JP5783095B2 - 高調波処理回路,高調波処理回路を有する増幅器 - Google Patents
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Description
以下,本実施の形態の高調波処理回路の理解を助けるために,増幅器に設けられた従来の高調波処理回路について図1に基づき説明する。
図2は,第1の実施の形態の高調波処理回路100の回路図の一例である。増幅器の負荷回路である高調波処理回路100は,入力端子INと出力端子OUTとの間に設けられ,直列接続された第1の伝送線路101および第2の伝送線路102と,第1,第2の伝送線路101,102の接続部Aに一端が接続される終端開放型の第3の伝送線路103と第2の伝送線路102と出力端子OUTとの間に設けられ,一端が接地面GNDに接続する容量素子C11とを有する。容量素子C11の他端は,第2の伝送線路102と出力端子OUTとの接続部Bに接続される。
Zin = -jZ0cotβL…(式1)
ここで,Lはスタブ長(伝送線路長)を示す。βは位相定数(Phase Constant)を示し,伝送線路上で波が単位長進む間に変化する位相角を示す。単位は[rad/m]である。なお,Z0はこのオープンスタブの特性インピーダンス(幅)を示す。ここで,λを伝送線路上の波長(基本周波数の波長)とすると,β=2π/λである。なお,β×Lは伝送線路の電気長を示す。伝送線路長Lがλ/4の場合,L=λ/4,β=2π/λを式(1)に代入すると,
Zin = -jZ0cot((2π/λ)×(λ/4))=0になる。
第2の実施の形態の高調波処理回路の回路図の一例である。図6では,図2で説明した高調波処理回路100を誘電体基板上の金属パターンで形成している。図6に示すように,高調波処理回路100Mは,誘電体基板104の上に金属パターンで形成された第1,第2,第3の伝送線路101M,102M,103Mを有する。第1,第2,第3の伝送線路101M,102M,103Mは,例えば,マイクロストリップ線路である。さらに,高調波処理回路100は,第2の伝送線路102Mの出力側に,導電性のワイヤ105で接続されたチップコンデンサ106を有する。このチップコンデンサ106は,図2の容量素子C11に対応する。
図9は,第3の実施の形態の増幅器の回路図の一例である。増幅器7の高調波処理回路140は,図4で説明した高調波処理回路110の構成を変更した回路である。図9の高調波処理回路140における第1の伝送線路141は,図4の第1の伝送線路111と同じ伝送線路である。図9の第2の伝送線路142は,接続部Aを起点として,少なくとも2つに分割(分岐)された伝送線路142a,142bを有する。図9の第3の伝送線路143は,第2の伝送線路142a,142bの間に設けられている。
第1〜3の実施の形態で説明した高調波処理回路は,平面基板上に構成していた。これらの高調波処理回路を多層基板に構成することも可能である。以下,図11,図12に基づき,多層基板に構成した高調波処理回路について説明する。
Claims (8)
- 増幅器の負荷回路である高調波処理回路において,
入力端子と出力端子との間に設けられ,直列接続された第1の伝送線路および第2の伝送線路と,
前記第1,第2の伝送線路の接続部に一端が接続される終端開放型の第3の伝送線路と,
前記第2の伝送線路と前記出力端子との間に設けられ,一端が接地面に接続する容量素子とを有し,
前記第3の伝送線路の線路長は,前記接続部では,前記高調波処理回路に入力される信号の基本周波数の3倍の周波数では短絡になる長さを有し,前記第1の伝送線路の線路長は,前記入力端子に接続されるトランジスタの出力端子から見たインピーダンスが,前記基本周波数の3倍の周波数で無限大になる長さを有し,
前記容量素子の容量は,前記基本周波数の2倍以上の信号が,前記容量素子を介して前記接地面に出力される値を有し,さらに,前記第1の伝送線路の線路長と前記第2の伝送線路の線路長とを加算した線路長は,前記入力端子に接続されるトランジスタの出力端子から見たインピーダンスが,前記基本周波数の2倍の周波数でゼロになる長さを有する
ことを特徴とする高調波処理回路。 - 請求項1において,
前記第3の伝送線路の線路長は,前記高調波処理回路に入力される信号の基本周波数の波長の1/12の長さを有し,前記第1の伝送線路の線路長は,前記基本周波数の波長の1/24以下である
ことを特徴とする高調波処理回路。 - 請求項2において,
前記第1の伝送線路の線路長と前記第2の伝送線路の線路長とを加算した線路長は,前記基本周波数の波長の1/4以下である
ことを特徴とする高調波処理回路。 - 請求項1において,
前記第3の伝送線路の配置位置を,前記第1,第2の伝送線路の配置位置と平行とする
ことを特徴とする高調波処理回路。 - 請求項1において,
前記第2の伝送線路は,前記接続部を起点として,少なくとも2つに分割された伝送線路を有する
ことを特徴とする高調波処理回路。 - 請求項1において,
前記第2,第3の伝送線路は,多層基板に設けられ,
前記第2の伝送線路は,前記多層基板の外層に設けられ,前記第3の伝送線路は,前記多層基板内に設けられている
ことを特徴とする高調波処理回路。 - 入力端子と出力端子との間に設けられ,直列接続された第1の伝送線路および第2の伝送線路と,前記第1,第2の伝送線路の接続部に一端が接続される終端開放型の第3の伝送線路と,前記第2の伝送線路と前記出力端子との間に設けられ,一端が接地面に接続する容量素子とを有し,前記第3の伝送線路の線路長は,前記接続部では,前記高調波処理回路に入力される信号の基本周波数の3倍の周波数では短絡になる長さを有し,前記第1の伝送線路の線路長は,前記入力端子に接続されるトランジスタの出力端子から見たインピーダンスが,前記基本周波数の3倍の周波数で無限大になる長さを有し,前記容量素子の容量は,前記基本周波数の2倍以上の信号が,前記容量素子を介して前記接地面に出力される値を有し,さらに,前記第1の伝送線路の線路長と前記第2の伝送線路の線路長とを加算した線路長は,前記入力端子に接続されるトランジスタの出力端子から見たインピーダンスが,前記基本周波数の2倍の周波数でゼロになる長さを有する高調波処理回路と,
前記高調波処理回路に増幅信号を出力するトランジスタとを有する
ことを特徴とする増幅器。 - 請求項7において,
複数の前記トランジスタと,
前記複数のトランジスタからの増幅信号が入力される複数の前記高調波処理回路とを有する
ことを特徴とする増幅器。
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