JP2012095196A - Power amplifier and transmitter - Google Patents

Power amplifier and transmitter Download PDF

Info

Publication number
JP2012095196A
JP2012095196A JP2010242279A JP2010242279A JP2012095196A JP 2012095196 A JP2012095196 A JP 2012095196A JP 2010242279 A JP2010242279 A JP 2010242279A JP 2010242279 A JP2010242279 A JP 2010242279A JP 2012095196 A JP2012095196 A JP 2012095196A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
output
power
signal
hybrid power
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
Application number
JP2010242279A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunitoshi Suzuki
邦俊 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd filed Critical Fujitsu General Ltd
Priority to JP2010242279A priority Critical patent/JP2012095196A/en
Publication of JP2012095196A publication Critical patent/JP2012095196A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power amplifier and a transmitter having a smaller footprint than that of conventional one and capable of minimizing output signal losses.SOLUTION: The power amplifier 16 comprises a balance amplifier 21 having an amplifier circuit 24 provided between a hybrid power splitter 22 and a hybrid power combiner 23. A detector circuit 27 is connected to an isolation port 23d in the hybrid power combiner 23.

Description

本発明は、バランスアンプを有する電力増幅器および送信機に関する。   The present invention relates to a power amplifier and a transmitter having a balance amplifier.

例えば衛星通信用のブロックアップコンバータ(BUC)といった送信機は広く知られる。ブロックアップコンバータでは出力信号の出力レベルが調整されるものもある。出力レベルの調整にあたって自動利得制御(AGC)アンプや可変アッテネータが利用される。AGCアンプや可変アッテネータの制御のために出力信号の一部が検波され用いられる。   For example, a transmitter such as a block up converter (BUC) for satellite communication is widely known. Some block up converters adjust the output level of the output signal. An automatic gain control (AGC) amplifier and a variable attenuator are used for adjusting the output level. A part of the output signal is detected and used for controlling the AGC amplifier and the variable attenuator.

特開2009−260472号公報JP 2009-260472 A

検波回路の接続にあたって、例えば特許文献1に開示されるように、プリント基板上に形成した方向性結合器が広く用いられる。方向性結合器は線路の順方向および逆方向で双方の信号の一部を取り出すことができるものの、送信機ではアンテナに向かう方向のみ信号が検出されればよく、不要な端子は線路の特性インピーダンスと等価な高周波用抵抗で終端される。このように方向性結合器は出力信号の一部を取り出すことから、出力信号は出力レベルの低下に曝される。しかも、方向性結合器はプリント基板上で比較的に大きな面積を占有してしまう。   When connecting the detection circuit, for example, as disclosed in Patent Document 1, a directional coupler formed on a printed circuit board is widely used. Although the directional coupler can extract both signals in the forward and reverse directions of the line, the transmitter only needs to detect the signal in the direction toward the antenna, and the unnecessary terminal is the characteristic impedance of the line. It is terminated with a high-frequency resistor equivalent to. Thus, since the directional coupler extracts a part of the output signal, the output signal is exposed to a decrease in the output level. Moreover, the directional coupler occupies a relatively large area on the printed circuit board.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、従来に比べて小さな占有面積で配置され、かつ、出力信号の損失をできる限り低減することができる電力増幅器および送信機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a power amplifier and a transmitter that are arranged with a smaller occupied area than before and that can reduce loss of an output signal as much as possible. And

上記目的を達成するために、バランスアンプのアイソレーションポートに接続される検波回路を備えることを特徴とする電力増幅器が提供される。   In order to achieve the above object, there is provided a power amplifier including a detection circuit connected to an isolation port of a balance amplifier.

かかる電力増幅器では、アイソレーションポートの出力に基づき検波が実施されることから、バランスアンプの出力で出力レベルの低下は回避されることができる。加えて、いわゆる方向性結合器が省略されることから、電力増幅器の占有空間は縮小されることができる。しかも、方向性結合器に使用される特性インピーダンスの終端抵抗は省略されることができる。こういった終端抵抗には一般の抵抗器よりも高価な高周波用抵抗が用いられることから、方向性結合器の省略に応じて電力増幅器の部品コストは著しく低減されることができる。   In such a power amplifier, since detection is performed based on the output of the isolation port, a decrease in output level can be avoided at the output of the balance amplifier. In addition, since a so-called directional coupler is omitted, the space occupied by the power amplifier can be reduced. In addition, the termination resistor of the characteristic impedance used for the directional coupler can be omitted. Since such a terminating resistor uses a high-frequency resistor that is more expensive than a general resistor, the cost of power amplifier components can be significantly reduced in accordance with the omission of the directional coupler.

バランスアンプは、前段のハイブリッド電力分配器と、前記ハイブリッド電力分配器で分配された信号を出力する2つのポートにそれぞれ接続されるアンプ回路と、アンプ回路に接続される後段のハイブリッド電力結合器とを備えればよい。こうしたバランスアンプによれば、分配される信号が個々に増幅され、それぞれの出力が合成されて出力電力が得られることから、個々のアンプ回路の飽和を回避しつつ個々のアンプ回路の能力以上の出力電力(例えば個々のアンプ回路の出力電力が2Wの場合、バランスアンプとしての電力出力は4W)が得られる。検波回路はハイブリッド電力結合器のアイソレーションポートに接続される。   The balance amplifier includes a front-stage hybrid power distributor, an amplifier circuit connected to each of two ports that output signals distributed by the hybrid power distributor, and a rear-stage hybrid power combiner connected to the amplifier circuit, Should be provided. According to such a balanced amplifier, the distributed signals are individually amplified and the outputs are combined to obtain output power. Therefore, the saturation of the individual amplifier circuits is avoided and the capacity of the individual amplifier circuits is exceeded. Output power (for example, when the output power of each amplifier circuit is 2 W, the power output as a balance amplifier is 4 W) is obtained. The detection circuit is connected to the isolation port of the hybrid power combiner.

電力増幅器は、前記アイソレーションポートに接続される高周波用終端抵抗をさらに備えてもよい。こうした電力増幅器では、高周波用終端抵抗の両端の電圧が検波されることから、広帯域な検波回路は実現されることができる。しかも、高周波用終端抵抗は検波回路の直流成分の経路として利用されることができる。反射特性は向上する。   The power amplifier may further include a high-frequency termination resistor connected to the isolation port. In such a power amplifier, since the voltage across the high-frequency termination resistor is detected, a broadband detection circuit can be realized. In addition, the high-frequency termination resistor can be used as a DC component path of the detection circuit. The reflection characteristics are improved.

電力増幅器は、前記アイソレーションポートと前記検波回路との間に挿入される整合回路および小信号アンプをさらに備えてもよい。小信号アンプはアイソレーションポートの出力を増幅することから、検波回路には増幅後の出力が入力される。微小信号の出力に比べて検波回路の検波精度は向上する。さらに、検波にあたって高周波用終端抵抗は省略されることができる。高周波用抵抗に比べて安価な増幅素子が利用されることができることから、電力増幅器の部品コストはさらに低減されることができる。   The power amplifier may further include a matching circuit and a small signal amplifier inserted between the isolation port and the detection circuit. Since the small signal amplifier amplifies the output of the isolation port, the amplified output is input to the detection circuit. The detection accuracy of the detection circuit is improved compared to the output of a minute signal. Furthermore, the high-frequency termination resistor can be omitted for detection. Since an amplifying element that is less expensive than a high-frequency resistor can be used, the component cost of the power amplifier can be further reduced.

電力増幅器は、前記ハイブリッド電力分配器のアイソレーションポートに接続される整合回路および小信号アンプをさらに備えてもよい。アイソレーションポートに接続されるべき高周波用終端抵抗は省略されることができる。小信号アンプには、高周波用抵抗に比べて安価な増幅素子が利用されることができることから、電力増幅器の部品コストはさらに低減されることができる。   The power amplifier may further include a matching circuit and a small signal amplifier connected to the isolation port of the hybrid power distributor. The high-frequency termination resistor to be connected to the isolation port can be omitted. Since the small signal amplifier can use an amplifying element that is less expensive than the high-frequency resistor, the component cost of the power amplifier can be further reduced.

前述の電力増幅器は送信機に組み込まれることができる。こういった送信機は、例えば、可変特性を有する出力レベル調整回路(AGCアンプおよび/または可変アッテネータ)と、ハイブリッド電力分配器およびハイブリッド電力結合器の間に設けられたアンプ回路を有し、前記出力レベル調整回路から供給される信号の電力を増幅するバランスアンプと、前記ハイブリッド電力結合器のアイソレーションポートに接続される検波回路と、前記検波回路の出力に基づき前記出力レベル調整回路を調整する制御回路とを備えればよい。   The aforementioned power amplifier can be incorporated into the transmitter. Such a transmitter has, for example, an output level adjustment circuit (AGC amplifier and / or variable attenuator) having variable characteristics, and an amplifier circuit provided between the hybrid power distributor and the hybrid power combiner. A balance amplifier that amplifies the power of the signal supplied from the output level adjustment circuit, a detection circuit connected to the isolation port of the hybrid power combiner, and the output level adjustment circuit is adjusted based on the output of the detection circuit And a control circuit.

以上のように開示の電力増幅器および送信機によれば、従来に比べて占有面積は縮小され、しかも、出力信号の損失は低減されることができる。   As described above, according to the disclosed power amplifier and transmitter, the occupied area can be reduced as compared with the conventional case, and the loss of the output signal can be reduced.

送信機の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a transmitter roughly. 第1実施形態に係る電力増幅器すなわちパワーアンプの構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a configuration of a power amplifier, that is, a power amplifier according to a first embodiment. 一具体例に係るバランスアンプの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the balance amplifier which concerns on one specific example. 他の具体例に係るバランスアンプの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the balance amplifier which concerns on another specific example. 第2実施形態に係る電力増幅器すなわちパワーアンプの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the power amplifier which concerns on 2nd Embodiment, ie, a power amplifier. 第3実施形態に係る電力増幅器すなわちパワーアンプの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the power amplifier which concerns on 3rd Embodiment, ie, a power amplifier.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は送信機の構成を概略的に示す。送信機11は可変アッテネータ12およびIF(中間周波)アンプ13を備える。中間周波信号は可変アッテネータ12で減衰されIFアンプ13で増幅される。IFアンプ13は例えば自動利得制御(AGC)アンプと共用とすることができる。この種の送信機11は例えばブロックアップコンバータ(BUC)といった衛星通信機用送信機その他の無線送信機で例えられることができる。   FIG. 1 schematically shows the configuration of a transmitter. The transmitter 11 includes a variable attenuator 12 and an IF (intermediate frequency) amplifier 13. The intermediate frequency signal is attenuated by the variable attenuator 12 and amplified by the IF amplifier 13. The IF amplifier 13 can be shared with an automatic gain control (AGC) amplifier, for example. This type of transmitter 11 can be compared to a satellite communication transmitter such as a block up converter (BUC) or other wireless transmitter.

IFアンプ13にはミキサ14が接続される。ミキサ14で中間周波信号(IF)に局部発振器の局部発振信号(LO)がミキシングされる。その結果、信号周波数は中間周波信号(IF)と局部発振信号(LO)の和となり出力周波信号(RF)が生成される。局部発振信号(LO)の周波数は例えばマイクロ波の周波通帯域で適宜に設定される。ここでは、例えば3GHz〜30GHzの範囲で設定されればよい。ミキサ14の後段にはRFアンプ15が接続される。RFアンプ15はミキサ14の出力を増幅する。   A mixer 14 is connected to the IF amplifier 13. The mixer 14 mixes the local oscillation signal (LO) of the local oscillator with the intermediate frequency signal (IF). As a result, the signal frequency is the sum of the intermediate frequency signal (IF) and the local oscillation signal (LO), and an output frequency signal (RF) is generated. The frequency of the local oscillation signal (LO) is appropriately set, for example, in the microwave frequency band. Here, for example, it may be set in the range of 3 GHz to 30 GHz. An RF amplifier 15 is connected to the subsequent stage of the mixer 14. The RF amplifier 15 amplifies the output of the mixer 14.

RFアンプ15の後段にはパワーアンプ16が接続される。パワーアンプ16は規定の出力レベルまでRFアンプ15の出力信号を増幅する。パワーアンプ16の出力すなわち出力周波信号(RF)はアンテナ17から無線信号として空間に伝搬する。こうして送信機11から無線信号が送信される。同時に、パワーアンプ16は出力周波信号(RF)を検波して検波出力として出力する。検波出力はパワーアンプ16から出力される出力周波信号(RF)の出力レベルを反映する。   A power amplifier 16 is connected to the subsequent stage of the RF amplifier 15. The power amplifier 16 amplifies the output signal of the RF amplifier 15 to a specified output level. The output of the power amplifier 16, that is, the output frequency signal (RF) propagates from the antenna 17 to the space as a radio signal. In this way, a radio signal is transmitted from the transmitter 11. At the same time, the power amplifier 16 detects the output frequency signal (RF) and outputs it as a detection output. The detection output reflects the output level of the output frequency signal (RF) output from the power amplifier 16.

パワーアンプ16には制御回路18が接続される。パワーアンプ16の検波出力は制御回路18に入力される。制御回路18は検波出力に基づき可変アッテネータ12およびAGCアンプを制御する。なお、制御回路18は、可変アッテネータ12およびAGCアンプのうち少なくともいずれか一方を制御する。   A control circuit 18 is connected to the power amplifier 16. The detection output of the power amplifier 16 is input to the control circuit 18. The control circuit 18 controls the variable attenuator 12 and the AGC amplifier based on the detection output. The control circuit 18 controls at least one of the variable attenuator 12 and the AGC amplifier.

図2は本発明の第1実施形態に係る電力増幅器すなわちパワーアンプ16を示す。パワーアンプ16はバランスアンプ21を備える。このバランスアンプ21は前段のハイブリッド電力分配器22と後段のハイブリッド電力結合器23とを備える。ハイブリッド電力分配器22の入力ポート22aにRFアンプ15の出力信号は入力される。ハイブリッド電力分配器22の1対の出力ポート22b、22cにはそれぞれ個別にアンプ回路24、24が接続される。アンプ回路24はFET(電界効果トランジスタ)やMMIC(モノリシックマイクロ波集積回路)で形成される。2つのアンプ回路24、24は同一の特性を有する。アンプ回路24の出力にハイブリッド電力結合器23の1対の入力ポート23a、23bが接続される。規定の出力レベルまで増幅された出力周波信号(RF)がハイブリッド電力結合器23の出力ポート23cから出力される。ハイブリッド電力分配器22のアイソレーションポート22dおよびハイブリッド電力結合器23のアイソレーションポート23dにはそれぞれ高周波用終端抵抗25、26が接続される。本実施例における伝送線路の特性インピーダンスは50Ωであるため、高周波用終端抵抗25、26には50Ωの抵抗素子が用いられる。   FIG. 2 shows a power amplifier, that is, a power amplifier 16 according to the first embodiment of the present invention. The power amplifier 16 includes a balance amplifier 21. The balance amplifier 21 includes a front-stage hybrid power distributor 22 and a rear-stage hybrid power combiner 23. The output signal of the RF amplifier 15 is input to the input port 22 a of the hybrid power distributor 22. Amplifier circuits 24 and 24 are individually connected to the pair of output ports 22b and 22c of the hybrid power distributor 22, respectively. The amplifier circuit 24 is formed of an FET (field effect transistor) or an MMIC (monolithic microwave integrated circuit). The two amplifier circuits 24, 24 have the same characteristics. A pair of input ports 23 a and 23 b of the hybrid power combiner 23 are connected to the output of the amplifier circuit 24. An output frequency signal (RF) amplified to a specified output level is output from the output port 23 c of the hybrid power combiner 23. High-frequency termination resistors 25 and 26 are connected to the isolation port 22d of the hybrid power distributor 22 and the isolation port 23d of the hybrid power coupler 23, respectively. Since the transmission line has a characteristic impedance of 50Ω in this embodiment, 50Ω resistive elements are used for the high-frequency termination resistors 25 and 26.

ハイブリッド電力結合器23のアイソレーションポート23dには検波回路27が接続される。検波回路27は、アイソレーションポート23dに接続されるダイオード28を備える。ダイオード28は、アイソレーションポート23dから出力される高周波信号を半波整流する。ダイオード28の出力にはコンデンサ29および抵抗31が相互に並列に接続される。コンデンサ29および抵抗31の働きで信号の平滑化が行われる。こうしてダイオードの28の出力は検波信号となる。出力周波信号(RF)の強度に比例した検波出力は制御回路18に入力される。出力周波信号(RF)が一定の出力レベルで出力されるように制御回路18は検波出力に基づき可変アッテネータ12および/またはAGCアンプを制御する。   A detection circuit 27 is connected to the isolation port 23 d of the hybrid power coupler 23. The detection circuit 27 includes a diode 28 connected to the isolation port 23d. The diode 28 performs half-wave rectification on the high-frequency signal output from the isolation port 23d. A capacitor 29 and a resistor 31 are connected in parallel to the output of the diode 28. Signals are smoothed by the action of the capacitor 29 and the resistor 31. Thus, the output of the diode 28 becomes a detection signal. A detection output proportional to the intensity of the output frequency signal (RF) is input to the control circuit 18. The control circuit 18 controls the variable attenuator 12 and / or the AGC amplifier based on the detection output so that the output frequency signal (RF) is output at a constant output level.

図3に示されるように、ハイブリッド電力分配器22およびハイブリッド電力結合器23には3dB90°ハイブリッドカプラ(以下「ブランチラインカプラ」という)33、34が用いられればよい。個々のブランチラインカプラ33、34では第1ポート33a、34aと第4ポート33d、34dとの間には特性インピーダンスZ0(=50Ω)で線路長λ/4の線路がブランチとして形成される。同様に、第2ポート33b、34bと第3ポート33c、34cとの間には特性インピーダンスZ0(=50Ω)で線路長λ/4の線路がブランチとして形成される。その一方で、第1ポート33a、34aと第2ポート33b、34bとの間、および、第4ポート33d、34dと第3ポート33c、34cとの間には特性インピーダンスZ0/√2(=35.35Ω)で線路長λ/4の線路がブランチとして形成される。前段のブランチラインカプラ33では、例えば第1ポート33aから0[dBm]の信号が入力されると、入力信号は等分配され第2ポート33bおよび第3ポート33cから−3[dBm]の信号が90°の位相差をもって出力され、第4ポート33dすなわちアイソレーションポート22dから−30[dBm]程度の信号が現れる。前段のブランチラインカプラ33の第2ポート33bおよび第3ポート33cにアンプ回路24、24が接続される。アンプ回路24、24の出力には後段のブランチラインカプラ34の第1ポート34aおよび第4ポート34dがそれぞれ接続される。個々のアンプ回路24、24の増幅度が25[dB]とすると、後段のブランチラインカプラ34の第3ポート34cから各アンプ回路24の出力が同相で合成され25[dBm]の出力周波信号(RF)が出力される。第2ポート34bすなわちアイソレーションポート23dには−5[dBm]程度の信号が現れる。この第2ポート34bの出力が検波用出力として用いられる。   As shown in FIG. 3, 3 dB 90 ° hybrid couplers (hereinafter referred to as “branch line couplers”) 33 and 34 may be used for the hybrid power divider 22 and the hybrid power combiner 23. In each branch line coupler 33, 34, a line having a characteristic impedance Z0 (= 50Ω) and a line length λ / 4 is formed as a branch between the first port 33a, 34a and the fourth port 33d, 34d. Similarly, a line having a characteristic impedance Z0 (= 50Ω) and a line length λ / 4 is formed as a branch between the second ports 33b and 34b and the third ports 33c and 34c. On the other hand, there is a characteristic impedance Z0 / √2 (= 35) between the first ports 33a, 34a and the second ports 33b, 34b and between the fourth ports 33d, 34d and the third ports 33c, 34c. .35Ω) and a line having a line length λ / 4 is formed as a branch. In the branch line coupler 33 at the previous stage, for example, when a 0 [dBm] signal is input from the first port 33a, the input signal is equally distributed and the second port 33b and the third port 33c receive a signal of -3 [dBm]. The signal is output with a phase difference of 90 °, and a signal of about −30 [dBm] appears from the fourth port 33d, that is, the isolation port 22d. Amplifier circuits 24 and 24 are connected to the second port 33b and the third port 33c of the branch line coupler 33 at the preceding stage. The outputs of the amplifier circuits 24, 24 are connected to the first port 34a and the fourth port 34d of the subsequent branch line coupler 34, respectively. If the amplification degree of each of the amplifier circuits 24 and 24 is 25 [dB], the output of each amplifier circuit 24 is synthesized in phase from the third port 34c of the branch line coupler 34 in the subsequent stage, and an output frequency signal of 25 [dBm] ( RF) is output. A signal of about −5 [dBm] appears at the second port 34b, that is, the isolation port 23d. The output of the second port 34b is used as a detection output.

以上のようなパワーアンプ16によれば、高周波用終端抵抗26の両端の電圧が検波されることから、広帯域な検波回路27が実現されることができる。しかも、高周波用終端抵抗26は、検波回路27から出力される直流成分の経路として利用されることができる。反射は確実に回避されることができる。検波にあたって第3ポート34cに出力される出力周波信号(RF)から検波用に信号が取り出されるわけではないことから、出力周波信号(RF)の出力レベルの低下は回避されることができる。加えて、いわゆる方向性結合器が不要になることから、プリント基板上でパワーアンプ16の占有面積は縮小されることができる。しかも、方向性結合器に使用される50Ωの終端抵抗は不要になる。こういった終端抵抗には一般の抵抗器よりも高価で大型な高周波用抵抗が用いられることから、方向性結合器の省略に応じてパワーアンプ16の部品コストは著しく低減されることができる。   According to the power amplifier 16 as described above, the voltage at both ends of the high-frequency termination resistor 26 is detected, so that a broadband detection circuit 27 can be realized. In addition, the high-frequency termination resistor 26 can be used as a path for a DC component output from the detection circuit 27. Reflection can be reliably avoided. Since a signal is not extracted for detection from the output frequency signal (RF) output to the third port 34c at the time of detection, a decrease in the output level of the output frequency signal (RF) can be avoided. In addition, since a so-called directional coupler is not required, the area occupied by the power amplifier 16 on the printed circuit board can be reduced. Moreover, a 50Ω termination resistor used for the directional coupler is not necessary. Since such a terminating resistor is a high-frequency resistor that is more expensive and larger than a general resistor, the cost of components of the power amplifier 16 can be significantly reduced according to the omission of the directional coupler.

パワーアンプ16ではブランチラインカプラ33、34に代えて1.5λ型3dBラットレースハイブリッド(以下「ラットレースハイブリッド」という)35、36が用いられてもよい。図4に示されるように、個々のラットレースハイブリッド35、36では特性インピーダンス√2Z0(=70.71Ω)で線路長3/2λの環状線路にλ/4間隔で4本の特性インピーダンスZ0(=50Ω)の線路が接続される。前段のラットレースハイブリッド35では、第1ポート35aから0[dBm]の信号が入力されると、入力信号は等分配され第2ポート35bおよび第3ポートから−3[dBm]の信号が180°の位相差をもって出力され、第4ポート35dには−30[dBm]程度の信号が現れる。前段のラットレースハイブリッド35の第2ポート35bおよび第3ポート35cにアンプ回路24、24が接続される。アンプ回路24、24の出力には後段のラットレースハイブリッド36の第3ポート36cおよび第2ポート36bがそれぞれ接続される。個々のパワーアンプの増幅度が25[dB]とすると、後段のラットレースハイブリッド36の第1ポート36aから各アンプ回路24が同相で合成され25[dBm]の出力周波信号(RF)が出力される。第4ポート36dすなわちアイソレーションポート23dから−5[dBm]程度の検波出力が出力される。こうしてラットレースハイブリッド35、36はブランチラインカプラ33、34と同様にバランスアンプ21を形成することができる。   In the power amplifier 16, 1.5λ 3 dB rat race hybrid (hereinafter referred to as “rat race hybrid”) 35 and 36 may be used instead of the branch line couplers 33 and 34. As shown in FIG. 4, in each of the rat race hybrids 35 and 36, the characteristic impedance √2Z0 (= 70.71Ω) and the line length of 3 / 2λ are set to four characteristic impedances Z0 (= 50Ω) line is connected. In the preceding race race hybrid 35, when a signal of 0 [dBm] is input from the first port 35a, the input signal is equally distributed and a signal of −3 [dBm] is 180 ° from the second port 35b and the third port. And a signal of about −30 [dBm] appears at the fourth port 35d. Amplifier circuits 24, 24 are connected to the second port 35b and the third port 35c of the rat race hybrid 35 at the preceding stage. The outputs of the amplifier circuits 24, 24 are connected to the third port 36c and the second port 36b of the subsequent rat race hybrid 36, respectively. When the amplification degree of each power amplifier is 25 [dB], each amplifier circuit 24 is synthesized in the same phase from the first port 36a of the rat race hybrid 36 in the subsequent stage, and an output frequency signal (RF) of 25 [dBm] is output. The A detection output of about −5 [dBm] is output from the fourth port 36d, that is, the isolation port 23d. Thus, the rat race hybrids 35 and 36 can form the balance amplifier 21 in the same manner as the branch line couplers 33 and 34.

図5は本発明の第2実施形態に係る電力増幅器すなわちパワーアンプ16aを示す。このパワーアンプ16aはパワーアンプ16に代えて送信機11に組み込まれればよい。図中、パワーアンプ16と均等な構成には同一の参照符号が付され、詳細な説明は割愛される。   FIG. 5 shows a power amplifier, that is, a power amplifier 16a according to the second embodiment of the present invention. The power amplifier 16 a may be incorporated in the transmitter 11 instead of the power amplifier 16. In the figure, components equivalent to those of the power amplifier 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

このパワーアンプ16aではハイブリッド電力結合器23のアイソレーションポート23dと検波回路27との間に小信号アンプ37が挿入される。小信号アンプ37には例えばHEMT(高電子移動度トランジスタ)といった高周波用の増幅素子が用いられればよい。アイソレーションポート23dと小信号アンプ37との間すなわち小信号アンプ37の入力には整合回路38が接続される。同時に、小信号アンプ37と検波回路27との間すなわち小信号アンプ37の出力には整合回路39が接続される。整合回路38、39は例えば伝送線路およびスタブといったマイクロストリップラインのような配線パターンに基づき形成されればよい。出力周波信号(RF)に対してインピーダンス整合するように設計した整合回路38、39および小信号アンプ37の働きでアイソレーションポート23dに対する反射波は抑えられる。出力では広帯域化が実現される。その結果、バランスアンプ21の特性は改善される。加えて、小信号アンプ37はアイソレーションポート23dの出力を増幅することから、検波回路27には増幅後の信号出力が入力される。微小信号の出力に比べて検波回路27の検波精度は向上する。さらに、検波にあたって高周波用終端抵抗26が不要となり、高周波用抵抗に比べて安価な増幅素子が利用されることができることから、パワーアンプ16aの部品コストはさらに低減されることができる。   In this power amplifier 16 a, a small signal amplifier 37 is inserted between the isolation port 23 d of the hybrid power coupler 23 and the detection circuit 27. For the small signal amplifier 37, for example, a high frequency amplifying element such as HEMT (high electron mobility transistor) may be used. A matching circuit 38 is connected between the isolation port 23 d and the small signal amplifier 37, that is, at the input of the small signal amplifier 37. At the same time, a matching circuit 39 is connected between the small signal amplifier 37 and the detection circuit 27, that is, at the output of the small signal amplifier 37. The matching circuits 38 and 39 may be formed based on a wiring pattern such as a microstrip line such as a transmission line and a stub. The reflected waves to the isolation port 23d are suppressed by the functions of the matching circuits 38 and 39 and the small signal amplifier 37 designed to match the impedance to the output frequency signal (RF). A wide band is realized at the output. As a result, the characteristics of the balance amplifier 21 are improved. In addition, since the small signal amplifier 37 amplifies the output of the isolation port 23 d, the amplified signal output is input to the detection circuit 27. The detection accuracy of the detection circuit 27 is improved compared to the output of a minute signal. Further, the high-frequency termination resistor 26 is not required for detection, and an inexpensive amplifying element can be used as compared with the high-frequency resistor, so that the component cost of the power amplifier 16a can be further reduced.

図6は本発明の第3実施形態に係る電力増幅器すなわちパワーアンプ16bを示す。このパワーアンプ16bはパワーアンプ16に代えて送信機11に組み込まれればよい。図中、パワーアンプ16と均等な構成には同一の参照符号が付され、詳細な説明は割愛される。   FIG. 6 shows a power amplifier, that is, a power amplifier 16b according to a third embodiment of the present invention. The power amplifier 16b may be incorporated in the transmitter 11 instead of the power amplifier 16. In the figure, components equivalent to those of the power amplifier 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

このパワーアンプ16bでは前段のハイブリッド電力分配器22のアイソレーションポート22dに高周波用終端抵抗25に代えて小信号アンプ41が接続される。小信号アンプ41には例えばHEMT(高電子移動度トランジスタ)といった増幅素子が用いられればよい。アイソレーションポート22dと小信号アンプ41との間すなわち小信号アンプ41の入力には整合回路42が接続される。同時に、小信号アンプ41の出力には整合回路43が接続される。整合回路42、43は例えば伝送線路およびスタブといったマイクロストリップラインのような配線パターンに基づき形成されればよい。整合回路42、43および小信号アンプ41の働きでアイソレーションポート22dに対する反射波は抑えられる。出力では広帯域化が実現される。その結果、バランスアンプ21の特性は改善される。加えて、高周波用終端抵抗25が不要となり、高周波用抵抗に比べて安価な増幅素子が利用されることができることから、パワーアンプ16bの部品コストはさらに低減されることができる。   In this power amplifier 16b, a small signal amplifier 41 is connected to the isolation port 22d of the preceding hybrid power distributor 22 in place of the high-frequency termination resistor 25. For the small signal amplifier 41, for example, an amplifying element such as HEMT (High Electron Mobility Transistor) may be used. A matching circuit 42 is connected between the isolation port 22d and the small signal amplifier 41, that is, at the input of the small signal amplifier 41. At the same time, a matching circuit 43 is connected to the output of the small signal amplifier 41. The matching circuits 42 and 43 may be formed based on a wiring pattern such as a microstrip line such as a transmission line and a stub. The reflected waves with respect to the isolation port 22d are suppressed by the functions of the matching circuits 42 and 43 and the small signal amplifier 41. A wide band is realized at the output. As a result, the characteristics of the balance amplifier 21 are improved. In addition, the high-frequency termination resistor 25 is not required, and an amplifying element that is less expensive than the high-frequency resistor can be used. Therefore, the component cost of the power amplifier 16b can be further reduced.

11 送信機、12 可変アッテネータ、13 自動利得制御(AGC)アンプを含む中間周波アンプ、16 電力増幅器としてのパワーアンプ、16a 電力増幅器としてのパワーアンプ、16b 電力増幅器としてのパワーアンプ、18 制御回路、21 バランスアンプ、22 ハイブリッド電力分配器、22d ハイブリッド電力分配器のアイソレーションポート、23 ハイブリッド電力結合器、23d ハイブリッド電力結合器のアイソレーションポート、24 アンプ回路、26 高周波用終端抵抗、27 検波回路、33 ハイブリッド電力分配器としての3dB90°ハイブリッドカプラ、34 ハイブリッド電力結合器としての3dB90°ハイブリッドカプラ、35 ハイブリッド電力分配器としての1.5λ型3dBラットレースハイブリッド、36 ハイブリッド電力結合器としての1.5λ型3dBラットレースハイブリッド、37 小信号アンプ、38 整合回路、39 整合回路、41 小信号アンプ、42 整合回路、43 整合回路。   Reference Signs List 11 transmitter, 12 variable attenuator, 13 intermediate frequency amplifier including automatic gain control (AGC) amplifier, 16 power amplifier as power amplifier, 16a power amplifier as power amplifier, 16b power amplifier as power amplifier, 18 control circuit, 21 Balance Amplifier, 22 Hybrid Power Divider, 22d Hybrid Power Divider Isolation Port, 23 Hybrid Power Coupler, 23d Hybrid Power Coupler Isolation Port, 24 Amplifier Circuit, 26 High Frequency Termination Resistor, 27 Detector Circuit, 33 3 dB 90 ° hybrid coupler as hybrid power divider, 34 3 dB 90 ° hybrid coupler as hybrid power combiner, 35 1.5λ type 3 dB rat race as hybrid power divider Hybrid, 36 1.5 [lambda] type 3dB rat race hybrid as hybrid power combiner, 37 small signal amplifier, 38 a matching circuit, 39 a matching circuit, 41 a small signal amplifier, 42 a matching circuit, 43 a matching circuit.

Claims (5)

ハイブリッド電力分配器およびハイブリッド電力結合器の間に設けられたアンプ回路を有するバランスアンプと、前記ハイブリッド電力結合器のアイソレーションポートに接続される検波回路とを備えることを特徴とする電力増幅器。   A power amplifier comprising: a balance amplifier having an amplifier circuit provided between a hybrid power distributor and a hybrid power combiner; and a detection circuit connected to an isolation port of the hybrid power combiner. 請求項1に記載の電力増幅器において、前記ハイブリット電力分配器および前記ハイブリッド電力結合器はブランチラインカプラまたはラットレースハイブリッドで構成されることを特徴とする電力増幅器。   2. The power amplifier according to claim 1, wherein the hybrid power divider and the hybrid power combiner are configured by a branch line coupler or a rat race hybrid. 請求項1または2に記載の電力増幅器において、前記アイソレーションポートと前記検波回路との間に挿入される整合回路および小信号アンプをさらに備えることを特徴とする電力増幅器。   3. The power amplifier according to claim 1, further comprising a matching circuit and a small signal amplifier inserted between the isolation port and the detection circuit. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力増幅器において、前記ハイブリッド電力分配器のアイソレーションポートに整合回路および小信号アンプを備えることを特徴とする電力増幅器。   The power amplifier according to any one of claims 1 to 3, further comprising a matching circuit and a small signal amplifier in an isolation port of the hybrid power distributor. 可変アッテネータおよび/または自動利得制御アンプと、
局部信号発振器およびミキサと、
ハイブリッド電力分配器およびハイブリッド電力結合器の間に設けられたアンプ回路を有し、前記可変アッテネータおよび/または自動利得制御アンプから供給される信号の電力を増幅するバランスアンプと、
前記ハイブリッド電力結合器のアイソレーションポートに接続される検波回路と、
前記検波回路の出力に基づき前記可変アッテネータまたは自動利得制御アンプを調整する制御回路と
を備えることを特徴とする送信機。
A variable attenuator and / or an automatic gain control amplifier;
A local signal oscillator and a mixer;
A balance amplifier that has an amplifier circuit provided between the hybrid power distributor and the hybrid power combiner, and amplifies the power of the signal supplied from the variable attenuator and / or the automatic gain control amplifier;
A detection circuit connected to an isolation port of the hybrid power combiner;
And a control circuit for adjusting the variable attenuator or the automatic gain control amplifier based on the output of the detection circuit.
JP2010242279A 2010-10-28 2010-10-28 Power amplifier and transmitter Pending JP2012095196A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010242279A JP2012095196A (en) 2010-10-28 2010-10-28 Power amplifier and transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010242279A JP2012095196A (en) 2010-10-28 2010-10-28 Power amplifier and transmitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012095196A true JP2012095196A (en) 2012-05-17

Family

ID=46388040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010242279A Pending JP2012095196A (en) 2010-10-28 2010-10-28 Power amplifier and transmitter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012095196A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7541890B2 (en) Quasi active MIMIC circulator
KR100993568B1 (en) Balanced power amplifier with a bypass structure
US7595688B2 (en) High power commutating multiple output amplifier system
EP2579457B1 (en) Power amplifier for mobile telecommunications
US9837966B1 (en) Series-type Doherty amplifier
US8072288B2 (en) Directional coupler
EP2169823B1 (en) Combined multi-path high-efficiency power amplifier
US6794953B2 (en) Radio frequency amplifying circuit
US10644763B1 (en) Technique for single antenna full duplex
Chen et al. A 140GHz transceiver with integrated antenna, inherent-low-loss duplexing and adaptive self-interference cancellation for FMCW monostatic radar
Saha et al. X/Ku-band four-channel transmit/receive SiGe phased-array IC
JP2023008790A (en) Radar limiter distortion compensation
US6864743B2 (en) Microwave amplifier with bypass segment
JP2004173113A (en) Phase adjustment circuit and feedforward amplifier provided with the same
JP2012095196A (en) Power amplifier and transmitter
US6977554B2 (en) Variable gain amplifier for high frequency band using microstrip hybrid
Steinweg et al. A 5 dBm BiCMOS 90° phase shifter with single-voltage tuning for mm-wave beam steering
Voelkel et al. An integrated bistatic 4TX/4RX six-port MIMO-transceiver at 60 GHz in a 130-nm SiGe BiCMOS technology for radar applications
JP2005252847A (en) Variable power distribution method, variable power distributor, and transmission power control circuit
EP3701629B1 (en) Radio frequency front end for wireless communication
EP1209756B1 (en) A radio frequency amplifying circuit
KR100573013B1 (en) Radar system using balance topology
WO2024187955A1 (en) Power amplification circuit, power amplification chip, radio frequency front-end apparatus and communication device
Wang et al. A fully integrated S-band 1-watt phased array T/R IC in 0.13 μm SOI-CMOS technology
Watkins A tuneable rat-race coupler for full duplex communications