JP3508835B2 - 複数周波数帯域増幅回路 - Google Patents

複数周波数帯域増幅回路

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JP3508835B2 JP13130299A JP13130299A JP3508835B2 JP 3508835 B2 JP3508835 B2 JP 3508835B2 JP 13130299 A JP13130299 A JP 13130299A JP 13130299 A JP13130299 A JP 13130299A JP 3508835 B2 JP3508835 B2 JP 3508835B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の周波数帯域で
動作させる複数周波数帯域増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】通信機、例えば送信機等で使用する従来
の複数周波数帯域増幅回路は、図3に示すように、それ
ぞれ所要の周波数帯域毎に最適化された複数の増幅器3
2、35を備えて、増幅器32、35を使用する周波数
帯域に応じて切り換えて動作させるものがある。この例
では、入力端31から入力される周波数f1の信号は、
増幅器32により増幅され、出力端33から出力され
る。同様に、周波数f1の信号と時間的に異なるときに
入力端34から入力される周波数f2の信号は、増幅器
35により増幅され、出力端36から出力されるように
構成されている。
【0003】また、従来の他の複数周波数帯域増幅回路
は、図4に示すように入力整合回路42、47、増幅素
子43、出力整合回路44、48を備えて、入力端41
から入力された周波数f1の信号は入力整合回路42を
経由して増幅素子43へ入力されて増幅され、出力整合
回路44を経由して増幅出力として出力端45から出力
される。同様に、周波数f1の信号と時間的に異なると
きに入力端46から入力された周波数f2の信号は入力
整合回路47を経由して増幅素子43へ入力されて増幅
され、出力整合回路48を経由して増幅出力として出力
端49から出力されるように構成されている。
【0004】ここで、入力整合回路42、47および出
力整合回路44、48は、異なる動作周波数においてお
互いに干渉しない回路構成である必要があり、周波数共
用器の原理と同じである。周波数共用器で共用できる複
数の周波数の差は、ある程度広く離れている必要があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図3に示した従来の複数周波数帯域増幅回路では、それ
ぞれの周波数帯域毎に独立した増幅器を必要とするため
に、部品点数が増えて高価なものになるという問題点の
他に、多くの実装面積を必要とするという問題点があ
る。特に、高出力電力を得ることの出来る増幅素子は高
価であり、かつ部品形状も大きいという問題点もある。
【0006】また、上記の図4に示した従来の複数周波
数帯域増幅回路では、増幅素子を複数の周波数帯で動作
させることが可能であるが、この場合に使用できる入力
整合回路は、その特性上使用可能な比帯域幅(使用周波
数の中心周波数に対する周波数帯域幅)が小さく、より
広い周波数帯域で動作させることは困難であるという問
題点がある。
【0007】本発明は、構成が簡単で、かつ複数の周波
数帯域で動作させることができる複数周波数帯域増幅回
路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1にかか
る複数周波数帯域増幅回路は、複数の周波数帯域で動作
させる複数周波数帯域増幅回路であって、第1の周波数
帯域の第1の入力信号を±90度の信号に分配する移相
分配器と、第1の入力信号と時間的に異なるときに入力
される第2の周波数帯域の第2の入力信号を同相分配す
る同相分配器と、移相分配器にて分配された各信号をそ
れぞれ各別に増幅し、かつ同相分配器にて分配された各
信号をそれぞれ各別に増幅する第1および第2の増幅素
子と、第1および第2の増幅素子から出力される増幅出
力を位相合成する位相合成器と、第1および第2の増幅
素子から出力される増幅出力を同相合成する同相合成器
とを備え、位相合成器から第1の入力信号を増幅した出
力信号を送出し、同相合成器から第2の各入力信号を増
幅した出力信号を送出することを特徴とする。
【0009】本発明の請求項2にかかる複数周波数帯域
増幅回路は、複数の周波数帯域で動作させる複数周波数
帯域増幅回路であって、第1の周波数帯域の第1の入力
信号を±90度の信号に分配する移相分配器と、第1の
入力信号と時間的に異なると共に相互に時間的に異なる
ときに入力される異なる周波数帯域の第2の各入力信号
が各別に入力されてそれぞれの周波数帯域に各別に整合
する入力整合回路と、入力整合回路を介した各入力信号
を同相分配する同相分配器と、移相分配器にて分配され
た各信号をそれぞれ各別に増幅し、かつ同相分配器にて
分配された各信号をそれぞれ各別に増幅する第1および
第2の増幅素子と、第1および第2の増幅素子から出力
される増幅出力を位相合成する位相合成器と、第1およ
び第2の増幅素子から出力される増幅出力を同相合成す
る同相合成器と、第2の各入力信号の周波数帯域に各別
に整合する出力整合回路とを備え、位相合成器から第1
の入力信号を増幅した出力信号を送出し、出力整合回路
から第2の各入力信号を増幅した出力信号を送出するこ
とを特徴とする。
【0010】本発明の請求項1にかかる複数周波数帯域
増幅回路によれば、第1の入力信号が+90度の入力信
号および−90度の入力信号に移相分配器で分配され、
移相分配器にて分配された各信号は第1および第2の増
幅素子でそれぞれ各別に増幅され、第1および第2の増
幅素子から出力される増幅出力は位相合成器で位相合成
される。したがって、第1および第2の増幅素子には互
いに逆位相の第1の入力信号が供給されて増幅され、増
幅出力は位相合成されるため、第1の入力信号に対して
は第1および第2の増幅素子はプッシュプル増幅作用を
行うことになる。
【0011】また、第1の入力信号と時間的に異なると
きに入力される第2の入力信号は同相分配器にて同相分
配され、同相分配された第2の入力信号は第1および第
2の増幅素子によって増幅され、第1および第2の増幅
素子から出力される増幅出力は同相合成器によって同相
合成される。したがって、第2の入力信号に対しては第
1および第2の増幅素子は並列増幅作用を行うことにな
る。
【0012】したがって、一対の増幅素子によって複数
周波数帯域の入力信号を増幅することができることにな
る。
【0013】本発明の請求項2にかかる複数周波数帯域
増幅回路によれば、第2の入力信号の各周波数帯域に各
別に整合する入力整合回路および出力整合回路を設けた
ために、本発明の請求項1にかかる複数周波数帯域増幅
回路に加えるに、第1の入力信号の他に周波数帯域が異
なる複数の第2の入力信号をそれぞれ第1および第2の
増幅素子によって増幅することができることになる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる複数周波数
帯域増幅回路を実施の形態によって説明する。
【0015】図1は本発明の実施の一形態にかかる複数
周波数帯域増幅回路の構成を示すブロック図である。
【0016】本発明の実施の一形態にかかる複数周波数
帯域増幅回路Aは、入力端1に入力される周波数f1の
入力信号は移相分配器2に供給されて、−90度移相さ
せると共に+90度移相させる。移相分配器2は、例え
ば、中点タップを有するトランス21からなり、入力信
号をトランス21の中点タップに印加してそれぞれ巻き
線端から±90度移相された出力を得る。−90度移相
させられた入力信号は増幅素子3に供給されて増幅さ
れ、+90度移相されられた入力信号は増幅素子4に供
給されて増幅される。
【0017】増幅素子3および4によって増幅された信
号は位相合成器5に供給されて位相合成され、出力端6
へ送出される。位相合成器5は、例えば、トランス51
からなりその1次巻き線の両端にそれぞれ各別に増幅素
子3、4から出力される増幅出力が印加され、トランス
51の2次巻き線から、増幅出力が位相合成されて出力
される。
【0018】ここで、トランス21による移相分配器2
は増幅素子3、4の入力端に対してインピーダンス整合
をさせる入力整合回路を形成している。また、トランス
51による位相合成器5は増幅素子3、4の出力端に対
してインピーダンス整合をさせる出力整合回路を形成し
ている。
【0019】このように、周波数f1の入力信号は移相
分配器2によってそれぞれ±90度移相させられるた
め、増幅素子3および4には互いに逆位相の信号が入力
信号として加えられて増幅し、増幅出力は位相合成器5
にて合成されて出力されるために、増幅素子3および4
はプッシュプル増幅動作を行っていることになる。
【0020】一方、入力端1に供給される周波数f1の
入力信号と時間的に異なるときに入力端7に入力される
周波数f2の入力信号は同相分配器8に供給されて同相
で分配される。同相分配器8は、例えば、直列接続のキ
ャパシタ81、82からなり、キャパシタ81、82の
共通接続端子に周波数f2の入力信号が供給されて、キ
ャパシタ81の共通接続端子でない端子およびキャパシ
タ82の共通接続端子でない端子から同相分配された出
力が得られる。同相分配器8からの出力信号は、それぞ
れ各別に増幅素子3、4に供給されて、増幅される。
【0021】増幅素子3からの出力信号および増幅素子
4からの出力信号は同相合成器9に供給されて同相合成
され、出力端10から増幅出力が送出される。したがっ
て、このときの増幅素子3および4はそれぞれ同相で働
き、並列増幅動作を行うことになる。
【0022】同相合成器9は、例えば、直列接続された
キャパシタ91、92からなり、キャパシタ91の共通
接続端子でない端子に増幅素子3からの出力信号が印加
され、キャパシタ92の共通接続端子でない端子に増幅
素子4からの出力信号が印加され、キャパシタ91と9
2との共通接続点から同相合成出力が得られて、出力端
10へ送出される。
【0023】ここで、周波数f2は周波数f1の3倍程
度の周波数であり、キャパシタ81の静電容量とキャパ
シタ82の静電容量は互いに等しく、かつ移相分配器2
のリアクタンスを打ち消す程度の作用しか持たず、移相
分配器2による整合を乱すことはなく、周波数f1にお
ける分配動作に影響を及ぼすことはない。
【0024】また、移相分配器2の周波数f2に対する
アイソレーションが十分でないと、同相分配器8にて分
配された周波数f2の入力信号成分が移相分配器2から
漏れて出力端に現れて、出力整合が取れなくなる。しか
し、複数周波数帯域増幅器Aでは、移相分配器2や位相
合成器5の入出力端間のアイソレーションは十分にとれ
ており、整合がとれなくなるようなことはなく、周波数
f2の入力信号に対する増幅作用に影響を及ぼすことは
ない。
【0025】また、周波数f1における同相合成器9の
リアクタンスは、位相合成器5のリアクタンスを打ち消
す程度の作用しか持たず、整合を乱すことはなく、周波
数f1の信号に対する位相合成作用に影響を及ぼすこと
はない。
【0026】上記において説明したように、複数周波数
帯域増幅回路Aによれば、周波数f1の入力信号に対す
る動作は、入出力における増幅素子との整合にトランス
21、51を用いた移相分配器2や位相合成器5によっ
て行い、移相分配器2を用いるときは増幅素子3、4に
よってプッシュプル増幅動作が行われる。周波数f2の
入力信号に対する動作は、キャパシタ81、82を用い
た同相分配器8や、キャパシタ91、92を用いた同相
合成器9によって行われ、このときは増幅素子3、4に
よって並列増幅動作が行われる。
【0027】この二つの異なる増幅動作を行わせること
により、周波数f1として例えば、1.8MHz〜54
MHz等の広い周波数帯域において動作させることと、
周波数f2として例えば、144MHz帯において動作
させることができるなど、広い周波数帯域での動作が可
能となる。
【0028】このように、一組の増幅素子を用いて従来
二組以上の増幅器を用いないと実現できなかった広帯域
にわたる動作を行わせることができて、低価格化と小実
装面積化が可能となる。
【0029】次に本発明の実施の他の形態にかかる複数
周波数帯域増幅回路について説明する。
【0030】図2は本発明の実施の形態にかかる他の複
数周波数帯域増幅回路の構成を示すブロック図である。
【0031】本発明の実施の形態にかかる他の複数周波
数帯域増幅回路Bは、複数周波数帯域増幅回路Aにおい
て周波数f2に整合する入力整合回路11と出力整合回
路12、周波数f3に整合する入力整合回路14と出力
整合回路15とが新たに設けてある他は、複数周波数帯
域増幅回路Aと同様である。
【0032】入力端1に入力される周波数f1の入力信
号と時間的に異なるときに入力端7Aに供給される周波
数f2の入力信号は入力整合回路11を通して同相分配
器8に供給されて同相分配され、同相分配された入力信
号はそれぞれ増幅素子3、4にて各別に増幅され、増幅
素子3、4から出力される増幅出力は同相合成器9にて
同相合成されて、出力整合回路12を介して出力端10
Aから出力される。
【0033】同様に、入力端1に入力される周波数f1
の入力信号および入力端7Aに入力される周波数f2の
入力信号と時間的に異なるときに入力端7Bに供給され
る周波数f3の入力信号は入力整合回路14を通して同
相分配器8に供給されて同相分配され、同相分配された
入力信号はそれぞれ増幅素子3、4にて各別に増幅さ
れ、増幅素子3、4から出力される増幅出力は同相合成
器9にて同相合成されて、出力整合回路15を介して出
力端10Bから出力される。
【0034】上記からも明らかなように、入力端7Aに
入力される周波数f2の入力信号に対して、増幅素子
3、4は並列増幅作用を行い、入力端7Bに入力される
周波数f3の入力信号に対して、増幅素子3、4は並列
増幅作用を行う。なお、入力端1に入力される周波数f
1の入力信号に対する作用は複数周波数帯域増幅回路A
の場合と同様である。
【0035】上記のように複数周波数帯域増幅回路B
は、3つの周波数帯域で動作する複数周波数帯域で作用
する複数周波数帯域増幅回路として作用する。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる複数
周波数帯域増幅回路よれば、一組の増幅素子を用いて複
数の広帯域にわたる動作を行わせることができて、低価
格化と小実装面積化ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態にかかる複数周波数帯域
増幅回路の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の一形態にかかる他の複数周波数
帯域増幅回路の構成を示すブロック図である。
【図3】従来の複数周波数帯域増幅回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図4】従来の他の複数周波数帯域増幅回路の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
AおよびB 複数周波数帯域増幅回路 2 移相分配器 3および4 増幅素子 5 位相合成器 8 同相分配器 9 同相合成器 11および14 入力整合回路 12および15 出力整合回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の周波数帯域で動作させる複数周波数
    帯域増幅回路であって、第1の周波数帯域の第1の入力
    信号を±90度の信号に分配する移相分配器と、第1の
    入力信号と時間的に異なるときに入力される第2の周波
    数帯域の第2の入力信号を同相分配する同相分配器と、
    移相分配器にて分配された各信号をそれぞれ各別に増幅
    し、かつ同相分配器にて分配された各信号をそれぞれ各
    別に増幅する第1および第2の増幅素子と、第1および
    第2の増幅素子から出力される増幅出力を位相合成する
    位相合成器と、第1および第2の増幅素子から出力され
    る増幅出力を同相合成する同相合成器とを備え、位相合
    成器から第1の入力信号を増幅した出力信号を送出し、
    同相合成器から第2の各入力信号を増幅した出力信号を
    送出することを特徴とする複数周波数帯域増幅回路。
  2. 【請求項2】複数の周波数帯域で動作させる複数周波数
    帯域増幅回路であって、第1の周波数帯域の第1の入力
    信号を±90度の信号に分配する移相分配器と、第1の
    入力信号と時間的に異なると共に相互に時間的に異なる
    ときに入力される異なる周波数帯域の第2の各入力信号
    が各別に入力されてそれぞれの周波数帯域に各別に整合
    する入力整合回路と、入力整合回路を介した各入力信号
    を同相分配する同相分配器と、移相分配器にて分配され
    た各信号をそれぞれ各別に増幅し、かつ同相分配器にて
    分配された各信号をそれぞれ各別に増幅する第1および
    第2の増幅素子と、第1および第2の増幅素子から出力
    される増幅出力を位相合成する位相合成器と、第1およ
    び第2の増幅素子から出力される増幅出力を同相合成す
    る同相合成器と、第2の各入力信号の周波数帯域に各別
    に整合する出力整合回路とを備え、位相合成器から第1
    の入力信号を増幅した出力信号を送出し、出力整合回路
    から第2の各入力信号を増幅した出力信号を送出するこ
    とを特徴とする複数周波数帯域増幅回路。
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