JPH09238001A - 高周波増幅器 - Google Patents

高周波増幅器

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JPH09238001A
JPH09238001A JP4486496A JP4486496A JPH09238001A JP H09238001 A JPH09238001 A JP H09238001A JP 4486496 A JP4486496 A JP 4486496A JP 4486496 A JP4486496 A JP 4486496A JP H09238001 A JPH09238001 A JP H09238001A
Authority
JP
Japan
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circuit
bias
signal
capacitor
line
Prior art date
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Pending
Application number
JP4486496A
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English (en)
Inventor
Keisuke Nishi
圭介 西
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 増幅器において、バイアス回路からRG信号
と変調信号を漏らし、他の機器で影響を与えないように
することと、バイアス回路の線路の長さを無試験で決定
できるようにするのが課題である。 【解決手段】 増幅器において長さλ/4のオープンス
タブとRFショート作用のコンデンサを1/8波長以上
の長さの伝送線路に対してインピーダンスの高い線路に
よって接続するバイアス回路を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、主に移動体衛星
通信用機器に用いられる高周波増幅器(以下単に増幅器
という)の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】まず、従来のこの種の増幅器を図3及び
図4を用いて説明する。
【0003】図3は従来の増幅器を等価回路で記したも
ので、1は信号が入力される入力端子である。2はこの
入力端子1から入力された信号を受ける入力回路であ
る。3は入力回路2の出力側に一端がつながる長さが1
/4波長のバイアスラインであり、伝送線路に対して高
いインピーダンスの線路で他端がコンデンサ4の一端に
つながる。コンデンサ4の他端は接地される。バイアス
ライン3とコンデンサ4の接続点を接続点5とする。バ
イアスライン3とコンデンサ4からなるバイアス回路の
接続点5にはバイアスVgが印加される。6は信号を増
幅する電界効果トランジスタ(以下単にFET)であり
ゲート端子7、ソース端子8、ドレイン端子9を有す
る。ゲート端子7は入力回路2の出力側と出力側に接続
しているバイアスライン3とつながる。ソース端子8は
接地されている。10はドレイン端子9にバイアスを印
加するための長さが1/4波長のバイアスラインであ
り、伝送線路に対して高いインピーダンスの線路で一端
はドレイン端子9につながり他端はコンデンサ11につ
ながる。コンデンサ11の他端は接地される。バイアス
ライン10とコンデンサ11の接続点を接続点12とす
る。バイアスライン10とコンデンサ11からなるバイ
アス回路の接続点12にはVdが印加される。13は増
幅された信号を出力する出力回路であり、出力回路13
の入力側はドレイン端子9とバイアスライン10のドレ
イン端子側に接続され、出力側は信号を出力する出力端
子14に接続される。出力端子14からは増幅された信
号が出力される。
【0004】図4は従来の増幅器を等価回路で記したも
ので、1は信号が入力される入力端子である。2はこの
入力端子1から入力された信号を受ける入力回路であ
る。3は入力回路2の出力側に一端がつながる長さが1
/4波長のバイアスラインであり、他端がオープンスタ
ブ15につながる。バイアスライン3とオープンスタブ
15の接続点を接続点5とする。バイアスライン3とオ
ープンスタブ15からなるバイアス回路の接続点5には
バイアスVgが印加される。6は信号を増幅するFET
でありゲート端子7、ソース端子8、ドレイン端子9を
有する。ゲート端子7は入力回路2の出力側と出力側に
接続しているバイアスライン3とつながる。ソース端子
8は接地されている。10はドレイン端子9にバイアス
を印加するための長さが1/4波長のバイアスラインで
あり、一端はドレイン端子9につながり他端はオープン
スタブ16につながる。バイアスライン10とオープン
スタブ16の接続点を接続点12とする。バイアスライ
ン10とオープンスタブ16からなるバイアス回路の接
続点12にはVdが印加される。13は増幅された信号
を出力する出力回路であり、出力回路13の入力側はド
レイン端子9とバイアスライン10のドレイン端子側に
接続され、出力側は信号を出力する出力端子14に接続
される。出力端子14からは増幅された信号が出力され
る。
【0005】次に、図3に示す動作について説明する。
入力端子1から入力された信号は入力回路2によってイ
ンピーダンス整合を取る。信号はインピーダンス整合を
とることで効率良くFET6に入力され増幅される。ま
た、増幅した信号は出力回路13によって出力端子14
に対してインピーダンス整合を取り、効率良く出力端子
14から増幅した信号が出力される。入力回路2、出力
回路13は図5に示すようなインピーダンス調整用スタ
ブ17と伝送線路18から構成されており、インピーダ
ンス調整用スタブ17の長さ、太さによってインピーダ
ンスを調整し、所望の特性を得るようにする。FET6
への外部直流バイアスの印加は、それぞれゲート端子7
とドレイン端子9にそれぞれバイアス回路より電圧を印
加する。ここで、それぞれバイアスライン3、バイアス
ライン10の長さを1/4波長にしてDC阻止/RF短
絡の1000pF程度のRF信号ショートとなるコンデ
ンサ4、コンデンサ11を介してショートすることによ
って、DCスルー、RFショートのRF信号ショート点
を接続点5、接続点12につくりフィルタ効果をバイア
ス回路に持たせると共に、RF信号ショート点である接
続点5、接続点12を入力回路2、出力回路13から1
/4波長の位置につくることによって、バイアス回路の
インピーダンスは入力回路2、出力回路13から見て、
オープンすることができる。以上の構成でバイアス回路
のRF信号ショート点である接続点5、接続点12に印
加することによって、入力回路2、出力回路13に対し
て影響を与えずに外部直流バイアスを印加でき、フィル
タ効果によってRF信号の洩れを防ぐことを可能にす
る。しかし、通常、コンデンサ4、コンデンサ11は、
それ自体に電気的に長さをもっているため、RF信号シ
ョート点を接続点5、接続点12の位置につくることは
できず、実験的に最適なバイアスライン3、バイアスラ
イン10の長さをそれぞれ調整しなければならない。
【0006】次に図4に示す動作を説明する。バイアス
回路以外は上記図3の動作と同様である。バイアス回路
は、長さが1/4波長のバイアスライン3、バイアスラ
イン10に長さが1/4波長のRF信号ショートの作用
のあるオープンスタブ15、オープンスタブ16を接続
することによって、接続点5、接続点12をRF的にシ
ョートのRF信号ショート点にすることができる。ま
た、バイアスライン3、バイアスライン10の長さは、
1/4波長であるため、、入力回路2、出力回路13に
対してバイアス回路のインピーダンスをオープンにする
ことができ、接続点5、接続点12に外部直流バイアス
を印加することによって、入力回路2、出力回路13に
対してインピーダンスの影響を与えずに外部直流バイア
スを印加でき、漏れを防ぐことができる。しかし、それ
ぞれバイアスライン3、バイアスライン10とオープン
スタブ15、オープンスタブ16の長さは、実装上線路
を共有するため、実験的に調整しなければならない。ま
た、パターン間で空間結合したRF信号に対して他の機
器に漏れることを防ぐことができない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の増幅器は以上の
ように構成されており、入力回路及び出力回路に対して
インピーダンスの影響を与えずに外部直流バイアスを印
加でき、RF信号を漏らさないようにしているが、扱う
信号レベルが高い場合、上記の構成だけではバイアス回
路からのRF信号の漏れを十分には減衰しきれない。ま
た、ライン間で空間結合したRF信号が他の機器に影響
を与えてしまうという問題がある。
【0008】また、バイアス回路にRF信号が漏れてい
るため、増幅器の利得と効率が低下し、FETの特性を
十分に出せないという問題がある。
【0009】また、RF信号ショート作用のコンデンサ
は電気的に長さを持っていることとRF信号ショート作
用のオープンスタブとバイアスラインが線路を共有する
ため実験的にパターンの長さを決めているため試作を造
らなければならないという問題がある。
【0010】また、データを変調している変調信号をバ
イアス回路に漏らすことによって、他の機器に影響を与
えるという問題がある。
【0011】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あり、バイアス回路を通じての
信号の漏れにより、他の機器に影響を与えることのない
増幅器を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の発明による増幅器
は、バイアス回路へのRF信号の漏れを減らす効果とバ
イアス回路に漏れたRF信号を他の機器に漏らさない効
果を従来のバイアス回路に長さ1/4波長のオープンス
タブと1000pF程度のRF信号ショート用のコンデ
ンサの両方を設けることで得ることができる。また、長
さ1/4波長のオープンスタブとRF信号ショート用コ
ンデンサを長さが1/8波長以上であり伝送線路に対し
てインピーダンスの高い線路によって接続することによ
って、線路の長さを調整することを無くすことが可能に
なる。
【0013】また、第2の発明による増幅器は、第1の
発明の伝送線路に対してバイアス回路のインピーダンス
がオープンであることを変えずに、変調信号を他の機器
に漏らさない効果を得るために1μF程度のコンデンサ
を用いたショート回路をバイアス回路のRF信号ショー
ト点に設けることで可能にする。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.この発明の実施の形態1を図1について
説明する。図1はこの発明による増幅器を等価回路図で
記したもので、1は入力端子である。2はこの入力端子
1から入力される信号を受ける入力回路である。入力回
路2は図5の等価回路図に示すようにインピーダンス整
合用スタブ17と伝送線路18からなる構成である。3
はバイアスラインであり、長さが1/4波長の伝送線路
18に対してインピーダンスの高い線路で入力回路2の
出力側に一端がつながり、他端が長さ1/4波長のRF
信号ショート作用のあるオープンスタブ15と長さが1
/8波長以上で伝送線路18に対して高いインピーダン
スの線路であるバイアスライン20につながる。バイア
スライン3とオープンスタブ15とバイアスライン21
の接続点を接続点19とする。バイアスライン20の一
端は接続点19に接続され、他端はDCスルー、RFシ
ョートの1000pF程度のRF信号をショートにする
作用の有るコンデンサ4の一端とつながりコンデンサ4
の他端は接地される。バイアスライン20とコンデンサ
4の接続点は接続点22でありバイアスVgが印加され
る。6は信号を増幅するFETであり、ゲート端子7、
ソース端子8、ドレイン端子9を有する。ゲート端子7
は入力回路2の出力側と出力側に接続しているバイアス
ライン3とつながる。ソース端子8は接地されている。
10はドレイン端子9にバイアスを印加するためのバイ
アスラインであり、長さが1/4波長の伝送線路18に
比べインピーダンスの高い線路である。バイアスライン
10の一端はドレイン端子9につながり他端は長さが1
/4波長のRF信号ショートの作用のあるオープンスタ
ブ16と長さが1/8波長以上の伝送線路18に比べ高
いインピーダンスの線路であるバイアスライン23とつ
ながる。バイアスライン10とオープンスタブ16とバ
イアスライン23の接続点を接続点24とする。バイア
スライン23の一端は接続点22に接続され、他端はD
Cスルー、RFショートの1000pF程度のRF信号
をショートする作用を有するコンデンサ11の一端につ
ながる。コンデンサ11の他端は接地される。バイアス
ライン23とコンデンサ11の接続点は接続点26であ
りVdが印加される。ドレイン端子9はバイアスライン
10と入力された信号が出力される出力回路13の一端
と接続される。出力回路13の他端は信号が出力される
出力端子14に接続される。
【0015】次に動作について説明する。バイアスライ
ン3、オープンスタブ15、バイアスライン21、コン
デンサ4から構成されるバイアス回路とバイアスライン
10、オープンスタブ16、バイアスライン25、コン
デンサ11から構成されるバイアス回路以外は従来の動
作と同一であり、バイアスライン3、バイアスライン1
0の長さを1/4波長にし、長さ1/4波長のRF信号
ショート作用のオープンスタブ15、オープンスタブ1
6を接続することにより、RF信号ショートである接続
点20、接続点24をつくることができる。RF信号シ
ョートである接続点20、接続点24を入力回路2、出
力回路13から1/4波長のところにつくることでバイ
アス回路のインピーダンスを入力回路2、出力回路13
からオープンにすることを可能にする。バイアス回路の
インピーダンスは、入力回路2、出力回路13に対して
オープンであることにより、入力回路2、出力回路13
からバイアス回路へのRF信号の漏れを減らす効果を得
る。また、RF信号ショートであるコンデンサ4、コン
デンサ11を接続していることによって、さらにパター
ン間で空間結合したRF信号及びバイアス回路を漏れて
きてしまうRF信号をショートして、他の機器に漏れる
RF信号を二重に防ぐ効果が得られる。また、バイアス
ライン20、バイアスライン23の長さをそれぞれ1/
8波長以上にすることによって、バイアスライン20、
バイアスライン23とコンデンサ4、コンデンサ11で
構成されるフィルタ回路のインピーダンスを高くするこ
とができ入力回路2、出力回路13に対してバイアス回
路のインピーダンスをオープンにする周波数範囲を広く
する効果を得られ、実験的に線路の長さを調整する必要
がなくなる。
【0016】実施の形態2.この発明の実施の形態2を
図2を用いて説明する。図2は、増幅器の等価回路図で
あり、実施例1に示す等価回路図のバイアス回路におい
て、RF信号ショートであるコンデンサ4、コンデンサ
11と並列に変調信号をショートさせる作用を持つ1μ
F程度のコンデンサ27、コンデンサ28を介してショ
ートする構成である。
【0017】次に動作について説明する。発明の実施の
形態1の動作とバイアス回路以外は同じであり、変調信
号ショート作用のあるコンデンサ25とコンデンサ27
をRF信号ショート作用のあるコンデンサ4とコンデン
サ11と並列に接続することにより、バイアス回路のイ
ンピーダンスは、入力回路2、出力回路13に対してオ
ープンのまま、RF信号と変調信号を他の機器に漏らさ
ない効果を得ることができる。
【0018】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れていることによって、以下に記載されるような効果を
奏する。
【0019】バイアス回路のオープンスタブとRFショ
ート作用のコンデンサを伝送線路に対してインピーダン
スの高い線路によって接続するバイアス回路を備えるこ
とにより、RF信号の漏れを減らす効果が得られる。
【0020】また、バイアス回路のオープンスタブとR
F信号ショート作用のコンデンサを伝送線路に対してイ
ンピーダンスの高い線路によって接続することで入力回
路、出力回路に対してバイアス回路のインピーダンスが
オープンの周波数範囲が広くなり、線路の長さを調整し
て周波数を調整する必要がなくなる。
【0021】また、バイアス回路のオープンスタブとR
F信号ショート作用のコンデンサを伝送線路に対してイ
ンピーダンスの高い線路によって接続することにより、
伝送線路からRF信号漏れを減らすことを可能にでき、
FETに効率よくRF信号を印加することを可能にし、
FETの性能を十分に引き出すことを可能にする。
【0022】また、バイアス回路のオープンスタブとR
Fショート作用のコンデンサ、変調信号ショート作用の
コンデンサを伝送線路に対してインピーダンスの高い線
路で接続することによって、バイアス回路からRF信号
と変調信号を他の機器に漏らさないことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に示す増幅器の等価
回路図である。
【図2】 この発明の実施の形態2に示す増幅器の等価
回路図である。
【図3】 バイアス回路にコンデンサを用いた従来の増
幅器の等価回路図である。
【図4】 バイアス回路にオープンスタブを用いた従来
の増幅器の等価回路図である。
【図5】 インピーダンス整合用スタブと伝送線路とか
らなる入力回路、または出力回路の等価回路図である。
【符号の説明】
1 入力端子、2 入力回路、3 バイアスライン、4
コンデンサ、5 接続点、6 FET、7 ゲート端
子、8 ソース端子、9 ドレイン端子、10バイアス
ライン、11 コンデンサ、12 接続点、13 出力
回路、14出力端子、15 オープンスタブ、16 オ
ープンスタブ、17 インピーダンス整合用スタブ、1
8 伝送線路、19 接続点、20 バイアスライン、
21接続点、22 接続点、23 バイアスライン、2
4 接続点、25 コンデンサ、26 コンデンサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電界効果トランジスタと、このトランジ
    スタのゲート端子及びドレイン端子に直流バイアスを印
    加するバイアス回路と、上記トランジスタのゲート端子
    と伝送線路によってつながり入力信号を受ける入力回路
    と、上記ドレイン端子に伝送線路によってつながる出力
    回路を有する高周波増幅器において、上記バイアス回路
    をオープンスタブとRF信号ショート用のコンデンサを
    上記伝送線路に対し高いインピーダンスの線路によって
    互いに接続して構成したことを特徴とする高周波増幅
    器。
  2. 【請求項2】 上記RF信号ショート用のコンデンサと
    並列に変調信号をショートさせるコンデンサを接続した
    ことを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
JP4486496A 1996-03-01 1996-03-01 高周波増幅器 Pending JPH09238001A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008005128A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波増幅器
JP2008136182A (ja) * 2006-10-25 2008-06-12 Ntt Docomo Inc バイアス回路
JP2011160428A (ja) * 2011-02-04 2011-08-18 Renesas Electronics Corp システム

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