JPH01206709A - Micro-wave and millimeter wave amplifier - Google Patents
Micro-wave and millimeter wave amplifierInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
分布定数回路を用いたマイクロ波帯及びミリ波帯で使用
する増幅器（以下マイクロ波ミリ波増幅器と称す。）に
関し、
分岐回路、合成回路により分岐、合成された高利得増幅
器の位相の違いによる合成効率の低下を防ぎ高出力を得
ることを目的とし、
分岐回路に電気的に制御可能な可変移相器を設け、前記
合成回路に付加した検波器の出力を制御回路を通して最
大になるよう前記可変移相器を自動的に制御するよう構
成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding an amplifier used in the microwave band and millimeter wave band (hereinafter referred to as a microwave and millimeter wave amplifier) using a distributed constant circuit, branching and combining using a branching circuit and a combining circuit. In order to prevent a drop in synthesis efficiency due to phase differences in the high-gain amplifiers and obtain high output, the branch circuit is equipped with an electrically controllable variable phase shifter, and the detector added to the synthesis circuit is The variable phase shifter is configured to be automatically controlled so that the output is maximized through a control circuit.
本発明は、マイクロ波帯及びミリ波帯の電波を利用する
地上無線装置に用いられる高利得増幅器に関する。The present invention relates to a high gain amplifier used in terrestrial radio equipment that uses radio waves in the microwave band and millimeter wave band.
マイクロ波ミリ波増幅器では、分布定数回路が用いられ
、多段のガリウム砒素（ＧａＡｓ） ＦＥＴ増幅器を使
用して分岐回路、合成回路で分岐合成しているのは周知
の通りであるが、特に多段の前記高利得増幅器を多数個
合成する場合、個々の増幅器の位相を合わセる必要があ
る。It is well known that distributed constant circuits are used in microwave and millimeter wave amplifiers, and multistage gallium arsenide (GaAs) FET amplifiers are used for branching and combining using branching circuits and combining circuits. When combining a large number of high gain amplifiers, it is necessary to match the phases of the individual amplifiers.
第４図は、従来のマイクロ波ミリ波増幅器のブロック図
であり、図において１は分岐回路、３および３゛は多段
のＧａ眞ＦＥＴで構成される増幅器、４は合成回路、１
２及び１３は５０Ωの終端抵抗である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional microwave millimeter wave amplifier. In the figure, 1 is a branch circuit, 3 and 3 are amplifiers composed of multi-stage Ga-FETs, 4 is a combining circuit, and 1 is a block diagram of a conventional microwave millimeter wave amplifier.
2 and 13 are terminating resistors of 50Ω.
従来のマイクロ波ミリ波増幅器の調整は出力側に出力計
等を接続し、入力側に接続された測定器等の入力信号を
分岐回路１で２分岐し、増幅器３．３゛で増幅され、こ
の増幅器３．３゛の出力を合成回路４で合成し、この合
成出力が最大になるようＧａＡｓ ＦＥＴで構成された
各増幅器の位相調整をこれらの増幅器を搭載した基板上
てスクブ等により手動で行っている。この場合、これら
増幅器のインピーダンスのミスマツチング等により入力
側または出力側に反射される電力を吸収するために終端
抵抗１２及び１３を分岐回路１及び合成回路４にそれぞ
れ設けている。Conventional microwave and millimeter wave amplifiers are adjusted by connecting an output meter, etc. to the output side, branching the input signal from a measuring device, etc. connected to the input side into two with branch circuit 1, and amplifying it with amplifier 3.3. The outputs of the amplifiers 3.3 and 3 are combined in a synthesis circuit 4, and the phase adjustment of each amplifier composed of GaAs FETs is manually performed using a scrubber etc. on the board on which these amplifiers are mounted so that the combined output is maximized. Is going. In this case, terminating resistors 12 and 13 are provided in the branch circuit 1 and the combining circuit 4, respectively, in order to absorb power reflected to the input side or the output side due to impedance mismatching of these amplifiers.
ところがＧａＡｓＦＥＴからなる増幅器を多数個合成す
る場合、個々の増幅器の位相の違いによる合成効率の低
下をきたしたり、さらに個々の増幅器の温度変化による
利得ならびに位相の変動と分岐回路及び合成回路の温度
変動が加わり、出力値の変動か大きくなるという品質面
での問題点がある。However, when a large number of amplifiers made of GaAsFETs are synthesized, the synthesis efficiency decreases due to phase differences between the individual amplifiers, and gain and phase fluctuations due to temperature changes of individual amplifiers and temperature fluctuations of branch circuits and combining circuits occur. There is a quality problem in that the output value fluctuates greatly.
さらに前述したように位相調整を基板上でカットアンド
トライによる手動作業で行っているためこの調整作業が
煩雑であり、また合成する単位増幅器の交換時にも位相
合わせが必要であり、従って調整作業工数が多大である
という欠点がある。Furthermore, as mentioned above, phase adjustment is performed manually on the board by cut-and-try, which makes this adjustment work complicated.Furthermore, phase matching is also required when replacing unit amplifiers to be synthesized, which reduces the number of man-hours required for adjustment work. The disadvantage is that there is a large amount of
本発明は、このような問題点に鑑み、高利得増幅器の位
相調整を自動化して手動作業をなくし、しかも温度変動
にも対応できて高出力が得られるマイクロ波ミリ波増幅
器を提供することを目的としている。In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a microwave and millimeter wave amplifier that can automate the phase adjustment of a high gain amplifier to eliminate manual work, can also cope with temperature fluctuations, and can provide high output. The purpose is
第１図は本発明のマイクロ波ミリ波増幅器の原理ブロッ
ク図であり、分岐回路１で分岐した後個々の増幅器３．
３゛の入力側に可変移相器２．２゜をそれぞれ挿入し、
さらに合成回路４の出力側に検波器５とこの検波器５の
出力で前記可変移相器２．２゛の位相を制御する制御回
路６を設けた構成としている。FIG. 1 is a block diagram of the principle of the microwave and millimeter wave amplifier of the present invention, in which after branching in a branch circuit 1, each amplifier 3.
A variable phase shifter of 2.2° is inserted on the input side of each 3°,
Furthermore, a detector 5 and a control circuit 6 for controlling the phase of the variable phase shifter 2.2' by the output of the detector 5 are provided on the output side of the combining circuit 4.
〔作 用］
本発明では、合成回路４で合成された出力を検波器５で
検出し、この信号を可変移相器２．２゜の位相を制御■
する制御回路６を通し第１図に示す可変移相器２．２゛
の個々の位相を電気的に自動調整してマイクロ波ミリ波
帯の周波数による位相差ならびに増幅器系の温度変化に
よる位相の変動を補償している。[Function] In the present invention, the output synthesized by the synthesis circuit 4 is detected by the detector 5, and this signal is used to control the phase of the variable phase shifter 2.2°.
The individual phases of the variable phase shifter 2.2'' shown in FIG. Compensates for fluctuations.
以上の構成により従来手動で位相調整を実施していた作
業かなくなり、大幅なコストダウンが得られる。The above configuration eliminates the work that conventionally required manual phase adjustment, resulting in a significant cost reduction.
第２図は本発明の一実施例のマイクロ波ミリ波増幅器の
ブロック図を示している。FIG. 2 shows a block diagram of a microwave and millimeter wave amplifier according to an embodiment of the present invention.
また第３図は本発明の他の実施例のマイクロ波ミリ波増
幅器のブロック図を示している。Further, FIG. 3 shows a block diagram of a microwave and millimeter wave amplifier according to another embodiment of the present invention.
さらに第５図はマイクロ波ミリ波増幅器の個々の増幅器
３．３゛の入出力電力特性を示している。Furthermore, FIG. 5 shows the input/output power characteristics of each amplifier 3.3'' of the microwave and millimeter wave amplifier.
第２図及び第３図において、前述した第４図で示したも
のと同一のものは同一の記号で示している。In FIGS. 2 and 3, the same parts as those shown in FIG. 4 described above are indicated by the same symbols.
第２図は本発明のマイクロ波ミリ波増幅器を非飽和領域
で使用する例であり、増幅器の利得調整用に可変減衰器
９．９゛と増幅器３．３°の出力を検波する検波器１０
．１０” と自動レベル制御回路（ＡＬＣ） １１．１
１゛ を備え、それぞれの増幅器３．３”の出力が一定
になるようにしている。FIG. 2 shows an example of using the microwave and millimeter wave amplifier of the present invention in a non-saturation region, in which a variable attenuator 9.9° and a detector 10 detecting the output of the amplifier 3.3° are used to adjust the gain of the amplifier.
．． 10” and automatic level control circuit (ALC) 11.1
1", so that the output of each amplifier 3.3" is constant.
さらにアイソレータ７．７゛、８．８°をそれぞれの増
幅器の入出力側に設けてインピーダンス不整合による反
射を防止する構成としている。Furthermore, isolators 7.7° and 8.8° are provided on the input and output sides of each amplifier to prevent reflections due to impedance mismatch.
第２図に示すように本発明を非飽和領域で使用する場合
、前記ＡＬＣによりそれぞれの増幅器３．３゛の出力を
一定にした後、合成回路４で合成し検波器５で検出した
出力を用いて制御回路６を介し合成出力か最大になるよ
うに可変移相器２．２゛を制御する。即ぢこの場合は、
まずそれぞれの増幅器３．３゛の出力レヘルを合わせた
後位相を自動調整するわけである。When the present invention is used in a non-saturation region as shown in FIG. is used to control the variable phase shifter 2.2' through the control circuit 6 so that the combined output is maximized. Immediately, in this case,
First, the output level of each amplifier 3.3'' is matched, and then the phase is automatically adjusted.
また第３図は本発明のマイクロ波ミリ波増幅器を飽和領
域で使用する例である。ここで飽和領域で使用する場合
とは、１州や４相ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ ５ｉｆｔ Ｋｅ
ｙｉｎｇ）方式等のように鉗成分があまり影響しないも
のに使用する場合である。この場合は非飽和領域で使用
する場合と異なり増幅器３．３゛の利得のアンバランス
は無関係となり、位相のみの変化が合成効率に関係する
。Further, FIG. 3 is an example in which the microwave and millimeter wave amplifier of the present invention is used in the saturation region. Here, when used in the saturated region, 1-state or 4-phase PSK (Phase 5ift Ke
This is the case where the forceps component does not have much influence, such as the ying) method. In this case, unlike the case where the amplifier is used in a non-saturation region, the unbalance of the gain of the amplifier 3.3 is irrelevant, and only the change in phase is related to the synthesis efficiency.
従って第２図の可変減衰器９．９′、検波器１０．１０
゛ 及びＡＬＣ，１，１，１１゛ ば不要となる。Therefore, the variable attenuator 9.9' and the detector 10.10 in FIG.
゛ and ALC, 1, 1, 11 ゛ are unnecessary.
位相制御については、第２図で説明したものと同一であ
るため省略する。Since the phase control is the same as that explained in FIG. 2, it will be omitted.
第５図において、２木の線ａ、ｂは増幅器３ならびに増
幅器３゛それぞれの入出力特性を示しており、図に示ず
Ｐｉｎｌ、Ｐｉｎｌ’ は増幅器３．３゛個々の入力電
力を示し、Ｐｏｕｔ ２、Ｐｏｕｔ２’ は増幅器３．
３゛の出力電力を示している。In FIG. 5, the two-tree lines a and b indicate the input/output characteristics of the amplifier 3 and the amplifier 3, and Pinl and Pinl' (not shown) indicate the input power of the amplifier 3. Pout 2 and Pout 2' are amplifier 3.
It shows the output power of 3゛.
またＰｉｎＡは分岐回路１の入力電力を示し、Ｐｏｕｔ
Ｂは合成回路５の出力電力を示している。Moreover, PinA indicates the input power of branch circuit 1, and Pout
B indicates the output power of the combining circuit 5.
ＰｉｎＡはＰｉｎｌ（又はＰｉｎｅ’）に比べ３ｄｂ利
得か高い。合成回路４により同位相で２系列の電力か合
成された場合、分岐回路１の入力電力と合成回路４の合
成出力電力との間の入出力特性は点線で示す理想的な特
性となるが、位相がずれている場合は一点鎖線で示され
るように点線の特性に比へ利得も飽和電力も下がる。PinA has a gain of 3 db higher than Pinl (or Pine'). When two series of powers are combined in the same phase by the combining circuit 4, the input/output characteristics between the input power of the branch circuit 1 and the combined output power of the combining circuit 4 are ideal characteristics shown by the dotted line. When the phase is shifted, as shown by the dashed line, the gain and saturation power decrease compared to the characteristics shown by the dotted line.
図に示す入力電力対出力電力の変化が直線的である領域
を非飽和領域と称し、飽和している領域を飽和領域と称
している。The region shown in the figure where the change in input power versus output power is linear is called a non-saturated region, and the region where it is saturated is called a saturated region.
マイクロ波ミリ波増幅器をごの飽和領域で使用する場合
は、本発明の可変移相器２．２゛を用いて自動位相調整
を行うごとにより第５図の点線で示す理想特性のものが
得られ、合成効率が向上し最大出力が求められる。When using a microwave and millimeter wave amplifier in the saturation region, the ideal characteristics shown by the dotted line in Figure 5 can be obtained by performing automatic phase adjustment using the variable phase shifter 2.2 of the present invention. Therefore, synthesis efficiency is improved and maximum output is sought.
以上説明したように本発明によれば、従来のマイクロ波
ミリ波増幅器に比べ、位相調整が自動化され、さらに温
度変動による位相変化も補償されるため調整時間の短縮
と品質の向上が得られる等大きな効果が得られる。As explained above, according to the present invention, compared to conventional microwave and millimeter wave amplifiers, phase adjustment is automated and phase changes due to temperature fluctuations are also compensated for, resulting in shorter adjustment time and improved quality. Great effect can be obtained.
また本発明を２分岐以上の多分岐合成の場合にも利用可
能である。The present invention can also be used in multi-branch synthesis with two or more branches.
第１図は本発明のマイクロ波ミリ波増幅器の原理ブロッ
ク図、
第２図は本発明の一実施例のマイクロ波ミリ波増幅器の
フロック図、
第３図は本発明の他の実施例のマイクロ波ミリ波増幅器
のブロック図、
第４図は従来のマイクロ波ミリ波増幅器のブロック図、
第５図は増幅器の入出力電力特性を示している。FIG. 1 is a principle block diagram of a microwave and millimeter wave amplifier according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a microwave and millimeter wave amplifier according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a microwave and millimeter wave amplifier according to another embodiment of the present invention. Figure 4 is a block diagram of a conventional microwave and millimeter wave amplifier, and Figure 5 shows the input/output power characteristics of the amplifier.
Claims (1)
れの分岐径路に設けられた増幅器（３、３’）及び各増
幅器（３、３’）の出力を合成する合成回路（４）を備
えたマイクロ波ミリ波増幅器において、 少なくとも１つの分岐径路に可変移相器（２、２’）と
、 合成後の出力を検出する検波器（５）と、 該検波器（５）の出力で前記可変移相器（２、２’）を
制御する制御回路（６）を設け、 前記検波器（５）の出力が最大となるよう前記制御回路
（６）で可変移相器（２、２’）を制御するようにした
ことを特徴とするマイクロ波ミリ波増幅器。[Claims] An input branch circuit (1), an amplifier (3, 3') provided in each branch path of the branch circuit (1), and the output of each amplifier (3, 3') are combined. A microwave millimeter wave amplifier equipped with a combining circuit (4), comprising: a variable phase shifter (2, 2') in at least one branch path; a detector (5) for detecting the combined output; and the detector. A control circuit (6) is provided to control the variable phase shifter (2, 2') with the output of A microwave millimeter wave amplifier characterized in that the phase shifter (2, 2') is controlled.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122888A JPH01206709A (en) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Micro-wave and millimeter wave amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122888A JPH01206709A (en) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Micro-wave and millimeter wave amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206709A true JPH01206709A (en) | 1989-08-18 |
Family
ID=12325558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3122888A Pending JPH01206709A (en) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Micro-wave and millimeter wave amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01206709A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03195205A (en) * | 1989-12-25 | 1991-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | High efficiency semiconductor amplifier |
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| US5264807A (en) * | 1990-08-13 | 1993-11-23 | Fujitsu Limited | High frequency power amplifier with high efficiency and low distortion |
| JP2003209447A (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Synthetic high frequency amplifier |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP3122888A patent/JPH01206709A/en active Pending
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