JPS6181017A - 電力分割器及び電力結合器 - Google Patents
電力分割器及び電力結合器Info
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- JPS6181017A JPS6181017A JP20773185A JP20773185A JPS6181017A JP S6181017 A JPS6181017 A JP S6181017A JP 20773185 A JP20773185 A JP 20773185A JP 20773185 A JP20773185 A JP 20773185A JP S6181017 A JPS6181017 A JP S6181017A
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- JP
- Japan
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- power
- output
- input
- transmission line
- divider
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/36—Networks for connecting several sources or loads, working on the same frequency band, to a common load or source
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Networks Using Active Elements (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、電力分割器/結合器(power divi
der/combin@r )回路、特にこの回路固有
の増幅作用を有するモノリシック広帯域電力分割器/結
合器に関する。
der/combin@r )回路、特にこの回路固有
の増幅作用を有するモノリシック広帯域電力分割器/結
合器に関する。
ソリッドステートデバイスのサイズを大きくすることに
よシ、あるいは何個かのソリッドステートデバイスを1
個のt4ツケージ内に並列または直列に接続することに
より、その電力消費能力を増加石せると、インピーダン
ス・マツチング、安定性、放熱性、信頼性、歩留まりの
面で問題が生じる虞がある。このため、全部の増幅器ま
たは発振器の電力結合(pow@r combinin
g)が必要になる。
よシ、あるいは何個かのソリッドステートデバイスを1
個のt4ツケージ内に並列または直列に接続することに
より、その電力消費能力を増加石せると、インピーダン
ス・マツチング、安定性、放熱性、信頼性、歩留まりの
面で問題が生じる虞がある。このため、全部の増幅器ま
たは発振器の電力結合(pow@r combinin
g)が必要になる。
従来の電力結合回路には、ディスクリート増幅器が用い
られ、この増幅器の入力端子は電力分割器を介して電力
源に接続され、出力端子が電力結合器を介して単一の出
力ポートに接続された。N方向・ハイブリッド電力分割
器及び結合器は周知である。ハイブリッド電力分割器及
び結合器は、実際には入出力端子が逆になっていること
を除けば、構造上同一である。ラジアル・フォーク型ノ
・イブリッド分割器/結合器の構造は、ウイルキンソン
氏による米国特許第3,091,743号明細書に初め
で記載されたデバイスの1種類であり、これは狭帯域の
用途に適している。かなりの広帯域化は、階段状ス)
IJッグライン4分の1波長素子を用いることにより、
あるいはライン長が4分の1波長の奇数(1よシ大)倍
になるカスケード技法によシ、可能であるが、これらの
応用及び数学的関係はやつがいなものになる。
られ、この増幅器の入力端子は電力分割器を介して電力
源に接続され、出力端子が電力結合器を介して単一の出
力ポートに接続された。N方向・ハイブリッド電力分割
器及び結合器は周知である。ハイブリッド電力分割器及
び結合器は、実際には入出力端子が逆になっていること
を除けば、構造上同一である。ラジアル・フォーク型ノ
・イブリッド分割器/結合器の構造は、ウイルキンソン
氏による米国特許第3,091,743号明細書に初め
で記載されたデバイスの1種類であり、これは狭帯域の
用途に適している。かなりの広帯域化は、階段状ス)
IJッグライン4分の1波長素子を用いることにより、
あるいはライン長が4分の1波長の奇数(1よシ大)倍
になるカスケード技法によシ、可能であるが、これらの
応用及び数学的関係はやつがいなものになる。
種々の電子機器に広く使われてきた分布増幅器は高利得
、広帯域増幅器である。集積回路(IC)技術の発達及
びコンピュータの援助によって分布増幅器はMOSFE
Tと共にマイクロストリップ上に設計・製作されてきた
。しかし、これらのデノ譬イスは10GHz〜50GH
zのマイクロウェーブ・スペクトラム領域での動作には
適名ない。
、広帯域増幅器である。集積回路(IC)技術の発達及
びコンピュータの援助によって分布増幅器はMOSFE
Tと共にマイクロストリップ上に設計・製作されてきた
。しかし、これらのデノ譬イスは10GHz〜50GH
zのマイクロウェーブ・スペクトラム領域での動作には
適名ない。
〔発明の目的〕
・−従って、本発明の目的は広帯域動作のための電、j
1 力分割器/結合器回路を提供することである。
本発明の他の目的は、パッチグロセスが可能なモノリシ
ックICであるマイクロウェーブ電力分割器/結合器を
提供することである。
ックICであるマイクロウェーブ電力分割器/結合器を
提供することである。
本発明の他の目的は、このデノ々イス固有の増幅回路を
有し、マイクロウェーブスペクトラムでの広帯域動作が
行なえるモノリシック電力分割器/結合器を提供するこ
とである。
有し、マイクロウェーブスペクトラムでの広帯域動作が
行なえるモノリシック電力分割器/結合器を提供するこ
とである。
本発明の限定的表目的は、この分割器/結合器デバイス
に特有の増幅作用を有する電力結合回路を提供すること
である。
に特有の増幅作用を有する電力結合回路を提供すること
である。
第1の本発明は、入力電力波を受ける入力ポート(6)
と、第1及び第2出力ポートα◆、αQと、夫々第1及
び第2出力ポートα→、αIK接続された第1及び第2
出力波伝送線に)、曽及び入力ポート(6)に接続され
た共通の入力波伝送線α時を有する第1及び第2の分布
増幅器(7)、f:4とを具えた電力分割器である。
と、第1及び第2出力ポートα◆、αQと、夫々第1及
び第2出力ポートα→、αIK接続された第1及び第2
出力波伝送線に)、曽及び入力ポート(6)に接続され
た共通の入力波伝送線α時を有する第1及び第2の分布
増幅器(7)、f:4とを具えた電力分割器である。
第2の本発明は、夫々第1及び第2の入力電力波を受け
る第1及び第2入力ポートe*、e7)と、共通出力ポ
ート(イ)と、夫々第1及び第2入力ポート曽。
る第1及び第2入力ポートe*、e7)と、共通出力ポ
ート(イ)と、夫々第1及び第2入力ポート曽。
−に接続された第1及び第2出力波伝送線及び共通出力
ポートeaに接続された共通の出力波伝送線−を有する
第1及び第2分布増幅器とを具えた電力結合器である。
ポートeaに接続された共通の出力波伝送線−を有する
第1及び第2分布増幅器とを具えた電力結合器である。
本発明によれば、1対の分布増幅器の共通の入力波伝送
線に入力電力波を受ける広帯域電力分割器回路が得られ
る。各分布増幅器の出力波伝送線によって、分割された
同位相、等振幅の電力波が出力ポートに送出される。本
発明の好適実施例では、分布増幅器はモノリシック・ガ
リウム砒5iIcとして構成される。
線に入力電力波を受ける広帯域電力分割器回路が得られ
る。各分布増幅器の出力波伝送線によって、分割された
同位相、等振幅の電力波が出力ポートに送出される。本
発明の好適実施例では、分布増幅器はモノリシック・ガ
リウム砒5iIcとして構成される。
本発明によれば、また電力結合器に接続された電力分割
器から成る電力結合器回路が得られる。
器から成る電力結合器回路が得られる。
分割器、結合器は各々1対の併合された(merged
)分布増幅器を有する。電力分割器の分布増幅器は入力
信号を受ける併合入力波伝送線を有し、電力結合器の分
布増幅器は出力信号を送出する併合出力波伝送線を有す
る。電力分割器の出力波伝送線は電力結合器の入力波伝
送線に接続される。
)分布増幅器を有する。電力分割器の分布増幅器は入力
信号を受ける併合入力波伝送線を有し、電力結合器の分
布増幅器は出力信号を送出する併合出力波伝送線を有す
る。電力分割器の出力波伝送線は電力結合器の入力波伝
送線に接続される。
以下、図面を参照しながら本発明の構成、動作及び特命
を詳述する。第1図は、入力端子(入力ポート)(6)
に入力信号を受け、供給電力を分割して出力端子α→、
αQに分配する電力分割器回路(1のを示す。入力端子
(6)の信号は、一連のインダクタ四〜(ハ)及び終端
インピーダンス(ホ)を含む入力波伝送線α枠へ供給さ
れる。第1の3セクション分布増幅器(至)は3個の電
界効果トランジスタ(FET) (3’a 、(9)l
(ロ)を有する。FET (3′2.(至)、(ロ)の
各々は第1図においてFET e32について図示した
如く、ゲートG、7−スS及びドレインDを有する。F
ET pJ 、(ハ)、(ロ)のデートは、夫々インダ
クタ(1)、(2υ、 (2a 、(ハ)の中間の接続
点◇Q、@、(ロ)で入力波伝送線α的に接続される。
を詳述する。第1図は、入力端子(入力ポート)(6)
に入力信号を受け、供給電力を分割して出力端子α→、
αQに分配する電力分割器回路(1のを示す。入力端子
(6)の信号は、一連のインダクタ四〜(ハ)及び終端
インピーダンス(ホ)を含む入力波伝送線α枠へ供給さ
れる。第1の3セクション分布増幅器(至)は3個の電
界効果トランジスタ(FET) (3’a 、(9)l
(ロ)を有する。FET (3′2.(至)、(ロ)の
各々は第1図においてFET e32について図示した
如く、ゲートG、7−スS及びドレインDを有する。F
ET pJ 、(ハ)、(ロ)のデートは、夫々インダ
クタ(1)、(2υ、 (2a 、(ハ)の中間の接続
点◇Q、@、(ロ)で入力波伝送線α的に接続される。
FET e2 。
(9)、04の各々のソースは接地される。FET(3
2,(至)、04のドレインは、インダクタ(6)、0
3.鵠を有する第1の出力波伝送線0C!4に接続され
る。この出力波伝送線0Qは出力端子(出力ポート)α
→に接続される。
2,(至)、04のドレインは、インダクタ(6)、0
3.鵠を有する第1の出力波伝送線0C!4に接続され
る。この出力波伝送線0Qは出力端子(出力ポート)α
→に接続される。
出力波伝送線(6)は、FET O′4.(イ)、04
のドレイン・ソース間容量によって大々インダクタンス
(ロ)、93.■を周知の如くシャントすることによっ
て構成される。1948年8月発行のプロシーデングズ
・アイ・アール・イー(Proe、 IRE)第36巻
956〜969頁に記載のイー・エル・ジンットン(E
、L、Ginzton)等による1デイストリビユーテ
ツド・アンプリフイヶーション(Diatributa
d AmpHfiaation) ’及び1961 年
ニューヨークのマグロ−ヒル・ブック社刊、グチイツト
及びマクホーター(Pettft andMcWhor
ter ) 共著の1エレクトロニツク・アンブリファ
イア・サーキッッ(Electronic Ampli
flerClrcuitm )”の第6章6アデイテイ
プφアンプリフイケーシヨン(Addltivs Am
pHficaLlon )”を参照されたい。
のドレイン・ソース間容量によって大々インダクタンス
(ロ)、93.■を周知の如くシャントすることによっ
て構成される。1948年8月発行のプロシーデングズ
・アイ・アール・イー(Proe、 IRE)第36巻
956〜969頁に記載のイー・エル・ジンットン(E
、L、Ginzton)等による1デイストリビユーテ
ツド・アンプリフイヶーション(Diatributa
d AmpHfiaation) ’及び1961 年
ニューヨークのマグロ−ヒル・ブック社刊、グチイツト
及びマクホーター(Pettft andMcWhor
ter ) 共著の1エレクトロニツク・アンブリファ
イア・サーキッッ(Electronic Ampli
flerClrcuitm )”の第6章6アデイテイ
プφアンプリフイケーシヨン(Addltivs Am
pHficaLlon )”を参照されたい。
第2の3セクション分布増幅器輪はFET 6の、輪。
(財)を有し、これらのダートは、他の分布増幅器(至
)のFET (3■、(ト)、(ロ)と同様入カ波伝送
線α呻の接続点(ト)。
)のFET (3■、(ト)、(ロ)と同様入カ波伝送
線α呻の接続点(ト)。
oi、(至)に接続される。FET(イ)、@、(財)
のソースは接地される。FETei2$N、6Jのドレ
インは第2分布増幅器頻の第2出力波伝送線曽に接続さ
れる。この第2出力波伝送線曽は出力端子αQに接続さ
れる。伝送線輪は、夫々FET62 、 G3 t f
4のドレイン・ソース間容量によってシャントされるイ
ンダクタ鏝、←乃。
のソースは接地される。FETei2$N、6Jのドレ
インは第2分布増幅器頻の第2出力波伝送線曽に接続さ
れる。この第2出力波伝送線曽は出力端子αQに接続さ
れる。伝送線輪は、夫々FET62 、 G3 t f
4のドレイン・ソース間容量によってシャントされるイ
ンダクタ鏝、←乃。
(財)を有する。
電力の分割/結合は、この実施例では、2つの分布増幅
器の入力/出力伝送線を併合することによシ行なわれる
。第1図において、入力波、即ちダート伝送線α呻は、
両分布増幅器□□□1図に共通であシ、併合された分布
増幅器の各対応セクションの1対のFETの併合された
r−)・ソース間容量によってダート線(IIの対応す
るインダクタをシャントしている。
器の入力/出力伝送線を併合することによシ行なわれる
。第1図において、入力波、即ちダート伝送線α呻は、
両分布増幅器□□□1図に共通であシ、併合された分布
増幅器の各対応セクションの1対のFETの併合された
r−)・ソース間容量によってダート線(IIの対応す
るインダクタをシャントしている。
第1図の電力分割器回路αQは、半導体材料、好適には
マイクロウェーブスペクトラム領域での動作のためにガ
リウム砒素の基板上にブレーナモノリシック構造に形成
される。インダクタはりaスオーバーを有するブレーナ
素子である。ドレインへのバイアスは出力端子α→、α
eから与えられるか、または、チップ上で伝送線(6)
、曽の接続点句、(2)に夫々接続されたAC結合端子
を介して与えられる。
マイクロウェーブスペクトラム領域での動作のためにガ
リウム砒素の基板上にブレーナモノリシック構造に形成
される。インダクタはりaスオーバーを有するブレーナ
素子である。ドレインへのバイアスは出力端子α→、α
eから与えられるか、または、チップ上で伝送線(6)
、曽の接続点句、(2)に夫々接続されたAC結合端子
を介して与えられる。
第1図にはこのようなドレインバイアス入力手段O2が
示されているが、−この接続はオプションであることを
示すために破線で接続点(2)に接続されている。ダー
トバイアスも同様に、入力端子(2)を介して、あるい
はチップ上で、ダート線α→に接続されたAC結合端子
(図示せず)を介して印加し得る。
示されているが、−この接続はオプションであることを
示すために破線で接続点(2)に接続されている。ダー
トバイアスも同様に、入力端子(2)を介して、あるい
はチップ上で、ダート線α→に接続されたAC結合端子
(図示せず)を介して印加し得る。
電力分割器回路α1の併合された分布増幅器段9輪によ
って、分布増幅器の固有の利得及び増加した帯域幅特性
を伴う2方向の電力分割が行なえる。
って、分布増幅器の固有の利得及び増加した帯域幅特性
を伴う2方向の電力分割が行なえる。
この実施例では併合式れた分布増幅器段の各々は3つの
セクションを有するが、1段当シのFETの数は所望の
利得及び帯域幅を得るために変更し得る。出力波部ちド
レイン伝送線αQ、に)は、逆終端(reverse
Lsrmlnations)が不要となるようにチー・
母付けされた線部分を有する。従ってFETの略全出力
電流は効果的に出力負荷で消費される。伝送線C1o
、 Mに逆終端インピーダンスを設けてDC動作に備え
てもよい。
セクションを有するが、1段当シのFETの数は所望の
利得及び帯域幅を得るために変更し得る。出力波部ちド
レイン伝送線αQ、に)は、逆終端(reverse
Lsrmlnations)が不要となるようにチー・
母付けされた線部分を有する。従ってFETの略全出力
電流は効果的に出力負荷で消費される。伝送線C1o
、 Mに逆終端インピーダンスを設けてDC動作に備え
てもよい。
第1図の電力分割器回路←0を他の同様回路とカスケー
ド接続して多出力分割器を構成することもできる。第2
図では、電力分割器回路へQと同様の電力分割器回路(
ハ)の出力端子が2個の同様の電力分割器回路(2)、
t→に接続され、出力端子(ハ)〜(7)を有する4方
向分割器を実現している。このように、出力ポートの数
nが2のべき乗であるn方向分割器においては、出力負
荷によって生じる反射電力波は相殺される。出力ポート
の数が2Xでない場合、同位相出力を得るために特定の
出力信号の位相をシフトさせる手段が必要である。例え
ば、再び第2図を参照して、3方向電力分割器回路が3
個の出力端子(7G、りQ、勾を有する2個の分割器回
路句、@から成るとすれば、全出力端子に同位相出方を
発生するには第3の出力端子員に位相シフト回路が必要
となる。
ド接続して多出力分割器を構成することもできる。第2
図では、電力分割器回路へQと同様の電力分割器回路(
ハ)の出力端子が2個の同様の電力分割器回路(2)、
t→に接続され、出力端子(ハ)〜(7)を有する4方
向分割器を実現している。このように、出力ポートの数
nが2のべき乗であるn方向分割器においては、出力負
荷によって生じる反射電力波は相殺される。出力ポート
の数が2Xでない場合、同位相出力を得るために特定の
出力信号の位相をシフトさせる手段が必要である。例え
ば、再び第2図を参照して、3方向電力分割器回路が3
個の出力端子(7G、りQ、勾を有する2個の分割器回
路句、@から成るとすれば、全出力端子に同位相出方を
発生するには第3の出力端子員に位相シフト回路が必要
となる。
この代りに、第2図の4方向構成のものを用いて、その
1出力を整合された負荷に供給することによっても同位
相出力の3方向分割器が得られる。
1出力を整合された負荷に供給することによっても同位
相出力の3方向分割器が得られる。
次に、第1図及び第4図と共に第3図を参照するに、第
3図は、電力分割器及び結合器素子に固有の増幅作用を
有する電力結合器回路を示す。第1図の分割器回路αO
と同様の電力分割器回路(財)は電力結合器回路−に接
続される。電力結合器回路■は、分布増幅器のFETの
ダート及びドレインが第4図に詳細に示されるとおり逆
になっていることを除けば第1図の回路と同一である。
3図は、電力分割器及び結合器素子に固有の増幅作用を
有する電力結合器回路を示す。第1図の分割器回路αO
と同様の電力分割器回路(財)は電力結合器回路−に接
続される。電力結合器回路■は、分布増幅器のFETの
ダート及びドレインが第4図に詳細に示されるとおり逆
になっていることを除けば第1図の回路と同一である。
分割器回路(イ)の出力端子は電力結合器−の入力端子
−,@に容量的に接続されている。併合出力波伝送線(
イ)は結合・増幅された出力信号を単一出力端子(イ)
に出力する。
−,@に容量的に接続されている。併合出力波伝送線(
イ)は結合・増幅された出力信号を単一出力端子(イ)
に出力する。
以上、併合された分布増幅器のステージを有する改良さ
れた広帯域マイクロウェーブ電力分割器/結合器につい
て説明したが、上述の見地から本発明の種々の変形・変
更が可能である。例えば、第3図の電力結合器回路は電
力分割器(至)と電力結合器(財)との間にディスクリ
ート増幅器段を含んでもよい。
れた広帯域マイクロウェーブ電力分割器/結合器につい
て説明したが、上述の見地から本発明の種々の変形・変
更が可能である。例えば、第3図の電力結合器回路は電
力分割器(至)と電力結合器(財)との間にディスクリ
ート増幅器段を含んでもよい。
ゝ 本発明によれば、分布増幅器を併合して電力
分1 制器/結合器を構成したので、広帯域でかつ
固有の増幅作用を有する電力分割器/結合器が得られる
。
分1 制器/結合器を構成したので、広帯域でかつ
固有の増幅作用を有する電力分割器/結合器が得られる
。
第1図は、本発明による電力分割器回路の回路図、第2
図は、本発明、にょる電力分割器のブロック図、第3図
は本発明による電力結合器回路のブロック図、第4図は
本発明による電力分割器回路の回路図である。 図中、(2)、(至)、v)は入力ポート、αゆ、α→
、(イ)は出力ポート、(L14は入力波伝送線、(7
)1輪は分布増幅器、hti 、 w 、 wは出力波
伝送線を示す。 同 松隈秀盛4ぐ゛′
図は、本発明、にょる電力分割器のブロック図、第3図
は本発明による電力結合器回路のブロック図、第4図は
本発明による電力分割器回路の回路図である。 図中、(2)、(至)、v)は入力ポート、αゆ、α→
、(イ)は出力ポート、(L14は入力波伝送線、(7
)1輪は分布増幅器、hti 、 w 、 wは出力波
伝送線を示す。 同 松隈秀盛4ぐ゛′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、入力電力波を受ける入力ポートと、第1及び第2出
力ポートと、夫々該第1及び第2出力ポートに接続され
た第1及び第2出力波伝送線及び上記入力ポートに接続
された共通の入力波伝送線を有する第1及び第2の分布
増幅器とを具えた電力分割器。 2、夫々第1及び第2の入力電力波を受ける第1及び第
2入力ポートと、共通出力ポートと、夫々上記第1及び
第2入力ポートに接続された第1及び第2入力波伝送線
及び上記共通出力ポートに接続された共通の出力波伝送
線を有する第1及び第2分布増幅器とを具えた電力結合
器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US65316484A | 1984-09-24 | 1984-09-24 | |
US653164 | 1984-09-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6181017A true JPS6181017A (ja) | 1986-04-24 |
Family
ID=24619740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20773185A Pending JPS6181017A (ja) | 1984-09-24 | 1985-09-19 | 電力分割器及び電力結合器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0176331A3 (ja) |
JP (1) | JPS6181017A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06350393A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-22 | Nec Corp | 電力分配器 |
JP2013512634A (ja) * | 2009-12-03 | 2013-04-11 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 電力増幅回路及びフロントエンド回路 |
JP2015220487A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 日本電信電話株式会社 | コンバイナおよびミキサ |
JP2016165085A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士通株式会社 | 分布型増幅器 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114978068B (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-08 | 电子科技大学 | 一种超宽带双模式高效率功率放大器单片微波集成电路 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3091743A (en) * | 1960-01-04 | 1963-05-28 | Sylvania Electric Prod | Power divider |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP20773185A patent/JPS6181017A/ja active Pending
- 1985-09-23 EP EP85306732A patent/EP0176331A3/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06350393A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-22 | Nec Corp | 電力分配器 |
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US8912847B2 (en) | 2009-12-03 | 2014-12-16 | Epcos Ag | Power amplifier circuit and front end circuit |
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