JPH0342901A - プッシュプル増幅器 - 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】 ［概要］ マイクロ波送信機の電力増幅部などに使用されるプッシ
ュプル増幅器に関し、 広帯域のマイクロ波送信機などに適用できるようにする
ことを目的とし、 第１の端子を被増幅信号入力端子に接続すると共に第２
の端子を無反射終端して、第３及び第４の端子にそれぞ
れ互いに１８０°の位相差にある信号を得るようになさ
れた中点アース端子を有しない第１の１８０′″ハイブ
リッド・カプラと、該第１の１８０°ハイブリッド・カ
プラの前記第３及び第４の端子にそれぞれその入力端子
を接続された第１及び第２の増幅器と、該第１及び第２
の増幅器の出力端子にそれぞれその入力端子を接続され
た第１及び第２の両端接地型帯域フィルタと、第１及び
第２の端子をそれぞれ前記第１及び第２の両端接地型帯
域フィルタの出力端子に接続すると共に第３の端子を無
反射終端して、第４の端子に前記被増幅信号を増幅した
増幅信号を得るようになされた中点アース端子を有しな
い第２の１８０°ハイブリッド・カプラとを設けて構成
する。

［産業上の利用分野］ 本発明はマイクロ波送信機の電力増幅部などに使用され
るプッシュプル増幅器に関する。

一般に、この種、プッシュプル増幅器においては、信号
分配用及び信号合成用の位相反転器として、それぞれ１
８０°ハイブリッド・カプラが使用される。特に、信号
合成用の１８０°ハイブリッド・カプラとしては、被増
幅信号の正側を増幅する増幅器及び負側を増幅する増幅
器の出力信号にそれぞれ含まれる第２次高調波底分をこ
の信号合成用の１８０°ハイブリッド・カプラにおいて
打ち消すようにするため、中点アース端子を有するｔｓ
ｏ”ハイブリッド・カプラが必要とされる。

［従来の技術］ 従来、かかるプッシュプル増幅器として第７図及び第８
図にそれぞれその回路図及び等価回路図を示すようなも
のが提案されている。

このプッシュプル増幅器は、被増幅信号Ｓ＋が供給され
る被増幅信号入力端子１を信号分配用の１８０°ハイブ
リッド・カプラ２の端子３１に接続し、この１８０°ハ
イブリッド・カプラ２の端子３２及び３Ｓをそれぞれ増
幅器４及び５の入力端子に接続し、これら増幅器４及び
５の出力端子をそれぞれ信号合成用の１８００ハイブリ
ッド・カプラ６の端子７３及び７２に接続し、このｉｓ
ｏ”ハイブリッド・カプラ６の端子７１を増幅信号出力
端子８に接続して構成されている。

ここに、信号分配用の１８０°ハイブリッド・カプラ２
は、誘電体基板上に線路９及び１０をリング状に組み合
わせて設け、その一部をλ／４平行結合線路とし、線路
９の一端及び線路１０の一端をそれぞれ接地するととも
に、端子３４を５０［Ω］の抵抗からなる無反射終端器
１１に接続し、端子３１に供給される被増幅信号Ｓｌを
端子３２及び３゜に分配し、これら端子３２及び３３に
それぞれ位相差０°の被増幅信号Ｓ１及び位相差１８０
°の被増幅信号Ｓｂを出力できるように構成されている
。

なお、この１８０″″ハイブリッド・カプラ２において
は、端子３１．３３間の結合線路部分が実質上、中点ア
ース端子を形成することになる。

また、増幅器４及び５は、Ａｓ２級ないしＢ級動作を行
うように構成され、その出力端子にそれぞれ被増幅信号
Ｓ、及びＳｂの正側を増幅してなる信号ＳＡ及び信号Ｓ
Ｂを出力するようにされている。

また、信号合成用の１８０°ハイブリッド・カプラ６は
信号分配用の１８０°ハイブリッド・カプラ２と同一構
造の゛ハイブリッド・カプラであり、その線路１２．１
３、端子７１．７２．７３．７４及び無反射終端器１４
は、それぞれ１８０８ハイブリッド・カプラ２の線路９
．１０、端子３１，３２．３１．３４及び無反射終端器
１１に対応している。かかる１８０°ハイブリッド・カ
プラ６においては、端子７３及び７２に供給される信号
ＳＡ及びＳａが合成され、端子７１に被増幅信号ＳＩを
増幅してなる増幅信号Ｓ。が得られる。

なお、この１８０’ハイブリッド・カプラ６においても
、端子７１．７３間の結合線路部分が実質上、中点アー
ス端子を形成することになる。このため、増幅器４及び
５から出力される信号ＳＡ及びＳＲに含まれる第２次高
調波成分は、この中点アース端子において打ち消されて
しまう。

したがって、このプッシュプル増幅器によれば、増幅信
号出力端子８に第２次高調波成分を含まない増幅信号Ｓ
。を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、１８０°ハイブリッド・カプラ２及び６
は、その帯域がきわめて狭く、中心周波数ｆ、に対して
ｆ、±０．２　ｆｏとされている。このため、かかる従
来のプッシュプル増幅器は、その帯域を狭くしており、
広帯域が要求されるマイクロ波送信機などには使用する
ことができないという問題点があった。

そこで、この場合、１８０°ハイブリッド・カプラ２及
び６の代わりに、いわゆる１８０°クロスオーバーハイ
ブリッド・カプラ（１８０”　ＣＲＯ８ＳＯＶＥＲＨＹ
ＢＲＩＤ　Ｃ０ＵＰＬＥＲ）など、広帯域特性を有する
ハイブリッド・カプラを使用することにより、この問題
点を解消し、プッシュプル増幅器の広帯域化を図ること
が考えられる。

しかしながら、かかる広帯域特性を有するハイブリッド
・カプラは実質上、中点アース端子を有しておらず、こ
れをこのまま使用する場合には、増幅器４及び５の出力
信号ＳＡ及びＳＲに含まれる第２次高調波成分を打ち消
すことができないという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑み、増幅信号に第２次高調波成
分を含まないようにすると共に、その広帯域化を図り、
広帯域のマイクロ波送信機などに適用できるようにした
プッシュプル増幅器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図及び第２図はそれぞれ本発明のプッシュプル増幅
器を示す原理ブロック図及び原理等価回路図である。

図中、２０は被増幅信号Ｓｌが供給される被増幅信号入
力端子、２１は中点アース端子を有しない第１の１８０
°ハイブリッド・カプラ、２２は第１の増幅器、２３は
第２の増幅器、２４は第１の両端接地型帯域フィルタ、
２５は第２の両端接地型帯域フィルタ、２６は中点アー
ス端子を有しない第２の１８０゜ハイブリッド・カプラ
、２７は増幅信号出力端子である。

ここに、中点アース端子を有しない第１の１８０゜ハイ
ブリッド・カプラ２１は、第１、第２、第３及び第４の
端子２８１．２８２．２８３及び２８４を有し、第１の
端子２８１を被増幅信号入力端子２０に接続すると共に
第２の端子２８２を無反射終端して、第１の端子２８．
に供給される被増幅信号Ｓｌを第３及び第４の端子２８
３及び２８４に分配し、これら第３及び第４の端子２８
３及び２８４にそれぞれ互いに１８０゜の位相差にある
信号Ｓ、及びＳｂを得るように構成されており、第３及
び第４の端子２８３及び２８４は、それぞれ第１及び第
２の増幅器２２及び２３の入力端子に接続されている。

なお、２９は無反射終端器を示している。

また、第１及び第２の増幅器２２及び２３は、例えばＡ
ｓ２級ないしＢ級動作を行うようにされており、それぞ
れその出力端子に信号Ｓ、及びＳｂの正側を増幅してな
る信号ＳＡ及びＳＲを出力するようにされている。なお
、これら第１及び第２の増幅器２２及び２３の出力端子
は、それぞれ第１の両端接地型帯域フィルタ２４及び第
２の両端接地型帯域フィルタ２５の入力端子に接続され
ている。

また、中点アース端子を有しない第２の１８０゜ハイブ
リッド・カプラ２６は、第１、第２、第３及び第４の端
子３０１．３０２．３０３及び３０４を有し、第１及び
第２の端子３０＋及び３０２をそれぞれ第１及び第２の
両端接地型帯域フィルタ２４及び２５の出力端子に接続
すると共に第３の端子３Ｃｈを無反射終端して、第４の
端子３０４に被増幅信号ＳＬを増幅した増幅信号Ｓ。を
出力するように構成されており、この第４の端子３０４
は、増幅信号出力端子２７に接続されている。なお、３
１は無反射終端器を示している。

ここで、中点アース端子とは、独立して存在する中点ア
ース端子のほか、等価的にみなされる中点アース端子を
含む概念である。

［作用］ 本発明においては、第１及び第２の増幅器２２及び２３
の出力信号ＳＡ及びＳＲに含まれる第２次高調波底分は
、第１及び第２の両端接地型帯域フィルタ２４及び２５
の接地端を通じて打ち消し合うことになる。即ち、本発
明においては、第１及び第２の両端接地型帯域フィルタ
２４及び２５と、中点アース端子を有しない第２の１８
０°ハイブリッド・カプラ２６とで、第２図に示すよう
に、等価的に中点アース端子３２を有する信号合成用の
位相反転器３３が構成されることになる。

また、中点アース端子を有しない第１及び第２の１８０
°ハイブリッド・カプラ２１及び２６は、広帯域特性を
有しているので、本発明のプッシュプル増幅器は、広帯
域特性を示すことになる。

したがって、本発明によれば、増幅信号Ｓ。に第２次高
調波底分を含まないようにすると共に、その広帯域化を
図ることができる。

［実施例］ 以下、第３図及び第４図を参照して、本発明の一実施例
につき説明する。

第３図及び第４図はそれぞれ本発明の一実施例を示す回
路図及び等価回路図であり、図中、４０は被増幅信号Ｓ
＋が供給される被増幅信号入力端子、４１は信号分配用
の１８０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ、４２
及び４３はそれぞれ増幅器、４４及び４５はそれぞれ９
０°クロスオーバ・ハイブリ・ノド・カプラ（９０°Ｃ
ＲＯ８ＳＯＶＥＲＨＹＢＲＩＤ　Ｃ０ＵＰＬＥＲ）　、
　４６は信号合成用の１８０°クロスオーバ・ハイブリ
・ノド・カプラ、４７は増幅信号出力端子である。

ここに、被増幅信号入力端子４０は、信号分配用の１８
０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４１のインプ
ット・ボート（ＩＮＰＵＴ　ＰＯＲＴ　）　４８１に接
続されている。

また、この　信号分配用の１８０　’クロスオーバ・ハ
イブリッド・カプラ４１は、そのアイソレイテッド・ボ
ート　（ｌ５ＯＬＡＴＥＤ　ＰＯＲＴ　）４ｈを５０［
Ωコの抵抗からなる無反射終端器４９に接続され、その
カップルド・ボート（Ｃ０ＵＰＬＥＤ　ＰＯＲＴ　）　
４８ｓ及びメインライン・ボート　（ＭＡＩＮＬＩＮＥ
　ＰＯＲＴ　＞　４８４をそれぞれ増幅器４２及び４３
の入力端子に接続されている。なお、これら増幅器４２
及び４３は、Ａｓ２級ないしＢ級・動作を行うようにＩ
ｌｒ＆、されている。

また、これら増幅器４２及び４３の出力端子は、それぞ
れ９０”クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４４及び
４５のインプット・ボート（ＩＮＰＵＴ　ＰＯＲＴＳ　
）５０１及び５１１に接続されている。

また、９０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４４
は、そのカップルド・ボート５０３及びメインライン・
ボート５０４をそれぞれ接地され、両端接地型の帯域フ
ィルタとして構成されている。なお、そのアイソレイテ
ッド・ボート５０２は信号合成用の１８０°クロスオー
バ・ハイブリッド・カプラ４６のメインライン・ボート
５２４に接続されている。

また、９０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４５
も、そのカップルド・ボート５１３及びメインライン・
ボート５１４を接地され、両端接地型の帯域フィルタと
して構成されている。なお、そのアイソレイテッド・ボ
ート５１２は信号合成用の１８０゜クロスオーバ・ハイ
ブリッド・カプラ４６のカップルド・ボート５２３に接
続されている。

また、この信号合成用の１８０°クロスオーバ・ハイブ
リッド・カプラ４６は、そのアイソレイテッド・ボート
５２２を５０［Ω］の抵抗からなる無反射終端器５３に
接続され、そのインプット・ボート５２Ｋを増幅信号出
力端子４７に接続されている。

かかる本実施例においては、１８０′″クロスオーバ・
ハイブリッド・カプラ４１は、そのインプット・ボート
４８、に供給される被増幅信号Ｓ＋を分配し、そのカッ
プルド・ボート４８３及びメインライン・ボート４８４
にそれぞれ位相差０°の被増幅信号Ｓ、及び位相差１８
０°の被増幅信号Ｓｂを出力する。

そこで、増幅器４２及び４３は、その出力端子にそれぞ
れ被増幅信号Ｓ、及びｓｂの正側を増幅してなる信号Ｓ
＾及びＳＲを出力し、これら信号ＳＡ及びＳＲを、それ
ぞれ９０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４４及
び４５を介して１８０°クロスオーバ・ハイブリッド・
カプラ４６のメインライン・ボート５２４及びカップル
ド・ボート５２３に供給する。

そして、この１８０′″クロスオーバ・ハイブリッド・
カプラ４６は、信号Ｓ＾及びＳＢを合成し、そのインプ
ット・ボート５２１に被増幅信号Ｓｌを増幅してなる増
幅信号Ｓ。を出力する。

ここに、増幅信号出力端子４７に増幅信号Ｓｏを得るこ
とができる。

かかる本実施例においては、９０゛クロスオーバ・ハイ
ブリッド・カプラ４４は、そのカップルド・ボート５０
３及びメインライン・ボート５０４を接地され、両端接
地型の帯域フィルタとして構成されており、また、９０
°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４５も、そのカ
ップルド・ボート５１３及びメインライン・ボート５１
４を接地され１両端接地型の帯域フィルタとして構成さ
れているので、増幅器４２及び４３の出力信号ＳＡ及び
ＳＲに含まれる第２次高調波底分は、これら９０”クロ
スオーバ・ハイブリッド・カプラ４４及び４５のメイン
ライン・ボート５０４及び５１４、カップルド・ボート
５０．及び５１．を通じて打ち消し合うことになる。

即ち、本実施例においては、９０°クロスオーバ・ハイ
ブリッド・カプラ４４．４５と、１８０＠クロスオーバ
・ハイブリッド・カプラ４６とで、第４図に示すように
、等価的に中点アース端子５４を有する信号合成用の位
相反転器５５が構成されることになる。

また、１１１１０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプ
ラ４１，４６及び９０°クロスオーバ・ハイブリッド・
カプラ４４．４５は、１．０〜１８．０ＧＨｚの広帯域
特性を有しており、上述のように、９０”クロスオーバ
・ハイブリッド・カプラ４４及び４５は、両端接地型の
帯域フィルタとして構成されているだけであるから、本
実施例のプッシュプル増幅器は全体として広帯域特性を
有することになる。

したがって、本実施例によれば、増幅信号Ｓ。

に第２次高調波戒分を含まないようにすると共に、その
広帯域化を図ることができるので、広帯域特性が要求さ
れるマイクロ波送信機に適用することができる。

なお、上述の実施例においては、本発明中、中点アース
端子を有しない第１及び第２の１８０°ハイブリッド・
カプラ２１及び２６として、それぞれ１８０°クロスオ
ーバ・ハイブリッド・カプラ４１及び４６を使用した場
合につき述べたが、この代わりに、第５図にその構成図
を示すような、いわゆる１８０°クロスオーバ・マジッ
ク“Ｔ”（１８０°ＣＲＯ−８ＳＯＶＥＲＭＡＧＩＣ”
　Ｔ　”　）を使用することもできる。

ここに、図中、５６、はインプット・ボート、５６２は
アイソレイテッド・ボート、５６３はカップルド・ボー
ト、５６４はメインライン・ボートを示している。この
１８０’クロスオーバ・マジック′Ｔ″も１．０〜１８
．０ＧＨ２の広帯域特性を有しているので、上述同様の
作用効果を得ることができる。

また、上述の実施例においては、本発明中、第１及び第
２の両端接地型帯域フィルタ２４及び２５をそれぞれ９
０°クロスオーバ・ハイブリッド・カプラ４４及び４５
で構成した場合につき述べたが、この代わりに、それぞ
れ、第６図にその構成図を示すような、いわゆる９０°
ノン−クロスオーバ・パイプ！Ｊ　ット・カフ　ラ（９
０’　Ｎ０Ｎ−ＣＲＯＳＳＯＶＥＲＨＹＢＲＩＤＣＯＵ
ＰＬＥＲ）で構成することもでき、この場合にも、上述
同様の作用効果を得ることができる。なお、図中、５７
１はインプット・ボート、５７□はアイソレイテッド・
ボート、５７３はカップルド・ボート、５７４はメイン
ライン・ボートを示している。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、信号分配用の位相反転
器及び信号合成用の位相反転器にそれぞれ中点アースを
有しない１８０４ハイブリッド・カプラを使用するとと
もに、第１及び第２の増幅器の出力に含まれる第２次高
調波戒分を第１及び第２の両端接地型帯域フィルタを利
用して打ち消すという構成を採用したことにより、増幅
信号に第２次高調波戒分を含まないようにすると共に、
その広帯域化を図ることができるので、広帯域特性が要
求されるマイクロ波送信機などに適用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明のプッシュプル増幅
器を示す原理ブロック図及び原理等価回路図、 第３図及び第４図はそれぞれ本発明の一実施例を示す回
路図及び等価回路図、 第５図は１８０°クロスオーバ・マジック゛Ｔ”を示す
構成国、 第６図は９０°ノン−クロスオーバ・ハイブリッド・カ
プラを示す構成国、 第７図及び第８図はそれぞれ従来のプッシュプル増幅器
を示す回路図及び等価回路図である。 ２０．４０・・・被増幅信号入力端子 ２７．４７・・・増幅信号出力端子 ４１゜ ４４． ４６・・・１８０＠クロスオーバ・ ハイブリッド・カプラ ４５・・・９０°クロスオーバ・ ハイブリッド・カブラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被増幅信号（Ｓ＿１）が供給される被増幅信号入力端子
   （２０）と、 第１、第２、第３及び第４の端子（２８＿１、２８＿２
   、２８＿３、２８＿４）を有し、前記第１の端子（２８
   ＿１）を前記被増幅信号入力端子（２０）に接続すると
   共に前記第２の端子（２８＿２）を無反射終端して、前
   記第１の端子（２８＿１）に供給される被増幅信号（Ｓ
   ＿１）を前記第３及び第４の端子（２８＿３、２８＿４
   ）に分配し、前記第３及び第４の端子（２８＿３、２８
   ＿４）にそれぞれ互いに１８０°の位相差にある信号（
   Ｓ＿ａ、Ｓ＿ｂ）を得るようになされた中点アース端子
   を有しない第１の１８０°ハイブリッド・カプラ（２１
   ）と、該第１の１８０°ハイブリッド・カプラ（２１）
   の前記第３及び第４の端子（２８＿３、２８＿４）にそ
   れぞれその入力端子を接続された第１及び第２の増幅器
   （２２、２３）と、 該第１及び第２の増幅器（２２、２３）の出力端子にそ
   れぞれその入力端子を接続された第１及び第２の両端接
   地型帯域フィルタ（２４、２５）と、第１、第２、第３
   及び第４の端子（３０＿１、３０＿２、３０＿３、３０
   ＿４）を有し、前記第１及び第２の端子（３０＿１、３
   ０＿２）をそれぞれ前記第１及び第２の両端接地型帯域
   フィルタ（２４、２５）の出力端子に接続すると共に前
   記第３の端子（３０＿３）を無反射終端して、前記第４
   の端子（３０＿４）に前記被増幅信号（Ｓ＿１）を増幅
   した増幅信号（Ｓ＿０）を得るようになされた中点アー
   ス端子を有しない第２の１８０°ハイブリッド・カプラ
   （２６）と、 該第２の１８０°ハイブリッド・カプラ（２６）の前記
   第４の端子（３０＿４）に接続された増幅信号出力端子
   （２７）とを 設けてなることを特徴とするプッシュプル増幅器。