JP3479625B2 - Multi-stage low noise amplifier - Google Patents

Multi-stage low noise amplifier

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JP3479625B2
JP3479625B2 JP2000039621A JP2000039621A JP3479625B2 JP 3479625 B2 JP3479625 B2 JP 3479625B2 JP 2000039621 A JP2000039621 A JP 2000039621A JP 2000039621 A JP2000039621 A JP 2000039621A JP 3479625 B2 JP3479625 B2 JP 3479625B2
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low noise
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low
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博 畠中
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多段形低雑音増幅
器に係わり、特に、テレビ放送や移動無線通信などにお
ける受信側の多段形低雑音増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multistage low noise amplifier, and more particularly to a multistage low noise amplifier on the receiving side in television broadcasting, mobile radio communication and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図20は、移動通信の基地局、あるいは
TV放送の中継放送装置の受信側の一例の概略構成を示
すブロック図である。同図において、101は受信アン
テナ、102は広帯域帯域通過フィルタ、103は低雑
音増幅器、1041〜104nは狭帯域通過フィルタ、1
051〜105nは受信装置である。同図に示すように、
移動通信の基地局、あるいはTV放送の中継放送装置の
受信側には、受信アンテナ101で受信した微小な高周
波信号を増幅するための低雑音増幅器(LNA)103
が設けられる。図21は、図20に示す低雑音増幅器1
03の一例の従来の回路構成を示すブロック図である。
同図において、111はサーキュレータ(アイソレー
タ)、112は初段の低雑音増幅回路、113は次段の
低雑音増幅回路、Rは無反射終端器である。ここで、初
段の低雑音増幅回路112および次段の低雑音増幅回路
113は、増幅素子として、HEMT(High Electron
Mobility Transistor;高電子移動度トランジスタ)素
子、あるいは、GaAsFET素子が使用される。
2. Description of the Related Art FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration of an example of a receiving side of a base station for mobile communication or a relay broadcasting apparatus for TV broadcasting. In the figure, 101 is a receiving antenna, 102 is a wide band pass filter, 103 is a low noise amplifier, 104 1 to 104 n are narrow band pass filters, 1
05 1 to 105 n are receiver. As shown in the figure,
A low noise amplifier (LNA) 103 for amplifying a minute high-frequency signal received by a receiving antenna 101 is provided on the receiving side of a base station for mobile communication or a relay broadcasting apparatus for TV broadcasting.
Is provided. FIG. 21 shows the low noise amplifier 1 shown in FIG.
10 is a block diagram showing an example of a conventional circuit configuration of 03.
In the figure, 111 is a circulator (isolator), 112 is a low-noise amplifier circuit in the first stage, 113 is a low-noise amplifier circuit in the next stage, and R is a non-reflection terminator. Here, the first-stage low noise amplifier circuit 112 and the next stage of the low noise amplifier circuit 113, as an amplifying element, HEMT (H igh E lectron
M obility T ransistor; high electron mobility transistor) devices, or, GaAsFET elements are used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】図21に示す低雑音増
幅回路112は、雑音指数(NF;Noise Figure)が最
良になるように設計されるが、そのため、入力電圧反射
係数が大きいという問題がある。この問題を解決するた
めに、図21に示す低雑音増幅器103では、低雑音増
幅回路112の前段にサーキュレータ(アイソレータ)
111を挿入し、低雑音増幅回路112で反射された高
周波信号を無反射終端器Rで吸収し、低雑音増幅回路1
12で反射された高周波信号が受信アンテナ101に戻
らないようにしている。しかしながら、図21に示す低
雑音増幅器103では、信号経路に挿入されるサーキュ
レータ111の挿入損失により、雑音指数(NF)が劣
化するという問題があった。
[0007] Low noise amplifier circuit shown in FIG. 21 112, noise figure; but (NF N oise F igure) is designed to be best, therefore, that a large input voltage reflection coefficient There's a problem. In order to solve this problem, in the low noise amplifier 103 shown in FIG. 21, a circulator (isolator) is provided before the low noise amplifier circuit 112.
111 is inserted, the high-frequency signal reflected by the low-noise amplifier circuit 112 is absorbed by the non-reflective terminator R, and the low-noise amplifier circuit 1
The high frequency signal reflected by 12 is prevented from returning to the receiving antenna 101. However, the low noise amplifier 103 shown in FIG. 21 has a problem that the noise figure (NF) is deteriorated by the insertion loss of the circulator 111 inserted in the signal path.

【0004】図22は、図20に示す低雑音増幅器10
3の他の例の従来の回路構成を示すブロック図である。
同図に示すように、図22に示す低雑音増幅器103
は、低雑音増幅回路113の前段に、分岐用のハイブリ
ッド回路10と、合成用のハイブリッド回路12と、第
1および第2の低雑音増幅回路(111,112)とを設
けた点で、図21に示す従来の低雑音増幅器103と相
違する。ここで、第1の低雑音増幅回路111は、分岐
用のハイブリッド回路10の第2の端子T12と合成用の
ハイブリッド回路12の第1の端子T21との間に接続さ
れ、第2の低雑音増幅回路112は、分岐用のハイブリ
ッド回路10の第3の端子T13と合成用のハイブリッド
回路12の第4の端子T24との間に接続される。また、
分岐用のハイブリッド回路10の第4の端子T14、およ
び合成用のハイブリッド回路12の第2の端子T22
は、無反射終端器Rが接続される。図22に示す低雑音
増幅器103によれば、第1および第2の低雑音増幅回
路(111,112)からの反射電力は、分岐用のハイブ
リッド回路10の第4の端子T14に出力されて、無反射
終端器Rに吸収されるので、図21に示す低雑音増幅器
103より雑音指数(NF)を向上させることができ
る。
FIG. 22 shows the low noise amplifier 10 shown in FIG.
3 is a block diagram showing a conventional circuit configuration of another example of FIG.
As shown in the figure, the low noise amplifier 103 shown in FIG.
Is that a hybrid circuit 10 for branching, a hybrid circuit 12 for combining, and first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ) are provided in the preceding stage of the low noise amplifier circuit 113. 21 is different from the conventional low noise amplifier 103 shown in FIG. Here, the first low noise amplifier circuit 11 1 is connected between the second terminal T 12 of the branching hybrid circuit 10 and the first terminal T 21 of the combining hybrid circuit 12, and The low-noise amplifier circuit 11 2 is connected between the third terminal T 13 of the branching hybrid circuit 10 and the fourth terminal T 24 of the combining hybrid circuit 12. Also,
A non-reflection terminator R is connected to the fourth terminal T 14 of the branching hybrid circuit 10 and the second terminal T 22 of the combining hybrid circuit 12. According to the low noise amplifier 103 shown in FIG. 22, the reflected power from the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ) is output to the fourth terminal T 14 of the hybrid circuit 10 for branching. As a result, the noise figure (NF) can be improved as compared with the low noise amplifier 103 shown in FIG.

【0005】しかしながら、図22に示す低雑音増幅器
103では、雑音指数(NF)の値が、高周波信号の周
波数が2GHzの時に、0.5〜0.6dB(NF=
0.5〜0.6dB;f=2GHz)が限界であり、こ
れ以上、雑音指数(NF)を向上させることができない
という問題点があった。また、図21、図22に、2段
構成の低雑音増幅器103を図示したように、従来の低
雑音増幅器103は、低雑音増幅回路が縦続接続される
多段構成の増幅器で構成される。しかしながら、このよ
うな多段構成の増幅器では、各低雑音増幅回路のインタ
セクトポイント(IP)および電圧増幅度(GV)を最
適化しないと、総合特性において、直線性、あるいは、
相互変調波(IM)特性が劣化するという問題点があっ
た。本発明は、前記従来技術の問題点を解決するために
なされたものであり、本発明の目的は、従来よりも雑音
指数(NF)を向上させることが可能な多段形低雑音増
幅器を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、直線性、あるいは、相互変調波(IM)特性を向上
させることが可能な多段形低雑音増幅器を提供すること
にある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにす
る。
However, in the low noise amplifier 103 shown in FIG. 22, the value of noise figure (NF) is 0.5 to 0.6 dB (NF = NF) when the frequency of the high frequency signal is 2 GHz.
There is a problem that the noise figure (NF) cannot be further improved because the limit is 0.5 to 0.6 dB; f = 2 GHz). Further, as shown in FIG. 21 and FIG. 22, the low-noise amplifier 103 having a two-stage configuration is illustrated. The conventional low-noise amplifier 103 is composed of a multi-stage amplifier in which low-noise amplifier circuits are cascade-connected. However, in such a multi-stage amplifier, unless the intersection point (IP) and the voltage amplification degree (G V ) of each low noise amplifier circuit are optimized, the linearity or
There is a problem that the intermodulation wave (IM) characteristic is deteriorated. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a multistage low noise amplifier capable of improving the noise figure (NF) as compared with the prior art. Especially. Another object of the present invention is to provide a multistage low noise amplifier capable of improving linearity or intermodulation wave (IM) characteristics. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、n個の低雑音増幅
器が縦続接続されて構成される多段形低雑音増幅器であ
って、k(k=1,2,…,n−1)番目の低雑音増幅
器のインターセプトポイントをIPk、(k+1)番目
の低雑音増幅器のインターセプトポイントをIPk+1
および、(k+1)番目の低雑音増幅器の電圧増幅度を
V(k +1)とするとき、6dB≦IPk−IPk+1+G
V(k+1)を満足することを特徴とする。前記手段によれ
ば、(k+1)番目の低雑音増幅器のインターセプトポ
イントIPk+1を仕様規格等により求められる設計要求
値で求め、前記式を満足するように、k番目の低雑音増
幅器のインターセプトポイントIPKを定めるようにし
たので、直線性の良い低雑音増幅器を得ることができ
る。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows. That is, the present invention is a multi-stage low noise amplifier configured by cascade-connecting n low noise amplifiers, the intercept of the k (k = 1, 2, ..., N-1) th low noise amplifier. The point is IP k , the intercept point of the (k + 1) th low noise amplifier is IP k + 1 ,
Further, when the voltage amplification degree of the (k + 1) th low noise amplifier is G V (k + 1) , 6 dB ≦ IP k −IP k + 1 + G
It is characterized by satisfying V (k + 1) . According to the above-mentioned means, the intercept point IP k + 1 of the (k + 1) th low noise amplifier is obtained by the design requirement value obtained by the specification standard and the intercept of the kth low noise amplifier is satisfied so as to satisfy the above expression. Since the point IP K is set, a low noise amplifier with good linearity can be obtained.

【0007】また、本発明は、1番目の低雑音増幅器
と、2番目の低雑音増幅器と、前記1番目の低雑音増幅
器と前記2番目の低雑音増幅器との間に設けられるアイ
ソレータとが縦続接続されて構成される多段形低雑音増
幅器であって、前記1番目の低雑音増幅器は、第1の端
子に入力信号が印加される第1のハイブリッド回路と、
入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第2の端子
に接続される第1の低雑音増幅回路と、入力端子が、前
記第1のハイブリッド回路の第3の端子に接続される第
2の低雑音増幅回路と、第1の端子が、前記第1の低雑
音増幅回路の出力端子に接続され、第4の端子が、前記
第2の低雑音増幅回路の出力端子に接続されるととも
に、第3の端子が、前記アイソレータの第1の端子に接
続される第2のハイブリッド回路とで構成され、かつ、
前記1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイントを
IP1、前記2番目の低雑音増幅器のインターセプトポ
イントをIP2、および、前記2番目の低雑音増幅器の
電圧増幅度をGV2とするとき、6dB≦IP1−IP2
V2を満足することを特徴とする。
Further, according to the present invention, the first low noise amplifier, the second low noise amplifier, and the isolator provided between the first low noise amplifier and the second low noise amplifier are cascaded. A multistage low noise amplifier configured by being connected, wherein the first low noise amplifier is a first hybrid circuit to which an input signal is applied to a first terminal,
A first low noise amplifier circuit having an input terminal connected to the second terminal of the first hybrid circuit; and a second low noise amplifier circuit having an input terminal connected to the third terminal of the first hybrid circuit. A low noise amplification circuit and a first terminal are connected to an output terminal of the first low noise amplification circuit, and a fourth terminal is connected to an output terminal of the second low noise amplification circuit, A third terminal is constituted by a second hybrid circuit connected to the first terminal of the isolator, and
When the intercept point of the first low noise amplifier is IP 1 , the intercept point of the second low noise amplifier is IP 2 , and the voltage amplification degree of the second low noise amplifier is G V2 , 6 dB ≦ IP 1 -IP 2 +
It is characterized by satisfying G V2 .

【0008】また、本発明は、1番目の低雑音増幅器
と、2番目の低雑音増幅器とが縦続接続されて構成され
る多段形低雑音増幅器であって、前記1番目の低雑音増
幅器は、第1の端子に入力信号が印加される第1のハイ
ブリッド回路と、入力端子が、前記第1のハイブリッド
回路の第2の端子に接続される第1の低雑音増幅回路
と、入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第3の
端子に接続される第2の低雑音増幅回路と、第1の端子
が、前記第1の低雑音増幅回路の出力端子に接続され、
第4の端子が、前記第2の低雑音増幅回路の出力端子に
接続される第2のハイブリッド回路とで構成され、前記
2番目の低雑音増幅器は、第1の端子が、前記第2のハ
イブリッド回路の第3の端子に接続される第3のハイブ
リッド回路と、入力端子が、前記第3のハイブリッド回
路の第2の端子に接続される第3の低雑音増幅回路と、
入力端子が、前記第3のハイブリッド回路の第3の端子
に接続される第4の低雑音増幅回路と、第1の端子が、
前記第3の低雑音増幅回路の出力端子に接続され、第4
の端子が、前記第4の低雑音増幅回路の出力端子に接続
される第4のハイブリッド回路とで構成され、かつ、前
記1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイントをI
1、前記2番目の低雑音増幅器のインターセプトポイ
ントをIP2、および、前記2番目の低雑音増幅器の電
圧増幅度をGV2とするとき、6dB≦IP1−IP2+G
V2を満足することを特徴とする。
The present invention is also a multi-stage low noise amplifier configured by cascading a first low noise amplifier and a second low noise amplifier, wherein the first low noise amplifier is A first hybrid circuit having an input signal applied to a first terminal, a first low noise amplifier circuit having an input terminal connected to a second terminal of the first hybrid circuit, and an input terminal A second low noise amplifying circuit connected to a third terminal of the first hybrid circuit; and a first terminal connected to an output terminal of the first low noise amplifying circuit,
The fourth terminal is configured with a second hybrid circuit connected to the output terminal of the second low noise amplification circuit, and the second low noise amplifier has a first terminal connected to the second hybrid circuit. A third hybrid circuit connected to the third terminal of the hybrid circuit; and a third low noise amplifier circuit having an input terminal connected to the second terminal of the third hybrid circuit,
A fourth low noise amplifier circuit having an input terminal connected to a third terminal of the third hybrid circuit; and a first terminal,
Connected to an output terminal of the third low noise amplifier circuit,
Is connected to the output terminal of the fourth low-noise amplifier circuit, and the intercept point of the first low-noise amplifier is I
When P 1 , the intercept point of the second low noise amplifier is IP 2 , and the voltage amplification degree of the second low noise amplifier is G V2 , 6 dB ≦ IP 1 −IP 2 + G
It is characterized by satisfying V2 .

【0009】また、本発明は、1番目の低雑音増幅器
と、2番目の低雑音増幅器とが縦続接続されて構成され
る多段形低雑音増幅器であって、前記1番目の低雑音増
幅器は、第1の端子に入力信号が印加される第1のハイ
ブリッド回路と、入力端子が、前記第1のハイブリッド
回路の第2の端子に接続される第1の低雑音増幅回路
と、入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第3の
端子に接続される第2の低雑音増幅回路と、第1の端子
が、前記第1の低雑音増幅回路の出力端子に接続され、
第4の端子が、前記第2の低雑音増幅回路の出力端子に
接続される第2のハイブリッド回路とで構成され、前記
2番目の低雑音増幅器は、(2n−1;n≧2)個のハ
イブリッド回路で構成されるとともに、前記第2のハイ
ブリッド回路の第3の端子から出力される増幅後の信号
を2n個の信号に分岐する分岐手段と、前記分岐手段で
分岐された各信号を増幅する2n個の低雑音増幅回路
と、(2n−1)個のハイブリッド回路で構成されると
ともに、前記2n個の並列型低雑音増幅器から出力され
る増幅後の信号を合成する合成手段とで構成され、か
つ、前記1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイン
トをIP1、前記2番目の低雑音増幅器のインターセプ
トポイントをIP2、および、前記2番目の低雑音増幅
器の電圧増幅度をGV2とするとき、6dB≦IP1−I
2+GV2を満足することを特徴とする。
Further, the present invention is a multi-stage low noise amplifier configured by cascading a first low noise amplifier and a second low noise amplifier, wherein the first low noise amplifier is A first hybrid circuit having an input signal applied to a first terminal, a first low noise amplifier circuit having an input terminal connected to a second terminal of the first hybrid circuit, and an input terminal A second low noise amplifying circuit connected to a third terminal of the first hybrid circuit; and a first terminal connected to an output terminal of the first low noise amplifying circuit,
The fourth terminal is composed of a second hybrid circuit connected to the output terminal of the second low noise amplifier circuit, and the second low noise amplifier is (2 n −1; n ≧ 2). Branching means for branching the amplified signal output from the third terminal of the second hybrid circuit into 2 n signals, and each of the branching means. It is composed of 2 n low-noise amplifier circuits for amplifying signals and (2 n -1) hybrid circuits, and combines the amplified signals output from the 2 n parallel low-noise amplifiers. And an intercept point of the first low-noise amplifier is IP 1 , an intercept point of the second low-noise amplifier is IP 2 , and a voltage amplification of the second low-noise amplifier. and the degree G V2 Rutoki, 6dB ≦ IP 1 -I
It is characterized by satisfying P 2 + G V2 .

【0010】前記各手段によれば、第2の低雑音増幅器
での反射電圧が、第1の低雑音増幅器の入力端に反射さ
れるのを防止するようにしたので、雑音指数を従来より
も向上させることができるとともに、2番目の低雑音増
幅器のインターセプトポイントIP2を仕様規格等によ
り求められる設計要求値で求め、前記式を満足するよう
に、1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイントI
1を定めるようにしたので、直線性の良い低雑音増幅
器を得ることができる。
According to each of the above means, the reflected voltage at the second low noise amplifier is prevented from being reflected at the input end of the first low noise amplifier. In addition, the intercept point IP 2 of the second low-noise amplifier can be obtained by a design requirement value obtained by a specification standard or the like, and the intercept point I of the first low-noise amplifier can be satisfied so as to satisfy the above expression.
Since P 1 is set, a low noise amplifier with good linearity can be obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 [実施の形態1]図1は、本発明の実施の形態1の低雑
音増幅器103の概略構成を示すブロック図である。同
図に示すように、本実施の形態の低雑音増幅器103
は、合成用のハイブリッド回路12と次段の低雑音増幅
回路113との間に、サーキュレータ(アイソレータ)
15を挿入した点で、図22に示す従来の低雑音増幅器
103と相違する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to those having the same function, and the repeated description thereof will be omitted. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a low noise amplifier 103 according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the low noise amplifier 103 of the present embodiment
Is a circulator (isolator) between the hybrid circuit 12 for synthesis and the low-noise amplifier circuit 113 at the next stage.
22 is different from the conventional low noise amplifier 103 shown in FIG.

【0012】図2は、λ/4・3dB結合器で構成され
るハイブリッド回路を説明するための図である。同図に
おいて、測定端子以外の各端子は無反射終端器で終端さ
れているものすると、各入力端での電圧反射係数は零で
あるから、
FIG. 2 is a diagram for explaining a hybrid circuit composed of a λ / 4/3 dB coupler. In the figure, assuming that each terminal other than the measurement terminal is terminated by a non-reflective terminator, the voltage reflection coefficient at each input terminal is zero,

【数1】 S11=S22=S33=S44=0 ・・・・・・・・・・・・・・・ (1) となる。測定端子以外の端子を無反射終端器で終端し、
端子(T1−T2)、(T2−T1)、(T3−T4)、(T
4−T3)間の結合係数を測定すると、下記(2)式を得
ることができる。
[Number 1] becomes S 11 = S 22 = S 33 = S 44 = 0 ··············· (1). Terminate the terminals other than the measurement terminals with a non-reflective terminator,
Terminal (T 1 -T 2), ( T 2 -T 1), (T 3 -T 4), (T
4 If -T 3) for measuring the coupling coefficient between, it is possible to obtain the following formula (2).

【数2】 S12=S21=S34=S43=jCsinθ/((1−C21/2・cosθ+jsinθ) =1/21/2 =0.707 ・・・・・・・・・・・・ (2) 但し、C(ハイブリッド回路の結合係数)=1/21/2
(=0.707)、θ=90°である。
[Number 2] S 12 = S 21 = S 34 = S 43 = jCsinθ / ((1-C 2) 1/2 · cosθ + jsinθ) = 1/2 1/2 = 0.707 ········ (2) However, C (coupling coefficient of hybrid circuit) = 1/2 1/2
(= 0.707) and θ = 90 °.

【0013】また、測定端子以外の端子を無反射終端器
で終端し、端子(T1−T3)、(T 3−T1)、(T2
4)、(T4−T2)間の結合係数を測定すると、下記
(3)式を得ることができる。
In addition, the terminals other than the measurement terminals are non-reflective terminators.
End with a terminal (T1-T3), (T 3-T1), (T2
TFour), (TFour-T2), The coupling coefficient between
Expression (3) can be obtained.

【数3】 S13=S31=S24=S42=(1−C2)1/2/((1−C21/2・cosθ+jsinθ) =−j/21/2 =−0.707・j ・・・・・・・・・・ (3) 但し、C(ハイブリッド回路の結合係数)=1/21/2
(=0.707)、θ=90°である。また、測定端子
以外の端子を無反射終端器で終端し、端子(T1
4)、(T 4−T1)、(T2−T3)、(T3−T2)間
の結合係数を測定すると、下記(4)式を得ることがで
きる。
[Equation 3]   S13= S31= Stwenty four= S42= (1-C2)1/2/ ((1-C2)1/2・ Cos θ + jsin θ)                         = -J / 21/2                           = -0.707 · j (3) However, C (coupling coefficient of hybrid circuit) = 1/21/2
(= 0.707) and θ = 90 °. Also, the measuring terminal
Terminals other than the1
TFour), (T Four-T1), (T2-T3), (T3-T2)while
The following equation (4) can be obtained by measuring the coupling coefficient of
Wear.

【数4】 S14=S41=S23=S32=0 ・・・・・・・・・・・・・・・ (4) 前記(1)〜(4)の関係式を用いて、図2に示すハイ
ブリッド回路の〔S〕マトリクスを求めると、下記
(5)式のように表される。
Equation 4] S 14 = S 41 = S 23 = S 32 = 0 ··············· (4) using a relational expression of (1) to (4), When the [S] matrix of the hybrid circuit shown in FIG. 2 is obtained, it is expressed by the following equation (5).

【0014】[0014]

【数5】 図2に示すハイブリッド回路の端子T1に、入力電圧
(Ein)を印加したときに、端子T2、T3、T4から得
られる出力電圧(E11,E12,E13,E14)を、前記
(5)式を用いて求めると、下記(6)式のようにな
る。
[Equation 5] The terminal T 1 of the hybrid circuit shown in FIG. 2, upon application of an input voltage (Ein), the terminal T 2, T 3, the output voltage obtained from T 4 (E 11, E 12 , E 13, E 14) Is obtained by using the equation (5), the following equation (6) is obtained.

【0015】[0015]

【数6】 [Equation 6]

【0016】前記(6)式から分かるように、端子T2
には、Ein/21/2(E12=Ein/2 1/2)の電圧が、端
子T3には、−jEin/21/2(E13=−jEin/
1/2)の電圧が得られる。図3は、本実施の形態にお
いて、第1および第2の低雑音増幅回路(111,1
2)で反射された高周波信号の出力先を説明するため
の図である。図3において、第1および第2の低雑音増
幅回路(111,112)の入力電圧反射係数を、それぞ
れΓ2、Γ3とすると、ハイブリッド回路の端子(T12
13)における反射電圧(EΓ 2、EΓ 3)は、下記
(7)式で表される。
As can be seen from the equation (6), the terminal T2
Has Ein / 21/2(E12= Ein / 2 1/2) Voltage is
Child T3Includes -jEin / 21/2(E13= -JEin /
Two1/2) Voltage is obtained. FIG. 3 shows the present embodiment.
The first and second low noise amplifier circuits (111, 1
12) To explain the output destination of the high frequency signal reflected by
FIG. In FIG. 3, the first and second low noise increases
Width circuit (111, 112) Input voltage reflection coefficient
Γ2, Γ3Then, the terminal (T12
T13) Reflected voltage (EΓ 2, EΓ 3) Is below
It is expressed by equation (7).

【0017】[0017]

【数7】 EΓ 2=Γ2Ein/21/2Γ 3=−jΓ3Ein/21/2 ・・・・・・・・・・・・・・・ (7) 前記(5)式、(7)式を用いて、ハイブリッド回路の
端子(T11,T12,T 13,T14)における出力電圧(E
1,E2,E3,E4)を求めると、下記(8)式のように
なる。
[Equation 7]   EΓ 2= Γ2Ein / 21/2   EΓ 3= -J Γ3Ein / 21/2      (7) Using the equations (5) and (7), the hybrid circuit
Terminal (T11, T12, T 13, T14) Output voltage (E
1, E2, E3, EFour), The following equation (8) is obtained.
Become.

【0018】[0018]

【数8】 [Equation 8]

【0019】前記(8)式から分かるように、第1およ
び第2の低雑音増幅回路(111,112)の入力電圧反
射係数(Γ2,Γ3)が互いに等しく、Γ(=Γ2=Γ3
であれば、分岐用のハイブリッド回路10の第1の端子
11には、第1および第2の低雑音増幅回路(111
112)で反射された反射電圧が出力されず、ハイブリ
ッド回路10の第4の端子T14にのみ、第1および第2
の低雑音増幅回路(111,112)で反射された反射電
圧の合成電圧が出力され、無反射終端器Rに吸収され
る。図3において、端子(T12,T13)からそれぞれ出
力されるE12(=Ein/2 1/2)、E13(=−jEin/
1/2)の電圧は、第1および第2の低雑音増幅回路
(111,112)での反射による減衰を受けて、第1お
よび第2の低雑音増幅回路(111,112)に入力され
る。ここで、第1および第2の低雑音増幅回路(1
1,112)に入力される電圧は、下記(9)式で表さ
れる。
As can be seen from the equation (8), the first and
And a second low noise amplifier circuit (111, 112) Input voltage reverse
Emissivity coefficient (Γ2, Γ3) Are equal to each other, and Γ (= Γ2= Γ3)
If so, the first terminal of the hybrid circuit 10 for branching
T11Includes the first and second low noise amplifier circuits (111
112), The reflected voltage reflected by
The fourth terminal T of the dead circuit 10.14Only the first and second
Low noise amplifier circuit (111, 112) Reflected by
The combined voltage of pressure is output and absorbed by the non-reflective terminator R.
It In FIG. 3, the terminal (T12, T13) From each
Forced E12(= Ein / 2 1/2), E13(= -JEin /
Two1/2) Voltage of the first and second low noise amplifier circuits
(111, 112), The first
And a second low noise amplifier circuit (111, 112) Is entered in
It Here, the first and second low noise amplifier circuits (1
11, 112The voltage input to) is expressed by the following equation (9).
Be done.

【0020】[0020]

【数9】 E12i=(1−Γ21/2Ein/21/213i=−j(1−Γ21/2Ein/21/2 ・・・・・・・・・・・・・・・ (9) 第1および第2の低雑音増幅回路(111,112)の電
圧増幅度(電圧利得)をGv、雑音出力電圧を、それぞ
れEN1、EN2とすると、第1および第2の低雑音増幅回
路(111,112)の出力電圧は、下記(10)式のよ
うに表される。
E 12i = (1-Γ 2 ) 1/2 Ein / 2 1/2 E 13i = -j (1-Γ 2 ) 1/2 Ein / 2 1/2 ... (9) The voltage amplification degree (voltage gain) of the first and second low-noise amplification circuits (11 1 , 11 2 ) is G v , and the noise output voltage is E N1 , E N2 , respectively. Then, the output voltage of the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ) is expressed by the following equation (10).

【0021】[0021]

【数10】 E210=Gv(1−Γ21/2Ein/21/2+EN1240=−jGv(1−Γ21/2Ein/21/2+EN2 ・・・・・・・・・・・・・・・・ (10) 図4は、本実施の形態において、合成用のハイブリッド
回路12の第1および第4の端子から入力される高周波
信号の出力先を説明するための図である。同図に示すよ
うに、合成用のハイブリッド回路12の第1の端子
21、第4の端子T24に前記(10)式に示す電圧が印
加されるものとすると、合成用のハイブリッド回路12
の第2の端子T22、第3の端子T23から出力される電圧
は、下記(11)式のように表される。
[Equation 10] E 210 = G v (1-Γ 2 ) 1/2 Ein / 2 1/2 + E N1 E 240 = −jG v (1-Γ 2 ) 1/2 Ein / 2 1/2 + E N2 · (10) FIG. 4 shows the output of the high-frequency signal input from the first and fourth terminals of the hybrid circuit 12 for synthesis in the present embodiment. It is a figure for explaining the destination. As shown in the figure, assuming that the voltage expressed by the equation (10) is applied to the first terminal T 21 and the fourth terminal T 24 of the hybrid circuit 12 for synthesis, the hybrid circuit 12 for synthesis is assumed.
The voltage output from the second terminal T 22 and the third terminal T 23 of the above is expressed by the following equation (11).

【0022】[0022]

【数11】 即ち、図5に示す定インピーダンス型低雑音増幅回路に
おいて、電圧反射係数(Γin11,Γout23)は、それぞ
れ0(Γin11,Γout23=0)となり、端子(T 22,T
23)の出力電圧は、それぞれE22、E23となる。ここ
で、出力電圧(E22,E23)は、下記(12)式で表さ
れる。
[Equation 11] That is, in the constant impedance type low noise amplifier circuit shown in FIG.
Where the voltage reflection coefficient (Γin11, Γout23) Is that
0 (Γin11, Γout23= 0) and the terminal (T twenty two, T
twenty three) Output voltage is Etwenty two, Etwenty threeBecomes here
Output voltage (Etwenty two, Etwenty three) Is expressed by the following equation (12).
Be done.

【0023】[0023]

【数12】 E22=(EN1−jEN2)/21/223=−jGv(1−Γ21/2Ein+(EN2−jEN1)/21/2 ・・・・・・・・・・・・・・・ (12) (12)式から分かるように、合成用のハイブリッド回
路12の第2の端子T 22には、合成高周波信号は出力さ
れないが、第1および第2の低雑音増幅回路(111
112)で発生する雑音電力(En1,EN2)の合成波が
出力される。また、合成用のハイブリッド回路12の第
3の端子T23には、信号電圧の合成波と、第1および第
2の低雑音増幅回路(111,112)で発生する雑音電
力(En1,EN2)の合成波が出力される。また、図6に
示すように、図5に示す雑音増幅回路112の後段に低
雑音増幅回路113を接続した低雑音増幅器において、
出力電圧E3は、下記(13)式で表される。
[Equation 12]   Etwenty two= (EN1-JEN2) / 21/2    Etwenty three= -JGv(1-Γ2)1/2Ein + (EN2-JEN1) / 21/2                               (12) As can be seen from equation (12), the hybrid circuit for synthesis is
Second terminal T of path 12 twenty twoIs a composite high frequency signal output
However, the first and second low noise amplifier circuits (111
112) Generated noise power (En1, EN2)
Is output. In addition, the first hybrid circuit 12 for synthesis
3 terminals Ttwenty threeAre the combined wave of the signal voltage and the first and
2 low noise amplifier circuit (111, 112) Generated by noise
Power (En1, EN2) Is output. Also, in FIG.
As shown, the noise amplification circuit 112 shown in FIG.
In the low noise amplifier to which the noise amplification circuit 113 is connected,
Output voltage E3Is expressed by the following equation (13).

【0024】[0024]

【数13】 E3=−jGv1V2(1−Γ1 21/2(1−Γ2 21/2Ein +(EN2−jEN1)(1−Γ2 21/2/21/2 ・・・・・・・・・・・・・・・ (13) ここで、Gv1は、第1および第2の低雑音増幅回路(1
1,112)の電圧増幅度、Γ1は、第1および第2の
低雑音増幅回路(111,112)の電圧反射係数、Gv2
は、低雑音増幅回路113の電圧増幅度、Γ2は、低雑
音増幅回路113の電圧反射係数である。また、図6に
示す合成用ハイブリッド回路12の第3の端子T23
は、低雑音増幅回路113の反射により、下記(14)
式で表される反射電圧EP23が生じる。
[Equation 13] E 3 = −jG v1 G V2 (1-Γ 1 2 ) 1/2 (1-Γ 2 2 ) 1/2 Ein + (E N2 −jE N1 ) (1-Γ 2 2 ) 1 / 2/2 1/2 ............... (13) wherein, G v1, the first and second low-noise amplifier circuit (1
1 1 , 11 2 ) voltage amplification factor, Γ 1 is the voltage reflection coefficient of the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ), G v2
Is the voltage amplification factor of the low noise amplification circuit 113, and Γ 2 is the voltage reflection coefficient of the low noise amplification circuit 113. Also, the third terminal T 23 of the synthesis for hybrid circuit 12 shown in FIG. 6, the reflection of the low noise amplifier circuit 113, the following (14)
A reflected voltage E P23 represented by the formula is generated.

【0025】[0025]

【数14】 EP23=(−jGv1(1−Γ1 21/2Ein+(EN2−jEN1)/21/2)Γ2 ・・・・・・・・・・・・・・・ (14) この反射電圧EP23が、合成用ハイブリッド回路12の
第3の端子T23に印加されると、合成用ハイブリッド回
路12の第1の端子T21と、第1の端子T24とには、下
記(15)式で表される反射電圧(EP21,EP24)が出
力される。
[Equation 14] E P23 = (− jG v1 (1-Γ 1 2 ) 1/2 Ein + (E N2 −jE N1 ) / 2 1/2 ) Γ 2・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・.. (14) When this reflected voltage E P23 is applied to the third terminal T 23 of the combining hybrid circuit 12, the first terminal T 21 and the first terminal T 24 of the combining hybrid circuit 12 are applied. A reflected voltage (E P21 , E P24 ) represented by the following equation (15) is output to and.

【0026】[0026]

【数15】 EP21=Γ2(−Gv1(1−Γ1 21/2Ein −(EN1−jEN2)/21/2)/21/2P24=Γ2(−jGv1(1−Γ1 21/2Ein +(EN2−jEN1)21/2)/21/2 ・・・・・・・・・・・・・・・ (15) この反射電圧(EP21,EP24)は、第1および第2の低
雑音増幅回路(111,112)の出力端−入力端との間
の結合により、分岐用ハイブリッド回路10の第2の端
子T12と、第3の端子T13に印加される。ここで、分岐
用ハイブリッド回路10の第2の端子T12と、第3の端
子T13に印加される反射電圧(EP12,EP13)は、下記
(16)式で表される。
[Equation 15] E P21 = Γ 2 (−G v1 (1−Γ 1 2 ) 1/2 Ein − (E N1 −jE N2 ) / 2 1/2 ) / 2 1/2 E P24 = Γ 2 (− jG v1 (1-Γ 1 2 ) 1/2 Ein + (E N2 -jE N1) 2 1/2) / 2 1/2 ··············· (15) the The reflected voltage (E P21 , E P24 ) is applied to the second branch of the branching hybrid circuit 10 by the coupling between the output terminal and the input terminal of the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ). The voltage is applied to the terminal T 12 and the third terminal T 13 . Here, the reflected voltage (E P12 , E P13 ) applied to the second terminal T 12 and the third terminal T 13 of the branch hybrid circuit 10 is expressed by the following equation (16).

【0027】[0027]

【数16】 EP12=SSEP21P13=SSEP24 ・・・・・・・・・・・・・・・ (16) ここで、SSは、第1および第2の低雑音増幅回路(1
1,112)の出力端−入力端との間の結合係数であ
る。前記(5)式、(16)式を用いて、分岐用のハイ
ブリッド回路11の各端子に出力される反射電圧を求め
ると下記(17)式のようになる。
[ Equation 16] E P12 = SSE P21 E P13 = SSE P24 (16) where SS is the first and second low noise amplification circuits (1
It is a coupling coefficient between the output end and the input end of 1 1 , 11 2 ). When the reflected voltage output to each terminal of the hybrid circuit 11 for branching is obtained by using the equations (5) and (16), the following equation (17) is obtained.

【0028】[0028]

【数17】 したがって、分岐用のハイブリッド回路11の第1の端
子T11と第4の端子T 14に生じる反射電圧(EP11,E
P14)は、下記(18)式のようになる。
[Equation 17] Therefore, the first end of the hybrid circuit 11 for branching
Child T11And the fourth terminal T 14Reflected voltage (EP11, E
P14) Is expressed by the following equation (18).

【0029】[0029]

【数18】 EP11=SS(EP21−jEP24)/21/2 =Γ2SS(−Gv1(1−Γ1 21/2Ein −(EN1+jEN2)/21/2)/2 −jΓ2SS(−jGv1(1−Γ1 21/2Ein +(EN2−jEN1)/21/2)/2 =Γ2SS(−Gv1(1−Γ1 21/2Ein−(EN1+jEN2)/21/2) EP14=SS(EP24−jEP21) =Γ2SS(−Gv1(1−Γ1 21/2Ein +(EN2−jEN1)/21/2)/2 −jΓ2SS(−Gv1(1−Γ1 21/2Ein −(EN1+jEN2)/21/2)/2 =0 ・・・・・・・・・・・・・・・ (18)[Equation 18] E P11 = SS (E P21 −jE P24 ) / 2 1/2 = Γ 2 SS (−G v1 (1−Γ 1 2 ) 1/2 Ein − (E N1 + jE N2 ) / 2 1 / 2) / 2 -jΓ 2 SS ( -jG v1 (1-Γ 1 2) 1/2 Ein + (E N2 -jE N1) / 2 1/2) / 2 = Γ 2 SS (-G v1 (1- Γ 1 2 ) 1/2 Ein− (E N1 + jE N2 ) / 2 1/2 ) E P14 = SS (E P24 −jE P21 ) = Γ 2 SS (−G v1 (1−Γ 1 2 ) 1/2 Ein + (E N2 -jE N1) / 2 1/2) / 2 -jΓ 2 SS (-G v1 (1-Γ 1 2) 1/2 Ein - (E N1 + jE N2) / 2 1/2) / 2 = 0 (18)

【0030】この(18)式から分かるように、分岐用
のハイブリッド回路11の第4の端子T14に生じる反射
電圧は0となるが、第1の端子T11には、(18)式で
求まる反射電圧が生じる。この反射電圧EP11によっ
て、分岐用ハイブリッド回路10の第1の端子T11の入
力インピーダンスが劣化し、さらに、この反射電圧E
P11が、再度反射して、第1および第2の低雑音増幅回
路(111,112)、並びに、低雑音増幅回路113で
増幅されることになる。したがって、図6に示すように
低雑音増幅器(即ち、図22に示す低雑音増幅器)で
は、雑音指数(NF)が理論値より以上に劣化する。図
6に示す低雑音増幅器の入力インピーダンス特性を図7
に、図6に示す低雑音増幅器の雑音指数(NF)を図8
に示す。図8にから分かるように、図6に示す低雑音増
幅器では、雑音指数(NF)がほぼ0.6dBである。
As can be seen from the equation (18), the reflected voltage generated at the fourth terminal T 14 of the branching hybrid circuit 11 is 0, but at the first terminal T 11 , the equation (18) is used. The required reflected voltage is generated. The reflected voltage E P11 deteriorates the input impedance of the first terminal T 11 of the branching hybrid circuit 10, and the reflected voltage E P11 further deteriorates.
P11 is reflected again and is amplified by the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ) and the low noise amplifier circuit 113. Therefore, in the low noise amplifier (that is, the low noise amplifier shown in FIG. 22) as shown in FIG. 6, the noise figure (NF) deteriorates more than the theoretical value. The input impedance characteristic of the low noise amplifier shown in FIG. 6 is shown in FIG.
FIG. 8 shows the noise figure (NF) of the low noise amplifier shown in FIG.
Shown in. As can be seen from FIG. 8, the low noise amplifier shown in FIG. 6 has a noise figure (NF) of approximately 0.6 dB.

【0031】図1に示すように、本実施の形態では、分
岐用ハイブリッド回路10と、低雑音増幅回路113と
の間に、アイソレータ15を介在させるようにしてい
る。したがって、本実施の形態では、前記(14)式で
表される反射電圧(EP23)は、アイソレータ15の無
反射終端器に出力されるので、分岐用ハイブリッド回路
10の第1の端子T11の入力インピーダンス特性と、雑
音指数(NF)を改善することができる。本実施の形態
の低雑音増幅器の一例の入力インピーダンス特性を図9
に、本実施の形態の低雑音増幅器の一例の雑音指数(N
F)を図10に示す。図10から分かるように、本実施
の形態の低雑音増幅器では、雑音指数(NF)を0.3
dBとすることができる。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the isolator 15 is interposed between the branch hybrid circuit 10 and the low noise amplifier circuit 113. Therefore, in the present embodiment, the reflected voltage (E P23 ) expressed by the equation (14) is output to the non-reflecting terminator of the isolator 15, so that the first terminal T 11 of the branching hybrid circuit 10 is generated. The input impedance characteristic and the noise figure (NF) can be improved. FIG. 9 shows an input impedance characteristic of an example of the low noise amplifier of this embodiment.
In addition, the noise figure (N
F) is shown in FIG. As can be seen from FIG. 10, the low noise amplifier of the present embodiment has a noise figure (NF) of 0.3.
It can be dB.

【0032】次に、本実施の形態の第1および第2の低
雑音増幅回路(111,112)のインタセクトポイント
(IP)について説明する。単体の低雑音増幅回路のイ
ンタセクトポイント(IP)と、電力1dB圧縮時出力
レベル(P1dB)との間には、下記(19)式に示す関
係がある。
Next, the intersect point (IP) of the first and second low noise amplifying circuits (11 1 , 11 2 ) of this embodiment will be described. The intersect point (IP) of the single low-noise amplifier circuit and the output level (P 1dB ) when the power is compressed by 1 dB have the relationship shown in the following equation (19).

【数19】 IP=P1dB+10dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (19) 一般に、電界効果型トランジスタ(FET)の技術試料
(またはカタログ)には、インタセクトポイント(I
P)、または電力1dB圧縮時出力レベル(P1d B)が
記載されているので、(19)式によりインタセクトポ
イント(IP)と、電力1dB圧縮時出力レベル(P
1dB)を求めることができる。また、図1に示す第1お
よび第2の低雑音増幅回路(111,112)のように、
n個の低雑音増幅回路を用いて並列型の回路構成とした
場合には、低雑音増幅回路を単体で使用する場合より
も、インタセクトポイント(IP)が大きくなる。その
場合の増加量(ΔIP)は、下記(20)式で表すこと
ができる。
IP = P 1dB + 10dB ·························································· (19) Point (I
P), or the output level (P 1d B ) when the power is compressed by 1 dB, the intersect point (IP) and the output level (P 1d B ) when the power is compressed by 1 dB are expressed by the equation (19).
1dB ) can be obtained. In addition, like the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ) shown in FIG.
When the n-type low-noise amplifier circuits are used to form a parallel circuit configuration, the intersect point (IP) becomes larger than when the low-noise amplifier circuits are used alone. The amount of increase (ΔIP) in that case can be expressed by the following equation (20).

【0033】[0033]

【数20】 ΔIP=10logn (nは並列接続される単位低雑音増幅器の数) ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (20) 例えば、本実施の形態のように、並列接続される単位低
雑音増幅器の数が2個の場合には、増加量(ΔIP)
は、下記(21)式で表すことができる。
ΔIP = 10logn (n is the number of unit low noise amplifiers connected in parallel) (20) For example, as in this embodiment , If the number of unit low noise amplifiers connected in parallel is two, increase (ΔIP)
Can be expressed by the following equation (21).

【数21】 ΔIP=10log2 =3dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (21) したがって、本実施の形態の低雑音増幅回路の(I
1)は、下記(22)式のようになる。
ΔIP = 10log2 = 3dB (21) Therefore, (I) of the low noise amplifier circuit of the present embodiment is
P 1 ) is given by the following equation (22).

【数22】 IP1=IPT1+ΔIP =IPT1+3dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (22) ここで、IPT1は、第1および第2の低雑音増幅回路
(111,112)の単体のインタセクトポイントであ
る。
[Equation 22] IP 1 = IP T1 + ΔIP = IP T1 +3 dB (22) where IP T1 is the first and second low noise amplification. This is an intersect point of the circuit (11 1 , 11 2 ) alone.

【0034】図11は、低雑音増幅回路のインタセクト
ポイント(IP)を示すグラフである。同図において、
横軸は入力電力(単位はdBm)、縦軸は出力電力(単
位はdBm)であり、Fは基本波の入力−出力電力特
性、Tは2波による3次IM波の入力−出力電力特性を
示す。なお、同図において、IPはインタセクトポイン
ト、Gは電力利得である。図12は、本実施の形態の低
雑音増幅器を簡略化して表す図である。図12におい
て、低雑音増幅回路A1は、第1および第2の低雑音増
幅回路(111,112)を表し、低雑音増幅回路A2
は、次段の低雑音増幅回路311を表す。また、同図に
おいて、GV1、IPT1+3dBは、それぞれ低雑音増幅
回路A1の電圧増幅度、インタセクトポイントであり、
V2、IP2は、それぞれ低雑音増幅回路A2の電圧増
幅度、インタセクトポイントである。
FIG. 11 is a graph showing the intersect point (IP) of the low noise amplifier circuit. In the figure,
The horizontal axis represents the input power (unit: dBm), the vertical axis represents the output power (unit: dBm), F is the input-output power characteristic of the fundamental wave, and T is the input-output power characteristic of the third-order IM wave by two waves. Indicates. In the figure, IP is an intersect point and G is a power gain. FIG. 12 is a simplified diagram showing the low noise amplifier according to the present embodiment. In FIG. 12, a low noise amplifier circuit A1 represents the first and second low noise amplifier circuits (11 1 , 11 2 ), and the low noise amplifier circuit A2
Represents a low noise amplifier circuit 311 in the next stage. Further, in the figure, G V1 and IP T1 +3 dB are the voltage amplification degree and the intersect point of the low noise amplification circuit A1, respectively,
G V2 and IP 2 are the voltage amplification degree and the intersect point of the low noise amplification circuit A2, respectively.

【0035】本実施の形態のような多段型の低雑音増幅
器においては、各段の低雑音増幅回路のインタセクトポ
イント(IP)および電圧増幅度(GV)を最適化しな
いと、総合特性において、3次IM特性が設計値以下に
なったり、あるいは、図11に示すように、電力1dB
圧縮時出力レベル(P1dB)付近の直線性が劣化する。
そこで、下記(23)式で表される余裕度Mを定義し、
さらに、IP2を仕様規格等により求められる設計要求
値で求め、下記(23)式を満足するように、IP1
求めると直線性の良い低雑音増幅器を得ることができ
る。
In the multistage low noise amplifier as in the present embodiment, unless the intersection point (IP) and the voltage amplification degree (G V ) of the low noise amplifier circuit in each stage are optimized, the total characteristics will be improved. The third-order IM characteristic becomes less than the design value, or as shown in FIG. 11, the power is 1 dB.
The linearity near the output level (P 1dB ) during compression deteriorates.
Therefore, the margin M represented by the following equation (23) is defined,
Further, if IP 2 is obtained by a design requirement value obtained by a specification standard or the like and IP 1 is obtained so as to satisfy the following equation (23), a low noise amplifier with good linearity can be obtained.

【数23】 M=IPT1+3dB−IP2+GV2≧6dB IPT1+3dB−IP2+GV2≧6dB IPT1−IP2+GV2≧3dB ・・・・・・・・・・・・・・・ (23)(23) M = IP T1 +3 dB-IP 2 + G V2 ≧ 6 dB IP T1 +3 dB-IP 2 + G V2 ≧ 6 dB IP T1 −IP 2 + G V2 ≧ 3 dB (23)

【0036】一般には、図13に示すようなn個の低雑
音増幅回路が縦続接続された多段型の低雑音増幅器にお
いて、下記(24)式を満足するように設計することに
より、直線性のよい低雑音増幅器を得ることができる。
Generally, in a multi-stage type low noise amplifier in which n pieces of low noise amplifying circuits as shown in FIG. 13 are connected in cascade, by designing to satisfy the following equation (24), the linearity can be improved. A good low noise amplifier can be obtained.

【数24】 IPk−IPk+1+GV(k+1)≧6dB ・・・・・・・・・・・・・ (24) ここで、IPkは、k(1≦k≦n−1)番目の低雑音
増幅回路のインタセクタポイント、IPk+1、GV(k+1)
は、(k+1)番目の低雑音増幅回路のインタセクタポ
イントと、電圧増幅度である。次に、図13に示す多段
型の雑音増幅器において、総合雑音指数(NF)の求方
について説明する。なお、図13において、F1dB、
2dB〜FndB、GV1dB、GV2dB〜GVndBは、
それぞれdB値で表示される1番目、2番目ないしn番
目の低雑音増回路の雑音指数(NF)と電圧増幅度であ
り、また、dB値で表示される総合雑音指数(NF)
を、FtdBとする。
[Equation 24] IP k −IP k + 1 + G V (k + 1) ≧ 6 dB (24) where IP k is k (1 ≦ k ≦ n -1) Inter-sector point of the low noise amplifier circuit, IP k + 1 , G V (k + 1)
Is the inter-sector point of the (k + 1) th low noise amplifier circuit and the voltage amplification degree. Next, how to find the total noise figure (NF) in the multistage noise amplifier shown in FIG. 13 will be described. In FIG. 13, F 1 dB,
F 2 dB to F n dB, G V1 dB, G V2 dB to G Vn dB are
The noise figure (NF) and the voltage amplification factor of the first, second, or nth low noise increase circuits displayed in dB value, respectively, and the total noise figure (NF) displayed in dB value.
Is F t dB.

【0037】初めに、dB値で表示される雑音指数(F
dB)を、下記(25)式により、真値の雑音指数
(F)に変換する。
First, the noise figure (F
dB) is converted into a true noise figure (F) by the following equation (25).

【数25】 FdB=10logF F=10FdB/10 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (25) また、dB値で表示される雑音指数(FdB)を求める
ためには、電圧増幅度(GVdB)も必要となるが、電
圧増幅度はdB値で表示されているので、下記(26)
式により、真値の電圧増幅度(GV)に変換する。
(25) FdB = 10logF F = 10 FdB / 10 ... (25) Further, the noise figure (FdB) displayed in dB value is calculated. To achieve this, the voltage amplification factor (G V dB) is also required, but since the voltage amplification factor is displayed in dB, the following (26)
It is converted into the true voltage amplification degree (G V ) by the formula.

【数26】 GVdB=10logGVV=10GVdB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (26) 総合雑音指数(FtdB)は、下記(27)式により求
めることができる。
G V dB = 10 log G V G V = 10 GVdB (26) The total noise figure (F t dB) is the following (27). ) Equation can be obtained.

【0038】[0038]

【数27】 Ft=F1+(F2−1)/G1+(F3−1)/G12+‥‥ +(Fn−1)/G12‥‥GntdB=10logFt ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (27) 次に、一例として、本実施の形態の低雑音増幅器103
における、以下の条件下でのdBで表示される総合雑音
指数(FtdB)を計算する。 〈条件〉 増幅周波数f=2GHZ 初段の低雑音増幅回路をHEMT素子で構成し、単体の
低雑音増幅回路(11 1,112)のインタセクトポイン
ト(IPT1)=24dBm、dB値で表示される雑音指
数(F1dB)=0.3dB、dB値で表示される電圧
増幅度(GV1dB)=18dBとする。次段の低雑音回
路113をGaAsFET素子で構成し、低雑音増幅回
路113のインタセクトポイント(IP2)=39.5
dBm、dB値で表示される雑音指数(F2dB)=
1.2dB、dB値で表示される電圧増幅度(GV2
B)=18dBとする。また、アイソレータ15の挿入
損(L1)=0.5dBとする。
[Equation 27]   Ft= F1+ (F2-1) / G1+ (F3-1) / G1G2+           + (Fn-1) / G1G2・ ・ ・ Gn   FtdB = 10 logFt                   ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (27) Next, as an example, the low noise amplifier 103 according to the present embodiment.
Total noise displayed in dB under the following conditions
Index (FtCalculate dB). <conditions> Amplification frequency f = 2GHZ The first-stage low-noise amplifier circuit is composed of HEMT elements,
Low noise amplifier circuit (11 1, 112) Intersect point
To (IPT1) = 24 dBm, noisy finger displayed in dB value
Number (F1dB) = 0.3 dB, voltage displayed in dB value
Amplification degree (GV1dB) = 18 dB. Next stage low noise
The path 113 is composed of a GaAs FET element, and a low noise amplification circuit
Intersect point of road 113 (IP2) = 39.5
Noise figure displayed in dBm and dB values (F2dB) =
Voltage amplification (G of 1.2 dB and dB)V2d
B) = 18 dB. Also, insert the isolator 15
Loss (L1) = 0.5 dB.

【0039】前記(25)式、(26)式により、真値
の雑音指数(F1,F2)、真値の電圧増幅度(G1
2)は、下記(28)式のようになる。
From the equations (25) and (26), the true noise figure (F 1 , F 2 ) and the true voltage amplification degree (G 1 ,
G 2 ) is given by the following equation (28).

【数28】 F1=100.3/10≒1.072 F2=102.5/10≒1.778 GV1=GV2=1018/10≒63.1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (28) また、アイソレータ15の挿入損と、低雑音増幅回路1
13の雑音指数を加味した雑音指数(F2’)は、下記
(29)式のようになる。
[Formula 28] F 1 = 10 0.3 / 10 ≈1.072 F 2 = 10 2.5 / 10 ≈1.778 G V1 = G V2 = 10 18/10 ≈63.1 (28) Further, the insertion loss of the isolator 15 and the low noise amplification circuit 1
The noise figure (F 2 ') in which the noise figure of 13 is added is given by the following expression (29).

【数29】 F2’dB=F2dB+L1 =2.5+0.5 =3.0dB F2’=103.0/10 ≒2.0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (29) したがって、総合雑音指数(Ft,Ftdb)は、前記
(27)式を用いて、下記(30)式のようになる。
F 2 'dB = F 2 dB + L 1 = 2.5 + 0.5 = 3.0 dB F 2 ' = 10 3.0 / 10 ≈ 2.0 (29) Therefore, the total noise figure (F t , F t db) is expressed by the following formula (30) using the formula (27).

【0040】[0040]

【数30】 Ft=F1+(F2’−1)/G1 =1.072+(2.0−1)/63.1 ≒1.088 FtdB=10log1.088 ≒0.37dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (30) ハイブリッド回路10の抵抗損(L1)を0.05dB
とし、ハイブリッド回路10の抵抗損(L1)と、低雑
音増幅回路112の雑音指数を加味した雑音指数
(F1’)は、下記(31)式のようになる。
F t = F 1 + (F 2 '−1) / G 1 = 1.072 + (2.0-1) /63.1 ≈1.088 F t dB = 10log 1.088 ≈0.37 dB (30) The resistance loss (L 1 ) of the hybrid circuit 10 is 0.05 dB.
Then, the resistance figure (L 1 ) of the hybrid circuit 10 and the noise figure (F 1 ') in which the noise figure of the low noise amplifier circuit 112 is added are as shown in the following equation (31).

【数31】 F1’dB=F1dB+L1 =0.3+0.05 =0.35dB F1’=100.35/10 ≒1.084 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (31) したがって、この場合の総合雑音指数(Ft,Ftdb)
は、前記(27)式を用いて、下記(32)式のように
なる。
F 1 'dB = F 1 dB + L 1 = 0.3 + 0.05 = 0.35 dB F 1 ' = 10 0.35 / 10 ≈1.084 (31) Therefore, the total noise figure (F t , F t db) in this case
Is expressed by the following expression (32) using the expression (27).

【0041】[0041]

【数32】 Ft=F1’+(F2’−1)/GV1 =1.084+(2.0−1)/63.1 ≒1.102 FtdB=10log1.102 ≒0.42dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (32)F t = F 1 '+ (F 2 ' -1) / G V1 = 1.084 + (2.0-1) /63.1 ≈1.102 F t dB = 10log 1.102 ≈0. 42dB ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (32)

【0042】また、初段の低雑音増幅回路112のイン
タセクトポイント(IP1)は、増加量(ΔIP)を加
味して下記(33)式のようになる。
Further, the intersect point (IP 1 ) of the low noise amplifying circuit 112 at the first stage is given by the following equation (33) in consideration of the increase amount (ΔIP).

【数33】 IP1=IPT1+10log2 =24dBm+3dB ・・・・・・・・・・・・・・・・ (33) したがって、余裕度M(=IP1−IP2+GV2)は、下
記(34)式のようになる。
[Equation 33] IP 1 = IP T1 + 10log2 = 24 dBm + 3 dB (33) Therefore, the margin M (= IP 1 −IP 2 + G V2 ) is It becomes like a formula 34).

【数34】 M=IP1−IP2+GV2 =24dBm+3dB−39.5dBm+18dB+0.5dB =6.0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (34) このように、余裕度Mは6以上であるので、前記した低
雑音増幅器は直線性は良好である。
(34) M = IP 1 −IP 2 + G V2 = 24 dBm + 3 dB−39.5 dBm + 18 dB + 0.5 dB = 6.0 (34) As described above, since the margin M is 6 or more, the above-described low noise amplifier has good linearity.

【0043】[実施の形態2]図14は、本発明の実施
の形態2の低雑音増幅器103の概略構成を示すブロッ
ク図である。同図に示すように、本実施の形態の低雑音
増幅器103は、次段の低雑音増幅回路113を、分岐
用のハイブリッド回路20と、合成用のハイブリッド回
路22と、第3および第4の低雑音増幅回路(211
212)とで構成した点で、前記実施の形態の低雑音増
幅器103と相違する。ここで、第3の低雑音増幅回路
211は、分岐用のハイブリッド回路20の第2の端子
32と合成用のハイブリッド回路22の第1の端子T41
との間に接続され、第4の低雑音増幅回路212は、分
岐用のハイブリッド回路20の第3の端子T33と合成用
のハイブリッド回路22の第4の端子T44との間に接続
される。また、分岐用のハイブリッド回路20の第1の
端子T31、および合成用のハイブリッド回路22の第3
の端子T43には、無反射終端器Rが接続される。さら
に、分岐用のハイブリッド回路20の第4の端子T
34は、合成用のハイブリッド回路12の第3の端子T23
に接続される。
[Second Embodiment] FIG. 14 is a block diagram showing a schematic structure of a low noise amplifier 103 according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the low-noise amplifier 103 of the present embodiment includes a low-noise amplifier circuit 113 in the next stage, a hybrid circuit 20 for branching, a hybrid circuit 22 for combining, a third and a fourth hybrid circuit 22. Low noise amplifier circuit (21 1 ,
21 2 ) is the difference from the low noise amplifier 103 of the above-mentioned embodiment. Here, the third low-noise amplifier circuit 21 1 has a second terminal T 32 of the branching hybrid circuit 20 and a first terminal T 41 of the combining hybrid circuit 22.
And the fourth low noise amplifier circuit 21 2 is connected between the third terminal T 33 of the branching hybrid circuit 20 and the fourth terminal T 44 of the combining hybrid circuit 22. To be done. The first terminal T 31 of the hybrid circuit 20 for branching and the third terminal T 31 of the hybrid circuit 22 for combining.
A non-reflective terminator R is connected to the terminal T 43 of. Further, the fourth terminal T of the hybrid circuit 20 for branching
34 is the third terminal T 23 of the hybrid circuit 12 for synthesis.
Connected to.

【0044】本実施の形態では、増幅された信号は、合
成用のハイブリッド回路22の第2の端子T42から出力
されるが、負荷の影響によって、分岐用ハイブリッド回
路10の第1の端子T11の入力電圧反射係数が変動する
場合には、図15に示すように、合成用ハイブリッド回
路22の第2の端子T42の後段に、アイソレータ15を
接続すればよい。図16は、本実施の形態の低雑音増幅
器を簡略化して表す図である。同図において、低雑音増
幅回路A1は、第1および第2の低雑音増幅回路(11
1,112)を表し、低雑音増幅回路A2は、第3および
第4の低雑音増幅回路(211,212)を表す。また、
同図において、GV1、IPT1+3dBは、それぞれ低雑
音増幅回路A1の電圧増幅度、インタセクトポイントで
あり、GV2、IPT2+3dBは、それぞれ低雑音増幅回
路A2の電圧増幅度、インタセクトポイントである。
In this embodiment, the amplified signal is output from the second terminal T 42 of the hybrid circuit 22 for combining, but the first terminal T of the branching hybrid circuit 10 is affected by the load. When the input voltage reflection coefficient of 11 changes, as shown in FIG. 15, the isolator 15 may be connected to the latter stage of the second terminal T 42 of the hybrid circuit 22 for synthesis. FIG. 16 is a diagram schematically showing the low noise amplifier according to the present embodiment. In the figure, the low-noise amplifier circuit A1 is the first and second low-noise amplifier circuits (11
1 , 11 2 ), and the low noise amplifier circuit A2 represents the third and fourth low noise amplifier circuits (21 1 , 21 2 ). Also,
In the figure, G V1 and IP T1 +3 dB are the voltage amplification degree and the intersect point of the low noise amplification circuit A1, respectively, and G V2 and IP T2 +3 dB are the voltage amplification degree and the intersection point of the low noise amplification circuit A2, respectively. It is a point.

【0045】ここで、(IPT2+3dB)を設計要求値
で求め、下記(35)式を満足するように、IP1を求
めると直線性の良い低雑音増幅器を得ることができる。
Here, if (IP T2 +3 dB) is obtained by the design requirement value and IP 1 is obtained so as to satisfy the following equation (35), a low noise amplifier with good linearity can be obtained.

【数35】 M=IPT1+3dB−IPT2−3dB+GV2≧6dB IPT1+3dB−IPT2−3dB+GV2≧6dB IPT1−IPT2+GV2≧6dB ・・・・・・・・・・・・・・ (35) 本実施の形態は、低雑音増幅回路A2のインタセクトポ
イントが、低雑音増幅回路A1のインタセクトポイント
より10数dBm高い場合に適した回路である。
M = IP T1 +3 dB-IP T2 -3 dB + G V2 ≧ 6 dB IP T1 +3 dB-IP T2 -3 dB + G V2 ≧ 6 dB IP T1- IP T2 + G V2 ≧ 6 dB (35) The present embodiment is a circuit suitable when the intersect point of the low noise amplifying circuit A2 is higher than the intersect point of the low noise amplifying circuit A1 by several ten dBm.

【0046】[実施の形態3]図17は、本発明の実施
の形態3の低雑音増幅器103の概略構成を示すブロッ
ク図である。同図に示すように、本実施の形態の低雑音
増幅器103は、次段の低雑音増幅回路113を、15
(=2(4-1)+1−1=16−1)個のハイブリッド回路
(301〜3015)で構成される分岐手段と、16(=
4)個の低雑音増幅回路(311〜3116)と、16個
のハイブリッド回路(321〜3215)構成される合成
手段とで構成したで、前記実施の形態の低雑音増幅器1
03と相違する。本実施の形態では、増幅された信号
は、合成手段のハイブリッド回路321の第3の端子か
ら出力されるが、負荷の影響によって、分岐用ハイブリ
ッド回路10の第1の端子T11の入力電圧反射係数が変
動する場合には、図18に示すように、合成手段のハイ
ブリッド回路3215の第2の端子の後段に、アイソレー
タ15を接続すればよい。本実施の形態の低雑音増幅回
路113のように、並列接続される単位低雑音増幅器の
数が16個の場合には、増加量(ΔIP)は、前記(2
1)式により、下記(36)式で表すことができる。
[Third Embodiment] FIG. 17 is a block diagram showing a schematic structure of a low noise amplifier 103 according to a third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the low noise amplifier 103 according to the present embodiment includes a low noise amplifier circuit 113 at the next stage
(= 2 (4-1) +1 -1 = 16-1) hybrid circuits (30 1 to 30 15 ), and 16 (=
2 4 ) low-noise amplifier circuits (31 1 to 31 16 ) and 16 hybrid circuits (32 1 to 32 15 ) are used as synthesizing means.
Different from 03. In the present embodiment, the amplified signal is output from the third terminal of the hybrid circuit 32 1 of the combining means, but due to the influence of the load, the input voltage of the first terminal T 11 of the branching hybrid circuit 10 is increased. When the reflection coefficient fluctuates, as shown in FIG. 18, the isolator 15 may be connected to the latter stage of the second terminal of the hybrid circuit 32 15 of the combining means. When the number of unit low-noise amplifiers connected in parallel is 16, like the low-noise amplifier circuit 113 of the present embodiment, the increase amount (ΔIP) is equal to (2)
It can be expressed by the following equation (36) from the equation (1).

【0047】[0047]

【数36】 ΔIP=10logn =10log16 =12dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (36) したがって、本実施の形態の低雑音増幅回路113の
(IP)は、下記(37)式のようになる。
ΔIP = 10logn = 10log16 = 12dB (36) Therefore, (IP of the low noise amplification circuit 113 of the present embodiment is ) Is expressed by the following equation (37).

【数37】 IP=IPT2+12dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (37)[Equation 37] IP = IP T2 +12 dB (37)

【0048】図19は、本実施の形態の低雑音増幅器を
簡略化して表す図である。同図において、低雑音増幅回
路A1は、第1および第2の低雑音増幅回路(111
112 )を表し、低雑音増幅回路A2は、16(=
4)個の低雑音増幅回路(341〜1416)を表す。ま
た、同図において、GV1、IPT1+3dBは、それぞれ
低雑音増幅回路A1の電圧増幅度、インタセクトポイン
トであり、GV2、IPT2+12dBは、それぞれ低雑音
増幅回路A2の電圧増幅度、インタセクトポイントであ
る。
FIG. 19 is a simplified diagram showing the low noise amplifier of the present embodiment. In the figure, the low-noise amplifier circuit A1 includes a first and a second low-noise amplifier circuits (11 1 ,
11 2 ), and the low noise amplifier circuit A2 has 16 (=
2 4) represents the number of low-noise amplifier (34 1 to 14 16). Further, in the figure, G V1 and IP T1 +3 dB are the voltage amplification degree and the intersect point of the low noise amplification circuit A1, respectively, and G V2 and IP T2 +12 dB are the voltage amplification degree of the low noise amplification circuit A2, respectively. It is an intersect point.

【0049】ここで、(IPT2+12dB)を設計要求
値で求め、下記(38)式を満足するように、IPT1
求めると直線性の良い低雑音増幅器を得ることができ
る。
Here, if (IP T2 +12 dB) is obtained by the design requirement value and IP T1 is obtained so as to satisfy the following equation (38), a low noise amplifier with good linearity can be obtained.

【数38】 M=IPT1+3dB−IPT2−12dB+GV2≧6dB IPT1−IPT2+GV2≧15dB・・・・・・・・・・・・・・ (38) GaAsFET素子は、インタセクトポイント(IP)
が高いが、HEMT素子よりも雑音指数(NF)が若干
劣化する。例えば、GaAsFET素子で構成した2段
型の低雑音増幅器で、雑音指数(NF)は0.5dB程
度である。したがって、本実施の形態では、HEMT素
子で低雑音増幅器で構成する場合に、インタセクトポイ
ントを高くすることができる。
(38) M = IP T1 +3 dB−IP T2 −12 dB + G V2 ≧ 6 dB IP T1 −IP T2 + G V2 ≧ 15 dB ... (38) The GaAsFET element is an intersect point. (IP)
However, the noise figure (NF) is slightly deteriorated as compared with the HEMT device. For example, the noise figure (NF) is about 0.5 dB in a two-stage low noise amplifier composed of GaAs FET elements. Therefore, in the present embodiment, when the HEMT element is composed of the low noise amplifier, the intersect point can be increased.

【0050】次に、本実施の形態の低雑音増幅器103
における、以下の条件下でのdBで表示される総合雑音
指数(FtdB)を計算する。 〈条件〉 増幅周波数f=2GHZ 初段の低雑音増幅回路112をHEMT素子で構成し、
単体の低雑音増幅回路(111,112)のインタセクト
ポイント(IPT1)=24dBm、dB値で表示される
雑音指数(F1dB)=0.3dB、dB値で表示され
る電圧増幅度(GV1dB)=18dBとする。次段の低
雑音回路113をHEMT素子で構成し、単体の低雑音
増幅回路(131〜3116)のインタセクトポイント
(IPT2)=26dBm、dB値で表示される雑音指数
(F2dB)=0.35dB、dB値で表示される電圧
増幅度(GV2dB)=18dBとする。また、ハイブリ
ッド回路10の抵抗損(L1)=0.05dB、ハイブ
リッド回路(301〜308)の抵抗損(L2)=0.2
dBとする。
Next, the low noise amplifier 103 of the present embodiment.
Compute the total noise figure (F t dB) in dB, expressed in dB, under the following conditions. <Conditions> Amplification frequency f = 2GHZ The first stage low-noise amplifier circuit 112 is composed of HEMT elements,
Intersecting point (IP T1 ) of a single low-noise amplifier circuit (11 1 , 11 2 ) = 24 dBm, noise figure displayed by dB value (F 1 dB) = 0.3 dB, voltage amplification displayed by dB value Degree (G V1 dB) = 18 dB. The low-noise circuit 113 in the next stage is composed of HEMT elements, and the intersection point (IP T2 ) of the single low-noise amplifier circuit (13 1 to 3 16 ) is 26 dBm, and the noise figure (F 2 dB) displayed in dB value ) = 0.35 dB, and the voltage amplification degree (G V2 dB) displayed in dB value = 18 dB. The resistance loss of the hybrid circuit 10 (L 1) = 0.05dB, resistance loss of the hybrid circuit (30 1 ~30 8) (L 2) = 0.2
dB.

【0051】ハイブリッド回路10の抵抗損(L1
と、低雑音増幅回路112の雑音指数を加味した雑音指
数(F1’)と、ハイブリッド回路(301〜308)の
抵抗損(L2)と、低雑音増幅回路113の雑音指数を
加味した雑音指数(F2’)は、下記(39)式のよう
になる。
Resistance loss of hybrid circuit 10 (L 1 )
, The noise figure (F 1 ') in which the noise figure of the low-noise amplifier circuit 112 is added, the resistance loss (L 2 ) of the hybrid circuit (30 1 to 30 8 ) and the noise figure of the low-noise amplifier circuit 113 are added. The noise figure (F 2 ') is expressed by the following equation (39).

【数39】 F1’dB=F1dB+L1 =0.3+0.05 =0.35dB F1’=100.35/10 ≒1.084 F2’dB=F2dB+L2 =0.35+0.2 =0.55dB F2’=100.55/10 ≒1.135 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (39)F 1 'dB = F 1 dB + L 1 = 0.3 + 0.05 = 0.35 dB F 1 ' = 10 0.35 / 10 ≈ 1.084 F 2 'dB = F 2 dB + L 2 = 0.35 + 0.2 = 0.55dB F 2 '= 10 0.55 / 10 ≈1.135 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (39)

【0052】前記(25)式、(26)式により、真値
の電圧増幅度(GV1,GV2)は、下記(40)式のよう
になる。
From the equations (25) and (26), the true voltage amplification degree (G V1 , G V2 ) is as shown in the following equation (40).

【数40】 GV1=GV2=1018/10 ≒63.1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (40) したがって、総合雑音指数(Ft,Ftdb)は、前記
(27)式を用いて、下記(41)式のようになる。
G V1 = G V2 = 10 18/10 ≈63.1 (40) Therefore, the total noise figure (F t , F t db ) Is expressed by the following expression (41) using the expression (27).

【0053】[0053]

【数41】 Ft=F1’+(F2’−1)/GV1 =1.084+(1.135−1)/63.1 ≒1.086 FtdB=10log1.086 ≒0.36dB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (41)F t = F 1 '+ (F 2 ' -1) / G V1 = 1.084 + (1.135-1) /63.1 ≈1.086 F t dB = 10log 1.086 ≈0. 36dB ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (41)

【0054】また、余裕度M(=IPT1+3dB−IP
T2−12dB+GV2)は、下記(42)式のようにな
る。
Further, the margin M (= IP T1 +3 dB-IP
T2 -12 dB + G V2) is as follows (42) below.

【数42】 M=IPT1+3dB−IPT2−12dB+GV2 =24dBm+3dB−26dBm−12dB+18dB =7.0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (42) このように、余裕度Mは6以上であるので、前記した低
雑音増幅器は直線性は良好である。以上、本発明者によ
ってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
(42) M = IP T1 +3 dB-IP T2 -12 dB + G V2 = 24 dBm + 3 dB-26 dBm-12 dB + 18 dB = 7.0 42) As described above, since the margin M is 6 or more, the above-described low noise amplifier has good linearity. Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course,

【0055】[0055]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 (1)本発明の多段形低雑音増幅器によれば、直線性、
あるいは、相互変調波(IM)特性を向上させることが
可能となる。 (2)本発明の多段形低雑音増幅器によれば、従来より
も雑音指数(NF)を向上させることが可能となる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) According to the multistage low noise amplifier of the present invention, linearity,
Alternatively, it becomes possible to improve the intermodulation wave (IM) characteristics. (2) According to the multistage low noise amplifier of the present invention, it is possible to improve the noise figure (NF) more than before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の低雑音増幅器の概略構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a low noise amplifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】λ/4・3dB結合器で構成されるハイブリッ
ド回路を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a hybrid circuit composed of a λ / 4/3 dB coupler.

【図3】本発明の実施の形態1において、第1および第
2の低雑音増幅回路で反射された高周波信号の出力先を
説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an output destination of the high frequency signal reflected by the first and second low noise amplifier circuits in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態1において、第2のハイブ
リッド回路の第1および第4の端子から入力される高周
波信号の出力先を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an output destination of a high frequency signal input from the first and fourth terminals of the second hybrid circuit in the first embodiment of the present invention.

【図5】従来の定インピーダンス型低雑音増幅回路を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional constant impedance type low noise amplifier circuit.

【図6】図5に示す定インピーダンス型低雑音増幅回路
の後段に低雑音増幅回路を接続した低雑音増幅器を示す
ブロック図である。
6 is a block diagram showing a low noise amplifier in which a low noise amplifier circuit is connected to a stage subsequent to the constant impedance type low noise amplifier circuit shown in FIG.

【図7】図6に示す低雑音増幅器の入力インピーダンス
特性を示すグラフである。
7 is a graph showing an input impedance characteristic of the low noise amplifier shown in FIG.

【図8】図6に示す低雑音増幅器の雑音指数(NF)を
示す表である。
8 is a table showing a noise figure (NF) of the low noise amplifier shown in FIG.

【図9】本発明の実施の形態1の低雑音増幅器の入力イ
ンピーダンス特性を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing an input impedance characteristic of the low noise amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態1の低雑音増幅器の雑音
指数(NF)を示す表である。
FIG. 10 is a table showing the noise figure (NF) of the low noise amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図11】単体の低雑音増幅回路のインタセクトポイン
ト(IP)を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing intersect points (IP) of a single low-noise amplifier circuit.

【図12】本発明の実施の形態1の低雑音増幅器を簡略
化して表す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing the low noise amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図13】一般的な、多段型低雑音増幅器の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a general multistage low noise amplifier.

【図14】本発明の実施の形態2の低雑音増幅器の概略
構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a low noise amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態2の低雑音増幅器の変形
例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a modification of the low noise amplifier according to the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態2の低雑音増幅器を簡略
化して表す図である。
FIG. 16 is a diagram schematically showing a low noise amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施の形態3の低雑音増幅器の概略
構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration of a low noise amplifier according to a third embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態3の低雑音増幅器の変形
例を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a modification of the low noise amplifier according to the third embodiment of the present invention.

【図19】本発明の実施の形態3の低雑音増幅器を簡略
化して表す図である。
FIG. 19 is a diagram schematically showing a low noise amplifier according to a third embodiment of the present invention.

【図20】移動通信の基地局、あるいはTV放送の中継
放送装置の受信側の一例の概略構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration of an example of a receiving side of a mobile communication base station or a TV broadcast relay broadcast device.

【図21】図20に示す低雑音増幅器の一例の従来の回
路構成を示すブロック図である。
21 is a block diagram showing a conventional circuit configuration of an example of the low noise amplifier shown in FIG.

【図22】図16に示す低雑音増幅器の他の例の従来の
回路構成を示すブロック図である。
22 is a block diagram showing a conventional circuit configuration of another example of the low noise amplifier shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,12,20,22,301〜3015,321 〜3
15…ハイブリッド回路、111,112,211,2
2,311〜3116,112,113,A1,A2,A
n…低雑音増幅回路、15,111…サーキュレータ
(アイソレータ)、101…受信アンテナ、102…広
帯域帯域通過フィルタ、103…多段形低雑音増幅器、
1041〜104n…狭帯域通過フィルタ、1051〜1
05n…受信装置、R…無反射終端器。
10, 12 , 20, 22, 30 1 to 30 15 , 32 1 to 3
2 15 ... Hybrid circuit, 11 1 , 11 2 , 21 1 , 2
1 2 , 31 1 to 31 16 , 112, 113, A1, A2, A
n ... Low noise amplification circuit, 15, 111 ... Circulator (isolator), 101 ... Reception antenna, 102 ... Wideband bandpass filter, 103 ... Multistage low noise amplifier,
104 1 to 104 n ... Narrow band pass filter, 105 1 to 1
05 n ... Receiving device, R ... Non-reflective terminator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−283953(JP,A) 特開 平6−216671(JP,A) 特開 平6−252670(JP,A) 特開 平10−224154(JP,A) 特開 昭63−80603(JP,A) 実開 昭63−136416(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/26 H03F 1/32 H03F 3/68 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-5-283953 (JP, A) JP-A-6-216671 (JP, A) JP-A-6-252670 (JP, A) JP-A-10- 224154 (JP, A) JP 63-80603 (JP, A) Actual development 63-136416 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03F 1/26 H03F 1 / 32 H03F 3/68

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 n個の低雑音増幅器が縦続接続されて構
成される多段形低雑音増幅器であって、 k(k=1,2,…,n−1)番目の低雑音増幅器のイ
ンターセプトポイントをIPk、(k+1)番目の低雑
音増幅器のインターセプトポイントをIPk+1、およ
び、(k+1)番目の低雑音増幅器の電圧増幅度をG
V(k+1)とするとき、6dB≦IPk−IPk+1+GV(k+1)
を満足することを特徴とする多段形低雑音増幅器。
1. A multi-stage low noise amplifier configured by cascade-connecting n low noise amplifiers, wherein an intercept point of a k (k = 1, 2, ..., N-1) th low noise amplifier. IP k , the intercept point of the (k + 1) th low noise amplifier is IP k + 1 , and the voltage amplification degree of the (k + 1) th low noise amplifier is G
When V (k + 1) , 6 dB ≦ IP k −IP k + 1 + G V (k + 1)
A multi-stage low noise amplifier characterized by satisfying the following.
【請求項2】 1番目の低雑音増幅器と、2番目の低雑
音増幅器と、前記1番目の低雑音増幅器と前記2番目の
低雑音増幅器との間に設けられるアイソレータとが縦続
接続されて構成される多段形低雑音増幅器であって、 前記1番目の低雑音増幅器は、第1の端子に入力信号が
印加される第1のハイブリッド回路と、 入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第2の端子
に接続される第1の低雑音増幅回路と、 入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第3の端子
に接続される第2の低雑音増幅回路と、 第1の端子が、前記第1の低雑音増幅回路の出力端子に
接続され、第4の端子が、前記第2の低雑音増幅回路の
出力端子に接続されるとともに、第3の端子が、前記ア
イソレータの第1の端子に接続される第2のハイブリッ
ド回路とで構成され、 かつ、前記1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイ
ントをIP1、前記2番目の低雑音増幅器のインターセ
プトポイントをIP2、および、前記2番目の低雑音増
幅器の電圧増幅度をGV2とするとき、6dB≦IP1
IP2+GV2を満足することを特徴とする多段形低雑音
増幅器。
2. A first low noise amplifier, a second low noise amplifier, and an isolator provided between the first low noise amplifier and the second low noise amplifier are cascade-connected. And a first hybrid circuit in which an input signal is applied to a first terminal, and an input terminal is the first hybrid circuit of the first hybrid circuit. A first low noise amplifier circuit connected to the second terminal, a second low noise amplifier circuit having an input terminal connected to the third terminal of the first hybrid circuit, and a first terminal The fourth terminal is connected to the output terminal of the first low noise amplifier circuit, the fourth terminal is connected to the output terminal of the second low noise amplifier circuit, and the third terminal is connected to the first terminal of the isolator. A second hybrid circuit connected to the terminals Is configured, and the intercept point of the first low-noise amplifier IP 1, IP 2 the intercept point of the second low-noise amplifier, and the voltage amplification degree of the second low-noise amplifier and G V2 6 dB ≦ IP 1
A multi-stage low noise amplifier characterized by satisfying IP 2 + G V2 .
【請求項3】 1番目の低雑音増幅器と、2番目の低雑
音増幅器とが縦続接続されて構成される多段形低雑音増
幅器であって、 前記1番目の低雑音増幅器は、第1の端子に入力信号が
印加される第1のハイブリッド回路と、 入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第2の端子
に接続される第1の低雑音増幅回路と、 入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第3の端子
に接続される第2の低雑音増幅回路と、 第1の端子が、前記第1の低雑音増幅回路の出力端子に
接続され、第4の端子が、前記第2の低雑音増幅回路の
出力端子に接続される第2のハイブリッド回路とで構成
され、 前記2番目の低雑音増幅器は、第1の端子が、前記第2
のハイブリッド回路の第3の端子に接続される第3のハ
イブリッド回路と、 入力端子が、前記第3のハイブリッド回路の第2の端子
に接続される第3の低雑音増幅回路と、 入力端子が、前記第3のハイブリッド回路の第3の端子
に接続される第4の低雑音増幅回路と、 第1の端子が、前記第3の低雑音増幅回路の出力端子に
接続され、第4の端子が、前記第4の低雑音増幅回路の
出力端子に接続される第4のハイブリッド回路とで構成
され、 かつ、前記1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイ
ントをIP1、前記2番目の低雑音増幅器のインターセ
プトポイントをIP2、および、前記2番目の低雑音増
幅器の電圧増幅度をGV2とするとき、6dB≦IP1
IP2+GV2を満足することを特徴とする多段形低雑音
増幅器。
3. A multi-stage type low noise amplifier configured by cascading a first low noise amplifier and a second low noise amplifier, wherein the first low noise amplifier has a first terminal. A first hybrid circuit to which an input signal is applied, a first low noise amplifier circuit having an input terminal connected to a second terminal of the first hybrid circuit, and an input terminal having the first hybrid circuit A second low noise amplifier circuit connected to the third terminal of the hybrid circuit, a first terminal connected to the output terminal of the first low noise amplifier circuit, and a fourth terminal connected to the second terminal. And a second hybrid circuit connected to the output terminal of the low noise amplifier circuit of the second low noise amplifier circuit, wherein the second low noise amplifier has a first terminal of the second hybrid circuit.
A third hybrid circuit connected to the third terminal of the hybrid circuit, and an input terminal connected to the second terminal of the third hybrid circuit, a third low noise amplifier circuit, and an input terminal A fourth low-noise amplifier circuit connected to the third terminal of the third hybrid circuit, and a first terminal connected to the output terminal of the third low-noise amplifier circuit, and a fourth terminal And a fourth hybrid circuit connected to the output terminal of the fourth low-noise amplifier circuit, and the intercept point of the first low-noise amplifier is IP 1 , and the second low-noise amplifier is the second low-noise amplifier. Where IP 2 is the intercept point of G 2 and the voltage amplification factor of the second low noise amplifier is G V2 , 6 dB ≦ IP 1
A multi-stage low noise amplifier characterized by satisfying IP 2 + G V2 .
【請求項4】 1番目の低雑音増幅器と、2番目の低雑
音増幅器とが縦続接続されて構成される多段形低雑音増
幅器であって、 前記1番目の低雑音増幅器は、第1の端子に入力信号が
印加される第1のハイブリッド回路と、 入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第2の端子
に接続される第1の低雑音増幅回路と、 入力端子が、前記第1のハイブリッド回路の第3の端子
に接続される第2の低雑音増幅回路と、 第1の端子が、前記第1の低雑音増幅回路の出力端子に
接続され、第4の端子が、前記第2の低雑音増幅回路の
出力端子に接続される第2のハイブリッド回路とで構成
され、 前記2番目の低雑音増幅器は、(2n−1;n≧2)個
のハイブリッド回路で構成されるとともに、前記第2の
ハイブリッド回路の第3の端子から出力される増幅後の
信号を2n個の信号に分岐する分岐手段と、 前記分岐手段で分岐された各信号を増幅する2n個の低
雑音増幅回路と、 (2n−1)個のハイブリッド回路で構成されるととも
に、前記2n個の並列型低雑音増幅器から出力される増
幅後の信号を合成する合成手段とで構成され、 かつ、前記1番目の低雑音増幅器のインターセプトポイ
ントをIP1、前記2番目の低雑音増幅器のインターセ
プトポイントをIP2、および、前記2番目の低雑音増
幅器の電圧増幅度をGV2とするとき、6dB≦IP1
IP2+GV2を満足することを特徴とする多段形低雑音
増幅器。
4. A multi-stage low noise amplifier configured by cascading a first low noise amplifier and a second low noise amplifier, wherein the first low noise amplifier has a first terminal. A first hybrid circuit to which an input signal is applied, a first low noise amplifier circuit having an input terminal connected to a second terminal of the first hybrid circuit, and an input terminal having the first hybrid circuit A second low noise amplifier circuit connected to the third terminal of the hybrid circuit, a first terminal connected to the output terminal of the first low noise amplifier circuit, and a fourth terminal connected to the second terminal. And a second hybrid circuit connected to the output terminal of the low noise amplifier circuit, wherein the second low noise amplifier is composed of (2 n −1; n ≧ 2) hybrid circuits. , Output from the third terminal of the second hybrid circuit Is a branching means for branching the amplified signal to the 2 n number of signals, and the 2 n low noise amplifier circuit for amplifying the respective signals branched by said branching means, (2 n -1) number of hybrid circuit And combining means for combining the amplified signals output from the 2 n parallel low noise amplifiers, and the intercept point of the first low noise amplifier is IP 1 , When the intercept point of the second low noise amplifier is IP 2 and the voltage amplification degree of the second low noise amplifier is G V2 , 6 dB ≦ IP 1
A multi-stage low noise amplifier characterized by satisfying IP 2 + G V2 .
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