[发明专利]耦合器-环行器一体式通信器件及包括其的多尔蒂放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够构成为一体式的耦合器-环行器，更详细而言，涉及一种将包括耦合器的多个电路形成于层叠印刷电路衬底(PCB)，并在层叠印刷电路衬底(PCB)的上部形成环行器的耦合器-环行器一体式通信器件及包括其的多尔蒂放大器(Coupler-circulator integrated communication device and doherty amplifier including the same)。

背景技术

一般而言，移动通信网由基站、基站控制器以及交换机构成。

这样的移动通信网能够使移动通信终端机在由基站形成的服务区域内自由移动的同时随时随地以无线方式接入所希望的对象来进行通信，各基站配置于全国各地，全国构成移动通信服务区域。

交换机根据移动通信终端机的呼叫(CALL)接入请求，利用开关来设定通信路径，并根据处理容量及存储容量的极限，设置于每个规定大小的地域或规定的行政区域，各交换机按照网络(NETWORK)结构相互连接来构成移动通信网的一部分。

基站由基站控制器所控制，基站控制器与交换机相匹配，构成语音以及非语音的通话线路。

这种基站(BTS)设备使用功率放大器(PA)，而在这种功率放大器的输入/输出端，配置有分配向功率放大器输入的功率的功率分配器(power divider)、放大由功率分配器分配的功率的功率放大器(power amplifier)、耦合由功率放大器放大的功率的功率耦合器(power combiner)以及沿着所设定的单方向固定由功率耦合器耦合的功率的环行器(circulator)(或者隔离器(isolator))等。

另外，构成基站的各设备一般由多个分立器件构成，这种情况下，在用于连接相应分立器件的连接线路上发生功率损失，并且因构成用于连接(matching)分立器件间的传送线路而发生不必要的额外损失及费用。因此，为了去除这种不必要的损失以及费用，要求分立器件的统合以及集成化。

另一方面，在通信系统中，基站用功率放大器因其功率供应充足，所以一直以来只将线性度(linearity)作为重要因素予以考虑，但最近，随着基站的输出功率增加、小型化、运用费用等因素被提作重要因素，用于改善功率放大器的效率的研究逐渐受到关注。

作为功率放大器的主要性能因子，线性度以及效率最具代表性，作为提高上述线性度以及效率的方案，虽然存在单纯地耦合单一器件的情况，但在单纯地耦合各个单一器件的情况下，很难同时满足线性度和效率，因此最近广泛使用多尔蒂构造的功率放大器。

这样，为了改善功率放大器的效率而被提出的多尔蒂放大器(Doherty Amplifier)通常具有载频放大器(Carrier Amplifier)和峰化放大器(Peaking Amplifier)非对称并联耦合的结构。

这种多尔蒂放大器具有利用大功率发送器、例如作为基站的高能率调制方式所使用的放大器之一的四分之一波长变压器(Quarter Wave Transformer)(λ/4线路)，来并联连接载频放大器和峰化放大器的结构。

多尔蒂放大器的峰化放大器通过根据功率电平(Power Level)改变供应于负载(load)的电流的量的方式，来调节载频放大器的负载线路的阻抗(impedance)，从而能够提高多尔蒂放大器的效率特性。

以下，将参照附图对现有技术所涉及的包括耦合器和环行器的功率放大器进行说明。

图1为用于说明现有技术所涉及的包括耦合器和环行器的功率放大器的图。

如图1所示，现有技术所涉及的包括耦合器和环行器的功率放大器，包括第一变压器110、载频放大器120、峰化放大器130、第二变压器140、第三变压器150、定向耦合器160以及环行器(或者隔离器)170。

其中，输入信号中的一输入信号输入到载频放大器120，被分割的另一输入信号通过第一变压器110输入到峰化放大器130。此时，第一变压器110使要输入到峰化放大器130的信号延迟90°后输入，以补偿峰化放大器130的输出信号与载频放大器120的输出信号的延迟时间差。

通过这种结构，多尔蒂放大器插入用于载频放大器120中的负载调制的1/4波长阻抗转换器、即第二变压器140。此外，插入用于向50Ω负载的匹配的另外的1/4波长阻抗转换器、即第三变压器150，并且连接掉入式(Drop-in)环行器170。