JPH03153103A - 高周波増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高周波受信機に用いる高周波増幅器に関する。

従来の技術 ニューメディア時代を向かえ、衛星を利用したこの種の
高周波受信機がますます普及する中、高周波増幅器の必
要性は一段と高まり、量産化に向けた品質向上、コスト
合理化は極めて重要な要素となってきている。これらの
高周波増幅器において、最も重要な特性である雑音特性
を満足するため、通常、ＲＦ入力部（ＲＦＡｍｐ）には
、誘電損失の小さい印刷配線基板（以降基板と記載する
。）が用いられていた。

従来、この種の高周波増幅器は第４図に示すような構成
であった。すなわちｔａｎ＆−０，００２と誘電損失の
小さな印刷配線基板１（以降、基板ムと記載する。）ｔ
ａｎＪ＃０．０２と誘電損失が比較的大きな印刷配線基
板２（以降、基板Ｂと記載する。）で構成され、前記基
板ム、１　前記基板Ｂ。

２にはパターン３が形成されている。その他増幅素子４
、高周波部品６でＲＦアンプ回路１３が構成されている
。

以上のように構成された高周波増幅器について。

以下その動作を説明する。

入力部９から入力された高周波信号はパターン３を通−
）で、増幅素子４で増幅され、ＭＩＸ回路６に入る。Ｍ
ＩＸ回路６では、ローカル回路Ｔから注入される信号−
とミキシングされ、ミキシングされた信号はＩＦアンプ
回路８で増幅され、出力部１０から出力される。

一般に入力部９から入力された信号を増幅するＲＦアン
プ回路１３には、低雑音特性が必要とされるため、前に
＋＋Ｌ載したようにＲＦアンプ回路１３を構成する前記
基板Ａ、１には、誘電損失の小さい基板が用いられてい
る。また、前記基板１．１は非常に高価であるｌこめ、
他のＭＩ！回路６、ローカル回路γ、ＩＦアンプ回路８
等の周波数が比較的低く、または、損失に対して特性的
に影響が少ない所には、比較的誘電損失は大きいが安価
である通詔工Ｆ帯で使用される基板Ｂ、２が用いられて
いる。そして、基板ム、１と基板Ｂ、２との接続には７
通常、信号ラインに金属弁１１．電源ラインにリード線
１２が用いられている。

発明が解決しようとする課題 １〜かＬながら−１−記の従来の構成では７、低雑音特
性を満足するためｒｔＦアンプ回路１３には誘電損失の
小さい基板である基板ム９１を用いる必要があ−）だ。

ｉ　／？：、この基板ム７１け非常に高価であるため、
ＲＦアンプ回路１３以外の回路であるＭＩＸ回路６　　
ＩＦアンプ回路８．ローカル回路アでは周波数が比較的
低く、または、損失に対して特性的に影響を受けない」
１記箇所にはＩＦ帯で使用可能な比較的誘電損失が大き
いものの安価である基板Ｂ、２が用いられていｌζ０ ゆえに、従来の構成では、基板Ａ、１と基板Ｂ、２の２
種類の基板を使用するため、基板間における信号ライン
、電源ライン部の配線作業が必要となり、量産時におい
ては工数の増加につながるという問題を有していた。

本発明は」１記従来の問題点を解決するもので、信号ラ
イン・電源ライン部の配線作業を必要としない作業性の
優れた高周波増幅器を提供すること金目的とする。

課題を解決するだめの手段 この目的を達成するだめに本発明の高周波増幅器は、高
周波回路の損失のほとんどが入力部とＲＦアンプとの間
の整合パターンによることに着目し、整合パターンのマ
イクロストリップ°ライ／回路に、はんだ接続などに用
いる接続用突起部を有する金属板で構成するとともに、
前記金属板に相対する部分の印刷配線基板をくり貫き、
金属板の下に空気層を設け、低損失の整合パターン回路
を構成するものである。

作用 この構成によって、従来例で記載した誘電損失の小さい
基板ムを使用せずに、誘電損失が比較的大きく１通常Ｉ
Ｆ帯で使用される基板だけを用いることができる。つま
り、前記基板部上に形成される増幅素子の入力インピー
ダンス整合パターン（以降整合パターンと記載する）の
代わりに、基板Ｂ上の前記整合パターンに対応する部分
に、くり貫き部を設け、そのくり貫き部上に金属板で整
合パターンを形成することにより基板ムを省略するもの
である。

すなわち、基板上に形成される整合パターン（ス）　Ｉ
Ｊツブライン）の誘電損失は、その基板のもつｕｎδで
決まるわけであるが、本発明のように、基板−Ｌにくり
貫き部を設け、そのくり貫き部の上に整合パターンを金
属板を用いて形成する構成では、基板の持つｔａｎδに
影響されず、空気の持つｔ、ａｎＪ（ζＯ）で、その整
合パターン上の誘電損失が決まるため、誘電損失の小さ
い基板Ａを用いないで誘電損失の比較的大きい基板８だ
けで、従来並の良好な雑音特性を得ることができる。

ゆえに、本発明において、１種類の基板しか使用しない
ため、従来例のように２Ｓ類の基板を接続する配線作業
を省略することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の実施例における高周波増幅器の構成図
であり、第２図に本発明の部分の拡大図を示し、ａが上
面図で、ｂ、ｃが４〜口の断面図である。また、第３図
には本発明の黄銅板で作られたインピーダンス整合板を
示す。第１図に示すように、この高周波増幅器は誘電損
失が約０．０２３（ｆ＝４ＧＨｚ）と比較的大きいが安
価であるガラス入エポキシ基板２１．厚さ０．２Ｈの黄
銅板で作ったインピーダンス整合用の金属板２２、ガラ
ス人エポキシ基板上に形成されたパターン１６で構成さ
れ、前記パターン１６上には、低雑音用ＧａＡｇよりな
る電界効果型トランジスタ２３、高周波用チップコンデ
ンサ１４が実装されている。

なお図中の２４はＭＩＸ回路、２６は発振器を用いたロ
ーカル回路、２６は１７７７１回路である。

以上のように構成された高周波増幅器について、以下そ
の動作を説明する。

まず、入力部１９から入力された信号は、インピーダン
ス整合部２２を通って電界効果型トランジスタ２３で増
幅され、ＭＸＸ回路２４に入る。

Ｍ（Ｘ回路２４では、ローカル回路２６から注入される
信号とミキシングされ、ミキシングされた信号はＩＦア
ンプ回路２６で増幅され、出力部２０から出力される。

この高周波増幅器の特性の中で、特に重要な特性は、入
力部１９から入力された微弱な高周波信号を増幅すると
きの雑音指数である。全雑音指数（ＮＦｔｏｔａｌ）は
周知の通り次式（１）により計算できる。

ここで、Ｌｌ：入力部の損失（入力部１９から初段増幅
素子までの間の損 失） ＩＰ、：初段増幅素子の雑音指数 ＩＦ２二次段増幅素子の雑音指数 Ｇ、：初段増幅素子の利得 つまり、式（１）より、ＮＦ合計は初段増幅素子に十分
な利得がある場合、初段増幅素子の雑音指数と入力部の
損失でほとんど決定されることが理解できる。増幅素子
において、雑音指数の良好な素子は高価であるため、設
計段階においては、通常、第１に入力部の損失Ｌ１の低
減を行う。この入力部の損失Ｌ１はＲＦ入力端子から初
段増幅素子までの損失であり、この中には、基板上に形
成された初段増幅素子゛の整合パターンによる誘電損失
、不整合損失が含まれている。そして、上記整合パター
ンによる誘電損失Ｌ１は次式（２）で示される。

ここでＪ石青τ：実効誘電率 λ０：波長（比誘電率（’ｒ）＝１のとき）ｔａｎδ：
誘電損 つまり、式（２）より基板の誘電損失は基板の持つ誘電
損ｔａｎδに比例しており、この誘電損ｔａｎδの良好
な基板を用いることにより基板上に形成される整合パタ
ーンの誘電損失を低減することができる。しかしながら
、従来例でも記載したように、この誘電損失の小さい基
板は非常に高価であるため、通常、ＲＦＡｍｐのみに使
用し、他の箇所には安価な基板を使用しており、基板間
における配線作業が必要となっていた。

次に１発明の詳細を第２図、第３図を参照しながら行う
。第２図において、入力部２６と増幅素子２３の間にイ
ンピーダンス整合パターンを黄銅板２２で形成する。黄
銅板２２の形状は第３図のような長方形状をしており、
黄銅板２２中央部には突起部２６を設け、その箇所がパ
ターンにハンダ付けする箇所となっている。また、前記
黄銅板２２に相対する基板２１はくり貫かれており、そ
のくり貫き部１６は、ム方向は黄銅板２２に対し０．４
〜１．０　ＩＩＩ程度大きめに、Ｂ方向は１．０〜２．
０ｕ程度小さめにくり貫いである。ム方向を大きめにく
り貫いた理由は、基板２１の影響を小さくするためで、
Ｂ方向を小さめにくり貫いた理由は、黄銅板２２のム方
向の両端が基板２１の上に乗ることにより、黄銅板２２
を安定させ、黄銅板２２の突起部２６のハンダ付は作業
を行い易くするためである。

以上のような構成により、黄銅板２２の下面は基板２１
がくり貫かれているため黄銅板２２と金属筐体１９０間
（では、空気１Ｂが存在することになる。空気の口、ｎ
δは１周知の通りほぼ０であるため、本発明のインピー
ダンス整合パターンは非常に損失の少ないものとなる。

以上のように本実施例に」ニメ１ば、従来用いられてい
た誘電損失の小さい基板、たとえば、ポリテトラフルオ
ロエチレン基板等の高価な基板を用いる必要がなく、安
価なガラス人エポキシ基板だけてほぼ同等の雑音特性を
得ることができるので。

コスト合理化ができるとともに、２種類の基板を接続す
る配線作業を省略することができる。、さらに本発明に
よれば、黄銅板２２を第２図Ｃ１第３図Ｃのように基板
２１に対ｌ〜、上側に曲げることによ−で雑音特性の微
調整を行うことができるため、従来のような金属性スタ
ブを半田ごてにより、パターンに半田付けする作業が無
くなり、調整時間が短縮になると同時に半田ごてにより
、増幅素子を劣化させるとい一ンだ心配が無くな一ンた
。

なお、本実施例においては、黄銅板２２は、初段増幅素
子の入力部のみに用いたが、初段増幅素子の出力部、次
段以降の増幅素子の入力部、出力部に用いることもでき
る。

また、本実施例においては、黄銅板２２は第３図に示す
ように艮方形の形にしたが、他の多角形、円形、楕円形
等の形にしてもよいことは言う壕でもない。さらに手記
黄銅板２２は他の導電性の金属板にしてもよいことは言
うまでもない３゜発明の効果 以」二の実施例の説明より明らかなように、本発明によ
れば信号入力部と増幅素子の間に形成される整合パター
ンを、金属板で前記整合パターンを構成し、その金属板
に相対する基板をくり貫くとともに、その金属板の２箇
所に突起部を設け、前記信号入力部と増幅素子との接続
を、前記突起部に、はんだ伺けすることにより、損失の
少ない整合パターンを実現することができる。

］またか−）て従来使用していた誘電損失の小さい高価
な基板を使用することなく、安価な１種類の基板のみで
、はぼ同等の優れた雑音特性の整合パターンを構成する
ことができるため、基板間における配線作業を省略する
ことができ、作業性にも優れた高周波増幅器を実現でき
るものであ私。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の高周波増幅器の構成図、第２
図は同部分の拡大図であり、ａが−Ｌ面図、ｂ、ｃが１
図のイーロ断面図、第３図Ｖ、〜Ｃは本発明の黄銅板で
作られたインピーダンス整合板の上面図、側面図と斜視
図、第４図は従来例における高周波増幅器の構成図であ
る。 １６・・・・・・パターン、１９・・・・・・入力部、
２１・・・・・・誘電損失の比較的大きい印刷配線基板
、２２・・・・・・黄銅板（金属板）、２３・・・・・
・増幅素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コネクターあるいは導波等との接続のための入力
   部、高周波増幅用増幅素子、前記入力部と前記増幅素子
   との接続のための整合用マイクロストリップライン回路
   、前記ストリップライン回路が配置された印刷配線基板
   とから成り、前記ストリップライン回路を接続用突起部
   を有した金属板で構成し、前記金属板に相対する部分の
   前記印刷配線基板がくり貫かれてなる高周波増幅器。
2. （２）金属板に相対する部分の印刷配線基板のくり貫き
   寸法が、前記金属板の突起部を有する部分の幅より狭く
   、他方の幅は、前記金属板の幅より広くした請求項１記
   載の高周波増幅器。