JPH07307626A

JPH07307626A - マイクロ波高出力増幅器

Info

Publication number: JPH07307626A
Application number: JP6098615A
Authority: JP
Inventors: Kiyoharu Kiyono; 清春清野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロ波高出力増幅器の高出力化を図るこ
とを目的とする。【構成】入力整合回路あるいは出力整合回路の少なく
とも一方をマイクロストリップ線路で形成し、マイクロ
波高出力増幅器の入力端末から出力端子までのＦＥＴの
中央部及び両端部を通るマイクロ波の経路長を物理的に
ほぼ等しくするスリットをマイクロ波の伝ぱん方向に沿
ってマイクロストリップ線路上に設けた。【効果】入力端子から出力端子までのＦＥＴの中央部
及び両端部を通るマイクロ波の経路長を等しくすること
により、ＦＥＴの各部を同相で動作させることができ、
マイクロ波高出力増幅器の高出力化を図ることができる
効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレーダあるいは通信等
に用いるマイクロ波高出力増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＦＥＴ等の半導体増幅素子の高周
波化、高出力化が進み、レーダあるいは通信用の高出力
増幅器として、半導体増幅素子を用いたものが一般に用
いられている。図１５は例えば電子情報通信学会、マイ
クロ波研究会資料ＭＷ８８−５２に記載された従来のマ
イクロ波高出力増幅器の斜視図である。公知資料では入
出力整合回路として、マイクロストリップ線路から成る
２段のインピーダンス変成器を用いた場合について示し
ているが、ここでは説明を簡単にするために、入出力整
合回路として、マイクロストリップ線路から成る１段の
インピーダンス変成器を用い、かつ、半導体増幅素子と
してＦＥＴを用いた場合について述べる。図において、
１は半導体増幅素子の一つであるＦＥＴ、２はマイクロ
ストリップ線路、３は誘電体基板、４は入力端子、５は
入力整合回路、６はマイクロストリップ線路、７は出力
端子、８は出力整合回路、９は金属細線である。このマ
イクロ波高出力増幅器はチップ状のＦＥＴ１とＦＥＴ１
の入出力部にそれぞれ設けた入力整合回路５、出力整合
回路８とからなり、入力整合回路５とＦＥＴ１間及び出
力整合回路８とＦＥＴ１間を金属細線９によりそれぞれ
接続した構成のものである。入力整合回路５はアルミナ
セラミック基板等の誘電体基板３上に形成されたマイク
ロストリップ線路２からなり、マイクロストリップ線路
２の一端には入力端子４が接続されている。また、マイ
クロストリップ線路２の長さ及び特性インピーダンスは
ＦＥＴ１の入力インピーダンスと入力端子４に接続され
る電源インピーダンスとを整合させるような値に選ばれ
ており、通常、長さは所要周波数帯で１／４波長に、特
性インピーダンスはＦＥＴ１の入力インピーダンスと電
源インピーダンスとの相乗平均値に選ばれている。この
ように入力整合回路５はＦＥＴ１の入力インピーダンス
と電源インピーダンスとを整合させる働きを有し、長さ
が約１／４波長のマイクロストリップ線路２からなる１
段のインピーダンス変成器となっている。一方、出力整
合回路８は誘電体基板３上に形成されたマイクロストリ
ップ線路６からなり、マイクロストリップ線路６の一端
には出力端子７が接続されている。この出力整合回路８
はＦＥＴ１の出力インピーダンスと出力端子７に接続さ
れる負荷インピーダンスとを整合させるために設けてお
り、マイクロストリップ線路６の長さ及び特性インピー
ダンスはそれぞれ１／４波長及びＦＥＴ１の出力インピ
ーダンスと負荷インピーダンスとの相乗平均値に選ばれ
ている。従って、出力整合回路８も入力整合回路５と同
様に、長さが約１／４波長のマイクロストリップ線路６
からなる１段のインピーダンス変成器となっている。さ
らに、増幅器出力は使用するＦＥＴ１のゲート幅に依存
するため、所望の出力が得られるようなゲート幅のＦＥ
Ｔ１が用いられており、通常、ＦＥＴ１はゲート幅１０
ｍｍ当り３ｗの出力が得られる。

【０００３】次に動作について説明する。マイクロ波高
出力増幅器の入力端子４から入射したマイクロ波信号は
入力整合回路５を通り、ＦＥＴ１に供給される。供給さ
れたマイクロ波信号はＦＥＴ１で増幅され、出力整合回
路８を介して出力端子７に出力され、さらに、アンテナ
等の負荷へ供給される。このように所望のゲート幅のＦ
ＥＴ１を用い、ＦＥＴ１の入力インピーダンスと電源イ
ンピーダンス、ＦＥＴ１の出力インピーダンスと負荷イ
ンピーダンスとを整合させる入力整合回路５、出力整合
回路８をＦＥＴ１の入出力部にそれぞれ設けることによ
り、マイクロ波高出力増幅器を実現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、マイクロ波高出
力増幅器には高周波化、高出力化が増々要求されるよう
になって来ている。このため、高周波帯においても波長
に比べて無視できないチップサイズの大きなゲート幅の
広いＦＥＴ１が用いられるようになった。このようなゲ
ート幅の広いＦＥＴ１を高周波帯で使用する場合、次の
ような問題点が発生する。図１６（ａ）〜（ｃ）はマイ
クロ波の信号の流れを示すモデル図である。図１６
（ａ）はＦＥＴ１の各部を通るマイクロ波信号に位相差
が生じることを表わす図で、図１６（ｂ）はＦＥＴ１の
各部に供給されるマイクロ波信号に振幅差が生じること
を表わしている。また、図１６（ｃ）はＦＥＴ１の一部
から発生したマイクロ波信号が入力整合回路５、ＦＥＴ
１の他の部分および出力整合回路８を通って再び戻るこ
とを表わしている。

【０００５】図１６（ａ）において、入力端子４から入
射したマイクロ波信号はマイクロストリップ線路２の左
端で実線のようにＦＥＴ１の両端部に供給されるもの
と、破線のようにＦＥＴ１の中央部に供給されるものと
に分かれる。分かれたマイクロ波信号はＦＥＴ１の両端
部と中央部でそれぞれ増幅され、さらにマイクロストリ
ップ線路６を通って、マイクロストリップ線路６の右端
で合成される。このように、ＦＥＴ１の中央部を通るよ
りは両端を通る方が線路長が長くなり、ＦＥＴ１の中央
部を通るマイクロ波信号に比べ両端を通るマイクロ波信
号の位相が遅れることになる。従って、ＦＥＴ１の各部
を通るマイクロ波信号に位相差が生じ、合成効率が低下
する。このため、ゲート幅の広いＦＥＴ１を用いても大
きな出力が得られない問題点があった。

【０００６】また、図１６（ｂ）に示すように、マイク
ロストリップ線路２，６では中央部よりも両端の方がマ
イクロ波信号の電流密度が高くなる。このため、ＦＥＴ
１の中央部に比べ両端部には大きな振幅のマイクロ波信
号が供給される。従って、ＦＥＴ１の両端部は過飽和状
態で動作するのに対し、中央部はあまり飽和しない状態
で動作するようになる。このように入力端子４から入射
したマイクロ波信号はＦＥＴ１で増幅される際、ＦＥＴ
１の各部に振幅差が生じるため、増幅されたマイクロ波
信号がマイクロストリップ線路６の出力端子７側で、効
率良く合成されなくなり、この場合も大きな出力が得ら
れない問題点がある。

【０００７】また、図１６（ｃ）に示すようにゲート幅
の大きなＦＥＴ１を用いた場合、ＦＥＴ１の内部の一部
で発生した不要なマイクロ波信号がマイクロストリップ
線路２、ＦＥＴ１の他の部分およびマイクロストリップ
線路６を通って再びもとに戻る場合がある。これはＦＥ
Ｔ１のゲート幅が増大するとＦＥＴ１を構成するＦＥＴ
セルが均一に製作できなくなり、また、マイクロストリ
ップ線路２，６の幅が波長に比べ無視できなくなる場合
に生じる。このように波長に比べゲート幅の大きさＦＥ
Ｔ１を用い、また、幅の広いマイクロストリップ線路
２，６を用いてマイクロ波高出力増幅器を構成した場
合、ＦＥＴ１の一部とマイクロストリップ線路２，６と
で正帰還回路が形成され発振してしまう問題点もあっ
た。

【０００８】さらに、通信等に用いるマイクロ高出力増
幅器ではＦＥＴ１の非線形特性により発生する高調波が
問題となる場合が多い。図１５に示す従来のマイクロ波
高出力増幅器ではこのような高調波を抑圧する機能がな
いため、マイクロ波高出力増幅器の出力端子７に大きな
高調波が出力されてしまう問題点もあった。

【０００９】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、出力を向上させることができると
ともに、高安定で高調波の低いマイクロ波高出力増幅器
を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波高出力増幅器の実施例１では入力整合回路あるいは出
力整合回路の少なくとも一方を、マイクロストリップ線
路で構成し、かつ、このマイクロストリップ線路上には
入力端子から出力端子に至るＦＥＴの各部を通るマイク
ロ波信号の経路長が等しくなるようなスリットをマイク
ロ波の伝ぱん方向に沿って設けたものである。

【００１１】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例２では入力整合回路あるいは出力整合回路
の少なくとも一方を、マイクロストリップ線路で構成
し、かつ、マイクロ波の伝ぱん方向と垂直をなすこのマ
イクロストリップ線路の両端部にはマイクロストリップ
線路と直列接続されるようにキャパシタを装荷したもの
である。

【００１２】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例３では、入力整合回路あるいは出力整合回
路の少なくとも一方を、マイクロストリップ線路で構成
し、かつ、マイクロストリップ線路とＦＥＴとの接続部
近傍のマイクロストリップ線路上に絶縁体膜を設け、さ
らに、この絶縁体膜上には一端がマイクロストリップ線
路に接続された所要の周波数帯で１／４波長より短い先
端開放線路を設けたものである。

【００１３】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例４では入力整合回路あるいは出力整合回路
の少なくとも一方を、マイクロストリップ線路で構成、
このマイクロストリップ線路とＦＥＴとの接続部近傍の
マイクロストリップ線路のほぼ中央部に所望の周波数帯
で１／４波長より短い先端開放線路が形成されるような
コの字形のスリットを設けたものである。

【００１４】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例５では入力整合回路をマイクロストリップ
線路で構成し、かつ、このマイクロストリップ線路の中
央部からマイクロ波の伝ぱん方向と垂直をなす方向に向
って徐々に抵抗値が大きくなるような抵抗をマイクロス
トリップ線路に直列に装荷したものである。

【００１５】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例６では入力整合回路をマイクロストリップ
線路で構成し、かつ、このマイクロストリップ線路の中
央部からマイクロ波の伝ぱん方向と垂直をなす方向に向
かって、徐々に抵抗値が大きくなるような抵抗をマイク
ロストリップ線路に直列に装荷し、さらにこの抵抗の一
部を金属細線で短絡したものである。

【００１６】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例７では入力整合回路あるいは出力整合回路
の少なくとも一方を、マイクロストリップ線路で構成
し、このマイクロストリップ線路のほぼ中央部にマイク
ロ波の伝ぱん方向に沿ってスリットを設けたものであ
る。

【００１７】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例８では実施例７で示したスリット内にマイ
クロストリップ線路間を接続する抵抗を設けたものであ
る。

【００１８】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例９では実施例７，８で示したスリットを跨
ぐように配置され、かつ、マイクロストリップ線路間を
接続する金属細線を設けたものである。

【００１９】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例１０では出力整合回路をマイクロストリッ
プ線路で構成し、このマイクロストリップ線路とＦＥＴ
との接続部近傍のマイクロストリップ線路上に、高調波
に対して長さがほぼ１／４波長の先端開放線路が形成さ
れるようなコの字形のスリットを設けたものである。

【００２０】さらに、この発明に係るマイクロ波高出力
増幅器の実施例１１では出力整合回路をマイクロストリ
ップ線路で構成し、このマイクロストリップ線路とＦＥ
Ｔとの接続部近傍のマイクロストリップ線路上に絶縁体
膜を設けるとともに、この絶縁体膜上には長さが高調波
に対してほぼ１／４波長を有し、一端がマイクロストリ
ップ線路に接続された先端開放線路を設けたものであ
る。

【００２１】さらに、また、この発明に係るマイクロ波
高出力増幅器の実施例１２では出力整合回路をマイクロ
ストリップ線路で構成し、このマイクロストリップ線路
の出力端子側の一端に絶縁体膜を設けるとともに、絶縁
体膜上には一端がマイクロストリップ線路に接続され、
長さが高調波でほぼ１／４波長の先端開放線路を設けた
ものである。

【００２２】

【作用】この発明に係るマイクロ波高出力増幅器の実施
例１では入力整合回路あるいは出力整合回路を構成する
マイクロストリップ線路に、マイクロ波の伝ぱん方向に
沿ってスリットを設けることにより、ＦＥＴの各部を通
る入力端子から出力端子までの経路調即ち電気長をほぼ
一定にできる。

【００２３】この発明に係るマイクロ波高出力増幅器の
実施例２では入力整合回路あるいは出力整合回路を構成
するマイクロストリップ線路の両端に、マイクロストリ
ップ線路に直列接続されるようにキャパシタを設けるこ
とにより、マイクロストリップ線路の両端部の位相を進
めることができ、ＦＥＴの各部を通る入力端子から出力
端子までの電気長をほぼ一定にできる。

【００２４】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例３では入力整合回路あるいは出力整合回路
を構成するマイクロストリップ線路上のＦＥＴとの接続
部近傍に絶縁体膜上に形成された先端開放線路を接続す
ることにより、マイクロストリップ線路の中央部の位相
を遅らせることができ、ＦＥＴの各部を通る入力端子か
ら出力端子までの電気長をほぼ一定にできる。

【００２５】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例４では入力整合回路あるいは出力整合回路
を構成するマイクロストリップ線路のＦＥＴとの接続部
近傍にコの字形のスリットを設けることにより、簡単な
構成がマイクロストリップ線路上の位相を調整でき、Ｆ
ＥＴの各部を通る入力端子から出力端子までの電気長を
ほぼ一定にできる。

【００２６】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例５では入力整合回路を構成するマイクロス
トリップ線路に直列に、マイクロストリップ線路の中央
部から両端部に向かって徐々に抵抗値が大きくなる抵抗
を装荷することにより、ＦＥＴの各部に供給されるマイ
クロ波信号の振幅をほぼ一定にできる。

【００２７】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例６では入力整合回路を構成するマイクロス
トリップ線路に、マイクロストリップ線路の中央部から
両端部に向かって徐々に抵抗値が大きくなる抵抗を直列
に装荷し、この抵抗の一部を金属細線で短絡することに
より、抵抗で減衰されるマイクロ波信号の減衰量を調整
することができＦＥＴの各部に供給されるマイクロ波信
号の振幅をより等しくできる。

【００２８】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例７では入力整合回路あるいは出力整合回路
を構成するマイクロストリップ線路のほぼ中央部にマイ
クロ波の伝ぱん方向に沿ってスリットを設けることによ
り、ＦＥＴの一部から発生した不要なマイクロ波信号が
出力整合回路、ＦＥＴの他の部分および入力整合回路を
通って再びもとに戻るまでの電気長を設定できる。

【００２９】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例８では実施例７のスリット内に抵抗を設け
ることにより、ＦＥＴの一部から発生した不要なマイク
ロ波信号が出力整合回路、ＦＥＴの他の部分および入力
整合回路を介してもとに戻るまでに、不要なマイクロ波
信号を減衰させることができる。

【００３０】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例９では実施例７，８のスリットを跨ぐ金属
細線でマイクロストリップ線路の局部間を短絡するによ
り、ＦＥＴの一部から発生した不要なマイクロ波信号が
出力整合回路、ＦＥＴの他の部分および入力整合回路を
介してもとに戻るマイクロ波の振幅と位相を可変でき
る。

【００３１】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例１０では出力整合回路を構成するマイクロ
ストリップ線路上のＦＥＴとの接続部近傍に、高調波に
対して長さがほぼ１／４波長の先端開放線路が形成され
るようなコの字形のスリットを設けることにより、ＦＥ
Ｔから発生した高調波をＦＥＴ近傍で短絡することがで
きる。

【００３２】また、この発明に係るマイクロ波高出力増
幅器の実施例１１では出力整合回路を構成するマイクロ
ストリップ線路のＦＥＴとの接続部近傍に、絶縁体膜上
に形成された長さが高調波に対して１／４波長の先端開
放線路を装荷することにより、ＦＥＴ近傍でＦＥＴから
発生した高調波を短絡することができる。

【００３３】さらに、この発明に係るマイクロ波高出力
増幅器の実施例１２では出力整合回路を構成するマイク
ロストリップ線路上の出力端子側の一端に、絶縁体膜上
に形成された長さが高調波でほぼ１／４波長の先端開放
線路を設けることにより、ＦＥＴから発生した高調波を
短絡できるとともに、マイクロストリップ線路長を短く
できる。

【００３４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はＦＥＴ１の各部を通り、入力端子４から出
力端子７に到るマイクロ波信号の経路長を物理的にほぼ
等しくできるこの発明のマイクロ波高出力増幅器の斜視
図であり、その図において１０，１１はスリットであ
る。この発明のマイクロ波高出力増幅器は図１５に示し
た従来のものと基本的な回路構成は同じであるが、マイ
クロストリップ線路２，６上にそれぞれスリット１０，
１１を設けている点が従来のものと異なる。即ち、マイ
クロストリップ線路２上のスリット１０はマイクロスト
リップ線路２の幅を２分割するようにマイクロストリッ
プ線路２のほぼ中央部の入力端子４側に、また、スリッ
ト１１はマイクロストリップ線路２の両端から線路幅の
約１／４のＦＥＴ１側にマイクロ波の伝ぱん方向に沿っ
てそれぞれ設けられている。また、マイクロストリップ
線路６上のスリット１０，１１はマイクロストリップ線
路２上のスリット１０，１１と同様の位置関係に設けら
れている。このようにマイクロストリップ線路２，６上
に、マイクロ波の伝ぱん方向に沿って細長いスリット１
０，１１を設けることにより、入力端子４から入射した
マイクロ波信号は図中の矢印の経路で伝ぱんするように
なる。即ち、入力端子４からのマイクロ波信号はマイク
ロストリップ線路２上のスリット１０で、ほぼ２等分配
され、さらにスリット１１で４等分配されてＦＥＴ１に
供給される。供給されたマイクロ波信号はＦＥＴ１で増
幅され、マイクロストリップ線路６上の２個のスリット
１１の出力端子７側でそれぞれ２合成され、さらにスリ
ット１０の出力端子７側で４合成されるようになる。こ
のような経路でマイクロ波信号が伝ぱんするため、入力
端子４からＦＥＴ１の各部までの経路長及びＦＥＴ１の
各部から出力端子７までの経路長を物理的にほぼ等しく
できる。

【００３５】次に動作について説明する。入力端子４か
ら入射したマイクロ波信号はマイクロストリップ線路２
からなる入力整合回路５を通り、ＦＥＴ１の中央部及び
両端部に同相で供給され、そこでそれぞれ増幅される。
さらに増幅されたそれぞれのマイクロ波信号はマイクロ
ストリップ線路６からなる出力整合回路８を介して同相
で合成され、出力端子７を介してアンテナ等の負荷へ供
給されるようになる。なお、マイクロストリップ線路
２，６へ設けたスリット１０，１１は細長い形状として
おり、しかもマイクロ波の伝ぱん方向に沿って設けられ
ているため、この発明のマイクロ波高出力増幅器で用い
ているマイクロストリップ線路２，６の特性インピーダ
ンス及び電気長はスリット１０，１１のないものとほぼ
等しくなるため、増幅器特性へ与えるスリット１０，１
１の影響は非常に小さい。以上に述べたように、この発
明のマイクロ波高出力増幅器では入力整合回路５、出力
整合回路８を構成するマイクロストリップ線路２，６上
にそれぞれスリット１０，１１を設けることにより、Ｆ
ＥＴ１の中央部及び両端部を通る入力端子４から出力端
子７までのマイクロ波の経路長をほぼ等しくすることが
できる。従って、ＦＥＴ１の中央部及び両端部を同相で
動作させることができ、かつ、ＦＥＴ１で増幅されたマ
イクロ波信号と同相で合成できるため高出力化を図るこ
とができる利点がある。

【００３６】なお、上記実施例ではマイクロストリップ
線路２，６上にそれぞれ３個のスリット１０，１１を設
けた場合について示したが、この発明のマイクロ波高出
力増幅器では図２に示すように、それ以上のスリット１
０，１１を設けた場合であっても良い。このように多数
のスリット１０，１１をマイクロストリップ２，６上に
設けることにより、ＦＥＴ１の各部をより同相で動作さ
せることができ、また、ＦＥＴ１の各部で増幅されたマ
イクロ波信号をより同相で合成するできるため、さらに
高出力化が可能となる。また、スリット１０，１１をマ
イクロストリップ線路２，６にそれぞれ設けた場合につ
いて述べたが、いずれか一方に設けた場合であっても良
い。この場合、スリット１０，１１をマイクロストリッ
プ線路２，６にそれぞれ設けたものよりはやや出力が低
下するが、スリット１０，１１を設けないものよりは出
力向上が図れる。

【００３７】以上の実施例ではマイクロストリップ線路
２，６上にスリット１０，１１を設けることにより、Ｆ
ＥＴ１の中央部及び両端部を通る入力端子４から出力端
子７までの経路長を物理的にほぼ等しくする場合につい
て述べた。この発明では経路長を電気的に等しくした場
合であっても良く、以下、この場合の実施例について述
べる。

【００３８】実施例２．図３（ａ），（ｂ）はＦＥＴ１
の各部に供給されるマイクロ波の位相を電気的に等しく
するマイクロ波高出力増幅器の一実施例を示す斜視図で
あり、図中、１２はスリット、１３はキャパシタ、１４
は金属細線である。図３（ａ）のマイクロ波高出力増幅
器ではマイクロ波の伝ぱん方向と垂直方向をなすマイク
ロストリップ線路２の両端から中央部に向かってスリッ
ト１２を設け、かつ、スリット１２近傍のマイクロスト
リップ線路２上に平行平板形のキャパシタ１３を装着す
るとともにキャパシタ１３の上面の電極部とマイクロス
トリップ線路２間をスリット１２を跨ぐように配置した
金属細線１４で接続したものである。このため、キャパ
シタ１３はマイクロストリップ線路１２の両端部にマイ
クロストリップ線路１２に直列に装荷された構成とな
る。従って、入力端子４から入射したマイクロ波信号は
マイクロストリップ線路２の左端でマイクロストリップ
線路２の中央部を通るものと両端部を通るものとに分配
され、中央部を通るマイクロ波信号は直接ＦＥＴ１へと
進む。これに対して、両端部を通るマイクロ波信号は、
キャパシタ１３を通った後、ＦＥＴ１に到達するように
なる。このため入力端子４からＦＥＴ１までの経路長は
図１６（ａ）の従来例でも説明したように、マイクロス
トリップ線路２の中央部を通るよりも両端部を通る方が
物理的に長くなり、位相が遅れる。ところが、マイクロ
ストリップ線路２の両端部を通るマイクロ波信号はキャ
パシタ１３を通ることにより、位相が進むようになる。
即ち、キャパシタ１３はマイクロ波信号の経路長を電気
的に短縮する働きがあり、マイクロ波の経路長が物理的
に長くなることによる位相遅れを補償することができ
る。なお、キャパシタ１３を通ることによるマイクロ波
の位相はキャパシタ１３の値に依存し、キャパシタ１３
の大きさが小さくなるほど位相は進むようになる。この
ように、マイクロストリップ線路２の両端部に直列にキ
ャパシタ１３を装荷することにより、入力端子４からＦ
ＥＴ１の中央部あるいは両端部までのマイクロ波の経路
長を電気的に等しくすることができる。このため、ＦＥ
Ｔ１の各部を同相で動作させることができ、マイクロ波
高出力増幅器の高出力化可能となる。

【００３９】図３（ａ）ではキャパシタ１３として平行
平板形のものを用いた場合について示したがこの発明の
マイクロ波高出力増幅器では図３（ｂ）の斜視図のよう
に、マイクロストリップ線路２の両端部からクランク状
に切り込みを入れて構成したギャップキャパシタを用い
ても良い。この場合、ギャップキャパシタはマイクロス
トリップ線路２と同時に誘電体基板３上に形成でき、図
３（ａ）に示すものよりは簡単な構成で安価にできる。
なお、図３（ａ），（ｂ）に示す実施例ではキャパシタ
１３をマイクロストリップ線路２に装荷した場合につい
て示したが、マイクロストリップ線路６に装荷した場合
であっても良い。また、キャパシタ１３をマイクロスト
リップ線路２と６にそれぞれ装荷することにより、ＦＥ
Ｔ１の各部を同位相で動作させることができ、かつ、同
相で合成できるため、より高出力化を図ることが可能と
なる。

【００４０】実施例３．図４（ａ），（ｂ）はＦＥＴ１
の各部に供給されるマイクロ波の位相を電気的に等し
く、高出力化を図るためのマイクロ波高出力増幅器の他
の実施例を示す斜視図であり、図中、１５は絶縁体膜、
１６は所要周波数帯で１／４波長よりも長さが短い先端
開放線路である。図４（ａ）に示すマイクロ波高出力増
幅器ではＦＥＴ１近傍のマイクロストリップ線路２のほ
ぼ中央部に絶縁体膜１５を設け、この絶縁体膜１５には
一端がマイクロストリップ線路２に接続された先端開放
線路１６が設けられている。このようにマイクロストリ
ップ線路２の中央部に所望の周波数で１／４波長よりも
短い長さの先端開放線路１６を接続することにより、マ
イクロストリップ線路２のＦＥＴ１側中央部に並列にキ
ャパシタが装荷されたものと見なすことができる。この
ように並列に装荷されたキャパシタはマイクロ波の位相
を遅らせる働きがある。従って、入力端子４から入射
し、マイクロストリップ線路２の中央部をＦＥＴ１に向
かって進むマイクロ波信号の位相を先端開放線路１６で
遅らせることができ、先端開放線路１６の幅が広く、長
さが１／４波長に近くなるほど位相遅れが大きくなる。
このためマイクロストリップ線路２の中央部と両端部を
通るマイクロ波の経路長の違いによる位相差を補償する
ような先端開放線路１６の線路幅と長さを選ぶことによ
り、ＦＥＴ１の中央部と両端部に到達するマイクロ波の
位相をほぼ等しくすることができる。これにより、ＦＥ
Ｔ１の各部を同相で動作させることができ、高出力化を
図ることができる。また、先端開放線路１６をマイクロ
ストリップ線路２の特性インピーダンス、電気長への影
響が小さいマイクロストリップ線路２上に形成すること
により、先端開放線路１６とマイクロストリップ線路２
とを独立に設計できるためマイクロ波高出力増幅器の設
計が容易となる。

【００４１】図４（ａ）に示す実施例ではマイクロスト
リップ線路２の中央部を通るマイクロ波の位相を遅らせ
るのに１個の先端開放線路１６を用いた場合について示
したが、図４（ｂ）に示すように中央部から両端部にな
るほど長さが短くなる複数個の先端開放線路１６を用い
た場合であっても良い。このような構成にすることによ
り、入力端子４からＦＥＴ１の各部へ到達するマイクロ
波の位相をより等しくすることができ、より高出力化を
図ることができる。また、これらの実施例ではマイクロ
ストリップ線路２にのみ先端開放線路１６を設けた場合
について述べたが、マイクロストリップ線路ｂに先端開
放線路１６を設けた場合であっても良く、これらのマイ
クロストリップ線路２，６上に先端開放線路１６を実現
するにはモノリシックマイクロ波集積回路技術等を用い
ることにより容易である。なお、図３（ａ）、（ｂ）に
示した実施例２ではマイクロストリップ線路２の両端部
を通るマイクロ波の位相を進ませてＦＥＴ１の各部に到
達する位相を等しくするのに対して、図４（ａ），
（ｂ）に示す実施例３ではマイクロストリップ線路２の
中央部を通るマイクロ波の位相を遅らせてＦＥＴ１の各
部に到達する位相を等しくしている。

【００４２】実施例４．図５（ａ），（ｂ）はＦＥＴ１
の各部に供給されるマイクロ波の位相を電気的に等しく
し、高出力化を図るためのマイクロ波高出力増幅器のさ
らに他の実施例を示す斜視図であり、これらの図におい
て１７はコの字形のスリットである。これらの図に示す
ようにこの発明のマイクロ波高出力増幅器は、マイクロ
ストリップ線路２のＦＥＴ１近傍の中央部に１個のコの
字形のスリット１７を設けた構成のものであり、このス
リット１７により、一端がマイクロストリップ線路２に
接続された先端開放線路１６がマイクロストリップ線路
２と同一平面上に形成されている。このような先端開放
線路１６もまたマイクロストリップ線路２の中央部に並
列にキャパシタを装荷する働きを有し、この場合も入力
端子４からマイクロストリップ線路２の中央部をＦＥＴ
１へ向かって進むマイクロ波信号の位相を遅らせること
ができる。この位相遅れは先端開放線路１６の幅と長さ
に依存するため、所望のキャパシタが得られるような先
端開放線路１６の形状、即ち、スリット１７の形状を選
ぶことにより位相量を設定できる。従って、この実施例
においても実施例３と同様にマイクロストリップ線路２
の中央部にキャパシタを装荷した構成となるため、入力
端子４からＦＥＴ１の各部に到達するマイクロ波の位相
をほぼ一定にでき、高出力化を図ることが可能となる。
なお、図５（ａ）と図５（ｂ）とは基本的な回路構成は
同じであるが、両者の違いは図５（ａ）では１個のＦＥ
Ｔ１を用いた場合、図５（ｂ）では２個のＦＥＴ１を用
いた場合であり、この発明のマイクロ波高出力増幅器で
は２個以上のＦＥＴ１を用いた場合であっても良い。ま
た、コの字形のスリット１７を複数個、マイクロストリ
ップ線路２上に設けた場合であっても良く、マイクロス
トリップ線路６上に設けたものであっても良い。以上述
べたようにマイクロストリップ線路２のＦＥＴ１側の中
央部にコの字形のスリット１７で形成された先端開放線
路１６を装荷することにより、入力端子４から入射した
マイクロ波信号の位相をＦＥＴ１端で揃えることがで
き、高出力化を図ることができる。また、この実施例で
は先端開放線路１６をマイクロストリップ線路２と同一
面上に構成できるため、図４（ａ），（ｂ）に示した実
施例３のように先端開放線路を立体的に構成する必要が
なく、通常のマイクロ波集積回路技術で実現でき、安価
なマイクロ波高出力増幅器を得ることができる利点があ
る。

【００４３】以上述べた実施例１〜実施例４では入力端
４から出力端子７までのＦＥＴ１の中央部及び両端部を
通るマイクロ波の経路長を等しくすることによりマイク
ロ波高出力増幅器の高出力化を図る方法について述べ
た。しかし、さらに高出力化を図るにはＦＥＴ１の各部
を同相、同振幅で動作させ、かつ、ＦＥＴ１からの出力
を同相、同振幅で合成する必要がある。以下、ＦＥＴ１
の各部を同振幅が動作させるため実施例について述べ
る。

【００４４】実施例５．図６（ａ），（ｂ）はＦＥＴ１
の中央部及び両端部に供給されるマイクロ波の振幅を等
しくし、高出力化を図るためのマイクロ波高出力増幅器
の一実施例を示す斜視図であり、図中、１８は抵抗であ
る。図６（ａ）に示したマイクロ波高出力増幅器ではマ
イクロストリップ線路２に直列に、マイクロ波の伝ぱん
方向と垂直をなす方向、つまり、マイクロストリップ線
路２の中央部から両端部に向かって抵抗値が大きくなる
複数個の抵抗１８を設けたものであり、抵抗１８はマイ
クロストリップ線路２と同時にマイクロ波集積回路技術
により誘電体基板３上に構成されている。このように中
央部よりも両端部の方が大きな抵抗値の抵抗１８をマイ
クロストリップ線路２に直列に装荷することにより、入
力端子４から入射し、マイクロストリップ線路２を伝ぱ
んするマイクロ波信号は図の矢印で示すように中央部よ
りも両端部を通る方が大きく減衰される。このため、入
力端子４から入射し、マイクロストリップ線路２の両端
部を通る振幅の大きなマイクロ波信号は大きく減衰され
るようになる。従って、ＦＥＴ１の中央部及び両端部に
供給されるマイクロ波信号の振幅をほぼ等しくでき、Ｆ
ＥＴ１を同振幅で動作させることができるため高出力を
図ることができる。特にこのマイクロ波高出力増幅器で
はＦＥＴ１の入力側に直列に抵抗１８が装荷される構成
となるため、利得はやや低くなるが高安定なマイクロ波
高出力増幅器を得ることもできる。なお、上記、実施例
ではマイクロストリップ線路２に直列に３個の抵抗１８
を装荷した場合について述べたが、この発明のマイクロ
波高出力増幅器では、図６（ｂ）に示すようにマイクロ
ストリップ線路２の中央部から両端部に向かって徐々に
幅が広がるような１個の抵抗１８を設けた場合であって
も良い。

【００４５】実施例６．図７（ａ），（ｂ）はＦＥＴ１
の各部に供給されるマイクロ波の振幅を等しくし、高出
力化を図ることができるマイクロ波高出力増幅器の他の
実施例を示す斜視図であり、図７（ａ）はマイクロスト
リップ線路２の両端部にのみ抵抗１８を装荷した場合、
図７（ｂ）はマイクロストリップ線路２の中央部から両
端部まで抵抗１８を装荷した場合である。これらは図６
（ａ），（ｂ）に示した実施例５のものと基本的な回路
構成は同じであるが、この発明のマイクロ波高出力増幅
器ではマイクロストリップ線路２に直列に装荷した抵抗
１８の一部を金属細線１４で短絡したものである。これ
により抵抗１８でのマイクロ波の減衰量を決めることが
できる。即ち、金属細線１４の長さが短く、本数が多い
ほど、短絡近傍での抵抗１８によるマイクロ波の減衰量
が小さくなる。以上のように、この発明のマイクロ波高
出力増幅器では抵抗１８の一部を金属細線１４で短絡す
ることにより、その近傍での抵抗１８によるマイクロ波
の減衰量を可変することができ、入力端子４から入射し
たマイクロ波信号のＦＥＴ１端での振幅をより等しくす
ることができる。これにより、ＦＥＴ１の各部を同振幅
で動作させることができ、より高出力化を図ることがで
きる。なお、実施例５，６ではＦＥＴ１の各部でのマイ
クロ波の振幅をほぼ等しくする方法について述べたが、
この発明ではこれらの手法と先に実施例１〜４で述べた
位相を等しくする手法とを組み合せて用いることによ
り、さらに高出力化を図ることができる。

【００４６】上記、実施例１〜実施例６では入力端子４
から入射したマイクロ波の位相あるいは振幅をＦＥＴ１
の中央部及び両端部で揃え、ＦＥＴ１の各部を均一動作
させることによりマイクロ波高出力増幅器の高出力化を
図る方法について述べた。次に、この発明の第二の目的
である発振防止について述べる。

【００４７】実施例７．図８（ａ），（ｂ）は入力整合
回路５、出力整合回路８を含むＦＥＴ１内で生じる発振
を防止するためのマイクロ波高出力増幅器の一実施例を
示す斜視図である。図８（ａ）において、この発明のマ
イクロ波高出力増幅器では入力整合回路５を形成するマ
イクロストリップ線路２のほぼ中央部にマイクロ波の伝
ぱん方向に沿ってスリット１０を設けた構成にしてい
る。これにより、例えばＦＥＴ１の一端、即ちａ部で発
生した不要なマイクロ波信号を図中の矢印で示すよう
に、出力整合回路８を形成するマイクロストリップ線路
６及びＦＥＴ１の他端を通り、さらにマイクロストリッ
プ線路２上のスリット１０の入力端子４側を通って、再
びＦＥＴ１のａ部に戻るようになる。即ち、この発明の
ようにマイクロストリップ線路２の中央部にスリット１
０を設けることにより、ＦＥＴ１のａ部で発生した不要
なマイクロ波信号が再びａ部に戻るまでの電気長φを変
えることができる。一般に増幅器が発振するための条件
としてφが３６０゜の整数倍で、かつａ部で発生したマ
イクロ波信号の振幅よりも再びａに戻った時の振幅が大
きい場合にそれを満足する周波数で発振する。特にマイ
クロストリップ線路２，６の幅及びＦＥＴ１のゲート幅
は広い場合、低周波帯においてもφが３６０゜の整数倍
となり、かつ、ＦＥＴ１自身の利得も非常に高いため低
周波帯で発振することが多い。従って、この発明のよう
にマイクロストリップ線路２にスリット１０を設け、発
振条件を避けるような電気長になるようにスリット１０
長を選ぶことにより発振を防止することができる。な
お、細長い形状のスリット１０をマイクロ波の伝ぱん方
向に沿ってマイクロストリップ線路２上に設けることに
より、マイクロストリップ線路２の特性インピーダンス
及び電気長への影響が非常小さいため、増幅特性が劣化
してしまうこともない。また、スリット１０をマイクロ
ストリップ線路２の中央部に設けることにより、発振防
止できる周波数帯を広くすることが可能である。図７
（ｂ）はＦＥＴ１から発生した不要なマイクロ波信号が
再びもとに戻るまでの電気長を変えるための他の実施例
であり、この発明のようにマイクロストリップ線路６に
もスリット１０を設けた場合でも同様の効果がある。

【００４８】以上のように、マイクロストリップ線路２
あるいはマイクロストリップ線路６のほぼ中央部にマイ
クロ波の伝ぱん方向に沿ってスリット１０を設けること
により、ＦＥＴ１の一部で発生した不要なマイクロ波信
号が再びもとに戻るまでの電気長を変えることができ、
スリット１０の長さを発振条件を満足しない長さに設定
することにより、発振を防止することができる効果があ
る。

【００４９】実施例８．図９（ａ），（ｂ）及び図１０
（ａ），（ｂ）は発振を防止するためのマイクロ波高出
力増幅器の他の実施例を示す斜視図である。図９（ａ）
において、この発明のマイクロ波高出力増幅器ではマイ
クロストリップ線路２のほぼ中央部にマイクロ波の伝ぱ
ん方向に沿ってスリット１０を設け、かつ、このスリッ
ト１０内にはスリット１０で分離されたマイクロストリ
ップ線路２間も接続する抵抗１８を設けた構成にしてい
る。これにより、ＦＥＴ１のａ点から発生した不要なマ
イクロ波信号はマイクロストリップ線路６及びＦＥＴ１
の他端を通ってマイクロストリップ線路２に到達する。
そこで２つに分かれ、一方は抵抗１８を通り、もう１方
はスリット１０の入力端子４側を通ってもとのＦＥＴ１
のａ部に戻るようになり、抵抗１８を通った不要なマイ
クロ波信号はそこで減衰されるようになる。即ち、ＦＥ
Ｔ１のａ点から発生した不要なマイクロ波信号は再びａ
点に戻るまで著しく減衰するようになる。従って、実施
例７で述べたようなＦＥＴ１のａ点で発生したマイクロ
波信号の振幅が再びもとに戻った時の振幅が大きくなっ
てしまう発生条件を満たさなくなり、発振防止が可能と
なる。図９（ｂ）はマイクロストリップ線路２のほぼ中
央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿って２個のスリット
１０を設け、それぞれのスリット１０に抵抗１８を設け
た場合である。このように複数個のスリット１０と抵抗
１８を設けることにより、発振防止できる周波数帯域を
さらに広げることができる。また、図１０（ａ）はスリ
ット１０をマイクロストリップ線路６にも設け、さらに
抵抗１０を設けた場合であり、図１０（ｂ）は２個のＦ
ＥＴ１を用いた場合である。このように、出力整合回路
８を構成するマイクロストリップ線路６に抵抗１８を装
荷したスリット１０を設けた場合であっても良く、複数
個のＦＥＴ１を並べて配置した場合であってもこの発明
には変わりがない。

【００５０】以上のようにマイクロストリップ線路２あ
るいはマイクロストリップ６のほぼ中央部にマイクロ波
の伝ぱん方向に沿ってスリット１０を設け、このスリッ
ト１０に抵抗１８を装荷することにより、ＦＥＴ１の一
部から発生した不要なマイクロ波信号を著しく減衰させ
ることができ、入力整合回路５及び出力整合回路８を含
むＦＥＴ２内で発生する発振を防止できる効果がある。
なお、抵抗１８はマイクロ波の伝ぱん方向に沿って装荷
される構成となるため、入力端子４から入射した所要な
マイクロ波信号にはほとんど影響しないため増幅特性が
劣化してしまうことはない。

【００５１】実施例９．図１１（ａ），（ｂ）は発振を
防止するためのマイクロ波高出力増幅器のさらに他の実
施例を示す斜視図である。図１１（ａ）は図８で示した
実施例７と基本的な回路構成は同じであるが、この発明
ではマイクロストリップ線路２の中央部に設けたスリッ
ト１０を跨ぐように金属細線１４を設けている。これに
より、ＦＥＴ１の一部から発生した不要なマイクロ波信
号がマイクロストリップ線路６及びＦＥＴ１の他の部分
を通り、さらにマイクロストリップ線路２を通って再び
もとに戻るまでの電気長を変えることができる。従っ
て、金属細線１４の位置を変えることにより、発振抑圧
できる周波数を可変できるため、スリップ１０長の異な
る何種類ものマイクロストリップ線路２あるいはマイク
ロストリップ線路６を製作する必要がなく、１種類で済
むためマイクロ波高出力増幅器の低下価格化が図れる利
点がある。また、この発明のマイクロ波高出力増幅器は
図１１（ｂ）に示すように抵抗１８を装荷したスリット
１０を跨ぐように金属細線１４を設けた場合であっても
良い。この場合、ＦＥＴ１から発生した不要なマイクロ
波信号が再びもとに戻るまでの電気長及び振幅を同時に
変えることができるため、より広範囲の周波数帯に渡っ
て発振防止が可能となる。

【００５２】以上のように実施例７〜実施例９ではマイ
クロ波高出力増幅器の発振防止策について述べた。以
下、この発明の第三の目的である高調波抑圧について述
べる。

【００５３】実施例１０．図１２（ａ），（ｂ）は高調
波を抑圧することができるマイクロ波高出力増幅器の一
実施例を示す斜視図であり、図中、１９は高調波に対し
て１／４波長の先端開放線路である。図１２（ａ）は出
力整合回路６を形成するマイクロストリップ線路６上の
ＦＥＴ１との接続部近傍に高調波、例えば２倍波に対し
て１／４波長の先端開放線路１９が形成されるようにコ
の字形のスリット１７を設けたものである。この１／４
波長の先端開放線路１９は高調波に対してインピーダン
スがほぼ零オームとなる。このため、ＦＥＴ１の非線形
特性によって発生した高調波をＦＥＴ１近傍で短絡する
ことができ、出力端子７に出力される高調波成分を著し
く小さくすることができる。特に、２倍波に対して１／
４波長の先端開放線路１９が形成されるようなコの字形
のスリット１７を設けることにより、マイクロ波高出力
増幅器の高効率化を図ることもできる。図１２（ｂ）は
マイクロストリップ線路６上に２個のコの字形のスリッ
ト１７を用いた場合である。このように複数個のコの字
形のスリット１７を用いることにより、異なる高調波に
対して１／４波長の先端開放線路１９が同時に形成で
き、種々の高調波を抑圧することができる。以上のよう
に、出力整合回路８を形成するマイクロストリップ線路
６上のＦＥＴ１との接続部近傍に高調波に対して１／４
波長の先端開放線路が形成されるようにコの字形のスリ
ット１７を設けることにより、高調波成分の小さなマイ
クロ波高出力増幅器を得ることができる。

【００５４】実施例１１．図１３（ａ），（ｂ）は高調
波を抑圧することができるマイクロ波高出力増幅器の他
の実施例を示す斜視図である。図１３（ａ）はマイクロ
ストリップ線路６上のＦＥＴ１との接続部近傍に、絶縁
体膜１５を設け、さらにこの絶縁体膜１５上には一端が
マイクロストリップ線路６に接続され、かつ、高調波に
対して１／４波長の先端開放線路１９を設けたものであ
る。この１／４波長の先端開放線路１９もまた、実施例
１０で述べたコの字形のスリット１７で形成されたもの
と同じ働きがあり、高調波を抑圧することが可能とな
る。図１３（ｂ）は絶縁体膜１５上に長さの異なる複数
個の１／４波長の先端開放線路１９を設けた場合であ
り、実施例１０で述べたように種々の高調波を同時に抑
圧することができる。以上のように、出力整合回路８を
形成するマイクロストリップ線路６上に絶縁体膜１５を
設け、さらに絶縁体膜１５上に高調波に対して１／４波
長の先端開放線路１９を形成することにより、高調波を
抑圧することができる。また、実施例１０ではコの字形
のスリット１７をマイクロストリップ線路６に設けるこ
とにより、マイクロストリップ線路６の特性インピーダ
ンス及び電気長へのスリット１７の影響がやや大きいの
に対して、この発明のものはこのような影響がないため
出力整合回路８と１／４波長の先端開放線路１９とを独
立に設計でき、マイクロ波高出力増幅器の設計が容易と
なる。

【００５５】実施例１２．図１４（ａ）は高調波を抑圧
することができるマイクロ波高出力増幅器のさらに他の
実施例を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は図１４
（ａ）の等価回路図である。この発明のマイクロ波高出
力増幅器ではマイクロストリップ線路６の出力端子７側
の一端に絶縁体膜１５を設け、この絶縁体膜１５上には
高調波に対して１／４波長の先端開放線路１９を設けた
ものである。このため、ＦＥＴ１から発生した高調波は
マイクロストリップ線路６の出力端子７側で短絡される
ようになり、この場合も出力端子７から出力される高調
波を抑圧することができる。しかも図１４（ｂ）に示す
ようにマイクロストリップ線路６の出力端子７側の一端
にキャパシタが装荷された構成となり、このキャパシタ
により、所要周波数で整合に必要なマイクロストリップ
線路６長を短くすることができる。以上のようにマイク
ロストリップ線路６の出力端子７側の一端に絶縁体膜１
５を設け、この絶縁体膜１５上には高長波に対して１／
４波長の先端開放線路１９を設けることにより、高調波
成分が小さく小形なマイクロ波高出力増幅器を得ること
ができる効果がある。

【００５６】なお、上記実施例１〜実施例１２では半導
体増幅素子としてチップ状のＦＥＴ１を用いた場合につ
いて述べたが、パッケージに装着されたＦＥＴ１であっ
ても良く、バイポーラトランジスタ、ＨＢＴ，ＨＥＭＴ
等の他の素子を用いてもこの発明には変わりがない。ま
た、マイクロストリップ線路２，６を形成する基本とし
て誘電体基板３のかわりにＧａＡｓ基板等の半導体基板
を用いても良い。さらに、マイクロ波高出力増幅器とし
て複数個の増幅器出力を合成する電力合成形の増幅器に
適用しても良い。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば入力整
合回路あるいは出力整合回路をマイクロストリップ線路
で構成し、かつ、このマイクロストリップ線路上にはマ
イクロ波の伝ぱん方向に沿ってスリットを設けることに
より、入力端子から半導体増幅素子の中央部あるいは両
端部までの経路長、または、これらの部分を通って出力
端子に至るまでの経路長をほぼ物理的に等しくできる。
これにより、半導体増幅素子の各部を同相で動作させる
ことが可能となり、また、同相で合成することもできる
ためマイクロ波高出力増幅器の高出力化を図ることがで
きる効果がある。

【００５８】また、この発明によれば入力整合回路ある
いは出力整合回路をマイクロストリップ線路で構成し、
かつ、マイクロ波の伝ぱん方向と垂直をなすマイクロス
トリップ線路の両端部にマイクロストリップ線路に直列
にキャパシタを装荷することにより、マイクロストリッ
プ線路の両端部を通るマイクロ波信号の位相を進めるこ
とができ、入力端子から半導体増幅素子の中央部あるい
は両端部までの電気長または半導体増幅素子中央部ある
いは両端部から出力端子までの電気長を電気的にほぼ等
しくできる。このため半導体増幅素子の各部を同相で動
作させることができ、かつ、同相で合成することもでき
るため、出力電力の大きなマイクロ波高出力増幅器を得
ることができる効果がある。

【００５９】また、この発明によれば入力整合回路ある
いは出力整合回路をマイクロストリップ線路で構成し、
半導体増幅素子との接続部近傍のマイクロストリップ線
路上に絶縁体膜を設けるとともに絶縁体膜上には一端が
マイクロストリップ線路に接続された所要周波数帯で１
／４波長より短い先端開放線路を設けることにより、マ
イクロストリップ線路の中央部を伝ぱんするマイクロ波
信号の位相を遅らせることができ、入力端子から半導体
増幅素子の中央部あるいは両端部までの電気長または半
導体増幅素子の中央部あるいは両端部から出力端子まで
の電気長を電気的にほぼ等しくできる。これにより、半
導体増幅素子の各部と同相で動作させることができ、ま
た、同相で合成することもできるため、マイクロ波高出
力増幅器の高出力化を図ることができるとともに、先端
開放線路がマイクロストリップ線路の特性インピーダン
スあるいは電気長へ与える影響が小さいためマイクロ波
高出力増幅器の設計が容易となる。

【００６０】また、この発明によれば入力整合回路ある
いは出力整合回路をマイクロストリップ線路で構成し、
かつ、半導体増幅素子との接続部近傍のマイクロストリ
ップ線路のほぼ中央部には所要周波数帯で１／４波長よ
り短い先端開放線路が形成されるようなコの字形のスリ
ットを設けることにより、マイクロストリップ線路の中
央部を伝ぱんするマイクロ波信号の位相を遅らせること
ができ、入力端子から半導体増幅素子の中央部あるいは
両端部までの電気長または半導体増幅素子の中央部ある
いは両端部から出力端子までの電気的に等しくできる。
これにより、マイクロ波高出力増幅器の高出力化を図る
ことができるとともに、通常のマイクロ波集積回路技術
によりマイクロストリップ線路と先端開放線路とを同時
に形成できるためマイクロ波高出力増幅器の低価格化を
図ることができる。

【００６１】また、この発明によれば入力整合回路をマ
イクロ波の伝ぱん方向と垂直をなす両端部に向かって徐
々に抵抗値が大きくなるような抵抗を直列に装荷したマ
イクロストリップ線路で構成することにより、マイクロ
ストリップ線路の両端部を通るマイクロ波信号を大きく
減衰させることができ、半導体増幅素子の中央部あるい
は両端部に供給されるマイクロ波信号の振幅をほぼ一定
にできる。このため、半導体増幅素子の中央部あるいは
両端部を同振幅で動作させることができ、マイクロ波高
出力増幅器の高出力化を図ることができるとともに安定
化も図れる効果がある。

【００６２】また、この発明によれば上記抵抗の一部を
金属細線で短絡することにより、抵抗でのマイクロ波の
減衰量を調整できるため、半導体増幅素子の中央部ある
いは両端部に供給されるマイクロ波信号の振幅をより等
しくすることができ、マイクロ波高出力増幅器のより高
出力化が可能となる。

【００６３】また、この発明によれば入力整合回路ある
いは出力整合回路の少なくとも一方をマイクロストリッ
プ線路で構成し、かつ、このマイクロストリップ線路の
ほぼ中央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿ってスリット
を設けることにより、半導体増幅素子の一部から発生し
た不要なマイクロ波信号が出力整合回路、半導体増幅素
子の他部及び入力整合回路を介して再びもとに戻るまで
の電気長を変えることができ、スリット長を適当に選ぶ
ことにより、マイクロ波高出力増幅器の発振を防止する
ことができる効果がある。

【００６４】また、この発明によれば入力整合回路ある
いは出力整合回路の少なくとも一方をマイクロストリッ
プ線路で構成し、かつ、このマイクロストリップ線路の
ほぼ中央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿ってスリット
を設けるとともに、このスリット内には抵抗を装荷する
ことにより、半導体増幅素子の一部から発生した不要な
マイクロ波信号が出力整合回路、半導体増幅素子の他部
及び入力整合回路を介して、再びもとに戻るまでに吸収
されるため、広帯域にわたって高安定なマイクロ波高出
力増幅器を得ることができる効果がある。

【００６５】また、この発明によれば入力整合回路ある
いは出力整合回路を構成するマイクロストリップ線路の
ほぼ中央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿ってスリット
を設け、かつ、このスリットを跨ぐように設けられた金
属細線でマイクロストリップ線路局部間を接続すること
により、半導体増幅素子の一部から発生した不要なマイ
クロ波信号が再びもとに戻るまでの電気長を可変するこ
とができ、種々の周波数の発振に対して対応することが
できるため、マイクロ波高出力増幅器の安定化を図るこ
とができるとともに低価格化も図れる利点がある。

【００６６】また、この発明によれば出力整合回路をマ
イクロストリップ線路で構成し、かつ半導体増幅素子と
の接続部近傍のマイクロストリップ線路上に、高調波に
対して１／４波長の先端開放線路が形成されるようにコ
の字形のスリットを設けることにより、高調波を短絡す
ることができ、高調波の小さなマイクロ波高出力増幅器
を得ることができる効果がある。

【００６７】さらに、この発明によれば出力整合回路を
マイクロストリップ線路で構成し、半導体増幅素子との
接続部近傍のマイクロストリップ線路上に、絶縁体膜を
設け、かつ、この絶縁体膜上には一端がマイクロストリ
ップ線路に接続された高調波で１／４波長の先端開放線
路を設けることにより、先端開放線路がマイクロストリ
ップ線路の特性インピーダンス、電気長に影響を与える
ことなく高調波を短絡することができ、マイクロ波高出
力増幅器の高調波を抑圧できるとともに、増幅器設計が
容易となる利点がある。

【００６８】さらに、また、この発明によれば出力整合
回路を構成するマイクロストリップ線路の出力端子側の
一端に絶縁体膜を設け、かつ、この絶縁体膜上には一端
がマイクロストリップ線路に接続された高調波で１／４
波長の先端開放線路を設けることにより、高調波を短絡
することができるとともにマイクロストリップ線路の長
さを短くすることができ、マイクロ波高出力増幅器の高
調波を抑圧することができるとともに小形化が図れる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すマイクロ波高出力増
幅器の斜視図である。

【図２】この発明の他の実施例を示すマイクロ波高出力
増幅器の斜視図である。

【図３】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図４】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図５】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図６】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図７】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図８】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図９】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波高
出力増幅器の斜視図である。

【図１０】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波
高出力増幅器の斜視図である。

【図１１】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波
高出力増幅器の斜視図である。

【図１２】この発明のまた他の実施例を示すマイクロ波
高出力増幅器の斜視図である。

【図１３】この発明のさらに、他の実施例を示すマイク
ロ波高出力増幅器の斜視図である。

【図１４】この発明のさらに、また、他の実施例を示す
マイクロ波高出力増幅器の斜視図及び等価回路図であ
る。

【図１５】従来のマイクロ波高出力増幅器の斜視図であ
る。

【図１６】マイクロ波信号の流れを表わすモデル図であ
る。

【符号の説明】

１ＦＥＴ２マイクロストリップ線路３誘電体基板４入力端子５入力整合回路６マイクロストリップ線路７出力端子８出力整合回路９金属細線１０スリット１１スリット１２スリット１３キャパシタ１４金属細線１５絶縁体膜１６先端開放線路１７コの字形のスリット１８抵抗１９１／４波長の先端開放線路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力整合回路と出力整合回路と半導体増
幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、上
記、入力整合回路あるいは出力整合回路の少なくとも一
方を誘電体基板あるいは半導体基板上に形成されたマイ
クロストリップ線路で構成し、かつ、マイクロ波の伝ぱ
ん方向に沿って、上記、マイクロストリップ線路上には
入力端子から出力端子までの上記半導体素子の中央部あ
るいは両端部を通るマイクロ波信号の経路長がほぼ等し
くなるようなスリットを設けたことを特徴とするマイク
ロ波高出力増幅器。
【請求項２】入力整合回路と出力整合回路と半導体増
幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、上
記、入力整合回路あるいは出力整合回路の少なくとも一
方を誘電体基板あるいは半導体基板上に形成されたマイ
クロストリップ線路で構成し、かつ、マイクロ波の伝ぱ
ん方向と垂直方向をなす上記、マイクロストリップ線路
の両端にマイクロストリップ線路に対して、直列にキャ
パシタを装荷したことを特徴とするマイクロ波高出力増
幅器。
【請求項３】入力整合回路と出力整合回路と半導体増
幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、上
記、入力整合回路あるいは出力整合回路の少なくとも一
方を誘電体基板あるいは半導体基板上に形成されたマイ
クロストリップ線路で構成し、かつ、上記、マイクロス
トリップ線路と半導体増幅素子との接続部近傍のマイク
ロストリップ線路上に絶縁体膜を設けるとともに、上
記、絶縁体膜上には一端がマイクロストリップ線路に接
続され、所要周波数帯で長さが１／４波長より短い先端
開放線路を設けることを特徴とするマイクロ波高出力増
幅器。
【請求項４】入力整合回路と出力整合回路と半導体増
幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、上
記、入力整合回路あるいは出力整合回路の少なくとも一
方を誘電体基板あるいは半導体基板上に形成されたマイ
クロストリップ線路で構成し、かつ、上記、マイクロス
トリップ線路と半導体増幅素子との接続部近傍のマイク
ロストリップ線路のほぼ中央部に所要周波数帯で１／４
波長より短い先端開放線路が形成されるようなコの字形
のスリットを設けたことを特徴とするマイクロ波高出力
増幅器。
【請求項５】入力整合回路と出力整合回路と半導体増
幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、上
記、入力整合回路を誘電体基板あるいは半導体基板上に
形成されたマイクロストリップ線路で構成し、かつ、上
記、マイクロストリップ線路の中央部からマイクロ波の
伝ぱん方向と垂直をなす方向に向かって徐々に抵抗値が
大きくなる抵抗を上記、マイクロストリップ線路に直列
に装荷したことを特徴とするマイクロ波高出力増幅器。
【請求項６】上記、抵抗の一部を金属細線で短絡した
ことを特徴とする請求項５記載のマイクロ波高出力増幅
器。
【請求項７】入力整合回路と出力整合回路と半導体増
幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、上
記、入力整合回路あるいは出力整合回路の少なくとも一
方を誘電体基板あるいは半導体基板上に形成されたマイ
クロストリップ線路で構成し、上記、マイクロストリッ
プ線路のほぼ中央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿って
スリットを設けたことを特徴とするマイクロ波高出力増
幅器。
【請求項８】上記、マイクロストリップ線路のほぼ中
央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿って設けられたスリ
ットにより分離されたマイクロストリップ線路間を接続
する抵抗を上記スリット内に設けたことを特徴とする請
求項７記載のマイクロ波高出力増幅器。
【請求項９】上記、マイクロストリップ線路のほぼ中
央部にマイクロ波の伝ぱん方向に沿って設けられたスリ
ットの一部を跨ぐように配置された金属細線でマイクロ
ストリップ線路の局部間を接続したことを特徴とする請
求項７又は８記載のマイクロ波高出力増幅器。
【請求項１０】入力整合回路と出力整合回路と半導体
増幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、
上記、出力整合回路を誘電体基板あるいは半導体基板上
に形成されたマイクロストリップ線路で構成し、上記、
マイクロストリップ線路と半導体増幅素子との接続部近
傍のマイクロストリップ線路上に、高調波でほぼ１／４
波長の先端開放線路が形成されるようにコの字形のスリ
ットを設けたことを特徴とするマイクロ波高出力増幅
器。
【請求項１１】入力整合回路と出力整合回路と半導体
増幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、
上記、出力整合回路として、誘電体基板あるいは半導体
基板上に形成されたマイクロストリップ線路で構成し、
上記、マイクロストリップ線路と半導体増幅素子との接
続部近傍のマイクロストリップ線路上に、絶縁体膜を設
け、かつ、上記、絶縁体膜上には一端がマイクロストリ
ップ線路に接続され、長さが高調波に対してほぼ１／４
波長の先端開放線路を設けたことを特徴とするマイクロ
波高出力増幅器。
【請求項１２】入力整合回路と出力整合回路と半導体
増幅素子とから成るマイクロ波高出力増幅器において、
上記、出力整合回路を誘電体基板あるいは半導体基板上
に形成されたマイクロストリップ線路で構成し、上記、
マイクロストリップ線路上の出力端子側の一端に絶縁体
膜を設けるとともに、上記、絶縁体膜上には一端がマイ
クロストリップ線路に接続され、長さが高調波でほぼ１
／４波長の先端開放線路を設けたことを特徴とするマイ
クロ波高出力増幅器。