(57)【要約】ドハティ型増幅部２１〜２５を有して構成される増幅器で、回路面積を小さくして小型化を図る。また、湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図る。一例として、ドハティ型増幅部２１〜２５に含まれる１／４波長線路２３、２４の一つ以上を構成する基板３の誘電率を、周囲の基板２の誘電率と比べて高くした。一例として、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の出力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、
ドハティ型増幅部の一部分或いは全部分を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くし、
ドハティ型増幅部の一部分を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した、
ことを特徴とする増幅器。
【請求項２】
ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、
ドハティ型増幅部に含まれる１／４波長線路の一つ以上を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くした、
ことを特徴とする増幅器。
【請求項３】
ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、
ドハティ型増幅部を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くした、
ことを特徴とする増幅器。
【請求項４】
ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、
ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の出力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した、
ことを特徴とする増幅器。
【請求項５】
ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、
ドハティ型増幅部に含まれるピーク増幅器の入力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した、
ことを特徴とする増幅器。
【請求項６】
ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、
ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器からの出力とピーク増幅器からの出力を合成する合成回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した、
ことを特徴とする増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ  ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの移動通信システムを構成する基地局装置などで使用される増幅器に関し、特に、装置の高効率化を図るドハティ型増幅器を備えた高周波の電力増幅器などを小型化する技術に関する。
また、本発明は、このような基地局装置などで使用される増幅器に関し、特に、装置の高効率化を図るドハティ型増幅器を備えた高周波の電力増幅器においてドハティ特性を安定化する技術に関する。
【背景技術】  近年、無線通信分野では、携帯電話システムの携帯端末装置などに代表されるように、装置の小型化が求められている。また、小型化の要求は基地局装置などについても同様にあり、それに伴って、全体の消費電力に大きく影響する電力増幅器の高効率化が要求されている。特に、基地局装置では、高周波増幅器とアンテナとの間におけるケーブル損失の低減などの目的から高周波増幅器をアンテナ近傍に設置する場合も多く、このため、高周波増幅器の小型化と高効率化が強く求められている。
一般に、半導体素子を使用した高周波電力増幅器の効率は出力が大きくなるほど高くなり、飽和出力の近傍で最も効率が高くなる。また、飽和出力のレベルは、使用する半導体素子の大きさに依存する。このため、低出力時の効率を良くしようとして、小さい半導体素子を使用して飽和出力レベルが低い増幅器を作ると、高出力時に必要とする出力が得られない。逆に、大きい半導体素子を使用して高出力時に高効率となる増幅器を作ると、低出力時に効率が低下する。
このように、一個の増幅器を高出力時と低出力時の両方で高効率となるように動作させることは極めて難しい。
このような問題を解決するために、いわゆるドハティ型増幅器が開発された。
第５図には、ドハティ型増幅器の標準的な構成例を示してある。
本例のドハティ型増幅器は、入力端子７１と出力端子７２との間に、入力端子７１からの入力信号を２つに分配する電力分配器８１と、分配されたそれぞれの信号を処理する２つの信号処理系を備えている。一方の信号処理系は、Ａ級又はＡＢ級又はＢ級のいずれかにバイアスされた増幅器として構成されるキャリア増幅器８２と、１／４波長線路８３を直列に接続して有している。他方の信号処理系は、１／４波長線路８４と、Ｂ級又はＣ級のいずれかにバイアスされた増幅器として構成されるピーク増幅器８５を直列に接続して有している。
本例のドハティ型増幅器により行われる動作の一例を示す。
入力端子７１に入力された高周波信号の入力電力が小さい場合には、キャリア増幅器８２は、Ａ級又はＡＢ級又はＢ級にバイアスされており、入力信号の入力レベルにかかわらず増幅動作を実行して増幅信号を出力する。一方、ピーク増幅器８５は、Ｂ級又はＣ級にバイアスされており、瞬時入力電力のレベルが小さい場合には、ピーク増幅器８５はオフ状態であり、ピーク増幅器８５の直流消費電力はゼロ（０）或いは十分に小さく、ドハティ型増幅器としての効率も高い。
また、瞬時入力電力のレベルが十分に大きい場合には、ピーク増幅器８５がオン状態となって、当該ピーク増幅器８５への入力信号を増幅し、出力信号を発生する。そして、キャリア増幅器８２からの出力電力とピーク増幅器８５からの出力電力とを合成して出力端子７２から出力することにより、結果として、大きな飽和電力を有する増幅器を構成することとなる。
なお、ドハティ型増幅器は、単にＡ級又はＡＢ級又はＢ級にバイアスされた増幅器（キャリア増幅器８２）とＢ級又はＣ級にバイアスされた増幅器（ピーク増幅器８５）とを組み合わせた回路として得られるばかりでなく、キャリア増幅器８２の出力側に設けられた１／４波長線路８３の機能に基づいてキャリア増幅器８２の見かけの負荷インピーダンスを変化させることにより一層の高効率化を実現することが為されている。
［特許文献１］
特開２００１−２４４７５１号公報
しかしながら、ドハティ型増幅器は、上述のように飽和出力が高い高出力増幅器を単独で使用する場合と比べて高効率であるものの、構成回路の複雑化により回路面積が大きくなってしまうといった問題があった。
ここで、このような問題を解決するために、例えば、装置基板を全て高誘電率の材料で構成する手法も考えられるが、一般に高誘電率材料は高価であり、特にセラミックス系の高誘電率基板材料は割れ易く、装置全体を１枚基板で製作することは非常に難しい。更には、高誘電率基板では低誘電率基板に比べて、高いパタン精度が要求される。このため、装置内の基板を全て高誘電率化することは、装置としての小型化には貢献するが、基板材のコストアップのみならず、製作上の歩留まりの悪化や、基板精度管理等による多大なコストアップをもたらすといった問題がある。
また、ドハティ型増幅器は、上述のように飽和出力が高い高出力増幅器を単独で使用する場合と比べて高効率であるものの、構成回路が複雑化して、種々な要因による構成回路の物理的変化により影響され、例えば、基板材の吸湿による誘電率の変動がもたらす電気長の変化や、温度による基板収縮がもたらす寸法の変化が無視できない程度に大きくなってしまう。これらの基板の電気的特性の変化は、ドハティ型増幅器の本来あるべき特性の動作を妨げる要因となってしまう。
ここで、このような問題を解決するために、例えば、ドハティ型増幅器を全て高安定な基板材料で構成する手法も考えられるが、セラミック基板等に代表される安定材料は高価であり、装置のコストアップをもたらす。また、セラミック基板を使用する場合には、割れなどの可能性があるため、大きな面積を一枚の基板で作ることは難しい。
本発明は、上記のような従来の事情に鑑み為されたもので、ドハティ型増幅器を備えた構成において、回路面積を小さくして小型化を図ることができる増幅器を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のような従来の事情に鑑み為されたもので、ドハティ型増幅器を備えた構成において、ドハティ型増幅器の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる増幅器を提供することを目的とする。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部に含まれる１／４波長線路の一つ以上を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くした。
従って、ドハティ型増幅部に含まれる一つ以上の１／４波長線路を、比較的高い誘電率を有する基板を用いて構成することにより、ドハティ型増幅部を備えた構成において、例えば当該一つ以上の１／４波長線路の回路面積が小さくなるため、増幅器の回路面積を小さくして小型化を図ることができる。
ここで、ドハティ型増幅部の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、第５図に示されるような構成を用いることが可能である。
また、基板や、基板の誘電率としては、種々なものが用いられてもよい。
また、増幅器の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、ドハティ型増幅部と、高周波増幅部（高周波増幅器）と、アイソレータ部（アイソレータ）を備えたような構成を用いることができる。
本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くした。
従って、ドハティ型増幅部を、比較的高い誘電率を有する基板を用いて構成することにより、ドハティ型増幅部を備えた構成において、例えばドハティ型増幅部が有する周波数に依存する構成要素の回路面積が小さくなるため、増幅器の回路面積を小さくして小型化を図ることができる。
ここで、ドハティ型増幅部の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、第５図に示されるような構成を用いることが可能である。
また、基板や、基板の誘電率としては、種々なものが用いられてもよい。
また、増幅器の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、ドハティ型増幅部と、高周波増幅部（高周波増幅器）と、アイソレータ部（アイソレータ）を備えたような構成を用いることができる。
上記目的を達成するため、本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の出力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、ドハティ型増幅部の構成要素であるキャリア増幅器の出力回路を物理的に安定な基板で構成することにより、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
一構成例として、ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の出力回路を形成する線路部分の基板材を、周囲の部分（或いは、他の部分）と比べて、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材とした構成を用いることが可能である。
ここで、ドハティ型増幅部の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、第５図に示されるような構成を用いることが可能である。
また、基板としては、種々なものが用いられてもよい。
また、物理的に安定な基板材としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、吸湿による誘電率の変動がもたらす電気長の変化が十分に小さいようなものや、温度による基板収縮がもたらす寸法の変化が十分に小さいようなものが用いられる。
また、キャリア増幅器としては、例えば、増幅対象となる信号のレベルにかかわらず当該信号を増幅するように動作する増幅器が用いられる。ドハティ型増幅部は、例えば、増幅対象となる信号のレベルが比較的低いときから常に動作するキャリア増幅器と、増幅対象となる信号のレベルが比較的高いときにのみ動作するピーク増幅器を備える。
また、増幅器の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、ドハティ型増幅部と、当該ドハティ型増幅部の前段（入力側）に設けられる高周波増幅部（高周波増幅器）と、当該ドハティ型増幅部の後段（出力側）に設けられるアイソレータ部（アイソレータ）を備えたような構成を用いることができる。
本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部に含まれるピーク増幅器の入力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、ドハティ型増幅部の構成要素であるピーク増幅器の入力回路を物理的に安定な基板で構成することにより、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
一構成例として、ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、ドハティ型増幅部に含まれるピーク増幅器の入力回路を形成する線路部分の基板材を、周囲の部分（或いは、他の部分）と比べて、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材とした構成を用いることが可能である。
ここで、ドハティ型増幅部の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、第５図に示されるような構成を用いることが可能である。
また、基板としては、種々なものが用いられてもよい。
また、物理的に安定な基板材としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、吸湿による誘電率の変動がもたらす電気長の変化が十分に小さいようなものや、温度による基板収縮がもたらす寸法の変化が十分に小さいようなものが用いられる。
また、ピーク増幅器としては、例えば、増幅対象となる信号のレベルがピークとなるところの当該信号を増幅するように動作する増幅器が用いられる。ドハティ型増幅部は、例えば、増幅対象となる信号のレベルが比較的低いときから常に動作するキャリア増幅器と、増幅対象となる信号のレベルが比較的高いときにのみ動作するピーク増幅器を備える。
また、増幅器の構成としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、ドハティ型増幅部と、当該ドハティ型増幅部の前段（入力側）に設けられる高周波増幅部（高周波増幅器）と、当該ドハティ型増幅部の後段（出力側）に設けられるアイソレータ部（アイソレータ）を備えたような構成を用いることができる。
本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器からの出力とピーク増幅器からの出力を合成する合成回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、ドハティ型増幅部の構成要素である合成回路を物理的に安定な基板で構成することにより、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
一構成例として、ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器からの出力とピーク増幅器からの出力を合成する合成回路を形成する線路部分の基板材を、周囲の部分（或いは、他の部分）と比べて、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材とした構成を用いることが可能である。
本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部に含まれるピーク増幅器の出力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、ドハティ型増幅部の構成要素であるピーク増幅器の出力回路を物理的に安定な基板で構成することにより、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
一構成例として、ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、ドハティ型増幅部に含まれるピーク増幅器の出力回路を形成する線路部分の基板材を、周囲の部分（或いは、他の部分）と比べて、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材とした構成を用いることが可能である。
本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の入力回路を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、ドハティ型増幅部の構成要素であるキャリア増幅器の入力回路を物理的に安定な基板で構成することにより、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
一構成例として、ドハティ型増幅部を有して構成される増幅器において、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の入力回路を形成する線路部分の基板材を、周囲の部分（或いは、他の部分）と比べて、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材とした構成を用いることが可能である。
また、本発明に係る増幅器では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、次のような構成とした。
すなわち、ドハティ型増幅部の一部分或いは全部分を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くし、且つ、ドハティ型増幅部の一部分を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、ドハティ型増幅部を備えた構成において、増幅器の回路面積を小さくして小型化を図ることができるとともに、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の実施例に係る高効率高周波増幅装置の構成例を示す図である。
第２図は、本発明の実施例に係る高効率高周波増幅装置の基板の構成例を示す図である。
第３図は、本発明の実施例に係る高効率高周波増幅装置の構成例を示す図である。
第４図は、本発明の実施例に係るドハティ型増幅器の構成例を示す図である。
第５図は、ドハティ型増幅器の構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、第１実施例〜第６実施例を説明する。
これらの本実施例では、例えば無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）などの高周波数の信号を増幅して高い効率を実現する増幅装置（高効率高周波増幅装置）に本発明を適用した場合を示す。当該増幅装置は、例えば、基地局装置などの通信装置で使用される。
具体的には、ドハティ型増幅器を有する高周波増幅装置を構成するに当たって、装置の基板構成として誘電率が異なる基板を用い、ドハティ型増幅器を形成するために必要な例えば１／４波長線路や、整合回路や、バイアス回路や、分配回路や、合成回路などを高誘電率の基板部により設ける。例えば、ドハティ型増幅器が有する少なくともいずれか一つ以上の１／４波長線路部分の基板を周囲の基板より高誘電率な基板とする構成や、ドハティ型増幅器部分の基板を周囲の基板より高誘電率な基板とする構成などを用いることが可能である。これにより、ドハティ型増幅器を用いることにより生じる回路占有面積の増大を抑えることができ、小型な高効率高周波増幅装置を実現することができる。
【実施例１】  本発明の第１実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
第１図には、本例の高効率高周波増幅装置の構成例を示してある。
本例の高効率高周波増幅装置は、ケース１の中に、低い誘電率の基板（低誘電率基板）２と、高い誘電率の基板（高誘電率基板）３を備えており、また、ケース１に、高周波数の信号を入力するコネクタ（高周波入力コネクタ）４と、高周波数の信号を出力するコネクタ（高周波出力コネクタ）５を備えている。低誘電率基板２の誘電率は高誘電率基板３の誘電率と比べて低く、つまり、高誘電率基板３の誘電率は低誘電率基板２の誘電率と比べて高い。
ここで、低誘電率基板２としては、例えば、比誘電率４．３のＦＲ−４基板が用いられている。また、高誘電率基板３としては、例えば、比誘電率９．８のセラミック基板が用いられている。
高誘電率基板３には、例えば第５図に示されるのと同様な構成要素から成るドハティ型増幅器が設けられている。本例のドハティ型増幅器は、電力分配器２１を備え、一方の分配信号について、Ａ級又はＡＢ級又はＢ級のいずれかにバイアスされた増幅器として構成されるキャリア増幅器２２と、１／４波長線路２３を備え、他方の分配信号について、１／４波長線路２４と、Ｂ級又はＣ級のいずれかにバイアスされた増幅器として構成されるピーク増幅器２５を備える。
低誘電率基板２には、高周波入力コネクタ４とドハティ型増幅器の入力端との間に、ドライブ段として使用される２個の高周波増幅器１１、１２を直列に接続して備えており、また、ドハティ型増幅器の出力端と高周波出力コネクタ５との間に、アイソレータ１３を備えている。
なお、本例では、低誘電率基板２に、制御回路や電源回路等も実装されるが、図示や詳しい説明は省略する。また、本例では、異種の基板間における高周波接続についても図示や詳しい説明を省略するが、例えば、所要周波数で損失が少ない素子を使用する手法として、周波数特性を考慮したチップコンデンサ等のチップを介した接続を行う手法や、金リボン或いはワイヤボンディング等を使用する手法のように、既知の手法により容易に接続を実現することが可能である。
ここで、本例のようなドハティ型増幅器では、構成要素２１〜２５の中に、周波数に依存する伝送線路、言い換えれば電気長に依存する伝送線路として、いわゆる１／４波長線路２３、２４が存在するため、伝送線路のレイアウトを工夫しても、占有面積の縮小には限界がある。
そこで、本例では、ドハティ型増幅器の部分の基板を比較的高い誘電率を有する高誘電率基板３とし、他の部分の基板を比較的低い誘電率を有する低誘電率基板２とした。本例の構成では、例えばケース１内の全ての回路１１〜１３、２１〜２５の基板を低誘電率基板２とした場合と比べて、約半分の面積で構成することできる。具体的には、誘電率により電気長換算すると、面積比は、（４．３／９．８×１００）＝４３．９パーセント（％）となる。これにより、高効率高周波増幅装置の小型化を実現することができる。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、少なくとも一つ以上の高周波増幅器１１、１２と、ドハティ型増幅器を有した構成において、当該一つ以上の高周波増幅器１１、１２を低誘電率な基板材（低誘電率基板２）で回路構成し、当該ドハティ型増幅器を、当該一つ以上の高周波増幅器１１、１２に使用する基板材（低誘電率基板２）と比べて高誘電率である基板材（高誘電率基板３）で回路構成し、これらを組み合わせた。これにより、高周波増幅装置の高効率化且つ小型化を実現した。
具体的には、本例では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）２１〜２５を有して構成される増幅器（本例では、高効率高周波増幅装置）において、ドハティ型増幅部２１〜２５に含まれる１／４波長線路２３、２４の一つ以上を構成する基板３の誘電率を、周囲の基板２の誘電率と比べて高くした。また、本例では、更に、ドハティ型増幅部２１〜２５の全体を構成する基板３の誘電率を、周囲の基板２の誘電率と比べて高くした。
従って、本例の高効率高周波増幅装置では、高効率化のためにドハティ型増幅器を適用した高周波増幅装置において、ドハティ型増幅器を構成する回路等の占有面積の大きな回路部分に高誘電率基板３を使用することにより、装置を小型化することができ、例えば、装置を構成する回路の全てを高誘電率基板で実現するような場合と比べて、安価で製作の容易な高効率増幅装置を実現することができる。
このように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器を適用することによる高周波増幅装置の回路面積の増大を抑えることができ、高効率であり、尚且つ、小型な装置を実現することができる。
ここで、低誘電率基板２の材料や、高誘電率基板３の材料としては、それぞれ、種々なものが用いられてもよい。
【実施例２】  本発明の第２実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置は、例えば第１図に示されるような装置構成において、低誘電率基板２と高誘電率基板３を張り合わせて、一枚基板とした形態を有している。これにより、高効率高周波増幅装置の小型化を実現する。
図２には、本例の高効率高周波増幅装置の基板の構成例を示してある。
具体的には、低誘電率基板３１、３２、３３（低誘電率基板２に対応するもの）と高誘電率基板３４（高誘電率基板３に対応するもの）から成る張り合わせのコンポジット基板の一例を示してあり、断面の様子を示してある。また、スルーホール３５の一例や、導体３６の一例も示してある。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、少なくとも一つ以上の高周波増幅器１１、１２と、ドハティ型増幅器と、誘電率が異なる複数の基板材を一枚に張り合わせた基板を有する構成において、当該ドハティ型増幅器を当該張り合わせ基板の高誘電率基板部分に構成した。これにより、高周波増幅装置の高効率化且つ小型化を実現した。
【実施例３】  本発明の第３実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
第３図には、本例の高効率高周波増幅装置の構成例を示してある。
本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器ばかりでなく２個の高周波増幅器５１、５２やアイソレータ５８も高誘電率基板４３に設けている。
具体的には、高周波入力コネクタ４４及び高周波出力コネクタ４５を有するケース４１の中に、低誘電率基板４２及び高誘電率基板４３を備えており、また、高誘電率基板４３には、ドハティ型増幅器を構成する電力分配器５３とキャリア増幅器５４と２個の１／４波長線路５５、５６とピーク増幅器５７を備えているとともに、ドハティ型増幅器の前段に２個の高周波増幅器５１、５２を備えており、ドハティ型増幅器の後段にアイソレータ５８を備えている。
また、本例では、制御回路や電源回路等を低誘電率基板４２に実装して構成してあり、これら以外の高周波信号処理部分を高誘電率基板４３に実装して構成してある。
なお、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器の構成や、各回路素子４１〜４５、５１〜５８の構成や、全体的な構成としては、概略的には、例えば、第１図に示される高効率高周波増幅装置と同様なものを用いている。
ここで、ドハティ型増幅器では、周波数に依存する構成要素が必要であるため、高誘電率基板４３上で回路構成することが有効であり、また、他の高周波信号処理部分（本例では、例えば、高周波増幅器５１、５２やアイソレータ５８）についても、パタン形成による整合回路や、バイアス回路等を用いることが多く、高誘電率基板４３を用いることにより、占有面積の縮小効果を得ることが可能である。これにより、本例では、高効率高周波増幅装置の更なる小型化が可能となる。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、少なくとも一つ以上の高周波増幅器５１、５２と、ドハティ型増幅器と、これらの増幅器の１以上に付随する電源回路や制御回路等を有する構成において、当該一つ以上の高周波増幅器５１、５２とドハティ型増幅器を含む高周波回路部分を高誘電率な基板材（高誘電率基板４３）で回路構成し、当該付随する電源回路や制御回路等を経済的なガラスエポキシ等の低誘電率な基板材（低誘電率基板４２）で回路構成し、これらを組み合わせた。これにより、高周波増幅装置の高効率化且つ小型化を実現した。
具体的には、本例では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）５３〜５７を有して構成される増幅器（本例では、高効率高周波増幅装置）において、ドハティ型増幅部５３〜５７に含まれる１／４波長線路５５、５６の一つ以上を構成する基板４３の誘電率を、周囲の基板４２の誘電率と比べて高くした。また、本例では、更に、ドハティ型増幅部５３〜５７の全体を構成する基板４３の誘電率を、周囲の基板４２の誘電率と比べて高くした。
【実施例４】  本発明の第４実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、例えば第３図に示される装置構成において、低誘電率基板４２と高誘電率基板４３とを張り合わせて、一枚基板とした形態を用いている。具体的には、例えば、第２図に示されるのと同様な基板の構成を用いる。これにより、高効率高周波増幅装置の小型化を実現することができる。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、少なくとも一つ以上の高周波増幅器５１、５２と、ドハティ型増幅器と、これらの増幅器の１以上に付随する電源回路や制御回路等と、誘電率が異なる複数の基板材を一枚に張り合わせた基板を有する構成において、当該一つ以上の高周波増幅器５１、５２とドハティ型増幅器を含む高周波回路部分を高誘電率な基板材（高誘電率基板４３）で回路構成した。これにより、高周波増幅装置の高効率化且つ小型化を実現した。
【実施例５】  本発明の第５実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器の電力分配回路部分までを低誘電率基板で構成し、例えば、第１図の例では、ドライブ段として使用される２個の高周波増幅器１１、１２と、電力分配器２１と、１／４波長線路２４を低誘電率基板２で構成した。また、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器の電力合成回路部分を高誘電率基板で構成し、例えば、第１図の例では、１／４波長線路２３を含む合成回路部（例えば、キャリア増幅器２２、１／４波長線路２３、ピーク増幅器２５）を高誘電率基板３で構成した。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、少なくとも一つ以上の高周波増幅器１１、１２と、ドハティ型増幅器を有する構成において、当該一つ以上の高周波増幅器１１、１２とドハティ型増幅器の電力分配回路を低誘電率な基板材（低誘電率基板２）で回路構成し、当該ドハティ型増幅器の合成回路部を、当該一つ以上の高周波増幅器１１、１２と当該ドハティ型増幅器の電力分配回路に使用する基板材（低誘電率基板２）と比べて、高誘電率な基板材（高誘電率基板３）で回路構成し、これらを組み合わせた。これにより、高周波増幅装置の高効率化且つ小型化を実現した。
具体的には、本例では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）２１〜２５を有して構成される増幅器（本例では、高効率高周波増幅装置）において、ドハティ型増幅部２１〜２５に含まれる１／４波長線路２３、２４の一つ以上（本例では、１／４波長線路２３）を構成する基板３の誘電率を、周囲の基板２の誘電率と比べて高くした。
【実施例６】  本発明の第６実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、例えば第５実施例に示されるような装置構成において、低誘電率基板２と高誘電率基板３を張り合わせて、一枚基板とした形態を用いている。具体的には、例えば、第２図に示されるのと同様な基板の構成を用いる。これにより、高効率高周波増幅装置の小型化を実現することができる。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、高周波増幅器１１、１２とドハティ型増幅器の電力分配回路を構成する低誘電率な基板材（低誘電率基板２）とドハティ型増幅器の合成回路部を構成する高誘電率な基板材（高誘電率基板３）とを一枚に張り合わせた基板を有する。これにより、高周波増幅装置の高効率化且つ小型化を実現した。
ここで、本実施例では、基板そのものを工夫する構成を示したが、例えば、１／４波長線路を工夫することにより本実施例と同様な効果（例えば、装置の小型化）を実現することができ、具体例として、１／４波長線路について、（１）マイクロストリップラインで調整する構成や、（２）同軸ケーブルの外導体と内導体を換える構成や、（３）トリプレート線路を用いる構成などを実施することも可能である。
次に、第７実施例〜第１１実施例を説明する。
これらの本実施例では、例えば無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）などの高周波数の信号を増幅して高い効率を実現する増幅装置（高効率高周波増幅装置）に備えられるドハティ型増幅器に本発明を適用した場合を示す。当該増幅装置は、例えば、基地局装置などの通信装置で使用される。
具体的には、ドハティ型増幅器を有する高周波増幅装置を構成するに当たって、装置の基板構成として、或る任意の部分の伝送線路を湿度や温度等に対して安定な基板を用いて構成することにより、周囲環境の変化による特性の劣化を低減する。例えば、ピークキャリアの入出力の部分を環境の変化に強い基板とすることにより環境の変化に強いドハティ型増幅器を実現する構成や、ドハティ型増幅器の基板を周囲の基板と比べて湿度や温度等に関して安定した基板とする構成などを用いることができる。
【実施例７】  本発明の第７実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
第４図には、本例の高効率高周波増幅装置に備えられるドハティ型増幅器の構成例を示してある。
本例のドハティ型増幅器は、電力分配器６１を備え、一方の分配信号について、Ａ級又はＡＢ級又はＢ級のいずれかにバイアスされた増幅器として構成されるキャリア増幅器６３と、１／４波長線路６４を備え、他方の分配信号について、１／４波長線路６５と、Ｂ級又はＣ級のいずれかにバイアスされた増幅器として構成されるピーク増幅器６６を備える。
また、第４図には、本例のドハティ型増幅器の構成要素として、キャリア増幅器６３の入力回路（例えば、入力線路）６２と、ピーク増幅器６６の出力回路（例えば、出力線路）６７と、キャリア増幅器６３からの出力とピーク増幅器６６からの出力とを合成する合成回路６８を示してある。
ここで、ドハティ型増幅器は、一般的には安価で入手性の良いガラスエポキシ系の基板材で構成されるが、本例では、ピーク増幅器６６の出力回路６７部分を安定した基板材で構成してある。具体的には、本例では、ピーク増幅器６６の出力回路６７部分の基板材として、例えば、セラミックスなどの基板材を用いており、これにより、湿度や温度等の環境条件の変化に対して安定した特性が得られるドハティ型増幅器を実現しており、このようにドハティ特性が安定したドハティ型増幅器を高効率高周波増幅装置に適用している。
また、本例では、例えば必要最小限の部分にセラミックスのような高安定な基板材を用いており、これにより、コストアップを最小限にして尚且つ安定したドハティ動作を得ることができる。
なお、本例では、異種の基板間における高周波接続については図示や詳しい説明を省略するが、例えば、所要周波数で損失が少ない素子を使用する手法として、周波数特性を考慮したチップコンデンサ等のチップを介した接続を行う手法や、金リボン或いはワイヤボンディング等を使用する手法のように、既知の手法により容易に接続を実現することが可能である。
以上のように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器を有する構成において、ドハティ型増幅器の構成要素の一つであるピーク増幅器６６の出力回路６７を形成する高周波線路部分に、湿度や温度等に関して物理的に安定な基板材を用いることにより、例えば、湿度や温度等にかかわる周囲環境の変化により生じる基板材の特性変化に起因するドハティ特性の劣化を低減することができ、例えば、当該特性の劣化を最小限とすることが可能である。
このように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）６１〜６８を有する構成において、ドハティ型増幅部６１〜６８に含まれるピーク増幅器６６の出力回路６７を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化等に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
従って、本例の高効率高周波増幅装置では、例えば高効率化のためにドハティ型増幅器を適用した構成において、ドハティ型増幅器を構成する回路の不安定性を改善して、湿度や温度等により生じる基板の特性変化が原因となる特性劣化を防ぐことができ、周囲環境の変化の影響を受けにくい高効率な増幅装置を実現することができる。
なお、他の構成例として、安定した基板材を用いる部分をピーク増幅器６６の出力回路６７部分に限定せずに、更に、基板材の状態の影響が大きい部分の基板材を安定した基板材へ置き換えるような構成を用いることも可能であり、これにより、更なる特性の安定化を図ることができる。
このように、ドハティ型増幅器の基板の構成としては、複数の基板の種々な組み合わせが可能であり、種々な構成が用いられてもよい。
【実施例８】  本発明の第８実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器を有する構成において、ドハティ型増幅器の構成要素の一つであるキャリア増幅器６３の入力回路６２を形成する高周波線路部分に、湿度や温度等に関して物理的に安定な基板材を用いている。
これにより、本例の高効率高周波増幅装置では、例えば、湿度や温度等にかかわる周囲環境の変化により生じる基板材の特性変化に起因するドハティ特性の劣化を低減することができ、例えば、当該特性の劣化を最小限とすることが可能である。
このように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）６１〜６８を有する構成において、ドハティ型増幅部６１〜６８に含まれるキャリア増幅器６３の入力回路６２を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化等に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
【実施例９】  本発明の第９実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器を有する構成において、ドハティ型増幅器の構成要素の一つであるキャリア増幅器６３の出力回路を形成する高周波線路部分に、湿度や温度等に関して物理的に安定な基板材を用いている。ここで、キャリア増幅器６３の出力回路を形成する線路としては、例えば、１／４波長線路６４といった出力経路が用いられる。
これにより、本例の高効率高周波増幅装置では、例えば、湿度や温度等にかかわる周囲環境の変化により生じる基板材の特性変化に起因するドハティ特性の劣化を低減することができ、例えば、当該特性の劣化を最小限とすることが可能である。具体的には、キャリア増幅器６３の後段の１／４波長線路６４の基板が湿度や温度等により劣化することで位相が変化してドハティ合成がうまくいかなくなるようなことを防止することができる。
このように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）６１〜６８を有する構成において、ドハティ型増幅部６１〜６８に含まれるキャリア増幅器６３の出力回路（本例では、１／４波長線路６４）を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化等に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
【実施例１０】  本発明の第１０実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器を有する構成において、ドハティ型増幅器の構成要素の一つであるピーク増幅器６６の入力回路を形成する高周波線路部分に、湿度や温度等に関して物理的に安定な基板材を用いている。ここで、ピーク増幅器６６の入力回路を形成する線路としては、例えば、１／４波長線路６５といった入力経路が用いられる。
これにより、本例の高効率高周波増幅装置では、例えば、湿度や温度等にかかわる周囲環境の変化により生じる基板材の特性変化に起因するドハティ特性の劣化を低減することができ、例えば、当該特性の劣化を最小限とすることが可能である。具体的には、ピーク増幅器６６の前段の１／４波長線路６５の基板が湿度や温度等により劣化することで位相が変化してドハティ合成がうまくいかなくなるようなことを防止することができる。
このように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）６１〜６８を有する構成において、ドハティ型増幅部６１〜６８に含まれるピーク増幅器６６の入力回路（本例では、１／４波長線路６５）を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化等に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
【実施例１１】  本発明の第１１実施例に係る高効率高周波増幅装置を説明する。
本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅器を有する構成において、ドハティ型増幅器の構成要素の一つであるドハティ合成部を形成する高周波線路部分に、湿度や温度等に関して物理的に安定な基板材を用いている。ここで、ドハティ合成部を形成する線路としては、例えば、合成回路６８が用いられる。
これにより、本例の高効率高周波増幅装置では、例えば、湿度や温度等にかかわる周囲環境の変化により生じる基板材の特性変化に起因するドハティ特性の劣化を低減することができ、例えば、当該特性の劣化を最小限とすることが可能である。具体的には、ドハティ合成部（本例では、合成回路６８）の基板が湿度や温度等により劣化することで位相が変化してドハティ合成がうまくいかなくなるようなことを防止することができる。
このように、本例の高効率高周波増幅装置では、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）６１〜６８を有する構成において、ドハティ型増幅部６１〜６８に含まれるドハティ合成部（本例では、合成回路６８）を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化等に関して物理的に安定な基板材を用いて構成した。
なお、本実施例の高効率高周波増幅装置では、例えば、ドハティ型増幅器を有する構成において、ドハティ型増幅器の構成要素であるピーク増幅器６６とキャリア増幅器６３への電力分配回路（例えば、電力分配器６１など）、キャリア増幅器６３の入力回路６２、キャリア増幅器６３の出力回路（例えば、１／４波長線路６４など）、ピーク増幅器６６の入力回路（例えば、１／４波長線路６５など）、ピーク増幅器６６の出力回路６７、キャリア増幅器６３からの信号とピーク増幅器６６からの信号との合成回路６８のいずれか一つ以上の回路部分を、湿度や温度等に関して物理的に安定な基板材を用いて構成するようなことが可能である。
これにより、本例の高効率高周波増幅装置では、例えば、湿度や温度等にかかわる周囲環境の変化により生じる基板材の特性変化に起因するドハティ特性の劣化を低減することができ、例えば、当該特性の劣化を最小限とすることが可能である。
ここで、本発明に係る増幅器などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように、本発明に係る増幅器によると、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、ドハティ型増幅部に含まれる１／４波長線路の一つ以上を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くしたため、回路面積を小さくして小型化を図ることができる。
また、本発明に係る増幅器によると、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、ドハティ型増幅部を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くしたため、回路面積を小さくして小型化を図ることができる。
また、本発明に係る増幅器によると、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、ドハティ型増幅部に含まれるキャリア増幅器の出力回路を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化に関して物理的に安定な基板材を用いて構成することにより、例えば、湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
また、本発明に係る増幅器によると、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、ドハティ型増幅部に含まれるピーク増幅器の入力回路を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化に関して物理的に安定な基板材を用いて構成することにより、例えば、湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
また、本発明に係る増幅器によると、ドハティ型増幅部（ドハティ型増幅器）を有する構成において、ドハティ型増幅部に含まれる合成回路を形成する線路部分を、湿度変化や温度変化に関して物理的に安定な基板材を用いて構成することにより、例えば、湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
また、本発明に係る増幅器によると、ドハティ型増幅部の一部分或いは全部分を構成する基板の誘電率を、周囲の基板の誘電率と比べて高くし、且つ、ドハティ型増幅部の一部分を形成する線路部分を、湿度変化と温度変化の一方又は両方に関して物理的に安定な基板材を用いて構成することにより、増幅器の回路面積を小さくして小型化を図ることができるとともに、例えば湿度や温度の環境変化に対して、ドハティ型増幅部の特性（ドハティ特性）の安定化を図ることができる。
【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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【国際調査報告】
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