JPH0427205A - 低雑音増幅装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は通信装置の受信機に用い、受信波を増幅する
ための低雑音増幅装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば「昭和５９年度電子通信学会総合全国大
会、講演番号９１１」に示された従来の低雑音増幅装置
を示す等価回路であり、公知資料では３段構成について
示しているが、ここでは説明を簡単にするために２段構
成の場合について示す。

図において、初段のＦＥＴ　（ｌａ）のソース端子には
接続回路（２ａ）が接続され、このＦＥＴ（１ａ）のゲ
ート端子には入力整合回路（３）が接続されている。ま
た、この初段のＦＥＴ　（１ａ）のドレイン端子と後段
のＦＥＴ（ｌｂ）のゲート端子間には段間整合回路（４
）が接続され、このＦＦＴ（ｌｂ）のソース端子には接
続回路（２ｂ）が接続され、ドレイン端子には出力整合
回路（５）が接続されている。

上記ＦＥＴ　（１ａ）、（１ｂ）は非常に微弱な受信波
を増幅するために、非常に低雑音特性を有するものが用
いられる。このＦＥＴ　（ｌａ）。

（１ｂ）のソース端子に接続された接続回路（２ａ）、
　　（２ｂ）はコンデンサと抵抗との並列回路からなり
、ＦＥＴ　（ｌａ）、（ｌｂ）を単一電源で動作させる
ために用いている。

入力整合回路（３）は初段のＦＥＴ　（ｌａ）の雑音最
小となる入力インピーダンスと電源インピーダンスとを
、また股間整合回路（４）は初段のＦＥＴ　（ｌａ）の
出力インピーダンスと後段のＦＥＴ（ｌｂ）の入力イン
ピーダンスとをそれぞれ整合させるように設計されてい
る。さらに、出力整合回路（５）は後段のＦＥＴ　（ｌ
ｂ）の出力インピーダンスと負荷インピーダンスとを整
合するように設計されている。

上記の各整合回路（３）、（４）、（５）は、主線路と
先端短絡の伝送線路とで構成されており、狭帯域なフィ
ルタ回路を用いていないため、通常、低雑音増幅装置の
比帯域は約１５％の比較的広帯域な特性が得られる。

次に動作について説明する。段間整合回路（４）の８点
および出力整合回路（５）のｂ点から所望のバイアスを
供給すれば、初段のＦＥＴ（ｌａ）および後段のＦＥＴ
（ｌｂ）は動作状態となる。

このような状態において、入力整合回路（３）の左端か
ら入射した受信波は、入力整合回路（３）の主線路を通
って初段のＦＥＴ（ｌａ）に供給される。そこで増幅さ
れた受信波は股間整合回路（４）の主線路を通って、後
段のＦＥＴ（ｌｂ）に供給され、さらにそこで増幅され
た後、出力整合回路（５）の主線路を通って出力整合回
路（６）に出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の低雑音増幅装置は以上のように構成されているの
で、送信機、受信機およびアンテナ等から構成される通
信用マイクロ波機器において、アンテナのビームの方向
を変えて通信するような場合、ビームの方向によっては
アンテナのＶＳＷＲが劣化し、送信機から出力される送
信波の一部が受信機の方へ漏洩することがある。

また、送信波と受信波の周波数帯が接近している場合で
は送信波と受信波を同時に増幅するようになり、送信波
の漏れ電力が比較的大きな場合、送信波により低雑音増
幅器が飽和し、低雑音増幅器の雑音指数が著しく劣化し
、場合によっては低温雑音増幅器が破損してしまうなど
の問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消することを課題に
なされたもので、漏洩した送信波を著しく吸収し、受信
波のみ増幅する低温雑音増幅装置を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る低雑音増幅装置は抵抗と第１および第２
の誘導性素子との直列回路と、該第２の誘導性素子に並
列に接続された容量性素子とからなるフィルタを有して
いる。そして、フィルタの共振周波数を受信波に対して
並列共振、送信波に対して直列共振となるように定数を
選定している。

〔作用〕

この発明における低雑音増幅装置は、共振周波数を受信
波に対して並列共振、送信波に対して直列共振となるよ
うにフィルタ回路の定数を選定することにより、受信波
に影響を与えることなく送信波のみ吸収できるため、送
信波の一部が漏れ込んでも低雑音増幅器が飽和すること
なく低雑音特性が得られる。また、過大な送信波の漏れ
込みがあった場合でも低雑音増幅器を保護する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の低雑音増幅装置の等価回路である。前記
第１ｂ図と同一部分に同一符号を付して重複説明を省略
した。第１図において、（１０）はフィルタ回路であり
、このフィルタ回路（１０）は抵抗（６）と第１の誘導
性素子（７）と第１の誘導性素子（８）との直列回路と
該第２の誘導性素子（８）に並列に接続された容量性素
子（９）とで構成されており、低雑音増幅器の入力端子
と接地間に抵抗（６）の一端が低雑音増幅器の主線路に
接続されるように設けられている。

ここでは、第１の誘導性素子（７）と第２の誘導性素子
（８）としてインダクタ、容量性素子（９）としてキャ
パシタを用いた場合を示している。

上記フィルタ回路（１０）を構成する抵抗（６）、第１
の誘導性素子（７）、第２の誘導性素子（８）および容
量性素子（９）の値をそれぞれＲ，Ｌ＋　、Ｌ２　、Ｃ
ｏとすれば、Ａ点から接地側を見たインピーダンスＺは
（１）式で与えられる。

（ここで、ωは角周波数） 受信波の角周波数をω８、送信波の角周波数をωＴとし
、ωＲで並列共振、ω７で直列共振するようなり、、Ｌ
ｌは（１）式より次の（２）式。

（３）式のように求まる。

ここで、容量性素子（９）の値Ｃ６を与えることにより
、Ｌ、、Ｌｌを決めることができる。

このようにＣ８＋　　Ｌｌ　＋　Ｌｌを決定することに
より、フィルタ回路（１０）のインピーダンス２は受信
波に対して無限大、送信波に対してＲとなる。このため
送信波帯では低雑音増幅器の入力端子と接地間に抵抗（
６）が装荷されたことになる。

即ち、アンテナで受信した受信波はフィルタ回路（１０
）に影響されることがないが、アンテナ等からの反射に
より漏れ込んだ送信波は著しくフィルタ回路（１０）の
抵抗（６）で吸収される。

以上のようにこの発明の低雑音増幅装置では低雑音増幅
器の入力側にフィルタ回路（１０）を設けられることに
より、受信波はフィルタ回路（１０）に影響されること
なく低雑音増幅器で増幅される。これに対し、漏れ込ん
だ送信波は著しくフィルタ回路（１０）の抵抗（６）で
吸収されるため、送信波によって低雑音増幅器が飽和し
、雑音指数が劣化するのを防ぐことができるとともに送
信波を他に反射させて他の回路に悪影響を与えることが
ない。また、比較的大きな送信波が漏れ込んでもそれに
よる低雑音増幅器の破損を防ぐこともできる利点がある
。

また、送信波の周波数帯でも十分高い利得があるような
低雑音増幅器であっても、送信波の周波帯で低雑音増幅
器の入力端子が抵抗（６）で終端となるため、低雑音増
幅器が不安定動作することもない。さらに、フィルタ回
路（１０）の構成が簡単であり、フィルタ回路（１０）
と低雑音増幅器とをモノリシック集積回路により一体形
成することも可能で、導波管形のフィルタ回路を用いる
よりは受信機を著しく小さくすることもできる。

なお、上記実施例ではフィルタ回路（１０）を低雑音増
幅器の入力側に設けた場合を示したが、第２図に示すよ
うにフィルタ回路（１０）を前段のＦＥＴ（ｌａ）と後
段のＦＥＴ　（ｌｂ）間の股間に設けた場合であっても
よい。この場合は、漏れ込む送信波が比較的小さく、前
段のＦＥＴ　（１ａ）は飽和しないが後段のＦＥＴ　（
ｌｂ）が飽和してしまうような場合、後段のＦＥＴ　（
ｌｂ）の飽和を防ぐのに有効である。

また、フィルタ回路（１０）として、第１の誘導性素子
（７）と第２の誘導性素子（８）とをそれぞれインダク
タ、容量性素子（９）をキヤ？々シタを用いて構成した
場合を示したが、第３図に示すように第１の誘導性素子
（７）、第２の誘導性素子（８）および容量性素子（９
）をそれぞれ１／４波長より短い線路（１７）〜（１９
）で構成した場合であってもよい。

この第３図に示す構成のフィルタ回路（１０）は、第１
図、第２図に示した構成のフィルタ回路（１０）に比べ
てやや形状が大きくなるが、抵抗（６）と線路（１７）
〜（１９）のみで構成できるため、マイクロ波集積回路
等で非常に簡単に実現できる。

上記各実施例では第２の誘導性素子（８）としての線路
（１８）の一端を直接設置したフィルタ回路（１０）を
用いた場合について示したが、マイクロ波帯でリアクタ
ンスが十分小さくなるような値を持つキャパシタ（１１
）を介して、第４図＜ａ＞に示すように、第２の誘導性
素子（８）の一端を設置したフィルタ回路（１ｏ）また
は第４図（ｂ）に示すように、第２の誘導性素子（８）
トシての線路（１８）の一端を設置したフィルタ回路（
１０）であってもよい。これにより、フィルタ回路（１
０）を直流的に解放することができ、直流的に短絡ので
きないところへのフィルタ回路（１０）の使用が可能と
なる。

また、低雑音増幅装置に使用する半導体素子としてＦＥ
Ｔを用いた場合について示したが、ＨＥＭＴ等を用いて
もよい。

さらに、フィルタ回路（１０）の抵抗（６）の一端を低
雑音増幅器の主線路に接続した場合について示したが、
第２の誘導性素子（８）の一端を主線路に、抵抗（６）
の一端をマイクロ波的に接地するようにしてもよい。

なお、上記フィルタ回路（１０）をミキサ等の前段に設
けることで、上記実施例と同様の効果があることは容品
に推考し得るものである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、抵抗と第１の誘導性
素子と第２の誘導性素子との直列回路と該第２の誘導性
素子に並列に接続された容量性素子とからなり、共振周
波数を受信波に対して並列共振、送信波に対して直列共
振となるように定数を選定したフィルタ回路を、低雑音
増幅器の入力側あるいは段間の主線路と接地間に設ける
ように構成したので、受信波はフィルタ回路に影響され
ることなく増幅され、アンテナ等での反射で漏れ込んだ
送信波は大部分フィルタ回路で吸収される。

この結果、送信波による低雑音増幅器の飽和を避けるこ
とができ、低雑音特性を得ることができるとともに、低
雑音増幅装置の破損も防ぐことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による低雑音増幅装置を示
す等価回路図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施
例による低雑音増幅装置を示す等価回路図、第４図はこ
の発明装置に用いるフィルタ回路、第５図は従来の低雑
音増幅装置の等価回路図である。 図において、（６）は抵抗、（７）は第１の誘導性素子
、（８）は第２の誘導性素子、（９）は容量性素子、（
１０）はフィルタ回路、（１１）はキャパシタ、（１７
）〜（１９）は１／４波長より短い線路である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗、第１の誘導性素子及び第２の誘導性素子の直列回
   路と該第２の誘導性素子に並列接続された容量性素子と
   からなり、共振周波数が受信波に対して並列共振、送信
   波に対して直列共振となるように定数を選定したフィル
   タ回路をマイクロ波が伝搬する主線路と接地間に有する
   ことを特徴とする低雑音増幅装置。