JPH05129856A - 保護回路 - Google Patents
保護回路Info
- Publication number
- JPH05129856A JPH05129856A JP3293147A JP29314791A JPH05129856A JP H05129856 A JPH05129856 A JP H05129856A JP 3293147 A JP3293147 A JP 3293147A JP 29314791 A JP29314791 A JP 29314791A JP H05129856 A JPH05129856 A JP H05129856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- microstrip line
- amplified signal
- noise amplifier
- signal frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/045—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 雑音特性を悪化させることなく静電破壊に強
い低雑音アンプを実現するための保護回路を提供するこ
と。 【構成】 この保護回路１０は、使用基板上における増
幅信号周波数の４分の１波長の長さを有し一端が前記低
雑音アンプに接続されたマイクロストリップライン２
と、このマイクロストリップラインの他端に一端が接続
され他端が接地されたダイオード３と、マイクロストリ
ップラインとダイオードとの接続点に接続され増幅信号
周波数においてインピーダンスが十分に小さいコンデン
サ４とを備えている。このように構成されているので、
接点６から保護回路側を見たときの増幅信号周波数にお
けるインピーダンスが十分に大きくなるので、増幅信号
成分に対してはダイオードは接続されていないのも同様
となる。しかも、入力端子５に接続されるアンテナに帯
電した静電気に対しては、マイクロストリップライン２
はほとんどゼロ抵抗であり、ダイオードが低雑音アンプ
１の入力側に実質的に直接接続されている形になってい
る。
い低雑音アンプを実現するための保護回路を提供するこ
と。 【構成】 この保護回路１０は、使用基板上における増
幅信号周波数の４分の１波長の長さを有し一端が前記低
雑音アンプに接続されたマイクロストリップライン２
と、このマイクロストリップラインの他端に一端が接続
され他端が接地されたダイオード３と、マイクロストリ
ップラインとダイオードとの接続点に接続され増幅信号
周波数においてインピーダンスが十分に小さいコンデン
サ４とを備えている。このように構成されているので、
接点６から保護回路側を見たときの増幅信号周波数にお
けるインピーダンスが十分に大きくなるので、増幅信号
成分に対してはダイオードは接続されていないのも同様
となる。しかも、入力端子５に接続されるアンテナに帯
電した静電気に対しては、マイクロストリップライン２
はほとんどゼロ抵抗であり、ダイオードが低雑音アンプ
１の入力側に実質的に直接接続されている形になってい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信衛星や放送衛星等
からマイクロ波信号を地上で受信するための受信装置な
どに用いられる低雑音アンプの保護回路に関するもので
ある。
からマイクロ波信号を地上で受信するための受信装置な
どに用いられる低雑音アンプの保護回路に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】情報ネットワークシステムの急速な展開
が図られる中で、衛星通信システムの需要も急増し、周
波数帯も高周波化されつつある。高周波用電界効果トラ
ンジスタとしてはＧａＡｓ等の化合物半導体を用いたシ
ョットキバリア型電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＦ
Ｔ）が実用化されており、さらに最近ではシステムの小
型化、低価格化、高性能化のために高周波信号を低周波
に変換するダウンコンバータ初段増幅部の集積化（ＭＭ
ＩＣ化：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｏｎｏｌｏｔｈｉｃ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が進められて
いる。
が図られる中で、衛星通信システムの需要も急増し、周
波数帯も高周波化されつつある。高周波用電界効果トラ
ンジスタとしてはＧａＡｓ等の化合物半導体を用いたシ
ョットキバリア型電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＦ
Ｔ）が実用化されており、さらに最近ではシステムの小
型化、低価格化、高性能化のために高周波信号を低周波
に変換するダウンコンバータ初段増幅部の集積化（ＭＭ
ＩＣ化：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｏｎｏｌｏｔｈｉｃ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が進められて
いる。
【０００３】ＧａＡｓを用いたＦＥＴはマイクロ波のよ
うな極めて高い周波数においても低雑音であり優れたデ
バイスであるが、シリコンを用いたデバイスに比して静
電破壊に弱いという弱点がある。このような静電破壊か
ら回路を保護するための研究は古くから行われている
が、低雑音アンプの場合にはその雑音指数がその入力回
路部の雑音指数に大きく支配されるため、入力回路部に
余分な回路を付加すると雑音指数を悪化させる恐れがあ
り、実用的な低雑音アンプで保護回路の機能を持つもの
は無い。
うな極めて高い周波数においても低雑音であり優れたデ
バイスであるが、シリコンを用いたデバイスに比して静
電破壊に弱いという弱点がある。このような静電破壊か
ら回路を保護するための研究は古くから行われている
が、低雑音アンプの場合にはその雑音指数がその入力回
路部の雑音指数に大きく支配されるため、入力回路部に
余分な回路を付加すると雑音指数を悪化させる恐れがあ
り、実用的な低雑音アンプで保護回路の機能を持つもの
は無い。
【０００４】また、従来、通常、こういった低雑音アン
プはパラボラアンテナに接続されて用いられるが、その
一次放射器はほとんどが導波管構造のものであり、低雑
音アンプ（あるいはそれを含む回路）を注意深く取扱い
さえすれば、静電破壊をさけることができたのも、この
種の研究がさほど活発でない一因であろう。
プはパラボラアンテナに接続されて用いられるが、その
一次放射器はほとんどが導波管構造のものであり、低雑
音アンプ（あるいはそれを含む回路）を注意深く取扱い
さえすれば、静電破壊をさけることができたのも、この
種の研究がさほど活発でない一因であろう。
【０００５】一方、通信衛星や放送衛星からのマイクロ
波信号を地上で受信するためのアンテナとして平面アン
テナが実用化されはじめている。平面アンテナというの
は、多数のアンテナ素子を平面状に配列し、各素子で受
けた信号電力を導線で一つにまとめたものである。マイ
クロ波受信用の平面アンテナは、初めのうちは性能およ
びコストの両面でパラボラアンテナに遠く及ばなかっ
た。しかし、１９７０年代の後半からのマイクロストリ
ップアンテナの研究の高まりと、マイクロ波用プリント
基板の性能向上とによって、現在では実用レベルに達し
ている。
波信号を地上で受信するためのアンテナとして平面アン
テナが実用化されはじめている。平面アンテナというの
は、多数のアンテナ素子を平面状に配列し、各素子で受
けた信号電力を導線で一つにまとめたものである。マイ
クロ波受信用の平面アンテナは、初めのうちは性能およ
びコストの両面でパラボラアンテナに遠く及ばなかっ
た。しかし、１９７０年代の後半からのマイクロストリ
ップアンテナの研究の高まりと、マイクロ波用プリント
基板の性能向上とによって、現在では実用レベルに達し
ている。
【０００６】加えてＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波
集積回路）の技術進歩なども、より小型化という志向か
ら平面アンテナはますます普及するであろう。
集積回路）の技術進歩なども、より小型化という志向か
ら平面アンテナはますます普及するであろう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、受信システ
ムと、平面アンテナとを接続する方法に関しては必ずし
も充分な研究がなされていない。例えば、現在では従来
技術の延長から両者を接続する手段としてマイクロ波の
一般的な伝達手段である導波管を用いるものがあるが、
全体としての小型軽量化を達成することが困難となり、
受信システムの小型化およびアンテナの平面化が十分に
生かされない。
ムと、平面アンテナとを接続する方法に関しては必ずし
も充分な研究がなされていない。例えば、現在では従来
技術の延長から両者を接続する手段としてマイクロ波の
一般的な伝達手段である導波管を用いるものがあるが、
全体としての小型軽量化を達成することが困難となり、
受信システムの小型化およびアンテナの平面化が十分に
生かされない。
【０００８】一方、平面アンテナと受信システムとを直
結するのは以下のような理由により困難である。平面ア
ンテナはフィルムにアンテナパターン（金属）が印刷さ
れておりそのフィルムの両側を絶縁体ではさんだ構造に
なっている。したがってアンテナは大きく帯電すること
があり受信システムを破壊してしまうのである。本発明
の課題は、このような問題点を解消することにある。
結するのは以下のような理由により困難である。平面ア
ンテナはフィルムにアンテナパターン（金属）が印刷さ
れておりそのフィルムの両側を絶縁体ではさんだ構造に
なっている。したがってアンテナは大きく帯電すること
があり受信システムを破壊してしまうのである。本発明
の課題は、このような問題点を解消することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するために、本発明の保護回路は、使用基板上における
増幅信号周波数の４分の１波長の長さを有し一端が低雑
音アンプの入力側に接続されたマイクロストリップライ
ンと、このマイクロストリップラインの他端に一端が接
続され他端が接地されたダイオードと、マイクロストリ
ップラインとダイオードとの接続点に接続され増幅信号
周波数においてインピーダンスが十分に小さいコンデン
サとを備えたものである。
するために、本発明の保護回路は、使用基板上における
増幅信号周波数の４分の１波長の長さを有し一端が低雑
音アンプの入力側に接続されたマイクロストリップライ
ンと、このマイクロストリップラインの他端に一端が接
続され他端が接地されたダイオードと、マイクロストリ
ップラインとダイオードとの接続点に接続され増幅信号
周波数においてインピーダンスが十分に小さいコンデン
サとを備えたものである。
【００１０】
【作用】ダイオードが増幅周波数の４分の一波長のマイ
クロストリップラインによって分離されているので、増
幅信号成分に対しては、このダイオードは接続されてい
ないのも同様である。また、静電気に対しては４分の一
波長のマイクロストリップラインは、ほとんどゼロ抵抗
であるので、ダイオードが低雑音アンプの入力側に実質
的に直接接続されている形になっている。
クロストリップラインによって分離されているので、増
幅信号成分に対しては、このダイオードは接続されてい
ないのも同様である。また、静電気に対しては４分の一
波長のマイクロストリップラインは、ほとんどゼロ抵抗
であるので、ダイオードが低雑音アンプの入力側に実質
的に直接接続されている形になっている。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図である。保
護回路１０は、マイクロストリップライン２とダイオー
ド３とコンデンサ４とで構成されている。低雑音アンプ
１の入力側に接続されているマイクロストリップライン
２は、低雑音アンプ１が増幅する信号周波数（以下、増
幅信号周波数という）において、４分の１波長となる長
さに設定されてる。なお、増幅信号周波数における４分
の１波長が、基板上において実際にどれくらいの長さに
なるかは、基板の材質や厚さなどによって異なる。マイ
クロストリップライン２の他端にはダイオード３のアノ
ードが接続されている。このダイオード３は、例えば、
ＭＥＳＦＥＴのドレイン端子とソース端子を短絡するこ
とによって形成することができ、その場合、そのＦＥＴ
のゲートがアノードとなる。ダイオード３のカソード
（ダイオード３をＭＥＳＦＥＴで構成した場合にはドレ
インおよびソースを共通に接続した端子）は接地されて
いる。ダイオード３には、コンデンサ４が並列に接続さ
れている。コンデンサ４は、増幅信号周波数において充
分低いインピーダンスとなるように、その容量値が設定
されている。こうすることにより、マイクロストリップ
ライン２のコンデンサ４側が増幅信号周波数においてほ
ぼ短絡状態となり、その４分の１波長手前である接点６
のインピーダンスが無限大に近づくことになる。逆に、
コンデンサ４が増幅信号周波数において充分低いインピ
ーダンスとならないような容量値に設定されている場合
には、接点６から保護回路１０側を見た増幅信号周波数
におけるインピーダンスが充分無視しうるほど大きくな
らず、低雑音特性が悪化する。接点６から保護回路１０
側を見た増幅信号周波数におけるインピーダンスが、理
想的に無限大の場合にはマイクロストリップライン２の
伝送損失分だけ低雑音アンプ１の雑音指数が悪化するに
とどまる。
護回路１０は、マイクロストリップライン２とダイオー
ド３とコンデンサ４とで構成されている。低雑音アンプ
１の入力側に接続されているマイクロストリップライン
２は、低雑音アンプ１が増幅する信号周波数（以下、増
幅信号周波数という）において、４分の１波長となる長
さに設定されてる。なお、増幅信号周波数における４分
の１波長が、基板上において実際にどれくらいの長さに
なるかは、基板の材質や厚さなどによって異なる。マイ
クロストリップライン２の他端にはダイオード３のアノ
ードが接続されている。このダイオード３は、例えば、
ＭＥＳＦＥＴのドレイン端子とソース端子を短絡するこ
とによって形成することができ、その場合、そのＦＥＴ
のゲートがアノードとなる。ダイオード３のカソード
（ダイオード３をＭＥＳＦＥＴで構成した場合にはドレ
インおよびソースを共通に接続した端子）は接地されて
いる。ダイオード３には、コンデンサ４が並列に接続さ
れている。コンデンサ４は、増幅信号周波数において充
分低いインピーダンスとなるように、その容量値が設定
されている。こうすることにより、マイクロストリップ
ライン２のコンデンサ４側が増幅信号周波数においてほ
ぼ短絡状態となり、その４分の１波長手前である接点６
のインピーダンスが無限大に近づくことになる。逆に、
コンデンサ４が増幅信号周波数において充分低いインピ
ーダンスとならないような容量値に設定されている場合
には、接点６から保護回路１０側を見た増幅信号周波数
におけるインピーダンスが充分無視しうるほど大きくな
らず、低雑音特性が悪化する。接点６から保護回路１０
側を見た増幅信号周波数におけるインピーダンスが、理
想的に無限大の場合にはマイクロストリップライン２の
伝送損失分だけ低雑音アンプ１の雑音指数が悪化するに
とどまる。
【００１２】上述した実施例では、コンデンサ４として
ＭＩＭ（メタル・インシュレータ・メタル）型のものを
想定ているが、これに代えて、図２に示すように、マイ
クロストリップライン２と同じ長さのオープンスタブ７
を用いてもよい。この構成によれば、オープンスタブ７
の末端部が解放されているので、その２分の１波長手前
である接点６のインピーダンスが無限大となる。
ＭＩＭ（メタル・インシュレータ・メタル）型のものを
想定ているが、これに代えて、図２に示すように、マイ
クロストリップライン２と同じ長さのオープンスタブ７
を用いてもよい。この構成によれば、オープンスタブ７
の末端部が解放されているので、その２分の１波長手前
である接点６のインピーダンスが無限大となる。
【００１３】また、入力端子５に接続されるアンテナに
おける帯電の仕方が逆極性の場合にはダイオード３を逆
方向に接続すれば良い。これを図３に示す。帯電の極性
については、入力端子５に接続されるアンテナの材質や
環境などにより決定されるので、ダイオード３の極性は
適宜選択する必要がある。
おける帯電の仕方が逆極性の場合にはダイオード３を逆
方向に接続すれば良い。これを図３に示す。帯電の極性
については、入力端子５に接続されるアンテナの材質や
環境などにより決定されるので、ダイオード３の極性は
適宜選択する必要がある。
【００１４】これに対して、図４の実施例は、入力端子
５に接続されるアンテナがいずれの極性に帯電するもの
であっても適用できる保護回路である。すなわち、第１
実施例のダイオード３に対して逆方向に別のダイオード
８を並列接続した構成となっている。これにより、入力
端子５に接続されるアンテナに帯電した電荷を極性にか
かわらず抜き取ることができる。
５に接続されるアンテナがいずれの極性に帯電するもの
であっても適用できる保護回路である。すなわち、第１
実施例のダイオード３に対して逆方向に別のダイオード
８を並列接続した構成となっている。これにより、入力
端子５に接続されるアンテナに帯電した電荷を極性にか
かわらず抜き取ることができる。
【００１５】また、ダイオードの耐圧が足りない場合あ
るいは、低雑音アンプ１のバイアス点がダイオードの順
方向電圧よりも深い場合でかつ入力部がコンデンサによ
って直流カットされていない場合などは図５の実施例の
ように、ダイオードの段数を増やしてやればよい。すな
わち、この実施例では、第４実施例のダイオード３およ
び８を、それぞれ複数のダイオードによる直列回路１２
および１１に置換している。なお、この実施例は、互い
に逆方向にダイオードが接続されている第４実施例を基
本として段数を増加した例であるが、第１〜第３実施例
のような一方向のダイオードが用いられている実施例に
対しても、同様の趣旨でダイオードの段数を増やすこと
ができる。
るいは、低雑音アンプ１のバイアス点がダイオードの順
方向電圧よりも深い場合でかつ入力部がコンデンサによ
って直流カットされていない場合などは図５の実施例の
ように、ダイオードの段数を増やしてやればよい。すな
わち、この実施例では、第４実施例のダイオード３およ
び８を、それぞれ複数のダイオードによる直列回路１２
および１１に置換している。なお、この実施例は、互い
に逆方向にダイオードが接続されている第４実施例を基
本として段数を増加した例であるが、第１〜第３実施例
のような一方向のダイオードが用いられている実施例に
対しても、同様の趣旨でダイオードの段数を増やすこと
ができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の保護回路
によれば、ダイオードが増幅周波数の４分の１波長のマ
イクロストリップラインによって分離されているので、
増幅信号成分に対してはダイオードは接続されていない
のも同様で、かつ、静電気に対してはほとんどゼロ抵抗
でダイオードが接続されている形になっている。したが
って、雑音特性を悪化させることなく静電破壊に強い低
雑音アンプを実現することができる。
によれば、ダイオードが増幅周波数の４分の１波長のマ
イクロストリップラインによって分離されているので、
増幅信号成分に対してはダイオードは接続されていない
のも同様で、かつ、静電気に対してはほとんどゼロ抵抗
でダイオードが接続されている形になっている。したが
って、雑音特性を悪化させることなく静電破壊に強い低
雑音アンプを実現することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】本発明の第２実施例を示す回路図。
【図３】本発明の第３実施例を示す回路図。
【図４】本発明の第４実施例を示す回路図。
【図５】本発明の第５実施例を示す回路図。
１…低雑音アンプ、２…マイクロストリップライン、
３、８…ダイオード ４…コンデンサ、５…入力端子、７…オープンスタブ、
１０…保護回路 １１、１２…ダイオードによる直列回路
３、８…ダイオード ４…コンデンサ、５…入力端子、７…オープンスタブ、
１０…保護回路 １１、１２…ダイオードによる直列回路
Claims (4)
- 【請求項１】 低雑音アンプの入力側に接続される保護
回路において、使用基板上における増幅信号周波数の４
分の１波長の長さを有し一端が前記低雑音アンプの入力
側に接続されたマイクロストリップラインと、このマイ
クロストリップラインの他端に一端が接続され他端が接
地されたダイオードと、前記マイクロストリップライン
と前記ダイオードとの接続点に接続され前記増幅信号周
波数においてインピーダンスが十分に小さいコンデンサ
とを備えたことを特徴とする保護回路。 - 【請求項２】 前記ダイオードに代えて、各々の電極が
互いに逆方向に接続された２つのダイオードからなる回
路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の保護回
路。 - 【請求項３】 前記ダイオードに代えて、２以上のダイ
オードが同一方向に接続された２組の直列回路を互いに
逆方向に並列接続した回路を備えたことを特徴とする請
求項１に記載の保護回路。 - 【請求項４】 前記コンデンサが、前記マイクロストリ
ップラインと同じ長さのオープンスタブであることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の保護回
路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293147A JPH05129856A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 保護回路 |
| CA002081787A CA2081787A1 (en) | 1991-11-08 | 1992-10-30 | Protection circuit |
| DE69208205T DE69208205T2 (de) | 1991-11-08 | 1992-11-05 | Schutzschaltung |
| EP92118988A EP0541097B1 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-05 | Protection circuit |
| US07/972,526 US5300897A (en) | 1991-11-08 | 1992-11-06 | Amplifier protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293147A JPH05129856A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129856A true JPH05129856A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17791030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293147A Pending JPH05129856A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 保護回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5300897A (ja) |
| EP (1) | EP0541097B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05129856A (ja) |
| CA (1) | CA2081787A1 (ja) |
| DE (1) | DE69208205T2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001018865A1 (fr) * | 1999-09-06 | 2001-03-15 | Hitachi, Ltd. | Module amplificateur de puissance haute-frequence et appareil de radiocommunications |
| JP2005117000A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-28 | Sharp Corp | 静電気保護回路及びそれを備えた高周波回路装置 |
| JP2008294158A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
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| US10707823B1 (en) | 2019-02-07 | 2020-07-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High-frequency amplifier circuitry and semiconductor device |
| US11323080B2 (en) | 2019-05-22 | 2022-05-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Amplification circuit, radio-frequency front end circuit, and communication device |
Families Citing this family (7)
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| US6553214B1 (en) | 1999-05-05 | 2003-04-22 | Tenatronics Limited | Active window glass antenna system with automatic overload protection circuit |
| US6580321B1 (en) | 2001-08-24 | 2003-06-17 | Anadigics, Inc. | Active clamping circuit for power amplifiers |
| US6762647B1 (en) * | 2002-08-09 | 2004-07-13 | Triquint Semiconductor, Inc. | Active protection circuit for load mismatched power amplifier |
| DE102004018137A1 (de) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Tesat-Spacecom Gmbh & Co. Kg | Schutzschaltung |
| TWM460421U (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-21 | Pegatron Corp | 具近接感測功能的天線模組 |
| US10622952B2 (en) * | 2018-06-07 | 2020-04-14 | Microsemi Corporation | Distributed amplifier |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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