JPH03503468A

JPH03503468A - プッシュプル分布増幅器

Info

Publication number: JPH03503468A
Application number: JP1503071A
Authority: JP
Inventors: グルッチャラ、ミカエル、イー．; コラー、デービッド、シー．
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1991-08-01
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: DE68915441D1; ATE105982T1; AU629857B2; AU4227389A; WO1989009513A1; EP0409851B1; CA1283713C; EP0409851A1; DE68915441T2; EP0409851A4; JPH0724372B2; RU2103805C1; US4797628A

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】

プッシュプル分布増幅器 ■　発明の分野本発明は、線形電子増幅システムに関する。より具体的には、分布増幅器の高効率、低ひずみ、もしくは高電力またはこれらの組み合わせに関する。 ■　発明の背景多くの電子増幅器にとって、増幅器部品は広帯域幅、高出力で、低い信号ひずみであることが必要である。例えば低レベルの無線干渉信号が分布型の広帯域幅線形増幅器によって増幅される無線干渉伝送の分野におけるようにである。増幅された信号は次に、空中放射のためアンテナ部品に向けられる。こうした電子機器の増幅器にあって、そこから得ることができる出力は、所望の放射領域を達成するのに十分なものでなければならない。さらに、入力信号のスペクトル要素が増幅過程で変化を受けないように低ひずみであることが要求される。しかし、所望の広帯域幅と電力を提供することができる典型的な増幅器の機器構成、例えば分布増幅器のようなものもまｊ；、問題のひずみを出すものとなっている。分布増幅器は、真空管とかソリッドステート装置のような多数の独立した増幅装置から成る増幅器システムである。各増幅装置の入力端子は、入力回線に接続されており、またそれに対応して、各増幅装置の出力端子は出力回線に接続されている。これら分布型増幅システムの入力と出力の回線は、これらの回線の集中したパラメータの一部として各増幅装置の非励振反応素子、’ｐａｒｉｓ＋、ｉｃ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｅｌｅ＋ｎｅｎｔｓ］、キャパシタンスおよびインダクタンスを利用する集中素子送電線となるよう設計されている。集中素子送電線については当業者間に周知であるし、例えばＲｏｂｅｒｔｓに付与された米国特許第２０１８３２０号ｒＲａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ」にも記載されている。増幅器に適用された集中素子送電線については、例えば、Ｋｏｂｂｅ　ｅ’ｔ　ａｌ、に付与された米国特許第２９３０９８６号ｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ４に記載されている。分布増幅器において、各連続増幅装置への入力信号は入力回線の遅れによって遅れ、また出力回線の遅れは入力回線の遅れと同一のものになるように設計されている。この機器構成は、各増幅装置に同位相の出力信号を別の増幅装置の出力信号と共に送信することになり、それによって負荷に送られる最高出力信号を提供する。つまり個々の増幅装置をまとめることは並列的に実行する。しかし、もしこれらの増幅装置が単に並列に接続されているに過ぎないなら、非励振素子、特に入力と出力の各々のキャパシタンスは、１個の増幅装置から取ることができるシステム帯域幅を著しく縮小させて並列に接続される。配置された１増幅器機器構成中の増幅装置を含めることによって、それら増幅装置の非励振素子の効果は加算されることなく、また１１Ｉｌの増幅装置の帯域幅は完結された分布増幅器システム中に保持される。基本的分布増幅器の従来技術Ｉ：おいて、各増幅装置の出力の位相は同一である。換言すれば増ｌ＄！器システムの出力端子における正の流れの信号は、各増幅装置の出力における正流れの信号の結果である。通常、増幅装置は、静止した動作点に対して非対称な出力信号を出す。例えば正の出力信号成分は負の出力信号成分よりいくぶん低くなる。この非対称性は、真空管のような増幅装置のＡ級動作において普通であり、増幅装置が入力信号を完全な入力サイクル上に増幅しない増幅装置であるＡＢ級、Ｂ級および０級のものを動作させるのに非常に際立った特徴である。そしてこのような非対称性が、従来技術の基本的分布増幅器の出力信号にひずみをもたらすのである。分布増幅器システムにおけるひずみは、個々の増幅装置の固有の並行運転に起因する。プッシュプル機器構成における１対の増幅器の動作が信号ひずみを低減させる手段であることは周知の技術である。プッシュプルの分布増幅器システムが、５ｏｓｉｎに付与された“ＷＩＤＥ　ＢＡＮＤ　ＡＭＰＬＩＦＩＥＲ５”というタイトルの米国特許第４．３３７．４３９号に記載されている。、５ｏｓｉｎの分布増幅器システムは標準のプッシュプル機器構成中に連結された２つの独立した分布増Ｑ器で構成されている、即ち、２個の実質的に同じ増幅器がタップ付変成器を使ってそれら増幅器の入力において相互に連結され、またそれらの出力において第２のタップ付変成器で相互連結されているものである。各増幅器は負荷の並列結合と相手の増幅器の出力インピーダンスを励振１ｄｒｉｖｅ″Ｊしなければならない。この普通のプッシュプル機器構成は、負荷への送電に利用できる電力を低下させる相手増［！！Ｆによって各増幅器に相当な負荷をもたらすものとなっている。さらに、５ｏｓｉｎの技術にある必要とされているタップ付変成器は、広帯域利用を提供するような場合効果的に製作することができず、したがって多大な損失と周波数制限をもたらす。したが７て５ｏｓｉｎの技術による機器構成は、基本的な分布増幅器の機器構成に対して厳しい帯域幅制限となっている。広帯域利用と負荷送電の最大出力は分布増幅器の主要な特徴なので、帯域幅と送電出力を必然的に低減する機器構成は好ましくない。本発明は、上述したＳｏｓ　ｉｒ＋技術のようなプッシュプル分布増幅器とは異なり、相手の増幅器の負荷を除去し、広帯域幅動作に合うように製作され設置されるべきプッシュプル運転に必要な所望の反転手段を可能にする。別のプッシュプル増幅器の従来例が、ＷｅｎｇｅｎｒｏＬｈの“Ｐｕ５ｈ−ＰｕＩＩ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”と題する米国特許第３．５７１．７４２号に記載されている。このＷｅｎｇｅｎｒｏｔｈの増幅器は、分布増幅器機器構成の入力と出力の集中素子に連結されたいくつかの火路標準型のプッシュプル増幅器でＩＩ成されている。Ｗｅｎｇｅｎｒｏｔｈの該機器構成中の独立しｔ；多段増幅器にある２個の独立した増幅装置が、中央タップ付誘導子（以下、Ｆ中央タッグ」）によってその入力において接続されている。この中央タップは、ｌ信号が全巻線の半分に適用され、全巻線から抽出されるような自動変成器となっている。この自動変成器により等しい力が与えられ、各々の独立した増幅器の個々の２増幅装置への位相の異なる入力信号は、標準プッシュプル増幅器として一般的なものである。同様にこのＷｅｎｇｅｎｒｏｔｈの機器構成中の各独立増幅器の２１ＩｉＩの増幅装置の出力は、中央タップに接続されていて、これもまた効果的な自動変成器となっている。こうしてＷｅｎｇｅｎｒｏｔｈの機器構成中の各多段独立増幅器は、大略、標準プッシュプル増幅器となっている。即ちタップ付変成器を使って入力で連結され、また第２タツプ付変成器を使ってその出力に連結された２個の実質的に類似する増幅装置である。Ｗｅｎｇｅｎｒｏｔｈのこの機器構成の欠点は非励振素子、特に、各多段増幅器を構成し、でいる独立した２個の増幅装置の入力と出力のキャパシタンスが、並列に効果的に接続されており、１個の増幅装置から利用できるものより縮小された帯域幅となっている。もう一つの欠点は、入力と出力のタップ付の自動変成器の機器構成は、その自動変成器に誘導された追加の非励振素子によって機器間のマツチングがうまく取れない構成とな・っていることである。したがって、２ｉ′ＩＮの独立した増幅装置の２つの入力端子を励振するソースインピーダンスは同じでなく、同様にこれら増幅装置の２つの出力端子に出るインピーダンスも相違する。かかる非対称は周波数に対する弱動作を引き起こすもので、分布増幅器システムの帯域幅容量を縮小させることになる。さらにＷｅｎｇｅｎｒｏＬｈの増幅システムの欠点として、所望のタップ付誘導子が広帯域動作を行うように製作することができない。例えば、５０Ωとか１００Ωという精確に作られた帯域幅特性のインピーダンスを持つものとしてタップ付誘導子を製作できない。というのはかかるインピーダンスは分布増幅器システム全体の入力と出力の回線双方に負荷を出すからである。このような負荷は、集中素子に分布増幅器ｌＩＩ器構成の作動に必要な低損失、広帯域動作の入力、出力伝送回線を適切に出すことができない。さらに別の欠点は、入力、出力タップが各々の増幅段階で要求されることである。これらタップの物理的サイズと回路由に要求される位置は、帯域幅を厳しく制限するさらに非励振素子（キャパシタンスとインダクタンス）および分布増幅器システム中に効果的に含むことができ、多段にできる。分布増幅器の！１！器構成の原理的利点は、一段の増幅器から得ることができる帯域幅を保持しつつ、各巣一段よりも高い出力を出す多数の独立した多段増幅器を効果的に使用することにある。したがって、Ｗｅｎｇｅｎｒｏｔｈの開示する機器構成は、実現されるべき分布増幅器の原理的価値を持っていない。本発明は、改良されたプッシュプル増幅器システムを提供するもので、個々の増幅装置が２ｍ以上の群に配列されている。各群内の増幅装置は位相内で動作し、増幅装置群は各群の出力信号の精確な位相内の追加を要求する信号反転用のものを含む手段で位相外に１８０度動作動る。所望の信号反転を得るため本発明は、分布増幅器の機器構成の入力と出力の伝送回線のインピーダンス特性と帯域幅動作の双方に精確にマツチする非常によく定義された、低損失の、広帯域特性で製作することができる。信号反転手段の１例は、適用されるべき信号回線にマツチすることが要求されているインピーダンスの高品質伝送回線で巻かれた変成器に使われているものである。本発明は」―述のＷｅｎｇｅｎｒｏｔｈの従来技術の分布増幅器とは木質的に異なるものである６Ｗｅｎｇｅｎｒｏｔｈによれば、複数の火路標準のプッシュプル増幅器が、分布増幅機器構成の個別の増幅素子として使用されている。したがってＷｅｎｇｅｎｒｏｔｈによれば、プランコブル動作が分布増幅器の機器構成の個々の増幅装置各々に提供されている。これと対照的に、１以上の分布増幅器で機器構成された本発明では、複数の独立した分布増幅器がプンンユブル動作をするため本発明によって結合されている。本発明は１個の分布増幅器にも適用され得る。たつｔ；２個の増幅装置を持ち、本発明により機器構成された単一分布増幅器の機器構成を、Ｗｅｎｇｅｎｒｏｔｈの独立した多段増幅器と対比すると、Ｗｅｎｇｅｎｒｏｔｈの独立した個々の段は、上述したようにいくつかの欠点がある一般標準的ブノシコブル機器構成を電気的に成すものである。逆に、たった２個の独立した増幅装置の単一分布増幅器で機器構成されている本発明は、基本的な分布増幅器機器構成の電気特性を七分に保持している。したがって本発明は、増幅装置と信号反転装置という双方の非励振素子を、分布増幅器の非常に広い帯域幅動作を保持し、ざらにプッシュプル動作を提供する非常によく限定され適切に終端された伝送回線構造中に、効果的に取り込まれている。このようにＷｅＢｅｎｒｏｔｈに対したった２個の増幅装置で分布された増幅器である本発明は、分布増幅器のあらゆる利点を持ち、かつ、ブ／ンユブル動作に付加価値をもたらすものなのである。この改良された機器構成は、従来技術の機器構成が必然的に持っていた出力や帯域幅を犠粧にすることなく、分布増幅器の機器ＩＩ成でプッシュプル動作ができるものである。さらに、効果的に組まれる増幅装置の数、および基本的分布増幅器の周波数動作は、本発明の改良された機器構成を用いても犠牲にされることはない。これは実現されるべき分布増幅器の機器構成にとって完全な利点である。ここに実現されたような分布増幅器の機器構成の圧力端子において、出力信号の精確な位相内の追加を伴ういろいろな増幅装置の逆位相の動作は、低いひずみで高出力を出す、高効率な新規なプッシュプル機器構成である。さらに、本発明はその独特なプッシュプル機器構成ゆえに、相手増幅器による負荷によって前に失った電力の一部を、従来技本発明は、したがって従来技術の分布増幅器から利用可能な出力電力において２倍も改良するものである。さらに高い出力電力を供給することによって、本発明はどんな出力電力にとっても低いひずみしか出さない。増幅器がその最高出力能力にまで駆動されたらひずみが増加することは周知の事実である。しかし本発明の増幅器は、どんな分布出力電力としても、同様な数の増幅装置で構成された従来技術の増幅器よりも、その最高能力に関し、低い電力レベルで動作するので、本発明は低いひずみしか出さない。さらに、どんな所望の最高出力電力にとっても、本発明の増幅器の消費電力は、従来技術において必要どされている増幅器の消費電力に対して半分以下の大きさに縮小されている。本発明の入力がないときの消費電力はしたがって、一定の最高出力電力を比すことができる増幅器の機器構成にとって従来技術に対して低減されている。本発明のこの低減された増幅器の入力がないつときの電力は、したがって向上された効率をもたらす。本発明はまた、増幅器の製作コストと消費電力は互接関係しているので、一定の最高出力電力の増Ｍ器にとって従来技術のものに対しコスト的に節減されたものとなっている。発明の要旨したかって本発明の目的は、非対称の出力信号を補正するプッシュプル分布増幅器システムを提供することにある。まｔ；負荷の並列接続励振に起因する電力損失と、従来のプッシュプル分布増幅器システムに発生した出力インピーダンスを低減することにある。また通常のプッシュプル分布増幅器システムの必要とされる連結素子に伴う電力損失と周波数帯域幅に対する制限を低減することにある。また単一分布増幅器におけるブンシュプル動作を提供することにある。また２個以上の分布増幅器をつないだプッシュプルを提供することにある。さらにまた、新規なブンシュプル分布増幅器配列によって、改良されたひずみ動作、高効率、高出力電力を提供することにある。本発明の追加的な目的、利点は、さらに部分的に以下の詳細な説明口に挙げられるであろうし、あるいはそこでの記載から自ずと明らかであろう。本発明の目的、利点は、請求の範囲中に記載された方法、装置によって実現することができる。本発明は、分布増幅器の独立した増幅手段の新規なプッシュプル配列によって上記の目的を達成する。特にこれら目的を成就するために、本発明は次のものを有するプッシュプル分布増幅器を提供する。即ち、２個以上の増幅装置が設けられた分布増幅器と、入力の位相に対して位相的に逆な１もしくは２以上の増幅手段に入力信号を提供する少なくとも１対の＠接する増幅手段間の入力回線中に接続された信号反転手段と、出力回路−の同一の位相の信号と、これら同一位相とは逆位相の１対の信号成分を提供する少なくとも１対の隣接する増幅手段間の出力回線中に接続された信号反転手段と、必要に応じて、入力と出力の回路両者に所望の信号遅延を提供する入力・出力回路−の信号遅延手段と、である。本発明はＡ級、ＡＢ級、Ｂ級および０級のいずれの級にも適用でき、あらゆる級が従来技術に比し改良された動作を行う。明細書の一部を成す添付の図面は、現在好ましい本発明の具体例についてのもので、詳細な記述と相体って本発明の詳細な説明するのに参照されるものである。Ｘ面の２車な説明第１ヌは本発明のプッシュプル分布増幅器システムを示す概略叉。第２×は本発明のシンシュプル分布増幅器システムの１変形例で、２つの独立した入力回線を使用しているものの概略図。第３ズは本発明のシンシュプル分布増幅器システムの１ｆ形例で、２個の分布増幅器を使用しているものの概略図。第４図は本発明のプッシュプル分布増幅器システムの１変形例で、２個の独立した分布増幅器で２一つの入力回線を使用しているものの概略図。第５又は本発明のプッンユプル分布増唱器システムの１変形例で、各々が独立した入力回線の付いｔ；マルチプル独立型分布増幅器を使用しているものの概略図。第６ズは本発明のシンシュプル分布増幅器システムの１変形例で、２つの複合型入力回線が付いたマルチプル独立を分布増幅器の概＃４図。第７又は本発明のブノンユブル分布増幅器システムの１変形例で、２個の分布増幅器を使用しているものの概略図ゎ好ましい実施例の説明：Ａ″：に本発明の現時点における好ましい実施例につき詳細に述べるが、それは第１図に図示されている。本発明増＃ｉ器の目的は、増幅器人力１０に入力される電気信号を増幅し、その増幅された信号を出力端子ｉ２へ送り次いでそれに！！されている負荷１４へ送ることにある。負荷１４は信号電力を送りたい所望の機器なら何でもよい。負荷１４のインピーダンスは抵抗、複合、その他何でもよい。権利範囲を制限するものではないが負荷の典型例として、アンテナ放射層アンチ六、磁気共鳴映像用の結合装置、インダクシ道ン加熱システムのインダクションコイル等がある。、基本増幅器システムは分布型で、複数の増幅装置］６．１８を有している。これら増幅装置１６．１８の各々は独立した装置で、例えば真空管とか、フィールド効果トランジスタあるいはバイポーラトランジスタのようなソリッドステート装置で普通の技術のものである。各増幅器！ＩＩ！１６．１８は、各増幅装置１６．１８が独立して本質的に完結した増幅器を成すような複数の構成要素から成立している。例えば、大略従来例通りの多段真空管増幅器を形成する回路中に数個の真空管が組み込まれたような増幅器は、独立した増幅装置１６．１８として本発明において応用されたものである。また増幅装置ｉ６，１８の各々は、他の全ての増幅装置１６．１８に対して特異的で非依存性のものとなっている。増幅装置１６．１８は全部ｑ−型のものでもよく、各々相異する型でもよく、あるいはこれらの結合型でもよい。少なくとも１個の増幅装置１６および少なくとも１個の増幅装置１８が本発明の増幅器システム口に含まれていなければならない。本発明は低電力用、高電力用の両者に適用可能である。例えば、広帯域作用を保持しつつ単一フィールド効果トランジスタのそれに比し増加された出力電力を供給するため、多数の小信号のフィールド効果トランジスタを使用することが可能である。同様に広帯域作用を保持しつつ単一真空管のそれに比し高い出力電力を供給する多数の高電力真空管を使用することもできる。本発明はまた、ミリワット単位の送信電力から多キロワットの送信電力に至るまで等しく効果的に利用することができる。さらに本発明は独立した増幅装置１６．１８のどんな動作機にでも適用することができる。例えばそうした独立増幅装置はＡ級、ＡＢ級、Ｂ級および０級で動作させることができる。帯域幅は、個々の増幅装置１６．１８の主とＬ７て遮断周波数のような特性によって決定される。数百メガヘルツを超える帯域幅でも適切な増幅装置１６．１８を使用すればえることができるのであって、例えば広帯域フィールド効果トランジスタとか広帯域真空管である。コンデンサ２０は、各増幅器ｇ１１６．１８の非動ｍ　１１ｐａｒａｓｉｔ１ｃ：人カキャバシタンスである。コンデンサ２２は各増幅装置１６．１８の非励振団カキャバシタンスである。しかし増幅装置１゛６．１８は同−型である必要はなく、また入力非励振キャパシタンス２０は同−型の必要はない。同様に出力非励振キャパシタンス２２も同−型である必要はない。入力伝送回線２４と比力伝送互線２６は分布増幅器技術に一般的なように集中素子伝送回線の機器構成口の増幅装置１６．１８の非励振成分２０と２２である。かかる集中素子伝送回線は、当該技術において周知であり、特定に設計されｔ；帯域幅用の同軸ケーブルのような［分布された］素子の伝送回線に類似の作用を提供する電子回路機器Ｉｌｆ成田にある増幅器ｅ１６．１８の出力キャパシタンスのような独立した構成要素の［集中的コ結合である。集中素子伝送回線の作動は当技術に周知であるから、基本集中素子伝送回線の作動に関して詳述することは避ける。入力回線２４は、信号反転器３２によって互い

【こ接続された２つの伝送回線セグメン１−２８．３０から成る。出力回線２６は信号反転器３８で互いに接続された２つの伝送回線セグメント３４．３６かも成る。集−素子伝送回線構成技術で普通のように、入力回線２４中の整合回路４０と出力回線２６；の整合回路４２は、伝送回線セグメ゛／ト２８．３０．３４．３６の端部で整合する。整合回路４０．４２は、集中素子伝送回線の端部で整合する広帯域のインピーダンスを提供する誘導性、容量性、抵抗性の構成要素を有し７ている。しかし増幅装置１６．１８は同− 型である必要１＝なく、整合回路４０も同一である必要がなく、また同様に整合回路４２も同一の必要はない。信号反転器３２．３８は、所望の信号遅延と帯域幅を確保するように構成されている。１巻の各フンダクタを有するコアの周囲に周軸ケーブルまたは平行ワイヤ伝送回線のよっな伝送回線の長さを有する伝送回線反転器は、広帯域の信号反転器３２．３８の適切な構成である。信号反転器３２．３８は精ｖ／ｉ４こ限定され整合されたインピーダンス詩法と、非常に低損失の広帯域動作が確保されて製作設置され、信号反転器３２．３８の入力および出力伝送回線２４．２６への各々の追加は帯域幅を狭めたり、基本分布増幅器の利用可能な出力電力を低下させることがない。あるいは、超広帯域の作動が要求されていない場合は、コア周囲に形成されｆ；第１、第２巻線から成る従来の反転器を、信号反転器３２．３８として使用することができる。分布１１１！幅器は、増幅装置が入力と出力の伝送回線２４．２６に沿って各々分布されているから、そのように命名されている。分布増幅器の動作原理は当業者間に周知なので、基本分布増幅器の動作につき詳述しない。ここに述べられたように、分布増幅器は、入力回線、出力回線が分布増幅器の正しい動作のため要求される入力、出力回線の広帯域伝送回線機器構成を提供する増幅装置の非励振素子、整合素子、遅延素子、終端素子および接続素子を用いて入力、出力回線が構成されている各々が入力回線に接続された入力と出力回線に接続された出力を持つ複数の増幅装置で構成されている。信号反転器３２は、隣接するどれか１対の増幅装置１６．１８間の入力回線２４中に接続される。同様に信号反転器３８は、どれか＠接する１対の増幅器・置１６．１８間の出力回線２６中に接続される。信号反転器３２．３８は、一般に同じ１対の増幅装置１６．１８間に接続されるが、本発明を実施することによって明らかとなるであろう所の適用に当たって必要な動作を提供する互いに異なる増幅装置１６、】８間に接続することもできる。異なる増幅装置１６．１８間に信号反転器３２．３８を位置決めすることは、増幅された信号の補正されたひずみ・ｌ５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　ａｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）１の所望量を提供する実際的な手段を提供する。補正されたひずみが有効であるような１例は、ある程度の非対称性を持つ入力信号の増幅においてである。信号反転器３２は入力回線２４甲に設けられ、信号反転器３８は本発明増幅器システムの利得特性中の制御された非対称性を起こすように出力回線２６中に設けられる。この制御された非対称性は、入力信号の非対称性を補償するようにもたらされ、そうすることによって負荷１４に送られる出力信号口のひずみが最少にされる。多数の増幅装置１６．１８が本発明で用いられることがあるので、また、１個または２個以上の信号反転器３２および１個または２個以上の信号反転器３８が用いられることがあるので、本発明はそのような選択ひずみの精確な制御をすることができる。信号反転器３２．３８が同じ１対の増幅装置１６．１８間に接続されるとき、増幅装置１６の個数は、増幅装置１８の個数に等しくても異なっていてもよい。正の入力信号成分と負の入力信号成分が実質的に等しく増幅される平衡動作が、信号反転器３２．３８が同じ一対の増幅装置１６．１８間（：、接続され、増幅装置１６０個数が増幅装置１８の個数に等しいとき、得られる。入力端子ＩＯに現れる入力信号は、分布増幅器の分野で一般的なように、入力回線セグメント２８に接続された各増幅装置ｊ６へ入力信号を次々と順繰りに運びながら入力回線２８を通る。この入力信号は信号反転器３２で反転される。信号反転器３２を人力回線２４中に持っていることは、分布増幅器の技術分野に新規なことである。反転された入力信号は、入力回線セグメント３０に現れ、反転されｔ：入力信号は、入力回線セグメント３０に接続された各増幅装置１８に次々と順繰りに運ばれる。そして最後に入力信号は、分布増幅器分野で一般的なように、入力回線２４中の妨害的信号反射を防止するｔ；め、入力回線の終端抵抗４４へと送られる。入力（伝送）回線２４は伝送回線として作動するように設計されているので、終＠抵抗４４は、広帯域動作を供給する入力（伝送）回線２４を適切に終端させる。例えば入力回線２４の典型的インピーダンスが５００なら、整合された終端抵抗４４は５０Ωである。例えば一定の周波数で利得ピークを示すような特定動作を提供させるため、インピーダンスが現れる回線に不整合となるように、終端インピーダンス値を選択することもできる。出力回線セグメント３４に接続された増幅装置１６の出力信号は、その出力回線セグメント３４中に合成された巣−信号を形成するように位相的に合計される。出力回線セグメント３４出に合成された信号の１部分は、信号反転器３８に現れる。その信号部分は、信号反転器３８で反転され、出力回線セグメント３６経田で出力端子１２およびそれに付けられた負荷１４へ行く。出力回線セグメント３６は、出力回線セグメント３４からの信号成分のための単純な伝送回線として機能する。信号反転器３８が出力回線２６甲にあるということは、分布増幅器の分野で新規なことである。−力回線２６は、分布増幅器の分野で一般的なように、出力回線連終端４６に現れる出力回線２６０の合成された出力信号の１部分からの妨害的信号反射を防止するため、連終端４６によって逆に終端される。終ｆ４抵抗４６の出力回線２６に対する終端作用は、よ述した入力回線２４に対する終端４４の終端作用と１司櫂である。出力回線セグメント３４に運ばれる増幅器ＲＸ６の合成信号の１部分は、出力回線連終端４６に送られる。圧力回線セグメント３６に接続されている増幅装置１８の出力信号は、出力回線セグメント３６由に合成された単一信号を形成するように位相的に合計される。出力回線セグメント３６中に合成された信号の１部分は、出力コ不りタ］２とそれに付けられた負荷１４に現れる。出力回線セグメント３６中に合成された信号の１部分は、信号反転器３８と出力回線セグメント３４経田で出力回線連終端４６に送られる。信号反転器３８と出力回線セグメン１−３４は、連終端４６に送られる出力回線セグメント３６かもの信号成分のための単純な伝送回線として機能する。入力回線２４中の信号反転器３２の入力信号反転動作は、回線セグメンｔ−３６に運ばれた増幅装置′１８の出力信号成分を、出力凹線セグメント３４に運ばれた増幅装置１６の出力信号成分に対して反転させる。したがって、出力回線セグメント３４の信号が出力回線２６ｑ３の信号反転器３８で反転されたときは、１部分は出力回線セグメント３６から、また１部分は出力回線セグメント３４から信号反転器３８によって反転された出力端子１２に運ばれる出力信号の２成分は、負荷に対して最大の合成ｄ力信号を運ぶように位相的に合成される。増幅装置１８に現れる入力信号は、増幅装置１６に現れる入力信号に対して反転されるので、増幅器［１８は増幅装置１６に対し逆位相に動作する。例えば増幅装置１８が出力回線セグメント３６４こ電源電流を流すように駆動されたら、増幅装置１６は回線セグメン−３４から電流を？なくするようｌこ駆動される。こうして正の田方駆動が、ピカ回線セグメント３６に正の励振をもたらすように駆動された増幅装置Ｊ８から１部分が運ばれ、１部分は出力回線セグメント３４へ魚の励振を運ぶように駆動された増幅器ｒＩｔ１６かも、負荷Ｉ４へ運ばれる。信号反転器３８は、出力端子１２で位相的に合成するため出力回線セグメン蓋３４と３６０に逆位相の信号を供給するので、出力端子１２に付けられた負荷１４はプッシュプル方式で駆動される。本発明を適用できる実施例は種々あり、本発明はそれら実施例の全部を本発明の権利範囲内のものと意図する。以下にはこれら実施例のほんのいくつかについて述べる。本発明は多数の独立した増幅装置１５．１８の使用ができるので、入力回線２４と出力回線２６への増幅装置１６．１８の接続態様の選択は具体的適用での作動を設工なものとするように行われる。例えば第′Ｌ叉の実施例は、入力回線セグメント２８へ接続された全増幅装置■６の入力と、入力回線セグメン１ −３０へ接続された全増幅装置］８の入力を示している。これとは反対に、増幅装置ｊ６の１もしくは２以上の入力が入力回線セグメント３０に接続されてもよい。、同様に、増幅装置１８の１もしくは２以上の入力が入力回線でグメント２８の方に接続されてもよい。また貝様に、■もしくは２以上の増幅装置１６および１８の出力が民力回線セグメンｉ３４．３６に相互結合されてもよい。このような１もしくは２以上の増幅装置■６．１８の入力と出力の相互結合は、上述したようｊこ増幅された信号の補正されたひずみをりなくするであろう。要するに、第１図の実施例は、入力回線２４の単一信号反転器３２と出力回線２６の単一信号反転器３８を示している。あるいは、第１図において、本質的に同様な動作が入力回線２４に含まれ複数の増幅装置ｉ６．１８間に接続されｔ；マルチプルな信号反転器３２でも得ることができる。マルチプルな信号反転器３８を、出力回線２６に含ましめ、かつ、複数の増幅装置１６．１８間に接続することもできる。信号反転器３２の電気配線ならびに個数は、信号反転器３８の電気配線、個数に通常等しく設けられるが、信号反転器３２．３８の電気配線とｍ数は、上述した入力信号の非対称性の補正のように、本発明を実施することで明らかとなるであろう適用上の高作動性を得ることができるものなら等しくしなくてもよい。信号反転器３２．３８は精確なインピーダンス特性と低損失広帯域作動性のものが製造できるから、マルチプルな信号反転器を用いても基本分布増幅器の広帯域作動性を犠牲にするようなことはないであろう。しかし信号反転器３２．３８はある程度の損失を示すから、数個の信号反転器の使用は、単一の信号反転器３２．３８なら可能な負荷への出力電力から減少されたものとなるであろう。第１図の実施例を数個の独立した入力回線を持つものに変更することは、当業者間に容易にできることである。追加する入力凹線の数は、増幅装置１６．１８の全個数と等しい。各入力回線は１つの入力信号を要求する。この要求された入力信号は数個の異なる手段で供給することができる。例えば、所望位相、所望信号反転性のマルチプル出力を持った適当なプリアンプが、必要なマルチプル入力信号を供給するのに利用できる。あるいは、所望の信号反転や信号遅延を提供する入力信号反転器や入力信号遅延装置を持った適当な信号デバイダを用いることによって、単一の入力信号から所望数の入力信号を得ることができる。２つの独立入力回線を有する本発明の１実施例が第２図に示しである。第２刃において、入力信号は２つの入力端子５０．５２に現れる。これら２つの入力信号は、発明実施の際明らかとなる適用上の作動性に依って等しいものにしても異なるものにしてもよい。入力端子５０に現れる入力信号は、例えば適切な長さの同軸ケーブルのような信号遅延物５４に介されて入力回線セグメント２８に送られ、各増幅装置１６に順に送られる。入力回線セグメント２８は、増幅器［１６に入力信号を送る完結独立した入力回線を形成するため順終端５６によって順方向に終端される。入力端子５２に現れる入力信号は、信号反転器３２と信号遅延物５８を経由して凹線セグメント３０に送られ、各増幅器ｆｉ１８へと順に送られる。入力回線セグメント３０は、増幅装置１８に入力信号を送る第２の完結した独立の入力回線を形成するため終端抵抗４４によって順方向に終端されている。１３号遅延物５４．５８は、出力端子１２とそれ善こ付く負荷１４で出力信号成分の適切な同位相加算を行うため、固有的な信号遅延を補償する。入力信号反転器３２は、−上述したように増幅装置１６．１８のゾンシコゾル動作を与えるため、増幅装置１８に送られる入力信号の信号反転を行う。出力信号反転器３８は、上述じたように＝刀回線セグメント３４．３６からの出力端子１２における出力信号の１同一位相の加算を行う。マルチプル入力凹線を持つ分布増幅器の基本的動作は、当業者間に周知である。本発明による改良点は、不発明がマルチプル入力回線を持つ分布増幅器のプッシュプル動作を提供することである。プッシュプル動作は、マルチプル入力回線を持つ従来技術の分布増幅器によるよりも改良されたひずみ率、より高い効率、より高い出力電力をもたらす。第２文の増幅器の実施例動作は、上述した！１１の増幅器の動作と大略同一である。要するに、第２図の実施例は出力回線２６中に単一の信号反転器３８を持つものである。そうしないでマルチプル信号反転器３８をいくつかの増幅装置１６．１８間に接続された出力回線２６ｃＯに含ましめてもよい。さらに、マルチプル入力回線を有する本発明の実施例は、■または２以上のマルチプル入力に１または２以工の信号反転器３２を含ましめることもできる。第２叉の実施例は、増幅器システムの構成要素としての信号遅延物５４．５８ど信号反転器３２とを使用するものである。この機器構成において要求される個々の入力信号の各々は、本発明実施の際明らかになることであるが適用上の作動性に依りいくつかの入力信号が異にされることがあるが、通常、位相、遅延および振幅は類似している。等しいマルチプル入力信号が全入力を巣純に並列接続することで１つの源から供給できる。マルチプル入力信号ならびにマルチプル入力に必要とされる信号遅延と相対信号反転が、上述のその他のいろいろな手段から得ることができる。第２ダに示されたような２つの入力回線を有する実施例に所望の信号反転と信号遅延とを供給する別の例は、逆位相で一定の信号遅延を持つ２つの出力のプリアンプである。信号反転器３２と信号遅延物５４．５８が削除さね（′はいるが第２図の実施例に大略類似する実施例に、このプリアンプが使用し得る。第１文の実施例が数個の独立した分布増幅器を持つものに構成できることは当業者に明らかである６２つの独立した大略類似する分布増幅器を有する本発明の１機器構成を第３文に示す。第３区において、増幅器６０は分布増幅器で、例えば同軸ケーブルのような接続手段６２が付いでいて、その出力回線終端は削除され！；接続手段６２のポイントに通常接続されており、増幅器６０は別に変形されていないものである。増幅器６４は接続手段６６が付いた分布増幅器で、出力回線逆終端は、削除された接続手段６６のポイントに通常接続され、増幅器６４は変形されていないものである。＝力信号反転器３８は増幅器６０の出力端子６８と増幅器６４の接続手段６６との間に接続されている１、出力回線７０、信号反転器３８、出力回線７２から成る結合構成は、第１図に見るように、−＝述した出力回線セグメント３４、信号反転器３８、お訳びピカ回線セグメント３６で形成された凹線に実質的に類似する複合出力回線を構成している。ここに述べられた複合回線は、１または２以工の終端素子が省略され、１つの継続的で実質上完結した集中素子伝送回線を形成するように互いに接続された、２以二の独立した４ｓ０素子伝送互線から成る大略完結した集中素子伝送回線であると理解されたい。第３ズにおいて、入力回線信号反転器３２はｔｍｑ器６４の入力端子７４と増幅器６０の接続手段〔５２間に接続されでいる。入力旦＠７６、信号反転器３２８よび入力凹線７８から成る結合構成は、第１叉に示すように、上述の入力回線セグメント２８、信号反転器３２８よび入力回線セグメント３０で形唆された凹線に実質的に類似の複合入力回線を形成している。したがって第３叉の実施例の増幅器の電気的機・器１１Ｉ成は、物理的構成は異なるが第１図の実施例に実質的に類似なものとなっている。、電気的′ａＩ器構成が類似なので、第３図実施例の増幅器の動作は第１図の実施例について述べた一ヒ記の所と同一である。要するに、第３ズの実施例はたった２つの独立した分布増幅器を有するものである。あるいは２つ以十の分布増幅器が組み込まｒｌ、１または２以上の信号反転器３２と１または２以上の信号反転器３８を含むものでもよい。したが）てマルチプルな分布増幅器が独立した入力信号と共に組み込まれるものでもよい。第４又は、２つの独立した分布増幅器６０．６４と独立した入力とを持つ本発明の機器構成を示す３．その電気的動作は、第２叉に関して述べた所と園−である。　第４叉の実施例は、信号反転器３２と信号遅延物５４．５８とを増幅器システムの構成要素として利用している。あるいはマルチプル入力信号と、マルチプル出力と共に要求される必要な相対信号反転と信号遅延とが、上記したようにいろいろなその他の方法で供給できる。本発明は数個の独立した分布増ＩＩＩ器を利用することを可能にするから、それら独立した分布増幅器の種々の接続形態が、発明実施に当ｔ＝って明らかとなる適用上のｊｆ化をもたらｆ、、かかる１適用例が、上述の選択ひずみである。第５図は、各独立分布増幅器用の独立の入力凹線がある数個の独立分布増幅器から成る本発明の分布増幅器システムである。分布増幅器８０は、二連のように実質的に標準型の分布増幅器である。増幅器６４は、上述のように接続手段６６が付加され、その接続手段６６のポイントに通常接続される出力逆終端が除去され、かつ、分布増幅器６４が特に変形されていない分布増幅器である。独立の分布増幅器６４．８０の出力回線は、上述のように一一の複合出力・凹線を形成するように接続されている。出力信号反転器３８は、２つのｇＩ接する独立の分布増幅器６４．８０の間の複合入力回線山に接続されている。要するに、第５図１４１つだけの信号反転器３８を持つが、そうではなくて１以との信号反転器３８が追加的にＩＩ！＃する分布増幅器６４．８０闇に接続されていてもよい。単一の反転器３８が使用されるときは、２ａ接するどの１対の独立分布増１１１Ｍ１器６４．８０間にも設けることかできる。増幅器・／ステムの最適な動作のための所望の入力信号反転と遅延を提供するために、入力信号反転器３２と信号遅延物５４．５８とが、第５叉の実施例には含まれている。上述しｔ；ように個々の大力を全部まとめて並列に接続することによって、二つの源からマルチプル入力信号を供給することができる。上述したように１．除去された信号反転器３２と信号遅に＊５４．５８とを持′）、適当なマルチプル出力の前置増＠器のようなその他の手段によっても、所望の入力信号反転と遅延とを供給することができる。、第５叉の実施例の動作は、−ｉｌ：、述の第４区の動作と実質的に類似である。さらに、本発明がマルチプルな独立の分布増幅器で機訝ｗＲ我されたときは、入力口線は１または２以よの複合入力回線を形成する；うに後続されてもよい。数個の独立シ、、た分布＃１４幅器と２つの複合入力回線とで構成されたＸ発明の実施例が、第６図ｆ・こ示される。第６図に１３いて、分布増幅器６０は、、接続手段６２の追加１、入力側線終端の除去で変形された分布４幅器°である。分布増幅器６４１プ１、接続手段６６の追加、出力回線逆終端の除去で変形された分布増＠器である。分布Ｉ′ＩＩ幅器８２は接続手段「３２が追加され、接続手段６２の＃統ポイントで通常接続される入力回線終端が除去され、接続手段６６が追加され、かつ、接続手段６６の接続ポイン）・で通常接続さｉｌ、る出力回線逆終端が除去された分布増幅器である。独立した分布増幅器６０．６４．８２の出力回線は、上述のように単一の複合出力ｌ′１ｌｌｉ］線を形成、Ｔる；うに接続されている。独立の分布増幅器の人力回線ζ誌、２つの複合入力回線８４と８６を形成儂るように接続されている。上述したように増幅器システムの最適な動作にとって必要な所望の入力信号反転ど遅延を供給するため番こ、入力信号反転器３２と遅延物５４．５８が第６図の実施例に含まれている。あるいはマルチプル入力信号を供給する所のに、述の何らかの手段が用いられてもよい。第６叉の実施例の動作は、上述の第４Ｘ実施例の動作と実質的に同様である。要するに単一の出力信号反転器３８が第６叉の実施例で示されている。単一の反転器３８が使用されるときは、Ｗ接する独立の分布増幅器６０．６４．８２のいずれか１対のものの間に設けることができる。あるいは１以二の信号反転器３８が追加的な隣！！！する分布増幅器６０．６４．８２間に接続されてもよい。さらに、本発明がマルチプルな独立しｔ：分布増幅器で機器構成されるときは、それら個々の増幅器はクロスカップルされた状態で接続される。数個の独立した分布増幅器と、クロスカップルした入力接続とを有する本発明の実施例が、＠７図に示されている。第７刃において、独立の分布増幅器６０．６０．８２は実質的に標準型の分布増幅器だが、上述しｔ；ような変形を受けている。独立の分布増ｌ１ｉｉ器の出力回線は、上述したように単一の複合出力回線を形成するように接続されている。独立の分布増幅器の入力回線は、２つの独立した複合入力回線８８．９０を形成するように接続されている。複合入力回線８８．９０の各々は、数個の独立した分布増幅器を反転器３８の１側上でよだ、りなくとも二つの独立した分布増幅器を反転器３８の他の側で接続している。二連しｔ；ヨうに、このようなりロスカンプル＃、統は、本発明の実施に当たって明らかになる適用上の増幅器システムのひずみ特惟を精確に制御する手段を提供するものである。単一の信号反転器３８が組み込まれるときは、独立した分布増幅器６０．６４．８２の＠接するいずれか１対の間に接続されて設けられる。さらに１以上の信号反転器３８が含まれてもよく、よだ耳痛に２以上の独立した複合入力回線が使用されてもよい。所望のマルチプル入力信号は上述したように種々の方法で供給することができる。第７図の実施例の動作は上述のクロスカップル接続されｔ；第４区の動作と実質的に同様である。入力　　　　人力　　　　　　　入力　　　　人力第５図第６図第７図国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．ａ．少なくとも１つの入力回線と、ｂ．１つの出力回線と、ｃ．少なくとも２つの増幅手段と、ｄ．少なくとも１つの出力信号反転手段と、を有し、各増幅手段の入力端子が上記入力面線に接続され、各増幅手段の出力端子が上記出力回線に接続され、上記出力信号反転手段が少なくとも１対の隣接する増幅手段間の上記出力回線中に接続されていることを特徴とする分布増幅器システム。
２．上記１つの入力回線と、少なくとも１対の隣接する増幅手段間の上記入力回線中に上記入力信号反転手段が接続されている少なくとも１つの入力信号反転手段とを、さらに有する請求項１の分布増幅器システム。
３．上記増幅手段が偶数個あり、同数個の上記増幅手段が上記入力信号反転手段のいずれかの側の上記入力回線上に含まれるように上記入力信号反転手段を上記増幅手段間の上記入力回線中に接続しており、上記出力信号反転手段が、同数個の上記増幅手段が上記出力信号反転手段のいずれかの側の上記出力回線上に含まれるように上記出力回線に接続されていることを特徴とする請求項２の分布増幅器システム。
４．ａ．少なくとも１つの入力信号反転手段と、ｂ．少なくとも１つの信号遅延手段と、をさらに有し、上記信号反転手段が少なくとも１つの上記入力回線に接続され、また上記信号遅延手段が少なくとも１つの上記入力回線に接続されていることを特徴とする請求項１の分布増幅器システム。
５．２つの上記入力回線と偶数個の上記増幅手段とをさらに有し、上記入力回線の各々が上記偶数個の半分の増幅手段に接続され、また、上記出力信号反転手段が該出力信号反転手段のいずれかの側に同数個の上記増幅手段が含まれるように上記出力回線中に接続されていることを特徴とする請求項４の分布増幅器システム。
６．ａ．入力回線に接続された入力端子と出力回線に接続された出力端子、複数の増幅手段、整合手段、信号遅延手段、および順逆成端手段を有する各分布増幅器を持った少なくとも２個の分布増幅器と、ｂ．出力回線接続手段と、ｃ．少なくとも１つの出力信号反転手段と、を有し、上記出力回線接続手段が、上記分布増幅器の１つを除いて全部に出力回線逆成端手段を置さ換え、上記分布増幅器の上記独立した出力回線が単一の複合出力回線を形成するように接続され、上記出力信号反転手段が隣接する少なくとも１対の分布増幅器間の上記複合出力回線中に接続されていることを特徴とする分布増幅器システム。
７．ａ．入力回線接続手段と、ｂ．少なくとも１つの入力信号反転手段と、を有し、上記入力回線接続手段が、分布増幅器の１つを除いて全部に１つの入力回線順成端手段を置換し、分布増幅器の上記入力回線が、単一の複合入力回線を形成するように接続され、上記入力信号反転手段が、少なくとも１対の隣接する分布増幅器間の上記複合入力回線中に接続されていることを特徴とする請求項６の分布増幅器システム。
８．偶数個の分布増幅器があり、上記入力信号反転手段のいずれかの側に偶数個の分布増幅器が含まれるように上記入力信号反転手段が上記複合入力回線に接続され、上記出力信号反転手段のいずれかの側に同数個の分布増幅器が含まれるように上記出力信号反転手段が上記複合出力回線に接続されていることを特徴とする、１つの入力信号反転手段と１つの出力信号反転手段とをさらに有する請求項７の分布増幅器システム。
９．ａ．少なくとも１つの入力信号反転手段と、ｂ．少なくとも１つの信号遅延手段と、を有し、上記入力信号反転手段が少なくとも１つの分布増幅器の入力に接続され、上記信号遅延手段が少なくとも１つの分布増幅器の入力に接続されていることを特徴とする請求項６の分布増幅器システム。
１０．入力回線接続手段が、１または２以上の分布増幅器に順方向成端手段で置き換え、分布増幅器の上記入力回線が２または３以上の独立した複合入力回線を形成するように接続されていることを特徴とする、入力回線接続手段をさらに有する請求項６の分布増幅器システム。
１１．ａ．少なくとも１つの入力信号反転手段と、ｂ．少なくとも１つの信号遅延手段と、を有し、上記入力信号反転手段が、少なくとも１つの上記複合入力回線に接続され、上記信号遅延手段が少なくとも１つの上記複合入力回線に接続されていることを特徴とする、請求項１０の分布増幅器システム。
１２．各複合入力回線が分布増幅器の全個数の半分の入力回線を接続していることを特徴とする偶数個の分布増幅器と２つの複合入力回線とをさらに有する請求項１１の分布増幅器システム。
１３．出力信号反転手段のいずれかの側に同数の分布増幅器を含むように出力信号反転手段が上記出力回線中に接続されていることを特徴とする、１個の出力信号反転手段をさらに有する請求項１２の分布増幅器システム。
１４．ａ．入力信号反転手段と、ｂ．少なくとも１つの信号遅延手段と、を有し、上記信号反転手段が上記複合入力回線の１つに接続され、上記信号遅延手段が少なくとも１つの複合入力回線に接続され、上記複合入力回線の１つに接続された分布増幅器の全部が上記出力信号反転手段の１つの側にあり、上記複合入力回線の反対側に接続された分布増幅器の全部が出力信号反転手段の反対側に接続されていることを特徴とする請求項１３の分布増幅器システム。