JPS6118204A - 電力増幅器 - Google Patents
電力増幅器Info
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- JPS6118204A JPS6118204A JP59137362A JP13736284A JPS6118204A JP S6118204 A JPS6118204 A JP S6118204A JP 59137362 A JP59137362 A JP 59137362A JP 13736284 A JP13736284 A JP 13736284A JP S6118204 A JPS6118204 A JP S6118204A
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- JP
- Japan
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- waveguide
- coupling
- output
- amplifiers
- unit
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、複数のユニット増幅器により超高周波電力増
幅を行って合成する電力合成形の電力増幅器に関するも
のである。
幅を行って合成する電力合成形の電力増幅器に関するも
のである。
準ミリ波、ミリ波帯等の超高周波帯用の半導体増幅素子
、例えば、GaAs電界効果トランジスタ(FET)が
開発され、マイクロストリップ線路等によりマイクロ波
集積回路(MIG)化されている。しかし、1個当りの
出力電力が小さいので、所望の電力を得る為には、複数
の増幅出力電力を合成することが必要となる。
、例えば、GaAs電界効果トランジスタ(FET)が
開発され、マイクロストリップ線路等によりマイクロ波
集積回路(MIG)化されている。しかし、1個当りの
出力電力が小さいので、所望の電力を得る為には、複数
の増幅出力電力を合成することが必要となる。
このような電力合成形の電力増幅器としては、低損失の
導波管ハイブリッドを用いた構成が知られている。例え
ば、第5図に示すように、4個のMIC化されたユニッ
ト増幅器A1〜A4を用いた場合、入力端子INに加え
られた超高周波入力信号は、導波管ハイブリッドH1〜
H3により分岐され、導波管マイクロストリップ変換器
を介して各ユニット増幅器A1〜A4に人力される。各
ユニット増幅器A1〜A4の増幅出力は、導波管マイク
ロストリップ変換器を介して導波管ハイブリッドH4,
I(5に加えられ、それらの出力信号は導波管ハイブリ
ッドH6により合成されて出力端子OUTから出力され
ることになる。なおりは電波吸収体を示す。
導波管ハイブリッドを用いた構成が知られている。例え
ば、第5図に示すように、4個のMIC化されたユニッ
ト増幅器A1〜A4を用いた場合、入力端子INに加え
られた超高周波入力信号は、導波管ハイブリッドH1〜
H3により分岐され、導波管マイクロストリップ変換器
を介して各ユニット増幅器A1〜A4に人力される。各
ユニット増幅器A1〜A4の増幅出力は、導波管マイク
ロストリップ変換器を介して導波管ハイブリッドH4,
I(5に加えられ、それらの出力信号は導波管ハイブリ
ッドH6により合成されて出力端子OUTから出力され
ることになる。なおりは電波吸収体を示す。
導波管ハイブリッドは、低損失である利点があるが、超
高周波になるに従って高精度を要求されるので高価とな
り、又マイクロストリップ線路型のハイブリッドに比較
して、大型となるものである。前述のように、4個のユ
ニット増幅器A1〜A4を用いた場合は、入力側の3個
の導波管ハイブリッドH1〜H3と、出力側の3個の導
波管ハイブリッドH4〜H6の合計6個の導波管ハイブ
リッドを必要とし、更にユニット増幅器を増加して、出
力電力を大きくする場合には、導波管ハイブリッドもそ
れに伴って更に多く設けなければならなくなり、一層大
型化すると共に非常に高価なものとなる欠点があった。
高周波になるに従って高精度を要求されるので高価とな
り、又マイクロストリップ線路型のハイブリッドに比較
して、大型となるものである。前述のように、4個のユ
ニット増幅器A1〜A4を用いた場合は、入力側の3個
の導波管ハイブリッドH1〜H3と、出力側の3個の導
波管ハイブリッドH4〜H6の合計6個の導波管ハイブ
リッドを必要とし、更にユニット増幅器を増加して、出
力電力を大きくする場合には、導波管ハイブリッドもそ
れに伴って更に多く設けなければならなくなり、一層大
型化すると共に非常に高価なものとなる欠点があった。
本発明は、簡単な構成により複数のユニット増幅器の出
力を合成して、高出力電力の準ミリ波。
力を合成して、高出力電力の準ミリ波。
ミリ波帯の電力増幅器を提供することを目的とするもの
である。
である。
本発明の電力増幅器は、同軸線路又はマイクロストリッ
プ線路と結合する結合部が伝送方向に管内波長をλgと
して、約λg / 4の奇数倍の間隔で複数個設けられ
た導波管と、この導波管に形成した複数の前記結合部に
、それぞれ出力端子が接続さたユニット増幅器とを備え
たものである。
プ線路と結合する結合部が伝送方向に管内波長をλgと
して、約λg / 4の奇数倍の間隔で複数個設けられ
た導波管と、この導波管に形成した複数の前記結合部に
、それぞれ出力端子が接続さたユニット増幅器とを備え
たものである。
ユニット増幅器の出力端子が、導波管に形成した結合部
にそれぞれ接続され、ユニット増幅器の各出力電力が同
一位相で合成されて出力されるものである。
にそれぞれ接続され、ユニット増幅器の各出力電力が同
一位相で合成されて出力されるものである。
以下図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説
明する。
明する。
第1図は本発明の詳細な説明図であり、1は導波管、2
は導波管1の出力端、3−1〜3−nはユニット増幅器
、4−1〜4−nは同軸線路又はマイクロストリップ線
路と結合する結合部を構成する結合用アンテナである。
は導波管1の出力端、3−1〜3−nはユニット増幅器
、4−1〜4−nは同軸線路又はマイクロストリップ線
路と結合する結合部を構成する結合用アンテナである。
この結合部を構成する結合用アンテナ4−1〜4−nは
、導波管1の伝送方向に沿って、m・λg / 4の間
隔で設けられている。なお、mは正の奇数、λgは管内
波長である。
、導波管1の伝送方向に沿って、m・λg / 4の間
隔で設けられている。なお、mは正の奇数、λgは管内
波長である。
各ユニット増幅器3−1〜3−nは、前述のように、G
aAs電界効果トランジスタ(FET)等の超高周波用
半導体装置を用いて、マイクロ波集積回路(M I C
)化されているものであり、各ユニット増幅器3−1〜
3−nの出力信号位相を調整する移相器等を含むもので
あって、出力端子は、マイクロストリップ線路又は同軸
端子となっているものである。
aAs電界効果トランジスタ(FET)等の超高周波用
半導体装置を用いて、マイクロ波集積回路(M I C
)化されているものであり、各ユニット増幅器3−1〜
3−nの出力信号位相を調整する移相器等を含むもので
あって、出力端子は、マイクロストリップ線路又は同軸
端子となっているものである。
導波管1に形成した結合部は、m・λg/4の間隔であ
るから、ユニット増幅器3−1〜3−nの出力端子を、
導波管1に形成した結合部に接続し、予め位相操作した
信号を各ユニット増幅器3−1〜3−nに入力すること
により、ユニット増幅器3−1〜3−nの出力信号は、
互いに他のユニット増幅器とは結合せず、導波管1の出
力端2で同一位相となるように合成されて出力されるこ
とになる。
るから、ユニット増幅器3−1〜3−nの出力端子を、
導波管1に形成した結合部に接続し、予め位相操作した
信号を各ユニット増幅器3−1〜3−nに入力すること
により、ユニット増幅器3−1〜3−nの出力信号は、
互いに他のユニット増幅器とは結合せず、導波管1の出
力端2で同一位相となるように合成されて出力されるこ
とになる。
各ユニット増幅器3−1〜3−nと導波管1との結合度
は、導波管1の出力端2側程小さくなるようにすること
が好適であり、この結合度は、結合用アンテナ4−1〜
4−nの太さ、長さ等により調整することができるもの
であるから、例えば、ユニット増幅器3−1に対する結
合度が最も大きくなるように結合用アンテナ4−1を最
も大きくし、順次出力端2側に向かって各ユニット増幅
器3−2〜3−nに対する結合度が小さくなるように、
結合用アンテナ4−2〜4−nを小さくするものである
。
は、導波管1の出力端2側程小さくなるようにすること
が好適であり、この結合度は、結合用アンテナ4−1〜
4−nの太さ、長さ等により調整することができるもの
であるから、例えば、ユニット増幅器3−1に対する結
合度が最も大きくなるように結合用アンテナ4−1を最
も大きくし、順次出力端2側に向かって各ユニット増幅
器3−2〜3−nに対する結合度が小さくなるように、
結合用アンテナ4−2〜4−nを小さくするものである
。
このように、導波管1の伝送方向に沿って複数のユニッ
ト増幅器3−1〜3−nを配置して、それらの出力端子
を結合部に接続するだけで、電力合成形の増幅器を構成
することができるから、ユニット増幅器の個数が多い場
合でも、構成が簡単で且つ小型化できることになる。
ト増幅器3−1〜3−nを配置して、それらの出力端子
を結合部に接続するだけで、電力合成形の増幅器を構成
することができるから、ユニット増幅器の個数が多い場
合でも、構成が簡単で且つ小型化できることになる。
第2図は、4個のユニット増幅器A1〜A4の入力信号
を導波管で分配し、出力信号を導波管で合成する場合の
本発明の詳細な説明図であり、10は入力端の導波管、
11は入力端、12は出力側の導波管、13は出力端、
14〜17はユニット増幅器A1〜A4の入力端子と接
続した結合用アンテナ、18〜21はユニット増幅器A
1〜A4の出力端子と接続した結合用アンテナ、22〜
27はインピーダンス調整ねじである。
を導波管で分配し、出力信号を導波管で合成する場合の
本発明の詳細な説明図であり、10は入力端の導波管、
11は入力端、12は出力側の導波管、13は出力端、
14〜17はユニット増幅器A1〜A4の入力端子と接
続した結合用アンテナ、18〜21はユニット増幅器A
1〜A4の出力端子と接続した結合用アンテナ、22〜
27はインピーダンス調整ねじである。
この実施例は、30GHz帯の電力増幅器を示すもので
、導波管10.12はWRJ7260を用い、ユニット
増幅器A1〜A4は、GaAs電界効果トランジスタ(
FET)を使用したMIC化増幅器である。又ユニット
増幅器A1〜A4と導波管10.12とを結合する結合
部は、ユニット増幅器A1〜A4の入力端子及び出力端
子が同軸端子となっている場合に、その内導体と結合用
アンテナ14〜21と接続され、外導体と導波管壁とが
接続される。又中心周波数を28.4 G Hzとした
時、m=3として、m・λg/4は約10mmとなるの
で、結合部即ち結合用アンテナ14〜17及び18〜2
1は、それぞれ10mm間隔で配置される。
、導波管10.12はWRJ7260を用い、ユニット
増幅器A1〜A4は、GaAs電界効果トランジスタ(
FET)を使用したMIC化増幅器である。又ユニット
増幅器A1〜A4と導波管10.12とを結合する結合
部は、ユニット増幅器A1〜A4の入力端子及び出力端
子が同軸端子となっている場合に、その内導体と結合用
アンテナ14〜21と接続され、外導体と導波管壁とが
接続される。又中心周波数を28.4 G Hzとした
時、m=3として、m・λg/4は約10mmとなるの
で、結合部即ち結合用アンテナ14〜17及び18〜2
1は、それぞれ10mm間隔で配置される。
又入力側の導波管10に於いては、入力端11に近い方
の結合部の結合度を小さくし、出力側の導波管12に於
いては、出力端13に近い方の結合部の結合度を小さく
するものであり、それぞれ結合用アンテナ14〜1.7
.18〜21の大きさく一般には円柱状のものであるか
ら、その直径)を図示のように異ならせて選定するごと
により、所望の結合度を得ることができる。例えば、入
力端11及び出力端13からそれぞれ最も遠い位置の結
合用アンテナ17.18による結合度を1とすると、結
合用アンテナ16.19による結合度を1/2、結合用
アンテナ15.20による結合度を1/3、結合用アン
テナ14.21による結合度を1/4とするものである
。
の結合部の結合度を小さくし、出力側の導波管12に於
いては、出力端13に近い方の結合部の結合度を小さく
するものであり、それぞれ結合用アンテナ14〜1.7
.18〜21の大きさく一般には円柱状のものであるか
ら、その直径)を図示のように異ならせて選定するごと
により、所望の結合度を得ることができる。例えば、入
力端11及び出力端13からそれぞれ最も遠い位置の結
合用アンテナ17.18による結合度を1とすると、結
合用アンテナ16.19による結合度を1/2、結合用
アンテナ15.20による結合度を1/3、結合用アン
テナ14.21による結合度を1/4とするものである
。
又結合用アンテナ14〜21がそれぞれ導波管10.1
2内に突出していることにより、導波管のインピーダン
スが乱れるので、調整ねじ22〜27によって補正する
ものである。
2内に突出していることにより、導波管のインピーダン
スが乱れるので、調整ねじ22〜27によって補正する
ものである。
導波管10の入力端11から中心周波数28.4GHz
の信号が入力されると、導波管10内を伝搬して、結合
用アンテナ14〜17により各ユニット増幅器A1〜A
4の入力端子に分配され、増幅出力は出力端子から結合
用アンテナ18〜21により導波管12に供給され、出
力端13で同一位相となるように合成される。
の信号が入力されると、導波管10内を伝搬して、結合
用アンテナ14〜17により各ユニット増幅器A1〜A
4の入力端子に分配され、増幅出力は出力端子から結合
用アンテナ18〜21により導波管12に供給され、出
力端13で同一位相となるように合成される。
この実施例は、導波管lOにより入力信号を各ユニット
増幅器へ1〜A4に分配するので、低損失となり、又導
波管ハイブリッドに比較して小型化できるものである。
増幅器へ1〜A4に分配するので、低損失となり、又導
波管ハイブリッドに比較して小型化できるものである。
第3図は、本発明の他の実施例の説明図であり、ユニッ
ト増幅器A1〜A4の入力側にマイクロストリップ線路
型の結合器を設けた場合についてのものである。同図に
於いて、31は入力端子、32〜34はマイクロストリ
ップ型結合器、35〜37は無反射終端器、3Bは導波
管、39は出力端、40は電波吸収体、41〜44は結
合用アンテナ、45〜48はインピーダンス調整ねじで
ある。
ト増幅器A1〜A4の入力側にマイクロストリップ線路
型の結合器を設けた場合についてのものである。同図に
於いて、31は入力端子、32〜34はマイクロストリ
ップ型結合器、35〜37は無反射終端器、3Bは導波
管、39は出力端、40は電波吸収体、41〜44は結
合用アンテナ、45〜48はインピーダンス調整ねじで
ある。
電力増幅器に於いては、出力側の損失に比較して入力側
の損失は余り問題とならないものである。従って、導波
管に比較して損失が大きいが、小型化できるマイクロス
トリップ線路型結合器32〜34を入力側に設けたもの
であり、結合度は、前述の実施例と同様に入力端子31
側を小さくし、順次大きくなるように選定することが好
適である。又ユニット増幅器A1〜A4は前述のように
、MIC化されているから、結合器32〜34との間に
変換器を設ける必要はない。
の損失は余り問題とならないものである。従って、導波
管に比較して損失が大きいが、小型化できるマイクロス
トリップ線路型結合器32〜34を入力側に設けたもの
であり、結合度は、前述の実施例と同様に入力端子31
側を小さくし、順次大きくなるように選定することが好
適である。又ユニット増幅器A1〜A4は前述のように
、MIC化されているから、結合器32〜34との間に
変換器を設ける必要はない。
又この実施例に於いては、導波管38に電波吸収体40
を設けており、この電波吸収体40により反射波を吸収
させるものであるから、出力電力としては若干低下する
場合があるが、合成動作の安定化を図ることができる。
を設けており、この電波吸収体40により反射波を吸収
させるものであるから、出力電力としては若干低下する
場合があるが、合成動作の安定化を図ることができる。
ユニット増幅器A1〜A4の出力端子を、導波管38の
結合部を構成する結合用アンテナ41〜44と接続して
、増幅出力を合成して出力端39から出力するものであ
り、結合部を構成する結合用アンテナ41〜44の間隔
は、前述と同様に、はぼm・λg/4に選定されるもの
である。
結合部を構成する結合用アンテナ41〜44と接続して
、増幅出力を合成して出力端39から出力するものであ
り、結合部を構成する結合用アンテナ41〜44の間隔
は、前述と同様に、はぼm・λg/4に選定されるもの
である。
この実施例は、第2図に示す実施例に比較して入力側を
マイクロストリップ線路型結合器32〜34を設けたこ
とにより、小型化できるものである。
マイクロストリップ線路型結合器32〜34を設けたこ
とにより、小型化できるものである。
第4図は、導波管50に形成した結合部の結合度を、結
合用アンテナ51〜54の長さで調整した場合の本発明
の詳細な説明図であり、ユニット増幅器A1〜A4の出
力端子は、結合用アンテナ51〜54にそれぞれ接続さ
れ、出力端から最も遠い結合用アンテナ51の結合度を
最も大きくし、この結合度を1とすると、次の結合用ア
ンテナ52は1/2の結合度となるように、導波管内の
長さが設定され、次の結合用アンテナ53は、1/3の
結合度となるように、導波管内の長さが設定され、出力
端に最も近い結合用アンテナ54は、1/4の結合度と
なるように、導波管内の長さが最も短く設定されること
になる。
合用アンテナ51〜54の長さで調整した場合の本発明
の詳細な説明図であり、ユニット増幅器A1〜A4の出
力端子は、結合用アンテナ51〜54にそれぞれ接続さ
れ、出力端から最も遠い結合用アンテナ51の結合度を
最も大きくし、この結合度を1とすると、次の結合用ア
ンテナ52は1/2の結合度となるように、導波管内の
長さが設定され、次の結合用アンテナ53は、1/3の
結合度となるように、導波管内の長さが設定され、出力
端に最も近い結合用アンテナ54は、1/4の結合度と
なるように、導波管内の長さが最も短く設定されること
になる。
なお、ユニット増幅器A1〜A4の出力端子を接続する
導波管の結合部に於ける結合度の設定は、前述の実施例
以外の手段、例えば、導波管の伝送方向に直交する線上
に於いて電界強度の異なる位置を選定して、その位置に
結合部を設ける等の手段を用いることも可能である。
導波管の結合部に於ける結合度の設定は、前述の実施例
以外の手段、例えば、導波管の伝送方向に直交する線上
に於いて電界強度の異なる位置を選定して、その位置に
結合部を設ける等の手段を用いることも可能である。
以上説明したように、本発明は、λg / 4の奇数倍
の間陥で導波管の伝送方向に複数個の結合部を形成して
、それぞれにユニット増幅器の出力端子を接続したもの
であり、複数のユニット増幅器の出力を合成する手段が
簡単で且つ小型化できる利点がある。従って、多数のユ
ニット増幅器を用いて、準ミリ波或いはミリ波の大電力
増幅を行わせることが可能となり、衛星通信装置等を経
済的に小型化並びに大出力電力化することが可能となる
。
の間陥で導波管の伝送方向に複数個の結合部を形成して
、それぞれにユニット増幅器の出力端子を接続したもの
であり、複数のユニット増幅器の出力を合成する手段が
簡単で且つ小型化できる利点がある。従って、多数のユ
ニット増幅器を用いて、準ミリ波或いはミリ波の大電力
増幅を行わせることが可能となり、衛星通信装置等を経
済的に小型化並びに大出力電力化することが可能となる
。
第1図乃至第4図は本発明のそれぞれ異なる実施例の説
明図、第5図は従来の電力増幅器の説明図である。 1.10,12,38.50は導波管、A1−A4.
3−1〜3−nはユニット増幅器、4−1〜4−n、
14〜21. 4 L〜44. 51〜54は結合用
アンテナ、22〜27.45〜48はインピーダンス調
整ねじ、32〜34はマイクロストリップ線路型結合器
、35〜37は無反射終端器、40は電波吸収体である
。 第1図 第2図 第3図 第4図
明図、第5図は従来の電力増幅器の説明図である。 1.10,12,38.50は導波管、A1−A4.
3−1〜3−nはユニット増幅器、4−1〜4−n、
14〜21. 4 L〜44. 51〜54は結合用
アンテナ、22〜27.45〜48はインピーダンス調
整ねじ、32〜34はマイクロストリップ線路型結合器
、35〜37は無反射終端器、40は電波吸収体である
。 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 同軸線路又はマイクロストリップ線路と結合する結合部
が伝送方向に管内波長をλgとして、約λg/4の奇数
倍の間隔で複数個設けられた導波管と、該導波管の前記
結合部にそれぞれ出力端子が接続されて並列増幅動作を
行うユニット増幅器とを備えたことを特徴とする電力増
幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59137362A JPS6118204A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59137362A JPS6118204A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 電力増幅器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6118204A true JPS6118204A (ja) | 1986-01-27 |
Family
ID=15196892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59137362A Pending JPS6118204A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 電力増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6118204A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001082405A1 (en) * | 2000-04-20 | 2001-11-01 | The Boeing Company | Redundant microwave system with passive switching |
FR2812974A1 (fr) * | 2000-08-10 | 2002-02-15 | Cit Alcatel | Dispositif pour la transmission de signaux electromagnetiques au travers d'une structure comportant des modules organises pour l'obtention redondance en deux pour un |
FR2948822A1 (fr) * | 2009-08-03 | 2011-02-04 | Bruker Biospin Sa | Dispositif de couplage et de combinaison de plusieurs sources radiofrequence de puissance |
WO2011143095A3 (en) * | 2010-05-10 | 2013-03-21 | Raytheon Company | Multiple e-probe waveguide power combiner/divider |
DE102013102552B3 (de) * | 2013-03-13 | 2014-10-30 | Cryoelectra Gmbh | Wellenleiter-Combiner |
JP2018078469A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 新日本無線株式会社 | 電力合成・分配器 |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP59137362A patent/JPS6118204A/ja active Pending
Cited By (12)
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