專利名稱：高頻放大器和放大元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻放大器，用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。
CDMA(碼分多址聯(lián)接)系統(tǒng)固有地具有機(jī)密性和抗干擾性，并且是能夠有效地利用無(wú)線電頻率的多址聯(lián)接系統(tǒng)。因此，CDMA系統(tǒng)適用于各種通信系統(tǒng)。
而且，由于已經(jīng)建立了具有高響應(yīng)和高精度的發(fā)射功率控制技術(shù)，以便可在近年內(nèi)解決近遠(yuǎn)問(wèn)題，所以CDMA系統(tǒng)正積極地應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)。
如

圖13所示，應(yīng)用上述CDMA系統(tǒng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線基站的發(fā)射部分包括多個(gè)高頻放大器101-1至101-N，和一個(gè)組合器102，高頻放大器101-1至101-N放大N個(gè)RF信號(hào)的功率，這N個(gè)RF信號(hào)分別具有不同的載波頻率，并且根據(jù)給定頻率分配和區(qū)帶布置來(lái)分配它們的頻率，組合器102通過(guò)組合由高頻放大器101-1至101-N的輸出所分別給定的RF信號(hào)，產(chǎn)生供給天線系統(tǒng)的多載波信號(hào)。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，現(xiàn)在假定上述RF信號(hào)的數(shù)N為2。這些RF信號(hào)的載波頻率分別用f1和f2表示。
在如上述布置的發(fā)射部分中，高頻放大器101-1和101-2分別放大第一和第二RF信號(hào)的電功率，這兩個(gè)RF信號(hào)包含占有頻帶內(nèi)的頻率f1和f2。
由于這些高頻放大器101-1和101-2分別放大第一和第二RF信號(hào)，即使在高頻放大器101-1和101-2中設(shè)置的放大元件的特性包含非線性區(qū)，也不會(huì)由于這些RF信號(hào)的交叉調(diào)制(相互調(diào)制)而產(chǎn)生噪聲。而且，這樣的噪聲將在下文簡(jiǎn)單地稱為交叉調(diào)制失真。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，隨著分配給無(wú)線基站的載波頻率的數(shù)N增加，放大器101-1至101-N的數(shù)N增加，因此增加硬件的尺寸。
關(guān)于無(wú)線基站的硬件的布置，通常要求可適應(yīng)于所能分配的載波數(shù)的最大值Nmax。
然而，關(guān)于無(wú)線基站，隨著硬件的尺寸增加，對(duì)建立辦公處的各種限制，例如安裝所要求的占地面積和體積及功率消耗，可能變得較為嚴(yán)格，并且可靠性可能變壞。
限制的增加和可靠性的變壞可以通過(guò)組合一個(gè)組合器和一個(gè)單公用放大器來(lái)緩解，組合器用于組合N個(gè)RF信號(hào)，單公用放大器用于放大從組合器的輸出所獲得的多載波信號(hào)。然而，公用放大器要求具有足夠高的線性，以把N個(gè)RF信號(hào)的交叉調(diào)制失真的電平抑制在希望上限電平之下。
而且，隨著上述RF信號(hào)的數(shù)N增加和無(wú)線基站所形成的無(wú)線區(qū)的面積增加，要求公用放大器的動(dòng)態(tài)范圍變得較寬。
因此，盡管公用放大器技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)，但是因?yàn)橘M(fèi)用和其他限制，所以很少投入實(shí)際使用。
如圖14中(4)所示，上述交叉調(diào)制失真通常以分配給無(wú)線基站的N個(gè)載波的頻率f1至fN(圖14中(1)和(2))之間的加和減的頻率分量，和等于頻率軸上頻率f1至fN之間頻率差Δf的頻率交叉調(diào)制失真(圖14中(3))產(chǎn)生，對(duì)于這個(gè)失真，在下文稱為基本調(diào)制積。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在下文假定頻率差Δf是相鄰載波頻率之間的頻率差，給定為Δf＝fk+1-fk其中k是任意整數(shù)(k＝1至(N-1))。
然而，公用放大器內(nèi)部接地線的阻抗或電感一般隨上述基本調(diào)制積的頻率Δf增加而增加。類似地，基本調(diào)制積的電平增加。
也就是，隨著包含在待放大的多載波信號(hào)中的N個(gè)RF信號(hào)的頻率之間的頻率差Δf增加，產(chǎn)生的交叉調(diào)制失真的電平增加。
因此，有必要使上述常規(guī)公用放大器由具有足夠低阻抗的電路構(gòu)成，以容許交叉調(diào)制失真的電平。
在應(yīng)用寬頻帶CDMA系統(tǒng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，基本調(diào)制積的頻率Δf一般假定為大于10MHz至幾十MHz的大值。
因此，難以使用如上述包括低阻抗電路的公用放大器，除非下列條件成立(1)在包括運(yùn)行費(fèi)用的其他限制下，容許增加功率消耗。
(2)有可能處理對(duì)放大器元件和其他元件的機(jī)械尺寸和熱設(shè)計(jì)的技術(shù)限制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種高頻放大器，它包括小規(guī)模硬件，然而能夠使本身靈活地適用于各種頻率分配。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高頻放大器，它包括能實(shí)行高效率和高SN比的小規(guī)模電路。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種高頻放大器，即使有大量數(shù)目的載波用于產(chǎn)生待放大的多載波信號(hào)，或即使這些載波的頻率以各種方式或變化方式分配，它也能穩(wěn)定地保持SN比。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用于電子器具、設(shè)備或系統(tǒng)的高頻放大器，它能使這些電子器具、設(shè)備或系統(tǒng)減小價(jià)格和尺寸，并且使它們改善可靠性。還提供用于電子器具等的高頻放大器，它還能允許維修和操作更有效，并且以減少的費(fèi)用完成。
上述目的由一種高頻放大器實(shí)現(xiàn)，這種高頻放大器包括一個(gè)放大裝置和一個(gè)濾波裝置，放大裝置用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)，而濾波裝置與放大裝置的輸出端連接，它具有一個(gè)位于多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)的拒斥頻帶，這樣的轉(zhuǎn)移特性使噪聲電平抑制在預(yù)定上限之下，該噪聲是以載波信號(hào)之間的調(diào)制積，和頻率等于頻率軸上頻率差Δf的調(diào)制積產(chǎn)生，作為所述載波之間的合成積，和一個(gè)把頻率差Δf包括在其范圍內(nèi)的通帶。
在這種高頻放大器中，上述噪聲主要包括由于放大裝置的非線性所產(chǎn)生的非線性失真。
因此，只要預(yù)先在濾波裝置中建立濾波特性，使其適應(yīng)于放大裝置的特性和希望的頻率分配，則在這種高頻放大器中，包括上述放大裝置和濾波裝置的小規(guī)模電路能實(shí)現(xiàn)高效率和高SN比。
上述目的還由濾波裝置實(shí)現(xiàn)，該濾波裝置具有一個(gè)通帶，該通帶具有一個(gè)頻帶，該頻帶小于或等于與為其分配的所述頻率差Δf相等的頻率。
在這種高頻放大器中，即使有大量數(shù)目的載波用于產(chǎn)生待放大的多載波信號(hào)，或即使這些載波的頻率以不同或變化方式分配，也使SN比穩(wěn)定地保持，而不改變?yōu)V波裝置的特征。
上述目的還由濾波裝置實(shí)現(xiàn)，該濾波裝置具有一個(gè)通帶，它具有一個(gè)其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波的頻帶，或一個(gè)較高通帶，它包含為其分配的所述頻帶。
因此，由放大裝置的非線性所產(chǎn)生的諧波分量和具有Δf頻率的調(diào)制積一起，受到濾波裝置的抑制，而且提高了SN比。
上述目的由一種高頻放大器實(shí)現(xiàn)，它包括放大裝置，用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)，和濾波裝置，與所述放大裝置的輸出端連接，具有一個(gè)位于所述多載波信號(hào)占有的頻帶范圍之內(nèi)的拒斥頻帶，和一個(gè)其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波的頻帶的通帶，或一個(gè)包含為其分配的所述頻帶的較高通帶。
只要預(yù)先在濾波裝置中建立濾波特性，使其適應(yīng)于放大裝置的特性和希望的頻率分配，則在這種高頻放大器中，包括上述放大裝置和濾波裝置的小規(guī)模電路能實(shí)現(xiàn)高效率和高SN比。
上述目的還通過(guò)在所述放大裝置11與和所述放大裝置11的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間，并聯(lián)連接濾波裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在如上述布置的高頻放大器中，使濾波裝置的輸入/輸出阻抗給定為一個(gè)值，它適合于放大裝置的輸出阻抗和負(fù)載的阻抗，只要這些阻抗具有已知值。
因此，濾波裝置的濾波特性能作為適合于這樣阻抗的轉(zhuǎn)移函數(shù)，設(shè)置在希望精度。
而且，上述目的由放大元件實(shí)現(xiàn)，該放大元件主動(dòng)地實(shí)現(xiàn)構(gòu)成上述高頻放大器的放大裝置的放大功能，并且它和形成高頻放大器的濾波裝置集成，這樣形成一個(gè)集成電路。
在這樣構(gòu)成的放大元件中，如上述通過(guò)和放大元件集成，則使用于濾波裝置以終止放大裝置的輸出端的線長(zhǎng)縮短。
因此，與把濾波裝置布置在外面的情況比較，該線的阻抗較小。
即使有大量數(shù)目的載波用于產(chǎn)生待放大的多載波信號(hào)，或即使在這些載波的頻率軸上的頻率差大，也能實(shí)現(xiàn)高SN比。
本發(fā)明的其他目的和特點(diǎn)將在以下基于附圖的說(shuō)明中清楚地表示出來(lái)。
圖1是說(shuō)明按照本發(fā)明的高頻放大器的原理的方框圖；圖2是說(shuō)明按照本發(fā)明的放大元件的原理的方框圖；圖3是說(shuō)明按照本發(fā)明的高頻放大器的第一實(shí)施例的電路圖；圖4是按照本發(fā)明的高頻放大器的第一實(shí)施例的組裝圖；圖5是說(shuō)明按照本發(fā)明的高頻放大器的操作的圖解說(shuō)明；圖6是表示第一實(shí)施例的另一種布置的電路圖；圖7是表示代替并聯(lián)諧振器的濾波器的振幅特性的示意圖；圖8是按照本發(fā)明的高頻放大器的第二實(shí)施例的電路圖；圖9是按照本發(fā)明的高頻放大器的第二實(shí)施例的組裝圖。
圖10是表示代替串聯(lián)諧振器的濾波器的振幅特性的示意圖；圖11是按照本發(fā)明的放大元件的第一實(shí)施例的平面圖；圖12是按照本發(fā)明的放大元件的第二實(shí)施例的平面圖；圖13是適用于CDMA系統(tǒng)的發(fā)射系統(tǒng)的功率放大器部分的示意圖；以及圖14是說(shuō)明多載波信號(hào)的頻率分配和所能產(chǎn)生的交叉調(diào)制失真的分布的示意圖。
首先敘述按照本發(fā)明的高頻放大器和放大元件的原理。圖1是說(shuō)明按照本發(fā)明的高頻放大器的原理的方框圖。
圖1所示放大器包括放大裝置11和濾波裝置12及21，對(duì)放大裝置11供給后文所述的多載波信號(hào)，而濾波裝置12和21與放大裝置11的輸出端連接。
按照本發(fā)明的第一高頻放大器的原理如下。放大裝置11放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。濾波裝置12與所述放大裝置的輸出端連接，它具有一個(gè)位于所述多載波信號(hào)占有的頻帶范圍之內(nèi)的拒斥頻帶，這樣的轉(zhuǎn)移特性把噪聲電平抑制在預(yù)定上限之下，所述噪聲是以多載波信號(hào)之間的調(diào)制積，和頻率等于頻率軸上頻率差Δf的調(diào)制積產(chǎn)生，作為所述載波之間的合成積，和一個(gè)把頻率差Δf包括在其范圍內(nèi)的通帶。
按照本發(fā)明的第二高頻放大器的原理如下。放大元件11放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。濾波元件12與所述放大裝置的輸出端連接，它具有一個(gè)位于所述多載波信號(hào)占有的頻帶范圍之內(nèi)的拒斥頻帶，這樣的轉(zhuǎn)移特性把噪聲電平抑制在預(yù)定上限之下，所述噪聲是以多載波信號(hào)之間的調(diào)制積，和頻率等于頻率軸上頻率差Δf的調(diào)制積產(chǎn)生，作為所述載波之間的合成積，和一個(gè)把頻率差Δf包括在其范圍內(nèi)的通帶。
上述噪聲主要包括由于放大裝置11的非線性所產(chǎn)生的非線性失真。
因此，只要預(yù)先在濾波裝置12中建立濾波特性，使其適應(yīng)放大裝置11的特性和希望的頻率分配，則在這種高頻放大器中，包括上述放大裝置11和濾波裝置12的小規(guī)模電路能實(shí)現(xiàn)高效率和高SN比。
按照本發(fā)明的第三高頻放大器的原理如下。
濾波裝置12有一個(gè)處在等于頻率差Δf的頻率之下的頻率的通帶。
因此，即使有大量數(shù)目的載波用于產(chǎn)生待放大的多載波信號(hào)，或即使這些載波的頻率以不同或變化方式分配，也使SN比穩(wěn)定地保持，而不改變?yōu)V波裝置12的特征。
按照本發(fā)明的第四高頻放大器的原理如下。
濾波裝置12具有一個(gè)其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波的頻帶，或一個(gè)包含為其分配的所述頻帶的較高通帶。
特別是，由于放大裝置11的非線性所產(chǎn)生的諧波分量和具有Δf頻率的調(diào)制積一起，受到濾波裝置12的抑制，同樣提高了SN比。
按照本發(fā)明的第五高頻放大器的原理如下。
放大裝置11放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。濾波裝置21與放大裝置11的輸出端連接，它有一個(gè)拒斥頻帶，位于所述多載波信號(hào)占有的頻帶范圍之內(nèi)，和一個(gè)通帶，具有一個(gè)其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波的頻帶，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶。
按照本發(fā)明的第六高頻放大器的原理如下。
放大元件11放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。濾波裝置21與放大裝置11的輸出端連接，它有一個(gè)拒斥頻帶，位于所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，和一個(gè)通帶，具有一個(gè)其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波的頻帶，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶。
因此，只要預(yù)先在濾波裝置12中建立濾波特性，使其適應(yīng)放大裝置11的特性和希望的頻率分配，則在這種高頻放大器中，包括上述放大裝置11和濾波裝置12的小規(guī)模電路能實(shí)現(xiàn)高效率和高SN比。
按照本發(fā)明的第七高頻放大器的原理如下。
濾波裝置12和21并聯(lián)連接在放大裝置11與和放大裝置11的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間。
也就是，對(duì)濾波裝置12和21的輸入/輸出阻抗給定值，使其適合于放大裝置11的輸出阻抗和負(fù)載的阻抗，只要這些阻抗具有已知值。
因此，濾波裝置12和21的濾波特性能作為適合于這樣阻抗的轉(zhuǎn)移函數(shù)，設(shè)置在希望精度。
圖2是說(shuō)明按照本發(fā)明的放大元件的原理的方框圖。
該放大元件通過(guò)和濾波裝置12和21集成，以形成一個(gè)集成電路而構(gòu)成。
按照本發(fā)明的放大元件的原理如下。
該放大元件通過(guò)放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)，并且和上述濾波裝置12和21中任何一個(gè)集成，以形成一個(gè)集成電路而構(gòu)成。
特別是，由于濾波裝置12或21如上所述集成，所以與不集成濾波裝置12或21的情況比較，引到按照本發(fā)明的放大元件的輸出端的終端的線的長(zhǎng)度較短。
因此，與把濾波裝置12或21布置在外面的情況比較，該線的阻抗較小。
并且，即使有大量數(shù)目的載波用于產(chǎn)生待放大的多載波信號(hào)，或即使沿這些載波的頻率軸上的頻率差大，也能實(shí)現(xiàn)高SN比。
在下文參考附圖，詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明的實(shí)施例。
圖3表示按照本發(fā)明的高頻放大器的第一實(shí)施例。
在該圖中，輸入端通過(guò)電容器41與FET 42的柵極連接，F(xiàn)ET 42是放大裝置和放大元件。通過(guò)電感器43對(duì)FET 42的柵極施加一個(gè)給定的偏置電壓Vgs。FET 42的源極接地。FET 42的漏極通過(guò)電容器44與輸出端連接。通過(guò)并聯(lián)諧振器47對(duì)FET 42的漏極施加一個(gè)給定的電源電壓Vds，并聯(lián)諧振器47是濾波裝置，并且包括電感器45和電容器46的并聯(lián)組合。用于各自供給偏置電壓Vgs和電源電壓Vds的電源線48-1和48-2分別通過(guò)電容器49-1和49-2及電容器50-1和50-2接地。
圖4是按照本發(fā)明的高頻放大器的第一實(shí)施例的組裝圖。
在該圖中，相同部件用和圖3同樣標(biāo)號(hào)表示。
在電路板51-1的一面上形成串聯(lián)的矩形微帶線52-1和52-2，及電源線48-1和接地圖形53-1，電源線48-1和接地圖形53-1兩者包括與微帶線52-1和52-2并聯(lián)安排的矩形線路。在微帶線52-1和52-2的相對(duì)端之間連接一個(gè)電容器41。在微帶線52-2與電源線48-1之間連接一個(gè)電感器43。在電源線48-1與接地圖形53-1之間并聯(lián)連接電容器49-1和49-2。
在電路板51-2的一面上，形成串聯(lián)的矩形微帶線52-3和52-4，包括與微帶線52-3和52-4并聯(lián)安排的矩形線路的電源線48-2，和接地圖形53-2。FET 42的柵極與微帶線52-2和連接電容器41的端相對(duì)的端連接，而FET 42的漏極與微帶線52-3的一端連接。電容器44連接在微帶線52-3和FET 42的漏極連接的端相對(duì)的端與微帶線52-4的一端之間。電感器45和電容器46連接在微帶線52-3與電源線48-2之間。電容器50-1和50-2連接在電源線48-2與接地圖形53-2之間。
圖1所示部件與本實(shí)施例之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。電容器41、44、49-1、49-2、50-1和50-2，F(xiàn)ET 42，電感器43和45，及電源線48-1和48-2對(duì)應(yīng)于放大裝置11。并聯(lián)諧振器47對(duì)應(yīng)于濾波裝置12。
按照本發(fā)明的高頻放大器的第一實(shí)施例的操作如圖5圖解說(shuō)明。
如下參考圖3至圖5，敘述本實(shí)施例的操作。對(duì)FET 42施加上述偏置電壓Vgs和電源電壓Vds，以便使FET 42的操作點(diǎn)能設(shè)置在或在作為AB類放大器或作為B類放大器的適當(dāng)操作點(diǎn)。
預(yù)先分別設(shè)置電容器41和42的電容值，電感器43和45的電感值，及微帶線52-1至52-4的特性阻抗和線長(zhǎng)值，以便以希望精度在FET 42和預(yù)先安排的電路之間及后續(xù)級(jí)之間實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
預(yù)先關(guān)于待放大多載波信號(hào)設(shè)置電容器49-1、49-2、50-1和50-2的電容，以便電源線48-1和48-2的阻抗為希望小值。而且，通過(guò)組合分別具有f1至fN載波頻率的RF信號(hào)，產(chǎn)生多載波信號(hào)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假定僅存在f1和f2兩個(gè)波。
預(yù)先設(shè)置包括在并聯(lián)諧振器47中的電感器45的電感和電容器46的電容，以便滿足如下給定的條件(1)和(2)。
(1)并聯(lián)諧振器47的諧振頻率fr在希望精度下等于值fr＝(f1+f2)/2(圖5中(1))。
(2)在FET 42的非線性偏差范圍內(nèi)，使交叉調(diào)制失真的電平抑制為容許電平(圖5中(2))，其中產(chǎn)生交叉調(diào)制失真，以便上述基本調(diào)制積的電平是在組合與FET 42的漏極連接的內(nèi)部等效電路、電容器44和通過(guò)電容器44連接的電路的后續(xù)級(jí)的各個(gè)阻抗下，以基本調(diào)制積的調(diào)制積產(chǎn)生。
由于在放大上述多載波信號(hào)的過(guò)程期間所產(chǎn)生的基本調(diào)制積的分量被并聯(lián)諧振器47抑制到希望電平，所以類似地抑制了以基本調(diào)制積的調(diào)制積產(chǎn)生的交叉調(diào)制失真。
這樣，按照本發(fā)明，只要用包括并聯(lián)諧振器47的簡(jiǎn)單布置的電路，以該電路和電路的后續(xù)級(jí)終止輸出端，使并聯(lián)諧振器47的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)和阻抗適合于希望的頻率分配，并且設(shè)置在滿足上述條件(1)和(2)的值，則能以高SN比獲得希望電平的多載波信號(hào)。
而且，按照本實(shí)施例，以高SN比同時(shí)放大多載波信號(hào)中包含的多個(gè)RF信號(hào)。因此，能減少維修和操作費(fèi)用及功率消耗。另外，緩解了按照本實(shí)施例的無(wú)線基站辦公處建立的限制，并且提高了可靠性。
在本實(shí)施例中，根據(jù)希望的頻率分配，載波的頻率f1至fN給定為已知值。
應(yīng)該理解，即使不知道這樣的頻率分配，但是只要已知待放大的多載波信號(hào)所占有的頻帶，和頻率軸上載波頻率之間頻率差的最大值，則通過(guò)把并聯(lián)諧振器47的振幅特性預(yù)設(shè)為這樣電平，其中使能夠在小于或等于最大值的頻帶中分布的基本調(diào)制積的電平抑制為希望電平，那么本發(fā)明能用于各種頻率分配。
在本實(shí)施例中，并聯(lián)諧振器47的品質(zhì)因數(shù)設(shè)置為滿足上述條件(2)的值。
然而，在品質(zhì)因數(shù)預(yù)設(shè)為一個(gè)值，其中多載波信號(hào)的二次諧波抑制為小于或等于希望值的情況下，則如圖5中(3)和(4)所示，亂真特性和效率都得到提高。
而且，在本實(shí)施例中，并聯(lián)諧振器47的一端與電源線48-2直接連接，以便諧振器在交流通路中接地。
然而，如圖6所示，并聯(lián)諧振器47的一端可以通過(guò)一個(gè)阻斷直流耦合的電容器61直接接地，其中在由多載波信號(hào)占有的頻帶下的阻抗比并聯(lián)諧振器47的阻抗足夠小。62所示是一個(gè)電感器，其中對(duì)于多載波信號(hào)的阻抗在圖6中相當(dāng)小。
在本實(shí)施例的又一個(gè)特征中，并聯(lián)諧振器47適合為一個(gè)濾波器，以把基本調(diào)制積的電平抑制到希望值。
然而，如果濾波器具有與希望的頻率分配相適合，并且使在該頻率分配下所能產(chǎn)生的基本調(diào)制積得到抑制的特性，則并聯(lián)諧振器47可以用一個(gè)在基本調(diào)制積的頻率Δf下具有衰減極的陷波濾波器(圖7(a))，或一個(gè)在包含頻率Δf的低頻下具有通帶的濾波器(圖7(b))來(lái)代替。
圖8表示按照本發(fā)明的高頻放大器的第二實(shí)施例。
在該圖中，相同元件和功能用和圖3所示同樣標(biāo)號(hào)表示，并且這里將省略其敘述。
本實(shí)施例和圖3所示實(shí)施例之間布置的不同是并聯(lián)諧振器47用電感器71代替，并且FET 42的漏極通過(guò)包括串聯(lián)電感器72和電容器73的串聯(lián)諧振器74接地。
關(guān)于本實(shí)施例和圖1所示元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，除包括電感器72和電容器73的串聯(lián)諧振器74對(duì)應(yīng)濾波裝置21外，和上述第一實(shí)施例的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。
圖9是按照本發(fā)明的高頻放大器的第二實(shí)施例的組裝圖。
在該圖中，相同元件和功能用和圖4所示同樣標(biāo)號(hào)表示，并且這里將省略其敘述。
本實(shí)施例與圖3所示實(shí)施例之間元件方面的不同如下。
(1)在電路板51-2的表面上，有微帶線52-3，在FET 42的漏極與之連接的微帶線52-3的一端附近，在給定距離處形成一個(gè)矩形接合區(qū)81R。
(2)在離接合區(qū)81R給定距離處，還形成一個(gè)接地矩形接合區(qū)81G。
(3)使電感器72連接在微帶線52-3的一端與接合區(qū)81R之間。
(4)使電感器71連接在微帶線52-3的另一端與電源線48-2之間。
(5)使電容器73連接在接合區(qū)81R與81G之間。
以下將參考圖5、圖8和圖9，說(shuō)明本實(shí)施例的操作。
電感器71形成一條從電源線48-2到FET 42的漏極的通路，它供給驅(qū)動(dòng)直流功率。
這個(gè)電感器71具有一個(gè)電感，它在FET 42與通過(guò)電容器44連接的后續(xù)級(jí)之間實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
組成串聯(lián)諧振器74的電感器72的電感和電容器73的電容預(yù)設(shè)為滿足條件(a)和(b)的值。
(a)如圖5中(5)所示，串聯(lián)諧振器74的諧振頻率幾乎設(shè)置在多載波信號(hào)的二次諧波所占有的頻帶的中央。
(b)上述阻抗匹配以高精度保持，并且能在多載波信號(hào)占有的頻帶中獲得希望轉(zhuǎn)移特性。
由于串聯(lián)諧振器74抑制在放大多載波信號(hào)的過(guò)程期間產(chǎn)生的較高諧波，所以與現(xiàn)有技術(shù)比較，改善了亂真特性。
在本實(shí)施例中，用串聯(lián)諧振器74抑制多載波信號(hào)的二次諧波。
然而，例如，如圖10中(a)、(b)和(c)所示，串聯(lián)諧振器74可以代替為(a)一個(gè)帶通濾波器，它具有一個(gè)通帶，位于二次諧波所分布的頻帶中，(b)一個(gè)梳齒濾波器，在多載波信號(hào)所包括的各載波的頻率兩倍頻率下具有通帶，(c)一個(gè)高通濾波器，在低于或等于較高諧波所分布的頻帶的頻率下具有拒斥頻帶。
圖11表示按照本發(fā)明的放大元件的第一實(shí)施例。
在該圖中，相同元件和功能用和圖6所示同樣標(biāo)號(hào)表示，并且這里將省略其敘述。
圖11所示實(shí)施例的特點(diǎn)在于FET 91的布置，它能代替FET 42安裝。
FET 91由下列元件構(gòu)成(1)包裝件92，它還用作源端，(2)引線93G和93D，通過(guò)絕緣材料(未示出)安裝在包裝件92上，并且對(duì)應(yīng)于源端和漏端，(3)接片94，和引線93G和93D一起安裝在包裝件92之內(nèi)給定表面上，(4)FET片96，布置在接片94上，通過(guò)金線95-1至95-4與引線93G連接，并且通過(guò)金線96-1至96-4與引線93D連接，(5)矩形導(dǎo)線圖形97，和FET片96一起布置在接片94上，(6)第一環(huán)形圖形98-1，在導(dǎo)線圖形97周圍以間隔隔開(kāi)形成(7)第二環(huán)形圖形98-2，在第一環(huán)形圖形周圍以間隔隔開(kāi)形成，并且與接片94(包裝件92)接地，(8)金線99-1，連接在引線93D與導(dǎo)線圖形97之間，(9)金線99-2，連接在引線93D與第一導(dǎo)線圖形98-1之間。
本實(shí)施例與圖2所示元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。導(dǎo)線圖形97、第一環(huán)形圖形98-1、第二環(huán)形圖形98-2和金線99-1及99-2對(duì)應(yīng)于濾波裝置12。
在如上所述布置的FET 91中，導(dǎo)線圖形97、第一導(dǎo)線圖形98-1和第二導(dǎo)線圖形98-2按照希望形狀、尺寸和布置，在接片94上以膜形狀分層或形成。使其上應(yīng)該形成這些圖形的表面的材料的相對(duì)固有電容率預(yù)設(shè)為希望值，以便形成和導(dǎo)線圖形97與第一導(dǎo)線圖形98-1之間的電容器46具有相同電容的電容器。并且，在第一導(dǎo)線圖形98-1與第二導(dǎo)線圖形98-2之間形成另一個(gè)和電容器61具有相同電容的電容器。
金線99-1和99-2預(yù)先形成希望形狀和給定的預(yù)定尺寸，以便成為分別對(duì)應(yīng)于電感器62和45的電感器。
也就是，圖6所示的并聯(lián)諧振器47和電容器61在能代替FET 42安裝的FET 91內(nèi)部整體地形成。電容器61的一端與對(duì)應(yīng)于FET 91的源端的接片94(包裝件92)直接接地。
這樣，在本實(shí)施例中，即使多載波信號(hào)所包括的多載波的距離大，但是如圖6虛線所示，由于和并聯(lián)諧振器47在FET 42的外面接地時(shí)的情況比較，以高精度抑制了基本調(diào)制積，所以使交叉調(diào)制積得到有效地抑制。
圖12表示按照本發(fā)明的放大元件的第二實(shí)施例。
在該圖中，相同元件用和圖8和圖11所示同樣標(biāo)號(hào)表示，并且這里將省略其敘述。
圖8所示本實(shí)施例的特點(diǎn)在于FET 91A的布置，它能代替FET 42安裝。
FET 91A與圖11所示FET 91之間布置的不同是不形成第二環(huán)形圖形98-2，使第一環(huán)形圖形98-1與接片94(包裝件92)接地，并且不設(shè)置金線92-2。
而且，關(guān)于本實(shí)施例與圖2方框圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，導(dǎo)線圖形97、第一環(huán)形圖形98-1和金線99-1對(duì)應(yīng)于濾波裝置21。
在如上述構(gòu)成的FET 91A中，導(dǎo)線圖形97和第一導(dǎo)線圖形98-1按照希望形狀、尺寸和布置，在接片94上以膜形狀分層或形成。使其上形成這些圖形的表面形成材料的相對(duì)固有電容率預(yù)設(shè)為給定值。因此，在導(dǎo)線圖形97與第一導(dǎo)線圖形98-1之間形成一個(gè)和電容器73具有相同電容的電容器。
金線99-1預(yù)先形成希望形狀和給定尺寸，以便成為對(duì)應(yīng)于電感器72的電感器。
也就是，圖8所示的并聯(lián)諧振器47在能代替FET 42安裝的FET91A內(nèi)部整體地形成。并聯(lián)諧振器47的一端與對(duì)應(yīng)于FET 91A的源端的接片94(包裝件92)直接接地。
這樣，在本實(shí)施例中，如圖9虛線所示，和FET 42的漏極通過(guò)布置在FET 42外面的串聯(lián)諧振器74接地時(shí)的情況比較，以高精度抑制了二次諧波。因此，使SN比提高。
而且，在本實(shí)施例中，F(xiàn)ET片96和并聯(lián)諧振器47或串聯(lián)諧振器74布置在接片94上，并且通過(guò)金線96-1至96-4、99-1、99-2和引線93D連接在一起，以便以多片集成電路集成整體。
然而，金線96-1至96-4、99-1和99-2可以和并聯(lián)諧振器47或串聯(lián)諧振器74集成，以便例如形成單片集成電路或混合集成電路。
在上述各個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明適用于應(yīng)用CDMA系統(tǒng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)射部分。
然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于任何其中放大上述多載波信號(hào)的電子器具、設(shè)備或系統(tǒng)，而與多址聯(lián)接方法、調(diào)制方法、頻帶、頻率分配或通道頻率指配無(wú)關(guān)。
而且，本發(fā)明能在除移動(dòng)通信系統(tǒng)外的無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)或有線發(fā)射系統(tǒng)范圍內(nèi)，簡(jiǎn)單地用于在RF頻帶或IF頻帶內(nèi)執(zhí)行給定處理的發(fā)射部分或接收部分。
在上述各個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明適用于AB類功率放大器，它用FET42、91和91A作為放大元件。
然而，取決于放大元件、放大元件的操作點(diǎn)、用于和先前或后續(xù)級(jí)耦合的電路的系統(tǒng)、電平、待放大多載波信號(hào)所占有的頻帶和頻寬、增益、SN比、線性，以及要實(shí)現(xiàn)的效率，能應(yīng)用本發(fā)明，而與是否增加反饋電路無(wú)關(guān)。
應(yīng)該注意，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是可能在本發(fā)明的范圍之內(nèi)有各種變化和變更。而且，可以部分地或在整個(gè)設(shè)備之內(nèi)進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種高頻放大器，包括一個(gè)放大裝置，用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)；和一個(gè)濾波裝置，與所述放大裝置的輸出端連接，具有一個(gè)拒斥頻帶，位于所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，這樣的轉(zhuǎn)移特性便于把噪聲的電平抑制在預(yù)定上限之下，所述噪聲是以多載波信號(hào)之間的調(diào)制積，和頻率等于頻率軸上頻率差Δf的調(diào)制積產(chǎn)生，作為所述載波之間的合成積，和一個(gè)通帶，在其范圍內(nèi)包括所述頻率差Δf。
2.一種高頻放大器，包括一個(gè)放大元件，用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)；和一個(gè)濾波元件，與所述放大裝置的輸出端連接，具有一個(gè)拒斥頻帶，位于所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，這樣的轉(zhuǎn)移特性便于把噪聲的電平抑制在預(yù)定上限之下，所述噪聲是以多載波信號(hào)之間的調(diào)制積，和頻率等于頻率軸上頻率差Δf的調(diào)制積產(chǎn)生，作為所述載波之間的合成積，和一個(gè)通帶，在其范圍內(nèi)包括所述頻率差Δf。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置的所述通帶具有一個(gè)頻帶，它低于或等于和為其分配的所述頻率差Δf相等的頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置的所述通帶具有一個(gè)頻帶，其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶。
5.如權(quán)利要求3所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置的所述通帶具有一個(gè)頻帶，其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶。
6.一種高頻放大器，包括一個(gè)放大裝置，用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)；和一個(gè)濾波裝置，與所述放大裝置的輸出端連接，具有一個(gè)拒斥頻帶，位于所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，一個(gè)通帶，具有一個(gè)頻帶，其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶。
7.一種高頻放大器，包括一個(gè)放大元件，用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)；和一個(gè)濾波元件，與所述放大裝置的輸出端連接，具有一個(gè)拒斥頻帶，位于所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，一個(gè)通帶，具有一個(gè)頻帶，其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶。
8.如權(quán)利要求1所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置并聯(lián)連接在所述放大裝置與和所述放大裝置的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間。
9.如權(quán)利要求3所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置并聯(lián)連接在所述放大裝置與和所述放大裝置的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間。
10.如權(quán)利要求4所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置并聯(lián)連接在所述放大裝置與和所述放大裝置的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間。
11.如權(quán)利要求5所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置并聯(lián)連接在所述放大裝置與和所述放大裝置的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間。
12.如權(quán)利要求6所述的高頻放大器，其中所述濾波裝置并聯(lián)連接在所述放大裝置與和所述放大裝置的輸出側(cè)連接的負(fù)載之間。
13.一種放大元件，其中輸出端與一個(gè)濾波裝置連接，該濾波裝置具有一個(gè)拒斥頻帶，位于由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，這樣的轉(zhuǎn)移特性便于把噪聲的電平抑制在容許上限之下，所述噪聲以多載波信號(hào)之間的調(diào)制積，和頻率等于頻率軸上頻率差Δf的調(diào)制積產(chǎn)生，作為所述載波之間的合成積，和一個(gè)通帶，在其范圍內(nèi)包括所述頻率差Δf；所述放大元件和所述濾波裝置集成，以形成一個(gè)集成電路；并且所述放大元件放大所述多載波信號(hào)。
14.一種放大元件，其中輸出端與一個(gè)濾波裝置連接，該濾波裝置具有一個(gè)拒斥頻帶，位于由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的所述多載波信號(hào)所占有的頻帶范圍之內(nèi)，和一個(gè)通帶，具有一個(gè)頻帶，其中分布所述多載波信號(hào)的二次諧波，或一個(gè)較高通帶，包含為其分配的所述頻帶；所述放大元件和所述濾波裝置集成，以形成一個(gè)集成電路；并且所述放大元件放大所述多載波信號(hào)。
全文摘要
放大元件構(gòu)成為放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。一種高頻放大器,用于放大由組合多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的載波所產(chǎn)生的多載波信號(hào)。該放大器在其輸出端執(zhí)行預(yù)定濾波處理。還公開(kāi)了一種放大元件,它和一個(gè)電路集成,用于抑制非線性失真的主分量,這樣形成一個(gè)集成電路。在應(yīng)用本發(fā)明的電子器具、設(shè)備或系統(tǒng)中,能實(shí)現(xiàn)降低價(jià)格和尺寸,改善可靠性,及以較低費(fèi)用更有效地實(shí)行維修和操作。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1264957SQ9912709
公開(kāi)日2000年8月30日 申請(qǐng)日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月25日
發(fā)明者大川滋, 高橋清隆, 高屋敷巧 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社