JPH03255703A - 位相反転器及びこれを用いたプッシュプル電力増幅器 - Google Patents

位相反転器及びこれを用いたプッシュプル電力増幅器

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JPH03255703A
JPH03255703A JP5268290A JP5268290A JPH03255703A JP H03255703 A JPH03255703 A JP H03255703A JP 5268290 A JP5268290 A JP 5268290A JP 5268290 A JP5268290 A JP 5268290A JP H03255703 A JPH03255703 A JP H03255703A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 一つの高周波信号から位相差が180゜ある2つの信号
を得るために用いられる位相反転器に関し、特に、イン
ピーダンスレベルを任意に設定できることを目的とし、 λ/4結合線路にて構成される結合回路を4個組合わせ
てリング状に接続して各結合回路間に端子を設け、入力
端子に入来した信号を2つの出力端子に180°位相差
のある信号として取出す構成とし、かつ、入力端子と一
方の出力端子との間の結合回路と、入力端子と他方の出
力端子との間の結合回路との型を開放型−接地型の如き
異なる型、他の2つの結合回路の型を開放型−開放型、
又は、接地型−接地型の如き同じ型で構成してなり、上
記結合回路を構成する線路の幅を、所望インピーダンス
レベルに基づいて設定した構成とし、又この位相反転器
を用いてプッシュプル電力増幅器を構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一つの高周波信号から位相差が180°ある
2つの信号を得るために用いられる位相反転器に関する
。
位相反転器としては、コイルを使用した変成器やコンデ
ンサ、インダクタンス等の素子を用いた低周波領域用の
位相変調器の構成のものが知られているが、これらの回
路は超高周波領域においては浮遊容量のために用いるこ
とができない。そこで、超高周波領域においては結合線
路等の分布定数回路を使用する必要がある。
〔従来の技術〕
第7図は平行結合線路を用いた従来の位相反転器の平面
図を示す。このものは、プリント基板1上にリング状の
伝送線路部2及び3を組合わせて設け、λ/4平行結合
線路としたものである。端子4+ 、42.43.44
の位相差は90’ずつ異なっているので、端子4Iから
入力された信号は端子42と端子44とに等しく分配さ
れて180°位相差をもった信号が夫々出力されること
になる。この場合、端子43には端子42から出力され
る信号とが合成されるが、端子42 、44の各出力は
180°位相差があるのでその合成によって端子43か
らは信号は出力されない。
第7図に示す従来例は使用可能帯域が狭いことから、こ
の問題点を解決するべく本出願人は先に特願平1−84
95号(発明の名称「位相反転器」)を提案した。この
ものは、第8図に示す如く、λ/4結合線路にて構成さ
れる結合回路を4個(101〜104)組合わせてリン
ク状に接続して各結合回路101〜104間に端子11
〜14を設け、入力端子11に入来した信号を2つの出
力端子12.14に180°位相差のある信号として取
出し、端子13に信号が出力されない構成とし、かつ、
入力端子11と一方の出力端子12との間の結合回路1
01と、該入力端子11と他方の出力端子14との間の
結合回路104との型を開放型−接地型の如き異なる型
、他の2つの結合回路102,103の型を開放型−開
放型、又は、接地型−接地型の如き同じ型で構成したも
のである。このように4つの結合回路を組合わせた構成
とすることにより、2つの結合回路しか組合わせていな
い従来例に比して使用帯域を広く取り得る。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような位相反転器を、例えば入力側回路
と出力側回路とのインピーダンスマツチングをとるため
にインピーダンスレベルを任意に変更設定しなければな
らない回路等に適用する場合1.従来、位相反転器にト
ランスフォーマを接続した構成の回路を用いていた。然
るにこのようなトランスフォーマを用いると、広帯域を
扱う場合にはトランスフォーマが多段構成となって形状
が大きくなり、逆に、トランスフォーマの段数を少なく
して小形にすると使用帯域が狭くなってしまう等の問題
点があった。
本発明は、インピーダンスレベルを任意に設定できる位
相反転器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〕
第1図は本発明の原理図を示し、同図(A)は位相反転
器、同図(B)は位相反転器を用いたプッシュプル電力
増幅器である。同図中、501゜502.503.50
iはλ/4結合線路にて構成される結合回路で、これを
4個組合わせてリング状に接続して各結合回路間に端子
51.52゜53.54を設けられている。51は入力
端子、52.54は出力端子で、入力端子51に入来し
た信号を2つの出力端子52.54に180°位相差の
ある信号として取出し、端子53に信号が出力されない
構成とする。この場合、入力端子51と一方の出力端子
52との間の結合回路511と、入力端子51と他方の
出力端子54との間の結合回路504との型を開放型−
接地型の如き異なる型、他の2つの結合回路502.5
03の型を開放型−開放型、又は、接地型−接地型の如
き同じ型で構成している。
特に、本発明は、結合回路501〜504を構成する線
路の幅W1.W2を所望インピーダンスレベルに基づい
て設定した構成とする。
又、本発明は、上記のような構成の位相反転器を用いて
プッシュプル電力増幅器を構成する。
出される。ここで、結合回路501 、504を開放型
−接地型の異なった型とし、結合回路502.503を
開放型−開放型、又は、接地型−接地型の同じ型とし、
このように4つの結合回路を組合わせた構成としている
ので、2つの結合回路しか組合わせていない従来例に比
して使用帯域を広くとり得る。
又、線路幅を得たいインピーダンスレベルに対応して任
意に変更設定することにより、所望のインピーダンスを
得ることができ、位相反転器そのものにトランスフォー
マの作用を持たせることができる。
更に、位相反転器がトランスフォーマとして動作するの
でプッシュプル電力増幅器に適用することにより、増幅
器の前後の整合回路の段数を少なく構成でき、装置を小
形化できる。
〔作用〕
入力端子51に入来した信号は2つの出力端子52.5
4に180°位相差をもった信号として取〔実施例〕 第2図は本発明の第1実施例の平面図、第3図は本発明
の第2実施例の平面図を示す。第2図中、20+ 、2
02.203.20aはλ/4結合線路(2本線路構成
)にて構成された結合回路で、21〜24は各結合回路
201〜204間に設けられた端子である。信号の位相
反転の様子は第8図に示すものと同様である。結合回路
201〜20aのうちの一つを模式的に描くと第4図(
△)に示す如くとなり、一方の線路幅W1及び他方の線
路幅W2は所望のインピーダンスレベルに基づいた幅に
設定されている。つまり、λ/4結合線路は等測的に偶
モードインピーダンスZoe及び奇モードインピーダン
スZooと置換えることができ、幅広の線路の偶モード
インピーダンスZoeL及び奇モードインピーダンスZ
ooL、幅狭の線路の偶モードインピーダンス7 oe
H及び奇モードインピーダンスZooHが夫々所望のイ
ンピーダンスレベルZL、ZHにマツチングするように
幅W+。
W2を設定する。この場合、幅広の線路の方が幅狭の線
路よりも低インピーダンスとなる。
同様に、第3図中、25+ 、252.253 。
254はλ/4結合線路(3本線路構成)にて構成され
た結合回路で、26〜29は各結合回路251〜254
間に設けられた端子である。信号の位相反転器の様子は
第8図に示すものと同様である。結合回路251〜25
4のうちの一つを模式的に描くと第4図(B)に示す如
くとなり、線路幅W+ 、W2 、W3は所望のインピ
ーダンスレベルに基づいた幅に設定されている。この3
本線路構成のものは、2本線路構成のものに比して線路
と線路との間の部分〈密結合部分)が多いためにより大
きな密結合を得ることができ、従って、2本線路構成の
ものに比して広範囲のインピーダンス変更が可能である
。
即ち、本発明によれば、線路の幅を得たいインピーダン
スに対応して任意に変更設定することにより、所望のイ
ンピーダンスを得ることができ、位相反転器そのものに
トランスフォーマの作用を持たせることができる。
第2図及び第3図に示す位相反転器は、第5図(A)に
示すマイクロストリップライン構成、同図(B)に示す
ストリップライン構成、同図(C)に示すコプレーナウ
ェーブガイドライン構成いずれのものにも適用可能であ
る。なお、第5図中、30は位相反転器を構成する線路
、31は誘電体である。
第6図は本発明の第2実施例をプッシュプル電力増幅器
に適用した構成図を示す。同図中、35゜36は本発明
の第2実施例の位相反転器で、その間に整合回路371
..372 、FET38.及び整合回路39+ 、3
92 、FET40が接続されている。RF入力信号a
は位相反転器35でO。
位相差の信号す及び180゛位相差の信号Cとされ、夫
々FET38.40で増幅されて位相反転器36に供給
され、夫々合成されてRF入力信号aに対してレベル増
幅されたRF出出力音得ることができる。FET38.
40はB級動作のため、入力信号の片側極性のみ増幅す
る。この場合、信号すの基準DC電位及び信号Cの基準
DC電位を合わせるために位相反転器35.36には中
点アースを必要とする。
この場合、増幅器としてFETを用いた場合、FETは
一般に入出力インピーダンスが低い(−般に50Ω以下
)のでその入出力側の伝送路とインピーダンスマツチン
グをとるために入出力側に整合回路を必要とするが、本
発明では位相反転器35.36のインピーダンスレベル
を設定することによってここにインピーダンス整合作用
を持たせることができるので、整合回路を構成している
り、Cのエレメント段数を少なく構成できる。即ち、第
9図に示すように本出願人が先に提案した位相反転器(
第8図)45.46を用いた場合、このインピーダンス
レベルは一律のものしか得られないために整合回路47
+ 、472.48+ 。
482はり、Cのエレメント段数の多いものを使用しな
ければならないが、本発明ではエレメント段数の少ない
整合回路37+ 、372.39392で済み、装置を
小形化できる。
〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明によれば、超高周波領域で広
帯域に180゛位相差のある2つの信号を得ることがで
き、この場合、結合線路の幅を所望のインピーダンスレ
ベルに基づいて設定できるので、特別にトランスフォー
マ等を接続しなくても済む。特に、FETを増幅器に用
いたプッシュプル電力増幅器に適用すれば、増幅器の前
後に接続する整合回路の段数を少なく構成でき、装置を
小形化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の第1実施例の平面図、第3図は本発明
の第2実施例の平面図、第4図は線路幅を説明する図、 第5図は本発明が適用される各種伝送線路を説明する図
、 第6図は本発明をプッシュプル電力増幅器に適用した構
成図、 第7図は従来の位相反転器の平面図、 第8図は本出願人が先に提案した位相反転器の平面図、 第9図は第7図に示す位相反転器をプッシュプル電力増
幅器に適用した構成図である。 図において、 20+〜204.25+〜254.501〜504は結
合回路、 21〜24.26〜29.51〜54は端子、35.3
6.55.56は位相反転器、37+ 、372.39
+ 、392は整合回路、38.40はFET、 57.58は増幅器 を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) λ/4結合線路にて構成される結合回路(50
    _1)(50_2)(50_3)(50_4)を4個組
    合わせてリング状に接続して該各結合回路(50_1〜
    50_4)間に端子(52,52,53,54)を設け
    、 入力端子(51)に入来した信号を2つの出力端子(5
    2,54)に180゜位相差のうる信号として取出し、
    端子(53)に信号が出力されない構成とし、 かつ、該入力端子(51)と一方の出力端子(52)と
    の一の結合回路(50_1)と、該入力端子(51)と
    他方の出力端子(54)との間の結合回路(50_4)
    との型を開放型−接地型の如き異なる型、他の2つの結
    合回路(50_2,50_3)の型を開放型−開放型、
    又は接地型−接地型の如き同じ型で構成してなり、 上記結合回路(50_1〜50_4)を構成する線路の
    幅(W_1,W_2)を、所望インピーダンスレベルに
    基づいて設定したことを特徴とする位相反転器。
  2. (2)請求項1記載の位相反転器(55,56)を2個
    、その間に増幅器(57,58)を介して接続した構成
    としてなることを特徴とするプッシュプル電力増幅器。
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