JP2956988B2 - Pulse power amplifier - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、トランジスタ増幅器によりパルス状の高
周波信号を電力増幅するパルス電力増幅器に関し、特に
その出力のノイズスプリアスを低減できるパルス電力増
幅器に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse power amplifier that amplifies a pulsed high-frequency signal by a transistor amplifier, and more particularly to a pulse power amplifier that can reduce noise spurious output.
第４図は従来のパルス電力増幅器の構成を示すブロッ
ク図であり、図において、１は高周波（主にマイクロ波
帯）信号発生器、２は信号発生器１からのCW信号（連続
波）をパルス信号に振幅変調する変調器、３は変調器２
に印加するパルス信号を作成するパルスジェネレータ、
４は上記の高周波パルス信号を電力増幅するトランジス
タ増幅器である。第５図はトランジスタ増幅器４の入力
信号を示しており、パルス幅τ，繰り返し周期Ｔの高周
波パルス信号である。第６図はトランジスタ増幅器４の
出力信号のスペクトラムを示す。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional pulse power amplifier. In the figure, 1 is a high-frequency (mainly microwave band) signal generator, and 2 is a CW signal (continuous wave) from the signal generator 1. A modulator 3 for amplitude-modulating a pulse signal is a modulator 2
A pulse generator that creates a pulse signal to be applied to
Reference numeral 4 denotes a transistor amplifier for power-amplifying the high-frequency pulse signal. FIG. 5 shows an input signal of the transistor amplifier 4, which is a high-frequency pulse signal having a pulse width τ and a repetition period T. FIG. 6 shows the spectrum of the output signal of the transistor amplifier 4.
次に動作について説明する。第５図に示す高周波パル
ス信号は、高周波信号発生器１からのCW（連続波）信号
をダイオードスイッチ等の変調器２により所定のパルス
幅τ，繰り返し周期Ｔで変調され作成される。この高周
波パルス信号の立上がり、立下がり時間は短く、急峻な
振幅変化を持っている。トランジスタ増幅器４では電力
変換効率ができるかぎり高いことが望ましくＣ級トラン
ジスタ増幅器が通常使用される。Ｃ級トランジスタ増幅
器は、常にトランジスタにコレクタ用電源が印加された
状態であるが非動作状態にあり、所定の入力レベルの信
号が入力されて始めて電流が流れ、トランジスタとして
の動作を開始するものである。また大きな電力を取出す
ため、増幅用トランジスタは、パッケージ内にトランジ
スタのチップを多数、並列に接続した構成となってお
り、これにより各チップからの電力を合成し、大きな出
力電力を得ている。Next, the operation will be described. The high-frequency pulse signal shown in FIG. 5 is generated by modulating a CW (continuous wave) signal from the high-frequency signal generator 1 with a predetermined pulse width τ and a repetition period T by a modulator 2 such as a diode switch. The rise and fall times of this high-frequency pulse signal are short and have a sharp amplitude change. The transistor amplifier 4 desirably has as high a power conversion efficiency as possible, and a class C transistor amplifier is usually used. The class C transistor amplifier is in a non-operating state in which a power supply for a collector is always applied to a transistor, and a current flows only when a signal of a predetermined input level is input, and the transistor starts operating as a transistor. is there. In addition, in order to extract a large amount of power, the amplifying transistor has a configuration in which a number of transistor chips are connected in parallel in a package, whereby power from each chip is combined to obtain a large output power.
トランジスタ増幅器４の出力のスペクトラムを観測す
ると、第６図に示すごとくキャリア近傍に大きなノイズ
スプリアスを出力しており、これは入力パルスの立上が
り、立下がり部分から出力されている。When observing the spectrum of the output of the transistor amplifier 4, as shown in FIG. 6, a large noise spurious is output near the carrier, which is output from the rising and falling portions of the input pulse.
従来のパルス電力増幅器は以上のように構成されてお
り、トランジスタ増幅器が第６図に示すように増幅器の
使用帯域内に大きなノイズを出力する。このノイズはキ
ャリア近傍であり、使用帯域内に出力されるため、フィ
ルタによる除去手段を用いることができず、この不要波
による妨害は対策方法がないという問題点があった。The conventional pulse power amplifier is configured as described above, and the transistor amplifier outputs a large noise within the use band of the amplifier as shown in FIG. Since this noise is in the vicinity of the carrier and is output within the used band, it is not possible to use a filter removing means, and there is a problem that there is no countermeasure against the interference by the unnecessary wave.
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、特に帯域内に生ずるキャリア近傍のノイズ
不要波を大幅に低域でき、これにより自装置に必要な信
号の質（S/n比）を高めるとともに不要波による他装置
への妨害を回避できるパルス電力増幅器を得ることを目
的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and in particular, it is possible to greatly reduce a noise unnecessary wave in the vicinity of a carrier generated in a band, and thereby a signal quality (S / It is an object of the present invention to obtain a pulse power amplifier that can increase the ratio (n ratio) and avoid interference with other devices due to unnecessary waves.
この発明に係るパルス電力増幅器は、トランジスタ増
幅器を有し高周波パルス信号を電力増幅するパルス電力
増幅器において、周波数の異なる複数の高周波信号を発
生しこれらをパルス化するとともに時間軸上で加算した
信号を出力する高周波発生器であって矩形状の高周波信
号の前後に異なる周波数の高周波信号を付加した信号を
出力する高周波発生器と、上記トランジスタ増幅器の前
段に配置され、上記高周波発生器が出力する矩形状の高
周波信号の前後に異なる周波数の高周波信号を付加した
高周波パルス信号を振幅変調し、上記高周波パルス信号
の上記高周波信号におけるパルス立上がり時間及びパル
ス立下がり時間を長くして上記高周波パルス信号の立上
がり部分及び立下がり部分が滑らかに変化するようにし
た波形成形手段とを設けたものである。A pulse power amplifier according to the present invention is a pulse power amplifier that has a transistor amplifier and power-amplifies a high-frequency pulse signal. In the pulse power amplifier, a plurality of high-frequency signals having different frequencies are generated, pulsed, and added on a time axis. A high-frequency generator that outputs a signal obtained by adding a high-frequency signal of a different frequency before and after a rectangular high-frequency signal, and a high-frequency generator that is disposed in front of the transistor amplifier and that is output by the high-frequency generator. Amplitude-modulates a high-frequency pulse signal to which a high-frequency signal of a different frequency is added before and after a high-frequency signal having a shape, and lengthens a pulse rise time and a pulse fall time of the high-frequency pulse signal in the high-frequency signal to rise the high-frequency pulse signal And a waveform shaping means in which the portion and the falling portion change smoothly. Those digits.
〔作用〕 この発明においては、トランジスタ増幅器に入力され
る高周波パルス信号が波形成形手段により振幅変調さ
れ、高周波パルス信号のパルス立上がり部分及び立下が
り部分の傾きが滑らかにされ、トランジスタ増幅器の動
作が安定化する。[Operation] In the present invention, the high-frequency pulse signal input to the transistor amplifier is amplitude-modulated by the waveform shaping means, so that the slopes of the rising and falling portions of the high-frequency pulse signal are smoothed, and the operation of the transistor amplifier is stabilized. Become
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図は本発明の一実施例によるパルス電力増幅器を示す
ブロック図であり、図において、１は高周波信号発生
器、５は信号発生器１の出力をパルス化するとともに、
立上がり，立下がり部分を波形成形するためのモジュレ
ータ、６はモジュレータに所定のパルス波形を印加する
ためのパルスジェネレータ、４はパルス用トランジスタ
増幅器であり、高周波信号発生器１とトランジスタ増幅
器４は従来のものと同じである。第２図は第１図に示す
モジュレータ５により波形成形されたトランジスタ増幅
器４への入力信号波形である。第３図は同入力信号がト
ランジスタ増幅器４により増幅された出力のスペクトラ
ムである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a pulse power amplifier according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a high-frequency signal generator, 5 denotes an output of the signal generator 1 while pulsing,
A modulator for shaping the rising and falling portions of the waveform, 6 is a pulse generator for applying a predetermined pulse waveform to the modulator, 4 is a transistor amplifier for pulse, and the high-frequency signal generator 1 and the transistor amplifier 4 are conventional. Same as the ones. FIG. 2 shows a waveform of an input signal to the transistor amplifier 4 whose waveform is shaped by the modulator 5 shown in FIG. FIG. 3 is a spectrum of an output obtained by amplifying the input signal by the transistor amplifier 4.
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
高周波信号発生器１が出力するCW信号をモジュレータ
５においてパルスジェネレータの出力に基づいてパルス
変調するとともに振幅変調を行ない、第２図に示すごと
くパルス信号の立上がり部分と立下がり部分の信号特性
を滑らかなものとする。このようにトランジスタ増幅器
４に入力される高周波パルス信号の立上がり，立下がり
特性を滑らかにすることにより、トランジスタ接合部に
注入される少数キャリアをそのふるまいを制御しつつ増
加，減少でき、当該不連続部でのトランジスタ増幅器内
のトランジスタ動作を安定化させることができる。第３
図は本実施例におけるトランジスタ増幅器４の出力スペ
クトラムを示す図であるが、第６図に示す従来装置のト
ランジスタ増幅器４の出力スペクトラムと比べてわかる
ように、ノイズ不要波の出力が大幅に低減されている。The CW signal output from the high-frequency signal generator 1 is pulse-modulated and amplitude-modulated in the modulator 5 based on the output of the pulse generator, and the signal characteristics at the rising and falling portions of the pulse signal are smoothed as shown in FIG. It is assumed that By smoothing the rising and falling characteristics of the high-frequency pulse signal input to the transistor amplifier 4 as described above, the number of minority carriers injected into the transistor junction can be increased or decreased while controlling the behavior thereof, and the discontinuity can be reduced. The operation of the transistor in the transistor amplifier in the section can be stabilized. Third
The figure shows the output spectrum of the transistor amplifier 4 in the present embodiment. As can be seen from the output spectrum of the transistor amplifier 4 of the conventional device shown in FIG. 6, the output of the noise unnecessary wave is greatly reduced. ing.
なお、上記実施例では高周波発生器１の出力するCW信
号をモジュレータ５でパルス化するとともに振幅変調を
行なうものについて述べたが、高周波発生器１をパルス
化された信号を出力するものとして、モジュレータ５で
は振幅変調のみを行なう構成としてもよい。In the above embodiment, the CW signal output from the high-frequency generator 1 is pulsed by the modulator 5 and amplitude modulation is performed. However, the high-frequency generator 1 is assumed to output a pulsed signal by the modulator. 5 may be configured to perform only amplitude modulation.
また、上記実施例では、トランジスタ増幅器４への入
力信号として、第２図に示すごとく同一周波数の高周波
パルス信号の立上がり，立ち下がり部分を波形成形した
ものを示したが、信号として矩形波を必要とする場合、
第７図に示すごとく必要とするパルス幅τの信号の前後
に違う周波数f1を追加し矩形の入力パルス信号の前に付
加した信号の立上がり部分を信号の振幅が時間軸上で滑
らかに上昇するように，矩形の入力パルス信号の後に付
加した信号の立下がり部分を信号の振幅が時間軸上で滑
らかに下降するように波形成形すれば、上記実施例と同
様に、トランジスタ接合部に注入される少数キャリアを
そのふるまいを制御しつつ増加，減少でき、信号出力の
ノイズを低減することができ、さらに、得られた増幅信
号のうち、上記付加した信号に相当する部分をフィルタ
等により除去すれば、必要とされる矩形波のみに対応す
る増幅信号を得ることができる。ここで、矩形の入力パ
ルス信号に付加する信号の周波数f1は、増幅後にフィル
タ等で除去しやすいように、矩形の入力パルス信号の周
波数fcから隔離した周波数とするのがよい。In the above embodiment, as the input signal to the transistor amplifier 4, the rising and falling portions of the high frequency pulse signal of the same frequency are shaped as shown in FIG. 2, but a rectangular wave is required as the signal. If
Smoothly increase the rising portion of prepends the signal amplitude of the signal is in the time of adding the frequency f 1 different before and after a rectangular input pulse signal of the signal of the pulse width τ in need as shown in Fig. 7 If the waveform of the falling part of the signal added after the rectangular input pulse signal is shaped so that the amplitude of the signal smoothly falls on the time axis as in the above embodiment, the signal is injected into the transistor junction. The number of minority carriers can be increased or decreased while controlling its behavior, the noise of the signal output can be reduced, and a portion corresponding to the added signal of the obtained amplified signal is removed by a filter or the like. Then, an amplified signal corresponding to only the required rectangular wave can be obtained. Here, the frequency f 1 of the signal to be added to the rectangular input pulse signal, to be easy to remove a filter or the like after amplification, it is preferable to a frequency that is isolated from the frequency fc of the rectangular input pulse signal.
この実施例においては、周波数の異なる複数の高周波
信号を発生しこれらをパルス化するとともに時間軸上で
加算した信号を出力する高周波発生器を用い、該高周波
発生器が出力する信号を振幅変調することにより第７図
に示すようなトランジスタ増幅器への入力信号を得るこ
とができる。In this embodiment, a high-frequency generator that generates a plurality of high-frequency signals having different frequencies, pulsates them, and outputs a signal added on a time axis is used, and amplitude-modulates a signal output by the high-frequency generator. Thus, an input signal to the transistor amplifier as shown in FIG. 7 can be obtained.
以上のように、本願発明によれば、トランジスタ増幅
器を有し高周波パルス信号を電力増幅するパルス電力増
幅器において、周波数の異なる複数の高周波信号を発生
しこれらをパルス化するとともに時間軸上で加算した信
号を出力する高周波発生器であって矩形状の高周波信号
の前後に異なる周波数の高周波信号を付加した信号を出
力する高周波発生器と、上記トランジスタ増幅器の前段
に配置され，上記高周波発生器が出力する矩形状の高周
波信号の前後に異なる周波数の高周波信号を付加した高
周波パルス信号を振幅変調し、上記高周波パルス信号の
上記高周波信号におけるパルス立上がり時間及びパルス
立下がり時間を長くして上記高周波パルス信号の立上が
り部分及び立下がり部分が滑らかに変化するようにした
波形成形手段とを備えた構成としたから、矩形の信号波
形を損なうことなくトランジスタ増幅器の動作が安定で
き、ノイズ不要波レベルの低減ができる効果がある。As described above, according to the present invention, in a pulse power amplifier having a transistor amplifier and amplifying a high-frequency pulse signal, a plurality of high-frequency signals having different frequencies are generated and pulsed and added on the time axis. A high-frequency generator for outputting a signal, the high-frequency generator outputting a signal obtained by adding a high-frequency signal of a different frequency before and after a rectangular high-frequency signal, and a high-frequency generator arranged before the transistor amplifier, and The high-frequency pulse signal obtained by adding a high-frequency signal of a different frequency before and after the rectangular high-frequency signal to be amplitude-modulated, and increasing the pulse rise time and the pulse fall time of the high-frequency pulse signal in the high-frequency signal. Waveform shaping means so that the rising portion and the falling portion change smoothly. Configuration and then from the the operation of the transistor amplifier without impairing the rectangular signal waveform can be stabilized, there is an effect that may reduce the noise unnecessary wave level.
第１図はこの発明の一実施例によるパルス電力増幅器を
示すブロック図、第２図は本実施例におけるトランジス
タ増幅器への入力信号波形を示す図、第３図は本実施例
におけるトランジスタ増幅器の出力信号のスペクトラム
を示す図、第４図は従来のパルス電力増幅器を示すブロ
ック図、第５図は従来装置におけるトランジスタ増幅器
への入力信号波形を示す図、第６図は従来装置における
トランジスタ増幅器の出力信号のスペクトラムを示す
図、第７図は本発明の他の実施例によるパルス電力増幅
器におけるトランジスタ増幅器への入力信号波形を示す
図である。 １は高周波発生器、４はトランジスタ増幅器、５はモジ
ュレータ、６はパルスジェネレータ。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a pulse power amplifier according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a waveform of an input signal to a transistor amplifier in this embodiment, and FIG. 3 is an output of the transistor amplifier in this embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing a conventional pulse power amplifier, FIG. 5 is a diagram showing an input signal waveform to a transistor amplifier in a conventional device, and FIG. 6 is an output of the transistor amplifier in a conventional device. FIG. 7 is a diagram showing a spectrum of a signal, and FIG. 7 is a diagram showing a waveform of an input signal to a transistor amplifier in a pulse power amplifier according to another embodiment of the present invention. 1 is a high frequency generator, 4 is a transistor amplifier, 5 is a modulator, and 6 is a pulse generator. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−67868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−144369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184413（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−136429（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4320399（ＵＳ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-57-67868 (JP, A) JP-A-50-144369 (JP, A) JP-A-63-184413 (JP, A) 136429 (JP, U) US Patent 4,320,399 (US, A)
Claims (1)
号を電力増幅するパルス電力増幅器において、周波数の
異なる複数の高周波信号を発生しこれらをパルス化する
とともに時間軸上で加算した信号を出力する高周波発生
器であって矩形状の高周波信号の前後に異なる周波数の
高周波信号を付加した信号を出力する高周波発生器と、
上記トランジスタ増幅器の前段に配置され，上記高周波
発生器が出力する矩形状の高周波信号の前後に異なる周
波数の高周波信号を付加した高周波パルス信号を振幅変
調し、上記高周波パルス信号の上記高周波信号における
パルス立上がり時間及びパルス立下がり時間を長くして
上記高周波パルス信号の立上がり部分及び立下がり部分
が滑らかに変化するようにした波形成形手段とを備えた
ことを特徴とするパルス電力増幅器。1. A pulse power amplifier having a transistor amplifier for amplifying a high-frequency pulse signal with power, generating a plurality of high-frequency signals having different frequencies, pulsating the signals, and outputting a signal added on a time axis. A high-frequency generator that outputs a signal obtained by adding a high-frequency signal of a different frequency before and after a rectangular high-frequency signal,
Amplitude-modulates a high-frequency pulse signal, which is arranged in front of the transistor amplifier and is obtained by adding high-frequency signals of different frequencies before and after a rectangular high-frequency signal output by the high-frequency generator, A pulse power amplifier comprising: a waveform shaping means for extending a rise time and a pulse fall time so that a rise portion and a fall portion of the high-frequency pulse signal change smoothly.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2138863A JP2956988B2 (en) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Pulse power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2138863A JP2956988B2 (en) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Pulse power amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0435317A JPH0435317A (en) | 1992-02-06 |
| JP2956988B2 true JP2956988B2 (en) | 1999-10-04 |
Family
ID=15231895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2138863A Expired - Fee Related JP2956988B2 (en) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Pulse power amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956988B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4320399A (en) | 1980-10-09 | 1982-03-16 | Westinghouse Electric Corp. | Microwave pulse spectrum control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5192022A (en) * | 1975-02-12 | 1976-08-12 | ||
| JPS568311U (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2138863A patent/JP2956988B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4320399A (en) | 1980-10-09 | 1982-03-16 | Westinghouse Electric Corp. | Microwave pulse spectrum control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0435317A (en) | 1992-02-06 |
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