電力合成増幅器
【課題】 電力分配器で分岐された複数の増幅回路の相互干渉を防止し、伝送線路長の短い電力合成増幅器を提供する。
【解決手段】 電力分配回路から分岐された第１増幅器４ａからの高周波をインピーダンス整合する第１変成回路１０ａと、第１変成回路より細長の第２変成回路１１ａと、第２変成回路より細長の第３変成回路１２ａと、電力分配回路から分岐された第２増幅器４ｂからの高周波をインピーダンス整合する第４変成回路１０ｂと、第４変成器より細長の第５変成回路１１ｂと、第５変成器より細長の第６変成回路１２ｂと、第３変成回路及び第６変成回路のそれぞれの出力側に接続された電力合成器とを設けて、第３変成回路及び第６変成回路を屈曲させると共に第１及び第２増幅器出力端から電力合成器６出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくするようにした。
【解決手段】 電力分配回路から分岐された第１増幅器４ａからの高周波をインピーダンス整合する第１変成回路１０ａと、第１変成回路より細長の第２変成回路１１ａと、第２変成回路より細長の第３変成回路１２ａと、電力分配回路から分岐された第２増幅器４ｂからの高周波をインピーダンス整合する第４変成回路１０ｂと、第４変成器より細長の第５変成回路１１ｂと、第５変成器より細長の第６変成回路１２ｂと、第３変成回路及び第６変成回路のそれぞれの出力側に接続された電力合成器とを設けて、第３変成回路及び第６変成回路を屈曲させると共に第１及び第２増幅器出力端から電力合成器６出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくするようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯の通信装置やレーダ装置等に用いる高周波モジュールを構成する電力合成増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力合成増幅器として、特開昭６３−２５３７０８号公報図１（特許文献１参照）には、電力分配及び電力合成するためのＴ型分岐回路１３，１４を設け、複数の多段ＦＥＴ増幅器３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂにそれぞれ対応して段間整合回路６ａ，６ｂを設け、段間整合回路６ａ，６ｂを抵抗回路１５で互いに接続したものが開示されている。また、特許文献１の図６には、電力分配器８や電力合成器９にブランチライン形カプラやウイルキンソン形カプラを用いていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２５３７０８号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電力合成増幅器では、段間整合回路６ａ，６ｂで奇数モードの伝搬モードで伝搬するマイクロ波電力を吸収し、多重反射による増幅特性に対する悪影響や発振の防止に効果があるものの、段間整合回路６ａ，６ｂが抵抗回路１５で互いに接続されており、分岐された個々の増幅回路のアイソレーションが不十分になるという課題がある。また、出力整合回路７ａ，７ｂの後段に設けた電力合成器９にカプラを設ける方法では、電力合成器９が大型化し、電力合成増幅器のコンパクト化には適さないという課題もある。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、電力分配器で分岐された複数の増幅回路の相互干渉を防止し、これら増幅回路を結合する電力合成器にて前段までの線路インピーダンスとインピーダンス整合することにより、伝送線路長の短い電力合成増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の電力合成増幅器は、電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第１変成回路と、この第１変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第１変成回路より細長の第２変成回路と、この第２変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第２変成回路より細長の第３変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第４変成回路と、この第４変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第４変成器より細長の第５変成回路と、この第５変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第５変成器より細長の第６変成回路と、前記第３変成回路及び前記第６変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する電力合成器とを備え、前記第３変成回路及び前記第６変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくしたものである。
【０００７】
請求項２に係る発明の電力合成増幅器は、前記第３変成回路及び前記第６変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項１に記載のものである。
【０００８】
請求項３に係る発明の電力合成増幅器は、電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第７変成回路と、この第７変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第７変成回路より細長の第８変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第９変成回路と、この第９変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第９変成器より細長の第１０変成回路と、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を異なる幅で２個直列接続した電力合成器とを備え、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくしたものである。
【０００９】
請求項４に係る発明の電力合成増幅器は、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項３に記載のものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び２に記載の電力合成増幅器によれば、それぞれ異なる幅で３個の整合回路を設け、単体増幅器として所望のインピーダンスまで整合をとらない出力整合回路とし、後段に所望周波数に対する１／４波長のインピーダンス変成器で電力合成器を構成し、電力合成増幅器のインピーダンスを所望のインピーダンスまで整合することにより、増幅回路の相互干渉を防止し、伝送線路長を短くすることが可能となる効果がある。
【００１１】
請求項３及び４に記載の電力合成増幅器によれば、それぞれ異なる幅で２個の整合回路を設け、単体増幅器として所望のインピーダンスまで整合をとらない出力整合回路とし、後段に所望周波数に対する１／４波長のインピーダンス変成器を異なる幅で２個直列に接続して電力合成器を構成し、電力合成増幅器のインピーダンスを所望のインピーダンスまで整合することにより、増幅回路の相互干渉を防止し、伝送線路長を短くすることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の全体構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。
【図７】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による電力合成増幅器の全体構成図である。図１において、１は高周波電力入力端子（入力端子）、２は入力端子１から入力された高周波電力を電力分配する電力分配回路、３は入力整合回路であり、３ａは電力分配回路２で分配された一方の電力を整合する入力整合回路、３ｂは電力分配回路２で分配された他方の電力を整合する入力整合回路である。
【００１４】
４はＷＢＧ（ＷＩＤＥ ＢＡＮＤ ＧＡＰ）素子やＦＥＴトランジスタなどで構成した電力増幅器であり、４ａは入力整合回路３ａに接続され、電力分配回路２で分配された一方の電力を増幅する電力増幅器（第１増幅器）、４ｂは入力整合回路３ｂに接続され、電力分配回路２で分配された他方の電力を増幅する電力増幅器（第２増幅器）である。
【００１５】
５は出力整合回路であり、５ａは電力増幅器４ａに接続され、電力増幅器４ａで増幅された電力を整合する出力整合回路、５ｂは電力増幅器４ｂに接続され、電力増幅器４ｂで増幅された電力を整合する出力整合回路、６は電力増幅器４ａで増幅された電力と、電力増幅器４ｂで増幅された電力を合成する電力合成器、７は電力増幅器４ａ、４ｂで合成された高周波電力を出力する高周波電力出力端子（出力端子）である。なお、電力分配回路２から分岐された２系統の入力整合回路３、電力増幅器４及び出力整合回路５から構成される領域を単体増幅器８と呼び、２系統の単体増幅器８の一方の単体増幅器を第１単体増幅器８ａとし、単体増幅器８の他方の単体増幅器を第２単体増幅器８ｂとする。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。図２において、１０は１段目インピーダンス変成回路、１１は２段目インピーダンス変成回路、１２は３段目インピーダンス変成回路であり、第１単体増幅器８ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第１変成回路）を１０ａ、第１単体増幅器８ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第２変成回路）を１１ａ、第１単体増幅器８ａ側の３段目インピーダンス変成回路（第３変成回路）を１２ａとする。また、第２単体増幅器８ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第４変成回路）を１０ｂ、第２単体増幅器８ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第５変成回路）を１１ｂ、第２単体増幅器８ｂ側の３段目インピーダンス変成回路（第６変成回路）を１２ｂとする。
【００１７】
１３は電力合成器６を構成する４段目インピーダンス変成回路である。図中、Ｚ１は４段目インピーダンス変成回路１３の入力点から単体増幅器８側を見込んだインピーダンスを示し、Ｚ２は４段目インピーダンス変成回路１３の出力点から単体増幅器８側を見込んだインピーダンスを示す。λｇは電力合成増幅器を通過する高周波電力の伝送周波数波長であり、所望周波数の電気長とも呼ぶ。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００１８】
次に動作について説明する。図１及び図２において入力端子１から入力されたマイクロ波・ミリ波などの高周波電力は電力分配回路２で電力分配され、電力分配回路２で分配された一方の電力は入力整合回路３ａで整合される。また、電力分配回路２で分配された他方の電力は入力整合回路３ｂで整合される。
【００１９】
入力整合回路３ａ、３ｂで入力整合された高周波電力は電力増幅器４ａ、４ｂでそれぞれ増幅され、電力増幅された高周波電力は出力整合回路５ａ、５ｂでインピーダンス整合される。
【００２０】
電力合成器６は、電力分配回路２から分岐された２系統のそれぞれの単体増幅器８ａ、８ｂを同時に所望インピーダンスまで整合をとる出力整合回路１３で構成される。一方の出力整合回路５ａは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１０ａ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１ａ、λｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２ａから構成され、電力合成器６を構成するλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３に接続される。したがって、電力増幅器４ａからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００２１】
同様に、他方の出力整合回路５ｂは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１０ｂ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１ｂ、λｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２ｂから構成され、電力合成器６を構成するλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３に接続される。したがって、電力増幅器４ｂからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００２２】
３段目インピーダンス変成回路１２ａ、１２ｂからの高周波電力を電力合成器６である４段目インピーダンス変成回路１３で電力合成された高周波電力は出力端子７から外部に出力される。
【００２３】
次に、作用について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。図３において、２系統で配置された単体増幅回路８は、出力整合回路５により、電力合成増幅器の所望インピーダンスから離れた点Ｚ１のインピーダンスに整合されているとする。その後、電力合成器６を構成する４段目のインピーダンス変成回路１３により、２系統で配置された単体増幅回路８を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近であるＺ２のインピーダンスまで整合をとる。
【００２４】
すなわち、単体増幅回路８の後段に、単体増幅器８として所望の最適インピーダンスまで整合をとらない状態で出力整合回路５を配置し、その後段に、電力合成される２系統の単体増幅回路８の線路インピーダンスを、同時に所望の最適インピーダンスまで整合をとるための電力合成器６を構成する４段目のインピーダンス変成回路１３を配置する。
【００２５】
図４は、この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。図４においては、電力合成増幅器の所望インピーダンスを漸減させるため、１段目インピーダンス変成回路１０は幅広とし、２段目インピーダンス変成回路１１は１段目インピーダンス変成回路１０より細長とし、３段目インピーダンス変成回路１２は屈曲させて互いに線対称に設け、２段目インピーダンス変成回路１１より細長とし、合わせて３／４λｇの線路長で線路構成する。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００２６】
したがって、通常、単体増幅回路にて所望のインピーダンス付近まで整合をとるため、４段のλｇ／４の長さを有するインピーダンス変成回路で出力整合回路を構成するものと比較した場合、通常のものは、後段にさらに電力合成回路を配置する構成となるため、電力増幅器４の後段全体の長さはλｇよりも大きくなる。
【００２７】
以上のように本実施の形態１では、単体増幅回路８の出力整合回路５をλｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１０、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１、λｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２から構成し、その後、２系統配置された単体増幅回路８を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近に整合をとるλｇ／４の長さを有する４段目のインピーダンス変成回路１３を接続することにより、電力合成増幅器全体として伝送線路長を短くできる効果がある。また、伝送線路の入出力方向に対しては、３段目インピーダンス変成回路１２は屈曲させているので電力増幅器４出力側の線路長は出力伝送方向に対してはλｇよりも小さくなる。
【００２８】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について、図を用いて説明する。図５はこの発明の実施の形態２による電力合成増幅器の全体構成図である。図５において、１は高周波電力入力端子（入力端子）、２は入力端子１から入力された高周波電力を電力分配する電力分配回路、３は入力整合回路であり、３ａは電力分配回路２で分配された一方の電力を整合する入力整合回路、３ｂは電力分配回路２で分配された他方の電力を整合する入力整合回路である。
【００２９】
４はＷＢＧ（ＷＩＤＥ ＢＡＮＤ ＧＡＰ）素子やＦＥＴトランジスタなどで構成した電力増幅器であり、４ａは入力整合回路３ａに接続され、電力分配回路２で分配された一方の電力を増幅する電力増幅器(第１増幅器)、４ｂは入力整合回路３ｂに接続され、電力分配回路２で分配された他方の電力を増幅する電力増幅器（第２増幅器）である。
【００３０】
５０は出力整合回路であり、５０ａは電力増幅器４ａに接続され、電力増幅器４ａで増幅された電力を整合する出力整合回路、５０ｂは電力増幅器４ｂに接続され、電力増幅器４ｂで増幅された電力を整合する出力整合回路、６０は電力増幅器４ａで増幅された電力と、電力増幅器４ｂで増幅された電力を合成する電力合成器、７は電力増幅器４ａ、４ｂで合成された高周波電力を出力する高周波電力出力端子（出力端子）である。なお、電力分配回路２から分岐された２系統の入力整合回路３、電力増幅器４及び出力整合回路５０から構成される領域を単体増幅器８０と呼び、２系統の単体増幅器８０の一方の単体増幅器を第１単体増幅器８０ａとし、単体増幅器８０の他方の単体増幅器を第２単体増幅器８０ｂとする。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００３１】
図６は、この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。図２において、１００は１段目インピーダンス変成回路、１１０は２段目インピーダンス変成回路であり、第１単体増幅器８０ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第７変成回路）を１００ａ、第１単体増幅器８０ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第８変成回路）を１１０ａとする。また、第２単体増幅器８０ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第９変成回路）を１００ｂ、第２単体増幅器８０ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第１０変成回路）を１１０ｂとする。
【００３２】
１２０は電力合成器６０の一方の一部を構成する３段目インピーダンス変成回路、１３０は電力合成器６０の他方の一部を構成する４段目インピーダンス変成回路である。図中、Ｚ３は３段目インピーダンス変成回路１２０の入力点から単体増幅器８０側を見込んだインピーダンスを示し、Ｚ４は４段目インピーダンス変成回路１３０の入力点から単体増幅器８０側を見込んだインピーダンスを示す。また、Ｚ５は、４段目インピーダンス変成回路１３０の出力点から単体増幅器８０側を見込んだインピーダンスを示す。λｇは電力合成増幅器を通過する高周波電力の伝送周波数波長であり、所望周波数の電気長とも呼ぶ。図中、図５と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００３３】
次に動作について説明する。図５及び図６において、入力端子１から入力されたマイクロ波・ミリ波などの高周波電力は電力分配回路２で電力分配され、電力分配回路２で分配された一方の電力は入力整合回路３ａで整合される。また、電力分配回路２で分配された他方の電力は入力整合回路３ｂで整合される。
【００３４】
入力整合回路３ａ、３ｂで入力整合された高周波電力は電力増幅器４ａ、４ｂでそれぞれ増幅され、電力増幅された高周波電力は出力整合回路５０ａ、５０ｂでインピーダンス整合される。
【００３５】
電力合成器６０は、電力分配回路２から分岐された２系統のそれぞれの単体増幅器８０ａ、８０ｂを同時に所望インピーダンスまで整合をとる幅の異なる直列に接続された３段目インピーダンス変成回路である出力整合回路１２０と４段目インピーダンス変成回路である出力整合回路１３０とで構成される。一方の出力整合回路５０ａは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１００ａ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１０ａから構成され、電力合成器６０を構成するλｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２０とλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路に接続される。したがって、電力増幅器４ａからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００３６】
同様に、他方の出力整合回路５０ｂは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１００ｂ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１０ｂから構成され、電力合成器６０を構成するλｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２０とλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路に接続される。したがって、電力増幅器４ｂからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００３７】
２段目インピーダンス変成回路１１０ａ、１１０ｂからの高周波電力を電力合成器６０である３段目インピーダンス変成回路１２０と４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路で電力合成された高周波電力は出力端子７から外部に出力される。
【００３８】
次に作用について説明する。図７は、この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。図７において、２系統で配置された単体増幅回路８０は、出力整合回路５０により、電力合成増幅器の所望インピーダンスから離れた点Ｚ３のインピーダンスに整合されているとする。その後、電力合成器６０を構成する３段目のインピーダンス変成回路１２０により、電力合成増幅器の所望インピーダンスから離れた点Ｚ４のインピーダンスに整合をとり、４段目インピーダンス変成回路１３０により、２系統で配置された単体増幅回路８０を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近であるＺ５のインピーダンスまで整合をとる。
【００３９】
すなわち、単体増幅回路８０の後段に、単体増幅器８０として所望の最適インピーダンスまで整合をとらない状態で出力整合回路５０を配置し、その後段に、電力合成される２系統の単体増幅回路８０の線路インピーダンスを、同時に所望の最適インピーダンスまで整合をとるための電力合成器６０を構成する３段目インピーダンス変成回路１２０と４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路を配置する。
【００４０】
図８は、この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。図８において、電力合成増幅器の所望インピーダンスを漸減させるため、１段目インピーダンス変成回路１００は幅広とし、２段目インピーダンス変成回路１１０は屈曲させて互いに線対称に設け、１段目インピーダンス変成回路１００より幅が狭い細長とし、合わせて２／４λｇの線路長で線路構成する。図中、図６と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００４１】
したがって、通常、単体増幅回路にて所望のインピーダンス付近まで整合をとるため、４段のλｇ／４の長さを有するインピーダンス変成回路で出力整合回路を構成するものと比較した場合、通常のものは、後段にさらに電力合成器を配置する構成となるため、電力増幅器の後段全体の長さはλｇよりも大きくなる。
【００４２】
実施の形態２では、単体増幅回路８０の出力整合回路５０をλｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１００、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１０から構成し、その後、２系統配置された単体増幅回路８０を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近に整合をとるそれぞれ幅の異なるλｇ／４の出力整合回路１２０と出力整合回路１３０との直列回路により構成することで、電力合成増幅器全体として伝送線路長を短くすることができる。また、伝送線路の入出力方向に対しては、２段目インピーダンス変成回路１１０は屈曲させているので電力増幅器４出力側の線路長は出力伝送方向に対してはλｇよりも小さくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
マイクロ波帯およびミリ波帯の通信装置やレーダ装置等に用いる高周波モジュールを構成する電力増幅器の小型化のために、本発明を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・入力端子 ２・・・電力分配回路
３・・・入力整合回路
３ａ・・・一方の電力を整合する入力整合回路
３ｂ・・・他方の電力を整合する入力整合回路
４・・・電力増幅器
４ａ・・・一方の電力を増幅する電力増幅器（第１増幅器）
４ｂ・・・他方の電力を増幅する電力増幅器（第２増幅器）
５・・・出力整合回路
５ａ・・・一方の出力整合回路
５ｂ・・・他方の出力整合回路
６・・・電力合成器
７・・・出力端子
８・・・単体増幅器
８ａ・・・一方の単体増幅器（第１単体増幅器）
８ｂ・・・他方の単体増幅器（第２単体増幅器）
１０・・・１段目インピーダンス変成回路
１０ａ・・・第１単体増幅器８ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第１変成回路）
１０ｂ・・・第２単体増幅器８ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第４変成回路）
１１・・・２段目インピーダンス変成回路
１１ａ・・・第１単体増幅器８ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第２変成回路）
１１ｂ・・・第２単体増幅器８ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第５変成回路）
１２・・・３段目インピーダンス変成回路
１２ａ・・・第１単体増幅器８ａ側の３段目インピーダンス変成回路（第３変成回路）
１２ｂ・・・第２単体増幅器８ｂ側の３段目インピーダンス変成回路（第６変成回路）
１３・・・４段目インピーダンス変成回路
５０・・・出力整合回路
５０ａ・・・一方の出力整合回路
５０ｂ・・・他方の出力整合回路
６０・・・電力合成器
８０・・・単体増幅器
８０ａ・・・一方の単体増幅器（第１単体増幅器）
８０ｂ・・・他方の単体増幅器（第２単体増幅器）
１００・・・１段目インピーダンス変成回路
１００ａ・・・第１単体増幅器８０ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第７変成回路）
１００ｂ・・・第２単体増幅器８０ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第９変成回路）
１１０・・・２段目インピーダンス変成回路
１１０ａ・・・第１単体増幅器８０ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第８変成回路）
１１０ｂ・・・第２単体増幅器８０ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第１０変成回路）
１２０・・・３段目インピーダンス変成回路（出力整合回路）
１３０・・・４段目インピーダンス変成回路（出力整合回路）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯の通信装置やレーダ装置等に用いる高周波モジュールを構成する電力合成増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力合成増幅器として、特開昭６３−２５３７０８号公報図１（特許文献１参照）には、電力分配及び電力合成するためのＴ型分岐回路１３，１４を設け、複数の多段ＦＥＴ増幅器３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂにそれぞれ対応して段間整合回路６ａ，６ｂを設け、段間整合回路６ａ，６ｂを抵抗回路１５で互いに接続したものが開示されている。また、特許文献１の図６には、電力分配器８や電力合成器９にブランチライン形カプラやウイルキンソン形カプラを用いていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２５３７０８号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電力合成増幅器では、段間整合回路６ａ，６ｂで奇数モードの伝搬モードで伝搬するマイクロ波電力を吸収し、多重反射による増幅特性に対する悪影響や発振の防止に効果があるものの、段間整合回路６ａ，６ｂが抵抗回路１５で互いに接続されており、分岐された個々の増幅回路のアイソレーションが不十分になるという課題がある。また、出力整合回路７ａ，７ｂの後段に設けた電力合成器９にカプラを設ける方法では、電力合成器９が大型化し、電力合成増幅器のコンパクト化には適さないという課題もある。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、電力分配器で分岐された複数の増幅回路の相互干渉を防止し、これら増幅回路を結合する電力合成器にて前段までの線路インピーダンスとインピーダンス整合することにより、伝送線路長の短い電力合成増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の電力合成増幅器は、電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第１変成回路と、この第１変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第１変成回路より細長の第２変成回路と、この第２変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第２変成回路より細長の第３変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第４変成回路と、この第４変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第４変成器より細長の第５変成回路と、この第５変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第５変成器より細長の第６変成回路と、前記第３変成回路及び前記第６変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する電力合成器とを備え、前記第３変成回路及び前記第６変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくしたものである。
【０００７】
請求項２に係る発明の電力合成増幅器は、前記第３変成回路及び前記第６変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項１に記載のものである。
【０００８】
請求項３に係る発明の電力合成増幅器は、電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第７変成回路と、この第７変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第７変成回路より細長の第８変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第９変成回路と、この第９変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第９変成器より細長の第１０変成回路と、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を異なる幅で２個直列接続した電力合成器とを備え、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくしたものである。
【０００９】
請求項４に係る発明の電力合成増幅器は、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項３に記載のものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び２に記載の電力合成増幅器によれば、それぞれ異なる幅で３個の整合回路を設け、単体増幅器として所望のインピーダンスまで整合をとらない出力整合回路とし、後段に所望周波数に対する１／４波長のインピーダンス変成器で電力合成器を構成し、電力合成増幅器のインピーダンスを所望のインピーダンスまで整合することにより、増幅回路の相互干渉を防止し、伝送線路長を短くすることが可能となる効果がある。
【００１１】
請求項３及び４に記載の電力合成増幅器によれば、それぞれ異なる幅で２個の整合回路を設け、単体増幅器として所望のインピーダンスまで整合をとらない出力整合回路とし、後段に所望周波数に対する１／４波長のインピーダンス変成器を異なる幅で２個直列に接続して電力合成器を構成し、電力合成増幅器のインピーダンスを所望のインピーダンスまで整合することにより、増幅回路の相互干渉を防止し、伝送線路長を短くすることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の全体構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。
【図７】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による電力合成増幅器の全体構成図である。図１において、１は高周波電力入力端子（入力端子）、２は入力端子１から入力された高周波電力を電力分配する電力分配回路、３は入力整合回路であり、３ａは電力分配回路２で分配された一方の電力を整合する入力整合回路、３ｂは電力分配回路２で分配された他方の電力を整合する入力整合回路である。
【００１４】
４はＷＢＧ（ＷＩＤＥ ＢＡＮＤ ＧＡＰ）素子やＦＥＴトランジスタなどで構成した電力増幅器であり、４ａは入力整合回路３ａに接続され、電力分配回路２で分配された一方の電力を増幅する電力増幅器（第１増幅器）、４ｂは入力整合回路３ｂに接続され、電力分配回路２で分配された他方の電力を増幅する電力増幅器（第２増幅器）である。
【００１５】
５は出力整合回路であり、５ａは電力増幅器４ａに接続され、電力増幅器４ａで増幅された電力を整合する出力整合回路、５ｂは電力増幅器４ｂに接続され、電力増幅器４ｂで増幅された電力を整合する出力整合回路、６は電力増幅器４ａで増幅された電力と、電力増幅器４ｂで増幅された電力を合成する電力合成器、７は電力増幅器４ａ、４ｂで合成された高周波電力を出力する高周波電力出力端子（出力端子）である。なお、電力分配回路２から分岐された２系統の入力整合回路３、電力増幅器４及び出力整合回路５から構成される領域を単体増幅器８と呼び、２系統の単体増幅器８の一方の単体増幅器を第１単体増幅器８ａとし、単体増幅器８の他方の単体増幅器を第２単体増幅器８ｂとする。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。図２において、１０は１段目インピーダンス変成回路、１１は２段目インピーダンス変成回路、１２は３段目インピーダンス変成回路であり、第１単体増幅器８ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第１変成回路）を１０ａ、第１単体増幅器８ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第２変成回路）を１１ａ、第１単体増幅器８ａ側の３段目インピーダンス変成回路（第３変成回路）を１２ａとする。また、第２単体増幅器８ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第４変成回路）を１０ｂ、第２単体増幅器８ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第５変成回路）を１１ｂ、第２単体増幅器８ｂ側の３段目インピーダンス変成回路（第６変成回路）を１２ｂとする。
【００１７】
１３は電力合成器６を構成する４段目インピーダンス変成回路である。図中、Ｚ１は４段目インピーダンス変成回路１３の入力点から単体増幅器８側を見込んだインピーダンスを示し、Ｚ２は４段目インピーダンス変成回路１３の出力点から単体増幅器８側を見込んだインピーダンスを示す。λｇは電力合成増幅器を通過する高周波電力の伝送周波数波長であり、所望周波数の電気長とも呼ぶ。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００１８】
次に動作について説明する。図１及び図２において入力端子１から入力されたマイクロ波・ミリ波などの高周波電力は電力分配回路２で電力分配され、電力分配回路２で分配された一方の電力は入力整合回路３ａで整合される。また、電力分配回路２で分配された他方の電力は入力整合回路３ｂで整合される。
【００１９】
入力整合回路３ａ、３ｂで入力整合された高周波電力は電力増幅器４ａ、４ｂでそれぞれ増幅され、電力増幅された高周波電力は出力整合回路５ａ、５ｂでインピーダンス整合される。
【００２０】
電力合成器６は、電力分配回路２から分岐された２系統のそれぞれの単体増幅器８ａ、８ｂを同時に所望インピーダンスまで整合をとる出力整合回路１３で構成される。一方の出力整合回路５ａは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１０ａ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１ａ、λｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２ａから構成され、電力合成器６を構成するλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３に接続される。したがって、電力増幅器４ａからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００２１】
同様に、他方の出力整合回路５ｂは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１０ｂ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１ｂ、λｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２ｂから構成され、電力合成器６を構成するλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３に接続される。したがって、電力増幅器４ｂからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００２２】
３段目インピーダンス変成回路１２ａ、１２ｂからの高周波電力を電力合成器６である４段目インピーダンス変成回路１３で電力合成された高周波電力は出力端子７から外部に出力される。
【００２３】
次に、作用について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。図３において、２系統で配置された単体増幅回路８は、出力整合回路５により、電力合成増幅器の所望インピーダンスから離れた点Ｚ１のインピーダンスに整合されているとする。その後、電力合成器６を構成する４段目のインピーダンス変成回路１３により、２系統で配置された単体増幅回路８を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近であるＺ２のインピーダンスまで整合をとる。
【００２４】
すなわち、単体増幅回路８の後段に、単体増幅器８として所望の最適インピーダンスまで整合をとらない状態で出力整合回路５を配置し、その後段に、電力合成される２系統の単体増幅回路８の線路インピーダンスを、同時に所望の最適インピーダンスまで整合をとるための電力合成器６を構成する４段目のインピーダンス変成回路１３を配置する。
【００２５】
図４は、この発明の実施の形態１による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。図４においては、電力合成増幅器の所望インピーダンスを漸減させるため、１段目インピーダンス変成回路１０は幅広とし、２段目インピーダンス変成回路１１は１段目インピーダンス変成回路１０より細長とし、３段目インピーダンス変成回路１２は屈曲させて互いに線対称に設け、２段目インピーダンス変成回路１１より細長とし、合わせて３／４λｇの線路長で線路構成する。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００２６】
したがって、通常、単体増幅回路にて所望のインピーダンス付近まで整合をとるため、４段のλｇ／４の長さを有するインピーダンス変成回路で出力整合回路を構成するものと比較した場合、通常のものは、後段にさらに電力合成回路を配置する構成となるため、電力増幅器４の後段全体の長さはλｇよりも大きくなる。
【００２７】
以上のように本実施の形態１では、単体増幅回路８の出力整合回路５をλｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１０、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１、λｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２から構成し、その後、２系統配置された単体増幅回路８を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近に整合をとるλｇ／４の長さを有する４段目のインピーダンス変成回路１３を接続することにより、電力合成増幅器全体として伝送線路長を短くできる効果がある。また、伝送線路の入出力方向に対しては、３段目インピーダンス変成回路１２は屈曲させているので電力増幅器４出力側の線路長は出力伝送方向に対してはλｇよりも小さくなる。
【００２８】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について、図を用いて説明する。図５はこの発明の実施の形態２による電力合成増幅器の全体構成図である。図５において、１は高周波電力入力端子（入力端子）、２は入力端子１から入力された高周波電力を電力分配する電力分配回路、３は入力整合回路であり、３ａは電力分配回路２で分配された一方の電力を整合する入力整合回路、３ｂは電力分配回路２で分配された他方の電力を整合する入力整合回路である。
【００２９】
４はＷＢＧ（ＷＩＤＥ ＢＡＮＤ ＧＡＰ）素子やＦＥＴトランジスタなどで構成した電力増幅器であり、４ａは入力整合回路３ａに接続され、電力分配回路２で分配された一方の電力を増幅する電力増幅器(第１増幅器)、４ｂは入力整合回路３ｂに接続され、電力分配回路２で分配された他方の電力を増幅する電力増幅器（第２増幅器）である。
【００３０】
５０は出力整合回路であり、５０ａは電力増幅器４ａに接続され、電力増幅器４ａで増幅された電力を整合する出力整合回路、５０ｂは電力増幅器４ｂに接続され、電力増幅器４ｂで増幅された電力を整合する出力整合回路、６０は電力増幅器４ａで増幅された電力と、電力増幅器４ｂで増幅された電力を合成する電力合成器、７は電力増幅器４ａ、４ｂで合成された高周波電力を出力する高周波電力出力端子（出力端子）である。なお、電力分配回路２から分岐された２系統の入力整合回路３、電力増幅器４及び出力整合回路５０から構成される領域を単体増幅器８０と呼び、２系統の単体増幅器８０の一方の単体増幅器を第１単体増幅器８０ａとし、単体増幅器８０の他方の単体増幅器を第２単体増幅器８０ｂとする。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００３１】
図６は、この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路図である。図２において、１００は１段目インピーダンス変成回路、１１０は２段目インピーダンス変成回路であり、第１単体増幅器８０ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第７変成回路）を１００ａ、第１単体増幅器８０ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第８変成回路）を１１０ａとする。また、第２単体増幅器８０ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第９変成回路）を１００ｂ、第２単体増幅器８０ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第１０変成回路）を１１０ｂとする。
【００３２】
１２０は電力合成器６０の一方の一部を構成する３段目インピーダンス変成回路、１３０は電力合成器６０の他方の一部を構成する４段目インピーダンス変成回路である。図中、Ｚ３は３段目インピーダンス変成回路１２０の入力点から単体増幅器８０側を見込んだインピーダンスを示し、Ｚ４は４段目インピーダンス変成回路１３０の入力点から単体増幅器８０側を見込んだインピーダンスを示す。また、Ｚ５は、４段目インピーダンス変成回路１３０の出力点から単体増幅器８０側を見込んだインピーダンスを示す。λｇは電力合成増幅器を通過する高周波電力の伝送周波数波長であり、所望周波数の電気長とも呼ぶ。図中、図５と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００３３】
次に動作について説明する。図５及び図６において、入力端子１から入力されたマイクロ波・ミリ波などの高周波電力は電力分配回路２で電力分配され、電力分配回路２で分配された一方の電力は入力整合回路３ａで整合される。また、電力分配回路２で分配された他方の電力は入力整合回路３ｂで整合される。
【００３４】
入力整合回路３ａ、３ｂで入力整合された高周波電力は電力増幅器４ａ、４ｂでそれぞれ増幅され、電力増幅された高周波電力は出力整合回路５０ａ、５０ｂでインピーダンス整合される。
【００３５】
電力合成器６０は、電力分配回路２から分岐された２系統のそれぞれの単体増幅器８０ａ、８０ｂを同時に所望インピーダンスまで整合をとる幅の異なる直列に接続された３段目インピーダンス変成回路である出力整合回路１２０と４段目インピーダンス変成回路である出力整合回路１３０とで構成される。一方の出力整合回路５０ａは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１００ａ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１０ａから構成され、電力合成器６０を構成するλｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２０とλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路に接続される。したがって、電力増幅器４ａからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００３６】
同様に、他方の出力整合回路５０ｂは、λｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１００ｂ、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１０ｂから構成され、電力合成器６０を構成するλｇ／４の長さを有する３段目インピーダンス変成回路１２０とλｇ／４の長さを有する４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路に接続される。したがって、電力増幅器４ｂからの出力側伝送線路長は所望周波数波長（λｇ）相当となる。
【００３７】
２段目インピーダンス変成回路１１０ａ、１１０ｂからの高周波電力を電力合成器６０である３段目インピーダンス変成回路１２０と４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路で電力合成された高周波電力は出力端子７から外部に出力される。
【００３８】
次に作用について説明する。図７は、この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の線路インピーダンスを説明する図である。図７において、２系統で配置された単体増幅回路８０は、出力整合回路５０により、電力合成増幅器の所望インピーダンスから離れた点Ｚ３のインピーダンスに整合されているとする。その後、電力合成器６０を構成する３段目のインピーダンス変成回路１２０により、電力合成増幅器の所望インピーダンスから離れた点Ｚ４のインピーダンスに整合をとり、４段目インピーダンス変成回路１３０により、２系統で配置された単体増幅回路８０を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近であるＺ５のインピーダンスまで整合をとる。
【００３９】
すなわち、単体増幅回路８０の後段に、単体増幅器８０として所望の最適インピーダンスまで整合をとらない状態で出力整合回路５０を配置し、その後段に、電力合成される２系統の単体増幅回路８０の線路インピーダンスを、同時に所望の最適インピーダンスまで整合をとるための電力合成器６０を構成する３段目インピーダンス変成回路１２０と４段目インピーダンス変成回路１３０との直列回路を配置する。
【００４０】
図８は、この発明の実施の形態２による電力合成増幅器の電力増幅器出力側の回路パターン図である。図８において、電力合成増幅器の所望インピーダンスを漸減させるため、１段目インピーダンス変成回路１００は幅広とし、２段目インピーダンス変成回路１１０は屈曲させて互いに線対称に設け、１段目インピーダンス変成回路１００より幅が狭い細長とし、合わせて２／４λｇの線路長で線路構成する。図中、図６と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００４１】
したがって、通常、単体増幅回路にて所望のインピーダンス付近まで整合をとるため、４段のλｇ／４の長さを有するインピーダンス変成回路で出力整合回路を構成するものと比較した場合、通常のものは、後段にさらに電力合成器を配置する構成となるため、電力増幅器の後段全体の長さはλｇよりも大きくなる。
【００４２】
実施の形態２では、単体増幅回路８０の出力整合回路５０をλｇ／４の長さを有する１段目インピーダンス変成回路１００、λｇ／４の長さを有する２段目インピーダンス変成回路１１０から構成し、その後、２系統配置された単体増幅回路８０を同時に電力合成増幅器の所望インピーダンス付近に整合をとるそれぞれ幅の異なるλｇ／４の出力整合回路１２０と出力整合回路１３０との直列回路により構成することで、電力合成増幅器全体として伝送線路長を短くすることができる。また、伝送線路の入出力方向に対しては、２段目インピーダンス変成回路１１０は屈曲させているので電力増幅器４出力側の線路長は出力伝送方向に対してはλｇよりも小さくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
マイクロ波帯およびミリ波帯の通信装置やレーダ装置等に用いる高周波モジュールを構成する電力増幅器の小型化のために、本発明を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・入力端子 ２・・・電力分配回路
３・・・入力整合回路
３ａ・・・一方の電力を整合する入力整合回路
３ｂ・・・他方の電力を整合する入力整合回路
４・・・電力増幅器
４ａ・・・一方の電力を増幅する電力増幅器（第１増幅器）
４ｂ・・・他方の電力を増幅する電力増幅器（第２増幅器）
５・・・出力整合回路
５ａ・・・一方の出力整合回路
５ｂ・・・他方の出力整合回路
６・・・電力合成器
７・・・出力端子
８・・・単体増幅器
８ａ・・・一方の単体増幅器（第１単体増幅器）
８ｂ・・・他方の単体増幅器（第２単体増幅器）
１０・・・１段目インピーダンス変成回路
１０ａ・・・第１単体増幅器８ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第１変成回路）
１０ｂ・・・第２単体増幅器８ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第４変成回路）
１１・・・２段目インピーダンス変成回路
１１ａ・・・第１単体増幅器８ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第２変成回路）
１１ｂ・・・第２単体増幅器８ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第５変成回路）
１２・・・３段目インピーダンス変成回路
１２ａ・・・第１単体増幅器８ａ側の３段目インピーダンス変成回路（第３変成回路）
１２ｂ・・・第２単体増幅器８ｂ側の３段目インピーダンス変成回路（第６変成回路）
１３・・・４段目インピーダンス変成回路
５０・・・出力整合回路
５０ａ・・・一方の出力整合回路
５０ｂ・・・他方の出力整合回路
６０・・・電力合成器
８０・・・単体増幅器
８０ａ・・・一方の単体増幅器（第１単体増幅器）
８０ｂ・・・他方の単体増幅器（第２単体増幅器）
１００・・・１段目インピーダンス変成回路
１００ａ・・・第１単体増幅器８０ａ側の１段目インピーダンス変成回路（第７変成回路）
１００ｂ・・・第２単体増幅器８０ｂ側の１段目インピーダンス変成回路（第９変成回路）
１１０・・・２段目インピーダンス変成回路
１１０ａ・・・第１単体増幅器８０ａ側の第２段目インピーダンス変成回路（第８変成回路）
１１０ｂ・・・第２単体増幅器８０ｂ側の第２段目インピーダンス変成回路（第１０変成回路）
１２０・・・３段目インピーダンス変成回路（出力整合回路）
１３０・・・４段目インピーダンス変成回路（出力整合回路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第１変成回路と、この第１変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第１変成回路より細長の第２変成回路と、この第２変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第２変成回路より細長の第３変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第４変成回路と、この第４変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第４変成器より細長の第５変成回路と、この第５変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第５変成器より細長の第６変成回路と、前記第３変成回路及び前記第６変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する電力合成器とを備え、前記第３変成回路及び前記第６変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくした電力合成増幅器。
【請求項２】
前記第３変成回路及び前記第６変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項１に記載の電力合成増幅器。
【請求項３】
電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第７変成回路と、この第７変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第７変成回路より細長の第８変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第９変成回路と、この第９変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第９変成器より細長の第１０変成回路と、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を異なる幅で２個直列接続した電力合成器とを備え、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくした電力合成増幅器。
【請求項４】
前記第８変成回路及び前記第１０変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項３に記載の電力合成増幅器。
【請求項１】
電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第１変成回路と、この第１変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第１変成回路より細長の第２変成回路と、この第２変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第２変成回路より細長の第３変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第４変成回路と、この第４変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第４変成器より細長の第５変成回路と、この第５変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第５変成器より細長の第６変成回路と、前記第３変成回路及び前記第６変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する電力合成器とを備え、前記第３変成回路及び前記第６変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくした電力合成増幅器。
【請求項２】
前記第３変成回路及び前記第６変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項１に記載の電力合成増幅器。
【請求項３】
電力分配回路と、この電力分配回路で分岐された一方の高周波電力を増幅する第１増幅器と、この第１増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第７変成回路と、この第７変成回路に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第７変成回路より細長の第８変成回路と、前記電力分配回路で分岐された他方の高周波電力を増幅する第２増幅器と、この第２増幅器で増幅された高周波電力をインピーダンス整合する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有する第９変成回路と、この第９変成器に接続され、伝送周波数波長の１／４波長の線路長を有し、前記第９変成器より細長の第１０変成回路と、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路のそれぞれの出力側に接続され、前記第１増幅器及び前記第２増幅器からの高周波電力を合成する伝送周波数波長の１／４波長の線路長を異なる幅で２個直列接続した電力合成器とを備え、前記第８変成回路及び前記第１０変成回路を屈曲させると共に前記第１及び前記第２増幅器出力端から前記電力合成器出力端までの伝送線路長を伝送周波数波長に略等しくした電力合成増幅器。
【請求項４】
前記第８変成回路及び前記第１０変成回路は伝送方向に沿って線対称に配置されている請求項３に記載の電力合成増幅器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２４５８７１（Ｐ２０１０−２４５８７１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２９１１（Ｐ２００９−９２９１１）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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