JPH03258008A - 位相温度補償型高周波増幅器 - Google Patents

位相温度補償型高周波増幅器

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JPH03258008A
JPH03258008A JP2055590A JP5559090A JPH03258008A JP H03258008 A JPH03258008 A JP H03258008A JP 2055590 A JP2055590 A JP 2055590A JP 5559090 A JP5559090 A JP 5559090A JP H03258008 A JPH03258008 A JP H03258008A
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JP
Japan
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phase
terminal
temperature
frequency amplifier
line
Prior art date
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Pending
Application number
JP2055590A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Kamiogura
上小倉 明宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2055590A priority Critical patent/JPH03258008A/ja
Publication of JPH03258008A publication Critical patent/JPH03258008A/ja
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  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

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〕 この発明はマイクロストリップ回路で構成される位相温
度補償型高周波増幅器に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、マイクロ波帯の高周波増幅器では小型/軽量化の
ため、能動素子として電界効果トランジスタ(以下、F
ETという。)を用い、前記FETのゲート端子、およ
びドレイン端子にそれぞれマイクロストリップ線路を接
続することによりマイクロストリップ回路を構成した高
周波増幅器が知られている。
上述の高周波増幅器の一実施例を第2図に示す。
第2図で(1)はFET、 (la)は前記FETのゲ
ート端子、 (lb)は前記FETのドレイン端子、 
(lc)は前記FETのソース端子、(2)は信号入力
端子(3)は第1のコンデンサ、(4)は入力整合回路
を構成する第1のマイクロストリップ線路、(5)は出
力整合回路を構成する第2のマイクロストリップ線路、
(6)は第2のコンデンサ、 (7) i*信号出力端
子、(8)はゲート側バイアス端子、(9)はドレイン
側バイアス端子、 (10)はグランド端子である。
次に動作について説明する。F E T (1)の7−
ス端子(lc)はグランド端子〔10)に接地し、この
接地点に対してゲート端子(la)にゲート側バイアス
端子(8)を介して負電圧を、またドレイン端子(1b
)にドレイン側バイアス端子(9)を介して正電圧を印
加して適正なバイアス状態に設定すると、FE T (
1)は増幅素子として動作可能な状態となる。
さらに入力側のインピーダンス整合をとる第1のマイク
ロストリップ線路(4)および出力側のインピーダンス
整合をとる第2のマイクロストリップ線路(5)によっ
て動作周波数帯におけるFET(1)の入力および出力
インピーダンスと外部回路のインピーダンスとを整合さ
せることにより、信号入力端子(2)に入力された高周
波信号は増幅されて信号出力端子(7)より出力される
なお、第1のコンデンサ(3)は、ゲート端子へのバイ
アス電流が入力端子から外部へ漏れ出さないように機能
するDCカットである。同様に第2のコンデンサ(6)
は、ドレイン側バイアスのためのDCカットである。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の高周波増幅器は以上のように構成されているので
、環境温度の変化によってFETのインピーダンスが変
化した場合に、これに関連して増幅器から出力される信
号の位相も変動する。すなわち第3図の破線Aに示すよ
うに、温度Tが基準値T。から変化した場合1位相ψも
ψ、からψ。。
またはψ−のように変化する。さらにFET個々のばら
つきによってインピーダンスの温度変動度にもばらつき
が生じるため、複数の増幅器間で位相特性の温度変動度
にばらつきが生じるという現象があった。
このため、複数の増幅器間の位相温度特性が問題になる
ような通信システム、例えばマルチビームアンテナ装置
では従来の高周波増幅器に関して次に述べるような課題
があった。
マルチビームアンテナ装置では、第5図に示すように複
数のアンテナ素子a1〜a、1からの信号を複数のグイ
プレクサb1〜b9および複数の高周波増幅器c1〜C
Nを介して受信ビーム形成回路dで合成することによっ
てビームを形成する。このとき各信号の位相量を変える
ことによって電気的にビームの方向を変えることができ
るのが特長である。
しかるに、従来の増幅器をこのマルチビームアンテナ装
置に用いる際には、各々の増幅器に温度の差が生した際
には増幅器によって位相が異なってしまう。また、すへ
ての増幅器の温度が均一に設定されたとしても、各々の
増幅器によって位相の温度変動度が異なるために、やは
り増幅器によって信号位相が異なってしまう。
従って、従来の増幅器の持つ上記2つの要素のため、ア
ンテナ素子a1〜aNからの各信号間で温度による位相
のばらつきが生じ、システムとしての必要なビーム方向
に関する誤差、および利得の低下を生じるという解決す
べき課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、温度によらず一定の位相を保つ高周波増幅器を
得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る位相温度補償型高周波増幅器は。
温度によって位相が変化するようにバイアスが制御され
たバラクタダイオードをブランチライン型又はインタデ
ィジタル型ハイブリッド線路を介して従来の高周波増幅
器に付加したものである。
〔作用〕
この発明における位相温度補償型高周波増幅器は、バラ
クタダイオードのバイアス値を正特性サーミスタによっ
て温度制御し、バラクタダイオードの位相を温度によっ
て変化させることにより。
FETの位相温度変動を補償し、温度によらず増幅器全
体の位相を常に一定に保つことを可能とする。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図(a)で(1)はFET、(la)は前記FETのゲ
ート端子、 (lb)は前記FETのドレイン端子、 
(lc)は前記FETのソース端子、(2)は信号入力
端子、(3)は第1のコンデンサ、(4)は入力整合回
路を構成する第1のマイクロストリップ線路、(5)は
出力整合回路を構成する第2のマイクロストリップ線路
、(6)は第2のコンデンサ、(7)は信号出力端子、
(8)はゲート側バイアス端子。
(9)はドレイン側バイアス端子、 (10)は第1の
グランド端子、 (lla)はマイクロストリップ線路
によって構成されるブランチライン型ハイブリッド線路
、 (12)は第1のバラクタダイオード、 (13)
は第2のバラクタダイオード、 (14)は第3のマイ
クロストリップ線路、 (15)は第4のマイクロスト
リップ線路、 (16)は正特性サーミスタ、 (17
)は第1の抵抗、 (18)は第2の抵抗、 (19)
は第3の抵抗(20)は第4の抵抗、 (21)は正電
圧電源、 (22)は第3のコンデンサ、 (23)は
第2のグランド端子、(24)は第3のグランド端子、
 (25)は第4のグランド端子である。
次に動作について説明する。F E T (1)のソー
ス端子(1c)を第1のグランド端子(lO)に接地し
この接地点に対してゲート端子〔1a〕にゲート側バイ
アス端子(8)を介して負電圧を、またドレイン端子(
lb)にトレイン側バイアス端子(9)を介して正電圧
を印加して適正なバイアス状態に設定すると、FET(
1)か増幅素子として動作可能な状態となる点は従来の
高周波増幅器とまったく同じである。
サラに、第1のマイクロストリップ線路(4)および第
2のマイクロストリップ線路(5)によって動作周波数
帯におけるF E T (1)の入力および出力インピ
ーダンスと外部回路のインピーダンスとを整合させるこ
とにより、信号入力端子(2)に入力された高周波信号
が増幅されて信号出力端子(7)より出力されるも従来
の高周波増幅器と全く同しである。
また、第1のコンデンサ(3)が、ゲート端子へのバイ
アス電流が入力端子から外部へ漏れ出さないようなりC
カットとして機能する点、同様に第2のコンデンサ(6
)が、ドレイン側バイアスのためのDCカットである点
も従来の高周波増幅器と同一である。
しかし、この発明による位相温度補償型高周波増幅器で
は、ブランチライン型ハイブリット線路(11)、  
ブランチライン型ハイブリッド線路(1■)と第2のグ
ランド端子(23)の間に接続された第1のバラクタダ
イオード(12)、およびブランチライン型ハイブリッ
ド線路(lla)と第3のグランド端子〔24)の間に
接続された第2のバラクタダイオード(13)とによっ
て可変移相回路を形成し、増幅器の位相の温度補償を行
なうことができる。
バラクタダイオードにかかる電圧は、正電圧電源(21
)により供給される電圧を第3の抵抗(19)と正特性
サーミスタ(16)、正特性サーミスタに並列接続され
た第1の抵抗(17)および正特性サーミスタと第4の
グランド端子(25)の間に接続された第2の抵抗(1
8)を用いて適当な値に抵抗分割し、これを保護抵抗で
ある第4の抵抗(20)を介し、さらに、誘導性の第3
のマイクロストリップ線路(14)と開放端をもつ容量
性の第4のマイクロストリップ線路(15)とで構成さ
れる高周波雑音に対するチョーク回路を介することによ
って印加される。
上述のようにして適当な電圧を印加すると、2個のバラ
クタダイオードは互いに等しい一定の容量値をもつ。
FET(1)によって増幅された高周波信号はブランチ
ライン型ノ1イブリッド線路(lla)を介して2個の
バラクタダイオード(12)(13)に入力されるが、
ここで信号は反射され、再びブランチライン型ハイブリ
ッド線路(lla)を経て信号出力端子(7)に伝搬す
る。この際にバラクタダイオードのもつ容量値によって
位相が変化する。
従ってバラクタダイオードの印加電圧を変化させると、
これに応じてノ1イブリッド線路及び2個のバラクタダ
イオードからなる移相器回路部の位相が変化する。第4
図の曲線Cは/4ラクタダイオードの端子間電圧と移相
器の位相量との関係を示した特性曲線である。この図で
常温での基準電圧として■。なる電圧を与えると、移相
器はφ。なる位相値をもつ。
ここで環境温度が変化すると、正特性サーミスタ(16
)の抵抗値が変化するためにtXIラクタダイオードの
印加電圧も変化し、高温の場合は電圧が増加し3例えば
V。の値になる。これに応じて移相器回路部の位相はφ
。の値に変化する。逆に低温側では印加電圧が減少し1
位相もφ−の値に変化する。
このとき増幅器全体では、第3図の破線Aに示すFET
の位相温度特性を上述のように移相器回路部の制御され
た位相温度特性で補償するため。
実戦Bに示すように温度によらず一定の位相値を得るこ
とができる。
さらに、第3の抵抗(19)と、正特性サーミスタ(1
6)、第1の抵抗(17)、及び第2の抵抗(18)と
の分割比を変えることによって移相器回路部の位相量を
任意に設定できるので、FETのばらつきによって生ず
る位相量のばらつきを一定にするような調整ができる。
また、第1の抵抗(17)、及び第2の抵抗(18)の
値を変えて正特性サーミスタの温度変化量を緩和し、2
個のバラクタダイオードへの印加電圧の温度変動度を調
節することにより、FETの温度による位相変動度のば
らつきに対する調整ができる。
またブランチライン型/\イブリッド線路を用(1てい
るため、バラクタダイオードのインピーダンスによらず
増幅回路部と移相器回路部とのマンチングは良好に保た
れる。従って移相器部分ではFETによる増幅機能を妨
げることなく位相量のみを変化させることができる。
さらに、2個のバラクタダイオードへの印加電圧は、移
相器回路部の外部に対して何ら影響を与えないよう、第
2のコンデンサ(6)及び第3のコンデンサ(20)に
よりブロックされる。
第1図(b)はこの発明の他の実施例を示す図であり、
第1図(a)と異なるところはブランチライン型ハイブ
リッド線路(lla)をインタディジタル型ハイブリッ
ド線路(llb)としたところであり。
その作用、効果は第1図(a)に示したものと同様であ
る。
なお上記実施例ではハイブリッド線路としてブランチラ
イン型、インタディジタル型のノ蔦イブリッド線路を用
いたが、2個のバラクタダイオードなどにより可変移相
回路を形成するものであれば他のハイブリッド線路も適
用可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、2個のバラクタダイ
オードをハイブリッド路線を介して高周波増幅器に接続
し、2個のバラクタダイオードのバイアス値を環境温度
の変動に従って変化させられるように構成したので、バ
ラクタダイオードの位相を環境温度によって変化させる
ことにより。
FETの位相の温度変動を補償し、結果としてFET個
々の位相のばらつき、FET個々の位相温度変動度のば
らつき、及び環境温度の変化によらず常に一定の位相量
を得られる位相温度補償型高周波増幅器を得られる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はこの発明による位相温度補償型高周波増
幅器の一実施例を示す構成図、第1図(b)はこの発明
による位相温度補償型高周波増幅器の他の実施例を示す
構成図、第2図は従来の高周波増幅器を示す構成図、第
3図は高周波増幅器の位相の温度依存性を示す特性図、
第4図はパラクタダイオードとブランチライン型/)イ
ブリット線路により構成した移相回路における印加電圧
と移相量の変化を示す特性図、第5図は高周波増幅器を
用いたマルチビームアンテナ装置の一実施例を示す図で
ある。 図において、(1)はFET、(la)は前記FETの
ゲート端子、 (lb)は前記FETのドレイン端子。 (lc)はFETのソース端子、(2)は信号入力端子
(3)は第1のコンデンサ、〔4)は第1のマイクロス
トリップ線路、(5)は第2のマイクロストリップ線路
、(6)は第2のコンデンサ、(7)は信号出力端子、
(8)はゲート側バイアス端子、(9)はドレイン側バ
イアス端子、 (10)は第1のグランド端子、 (l
la)はブランチライン型ハイブリッド線路、 (ll
b)はインタディジタル型ハイブリット線路、 (12
)は第1のバラクタダイオード、 (13) tよ第2
のバラクタダイオード、 (14)は第3のマイクロス
トリップ線路、 (15)は第4のマイクロストリップ
線路、 (16)は正特性サーミスタ、 (17)は第
1の抵抗、 (18)は第2の抵抗、 (19)は第3
の抵抗、 (20)は第4の抵抗、 (21)は正電圧
電源(22)は第3のキャパシタ、 (23)は第2の
グランド端子、 (24)は第3のグランド端子、 (
25)は第4のグランド端子である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電界効果トランジスタと,一端が前記電界効果ト
    ランジスタのゲート端子に接続され,他端が信号入力端
    子を構成する第1のマイクロストリップ線路と,一端が
    前記電界効果トランジスタのドレイン端子に接続される
    第2のマイクロストリップ線路と,出力信号端子とで構
    成される高周波増幅器において,一端が前記第2のマイ
    クロストリップ線路に接続し,他端が前記出力信号端子
    に接続するブランチライン型ハイブリッド線路と,一端
    が前記ブランチライン型ハイブリッド線路に接続し,他
    端がグランドに接続する2個のバラクタダイオードと,
    一端が前記2個のバラクタダイオードに接続し,他端が
    電源に接続するバイアス回路と,一端が前記バイアス回
    路に接続し,他端がグランドに接続する正特性サーミス
    タとを備えたことを特徴とする位相温度補償型高周波増
    幅器。
  2. (2)電界効果トランジスタと,一端が前記電界効果ト
    ランジスタのゲート端子に接続され,他端が信号入力端
    子を構成する第1のマイクロストリップ線路と,一端が
    前記電界効果トランジスタのドレイン端子に接続される
    第2のマイクロストリップ線路と,出力信号端子とで構
    成される高周波増幅器において,一端が前記第2のマイ
    クロストリップ線路に接続し,他端が前記出力信号端子
    に接続するインタディジタル型ハイブリッド線路と,一
    端が前記インタディジタル型ハイブリッド線路に接続し
    ,他端がグランドに接続する2個のバラクタダイオード
    と,一端が前記2個のバラクタダイオードに接続し,他
    端が電源に接続するバイアス回路と,一端が前記バイア
    ス回路に接続し,他端がグランドに接続する正特性サー
    ミスタとを備えたことを特徴とする位相温度補償型高周
    波増幅器。
JP2055590A 1990-03-07 1990-03-07 位相温度補償型高周波増幅器 Pending JPH03258008A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603343B2 (en) 2001-12-18 2003-08-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Phase correction circuit for transistor using high-frequency signal
WO2018071634A1 (en) * 2016-10-14 2018-04-19 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Phase shifters for gallium nitride amplifiers and related methods
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