功率放大器、功率放大方法和無線電通信裝置的製作方法

2023-09-17 22:28:30

專利名稱：功率放大器、功率放大方法和無線電通信裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及放大高頻功率的功率放大器、功率放大方法，以及使用該功率放大器的無線電通信裝置。
(2)背景技術為了尺寸縮減和功率節省，要求用於可攜式電話機終端和基站的功率放大器具有高功率和高效率的特性。尤其是，當處理諸如W-CDMA信號之類的寬帶傳輸信號時，功率放大器具有寬帶寬和小失真是必要的。
然而，通常把其載波受調製波調製的已調波的頻譜分布於近似於調製波的頻率的頻帶中。當把具有這樣頻譜的已調波的頻率的信號輸入到功率放大器時，由於用於功率放大器的諸如FET(場效應電晶體)之類的放大元件的非線性性，除了互調失真分量之外還產生了出現在所述已調波的不同頻率分量的信號之間的差的頻率處的二階互調失真分量。
而且，如上所述，為了提供高功率特性，把並聯布置於多觸點結構的FET或並聯組合以增加選通脈衝寬度的多重FET用作功率放大器的放大元件。
在這樣的功率放大器中，當FET的輸出端上的已調波的調製波的頻率處的阻抗高到一定程度，就引起了出現在所述已調波的不同頻率分量的信號之間的差的頻率處的二階互調失真分量。所述二階互調失真分量的頻率被分布於調製波的頻率的鄰近頻率之中，並且所述二階互調失真分量再次與FET漏極處的經放大的信號混頻，使互調失真更差。這指示出沒有有效地使用FET的線性性。
圖10示出了失真特性極佳的常規功率放大器1113。圖10的功率放大器1113包括輸入端子1101、匹配電路1102、1106和1110、FET1103、電感器1104和1109、電容器1105和1108、四分之一波長帶狀線1107、輸出端子1111以及偏置供電電源端子1112。
匹配電路1102是將所述輸入端子1101的阻抗匹配到FET1103的漏極上的阻抗的電路。
電感器1104和電容器1105是在已調波的頻率處串聯諧振電路。假設所述已調波的頻率是例如1GHz，而已調波的調製波的頻率是例如20MHz。
匹配電路1106是將FET 1103的輸出端上的阻抗匹配到匹配電路1110的一側上的阻抗的電路。
全波短路電路1107是對已調波的頻率的諧波(如帶狀線)短路的電路。
電容器1108、電感器1109以及偏置電源1112構成了向FET 1103的柵極提供偏置電壓的偏置軛流電路。
匹配電路1110是將匹配電路1106的一側上的阻抗匹配到輸出端子1111一側上的阻抗的電路。
接著將描述常規功率放大器的操作。
如上所述，由於用已調波的的調製波(20MHz)調製所述已調波(1GHz)的頻率的信號，就把所述已調波的頻率的信號的頻率分布到例如離開1GHz鄰近頻率大約±20MHz的頻帶中。
當輸入到所述輸入端子1101時，所述已調波的頻率的信號通過所述匹配電路1102使其阻抗得到匹配，並且將該信號輸入到所述FET 1103的柵極。通過由偏置供電端子1112、電容器1108和電感器1109構成的偏置軛流電路向所述FET1103的漏極提供偏置電壓。
因此，由FET 1103將輸入到所述FET 1103的柵極的已調波的頻率的信號功率放大，並從所述FET 1103的漏極輸出，作為經放大的信號。由於所述FET 1103的非線性性，所述經放大的信號還包括出現在所述已調波的不同頻率分量的信號之間的差的頻率處的二階互調失真分量。所述二階互調失真分量分布於所述調製波(20MHz)的頻率的鄰近頻率中。
設置由電感器1104和電容器1105所構成的諧振電路的常數，使得所述諧振電路在所述調製波的頻率的鄰近頻率中串聯諧振。因此，它的阻抗在所述調製波的頻率(20MHz)處是短路的，而在所述已調波的頻率(1GHz)處是高的。
因此，由於由所述電感器1104和所述電容器1105所構成的諧振電路將包括於經放大的分量中的所述二階互調失真分量短路，就在所述FET 1103的漏極端上降低了根據所述調製波的頻率而變化的信號分量的電壓。因此，減少了上述問題，即所述二階互調失真分量與漏極處的經放大的信號混頻，使互調失真更差。
如上所述，從所述FET 1103輸出的經放大的信號通過電感器1104和電容器1105使其二階互調失真分量變得平滑，並且用所述匹配電路1106使其阻抗得到匹配。由所述已調波的高階諧波(具有大約2GHz和不少於2GHz頻譜的信號)將由所述全波短路電路1107和電容器1108所構成的電路短路。因此，由所述全波短路電路1107和電容器1108所構成的電路使包含於從所述匹配電路1106輸出的經放大的信號中的已調波的高階諧波短路。使其高階諧波如此縮減的經放大的信號通過所述匹配電路1110使其阻抗得到匹配，並且從所述輸出端子1111將其輸出。
如上所述，用於諸如W-CDMA之類的通信模式的功率放大器具有寬頻帶和小失真是有必要的。為了實現這個目的，如上所述，尤其重要的是，放大元件的輸出端上的電路部分在調製波(20MHz)的頻率處的阻抗比所述放大元件的輸出端在已調波的頻率(1GHz)處的阻抗低。
而且，如果在除了參考圖10而描述的常規功率放大器1113所使用的結構之外的結構中，能降低輸出端上的電路部分的阻抗，則將相應地提高設計的自由程度。
也就是說，在不同於常規功率放大器的結構的結構中，能在調製波的頻率處降低放大元件的輸出端上的電路部分的阻抗的情況中要求功率放大器。
而且，雖然在參考圖10而描述的常規功率放大器1113中，使在所述調製波(20MHz)的頻率處的阻抗接近於由電感器1104和電容器1105所構成的諧振器造成的短路，實際上，由於在電感器1104和電容器1105處在所述調製波的頻率處引起了一些損耗，產生調製波的頻率處的理想短路是困難的。為了降低損耗，有必要增加電感器1104和電容器1105的物理尺寸，並且這增加了功率放大器的尺寸。
也就是說，所述放大元件的輸出端上的電路部分的阻抗在所述調製波的頻率處較低是困難的，並且因此更有效地使用所述放大元件的線性性是困難的。
在諸如W-CDMA之類的通信模式之前的無線電通信系統中，由於用於通信的頻帶較窄，不會產生這樣的問題。然而，在近來的諸如W-CDMA系統之類的寬帶系統中，它是日益重要的問題。
(3)發明內容鑑於上述問題，本發明的一個目的是提供一種功率放大器、功率放大方法和一種無線電通信裝置，所述功率放大器和能夠在不同於常規功率放大器的結構的結構中在調製波的頻率處降低放大元件的輸出端上的電路部分的阻抗。
本發明的另一目的是提供一種功率放大器、功率放大方法和一種無線電通信裝置，所述功率放大器能夠使放大元件的輸出端上的電路部分的阻抗在調製波的頻率處較低，並能夠更有效地使用所述放大元件的線性性。
本發明的第1發明是一種功率放大器，包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成2個；第1放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的一個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的另一輸出；組合電路，將所述第1放大元件的輸出與所述第2放大元件的輸出組合，以輸出組合信號；第1濾波器，使其一端連接到所述第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；以及倒相電路，把它連接於所述第1濾波器的另一端和所述第2濾波器的另一端之間，所述倒相電路允許調製波的頻帶的信號通過，而將調製波的頻率的信號的相位反轉。
根據第1發明，本發明的第2發明是一種功率放大器，其中所述倒相電路包括電感器和電容器。
根據第2發明，本發明的第3發明是一種功率放大器，其中所述倒相電路包括電感器，使其一端連接到所述第1濾波器的另一端，而使其另一端連接到所述第2濾波器的另一端；
第1電容器，使其一端連接到所述電感器的一端，而使其另一端接地；以及第2電容器，使其一端連接到所述電感器的另一端，而使其另一端接地，以及其中所述倒相電路的一端是所述電感器的一端，而所述倒相電路的另一端是所述電感器的另一端。
根據第1發明，本發明的第4發明是一種功率放大器，其中進一步包括偏置軛流電路，把它連接所述第1濾波器、所述第2濾波器和所述倒相電路的至少一個，所述偏置軛流電路提供偏置電壓。
根據第2發明，本發明的第5發明是一種功率放大器，其中所述倒相電路包括第1電感器；第2電感器；第1電容器；第2電容器；以及第3電容器，其中所述第1電感器使其一端連接到所述第1濾波器的另一端，而使其另一端連接到所述第2電感器的一端，所述第2電感器使其另一端連接到所述第2濾波器的另一端，所述第1電容器使其一端連接到所述第1電感器的一端，而使其另一端接地，所述第2電容器使其一端連接到所述第1電感器的另一端，而使其另一端接地，以及所述第3電容器使其一端連接到所述第2電感器的另一端，而使其另一端接地，以及其中所述倒相電路的一端是所述第1電感器的一端，而所述倒相電路的另一端是所述第2電感器的另一端。
根據第5發明，本發明的第6發明是一種功率放大器，其中所述倒相電路包括第4電感器，使其一端連接到偏置電源，而使其另一端連接到所述第1電感器的另一端；以及第4電容器，把它連接到所述第4電感器的一端，而使其另一端接地。
本發明的第7發明是一種功率放大器，包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成至少2個；第1放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的一個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的另一輸出；第1濾波器，使其一端連接到所述第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及倒相放大器，使其輸出連接到所述第1濾波器的另一端，而使其輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉，其中至少把所述第1放大元件的所述輸出輸出到外面。
本發明的第8發明是一種功率放大器，包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；第1濾波器，使其一端連接到(N-1)分離電路的輸入，該電路將其輸入分離成(N-1)個並使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大器，使其輸入連接到所述第2濾波器的另一端，而使其輸出連接到所述第1濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號。
本發明的第9發明是一種功率放大器，包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；(N-1)個第1濾波器，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大器，使其輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號，其中把所述(N-1)個第1濾波器的所述其它端連接到(N-1)個(N-1)分離電路的輸出，所述分離電路將其輸入分離成(N-1)並連接到所述倒相放大器的一個輸出。
本發明的第10發明是一種功率放大器，包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；(N-1)個第1濾波器，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及(N-1)個倒相放大器，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波器的另端，而使它們的輸入連接到(N-1)分離電路的(N-1)個輸出，所述分離電路將其輸入分成(N-1)個並且使它們的輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號。
本發明的第11發明是一種功率放大器，包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；(N-1)個第1濾波器，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；(N-1)個倒相放大器，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波器的另端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；(N-1)個第2濾波器，使其一端連接到所述(N-1)個倒相放大器的輸入，而使其另一端連接到(N-1)分離電路的(N-1)個輸出，所述分離電路將其輸入分離成(N-1)個並被連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號。
根據本發明的第7至第11任一發明，本發明的第12發明是一種功率放大器，其中所述第2放大元件的所述輸出是端接的。
根據本發明的第12發明，本發明的第13發明是一種功率放大器，其中所述第2放大元件的所述輸出是端接的，意味著把終接電阻器連接到所述第2放大元件的輸出，或者意味著把包括電容器和/或電感器的終接負載連接到所述第2放大元件的輸出。
根據本發明的第7至第11任一發明，本發明的第14發明是一種功率放大器，其中所述第2放大元件在放大元件尺寸上小於所述第1放大元件。
根據本發明的第1至第6和第8至第11中任一發明，本發明的第15發明是一種包括多個功率放大器的功率放大器，其中用一個公用元件替代所述功率放大器的所述分離電路，而輸入相同的已調波的頻率的信號，以及用一個公用元件替代所述功率放大器的所述組合電路，並輸出由信號組合產生的一個輸出信號。
本發明的第16發明是一種功率放大器，包括多個根據權利要求7的功率放大器；以及組合電路，通過信號組合產生要輸出到所述功率放大器的外面的輸出，並輸出所述輸出，其中用一個公用元件替代所述功率放大器的所述分離電路，並且輸入相同的已調波的頻率的信號。
本發明的第17發明是一種具有多層介電基底的功率放大器，其中在所述介電基底上形成根據根據第1至第11發明的任一發明的功率放大器。
根據本發明的第17發明，本發明的第18發明是一種功率放大器，其中所述多層介電基底包括置於其上的半導體基底；置於所述半導體基底之下的多層介電基底。
根據本發明的第18發明，本發明的第19發明是一種功率放大器，其中包括內部匹配基底，在其中配置所述多層介電基底。
根據第1至第11發明的任一發明，本發明的第20發明是一種功率放大器，其中所述已調波的頻率的信號的頻率不超過所述調製波的頻帶的信號的頻帶1000倍。
根據第1至第11發明的任一發明，本發明的第21發明是一種功率放大器，其中所述第1濾波器和所述第2濾波器允許調製波的頻率的信號的諧波分量通過。
本發明的第22發明是一種具有至少一個輸出發射波的發射電路的無線電通信裝置，其中所述發射電路使用根據權利要求1至11的任一項的功率放大器。
本發明的第23發明是一種功率放大方法，包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成2個；第1放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的另一輸出，並將其輸入放大；組合步驟，將所述第1放大步驟的輸出與所述第2放大步驟的輸出組合，以輸出組合信號；第1濾波步驟，使其一端連接到所述第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；倒相步驟，把它連接於所述第1濾波步驟的另一端和所述第2濾波步驟的另一端之間，所述倒相步驟允許調製波的頻帶的信號通過，而將調製波的頻率的信號的相位反轉。
本發明的第24發明是一種功率放大方法，包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成至少2個；第1放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的另一輸出，並將其輸入放大；第1濾波步驟，使其一端連接到所述第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及倒相放大步驟，使其輸出連接到所述第1濾波步驟的另一端，而使其輸入連接到所述第2濾波步驟的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉，其中至少把所述第1放大步驟的所述輸出輸出到外面。
本發明的第25發明是一種功率放大方法，包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到所述分離步驟的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離步驟的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出，並將它們的輸入放大；第1濾波步驟，使其一端連接到(N-1)分離步驟的輸入，將其輸入分離成(N-1)個並使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大步驟，使其輸入連接到所述第2濾波步驟的另一端，而使其輸出連接到所述第1濾波步驟的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號。
本發明的第26發明是一種功率放大方法，包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離步驟的(N-1)個輸出之外的所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；(N-1)個第1濾波步驟，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大步驟，使其輸入連接到所述第2濾波步驟的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號，其中把所述(N-1)個第1濾波步驟的所述其它端連接到(N-1)個(N-1)分離步驟的輸出，所述分離步驟將其輸入分離成(N-1)並被連接到所述倒相放大步驟的一個輸出。
本發明的第27發明是一種功率放大方法，包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到所述分離步驟的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出，並將其輸入放大；(N-1)個第1濾波步驟，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及(N-1)個倒相放大步驟，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波步驟的另端，而使它們的輸入連接到(N-1)分離步驟的(N-1)個輸出，所述分離步驟將其輸入分成(N-1)個並且使它們的輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號。
本發明的第28發明是一種功率放大方法，包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到所述分離步驟的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離步驟的(N-1)個輸出之外的所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；(N-1)個第1濾波步驟，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；(N-1)個倒相放大步驟，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波步驟的另端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；(N-1)個第2濾波步驟，使其一端連接到所述(N-1)個倒相放大步驟的輸入，而使其另一端連接到(N-1)分離步驟的(N-1)個輸出，所述分離步驟將其輸入分離成(N-1)個並被連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號。
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圖1是示出根據本發明的第1實施例的功率放大器的結構的視圖；圖2是示出根據本發明的第1實施例的功率放大器的差頻倒相電路和全波短路/偏置軛流電路部分的詳細結構的視圖；圖3是示出根據本發明的第1實施例的功率放大器的所述差頻倒相電路和所述全波短路/偏置軛流電路部分的詳細結構的視圖；圖4是示出根據本發明的第2實施例的功率放大器的結構的視圖；圖5是示出在多層介電基底中形成根據本發明的第1實施例的功率放大器的例子的視圖；圖6是示出在置於半導體基底上的介電層上形成根據本發明的第1實施例的功率放大器的例子的視圖；圖7是示出在高頻陶瓷封裝中包含根據本發明的第1實施例的功率放大器的例子的視圖；圖8是示出在多層介電基底中形成根據本發明的第2實施例的功率放大器的例子的視圖；圖9是示出本發明的第1和第2實施例中的無線電電路的結構的視圖；以及圖10是示出失真特性極佳的常規功率放大器的結構的視圖。1振蕩器2振蕩器3調製器4混頻器5功率放大器6雙工器7天線21 輸入端子22 匹配電路/分離電路23a FET23b FET24a 全波短路/偏置軛流電路24b 全波短路/偏置軛流電路25a 電容器
25b 電容器26 差頻倒相電路27a 電容器27b 電容器28 組合電路/匹配電路29 輸出端子41 匹配電路/分離電路42a FET42b FET42c FET45a 倒相放大器45b 倒相放大器(5)具體實施方式
下文中將描述本發明的實施例。圖1示出了根據本發明的第1實施例的功率放大器61的結構。
例如，把圖1的功率放大器61作為圖9所示的無線電電路63的功率放大器5而使用。
首先，將簡要地描述圖9的無線電電路63。
所述無線電電路63包括振蕩器1和2、調製器3、混頻器4和9、功率放大器5、低噪聲放大器8、雙工器6以及天線7。
調製器3是用由未說明的基帶部分產生的基帶I信號和基帶Q信號來調製從振蕩器1輸出的信號的正交調製器。在下面給出的描述中，將把基帶I信號和基帶Q信號的頻率稱為調製波的頻率，並假設調製波的頻率是例如20MHz。
混頻器4是將由調製器3調製的信號與從振蕩器2輸出的信號混頻成傳輸頻率的信號的電路。
在下面給出的描述中，將把傳輸頻率稱為已調波頻率，並假設所述已調波的頻率是例如1GHz。而且，和現有技術中一樣，把所述已調波的頻率的信號的頻率分布於離開1GHz的鄰近頻率大約±20MHz的頻帶中，所述20MHz是調製頻率。
功率放大器5是放大傳輸頻率的信號，即放大所述已調波的頻率的信號，並向雙工器6輸出經放大的信號的電路。
雙工器6是將經放大的信號送往天線7，並將由所述天線7接收的接收信號送往低噪聲放大器8的電路。
低噪聲放大器8是放大從所述雙工器6輸出的接收信號的電路。
混頻器9是將從低噪聲放大器8輸出的信號與從振蕩器2輸出的信號混頻成中頻信號的電路。
濾波器10是減少中頻的信號的多餘頻率分量的電路。
解調器11是將所述中頻的信號與從振蕩器1輸出的信號組合，從而恢復所述基帶I信號和基帶Q信號的正交解調器。
上述的無線電電路63用於使用諸如W-CDMA之類的通信模式的可攜式電話機終端，以及用作所述可攜式電話機終端的基站的無線電電路。通過把圖1的功率放大器61作為所述無線電電路63的功率放大器5使用，可以把無線電電路63實現成在寬頻帶上失真特性極佳，並且僅消耗小量功率。將描述作為所述無線電電路63的功率放大器5而使用的圖1的功率放大器61。
在圖1中，把匹配電路/分離電路22的輸入連接到功率放大器61的輸入端子21，而把FET 23a的柵極和FET 23b的柵極連接到所述匹配電路/分離電路22的兩個輸出。通過用於阻斷直流的電容器27a把FET 23a的漏極連接到組合電路/匹配電路28的一個輸入，而通過用於阻斷直流的電容器27b把FET23b的漏極連接到組合電路/匹配電路28的另一個輸入。把所述組合電路/匹配電路28的輸出連接到輸出端子29。
把所述FET 23a和FET 23b的源極都接地。把全波短路/偏置軛流電路24a的一端連接到所述FET 23a的漏極。類似地，把全波短路/偏置軛流電路24b的一端連接到所述FET 24a的漏極。
在所述全波短路/偏置軛流電路24a的另一端和所述全波短路/偏置軛流電路24b的另一端之間，連接了差頻倒相電路26。把用於旁路全波的電容器25a的一端連接到所述差頻倒相電路26的一端，而把所述電容器25a的另一端接地。類似地，把用於旁路全波的電容器25b的一端連接到所述差頻倒相電路26的另一端，而把所述電容器25b的另一端接地。
輸入端子21是一端子，把已調波的頻率的信號(該信號是輸入信號)輸入到該端子。輸出端子29是一端子，從該端子輸出經放大的信號(該信號是輸出信號)。
匹配電路/分離電路22是使輸入端子上的阻抗與FET 23a和23b的柵極上的阻抗的每一個相匹配，以及將從所述輸入端子21輸入的已調波的頻率的信號分成兩個，並將分離信號輸入到FET 23a和23b的柵極的電路。
所述FET 23a和FET 23b是將輸入到它們的柵極的已調波的頻率的信號的功率放大的放大元件。
全波短路/偏置軛流電路24a是具有不允許已調波的頻率的信號(大約1GHz的頻率的信號)通過而允許調製波的頻率的信號(大約20MHz的頻率的信號)通過的濾波器功能、使阻抗在所述已調波的頻率的高階諧波的頻率處短路的功能、以及向所述FET 23a的漏極提供偏置電壓的偏置軛流電路的功能的電路。
類似地，全波短路/偏置軛流電路24b是具有不允許已調波的頻率的信號(大約1GHz的頻率的信號)通過而允許調製波的頻率的信號(大約20MHz的頻率的信號)通過的濾波器功能、使阻抗在所述已調波的頻率的高階諧波的頻率處短路的功能、以及向所述FET 23a的漏極提供偏置電壓的偏置軛流電路的功能的電路。
差頻倒相電路26是這樣的一種電路，即當在其中通過調製波的頻率的信號時，反轉所述調製波的頻率的信號的相位。
組合電路/匹配電路28是使電容器27a和27b的一側上的阻抗的每一個與輸出端子29的一側上的阻抗相匹配，以及將已通過所述電容器27a的經放大的信號與已通過所述電容器27b的經放大的信號相組合，並向所述輸出端子29輸出該組合信號的電路。
圖2示出了全波短路/偏置軛流電路24a、全波短路/偏置軛流電路24b和差頻倒相電路26部分的詳細結構。
也就是，所述差頻倒相電路26包括電容器31和32，以及電感器30。把電感器30的一端連接到全波短路/偏置軛流電路24a的另一端，而把電感器30的另一端連接到全波短路/偏置軛流電路24b的另一端。把電容器31的一端連接到電感器30的一端，而把所述電容器31的另一端接地。把電容器32的一端連接到電感器30的另一端，而把所述電容器32的另一端接地。調整所述電容器31和32的電容，以及所述電感器30的電感，使得將已通過所述差頻倒相電路26的調製波(20MHz)的頻率的信號的相位反轉180度。
所述全波短路/偏置軛流電路24a和24b的每一個具有這樣的結構，使得把未說明的偏置電源端子的輸出端連接到具有已調波的頻率的1/4波長長度的帶狀線，並且把所述偏置電源端子的輸入端連接到提供直流偏置的偏置電源端子。
接著，將描述如上所構造的本實施例的操作。
現在假設把已調波的頻率的信號輸入到輸入端子21。如上所述，該信號是1GHz的頻率的信號，其中頻率分布於大約調製波的頻率(20MHz)的頻帶中。
通過匹配電路/分離電路22，把輸入到所述輸入端子21的已調波的頻率的信號分成兩個，並把所述已調波的頻率的這兩個分離信號輸入到FET 23a的柵極和FET 24b的柵極。此時，所述匹配電路/分離電路22使輸入端子21一側的阻抗匹配到所述FET 23a和FET 23b的柵極端上的阻抗的每一個。
從全波短路/偏置軛流電路24a向所述FET 23a的漏極提供直流偏置。由所述FET 23a將輸出到所述FET 23a的柵極的已調波的頻率的信號放大，並將其輸出到FET 23a的漏極。
同樣地，從全波短路/偏置軛流電路24b向所述FET 23b的漏極提供直流偏置。由所述FET 23b將輸出到所述FET 23b的柵極的已調波的頻率的信號放大，並將其輸出到FET 23b的漏極。
雖然所述FET 23a和所述FET 23b具有線形特性，但是在高效操作中非線性特性是顯著的。由於所述非線性特性，經放大的信號包括失真分量，所述經放大的信號是由所述FET 23a放大的已調波的頻率的信號。該失真分量的例子包括已調波的頻率的信號的高階諧波的失真分量(不少於約2GHz的頻率的失真分量)、在已調波的頻率的鄰近頻率中的頻率處出現的3階互調失真分量(在16Hz的鄰近頻率中出現的失真分量)以及具有要放大的已調波的頻率的信號的不同頻率分量之間的差的頻率的2階互調失真分量(大約20MHz的頻率的失真分量)。
所述全波短路/偏置軛流電路24a允許2階互調失真分量，也就是說允許在其中通過調製波的頻率的信號，並使高階諧波的頻率的信號短路以便將其完全反射。而且，由於在所述已調波的頻率處阻抗高，所述全波短路/偏置軛流電路24a不允許在其中通過已調波的頻率的信號。因此，當從FET 23a的漏極輸出也包括這樣的失真分量的經放大的信號時，對於放大器信號，把二階互調失真分量輸入到所述全波短路/偏置軛流電路24a一端，並且調製波的頻率的信號通過所述全波短路/偏置軛流電路24a。另一方面，把所述調製波的頻率的信號輸入到所述差頻倒相電路26。
對於經放大的信號，已調波的頻率的信號不通過所述全波短路/偏置軛流電路24a，並且通過電容器27a把該信號輸出到所述組合電路/匹配電路28的一個輸入。
已通過所述全波短路/偏置軛流電路24a的調製波的頻率的信號，由通過所述差頻倒相電路26使其相位反轉180度。也就是說，預先調整所述差頻倒相電路26的電容器31和32的電容以及電感器30的電感，使得把已通過所述差頻倒相電路26的調製波的頻率的相位反轉180度。已通過所述差頻倒相電路26的調製波的頻率的信號進一步通過全波短路/偏置軛流電路24b，以到達FET 23b的漏極端。調製波的頻率的這個信號的相位和作為包括於所述由FET23b放大的並輸出到所述FET 23b的漏極端的經放大的分量中的二階互調失真分量的調製波的頻率的信號的相位彼此相差180度。因此，調製波的頻率的這兩的信號在所述FET 23b的漏極端互相抵消。因此，在所述FET 23b的漏極端處，既然所述調製波的頻率的信號彼此抵消，由於作為二階互調失真分量的調製波的頻率的信號與已調波的頻率的信號在所述FET 23b的漏極處混頻，可防止互調失真惡化。
同樣地，在所述FET 23b處的經放大的信號通過所述全波倒相電路26使其相位反轉180度，併到達所述FET 23a的漏極端。由於調製波的頻率的這個信號的相位與作為包括於從所述FET 23a的漏極端輸出的經放大的信號中的二階互調失真分量的調製頻率的信號的相位相差180度，調製波的頻率的這兩個信號在所述FET 23a的漏極處彼此抵消。因此，在FET 23a處，和在所述FET 23b處一樣，由於調製波的頻率的信號與已調波的頻率的信號在漏極處混頻，可防止互調失真惡化。
而且，對於從FET 23b輸出的經放大的信號，已調波的頻率的信號不通過所述全波短路/偏置軛流電路24b，並通過電容器27b把該信號輸出到所述組合電路/匹配電路28的另一輸入。
所述組合電路/匹配電路28將輸入到所述兩個輸入的調製波的信號彼此組合，並將組合的信號輸出到輸出端子29。此時，所述組合電路/匹配電路28將所述電容器27a和27b的一側上的阻抗的每一個匹配到輸出端子29的一側上的阻抗。
從所述輸出端子29輸出經如此放大的已調波的信號。
雖然在本發明中，如圖2所示地構造了所述差頻倒相電路26和全波短路/偏置軛流電路24a和24b，但是所述結構不限於此，並可如圖3所示。
圖3示出了一種結構，在其中使用全波短路電路64a和64b而代替所述全波短路/偏置軛流電路24a和24b，使用差頻倒相電路66代替差波倒相電路26，以及把偏置軛流電路連接到所述差頻倒相電路66。
在圖3中，所述全波短路電路64a和64b每一個是具有在已調波的頻率處1/4波長長度的帶狀線。所述差頻倒相電路66包括電感器33和34，以及電容器35、36和37。把電感器33的一端連接到全波短路電路64a的另一端，把電感器33的另一端連接到電感器34的一端，並且把電感器34的另一端連接到全波短路電路64b的另一端。把電容器35的一端連接到電感器33的一端，而把電容器35的另一端接地。把電容器36的一端連接到電感器33的另一端，而把電容器36的另一端接地。把電容器37的一端連接到電感器34的另一端，而把電容器37的另一端接地。
預先調整所述電感器33和34的電感，以及所述電容器35、36和37的電容，使得和在所述差頻倒相電路26的情況中一樣，當調製波的頻率的信號通過差頻倒相電路66時，把該信號的相位反轉了180度。
偏置軛流電路具有這樣的結構，使得把電感器38的一端和電容器39的一端連接到偏置電源端子40，把所述電容器39的另一端接地，以及把所述電感器38的另一端連接到所述電感器33的另一端。
當使用圖3中所示的電路來代替圖2中所示的電路時，可以向FET 23a和FET 23b提供直流偏置，並且還可以將通過所述差頻倒相電路66的調製波的頻率的信號的相位反轉180度。因此，獲得了與當使用圖2的電路時所獲得的相同的效果。
如上所述，在本發明的功率放大器61中，既然在所述FET 23a和FET 23b的每一個的漏極端處，調製波的頻率的信號彼此抵消，由於調製波的頻率的信號與已調波的頻率的信號在所述漏極處混頻，可防止互調失真惡化。
圖5示出了在包括層疊的介電基底71至76的介電疊片中形成的本實施例的功率放大器61的例子。
在介電基底71上，形成下面的元件匹配電路/分離電路22；FET 23a和23b；以片狀電容器形成的電容器27a和27b；以及組合電路/匹配電路28。
在置於所述介電基底71之下的介電基底72上，形成了屏蔽電極。在置於所述介電基底72之下的介電基底73上，形成了所述全波短路/偏置軛流電路24a和24b以及電感器30。在介電基底73和接地層之間形成了旁路電容25a和25b，所述接地層是所述介電基底72的屏蔽電極和所述介電基底74的屏蔽電極。
在置於所述介電基底73之下的介電基底74上，形成屏蔽電極。在置於所述介電基底73之下的介電基底75上，形成電容31和32。在置於所述介電基底75之下的介電基底76上形成屏蔽電極。
圖6示出了在半導體基底上的介電層上形成的本實施例的功率放大器61的例子。
在所述半導體基底77上，形成諸如聚醯亞胺膜之類的絕緣薄膜。在半導體基底77上，形成下面的元件匹配電路/分離電路22；FET 23a和23b；以及組合電路/匹配電路28。
在所述半導體基底77下形成介電基底78。在所述介電基底78上，形成全波短路/偏置軛流電路24a和24b，以及電容器27a和27b。在所述介電基底78和接地層之間形成旁路電容25a和25b，所述接地層是介電基底79的屏蔽電極。在所述介電基底78下，形成了在其上形成所述屏蔽電極的介電基底79，並且在所述介電基底79之下，形成了介電基底80。在所述介電基底80上，形成電容器31和32，以及電感器30。
圖7示出了在高頻陶瓷封裝中包含根據本實施例的功率放大器61的例子。圖7中所示的一個是用於高功率和用於可攜式電話機基站的。圖7的功率放大器61使用圖3的電路。
在置於所述高頻封裝81中的內部匹配基底82上裝配了多層介電基底，其中按此順序地對半導體基底83a以及介電基底83b和84至88進行分層，並且從所述高頻封裝81中引出輸入端子21、輸出端子20以及偏置電源端子40。
在半導體基底83a上，形成下面的元件匹配電路/分離電路22；FET 23a和23b；電容器39；以及組合電路/匹配電路28。在介電基底83b之下，形成了介電基底84。在所述介電基底84上，形成電容器27a和27b。
在所述介電基底84之下，形成在其上形成屏蔽電極的介電基底85。在所述介電基底85之下，形成介電基底86。在所述介電基底86上，形成電感器38、33和34，以及全波短路/偏置軛流電路64a和64b。在所述介電基底86和接地層之間形成旁路電容25a和25b，所述接地層是所述介電基底85的屏蔽電極。
在所述介電基底86之下，形成介電基底87。在所述介電基底87和接地層之間形成電容器35、36、37和39，所述接地層是介電基底88的屏蔽電極。在所述介電基底87之下，形成了在其上形成屏蔽電極的介電基底88。
雖然在本實施例中，已調波的頻率的信號的頻率是1GHz，而調製波的頻率的信號的頻帶是20MHz，但是本發明不是限制的。只要所述已調波的頻率的信號的頻率不超過所述調製波的頻帶的信號的頻帶的一千倍，在本實施例中可以比在現有技術中更極佳地改進互調失真。
如上所述的已調波的頻率的信號的頻率不超過調製波的頻帶的信號的頻帶的一千倍的情況的例子包括下述首先，存在這樣的情況，其中使用CDMA 2000作為通信模式。在此情況中，使用800MHz的頻率的信號和2GHz的頻率的信號作為已調波的頻率的信號。當在CDMA 2000中使用800MHz頻帶的頻率的信號作為已調波的頻率的信號時，調製波的頻帶的信號的頻帶是1.23MHz，使得已調波的頻率的信號的頻率不超過調製波的頻帶的信號的頻帶的一千倍。因此，可極佳地改進互調失真。
而且，CDMA 2000的2GHz波段是專門用於數據通信的頻帶，並且使用多條信道來進行高速數據通信。也就是說，對於高速通信，通過使用對應於最多三條信道的一個頻帶來進行數據通信，並且當使用對應於最多三條信道的所述頻帶時，調製波的頻帶的信號的頻帶是3.69MHz。如上所述，當用個人計算機和集成了PDA和可攜式電話機功能的終端來進行數據通信時，使用CDMA 2000中的2GHz波段。在此情況下，已調波的頻率的信號的頻率也不超過調製波的頻帶的信號的頻帶的一千倍，使得可以比在現有技術中更極佳地改進互調失真。
而且，在作為無線LAN標準的IEEE 802.11a中，使用5GHz波段作為已調波的頻率的信號的頻率，而調製波的頻帶的信號的頻帶是20MHz，使得類似於上述的情況可極佳地改進互調失真。
而且，在所謂的第4代移動通信中，使用5GHz波段作為已調波的頻率的信號的頻率，而調製波的頻帶的信號的頻帶是10MHz頻帶。因此，同樣在此情況中，由於已調波的頻率的信號的頻率不超過調製波的頻帶的信號的頻帶的一千倍，使得可以比在現有技術中更極佳地改進互調失真。
而且，數位電視廣播的廣播站和中繼站使用400MHz到700MHz的頻率作為已調波的頻率的信號的頻率。調製波的頻帶的信號的頻帶是6MHz。因此，同樣在此情況中，由於已調波的頻率的信號的頻率不超過調製波的頻帶的信號的頻帶的一千倍，使得可以比在現有技術中更極佳地改進互調失真。
雖然在本發明中，所述全波短路/偏置軛流電路將已調波的頻率的高階諧波的頻率處的阻抗短路，但可以這樣設計它們，以便允許已調波的頻率的高階諧波的頻率的信號能夠通過它們。在此情況中，作為功率放大器，獲得了更佳的特性。
如上所述，根據本發明，通過將所述全波短路/偏置軛流電路24a和24b等，以及所述差頻倒相電路26彼此集成，也就是說把這些電路集成於一層中，可降低電路的整體尺寸。接著，將描述本發明的第2實施例。
圖4示出了根據第2實施例的功率放大器62的結構。
例如，把本實施例的功率放大器62作為第1實施例中所描述的圖9的無線電電路63的功率放大器5使用。
把匹配電路/分離電路41的輸入連接到功率放大器62的輸入端子21。分別把FET 42a的柵極、FET 42b的柵極以及FET 42c的柵極連接到匹配電路/分離電路41的三個輸出。
把FET 42a的漏極通過用於斷開直流的電容器27a連接到組合電路/匹配電路28的兩個輸入之一。把FET 42c的漏極通過用於斷開直流的電容器27b連接到組合電路/匹配電路28的另一輸入。把組合電路/匹配電路28的輸出連接到輸出端子29。由終接電阻器48端接FET 42b的漏極。
把FET 42a、42b和42c的源極接地。把全波短路電路43a的一端連接到FET 42a的漏極。同樣地，把全波短路電路43d的一端連接到FET 42c的漏極。而且，把全波短路電路43b的一端連接到未說明的連接到FET 42b的漏極的分離電路的一個輸出，並把全波短路電路43c的一端連接到所述分離電路的另一輸出。
把倒相放大器45a連接於全波短路電路43a的另一端和全波短路電路43b的另一端之間。分別把用於旁路全波的電容器44a的一端和用於旁路全波的電容器46a的一端連接到倒相放大器45a的輸出和輸入。把電容器44a的另一端和電容器46a的另一端接地。
把倒相放大器45b連接於全波短路電路43d的另一端和全波短路電路43c的另一端之間。分別把用於旁路全波的電容器44b的一端和用於旁路全波的電容器46b的一端連接到倒相放大器45b的輸出和輸入。把電容器44b的另一端和電容器46b的另一端接地。
類似於第1實施例的輸入端子，輸入端子21是輸入作為輸入信號的已調波的頻率的信號的端子。輸出端子29是輸出作為輸出信號的經放大的信號的端子。
匹配電路/分離電路42是將輸入端子21端上的阻抗與FET 42a、42b和42c的柵極端上的阻抗的每一個相匹配，並將從輸入端子21輸入的已調波的頻率的信號分成3個，並將分離信號輸入到FET 42a、42b和42c的柵極的電路。
FET 42a、42b和42c是將輸入到它們的柵極的已調波的頻率的信號的功率放大的放大元件。假設FET 42b的尺寸小於FET 42a和FET 42c的尺寸小。而且假設FET 42a和FET 42c具有相同的FET尺寸。
全波短路電路43a、43b和43c是具有不允許已調波的頻率的信號(大約1GHz的頻率的信號)通過而允許調製波的頻率的信號(大約20MHz的頻率的信號)通過的濾波器功能、使阻抗在所述已調波的頻率的高階諧波的頻率處短路的功能的電路。
倒相放大器45a和45b是放大調製波的頻率的信號，而把它們的相位反轉180度的電路。
組合電路/匹配電路28是使電容器27a和27b的一端上的阻抗的每一個與輸出端子29的一端上的阻抗相匹配，以及將已通過所述電容器27a的經放大的信號與已通過所述電容器27b的經放大的信號相組合，並向所述輸出端子29輸出該組合信號的電路。
接著，將描述如上所構造的本實施例的操作。
現在假設把已調波的頻率的信號輸入到輸入端子21。如上所述，該信號是1GHz的頻率的信號，其中頻率分布於大約調製波的頻率(20MHz)的頻帶中。
通過匹配電路/分離電路41，把輸入到所述輸入端子21的已調波的頻率的信號分成3個，並從輸出把所述已調波的頻率的這3個分離信號輸入到FET42a的柵極、FET 42b的柵極和FET 42c的柵極。此時，所述匹配電路/分離電路41使輸入端子21一側的阻抗匹配到FET 42a、42b和42c的柵極端上的阻抗的每一個。
由所述FET 42a、42b和42c將輸出到所述FET 42a、42b和42c的柵極的已調波的頻率的信號放大，並將其輸出到FET 42a、42b和42c的漏極。
雖然類似於第1實施例，所述FET 42a、42b和42c具有線形特性，但是在高頻操作中非線性特性是顯著的。由於所述非線性特性，經放大的信號包括失真分量，所述經放大的信號是由所述FET 42a、42b和42c放大的已調波的頻率的信號。該失真分量的例子包括已調波的頻率的信號的高階諧波的失真分量(不少於約2GHz的頻率的失真分量)、在已調波的頻率的鄰近頻率中的頻率處出現的3階互調失真分量(在1GHz的鄰近頻率中出現的失真分量)以及具有要放大的已調波的頻率的信號的不同頻率分量之間的差的頻率的2階互調失真分量(大約20MHz的頻率的失真分量)。
所述全波短路43a、43b、43c和43d允許2階互調失真分量，也就是說允許在其中通過調製波的頻率的信號，並使高階諧波的頻率的信號短路以便將其完全反射。而且，由於在所述已調波的頻率處阻抗高，所述全波短路43a、43b、43c和43d不允許在其中通過已調波的頻率的信號。
因此，當從FET 42a和42c的漏極輸出也包括這樣的失真分量的經放大的信號時，對於放大器信號，二階互調失真分量分別通過全波短路電路43a和43d。
另一方面，當從FET 42b的漏極輸出包括這樣的失真分量的經放大的信號時，對於經放大的信號，二階互調失真分量分以及高階諧波的頻率的失真分量通過全波短路電路43b和43c。然後，由用於斷開全波的電容器44a和44b將高階諧波的頻率的信號旁路接地。而且，對於經放大的信號，已調波的旁路的信號不通過所述全波短路電路43b和43c，並且由終接電阻器48將其端接。
要被輸入到倒相放大器45a和45b的調製頻率的信號通過所述全波短路電路43b和43c。倒相放大器45a和45b放大調製頻率的輸入信號，而將該信號的相位反轉180度。
已由所述倒相放大器45a放大的調製頻率的信號通過全波短路電路43a，以到達FET 42a的漏極端。當通過所述全波短路電路43a時，由於在所述全波短路電路43a處的損耗，調製波的頻率的信號有些衰減。
預先調節倒相放大器45a的增益，使得在由倒相放大器45a反轉和放大之後從倒相放大器45a輸出的信號的幅度與包含於從FET 42a的漏極端輸出的經放大的信號之中的調製波的頻率的信號的幅度相同，所述倒相放大器45a的信號已通過全波短路電路43a，而由於在所述全波短路電路43a處的損耗而衰減，並且已到達FET 42a的漏極端。
因此，已到達FET 42a的漏極端的調製波的頻率的信號和包含於從所述FET42a的漏極端輸出的經放大的信號中的調製波的頻率的信號是相同幅度而相反相位的。因此，由於調製波的頻率的這兩個信號彼此抵消，由於作為二階互調失真分量的調製波的頻率的信號與已調波的信號在FET 42b的漏極處的混頻，可防止互調失真惡化。
同樣地，由所述倒相放大器45b放大的調製波的頻率的信號通過全波短路電路43d，以到達FET 42c的漏極端。當通過所述全波短路電路43d時，由於在所述全波短路電路43d處的損耗，調製波的頻率的信號有些衰減。
預先調節倒相放大器45b的增益，使得在由倒相放大器45b反轉和放大之後從倒相放大器45b輸出的信號的幅度與包含於從FET 42c的漏極端輸出的經放大的信號之中的調製波的頻率的信號的幅度相同，所述倒相放大器45a的信號已通過全波短路電路43b，而由於在所述全波短路電路43b處的損耗而衰減，並且已到達FET 42c的漏極端。
因此，已到達FET 42c的漏極端的調製波的頻率的信號和包含於從所述FET42c的漏極端輸出的經放大的信號中的調製波的頻率的信號是相同幅度而相反相位的。因此，由於調製波的頻率的這兩個信號彼此抵消，由於作為二階互調失真分量的調製波的頻率的信號與已調波的信號在FET 42c的漏極處的混頻，可防止3階互調失真惡化。
類似於第1實施例，通過組合電路/匹配電路28使從FET 42a和FET 42c的漏極輸出的經放大的信號的阻抗匹配，並把它們互相組合，以及把它們輸出到輸出端子29。
如上所述，在本實施例的功率放大器62中，由於在FET 42a和FET 42b的漏極端處，調製波的頻率的信號彼此抵消，由於調製波的頻率的信號與已調製波的頻率的信號在漏極處的混頻，可防止互調失真惡化。
此外，在本實施例的功率放大器62中，即使當由於在所述全波短路電路43a、43b、43c和43d處的損耗而使調製波的頻率的信號衰減，由於由倒相放大器45a和45b將調製波的頻率的信號放大，可使FET 42a和FET 42b的漏極端處的調製波的頻率的這兩個信號幅度上相同而相位上相反。因此，在儘可能多地使用FET 42a的線性性等的寬頻帶中可獲得低失真特性。
此外，由於FET 42b的FET尺寸小於FET 42a和FET 42c的尺寸，並因此增加了倒相放大器45a和45b的增益，可以降低輸入到FET 42b的已調波的頻率的信號，使得可提高功率放大器62的效率。此外，在這樣的情況下，從FET 42b的漏極輸出的經放大的信號比那些從FET 42a和FET 42c的漏極處輸出的信號弱。因此，當從輸出端子29輸出與從FET 42a和FET 42c輸出的經放大的信號相結合而不是由終接電阻器48端接的FET 42b的經放大的信號時，失真分量幾乎不平均增加。因此，可以從輸出端子29輸出與從FET 42a和FET 42c輸出的經放大的信號相結合的而不是由終接電阻器48端接的FET42b的經放大的信號。
圖8示出了在多層介電基底中形成本實施例的功率放大器62的例子。
在介電基底91上，形成下面的元件匹配電路/分離電路41；FET 42a、42b和42c；倒相放大器45a和45b；片狀電容器的電容器27a和27b；以及組合電路/匹配電路28。在所述介電基底91下，形成了在其上形成屏蔽電極的介電基底92。
在所述介電基底92之下，形成了介電基底93。在所述介電基底93上，形成了所述全波短路電路43a、43b、43c和43d。在介電基底93和接地層之間形成了電容器44a、44b、46a和46b，所述接地層是介電基底94的屏蔽電極。在介電基底92下，形成了在其上形成屏蔽電極的介電基底94。
雖然本實施例中FET 42a和42b的FET尺寸是相同的，但是本發明不限於此。FET 42a和FET 42c的FET尺寸可以不同。在此情況下，較佳的是FET 42b的FET尺寸小於FET 42a和FET 42c的FET尺寸中較小的一個。
此外，代替本實施例的終接電阻器48，可使用下面的元件包括電容器、電感器和電阻器的組合的終接負載；包括電容器和電阻器的組合的終接負載；包括電感器和電阻器的組合的終接負載；以及包括電容器和電感器的組合的終接負載。
從功率放大器中可獲得與從本實施例中獲得的類似的效果，所述功率放大器中沒有提供所述第2實施例的功率放大器62的FET 42c、全波短路電路43c和43d、倒相放大器45b、電容器45b和46b，以及電容器27b。
也就是說，在圖4中，用將輸入分離成2個的匹配電路/分離電路代替匹配電路/分離電路41，並用向輸出端子29輸出已通過電容器27a的經放大的信號並匹配其阻抗的匹配電路代替組合電路/匹配電路28。這樣做，也可以獲得與從本實施例中獲得的類似的效果。
此外，雖然在所述第2實施例的倒相放大器62中，FET 42a和42c在數量上是2個，並且用於抵消調製波的頻率的信號的FET 42b在數量上是1個，把所述FET 42a和42c的經放大的信號輸出到輸出端子，但是本發明不限於此。所述功率放大器可具有一個用於抵消調製波的頻率的信號的FET，以及(N-1)個FET，把這些FET的經放大的信號輸出到輸出端子。在此情況下，把將已調波的頻率的信號分離成N個的匹配電路/分離電路的對應的輸出連接到(N-1)個FET的柵極的每一個。把所述匹配電路/分離電路的剩餘的一個輸出連接到用於抵消調製波的頻率的信號的FET的柵極。把具有與圖4的全波短路電路43b、電容器46a、倒相放大器45a、電容器44a、全波短路電路43a以及電容器27a的電路部分同等結構的電路連接於(N-1)個FET的每一個與用於抵消調製波的頻率的信號的FET之間。而且，從(N-1)個FET的每一個輸出的信號通過每個FET的等價於電容器27a的電容器，並把該信號從組合電路/匹配電路輸出到輸出端子29，所述組合電路/匹配電路組合(N-1)個輸入並匹配其阻抗。
此外，雖然在本實施例中，在FET 42b的漏極處，在延伸到FET 42a和42c的電路線上提供了全波短路電路43b和全波短路電路43c，但本發明不限於此。可以使用這樣的結構，使得把全波短路電路的一端連接到FET 42b的一端，而把全波短路電路的另一端連接到倒相放大器45a的輸入和倒相放大器45b的輸入。在這樣的功率放大器中，可以如上所述的提供(N-1)個FET，把它們的經放大的信號輸出到輸出端子。通過這樣做，可以減少全波短路電路的數量。
如上所述，對於在從FET 42b的漏極延伸到FET 42a和42c的電路線上的元件，可以用一個公用元件替代全波短路電路43b和全波短路電路43c，並且進一步可以用一個公用元件替代從FET 42b的漏極延伸到FET 42a和42c的電路線上的所有的或某些元件。
例如，所述在從FET 42b的漏極延伸到FET 42a的漏極的線上的元件的全波短路電路43b和電容器46a，以及從FET 42b的漏極延伸到FET 42c的漏極的電路部分的全波短路電路43c和電容器36c，它們的每一個可由一公用元件替代。也就是說把全波短路電路的一端連接到FET 42b的漏極，並且用未說明的分離電路把來自所述全波短路電路的另一端的輸出分成2個。把兩個分離輸出之一連接到倒相放大器45a的輸入，把另一輸出連接到倒相放大器45b的輸入。而且，把替代電容器46a和46b的電容器的一端連接到全波短路電路的另一端，而把電容器的另一端接地。
而且，例如在從FET 42b的漏極延伸到FET 42a的漏極的線上的電路部分的全波短路電路43b、電容器46a和倒相放大器45a，以及從FET 42b的漏極延伸到FET 42c的漏極的線上的電路部分的全波短路電路43c、電容器46b和倒相放大器46b，它們的每一個可由一公用元件替代。也就是說把全波短路電路的一端連接到FET 42b的漏極，把電容器的一端和倒相放大器的輸入連接到所述全波短路電路的另一端，把電容器的另一端接地，把未說明的分離電路的輸入連接到倒相放大器的輸出，把由所述分離電路分離成兩個的輸出連接到所述全波短路電路43a的另一端和所述全波短路電路43d的另一端，以及把電容器44a和44b連接到全波短路電路43a和43d的另一端。
而且，例如從FET 42b的漏極延伸到FET 42a的漏極的電路部分的全波短路電路43b、電容器46a、倒相放大器45a和電容器44a，以及從FET 42b的漏極延伸到FET 42c的漏極的電路部分的全波短路電路43c、電容器46b、倒相放大器46b和電容器44b，它們的每一個可由一公用元件替代。也就是說把全波短路電路的一端連接到FET 42b的漏極，把電容器之一的一端和倒相放大器的輸入連接到所述全波短路電路的另一端，把電容器的另一端接地，把另一電容器和未說明的分離電路的輸入連接到倒相放大器的輸出，把該電容器的另一端接地，把由所述分離電路分離成兩個的輸出連接到所述全波短路電路43a的另一端和所述全波短路電路43d的另一端。
而且，例如從FET 42b的漏極延伸到FET 42a的漏極的電路部分的全波短路電路43b、電容器46a、倒相放大器45a、電容器44a和全波短路電路43a，以及從FET 42b的漏極延伸到FET 42c的漏極的電路部分的全波短路電路43c、電容器46b、倒相放大器46b、電容器44b和全波短路電路43d，它們的每一個可由一公用元件替代。也就是說把全波短路電路之一的一端連接到FET 42b的漏極，把電容器之一的一端和倒相放大器的輸入連接到所述全波短路電路的另一端，把電容器的另一端接地，把另一電容器和另一全波短路電路的另一端連接到倒相放大器的輸出，把未說明的分離電路的輸入連接到全波短路電路的另一端，把由所述分離電路分離成兩個的輸出連接到FET 42a的漏極和FET 42c的漏極。
要注意到在這樣的功率放大器中，可以如上所述的提供(N-1)個FET，把它們的經放大的信號輸出到輸出端子。
此外，所述功率放大器可包括多個第1實施例和第2實施例中描述的功率放大器的組合。
例如，組合兩個圖4的功率放大器62意味著用一個公用元件替代所述兩個功率放大器62的匹配電路/分離電路41。也就是說，用一個公用元件替代所述匹配電路/分離電路41意味著把兩個匹配電路/分離電路41實現為一個匹配電路/分離電路。所述公用匹配電路/分離電路通過一個輸入端子21接收已調波的頻率的信號，並將該信號分離成6個。對於這6個信號，把3個輸出輸入到功率放大器62之一的FET，而把剩下的3個輸出輸入到另一功率放大器62的FET。
類似地用一個公用元件替代組合電路/匹配電路28。也就是說，用一個公用元件替代組合電路/匹配電路28意味著把兩個組合電路/匹配電路28實現為一個電路。所述公用組合電路/匹配電路28組合4個經放大的信號，並將組合信號輸出到一個輸入端子29，並匹配其阻抗。把已通過功率放大器62之一的電容器27a和27b的經放大的信號輸入到所述公用組合電路/匹配電路的兩個輸入，並且把已通過另一功率放大器62的電容器27a和27b的經放大的信號輸入到所述公用組合電路/匹配電路28的剩餘兩個輸入。由所述公用組合電路/匹配電路組合這4個經放大的信號，使它們的阻抗匹配，並把它們從一個輸出端子29輸出。
通過這樣做，還可以獲得包括多個和/或多類下面元件的組合的功率放大器第1實施例的功率放大器61；第2實施例的功率放大器62；以及作為第2實施例中所描述的功率放大器62的修正的功率放大器。如上所述，由於功率放大器的匹配電路/分離電路包括多個和/或多類上述實施例的功率放大器的組合，類似於上面給出的描述，使用一個公用元件替代組合的功率放大器的匹配電路/分離電路。同樣地，由於作為包括多個和/或多類上述實施例的功率放大器的功率放大器的組合電路/匹配電路，一個替代組合的功率放大器的組合電路/匹配電路的公用元件得到使用。如上所述，從包括所述實施例的功率放大器的組合的功率放大器中可獲得與從所述實施例中所獲得的類似的效果。
實施例的FET是本發明的放大元件的例子。實施例的全波短路電路是本發明的濾波器的例子。實施例的FET 23a是本發明的第1放大元件的例子。實施例的FET 23b是本發明的第2放大元件的例子。實施例的全波短路/偏置軛流電路24a是本發明的第1濾波器的例子。實施例的全波短路/偏置軛流電路24b是本發明的第2濾波器的例子。實施例的FET 42a是本發明的第1放大元件的例子。實施例的FET 42c是本發明的第1放大元件的例子。實施例的FET 42b是本發明的第2放大元件的例子。
本發明的放大元件不限於實施例的FET，並且可以是諸如電晶體之類的其它類型的放大元件。
此外，本發明的無線電通信裝置的例子包括諸如可攜式電話機、PHS(個人手持電話系統)、車載電話機、列車無線電電話機、海上移動無線電電話機、航空無線電電話機、無繩電話機和無線電尋呼機之類的移動無線電裝置及其基站裝置。
如可從上述給出的描述中清楚地看出，本發明能夠提供一種結構上不同於常規功率放大器的結構的功率放大器、功率放大方法和無線電通信裝置，所述功率放大器能夠降低放大元件的輸出端上的電路部分在調製波的頻率處的阻抗。
而且，本發明能夠提供一種功率放大器、功率放大方法和無線電通信裝置，所述功率放大器能夠使放大元件的輸出端上的電路部分在調製波的頻率處的阻抗較低，並能夠更有效地使用放大元件的線性性。
權利要求
1.一種功率放大器，其特徵在於包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成2個；第1放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的一個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的另一輸出；組合電路，將所述第1放大元件的輸出與所述第2放大元件的輸出組合，以輸出組合信號；第1濾波器，使其一端連接到所述第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；以及倒相電路，把它連接於所述第1濾波器的另一端和所述第2濾波器的另一端之間，所述倒相電路允許調製波的頻帶的信號通過，而將調製波的頻率的信號的相位反轉。
2.如權利要求1所述的功率放大器，其特徵在於所述倒相電路包括電感器和電容器。
3.如權利要求2所述的功率放大器，其特徵在於所述倒相電路包括電感器，使其一端連接到所述第1濾波器的另一端，而使其另一端連接到所述第2濾波器的另一端；第1電容器，使其一端連接到所述電感器的一端，而使其另一端接地；以及第2電容器，使其一端連接到所述電感器的另一端，而使其另一端接地，以及其中所述倒相電路的一端是所述電感器的一端，而所述倒相電路的另一端是所述電感器的另一端。
4.如權利要求1所述的功率放大器，其特徵在於進一步包括偏置軛流電路，把它連接所述第1濾波器、所述第2濾波器和所述倒相電路的至少一個，所述偏置軛流電路提供偏置電壓。
5.如權利要求2所述的功率放大器，其特徵在於所述倒相電路包括第1電感器；第2電感器；第1電容器；第2電容器；以及第3電容器，其中所述第1電感器使其一端連接到所述第1濾波器的另一端，而使其另一端連接到所述第2電感器的一端，所述第2電感器使其另一端連接到所述第2濾波器的另一端，所述第1電容器使其一端連接到所述第1電感器的一端，而使其另一端接地，所述第2電容器使其一端連接到所述第1電感器的另一端，而使其另一端接地，以及所述第3電容器使其一端連接到所述第2電感器的另一端，而使其另一端接地，以及其中所述倒相電路的一端是所述第1電感器的一端，而所述倒相電路的另一端是所述第2電感器的另一端。
6.如權利要求5所述的功率放大器，其特徵在於所述倒相電路包括第4電感器，使其一端連接到偏置電源，而使其另一端連接到所述第1電感器的另一端；以及第4電容器，把它連接到所述第4電感器的一端，而使其另一端接地。
7.一種功率放大器，其特徵在於包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成至少2個；第1放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的一個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到所述分離電路的另一輸出；第1濾波器，使其一端連接到所述第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及倒相放大器，使其輸出連接到所述第1濾波器的另一端，而使其輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉，其中至少把所述第1放大元件的所述輸出輸出到外面。
8.一種功率放大器，其特徵在於包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；第1濾波器，使其一端連接到(N-1)分離電路的輸入，該電路將其輸入分離成(N-1)個並使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大器，使其輸入連接到所述第2濾波器的另一端，而使其輸出連接到所述第1濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號。
9.一種功率放大器，其特徵在於包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；(N-1)個第1濾波器，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大器，使其輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號，其中把所述(N-1)個第1濾波器的所述其它端連接到(N-1)個(N-1)分離電路的輸出，所述分離電路將其輸入分離成(N-1)並連接到所述倒相放大器的一個輸出。
10.一種功率放大器，其特徵在於包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；(N-1)個第1濾波器，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波器，使其一端連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及(N-1)個倒相放大器，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波器的另端，而使它們的輸入連接到(N-1)分離電路的(N-1)個輸出，所述分離電路將其輸入分成(N-1)個並且使它們的輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號。
11.一種功率放大器，其特徵在於包括分離電路，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大元件，使它們的輸入連接到所述分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出；第2放大元件，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出；(N-1)個第1濾波器，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大元件的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；(N-1)個倒相放大器，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波器的另端，所述倒相放大器將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；(N-1)個第2濾波器，使其一端連接到所述(N-1)個倒相放大器的輸入，而使其另一端連接到(N-1)分離電路的(N-1)個輸出，所述分離電路將其輸入分離成(N-1)個並被連接到所述第2放大元件的輸出，所述第2濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及組合電路，至少組合所述(N-1)個第1放大元件的輸出，以輸出組合信號。
12.如權利要求7至11任一項所述的功率放大器，其特徵在於所述第2放大元件的所述輸出是端接的。
13.如權利要求12所述的功率放大器，其特徵在於所述第2放大元件的所述輸出是端接的，意味著把終接電阻器連接到所述第2放大元件的輸出，或者意味著把包括電容器和/或電感器的終接負載連接到所述第2放大元件的輸出。
14.如權利要求7至11任一項所述的功率放大器，其特徵在於所述第2放大元件在放大元件尺寸上小於所述第1放大元件。
15.如權利要求1至6和8至11中任一項所述的包括多個功率放大器的功率放大器，其特徵在於用一個公用元件替代所述功率放大器的所述分離電路，而輸入相同的已調波的頻率的信號，以及用一個公用元件替代所述功率放大器的所述組合電路，並輸出由信號組合產生的一個輸出信號。
16.一種功率放大器，其特徵在於包括多個根據權利要求7的功率放大器；以及組合電路，通過信號組合產生要輸出到所述功率放大器的外面的輸出，並輸出所述輸出，其中用一個公用元件替代所述功率放大器的所述分離電路，並且輸入相同的已調波的頻率的信號。
17.一種具有多層介電基底的功率放大器，其特徵在於在所述介電基底上形成根據權利要求1至11的任一項的功率放大器。
18.如權利要求17所述的功率放大器，其特徵在於所述多層介電基底包括置於其上的半導體基底；置於所述半導體基底之下的多層介電基底。
19.根據權利要求18所述的功率放大器，其特徵在於包括內部匹配基底，在其中配置所述多層介電基底。
20.如權利要求1至11的任一項所述的功率放大器，其特徵在於所述已調波的頻率的信號的頻率不超過所述調製波的頻帶的信號的頻帶1000倍。
21.如權利要求1至11的任一項所述的功率放大器，其特徵在於所述第1濾波器和所述第2濾波器允許調製波的頻率的信號的諧波分量通過。
22.一種具有至少一個輸出發射波的發射電路的無線電通信裝置，其特徵在於所述發射電路使用根據權利要求1至11的任一項的功率放大器。
23.一種功率放大方法，其特徵在於包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成2個；第1放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的另一輸出，並將其輸入放大；組合步驟，將所述第1放大步驟的輸出與所述第2放大步驟的輸出組合，以輸出組合信號；第1濾波步驟，使其一端連接到所述第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的頻率的信號的調製波的頻帶的信號通過；倒相步驟，把它連接於所述第1濾波步驟的另一端和所述第2濾波步驟的另一端之間，所述倒相步驟允許調製波的頻帶的信號通過，而將調製波的頻率的信號的相位反轉。
24.一種功率放大方法，其特徵在於包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成至少2個；第1放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到所述分離步驟的另一輸出，並將其輸入放大；第1濾波步驟，使其一端連接到所述第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及倒相放大步驟，使其輸出連接到所述第1濾波步驟的另一端，而使其輸入連接到所述第2濾波步驟的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉，其中至少把所述第1放大步驟的所述輸出輸出到外面。
25.一種功率放大方法，其特徵在於包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到所述分離步驟的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離步驟的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出，並將它們的輸入放大；第1濾波步驟，使其一端連接到(N-1)分離步驟的輸入，將其輸入分離成(N-1)個並使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波器不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大步驟，使其輸入連接到所述第2濾波步驟的另一端，而使其輸出連接到所述第1濾波步驟的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號。
26.一種功率放大方法，其特徵在於包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到分離電路的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離步驟的(N-1)個輸出之外的所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；(N-1)個第1濾波步驟，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；倒相放大步驟，使其輸入連接到所述第2濾波步驟的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號，其中把所述(N-1)個第1濾波步驟的所述其它端連接到(N-1)個(N-1)分離步驟的輸出，所述分離步驟將其輸入分離成(N-1)並被連接到所述倒相放大步驟的一個輸出。
27.一種功率放大方法，其特徵在於包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到所述分離步驟的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離電路的(N-1)個輸出之外的所述分離電路的一個輸出，並將其輸入放大；(N-1)個第1濾波步驟，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；第2濾波步驟，使其一端連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及(N-1)個倒相放大步驟，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波步驟的另端，而使它們的輸入連接到(N-1)分離步驟的(N-1)個輸出，所述分離步驟將其輸入分成(N-1)個並且使它們的輸入連接到所述第2濾波器的另一端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號。
28.一種功率放大方法，其特徵在於包括以下步驟分離步驟，它將已調波的頻率的信號分離成N個(N是不小於3的整數)；(N-1)個第1放大步驟，使它們的輸入連接到所述分離步驟的N個輸出中的(N-1)個輸出，並將它們的輸入放大；第2放大步驟，使其輸入連接到除了所述分離步驟的(N-1)個輸出之外的所述分離步驟的一個輸出，並將其輸入放大；(N-1)個第1濾波步驟，使它們的一端連接到所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，所述第1濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許已調波的調製波的頻帶的信號通過；(N-1)個倒相放大步驟，使它們的輸出連接到所述(N-1)個第1濾波步驟的另端，所述倒相放大步驟將調製波的頻帶的信號放大，而將調製波的頻帶的信號的相位反轉；(N-1)個第2濾波步驟，使其一端連接到所述(N-1)個倒相放大步驟的輸入，而使其另一端連接到(N-1)分離步驟的(N-1)個輸出，所述分離步驟將其輸入分離成(N-1)個並被連接到所述第2放大步驟的輸出，所述第2濾波步驟不允許已調波的頻率的信號通過，而允許調製波的頻帶的信號通過；以及組合步驟，至少組合所述(N-1)個第1放大步驟的輸出，以輸出組合信號。
全文摘要
放大元件輸出端的電路部分的阻抗在調製波的頻率處較低是困難的，因此，更有效地使用放大元件的線性性是困難的。由不同的頻率倒相電路將包含於從FET輸出的經放大的信號中的調製波的頻率的信號的相位反轉。經反轉的調製波的頻率的信號和包含於從FET輸出的經放大的信號之中的已調波的頻率的信號在所述FET的漏極處彼此抵消。在所述FET的漏極處，包含於FET的經放大的信號之中的調製波頻率的信號與從FET輸出的調製波頻率的信號彼此抵消。
文檔編號H03F3/60GK1420626SQ02152229
公開日2003年5月28日 申請日期2002年11月15日 優先權日2001年11月16日
發明者石田薰, 松吉俊滿, 宮地正之 申請人:松下電器產業株式會社