JPH0314241B2 - - Google Patents
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- JPH0314241B2 JPH0314241B2 JP58083480A JP8348083A JPH0314241B2 JP H0314241 B2 JPH0314241 B2 JP H0314241B2 JP 58083480 A JP58083480 A JP 58083480A JP 8348083 A JP8348083 A JP 8348083A JP H0314241 B2 JPH0314241 B2 JP H0314241B2
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- output
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- branch line
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、入力線路により導いたマイクロ波を
分岐して少なくとも２個の要素増幅器により増幅
した後に合成して出力線路に供給するとともに、
入出力線路と整合するようにした分岐整合電力合
成増幅回路、特に、入出力分岐線路をそれぞれ非
対称とすることにより、極めて簡単な構成にて増
幅回路全体として入出力線路と整合するようにし
た非対称分岐整合電力合成増幅回路に関するもの
である。
分岐して少なくとも２個の要素増幅器により増幅
した後に合成して出力線路に供給するとともに、
入出力線路と整合するようにした分岐整合電力合
成増幅回路、特に、入出力分岐線路をそれぞれ非
対称とすることにより、極めて簡単な構成にて増
幅回路全体として入出力線路と整合するようにし
た非対称分岐整合電力合成増幅回路に関するもの
である。
従来技術
従来のこの種分岐整合電力合成増幅回路として
は、つぎの３種類が知られている。
は、つぎの３種類が知られている。
(a) 要素増幅器の単なる並列接続によるもの
(b) ハイブリツド結合器による合成によるもの
(c) 分岐線路による合成によるもの
しかして、(a)の増幅器の単なる並列接続による
ものは、微小な半導体増幅素子片の結合を除け
ば、マイクロ波のような超高周波領域では実現が
困難であり、また、(b)のハイブリツド結合器によ
るものは、電気的特性上からは理想的のものでは
あるが、結合器の構成が複雑であるのみならず、
個々の要素増幅器がそれぞれ独立に整合条件を満
たして完全な増幅動作を行なうように各個の入出
力端の整合を精密に調整する必要があり、所期の
電気的特性を得るための調整が極めて面倒であ
り、さらに、(c)の分岐線路によるものは、(b)のハ
イブリツド結合器の代わりに分岐線路を用いて構
成を簡単化したものであるが、構成の簡単化に伴
つて各要素増幅器の十分な分離が困難となり、相
互に関連して動作するので、整合等の調整が困難
である、など、いずれにもそれぞれ重大な欠点が
あつた。
ものは、微小な半導体増幅素子片の結合を除け
ば、マイクロ波のような超高周波領域では実現が
困難であり、また、(b)のハイブリツド結合器によ
るものは、電気的特性上からは理想的のものでは
あるが、結合器の構成が複雑であるのみならず、
個々の要素増幅器がそれぞれ独立に整合条件を満
たして完全な増幅動作を行なうように各個の入出
力端の整合を精密に調整する必要があり、所期の
電気的特性を得るための調整が極めて面倒であ
り、さらに、(c)の分岐線路によるものは、(b)のハ
イブリツド結合器の代わりに分岐線路を用いて構
成を簡単化したものであるが、構成の簡単化に伴
つて各要素増幅器の十分な分離が困難となり、相
互に関連して動作するので、整合等の調整が困難
である、など、いずれにもそれぞれ重大な欠点が
あつた。
発明の要点
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、従来と同様に分岐線路を用いて、マイクロ波
用トランジスタあるいはFFTなどからなる複数
の要素増幅器に対する入出力マイクロ波の分離合
成を巧みに行なうことにより、回路全体として入
出力線路に完全に整合させて、単位増幅器が個々
に整合条件を満たして完全に動作する必要をなく
し、回路構成を極めて単純にして小型化し得るよ
うにした分岐整合電力合成増幅回路を提供するこ
とにある。
し、従来と同様に分岐線路を用いて、マイクロ波
用トランジスタあるいはFFTなどからなる複数
の要素増幅器に対する入出力マイクロ波の分離合
成を巧みに行なうことにより、回路全体として入
出力線路に完全に整合させて、単位増幅器が個々
に整合条件を満たして完全に動作する必要をなく
し、回路構成を極めて単純にして小型化し得るよ
うにした分岐整合電力合成増幅回路を提供するこ
とにある。
すなわち、本発明による分岐整合電力合成増幅
回路は、入出力分岐線路をそれぞれ互いに非対称
とすることにより個々の要素増幅器において特に
整合条件を満たす要なく、回路全体として入出力
線路に完全に整合するようにしたものであり、本
発明非対称分岐整合電力合成増幅回路は、入力線
路に接続して不等に２分岐した入力分岐線路と、
それらの入力分岐線路をそれぞれ介して供給した
入力マイクロ波をそれぞれ増幅する互いに異なる
特性の２個の要素増幅器と、不等に２分岐して前
記２個の要素増幅器の出力端にそれぞれ接続する
とともに出力線路に接続して前記２個の要素増幅
器の増幅出力マイクロ波を前記出力線路に導く出
力分岐線路とを備え、前記不等に２分岐した入力
分岐線路および前記不等に２分岐した出力分岐線
路をそれぞれ非対称に構成し、入力側および出力
側の前記２分岐線路について、それぞれ、一方の
分岐線路の特性アドミタンスをY1、移相量を1
とし、他方の分岐線路の特性アドミタンスをY2、
移相量を2とするとともに、前記一方の分岐線
路に接続した一方の前記要素増幅器の入力端にお
ける反射係数をΓ1とし、前記他方の分岐線路に
接続した他方の前記要素増幅器の入出力端におけ
る反射係数をΓ2としたときに、入出力線路の特
性アドミタンスY0に対して Y0＝Y1・１−Γ1・e-j2 1／１＋Γ1・e-j2 1 ＋Y2・１−Γ2・e-j2 2／１＋Γ2・e-j2 2 なる関係が成立つようにすることにより、入力分
岐点と前記２個の要素増幅器の入力端との間およ
び出力分岐点と前記２個の要素増幅器の出力端と
の間における反射波が前記入力分岐点および前記
出力分岐点においてそれぞれ相殺されるように設
定したことを特徴とするものである。
回路は、入出力分岐線路をそれぞれ互いに非対称
とすることにより個々の要素増幅器において特に
整合条件を満たす要なく、回路全体として入出力
線路に完全に整合するようにしたものであり、本
発明非対称分岐整合電力合成増幅回路は、入力線
路に接続して不等に２分岐した入力分岐線路と、
それらの入力分岐線路をそれぞれ介して供給した
入力マイクロ波をそれぞれ増幅する互いに異なる
特性の２個の要素増幅器と、不等に２分岐して前
記２個の要素増幅器の出力端にそれぞれ接続する
とともに出力線路に接続して前記２個の要素増幅
器の増幅出力マイクロ波を前記出力線路に導く出
力分岐線路とを備え、前記不等に２分岐した入力
分岐線路および前記不等に２分岐した出力分岐線
路をそれぞれ非対称に構成し、入力側および出力
側の前記２分岐線路について、それぞれ、一方の
分岐線路の特性アドミタンスをY1、移相量を1
とし、他方の分岐線路の特性アドミタンスをY2、
移相量を2とするとともに、前記一方の分岐線
路に接続した一方の前記要素増幅器の入力端にお
ける反射係数をΓ1とし、前記他方の分岐線路に
接続した他方の前記要素増幅器の入出力端におけ
る反射係数をΓ2としたときに、入出力線路の特
性アドミタンスY0に対して Y0＝Y1・１−Γ1・e-j2 1／１＋Γ1・e-j2 1 ＋Y2・１−Γ2・e-j2 2／１＋Γ2・e-j2 2 なる関係が成立つようにすることにより、入力分
岐点と前記２個の要素増幅器の入力端との間およ
び出力分岐点と前記２個の要素増幅器の出力端と
の間における反射波が前記入力分岐点および前記
出力分岐点においてそれぞれ相殺されるように設
定したことを特徴とするものである。
なお、本発明増幅回路は、基本的には、上述の
ように、２個の要素増幅器の結合よりなるもので
あるが、かかる本発明増幅回路自体を単位の要素
増幅器とみなせば、任意所望の複数対のマイクロ
波増幅素子の結合によるマイクロ波電力合成増幅
にも広く本発明を適用して、後述すると同様の作
用効果が得られること、勿論である。
ように、２個の要素増幅器の結合よりなるもので
あるが、かかる本発明増幅回路自体を単位の要素
増幅器とみなせば、任意所望の複数対のマイクロ
波増幅素子の結合によるマイクロ波電力合成増幅
にも広く本発明を適用して、後述すると同様の作
用効果が得られること、勿論である。
実施例
以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
本発明非対称分岐整合電力合成増幅回路の原理
的構成の例を第１図に示す。図示の構成におい
て、１および２は、互いに結合して同一入力マイ
クロ波を増幅すべき要素増幅器であり、３および
４は、それぞれ入力側および出力側のＹ分岐線路
であり、５および６は、それぞれ、入力側および
出力側の分岐点である。さらに、７および８は、
それぞれ、入力側および出力側の分岐点５および
６において入力分岐線路３および出力分岐線路４
に接続した慣用のマイクロ波伝送用線路である。
的構成の例を第１図に示す。図示の構成におい
て、１および２は、互いに結合して同一入力マイ
クロ波を増幅すべき要素増幅器であり、３および
４は、それぞれ入力側および出力側のＹ分岐線路
であり、５および６は、それぞれ、入力側および
出力側の分岐点である。さらに、７および８は、
それぞれ、入力側および出力側の分岐点５および
６において入力分岐線路３および出力分岐線路４
に接続した慣用のマイクロ波伝送用線路である。
なお、本発明増幅回路のかかる原理的構成にお
いては、入力側の各分岐線路３−１および３−２
並びに出力側の各分岐線路４−１および４−２
は、後述する条件を満たす限りにおいては、例え
ばそれぞれ管径する異にする導波管など、それぞ
れ任意所望のマイクロ波線路をもつて構成するこ
とができる。
いては、入力側の各分岐線路３−１および３−２
並びに出力側の各分岐線路４−１および４−２
は、後述する条件を満たす限りにおいては、例え
ばそれぞれ管径する異にする導波管など、それぞ
れ任意所望のマイクロ波線路をもつて構成するこ
とができる。
しかして、図示の構成においては、入力分岐線
路３−１および３−２の特性アドミタンスをそれ
ぞれY1およびY2とし、入力分岐点５から各要素
増幅器１および２の入力端に至る分岐線路長に応
じた移相量をそれぞれ1および2とする。また、
出力分岐線路４−１および４−２の特性アドミタ
ンスをそれぞれY3およびY4とし、各要素増幅器
１および２の出力端から出力分岐点６に至る分岐
線路長に応じた移相量をそれぞれ3および4と
する。なお、入力側および出力側のマイクロ波線
路７および８は、同一の特性アドミタンスY0を
有するものとする。
路３−１および３−２の特性アドミタンスをそれ
ぞれY1およびY2とし、入力分岐点５から各要素
増幅器１および２の入力端に至る分岐線路長に応
じた移相量をそれぞれ1および2とする。また、
出力分岐線路４−１および４−２の特性アドミタ
ンスをそれぞれY3およびY4とし、各要素増幅器
１および２の出力端から出力分岐点６に至る分岐
線路長に応じた移相量をそれぞれ3および4と
する。なお、入力側および出力側のマイクロ波線
路７および８は、同一の特性アドミタンスY0を
有するものとする。
上述のような原理的構成による本発明非対称分
岐整合電力合成増幅回路の動作原理はつぎのとお
りである。
岐整合電力合成増幅回路の動作原理はつぎのとお
りである。
いま、マイクロ波信号を入力線路７を介して導
入すると、入力分岐点５に二分して各分岐線路３
−１および３−２に導かれ、２個の要素増幅器１
および２に供給される。
入すると、入力分岐点５に二分して各分岐線路３
−１および３−２に導かれ、２個の要素増幅器１
および２に供給される。
しかして、各要素増幅器１，２の入出力端は、
各入出力分岐線路３−１，３−２，４−１，４−
２に対し、特に調整を行なわない限り、一般には
整合がとれておらず、本発明においては、各要素
増幅器１，２について、個々にはそれぞれの入出
力端における整合をとらないのを特徴とし、ま
た、利点としている。したがつて、各要素増幅器
１，２の入力端においては、入力マイクロ波信号
の一部がそれぞれ反射されて、入力分岐点５まで
逆行することになる。本発明においては、かかる
状態において、各要素増幅器１および２の入力端
における反射係数をそれぞれΓ1およびΓ2とした
とき、 Y0＝Y1・１−Γ1・e-j2 1／１＋Γ1・e-j2 1 ＋Y2・１−Γ2・e-j2 2／１＋Γ2・e-j2 2 (1) なる関係が成立つように各入力分岐線路３−１お
よび３−２の特性インピーダンス並びに各分岐線
路長によつてそれぞれ定まる移相量1および2
をそれぞれ設定する。しかして、各入力分岐線路
３−１，３−２について(1)式の条件が満たされれ
ば、入力分岐点５においては、各要素増幅器１お
よび２からの反射波が、互いに等量かつ逆位相と
なつて相殺され、入力分岐点５より入力側におい
ては逆行する反射成分は存在しなくなる。すなわ
ち、各要素増幅器１，２の入力端において個々に
整合をとらずとも、入力分岐点５においては、本
発明非対称分岐整合電力合成増幅回路全体として
入力線路７に対し整合がとれていることになる。
各入出力分岐線路３−１，３−２，４−１，４−
２に対し、特に調整を行なわない限り、一般には
整合がとれておらず、本発明においては、各要素
増幅器１，２について、個々にはそれぞれの入出
力端における整合をとらないのを特徴とし、ま
た、利点としている。したがつて、各要素増幅器
１，２の入力端においては、入力マイクロ波信号
の一部がそれぞれ反射されて、入力分岐点５まで
逆行することになる。本発明においては、かかる
状態において、各要素増幅器１および２の入力端
における反射係数をそれぞれΓ1およびΓ2とした
とき、 Y0＝Y1・１−Γ1・e-j2 1／１＋Γ1・e-j2 1 ＋Y2・１−Γ2・e-j2 2／１＋Γ2・e-j2 2 (1) なる関係が成立つように各入力分岐線路３−１お
よび３−２の特性インピーダンス並びに各分岐線
路長によつてそれぞれ定まる移相量1および2
をそれぞれ設定する。しかして、各入力分岐線路
３−１，３−２について(1)式の条件が満たされれ
ば、入力分岐点５においては、各要素増幅器１お
よび２からの反射波が、互いに等量かつ逆位相と
なつて相殺され、入力分岐点５より入力側におい
ては逆行する反射成分は存在しなくなる。すなわ
ち、各要素増幅器１，２の入力端において個々に
整合をとらずとも、入力分岐点５においては、本
発明非対称分岐整合電力合成増幅回路全体として
入力線路７に対し整合がとれていることになる。
なお、実際には、各要素増幅器１，２の入力端
にて現実に反射されたマイクロ波電力は、入力分
岐点５において互いに等量かつ逆位相の状態にて
それぞれ反射されて再び各要素増幅器１，２に供
給され、それぞれの一部が再び反射されて入力分
岐点５に等量かつ逆位相となつて戻り、入力分岐
点５の各要素増幅器１，２の入力端との間におけ
るかかる反射の反復の結果、入力マイクロ波信号
の全電力が各要素増幅器１，２に供給されて増幅
されることになる。
にて現実に反射されたマイクロ波電力は、入力分
岐点５において互いに等量かつ逆位相の状態にて
それぞれ反射されて再び各要素増幅器１，２に供
給され、それぞれの一部が再び反射されて入力分
岐点５に等量かつ逆位相となつて戻り、入力分岐
点５の各要素増幅器１，２の入力端との間におけ
るかかる反射の反復の結果、入力マイクロ波信号
の全電力が各要素増幅器１，２に供給されて増幅
されることになる。
しかして、入力分岐線路３について上述したと
ころは、出力分岐線路４についても全く同様に成
立し、各要素増幅器１，２の出力端と各出力分岐
線路４−１，４−２との個々の整合をとらずと
も、(1)式に相当する条件を満たす限りにおいて
は、出力分岐点６において、本発明非対称分岐整
合電力合成増幅回路全体として、出力線路８に対
し整合がとれていることになる。
ころは、出力分岐線路４についても全く同様に成
立し、各要素増幅器１，２の出力端と各出力分岐
線路４−１，４−２との個々の整合をとらずと
も、(1)式に相当する条件を満たす限りにおいて
は、出力分岐点６において、本発明非対称分岐整
合電力合成増幅回路全体として、出力線路８に対
し整合がとれていることになる。
上述した本発明非対称分岐整合電力合成増幅回
路の動作を、各要素増幅器１，２が同一特性を有
し、各入力分岐線路３−１，３−２の特性アドミ
タンスY1、Y2が等しく、 Y1＝Y2＝Y0／２ (2) とした最も簡単な場合について、具体的に考察す
るに、前述したように入力分岐点５において整合
がとれているようにするには、各入力分岐線路３
−１，３−２の移相量1，2について、 1＝（θ＋cos-1｜Γ｜＋π）／2rad. (3) 2＝（θ＋cos-1｜Γ｜＋π）／2rad. (4) とすればよいことが、前述の(1)式から導かれる。
なお、各要素増幅器１，２の入力端における反射
係数Γ1，Γ2については、 Γ1＝Γ2＝Γ＝｜Γ｜・ej〓 (5) とする。
路の動作を、各要素増幅器１，２が同一特性を有
し、各入力分岐線路３−１，３−２の特性アドミ
タンスY1、Y2が等しく、 Y1＝Y2＝Y0／２ (2) とした最も簡単な場合について、具体的に考察す
るに、前述したように入力分岐点５において整合
がとれているようにするには、各入力分岐線路３
−１，３−２の移相量1，2について、 1＝（θ＋cos-1｜Γ｜＋π）／2rad. (3) 2＝（θ＋cos-1｜Γ｜＋π）／2rad. (4) とすればよいことが、前述の(1)式から導かれる。
なお、各要素増幅器１，２の入力端における反射
係数Γ1，Γ2については、 Γ1＝Γ2＝Γ＝｜Γ｜・ej〓 (5) とする。
さらに、具体的に数値例を示せば、入力マイク
ロ波信号の周波数を9GHzとし、上述した反射係
数を ｜Γ｜＝0.59，θ＝−166゜ とすると、比誘電率2.5を有するマイクロストリ
ツプ線路によつて各分岐線路を構成する場合に
は、 1＝2.79（9.3mm），2＝0.59（2.0mm） となる。なお、上式の括弧内は、各マイクロスト
リツプ線路の線路長を示している。
ロ波信号の周波数を9GHzとし、上述した反射係
数を ｜Γ｜＝0.59，θ＝−166゜ とすると、比誘電率2.5を有するマイクロストリ
ツプ線路によつて各分岐線路を構成する場合に
は、 1＝2.79（9.3mm），2＝0.59（2.0mm） となる。なお、上式の括弧内は、各マイクロスト
リツプ線路の線路長を示している。
効 果
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、入力マイクロ波を分岐して２個のマイクロ波
増幅器により増幅した後に合成する分岐整合電力
合成増幅回路における入出力分岐線路をそれぞれ
非対称に構成することのみの極めて簡単な回路構
成において、各入出力分岐線路の特性アドミタン
スと線路長とを適切に選定することのみにより、
増幅回路全体として入出力線路との整合を完全に
とることができ、従来に比し、回路構成が格段に
単純化、小型化されるとともに、回路構成要素が
この種分岐整合電力合成増幅回路として不可欠の
最少限度のもののみにて足りるので、各回路構成
要素によるマイクロ波電力の損失も最小限度に軽
減される、という格別の効果が得られる。
ば、入力マイクロ波を分岐して２個のマイクロ波
増幅器により増幅した後に合成する分岐整合電力
合成増幅回路における入出力分岐線路をそれぞれ
非対称に構成することのみの極めて簡単な回路構
成において、各入出力分岐線路の特性アドミタン
スと線路長とを適切に選定することのみにより、
増幅回路全体として入出力線路との整合を完全に
とることができ、従来に比し、回路構成が格段に
単純化、小型化されるとともに、回路構成要素が
この種分岐整合電力合成増幅回路として不可欠の
最少限度のもののみにて足りるので、各回路構成
要素によるマイクロ波電力の損失も最小限度に軽
減される、という格別の効果が得られる。
第１図は本発明非対称分岐整合電力合成増幅回
路の原理的構成の例を示すブロツク線図である。 １，２……要素増幅器、３，３−１，３−２…
…入力分岐線路、４，４−１，４−２……出力分
岐線路、５……入力分岐点、６……出力分岐点、
７……入力線路、８……出力線路。
路の原理的構成の例を示すブロツク線図である。 １，２……要素増幅器、３，３−１，３−２…
…入力分岐線路、４，４−１，４−２……出力分
岐線路、５……入力分岐点、６……出力分岐点、
７……入力線路、８……出力線路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力線路に接続して不等に２分岐した入力分
岐線路と、それらの入力分岐線路をそれぞれ介し
て供給した入力マイクロ波をそれぞれ増幅する互
いに異なる特性の２個の要素増幅器と、不等に２
分岐して前記２個の要素増幅器の出力端にそれぞ
れ接続するとともに出力線路に接続して前記２個
の要素増幅器の増幅出力マイクロ波を前記出力線
路に導く出力分岐線路とを備え、前記不等に２分
岐した入力分岐線路および前記不等に２分岐した
出力分岐線路をそれぞれ非対称に構成し、入力側
および出力側の前記２分岐線路について、それぞ
れ、一方の分岐線路の特性アドミタンスをY1、
移相量を1とし、他方の分岐線路の特性アドミ
タンスをY2、移相量を2とするとともに、前記
一方の分岐線路に接続した一方の前記要素増幅器
の入出力端における反射係数をΓ1とし、前記他
方の分岐線路に接続した他方の前記要素増幅器の
入出力端における反射係数をΓ2としたときに、
入出力線路の特性アドミタンスY0に対して Y0＝Y1・１−Γ1・e-j2 1／１＋Γ1・e-j2 1 ＋Y2・１−Γ2・e-j2 2／１＋Γ2・e-j2 2 なる関係が成立つようにすることにより、入力分
岐点と前記２個の要素増幅器の入力端との間およ
び出力分岐点と前記２個の要素増幅器の出力端と
の間における反射波が前記入力分岐点および前記
出力分岐点においてそれぞれ相殺されるように設
定したことを特徴とする非対称分岐整合電力合成
増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58083480A JPS59210706A (ja) | 1983-05-14 | 1983-05-14 | 非対称分岐整合電力合成増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58083480A JPS59210706A (ja) | 1983-05-14 | 1983-05-14 | 非対称分岐整合電力合成増幅回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59210706A JPS59210706A (ja) | 1984-11-29 |
| JPH0314241B2 true JPH0314241B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=13803626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58083480A Granted JPS59210706A (ja) | 1983-05-14 | 1983-05-14 | 非対称分岐整合電力合成増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59210706A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1027745C1 (nl) * | 2004-12-14 | 2006-06-16 | Bosma Beheersmij B V H O D N M | Verliesarme, asymmetrische combinator voor faseverschil systemen en adaptieve RF-versterker omvattende een asymmetrische combinator. |
| KR101001375B1 (ko) * | 2010-06-04 | 2010-12-14 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 비대칭 전기적 경로를 이용하는 전력 결합 구조 |
-
1983
- 1983-05-14 JP JP58083480A patent/JPS59210706A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59210706A (ja) | 1984-11-29 |
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