JP2017005534A - 高周波電力増幅器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路の小型化を図ることができるとともに、２倍波のインピーダンス整合に対する設計自由度が高く、かつ、２倍波整合の広帯域化を図ることができるようにする。【解決手段】一端が伝送線路５の他端と接続されて、他端が外部負荷１と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６である伝送線路６と、一端が伝送線路５の他端と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／８であるオープンスタブ８と、一端が伝送線路６の他端と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６であるオープンスタブ９とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、マイクロ波やミリ波帯の高周波信号を増幅する高周波電力増幅器に関するものである。

例えば、マイクロ波やミリ波帯の高周波信号を増幅する高周波電力増幅器では、電力効率や出力電力に関する性能を高めるために、高調波の反射位相を最適化する技術が適用されている。
高調波の反射位相を最適化する技術として、高周波信号の基本波の整合に加えて、高周波信号の第２高調波である２倍波の整合を図る整合回路を高周波電力増幅器に適用するものがある（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に開示されている高周波電力増幅器では、トランジスタと５０Ωの外部負荷との間に、整合回路として、インピーダンス変成回路が接続されている。
このインピーダンス変成回路は、トランジスタと５０Ωの外部負荷との間の主線路として、伝送線路（１）と伝送線路（２）が直列に接続されており、また、伝送線路（１）とトランジスタの接続端に第１のオープンスタブが接続され、伝送線路（１）と伝送線路（２）の接続端に第２のオープンスタブが接続されている。
ここで、伝送線路（２）の線路長は、外部負荷から出力される高周波信号の基本波でλ／４（λは波長）になっている。この回路構成では、第２のオープンスタブによって形成された高周波信号の２倍波のショート点が、所望の２倍波反射位相になるように、伝送線路（１）と第１のオープンスタブを用いて調整される。

特開２００９−１５９５９１号公報（図１）

従来の高周波電力増幅器は以上のように構成されているので、高周波信号の基本波でλ／４の線路長を有する伝送線路（２）が主線路として接続されている。このため、主線路の線路長が長くなり、整合回路が大型化してしまうという課題があった。
特に、マイクロ波帯の中でも、周波数が低いＵＨＦ帯の高周波信号を増幅する場合、主線路の線路長が長くなる。例えば、高周波信号の周波数が３００ＭＨｚである場合、誘電率が１０（波長短縮率が０．３６）の回路基板を用いても、λ／４の線路長が約９０ｍｍと長くなる。
なお、伝送線路の代わりに、コンデンサやインダクタなどの小型実装部品である集中定数を用いて、整合をとる方法も考えられるが、トランジスタとして、高電圧で動作するＧａＮデバイスを使用する場合には、高耐圧で使用可能な高価な集中定数を使用する必要があることや、コストカットの観点から集中定数の部品点数を削減する必要があることなどを考慮すると、伝送線路を用いて、整合をとることが望ましい。

また、従来の高周波電力増幅器では、伝送線路（１）と第１のオープンスタブを用いて、２倍波のインピーダンスが調整されるが、基本波のインピーダンスも、伝送線路（１）と第１のオープンスタブを用いて調整される構成である。このため、基本波の整合が優先される場合、２倍波のインピーダンス整合が最適化されないことがあり、設計の自由度が小さいという課題があった。
また、第２のオープンスタブだけで２倍波のショート点を形成しているため、２倍波インピーダンスの周波数特性が大きくなり、最適な２倍波整合をとれる周波数帯域が狭くなるという課題もあった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、回路の小型化を図ることができるとともに、２倍波のインピーダンス整合に対する設計自由度が高く、かつ、２倍波整合の広帯域化を図ることができる高周波電力増幅器を得ることを目的とする。

この発明に係る高周波電力増幅器は、信号の電力を増幅するトランジスタと、一端がトランジスタにおける信号の入力側又は出力側に接続されている第１の伝送線路と、一端が第１の伝送線路の他端と接続されて、他端が外部負荷と接続されており、線路長が信号の基本波で１６分の１波長である第２の伝送線路と、一端が第１の伝送線路の一端と接続されている第１のオープンスタブと、一端が第１の伝送線路の他端と接続されており、線路長が信号の基本波で８分の１波長である第２のオープンスタブと、一端が第２の伝送線路の他端と接続されており、線路長が信号の基本波で１６分の１波長である第３のオープンスタブとを備えるようにしたものである。

この発明によれば、信号の電力を増幅するトランジスタと、一端がトランジスタにおける信号の入力側又は出力側に接続されている第１の伝送線路と、一端が第１の伝送線路の他端と接続されて、他端が外部負荷と接続されており、線路長が信号の基本波で１６分の１波長である第２の伝送線路と、一端が第１の伝送線路の一端と接続されている第１のオープンスタブと、一端が第１の伝送線路の他端と接続されており、線路長が信号の基本波で８分の１波長である第２のオープンスタブと、一端が第２の伝送線路の他端と接続されており、線路長が信号の基本波で１６分の１波長である第３のオープンスタブとを備えるように構成したので、回路の小型化を図ることができるとともに、信号の第２高調波である２倍波のインピーダンス整合に対する設計自由度が高く、かつ、２倍波整合の広帯域化を図ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１による高周波電力増幅器を示す構成図である。 図１の高周波電力増幅器の等価回路図である。 図１の高周波電力増幅器における基本波ｆ０に対するインピーダンス変成の一例を示すスミスチャート図である。 伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が外部負荷１のインピーダンスＺＬと同じ５０Ωである場合の基本波ｆ０に対するインピーダンス変成の一例を示すスミスチャート図である。 図１の高周波電力増幅器における２倍波２ｆ０に対するインピーダンス変成の一例を示すスミスチャート図である。 式（１）の条件を満足している場合の、オープンスタブ７の主線路４への接続点とトランジスタ２の間の箇所から外部負荷１側を見た２倍波インピーダンスの周波数特性の計算例を示すスミスチャート図である。 伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２を外部負荷１のインピーダンスＺＬの３／２倍にしている場合の、オープンスタブ７の主線路４への接続点とトランジスタ２の間の箇所から外部負荷１側を見た２倍波インピーダンスの周波数特性の計算例を示すスミスチャート図である。 オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４をオープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５の４分の１、２分の１、同値、２倍にした場合の、オープンスタブ８の主線路４への接続点と伝送線路５の一端の間の箇所から外部負荷１側を見た基本波インピーダンス及び２倍波インピーダンスの周波数特性の計算例を示すスミスチャート図である。 伝送線路６又はオープンスタブ９の線路長が高周波信号の２倍波２ｆ０でλ／８からずれている場合のＦＬとＦＨにおける２倍波反射位相の差の計算結果の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態５による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態６による高周波電力増幅器を示す構成図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高周波電力増幅器を示す構成図であり、図２は図１の高周波電力増幅器の等価回路図である。
図１及び図２において、外部負荷１は、例えばインピーダンスＺＬが５０Ωの負荷である。
トランジスタ２は高周波信号の電力を増幅する電流増幅素子であり、トランジスタ２として、例えば、電界効果トランジスタが用いられる。ただし、これは一例に過ぎず、バイポーラトランジスタなどであってもよい。
整合回路基板３は外部負荷１から入力された高周波信号をトランジスタ２のゲート端子に出力する際、外部負荷１のインピーダンスとトランジスタ２の入力インピーダンスとの整合を図る整合回路が実装されている基板である。
なお、整合回路基板３には、通常、Ａｕめっきによる配線パターン（整合回路）が形成されており、この配線パターンが、Ａｕワイヤ、Ａｕリボン、パッケージのリードやコネクタなどによって、外部負荷１及びトランジスタ２と電気的に接続されている。

整合回路基板３の表面に形成されている配線パターンは、電気的にトランジスタ２及び外部負荷１と接続されている主線路４と、一端が主線路４と接続されているオープンスタブ７〜９とから構成されている。
主線路４は伝送線路５と伝送線路６から構成されており、伝送線路５は一端がトランジスタ２のゲート端子と接続されている特性インピーダンスＺ_１の第１の伝送線路である。
伝送線路６は一端が伝送線路５の他端と接続されて、他端が外部負荷１と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６（１６分の１波長）である特性インピーダンスＺ_２の第２の伝送線路である。

オープンスタブ７は一端が伝送線路５の一端と接続されている特性インピーダンスＺ_３の第１のオープンスタブである。
オープンスタブ８は一端が伝送線路５の他端と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／８（８分の１波長）である特性インピーダンスＺ_４の第２のオープンスタブである。
オープンスタブ９は一端が伝送線路６の他端と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６である特性インピーダンスＺ_５の第３のオープンスタブである。

この実施の形態１では、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２は、外部負荷１のインピーダンスＺＬより大きく、かつ、外部負荷１のインピーダンスＺＬの３／２（２分の３）以下である。
また、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４はオープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５の１／２（２分の１）以上で、かつ、オープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５以下である。

次に動作について説明する。
最初に、高周波信号の基本波ｆ０での動作を説明する。
図３は図１の高周波電力増幅器における基本波ｆ０に対するインピーダンス変成の一例を示すスミスチャート図である。
図３において、Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄ，Ｚｅは、図２の示す各箇所から外部負荷１側を見たインピーダンスである。

基本波ｆ０に対するインピーダンス変成を、順を追って説明する。
第１に、オープンスタブ９は、高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６の線路長を有しているため、キャパシタとして機能する。
このため、外部負荷１のインピーダンスＺＬ（図３では、インピーダンスＺＬが５０Ωである場合を想定している）は、等コンダクタンス円上を動き、インピーダンスＺｅに変成される。

第２に、伝送線路６は、インダクタとして機能する。
これにより、インピーダンスＺｅからインダクタンスが増加する方向に動き、インピーダンスＺｄに変成される。
ここで、特許文献１に開示されている高周波電力増幅器では、線路長が基本波ｆ０でλ／４である伝送線路（２）によって、インピーダンスＺｄに変成しているため、この伝送線路（２）の特性インピーダンスは、外部負荷のインピーダンスＺＬより小さい値をとっている。
しかし、この実施の形態１では、伝送線路６の線路長が基本波ｆ０でλ／１６であるため、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が外部負荷１のインピーダンスＺＬより小さい値をとっている場合には、スミスチャートの実軸付近へのインピーダンス変成ができない。

図４は伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が外部負荷１のインピーダンスＺＬと同じ５０Ωである場合の基本波ｆ０に対するインピーダンス変成の一例を示すスミスチャート図である。
伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が外部負荷１のインピーダンスＺＬと同じ５０Ωである場合、図４に示すように、スミスチャートの実軸付近へのインピーダンス変成ができず、インピーダンスＺｄ’に変成されている。
このため、この実施の形態１では、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２は、外部負荷１のインピーダンスＺＬより大きな値をとるようにしている。

第３に、オープンスタブ８は、高周波信号の基本波ｆ０でλ／８の線路長を有しているため、キャパシタとして機能する。
このため、インピーダンスＺｄからインピーダンスＺｃに変成される。
このとき、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４が小さ過ぎると、基本波ｆ０に対して必要以上のキャパシタ量となり、基本波整合がとれなくなる。
このため、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４は、オープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５の１／２以上の値をとるようにしている。

第４に、伝送線路５は、インダクタとして機能する。
これにより、インピーダンスＺｃからインダクタンスが増加する方向に動き、インピーダンスＺｂに変成される。
最後に、オープンスタブ７は、キャパシタとして機能する。
このため、インピーダンスＺｂから所望のインピーダンスＺａに変成される。

次に、高周波信号の第２高調波である２倍波２ｆ０での動作を説明する。
図５は図１の高周波電力増幅器における２倍波２ｆ０に対するインピーダンス変成の一例を示すスミスチャート図である。
オープンスタブ８は、高周波信号の２倍波２ｆ０でλ／４の線路長を有しているため、２倍波２ｆ０対するショート点をＺｃに作っている。
伝送線路５及びオープンスタブ７によって、Ｚｃのショート点から所望のインピーダンスＺａに変成される。

ここで、高周波信号の２倍波２ｆ０の周波数帯域について考える。
高周波信号の基本波ｆ０と同様に、２倍波２ｆ０に対しても、高周波電力増幅器の動作周波数の下限（ＦＬ）から、その動作周波数の上限（ＦＨ）にわたって広帯域に整合が取れれば、高周波電力増幅器の性能、即ち、高周波電力増幅器の出力電力や電力効率が広帯域化される。
広帯域化のためには、所望の２倍波２ｆ０のインピーダンスＺａに対して、ＦＬからＦＨにわたる２倍波インピーダンスのずれが小さいこと、つまり、反射位相に着目すれば、その周波数特性が小さいことが必要である。

そこで、この実施の形態１では、伝送線路６の線路長と、オープンスタブ９の線路長との和を２倍波２ｆ０でλ／４にしている。
これにより、２倍波２ｆ０の反射位相の周波数特性が小さくなり、広帯域に２倍波２ｆ０の整合を取れるようになっている。
このとき、基本波ｆ０に対するインピーダンス変成では、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が外部負荷１のインピーダンスＺＬより大きな値をとる必要があることを既に述べているが、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が大きくなり過ぎると、２倍波２ｆ０の整合範囲が狭帯域となる。
そのため、この実施の形態１では、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２を外部負荷１のインピーダンスＺＬの３／２以下としている。
つまり、伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２を下記の式（１）に示す条件を満足する値としている。

図６は式（１）の条件を満足している場合の、オープンスタブ７の主線路４への接続点とトランジスタ２の間の箇所から外部負荷１側を見た２倍波インピーダンスの周波数特性の計算例を示すスミスチャート図である。
図６には、この実施の形態１における高周波電力増幅器の周波数特性（本発明の周波数特性）と、特許文献１に開示されている高周波電力増幅器の周波数特性（従来技術の周波数特性）とを示しており、この実施の形態１の高周波電力増幅器は、特許文献１に開示されている高周波電力増幅器よりも、２倍波２ｆ０の反射位相の周波数特性が小さくなっていることが分かる。

図７は伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２を外部負荷１のインピーダンスＺＬの３／２倍にしている場合の、オープンスタブ７の主線路４への接続点とトランジスタ２の間の箇所から外部負荷１側を見た２倍波インピーダンスの周波数特性の計算例を示すスミスチャート図である。図７に合わせて記しているＺＬ＜Ｚ_２＜３・ＺＬ／２のときの一例は、図６に記載している本発明の周波数特性と同じである。
伝送線路６の特性インピーダンスＺ_２が式（１）に示す条件の上限値である場合、即ち、Ｚ_２＝３・ＺＬ／２の場合、Ｚ_２＜３・ＺＬ／２のときよりも、２倍波インピーダンスが狭帯域になっている。

また、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４は、極力小さい方が、広帯域にわたって２倍波２ｆ０に対してショート点が形成されるが、基本波ｆ０の動作で説明した通り、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４が小さ過ぎると、基本波ｆ０に対して必要以上のキャパシタ量となり、基本波ｆ０の整合がとれなくなる。
このため、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４は、オープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５の１／２以上で、かつ、オープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５以下としている。
つまり、オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４を下記の式（２）に示す条件を満足する値としている。

図８はオープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４をオープンスタブ９の特性インピーダンスＺ_５の４分の１、２分の１、同値、２倍にした場合の、オープンスタブ８の主線路４への接続点と伝送線路５の一端の間の箇所から外部負荷１側を見た基本波インピーダンス及び２倍波インピーダンスの周波数特性の計算例を示すスミスチャート図である。
図８（ａ）は特性インピーダンスＺ_４が特性インピーダンスＺ_５の４分の１の場合、図８（ｂ）は特性インピーダンスＺ_４が特性インピーダンスＺ_５の２分の１の場合、図８（ｃ）は特性インピーダンスＺ_４が特性インピーダンスＺ_５と同値である場合、図８（ｄ）は特性インピーダンスＺ_４が特性インピーダンスＺ_５の２倍である場合を示している。
オープンスタブ８の特性インピーダンスＺ_４が式（２）に示す条件を満足している図８（ｂ）（ｃ）の場合、２倍波２ｆ０のショート点が広帯域に形成でき、かつ、基本波ｆ０のインピーダンス変成が可能である。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、高周波信号の電力を増幅するトランジスタ２と、一端がトランジスタ２における高周波信号の入力側に接続されている伝送線路５と、一端が伝送線路５の他端と接続されて、他端が外部負荷１と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６である伝送線路６と、一端が伝送線路５の一端と接続されているオープンスタブ７と、一端が伝送線路５の他端と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／８であるオープンスタブ８と、一端が伝送線路６の他端と接続されており、線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６であるオープンスタブ９とを備えるように構成したので、回路の小型化を図ることができるとともに、高周波信号の２倍波２ｆ０のインピーダンス整合に対する設計自由度が高く、かつ、２倍波整合の広帯域化を図ることができる効果を奏する。
回路の小型化についての効果は、伝送線路５及びオープンスタブ７が、特許文献１に開示されている高周波電力増幅器の伝送線路（１）及び第１のオープンスタブと同一であり、かつ、インピーダンスＺｃが特許文献１に開示されている高周波電力増幅器と同一である条件の下では、主線路４である伝送線路６が、特許文献１に開示されている高周波電力増幅器の伝送線路（２）より短くなっているために得られる効果である。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、伝送線路６及びオープンスタブ９の線路長が高周波信号の基本波ｆ０でλ／１６（２倍波２ｆ０でλ／８）であるものを示したが、伝送線路６及びオープンスタブ９の線路長が高周波信号の２倍波２ｆ０でλ／１６から３λ／１６の間であるようにしてもよい。
伝送線路６の線路長及びオープンスタブ９の線路長のうち、少なくとも一方の線路長を２倍波２ｆ０でλ／８より短く、あるいは、λ／８より長くすることで、伝送線路６の線路長とオープンスタブ９の線路長との和が２倍波２ｆ０でλ／４からずれている場合、更に２倍波整合の広帯域化を図ることができる。

図９は伝送線路６又はオープンスタブ９の線路長が高周波信号の２倍波２ｆ０でλ／８からずれている場合のＦＬとＦＨにおける２倍波反射位相の差の計算結果の一例を示す説明図である。
図９では、伝送線路６又はオープンスタブ９の線路長が、高周波信号の２倍波２ｆ０でλ／８（４５°）からずれており、オープンスタブ９は、線路長がλ／８＋２０°のとき、ＦＬとＦＨにおける２倍波反射位相の差が最も小さくなり、２倍波２ｆ０のインピーダンスが最も広帯域化される効果が得られる。また、伝送線路６は、線路長がλ／８−５°のとき、ＦＬとＦＨにおける２倍波反射位相の差が最も小さくなり、２倍波２ｆ０のインピーダンスが最も広帯域化される効果が得られる。

この実施の形態２では、オープンスタブ９の線路長を調整することで、２倍波２ｆ０の反射位相を調整することができるため、特許文献１に開示されている高周波電力増幅器のように、伝送線路（１）と第１のオープンスタブを調整することで、２倍波２ｆ０の反射位相を調整する場合よりも設計の自由度が高くなる。また、伝送線路６及びオープンスタブ９の線路長をλ／８より短くする場合、回路の更なる小型化が図られる。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、整合回路基板３がトランジスタ２の入力整合回路として動作する例を示したが、整合回路基板３がトランジスタ２の出力整合回路として動作するものであってもよい。

図１０はこの発明の実施の形態３による高周波電力増幅器を示す構成図である。図１０において、図１と同一符号は同一または相当部分を示している。
図１０の例では、整合回路基板３がトランジスタ２のドレイン端子に接続されており、トランジスタ２により電力が増幅された高周波信号を外部負荷１に出力する際、トランジスタ２の出力インピーダンスと外部負荷１のインピーダンスとの整合を図っている。
この実施の形態３の場合も、上記実施の形態１，２と同様に、回路の小型化を図ることができるとともに、高周波信号の２倍波２ｆ０のインピーダンス整合に対する設計自由度が高く、かつ、２倍波整合の広帯域化を図ることができる効果を奏する。
なお、トランジスタ２の入力側及び出力側の双方に整合回路基板３が接続されている構成であってもよい。

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、主線路４に対して、オープンスタブ７〜９が接続されているものを示したが、オープンスタブ７〜９のうち、少なくとも１つのオープンスタブが、主線路４に対して対称に配置されているようにしてもよい。

図１１はこの発明の実施の形態４による高周波電力増幅器を示す構成図である。図１１において、図１と同一符号は同一または相当部分を示している。
図１１では、オープンスタブ７〜９の全てが、主線路４に対して対称に配置されており、また、主線路４に対して複数のトランジスタ２が接続されている。
オープンスタブ７〜９が主線路４に対して対称に配置されていることで、配線パターン上に流れる電流分布を、高周波信号の進行方向軸に対して対称にすることができる。
このため、主線路４に対して複数のトランジスタ２が接続されている場合でも、複数のトランジスタ２を均一に動作させることが可能になる。
なお、図１１では、整合回路基板３がトランジスタ２の入力整合回路として動作する例を示しているが、整合回路基板３がトランジスタ２の出力整合回路として動作するものであってもよい。

実施の形態５．
上記実施の形態１〜３では、主線路４に対して、オープンスタブ７〜９が接続されているものを示したが、オープンスタブ７〜９のうち、少なくとも１つのオープンスタブの形状がＬ字型であるものであってもよい。

図１２はこの発明の実施の形態５による高周波電力増幅器を示す構成図である。図１２において、図１と同一符号は同一または相当部分を示している。
図１２では、オープンスタブ７〜９のうち、オープンスタブ８の形状がＬ字型である例を示している。
オープンスタブ８の形状をＬ字型とすることで、回路の更なる小型化を図ることができる。オープンスタブ７，９の形状をＬ字型とする場合も同様に、回路の小型化を図ることができる。
なお、図１２では、整合回路基板３がトランジスタ２の入力整合回路として動作する例を示しているが、整合回路基板３がトランジスタ２の出力整合回路として動作するものであってもよい。

実施の形態６．
上記実施の形態５では、オープンスタブ７〜９のうち、少なくとも１つのオープンスタブの形状がＬ字型であるものを示したが、形状がＬ字型であるオープンスタブでは、Ｌ字に折れ曲がっている部分より基端側の線路幅と、Ｌ字に折れ曲がっている部分より先端側の線路幅とが異なっているようにしてもよい。

図１３はこの発明の実施の形態６による高周波電力増幅器を示す構成図である。図１３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示している。
図１３では、オープンスタブ７〜９のうち、オープンスタブ８の形状がＬ字型である例を示している。図１３において、８ａはＬ字に折れ曲がっている部分を示している。
また、図１３では、Ｌ字に折れ曲がっている部分８ａより先端側の線路幅が、Ｌ字に折れ曲がっている部分８ａより基端側の線路幅より細くなっている。これにより、回路の更なる小型化を図ることができる。
なお、図１３では、整合回路基板３がトランジスタ２の入力整合回路として動作する例を示しているが、整合回路基板３がトランジスタ２の出力整合回路として動作するものであってもよい。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 外部負荷、２ トランジスタ、３ 整合回路基板、４ 主線路、５ 伝送線路（第１の伝送線路）、６ 伝送線路（第２の伝送線路）、７ オープンスタブ（第１のオープンスタブ）、８ オープンスタブ（第２のオープンスタブ）、８ａ Ｌ字に折れ曲がっている部分、９ オープンスタブ（第３のオープンスタブ）。

Claims (6)

1. 信号の電力を増幅するトランジスタと、
   一端が前記トランジスタにおける前記信号の入力側又は出力側に接続されている第１の伝送線路と、
   一端が前記第１の伝送線路の他端と接続されて、他端が外部負荷と接続されており、線路長が前記信号の基本波で１６分の１波長である第２の伝送線路と、
   一端が前記第１の伝送線路の一端と接続されている第１のオープンスタブと、
   一端が前記第１の伝送線路の他端と接続されており、線路長が前記信号の基本波で８分の１波長である第２のオープンスタブと、
   一端が前記第２の伝送線路の他端と接続されており、線路長が前記信号の基本波で１６分の１波長である第３のオープンスタブと
   を備えた高周波電力増幅器。
2. 信号の電力を増幅するトランジスタと、
   一端が前記トランジスタにおける前記信号の入力側又は出力側に接続されている第１の伝送線路と、
   一端が前記第１の伝送線路の他端と接続されて、他端が外部負荷と接続されており、線路長が前記信号の第２高調波で１６分の１波長から１６分の３波長の間である第２の伝送線路と、
   一端が前記第１の伝送線路の一端と接続されている第１のオープンスタブと、
   一端が前記第１の伝送線路の他端と接続されており、線路長が前記信号の基本波で８分の１波長である第２のオープンスタブと、
   一端が前記第２の伝送線路の他端と接続されており、線路長が前記信号の第２高調波で１６分の１波長から１６分の３波長の間である第３のオープンスタブと
   を備えた高周波電力増幅器。
3. 前記第２の伝送線路の特性インピーダンスが、前記外部負荷のインピーダンスより大きく、かつ、前記外部負荷のインピーダンスの２分の３以下であり、
   前記第２のオープンスタブの特性インピーダンスが、前記第３のオープンスタブの特性インピーダンスの２分の１以上で、かつ、前記第３のオープンスタブの特性インピーダンス以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波電力増幅器。
4. 前記第１から第３のオープンスタブのうち、少なくとも１つのオープンスタブが、前記第１及び第２の伝送線路に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の高周波電力増幅器。
5. 前記第１から第３のオープンスタブのうち、少なくとも１つのオープンスタブの形状がＬ字型であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の高周波電力増幅器。
6. 前記形状がＬ字型であるオープンスタブは、Ｌ字に折れ曲がっている部分より基端側の線路幅と、Ｌ字に折れ曲がっている部分より先端側の線路幅とが異なっていることを特徴とする請求項５記載の高周波電力増幅器。

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