高频功率放大器制造技术

本发明专利技术的功率放大器包括放大电路（１００、２００和３００）、第一传输线（５３０）、第二传输线（５２０）和第三传输线（５４０）。这里，放大电路（１００、２００和３００）放大具有基频的输入信号来生成第一放大信号和第二放大信号，第二放大信号的相位与第一放大信号相反。第一传输线（５３０）通过使用左手材料向第一放大信号添加对应于频率而不同的第一组相位来生成第一传输信号。第二传输线（５２０）通过使用右手材料向第二放大信号添加对应于频率而不同的第二组相位来生成第二传输信号。第三传输线（５４０）叠加所述第一传输信号和所述第二传输信号来生成输出信号。第一组相位和第二组相位包括相位差，该相位差被配置为减弱二次谐波和三次谐波，二次谐波和三次谐波所具有的频率分别为所述基频的２倍和３倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种功率放大器及其功率放大方法，并且特别地涉及一种推拉式功率放大器及其放大方法。
技术介绍
以移动基站为代表，为了提高传输率，信号调制正变得越来越复杂。因此，需要具有高失真特性的放大器并且需要使得放大器以比饱和输出状态更大的回退(back-off)来工作。因此，要求放大器有更高的输出。作为一个解决方案，使用了电功率叠加(overlap) 方法，例如推拉式放大器。图1是示出现有技术的推拉式高频功率放大器的配置的框图。在图1中，现有技术的功率放大器包括作为输入侧德巴伦电路的第一马卡德巴伦(marchant kilurOlOO、第一晶体管200、第二晶体管300和作为输出侧德巴伦电路的第二马卡德巴伦电路400。第一马卡德巴伦100包括作为输入部件的RF (射频)信号输入部件110、与地120连接的接地端部件以及第一和第二输出部件。两个晶体管200和300具有相同的特性。第二马卡德巴伦 400包括第一和第二输入部件、作为输出部件的RF信号输出部件430以及与地440连接的接地端部件。第一马卡德巴伦100的第一输出部件连接到第一晶体管200的栅极。第一晶体管200的源极和漏极中的一个连接到第二马卡德巴伦400的第一输入部件。第一晶体管 200的源极和漏极中的另一个接地。第一马卡德巴伦100的第二输出部件连接到第二晶体管300的栅极。第二晶体管300的源极和漏极中的一个连接到第二马卡德巴伦400的第二输入部件。第二晶体管300的源极和漏极中的另一个接地。图2是示出图1中的现有技术的输出侧德巴伦电路的端口的示意图。第二马卡德巴伦电路400作为输出侧德巴伦电路并且包括作为第一输入部件的第一端口 410、作为第二输入部件的第二端口 420、在图1中示作RF信号输出部件430的第三端口 430，以及与地 440连接的接地端部件。例如，在该马卡德巴伦电路400用作输出侧德巴伦电路的情况中， 由第一晶体管200输出给马卡德巴伦电路400的信号被提供给第一端口 410以传输至第三端口 430。类似地，由第二晶体管300输出给马卡德巴伦400的信号被提供给第二端口 420 以传输至第三端口 430。这里，第一端口 410和第三端口 430之间的距离将被设置为输入信号的基波的波长的一半，其比第二端口 420和第三端口 430之间的距离长。这样，可以对由第一晶体管 200和第二晶体管300输出的并且具有π弧度相位差的信号进行叠加而没有损失。然而，这里，由两个晶体管200和300生成的二次谐波具有相同的相位。将考虑通常的微带线用作输出侧德巴伦电路的情况。这里，对于二次谐波，从第一端口 410到第三端口 430的距离和从第二端口 420到第三端口 430的距离之间的差对应于零相位差。因此，在这样的德巴伦电路中，二次谐波被完全叠加。此外，对于三次谐波，从第一端口 410到第三端口 430的距离和从第二端口 420到第三端口 430的距离之间的差为1.5个波长的长度，并且其对应于π弧度的相位差。因此，由第一晶体管200和第二晶体管300输出的具有π弧度的相位差的三次谐波与基波类似地以几乎相同的相位被叠加。即，在这样的德巴伦电路中，没有消除三次谐波的效果。接着，将考虑马卡德巴伦电路400用作输出侧德巴伦电路的情况。这里，对于二次谐波，从第一端口 410到第三端口 430的距离变为差不多1/2波长，其比从第二端口 420到第三端口 430的距离长。这使得对于二次谐波具有消除效果并且获得减少失真的效果。然而，这里，与基波类似地，三次谐波以几乎相同的相位被叠加。因此，对于三次谐波的消除效果是非常小的。如上所述，在通过控制普通传输线的长度来制作德巴伦电路并且实现基频的1/2 波长差的情况中，对于二次谐波和三次谐波都不能获得消除效果。此外，在使用诸如马卡德巴伦之类的德巴伦电路的情况中，对于二次谐波，差变成差不多1/2波长，并且获得了一定程度的二次谐波消除效果。但是，由于频率对德巴伦电路的长度差的依赖性，不能够获得完全的消除效果。另外，对于三次谐波，几乎没有消除效果。S卩，对于以上提及的现有技术的德巴伦电路，很难同时地对于基波实现1/2波长差，对于二次谐波实现1/2波长差，并且对于三次谐波实现无波长差。因此，放大器的失真特性较差，并且为了获得所期望的系统的失真特性，需要增加补充性失真补偿电路，并且存在放大器变得更大的问题。关于以上，在专利文献1(日本专利申请特开2005-39799号公报)中提及了一种功率放大器。专利文献1中所提及的功率放大器简化了高频信号。该功率放大器包括第一放大器件、第二放大器件、第一分布常数线、第一谐振电路和输出端。这里，第一放大器件用于放大第一信号。第二放大器件以推拉式连接到第一放大器件并且放大第二信号，第二信号具有与第一信号相反的相位。第一分布常数线具有这样的线路长度，该线路长度反转由第一放大器件放大的第一信号的基波分量的相位。第一谐振电路连接在第一分布常数线上其中将被短路的偶次谐波的分量的相位发生反转的位置和第二放大器件的输出侧之间，并且在将被短路的偶次谐波的分量的频率中串联谐振。输出端在来自第一分布常数线的信号与来自第二放大器件的信号叠加之后进行输出。引文清单专利文献专利文献1 日本专利申请特开2005-39799号公报
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种推拉式功率放大器及其功率放大方法，这两者都能够通过提高二次谐波和三次谐波的消除效果来实现德巴伦电路的低失真特性。本专利技术的一种功率放大器包括放大电路(100、200和300)、第一传输线(530)、第二传输线(520)和第三传输线(540)。这里，放大电路(100、200和300)放大具有基频的输入信号来生成第一放大信号和第二放大信号，第二放大信号的相位与第一放大信号相反。 第一传输线(530)使用左手材料向第一放大信号添加对应于频率而不同的第一组相位来生成第一传输信号。第二传输线(520)使用右手材料向第二放大信号添加对应于频率而不同的第二组相位来生成第二传输信号。第三传输线640)叠加所述第一传输信号和所述第二传输信号来生成输出信号。然而，第一组相位和第二组相位包括相位差，该相位差被配置为减弱二次谐波和三次谐波，二次谐波和三次谐波所具有的频率分别为所述基频的2倍和 3倍。本专利技术的一种功率放大方法，包括步骤(a)，放大具有基频的输入信号来生成第一放大信号和第二放大信号，所述第二放大信号具有与所述第一放大信号相反的相位；步骤(b)，通过使用左手材料来向所述第一放大信号添加对应于频率而不同的第一组相位； 步骤(c)通过使用右手材料来向所述第二放大信号添加对应于频率而不同的第二组相位； 以及步骤(d)，叠加所述步骤(b)中获得的第一传输信号和所述步骤(c)中获得的第二传输信号。这里，存在减弱二次谐波和三次谐波的相位差，二次谐波和所述三次谐波所具有的频率分别是基频的2倍和3倍。左手传输线和右手传输线被组合来提供输出侧德巴伦电路，并且在左手传输线和右手传输线之间生成基波中的相位差。另外，可以通过控制每个电感器和每个电容器的值来提高二次谐波和三次谐波的消除效果。附图说明图1是示出现有技术的推拉式高频功率放大器的配置的框图。图2是示出现有技术的输出侧德巴伦电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种功率放大器，包括：放大电路，所述放大电路被配置为放大具有基频的输入信号来生成第一放大信号和第二放大信号，所述第二放大信号的相位与所述第一放大信号相反；第一传输线，所述第一传输线被配置为通过使用左手材料向所述第一放大信号添加对应于频率而不同的第一组相位来生成第一传输信号；第二传输线，所述第二传输线被配置为通过使用右手材料向所述第二放大信号添加对应于频率而不同的第二组相位来生成第二传输信号；以及第三传输线，所述第三传输线被配置为叠加所述第一传输信号和所述第二传输信号来生成输出信号；其中所述第一组相位和所述第二组相位包括相位差，所述相位差被配置为减弱二次谐波和三次谐波，所述二次谐波和所述三次谐波所具有的频率分别为所述基频的２倍和３倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：分岛彰男，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP