JP2000307355A - 高周波増幅器 - Google Patents

高周波増幅器

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JP2000307355A
JP2000307355A JP11117892A JP11789299A JP2000307355A JP 2000307355 A JP2000307355 A JP 2000307355A JP 11117892 A JP11117892 A JP 11117892A JP 11789299 A JP11789299 A JP 11789299A JP 2000307355 A JP2000307355 A JP 2000307355A
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JP
Japan
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band
group delay
transmission signal
frequency amplifier
transmission
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JP11117892A
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Masaki Kobayashi
正樹 小林
Hideto Takahashi
秀人 高橋
Giichi Ishii
義一 石井
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ波/サブマイクロ波帯のアナログ信
号を伝送する際に、歪み特性の劣化原因である高調波信
号の振幅を減衰させ、かつ伝送信号帯域から高調波信号
帯域までの群遅延特性偏差を低減する高調波増幅器を得
ることを目的とする。 【解決手段】 単段または複数段の増幅器11〜13で
構成される高周波増幅手段1と、高周波増幅手段で増幅
した伝送信号の伝送帯域外の高調波信号を減衰する帯域
外減衰手段3と、伝送信号の群遅延特性を制御する群遅
延制御手段4とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波/サブ
マイクロ波帯の伝送信号を取り扱う高周波増幅器に関
し、とくに歪み特性の劣化原因である高調波信号の振幅
を減衰させ、かつ伝送信号帯域から高調波信号帯域まで
の群遅延特性偏差を低減する高周波増幅器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、高周波増幅器は幅広い実用化が始
まっており、CATV(ケーブルテレビ)や公衆通信な
どマイクロ波周波数領域で信号を取り扱う通信分野への
試行および実用化がなされている。このなかで、雑音や
信号歪みの少ない短中距離の伝送においては、設備が簡
便でありコスト面で有利なアナログ信号伝送方式が採用
されている。
【0003】アナログ信号伝送方式では、波形歪みによ
り信号品質が著しく劣化することが知られている(特開
平10−190628号公報、特開平10−31327
6号公報)。この原因として、伝送信号の高調波成分の
影響が歪み特性を劣化させることが推測されている。こ
のため、伝送信号帯域外を阻止して、高調波成分の影響
を軽減し、歪み特性を改善することが必要となる。
【0004】図9は、従来の高調波増幅器を示す構成図
で、高周波増幅手段1が筐体2内に収納されている。高
周波増幅手段1は、第1段目の増幅器素子11、第2段
目の増幅器素子12、…、第n段目の増幅器素子13が
直列に接続された構成を有している。
【0005】第1段目の増幅器素子11の入力側には伝
送信号の入力端子5が接続されており、第n段目の増幅
器素子13の出力側には低域通過フィルタ31が接続さ
れている。さらに低域通過フィルタ31の出力側には伝
送信号の出力端子6が接続されている。また、第1段目
の増幅器素子11〜第n段目の増幅器素子13には、そ
れぞれ電源バイアス供給端子110〜130が接続され
ている。
【0006】この構成において、電源バイアス供給端子
110〜130に規定のバイアス電圧が与えられると、
増幅器素子11〜13が機能を開始する。次に、入力端
子5に伝送信号が入力されると、伝送信号は増幅器素子
11〜13を多段構成した高周波増幅手段1により、所
望の増幅作用が行われる。
【0007】さらに、伝送信号は低域通過フィルタ31
に送られる。ここで伝送信号は低域通過フィルタ31の
伝送信号帯域を通過し、高調波成分が減衰される。低域
通過フィルタ31を通った信号は、出力端子6へ出力さ
れる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の構成で
は、低域通過フィルタ31による群遅延特性の周波数偏
差が大きく発生するため、伝送信号の群遅延偏差が増加
する。図10は、従来の高周波増幅器における信号振幅
および群遅延の周波数特性を示す周波数−振幅/群遅延
特性図である。
【0009】同図において、横軸は周波数(Hz)、左
側の縦軸は信号振幅(dB)、右側の縦軸は群遅延(ps
ec)を示す。低域通過フィルタ31はチェビシェフフィ
ルタ構成を用いた例であり、周波数fcの伝送信号を通
過させ、3次高調波3fcを減衰させる振幅特性を有し
ている。
【0010】このような振幅特性を有する高周波増幅器
の群遅延特性は、破線で示すように低域通過フィルタ3
1のカットオフ周波数2fc付近で大きく盛り上がり、
その後急激に下がる特性となる。
【0011】この群遅延特性では、伝送信号帯域fcに
対して2次高調波2fc、3次高調波3fcにおける群
遅延の偏差が大きくなる。この群遅延偏差の増大によ
り、伝送信号の歪み特性が劣化するという課題があっ
た。
【0012】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、マイクロ波/サブマイクロ波
帯のアナログ信号を伝送する際に、歪み特性の劣化原因
である高調波信号の振幅を減衰させ、かつ伝送信号帯域
から高調波信号帯域までの群遅延特性偏差を低減する高
調波増幅器を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波増幅器に
おいては、単段または複数段の増幅器で構成される高周
波増幅手段と、高周波増幅手段で増幅した伝送信号の伝
送帯域外の高調波信号を減衰する帯域外減衰手段と、伝
送信号の群遅延特性を制御する群遅延制御手段とを備え
るものである。
【0014】本発明によれば、伝送信号の高調波信号の
振幅を減衰させ、伝送信号帯域から高調波信号帯域まで
の群遅延特性偏差を低減する高調波増幅器が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、単段または複数段の増幅器で構成される高周波増幅
手段と、高周波増幅手段で増幅した伝送信号の伝送帯域
外の高調波信号を減衰する帯域外減衰手段と、伝送信号
の群遅延特性を制御する群遅延制御手段とを備えるもの
であり、伝送帯域外の高調波成分を減衰し、伝送帯域お
よび伝送帯域外の群遅延偏差を低減して群遅延偏差によ
る信号歪み特性を軽減するという作用を有する。
【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、帯域外減衰手段は伝送信号帯域を通過
させ高調波帯域を阻止する低域通過フィルタで構成され
ているものであり、低域通過フィルタで伝送帯域外の高
調波成分を減衰し、伝送帯域および伝送帯域外の群遅延
偏差を低減して群遅延偏差による信号歪み特性を軽減す
るという作用を有する。
【0017】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、帯域外減衰手段は伝送信号帯域を通過
させ高調波帯域を阻止する帯域通過フィルタで構成され
ているものであり、帯域通過フィルタで伝送帯域外の高
調波成分を減衰し、伝送帯域および伝送帯域外の群遅延
偏差を低減して群遅延偏差による信号歪み特性を軽減す
るという作用を有する。
【0018】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、群遅延制御手段が電波吸収体で構成さ
れ、前記電波吸収体の大きさおよび配置を制御すること
により群遅延特性を制御するものであり、伝送帯域外の
高調波成分を減衰し、電波吸収体の大きさおよび配置を
制御することで伝送帯域および伝送帯域外の群遅延偏差
を低減して群遅延偏差による信号歪み特性を軽減すると
いう作用を有する。
【0019】請求項5に記載の発明は、単段または複数
段の増幅器で構成される高周波増幅手段と、高周波増幅
手段で増幅した伝送信号の伝送帯域外の高調波信号を減
衰する帯域外減衰手段と、高周波増幅手段に供給する電
源バイアスを調整して群遅延特性を制御するアンプ供給
バイアス制御手段とを備えるものであり、伝送帯域外の
高調波成分を減衰し、増幅器への電源バイアスを調整す
ることによって伝送帯域および伝送帯域外の群遅延偏差
を低減して群遅延偏差による信号歪み特性を軽減すると
いう作用を有する。
【0020】請求項6に記載の発明は、単段または複数
段の増幅器で構成される高周波増幅手段と、高周波増幅
手段で増幅した伝送信号の伝送帯域外の高調波信号を減
衰する帯域外減衰手段と、高周波増幅手段および帯域外
減衰手段を内蔵する筐体の内部空間の大きさを調整する
ことにより群遅延特性を制御する内部サイズ制御手段と
を備えるものであり、伝送帯域外の高調波成分を減衰
し、増幅器への電源バイアスを調整することによって伝
送帯域および伝送帯域外の群遅延偏差を低減して群遅延
偏差による信号歪み特性を軽減するという作用を有す
る。
【0021】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。なお、前述した図9に示す従
来の高周波増幅器と同一の構成部分には同一符号を付し
て説明する。
【0022】(実施の形態1)図1は、本発明による高
周波増幅器の実施の形態1における構成図である。同図
において、高周波増幅手段1は第1段目の増幅器素子1
1、第2段目の増幅器素子12、…、第n段目の増幅器
素子13が直列に接続された構成を有し、第1段目の増
幅器素子11の入力側には伝送信号の入力端子5が接続
され、第n段目の増幅器素子13の出力側には帯域外減
衰手段3、群遅延制御手段4および出力端子6が直列に
接続されている。
【0023】また、第1段目の増幅器素子11〜第n段
目の増幅器素子13には、それぞれ電源バイアス供給端
子110〜130が接続されている。高周波増幅手段
1、帯域外減衰手段3、群遅延制御手段4は筐体2内に
収納されている。
【0024】この構成において、電源バイアス供給端子
110〜130に規定のバイアス電圧が与えられると、
増幅器素子11〜13が機能を開始する。次に、入力端
子5に伝送信号が入力されると、伝送信号は増幅器素子
11〜13を多段構成した高周波増幅手段1により、所
望の増幅作用が行われる。
【0025】さらに、伝送信号は帯域外減衰手段3に送
られる。帯域外減衰手段3は所望の伝送信号帯域fcを
通過させ、高周波成分2fc,3fcを減衰させるよう
に設定されている。さらに、伝送信号は群遅延制御手段
4で増幅機能、帯域外減衰機能で増大する群遅延偏差を
平坦化され、出力端子6から出力される。
【0026】なお、伝送信号帯域に対して高調波成分の
減衰量が10dB以上あることが好ましい。また、伝送
信号帯域から高調波帯域までを含む帯域において群遅延
の周波数偏差が20psec以下であることが好ましい。
【0027】(実施の形態2)図2は、本発明による高
周波増幅器の実施の形態2における構成図である。本実
施の形態による高周波増幅器は、帯域外減衰手段3が低
域通過フィルタ3Aで構成されている点を除き、前述の
実施の形態1と同一の構成を有している。
【0028】このように構成された高周波増幅器の動作
は、実施の形態1と同様であるが、低域通過フィルタ3
Aは伝送信号帯域fcでは通過、2次高調波帯域2fc
付近でカットオフ帯域を有し、3次高調波帯域3fcで
は伝送信号帯域fcに比較して約15dBの減衰が得ら
れるように設定されている。また、群遅延制御手段4は
低域通過フィルタ3Aの周波数特性を損なうことなく群
遅延特性の偏差を平坦化する。
【0029】図3は、本実施の形態における高周波増幅
器の信号振幅および群遅延の周波数特性を示す周波数−
振幅/群遅延特性図である。同図において、横軸は周波
数(Hz)、左側の縦軸は信号振幅(dB)、右側の縦
軸は群遅延(psec)を示す。また、実線で示す曲線は低
域通過フィルタ3Aの周波数特性を表し、破線で示す曲
線は群遅延特性を表す。群遅延制御手段4による調整に
より、伝送信号帯域、2次および3次高調波信号帯域に
おける群遅延偏差が大幅に軽減され、20psec以下の偏
差量に改善された。
【0030】(実施の形態3)図4は、本発明による高
周波増幅器の実施の形態3における構成図である。本実
施の形態による高周波増幅器は、帯域外減衰手段3が帯
域通過フィルタ3Bで構成されている点を除き、前述の
実施の形態1と同一の構成を有している。
【0031】このように構成された高周波増幅器の動作
は、実施の形態1と同様である。ただし、帯域通過フィ
ルタ3Bは1/3fc帯域で低域カットオフ帯域、伝送
信号帯域fcでは通過、2次高調波帯域2fc付近でカ
ットオフ帯域を有し、3次高調波帯域3fcでfc帯域
に比較して約15dBの減衰が得られるように設定され
ている。群遅延制御手段4は帯域通過フィルタ3Bの周
波数特性を損なうことなく群遅延特性の偏差を平坦化す
る。
【0032】図5は、本実施の形態における高周波増幅
器の信号振幅および群遅延の周波数特性を示す周波数−
振幅/群遅延特性図で、図3と同様のものである。同図
から明らかなように群遅延制御手段4による調整によ
り、伝送信号帯域、2次および3次高調波信号帯域にお
ける群遅延偏差が大幅に軽減され、20psec以下の偏差
量に改善された。
【0033】(実施の形態4)図6は、本発明による高
周波増幅器の実施の形態4における構成図である。本実
施の形態による高周波増幅器は、群遅延制御手段4が電
波吸収体4Aで構成されている点を除いては、前述の実
施の形態1と同一の構成を有している。
【0034】本実施の形態においては、電波吸収体4A
の大きさや配置を制御することにより群遅延特性を調整
し、帯域外減衰手段3の周波数特性を損なうことなく伝
送信号帯域から高調波帯域を含む帯域で群遅延特性を平
坦化する。そして、群遅延特性が平坦化された伝送信号
は出力端子6へ出力される。なお、本実施の形態におけ
る信号振幅および群遅延の周波数特性は、実施の形態
2,3と同様である。
【0035】(実施の形態5)図7は、本発明による高
周波増幅器の実施の形態5における構成図である。本実
施の形態による高周波増幅器は、帯域外減衰手段3の出
力側に出力端子6が接続されており、群遅延制御手段と
してアンプ供給バイアス制御手段4Bを設置した構成を
有している。その他の構成は、前述の実施の形態1と同
一である。
【0036】本実施の形態においては、単段または複数
段の増幅器素子11〜13で構成された高周波増幅手段
1に与えるバイアス電圧値をアンプ供給バイアス制御手
段4Bで調整し、帯域外減衰手段3の周波数特性を損な
うことなく、伝送信号帯域から高調波帯域を含む帯域で
群遅延特性を平坦化する。そして、群遅延特性が平坦化
された伝送信号は、出力端子6へ出力される。なお、本
実施の形態における信号振幅および群遅延の周波数特性
は、実施の形態2,3と同様である。
【0037】(実施の形態6)図8は、本発明による高
周波増幅器の実施の形態6における構成図である。本実
施の形態による高周波増幅器は、帯域外減衰手段3の出
力側に出力端子6が接続されており、群遅延制御手段と
して内部サイズ制御手段4Cを設置した構成を有してい
る。その他の構成は、前述の実施の形態1と同一であ
る。
【0038】本実施の形態においては、単段または複数
段の増幅器素子11〜13で構成された高周波増幅手段
1と帯域外信号減衰手段3を内包する筐体2の内部サイ
ズを、機構的なサイズ調整機能、または圧電素子などの
方法により任意に調整し、帯域外減衰手段3の周波数特
性を損なうことなく、伝送信号帯域から高調波帯域を含
む帯域で群遅延特性を平坦化する。そして、群遅延特性
が平坦化された伝送信号は、出力端子6へ出力される。
なお、本実施の形態における信号振幅および群遅延の周
波数特性は、実施の形態2,3と同様である。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、伝送信号の伝送帯域外
の高調波成分が減衰され、伝送帯域および伝送帯域外の
群遅延偏差が低減されて、伝送信号帯域および高調波信
号帯域に渡る群遅延特性が平坦化されるという有利な効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高周波増幅器の実施の形態1にお
ける構成図
【図2】本発明による高周波増幅器の実施の形態2にお
ける構成図
【図3】実施の形態2における高周波増幅器の周波数−
振幅/群遅延特性図
【図4】本発明による高周波増幅器の実施の形態3にお
ける構成図
【図5】実施の形態3における高周波増幅器の周波数−
振幅/群遅延特性図
【図6】本発明による高周波増幅器の実施の形態4にお
ける構成図
【図7】本発明による高周波増幅器の実施の形態5にお
ける構成図
【図8】本発明による高周波増幅器の実施の形態6にお
ける構成図
【図9】従来の高調波増幅器を示す構成図
【図10】従来の高周波増幅器の周波数−振幅/群遅延
特性図
【符号の説明】
1 高周波増幅手段 2 筐体 3 帯域外減衰手段 4 群遅延制御手段 5 入力端子 6 出力端子 11 第1段目の増幅器素子 12 第2段目の増幅器素子 13 第n段目の増幅器素子 110〜130 電源バイアス供給端子 3A 低域通過フィルタ 3B 帯域通過フィルタ 4A 電波吸収体 4B アンプ供給バイアス制御手段 4C 内部サイズ制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 義一 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 5J090 AA01 CA27 CA62 FA20 GN01 GN07 KA12 KA15 KA23 KA42 KA44 SA08 SA13 TA01 TA03 5J091 AA01 CA27 CA62 FA20 GP02 KA12 KA15 KA23 KA42 KA44 SA08 SA13 TA01 TA03 5J092 AA01 CA27 CA62 FA20 KA12 KA15 KA23 KA42 KA44 SA08 SA13 TA01 TA03 VL03 VL10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単段または複数段の増幅器で構成される
    高周波増幅手段と、 前記高周波増幅手段で増幅した伝送信号の伝送帯域外の
    高調波信号を減衰する帯域外減衰手段と、 前記伝送信号の群遅延特性を制御する群遅延制御手段
    と、を備えることを特徴とする高周波増幅器。
  2. 【請求項2】 帯域外減衰手段は伝送信号帯域を通過さ
    せ高調波帯域を阻止する低域通過フィルタで構成されて
    いることを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  3. 【請求項3】 帯域外減衰手段は伝送信号帯域を通過さ
    せ高調波帯域を阻止する帯域通過フィルタで構成されて
    いることを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  4. 【請求項4】 群遅延制御手段は電波吸収体で構成され
    前記電波吸収体の大きさおよび配置を制御することによ
    り群遅延特性を制御することを特徴とする請求項1記載
    の高周波増幅器。
  5. 【請求項5】 単段または複数段の増幅器で構成される
    高周波増幅手段と、 前記高周波増幅手段で増幅した伝送信号の伝送帯域外の
    高調波信号を減衰する帯域外減衰手段と、 前記高周波増幅手段に供給する電源バイアスを調整して
    群遅延特性を制御するアンプ供給バイアス制御手段と、
    を備えることを特徴とする高周波増幅器。
  6. 【請求項6】 単段または複数段の増幅器で構成される
    高周波増幅手段と、 前記高周波増幅手段で増幅した伝送信号の伝送帯域外の
    高調波信号を減衰する帯域外減衰手段と、 前記高周波増幅手段および前記帯域外減衰手段を内蔵す
    る筐体の内部空間の大きさを調整することにより群遅延
    特性を制御する内部サイズ制御手段と、を備えることを
    特徴とする高周波増幅器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299963A (ja) * 2001-03-19 2002-10-11 Samsung Electronics Co Ltd 非線形歪み補償方法及び非線形歪み補償回路
JP2002299962A (ja) * 2001-03-19 2002-10-11 Samsung Electronics Co Ltd 非線形歪み補償方法及び非線形歪み補償回路

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JP4550302B2 (ja) * 2001-03-19 2010-09-22 三星電子株式会社 非線形歪み補償方法及び非線形歪み補償回路
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