JP2003017957A - 高周波増幅装置及びそれを用いた受信機 - Google Patents

高周波増幅装置及びそれを用いた受信機

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JP2003017957A
JP2003017957A JP2001203284A JP2001203284A JP2003017957A JP 2003017957 A JP2003017957 A JP 2003017957A JP 2001203284 A JP2001203284 A JP 2001203284A JP 2001203284 A JP2001203284 A JP 2001203284A JP 2003017957 A JP2003017957 A JP 2003017957A
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amplifier
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amplified
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Yasuo Hattori
康夫 服部
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Clarion Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低雑音・高線形の両立を図ることができ、ダ
イナミックレンジを大きくすることができ、低雑音化が
図れ、設計が容易になる高周波増幅装置及びその受信機
を提供する。 【解決手段】 雑音指数の小さい低雑音増幅器５と、線
形性の高い高線形性増幅器７とを並列に接続し、入力信
号レベルに応じて入力信号をいずれかの増幅器に入力し
増幅信号を出力させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低雑音増幅器と高
線形性増幅器とを備えた高周波増幅装置及びそれを用い
た受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高周波増幅装置として、無線通信
における受信機に用いた高周波増幅装置を例に説明す
る。図４に示したのは、一般的な受信機の高周波から中
間周波へ周波数変換する周波数変換回路１５０の一例で
あり、この周波数変換回路１５０は、受信信号入力端子
１４１、可変減衰器１４２（減衰手段）、高周波増幅装
置として低雑音増幅器１０１、帯域通過濾波器１４３、
周波数変換器１４５、局部発振器１４７、中間信号出力
端子１４９、信号分配器１１３、信号電力検出器１１
７、比較信号入力端子１２１、制御信号生成器１１９、
及び制御信号入力端子１２０を備えて構成される。
【０００３】受信信号入力端子１４１には、受信アンテ
ナ（図示せず）からの受信信号が入力される。この入力
信号は、可変減衰器１４２を経て、低雑音増幅器１０１
で増幅される。この低雑音増幅器１０１で増幅された信
号は、帯域通過濾波器１４３により濾波された後、周波
数変換器１４５に入力される。この周波数変換器１４５
は、局部発振器１４７から入力される信号により入力信
号を所望の中間周波信号へ変換する。周波数変換器１４
５で中間周波数に変換された信号は、信号分配器１１３
により分配され、一方は中間信号出力端子１４９を経て
中間周波信号処理部（図示せず）へと伝送される。他方
は信号電力検出器１１７により信号電力が検出され、そ
の検出信号は直流電圧として制御信号生成器１１９に入
力される。制御信号生成器１１９では、比較信号入力端
子１２１より入力される比較信号を利用した制御信号生
成動作を行い、その出力制御信号は可変減衰器１４２の
制御信号入力端子１２０に入力される。
【０００４】一般的に用いられる低雑音増幅器１０１は
雑音指数が小さく、受信感度の向上が図れるが、総じて
高い線形性を有していない。低雑音増幅器１０１に高い
線形性を求めると、その低雑音増幅器１０１の雑音指数
は悪化するという相反する傾向がある。
【０００５】受信信号入力端子１４１に入力される入力
信号レベルが大きい場合、低雑音増幅器１０１で低い線
形性により歪みが発生して受信性能が劣化することを防
止するために、低雑音増幅器１０１の入力における入力
信号レベルは歪みを生じないレベルまで可変減衰器１４
２により減衰される。この減衰量を自動的に制御してい
るのがＡＧＣ回路である。このＡＧＣ回路は信号電力検
出器１１７及び制御信号生成器１１９で構成されるフィ
ードバック回路である。このフィードバック動作により
低雑音増幅器１０１の線形性が向上したのと同等の性能
を出そうとしている。
【０００６】受信信号入力端子１４１に入力される入力
信号レベルが小さい場合、低雑音動作を重視するために
可変減衰器１４２での減衰は行われない。つまり最小減
衰量に設定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波帯で使
用される可変減衰器１４２は最小減衰の設定であって
も、２〜４ｄＢの挿入損失を生じるのが常である。この
挿入損失により、そのまま直接的に全体の雑音指数に加
算されるため、次段の低雑音増幅器１０１の雑音指数を
小さくすることが生かされない。
【０００８】また、入力信号レベルが大きくなる場合、
低雑音増幅器１０１で線形動作を行うために可変減衰器
１４２の減衰量を連続的に増加させ、低雑音増幅器１０
１の入力信号レベルを低下させる動作を行う。この状態
では、系全体の雑音指数は連続的に増加し、可変減衰器
１４２の減衰量がそのまま雑音指数に影響し、非常に大
きな雑音指数を有することになる。
【０００９】さらに、可変減衰器１４２の制御は、信号
が中間周波数に周波数変換された後、信号電力検出器１
１７で直流電圧に変換されて制御信号生成器１１９によ
り出力されるアナログ信号である連続的な制御信号で可
変減衰器１４２が制御される。そのため、高周波と中間
周波という異なる周波数を取り扱うための設計の複雑さ
が問題となっている。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上述した従来技
術が有する課題を解消し、低雑音・高線形の両立を図る
ことができ、ダイナミックレンジを大きくすることがで
き、低雑音化が図れ、設計が容易になる高周波増幅装置
及びその受信機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形性の高い高線形
性増幅器とを並列に接続し、入力信号レベルに応じて入
力信号をいずれかの増幅器に入力し増幅信号を出力させ
る構成としたことを特徴とするものである。
【００１２】請求項２記載の発明は、雑音指数の小さい
低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並列
に接続し、所定の入力信号レベルをしきい値として、入
力信号レベルがしきい値よりも小さければ前記低雑音増
幅器に入力し増幅信号を出力させ、入力信号レベルがし
きい値よりも大きければ前記高線形性増幅器に入力し増
幅信号を出力させる構成としたことを特徴とするもので
ある。
【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２に記載の
発明において、前記しきい値は、前記低雑音増幅器の入
力と出力との線形関係より所定レベル劣化するときの増
幅信号レベルに対応する入力信号レベルと等しく設定さ
れることを特徴とするものである。
【００１４】請求項４記載の発明は、雑音指数の小さい
低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並列
に接続し、増幅信号レベルと比較信号レベルとの比較結
果に基づいて入力信号をいずれかの増幅器に入力し増幅
信号を出力させる構成としたことを特徴とするものであ
る。
【００１５】請求項５記載の発明は、雑音指数の小さい
低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並列
に接続し、増幅信号レベルと比較信号レベルとを比較し
て、増幅信号レベルが比較信号レベルよりも小さければ
前記低雑音増幅器に入力し増幅信号を出力させ、増幅信
号レベルが比較信号レベルよりも大きければ前記高線形
性増幅器に入力し増幅信号を出力させる構成としたこと
を特徴とするものである。
【００１６】請求項６記載の発明は、請求項４又は５に
記載の発明において、前記比較信号レベルは、前記低雑
音増幅器の入力と出力との線形関係より所定レベル劣化
するときの増幅信号レベルと等しく設定されることを特
徴とするものである。
【００１７】請求項７記載の発明は、雑音指数の小さい
低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並列
に接続し、入力信号をいずれかの増幅器に入力する切り
替えを行う第一信号切替手段と、入力信号を入力した増
幅器から増幅信号を出力する切り替え行う第二信号切替
手段とを、増幅信号レベルに対応した直流電圧を出力す
る信号電力検波器により出力された直流電圧と外部から
設定される比較電圧との比較結果に基づき切替制御信号
を発生する制御信号生成器から発生された切替制御信号
により切り替える構成としたことを特徴とするものであ
る。
【００１８】請求項８記載の発明は、雑音指数の小さい
低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並列
に接続し、入力信号をいずれかの増幅器に入力する切り
替えを行う第一信号切替手段と、入力信号を入力した増
幅器から増幅信号を出力する切り替え行う第二信号切替
手段とを、増幅信号レベルに対応した直流電圧を出力す
る信号電力検波器により出力された直流電圧と外部から
設定される比較電圧とを比較し、直流電圧が比較電圧よ
りも小さければ前記低雑音増幅器側に切り替える切替制
御信号を発生し、直流電圧が比較電圧よりも大きければ
前記高線形性増幅器側に切り替える切替制御信号を発生
する制御信号生成器から発生された切替制御信号により
切り替える構成としたことを特徴とするものである。
【００１９】請求項９記載の発明は、請求項７又は８に
記載の発明において、前記比較電圧は、前記低雑音増幅
器の入力と出力との線形関係より所定レベル劣化したと
きの増幅信号レベルに対応した前記信号電力検波器より
出力される直流電圧に相当する電圧値と等しく設定した
ことを特徴とするものである。
【００２０】請求項１０記載の発明は、請求項７乃至９
のいずれかに記載の発明において、前記第一、第二信号
切替手段は、第一信号入出力端子と第二、第三信号入出
力端子とがそれぞれ第一、第二１／４波長伝送線路で接
続されるとともに、前記第二、第三信号入出力端子には
それぞれ第三、第四１／４波長伝送線路を介して接地／
開放を切り替える信号切替器が接続される構成であり、
前記第一信号切替手段は、前記第一信号入出力端子が信
号入力端子、前記第二、第三信号入出力端子が信号出力
端子とし、前記第二信号切替手段は、前記第一信号入出
力端子が信号出力端子、前記第二、第三信号入出力端子
が信号入力端子としたことを特徴とするものである。
【００２１】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１
０のいずれかに記載の発明において、入力信号が入力さ
れる増幅器の電源をオンし、入力信号が入力されない増
幅器の電源をオフとする切り替えを行う機能を備えたこ
とを特徴とするものである。
【００２２】請求項１２記載の発明は、雑音指数の小さ
い低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並
列に接続し、入力信号レベルに応じて入力信号をいずれ
かの増幅器に入力し増幅信号を出力させる構成とした高
周波増幅装置と、この高周波増幅装置で増幅した増幅信
号を中間周波数に変換する周波数変換手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
【００２３】請求項１３記載の発明は、雑音指数の小さ
い低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並
列に接続し、所定の入力信号レベルをしきい値として、
入力信号レベルがしきい値よりも小さければ前記低雑音
増幅器に入力し増幅信号を出力させ、入力信号レベルが
しきい値よりも大きければ前記高線形性増幅器に入力し
増幅信号を出力させる構成とした高周波増幅装置と、こ
の高周波増幅装置で増幅した増幅信号を中間周波数に変
換する周波数変換手段とを備えたことを特徴とするもの
である。
【００２４】請求項１４記載の発明は、雑音指数の小さ
い低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並
列に接続し、増幅信号レベルと比較信号レベルとの比較
結果に基づいて入力信号をいずれかの増幅器に入力し増
幅信号を出力させる構成とした高周波増幅装置と、この
高周波増幅装置で増幅した増幅信号を中間周波数に変換
する周波数変換手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。
【００２５】請求項１５記載の発明は、雑音指数の小さ
い低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並
列に接続し、増幅信号レベルと比較信号レベルとを比較
して、増幅信号レベルが比較信号レベルよりも小さけれ
ば前記低雑音増幅器に入力し増幅信号を出力させ、増幅
信号レベルが比較信号レベルよりも大きければ前記高線
形性増幅器に入力し増幅信号を出力させる構成とした高
周波増幅装置と、この高周波増幅装置で増幅した増幅信
号を中間周波数に変換する周波数変換手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
【００２６】請求項１６記載の発明は、雑音指数の小さ
い低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並
列に接続し、入力信号をいずれかの増幅器に入力する切
り替えを行う第一信号切替手段と、入力信号を入力した
増幅器から増幅信号を出力する切り替え行う第二信号切
替手段とを、増幅信号レベルに対応した直流電圧を出力
する信号電力検波器により出力された直流電圧と外部か
ら設定される比較電圧との比較結果に基づき切替制御信
号を発生する制御信号生成器から発生された切替制御信
号により切り替える構成とした高周波増幅装置と、この
高周波増幅装置で増幅した増幅信号を中間周波数に変換
する周波数変換手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。
【００２７】請求項１７記載の発明は、雑音指数の小さ
い低雑音増幅器と、線形性の高い高線形性増幅器とを並
列に接続し、入力信号をいずれかの増幅器に入力する切
り替えを行う第一信号切替手段と、入力信号を入力した
増幅器から増幅信号を出力する切り替え行う第二信号切
替手段とを、増幅信号レベルに対応した直流電圧を出力
する信号電力検波器により出力された直流電圧と外部か
ら設定される比較電圧とを比較し、直流電圧が比較電圧
よりも小さければ前記低雑音増幅器側に切り替える切替
制御信号を発生し、直流電圧が比較電圧よりも大きけれ
ば前記高線形性増幅器側に切り替える切替制御信号を発
生する制御信号生成器から発生された切替制御信号によ
り切り替える構成とした高周波増幅装置と、この高周波
増幅装置で増幅した増幅信号を中間周波数に変換する周
波数変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２８】請求項１８記載の発明は、請求項１６又は
１７に記載の発明において、前記高周波増幅装置の前記
第一、第二信号切替手段は、第一信号入出力端子と第
二、第三信号入出力端子とがそれぞれ第一、第二１／４
波長伝送線路で接続されるとともに、前記第二、第三信
号入出力端子にはそれぞれ第三、第四１／４波長伝送線
路を介して接地／開放を切り替える信号切替器が接続さ
れる構成であり、前記第一信号切替手段は、前記第一信
号入出力端子が信号入力端子、前記第二、第三信号入出
力端子が信号出力端子とし、前記第二信号切替手段は、
前記第一信号入出力端子が信号出力端子、前記第二、第
三信号入出力端子が信号入力端子としたことを特徴とす
るものである。
【００２９】請求項１９記載の発明は、請求項１２乃至
１８のいずれかに記載の発明において、前記高周波増幅
装置は、入力信号が入力される増幅器の電源をオンし、
入力信号が入力されない増幅器の電源をオフとする切り
替えを行う機能を備えたことを特徴とするものである。
【００３０】請求項１乃至９のいずれかに記載の発明で
は、入力信号を増幅するのに適した低雑音増幅器又は高
線形性増幅器のいずれかの増幅器で入力信号が増幅され
るので、低雑音・高線形の両立を図ることができ、ダイ
ナミックレンジを大きくすることができる。
【００３１】請求項１２乃至１７のいずれかに記載の発
明では、高周波増幅装置が低雑音・高線形の両立を図る
ことができ、ダイナミックレンジを大きくすることがで
きることから、従来必要であった、高周波増幅装置に入
力される入力信号を減衰させる減衰手段を用いない構成
にできるので、損失を小さくでき、低雑音化が図れる。
そして、中間周波の信号をフィードバックさせる必要が
ないため、高周波と中間周波といった異なる周波数を取
り扱うための設計の複雑さが解消され、設計が容易にな
る。
【００３２】請求項１０又は１８に記載の発明では、第
一、第二信号切替手段での損失が小さくなることから、
低雑音化が図れる。
【００３３】請求項１１又は１９に記載の発明では、入
力信号が入力される増幅器の電源をオンし、入力信号が
入力されない増幅器の電源をオフとする切り替えを行う
ことをから、低消費電力化を図れる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面を参照して説明する。
【００３５】図１は本実施の形態に係る高周波増幅装置
の回路図を示す。１は高周波増幅装置であり、この高周
波増幅装置１は、信号入力端子３、低雑音増幅器５、高
線形性増幅器７、第一信号切替装置９Ａ（第一信号切替
手段），第二信号切替装置９Ｂ（第二信号切替手段）、
信号分配器１３、信号出力端子１５、信号電力検出器１
７、制御信号生成器１９、及び比較信号入力端子２１を
有して構成される。
【００３６】信号入力端子３には信号が入力される。低
雑音増幅器５と高線形性増幅器７とは並列に接続され、
信号入力端子３に入力された入力信号は第一信号切替装
置９Ａにより切り替えられて、低雑音増幅器５又は高線
形性増幅器７に伝送されて増幅される。低雑音増幅器５
は、高線形性増幅器７と比較して相対的に雑音指数の小
さい増幅器であり、高線形性増幅器７は、低雑音増幅器
５と比較して相対的に線形性の高い増幅器である。
【００３７】一般に、低雑音増幅器５は、入力信号レベ
ルが大きい場合、入力と出力との線形関係から外れて非
線形動作となるが、入力信号レベルが小さい場合、線形
動作となり雑音指数も高線形性増幅器７より小さいの
で、入力信号レベルが小さい場合に適している。また、
高線形性増幅器７は、入力信号レベルが小さい場合、低
雑音増幅器５に比べて雑音指数は大きいが、低雑音増幅
器５が非線形動作となるような入力信号レベルが大きい
場合であっても、ある程度の入力信号レベルまでは線形
動作となるので、入力信号レベルが大きい場合に適して
いる。これら低雑音増幅器５及び高線形性増幅器７の雑
音指数は、線形動作となる領域であれば入力信号レベル
に依存しないが、非線形動作となる程の大きな入力信号
レベルであれば上昇する。
【００３８】第二信号切替装置９Ｂは、第一信号切替装
置９Ａが切り替えられると同時に切替が行われ、低雑音
増幅器５又は高線形性増幅器７で増幅された増幅信号
は、第二信号切替装置９Ｂを介して信号分配器１３に伝
送される。
【００３９】信号分配器１３に伝送された増幅信号は、
一方は信号出力端子１５に分配され出力される。他方は
信号電力検出器１７に分配される。信号電力検出器１７
に分配された信号は、信号電力検出器１７により電力検
出が行われ、その検出信号は直流電圧として制御信号生
成器１９に入力される。
【００４０】制御信号生成器１９は、比較信号入力端子
２１に印加される比較電圧と、信号電力検出器１７から
出力される直流電圧とを比較し、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの
２値の切替制御信号を出力する。具体的には、信号電力
検出器１７から出力される直流電圧が比較電圧よりも大
きければＨｉｇｈ、小さければＬｏｗの制御電圧を切替
制御信号として出力する。
【００４１】制御信号生成器１９から出力されたＨｉｇ
ｈ／Ｌｏｗの２値の切替制御信号は、第一、第二信号切
替装置９Ａ，９Ｂに入力される。Ｌｏｗの切替制御信号
が第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂに入力されたとき
は第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂが低雑音増幅器５
側に切り替えられ、Ｈｉｇｈの切替制御信号が第一、第
二信号切替装置９Ａ，９Ｂに入力されたときは第一、第
二信号切替装置９Ａ，９Ｂが高線形性増幅器７側に切り
替えられる。
【００４２】同時にこのＨｉｇｈ／Ｌｏｗの２値の切替
制御信号は、低雑音増幅器５及び高線形性増幅器７に入
力され、低雑音増幅器５と高線形性増幅器７との電源の
オン／オフ切り替えに連動している。Ｌｏｗの切替制御
信号が低雑音増幅器５及び高線形性増幅器７に入力され
たときは、低雑音増幅器５の電源がオン、高線形性増幅
器７の電源がオフにされ、Ｈｉｇｈの切替制御信号が低
雑音増幅器５及び高線形性増幅器７に入力されたとき
は、低雑音増幅器５の電源がオフ、高線形性増幅器７の
電源がオンにされる。
【００４３】上記の制御信号生成器１９の比較信号入力
端子２１に印加される比較電圧は、第一、第二信号切替
装置９Ａ，９Ｂが入力信号レベルに応じて低雑音増幅器
５側又は高線形性増幅器７側に切り替わるように設定さ
れる。つまり、この比較電圧は、入力信号レベルがある
しきい値よりも小さい場合、第一、第二信号切替装置９
Ａ，９Ｂが低雑音増幅器５側に切り替わり、入力信号レ
ベルがあるしきい値よりも大きい場合、第一、第二信号
切替装置９Ａ，９Ｂが高線形性増幅器７側に切り替わる
ように設定される。このしきい値は、低雑音増幅器５の
入力と出力との線形関係より所定レベル（例えば１ｄ
Ｂ）劣化するときの増幅信号レベル（以下、１ｄＢ抑圧
レベルと称する）に対応する入力信号レベルと等しく設
定される。この入力信号レベルがしきい値よりも大きい
か小さいかの判断は、１ｄＢ抑圧レベルを比較信号レベ
ルとして、増幅信号レベルが比較信号レベルよりも大き
いか小さいかで判断される。即ち、制御信号生成器１９
の比較信号入力端子２１に印加される比較電圧は、信号
電力検出器１７で比較信号レベルに対応して出力される
直流電圧に相当する電圧値と等しく設定される。
【００４４】上記のように構成されたことから、低雑音
増幅器５が非線形動作となるような大きな入力信号レベ
ルの場合は、Ｈｉｇｈの制御電圧信号が第一、第二信号
切替装置９Ａ，９Ｂに送信されて、第一、第二信号切替
装置９Ａ，９Ｂが高線形性増幅器７側に切り替わり、線
形動作となる。同時にＨｉｇｈの制御電圧信号が低雑音
増幅器５及び高線形性増幅器７に入力され、低雑音増幅
器５の電源がオフ、高線形性増幅器７の電源がオンに切
り替えられる。
【００４５】また、低雑音増幅器５で線形に処理される
ような小さい入力信号レベルの場合は、Ｌｏｗの制御電
圧信号が第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂに送信され
て、第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂが低雑音増幅器
５側に切り替わり、低雑音の線形動作となる。同時にＬ
ｏｗの制御電圧信号が低雑音増幅器５及び高線形性増幅
器７に入力され、低雑音増幅器５の電源がオン、高線形
性増幅器７の電源がオフに切り替えられる。
【００４６】次に、第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂ
の構成について説明する。ここで、第二信号切替装置９
Ｂは、第一信号切替装置９Ａと同様の構成となるので、
第一信号切替装置９Ａの構成について説明する。図２
は、第一信号切替装置９Ａの回路図である。
【００４７】図２において、第一信号切替装置９Ａは、
第一、第二、第三信号入出力端子２３，２５，２７、第
一、第二、第三、第四１／４波長伝送線路３１，３３，
３５，３７、信号切替器２９、及び接地３９を有して構
成される。信号切替器２９は、固定接点２９ａ，２９
ｂ、及び可動接点２９ｃを備えて構成され、可動接点２
９ｃにより固定接点２９ａ側又は固定接点２９ｂ側に切
り替えられる。
【００４８】第一信号入出力端子２３と第二信号入出力
端子２５とは、第一１／４波長伝送線路３１で接続さ
れ、第一信号入出力端子２３と第三信号入出力端子２７
とは、第二１／４波長伝送線路３３で接続される。第二
信号入出力端子２５には、第三１／４波長伝送線路３５
を介して信号切替器２９の固定接点２９ａが接続され、
第三信号入出力端子２７には、第四１／４波長伝送線路
３７を介して信号切替器２９の固定接点２９ｂが接続さ
れる。信号切替器２９の可動接点２９ｃは接地３９に接
続される。
【００４９】ここで、第一信号切替装置９Ａは、第一信
号入出力端子２３が信号入力端子、第二、第三信号入出
力端子２５，２７が信号出力端子となり、第一信号入出
力端子２３は信号入力端子３側、第二信号入出力端子２
５は低雑音増幅器５の入力側、第三信号入出力端子２７
は高線形性増幅器７の入力側に接続される。第二信号切
替装置９Ｂは、第二、第三信号入出力端子２５，２７が
信号入力端子、第一信号入出力端子２３が信号出力端子
となり、第二信号入出力端子２５は低雑音増幅器５の出
力側、第三信号入出力端子２７は高線形性増幅器７の出
力側、第一信号入出力端子２３は信号分配器１３の入力
側に接続される。
【００５０】第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂに送信
される制御信号生成器１９からの制御電圧信号は、第
一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂの信号切替器２９に送
信される。この信号切替器２９は、制御電圧信号を受
け、可動接点２９ｃにより固定接点２９ａ，２９ｂ側の
接地／開放を切り替える。
【００５１】第一信号切替装置９ＡにＬｏｗの制御電圧
信号が送信された場合、信号切替器２９の可動接点２９
ｃが固定接点２９ａ側に切り替わり、第三１／４波長伝
送線路３５は接地３９につながる。第三１／４波長伝送
線路３５の第二信号入出力端子２５側の接続点ａから信
号切替器２９側を見ると、第三１／４波長伝送線路３５
が接地３９により接地状態となることにより、接続点ａ
では開放状態となる。これにより、第一信号入出力端子
２３から第二信号入出力端子２５側を見ると、第一１／
４波長伝送線路３１の先に第二信号入出力端子２５を介
して低雑音増幅器５がつながっている状態となる。第四
１／４波長伝送線路３７の第三信号入出力端子２７側の
接続点ｂから信号切替器２９側を見ると、第四１／４波
長伝送線路３７が開放状態となるので、接続点ｂでは接
地状態となる。この状態で第一信号入出力端子２３から
第三信号入出力端子２７を見ると、第二１／４波長伝送
線路３３が接地状態となるので、開放状態となる。ここ
で、一般的に信号切替器２９は、広い周波数範囲で使用
可能であるが、オン動作の場合の通過損失は１／４波長
伝送線路に比べて大きい。しかし、接続点ａ，ｂから信
号切替器２９を見た場合は、十分に接地、又は開放と見
なせる。
【００５２】第一信号切替装置９ＡにＨｉｇｈの制御電
圧信号が送信された場合、信号切替器２９の可動接点２
９ｃが固定接点２９ｂ側に切り替わり、第四１／４波長
伝送線路３７は接地３９につながる。第一信号入出力端
子２３から第二信号入出力端子２５側を見ると、開放状
態となり、第一信号入出力端子２３から第三信号入出力
端子２７を見ると、第二１／４波長伝送線路３３の先に
第三信号入出力端子２７を介して高線形性増幅器７がつ
ながっている状態となる。
【００５３】また、第二信号切替装置９Ｂにおいても第
一信号切替装置９Ａと同様の動作が行われ、第一信号切
替装置９Ａと同様に作用し、低雑音増幅器５、高線形性
増幅器７のいずれかの増幅器に切り替えられる。第一、
第二信号切替装置９Ａ，９Ｂにおける挿入損失はおおよ
そ第一１／４波長伝送線路３１又は第二１／４波長伝送
線路３３の損失である。また、第二信号切替装置９Ｂに
おいては、すでに低雑音増幅器５又は高線形性増幅器７
で信号が増幅されているので、雑音指数への寄与はほと
んどない。
【００５４】次に上記の高周波増幅装置１を無線通信に
おける受信機に用いた場合について説明する。図３に受
信機の高周波から中間周波へ周波数変換する周波数変換
回路の回路図を示す。５０は周波数変換回路であり、こ
の周波数変換回路５０は、受信信号入力端子４１、高周
波増幅装置１、周波数変換器４５（周波数変換手段）、
局部発振器４７、及び中間信号出力端子４９を備えて構
成される。
【００５５】受信信号入力端子４１には、受信アンテナ
（図示せず）からの受信信号が入力される。この入力信
号は、高周波増幅装置１において入力信号レベルに応じ
て自動的に低雑音、高線形の増幅が行われる。この高周
波増幅装置１で増幅された信号は、帯域通過濾波器４３
により濾波された後、周波数変換器４５に入力される。
この周波数変換器４５は、局部発振器４７から入力され
る信号により入力信号を所望の中間周波信号へ変換す
る。周波数変換器４５で中間周波数に変換された信号
は、中間信号出力端子４９を経て中間周波信号処理部
（図示せず）へと伝送される。
【００５６】本実施の形態によれば、高周波増幅装置１
は、雑音指数の小さい低雑音増幅器５と、線形性の高い
高線形性増幅器７とを並列に接続し、入力信号をいずれ
かの増幅器に入力する切り替えを行う第一信号切替装置
９Ａと、入力信号を入力した増幅器から増幅信号を出力
する切り替え行う第二信号切替装置９Ｂとを、低雑音増
幅器５で線形に処理されるような小さい入力信号レベル
の場合は、低雑音増幅器５側に切り替え、低雑音増幅器
５が非線形動作をするような大きな入力信号レベルの場
合は、高線形性増幅器７側に切り替える構成としたこと
から、入力信号を増幅するのに適した増幅器で入力信号
が増幅されるので、低雑音・高線形の両立を図ることが
でき、ダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００５７】また、同時に入力信号が入力される増幅器
の電源をオンし、入力信号が入力されない増幅器の電源
をオフとする切り替えを行うことをから、低消費電力化
が図れる。
【００５８】第一、第二信号切替装置９Ａ，９Ｂにおい
て、第一信号入出力端子２３と第二、第三信号入出力端
子２５，２７とがそれぞれ第一、第二１／４波長伝送線
路３１，３３で接続されるとともに、第二、第三信号入
出力端子２５，２７にはそれぞれ第三、第四１／４波長
伝送線路３５，３７を介して接地／開放を切り替える信
号切替器２９が接続される構成としたことから、第一、
第二信号切替装置９Ａ，９Ｂにおける損失がそれぞれ１
／４波長伝送線路１本程度の損失であるので、第一、第
二信号切替装置９Ａ，９Ｂとして信号切替器２９を適用
してそのまま信号を切り替えるときと比較して損失を小
さくすることができ、低雑音化が図れる。また信号が入
力されない増幅器側が開放状態となるので、信号の漏れ
がほとんどない切り替えができる。
【００５９】受信機の周波数変換回路５０において、高
周波増幅装置１が低雑音・高線形の両立を図ることがで
き、ダイナミックレンジを大きくすることができること
から、従来必要であった、入力信号を減衰させる可変減
衰器（減衰手段）を用いない構成にできるので損失を小
さくすることができ、低雑音化が図れる。そして、中間
周波の信号を可変減衰器にフィードバックさせる必要が
ないため、高周波と中間周波といった異なる周波数を取
り扱うための設計の複雑さが解消され、設計が容易にな
る。また、高周波増幅装置１を集積回路化することで、
設計が容易になる。
【００６０】以上、一実施の形態に基づいて本発明を説
明したが、本発明は、これに限定されるものでない。
【００６１】
【発明の効果】請求項１乃至９のいずれかに記載の発明
によれば、入力信号を増幅するのに適した低雑音増幅器
又は高線形性増幅器のいずれかの増幅器で入力信号が増
幅されるので、低雑音・高線形の両立を図ることがで
き、ダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００６２】請求項１２乃至１７のいずれかに記載の発
明によれば、高周波増幅装置が低雑音・高線形の両立を
図ることができ、ダイナミックレンジを大きくすること
ができることから、従来必要であった、高周波増幅装置
に入力される入力信号を減衰させる減衰手段を用いない
構成にできるので、損失を小さくでき、低雑音化が図れ
る。そして、中間周波の信号をフィードバックさせる必
要がないため、高周波と中間周波といった異なる周波数
を取り扱うための設計の複雑さが解消され、設計が容易
になる。
【００６３】請求項１０又は１８に記載の発明によれ
ば、第一、第二信号切替手段での損失が小さくなること
から、低雑音化が図れる。
【００６４】請求項１１又は１９に記載の発明によれ
ば、入力信号が入力される増幅器の電源をオンし、入力
信号が入力されない増幅器の電源をオフとする切り替え
を行うことをから、低消費電力化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高周波増幅装置の一実施の形態を
示す回路図である。
【図２】図１に示す高周波増幅装置の第一信号切替装置
の回路図である。
【図３】本発明による高周波増幅装置を用いた受信機の
周波数変換回路の回路図である。
【図４】従来の高周波増幅装置を用いた受信機の周波数
変換回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 高周波増幅装置 ５ 低雑音増幅器 ７ 高線形性増幅器 ９Ａ 第一信号切替装置（第一信号切替手段） ９Ｂ 第二信号切替装置（第二信号切替手段） １７ 信号電力検出器 １９ 制御信号生成器 ２３ 第一信号入出力端子 ２５ 第二信号入出力端子 ２７ 第三信号入出力端子 ２９ 信号切替器 ３１ 第一１／４波長伝送線路 ３３ 第二１／４波長伝送線路 ３５ 第三１／４波長伝送線路 ３７ 第四１／４波長伝送線路 ４５ 周波数変換器（周波数変換手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 1/18 Ｈ０４Ｂ 1/18 Ｃ Ｆターム(参考） 5J069 AA01 AA04 AA21 AA53 CA21 CA32 CA41 FA18 HA40 KA00 KA17 KA23 KA32 KA44 KA55 KA68 KC03 KC06 SA13 TA01 5J092 AA01 AA04 AA21 AA53 CA21 CA32 CA41 FA18 HA40 KA00 KA17 KA23 KA32 KA44 KA55 KA68 SA13 TA01 VL02 5J100 JA01 LA00 LA10 SA02 5K061 AA10 AA11 CC08 CC11 CC47 EF01 5K062 AB06 AD04 AE05 AG02 BD00

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形
    性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号レ
    ベルに応じて入力信号をいずれかの増幅器に入力し増幅
    信号を出力させる構成としたことを特徴とする高周波増
    幅装置。
  2. 【請求項２】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形
    性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、所定の入力
    信号レベルをしきい値として、入力信号レベルがしきい
    値よりも小さければ前記低雑音増幅器に入力し増幅信号
    を出力させ、入力信号レベルがしきい値よりも大きけれ
    ば前記高線形性増幅器に入力し増幅信号を出力させる構
    成としたことを特徴とする高周波増幅装置。
  3. 【請求項３】 前記しきい値は、前記低雑音増幅器の入
    力と出力との線形関係より所定レベル劣化するときの増
    幅信号レベルに対応する入力信号レベルと等しく設定さ
    れることを特徴とする請求項２に記載の高周波増幅装
    置。
  4. 【請求項４】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形
    性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、増幅信号レ
    ベルと比較信号レベルとの比較結果に基づいて入力信号
    をいずれかの増幅器に入力し増幅信号を出力させる構成
    としたことを特徴とする高周波増幅装置。
  5. 【請求項５】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形
    性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、増幅信号レ
    ベルと比較信号レベルとを比較して、増幅信号レベルが
    比較信号レベルよりも小さければ前記低雑音増幅器に入
    力し増幅信号を出力させ、増幅信号レベルが比較信号レ
    ベルよりも大きければ前記高線形性増幅器に入力し増幅
    信号を出力させる構成としたことを特徴とする高周波増
    幅装置。
  6. 【請求項６】 前記比較信号レベルは、前記低雑音増幅
    器の入力と出力との線形関係より所定レベル劣化すると
    きの増幅信号レベルと等しく設定されることを特徴とす
    る請求項４又は５に記載の高周波増幅装置。
  7. 【請求項７】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形
    性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号を
    いずれかの増幅器に入力する切り替えを行う第一信号切
    替手段と、入力信号を入力した増幅器から増幅信号を出
    力する切り替え行う第二信号切替手段とを、増幅信号レ
    ベルに対応した直流電圧を出力する信号電力検波器によ
    り出力された直流電圧と外部から設定される比較電圧と
    の比較結果に基づき切替制御信号を発生する制御信号生
    成器から発生された切替制御信号により切り替える構成
    としたことを特徴とする高周波増幅装置。
  8. 【請求項８】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線形
    性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号を
    いずれかの増幅器に入力する切り替えを行う第一信号切
    替手段と、入力信号を入力した増幅器から増幅信号を出
    力する切り替え行う第二信号切替手段とを、増幅信号レ
    ベルに対応した直流電圧を出力する信号電力検波器によ
    り出力された直流電圧と外部から設定される比較電圧と
    を比較し、直流電圧が比較電圧よりも小さければ前記低
    雑音増幅器側に切り替える切替制御信号を発生し、直流
    電圧が比較電圧よりも大きければ前記高線形性増幅器側
    に切り替える切替制御信号を発生する制御信号生成器か
    ら発生された切替制御信号により切り替える構成とした
    ことを特徴とする高周波増幅装置。
  9. 【請求項９】 前記比較電圧は、前記低雑音増幅器の入
    力と出力との線形関係より所定レベル劣化したときの増
    幅信号レベルに対応した前記信号電力検波器より出力さ
    れる直流電圧に相当する電圧値と等しく設定したことを
    特徴とする請求項７又は８に記載の高周波増幅装置。
  10. 【請求項１０】 前記第一、第二信号切替手段は、第一
    信号入出力端子と第二、第三信号入出力端子とがそれぞ
    れ第一、第二１／４波長伝送線路で接続されるととも
    に、前記第二、第三信号入出力端子にはそれぞれ第三、
    第四１／４波長伝送線路を介して接地／開放を切り替え
    る信号切替器が接続される構成であり、前記第一信号切
    替手段は、前記第一信号入出力端子が信号入力端子、前
    記第二、第三信号入出力端子が信号出力端子とし、前記
    第二信号切替手段は、前記第一信号入出力端子が信号出
    力端子、前記第二、第三信号入出力端子が信号入力端子
    としたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記
    載の高周波増幅装置。
  11. 【請求項１１】 入力信号が入力される増幅器の電源を
    オンし、入力信号が入力されない増幅器の電源をオフと
    する切り替えを行う機能を備えたことを特徴とする請求
    項１乃至１０のいずれかに記載の高周波増幅装置。
  12. 【請求項１２】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線
    形性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号
    レベルに応じて入力信号をいずれかの増幅器に入力し増
    幅信号を出力させる構成とした高周波増幅装置と、この
    高周波増幅装置で増幅した増幅信号を中間周波数に変換
    する周波数変換手段とを備えたことを特徴とする高周波
    増幅装置を用いた受信機。
  13. 【請求項１３】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線
    形性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、所定の入
    力信号レベルをしきい値として、入力信号レベルがしき
    い値よりも小さければ前記低雑音増幅器に入力し増幅信
    号を出力させ、入力信号レベルがしきい値よりも大きけ
    れば前記高線形性増幅器に入力し増幅信号を出力させる
    構成とした高周波増幅装置と、この高周波増幅装置で増
    幅した増幅信号を中間周波数に変換する周波数変換手段
    とを備えたことを特徴とする高周波増幅装置を用いた受
    信機。
  14. 【請求項１４】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線
    形性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、増幅信号
    レベルと比較信号レベルとの比較結果に基づいて入力信
    号をいずれかの増幅器に入力し増幅信号を出力させる構
    成とした高周波増幅装置と、この高周波増幅装置で増幅
    した増幅信号を中間周波数に変換する周波数変換手段と
    を備えたことを特徴とする高周波増幅装置を用いた受信
    機。
  15. 【請求項１５】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線
    形性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、増幅信号
    レベルと比較信号レベルとを比較して、増幅信号レベル
    が比較信号レベルよりも小さければ前記低雑音増幅器に
    入力し増幅信号を出力させ、増幅信号レベルが比較信号
    レベルよりも大きければ前記高線形性増幅器に入力し増
    幅信号を出力させる構成とした高周波増幅装置と、この
    高周波増幅装置で増幅した増幅信号を中間周波数に変換
    する周波数変換手段とを備えたことを特徴とする高周波
    増幅装置を用いた受信機。
  16. 【請求項１６】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線
    形性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号
    をいずれかの増幅器に入力する切り替えを行う第一信号
    切替手段と、入力信号を入力した増幅器から増幅信号を
    出力する切り替え行う第二信号切替手段とを、増幅信号
    レベルに対応した直流電圧を出力する信号電力検波器に
    より出力された直流電圧と外部から設定される比較電圧
    との比較結果に基づき切替制御信号を発生する制御信号
    生成器から発生された切替制御信号により切り替える構
    成とした高周波増幅装置と、この高周波増幅装置で増幅
    した増幅信号を中間周波数に変換する周波数変換手段と
    を備えたことを特徴とする高周波増幅装置を用いた受信
    機。
  17. 【請求項１７】 雑音指数の小さい低雑音増幅器と、線
    形性の高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号
    をいずれかの増幅器に入力する切り替えを行う第一信号
    切替手段と、入力信号を入力した増幅器から増幅信号を
    出力する切り替え行う第二信号切替手段とを、増幅信号
    レベルに対応した直流電圧を出力する信号電力検波器に
    より出力された直流電圧と外部から設定される比較電圧
    とを比較し、直流電圧が比較電圧よりも小さければ前記
    低雑音増幅器側に切り替える切替制御信号を発生し、直
    流電圧が比較電圧よりも大きければ前記高線形性増幅器
    側に切り替える切替制御信号を発生する制御信号生成器
    から発生された切替制御信号により切り替える構成とし
    た高周波増幅装置と、この高周波増幅装置で増幅した増
    幅信号を中間周波数に変換する周波数変換手段とを備え
    たことを特徴とする高周波増幅装置を用いた受信機。
  18. 【請求項１８】 前記高周波増幅装置の前記第一、第二
    信号切替手段は、第一信号入出力端子と第二、第三信号
    入出力端子とがそれぞれ第一、第二１／４波長伝送線路
    で接続されるとともに、前記第二、第三信号入出力端子
    にはそれぞれ第三、第四１／４波長伝送線路を介して接
    地／開放を切り替える信号切替器が接続される構成であ
    り、前記第一信号切替手段は、前記第一信号入出力端子
    が信号入力端子、前記第二、第三信号入出力端子が信号
    出力端子とし、前記第二信号切替手段は、前記第一信号
    入出力端子が信号出力端子、前記第二、第三信号入出力
    端子が信号入力端子としたことを特徴とする請求項１６
    又は１７に記載の高周波増幅装置を用いた受信機。
  19. 【請求項１９】 前記高周波増幅装置は、入力信号が入
    力される増幅器の電源をオンし、入力信号が入力されな
    い増幅器の電源をオフとする切り替えを行う機能を備え
    たことを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれかに記
    載の高周波増幅装置を用いた受信機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011530228A (ja) * 2008-07-31 2011-12-15 クゥアルコム・インコーポレイテッド デュアルモード自動利得制御（ａｇｃ）を有する受信機のための方法と装置
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