JP3427638B2 - Variable output multi-stage power amplifier - Google Patents
Variable output multi-stage power amplifierInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、伝送波を増幅す
る電力増幅装置に関するもので、特にマイクロ波帯から
ミリ波帯の周波数帯域で使用される多段電力増幅装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifier for amplifying a transmission wave, and more particularly to a multistage power amplifier used in a frequency band from a microwave band to a millimeter wave band.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は、従来の出力電力可変型の多段電
力増幅装置を示す代表的な回路図である。１は増幅装置
の入力端子、２は増幅装置の出力端子、３は前段増幅
部、２０は最終段増幅部である。最終段増幅部２０は、
電界効果トランジスタ４（以下ＦＥＴと記す）、ＦＥＴ
の入力整合回路５及び出力整合回路６により構成され
る。９は最終段増幅部の入力端子、４８は最終段増幅部
の出力端子、１０は出力切り替えの入力側スイッチ、４
５はバイパス線路用の伝送線路、４６は伝送線路４５の
入力端子、４７は伝送線路４５の出力端子、４９は出力
切り替えの出力側スイッチである。入力側スイッチ１０
により最終段増幅部の入力端子９と伝送線路４５の入力
端子４６の接続の切り替えが行なわれ、出力側スイッチ
４９により伝送線路４５の出力端子４７と最終段増幅部
の出力端子４８の接続の切り替えが行なわれる。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a typical circuit diagram showing a conventional output power variable type multistage power amplifier. Reference numeral 1 is an input terminal of the amplifying apparatus, 2 is an output terminal of the amplifying apparatus, 3 is a front-stage amplifying section, and 20 is a final-stage amplifying section. The final stage amplification unit 20 is
Field effect transistor 4 (hereinafter referred to as FET), FET
The input matching circuit 5 and the output matching circuit 6 of FIG. 9 is an input terminal of the final stage amplifier, 48 is an output terminal of the final stage amplifier, 10 is an input side switch for switching the output, 4
5 is a transmission line for a bypass line, 46 is an input terminal of the transmission line 45, 47 is an output terminal of the transmission line 45, and 49 is an output side switch for switching the output. Input side switch 10
The connection between the input terminal 9 of the final stage amplification section and the input terminal 46 of the transmission line 45 is switched by the switch, and the connection between the output terminal 47 of the transmission line 45 and the output terminal 48 of the final stage amplification section is switched by the output side switch 49. Is performed.
【０００３】次に動作について説明する。先ず、入力端
子１よりマイクロ波帯からミリ波帯の伝送波が入力され
前段増幅部３により増幅される。高出力動作時には、入
力側スイッチ１０はＦＥＴ４を含む最終段増幅部２０の
入力端子９に接続され、出力側スイッチ４９は最終段増
幅部２０の出力端子４８に接続されるので、前段増幅部
３により増幅された伝送波は、最終段増幅部２０で増幅
され出力端子２より出力される。Next, the operation will be described. First, a transmission wave from the microwave band to the millimeter wave band is input from the input terminal 1 and amplified by the pre-stage amplifier 3. At the time of high output operation, the input side switch 10 is connected to the input terminal 9 of the final stage amplifying section 20 including the FET 4, and the output side switch 49 is connected to the output terminal 48 of the final stage amplifying section 20. The transmission wave amplified by is amplified by the final stage amplifier 20 and output from the output terminal 2.
【０００４】次に、小出力動作時には、入力側スイッチ
１０はバイパス線路用の伝送線路４５の入力端子４６に
接続され、出力側スイッチ４９は上記バイパス線路用の
伝送線路４５の出力端子４７に接続されるので、前段増
幅部３により増幅された伝送波は、バイパス線路用の伝
送線路４５を介して出力端子２より出力され、前段増幅
部３の出力をそのまま得ることができる。Next, during a small output operation, the input side switch 10 is connected to the input terminal 46 of the bypass line transmission line 45, and the output side switch 49 is connected to the output terminal 47 of the bypass line transmission line 45. Therefore, the transmission wave amplified by the pre-stage amplification section 3 is output from the output terminal 2 via the transmission line 45 for the bypass line, and the output of the pre-stage amplification section 3 can be obtained as it is.
【０００５】この様な出力電力可変型の多段増幅装置
は、小出力動作時には最終増幅部２０を構成するＦＥＴ
４の電源を切ることによって、大幅な消費電流の低減が
可能であり、移動体通信および衛星通信用の増幅装置と
して大変効果的である。In such a variable output power type multi-stage amplifying device, the FET constituting the final amplifying section 20 is operated at a small output operation.
By turning off the power supply of No. 4, it is possible to greatly reduce the current consumption, and it is very effective as an amplifying device for mobile communication and satellite communication.
【０００６】図８は、従来技術の他の１例である特開平
４−２６０２０９号公報に記載された出力可変型の多段
増幅装置を示す回路構成図である。１、２、３、９、１
０は図７において説明した構成の同一又は相当部を示
し、説明を省略する。５１は後段増幅部、５２は後段増
幅部のバイパス線路であり、基本波のほぼ（１／２）×
ｎ波長（ｎは正整数）の長さの伝送線路である。４６は
バイパス線路５２の入力端子である。後段増幅部のバイ
パス線路５２は一端を後段増幅部５１の出力端に接続さ
れている。FIG. 8 is a circuit diagram showing a variable output type multistage amplifying device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-260209, which is another example of the prior art. 1, 2, 3, 9, 1
Reference numeral 0 indicates the same or corresponding part of the configuration described in FIG. 7, and description thereof will be omitted. Reference numeral 51 is a post-stage amplification section, and 52 is a bypass line of the post-stage amplification section.
A transmission line having a length of n wavelengths (n is a positive integer). 46 is an input terminal of the bypass line 52. One end of the bypass line 52 of the post-stage amplification section is connected to the output end of the post-stage amplification section 51.
【０００７】動作を説明する。基本的動作は図７の従来
技術と同様である。高出力動作時には入力側スイッチ１
０は後段増幅部５１の入力端子９に接続され、小出力動
作時にはバイパス線路５２の入力端子４６に切り替えら
れる。バイパス線路５２の長さを、基本波のほぼ（１／
２）×ｎ波長（ｎは正整数）とすることにより、高出力
動作時には、後段増幅部５１の出力端から上記の伝送線
路側５２を見た場合、インピーダンスは開放になり終段
増幅部５１の出力に影響を与えない効果があるThe operation will be described. The basic operation is similar to that of the conventional technique shown in FIG. Input side switch 1 during high output operation
0 is connected to the input terminal 9 of the post-stage amplification section 51, and is switched to the input terminal 46 of the bypass line 52 during the small output operation. The length of the bypass line 52 is set to be approximately (1 /
2) × n wavelengths (n is a positive integer), the impedance becomes open when the transmission line side 52 is viewed from the output end of the post-stage amplification section 51 during high-power operation, and the final-stage amplification section 51 is opened. Has the effect of not affecting the output of
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記のような方式によ
る出力可変多段電力増幅装置は、消費電流の低減を図る
場合有効である。しかし、図７に示された従来技術にお
いては、出力電力可変増幅装置は出力側スイッチ４９を
有し、高出力動作時に出力側スイッチ４９に大きな高周
波電流が流れるため伝送損失が大きくなり、高出力動作
時の効率が低下するという問題があった。スイッチとし
ては例えばＦＥＴを用いたスイッチがある。ＦＥＴを用
いたスイッチはＯＦＦ状態においては直列の容量で表さ
れ高周波での損失は小さいが、ＯＮ状態においては直列
の抵抗で表され、高周波電流が流れることによる損失が
大きくなる。The variable output multistage power amplifier according to the above-mentioned method is effective in reducing current consumption. However, in the conventional technique shown in FIG. 7, the variable output power amplifier has an output side switch 49, and a large high frequency current flows through the output side switch 49 during high output operation, resulting in a large transmission loss and a high output. There was a problem that the efficiency during operation was reduced. As the switch, for example, there is a switch using an FET. A switch using an FET is represented by a series capacitance in the OFF state and has a small loss at high frequencies, but is represented by a series resistance in the ON state, and the loss due to the flow of a high frequency current is large.
【０００９】次に、図８に示された従来の出力可変多段
増幅装置では、小出力動作時に使用するバイパス用の伝
送線路５２は、その長さが基本波のほぼ（１／２）×ｎ
波長であるために、後段増幅部５１の出力端から前記伝
送線路側５２を見たインピーダンスが開放となり、高出
力動作時に終段増幅部５１の出力に影響を与えない効果
がある。しかし、前記伝送線路５２は何等の作用を有し
ていないにもかかわず、（１／２）×ｎ波長の長さを有
し、特にマイクロ波においてはその物理的な大きさが非
常に大きくなるという問題があった。Next, in the conventional variable output multistage amplifying apparatus shown in FIG. 8, the length of the bypass transmission line 52 used at the time of small output operation is about (1/2) × n of the fundamental wave.
Since the wavelength is the wavelength, the impedance seen from the output end of the post-stage amplification section 51 to the transmission line side 52 is opened, and there is an effect that the output of the final-stage amplification section 51 is not affected during high output operation. However, the transmission line 52 has a length of (1/2) × n wavelength regardless of having no action, and its physical size is very large especially in the microwave. There was a problem of becoming.
【００１０】また、前段増幅部３のみが動作している小
出力動作時にも、バイパス線路５２は単にその出力の伝
送作用を有するのみであった。本発明は、上記のような
問題を解決するためになされたものであり、伝送線路を
有効に利用することで動作時の伝送損失を減少させ、高
効率の出力可変多段電力増幅装置を得ることを第１の目
的としている。さらに、小型化させることのできる出力
可変多段電力増幅装置を得ることを第２の目的としてい
る。Further, even at the time of a small output operation in which only the preamplifier 3 is operating, the bypass line 52 merely has a transmission function of its output. The present invention has been made to solve the above problems, and effectively uses a transmission line to reduce transmission loss during operation and to obtain a highly efficient output variable multistage power amplifier. Is the first purpose. Further, a second object is to obtain an output variable multistage power amplifier device that can be downsized.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る出力可
変多段電力増幅装置は、入力端子より入力された伝送波
を増幅する第１の増幅手段と、前記第１の増幅手段によ
り増幅された伝送波を入力し第１の切り替え端子と第２
の切り替え端子のいずれかを選択する第１のスイッチ手
段と、前記第１の切り替え端子に接続され、入力された
伝送波を増幅する第２の増幅手段と、前記第２の切り替
え端子及び前記第２の増幅手段の出力側の一端に接続さ
れ、基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０また
は正整数）相当の長さを有し、前記第２の切り替え端子
より入力された伝送波を前記増幅手段の出力側の一端に
出力する第１の伝送線路と、一端が前記第２の切り替え
端子に接続され、基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長
（ｎは０または正整数）相当の長さを有する第２の伝送
線路と、前記第２の伝送線路の他端と接地端に各々接続
され、当該第２の伝送線路の接地と開放を選択する第２
のスイッチ手段を備え、高出力動作時には、前記第１の
スイッチ手段は前記第１の切り替え端子を選択し、前記
第２のスイッチ手段は前記第２の伝送線路の他端を開放
し、小出力動作時には、前記第１のスイッチ手段は前記
第２の切り替え端子を選択し、前記第２のスイッチ手段
は前記第２の伝送線路の他端を接地するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an output variable multistage power amplifying device comprising: first amplifying means for amplifying a transmission wave input from an input terminal; and the first amplifying means for amplifying the transmitted wave. Input the transmitted wave to the first switching terminal and the second
Switching means for selecting any one of the switching terminals, second amplification means connected to the first switching terminal and amplifying the input transmission wave, the second switching terminal and the second switching means. 2 is connected to one end on the output side of the amplifying means, has a length corresponding to (1/4 + 1/2 × n) wavelengths (n is 0 or a positive integer) of the fundamental wave, and is input from the second switching terminal. A first transmission line that outputs the generated transmission wave to one end on the output side of the amplification means and one end that is connected to the second switching terminal, and has a (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n Is a 0 or a positive integer) and a second transmission line having a length equivalent to that of the second transmission line, and the second transmission line is connected to the other end and the grounding end of the second transmission line. Two
In a high output operation, the first switching means selects the first switching terminal, the second switching means opens the other end of the second transmission line, and outputs a small output. In operation, the first switch means selects the second switching terminal, and the second switch means grounds the other end of the second transmission line.
【００１２】第２の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第３の伝送線
路を有し、当該第３の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を接地され
たものである。A variable output multistage power amplifying apparatus according to a second aspect of the present invention is the variable output multistage power amplifying apparatus according to the first aspect, further comprising (1/4 + 1/2 × n) wavelengths (n) of a fundamental wave.
Is 0 or a positive integer) and has a third transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Is connected to one end on the output side of the amplifying means and the other end is grounded.
【００１３】第３の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第４の伝送線
路を有し、当該第４の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を前記第１
のスイッチの第２の切り替え端子に接続されたものであ
る。A variable output multistage power amplifying apparatus according to a third aspect of the present invention is the variable output multistage power amplifying apparatus according to the first aspect, further comprising a second harmonic (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n).
Is a zero or a positive integer) and has a fourth transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Is connected to one end on the output side of the amplifying means, and the other end is connected to the first side.
Is connected to the second switching terminal of the switch.
【００１４】第４の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第５の伝送線
路を有し、当該第５の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を開放され
たものである。A variable output multistage power amplifying apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the variable output multistage power amplifying apparatus according to the first aspect of the invention, further comprising a second harmonic (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n).
Is a 0 or a positive integer) and has a fifth transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Is connected to one end on the output side of the amplifying means and the other end is opened.
【００１５】第５の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第６の伝送線
路を有し、当該第６の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を前記第２
の伝送線路の他端に接続されたものである。A variable output multistage power amplifying apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the variable output multistage power amplifying apparatus according to the first aspect of the invention, further comprising a second harmonic (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n).
Is a zero or a positive integer) and has a sixth transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Is connected to one end on the output side of the amplifying means, and the other end is connected to the second side.
Is connected to the other end of the transmission line.
【００１６】また、第１、第２、第３、第４又は第５の
発明に係る出力可変多段電力増幅装置において、各伝送
線路は、少なくともいずれか一つが集中定数回路により
構成されたものである。 Further, first, second, third, at the output variable multistage power amplifier device according to the fourth or fifth invention, each transmission
At least one of the lines is composed of a lumped constant circuit.
【００１７】[0017]
実施の形態１．図１はこの発明の１実施の形態である出
力可変多段電力増幅装置の回路図を示したものである。
図１において、１は出力可変多段電力増幅装置の入力端
子、２は出力可変多段電力増幅装置の出力端子、３は前
段増幅部、２０は最終段増幅部である。最終段増幅部２
０は、電界効果トランジスタ４（以下ＦＥＴと記す）、
ＦＥＴ４の入力整合回路５及び出力整合回路６により構
成される。９は最終段増幅部の入力端子、１０は出力切
り替えの入力側スイッチ、１２はバイパス線路用の第１
の伝送線路、４６は前記第１の伝送線路１２の入力端
子、１３は第２の伝送線路、１４は前記第２の伝送線路
の先端部の端子である。１５は第２のスイッチであリ、
前記第２の伝送線路１３の先端に設けられた端子１４と
接地端子の接続の切り替えを行う。Embodiment 1. FIG. 1 is a circuit diagram of an output variable multistage power amplifying device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is an input terminal of an output variable multistage power amplifier, 2 is an output terminal of an output variable multistage power amplifier, 3 is a front stage amplifier, and 20 is a final stage amplifier. Final stage amplifier 2
0 is a field effect transistor 4 (hereinafter referred to as FET),
It is composed of an input matching circuit 5 and an output matching circuit 6 of the FET 4. Reference numeral 9 is an input terminal of the final stage amplifier, 10 is an input side switch for switching the output, and 12 is a first bypass line.
Transmission line, 46 is an input terminal of the first transmission line 12, 13 is a second transmission line, and 14 is a terminal at the tip of the second transmission line. 15 is a second switch,
The connection between the terminal 14 provided at the tip of the second transmission line 13 and the ground terminal is switched.
【００１８】前記第１の伝送線路１２及び第２の伝送線
路１３はそれぞれ伝送波中に含まれる基本波に対して１
／４波長の長さを有している。前記第１の伝送線路１２
の出力端はＦＥＴ４と出力整合回路６の間に接続され、
前記第２の伝送線路１３は前記第１の伝送線路１２の入
力端子４６に接続されている。ここで、出力切り替えの
入力側スイッチ１０等により第１のスイッチを構成し、
前段増幅部３等により第１の増幅手段を構成する。また
ＦＥＴ４と入力整合回路５と出力整合回路６等により第
２の増幅手段を構成する。Each of the first transmission line 12 and the second transmission line 13 is 1 with respect to the fundamental wave contained in the transmission wave.
It has a length of / 4 wavelength. The first transmission line 12
The output terminal of is connected between the FET 4 and the output matching circuit 6,
The second transmission line 13 is connected to the input terminal 46 of the first transmission line 12. Here, the first switch is configured by the input side switch 10 for switching the output,
The first-stage amplification section 3 and the like constitute a first amplification means. Further, the FET 4, the input matching circuit 5, the output matching circuit 6 and the like constitute a second amplifying means.
【００１９】次に、動作について説明する。図１におい
て入力端子１より例えばマイクロ波帯からミリ波帯の伝
送波が入力され前段増幅部３により増幅される。高出力
動作時において、入力側スイッチ１０は最終段増幅部２
０の入力端子９に接続され、第２のスイッチ１５はＯＦ
Ｆにされる。前段増幅部３により増幅された伝送波は、
入力側スイッチ１０、入力整合回路５を通り、ＦＥＴ４
で増幅される。増幅された伝送波は、出力整合回路６を
通り、出力端子２から出力される。このとき、出力整合
回路６により基本波において整合を実現している。Next, the operation will be described. In FIG. 1, for example, a transmission wave in the microwave band to the millimeter wave band is input from the input terminal 1 and is amplified by the pre-stage amplifier 3. At the time of high output operation, the input side switch 10 is the final stage amplifier 2
0 is connected to the input terminal 9 and the second switch 15 is OF
It is set to F. The transmission wave amplified by the pre-stage amplifier 3 is
FET4 through the input side switch 10 and the input matching circuit 5.
Is amplified by. The amplified transmission wave passes through the output matching circuit 6 and is output from the output terminal 2. At this time, the output matching circuit 6 realizes matching in the fundamental wave.
【００２０】第１の伝送線路１２と第２の伝送線路１３
を合わせた伝送線路の長さは、基本波に対して１／２波
長となり、第２のスイッチ１５をＯＦＦにするため先端
が開放となるので、ＦＥＴ４の出力端から見て第１及び
第２の伝送線路１２、１３のインピーダンスは開放にな
る。また、高出力動作時には、前記第２のスイッチ１５
をＯＦＦにするので、第２のスイッチ１５に高周波電流
が流れないため、第２のスイッチ１５による損失を小さ
くできる。The first transmission line 12 and the second transmission line 13
The total length of the transmission lines is 1/2 wavelength with respect to the fundamental wave, and the tip is opened to turn off the second switch 15. Therefore, the first and second transmission lines are seen from the output end of the FET 4. The impedances of the transmission lines 12 and 13 are open. Further, at the time of high output operation, the second switch 15
Is turned off, a high-frequency current does not flow in the second switch 15, so that the loss due to the second switch 15 can be reduced.
【００２１】次に、小出力動作時について説明する。小
出力動作時において、入力側スイッチ１０はバイパス線
路の入力端子４６に接続される。また、前記スイッチ１
５をＯＮにし、前記第２の伝送線路１３の端子１４が接
地端子に接続される。前段増幅部３により増幅された伝
送波は、入力側スイッチ１０より第１の伝送線路１２、
出力整合回路６、出力端子２を通して出力されることに
より前段増幅部３の出力をそのまま得ることができる。Next, a small output operation will be described. In the small output operation, the input side switch 10 is connected to the input terminal 46 of the bypass line. Also, the switch 1
5 is turned on, and the terminal 14 of the second transmission line 13 is connected to the ground terminal. The transmission wave amplified by the pre-stage amplifier 3 is transmitted from the input side switch 10 to the first transmission line 12,
By outputting through the output matching circuit 6 and the output terminal 2, the output of the preamplifier 3 can be obtained as it is.
【００２２】前記第２の伝送線路１３は、基本波に対し
て１／４波長の先端短絡伝送線路となり、前段増幅部３
の出力端から見て第２の伝送線路１３のインピーダンス
は開放となる。さらに前段増幅部３の出力端から見た第
２の伝送線路１３のインピーダンスは２倍波に対して短
絡になるので、２倍波反射回路を構成する。また、第１
の伝送線路１２は基本波に対して１／４波長の長さであ
り、４分の１波長インピーダンス変成器となり、前段増
幅部３の出力端と、出力整合回路６の入力端のインピー
ダンスの整合を取ることができる。The second transmission line 13 is a tip short-circuited transmission line having a quarter wavelength with respect to the fundamental wave, and the pre-amplifier 3
The impedance of the second transmission line 13 is open when viewed from the output end of the. Further, the impedance of the second transmission line 13 as seen from the output end of the pre-amplifier 3 is short-circuited with respect to the second harmonic wave, so that a second harmonic wave reflection circuit is formed. Also, the first
The transmission line 12 has a length of 1/4 wavelength with respect to the fundamental wave and becomes a quarter-wavelength impedance transformer, and the impedance matching between the output end of the pre-amplifier 3 and the input end of the output matching circuit 6 is achieved. Can take
【００２３】以上のように本実施の形態によれば、第１
に、高出力動作時に第１及び第２の伝送線路１２、１３
とを合わせた伝送線路の長さが、基本波に対して１／２
波長となり、第２のスイッチ１５をＯＦＦにするため先
端が開放となるので、最終段ＦＥＴ４の出力端から見て
第１及び第２の伝送線路１２、１３のインピーダンスは
開放になる。そのため、伝送波を第１及び第２の伝送線
路１２、１３に流れ込むことなく出力することができ、
ＦＥＴ４の効率を良くすると共に、バイパス線路のイン
ピーダンスを考慮する必要がなくなるため、設計を容易
にすることができる。また、従来技術（図７）にある出
力側スイッチ４９を削除することにより、伝送損失を低
減することができる。As described above, according to this embodiment, the first
In addition, at the time of high output operation, the first and second transmission lines 12, 13
The transmission line length including
Since the wavelength is reached and the tip is opened to turn off the second switch 15, the impedances of the first and second transmission lines 12 and 13 are opened as seen from the output end of the final stage FET 4. Therefore, the transmitted wave can be output without flowing into the first and second transmission lines 12 and 13,
Since the efficiency of the FET 4 is improved and it is not necessary to consider the impedance of the bypass line, the design can be facilitated. Further, by eliminating the output side switch 49 in the conventional technique (FIG. 7), the transmission loss can be reduced.
【００２４】第２に、高出力動作時において、スイッチ
１５をＯＦＦにするので、スイッチ１５に高周波電流が
流れないため、スイッチ１５による損失を小さくするこ
とができる。Second, since the switch 15 is turned off during the high output operation, a high frequency current does not flow through the switch 15, so that the loss due to the switch 15 can be reduced.
【００２５】第３に、小出力動作時において、スイッチ
１５をＯＮにし第２の伝送線路１３の端子１４が接地端
子に接続される。第２の伝送線路１３は基本波に対して
１／４波長の先端短絡伝送線路となり、前段増幅部３の
出力端から見て第２の伝送線路１３のインピーダンスは
基本波においては開放となる。このため、伝送波を第２
の伝送線路１３に流れ込むことなく出力することがで
き、小出力動作時において前段増幅部３の効率を良くす
ることができる。同時に、前段増幅部３の出力端から見
て第２の伝送線路１３のインピーダンスは２倍波におい
て短絡になるので、２倍波反射回路を構成し、小出力動
作時においてさらに前段増幅部３の効率を良くすること
ができる。Thirdly, in the small output operation, the switch 15 is turned on and the terminal 14 of the second transmission line 13 is connected to the ground terminal. The second transmission line 13 is a tip short-circuited transmission line having a quarter wavelength with respect to the fundamental wave, and the impedance of the second transmission line 13 is open at the fundamental wave when viewed from the output end of the pre-amplifier 3. Therefore, the transmitted wave is
The output can be performed without flowing into the transmission line 13, and the efficiency of the pre-amplifier 3 can be improved during the small output operation. At the same time, the impedance of the second transmission line 13 when viewed from the output end of the pre-amplifier 3 is short-circuited at the second harmonic, so that a double-wave reflection circuit is configured to further reduce the impedance of the pre-amplifier 3 during the small output operation. You can improve efficiency.
【００２６】第４に、小出力動作時に、バイパスとして
用いられる第１の伝送線路１２は基本波に対して１／４
波長の長さであり、４分の１波長インピーダンス変成器
となり、前段増幅部３の出力端と、出力整合回路６の入
力端のインピーダンスの整合を取ることができる。この
ため、小出力動作時において前段増幅部３の効率を良く
することができる。Fourth, at the time of small output operation, the first transmission line 12 used as a bypass has a quarter of the fundamental wave.
It is the length of the wavelength, which is a quarter-wavelength impedance transformer, and the impedance of the output end of the pre-stage amplifier 3 and the input end of the output matching circuit 6 can be matched. Therefore, the efficiency of the pre-amplifier 3 can be improved during the low output operation.
【００２７】尚、上記実施の形態においては、第１の伝
送線路１２はＦＥＴ４の出力端に接続されているが、出
力整合回路６の一点に接続してもよい。また、第１、第
２の伝送線路１２、１３は基本波の１／４波長に限らず
基本波の（１／４＋１／２×ｎ）（ｎは０もしくは正の
整数）であってもよい。但し、１／４波長とすることで
装置を小型化することが可能となる。さらに、上記効果
を得られる限り厳密に基本波の１／４波長である必用は
なく、１／４波長相当の長さを有すればよい。これらの
点は以降に説明する実施の形態でも同様である。Although the first transmission line 12 is connected to the output terminal of the FET 4 in the above embodiment, it may be connected to one point of the output matching circuit 6. The first and second transmission lines 12 and 13 are not limited to the quarter wavelength of the fundamental wave and may be (1/4 + 1/2 × n) of the fundamental wave (n is 0 or a positive integer). . However, the device can be downsized by setting the wavelength to ¼. Further, as long as the above-mentioned effect can be obtained, it is not strictly necessary that the wavelength is 1/4 wavelength of the fundamental wave, and it is sufficient that the length is equivalent to 1/4 wavelength. These points are the same in the embodiments described below.
【００２８】実施の形態２．実施の形態２は実施の形態
１と同様、この発明の１実施の形態である出力電力可変
高効率増幅装置である。図２に本実施の形態の回路図を
示す。図２において、１〜６、９〜１０、１２〜１５、
４６は図１において説明した構成の同一又は相当部を示
し、説明を省略する。５０は第３の伝送線路であり、一
端を短絡され他の一端を最終段ＦＥＴ４の出力端に接続
されている。第３の伝送線路５０は基本波に対して１／
４波長の長さを有している。Embodiment 2. The second embodiment is, like the first embodiment, an output power variable high efficiency amplifying apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a circuit diagram of this embodiment. In FIG. 2, 1-6, 9-10, 12-15,
Reference numeral 46 denotes the same or corresponding part of the configuration described in FIG. 1, and the description will be omitted. A third transmission line 50 has one end short-circuited and the other end connected to the output end of the final stage FET 4. The third transmission line 50 is 1/100 of the fundamental wave.
It has a length of 4 wavelengths.
【００２９】次に、動作について説明する。基本的動作
は実施の形態１（図１）と同様である。図２において、
第３の伝送線路５０は基本波に対して１／４波長の長さ
を有し、先端が短絡されているため、基本波に対しては
高出力動作時、小出力動作時いずれの場合にもインピー
ダンスが開放となる。Next, the operation will be described. The basic operation is similar to that of the first embodiment (FIG. 1). In FIG.
The third transmission line 50 has a length of 1/4 wavelength with respect to the fundamental wave, and the tip thereof is short-circuited. Also opens the impedance.
【００３０】２倍波に対しては、高出力動作時において
はＦＥＴ４の出力端からみた第３の伝送線路５０のイン
ピーダンスが短絡となり、２倍波反射回路として作用す
る。小出力動作時においては、前段増幅部３の出力端か
ら見て第３の伝送線路５０のインピーダンスが短絡とな
り、２倍波反射回路として作用する。For the second harmonic, the impedance of the third transmission line 50 seen from the output end of the FET 4 is short-circuited during high output operation, and the third transmission line 50 functions as a second harmonic reflection circuit. During the small output operation, the impedance of the third transmission line 50 is short-circuited when viewed from the output end of the pre-amplification unit 3, and the third transmission line 50 functions as a double wave reflection circuit.
【００３１】以上のように、本発明においては、実施の
形態１の効果に加え、第３の伝送線路５０は基本波に対
しては高出力動作時、小出力動作時いずれの場合にもイ
ンピーダンスが開放となるため、出力に何ら影響を与え
ることはない。同時に、２倍波に対しては、高出力動作
時、小出力動作時いずれの場合にも第３の伝送線路５０
のインピーダンスが短絡となり２倍波反射回路として作
用するため、高出力時にはＦＥＴ４の、小出力時には前
段増幅部３の高効率動作が可能となる。As described above, according to the present invention, in addition to the effect of the first embodiment, the impedance of the third transmission line 50 with respect to the fundamental wave is high in both high power operation and low power operation. Since it is open, it has no effect on the output. At the same time, for the second harmonic, the third transmission line 50 is used in both high power operation and low power operation.
Since the impedance of 2 is short-circuited and acts as a double wave reflection circuit, it is possible to operate the FET 4 at high output and the high efficiency operation of the preamplifier 3 at low output.
【００３２】尚、上記実施の形態においては、第３の伝
送線路５０は基本波に対して１／４波長の長さを有する
が、基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０もし
くは正の整数）であってもよい。但し、１／４波長とす
ることで装置を小型化することが可能となる。また、上
記効果を得られる限り厳密に基本波の１／４波長である
必要はなく、１／４波長相当の長さを有すればよい。In the above embodiment, the third transmission line 50 has a length of 1/4 wavelength with respect to the fundamental wave, but the (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n May be 0 or a positive integer). However, the device can be downsized by setting the wavelength to ¼. Further, as long as the above-mentioned effect can be obtained, it is not strictly necessary that the wavelength is a quarter wavelength of the fundamental wave, and it may be a length corresponding to a quarter wavelength.
【００３３】実施の形態３．実施の形態３は実施の形態
１と同様、この発明の１実施の形態である出力電力可変
多段電力増幅装置である。図３に本実施の形態の回路図
を示す。図３において、１〜６、９〜１０、１２〜１
５、４６は図１において説明した構成の同一もしくは相
当部であり、説明を省略する。５３は第１の伝送線路１
２と並列に接続した第４の伝送線路である。当該第４の
伝送線路５３は２倍波に対して１／４波長の長さを有す
る。Embodiment 3. Similar to the first embodiment, the third embodiment is an output power variable multistage power amplifier device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a circuit diagram of this embodiment. In FIG. 3, 1-6, 9-10, 12-1
Reference numerals 5 and 46 are the same or corresponding parts of the configuration described in FIG. 53 is the first transmission line 1
It is a fourth transmission line connected in parallel with 2. The fourth transmission line 53 has a length of 1/4 wavelength with respect to the second harmonic.
【００３４】次に、動作について説明する。基本的動作
は実施の形態１（図１）と同様である。バイパス線路と
しての第１の伝送線路１２と並列に、２倍波に対して１
／４波長の長さの第４の伝送線路５３を設けている。そ
のため、特に高出力動作時には、ＦＥＴ４の出力端から
見た第４の伝送線路５３のインピーダンスは２倍波に対
して短絡となリ、基本波に対しては、上記第４の伝送線
路５３は先端開放の１／８波長伝送線路として働く。Next, the operation will be described. The basic operation is similar to that of the first embodiment (FIG. 1). In parallel with the first transmission line 12 as a bypass line, 1 for the second harmonic
A fourth transmission line 53 having a length of / 4 wavelength is provided. Therefore, especially at the time of high output operation, the impedance of the fourth transmission line 53 seen from the output end of the FET 4 is short-circuited with respect to the second harmonic, and with respect to the fundamental wave, the fourth transmission line 53 is It works as an open 1/8 wavelength transmission line.
【００３５】以上のように本発明においては、高出力動
作時には、実施の形態１と同様の効果に加え、ＦＥＴ４
の出力端から見た第４の伝送線路５３のインピーダンス
は、２倍波に対して短絡となるこのため２倍波反射回路
として作用し、ＦＥＴ４の高効率動作が可能となる。基
本波に対しては、先端開放の１／８波長伝送線路として
働くためこれを考慮した出力整合回路６を設計すればよ
く、ＦＥＴ４の高効率動作が可能となると同時に出力整
合回路６の小型化が可能となる。As described above, in the present invention, at the time of high output operation, in addition to the effect similar to that of the first embodiment, the FET 4
Since the impedance of the fourth transmission line 53 seen from the output end of is short-circuited with respect to the second harmonic wave, it functions as a second harmonic wave reflection circuit, and the FET 4 can operate with high efficiency. For the fundamental wave, it works as a 1/8 wavelength transmission line with an open end, so the output matching circuit 6 may be designed in consideration of this, and the FET 4 can operate at high efficiency, and at the same time the output matching circuit 6 can be downsized. Is possible.
【００３６】小出力動作時においては、実施の形態１と
同様の効果を有する。尚、本実施の形態では、第４の伝
送線路５３は２倍波に対して１／４波長の長さを有する
こととしたが、２倍波に対して（１／４＋１／２×ｎ）
波長（ｎは０もしくは正の整数）であってもよい。但
し、１／４波長とすることで装置を小型化することが可
能となる。また、上記効果を得られる限り厳密に２倍波
の１／４波長である必要はなく、１／４波長相当の長さ
を有すればよい。In the small output operation, the same effect as that of the first embodiment is obtained. In the present embodiment, the fourth transmission line 53 has a length of ¼ wavelength for the second harmonic, but (¼ + ½ × n) for the second harmonic.
It may be a wavelength (n is 0 or a positive integer). However, the device can be downsized by setting the wavelength to ¼. Further, as long as the above-mentioned effect can be obtained, it is not strictly necessary that the wavelength is a quarter wavelength of the second harmonic, and it may be a length corresponding to a quarter wavelength.
【００３７】実施の形態４．実施の形態４は実施の形態
１と同様、この発明の１実施の形態である出力電力可変
多段電力増幅装置である。図４に本実施の形態の回路図
を示す。図４において、１〜６、９〜１０、１２〜１
５、４６は図１において説明した構成の同一もしくは相
当部であり、説明を省略する。５４は第５の伝送線路で
あり、一端を開放され他の一端を最終段ＦＥＴ４の出力
端に接続されている。当該第５の伝送線路５４は２倍波
に対して１／４波長の長さを有する。Fourth Embodiment Similar to the first embodiment, the fourth embodiment is an output power variable multistage power amplifier device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a circuit diagram of this embodiment. In FIG. 4, 1-6, 9-10, 12-1
Reference numerals 5 and 46 are the same or corresponding parts of the configuration described in FIG. A fifth transmission line 54 has one end open and the other end connected to the output end of the final stage FET 4. The fifth transmission line 54 has a length of ¼ wavelength for the second harmonic.
【００３８】次に、動作について説明する。基本的動作
は実施の形態１（図１）と同様である。第５の伝送線路
５４は２倍波に対して１／４波長の長さを有し先端が開
放されている。そのため、高出力動作時には、ＦＥＴ４
の出力端から見た第５の伝送線路５４のインピーダンス
は、２倍波に対して短絡となる。基本波に対しては、上
記第４の伝送線路５３は先端開放の１／８波長伝送線路
として働く。小出力動作時においては、前段増幅部３の
出力端から見た第５の伝送線路５４のインピーダンスは
２倍波に対して短絡となる。Next, the operation will be described. The basic operation is similar to that of the first embodiment (FIG. 1). The fifth transmission line 54 has a length of ¼ wavelength with respect to the second harmonic wave and has an open tip. Therefore, during high output operation, FET4
The impedance of the fifth transmission line 54 as seen from the output end of is short-circuited with respect to the second harmonic. For the fundamental wave, the fourth transmission line 53 functions as a 1/8 wavelength transmission line with an open tip. During the small output operation, the impedance of the fifth transmission line 54 seen from the output end of the pre-stage amplifier 3 is short-circuited with respect to the second harmonic wave.
【００３９】以上のように本発明においては、高出力動
作時及び小出力動作時において、第５の伝送線路５４の
インピーダンスは２倍波に対して短絡となり２倍波反射
回路として作用するため、実施の形態１と同様の効果の
他に、高出力動作時においてはＦＥＴ４の高効率動作が
可能となり，小出力動作時においては前段増幅部３の高
効率動作が可能となる。さらに高出力動作時において、
基本波に対して第５の伝送線路５４は先端開放の１／８
波長伝送線路として働くため、これを考慮した出力整合
回路６を設計すればよく、ＦＥＴ４の高効率動作が可能
となると同時に出力整合回路６の小型化が可能となる。As described above, according to the present invention, the impedance of the fifth transmission line 54 is short-circuited with respect to the second harmonic wave during the high output operation and the small output operation, and the fifth transmission line 54 functions as a second harmonic reflection circuit. In addition to the effect similar to that of the first embodiment, the FET 4 can operate at high efficiency during high output operation, and the high efficiency operation of the pre-amplifier 3 can be performed during low output operation. During higher output operation,
The fifth transmission line 54 is 1/8 of the open end for the fundamental wave.
Since it works as a wavelength transmission line, it is only necessary to design the output matching circuit 6 in consideration of this, and it is possible to operate the FET 4 with high efficiency and at the same time downsize the output matching circuit 6.
【００４０】尚、本実施の形態では、第５の伝送線路５
４は２倍波に対して１／４波長の長さを有することとし
たが、２倍波に対して（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正の整数）であってもよい。但し、１／４
波長とすることで装置を小型化することが可能となる。
また、上記効果を得られる限り厳密に２倍波の１／４波
長である必要はなく、１／４波長相当の長さを有すれば
よい。In the present embodiment, the fifth transmission line 5
4 has a length of 1/4 wavelength with respect to the second harmonic, but (1/4 + 1/2 × n) wavelengths (n
May be 0 or a positive integer). However, 1/4
The wavelength allows the device to be downsized.
Further, as long as the above-mentioned effect can be obtained, it is not strictly necessary that the wavelength is a quarter wavelength of the second harmonic, and it may be a length corresponding to a quarter wavelength.
【００４１】実施の形態５．実施の形態５は実施の形態
１と同様、この発明の１実施の形態である出力電力可変
多段電力増幅装置である。図５に本実施の形態の回路図
を示す。図５において、１〜６、９〜１０、１２〜１
５、４６は図１において説明した構成の同一もしくは相
当部であり、説明を省略する。５５は第１の伝送線路１
２及び第２の伝送線路１３と並列に接続した第６の伝送
線路である。当該第６の伝送線路５５は２倍波に対して
１／４波長の長さを有する。Embodiment 5. The fifth embodiment is, like the first embodiment, an output power variable multistage power amplifier device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a circuit diagram of this embodiment. In FIG. 5, 1-6, 9-10, 12-1
Reference numerals 5 and 46 are the same or corresponding parts of the configuration described in FIG. 55 is the first transmission line 1
The sixth transmission line is connected in parallel with the second and second transmission lines 13. The sixth transmission line 55 has a length of 1/4 wavelength with respect to the second harmonic.
【００４２】次に、動作について説明する。基本的動作
は実施の形態１（図１）と同様である。バイパス線路と
しての第１の伝送線路１２及び第２の伝送線路１３と並
列に、２倍波に対して１／４波長の長さの第６の伝送線
路５５を設けている。そのため、特に高出力動作時に
は、ＦＥＴ４の出力端から見た第６の伝送線路５５のイ
ンピーダンスは２倍波に対して短絡となリ、基本波に対
しては、上記第６の伝送線路５５は先端開放の１／８波
長伝送線路として働く。Next, the operation will be described. The basic operation is similar to that of the first embodiment (FIG. 1). A sixth transmission line 55 having a length of ¼ wavelength with respect to the second harmonic is provided in parallel with the first transmission line 12 and the second transmission line 13 as the bypass line. Therefore, especially during high-power operation, the impedance of the sixth transmission line 55 seen from the output end of the FET 4 is short-circuited with respect to the second harmonic, and with respect to the fundamental wave, the sixth transmission line 55 is It works as an open 1/8 wavelength transmission line.
【００４３】以上のように本発明においては、高出力動
作時には、実施の形態１と同様の効果に加え、ＦＥＴ４
の出力端から見た第６の伝送線路５５のインピーダンス
は、２倍波に対して短絡となるこのため２倍波反射回路
として作用し、ＦＥＴ４の高効率動作が可能となる。基
本波に対しては、先端開放の１／８波長伝送線路として
働くためこれを考慮した出力整合回路６を設計すればよ
く、ＦＥＴ４の高効率動作が可能となると同時に出力整
合回路６の小型化が可能となる。As described above, in the present invention, in the high output operation, in addition to the effect similar to that of the first embodiment, the FET 4
Since the impedance of the sixth transmission line 55 seen from the output end of is short-circuited with respect to the second harmonic wave, it acts as a second harmonic wave reflection circuit, and the FET 4 can operate with high efficiency. For the fundamental wave, it works as a 1/8 wavelength transmission line with an open end, so the output matching circuit 6 may be designed in consideration of this, and the FET 4 can operate at high efficiency, and at the same time the output matching circuit 6 can be downsized. Is possible.
【００４４】小出力動作時においては、実施の形態１と
同様の効果を有する。尚、本実施の形態では、第６の伝
送線路５５は２倍波に対して１／４波長の長さを有する
こととしたが、２倍波に対して（１／４＋１／２×ｎ）
波長（ｎは０もしくは正の整数）であってもよい。但
し、１／４波長とすることで装置を小型化することが可
能となる。また、上記効果を得られる限り厳密に２倍波
の１／４波長である必要はなく、１／４波長相当の長さ
を有すればよい。In the small output operation, the same effect as that of the first embodiment is obtained. In the present embodiment, the sixth transmission line 55 is assumed to have a length of 1/4 wavelength with respect to the second harmonic, but with respect to the second harmonic, (1/4 + 1/2 × n).
It may be a wavelength (n is 0 or a positive integer). However, the device can be downsized by setting the wavelength to ¼. Further, as long as the above-mentioned effect can be obtained, it is not strictly necessary that the wavelength is a quarter wavelength of the second harmonic, and it may be a length corresponding to a quarter wavelength.
【００４５】実施の形態６．実施の形態６は実施の形態
１（図１）における伝送線路１２、１３を集中定数回路
５６により構成したものである。図６は本実施の形態の
回路図である。図６において、１〜６、９〜１０、１４
〜１５、４６は図１において説明した構成の同一又は相
当部であり、説明は省略する。５６は集中定数回路であ
り、集中定数回路エレメントであるキャパシタとインダ
クタによって分布定数線路と等価な回路を構成してい
る。本実施の形態６は実施の形態１（図１）における第
１、および第２の伝送線路１２、１３の各々を上記集中
定数回路エレメントで置き換えた構成となっている。Sixth Embodiment In the sixth embodiment, the transmission lines 12 and 13 in the first embodiment (FIG. 1) are configured by a lumped constant circuit 56. FIG. 6 is a circuit diagram of this embodiment. In FIG. 6, 1-6, 9-10, 14
15 to 46 are the same or corresponding parts of the configuration described in FIG. 1, and description thereof will be omitted. Reference numeral 56 denotes a lumped constant circuit, and a capacitor equivalent to a lumped constant circuit element and an inductor constitute a circuit equivalent to a distributed constant line. The sixth embodiment has a configuration in which each of the first and second transmission lines 12 and 13 in the first embodiment (FIG. 1) is replaced with the lumped constant circuit element.
【００４６】基本的動作は実施の形態１（図１）と同様
である。本実施の形態のように集中定数回路を使用する
ことにより、実施の形態１における効果に加え、波長に
応じた長さで決まる分布定数線路構成において、基本波
または２倍波に対して１／４波長の伝送線路の物理寸法
が比較的大きくなる場合でも、回路を小型化することが
できる。これにより出力電力可変高効率増幅装置を小型
化することが可能となる。The basic operation is similar to that of the first embodiment (FIG. 1). By using the lumped constant circuit as in the present embodiment, in addition to the effect in the first embodiment, in the distributed constant line configuration determined by the length according to the wavelength, 1/2 of the fundamental wave or the second harmonic wave is obtained. Even if the physical size of the four-wavelength transmission line is relatively large, the circuit can be downsized. This makes it possible to reduce the size of the output power variable high efficiency amplifier.
【００４７】[0047]
【発明の効果】第１の発明に係る出力可変多段電力増幅
装置は、入力端子より入力された伝送波を増幅する第１
の増幅手段と、前記第１の増幅手段により増幅された伝
送波を入力し第１の切り替え端子と第２の切り替え端子
のいずれかを選択する第１のスイッチ手段と、前記第１
の切り替え端子に接続され、入力された伝送波を増幅す
る第２の増幅手段と、前記第２の切り替え端子及び前記
第２の増幅手段の出力側の一端に接続され、基本波の
（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０または正整数）相
当の長さを有し、前記第２の切り替え端子より入力され
た伝送波を前記増幅手段の出力側の一端に出力する第１
の伝送線路と、一端が前記第２の切り替え端子に接続さ
れ、基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０また
は正整数）相当の長さを有する第２の伝送線路と、前記
第２の伝送線路の他端と接地端に各々接続され、当該第
２の伝送線路の接地と開放を選択する第２のスイッチ手
段を備え、高出力動作時には、前記第１のスイッチ手段
は前記第１の切り替え端子を選択し、前記第２のスイッ
チ手段は前記第２の伝送線路の他端を開放し、小出力動
作時には、前記第１のスイッチ手段は前記第２の切り替
え端子を選択し、前記第２のスイッチ手段は前記第２の
伝送線路の他端を接地するものである。このため、高出
力動作時において、第１の伝送線路と第２の伝送線路を
あわせたものが基本波に対しインピーダンス開放とな
り、伝送波が前記伝送線路に流れ込むことがなく第２の
増幅手段の効率を高めることが可能となる。又、第２の
増幅手段の出力側にスイッチを有さず、当該スイッチに
よる伝送損失を防ぐことができる。小出力動作時におい
ては、第１の増幅手段から見て、第２の伝送線路は基本
波に対しインピーダンス開放であり、２倍波に対しては
インピーダンス短絡となり２倍波反射回路として作用す
るので、第１の増幅手段の効率を高めることが可能とな
る。同時に、第１の伝送線路は基本波に対し４分の１波
長インピーダンス変成器として作用するので、第１の増
幅手段の効率をさらに高めることができる。The output variable multistage power amplifying device according to the first aspect of the present invention is for amplifying the transmission wave input from the input terminal.
Amplifying means, first switching means for inputting the transmission wave amplified by the first amplifying means and selecting one of a first switching terminal and a second switching terminal, and the first switching means.
Second amplifying means connected to the switching terminal for amplifying the input transmission wave and one end of the second switching terminal and the output side of the second amplifying means, 4 + 1/2 × n) having a length corresponding to a wavelength (n is 0 or a positive integer), and outputs the transmission wave input from the second switching terminal to one end on the output side of the amplifying means.
And a second transmission line whose one end is connected to the second switching terminal and has a length corresponding to the (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n is 0 or a positive integer) of the fundamental wave. , Second switching means connected to the other end of the second transmission line and the grounding end, respectively, for selecting grounding and opening of the second transmission line, and the first switching means during high output operation. Selects the first switching terminal, the second switching means opens the other end of the second transmission line, and during a small output operation, the first switching means switches the second switching terminal. If selected, the second switch means grounds the other end of the second transmission line. For this reason, at the time of high output operation, the impedance of the combination of the first transmission line and the second transmission line becomes open to the fundamental wave, and the transmission wave does not flow into the transmission line and the second amplifying means does not flow. It is possible to improve efficiency. Further, since no switch is provided on the output side of the second amplifying means, it is possible to prevent transmission loss due to the switch. At the time of the small output operation, the second transmission line has an impedance open to the fundamental wave and an impedance short circuit to the second harmonic, and acts as a second harmonic reflection circuit, as seen from the first amplifying means. The efficiency of the first amplification means can be increased. At the same time, the first transmission line acts as a quarter wavelength impedance transformer with respect to the fundamental wave, so that the efficiency of the first amplifying means can be further increased.
【００４８】第２の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正の整数）相当の長さを有する第３の伝送
線路を有し、当該第３の伝送線路は、その一端を前記第
２の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を接地さ
れたものなので、第１の発明における効果に加え、第３
の伝送線路は高出力動作時、小出力動作時いずれの場合
にも基本波に対しインピーダンス開放であり、基本波に
対して何ら作用せず、２倍波に対してはインピーダンス
短絡となり２倍波反射回路として作用するため、第２の
増幅手段を高効率動作させる効果を有する。A variable output multistage power amplifier according to a second aspect of the present invention is the same as the variable output multistage power amplifier according to the first aspect of the invention, further including (1/4 + 1/2 × n) wavelengths (n) of the fundamental wave.
Has a third transmission line having a length corresponding to 0 or a positive integer, one end of which is connected to one end on the output side of the second amplifying means, and the other end of which is the other end. Since it is grounded, in addition to the effects of the first invention,
The transmission line of is open impedance to the fundamental wave in both high output operation and small output operation, and has no effect on the fundamental wave. Since it functions as a reflection circuit, it has the effect of operating the second amplification means with high efficiency.
【００４９】第３の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第４の伝送線
路を有し、当該第４の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を前記第１
のスイッチの第２の切り替え端子に接続されたものなの
で、第１の発明における効果に加え、第４の伝送線路は
高出力動作時においては２倍波に対してインピーダンス
短絡となり２倍波反射回路として作用するため、第２の
増幅手段を高効率動作させる効果を有する。同時に、第
４の伝送線路は基本波に対して１／８波長伝送線路とし
て作用するため、第２の増幅手段を高効率動作させると
同時に、第２の増幅手段を小型化させる効果を有する。A variable output multistage power amplifying apparatus according to a third aspect of the present invention is the variable output multistage power amplifying apparatus according to the first aspect of the invention, further comprising a second harmonic (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n).
Is a zero or a positive integer) and has a fourth transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Is connected to one end on the output side of the amplifying means, and the other end is connected to the first side.
Since it is connected to the second switching terminal of the switch, the fourth transmission line has an impedance short circuit with respect to the second harmonic during high output operation in addition to the effect of the first invention, and the second harmonic reflection circuit. Has the effect of operating the second amplifying means with high efficiency. At the same time, since the fourth transmission line acts as a 1/8 wavelength transmission line with respect to the fundamental wave, it has the effect of operating the second amplification means with high efficiency and at the same time reducing the size of the second amplification means.
【００５０】第４の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第５の伝送線
路を有し、当該第５の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を開放され
たものなので、第１の発明における効果に加え、第５の
伝送線路は高出力動作時及び小出力動作時において２倍
波に対してインピーダンス短絡となり２倍波反射回路と
して作用するため、第２の増幅手段を高効率動作させる
と効果を有する。同時に、第５の伝送線路は高出力動作
時において、基本波に対して１／８波長伝送線路として
作用するため、第２の増幅手段を高効率動作させると同
時に、第２の増幅手段を小型化させる効果を有する。A variable output multistage power amplifying apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the variable output multistage power amplifying apparatus according to the first aspect of the invention, further comprising a second harmonic (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n).
Is a 0 or a positive integer) and has a fifth transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Since it is connected to one end on the output side of the amplifying means and the other end is opened, the fifth transmission line has a double wave at the time of high output operation and at the time of low output operation in addition to the effect of the first invention. On the other hand, it becomes an impedance short circuit and acts as a second harmonic reflection circuit. Therefore, it is effective to operate the second amplifying means with high efficiency. At the same time, the fifth transmission line acts as a 1/8 wavelength transmission line with respect to the fundamental wave during high-power operation, so that the second amplification means operates at high efficiency and at the same time the second amplification means is made compact. Has the effect of turning into.
【００５１】第５の発明に係る出力可変多段電力増幅装
置は、第１の発明に係る出力可変多段電力増幅装置にお
いて、さらに２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎ
は０もしくは正整数）相当の長さを有する第６の伝送線
路を有し、当該第６の伝送線路は、その一端を前記第２
の増幅手段の出力側の一端に接続され、他端を前記第２
の伝送線路の他端に接続されたものなので、第１の発明
における効果に加え、第６の伝送線路は高出力動作時に
おいて２倍波に対してインピーダンス短絡となり２倍波
反射回路として作用するため、第２の増幅手段を高効率
動作させると効果を有する。同時に、第６の伝送線路は
基本波に対して１／８波長伝送線路として作用するた
め、第２の増幅手段を高効率動作させると同時に、第２
の増幅手段を小型化させる効果を有する。A variable output multistage power amplifying device according to a fifth aspect of the present invention is the same as the variable output multistage power amplifying device according to the first aspect of the invention, further including a second harmonic (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n).
Is a zero or a positive integer) and has a sixth transmission line having a length corresponding to the second transmission line at one end thereof.
Is connected to one end on the output side of the amplifying means, and the other end is connected to the second side.
Since it is connected to the other end of the second transmission line, in addition to the effect of the first invention, the sixth transmission line becomes an impedance short circuit for the second harmonic at the time of high output operation and acts as a second harmonic reflection circuit. Therefore, it is effective to operate the second amplification means with high efficiency. At the same time, since the sixth transmission line acts as a 1/8 wavelength transmission line with respect to the fundamental wave, the second amplifying means is operated at high efficiency and at the same time,
This has the effect of reducing the size of the amplifying means.
【００５２】また、第１、第２、第３、第４又は第５の
発明に係る出力可変多段電力増幅装置において、各伝送
線路は、少なくともいずれか一つが集中定数回路により
構成されたものなので、第１、第２、第３、第４又は第
５の発明における効果に加え、分布定数線路を大幅に小
型化することが可能となり、出力可変多段電力増幅装置
を小型化する効果を有する。[0052] The first, second, third, at the output variable multistage power amplifier device according to the fourth or fifth invention, each transmission
Since at least one of the lines is composed of a lumped constant circuit, in addition to the effect of the first, second, third, fourth or fifth invention, the distributed constant line can be significantly downsized. This is possible and has the effect of downsizing the output variable multistage power amplifier.
【図１】本発明の実施の形態１に係る出力電力可変多段
増幅装置の基本構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of a variable output power multistage amplifying device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態２に係る出力電力可変多段
増幅装置の基本構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a basic configuration of a variable output power multistage amplifying device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態３に係る出力電力可変多段
増幅装置の基本構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a basic configuration of an output power variable multistage amplifying device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態４に係る出力電力可変多段
増幅装置の基本構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a basic configuration of a variable output power multistage amplifying device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態５に係る出力電力可変多段
増幅装置の基本構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a basic configuration of a variable output power multistage amplifying device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態６に係る出力電力可変多段
増幅装置の基本構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a basic configuration of an output power variable multistage amplifying device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】従来の技術における出力電力可変増幅装置の基
本構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a basic configuration of a variable output power amplifier according to a conventional technique.
【図８】従来の技術における出力電力可変増幅装置の基
本構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a basic configuration of a variable output power amplifier according to a conventional technique.
１ 入力端子、２ 出力端子、３ 前段増幅部、４ Ｆ
ＥＴ、５ 入力整合回路、６ 出力整合回路、９ 最終
段増幅部の入力端子、１０ 第１のスイッチ、１２ 第
１の伝送線路、１３ 第２の伝送線路、１４ 第２の伝
送線路先端部の端子、１５ 第２のスイッチ、２０ 最
終段増幅部、４５ バイパス用の第１の伝送線路、４６
バイパス用の第１の伝送線路の入力端子、４７ バイ
パス用の第１の伝送線路の出力端子、４８ 最終段増幅
部の出力端子、４９ 出力側スイッチ、５０ 第３の伝
送線路、５１ 後段増幅部、５２ バイパス線路、５３
第４の伝送線路、５４ 第５の伝送線路、５５ 第６の
伝送線路、５６ 集中定数回路。１３1 input terminal, 2 output terminal, 3 pre-stage amplifier, 4 F
ET, 5 input matching circuit, 6 output matching circuit, 9 input terminal of final stage amplifier, 10 1st switch, 12 1st transmission line, 13 2nd transmission line, 14 2nd transmission line tip part Terminal, 15 second switch, 20 final stage amplifier, 45 first transmission line for bypass, 46
Input terminal of the first transmission line for bypass, 47 Output terminal of the first transmission line for bypass, 48 Output terminal of the final stage amplification section, 49 Output side switch, 50 Third transmission line, 51 Post amplification section , 52 Bypass line, 53
Fourth transmission line, 54 Fifth transmission line, 55 Sixth transmission line, 56 Lumped constant circuit. Thirteen
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−197107（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−260209（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−311707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−21507（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03G 3/00 H03F 1/02 H03F 3/21 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-63-197107 (JP, A) JP-A-4-260209 (JP, A) JP-A 1-311707 (JP, A) JP-A 53- 21507 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03G 3/00 H03F 1/02 H03F 3/21
Claims (10)
る第１の増幅手段と、 前記第１の増幅手段により増幅された伝送波を入力し第
１の切り替え端子と第２の切り替え端子のいずれかを選
択する第１のスイッチ手段と、前記第１の切り替え端子
に接続され、入力された伝送波を増幅する第２の増幅手
段と、 前記第２の切り替え端子及び前記第２の増幅手段の出力
側の一端に接続され、基本波の（１／４＋１／２×ｎ）
波長（ｎは０または正整数）相当の長さを有し、前記第
２の切り替え端子より入力された伝送波を前記増幅手段
の出力側の一端に出力する第１の伝送線路と、一端が 前記第２の切り替え端子に接続され、基本波の
（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０または正整数）相
当の長さを有する第２の伝送線路と、 前記第２の伝送線路の他端と接地端に各々接続され、当
該第２の伝送線路の接地と開放を選択する第２のスイッ
チ手段を備え、 高出力動作時には、前記第１のスイッチ手段は前記第１
の切り替え端子を選択し、前記第２のスイッチ手段は前
記第２の伝送線路の他端を開放し、 小出力動作時には、前記第１のスイッチ手段は前記第２
の切り替え端子を選択し、前記第２のスイッチ手段は前
記第２の伝送線路の他端を接地する出力可変多段電力増
幅装置。1. A first amplification means for amplifying a transmission wave input from an input terminal, and a transmission wave amplified by the first amplification means for inputting a first switching terminal and a second switching terminal. First switching means for selecting any one, second amplification means connected to the first switching terminal for amplifying an input transmission wave, the second switching terminal and the second amplification means Is connected to one end of the output side of (1/4 + 1/2 × n)
A first transmission line that has a length corresponding to a wavelength (n is 0 or a positive integer) and that outputs a transmission wave input from the second switching terminal to one end on the output side of the amplifying means and one end A second transmission line which is connected to the second switching terminal and has a length corresponding to (1/4 + 1/2 × n) wavelengths (n is 0 or a positive integer) of a fundamental wave; Of the second transmission line, which is connected to the other end of the first transmission line and the grounding end of the second transmission line, respectively.
, The second switch means opens the other end of the second transmission line, and the first switch means causes the second switch line to open the other end of the second transmission line.
The output variable multistage power amplifier device in which the switching terminal is selected, and the second switch means grounds the other end of the second transmission line.
に基本波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０もしく
は正整数）相当の長さを有する第３の伝送線路を有し、
当該第３の伝送線路は、その一端を前記第２の増幅手段
の出力側の一端に接続され、他端を接地された請求項１
記載の出力可変多段電力増幅装置。2. The output variable multistage power amplifier further includes a third transmission line having a length corresponding to (1/4 + 1/2 × n) wavelengths (n is 0 or a positive integer) of a fundamental wave. ,
The third transmission line has one end connected to one end on the output side of the second amplification means and the other end grounded.
The variable output multistage power amplifier described.
に２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０もしく
は正の整数）相当の長さを有する第４の伝送線路を有
し、当該第４の伝送線路は、その一端を前記第２の増幅
手段の出力側の一端に接続され、他端を前記第１のスイ
ッチの第２の切り替え端子に接続された請求項１記載の
出力可変多段電力増幅装置。3. The output variable multistage power amplifier further includes a fourth transmission line having a length corresponding to a (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n is 0 or a positive integer) of the second harmonic. The fourth transmission line has one end connected to one end on the output side of the second amplification means and the other end connected to a second switching terminal of the first switch. The variable output multistage power amplifier described.
に２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０もしく
は正の整数）相当の長さを有する第５の伝送線路を有
し、当該第５の伝送線路は、その一端を前記第２の増幅
手段の出力側の一端に接続され、他端を開放された請求
項１記載の出力可変多段電力増幅装置。4. The variable output multistage power amplifier further includes a fifth transmission line having a length corresponding to a (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n is 0 or a positive integer) of the second harmonic. The output variable multistage power amplifier device according to claim 1, wherein the fifth transmission line has one end connected to one end on the output side of the second amplification means and the other end opened.
に２倍波の（１／４＋１／２×ｎ）波長（ｎは０もしく
は正の整数）相当の長さを有する第６の伝送線路を有
し、当該第６の伝送線路は、その一端を前記第２の増幅
手段の出力側の一端に接続され、他端を前記第２の伝送
線路の他端に接続された請求項１記載の出力可変多段電
力増幅装置。5. The variable output multistage power amplifier further includes a sixth transmission line having a length corresponding to a (1/4 + 1/2 × n) wavelength (n is 0 or a positive integer) of the second harmonic. 2. The sixth transmission line according to claim 1 , wherein one end of the sixth transmission line is connected to one end on the output side of the second amplification means, and the other end is connected to the other end of the second transmission line. Variable output multistage power amplifier.
もいずれか一つは集中定数回路により構成された請求項
１記載の出力可変多段電力増幅装置。6. At least the first or second transmission line
Claim One also one constituted by lumped constant circuit
1. An output variable multistage power amplifier device according to 1.
なくともいずれか一つは集中定数回路により構成された
請求項２記載の出力可変多段電力増幅装置。 7. A small number of the first, second or third transmission lines.
At least one of them is composed of a lumped constant circuit
The variable output multistage power amplifier according to claim 2.
くともいずれか一つは集中定数回路により構成された請
求項３記載の出力可変多段電力増幅装置。 8. The number of the first, second or fourth transmission lines is small.
At least one of the contracts consists of a lumped constant circuit.
A variable output multistage power amplifier according to claim 3.
なくともいずれか一つは集中定数回路により構成された
請求項４記載の出力可変多段電力増幅装置。 9. A small number of the first, second or fifth transmission lines.
At least one of them is composed of a lumped constant circuit
The variable output multistage power amplifier according to claim 4.
少なくともいずれか一つは集中定数回路により構成され
た請求項５記載の出力可変多段電力増幅装置。 10. The first, second or sixth transmission line
At least one of them consists of a lumped constant circuit
An output variable multistage power amplifier according to claim 5.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP26444796A JP3427638B2 (en) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Variable output multi-stage power amplifier |
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