JP3712909B2

JP3712909B2 - High output power amplifier

Info

Publication number: JP3712909B2
Application number: JP2000080976A
Authority: JP
Inventors: 浩司岡崎; 克彦荒木; 孝大平
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: JP2000349574A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高出力電力増幅器に関し、特にマイクロ波以上の周波数帯に適する通信用の高出力電力増幅器に関し、特に半導体の増幅素子を備えるとともに出力電力が変更可能な高出力電力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信用高出力電力増幅器（以下、ＨＰＡと略す）に要求される機能は、単にＨＰＡの最大出力電力が得られるように信号を増幅するだけではない。すなわち、当該ＨＰＡの出力する信号波が他局に及ぼす干渉を低減するため、あるいはＨＰＡ自体の消費電力の低減のために、最大出力電力よりも小さい電力に出力電力を調整する機能が要求される場合がある。
【０００３】
ＨＰＡの出力電力を調整する場合、ＨＰＡの入力側に接続される前置増幅器の利得を制御し、ＨＰＡに入力される信号の電力を制御してＨＰＡの出力電力を制御するのが一般的である。
ＵＨＦ帯以下の比較的低い周波数帯においては、ＨＰＡを例えば、Ｂ級プッシュプル回路で構成すれば、ＨＰＡの消費電力は出力電力に応じた電力になる。つまり、出力電力が小さい場合にはＨＰＡの消費電力も小さくなる。
【０００４】
しかしながら、マイクロ波帯以上の高い周波数帯では、増幅回路の動作点を定めるバイアスによって無信号状態では増幅素子をピンチオフ状態にするＢ級動作は、増幅に用いる半導体素子の性能上、増幅に適さない。このため、Ａ級動作あるいはＡＢ級動作をするように回路を構成する必要がある。
ＨＰＡに用いる増幅素子がＡ級動作あるいはＡＢ級動作をする場合には、ＨＰＡの電力負荷効率は飽和出力近傍（最大出力の近傍）で最大値になる。そして、飽和出力が得られる状態から入力電力を下げると、それにほぼ比例して出力電力は下がる。しかし、消費電力がほぼ一定であるため入力電力の減少に伴って電力負荷効率が著しく低下する。従って、消費電力を低減することが目的の場合には、前置増幅器の利得を制御してＨＰＡの入力電力を低減する手法は適さない。
【０００５】
ＨＰＡの消費電力の低減を目的とする場合には、従来より、図２２又は図２３に示すような構成が用いられている。
まず図２２に示すＨＰＡについて説明する。このＨＰＡは、２つの高周波増幅回路１，２とバイアス制御回路６，高周波スイッチ１１，１５を備えている。
高周波信号入力端子４に、高周波増幅回路１の信号入力端子が接続されている。高周波増幅回路１の信号出力端子は、高周波スイッチ１１を介して高周波スイッチ１５又は高周波増幅回路２の信号入力端子に接続される。高周波信号出力端子５は、高周波スイッチ１５を介して、高周波スイッチ１１又は高周波増幅回路２の信号出力端子と接続される。バイアス制御回路６は、制御信号入力端子７に印加される制御信号に従って、高周波スイッチ１１，１５及び高周波増幅回路２のバイアスを制御する。
【０００６】
図２２のＨＰＡにおいては、高周波増幅回路２の飽和出力電力が高周波増幅回路１の飽和出力電力よりも大きく、しかも高周波増幅回路１の出力が飽和電力なる時の入力電力より若干低い入力電力で高周波増幅回路２の出力が飽和電力になるように構成される。
【０００７】
このように構成すると、高周波増幅回路２の出力が飽和電力になる状態の近傍と高周波増幅回路１の出力が飽和電力になる状態の近傍とのそれぞれについて高い電力負荷効率が得られる。このため、出力電力がＨＰＡの最大出力レベルより低い場合での消費電力を低減することができる。
すなわち、バイアス制御回路６は高周波増幅回路１の飽和電力以上の出力電力が要求される場合には、高周波増幅回路２をオン状態にするとともに高周波増幅回路２を通る信号経路を選択するように高周波スイッチ１１，１５を制御する。
【０００８】
一方、高周波増幅回路１の飽和電力以下の出力電力が要求されるときには、バイアス制御回路６は高周波増幅回路２をオフ状態にするとともに高周波増幅回路２を通らない信号経路を選択するように高周波スイッチ１１，１５を制御する。
次に、図２３に示すＨＰＡについて説明する。このＨＰＡは、並列に配置された複数の高周波増幅回路１，２，・・・３と、高周波スイッチ１１，１５と、バイアス制御回路６とを備えている。高周波増幅回路１，２，・・・３は、飽和出力電力が互いに異なっている。
【０００９】
高周波スイッチ１１は、高周波信号入力端子４を高周波増幅回路１，２，・・・３のいずれか１つの信号入力端子に接続する。高周波スイッチ１５は、高周波増幅回路１，２，・・・３のいずれか１つの信号出力端子を高周波信号出力端子５に接続する。
図２３のバイアス制御回路６は、制御信号入力端子７の信号に従って高周波増幅回路１，２，・・・３のいずれか１つをオン状態に制御するとともにそれ以外をオフ状態に制御し、オン状態の高周波増幅回路を高周波信号入力端子４及び高周波信号出力端子５に接続するように高周波スイッチ１１，１５を制御する。
【００１０】
高周波増幅回路１，２，・・・３は飽和出力電力が互いに異なっているので、それらの中から飽和出力電力が要求される出力電力に最も近いものを選択して使用することにより、高い電力負荷効率が得られる。すなわち、要求される出力電力が小さいときには消費電力の低減が図れる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、要求される出力電力が高速で変化する場合には、図２２，図２３の高周波スイッチ１１，１５も高速で切り替える必要がある。この種の切り替えを行う用途には、一般には半導体を用いたスイッチ（半導体スイッチ）が用いられる。
【００１２】
半導体スイッチの特性のうち、オン状態の通過損失（挿入損失）、ならびにオン状態の通過損失とオフ状態の通過損失との比（オンオフ比）が重要である。前記挿入損失は小さいほど望ましく、前記オンオフ比は大きいほど望ましい。
しかしながら、マイクロ波帯以上の高い周波数帯で利用する場合、低挿入損失と高オンオフ比の両方の条件を同時に満たす半導体スイッチを得るのは現状では困難である。
【００１３】
そのため、従来のＨＰＡにおいて挿入損失に優れた半導体スイッチを採用すると、半導体スイッチのオンオフ比が低いため、選択した信号経路以外の構成要素の影響が現れて期待通りの性能を得ることは困難である。
また、オンオフ比に優れた半導体スイッチを採用すると、半導体スイッチの挿入損失が大きいため、それを補償するために余分に信号を増幅する必要が生じ、消費電力が増大する。
【００１４】
本発明は、上記のように出力電力を高速で切り替える必要のある高出力電力増幅器において、消費電力を低減するとともに高出力電力増幅器を安価で提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の高出力電力増幅器は、高周波信号を増幅する高出力電力増幅器において、互いに並列に配置される２以上のＮ個の高周波増幅手段と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの動作状態を制御するとともに、所定の制御入力に従って前記Ｎ個の高周波増幅手段のいずれか１つを選択的にオン状態に制御し他の高周波増幅手段をオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの信号入力端子と所定の共通入力端子との間に配置されたＮ個の入力側伝送線路と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの信号出力端子と所定の共通出力端子との間に配置されたＮ個の出力側伝送線路とを設けるとともに、前記Ｎ個の入力側伝送線路のそれぞれに、それが接続された高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、それが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通入力端子側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長を定め、前記Ｎ個の出力側伝送線路のそれぞれに、それが接続された高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、それが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めたことを特徴とする。
【００１６】
一般に、増幅回路ではその入力インピーダンス及び出力インピーダンスが設計時あるいは製作時に規定される。この規定の入力インピーダンス及び出力インピーダンスは、増幅回路がオン状態のときのインピーダンスである。また、増幅回路がオフ状態では、その入力インピーダンス及び出力インピーダンスが規定値とは異なる値に変化する。
【００１７】
請求項１においては、各々の高周波増幅手段の信号入力端子と共通入力端子との間に入力側伝送線路が接続され、各々の高周波増幅手段の信号出力端子と共通出力端子との間に出力側伝送線路が接続されている。
各入力側伝送線路は、それが接続された高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、しかもそれが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通入力端子側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長が定めてある。
【００１８】
たとえば、特別な高周波スイッチを用いることなくＮ個の入力側伝送線路の入力側を前記共通入力端子に共通に直接接続した場合であっても、特定の高周波増幅手段がオフ状態であるときには、共通入力端子側から前記高周波増幅手段をみた入力インピーダンスが非常に大きくなるため、あたかもオフ状態の高周波増幅手段は共通入力端子に接続されていないように振る舞う。
【００１９】
また、高周波増幅手段がオン状態であるときには、その入力インピーダンスと入力側伝送線路の特性インピーダンスとがほぼ等しいため、共通入力端子に印加される信号は、反射を生じることなく入力側伝送線路を介して高周波増幅手段に入力される。
つまり、オン状態の高周波増幅手段に接続された入力側伝送線路は前記高周波増幅手段の入力特性にほとんど影響を及ぼすことはなく、オフ状態の高周波増幅手段に接続された入力側伝送線路はオン状態の高周波増幅手段の入力特性にほとんど影響を及ぼすことがない。すなわち、前記入力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段は図２３の高周波スイッチ１１と同様な機能を果たすことになるので、高周波スイッチを省略することも可能である。
【００２０】
同様に、各出力側伝送線路はそれが接続された高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、しかもそれが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めてある。
【００２１】
たとえば、特別な高周波スイッチを用いることなくＮ個の出力側伝送線路の出力側を前記共通出力端子に共通に直接接続した場合であっても、特定の高周波増幅手段がオフ状態であるときには、共通出力端子側から前記高周波増幅手段をみた出力インピーダンスが非常に大きくなるため、あたかもオフ状態の高周波増幅手段は共通出力端子に接続されていないように振る舞う。
【００２２】
また、高周波増幅手段がオン状態であるときには、その出力インピーダンスと出力側伝送線路の特性インピーダンスとがほぼ等しいため、高周波増幅手段が出力する信号は、出力側伝送線路を介して反射を生じることなく共通出力端子に伝達される。
つまり、オン状態の高周波増幅手段に接続された出力側伝送線路は前記高周波増幅手段の出力特性にほとんど影響を及ぼすことはなく、オフ状態の高周波増幅手段に接続された出力側伝送線路はオン状態の高周波増幅手段の出力特性にほとんど影響を及ぼすことがない。すなわち、前記出力側伝送線路は図２３の高周波スイッチ１５と同様な機能を果たすことになるので、高周波スイッチを省略することも可能である。
【００２３】
上記のように、入力側伝送線路，出力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段が高周波スイッチと同様の機能を果たすので、これらと高周波スイッチとを併用する場合には、高周波スイッチのオンオフ比の不足を入力側伝送線路及び出力側伝送線路で補うことにより、比較的挿入損失の小さい高周波スイッチを用いることができる。あるいは、高周波スイッチを削減または省略することもできる。従って、挿入損失の低減とオンオフ比の改善とを同時に実現できる。
【００２４】
請求項２は、請求項１の高出力電力増幅器において、前記共通入力端子と前記Ｎ個の入力側伝送線路とを、いずれか１つが選択的に接続されるＮ個の選択端子を有する入力選択高周波スイッチを介して接続するとともに、前記バイアス制御手段がオン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記入力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００２５】
請求項２においては、前記共通入力端子と前記Ｎ個の入力側伝送線路とが入力選択高周波スイッチを介して接続される。入力選択高周波スイッチは、前記バイアス制御手段の制御により、オン状態の高周波増幅手段に接続された１つの入力側伝送線路を共通入力端子と接続する。
従って、入力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によるスイッチ機能と入力選択高周波スイッチとを併用することになる。入力選択高周波スイッチのオンオフ比が小さい場合であっても入力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によってそれを補償できる。このため、挿入損失の小さい高周波スイッチを入力選択高周波スイッチとして用いることができる。
【００２６】
請求項３は、請求項１の高出力電力増幅器において、前記共通出力端子と前記Ｎ個の出力側伝送線路とを、いずれか１つが選択的に接続されるＮ個の選択端子を有する出力選択高周波スイッチを介して接続するとともに、前記バイアス制御手段がオン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記出力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００２７】
請求項３においては、前記共通出力端子とＮ個の出力側伝送線路とが出力選択高周波スイッチを介して接続される。出力選択高周波スイッチは、前記バイアス制御手段の制御により、オン状態の高周波増幅手段に接続された１つの出力側伝送線路を共通出力端子と接続する。
従って、出力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によるスイッチ機能と出力選択高周波スイッチとを併用することになる。出力選択高周波スイッチのオンオフ比が小さい場合であっても出力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によってそれを補償できる。このため、挿入損失の小さい高周波スイッチを出力選択高周波スイッチとして用いることができる。
【００２８】
請求項４は、請求項１の高出力電力増幅器において、前記共通入力端子と前記Ｎ個の入力側伝送線路とを、いずれか１つが選択的に接続されるＮ個の選択端子を有する入力選択高周波スイッチを介して接続し、前記共通出力端子と前記Ｎ個の出力側伝送線路とを、Ｎ個の選択端子を有する出力選択高周波スイッチを介して接続するとともに、前記バイアス制御手段が、オン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記入力選択高周波スイッチ及び出力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００２９】
請求項４においては、前記共通入力端子と前記Ｎ個の入力側伝送線路とが入力選択高周波スイッチを介して接続され、前記共通出力端子とＮ個の出力側伝送線路とが出力選択高周波スイッチを介して接続される。
入力選択高周波スイッチは、前記バイアス制御手段の制御によりオン状態の高周波増幅手段に接続された１つの入力側伝送線路を共通入力端子と接続し、出力選択高周波スイッチは、前記バイアス制御手段の制御によりオン状態の高周波増幅手段に接続された１つの出力側伝送線路を共通出力端子と接続する。
【００３０】
従って、入力側伝送線路，出力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によるスイッチ機能と入力選択高周波スイッチ，出力選択高周波スイッチとを併用することになる。
入力選択高周波スイッチのオンオフ比が小さい場合であっても入力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によってそれを補償できるので、挿入損失の小さい高周波スイッチを入力選択高周波スイッチとして用いることができる。また、出力選択高周波スイッチのオンオフ比が小さい場合であっても出力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によってそれを補償できるので、挿入損失の小さい高周波スイッチを出力選択高周波スイッチとして用いることができる。
【００３１】
請求項５の高出力電力増幅器は、高周波信号を増幅する高出力電力増幅器において、互いに並列に配置される２以上のＮ個の高周波増幅手段と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの動作状態を制御するとともに、所定の制御入力に従って前記Ｎ個の高周波増幅手段のいずれか１つを選択的にオン状態に制御し他の高周波増幅手段をオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの信号入力端子と所定の共通入力端子との間に配置されたＮ個の入力側伝送線路と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの信号出力端子と所定の共通出力端子との間に配置された出力選択高周波スイッチとを設けるとともに、前記Ｎ個の入力側伝送線路のそれぞれに、それが接続された高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、それが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通入力端子側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長を定め、前記バイアス制御手段がオン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記出力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００３２】
請求項５においては、各々の高周波増幅手段の信号入力端子と共通入力端子との間に入力側伝送線路が接続され、各々の高周波増幅手段の信号出力端子と共通出力端子とが出力選択高周波スイッチを介して接続されている。
各入力側伝送線路は、それが接続された高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、しかもそれが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通入力端子側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長が定めてある。
【００３３】
たとえば、特別な高周波スイッチを用いることなくＮ個の入力側伝送線路の入力側を前記共通入力端子に共通に直接接続した場合であっても、特定の高周波増幅手段がオフ状態であるときには、共通入力端子側から前記高周波増幅手段をみた入力インピーダンスが非常に大きくなるため、あたかもオフ状態の高周波増幅手段は共通入力端子に接続されていないように振る舞う。
【００３４】
また、高周波増幅手段がオン状態であるときには、その入力インピーダンスと入力側伝送線路の特性インピーダンスとがほぼ等しいため、共通入力端子に印加される信号は、反射を生じることなく入力側伝送線路を介して高周波増幅手段に入力される。
【００３５】
つまり、オン状態の高周波増幅手段に接続された入力側伝送線路は前記高周波増幅手段の入力特性にほとんど影響を及ぼすことはなく、オフ状態の高周波増幅手段に接続された入力側伝送線路はオン状態の高周波増幅手段の入力特性にほとんど影響を及ぼすことがない。すなわち、前記入力側伝送線路は図２３の高周波スイッチ１１と同様な機能を果たすことになる。
【００３６】
オン状態の高周波増幅手段が出力する信号は、出力選択高周波スイッチを介して共通出力端子に現れる。
請求項５によれば、請求項１と同様に挿入損失の低減とオンオフ比の改善とを同時に実現できる。
請求項６は、請求項５の高出力電力増幅器において、前記共通入力端子と前記Ｎ個の入力側伝送線路とを、いずれか１つが選択的に接続されるＮ個の選択端子を有する入力選択高周波スイッチを介して接続するとともに、前記バイアス制御手段がオン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記入力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００３７】
請求項６においては、前記共通入力端子と前記Ｎ個の入力側伝送線路とが入力選択高周波スイッチを介して接続される。この入力選択高周波スイッチは、前記バイアス制御手段の制御によりオン状態の高周波増幅手段に接続された入力側伝送線路を前記共通入力端子に接続する。
請求項７の高出力電力増幅器は、高周波信号を増幅する高出力電力増幅器において、互いに並列に配置される２以上のＮ個の高周波増幅手段と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの動作状態を制御するとともに、所定の制御入力に従って前記Ｎ個の高周波増幅手段のいずれか１つを選択的にオン状態に制御し他の高周波増幅手段をオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの信号入力端子と所定の共通入力端子との間に配置された入力選択高周波スイッチと、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの信号出力端子と所定の共通出力端子との間に配置されたＮ個の出力側伝送線路とを設けるとともに、前記Ｎ個の出力側伝送線路のそれぞれに、それが接続された高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、それが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定め、前記バイアス制御手段がオン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記入力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００３８】
請求項７においては、各々の高周波増幅手段の信号入力端子と共通入力端子とが入力選択高周波スイッチを介して接続され、各々の高周波増幅手段の信号出力端子と共通出力端子との間に出力側伝送線路が配置されている。
入力選択高周波スイッチは、共通入力端子に印加される信号をオン状態の高周波増幅手段の信号入力端子だけに印加する。
【００３９】
各出力側伝送線路は、それが接続された高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、しかもそれが接続された高周波増幅手段がオフ状態の時に前記共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めてある。
【００４０】
たとえば、特別な高周波スイッチを用いることなくＮ個の出力側伝送線路の出力側を前記共通出力端子に共通に直接接続した場合であっても、特定の高周波増幅手段がオフ状態であるときには、共通出力端子側から前記高周波増幅手段をみた出力インピーダンスが非常に大きくなるため、あたかもオフ状態の高周波増幅手段は共通出力端子に接続されていないように振る舞う。
【００４１】
また、高周波増幅手段がオン状態であるときには、その出力インピーダンスと出力側伝送線路の特性インピーダンスとがほぼ等しいため、高周波増幅手段が出力する信号は、出力側伝送線路を介して反射を生じることなく共通出力端子に伝達される。
【００４２】
つまり、オン状態の高周波増幅手段に接続された出力側伝送線路は前記高周波増幅手段の出力特性にほとんど影響を及ぼすことはなく、オフ状態の高周波増幅手段に接続された出力側伝送線路はオン状態の高周波増幅手段の出力特性にほとんど影響を及ぼすことがない。すなわち、前記出力側伝送線路は図２３の高周波スイッチ１５と同様な機能を果たすことになる。
【００４３】
請求項７によれば、請求項１と同様に挿入損失の低減とオンオフ比の改善とを同時に実現できる。
請求項８は、請求項７の高出力電力増幅器において、前記共通出力端子と前記Ｎ個の出力側伝送線路とを、いずれか１つが選択的に接続されるＮ個の選択端子を有する出力選択高周波スイッチを介して接続するとともに、前記バイアス制御手段がオン状態に制御する高周波増幅手段の選択に合わせて前記出力選択高周波スイッチを切り替えることを特徴とする。
【００４４】
請求項８においては、前記共通出力端子と前記Ｎ個の出力側伝送線路とが出力選択高周波スイッチを介して接続される。この出力選択高周波スイッチは、前記バイアス制御手段の制御によりオン状態の高周波増幅手段に接続された出力側伝送線路を前記共通出力端子に接続する。
請求項９は、請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７及び請求項８のいずれかの高出力電力増幅器において、前記高周波増幅手段の各々に増幅素子として電界効果トランジスタを設けるとともに、前記バイアス制御手段は、オフ状態に制御する高周波増幅手段の電界効果トランジスタがピンチオフ状態になるようにそのバイアスを制御することを特徴とする。
【００４５】
電界効果トランジスタを増幅素子として用いる場合には、そのチャネルが閉じるようなピンチオフ電圧をバイアスとしてゲート端子に印加することにより、電界効果トランジスタがピンチオフ状態になり、信号を入力しても出力には信号が現れなくなる。つまり、増幅動作がオフ状態になる。従って、バイアス制御により各高周波増幅手段のオンオフを制御できる。
【００４６】
請求項１０は、請求項９の高出力電力増幅器において、前記Ｎ個の高周波増幅手段の少なくとも１つについては、それぞれが電界効果トランジスタを備える複数の増幅回路をカスケード接続して構成し、前記バイアス制御手段は、カスケード接続された複数の増幅回路を備える高周波増幅手段をオフ状態に制御する場合には、最も入力側に近い電界効果トランジスタをピンチオフ状態に制御するとともに、最も出力側に近い電界効果トランジスタに対してはドレイン−ソース端子間電圧を０に近づけるように制御することを特徴とする。
【００４７】
請求項１０においては、少なくとも１つの高周波増幅手段がカスケード（縦続）接続された複数の増幅回路で構成されている。この高周波増幅手段のバイアスを制御する場合には、最も入力側に近い電界効果トランジスタをピンチオフ状態に制御し、最も出力側に近い電界効果トランジスタはドレイン−ソース端子間電圧を０に近づけるように制御する。
【００４８】
最も入力側に近い電界効果トランジスタをピンチオフ状態に制御することによって、オフ状態の高周波増幅手段の入力側が全反射の状態に近づくので、前記入力側伝送線路の入力端側から高周波増幅手段をみた入力インピーダンスを最大化するのが容易になる。
また、最も出力側に近い電界効果トランジスタのドレイン−ソース端子間電圧を０に近づけることによって、オフ状態の高周波増幅手段の出力側の反射特性が全反射に近くなるためより理想的な特性が得られる。
【００４９】
請求項１１の高出力電力増幅器は、高周波信号を増幅する高出力電力増幅器において、高周波増幅手段と、所定の制御入力に従って前記高周波増幅手段をオン状態又はオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記高周波増幅手段の信号入力端子に接続された入力側伝送線路とを設けるとともに、前記入力側伝送線路に前記高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記入力側伝送線路の入力側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長を定めたことを特徴とする。
【００５０】
請求項１１においては、前記高周波増幅手段の信号入力端子に入力側伝送線路が接続されている。この入力側伝送線路は、高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記入力側伝送線路の入力側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長を定めてある。
【００５１】
このため、前記高周波増幅手段を使用しないときには、それが入力側伝送線路の入力側に接続される回路に影響を及ぼすのを防止できる。請求項１１の高出力電力増幅器を複数並列に接続する場合には、たとえば高周波スイッチを用いなくてもいずれか１つの高出力電力増幅器だけが動作するように信号経路を切り替えることができる。また、高周波スイッチと併用すればオンオフ比を改善することもできる。
【００５２】
請求項１２の高出力電力増幅器は、高周波信号を増幅する高出力電力増幅器において、高周波増幅手段と、所定の制御入力に従って前記高周波増幅手段をオン状態又はオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記高周波増幅手段の信号出力端子に接続された出力側伝送線路とを設けるとともに、前記出力側伝送線路に前記高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記出力側伝送線路の出力側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めたことを特徴とする。
【００５３】
請求項１２においては、前記高周波増幅手段の信号出力端子に出力側伝送線路が接続されている。この出力側伝送線路は、前記高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記出力側伝送線路の出力側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めてある。
【００５４】
このため、前記高周波増幅手段を使用しないときには、それが出力側伝送線路の出力側に接続される回路に影響を及ぼすのを防止できる。請求項１２の高出力電力増幅器を複数並列に接続する場合には、たとえば高周波スイッチを用いなくてもいずれか１つの高出力電力増幅器だけが動作するように信号経路を切り替えることができる。また、高周波スイッチと併用すればオンオフ比を改善することもできる。
【００５５】
請求項１３の高出力電力増幅器は、高周波信号を増幅する高出力電力増幅器において、高周波増幅手段と、所定の制御入力に従って前記高周波増幅手段をオン状態又はオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記高周波増幅手段の信号入力端子に接続された入力側伝送線路と、前記高周波増幅手段の信号出力端子に接続された出力側伝送線路とを設けるとともに、前記入力側伝送線路に前記高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記入力側伝送線路の入力側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長を定め、前記出力側伝送線路に前記高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記出力側伝送線路の出力側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めたことを特徴とする。
【００５６】
請求項１３においては、前記高周波増幅手段の信号入力端子に入力側伝送線路が接続され、前記高周波増幅手段の信号出力端子に出力側伝送線路が接続されている。
入力側伝送線路は、前記高周波増幅手段の規定の入力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記入力側伝送線路の入力側から前記高周波増幅手段の信号入力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように前記入力側伝送線路の電気長を定めてある。
【００５７】
出力側伝送線路は、前記高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有し、前記高周波増幅手段がオフ状態の時に前記出力側伝送線路の出力側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定めてある。
【００５８】
このため、前記高周波増幅手段を使用しないときには、それが出力側伝送線路の出力側に接続される回路に影響を及ぼすのを防止できる。請求項１３の高出力電力増幅器を複数並列に接続する場合には、たとえば高周波スイッチを用いなくてもいずれか１つの高出力電力増幅器だけが動作するように信号経路を切り替えることができる。また、高周波スイッチと併用すればオンオフ比を改善することもできる。
【００５９】
請求項１４は、請求項１１，請求項１２及び請求項１３のいずれかの高出力電力増幅器において、それぞれが電界効果トランジスタを備える複数の増幅回路をカスケード接続して前記高周波増幅手段を構成し、前記バイアス制御手段は、前記高周波増幅手段をオフ状態に制御する場合には、最も入力側に近い電界効果トランジスタをピンチオフ状態に制御するとともに、最も出力側に近い電界効果トランジスタに対してはドレイン−ソース端子間電圧を０に近づけるように制御することを特徴とする。
【００６０】
請求項１４においては、高周波増幅手段がカスケード接続された複数の増幅回路で構成されている。この高周波増幅手段のバイアスを制御する場合には、最も入力側に近い電界効果トランジスタをピンチオフ状態に制御し、最も出力側に近い電界効果トランジスタはドレイン−ソース端子間電圧を０に近づけるように制御する。
【００６１】
最も入力側に近い電界効果トランジスタをピンチオフ状態に制御することによって、オフ状態の高周波増幅手段の入力側が全反射の状態に近づくので、前記入力側伝送線路の入力端側から高周波増幅手段をみた入力インピーダンスを最大にするのが容易になる。
また、最も出力側に近い電界効果トランジスタのドレイン−ソース端子間電圧を０に近づけることによって、オフ状態の高周波増幅手段の出力側の信号の状態が全反射に近くなるためより理想的な特性が得られる。
【００６２】
請求項１５は、高周波信号を増幅するとともに出力電力を段階的に変更可能な高出力電力増幅器において、互いに並列に配置される２以上のＮ個の高周波増幅手段と、それぞれの出力端が前記Ｎ個の高周波増幅手段の各々の信号入力端子と接続されたＮ個の入力側伝送線路と、通過用伝送線路と、それぞれが前記通過用伝送線路の入力端及び前記Ｎ個の入力側伝送線路の各々の入力端と接続された（Ｎ＋１）個の選択出力端子を有し、前記（Ｎ＋１）個の選択出力端子のいずれか１つを選択的に所定の共通入力端子と接続する入力選択高周波スイッチと、それぞれの入力端が前記Ｎ個の高周波増幅手段の各々の信号出力端子と接続されたＮ個の出力側伝送線路と、前記通過用伝送線路の出力端及び前記Ｎ個の出力側伝送線路の出力端と接続された共通出力端子と、前記Ｎ個の高周波増幅手段のそれぞれの動作状態を制御するとともに、外部から入力される所定の制御信号に従って前記Ｎ個の高周波増幅手段のいずれか１つを選択的にオン状態に制御して他の高周波増幅手段をオフ状態に制御し、又は前記Ｎ個の高周波増幅手段の全てをオフ状態に制御するバイアス制御手段と、前記バイアス制御手段がいずれか１つの高周波増幅手段をオン状態に制御する場合には、オン状態の高周波増幅手段の選択に合わせて前記入力選択高周波スイッチを切り替え、Ｎ個の高周波増幅手段の全てをオフ状態に制御する場合には、前記入力選択高周波スイッチを切り替えて前記通過用伝送線路を前記共通入力端子と接続するスイッチ制御手段とを設けるとともに、前記Ｎ個の出力側伝送線路のそれぞれに、それが接続された高周波増幅手段の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、それが接続された高周波増幅手段の最終段の増幅素子がオフ状態の時に前記共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた出力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になるように前記出力側伝送線路の電気長を定め、前記通過用伝送線路には、高出力電力増幅器の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用い、かつ、前記入力選択高周波スイッチが前記通過用伝送線路を前記共通入力端子と接続していない場合に、前記共通出力端子から通過用伝送線路をみた入力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になるように前記通過用伝送線路の電気長を定めたことを特徴とする。
【００６３】
請求項１５においては、前記共通入力端子に入力される高周波電力は、前記入力選択高周波スイッチの選択状態に応じて（Ｎ＋１）種類の互いに異なる経路を通り、共通出力端子に出力される。
例えば、前記入力選択高周波スイッチの選択によって１つの入力側伝送線路の入力端が入力選択高周波スイッチを介して共通入力端子と接続された場合には、共通入力端子の高周波電力は、前記１つの入力側伝送線路を通り、その入力側伝送線路の出力端に接続されたオン状態の高周波増幅手段を通って増幅され、その高周波増幅手段の信号出力端子に接続された１つの出力側伝送線路を通って共通出力端子に出力される。
【００６４】
この場合、Ｎ個の高周波増幅手段として互いに利得の異なる増幅回路を用いることにより、高周波電力がいずれの経路の高周波増幅手段を通過するかに応じて出力電力が切り替わる。
【００６５】
この場合、選択された経路以外の高周波増幅手段は全てオフ状態になる。なお、カスケード接続された複数の増幅素子が１つの高周波増幅手段に備わっている場合には、少なくとも最終段に配置された増幅素子がオフ状態であればその高周波増幅手段はオフ状態であるとみなすことができる。
オフ状態の高周波増幅手段の信号出力端子と前記共通出力端子との間に接続された出力側伝送線路は、その出力側伝送線路の特性（電気長）により、共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた出力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になる。
【００６６】
また、前記入力選択高周波スイッチが選択していない経路の通過用伝送線路については、前記通過用伝送線路の特性（電気長）により、前記共通出力端子から通過用伝送線路をみた入力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になる。
このため、入力選択高周波スイッチの選択によって１つの入力側伝送線路の入力端が入力選択高周波スイッチを介して共通入力端子と接続された場合には、選択されていない他の経路の出力側伝送線路ならびに通過用伝送線路は、前記共通出力端子のインピーダンスに影響を及ぼさない。つまり、入力選択高周波スイッチによって選択された１つの経路の出力側伝送線路以外は前記共通出力端子に接続されていないのと等価になる。このため、共通出力端子における信号の反射などを防止できる。
【００６７】
一方、前記入力選択高周波スイッチの選択により、前記通過用伝送線路の入力端が入力選択高周波スイッチを介して共通入力端子と接続された場合には、共通入力端子の高周波電力は、前記通過用伝送線路を通って共通出力端子に出力される。この場合はいずれの高周波増幅手段も通過しないので、高出力電力増幅器の共通出力端子に出力される電力は最小になる。
【００６８】
この場合、選択された経路以外のＮ個の高周波増幅手段は全てオフ状態になる。オフ状態の高周波増幅手段の信号出力端子と前記共通出力端子との間に接続された出力側伝送線路は、その出力側伝送線路の特性（電気長）により、共通出力端子側から前記高周波増幅手段の信号出力端子をみた出力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になる。
【００６９】
このため、前記通過用伝送線路の経路を前記入力選択高周波スイッチが選択した場合には、選択されていないＮ種類の経路の各出力側伝送線路は、いずれも前記共通出力端子のインピーダンスに影響を及ぼさない。つまり、入力選択高周波スイッチによって選択された１つの経路の通過用伝送線路以外は前記共通出力端子に接続されていないのと等価になる。このため、共通出力端子における信号の反射などを防止できる。
【００７０】
また、選択された経路の通過用伝送線路の特性インピーダンスは高出力電力増幅器の規定の出力インピーダンスとほぼ等しいため、この通過用伝送線路の入力端及び出力端においてインピーダンスは整合し信号の反射などが防止される。
請求項１５では、入力側伝送線路及びオフ状態の高周波増幅手段によるスイッチ機能と入力選択高周波スイッチとを併用することになる。入力選択高周波スイッチのオンオフ比が小さい場合であっても入力側伝送線路によってそれを補償できる。このため、挿入損失の小さい高周波スイッチを入力選択高周波スイッチとして用いることができる。
【００７１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態について、図１を参照して説明する。この形態は、請求項１，請求項９，請求項１０に対応する。
この形態では、請求項１の高周波増幅手段，バイアス制御手段，共通入力端子，入力側伝送線路，共通出力端子及び出力側伝送線路は、それぞれ高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４，共通信号入力端子２１，入力側伝送線路２５，共通信号出力端子２２及び出力側伝送線路２６に対応する。また、請求項１０の複数の増幅回路は図２の増幅部３１，３２，３３に対応する。
【００７２】
図１を参照すると、この高出力電力増幅器は互いに並列に配置されたＮ個の高周波増幅回路２０が備わっている。高周波増幅回路２０の数Ｎは２以上であり必要に応じて変更される。これらの高周波増幅回路２０は、各々の飽和出力電力が互いに異なっている。
すなわち、Ｎ個の高周波増幅回路２０のいずれか１つをその時に必要とされる出力電力に応じて選択し、選択した高周波増幅回路２０を用いて信号の増幅を行う。通常、Ｎ個の高周波増幅回路２０の中から飽和出力電力が必要とされる出力電力に最も近い１つの高周波増幅回路２０を選択することにより、最も高い出力負荷効率が得られる。
【００７３】
バイアス制御回路２４は、Ｎ個の高周波増幅回路２０の各々のバイアスレベルの制御により、各々の高周波増幅回路２０のオン状態とオフ状態との切り替えを行う。すなわち、バイアス制御回路２４は制御信号入力端子２３に印加される制御信号に応じて、この高出力電力増幅器の出力負荷効率を最大にする１つの高周波増幅回路２０をオン状態に制御し、それ以外の全ての高周波増幅回路２０をオフ状態に制御する。
【００７４】
各々の高周波増幅回路２０は、増幅素子として少なくとも１つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を内蔵している。ＦＥＴを用いた増幅回路は、たとえば図３に示すように動作する。
増幅素子であるＦＥＴのゲート端子にピンチオフ電圧Ｖｐの半分程度の電圧がバイアスとして印加される場合には、図３に示すように常にＦＥＴにドレイン電流が流れるので、その回路はＡ級増幅回路として動作する。しかし、バイアスの絶対値をピンチオフ電圧Ｖｐよりも大きくすると、入力信号が印加されない場合にはドレイン電流は流れなくなるので、この回路はオフ状態になる。すなわち、バイアスの切り替えによって増幅回路のオン／オフを制御できる。この制御をバイアス制御回路２４が行う。
【００７５】
図１の高出力電力増幅器が増幅する高周波信号は共通信号入力端子２１に印加され、この高出力電力増幅器によって増幅された高周波信号は共通信号出力端子２２に現れる。
Ｎ個の高周波増幅回路２０の各々の信号入力端子は、入力側伝送線路２５を介して共通信号入力端子２１と接続されている。共通信号入力端子２１には、Ｎ個の入力側伝送線路２５が共通に接続されている。また、Ｎ個の高周波増幅回路２０の各々の信号出力端子は、出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２と接続されている。共通信号出力端子２２には、Ｎ個の出力側伝送線路２６が共通に接続されている。
【００７６】
各々の入力側伝送線路２５及び各々の出力側伝送線路２６は、たとえばマイクロストリップ線路や同軸ケーブルのように特定の特性インピーダンスを有する伝送線路で構成され、それぞれの長さ（電気長）も次に説明するように定められている。
具体的に説明すると、入力側伝送線路２５(1)には高周波増幅回路２０(1)の規定の（オン状態の時の）入力インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有する伝送線路を用いてある。また、入力側伝送線路２５(1)の長さＬ１(1)は、高周波増幅回路２０(1)がオフ状態の時に入力側伝送線路２５(1)の入力端２５ａから高周波増幅回路２０(1)をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように決定してある。
【００７７】
同様に、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)には、それぞれ高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)の規定の入力インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有する伝送線路を用いてある。また、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)の長さは、それぞれ高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)がオフ状態の時に入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)の入力端から高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)をみた増幅対象の信号周波数に対する入力インピーダンスの実数部が最大になるように決定してある。
【００７８】
一方、出力側伝送線路２６(1)には高周波増幅回路２０(1)の規定の（オン状態の時の）出力インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有する伝送線路を用いてある。また、出力側伝送線路２６(1)の長さＬ２(1)は、高周波増幅回路２０(1)がオフ状態の時に出力側伝送線路２６(1)の出力端２６ａから高周波増幅回路２０(1)をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように決定してある。
【００７９】
同様に、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)には、それぞれ高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)の規定の出力インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有する伝送線路を用いてある。また、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)の長さは、それぞれ高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)がオフ状態の時に出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)の出力端から高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)をみた増幅対象の信号周波数に対する出力インピーダンスの実数部が最大になるように決定してある。
【００８０】
一系統の高周波増幅回路２０及び入力側伝送線路２５について実際の入力インピーダンスを求めた結果が図１６，図１７のスミスチャート上に表してある。図１６の例では、次の条件を想定している。
高周波増幅回路２０の増幅素子の種類：ＭＥＳＦＥＴ
増幅対象の信号周波数帯：１４［ＧＨｚ］
高周波増幅回路２０の利得：６．５［ｄＢ］
飽和出力電力：１００［ｍＷ］程度
計算対象の周波数帯：１４．０〜１４．５［ＧＨｚ］
図１６において、「Ａ」は高周波増幅回路２０をオン状態とし、回路がＡ級動作となるように適切なゲート−ソース間電圧およびドレイン−ソース間電圧を与えた場合の高周波増幅回路２０の入力インピーダンスを示し、「Ｂ」は前記ＭＥＳＦＥＴがピンチオフ状態になるようなゲート−ソース間電圧を与えて高周波増幅回路２０をオフ状態にした場合を示している。ドレイン−ソース間電圧については「Ａ」，「Ｂ」は同じ条件になっている。
【００８１】
図１６の「Ｃ」は、入力側伝送線路２５の入力端２５ａから１つの高周波増幅回路２０の信号入力端子をみたときの入力側伝送線路２５及び高周波増幅回路２０を含む回路の入力インピーダンスを示している。但し、前記高周波増幅回路２０はオフ状態であり、「Ｂ」の場合と同じバイアスになっている。
入力側伝送線路２５の電気長Ｌ１を調整することによって、図１６に示す「Ｃ」のように入力端２５ａからみた入力インピーダンスを非常に大きくすることができる。図１６の例では、電気長Ｌ１が約０．３０波長程度の入力側伝送線路２５を用いることによって、「Ｃ」のような入力インピーダンスが得られる。すなわち、高周波増幅回路２０の入力側に入力側伝送線路２５を設けることによって、高周波増幅回路２０がオフ状態の時の入力側のインピーダンスを図１６の「Ｂ」から「Ｃ」のように大きくすることができる。
【００８２】
同様に、図１７の例では利得が１５［ｄＢ］、飽和出力電力が５００［ｍＷ］の高周波増幅回路２０を用いる場合を想定している。それ以外については図１６の場合と同じである。
一系統の高周波増幅回路２０及び出力側伝送線路２６について実際の出力インピーダンスを求めた結果が図１８，図１９，図２０のスミスチャート上に表してある。図１８の例では、次の条件を想定している。
【００８３】
高周波増幅回路２０の増幅素子の種類：ＭＥＳＦＥＴ
増幅対象の信号周波数帯：１４［ＧＨｚ］
高周波増幅回路２０の利得：６．５［ｄＢ］
飽和出力電力：１００［ｍＷ］程度
計算対象の周波数帯：１４．０〜１４．５［ＧＨｚ］
図１８において、「Ａ」は高周波増幅回路２０をオン状態とし、回路がＡ級動作となるように適切なゲート−ソース間電圧およびドレイン−ソース間電圧を与えた場合の高周波増幅回路２０の出力インピーダンスを示し、「Ｂ」は前記ＭＥＳＦＥＴがピンチオフ状態になるようなゲート−ソース間電圧を与えて高周波増幅回路２０をオフ状態にした場合を示している。ドレイン−ソース間電圧については「Ａ」，「Ｂ」は同じ条件になっている。
【００８４】
図１８の「Ｃ」は、出力側伝送線路２６の出力端２６ａから１つの高周波増幅回路２０の信号出力端子をみたときの出力側伝送線路２６及び高周波増幅回路２０を含む回路の出力インピーダンスを示している。但し、前記高周波増幅回路２０はオフ状態であり、「Ｂ」の場合と同じバイアスになっている。
出力側伝送線路２６の電気長Ｌ２を調整することによって、図１８に示す「Ｃ」のように出力端２６ａからみた出力インピーダンスを非常に大きくすることができる。図１８の例では、電気長Ｌ２が約０．３５波長程度の出力側伝送線路２６を用いることによって、「Ｃ」のような出力インピーダンスが得られる。すなわち、高周波増幅回路２０の出力側に出力側伝送線路２６を設けることによって、高周波増幅回路２０がオフ状態の時の出力側のインピーダンスを図１８の「Ｂ」から「Ｃ」のように大きくすることができる。
【００８５】
同様に、図１９の例では利得が１５［ｄＢ］、飽和出力電力が５００［ｍＷ］の高周波増幅回路２０を用いる場合を想定している。それ以外については図１８の場合と同じである。
図２０の例は、図１８と同様に利得が６．５［ｄＢ］、飽和出力電力が１００［ｍＷ］の高周波増幅回路２０を用いる場合を示している。しかし、図１８の例では高周波増幅回路２０をオフ状態にするときにＭＥＳＦＥＴをピンチオフ状態にするのに対し、図２０の例では高周波増幅回路２０をオフ状態にするときにＭＥＳＦＥＴのドレイン−ソース端子間電圧を０に制御する場合を想定している。図２０の例では、電気長Ｌ２が約０．２０波長程度の出力側伝送線路２６を用いることによって、「Ｃ」のような出力インピーダンスが得られる。
【００８６】
図１に示す高出力電力増幅器において、たとえば高周波増幅回路２０(1)をオン状態にするときには、高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)は全てオフ状態に制御される。
【００８７】
この場合、高周波増幅回路２０(1)の入力に接続された入力側伝送線路２５(1)の特性インピーダンスが高周波増幅回路２０(1)の規定の入力インピーダンスとほぼ等しいため、入力側伝送線路２５(1)を接続した影響はほとんどなく、共通信号入力端子２１の高周波信号は反射を生じることなく高周波増幅回路２０(1)に入力される。
【００８８】
一方、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)及び高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)については、各々の入力端２５ａからオフ状態の高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)の入力をみたインピーダンスが非常に大きい。
このため、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)を共通信号入力端子２１に接続した影響は入力側伝送線路２５(1)，高周波増幅回路２０(1)にはほとんど現れず、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)を共通信号入力端子２１及び入力側伝送線路２５(1)から電気的に切り離し、入力側伝送線路２５(1)だけを共通信号入力端子２１に接続したのと等価になる。
【００８９】
同様に、高周波増幅回路２０(2)をオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０(1)，２０(3)〜２０(N)を全てオフ状態に制御した場合には、入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)を共通信号入力端子２１に接続した影響は入力側伝送線路２５(2)，高周波増幅回路２０(2)にはほとんど現れず、入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)を共通信号入力端子２１及び入力側伝送線路２５(2)から電気的に切り離し、入力側伝送線路２５(2)だけを共通信号入力端子２１に接続したのと等価になる。
【００９０】
また、図１に示す高出力電力増幅器において、高周波増幅回路２０(1)をオン状態に制御し、高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)を全てオフ状態に制御した場合、高周波増幅回路２０(1)の出力に接続された出力側伝送線路２６(1)の特性インピーダンスが高周波増幅回路２０(1)の規定の出力インピーダンスとほぼ等しいため、出力側伝送線路２６(1)を接続した影響はほとんどなく、高周波増幅回路２０(1)の出力電力は、反射を生じることなく出力側伝送線路２６(1)を介して共通信号出力端子２２に現れる。
【００９１】
この場合、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)及び高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)については、各々の出力端２６ａからオフ状態の高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)の出力をみたインピーダンスが非常に大きい。
このため、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)を共通信号出力端子２２に接続した影響は出力側伝送線路２６(1)，高周波増幅回路２０(1)にはほとんど現れず、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)を共通信号出力端子２２及び出力側伝送線路２６(1)から電気的に切り離し、出力側伝送線路２６(1)だけを共通信号出力端子２２に接続したのと等価になる。
【００９２】
同様に、高周波増幅回路２０(2)をオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０(1)，２０(3)〜２０(N)を全てオフ状態に制御した場合には、出力側伝送線路２６(1)，２６(3)〜２６(N)を共通信号出力端子２２に接続した影響は出力側伝送線路２６，高周波増幅回路２０(2)にはほとんど現れず、出力側伝送線路２６(1)，２６(3)〜２６(N)を共通信号出力端子２２及び出力側伝送線路２６(2)から電気的に切り離し、出力側伝送線路２６(2)だけを共通信号出力端子２２に接続したのと等価になる。
【００９３】
図１に示す高出力電力増幅器の具体的な構成例について説明する。ここでは、高周波増幅回路２０の回路数Ｎを２に定める。そして、一方の信号系統に属する入力側伝送線路２５(1)，出力側伝送線路２６(1)については、図１６及び図１８に示す「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」のようなインピーダンスになるように特性インピーダンス及び電気長を各々適切に定める。高周波増幅回路２０(1)は１００［ｍＷ］級の飽和出力になるように構成する。
【００９４】
また、他方の信号系統に属する入力側伝送線路２５(2)，出力側伝送線路２６(2)については、図１７及び図１９に示す「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」のようなインピーダンスになるように特性インピーダンス及び電気長を各々適切に定める。高周波増幅回路２０(2)は５００［ｍＷ］級の飽和出力になるように構成する。
【００９５】
この場合の各状態における高出力電力増幅器の周波数特性を計算により求めた。その結果が図１４，図１５に示されている。図１４は、高周波増幅回路２０(1)をオン状態に制御して、高周波増幅回路２０(2)をオフ状態に制御した場合の特性を示している。また、図１５は高周波増幅回路２０(2)をオン状態に制御して、高周波増幅回路２０(1)をオフ状態に制御した場合の特性を示している。オン状態はＡ級動作する状態であり、オフ状態は増幅素子である電界効果トランジスタがピンチオフ状態になる状態である。
【００９６】
図１４，図１５に示すＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２はＳパラメータであり、Ｍｕは安定化係数を表している。ＳパラメータのＳ１１は共通信号入力端子２１からみた反射特性に相当し、Ｓ２２は共通信号出力端子２２からみた反射特性に相当し、Ｓ２１は共通信号入力端子２１から共通信号出力端子２２に向かう信号の通過特性に相当し、Ｓ１２は共通信号出力端子２２から信号が共通信号入力端子２１に向かう信号の通過特性を表している。
【００９７】
図１４を参照すると、利用する周波数帯（１４［ＧＨｚ］）におけるＳパラメータのＳ２１が約６．５［ｄＢ］であるので、オン状態の高周波増幅回路２０(1)のみが動作していることが分かる。また、ＳパラメータのＳ１１，Ｓ２２が小さいので反射が少ないことが分かる。
また、図１５を参照すると利用する周波数帯（１４［ＧＨｚ］）におけるＳパラメータのＳ２１が約１５［ｄＢ］であるので、オン状態の高周波増幅回路２０(2)のみが動作していることが分かる。また、ＳパラメータのＳ１１，Ｓ２２が小さいので反射が少ないことが分かる。
【００９８】
つまり、図１に示すように高周波スイッチを用いなくても、高周波増幅回路２０のオン／オフの切り替えに伴って信号の通過経路が自動的に切り替わり、所望の信号増幅特性が得られる。
【００９９】
ところで、たとえば比較的大きい利得を必要とする場合には、図２に示すように複数の増幅部３１，３２，３３をカスケード接続して高周波増幅回路２０を構成する必要がある。すなわち、増幅部３１，３２，３３の各々の利得が小さい場合であっても、それらを縦列に接続することにより全体として大きな利得が得られる。
【０１００】
図２に示す高周波増幅回路２０においては、増幅部３１，３２，３３がそれぞれ増幅素子としてＦＥＴを内蔵している。このような高周波増幅回路２０を制御する場合には、図１のバイアス制御回路２４は各々の増幅部３１，３２，３３のＦＥＴのゲートに印加するバイアス電圧Ｖｇ１，Ｖｇ２，Ｖｇ３及び増幅部３３のドレインに印加する電圧Ｖｄ３を次のように制御する。
【０１０１】
図２の高周波増幅回路２０をオン状態にする場合には、増幅部３１，３２，３３がそれぞれＡ級増幅回路として動作するように、各ＦＥＴのゲートに印加するバイアス電圧Ｖｇ１，Ｖｇ２，Ｖｇ３を制御する。
また、図２の高周波増幅回路２０をオフ状態にする場合には、増幅部３１のＦＥＴがピンチオフ状態になるようにバイアス電圧Ｖｇ１を制御し、増幅部３２のＦＥＴがピンチオフ状態になるようにバイアス電圧Ｖｇ２を制御し、増幅部３３のＦＥＴのドレイン−ソース端子間電圧がほぼ０になるようにドレイン電圧Ｖｄ３を０にする。
【０１０２】
高周波増幅回路２０の信号入力端子３４に最も近い増幅部３１のＦＥＴをピンチオフ状態に制御すると、高周波増幅回路２０の入力インピーダンスが全反射に近くなるので、その高周波増幅回路２０を図１に示す回路に採用すると、入力側伝送線路２５の入力端２５ａ側から入力側伝送線路２５及び高周波増幅回路２０をみた入力インピーダンスを最大にするのが容易になる。
【０１０３】
また、高周波増幅回路２０の信号出力端子３５に最も近い増幅部３３のＦＥＴのドレイン−ソース端子間電圧を０にすると、高周波増幅回路２０の出力インピーダンスが全反射に近くなるので、その高周波増幅回路２０を図１に示す回路に採用すると、出力側伝送線路２６の出力端２６ａ側から出力側伝送線路２６及び高周波増幅回路２０をみた出力インピーダンスを最大にするのが容易になる。
【０１０４】
また、増幅部３１，３２のＦＥＴをピンチオフ状態にすることにより、増幅部３１，３２の消費電力が最小になる。なお、高周波増幅回路２０がオフ状態のときに、増幅部３２のＦＥＴについては必ずしもピンチオフ状態にしなくてもよい。その場合、増幅部３２のＦＥＴのドレイン−ソース端子間電圧を０とすれば、ピンチオフ状態でなくてもドレイン電流が０になるので消費電力を低減できる。また、高周波増幅回路２０がオフ状態のときに、増幅部３３のＦＥＴをピンチオフ状態に制御してもよい。
【０１０５】
（第２の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図４に示す。この形態は、請求項４，請求項９，請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図４において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１０６】
この形態では、請求項４の共通入力端子，入力側伝送線路，入力選択高周波スイッチ，共通出力端子，出力側伝送線路，出力選択高周波スイッチ，バイアス制御手段は、それぞれ共通信号入力端子２１，入力側伝送線路２５，高周波スイッチ４１，共通信号出力端子２２，出力側伝送線路２６，高周波スイッチ４２，バイアス制御回路２４Ｂに対応する。
【０１０７】
図４を参照すると、この高出力電力増幅器は、Ｎ個の入力側伝送線路２５，Ｎ個の高周波増幅回路２０，Ｎ個の出力側伝送線路２６，バイアス制御回路２４Ｂの他に高周波スイッチ４１，４２を備えている。
【０１０８】
高周波スイッチ４１は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)のいずれか１つを選択的に共通信号入力端子２１に接続する。高周波スイッチ４１の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
高周波スイッチ４２は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)のいずれか１つを選択的に共通信号出力端子２２に接続する。高周波スイッチ４２の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
【０１０９】
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４１，４２の選択状態を制御する。
【０１１０】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(1)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御するとともに、出力側伝送線路２６(1)を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離され、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１１１】
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(2)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御するとともに、出力側伝送線路２６(2)を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離され、出力側伝送線路２６(1)，２６(3)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１１２】
各入力側伝送線路２５ならびに各出力側伝送線路２６の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、高周波スイッチ４１が存在しなくても、等価的にはオン状態の１つの高周波増幅回路２０のみが入力側伝送線路２５を介して共通信号入力端子２１に接続される。また、高周波スイッチ４２が存在しなくても、等価的にはオン状態の１つの高周波増幅回路２０のみが出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２に接続される。
【０１１３】
しかし、高周波スイッチ４１，４２を設けることによって、オフ状態の高周波増幅回路２０がオン状態の高周波増幅回路２０の信号に及ぼす影響をより小さくすることができる。また、比較的オンオフ比が小さく挿入損失の小さい半導体スイッチを高周波スイッチ４１，４２として用いることができる。
（第３の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図５に示す。この形態は、請求項２，請求項９，請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図５において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１１４】
この形態では、請求項２の共通入力端子，入力側伝送線路，入力選択高周波スイッチ，バイアス制御手段，高周波増幅手段は、それぞれ共通信号入力端子２１，入力側伝送線路２５，高周波スイッチ４１，バイアス制御回路２４Ｂ，高周波増幅回路２０に対応する。
図５を参照すると、この高出力電力増幅器は、Ｎ個の入力側伝送線路２５，Ｎ個の高周波増幅回路２０，Ｎ個の出力側伝送線路２６，バイアス制御回路２４Ｂの他に高周波スイッチ４１を備えている。
【０１１５】
高周波スイッチ４１は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)のいずれか１つを選択的に共通信号入力端子２１に接続する。高周波スイッチ４１の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
【０１１６】
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４１の選択状態を制御する。
【０１１７】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(1)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離される。
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(2)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離される。
【０１１８】
各入力側伝送線路２５の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、高周波スイッチ４１が存在しなくても、等価的にはオン状態の１つの高周波増幅回路２０のみが入力側伝送線路２５を介して共通信号入力端子２１に接続される。
しかし、高周波スイッチ４１を設けることによって、オフ状態の高周波増幅回路２０がオン状態の高周波増幅回路２０の信号に及ぼす影響をより小さくすることができる。また、比較的オンオフ比が小さく挿入損失の小さい半導体スイッチを高周波スイッチ４１として用いることができる。
【０１１９】
（第４の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図６に示す。この形態は、請求項３，請求項９，請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図６において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１２０】
この形態では、請求項３の共通出力端子，出力側伝送線路，出力選択高周波スイッチ，バイアス制御手段，高周波増幅手段は、それぞれ共通信号出力端子２２，出力側伝送線路２６，高周波スイッチ４２，バイアス制御回路２４Ｂ，高周波増幅回路２０に対応する。
図６を参照すると、この高出力電力増幅器は、Ｎ個の入力側伝送線路２５，Ｎ個の高周波増幅回路２０，Ｎ個の出力側伝送線路２６，バイアス制御回路２４Ｂの他に高周波スイッチ４２を備えている。
【０１２１】
高周波スイッチ４２は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)のいずれか１つを選択的に共通信号出力端子２２に接続する。高周波スイッチ４２の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４２の選択状態を制御する。
【０１２２】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、出力側伝送線路２６(1)を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、出力側伝送線路２６(2)を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、出力側伝送線路２６(1)，２６(3)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１２３】
各入力側伝送線路２５ならびに各出力側伝送線路２６の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、高周波スイッチ４２が存在しなくても、等価的にはオン状態の１つの高周波増幅回路２０のみが出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２に接続される。
しかし、高周波スイッチ４２を設けることによって、オフ状態の高周波増幅回路２０がオン状態の高周波増幅回路２０の信号に及ぼす影響をより小さくすることができる。また、比較的オンオフ比が小さく挿入損失の小さい半導体スイッチを高周波スイッチ４２として用いることができる。
【０１２４】
（第５の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図７に示す。この形態は、請求項５，請求項９，請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図７において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１２５】
この形態では、請求項５の高周波増幅手段，バイアス制御手段，共通入力端子，入力側伝送線路，共通出力端子，出力選択高周波スイッチは、それぞれ高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４Ｂ，共通信号入力端子２１，入力側伝送線路２５，共通信号出力端子２２，高周波スイッチ４２に対応する。
図７を参照すると、この高出力電力増幅器はＮ個の入力側伝送線路２５，Ｎ個の高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４Ｂ及び高周波スイッチ４２を備えている。
【０１２６】
高周波スイッチ４２は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)のいずれか１つを選択的に共通信号出力端子２２に接続する。高周波スイッチ４２の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
【０１２７】
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４２の選択状態を制御する。
【０１２８】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、高周波増幅回路２０(1)の出力を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、高周波増幅回路２０(2)の出力を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、高周波増幅回路２０(1)，２０(3)〜２０(N)の出力は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１２９】
各入力側伝送線路２５の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、この形態では、各高周波増幅回路２０の入力側については、入力側伝送線路２５によってオフ状態の高周波増幅回路２０と切り離され、各高周波増幅回路２０の出力側については、高周波スイッチ４２によって信号経路が選択される。
【０１３０】
（第６の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図８に示す。この形態は、請求項６，請求項９，請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図８において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１３１】
この形態では、請求項６の共通入力端子，入力側伝送線路，入力選択高周波スイッチは、それぞれ共通信号入力端子２１，入力側伝送線路２５，高周波スイッチ４１に対応する。
高周波スイッチ４１は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)のいずれか１つを選択的に共通信号入力端子２１に接続する。高周波スイッチ４１の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
【０１３２】
高周波スイッチ４２は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)のいずれか１つを選択的に共通信号出力端子２２に接続する。高周波スイッチ４２の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４１，４２の選択状態を制御する。
【０１３３】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(1)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御するとともに、高周波増幅回路２０(1)の出力を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離され、高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)の出力は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１３４】
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(2)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御するとともに、高周波増幅回路２０(2)の出力を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離され、高周波増幅回路２０(1)，２０(3)〜２０(N)の出力は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１３５】
各入力側伝送線路２５の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、高周波スイッチ４１が存在しなくても、等価的にはオン状態の１つの高周波増幅回路２０のみが入力側伝送線路２５を介して共通信号入力端子２１に接続される。
しかし、高周波スイッチ４１を設けることによって、オフ状態の高周波増幅回路２０がオン状態の高周波増幅回路２０の信号に及ぼす影響をより小さくすることができる。また、比較的オンオフ比が小さく挿入損失の小さい半導体スイッチを高周波スイッチ４１として用いることができる。
【０１３６】
（第７の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図９に示す。この形態は、請求項７，請求項９，請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図９において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１３７】
この形態では、請求項７の高周波増幅手段，バイアス制御手段，共通入力端子，入力選択高周波スイッチ，共通出力端子，出力側伝送線路は、それぞれ高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４Ｂ，共通信号入力端子２１，高周波スイッチ４１，共通信号出力端子２２，出力側伝送線路２６に対応する。
図９を参照すると、この高出力電力増幅器は、Ｎ個の高周波増幅回路２０，Ｎ個の出力側伝送線路２６，バイアス制御回路２４Ｂ及び高周波スイッチ４１を備えている。
【０１３８】
高周波スイッチ４１は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)のいずれか１つを選択的に共通信号入力端子２１に接続する。高周波スイッチ４１の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
【０１３９】
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４１の選択状態を制御する。
【０１４０】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、高周波増幅回路２０(1)の入力を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離される。
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、高周波増幅回路２０(2)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御する。この場合、入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)は共通信号入力端子２１から切り離される。
【０１４１】
各出力側伝送線路２６の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、電気的には等価的にオン状態の１つの高周波増幅回路２０のみが出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２に接続される。
（第８の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図１０に示す。この形態は、請求項８〜請求項１０に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図１０において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１４２】
この形態では、請求項８の前記共通出力端子，出力側伝送線路，出力選択高周波スイッチ，バイアス制御手段，高周波増幅手段は、それぞれ共通信号出力端子２２，出力側伝送線路２６，高周波スイッチ４２，バイアス制御回路２４Ｂ，高周波増幅回路２０に対応する。
【０１４３】
図１０を参照すると、この高出力電力増幅器は、Ｎ個の高周波増幅回路２０，Ｎ個の出力側伝送線路２６，バイアス制御回路２４Ｂの他に高周波スイッチ４１，４２を備えている。
高周波スイッチ４１は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)のいずれか１つを選択的に共通信号入力端子２１に接続する。高周波スイッチ４１の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
【０１４４】
高周波スイッチ４２は、半導体で構成された選択スイッチであり、Ｎ個の出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)のいずれか１つを選択的に共通信号出力端子２２に接続する。高周波スイッチ４２の選択状態は、バイアス制御回路２４Ｂによって制御される。
バイアス制御回路２４Ｂは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御し、それ以外の高周波増幅回路２０はすべてオフ状態に制御する。また、オン状態に制御する高周波増幅回路２０と一致するように、高周波スイッチ４１，４２の選択状態を制御する。
【０１４５】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、高周波増幅回路２０(1)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御するとともに、出力側伝送線路２６(1)を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、高周波増幅回路２０(2)〜２０(N)の入力は共通信号入力端子２１から切り離され、出力側伝送線路２６(2)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１４６】
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、高周波増幅回路２０(2)を共通信号入力端子２１に接続するように高周波スイッチ４１を制御するとともに、出力側伝送線路２６(2)を共通信号出力端子２２に接続するように高周波スイッチ４２を制御する。この場合、高周波増幅回路２０(1)，２０(3)〜２０(N)の入力は共通信号入力端子２１から切り離され、出力側伝送線路２６(1)，２６(3)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から切り離される。
【０１４７】
各入力側伝送線路２５ならびに各出力側伝送線路２６の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定められている。従って、高周波スイッチ４２が存在しなくても、等価的にはオン状態の１つの高周波増幅回路２０の出力のみが出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２に接続される。
しかし、高周波スイッチ４２を設けることによって、オフ状態の高周波増幅回路２０がオン状態の高周波増幅回路２０の信号に及ぼす影響をより小さくすることができる。また、比較的オンオフ比が小さく挿入損失の小さい半導体スイッチを高周波スイッチ４２として用いることができる。
【０１４８】
（第９の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図１１に示す。この形態は、請求項１１，請求項１４に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図１１において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１４９】
この形態では、請求項１１の高周波増幅手段，バイアス制御手段，入力側伝送線路は、それぞれ高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４，入力側伝送線路２５に対応する。
図１１に示すように、この形態の高出力電力増幅器は単一の高周波増幅回路２０だけを備えている。高周波増幅回路２０の信号入力端子は、入力側伝送線路２５を介して共通信号入力端子２１と接続されている。また、高周波増幅回路２０の信号出力端子は共通信号出力端子２２と直接接続されている。
【０１５０】
入力側伝送線路２５の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定めてある。第１の実施の形態と同様に、高周波増幅回路２０はバイアス制御回路２４のバイアス制御によりオン状態又はオフ状態に切り替わる。
たとえば、図１１の高出力電力増幅器を複数用いる場合には、それらの共通信号入力端子２１，共通信号出力端子２２を互いに並列に接続することによって、並列に接続されたいずれか１つの高出力電力増幅器だけが動作するように制御できる。その場合には、オフ状態の高出力電力増幅器はオン状態の高出力電力増幅器に対してほとんど影響を及ぼさない。
【０１５１】
（第１０の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図１２に示す。この形態は、請求項１２，請求項１４に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図１２において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１５２】
この形態では、請求項１２の高周波増幅手段，バイアス制御手段，出力側伝送線路は、それぞれ高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４，出力側伝送線路２６に対応する。
図１２に示すように、この形態の高出力電力増幅器は単一の高周波増幅回路２０だけを備えている。高周波増幅回路２０の信号入力端子は、直接、共通信号入力端子２１と接続されている。また、高周波増幅回路２０の信号出力端子は、出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２と接続されている。
【０１５３】
出力側伝送線路２６の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定めてある。第１の実施の形態と同様に、高周波増幅回路２０はバイアス制御回路２４のバイアス制御によりオン状態又はオフ状態に切り替わる。
たとえば、図１２の高出力電力増幅器を複数用いる場合には、それらの共通信号入力端子２１，共通信号出力端子２２を互いに並列に接続することによって、並列に接続されたいずれか１つの高出力電力増幅器だけが動作するように制御できる。その場合には、オフ状態の高出力電力増幅器はオン状態の高出力電力増幅器に対してほとんど影響を及ぼさない。
【０１５４】
（第１１の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図１３に示す。この形態は、請求項１３，請求項１４に対応する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図１３において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１５５】
この形態では、請求項１３の高周波増幅手段，バイアス制御手段，入力側伝送線路，出力側伝送線路は、それぞれ高周波増幅回路２０，バイアス制御回路２４，入力側伝送線路２５，出力側伝送線路２６に対応する。
図１３に示すように、この形態の高出力電力増幅器は単一の高周波増幅回路２０だけを備えている。高周波増幅回路２０の信号入力端子は入力側伝送線路２５を介して共通信号入力端子２１と接続され、高周波増幅回路２０の信号出力端子は出力側伝送線路２６を介して共通信号出力端子２２と接続されている。
【０１５６】
入力側伝送線路２５ならびに出力側伝送線路２６の特性インピーダンス及び電気長は、第１の実施の形態と同様に定めてある。第１の実施の形態と同様に、高周波増幅回路２０はバイアス制御回路２４のバイアス制御によりオン状態又はオフ状態に切り替わる。
たとえば、図１３の高出力電力増幅器を複数用いる場合には、それらの共通信号入力端子２１，共通信号出力端子２２を互いに並列に接続することによって、並列に接続されたいずれか１つの高出力電力増幅器だけが動作するように制御できる。その場合には、オフ状態の高出力電力増幅器はオン状態の高出力電力増幅器に対してほとんど影響を及ぼさない。
【０１５７】
（第１２の実施の形態）
本発明の高出力電力増幅器の１つの実施の形態を図２１に示す。この形態は、請求項１５に対応する。この形態は、前記第３の実施の形態の変形例である。図２１において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号をつけて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については以下の説明を省略する。
【０１５８】
この形態では、請求項１５の高周波増幅手段，入力側伝送線路，通過用伝送線路，入力選択高周波スイッチ，共通入力端子，出力側伝送線路及び共通出力端子は、それぞれ高周波増幅回路２０，入力側伝送線路２５，通過用伝送線路２７，高周波スイッチ４１，共通信号入力端子２１，出力側伝送線路２６及び共通信号出力端子２２に対応する。また、請求項１５のバイアス制御手段及びスイッチ制御手段はバイアス制御回路２４Ｃに対応する。
【０１５９】
図２１の高出力電力増幅器は、第３の実施の形態と同様に共通信号入力端子２１，高周波スイッチ４１，Ｎ個の入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)，Ｎ個の高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)，Ｎ個の出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)，共通信号出力端子２２及びバイアス制御回路２４Ｃを備えている。
但し、高周波スイッチ４１が共通信号入力端子２１と接続する端子の数は（Ｎ＋１）に増えている。高周波スイッチ４１の追加された端子には、通過用伝送線路２７の入力端が接続されている。高周波スイッチ４１は半導体で構成された選択スイッチである。通過用伝送線路２７の出力端は共通信号出力端子２２と接続されている。
【０１６０】
Ｎ個の高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)は、互いに飽和出力電力が異なるかあるいは利得が異なっている。
各々の入力側伝送線路２５は、入力端が高周波スイッチ４１の１つの端子に接続され、出力端が１つの高周波増幅回路２０の信号入力端子と接続されている。各々の高周波増幅回路２０の信号出力端子には、１つの出力側伝送線路２６の入力端が接続されている。Ｎ個の出力側伝送線路２６の全ての出力端は、共通信号出力端子２２に共通に接続されている。
【０１６１】
バイアス制御回路２４Ｃは、制御信号入力端子２３に印加される信号に従って、高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)の全てをオフ状態に制御するか、又は高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)のいずれか１つをオン状態に制御してそれ以外の高周波増幅回路２０は全てオフ状態に制御する。また、高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)の制御状態に合わせて高周波スイッチ４１の選択状態を制御する。
【０１６２】
たとえば、高周波増幅回路２０(1)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(1)だけを共通信号入力端子２１に接続し、それ以外の入力側伝送線路２５(2)〜２５(N)ならびに通過用伝送線路２７については共通信号入力端子２１から切り離すように高周波スイッチ４１を制御する。
また、高周波増幅回路２０(2)をオン状態にする場合には、入力側伝送線路２５(2)だけを共通信号入力端子２１に接続し、それ以外の入力側伝送線路２５(1)，２５(3)〜２５(N)ならびに通過用伝送線路２７については共通信号入力端子２１から切り離すように高周波スイッチ４１を制御する。
【０１６３】
また、高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)の全てをオフ状態に制御する場合には、通過用伝送線路２７のみを共通信号入力端子２１に接続し、入力側伝送線路２５(1)〜２５(N)は全て共通信号入力端子２１から切り離すように高周波スイッチ４１を制御する。
高周波増幅回路２０には１つ以上の増幅素子が含まれているが、複数の増幅素子がカスケード接続されている場合には、少なくとも最終段に配置された増幅素子をオフ状態にすれば、その高周波増幅回路２０はオフ状態になる。
【０１６４】
増幅素子として電界効果トランジスタを用いる場合には、その電界効果トランジスタを例えばピンチオフ状態にすることにより、その増幅素子はオフ状態になる。
増幅素子が通常の動作状態（オン状態）にある場合、その入力インピーダンス及び出力インピーダンスはほぼ規定の値になるため、高周波増幅回路２０の入出力のインピーダンスを整合させることができる。
【０１６５】
ところが、増幅素子がオフ状態になるとその入力インピーダンス及び出力インピーダンスが規定の値から大きく変化するため、高周波増幅回路２０の入力及び出力のインピーダンスが不整合の状態になる。
また、増幅素子として電界効果トランジスタを用いる場合には、その電界効果トランジスタのドレイン−ソース端子間電圧を０に制御する場合にも、その増幅素子はオフ状態になる。この場合、増幅素子の入力インピーダンスは変化しないが、出力インピーダンスが規定の値から大きく変化するため、高周波増幅回路２０の出力においてインピーダンスが不整合になる。
【０１６６】
いずれにしても、各高周波増幅回路２０において少なくとも最終段の増幅素子がオフ状態になると、その高周波増幅回路２０の出力と出力側伝送線路２６の入力との接続部分にインピーダンスの不整合が生じる。不整合が生じた場合、その出力側伝送線路２６を共通信号出力端子２２側からみたインピーダンスは非常に大きくなる。
【０１６７】
各々の出力側伝送線路２６には、それが接続された高周波増幅回路２０の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用いてある。また、各々の出力側伝送線路２６の電気長は、それが接続された高周波増幅回路２０の少なくとも最終段の増幅素子がオフ状態の時に、すなわちインピーダンスが不整合の時に、共通信号出力端子２２側から高周波増幅回路２０の信号出力端子をみた出力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になるように定めてある。
【０１６８】
通過用伝送線路２７についても、この高出力電力増幅器の規定の出力インピーダンスとほぼ等しい特性インピーダンスを有する線路を用いて構成してある。また通過用伝送線路２７の電気長については、高周波スイッチ４１が通過用伝送線路２７を共通信号入力端子２１と接続していない場合に、すなわち通過用伝送線路２７の入力端が開放状態でインピーダンスが不整合の場合に、共通信号出力端子２２から通過用伝送線路２７をみた入力インピーダンスが増幅対象の信号周波数に対して最大になるように定めてある。
【０１６９】
この形態では、制御信号入力端子２３に印加する制御信号により、高周波スイッチ４１を切り替えて共通信号入力端子２１に通過用伝送線路２７を接続した場合には、共通信号入力端子２１と共通信号出力端子２２とが通過用伝送線路２７を介して接続されるので、この高出力電力増幅器の利得が最小になり、出力電力も最小になる。
【０１７０】
この場合、バイアス制御回路２４Ｃのバイアス制御により、高周波増幅回路２０(1)〜２０(N)はいずれも少なくとも出力側が全てオフ状態に制御され、各高周波増幅回路２０と出力側伝送線路２６との接続位置でインピーダンスの不整合が生じるため、共通信号出力端子２２から出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)のそれぞれをみたインピーダンスはいずれも非常に大きくなる。
【０１７１】
従って、高周波スイッチ４１で通過用伝送線路２７の経路を選択した場合には、出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)は共通信号出力端子２２から電気的に切り離される。従って、出力側伝送線路２６(1)〜２６(N)及び通過用伝送線路２７と共通信号出力端子２２との間にスイッチを設ける必要はない。
バイアス制御回路２４Ｃは、制御信号入力端子２３に印加する制御信号に従って、この高出力電力増幅器の出力負荷効率が最大になるように（Ｎ＋１）の経路のいずれか１つを選択する。なお、図２１において信号入力端子５０と共通信号入力端子２１との間に設けられた高周波増幅回路５１は図２２の高周波増幅回路１と同じ回路を表している。
【０１７２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の高出力電力増幅器によれば信号経路を切り替える場合に必要とされる高周波スイッチの数を削減できる。また、高周波スイッチのオンオフ比の不足を補うことができるので、オンオフ比が小さく損失の小さい高周波スイッチを採用できる。従って、高周波スイッチによる挿入損失が低減が可能である。このため、要求される出力電力が変化する場合には高出力電力増幅器の消費電力の低減に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】高周波増幅回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】増幅回路の動作特性の例を示すグラフである。
【図４】第２の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図６】第４の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図７】第５の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図８】第６の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図９】第７の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１０】第８の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１１】第９の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１２】第１０の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１１の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１４】第１の実施の形態の高出力電力増幅器の周波数特性例（１）を示すグラフである。
【図１５】第１の実施の形態の高出力電力増幅器の周波数特性例（２）を示すグラフである。
【図１６】高周波増幅回路の入力側のインピーダンスの例（１）を表したスミスチャートである。
【図１７】高周波増幅回路の入力側のインピーダンスの例（２）を表したスミスチャートである。
【図１８】高周波増幅回路の出力側のインピーダンスの例（１）を表したスミスチャートである。
【図１９】高周波増幅回路の出力側のインピーダンスの例（２）を表したスミスチャートである。
【図２０】高周波増幅回路の出力側のインピーダンスの例（３）を表したスミスチャートである。
【図２１】第１２の実施の形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２２】従来例（１）の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２３】従来例（２）の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２０高周波増幅回路
２１共通信号入力端子
２２共通信号出力端子
２３制御信号入力端子
２４，２４Ｂ，２４Ｃバイアス制御回路
２５入力側伝送線路
２６出力側伝送線路
２７通過用伝送線路
３１，３２，３３増幅部
３４信号入力端子
３５信号出力端子
４１，４２高周波スイッチ
５０信号入力端子
５１高周波増幅回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-output power amplifier, and more particularly to a high-output power amplifier for communication suitable for a frequency band above microwave, and more particularly to a high-output power amplifier that includes a semiconductor amplifying element and can change output power.
[0002]
[Prior art]
The function required for a communication high output power amplifier (hereinafter abbreviated as HPA) is not simply amplifying a signal so as to obtain the maximum output power of HPA. In other words, a function for adjusting the output power to a power smaller than the maximum output power is required in order to reduce the interference that the signal wave output by the HPA has on other stations or to reduce the power consumption of the HPA itself. There is a case.
[0003]
When adjusting the output power of the HPA, the gain of a preamplifier connected to the input side of the HPA is controlled, and the power of the signal input to the HPA is controlled to control the output power of the HPA. is there.
In a relatively low frequency band below the UHF band, if the HPA is configured by, for example, a class B push-pull circuit, the power consumption of the HPA becomes a power corresponding to the output power. That is, when the output power is small, the power consumption of the HPA is also small.
[0004]
However, in a high frequency band higher than the microwave band, the class B operation in which the amplifying element is pinched off in a no-signal state by a bias that determines the operating point of the amplifier circuit is not suitable for amplification due to the performance of the semiconductor element used for amplification. . For this reason, it is necessary to configure the circuit to perform class A operation or class AB operation.
When an amplifying element used for HPA performs class A operation or class AB operation, the power load efficiency of HPA becomes a maximum value near a saturated output (near the maximum output). When the input power is reduced from a state where a saturated output can be obtained, the output power decreases approximately in proportion to it. However, since the power consumption is substantially constant, the power load efficiency is significantly reduced as the input power is reduced. Therefore, when the purpose is to reduce the power consumption, a technique for reducing the input power of the HPA by controlling the gain of the preamplifier is not suitable.
[0005]
For the purpose of reducing the power consumption of HPA, a configuration as shown in FIG. 22 or FIG. 23 is conventionally used.
First, the HPA shown in FIG. 22 will be described. This HPA includes two high-frequency amplifier circuits 1 and 2, a bias control circuit 6, and high-frequency switches 11 and 15.
The signal input terminal of the high frequency amplifier circuit 1 is connected to the high frequency signal input terminal 4. The signal output terminal of the high frequency amplifier circuit 1 is connected to the signal input terminal of the high frequency switch 15 or the high frequency amplifier circuit 2 via the high frequency switch 11. The high frequency signal output terminal 5 is connected to the signal output terminal of the high frequency switch 11 or the high frequency amplifier circuit 2 via the high frequency switch 15. The bias control circuit 6 controls the bias of the high frequency switches 11 and 15 and the high frequency amplifier circuit 2 in accordance with a control signal applied to the control signal input terminal 7.
[0006]
In the HPA of FIG. 22, the saturated output power of the high frequency amplifier circuit 2 is larger than the saturated output power of the high frequency amplifier circuit 1, and the input power is slightly lower than the input power when the output of the high frequency amplifier circuit 1 is saturated. The output of the amplifier circuit 2 is configured to be saturated power.
[0007]
With this configuration, high power load efficiency is obtained in each of the vicinity of the state where the output of the high-frequency amplifier circuit 2 becomes saturated power and the vicinity of the state where the output of the high-frequency amplifier circuit 1 becomes saturated power. For this reason, the power consumption when the output power is lower than the maximum output level of HPA can be reduced.
That is, when the output power equal to or higher than the saturation power of the high frequency amplifier circuit 1 is required, the bias control circuit 6 turns on the high frequency amplifier circuit 2 and selects a signal path passing through the high frequency amplifier circuit 2. The switches 11 and 15 are controlled.
[0008]
On the other hand, when output power equal to or lower than the saturation power of the high-frequency amplifier circuit 1 is required, the bias control circuit 6 turns off the high-frequency amplifier circuit 2 and selects a signal path that does not pass through the high-frequency amplifier circuit 2. 11 and 15 are controlled.
Next, the HPA shown in FIG. 23 will be described. The HPA includes a plurality of high-frequency amplifier circuits 1, 2,... 3, high-frequency switches 11 and 15, and a bias control circuit 6 arranged in parallel. The high frequency amplifier circuits 1, 2,... 3 have different saturation output powers.
[0009]
The high frequency switch 11 connects the high frequency signal input terminal 4 to any one of the high frequency amplifier circuits 1, 2,... The high frequency switch 15 connects any one signal output terminal of the high frequency amplifier circuits 1, 2,... 3 to the high frequency signal output terminal 5.
The bias control circuit 6 in FIG. 23 controls any one of the high-frequency amplifier circuits 1, 2,... 3 to the on state according to the signal of the control signal input terminal 7, and controls the other to the off state. The high frequency switches 11 and 15 are controlled so that the high frequency amplifier circuit in the state is connected to the high frequency signal input terminal 4 and the high frequency signal output terminal 5.
[0010]
Since the high-frequency amplifier circuits 1, 2,... 3 have different saturation output powers, a high power can be obtained by selecting and using the one closest to the output power for which the saturation output power is required. Load efficiency is obtained. That is, when the required output power is small, the power consumption can be reduced.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the required output power changes at high speed, the high-frequency switches 11 and 15 in FIGS. 22 and 23 also need to be switched at high speed. In general, a switch using a semiconductor (semiconductor switch) is used for this type of switching.
[0012]
Of the characteristics of the semiconductor switch, the on-state passage loss (insertion loss) and the ratio between the on-state passage loss and the off-state passage loss (on-off ratio) are important. The insertion loss is preferably as small as possible, and the on / off ratio is as large as possible.
However, when used in a high frequency band above the microwave band, it is difficult at present to obtain a semiconductor switch that satisfies both the conditions of low insertion loss and high on / off ratio.
[0013]
For this reason, when a semiconductor switch with excellent insertion loss is employed in the conventional HPA, the on / off ratio of the semiconductor switch is low, so that it is difficult to obtain the expected performance due to the influence of components other than the selected signal path. .
Further, when a semiconductor switch having an excellent on / off ratio is employed, since the insertion loss of the semiconductor switch is large, it is necessary to amplify a signal extra to compensate for it, and the power consumption increases.
[0014]
An object of the present invention is to reduce power consumption and provide a high-output power amplifier at low cost in a high-output power amplifier that needs to switch output power at high speed as described above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The high-output power amplifier according to claim 1 is a high-output power amplifier for amplifying a high-frequency signal, and each of two or more N high-frequency amplifiers arranged in parallel with each other and operating states of the N high-frequency amplifiers And bias control means for selectively controlling one of the N high frequency amplification means to an on state and controlling the other high frequency amplification means to an off state according to a predetermined control input, N input-side transmission lines arranged between each signal input terminal and a predetermined common input terminal of each of the high frequency amplification means, and each signal output terminal and a predetermined common output of the N high frequency amplification means N output-side transmission lines arranged between the terminals and a prescribed input impedance of high-frequency amplification means connected to each of the N input-side transmission lines Input impedance with respect to the signal frequency of the amplification target when the signal input terminal of the high-frequency amplification means is viewed from the common input terminal side when the high-frequency amplification means connected to the line is in an off state. The electrical length of the input-side transmission line is determined so that the real part of the N-side transmission line is maximized, and the characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the high-frequency amplification means connected to each of the N output-side transmission lines And the real part of the output impedance with respect to the signal frequency of the amplification target viewed from the signal output terminal of the high-frequency amplification means from the common output terminal side when the high-frequency amplification means connected to the line is off is maximum. The electrical length of the output-side transmission line is determined so that
[0016]
In general, the input impedance and output impedance of an amplifier circuit are defined at the time of design or manufacture. The prescribed input impedance and output impedance are impedances when the amplifier circuit is in the ON state. In addition, when the amplifier circuit is in the off state, the input impedance and the output impedance change to values different from the specified values.
[0017]
In claim 1, an input side transmission line is connected between a signal input terminal and a common input terminal of each high frequency amplification means, and an output side is provided between the signal output terminal and the common output terminal of each high frequency amplification means. A transmission line is connected.
Each input-side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to the prescribed input impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected, and when the high-frequency amplification means to which it is connected is off, the common input terminal side The electrical length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified viewed from the signal input terminal of the high frequency amplification means is maximized.
[0018]
For example, even when the input sides of N input side transmission lines are directly connected to the common input terminal without using a special high frequency switch, when the specific high frequency amplification means is in the off state, Since the input impedance seen from the input terminal side of the high-frequency amplification means becomes very large, the high-frequency amplification means in the off state behave as if not connected to the common input terminal.
[0019]
In addition, when the high frequency amplification means is in the ON state, the input impedance and the characteristic impedance of the input side transmission line are almost equal, so that the signal applied to the common input terminal does not pass through the input side transmission line without causing reflection. And input to the high frequency amplification means.
That is, the input-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the on state hardly affects the input characteristics of the high-frequency amplifying means, and the input-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the off state is on. This hardly affects the input characteristics of the high frequency amplification means. That is, the input-side transmission line and the off-state high-frequency amplifying means perform the same function as the high-frequency switch 11 shown in FIG. 23, so that the high-frequency switch can be omitted.
[0020]
Similarly, each output-side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to the prescribed output impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected, and when the high-frequency amplification means to which it is connected is in the off state, the common output terminal side Thus, the electrical length of the output transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified viewed from the signal output terminal of the high-frequency amplification means is maximized.
[0021]
For example, even when the output side of N output side transmission lines is directly connected to the common output terminal directly without using a special high frequency switch, when the specific high frequency amplifying means is in the OFF state, Since the output impedance seen from the output terminal side of the high frequency amplification means becomes very large, the high frequency amplification means in the off state behave as if they are not connected to the common output terminal.
[0022]
In addition, when the high-frequency amplification means is in the on state, the output impedance and the characteristic impedance of the output-side transmission line are almost equal, so that the signal output from the high-frequency amplification means is not reflected through the output-side transmission line. It is transmitted to the common output terminal.
That is, the output-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the on state hardly affects the output characteristics of the high-frequency amplifying means, and the output-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the off state is on. The output characteristics of the high frequency amplification means are hardly affected. That is, the output side transmission line performs the same function as the high frequency switch 15 of FIG. 23, so that the high frequency switch can be omitted.
[0023]
As described above, the input-side transmission line, the output-side transmission line, and the off-state high-frequency amplifying means perform the same function as the high-frequency switch. Therefore, when these are used together with the high-frequency switch, the on-off ratio of the high-frequency switch is By compensating for the shortage with the input-side transmission line and the output-side transmission line, a high-frequency switch with a relatively small insertion loss can be used. Alternatively, the high frequency switch can be reduced or omitted. Therefore, it is possible to simultaneously reduce the insertion loss and improve the on / off ratio.
[0024]
The high output power amplifier according to claim 2, wherein the common input terminal and the N input side transmission lines are selectively connected to each other with N selection terminals. The input selection high-frequency switch is switched in accordance with the selection of the high-frequency amplification means that the bias control means controls to be turned on while being connected via a high-frequency switch.
[0025]
According to a second aspect of the present invention, the common input terminal and the N input transmission lines are connected via an input selection high frequency switch. The input selection high-frequency switch connects one input-side transmission line connected to the on-state high-frequency amplification means to the common input terminal under the control of the bias control means.
Therefore, the switch function by the input side transmission line and the off-state high-frequency amplification means and the input selection high-frequency switch are used in combination. Even if the on / off ratio of the input selection high-frequency switch is small, the input-side transmission line And off-state high-frequency amplification means Can compensate for it. For this reason, a high frequency switch with a small insertion loss can be used as an input selection high frequency switch.
[0026]
The high-output power amplifier according to claim 3, wherein the common output terminal and the N output-side transmission lines have N selection terminals to which one of them is selectively connected. The output selection high-frequency switch is switched according to the selection of the high-frequency amplification means that the bias control means controls to be in an ON state while being connected via a high-frequency switch.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, the common output terminal and the N output side transmission lines are connected via an output selection high frequency switch. The output selection high-frequency switch connects one output-side transmission line connected to the on-state high-frequency amplification means to the common output terminal under the control of the bias control means.
Therefore, the switch function by the output side transmission line and the off-state high frequency amplification means and the output selection high frequency switch are used in combination. Output-side transmission line even when the on / off ratio of the output selection high-frequency switch is small And off-state high-frequency amplification means Can compensate for it. For this reason, a high frequency switch with a small insertion loss can be used as an output selection high frequency switch.
[0028]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the high output power amplifier according to the first aspect, wherein the common input terminal and the N input side transmission lines have N selection terminals to which one of them is selectively connected. The common output terminal and the N output side transmission lines are connected via an output selection high frequency switch having N selection terminals, and the bias control means is in an on state. The input selection high-frequency switch and the output selection high-frequency switch are switched according to the selection of the high-frequency amplification means to be controlled.
[0029]
According to a fourth aspect of the present invention, the common input terminal and the N input side transmission lines are connected via an input selection high frequency switch, and the common output terminal and the N output side transmission lines are connected to an output selection high frequency switch. Connected through.
The input selection high-frequency switch connects one input-side transmission line connected to the high-frequency amplification means in the on state by the control of the bias control means to the common input terminal, and the output selection high-frequency switch is controlled by the bias control means. One output-side transmission line connected to the high-frequency amplification means in the on state is connected to the common output terminal.
[0030]
Therefore, the switch function by the input side transmission line, the output side transmission line and the off-state high frequency amplification means, the input selection high frequency switch, and the output selection high frequency switch are used in combination.
Even if the on / off ratio of the input selection high-frequency switch is small, the input-side transmission line And off-state high-frequency amplification means Therefore, a high frequency switch with a small insertion loss can be used as an input selection high frequency switch. Even if the on / off ratio of the output selection high frequency switch is small, the output side transmission line And off-state high-frequency amplification means Therefore, a high frequency switch with a small insertion loss can be used as the output selection high frequency switch.
[0031]
The high-output power amplifier according to claim 5 is a high-output power amplifier for amplifying a high-frequency signal, and each of two or more N high-frequency amplifiers arranged in parallel with each other and operating states of the N high-frequency amplifiers And bias control means for selectively controlling one of the N high frequency amplification means to an on state and controlling the other high frequency amplification means to an off state according to a predetermined control input, N input-side transmission lines arranged between each signal input terminal and a predetermined common input terminal of each of the high frequency amplification means, and each signal output terminal and a predetermined common output of the N high frequency amplification means And an output selection high-frequency switch disposed between the terminals and a predetermined input impedance of high-frequency amplification means connected to each of the N input-side transmission lines. Input with respect to the signal frequency of the amplification target when the signal input terminal of the high-frequency amplification means is viewed from the common input terminal side when the high-frequency amplification means to which the line is connected is in an off state. The electrical length of the input-side transmission line is determined so that the real part of the impedance is maximized, and the output selection high-frequency switch is switched in accordance with the selection of the high-frequency amplification means that the bias control means controls to turn on. To do.
[0032]
6. The input side transmission line is connected between the signal input terminal and the common input terminal of each high frequency amplification means, and the signal output terminal and the common output terminal of each high frequency amplification means are output selection high frequency switches. Connected through.
Each input-side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to the prescribed input impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected, and when the high-frequency amplification means to which it is connected is off, the common input terminal side The electrical length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified viewed from the signal input terminal of the high frequency amplification means is maximized.
[0033]
For example, even when the input sides of N input side transmission lines are directly connected to the common input terminal without using a special high frequency switch, when the specific high frequency amplification means is in the off state, Since the input impedance seen from the input terminal side of the high-frequency amplification means becomes very large, the high-frequency amplification means in the off state behave as if not connected to the common input terminal.
[0034]
In addition, when the high frequency amplification means is in the ON state, the input impedance and the characteristic impedance of the input side transmission line are almost equal, so that the signal applied to the common input terminal does not pass through the input side transmission line without causing reflection. And input to the high frequency amplification means.
[0035]
That is, the input-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the on state hardly affects the input characteristics of the high-frequency amplifying means, and the input-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the off state is on. This hardly affects the input characteristics of the high frequency amplification means. That is, the input side transmission line performs the same function as the high frequency switch 11 of FIG.
[0036]
A signal output from the high-frequency amplifier in the on state appears at the common output terminal via the output selection high-frequency switch.
According to the fifth aspect, the insertion loss can be reduced and the on / off ratio can be improved at the same time as in the first aspect.
6. The high output power amplifier according to claim 5, wherein the common input terminal and the N input transmission lines have N selection terminals to which one of them is selectively connected. The input selection high-frequency switch is switched in accordance with the selection of the high-frequency amplification means that the bias control means controls to be turned on while being connected via a high-frequency switch.
[0037]
According to a sixth aspect of the present invention, the common input terminal and the N input transmission lines are connected via an input selection high frequency switch. The input selection high-frequency switch connects an input-side transmission line connected to the on-state high-frequency amplification means to the common input terminal under the control of the bias control means.
The high-output power amplifier according to claim 7 is a high-output power amplifier that amplifies a high-frequency signal, and each of two or more N high-frequency amplifiers arranged in parallel with each other and operating states of the N high-frequency amplifiers And bias control means for selectively controlling one of the N high frequency amplification means to an on state and controlling the other high frequency amplification means to an off state according to a predetermined control input, An input selection high-frequency switch disposed between each signal input terminal and a predetermined common input terminal of each of the high-frequency amplification means, and each signal output terminal and predetermined common output terminal of the N high-frequency amplification means N output-side transmission lines arranged between them, and each of the N output-side transmission lines has a prescribed output impedance of the high-frequency amplification means connected thereto Output with respect to the signal frequency to be amplified when the signal output terminal of the high-frequency amplification means is viewed from the common output terminal side when the high-frequency amplification means connected to the line is in an off state. The electrical length of the output-side transmission line is determined so that the real part of the impedance is maximized, and the input selection high-frequency switch is switched in accordance with the selection of the high-frequency amplification means that the bias control means controls to turn on. To do.
[0038]
The signal input terminal and the common input terminal of each high frequency amplifying means are connected via an input selection high frequency switch, and an output side is provided between the signal output terminal and the common output terminal of each high frequency amplifying means. A transmission line is arranged.
The input selection high-frequency switch applies the signal applied to the common input terminal only to the signal input terminal of the high-frequency amplifier in the on state.
[0039]
Each output-side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected, and when the high-frequency amplification means to which it is connected is off, the common output terminal side The electrical length of the output transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified viewed from the signal output terminal of the high frequency amplification means is maximized.
[0040]
For example, even when the output side of N output side transmission lines is directly connected to the common output terminal directly without using a special high frequency switch, when the specific high frequency amplifying means is in the OFF state, Since the output impedance seen from the output terminal side of the high frequency amplification means becomes very large, the high frequency amplification means in the off state behave as if they are not connected to the common output terminal.
[0041]
In addition, when the high-frequency amplification means is in the on state, the output impedance and the characteristic impedance of the output-side transmission line are almost equal, so that the signal output from the high-frequency amplification means is not reflected through the output-side transmission line. It is transmitted to the common output terminal.
[0042]
That is, the output-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the on state hardly affects the output characteristics of the high-frequency amplifying means, and the output-side transmission line connected to the high-frequency amplifying means in the off state is on. The output characteristics of the high frequency amplification means are hardly affected. That is, the output transmission line performs the same function as the high frequency switch 15 of FIG.
[0043]
According to the seventh aspect, similarly to the first aspect, the reduction of the insertion loss and the improvement of the on / off ratio can be realized at the same time.
8. The high output power amplifier according to claim 7, wherein the common output terminal and the N output-side transmission lines have N selection terminals to which any one of them is selectively connected. The output selection high-frequency switch is switched according to the selection of the high-frequency amplification means that the bias control means controls to be in an ON state while being connected via a high-frequency switch.
[0044]
According to an eighth aspect of the present invention, the common output terminal and the N output transmission lines are connected via an output selection high-frequency switch. The output selection high-frequency switch connects the output-side transmission line connected to the on-state high-frequency amplification means to the common output terminal under the control of the bias control means.
According to a ninth aspect of the present invention, in the high-output power amplifier according to any one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth aspects, the high-frequency amplification means A field effect transistor is provided as an amplifying element in each of the first and second bias control means, and the bias control means controls the bias so that the field effect transistor of the high frequency amplifying means for controlling the OFF state is in a pinch-off state.
[0045]
When a field effect transistor is used as an amplifying element, a pinch-off voltage that closes the channel is applied to the gate terminal as a bias, so that the field effect transistor is in a pinch-off state, and even if a signal is input, the signal is not output. Disappears. That is, the amplification operation is turned off. Therefore, on / off of each high-frequency amplification means can be controlled by bias control.
[0046]
A high-output power amplifier according to claim 9 is the high-output power amplifier according to claim 9, wherein at least one of the N high-frequency amplifiers is configured by cascading a plurality of amplifier circuits each including a field effect transistor, and the bias The control means controls the field effect transistor closest to the input side to the pinch-off state and controls the field effect closest to the output side when controlling the high frequency amplification means having a plurality of cascaded amplifier circuits to the off state. The transistor is controlled so that the voltage between the drain and source terminals approaches 0.
[0047]
According to a tenth aspect of the present invention, at least one high-frequency amplification means is constituted by a plurality of amplification circuits connected in cascade (cascade). When controlling the bias of the high-frequency amplifier, the field effect transistor closest to the input side is controlled to be in a pinch-off state, and the field effect transistor closest to the output side is controlled so that the drain-source terminal voltage approaches 0. To do.
[0048]
By controlling the field effect transistor closest to the input side to the pinch-off state, the input side of the off-state high-frequency amplification means approaches the state of total reflection, so that the input viewed from the input end side of the input-side transmission line is viewed from the high-frequency amplification means It becomes easy to maximize the impedance.
Further, by bringing the drain-source terminal voltage of the field effect transistor closest to the output side close to 0, the reflection characteristic on the output side of the off-state high-frequency amplification means is close to total reflection, so that more ideal characteristics can be obtained. It is done.
[0049]
The high output power amplifier according to claim 11 is a high output power amplifier for amplifying a high frequency signal, high frequency amplification means, bias control means for controlling the high frequency amplification means in an on state or an off state according to a predetermined control input, and An input-side transmission line connected to a signal input terminal of the high-frequency amplification means, a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed input impedance of the high-frequency amplification means is used for the input-side transmission line, and the high-frequency Electricity of the input transmission line is maximized so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is viewed from the input side of the high frequency amplification means from the input side of the input transmission line when the amplification means is off. It is characterized by a length.
[0050]
In an eleventh aspect, an input transmission line is connected to a signal input terminal of the high-frequency amplifier. The input-side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to a prescribed input impedance of the high-frequency amplification means, and the signal input terminal of the high-frequency amplification means from the input side of the input-side transmission line when the high-frequency amplification means is in an off state. The electric length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized.
[0051]
For this reason, when not using the said high frequency amplification means, it can prevent affecting the circuit connected to the input side of an input side transmission line. When a plurality of high output power amplifiers of claim 11 are connected in parallel, the signal path can be switched so that only one high output power amplifier operates without using a high frequency switch, for example. Further, when used in combination with a high frequency switch, the on / off ratio can be improved.
[0052]
The high output power amplifier according to claim 12 is a high output power amplifier for amplifying a high frequency signal, high frequency amplification means, bias control means for controlling the high frequency amplification means in an on state or an off state according to a predetermined control input, and An output-side transmission line connected to a signal output terminal of the high-frequency amplification means, a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed output impedance of the high-frequency amplification means is used for the output-side transmission line, and the high frequency When the amplifying means is in an off state, the output side transmission line is electrically connected so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized when the signal output terminal of the high frequency amplifying means is viewed from the output side of the output side transmission line. It is characterized by a length.
[0053]
According to a twelfth aspect of the present invention, an output transmission line is connected to the signal output terminal of the high frequency amplification means. The output side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to a prescribed output impedance of the high frequency amplification means, and the signal output of the high frequency amplification means from the output side of the output side transmission line when the high frequency amplification means is in an off state. The electrical length of the output transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified viewed from the terminal is maximized.
[0054]
For this reason, when not using the said high frequency amplification means, it can prevent affecting the circuit connected to the output side of an output side transmission line. When a plurality of high output power amplifiers of claim 12 are connected in parallel, the signal path can be switched so that only one of the high output power amplifiers operates without using a high frequency switch, for example. Further, when used in combination with a high frequency switch, the on / off ratio can be improved.
[0055]
The high output power amplifier according to claim 13 is a high output power amplifier for amplifying a high frequency signal, a high frequency amplification means, a bias control means for controlling the high frequency amplification means in an on state or an off state according to a predetermined control input, and An input-side transmission line connected to the signal input terminal of the high-frequency amplification means and an output-side transmission line connected to the signal output terminal of the high-frequency amplification means are provided, and the high-frequency amplification means is defined on the input-side transmission line. A line having a characteristic impedance substantially equal to the input impedance of the high-frequency amplifier, and when the high-frequency amplifier is in an OFF state, the signal input terminal of the high-frequency amplifier is viewed from the input side of the input-side transmission line with respect to the signal frequency to be amplified. The electrical length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance is maximized, and the output side The transmission line uses a line having a characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the high-frequency amplification means, and the signal output of the high-frequency amplification means from the output side of the output-side transmission line when the high-frequency amplification means is off The electrical length of the output transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified viewed from the terminal is maximized.
[0056]
According to a thirteenth aspect of the present invention, an input transmission line is connected to the signal input terminal of the high frequency amplification means, and an output transmission line is connected to the signal output terminal of the high frequency amplification means.
The input side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to a prescribed input impedance of the high frequency amplification means, and the signal input terminal of the high frequency amplification means from the input side of the input side transmission line when the high frequency amplification means is in an off state. The electric length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized.
[0057]
The output side transmission line has a characteristic impedance substantially equal to a prescribed output impedance of the high frequency amplification means, and the signal output terminal of the high frequency amplification means from the output side of the output side transmission line when the high frequency amplification means is in an off state. The electrical length of the output transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized.
[0058]
For this reason, when not using the said high frequency amplification means, it can prevent affecting the circuit connected to the output side of an output side transmission line. When a plurality of high output power amplifiers according to claim 13 are connected in parallel, the signal path can be switched so that only one of the high output power amplifiers operates without using a high frequency switch, for example. Further, when used in combination with a high frequency switch, the on / off ratio can be improved.
[0059]
A high-output power amplifier according to any one of claims 11, 12, and 13, wherein the high-frequency amplifier is configured by cascading a plurality of amplifier circuits each including a field-effect transistor, The bias control means controls the field effect transistor closest to the input side to the pinch-off state when controlling the high-frequency amplification means to the off state, and drains the field effect transistor closest to the output side. Control is performed so that the voltage between the source terminals approaches zero.
[0060]
According to a fourteenth aspect of the present invention, the high frequency amplification means is composed of a plurality of amplification circuits connected in cascade. When controlling the bias of the high-frequency amplifier, the field effect transistor closest to the input side is controlled to be in a pinch-off state, and the field effect transistor closest to the output side is controlled so that the drain-source terminal voltage approaches 0. To do.
[0061]
By controlling the field effect transistor closest to the input side to the pinch-off state, the input side of the off-state high-frequency amplification means approaches the state of total reflection, so that the input viewed from the input end side of the input-side transmission line is viewed from the high-frequency amplification means It becomes easy to maximize the impedance.
Further, by bringing the drain-source terminal voltage of the field effect transistor closest to the output side close to 0, the signal state on the output side of the off-state high-frequency amplification means is close to total reflection, so that more ideal characteristics are obtained. can get.
[0062]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the high-output power amplifier capable of amplifying a high-frequency signal and changing the output power in a stepwise manner, two or more N high-frequency amplifiers arranged in parallel to each other, and each output terminal is the N N input-side transmission lines connected to signal input terminals of each of the high-frequency amplifying means, a transmission line for passing, and an input end of the transmission line for passing and N input-side transmission lines respectively An input selection high frequency switch having (N + 1) selection output terminals connected to each input terminal and selectively connecting any one of the (N + 1) selection output terminals to a predetermined common input terminal N output-side transmission lines each having an input terminal connected to each signal output terminal of the N high-frequency amplifying means, and an output terminal of the passing transmission line and the N output-side transmission lines Connected to the output end of Control the operating states of the common output terminal and the N high frequency amplifying means, and selectively turn on any one of the N high frequency amplifying means according to a predetermined control signal input from the outside. A bias control means for controlling the other high frequency amplification means to be turned off or controlling all of the N high frequency amplification means to be turned off; and the bias control means is one of the high frequency amplification means. Is switched to the on state, the input selection high frequency switch is switched in accordance with the selection of the on state high frequency amplifying means, and when all the N high frequency amplifying means are controlled to the off state, the input selection is performed. Switch control means for switching the high-frequency switch to connect the passing transmission line to the common input terminal, and that of the N output-side transmission lines. In addition, the common line is used when a line having a characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the high-frequency amplification means to which the high-frequency amplification means is connected is used, and the final-stage amplification element of the high-frequency amplification means to which the high-frequency amplification means is connected is in the off state. The electrical length of the output side transmission line is determined so that the output impedance of the signal output terminal of the high frequency amplification means from the output terminal side is maximized with respect to the signal frequency to be amplified. When a line having a characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the output power amplifier is used, and the input selection high-frequency switch does not connect the passing transmission line to the common input terminal, the common output terminal The passing transmission is set so that the input impedance of the passing transmission line is maximized with respect to the signal frequency to be amplified. The electrical length of the transmission line is defined.
[0063]
In the fifteenth aspect, the high frequency power input to the common input terminal is output to the common output terminal through (N + 1) different paths according to the selection state of the input selection high frequency switch.
For example, if the input end of one input side transmission line is connected to a common input terminal via an input selection high frequency switch by the selection of the input selection high frequency switch, the high frequency power of the common input terminal is Amplified through the on-state high-frequency amplifying means connected to the output end of the input-side transmission line, and then passed through one output-side transmission line connected to the signal output terminal of the high-frequency amplifying means. Output to the common output terminal.
[0064]
In this case, by using amplification circuits having different gains as the N high frequency amplification means, the output power is switched according to which path of the high frequency power passes through the high frequency amplification means.
[0065]
In this case, all the high frequency amplification means other than the selected path are turned off. When a plurality of amplifying elements connected in cascade are provided in one high-frequency amplifying means, if at least the amplifying elements arranged in the final stage are in an off state, the high-frequency amplifying means is considered to be in an off state. be able to.
The output-side transmission line connected between the signal output terminal of the off-state high-frequency amplification means and the common output terminal has the high-frequency amplification means from the common output terminal side depending on the characteristics (electric length) of the output-side transmission line. The output impedance seen from the signal output terminal of is maximized with respect to the signal frequency to be amplified.
[0066]
In addition, for a transmission line for a path that is not selected by the input selection high-frequency switch, the input impedance viewed from the common output terminal to the transmission line for transmission is amplified by the characteristics (electrical length) of the transmission line for transmission. The maximum for the signal frequency.
Therefore, when the input end of one input side transmission line is connected to the common input terminal via the input selection high frequency switch by the selection of the input selection high frequency switch, the output side transmission line of the other path not selected The passing transmission line does not affect the impedance of the common output terminal. In other words, this is equivalent to a case where the output side transmission line other than one path selected by the input selection high-frequency switch is not connected to the common output terminal. For this reason, reflection of a signal at the common output terminal can be prevented.
[0067]
On the other hand, if the input end of the transmission line for passing is connected to the common input terminal via the input selecting high-frequency switch by the selection of the input-selecting high-frequency switch, the high-frequency power of the common input terminal is transmitted through the passing transmission. It is output to the common output terminal through the line. In this case, since no high frequency amplification means passes, the power output to the common output terminal of the high output power amplifier is minimized.
[0068]
In this case, all the N high frequency amplification means other than the selected path are turned off. The output-side transmission line connected between the signal output terminal of the off-state high-frequency amplification means and the common output terminal has the high-frequency amplification means from the common output terminal side depending on the characteristics (electric length) of the output-side transmission line. The output impedance seen from the signal output terminal of is maximized with respect to the signal frequency to be amplified.
[0069]
For this reason, when the input selection high-frequency switch selects the path of the transmission line for passing, each of the output-side transmission lines of the N types of paths that are not selected affects the impedance of the common output terminal. Does not reach. In other words, this is equivalent to a case where the transmission line other than the passage transmission line selected by the input selection high-frequency switch is not connected to the common output terminal. For this reason, reflection of a signal at the common output terminal can be prevented.
[0070]
In addition, the characteristic impedance of the passing transmission line of the selected path is almost equal to the specified output impedance of the high-output power amplifier. Therefore, the impedance is matched at the input end and the output end of the passing transmission line, and the signal reflection, etc. Is prevented.
In the fifteenth aspect, the switch function of the input side transmission line and the off-state high-frequency amplification means and the input selection high-frequency switch are used in combination. Even when the on / off ratio of the input selection high-frequency switch is small, it can be compensated by the input-side transmission line. For this reason, a high frequency switch with a small insertion loss can be used as an input selection high frequency switch.
[0071]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention will be described with reference to FIG. This form corresponds to claim 1, claim 9, and claim 10.
In this embodiment, the high frequency amplification means, the bias control means, the common input terminal, the input side transmission line, the common output terminal, and the output side transmission line of the first aspect are respectively a high frequency amplification circuit 20, a bias control circuit 24, and a common signal input terminal. 21, input side transmission line 25, common signal output terminal 22, and output side transmission line 26. The plurality of amplifier circuits according to claim 10 Of FIG. This corresponds to the amplifying units 31, 32, and 33.
[0072]
Referring to FIG. 1, this high output power amplifier includes N high frequency amplifier circuits 20 arranged in parallel with each other. The number N of the high-frequency amplifier circuits 20 is two or more and is changed as necessary. These high-frequency amplifier circuits 20 have different saturation output powers.
That is, any one of the N high frequency amplifier circuits 20 is selected according to the output power required at that time, and a signal is amplified using the selected high frequency amplifier circuit 20. Usually, the highest output load efficiency can be obtained by selecting one high frequency amplifier circuit 20 closest to the output power for which saturated output power is required from among the N high frequency amplifier circuits 20.
[0073]
The bias control circuit 24 switches each high frequency amplifier circuit 20 between an on state and an off state by controlling the bias level of each of the N high frequency amplifier circuits 20. That is, the bias control circuit 24 controls one high-frequency amplifier circuit 20 that maximizes the output load efficiency of the high-output power amplifier to an on state in accordance with a control signal applied to the control signal input terminal 23, and otherwise. All the high frequency amplifier circuits 20 are controlled to be in an OFF state.
[0074]
Each high-frequency amplifier circuit 20 includes at least one FET (field effect transistor) as an amplifying element. The amplifier circuit using the FET operates as shown in FIG. 3, for example.
When a voltage about half of the pinch-off voltage Vp is applied as a bias to the gate terminal of the FET that is an amplifying element, a drain current always flows through the FET as shown in FIG. Operate. However, if the absolute value of the bias is made larger than the pinch-off voltage Vp, the drain current stops flowing when no input signal is applied, so this circuit is turned off. That is, on / off of the amplifier circuit can be controlled by switching the bias. This control is performed by the bias control circuit 24.
[0075]
The high frequency signal amplified by the high output power amplifier of FIG. 1 is applied to the common signal input terminal 21, and the high frequency signal amplified by the high output power amplifier appears at the common signal output terminal 22.
The signal input terminals of each of the N high frequency amplifier circuits 20 are connected to the common signal input terminal 21 via the input side transmission line 25. N input side transmission lines 25 are commonly connected to the common signal input terminal 21. The signal output terminals of each of the N high frequency amplifier circuits 20 are connected to the common signal output terminal 22 via the output side transmission line 26. N output side transmission lines 26 are commonly connected to the common signal output terminal 22.
[0076]
Each input-side transmission line 25 and each output-side transmission line 26 are composed of transmission lines having specific characteristic impedances, such as microstrip lines and coaxial cables, for example. It is stipulated to explain.
More specifically, the input side transmission line 25 (1) uses a transmission line having a characteristic impedance equal to the prescribed (on-state) input impedance of the high-frequency amplifier circuit 20 (1). The length L1 (1) of the input side transmission line 25 (1) is such that the high frequency amplifier circuit 20 (1) is connected to the input end 25a of the input side transmission line 25 (1) when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is in the OFF state. ) Is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized.
[0077]
Similarly, transmission lines having characteristic impedances equal to prescribed input impedances of the high-frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are used for the input-side transmission lines 25 (2) to 25 (N), respectively. The lengths of the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) are set so that the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) when the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are in the off state, respectively. ) Is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency of the amplification target seen from the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) from the input terminal of the circuit is maximized.
[0078]
On the other hand, the output side transmission line 26 (1) uses a transmission line having a characteristic impedance equal to a prescribed output impedance (in the ON state) of the high frequency amplifier circuit 20 (1). The length L2 (1) of the output side transmission line 26 (1) is such that the high frequency amplifier circuit 20 (1) extends from the output end 26a of the output side transmission line 26 (1) when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is off. ) Is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized.
[0079]
Similarly, transmission lines having characteristic impedances equal to prescribed output impedances of the high-frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are used for the output-side transmission lines 26 (2) to 26 (N), respectively. The lengths of the output-side transmission lines 26 (2) to 26 (N) are set so that the output-side transmission lines 26 (2) to 26 (N) are in the off-state when the high-frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are off, respectively. ) Is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency of the amplification target viewed from the output terminal of the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) is maximized.
[0080]
The results of obtaining actual input impedance for one system of the high-frequency amplifier circuit 20 and the input-side transmission line 25 are shown on the Smith charts of FIGS. In the example of FIG. 16, the following conditions are assumed.
Amplifying element type of high-frequency amplifier circuit 20: MESFET
Signal frequency band to be amplified: 14 [GHz]
Gain of high-frequency amplifier circuit 20: 6.5 [dB]
Saturated output power: about 100 [mW]
Frequency band to be calculated: 14.0 to 14.5 [GHz]
In FIG. 16, “A” indicates the input of the high frequency amplifier circuit 20 when the high frequency amplifier circuit 20 is turned on and appropriate gate-source voltage and drain-source voltage are applied so that the circuit operates in class A. “B” indicates a case where the high-frequency amplifier circuit 20 is turned off by applying a gate-source voltage such that the MESFET is in a pinch-off state. As for the drain-source voltage, “A” and “B” have the same conditions.
[0081]
“C” in FIG. 16 indicates the input impedance of the circuit including the input side transmission line 25 and the high frequency amplifier circuit 20 when the signal input terminal of one high frequency amplifier circuit 20 is viewed from the input end 25 a of the input side transmission line 25. ing. However, the high-frequency amplifier circuit 20 is in an off state and has the same bias as that in the case of “B”.
By adjusting the electrical length L1 of the input side transmission line 25, the input impedance viewed from the input end 25a can be made very large as shown by “C” in FIG. In the example of FIG. 16, an input impedance such as “C” is obtained by using the input-side transmission line 25 having an electrical length L1 of about 0.30 wavelength. That is, by providing the input-side transmission line 25 on the input side of the high-frequency amplifier circuit 20, the impedance on the input side when the high-frequency amplifier circuit 20 is in the off state is increased from “B” to “C” in FIG. be able to.
[0082]
Similarly, in the example of FIG. 17, it is assumed that the high frequency amplifier circuit 20 having a gain of 15 [dB] and a saturated output power of 500 [mW] is used. The rest is the same as in FIG.
The actual output impedances obtained for one system of the high-frequency amplifier circuit 20 and the output-side transmission line 26 are shown on the Smith charts of FIGS. In the example of FIG. 18, the following conditions are assumed.
[0083]
Amplifying element type of high-frequency amplifier circuit 20: MESFET
Signal frequency band to be amplified: 14 [GHz]
Gain of high-frequency amplifier circuit 20: 6.5 [dB]
Saturated output power: about 100 [mW]
Frequency band to be calculated: 14.0 to 14.5 [GHz]
In FIG. 18, “A” indicates the output of the high-frequency amplifier circuit 20 when the high-frequency amplifier circuit 20 is turned on and appropriate gate-source voltage and drain-source voltage are applied so that the circuit operates in class A. “B” indicates a case where the high-frequency amplifier circuit 20 is turned off by applying a gate-source voltage such that the MESFET is in a pinch-off state. As for the drain-source voltage, “A” and “B” have the same conditions.
[0084]
“C” in FIG. 18 indicates the output impedance of the circuit including the output-side transmission line 26 and the high-frequency amplifier circuit 20 when the signal output terminal of one high-frequency amplifier circuit 20 is viewed from the output end 26 a of the output-side transmission line 26. ing. However, the high-frequency amplifier circuit 20 is in an off state and has the same bias as that in the case of “B”.
By adjusting the electrical length L2 of the output side transmission line 26, the output impedance viewed from the output end 26a can be made very large as shown by “C” in FIG. In the example of FIG. 18, an output impedance such as “C” can be obtained by using the output-side transmission line 26 having an electrical length L2 of about 0.35 wavelength. That is, by providing the output side transmission line 26 on the output side of the high frequency amplifier circuit 20, the impedance on the output side when the high frequency amplifier circuit 20 is in the off state is increased from “B” to “C” in FIG. be able to.
[0085]
Similarly, in the example of FIG. 19, it is assumed that the high-frequency amplifier circuit 20 having a gain of 15 [dB] and a saturated output power of 500 [mW] is used. The rest is the same as in FIG.
The example of FIG. 20 shows a case where the high-frequency amplifier circuit 20 having a gain of 6.5 [dB] and a saturated output power of 100 [mW] is used as in FIG. However, in the example of FIG. 18, the MESFET is pinched off when the high frequency amplifier circuit 20 is turned off, whereas in the example of FIG. 20, the drain-source terminal of the MESFET is turned on when the high frequency amplifier circuit 20 is turned off. It is assumed that the inter-voltage is controlled to 0. In the example of FIG. 20, an output impedance such as “C” can be obtained by using the output-side transmission line 26 having an electrical length L2 of about 0.20 wavelength.
[0086]
In the high output power amplifier shown in FIG. 1, for example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are all controlled to be turned off.
[0087]
In this case, since the characteristic impedance of the input transmission line 25 (1) connected to the input of the high frequency amplifier circuit 20 (1) is substantially equal to the prescribed input impedance of the high frequency amplifier circuit 20 (1), the input transmission line 25 There is almost no influence of connecting (1), and the high-frequency signal at the common signal input terminal 21 is input to the high-frequency amplifier circuit 20 (1) without causing reflection.
[0088]
On the other hand, the input-side transmission lines 25 (2) to 25 (N) and the high-frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are turned off from the respective input terminals 25a. The impedance seen from the input of N) is very large.
Therefore, the influence of connecting the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) to the common signal input terminal 21 hardly appears in the input side transmission line 25 (1) and the high frequency amplifier circuit 20 (1). The side transmission lines 25 (2) to 25 (N) are electrically disconnected from the common signal input terminal 21 and the input side transmission line 25 (1), and only the input side transmission line 25 (1) is connected to the common signal input terminal 21. Is equivalent to
[0089]
Similarly, when the high frequency amplifier circuit 20 (2) is controlled to be in an on state and all other high frequency amplifier circuits 20 (1) and 20 (3) to 20 (N) are controlled to be in an off state, the input side The effect of connecting the transmission lines 25 (1), 25 (3) to 25 (N) to the common signal input terminal 21 hardly appears in the input side transmission line 25 (2) and the high-frequency amplifier circuit 20 (2). The side transmission lines 25 (1), 25 (3) to 25 (N) are electrically disconnected from the common signal input terminal 21 and the input side transmission line 25 (2), and only the input side transmission line 25 (2) is a common signal. This is equivalent to connecting to the input terminal 21.
[0090]
In the high output power amplifier shown in FIG. 1, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is controlled to be in an on state and all the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are controlled to be in an off state, the high frequency amplifier circuit is Since the characteristic impedance of the output transmission line 26 (1) connected to the output of 20 (1) is substantially equal to the specified output impedance of the high frequency amplifier circuit 20 (1), the output transmission line 26 (1) is connected. There is almost no influence, and the output power of the high-frequency amplifier circuit 20 (1) appears at the common signal output terminal 22 via the output-side transmission line 26 (1) without reflection.
[0091]
In this case, the output-side transmission lines 26 (2) to 26 (N) and the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are turned off from the respective output terminals 26a. The impedance of the output of (N) is very large.
For this reason, the influence of connecting the output side transmission lines 26 (2) to 26 (N) to the common signal output terminal 22 hardly appears in the output side transmission line 26 (1) and the high frequency amplifier circuit 20 (1). The side transmission lines 26 (2) to 26 (N) are electrically disconnected from the common signal output terminal 22 and the output side transmission line 26 (1), and only the output side transmission line 26 (1) is connected to the common signal output terminal 22. Is equivalent to
[0092]
Similarly, when the high frequency amplifier circuit 20 (2) is controlled to be in an on state and all other high frequency amplifier circuits 20 (1) and 20 (3) to 20 (N) are controlled to be in an off state, the output side The influence of connecting the transmission lines 26 (1), 26 (3) to 26 (N) to the common signal output terminal 22 hardly appears in the output side transmission line 26 and the high frequency amplifier circuit 20 (2), and the output side transmission line. 26 (1), 26 (3) to 26 (N) are electrically disconnected from the common signal output terminal 22 and the output transmission line 26 (2), and only the output transmission line 26 (2) is connected to the common signal output terminal 22. Equivalent to connecting to.
[0093]
A specific configuration example of the high output power amplifier shown in FIG. 1 will be described. Here, the number N of high-frequency amplifier circuits 20 is set to two. For the input-side transmission line 25 (1) and the output-side transmission line 26 (1) belonging to one signal system, impedances such as “A”, “B”, and “C” shown in FIGS. The characteristic impedance and the electrical length are appropriately determined so that The high-frequency amplifier circuit 20 (1) is configured to have a saturation output of 100 [mW] class.
[0094]
For the input transmission line 25 (2) and output transmission line 26 (2) belonging to the other signal system, impedances such as “A”, “B”, and “C” shown in FIGS. The characteristic impedance and the electrical length are appropriately determined so that The high-frequency amplifier circuit 20 (2) is configured to have a saturated output of 500 [mW] class.
[0095]
In this case, the frequency characteristics of the high output power amplifier in each state were obtained by calculation. The results are shown in FIGS. FIG. 14 shows characteristics when the high-frequency amplifier circuit 20 (1) is controlled to be in an on state and the high-frequency amplifier circuit 20 (2) is controlled to be in an off state. FIG. 15 shows characteristics when the high frequency amplifier circuit 20 (2) is controlled to be in an on state and the high frequency amplifier circuit 20 (1) is controlled to be in an off state. The on state is a state in which class A operation is performed, and the off state is a state in which the field effect transistor which is an amplifying element is in a pinch-off state.
[0096]
S11, S12, S21, and S22 shown in FIGS. 14 and 15 are S parameters, and Mu represents a stabilization coefficient. The S parameter S11 corresponds to the reflection characteristic viewed from the common signal input terminal 21, S22 corresponds to the reflection characteristic viewed from the common signal output terminal 22, and S21 represents the signal from the common signal input terminal 21 to the common signal output terminal 22. Corresponding to the pass characteristic, S 12 represents the pass characteristic of the signal from the common signal output terminal 22 toward the common signal input terminal 21.
[0097]
Referring to FIG. 14, since the S parameter S21 in the frequency band (14 [GHz]) to be used is about 6.5 [dB], only the on-state high frequency amplifier circuit 20 (1) is operating. I understand. It can also be seen that reflection is low because S parameters S11 and S22 are small.
Referring to FIG. 15, since the S parameter S21 in the frequency band (14 [GHz]) to be used is about 15 [dB], only the high-frequency amplifier circuit 20 (2) in the on state is operating. I understand. It can also be seen that reflection is low because S parameters S11 and S22 are small.
[0098]
That is, as shown in FIG. 1, even if a high frequency switch is not used, the signal passing path is automatically switched with the on / off switching of the high frequency amplifier circuit 20, and a desired signal amplification characteristic is obtained.
[0099]
For example, when a relatively large gain is required, it is necessary to configure the high-frequency amplifier circuit 20 by cascading a plurality of amplifying units 31, 32, and 33 as shown in FIG. That is, even when the gains of the amplification units 31, 32, and 33 are small, a large gain as a whole can be obtained by connecting them in a column.
[0100]
In the high-frequency amplifier circuit 20 shown in FIG. 2, the amplifiers 31, 32, and 33 each incorporate a FET as an amplifier element. When controlling such a high frequency amplifier circuit 20, the bias control circuit 24 in FIG. 1 applies bias voltages Vg 1, Vg 2, Vg 3 applied to the gates of the FETs of the amplifiers 31, 32, 33 and the amplifier 33. The voltage Vd3 applied to the drain is controlled as follows.
[0101]
When the high frequency amplifier circuit 20 of FIG. 2 is turned on, the bias voltages Vg1, Vg2, and Vg3 applied to the gates of the FETs are set so that the amplifiers 31, 32, and 33 operate as class A amplifier circuits, respectively. Control.
Further, when the high-frequency amplifier circuit 20 of FIG. 2 is turned off, the bias voltage Vg1 is controlled so that the FET of the amplifying unit 31 is in the pinch off state, and the bias is set so that the FET of the amplifying unit 32 is in the pinch off state. The voltage Vg2 is controlled, and the drain voltage Vd3 is set to 0 so that the voltage between the drain and source terminals of the FET of the amplifying unit 33 becomes substantially zero.
[0102]
When the FET of the amplifying unit 31 closest to the signal input terminal 34 of the high-frequency amplifier circuit 20 is controlled to be in a pinch-off state, the input impedance of the high-frequency amplifier circuit 20 becomes close to total reflection. When it is adopted, it becomes easy to maximize the input impedance when the input side transmission line 25 and the high frequency amplifier circuit 20 are viewed from the input end 25a side of the input side transmission line 25.
[0103]
Further, when the drain-source terminal voltage of the FET of the amplifier 33 closest to the signal output terminal 35 of the high frequency amplifier circuit 20 is set to 0, the output impedance of the high frequency amplifier circuit 20 is close to total reflection. When 20 is employed in the circuit shown in FIG. 1, it becomes easy to maximize the output impedance when the output side transmission line 26 and the high frequency amplifier circuit 20 are viewed from the output end 26 a side of the output side transmission line 26.
[0104]
In addition, by setting the FETs of the amplification units 31 and 32 to the pinch-off state, the power consumption of the amplification units 31 and 32 is minimized. Note that when the high-frequency amplifier circuit 20 is in the off state, the FET of the amplifying unit 32 is not necessarily in the pinch-off state. In that case, the voltage between the drain and source terminals of the FET of the amplifier 32 is 0 and By doing so, the drain current becomes 0 even when not in the pinch-off state, so that power consumption can be reduced. Further, when the high frequency amplifier circuit 20 is in the off state, the FET of the amplifying unit 33 may be controlled in the pinch off state.
[0105]
(Second Embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 4, claim 9, and claim 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 4, elements corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0106]
In this embodiment, the common input terminal, the input side transmission line, the input selection high frequency switch, the common output terminal, the output side transmission line, the output selection high frequency switch, and the bias control means of the fourth aspect are the common signal input terminal 21 and the input side, respectively. This corresponds to the transmission line 25, the high frequency switch 41, the common signal output terminal 22, the output side transmission line 26, the high frequency switch 42, and the bias control circuit 24B.
[0107]
Referring to FIG. 4, the high output power amplifier includes N input transmission lines 25, N high frequency amplifier circuits 20, N output transmission lines 26, bias control circuit 24B, high frequency switch 41, 42 is provided.
[0108]
The high frequency switch 41 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N input side transmission lines 25 (1) to 25 (N) to the common signal input terminal 21. The selection state of the high frequency switch 41 is controlled by the bias control circuit 24B.
The high frequency switch 42 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) to the common signal output terminal 22. The selection state of the high frequency switch 42 is controlled by the bias control circuit 24B.
[0109]
The bias control circuit 24B controls any one of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high-frequency switches 41 and 42 is controlled so as to coincide with the high-frequency amplifier circuit 20 that is controlled to be turned on.
[0110]
For example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the input side transmission line 25 (1) is connected to the common signal input terminal 21, and the output side transmission line 26. The high frequency switch 42 is controlled to connect (1) to the common signal output terminal 22. In this case, the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21, and the output side transmission lines 26 (2) to 26 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
[0111]
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the input side transmission line 25 (2) is connected to the common signal input terminal 21, and the output side transmission line 26 is also connected. The high frequency switch 42 is controlled so that (2) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the input side transmission lines 25 (1), 25 (3) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21, and the output side transmission lines 26 (1), 26 (3) to 26 (N) are Disconnected from the common signal output terminal 22.
[0112]
The characteristic impedance and electrical length of each input-side transmission line 25 and each output-side transmission line 26 are determined in the same manner as in the first embodiment. Therefore, even if the high frequency switch 41 does not exist, equivalently, only one high frequency amplifier circuit 20 in the on state is connected to the common signal input terminal 21 via the input side transmission line 25. Even if the high-frequency switch 42 does not exist, equivalently, only one high-frequency amplifier circuit 20 in the on state is connected to the common signal output terminal 22 via the output-side transmission line 26.
[0113]
However, by providing the high frequency switches 41 and 42, the influence of the off-state high-frequency amplifier circuit 20 on the signal of the on-state high-frequency amplifier circuit 20 can be further reduced. Further, semiconductor switches having a relatively small on / off ratio and a small insertion loss can be used as the high-frequency switches 41 and 42.
(Third embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 2, claim 9, and claim 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 5, elements corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0114]
In this embodiment, the common input terminal, input side transmission line, input selection high frequency switch, bias control means, and high frequency amplification means according to claim 2 are the common signal input terminal 21, input side transmission line 25, high frequency switch 41, and bias control, respectively. This corresponds to the circuit 24B and the high-frequency amplifier circuit 20.
Referring to FIG. 5, this high output power amplifier includes a high frequency switch 41 in addition to N input transmission lines 25, N high frequency amplifier circuits 20, N output transmission lines 26, and bias control circuit 24B. I have.
[0115]
The high frequency switch 41 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N input side transmission lines 25 (1) to 25 (N) to the common signal input terminal 21. The selection state of the high frequency switch 41 is controlled by the bias control circuit 24B.
[0116]
The bias control circuit 24B controls any one of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high frequency switch 41 is controlled so as to coincide with the high frequency amplifier circuit 20 which is controlled to be in the on state.
[0117]
For example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the input side transmission line 25 (1) is connected to the common signal input terminal 21. In this case, the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21.
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the input side transmission line 25 (2) is connected to the common signal input terminal 21. In this case, the input side transmission lines 25 (1) and 25 (3) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21.
[0118]
The characteristic impedance and electrical length of each input-side transmission line 25 are determined in the same manner as in the first embodiment. Therefore, even if the high frequency switch 41 does not exist, equivalently, only one high frequency amplifier circuit 20 in the on state is connected to the common signal input terminal 21 via the input side transmission line 25.
However, by providing the high frequency switch 41, the influence of the off-state high-frequency amplifier circuit 20 on the signal of the on-state high-frequency amplifier circuit 20 can be further reduced. A semiconductor switch having a relatively small on / off ratio and a small insertion loss can be used as the high-frequency switch 41.
[0119]
(Fourth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 3, claim 9, and claim 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 6, elements corresponding to those in the first embodiment are shown with the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0120]
In this embodiment, the common output terminal, the output side transmission line, the output selection high frequency switch, the bias control means, and the high frequency amplification means of claim 3 are respectively the common signal output terminal 22, the output side transmission line 26, the high frequency switch 42, and the bias control. This corresponds to the circuit 24B and the high-frequency amplifier circuit 20.
Referring to FIG. 6, this high output power amplifier includes a high frequency switch 42 in addition to N input transmission lines 25, N high frequency amplifier circuits 20, N output transmission lines 26, and bias control circuit 24B. I have.
[0121]
The high frequency switch 42 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) to the common signal output terminal 22. The selection state of the high frequency switch 42 is controlled by the bias control circuit 24B.
The bias control circuit 24B controls any one of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high-frequency switch 42 is controlled so as to coincide with the high-frequency amplifier circuit 20 that is controlled to be turned on.
[0122]
For example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency switch 42 is controlled so that the output side transmission line 26 (1) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the output side transmission lines 26 (2) to 26 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high frequency switch 42 is controlled so that the output side transmission line 26 (2) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the output side transmission lines 26 (1) and 26 (3) to 26 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
[0123]
The characteristic impedance and electrical length of each input-side transmission line 25 and each output-side transmission line 26 are determined in the same manner as in the first embodiment. Therefore, even if the high-frequency switch 42 does not exist, equivalently, only one high-frequency amplifier circuit 20 in the on state is connected to the common signal output terminal 22 via the output-side transmission line 26.
However, by providing the high-frequency switch 42, the influence of the off-state high-frequency amplifier circuit 20 on the signal of the on-state high-frequency amplifier circuit 20 can be further reduced. A semiconductor switch having a relatively small on / off ratio and a small insertion loss can be used as the high-frequency switch 42.
[0124]
(Fifth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 5, claim 9, and claim 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 7, elements corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0125]
In this embodiment, the high frequency amplification means, bias control means, common input terminal, input side transmission line, common output terminal, and output selection high frequency switch according to claim 5 are the high frequency amplification circuit 20, bias control circuit 24B, and common signal input terminal, respectively. 21, input side transmission line 25, common signal output terminal 22, and high frequency switch 42.
Referring to FIG. 7, the high output power amplifier includes N input transmission lines 25, N high frequency amplifier circuits 20, a bias control circuit 24 </ b> B, and a high frequency switch 42.
[0126]
The high frequency switch 42 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) to the common signal output terminal 22. The selection state of the high frequency switch 42 is controlled by the bias control circuit 24B.
[0127]
The bias control circuit 24B controls any one of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high-frequency switch 42 is controlled so as to coincide with the high-frequency amplifier circuit 20 that is controlled to be turned on.
[0128]
For example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency switch 42 is controlled so that the output of the high frequency amplifier circuit 20 (1) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high frequency switch 42 is controlled so that the output of the high frequency amplifier circuit 20 (2) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the outputs of the high frequency amplifier circuits 20 (1), 20 (3) to 20 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
[0129]
The characteristic impedance and electrical length of each input-side transmission line 25 are determined in the same manner as in the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the input side of each high-frequency amplifier circuit 20 is separated from the high-frequency amplifier circuit 20 in the off state by the input-side transmission line 25, and the output side of each high-frequency amplifier circuit 20 is signaled by the high-frequency switch 42. A route is selected.
[0130]
(Sixth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 6, claim 9, and claim 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 8, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0131]
In this embodiment, the common input terminal, the input side transmission line, and the input selection high frequency switch of claim 6 correspond to the common signal input terminal 21, the input side transmission line 25, and the high frequency switch 41, respectively.
The high frequency switch 41 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N input side transmission lines 25 (1) to 25 (N) to the common signal input terminal 21. The selection state of the high frequency switch 41 is controlled by the bias control circuit 24B.
[0132]
The high frequency switch 42 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) to the common signal output terminal 22. The selection state of the high frequency switch 42 is controlled by the bias control circuit 24B.
The bias control circuit 24B controls any one of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high-frequency switches 41 and 42 is controlled so as to coincide with the high-frequency amplifier circuit 20 that is controlled to be turned on.
[0133]
For example, when the high-frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high-frequency switch 41 is controlled so that the input-side transmission line 25 (1) is connected to the common signal input terminal 21, and the high-frequency amplifier circuit 20 ( The high frequency switch 42 is controlled so that the output of 1) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21, and the outputs of the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
[0134]
When the high-frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high-frequency switch 41 is controlled so that the input-side transmission line 25 (2) is connected to the common signal input terminal 21, and the high-frequency amplifier circuit 20 ( The high frequency switch 42 is controlled so that the output of 2) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the input side transmission lines 25 (1), 25 (3) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21, and the outputs of the high frequency amplifier circuits 20 (1), 20 (3) to 20 (N) are output. Is disconnected from the common signal output terminal 22.
[0135]
The characteristic impedance and electrical length of each input-side transmission line 25 are determined in the same manner as in the first embodiment. Therefore, even if the high frequency switch 41 does not exist, equivalently, only one high frequency amplifier circuit 20 in the on state is connected to the common signal input terminal 21 via the input side transmission line 25.
However, by providing the high frequency switch 41, the influence of the off-state high-frequency amplifier circuit 20 on the signal of the on-state high-frequency amplifier circuit 20 can be further reduced. A semiconductor switch having a relatively small on / off ratio and a small insertion loss can be used as the high-frequency switch 41.
[0136]
(Seventh embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 7, claim 9, and claim 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 9, elements corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0137]
In this embodiment, the high-frequency amplification means, bias control means, common input terminal, input selection high-frequency switch, common output terminal, and output-side transmission line of claim 7 are the high-frequency amplification circuit 20, bias control circuit 24B, and common signal input terminal, respectively. 21, high-frequency switch 41, common signal output terminal 22, and output-side transmission line 26.
Referring to FIG. 9, the high output power amplifier includes N high frequency amplifier circuits 20, N output side transmission lines 26, a bias control circuit 24 </ b> B, and a high frequency switch 41.
[0138]
The high frequency switch 41 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N input side transmission lines 25 (1) to 25 (N) to the common signal input terminal 21. The selection state of the high frequency switch 41 is controlled by the bias control circuit 24B.
[0139]
The bias control circuit 24B controls any one of the high-frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high-frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high frequency switch 41 is controlled so as to coincide with the high frequency amplifier circuit 20 that is controlled to be in the on state.
[0140]
For example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the input of the high frequency amplifier circuit 20 (1) is connected to the common signal input terminal 21. In this case, the input side transmission lines 25 (2) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21.
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the high frequency amplifier circuit 20 (2) is connected to the common signal input terminal 21. In this case, the input side transmission lines 25 (1) and 25 (3) to 25 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21.
[0141]
The characteristic impedance and the electrical length of each output side transmission line 26 are determined in the same manner as in the first embodiment. Accordingly, only one high-frequency amplifier circuit 20 that is electrically equivalently turned on is connected to the common signal output terminal 22 via the output-side transmission line 26.
(Eighth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claims 8 to 10. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 10, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0142]
In this embodiment, the common output terminal, output side transmission line, output selection high frequency switch, bias control means, and high frequency amplification means according to claim 8 are the common signal output terminal 22, output side transmission line 26, high frequency switch 42, bias, respectively. It corresponds to the control circuit 24B and the high frequency amplifier circuit 20.
[0143]
Referring to FIG. 10, the high-output power amplifier includes high-frequency switches 41 and 42 in addition to N high-frequency amplifier circuits 20, N output-side transmission lines 26, and bias control circuit 24B.
The high frequency switch 41 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N input side transmission lines 25 (1) to 25 (N) to the common signal input terminal 21. The selection state of the high frequency switch 41 is controlled by the bias control circuit 24B.
[0144]
The high frequency switch 42 is a selection switch made of a semiconductor, and selectively connects any one of the N output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) to the common signal output terminal 22. The selection state of the high frequency switch 42 is controlled by the bias control circuit 24B.
The bias control circuit 24B controls any one of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) according to a signal applied to the control signal input terminal 23, and all the other high frequency amplifier circuits 20 are controlled. Control to off state. Further, the selection state of the high-frequency switches 41 and 42 is controlled so as to coincide with the high-frequency amplifier circuit 20 that is controlled to be turned on.
[0145]
For example, when the high frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the high frequency amplifier circuit 20 (1) is connected to the common signal input terminal 21, and the output side transmission line 26 ( The high frequency switch 42 is controlled so that 1) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the inputs of the high frequency amplifier circuits 20 (2) to 20 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21, and the output side transmission lines 26 (2) to 26 (N) are disconnected from the common signal output terminal 22.
[0146]
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, the high frequency switch 41 is controlled so that the high frequency amplifier circuit 20 (2) is connected to the common signal input terminal 21, and the output side transmission line 26 ( The high frequency switch 42 is controlled so that 2) is connected to the common signal output terminal 22. In this case, the inputs of the high-frequency amplifier circuits 20 (1), 20 (3) -20 (N) are disconnected from the common signal input terminal 21, and output-side transmission lines 26 (1), 26 (3) -26 (N) Is disconnected from the common signal output terminal 22.
[0147]
The characteristic impedance and electrical length of each input-side transmission line 25 and each output-side transmission line 26 are determined in the same manner as in the first embodiment. Therefore, even if the high-frequency switch 42 is not present, equivalently, only the output of one high-frequency amplifier circuit 20 in the on state is connected to the common signal output terminal 22 via the output-side transmission line 26.
However, by providing the high-frequency switch 42, the influence of the off-state high-frequency amplifier circuit 20 on the signal of the on-state high-frequency amplifier circuit 20 can be further reduced. A semiconductor switch having a relatively small on / off ratio and a small insertion loss can be used as the high-frequency switch 42.
[0148]
(Ninth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claims 11 and 14. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 11, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0149]
In this embodiment, the high frequency amplification means, the bias control means, and the input side transmission line according to claim 11 correspond to the high frequency amplification circuit 20, the bias control circuit 24, and the input side transmission line 25, respectively.
As shown in FIG. 11, the high output power amplifier of this embodiment includes only a single high frequency amplifier circuit 20. The signal input terminal of the high frequency amplifier circuit 20 is connected to the common signal input terminal 21 via the input side transmission line 25. The signal output terminal of the high frequency amplifier circuit 20 is directly connected to the common signal output terminal 22.
[0150]
The characteristic impedance and electrical length of the input side transmission line 25 are determined in the same manner as in the first embodiment. Similar to the first embodiment, the high-frequency amplifier circuit 20 is switched to an on state or an off state by bias control of the bias control circuit 24.
For example, when a plurality of high output power amplifiers of FIG. 11 are used, by connecting the common signal input terminal 21 and the common signal output terminal 22 to each other in parallel, any one of the high output powers connected in parallel is connected. Only the amplifier can be controlled to operate. In that case, the off-state high output power amplifier has little effect on the on-state high output power amplifier.
[0151]
(Tenth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claims 12 and 14. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 12, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0152]
In this embodiment, the high frequency amplification means, bias control means, and output side transmission line of claim 12 correspond to the high frequency amplification circuit 20, bias control circuit 24, and output side transmission line 26, respectively.
As shown in FIG. 12, the high output power amplifier of this embodiment includes only a single high frequency amplifier circuit 20. The signal input terminal of the high frequency amplifier circuit 20 is directly connected to the common signal input terminal 21. The signal output terminal of the high-frequency amplifier circuit 20 is connected to the common signal output terminal 22 via the output-side transmission line 26.
[0153]
The characteristic impedance and the electrical length of the output side transmission line 26 are determined in the same manner as in the first embodiment. Similar to the first embodiment, the high-frequency amplifier circuit 20 is switched to an on state or an off state by bias control of the bias control circuit 24.
For example, when a plurality of high output power amplifiers of FIG. 12 are used, by connecting the common signal input terminal 21 and the common signal output terminal 22 to each other in parallel, any one of the high output powers connected in parallel is connected. Only the amplifier can be controlled to operate. In that case, the off-state high output power amplifier has little effect on the on-state high output power amplifier.
[0154]
(Eleventh embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claims 13 and 14. This form is a modification of the first embodiment. In FIG. 13, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0155]
In this embodiment, the high frequency amplification means, bias control means, input side transmission line, and output side transmission line of claim 13 are respectively connected to the high frequency amplification circuit 20, bias control circuit 24, input side transmission line 25, and output side transmission line 26. Correspond.
As shown in FIG. 13, the high output power amplifier of this embodiment includes only a single high frequency amplifier circuit 20. The signal input terminal of the high frequency amplifier circuit 20 is connected to the common signal input terminal 21 via the input side transmission line 25, and the signal output terminal of the high frequency amplifier circuit 20 is connected to the common signal output terminal 22 via the output side transmission line 26. Has been.
[0156]
The characteristic impedance and the electrical length of the input side transmission line 25 and the output side transmission line 26 are determined in the same manner as in the first embodiment. Similar to the first embodiment, the high-frequency amplifier circuit 20 is switched to an on state or an off state by bias control of the bias control circuit 24.
For example, when using a plurality of high output power amplifiers of FIG. 13, by connecting the common signal input terminal 21 and the common signal output terminal 22 in parallel to each other, any one of the high output powers connected in parallel is connected. Only the amplifier can be controlled to operate. In that case, the off-state high output power amplifier has little effect on the on-state high output power amplifier.
[0157]
(Twelfth embodiment)
One embodiment of the high output power amplifier of the present invention is shown in FIG. This form corresponds to claim 15. This form is a modification of the third embodiment. In FIG. 21, elements corresponding to those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals. The following description is omitted for the same parts as the third embodiment.
[0158]
In this embodiment, the high frequency amplification means, the input side transmission line, the passing transmission line, the input selection high frequency switch, the common input terminal, the output side transmission line, and the common output terminal according to claim 15 are respectively connected to the high frequency amplification circuit 20 and the input side transmission. It corresponds to the line 25, the transmission line 27 for passing, the high frequency switch 41, the common signal input terminal 21, the output side transmission line 26, and the common signal output terminal 22. The bias control means and the switch control means according to claim 15 correspond to the bias control circuit 24C.
[0159]
The high output power amplifier of FIG. 21 is similar to the third embodiment in that the common signal input terminal 21, the high frequency switch 41, the N input transmission lines 25 (1) to 25 (N), and the N high frequency amplifiers are used. Circuits 20 (1) to 20 (N), N output side transmission lines 26 (1) to 26 (N), a common signal output terminal 22 and a bias control circuit 24C are provided.
However, the number of terminals that the high frequency switch 41 connects to the common signal input terminal 21 is increased to (N + 1). The input terminal of the passing transmission line 27 is connected to the added terminal of the high frequency switch 41. The high frequency switch 41 is a selection switch made of a semiconductor. The output end of the transmission line 27 for passing is connected to the common signal output terminal 22.
[0160]
The N high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) have different saturation output powers or different gains.
Each input-side transmission line 25 has an input end connected to one terminal of the high-frequency switch 41 and an output end connected to a signal input terminal of one high-frequency amplifier circuit 20. The signal output terminal of each high frequency amplifier circuit 20 is connected to the input end of one output side transmission line 26. All output terminals of the N output-side transmission lines 26 are commonly connected to the common signal output terminal 22.
[0161]
The bias control circuit 24C controls all of the high-frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) to the off state according to a signal applied to the control signal input terminal 23, or the high-frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (20). Any one of (N) is controlled to be in an on state, and all other high frequency amplifier circuits 20 are controlled to be in an off state. The selection state of the high frequency switch 41 is controlled in accordance with the control state of the high frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N).
[0162]
For example, when the high-frequency amplifier circuit 20 (1) is turned on, only the input side transmission line 25 (1) is connected to the common signal input terminal 21, and the other input side transmission lines 25 (2) to 25 (25) -25. The high-frequency switch 41 is controlled so that (N) and the transmission line 27 for passing are disconnected from the common signal input terminal 21.
When the high frequency amplifier circuit 20 (2) is turned on, only the input side transmission line 25 (2) is connected to the common signal input terminal 21, and the other input side transmission lines 25 (1), 25 are connected. The high-frequency switch 41 is controlled so that (3) to 25 (N) and the passing transmission line 27 are disconnected from the common signal input terminal 21.
[0163]
Further, when all of the high-frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) are controlled to be in the OFF state, only the transmission line 27 for passing is connected to the common signal input terminal 21 and the input-side transmission line 25 (1). ˜25 (N) controls the high frequency switch 41 so as to be disconnected from the common signal input terminal 21.
The high-frequency amplifier circuit 20 includes one or more amplifying elements. When a plurality of amplifying elements are cascade-connected, at least the amplifying elements arranged in the final stage are turned off. The high frequency amplifier circuit 20 is turned off.
[0164]
When a field effect transistor is used as the amplifying element, the amplifying element is turned off by setting the field effect transistor in a pinch-off state, for example.
When the amplifying element is in a normal operation state (on state), its input impedance and output impedance are almost specified values, so that the input / output impedance of the high-frequency amplifier circuit 20 can be matched.
[0165]
However, when the amplifying element is turned off, the input impedance and the output impedance largely change from the prescribed values, so that the input and output impedances of the high-frequency amplifier circuit 20 are in a mismatched state.
In the case where a field effect transistor is used as the amplifying element, the amplifying element is turned off even when the drain-source terminal voltage of the field effect transistor is controlled to zero. In this case, the input impedance of the amplifying element does not change, but the output impedance greatly changes from a specified value, so that the impedance is mismatched at the output of the high-frequency amplifier circuit 20.
[0166]
In any case, when at least the final stage amplification element in each high-frequency amplifier circuit 20 is turned off, impedance mismatch occurs at the connection portion between the output of the high-frequency amplifier circuit 20 and the input of the output-side transmission line 26. When mismatching occurs, the impedance of the output transmission line 26 viewed from the common signal output terminal 22 side becomes very large.
[0167]
Each output-side transmission line 26 uses a line having a characteristic impedance substantially equal to the prescribed output impedance of the high-frequency amplifier circuit 20 to which it is connected. Further, the electrical length of each output-side transmission line 26 is equal to the common signal output terminal 22 side when at least the final stage amplifying element of the high-frequency amplifier circuit 20 to which it is connected is off, that is, when the impedance is mismatched. Therefore, the output impedance of the signal output terminal of the high-frequency amplifier circuit 20 is determined so as to be maximum with respect to the signal frequency to be amplified.
[0168]
The passing transmission line 27 is also configured by using a line having a characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the high output power amplifier. Further, regarding the electrical length of the transmission line 27 for passing, when the high frequency switch 41 does not connect the transmission line 27 for passing with the common signal input terminal 21, that is, the input end of the transmission line 27 for passing is open and the impedance is In the case of mismatching, the input impedance of the transmission line 27 for passing from the common signal output terminal 22 is determined to be maximum with respect to the signal frequency to be amplified.
[0169]
In this embodiment, when the high frequency switch 41 is switched by the control signal applied to the control signal input terminal 23 and the transmission line 27 for passing is connected to the common signal input terminal 21, the common signal input terminal 21 and the common signal output terminal are connected. 22 is connected via the transmission line 27 for passing, the gain of this high output power amplifier is minimized, and the output power is also minimized.
[0170]
In this case, by bias control of the bias control circuit 24C, all of the high-frequency amplifier circuits 20 (1) to 20 (N) are controlled to be turned off at least on the output side, and the high-frequency amplifier circuit 20 and the output-side transmission line 26 are connected. Since impedance mismatch occurs at the connection position, the impedance of each of the output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) viewed from the common signal output terminal 22 is very large.
[0171]
Therefore, when the path of the passing transmission line 27 is selected by the high frequency switch 41, the output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) are electrically disconnected from the common signal output terminal 22. Therefore, it is not necessary to provide a switch between the output side transmission lines 26 (1) to 26 (N) and the transmission line 27 for passing and the common signal output terminal 22.
The bias control circuit 24C selects any one of the (N + 1) paths according to the control signal applied to the control signal input terminal 23 so that the output load efficiency of the high output power amplifier is maximized. In FIG. 21, a high frequency amplifier circuit 51 provided between the signal input terminal 50 and the common signal input terminal 21 represents the same circuit as the high frequency amplifier circuit 1 of FIG.
[0172]
【The invention's effect】
As described above, according to the high output power amplifier of the present invention, the number of high-frequency switches required when switching signal paths can be reduced. Further, since the shortage of the on / off ratio of the high frequency switch can be compensated, a high frequency switch having a small on / off ratio and a small loss can be employed. Therefore, the insertion loss due to the high frequency switch can be reduced. Therefore, when the required output power changes, it is effective for reducing the power consumption of the high output power amplifier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a high-frequency amplifier circuit.
FIG. 3 is a graph showing an example of operating characteristics of an amplifier circuit.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a high-output power amplifier according to a second embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a high-output power amplifier according to a third embodiment.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a high-output power amplifier according to a fourth embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a fifth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a seventh embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to an eighth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a ninth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a tenth embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to an eleventh embodiment.
FIG. 14 is a graph showing a frequency characteristic example (1) of the high-output power amplifier according to the first embodiment;
FIG. 15 is a graph showing a frequency characteristic example (2) of the high-output power amplifier according to the first embodiment;
FIG. 16 is a Smith chart showing an example (1) of impedance on the input side of the high-frequency amplifier circuit;
FIG. 17 is a Smith chart showing an example (2) of impedance on the input side of the high-frequency amplifier circuit;
FIG. 18 is a Smith chart showing an example (1) of impedance on the output side of the high-frequency amplifier circuit;
FIG. 19 is a Smith chart showing an example (2) of impedance on the output side of the high-frequency amplifier circuit;
FIG. 20 is a Smith chart showing an example (3) of impedance on the output side of the high-frequency amplifier circuit;
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a twelfth embodiment.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a conventional example (1).
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to a conventional example (2).
[Explanation of symbols]
20 High frequency amplifier circuit
21 Common signal input terminal
22 Common signal output terminal
23 Control signal input terminal
24, 24B, 24C Bias control circuit
25 Input transmission line
26 Output transmission line
27 Transmission line for passing
31, 32, 33 Amplifier
34 Signal input terminal
35 Signal output terminal
41, 42 high frequency switch
50 signal input terminal
51 High frequency amplifier circuit

Claims

In a high output power amplifier that amplifies a high frequency signal,
Two or more N high frequency amplification means arranged in parallel with each other;
Controls the operating state of each of the N high-frequency amplifying means, and selectively controls one of the N high-frequency amplifying means to be turned on according to a predetermined control input to turn off the other high-frequency amplifying means. Bias control means for controlling the state;
N input-side transmission lines arranged between signal input terminals and predetermined common input terminals of the N high-frequency amplifiers,
N output side transmission lines arranged between the respective signal output terminals of the N high frequency amplification means and a predetermined common output terminal, and
For each of the N input-side transmission lines, a line having a characteristic impedance substantially equal to the prescribed input impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected is used, and the high-frequency amplification means to which it is connected is in an off state. Sometimes the electrical length of the input side transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is viewed from the common input terminal side of the signal input terminal of the high frequency amplification means,
For each of the N output-side transmission lines, a line having a characteristic impedance substantially equal to the prescribed output impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected is used, and the high-frequency amplification means to which it is connected is in an off state. The electrical length of the output transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is sometimes maximized when the signal output terminal of the high-frequency amplifier is viewed from the common output terminal side. High output power amplifier.

2. The high output power amplifier according to claim 1, wherein the common input terminal and the N input transmission lines are connected via an input selection high-frequency switch having N selection terminals to which one of them is selectively connected. A high-output power amplifier characterized by connecting and switching the input selection high-frequency switch in accordance with selection of a high-frequency amplification means that the bias control means controls to turn on.

2. The high output power amplifier according to claim 1, wherein the common output terminal and the N output side transmission lines are connected via an output selection high-frequency switch having N selection terminals to which any one is selectively connected. A high output power amplifier characterized in that the output selection high-frequency switch is switched in accordance with selection of a high-frequency amplification means that is controlled to be turned on by the bias control means.

2. The high output power amplifier according to claim 1, wherein the common input terminal and the N input transmission lines are connected via an input selection high-frequency switch having N selection terminals to which one of them is selectively connected. The common output terminal and the N output-side transmission lines are connected via an output selection high-frequency switch having N selection terminals, and the bias control unit controls the high-frequency amplification to be turned on. A high output power amplifier, wherein the input selection high frequency switch and the output selection high frequency switch are switched in accordance with selection of means.

In a high output power amplifier that amplifies a high frequency signal,
Two or more N high frequency amplification means arranged in parallel with each other;
Controls the operating state of each of the N high-frequency amplifying means, and selectively controls one of the N high-frequency amplifying means to be turned on according to a predetermined control input to turn off the other high-frequency amplifying means. Bias control means for controlling the state;
N input-side transmission lines arranged between signal input terminals and predetermined common input terminals of the N high-frequency amplifiers,
Providing an output selection high-frequency switch disposed between each signal output terminal of the N high-frequency amplification means and a predetermined common output terminal;
For each of the N input-side transmission lines, a line having a characteristic impedance substantially equal to the prescribed input impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected is used, and the high-frequency amplification means to which it is connected is in an off state. Sometimes the electrical length of the input side transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is viewed from the common input terminal side of the signal input terminal of the high frequency amplification means,
A high-output power amplifier, wherein the output selection high-frequency switch is switched in accordance with selection of high-frequency amplification means that the bias control means controls to turn on.

6. The high output power amplifier according to claim 5, wherein the common input terminal and the N input transmission lines are connected via an input selection high-frequency switch having N selection terminals to which any one is selectively connected. A high-output power amplifier characterized by connecting and switching the input selection high-frequency switch in accordance with selection of a high-frequency amplification means that the bias control means controls to turn on.

In a high output power amplifier that amplifies a high frequency signal,
Two or more N high frequency amplification means arranged in parallel with each other;
Controls the operating state of each of the N high-frequency amplifying means, and selectively controls one of the N high-frequency amplifying means to be turned on according to a predetermined control input to turn off the other high-frequency amplifying means. Bias control means for controlling the state;
An input selection high-frequency switch disposed between a signal input terminal and a predetermined common input terminal of each of the N high-frequency amplification means;
N output side transmission lines arranged between the respective signal output terminals of the N high frequency amplification means and a predetermined common output terminal, and
For each of the N output-side transmission lines, a line having a characteristic impedance substantially equal to the prescribed output impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected is used, and the high-frequency amplification means to which it is connected is in an off state. Sometimes the electrical length of the output-side transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is viewed from the signal output terminal of the high-frequency amplifier means from the common output terminal side,
A high-output power amplifier characterized by switching the input selection high-frequency switch in accordance with selection of a high-frequency amplification means that the bias control means controls to turn on.

8. The high output power amplifier according to claim 7, wherein the common output terminal and the N output side transmission lines are connected via an output selection high frequency switch having N selection terminals to which any one is selectively connected. A high output power amplifier characterized in that the output selection high-frequency switch is switched in accordance with selection of a high-frequency amplification means that is controlled to be turned on by the bias control means.

The high output power amplifier according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 4, 5, 7, and 8, wherein each of the high frequency amplifying means includes an amplifying element. A high output power amplifier characterized in that a field effect transistor is provided and the bias control means controls the bias so that the field effect transistor of the high frequency amplifying means for controlling the off state is in a pinch off state.

10. The high output power amplifier according to claim 9, wherein at least one of the N high frequency amplification means is configured by cascading a plurality of amplification circuits each including a field effect transistor, and the bias control means includes a cascade When controlling the high-frequency amplification means including a plurality of connected amplifier circuits to the off state, the field effect transistor closest to the input side is controlled to the pinch off state, and for the field effect transistor closest to the output side A high-output power amplifier characterized by controlling a drain-source terminal voltage to approach zero.

In a high output power amplifier that amplifies a high frequency signal,
High frequency amplification means;
Bias control means for controlling the high-frequency amplification means to an on state or an off state according to a predetermined control input;
And providing an input side transmission line connected to the signal input terminal of the high frequency amplification means,
The input-side transmission line uses a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed input impedance of the high-frequency amplification means, and the high-frequency amplification means from the input side of the input-side transmission line when the high-frequency amplification means is off. A high-output power amplifier characterized in that the electrical length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized as seen from the signal input terminal.

In a high output power amplifier that amplifies a high frequency signal,
High frequency amplification means;
Bias control means for controlling the high-frequency amplification means to an on state or an off state according to a predetermined control input;
With providing an output side transmission line connected to the signal output terminal of the high frequency amplification means,
The output-side transmission line uses a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed output impedance of the high-frequency amplification means, and the high-frequency amplification means from the output side of the output-side transmission line when the high-frequency amplification means is off. A high-output power amplifier characterized in that the electrical length of the output-side transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized as seen from the signal output terminal.

In a high output power amplifier that amplifies a high frequency signal,
High frequency amplification means;
Bias control means for controlling the high-frequency amplification means to an on state or an off state according to a predetermined control input;
An input-side transmission line connected to a signal input terminal of the high-frequency amplification means;
With providing an output side transmission line connected to the signal output terminal of the high frequency amplification means,
The input-side transmission line uses a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed input impedance of the high-frequency amplification means, and the high-frequency amplification means from the input side of the input-side transmission line when the high-frequency amplification means is off. The electrical length of the input transmission line is determined so that the real part of the input impedance with respect to the signal frequency to be amplified seen from the signal input terminal is maximized,
The output-side transmission line uses a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed output impedance of the high-frequency amplification means, and the high-frequency amplification means from the output side of the output-side transmission line when the high-frequency amplification means is off. A high-output power amplifier characterized in that the electrical length of the output-side transmission line is determined so that the real part of the output impedance with respect to the signal frequency to be amplified is maximized as seen from the signal output terminal.

14. The high-output power amplifier according to claim 11, wherein the high-frequency amplifier is configured by cascading a plurality of amplifier circuits each including a field effect transistor, and the bias controller is In the case of controlling the high frequency amplification means to the off state, the field effect transistor closest to the input side is controlled to the pinch off state, and the voltage between the drain and source terminals is applied to the field effect transistor closest to the output side. A high-output power amplifier that is controlled to approach zero.

In a high output power amplifier that can amplify a high frequency signal and change the output power stepwise,
Two or more N high frequency amplification means arranged in parallel with each other;
N input-side transmission lines each having an output terminal connected to a signal input terminal of each of the N high-frequency amplifiers;
A transmission line for passing,
Each has (N + 1) selected output terminals connected to the input ends of the passing transmission lines and the N input side transmission lines, and the (N + 1) selected output terminals An input selection high-frequency switch for selectively connecting any one of them to a predetermined common input terminal;
N output-side transmission lines each having an input terminal connected to each signal output terminal of the N high-frequency amplifiers;
A common output terminal connected to the output end of the passing transmission line and the output ends of the N output side transmission lines;
Each of the N high frequency amplifying means is controlled in operation, and one of the N high frequency amplifying means is selectively turned on according to a predetermined control signal input from the outside. Bias control means for controlling the high frequency amplifying means in an off state, or controlling all of the N high frequency amplifying means in an off state;
When the bias control means controls any one of the high frequency amplification means to be turned on, the input selection high frequency switch is switched in accordance with the selection of the high frequency amplification means in the on state, and all of the N high frequency amplification means are switched. In the case of controlling to the off state, the input selection high-frequency switch is switched, and a switch control means for connecting the passing transmission line to the common input terminal is provided,
For each of the N output-side transmission lines, a line having a characteristic impedance substantially equal to the specified output impedance of the high-frequency amplification means to which it is connected is used, and the final stage of the high-frequency amplification means to which it is connected is used. The electrical length of the output side transmission line is determined so that the output impedance of the signal output terminal of the high frequency amplification means viewed from the common output terminal side when the amplification element is in an off state is maximized with respect to the signal frequency to be amplified,
The passing transmission line uses a line having a characteristic impedance substantially equal to a prescribed output impedance of the high output power amplifier, and the input selection high-frequency switch connects the passing transmission line to the common input terminal. The high output power is characterized in that the electrical length of the passing transmission line is determined so that the input impedance of the passing transmission line viewed from the common output terminal is maximized with respect to the signal frequency to be amplified when there is not amplifier.