高频放大器和放大元件制造技术

放大元件构成为放大由组合多个独立调制的载波所产生的多载波信号。一种高频放大器，用于放大由组合多个独立调制的载波所产生的多载波信号。该放大器在其输出端执行预定滤波处理。还公开了一种放大元件，它和一个电路集成，用于抑制非线性失真的主分量，这样形成一个集成电路。在应用本发明专利技术的电子器具、设备或系统中，能实现降低价格和尺寸，改善可靠性，及以较低费用更有效地实行维修和操作。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高频放大器，用于放大由组合多个独立调制的载波所产生的多载波信号。CDMA(码分多址联接)系统固有地具有机密性和抗干扰性，并且是能够有效地利用无线电频率的多址联接系统。因此，CDMA系统适用于各种通信系统。而且，由于已经建立了具有高响应和高精度的发射功率控制技术，以便可在近年内解决近远问题，所以CDMA系统正积极地应用于移动通信系统。如附图说明图13所示，应用上述CDMA系统的移动通信系统的无线基站的发射部分包括多个高频放大器101-1至101-N，和一个组合器102，高频放大器101-1至101-N放大N个RF信号的功率，这N个RF信号分别具有不同的载波频率，并且根据给定频率分配和区带布置来分配它们的频率，组合器102通过组合由高频放大器101-1至101-N的输出所分别给定的RF信号，产生供给天线系统的多载波信号。为简单起见，现在假定上述RF信号的数N为2。这些RF信号的载波频率分别用f1和f2表示。在如上述布置的发射部分中，高频放大器101-1和101-2分别放大第一和第二RF信号的电功率，这两个RF信号包含占有频带内的频率f1和f2。由于这些高频放大器101-1和101-2分别放大第一和第二RF信号，即使在高频放大器101-1和101-2中设置的放大元件的特性包含非线性区，也不会由于这些RF信号的交叉调制(相互调制)而产生噪声。而且，这样的噪声将在下文简单地称为交叉调制失真。在上述现有技术中，随着分配给无线基站的载波频率的数N增加，放大器101-1至101-N的数N增加，因此增加硬件的尺寸。关于无线基站的硬件的布置，通常要求可适应于所能分配的载波数的最大值Nmax。然而，关于无线基站，随着硬件的尺寸增加，对建立办公处的各种限制，例如安装所要求的占地面积和体积及功率消耗，可能变得较为严格，并且可靠性可能变坏。限制的增加和可靠性的变坏可以通过组合一个组合器和一个单公用放大器来缓解，组合器用于组合N个RF信号，单公用放大器用于放大从组合器的输出所获得的多载波信号。然而，公用放大器要求具有足够高的线性，以把N个RF信号的交叉调制失真的电平抑制在希望上限电平之下。而且，随着上述RF信号的数N增加和无线基站所形成的无线区的面积增加，要求公用放大器的动态范围变得较宽。因此，尽管公用放大器技术上可实现，但是因为费用和其他限制，所以很少投入实际使用。如图14中(4)所示，上述交叉调制失真通常以分配给无线基站的N个载波的频率f1至fN(图14中(1)和(2))之间的加和减的频率分量，和等于频率轴上频率f1至fN之间频率差Δf的频率交叉调制失真(图14中(3))产生，对于这个失真，在下文称为基本调制积。为简单起见，在下文假定频率差Δf是相邻载波频率之间的频率差，给定为Δf＝fk+1-fk其中k是任意整数(k＝1至(N-1))。然而，公用放大器内部接地线的阻抗或电感一般随上述基本调制积的频率Δf增加而增加。类似地，基本调制积的电平增加。也就是，随着包含在待放大的多载波信号中的N个RF信号的频率之间的频率差Δf增加，产生的交叉调制失真的电平增加。因此，有必要使上述常规公用放大器由具有足够低阻抗的电路构成，以容许交叉调制失真的电平。在应用宽频带CDMA系统的移动通信系统中，基本调制积的频率Δf一般假定为大于10MHz至几十MHz的大值。因此，难以使用如上述包括低阻抗电路的公用放大器，除非下列条件成立(1)在包括运行费用的其他限制下，容许增加功率消耗。(2)有可能处理对放大器元件和其他元件的机械尺寸和热设计的技术限制。本专利技术的一个目的是提供一种高频放大器，它包括小规模硬件，然而能够使本身灵活地适用于各种频率分配。本专利技术的另一个目的是提供一种高频放大器，它包括能实行高效率和高SN比的小规模电路。本专利技术的又一个目的是提供一种高频放大器，即使有大量数目的载波用于产生待放大的多载波信号，或即使这些载波的频率以各种方式或变化方式分配，它也能稳定地保持SN比。本专利技术的又一个目的是提供一种应用于电子器具、设备或系统的高频放大器，它能使这些电子器具、设备或系统减小价格和尺寸，并且使它们改善可靠性。还提供用于电子器具等的高频放大器，它还能允许维修和操作更有效，并且以减少的费用完成。上述目的由一种高频放大器实现，这种高频放大器包括一个放大装置和一个滤波装置，放大装置用于放大由组合多个独立调制的载波所产生的多载波信号，而滤波装置与放大装置的输出端连接，它具有一个位于多载波信号所占有的频带范围之内的拒斥频带，这样的转移特性使噪声电平抑制在预定上限之下，该噪声是以载波信号之间的调制积，和频率等于频率轴上频率差Δf的调制积产生，作为所述载波之间的合成积，和一个把频率差Δf包括在其范围内的通带。在这种高频放大器中，上述噪声主要包括由于放大装置的非线性所产生的非线性失真。因此，只要预先在滤波装置中建立滤波特性，使其适应于放大装置的特性和希望的频率分配，则在这种高频放大器中，包括上述放大装置和滤波装置的小规模电路能实现高效率和高SN比。上述目的还由滤波装置实现，该滤波装置具有一个通带，该通带具有一个频带，该频带小于或等于与为其分配的所述频率差Δf相等的频率。在这种高频放大器中，即使有大量数目的载波用于产生待放大的多载波信号，或即使这些载波的频率以不同或变化方式分配，也使SN比稳定地保持，而不改变滤波装置的特征。上述目的还由滤波装置实现，该滤波装置具有一个通带，它具有一个其中分布所述多载波信号的二次谐波的频带，或一个较高通带，它包含为其分配的所述频带。因此，由放大装置的非线性所产生的谐波分量和具有Δf频率的调制积一起，受到滤波装置的抑制，而且提高了SN比。上述目的由一种高频放大器实现，它包括放大装置，用于放大由组合多个独立调制的载波所产生的多载波信号，和滤波装置，与所述放大装置的输出端连接，具有一个位于所述多载波信号占有的频带范围之内的拒斥频带，和一个其中分布所述多载波信号的二次谐波的频带的通带，或一个包含为其分配的所述频带的较高通带。只要预先在滤波装置中建立滤波特性，使其适应于放大装置的特性和希望的频率分配，则在这种高频放大器中，包括上述放大装置和滤波装置的小规模电路能实现高效率和高SN比。上述目的还通过在所述放大装置11与和所述放大装置11的输出侧连接的负载之间，并联连接滤波装置来实现。在如上述布置的高频放大器中，使滤波装置的输入/输出阻抗给定为一个值，它适合于放大装置的输出阻抗和负载的阻抗，只要这些阻抗具有已知值。因此，滤波装置的滤波特性能作为适合于这样阻抗的转移函数，设置在希望精度。而且，上述目的由放大元件实现，该放大元件主动地实现构成上述高频放大器的放大装置的放大功能，并且它和形成高频放大器的滤波装置集成，这样形成一个集成电路。在这样构成的放大元件中，如上述通过和放大元件集成，则使用于滤波装置以终止放大装置的输出端的线长缩短。因此，与把滤波装置布置在外面的情况比较，该线的阻抗较小。即使有大量数目的载波用于产生待放大的多载波信号，或即使在这些载波的频率轴上的频率差大，也能实现高SN比。本专利技术的其他目的和特点将在以下基于附图的说明中清楚地表示出来。图1是说明按照本专利技术的高频放大器的原理的方框图；图2是说明按照本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频放大器，包括： 一个放大装置，用于放大由组合多个独立调制的载波所产生的多载波信号；和 一个滤波装置，与所述放大装置的输出端连接，具有： 一个拒斥频带，位于所述多载波信号所占有的频带范围之内， 这样的转移特性便于把噪声的电平抑制在预定上限之下，所述噪声是以多载波信号之间的调制积，和频率等于频率轴上频率差Δｆ的调制积产生，作为所述载波之间的合成积，和 一个通带，在其范围内包括所述频率差Δｆ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大川滋，高桥清隆，高屋敷巧，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]