JP2009253518A - Broadband amplification module - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a broadband amplification module for achieving high output and high efficiency by effectively suppressing occurrence of undesired higher harmonics. <P>SOLUTION: Switches 2 and 6 are set so as to make an amplification signal transmission port of a balanced amplifier 3 a port P3 when a transmission frequency is in a frequency range of f0 to 2f0 of an octave band. The higher harmonics of the amplified transmission signal 15 are suppressed in a filter 4 with a passing frequency band of f0 to 2f0 and are output to an input-output terminal 9 through a circulator 5. The switches 2 and 6 are set so as to make an amplification signal transmission port of the balanced amplifier 3 a port P4 when the transmission frequency is in a frequency range of 2f0 to fh of octave band or greater. The higher harmonics of the amplified transmission signal 15 are suppressed in a filter 7 with a passing frequency band of 2f0 to fh and are transmitted to the input-output terminal 9 through the circulators 8 and 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、バランス型増幅器を用いた広帯域増幅モジュールに関するものである。   The present invention relates to a broadband amplification module using a balanced amplifier.

バランス型増幅器は、並列に配置した２個の単位増幅器の入力段と出力段とに、それぞれ９０°位相差結合器を配置した構成である。一般に、２つの入力ポートは、一方が信号入力ポートとなり、他方が終端抵抗器を介して接地される。また、２つの出力ポートは、一方が信号出力ポートとなり、他方が終端抵抗器を介して接地される。つまり、従来のバランス型増幅器は、２個の単位増幅器の出力を合成出力する単一の増幅器として用いられる。   The balanced amplifier has a configuration in which 90 ° phase difference couplers are arranged at the input stage and the output stage of two unit amplifiers arranged in parallel. In general, one of the two input ports is a signal input port, and the other is grounded via a termination resistor. One of the two output ports is a signal output port, and the other is grounded via a terminating resistor. That is, the conventional balanced amplifier is used as a single amplifier that combines and outputs the outputs of two unit amplifiers.

ところで、オクターブ以上（ｆ０〜ｆｈ：ｆｈ＞２ｆ０）の広帯域増幅器では、ｆ０〜ｆｈ／２の周波数帯域での動作時に２倍高調波成分が増幅器の帯域内に入るために、フィルタでその２倍高調波成分を抑圧できず、そのまま出力されてしまうという問題がある。   By the way, in a wideband amplifier of octave or more (f0 to fh: fh> 2f0), the second harmonic component enters the amplifier band when operating in the frequency band of f0 to fh / 2. There is a problem that harmonic components cannot be suppressed and are output as they are.

この不要な高調波成分の抑圧に関し、例えば特許文献１では、発振器での例であるが、帯域の異なる２つのフィルタを動作周波数に応じてスイッチによって選択し不要な高調波成分を抑圧する構成例が示めされている。   Regarding suppression of unnecessary harmonic components, for example, Patent Document 1 is an example of an oscillator, but a configuration example in which two filters having different bands are selected by a switch according to an operating frequency to suppress unnecessary harmonic components. Is shown.

特開２００５−１６７５７２号公報JP 2005-167572 A

そこで、広帯域増幅器において上記の問題を解決するために、増幅器の出力側に、並列に帯域の異なる２つのフィルタを設け、その２つのフィルタの入力側と出力側とにそれぞれスイッチを設け、動作周波数に応じてフィルタを選択して２倍高調波成分を抑圧する構成が考えられる。   Therefore, in order to solve the above problem in the broadband amplifier, two filters having different bands are provided in parallel on the output side of the amplifier, and switches are provided on the input side and the output side of the two filters, respectively. A configuration is conceivable in which the filter is selected in accordance with the above and the second harmonic component is suppressed.

しかし、この構成では、２個のスイッチが増幅器の出力側に入るため、出力効率が低下するという問題がある。また、２つのフィルタの出力側においてフィルタ選択を行うスイッチの非線形性によって新たな高調波が発生するという問題もある。   However, this configuration has a problem in that the output efficiency is lowered because two switches enter the output side of the amplifier. Another problem is that new harmonics are generated due to the nonlinearity of the switches that perform filter selection on the output side of the two filters.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、不要高調波の発生を効果的に抑制して高出力化、高効率化が図れる広帯域増幅モジュールを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a wideband amplification module capable of effectively suppressing the generation of unnecessary harmonics and achieving higher output and higher efficiency.

上述した目的を達成するために、この発明にかかる広帯域増幅モジュールは、バランス型増幅器に入力される信号の最小周波数がｆ０で、最大周波数ｆｈが２ｆ０以上４ｆ０以下である場合に、共通ポートと前記共通ポートに切り替えて接続される２分岐ポートとを有し、前記共通ポートが前記バランス型増幅器への入力信号が供給されるモジュールの入力端子に接続され、前記２分岐ポートが前記バランス型増幅器の２入力ポートにそれぞれ接続される吸収型ＳＰＤＴスイッチと、前記バランス型増幅器の一方の出力ポートに直接一端が接続されるフィルタであって通過帯域がｆ０〜２ｆ０で、抑圧帯域が２ｆ０以上である第１のフィルタと、前記バランス型増幅器の他方の出力ポートに一方のポートが接続される吸収型ＳＰＳＴスイッチと、前記吸収型ＳＰＳＴスイッチの他方のポートに一端が接続されるフィルタであって通過帯域が２ｆ０〜ｆｈで、抑圧帯域が４ｆ０以上である第２のフィルタとを備え、前記バランス型増幅器に入力される信号の周波数が、周波数ｆ０〜２ｆ０である場合には、前記吸収型ＳＰＤＴスイッチは、前記バランス型増幅器の一方の入力ポートが接続される分岐ポートを終端し、他方の入力ポートが接続される分岐ポートを前記共通ポートに接続するように設定されるとともに、前記吸収型ＳＰＳＴスイッチは、開路状態になり、両ポートをそれぞれ終端するように設定され、前記バランス型増幅器に入力される信号の周波数が、周波数２ｆ０〜ｆｈである場合には、前記吸収型ＳＰＤＴスイッチは、前記バランス型増幅器の一方の入力ポートが接続される分岐ポートを前記共通ポートに接続し、他方の入力ポートが接続される分岐ポートを終端するように設定されるとともに、前記吸収型ＳＰＳＴスイッチは、両ポート間を導通状態にするように設定されることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the wideband amplifier module according to the present invention is configured such that the minimum frequency of the signal input to the balanced amplifier is f0 and the maximum frequency fh is 2f0 to 4f0. A two-branch port that is switched to a common port, the common port is connected to an input terminal of a module to which an input signal to the balanced amplifier is supplied, and the two-branch port is connected to the balanced amplifier. An absorption SPDT switch connected to each of the two input ports, and a filter having one end connected directly to one output port of the balanced amplifier and having a pass band of f0 to 2f0 and a suppression band of 2f0 or more. 1 filter and an absorption SPST switch having one port connected to the other output port of the balanced amplifier And a second filter having one end connected to the other port of the absorption SPST switch and having a pass band of 2f0 to fh and a suppression band of 4f0 or more, and is input to the balanced amplifier When the frequency of the signal to be transmitted is the frequency f0 to 2f0, the absorption SPDT switch terminates the branch port to which one input port of the balanced amplifier is connected and the other input port is connected. The branch port is set to be connected to the common port, and the absorption SPST switch is in an open circuit state, set to terminate both ports, and the frequency of the signal input to the balanced amplifier However, when the frequency is 2f0 to fh, the absorption SPDT switch has one input port of the balanced amplifier. The branch port to be connected is connected to the common port, and the branch port to which the other input port is connected is set to terminate, and the absorption SPST switch is set in a conductive state between the two ports. It is characterized by being set.

この発明によれば、不要高調波の発生を効果的に抑制して高出力化、高効率化が図れる広帯域増幅モジュールが得られるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to obtain a broadband amplification module capable of effectively suppressing the generation of unnecessary harmonics and achieving higher output and higher efficiency.

この発明では、バランス型増幅器が２個の増幅器を有し、２個の入出力ポートを有する点に直目して構成してある。以下に図面を参照して、この発明にかかる広帯域増幅モジュールの好適な実施の形態を詳細に説明する。   In the present invention, the balanced amplifier has two amplifiers and has two input / output ports. Exemplary embodiments of a broadband amplification module according to the present invention will be explained below in detail with reference to the drawings.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による広帯域増幅モジュールの構成及び送信動作（その１）と受信動作を説明するブロック図である。図２は、図１に示す広帯域増幅モジュールの送信動作（その２）を説明するブロック図である。この実施の形態１では、受信機能を付加した広帯域増幅モジュール、つまり、広帯域送受信増幅モジュールの一例（その１）が示されている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration, transmission operation (part 1), and reception operation of a wideband amplification module according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram for explaining a transmission operation (part 2) of the wideband amplification module shown in FIG. In the first embodiment, an example (part 1) of a wideband amplification module to which a reception function is added, that is, a wideband transmission / reception amplification module is shown.

（この実施の形態１による広帯域送受信増幅モジュールの構成）
図１において、符号１は、当該モジュールの送信入力端子である。送信入力端子１に外部から入力される送信信号の周波数は、最小周波数がｆ０で、最大周波数ｆｈが２ｆ０以上４ｆ０以下である。 (Configuration of wideband transmission / reception amplification module according to the first embodiment)
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transmission input terminal of the module. As for the frequency of the transmission signal inputted from the outside to the transmission input terminal 1, the minimum frequency is f0 and the maximum frequency fh is 2f0 or more and 4f0 or less.

符号２は、上記した周波数ｆ０〜ｆｈを動作周波数とする吸収型ＳＰＤＴスイッチである。この吸収型ＳＰＤＴスイッチ２は、共通ポートが送信入力端子１に接続され、前記共通ポートに切り替えて接続される２つの分岐ポートがバランス型増幅器３の２つの入力ポートＰ１，Ｐ２にそれぞれ接続されている。なお、吸収型ＳＰＤＴスイッチ２の各分岐ポートの開路（オフ）側端は、それぞれ５０Ωの終端抵抗器２ａ，２ｂを介して信号グランドに接地されている。   Reference numeral 2 denotes an absorption SPDT switch having the above-described frequencies f0 to fh as operating frequencies. The absorption SPDT switch 2 has a common port connected to the transmission input terminal 1 and two branch ports connected to the common port connected to the two input ports P1 and P2 of the balanced amplifier 3, respectively. Yes. Note that the open (off) side end of each branch port of the absorption SPDT switch 2 is grounded to the signal ground via 50Ω termination resistors 2a and 2b, respectively.

バランス型増幅器３は、並列に配置した単位広帯域送信増幅器３ａ，３ｂと、単位広帯域送信増幅器３ａ，３ｂの入力側に配置される９０°位相差結合器３ｃと、単位広帯域送信増幅器３ａ，３ｂの出力側に配置される９０°位相差結合器３ｄとで構成される。バランス型増幅器３の２つの出力ポートＰ３，Ｐ４のうち、出力ポートＰ３はフィルタ（第１のフィルタ）４の一端に接続され、出力ポートＰ４は吸収型ＳＰＳＴスイッチ６の一方のポートに接続されている。   The balanced amplifier 3 includes unit wideband transmission amplifiers 3a and 3b arranged in parallel, a 90 ° phase difference coupler 3c arranged on the input side of the unit wideband transmission amplifiers 3a and 3b, and unit wideband transmission amplifiers 3a and 3b. And a 90 ° phase difference coupler 3d disposed on the output side. Of the two output ports P3 and P4 of the balanced amplifier 3, the output port P3 is connected to one end of the filter (first filter) 4, and the output port P4 is connected to one port of the absorption SPST switch 6. Yes.

フィルタ４は、通過帯域がｆ０〜２ｆ０であり、抑圧帯域が２ｆ０以上である帯域特性を有している。フィルタ４の他端は、サーキュレータ５の第１のポート＃１に接続されている。サーキュレータ５の第２のポート＃２は、当該モジュールの送信出力と受信入力とで共用する入出力端子９に接続され、第３のポート＃３は、サーキュレータ８の第２のポート＃２に接続されている。サーキュレータ５の伝達特性Ｃ１は、第１のポート＃１→第２のポート＃２→第３のポート＃３の順になっている。   The filter 4 has a band characteristic in which the pass band is f0 to 2f0 and the suppression band is 2f0 or more. The other end of the filter 4 is connected to the first port # 1 of the circulator 5. The second port # 2 of the circulator 5 is connected to the input / output terminal 9 shared by the transmission output and the reception input of the module, and the third port # 3 is connected to the second port # 2 of the circulator 8. Has been. The transfer characteristic C1 of the circulator 5 is in the order of the first port # 1 → second port # 2 → third port # 3.

また、吸収型ＳＰＳＴスイッチ６の他方のポートは、フィルタ（第２のフィルタ）７の一端に接続されている。なお、吸収型ＳＰＳＴスイッチ６の両ポートの各開路（オフ）側端は、それぞれ５０Ωの終端抵抗器６ａ，６ｂを介して信号グランドに接地されている。   The other port of the absorption SPST switch 6 is connected to one end of a filter (second filter) 7. The open (off) side ends of both ports of the absorption SPST switch 6 are grounded to the signal ground via 50Ω termination resistors 6a and 6b, respectively.

フィルタ７は、通過帯域が２ｆ０〜ｆｈであり、抑圧帯域が４ｆ０以上である帯域特性を有している。フィルタ７の他端は、サーキュレータ８の第１のポート＃１に接続されている。サーキュレータ８の第３のポート＃３は、受信系保護用のリミッタ１０を介して低雑音増幅器１１の入力ポートに接続され、低雑音増幅器１１の出力ポートは、当該モジュールの受信出力端子１２に接続されている。サーキュレータ８の伝達特性Ｃ２は、第１のポート＃１→第２のポート＃２→第３のポート＃３の順になっている。   The filter 7 has a band characteristic in which the pass band is 2f0 to fh and the suppression band is 4f0 or more. The other end of the filter 7 is connected to the first port # 1 of the circulator 8. The third port # 3 of the circulator 8 is connected to the input port of the low noise amplifier 11 via the reception system protection limiter 10, and the output port of the low noise amplifier 11 is connected to the reception output terminal 12 of the module. Has been. The transfer characteristic C2 of the circulator 8 is in the order of the first port # 1 → second port # 2 → third port # 3.

次に、図１と図２を参照して、以上のように構成される広帯域送受信増幅モジュールの動作について説明する。   Next, the operation of the wideband transmission / reception amplification module configured as described above will be described with reference to FIGS.

（オクターブ帯域の周波数ｆ０〜２ｆ０での送信動作）
周波数ｆ０〜２ｆ０での送信動作時では、図１に示すように、吸収型ＳＰＤＴスイッチ２は、バランス型増幅器３の入力ポートＰ１側の分岐ポートを共通ポートから切り離して開路し、入力ポートＰ２側の分岐ポートを共通ポートに接続して閉路する構成に設定される。また、吸収型ＳＰＳＴスイッチ６は、両ポートを共に開路して非導通状態にする構成に設定される。 (Transmission operation at frequencies f0 to 2f0 in the octave band)
At the time of transmission operation at frequencies f0 to 2f0, as shown in FIG. 1, the absorption SPDT switch 2 disconnects the branch port on the input port P1 side of the balanced amplifier 3 from the common port and opens the circuit. The branch port is connected to the common port and closed. Further, the absorption SPST switch 6 is set to have a configuration in which both ports are opened to be in a non-conductive state.

これによって、バランス型増幅器３は、入力ポートＰ１が終端抵抗器２ａによって終端処理され、出力ポートＰ４が終端抵抗器６ａによって終端処理されるので、入力ポートＰ２に入力された信号についての増幅信号の送出ポートが出力ポートＰ３となる。   As a result, the balanced amplifier 3 has the input port P1 terminated by the termination resistor 2a and the output port P4 terminated by the termination resistor 6a, so that the amplified signal for the signal input to the input port P2 The sending port becomes the output port P3.

つまり、送信入力端子１から入力された周波数ｆ０〜２ｆ０の送信信号は、吸収型ＳＰＤＴスイッチ２からバランス型増幅器３の入力ポートＰ２に入力され、９０°位相差結合器３ｃを通って単位広帯域送信増幅器３ａ，３ｂにて増幅された後、９０°位相差結合器３ｄにて合成され、出力ポートＰ３からフィルタ４に入力される。   That is, a transmission signal having a frequency f0 to 2f0 input from the transmission input terminal 1 is input from the absorption SPDT switch 2 to the input port P2 of the balanced amplifier 3, and transmitted through the 90 ° phase difference coupler 3c as a unit broadband transmission. After being amplified by the amplifiers 3a and 3b, synthesized by the 90 ° phase difference coupler 3d and inputted to the filter 4 from the output port P3.

フィルタ４は、通過帯域がｆ０〜２ｆ０であり、抑圧帯域が２ｆ０以上であるので、出力ポートＰ３を出た送信信号１５は、フィルタ４にて高調波が抑圧された後、サーキュレータ５の第１のポート＃１→第２のポート＃２を通って入出力端子９に出力される。   Since the filter 4 has a pass band of f0 to 2f0 and a suppression band of 2f0 or more, the transmission signal 15 output from the output port P3 is subjected to the first suppression of the circulator 5 after the harmonics are suppressed by the filter 4. Are output to the input / output terminal 9 through the second port # 2.

そして、入出力端子９で反射が起きると、その反射した送信信号は、サーキュレータ５の第２のポート＃２→第３のポート＃３を通ってサーキュレータ８の第２のポート＃２に入力し、サーキュレータ８の第３のポート＃３からリミッタ１０に入力するが、リミッタ１０はその入力する送信信号を反射して受信系を保護する。リミッタ１０にて反射された送信信号は、サーキュレータ８の第３のポート＃３→第１のポート＃１、フィルタ７を通って吸収型ＳＰＳＴスイッチ６に入り、終端抵抗器６ｂにて終端される。   When reflection occurs at the input / output terminal 9, the reflected transmission signal is input to the second port # 2 of the circulator 8 through the second port # 2 → the third port # 3 of the circulator 5. The limiter 10 reflects the input transmission signal and protects the reception system from the third port # 3 of the circulator 8. The transmission signal reflected by the limiter 10 enters the absorption SPST switch 6 through the third port # 3 → first port # 1 and the filter 7 of the circulator 8, and is terminated by the termination resistor 6b. .

このように、本構成では、オクターブ帯域の周波数ｆ０〜２ｆ０での送信動作時の高性能化が図れる。加えて、バランス型増幅器３の出力ポートＰ３側に配置する素子をフィルタ４と送受切り替え用のサーキュレータ５のみとすることができ、通過損失が少なく高効率化が可能となる。   Thus, with this configuration, it is possible to improve the performance during the transmission operation at the frequencies f0 to 2f0 in the octave band. In addition, the element disposed on the output port P3 side of the balanced amplifier 3 can be only the filter 4 and the circulator 5 for switching between transmission and reception, and the passage loss is small and the efficiency can be improved.

（オクターブ帯域以上の周波数２ｆ０〜ｆｈでの送信動作）
周波数２ｆ０〜ｆｈでの送信動作時では、図２に示すように、図１に示した構成から、吸収型ＳＰＤＴスイッチ２は、バランス型増幅器３の入力ポートＰ１側の分岐ポートを共通ポートに接続して閉路し、入力ポートＰ２側の分岐ポートを共通ポートから切り離して開路する構成に切り替えて設定する。また、吸収型ＳＰＳＴスイッチ６は、入力ポートと出力ポートの間を導通状態に閉路する構成に切り替えて設定する。 (Transmission operation at frequencies 2f0 to fh above the octave band)
At the time of transmission operation at frequencies 2f0 to fh, as shown in FIG. 2, the absorption SPDT switch 2 connects the branch port on the input port P1 side of the balanced amplifier 3 to the common port from the configuration shown in FIG. Then, the circuit is closed and switched to a configuration in which the branch port on the input port P2 side is disconnected from the common port and opened. The absorption SPST switch 6 is set by switching to a configuration in which the connection between the input port and the output port is closed.

これによって、バランス型増幅器３は、入力ポートＰ２が終端抵抗器２ｂによって終端処理されので、入力ポートＰ１に入力された信号についての増幅信号の送出ポートが出力ポートＰ４となる。   As a result, in the balanced amplifier 3, since the input port P2 is terminated by the termination resistor 2b, the output port of the amplified signal for the signal input to the input port P1 becomes the output port P4.

つまり、送信入力端子１から入力された周波数２ｆ０〜ｆｈの送信信号は、吸収型ＳＰＤＴスイッチ２からバランス型増幅器３は、入力ポートＰ１に入り、９０°位相差結合器３ｃを通って単位広帯域送信増幅器３ａ，３ｂにて増幅された後、９０°位相差結合器３ｄにて合成され、出力ポートＰ４から導通状態の吸収型ＳＰＳＴスイッチ６を通ってフィルタ７に入力される。   That is, a transmission signal having a frequency of 2f0 to fh inputted from the transmission input terminal 1 enters the input port P1 from the absorption SPDT switch 2 to the balanced amplifier 3, and passes through the 90 ° phase difference coupler 3c for unit broadband transmission. After being amplified by the amplifiers 3a and 3b, synthesized by the 90 ° phase difference coupler 3d and inputted to the filter 7 from the output port P4 through the conducting absorption type SPST switch 6.

フィルタ７は、通過帯域が２ｆ０〜ｆｈであり、抑圧帯域が４ｆ０以上であるので、出力ポートＰ４を出た送信信号１７は、導通状態の吸収型ＳＰＳＴスイッチ６を通ってフィルタ７に入り、フィルタ７にて高調波が抑圧された後、サーキュレータ８の第１のポート＃１→第２のポート＃２→サーキュレータ５の第３のポート＃３→第１のポート＃１を通ってフィルタ４に入る。しかし、フィルタ４は、抑圧帯域が２ｆ０以上であるので、送信信号１７は、フィルタ４にて反射され、サーキュレータ５の第１のポート＃１→第２のポート＃２を通って入出力端子９に出力される。   Since the filter 7 has a pass band of 2f0 to fh and a suppression band of 4f0 or more, the transmission signal 17 output from the output port P4 enters the filter 7 through the conduction-type absorption SPST switch 6, and the filter 7 After the harmonics are suppressed at 7, the first port # 1 of the circulator 8 → the second port # 2 → the third port # 3 of the circulator 5 → the first port # 1 to the filter 4 enter. However, since the filter 4 has a suppression band of 2f0 or more, the transmission signal 17 is reflected by the filter 4 and passes through the first port # 1 → the second port # 2 of the circulator 5 and the input / output terminal 9. Is output.

なお、出力ポートＰ３は、５０Ωによって終端されていないため、出力ポートＰ３からフィルタ４への出力があり、そのためフィルタ４にて出力ポートＰ３に向かう反射波が発生するが、単位広帯域送信増幅器３ａ，３ｂ及び９０°位相差結合器３ｃ、３ｄの振幅位相特性のアンバランス量が小さければ、不平衡ポートである出力ポートＰ３への出力電力は小さくなるので、この反射電力による９０°位相差結合器３ｄでの合成損失は軽微に抑えられる。   Since the output port P3 is not terminated by 50Ω, there is an output from the output port P3 to the filter 4, so that a reflected wave toward the output port P3 is generated by the filter 4, but the unit wideband transmission amplifier 3a, If the unbalance amount of the amplitude phase characteristics of the 3b and 90 ° phase difference couplers 3c and 3d is small, the output power to the output port P3 which is an unbalanced port becomes small. The synthesis loss at 3d can be minimized.

（受信動作）
受信動作時、図１に示すように、入出力端子９から入力した受信信号１６は、サーキュレータ５の第２のポート＃２→第３のポート＃３からサーキュレータ８の第２のポート＃２→第３のポート＃３を通ってリミッタ１０に入力され、低雑音増幅器１１にて増幅されて受信出力端子１２へ送出される。 (Reception operation)
During the reception operation, as shown in FIG. 1, the reception signal 16 input from the input / output terminal 9 is transmitted from the second port # 2 of the circulator 5 → the third port # 3 to the second port # 2 of the circulator 8 → The signal is input to the limiter 10 through the third port # 3, amplified by the low noise amplifier 11, and sent to the reception output terminal 12.

ここで、入出力端子９から大電力が入力された場合は、リミッタ１０にて反射されるので、低雑音増幅器１１以降の受信系が保護される。リミッタ１０での反射波は、サーキュレータ８の第３のポート＃３→第１のポート＃１、フィルタ７を通って吸収型ＳＰＳＴスイッチ６に入り、終端抵抗器６ｂにて終端される。   Here, when large power is input from the input / output terminal 9, it is reflected by the limiter 10, so that the receiving system after the low noise amplifier 11 is protected. The reflected wave at the limiter 10 enters the absorption SPST switch 6 through the third port # 3 → first port # 1 of the circulator 8, the filter 7, and is terminated by the termination resistor 6b.

このように、実施の形態１によれば、バランス型増幅器の各出力ポートに対して通過帯域がオクターブの帯域であるフィルタと、それ以上の帯域であるフィルタとを設けるとともに、バランス型増幅器の入力側に吸収型ＳＰＤＴスイッチを設け、オクターブの帯域とそれ以上の帯域との動作周波数に応じて吸収型ＳＰＤＴスイッチを切り替えることで２経路ある出力ポート（通過フィルタ）の１つを選択できるようにし、その分岐した経路を送受切り替え機能と共用したサーキュレータによって単一経路化させる構成とした。   As described above, according to the first embodiment, a filter whose passband is an octave band and a filter whose band is higher than that are provided for each output port of the balanced amplifier, and the input of the balanced amplifier. An absorption SPDT switch is provided on the side, and one of two output ports (pass filters) can be selected by switching the absorption SPDT switch according to the operating frequency of the octave band and higher band, The branched path is configured as a single path by a circulator shared with the transmission / reception switching function.

その結果、オクターブの帯域とそれ以上の帯域との全周波数帯域で高調波の抑圧が行えるので、外部へのスプリアス輻射を抑えることができる。また、オクターブ帯域の周波数ｆ０〜２ｆ０での送信動作時では、バランス型増幅器の増幅信号出力ポート側にスイッチ等の切り替え回路を付加することなく、オクターブ帯域の周波数ｆ０〜２ｆ０を通過帯域とするフィルタを選択することができるので、高出力化、高効率化が図れる。そして、送受分離回路のサーキュレータと共用できるので、通過損失は極めて少なくなる。   As a result, since harmonics can be suppressed in the entire frequency band of the octave band and higher bands, spurious radiation to the outside can be suppressed. Further, during transmission operation at the octave band frequency f0 to 2f0, a filter that uses the octave band frequency f0 to 2f0 as a pass band without adding a switching circuit such as a switch to the amplified signal output port side of the balanced amplifier. Therefore, high output and high efficiency can be achieved. And since it can share with the circulator of a transmission / reception separation circuit, a passage loss becomes very small.

なお、フィルタ４，７は、バンドパス、ローパス、バンドリジェクション等形式によらず、増幅帯域を通過し、増幅器から発生するスプリアスを抑圧できる抑圧帯域を有していればよい。   The filters 4 and 7 need only have a suppression band that can pass through the amplification band and suppress spurious generated from the amplifier, regardless of the format such as bandpass, lowpass, and band rejection.

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による広帯域増幅モジュールの構成を示すブロック図である。なお、図３では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。この実施の形態２では、受信機能を付加した広帯域増幅モジュール、つまり、広帯域送受信増幅モジュールの一例（その２）が示されている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a wideband amplification module according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals are given to components that are the same as or equivalent to the components shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will be focused on the portion related to the second embodiment. In the second embodiment, an example (part 2) of a wideband amplification module to which a reception function is added, that is, a wideband transmission / reception amplification module is shown.

図３に示すように、この実施の形態２による広帯域送受信増幅モジュールは、図１（実施の形態１）に示した構成において、サーキュレータ５，８に代えてＳＰＤＴスイッチ２０が設けられ、ＳＰＤＴスイッチ２０と入出力端子９との間にサーキュレータ２１が設けられている。そして、サーキュレータ２１と受信出力端子１２との間にリミッタ１０に代えたスイッチ２２と低雑音増幅器１１とが配置されている。   As shown in FIG. 3, in the configuration shown in FIG. 1 (Embodiment 1), the broadband transmission / reception amplification module according to Embodiment 2 includes an SPDT switch 20 in place of circulators 5 and 8, and SPDT switch 20 And the input / output terminal 9 are provided with a circulator 21. A switch 22 instead of the limiter 10 and the low noise amplifier 11 are disposed between the circulator 21 and the reception output terminal 12.

ＳＰＤＴスイッチ２０の一方の切替端は、フィルタ４の他端に接続され、他方の切替端は、フィルタ７の他端に接続され、切替制御端は、サーキュレータ２１の第１のポート＃１に接続されている。   One switching end of the SPDT switch 20 is connected to the other end of the filter 4, the other switching end is connected to the other end of the filter 7, and the switching control end is connected to the first port # 1 of the circulator 21. Has been.

サーキュレータ２１の第２のポート＃２は、入出力端子９に接続され、第３のポート＃３は、スイッチ２２の切替制御端に接続されている。サーキュレータ２１の伝達特性は、第１のポート＃１→第２のポート＃２→第３のポート＃３の順である。スイッチ２２の一方の切替端は、低雑音増幅器１１の入力端に接続され、他方の切替端は５０Ωの終端抵抗器２２ａを介して回路グラウンドに接地されている。   The second port # 2 of the circulator 21 is connected to the input / output terminal 9, and the third port # 3 is connected to the switching control terminal of the switch 22. The transfer characteristics of the circulator 21 are in the order of the first port # 1 → second port # 2 → third port # 3. One switching terminal of the switch 22 is connected to the input terminal of the low-noise amplifier 11, and the other switching terminal is grounded to the circuit ground via a 50Ω termination resistor 22a.

（実施の形態２に関わる部分の動作）
ＳＰＤＴスイッチ２０は、送信周波数がｆ０〜２ｆ０である場合は、フィルタ４の他端と接続される一方の切替端を切替制御端に接続し、送信周波数が２ｆ０〜ｆｈである場合は、フィルタ７の他端と接続される他方の切替端を切替制御端に接続するように、切替設定される。 (Operation of the part related to the second embodiment)
The SPDT switch 20 connects one switching end connected to the other end of the filter 4 to the switching control end when the transmission frequency is f0 to 2f0, and filters 7 when the transmission frequency is 2f0 to fh. Switching is set so that the other switching end connected to the other end is connected to the switching control end.

また、スイッチ２２は、受信動作時は、サーキュレータ２１の第３のポート＃３に接続される切替制御端と低雑音増幅器１１の入力端に接続される一方の切替端とを接続し、送信動作時は、サーキュレータ２１の第３のポート＃３に接続される切替制御端と終端抵抗器２２ａが接続される他方の切替端とを接続するように、切替設定される。   Further, the switch 22 connects the switching control terminal connected to the third port # 3 of the circulator 21 and one switching terminal connected to the input terminal of the low noise amplifier 11 during the reception operation, and performs the transmission operation. At this time, the switching control terminal connected to the third port # 3 of the circulator 21 and the other switching terminal to which the termination resistor 22a is connected are switched.

したがって、送信動作時は、送信周波数がｆ０〜２ｆ０である場合の増幅された送信信号は、ＳＰＤＴスイッチ２０の一方の切替端→切替制御端からサーキュレータ２１の第１のポート＃１に入力され、第２のポート＃２から入出力端子９へ送出される。送信周波数が２ｆ０〜ｆｈである場合の増幅された送信信号は、ＳＰＤＴスイッチ２０の他方の切替端→切替制御端からサーキュレータ２１の第１のポート＃１に入力され、第２のポート＃２から入出力端子９へ送出される。   Therefore, during the transmission operation, the amplified transmission signal when the transmission frequency is f0 to 2f0 is input from one switching terminal of the SPDT switch 20 to the first port # 1 of the circulator 21 from the switching control terminal, The data is sent from the second port # 2 to the input / output terminal 9. The amplified transmission signal when the transmission frequency is 2f0 to fh is input from the other switching end of the SPDT switch 20 to the first port # 1 of the circulator 21 from the switching control end, and from the second port # 2. It is sent to the input / output terminal 9.

そして、送信動作時に、入出力端子９にて反射が起こると、その反射波は、サーキュレータ２１の第３のポート＃３からスイッチ２２の切替制御端→他方の切替端を通って終端抵抗器２２ａにて終端されるので低雑音増幅器１１以降の受信系が保護される。   When reflection occurs at the input / output terminal 9 during the transmission operation, the reflected wave passes from the third port # 3 of the circulator 21 through the switching control terminal of the switch 22 to the other switching terminal, and the terminating resistor 22a. Therefore, the receiving system after the low noise amplifier 11 is protected.

また、受信動作時は、入出力端子９からサーキュレータ２１の第２のポート＃２に入力される受信信号は、サーキュレータ２１の第３のポート＃３から導通状態にあるスイッチ２２を通って低雑音増幅器１１に入力し、増幅されて受信出力端子１２へ送出される。   Further, during the reception operation, the reception signal input from the input / output terminal 9 to the second port # 2 of the circulator 21 passes through the switch 22 in the conductive state from the third port # 3 of the circulator 21 and has low noise. The signal is input to the amplifier 11, amplified, and sent to the reception output terminal 12.

この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、オクターブの帯域とそれ以上の帯域との全周波数帯域で高調波の抑圧が行えるので、外部へのスプリアス輻射を抑えることができる。   According to the second embodiment, as in the first embodiment, since harmonics can be suppressed in the entire frequency band of the octave band and higher bands, spurious radiation to the outside can be suppressed.

加えて、フィルタ選択用の出力側スイッチがＳＰＤＴスイッチ２０の１個になるため、高出力・高効率化が図られる。また、サーキュレータを削減できるため小型化でき、受信時の通過損失（ＮＦ）を改善できる。   In addition, since the output side switch for filter selection is one of the SPDT switches 20, high output and high efficiency can be achieved. Further, since the number of circulators can be reduced, the size can be reduced, and the passing loss (NF) during reception can be improved.

なお、受信系保護用にスイッチ２２を用いたが、実施の形態の形態１と同様にリミッタ１０としてもよい。この場合には、サーキュレータ２１の第３のポート＃３とスイッチ２２に代えたリミッタ１０との間に、第３のポートが終端抵抗器で終端されたサーキュレータを、その第１のポートをサーキュレータ２１の第３のポート＃３に接続し、その第２のポートをスイッチ２２に代えたリミッタ１０に接続した形で挿入し、リミッタ１０からの反射波を当該挿入したサーキュレータの第３のポートから終端抵抗器に送出して終端させる構成とすればよい。   Although the switch 22 is used for protection of the reception system, the limiter 10 may be used as in the first embodiment. In this case, between the third port # 3 of the circulator 21 and the limiter 10 replaced with the switch 22, a circulator in which the third port is terminated with a terminating resistor is used, and the first port is used as the circulator 21. Is inserted into the limiter 10 in place of the switch 22 and the reflected wave from the limiter 10 is terminated from the third port of the inserted circulator. What is necessary is just to set it as the structure which sends out to a resistor and terminates.

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による広帯域送信増幅モジュールの構成を示すブロック図である。なお、図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。この実施の形態３では、受信機能を有しない広帯域増幅モジュール、つまり、広帯域送信増幅モジュールの一例が示されている。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wideband transmission amplification module according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the same or similar components as those shown in FIG. 1 (Embodiment 1) are denoted by the same reference numerals. Here, the description will be focused on the portion related to the third embodiment. In the third embodiment, an example of a broadband amplification module having no reception function, that is, a broadband transmission amplification module is shown.

図４に示すように、この実施の形態３による広帯域送信増幅モジュールは、図１（実施の形態１）に示した構成において、サーキュレータ８、リミッタ１０、低雑音増幅器１１及び受信出力端子１２を削除した構成になっている。なお、入出力端子９は送信出力端子２５となっている。   As shown in FIG. 4, the wideband transmission amplification module according to the third embodiment deletes the circulator 8, the limiter 10, the low noise amplifier 11, and the reception output terminal 12 in the configuration shown in FIG. 1 (the first embodiment). It has a configuration. The input / output terminal 9 is a transmission output terminal 25.

（実施の形態３に関わる部分の動作）
送信周波数がｆ０〜２ｆ０である場合と２ｆ０〜ｆｈである場合での送信動作は、実施の形態１と同様に行われる。 (Operation of the part related to the third embodiment)
The transmission operation when the transmission frequency is f0 to 2f0 and when the transmission frequency is 2f0 to fh is performed in the same manner as in the first embodiment.

この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、オクターブの帯域とそれ以上の帯域との全周波数帯域で高調波の抑圧が行えるので、外部へのスプリアス輻射を抑えることができる。   According to the third embodiment, as in the first embodiment, since harmonics can be suppressed in the entire frequency band of the octave band and higher bands, spurious radiation to the outside can be suppressed.

そして、オクターブ帯域の周波数ｆ０〜２ｆ０での送信動作時では、バランス型増幅器の増幅信号出力ポート側にスイッチ等の切り替え回路を付加することなく、オクターブ帯域の周波数ｆ０〜２ｆ０を通過帯域とするフィルタを選択することができるので、高出力化、高効率化が図れる。   When transmitting at the frequency f0 to 2f0 in the octave band, a filter that uses the frequency f0 to 2f0 in the octave band as a pass band without adding a switching circuit such as a switch to the amplified signal output port side of the balanced amplifier. Therefore, high output and high efficiency can be achieved.

加えて、オクターブ帯域を超える送信周波数２ｆ０〜ｆｈでの信号パスに介在していたサーキュレータ８を無くした構成となるので、送信周波数２ｆ０〜ｆｈの信号出力時の高出力・高効率化が可能である。また、サーキュレータは１個となるので、小型化が可能である。   In addition, since the circulator 8 intervening in the signal path at the transmission frequency 2f0 to fh exceeding the octave band is eliminated, high output and high efficiency can be achieved at the time of signal output of the transmission frequency 2f0 to fh. is there. Moreover, since there is only one circulator, it is possible to reduce the size.

以上のように、この発明にかかる広帯域増幅モジュールは、不要高調波の発生を効果的に抑制して高出力化、高効率化が図れる広帯域増幅モジュールとして有用である。   As described above, the wideband amplification module according to the present invention is useful as a wideband amplification module that can effectively suppress the generation of unwanted harmonics and achieve higher output and higher efficiency.

この発明の実施の形態１による広帯域増幅モジュールの構成及び送信動作（その１）と受信動作を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the wideband amplifier module by Embodiment 1 of this invention, transmission operation | movement (the 1), and reception operation | movement. 図１に示す広帯域送受信増幅モジュールでの送信動作（その２）を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the transmission operation (the 2) in the wideband transmission / reception amplification module shown in FIG. この発明の実施の形態２による広帯域増幅モジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wideband amplification module by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による広帯域増幅モジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wideband amplification module by Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ モジュールの送信入力端子
２ 吸収型ＳＰＤＴスイッチ
２ａ，２ｂ 終端抵抗器（５０Ω）
３ バランス型増幅器
３ａ，３ｂ 単位広帯域送信増幅器
３ｃ，３ｄ ９０°位相差結合器
４ フィルタ（第１のフィルタ）
５ サーキュレータ（第１のサーキュレータ）
６ 吸収型ＳＰＳＴスイッチ
６ａ，６ｂ 終端抵抗器（５０Ω）
７ フィルタ（第２のフィルタ）
８ サーキュレータ（第２のサーキュレータ）
９ モジュールの送信出力と受信入力とで共用する入出力端子
１０ 受信系保護用のリミッタ
１１ 低雑音増幅器
１２ モジュールの受信出力端子
１５ 送信信号（ｆ０〜２ｆ０）
１６ 受信信号
１７ 送信信号（２ｆ０〜ｆｈ）
２０ ＳＰＤＴスイッチ
２１ サーキュレータ
２２ 受信系保護用のスイッチ
２２ａ 終端抵抗器（５０Ω）
２５ モジュールの送信出力端子 1 Module transmission input terminal 2 Absorption type SPDT switch 2a, 2b Termination resistor (50Ω)
3 Balance type amplifier 3a, 3b Unit wideband transmission amplifier 3c, 3d 90 ° phase difference coupler 4 Filter (first filter)
5 Circulator (first circulator)
6 Absorption type SPST switch 6a, 6b Terminating resistor (50Ω)
7 Filter (second filter)
8 Circulator (second circulator)
9 Input / output terminal shared by transmission output and reception input of module 10 Limiter for protection of reception system 11 Low noise amplifier 12 Reception output terminal of module 15 Transmission signal (f0 to 2f0)
16 Received signal 17 Transmitted signal (2f0 to fh)
20 SPDT switch 21 Circulator 22 Reception system protection switch 22a Terminating resistor (50Ω)
25 Module output terminal

Claims (4)

バランス型増幅器に入力される信号の最小周波数がｆ０で、最大周波数ｆｈが２ｆ０以上４ｆ０以下である場合に、
共通ポートと前記共通ポートに切り替えて接続される２分岐ポートとを有し、前記共通ポートが前記バランス型増幅器への入力信号が供給されるモジュールの入力端子に接続され、前記２分岐ポートが前記バランス型増幅器の２入力ポートにそれぞれ接続される吸収型ＳＰＤＴスイッチと、
前記バランス型増幅器の一方の出力ポートに直接一端が接続されるフィルタであって通過帯域がｆ０〜２ｆ０で、抑圧帯域が２ｆ０以上である第１のフィルタと、
前記バランス型増幅器の他方の出力ポートに一方のポートが接続される吸収型ＳＰＳＴスイッチと、
前記吸収型ＳＰＳＴスイッチの他方のポートに一端が接続されるフィルタであって通過帯域が２ｆ０〜ｆｈで、抑圧帯域が４ｆ０以上である第２のフィルタと、を備え、
前記バランス型増幅器に入力される信号の周波数が、周波数ｆ０〜２ｆ０である場合には、前記吸収型ＳＰＤＴスイッチは、前記バランス型増幅器の一方の入力ポートが接続される分岐ポートを終端し、他方の入力ポートが接続される分岐ポートを前記共通ポートに接続するように設定されるとともに、前記吸収型ＳＰＳＴスイッチは、開路状態になり、両ポートをそれぞれ終端するように設定され、
前記バランス型増幅器に入力される信号の周波数が、周波数２ｆ０〜ｆｈである場合には、前記吸収型ＳＰＤＴスイッチは、前記バランス型増幅器の一方の入力ポートが接続される分岐ポートを前記共通ポートに接続し、他方の入力ポートが接続される分岐ポートを終端するように設定されるとともに、前記吸収型ＳＰＳＴスイッチは、両ポート間を導通状態にするように設定される、
ことを特徴とする広帯域増幅モジュール。 When the minimum frequency of the signal input to the balanced amplifier is f0 and the maximum frequency fh is 2f0 or more and 4f0 or less,
A common port and a two-branch port switched to the common port, the common port is connected to an input terminal of a module to which an input signal to the balanced amplifier is supplied, and the two-branch port is An absorption SPDT switch connected to each of the two input ports of the balanced amplifier;
A first filter having one end connected directly to one output port of the balanced amplifier and having a pass band of f0 to 2f0 and a suppression band of 2f0 or more;
An absorption SPST switch having one port connected to the other output port of the balanced amplifier;
A filter having one end connected to the other port of the absorption-type SPST switch and having a pass band of 2f0 to fh and a suppression band of 4f0 or more;
When the frequency of the signal input to the balanced amplifier is a frequency f0 to 2f0, the absorption SPDT switch terminates a branch port to which one input port of the balanced amplifier is connected, and the other A branch port to which the input port is connected is set to be connected to the common port, and the absorption SPST switch is in an open state and is set to terminate both ports,
When the frequency of the signal input to the balanced amplifier is 2f0 to fh, the absorption SPDT switch uses the branch port to which one input port of the balanced amplifier is connected as the common port. And connecting and terminating the branch port to which the other input port is connected, and the absorption SPST switch is set to be in a conductive state between the two ports.
A broadband amplification module characterized by that. 第１のポートが前記第１のフィルタの他端に接続され、第２のポートがモジュールの送信出力と受信入力の共用に用いる入出力端子に接続される第１のサーキュレータと、
第１のポートが前記第２のフィルタの他端に接続され、第２のポートが前記第１のサーキュレータの第３のポートに接続される第２のサーキュレータと、
入力端が前記第２のサーキュレータの第３のポートにリミッタを介して接続され、出力端がモジュールの受信出力ポートに接続される低雑音増幅器と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の広帯域増幅モジュール。 A first circulator having a first port connected to the other end of the first filter and a second port connected to an input / output terminal used for sharing the transmission output and reception input of the module;
A second circulator having a first port connected to the other end of the second filter and a second port connected to a third port of the first circulator;
A low-noise amplifier having an input end connected to a third port of the second circulator via a limiter and an output end connected to a reception output port of the module;
The broadband amplification module according to claim 1, comprising: 一方の切替端が前記第１のフィルタの他端に接続され、他方の切替端が前記第２のフィルタの他端に接続されるＳＰＤＴスイッチと、
第１のポートが前記ＳＰＤＴスイッチの切替制御端に接続され、第２のポートがモジュールの送信出力と受信入力の共用に用いる入出力端子に接続されるサーキュレータと、
入力ポートが前記サーキュレータの第３のポートにリミッタまたはスイッチを介して接続され、出力ポートがモジュールの受信出力ポートに接続される低雑音増幅器と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の広帯域増幅モジュール。 An SPDT switch having one switching end connected to the other end of the first filter and the other switching end connected to the other end of the second filter;
A circulator having a first port connected to a switching control terminal of the SPDT switch, and a second port connected to an input / output terminal used for sharing a transmission output and a reception input of the module;
A low noise amplifier having an input port connected to the third port of the circulator via a limiter or switch, and an output port connected to the receiving output port of the module;
The broadband amplification module according to claim 1, comprising: 第１のポートが前記第１のフィルタの他端に接続され、第２のポートがモジュールの送信出力端子に接続され、第３のポートが前記第２のフィルタの他端に接続されるサーキュレータ、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の広帯域増幅モジュール。 A circulator having a first port connected to the other end of the first filter, a second port connected to a transmission output terminal of the module, and a third port connected to the other end of the second filter;
The broadband amplification module according to claim 1, comprising:

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