"AB級で動作する第1の増幅素子を有するキャリア増幅器と、B級又はC級で動作する第2の増幅素子を有するピーク増幅器とを備え、前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器の出力を合成して出力するドハティ増幅器を有する電力増幅器であって、前記キャリア増幅器に、高調波を反射し、前記第1の増幅素子から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器のみが動作して飽和する第1の飽和状態において前記キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとしたキャリア側高調波処理回路を備え、前記ピーク増幅器に、高調波を反射し、前記第2の増幅素子から見た高調波出力負荷インピーダンスを、前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器とが共に飽和状態となる第2の飽和状態において、前記ピーク増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするピーク側高調波処理回路を備えたことを特徴とする電力増幅器。入力電力レベルを検出する検波器と、前記検波器で検出された入力電力レベルに応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、前記判定回路が、前記キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側高調波処理回路を制御する制御信号を出力し、前記キャリア側高調波処理回路が、前記判定回路から出力される制御信号に従って、前記キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを変化させることを特徴とする請求項1記載の電力増幅器。キャリア増幅器又はピーク増幅器のドレイン電流量を検出する電流検出器と、前記電流検出器で検出されたドレイン電流量に応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、前記判定回路が、前記キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側高調波処理回路を制御する制御信号を出力し、前記キャリア側高調波処理回路が、前記判定回路から出力される制御信号に従って、前記キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを変化させることを特徴とする請求項1記載の電力増幅器。しかしながら、従来の高調波処理回路を備えたドハティ増幅器では、キャリア増幅器とピーク増幅器の高調波処理回路を、共に第二の飽和状態において最大の効率が得られる高調波出力負荷となるよう調整しているので、キャリア増幅器のみが動作する第一の飽和状態においては十分な電力変換効率の改善が得られないという問題点があった。本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、特にバックオフの大きい領域において高い電力効率を実現することができる電力増幅器を提供することを目的とする。上記従来例の問題点を解決するための本発明は、AB級で動作する第1の増幅素子を有するキャリア増幅器と、B級又はC級で動作する第2の増幅素子を有するピーク増幅器とを備え、キャリア増幅器とピーク増幅器の出力を合成して出力するドハティ増幅器を有する電力増幅器であって、キャリア増幅器のみが動作して飽和する第1の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、キャリア増幅器に、高調波を反射し、第1の増幅素子から見た高調波出力負荷インピーダンスを、第1の飽和状態においてキャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとしたキャリア側高調波処理回路を備え、ピーク増幅器に、高調波を反射し、第2の増幅素子から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器とピーク増幅器とが共に飽和状態となる第2の飽和状態において、ピーク増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするピーク側高調波処理回路を備えたことを特徴としている。また、本発明は、上記電力増幅器において、第1の飽和状態及び第2の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、入力電力レベルを検出する検波器と、検波器で検出された入力電力レベルに応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、判定回路が、入力電力レベルが第1の飽和状態におけるレベルから第2の飽和状態におけるレベルまでの間で、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側高調波処理回路を制御する制御信号を出力し、キャリア側高調波処理回路が、判定回路から出力される制御信号に従って、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを変化させることを特徴としている。また、本発明は、上記電力増幅器において、第1の飽和状態及び第2の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、入力電力レベルを検出する検波器と、検波器で検出された入力電力レベルに応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、キャリア側高調波処理回路が、入力端子と、出力端子と、入力端子と出力端子との間に設けられた高調波の整合回路と、整合回路と出力端子との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路と、第1の先端開放スタブ及び第2の先端開放スタブと、制御信号に従って第1の先端開放スタブ又は第2の先端開放スタブを切り替えて伝送線路に直列に接続するスイッチと、伝送線路とスイッチとの間に接続された基本波の1/4波長の長さの第3の先端開放スタブとを備え、第1の先端開放スタブが、第1の飽和状態においてキャリア増幅器の効率が最大となる2次高調波の負荷インピーダンスとする長さであり、第2の先端開放スタブが、第2の飽和状態においてキャリア増幅器の効率が最大となる2次高調波の負荷インピーダンスとする長さであり、判定回路が、入力電力レベルが予め設定されているしきい値未満であればスイッチを第1の先端開放スタブに切り替える制御信号を出力し、入力電力レベルがしきい値以上であればスイッチを第2の先端開放スタブに切り替える制御信号を出力することを特徴としている。また、本発明は、上記電力増幅器において、第1の飽和状態及び第2の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、キャリア増幅器又はピーク増幅器のドレイン電流量を検出する電流検出器と、電流検出器で検出されたドレイン電流量に応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、判定回路が、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側高調波処理回路を制御する制御信号を出力し、キャリア側高調波処理回路が、判定回路から出力される制御信号に従って、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを変化させることを特徴としている。本発明によれば、AB級で動作する第1の増幅素子を有するキャリア増幅器と、B級又はC級で動作する第2の増幅素子を有するピーク増幅器とを備え、キャリア増幅器とピーク増幅器の出力を合成して出力するドハティ増幅器を有する電力増幅器であって、キャリア増幅器のみが動作して飽和する第1の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、キャリア増幅器に、高調波を反射し、第1の増幅素子から見た高調波出力負荷インピーダンスを、第1の飽和状態においてキャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとしたキャリア側高調波処理回路を備え、ピーク増幅器に、高調波を反射し、第2の増幅素子から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器とピーク増幅器とが共に飽和状態となる第2の飽和状態において、ピーク増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするピーク側高調波処理回路を備えた電力増幅器としているので、キャリア増幅器のみが動作するバックオフの大きい領域において高調波反射の効果が十分に得られるようにして電力変換効率を向上させることができ、特にCDMAやOFDM信号等の第1の飽和状態で動作する確率の高い信号の増幅において大幅に効率向上を図ることができる効果がある。また、本発明によれば、上記電力増幅器において、第1の飽和状態及び第2の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、入力電力レベルを検出する検波器と、検波器で検出された入力電力レベルに応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、判定回路が、入力電力レベルが第1の飽和状態におけるレベルから第2の飽和状態におけるレベルまでの間で、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側高調波処理回路を制御する制御信号を出力し、キャリア側高調波処理回路が、判定回路から出力される制御信号に従って、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを変化させる電力増幅器としているので、第1の飽和状態から第2の飽和状態の間で高調波反射の効果を十分に得られるようにして電力変換効率を向上させ、広い出力電力レベルに亘って増幅器全体の効率を向上させることができる効果がある。また、本発明によれば、第1の飽和状態及び第2の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、入力電力レベルを検出する検波器と、検波器で検出された入力電力レベルに応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、キャリア側高調波処理回路が、入力端子と、出力端子と、入力端子と出力端子との間に設けられた高調波の整合回路と、整合回路と出力端子との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路と、第1の先端開放スタブ及び第2の先端開放スタブと、制御信号に従って第1の先端開放スタブ又は第2の先端開放スタブを切り替えて伝送線路に直列に接続するスイッチと、伝送線路とスイッチとの間に接続された基本波の1/4波長の長さの第3の先端開放スタブとを備え、第1の先端開放スタブが、第1の飽和状態においてキャリア増幅器の効率が最大となる2次高調波の負荷インピーダンスとする長さであり、第2の先端開放スタブが、第2の飽和状態においてキャリア増幅器の効率が最大となる2次高調波の負荷インピーダンスとする長さであり、判定回路が、入力電力レベルが予め設定されているしきい値未満であればスイッチを第1の先端開放スタブに切り替える制御信号を出力し、入力電力レベルがしきい値以上であればスイッチを第2の先端開放スタブに切り替える制御信号を出力する上記電力増幅器としているので、第1の飽和状態だけでなく、第2の飽和状態においても高調波反射の効果を十分に得られるようにして電力変換効率を向上させ、広い出力電力レベルに亘って増幅器全体の効率を向上させることができる効果がある。また、本発明によれば、第1の飽和状態及び第2の飽和状態での電力効率を高くするための構成として、キャリア増幅器又はピーク増幅器のドレイン電流量を検出する電流検出器と、電流検出器で検出されたドレイン電流量に応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、判定回路が、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側高調波処理回路を制御する制御信号を出力し、キャリア側高調波処理回路が、判定回路から出力される制御信号に従って、キャリア増幅器から見た高調波出力負荷インピーダンスを変化させる上記電力増幅器としているので、簡易な回路構成で入力信号電力を低減させずに高調波負荷を調整でき、第1の飽和状態だけでなく、第2の飽和状態においても高調波反射の効果を十分に得られるようにして電力変換効率を向上させ、広い出力電力レベルに亘って増幅器全体の効率を向上させることができる効果がある。[発明の概要]本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る電力増幅器は、キャリア増幅器とピーク増幅器にそれぞれ高調波処理回路を備えたドハティ増幅器において、キャリア増幅器の高調波処理回路が、キャリア増幅器のみが飽和動作する第一の飽和状態で最も電力効率が高くなるよう設定され、ピーク増幅器の高調波処理回路が、キャリア増幅器とピーク増幅器の両方が飽和動作する第二の飽和状態でピーク増幅器の出力電力効率が最も高くなるよう設定された構成であり、第二の飽和状態だけでなく第一の飽和状態における電力効率を向上させて、特に第一の飽和状態付近で動作することが多いピーク対平均電力比の大きいCDMA信号やOFDM信号の増幅において、顕著な電力効率の向上を図ることができるものである。また、本発明の実施の形態に係る電力増幅器は、上記電力増幅器において、高調波処理回路が、入力端子と、出力端子と、入力端子と出力端子の間に設けられた高調波の整合回路と、整合回路と出力端子との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路と、伝送線路に直列に接続された第1の先端開放スタブと、伝送線路と第1の先端開放スタブとの間に接続された基本波の1/4波長の長さの第2の先端開放スタブとを備え、第1の先端解放スタブの長さが、キャリア増幅器では、第一の飽和状態で最大の効率が得られる高調波負荷となるよう調整され、ピーク増幅器では、第二の飽和状態で最大の効率が得られる高調波負荷となるよう調整されているので、簡易な構成で、第一の飽和状態と第二の飽和状態での最適な高調波負荷を設定することができ、第一の飽和状態における電力効率を向上させて、ピーク対平均電力比の大きいCDMA信号やOFDM信号の増幅において、顕著な電力効率の向上を図ることができるものである。また、本発明の実施の形態に係る電力増幅器は、ドハティ増幅器のキャリア増幅器に、高調波処理回路と、入力電力レベルを検出する検波器と、検出された入力レベルに応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、当該高調波処理回路が、入力端子と、出力端子と、入力端子と出力端子の間に設けられた高調波の整合回路と、整合回路と出力端子との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路と、長さの異なる第3,第4の先端開放スタブと、第3又は第4の先端開放スタブを切り替えて伝送線路に直列に接続するスイッチと、伝送線路とスイッチとの間に接続された基本波の1/4波長の長さの第5の先端開放スタブとを備え、第3の先端開放スタブが、第一の飽和状態でキャリア増幅器において最大の効率が得られる高調波負荷となる電気長であり、第4の先端開放スタブが、第二の飽和状態でキャリア増幅器において最大の効率が得られる高調波負荷となる電気長であるものであり、入力電力レベルに応じてキャリア増幅器における最適な高調波負荷を切り替えて設定することができ、第一の飽和状態と第二の飽和状態の両方で効率を向上させ、広い出力電力レベルに亘って増幅器全体の効率を向上させるものである。また、本発明の実施の形態に係る電力増幅器は、ドハティ増幅器のキャリア増幅器に、高調波処理回路と、キャリア増幅器のドレイン電流量を検出する電流検出回路と、検出されたドレイン電流量に応じて高調波処理回路を制御する制御信号を出力する判定回路とを備え、当該高調波処理回路が、入力端子と、出力端子と、入力端子と出力端子の間に設けられた高調波の整合回路と、整合回路と出力端子との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路と、長さの異なる第3,第4の先端開放スタブと、第3又は第4の先端開放スタブを切り替えて伝送線路に直列に接続するスイッチと、伝送線路とスイッチとの間に接続された基本波の1/4波長の長さの第5の先端開放スタブとを備え、第3の先端開放スタブが、第一の飽和状態でキャリア増幅器において最大の効率が得られる高調波負荷となる電気長であり、第4の先端開放スタブが、第二の飽和状態でキャリア増幅器において最大の効率が得られる高調波負荷となる電気長であるものであり、入力電力レベルに応じて変化するドレイン電流量を検出することにより、入力信号レベルを低減させず、また、入力電力レベル検出の高周波回路を不要とし、入力電力レベルに応じてキャリア増幅器における最適な高調波負荷を切り替えて設定することができ、第一の飽和状態と第二の飽和状態の両方で効率を向上させ、広い出力電力レベルに亘って増幅器全体の効率を向上させるものである。[第1の実施の形態に係る電力増幅器の構成:図1]本発明の第1の実施の形態に係る電力増幅器の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る電力増幅器の構成ブロック図である。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る電力増幅器第1の増幅器は、一般的なドハティ増幅器と同様に、入力端子1と、分配器2と、キャリア増幅器3と、位相調整回路4と、インピーダンス変換器5と、ピーク増幅器6と、ノード18とを備えている。更に、キャリア増幅器3は、入力整合回路8と、キャリア側最適化入力高調波処理回路9と、AB級にバイアスされた増幅素子10と、キャリア側最適化高調波処理回路11と、出力整合回路12とから構成されている。同様に、ピーク増幅器6は、入力整合回路13と、ピーク側最適化高調波処理回路14と、B~C級にバイアスされた増幅素子15と、ピーク側最適化高調波処理回路16と、出力整合回路17とから構成されている。上記構成部分の内、キャリア側最適化入力高調波処理回路9と、キャリア側出力最適化高調波処理回路11と、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16とが第1の増幅器の特徴部分となっており、詳細は後述する。また、入力整合回路8は、キャリア側最適化入力高調波処理回路9と共に、信号周波数について、増幅素子10と入力側負荷とのインピーダンス整合をとるものである。同様に、入力整合回路13は、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と共に、信号周波数について、増幅素子15と入力側負荷とのインピーダンス整合をとるものである。出力整合回路12は、キャリア側最適化出力高調波処理回路11と共に、信号周波数について、増幅素子10と出力側負荷とのインピーダンス整合をとるものである。同様に、出力整合回路17は、ピーク側最適化出力高調波処理回路16と共に、信号周波数について、増幅素子15と出力側負荷とのインピーダンス整合をとるものである。他の構成部分については、従来の増幅器と同様の構成及び動作である。[キャリア側の最適化高調波処理回路の設定]第1の増幅器の特徴部分について説明する。まず、キャリア側最適化入力高調波処理回路9とキャリア側最適化出力高調波処理回路11について説明する。尚、高調波処理は、理想的には増幅素子の出力側負荷のみで2次高調波を反射することで実現できるが、実際には、入力側の負荷が出力側負荷に影響を与えるため、本増幅器では入力側にも高調波処理回路を備えて最適な高調波処理を行うようにしている。キャリア側最適化入力高調波処理回路9とキャリア側最適化出力高調波処理回路11は、入力レベルが低くピーク増幅器6が動作していない領域において、高い電力効率となるよう構成されている。つまり、キャリア増幅器3のみが動作している状態の信号周波数の出力負荷に合わせて、キャリア増幅器3の電力効率が最大になるような高調波負荷とすることで、高調波処理の効果を高め、電力効率を向上させるものであり、特に、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3に最適な2次高調波負荷を与えるよう設定される。これにより、キャリア増幅器3のみが動作する第一の飽和状態において、高調波による効率向上の効果が十分得られるため、キャリア増幅器3が高い電力効率で動作し、増幅器全体の飽和出力より低い出力電力の領域において、高い効率が得られるものである。特に、CDMAやOFDMといったPAPRが大きい変調方式の信号に適用した場合に電力変換効率を著しく向上させることができるものである。[ピーク側最適化高調波処理回路]次に、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16について説明する。ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16は、キャリア増幅器3とピーク増幅器6が両方とも飽和している第二の飽和状態において、ピーク増幅器6の電力効率が最も高くなるよう、ピーク増幅器6に最適な2次高調波負荷を与えるよう設定されている。特に、第1の増幅器においては、キャリア増幅器3のキャリア側最適化入力高調波処理回路9と、キャリア側最適化出力高調波処理回路11が第一の飽和状態に合わせて設定された状態で、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16の調整を行うようになっている。これにより、第二の飽和状態においても良好な電力効率が得られるものである。[高調波処理回路の構成:図2]次に、図1に示したキャリア側最適化入力高調波処理回路9と、キャリア側最適化出力高調波処理回路11と、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16の構成について図2を用いて説明する。尚、ここでは、これらの回路を総称して高調波処理回路として説明する。図2abは、第1の増幅器における高調波処理回路の構成例を示す回路図である。図2aに示すように、第1の増幅器の高調波処理回路は、入力端子56と、出力端子57と、整合回路51と、伝送線路52と、先端解放スタブ53と、先端解放スタブ54とを備えている。伝送線路52と、先端開放スタブ53とは、基本波の波長をλとすると、λ/4の長さ電気長を備えている。また、先端開放スタブ54は、任意の長さLを備えている。先端開放スタブ54の長さLは、通常、各高調波処理回路によって異なる。各構成部分について説明する。整合回路51は、入力側の高調波処理回路においては、2次高調波について、増幅素子と入力側負荷とのインピーダンス整合をとるものであり、出力側においては、2次高調波について、増幅素子の出力と整合回路51以降の回路との負荷インピーダンス整合をとる回路である。また、整合回路51以降の伝送線路及びスタブの特性インピーダンスは、整合回路51によるインピーダンス変換によって基本波のQが高くなりすぎないように、2次高調波負荷と基本波負荷との関係に応じて、任意に設定される。尚、整合回路51は、基本波に対してはプリマッチ回路として動作する。第1の増幅器における高調波処理回路の高調波負荷について説明する。図2aの高調波処理回路において、伝送線路52は、基本波に対してλ/4の長さであるため、2次高調波についてはλ/2となり、B点の負荷ZBとA点から伝送線路52側をみた負荷ZA52は同じになる。また、先端開放スタブ53は、基本波に対してλ/4の長さであるため、2次高調波についてはλ/2の長さとなり、B点での先端開放スタブ53側の負荷は無限大となって、先端開放スタブ53の負荷はB点に影響しない。そのため、B点における2次高調波の負荷は、先端開放スタブ54の長さLによって決まる。A点での負荷は、伝送線路52側の負荷と、高調波処理回路の出力に接続される負荷ZMCとの合成となる。基本波については、先端開放スタブ53が基本波に対しλ4の長さであるため、先端開放スタブ54の長さによらず、B点の負荷は常に0となる。また、伝送線路52が基本波に対しλ/4の長さであるため、A点における伝送線路52側の負荷は無限大となり、先端開放スタブ54の長さLを変更しても基本波の負荷は変化しない。すなわち、高調波処理回路は、基本波についてはプリマッチ回路となる。また、第1の増幅器の高調波処理回路の別の構成を図2bに示す。図2bに示すように、別の構成の高調波処理回路は、先端開放スタブ53が接続されたB点と先端開放スタブ54との間に、整合回路55を備えている。整合回路51だけでは伝送線路52及び先端開放スタブ54との2次高調波の負荷整合が十分にとれない場合には、このように、先端開放スタブ54と伝送線路52との間に別の整合回路55を入れて、調整を行うことも可能である。[第1の増幅器の高調波負荷インピーダンスの設定方法:図1、図2]第1の増幅器の高調波処理回路はいずれも、基本的には図2a又はbに示した構成であるが、先端開放スタブ54の長さLは、通常、それぞれ異なったものとなる。各高調波処理回路の設定方法について説明する。第1の増幅器では、まず、キャリア側最適化出力高調波処理回路11について、第一の飽和状態において、高調波反射によってキャリア増幅器3で最大の効率が得られる2次高調波の負荷インピーダンスとなるよう、先端開放スタブ54の電気長Lを調整する。その上で、入力側の負荷インピーダンスが出力側に影響するため、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3で最大の効率が得られるよう、キャリア側最適化入力高調波処理回路9の先端開放スタブ54の長さLを調整して、入力側の2次高調波負荷インピーダンスを調整する。そして、入力側の調整後に再度、キャリア側最適化出力高調波処理回路11の微調整を行って、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3で最大の効率が得られるように設定する。キャリア側の調整後に、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16の調整を行う。その際、キャリア側の高調波処理回路の設定は保持しておく。まず、ピーク側最適化出力高調波処理回路16を、第二の飽和状態において高調波反射によってピーク増幅器6が最大の効率となる高調波負荷インピーダンスとなるよう調整する。そして、ピーク側最適化入力高調波処理回路14の調整を行い、その後、再度ピーク側最適化出力高調波処理回路16を微調整する。このようにして第1の増幅器における高調波処理回路の設定が行われるものである。尚、増幅素子の出力側にのみ高調波処理回路を設けた場合でも、まずキャリア側のキャリア側最適化出力高調波処理回路11を第一の飽和状態で最大の効率が得られるよう調整し、その状態を保持したまま、ピーク側のピーク側最適化出力高調波処理回路16を第二の飽和状態でピーク増幅器6の効率が良くなるよう調整する。[第1の増幅器における基本波と高調波の負荷インピーダンス:図3]第1の増幅器における高調波負荷インピーダンスについて図3を用いて説明する。図3aは、第1の増幅器のキャリア増幅器における基本波と2次高調波の負荷インピーダンスを示す説明図であり、bは、第1の増幅器のピーク増幅器における基本波と2次高調波の負荷インピーダンスを示す説明図である。図3bに示すように、ピーク増幅器6については、図9bに示した従来の増幅器と同様に、第二の飽和状態において最大の効率が得られる2倍波の負荷インピーダンスマーカー●と、上述した手順で設定されたピーク増幅器6の2倍波負荷インピーダンスマーカー□とは一致しており、第二の飽和状態においてピーク増幅器6は高調波処理の効果が十分に得られるものとなっている。また、図3aに示すように、キャリア増幅器3の増幅素子10から見た基本波の負荷インピーダンスは、第一の飽和状態においてはマーカー△の点であり、第二の飽和状態においてはマーカー○の点となる。そして、基本波の負荷インピーダンスの変化に応じて、キャリア増幅器3において最も高い効率が得られる2倍波の負荷インピーダンスも第一の飽和状態▲と第二の飽和状態●とで異なるが、第1の増幅器の特徴として、上述した手順によって設定されたキャリア増幅器3の2倍波負荷インピーダンスマーカー□は、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3で最大の効率が得られる2倍波の負荷インピーダンスと一致しており、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3で最大の高調波処理効果が得られるようになっている。このように、第1の増幅器では、キャリア側最適化入力高調波処理回路9とキャリア側最適化出力高調波処理回路11は、キャリア増幅器のみが動作する第一の飽和状態での効率が最大となるよう2次高調波負荷が調整されたものとなり、ピーク側最適化入力高調波処理回路14とピーク側最適化出力高調波処理回路16は、ピーク増幅器も動作する第二の飽和状態でのピーク増幅器6の効率が最大となるよう2次高調波負荷が調整されたものとなる。[第1の増幅器の電力効率特性:図4]第1の増幅器におけるバックオフ-電力効率特性について図4を用いて説明する。図4は、第1の増幅器におけるバックオフ-電力効率特性を示す説明図である。図4に示すように、第1の増幅器では、第一の飽和領域を中心とするバックオフの大きい領域において、通常のドハティ増幅器や高調波処理回路を備えた従来の増幅器に比べて良好な電力効率が得られる。これは、キャリア増幅器の高調波処理回路を、第一の飽和状態において最大の効率となるよう設定しているためである。一方、第1の増幅器においては、増幅器全体が飽和状態となる第二の飽和状態における電力効率は、通常のドハティ増幅器よりは良好な効率であるが、高調波処理回路を備えた従来の増幅器に比べるとやや効率が低い。これは、従来の増幅器が、キャリア増幅器とピーク増幅器の高調波処理回路を両方とも第二の飽和状態に合わせて調整しているのに対して、第1の増幅器ではキャリア増幅器の高調波処理回路は第一の飽和状態で最適となるように設定しており、第二の飽和状態においてはキャリア増幅器の高調波負荷が最適な負荷とはならないためである。しかしながら、CDMAやOFDMといったPAPRが大きい変調方式の信号では、第一の飽和状態付近において動作する確率が高いため、第一の飽和状態付近の電力効率を向上させる第1の増幅器をこれらの信号の増幅に適用すれば、第二の飽和状態での効率がやや低下しても、全体として顕著な効率向上の効果が得られるものである。[第1の実施の形態の効果]本発明の第1の実施の形態に係る電力増幅器によれば、ドハティ増幅器のキャリア増幅器3に、キャリア増幅器3のみが動作する第一の飽和状態において最大効率が得られる2次高調波負荷となるようそれぞれ調整されたキャリア側最適化入力高調波処理回路9とキャリア側最適化出力高調波処理回路11を備え、ピーク増幅器6に、キャリア増幅器3とピーク増幅器6とが両方動作する第二の飽和状態において最大効率が得られる2次高調波負荷となるようそれぞれ調整されたピーク側最適化入力高調波処理回路14とピーク側最適化出力高調波処理回路16とを備えているので、通常のドハティ増幅器と比べると、第2の飽和状態だけでなく第一の飽和状態付近において十分な高調波処理の効果を得ることができ、CDMAやOFDMといったPAPRが大きい変調方式の信号に適用した場合に電力変換効率を著しく向上させることができる効果がある。尚、キャリア側最適化出力高調波処理回路11とピーク側最適化出力高調波処理回路16のみを備えた構成としても効率向上の効果は得られるが、キャリア側最適化入力高調波処理回路9とピーク側最適化入力高調波処理回路14とを備えることにより、増幅素子の入力側における2次高調波の負荷も最適に調整して、更に、入力側の調整に応じて出力側の負荷を調整することにより、一層電力変換効率を向上させることができる効果がある。また、第1の実施の形態に係る電力増幅器によれば、入力端子56と出力端子57の間に設けられた高調波の整合回路51と、整合回路51と出力端子57との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路52と、伝送線路52に直列に接続された第1の先端開放スタブ54と、伝送線路52と第1の先端開放スタブ54との間に接続された基本波の1/4波長の長さの第2の先端開放スタブ53とを備え、第1の先端解放スタブ54の長さLを調整することにより、高調波負荷を調整可能な構成としているので、簡易な構成で、キャリア増幅器3とピーク増幅器6の高調波負荷を容易に最適に調整することができ、ドハティ増幅器全体の効率を向上させることができる効果がある。[第2の実施の形態]次に、本発明の第2の実施の形態に係る電力増幅器について説明する。第2の実施の形態に係る電力増幅器第2の増幅器は、キャリア側最適化出力高調波処理回路に、第一の飽和状態でキャリア増幅器に最適な2次高調波負荷を与える先端開放スタブと、第二の飽和状態でキャリア増幅器に最適な2次高調波負荷を与える別の先端開放スタブとを備え、入力電力レベルに応じていずれかの先端開放スタブを切り替えてλ/4伝送線路に接続するものであり、入力電力レベルが変化しても最適な高調波負荷をキャリア増幅器に与えることができ、増幅器全体の電力効率を更に向上させるものである。[第2の実施の形態に係る電力増幅器の構成:図11]本発明の第2の実施の形態に係る電力増幅器の構成について図11を用いて説明する。図11は、本発明の第2の実施の形態に係る電力増幅器の構成ブロック図である。図11に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る電力増幅器第2の増幅器は、基本的な構成は第1の増幅器とほぼ同様であって、キャリア増幅器3とピーク増幅器6とを備えたドハティ増幅器であり、キャリア増幅器3にキャリア側最適化入力高調波処理回路9と、キャリア側最適化出力高調波処理11′を備え、ピーク増幅器6にピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理16を備えている。また、ノード18の後段にλ/4変換器8が設けられている。そして、第2の増幅器の特徴部分として、分配器71と、検波器72と、判定回路73とを備えており、キャリア増幅器3のキャリア側最適化出力高調波処理11′の構成が第1の増幅器とは異なっている。第2の増幅器の特徴部分について説明する。分配器71は、入力された信号を分配器2と検波器72とに分配する。検波器72は、入力された信号を検波して入力電力レベルを検出する。判定回路73は、しきい値を記憶しており、検波器72で検出された入力電力レベルをしきい値と比較し、比較結果に基づいてキャリア側最適化出力高調波処理回路11′を制御する制御信号を出力する。判定回路73は、例えばオペアンプ等を用いたコンパレータで構成される。判定回路73に設定されるしきい値は、必ずしもピーク増幅器6が動作し始める点でなくてもよく、第一の飽和状態と第二の飽和状態との間の値で、計算や実験に基づいて最適な値が設定されるようになっている。例えば、図4に示した電力効率特性において、第1の増幅器の効率と、従来の増幅器の効率とが交差する点バックオフ:-4dB付近に設定することが考えられる。[キャリア側最適化出力高調波処理回路11′の構成:図12]第2の増幅器の特徴部分であるキャリア側最適化出力高調波処理回路11′の構成について図12を用いて説明する。図12は、第2の増幅器のキャリア側最適化出力高調波処理回路11′の回路図である。図12に示すように、第2の増幅器のキャリア側最適化出力高調波処理回路11′は、第1の増幅器のキャリア側最適化出力高調波処理回路11図2a参照と同様の部分として、入力端子56と、出力端子57と、整合回路51と、伝送線路52と、先端解放スタブ53とを備えており、第2の増幅器の特徴部分として、スイッチ59と、先端開放スタブ60と、先端開放スタブ61と、制御信号入力端子64とを備えている。図2と同様に、伝送線路52と先端開放スタブ53は、周波数信号のλ/4の電気長を備えている。尚、先端開放スタブ60、先端開放スタブ61、先端開放スタブ53は、それぞれ、請求項における第1の先端開放スタブ、第2の先端開放スタブ、第3の先端開放スタブに相当している。先端開放スタブ60の電気長L1は、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷を与える長さに設定されており、先端開放スタブ61の電気長L2は、ピーク増幅器も動作する第二の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷を与える長さに設定されている。つまり、第2の増幅器では、キャリア増幅器3の効率が最大となる高調波の負荷条件が、ピーク増幅器6の動作の有無によって変化することを考慮して、第一の飽和状態に合わせた高調波負荷インピーダンスを設定する先端開放スタブ60と、第二の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる高調波負荷インピーダンスを設定する先端開放スタブ61とを備え、入力電力に応じて切り替えるようにしたものである。これにより、第一の飽和状態と第二の飽和状態のそれぞれについて、キャリア増幅器3で十分な高調波処理の効果が得られ、効率が良くなるものである。また、制御信号入力端子64は、判定回路73からの制御信号を入力する。スイッチ59は、制御信号入力端子64を介して入力される制御信号によって先端開放スタブ60又は61のいずれかを切り替えて伝送線路52に接続する。そして、接続された先端開放スタブ60又は61の電気長に応じた2次高調波負荷が、キャリア増幅器3に与えられるものである。[第2の増幅器の動作:図11,図12]次に、第2の増幅器の特徴部分の動作について説明する。第2の増幅器では、入力端子1から入力された信号は、分配器71で分配され、検波器72と分配器2に入力される。分配器2に入力された信号については第1の増幅器と同様であり、説明を省略する。検波器72に入力された信号は、検波によって入力電力レベルが検出されて判定回路73に出力され、判定回路73が、入力電力レベルをしきい値と比較して、しきい値よりも小さい場合には、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′のスイッチ59を先端開放スタブ60側に切り替える制御信号を出力する。キャリア側最適化出力高調波処理回路11′では、スイッチ59が先端開放スタブ60側に切り替えられ、キャリア増幅器3のみが動作している第一の飽和状態において、高調波反射によりキャリア増幅器3の効率が最大となる最適な2次高調波負荷インピーダンスとなる。また、判定回路73で、入力電力レベルがしきい値以上であると判定された場合には、判定回路73は、スイッチ59を先端開放スタブ61側に切り替える制御信号を出力する。これにより、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′のスイッチ59が先端開放スタブ61側に切り替えられ、キャリア増幅器3とピーク増幅器6が共に飽和動作している第二の飽和状態において、キャリア増幅器3の効率が最大となるような最適な2次高調波負荷インピーダンスとなる。尚、キャリア側最適化入力高調波処理回路9と、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16は、第1の増幅器における高調波処理回路の構成図2a又はbと同様であり、第1の増幅器と同様に設定されている。つまり、キャリア側最適化入力高調波処理回路9は、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となるように設定され、ピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理回路16は、第二の飽和状態においてピーク増幅器6の出力が最適となるように設定されている。[第2の増幅器の電力効率特性:図13]第2の増幅器におけるバックオフ-電力効率特性について図13を用いて説明する。図13は、第2の増幅器におけるバックオフ-電力効率特性を示す説明図である。図13に示すように、第2の増幅器では、バックオフの大きい領域から増幅器全体の飽和出力に至るまで、全ての出力電力において通常のドハティ増幅器や高調波処理回路を備えた従来の増幅器に比べて良好な電力効率が得られている。第2の増幅器では、キャリア増幅器3のみが動作する第一の飽和状態ではキャリア増幅器3のみを考慮して最大の効率が得られる2次高調波負荷インピーダンスとすると共に、ピーク増幅器6も動作する領域においては基本波負荷インピーダンスが変化するため、スイッチ59を切り替えて、第2の飽和状態でキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷インピーダンスとすることにより、全ての領域において従来の増幅器よりも良好な電力効率が得られるものである。[第2の増幅器の別の構成:図14]次に、第2の増幅器の別の構成について図14を用いて説明する。図14は、第2の増幅器の別の構成を示す構成ブロック図である。図14に示すように、第2の増幅器の別の構成は、図11に示した第2の増幅器と基本的な構成は同様であり、キャリア増幅器3のキャリア側最適化入力高調波処理回路9の代わりに、図12に示したキャリア側最適化出力高調波処理回路11′と同様の構成を備えたキャリア側最適化入力高調波処理回路9′を備え、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′に対しても判定回路73からの制御信号で先端開放スタブを切り替えるようになっている。別の構成の第2の増幅器におけるキャリア側最適化入力高調波処理回路9′とキャリア側最適化出力高調波処理回路11′の基本的な構成は、図12に示した高調波処理回路の構成であるが、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′とキャリア側最適化出力高調波処理回路11′では、先端開放スタブ60と先端開放スタブ61の長さL1,L2は、それぞれ異なる長さとなっている。そして、第2の増幅器の別の構成では、判定回路73からの制御信号をキャリア側最適化入力高調波処理回路9′とキャリア側最適化出力高調波処理回路11′とに入力して、増幅素子の入力側においても入力電力レベルに応じて接続する先端開放スタブを切り替え、最適な高調波負荷インピーダンスとする構成としたものである。他の構成部分については第2の増幅器と同様である。そして、判定回路73が、検波器72で検出された入力電力レベルとしきい値とを比較して、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′とキャリア側最適化出力高調波処理回路11′に制御信号を出力する。しきい値は、第2の増幅器と同様の値に設定されている。これにより、入力電力レベルがしきい値より低ければ、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′とキャリア側最適化出力高調波処理回路11′のスイッチ59が先端開放スタブ60側に切り替えられ、入力電力レベルがしきい値以上であれば、スイッチ59が61側に切り替えられる。第2の増幅器の別の構成では、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′の先端開放スタブ60,61の長さを、それぞれ、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′を先端開放スタブ60又は61側に切り替えた場合に最大の効率が得られるように設定することにより、増幅素子の出力側でのみ切り替えを行う第2の増幅器に比べて一層効率の向上を図ることができる効果がある。また、判定回路73に、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′のスイッチ59を切り替えるしきい値第1のしきい値に加えて、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′のスイッチ59を切り替えるしきい値第2のしきい値を備えておき、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′とキャリア側最適化出力高調波処理回路11′とを異なるタイミングで切り替えるようにしてもよい。[第2の増幅器の変形例]また、スイッチを用いて複数の先端開放スタブを切り替えるのではなく、バリキャップダイオードと1つのスタブとを組み合わせて、検波器72で検波した入力電力レベルに応じてバリキャップダイオードの容量を制御することにより、徐々に高調波の反射位相を制御することも可能である。この場合には、判定回路73は検波器72で検波した入力電力レベルに応じてバリキャップダイオードの容量を制御する制御回路となる。更に、第2の増幅器では2本の先端開放スタブを切り替えるようにしたが、3本以上設け、入力電力の領域をより細かく分類し、それぞれの領域に応じて最適な高調波負荷となる先端開放スタブを選択するようにしてもよい。この場合、判定回路73に、各先端開放スタブを選択する領域に応じた複数のしきい値を設定しておくものである。これにより、入力電力レベルの変化に応じて最適な高調波負荷を精度よく設定することができ、一層増幅器の効率を向上させることができるものである。[第2の実施の形態の効果]本発明の第2の実施の形態に係る電力増幅器によれば、ドハティ増幅器のキャリア増幅器3にキャリア側最適化出力高調波処理回路11′と、入力電力レベルを検出する検波器72と、検出された入力電力レベルに応じてキャリア側最適化出力高調波処理回路11′を制御する制御信号を出力する判定回路73を備え、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′が、入力端子56と、出力端子57と、入力端子56と出力端子57の間に設けられた高調波の整合回路51と、整合回路51と出力端子57との間に接続された基本波の1/4波長の長さの伝送線路52と、第一の飽和状態でキャリア増幅器3において最大の効率が得られる高調波負荷となる電気長を備えた先端開放スタブ60と、第二の飽和状態でキャリア増幅器3において最大の効率が得られる高調波負荷となる電気長を備えた先端開放スタブ61と、制御信号に従って先端開放スタブ60,61を切り替えて伝送線路52に直列に接続するスイッチ59と、伝送線路52とスイッチ59との間に接続された基本波の1/4波長の長さの先端開放スタブ53とを備えた電力増幅器としているので、入力電力レベルに応じてキャリア増幅器3における最適な高調波負荷を切り替えて設定することができ、第一の飽和状態と第二の飽和状態の両方で良好な効率が得られ、広い出力電力レベルに亘って増幅器の効率を向上させることができる効果がある。また、第2の増幅器の別の構成によれば、第2の増幅器の構成に加えて、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′にも2種類の先端開放スタブ60,61とスイッチ59とを備え、判定回路73からの制御信号によってキャリア側最適化入力高調波処理回路9′の先端開放スタブ60又は61を切り替えるようにしているので、入力電力レベルに応じて、増幅素子の入力側の高調波負荷を切り替えて設定することができ、一層増幅器の効率を向上させることができる効果がある。[第3の実施の形態]次に、本発明の第3の実施の形態に係る電力増幅器第3の増幅器について説明する。第3の増幅器は、第2の増幅器と同様に、キャリア側最適化出力高調波処理回路とキャリア側最適化入力高調波処理回路に、第一の飽和状態でキャリア増幅器に最適な2次高調波負荷を与える先端開放スタブと、第二の飽和状態でキャリア増幅器に最適な2次高調波負荷を与える別の先端開放スタブとを備えたものであるが、増幅器への入力電力の代わりにキャリア増幅器のドレイン電流を検出して、それに応じて先端開放スタブを切り替えていずれかの先端開放スタブをλ/4伝送線路に接続するものであり、入力信号電力を減少させず、簡単な回路構成で入力電力レベルの変化に応じた最適な高調波負荷をキャリア増幅器に与えることができ、増幅器全体の電力効率を更に向上させるものである。[第3の実施の形態に係る電力増幅器の構成:図15]第3の増幅器の構成について図15を用いて説明する。図15は、本発明の第3の実施の形態に係る電力増幅器の構成ブロック図である。図15に示すように、第3の増幅器は、基本的な構成は図13に示した第2の増幅器の別の構成とほぼ同様であって、キャリア増幅器3にキャリア側最適化入力高調波処理回路9′と、キャリア側最適化出力高調波処理11′とを備え、ピーク増幅器6にピーク側最適化入力高調波処理回路14と、ピーク側最適化出力高調波処理16を備えている。また、ノード18の後段にλ/4変換器74が設けられている。キャリア側最適化出力高調波処理回路11′の構成は、図12に示した第2の増幅器におけるキャリア側最適化出力高調波処理回路11′の構成と同じであり、第一の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷を与える電気長L1の先端解放スタブ60と、第二の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷を与える電気長L2の先端解放スタブ61とを備えている。また、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′の構成もほぼ同様であり、後述する。そして、キャリア増幅器3の入力整合回路8にゲートバイアス電源回路81が接続され、ピーク増幅器6の入力整合回路13にゲートバイアス電源回路85が接続され、それぞれ、増幅素子10、15にゲートバイアス電圧を印加する。また、キャリア増幅器3とピーク増幅器6のドレイン側には、それぞれ、ドレインバイアス電源回路83とドレインバイアス電源回路86とが設けられ、ドレインバイアス電圧を印加する。更に、第3の増幅器の特徴部分として、キャリア増幅器3の出力整合回路12とドレインバイアス電源回路83との間に電流検出回路84が設けられ、電流検出回路84の検出電流出力側に判定回路82が設けられている。電流検出回路84は、キャリア増幅器3の増幅素子10のドレイン電流量を検出する。判定回路82には、しきい値が記憶されており、電流検出回路84で検出されたドレイン電流量をしきい値と比較して、比較結果に基づいてキャリア側最適化出力高調波処理回路11′及びキャリア側最適化入力高調波処理回路9′を制御する制御信号を出力する。具体的には、判定回路82は、キャリア増幅器3から見た高調波出力負荷インピーダンスを、キャリア増幅器3の効率が最大となる高調波出力負荷インピーダンスとするようにキャリア側最適化出力高調波処理回路11′及びキャリア側最適化入力高調波処理回路9′を制御する制御信号を出力する。[キャリア側最適化入力高調波処理回路9′の構成:図16]キャリア側最適化入力高調波処理回路9′について図16を用いて説明する。図16は、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′の回路図である。キャリア側最適化入力高調波処理回路9′は、図12に示したキャリア側最適化出力高調波処理回路11′とほぼ同様の構成であり、入力端子91と、整合回路92と、出力端子93と、伝送線路94と、先端解放スタブ95と、スイッチ96と、先端開放スタブ97と、先端開放スタブ98と、制御信号入力端子99とを備えている。整合回路92は、増幅素子10と入力側負荷とのインピーダンス整合をとる。伝送線路94と先端開放スタブ95は、周波数信号のλ/4の電気長を備えている。尚、先端開放スタブ97、先端開放スタブ98、先端開放スタブ95は、それぞれ、請求項における第1の先端開放スタブ、第2の先端開放スタブ、第3の先端開放スタブに相当している。そして、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′と同様に、先端開放スタブ97の電気長L1は、キャリア増幅器3のみが動作する第一の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷を与える長さに設定されており、先端開放スタブ98の電気長L2は、ピーク増幅器6も動作する第二の飽和状態においてキャリア増幅器3の効率が最大となる2次高調波負荷を与える長さに設定されている。そして、スイッチ96が、制御信号入力端子99からの制御信号に従って、先端解放スタブ97又は98のいずれかを伝送線路94に接続する。[入力信号電力とドレイン電流:図17]次に、入力信号電力とドレイン電流との関係について図17を用いて説明する。図17は、入力信号電力と電流検出回路84に流れるドレイン電流との関係を示す模式説明図である。図17に示すように、増幅器の入力信号電力が増加すると、ドレイン電流も増加する特性を備えている。そこで、第2の増幅器で用いた入力電力のしきい値に対応するキャリア増幅器3のドレイン電流量をドレイン電流のしきい値として設定することにより、ドレイン電流の検出で第2の増幅器と同様の入力電力レベルに応じた高調波負荷の制御を行うことができるものである。第3の増幅器においては、判定回路82に当該ドレイン電流のしきい値が設定されている。[電流検出回路84:図18]次に、電流検出回路84について図18を用いて説明する。図18は、電流検出回路84の構成例を示す回路図である。図18に示すように、電流検出回路84は、入力端子100と、抵抗101と、差動増幅器102と、電位差出力端子103と、出力端子104とを備えている。そして、上記構成の電流検出回路84においては、入力端子100から入力されたドレイン電流は、抵抗101を通って出力端子104からキャリア増幅器3に出力される。その際、低い抵抗値を持つ抵抗101の両端の電位差を検出し、差動増幅器102で増幅して、電位差出力端子103から判定回路82に出力される。検出される電位差は、ドレイン電流の大きさに対応している。このように、第3の増幅器では、ドレイン電流を検出することにより、入力信号電力を直接検波しないため、入力信号電力を減少させることがないものである。また、入力信号電力検出のための高周波回路を必要としないため、簡単な回路構成で実現でき、コストを低減できるものである。[第3の増幅器の動作:図15]次に、第3の増幅器の動作について図15、図12、図16を用いて説明する。第3の増幅器では、入力端子1に入力された信号は、分配器2で分配され、キャリア増幅器3とピーク増幅器6とに入力される。基本的な動作は第1の増幅器と同様であるため、ここでは省略する。そして、第3の増幅器の特徴として、電流検出回路84が、キャリア増幅器3のドレイン電流量を検出して、判定回路82に出力する。判定回路82は、入力されたドレイン電流量としきい値とを比較して、検出されたしきい値がしきい値よりも小さい場合には、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′に対して、スイッチ59を先端開放スタブ60側に切り替える制御信号を出力すると共に、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′に対して、スイッチ96を先端開放スタブ97側に切り替える制御信号を出力する。これにより、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′及びキャリア側最適化入力高調波処理回路9′では、キャリア増幅器3のみが動作している第一の飽和状態において、高調波反射によりキャリア増幅器3の効率が最大となる最適な2次高調波負荷インピーダンスとなる。また、判定回路82は、検出されたドレイン電流量がしきい値よりも大きいと判定した場合には、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′に対して、スイッチ59を先端開放スタブ61側に切り替える制御信号を出力すると共に、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′に対して、スイッチ96を先端開放スタブ98側に切り替える制御信号を出力する。これにより、キャリア増幅器3とピーク増幅器6が共に飽和動作している第二の飽和状態において、キャリア増幅器3の効率が最大となるような最適な2次高調波負荷インピーダンスとなる。[第3の増幅器の別の構成:図19]次に、第3の増幅器の別の構成について図19を用いて説明する。図19は、第3の増幅器の別の構成を示す構成ブロック図である。別の構成の第3の増幅器は、キャリア増幅器3のドレイン電流を検出する代わりに、ピーク増幅器6のドレイン電流を検出して、キャリア増幅器3の高調波負荷の制御を行うものである。図19に示すように、別の構成の第3の増幅器の基本的な構成は、図15に示した第3の増幅器と同様であるが、電流検出回路84′が、キャリア増幅器3側ではなく、ピーク増幅器6のドレイン側に設けられている。また、図15に示した第3の増幅器における判定回路82の代わりに判定回路82′が設けられている。電流検出回路84′は、ピーク増幅器6の増幅素子15のドレイン電流量を検出する。判定回路82′は、検出されたドレイン電流量と予め記憶されているしきい値とを比較して、比較結果に基づいて、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′とキャリア側最適化入力高調波処理回路9′とを制御する制御信号を出力し、ドレイン電流量に応じてスイッチを適切な先端解放スタブに接続させる。具体的には、判定回路82′は、入力されたドレイン電流量としきい値とを比較して、検出されたドレイン電流量がしきい値よりも小さい場合には、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′に対して、スイッチ59を先端開放スタブ60側に切り替える制御信号を出力すると共に、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′に対して、スイッチ96を先端開放スタブ97側に切り替える制御信号を出力する。これにより、ピーク増幅器6′がほとんど動作していない第一の飽和状態において、高調波反射によりキャリア増幅器3の効率が最大となる最適な2次高調波負荷インピーダンスを与えることができるものである。また、判定回路82′は、検出されたドレイン電流量がしきい値よりも大きい場合には、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′に対して、スイッチ59を先端開放スタブ61側に切り替える制御信号を出力すると共に、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′に対して、スイッチ96を先端開放スタブ98側に切り替える制御信号を出力する。これにより、キャリア増幅器3とピーク増幅器6とが両方動作している第二の飽和状態において、キャリア増幅器3の効率が最大となる最適な2次高調波インピーダンスとすることがができるものである。[第3の増幅器の別の構成におけるドレイン電流:図20]次に、第3の増幅器の別の構成におけるドレイン電流について図20を用いて説明する。図20は、入力信号電力と電流検出回路84′に流れるドレイン電流との関係を示す模式説明図である。図20に示すように、ピーク増幅器6は、B級又はC級にバイアスされているため、AB級にバイアスされているキャリア増幅器3とは入力信号電力とドレイン電流の関係は異なるものとなる。つまり、電流検出回路84′においては、入力信号電力が小さい状態では増幅素子15のドレイン電流は流れず、入力信号電力が一定の値を超えるとドレイン電流は急激に増加する。そして、第3の増幅器の別の構成では、第2の増幅器で用いた入力電力のしきい値に対応するピーク増幅器6のドレイン電流の値をドレイン電流しきい値として判定回路82′に設定しておくことにより、ピーク増幅器6のドレイン電流を用いても入力電力レベルに応じた高調波負荷の制御を行うことができるものである。[第3の増幅器の変形例]また、第2の増幅器の変形例と同様に、第3の増幅器の変形例として、スイッチを用いて複数の先端開放スタブを切り替える代わりに、バリキャップダイオードと1つのスタブとを組み合わせて、電流検出回路84,84′で検出したドレイン電流量に応じてバリキャップダイオードの容量を制御することにより、徐々に高調波の反射位相を制御することも可能である。この場合には、判定回路82,82′は、電流検出回路84,84′で検出したドレイン電流量に応じてバリキャップダイオードの容量を制御する制御回路となる。更に、第3の増幅器のキャリア側最適化出力高調波処理回路11′,キャリア側最適化入力高調波処理回路9′では2本の先端開放スタブを切り替えるようにしたが、3本以上設け、入力電力の領域をより細かく分類し、それぞれの領域に応じて最適な高調波負荷となる先端開放スタブを選択するようにしてもよい。この場合、判定回路82,82′に、各先端開放スタブを選択する領域に応じた複数のしきい値を設定しておくものである。これにより、入力電力レベルの変化に応じて最適な高調波負荷を精度よく設定することができ、一層増幅器の効率を向上させることができるものである。[第3の実施の形態の効果]本発明の第3の実施の形態に係る電力増幅器によれば、ドハティ増幅器のキャリア増幅器3にキャリア側最適化出力高調波処理回路11′とキャリア側最適化入力高調波処理回路9′と、キャリア増幅器3のドレイン電流量を検出する電流検出回路84と、検出されたドレイン電流量に応じてキャリア側最適化出力高調波処理回路11′及びキャリア側最適化入力高調波処理回路9′とを制御する制御信号を出力する判定回路82を備え、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′が、判定回路82からの制御信号に従って先端解放スタブ60又は61を切り替えて接続し、キャリア側最適化入力高調波処理回路9′が、判定回路82からの制御信号に従って先端解放スタブ97又は98を切り替えて接続する電力増幅器としているので、判定回路82におけるキャリア増幅器3のドレイン電流量のしきい値を入力電力レベルに応じて設定しておくことにより、入力電力レベルに応じてキャリア増幅器3における最適な高調波負荷を切り替えて設定することができ、第一の飽和状態と第二の飽和状態の両方において良好な効率が得られ、広い出力電力レベルに亘って増幅器の効率を向上させることができ、更に、簡易な回路構成で入力信号電力を低減させずに高調波負荷を制御できる効果がある。また、第3の増幅器の別の構成によれば、ピーク増幅器6のドレイン電流量を検出する電流検出回路84′と、検出されたドレイン電流量に応じてキャリア側最適化出力高調波処理回路11′及びキャリア側最適化入力高調波処理回路9′とを制御する制御信号を出力する判定回路82′を備え、キャリア側最適化出力高調波処理回路11′及びキャリア側最適化入力高調波処理回路9′が、判定回路82′からの制御信号に従って適切な先端解放スタブに接続を切り替える電力増幅器としているので、判定回路82′におけるピーク増幅器3のドレイン電流量のしきい値を入力電力レベルに応じて設定しておくことにより、入力電力レベルに応じてキャリア増幅器3における最適な高調波負荷を切り替えて設定することができ、第一の飽和状態と第二の飽和状態の両方において良好な効率が得られ、広い出力電力レベルに亘って増幅器の効率を向上させることができ、更に、簡易な回路構成で入力信号電力を低減させずに高調波負荷を制御できる効果がある。"