高次谐波处理电路以及使用了它的放大电路制造技术

本发明专利技术提供可实现电路的小型化的高频处理电路以及使用了它的放大电 路。包括第1阻抗调整单元和第2阻抗调整单元。第1阻抗调整单元包括耦 合分布常数线路(CT)。耦合分布常数线路(CT)是被输入放大用晶体管(S) 的输出的线路，并且具有所述放大用晶体管(S)的输出中的基波的波长(λ) 的1/4的长度。并且，第1阻抗调整单元将对于偶数次高次谐波的输入阻抗 实质性地调整为无限大或者零中的一个。第1阻抗调整单元和第2阻抗调整 单元将对于奇数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大或者零中的另 一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高次谐波处理电路以及使用了它的放大电路。
技术介绍
当前，由便携式电话所代表的移动终端在急速地普及，为了可进行更长 时间的电池动作，要求构成部件进一步低功耗化。此外，卫星/宇宙通信装置 中低功耗动作也同样是必要条件。其中，微波发送单元的功率放大器的消耗 功率占整体的十分之几左右，因此该功率放大器的高效率化成为实现装置的 进一步长时间动作的关键。已知微波功率放大器的高效率化可通过进行高次 谐波处理来实现。作为高效率的微波功率放大器，以往开始已知F级放大器。其将流入放 大用晶体管的输出侧的电流波形由基波+偶数次高次谐波分量构成，而将晶体 管的输出端子上的电压波形由基波+奇数次高次谐波分量构成。由此，消除晶 体管内的电流波形和电压波形的重叠从而能够抑制功率损耗。作为使用了在 高频中也可适用的分布常数线路的F级放大电路，存在下述专利文献1和2 所记载的电路。并且，在下述专利文献2中表示了，在一定的规则下，可以 省略一部分短截线(stub)的设置。但是，在这些技术中，基本需要根据应处理的高次谐波的次数来设置短 截线。若能够进一步削减应设置的短截线的数量，则可实现电路的进一步小 型化和简化。另一方面，近年来提出了进行与前述的F级放大器不同的高次谐波处理 的逆F级放大器。在逆F级放大器中，将流入放大用晶体管的输出侧的电流 波形由基波+奇数次高次谐波分量构成，而将晶体管的输出端子上的电压波形 由基波+偶数次高次谐波分量构成。由此，消除晶体管内的电流波形和电压波 形的重叠从而能够抑制功率损耗(参照下述非专利文献1 )。此外，对于逆F 级放大器，进行使用外部调谐器调整至3次高次谐波的验证实验(参照下述 非专利文献2)。虽然也依赖于动作条件，但认为通过使用逆F级放大器，可实现比F级更高效率的功率放大(参照下述非专利文献3 )。为了获得前述的逆F级动作中的电压波形，在放大用晶体管的输出端子中，将对于奇数次高次谐波的负载阻抗设为零即可。此外同样地，为了获得 电流波形，将对于偶数次高次谐波的负载阻抗设为无限大即可。为了实现这样的逆F级放大器，例如有下述专利文献3所示那样，将基 于福斯特的第1方法或者第2方法在各个高次谐波中设定了极点和零点的两 个电抗电路网与放大用晶体管的输出端子串联连接和并联连接的方法。这样， 可实现对于高次谐波的增加交替地重复无限大和零的负载阻抗。但是，伴随近年的无线通信的高频化，例如以6GHz动作的放大器的情 况下，第7次高次谐波的频率为42GHz。存在以该频带动作的放大用晶体管。 但是，若达到42GHz左右，则会大大超出电抗元件的自谐振频率。因此，在 动作频率高时，通过下述专利文献3的方法来实现逆F级动作比较困难。另一方面，关于F级的放大器，提出了通过使用在高频中也可适用的分 布常数线路，从而可得到期望的阻抗条件的电路(参照下述专利文献1以及 2)。但是，该方法是对F级动作特制的，即使调整该电路也无法得到逆F级 方文大电^各。从而，对于逆F级放大器，若能够提供使用了分布常数线路的高次谐波 处理电路，则能够提供在高频中也可动作的逆F级放大器。 专利文献l:(日本)特开2001-111362号公报 专利文献2:(日本)特开2003-234626号公报 专利文献3:(日本)特开2005-117200号公报非专利文南足l: A. Inoue, et al., Analysis of class-F and inverse class-F amplifiers ， IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig.， Boston, MA Jun. 2000， pp. 775-778.非专利文南大2: C. J. Wei, et al., Analysis and experimental waveform study on inverse class-F mode of microwave power FETs ， IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., Boston, MA Jun. 2000， pp. 525-528.非专利文献 3 : Y. Y. Woo, et al.， Analysis and experiments for high-efficiency class-F and inverse class-F power amplifiers ， IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol.54, no.5, pp. 1969-1974， May 2006.
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述那样的状况而完成的。本专利技术的第1目的在于，提供可实现电路的小型化的高频处理电路以及 使用了它的放大电路。本专利技术的第2目的在于，提供关于作为高效率功率放大器所知的F级或 者逆F级放大器，原理上可实现无限次的高次谐波处理的高频处理电路以及 使用了它的放大电路。本专利技术的第3目的在于，提供可在微波频带或毫米波频带那样的高频区 域中动作的逆F级放大器用的高次谐波处理电路以及使用了它的放大电路。本专利技术的第4目的在于，提供不破坏对于全部高次谐波的负载阻抗条件 就能够调整对于基波的负载阻抗的逆F级放大器用的高次谐波处理电路以及 使用了它的放大电路。用于解决课题的方案本专利技术可作为以下的项目所记载的内容来表现。 (项目1)项目1的高次谐波处理电路连接在放大器的输出端子和负载电阻之间， 是用于处理在所述放大器的输出端子上呈现的高次谐波的电路。该电路包括 第1阻抗调整单元和第2阻抗调整单元。所述第1阻抗调整单元包括耦合分 布常数线路。所述耦合分布常数线路是被输入所述放大器的输出的线路，并 且具有所述放大器的输出中的基波的波长(X)的1/4的长度。并且，所述第 1阻抗调整单元的结构为，将对于偶数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整 为无限大或者零中的一个。所述第1阻抗调整单元和所述第2阻抗调整单元 的结构为，将对于奇数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大或者零 中的另一个。 (项目2 )项目2的高次谐波处理电路在项目1所记载的高次谐波处理电路中，所 述第1阻抗调整单元的结构为，将对于偶数次高次谐波的输入阻抗实质性地 调整为无限大，此外，所述第1阻抗调整单元和所述第2阻抗调整单元的结 构为，将对于奇数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为零。并且，所述第 2阻抗调整单元具有与所述耦合分布常数线路的输出端子连接，且具有基200780035811.3说明书第4/19页波的波长(人)的1/4的长度的X/2形成用的分布常数线路；以及与所述人/2形 成用的分布常数线路的输出端子相互并联连接的多个终端开路分布常数线 路。所述多个终端开路分布常数线路分别具有由 1^X/(4m)(其中，X是基波的波长，m是l以外的正奇数) 表示的线路长度L。 (项目3 )项目3的高次谐波处理电路在项目1所记载的高次谐波处理电路中，所 述第1阻抗调整单元的结构为，将对于偶数次高次谐波的输入阻抗实质性地 调整为零。此外，所述第1阻抗调整单元和所述第2阻抗调整单元的结构为，将对于奇数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大。并且，所述第2 阻抗调整单元具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高次谐波处理电路，该电路连接在放大器的输出端子和负载电阻之间，用于处理在所述放大器的输出端子上呈现的高次谐波，其特征在于，　所述高次谐波处理电路包括第１阻抗调整单元和第２阻抗调整单元，　所述第１阻抗调整单元包括耦合分布常数线 路，　所述耦合分布常数线路是被输入所述放大器的输出的线路，并且具有所述放大器的输出中的基波的波长（λ）的１／４的长度，　并且，所述第１阻抗调整单元的结构为，将对于偶数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大或者零中的一个，　 　所述第１阻抗调整单元和所述第２阻抗调整单元的结构为，将对于奇数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大或者零中的另一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.8 JP 215181/20061、一种高次谐波处理电路，该电路连接在放大器的输出端子和负载电阻之间，用于处理在所述放大器的输出端子上呈现的高次谐波，其特征在于，所述高次谐波处理电路包括第1阻抗调整单元和第2阻抗调整单元，所述第1阻抗调整单元包括耦合分布常数线路，所述耦合分布常数线路是被输入所述放大器的输出的线路，并且具有所述放大器的输出中的基波的波长(λ)的1/4的长度，并且，所述第1阻抗调整单元的结构为，将对于偶数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大或者零中的一个，所述第1阻抗调整单元和所述第2阻抗调整单元的结构为，将对于奇数次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为无限大或者零中的另一个。2、 如权利要求1所述的高次谐波处理电路，其特征在于，所述第1阻抗调整单元的结构为，将对于偶数次高次谐波的输入阻抗实 质性地调整为无限大，所述第1阻抗调整单元和所述第2阻抗调整单元的结构为，将对于奇数 次高次谐波的输入阻抗实质性地调整为零，并且，所述第2阻抗调整单元具有与所述耦合分布常数线路的输出端子连接，且具有基波的波长(X)的 1/4的长度的人/2形成用的分布常数线路；以及与所述V2形成用的分布常数线路的输出端子相互并联连接的多个终端 开路分布常数线路，所述多个终端开路分布常数线路分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川亮，本城和彦，
申请(专利权)人：国立大学法人电气通信大学，
类型：发明
国别省市：JP