CN1277754A - 双频匹配电路 - Google Patents

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CN1277754A
CN1277754A CN99801505A CN99801505A CN1277754A CN 1277754 A CN1277754 A CN 1277754A CN 99801505 A CN99801505 A CN 99801505A CN 99801505 A CN99801505 A CN 99801505A CN 1277754 A CN1277754 A CN 1277754A
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capacitor
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load
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shunt
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大岛毅
内田浩光
伊藤康之
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • H03H9/48—Coupling means therefor
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
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Abstract

本发明的匹配电路备有:连接负载的输出端子;输入给该负载的输入信号的输入端子;由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看,与上述负载串联连接配置的串联共振电路;以及由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看,与上述负载及上述串联共振电路的整体并联连接配置的并联共振电路。利用该结构,能解决以往的匹配电路中不能取得任意两个频率的阻抗匹配的问题,另外,由于不使用传输线,所以在应用于低频波段时能实现电路的小型化。

Description

双频匹配电路
技术领域
本发明涉及能在两个不同的频率中同时取得阻抗匹配的双频匹配电路，特别是涉及能适用于微波波段的匹配电路的改进。
背景技术
图9所示的是现有的双频匹配电路及场效应晶体管，发表于「H.NAKAJIMA，M.MURAGUCHI：“Dual-Freguency Matching Technique andIts Application to an Octave-Band(30-60Ghz)MMIC Amplifier”，IEICE Trans.Electron，VOL.E80-C，Sep.，1997.」(「H.NAKAJIMA，M.MURAGUCHI著：“双频匹配技术及将其应用于倍频带(30-60Ghz)MMIC放大器”，IEICE电子学报，卷E80-C，1997年9月」。图中，1是匹配电路的输入端子，2是匹配电路的输出端子，47是连接在输入端子1和输出端子2之间的传输线，48是配置在输入端子1和传输线47之间、具有高角频率ωH的λ/4长度的前端短路式短截线，49是配置在输入端子1和传输线47之间的前端开放式短截线。另外，50是栅极连接在输出端子2上的场效应晶体管。
图10是说明现有的双频匹配电路的匹配方法用的史密斯曲线图。图中，51是将低频fL的信号加在场效应晶体管50上时的负载阻抗，52是将高频fH的信号加在场效应晶体管50上时的负载阻抗，53是恒定电导圆(例如0.02S的恒定电导圆)。
而且，通过将传输线47设定为规定长度，将上述两个场效应晶体管50的负载阻抗设定在上述恒定电导圆53上。54是这样获得的施加了低频fL的信号时的变换阻抗，53是施加了高频fH的信号时的变换阻抗。
其次，通过将前端开放式短截线49的长度设定为规定的长度，使上述两个阻抗在上述恒定电导圆53上移动，取得匹配。56是通过该匹配获得的匹配点。如上处理后，该现有的匹配电路能取得两个频率fL、fH时的阻抗的匹配。
其次说明工作情况。
从上述输入端子1输入到场效应晶体管50的信号在上述两个匹配频率fL、fH的情况下，至少不会生成基于输入信号的反射波而被输入。
由于现有的双频匹配电路如上构成，所以只通过上述传输线47的长度就能在恒定电导圆53上变换不同的两个频率的场效应晶体管50的输入阻抗，如果确定传输线47以使一个频率的阻抗在恒定电导圆上移动，则能使阻抗在该恒定电导圆53上移动的另一个频率就会自然而然地被确定，存在不能获得任意两个频率的阻抗匹配的课题。
另外，在上述现有的匹配电路中，由于使用了传输线47，所以如果打算在低频带取得匹配，则需要长的传输线，存在匹配电路本身的尺寸变大的问题。
发明的公开
本发明就是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得能在任意的两个频率中取得阻抗匹配的双频匹配电路。
本发明的第一方面的双频匹配电路备有：连接负载的输出端子；将输入信号输入给该负载的输入端子；由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载串联连接配置的串联共振电路；以及由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载及上述串联共振电路整体并联连接配置的并联共振电路。
在上述构成的双频匹配电路中，上述负载看作由互相串联连接的负载电阻器和负载电容器构成，设该负载电阻器的电阻为Ri，负载电容器的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组1：
L1＝Xg/(ωH-ωL)
C1＝(ωH-ωL)*Cgs
   /(Cgs*ωH*ωL*Xg-(ωH-ωL))
L2＝(ωH-ωL)*Ri/(ωH*ωL*Yo*Xg)
C2＝Yo*Xg/((ωH-ωL)*R1)
Xg＝(Ri/Yo-Ri*Ri)1/2
                                        …公式组1
本发明的第二方面的双频匹配电路备有：连接负载的输出端子；将输入信号输入给该负载的输入端子；由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载串联连接配置的并联共振电路；以及由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载并联连接配置的串联共振电路。
在上述构成的双频匹配电路中，上述负载看作由互相串联连接的负载电阻器和负载电容器构成，设该负载电阻器的电阻为Ri，负载电容器的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组2：
L1＝(ωH*(βL-BgL)-ωL*(βH+BgH))
   /((ωH*ωH-ωL*ωL)(βL-BgL)(βH+BgH))
C1＝(ωH*ωH-ωL*ωL)(βL-BgL)(βH+BgH)
/(ωH*ωL*(ωL*(βL-BgL)-ωH*(βH+BgH)))
L2＝Zo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*BgH*BgL
   /(ωH*ωL*(ωH*αL*BgH+ωL*αH*BgL))
C2＝(ωL*αL*BgH+ωH*αH*BgL)
   /(Zo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*BgH*BgL)
α＝Ri/(Ri*Ri+1/(ω*ω*Cgs*Cgs))
β＝(1/(ω*Cgs))
   /(Ri*Ri+1/(ω*ω*Cgs*Cgs))
Bg＝(α/Zo-α*α)1/2
                                                 …公式组2
本发明的第三方面的双频匹配电路备有：连接负载的输入端子；输出基于该负载的输出信号的输出端子；由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载串联连接配置的串联共振电路；以及由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载并联连接配置的并联共振电路。
在上述构成的双频匹配电路中，上述负载看作由互相并联连接的各自的一端与上述输入端子串联连接的负载电容器及负载电阻器构成，设负载电阻器的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组3：
L1＝Rds*Zo*Bd/(ωH-ωL)
C1＝(ωH-ωL)/(ωH*ωL*Rds*Zo*Bd)
L2＝(ωH-ωL)/(ωH*ωL*Bd)
C2＝Bd/(ωH-ωL)-Cds
Bd＝(1/(Zo*Rds)-1/(Rds*Rds))1/2
                                                …公式组3
本发明的第四方面的双频匹配电路备有：连接负载的输入端子；输出基于该负载的输出信号的输出端子；由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载串联连接配置的并联共振电路；以及由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载及上述并联共振电路整体并联连接配置的串联共振电路。
在上述构成的双频匹配电路中，上述负载看作由互相并联连接的各自的一端与上述输入端子串联连接的负载电容器及负载电阻器构成，设负载电阻器的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，归一化导纳为Yo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组4：L1＝(ωL*αL*XdH+ωH*αH*XdL)
/(Yo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*XdH*XdL)C1＝Yo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*XdH*XdL
/(ωH*ωL*(ωH*αL*XdH+ωL*αdL*XdL))L2＝(ωH*ωH-ωL*ωL)/(ωH*ωL*(ωL/(XdH-βH)+ωH/(XdL+βL)))C2＝(ωH*(XdH-βH)+ωL/(XdL+βL))
/(ωH*ωH-ωL*ωL)α＝(1/Rds)/(1/(Rds*Rds)
+ω*ω*Cds*Cds)β＝ω*Cds/(1/(RdsRds)+ω*ω*Cds*Cds))Xd＝(α/Yo-α*α)1/2
                                            …公式组4
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施形态1的双频匹配电路及负载的框图。
图2是说明在本发明的实施形态1的双频匹配电路中，在两个匹配角频率ωL、ωH中取得匹配时各元件的作用用的史密斯曲线图。
图3是表示本发明的实施形态2的双频匹配电路及负载的框图。
图4是说明在本发明的实施形态2的双频匹配电路中，在两个匹配角频率为ωL、ωH中取得匹配时各元件的作用用的史密斯曲线图。
图5是表示本发明的实施形态3的双频匹配电路及负载的框图。
图6是说明在本发明的实施形态3的双频匹配电路中，在两个匹配角频率为ωL、ωH中取得匹配时各元件的作用用的史密斯曲线图。
图7是表示本发明的实施形态4的双频匹配电路及负载的框图。
图8是说明在本发明的实施形态4的双频匹配电路中，在两个匹配角频率为ωL、ωH中取得匹配时各元件的作用用的史密斯曲线图。
图9是现有的双频匹配电路及场效应晶体管。
图10是说明现有的双频匹配电路的匹配方法用的史密斯曲线图。
实施发明用的最佳形态
以下，为了更详细地说明本发明，根据附图说明实施本发明用的最佳形态。
实施形态1。
图1是表示本发明的实施形态1的双频匹配电路及与其连接的负载的框图。图中，1是匹配电路的输入端子，2是匹配电路的输出端子，3是连接在输入端子1和输出端子2之间的串联电感器，4是配置在串联电感器3和输入端子1之间的串联电容器，5是一端连接在该串联电容器4和输入端子1之间、另一端呈接地电位的并联电感器，6是一端连接在该串联电容器4和输入端子1之间、另一端呈接地电位的并联电容器。
另外，7是其一端连接在输出端子2上的负载电容器，8是一端连接在负载电容器7的另一端上、其另一端呈接地电位的负载电阻。另外，在以下的说明中，以负载电阻8与匹配阻抗(例如在微波传输路径中一般采用的50Ω等)相同或比它小为前提进行说明。另外，作为能等效地表示这样的负载电容器7和负载电阻8串联连接的电路的电路，例如，能举出在微波波段使用将源极接地的场效应晶体管时从栅极看到的电路。
图2是史密斯曲线图，用来说明在本发明的实施形态1的双频匹配电路中，在两个匹配角频率ωL、ωH中取得匹配时的串联电感器3、串联电容器4、并联电感器5、并联电容器6等图1所示的元件组各自的作用。在图2中，9是将上述低角频率ωL的信号加在负载电阻8及负载电容器7上时的负载阻抗ZL(ωL)，10是将上述高角频率ωH的信号加在负载电阻8及负载电容器7上时的负载阻抗ZL(ωH)，11是用上述匹配阻抗进行了归一化后的恒定电导圆(例如0.02S的恒定电导圆)。
而且，使由串联电感器3和串联电容器4构成的串联共振电路在两个角频率中都呈电感性，因此在上述两个角频率ωL、ωH的情况下，从输入端子1一侧看该串联共振电路3、4和负载7、8时，能使获得的导纳的电导分量在上述恒定电导圆11上移动。12是由此获得的施加了低角频率ωL的信号后的变换阻抗，13是施加了高角频率ωH的信号后的变换阻抗。另外，这时的串联电感器的电感L1和串联电容器的电容C1的值如下列公式组5所示。
其次，使由并联电感器5和并联电容器6构成的并联共振电路在低角频率ωL时呈电感性，在高角频率ωH时呈电容性，因此使两个阻抗在上述恒定电导圆11上移动，取得匹配。14是通过匹配取得的匹配点。另外，这时的并联电感器的电感L2和并联电容器的电容C2的值如下列公式组5所示。
L1＝Xg/(ωH-ωL)
C1＝(ωH-ωL)*Cgs
   /(Cgs*ωH*ωL*Xg-(ωH-ωL))
L2＝(ωH-ωL)*Ri/(ωH*ωL*Yo*Xg)
C2＝Yo*Xg/((ωH-ωL)*Ri)
Xg＝(Ri/Yo-Ri*Ri)1/2
                                                …公式组5
另外，从上述公式组5可知，能将两个匹配角频率ωL、ωH设定为互相独立的角频率。
其次说明工作情况。
在上述两个匹配角频率ωL、ωH中，在至少不生成基于输入信号的反射波的情况下，输入从上述输入端子1至负载的信号。
如上所述，如果采用该实施形态1，则由于双频匹配电路备有：连接负载7、8的输出端子2；将输入信号输入给该负载7、8的输入端子1；由串联电容器4及串联连接在该串联电容器4上的串联电感器3构成、从上述输入端子1看，与上述负载7、8串联连接配置的串联共振电路；以及由并联电容器6及并联连接在该并联电容器6上的并联电感器5构成、从上述输入端子1看，与上述负载7、8及上述串联电容器3及串联电感器4构成的串联共振电路整体并联连接配置的并联共振电路，且用该双频匹配电路进行阻抗匹配，所以在比匹配阻抗小的负载7、8的输入电阻(R1)中，具有能在任意选出的两个频率中取得匹配的效果。
特别是由于设定负载电阻8的电阻为Ri，负载电容器7的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组5，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
另外，由于作为一个匹配元件组，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
实施形态2。
图3是表示本发明的实施形态2的双频匹配电路及与其连接的负载的框图。图中，15是配置在输入端子1和输出端子2之间的并联电感器，16是配置在输入端子1和输出端子2之间的并联电容器，17是一端连接在输出端子2和并联电感器15之间的串联电感器，18是一端连接在串联电感器17的另一端上、其另一端呈接地电位的接地串联电容器。除此以外与实施形态1相同，附以相同的符号，说明从略。
另外，在以下的说明中，以负载电阻8比匹配阻抗(例如在微波传输路径中一般采用的50Ω等)大为前提进行说明。
图4是史密斯曲线图，用来说明在本发明的实施形态2的双频匹配电路中，在两个匹配角频率ωL、ωH中取得匹配时串联电感器17、串联电容器18、并联电感器15、并联电容器16等图3所示的元件组各自的作用。在图4中，19是将上述低角频率ωL的信号加在负载电阻8及负载电容器7上时的负载阻抗ZL(ωL)，20是将上述高角频率ωH的信号加在负载电阻8及负载电容器7上时的负载阻抗ZL(ωH)，21是用上述匹配阻抗进行了归一化后的恒定电阻圆(例如50Ω的恒定电阻圆)。
而且，使由串联电感器17和串联电容器18构成的串联共振电路在低角频率ωL时呈电容性，在高角频率ωH时呈电感性，因此能使两个阻抗在上述恒定电阻圆21上移动。22是由此获得的施加了低角频率ωL的信号后的变换阻抗，23是施加了高角频率ωH的信号后的变换阻抗。另外，这时的串联电感器的电感L1和串联电容器的电容C1的值如下列公式组6所示。
其次使由并联电感器15和并联电容器16构成的并联共振电路在低角频率ωL时呈电感性，在高角频率ωH时呈电容性，因此使两个阻抗在上述恒定电阻圆21上移动，取得匹配。24是通过匹配取得的匹配点。另外，这时的并联电感器的电感L2和并联电容器的电容C2的值如下列公式组6所示。
L1＝(ωH*(βL-BgL)-ωL*(βH+BgH))
   /((ωH*ωH-ωL*ωL)(βL-BgL)(βH+BgH))
C1＝(ωH*ωH-ωL*ωL)(βL-BgL)(βH+BgH)
/(ωH*ωL*(ωL*(βL-BgL)-ωH*(βH+BgH)))
L2＝Zo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*BgH*BgL
   /(ωH*ωL*(ωH*αL*BgH+ωL*αH*BgL))
C2＝(ωL*αL*BgH+ωH*αH*BgL)
   /(Zo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*BgH*BgL)
α＝Ri/(Ri*Ri+1/(ω*ω*Cgs*Cgs))
β＝(1/(ω*Cgs))
  /(Ri*Ri+1/(ω*ω*Cgs*Cgs))
Bg＝(α/Zo-α*α)1/2
                                                …公式组6
另外，从上述公式组6可知，能将两个匹配角频率ωL、ωH设定为互相独立的角频率。
另外，工作情况与实施形态1相同，说明从略。
如上所述，如果采用该实施形态2，则由于双频匹配电路备有：连接负载7、8的输出端子2；将输入信号输入给该负载7、8的输入端子1；由并联电容器16及并联连接在该并联电容器16上的并联电感器15构成、从上述输入端子1看，与上述负载7、8串联连接配置的并联共振电路；以及由串联电容器18及串联连接在该串联电容器18上的串联电感器17构成、从上述输入端子1看，与上述负载7、8并联连接配置的串联共振电路，且用该双频匹配电路进行阻抗匹配，所以在比匹配阻抗大的负载7、8的输入电阻(Ri)中，具有能在任意选出的两个频率中取得匹配的效果。
特别是由于设定负载电阻8的电阻为Ri，负载电容器7的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，归一化电感为Zo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组6，所以具有能在作为目标的阻抗值中取得最佳匹配的效果。
另外，由于作为各电感器15、17不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
实施形态3。
图5是表示本发明的实施形态3的匹配电路及与其连接的负载的框图。图中，25是连接在输入端子1和输出端子2之间的串联电感器，26是配置在输入端子1和输出端子2之间的串联电容器，27是一端连接在该串联电感器26和输入端子1之间、另一端呈接地电位的接地并联电感器，28是一端连接在该串联电感器26和输入端子1之间、另一端呈接地电位的接地并联电容器。
另外，29是一端连接在输入端子1上、另一端呈接地电位的接地负载电容器，30是一端连接在输入端子1上、另一端呈接地电位的接地负载电阻。另外，在以下的说明中，以负载电阻30比归一化阻抗(例如在微波传输路径中一般采用的50Ω等)大为前提进行说明。另外，作为能等效地表示这样的负载电容器29和负载电阻30并联连接的电路的电路，例如，能举出在微波波段使用将源极接地的场效应晶体管时从漏极看到的电路。
除此以外与实施形态1相同，附以相同的符号，说明从略。
图6是史密斯曲线图，用来说明在本发明的实施形态3的匹配电路中，在两个匹配角频率ωL、ωH中取得匹配时的串联电感器25、串联电容器26、并联电感器27、并联电容器28等图5所示的元件组各自的作用。在图6中，31是将上述低角频率ωL的信号加在负载电阻30及负载电容器29上时的负载阻抗ZL(ωL)，32是将上述高角频率ωH的信号加在负载电阻30及负载电容器29上时的负载阻抗ZL(ωH)，33是用上述匹配阻抗进行了归一化后的恒定电阻圆(例如50Ω的恒定电阻圆)。
而且，使由并联电感器27和并联电容器28构成的并联共振电路在低角频率ωL时呈电感性，在高角频率ωH时呈电容性，因此能使从输出端子2一侧看上述两个角频率ωH、ωL的该并联共振电路和负载时的导纳在上述恒定电阻圆33上移动。34是由此获得的施加了低角频率ωL的信号后的变换阻抗，35是施加了高角频率ωH的信号后的变换阻抗。另外，这时的并联电感器的电感L2和并联电容器的电容C2的值如下列公式组7所示。
其次使由串联电感器25和串联电容器26构成的串联共振电路在低角频率ωL时呈电容性，在高角频率ωH时呈电感性，因此使两个阻抗在上述恒定电阻圆33上移动，取得匹配。36是通过匹配取得的匹配点。另外，这时的串联电感器的电感L1和串联电容器的电容C1的值如下列公式组7所示。
L1＝Rds*Zo*Bd/(ωH-ωL)
C1＝(ωH-ωL)/(ωH*ωL*Rds*Zo*Bd)
L2＝(ωH-ωL)/(ωH*ωL*Bd)
C2＝Bd/(ωH-ωL)-Cds
Bd＝(1/(Zo*Rds)-1/(Rds*Rds))1/2
                                                 …公式组7
另外，从上述公式组可知，能将两个匹配角频率ωL、ωH设定为互相独立的角频率。
其次说明工作情况。
如果从上述输出端子2输出来自场效应晶体管等的输出信号，则能进行在上述两个匹配角频率中至少不生成基于输入信号的反射波的信号的输出。
如上所述，如果采用该实施形态3，则由于双频匹配电路备有：连接负载29、30的输入端子1；输出基于该负载29、30的输出信号的输出端子2；由串联电容器26及串联连接在该串联电容器26上的串联电感器25构成、从上述输出端子2看，与上述负载29、30串联连接配置的串联共振电路；以及由并联电容器28及并联连接在该并联电容器28上的并联电感器27构成、从上述输出端子2看，与上述负载29、30并联连接配置的并联共振电路，且用该双频匹配电路进行阻抗匹配，所以在比匹配阻抗大的负载29、30的输出电阻(Rds)中，具有能在任意选出的两个频率中取得匹配的效果。
特别是由于设定负载电阻30的电阻为Rds，负载电容器29的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组7，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
另外，由于作为各电感器25、27，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
实施形态4。
图7是表示本发明的实施形态4的匹配电路及与其连接的负载的框图。图中，37是连接在输入端子1和输出端子2之间的并联电感器，38是配置在输入端子1和输出端子2之间的并联电容器，39是一端连接在输出端子2和并联电感器37之间的串联电感器，40是一端连接在串联电感器39的另一端上、其另一端呈接地电位的接地串联电容器。除此以外与实施形态3相同，附以相同的符号，说明从略。
另外，在以下的说明中，以负载电阻30比归一化阻抗(例如在微波传输路径中一般采用的50Ω等)小为前提进行说明。
图8是史密斯曲线图，用来说明在本发明的实施形态4的匹配电路中，在两个匹配角频率ωL、ωH中取得匹配时的串联电感器39、串联电容器40、并联电感器37、并联电容器38等图7所示的元件组各自的作用。在图8中，41是将上述低角频率ωL的信号加在负载电阻30及负载电容器29上时的负载阻抗ZL(ωL)，42是将上述高角频率ωH的信号加在负载电阻30及负载电容器29上时的负载阻抗ZL(ωH)，43是用上述匹配阻抗进行了归一化后的恒定电导圆(例如0.02S的恒定电导圆)。
而且，使由并联电感器37和并联电容器38构成的并联共振电路在低角频率ωL时呈电感性，在高角频率ωH时呈电容性，因此能使两个阻抗在上述恒定电导圆43上移动。44是由此获得的施加了低角频率ωL的信号后的变换阻抗，45是施加了高角频率ωH的信号后的变换阻抗。另外，这时的并联电感器的电感L2和并联电容器的电容C2的值如下列公式组8所示。
其次使由串联电感器39和串联电容器40构成的串联共振电路在低角频率ωL时呈电容性，在高角频率ωH时呈电感性，因此使两个阻抗在上述恒定电导圆43上移动，取得匹配。46是通过匹配取得的匹配点。另外，这时的串联电感器的电感L1和串联电容器的电容C1的值如下列公式组8所示。
L1＝(ωL*αL*XdH+ωH*αH*XdL)
   /(Yo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*XdH*XdL)
C1＝Yo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*XdH*XdL
   /(ωH*ωL*(ωH*αL*XdH+ωL*αdL*XdL))
L2＝(ωH*ωH-ωL*ωL)
/(ωH*ωL*(ωL/(XdH-βH)+ωH/(XdL+βL)))
C2＝(ωH*(XdH-βH)+ωL/(XdL+βL))
   /(ωH*ωH-ωL*ωL)
α＝(1/Rds)/(1/(Rds*Rds)
   +ω*ω*Cds*Cds)
β＝ω*Cds/(1/(RdsRds)+ω*ω*Cds*Cds))
Xd＝(α/Yo-α*α)1/2
                                               …公式组8
另外，从上述公式组8可知，能将两个匹配角频率ωL、ωH设定为互相独立的角频率。
另外，工作情况与实施形态3相同，说明从略。
如上所述，如果采用该实施形态4，则由于双频匹配电路备有：连接负载29、30的输入端子1；输出基于该负载29、30的输出信号的输出端子2；由并联电容器38及并联连接在该并联电容器38上的并联电感器37构成、从上述输出端子2看，与上述负载29、30串联连接配置的并联共振电路；以及由串联电容器40及串联连接在该串联电容器40上的串联电感器39构成、从上述输出端子2看，与上述负载29、30及上述并联共振电路的整体37、38并联连接配置的串联共振电路，且用该双频匹配电路进行阻抗匹配，所以在比匹配阻抗小的负载29、30的输出电阻(Rds)中，具有能在任意选出的两个频率中取得匹配的效果。
特别是由于设定负载电阻30的电阻为Rds，负载电容器29的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组8，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
另外，由于作为各电感器37、39，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
如上所述，由于本发明的双频匹配电路备有：连接负载的输出端子；输入给该负载的输入信号的输入端子；由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载串联连接配置的串联共振电路；以及由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载及上述串联共振电路整体并联连接配置的并联共振电路，所以在比匹配电抗小的负载的输入电阻(R1)中，具有能在任意的两个频率中取得匹配的效果。另外，由于作为一个匹配元件组，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
特别是由于设定负载电阻的电阻为Ri，负载电容器的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组5，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
由于本发明的双频匹配电路备有：连接负载的输出端子；输入给该负载的输入信号的输入端子；由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载串联连接配置的并联共振电路；以及由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载并联连接配置的串联共振电路，所以在比匹配电抗大的负载的输入电阻(Ri)中，具有能在任意的两个频率中取得匹配的效果。另外，由于作为一个匹配元件组，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
特别是由于设定负载电阻的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组6，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
由于本发明的双频匹配电路备有：连接负载的输入端子；输出基于该负载的输出信号的输出端子；由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载串联连接配置的串联共振电路；以及由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载并联连接配置的并联共振电路，所以在比匹配电抗大的负载的输出电阻(Rds)中，具有能在任意的两个频率中取得匹配的效果。另外，由于作为一个匹配元件组，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
特别是由于设定负载电阻的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组7，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
由于本发明的双频匹配电路备有：连接负载的输入端子；输出基于该负载的输出信号的输出端子；由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载串联连接配置的并联共振电路；以及由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载及上述并联共振电路整体并联连接配置的串联共振电路，所以在比匹配电抗小的负载的输出电阻(Rds)中，具有能在任意选出的两个频率中取得匹配的效果。另外，由于作为一个匹配元件组，不需要使用传输线，所以即使将取得匹配的频率设定在低频波段，也不需要长的线路，具有应用于低频波段时的电路的小型化的效果。
特别是由于设定负载电阻的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，使串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足上述公式组8，所以具有能在作为目标的匹配阻抗值中取得最佳匹配的效果。
工业上利用的可能性
这样，本发明的双频匹配电路能在两个不同的频率中同时取得阻抗匹配，因此，能适用于微波频段。

Claims (8)

1.一种匹配电路，其特征在于备有：
连接负载的输出端子；
输入给该负载的输入信号的输入端子；
由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载串联连接配置的串联共振电路；以及
由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载及上述串联共振电路的整体并联连接配置的并联共振电路。
2.根据权利要求1所述的匹配电路，其特征在于：上述负载看作由互相串联连接的负载电阻器和负载电容器构成，设该负载电阻器的电阻为Ri，负载电容器的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组：L1＝Xg/(ωH-ωL)C1＝(ωH-ωL)*Cgs
/(Cgs*ωH*ωL*Xg-(ωH-ωL))L2＝(ωH-ωL)*Ri/(ωH*ωL*Yo*Xg)C2＝Yo*Xg/((ωH-ωL)*Ri)Xg＝(Ri/Yo-Ri*Ri)1/2
3.一种匹配电路，其特征在于备有：
连接负载的输出端子；
输入给该负载的输入信号的输入端子；
由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载串联连接配置的并联共振电路；以及
由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输入端子看，与上述负载并联连接配置的串联共振电路。
4.根据权利要求3所述的匹配电路，其特征在于：上述负载看作由互相串联连接的负载电阻器和负载电容器构成，设该负载电阻器的电阻为Ri，负载电容器的电容为Cgs，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组：
L1＝(ωH*(βL-BgL)-ωL*(βH+BgH))
   /((ωH*ωH-ωL*ωL)(βL-BgL)(βH+BgH))
C1＝(ωH*ωH-ωL*ωL)(βL-BgL)(βH+BgH)
   /(ωH*ωL*(ωL*(βL-BgL)-ωH*(βH+BgH)))
L2＝Zo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*BgH*BgL
   /(ωH*ωL*(ωH*αL*BgH+ωL*αH*BgL))
C2＝(ωL*αL*BgH+ωH*αH*BgL)
   /(Zo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*BgH*BgL)
α＝Ri/(Ri*Ri+1/(ω*ω*Cgs*Cgs))
β＝(1/(ω*Cgs))
   /(Ri*Ri+1/(ω*ω*Cgs*Cgs))
Bg＝(α/Zo-α*α)1/2
5.一种匹配电路，其特征在于备有：
连接负载的输入端子；
输出基于该负载的输出信号的输出端子；
由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载串联连接配置的串联共振电路；以及
由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载并联连接配置的并联共振电路。
6.根据权利要求5所述的匹配电路，其特征在于：上述负载看作由互相并联连接的各自的一端与上述输入端子串联连接的负载电容器及负载电阻器构成，设负载电阻器的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配阻抗为Zo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组：
L1＝Rds*Zo*Bd/(ωH-ωL)
C1＝(ωH-ωL)/(ωH*ωL*Rds*Zo*Bd)
L2＝(ωH-ωL)/(ωH*ωL*Bd)
C2＝Bd/(ωH-ωL)-Cds
Bd＝(1/(Zo*Rds)-1/(Rds*Rds))1/2
7.一种匹配电路，其特征在于备有：
连接负载的输入端子；
输出基于该负载的输出信号的输出端子；
由并联电容器及并联连接在该并联电容器上的并联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载串联连接配置的并联共振电路；以及
由串联电容器及串联连接在该串联电容器上的串联电感器构成、从上述输出端子看，与上述负载及上述并联共振电路的整体并联连接配置的串联共振电路。
8.根据权利要求7所述的匹配电路，其特征在于：上述负载看作由互相并联连接的各自的一端与上述输入端子串联连接的负载电容器及负载电阻器构成，设负载电阻器的电阻为Rds，负载电容器的电容为Cds，两个匹配角频率为ωL、ωH，匹配导纳为Yo时，串联电感器的电感L1、串联电容器的电容C1、并联电感器的电感L2、以及并联电容器的电容C2满足下列公式组：
L1＝(ωL*αL*XdH+ωH*αH*XdL)
   /(Yo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*XdH*XdL)
C1＝Yo*(ωH*ωH-ωL*ωL)*XdH*XdL
   /(ωH*ωL*(ωH*αL*XdH+ωL*αdL*XdL))L2＝(ωH*ωH-ωL*ωL)/(ωH*ωL*(ωL/(XdH-βH)+ωH/(XdL+βL)))C2＝(ωH*(XdH-βH)+ωL/(XdL+βL))
/(ωH*ωH-ωL*ωL)α＝(1/Rds)/(1/(Rds*Rds)
+ω*ω*Cds*Cds)β＝ω*Cds/(1/(RdsRds)+ω*ω*Cds*Cds))Xd＝(α/Yo-α*α)1/2
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