JP2002299972A - 合成型高周波増幅器 - Google Patents
合成型高周波増幅器Info
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- JP2002299972A JP2002299972A JP2001096494A JP2001096494A JP2002299972A JP 2002299972 A JP2002299972 A JP 2002299972A JP 2001096494 A JP2001096494 A JP 2001096494A JP 2001096494 A JP2001096494 A JP 2001096494A JP 2002299972 A JP2002299972 A JP 2002299972A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単位増幅器からの反射波がない合成型高周波
増幅器を提供する。 【解決手段】入力された高周波信号を３経路に分配する
入力分配回路１と、３経路の各々から伝わる高周波信号
を合成する出力合成回路２と、各経路の単位増幅器３，
４，５の入力側に挿入接続される位相差回路11c,12c,13
cと、各単位増幅器の出力側に挿入接続される位相差回
路21c,22c,23cとを具える。位相差回路11c,12c,13cは単
位増幅器３，４，５で反射された高周波信号の位相を相
殺するように調整されており、位相差回路21c,22c,23c
は、位相差回路21c,22c,23cで調整されている高周波信
号の位相を相殺するように調整されている。
増幅器を提供する。 【解決手段】入力された高周波信号を３経路に分配する
入力分配回路１と、３経路の各々から伝わる高周波信号
を合成する出力合成回路２と、各経路の単位増幅器３，
４，５の入力側に挿入接続される位相差回路11c,12c,13
cと、各単位増幅器の出力側に挿入接続される位相差回
路21c,22c,23cとを具える。位相差回路11c,12c,13cは単
位増幅器３，４，５で反射された高周波信号の位相を相
殺するように調整されており、位相差回路21c,22c,23c
は、位相差回路21c,22c,23cで調整されている高周波信
号の位相を相殺するように調整されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯ある
いはミリ波帯で使用される合成型高周波増幅器に関する
ものである。
いはミリ波帯で使用される合成型高周波増幅器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】合成型高周波増幅器として、多数の方式
が知られている。各方式の構成をどのようにするかは、
合成型高周波増幅器を構成する単位増幅器（増幅素子を
含む）の特性と、この種の合成型高周波増幅器を組み込
む装置の性能上の要求によって一意に決められる。合成
型高周波増幅器における単位増幅器の合成数について
は、その最低数は「２」であるが、その上限はなく、通
常は、動作周波数帯や製造コストなどの要請から合成数
が決められる。
が知られている。各方式の構成をどのようにするかは、
合成型高周波増幅器を構成する単位増幅器（増幅素子を
含む）の特性と、この種の合成型高周波増幅器を組み込
む装置の性能上の要求によって一意に決められる。合成
型高周波増幅器における単位増幅器の合成数について
は、その最低数は「２」であるが、その上限はなく、通
常は、動作周波数帯や製造コストなどの要請から合成数
が決められる。
【０００３】図６は、合成数が「３」となる従来の代表
的な３合成型高周波増幅器の構成図である。図６におい
て、高周波入力端１０に入力された高周波信号は、入力
分配回路１に導かれ、ここで電圧振幅で１／√３に分割
されて、各分配端１１ａ，１２ａ，１３ａに分配される
ようになっている。入力分配回路１としては、マイクロ
ストリップ伝送路であれば、通称ウィルキンソン型と呼
ばれる同位相同振幅分配回路が一般的である。このよう
な３合成高周波増幅器の動作については、公知の文献で
ある「E.J.Wilkinson “An n-Way hybrid power divide
r"IRE T. MTT-8. pp.116~118 Jan.1960」の記載を参考
にすることができる。
的な３合成型高周波増幅器の構成図である。図６におい
て、高周波入力端１０に入力された高周波信号は、入力
分配回路１に導かれ、ここで電圧振幅で１／√３に分割
されて、各分配端１１ａ，１２ａ，１３ａに分配される
ようになっている。入力分配回路１としては、マイクロ
ストリップ伝送路であれば、通称ウィルキンソン型と呼
ばれる同位相同振幅分配回路が一般的である。このよう
な３合成高周波増幅器の動作については、公知の文献で
ある「E.J.Wilkinson “An n-Way hybrid power divide
r"IRE T. MTT-8. pp.116~118 Jan.1960」の記載を参考
にすることができる。
【０００４】各分配端１１ａ，１２ａ，１３ａには、そ
れぞれ単位増幅器３，４，５が接続されている。単位増
幅器３，４，５は、各々、分配された高周波信号を独立
に増幅し、増幅出力を、それぞれの出力端２１ｂ，２２
ｂ，２３ｂを経て、出力合成回路２に出力するようにな
っている。出力合成回路２は、入力分配回路１とは反相
の動作をする同一構造のもので、同位相、同振幅の信号
合成を行う。合成された高周波信号は、高周波出力端２
０から外部回路ないし装置に出力する。
れぞれ単位増幅器３，４，５が接続されている。単位増
幅器３，４，５は、各々、分配された高周波信号を独立
に増幅し、増幅出力を、それぞれの出力端２１ｂ，２２
ｂ，２３ｂを経て、出力合成回路２に出力するようにな
っている。出力合成回路２は、入力分配回路１とは反相
の動作をする同一構造のもので、同位相、同振幅の信号
合成を行う。合成された高周波信号は、高周波出力端２
０から外部回路ないし装置に出力する。
【０００５】このような増幅系において、高周波増幅器
３，４，５の電力利得をＧ、飽和出力をＰｓとすると、
３合成型高周波増幅器としての利得はＧ、飽和出力は３
Ｐｓとなる。但し、ここでは、説明を簡単にするため、
入力分配回路１と出力合成回路２の損失をゼロと仮定し
ている。飽和出力が３Ｐｓとなる効果こそ、３合成型高
周波増幅器の目的である。
３，４，５の電力利得をＧ、飽和出力をＰｓとすると、
３合成型高周波増幅器としての利得はＧ、飽和出力は３
Ｐｓとなる。但し、ここでは、説明を簡単にするため、
入力分配回路１と出力合成回路２の損失をゼロと仮定し
ている。飽和出力が３Ｐｓとなる効果こそ、３合成型高
周波増幅器の目的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に１つの増幅器な
いし増幅素子の能力が不足して、所定の飽和出力が得ら
れない場合に合成型高周波増幅器が採用されるが、その
際、同位相同振幅の入力分配回路と出力合成回路を使用
すると、各分配端に接続されている高周波増幅器からの
反射波が入力分配回路を経て高周波入力端に導かれるの
で、次のような問題を引き起す場合があった。例えば図
６のような３合成型高周波増幅器を単独で使用すると、
高周波入力端１０における反射波の振幅が増大し、この
増幅器が装着される装置ないしシステムの要求値（規定
値）を満たさない場合がある。
いし増幅素子の能力が不足して、所定の飽和出力が得ら
れない場合に合成型高周波増幅器が採用されるが、その
際、同位相同振幅の入力分配回路と出力合成回路を使用
すると、各分配端に接続されている高周波増幅器からの
反射波が入力分配回路を経て高周波入力端に導かれるの
で、次のような問題を引き起す場合があった。例えば図
６のような３合成型高周波増幅器を単独で使用すると、
高周波入力端１０における反射波の振幅が増大し、この
増幅器が装着される装置ないしシステムの要求値（規定
値）を満たさない場合がある。
【０００７】また、図６のような３合成型高周波増幅器
を送信系のパワーアンプとして用い、その高周波入力端
１０に、図７に示されるようにドライバアンプ９を接続
して、このドライバアンプの入力端３０を全体の高周波
入力端とする場合があるが、３合成型高周波増幅器に反
射波があると、これが、即ドライバアンプ９の負荷イン
ピーダンスに影響を与え、場合によっては、ドライバア
ンプ９の利得低下や飽和出力低下を招く場合があった。
を送信系のパワーアンプとして用い、その高周波入力端
１０に、図７に示されるようにドライバアンプ９を接続
して、このドライバアンプの入力端３０を全体の高周波
入力端とする場合があるが、３合成型高周波増幅器に反
射波があると、これが、即ドライバアンプ９の負荷イン
ピーダンスに影響を与え、場合によっては、ドライバア
ンプ９の利得低下や飽和出力低下を招く場合があった。
【０００８】本発明は、このような反射波による不具合
を回避することができる合成型高周波増幅器を提供する
ことを、その課題とする。
を回避することができる合成型高周波増幅器を提供する
ことを、その課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の合成型高周波増
幅器は、入力された高周波信号を複数の経路に分配する
高周波信号分配手段と、前記複数の経路の各々から伝わ
る高周波信号を合成する高周波信号合成手段と、前記高
周波信号分配回路と各々の経路途中に存在する単位増幅
器との間に挿入接続される第１位相差調整手段とを具
え、各経路の第１位相差調整手段が、前記高周波信号分
配手段から分配され、当該経路に存在する単位増幅器で
反射された高周波信号の位相を相殺するように調整され
ているものである。
幅器は、入力された高周波信号を複数の経路に分配する
高周波信号分配手段と、前記複数の経路の各々から伝わ
る高周波信号を合成する高周波信号合成手段と、前記高
周波信号分配回路と各々の経路途中に存在する単位増幅
器との間に挿入接続される第１位相差調整手段とを具
え、各経路の第１位相差調整手段が、前記高周波信号分
配手段から分配され、当該経路に存在する単位増幅器で
反射された高周波信号の位相を相殺するように調整され
ているものである。
【００１０】このような構成の合成型高周波増幅器で
は、各経路の第１位相差調整手段によって、高周波信号
分配手段に戻る反射波が相殺される。従って、入力側へ
の反射波をなくすことができる。
は、各経路の第１位相差調整手段によって、高周波信号
分配手段に戻る反射波が相殺される。従って、入力側へ
の反射波をなくすことができる。
【００１１】本発明の他の合成型高周波増幅器は、入力
された高周波信号を複数の経路に分配する高周波信号分
配手段と、前記複数の経路の各々から伝わる高周波信号
を合成する高周波信号合成手段と、前記高周波信号分配
回路と各々の経路途中に存在する単位増幅器との間に挿
入接続される第１位相差調整手段と、各経路の単位増幅
器と前記高周波信号合成手段との間に挿入接続される第
２位相差調整手段とを具えるものである。各経路の第１
位相差調整手段は高周波信号分配手段から分配され、当
該経路に存在する単位増幅器で反射された高周波信号の
位相を相殺するように調整されており、各経路の第２位
相差調整手段は、当該経路の第１位相差調整手段で調整
されている高周波信号の位相を相殺するように調整され
ている。
された高周波信号を複数の経路に分配する高周波信号分
配手段と、前記複数の経路の各々から伝わる高周波信号
を合成する高周波信号合成手段と、前記高周波信号分配
回路と各々の経路途中に存在する単位増幅器との間に挿
入接続される第１位相差調整手段と、各経路の単位増幅
器と前記高周波信号合成手段との間に挿入接続される第
２位相差調整手段とを具えるものである。各経路の第１
位相差調整手段は高周波信号分配手段から分配され、当
該経路に存在する単位増幅器で反射された高周波信号の
位相を相殺するように調整されており、各経路の第２位
相差調整手段は、当該経路の第１位相差調整手段で調整
されている高周波信号の位相を相殺するように調整され
ている。
【００１２】このような構成の合成型高周波増幅器で
は、各経路の第１位相差調整手段によって、高周波信号
分配手段に戻る反射波が相殺され、各経路の第２位相差
調整手段によって、当該経路の第１位相差調整手段の挿
入接続の影響が相殺される。従って、合成型高周波増幅
器としての所要の特性を確保しつつ、入力側への反射波
をなくすことができる。
は、各経路の第１位相差調整手段によって、高周波信号
分配手段に戻る反射波が相殺され、各経路の第２位相差
調整手段によって、当該経路の第１位相差調整手段の挿
入接続の影響が相殺される。従って、合成型高周波増幅
器としての所要の特性を確保しつつ、入力側への反射波
をなくすことができる。
【００１３】本発明の合成型高周波増幅器が、効果的に
作用するのは、高周波信号分配手段が、各経路に同位相
同振幅の高周波信号を分配するものであり、高周波信号
合成手段が、各経路から伝わる高周波信号を同位相同振
幅で合成するものである場合である。
作用するのは、高周波信号分配手段が、各経路に同位相
同振幅の高周波信号を分配するものであり、高周波信号
合成手段が、各経路から伝わる高周波信号を同位相同振
幅で合成するものである場合である。
【００１４】前記複数の経路が、高周波信号分配手段と
高周波信号合成手段との間で並列接続された第１ないし
第３の経路である場合、第１の経路に挿入接続された第
１位相差調整手段は第２の経路に対して−６０度の位相
差をもたせた分布定数線路、第３の経路に挿入接続され
た第１位相差調整手段は第２の経路に対して＋６０度の
位相差をもたせた分布定数線路、第１の経路に挿入接続
された第２位相差調整手段は第２の経路に対して＋６０
度の位相差をもたせた分布定数線路、第３の経路に挿入
接続された第２位相差調整手段は第２の経路に対して−
６０度の位相差をもたせた分布定数線路とする。
高周波信号合成手段との間で並列接続された第１ないし
第３の経路である場合、第１の経路に挿入接続された第
１位相差調整手段は第２の経路に対して−６０度の位相
差をもたせた分布定数線路、第３の経路に挿入接続され
た第１位相差調整手段は第２の経路に対して＋６０度の
位相差をもたせた分布定数線路、第１の経路に挿入接続
された第２位相差調整手段は第２の経路に対して＋６０
度の位相差をもたせた分布定数線路、第３の経路に挿入
接続された第２位相差調整手段は第２の経路に対して−
６０度の位相差をもたせた分布定数線路とする。
【００１５】なお、前記分布定数線路、前記高周波信号
分配手段および前記高周波信号合成手段は、分布定数線
路又は集中定数素子で構成することができる。
分配手段および前記高周波信号合成手段は、分布定数線
路又は集中定数素子で構成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をミリ波帯で使用さ
れる３合成型高周波増幅器に適用した場合の実施の形態
を説明する。まず、この実施形態における３合成型高周
波増幅器の動作原理を図１を参照して説明する。説明の
便宜上、図６に示した従来の３合成型高周波増幅器と同
一機能の構成部品については、同一符号を付してある。
れる３合成型高周波増幅器に適用した場合の実施の形態
を説明する。まず、この実施形態における３合成型高周
波増幅器の動作原理を図１を参照して説明する。説明の
便宜上、図６に示した従来の３合成型高周波増幅器と同
一機能の構成部品については、同一符号を付してある。
【００１７】この３合成型高周波増幅器は、高周波入力
端１０の後段に同位相同振幅の高周波信号を分配する入
力分配回路１が接続され、高周波出力端２０の前段に高
周波信号を合成する出力合成回路２が接続されている。
入力分配回路１と合成回路２との間には第１ないし第３
の経路が並列に形成されている。
端１０の後段に同位相同振幅の高周波信号を分配する入
力分配回路１が接続され、高周波出力端２０の前段に高
周波信号を合成する出力合成回路２が接続されている。
入力分配回路１と合成回路２との間には第１ないし第３
の経路が並列に形成されている。
【００１８】図の最上段に示される第１経路には、その
両端が一対の端子１１ａ，１１ｂで接続される入力側位
相差回路１１ｃと、単位増幅器３と、その両端が一対の
端子２１ｂ，２１ａに接続される出力側位相差回路２１
cが挿入接続されている。図中段に示される第２経路に
は、その両端が一対の端子１２ａ，１２ｂに接続される
入力側位相差回路１２ｃと、単位増幅器４と、その両端
が一対の端子２２ｂ，２２ａに接続される出力側位相差
回路２２cが挿入接続されている。図の最下段に示され
る第３経路には、その両端が一対の端子１３ａ，１３ｂ
に接続される入力側位相差回路１３ｃと、単位増幅器５
と、その両端が一対の端子２３ｂ，２３ａに接続される
出力側位相差回路２３cが挿入接続されている。
両端が一対の端子１１ａ，１１ｂで接続される入力側位
相差回路１１ｃと、単位増幅器３と、その両端が一対の
端子２１ｂ，２１ａに接続される出力側位相差回路２１
cが挿入接続されている。図中段に示される第２経路に
は、その両端が一対の端子１２ａ，１２ｂに接続される
入力側位相差回路１２ｃと、単位増幅器４と、その両端
が一対の端子２２ｂ，２２ａに接続される出力側位相差
回路２２cが挿入接続されている。図の最下段に示され
る第３経路には、その両端が一対の端子１３ａ，１３ｂ
に接続される入力側位相差回路１３ｃと、単位増幅器５
と、その両端が一対の端子２３ｂ，２３ａに接続される
出力側位相差回路２３cが挿入接続されている。
【００１９】この３合成型高周波増幅器の特徴的な部分
の１つは、入力分配回路１で３分配された高周波信号に
対して、第１経路の入力側位相差回路１１ｃでは−６０
度、出力側位相差回路２１ｃでは＋６０度、第３経路の
入力側位相差回路１３ｃでは＋６０度、出力側位相差回
路２３ｃでは−６０度の位相差をもたせているが、第２
の経路では上記のような位相差をもたせていない点であ
る。
の１つは、入力分配回路１で３分配された高周波信号に
対して、第１経路の入力側位相差回路１１ｃでは−６０
度、出力側位相差回路２１ｃでは＋６０度、第３経路の
入力側位相差回路１３ｃでは＋６０度、出力側位相差回
路２３ｃでは−６０度の位相差をもたせているが、第２
の経路では上記のような位相差をもたせていない点であ
る。
【００２０】すなわち、第１経路に分配された高周波信
号は、第１位相差回路１１ｃによってθ−６０度の位相
が与えられて単位増幅器３に入力される。そして、ここ
で所定の増幅度で増幅され且つ所定の位相が与えられ
る。増幅された高周波信号は、出力側位相差回路２１ｃ
で、θ＋６０度の位相が与えられて出力合成回路２に到
達する。
号は、第１位相差回路１１ｃによってθ−６０度の位相
が与えられて単位増幅器３に入力される。そして、ここ
で所定の増幅度で増幅され且つ所定の位相が与えられ
る。増幅された高周波信号は、出力側位相差回路２１ｃ
で、θ＋６０度の位相が与えられて出力合成回路２に到
達する。
【００２１】第２の経路に分配された高周波信号は、位
相差回路１２ｃでθの位相が与えられて単位増幅器４に
入力される。そして、ここで所定の増幅度で増幅され且
つ所定の位相が与えられる。増幅された高周波信号は、
出力側位相差回路２２ｃで、θの位相が与えられて出力
合成回路２に到達する。
相差回路１２ｃでθの位相が与えられて単位増幅器４に
入力される。そして、ここで所定の増幅度で増幅され且
つ所定の位相が与えられる。増幅された高周波信号は、
出力側位相差回路２２ｃで、θの位相が与えられて出力
合成回路２に到達する。
【００２２】第３の経路に分配された高周波信号は、第
１位相差回路１３ｃによってθ＋６０度の位相が与えら
れて単位増幅器５に入力される。そして、ここで所定の
増幅度で増幅され且つ所定の位相が与えられる。増幅さ
れた高周波信号は、出力側位相差回路２３ｃで、θ−６
０度の位相が与えられて出力合成回路２に到達する。
１位相差回路１３ｃによってθ＋６０度の位相が与えら
れて単位増幅器５に入力される。そして、ここで所定の
増幅度で増幅され且つ所定の位相が与えられる。増幅さ
れた高周波信号は、出力側位相差回路２３ｃで、θ−６
０度の位相が与えられて出力合成回路２に到達する。
【００２３】出力合成回路２に到達した３つの高周波信
号は、各経路の位相と振幅が単位増幅器３，４，５の特
性にバラツキがないと仮定すれば同振幅同位相であるた
め、出力合成回路２の出力端２０では、入力端１０から
入力された高周波信号に対し、高周波増幅器３，４，５
の利得と同じ利得と、入力された高周波信号の３倍の電
力値が得られる。
号は、各経路の位相と振幅が単位増幅器３，４，５の特
性にバラツキがないと仮定すれば同振幅同位相であるた
め、出力合成回路２の出力端２０では、入力端１０から
入力された高周波信号に対し、高周波増幅器３，４，５
の利得と同じ利得と、入力された高周波信号の３倍の電
力値が得られる。
【００２４】一方、反射波に対しては、図５に示すよう
に、各経路の単位増幅器３，４，５の入力側で、Ｐ１・
ｅｘｐ（ｊ２（θ−６０）），Ｐ２・ｅｘｐ（ｊ２
θ），Ｐ３ｅｊ２（θ＋６０））という反射係数で、入
力合成回路１に戻り、これらが互いに相殺されるので、
その振幅はゼロになる。即ち、高周波入力端１０から単
位増幅器３，４，５の反射波が出てくることがない。唯
一、入力分配回路１自身の反射のみがあらわれるという
動作をする。
に、各経路の単位増幅器３，４，５の入力側で、Ｐ１・
ｅｘｐ（ｊ２（θ−６０）），Ｐ２・ｅｘｐ（ｊ２
θ），Ｐ３ｅｊ２（θ＋６０））という反射係数で、入
力合成回路１に戻り、これらが互いに相殺されるので、
その振幅はゼロになる。即ち、高周波入力端１０から単
位増幅器３，４，５の反射波が出てくることがない。唯
一、入力分配回路１自身の反射のみがあらわれるという
動作をする。
【００２５】図２は、図１の各回路を１つの基板上に実
装した３合成型高周波増幅器の平面図である。ハッチン
グ部分は、導電性部材を表す。符号は、図１に示した構
成部品に対応している。各経路の入力側および出力側の
位相差回路１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２２ｃ，
２３ｃはマイクロストリップ線路（分布定数線路）で構
成し、入力分配回路１および出力合成回路２はマイクロ
ストリップ線路を用いたウィルキンソン型を用いてい
る。単位増幅器３，４，５はＭＭＩＣ(Monolithic Micr
owave Integrated Circuits)を用いている。
装した３合成型高周波増幅器の平面図である。ハッチン
グ部分は、導電性部材を表す。符号は、図１に示した構
成部品に対応している。各経路の入力側および出力側の
位相差回路１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２２ｃ，
２３ｃはマイクロストリップ線路（分布定数線路）で構
成し、入力分配回路１および出力合成回路２はマイクロ
ストリップ線路を用いたウィルキンソン型を用いてい
る。単位増幅器３，４，５はＭＭＩＣ(Monolithic Micr
owave Integrated Circuits)を用いている。
【００２６】図２を参照すると、この３合成型高周波増
幅器は、入力分配回路１が基板上の入力端１０と接続さ
れ、出力合成回路２が基板上の出力端２０に接続されて
いるとともに、これらを結ぶマイクロストリップ線路１
１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ及び単
位増幅器３，４，５が基板上に混載されている。このよ
うな構成にすることで、コンパクトでありながら、反射
波が抑制された３合成型高周波増幅器を容易に実現する
ことができる。
幅器は、入力分配回路１が基板上の入力端１０と接続さ
れ、出力合成回路２が基板上の出力端２０に接続されて
いるとともに、これらを結ぶマイクロストリップ線路１
１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ及び単
位増幅器３，４，５が基板上に混載されている。このよ
うな構成にすることで、コンパクトでありながら、反射
波が抑制された３合成型高周波増幅器を容易に実現する
ことができる。
【００２７】図３は、図１の３合成型高周波増幅器の変
形例を示したものである。図３に例示されたものは、図
１に示された入力分配回路１、出力合成回路２および各
位相差回路１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２２ｃ，
２３ｃを分布定数線路を用いたものではなく、集中定数
素子に置き換えたものである。この置き換えは、分布定
数線路と集中定数素子とが等価になり得ることに基づ
く。以下、この点を詳細に説明する。
形例を示したものである。図３に例示されたものは、図
１に示された入力分配回路１、出力合成回路２および各
位相差回路１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２２ｃ，
２３ｃを分布定数線路を用いたものではなく、集中定数
素子に置き換えたものである。この置き換えは、分布定
数線路と集中定数素子とが等価になり得ることに基づ
く。以下、この点を詳細に説明する。
【００２８】図４は、分布定数線路（正規化特性インピ
ーダンスＺｎ、電気角φ）と集中定数素子（ｊＸ、ｊＢ
／２）との関係を示した図である。両者が等価であるた
めの条件は、下記の（１）式及び（２）式のようにな
る。
ーダンスＺｎ、電気角φ）と集中定数素子（ｊＸ、ｊＢ
／２）との関係を示した図である。両者が等価であるた
めの条件は、下記の（１）式及び（２）式のようにな
る。
【００２９】 Ｘ＝Ｚｎ・sinφ ・・・(1) Ｂ／２＝（１／Ｚｎ）tanφ／２・・・(2)
【００３０】図１に示した入力分配回路１及び出力合成
回路２は、分布定数線路で構成されているので、これを
（１）式及び（２）式の条件を満たす集中定数素子に置
き換えたのが図３の例である。図３における抵抗値Ｒ１
は、図１の入力分配回路１及び出力合成回路２に組み込
まれる。また、図１の第１経路に位相差回路１１ｃ，２
１ｃは、図３では、誘導性リアクタンスＬ２と容量性リ
アクタンスＣ２で構成されるローパスフィルタと、誘導
性リアクタンスＬ３と容量性リアクタンスＣ３で構成さ
れるハイパスフィルタの位相差を、それぞれ＋６０度、
−６０度に選ぶことによって、両者が等価となる。ロー
パスフィルタの位相φLは、下記の（３）式で与えら
れ、ハイパスフィルタの位相φHは、下記の（４）式で
与えられる。
回路２は、分布定数線路で構成されているので、これを
（１）式及び（２）式の条件を満たす集中定数素子に置
き換えたのが図３の例である。図３における抵抗値Ｒ１
は、図１の入力分配回路１及び出力合成回路２に組み込
まれる。また、図１の第１経路に位相差回路１１ｃ，２
１ｃは、図３では、誘導性リアクタンスＬ２と容量性リ
アクタンスＣ２で構成されるローパスフィルタと、誘導
性リアクタンスＬ３と容量性リアクタンスＣ３で構成さ
れるハイパスフィルタの位相差を、それぞれ＋６０度、
−６０度に選ぶことによって、両者が等価となる。ロー
パスフィルタの位相φLは、下記の（３）式で与えら
れ、ハイパスフィルタの位相φHは、下記の（４）式で
与えられる。
【００３１】 φL＝tan−１（B1+2X1-X1２・B1)/2・(1-X1・B1) ・・・(3) φH＝tan−１(B2+2X2-X2２・B2)/2・(1-X2・B2) ・・・(4)
【００３２】但し、Ｘ１はωＬ２／Ｚｏ，Ｂ１はωＣ３
Ｚｏ、Ｘ２は１／ωＣ３Ｚｏ，Ｂ２はＺｏ／ωＬ３、Ｚ
ｏは図１における分布定数線路の特性インピーダンス、
ωは角周波数である。
Ｚｏ、Ｘ２は１／ωＣ３Ｚｏ，Ｂ２はＺｏ／ωＬ３、Ｚ
ｏは図１における分布定数線路の特性インピーダンス、
ωは角周波数である。
【００３３】図１に示した分布定数線路型のものは比較
的高い周波数で、例えば、マイクロストリップ線路など
で構成すると、小型且つ製作が容易となる利点がある。
一方、集中定数素子型のものは、集積化して高密度実装
を目指す場合に便利で、ＭＭＩＣ化したときに、受動回
路（Ｌ，Ｃ，Ｒ）だけのため、製作が容易である。両者
とも高周波入力端の反射特性に単位増幅器３，４，５の
反射を含まないという利点を有する点については共通と
なる。
的高い周波数で、例えば、マイクロストリップ線路など
で構成すると、小型且つ製作が容易となる利点がある。
一方、集中定数素子型のものは、集積化して高密度実装
を目指す場合に便利で、ＭＭＩＣ化したときに、受動回
路（Ｌ，Ｃ，Ｒ）だけのため、製作が容易である。両者
とも高周波入力端の反射特性に単位増幅器３，４，５の
反射を含まないという利点を有する点については共通と
なる。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、合成型高周波増幅器における単位増幅器から
高周波信号の入力側への反射波を回避することができる
ようになるという、優れた効果が得られる。
によれば、合成型高周波増幅器における単位増幅器から
高周波信号の入力側への反射波を回避することができる
ようになるという、優れた効果が得られる。
【図１】本発明を３合成型高周波増幅器に適用した場合
の動作原理を示す等価回路。
の動作原理を示す等価回路。
【図２】本実施形態の３合成型高周波増幅器の実装状態
を示す正面図。
を示す正面図。
【図３】３合成型高周波増幅器を分布定数線路ではな
く、それと等価の集中定数素子で構成した場合の等価回
路。
く、それと等価の集中定数素子で構成した場合の等価回
路。
【図４】分布定数線路を集中定数素子に置き換えるため
の条件を示した説明図。
の条件を示した説明図。
【図５】高周波入力端に増幅器の反射波が含まれないこ
とを説明する図。
とを説明する図。
【図６】従来の代表的な３合成型高周波増幅器の等価回
路。
路。
【図７】従来の他の合成型高周波増幅器の等価回路。
１ 入力分配回路 ２ 出力合成回路 ３，４，５ 増幅器（単位増幅器） １０ 高周波入力端 １１ｃ，１２ｃ，１３ｃ 入力側位相差回路 ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ 出力側位相差回路 ２０ 高周波出力端
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J067 AA01 AA04 AA21 AA41 CA00 FA19 KA16 KA68 KS01 LS12 QA04 QS02 SA14 TA01 5J069 AA01 AA04 AA21 AA41 CA00 FA19 KA16 KA68 KC03 KC06 KC07 QA04 SA14 TA01 5J092 AA01 AA04 AA21 AA41 CA00 FA19 KA16 KA68 QA04 SA14 TA01 VL08
Claims (6)
- 【請求項１】 入力された高周波信号を複数の経路に分
配する高周波信号分配手段と、前記複数の経路の各々か
ら伝わる高周波信号を合成する高周波信号合成手段と、
前記高周波信号分配回路と各々の経路途中に存在する単
位増幅器との間に挿入接続される第１位相差調整手段と
を具え、 各経路の第１位相差調整手段は、前記高周波信号分配手
段から分配され、当該経路に存在する単位増幅器で反射
された高周波信号の位相を相殺するように調整されてい
ることを特徴とする、 合成型高周波増幅器。 - 【請求項２】 入力された高周波信号を複数の経路に分
配する高周波信号分配手段と、前記複数の経路の各々か
ら伝わる高周波信号を合成する高周波信号合成手段と、
前記高周波信号分配回路と各々の経路途中に存在する単
位増幅器との間に挿入接続される第１位相差調整手段
と、各経路の単位増幅器と前記高周波信号合成手段との
間に挿入接続される第２位相差調整手段とを具え、 各経路の第１位相差調整手段は、前記高周波信号分配手
段から分配され、当該経路に存在する単位増幅器で反射
された高周波信号の位相を相殺するように調整されてお
り、 各経路の第２位相差調整手段は、当該経路の第１位相差
調整手段で調整されている高周波信号の位相を相殺する
ように調整されていることを特徴とする、 合成型高周波増幅器。 - 【請求項３】 前記高周波信号分配手段が、各経路に同
位相同振幅の高周波信号を分配するものであり、前記高
周波信号合成手段が、各経路から伝わる高周波信号を同
位相同振幅で合成するものである、 請求項１又は２記載の合成型高周波増幅器。 - 【請求項４】 入力された高周波信号を第１ないし第３
の経路に分配する高周波信号分配手段と、各経路から伝
わる高周波信号を合成する高周波信号合成手段と、前記
高周波信号分配回路と各々の経路途中に存在する単位増
幅器との間に挿入接続される第１位相差調整手段と、各
経路の単位増幅器と前記高周波信号合成手段との間に挿
入接続される第２位相差調整手段とを具え、 第１の経路に挿入接続された第１位相差調整手段は、第
２の経路に対して−６０度の位相差をもたせた分布定数
線路であり、 第３の経路に挿入接続された第１位相差調整手段は、第
２の経路に対して＋６０度の位相差をもたせた分布定数
線路であり、 第１の経路に挿入接続された第２位相差調整手段は、第
２の経路に対して＋６０度の位相差をもたせた分布定数
線路であり、 第３の経路に挿入接続された第２位相差調整手段は、第
２の経路に対して−６０度の位相差をもたせた分布定数
線路である、 合成型高周波増幅器。 - 【請求項５】 前記分布定数線路、前記高周波信号分配
手段および前記高周波信号合成手段が、集中定数素子で
構成されている、 請求項４記載の合成型高周波増幅器。 - 【請求項６】 前記高周波信号分配手段が基板上の高周
波信号入力端に接続され、前記高周波信号合成手段が前
記基板上の高周波信号出力端に接続されているととも
に、これらの手段を結ぶ各経路の前記分布定数線路及び
単位増幅器が前記基板上に混載されている、 請求項４記載の合成型高周波増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001096494A JP2002299972A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 合成型高周波増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001096494A JP2002299972A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 合成型高周波増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299972A true JP2002299972A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18950401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001096494A Pending JP2002299972A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 合成型高周波増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002299972A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007267181A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波電力送信装置 |
| JP2016063291A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | 三菱電機株式会社 | 広帯域増幅器 |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001096494A patent/JP2002299972A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007267181A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波電力送信装置 |
| JP2016063291A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | 三菱電機株式会社 | 広帯域増幅器 |
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