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JPH10111354A - High-frequency amplifier - Google Patents

High-frequency amplifier

Info

Publication number
JPH10111354A
JPH10111354A JP8264193A JP26419396A JPH10111354A JP H10111354 A JPH10111354 A JP H10111354A JP 8264193 A JP8264193 A JP 8264193A JP 26419396 A JP26419396 A JP 26419396A JP H10111354 A JPH10111354 A JP H10111354A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
amplitude
frequency signal
input
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8264193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Satomi
明洋 里見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8264193A priority Critical patent/JPH10111354A/en
Publication of JPH10111354A publication Critical patent/JPH10111354A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of a phase variation even in the case of the fluctuation of an input level for effectively restraining a side band by providing a transmit amplifier with a limiter for limiting the amplitude of an input high-frequency signal to a fixed value. SOLUTION: A high-frequency amplifier is provided with a limiter 2 which limits the amplitude of an input high-frequency signal to a fixed value by a plurality of transmit amplifiers used in an active electronic scanning type pulse radar device. In addition, the wave form 5 of a bias voltage applied to the final stage amplifying element is pulse-shapedly formed. Namely, an input high- frequency signal wave form 1 is turned into a signal having a fixed level by absorbing an input fluctuation through the limiter 2, and the above signal is inputted into an electric power amplifier 3 acting in a nonlinear domain. In this case, the wave form 5 of a bias voltage applied to the electric power amplifier 3 is made slower in a rising and a trailing speed, and an output high-frequency signal wave form 4 is made slower in a rising and a trailing speed, and the occurrence of the side band can be therefore prevented. Many electric power amplifiers 3 are arranged to form the active electronic scanning type pulse radar.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パルスレーダなど
の送信増幅器に用いる高周波増幅器を提供することを目
的とする。
BACKGROUND OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-frequency amplifier used for a transmission amplifier such as a pulse radar.

【0002】[0002]

【従来の技術】能動電子走査型パルスレーダ装置の一例
を図4に示す。図4において、11はパルス変調機能を
有する高周波信号発生器(以下、パルス変調波生成回路
と称する)であり、このパルス変調波生成回路11から
出力されるパルス変調波はサイドバンド抑圧用のフィル
タ12によりサイドバンドの周波数帯が除去される。こ
のフィルタ12の出力は分配経路13によってn分配さ
れた後、移相器141〜14nで位相制御され、線形増
幅器151〜15nで線形増幅されてアンテナ素子16
1〜16nより放射される。
2. Description of the Related Art An example of an active electronic scanning pulse radar apparatus is shown in FIG. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a high-frequency signal generator having a pulse modulation function (hereinafter, referred to as a pulse modulation wave generation circuit). A pulse modulation wave output from the pulse modulation wave generation circuit 11 is a filter for sideband suppression. 12 removes the sideband frequency band. After the output of the filter 12 is distributed by n through the distribution path 13, the phase is controlled by phase shifters 141 to 14n, and linearly amplified by linear amplifiers 151 to 15n.
Radiated from 1 to 16n.

【0003】また、増幅器には非線形のものを使用し、
その後ろでサイドバンド抑圧の機能を設けることも考え
られる。図5にその一例を示す。なお、図5において図
4と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略
する。
In addition, a non-linear amplifier is used,
It is also conceivable to provide a side band suppression function behind it. FIG. 5 shows an example. In FIG. 5, the same portions as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

【0004】図5において、n個の移相器141〜14
nによって位相制御されたパルス変調波は非線形増幅器
171〜17nで増幅され、サイドバンド抑圧用フィル
タ181〜18nによりサイドバンド周波数が除去され
て、アンテナ素子161〜16nより送出される。
In FIG. 5, n phase shifters 141 to 14 are provided.
The pulse-modulated wave whose phase is controlled by n is amplified by nonlinear amplifiers 171 to 17n, sideband frequencies are removed by sideband suppression filters 181 to 18n, and transmitted from antenna elements 161 to 16n.

【0005】能動電子走査型パルスレーダ装置に用いる
複数の電力増幅器は、効率を高くするために、非線形領
域で動作させる場合が多い。このため分配器のばらつ
き、移相器のロスのばらつき、温度変化、周波数変動等
による入力電力レベルの変動があると、AM/PM特性
により位相変化が生じ、送信ビームの形成に悪影響を与
えていた。
A plurality of power amplifiers used in an active electronic scanning pulse radar device are often operated in a non-linear region in order to increase efficiency. For this reason, if there is a variation in the input power level due to a variation in the distributor, a variation in the loss of the phase shifter, a temperature change, a frequency change, etc., a phase change occurs due to the AM / PM characteristic, which adversely affects the formation of the transmission beam. Was.

【0006】ここで、AM/PM特性とは、増幅器を非
線形領域で動作中に入力信号レベルを変化させる(振幅
変調をする)と、通過位相が変化(位相変調を受ける)
する特性をいう。
Here, the AM / PM characteristic means that when an input signal level is changed (amplitude modulation) while an amplifier is operating in a nonlinear region, a passing phase is changed (subject to phase modulation).
Characteristics.

【0007】また、パルス変調信号を送信するレーダ装
置では、レーダの占有帯域外にパルス変調に伴うサイド
バンドが発生し、これが周辺の通信装置などへ電波干渉
妨害を与えることがある。この干渉を避けるため、従来
のレーダ装置では、サイドバンドの発生を低減する方法
としてパルス振幅波形成形が行われている。
[0007] In a radar apparatus for transmitting a pulse-modulated signal, sidebands associated with pulse modulation are generated outside the band occupied by the radar, and this may cause radio interference to peripheral communication devices and the like. In order to avoid this interference, in a conventional radar apparatus, pulse amplitude waveform shaping is performed as a method for reducing the occurrence of side bands.

【0008】図6はその一つの例であり、入力に振幅波
形を成形したパルス7を印加することにより出力パルス
変調波4の立上がりおよび立下がり速度を遅くしてサイ
ドバンドの発生レベルを下げている。しかしこの場合入
力のパルス振幅波形を維持したまま増幅するために増幅
器8を線形領域で動作させる必要があり、電力効率が悪
い。そこで効率の劣化を避けるために電力増幅器を非線
形領域で動作させると、図7のように、入力信号7にパ
ルス振幅波形成形を施しても、出力波形9のようにパル
ス変調波の波形エンベロープが変形してしまい、ふたた
びサイドバンドレベルが大きくなるという欠点があっ
た。
FIG. 6 shows one example of this, in which the rising and falling speeds of the output pulse modulated wave 4 are reduced by applying a pulse 7 having a shaped amplitude waveform to the input to lower the side band generation level. I have. However, in this case, it is necessary to operate the amplifier 8 in a linear region in order to amplify while maintaining the input pulse amplitude waveform, and power efficiency is poor. Therefore, when the power amplifier is operated in a non-linear region in order to avoid the deterioration of efficiency, even if the input signal 7 is shaped into a pulse amplitude waveform as shown in FIG. It has the disadvantage that it is deformed and the sideband level is increased again.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、電
力増幅器を非線形領域で動作させると入力レベル変動に
よって位相変化が生じ、送信ビームの形成に悪影響を及
ぼしたり、入力信号にパルス振幅波形成形を施しても、
パルス振幅波形が変わりサイドバンドレベルが大きくな
ってしまったりする欠点があった。
As described above, when the power amplifier is operated in the non-linear region, a phase change occurs due to an input level change, which has an adverse effect on the formation of a transmission beam, and a pulse amplitude waveform shaping of an input signal. Even if you give
There is a disadvantage that the pulse amplitude waveform changes and the sideband level increases.

【0010】本発明は上記の欠点を解決するためになさ
れたもので、電力増幅器を非線形領域で動作させたとき
に入力レベルが変動しても位相変化が起こるのを防ぎ、
サイドバンドを効果的に抑圧することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawback, and prevents a phase change from occurring even if an input level fluctuates when a power amplifier is operated in a non-linear region.
The purpose is to effectively suppress sidebands.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、能動電子走査型パルスレーダ装置に用いる複
数の送信増幅器において、入力高周波信号の振幅を一定
の値に制限するリミタを具備し、増幅器の少なくとも最
終段増幅素子に成形したパルス状のバイアス電圧を印加
し、出力高周波信号の振幅波形を所望のパルス状に成形
することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of transmission amplifiers used in an active electronic scanning type pulse radar device, comprising a limiter for limiting the amplitude of an input high frequency signal to a constant value. And applying a shaped bias voltage to at least the final stage amplifying element of the amplifier to shape the amplitude waveform of the output high-frequency signal into a desired pulse shape.

【0012】また、リミタの代わりに、入力された高周
波信号の振幅を増幅してかつ一定の振幅に制限するリミ
ティング増幅器を用いたことを特徴とする。
In addition, a limiting amplifier is used in place of the limiter to amplify the amplitude of the input high-frequency signal and limit the amplitude to a constant amplitude.

【0013】また、送信増幅器をリミティング増幅器で
構成し、このリミティング増幅器に印加するパルス状の
バイアス電圧を制御することを特徴とする。
The transmission amplifier is constituted by a limiting amplifier, and a pulse-like bias voltage applied to the limiting amplifier is controlled.

【0014】また、増幅素子にガリウム砒素電界効果ト
ランジスタを使用したことを特徴とする。
Further, the invention is characterized in that a gallium arsenide field effect transistor is used for the amplifying element.

【0015】また、増幅器を非線形領域で動作させるこ
とを特徴とする。
Further, the amplifier is operated in a non-linear region.

【0016】このように構成された高周波増幅器では、
非線形領域で動作する電力増幅器の前段にリミタを設け
て入力レベルを一定にし、電力増幅器のAM/PM特性
による位相変化を防ぐ。
In the high-frequency amplifier configured as described above,
A limiter is provided before the power amplifier operating in the non-linear region to keep the input level constant, thereby preventing a phase change due to AM / PM characteristics of the power amplifier.

【0017】また、電力増幅器の少なくとも最終段増幅
素子に印加するバイアス電圧波形をパルス状に成形し
て、出力高周波信号波形をパルス状に成形しサイドバン
ドの発生を防ぐことにより、良好な性能の高周波増幅器
が実現できる。
Also, by forming a bias voltage waveform applied to at least the final stage amplifying element of the power amplifier into a pulse shape, and forming an output high-frequency signal waveform into a pulse shape to prevent generation of a side band, good performance can be obtained. A high-frequency amplifier can be realized.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】本発明の実施の一形態を図1に示す。入力
高周波信号波形1をリミタ2によって入力変動を吸収し
一定レベルの信号として、非線形領域で動作する電力増
幅器3に入力する。電力増幅器3は複数の増幅素子を用
いているが、その中の少なくとも一つの増幅素子として
ガリウム砒素電界効果トランジスタを用いている。この
とき電力増幅器3に印加するバイアス電圧波形5は立上
がりおよび立下がり速度を遅くし、出力高周波信号波形
4の立上がりおよび立下がり速度を遅くしてサイドバン
ドの発生を防ぐことにより、良好な性能の高周波増幅器
を実現できる。この電力増幅器3を図5の171〜17
nのように多数個配置して能動電子走査型パルスレーダ
を形成する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. An input high-frequency signal waveform 1 is input to a power amplifier 3 operating in a non-linear region as a signal of a constant level by absorbing input fluctuations by a limiter 2. The power amplifier 3 uses a plurality of amplifying elements, and uses a gallium arsenide field effect transistor as at least one of the amplifying elements. At this time, the bias voltage waveform 5 applied to the power amplifier 3 slows the rising and falling speeds, and the rising and falling speeds of the output high-frequency signal waveform 4 to prevent the generation of sidebands, thereby achieving good performance. A high-frequency amplifier can be realized. This power amplifier 3 is connected to 171 to 17 in FIG.
The active electronic scanning type pulse radar is formed by arranging a large number as in n.

【0020】これまでの説明では、非線形領域で動作す
る電力増幅器3の入力レベルを一定にするためにリミタ
2を用いる場合について述べた。しかし、リミタ2の代
わりに、入力した高周波信号の振幅を増幅し、かつ一定
の振幅に制限するリミティング増幅器6を用いても同様
の効果が得られる。
In the above description, the case where the limiter 2 is used to keep the input level of the power amplifier 3 operating in the nonlinear region constant has been described. However, the same effect can be obtained by using a limiting amplifier 6 that amplifies the amplitude of an input high-frequency signal and limits the amplitude to a constant amplitude instead of the limiter 2.

【0021】本発明の他の実施形態について図2を参照
して説明する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0022】本発明をリミティング増幅器6と非線形領
域で動作する電力増幅器3に適用した場合の例を図2に
示す。リミタ2の代わりに、入力した高周波信号の振幅
を増幅し、かつ一定の振幅に制限するリミティング増幅
器6を用いている他は図1と同様である。
FIG. 2 shows an example in which the present invention is applied to the limiting amplifier 6 and the power amplifier 3 operating in a nonlinear region. It is the same as FIG. 1 except that a limiting amplifier 6 that amplifies the amplitude of an input high-frequency signal and limits the amplitude to a constant amplitude is used instead of the limiter 2.

【0023】さらに、本発明の他の実施形態について図
3を参照して説明する。図3に示すようにリミティング
増幅器6に供給するパルス状のバイアス電圧波形5のパ
ルスの立上がり立下がり速度を適切に制御して遅くし、
これにより出力高周波信号のパルス振幅波形4の立上が
り立下がり速度を適切に制御して遅くすることによって
も同様の効果が得られる。本発明をリミティング増幅器
6に適用した場合の一例を図3に示す。
Further, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the rising and falling speed of the pulse of the pulsed bias voltage waveform 5 supplied to the limiting amplifier 6 is appropriately controlled to be slow,
Accordingly, a similar effect can be obtained by appropriately controlling and reducing the rising and falling speed of the pulse amplitude waveform 4 of the output high-frequency signal. FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to the limiting amplifier 6.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、入力レベル変動に対し
て位相変化が少なく、サイドバンド発生の少ない、良好
な性能の高周波増幅器が実現できる。
According to the present invention, it is possible to realize a high-frequency amplifier having a small phase change with respect to an input level fluctuation and a small generation of sidebands and having good performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の他の一形態を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の他の一形態を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention.

【図4】従来例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional example.

【図5】従来例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional example.

【図6】従来例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional example.

【図7】従来例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力高周波信号波形 2…リミタ 3…非線形領域で動作する電力増幅器 4…出力高周波信号波形 5…バイアス電圧波形 6…リミティング増幅器 7…パルス振幅波形成形された入力高周波信号波形 8…線形領域で動作する増幅器 9…波形エンベロープが変形した出力高周波信号波形 11…パルス変調波生成回路 12…サイドバンド抑圧用フィルタ 13…分配経路 141〜14n…移相器 151〜15n…線形増幅器 161〜16n…アンテナ素子 171〜17n…非線形増幅器 181〜18n…サイドバンド抑圧用フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input high frequency signal waveform 2 ... Limiter 3 ... Power amplifier which operates in a non-linear area 4 ... Output high frequency signal waveform 5 ... Bias voltage waveform 6 ... Limiting amplifier 7 ... Pulse amplitude shaped high frequency signal waveform 8 ... In a linear area Operating amplifier 9: Output high-frequency signal waveform whose waveform envelope is deformed 11: Pulse modulation wave generating circuit 12: Sideband suppression filter 13: Distribution path 141 to 14n: Phase shifter 151 to 15n: Linear amplifier 161 to 16n: Antenna Element 171 to 17n Nonlinear amplifier 181 to 18n Sideband suppression filter

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 能動電子走査型パルスレーダ装置に用い
る複数の送信増幅器において、入力高周波信号の振幅を
一定の値に制限するリミタを具備し、増幅器の少なくと
も最終段増幅素子に成形したパルス状のバイアス電圧を
印加し、出力高周波信号の振幅波形を所望のパルス状に
成形することを特徴とする高周波増幅器。
1. A plurality of transmission amplifiers used in an active electronic scanning pulse radar device, comprising: a limiter for limiting an amplitude of an input high-frequency signal to a constant value, and a pulse-shaped pulse formed in at least a final-stage amplification element of the amplifier. A high-frequency amplifier for applying a bias voltage and shaping the amplitude waveform of an output high-frequency signal into a desired pulse shape.
【請求項2】 リミタの代わりに、入力された高周波信
号の振幅を増幅してかつ一定の振幅に制限するリミティ
ング増幅器を用いたことを特徴とする請求項1記載の高
周波増幅器。
2. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein a limiting amplifier that amplifies the amplitude of the input high-frequency signal and limits the amplitude to a constant amplitude is used instead of the limiter.
【請求項3】 送信増幅器をリミティング増幅器で構成
し、このリミティング増幅器に印加するパルス状のバイ
アス電圧を制御することを特徴とする請求項1記載の高
周波増幅器。
3. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the transmission amplifier comprises a limiting amplifier, and controls a pulse-like bias voltage applied to the limiting amplifier.
【請求項4】 増幅素子にガリウム砒素電界効果トラン
ジスタを使用したことを特徴とする請求項1記載の高周
波増幅器。
4. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein a gallium arsenide field effect transistor is used as the amplifying element.
【請求項5】 増幅器を非線形領域で動作させることを
特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
5. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the amplifier is operated in a nonlinear region.
JP8264193A 1996-10-04 1996-10-04 High-frequency amplifier Pending JPH10111354A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8264193A JPH10111354A (en) 1996-10-04 1996-10-04 High-frequency amplifier

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JP8264193A JPH10111354A (en) 1996-10-04 1996-10-04 High-frequency amplifier

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JP (1) JPH10111354A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1391996A3 (en) * 2002-08-22 2005-11-23 Nec Corporation Amplitude limiting circuit and CDMA communication apparatus
WO2017044657A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Flir Systems, Inc. Automatic bias controller for a pulsed power amplifier

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