JPH06350394A - サーキュレータ - Google Patents

サーキュレータ

Info

Publication number
JPH06350394A
JPH06350394A JP13634693A JP13634693A JPH06350394A JP H06350394 A JPH06350394 A JP H06350394A JP 13634693 A JP13634693 A JP 13634693A JP 13634693 A JP13634693 A JP 13634693A JP H06350394 A JPH06350394 A JP H06350394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fet
line
drain
gate
port
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
Application number
JP13634693A
Other languages
English (en)
Inventor
Dekuru Rogan
デクル ロガン
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP13634693A priority Critical patent/JPH06350394A/ja
Publication of JPH06350394A publication Critical patent/JPH06350394A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 進行波増幅器の理論に従って、能動サーキュ
レータの一般的な構造を提供する。 【構成】 2本のライン1,2とからなる伝送ラインを
有し、ライン1は入出力ポート24に接続され、ライン
1,2の接続点はFET5のゲートに接続され、FET
5のドレインは4本のラインよりなるクロス部に接続さ
れている。このクロス部の一端は入出力ポート25に接
続され、他の一端は第2のFET7のゲートに接続され
ている。FET7のドレインは4本のラインよりなるク
ロス部に接続され、クロス部の一端は第3のFET10
のゲートに接続されている。第1のFETのドレインと
第3のFETのゲートとの間にはフィルタ23が接続さ
れている。第3のFETのドレインは、2本のライン1
1,12の接続点に接続され、ライン12は第3の入出
力ポートに接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MMICおよびMIC
回路のサーキュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】サーキュレータはマルチ・ポート・デバ
イスであり、その動作は第1のポートから第2のポート
へ、他のポートへ影響を与えることなく電力を伝送する
ことである。たとえば、3ポート構造の場合、信号が第
1のポートに入力すると、信号は第2のポートから出力
されるが第3のポート3からは出力されない。同様に、
信号が第2のポートに入力すると、信号は第3のポート
から出力されるが第1のポート1からは出力されない。
MICまたはMMIC用の従来のサーキュレータは、受
動構造であり、一般に伝送ラインを使用している(Mi
crowavetransmission coupl
ers,Malherbe J.A.G.,Artec
h House参照)。
【0003】最近、幾つかのマイクロ波能動サーキュレ
ータが提案されている(A newtype of e
lectronic circulator at 8
00MHz band,10th EMC 1980,
Gaas monolithic implement
ation of active circulato
rs Int.Mic.Digest IEEE MT
T,The design of a 6 port
active circulator 1988 IE
EE MTT Int MIc.Symp.Dig.参
照)。
【0004】図5は、カプラと増幅器に基づいた能動サ
ーキュレータの例を示す(On the design
of an active circulator,
microwave and optical tec
hnology letters vol.1 nu
m.1 March 1988参照)。このサーキュレ
ータは、3個の増幅器27,28,29と、3個のカプ
ラ30,31,32とから構成される。増幅器は一方の
方向(図の矢印の方向)のアイソレータとして、および
他方の方向のアイソレータとして使用される。これは、
一方のポートへ入力する信号が、増幅器の接続に従っ
て、一方のポートから他方のポートに流れることを意味
している。なお図中、24,25,26は入出力ポート
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在用いられている能
動サーキュレータは、MMIC上で実現不可能であると
いう問題、さらには低周波数に制限されるという問題が
ある。以上の問題点を整理すると、以下のとおりであ
る。 (1)周波数帯域が狭い。 (2)MMIC上での実現が困難である。
【0006】本発明の目的は、これらの問題点を解決
し、広い周波数帯域と、利得と、MMIC回路上に集積
可能な構造とを備えるサーキュレータを提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のサーキュレータ
は、第1および第2のラインよりなる伝送ラインを備
え、第1のラインは第1の入出力ポートに接続され、第
2のラインは抵抗を経て接地され、第1のFETを備
え、このFETのゲートは、第3のラインを経て前記第
1と第2のラインの接続点に接続され、ソースは直接ま
たはラインを経て接地され、4本のラインよりなる第1
のクロス部を備え、このクロス部の第1端子は前記第1
のFETのドレインに接続され、第2端子は第2の入出
力ポートに接続され、第3端子は抵抗を経て接地され、
第2のFETを備え、このFETのゲートは、前記第1
のクロス部の第4端子に接続され、ソースは直接または
ラインを経て接地され、4本のラインよりなる第2のク
ロス部を備え、このクロス部の第1端子は前記第2のF
ETのドレインに接続され、第2端子は整合抵抗を経て
接地され、第3端子は整合抵抗を経て接地され、第3の
FETを備え、このFETのゲートは、前記第2のクロ
ス部の第4端子に接続され、ソースは直接またはライン
を経て接地され、前記第1のFETのドレインと前記第
3のFETのゲートとの間に接続されたフィルタを備
え、第4および第5のラインよりなる伝送ラインを備
え、第4のラインは抵抗を経て接地され、第5のライン
は第3の入出力ポートに接続され、第4および第5の接
続点は、第6のラインを経て前記第3のFETのドレイ
ンに接続されている、ことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の目的は、利得を有し広動作周波数帯域
のサーキュレータを開発することである。まず、利得と
広動作帯域周波数を得るための考え方を示す。利得を得
るためのただ1つの方法は、FETのような能動デバイ
スを使用することである。そして、このデバイスを使用
することにより、信号を増幅する多くの種類の構造を選
択できる。最も興味深い構造は、広動作周波数帯域の故
に進行波増幅器構造である。進行波増幅器構造の最も有
利な点は、数個のFETの相互コンダクタンスを、それ
らの入力キャパシタンスを結合することなく、結合でき
ることである。この種の構造は、計算が容易で、信頼性
が改善されているので、MMIC上での使用は非常に興
味深い。
【0009】進行波理論は、FETの特性(キャパシタ
ンスとレジスタンス)および伝送ラインによって生成さ
れるインダクタンスの結合に基づいている。したがっ
て、その原理は、FETのゲートおよびドレイン上に人
為的な伝送ラインを形成することである。この人為的な
伝送ラインは、抵抗と整合され、伝送ラインは広帯域周
波数で信号を駆動できるので、伝送ラインは非常に広帯
域となる。主な制限は、伝送ラインの特性を変化させる
FETのキャパシタンスの変動による不具合である。第
1のFETのゲートラインに入力される信号は、進行波
増幅器の原理に基づいて増幅され、第2の出力ポートに
出力される。その信号は、第2のFETのドレインを通
って送られ、したがって、フィルタの出力と破壊的に結
合される。これは、この信号に対する進行波効果を取り
消し、第3の入出力ポートにはこの信号を送らない。第
2のポートに入力される他の異なった周波数の信号は、
第2のFETのドレインを通って第3のFETのベース
に送られ、したがって、フィルタによって影響を受け
ず、進行波構造に従い第3の出力ポートに直接送られ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は、
本発明のサーキュレータの一実施例の回路図である。こ
のサーキュレータは、2本のライン1および2よりなる
伝送ラインを備え、ライン1は入出力ポート24に、ラ
イン2は抵抗4の一端にそれぞれ接続されている。抵抗
4の他端は接地されている。2本のライン1,2の接続
点は、ライン3を経て、FET5のゲートに接続されて
いる。FET5のソースは、直接に、またはラインを経
て接地することができる。本実施例では、直接に接地さ
れている。FET5のドレインは、4本の伝送ライン1
9,20,21,22よりなるクロス部に接続されてい
る。このクロス部の一端は入出力ポート25に接続さ
れ、一つの他端は整合抵抗6に接続され、また一つの他
端はFET7のゲートに接続されている。
【0011】FET7のソースは、直接に、またはライ
ンを経て接地することができる。本実施例では、直接に
接地されている。FET7のドレインは、4本の伝送ラ
イン15,16,17,18よりなるクロス部に接続さ
れている。このクロス部の一端は整合抵抗8に接続さ
れ、一つの他端は整合抵抗9に接続され、また一つの他
端はFET10のゲートに接続されている。FET10
のゲートは、また、フィルタ23を経てFET5のドレ
インに接続されている。フィルタ23は、数本の伝送ラ
インにより構成された能動フィルタまたは受動フィルタ
とすることができる。FET10のソースは、直接に、
またはラインを経て接地することができる。本実施例で
は、直接に接地されている。
【0012】本実施例のサーキュレータは、2本のライ
ン11および12よりなる伝送ラインをさらに備え、ラ
イン12は入出力ポート26に、ライン11は抵抗13
の一端にそれぞれ接続されている。抵抗13の他端は接
地されている。ライン11と12の接続点は、ライン1
4を経てFET10のドレインに接続されている。
【0013】本実施例の構造に関係したシミュレーショ
ン例を図2,図3,図4に示す。図2は、すべてのポー
トと関連するSパラメータのリターン損失を示す。図3
は、図1の構造に関連する異なったSパラメータを示
し、S31はポート24とポート26との間のアイソレ
ーションを、S21はポート24とポート25との間の
利得を、S23はポート25とポート26との間のアイ
ソレーションをそれぞれ示している。図4は、図1の構
造に関連する異なったSパラメータを示し、S12はポ
ート24とポート25との間のアイソレーションを、S
13はポート24とポート26との間の利得を、S23
はポート25とポート26との間のアイソレーションを
それぞれ示している。
【0014】このシミュレーションでは、簡単な受動フ
ィルタを用いて、2GHzの帯域を有するように最適化
を行った。結果は、23〜25GHzの帯域であるとみ
なされる。しかし、より正確な計算と好適なフィルタの
選択により、より広い帯域が達成できる、このシミュレ
ーションは、ポート25とポート24との間で約7GH
z帯域で約3dBの利得が得られることを、さらに、ポ
ート24とポート26との間(最適化帯域)で、約0d
Bの利得が得られることを示している。また、ポート2
6とポート25との間およびポート26とポート24と
の間で、約−20dB以上のアイソレーションと、すべ
てのポート上で−12dB以上の完全整合が得られるこ
とを示している。
【0015】
【発明の効果】現在まで、能動サーキュレータは、低周
波数で動作し、MMIC構造に集積できないものと思わ
れていた。本発明によれば、動作周波数帯域は少なくと
も数GHzと広く、動作周波数をかなり高くできる。M
MIC集積化に好適に適合された技術の使用により、本
発明のサーキュレータを集積化できる。
【0016】FETのような能動素子の使用に基づい
て、利得は、ゲートまたはドレイン電圧を調整すること
により増減可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構造の回路図である。
【図2】図1の構造に対する、Sパラメータ計算に関連
するシミュレーション結果を示すグラフである。
【図3】図1の構造に対する、Sパラメータ計算に関連
するシミュレーション結果を示すグラフである。
【図4】図1の構造に対する、Sパラメータ計算に関連
するシミュレーション結果を示すグラフである。
【図5】能動サーキュレータを示す図である。
【符号の説明】
1,2,3,11,12,14,15,16,17,1
8,19,20,21,22 伝送ライン 5,7,10 FET 4,6,8,9 抵抗 23 フィルタ 24,25,26 入力ポート 27,28,29 増幅器 30,31,32 カプラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1および第2のラインよりなる伝送ライ
    ンを備え、第1のラインは第1の入出力ポートに接続さ
    れ、第2のラインは抵抗を経て接地され、 第1のFETを備え、このFETのゲートは、第3のラ
    インを経て前記第1と第2のラインの接続点に接続さ
    れ、ソースは直接またはラインを経て接地され、 4本のラインよりなる第1のクロス部を備え、このクロ
    ス部の第1端子は前記第1のFETのドレインに接続さ
    れ、第2端子は第2の入出力ポートに接続され、第3端
    子は抵抗を経て接地され、 第2のFETを備え、このFETのゲートは、前記第1
    のクロス部の第4端子に接続され、ソースは直接または
    ラインを経て接地され、 4本のラインよりなる第2のクロス部を備え、このクロ
    ス部の第1端子は前記第2のFETのドレインに接続さ
    れ、第2端子は整合抵抗を経て接地され、第3端子は整
    合抵抗を経て接地され、 第3のFETを備え、このFETのゲートは、前記第2
    のクロス部の第4端子に接続され、ソースは直接または
    ラインを経て接地され、 前記第1のFETのドレインと前記第3のFETのゲー
    トとの間に接続されたフィルタを備え、 第4および第5のラインよりなる伝送ラインを備え、第
    4のラインは抵抗を経て接地され、第5のラインは第3
    の入出力ポートに接続され、第4および第5の接続点
    は、第6のラインを経て前記第3のFETのドレインに
    接続されている、ことを特徴とするサーキュレータ。
  2. 【請求項2】前記フィルタは、数本の伝送ラインにより
    構成された能動フィルタまたは受動フィルタであること
    を特徴とする請求項1記載のサーキュレータ。
JP13634693A 1993-06-08 1993-06-08 サーキュレータ Pending JPH06350394A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13634693A JPH06350394A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 サーキュレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13634693A JPH06350394A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 サーキュレータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06350394A true JPH06350394A (ja) 1994-12-22

Family

ID=15173052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13634693A Pending JPH06350394A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 サーキュレータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06350394A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601661A (zh) * 2019-09-06 2019-12-20 电子科技大学 一种cmos毫米波有源准环形器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601661A (zh) * 2019-09-06 2019-12-20 电子科技大学 一种cmos毫米波有源准环形器
CN110601661B (zh) * 2019-09-06 2023-03-24 电子科技大学 一种cmos毫米波有源准环形器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ayasli Field effect transistor circulators
GB1376462A (en) Amplifiers
US4801901A (en) Non-ferrite non-reciprocal phase shifter and circulator
US5349306A (en) Apparatus and method for high performance wide-band power amplifier monolithic microwave integrated circuits
US5168242A (en) Active-type broadband power divider
JPH0870207A (ja) インピーダンス整合回路
Tajima et al. GaAs monolithic wideband (2-18 GHz) variable attenuators
Gasmi et al. Noise and power optimization of a MMIC quasi-circulator
CA2266588A1 (en) Miniature active conversion between slotline and coplanar waveguide
US20020075075A1 (en) High-frequency circuit device
US5229732A (en) High frequency amplifier having stable amplification operation
US4679010A (en) Microwave circulator comprising a plurality of directional couplers connected together by isolation amplifiers
US4056785A (en) Low-noise microwave amplifier
JPH06350394A (ja) サーキュレータ
US5087898A (en) Integrated semiconductor active isolator circuit
US3860893A (en) Wide band active circuit three-port circulator for ultra-high frequencies and microwaves
US6331807B1 (en) Microwave coupler for a monolithic integrated circuit
Ashley et al. MMIC GaAs X-band isolator with enhanced power transmission response
US7142052B2 (en) Travelling wave amplifiers
JP2523937B2 (ja) 高周波信号分配回路
Banyamin et al. Low noise high-gain distributed preamplifiers using cascaded single stage distributed amplifier configurations
JPH0376301A (ja) インピーダンス変換回路
KR100541966B1 (ko) 밀리미터파 대역 증폭 장치 및 정합 회로
EP0529946A1 (en) Combining technique for a multistage, parallel amplifier
JPH0731619Y2 (ja) マイクロ波増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960702