JPH0831754B2 - 高効率半導体増幅器 - Google Patents
高効率半導体増幅器Info
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- JPH0831754B2 JPH0831754B2 JP2034651A JP3465190A JPH0831754B2 JP H0831754 B2 JPH0831754 B2 JP H0831754B2 JP 2034651 A JP2034651 A JP 2034651A JP 3465190 A JP3465190 A JP 3465190A JP H0831754 B2 JPH0831754 B2 JP H0831754B2
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- JP
- Japan
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- harmonic
- output
- outputs
- fet
- phase adjusting
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は高効率半導体増幅器に関し、特に衛星通
信、地上マイクロ波通信等で使用する準マイクロ波・マ
イクロ波帯の高効率増幅器に関するものである。
信、地上マイクロ波通信等で使用する準マイクロ波・マ
イクロ波帯の高効率増幅器に関するものである。
［従来の技術］ 第２図は例えばT.Nojima,S.Nishiki,「ハイエフィシ
ェンシー マイクロウエーブ ハーモニック リアクシ
ョン アンプリファイアー」IEEE.MTT−Ｓ ダイジェス
ト（“High EFFICIENCY Microwave Harmonic Reaction
Amplifier"IEEE.MTT−S Digest）1988 pp1007〜1010に
示された従来の高効率半導体増幅器の構成図である。図
において１は上記高効率半導体増幅器の入力端子、２は
その出力端子、３は上記入力端子１に受けたマイクロ波
信号を２分配する電力分配器、5,6はそれぞれ各分配出
力を増幅する第1,第２のFETで、これらの各FET5,6の入
力側には入力整合回路（図示せず）、出力側には出力整
合回路（図示せず）が配設されている。7a,7bはそれぞ
れ該FET5,6の後段に接続された基本波バンドパスフィル
タ、４は該両フィルタ7a,7bの出力を合成する電力合成
器である。
ェンシー マイクロウエーブ ハーモニック リアクシ
ョン アンプリファイアー」IEEE.MTT−Ｓ ダイジェス
ト（“High EFFICIENCY Microwave Harmonic Reaction
Amplifier"IEEE.MTT−S Digest）1988 pp1007〜1010に
示された従来の高効率半導体増幅器の構成図である。図
において１は上記高効率半導体増幅器の入力端子、２は
その出力端子、３は上記入力端子１に受けたマイクロ波
信号を２分配する電力分配器、5,6はそれぞれ各分配出
力を増幅する第1,第２のFETで、これらの各FET5,6の入
力側には入力整合回路（図示せず）、出力側には出力整
合回路（図示せず）が配設されている。7a,7bはそれぞ
れ該FET5,6の後段に接続された基本波バンドパスフィル
タ、４は該両フィルタ7a,7bの出力を合成する電力合成
器である。
また8a,8bはそれぞれ上記第1,第２のFET5,6の後段に
接続された２倍波バンドパスフィルタ、９は該両フィル
タ8a,8bの出力間に接続された移相器である。
接続された２倍波バンドパスフィルタ、９は該両フィル
タ8a,8bの出力間に接続された移相器である。
次に動作について説明する。
入力端子１から入力したマイクロ波は電力分配器３に
より２分配され、第１のFET5及び第２のFET6へ供給され
る。ここでは第１のFET5及び第２のFET6は効率を高める
ためにＢ級あるいはAB級に動作点を設定している。
より２分配され、第１のFET5及び第２のFET6へ供給され
る。ここでは第１のFET5及び第２のFET6は効率を高める
ためにＢ級あるいはAB級に動作点を設定している。
この時第１のFET5及び第２のFET6の出力中の基本波成
分は、基本波のみを通過して２倍波を遮断する基本波バ
ンドパスフィルタ7a,7bを経て、電力合成器４で合成さ
れ、出力端子２に出力される。
分は、基本波のみを通過して２倍波を遮断する基本波バ
ンドパスフィルタ7a,7bを経て、電力合成器４で合成さ
れ、出力端子２に出力される。
また第１のFET5の出力中の２倍波成分は、２倍波のみ
を通過し基本波を遮断する２倍波バンドパスフィルタ8
a、移相器９及びフィルタ8bを経て、第２のFET6へ注入
される。同様に第２のFET6の出力中の２倍波成分もフィ
ルタ8b、移相器９及びフィルタ8aを介して第１のFET5へ
注入される。移相器９を調整することにより２倍波注入
位相を最適とすると、増幅器の効率は向上する。
を通過し基本波を遮断する２倍波バンドパスフィルタ8
a、移相器９及びフィルタ8bを経て、第２のFET6へ注入
される。同様に第２のFET6の出力中の２倍波成分もフィ
ルタ8b、移相器９及びフィルタ8aを介して第１のFET5へ
注入される。移相器９を調整することにより２倍波注入
位相を最適とすると、増幅器の効率は向上する。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の高効率半導体増幅器は以上のように構成されて
いるので、４つのバンドパスフィルタを必要とし、部品
点数が増大するという問題点がある。また、一方のFET
の２倍波出力を他方のFETへ注入する２倍波注入経路が
２つのバンドパスフィルタ及び移相器で構成されるた
め、２倍波注入経路による２倍波の位相回転が大きく、
増幅効率の向上する帯域が狭くなる等の問題点があっ
た。
いるので、４つのバンドパスフィルタを必要とし、部品
点数が増大するという問題点がある。また、一方のFET
の２倍波出力を他方のFETへ注入する２倍波注入経路が
２つのバンドパスフィルタ及び移相器で構成されるた
め、２倍波注入経路による２倍波の位相回転が大きく、
増幅効率の向上する帯域が狭くなる等の問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、部品点数を少なくして小形にできるととも
に、増幅効率の向上する帯域を広くすることができる高
効率半導体増幅器を得ることを目的とする。
れたもので、部品点数を少なくして小形にできるととも
に、増幅効率の向上する帯域を広くすることができる高
効率半導体増幅器を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る高効率半導体増幅器は、入力端子にマ
イクロ波信号を受け、これを増幅して出力端子に出力す
る高効率半導体増幅器において、上記入力端子に接続さ
れ、マイクロ波信号を２分配して出力する電力分配手段
と、それぞれ上記各分配出力を増幅する第１、第２の増
幅素子と、それぞれ上記各増幅素子の出力に接続される
第１、第２の２倍波位相調整用線路と、上記各増幅素子
の出力に上記第１、第２の２倍波位相調整用線路を介し
て接続され、上記各増幅素子の出力を合成する電力合成
手段と、該電力合成手段の出力と上記出力端子との間に
接続され、基本周波数で直列共振するインダクタとキャ
パシタでなるブランチと、このブランチに並列に接続さ
れた容量値が上記キャパシタの約1/3のキャパシタでな
るブランチとからなり、基本波に対しては通過特性を有
し、２倍波に対しては開放となるフィルタ回路とを備
え、上記第１、第２の増幅素子間に形成され、上記第
１、第２の２倍波位相調整用線路と、上記電力合成手段
とを有する２倍波注入経路の上記第１、第２の２倍波位
相調整用線路の線路長を２倍波注入位相を最適化するよ
う設定したものである。
イクロ波信号を受け、これを増幅して出力端子に出力す
る高効率半導体増幅器において、上記入力端子に接続さ
れ、マイクロ波信号を２分配して出力する電力分配手段
と、それぞれ上記各分配出力を増幅する第１、第２の増
幅素子と、それぞれ上記各増幅素子の出力に接続される
第１、第２の２倍波位相調整用線路と、上記各増幅素子
の出力に上記第１、第２の２倍波位相調整用線路を介し
て接続され、上記各増幅素子の出力を合成する電力合成
手段と、該電力合成手段の出力と上記出力端子との間に
接続され、基本周波数で直列共振するインダクタとキャ
パシタでなるブランチと、このブランチに並列に接続さ
れた容量値が上記キャパシタの約1/3のキャパシタでな
るブランチとからなり、基本波に対しては通過特性を有
し、２倍波に対しては開放となるフィルタ回路とを備
え、上記第１、第２の増幅素子間に形成され、上記第
１、第２の２倍波位相調整用線路と、上記電力合成手段
とを有する２倍波注入経路の上記第１、第２の２倍波位
相調整用線路の線路長を２倍波注入位相を最適化するよ
う設定したものである。
［作用］ この発明においては、基本波に通過特性を有し、２倍
波に対しては開放となるフィルタ回路を電力合成手段の
出力側に設け、一方の増幅素子の出力の２倍波成分を他
方の増幅素子へ注入するための２倍波注入経路を、各増
幅素子の出力整合回路、２倍波位相調整用線路、及び電
力合成手段より構成したので、従来２つ必要であった基
本波バンドパスフィルタ及び、従来２つ必要であった２
倍波バンドパスフィルタを不要にすることができ、これ
により部品点数の削減、装置の小形化を図ることができ
る。
波に対しては開放となるフィルタ回路を電力合成手段の
出力側に設け、一方の増幅素子の出力の２倍波成分を他
方の増幅素子へ注入するための２倍波注入経路を、各増
幅素子の出力整合回路、２倍波位相調整用線路、及び電
力合成手段より構成したので、従来２つ必要であった基
本波バンドパスフィルタ及び、従来２つ必要であった２
倍波バンドパスフィルタを不要にすることができ、これ
により部品点数の削減、装置の小形化を図ることができ
る。
また２倍波注入経路に２倍波バンドパスフィルルタを
用いていないため、２倍波の位相回転を小さくでき、こ
れにより増幅効率の向上する帯域を広くすることができ
る。
用いていないため、２倍波の位相回転を小さくでき、こ
れにより増幅効率の向上する帯域を広くすることができ
る。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による高効率半導体増幅器
を示すブロック構成図であり、図において第２図と同一
符号は同一または相当部分を示す。10a,10bは第1,第２
のFET（増幅素子）の入力側に設けられた入力整合回
路、11a,11bはそれぞれ該FET5,6の出力側に接続された
出力整合回路である。ここで、上記入力整合回路10a,10
bは基本波についてインピーダンス整合を行い、また出
力整合回路11は基本波及び２倍波についてインピーダン
ス整合を行なうものとする。
を示すブロック構成図であり、図において第２図と同一
符号は同一または相当部分を示す。10a,10bは第1,第２
のFET（増幅素子）の入力側に設けられた入力整合回
路、11a,11bはそれぞれ該FET5,6の出力側に接続された
出力整合回路である。ここで、上記入力整合回路10a,10
bは基本波についてインピーダンス整合を行い、また出
力整合回路11は基本波及び２倍波についてインピーダン
ス整合を行なうものとする。
また12a,12bはそれぞれ上記出力整合回路11a,11bと電
力合成器（電力合成手段）４との間の電送線路を構成す
る２倍波位相調整用線路で、ここでは基本波に対し通過
特性を有し、２倍波に対しては開放となるフィルタ回路
16は上記電力合成器４の出力と出力端子２との間に設け
られている。
力合成器（電力合成手段）４との間の電送線路を構成す
る２倍波位相調整用線路で、ここでは基本波に対し通過
特性を有し、２倍波に対しては開放となるフィルタ回路
16は上記電力合成器４の出力と出力端子２との間に設け
られている。
次に動作について説明する。
入力端子１から入力したマイクロ波は電力分配器３に
より２分配され第１のFET5及び第２のFET6に供給され
る。ここで第１のFET5、第２のFET6は従来と同様効率を
高めるためにＢ級あるいはAB級に動作点数を設定してい
る。
より２分配され第１のFET5及び第２のFET6に供給され
る。ここで第１のFET5、第２のFET6は従来と同様効率を
高めるためにＢ級あるいはAB級に動作点数を設定してい
る。
今、第１図において、フィルタ回路16を構成するイン
ダクタ13をＬ、キャパシタ14,15をC1,C2とすると、フィ
ルタ回路のインピーダンスＺは、 である。ここでC1,C2の関係を とすると、基本周波数ω０におけるフィルタ回路16のイ
ンピーダンスＺω０及び２倍波周波数２ω０におけるフ
ィルタ回路16のインピーダンスＺ２ω０は次式で与えら
れる。
ダクタ13をＬ、キャパシタ14,15をC1,C2とすると、フィ
ルタ回路のインピーダンスＺは、 である。ここでC1,C2の関係を とすると、基本周波数ω０におけるフィルタ回路16のイ
ンピーダンスＺω０及び２倍波周波数２ω０におけるフ
ィルタ回路16のインピーダンスＺ２ω０は次式で与えら
れる。
Ｚω０＝０ Ｚ２ω０＝∞ （４） 以上より第１のFET5及び第２のFETの出力の基本波成
分は上記出力整合回路11a,11b、及び２倍波位相調整用
線路12a,12bを経て、電力合成器４で合成され、インダ
クタ13とキャパシタ14,15で構成されるフィルタ回路16
を通過し、出力端子４に出力される。また第１のFET5の
出力中の２倍波成分は出力整合回路11a,11b、２倍波位
相調整用線路12a,12b、電力合成器４で構成される２倍
波注入経路を経て第２のFET6へ注入される。第２のFET6
の出力中の２倍波成分についても同様にして第１のFET5
へ注入される。
分は上記出力整合回路11a,11b、及び２倍波位相調整用
線路12a,12bを経て、電力合成器４で合成され、インダ
クタ13とキャパシタ14,15で構成されるフィルタ回路16
を通過し、出力端子４に出力される。また第１のFET5の
出力中の２倍波成分は出力整合回路11a,11b、２倍波位
相調整用線路12a,12b、電力合成器４で構成される２倍
波注入経路を経て第２のFET6へ注入される。第２のFET6
の出力中の２倍波成分についても同様にして第１のFET5
へ注入される。
そして、上記のようにフィルタ回路16で反射され２倍
波注入経路を経て第１のFET5および第２のFET6へ注入さ
れた２倍波成分が再度各FETで増幅されたときに出力さ
れる基本波成分が、入力端子１から入力したマイクロ波
がFETで増幅されたときに出力される基本波成分と適当
な位相関係で合成されて出力端子２から出力されるよう
に、２倍波位相調整用線路12a,12bの線路長を調整する
ことにより２倍波注入位相を最適化すると、増幅器の効
率は向上する。
波注入経路を経て第１のFET5および第２のFET6へ注入さ
れた２倍波成分が再度各FETで増幅されたときに出力さ
れる基本波成分が、入力端子１から入力したマイクロ波
がFETで増幅されたときに出力される基本波成分と適当
な位相関係で合成されて出力端子２から出力されるよう
に、２倍波位相調整用線路12a,12bの線路長を調整する
ことにより２倍波注入位相を最適化すると、増幅器の効
率は向上する。
このように本実施例では、基本波バンドパスフィルタ
７を電力合成器４の出力側に設け、一方のFET5あるいは
６の出力の２倍波成分を他方のFET6あるいは５へ注入す
る２波注入経路を、出力整合回路11a,11b、２倍波位相
調整用線路12a,12b、及び電力合成器４で構成したの
で、従来２つ必要であった基本波バンドパスフィルタ及
び従来２つ必要であった２倍波バンドパスフィルタは不
要となり、部品点数の削減、小形化を図ることができ
る。
７を電力合成器４の出力側に設け、一方のFET5あるいは
６の出力の２倍波成分を他方のFET6あるいは５へ注入す
る２波注入経路を、出力整合回路11a,11b、２倍波位相
調整用線路12a,12b、及び電力合成器４で構成したの
で、従来２つ必要であった基本波バンドパスフィルタ及
び従来２つ必要であった２倍波バンドパスフィルタは不
要となり、部品点数の削減、小形化を図ることができ
る。
また２倍波注入経路に２倍波バンドパスフィルタを用
いていないため、２倍波の位相回転を小さく抑えること
ができ、増幅器の効率の向上する帯域を広くすることが
できる。
いていないため、２倍波の位相回転を小さく抑えること
ができ、増幅器の効率の向上する帯域を広くすることが
できる。
さらに、フィルタ回路16を構成するキャパシタ14,15
は直流阻止コンデンサの作用も有している。
は直流阻止コンデンサの作用も有している。
［発明の効果］ 以上のように、この発明に係わる高効率半導体増幅器
によれば、入力マイクロ波信号を２分配し、該分配出力
を第1,第２の増幅素子により増幅する回路構成に加え、
各増幅出力を合成する電力合成手段を上記各増幅素子に
それぞれ第1,第２の２倍波位相調整用線路を介して接続
し、該電力合成手段の出力側に基本波に対し通過特性を
有し、２倍波に対しては開放となるフィルタ回路を設
け、増幅素子相互間で出力の２倍波成分を注入するため
の２倍波注入経路と、上記第１、第２の２倍波位相調整
用線路と、上記電力合成手段とを備えて構成したので、
部品点数を少なくして装置の小形化を図ることができる
とともに、２倍波の位相回転を小さくして、増幅器の効
率が向上する帯域を広くすることができる。
によれば、入力マイクロ波信号を２分配し、該分配出力
を第1,第２の増幅素子により増幅する回路構成に加え、
各増幅出力を合成する電力合成手段を上記各増幅素子に
それぞれ第1,第２の２倍波位相調整用線路を介して接続
し、該電力合成手段の出力側に基本波に対し通過特性を
有し、２倍波に対しては開放となるフィルタ回路を設
け、増幅素子相互間で出力の２倍波成分を注入するため
の２倍波注入経路と、上記第１、第２の２倍波位相調整
用線路と、上記電力合成手段とを備えて構成したので、
部品点数を少なくして装置の小形化を図ることができる
とともに、２倍波の位相回転を小さくして、増幅器の効
率が向上する帯域を広くすることができる。
また、フィルタ回路を構成するキャパシタによって直
流分を阻止することができるため、特に直流阻止用コン
デンサを入れる必要がなくなり装置の小形化を図ること
ができる。
流分を阻止することができるため、特に直流阻止用コン
デンサを入れる必要がなくなり装置の小形化を図ること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例による高効率半導体増幅器
の構成図、第２図は従来の高効率半導体増幅器の構成図
である。 図において、（１）は入力端子、（２）は出力端子、
（３）は電力分配器（電力分配手段）、（４）は電力合
成器（電力合成手段）、（５），（６）は第1,第２のFE
T（増幅素子）、（７）は基本波バンドパスフィルタ
（低域通過フィルタ）（12a），（12b）は２倍波位相調
整用線路、（16）はインダンクタ（13）、キャパシタ
（14），（15）とで構成されるフィルタ回路である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
の構成図、第２図は従来の高効率半導体増幅器の構成図
である。 図において、（１）は入力端子、（２）は出力端子、
（３）は電力分配器（電力分配手段）、（４）は電力合
成器（電力合成手段）、（５），（６）は第1,第２のFE
T（増幅素子）、（７）は基本波バンドパスフィルタ
（低域通過フィルタ）（12a），（12b）は２倍波位相調
整用線路、（16）はインダンクタ（13）、キャパシタ
（14），（15）とで構成されるフィルタ回路である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】入力端子にマイクロ波信号を受け、これを
増幅して出力端子に出力する高効率半導体増幅器におい
て、上記入力端子に接続され、マイクロ波信号を２分配
して出力する電力分配手段と、それぞれ上記各分配出力
を増幅する第１、第２の増幅素子と、それぞれ上記各増
幅素子の出力に接続される第１、第２の２倍波位相調整
用線路と、上記各増幅素子の出力に上記第１、第２の２
倍波位相調整用線路を介して接続され、上記各増幅素子
の出力を合成する電力合成手段と、該電力合成手段の出
力と上記出力端子との間に接続され、基本周波数で直列
共振するインダクタとキャパシタでなるブランチと、こ
のブランチに並列に接続された容量値が上記キャパシタ
の約1/3のキャパシタでなるブランチとからなり、基本
波に対しては通過特性を有し、２倍波に対しては開放と
なるフィルタ回路とを備え、上記第１、第２の増幅素子
間に形成され、上記第１、第２の２倍波位相調整用線路
と、上記電力合成手段とを有する２倍波注入経路の上記
第１、第２の２倍波位相調整用線路の線路長を２倍波注
入位相を最適化するよう設定したことを特徴とする高効
率半導体増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2034651A JPH0831754B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 高効率半導体増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2034651A JPH0831754B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 高効率半導体増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03238908A JPH03238908A (ja) | 1991-10-24 |
| JPH0831754B2 true JPH0831754B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=12420344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2034651A Expired - Lifetime JPH0831754B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 高効率半導体増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831754B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006006244A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 高出力増幅器 |
| CN108683412A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-10-19 | 杭州电子科技大学 | 一种应用于异相功率放大系统的多路功率合成电路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282804A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-16 | Nec Corp | 電力増幅装置 |
| JPH01206709A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-18 | Fujitsu Ltd | マイクロ波ミリ波増幅器 |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2034651A patent/JPH0831754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282804A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-16 | Nec Corp | 電力増幅装置 |
| JPH01206709A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-18 | Fujitsu Ltd | マイクロ波ミリ波増幅器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03238908A (ja) | 1991-10-24 |
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