JPH046131B2 - - Google Patents
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- JPH046131B2 JPH046131B2 JP25406485A JP25406485A JPH046131B2 JP H046131 B2 JPH046131 B2 JP H046131B2 JP 25406485 A JP25406485 A JP 25406485A JP 25406485 A JP25406485 A JP 25406485A JP H046131 B2 JPH046131 B2 JP H046131B2
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- circuit
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はマイクロ波帯の通信機器等に用いる
高周波電力増幅回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high frequency power amplification circuit used in microwave band communication equipment and the like.
第2図は例えば公開特許公報昭58−159002、
“高周波電力用半導体回路”にて示された従来の
高周波電力増幅回路の回路図であり、1はベース
バイアス電圧供給端子、2はコレクタバイアス電
圧供給端子、3は第1のRFチヨークコイル、4
は第2のRFチヨークコイル、5は入力側RF端
子、6は入力側直流阻止コンデンサ、7は入力側
インピーダンス整合用線路、8は入力側インピー
ダンス整合用可変容量、9はトランジスタTrの
ベース、10はトランジスタTrのエミツタ、1
1はトランジスタTrのコレクタ、12は出力側
インピーダンス整合用線路、13は出力側直流阻
止コンデンサ、14は出力側RF端子、15は出
力側インピーダンス整合用可変容量、16はスト
リツプ線路、17はコンデンサである。
Figure 2 shows, for example, the published patent publication No. 58-159002,
It is a circuit diagram of a conventional high frequency power amplifier circuit shown in "Semiconductor circuit for high frequency power", 1 is a base bias voltage supply terminal, 2 is a collector bias voltage supply terminal, 3 is a first RF choke coil, 4
is the second RF chain coil, 5 is the input side RF terminal, 6 is the input side DC blocking capacitor, 7 is the input side impedance matching line, 8 is the input side impedance matching variable capacitor, 9 is the base of the transistor Tr, 10 is the Emitter of transistor Tr, 1
1 is the collector of the transistor Tr, 12 is an output side impedance matching line, 13 is an output side DC blocking capacitor, 14 is an output side RF terminal, 15 is a variable capacitor for output side impedance matching, 16 is a strip line, and 17 is a capacitor. be.
ここで、トランジスタTrのベース・エミツタ
間の入力インピーダンスと入力側RF端子(代表
的に50Ω)との整合は、入力側インピーダンス整
合用線路7と入力側インピーダンス整合用可変容
量8を調整することにより、基本波で整合がとれ
るように構成されている。 Here, matching between the input impedance between the base and emitter of the transistor Tr and the input side RF terminal (typically 50Ω) is achieved by adjusting the input side impedance matching line 7 and the input side impedance matching variable capacitor 8. , are configured so that matching can be achieved at the fundamental wave.
また、トランジスタTrのコレクタ・エミツタ
間の出力インピーダンスと出力側RF端子(代表
的に50Ω)との整合は、出力側インピーダンス整
合用線路12と出力側インピーダンス整合用可変
容量15を調整することにより、基本波で整合が
とれるように構成されている。 Furthermore, matching between the output impedance between the collector and emitter of the transistor Tr and the output side RF terminal (typically 50Ω) can be achieved by adjusting the output side impedance matching line 12 and the output side impedance matching variable capacitor 15. It is configured so that matching can be achieved using the fundamental wave.
なおストリツプ線路16の長さlxは動作基本周
波数の4分の1波長である。 Note that the length lx of the strip line 16 is a quarter wavelength of the operating fundamental frequency.
このような構成とすると、第2図中の節点aか
らストリツプ線路16を見込むインピーダンス
Zinはコンデンサ17のリアクタンスが十分小さ
いという仮定のもとに、
ZinjZ0・tan2πlx/λeffとなる。 With this configuration, the impedance looking into the strip line 16 from node a in FIG.
On the assumption that the reactance of the capacitor 17 is sufficiently small, Zin becomes ZinjZ 0 ·tan2πlx/λeff.
ここで、Z0はストリツプ線路16の特性インピ
ーダンス、λeffはストリツプ線路の伝搬波長であ
る。従つてインピーダンスZinは基本波に対して
は、lx=λeff/4なので、Zin=j・Z0・tanπ/2と
な
り無限大となる。しかし偶数高調波例えば、2倍
波に対してはインピーダンスZinは、波長が半分
になるので、lx=1/4(2λeff)の関係になり、
Zin=jZ0 tanπとなり、節点aすなわちトランジ
スタ出力側からストリツプ線路16を見込むイン
ピーダンスは0となる。 Here, Z 0 is the characteristic impedance of the strip line 16, and λeff is the propagation wavelength of the strip line. Therefore, impedance Zin is lx=λeff/4 for the fundamental wave, so Zin=j·Z 0 ·tanπ/2, which becomes infinite. However, for even harmonics, for example, the second harmonic, the impedance Zin has a relationship of lx = 1/4 (2λeff) because the wavelength is halved, so Zin = jZ 0 tanπ, and the node a, that is, the transistor output side The impedance looking into the strip line 16 is zero.
従つてトランジスタ出力側から負荷を見込むイ
ンピーダンスZlは基本波の偶数倍高調波に対して
常にZl=0となる。 Therefore, the impedance Z l looking into the load from the transistor output side is always Z l =0 for even harmonics of the fundamental wave.
また、基本波の3倍波に対してはインピーダン
スZin=jZ0 tan3/2πとなり、Zin=−∞となる。 Further, for the third harmonic of the fundamental wave, the impedance Zin=jZ 0 tan3/2π, and Zin=−∞.
従つて、基本波の奇数倍高調波に対しては、
Zin=±∞となる。 Therefore, for odd harmonics of the fundamental wave,
Zin=±∞.
ところで、トランジスタ増幅器の効率を増大さ
せる方法として、トランジスタをF級動作させる
方法がある。 By the way, as a method of increasing the efficiency of a transistor amplifier, there is a method of operating the transistor in class F mode.
F級動作させるための条件は、下記の()、
()である。 The conditions for F-class operation are as follows (),
().
() 基本波の偶数倍高調波に対して、トランジ
スタ出力側から負荷を見込むインピーダンスZl
が常に0であること。() For even harmonics of the fundamental wave, impedance Z l looking into the load from the transistor output side
is always 0.
() 基本波の奇数倍高調波に対して、トランジ
スタ出力側から負荷を見込むインピーダンスZl
が常に無限大であること。() For odd harmonics of the fundamental wave, impedance Z l looking into the load from the transistor output side
is always infinite.
つまり、第2図の従来の高周波電力増幅回路で
は、節点aからストリツプ線路16を見込むイン
ピーダンスZinが基本波の奇数灰高調波に対して
±∞であることから、トランジスタ出力側から負
荷を見込むインピーダンスZlは出力側インピーダ
ンス整合用線路12と出力側インピーダンス整合
用可変容量15で決まり、奇数倍高調波のZlは∞
にはならない。従つて、第2図の従来の高周波電
力増幅回路は上記()の条件を満足するが、上
記()の条件は満足しない。 In other words, in the conventional high-frequency power amplifier circuit shown in FIG. 2, since the impedance Zin looking into the strip line 16 from node a is ±∞ with respect to the odd gray harmonics of the fundamental wave, the impedance looking into the load from the transistor output side Z l is determined by the output side impedance matching line 12 and the output side impedance matching variable capacitor 15, and Z l of odd harmonics is ∞
It won't be. Therefore, the conventional high frequency power amplifier circuit shown in FIG. 2 satisfies the above condition (), but does not satisfy the above condition ().
このように、従来の高周波電力増幅回路はF級
動作させる上記条件の()、()を同時に満足
しないので、効率を十分に高くすることができな
い問題点があつた。
As described above, the conventional high-frequency power amplifier circuit does not simultaneously satisfy the above conditions () and () for class F operation, and therefore has the problem that the efficiency cannot be made sufficiently high.
この発明は、この問題点を解決するために、上
記条件()を満足し、さらに3倍波のインピー
ダンスZlを∞にでき、条件()の一部を満足す
る高周波電力増幅回路を得ることを目的とする。 In order to solve this problem, the present invention aims to obtain a high frequency power amplifier circuit that satisfies the above condition (), can make the impedance Z l of the third harmonic wave ∞, and satisfies part of the condition (). With the goal.
このため、この発明にかかる高周波電力増幅回
路は、高周波信号を入力側インピーダンス整合回
路を介して増幅素子の入力端に入力し、増幅素子
の出力側から出力側インピーダンス整合回路を介
して増幅された高周波信号を出力する高周波電力
増幅回路において、
上記増幅素子の出力側と上記出力側インピーダ
ンス整合回路との間に、第2次高調波もしくはす
べての偶数次高調波を短絡する短絡手段および基
本周波数に対して直列共振するインダクタと第1
コンデンサの直列回路と、この直列回路に対して
並列に接続される上記第1コンデンサの約1/8の
容量を有する第2コンデンサとから成る3倍波並
列共振回路を設けたことを特徴とするものであ
る。
Therefore, in the high frequency power amplification circuit according to the present invention, a high frequency signal is inputted to the input terminal of the amplification element via the input side impedance matching circuit, and is amplified from the output side of the amplification element via the output side impedance matching circuit. In a high-frequency power amplifier circuit that outputs a high-frequency signal, a short-circuit means for short-circuiting the second harmonic or all even-numbered harmonics and a short-circuiting means for short-circuiting the second harmonic or all even harmonics are provided between the output side of the amplification element and the output side impedance matching circuit, and The inductor resonates in series with the first
A third harmonic parallel resonant circuit consisting of a series circuit of capacitors and a second capacitor connected in parallel to the series circuit and having a capacity approximately 1/8 of the first capacitor is provided. It is something.
この発明にかかる高周波電力増幅回路では、端
子間インピーダンスが基本波で0、基本波の3倍
の角周波数で∞である3倍波並列共振回路を増幅
素子の出力側と出力側インピーダンス整合回路と
の間に設けているので、増幅素子の負荷を見込む
インピーダンスZlは基本波の3倍の角周波数に対
して∞とすることができる。なお、このとき基本
波に対して増幅素子の出力側から負荷を見込むイ
ンピーダンスZlは3倍並列共振回路を装荷するこ
とにより変化しない。
In the high frequency power amplifier circuit according to the present invention, a triple harmonic parallel resonant circuit in which the inter-terminal impedance is 0 at the fundamental wave and ∞ at an angular frequency three times the fundamental wave is connected to the output side of the amplification element and the output side impedance matching circuit. Since the impedance Zl considering the load of the amplification element can be set to ∞ for an angular frequency three times that of the fundamental wave. Note that at this time, the impedance Z l of the fundamental wave looking into the load from the output side of the amplification element does not change by loading the triple parallel resonant circuit.
従つてF級動作をさせた場合基本波の偶数倍の
高調波に対しても奇数倍の高調波に対しても効率
が上がることになる。 Therefore, when class F operation is performed, the efficiency increases for both even harmonics and odd harmonics of the fundamental wave.
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明にかかる高周波電力増幅回路
の回路図である。第1図中、18はインダクタ、
19は共振用の第1コンデンサ、20は共振用の
第2コンデンサ、21はインダクタ18及び第1
コンデンサ19からなる直列回路と、この直列回
路に並列に接続される第2コンデンサ20とから
構成される3倍波並列共振回路である。 FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency power amplifier circuit according to the present invention. In Fig. 1, 18 is an inductor;
19 is the first capacitor for resonance, 20 is the second capacitor for resonance, and 21 is the inductor 18 and the first capacitor.
This is a triple harmonic parallel resonant circuit composed of a series circuit consisting of a capacitor 19 and a second capacitor 20 connected in parallel to this series circuit.
ここで、インダクタ18のインダクタンスを
L1、第1コンデンサ19の容量をC1、第2コン
デンサ20の容量をC3とする。 Here, the inductance of the inductor 18 is
L 1 , the capacitance of the first capacitor 19 is C 1 , and the capacitance of the second capacitor 20 is C 3 .
基本波の角周波数をω1とし、インダクタンス
L1と第1コンデンサの容量C1は、次の(1)式を満
足するように定めるものとする。 Let the angular frequency of the fundamental wave be ω 1 , and the inductance
L 1 and the capacitance C 1 of the first capacitor shall be determined to satisfy the following equation (1).
また、第1コンデンサC1と第2コンデンサC3
は、次の(2)式を満足するように定めるものとす
る。 In addition, the first capacitor C 1 and the second capacitor C 3
shall be determined so as to satisfy the following equation (2).
C1=8・C3 ……(2)
第1図中の節点b,節点c間のアドミタンス
Ybcは、次の(3)式であらわされる。 C 1 = 8・C 3 ...(2) Admittance between node b and node c in Figure 1
Y bc is expressed by the following equation (3).
Ybc=j(ωC3+ωC1/1−ω2C1L1) ……(3)
基本波(角周波数ω1)では、(1)式よりω2 1C1L1
=1であるから
Ybc(ω1)=∞
3倍波(角周波数3ω1)では、(2)式を(3)式に代
入しω2 1C1L1=1の関係を用いると
Ybc(3ω1)=0
となる。 Y bc = j(ωC 3 +ωC 1 /1−ω 2 C 1 L 1 ) ...(3) At the fundamental wave (angular frequency ω 1 ), from equation (1), ω 2 1 C 1 L 1
= 1, so Y bc (ω 1 ) = ∞ For the third harmonic (angular frequency 3ω 1 ), by substituting equation (2) into equation (3) and using the relationship ω 2 1 C 1 L 1 = 1, we get Y bc (3ω 1 )=0.
以上より、トランジスタTrの出力側から負荷
を見込むインピーダンスZlは3倍波に対して無限
大であり、かつ基本波については共振回路を装荷
した影響を受けない。 From the above, the impedance Z l looking into the load from the output side of the transistor Tr is infinite for the third harmonic wave, and the fundamental wave is not affected by loading the resonant circuit.
なお、トランジスタTrの出力側から負荷を見
込むインピーダンスは、上記短絡手段としてのス
トリツプ線路16により、従来の高周波電力増幅
回路と同様に偶数倍高調波に対しては0となつて
いる。 Note that the impedance looking into the load from the output side of the transistor Tr is zero for even harmonics, similar to the conventional high frequency power amplifier circuit, due to the strip line 16 as the short circuit means.
この発明にかかる高周波電力増幅回路は、トラ
ンジスタをF級動作させる上記条件の()及び
3倍波のインピーダンスZlを∞にでき、条件
()の一部を同時に満足するので、従来の高周
波電力増幅回路と比較して効率が高くなる。 The high-frequency power amplifier circuit according to the present invention can make the impedance Z l of the third harmonic wave ∞ of the above condition ( ) for transistor F class operation and simultaneously satisfy a part of the condition ( ), so Higher efficiency compared to amplifier circuits.
また、第1コンデンサ19と第2コンデンサ2
0により直流を阻止することができるため、従来
の高周波電力増幅回路の直流阻止コンデンサ13
は不用となる。 In addition, the first capacitor 19 and the second capacitor 2
0 can block direct current, so the direct current blocking capacitor 13 of the conventional high frequency power amplifier circuit
becomes unnecessary.
なお、上記実施例では、増幅用半導体素子とし
てトランジスタを用いたが、この発明はこれに限
らずFET(電界効果トランジスタ)を用いてもよ
い。 Note that in the above embodiment, a transistor was used as the amplification semiconductor element, but the present invention is not limited to this, and a FET (field effect transistor) may also be used.
以上説明したようにこの発明は、高周波信号を
入力側インピーダンス整合回路を介して増幅素子
の入力端に入力し、増幅素子の出力側から出力側
インピーダンス整合回路を介して増幅された高周
波信号を出力する高周波電力増幅回路において、
上記増幅素子の出力側と上記出力側インピーダン
ス整合回路との間に、第2次高調波もしくはすべ
ての偶数次高調波を短絡する短絡手段および基本
周波数に対して直列共振するインダクタと第1コ
ンデンサの直列回路と、この直列回路に対して並
列に接続される上記第1コンデンサの約1/8の容
量を有する第2コンデンサとから成る3倍波並列
共振回路を設けたので、偶数倍高調波に対しての
みトランジスタをF級動作させる条件を満足する
従来の増幅器と比較して効率が高くなる利点があ
る。
As explained above, this invention inputs a high frequency signal to the input end of an amplification element via an input side impedance matching circuit, and outputs an amplified high frequency signal from the output side of the amplification element via an output side impedance matching circuit. In a high-frequency power amplification circuit, a short-circuit means for short-circuiting the second harmonic or all even harmonics and a series resonance with respect to the fundamental frequency are provided between the output side of the amplification element and the output side impedance matching circuit. A triple harmonic parallel resonant circuit consisting of a series circuit of an inductor and a first capacitor, and a second capacitor connected in parallel to the series circuit and having a capacity of about 1/8 of the first capacitor is provided. Therefore, there is an advantage that the efficiency is higher than that of a conventional amplifier that satisfies the condition for operating the transistor in class F only for even-numbered harmonics.
また、共振回路の2つのコンデンサにより直流
を阻止できるので、従来の直流阻止コンデンサは
不用になる利点もある。 Further, since direct current can be blocked by the two capacitors of the resonant circuit, there is an advantage that the conventional direct current blocking capacitor is not required.
第1図はこの発明にかかる高周波電力増幅回路
の回路図、第2図は従来の高周波電力増幅回路の
回路図である。
図中、1はベースバイアス電圧供給端子、2は
コレクタバイアス電圧供給端子、3は第1のRF
チヨークコイル、4は第2のRFチヨークコイル、
5は入力側RF端子、6は入力側直流阻止コンデ
ンサ、7は入力側インピーダンス整合用線路(回
路)、8は入力側インピーダンス整合用可変容量、
Trはトランジスタ(増幅素子)、9はトランジス
タのベース(入力端)、10はトランジスタのエ
ミツタ、11はトランジスタのコレクタ(出力
端)、12は出力側インピーダンス整合用線路
(回路)、14は出力側RF端子、15は出力側イ
ンピーダンス整合用可変容量、16はストリツプ
線路、17はコンデンサ、18はインダクタ、1
9は第1コンデンサ、20は第2コンデンサ、2
1は3倍波並列共振回路である。なお、図中同一
あるいは相当部分には同一符号を付して示してあ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency power amplifier circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional high frequency power amplifier circuit. In the figure, 1 is the base bias voltage supply terminal, 2 is the collector bias voltage supply terminal, and 3 is the first RF
Chi York coil, 4 is the second RF Chi York coil,
5 is an input side RF terminal, 6 is an input side DC blocking capacitor, 7 is an input side impedance matching line (circuit), 8 is a variable capacitor for input side impedance matching,
Tr is a transistor (amplification element), 9 is the base of the transistor (input end), 10 is the emitter of the transistor, 11 is the collector of the transistor (output end), 12 is the output side impedance matching line (circuit), 14 is the output side RF terminal, 15 is a variable capacitor for output side impedance matching, 16 is a strip line, 17 is a capacitor, 18 is an inductor, 1
9 is the first capacitor, 20 is the second capacitor, 2
1 is a triple harmonic parallel resonant circuit. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals.
Claims (1)
を介して増幅素子の入力端に入力し、増幅素子の
出力側から出力側インピーダンス整合回路を介し
て増幅された高周波信号を出力する高周波電力増
幅回路において、 上記増幅素子の出力側と上記出力側インピーダ
ンス整合回路との間に、第2次高調波もしくはす
べての偶数次高調波を短絡する短絡手段および基
本周波数に対して直列共振するインダクタと第1
コンデンサの直列回路と、この直列回路に対して
並列に接続される上記第1コンデンサの約1/8の
容量を有する第2コンデンサとから成る3倍波並
列共振回路を設けたことを特徴とする高周波電力
増幅回路。[Claims] 1. A high-frequency signal inputting a high-frequency signal to the input end of an amplification element via an input-side impedance matching circuit, and outputting an amplified high-frequency signal from the output side of the amplification element via an output-side impedance matching circuit. In the power amplification circuit, a shorting means for shorting the second harmonic or all even-numbered harmonics and an inductor that resonates in series with the fundamental frequency are provided between the output side of the amplification element and the output side impedance matching circuit. and the first
A third harmonic parallel resonant circuit consisting of a series circuit of capacitors and a second capacitor connected in parallel to the series circuit and having a capacity approximately 1/8 of the first capacitor is provided. High frequency power amplifier circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25406485A JPS62114310A (en) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | High frequency power amplifying circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25406485A JPS62114310A (en) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | High frequency power amplifying circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62114310A JPS62114310A (en) | 1987-05-26 |
| JPH046131B2 true JPH046131B2 (en) | 1992-02-04 |
Family
ID=17259719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25406485A Granted JPS62114310A (en) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | High frequency power amplifying circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62114310A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592122A (en) * | 1994-05-19 | 1997-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radio-frequency power amplifier with input impedance matching circuit based on harmonic wave |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP25406485A patent/JPS62114310A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62114310A (en) | 1987-05-26 |
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