JP3183969B2 - 4-port reactance matching circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は4ポートリアクタンス整
合回路に係り、特にマイクロストリップライン回路によ
り構成したマイクロ波又はミリ波の低雑音増幅器に用い
ることができる4ポートリアクタンス整合回路、コプレ
ーナ導波路で構成したMMIC低雑音増幅器又はマイク
ロ波(ミリ波)ハイブリッドIC低雑音増幅器に用いる
ことができる4ポートリアクタンス整合回路、更には多
層配線構造又は空中配線構造を利用したマイクロ波(ミ
リ波)低雑音増幅器に用いられる4ポートリアクタンス
整合回路の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-port reactance matching circuit, and more particularly to a four-port reactance matching circuit and a coplanar waveguide which can be used for a microwave or millimeter-wave low noise amplifier constituted by a microstrip line circuit. A 4-port reactance matching circuit that can be used for a configured MMIC low-noise amplifier or a microwave (millimeter-wave) hybrid IC low-noise amplifier, and a microwave (millimeter-wave) low-noise amplifier using a multilayer wiring structure or an aerial wiring structure The present invention relates to an improvement of a four-port reactance matching circuit used in the present invention.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、衛星放送関連等のマイクロ波やミ
リ波の機器が普及するに至って、微弱な放送信号波を低
雑音状態で増幅する技術として、HEMT、GaAsF
ET等による2ポート増幅素子自体の低雑音化並びにマ
イクロストリップライン基板上で整合回路を形成して所
望の低雑音化を計ろうとする動きが活発になっている。2. Description of the Related Art In recent years, microwave and millimeter-wave devices related to satellite broadcasting have become widespread.
There has been an active movement to reduce the noise of the two-port amplifying element itself by ET or the like and to form a matching circuit on a microstrip line substrate to achieve a desired noise reduction.
【0003】そこで従来の2ポートリアクタンス回路と
して2ポート増幅素子用の整合回路は例えば特開昭62
−271502号、又は特開昭63−264893号に
見られるように、単にそのポート増幅素子の入、出力ポ
ートに夫々2ポートリアクタンス回路を接続して成るも
のである。即ち、図16において、2ポート増幅素子1
は2本のソースリード2を誘電体基板上の2つのグラン
ドパターン4に夫々半田付けされ、ゲートリード5、ド
レインリード6がマイクロストリップライン7の信号源
(入力側)、負荷端(出力側)に夫々半田付け固定され
ている。そして長さL1の入力側オープンスタブ8がゲ
ートリード5の根元からL2の位置に、長さL3の出力
側オープンスタブ9がドレインリード6の根元からL4
の位置に、夫々接続されている。更に各スタブにはDC
バイアス供給回路10が接続されている。一点鎖線で示
すXが入力側2ポートリアクタンス回路を、同じくYが
出力側2ポートリアクタンス回路である。Therefore, a matching circuit for a two-port amplifying element as a conventional two-port reactance circuit is disclosed in, for example,
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. -271502 or JP-A-63-264893, a two-port reactance circuit is simply connected to the input and output ports of the port amplifying element. That is, in FIG.
The two source leads 2 are soldered to two ground patterns 4 on the dielectric substrate, respectively, and the gate lead 5 and the drain lead 6 are connected to the signal source (input side) and load end (output side) of the microstrip line 7. Are soldered and fixed respectively. The input side open stub 8 having a length L1 is located at a position L2 from the base of the gate lead 5, and the output side open stub 9 having a length L3 is located at a position L4 from the base of the drain lead 6.
Are connected to each other. In addition, each stub has a DC
The bias supply circuit 10 is connected. X indicated by a dashed line indicates an input-side two-port reactance circuit, and Y indicates an output-side two-port reactance circuit.
【0004】ここに2ポートリアクタンス回路の4つの
パラメータSは、入力側ではL1とL2を変えれば一元
的な条件を満足する全ての範囲にわたって任意に設定で
きることを意味し、低雑音増幅器の設計において入力側
2ポートリアクタンス回路については、2ポート増幅素
子1から信号源11を見た時の反射係数が最適信号源反
射係数ΓoptとなるようにL1、L2が設定された状態
が、電力整合状態となる。同様にして出力側2ポートリ
アクタンス回路については2ポート増幅素子1から負荷
側12を見た時の反射係数が、負荷12から2ポート増
幅素子側を見た時の反射係数の値を複素共役となるよう
にL3とL4が設定されると、この状態が電力整合状態
になるのである。従って入力側、出力側の2ポートリア
クタンス回路が夫々上記の如く設定された時、二点鎖線
で示す増幅部Dは、従来の意味における最小雑音指数或
いは雑音最小条件の下での付随利得を一応呈しているこ
とになる。Here, the four parameters S of the two-port reactance circuit can be arbitrarily set over the entire range satisfying the unitary condition by changing L1 and L2 on the input side. Regarding the input-side two-port reactance circuit, a state in which L1 and L2 are set so that the reflection coefficient when the signal source 11 is viewed from the two-port amplification element 1 becomes the optimum signal source reflection coefficient Γopt is a power matching state. Become. Similarly, for the output two-port reactance circuit, the reflection coefficient when viewing the load side 12 from the two-port amplifier 1 and the reflection coefficient when viewing the two-port amplifier from the load 12 are defined as complex conjugate. When L3 and L4 are set so as to satisfy this condition, this state becomes a power matching state. Therefore, when the two-port reactance circuits on the input side and the output side are respectively set as described above, the amplifying section D shown by the two-dot chain line temporarily has the minimum noise figure or the associated gain under the minimum noise condition in the conventional sense. Will be presented.
【0005】又、前記の整合回路とは別に帰還回路を付
設して従来の意味における最小雑音指数より低くする方
法(特開平02−113610号)も知られてはいる
が、本出願人は先に特願平03−91754号において
新しい概念に基づく4ポートリアクタンス整合回路につ
いての提案をしている。A method of providing a feedback circuit in addition to the above-mentioned matching circuit to lower the noise figure in the conventional sense (Japanese Patent Laid-Open No. 02-113610) is also known. Japanese Patent Application No. 03-91754 proposes a 4-port reactance matching circuit based on a new concept.
【0006】図17に示した従来の2ポートリアクタン
ス整合回路の基本構成について説明すると、Xは入力側
の2ポートリアクタンス整合回路、Yが出力側2ポート
リアクタンス整合回路、Sは2ポート増幅素子1の2行
2列の散乱行列、A,Bは夫々入、出力側の2ポートリ
アクタンス整合回路の2行2列の散乱行列とし、bq
1、bq2を夫々の入、出力側雑音電力波とすると、こ
の雑音電力波は位相項と振幅項を有する複素量によって
表わすことができ、本図において2ポートリアクタンス
整合回路を用いた場合には、複素数パラメータ6個を夫
々A11、A12、A22、B11、B12、B22と
定めると、リアクタンス回路の可逆性からA12=A2
1等となって、行列の成分Aが夫々一元的な条件を満足
すれば増幅器の雑音指数と利得が一応決定できる。The basic configuration of the conventional two-port reactance matching circuit shown in FIG. 17 will be described. X is an input-side two-port reactance matching circuit, Y is an output-side two-port reactance matching circuit, and S is a two-port amplifying element 1. A, B are the 2 × 2 scattering matrices of the input and output 2-port reactance matching circuits, respectively, and bq
Assuming that 1 and bq2 are the input and output noise power waves, respectively, this noise power wave can be represented by a complex quantity having a phase term and an amplitude term. In this figure, when a two-port reactance matching circuit is used, When the six complex parameters are defined as A11, A12, A22, B11, B12, and B22, respectively, A12 = A2 from the reversibility of the reactance circuit.
Assuming that the components A of the matrix satisfy the unified condition, the noise figure and the gain of the amplifier can be determined for the time being.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかるに前記前者の2
ポートリアクタンス回路では、設定することができるS
パラメータ数が6個と少なく、増幅器の設計を行う際の
自由度が小さいために、従来の意味における雑音整合状
態の実現はできても、それ以上厳しく雑音指数を改善す
ることができず、入、出力ポートの電力整合をとる際に
不安定になるといった問題が生じる。又、前記後者の帰
還回路を付設する雑音指数を改善する方法ではSパラメ
ータを利用した一般的な設計方法と異なるために、その
都度試行錯誤を繰り返して設計せざるを得ないだけでな
く、帰還回路として集中定数的に取り扱われるインダク
タンス成分やキャパシタンス成分をマイクロストリップ
ライン基板上で如何にして正確に実現するかに難しい問
題が残されている。However, the former 2)
In the port reactance circuit, S that can be set
Since the number of parameters is as small as 6 and the degree of freedom in designing an amplifier is small, even if a noise matching state in the conventional sense can be realized, the noise figure cannot be improved more strictly. In addition, there arises a problem that the output port becomes unstable when power matching is performed. In the latter method of improving the noise figure provided with the feedback circuit, since it is different from a general design method using S-parameters, not only must the design be repeated by trial and error each time, but also the feedback There remains a difficult problem how to accurately realize an inductance component and a capacitance component which are treated as a lumped constant as a circuit on a microstrip line substrate.
【0008】本発明の目的は2ポート増幅素子用の整合
回路を、マイクロ波回路基板上で4ポートリアクタンス
回路で実現し、上述した従来の問題点を解決することに
ある。An object of the present invention is to realize a matching circuit for a two-port amplifying element by a four-port reactance circuit on a microwave circuit board to solve the above-mentioned conventional problems.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第1,第2の発明は2ポート増幅素子用の整合回
路をマイクロストリップライン基板上において、4つの
ポートを備え、ポート1とポート4、ポート2とポート
3が夫々対向する位置に配置され、4ポートリアクタン
ス回路により実現せんとするにあり、前記従前の障害を
払拭するため、誘電体基板上又は半導体基板上に形成さ
れるマイクロストリップライン回路を用いて構成し、ポ
ート1とポート2の間、ポート1とポート3の間、ポー
ト2とポート4の間が、夫々所望の周波数で散乱行列が
任意に設定ができる2ポートリアクタンス回路が接続さ
れ、或いはポート1とポート3の間、ポート2とポート
4の間、ポート3とポート4の間が、夫々所望の周波数
で散乱行列が任意に設定できる2ポートリアクタンス回
路を接続することを要旨とする。In order to achieve the above object, the first and second inventions of the present application provide a matching circuit for a two-port amplifying element on a microstrip line substrate by using four matching circuits .
With ports, port 1 and port 4, port 2 and port
3 are arranged at opposing positions, respectively, and are to be realized by a 4-port reactance circuit. To eliminate the conventional obstacle, a microstrip line circuit formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate is used. configured, between ports 1 and 2, between ports 1 and 3, between the ports 2 and 4 are two-port reactance circuit respectively scattering matrix at a desired frequency can be arbitrarily set is connected, or The gist is to connect a two-port reactance circuit between port 1 and port 3, between port 2 and port 4, and between port 3 and port 4, which can arbitrarily set a scattering matrix at a desired frequency.
【0010】また、本願の第3〜第5の発明の4ポート
リアクタンス整合回路は、4つのポートを有し、ポート
1とポート4、ポート2とポート3が夫々対向する位置
に配置され、誘電体基板上又は半導体基板上に形成され
るコプレーナ導波路を用いて構成され、ポート1とポー
ト2の間、ポート1とポート3の間、ポート2とポート
4の間、ポート3とポート4の間が、夫々キャパシタ成
分やインダクタ成分をコプレーナ導波路の信号線の途中
又はコプレーナ導波路の途中の信号線とグランド面の間
に1個又は複数個配置した2ポートリアクタンス回路で
接続される。あるいは、ポート1とポート2の間、ポー
ト1とポート3の間、ポート2とポート4の間が、夫々
キャパシタ成分やインダクタ成分をコプレーナ導波路の
信号線の途中又はコプレーナ導波路の途中の信号線とグ
ランド面の間に1個又は複数個配置した2ポートリアク
タンス回路で接続される。あるいは、ポート1とポート
3の間、ポート2とポート4の間、ポート3とポート4
の間が、夫々キャパシタ成分やインダクタ成分をコプレ
ーナ導波路の信号線の途中又はコプレーナ導波路の途中
の信号線とグランド面の間に1個又は複数個配置した2
ポートリアクタンス回路で接続されることを要旨とす
る。Further, the four-port reactance matching circuit according to the third to fifth aspects of the present invention has four ports ,
Positions where port 1 and port 4 and port 2 and port 3 face each other
And is configured using a coplanar waveguide formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate, between port 1 and port 2, between port 1 and port 3, between port 2 and port 4, A two-port reactance circuit in which one or a plurality of capacitor components and inductor components are disposed between the signal line of the coplanar waveguide or the signal line in the middle of the coplanar waveguide and the ground plane, respectively, between the port 3 and the port 4. Connected. Alternatively, between the port 1 and the port 2, between the port 1 and the port 3, and between the port 2 and the port 4, the capacitor component and the inductor component are respectively connected to the signal in the signal line of the coplanar waveguide or the signal in the One or more two-port reactance circuits are connected between the line and the ground plane. Alternatively, between port 1 and port 3, between port 2 and port 4, and between port 3 and port 4.
In the space between the two, one or a plurality of capacitor components and inductor components are disposed between the signal line in the middle of the signal line of the coplanar waveguide or the signal line in the middle of the coplanar waveguide and the ground plane, respectively.
The point is that they are connected by a port reactance circuit.
【0011】更に本願の第6及び第7の発明の4ポート
リアクタンス整合回路は、4つのポートを有し、ポート
1とポート4、ポート2とポート3が夫々対向する位置
に配置され、誘電体基板上又は半導体基板上に形成され
るマイクロ波回路を用いて構成され、ポート1とポート
2の間、ポート3とポート4の間の少なくとも一方が、
夫々ボンディング・ワイヤやボンディング・リボンある
いはエア・ブリッジ等の空中配線手段で構成される第1
の2ポートリアクタンス回路で接続され、ポート1とポ
ート3の間、ポート2とポート4の間に、夫々所望の周
波数で散乱行列が任意に設定可能な第2の2ポートリア
クタンス回路が接続され、上記第1及び第2の2ポート
リアクタンス回路により上記リアクタンス整合回路のS
パラメータをユニタリ条件を満足する範囲内で設定す
る。あるいは、ポート1とポート2の間、ポート3とポ
ート4の間の少なくとも一方が、夫々ボンディング・ワ
イヤやボンディング・リボンあるいはエア・ブリッジ等
の空中配線手段とそれらの両端が着地するための導体パ
ターンを有する第1の2ポートリアクタンス回路で接続
され、ポート1とポート3の間、ポート2とポート4の
間に、夫々所望の周波数で散乱行列が任意に設定可能な
第2の2ポートリアクタンス回路が接続され、上記第1
及び第2の2ポートリアクタンス回路により上記リアク
タンス整合回路のSパラメータをユニタリ条件を満足す
る範囲内で設定することを要旨とする。Further, the four-port reactance matching circuit according to the sixth and seventh aspects of the present invention has four ports, and the ports 1 and 4 and the ports 2 and 3 are arranged at positions facing each other. It is configured using a microwave circuit formed on a substrate or a semiconductor substrate, and at least one between port 1 and port 2 and between port 3 and port 4
The first is composed of aerial wiring means such as a bonding wire, a bonding ribbon or an air bridge, respectively .
Are connected by two-port reactance circuit, between port 1 and port 3, between the ports 2 and 4, each desired frequency in the scattering matrix can be arbitrarily set the second 2-port reactance circuit is connected, The first and second two ports
The S of the reactance matching circuit is determined by the reactance circuit.
Set the parameters within the range that satisfies the unitary conditions
You . Alternatively, at least one of between the port 1 and the port 2 and between the port 3 and the port 4 is an aerial wiring means such as a bonding wire, a bonding ribbon or an air bridge, and a conductor pattern for landing at both ends thereof. It is connected by the first 2-port reactance circuit having, between port 1 and port 3, between the ports 2 and 4, respectively settable desired arbitrary frequency scattering matrix
A second two-port reactance circuit is connected, and the first
And the second two-port reactance circuit
Satisfies the unitary condition for the S parameter of the closet matching circuit
The point is to set within the range specified .
【0012】なお、更に本願の第8の発明の4ポートリ
アクタンス整合回路は、4つのポートを有し、ポート1
とポート4、ポート2とポート3が夫々対向する位置に
配置され、誘電体多層基板上又は半導体多層基板上に形
成されるマイクロ波回路を用いて構成され、ポート1と
ポート2の間、ポート3とポート4の間の少なくとも一
方が、夫々多層配線を用いて構成される2ポートリアク
タンス回路で接続され、ポート1とポート3の間、ポー
ト2とポート4の間が、夫々所望の周波数で散乱行列が
任意に設定可能な平面2ポートリアクタンス回路で接続
されることを要旨とする。The four-port reactance matching circuit according to an eighth aspect of the present invention has four ports ,
And port 4 and port 2 and port 3
It is arranged and configured using a microwave circuit formed on a dielectric multilayer substrate or a semiconductor multilayer substrate, and at least one between the port 1 and the port 2 and between the port 3 and the port 4 has a multilayer wiring. The two ports are connected by a two-port reactance circuit, and the ports 1 and 3 and the ports 2 and 4 are connected by a plane two-port reactance circuit whose scattering frequency can be set arbitrarily at a desired frequency. It is the gist that it is done.
【0013】[0013]
【作用】図18は前記第1,第2の発明の基本概念を説
明する4ポートリアクタンス整合回路Zの構成を示し、
Cは4ポートリアクタンス整合回路の4行4列の散乱行
列で、10個のパラメータ、C11、C12、C13、
C14、C22、C23、C24、C33、C34、C
44を定め、Cの行列成分がユニタリ条件を満足した時
に、増幅器の雑音指数並びに利得が決定できる。FIG. 18 shows a configuration of a 4-port reactance matching circuit Z for explaining the basic concept of the first and second inventions.
C is a 4-row, 4-column scattering matrix of the 4-port reactance matching circuit, and has 10 parameters, C11, C12, C13,
C14, C22, C23, C24, C33, C34, C
44, the noise figure and the gain of the amplifier can be determined when the matrix component of C satisfies the unitary condition.
【0014】更に、前記第3〜第8の発明の4ポートリ
アクタンス整合回路に利用される3つ乃至は4つの2ポ
ートリアクタンス回路は、夫々所望の周波数で散乱行列
が任意に設定可能である。本発明の4ポートリアクタン
ス整合回路を用いることで設定することのできる整合回
路全体のSパラメータの数が10個に増えるので、増幅
器の設計を行う際の自由度が大きくなる。このことによ
り、例えば、従来の意味での最小雑音指数を更に減少さ
せたり、従来の意味での最小雑音指数を保ったまま付随
利得を増大させたり、入出力ポートの電力整合のときに
安定性を考慮に入れた設計を行ったりすることが可能と
なる。また従来の帰還回路による整合方法と比較して、
整合回路全体を統一的に扱うことができ、パターン設計
の前にあらかじめ計算によって特性を把握することが可
能となる。またコプレーナ導波路上での簡単な回路構成
であるため、希望の特性を容易に実現できる。Further, in the three or four two-port reactance circuits used in the four-port reactance matching circuits of the third to eighth aspects, the scattering matrix can be set arbitrarily at a desired frequency. By using the four-port reactance matching circuit of the present invention, the number of S-parameters of the entire matching circuit that can be set increases to ten, so that the degree of freedom in designing an amplifier increases. This allows, for example, a further reduction in the minimum noise figure in the conventional sense, an increase in the associated gain while maintaining the minimum noise figure in the conventional sense, and a stability in the case of power matching between input and output ports. Can be designed in consideration of Also, compared to the matching method using the conventional feedback circuit,
The entire matching circuit can be handled uniformly, and characteristics can be grasped by calculation before pattern design. Also, since the circuit configuration is simple on the coplanar waveguide, desired characteristics can be easily realized.
【0015】[0015]
【実施例】以下図面を参照して本発明の各実施例を説明
する。図1〜図4は前記第1,第2の発明による実施例
1〜実施例4を示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show Embodiments 1 to 4 according to the first and second inventions.
【0016】実施例1 図1において、三点鎖線により囲んだZが本発明の第1
の実施例を示す回路構成図で、4ポートリアクタンス整
合回路である。ポート1の13、ポート2の14には夫
々2ポート増幅素子1の入、出力ポートが接続され、ポ
ート3の15には信号源11、ポート4の16には負荷
12が夫々接続される。そしてポート1とポート2の
間、ポート1とポート3の間、ポート2とポート4の
間、ポート3とポート4の間を接続する2ポートリアク
タンス回路として、特性インピーダンス50Ωのマイク
ロストリップライン17の途中にスタブ18を備えてい
る。上記スタブとしてはオープン型、ショート型を問わ
ない(以下の実施例にても同様)。同図中、L5A乃至
L5Lの寸法を変化させると4ポートリアクタンス整合
回路の10個のSパラメータC11、C12、C13、
C14、C22、C23、C33、C34、C44をユ
ニタリ条件を満たす範囲内で任意に設定することができ
る。Embodiment 1 In FIG. 1, Z surrounded by a three-dot chain line represents a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and is a four-port reactance matching circuit. The input and output ports of the two-port amplifying element 1 are connected to port 1 13 and port 2, respectively, the signal source 11 is connected to port 3 15, and the load 12 is connected to port 4 16. As a two-port reactance circuit connecting port 1 and port 2, port 1 and port 3, port 2 and port 4, and port 3 and port 4, a microstrip line 17 having a characteristic impedance of 50Ω is connected. A stub 18 is provided on the way. The stub may be an open type or a short type (the same applies to the following embodiments). In the figure, when the dimensions of L5A to L5L are changed, ten S-parameters C11, C12, C13,
C14, C22, C23, C33, C34, Yu the C44
It can be set arbitrarily within a range that satisfies the common condition.
【0017】実施例2 図2は第2の実施例を示す回路構成図で、ポート1とポ
ート2の間、ポート3とポート4の間を夫々接続する2
ポートリアクタンス回路に、特性インピーダンス50Ω
のマイクロストリップライン17の途中にλ/2共振器
挿入型フィルタ19を形成してあり、ポート1とポート
3の間、ポート2とポート4の間を夫々接続する2ポー
トリアクタンス回路に、特性インピーダンスが50Ωの
マイクロストリップライン17の途中にスタブ18が接
続してある。同図中、L6A乃至L6Lの寸法を変化さ
せるだけで、4ポートリアクタンス整合回路の10個の
SパラメータであるC11、C12、C13、C14、
C22、C23、C33、C34、C44をユニタリ条
件を満足する範囲内で任意に設定することができる。な
お、図2の回路(バンドパスフィルタ)の中心周波数
は、動作周波数と同じである。 Embodiment 2 FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment, in which a connection is made between port 1 and port 2 and between port 3 and port 4, respectively.
Characteristic impedance 50Ω in port reactance circuit
A λ / 2 resonator insertion type filter 19 is formed in the middle of the microstrip line 17 of FIG. 2 and a two-port reactance circuit connecting port 1 and port 3 and port 2 and port 4 respectively has characteristic impedance. A stub 18 is connected in the middle of a 50 Ω microstrip line 17. In the drawing, only by changing the dimensions of L6A to L6L, ten S-parameters C11, C12, C13, C14,
Unitary C22, C23, C33, C34, C44
It can be set arbitrarily within a range that satisfies the requirements. What
Note that the center frequency of the circuit (bandpass filter) in FIG.
Is the same as the operating frequency.
【0018】実施例3 図3は第3の実施例を示す回路構成図で、ポート1とポ
ート2の間、及びポート3とポート4の間を接続する2
ポートリアクタンス回路に、特性インピーダンスが50
Ωのマイクロストリップライン17の途中に、リング型
フィルタ20を形成してあり、更にポート1とポート3
の間、ポート2とポート4の夫々を接続する2ポートリ
アクタンス回路に、特性インピーダンスが50Ωのマイ
クロストリップライン17の途中にスタブ18を設けて
ある。同図中、L7A乃至L7Lの寸法を変化させるこ
とによって4ポートリアクタンス整合回路の10個のパ
ラメータSつまりC11、C12、C13、C14、C
22、C23、C33、C34、C44をユニタリ条件
を満足する範囲内で任意に設定が可能になる。なお、図
3の回路(バンドパスフィルタ)の中心周波数は、動作
周波数と同じである。 Embodiment 3 FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment, in which a connection between port 1 and port 2 and between port 3 and port 4 is made.
The characteristic impedance of the port reactance circuit is 50
A ring filter 20 is formed in the middle of the microstrip line 17 of Ω.
During this period, a stub 18 is provided in the middle of a microstrip line 17 having a characteristic impedance of 50Ω in the two-port reactance circuit connecting each of the ports 2 and 4. In the figure, by changing the dimensions of L7A to L7L, ten parameters S of the four-port reactance matching circuit, that is, C11, C12, C13, C14, C
Unitary conditions for 22, C23, C33, C34 and C44
Optionally setting becomes possible within a range satisfying. The figure
The center frequency of the circuit 3 (bandpass filter)
Same as frequency.
【0019】実施例4 図4は第4の実施例を示す回路構成図で、ポート1とポ
ート2の間、ポート3とポート4の間を夫々接続する2
ポートリアクタンス回路として、特性インピーダンスが
夫々Z1、Z2のマイクロストリップライン21、22
を備えしめ、ポート1とポート3の間、ポート2とポー
ト4の間を夫々接続する2ポートリアクタンス回路とし
て、特性インピーダンスが50Ωのマイクロストリップ
ライン17の途中にスタブ18が設けられている。同図
中、L8A乃至L8Hの寸法とZ1、Z2を夫々変化さ
せると、4ポートリアクタンス整合回路の10個のパラ
メータS即ちC11、C12、C13、C14、C2
2、C23、C33、C34、C44をユニタリ条件を
満足する範囲内で任意に設定が可能になる。Embodiment 4 FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which a connection is made between port 1 and port 2 and between port 3 and port 4, respectively.
As a port reactance circuit, microstrip lines 21 and 22 having characteristic impedances of Z1 and Z2, respectively.
A stub 18 is provided in the middle of a microstrip line 17 having a characteristic impedance of 50Ω as a two-port reactance circuit for connecting between port 1 and port 3 and between port 2 and port 4, respectively. In the figure, when the dimensions of L8A to L8H and Z1 and Z2 are respectively changed, ten parameters S of the four-port reactance matching circuit, ie, C11, C12, C13, C14, C2
2, C23, C33, C34, and C44 can be arbitrarily set within a range that satisfies the unitary condition .
【0020】次に、図5〜図8は前記第3〜第5の発明
による実施例5〜実施例8である。FIGS. 5 to 8 show Embodiments 5 to 8 according to the third to fifth aspects of the present invention.
【0021】実施例5 図5は本発明の実施例5を示す図である。ポート1(2
2)、ポート2(23)には夫々2ポート増幅素子部の
入力ポートと出力ポートが接続され、ポート3(24)
には信号源(20)、ポート4(25)には負荷(2
1)が夫々接続される。本実施例では、ポート1(2
2)とポート2(23)の間、ポート1(22)とポー
ト3(24)の間、ポート2(23)とポート4(2
5)の間、ポート3(24)とポート4(25)の間を
接続する2ポートリアクタンス回路として、特性インピ
ーダンス50Ωのコプレーナ導波路(26)の信号線の
途中にショートスタブ(27)が接続されているものを
採用している。スタブの種類はオープンスタブでも構わ
ない(以下の実施例でも同様である)。ショートスタブ
接続による分岐点にはエア・ブリッジ(28)が3個形
成される。図中のL5A〜L5Lの寸法を変化させるこ
とで、4ポートリアクタンス整合回路の10個のSパラ
メータ、C11、C12、C13、C14、C22、C
23、C33、C34、C44、をユニタリ条件を満足
する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 5 FIG. 5 is a view showing Embodiment 5 of the present invention. Port 1 (2
2), the input port and the output port of the 2-port amplifying element are connected to the port 2 (23), respectively, and the port 3 (24)
To the signal source (20) and port 4 (25) to the load (2
1) are respectively connected. In this embodiment, port 1 (2
2) and port 2 (23), between port 1 (22) and port 3 (24), port 2 (23) and port 4 (2
During 5), as a two-port reactance circuit connecting port 3 (24) and port 4 (25), a short stub (27) is connected in the middle of the signal line of the coplanar waveguide (26) having a characteristic impedance of 50Ω. What is being adopted. The type of stub may be an open stub (the same applies to the following embodiments). Three air bridges (28) are formed at the branch point by the short stub connection. By changing the dimensions of L5A to L5L in the figure, ten S-parameters of the four-port reactance matching circuit, C11, C12, C13, C14, C22, C
23, C33, C34, and C44 can be arbitrarily set within a range that satisfies the unitary condition.
【0022】実施例6 図6は本発明の実施例6を示す図である。本実施例で
は、ポート1(22)とポート2(23)の間、ポート
3(24)とポート4(25)の間を接続する2ポート
リアクタンス回路として、特性インピーダンス50Ωの
コプレーナ導波路(26)の信号線の途中にインタディ
ジタルキャパシタ(19)を形成したものを採用してい
る。インタディジタルキャパシタのかわりにMIMキャ
パシタを使用してもかまわない。また、ポート1(2
2)とポート3(24)の間、ポート2(23)とポー
ト4(25)の間を接続する2ポートリアクタンス回路
として、特性インピーダンス50Ωのコプレーナ導波路
(26)の信号線の途中にショートスタブ(27)が接
続されているものを採用している。ショートスタブ接続
による分岐点にはエア・ブリッジ(28)が3個形成さ
れる。図中のL6A〜L6Jの寸法と容量Ca、Cbを
変化させることで、4ポートリアクタンス整合回路の1
0個のSパラメータ、C11、C12、C13、C1
4、C22、C23、C33、C34、C44を、ユニ
タリ条件を満足する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 6 FIG. 6 is a view showing Embodiment 6 of the present invention. In the present embodiment, a coplanar waveguide (26) having a characteristic impedance of 50Ω is used as a two-port reactance circuit connecting port 1 (22) and port 2 (23) and connecting port 3 (24) and port 4 (25). ) In which an interdigital capacitor (19) is formed in the middle of the signal line. An MIM capacitor may be used instead of the interdigital capacitor. Port 1 (2
As a two-port reactance circuit that connects between 2) and port 3 (24), and between port 2 (23) and port 4 (25), it is shorted in the middle of the signal line of the coplanar waveguide (26) having a characteristic impedance of 50Ω. The one to which the stub (27) is connected is adopted. Three air bridges (28) are formed at the branch point by the short stub connection. By changing the dimensions L6A to L6J and the capacitances Ca and Cb in the figure, one of the four-port reactance matching circuits can be changed.
0 S-parameters, C11, C12, C13, C1
4, C22, C23, C33, C34, and C44 can be arbitrarily set within a range that satisfies the unitary condition.
【0023】実施例7 図7は本発明の実施例7を示す図である。本実施例で
は、ポート1(22)とポート2(23)の間、ポート
3(24)とポート4(25)の間を接続する2ポート
リアクタンス回路として、特性インピーダンス50Ωの
コプレーナ導波路(26)の途中の信号線とグランド面
の間にインタディジタルキャパシタ(29)を形成した
ものを採用している。インタディジタルキャパシタのか
わりにMIMキャパシタを使用してもかまわない。ま
た、ポート1(22)とポート3(24)の間、ポート
2(23)とポート4(25)の間を接続する2ポート
リアクタンス回路として、特性インピーダンス50Ωの
コプレーナ導波路(26)の途中にショートスタブ(2
7)が接続されているものを採用している。ショートス
タブ接続による分岐点にはエア・ブリッジ(28)が3
個形成される。図中のL7A〜L7Jの寸法と容量C
c、Cdを変化させることで、4ポートリアクタンス整
合回路の10個のSパラメータC11、C12、C1
3、C14、C22、C23、C33、C34、C44
を、ユニタリ条件を満足する範囲内で任意に設定でき
る。Seventh Embodiment FIG. 7 is a view showing a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, as a two-port reactance circuit connecting between port 1 (22) and port 2 (23) and between port 3 (24) and port 4 (25), a coplanar waveguide (26 ) In which an interdigital capacitor (29) is formed between the signal line and the ground plane. An MIM capacitor may be used instead of the interdigital capacitor. Further, as a two-port reactance circuit connecting between port 1 (22) and port 3 (24) and between port 2 (23) and port 4 (25), in the middle of a coplanar waveguide (26) having a characteristic impedance of 50Ω. Short stub (2
7) is used. 3 air bridges (28) at the branch point with short stub connection
Individually formed. L7A to L7J dimensions and capacitance C in the figure
By changing c and Cd, ten S parameters C11, C12, and C1 of the four-port reactance matching circuit are changed.
3, C14, C22, C23, C33, C34, C44
Can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0024】実施例8 図8は本発明の実施例8を示す図である。本実施例で
は、ポート1(22)とポート2(23)の間、ポート
3(24)とポート4(25)の間を接続する2ポート
リアクタンス回路として、特性インピーダンスが夫々Z
1、Z2のコプレーナ導波路(30)、(31)を採用
している。また、ポート1(22)とポート3(24)
の間、ポート2(23)とポート4(25)の間を接続
する2ポートリアクタンス回路として、特性インピーダ
ンス50Ωのコプレーナ導波路(26)の途中にショー
トスタブ(27)が接続されているものを採用してい
る。ショートスタブ接続による分岐点にはエア・ブリッ
ジ(28)が3個形成される。図中のL8A〜L8Hの
寸法とZ1、Z2を変化させることで、4ポートリアク
タンス整合回路の10個のSパラメータ、C11、C1
2、C13、C14、C22、C23、C33、C3
4、C44を、ユニタリ条件を満足する範囲内で任意に
設定できる。Eighth Embodiment FIG. 8 is a view showing an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, as a two-port reactance circuit that connects between port 1 (22) and port 2 (23), and between port 3 (24) and port 4 (25), the characteristic impedance is Z.
1, Z2 coplanar waveguides (30) and (31) are employed. Port 1 (22) and port 3 (24)
Between the ports 2 (23) and 4 (25), a two-port reactance circuit in which a short stub (27) is connected in the middle of a coplanar waveguide (26) having a characteristic impedance of 50Ω. Has adopted. Three air bridges (28) are formed at the branch point by the short stub connection. By changing the dimensions of L8A to L8H and Z1 and Z2 in the figure, ten S-parameters C11 and C1 of the 4-port reactance matching circuit
2, C13, C14, C22, C23, C33, C3
4. C44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0025】なお、上記実施例の他にも、各ポート間を
接続するリアクタンス2ポート回路として、所望の周波
数で散乱行列が任意に設定可能なものであればどんなも
のでも採用できる。また、4つまたは3つあるそれらの
組合せも自由に選ぶことができる。In addition to the above-described embodiment, any reactance two-port circuit for connecting the ports can be employed as long as the scattering matrix can be set arbitrarily at a desired frequency. In addition, four or three combinations thereof can be freely selected.
【0026】次に、図9〜図12は前記第6及び第7の
発明による実施例9〜実施例12を示す。FIGS. 9 to 12 show Embodiments 9 to 12 according to the sixth and seventh aspects of the present invention.
【0027】実施例9 図9は本発明の実施例9を示す図である。ポート1(4
3)、ポート2(44)には夫々2ポート増幅素子の入
力ポートと出力ポートが接続され、ポート3(45)に
は信号源(41)、ポート4(46)には負荷(42)
が夫々接続される。本実施例では、ポート1(43)と
ポート2(44)の間、ポート3(45)とポート4
(46)の間を接続する2ポートリアクタンス回路とし
て、ボンディング・ワイヤ(47)を採用している。ま
た、ポート1とポート3の間、ポート2とポート4の間
を接続する2ポートリアクタンス回路として、特性イン
ピーダンス50Ωのマイクロストリップライン(48)
の途中にスタブ(49)が接続されているものを採用し
ている。スタブの種類はオープンスタブでもショートス
タブでも構わない(以下の実施例でも同様である)。図
中のL5A〜L5Fの寸法とワイヤ(47)の長さや形
状を変化させることで、4ポートリアクタンス整合回路
の10個のSパラメータ、C11、C12、C13、C
14、C22、C23、C33、C34、C44を、ユ
ニタリ条件を満足する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 9 FIG. 9 is a view showing Embodiment 9 of the present invention. Port 1 (4
3), the input port and the output port of the two-port amplifying element are connected to the port 2 (44), respectively, the signal source (41) to the port 3 (45), and the load (42) to the port 4 (46).
Are connected respectively. In this embodiment, between port 1 (43) and port 2 (44), port 3 (45) and port 4
A bonding wire (47) is employed as a two-port reactance circuit connecting between (46). A microstrip line (48) having a characteristic impedance of 50Ω is used as a two-port reactance circuit for connecting between port 1 and port 3 and between port 2 and port 4.
A stub (49) is connected midway. The type of the stub may be an open stub or a short stub (the same applies to the following embodiments). By changing the dimensions of L5A to L5F and the length and shape of the wire (47) in the figure, ten S-parameters of the four-port reactance matching circuit, C11, C12, C13, C
14, C22, C23, C33, C34, and C44 can be arbitrarily set within a range that satisfies the unitary condition.
【0028】実施例10 図10は本発明の実施例10を示す図である。本実施例
では、ポート1(43)とポート2(44)の間、ポー
ト3(45)とポート(46)の間を接続する2ポート
リアクタンス回路として、島状の導体パターン(50)
を介して各ポート間を接続する2本のボンディング・ワ
イヤ(47)を採用している。また、ポート1(43)
とポート3(45)の間、ポート2(44)とポート4
(46)の間を接続する2ポートリアクタンス回路とし
て、特性インピーダンス50Ωのマイクロストリップラ
イン(48)の途中にスタブ(49)が接続されている
ものを採用している。図中のL6A〜L6Fの寸法とワ
イヤ(47)の長さや形状を変化させることで、4ポー
トリアタクタンス整合回路の10個のSパラメータ、C
11、C12、C13、C14、C22、C23、C2
4、C33、C34、C44を、ユニタリ条件を満足す
る範囲内で任意に設定できる。Embodiment 10 FIG. 10 is a view showing Embodiment 10 of the present invention. In the present embodiment, an island-shaped conductor pattern (50) is used as a two-port reactance circuit for connecting between port 1 (43) and port 2 (44) and connecting between port 3 (45) and port (46).
And two bonding wires (47) for connecting the respective ports via the. Also, port 1 (43)
And port 3 (45), port 2 (44) and port 4
As the two-port reactance circuit connecting between (46), a two-port reactance circuit in which a stub (49) is connected in the middle of a microstrip line (48) having a characteristic impedance of 50Ω is employed. By changing the dimensions of L6A to L6F and the length and shape of the wire (47), ten S-parameters of the four-port reactance matching circuit, C
11, C12, C13, C14, C22, C23, C2
4, C33, C34 and C44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0029】実施例11 図11は本発明の実施例11を示す図である。本実施例
では、ポート1(43)とポート2(44)の間、ポー
ト3(45)とポート4(46)の間を接続する2ポー
トリアクタンス回路として、基板平面に形成されるスパ
イラル・インダクタ(51)とエア・ブリッジ(52)
が直列につながったものを採用している。また、ポート
1(43)とポート3(45)の間、ポート2(44)
とポート4(46)の間を接続する2ポートリアクタン
ス回路として、特性インピーダンス50Ωのマイクロス
トリップライン(48)の途中にスタブ(49)が接続
されているものを採用している。図中のL7A〜L7F
の寸法、スパイラル・インダクタ(51)のインダクタ
成分、エア・ブリッジ(52)の長さや形状を変化させ
ることで、4ポートリアタクタンス整合回路の10個の
Sパラメータ、C11、C12、C13、C14、C2
2、C23、C24、C33、C34、C44を、ユニ
タリ条件を満足する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 11 FIG. 11 is a view showing Embodiment 11 of the present invention. In this embodiment, as a two-port reactance circuit connecting between port 1 (43) and port 2 (44) and between port 3 (45) and port 4 (46), a spiral inductor formed on the substrate plane (51) and air bridge (52)
Are connected in series. Also, between port 1 (43) and port 3 (45), port 2 (44)
As a two-port reactance circuit that connects between the microstrip line (48) having a characteristic impedance of 50Ω, a stub (49) is connected in the middle of the microstrip line (48). L7A to L7F in the figure
, The inductor component of the spiral inductor (51), and the length and shape of the air bridge (52) to change the ten S-parameters of the four-port reactance matching circuit, C11, C12, C13, and C14. , C2
2, C23, C24, C33, C34 and C44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0030】実施例12 図12は本発明の実施例12を示す図である。本実施例
では、ポート1(43)とポート2(44)の間、ポー
ト3(45)とポート4(46)の間を接続する2ポー
トリアクタンス回路として、途中にギャップ(53)を
有するマイクロストリップライン(48)と、そのギャ
ップに効果的な容量を持たせるように配置したボンディ
ング・リボン(54)で構成されたものを採用してい
る。また、ポート1(43)とポート3(45)の間、
ポート2(44)とポート4(46)の間を接続する2
ポートリアクタンス回路として、特性インピーダンス5
0Ωのマイクロストリップライン(48)の途中にスタ
ブ(49)が接続されているものを採用している。図中
のL8A〜L8Jの寸法とリボンの長さや形状を変化さ
せることで、4ポートリアクタンス整合回路の10個の
Sパラメータ、C11、C12、C13、C14、C2
2、C23、C24、C33、C34、C44を、ユニ
タリ条件を満足する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 12 FIG. 12 shows a twelfth embodiment of the present invention. In this embodiment, as a two-port reactance circuit connecting between port 1 (43) and port 2 (44) and between port 3 (45) and port 4 (46), a micro-circuit having a gap (53) in the middle is provided. A strip line (48) and a bonding ribbon (54) arranged so as to have an effective capacitance in the gap are employed. Also, between port 1 (43) and port 3 (45),
2 to connect between port 2 (44) and port 4 (46)
Characteristic impedance 5 as port reactance circuit
A stub (49) is connected in the middle of a 0Ω microstrip line (48). By changing the dimensions of L8A to L8J and the length and shape of the ribbon in the figure, ten S-parameters of the 4-port reactance matching circuit, C11, C12, C13, C14, C2
2, C23, C24, C33, C34 and C44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0031】次に、図13〜図15は前記第8の発明に
よる実施例13〜実施例15を示す。Next, FIGS. 13 to 15 show Embodiments 13 to 15 according to the eighth invention.
【0032】実施例13 図13は本発明の実施例13を示す図である。ポート1
(63)とポート2(64)には夫々2ポート増幅素子
の入力ポートと出力ポートが接続され、ポート3(6
5)には信号源(61)、ポート4(66)には負荷
(62)が夫々接続される。本実施例では、ポート1
(63)とポート2(64)の間、ポート3(65)と
ポート4(66)の間を接続する2ポートリアクタンス
回路として、スルーホール(67)と一層下のメタライ
ズ配線(68)を採用している。また、ポート1(6
3)とポート3(65)の間、ポート2(64)とポー
ト4(46)の間を接続する2ポートリアクタンス回路
として、特性インピーダンス50Ωのマイクロストリッ
プライン(69)の途中にスタブ(70)が接続されて
いるものを採用している。スタブの種類はオープンスタ
ブでもショートスタブでも構わない(以下の実施例でも
同様である)。図中のL5A〜L5Hの寸法と各層の厚
みを変化させることで、4ポートリアタクタンス整合回
路の10個のSパラメータ、C11、C12、C13、
C14、C22、C23、C24、C33、C34、C
44を、ユニタリ条件を満足する範囲内で任意に設定で
きる。Embodiment 13 FIG. 13 is a view showing Embodiment 13 of the present invention. Port 1
The input port and output port of the two-port amplifying element are connected to (63) and port 2 (64), respectively, and port 3 (6
A signal source (61) is connected to 5), and a load (62) is connected to the port 4 (66). In this embodiment, port 1
A through-hole (67) and a lower metallized wiring (68) are used as a two-port reactance circuit connecting between (63) and port 2 (64) and between port 3 (65) and port 4 (66). are doing. Port 1 (6
As a two-port reactance circuit connecting between 3) and port 3 (65) and between port 2 (64) and port 4 (46), a stub (70) is provided in the middle of a microstrip line (69) having a characteristic impedance of 50Ω. Are connected. The type of stub may be an open stub or a short stub (the same applies to the following embodiments). By changing the dimensions of L5A to L5H and the thickness of each layer in the figure, ten S parameters of the 4-port reactance matching circuit, C11, C12, C13,
C14, C22, C23, C24, C33, C34, C
44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0033】実施例14 図14は本発明の実施例14を示す図である。本実施例
では、ポート1(63)とポート2(64)の間、ポー
ト3(65)とポート4(66)の間を接続する2ポー
トリアクタンス回路として、スルーホール(67)と一
層上のメタライズ配線(71)を採用している。また、
ポート1(63)とポート3(65)の間、ポート2
(64)とポート4(66)の間を接続する2ポートリ
アクタンス回路として、特性インピーダンス50Ωのマ
イクロストリップライン(69)の途中にスタブ(7
0)が接続されているものを採用している。図中のL6
A〜L6Hの寸法と各層の厚みを変化させることで、4
ポートリアタクタンス整合回路の10個のSパラメー
タ、C11、C12、C13、C14、C22、C2
3、C24、C33、C34、C44を、ユニタリ条件
を満足する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 14 FIG. 14 is a view showing Embodiment 14 of the present invention. In this embodiment, as a two-port reactance circuit connecting port 1 (63) and port 2 (64), and connecting port 3 (65) and port 4 (66), a through-hole (67) and an upper layer The metallized wiring (71) is employed. Also,
Port 2 between port 1 (63) and port 3 (65)
As a two-port reactance circuit that connects between (64) and port 4 (66), a stub (7) is provided in the middle of a microstrip line (69) having a characteristic impedance of 50Ω.
0) is used. L6 in the figure
By changing the dimensions of A to L6H and the thickness of each layer, 4
10 S-parameters of the port reactance matching circuit, C11, C12, C13, C14, C22, C2
3, C24, C33, C34 and C44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0034】実施例15 図15は本発明の実施例15を示す図である。本実施例
では、ポート1(63)とポート2(64)の間、ポー
ト3(65)とポート4(66)の間を接続する2ポー
トリアクタンス回路として、側面メタライズ(72)と
一層上のメタライズ配線(71)を採用している。ま
た、ポート1(63)とポート3(65)の間、ポート
2(64)とポート4(71)の間を接続する2ポート
リアクタンス回路として、特性インピーダンス50Ωの
マイクロストリップライン(69)の途中にスタブ(7
0)が接続されているものを採用している。図中のL7
A〜L7Hの寸法と各層の厚みを変化させることで、4
ポートリアタクタンス整合回路の10個のSパラメー
タ、C11、C12、C13、C14、C22、C2
3、C24、C33、C34、C44を、ユニタリ条件
を満足する範囲内で任意に設定できる。Embodiment 15 FIG. 15 is a view showing Embodiment 15 of the present invention. In this embodiment, as a two-port reactance circuit connecting between port 1 (63) and port 2 (64) and between port 3 (65) and port 4 (66), the side metallization (72) and the upper layer The metallized wiring (71) is employed. Also, as a two-port reactance circuit connecting between port 1 (63) and port 3 (65) and between port 2 (64) and port 4 (71), a halfway of a microstrip line (69) having a characteristic impedance of 50Ω. Stub (7
0) is used. L7 in the figure
By changing the dimensions of A to L7H and the thickness of each layer, 4
10 S-parameters of the port reactance matching circuit, C11, C12, C13, C14, C22, C2
3, C24, C33, C34 and C44 can be arbitrarily set within a range satisfying the unitary condition.
【0035】なお、上記実施例の他にも、各ポート間を
接続するリアクタンス2ポート回路として、所望の周波
数で散乱行列が任意に可能な空中配線回路であればどん
なものでも採用できる。また、4つまたは3つあるそれ
らの組合せも自由に選ぶことができる。In addition to the above embodiment, any two-way reactance circuit that connects the ports can be used as long as it is an aerial wiring circuit that can arbitrarily set a scattering matrix at a desired frequency. In addition, four or three combinations thereof can be freely selected.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の4ポート
リアクタンス整合回路を用いることにより、設定するこ
とのできるSパラメータの数が10個に増えるので、増
幅器の設計を行う際の自由度が大きくなる。このことに
より、例えば、従来の意味での最小雑音指数を更に減少
させたり、従来の意味での最小雑音指数を保ったまま付
随利得を増大させたり、入出力ポートの電力整合のとき
に安定性を考慮に入れた設計を行ったりすることが可能
となる。また従来の帰還回路による整合方法と比較し
て、整合回路全体を統一的に扱うことができ、パターン
設計の前にあらかじめ計算によって特性を把握すること
が可能となる。またマイクロ波回路基板上での簡単な回
路構成であるため、希望の特性を容易に実現できる。As described above, by using the four-port reactance matching circuit of the present invention, the number of S parameters that can be set is increased to ten, so that the degree of freedom in designing an amplifier is increased. growing. This allows, for example, a further reduction in the minimum noise figure in the conventional sense, an increase in the associated gain while maintaining the minimum noise figure in the conventional sense, and a stability in the case of power matching between input and output ports. Can be designed in consideration of Further, as compared with a conventional matching method using a feedback circuit, the entire matching circuit can be handled in a unified manner, and characteristics can be grasped by calculation before pattern design. Also, since the circuit configuration is simple on the microwave circuit board, desired characteristics can be easily realized.
【図1】本発明の実施例1の回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of Embodiment 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例2の回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例3の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例4の回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例5の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例6の回路構成図である。FIG. 6 is a circuit configuration diagram according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例7の回路構成図である。FIG. 7 is a circuit configuration diagram according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例8の回路構成図である。FIG. 8 is a circuit configuration diagram of Embodiment 8 of the present invention.
【図9】本発明の実施例9の回路構成図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a ninth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例10の回路構成図である。FIG. 10 is a circuit configuration diagram according to a tenth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例11の回路構成図である。FIG. 11 is a circuit diagram of an eleventh embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施例12の回路構成図である。FIG. 12 is a circuit configuration diagram according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施例13の回路構成図である。FIG. 13 is a circuit configuration diagram according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施例14の回路構成図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a fourteenth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施例15の回路構成図である。FIG. 15 is a circuit configuration diagram according to Embodiment 15 of the present invention.
【図16】従来の2ポートリアクタンス整合回路の具体
的構成図である。FIG. 16 is a specific configuration diagram of a conventional two-port reactance matching circuit.
【図17】従来の2ポートリアクタンス整合回路の具体
的構成図である。FIG. 17 is a specific configuration diagram of a conventional two-port reactance matching circuit.
【図18】本発明の基本概念を説明する回路構成図であ
る。FIG. 18 is a circuit configuration diagram illustrating a basic concept of the present invention.
1 2ポート増幅素子 2 ソースリード 3 誘電体基板 4 グランドパターン 5 ゲートリード 6 ドレインリード 7 マイクロストリップライン 8 オープンスタブ(入力側) 9 オープンスタブ(出力側) 10 DCバイアス供給回路 11 信号源 12 負荷 13 ポート1 14 ポート2 15 ポート3 16 ポート4 17 マイクロストリップライン(特性インピーダンス
50Ω) 18 スタブ 19 λ/2共振器挿入型フィルタ 20 リング型フィルタ 21 マイクロストリップライン(特性インピーダンス
Z1) 22 マイクロストリップライン(特性インピーダンス
Z2) D 増幅部 X 2ポートリアクタンス回路(入力側) Y 2ポートリアクタンス回路(出力側) Z 4ポートリアクタンス回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 2-port amplification element 2 Source lead 3 Dielectric substrate 4 Ground pattern 5 Gate lead 6 Drain lead 7 Microstrip line 8 Open stub (input side) 9 Open stub (output side) 10 DC bias supply circuit 11 Signal source 12 Load 13 Port 1 14 Port 2 15 Port 3 16 Port 4 17 Microstrip line (characteristic impedance 50Ω) 18 Stub 19 λ / 2 resonator insertion filter 20 Ring filter 21 Microstrip line (characteristic impedance Z1) 22 Microstrip line (characteristics) Impedance Z2) D amplifying section X 2-port reactance circuit (input side) Y 2-port reactance circuit (output side) Z 4-port reactance circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−227202(JP,A) 特開 昭62−245804(JP,A) 実開 昭62−143306(JP,U) 米国特許4492939(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/02 603 H01P 5/22 H03F 3/60 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-63-227202 (JP, A) JP-A-62-245804 (JP, A) JP-A-62-143306 (JP, U) US Patent 4492939 (US , A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01P 5/02 603 H01P 5/22 H03F 3/60 JICST file (JOIS)
Claims (8)
れるマイクロストリップライン回路により構成した4つ
のポートを備え、ポート1とポート4、ポート2とポー
ト3が夫々対向する位置に配置されたリアクタンス整合
回路において、ポート1とポート2の間、ポート1とポ
ート3の間、ポート2とポート4の間が、夫々所望の周
波数で散乱行列が任意に設定可能な2ポートリアクタン
ス回路により接続されて成ることを特徴とする4ポート
リアクタンス整合回路。 1. A semiconductor device formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate.
Of four microstrip line circuits
Port 1 and port 4, port 2 and port
Reactance matching in which the sensors 3 are arranged at positions facing each other
In the circuit, between port 1 and port 2 and between port 1 and port
Between port 3 and port 2 and port 4
2-port reactor with scattering matrix arbitrarily settable by wave number
4 ports characterized by being connected by a switch circuit
Reactance matching circuit.
れるマイクロストリップライン回路により構成した4つ
のポートを備え、ポート1とポート4、ポート2とポー
ト3が夫々対向する位置に配置されたリアクタンス整合
回路において、ポート1とポート3の間、ポート2とポ
ート4の間、ポート3とポート4の間が、夫々所望の周
波数で散乱行列が任意に設定可能な2ポートリアクタン
ス回路により接続されて成ることを特徴とする4ポート
リアクタンス整合回路。 2. The method according to claim 1, wherein the substrate is formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate.
Of four microstrip line circuits
Port 1 and port 4, port 2 and port
Reactance matching in which the sensors 3 are arranged at positions facing each other
In the circuit, between port 1 and port 3, port 2 and port
Between port 3 and port 3 and port 4
2-port reactor with scattering matrix arbitrarily settable by wave number
4 ports characterized by being connected by a switch circuit
Reactance matching circuit.
れるコプレーナ導波路を用いて構成した、4つのポート
を有し、ポート1とポート4、ポート2とポート3が夫
々対向する位置に配置されたリアクタンス整合回路にお
いて、ポート1とポート2の間、ポート1とポート3の
間、ポート2とポート4の間、ポート3とポート4の間
が、夫々キャパシタ成分やインダクタ成分をコプレーナ
導波路の信号線の途中又はコプレーナ導波路の途中の信
号線とグランド面の間に1個又は複数個配置した2ポー
トリアクタンス回路で接続されたことを特徴とする4ポ
ートリアクタンス整合回路。 3. A semiconductor device formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate.
Ports configured using coplanar waveguides
Port 1 and port 4 and port 2 and port 3
Reactance matching circuits located at opposing positions
Between port 1 and port 2 and between port 1 and port 3.
Between, between port 2 and port 4, between port 3 and port 4
Coplanarize the capacitor and inductor components, respectively.
Signals in the middle of the signal line of the waveguide or in the middle of the coplanar waveguide
2-port with one or more between the line and the ground plane
4 points connected by a triactance circuit
-Reactance matching circuit.
れるコプレーナ導波路を用いて構成した、4つのポート
を有し、ポート1とポート4、ポート2とポート3が夫
々対向する位置に配置されたリアクタンス整合回路にお
いて、ポート1とポート2の間、ポート1とポート3の
間、ポート2とポート4の間が、夫々キャパシタ成分や
インダクタ成分をコプレーナ導波路の信号線の途中又は
コプレーナ導波路の途中の信号線とグランド面の間に1
個又は複数個配置した2ポート リアクタンス回路で接続
されたことを特徴とする4ポートリアクタンス整合回
路。 4. A semiconductor device formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate.
Ports configured using coplanar waveguides
Port 1 and port 4 and port 2 and port 3
Reactance matching circuits located at opposing positions
Between port 1 and port 2 and between port 1 and port 3.
Between the ports 2 and 4, the capacitor components and
Inductor component in the middle of signal line of coplanar waveguide or
1 between the signal line in the middle of the coplanar waveguide and the ground plane
Connected by two or more two-port reactance circuits
Four-port reactance matching circuit
Road.
れるコプレーナ導波路を用いて構成した、4つのポート
を有し、ポート1とポート4、ポート2とポート3が夫
々対向する位置に配置されたリアクタンス整合回路にお
いて、ポート1とポート3の間、ポート2とポート4、
ポート3とポート4の間が、夫々キャパシタ成分やイン
ダクタ成分をコプレーナ導波路の信号線の途中又はコプ
レーナ導波路の途中の信号線とグランド面の間に1個又
は複数個配置した2ポートリアクタンス回路で接続され
たことを特徴とする4ポートリアクタンス整合回路。 5. A semiconductor device formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate.
Ports configured using coplanar waveguides
Port 1 and port 4 and port 2 and port 3
Reactance matching circuits located at opposing positions
Between port 1 and port 3, port 2 and port 4,
Between the port 3 and the port 4
The inductor component is placed in the middle of the coplanar waveguide signal line or
One between the signal line and the ground plane in the middle of the waveguide
Are connected by a two-port reactance circuit
A four-port reactance matching circuit.
れる、4つのポートを有し、ポート1とポート4、ポー
ト2とポート3が夫々対向する位置に配置されたリアク
タンス整合回路において、ポート1とポート2の間、ポ
ート3とポート4の間の少なくとも一方が、夫々ボンデ
ィング・ワイヤやボンディング・リボンあるいはエア・
ブリッジ等の1つ又は複数の空中配線手段で構成される
第1の2ポートリアクタンス回路で接続され、ポート1
とポート3の間、ポート2とポート4の間に、夫々所望
の周波数で散乱行列が任意に設定可能な第2の2ポート
リアクタンス回路が接続され、上記第1及び第2の2ポ
ートリアクタンス回路により上記リアクタンス整合回路
のSパラメータをユニタリ条件を満足する範囲内で設定
したことを特徴とする4ポートリアクタンス整合回路。6. A reactance matching circuit having four ports formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate, wherein a port 1 and a port 4 and a port 2 and a port 3 are arranged at positions facing each other. At least one of between port 1 and port 2 and between port 3 and port 4 is a bonding wire, a bonding ribbon, or an air wire.
Consists of one or more aerial wiring means such as a bridge
Connected by a first two-port reactance circuit,
And between ports 3, between the ports 2 and 4, each desired frequency in the scattering matrix are connected arbitrarily settable second 2-port reactance circuit, the first and second 2 port
-The reactance matching circuit by the reactance circuit
S parameter within the range that satisfies the unitary condition
4-port reactive matching circuit, characterized in that the.
れる、4つのポートを有し、ポート1とポート4、ポー
ト2とポート3が夫々対向する位置に配置されたリアク
タンス整合回路において、ポート1とポート2の間、ポ
ート3とポート4の間の少なくとも一方が、夫々ボンデ
ィング・ワイヤやボンディング・リボンあるいはエア・
ブリッジ等の1つ又は複数の空中配線手段とそれらの両
端が着地するための導体パターンを有する第1の2ポー
トリアクタンス回路で接続され、ポート1とポート3の
間、ポート2とポート4の間に、夫々所望の周波数で散
乱行列が任意に設定可能な第2の2ポートリアクタンス
回路が接続され、上記第1及び第2の2ポートリアクタ
ンス回路により上記リアクタンス整合回路のSパラメー
タをユニタリ条件を満足する範囲内で設定したことを特
徴とする4ポートリアクタンス整合回路。7. A reactance matching circuit having four ports formed on a dielectric substrate or a semiconductor substrate, wherein a port 1 and a port 4 and a port 2 and a port 3 are arranged at positions facing each other. At least one of between port 1 and port 2 and between port 3 and port 4 is a bonding wire, a bonding ribbon, or an air wire.
One or more aerial wiring means such as a bridge and both ends thereof are connected by a first two-port reactance circuit having a conductor pattern for landing, between port 1 and port 3, between port 2 and port 4 the respectively desired second 2-port reactance circuit frequency scattering matrix is arbitrarily set is connected, it said first and second 2-port reactor
The S parameter of the reactance matching circuit
A four-port reactance matching circuit, wherein the parameters are set within a range satisfying a unitary condition .
成される、4つのポートを有し、ポート1とポート4、
ポート2とポート3が夫々対向する位置に配置されたリ
アクタンス整合回路において、ポート1とポート2の
間、ポート3と ポート4の間の少なくとも一方が、夫々
多層配線を用いて構成される2ポートリアクタンス回路
で接続され、ポート1とポート3の間、ポート2とポー
ト4の間が、夫々所望の周波数で散乱行列が任意に設定
可能な平面2ポートリアクタンス回路で接続されたこと
を特徴とする4ポートリアクタンス整合回路。 8. A multi-layer dielectric substrate or a multi-layer semiconductor substrate.
Has four ports, port 1 and port 4,
Ports 2 and 3 are located at positions facing each other.
In the actance matching circuit, port 1 and port 2
And at least one between port 3 and port 4 is respectively
Two-port reactance circuit configured using multilayer wiring
Between port 1 and port 3 and between port 2 and port 3.
The scattering matrix is set arbitrarily at the desired frequency between
Connected by a possible planar 2-port reactance circuit
A four-port reactance matching circuit, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28957092A JP3183969B2 (en) | 1992-01-16 | 1992-10-02 | 4-port reactance matching circuit |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP564192 | 1992-01-16 | ||
| JP4-5641 | 1992-01-16 | ||
| JP28957092A JP3183969B2 (en) | 1992-01-16 | 1992-10-02 | 4-port reactance matching circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259711A JPH05259711A (en) | 1993-10-08 |
| JP3183969B2 true JP3183969B2 (en) | 2001-07-09 |
Family
ID=26339610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28957092A Expired - Fee Related JP3183969B2 (en) | 1992-01-16 | 1992-10-02 | 4-port reactance matching circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183969B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5079387B2 (en) * | 2007-05-10 | 2012-11-21 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | Matching circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4492939A (en) | 1981-12-02 | 1985-01-08 | The Marconi Company Limited | Planar, quadrature microwave coupler |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP28957092A patent/JP3183969B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4492939A (en) | 1981-12-02 | 1985-01-08 | The Marconi Company Limited | Planar, quadrature microwave coupler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05259711A (en) | 1993-10-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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