JPS58218211A - 半導体増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数個の半導体増幅器を並列動作させ大電力
を得るマイクロ波及びミリ波用の半導体増幅器の改良に
関するものである。

第１図に従来のこの種の装置例を示す。図中（１）は電
力分配器、（２）は半導体の単位増幅器である。マイク
ロ波及びミリ波帯における分配器（りとしては導波管で
構成するマジックＴ、ブランチラインカップラなどが、
また、単位増幅器（２）としては、マイクロストリップ
線路を用いて構成するＦ　Ｅ　Ｔ　（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆ
ｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）増幅器がよく知られ
ている。

端子Ａよりの入射波は分配器（１１によシ同振幅、同位
相の波に分波される。したがって、入射波は８つの分配
器によシ、４等分され、同位相で４つの各単位増幅器し
）に入射する。

いま、単位増幅器（２）の特性が均一であると。

各単位増幅器（２）で増幅された波は、同振幅でかつ位
相が同相であるため１分配器（２）の可逆性によシ端子
Ｂの出力側では電力合成される。

したがって、単位増幅器（２）１つの出力は小さくとも
分配器（１）を用いて電力合成を行うことによシ大きな
出力の半導体増幅器を得ることができる。

゛しかじ、この種の半導体増幅器にお諭ては単位増幅器
（２）の数が多くなると、それに応じて。

入出力側の分配器（１）の数が多くなるとともに入出力
端子Ａ、Ｂから単位増幅器（２）までの距離が長くなり
９分配器（１３及び接続回路の損失が増加し、有効に電
力を合成することができないという欠点があった。

この発明はこの欠点を解決するため、導波管を伝搬する
基本モードの入射波をモード変換器により高次モードに
変換し、この高次モードに複数個の単位増幅器を結合さ
せ増幅し、増幅された各単位増幅器の出力波によシ高次
モードを励振し、モード変換器によシ再ひ高次モードを
出力導波管を伝搬する基本モードに変換し、各単位増幅
器の出力を有効に合成しようとするものである。

第２図はこの発明の一実施例を示す一部欠載せる構造図
である。図中、（３）は主導波管、（４）は主導波管と
結合した高次モードを伝搬する副導波管、（５）は主副
両溝波管の電波を結合する結合孔、（６）は主、副筒導
波管の一端に設けられた無反射終端である。　　　′□ 晶 以下説明の便宜上、　ｆｉｌｌ□゛ｉ波管（４）はＴＦ
ｉ、。モード・１′。

また第２図中（７）はマイクロストリップ線路の導体、
（８）はマイクロストリップ線路の誘電体基板、（２）
はマイクロストリップ線路を入出力線路としてもつ単位
増幅器、（９）はマイクロストリップ線路と副導波管（
４）とを接続するための導体板：。

であり、副導波管（４）中にリッヂ導波管を部分的に形
成している。

い捷、主導波管（３）の端子Ａに入射波が到来した場合
を考える。この入射波は主導波管（３）を基本モード、
　ＴＥ１ｏモードで伝搬し、結合孔（５）を介し副導波
管（４）のＴＩ、。モードと結合する。両モードは位相
速度が等しいので、結合孔（５）部の長さを適当に選定
すると、モード結合理論から明らかなように、主導波管
（３）のＴＥｌ、モードは副導波管（４）のＴＥｌ、ｏ
モードに変換される。

ツ 第８図は副導波管（４）のＴＥ、。モードの横断面内電
磁具分布を示４．１Ｆ実線矢印は電気力線１点線矢印は
磁力線であ蔓。

副導波管（４）の横断面内は８個所電磁界の強い場所が
ある。この位置に導体板（９）を設け、各導体板（９）
にマイクロストリップ線路の導体（７）を接続すると、
　ＴＢ、。モードは等電力を伝送する８つのマイクロス
トリップ線路の波に変換される。

したがって、このマイクロストリップ線路に単位増幅器
（２）を接続すると副導波管（４）のＴＥｓＬｌモード
を増幅できる。第２図においては、ＴＥｌ、、モードを
伝搬する２つの副導波管（４）にＴ　Ｂ、、モードが変
換されているため、６つの単位増幅器＋２１により入射
波が増幅されている。

また、増幅された波は、入射波が副導波管（４）のＴＥ
、。モードに変換され、つぎにマイクロストリップ線路
の波に変換された逆の過程によシ。

マイクロス）　ＩＪツブ線路の波から主導波管（３）を
伝搬するＴ　Ｅ、。モードに変換され端子Ｂに達する。

なお以上は、副導波管（４）の伝搬波をＴＥｓ、モード
としたが、一般１ｃＴＥｎｏモードでもよいことは明ら
かである。ここでれは正の整数である。

また、副導波管（４）の数も限定されるものではなは、
　ＴＥ、。モードをＴＥｎｏモードに変換し＋　ＴＥｎ
。

モードに単位増幅器（２）を結合して大きな出力を得る
ため、副導波管（４）の大きさを変え幅溝波管（４）を
伝搬するモードを選択することにより単位増幅器（２）
の数を調整できるので、従来の装置のように多数の分配
器（１）を用いることなく電力合成をできる効果をもつ
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの種の装置の構成例を示すブロック図
、第２図はこの発明の一実施例を示す一部欠載せる構造
図、第３図は副導波管横断面内の電気力線、磁力線の分
布を示す電磁界分布図である。 図中、（１）は分配器、（２）は単位増幅器、（３）は
主導波管、（４）は副導波管である。なお１図中同一あ
るいは相当部分には同一符号を付して示しである。 代理人　　葛　野　信　−・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の単位半導体増幅器の出力を合成する半導体増幅器
   において、上記単位半導体増幅器を方形導波管の高次モ
   ードであるＴＦｉｎｏモード波と結合させるように構成
   したことを特徴とした半導体増幅器。