多赫蒂放大器

技术领域

本发明涉及在多个频带中进行动作的多赫蒂放大器。

背景技术

近年来，由于通信量的急剧增大，例如，要求第5代移动通信基站用放大器能够高效地放大PAPR(peak to average power ratio：峰值与平均功率比)大的信号。

作为高效地放大通信用信号的放大器，在专利文献1中提出了多赫蒂放大器。

专利文献1所示的多赫蒂放大器是如下的多赫蒂放大器：根据输入信号的动作频率是第1动作频率还是第2动作频率，控制部对第1放大元件和第2放大元件的动作级进行切换。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2019/09760号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，期望实现不控制构成多赫蒂放大器的2个放大元件而对2个动作频率的输入信号进行放大的多赫蒂放大器。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到不需要控制构成多赫蒂放大器的放大元件而在多个频带中进行动作的多赫蒂放大器。

用于解决课题的手段

本发明的多赫蒂放大器具有：第1滤波器电路，其在被输入第1频带的输入信号时，输出使第1频带的输入信号衰减了第1衰减量的第1输入信号，在被输入与第1频带不同的第2频带的输入信号时，输出使第2频带的输入信号通过的第2输入信号；第2滤波器电路，其在被输入第1频带的输入信号时，输出使第1频带的输入信号衰减了衰减量比第1衰减量小的第2衰减量的第3输入信号，在被输入第2频带的输入信号时，输出使第2频带的输入信号衰减了第1衰减量的衰减量以上的第3衰减量的第4输入信号；第1放大器，其栅极偏置电压被固定，在被输入来自第1滤波器电路的第1输入信号时作为辅助放大器进行动作，在被输入来自第1滤波器电路的第2输入信号时作为主放大器进行动作；以及第2放大器，其栅极偏置电压被固定，在被输入来自第2滤波器电路的第3输入信号时作为主放大器进行动作，在被输入来自第2滤波器电路的第4输入信号时作为辅助放大器进行动作。

发明效果

根据本发明，在第1放大器和第2放大器的前级设置了特性不同的第1滤波器电路和第2滤波器电路，因此，不需要控制第1放大器和第2放大器而在多个频带中进行动作。

附图说明

图1是示出实施方式1的多赫蒂放大器的框图。

图2是示出实施方式1的多赫蒂放大器中的第1放大器的等效电路图。

图3是示出实施方式1的多赫蒂放大器中的第2放大器的等效电路图。

图4是示出实施方式1的多赫蒂放大器中第1滤波器电路和第2滤波器电路中的相对于频率的通过损失的图。

图5是示出实施方式1的多赫蒂放大器中用于表示被输入第1频率(低频区域)的输入信号时的回退时的阻抗关系的第1放大器、第2放大器和输出合成电路的等效电路图。

图6是示出实施方式1的多赫蒂放大器中被输入第1频率(低频区域)的输入信号时的回退时的史密斯圆图中的阻抗改性的图。

图7是示出实施方式1的多赫蒂放大器中用于表示被输入第2频率(高频区域)的输入信号时的回退时的阻抗关系的第1放大器、第2放大器和输出合成电路的等效电路图。

图8是示出实施方式1的多赫蒂放大器中被输入第2频率(低频区域)的输入信号时的回退时的史密斯圆图中的阻抗改性的图。

图9是概略地示出实施方式1的多赫蒂放大器中被输入第1频带的输入信号和第2频带的输入信号时的第1放大器和第2放大器的功能的图。

图10是示出实施方式1的多赫蒂放大器中相对于作为模拟结果的输出功率的漏极效率的图。

图11是示出实施方式2的多赫蒂放大器的框图。

图12是示出实施方式2的多赫蒂放大器中用于表示被输入第3频率的输入信号时的回退时的阻抗关系的第1放大器、第2放大器和输出合成电路的等效电路图。

图13是示出实施方式2的多赫蒂放大器中被输入第3频率的输入信号时的回退时的史密斯圆图中的阻抗改性的图。

具体实施方式

实施方式1

根据图1～图10对实施方式1的多赫蒂放大器进行说明。

多赫蒂放大器在第1频带和第2频带这2个动作频带中进行动作。

第1频带和第2频带是不同的频率区域，第1频带是比第2频带低的频率区域。为了便于说明，将第1频带称作表示比第2频带低的频率区域的低频区域，将第2频带称作表示比第1频带高的频率区域的高频区域。

在多赫蒂放大器中，施加给双并联放大器中的各个放大器的栅极偏置电压被固定为作为B级放大器进行动作的栅极偏置电压，通过与双并联放大器的前级连接的2个滤波器电路，根据动作频带的通过损失不同的2个动作频带，双并联放大器中的各个放大器调换主放大器和辅助放大器的功能。

双并联放大器是将主放大器和辅助放大器这2个饱和输出功率相等的放大器并联连接而成的。

另外，关于被输入到双并联放大器的输入信号，在将第2频带中的第2频率设为1.0时，第1频带中的第1频率相对于第2频率满足0.5的关系。

多赫蒂放大器在输入端子1与输出端子2之间具有第3输入匹配电路3、分配器4、相位校正电路5、第1滤波器电路6a、第2滤波器电路6b、第1输入匹配电路7a、第2输入匹配电路7b、具有第1放大器8a和第2放大器8b的双并联放大器8、具有第1输出电路9a和第2输出电路9b的输出合成电路9、以及输出匹配电路10。

第3输入匹配电路3被连接在输入端子1与分配器4的输入端之间，取得输入端子1与分配器4之间的阻抗匹配。

第3输入匹配电路3是由使用集中常数元件的匹配电路、使用分布常数线路的匹配电路、组合集中常数和分布常数的匹配电路或使用L-C型匹配电路的匹配电路等构成的阻抗匹配电路(IMN)。

分配器4的输入端与第3输入匹配电路3的输出端连接，一个输出端与相位校正电路5的输入端连接，另一个输出端与第2滤波器电路6b连接，将从输入端子1输入的输入信号分配给一个输出端和另一个输出端。

分配器4是由使用集中常数元件的电路、使用分布常数线路的电路、组合集中常数和分布常数的电路或使用L-C型匹配电路的电路等构成的威尔金森分配器或混合电路等分配器。

相位校正电路5被连接在分配器4的一个输出端与第1滤波器电路6a的输入端之间，用于使从分配器4的一个输出端到成为输出合成电路9的输出端的输出合成点9A为止的电长度即第1放大器8a侧的路径的电长度，与从分配器4的另一个输出端到输出合成电路9的输出合成点9A为止的电长度即第2放大器8b侧的路径的电长度相等。

相位校正电路5由使用集中常数元件的电路、使用分布常数线路的电路、组合集中常数和分布常数的电路或使用L-C型匹配电路的电路等构成。

第1滤波器电路6a的输入端与相位校正电路5的输出端连接，从分配器4的一个输出端输出的输入信号经由相位校正电路5被输入到第1滤波器电路6a。

第1滤波器电路6a在被输入第1频带的输入信号时，输出使第1频带的输入信号衰减了第1衰减量XdB的第1输入信号，在被输入第2频带的输入信号时，输出使第2频带的输入信号通过的第2输入信号。

在第1滤波器电路6a中，在输入信号为第1频带时，第1输入信号被衰减了XdB，由此输出振幅小的信号，在输入信号为第2频带时，第2输入信号未被衰减，因此输出振幅大的信号。

这里所说的输入信号的振幅是指信号的包络线的振幅。以下说明的输入信号的振幅也是指信号的包络线的振幅。

如图4中实线A所示，第1滤波器电路6a是第1频带设为衰减量XdB且第2频带设为衰减量0dB(通过)的高通滤波器电路。

第1滤波器电路6a是使用集中常数元件的滤波器电路、使用分布常数线路的滤波器电路、组合集中常数和分布常数的滤波器电路、使用L-C型匹配电路的滤波器电路等由反应性的反射损失构成的电抗性的高通滤波器电路。

在第1滤波器电路6a使用电抗性的高通滤波器电路时，作为第1滤波器电路6a，实现小型化。

另外，第1滤波器电路6a也可以代替电抗性的高通滤波器电路而使用衰减器等电阻性的高通滤波器电路。

在第1滤波器电路6a使用电阻性的高通滤波器电路时，反射功率在第1滤波器电路6a中损失，因此实现第1放大器8a的稳定动作。

第2滤波器电路6b的输入端与分配器4的另一个输出端连接，被输入从分配器4的另一个输出端输出的输入信号。

第2滤波器电路6b在被输入第1频带的输入信号时，输出使第1频带的输入信号通过的第3输入信号，在被输入第2频带的输入信号时，输出使第2频带的输入信号衰减了第1衰减量XdB的第4输入信号。

在第2滤波器电路6b中，在输入信号为第1频带时，第3输入信号未被衰减，因此输出振幅大的信号，在输入信号为第2频带时，第4输入信号被衰减了XdB，由此输出振幅小的信号。

如图4中实线B所示，第2滤波器电路6b是第1频带设为衰减量0dB(通过)且第2频带设为衰减量XdB的低通滤波器电路。

第2滤波器电路6b是使用集中常数元件的滤波器电路、使用分布常数线路的滤波器电路、组合集中常数和分布常数的滤波器电路、使用L-C型匹配电路的滤波器电路等由反应性的反射损失构成的电抗性的低通滤波器电路。

在第2滤波器电路6b使用电抗性的高通滤波器电路时，作为第2滤波器电路6b，实现小型化。

另外，第2滤波器电路6b也可以代替电抗性的低通滤波器电路而使用衰减器等电阻性的低通滤波器电路。

在第2滤波器电路6b使用电阻性的高通滤波器电路时，反射功率在第2滤波器电路6b中损失，因此实现第2放大器8b的稳定动作。

在第2滤波器电路6b中，在输入信号为第1频带时，将第3输入信号设为未被衰减(衰减量0dB：通过)的信号，但是，也可以将第3输入信号设为衰减了衰减量比第1衰减量XdB小的第2衰减量的信号。

此外，在第2滤波器电路6b中，在输入信号为第2频带时，将第4输入信号设为衰减了第1衰减量XdB的信号，但是，也可以将第4输入信号设为衰减了第1衰减量XdB的衰减量以上的第3衰减量的信号。

总之，以如下方式设定第1滤波器电路6a和第2滤波器电路6b的特性即可：在输入信号为第1频带时，从第1滤波器电路6a输出的第1输入信号的振幅比从第2滤波器电路6b输出的第3输入信号的振幅小，在输入信号为第2频带时，从第1滤波器电路6a输出的第2输入信号的振幅比从第2滤波器电路6b输出的第4输入信号的振幅大。

关于第1滤波器电路6a中的相对于第1频带的衰减量XdB和第2滤波器电路6b中的相对于第2频带的衰减量XdB，作为一例，在希望提高第1放大器8a和第2放大器8b的效率的情况下设定为6dB，在希望实现第1放大器8a和第2放大器8b的效率和线性双方的情况下设定为3dB。

第1输入匹配电路7a被连接在第1滤波器电路6a的输出端与第1放大器8a的输入端8a1之间，是对第1放大器8a进行输入匹配的阻抗匹配电路(IMN)。

第1输入匹配电路7a是由使用集中常数元件的匹配电路、使用分布常数线路的匹配电路、组合集中常数和分布常数的匹配电路或使用L-C型匹配电路的匹配电路等构成的阻抗匹配电路(IMN)。

另外，第1输入匹配电路7a也可以被连接在相位校正电路5的输出端与第1滤波器电路6a的输入端之间。

第2输入匹配电路7b被连接在第2滤波器电路6b的输出端与第2放大器8b的输入端8b1之间，是对第2放大器8b进行输入匹配的阻抗匹配电路(IMN)。

第2输入匹配电路7b是由使用集中常数元件的匹配电路、使用分布常数线路的匹配电路、组合集中常数和分布常数的匹配电路或使用L-C型匹配电路的匹配电路等构成的阻抗匹配电路(IMN)。

另外，第2输入匹配电路7b也可以被连接在分配器4的另一个输出端与第2滤波器电路6b的输入端之间。

双并联放大器8由第1放大器8a和第2放大器8b构成，第1放大器8a和第2放大器8b分别被偏置成作为B级放大器进行动作的阈值电压即构成第1放大器8a和第2放大器8b的晶体管的阈值电压。

另外，本发明中的阈值电压包含阈值电压本身的值和针对阈值电压的值具有±的设计裕度的值。

第1放大器8a的输入端8a1与栅极偏置电压被固定的栅极偏置端子11a连接，在经由第1输入匹配电路7a从第1滤波器电路6a输出的第1输入信号被输入到输入端8a1时，第1输入信号的振幅比第3输入信号的振幅小，因此，与第2放大器8b相比，启动迟，作为辅助放大器进行动作，在从第1滤波器电路6a输出的第2输入信号被输入到输入端8a1时，第2输入信号的振幅比第4输入信号的振幅大，因此，与第2放大器8b相比，启动快，作为主放大器进行动作。

即，在被输入到输入端子1的输入信号为第1频带时，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作，在被输入到输入端子1的输入信号为第2频带时，第1放大器8a作为主放大器进行动作。

在第1放大器8a中，作为主放大器进行动作的情况下的饱和输出功率和作为辅助放大器进行动作的情况下的饱和输出功率相等。

第1放大器8a使用场效应晶体管(FET：Field Effect Transistor)、异质结双极型晶体管(HBT：Heterojunction Bipolar Transistor)、高电子迁移率晶体管(HEMT：HighElectron Mobility Transistor)等晶体管。

另外，第1放大器8a也可以包含作为放大器所需要的电路结构要素，例如在晶体管的输入侧连接稳定化电路，在输出侧连接偏置电路等。

作为第1放大器8a的晶体管的栅极电极成为输入端8a1，漏极电极成为输出端8a2，并且经由负载电阻与电源电位Vcc连接，源极电极与接地节点连接。

输入端8a1与栅极偏置端子11a连接，栅极偏置端子11a经由电阻元件(偏置电阻)与电源电位Vcc连接。

对栅极偏置端子11a施加晶体管的阈值电压，以使作为第1放大器8a的晶体管作为B级放大器进行动作。

图2示出第1放大器8a的等效电路。即，视为第1放大器8a由基于在晶体管的漏极-源极间流动的电流的电流源Ia和晶体管的漏极-接地间的寄生电容即输出电容Ca构成。

第1放大器8a的输出电容Ca由电感器等来补偿，或者作为第1输出电路9a的一部分被取入，从电长度的观点来看，电流源Ia与第1输出电路9a直接连接。

第2放大器8b的输入端8b1与栅极偏置电压被固定的栅极偏置端子11b连接，在经由第2输入匹配电路7b从第2滤波器电路6b输出的第3输入信号被输入到输入端8b1时，第3输入信号的振幅比第1输入信号的振幅大，因此，与第1放大器8a相比，启动快，作为主放大器进行动作，在从第2滤波器电路6b输出的第4输入信号被输入到输入端8b1时，第4输入信号的振幅比第2输入信号的振幅小，因此，与第2放大器8b相比，启动迟，作为辅助放大器进行动作。

即，在被输入到输入端子1的输入信号为第1频带时，第2放大器8b作为主放大器进行动作，在被输入到输入端子1的输入信号为第2频带时，第2放大器8b作为辅助放大器进行动作。

在第2放大器8b中，作为主放大器进行动作的情况下的饱和输出功率和作为辅助放大器进行动作的情况下的饱和输出功率相等。

第2放大器8b使用FET、HBT、HEMT等晶体管。

另外，第2放大器8b也可以包含作为放大器所需要的电路结构要素，例如在晶体管的输入侧连接稳定化电路，在输出侧连接偏置电路等。

作为第2放大器8b的晶体管的栅极电极成为输入端8b1，漏极电极成为输出端8b2，并且经由负载电阻与电源电位Vcc连接，源极电极与接地节点连接。

输入端8b1与栅极偏置端子11b连接，栅极偏置端子11b经由电阻元件(偏置电阻)与电源电位Vcc连接。

对栅极偏置端子11b施加晶体管的阈值电压，以使作为第1放大器8a的晶体管作为B级放大器进行动作。

栅极偏置端子11b也可以与栅极偏置端子11a相同。

图3示出第2放大器8b的等效电路。即，视为第2放大器8b由基于在晶体管的漏极-源极间流动的电流的电流源Ib和晶体管的漏极-接地间的寄生电容即输出电容Cb构成。

第2放大器8b的输出电容Cb由电感器等来补偿，或者作为第2输出电路9b的一部分被取入，从电长度的观点来看，电流源Ib与第2输出电路9b直接连接。

总之，第1放大器8a和第2放大器8b的功能和结构相同，但是，通过第1滤波器电路6a和第2滤波器电路6b，被输入到第1放大器8a和第2放大器8b的输入信号的振幅不同，因此，第1放大器8a和第2放大器8b启动的时机不同。

由于第1放大器8a和第2放大器8b启动的时机差异，第1放大器8a和第2放大器8b的输出负载阻抗不同。

在输入信号为第1频带时，第2放大器8b启动的时机比第1放大器8a启动的时机快，第2放大器8b作为主放大器发挥功能，第1放大器8a作为辅助放大器发挥功能。

第1放大器8a的输出负载阻抗比第2放大器8b的输出负载阻抗高很多，例如为10倍以上，从多赫蒂放大器的负载调制的观点来看，第1放大器8a成为断开状态，第1放大器8a的输出端8a2视为开路(OPEN)。

此时，通过第1输出电路9a和第2输出电路9b，在第2放大器8b的输出侧具有接近90度的电长度的输出电路，第2放大器8b的输出成为在低输出时也实现高效率的负载条件，因此，第2放大器8b在低输出时也高效地进行动作。

此外，在输入信号为第2频带时，第1放大器8a启动的时机比第2放大器8b启动的时机快，第2放大器8b的输出负载阻抗比第1放大器8a的输出负载阻抗高很多，例如为10倍以上，从多赫蒂放大器的负载调制的观点来看，第2放大器8b成为断开状态，第2放大器8b的输出端8b2视为开路(OPEN)。

其结果是，第1放大器8a作为主放大器发挥功能，第2放大器8b作为辅助放大器发挥功能。

此时，通过第1输出电路9a和第2输出电路9b，在第1放大器8a的输出侧具有接近90度的电长度的输出电路，第1放大器8a的输出成为在低输出时也实现高效率的负载条件，因此，第1放大器8a在低输出时也高效地进行动作。

输出合成电路9由第1输出电路9a和第2输出电路9b构成，在回退动作时，根据频率，扩大第1放大器8a或第2放大器8b作为主放大器发挥功能的情况下的主放大器的输出负载(输出反射系数)。

第1输出电路9a调制相对于第1放大器8a的输出负载。

第1输出电路9a的输入端与第1放大器8a的输出端连接，输出端与输出合成点9A连接。

第1输出电路9a是如下的传输线路：相对于第1频带，电长度比90度短，相对于第2频带，电长度为90度，特性阻抗与第1放大器8a的饱和输出时的最佳负载阻抗相等。

另外，第1输出电路9a不限于传输线路，具有上述的条件即可。

在第1输出电路9a中，相对于第1频带，比90度短的值例如是小于90度到45度的范围。

此外，相对于第2频带，电长度为90度的值包含90度本身的值和针对第1放大器8a相对于第2频带能够期待最高效的动作的负载调制成立的90度的值具有±的设计裕度的值。

第2输出电路9b调制相对于第2放大器8b的输出负载。

第2输出电路9b的输入端与第2放大器8b的输出端连接，输出端与输出合成点9A连接。

第2输出电路9b是如下的传输线路：相对于第1频带，电长度比90度长，相对于第2频带，电长度为180度，特性阻抗与第2放大器8b的饱和输出时的最佳负载阻抗相等。

另外，第2输出电路9b不限于传输线路，具有上述的条件即可。

在第2输出电路9b中，相对于第1频带，电长度比90度长的值例如是超过90度到(90+16)度为止的范围。

此外，相对于第2频带，电长度为180度的值包含180度本身的值和针对第2放大器8b相对于第2频带成为断开状态且输出端8b2的开路(OPEN)负载被传递且第2输出电路9b的输出端成为开路(OPEN)的180度的值具有±的设计裕度的值。

总之，输出合成电路9具有如下特征即可：在回退动作时，根据频率，扩大第1放大器8a或第2放大器8b作为主放大器发挥功能的情况下的主放大器的输出负载(输出反射系数)。

即，设为具有如下特征的第1输出电路9a和第2输出电路9b即可：在输入信号的频带为第2频带时，第1放大器8a作为主放大器发挥功能，因此，根据输入信号的频率来扩大第1放大器8a的输出负载(输出反射系数)，在输入信号的频带为第1频带时，第2放大器8b作为主放大器发挥功能，因此，根据输入信号的频率来扩大第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)。

通过第1输出电路9a-输出合成点9A-第2输出电路9b，第1放大器8a的输出端8a2与第2放大器8b的输出端8b2之间未被隔离。

在对输入端子1输入第2频带的输入信号，第1放大器8a接受第2频带的第2输入信号而作为主放大器发挥功能，第2放大器8b接受第2频带的第4输入信号而作为辅助放大器发挥功能的情况下，在第1放大器8a的输出端8a2连接基于第1输出电路9a的90度的传输线路，通过与第2放大器8b的输出端8b2连接的基于第2输出电路9b的180度的传输线路，在作为主放大器发挥功能的第1放大器8a中，负载调制即外观的负载阻抗发生变化。

其结果是，在多赫蒂放大器中，在对输入端子1输入了第2频带的输入信号的情况下，实现输出功率比饱和输出低的回退动作点处的高效动作。

此外，在对输入端子1输入第1频带的输入信号，第1放大器8a接受第1频带的第1输入信号而作为辅助放大器发挥功能，第2放大器8b接受第1频带的第3输入信号而作为主放大器发挥功能的情况下，在第2放大器8b的输出端8b2连接基于第2输出电路9b的比90度长的传输线路，通过与第1放大器8a的输出端8a2连接的基于第1输出电路9a的比90度短的传输线路，在作为主放大器发挥功能的第2放大器8b中，负载调制即外观的负载阻抗发生变化。

其结果是，在多赫蒂放大器中，在对输入端子1输入了第1频带的输入信号的情况下，也实现输出功率比饱和输出低的回退动作点处的高效动作。

输出匹配电路10被连接在输出合成电路9的输出合成点9A与输出端子2之间，取得输出合成点9A的阻抗和与输出端子2连接的负载的阻抗之间的阻抗匹配。

输出匹配电路10利用使用集中常数元件的电路、使用分布常数线路的电路、组合集中常数和分布常数的电路、L-C型匹配电路等。

接着，对实施方式1的多赫蒂放大器的动作进行说明。

最初，说明对输入端子1输入了第1频带的第1频率(具体而言为1.6GHz)的输入信号的情况。

第1频带的第1频率的输入信号经由第3输入匹配电路3被输入到分配器4，分配器4将输入的输入信号分配给一个输出端和另一个输出端并进行输出。

从分配器4的一个输出端输出的输入信号由相位校正电路5进行相位校正后输入到第1滤波器电路6a，第1滤波器电路6a对输入的输入信号进行滤波，输出第1输入信号。

在基于第1滤波器电路6a的滤波中，输入信号为第1频带的信号，因此，将输入信号设为衰减了第1衰减量XdB的第1输入信号。

第1输入信号经由第1输入匹配电路7a被输入到第1放大器8a的输入端8a1。

从分配器4的另一个输出端输出的输入信号被输入到第2滤波器电路6b。

输入信号为第1频带的信号，因此，第2滤波器电路6b输出不使输入信号衰减而使其通过的第3输入信号。

第3输入信号经由第2输入匹配电路7b被输入到第2放大器8b的输入端8b1。

在对被输入到第1放大器8a的输入端8a1的第1输入信号的振幅和被输入到第2放大器8b的输入端8b1的第3输入信号的振幅进行比较时，第1输入信号被第1滤波器电路6a衰减XdB，因此，第3输入信号的振幅比第1输入信号的振幅大。

因此，在第1放大器8a将第1输入信号的振幅(输入功率)从低输入扫描到饱和的情况下、以及第2放大器8b将第3输入信号的振幅(输入功率)从低输入扫描到饱和的情况下，第2放大器8b先启动，第1放大器8a晚启动。

因此，第2放大器8b作为主放大器进行动作，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作。

实施方式1的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：在对输入端子1输入第1频带的第1频率的输入信号时，第2放大器8b作为主放大器进行动作，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作，输入到输入端子1的第1频率的输入信号被放大而从输出端子2输出。

这里，使用图5和图6来考察作为对输入端子1输入了1.6GHz的输入信号的情况下的回退动作时的主放大器进行动作的第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)。

现在，设第1放大器8a和第2放大器8b各自的饱和输出时的最佳负载为R

第1放大器8a作为辅助放大器进行动作，因此，在回退动作时，第1放大器8a成为断开状态即停止，第1放大器8a的输出端8a2成为开路端。

输出合成点9A处的输出负载Γ

通过与第1输出电路9a的电抗性对应的输出反射系数Γ

即，如图6中将史密斯圆图中的Γ

另外，在饱和输出时，第1放大器8a和第2放大器8b的输出负载均被匹配成R

其结果是，实施方式1的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：在1.6GHz的输入信号被输入到输入端子1的情况下，通过输出合成电路9的负载调制的效果，第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)相对于饱和输出时的最佳负载R

另外，输入信号不限于1.6GHz，相对于第1频带的频率，第2放大器8b中的输出负载Γ

接着，说明对输入端子1输入第2频带的第2频率(具体而言为4.2GHz)的输入信号的情况。

第2频带的第2频率的输入信号经由第3输入匹配电路3被输入到分配器4，分配器4将输入的输入信号分配给一个输出端和另一个输出端并进行输出。

从分配器4的一个输出端输出的输入信号被相位校正电路5进行相位校正后输入到第1滤波器电路6a。

输入信号为第2频带的信号，因此，第1滤波器电路6a输出不使输入信号衰减而使其通过的第2输入信号。

第2输入信号经由第1输入匹配电路7a被输入到第1放大器8a的输入端8a1。

从分配器4的另一个输出端输出的输入信号被输入到第2滤波器电路6b，第2滤波器电路6b对输入的输入信号进行滤波，输出第4输入信号。

在基于第2滤波器电路6b的滤波中，输入信号为第2频带的信号，因此，将输入信号设为衰减了第1衰减量XdB的第4输入信号。

在对被输入到第1放大器8a的输入端8a1的第2输入信号的振幅和被输入到第2放大器8b的输入端8b1的第4输入信号的振幅进行比较时，第4输入信号通过第2滤波器电路6b衰减了XdB，因此，第2输入信号的振幅比第4输入信号的振幅大。

因此，在第1放大器8a将第1输入信号的振幅(输入功率)从低输入扫描到饱和的情况下、以及第2放大器8b将第3输入信号的振幅(输入功率)从低输入扫描到饱和的情况下，第1放大器8a先启动，第2放大器8b晚启动。

因此，第1放大器8a作为主放大器进行动作，第2放大器8b作为辅助放大器进行动作。

实施方式1的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：在对输入端子1输入第2频带的第2频率的输入信号时，第1放大器8a作为主放大器进行动作，第2放大器8b作为辅助放大器进行动作，输入到输入端子1的第2频率的输入信号被放大而从输出端子2输出。

这里，使用图7和图8来考察作为对输入端子1输入了4.2GHz的输入信号的情况下的回退动作时的主放大器进行动作的第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)。

第1放大器8a和第2放大器8b各自的饱和输出时的最佳负载、以及第1输出电路9a和第2输出电路9b各自的特性阻抗设为与对输入端子1输入了1.6GHz的输入信号的情况相同的R

第2放大器8b作为辅助放大器进行动作，因此，在回退动作时，第2放大器8b成为断开状态即停止，第2放大器8b的输出端8a2成为开路端。

输出合成点9A处的输出负载Γ

通过与第2输出电路9b的电抗性对应的输出反射系数Γ

即，如图8中将史密斯圆图中的Γ

另外，在饱和输出时，第1放大器8a和第2放大器8b的输出负载均被匹配成R

其结果是，实施方式1的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：在4.2GHz的输入信号被输入到输入端子1的情况下，通过输出合成电路9的负载调制的效果，第1放大器8a的输出负载(输出反射系数)相对于饱和输出时的最佳负载R

另外，输入信号不限于4.2GHz，相对于第1频带的频率，第2放大器8b中的输出负载Γ

根据以上所述的内容可知，在实施方式1的多赫蒂放大器中，如图9中概略地示出被输入第1频带的输入信号和第2频带的输入信号时的第1放大器8a和第2放大器8b的功能那样，在第1放大器8a和第2放大器8b的栅极偏置电压被固定成作为B级放大器进行动作的栅极偏置电压的状态下，根据被输入到第1放大器8a和第2放大器8b的输入信号的振幅的大小，第1放大器8a和第2放大器8b的动作调换成主放大器和辅助放大器。

其结果是，实施方式1的多赫蒂放大器不需要控制第1放大器8a和第2放大器8b中的栅极偏置电压而在第1频带的输入信号和第2频带的输入信号的多个频带中进行动作。

而且，实施方式1的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：通过输出合成电路9的负载调制的效果，在输出功率比饱和输出低的回退动作时，也实现高效的负载。

进而，在实施方式1的多赫蒂放大器中，如图10所示，在作为第1频带的1.6GHz的输入信号被输入到输入端子1的情况下和作为第2频带的4.2GHz的输入信号被输入到输入端子1的情况下，相对于输出功率的漏极效率得到毫不逊色的值。

实施方式2

根据图11～图13对实施方式2的多赫蒂放大器进行说明。

实施方式1的多赫蒂放大器以作为输入信号而相对于第1频带和第2频带进行放大的多赫蒂放大器为对象，与此相对，实施方式2的多赫蒂放大器以还相对于与第1频带和第2频带不同的频率区域即第3频带进行放大的多赫蒂放大器为对象。

第3频带是比第2频带高的频率区域。

另外，关于被输入到构成多赫蒂放大器的双并联放大器的输入信号，在将第2频带中的第2频率设为1.0时，第1频带中的第1频率相对于第2频率满足0.5的关系，第3频带中的第3频率相对于第2频率满足1.5的关系。

实施方式2的多赫蒂放大器与实施方式1的多赫蒂放大器相比，第1滤波器电路61a和第2滤波器电路61b以及由第1输出电路91a和第2输出电路91b构成的输出合成电路91不同，其他结构要件相同。

另外，在各图中，相同标号表示相同或相当部分。

第1滤波器电路6a在被输入第1频带的输入信号时，输出使第1频带的输入信号衰减了第1衰减量XdB的第1输入信号，在被输入第2频带的输入信号时，输出使第2频带的输入信号通过的第2输入信号，在被输入第3频带的输入信号时，输出使第3频带的输入信号衰减了第4衰减量的第5输入信号。

第4衰减量为与第1衰减量相同的XdB。即，第1滤波器电路6a在被输入第3频带的输入信号时，输出使第3频带的输入信号衰减了XdB的第5输入信号。

在第1滤波器电路61a中，在输入信号为第1频带时，第1输入信号被衰减了XdB，由此输出振幅小的信号，在输入信号为第2频带时，第2输入信号未被衰减，因此输出振幅大的信号，在输入信号为第3频带时，第3输入信号被衰减了XdB，由此输出振幅小的信号。

第1滤波器电路61a是在输入信号为第1频带和第3频带时使输入信号衰减且在输入信号为第2频带时使其通过的带通滤波器电路。

第1滤波器电路61a是使用集中常数元件的滤波器电路、使用分布常数线路的滤波器电路、组合集中常数和分布常数的滤波器电路、使用L-C型匹配电路的滤波器电路等由反应性的反射损失构成的电抗性的带通滤波器电路。

在第1滤波器电路61a使用电抗性的高通滤波器电路时，作为第1滤波器电路61a，实现小型化。

另外，第1滤波器电路61a也可以代替电抗性的带通滤波器电路而使用衰减器等电阻性的带通滤波器电路。

在第1滤波器电路61a使用电阻性的高通滤波器电路时，反射功率在第1滤波器电路61a中损失，因此实现第1放大器8a的稳定动作。

此外，第1滤波器电路61a也可以代替带通滤波器电路而使用输入信号的路径根据第1频带～第3频带而不同的滤波器组。

第2滤波器电路61b在被输入第1频带的输入信号时，输出使第1频带的输入信号通过的第3输入信号，在被输入第2频带的输入信号时，输出使第2频带的输入信号衰减了第1衰减量XdB的第4输入信号，在被输入第3频带的输入信号时，输出使第3频带的输入信号衰减了衰减量比第4衰减量小的第5衰减量的第6输入信号。

第5衰减量为0dB。即，第2滤波器电路61b在被输入第3频带的输入信号时，输出使第3频带的输入信号通过的第6输入信号。

在第2滤波器电路61b中，在输入信号为第1频带时，第3输入信号未被衰减，因此输出振幅大的信号，在输入信号为第2频带时，第4输入信号被衰减了XdB，由此输出振幅小的信号，在输入信号为第3频带时，第6输入信号未被衰减，因此输出振幅大的信号。

第2滤波器电路61b是在输入信号为第1频带和第3频带时使其通过且在输入信号为第2频带时使输入信号衰减的带阻滤波器电路。

第2滤波器电路61b是使用集中常数元件的滤波器电路、使用分布常数线路的滤波器电路、组合集中常数和分布常数的滤波器电路、使用L-C型匹配电路的滤波器电路等由反应性的反射损失构成的电抗性的带阻滤波器电路。

在第2滤波器电路61b使用电抗性的高通滤波器电路时，作为第2滤波器电路61b，实现小型化。

另外，第2滤波器电路61b也可以代替电抗性的带阻滤波器电路而使用衰减器等电阻性的带阻滤波器电路。

在第2滤波器电路61b使用电阻性的高通滤波器电路时，反射功率在第2滤波器电路61b中损失，因此实现第2放大器8b的稳定动作。

此外，第2滤波器电路61b也可以代替带阻滤波器电路而使用输入信号的路径根据第1频带～第3频带而不同的滤波器组。

总之，以如下方式设定第1滤波器电路6a和第2滤波器电路6b的特性即可：在输入信号为第1频带时，从第1滤波器电路61a输出的第1输入信号的振幅比从第2滤波器电路61b输出的第3输入信号的振幅小，在输入信号为第2频带时，从第1滤波器电路61a输出的第2输入信号的振幅比从第2滤波器电路61b输出的第4输入信号的振幅大，在输入信号为第3频带时，从第1滤波器电路61a输出的第5输入信号的振幅比从第2滤波器电路61b输出的第6输入信号的振幅小。

关于第1滤波器电路6a中的相对于第3频带的衰减量XdB，作为一例，在希望提高第2放大器8b的效率的情况下设定为6dB，在希望实现第2放大器8b的效率和线性双方的情况下设定为3dB。

第1放大器8a和第2放大器8b分别被偏置成作为B级放大器进行动作的阈值电压即构成第1放大器8a和第2放大器8b的晶体管的阈值电压。

第1放大器8a的输入端8a1与栅极偏置电压被固定的栅极偏置端子11a连接，在经由第1输入匹配电路7a从第1滤波器电路61a输出的第1输入信号被输入到输入端8a1时，第1输入信号的振幅比第3输入信号的振幅小，因此，与第2放大器8b相比，启动迟，作为辅助放大器进行动作，在从第1滤波器电路61a输出的第2输入信号被输入到输入端8a1时，第2输入信号的振幅比第4输入信号的振幅大，因此，与第2放大器8b相比，启动快，作为主放大器进行动作，在从第1滤波器电路61a输出的第5输入信号被输入到输入端8a1时，第5输入信号的振幅比第6输入信号的振幅小，因此，与第2放大器8b相比，启动迟，作为辅助放大器进行动作。

即，在被输入到输入端子1的输入信号为第1频带时，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作，在被输入到输入端子1的输入信号为第2频带时，第1放大器8a作为主放大器进行动作，在被输入到输入端子1的输入信号为第1频带时，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作。

在第1放大器8a中，作为主放大器进行动作的情况下的饱和输出功率和作为辅助放大器进行动作的情况下的饱和输出功率相等。

第2放大器8b的输入端8b1与栅极偏置电压被固定的栅极偏置端子11b连接，在经由第2输入匹配电路7b从第2滤波器电路6b输出的第3输入信号被输入到输入端8b1时，第3输入信号的振幅比第1输入信号的振幅大，因此，与第1放大器8a相比，启动快，作为主放大器进行动作，在从第2滤波器电路6b输出的第4输入信号被输入到输入端8b1时，第4输入信号的振幅比第2输入信号的振幅小，因此，与第2放大器8b相比，启动迟，作为辅助放大器进行动作，在从第2滤波器电路6b输出的第6输入信号被输入到输入端8b1时，第6输入信号的振幅比第5输入信号的振幅大，因此，与第1放大器8a相比，启动快，作为主放大器进行动作。

即，在被输入到输入端子1的输入信号为第1频带时，第2放大器8b作为主放大器进行动作，在被输入到输入端子1的输入信号为第2频带时，第2放大器8b作为辅助放大器进行动作，在被输入到输入端子1的输入信号为第3频带时，第2放大器8b作为主放大器进行动作。

在第2放大器8b中，作为主放大器进行动作的情况下的饱和输出功率和作为辅助放大器进行动作的情况下的饱和输出功率相等。

总之，与实施方式1的多赫蒂放大器中说明的情况同样，第1放大器8a和第2放大器8b的功能和结构相同，但是，通过第1滤波器电路6a和第2滤波器电路6b，被输入到第1放大器8a和第2放大器8b的输入信号的振幅不同，因此，第1放大器8a和第2放大器8b启动的时机不同。

由于第1放大器8a和第2放大器8b启动的时机差异，第1放大器8a和第2放大器8b的输出负载阻抗不同。

在输入信号为第1频带和第2频带时，第1放大器8a和第2放大器8b与实施方式1的多赫蒂放大器同样地进行动作。

在输入信号为第3频带时，第2放大器8b启动的时机比第1放大器8a启动的时机快，第2放大器8b作为主放大器发挥功能，第1放大器8a作为辅助放大器发挥功能。

第1放大器8a的输出负载阻抗比第2放大器8b的输出负载阻抗高很多，例如为10倍以上，从多赫蒂放大器的负载调制的观点来看，第1放大器8a成为断开状态，第1放大器8a的输出视为开路(OPEN)。

此时，通过第1输出电路9a和第2输出电路9b，在第2放大器8b的输出侧具有接近90度的电长度的输出电路，第2放大器8b的输出成为在低输出时也实现高效率的负载条件，因此，第2放大器8b在低输出时也高效地进行动作。

第1输出电路91a是如下的传输线路：相对于第1频带，电长度比90度短，相对于第2频带，电长度为90度，相对于第3频带，电长度为90度以上，特性阻抗与第1放大器8a的饱和输出时的最佳负载阻抗相等。

另外，第1输出电路9a不限于传输线路，具有上述的条件即可。

在第1输出电路91a中，相对于第1频带，电长度比90度短的值例如是小于90度到45度的范围。

相对于第2频带，电长度为90度的值包含90度本身的值和针对第1放大器8a相对于第2频带能够期待最高效的动作的负载调制成立的90度的值具有±的设计裕度的值。

相对于第3频带，电长度为90度以上的值例如是到135度为止的范围。

第2输出电路9b是如下的传输线路：相对于第1频带，电长度比90度长，相对于第2频带，电长度为180度，相对于第3频带，电长度比270度短，特性阻抗与第2放大器8b的饱和输出时的最佳负载阻抗相等。

另外，第2输出电路9b不限于传输线路，具有上述的条件即可。

在第2输出电路9b中，相对于第1频带，电长度比90度长的值例如是超过90度到(90+16)度为止的范围。

对于第2频带，电长度为180度的值包含180度本身的值和针对第2放大器8b相对于第2频带成为断开状态且输出端8b2的开路(OPEN)负载被传递且第2输出电路91b的输出端成为开路(OPEN)的180度的值具有±的设计裕度的值。

相对于第3频带，电长度比270度短的值例如是小于270度到(270-16)度为止的范围。

总之，由第1输出电路91a和第2输出电路91b构成的输出合成电路91具有如下特征即可：在回退动作时，根据频率，扩大第1放大器8a或第2放大器8b作为主放大器发挥功能的情况下的主放大器的输出负载(输出反射系数)。

即，设为具有如下特征的第1输出电路91a和第2输出电路91b即可：在输入信号的频带为第2频带时，第1放大器8a作为主放大器发挥功能，因此，根据输入信号的频率来扩大第1放大器8a的输出负载(输出反射系数)，在输入信号的频带为第1频带和第3频带时，第2放大器8b作为主放大器发挥功能，因此，根据输入信号的频率来扩大第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)。

通过第1输出电路9a-输出合成点91A-第2输出电路9b，第1放大器8a的输出端8a2与第2放大器8b的输出端8b2之间未被隔离。

接着，对实施方式2的多赫蒂放大器的动作进行说明。

对输入端子1输入了第1频带的第1频率(具体而言为1.6GHz)的输入信号的情况、以及对输入端子1输入了第2频带的第2频率(具体而言为4.2GHz)的输入信号的情况与实施方式1的多赫蒂放大器的动作相同。

因此，说明对输入端子1输入了第3频带的第3频率(具体而言为6.3GHz)的输入信号的情况。

第3频带的第3频率的输入信号经由第3输入匹配电路3被输入到分配器4，分配器4将输入的输入信号分配给一个输出端和另一个输出端并进行输出。

从分配器4的一个输出端输出的输入信号由相位校正电路5进行相位校正后输入到第1滤波器电路61a，第1滤波器电路61a对输入的输入信号进行滤波，输出第5输入信号。

在基于第1滤波器电路61a的滤波中，输入信号为第3频带的信号，因此，将输入信号设为衰减了XdB的第5输入信号。

第5输入信号经由第1输入匹配电路7a被输入到第1放大器8a的输入端8a1。

从分配器4的另一个输出端输出的输入信号被输入到第2滤波器电路61b。

输入信号为第3频带的信号，因此，第2滤波器电路61b输出不使输入信号衰减而使其通过的第6输入信号。

第6输入信号经由第2输入匹配电路7b被输入到第2放大器8b的输入端8b1。

在对被输入到第1放大器8a的输入端8a1的第5输入信号的振幅和被输入到第2放大器8b的输入端8b1的第6输入信号的振幅进行比较时，第5输入信号被第1滤波器电路6a衰减XdB，因此，第6输入信号的振幅比第5输入信号的振幅大。

因此，在第1放大器8a将第5输入信号的振幅(输入功率)从低输入扫描到饱和的情况下、以及第2放大器8b将第6输入信号的振幅(输入功率)从低输入扫描到饱和的情况下，第2放大器8b先启动，第1放大器8a晚启动。

因此，第2放大器8b作为主放大器进行动作，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作。

实施方式2的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：在对输入端子1输入第3频带的第3频率的输入信号时，第2放大器8b作为主放大器进行动作，第1放大器8a作为辅助放大器进行动作，输入到输入端子1的第3频率的输入信号被放大而从输出端子2输出。

这里，使用图12和图13来考察作为对输入端子1输入了第3输入信号的情况下的回退动作时的主放大器进行动作的第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)。

第1放大器8a和第2放大器8b各自的饱和输出时的最佳负载、以及第1输出电路9a和第2输出电路9b各自的特性阻抗设为与对输入端子1输入了第1频率和第2频率的输入信号的情况相同的R

第1放大器8a作为辅助放大器进行动作，因此，在回退动作时，第1放大器8a成为断开状态即停止，第1放大器8a的输出端8a2成为开路端。

输出合成点91A处的输出负载Γ

通过与第1输出电路9a的电抗性对应的输出反射系数Γ

即，如图13中将史密斯圆图中的Γ

另外，在饱和输出时，第1放大器8a和第2放大器8b的输出负载均被匹配成R

其结果是，实施方式1的多赫蒂放大器作为如下的多赫蒂放大器进行动作：在第3输入信号被输入到输入端子1的情况下，通过输出合成电路9的负载调制的效果，第2放大器8b的输出负载(输出反射系数)相对于饱和输出时的最佳负载R

根据以上所述的内容可知，在实施方式2的多赫蒂放大器中，在第1放大器8a和第2放大器8b的栅极偏置电压被固定到作为B级放大器进行动作的栅极偏置电压的状态下，根据被输入到第1放大器8a和第2放大器8b的输入信号的振幅的大小，第1放大器8a和第2放大器8b的动作调换成主放大器和辅助放大器。

其结果是，实施方式2的多赫蒂放大器不需要控制第1放大器8a和第2放大器8b中的栅极偏置电压而在第1频带的输入信号、第2频带的输入信号和第3频带的输入信号的多个频带中进行动作。

实施方式2的多赫蒂放大器具有与实施方式1的多赫蒂放大器相同的效果，而且，作为如下的多赫蒂放大器进行动作：相对于第3频带的输入信号，也通过输出合成电路9的负载调制的效果，在输出功率比饱和输出低的回退动作时，也实现高效的负载。

另外，实施方式1的多赫蒂放大器以对作为输入信号的第1频带和第2频带的信号进行放大的多赫蒂放大器为对象，实施方式2的多赫蒂放大器以对作为输入信号的第1频带～第3频带的信号进行放大的多赫蒂放大器为对象，但是，还可以以第4频带、第5频带的信号乃至多个高阶频带的信号为对象。

作为输入信号，在以4个以上的频带的信号为对象的情况下，使第1滤波器电路6a和第2滤波器电路6b的通过和衰减的频带相反，并且，按照每个频带依次使通过和衰减的频带交替地相反，使由第1输出电路9a和第2输出电路9b构成的输出合成电路9具有如下特征即可：在回退动作时，根据频率，扩大第1放大器8a或第2放大器8b作为主放大器发挥功能的情况下的主放大器的输出负载(输出反射系数)。

根据高阶频率，第1放大器8a或第2放大器8b作为主放大器发挥功能的情况下的主放大器的输出电路被设定成90度+180度×n(n为自然数)的关系成立。

此外，第1滤波器电路6a和第2滤波器电路6b由滤波器组构成。

另外，能够进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形、或各实施方式中的任意结构要素的省略。

产业上的可利用性

本发明的多赫蒂放大器适用于移动通信基站用放大器等高效地放大通信用信号的放大器。

标号说明

1：输入端子；2：输出端子；3：第3输入匹配电路；4：分配器；5：相位校正电路；6a、61a：第1滤波器电路；6b、61b：第2滤波器电路；7a：第1输入匹配电路；7b：第2输入匹配电路；8：双并联放大器；8a：第1放大器；8b：第2放大器；9：输出合成电路；9a：第1输出电路；9b：第2输出电路；10：输出匹配电路；11a、11b：栅极偏置端子。