JP2003179449A

JP2003179449A - 可変利得増幅装置、及び無線通信装置

Info

Publication number: JP2003179449A
Application number: JP2002290264A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Nakatani; 俊文中谷; Junji Ito; 順治伊藤; Hideo Nakano; 秀夫中野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2003-06-27
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: JP4216033B2

Abstract

(57)【要約】【課題】可変利得増幅装置の利得を切り替えた場合に
は、可変利得増幅装置から出力される信号の位相が不連
続的に変化する。【解決手段】第１のスイッチング素子１４は、入力信
号または出力信号のレベルが所定のレベルより大きい場
合にオン状態になり、入力信号または出力信号のレベル
が所定のレベルに等しいかまたは所定のレベルより小さ
い場合にオフ状態になり、増幅器１３は第１のスイッチ
ング素子１４がオン状態の場合には動作せず、第１のス
イッチング素子１４がオフ状態の場合に動作し、入力信
号が前記増幅器１３を通過した場合の位相の変化量と入
力信号が第１のスイッチング素子１４及び移相器１５を
通過した場合の位相の変化量とが実質上等しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、利得制御機能を有
する可変利得増幅装置、及び無線通信装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話に代表される無線システムにお
ける受信機器の初段増幅器は、微弱信号を受信する場合
には低雑音性及び高利得特性であることが必要であり、
また、大信号を受信する場合には、低歪み性及び低利得
特性であることが必要である。

【０００３】特に、近年の移動体通信では、基地局と移
動局との間の距離に応じて受信時の電界強度が大きく変
化するため、受信機器には大きいダイナミックレンジが
必要となり、その結果受信機器の初段増幅器には利得制
御機能が要求される。

【０００４】図２１に、このような利得制御機能を有す
る従来の可変利得増幅装置が用いられている携帯電話端
末の主要部分の回路構成を示す（例えば特許文献１、特
許文献２、特許文献３参照。）。図２１の携帯電話端末
はＱＰＳＫ等の変調方式を用いるデジタル無線通信で用
いられるものである。

【０００５】図２１において、携帯電話端末は、アンテ
ナ１、アンテナ共用器２、送信回路部３、可変利得増幅
装置４、ミキサ７、フィルタ８、ミキサ９、１０、局部
発振器１１、移相器１２から構成される。また、可変利
得増幅装置４、ミキサ７、フィルタ８、ミキサ９、１
０、局部発信器１１、及び移相器１２は受信回路部を構
成する。また、ミキサ９、ミキサ１０、局部発振器１
１、及び移相器１２は直交復調器を構成している。

【０００６】アンテナ１は、送信信号を送信波として送
信し、受信波を受信信号として受信するものである。ア
ンテナ共用器２は、送信回路部３から出力された送信信
号をアンテナ１に導き、また、アンテナ１で受信された
受信波を可変利得増幅装置４に導く回路である。可変利
得増幅装置４は、受信回路部の初段増幅器として受信信
号を増幅する回路である。ミキサ７は、可変利得増幅装
置４で増幅された受信信号に図示していない発振器から
入力される信号を合成することによって、増幅された受
信信号を中間周波数の信号に変換する回路である。フィ
ルタ８は、中間周波数の信号に変換された信号のうち不
要周波数成分を低減する回路である。ミキサ１０は、フ
ィルタ８から出力された信号と局部発信器１１から入力
される信号とを合成することによってベースバンドＩ信
号を復調する回路である。ミキサ９は、フィルタ８から
出力された信号と移相器１２で９０度位相が変えられた
信号とを合成することによってベースバンドＱ信号を復
調する回路である。移相器１２は、局部発信器１１で発
振された信号の位相を９０度変える回路である。

【０００７】また、可変利得増幅装置４は、増幅器５及
びスイッチング素子６から構成される。

【０００８】次に、このような従来の携帯電話端末の動
作を説明する。

【０００９】アンテナ１で受信された受信信号は、アン
テナ共用器２を介して可変利得増幅装置４で増幅され
る。そして、ミキサ７は、可変利得増幅装置４で増幅さ
れた受信信号を中間周波数の信号に変換し、フィルタ８
は、変換された中間周波数の信号の不要周波数成分を低
減する。

【００１０】一方、局部発振器１１からの信号はミキサ
１０と移相器１２とに出力される。ミキサ１０は、フィ
ルタ８からの出力信号と局部発振器１１から入力される
信号とを合成することによってベースバンドＩ信号を復
調する。

【００１１】また、移相器１２は、局部発振器１１から
の信号の位相を９０度変えた信号をミキサ９に出力し、
ミキサ９は、フィルタ８からの出力信号と移相器１２か
らの信号とを合成することによって、ベースバンドＱ信
号を復調する。

【００１２】復調されたベースバンドＩ信号及びベース
バンドＱ信号は、図示していないベースバンド部に入力
され、ベースバンド部でデジタル音声データに復元され
る。

【００１３】ところで、携帯電話端末が基地局に近接し
た場所に存在する場合などでは、アンテナ１で受信され
た受信信号は大きくなる。このような場合、可変利得増
幅装置４にも大きな受信信号が入力されることになる。
このような場合、可変利得増幅装置４は、増幅器５を動
作させるための電源電圧の供給が停止され、またスイッ
チング素子６はオン状態になるように制御される。従っ
て、アンテナ共用器２から入力される大きな受信信号
は、増幅器５で増幅されることなく、スイッチング素子
６を通過してミキサ７に出力される。すなわち、可変利
得増幅装置４は低い利得で動作する。このように可変利
得増幅装置４は、受信信号が大きい場合には、低利得モ
ードで動作する。

【００１４】一方、携帯電話端末が基地局から遠い場所
に存在する場合などでは、アンテナ１で受信された受信
信号が微弱になる。このような場合、可変利得増幅装置
４にも微弱な受信信号が入力されることになる。このよ
うな場合、可変利得増幅装置４は、増幅器５を動作させ
るための電源電圧が供給され、また、スイッチング素子
６はオフ状態になるように制御される。従って、アンテ
ナ共用器２から入力される微弱な受信信号は、スイッチ
ング素子６を通過することなく、増幅器５で増幅され
て、ミキサ７に出力される。すなわち、可変利得増幅装
置４は高い利得で動作する。このように、可変利得増幅
装置４は、受信信号が微弱である場合には、高利得モー
ドで動作する。

【００１５】このように、可変利得増幅装置４は、受信
信号が大きい場合には、低利得モードで動作し、また、
受信信号が微弱である場合には高利得モードで動作する
ので、広いダイナミックレンジを有することが出来る。

【００１６】

【特許文献１】特開平８−１８３４８号公報

【特許文献２】特開平１０−１７３４５３号公報

【特許文献３】特開平１１−２６１４７９号公報

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
は、可変利得増幅装置４が低利得モードで動作する場合
に可変利得増幅装置４を通過した際の受信信号の位相の
変化量と、可変利得増幅装置４が高利得モードで動作す
る場合に可変利得増幅装置４を通過した際の受信信号の
位相の変化量とが異なることを発見した。

【００１８】従って、可変利得増幅装置４を低利得モー
ドから高利得モードに切り替えた際、または高利得モー
ドから低利得モードに切り替えた際には、可変利得増幅
装置４から出力される信号の位相が不連続的に変化し、
ミキサ９、ミキサ１０、局部発振器１１、及び移相器１
２から構成される直交復調器での同期が取れなくなる。
従って、同期がとれるまでの間、直交復調器では、ベー
スバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号を正常に復調す
ることが出来ないことになる。

【００１９】上記についてさらに詳細に説明する。ま
ず、直交復調器がベースバンドＩ信号及びベースバンド
Ｑ信号を正常に復調している場合について説明する。

【００２０】直交変調器への入力信号が次の数１で表さ
れるとする。

【００２１】

【数１】Ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）・ｃｏｓωｔ＋Ｑ（ｔ）ｓｉｎωｔただし、Ｉ（ｔ）は＋１または−１をとるデジタル信号Ｑ（ｔ）は＋１または−１をとるデジタル信号この場合、局部発振器１１は、直交変調器への入力信号
Ｓ（ｔ）と同期がとれているので、局部発振器１１は、
ｃｏｓωｔで発振している信号をミキサ１０に出力して
いる。従って、ミキサ１０では、局部発振器１１から出
力される信号と、直交復調器への入力信号とを合成する
ことによってミキサ１０からの出力信号は次の数２で表
される。

【００２２】

【数２】Ｓ（ｔ）・ｃｏｓωｔ＝Ｉ（ｔ）・（１／２）
・（ｃｏｓ２ωｔ＋１）＋Ｑ（ｔ）・（１／２）・ｓｉ
ｎ２ωｔこの出力信号を図２１では図示されていないローパスフ
ィルタに通過させることにより、次の数３で表されるベ
ースバンドＩ信号が復調される。

【００２３】

【数３】（１／２）・Ｉ（ｔ）一方、局部発振器１１からの出力信号ｃｏｓωｔは、移
相器１２に入力され、移相器１２は、９０度位相を変化
させることにより、ミキサ９にｓｉｎωｔの信号を出力
する。ミキサ９では、移相器１２から出力される信号
と、直交復調器への入力信号とを合成し、ミキサ９から
の出力信号は次の数４で表される。

【００２４】

【数４】Ｓ（ｔ）・ｓｉｎωｔ＝Ｉ（ｔ）・（１／２）
・ｓｉｎ２ωｔ＋Ｑ（ｔ）・（１／２）・（１−ｃｏｓ
２ωｔ）この出力信号を図２１では図示されていないローパスフ
ィルタに通過させることにより、次の数５で表されるベ
ースバンドＱ信号が復調される。

【００２５】

【数５】（１／２）・Ｑ（ｔ）このように、直交復調器への入力信号Ｓ（ｔ）と局部発
振器１１が発振する信号との同期がとれている場合に
は、直交復調器で正常にベースバンドＩ信号及びベース
バンドＱ信号を復調することが出来る。

【００２６】図２２の（ａ）に数３及び数５でそれぞれ
示される復調されたベースバンドＩ信号及びベースバン
ドＱ信号の値の例を示す。すなわち、図２２の（ｂ）で
はＩ（ｔ）とＱ（ｔ）とが同じ値をとり、時間の経過に
つれて＋１、−１、＋１・・・と変化する場合を示す。
また、図２２の（ｂ）にＩ（ｔ）とＱ（ｔ）とが与えら
れた場合に、復調されたベースバンドＩ信号を横軸に、
復調されたベースバンドＱ信号を縦軸にとってプロット
した図を示す。図２２の（ａ）に示すベースバンドＩ信
号とベースバンドＱ信号との組は、図２２の（ｂ）で
は、第１象限の点と第３象限の点にプロットされる。そ
して、これらの点を直線で結ぶとこの直線は横軸に対し
て４５度の角度になる。

【００２７】ここで、アンテナ１で受信された受信信号
の大きさが変化したため、可変利得増幅装置４が低利得
モードから高利得モードに切り替えられたまたは高利得
モードから低利得モードに切り替えられたとする。この
場合、上述したように可変利得増幅装置４が低利得モー
ドで動作する場合に可変利得増幅装置４を通過した際の
受信信号の位相の変化量と、可変利得増幅装置４が高利
得モードで動作する場合に可変利得増幅装置４を通過し
た際の受信信号の位相の変化量とが異なる。従って直交
復調器への入力信号Ｓ（ｔ）の位相はφだけ変化するこ
とになる。

【００２８】従って、直交変調器への入力信号Ｓ（ｔ）
は次の数６で表されることになる。

【００２９】

【数６】Ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）・ｃｏｓ（ωｔ＋φ）＋Ｑ
（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ＋φ）ただし、Ｉ（ｔ）は＋１または−１をとるデジタル信号Ｑ（ｔ）は＋１または−１をとるデジタル信号この場合、局部発振器１１は、ｃｏｓωｔで発振してい
る信号をミキサ１０に出力している。従って、ミキサ１
０では、局部発振器１１から出力される信号と、直交復
調器への入力信号とを合成することによってミキサ１０
からの出力信号は次の数７で表される。

【００３０】

【数７】Ｓ（ｔ）・ｃｏｓωｔ＝Ｉ（ｔ）・（１／２）
・（ｃｏｓφ＋ｃｏｓ２ωｔ）＋Ｑ（ｔ）・（１／２）
・（−ｓｉｎφ＋ｓｉｎ２ωｔ）この出力信号を図２１では図示されていないローパスフ
ィルタに通過させることにより、次の数８で表されるベ
ースバンドＩ信号が復調される。

【００３１】

【数８】（１／２）・（Ｉ（ｔ）・ｃｏｓφ−Ｑ（ｔ）
・ｓｉｎφ）一方、局部発振器１１からの出力信号ｃｏｓωｔは、移
相器１２に入力され、移相器１２は、９０度位相を変化
させることにより、ミキサ９にｓｉｎωｔの信号を出力
する。ミキサ９では、移相器１２から出力される信号
と、直交復調器への入力信号とを合成し、ミキサ９から
の出力信号は次の数９で表される。

【００３２】

【数９】Ｓ（ｔ）・ｓｉｎωｔ＝Ｉ（ｔ）・（１／２）
・（ｓｉｎφ＋ｓｉｎ２ωｔ）＋Ｑ（ｔ）・（１／２）
・（ｃｏｓφ−ｃｏｓ２ωｔ）この出力信号を図２１では図示されていないローパスフ
ィルタに通過させることにより、次の数１０で表される
ベースバンドＱ信号が復調される。

【００３３】

【数１０】（１／２）・（Ｉ（ｔ）・ｓｉｎφ＋Ｑ
（ｔ）・ｃｏｓφ）このように、可変利得増幅装置４のモードが切り替えら
れたことにより、直交変調器への入力信号Ｓ（ｔ）の位
相が変化した場合には、復調されたベースバンドＩ信号
及びベースバンドＱ信号は、図２３のように変化する。
すなわち、図２２の（ａ）は、図２３の（ａ）のように
変化し、図２２の（ｂ）は図２３の（ｂ）のように変化
する。すなわち、図２３の（ａ）に示すベースバンドＩ
信号とベースバンドＱ信号との組は、図２３の（ｂ）で
は、第１象限の点と第３象限の点にプロットされている
が、これらの点を直線で結んだ場合には、この直線は横
軸に対して４５度より大きい角度に変化している。

【００３４】このように、図２２の（ａ）で復調された
ベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号の値の組が
（１，１）であったとすると、可変利得増幅装置４のモ
ードが切り替えられることにより、この値の組が第２象
限の方に移動することも起こり得る。また、場合によっ
ては第３象限の方に移動することも起こりうる。

【００３５】このように、可変利得増幅装置４のモード
が切り替えられてから局部発振器１１はそのモードが切
り替えられた後の直交復調器への入力信号と同期するま
ではベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号が正常
に復調できないことになり、従って、正常に音声デジタ
ル信号が復元できず、携帯電話端末の受信音声の途切れ
やノイズの混入などの原因になる。

【００３６】すなわち、可変利得増幅装置の利得を切り
替えた場合には、可変利得増幅装置から出力される信号
の位相が不連続的に変化するという課題がある。

【００３７】本発明は、上記課題を考慮し、可変利得増
幅装置の利得を切り替えても可変利得増幅装置から出力
される位相が不連続的に変化するのを十分小さくするこ
とが出来る可変利得増幅装置、及び無線通信装置を提供
することを目的とするものである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、第１の本発明は、増幅器と、前記増幅器と並列
に接続された１つまたは複数の第１のスイッチング素子
と、前記第１のスイッチング素子に直列に接続された移
相器とを備え、前記第１のスイッチング素子は、入力信
号または出力信号のレベルが所定のレベルより大きい場
合にオン状態になり、前記入力信号または前記出力信号
のレベルが前記所定のレベルに等しいかまたは前記所定
のレベルより小さい場合にオフ状態になり、前記増幅器
は前記第１のスイッチング素子がオン状態の場合には動
作せず、前記第１のスイッチング素子がオフ状態の場合
に動作し、前記入力信号が前記増幅器を通過した場合の
位相の変化量と前記入力信号が前記第１のスイッチング
素子及び前記移相器を通過した場合の位相の変化量とが
実質上等しい可変利得増幅装置である。

【００３９】また、第２の本発明は、増幅器と、前記増
幅器と並列に接続された１つまたは複数の第１のスイッ
チング素子と、前記第１のスイッチング素子に直列に接
続された移相器と、前記増幅器と並列に接続された１つ
または複数の第２のスイッチング素子と、前記第２のス
イッチング素子と直列に接続された帰還回路とを備え、
前記第１のスイッチング素子は、入力信号または出力信
号のレベルが所定のレベルより大きい場合にオン状態に
なり、前記入力信号または前記出力信号のレベルが前記
所定のレベルに等しいかまたは前記所定のレベルより小
さい場合にオフ状態になり、前記増幅器は前記第１のス
イッチング素子がオン状態の場合には動作せず、前記第
１のスイッチング素子がオフ状態の場合に動作し、前記
第２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素
子がオン状態の場合、はオフ状態になり、前記第１のス
イッチング素子がオフ状態の場合、前記第２のスイッチ
ング素子はオン状態になり、前記入力信号が前記増幅器
を通過した場合の位相の変化量と前記入力信号が前記第
１のスイッチング素子及び前記移相器を通過した場合の
位相の変化量とが実質上等しい可変利得増幅装置であ
る。

【００４０】また、第３の本発明は、前記第１のスイッ
チング素子は、１つまたは複数の第３のスイッチング素
子と１つまたは複数の第４のスイッチング素子とから構
成されており、前記第３のスイッチング素子の一方は、
前記増幅器の入力に接続されており、前記第３のスイッ
チング素子の他方は、前記移相器の一方に接続されてお
り、前記移相器の他方は、前記第４のスイッチング素子
の一方に接続されており、前記第４のスイッチング素子
の他方は、前記増幅器の出力に接続されている第１の本
発明の可変利得増幅装置である。

【００４１】また、第４の本発明は、前記第１のスイッ
チング素子は、１つまたは複数の第３のスイッチング素
子と１つまたは複数の第４のスイッチング素子とから構
成されており、前記第３のスイッチング素子の一方は、
前記増幅器の入力に接続されており、前記第３のスイッ
チング素子の他方は、前記移相器の一方に接続されてお
り、前記移相器の他方は、前記第４のスイッチング素子
の一方に接続されており、前記第４のスイッチング素子
の他方は、前記増幅器の出力に接続されている第２の本
発明の可変利得増幅装置である。

【００４２】また、第５の本発明は、増幅器と、前記増
幅器と並列接続された１つまたは複数のスイッチング素
子と、前記増幅器に直列に接続された移相器とを備え、
前記スイッチング素子は、入力信号または出力信号のレ
ベルが所定のレベルより大きい場合にオン状態になり、
前記入力信号または前記出力信号のレベルが前記所定の
レベルと等しいまたは前記所定のレベルより小さい場合
にオフ状態になり、前記増幅器は、前記スイッチング素
子がオン状態の場合には動作せず、前記スイッチング素
子がオフ状態の場合に動作し、前記入力信号が前記増幅
器を通過した場合の位相の変化量と前記入力信号が前記
第１のスイッチング素子及び前記移相器を通過した場合
の位相の変化量とが実質上等しい可変利得増幅装置であ
る。

【００４３】また、第６の本発明は、前記移相器は、直
列接続された１つまたは複数のキャパシタと並列接続さ
れた１つまたは複数の抵抗とで構成されている第１〜５
の本発明のいずれかの可変利得増幅装置である。

【００４４】また、第７の本発明は、前記移相器は、１
つまたは複数の直列接続された抵抗と１つまたは複数の
並列接続されたキャパシタとで構成されている第１〜５
の本発明のいずれかの可変利得増幅装置である。

【００４５】また、第８の本発明は、前記移相器は、１
つまたは複数のストリップ線路で構成され、前記ストリ
ップ線路は特性インピーダンスが単調に増加、または単
調に減少するように接続されている第１〜５の本発明の
いずれかの可変利得増幅装置である。

【００４６】また、第９の本発明は、前記移相器は、１
つまたは複数の平行２線路で構成され、前記複数の平行
２線路は特性インピーダンスが単調に増加、または単調
に減少するように接続されている第１〜５の本発明のい
ずれかの可変利得増幅装置である。

【００４７】また、第１０の本発明は、前記移相器は、
直列接続された１つまたは複数のキャパシタと並列接続
された１つまたは複数のインダクタとで構成されている
第１〜５の本発明のいずれかの可変利得増幅装置であ
る。

【００４８】また、第１１の本発明は、前記移相器は、
直列接続された１つまたは複数のインダクタと並列接続
された１つまたは複数のキャパシタとで構成されている
第１〜５の本発明のいずれかの可変利得増幅装置であ
る。

【００４９】また、第１２の本発明は、前記スイッチン
グ素子の片端または両端が抵抗またはインダクタを介し
てグラウンドに接続されている第１〜５の本発明のいず
れかの可変利得増幅装置である。

【００５０】また、第１３の本発明は、第１〜５の本発
明のいずれかの可変利得増幅装置を備え、送受信信号と
して位相変調信号を用いている無線通信装置である。

【００５１】また、第１４の本発明は、第１〜５の本発
明のいずれかの可変利得増幅装置と、前記可変利得増幅
装置の後段に受信信号のレベルを検出するレベル検出回
路と、前記可変利得増幅装置の利得を切り換える制御回
路とを備え、前記レベル検出回路で検出されたレベルが
所定のレベルより大きい場合には前記可変利得増幅装置
を低利得状態に切り換え、前記レベル検出回路で検出さ
れたレベルが前記所定のレベルと等しいまたは前記所定
のレベルより小さい場合には前記可変利得増幅装置を高
利得状態に切り換える無線通信装置である。

【００５２】また、第１５の本発明は、第１〜５の本発
明のいずれかの可変利得増幅装置と、チャネル選択フィ
ルタと、前記チャネル選択フィルタの前段の受信信号の
レベルを検出する第１のレベル検出回路と、前記チャネ
ル選択フィルタの後段の受信信号のレベルを検出する第
２のレベル検出回路と、前記可変利得増幅装置の利得を
切り換える制御回路とを備え、前記可変利得増幅装置の
出力は前記チャネル選択フィルタに入力され、前記第２
レベル検出回路で検出されたレベルが第１の所定のレベ
ルより大きい場合には前記可変利得増幅装置を低利得状
態に切り換え、前記第２レベル検出回路で検出されたレ
ベルが前記第１の所定のレベルと等しいまたは前記第１
の所定のレベルより小さく、かつ前記第１レベル検出回
路で検出されたレベルが第２の所定のレベルと等しいま
たは前記第２の所定のレベルより小さい場合には前記可
変利得増幅装置を高利得、低電流状態に切り換え、前記
第２レベル検出回路で検出されたレベルが前記第１の所
定のレベルと等しいまたは前記第１の所定のレベルより
小さく、かつ前記第１レベル検出回路で検出されたレベ
ルが前記第２の所定のレベルと等しいまたは前記第２の
所定のレベルより小さい場合には前記可変利得増幅装置
を高利得、高電流状態に切り換える無線通信装置であ
る。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００５４】（第１の実施の形態）まず、第１の実施の
形態について説明する。

【００５５】図１に、本実施の形態の可変利得増幅装置
１８を示す。可変利得増幅装置１８は例えば、図２１の
携帯電話端末の可変利得増幅装置４として用いられるも
のである。

【００５６】可変利得増幅装置１８は、増幅器１３、ス
イッチング素子１４、及び移相器１５から構成されてい
る。

【００５７】増幅器１３は、入力端子１６にその入力が
接続されており、その出力が出力端子１７に出力されて
いる。また、スイッチング素子１４は、増幅器１３の入
力に一方が接続されており、他方が移相器１５の一方に
接続されている。そして移相器１５の他方は増幅器１３
の出力に接続されている。また、入力端子１６は、図２
１にアンテナ共用器２などの前段から出力された受信信
号が入力される端子であり、出力端子１７は、可変利得
増幅装置１８で増幅された信号を図２１のミキサ７など
の後段に出力するための端子である。

【００５８】このように本実施の形態の可変利得増幅装
置１８は、増幅器１３に対してスイッチング素子１４が
並列に接続されており、スイッチング素子１４に対して
移相器１５が直列に接続されている構成を有する。

【００５９】次に、このような本実施の形態の動作を説
明する。

【００６０】本実施の形態の可変利得増幅装置１８は、
図示していない制御回路に従って制御されることによっ
て動作する。そして、この制御回路は、アンテナ１で受
信された受信信号のレベルに応じて可変利得増幅装置１
８の動作を制御する。

【００６１】すなわち、スイッチング素子１４は、入力
信号のレベルが所定のレベルより大きい場合にオン状態
になり、入力信号が所定のレベルであるまたは前記所定
のレベルより小さい場合にオフ状態になるよう制御され
る。

【００６２】また、増幅器１３はスイッチング素子１４
がオン状態の場合には動作せず、スイッチング素子１４
がオフ状態の場合に動作するよう制御される。この制御
は例えば、増幅器１３を動作させる際には、増幅器１３
を動作させるための電源電圧を供給し、増幅器１３の動
作を停止させる際には、増幅器１３を動作させるための
電源電圧の供給を停止することによって行われる。

【００６３】従って、受信信号のレベルが所定のレベル
より大きい場合には、可変利得増幅装置１３は低利得モ
ードで動作する。すなわち、スイッチング素子はオン状
態になるとともに、増幅器１３は動作を停止するので、
受信信号は入力端子１６から、スイッチング素子１４、
移相器１５を経由して、出力端子１７から出力される。

【００６４】一方、受信信号のレベルが所定のレベルで
あるかまたは所定のレベルより小さい場合には、可変利
得増幅装置１８は高利得モードで動作する。すなわち、
スイッチング素子はオフ状態になるとともに、増幅器１
３は動作するので、受信信号は、入力端子１６から増幅
器１３で増幅されて、出力端子１７から出力される。

【００６５】移相器１５は受信信号が増幅器を通過した
場合の前記受信信号の位相の変化量と、受信信号がスイ
ッチング素子１４及び移相器１５を通過した場合の受信
信号の位相の変化量とが実質上等しくなるように移相器
１５に入力された受信信号の位相を変化させる。

【００６６】従って、受信信号の信号レベルが変化する
ことにより、可変利得増幅装置１８が高利得モードから
低利得モードに切り替えられた場合または低利得モード
から高利得モードに切り替えられた場合であっても、出
力端子１７から出力される信号の位相は不連続的には変
化しない。

【００６７】つまり、可変利得増幅装置１８のモードが
切り替えられた場合でも、図２１の直交復調器に入力さ
れる入力信号の位相は不連続的に変化しないので、この
モード切替に伴う携帯電話端末からの受信音声の途切れ
やノイズの混入などを防止することができる。従って、
本実施の形態の可変利得増幅装置１８を携帯電話に代表
される無線システムにおける受信機器の初段増幅器に用
いることにより、受信音声が高い品質である携帯電話端
末などを提供することが出来る。

【００６８】なお、本実施の形態では、スイッチング素
子１４が増幅器１３の入力に接続されており、移相器１
５が増幅器１３の出力に接続されているとして説明した
が、これに限らない。

【００６９】図２に、図１とは別構成の可変利得増幅装
置１９を示す。可変利得増幅装置１９では、スイッチン
グ素子１４が増幅器１３の出力に接続されており、移相
器１５が増幅器１３の入力に接続されている。可変利得
増幅装置１９は、図１の可変利得増幅装置１８のスイッ
チング素子１４と移相器１５との挿入位置を互いに入れ
替えたものである。すなわち、移相器１５の一方は、増
幅器１３の入力に接続されており、移相器１５の他方
は、スイッチング素子１４の一方に接続されており、ス
イッチング素子１４の他方は、増幅器１３の出力に接続
されている。可変利得増幅装置１９を用いても上記で説
明したものと同等の効果を得ることが出来る。

【００７０】また、図３に、図１とは別構成の可変利得
増幅装置２１を示す。可変利得増幅装置２１では、図１
の可変利得増幅装置１８とは異なり、スイッチング素子
を２つ備えている。すなわち、可変利得増幅装置２１で
は、スイッチング素子１４の一方は、増幅器１３の入力
に接続されており、スイッチング素子１４の他方は、移
相器１５に接続されており、移相器１５の他方は、スイ
ッチング素子２０の一方に接続されており、スイッチン
グ素子２０の他方は、増幅器１３の出力に接続されてい
る。

【００７１】そして、スイッチング素子１４、２０は、
入力端子１６から入力される受信信号のレベルが所定の
レベルより大きい場合にオン状態になり、入力端子１６
から入力される受信信号が所定のレベルであるまたは所
定のレベルより小さい場合にオフ状態になる。また増幅
器１３は、上記実施の形態と同様に増幅器１３を動作さ
せるための電源電圧が制御されることにより、スイッチ
ング素子１４及び２０がオン状態の場合には動作せず、
スイッチング素子１４、及び２０がオフ状態の場合に動
作する。

【００７２】そして、移相器１５は、入力端子１６から
入力される受信信号が増幅器１３を通過した場合の受信
信号の位相の変化量と入力端子１６から入力される受信
信号がスイッチング素子１４、移相器１５、スイッチン
グ素子２０を通過した場合の受信信号の位相の変化量と
が実質上等しくなるように移相器１５に入力された受信
信号の位相を変化させる。

【００７３】また、図１の可変利得増幅装置１８では、
入力端子１６に入力された受信信号が所定のレベルであ
るかまたは所定のレベルより小さい受信信号が入力され
た場合、スイッチング素子１４がオフ状態になるが、移
相器１５の他方は増幅器１３の出力に接続されたままに
なっている。従って、移相器１５が増幅器１３の出力に
接続されていることにより、増幅器１３の特性が多少な
りとも劣化してしまう。

【００７４】同様に、図２の可変利得増幅装置１９で
は、入力端子１６に入力された受信信号が所定のレベル
であるかまたは所定のレベルより小さい受信信号が入力
された場合、スイッチング素子１４がオフ状態になる
が、移相器１５の一方は増幅器１３の入力に接続された
ままになっている。従って、移相器１５が増幅器１３の
入力に接続されていることにより、増幅器１３の特性が
多少なりとも劣化する。

【００７５】これに対して、図３の増幅装置１３では、
入力端子１６に所定のレベルであるかまたは所定のレベ
ルより小さい受信信号が入力された場合には、スイッチ
ング素子１４及びスイッチング素子２０がともにオフ状
態になるので、移相器１５が増幅器１３の入力及び出力
から絶縁された状態になる。従って、図３の可変利得増
幅装置２１では、本実施の形態の効果に加え、移相器１
５による増幅器１３の特定の劣化を防ぐことが出来ると
いう効果も得ることが出来る。

【００７６】また、図２５の（ａ）に、図１とは別構成
の可変利得増幅装置６１を示す。可変利得増幅装置６１
では、図１の可変利得増幅装置１８とは異なり、増幅器
１３と直列に移相器１５ａが接続されている。すなわ
ち、可変利得増幅装置６１では、スイッチング素子１４
の一方は、増幅器１３の入力に接続されており、スイッ
チング素子１４の他方は、移相器１５ａの一方に接続さ
れており、移相器１５ａの他方は、増幅器１３の出力に
接続されている。移相器１５ａは、図１の可変利得増幅
装置１８の移相器１５とは異なるものである。すなわ
ち、移相器１５ａは受信信号が増幅器１３と移相器１５
ａを通過した場合の前記受信信号の位相の変化量と、受
信信号がスイッチング素子１４を通過した場合の受信信
号の位相の変化量とが実質上等しくなるように移相器１
５ａに入力された受信信号の位相を変化させる。

【００７７】また、可変利得増幅装置６１の移相器１５
ａと増幅器１３との位置を入れ替えてもよい。図２５の
（ｂ）にこのような可変利得増幅装置６２を示す。可変
利得増幅装置６２では、増幅器１３の入力に移相器１５
ａの一方が接続されており、移相器１５ａの他方は、ス
イッチング素子１４の一方と接続されている。また、増
幅器１３の出力がスイッチング素子１４の他方と接続さ
れている。このように移相器１５ａと増幅器１３との位
置を入れ替えても本実施の形態と同等の効果を得ること
が出来る。図２５の（ａ）、（ｂ）に示すように、増幅
器１３と移相器１５ａとを直列に接続することも出来
る。

【００７８】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態について説明する。

【００７９】図４に、本実施の形態の可変利得増幅装置
２４を示す。可変利得増幅装置２４は例えば、図２１の
携帯電話端末の可変利得増幅装置４として用いられるも
のである。なお、第１の実施の形態と同一のものについ
ては同一符号を付し詳細な説明を省略する。

【００８０】可変利得増幅装置２４は、増幅器１３、ス
イッチング素子１４、移相器１５、スイッチング素子２
０、帰還回路２２、スイッチング素子２３から構成され
ている。

【００８１】増幅器１３は、入力端子１６にその入力が
接続されており、その出力が出力端子１７に出力されて
いる。また、スイッチング素子１４は、増幅器１３の入
力に一方が接続されており、他方が移相器１５の一方に
接続されている。そして移相器１５の他方はスイッチン
グ素子２０の一方に接続されており、スイッチング素子
２０の他方は、増幅器１３の出力に接続されている。ま
たスイッチング素子２３の一方は増幅器１３の出力に接
続されており、スイッチング素子２３の他方は帰還回路
２２の一方に接続されており、帰還回路２２の他方は増
幅器１２の入力に接続されている。

【００８２】次に、このような本実施の形態の動作を説
明する。

【００８３】本実施の形態の可変利得増幅装置２４は、
第１の実施の形態と同様に、図示していない制御回路に
従って制御されることによって動作する。そして、この
制御回路は、アンテナ１で受信された受信信号のレベル
に応じて可変利得増幅装置１８の動作を制御する。

【００８４】すなわち、スイッチング素子１４及び２０
は、入力信号のレベルが所定のレベルより大きい場合に
オン状態になり、入力信号が所定のレベルであるまたは
所定のレベルより小さい場合にオフ状態になるよう制御
される。

【００８５】また、増幅器１３はスイッチング素子１４
がオン状態の場合には動作せず、スイッチング素子１４
がオフ状態の場合に動作するよう制御される。この制御
は例えば、増幅器１３を動作させる際には、増幅器１３
を動作させるための電源電圧を供給し、増幅器１３の動
作を停止させる際には、増幅器１３を動作させるための
電源電圧の供給を停止することによって行われる。さら
に、スイッチング素子１４、及び２０がオン状態の場合
には、スイッチング素子２３はオフ状態になり、スイッ
チング素子１４、及び２０がオフ状態の場合には、スイ
ッチング素子２３はオン状態になる。

【００８６】従って、受信信号のレベルが所定のレベル
より大きい場合には、可変利得増幅装置２４は低利得モ
ードで動作する。すなわち、スイッチング素子１４及び
２０はオン状態になるとともに、増幅器１３は動作を停
止し、さらに、スイッチング素子２３はオフ状態になる
ので、受信信号は入力端子１６から、スイッチング素子
１４、移相器１５、及びスイッチング素子２０を経由し
て、出力端子１７から出力される。

【００８７】一方、受信信号のレベルが所定のレベルで
あるかまたは所定のレベルより小さい場合には、可変利
得増幅装置１８は高利得モードで動作する。すなわち、
スイッチング素子１４、及び２０はオフ状態になるとと
もに、増幅器１３は動作し、スイッチング素子２３はオ
ン状態になるので、受信信号は、入力端子１６から増幅
器１３で増幅されて、出力端子１７から出力されるとと
もに、増幅器１３からの出力信号の一部にはスイッチン
グ素子２３及び帰還回路２２を経由して増幅器１３の入
力に負帰還をかけられる。

【００８８】移相器１５は受信信号が増幅器１３を通過
した場合の前記受信信号の位相の変化量と、受信信号が
スイッチング素子１４、移相器１５、スイッチング素子
２０を通過した場合の受信信号の位相の変化量とが実質
上等しくなるように移相器１５に入力された受信信号の
位相を変化させる。

【００８９】従って、受信信号の信号レベルが変化する
ことにより、可変利得増幅装置２４が高利得モードから
低利得モードに切り替えられた場合または低利得モード
から高利得モードに切り替えられた場合であっても、出
力端子１７から出力される信号の位相は不連続的には変
化しない。

【００９０】つまり、可変利得装置２４のモードが切り
替えられた場合でも、図２１の直交復調器に入力される
入力信号の位相は不連続的に変化しないので、このモー
ド切替に伴う携帯電話端末からの受信音声の途切れやノ
イズの混入などを防止することができる。従って、本実
施の形態の可変利得増幅装置２４を携帯電話に代表され
る無線システムにおける受信機器の初段増幅器に用いる
ことにより、受信音声が高い品質である携帯電話端末な
どを提供することが出来る。

【００９１】また、図５に、図４の可変利得増幅装置２
４のスイッチング素子２３と帰還回路２２との挿入位置
を入れ替えた可変利得増幅装置２５を示す。すなわち、
可変利得増幅装置２５は、スイッチング素子２３の一方
が増幅器１３の入力に接続されており、スイッチング素
子２３の他方が帰還回路２２の一方に接続されており、
帰還回路２２の他方が増幅器１３の出力に接続されてい
る。このような可変利得増幅装置２５を用いても本実施
の形態と同等の効果を得ることが出来る。

【００９２】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態について説明する。

【００９３】図６に本実施の形態の可変利得増幅装置３
０の回路図を示す。

【００９４】図６に示す可変利得増幅装置３０におい
て、入力端子Ｐ１は、直流遮断用の入力側キャパシタ１
３１の一方に接続されており、入力側キャパシタ１３１
の他方は、スイッチング素子１２１の一方及びトランジ
スタ１０１のベースに接続されている。トランジスタ１
０１のベースにはバイアス電源回路１０７が接続されて
おり、トランジスタ１０１のエミッタは入力ダイナミッ
クレンジを広げるインダクタ１０３を介して接地されて
おり、トランジスタ１０１のコレクタはトランジスタ１
０２のエミッタに接続されている。またトランジスタ１
０２のベースは、バイアス電源回路１０８に接続される
ともに、接地されたバイパス用キャパシタ１０６に接続
されている。トランジスタ１０２のコレクタは、直流遮
断用の出力側キャパシタ１３３の一方、及び直流遮断用
の負帰還側キャパシタ１０５の一方に接続されており、
さらにトランジスタ１０２のコレクタは、高周波遮断用
のチョークコイル１３２を介して増幅器用電源供給端子
Ｖｃｃに接続されている。出力側キャパシタ１３３の他
方は、出力端子Ｐ２に接続されている。

【００９５】また、負帰還側キャパシタ１０５の他方
は、スイッチング素子１２３の一方及びスイッチング素
子１２２の一方に接続されている。スイッチング素子１
２３の他方は、負帰還をかけるための抵抗１０４の一方
に接続されており、抵抗１０４の他方は、トランジスタ
１０１のベースに接続されている。

【００９６】また、スイッチング素子１２２の他方は、
キャパシタ１１６の一方に接続されており、キャパシタ
１１６の他方は、接地された抵抗１１３及びキャパシタ
１１５の一方に接続されている。またキャパシタ１１５
の他方は接地された抵抗１１２及びキャパシタ１１４の
一方に接続されている。キャパシタ１１４の他方は、接
地された抵抗１１１及びスイッチング素子１２１の他方
に接続されている。

【００９７】また、スイッチング素子電源供給端子３１
はスイッチング素子１２１及びスイッチング素子１２２
の制御用端子に接続されている。さらにスイッチング素
子電源供給端子３１は、インバータ１２４の一方に接続
されており、インバータ１２４の他方はスイッチング素
子１２３の制御端子に接続されている。

【００９８】本実施の形態の可変利得増幅装置３０は、
第２の実施の形態の図４の可変利得増幅装置２４に対応
するものである。

【００９９】すなわち、入力端子Ｐ１は、図４の入力端
子１６に対応しており、端子Ｐ２は、図４の出力端子１
７に対応しており、抵抗１０４は図４の帰還回路２２に
対応しており、インバータ１２４及びスイッチング素子
１２３は、図４のスイッチング素子２３に対応してお
り、トランジスタ１０１、及び１０２、キャパシタ１０
６、インダクタ１０３、バイアス電源回路１０７、及び
１０８は、図４の増幅器１３に対応している。また、キ
ャパシタ１１４、１１５、及び１１６と抵抗１１１、１
１２、及び１１３は、図４の移相器１５に対応してお
り、スイッチング素子１２１は、図４のスイッチング素
子１４に対応しており、スイッチング素子１２２は図４
のスイッチング素子２０に対応している。

【０１００】また、スイッチング素子電源供給端子３１
は、スイッチング素子１２１、１２２、及び１２３のオ
ン状態及びオフ状態を切り替えるための電源電圧を供給
する端子である。

【０１０１】バイアス電源回路１０７は、トランジスタ
１０１のベースにバイアス電圧を供給するための回路で
あり、バイアス電源回路１０８はトランジスタ１０２の
ベースにバイアス電圧を供給するための回路であり、図
示していない制御回路により動作電圧の供給を停止また
は開始することが出来る回路である。

【０１０２】増幅器用電源供給端子Ｖｃｃは、トランジ
スタ１０２、及びトランジスタ１０１に動作電圧を供給
するための端子である。

【０１０３】スイッチング素子電源供給端子２１は、図
示していない制御回路によってスイッチング素子１２
１、１２２、及び１２３の各制御端子に制御用の電源電
圧を供給または停止することによりスイッチング素子１
２１、１２２、１２３のオン状態及びオフ状態を切り替
えるための端子である。

【０１０４】なお、本実施の形態の入力端子Ｐ１や出力
端子Ｐ２等の端子は、パッド電極のような端子と、配線
内の素子の接続点であるノードをも含むものとする。

【０１０５】また、抵抗１１１、１１２、１１３等はポ
リシリコンで構成し、また、キャパシタ１１４、１１
５、１１６等は、ＭＯＳキャパシタで構成している。な
お、キャパシタ１１４、１１５、１１６については、Ｍ
ＩＭキャパシタで構成することもできる。

【０１０６】次に、このような本実施の形態の動作を説
明する。

【０１０７】可変利得増幅装置３０を高利得モードで使
用する場合には、トランジスタ１０１やトランジスタ１
０２などの素子によって受信信号が増幅されるが、これ
らの素子すなわち、図４の増幅器１３に対応する素子に
よって、入力端子Ｐ１に入力される受信信号の位相より
出力端子Ｐ２から出力される受信信号の位相が進むもの
とする。また、トランジスタ１０１のベースへの入力イ
ンピーダンスがトランジスタ１０２のコレクタの出力イ
ンピーダンスより小さいものとする。

【０１０８】まず、可変利得増幅器３０が高利得モード
で動作する場合について説明する。

【０１０９】入力端子Ｐ１から入力される受信信号のレ
ベルが所定のレベルと等しいかまたは所定のレベルより
低い場合には、高利得モードになる。すなわち、図示し
ていない制御回路は、受信信号のレベルが所定のレベル
より小さいことを検知すると、スイッチング素子電源供
給端子３１に供給する制御電圧としてスイッチング素子
１２２及び１２１がオフ状態になるような電圧（例えば
０Ｖの電圧）を供給する。また、図示していない制御回
路は、バイアス回路１０７、１０８からトランジスタ１
０１及び１０２が動作する電圧を供給する。従ってトラ
ンジスタ１０１及びトランジスタ１０２は動作状態にな
る。

【０１１０】このとき入力端子Ｐ１から入力された受信
信号は、入力側キャパシタ１３１を通過して、トランジ
スタ１０１のベースに入力される。また、入力された受
信信号はスイッチング素子１２１がオフ状態であるので
キャパシタ１１４の側へは流れ込まない。トランジスタ
１０１のベースにはバイアス電源回路１０７によりバイ
アス電圧が供給されており、またトランジスタ１０２の
ベースにはバイアス電源回路１０８によりバイアス電圧
が供給されている。トランジスタ１０１のベースに入力
された受信信号はトランジスタ１０１及びトランジスタ
１０２で増幅されてトランジスタ１０２のコレクタから
出力される。

【０１１１】トランジスタ１０２のコレクタから出力さ
れた信号は、その一部が出力側キャパシタ１３３を通過
し、出力端子Ｐ２からミキサ７などの後段に出力され
る。また、トランジスタ１０２のコレクタから出力され
た信号のうちの残りは、負帰還側キャパシタ１０５を通
過する。負帰還側キャパシタ１０５を通過した信号は、
スイッチング素子１２３を通過して、抵抗１０４で所定
の信号レベルに調整されて再度トランジスタ１０１のベ
ースに入力される。また、負帰還側キャパシタ１０５を
通過した信号はスイッチング素子１２２がオフ状態にな
っているので、キャパシタ１１６の側に流れ込むことは
ない。

【０１１２】このように、高利得モードの場合には、入
力端子Ｐ１から入力された受信信号は、負帰還を受けな
がらトランジスタ１０１、１０２で増幅されて、出力端
子Ｐ２から後段に出力される。

【０１１３】このとき入力端子Ｐ１から入力される受信
信号の位相より、出力端子Ｐ２から出力される受信信号
のほうが、位相が進み、また、トランジスタ１０１のベ
ースの入力インピーダンス｜Ｚｉ（ｈｉｇｈ）｜のほう
が、トランジスタ１０２のコレクタの出力インピーダン
ス｜Ｚｏ（ｈｉｇｈ）｜より小さいものとする。ただ
し、Ｚｉ（ｈｉｇｈ）とＺｏ（ｈｉｇｈ）はともに複素
数である。

【０１１４】次に、可変利得増幅器３０が低利得モード
で動作する場合について説明する。

【０１１５】入力端子Ｐ１から入力される受信信号のレ
ベルが所定のレベルより大きい場合には、低利得モード
になる。すなわち、図示していない制御回路は、受信信
号のレベルが所定のレベルより大きいことを検知する
と、トランジスタ１０１やトランジスタ１０２が飽和状
態となるのを抑えるために、低利得モードになる。

【０１１６】すなわち、図示していない制御回路は、受
信信号のレベルが所定のレベルより大きいことを検知す
ると、スイッチング素子電源供給端子３１に供給する制
御電圧としてスイッチング素子１２２及び１２１がオン
状態になるような電圧（例えば３Ｖの電圧）を供給す
る。また、図示していない制御回路は、増幅器用電源供
給端子Ｖｃｃからトランジスタ１０１及び１０２が動作
する電圧を供給することを停止する。従ってトランジス
タ１０１及びトランジスタ１０２は動作停止状態にな
る。

【０１１７】このとき入力端子Ｐ１から入力された受信
信号は、入力側キャパシタ１３１を通過して、スイッチ
ング素子１２１を通過してキャパシタ１１４、１１５、
１１６、及び抵抗１１１、１１２、１１３から構成され
た回路部分を通過する。この回路部分は上述したように
図４の移相器１５として機能する。この回路部分で入力
端子Ｐ１から入力された受信信号の位相が進むように調
整される。

【０１１８】具体的には、抵抗１１１の抵抗値と抵抗１
１２の抵抗値と抵抗１１３の抵抗値との関係は、１：
ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ１１４のキャ
パシタンス値と、キャパシタ１１５のキャパシタンス値
とキャパシタ１１６のキャパシタンス値との関係は、ａ
²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは１より大きい所
定の値に調整されている。

【０１１９】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、抵抗とキャパシタからなる基本単位回路が３段に結
合されている。そして、図４の移相器１５として機能す
る回路部分は、インピーダンス変換器の役割も果たす。

【０１２０】一段目の基本単位回路である抵抗１１１と
キャパシタ１１４とからなる回路の入力インピーダンス
をＺ１とすると、この回路の出力インピーダンスは、上
記の所定の数ａを用いてａ｜Ｚ１｜と表すことが出来
る。ただし、Ｚ１は複素数である。従って２段目の基本
単位回路である抵抗１１２とキャパシタ１１５とからな
る回路の入力インピーダンスは、ａ｜Ｚ１｜であるの
で、この回路の出力インピーダンスは、上記のａを用い
てａ²｜Ｚ１｜となる。従って３段目の基本単位回路で
ある抵抗１１３とキャパシタ１１６とからなる回路の入
力インピーダンスは、ａ²｜Ｚ１｜であるので、この回
路の出力インピーダンスはａ³｜Ｚ１｜になる。このよ
うに、前段の基本単位回路の出力のインピーダンスと後
段の入力のインピーダンスが比較的近い値になり、段間
における損失が少なくなる。さらに、通過位相の周波数
特性も比較的等しくなる。

【０１２１】一方、上述したように、高利得モードの場
合の、トランジスタ１０１のベースの入力インピーダン
スが｜Ｚｉ（ｈｉｇｈ）｜であり、トランジスタ１０２
のコレクタの出力インピーダンスが｜Ｚｏ（ｈｉｇｈ）
｜であり、｜Ｚｉ（ｈｉｇｈ）｜のほうが、トランジス
タ１０２のコレクタの出力インピーダンス｜Ｚｏ（ｈｉ
ｇｈ）｜より小さい。

【０１２２】従って、上記のａを次の数１１を満足する
値とする。

【０１２３】

【数１１】｜Ｚｏ（ｈｉｇｈ）｜／｜Ｚｉ（ｈｉｇｈ）｜＝ａ³ さらに、上記のＺ１をＺｉ（ｈｉｇｈ）と比較的近いイ
ンピーダンスとすることにより、高利得モードと低利得
モードの出力インピーダンスも近い値になる。この場
合、図４の位相器１５として機能する回路部分の通過位
相は一意に決まるために、抵抗とキャパシタからなる基
本単位回路の段数を増減することにより、高利得モード
の通過位相と近い値とする。なお、図４の位相器１５と
して機能する回路部分をｎ段（ｎは１以上の整数）の基
本単位回路で構成する場合には、上記のａを次の数１２
を満足する値とすればよい。

【０１２４】

【数１２】｜Ｚｏ（ｈｉｇｈ）｜／｜Ｚｉ（ｈｉｇｈ）｜＝ａⁿ 従って、この回路部分を通過することによって、高利得
モードの場合の通過位相の進み量と実質上同じ位相進み
量をとして出力端子Ｐ２から受信信号が出力される。

【０１２５】すなわち、この回路部分を通過した信号は
スイッチング素子１２２を通過する。スイッチング素子
１２４はオフ状態になっているので、抵抗１０４の側に
この信号が流れることはない。従ってスイッチング素子
１２２を通過した信号は負帰還側キャパシタ１０５を通
過して、出力側キャパシタ１３３を介して出力端子Ｐ２
から出力される。

【０１２６】上述したように、図４の移相器１５に相当
する部分で通過する信号の位相が調整されるので、高利
得モードから低利得モードへと切り替えた場合であって
も、出力端子Ｐ２から出力される信号の位相が不連続的
に変化するのを十分小さくすることが出来る。

【０１２７】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
０は、図２６に示すように抵抗２６４１をスイッチング
素子１２２と接地の間に挿入し、抵抗２６４２をスイッ
チング素子１２３と接地の間に挿入し、キャパシタ２６
４３をトランジスタ１０１のベースと抵抗１０４の間に
挿入した構成としてもよい。これにより、スイッチング
素子１２１、１２２、１２３の少なくとも一端が０電位
となることから、スイッチング素子が確実にオン／オフ
され、またオン時の挿入損失が改善される。

【０１２８】また、抵抗２６４１、２６４２の代わりに
インダクタ、４分の１波長線路を用いてもよい。

【０１２９】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
０は不平衡型の回路として説明したが、平衡型の回路と
して実現することも出来る。

【０１３０】すなわち、図７に本実施の形態の可変利得
増幅装置３０を平衡型の回路として実現した可変利得増
幅装置３２を示す。

【０１３１】図６の入力端子Ｐ１は、図７では入力端子
Ｐ１ａ及Ｐ１ｂに置き換えられ、図６の入力側キャパシ
タ１３１は、図７では、入力側キャパシタ１３１ａ、１
３１ｂに置き換えられ、図６のスイッチング素子１２１
は図７ではスイッチング素子１２１ａ、１２１ｂで置き
換えられ、図６のトランジスタ１０１は図７ではトラン
ジスタ１０１ａ、１０１ｂに置き換えられ、図６のトラ
ンジスタ１０２は図７ではトランジスタ１０２ａ、１０
２ｂに置き換えられ、図６のインダクタ１０３は図７で
はインダクタ１０３ａ、１０３ｂに置き換えられ、図６
の抵抗１０４は図７では抵抗１０４ａ、１０４ｂに置き
換えられ、図６の出力側キャパシタ１３３は図７では、
出力側キャパシタ１３３ａ、１３３ｂに置き換えられ、
図６のチョークコイル１３２は図７ではチョークコイル
１３２ａ、１３２ｂに置き換えられ、図６の負帰還側キ
ャパシタ１０５は図７では、負帰還側キャパシタ１０５
ａ、１０５ｂに置き換えられ、図６のインバータ１２４
とスイッチング素子１２３とは図７ではそれぞれインバ
ータ１２４ａ及び１２４ｂと、スイッチング素子１２３
ａ、１２３ｂに置き換えられ、図６のスイッチング素子
１２２は図７では、スイッチング素子１２２ａ、１２２
ｂに置き換えられ、図６のキャパシタ１１４、１１５、
１１６はそれぞれ、図７ではキャパシタ１１４ａ及び１
１４ｂ、キャパシタ１１５ａ及び１１５ｂ、キャパシタ
１１６ａ及び１１６ｂに置き換えれ、図６の出力端子Ｐ
２は図６では、出力端子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに置き換えられ
ている。それ以外は本実施の形態の可変利得増幅装置３
０と同様であるので説明を省略する。

【０１３２】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
２も、本実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様にス
イッチング素子１２１、１２２、１２３ａ、１２３ｂの
少なくとも一端が０電位となる構成としてもよい。これ
により、スイッチング素子が確実にオン／オフされ、ま
たオン時の挿入損失が改善される。

【０１３３】このように本実施の形態の可変利得増幅装
置３０は例えば可変利得増幅装置３２のように平衡型の
回路で実現することも出来る。

【０１３４】なお、図６の可変利得増幅装置３０では、
高利得モードで使用する場合に、図４の増幅器１３に対
応する回路部分を受信信号が通過することによって、入
力端子Ｐ１に入力される受信信号の位相より出力端子Ｐ
２から出力される受信信号の位相が進み、かつトランジ
スタ１０１のベースへの入力インピーダンスがトランジ
スタ１０２のコレクタの出力インピーダンスより小さい
場合に付いて説明したが、図４の増幅器１３に対応する
回路部分の特性がそれ以外の場合には図４の移相器１５
に対応する回路部分を変更する必要がある。

【０１３５】まず、図８にこのような移相器１５に対応
する回路部分を変更した可変利得増幅装置３３の回路図
を示す。可変利得増幅装置３３は、高利得モードの場合
の受信信号の通過位相が進み、また、増幅器１３に相当
する部分の入力インピーダンスがその部分の出力インピ
ーダンスより大きいものである。

【０１３６】可変利得増幅装置３３のうち、図４の移相
器１５に相当する部分は、スイッチング素子１２１の一
方にキャパシタ３１４の一方が接続され、キャパシタ３
１４の他方には接地された抵抗３１１が接続されるとと
もに、キャパシタ３１５の一方に接続されている。キャ
パシタ３１５の他方には接地された抵抗３１２が接続さ
れるとともに、キャパシタ３１６の一方に接続されてい
る。キャパシタ３１６の他方には、接地された抵抗３１
３が接続されるとともに、スイッチング素子１２２の一
方に接続されている。

【０１３７】可変利得増幅装置３３のうち、図４の移相
器１５として機能する回路部分は、第３の実施の形態と
同様に位相を調整する。

【０１３８】すなわち、抵抗３１１の抵抗値と、抵抗３
１２の抵抗値と、抵抗３１３の抵抗値との関係は、１：
ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ３１４のキャ
パシタンス値と、キャパシタ３１５のキャパシタンス値
とキャパシタ３１６のキャパシタンス値との関係は、ａ
²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは１より小さい所
定の値に調整されている。つまり、ａは、高利得モード
の場合に入力端子Ｐ１から入力された受信信号の位相に
対する出力端子Ｐ２から出力された受信信号の位相の進
み量と同じ位相進み量となるように予め設計された値で
ある。このようなａの値は上述したものと同様にして決
定することが出来る。

【０１３９】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の進み量と実質上
同じ位相進み量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０１４０】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が進み、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より大きい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０１４１】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
３も、本実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様にス
イッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくとも一
端が０電位となる構成としてもよい。これにより、スイ
ッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時の挿
入損失が改善される。

【０１４２】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
３についても本実施の形態で説明したように平衡型の回
路で構成することも出来る。

【０１４３】また、図９にこのような移相器１５に対応
する回路部分を変更した他の可変利得増幅装置３４の回
路図を示す。図９の可変利得増幅装置３４は、高利得モ
ードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、また、増幅器
１３に相当する部分の入力インピーダンスがその部分の
出力インピーダンスより小さいものである。

【０１４４】すなわち、図４の移相器１５に相当する部
分は、スイッチング素子１２１の一方に抵抗４１４の一
方が接続され、抵抗４１４の一方には接地されたキャパ
シタ４１１が接続されるとともに、抵抗４１４の他方に
は抵抗４１５の一方が接続さるとともに、接地されたキ
ャパシタ４１２が接続されている。抵抗４１５の他方に
は接地されたキャパシタ４１３が接続されるとともに、
抵抗４１５の他方は抵抗４１６の一方に接続されてい
る。また、抵抗４１６の他方にはスイッチング素子１２
２の一方に接続されている。

【０１４５】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、本実施の形態と同様に位相を調整する。

【０１４６】すなわち、抵抗４１４の抵抗値と、抵抗４
１５の抵抗値と、抵抗４１６の抵抗値との関係は、１：
ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ４１１のキャ
パシタンス値と、キャパシタ４１２のキャパシタンス値
とキャパシタ４１３のキャパシタンス値との関係は、ａ
²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは１より小さい所
定の値に調整されている。つまり、ａは、高利得モード
の場合に入力端子Ｐ１から入力された受信信号の位相に
対する出力端子Ｐ２から出力された受信信号の位相の遅
れ量と同じ位相遅れ量となるように予め設計された値で
ある。このようなａの値は上述したものと同様にして決
定することが出来る。

【０１４７】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０１４８】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より小さい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０１４９】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
４も、本実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様にス
イッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくとも一
端が０電位となる構成としてもよい。これにより、スイ
ッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時の挿
入損失が改善される。

【０１５０】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
４についても本実施の形態で説明したように平衡型の回
路で構成することも出来る。

【０１５１】また、図１０にこのような移相器１５に対
応する回路部分を変更した他の可変利得増幅装置３５の
回路図を示す。図１０の可変利得増幅装置３５は、高利
得モードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、また、増
幅器１３に相当する部分の入力インピーダンスがその部
分の出力インピーダンスより大きいものである。

【０１５２】図４の移相器１５に相当する部分は、スイ
ッチング素子１２１の一方に抵抗５１４の一方が接続さ
れ、抵抗５１４の他方には、接地されたキャパシタ５１
１が接続されるとともに、抵抗５１４の他方には抵抗５
１５の一方が接続されている。抵抗５１５の他方には接
地されたキャパシタ５１２が接続されるとともに、抵抗
５１５の他方は抵抗５１６の一方に接続されている。抵
抗５１６の他方には接地されたキャパシタ５１３が接続
されるとともに、抵抗５１６の他方にスイッチング素子
１２２の一方が接続されている。

【０１５３】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、本実施の形態と同様に位相を調整する。

【０１５４】すなわち、抵抗５１４の抵抗値と、抵抗５
１５の抵抗値と、抵抗５１６の抵抗値との関係は、１：
ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ５１１のキャ
パシタンス値と、キャパシタ５１２のキャパシタンス値
とキャパシタ５１３のキャパシタンス値との関係は、ａ
²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは１より小さい所
定の値に調整されている。つまり、ａは、高利得モード
の場合に入力端子Ｐ１から入力された受信信号の位相に
対する出力端子Ｐ２から出力された受信信号の位相の遅
れ量と同じ位相遅れ量となるように予め設計された値で
ある。このようなａの値は上述したものと同様にして決
定することが出来る。

【０１５５】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０１５６】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より大きい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０１５７】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
５も、本実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様にス
イッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくとも一
端が０電位となる構成としてもよい。これにより、スイ
ッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時の挿
入損失が改善される。

【０１５８】なお、可変利得増幅装置３５についても本
実施の形態で説明したように平衡型の回路で構成するこ
とも出来る。

【０１５９】なお、スイッチング素子１２１、１２２、
及び１２３としては、例えばガリウム、及び砒素で形成
されたＦＥＴスイッチや、トリプルウェル構造のＭＯＳ
ＦＥＴスイッチや、シリコンオンインシュレータ構造の
スイッチなどを用いることが出来る。

【０１６０】図１１に、スイッチング素子１２１、１２
２、及び１２３に用いられている高周波スイッチング素
子５０の断面構成を模式的に示す。すなわち、高周波ス
イッチング素子は、トリプルウェル構造のＭＯＳＦＥＴ
スイッチである。

【０１６１】図１１に示すように、高周波スイッチング
素子５０は、例えばＰ型シリコンからなる半導体基板６
０１に選択的に設けられたトレンチ部６０８、６０９に
より区画されてなる素子形成領域に形成されている。

【０１６２】半導体基板６０１における素子形成領域に
は、ｎ型ウェル６０２とそのｎ型ウェル６０２に囲まれ
たｐ型ウェル６０３とが形成されている。

【０１６３】ｐ型ウェル６０３には、互いに間隔をおい
てドレイン層６０６及びソース層６０７が形成され、ｐ
型ウェル６０３上におけるドレイン層６０６とソース層
６０７との間の領域には酸化シリコンからなるゲート絶
縁膜６０４を介してポリシリコンからなるゲート電極６
０５が形成されている。

【０１６４】ＭＯＳＦＥＴスイッチ５０が図６のスイッ
チング素子１２１である場合には、ドレイン層６０６
は、図６の入力側キャパシタ１１から入力される受信信
号を受ける入力ノードＰ１０と接続され、ソース層６０
７は、図６に示すキャパシタ１１４及び抵抗１１１へ受
信信号を出力する出力ノードＰ２０と接続されている。

【０１６５】ゲート電極６０５は、抵抗６１１を介して
スイッチング素子電源供給端子３１から制御電圧の供給
を受ける電圧制御端子Ｐ３と接続され、ｎ型ウェル６０
２は抵抗６１０を介して電圧制御端子Ｐ３と接続されて
いる。

【０１６６】また、半導体基板６０１は接地されるとと
もにｐ型ウェル６０３は抵抗６１２を介して接地されて
いる。

【０１６７】このように構成された高周波スイッチング
素子５０は、ｎ型ウェル６０２とｐ型ウェル６０３との
間に逆バイアス電圧が印加されるため、ｎ型ウェル６０
２とｐ型ウェル６０３との界面からなるｐｎ接続による
空乏層が生じるので、ｎ型ウェル６０２とｐ型ウェル６
０３とは基板面に対して互いに垂直な方向に互いに絶縁
される。さらに半導体基板６０１とｎ型ウェル６０２と
の間にも逆バイアス電圧が印加されるため、半導体基板
６０１とｎ型ウェル６０２との界面からなるｐｎ接合に
よる空乏層が生じ、半導体基板６０１とｎ型ウェル６０
２とは互いに絶縁分離される。

【０１６８】従って、高周波スイッチング素子５０がオ
ン状態の場合に、入力ノードＰ１０に入力された受信信
号がドレイン層６０６、ソース層６０７及びドレイン層
６０６とソース層６０７との間に形成されるチャンネル
領域から半導体基板６０１に漏れることによって生じる
受信信号の損失を低減でき、その結果、低利得モード時
における高周波スイッチング素子５０による挿入損失を
低減することが出来る。

【０１６９】さらに、このようにトリプルウェル構造を
用いることにより、高周波スイッチング素子５０がオフ
状態の場合であっても入力ノードＰ１０に入力された受
信信号がドレイン層６０６を介して生じる半導体基板６
０１への受信信号の漏れを低減することが出来る。その
結果、高利得モード時において、図６に示す入力端子Ｐ
１に入力される高周波信号の一部が高周波スイッチング
素子５０の挿入損失となることによる雑音特性の劣化を
低減することが出来る。

【０１７０】なお、抵抗器６１０、６１１、６１２の代
わりにぞれぞれインダクタ素子を用いてもよい。

【０１７１】（第４の実施の形態）次に、第４の実施の
形態について説明する。

【０１７２】図１２に第４の実施の形態の可変利得増幅
装置３６の回路図を示す。

【０１７３】本実施の形態の可変利得増幅装置３６は、
図４の移相器１５に対応する部分をストリップ線路で構
成したものである。

【０１７４】なお、第３の実施の形態と同一部分には同
一符号を付し詳細な説明を省略する。

【０１７５】第４の実施の形態の可変利得増幅装置３６
は、高利得モードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、
また、増幅器１３に相当する部分の入力インピーダンス
がその部分の出力インピーダンスよりも小さいものであ
る。

【０１７６】また、第３の実施の形態の可変利得増幅装
置３３とは図４の移相器１５に相当する部分が異なって
いる。

【０１７７】すなわち、図４の移相器１５に相当する部
分は、ストリップ線路７１１，７１２、７１３から構成
されている。ストリップ線路７１１の一方はスイッチン
グ素子１２１の一方に接続しており、ストリップ線路７
１１の他方はストリップ線路７１２の一方に接続してお
り、ストリップ線路７１２の他方はストリップ線路７１
３の一方に接続している。また、ストリップ線路７１３
の他方はスイッチング素子１２２に接続している。

【０１７８】また、ストリップ線路７１１，７１２、７
１３は、それぞれアルミ線で構成している。なお、スト
リップ線路７１１，７１２、７１３を、銅配線、または
金配線で構成することも出来る。

【０１７９】次に、このような本実施の形態の動作を第
３の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【０１８０】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、第３の実施の形態と同様に位相を調整する。

【０１８１】すなわち、ストリップ線路７１１のインピ
ーダンスの値と、ストリップ線路７１２のインピーダン
スの値と、ストリップ線路７１３のインピーダンスの値
との関係は、１：ａ：ａ²の関係にある。ただし、ａは
１より大きい所定の値に調整されている。つまり、ａ
は、高利得モードの場合に入力端子Ｐ１から入力された
受信信号の位相に対する出力端子Ｐ２から出力された受
信信号の位相の遅れ量と同じ位相遅れ量となるように予
め設計された値である。

【０１８２】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、ストリップ線路である基本単位回路が３段に結合さ
れている。そして、図４の移相器１５として機能する回
路部分は、インピーダンス変換器の役割も果たす。

【０１８３】一段目の基本単位回路であるストリップ線
路７１１のインピーダンスをＺ１とし、高利得モードの
場合のトランジタ１０１のベースの入力インピーダンス
｜Ｚｉ（ｈｉｇｈ）｜とすると、Ｚ１と｜Ｚｉ（ｈｉｇ
ｈ）｜とが近い値になるようにＺ１を選ぶ。

【０１８４】また、三段目の基本単位回路であるストリ
ップ線路７１３のインピーダンスをＺ３とし、トランジ
スタ１０２のコレクタの出力インピーダンスが｜Ｚｏ
（ｈｉｇｈ）｜とすると、Ｚ３と｜Ｚｏ（ｈｉｇｈ）｜
とが近い値になるようにＺ３を選ぶ。

【０１８５】このように高利得モードの場合と低利得モ
ードの場合の入力インピーダンスどうしが近い値になる
ようにＺ１を選び、また、高利得モードの場合と低利得
モードの場合の出力インピーダンスが近い値になるよう
にＺ３を選ぶ。

【０１８６】また、二段目の基本単位回路であるストリ
ップ線路７１２のインピーダンスをＺ２とすると、Ｚ
１、Ｚ２、Ｚ３は通常実数で、かつ次の数１３を満たす
場合に、比較的広い周波数範囲で損失が小さくなる。

【０１８７】

【数１３】Ｚ２＝（Ｚ１・Ｚ３）^1/2 従って、次の数１４を満たすようにａを選べばよい。

【０１８８】

【数１４】Ｚ２＝ａＺ１、Ｚ３＝ａ²Ｚ１さらに、周波数範囲を広くするためには段数を増やせば
よい。例えば図４の移相器１５として機能する回路部分
がストリップ線路である基本単位回路が４段で構成され
る場合にはＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４をそれぞれ１段目か
ら４段目までの基本単位回路のインピーダンスとする場
合、次の数１５を満たすようにａを選べば基本単位回路
が３段の場合より広い周波数範囲で損失が小さくなる。

【０１８９】

【数１５】Ｚ２＝ａＺ１、Ｚ３＝ａ²Ｚ２Ｚ４＝ａ³Ｚ３一般に基本単位回路部分がｎ（ｎは１以上の整数）段で
構成されている場合には、次の数１６を満たすようにａ
を選べばよい。

【０１９０】

【数１６】Ｚ_i+1＝ａⁱＺ_i ただし、ｉは、１からｎ−１までの任意の整数である。

【０１９１】同様にして、図４の移相器１５として機能
する回路部分を、線幅が連続的に変化する一つのストリ
ップ線路から構成し、そのストリップ線路の入力側のイ
ンピーダンスを基本単位回路が３段構成の場合における
Ｚ１とし、そのストリップ線路の出力側のインピーダン
スを基本単位回路が３段構成の場合における上記Ｚ３に
すればよい。

【０１９２】また、位相の調整はストリップ線路の全長
の長さを変更することにより可能になる。

【０１９３】また、ストリップ線路７１１、７１２、７
１３がマイクロストリップラインとして構成されている
場合には次のようにすれば各ストリップ線路７１１、７
１２、７１３のようにしてストリップ線路７１１、７１
２、７１３のインピーダンスを求めることが出来る。

【０１９４】すなわち、図２４にこのような基本単位回
路であるマイクロストリップライン８２を示す。マイク
ロストリップライン８２は、誘電体８１上に形成されて
おり、マイクロストリップライン８２の誘電体８１とは
反対側には誘電体が形成されていない。マイクロストリ
ップライン８２の幅を、ｗとし、誘電体８１の高さをｈ
とし、誘電体８１の誘電率をε_rとする。この場合ｗ／
ｈが１以下の場合には、ストリップライン８２のインピ
ーダンスＺ₀は次の数１７のように近似出来る。

【０１９５】

【数１７】また、ｗ／ｈが１以上の場合にはストリップライン８２
のインピーダンスＺ0は次の数１８のように近似出来
る。

【０１９６】

【数１８】ただし、εreは次の数１９で表される。

【０１９７】

【数１９】従って、マイクロストリップライン８２の幅ｗ等を調整
することにより、例えば数１６を満たすような各基本単
位回路を得ることが出来る。

【０１９８】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０１９９】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より小さい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０２００】なお、図１２の可変利得増幅装置３６は、
線幅の異なるストリップ線路７１１、７１２、７１３を
用いてインピーダンスを変化させているが、異なる比誘
電率または異なる厚さの誘電体を用いてインピーダンス
を変化させてもよい。

【０２０１】なお、ストリップ線路７１１，７１２、７
１３の代わりに特性インピーダンスがＺ１からＺ４まで
変化するテーパを持った線路を用いてもよい。

【０２０２】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
６も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２０３】なお、可変利得増幅装置３６についても第
３の実施の形態で説明したように平衡型の回路で構成す
ることも出来る。

【０２０４】また、増幅器１３に相当する部分の入力イ
ンピーダンスがその部分の出力インピーダンスより大き
く、また受信信号の通過位相が遅れる場合には、図４の
移相器１５に相当する回路部分を以下のように変更すれ
ば、本実施の形態と同等の効果を得ることが出来る。

【０２０５】すなわち、図１３の可変利得増幅装置３７
は、高利得モードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、
また、増幅器１３に相当する部分の入力インピーダンス
がその部分の出力インピーダンスより大きいものであ
る。

【０２０６】図４の移相器１５に相当する部分は、スト
リップ線路８１１，８１２、８１３から構成されてい
る。ストリップ線路８１１の一方はスイッチング素子１
２１の一方に接続しており、ストリップ線路８１１の他
方はストリップ線路８１２の一方に接続しており、スト
リップ線路８１２の他方はストリップ線路８１３の一方
に接続している。また、ストリップ線路８１３の他方は
スイッチング素子１２２に接続している。

【０２０７】また、この回路の部分は、第３の実施の形
態と同様に位相を調整する。

【０２０８】すなわち、ストリップ線路８１１のインピ
ーダンスの値と、ストリップ線路８１２のインピーダン
スの値と、ストリップ線路８１３のインピーダンスの値
との関係は、１：ａ：ａ²の関係にある。ただし、ａは
１より小さい所定の値に調整されている。つまり、ａ
は、高利得モードの場合に入力端子Ｐ１から入力された
受信信号の位相に対する出力端子Ｐ２から出力された受
信信号の位相の遅れ量と同じ位相遅れ量となるように予
め設計された値である。このａの値は上記と同様にして
決定することが出来る。

【０２０９】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０２１０】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より大きい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０２１１】なお、ストリップ線路８１１，８１２、８
１３の代わりに特性インピーダンスがＺ１からＺ４まで
変化するテーパを持った線路を用いてもよい。

【０２１２】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
７も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２１３】なお、可変利得増幅装置３７についても第
３の実施の形態で説明したように平衡型の回路で構成す
ることも出来る。

【０２１４】（第５の実施の形態）次に、第５の実施の
形態について説明する。

【０２１５】図１４に第５の実施の形態の可変利得増幅
装置３８の回路図を示す。

【０２１６】本実施の形態の可変利得増幅装置３８は、
図４の移相器１５に対応する部分を平行２線路で構成し
たものである。

【０２１７】また、可変利得増幅装置３８は、第３の実
施の形態の平衡型の可変利得増幅装置３２の移相器１５
に対応する部分を平行２線路に置き換えたものに相当す
る。

【０２１８】このように、本実施の形態の可変利得増幅
装置３８は、平衡型の回路を有するものである。

【０２１９】なお、第３の実施の形態と同一部分には同
一符号を付し詳細な説明を省略する。

【０２２０】可変利得増幅装置３８は、高利得モードの
場合の受信信号の通過位相が遅れ、また、増幅器１３に
相当する部分の入力インピーダンスがその部分の出力イ
ンピーダンスよりも小さいものである。

【０２２１】可変利得増幅装置３８のうち、図４の移相
器１５に相当する部分は、平行２線路９１１ａ、９１１
ｂ、平行２線路９１２ａ、９１２ｂ、平行２線路９１３
ａ、９１３ｂから構成されている。平行２線路９１１
ａ、９１１ｂの各線路は、それぞれその一方がスイッチ
ング素子１２１ａ、１２１ｂに接続されており、その他
方は、それぞれ平行２線路９１２ａ、９１２ｂの各線路
の一方に接続されている。また、平行２線路９１２ａ、
９１２ｂの各線路の他方は、それぞれ平行２線路９１３
ａ、９１３ｂの各線路の一方に接続されている。平行２
線路９１３ａ、９１３ｂの各線路の他方は、それぞれ、
スイッチング素子１２２ａ、１２２ｂに接続されてい
る。

【０２２２】また、平行２線路９１１ａ、９１１ｂ、平
行２線路９１２ａ、９１２ｂ、平行２線路９１３ａ、９
１３ｂは、それぞれアルミ線で構成している。なお、平
行２線路９１１ａ、９１１ｂ、平行２線路９１２ａ、９
１２ｂ、平行２線路９１３ａ、９１３ｂを、銅配線、ま
たは金配線で構成することも出来る。

【０２２３】次に、このような本実施の形態の動作を第
３の実施の形態との相違点を中心に説明する図４の移相
器１５として機能する回路部分は、第３の実施の形態と
同様に位相を調整する。

【０２２４】すなわち、平行２線路９１１ａ、９１１ｂ
の各線路どうしの間隔と、平行線路９１２ａ、９１２ｂ
の各線路どうしの間隔と、平行２線路９１３ａ、９１３
ｂの各線路同士の間隔との関係は、１：ａ：ａ²の関係
にある。ただし、ａは１より小さい所定の値に調整され
ている。つまり、ａは、高利得モードの場合に入力端子
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂから入力された受信信号の位相に対する
出力端子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂから出力された受信信号の位相
の遅れ量と同じ位相遅れ量となるように予め設計された
値である。

【０２２５】平行２線路は線幅によって入出力のインピ
ーダンスが決まるので、第４の実施の形態で説明したス
トリップ線路と同様にしてａを決定することが出来る。

【０２２６】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２ａ、ｐ２ｂか
ら出力される。

【０２２７】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より小さい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂから出力さ
れる信号の位相が不連続的に変化するのを十分小さくす
ることが出来る。

【０２２８】なお、平行２線路９１１ａ、９１１ｂ、９
１２ａ、９１２ｂ、９１３ａ、９１３ｂの代わりに線路
の幅の入出力の比が１：ａ²となるように線路幅が徐々
に変化する２線路を用いてもよい。

【０２２９】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
８も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２３０】また、増幅器１３に相当する部分の入力イ
ンピーダンスがその部分の出力インピーダンスより大き
く、また受信信号の通過位相が遅れる場合には、図４の
移相器１５に相当する回路部分を以下のように変更すれ
ば、本実施の形態と同等の効果を得ることが出来る。

【０２３１】すなわち、図１５の可変利得増幅装置３９
は、高利得モードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、
また、図４の増幅器１３に相当する部分の入力インピー
ダンスがその部分の出力インピーダンスより大きいもの
である。

【０２３２】可変利得増幅装置３９のうち、図４の移相
器１５に相当する部分は、平行２線路１０１１ａ、１０
１１ｂ、平行２線路１０１２ａ、１０１２ｂ、平行２線
路１０１３ａ、１０１３ｂから構成されている。平行２
線路１０１１ａ、１０１１ｂの各線路は、それぞれその
一方がスイッチング素子１２１ａ、１２１ｂに接続され
ており、その他方は、それぞれ平行２線路１０１２ａ、
１０１２ｂの各線路の一方に接続されている。また、平
行２線路１０１２ａ、１０１２ｂの各線路の他方は、そ
れぞれ平行２線路１０１３ａ、１０１３ｂの各線路の一
方に接続されている。平行２線路１０１３ａ、１０１３
ｂの各線路の他方は、それぞれ、スイッチング素子１２
２ａ、１２２ｂに接続されている。

【０２３３】また、この回路の部分は、第３の実施の形
態と同様に位相を調整する。

【０２３４】すなわち、平行２線路１０１１ａ、１０１
１ｂの各線路どうし間隔と、平行線路１０１２ａ、１０
１２ｂの各線路どうしの間隔と、平行２線路１０１３
ａ、１０１３ｂの各線路同士の間隔との関係は、１：
ａ：ａ²の関係にある。ただし、ａは１より大きい所定
の値に調整されている。つまり、ａは、高利得モードの
場合に入力端子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂから入力された受信信号
の位相に対する出力端子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂから出力された
受信信号の位相の遅れ量と同じ位相遅れ量となるように
予め設計された値である。平行２線路は線幅によって入
出力のインピーダンスが決まるので、第４の実施の形態
で説明したストリップ線路と同様にしてａを決定するこ
とが出来る。

【０２３５】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂか
ら出力される。

【０２３６】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より大きい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂから出力さ
れる信号の位相が不連続的に変化するのを十分小さくす
ることが出来る。

【０２３７】なお、平行２線路１０１１ａ、１０１１
ｂ、１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１３ａ、１０１３ｂ
の代わりに線路の幅の入出力の比が１：ａ²となるよう
に線路幅が徐々に変化する２線路を用いてもよい。

【０２３８】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置３
９も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２３９】（第６の実施の形態）次に、第６の実施の
形態について説明する。

【０２４０】図１６に第６の実施の形態の可変利得増幅
装置４０の回路図を示す。

【０２４１】本実施の形態の可変利得増幅装置４０は、
図４の移相器１５に対応する部分をキャパシタとインダ
クタとで構成したものである。

【０２４２】なお、第３の実施の形態と同一部分には同
一符号を付し詳細な説明を省略する。

【０２４３】本実施の形態の可変利得増幅装置４０は、
高利得モードの場合の受信信号の通過位相が進み、ま
た、増幅器１３に相当する部分の入力インピーダンスが
その部分の出力インピーダンスよりも小さいものであ
る。

【０２４４】また、第３の実施の形態の可変利得増幅装
置３３とは図４の移相器１５に相当する部分が異なって
いる。

【０２４５】すなわち、図４の移相器１５に相当する部
分は、キャパシタ１１１４、１１１５、１１１６と、イ
ンダクタ１１１１、１１１２、１１１３から構成されて
いる。可変利得増幅装置４０は、高利得モードの場合の
受信信号の通過位相が進み、また、増幅器１３に相当す
る部分の入力インピーダンスがその部分の出力インピー
ダンスより小さいものである。

【０２４６】可変利得増幅装置４０のうち、図４の移相
器１５に相当する部分は、スイッチング素子１２１の一
方にキャパシタ１１１４の一方が接続され、さらにキャ
パシタ１１１４の一方に接地されたインダクタ１１１１
が接続されている。キャパシタ１１１４の他方には、接
地されたインダクタ１１１２が接続されるとともに、キ
ャパシタ１１１５の一方が接続されている。キャパシタ
１１１５の他方には接地されたインダクタ１１１２が接
続されるとともに、キャパシタ１１１６の一方が接続さ
れている。キャパシタ１１１６の他方には、スイッチン
グ素子１２２の一方が接続されている。

【０２４７】なお、インダクタ１１１１、１１１２、１
１１３はアルミ配線で構成し、キャパシタ１１１４、１
１１５、１１１６はＭＯＳキャパシタで構成し、キャパ
シタ及びインダクタを接続する配線は金配線で構成し
た。なお、インダクタ１１１１、１１１２、１１１３を
銅配線で構成してもよく、またキャパシタ１１１４、１
１１５、１１１６はＭＩＭキャパシタで構成してもよ
い。

【０２４８】次に、このような本実施の形態の動作を第
３の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【０２４９】可変利得増幅装置４０のうち、図４の移相
器１５として機能する回路部分は、第３の実施の形態と
同様に位相を調整する。

【０２５０】すなわち、インダクタ１１１１のインダク
タンス値と、インダクタ１１１２のインダクタンス値
と、インダクタ１１１３のインダクタンス値との関係
は、１：ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ１１
１４のキャパシタンス値と、キャパシタ１１１５のキャ
パシタンス値とキャパシタ１１１６のキャパシタンス値
との関係は、ａ²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは
１より大きい所定の値に調整されている。つまり、ａ
は、高利得モードの場合に入力端子Ｐ１から入力された
受信信号の位相に対する出力端子Ｐ２から出力された受
信信号の位相の進み量と同じ位相進み量となるように予
め調整された値である。このａの値の決定は、第３の実
施の形態で説明したａの決定方法で、抵抗をインダクタ
に置き換えたものと同様である。また、第３の実施の形
態の抵抗の代わりにインダクタを用いたので、通過損失
が第３の実施の形態のものよりより少なくなる。

【０２５１】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の進み量と実質上
同じ位相進み量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０２５２】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が進み、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より小さい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０２５３】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
０も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２５４】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
０は不平衡型の回路として説明したが、平衡型の回路と
して実現することも出来る。

【０２５５】すなわち、図１７に本実施の形態の可変利
得増幅装置４１を平衡型の回路として実現した可変利得
増幅装置４１を示す。

【０２５６】図１７の可変利得増幅装置４１は、第３の
実施の形態の可変利得増幅装置３２の移相器１５に相当
する部分をキャパシタ１１１４ａ、１１１４ｂ、１１１
５ａ、１１１５ｂ、１１１６ａ、１１１６ｂ及びインダ
クタ１１１１、１１１２、１１１３で置き換えたもので
ある。それ以外は第３の実施の形態と同様である。

【０２５７】このように、平衡型の回路を有する可変利
得増幅装置４１を用いても本実施の形態と同等の効果を
得ることが出来る。

【０２５８】なお、図１７の可変利得増幅装置４１で
は、高利得モードで使用する場合に、図４の増幅器１３
に対応する回路部分を受信信号が通過することによっ
て、入力端子Ｐ１に入力される受信信号の位相より出力
端子Ｐ２から出力される受信信号の位相が進み、かつト
ランジスタ１０１のベースへの入力インピーダンスがト
ランジスタ１０２のコレクタの出力インピーダンスより
小さい場合に付いて説明したが、図４の増幅器１３に対
応する回路部分の特性がそれ以外の場合には図４の移相
器１５に対応する回路部分を変更する必要がある。

【０２５９】まず、図１８にこのような移相器１５に対
応する回路部分を変更した可変利得増幅装置４２の回路
図を示す。可変利得増幅装置４２は、高利得モードの場
合の受信信号の通過位相が進み、また、増幅器１３に相
当する部分の入力インピーダンスがその部分の出力イン
ピーダンスより大きいものである。

【０２６０】可変利得増幅装置４２のうち、図４の移相
器１５に相当する部分は、スイッチング素子１２１の一
方にキャパシタ１３１４の一方が接続され、キャパシタ
１３１４の他方には接地されたインダクタ１３１１が接
続されるとともに、キャパシタ１３１５の一方に接続さ
れている。キャパシタ１３１５の他方には接地されたイ
ンダクタ１３１２が接続されるとともに、キャパシタ１
３１６の一方に接続されている。キャパシタ１３１６の
他方には、接地されたインダクタ１３１３が接続される
とともに、スイッチング素子１２２の一方に接続されて
いる。

【０２６１】可変利得増幅装置４２のうち、図４の移相
器１５として機能する回路部分は、第３の実施の形態と
同様に位相を調整する。

【０２６２】すなわち、インダクタ１３１１のインダク
タンス値と、インダクタ１３１２のインダクタンス値
と、インダクタ１３１３のインダクタンス値との関係
は、１：ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ１３
１４のキャパシタンス値と、キャパシタ１３１５のキャ
パシタンス値とキャパシタ１３１６のキャパシタンス値
との関係は、ａ²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは
１より小さい所定の値に調整されている。つまり、ａ
は、高利得モードの場合に入力端子Ｐ１から入力された
受信信号の位相に対する出力端子Ｐ２から出力された受
信信号の位相の進み量と同じ位相進み量となるように予
め設計された値である。このａの値の決定は、第３の実
施の形態で説明したａの決定方法で、抵抗をインダクタ
に置き換えたものと同様である。また、第３の実施の形
態の抵抗の代わりにインダクタを用いたので、通過損失
が第３の実施の形態のものよりより少なくなる。

【０２６３】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の進み量と実質上
同じ位相進み量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０２６４】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が進み、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より大きい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０２６５】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
２も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２６６】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
２についても本実施の形態で説明したように平衡型の回
路で構成することも出来る。

【０２６７】また、図１９にこのような移相器１５に対
応する回路部分を変更した他の可変利得増幅装置４３の
回路図を示す。図１９の可変利得増幅装置４３は、高利
得モードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、また、増
幅器１３に相当する部分の入力インピーダンスがその部
分の出力インピーダンスより小さいものである。

【０２６８】すなわち、図４の移相器１５に相当する部
分は、スイッチング素子１２１の一方にインダクタ１４
１４の一方が接続され、インダクタ１４１４の一方には
接地されたキャパシタ１４１１が接続されるとともに、
インダクタ１４１４の他方にはインダクタ１４１５の一
方が接続さるとともに、接地されたキャパシタ１４１２
が接続されている。インダクタ１４１５の他方には接地
されたキャパシタ１４１３が接続されるとともに、イン
ダクタ１４１５の他方はインダクタ１４１６の一方に接
続されている。また、インダクタ１４１６の他方にはス
イッチング素子１２２の一方が接続されている。

【０２６９】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、本実施の形態と同様に位相を調整する。

【０２７０】すなわち、インダクタ１４１４のインダク
タンスと、インダクタ１４１５のインダクタンス値と、
インダクタ１４１６のインダクタンス値との関係は、
１：ａ：ａ²の関係にある。また、キャパシタ１４１１
のキャパシタンス値と、キャパシタ１４１２のキャパシ
タンス値とキャパシタ１４１３のキャパシタンス値との
関係は、ａ²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは１よ
り大きい所定の値に調整されている。つまり、ａは、高
利得モードの場合に入力端子Ｐ１から入力された受信信
号の位相に対する出力端子Ｐ２から出力された受信信号
の位相の遅れ量と同じ位相遅れ量となるように予め設計
された値である。このａの値の決定は、第３の実施の形
態で説明したａの決定方法で、抵抗をインダクタに置き
換えたものと同様である。また、第３の実施の形態の抵
抗の代わりにインダクタを用いたので、通過損失が第３
の実施の形態のものよりより少なくなる。

【０２７１】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０２７２】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より小さい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０２７３】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
３も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２７４】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
３についても本実施の形態で説明したように平衡型の回
路で構成することも出来る。

【０２７５】また、図２０にこのような移相器１５に対
応する回路部分を変更した他の可変利得増幅装置４４の
回路図を示す。図２０の可変利得増幅装置４４は、高利
得モードの場合の受信信号の通過位相が遅れ、また、増
幅器１３に相当する部分の入力インピーダンスがその部
分の出力インピーダンスより大きいものである。

【０２７６】図４の移相器１５に相当する部分は、スイ
ッチング素子１２１の一方にインダクタ１５１４の一方
が接続され、インダクタ１５１４の他方には、接地され
たキャパシタ１５１１が接続されるとともに、インダク
タ１５１４の他方にはインダクタ１５１５の一方が接続
さている。インダクタ１５１５の他方には接地されたキ
ャパシタ１５１２が接続されるとともに、インダクタ１
５１５の他方はインダクタ１５１６の一方に接続されて
いる。インダクタ１５１６の他方には接地されたキャパ
シタ１５１３が接続されるとともに、インダクタ１５１
６の他方にスイッチング素子１２２の一方が接続されて
いる。

【０２７７】図４の移相器１５として機能する回路部分
は、本実施の形態と同様に位相を調整する。

【０２７８】すなわち、インダクタ１５１４のインダク
タ値と、インダクタ１５１５のインダクタ値と、インダ
クタ１５１６のインダクタ値との関係は、１：ａ：ａ²
の関係にある。また、キャパシタ１５１１のキャパシタ
ンス値と、キャパシタ１５１２のキャパシタンス値とキ
ャパシタ１５１３のキャパシタンス値との関係は、
ａ ²：ａ：１の関係にある。ただし、ａは１より小さい
所定の値に調整されている。つまり、ａは、高利得モー
ドの場合に入力端子Ｐ１から入力された受信信号の位相
に対する出力端子Ｐ２から出力された受信信号の位相の
遅れ量と同じ位相遅れ量となるように予め設計された値
である。このａの値の決定は、第３の実施の形態で説明
したａの決定方法で、抵抗をインダクタに置き換えたも
のと同様である。また、第３の実施の形態の抵抗の代わ
りにインダクタを用いたので、通過損失が第３の実施の
形態のものよりより少なくなる。

【０２７９】従って、この回路部分を通過することによ
って、高利得モードの場合の通過位相の遅れ量と実質上
同じ位相遅れ量である信号が出力端子Ｐ２から出力され
る。

【０２８０】このように、高利得モードの場合の受信信
号の通過位相が遅れ、かつ、増幅器１３に相当する部分
の入力インピーダンスがその部分の出力インピーダンス
より大きい場合であっても、高利得モードから低利得モ
ードへ切り替えるまたは低利得モードから高利得モード
に切り替えた場合に出力端子Ｐ２から出力される信号の
位相が不連続的に変化するのを十分小さくすることが出
来る。

【０２８１】なお、本実施の形態の可変利得増幅装置４
４も、第３の実施の形態の可変利得増幅装置３０と同様
にスイッチング素子１２１、１２２、１２３の少なくと
も一端が０電位となる構成としてもよい。これにより、
スイッチング素子が確実にオン／オフされ、またオン時
の挿入損失が改善される。

【０２８２】なお、可変利得増幅装置４４についても本
実施の形態で説明したように平衡型の回路で構成するこ
とも出来る。

【０２８３】（第７の実施の形態）次に、第７の実施の
形態について説明する。

【０２８４】図２７に、本実施の形態の無線通信装置を
示す。同図において、携帯電話端末は、アンテナ１、ア
ンテナ共用器２、送信回路部３、可変利得増幅装置４、
ミキサ７、フィルタ８、復調器２７１１、ベースバンド
信号処理回路２７１２、信号レベル検出回路２７１３、
制御回路２７１４から構成される。また、可変利得増幅
装置４、ミキサ７、フィルタ８、復調器２７１１、及び
ベースバンド信号処理回路２７１２は受信回路部を構成
する。

【０２８５】アンテナ１からフィルタ８は従来の技術と
同じであるため、説明を省略する。復調器２７１１は、
フィルタ８から出力された信号からベースバンド信号を
復調する回路である。ベースバンド信号処理回路２７１
２は復調された信号をデジタルデータとして処理する回
路である。信号レベル検出回路２７１３はミキサ７の入
力または出力の信号レベルを検出する回路である。制御
回路２７１４は信号レベル検出回路２７１３のレベルに
応じて可変利得増幅装置４を高利得モードまたは低利得
モードに切換える回路である。

【０２８６】また、可変利得増幅装置４は、本発明の第
１から第６の実施の形態の可変利得増幅装置である。

【０２８７】次に、本実施の形態の無線通信装置の動作
を説明する。

【０２８８】アンテナ１で受信された受信信号は、アン
テナ共用器２を介して可変利得増幅装置４で増幅され
る。そして、ミキサ７は、可変利得増幅装置４で増幅さ
れた受信信号を中間周波数の信号に変換し、フィルタ８
は、変換された中間周波数の信号の不要周波数成分を低
減する。復調器２７１１は中間周波数の信号をＩＱのベ
ースバンド信号に変換し、ベースバンド信号処理回路２
７１２はベースバンド信号をベースバンド部でデジタル
音声データに復元する。

【０２８９】信号レベル検出回路２７１３では、ミキサ
７の入力または出力の信号レベルを検出する。制御回路
２７１４は、信号レベル検出回路２７１３からのレベル
検出信号を受け、受信信号レベルが大きいと判断したと
きは、可変利得増幅装置４の増幅器を動作させるための
電源電圧の供給を停止し、また可変利得増幅装置４スイ
ッチング素子をオン状態になるように制御する。従っ
て、アンテナ共用器２から入力される大きな受信信号
は、可変利得増幅装置４の増幅器で増幅されることな
く、可変利得増幅装置４のスイッチング素子を通過して
ミキサ７に出力される。すなわち、可変利得増幅装置４
は低い利得で動作する。

【０２９０】一方、受信信号レベルが小さいと判断した
ときは、可変利得増幅装置４の増幅器を動作させるため
の電源電圧を供給し、また、可変利得増幅装置４のスイ
ッチング素子をオフ状態になるように制御する。従っ
て、アンテナ共用器２から入力される微弱な受信信号
は、可変利得増幅装置４のスイッチング素子を通過する
ことなく、可変利得増幅装置４の増幅器で増幅されて、
ミキサ７に出力される。すなわち、可変利得増幅装置４
は高い利得で動作する。

【０２９１】この場合に可変利得増幅装置４として、本
発明の第１から第７の実施の形態の可変利得増幅装置を
用いることにより、可変利得増幅装置４を低利得モード
から高利得モードに切り替えた際、または高利得モード
から低利得モードに切り替えた際に、可変利得増幅装置
４から出力される信号の位相が不連続的に変化せず、位
相変調の信号に対して正常な復調が出来る無線通信装置
を実現できる。

【０２９２】また、信号レベル検出回路をＩＦフィルタ
より後段に接続した場合と比較して、信号レベルの変化
に対する応答が早いという利点がある。

【０２９３】なお、図２７においてはミキサ７の入力ま
たは出力でレベル検出を行ったが、図２８に示すように
復調器２７１１でレベル検出を行ってもよい。ミキサ７
の入力または出力では所望波と妨害波の両方を受信した
場合に両者の区別ができない。そのため、図２７の無線
通信装置では、場合によっては所望波のレベルが低いの
にも関わらず、高いレベル妨害波に対応して低利得モー
ドに切り換わり、所望波が雑音に埋もれて正しく受信で
きなくなる可能性がある。これに対して図２８の構成で
は、ＩＦフィルタの後段である復調器２７１１でレベル
検出を行うため、所望波のみのレベルに応じて利得を切
り換わり、上記の問題が解決される。

【０２９４】また、図２９に示すようにベースバンド処
理回路２７１２においてデジタル的にレベル検出を行っ
てもよい。この構成にすることにより、図２８と同様の
効果がありかつデジタル処理が可能であるため、より容
易にレベル検出が可能である。

【０２９５】なお、図３０に示すように、ミキサ７の入
力または出力と復調器２７１１の両方でレベル検出を行
ってもよい。図２８〜２９のシステムでは所望波レベル
が低く、妨害波レベルが高い場合、低利得モードに切り
換らないため、通常は所望波を正しく受信できる。しか
しながら、さらに大きな妨害波が入った場合、可変利得
増幅装置４の増幅器が飽和し、利得の低下、雑音指数の
劣化が生じるため、所望波が正しく受信できなくなる可
能性がある。これに対して図３０の構成では、ミキサ７
で所望波と妨害波トータルのレベルを検出し、復調器２
７１１で所望波のレベルを検出する。これにより、所望
波レベル、妨害波レベルが各々わかる。ここで、所望波
レベルがあるレベル以下でかつ妨害波レベルがあるレベ
ル以上の場合は増幅器の消費電流を増やすことにより、
上記の問題が解決される。

【０２９６】なお、図３０ではＩＦフィルタの前段と後
段で受信信号レベルを検出したが、ベースバンドフィル
タの前段と後段で受信信号レベルを検出しても同様の効
果が得られる。

【０２９７】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、可変利得増幅装置の利得を切り替えても
可変利得増幅装置から出力される位相が不連続的に変化
するのを十分小さくすることが出来る可変利得増幅装
置、及び無線通信装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における可変利得増
幅装置の構成を示す図

【図２】本発明の第１の実施の形態における可変利得増
幅装置の他の構成を示す図

【図３】本発明の第１の実施の形態における可変利得増
幅装置の他の構成を示す図

【図４】本発明の第２の実施の形態における可変利得増
幅装置の構成を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態における可変利得増
幅装置の他の構成を示す図

【図６】本発明の第３の実施の形態における可変利得増
幅装置の回路図

【図７】本発明の第３の実施の形態における平衡型の回
路を有する可変利得増幅装置の回路図

【図８】本発明の第３の実施の形態における他の構成の
可変利得増幅装置の回路図

【図９】本発明の第３の実施の形態における他の構成の
可変利得増幅装置の回路図

【図１０】本発明の第３の実施の形態における他の構成
の可変利得増幅装置の回路図

【図１１】本発明の第３の実施の形態における可変利得
増幅装置に用いられる高周波スイッチング素子の断面構
成を示す模式図

【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるストリッ
プラインを用いた可変利得増幅装置の回路図

【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるストリッ
プラインを用いた他の構成の可変利得増幅装置の回路図

【図１４】本発明の第５の実施の形態における平行２線
路を用いた可変利得増幅装置の回路図

【図１５】本発明の第５の実施の形態における平行２線
路を用いた他の構成の可変利得増幅装置の回路図

【図１６】本発明の第６の実施の形態における可変利得
増幅装置の回路図

【図１７】本発明の第６の実施の形態における平衡型の
回路で構成した可変利得増幅装置の回路図

【図１８】本発明の第６の実施の形態における他の構成
の可変利得増幅装置の回路図

【図１９】本発明の第６の実施の形態における他の構成
の可変利得増幅装置の回路図

【図２０】本発明の第６の実施の形態における他の構成
の可変利得増幅装置の回路図

【図２１】可変利得増幅装置を用いた携帯電話端末の構
成を示す図

【図２２】（ａ）直交復調器で同期がとれている場合に
復調されたベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号
の値の組をプロットした図（ｂ）直交復調器で同期がとれている場合に復調された
ベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号の信号波形
を示す図

【図２３】（ａ）直交復調器で同期がとれていない場合
に復調されたベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信
号の値の組をプロットした図（ｂ）直交復調器で同期がとれていない場合に復調され
たベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号の信号波
形を示す図

【図２４】マイクロストリップラインの構成図

【図２５】（ａ）本発明の第１の実施の形態における他
の構成の可変利得増幅装置の構成を示す図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における他の構成の可
変利得増幅装置の構成を示す図

【図２６】本発明の第４の実施の形態の他の構成の可変
利得増幅装置の回路図

【図２７】本発明の第７の実施の形態の無線通信装置の
構成を示すブロック図

【図２８】本発明の第７の実施の形態の無線通信装置の
構成を示すブロック図

【図２９】本発明の第７の実施の形態の無線通信装置の
構成を示すブロック図

【図３０】本発明の第７の実施の形態の無線通信装置の
構成を示すブロック図

【符号の説明】

１３増幅器１４スイッチング素子１５移相器１６入力端子１７出力端子１８可変利得増幅装置１９可変利得増幅装置２０スイッチング素子２１可変利得増幅装置２２帰還回路２３スイッチング素子２４可変利得増幅装置２５可変利得増幅装置３０可変利得増幅装置３１スイッチング素子電源供給端子３２可変利得増幅装置３３可変利得増幅装置３４可変利得増幅装置３５可変利得増幅装置３６可変利得増幅装置３７可変利得増幅装置１０１、１０１ａ、１０１ｂトランジスタ１０２、１０２ａ、１０２ｂトランジスタ１０３、１０３ａ、１０３ｂインダクタ１０４、１０４ａ、１０４ｂ抵抗１０５、１０５ａ、１０５ｂ負帰還側キャパシタ１０６バイパス用キャパシタ１０７バイアス電源回路１０８バイアス電源回路１１１、１１２、１１３抵抗１１４、１１４ａ、１１４ｂ、１１５、１１５ａ、１１
５ｂ、１１６、１１６ａ、１１６ｂキャパシタ１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２２、１２２ａ、１２
２ｂ、１２３、１２３ａ、１２３ｂスイッチング素子１２４、１２４ａ、１２４ｂインバータ１３１、１３１ａ、１３１ｂ入力側キャパシタ１３２、１３２ａ、１３２ｂチョークコイル１３３、１３３ａ、１３３ｂ出力側キャパシタ３１１、３１２、３１３抵抗３１４、３１５、３１６キャパシタ４１１、４１２、４１３キャパシタ４１４、４１５、４１６抵抗５１１、５１２、５１３キャパシタ５１４、５１５、５１６抵抗６０１半導体基板６０２ｎ型ウェル６０３ｐ型ウェル６０４ゲート絶縁膜６０５ゲート電極６０６ドレイン層６０７ソース層６０８トレンチ部６０９トレンチ部６１０、６１１、６１２抵抗Ｐ３電圧制御端子Ｐ１０入力ノードＰ２０出力ノード７１１、７１２、７１３ストリップ線路８１１、８１２、８１３ストリップ線路９１１ａ、９１１ｂ線路９１２ａ、９１１ｂ線路９１３ａ、９１３ｂ線路１０１１ａ、１０１１ｂ線路１０１２ａ、１０１２ｂ線路１０１３ａ、１０１３ｂ線路

フロントページの続き (72)発明者中野秀夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5J092 AA01 AA51 CA26 FA17 FA19 HA02 HA09 HA18 HA25 HA29 HA33 HA39 KA04 KA12 KA16 KA32 KA41 KA55 KA68 MA11 QA02 QA04 SA13 TA01 TA06 5J100 JA01 LA05 LA10 QA01 SA02 5K011 DA01 DA11 EA03 FA07 JA01 KA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】増幅器と、前記増幅器と並列に接続された１つまたは複数の第１の
スイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子に直列に接続された移相器
とを備え、前記第１のスイッチング素子は、入力信号または出力信
号のレベルが所定のレベルより大きい場合にオン状態に
なり、前記入力信号または前記出力信号のレベルが前記
所定のレベルに等しいかまたは前記所定のレベルより小
さい場合にオフ状態になり、前記増幅器は前記第１のスイッチング素子がオン状態の
場合には動作せず、前記第１のスイッチング素子がオフ
状態の場合に動作し、前記入力信号が前記増幅器を通過した場合の位相の変化
量と前記入力信号が前記第１のスイッチング素子及び前
記移相器を通過した場合の位相の変化量とが実質上等し
い可変利得増幅装置。
【請求項２】増幅器と、前記増幅器と並列に接続された１つまたは複数の第１の
スイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子に直列に接続された移相器
と、前記増幅器と並列に接続された１つまたは複数の第２の
スイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子と直列に接続された帰還回
路とを備え、前記第１のスイッチング素子は、入力信号または出力信
号のレベルが所定のレベルより大きい場合にオン状態に
なり、前記入力信号または前記出力信号のレベルが前記
所定のレベルに等しいかまたは前記所定のレベルより小
さい場合にオフ状態になり、前記増幅器は前記第１のスイッチング素子がオン状態の
場合には動作せず、前記第１のスイッチング素子がオフ
状態の場合に動作し、前記第２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチン
グ素子がオン状態の場合、はオフ状態になり、前記第１のスイッチング素子がオフ状態の場合、前記第
２のスイッチング素子はオン状態になり、前記入力信号が前記増幅器を通過した場合の位相の変化
量と前記入力信号が前記第１のスイッチング素子及び前
記移相器を通過した場合の位相の変化量とが実質上等し
い可変利得増幅装置。
【請求項３】前記第１のスイッチング素子は、１つま
たは複数の第３のスイッチング素子と１つまたは複数の
第４のスイッチング素子とから構成されており、前記第３のスイッチング素子の一方は、前記増幅器の入
力に接続されており、前記第３のスイッチング素子の他方は、前記移相器の一
方に接続されており、前記移相器の他方は、前記第４のスイッチング素子の一
方に接続されており、前記第４のスイッチング素子の他方は、前記増幅器の出
力に接続されている請求項１記載の可変利得増幅装置。
【請求項４】前記第１のスイッチング素子は、１つま
たは複数の第３のスイッチング素子と１つまたは複数の
第４のスイッチング素子とから構成されており、前記第３のスイッチング素子の一方は、前記増幅器の入
力に接続されており、前記第３のスイッチング素子の他方は、前記移相器の一
方に接続されており、前記移相器の他方は、前記第４のスイッチング素子の一
方に接続されており、前記第４のスイッチング素子の他方は、前記増幅器の出
力に接続されている請求項２記載の可変利得増幅装置。
【請求項５】増幅器と、前記増幅器と並列接続された１つまたは複数のスイッチ
ング素子と、前記増幅器に直列に接続された移相器とを備え、前記スイッチング素子は、入力信号または出力信号のレ
ベルが所定のレベルより大きい場合にオン状態になり、
前記入力信号または前記出力信号のレベルが前記所定の
レベルと等しいまたは前記所定のレベルより小さい場合
にオフ状態になり、前記増幅器は、前記スイッチング素子がオン状態の場合
には動作せず、前記スイッチング素子がオフ状態の場合
に動作し、前記入力信号が前記増幅器及び移相器を通過した場合の
位相の変化量と前記入力信号が前記第１のスイッチング
素子を通過した場合の位相の変化量とが実質上等しい可
変利得増幅装置。
【請求項６】前記移相器は、直列接続された１つまた
は複数のキャパシタと並列接続された１つまたは複数の
抵抗とで構成されている請求項１〜５のいずれかに記載
の可変利得増幅装置。
【請求項７】前記移相器は、１つまたは複数の直列接
続された抵抗と１つまたは複数の並列接続されたキャパ
シタとで構成されている請求項１〜５のいずれかに記載
の可変利得増幅装置。
【請求項８】前記移相器は、１つまたは複数のストリ
ップ線路で構成され、前記ストリップ線路は特性インピ
ーダンスが単調に増加、または単調に減少するように接
続されている請求項１〜５のいずれかに記載の可変利得
増幅装置。
【請求項９】前記移相器は、１つまたは複数の平行２
線路で構成され、前記複数の平行２線路は特性インピー
ダンスが単調に増加、または単調に減少するように接続
されている請求項１〜５のいずれかに記載の可変利得増
幅装置。
【請求項１０】前記移相器は、直列接続された１つま
たは複数のキャパシタと並列接続された１つまたは複数
のインダクタとで構成されている請求項１〜５のいずれ
かに記載の可変利得増幅装置。
【請求項１１】前記移相器は、直列接続された１つま
たは複数のインダクタと並列接続された１つまたは複数
のキャパシタとで構成されている請求項１〜５のいずれ
かに記載の可変利得増幅装置。
【請求項１２】前記スイッチング素子の片端または両
端が抵抗またはインダクタを介してグラウンドに接続さ
れている請求項１〜５のいずれかに記載の可変利得増幅
装置。
【請求項１３】請求項１〜５のいずれかに記載の可変
利得増幅装置を備え、送受信信号として位相変調信号を用いている無線通信装
置。
【請求項１４】請求項１〜５のいずれかに記載の可変
利得増幅装置と、前記可変利得増幅装置の後段に受信信号のレベルを検出
するレベル検出回路と、前記可変利得増幅装置の利得を切り換える制御回路とを
備え、前記レベル検出回路で検出されたレベルが所定のレベル
より大きい場合には前記可変利得増幅装置を低利得状態
に切り換え、前記レベル検出回路で検出されたレベルが前記所定のレ
ベルと等しいまたは前記所定のレベルより小さい場合に
は前記可変利得増幅装置を高利得状態に切り換える無線
通信装置。
【請求項１５】請求項１〜５のいずれかに記載の可変
利得増幅装置と、チャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの前段の受信信号のレベルを
検出する第１のレベル検出回路と、前記チャネル選択フィルタの後段の受信信号のレベルを
検出する第２のレベル検出回路と、前記可変利得増幅装置の利得を切り換える制御回路とを
備え、前記可変利得増幅装置の出力は前記チャネル選択フィル
タに入力され、前記第２レベル検出回路で検出されたレベルが第１の所
定のレベルより大きい場合には前記可変利得増幅装置を
低利得状態に切り換え、前記第２レベル検出回路で検出されたレベルが前記第１
の所定のレベルと等しいまたは前記第１の所定のレベル
より小さく、かつ前記第１レベル検出回路で検出された
レベルが第２の所定のレベルと等しいまたは前記第２の
所定のレベルより小さい場合には前記可変利得増幅装置
を高利得、低電流状態に切り換え、前記第２レベル検出回路で検出されたレベルが前記第１
の所定のレベルと等しいまたは前記第１の所定のレベル
より小さく、かつ前記第１レベル検出回路で検出された
レベルが前記第２の所定のレベルと等しいまたは前記第
２の所定のレベルより小さい場合には前記可変利得増幅
装置を高利得、高電流状態に切り換える無線通信装置。