JPH0447701A - マイクロ波帯用増幅器 - 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】 ［概　　要］ マイクロ波帯で利用される増幅器に関し、１つの増幅デ
バイスを共用しながら、異なる複数の周波数のマイクロ
波の増幅を可能にして、低コストで簡素な構成とするこ
とを目的とし、マイクロ波帯用の増幅デバイスをそなえ
、増幅デバイスの入力側に、異なった複数の周波数のそ
れぞれについてインピーダンス整合をとる入力側整合回
路群を設けるとともに、増幅デバイスの出力側に、異な
った複数の周波数のそれぞれについてインピーダンス整
合をとる出力側整合回路群を設けるように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロ波帯で利用される増幅器に関する。

マイクロ波帯の増幅器を設計する際、インピーダンス整
合を考慮する必要があるが、その整合回路の周波数範囲
には限度がある。そのため、１つの増幅デバイスにおい
て、いかに広帯域または任意の周波数で整合／不整合す
るかが要求される。

［従来の技術］ 第５図は従来のマイクロ波帯用増幅器の構成を示す回路
図であるが、この第５図において、１はマイクロ波帯用
の増幅デバイス（ＦＥＴ等の半導体デバイス）、２，３
はそれぞれ増幅デバイス１の入力側および出力側に設け
られたＤＣ（バイアス）カッ１〜用のコンデンサ、４，
５はそれぞれ増幅デバイス１の入力側および出力側に設
けられ所定周波数ｆ。（第６図参照）についてインピー
ダンス整合をとるマイクロス１〜リツプラインによる整
合回路である。なお、第５図中、バイアス回路の図示は
省略している。

このような構成により、コンデンサ２，３によりＤＣカ
ットされるとともに、整合回路４，５により、第６図に
示すように使用したい所定周波数（中心周波数）ｆｏで
、インピーダンス整合がとられながら、増幅デバイス１
によるマイクロ波帯の増幅が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のマイクロ波帯用増幅器
では、人出力のインピーダンス整合が１つであり、異な
る複数の周波数のマイクロ波を増幅する場合には、各周
波数ごとに、第５図に示すような増幅器を必要とする。

つまり、各周波数ごとに、増幅デバイス１．コンデンサ
２，３およびバイアス回路が必要で、コスト高を招くな
どの課題があった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたちので、１つ
の増幅デバイスを共用しながら、異なる複数の周波数の
マイクロ波の増幅を可能にして、低コス１〜で簡素な構
成のマイクロ波帯用増幅器を提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理ブロック図である。

この第１図において、］−はマイクロ波帯用の増幅デバ
イス、６は増幅デバイス１の入力側に設けられ異なった
ｎ個の周波数ｆ　１！　ｆ２１・・ｙｆｎのそれぞれに
ついてインピーダンス整合をとる入力側整合回路群で、
この入力側整合回路群６は、整合回路７−１〜７−ｎと
、相互に異なった周波数ｆ　１＋ｆ　２１・ｙｆｎで共
振すべく整合回路７−１〜７−ｎの前後に設けられた誘
電体共振器８−１〜８−ｎおよび９−１〜９−ｎとの組
合せからなる回路の集まりとして構成されている。

また、１０は増幅デバイス１の出力側に設けられＷなっ
たｎ個の周波数ｆ＋、ｌｆ２＋・・・ｙｆｎのそれぞれ
に′ついてインピーダンス整合をとる出力側整合回路群
で、この出力側整合回路群１０は、整合回路１１−１〜
１］−ｎと、相互に異なった周波数ｆ　１．＋　ｆ　２
１”’ｌ　ｆ　ｎで共振すに＜整合回路１１−１−１１
−ｎの前後に設けられた誘電体共振器１２］−〜１２−
ｎおよび１３−１〜’Ｊ−３−ｎとの組合せからなる回
路の集まりとして構成されている。

［作　　用］ 」二連の構成により、入力側整合回路群６では、各誘電
体共振器８−１〜８−ｎがフィルタとして機能し、入力
されたマイクロ波帯の信号のうち周波数ｆｌｔｆ２１・
・・ｙｆｎのものが、それぞれ、整合回路７−１−７−
　ｎ　ヘ入力され、周波数ｆｌｌｆ２１ｆｎのそれぞれ
について入力側におけるインピーダンス整合がとられる
。そして、フィルタとして機能する誘電体共振器９−１
−〜９−ｎを、周波数ｆ□、ｆ２．・・ｙｆｎのマイク
ロ波帯の各信号が通過して、増幅デバイス１により増幅
される。

増幅デバイス１の出力側の出力側整合回路群］−〇では
、やはりフィルタとして機能する各誘電体共振器１２−
１〜１２−ｎにより、増幅デバイス１からのマイクロ波
帯の信号のうち周波数ｆ□。

ｆ　２１・・・＋ｆｎのものが、それぞれ、整合回路１
１１−１１−　ｎ　ヘ入力され、周波数ｆ　１＋Ｌｔ”
’＋ｆｎのそれぞれについて出力側におけるインピーダ
ンス整合がとられる。そして、フィルタとして機能する
誘電体共振器１３−１〜１３−ｎを、周波数ｆ１．ｔｆ
２１・・・＋ｆｎのマイクロ波帯の各信号が通過して出
力される。

つまり、インピーダンス整合は各周波数ｆ　ｉ　ｌｆ　
２！・・・＋ｆｎごとに設けられた整合回路７−１〜７
ｎおよび１１−１〜１１−ｎにて行なわれるが、各周波
数ｆ工、ｆ２．・・・ｙｆｎの信号の増幅は、１つの増
幅デバイス１により行なわれる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお、
本実施例では、３つの異なった周波数ｆ１．　ｆ２．　
ｆ３（第４図参照）のマイクロ波帯の信号を１つの増幅
デバイス１にて増幅する場合について説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図で、この第２図
に示すように、マイクロ波帯用の増幅デバイス（ＦＥＴ
等の半導体デバイス）１の入出力側には、３つの異なっ
た周波数ｆ１．ｆ２．ｆ３のそれぞれについてインピー
ダンス整合をとるための入力側整合回路群６および出力
側整合回路群１０がそれぞれ設けられている。

そして、入力側整合回路群６は、整合回路７１〜７−３
と、相互に異なった周波数ｆｌｌｆ２ｔｆ３で共振すべ
く整合回路７−１〜７−３の前後に設けられた誘電体共
振器８−１〜８−３および９−１〜９−３との組合せか
らなる回路の集まりとして構成されており、各誘電体共
振器８−１〜８−３には、入力端子１４に接続されたマ
イクロストリップライン１５からマイクロ波帯の信号が
入力され、各誘電体共振器８−１〜８−３を通過した信
号は、それぞれマイクロストリップライン１６−１〜１
６−３を通じて各整合回路７−１〜７−３へ入力される
ようになっている。また、整＝８ 金回路７−１〜７−３からの信号は、それぞれマイクロ
ストリップライン１７−１〜１７−３を通じて誘電体共
振器９−１〜９−３へ入力され、各誘電体共振器９−１
〜９−３を通過した信号は、マイクロストリップライン
１８を通じて増幅デバイス１へ入力されるようになって
いる。

一方、出力側整合回路群１０は、整合回路１１−１〜１
１−３と、相互に異なった周波数ｆ１ｔｆ２．ｆ３で共
振すべく整合回路１１−１〜１１−３の前後に設けられ
た誘電体共振器１２−１〜１２−３および１３−１〜１
３−３との組合せからなる回路の集まりとして構成され
ており、各誘電体共振器１２−１〜１２−３には、増幅
デバイス、１の出力側に接続されたマイクロストリップ
ライン１９から増幅後の信号が入力され、各誘電体共振
器１２−１〜１２−３を通過した信号は、それぞれマイ
クロストリップライン２０−１〜２０−３を通じて各整
合回路１１−１〜１］−３へ入力されるようになってい
る。また、整合回路１１−１〜１１−３からの信号は、
それぞれマイクロストリップライン２１−１〜２１−３
を通じて誘電体共振器１３−１〜１３−３へ入力され、
各誘電体共振器１３−１〜１．３−３を通過した信号は
、マイクロストリップライン２２を通じて出力端子２３
へ送出され、この出力端子２３からアンテナ等へ増幅さ
れたマイクロ波帯の信号が送られるようになっている。

ところで、各誘電体共振器８−１〜８−３．９−１〜９
−３．１２−１〜１２−３および１３１〜１３−３と、
各マイクロストリップライン１５．１８，１９．２２と
の配置関係は、第３図に示すようになっている。つまり
、マイクロストリップライン１５．１８，１９．２２と
各誘電体共振器８−１〜８−３．９−１〜９−３．１２
−１〜１２−３および１３−１〜１３−３との間では、
磁界結合によりマイクロ波帯の信号の授受が行なわれ、
周波数の小さい信号を通過させる誘電体共振器はど、マ
イクロストリップラインの入力端側もしくは出力端側に
配置される。例えば、ｆよ〈ｆ２〈ｆ３とし、マイクロ
ストリップライン中での各周波数のマイクロ波帯信号の
波長をλａｉ＋λＧｚ＋　λＧ３とすると、第３図に示
すように、誘電体共振器８−１．１２−１（９−１，１
３−１）の位置Ｑ、はλａ１／　４−　Ｘ　ｍ　（ｍは
奇数）となり、誘電体共振器８−２．１２−２（９−２
，１３−２）の位置Ｑ、はλａｚ／４Ｘｍ（ｍは奇数）
となり、誘電体共振器８−３．１２−３（９−３，１３
−３）の位置Ｑ３はλＧ３／　４．　Ｘ　ｍ　（ｍは奇
数）となる。

なお、入力端子１４および出力端子２３には、ＤＣ（バ
イアス）カット用のコンデンサ（図示せず）が接続され
ている。

上述の構成により、本実施例では、各誘電体共振器８−
１〜８−３．９−１〜９−３．１２−１〜１２−３およ
び１３−１〜１３−３がフィルタとして機能し、入力側
整合回路群６では、入力端子１４からのマイクロ波帯の
信号のうち周波数ｆ１．ｆ２．ｆ、のちのが、それぞれ
、マイクロストリップライン１５から各誘電体共振器８
−１〜８３を通過して整合回路７−１〜７−３へ入力さ
れ、周波数ｆ、、、ｆ、、、ｆ３のそれぞれについて入
力側におけるインピーダンス整合がとられる。そして、
整合後の周波数ｆ１．ｆ２．ｆ３のマイクロ波帯の各信
号は、それぞれ、誘電体共振器９−１−〜９−３を通過
して、マイクロス１〜リップライン１−８から増幅デバ
イス１に入力され、この増幅デバイス１により増幅され
る。

増幅デバイス１の出力側の出力側整合回路群］０では、
増幅デバイス１からのマイクロ波帯の信号のうち周波数
ｆ□＋Ｌ＋ｆ３のものが、それぞれ、マイクロス１〜リ
ツプライン」−９から各誘電体共振器１２−１〜１２−
３を通過して整合回路］］−１〜１１−３へ入力され、
周波数ｆ＋−１ｆ２１ｆ３のそれぞれについて出力側に
おけるインピーダンス整合がとられる。そして、整合後
の周波数ｆ、、ｆ２．ｆ３のマイクロ波帯の各信号は、
誘電体共振器］３−１〜１３−３を通過して、マイクロ
ストリップライン２２から出力端子２３を通じてアンテ
ナ等へ出力される。

このように、本実施例の増幅器によれば、インピーダン
ス整合は各周波数ｆ１．　ｆ２．ｆ３ごとに設置２ けられた整合回路７−１〜７−３および１１−１〜１１
−３にて行なわれるが、各周波数ｆ□、ｆ２゜ｆ３の信
号の増幅は、１つの増幅デバイス１を共用して行なわれ
るので、従来のごとく異なる周波数ごとに増幅デバイス
、ＤＣカッ１へ用コンデンサ。

バイアス回路などをそなえる必要がなくなり、低コス１
へかつ簡素な構成で、複数の周波数のマイクロ波につい
て増幅の可能な増幅器を得ることができるのである。

なお、上述した実施例では、３つの異なる周波数のマイ
クロ波帯の信号を増幅する場合について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、上述と同様に構
成することにより、任意の周波数の信号を任意の数だけ
１つの増幅デバイス１により増幅することが可能である
。

［発明の効果］ 以ヒ詳述したように、本発明のマイクロ波帯用増幅器（
請求項１，２）によ九ば、増幅デバイスの人ＩＪ側に、
異なった複数の周波数のそれぞれについてインピーダン
ス整合をとる入力側整合回路群を設けるとともに、増幅
デバイスの出力側に、異なった複数の周波数のそれぞれ
についてインピーダンス整合をとる出力側整合回路群を
設けることにより、１つの増幅デバイスを共用して異な
る複数の周波数のマイクロ波の増幅ができ、低コストか
つ簡素な構成で、多周波数用の増幅器を提供できる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３図は本発
明の一実施例の要部を示す平面図、第４図は本発明の一
実施例の周波数−ゲイン特性を示すグラフ、 第５図は従来例を示す回路図、 第６図は従来例の周波数−ゲイン特性を示すグラフであ
る。 図において、 １は増幅デバイス、 ６は入力側整合回路群、 ７−１〜７−ｎは整合回路、 ８−１〜８−ｎ、９−１〜９−ｎは誘電体共振器、１０
は出力側整合回路群、 １１−１〜１１−ｎは整合回路、 １２−１−１２−　ｎ　、　１３−１〜１３−　ｎは誘
電体共振器、 １４は入力端子、 １５．１．６−１〜１６−３．１７−１〜１７−３゜１
８．１９．２０−１〜２０−３．２１−１〜２１−３．
２２はマイクロストリップライン、２３は出力端子であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波帯用の増幅デバイス（１）をそなえ、 該増幅デバイス（１）の入力側に、異なった複数の周波
   数のそれぞれについてインピーダンス整合をとる入力側
   整合回路群（６）が設けられるとともに、 該増幅デバイス（１）の出力側に、該異なった複数の周
   波数のそれぞれについてインピーダンス整合をとる出力
   側整合回路群（１０）が設けられたことを、 特徴とする、マイクロ波帯用増幅器。
2. （２）該入力側整合回路群（６）が、整合回路（７−１
   〜７−ｎ）と、相互に異なった周波数で共振する誘電体
   共振器（８−１〜８−ｎ，９−１〜９−ｎ）からなる回
   路の集まりとして構成されるともに、該出力側整合回路
   群（１０）が、整合回路（１１−１〜１１−ｎ）と、相
   互に異なった周波数で共振する誘電体共振器（１２−１
   〜１２−ｎ，１３−１〜１３−ｎ）との組合せからなる
   回路の集まりとして構成されたことを特徴とする、請求
   項１記載のマイクロ波帯用増幅器。