JP2529074B2 - 高出力電力増幅器 - Google Patents
高出力電力増幅器Info
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- JP2529074B2 JP2529074B2 JP5051671A JP5167193A JP2529074B2 JP 2529074 B2 JP2529074 B2 JP 2529074B2 JP 5051671 A JP5051671 A JP 5051671A JP 5167193 A JP5167193 A JP 5167193A JP 2529074 B2 JP2529074 B2 JP 2529074B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力の通信用電力増
幅器に関し、特に高周波帯で複数の増幅器を並列動作さ
せる高出力電力増幅器に関する。
幅器に関し、特に高周波帯で複数の増幅器を並列動作さ
せる高出力電力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図５に示した、発振防止回路を内
部に設けた単位増幅器を作製し、その単位増幅器を図４
（ａ）ブランチ型ハイブリット回路、図４（ｂ）ウイル
キンソン型ハイブリッド回路などの電力分配合成器によ
って電力の合成分配を行い図６に示す高出力電力増幅器
を作製していた。
部に設けた単位増幅器を作製し、その単位増幅器を図４
（ａ）ブランチ型ハイブリット回路、図４（ｂ）ウイル
キンソン型ハイブリッド回路などの電力分配合成器によ
って電力の合成分配を行い図６に示す高出力電力増幅器
を作製していた。
【０００３】図５の単位増幅器において、高周波入力端
子１０に入力された高周波信号は、入力側整合回路１
１、入力側発振防止回路付バイアス回路１７を経て、半
導体デバイス１３に至る。ここで高周波信号は、増幅さ
れ出力側発振防止回路付バイアス回路１４、出力側整合
回路１５を通過し高周波出力端子１６に至る。
子１０に入力された高周波信号は、入力側整合回路１
１、入力側発振防止回路付バイアス回路１７を経て、半
導体デバイス１３に至る。ここで高周波信号は、増幅さ
れ出力側発振防止回路付バイアス回路１４、出力側整合
回路１５を通過し高周波出力端子１６に至る。
【０００４】図６の高出力電力増幅器で、高周波入力端
子２０に入力された高周波信号は、入力側電力合成分配
回路２１により４分配され、単位増幅器２３に入り増幅
された後、出力側電力合成分配回路２４により４合成さ
れ、高周波出力端子２５に出力される。
子２０に入力された高周波信号は、入力側電力合成分配
回路２１により４分配され、単位増幅器２３に入り増幅
された後、出力側電力合成分配回路２４により４合成さ
れ、高周波出力端子２５に出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記増幅器に使用され
ているブランチ型ハイブリット回路、ウイルキンソン型
ハイブリット回路などの電力分配合成器は、使用周波数
以外において、接続された単位増幅器間に十分なアイソ
レーションが得られない。そのため各々の単位増幅器と
しては安定であっても並列動作させた場合、単位増幅器
特性のバラツキなどによる一方の単位増幅器から他方の
単位増幅器への回り込みによって帯域外発振を起こす。
ているブランチ型ハイブリット回路、ウイルキンソン型
ハイブリット回路などの電力分配合成器は、使用周波数
以外において、接続された単位増幅器間に十分なアイソ
レーションが得られない。そのため各々の単位増幅器と
しては安定であっても並列動作させた場合、単位増幅器
特性のバラツキなどによる一方の単位増幅器から他方の
単位増幅器への回り込みによって帯域外発振を起こす。
【０００６】したがって、本発明の目的は、高周波高出
力電力増幅器において高出力化を図る上で問題となる発
振を抑え安定な動作を行う高出力電力増幅器を実現する
ことである。
力電力増幅器において高出力化を図る上で問題となる発
振を抑え安定な動作を行う高出力電力増幅器を実現する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の高出力電力増幅器では、入力線から入力され
る入力信号を分配するための電力分配回路と、該電力分
配器の出力を増幅するために並列接続された少なくとも
２つの増幅素子と、並列接続された各増幅素子の出力を
合成するための電力合成回路とを有し、上記電力分配回
路と上記電力合成回路とを結合線路型方向性結合器によ
り構成し、かつ、上記電力増幅器の入出力端子の少なく
とも一方に発振防止回路を設けた。
に本発明の高出力電力増幅器では、入力線から入力され
る入力信号を分配するための電力分配回路と、該電力分
配器の出力を増幅するために並列接続された少なくとも
２つの増幅素子と、並列接続された各増幅素子の出力を
合成するための電力合成回路とを有し、上記電力分配回
路と上記電力合成回路とを結合線路型方向性結合器によ
り構成し、かつ、上記電力増幅器の入出力端子の少なく
とも一方に発振防止回路を設けた。
【０００８】
【作用】入出力電力合成分配回路を、図２（ａ）（ｂ）
に示す結合線路型方向性結合器型にすることにより、帯
域外周波数において並列動作させた各単位増幅器間のア
イソレーションを大きくすることが可能となる。これ
は、結合線路型方向性結合器に使用されている２線路間
の結合度が帯域外周波数において低下する特性を利用し
たものである。
に示す結合線路型方向性結合器型にすることにより、帯
域外周波数において並列動作させた各単位増幅器間のア
イソレーションを大きくすることが可能となる。これ
は、結合線路型方向性結合器に使用されている２線路間
の結合度が帯域外周波数において低下する特性を利用し
たものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１は本発明を使用した高出力高周波増幅器であ
り、図２（ａ）、（ｂ）はその中で電力合成を行うため
の回路の一例である１／４波長３ｄＢ方向性結合器の外
観図を示す。また（ｃ）に等価回路図を示す。
る。図１は本発明を使用した高出力高周波増幅器であ
り、図２（ａ）、（ｂ）はその中で電力合成を行うため
の回路の一例である１／４波長３ｄＢ方向性結合器の外
観図を示す。また（ｃ）に等価回路図を示す。
【００１０】図１において高周波入力端子１から入力さ
れた高周波信号はまず入力側発振防止回路７を経て１番
目の入力側結合線路型方向性結合器３に入り電力を２分
配される。２分配された各々の電力は再び２番目の入力
側結合線路型方向性結合器によりさらに２分配され計４
分配となり各々の単位増幅器４（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）に入り増幅される。増幅された信号は出力側結合
線路型方向性結合器５に入り４信号を合成し２信号とな
り、更にその信号を合成し出力側発振防止回路８を経て
高周波出力端子６に至る。
れた高周波信号はまず入力側発振防止回路７を経て１番
目の入力側結合線路型方向性結合器３に入り電力を２分
配される。２分配された各々の電力は再び２番目の入力
側結合線路型方向性結合器によりさらに２分配され計４
分配となり各々の単位増幅器４（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）に入り増幅される。増幅された信号は出力側結合
線路型方向性結合器５に入り４信号を合成し２信号とな
り、更にその信号を合成し出力側発振防止回路８を経て
高周波出力端子６に至る。
【００１１】ここで入出力電力分配合成回路に１／４波
長３ｄＢ方向性結合器を使用した場合、帯域外周波数で
は１／４波長３ｄＢ方向性結合器に使用した各線路の結
合度が非常に小さくなり各々の線路は独立した状態にな
る。そのため単位増幅器４（ａ）の入力側には高周波入
力端子が接続され、単位増幅器４（ｂ）の入力側には５
０Ω終端抵抗２（ｅ）が接続され、単位増幅器４（ｃ）
の入力側には５０Ω終端抵抗２（ｆ）が、単位増幅器４
（ｄ）の入力側には５０Ω終端抵抗２（ｇ）が接続され
る。出力側も同様にして単位増幅器４（ａ）の出力側に
は５０Ω終端抵抗２（ｈ）が接続され、単位増幅器４
（ｂ）の出力側には５０Ω終端抵抗２（ｊ）が接続さ
れ、単位増幅器４（ｃ）の出力側には５０Ω終端抵抗２
（ｉ）が、単位増幅器４（ｄ）の出力側には高周波出力
端子６が接続される。すなわち、単位増幅器４（ａ）の
入力端と、４（ｄ）の出力端以外は全て５０Ω終端抵抗
２が接続された形となり、入力側の電力分配回路の前、
及び出力側の電力合成回路の後に各々１ヶの発振防止回
路７、８を設けるだけで全ての単位増幅器の入出力に安
定化負荷抵抗が付くこととなり高出力電力増幅器全体の
動作が安定するものである。
長３ｄＢ方向性結合器を使用した場合、帯域外周波数で
は１／４波長３ｄＢ方向性結合器に使用した各線路の結
合度が非常に小さくなり各々の線路は独立した状態にな
る。そのため単位増幅器４（ａ）の入力側には高周波入
力端子が接続され、単位増幅器４（ｂ）の入力側には５
０Ω終端抵抗２（ｅ）が接続され、単位増幅器４（ｃ）
の入力側には５０Ω終端抵抗２（ｆ）が、単位増幅器４
（ｄ）の入力側には５０Ω終端抵抗２（ｇ）が接続され
る。出力側も同様にして単位増幅器４（ａ）の出力側に
は５０Ω終端抵抗２（ｈ）が接続され、単位増幅器４
（ｂ）の出力側には５０Ω終端抵抗２（ｊ）が接続さ
れ、単位増幅器４（ｃ）の出力側には５０Ω終端抵抗２
（ｉ）が、単位増幅器４（ｄ）の出力側には高周波出力
端子６が接続される。すなわち、単位増幅器４（ａ）の
入力端と、４（ｄ）の出力端以外は全て５０Ω終端抵抗
２が接続された形となり、入力側の電力分配回路の前、
及び出力側の電力合成回路の後に各々１ヶの発振防止回
路７、８を設けるだけで全ての単位増幅器の入出力に安
定化負荷抵抗が付くこととなり高出力電力増幅器全体の
動作が安定するものである。
【００１２】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した回路は、
上記発振防止回路７、８の実施例である。（ａ）は、信
号線路にハイパスフィルタを直列に挿入した後、ロ−パ
スフィルタに抵抗を直列接続したものを信号線路に対し
並列接続した回路となっている。ここで、使用するハイ
パスフィルタは高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域を
下限とする通過帯域特性を持ち、また、ロ−パスフィル
タは直流から高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域の下
限までを通過可能とする特性を持つ。増幅素子から発振
回路を見た場合のインピ−ダンスは直流から高周波増幅
器で増幅可能な周波数帯域の下限までロ−パスフィルタ
に接続された抵抗が見えることになり、高周波増幅器で
増幅可能な周波数帯域より低い周波数において高周波増
幅器の発振を防止することができる。（ｂ）は、信号線
路に直流から高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域まで
反射電力を吸収する特性を持つ広帯域アイソレ−タを挿
入した回路となっている。高周波増幅器から見た直流か
ら高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域までのインピ−
ダンスは広帯域アイソレ−タがもつ電力吸収抵抗がみえ
ることになり、高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域よ
り低い周波数において高周波増幅器の発振を防止するこ
とができる。（ｃ）は、キャパシタンスＣとインダクタ
ンスＬを並列接続し並列共振回路を形成し、その回路に
抵抗を直列接続したものを信号線路に並列に挿入した回
路となっている。信号線路に並列に接続された並列共振
回路は、高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域で共振す
る。直流から高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域下限
までの周波数では、並列共振回路が共振しないため並列
共振回路に直列接続されている抵抗が信号線路に対し並
列接続されているように見え、高周波増幅器で増幅可能
な周波数帯域より低い周波数において高周波増幅器の発
振を防止することができる。高周波増幅器で増幅可能な
周波数帯域上限を越える周波数でも、低周波の場合と同
様に高周波増幅器の発振を防止することができる。
上記発振防止回路７、８の実施例である。（ａ）は、信
号線路にハイパスフィルタを直列に挿入した後、ロ−パ
スフィルタに抵抗を直列接続したものを信号線路に対し
並列接続した回路となっている。ここで、使用するハイ
パスフィルタは高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域を
下限とする通過帯域特性を持ち、また、ロ−パスフィル
タは直流から高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域の下
限までを通過可能とする特性を持つ。増幅素子から発振
回路を見た場合のインピ−ダンスは直流から高周波増幅
器で増幅可能な周波数帯域の下限までロ−パスフィルタ
に接続された抵抗が見えることになり、高周波増幅器で
増幅可能な周波数帯域より低い周波数において高周波増
幅器の発振を防止することができる。（ｂ）は、信号線
路に直流から高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域まで
反射電力を吸収する特性を持つ広帯域アイソレ−タを挿
入した回路となっている。高周波増幅器から見た直流か
ら高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域までのインピ−
ダンスは広帯域アイソレ−タがもつ電力吸収抵抗がみえ
ることになり、高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域よ
り低い周波数において高周波増幅器の発振を防止するこ
とができる。（ｃ）は、キャパシタンスＣとインダクタ
ンスＬを並列接続し並列共振回路を形成し、その回路に
抵抗を直列接続したものを信号線路に並列に挿入した回
路となっている。信号線路に並列に接続された並列共振
回路は、高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域で共振す
る。直流から高周波増幅器で増幅可能な周波数帯域下限
までの周波数では、並列共振回路が共振しないため並列
共振回路に直列接続されている抵抗が信号線路に対し並
列接続されているように見え、高周波増幅器で増幅可能
な周波数帯域より低い周波数において高周波増幅器の発
振を防止することができる。高周波増幅器で増幅可能な
周波数帯域上限を越える周波数でも、低周波の場合と同
様に高周波増幅器の発振を防止することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば高出力電力増幅器を動作
させた場合に起こる増幅周波数帯域外での単位増幅器間
のアイソレーション低下による異常発振等の不安定現象
を防止し安定した動作が得られる。
させた場合に起こる増幅周波数帯域外での単位増幅器間
のアイソレーション低下による異常発振等の不安定現象
を防止し安定した動作が得られる。
【図１】本発明を使用した高出力電力増幅器の全体構成
図である。
図である。
【図２】本発明で使用する３ｄＢ方向性結合器の図であ
る。 （ａ）平面回路型１／４波長３ｄＢ方向性結合器。 （ｂ）同軸線路型１／４波長３ｄＢ方向性結合器。 （ｃ）１／４波長３ｄＢ方向性結合器の等価回路図。
る。 （ａ）平面回路型１／４波長３ｄＢ方向性結合器。 （ｂ）同軸線路型１／４波長３ｄＢ方向性結合器。 （ｃ）１／４波長３ｄＢ方向性結合器の等価回路図。
【図３】本発明の実施例を説明するための図である。
【図４】従来、使用されていた電力合成分配回路等価回
路図である。 （ａ）ブランチライン型ハイブリッド電力合成分配回路
等価回路図。 （ｂ）ウイルキンソン型ハイブリッド電力合成分配回路
等価回路図。
路図である。 （ａ）ブランチライン型ハイブリッド電力合成分配回路
等価回路図。 （ｂ）ウイルキンソン型ハイブリッド電力合成分配回路
等価回路図。
【図５】単位増幅器の等価回路図である。
【図６】従来の高出力電力増幅器の全体構成図。
１…高周波入力端子、２…５０Ω終端抵抗、３…入力側
結合線路型方向性結合器、４…単位増幅器、５…出力側
結合線路型方向性結合器、６…高周波出力端子、７…入
力側発振防止回路、８…出力側発振防止回路、１０…高
周波入力端子、１１…入力側整合回路、１２…入力側発
振防止回路付きバイアス回路、１３…半導体デバイス、
１４…出力側発振防止回路付きバイアス回路、１５…出
力側整合回路、１６…高周波出力端子、１７…入力側バ
イアス端子、１８…出力側バイアス端子、２０…高周波
入力端子、２１…入力側電力合成分配回路、２２…５０
Ω終端抵抗、２３…単位増幅器、２４…出力側電力分配
回路、２５…高周波出力端子。
結合線路型方向性結合器、４…単位増幅器、５…出力側
結合線路型方向性結合器、６…高周波出力端子、７…入
力側発振防止回路、８…出力側発振防止回路、１０…高
周波入力端子、１１…入力側整合回路、１２…入力側発
振防止回路付きバイアス回路、１３…半導体デバイス、
１４…出力側発振防止回路付きバイアス回路、１５…出
力側整合回路、１６…高周波出力端子、１７…入力側バ
イアス端子、１８…出力側バイアス端子、２０…高周波
入力端子、２１…入力側電力合成分配回路、２２…５０
Ω終端抵抗、２３…単位増幅器、２４…出力側電力分配
回路、２５…高周波出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船木 治彦 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所宇宙技術推進本部内 (72)発明者 小林 明彦 東京都千代田区岩本町２丁目12番５号 株式会社宇宙通信基礎技術研究所内 (72)発明者 岡本 照喜 東京都千代田区岩本町２丁目12番５号 株式会社宇宙通信基礎技術研究所内 (56)参考文献 実開 昭53−130949（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】安定した動作をおこなう高周波で高出力の
電力増幅器であって、 入力線から入力される入力信号を分配するための電力分
配回路と、該電力分配回路の各出力をそれぞれ増幅する
ために並列接続された少なくとも２つの増幅素子と、該
各増幅素子の出力を合成するための電力合成回路とを有
し、 上記電力分配回路及び上記電力合成回路を結合線路型方
向性結合器により構成し、かつ、上記電力分配器の入力
端子及び上記電力合成器の出力端子にそれぞれ発振防止
回路を接続したことを特徴とする高出力電力増幅器。 - 【請求項２】安定した動作をおこなう高周波で高出力の
電力増幅器であって、 入力線から入力される入力信号を分配するための電力分
配回路と、該電力分配回路の各出力をそれぞれ増幅する
ために並列接続された少なくとも２つの増幅素子と、該
各増幅素子の出力を合成するための電力合成回路とを有
し、 上記電力分配回路及び上記電力合成回路を結合線路型方
向性結合器により構成し、かつ、上記電力分配器の入力
端子及び上記電力合成器の出力端子にそれぞれ増幅周波
数帯域外での上記電力増幅器の発振を防止する発振防止
回路を接続したことを特徴とする高出力電力増幅器。 - 【請求項３】安定した動作をおこなう高周波で高出力の
電力増幅器であって、 入力線から入力される入力信号を分配するための電力分
配回路と、該電力分配回路の各出力をそれぞれ増幅する
ために並列接続された少なくとも２つの増幅素子と、該
各増幅素子の出力を合成するための電力合成回路とを有
し、 上記電力分配回路及び上記電力合成回路を結合線路型方
向性結合器により構成し、かつ、上記電力分配器の入力
端子及び上記電力合成器の出力端子にそれぞれ発振防止
回路を接続し、 上記入力端子に接続された発振防止回路を、上記入力端
子に接続された第１のハイパスフィルタと、該第１のハ
イパスフィルタの出力端に接続された第１のロ−パスフ
ィルタと、一方が該第１のロ−パスフィルタに接続され
他方が接地された第２の抵抗とから構成し、 上記出力端子に接続された発振防止回路を、上記出力端
子に接続された第２のハイパスフィルタと、該第２のハ
イパスフィルタの入力端に接続された第２のロ−パスフ
ィルタと、一方が該第２のロ−パスフィルタに接続され
他方が接地された第２の抵抗とから構成したことを特徴
とする高出力電力増幅器。 - 【請求項４】安定した動作をおこなう高周波で高出力の
電力増幅器であって、 入力線から入力される入力信号を分配するための電力分
配回路と、該電力分配回路の各出力をそれぞれ増幅する
ために並列接続された少なくとも２つの増幅素子と、該
各増幅素子の出力を合成するための電力合成回路とを有
し、 上記電力分配回路及び上記電力合成回路を結合線路型方
向性結合器により構成し、かつ、上記電力分配器の入力
端子及び上記電力合成器の出力端子にそれぞれ発振防止
回路を接続し、 該各発振防止回路を、上記入力端子或いは上記出力端子
に接続された増幅周波数で共振するキャパシタンスＣと
インダクタンスＬとで構成した並列共振回路と、一方が
並列共振回路に接続され他方が接地された抵抗とから構
成したことを特徴とする高出力電力増幅器。 - 【請求項５】安定した動作をおこなう高周波で高出力の
電力増幅器であって、 入力線から入力される入力信号を分配するための電力分
配回路と、該電力分配回路の各出力をそれぞれ増幅する
ために並列接続された少なくとも２つの増幅素子と、該
各増幅素子の出力を合成するための電力合成回路とを有
し、 上記電力分配回路及び上記電力合成回路を結合線路型方
向性結合器により構成し、かつ、上記電力分配器の入力
端子及び上記電力合成器の出力端子にそれぞれ発振防止
回路を接続し、 該発振防止回路を直流から増幅周波数帯域まで反射電力
を吸収する特性を示す広帯域アイソレ−タで構成したこ
とを特徴とする高出力電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051671A JP2529074B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 高出力電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051671A JP2529074B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 高出力電力増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268458A JPH06268458A (ja) | 1994-09-22 |
| JP2529074B2 true JP2529074B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=12893350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051671A Expired - Lifetime JP2529074B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 高出力電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529074B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3442568B2 (ja) * | 1996-04-02 | 2003-09-02 | 株式会社日立国際電気 | 広帯域歪補償増幅器 |
| JP2007143069A (ja) | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 電力増幅器 |
| JP5185041B2 (ja) | 2008-09-25 | 2013-04-17 | 株式会社東芝 | 安定化回路および安定化回路を備える半導体装置 |
| JP2012205018A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 高出力電力増幅器 |
| JP5678768B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-03-04 | 日本電気株式会社 | 増幅装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832323Y2 (ja) * | 1977-03-25 | 1983-07-18 | 日本電気株式会社 | 高周波変出力トランジスタ増幅器 |
| JPS63157514A (ja) * | 1986-12-20 | 1988-06-30 | Tokyo Keiki Co Ltd | 高周波電力増幅装置 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5051671A patent/JP2529074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06268458A (ja) | 1994-09-22 |
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