特許ウォッチ

公開番号2025124523
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020630
出願日2024-02-14
発明の名称増幅回路
出願人株式会社村田製作所
代理人個人,個人
主分類H03F 1/32 20060101AFI20250819BHJP(基本電子回路)
要約【課題】高調波を高精度に抑制できる増幅回路を提供する。
【解決手段】増幅回路1は、電力増幅器21を含む電力増幅回路20と、電力増幅器21に対して出力端における基本波の位相が90°遅れる電力増幅器31を含む電力増幅回路30と、電力増幅回路20から出力される第1出力信号の基本波と、電力増幅回路30から出力される第2出力信号の基本波とを合成するよう構成された同相合成回路40と、を備え、電力増幅回路20は逆E級であり、電力増幅回路30はE級である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１電力増幅器を含む第１電力増幅回路と、
前記第１電力増幅器に対して出力端における基本波の位相が９０°遅れる第２電力増幅器を含む第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路から出力される第１出力信号の基本波と、前記第２電力増幅回路から出力される第２出力信号の基本波とを合成するよう構成された合成回路と、を備え、
前記第１電力増幅回路は逆Ｅ級であり、
前記第２電力増幅回路はＥ級である、
増幅回路。
続きを表示（約 4,000 文字）【請求項２】
さらに、
第１入力端、第１出力端および第２出力端を有し、前記第１入力端に入力された第１バンドの送信帯域の基本波信号を分波して、前記第１出力端から第１信号を出力し、前記第１信号に対して位相が－９０°となる第２信号を前記第２出力端から出力するよう構成された分波器を備え、
前記合成回路は、
第２入力端、第３入力端および第３出力端を有し、前記第２入力端から入力された前記第１出力信号および前記第３入力端から入力された前記第２出力信号を同相合成して生成された第３出力信号を前記第３出力端から出力するよう構成された合成器と、
前記第１電力増幅回路と前記合成器との間に接続され、前記第１バンドの基本波および高調波を移相するよう構成された第１移相回路と、
前記第２電力増幅回路と前記合成器との間に接続され、前記第１移相回路に対して前記基本波の通過位相が＋９０°となるよう、前記第１バンドの基本波および高調波を移相するよう構成された第２移相回路と、を含み、
前記第１電力増幅回路は、
第４入力端および第４出力端を有し、前記第４入力端が前記第１出力端に接続された第１電力増幅器と、
前記第４出力端と前記第２入力端とを結ぶ経路に接続され、前記高調波を移相するよう構成された第１高調波移相回路と、を含み、
前記第２電力増幅回路は、
第５入力端および第５出力端を有し、前記第５入力端が前記第２出力端に接続された第２電力増幅器と、
前記第５出力端と前記第３入力端とを結ぶ経路に接続され、前記高調波を移相するよう構成された第２高調波移相回路と、を含み、
前記第２入力端における前記高調波の位相から、前記第３入力端における前記高調波の位相を減じた移相差は、９０°よりも大きい、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記第１高調波移相回路の前記高調波の通過位相から前記第２高調波移相回路の前記高調波の通過位相を減じた第１移相差は、前記第２移相回路の前記高調波の通過位相から前記第１移相回路の前記高調波の通過位相を減じた第２移相差と等しい、
請求項２に記載の増幅回路。
【請求項４】
前記第１移相回路は、前記基本波および前記高調波の通過位相が－４５°となるよう構成され、
前記第２移相回路は、前記基本波および前記高調波の通過位相が＋４５°となるよう構成され、
前記第１高調波移相回路は、前記高調波の通過位相が＋４５°となるよう構成され、
前記第２高調波移相回路は、前記高調波の通過位相が－４５°となるよう構成される、
請求項３に記載の増幅回路。
【請求項５】
前記第１移相回路は、前記基本波の通過位相が－４５°となり、前記高調波の通過位相が－Ｘ°（Ｘ＞０）となるよう構成され、
前記第２移相回路は、前記基本波の通過位相が＋４５°となり、前記高調波の通過位相が＋Ｙ°（Ｙ＞０）となるよう構成され、
前記第１高調波移相回路は、前記高調波の通過位相が＋Ｘ°（Ｘ＞０）となるよう構成され、
前記第２高調波移相回路は、前記高調波の通過位相が－Ｙ°（Ｙ＞０）となるよう構成される、
請求項３に記載の増幅回路。
【請求項６】
さらに、
第１入力端、第１出力端および第２出力端を有し、前記第１入力端に入力された第１バンドの送信帯域の基本波信号を分波して、前記第１出力端から第１信号を出力し、前記第１信号に対して相対的に位相が－９０°となる第２信号を前記第２出力端から出力するよう構成された分波器を備え、
前記合成回路は、
第２入力端および第３出力端を有し、前記第２入力端から入力された前記第１出力信号の基本波を９０°遅らせるよう構成された移相線路を有し、
前記第１電力増幅回路は、
第３入力端および第４出力端を有し、前記第３入力端が前記第１出力端に接続され、前記第４出力端が前記第２入力端に接続されたキャリアアンプと、
前記第４出力端と前記第２入力端とを結ぶ経路に接続され、前記第１バンドの高調波を移相するよう構成された第１高調波移相回路と、を含み、
前記第２電力増幅回路は、
第４入力端および第５出力端を有し、前記第４入力端が前記第２出力端に接続され、前記第５出力端が前記第３出力端に接続されたピークアンプと、
前記第５出力端と前記第３出力端とを結ぶ経路に接続され、前記高調波を移相するよう構成された第２高調波移相回路と、を含み、
前記第４出力端から前記第３出力端に入力された前記高調波の位相から、前記第５出力端から前記第３出力端に入力された前記高調波の位相を減じた移相差は、９０°よりも大きい、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項７】
さらに、
第１入力端、第１出力端および第２出力端を有し、前記第１入力端に入力された第１バンドの送信帯域の基本波信号を分波して、前記第１出力端から第１信号を出力し、前記第１信号に対して相対的に位相が－９０°となる第２信号を前記第２出力端から出力するよう構成された分波器を備え、
前記合成回路は、
第２入力端および第３出力端を有し、前記第２入力端から入力された前記第２出力信号の基本波を９０°遅らせるよう構成された移相線路と、
第３入力端、第４入力端および第４出力端を有し、前記第３入力端から入力された前記第１出力信号および前記第４入力端から入力された前記第２出力信号を逆相合成して生成された第３出力信号を前記第４出力端から出力するよう構成されたトランスと、を含み、
前記第１電力増幅回路は、
第５入力端および第５出力端を有し、前記第５入力端が前記第１出力端に接続され、前記第５出力端が前記第３入力端に接続されたキャリアアンプと、
前記第５出力端と前記第３入力端とを結ぶ経路に接続され、前記第１バンドの高調波を移相するよう構成された第１高調波移相回路と、を含み、
前記第２電力増幅回路は、
第６入力端および第６出力端を有し、前記第６入力端が前記第２出力端に接続され、前記第６出力端が前記第２入力端に接続されたピークアンプと、
前記第６出力端と前記第２入力端とを結ぶ経路に接続され、前記高調波を移相するよう構成された第２高調波移相回路と、を含み、
前記第３入力端における前記高調波の位相から、前記第４入力端における前記高調波の位相を減じた移相差は、９０°よりも小さい、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項８】
さらに、
第１入力端、第１出力端および第２出力端を有し、前記第１入力端に入力された第１バンドの送信帯域の基本波信号を分波して、前記第１出力端から第１信号を出力し、前記第１信号に対して相対的に位相が－９０°となる第２信号を前記第２出力端から出力するよう構成された分波器を備え、
前記合成回路は、
第２入力端、第３入力端および第３出力端を有し、前記第２入力端から入力された前記第１出力信号および前記第３入力端から入力された前記第２出力信号を逆相合成して生成された第３出力信号を前記第３出力端から出力するよう構成されたトランスと、
前記第１電力増幅回路と前記トランスとの間に接続され、前記第１バンドの基本波および高調波を移相するよう構成された第１移相回路と、
前記第２電力増幅回路と前記トランスとの間に接続され、前記第１移相回路に対して前記基本波の通過位相が相対的に－９０°となるよう、前記第１バンドの基本波および高調波を移相するよう構成された第２移相回路と、を含み、
前記第１電力増幅回路は、
第４入力端および第４出力端を有し、前記第４入力端が前記第１出力端に接続された第１電力増幅器と、
前記第４出力端と前記第２入力端とを結ぶ経路に接続され、前記高調波を移相するよう構成された第１高調波移相回路と、を含み、
前記第２電力増幅回路は、
第５入力端および第５出力端を有し、前記第５入力端が前記第２出力端に接続された第２電力増幅器と、
前記第５出力端と前記第３入力端とを結ぶ経路に接続され、前記高調波を移相するよう構成された第２高調波移相回路と、を含み、
前記第２入力端における前記高調波の位相から、前記第３入力端における前記高調波の位相を減じた移相差は、９０°よりも小さい、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項９】
前記第１高調波移相回路の前記高調波の通過位相から前記第２高調波移相回路の前記高調波の通過位相を減じた第１移相差は、前記第１移相回路の前記高調波の通過位相から前記第２移相回路の前記高調波の通過位相を減じた第２移相差と等しい、
請求項８に記載の増幅回路。
【請求項１０】
前記第１移相回路は、前記基本波および前記高調波の通過位相が＋４５°となるよう構成され、
前記第２移相回路は、前記基本波および前記高調波の通過位相が－４５°となるよう構成され、
前記第１高調波移相回路は、前記高調波の通過位相が＋４５°となるよう構成され、
前記第２高調波移相回路は、前記高調波の通過位相が－４５°となるよう構成される、
請求項９に記載の増幅回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅回路に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バランスアンプを構成し、Ｆ級動作する第１増幅手段および第２増幅手段と、第１増幅手段の出力端および第２増幅手段の出力端の間に接続された２次高調波を通過させるフィルタと、を備えた電力増幅器が開示されている。第１増幅手段の出力端および第２増幅手段の出力端にて２次高調波を相殺することで基本波における電力効率を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭６３－１５３９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された電力増幅器では、増幅手段がＦ級動作するため、負荷インピーダンスが短絡となる偶数次高調波の周波数範囲が狭く、例えば３ＧＰＰ（登録商標：3rd Generation Partnership Project）で規定されたバンドの全帯域にわたり２次高調波を精度よく相殺して高い電力効率を確保することが困難である。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、高調波を高精度に抑制できる増幅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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る増幅回路は、第１電力増幅器を含む第１電力増幅回路と、第１電力増幅器に対して出力端における基本波の位相が９０°遅れる第２電力増幅器を含む第２電力増幅回路と、第１電力増幅回路から出力される第１出力信号の基本波と、第２電力増幅回路から出力される第２出力信号の基本波とを合成するよう構成された合成回路と、を備え、第１電力増幅回路は逆Ｅ級であり、第２電力増幅回路はＥ級である。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る増幅回路は、第１入力端、第１出力端および第２出力端を有し、第１入力端に入力された第１バンドの送信帯域の基本波信号を分波して、第１出力端から第１信号を出力し、第１信号に対して位相が－９０°となる第２信号を第２出力端から出力するよう構成された分波器と、第４入力端および第４出力端を有し、第４入力端が第１出力端に接続された第１電力増幅器と、第５入力端および第５出力端を有し、第５入力端が第２出力端に接続された第２電力増幅器と、第２入力端、第３入力端および第３出力端を有し、第１電力増幅器から出力される第１出力信号を第２入力端から入力し、第２電力増幅器から出力される第２出力信号を第３入力端から入力して同相合成された第３出力信号を第３出力端から出力するよう構成された合成器と、第１電力増幅器と合成器との間に接続され、第１バンドの基本波および高調波を移相するよう構成された第１移相回路と、第２電力増幅器と合成器との間に接続され、第１移相回路に対して基本波の通過位相が＋９０°となるよう、第１バンドの基本波および高調波を移相するよう構成された第２移相回路と、第４出力端と第２入力端とを結ぶ経路に接続され、高調波を移相するよう構成された第１高調波移相回路と、第５出力端と第３入力端とを結ぶ経路に接続され、高調波を移相するよう構成された第２高調波移相回路と、を備え、第２入力端における高調波の位相から、第３入力端における高調波の位相を減じた移相差は、９０°よりも大きい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高調波を高精度に抑制できる増幅回路を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態に係る第１電力増幅回路および第２電力増幅回路の高調波インピーダンスを示すスミスチャートである。
比較例に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態に係る第１高調波移相回路の回路構成例を示す図である。
実施の形態に係る第２高調波移相回路の回路構成例を示す図である。
実施の形態に係る第１移相回路の回路構成例を示す図である。
実施の形態に係る第２移相回路の回路構成例を示す図である。
実施の形態の変形例１に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態の変形例２に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態の変形例３に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態の変形例４に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態の変形例５に係る増幅回路の回路構成図である。
実施の形態の変形例６に係る増幅回路の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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