JP2006186678A - High-output amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主に通信、レーダ等に使用するマイクロ波帯の高出力増幅器に関するものである。 The present invention relates to a microwave high-power amplifier mainly used for communication, radar and the like.
一般にマイクロ波帯の高出力増幅器に使用するトランジスタ、FET等の出力には限界がある。このため、より出力の高い増幅器を実現するには、複数の単位増幅器を並列に配置し、これらの単位増幅器の出力を合成する方法が一般的である。
このような高出力増幅器は入力電力を分配する分配器、信号を増幅する複数の単位増幅器、及び各単位増幅器から出力された信号を合成するための合成器とから構成され、これらは同一平面に配置した実装となっている(例えば、特許文献1参照。)。
In general, there is a limit to the output of transistors, FETs, etc. used in microwave power amplifiers. For this reason, in order to realize an amplifier with higher output, a method of arranging a plurality of unit amplifiers in parallel and synthesizing outputs of these unit amplifiers is generally used.
Such a high-power amplifier is composed of a distributor that distributes input power, a plurality of unit amplifiers that amplify signals, and a synthesizer that synthesizes the signals output from each unit amplifier. It is a packaged arrangement (see, for example, Patent Document 1).
特に衛星搭載用高出力増幅器には底面積が小さいことが要求されている。しかしながら、従来の高出力増幅器は単位増幅器、分配器及び合成器とが同一平面上に形成されており、しかも合成器の低損失化を図るため方形同軸線路や導波管で形成した合成器を用いる場合はさらに高出力増幅器の底面積が大きくなってしまう課題があった。 In particular, high-power amplifiers for satellite use are required to have a small bottom area. However, in the conventional high-power amplifier, the unit amplifier, the divider and the combiner are formed on the same plane, and in order to reduce the loss of the combiner, a combiner formed of a rectangular coaxial line or a waveguide is used. When used, there is a problem that the bottom area of the high-power amplifier is further increased.
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、大きな底面積をしめる合成器を増幅部に対して直角方向に設けることで合成器の底面積は分配器と同等の大きさにでき、高出力増幅器の底面積を小さくすることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and by providing a synthesizer having a large bottom area in a direction perpendicular to the amplifying unit, the bottom area of the synthesizer becomes the same size as the distributor. It is possible to reduce the bottom area of the high-power amplifier.
この発明の高出力増幅器は、増幅部の隣に合成器を直角に立てて配置し、増幅部と合成器とを接続端子を介して電気的に接続した構成のものであり、上記増幅部は増幅器シャーシ内に配置した1個の分配器と2個の単位増幅器、増幅部カバーからなり、上記単位増幅器は並べて配置し、上記増幅器シャーシの側面には側面を貫通する穴が設けられておりこの穴には同軸線路などからなる入力端子、接続端子が取り付け、上記入力端子と上記分配器間、上記単位増幅器と上記接続端子はそれぞれ金属リボン等で接続し、上記合成器は外導体と、その内部に配置した内導体、出力端子、終端器及び合成器カバーからなり、上記内導体と上記終端器とは金属リボン等で接続し、上記内導体と上記接続端子、上記内導体と上記出力端子とは上記内導体の一部にあけられた穴に垂直になるように挿入後接続しているものである。 The high-power amplifier according to the present invention has a configuration in which a synthesizer is arranged at a right angle next to the amplifying unit, and the amplifying unit and the synthesizer are electrically connected via a connection terminal. It consists of one distributor, two unit amplifiers, and an amplifying unit cover arranged in the amplifier chassis. The unit amplifiers are arranged side by side, and a hole penetrating the side surface is provided on the side of the amplifier chassis. An input terminal consisting of a coaxial line, a connection terminal is attached to the hole, the input terminal and the distributor are connected, the unit amplifier and the connection terminal are connected by a metal ribbon, etc., and the combiner is an outer conductor, its It consists of an inner conductor, an output terminal, a terminator and a synthesizer cover arranged inside, and the inner conductor and the terminator are connected by a metal ribbon or the like, the inner conductor and the connection terminal, the inner conductor and the output terminal Is the above inner conductor Those connected after insertion so as to be perpendicular to the drilled part bore.
この発明は、増幅部の隣に合成器を直角に立てて配置し、増幅部と合成器とを接続端子を介して電気的に接続した構成のものであり、増幅部は増幅器シャーシ内に配置した1個の分配器と2個の単位増幅器、増幅部カバーからなり、合成器は外導体と、その内部に配置した内導体、出力端子、終端器及び合成器カバーからなることにより、大きな底面積をしめる合成器を増幅部に対して直角方向に設けることで合成器の底面積は分配器と同等の大きさにでき、高出力増幅器の底面積を小さくすることができるという効果がある。 The present invention has a configuration in which a synthesizer is arranged at a right angle next to an amplifying unit, and the amplifying unit and the synthesizer are electrically connected via a connection terminal. The amplifying unit is arranged in an amplifier chassis. 1 distributor, 2 unit amplifiers, and amplifying unit cover. The combiner consists of an outer conductor, an inner conductor, an output terminal, a terminator, and a combiner cover arranged inside. By providing a combiner for reducing the area in a direction perpendicular to the amplifying unit, the bottom area of the combiner can be made the same size as the distributor, and the bottom area of the high-power amplifier can be reduced.
実施の形態1.
図1、図2はこの発明の実施の形態1における高出力増幅器の斜視図である。図1は組立状態の斜視図、図2は分解した状態での上方斜視図である。この高出力増幅器は増幅部1の隣に合成器2を直角に立てて配置し、増幅部1と合成器2とは接続端子7を介して電気的に接続した構成のものである。
1 and 2 are perspective views of a high-power amplifier according to
増幅部1は増幅器シャーシ3と、その増幅器シャーシ3内に配置した1個の分配器5と2個の単位増幅器6からなり、これらの単位増幅器6は並べて配置している。また、増幅器シャーシ3の側面には側面を貫通する穴が設けられており、この穴には同軸線路などからなる入力端子4、接続端子7が取り付けられている。さらに入力端子4と分配器5間、単位増幅器6と接続端子7はそれぞれ金属リボン等で接続し、増幅器シャーシ3の上面にはネジでカバー8が取り付けられている。
The amplifying
合成器2は外導体9と、その内部に配置した内導体10、出力端子11、終端器12及び合成器カバー13とからなり、内導体10と終端器12とは金属リボン等で接続されている。内導体10と接続端子7、内導体10と出力端子11とは図3のように内導体10の一部にあけられた穴にこれらの接続端子7及び出力端子11がそれぞれ内導体10に対して垂直になるように挿入されており、お互いを半田付けすることにより接続されている。すなわち、内導体10と接続端子7間、内導体10と出力端子11間との接続部には垂直給電部を採用している。
この内導体10と接続端子7、内導体10と出力端子11の接続部においてはインピーダンス整合を考慮した設計になっており、インピーダンス不整合による損失が最小になるようになっている。更に外導体9の側面にはネジ等で合成器カバー13が取り付けられている。
The
The connection portion between the
このような構造になっているため内導体10、外導体9、合成器カバー13とからなる方形同軸線路形のハイブリッドとして機能するような設計になっている。
Since it has such a structure, it is designed to function as a rectangular coaxial line type hybrid comprising the
次にこの実施の形態1に係る高出力増幅器の動作について、図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the high output amplifier according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
入力端子4から入力された信号は分配器5によって分配され、それぞれ単位増幅器6に入力される。単位増幅器6に入力された信号は単位増幅器6でそれぞれ信号が増幅され、また、それぞれの単位増幅器6から出力された信号は接続端子7を介して内導体10の各端子に入力される。
A signal input from the input terminal 4 is distributed by the
更に接続端子7を介して内導体10に入力されたそれぞれの信号は内導体10と外導体9と分配器カバー13で構成される方形同軸線路形の合成器2によって電力合成され、合成された信号は出力端子11を介して出力される。
Further, each signal input to the
以上のようにこの発明の高出力増幅器では接続端子7と内導体10間の接続部には垂直給電部を用いることにより、電気性能を損なうことなく増幅部1と合成器2を互いに直角に配置することが可能となる。
As described above, in the high-power amplifier according to the present invention, the amplifying
この実施例の合成器2は低損失化の為、方形同軸線路を用いているが、出力端子11側の表面積の大きさに比べてそれと垂直をなす側面積は小さいため、合成器2の方向を増幅部1に対して直角に配置することで合成器2の底面積を分配器5と同等の大きさに削減できる。なお、合成器2の方向を変えることによる電気性能の違いはない。
The
このように大きな底面積をしめる合成器2を増幅部1に対して直角方向に設けることで合成器2の底面積は分配器5と同等の大きさにでき、高出力増幅器の底面積が小さくなるという効果がある。
By providing the
更に、増幅部1と合成器2を別々に組み立てることが可能であるため、組み立て作業が容易になるという効果がある。
Furthermore, since the amplifying
さらに単位増幅器6からの出力が接続端子7を介してそれぞれ出力されているため、単位増幅器6それぞれの電気特性の確認が容易になる効果がある。
Furthermore, since the outputs from the
また、合成器2は図2に示すような方形同軸線路で実現する他にマイクロストリップ線路、ストリップ線路、導波管回路で構成しても同じように実現可能である。この場合、方形同軸線路に対して、合成器2のさらなる小型化や耐電力性能の向上を得ることができる効果がある。
Further, the
また、図4に示すように内導体10と接続端子7、内導体10と出力端子11の接続は、半田付けによる接続の他に、インピーダンス整合をとりインピーダンス不整合による損失が最小となるように金属リボン14で接続しても同じように実現可能である。この図では内導体10と出力端子11の接続を示しているが、内導体10と接続端子7の接続についても同様である。
この場合は図3の接続方法に比べ、金属リボン14が振動、衝撃に対してストレスリリーフの役割をするために振動、衝撃に強くなるという効果がある。
Further, as shown in FIG. 4, the connection between the
In this case, compared to the connection method of FIG. 3, the
さらに図5に示すように内導体10の一部を垂直方向に曲げ、この部分を出力端子11として使用することにより出力端子11と内導体10を一体形成することが可能で、図3に示すように内導体10と出力端子11とを個別に製作し、これらを半田付けで接続する方法とほぼ同じ機能を持たせることが可能である。
Further, as shown in FIG. 5, it is possible to integrally form the
なお、この図では内導体10と出力端子11の接続を示しているが、内導体10と接続端子7の接続についても同様である。このため、図3の場合に比べ、部品点数が少なくなる効果がある。
Although the connection between the
実施の形態2.
図6は実施の形態2における高出力増幅器の分解した状態で斜視図である。増幅部1については実施の形態1と同じであるが、合成器2と増幅部1とのその接続には直角に曲げたケーブル15でを用いる点が実施の形態1と異なる。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the high-power amplifier according to the second embodiment. The amplifying
ここで使用する合成器2の基本的な構成は図2と同じであるが、図2のものでは合成器2と増幅部1とを接続する接続端子7は合成器2に対して垂直方向に設けられているのに対し、この発明のものでは合成器2と増幅部1とを接続する合成器入力端子16は同一面上に設けている点が異なる。
The basic configuration of the
内導体10と合成器入力端子16とは図7に示すようにこれらは同一平面上になるように半田付けにより接続されている。このような接続においても接続部でのインピーダンス不整合による損失を低減するように設計されている。
As shown in FIG. 7, the
従って、この実施の形態2のように直角に曲げたケーブル15を用いることにより 実施の形態1と同じように増幅部1に対して合成器2を直角に配置することが可能である。
Therefore, by using the
次にこの実施の形態2に係る高出力増幅器の動作について、図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the high-power amplifier according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.
ここで示した増幅部1は実施の形態1と同じ機能を有しており、増幅部1で各接続端子7から出力された信号は直角に曲げられたケーブル15、合成器入力端子16を介して合成器2に入力される。さらに合成器2で電力合成され、合成された信号は出力端子11を介して出力される。
The amplifying
以上のように実施の形態2においても高出力増幅器の電気性能を劣化させることなく、合成器2を垂直に配置することができ、高出力増幅器の底面積を小さくすることが可能となる。なお、実施の形態1では増幅部1の接続端子7と合成器入力端子16とを1個の接続端子7で併用する構成になっているため、それぞれの電気性能を把握する事が難しかったが、実施の形態2では合成器入力端子16を設けているため、増幅部1と合成器2の電気特性をそれぞれ別々に確認できる効果がある。
As described above, also in
なお、内導体10と合成器入力端子16との接続は図8に示すように金属リボン14で接続することにより図7と同様の効果が得られ、金属リボン14が振動、衝撃に対してストレスリリーフの役割をするために図7の接続方法に比べ、振動、衝撃に強くなるという効果がある。
The connection between the
また、合成器入力端子16は図9に示すように内導体10と一体形成しても図7と同様の効果を得られる。
この場合、内導体10の一体形成のため、合成器入力端子16と内導体10の組立作業が不要になる効果がある。
Further, even if the
In this case, since the
なお、この実施の形態2では方形同軸線路で形成した合成器2を用いた場合について説明したが、マイクロストリップ線路やストリップ線路で形成した場合であっても同じである。
In the second embodiment, the case where the
実施の形態3.
図10は実施の形態3の高出力増幅器の分離した状態での下方斜視図であり、図11は実施の形態3の分離した状態での上方斜視図である。合成器2は実施の形態2と同じ構成である。
FIG. 10 is a lower perspective view of the high-power amplifier according to the third embodiment in a separated state, and FIG. 11 is an upper perspective view of the third embodiment in a separated state. The
増幅部1の基本的な構成は図2と同じであるが図2では増幅部1に接続端子7を設けてあったが、本発明では接続端子7が設けられていない点と、図2のカバー8にはネジ止め用の穴のみ設けてあったのに対し、本発明ではカバー8に合成器入力端子16と貫通するための、合成器入力端子16の外形より大きな穴を追加して設けている点が異なる。
The basic configuration of the amplifying
また、増幅部1と合成器2の配置は図2では増幅部1の隣に合成器2を直角に配置しているが、本発明では合成器入力端子16がカバー8に追加した穴を貫通するように増幅部1の上に合成器2を直角配置している点が異なる。
Further, in FIG. 2, the amplifying
カバー8を通した合成器入力端子16と増幅部1内の単位増幅器6の出力はインピーダンス整合を考慮して設計されており、インピーダンス不整合による損失が最小となるように接続する。接続後、カバー8をネジ等で増幅器シャーシ3に固定する。
The
次にこの実施の形態3に係る高出力増幅器の動作について、図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the high-power amplifier according to the third embodiment will be described with reference to the drawings.
入力端子4から入力された信号は分配器5によって分配され、分配された信号がそれぞれ単位増幅器6に入力される。それぞれの単位増幅器6により信号が増幅され、単位増幅器6から出力される。ここまでは実施の形態1と同じである。単位増幅器6から出力された信号は電気的に接続された合成器入力端子16を介して合成器2に信号が入力される。合成器2で信号が電力合成され、合成された信号が出力端子11から出力される。
A signal input from the input terminal 4 is distributed by the
実施の形態1では増幅部1の隣に合成器2を配置しているが、本発明については増幅部1の上に合成器2を配置する。このため実施の形態1より合成器2の底面積の分だけ更に高出力増幅器の底面積が小さくなる効果がある。
In the first embodiment, the
なお、実施の形態1から実施の形態3では単位増幅器6を2個以上並列に配置した場合について示したが、この発明はそれ以上並列配置しても同じである。
In the first to third embodiments, the case where two or
1 増幅部、 2 合成器、 3 増幅器シャーシ、 4 入力端子、 5 分配器、 6 単位増幅器、 7 接続端子、 8 増幅部カバー、 9 外導体、 10 内導体、 11 出力端子、 12 終端器、 13 合成器カバー、 14 金属リボン、 15 ケーブル、 16 合成器入力端子。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記増幅部は増幅器シャーシ内に配置した1個の分配器と2個の単位増幅器、増幅部カバーからなり、
上記単位増幅器は並べて配置し、上記増幅器シャーシの側面には側面を貫通する穴が設けられておりこの穴には同軸線路などからなる入力端子、接続端子が取り付けられ、上記入力端子と上記分配器間、上記単位増幅器と上記接続端子間はそれぞれ金属リボン等で接続し、
上記合成器は外導体と、その内部に配置した内導体、出力端子、終端器及び合成器カバーからなり、
上記内導体と上記終端器とは金属リボン等で接続し、
上記内導体と上記接続端子、上記内導体と上記出力端子とは上記内導体の一部にあけられた穴に垂直になるように挿入後接続し、
ていることを特徴とする高出力増幅器。 Next, the synthesizer is placed at a right angle next to the amplifying unit, and the amplifying unit and the synthesizer are electrically connected via a connection terminal.
The amplifying unit includes one distributor, two unit amplifiers, and an amplifying unit cover arranged in the amplifier chassis.
The unit amplifiers are arranged side by side, and a hole penetrating the side surface is provided in a side surface of the amplifier chassis, and an input terminal and a connection terminal made of a coaxial line or the like are attached to the hole, and the input terminal and the distributor The unit amplifier and the connection terminal are connected with a metal ribbon or the like,
The synthesizer is composed of an outer conductor, an inner conductor disposed in the outer conductor, an output terminal, a terminator, and a synthesizer cover.
The inner conductor and the terminator are connected with a metal ribbon or the like,
The inner conductor and the connection terminal, the inner conductor and the output terminal are connected after being inserted so as to be perpendicular to a hole formed in a part of the inner conductor,
A high-power amplifier characterized by that.
上記増幅部の上記接続端子と上記合成器の上記合成器入力端子は直角に曲げたケーブルで接続する
ことを特徴とする請求項1記載の高出力増幅器。 A synthesizer input terminal for connecting the synthesizer and the amplifying unit is provided on the bottom surface of the synthesizer, and is connected so that the inner conductor and the synthesizer are on the same plane,
2. The high output amplifier according to claim 1, wherein the connection terminal of the amplifying unit and the combiner input terminal of the combiner are connected by a cable bent at a right angle.
上記合成器入力端子と上記増幅部内の単位増幅器の出力を電気的に接続し、
上記増幅部カバーを増幅器シャーシに固定する
ことを特徴とする請求項2記載の高出力増幅器。 The synthesizer is arranged at a right angle on the amplifying unit, and the synthesizer input terminals are arranged so as to pass through holes provided in the amplifying unit cover,
Electrically connecting the combiner input terminal and the output of the unit amplifier in the amplifier;
3. The high output amplifier according to claim 2, wherein the amplifying unit cover is fixed to an amplifier chassis.
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