JPH02305104A - 高周波電力増幅回路 - Google Patents
高周波電力増幅回路Info
- Publication number
- JPH02305104A JPH02305104A JP12607389A JP12607389A JPH02305104A JP H02305104 A JPH02305104 A JP H02305104A JP 12607389 A JP12607389 A JP 12607389A JP 12607389 A JP12607389 A JP 12607389A JP H02305104 A JPH02305104 A JP H02305104A
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- Japan
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- signal
- branch
- phase shifter
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、能動素子自身アンテナ用送信モジュールに好
適な高周波電力増幅回路の改良に関する。
適な高周波電力増幅回路の改良に関する。
（従来の技術）
一般に、能動層電子走査アンテナ用としての送信モジュ
ールは、マイクロ波帯の高周波入力信号を所望送信出力
電力まで増幅するための高周波電力増幅回路と、モジュ
ール通過信号の位相を制御するための移相器とから構成
される６電子走査アンテナにおいて、所望の方位に所望
の送信ビームを形成するには、多数個並設された各送信
モジュールに関し、それぞれ送信電力の絶対値および通
過位相の相対値を最適に設定する必要がある。
ールは、マイクロ波帯の高周波入力信号を所望送信出力
電力まで増幅するための高周波電力増幅回路と、モジュ
ール通過信号の位相を制御するための移相器とから構成
される６電子走査アンテナにおいて、所望の方位に所望
の送信ビームを形成するには、多数個並設された各送信
モジュールに関し、それぞれ送信電力の絶対値および通
過位相の相対値を最適に設定する必要がある。
送信モジュールに使用される高周波電力増幅回路には、
安定した一定出力電力を効率的に得るため、制限（リミ
ッティング）増幅器が使用される、制限増幅器の構成は
種々考えられるが、能動素子自身の非線形動作を利用し
たものが、構造も簡単で効率も良いことから、多く用い
られている。
安定した一定出力電力を効率的に得るため、制限（リミ
ッティング）増幅器が使用される、制限増幅器の構成は
種々考えられるが、能動素子自身の非線形動作を利用し
たものが、構造も簡単で効率も良いことから、多く用い
られている。
ところで、このような制限増幅器を採用した高周波電力
増幅回路では、リミティングを受ける程度により通過信
号の位相特性、即ち通過位相が変化する性質がある。即
ち、増幅器のりミティングの程度は、小信号時の利得が
、大信号時にどのくらい抑圧（制限）されるかを示す利
得抑圧量で表わすことができるが、この利得抑圧量の変
化に伴い、増幅器の通過位相が変化することが知られて
いる。制限増幅器の利得抑圧量は入力信号レベル変動や
、温度変化にともなう小信号利得の変化により変動し、
電力増幅回路としての通過位相量が変化する。このため
送信モジュールの通過位相を予め所望の値に設定しても
その設定値からずれることが多い。この結果複数のモジ
ュール間の通過位相の相対関係が狂い、能動層電子走査
アンテナとしては、送信ビームの方位誤差が生じたり、
サイドローブが多くなる等の問題が発生した。
増幅回路では、リミティングを受ける程度により通過信
号の位相特性、即ち通過位相が変化する性質がある。即
ち、増幅器のりミティングの程度は、小信号時の利得が
、大信号時にどのくらい抑圧（制限）されるかを示す利
得抑圧量で表わすことができるが、この利得抑圧量の変
化に伴い、増幅器の通過位相が変化することが知られて
いる。制限増幅器の利得抑圧量は入力信号レベル変動や
、温度変化にともなう小信号利得の変化により変動し、
電力増幅回路としての通過位相量が変化する。このため
送信モジュールの通過位相を予め所望の値に設定しても
その設定値からずれることが多い。この結果複数のモジ
ュール間の通過位相の相対関係が狂い、能動層電子走査
アンテナとしては、送信ビームの方位誤差が生じたり、
サイドローブが多くなる等の問題が発生した。
従来、上記問題点の解決策としては、それぞれの送信モ
ジュールの送信出力の一部を外部に取り出してモニタし
、通過位相の変化が見られればそれぞれのモジュール内
の移相器を外部より調整し直して補正したり、あるいは
個々のモジュールの温度変化による通過位相の変動傾向
を予め測定しておき、電子走査アンテナとして運用中に
各モジュールの温度をモニタして移相器に補正を加えた
すする方法がとられている。
ジュールの送信出力の一部を外部に取り出してモニタし
、通過位相の変化が見られればそれぞれのモジュール内
の移相器を外部より調整し直して補正したり、あるいは
個々のモジュールの温度変化による通過位相の変動傾向
を予め測定しておき、電子走査アンテナとして運用中に
各モジュールの温度をモニタして移相器に補正を加えた
すする方法がとられている。
しかし前者の方法では多数のモジュールをモニタするた
め、回路が大掛かりとなり、また全てのモジュールに対
して補正の演算処理をするには大容量で高速な演算装置
を別途必要とし、実現が困鑑であった。また、技術的に
も急激な温度変化や入力信号レベル変動が生じた場合に
は即応ができないという欠点があった。後者の方法では
前者の方法の欠点に加えて、温度に対する位・相の変化
の傾向に基づく補正を行うので、正確さに欠け、また経
年変化に対しては有効な補正が行なわれないという問題
があった。
め、回路が大掛かりとなり、また全てのモジュールに対
して補正の演算処理をするには大容量で高速な演算装置
を別途必要とし、実現が困鑑であった。また、技術的に
も急激な温度変化や入力信号レベル変動が生じた場合に
は即応ができないという欠点があった。後者の方法では
前者の方法の欠点に加えて、温度に対する位・相の変化
の傾向に基づく補正を行うので、正確さに欠け、また経
年変化に対しては有効な補正が行なわれないという問題
があった。
（発明が解決しようとする課題）
以上述べたように従来の制限増幅器を用いた高周波電力
増幅回路では、入力信号レベルの変動や湿度変化により
通過位相が変化する欠点があり。
増幅回路では、入力信号レベルの変動や湿度変化により
通過位相が変化する欠点があり。
これを補正するのに現実的で有効な手段が見当らなかっ
た。
た。
そこで本発明は上記欠点を除去すべくなされたもので、
制限増幅器への入力信号レベルや温度等の変化による通
過位相変化を容易に補正し得るようにした高周波電力増
幅回路を提供することを目的とする。
制限増幅器への入力信号レベルや温度等の変化による通
過位相変化を容易に補正し得るようにした高周波電力増
幅回路を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明による高周波電力増幅
回路は、高周波信号を分岐する第１の分岐回路と、この
第１の分岐回路に接続された可変移相器と、この可変移
相器に接続された制限増幅器と、この制限増幅器に接続
された第２の分岐回路と、この第２の分岐回路で分岐さ
れた信号と前記第１の分岐回路で分岐された信号の位相
を比較し前記可変移相器に制御信号を供給する位相比較
器とを具備することを特徴とする。
回路は、高周波信号を分岐する第１の分岐回路と、この
第１の分岐回路に接続された可変移相器と、この可変移
相器に接続された制限増幅器と、この制限増幅器に接続
された第２の分岐回路と、この第２の分岐回路で分岐さ
れた信号と前記第１の分岐回路で分岐された信号の位相
を比較し前記可変移相器に制御信号を供給する位相比較
器とを具備することを特徴とする。
（作 用）
本発明の高周波電力増幅回路では１両分岐回路からの信
号の位相を比較し、その位相差に基づく出力信号を可変
移相器に制御信号として供給するので制限増幅器の位相
変化分が可変移相器で補正され、入出力の位相差を例え
ば零とするような常に一定値となるよう自動位相制御ル
ープを形成するものである。このように、本発明回路は
制限増幅器の位相変化が、自動的に補正されるよう構成
されるので、例えば電子走査アンテナ用送信モジュール
用として多数採用した場合、送信ビーム誤差やサイドロ
ープの小さいアンテナを構成することができる。
号の位相を比較し、その位相差に基づく出力信号を可変
移相器に制御信号として供給するので制限増幅器の位相
変化分が可変移相器で補正され、入出力の位相差を例え
ば零とするような常に一定値となるよう自動位相制御ル
ープを形成するものである。このように、本発明回路は
制限増幅器の位相変化が、自動的に補正されるよう構成
されるので、例えば電子走査アンテナ用送信モジュール
用として多数採用した場合、送信ビーム誤差やサイドロ
ープの小さいアンテナを構成することができる。
（実施例）
以下１本発明による実施例を図面を参照し詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明による高周波電力増幅回路の一実施例を
示す回路図で、マイクロ波等の高周波信号は、入力端子
１から第１の分岐回路２に供給される。この第１の分岐
回路２の出力は例えばアナログ移相器からなる可変移相
器３を介して、制限増幅器４に供給される。制限増幅器
４で電力増幅されたマイクロ波帯の高周波信号は第２の
分岐回路５を経て出力端子６から導出されるが、この第
２の分岐回路５で分岐して取出された信号は、前記第１
の分岐回路２からの分岐出力信号とともに位相検波器を
構成する位相比較器７に供給され、両分岐信号の位相差
に対応した直流信号が導出される。
示す回路図で、マイクロ波等の高周波信号は、入力端子
１から第１の分岐回路２に供給される。この第１の分岐
回路２の出力は例えばアナログ移相器からなる可変移相
器３を介して、制限増幅器４に供給される。制限増幅器
４で電力増幅されたマイクロ波帯の高周波信号は第２の
分岐回路５を経て出力端子６から導出されるが、この第
２の分岐回路５で分岐して取出された信号は、前記第１
の分岐回路２からの分岐出力信号とともに位相検波器を
構成する位相比較器７に供給され、両分岐信号の位相差
に対応した直流信号が導出される。
位相比較器７からの出力信号は直流増幅器８を介して、
前記可変移相器３に位相制御信号として供給するよう接
続されるので、可変移相器３は常に位相比較器７の出力
が一定値（例えば零）となるように制御され、制限増幅
器４における位相変動分が補償されるように応答動作す
る。
前記可変移相器３に位相制御信号として供給するよう接
続されるので、可変移相器３は常に位相比較器７の出力
が一定値（例えば零）となるように制御され、制限増幅
器４における位相変動分が補償されるように応答動作す
る。
従って、上記構成により、増幅回路入出力間の位相関係
は常に一定あるいはその差が零となるよう制御され、た
とえ制限増幅器４に対する入力信号レベルが急激に変動
したり、周囲温度の変動や経年変化によって制限増幅器
４の通過位相特性が変化しても、自動的にその変化分を
補償し常に一定となるよう制御されるものである。
は常に一定あるいはその差が零となるよう制御され、た
とえ制限増幅器４に対する入力信号レベルが急激に変動
したり、周囲温度の変動や経年変化によって制限増幅器
４の通過位相特性が変化しても、自動的にその変化分を
補償し常に一定となるよう制御されるものである。
従って、この実施例によれば、本発明による高周波電力
増幅回路を例えば能動形電子走査アンテナにおいて、各
アンテナ系におけるデジタル移相器とアンテナ素子との
間に接続構成することによって、高効率で送信ビーム誤
差やサイドローブの小さい良好なアンテナを実現するこ
とができる。
増幅回路を例えば能動形電子走査アンテナにおいて、各
アンテナ系におけるデジタル移相器とアンテナ素子との
間に接続構成することによって、高効率で送信ビーム誤
差やサイドローブの小さい良好なアンテナを実現するこ
とができる。
なお、上記説明で、第１及び第２の分岐回路２゜５は入
力端子１から制限増幅器４を介して出力端子６から導出
される高周波信号の一部を取出すものであるから、単な
る結合器で構成することができる。
力端子１から制限増幅器４を介して出力端子６から導出
される高周波信号の一部を取出すものであるから、単な
る結合器で構成することができる。
第２図は同じく本発明による高周波電力増幅回路の第２
の実施例を示す回路図であり、第１図に示す構成と同一
構成には同一符号を付し詳細な説明は省略する。
の実施例を示す回路図であり、第１図に示す構成と同一
構成には同一符号を付し詳細な説明は省略する。
第２図の実施例においては、前記第１の実施例における
可変移相器３と制限増幅器４との間に半固定移相器９を
接続構成したものである。
可変移相器３と制限増幅器４との間に半固定移相器９を
接続構成したものである。
位相比較器７は、一般的にミキサ（混合器）を使用する
が、ミキサが位相比較器として実際に機能するのは１両
入力高周波信号間の位相差がミキサ固有の弁別基準値を
中心として、精々±４５度の範囲である。もし、面入力
高周波信号間の位相差がこの範囲を越えて入力されると
、位相検波器としての作用よりも振幅検波器としての作
用が強くなるので、正確な位相補償が困難になる。また
、可変移相器３での可変移相幅も、アナログ移相器とし
て構成を簡略化し、また信号の伝送損失を少なく押える
意味から、できるだけ小さく設定されることが要望され
る。
が、ミキサが位相比較器として実際に機能するのは１両
入力高周波信号間の位相差がミキサ固有の弁別基準値を
中心として、精々±４５度の範囲である。もし、面入力
高周波信号間の位相差がこの範囲を越えて入力されると
、位相検波器としての作用よりも振幅検波器としての作
用が強くなるので、正確な位相補償が困難になる。また
、可変移相器３での可変移相幅も、アナログ移相器とし
て構成を簡略化し、また信号の伝送損失を少なく押える
意味から、できるだけ小さく設定されることが要望され
る。
このよう・なことから、移相制御範囲が比較的小さく押
えられるので、斜眼増幅器４における固有の位相変化量
が大きい場合、予め半固定移相器９で調整し、ミキサに
よる位相比較器７での面入力信号の位相差がミキサ固有
の弁別基準近くに設定されるよう構成したものである。
えられるので、斜眼増幅器４における固有の位相変化量
が大きい場合、予め半固定移相器９で調整し、ミキサに
よる位相比較器７での面入力信号の位相差がミキサ固有
の弁別基準近くに設定されるよう構成したものである。
これにより、可変移相器３の動作範囲を有効に利用でき
、また、位相比較器７を効果的に動作させることが可能
である。
、また、位相比較器７を効果的に動作させることが可能
である。
なお、第２図では半面定移相器９の接続位置を可変移相
器３の直後としたが、可変移相器３と位相比較器７との
相対的な動作点の調整を目的とするものであるから可変
移相器３の直前または制限増幅８１４の直後としても、
あるいは第１の分岐回路２と位相比較器７との間または
第２の分岐回路５と位相比較器７どの間に挿入しても同
様な効果が得られる。
器３の直後としたが、可変移相器３と位相比較器７との
相対的な動作点の調整を目的とするものであるから可変
移相器３の直前または制限増幅８１４の直後としても、
あるいは第１の分岐回路２と位相比較器７との間または
第２の分岐回路５と位相比較器７どの間に挿入しても同
様な効果が得られる。
第３図は本発明による高周波電力増幅回路の第３の実施
例を示す回路図で、第１の分岐回路２と位相比較器７と
の間に遅延回路１０を接続したものである。前記第２の
実施例では単一の周波数からなる高周波信号での使用を
考えていたが、能動形電子走査アンテナ等への適用に際
しては、複数の周波数で使用したり、周波数を掃引して
使用することが多い。この場合、第１の分岐回路２で分
岐され、可変移相器３．半固定移相器９．制限増幅器４
及び第２の分岐回路５を介して位相比較器７に至る第１
のパスと、もう一方の第１の分岐回路２から直接に位相
比較器７に至る第２のパスとで群遅延量に差が生じると
、周波数の変化により２つのパスの通過位相の差が変化
する。群遅延量の差をΔτ、周波数変化をΔｆとすれば
、周波数変化による２つのパスの通過位相差Δφ１はΔ
φ２＝２冥・Δｆ・Δτ ■ と表わされる。そこで制限増幅器４の利得抑圧による通
過位相変動Δφ＾とΔφＦの合計が可変移相器３の変化
範囲ΔφＰを上回ると、前述のように本発明の機能は失
なわれる。そこで遅延口ｗ！１１０を第２のパスに挿入
し、２つのパスの群遅延量が等しくなる様に調整するも
のである。第２の実施例で示したのと同様に半固定移相
器９の移相器を適切に設定し、遅延回路１０を調整した
後の２つのパスの群遅延量の差Δτが次式■を満足すれ
ば本発明回路は正常な機能が獲得される。
例を示す回路図で、第１の分岐回路２と位相比較器７と
の間に遅延回路１０を接続したものである。前記第２の
実施例では単一の周波数からなる高周波信号での使用を
考えていたが、能動形電子走査アンテナ等への適用に際
しては、複数の周波数で使用したり、周波数を掃引して
使用することが多い。この場合、第１の分岐回路２で分
岐され、可変移相器３．半固定移相器９．制限増幅器４
及び第２の分岐回路５を介して位相比較器７に至る第１
のパスと、もう一方の第１の分岐回路２から直接に位相
比較器７に至る第２のパスとで群遅延量に差が生じると
、周波数の変化により２つのパスの通過位相の差が変化
する。群遅延量の差をΔτ、周波数変化をΔｆとすれば
、周波数変化による２つのパスの通過位相差Δφ１はΔ
φ２＝２冥・Δｆ・Δτ ■ と表わされる。そこで制限増幅器４の利得抑圧による通
過位相変動Δφ＾とΔφＦの合計が可変移相器３の変化
範囲ΔφＰを上回ると、前述のように本発明の機能は失
なわれる。そこで遅延口ｗ！１１０を第２のパスに挿入
し、２つのパスの群遅延量が等しくなる様に調整するも
のである。第２の実施例で示したのと同様に半固定移相
器９の移相器を適切に設定し、遅延回路１０を調整した
後の２つのパスの群遅延量の差Δτが次式■を満足すれ
ば本発明回路は正常な機能が獲得される。
なお、遅延回路１０としては伝送線路や、バンドパスフ
ィルタ （Ｂ Ｐ Ｆ）を使用することができる。
ィルタ （Ｂ Ｐ Ｆ）を使用することができる。
以上述べたように本発明によれば、温度変化や高周波入
力レベルの変動があっても１通過位相がほとんど変化せ
ず高効率で安定した高周波電力増幅器回路を実現でき、
例えば能動形電子走査アンテナの送信モジュールの中に
採用して優れた効果が得られるものである。 ′
力レベルの変動があっても１通過位相がほとんど変化せ
ず高効率で安定した高周波電力増幅器回路を実現でき、
例えば能動形電子走査アンテナの送信モジュールの中に
採用して優れた効果が得られるものである。 ′
第１図は本発明による高周波電力増幅回路の第１の実施
例を示す回路図、第２図は同じく本発明回路の第２の実
施例を示す回路図、第３図は同じく本発明回路の第３の
実施例を示す回路図である。 ２・・・第１の分岐回路、 ３・・・可変移相器、４
・・・制限増幅器、 ５・・・第２の分岐回路、
７・・・位相比較回路、 ８・・・直流増幅器。 ９・・・半固定移相器、 ＩＯ・・・遅延回路。
例を示す回路図、第２図は同じく本発明回路の第２の実
施例を示す回路図、第３図は同じく本発明回路の第３の
実施例を示す回路図である。 ２・・・第１の分岐回路、 ３・・・可変移相器、４
・・・制限増幅器、 ５・・・第２の分岐回路、
７・・・位相比較回路、 ８・・・直流増幅器。 ９・・・半固定移相器、 ＩＯ・・・遅延回路。
Claims (1)
- 高周波信号を分岐する第１の分岐回路と、この第１の分
岐回路に接続された可変移相器と、この可変移相器に接
続された制限増幅器と、この制限増幅器に接続された第
２の分岐回路と、この第２の分岐回路で分岐された信号
と前記第１の分岐回路で分岐された信号の位相を比較し
前記可変移相器に制御信号を供給する位相比較器とを具
備する高周波電力増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12607389A JPH02305104A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 高周波電力増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12607389A JPH02305104A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 高周波電力増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02305104A true JPH02305104A (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=14925946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12607389A Pending JPH02305104A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 高周波電力増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02305104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015023475A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 富士通株式会社 | 位相補償回路および位相補償方法 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12607389A patent/JPH02305104A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015023475A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 富士通株式会社 | 位相補償回路および位相補償方法 |
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