或者3階以上的低通濾波器型、高通濾波器型等任何結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要由眾所周知的電路結(jié)構(gòu)來形成級(jí)間用匹配電路7。
[0067]然而，如圖1、圖5?圖7所示，發(fā)送模塊I 一般是以其輸出阻抗連接至輸入阻抗為50 Ω的裝置為前提來設(shè)計(jì)的,但VSWR (Voltage Standing Wave Rat1:電壓駐波比)會(huì)隨著天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)。因此，由于VSWR會(huì)隨著天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)，所以功率放大器2的放大元件20的晶體管的集電極電流會(huì)增大，可能導(dǎo)致功率放大器2發(fā)生破損。為了防止該現(xiàn)象，對(duì)該晶體管的發(fā)射極尺寸進(jìn)行設(shè)定，以使其容許范圍相對(duì)于因VSWR的變動(dòng)而產(chǎn)生的集電極電流的增大而有足夠大的尺寸。
[0068]例如，在未設(shè)置不可逆電路3的情況下，對(duì)發(fā)送模塊I的功率放大器2的輸出級(jí)的放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸進(jìn)行設(shè)定，以使得VSWR變動(dòng)為最大預(yù)計(jì)值的10倍時(shí)的集電極電流值在其容許范圍內(nèi)。具體地說，在并無天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)且輸出阻抗穩(wěn)定為50 Ω時(shí)，功率放大器2的輸出電流(集電極電流)的最大值約為1.3A,在此情況下，當(dāng)隨著例如天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)，VSffR變動(dòng)為10倍，此時(shí)，功率放大器2的輸出電流的最大值會(huì)增大至約2倍即約2.6A。因此，將功率放大器2的輸出級(jí)的放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸設(shè)定為約2.6A的集電極電流在其容許范圍內(nèi)。
[0069]然而，圖1、圖5?圖7所示的發(fā)送模塊I中，功率放大器2的輸出信號(hào)經(jīng)由不可逆電路3輸出至天線元件ANT，因此如上所述，即使在發(fā)送模塊I的輸出端子PO觀測(cè)到的VSffR隨著天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)，也能夠抑制從功率放大器2的輸出端子Pl觀察到的負(fù)載變動(dòng)。具體地說，例如，不可逆電路3具有-15dB的隔離特性時(shí)，即使在發(fā)送模塊I的輸出端子PO觀測(cè)到的VSWR隨著天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)而變動(dòng)至10倍，功率放大器2的輸出電流(集電極電流)的最大值也會(huì)被抑制至為約1.5A。
[0070]因此，也可以將功率放大器2的輸出級(jí)的放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸設(shè)定在基于不可逆電路3的隔離特性預(yù)先決定的、即預(yù)先規(guī)定了功率放大器2的輸出電流因天線元件ANT等的負(fù)載變動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)時(shí)的最大值(例如1.5A)的容許范圍內(nèi)。通過采用此種結(jié)構(gòu)，如上所述，利用不可逆電路3將功率放大器2的輸出電流(集電極電流)因VSWR的變動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)時(shí)的最大值抑制為約2.6A —約1.5A，在此情況下，能夠?qū)⒎糯笤?0的晶體管的發(fā)射極尺寸削減約40%。此外，通過如此將放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸設(shè)定為小于以往，則能夠?qū)⒁酝?Ω左右的功率放大器2的輸出阻抗增大至例如約6.5Ω左右。
[0071]如此，雖然基于不可逆電路3的隔離特性來預(yù)先決定功率放大器2的負(fù)載變動(dòng)，但與未在發(fā)送模塊I上設(shè)置不可逆電路3的情況相比，功率放大器2的輸出電流因該負(fù)載變動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)時(shí)的最大值會(huì)變得非常小。因此，通過將功率放大器2的輸出級(jí)的放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸設(shè)定在功率放大器2的輸出電流因該負(fù)載變動(dòng)而產(chǎn)生的變動(dòng)值的最大值在預(yù)先規(guī)定的容許范圍內(nèi)，由此能夠減少放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸。
[0072]此外,通過減小放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸,可增大功率放大器2的輸出阻抗，因此能夠相對(duì)地減小從功率放大器2的輸出端子Pl至不可逆電路3的輸入端子P2的阻抗的轉(zhuǎn)換比。因此，能夠簡(jiǎn)化連接在功率放大器2的輸出端子Pl與不可逆電路3的輸入端子P2之間的級(jí)間用匹配電路7。此外，通過簡(jiǎn)化級(jí)間用匹配電路7，能夠力圖降低級(jí)間用匹配電路7的插入損耗，因此能夠提高發(fā)送模塊I的效率。
[0073]此外，通過減小功率放大器2的輸出段的放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸，能夠力圖實(shí)現(xiàn)功率放大器2的小型化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送模塊I的小型化。此外，通過基于不可逆電路3的隔離特性，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定由雙極晶體管形成的放大元件20的晶體管的發(fā)射極尺寸，由此能夠?qū)⒐β史糯笃?的輸出阻抗設(shè)定得較高。
[0074]此外，上述實(shí)施方式中，將輸入用匹配電路6連接至不可逆電路3的輸入端子P2，但輸入用匹配電路6并非必需。因此，在未設(shè)置輸入用匹配電路6的情況下，可構(gòu)成為利用級(jí)間用匹配電路7來對(duì)功率放大器2的輸出阻抗與不可逆電路3的輸入阻抗進(jìn)行匹配。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0075]另外，能夠?qū)⒈景l(fā)明廣泛適用于具有放大電路、不可逆電路、以及設(shè)置在放大電路的輸出端與不可逆電路的輸入端之間的級(jí)間用匹配電路的發(fā)送模塊。
(符號(hào)說明)
[0076]I發(fā)送模塊
2功率放大器(放大電路)
3不可逆電路 30、130隔離器31鐵素體(磁性體)
33第I中心電極
34第2中心電極
35輸入端口
36輸出端口
4寬帶化電路
41LC串聯(lián)諧振電路
5輸出用匹配電路
6輸入用匹配電路
7級(jí)間用匹配電路
Cl電容器(第I電容器)
C2電容器(第4電容器)
C5電容器(第6電容器)
Cj電容器(第2電容器)
CSl電容器(第5電容器)
CS2電容器(第3電容器)
R終端電阻
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)送模塊，其具有放大電路和不可逆電路，其特征在于， 所述不可逆電路具有: 隔離器，該隔離器具有輸入端口和輸出端口 ； 寬帶化電路，該寬帶化電路配置在所述隔離器的輸入端口與輸出端口之間，并且與所述隔離器并聯(lián)連接；以及 輸出用匹配電路，該輸出用匹配電路串聯(lián)連接至所述隔離器的輸出端口， 所述隔離器具有: 微波用磁性體； 第I中心電極和第2中心電極，該第I中心電極和第2中心電極在相互絕緣的狀態(tài)下交叉地配置在所述微波用磁性體上；以及 永久磁鐵，該永久磁鐵對(duì)所述第I中心電極與所述第2中心電極的交叉部分施加直流磁場(chǎng)， 所述第I中心電極的一端連接至所述不可逆電路的輸入端，另一端連接至所述輸出用匹配電路的輸入端， 所述第2中心電極的一端連接至所述不可逆電路的輸入端，另一端接地， 所述寬帶化電路具有: 與所述第I中心電極并聯(lián)連接的第I電容器，以及 與所述第I中心電極并聯(lián)連接的由終端電阻和LC串聯(lián)諧振電路構(gòu)成的串聯(lián)電路， 所述不可逆電路與第2電容器并聯(lián)連接。
2.一種發(fā)送模塊，其具有放大電路和不可逆電路，其特征在于， 所述不可逆電路具有: 隔離器，該隔離器具有輸入端口和輸出端口 ； 寬帶化電路，該寬帶化電路配置在所述隔離器的輸入端口與輸出端口之間，并且與所述隔離器并聯(lián)連接；以及 輸出用匹配電路，該輸出用匹配電路串聯(lián)連接至所述隔離器的輸出端口， 所述隔離器具有: 微波用磁性體； 第I中心電極和第2中心電極，該第I中心電極和第2中心電極在相互絕緣的狀態(tài)下交叉地配置在所述微波用磁性體上；以及 永久磁鐵，該永久磁鐵對(duì)所述第I中心電極與所述第2中心電極的交叉部分施加直流磁場(chǎng)， 所述第I中心電極的一端連接至所述不可逆電路的輸入端，另一端連接至所述輸出用匹配電路的輸入端， 所述第2中心電極的一端連接至所述輸出用匹配電路的輸入端，另一端接地， 所述寬帶化電路具有: 與所述第I中心電極并聯(lián)連接的第I電容器，以及 與所述第I中心電極并聯(lián)連接的由終端電阻和LC串聯(lián)諧振電路構(gòu)成的串聯(lián)電路， 所述不可逆電路與第2電容器并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)送模塊，其特征在于， 所述第I電容器與所述串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)送模塊，其特征在于， 所述輸出用匹配電路由第3電容器形成，該第3電容器的一端連接至所述第I中心電極的另一端，并且該第3電容器的另一端連接至所述不可逆電路的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送模塊，其特征在于， 所述輸出用匹配電路還具有第4電容器，該第4電容器的一端連接至所述第3電容器的一端，另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的發(fā)送模塊，其特征在于， 還具有設(shè)置在所述放大電路的輸出端與所述不可逆電路的輸入端之間的級(jí)間用匹配電路，并且在所述不可逆電路的輸入端與所述級(jí)間用匹配電路的輸出端之間連接有輸入用匹配電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)送模塊，其特征在于， 所述輸入用匹配電路由第5電容器形成，該第5電容器的一端連接至所述不可逆電路的輸入端，另一端連接至所述級(jí)間用匹配電路的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送模塊，其特征在于， 所述輸入用匹配電路具有第6電容器，該第6電容器的一端連接至所述不可逆電路的輸入端，另一端接地。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在抑制放大電路的效率劣化的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了寬帶化的發(fā)送模塊。通過使電容器(Cj)與不可逆電路(3)并聯(lián)連接，能夠在使用功率放大器(2)的、即用于通信的規(guī)定頻帶中，調(diào)整不可逆電路(3)的輸入阻抗，縮短不可逆電路(3)的輸入端子(P2)的阻抗曲線(反射系數(shù)S11)的長(zhǎng)度，并且通過設(shè)置在功率放大器(2)的輸出端子(P1)與不可逆電路(3)的輸入端子(P2)之間的級(jí)間用匹配電路(7)(輸入用匹配電路(6))，能夠?qū)⒐β史糯笃?2)的輸出阻抗和不可逆電路(3)的輸入阻抗在寬頻帶中進(jìn)行匹配，因此能夠提供在抑制功率放大器(2)的效率劣化的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了寬帶化的發(fā)送模塊(1)。
【IPC分類】H04B1-04, H01P1-36
【公開號(hào)】CN104541404
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380038367
【發(fā)明人】東出祐樹, 吉見俊二, 齋藤賢志
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社村田制作所
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2013年7月3日
【公告號(hào)】US9148110, US20150091666, WO2014013868A1