JP2001267862A - 方向性結合器を縦続接続した電力増幅器 - Google Patents
方向性結合器を縦続接続した電力増幅器Info
- Publication number
- JP2001267862A JP2001267862A JP2000072110A JP2000072110A JP2001267862A JP 2001267862 A JP2001267862 A JP 2001267862A JP 2000072110 A JP2000072110 A JP 2000072110A JP 2000072110 A JP2000072110 A JP 2000072110A JP 2001267862 A JP2001267862 A JP 2001267862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- unit
- cascaded
- amplifiers
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
- H03F3/602—Combinations of several amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/192—A hybrid coupler being used at the input of an amplifier circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/198—A hybrid coupler being used as coupling circuit between stages of an amplifier circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/204—A hybrid coupler being used at the output of an amplifier circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】３ｄＢカップラを用いた従来の電力合成器は、
単位電力増幅器の数量を任意の値に設定することが出来
ない。ウィルキンソン型電力合成器を用いた従来の電力
合成器は、合成数が多くなるに従い、周波数帯域が極端
に狭くなる。 【解決手段】縦続接続した複数の電力分配器１１、１２
と、複数の単位電力増幅器２１、２２、２３と、縦続接
続した複数の電力合成器３１、３２とを備え、複数の電
力分配器１１、１２をそれぞれ単体結合度の異なる方向
性結合器で構成し、複数の電力合成器３１、３２をそれ
ぞれ単体結合度の異なる方向性結合器で構成し、複数の
電力分配器１１、１２で入力電力９を逐次分岐して分岐
電力５１、５２を出力し、分岐電力５１、５２をそれぞ
れ複数の単位電力増幅器２１、２２、２３によって逐次
増幅して単位電力６１、６２、６３を出力し、単位電力
６１、６２、６３を複数の電力合成器３１、３２で逐次
合成する。
単位電力増幅器の数量を任意の値に設定することが出来
ない。ウィルキンソン型電力合成器を用いた従来の電力
合成器は、合成数が多くなるに従い、周波数帯域が極端
に狭くなる。 【解決手段】縦続接続した複数の電力分配器１１、１２
と、複数の単位電力増幅器２１、２２、２３と、縦続接
続した複数の電力合成器３１、３２とを備え、複数の電
力分配器１１、１２をそれぞれ単体結合度の異なる方向
性結合器で構成し、複数の電力合成器３１、３２をそれ
ぞれ単体結合度の異なる方向性結合器で構成し、複数の
電力分配器１１、１２で入力電力９を逐次分岐して分岐
電力５１、５２を出力し、分岐電力５１、５２をそれぞ
れ複数の単位電力増幅器２１、２２、２３によって逐次
増幅して単位電力６１、６２、６３を出力し、単位電力
６１、６２、６３を複数の電力合成器３１、３２で逐次
合成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電力増幅器に関
し、特に複数の単位電力増幅器の出力を合成して高出力
を得る方向性結合器を縦続接続した電力増幅器に関す
る。
し、特に複数の単位電力増幅器の出力を合成して高出力
を得る方向性結合器を縦続接続した電力増幅器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、単位電力増幅器の出力電力が所望
する電力よりも小さい場合、複数の単位電力増幅器の出
力電力を合成して所望の電力を得ている。この場合、単
位電力増幅器の出力電力は電力合成器により電力が合成
される。この電力合成器としては、構成が簡単なλ／４
の長さの伝送線路を用いた３ｄＢカップラ（例えばラン
ゲカップラ、ブランチラインカップラ、平行線路カップ
ラなどの３ｄＢカップラ）が多く使用されている。この
場合、単位電力増幅器の、最初に隣り合う２台の単位電
力増幅器の出力をそれぞれ電力合成器により合成し、次
にこれら２台の各出力をさらに電力合成器により合成す
る。これを繰り返して最後は１個の出力端子に全ての電
力が合成されるまで電力合成器を積み重ねている。
する電力よりも小さい場合、複数の単位電力増幅器の出
力電力を合成して所望の電力を得ている。この場合、単
位電力増幅器の出力電力は電力合成器により電力が合成
される。この電力合成器としては、構成が簡単なλ／４
の長さの伝送線路を用いた３ｄＢカップラ（例えばラン
ゲカップラ、ブランチラインカップラ、平行線路カップ
ラなどの３ｄＢカップラ）が多く使用されている。この
場合、単位電力増幅器の、最初に隣り合う２台の単位電
力増幅器の出力をそれぞれ電力合成器により合成し、次
にこれら２台の各出力をさらに電力合成器により合成す
る。これを繰り返して最後は１個の出力端子に全ての電
力が合成されるまで電力合成器を積み重ねている。
【０００３】一方、各単位電力増幅器の入力側は入力端
から各単位電力増幅器に入力信号を分配する電力分配器
を用いた回路が使用される。この回路は一般に、前述の
電力合成器を逆に使用して入力信号を分配する構成のも
のが使用されている。
から各単位電力増幅器に入力信号を分配する電力分配器
を用いた回路が使用される。この回路は一般に、前述の
電力合成器を逆に使用して入力信号を分配する構成のも
のが使用されている。
【０００４】図３にこの回路例を示す。この回路例の場
合、単位電力増幅器の数量は４台である。このような回
路の構成では、単位電力増幅器の数量は、２、４、８な
ど２ N 台（Ｎは正の整数）である必要があり、所要合成
電力と単位電力増幅器の出力能力の関係も２N 倍の離散
した値しか取る事ができない。このため、所要合成電力
を確保するには、単位電力増幅器の数量を多めに構成す
る必要が生じ、装置規模の増大や、コストの増大につな
がる欠点がある。特開平９−２３２８２１号公報と特許
第２５２９０７４号は、このような技術を開示してい
る。
合、単位電力増幅器の数量は４台である。このような回
路の構成では、単位電力増幅器の数量は、２、４、８な
ど２ N 台（Ｎは正の整数）である必要があり、所要合成
電力と単位電力増幅器の出力能力の関係も２N 倍の離散
した値しか取る事ができない。このため、所要合成電力
を確保するには、単位電力増幅器の数量を多めに構成す
る必要が生じ、装置規模の増大や、コストの増大につな
がる欠点がある。特開平９−２３２８２１号公報と特許
第２５２９０７４号は、このような技術を開示してい
る。
【０００５】この欠点を解決するために電力合成器をウ
ィルキンソン型電力合成器とする事によって、任意の数
量の合成が可能になるが、ウィルキンソン型電力合成器
は、合成出力インピーダンスを入力インピーダンスと同
一にするために、λ／４伝送線路にてインピーダンス変
換を行うが、この伝送線路の特性インピーダンスＺはＺ
＝√（Ｎ・Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ）とする必要がある。
ィルキンソン型電力合成器とする事によって、任意の数
量の合成が可能になるが、ウィルキンソン型電力合成器
は、合成出力インピーダンスを入力インピーダンスと同
一にするために、λ／４伝送線路にてインピーダンス変
換を行うが、この伝送線路の特性インピーダンスＺはＺ
＝√（Ｎ・Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ）とする必要がある。
【０００６】単位合成数（ウィルキンソン型電力合成器
１台による合成の数）を増加させるに従いインピーダン
ス変換比も大きくなるため、単位合成数が多くなるに従
い、動作可能な周波数帯域が極端に狭くなってしまう欠
点がある。
１台による合成の数）を増加させるに従いインピーダン
ス変換比も大きくなるため、単位合成数が多くなるに従
い、動作可能な周波数帯域が極端に狭くなってしまう欠
点がある。
【０００７】また、ウィルキンソン型電力合成器は、各
ポートのアイソレーションを確保するためのバランス抵
抗の片端を集合接続する必要があるために各ポートの配
置を極力近づけなければ、バランス抵抗のリアクタンス
が増大することにより各ポートのＶＳＷＲが劣化し、電
力ロスが増大する欠点がある。図４にウイルキンソン型
電力合成器の一例を示す。図４では、３入力（入力１と
入力２と入力３）を合成して単一の出力としている。
ポートのアイソレーションを確保するためのバランス抵
抗の片端を集合接続する必要があるために各ポートの配
置を極力近づけなければ、バランス抵抗のリアクタンス
が増大することにより各ポートのＶＳＷＲが劣化し、電
力ロスが増大する欠点がある。図４にウイルキンソン型
電力合成器の一例を示す。図４では、３入力（入力１と
入力２と入力３）を合成して単一の出力としている。
【０００８】図５に比較例として３分配／合成を行った
場合のウイルキンソン型電力合成器及びこの発明の挿入
損失の周波数特性を示す。この発明はウィルキンソン型
に比して周波数範囲が広くなっていることが図５から明
らかである。
場合のウイルキンソン型電力合成器及びこの発明の挿入
損失の周波数特性を示す。この発明はウィルキンソン型
に比して周波数範囲が広くなっていることが図５から明
らかである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、３
ｄＢカップラを用いた従来の電力合成器は、単位電力増
幅器の数量を任意の値に設定することが出来ず、多めに
構成する必要が生じ、装置規模や、コストの増大につな
がるなどの欠点がある。
ｄＢカップラを用いた従来の電力合成器は、単位電力増
幅器の数量を任意の値に設定することが出来ず、多めに
構成する必要が生じ、装置規模や、コストの増大につな
がるなどの欠点がある。
【００１０】また、ウィルキンソン型電力合成器を用い
た従来の電力合成器は、単位合成数が多くなるに従い、
動作可能な周波数帯域が極端に狭くなってしまうという
欠点がある。
た従来の電力合成器は、単位合成数が多くなるに従い、
動作可能な周波数帯域が極端に狭くなってしまうという
欠点がある。
【００１１】さらに、ウィルキンソン型電力合成器は、
各ポートのアイソレーションを確保するためのバランス
抵抗の片端を集合接続する必要があるために各ポートの
配置を極力近づけなければ、バランス抵抗のリアクタン
スが増大することにより各ポートのＶＳＷＲが劣化し、
電力ロスが増大する欠点がある。
各ポートのアイソレーションを確保するためのバランス
抵抗の片端を集合接続する必要があるために各ポートの
配置を極力近づけなければ、バランス抵抗のリアクタン
スが増大することにより各ポートのＶＳＷＲが劣化し、
電力ロスが増大する欠点がある。
【００１２】この発明は従来の欠点を解決するもので、
電力増幅器に関し複数の単位電力増幅器の出力を合成し
て高出力を得る高出力電力増幅器において、３分配／合
成、４分配／合成、５分配／合成などの任意数の分配／
合成が容易であり、かつ広帯域な周波数特性を有する電
力増幅器を提供するものである。
電力増幅器に関し複数の単位電力増幅器の出力を合成し
て高出力を得る高出力電力増幅器において、３分配／合
成、４分配／合成、５分配／合成などの任意数の分配／
合成が容易であり、かつ広帯域な周波数特性を有する電
力増幅器を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる発明は、単体結合度の異なる複数の方向性結合器を
それぞれ電力分配器として縦続接続することにより電力
を逐次分配し、前記逐次分配された電力を単位電力増幅
器で増幅して出力し、前記複数の方向性結合器をそれぞ
れ電力合成器として縦続接続することにより前記単位電
力増幅器の出力を逐次合成することを特徴とする。
わる発明は、単体結合度の異なる複数の方向性結合器を
それぞれ電力分配器として縦続接続することにより電力
を逐次分配し、前記逐次分配された電力を単位電力増幅
器で増幅して出力し、前記複数の方向性結合器をそれぞ
れ電力合成器として縦続接続することにより前記単位電
力増幅器の出力を逐次合成することを特徴とする。
【００１４】また、この発明の請求項２に係わる発明
は、縦続接続した複数の電力分配器と、前記複数の電力
分配器が分配した電力を増幅する複数の単位電力増幅器
と、前記複数の単位電力増幅器の出力を合成するように
縦続接続した複数の電力合成器とを備え、前記複数の電
力分配器をそれぞれ単体結合度の異なる方向性結合器で
構成し、前記複数の電力合成器をそれぞれ単体結合度の
異なる方向性結合器で構成し、前記複数の電力分配器で
入力電力を逐次分配し、前記逐次分配された入力電力を
前記複数の単位電力増幅器によって逐次増幅して単位電
力として出力し、前記単位電力を前記複数の電力合成器
で逐次合成することを特徴とする。
は、縦続接続した複数の電力分配器と、前記複数の電力
分配器が分配した電力を増幅する複数の単位電力増幅器
と、前記複数の単位電力増幅器の出力を合成するように
縦続接続した複数の電力合成器とを備え、前記複数の電
力分配器をそれぞれ単体結合度の異なる方向性結合器で
構成し、前記複数の電力合成器をそれぞれ単体結合度の
異なる方向性結合器で構成し、前記複数の電力分配器で
入力電力を逐次分配し、前記逐次分配された入力電力を
前記複数の単位電力増幅器によって逐次増幅して単位電
力として出力し、前記単位電力を前記複数の電力合成器
で逐次合成することを特徴とする。
【００１５】さらに、この発明の請求項３に係わる発明
は、前記請求項２記載の前記縦続接続した複数の電力分
配器と前記縦続接続した複数の電力合成器とは同一の構
成であることを特徴とする。
は、前記請求項２記載の前記縦続接続した複数の電力分
配器と前記縦続接続した複数の電力合成器とは同一の構
成であることを特徴とする。
【００１６】さらに、この発明の請求項４に係わる発明
は、前記請求項２記載の前記単体結合度の小さい順に前
記複数の電力分配器を縦続接続し、前記単体結合度の大
きい順に前記複数の電力合成器を縦続接続することを特
徴とする。
は、前記請求項２記載の前記単体結合度の小さい順に前
記複数の電力分配器を縦続接続し、前記単体結合度の大
きい順に前記複数の電力合成器を縦続接続することを特
徴とする。
【００１７】さらに、この発明の請求項５に係わる発明
は、前記請求項１、２記載の前記方向性結合器は、側方
結合型、同軸型、ランゲ型、ブランチライン型、トラン
ス型であることを特徴とする。
は、前記請求項１、２記載の前記方向性結合器は、側方
結合型、同軸型、ランゲ型、ブランチライン型、トラン
ス型であることを特徴とする。
【００１８】さらに、この発明の請求項６に係わる発明
は、前記請求項１、２記載の前記電力分配器の数量は前
記単位電力増幅器の数量より１少なく、前記電力合成器
の数量は前記単位電力増幅器の数量より１少ないことを
特徴とする。
は、前記請求項１、２記載の前記電力分配器の数量は前
記単位電力増幅器の数量より１少なく、前記電力合成器
の数量は前記単位電力増幅器の数量より１少ないことを
特徴とする。
【００１９】さらに、この発明の請求項７に係わる発明
は、前記請求項１、２記載の前記電力分配器の数量と前
記電力合成器の数量とが等しいことを特徴とする。
は、前記請求項１、２記載の前記電力分配器の数量と前
記電力合成器の数量とが等しいことを特徴とする。
【００２０】さらに、この発明の請求項８に係わる発明
は、前記請求項２記載の前記電力分配器が逐次分配し、
前記単位電力増幅器が逐次増幅する電力は、前記単位電
力増幅器の数量の逆数を前記入力電力に乗じた値である
ことを特徴とする。
は、前記請求項２記載の前記電力分配器が逐次分配し、
前記単位電力増幅器が逐次増幅する電力は、前記単位電
力増幅器の数量の逆数を前記入力電力に乗じた値である
ことを特徴とする。
【００２１】さらに、この発明の請求項９に係わる発明
は、前記請求項２記載の前記単位電力増幅器を１台増加
させ、Ｎ＋１（Ｎは２以上の正の整数）台とする場合、
１０ｌｏｇ（１／（Ｎ＋１））ｄＢで設定される単体結
合度を有する方向性結合器を新たな電力分配器、電力合
成器としてそれぞれ１台ずつ付加することを特徴とす
る。
は、前記請求項２記載の前記単位電力増幅器を１台増加
させ、Ｎ＋１（Ｎは２以上の正の整数）台とする場合、
１０ｌｏｇ（１／（Ｎ＋１））ｄＢで設定される単体結
合度を有する方向性結合器を新たな電力分配器、電力合
成器としてそれぞれ１台ずつ付加することを特徴とす
る。
【００２２】さらに、この発明の請求項１０に係わる発
明は、前記請求項１、２記載の前記複数の単位電力増幅
器は同一の特性であることを特徴とする。
明は、前記請求項１、２記載の前記複数の単位電力増幅
器は同一の特性であることを特徴とする。
【００２３】さらに、この発明の請求項１１に係わる発
明は、前記請求項１、２記載の前記単位電力増幅器をＮ
（Ｎは２以上の正の整数）台とする場合、前記複数の電
力分配器を構成するそれぞれの方向性結合器の単体結合
度を１０ｌｏｇ（１／Ｎ）ｄＢで求められる異なる値に
設定することを特徴とする。
明は、前記請求項１、２記載の前記単位電力増幅器をＮ
（Ｎは２以上の正の整数）台とする場合、前記複数の電
力分配器を構成するそれぞれの方向性結合器の単体結合
度を１０ｌｏｇ（１／Ｎ）ｄＢで求められる異なる値に
設定することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は３台の単位
電力増幅器２１、２２、２３を用いた３分配／合成の場
合のブロックである。
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は３台の単位
電力増幅器２１、２２、２３を用いた３分配／合成の場
合のブロックである。
【００２５】第１電力分配器１１は、単体結合度−３．
０１ｄＢの方向性結合器を用いており、電力を１：１
（１対１）に分配する。第２電力分配器１２は、単体結
合度−４．７７ｄＢの方向性結合器を用いており、電力
を２：１に分配する。単位電力増幅器２１、２２、２３
は第１電力分配器１１と第２電力分配器１２が分配した
通過電力４１と分岐電力５１、５２を増幅する。
０１ｄＢの方向性結合器を用いており、電力を１：１
（１対１）に分配する。第２電力分配器１２は、単体結
合度−４．７７ｄＢの方向性結合器を用いており、電力
を２：１に分配する。単位電力増幅器２１、２２、２３
は第１電力分配器１１と第２電力分配器１２が分配した
通過電力４１と分岐電力５１、５２を増幅する。
【００２６】第１電力合成器３１は、第１電力分配器１
１に用いた方向性結合器を電力合成用にしたもので単体
結合度−３．０１ｄＢの方向性結合器を使用する。第２
電力合成器３２は、第２電力分配器１２に用いた方向性
結合器を電力合成用にしたもので単体結合度−４．７７
ｄＢの方向性結合器を使用する。
１に用いた方向性結合器を電力合成用にしたもので単体
結合度−３．０１ｄＢの方向性結合器を使用する。第２
電力合成器３２は、第２電力分配器１２に用いた方向性
結合器を電力合成用にしたもので単体結合度−４．７７
ｄＢの方向性結合器を使用する。
【００２７】入力電力９は第２電力分配器１２により、
分岐電力５２と通過電力４２とに分配される。通過電力
４２は第１電力分配器１１に入力する。つまり、第２電
力分配器１２と第１電力分配器１１は縦続接続された構
成になっている。分岐電力５２は単位電力増幅器２３に
入力する。第１電力分配器１１に入力した通過電力４２
は第１電力分配器１１により分岐電力５１と通過電力４
１とに分配される。分岐電力５１は単位電力増幅器２２
に入力し、通過電力４１は単位電力増幅器２１に入力す
る。以上説明したように、第２電力分配器１２と第１電
力分配器１１によって入力電力９が、逐次分岐電力５２
と分岐電力５１とに分配されるように構成されている。
分岐電力５２と通過電力４２とに分配される。通過電力
４２は第１電力分配器１１に入力する。つまり、第２電
力分配器１２と第１電力分配器１１は縦続接続された構
成になっている。分岐電力５２は単位電力増幅器２３に
入力する。第１電力分配器１１に入力した通過電力４２
は第１電力分配器１１により分岐電力５１と通過電力４
１とに分配される。分岐電力５１は単位電力増幅器２２
に入力し、通過電力４１は単位電力増幅器２１に入力す
る。以上説明したように、第２電力分配器１２と第１電
力分配器１１によって入力電力９が、逐次分岐電力５２
と分岐電力５１とに分配されるように構成されている。
【００２８】通過電力４１、分岐電力５１、５２はそれ
ぞれ単位電力増幅器２１、２２、２３で増幅されて単位
電力６１、６２、６３となる。単位電力６１、６２、６
３は第２電力分配器１２と第１電力分配器１１を回転対
称とする同一構成の電力合成器で分配手順と全く逆の手
順で電力合成される。すなわち第１電力分配器１１と第
１電力合成器３１、第２電力分配器１２と第２電力合成
器３２をそれぞれ同一の単体結合度を持つ方向性結合器
を用いて構成し、順次電力合成を行う。第１電力合成器
３１と第２電力合成器３２は縦続接続になっている。
ぞれ単位電力増幅器２１、２２、２３で増幅されて単位
電力６１、６２、６３となる。単位電力６１、６２、６
３は第２電力分配器１２と第１電力分配器１１を回転対
称とする同一構成の電力合成器で分配手順と全く逆の手
順で電力合成される。すなわち第１電力分配器１１と第
１電力合成器３１、第２電力分配器１２と第２電力合成
器３２をそれぞれ同一の単体結合度を持つ方向性結合器
を用いて構成し、順次電力合成を行う。第１電力合成器
３１と第２電力合成器３２は縦続接続になっている。
【００２９】ここで、縦続接続とは１台の方向性結合器
に別の１台の方向性結合器が接続され、この別の１台の
方向性結合器にさらに別の１台の方向性結合器が接続さ
れて次々と接続される状態を指している。つまり、方向
性結合器が１台ずつ直列に接続されている状態を指して
いる。
に別の１台の方向性結合器が接続され、この別の１台の
方向性結合器にさらに別の１台の方向性結合器が接続さ
れて次々と接続される状態を指している。つまり、方向
性結合器が１台ずつ直列に接続されている状態を指して
いる。
【００３０】なお、単位電力増幅器の数量は図１に示す
実施の形態による３台以外でもよく、任意の台数の単位
電力分配器を用いた分配／合成が可能である。この場合
の入力端８１に直接接続する電力分配器（図１では、第
２電力分配器１２を指す）の単体結合度は、単位電力増
幅器の数量をＮ（Ｎは２以上の正の整数）とした場合、
１０ｌｏｇ（１／Ｎ）ｄＢに設定する。すなわち、第２
電力分配器１２の単体結合度は、単位電力増幅器の数量
が３だからＮ＝３として求まり、以降の電力分配器の単
体結合度はＮを１ずつ減じた値で求まる。この結果、第
１電力分配器１１と第２電力分配器１２はそれぞれ異な
った単体結合度に設定される。
実施の形態による３台以外でもよく、任意の台数の単位
電力分配器を用いた分配／合成が可能である。この場合
の入力端８１に直接接続する電力分配器（図１では、第
２電力分配器１２を指す）の単体結合度は、単位電力増
幅器の数量をＮ（Ｎは２以上の正の整数）とした場合、
１０ｌｏｇ（１／Ｎ）ｄＢに設定する。すなわち、第２
電力分配器１２の単体結合度は、単位電力増幅器の数量
が３だからＮ＝３として求まり、以降の電力分配器の単
体結合度はＮを１ずつ減じた値で求まる。この結果、第
１電力分配器１１と第２電力分配器１２はそれぞれ異な
った単体結合度に設定される。
【００３１】単位電力増幅器を４台使用した場合を図２
に示す。第１電力分配器１１、第２電力分配器１２、第
１電力合成器３１、第２電力合成器３２は、それぞれ図
１に用いられている第１電力分配器１１、第２電力分配
器１２、第１電力合成器３１、第２電力合成器３２と同
一の単体結合度を有する。図２では、図１に比して単位
電力増幅器はＮ＋１（３＋１）台なので、さらに第３電
力分配器１３と第３電力合成器３３とが必要になる。
に示す。第１電力分配器１１、第２電力分配器１２、第
１電力合成器３１、第２電力合成器３２は、それぞれ図
１に用いられている第１電力分配器１１、第２電力分配
器１２、第１電力合成器３１、第２電力合成器３２と同
一の単体結合度を有する。図２では、図１に比して単位
電力増幅器はＮ＋１（３＋１）台なので、さらに第３電
力分配器１３と第３電力合成器３３とが必要になる。
【００３２】第３電力分配器１３と第３電力合成器３３
に用いられる単体結合度は、前述の式に代入して、１０
ｌｏｇ（１／（３＋１））ｄＢ＝−６．０２ｄＢとな
る。この結果、第１電力分配器１１と第２電力分配器１
２と第３電力分配器１３はそれぞれ異なった単体結合度
に設定される。図２では、第１電力分配器１１、第２電
力分配器１２、第３電力分配器１３は縦続接続になって
おり、第１電力合成器３１と第２電力合成器３２と第３
電力合成器３３も縦続接続になっている。
に用いられる単体結合度は、前述の式に代入して、１０
ｌｏｇ（１／（３＋１））ｄＢ＝−６．０２ｄＢとな
る。この結果、第１電力分配器１１と第２電力分配器１
２と第３電力分配器１３はそれぞれ異なった単体結合度
に設定される。図２では、第１電力分配器１１、第２電
力分配器１２、第３電力分配器１３は縦続接続になって
おり、第１電力合成器３１と第２電力合成器３２と第３
電力合成器３３も縦続接続になっている。
【００３３】また、第１電力分配器１１、第２電力分配
器１２、第３電力分配器１３、第１電力合成器３１、第
２電力合成器３２、第３電力合成器３３に用いられる方
向性結合器は、図１、図２の実施の形態の側方結合型以
外に、同軸型、ランゲ型、ブランチライン型、トランス
型であってもよい。
器１２、第３電力分配器１３、第１電力合成器３１、第
２電力合成器３２、第３電力合成器３３に用いられる方
向性結合器は、図１、図２の実施の形態の側方結合型以
外に、同軸型、ランゲ型、ブランチライン型、トランス
型であってもよい。
【００３４】次に、この発明の実施の形態の動作につい
て図面を参照して説明する。図１の実施の形態のブロッ
ク図において−４．７７ｄＢの単体結合度を持つ第２電
力分配器１２により入力電力９の１／３に分配された分
岐電力５２は、単位電力増幅器２３に入力し電力増幅さ
れる。入力電力９の２／３に分配された通過電力４２は
−３．０１ｄＢの単体結合度を持つ第１電力分配器１１
で更に１／２に分配される。このため第１電力分配器１
１の分岐電力５１は、入力電力９に対する比では、２／
３×１／２＝１／３となる。この結果、単位電力増幅器
２１、２２には入力電力９に対して１／３（入力電力９
に対する比率）の電力が等分に分配される。
て図面を参照して説明する。図１の実施の形態のブロッ
ク図において−４．７７ｄＢの単体結合度を持つ第２電
力分配器１２により入力電力９の１／３に分配された分
岐電力５２は、単位電力増幅器２３に入力し電力増幅さ
れる。入力電力９の２／３に分配された通過電力４２は
−３．０１ｄＢの単体結合度を持つ第１電力分配器１１
で更に１／２に分配される。このため第１電力分配器１
１の分岐電力５１は、入力電力９に対する比では、２／
３×１／２＝１／３となる。この結果、単位電力増幅器
２１、２２には入力電力９に対して１／３（入力電力９
に対する比率）の電力が等分に分配される。
【００３５】以上説明したように、単位電力増幅器２
１、２２、２３は入力電力９に対してそれぞれ１／３の
電力が入力される。従って、単位電力増幅器２１、２
２、２３は同一の特性のものも使用することが可能とな
り、コスト低減に寄与することが出来る。
１、２２、２３は入力電力９に対してそれぞれ１／３の
電力が入力される。従って、単位電力増幅器２１、２
２、２３は同一の特性のものも使用することが可能とな
り、コスト低減に寄与することが出来る。
【００３６】単位電力増幅器２１、２２、２３でそれぞ
れ増幅された単位電力６１、６２、６３は、前述の電力
分配器を回転対称とする同一特性の方向性結合器よりな
る電力合成器で電力合成される。すなわち−３．０１ｄ
Ｂの単体結合度を持つ方向性結合器で構成された第１電
力合成器３１により単位電力６３、６２が１：１（単体
結合度は、１／２：１／２となる）で合成され、第１電
力合成器３１の出力である合成電力７１は単位電力６
３、６２の２倍の電力となる。合成電力７１は第２電力
合成器３２により単位電力増幅器２１の出力である単位
電力６１と２：１（単体結合度は、２／３：１／３）の
関係で合成され、合成電力７２となる。出力端８２では
単位電力増幅器２１、２２、２３それぞれの出力すなわ
ち単位電力６１、６２、６３それぞれの３倍の合成電力
が出力される。
れ増幅された単位電力６１、６２、６３は、前述の電力
分配器を回転対称とする同一特性の方向性結合器よりな
る電力合成器で電力合成される。すなわち−３．０１ｄ
Ｂの単体結合度を持つ方向性結合器で構成された第１電
力合成器３１により単位電力６３、６２が１：１（単体
結合度は、１／２：１／２となる）で合成され、第１電
力合成器３１の出力である合成電力７１は単位電力６
３、６２の２倍の電力となる。合成電力７１は第２電力
合成器３２により単位電力増幅器２１の出力である単位
電力６１と２：１（単体結合度は、２／３：１／３）の
関係で合成され、合成電力７２となる。出力端８２では
単位電力増幅器２１、２２、２３それぞれの出力すなわ
ち単位電力６１、６２、６３それぞれの３倍の合成電力
が出力される。
【００３７】図５はこの発明の挿入損失と従来のウィル
キンソン型電力合成器の挿入損失でである。この発明の
挿入損失は従来のウィルキンソン型電力合成器に比較し
て、周波数帯域が広くなっている。
キンソン型電力合成器の挿入損失でである。この発明の
挿入損失は従来のウィルキンソン型電力合成器に比較し
て、周波数帯域が広くなっている。
【００３８】次に図２のこの発明の実施の形態のブロッ
ク図の動作を説明する。−６．０２ｄＢの単体結合度を
持つ第３電力分配器１３により入力電力９の１／４に分
配された分岐電力５３は単位電力増幅器２４に入力し電
力増幅される。入力電力９の３／４に分配された電力
は、通過電力４３となり、−４．７７ｄＢの単体結合度
を持つ第２電力分配器１２に入力する。入力電力９に対
し、分岐電力５２は３／４×１／３＝１／４となり、単
位電力増幅器２３に入力し電力増幅される。
ク図の動作を説明する。−６．０２ｄＢの単体結合度を
持つ第３電力分配器１３により入力電力９の１／４に分
配された分岐電力５３は単位電力増幅器２４に入力し電
力増幅される。入力電力９の３／４に分配された電力
は、通過電力４３となり、−４．７７ｄＢの単体結合度
を持つ第２電力分配器１２に入力する。入力電力９に対
し、分岐電力５２は３／４×１／３＝１／４となり、単
位電力増幅器２３に入力し電力増幅される。
【００３９】第２電力分配器１２の通過電力４２は、入
力電力９に対し２／４となって−３．０１ｄＢの単体結
合度を持つ第１電力分配器１１に入力し、第１電力分配
器１１により１／２の分岐電力５１が分配され、分配さ
れた残りの１／２の電力は通過電力４１となる。従っ
て、入力電力９に対する分岐電力５１は２／４×１／２
＝１／４となり、入力電力９に対する通過電力４１は２
／４×１／２＝１／４となる。その結果、単位電力増幅
器２１、２２にも入力電力９に対して１／４の電力が等
分に入力される。
力電力９に対し２／４となって−３．０１ｄＢの単体結
合度を持つ第１電力分配器１１に入力し、第１電力分配
器１１により１／２の分岐電力５１が分配され、分配さ
れた残りの１／２の電力は通過電力４１となる。従っ
て、入力電力９に対する分岐電力５１は２／４×１／２
＝１／４となり、入力電力９に対する通過電力４１は２
／４×１／２＝１／４となる。その結果、単位電力増幅
器２１、２２にも入力電力９に対して１／４の電力が等
分に入力される。
【００４０】以上説明したように、単位電力増幅器２
１、２２、２３、２４は入力電力９に対してそれぞれ１
／４の電力が入力される。従って、単位電力増幅器２
１、２２、２３、２４は同一の特性のものも使用するこ
とが可能となり、コスト低減に寄与することが出来る。
１、２２、２３、２４は入力電力９に対してそれぞれ１
／４の電力が入力される。従って、単位電力増幅器２
１、２２、２３、２４は同一の特性のものも使用するこ
とが可能となり、コスト低減に寄与することが出来る。
【００４１】単位電力増幅器２１、２２、２３、２４で
それぞれ増幅された単位電力６１、６２、６３、６４
は、前述の分配器を回転対称とする同一の方向性結合器
で構成される第１電力合成器３１、第２電力合成器３
２、第３電力合成器３３で電力合成される。すなわち−
３．０１ｄＢの単体結合度を持つ方向性結合器で構成さ
れた第１電力合成器３１により単位電力６３、６４が
１：１（単体結合度は、１／２：１／２）で合成され、
合成電力７１は単位電力６３、６４それぞれの２倍の電
力となる。
それぞれ増幅された単位電力６１、６２、６３、６４
は、前述の分配器を回転対称とする同一の方向性結合器
で構成される第１電力合成器３１、第２電力合成器３
２、第３電力合成器３３で電力合成される。すなわち−
３．０１ｄＢの単体結合度を持つ方向性結合器で構成さ
れた第１電力合成器３１により単位電力６３、６４が
１：１（単体結合度は、１／２：１／２）で合成され、
合成電力７１は単位電力６３、６４それぞれの２倍の電
力となる。
【００４２】合成電力７１は第２電力合成器３２により
単位電力６２と２：１（単体結合度は、２／３：１／
３）の関係で合成され合成電力７２となる。合成電力７
２は単位電力６２、６３、６４それぞれの出力の３倍の
電力となる。
単位電力６２と２：１（単体結合度は、２／３：１／
３）の関係で合成され合成電力７２となる。合成電力７
２は単位電力６２、６３、６４それぞれの出力の３倍の
電力となる。
【００４３】合成電力７２は第３電力合成器３３により
単位電力６１と１：１（単体結合度は、３／４：１／
４）の関係で合成され合成電力７３となる。合成電力７
３は単位電力６１、６２、６３、６４それぞれの４倍の
電力となる。出力端８２では単位電力６１、６２、６
３、６４それぞれの４倍の出力となる。
単位電力６１と１：１（単体結合度は、３／４：１／
４）の関係で合成され合成電力７３となる。合成電力７
３は単位電力６１、６２、６３、６４それぞれの４倍の
電力となる。出力端８２では単位電力６１、６２、６
３、６４それぞれの４倍の出力となる。
【００４４】
【発明の効果】このように、方向性結合器を次々と縦続
接続して電力分配／合成するので、３合成、４合成、５
合成などの任意の数量の単位電力増幅器からの出力電力
の合成が容易であるという効果を奏する。
接続して電力分配／合成するので、３合成、４合成、５
合成などの任意の数量の単位電力増幅器からの出力電力
の合成が容易であるという効果を奏する。
【００４５】また、電力分配／合成数が多くなった場合
でも広帯域な特性を有するという効果を奏する。
でも広帯域な特性を有するという効果を奏する。
【図１】この発明による方向性結合器を縦続接続した電
力増幅器の３分配／合成のブロック図である。
力増幅器の３分配／合成のブロック図である。
【図２】この発明による方向性結合器を縦続接続した電
力増幅器の４分配／合成のブロック図である。
力増幅器の４分配／合成のブロック図である。
【図３】従来の電力合成のブロック図である。
【図４】ウィルキンソン型電力合成器の一例である。
【図５】３分配／合成を行った場合のウイルキンソン型
電力合成器及びこの発明の挿入損失である。
電力合成器及びこの発明の挿入損失である。
１１ 第１電力分配器 １２ 第２電力分配器 １３ 第３電力分配器 ２１、２２、２３、２４ 単位電力増幅器 ３１ 第１電力合成器 ３２ 第２電力合成器 ３３ 第３電力合成器 ４１、４２、４３ 通過電力 ５１、５２、５３ 分岐電力 ６１、６２、６３、６４ 単位電力 ７１、７２、７３ 合成電力 ８１ 入力端 ８２ 出力端 ９ 入力電力
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J067 AA01 AA04 AA21 AA41 CA00 CA62 FA15 HA25 KA68 KS03 LS01 TA01 TA03 5J069 AA01 AA04 AA21 AA41 CA00 CA62 FA15 HA25 KA68 KC06 KC07 TA01 TA03 5J091 AA01 AA04 AA21 AA41 CA00 CA62 FA15 HA25 KA68 TA01 TA03
Claims (11)
- 【請求項１】 単体結合度の異なる複数の方向性結合器
をそれぞれ電力分配器として縦続接続することにより電
力を逐次分配し、前記逐次分配された電力を単位電力増
幅器で増幅して出力し、前記複数の方向性結合器をそれ
ぞれ電力合成器として縦続接続することにより前記単位
電力増幅器の出力を逐次合成することを特徴とする方向
性結合器を縦続接続した電力増幅器。 - 【請求項２】 縦続接続した複数の電力分配器と、前記
複数の電力分配器が分配した電力を増幅する複数の単位
電力増幅器と、前記複数の単位電力増幅器の出力を合成
するように縦続接続した複数の電力合成器とを備え、前
記複数の電力分配器をそれぞれ単体結合度の異なる方向
性結合器で構成し、前記複数の電力合成器をそれぞれ単
体結合度の異なる方向性結合器で構成し、前記複数の電
力分配器で入力電力を逐次分配し、前記逐次分配された
入力電力を前記複数の単位電力増幅器によって逐次増幅
して単位電力として出力し、前記単位電力を前記複数の
電力合成器で逐次合成することを特徴とする方向性結合
器を縦続接続した電力増幅器。 - 【請求項３】 前記縦続接続した複数の電力分配器と前
記縦続接続した複数の電力合成器とは同一の構成である
ことを特徴とする請求項２記載の方向性結合器を縦続接
続した電力増幅器。 - 【請求項４】 前記単体結合度の小さい順に前記複数の
電力分配器を縦続接続し、前記単体結合度の大きい順に
前記複数の電力合成器を縦続接続することを特徴とする
請求項２記載の方向性結合器を縦続接続した電力増幅
器。 - 【請求項５】 前記方向性結合器は、側方結合型、同軸
型、ランゲ型、ブランチライン型、トランス型であるこ
とを特徴とする請求項１、２記載の方向性結合器を縦続
接続した電力増幅器。 - 【請求項６】 前記電力分配器の数量は前記単位電力増
幅器の数量より１少なく、前記電力合成器の数量は前記
単位電力増幅器の数量より１少ないことを特徴とする請
求項１、２記載の方向性結合器を縦続接続した電力増幅
器。 - 【請求項７】 前記電力分配器の数量と前記電力合成器
の数量とが等しいことを特徴とする請求項１、２記載の
方向性結合器を縦続接続した電力増幅器。 - 【請求項８】 前記電力分配器が逐次分配し、前記単位
電力増幅器が逐次増幅する電力は、前記単位電力増幅器
の数量の逆数を前記入力電力に乗じた値であることを特
徴とする請求項２記載の方向性結合器を縦続接続した電
力増幅器。 - 【請求項９】 前記単位電力増幅器を１台増加させ、Ｎ
＋１（Ｎは２以上の正の整数）台とする場合、１０ｌｏ
ｇ（１／（Ｎ＋１））ｄＢで設定される単体結合度を有
する方向性結合器を新たな電力分配器、電力合成器とし
てそれぞれ１台ずつ付加することを特徴とする請求項２
記載の方向性結合器を縦続接続した電力増幅器。 - 【請求項１０】 前記複数の単位電力増幅器は同一の特
性であることを特徴とする請求項１、２記載の方向性結
合器を縦続接続した電力増幅器。 - 【請求項１１】 前記単位電力増幅器をＮ（Ｎは２以上
の正の整数）台とする場合、前記複数の電力分配器を構
成するそれぞれの方向性結合器の単体結合度を１０ｌｏ
ｇ（１／Ｎ）ｄＢで求められる異なる値に設定すること
を特徴とする請求項１、２記載の方向性結合器を縦続接
続した電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000072110A JP2001267862A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 方向性結合器を縦続接続した電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000072110A JP2001267862A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 方向性結合器を縦続接続した電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267862A true JP2001267862A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18590581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000072110A Pending JP2001267862A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 方向性結合器を縦続接続した電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001267862A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007535828A (ja) * | 2003-03-28 | 2007-12-06 | アンドリュー・コーポレーション | 高効率増幅器およびその設計方法 |
| JP2009171048A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Fujitsu Ltd | カスコード増幅器を用いた回路 |
| KR101201423B1 (ko) * | 2012-02-27 | 2012-11-14 | 삼성탈레스 주식회사 | Ｎ-웨이 전력 증폭기 |
| JP2017516416A (ja) * | 2015-01-30 | 2017-06-15 | 三菱電機株式会社 | ３ウェイ順次電力増幅器 |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000072110A patent/JP2001267862A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007535828A (ja) * | 2003-03-28 | 2007-12-06 | アンドリュー・コーポレーション | 高効率増幅器およびその設計方法 |
| JP4870556B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2012-02-08 | アンドリュー・リミテッド ライアビリティ カンパニー | 高効率増幅器およびその設計方法 |
| JP2009171048A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Fujitsu Ltd | カスコード増幅器を用いた回路 |
| KR101201423B1 (ko) * | 2012-02-27 | 2012-11-14 | 삼성탈레스 주식회사 | Ｎ-웨이 전력 증폭기 |
| JP2017516416A (ja) * | 2015-01-30 | 2017-06-15 | 三菱電機株式会社 | ３ウェイ順次電力増幅器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4916410A (en) | Hybrid-balun for splitting/combining RF power | |
| US5789996A (en) | N-way RF power combiner/divider | |
| US7656228B2 (en) | Matching circuit and multi-band amplifier | |
| US6323742B1 (en) | RF smart combiner/splitter | |
| JP2867987B2 (ja) | 高周波電力合成器 | |
| US20110260771A1 (en) | Power combiner/distributor and transmitter using the power combiner/distributor | |
| US5363072A (en) | High-frequency power divider-combiner | |
| KR20000022848A (ko) | 전력분배기 및 전력결합기 | |
| US5285175A (en) | Tri-phase combiner/splitter system | |
| JP2665251B2 (ja) | マイクロ波増幅器 | |
| KR20010037266A (ko) | Ｎ-웨이 하이 아이솔레이션 전력 분배기/합성기 | |
| WO2003017472A1 (en) | Broadband amplifier system having improved linearity and minimum loss | |
| JP2008236105A (ja) | 電力分配合成システム | |
| JP2001267862A (ja) | 方向性結合器を縦続接続した電力増幅器 | |
| JP4774949B2 (ja) | 分配器及び合成器並びにそれらを用いた電力増幅装置 | |
| JPS6110339Y2 (ja) | ||
| US20140035652A1 (en) | Signal directing means for dividing an input signal into at least two output signals or combining at least two input signals into one output signal | |
| JP3209086B2 (ja) | 電力合成器及び電力分配器 | |
| JP2006279507A (ja) | マイクロ波増幅装置 | |
| JP3208848B2 (ja) | 高周波電力分配合成回路 | |
| JP4389811B2 (ja) | 電力合成方法、電力合成器、ｔｖ送信機及びｆｍ送信機 | |
| KR100858662B1 (ko) | 하이브리드 전력 분배기 | |
| CN218829879U (zh) | 一种多通道功率分配器 | |
| JPH06318829A (ja) | 高周波電力分配・合成器 | |
| JP6645333B2 (ja) | ドハティ増幅器 |