JP2012160878A5

JP2012160878A5 -

Info

Publication number: JP2012160878A5
Application number: JP2011018679A
Authority: JP
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2031-01-31

Description

このように構成される地上放送波受信用増幅器は、例えばアンテナ素子の高さ（長さ）が短くなることによってその性能（信号対雑音比や受信系の利得等）が劣化しても、その劣化分を、等価雑音抵抗が2［Ω］以下となる化合物半導体ＨＥＭＴにより補償することができるので、例えば、ＦＭ放送帯の地上放送波の0.0125波長以下の長さをもつモノポールアンテナ素子を用いた場合であっても、実用的な性能を実現することができる。

ＨＥＭＴは、一般的には、地上波デジタル放送（470［ＭＨｚ］〜710［ＭＨｚ］）の受信機やマイクロ波帯の信号を増幅する高周波機器用増幅器において使用されるもので、これまで、ＡＭ帯やＦＭ帯において使用されることがなかった。これは、ＡＭ帯やＦＭ帯でＨＥＭＴを採用することの性能対効果が低いこと、及び、このように低い周波数帯域では、ＨＥＭＴの扱いが難しいことが、その理由になっていると考えられる。
すなわち、もともと熱雑音が信号電力に重畳しているのが当たり前のＡＭ帯やＦＭ帯の受信波では、ＨＥＭＴを採用したとしても、顕著な性能改善に結びつかないので、ＨＥＭＴをＡＭ帯やＦＭ帯で使用するには、100倍程度の増幅能力が過剰となり、100倍もの広範な周波数にわたる回路・部品の動作、放射器の指向性等を考慮した設計・製造技術が余分な負担となる。また、シリコンバイポーラトランジスタに比べ、化合物半導体素材が高価で、基板に形成する際のパターンルールが微細となるので、製造コストも相対的に高くなるばかりでなく、主たる動作周波数がＡＭ帯やＦＭ帯のように、マイクロ波に比べて低い周波数で動作するように設計された素子と比較すれば、パターンルールが過剰に微細となって、電気的ストレスに対して脆弱となる。

図２に示す増幅器１２−Ａでは、ソース接地されたエンハンスメント型のＨＥＭＴ１２０のゲートＧに、アンテナ素子１０で受信され、給電端子１１，増幅器入力端子Ｒiを通じて入力された受信波と、電源端子Ｐiから直流阻止回路１２２及びバイアス回路１２１を経て供給された正のバイアス電力とを重畳して入力する。
給電端子１１及び増幅器入力端子ＲiからＨＥＭＴ１２０のゲートＧまでを接続する配線線路は、アンテナ素子１０のインピーダンスが非常に高いことから、200［Ω］以上（好ましくは１[ｋΩ］以上）の高インピーダンスとなるように線路幅が制限されている。

増幅器の特性値として、Ｇ_ｏｐｔ、Γ_ｏｐｔ、Γ_ｍｉｎ、Ｒ_ｎが（その製造メーカより）与えられると、Ω_Ｎ、Ｒ_Ｎ、Ｆ_Ｎ、ｒ_ｎは、それぞれ、以下のようにして算出される。
Ω_Ｎ＝Γ_ｏｐｔ／（１＋Ｎ）
Ｒ_Ｎ＝√［Ｎ^２＋Ｎ（１−｜Γ_ｏｐｔ｜ ^２）]／（１＋Ｎ）
Ｆ_Ｎ＝Ｆ_ｍｉｎ＋４ｒ_ｎＮ／（｜１＋Γ_ｏｐｔ｜^２）
ｒ_ｎ＝Ｒ_ｎ／Ｚ_Ｏ

１０・・・アンテナ素子、１１・・・給電端子、１２，１２−Ａ，１２−Ｂ，１２−Ｃ・・・増幅器、１３・・・出力端子、１４・・・接地端子、１５・・・グランド板、３０・・・車両導体面、１２０・・・ＨＥＭＴ、Ｐｉ・・・電源端子、Ｒｉ・・・増幅器入力端子、Ｒo・・・増幅器出力端子、Ｇｒ・・・増幅器接地端子、１２１・・・バイアス回路、１２２・・・直流阻止回路、１２３・・・ＦＭ並列共振回路、１２４・・・ＡＭ並列共振回路、１２５・・・出力整合回路、２１・・・分波回路、２２・・・ＡＭ整合回路、２３・・・ＡＭ帯増幅器、２４・・・合成回路。

Claims

前記化合物半導体ＨＥＭＴのドレインには、ＡＭ帯の周波数の受信波を当該化合物半導体ＨＥＭＴに増幅させるための第１回路と、ＦＭ帯の周波数の受信波を当該化合物半導体ＨＥＭＴに増幅させるための第２回路との少なくとも一方の回路が接続されている、
請求項５記載の地上放送波受信用増幅器。