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JP2004159102A - High-frequency power amplifier circuit - Google Patents

High-frequency power amplifier circuit Download PDF

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Publication number
JP2004159102A
JP2004159102A JP2002323066A JP2002323066A JP2004159102A JP 2004159102 A JP2004159102 A JP 2004159102A JP 2002323066 A JP2002323066 A JP 2002323066A JP 2002323066 A JP2002323066 A JP 2002323066A JP 2004159102 A JP2004159102 A JP 2004159102A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
amplifier circuit
signal
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002323066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukinari Fujiwara
行成 藤原
Kazuhiro Okada
和宏 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mobile Communications Tokyo Inc
Original Assignee
Mobile Communications Tokyo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobile Communications Tokyo Inc filed Critical Mobile Communications Tokyo Inc
Priority to JP2002323066A priority Critical patent/JP2004159102A/en
Publication of JP2004159102A publication Critical patent/JP2004159102A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency power amplifier circuit by which high efficiency is obtained while securing a wide dynamic range of the high-frequency output power. <P>SOLUTION: The high-frequency power amplifier circuit comprises: a preamplifier circuit amplifying the inputted high frequency signal to a specified level; a first output circuit outputting the output signal from the preamplifier circuit to an antenna; a second output circuit amplifying the output signal from the preamplifier circuit to the specified level to output to the antenna; a switch circuit selectively using one of the first output circuit and the second output circuit in accordance with the high-frequency output level outputted from the antenna; and a phase correction circuit inserted in the preceding stage of the second output circuit and correcting the phase of a signal inputted to the second output circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯通信端末機等の移動体通信機器に組み込まれて使用するに最適な高周波電力増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば携帯通信端末機等に組み込まれる高周波電力増幅回路は、前置増幅回路および終段増幅回路とからなる2段回路構成が一般的となっており、専らその入出力回路および前置増幅回路と終段増幅回路間の段間回路には、所望の特性が得られるような段間整合回路が設けられている。そして、段間結合回路のインピーダンス制御を行ない効率の最適化を図っている(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
また、前置増幅回路には、直流電流を供給する前段バイアス回路が設けられている。そして、この前段バイアス回路のバイアス電流またはバイアス電圧を可変制御することによって、高周波電力増幅回路から出力される高周波電力を可変することが知られている。
【0004】
【特許文献】
特開2001−16053号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した高周波電力増幅回路にあっては、アンテナから出力される出力電力を制御する場合、前段バイアス回路の調整による前置増幅回路の増幅度調整のみによるため、高周波電力増幅回路から出力される高周波電力を広範囲に可変することができないという問題があった。
【0006】
このため、例えば基地局との距離が近く、アンテナから出力する高周波電力が小さくて済む場合であっても前述した2段回路構成の高周波電力増幅回路にあっては、終段増幅回路を小出力で動作させるため効率が悪く、無駄な電力を消費するという問題があった。したがって、このような高周波電力増幅回路を携帯通信端末機等に適用した場合、長時間運用可能とするため搭載する電池を大きくする必要があり、携帯通信端末の小型化の大きな弊害となっていた。
【0007】
そこで、発明者は、図1に示すようにアンテナ2から出力する高周波電力が小さい場合、終段増幅回路6を介さず前置増幅回路5の出力をアンテナから直接出力する一方、アンテナ2から出力する高周波電力が大きい場合、終段増幅回路6を介してアンテナ2から出力するRFスイッチ切換え方式の高周波電力増幅回路1を考案した。
【0008】
しかしながら、このような回路方式を適用する場合、前置増幅回路5の出力回路と終段増幅回路6の出力回路とが互いに干渉しないようディレイライン8a,8bを介挿してそれぞれの出力回路を高周波的に分離する必要がある。また、終段増幅回路6の入力側および出力側には、整合回路7c,7dを介挿してインピーダンスの整合をする必要がある。
【0009】
すると前置増幅回路5から出力される信号の位相と、終段増幅回路6から出力される信号の位相とがアンテナ端9で互いに異なるという問題が生じる。例えば、図1に示すように整合回路7c,7dを含む終段増幅回路6で位相が225度遅れ、更にディレイライン8aで位相が84度遅れる。
一方、前置増幅回路5の出力は、RFスイッチ3とアンテナ2との間に介挿したディレイライン8bにより位相が69度遅れてアンテナ2から出力される。このため、アンテナ端9における位相差は、[−225−84−(−64)=−245度]、すなわち115度になる。したがって、RFスイッチ3を切換えたとき、アンテナから出力される高周波信号の位相が大きく変化することになる。このため、基地局側のチャネル推定に利用するキャリア同期に好ましくない影響を与えるという問題があった。
【0010】
そこで本発明は、上述した問題点を考慮してなされたもので、その目的は、高周波出力電力の広いダイナミックレンジを確保しつつ、高効率を得ることのできる高周波電力増幅回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項1に係る高周波電力増幅回路によれば、入力された高周波信号を所定のレベルに増幅する前置増幅回路と、この前置増幅回路の出力信号をアンテナに出力する第1の出力回路と、前記前置増幅回路の出力信号を所定のレベルに増幅して前記アンテナに出力する第2の出力回路と、前記アンテナから出力する高周波出力レベルに応じて前記第1の出力回路および前記第2の出力回路の一方を選択的に用いるスイッチ回路と、前記第2の出力回路の前段に介挿されて前記第2の出力回路に入力される信号の位相を補正する位相補正回路とを備えることを特徴としている。
【0012】
好ましくは、前記位相補正回路は、インダクタとコンデンサとで構成した集中定数回路および/または線状の導体を基板に形成した分布定数回路からなるものとして構成される。
したがって、本発明によれば、高周波出力電力の広いダイナミックレンジを確保しつつ、高効率が得られる高周波電力増幅回路を提供することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る高周波電力増幅回路について説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係る高周波電力増幅回路の概略構成を示す図である。この高周波電力増幅回路1は、前置増幅回路5の出力信号を更に増幅してアンテナ2に出力する終段増幅回路6と、アンテナ2から出力する高周波電力のレベルに応じて、終段増幅回路6の出力信号または前置増幅回路5の出力信号のいずれか一方をアンテナ2から出力する出力側RFスイッチ3bが設けられたものとして構成されている。
【0014】
また、前置増幅回路5の出力側には、出力信号をアンテナ2へ送り込むバイパス回路(第1の回路)10または終段増幅回路(第2の回路)6のいずれかに送り込むかを選択する入力側RFスイッチ3aが設けられている。
これらのRFスイッチ3a,3bは、それぞれ対になって切換えられるものであってアンテナ2から大きな出力レベルの信号が要求されるとき、RFスイッチ3a,3bを終段増幅回路6側に切換える一方、アンテナ2から小さな出力レベルの信号が要求されるとき、RFスイッチ3a,3bをバイパス回路10へ切換えて前置増幅回路5の出力を終段増幅回路6を介すことなくアンテナ2から直接出力するよう構成される。
【0015】
このように構成された高周波電力増幅回路1において、本発明が特徴とする点は、終段増幅回路6の前段に位相補正回路11を介挿し、前置増幅回路5の出力電力を更に増幅した終段増幅回路6の出力信号の位相と、前置増幅回路5の出力をアンテナ2から直接出力した出力信号の位相との差を生じることなく、高効率を維持するよう構成した点ある。
【0016】
尚、この位相補正回路11は、特に図示しないがインダクタおよびコンデンサを組み合わせた集中定数回路または基板に設けたストリップラインからなる分布定数回路、或いはこの分布定数回路と前記集中定数回路を組み合わせる等して構成される。ちなみに、図2に示すように分布定数回路と集中定数回路を組み合わせて構成した位相補正回路11は、その占有面積を小さくすることができるので望ましい。
【0017】
さて上述したように構成された高周波電力増幅回路1において、アンテナ2から出力される高周波出力レベルが、予め定めた基準レベルよりも小さく前置増幅回路5の出力をアンテナ2から直接出力する場合、前述したように切換制御部4はRFスイッチ3a,3bをそれぞれバイパス回路10側に切換える。
すると、高周波電力増幅回路1に入力された高周波信号は、整合回路7aで前置増幅回路5の入力インピーダンスと適合するよう変換されて前置増幅回路5に与えられる。そして、前置増幅回路5により増幅された高周波信号は、整合回路7bで前置増幅回路5の出力インピーダンス整合が行なわれて入力側RFスイッチ3aに与えられる。
【0018】
この入力側RFスイッチ3aと出力側RFスイッチ3bは、前述したように切換制御部4により前置増幅回路5の出力をアンテナ2から直接出力するようにバイパス回路10側に切換えられている。そうしてアンテナ2から、前置増幅回路5の出力信号が放射される。
一方、アンテナ2から出力する高周波出力レベルが、予め定めた基準レベルよりも大きく前置増幅回路5の出力信号を更に終段増幅回路6で増幅する必要がある場合、前述したように切換制御部4は、RFスイッチ3a,3bを終段増幅回路6側に切換える。
【0019】
すると、高周波電力増幅回路1に入力された高周波信号は、整合回路7a前置増幅回路5、整合回路7bおよび入力側RFスイッチ3aを介して、終段増幅回路6に与えられる。ちなみに、この終段増幅回路6の入力側および出力側には整合回路7c,7dがそれぞれ設けられて、終段増幅回路6の効率が最適になるように調整される。
【0020】
そして、この終段増幅回路6で増幅された信号は、前述したように出力側に設けられた整合回路7dで、アンテナ側のインピーダンスと整合が取られて、出力RFスイッチ3bを介してアンテナ2から放射される。
このように構成された高周波電力増幅回路1について、この増幅回路1が扱う信号の位相関係についてより詳細に図2に示す高周波電力増幅回路の概略構成を用いて説明する。この図は、高周波電力増幅回路1に入力される信号の位相を基準位相0度にとったものである。
【0021】
先ず、RFスイッチ3b,3aがバイパス回路10側に切換えられている場合、入力信号が、整合回路7a、前置増幅回路5、整合回路7bおよび入力側RFスイッチ3aを通過すると、その信号の位相は入力信号に対して90度進み位相になる。そして、この信号が出力側RFスイッチ3bを介してアンテナ2に与えられる。即ち高周波電力増幅回路1に入力された信号は位相が90度進んでアンテナ2から放射される。
【0022】
一方、入力側RFスイッチ3aを終段増幅回路6側に切換えて作動させた場合、整合回路7a,7b、前置増幅回路5および入力側RFスイッチ3aを介して出力される信号は、前述したように入力信号に対して90度進み位相の信号である。そして、この信号は、終段増幅回路6の前段にある位相補正回路11により135度遅延される。したがって、位相補正回路11から出力された高周波信号の位相は、入力信号の位相に対して[+90−135=−45度]、即ち45度の遅れ位相となる(進み位相を正、遅れ位相を負にとっている)。
【0023】
そして、この信号は、整合回路7c、終段増幅回路6、整合回路7dを介して出力されることにより位相が225度遅れる。したがって、入力信号に対して[−45−225=−270度]の遅れ、すなわち90度進みの信号が生成される。この信号は、出力側RFスイッチ3bを介して、アンテナ2から放射される。このように終段増幅回路6を介して出力した場合であっても、高周波電力増幅回路1に入力された入力信号の位相に対して90度進み位相の高周波信号がアンテナ2を介して放射される。
【0024】
つまり、前置増幅回路5の出力信号をアンテナ2から直接出力しても、終段増幅回路6で前置増幅回路5の出力信号を増幅した後にアンテナ2から出力しても、それぞれの信号間に位相差を生じることがない。
かくしてこのように構成された高周波電力増幅回路にあっては、前置増幅回路5の出力信号をアンテナ2から直接出力しても、前置増幅回路5の出力信号を終段増幅回路6により増幅してアンテナ2から出力しても、終段増幅回路6と前置増幅回路5との間に位相補正回路11を設けているので、アンテナ2から出力される高周波信号に位相差を生じることがない。
【0025】
また、位相補正回路11を終段増幅回路6の前段に配置しているので効率低下を招くことなく高効率を維持することが可能となる。このため、高周波電力増幅回路の高周波出力レベルに応じた増幅回路の切換えをRFスイッチ3を適用して行う回路方式を適用した場合であっても、出力信号の位相の跳躍をきたすことなく、高周波出力電力の広いダイナミックレンジを確保しつつ高効率な高周波電力増幅回路を構成することができる。
【0026】
次に本発明の別の実施形態に係る高周波電力増幅回路を図3に示す概略構成を用いて説明する。この別の実施形態が前述した実施形態と異なるのは、出力側RFスイッチ3bの代わりに、この高周波電力増幅回路が増幅する高周波信号の[1/4]波長の伝送線路12a,12bを介してアンテナ2に出力するものである。
【0027】
この[1/4]波長の伝送線路を設けて、その伝送線路の入力側を接地したとき、伝送線路12aまたは伝送線路12bをアンテナ端9から見た場合のインピーダンスを無限大にすることができる。
このようなことから終段増幅回路6を用いない場合、切換制御部4が終段増幅回路6を非活性にすると共に、入力側RFスイッチ3aとバイパス用RFスイッチ3cを切換えて前置増幅回路5の出力信号をアンテナ2から出力されるようにすればよい。このとき、終段増幅回路6は、非活性となっているので、その出力は等価的に接地されたものと見なすことができる。このため、アンテナ端9側から終段増幅回路6側の伝送線路12a側を見たとき、そのインピーダンスは無限大になるため、終段増幅回路6の影響を受けることがない。
【0028】
一方、前置増幅回路5の出力信号を終段増幅回路6で増幅する場合、切換制御部4は、入力側RFスイッチ3aの出力信号を位相補正回路11を介して終段増幅回路6に与えるよう入力側RFスイッチ3aを切換える。また、切換制御部4は、終段増幅回路6を活性化すると共に、バイパス用RFスイッチ3cを接地側に切換える。
【0029】
すると、アンテナ端9側からバイパス回路10に接続されている伝送線路12bを見たとき、そのインピーダンスが無限大となりバイパス回路10の影響を受けることがない。
かくして、このように構成された高周波電力増幅回路1によれば、前置増幅回路5の出力信号をアンテナ2から直接出力しても、或いは前置増幅回路5の出力信号を終段増幅回路6により増幅してアンテナ2から出力しても、終段増幅回路6に前段に位相補正回路11を設けているので、アンテナ2から出力される高周波信号に位相差を生じることがない。
【0030】
また、位相補正回路11を終段増幅回路6の前段に配置しているので、効率低下を招くことなく高効率を維持することが可能となる。このため、高周波出力レベルに応じた増幅回路の切換えをRFスイッチを適用して行う回路方式を適用した場合であっても、高周波電力増幅回路から出力される信号の位相の跳躍をきたすことなく、高周波出力電力の広いダイナミックレンジを確保しつつ高効率な高周波電力増幅回路を構成することができる。
【0031】
更に終段増幅回路6の出力に出力側RFスイッチ3bを設けていないので大電力を通過させるRFスイッチが不要となり、回路規模を小さく構成することが可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態にとらわれることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る高周波電力増幅回路によれば、位相補正回路を終段増幅回路の前段に配置して、この終段増幅回路による位相の変化を補正しているので、前置増幅回路の出力信号をアンテナから直接出力する場合であっても、終段増幅回路を介してアンテナから出力するいずれの場合であっても、それぞれの出力信号に位相差を生じないので、基地局のチャネル推定に利用するキャリア同期に影響を与えることがなく高効率を維持することができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の高周波電力増幅回路の概略構成を示す図。
【図2】本発明の一実施形態に係る高周波電力増幅回路の概略構成を示す図。
【図3】本発明の別の実施形態に係る高周波電力増幅回路の概略構成を示す図。
【符号の説明】
2 アンテナ
3 RFスイッチ
4 切換制御部
5 前置増幅回路
6 終段増幅回路
7 整合回路
10 バイパス回路
11 位相補正回路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency power amplifier circuit that is most suitable for being incorporated in a mobile communication device such as a mobile communication terminal.
[0002]
[Prior art]
For example, a high-frequency power amplifier circuit incorporated in a portable communication terminal or the like generally has a two-stage circuit configuration including a preamplifier circuit and a final-stage amplifier circuit. The inter-stage circuit between the final-stage amplifier circuits is provided with an inter-stage matching circuit for obtaining desired characteristics. Then, the impedance of the interstage coupling circuit is controlled to optimize the efficiency (for example, see Patent Document 1).
[0003]
Further, the preamplifier circuit is provided with a pre-stage bias circuit for supplying a direct current. It is known that the high-frequency power output from the high-frequency power amplifier circuit is varied by variably controlling the bias current or the bias voltage of the pre-stage bias circuit.
[0004]
[Patent Document]
JP 2001-16053 A [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described high-frequency power amplifier circuit, when controlling the output power output from the antenna, the output power is output from the high-frequency power amplifier circuit because only the amplification of the preamplifier circuit is adjusted by adjusting the pre-stage bias circuit. There has been a problem that high-frequency power cannot be varied over a wide range.
[0006]
For this reason, for example, even in the case where the distance to the base station is short and the high-frequency power output from the antenna is small, in the high-frequency power amplifier circuit having the two-stage circuit configuration described above, the final-stage amplifier circuit has a small output. In this case, the operation is inefficient, and there is a problem that wasteful power is consumed. Therefore, when such a high-frequency power amplifier circuit is applied to a mobile communication terminal or the like, it is necessary to increase the size of a battery to be operable for a long period of time, which has been a serious problem in downsizing the mobile communication terminal. .
[0007]
Therefore, when the high frequency power output from the antenna 2 is small as shown in FIG. 1, the inventor outputs the output of the preamplifier circuit 5 directly from the antenna without passing through the final-stage amplifier circuit 6, while outputting the output from the antenna 2 When the high-frequency power to be supplied is large, the high-frequency power amplifier circuit 1 of the RF switch switching type that outputs the signal from the antenna 2 through the final-stage amplifier circuit 6 is devised.
[0008]
However, when such a circuit system is applied, the output circuits of the preamplifier circuit 5 and the output circuit of the final-stage amplifier circuit 6 are inserted through the delay lines 8a and 8b so that the output circuits are high-frequency. Need to be separated. Further, it is necessary to match impedances on the input side and the output side of the final-stage amplifier circuit 6 through the matching circuits 7c and 7d.
[0009]
Then, there arises a problem that the phase of the signal output from the preamplifier circuit 5 and the phase of the signal output from the final-stage amplifier circuit 6 are different from each other at the antenna end 9. For example, as shown in FIG. 1, the phase is delayed by 225 degrees in the final stage amplifier circuit 6 including the matching circuits 7c and 7d, and further, the phase is delayed by 84 degrees in the delay line 8a.
On the other hand, the output of the preamplifier circuit 5 is output from the antenna 2 with a phase delayed by 69 degrees by the delay line 8b interposed between the RF switch 3 and the antenna 2. Therefore, the phase difference at the antenna end 9 is [−225−84 − (− 64) = − 245 degrees], that is, 115 degrees. Therefore, when the RF switch 3 is switched, the phase of the high-frequency signal output from the antenna changes significantly. Therefore, there is a problem that the carrier synchronization used for channel estimation on the base station side is undesirably affected.
[0010]
The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-frequency power amplifier circuit that can obtain high efficiency while securing a wide dynamic range of high-frequency output power. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the high frequency power amplifier circuit of the present invention, a preamplifier circuit for amplifying an input high frequency signal to a predetermined level, and an output signal of the preamplifier circuit A first output circuit for outputting a signal to an antenna, a second output circuit for amplifying an output signal of the preamplifier circuit to a predetermined level and outputting the amplified signal to the antenna, and a high-frequency output level output from the antenna. A switch circuit for selectively using one of the first output circuit and the second output circuit, and a switch circuit interposed at a stage preceding the second output circuit and input to the second output circuit. A phase correction circuit for correcting the phase.
[0012]
Preferably, the phase correction circuit is configured as a lumped constant circuit including an inductor and a capacitor and / or a distributed constant circuit including a linear conductor formed on a substrate.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a high-frequency power amplifier circuit that can obtain high efficiency while securing a wide dynamic range of high-frequency output power.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a high frequency power amplifier circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a high-frequency power amplifier circuit according to one embodiment of the present invention. The high-frequency power amplifier circuit 1 includes a final-stage amplifier circuit 6 that further amplifies the output signal of the preamplifier circuit 5 and outputs the signal to the antenna 2, and a final-stage amplifier circuit according to the level of the high-frequency power output from the antenna 2. An output-side RF switch 3 b for outputting either the output signal of the antenna 6 or the output signal of the preamplifier circuit 5 from the antenna 2 is provided.
[0014]
On the output side of the preamplifier circuit 5, it is selected whether the output signal is sent to the bypass circuit (first circuit) 10 or the final-stage amplifier circuit (second circuit) 6 for sending the output signal to the antenna 2. An input-side RF switch 3a is provided.
These RF switches 3a and 3b are switched in pairs, and when a signal having a large output level is required from the antenna 2, the RF switches 3a and 3b are switched to the final stage amplifier circuit 6 side. When a signal having a small output level is required from the antenna 2, the RF switches 3a and 3b are switched to the bypass circuit 10 to directly output the output of the preamplifier circuit 5 from the antenna 2 without passing through the final-stage amplifier circuit 6. It is configured as follows.
[0015]
A feature of the present invention in the high-frequency power amplifier circuit 1 configured as described above is that the phase correction circuit 11 is interposed in the preceding stage of the final-stage amplifier circuit 6 and the output power of the preamplifier circuit 5 is further amplified. The configuration is such that high efficiency is maintained without causing a difference between the phase of the output signal of the final-stage amplifier circuit 6 and the phase of the output signal of the output of the preamplifier circuit 5 directly output from the antenna 2.
[0016]
Although not shown, the phase correction circuit 11 may be a lumped constant circuit combining an inductor and a capacitor, a distributed constant circuit formed of a strip line provided on a substrate, or a combination of the distributed constant circuit and the lumped constant circuit. Be composed. Incidentally, as shown in FIG. 2, the phase correction circuit 11 configured by combining a distributed constant circuit and a lumped constant circuit is desirable because its occupied area can be reduced.
[0017]
Now, in the high-frequency power amplifier circuit 1 configured as described above, when the high-frequency output level output from the antenna 2 is smaller than a predetermined reference level and the output of the preamplifier circuit 5 is directly output from the antenna 2, As described above, the switching control unit 4 switches the RF switches 3a and 3b to the bypass circuit 10 side, respectively.
Then, the high-frequency signal input to the high-frequency power amplifier circuit 1 is converted by the matching circuit 7 a so as to match the input impedance of the pre-amplifier circuit 5 and is provided to the pre-amplifier circuit 5. The high-frequency signal amplified by the preamplifier circuit 5 is subjected to output impedance matching of the preamplifier circuit 5 by a matching circuit 7b, and is supplied to the input-side RF switch 3a.
[0018]
The input side RF switch 3a and the output side RF switch 3b are switched to the bypass circuit 10 side by the switching control unit 4 so that the output of the preamplifier circuit 5 is directly output from the antenna 2 as described above. Thus, the output signal of the preamplifier circuit 5 is radiated from the antenna 2.
On the other hand, when the high-frequency output level output from the antenna 2 is higher than a predetermined reference level and the output signal of the preamplifier circuit 5 needs to be further amplified by the final-stage amplifier circuit 6, as described above, the switching controller 4 switches the RF switches 3a and 3b to the final stage amplifier circuit 6 side.
[0019]
Then, the high-frequency signal input to the high-frequency power amplifier circuit 1 is provided to the final-stage amplifier circuit 6 via the pre-amplifier circuit 5, the matching circuit 7b, and the input-side RF switch 3a. Incidentally, matching circuits 7c and 7d are provided on the input side and the output side of the final-stage amplifier circuit 6, respectively, so that the efficiency of the final-stage amplifier circuit 6 is adjusted to be optimal.
[0020]
The signal amplified by the final-stage amplifier circuit 6 is matched with the impedance on the antenna side by the matching circuit 7d provided on the output side as described above, and is output to the antenna 2 via the output RF switch 3b. Radiated from
The high-frequency power amplifier circuit 1 configured as described above will be described in more detail with reference to the schematic configuration of the high-frequency power amplifier circuit shown in FIG. In this figure, the phase of a signal input to the high-frequency power amplifier circuit 1 is set to a reference phase of 0 degree.
[0021]
First, when the RF switches 3b and 3a are switched to the bypass circuit 10 side, when the input signal passes through the matching circuit 7a, the preamplifier circuit 5, the matching circuit 7b and the input-side RF switch 3a, the phase of the signal is changed. Becomes a phase advanced by 90 degrees with respect to the input signal. Then, this signal is provided to the antenna 2 via the output side RF switch 3b. That is, the signal input to the high-frequency power amplifier circuit 1 is radiated from the antenna 2 with the phase advanced by 90 degrees.
[0022]
On the other hand, when the input-side RF switch 3a is operated by switching to the final-stage amplifier circuit 6, the signals output via the matching circuits 7a and 7b, the preamplifier circuit 5, and the input-side RF switch 3a are as described above. Thus, the signal is a signal having a phase advanced by 90 degrees with respect to the input signal. Then, this signal is delayed by 135 degrees by the phase correction circuit 11 in the stage before the final-stage amplifier circuit 6. Therefore, the phase of the high-frequency signal output from the phase correction circuit 11 is [+ 90-135 = −45 degrees], that is, a lag phase of 45 degrees with respect to the phase of the input signal (lead phase is positive, lag phase is Negative).
[0023]
Then, the phase of this signal is delayed by 225 degrees by being output through the matching circuit 7c, the final-stage amplifier circuit 6, and the matching circuit 7d. Therefore, a signal delayed by [−45−225 = −270 degrees] with respect to the input signal, that is, a signal advanced by 90 degrees is generated. This signal is radiated from the antenna 2 via the output-side RF switch 3b. Even when the signal is output through the final-stage amplifier circuit 6 as described above, a high-frequency signal having a phase advanced by 90 degrees with respect to the phase of the input signal input to the high-frequency power amplifier circuit 1 is radiated through the antenna 2. You.
[0024]
That is, whether the output signal of the preamplifier circuit 5 is directly output from the antenna 2 or the output signal of the preamplifier circuit 5 is amplified by the final-stage amplifier circuit 6 and then output from the antenna 2, No phase difference occurs.
In the high-frequency power amplifier circuit thus configured, even if the output signal of the preamplifier circuit 5 is directly output from the antenna 2, the output signal of the preamplifier circuit 5 is amplified by the final-stage amplifier circuit 6. Even when the signal is output from the antenna 2, since the phase correction circuit 11 is provided between the final-stage amplifier circuit 6 and the preamplifier circuit 5, a phase difference may occur in the high-frequency signal output from the antenna 2. Absent.
[0025]
Further, since the phase correction circuit 11 is arranged before the final-stage amplifier circuit 6, high efficiency can be maintained without lowering the efficiency. For this reason, even when a circuit system in which the switching of the amplifier circuit according to the high-frequency output level of the high-frequency power amplifier circuit is applied by applying the RF switch 3 is applied, the phase of the output signal does not jump, and A high-efficiency high-frequency power amplifier circuit can be configured while securing a wide dynamic range of output power.
[0026]
Next, a high-frequency power amplifier circuit according to another embodiment of the present invention will be described using the schematic configuration shown in FIG. This different embodiment is different from the above-described embodiment in that, instead of the output-side RF switch 3b, the transmission line 12a, 12b of [1/4] wavelength of the high-frequency signal amplified by the high-frequency power amplifier circuit is used. The signal is output to the antenna 2.
[0027]
When a transmission line of [1/4] wavelength is provided and the input side of the transmission line is grounded, the impedance when the transmission line 12a or the transmission line 12b is viewed from the antenna end 9 can be made infinite. .
For this reason, when the final-stage amplifier circuit 6 is not used, the switching control unit 4 deactivates the final-stage amplifier circuit 6 and switches the input-side RF switch 3a and the bypass RF switch 3c to switch the preamplifier circuit. 5 may be output from the antenna 2. At this time, since the final-stage amplifier circuit 6 is inactive, its output can be regarded as equivalently grounded. Therefore, when the transmission line 12a on the side of the final-stage amplifier circuit 6 is viewed from the antenna end 9 side, the impedance thereof becomes infinite, so that the influence of the final-stage amplifier circuit 6 is eliminated.
[0028]
On the other hand, when the output signal of the preamplifier circuit 5 is amplified by the final-stage amplifier circuit 6, the switching control unit 4 supplies the output signal of the input-side RF switch 3a to the final-stage amplifier circuit 6 via the phase correction circuit 11. The input side RF switch 3a is switched. The switching control unit 4 activates the final-stage amplifier circuit 6 and switches the bypass RF switch 3c to the ground side.
[0029]
Then, when the transmission line 12b connected to the bypass circuit 10 is viewed from the antenna end 9 side, the impedance is infinite and the bypass circuit 10 is not affected.
Thus, according to the high-frequency power amplifier circuit 1 configured as described above, the output signal of the preamplifier circuit 5 can be directly output from the antenna 2 or the output signal of the preamplifier circuit 5 can be output to the final-stage amplifier circuit 6. Even when the signal is amplified by the antenna 2 and output from the antenna 2, the phase correction circuit 11 is provided in the preceding stage in the final-stage amplifier circuit 6, so that no phase difference occurs in the high-frequency signal output from the antenna 2.
[0030]
In addition, since the phase correction circuit 11 is arranged before the final-stage amplifier circuit 6, high efficiency can be maintained without lowering the efficiency. Therefore, even when a circuit system in which the switching of the amplifier circuit according to the high-frequency output level is applied by applying the RF switch is applied, the phase of the signal output from the high-frequency power amplifier circuit does not jump. A high-efficiency high-frequency power amplifier circuit can be configured while securing a wide dynamic range of high-frequency output power.
[0031]
Further, since the output-side RF switch 3b is not provided at the output of the final-stage amplifier circuit 6, an RF switch for passing a large amount of power is not required, and the circuit scale can be reduced.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the high-frequency power amplifier circuit according to the present invention, the phase correction circuit is arranged before the final-stage amplifier circuit, and the phase change by the final-stage amplifier circuit is corrected. Regardless of whether the output signal of the preamplifier circuit is output directly from the antenna or the case where the output signal is output from the antenna via the final-stage amplifier circuit, there is no phase difference between the output signals. Practically significant effects such as high efficiency can be maintained without affecting the carrier synchronization used for the channel estimation of the station.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional high-frequency power amplifier circuit.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a high-frequency power amplifier circuit according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a high-frequency power amplifier circuit according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Antenna 3 RF switch 4 Switching control unit 5 Preamplifier circuit 6 Final amplifier circuit 7 Matching circuit 10 Bypass circuit 11 Phase correction circuit

Claims (2)

入力された高周波信号を所定のレベルに増幅する前置増幅回路と、
この前置増幅回路の出力信号をアンテナに出力する第1の出力回路と、
前記前置増幅回路の出力信号を所定のレベルに増幅して前記アンテナに出力する第2の出力回路と、
前記アンテナから出力する高周波出力レベルに応じて前記第1の出力回路および前記第2の出力回路の一方を選択的に用いるスイッチ回路と、
前記第2の出力回路の前段に介挿されて前記第2の出力回路に入力される信号の位相を補正する位相補正回路と
を備えることを特徴とする高周波電力増幅回路。
A preamplifier circuit for amplifying the input high-frequency signal to a predetermined level,
A first output circuit for outputting an output signal of the preamplifier circuit to an antenna;
A second output circuit that amplifies an output signal of the preamplifier circuit to a predetermined level and outputs the amplified signal to the antenna;
A switch circuit that selectively uses one of the first output circuit and the second output circuit according to a high-frequency output level output from the antenna;
A high-frequency power amplifier circuit, comprising: a phase correction circuit interposed at a stage preceding the second output circuit and correcting the phase of a signal input to the second output circuit.
前記位相補正回路は、インダクタとコンデンサとで構成した集中定数回路および/または線状の導体を基板に形成した分布定数回路からなるものである請求項1に記載の高周波電力増幅回路。2. The high-frequency power amplifier circuit according to claim 1, wherein the phase correction circuit comprises a lumped constant circuit composed of an inductor and a capacitor and / or a distributed constant circuit having a linear conductor formed on a substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009253500A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 Mitsubishi Electric Corp High-frequency power amplifier
JP2010081383A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Panasonic Corp High-frequency circuit, high-frequency power amplifier and semiconductor device
JP2012119903A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Renesas Electronics Corp Power amplifier, w-cdma power amplifier, multiband power amplifier and portable information terminal

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