JP2510518B2 - スペ−ス増幅器 - Google Patents
スペ−ス増幅器Info
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
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- H03F3/602—Combinations of several amplifiers
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- Amplifiers (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は多数の固体増幅器を有する導波管アレーを備
えた高電力固体スペース増幅器に関する。
えた高電力固体スペース増幅器に関する。
特に、この増幅器アレーは、信号を実質的にこぼれさ
せずにこの増幅器アレーに対し、一様に分配するために
アンテナの開口の所及びこのアンテナの給電部又は給電
アレーの影像面のところに配置されている。
せずにこの増幅器アレーに対し、一様に分配するために
アンテナの開口の所及びこのアンテナの給電部又は給電
アレーの影像面のところに配置されている。
従来技術の説明 衛星又は地球上のマイクロ波システムで遠隔の場所に
送信される信号電力を増大する為の増幅作用はいろいろ
のシステムで使用されている。従来技術で知られた１つ
の種類のシステムは、米国特許第3,989,994号に開示さ
れた空間指向のマイクロ波電力伝送システムである。こ
の特許では、太陽エネルギーステーションの為の組み合
わせられた能動的な移相アンテナ・アレーは、太陽エネ
ルギー変換手段のシステムにより発生された直流電力を
地球に送り戻されるマイクロ波エネルギーに変換するた
めの複数個の直結マイクロ波エネルギー発生装置を有し
ている。この装置では、低電力ビームが地上局から受信
されて増幅後地上局に再び送り戻される。増幅器に関す
る固体設計を使用する同様な装置は、テキサス州ヒュー
ストン、1980年11月30日〜12月４日のNTC、’80のエ
ル．レオポルド（L.Leopold）による論文、頁72、1.1〜
72、1.5に開示されている。
送信される信号電力を増大する為の増幅作用はいろいろ
のシステムで使用されている。従来技術で知られた１つ
の種類のシステムは、米国特許第3,989,994号に開示さ
れた空間指向のマイクロ波電力伝送システムである。こ
の特許では、太陽エネルギーステーションの為の組み合
わせられた能動的な移相アンテナ・アレーは、太陽エネ
ルギー変換手段のシステムにより発生された直流電力を
地球に送り戻されるマイクロ波エネルギーに変換するた
めの複数個の直結マイクロ波エネルギー発生装置を有し
ている。この装置では、低電力ビームが地上局から受信
されて増幅後地上局に再び送り戻される。増幅器に関す
る固体設計を使用する同様な装置は、テキサス州ヒュー
ストン、1980年11月30日〜12月４日のNTC、’80のエ
ル．レオポルド（L.Leopold）による論文、頁72、1.1〜
72、1.5に開示されている。
米国特許第4,415,901号は低電力ビーム切り替え可能
アンテナ装置に関し、このアンテナ装置は、走査可能な
給電アレーのフーリェ変換面のにおける主反射器の開口
に増幅アレーを有している。この装置によれば、給電ア
レーから所定方向に放射される信号はアンテナの開口の
ところで適切に増幅することができ、そして、給電アレ
ーにより放射されるビームの移相に等しい相対的な移相
をされて再放射されることができる。電圧増幅をする減
少した数の移相器をアンテナに提供するためのアレー
を、このアンテナの開口に備えた他の装置は米国特許第
4,388,626号に開示されている。一般的には、増幅を伴
う高電力が要求される場合、進行波管のような装置及び
他の類似の装置が使用された。この理由は、この装置１
個で必要な高電力を持つ十分な増幅が提供できるからで
ある。高電力増幅のために（例えば、信頼性、軽量及び
（又は）低電力電源のために）固体装置が考えられた場
合、アレー内でこれらの装置の多くは必要な電力出力を
提供することを要求される。このようなアレーを形成す
る場合の問題は、必要とされる固体装置の全てに入力信
号を与えるための分割回路網が必要とされるということ
である。然し乍ら、この分割回路網は、増幅器アレーに
より得られる電力の多くがその分割回路網で失われるの
で効率的でない。同様な損失は増幅アレーが組合わせ器
を要する場合、逆方向で見られる。従来技術のこの問題
は、関連する分割器又は組合わせ器に見られる電力損失
を回避する固体増幅器アレーに関する技術を提供するこ
とである。
アンテナ装置に関し、このアンテナ装置は、走査可能な
給電アレーのフーリェ変換面のにおける主反射器の開口
に増幅アレーを有している。この装置によれば、給電ア
レーから所定方向に放射される信号はアンテナの開口の
ところで適切に増幅することができ、そして、給電アレ
ーにより放射されるビームの移相に等しい相対的な移相
をされて再放射されることができる。電圧増幅をする減
少した数の移相器をアンテナに提供するためのアレー
を、このアンテナの開口に備えた他の装置は米国特許第
4,388,626号に開示されている。一般的には、増幅を伴
う高電力が要求される場合、進行波管のような装置及び
他の類似の装置が使用された。この理由は、この装置１
個で必要な高電力を持つ十分な増幅が提供できるからで
ある。高電力増幅のために（例えば、信頼性、軽量及び
（又は）低電力電源のために）固体装置が考えられた場
合、アレー内でこれらの装置の多くは必要な電力出力を
提供することを要求される。このようなアレーを形成す
る場合の問題は、必要とされる固体装置の全てに入力信
号を与えるための分割回路網が必要とされるということ
である。然し乍ら、この分割回路網は、増幅器アレーに
より得られる電力の多くがその分割回路網で失われるの
で効率的でない。同様な損失は増幅アレーが組合わせ器
を要する場合、逆方向で見られる。従来技術のこの問題
は、関連する分割器又は組合わせ器に見られる電力損失
を回避する固体増幅器アレーに関する技術を提供するこ
とである。
発明の要約 従来技術の上記問題は、導波管アレーに配置された多
数の固体増幅器を有する高電力固体スペース増幅器に関
する本発明により解決された。その導波管アレーは、実
質的に信号のこぼれがなく導波管アレーに一様な信号の
分配を受けるようにアンテナ装置の開口内においてアン
テナ給電部の影像面に配置されている。
数の固体増幅器を有する高電力固体スペース増幅器に関
する本発明により解決された。その導波管アレーは、実
質的に信号のこぼれがなく導波管アレーに一様な信号の
分配を受けるようにアンテナ装置の開口内においてアン
テナ給電部の影像面に配置されている。
本発明の態様では、多数の固体増幅器よりなるアレー
を有し、このアレーの各部は、帰還を防止する為に導波
管から増幅器への広帯域整合と導波管のフィルタ作用を
提供する、導波管により取り付けられた、１個以上の増
幅器よりなる装置を含む高電力固体スペース増幅器が提
供される。
を有し、このアレーの各部は、帰還を防止する為に導波
管から増幅器への広帯域整合と導波管のフィルタ作用を
提供する、導波管により取り付けられた、１個以上の増
幅器よりなる装置を含む高電力固体スペース増幅器が提
供される。
詳細な説明 第１図は本発明による固体増幅器装置を示す。この装
置は固体増幅器アレー（以下、単に増幅器アレーとい
う）10を有しており、この増幅器アレー10は、分割回路
を必要とせずにこの増幅器アレーの各増幅器に対し、入
力信号を一様に分配する為にアンテナ装置の反射器11の
開口に配置されることが望ましい。第１図のアンテナ装
置は、反射器11に放射する単一の給電ホーン12を有して
いる。この増幅器アレー10の少なくとも所定の軸心が給
電ホーン12の影像面Σに配置されていて、増幅器アレー
10が給電ホーン12の開口の影像を略含むように増幅器ア
レー10は配置されている。増幅器アレー10は、第１図に
おいてその小さい部分で示したように互いに隣接配置の
複数の導波管13を有している。複数の導波管13の中に
は、今後更に詳しく説明する同数の又はより多くの固体
増幅器が取り付けられている。尚、本増幅器アレー10
は、又、第２図に示したように、線形又は２次元の給電
アレー15及び関連する小反射器16を用いて構成すること
ができ、そして、第１図又は第２図の増幅器アレー10に
当る波面は平面波、球面波又は他の任意の形状の波面で
もよい。尚、以下の説明は、増幅器アレー10の増幅器の
各々に入力信号を分配するための回路を避ける為に送信
装置にのみ関するが、本装置は、又、増幅器アレー10の
増幅器、により増幅された信号（複数）組合わせる為の
手段を回避する為に受信装置にも適応可能である。
置は固体増幅器アレー（以下、単に増幅器アレーとい
う）10を有しており、この増幅器アレー10は、分割回路
を必要とせずにこの増幅器アレーの各増幅器に対し、入
力信号を一様に分配する為にアンテナ装置の反射器11の
開口に配置されることが望ましい。第１図のアンテナ装
置は、反射器11に放射する単一の給電ホーン12を有して
いる。この増幅器アレー10の少なくとも所定の軸心が給
電ホーン12の影像面Σに配置されていて、増幅器アレー
10が給電ホーン12の開口の影像を略含むように増幅器ア
レー10は配置されている。増幅器アレー10は、第１図に
おいてその小さい部分で示したように互いに隣接配置の
複数の導波管13を有している。複数の導波管13の中に
は、今後更に詳しく説明する同数の又はより多くの固体
増幅器が取り付けられている。尚、本増幅器アレー10
は、又、第２図に示したように、線形又は２次元の給電
アレー15及び関連する小反射器16を用いて構成すること
ができ、そして、第１図又は第２図の増幅器アレー10に
当る波面は平面波、球面波又は他の任意の形状の波面で
もよい。尚、以下の説明は、増幅器アレー10の増幅器の
各々に入力信号を分配するための回路を避ける為に送信
装置にのみ関するが、本装置は、又、増幅器アレー10の
増幅器、により増幅された信号（複数）組合わせる為の
手段を回避する為に受信装置にも適応可能である。
第３図は第１図又は第２図の増幅器アレーで使用され
る固体増幅器装置（以下、単に増幅器装置という）９に
関する例示的な構成を示す。更に詳述すると、増幅器装
置19は基板20を有し、この基板20の第１の主面には接地
面21を有している。基板20の第２の主面22には夫々第１
のマイクロストリップ線23と第２のマイクロストリップ
線24を有する導電材料のパターンが配置されている。基
板20に形成された電界効果トランジスタ（FET）は、第
１のマイクロストリップ線23の端から突出する２つの互
いに離れた突出部25により形成された「ゲート」を有し
ている。「ドレン」は第２のマイクロストリップ線24の
端から突出する突出部26により形成されており、この突
出部26は突出部25同士の間に配置されており、そして
「ソース」は互いに対向する縁からゲートとしての突出
部25の方へ突出するパッド27により形成されている。
る固体増幅器装置（以下、単に増幅器装置という）９に
関する例示的な構成を示す。更に詳述すると、増幅器装
置19は基板20を有し、この基板20の第１の主面には接地
面21を有している。基板20の第２の主面22には夫々第１
のマイクロストリップ線23と第２のマイクロストリップ
線24を有する導電材料のパターンが配置されている。基
板20に形成された電界効果トランジスタ（FET）は、第
１のマイクロストリップ線23の端から突出する２つの互
いに離れた突出部25により形成された「ゲート」を有し
ている。「ドレン」は第２のマイクロストリップ線24の
端から突出する突出部26により形成されており、この突
出部26は突出部25同士の間に配置されており、そして
「ソース」は互いに対向する縁からゲートとしての突出
部25の方へ突出するパッド27により形成されている。
そして、適切なバイアスが、夫々リード線29aと29bと
により第１と第２のマイクロストリップ線23と24に接続
されたバイアス・パッド28aと28bを介してFETに与えら
れている。リード線29aと29bは無線周波の電源への漏洩
を防止して直流が適切にFETをバイアスできるようにす
るために細いリード線である。マイクロストリップ線23
と24の端は、増幅器装置19が導波管の内部に取り付けら
れた時に増幅器装置19への入力プローブ及び出力プロー
ブを夫々形成する狭い部分30と31によって基板20の端で
終端されている。尚、この狭い部分30と31は、又、それ
らのプローブを形成するために基板22の端に直接ではな
いが隣接して終端することもできる。マイクロストリッ
プ線23と24及びリード線29aと29bは1/4波長の長さのも
のが好ましい。第３図には、又、等価回路の図が示され
ており、そのいろいろの回路要素は基板20上の要素に対
応する番号を付されている。尚、第３図の増幅器装置19
は任意適当な増幅器がその代わりとなることができるの
で、展示の為にのみ示されていて限定の為に示されてい
るのではない。例えば、同様な固体増幅器はマサチュー
セッツ州ボストン、1983年５月31日乃至６月３日の1983
アイイーイーイーエムティーティー−エス ダイジェ
スト（IEEE MTT-SDigest）の145乃至147頁においてイ
ー．ティー．ワトキンス（E.T.Watkins）による論文「6
0 ギガヘルツ GaAs FET増幅器」（A 60 GHz GaAs FET
Amplifier）の第１図及び第４図に示されている。
により第１と第２のマイクロストリップ線23と24に接続
されたバイアス・パッド28aと28bを介してFETに与えら
れている。リード線29aと29bは無線周波の電源への漏洩
を防止して直流が適切にFETをバイアスできるようにす
るために細いリード線である。マイクロストリップ線23
と24の端は、増幅器装置19が導波管の内部に取り付けら
れた時に増幅器装置19への入力プローブ及び出力プロー
ブを夫々形成する狭い部分30と31によって基板20の端で
終端されている。尚、この狭い部分30と31は、又、それ
らのプローブを形成するために基板22の端に直接ではな
いが隣接して終端することもできる。マイクロストリッ
プ線23と24及びリード線29aと29bは1/4波長の長さのも
のが好ましい。第３図には、又、等価回路の図が示され
ており、そのいろいろの回路要素は基板20上の要素に対
応する番号を付されている。尚、第３図の増幅器装置19
は任意適当な増幅器がその代わりとなることができるの
で、展示の為にのみ示されていて限定の為に示されてい
るのではない。例えば、同様な固体増幅器はマサチュー
セッツ州ボストン、1983年５月31日乃至６月３日の1983
アイイーイーイーエムティーティー−エス ダイジェ
スト（IEEE MTT-SDigest）の145乃至147頁においてイ
ー．ティー．ワトキンス（E.T.Watkins）による論文「6
0 ギガヘルツ GaAs FET増幅器」（A 60 GHz GaAs FET
Amplifier）の第１図及び第４図に示されている。
第３図の各々の増幅器装置19は、なるべくなら、第４
図に示した仕方で導波管アレー10の中に取り付けた方が
よい。更に詳述すると、増幅器アレー10の一部を形成す
る各々の導波管部40は中空の入力導波管部41と中空の出
力導波管部42を有している。入力導波管部41は、なるべ
くなら、ホーン部43を有し、このホーン部43は内方へ向
ってその開口から短い平行壁部44の方へテーパ状となる
のが好ましい。入力導波管部41の中の階段部45は高さの
減少した導波管部46で終って、入力導波管部41の開口と
増幅器装置19との間の広帯域インピーダンス整合装置と
なる。高さの減少した導波管部46の略1/4波長の短部47
は、公知のように、反射を避ける為に増幅器装置19を越
えて伸びている。出力導波管部42は入力導波管部41の逆
配列であって、減少した高さの導波管部46を有し、これ
には、短絡部47、階段部45、平行壁部44及びホーン部43
がある。出力導波管部43の中の階段部45は高さの減少し
た導波管部46から始まり、出力導波管部43の開口と増幅
器装置19との間の広帯域インピーダンス整合装置とな
る。増幅器装置19は入出力導波管部41と42の高さの減少
した導波管部46同士の間の空胴部48の中に取り付けられ
ており、その接地面21は導波管の壁49と電気接触してい
る。尚、空胴部48内への増幅器装置19の取り付けは単に
展示の為のものであり、入出力プローブ30と31が導波管
部46の中に伸長することができて増幅器19に適切なバイ
アスを与える他の任意の取り付け手段も使用できる。
図に示した仕方で導波管アレー10の中に取り付けた方が
よい。更に詳述すると、増幅器アレー10の一部を形成す
る各々の導波管部40は中空の入力導波管部41と中空の出
力導波管部42を有している。入力導波管部41は、なるべ
くなら、ホーン部43を有し、このホーン部43は内方へ向
ってその開口から短い平行壁部44の方へテーパ状となる
のが好ましい。入力導波管部41の中の階段部45は高さの
減少した導波管部46で終って、入力導波管部41の開口と
増幅器装置19との間の広帯域インピーダンス整合装置と
なる。高さの減少した導波管部46の略1/4波長の短部47
は、公知のように、反射を避ける為に増幅器装置19を越
えて伸びている。出力導波管部42は入力導波管部41の逆
配列であって、減少した高さの導波管部46を有し、これ
には、短絡部47、階段部45、平行壁部44及びホーン部43
がある。出力導波管部43の中の階段部45は高さの減少し
た導波管部46から始まり、出力導波管部43の開口と増幅
器装置19との間の広帯域インピーダンス整合装置とな
る。増幅器装置19は入出力導波管部41と42の高さの減少
した導波管部46同士の間の空胴部48の中に取り付けられ
ており、その接地面21は導波管の壁49と電気接触してい
る。尚、空胴部48内への増幅器装置19の取り付けは単に
展示の為のものであり、入出力プローブ30と31が導波管
部46の中に伸長することができて増幅器19に適切なバイ
アスを与える他の任意の取り付け手段も使用できる。
第５図は、例えば第４図の空胴部48の中に取り付けら
れたソース・パッド27のところで第３図の増幅器装置19
の中央を通る断面図である。第５図でわかるように、空
胴部48の隣接する隅のうち２つに形成された溝50の中に
おいて第３図の増幅器装置19はその長い縁に添って取り
付けられている。更に、接地面21は導波管の壁49と電気
接触して位置決めされており、一方、ソース・パッド27
は溝50の縁と電気接触して位置決めされている。空胴部
48を形成する壁51は、記載されたように増幅器装置19を
取り付けることによって、導波管壁49との間に電気接触
を行なうようにこの導波管壁49と係合されているので、
ソース・パッド27は、増幅器装置19が溝50の中に適所に
固定された時に壁49と51を介して接地面21に電気接触さ
れる。
れたソース・パッド27のところで第３図の増幅器装置19
の中央を通る断面図である。第５図でわかるように、空
胴部48の隣接する隅のうち２つに形成された溝50の中に
おいて第３図の増幅器装置19はその長い縁に添って取り
付けられている。更に、接地面21は導波管の壁49と電気
接触して位置決めされており、一方、ソース・パッド27
は溝50の縁と電気接触して位置決めされている。空胴部
48を形成する壁51は、記載されたように増幅器装置19を
取り付けることによって、導波管壁49との間に電気接触
を行なうようにこの導波管壁49と係合されているので、
ソース・パッド27は、増幅器装置19が溝50の中に適所に
固定された時に壁49と51を介して接地面21に電気接触さ
れる。
第６図は、増幅器装置19のバイアス・パッド28aと28b
に正と負のバイアス電圧を提供するための例示的な技術
を示す、第４図の断面６−６に沿う断面図である。第６
図に見られるように、高さの減少した入出力導波管部46
は第６図の頂部と底部に示されていて、増幅器装置19は
その間で空胴部48に取り付けられている。FETに適切な
バイアスを与えるために、フライス加工の溝60と61が設
けられ、そして機械加工の印刷された正負のバイアス線
62と63が夫々その中に形成されている。バイアス線62と
63は、増幅器装置19が第５図の装置の溝50の中に取り付
けられた時、バイアス・パッド28bと28aとに自動的に電
気接触されるように溝60と61の中に形成されている。更
に詳述すると、壁51は、溝61と60の夫々の加工の為にバ
イアス・パッド28aと28bとには電気接触しない。尚、バ
イアス線62と63は、導波管壁49又は51から確実に電気絶
縁される仕方で溝60と61の中に形成されている。
に正と負のバイアス電圧を提供するための例示的な技術
を示す、第４図の断面６−６に沿う断面図である。第６
図に見られるように、高さの減少した入出力導波管部46
は第６図の頂部と底部に示されていて、増幅器装置19は
その間で空胴部48に取り付けられている。FETに適切な
バイアスを与えるために、フライス加工の溝60と61が設
けられ、そして機械加工の印刷された正負のバイアス線
62と63が夫々その中に形成されている。バイアス線62と
63は、増幅器装置19が第５図の装置の溝50の中に取り付
けられた時、バイアス・パッド28bと28aとに自動的に電
気接触されるように溝60と61の中に形成されている。更
に詳述すると、壁51は、溝61と60の夫々の加工の為にバ
イアス・パッド28aと28bとには電気接触しない。尚、バ
イアス線62と63は、導波管壁49又は51から確実に電気絶
縁される仕方で溝60と61の中に形成されている。
第７図は導波管アレイ10の各部の多数の増幅器装置を
19を直列接続するための、第４図乃至第６図に示した、
本発明の延長部の断面斜視図を示す。第７図のこの例示
的な構成では、入力信号は、入力導波管部41の平行壁の
導波管部44に沿って伝播し、そして、第４図の装置につ
いて前述したように階段部45を介して第１の増幅器装置
19aに対し広帯域のインピーダンス整合がされている。
第１の増幅器装置19aからの出力は高さの減少した第１
の中間導波管部70の、短絡部47を有する第１の端部に入
る。第２の増幅器19bは第１の中間導波管部70の第２の
端のところで第１の増幅器装置19aからの出力信号を捕
獲する。第１の中間導波管部70は、又、反射波からの有
害な影響を避けるため短絡部47を有している。
19を直列接続するための、第４図乃至第６図に示した、
本発明の延長部の断面斜視図を示す。第７図のこの例示
的な構成では、入力信号は、入力導波管部41の平行壁の
導波管部44に沿って伝播し、そして、第４図の装置につ
いて前述したように階段部45を介して第１の増幅器装置
19aに対し広帯域のインピーダンス整合がされている。
第１の増幅器装置19aからの出力は高さの減少した第１
の中間導波管部70の、短絡部47を有する第１の端部に入
る。第２の増幅器19bは第１の中間導波管部70の第２の
端のところで第１の増幅器装置19aからの出力信号を捕
獲する。第１の中間導波管部70は、又、反射波からの有
害な影響を避けるため短絡部47を有している。
第２の増幅器装置19bからの出力は高さの減少した第
２の中間導波管部71の中にその第１の短絡部のところか
ら放射されて第２の中間導波管部71の第２の端部のとこ
ろで第３の増幅器装置19cへ伝播されるようにしてあ
る。又、短絡部47が第２の中間導波管部71の各端部に配
置されている。第３の増幅器装置19cからの出力は出力
導波管部42の中に放射され第４図の出力導波管部42につ
いて前述した仕方で伝播及び伝送される。尚、第１と第
２の中間導波管部70と71は、高さの減少した導波管部で
あり、低周波信号のためのフィルタとして機能し、そし
て、多段増幅器内に不所望の振動、特に、ミリメートル
波長の振動を生じさせる可能性のあるその低周波信号が
帰還するのを遮断する。
２の中間導波管部71の中にその第１の短絡部のところか
ら放射されて第２の中間導波管部71の第２の端部のとこ
ろで第３の増幅器装置19cへ伝播されるようにしてあ
る。又、短絡部47が第２の中間導波管部71の各端部に配
置されている。第３の増幅器装置19cからの出力は出力
導波管部42の中に放射され第４図の出力導波管部42につ
いて前述した仕方で伝播及び伝送される。尚、第１と第
２の中間導波管部70と71は、高さの減少した導波管部で
あり、低周波信号のためのフィルタとして機能し、そし
て、多段増幅器内に不所望の振動、特に、ミリメートル
波長の振動を生じさせる可能性のあるその低周波信号が
帰還するのを遮断する。
尚、上述の実施例は単に本発明の原理を例示するもの
であり、種々の他の変形例及び変更は、本発明の原理を
具体化する当業者によりなし得るもので本発明の意図及
び範囲内に入るものである。例えば、第７図に似た装置
は、増幅器アレイ10の各部に２個以上の増幅器装置19を
直列接続して所定量の増幅を達成するために使用するこ
とができる。特に、本発明によれば、低電力信号を含む
ビームを高電力レベルで伝送することを可能とする分割
回路網を必要とせずに、給電電源はアレイに形成された
多数の増幅器手段に一様に分配される低電力信号を伝送
することができる。
であり、種々の他の変形例及び変更は、本発明の原理を
具体化する当業者によりなし得るもので本発明の意図及
び範囲内に入るものである。例えば、第７図に似た装置
は、増幅器アレイ10の各部に２個以上の増幅器装置19を
直列接続して所定量の増幅を達成するために使用するこ
とができる。特に、本発明によれば、低電力信号を含む
ビームを高電力レベルで伝送することを可能とする分割
回路網を必要とせずに、給電電源はアレイに形成された
多数の増幅器手段に一様に分配される低電力信号を伝送
することができる。
第１図は本発明による単一の給電部と増幅器アレイとを
含むアンテナ装置の斜視図であり、 第２図は第１図の給電部のための線形の給電アレイを含
む為の第１図の装置に代わり得る装置の斜視図であり、 第３図は第１図又は第２図の増幅器アレイに使用される
固体増幅器及び等価回路の例示的な構成を示す図であ
り、 第４図は、本発明による入出力導波管ホーンの間の固体
増幅器の取り付けを示す第１図又は第２図の増幅器アレ
イの一部の断面図であり、 第５図は第４図の導波管部の空洞部48に取り付けられた
第３図の増幅器装置の断面図であり、 第６図は第４図の固体増幅器の断面６−６を通る図であ
り、そして、 第７図は、高電力増幅、広帯域整合及び帰還フィルタリ
ングを提供する為に直列に３つの固体増幅器を取り付け
る為の導波管アレイの一部の斜視断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 固体増幅器アレイ……10 反射器……11 給電ホーン……12 導波管……13 給電アレイ……15 小反射器……16 固体増幅器……19 基板……20 接地面……21 第２の主面……22 マイクロストリップ線……23、24 突出部……25、26 パッド……27 バイアス・パッド……28a、28b リード線……29a、29b 狭い部分……30、31 導波管部……40 入力導波管部……41 出力導波管部……42 ホーン部……43 平行壁部……44 階段部……45 高さの減少した導波管部……46 略約1/4波長の短部……47 空胴部……48 壁……49 溝……50 壁……51 溝……60、61 バイアス線……62、63 第１と第２の中間導波管部……70、71
含むアンテナ装置の斜視図であり、 第２図は第１図の給電部のための線形の給電アレイを含
む為の第１図の装置に代わり得る装置の斜視図であり、 第３図は第１図又は第２図の増幅器アレイに使用される
固体増幅器及び等価回路の例示的な構成を示す図であ
り、 第４図は、本発明による入出力導波管ホーンの間の固体
増幅器の取り付けを示す第１図又は第２図の増幅器アレ
イの一部の断面図であり、 第５図は第４図の導波管部の空洞部48に取り付けられた
第３図の増幅器装置の断面図であり、 第６図は第４図の固体増幅器の断面６−６を通る図であ
り、そして、 第７図は、高電力増幅、広帯域整合及び帰還フィルタリ
ングを提供する為に直列に３つの固体増幅器を取り付け
る為の導波管アレイの一部の斜視断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 固体増幅器アレイ……10 反射器……11 給電ホーン……12 導波管……13 給電アレイ……15 小反射器……16 固体増幅器……19 基板……20 接地面……21 第２の主面……22 マイクロストリップ線……23、24 突出部……25、26 パッド……27 バイアス・パッド……28a、28b リード線……29a、29b 狭い部分……30、31 導波管部……40 入力導波管部……41 出力導波管部……42 ホーン部……43 平行壁部……44 階段部……45 高さの減少した導波管部……46 略約1/4波長の短部……47 空胴部……48 壁……49 溝……50 壁……51 溝……60、61 バイアス線……62、63 第１と第２の中間導波管部……70、71
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ フランシス トランバルロ アメリカ合衆国 07701 ニュージャー シイ，レッド バンク，アーヴィング プレイス 20 (56)参考文献 特開 昭57−7601（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】所定の開口を有し、信号を送信又は受信す
ることができるアンテナ給電装置と、 所定の開口からなる主反射器であって、該アンテナ給電
装置の所定の開口と該主反射器の所定の開口との間で信
号を双方向に反射することができる所定の開口からなる
主反射器とを含むアンテナ装置からなる、信号を高電力
増幅するための装置であって、該装置は、 該主反射器の該所定の開口に配置され、少なくとも所定
の軸が該アンテナ給電部の該開口の像面に配置されてお
り、該アンテナ給電装置の開口の全像を実質的に包含す
る増幅器アレーを含み、該アレーは、 平行に取り付けた通信導波管部を複数有し、該アレーの
各導波管部は、 （ａ）固体増幅器装置と、（ｂ）第１の小導波管部であ
って、その開口で受信した信号を該固体増幅器装置の入
力へ向けるための第１の小導波管部と、（ｃ）第２の小
導波管部であって、該増幅器アレーからの送信のため
に、該固体増幅器装置の出力において増幅された信号を
第２の小導波管部の開口へ向けるための第２の小導波管
部とを含み、該第１と第２の小導波管部の各々は、その
開口と該固体増幅器装置との間のインピーダンス整合を
提供するための手段を含むことを特徴とする信号を高電
力増幅するための装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の信号を高電
力増幅するための装置において、該固体増幅器装置は、
該第１の小導波管部に配置された入力プローブと該第２
の導波管部に配置された出力プローブとを含む一の固体
増幅器からなることを特徴とする信号を高電力増幅する
ための装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の信号を高電
力増幅するための装置において、該固体増幅器装置は直
列に配置された複数（Ｎ個）の固体増幅器を有し、最初
の増幅器は該第１の小導波管部からの入力信号を受信す
るように配置され、最後の増幅器はその出力信号を該第
２の小導波管部へ送信するように配置されており、そし
て、 各導波管部は更に、少なくとも一つの中間小導波管部を
有し、各中間小導波管部が、該複数（Ｎ個）の別々の増
幅器から出力信号を受信し、該出力信号を該直列に配置
されたＮ個の増幅器のうちの次の一つの入力へ向けるよ
うに配置されていることを特徴とする信号を高電力増幅
するための装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の
信号を高電力増幅するための装置において、 各固体増幅器が、該アレーの各導波管部を形成する連続
する小導波管部の、高さが減少する別々の導波管部の間
に位置する別々の空胴部内に配置されていることを特徴
とする信号を高電力増幅するための装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
に記載の信号を高電力増幅するための装置において、 該第１及び第２の小導波管部の開口と関連する固体増幅
器装置との間でインピーダンス整合を提供するための該
手段は、該導波管部内に段差を有し、該導波管部の開口
から遠ざかる方向に所定量で該小導波管部の高さを順次
減少することを特徴とする信号の高電力増幅装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
に記載の信号を高電力増幅するための装置において、 各小導波管部は該固体増幅器装置へ適当なバイアスを導
入するための手段からなり、該固体増幅装置を伝搬する
受信信号に所定の増幅を与えることを特徴とする信号を
高電力増幅するための装置。 - 【請求項７】特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
に記載の信号を高電力増幅するための装置において、 該アンテナ給電装置は単一の給電ホーンを有し、その開
口は、アンテナ給電装置の全所定の開口を形成し、信号
を送信又は受信することができることを特徴とする信号
を高電力増幅するための装置。 - 【請求項８】特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
に記載の信号を高電力増幅するための装置において、 該アンテナ給電装置は、該アンテナ給電装置の全所定の
開口を形成する結合された開口を含む給電アレーに形成
された複数の給電ホーンと、該給電アレーと該主反射器
との間で波面を反射するように配置された小反射器とを
有することを特徴とする信号の高電力増幅装置。 - 【請求項９】特許請求の範囲第１項、第２項及び第３項
に記載の信号を高電力増幅するための装置において、 該増幅器アレーは該反射器から放射されるビームに対し
所定の角度に配置されていることを特徴とする信号を高
電力増幅するための装置。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第１項に記載の信号を高
電力増幅するための装置において、該固体増幅器装置
は、直列に分離して配置された複数（Ｎ個）の固体増幅
器を含み、該増幅器の最初のものは該第１の小導波間部
からの入力信号を受信するように配置され、該増幅器の
最後のものは、出力信号を該第２の小導波管部に送信す
るように配置されており、そして 該装置は更に、該直列に分離して配置された複数（Ｎ
個）の固体増幅器の間に中間小導波管部を含み、該小導
波管部の各々は複数（Ｎ個）の増幅器のうちの一つから
出力信号を受信し、該出力信号を該直列に配置された複
数（Ｎ個）の次の増幅器の入力へ向けることを特徴とす
る信号を高電力増幅するための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/738,437 US4689631A (en) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | Space amplifier |
| US738437 | 1985-05-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6211311A JPS6211311A (ja) | 1987-01-20 |
| JP2510518B2 true JP2510518B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=24968015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61121376A Expired - Lifetime JP2510518B2 (ja) | 1985-05-28 | 1986-05-28 | スペ−ス増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4689631A (ja) |
| EP (1) | EP0203777B1 (ja) |
| JP (1) | JP2510518B2 (ja) |
| CA (1) | CA1252884A (ja) |
| DE (1) | DE3688861T2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3704201A1 (de) * | 1987-02-11 | 1988-09-01 | Bbc Brown Boveri & Cie | Kurzwellen-dipolgruppen |
| US4949093A (en) * | 1988-02-12 | 1990-08-14 | General Electric Company | Compact antenna range with switchable electromagnetic mirror |
| US4901040A (en) * | 1989-04-03 | 1990-02-13 | American Telephone And Telegraph Company | Reduced-height waveguide-to-microstrip transition |
| US5214394A (en) * | 1991-04-15 | 1993-05-25 | Rockwell International Corporation | High efficiency bi-directional spatial power combiner amplifier |
| US5270667A (en) * | 1992-03-31 | 1993-12-14 | Raytheon Company | Impedance matching and bias feed network |
| US5398035A (en) | 1992-11-30 | 1995-03-14 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Satellite-tracking millimeter-wave reflector antenna system for mobile satellite-tracking |
| TW280064B (ja) * | 1994-09-29 | 1996-07-01 | Radio Frequency Systems Inc | |
| US6185182B1 (en) | 1996-07-26 | 2001-02-06 | Radio Frequency Systems, Inc. | Power sharing amplifier system for a cellular communications system |
| US6381212B1 (en) | 1998-06-17 | 2002-04-30 | Radio Frequency Systems, Inc. | Power sharing amplifier system for amplifying multiple input signals with shared power amplifiers |
| US6147656A (en) * | 1999-04-01 | 2000-11-14 | Space Systems/Loral, Inc. | Active multiple beam antennas |
| US6362787B1 (en) | 1999-04-26 | 2002-03-26 | Andrew Corporation | Lightning protection for an active antenna using patch/microstrip elements |
| US6812905B2 (en) | 1999-04-26 | 2004-11-02 | Andrew Corporation | Integrated active antenna for multi-carrier applications |
| US6621469B2 (en) | 1999-04-26 | 2003-09-16 | Andrew Corporation | Transmit/receive distributed antenna systems |
| US6701137B1 (en) | 1999-04-26 | 2004-03-02 | Andrew Corporation | Antenna system architecture |
| US6583763B2 (en) * | 1999-04-26 | 2003-06-24 | Andrew Corporation | Antenna structure and installation |
| WO2001052447A2 (en) | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Andrew Corporation | Repeaters for wireless communication systems |
| US6448930B1 (en) | 1999-10-15 | 2002-09-10 | Andrew Corporation | Indoor antenna |
| WO2001083771A2 (en) * | 2000-04-29 | 2001-11-08 | Merck Patent Gmbh | Human phospholipase c delta 5 |
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| US6906681B2 (en) * | 2002-09-27 | 2005-06-14 | Andrew Corporation | Multicarrier distributed active antenna |
| US6844863B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-01-18 | Andrew Corporation | Active antenna with interleaved arrays of antenna elements |
| US7280848B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-10-09 | Andrew Corporation | Active array antenna and system for beamforming |
| US20040203804A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-10-14 | Andrew Corporation | Reduction of intermodualtion product interference in a network having sectorized access points |
| US6972622B2 (en) | 2003-05-12 | 2005-12-06 | Andrew Corporation | Optimization of error loops in distributed power amplifiers |
| US7443573B2 (en) * | 2005-09-20 | 2008-10-28 | Raytheon Company | Spatially-fed high-power amplifier with shaped reflectors |
| US9641144B2 (en) | 2015-06-03 | 2017-05-02 | Space Systems/Loral, Llc | Solid state traveling wave amplifier for space applications |
| US10177726B1 (en) | 2016-07-01 | 2019-01-08 | Space Systems/Loral, Llc | Waveguide to microstrip line N-port power splitter/combiner |
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|---|---|---|---|---|
| US2206923A (en) * | 1934-09-12 | 1940-07-09 | American Telephone & Telegraph | Short wave radio system |
| US3049708A (en) * | 1959-11-20 | 1962-08-14 | Sperry Rand Corp | Polarization sensitive antenna system |
| US3631503A (en) * | 1969-05-02 | 1971-12-28 | Hughes Aircraft Co | High-performance distributionally integrated subarray antenna |
| US3835469A (en) * | 1972-11-02 | 1974-09-10 | Hughes Aircraft Co | Optical limited scan antenna system |
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| US3989994A (en) * | 1974-08-09 | 1976-11-02 | Raytheon Company | Space oriented microwave power transmission system |
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-
1985
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-
1986
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- 1986-05-21 EP EP86303857A patent/EP0203777B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-26 CA CA000509971A patent/CA1252884A/en not_active Expired
- 1986-05-28 JP JP61121376A patent/JP2510518B2/ja not_active Expired - Lifetime
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