストリップライン、サスペンデッドマイクロストリップ及び同軸ケーブル等を含むが、それらに限定されない。
【００５３】
伝送線路３１の長さを調整することにより、ＲＦ電力増幅器３００の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを効果的に調整することができる。伝送線路３１の長さがプリセット周波数ポイントの半波長以下である。
【００５４】
インピーダンス調整回路２１は第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３及び第２コンデンサ４４から構成される回路により実現される場合、図４に示すように、第１素子４１の一端がＲＦ電力増幅器４００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端が第２素子４２の一端及び第１コンデンサ４３の一端に接続され、第１コンデンサ４３の他端が接地され、第２素子４２の他端が第２コンデンサ４４の一端に接続され、第２コンデンサ４４の他端が接地される。第１素子４１と第２素子４２はいずれもインダクタ及びマイクロストリップラインを備える。第１素子４１、第２素子４２及び第１コンデンサ４３の値を調整することにより、ＲＦ電力増幅器４００の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを効果的に調整することができる。第１素子４１、第２素子４２及び第１コンデンサ４３の値は前記プリセット周波数ポイント及び周波数選択ネットワークの基礎理論に基づき決められ、また、第２コンデンサ４４は前記プリセット周波数ポイントにおけるバイパスコンデンサである。
【００５５】
具体的には、第１素子４１が第１インダクタ、第２素子４２が第２インダクタである場合、第２インダクタと第２コンデンサ４４を考慮せず、前記プリセット周波数ポイント
【００５６】
【数７】
2017503409.tif 000009
【００５７】
に基づき、下記の式１が得られる。
【００５８】
【数８】
2017503409.tif 000010
【００５９】
式中、Ｌ１は第１インダクタの値であり、Ｃ１は第１コンデンサの値であり、スミスチャートの安定領域内における負荷インピーダンスの要求と前記プリセット周波数ポイントの値に基づき第１インダクタの値と第１コンデンサ４３の値を算出し、Ｌ１とＣ１の値を調整するにより負荷インピーダンスを調整する。
【００６０】
第２インダクタと第２コンデンサ４４を考慮すると、前記プリセット周波数ポイント
【００６１】
【数９】
2017503409.tif 000011
【００６２】
について、下記の式２がある。
【００６３】
【数１０】
2017503409.tif 000012
【００６４】
式中、Ｌ２は第２インダクタの値であり、Ｌ２を導入し、前記プリセット周波数ポイント
【００６５】
【数１１】
2017503409.tif 000013
【００６６】
の値を保持するために、スミスチャートの安定領域内における負荷インピーダンスの要求に基づき、Ｌ１とＬ２の値を調整することにより、Ｌ１をできるだけ大きくし、ＲＦ電力増幅器４００の周波数選択特性の帯域幅が広いので、動作周波数帯域内に大きな影響を与え、Ｌ１の増大によりＲＦ電力増幅器４００が動作周波数帯域内に対して高抵抗特性を示し、負荷インピーダンスの調整によるＲＦ電力増幅器４００への影響を軽減させる。
【００６７】
図７は本発明の図３及び図４に示すＲＦ電力増幅器によるインピーダンス調整方法のフローチャートであり、図７に示すように、前記方法は以下のステップを含む。
【００６８】
ステップ７０１：ＲＦ電力増幅器の出力伝送線路と出力負荷との間にインピーダンス調整回路を設置する。
【００６９】
ここで、前記ＲＦ電力増幅器は、図２に示すように、入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５、出力負荷１６、及び出力伝送線路１５と出力負荷１６との間に設置されるインピーダンス調整回路２１を備える。
【００７０】
前記インピーダンス調整回路２１は伝送線路３１によって実現される場合、図３に示すように、前記伝送線路３１は一端がＲＦ電力増幅器３００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端がＲＦ電力増幅器３００の出力負荷１６の入力端に接続され、伝送線路の長さを調整することにより、前記ＲＦ電力増幅器の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整する。前記伝送線路はマイクロストリップライン、ストリップライン、サスペンデッドマイクロストリップ及び同軸ケーブルを含むが、それらに限定されない。
【００７１】
前記インピーダンス調整回路２１は第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３及び第２コンデンサ４４から構成される回路により実現される場合、図４に示すように、入力伝送線路１１、入力マッチングネットワーク１２、電力増幅器１３、出力マッチングネットワーク１４、出力伝送線路１５、出力負荷１６、及び出力伝送線路１５と出力負荷１６との接続点に設置され、前記ＲＦ電力増幅器のプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整するように配置される第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３、第２コンデンサ４４を備える。
【００７２】
前記第１素子４１の一端がＲＦ電力増幅器４００の出力伝送線路１５の出力端に接続され、他端が第２素子４２の一端及び第１コンデンサ４３の一端に接続され、第１コンデンサ４３の他端が接地され、第２素子４２の他端が第２コンデンサ４４の一端に接続され、第２コンデンサ４４の他端が接地される。第１素子４１と第２素子４２はいずれもインダクタ及びマイクロストリップラインを備える。
【００７３】
ステップ７０２：設置されたインピーダンス調整回路がプリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整する。
【００７４】
ここで、前記プリセット周波数ポイントは不安定性のある周波数であり、設計時の実際需要に応じて決められる。
【００７５】
前記インピーダンス調整回路２１は伝送線路３１によって実現される場合、伝送線路３１の長さを調整することにより、ＲＦ電力増幅器３００の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを調整することができる。伝送線路３１の長さが前記プリセット周波数ポイントの半波長以下である。
【００７６】
前記インピーダンス調整回路２１は第１素子４１、第２素子４２、第１コンデンサ４３及び第２コンデンサ４４から構成される回路によって実現される場合、第１素子４１、第２素子４２及び第１コンデンサ４３の値を調整することによりＲＦ電力増幅器４００の前記プリセット周波数ポイントにおける負荷インピーダンスを効果的に調整できる。第１素子４１、第２素子４２及び第１コンデンサ４３の値は前記プリセット周波数ポイント及び周波数選択ネットワークの基礎理論に基づき決められ、且つ第２コンデンサ４４は前記プリセット周波数ポイントにおけるバイパスコンデンサである。
【００７７】
具体的には、第１素子４１が第１インダクタ、第２素子４２が第２インダクタである場合、第２インダクタと第２コンデンサ４４を考慮せず、前記プリセット周波数ポイント
【００７８】
【数１２】
2017503409.tif 000014
【００７９】
に基づき、下記の式１が得られる。
【００８０】
【数１３】
2017503409.tif 000015
【００８１】
式中、Ｌ１は第１インダクタの値であり、Ｃ１は第１コンデンサ４３の値であり、スミスチャートの安定領域内における負荷インピーダンスの要求と前記プリセット周波数ポイント
【００８２】
【数１４】
2017503409.tif 000016
【００８３】
の値に基づき第１インダクタの値と第１コンデンサ４３の値を算出し、Ｌ１とＣ１により負荷インピーダンスを調整する。
【００８４】
第２インダクタと第２コンデンサ４４を考慮すると、前記プリセット周波数ポイント
【００８５】
【数１５】
2017503409.tif 000017
【００８６】
について、下記の式２がある。
【００８７】
【数１６】
2017503409.tif 000018
【００８８】
式中、Ｌ２は第２インダクタの値であり、Ｌ２を導入し、前記プリセット周波数ポイント
【００８９】
【数１７】
2017503409.tif 000019
【００９０】
の値を保持するために、スミスチャートの安定領域内における負荷インピーダンスの要求に基づき、Ｌ１とＬ２の値を調整することにより、Ｌ１をできるだけ大きくし、ＲＦ電力増幅器４００の周波数選択特性の帯域幅が広いので、動作周波数帯域内に大きな影響を与え、Ｌ１の増大によりＲＦ電力増幅器４００が動作周波数帯域内に対して高抵抗特性を示し、負荷インピーダンスの調整によるＲＦ電力増幅器４００への影響を軽減させる。
【００９１】
第１素子４１と第２素子４２がマイクロストリップラインである場合、マイクロストリップラインとインダクタとの等価関係及びマイクロストリップラインの基礎理論に基づき、対応する値を算出することができる。
【００９２】
以上のように、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神や原則を逸脱せずに行ったいかなる変更、同等置換や改良等は、本発明の保護範囲に属する。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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