(57)【要約】【課題】ＭＦ／ＨＦ帯の電力増幅器においては、出力トランスの２次側にキャパシタを挿入し、インピーダンスマッチングの調整を行うことにより、特に高域の効率等の改善を行っている。しかし、使用周波数帯域が広いため、キャパシタの周波数特性により、低域、中域での特性改善に効果が小さい。このため、周波数毎に最適なキャパシタにする必要がある。【解決手段】電力増幅器の出力トランスの２次側に周波数マッチング用の複数のキャパシタを備え、このキャパシタを選択するためのスイッチ回路を備え、電力増幅器への流入電流を検出する電流検出回路と電力増幅器からの電力を検出する電力検出回路を備え、電流検出回路の検出出力が最小かつ電力検出回路からの検出出力が最大になるように前記スイッチ回路を制御するＳＷ制御回路を備えることにより効率を最大にするキャパシタを選択する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＦ／ＨＦ帯電力増幅器において、出力トランスの２次側に周波数マッチング用の複数のキャパシタを備え、このキャパシタを選択するためのスイッチ回路を備え、電力増幅器への流入電流を検出する電流検出回路と電力増幅器からの電力を検出する電力検出回路を備え、電流検出回路の検出出力が最小かつ電力検出回路からの検出出力が最大になるように前記スイッチ回路を制御するＳＷ制御回路を備えることにより効率を最大にするキャパシタを選択できる電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＦ／ＨＦ帯（１．６ＭＨｚ〜３０．０ＭＨｚ）で使用する無線機の送信機で使用されるような、周波数範囲の広い高周波電力増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波電力増幅器は、高効率が得られる非線形領域で動作させると歪み特性が劣化し、逆に歪み特性が良い線形領域で動作させると効率が劣化する。非特許文献１に示すように、効率は増幅に用いるトランジスタのドライブクラスや、負荷インピーダンスの選び方、高調波処理により大きく変動する。
【０００３】
高周波電力増幅器の効率を向上させるための手法としては、特許文献１に示されているように、バックオフ動作時の効率を向上させるドハティ増幅器や、増幅器を常に飽和動作させるＬＩＮＣ（Ｌｉｎｅａｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）がある。しかし、これらの手法は増幅器内に１／４波長伝送線路を用いて実現している。
【０００４】
１／４波長伝送線路は基板上に形成されたパターンにより構成させており、周波数によりパターン長、パターン幅が異なる。本増幅器のような、使用周波数範囲の広く波長が長い周波数帯で使用することを想定すると、周波数毎に伝送線路を設けることや、１／４波長伝送線路を設けることは回路が大きく複雑になるため、実現は困難である。
【０００５】
【非特許文献１】伊藤康之，高木直，”ＭＭＩＣ技術の基礎と応用”，リアライズ社，１９９６年５月，ｐ２９−３１
【特許文献１】特開２００６−３３９８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記したような１／４波長伝送線路による補償回路は、主にＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯で使用されていることが殆どである。しかし、ＭＦ／ＨＦ帯での使用は回路が大きくなり実現が困難であるので使用できない。
【０００７】
ＭＦ／ＨＦ帯の電力増幅器の基本回路図は図１のようになっており、出力トランスＴ１０１の１次側および２次側にキャパシタＣ１０１およびＣ１０２を挿入し、インピーダンスマッチングの調整を行うことにより、特に高域の効率等の改善を行っている。しかし、使用周波数帯域が広く、キャパシタの周波数特性により、低域、中域での特性改善に効果が小さい。このため、周波数毎に最適なキャパシタにする必要がある。
本発明は、回路構成が簡潔で効率を改善する回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の目的を達成するために次のように構成している。
【０００９】
すなわち、ＭＦ／ＨＦ帯電力増幅器において、出力トランスの２次側に周波数マッチング用の複数のキャパシタを備え、このキャパシタを選択するためのスイッチ回路を備え、電力増幅器への流入電流を検出する電流検出回路と電力増幅器からの電力を検出する電力検出回路を備え、電流検出回路の検出出力が最小かつ電力検出回路からの検出出力が最大になるように前記スイッチ回路を制御するＳＷ制御回路を備えることにより効率を最大にするキャパシタを選択できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低域、中域、高域の全域で効率が改善される効果が見込める。
【実施例】
【００１１】
図２に示すように、電力増幅器の電力増幅回路３０１の出力トランスＴ１０１の２次側のマッチング回路３０２に複数のキャパシタＣ１〜Ｃｎを用意し、周波数によって容量を変更できるように複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを設ける。
【００１２】
次に、最良の効率にするためのキャパシタＣ１〜Ｃｎの選択方法について図３で示す。
【００１３】
図３に示すように、電力増幅回路３０１に流入する電流を電流検出回路３０３で検出して電流量に比例する信号ＩｃをＳＷ制御回路３０５に供給する。また、電力増幅回路３０１からの電力を電力検出回路３０４で検出して電力量に比例する信号ＶｆをＳＷ制御回路３０５に供給する。
【００１４】
ＳＷ制御回路３０５では電流検出回路３０３からの検出出力Ｉｃが最小になり、電力検出回路３０４からの検出出力Ｖｆが最大になるようなキャパシタＣ１〜Ｃｎを選択するようにＳＷ回路３０６を制御する。このようにして電力増幅器が最大の効率が得られるようになる。
【００１５】
次に、電流検出回路３０３の電流検出回路例を図４に示す。図４に示すように、電流検出用シャント抵抗Ｒｓを用いて、電流検出はシャント抵抗Ｒｓによる電圧降下をＩＣのＶｏｕｔにより検出する。
【００１６】
次に、電力検出回路３０４の電力検出回路例を図５に示す。図５に示すように、カレントトランスにより電流Ｉｐを、コンデンサＣｐ１、Ｃｐ２の分圧電圧Ｖｐの検出を行い、各値の差を使用してＶｆを検出する。
【００１７】
ＳＷ制御回路３０５は、図６に示すように、コンデンサＣ１〜Ｃｎを切り換えたときのＶｆ、Ｉｃの値をＣＰＵのＡ／Ｄにて読み込み、この値を比較することにより最適値になるようＳＷ回路３０６を制御する。
このように本発明は低域、中域、高域の全域で効率が改善され利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＭＦ／ＨＦ帯の電力増幅器の基本回路図である。
【図２】提案するＭＦ／ＨＦ帯の電力増幅器の基本回路図である。
【図３】提案するＭＦ／ＨＦ帯の電力増幅器の制御系統図である。
【図４】電流検出回路の例である。
【図５】電力検出回路の例である。
【図６】ＳＷ回路をＳＷ制御回路で制御する例である。
【符号の説明】
【００１９】
Ｔ１０１  出力トランス
Ｃ１０１、Ｃ１０２      キャパシタ
Ｃ１〜Ｃｎ  キャパシタ
ＳＷ１〜ＳＷｎ    スイッチ
３０１  電力増幅回路
３０２  マッチング回路
３０３  電流検出回路
３０４  電力検出回路
３０５  ＳＷ制御回路
３０６  ＳＷ回路
【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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