(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主増幅器または誤差増幅器を構成する、最終段増幅器および複数の縦列接続されたドライバ増幅器のうちの少なくとも一つにプッシュプル増幅器を用いたフィードフォワード増幅器において、
上記プッシュプル増幅器は、
磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する第１のバランと、
磁性体を有し、上記第１のバランにより２分配された第１の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第２のバランと、
上記第２のバランにより２分配された第１の信号および第２の信号を入力し、インピーダンス整合する第１のインピーダンス調整回路と、
上記第１のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号を増幅する第１のトランジスタと、
上記第１のインピーダンス調整回路により出力される第２の信号を増幅する第２のトランジスタと、
上記第１のトランジスタにより増幅された第１の信号および上記第２のトランジスタにより増幅された第２の信号を入力し、インピーダンス整合する第２のインピーダンス調整回路と、
磁性体を有し、上記第２のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号および第２の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第３のバランと、
磁性体を有し、上記第１のバランにより２分配された第２の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第４のバランと、
上記第４のバランにより２分配された第３の信号および第４の信号を入力し、インピーダンス整合する第３のインピーダンス調整回路と、
上記第３のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号を増幅する第３のトランジスタと、
上記第３のインピーダンス調整回路により出力される第４の信号を増幅する第４のトランジスタと、
上記第３のトランジスタにより増幅された第３の信号および上記第４のトランジスタにより増幅された第４の信号を入力し、インピーダンス整合する第４のインピーダンス調整回路と、
磁性体を有し、上記第４のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号および第４の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第５のバランと、
磁性体を有し、上記第３のバランによる出力信号および上記第５のバランによる出力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第６のバランとを備えた
ことを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項２】
上記トランジスタは、それぞれ、
ＧａＮ−ＦＥＴやＳｉ−トランジスタ、ＧａＡｓ−ＦＥＴなど、２０Ｖ以上の電圧で動作可能な高電圧デバイスを用いたことを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項３】
最終段増幅器および複数の縦列接続されたドライバ増幅器のうちの少なくとも一つにプッシュプル増幅器を用いたフィードバック増幅器において、
上記プッシュプル増幅器は、
磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する第１のバランと、
磁性体を有し、上記第１のバランにより２分配された第１の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第２のバランと、
上記第２のバランにより２分配された第１の信号および第２の信号を入力し、インピーダンス整合する第１のインピーダンス調整回路と、
上記第１のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号を増幅する第１のトランジスタと、
上記第１のインピーダンス調整回路により出力される第２の信号を増幅する第２のトランジスタと、
上記第１のトランジスタにより増幅された第１の信号および上記第２のトランジスタにより増幅された第２の信号を入力し、インピーダンス整合する第２のインピーダンス調整回路と、
磁性体を有し、上記第２のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号および第２の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第３のバランと、
磁性体を有し、上記第１のバランにより２分配された第２の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第４のバランと、
上記第４のバランにより２分配された第３の信号および第４の信号を入力し、インピーダンス整合する第３のインピーダンス調整回路と、
上記第３のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号を増幅する第３のトランジスタと、
上記第３のインピーダンス調整回路により出力される第４の信号を増幅する第４のトランジスタと、
上記第３のトランジスタにより増幅された第３の信号および上記第４のトランジスタにより増幅された第４の信号を入力し、インピーダンス整合する第４のインピーダンス調整回路と、
磁性体を有し、上記第４のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号および第４の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第５のバランと、
磁性体を有し、上記第３のバランによる出力信号および上記第５のバランによる出力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第６のバランとを備えた
ことを特徴とするフィードバック増幅器。
【請求項４】
最終段増幅器および複数の縦列接続されたドライバ増幅器のうちの少なくとも一つにプッシュプル増幅器を用いた広帯域増幅器において、
上記プッシュプル増幅器は、
磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する第１のバランと、
磁性体を有し、上記第１のバランにより２分配された第１の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第２のバランと、
上記第２のバランにより２分配された第１の信号および第２の信号を入力し、インピーダンス整合する第１のインピーダンス調整回路と、
上記第１のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号を増幅する第１のトランジスタと、
上記第１のインピーダンス調整回路により出力される第２の信号を増幅する第２のトランジスタと、
上記第１のトランジスタにより増幅された第１の信号および上記第２のトランジスタにより増幅された第２の信号を入力し、インピーダンス整合する第２のインピーダンス調整回路と、
磁性体を有し、上記第２のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号および第２の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第３のバランと、
磁性体を有し、上記第１のバランにより２分配された第２の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第４のバランと、
上記第４のバランにより２分配された第３の信号および第４の信号を入力し、インピーダンス整合する第３のインピーダンス調整回路と、
上記第３のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号を増幅する第３のトランジスタと、
上記第３のインピーダンス調整回路により出力される第４の信号を増幅する第４のトランジスタと、
上記第３のトランジスタにより増幅された第３の信号および上記第４のトランジスタにより増幅された第４の信号を入力し、インピーダンス整合する第４のインピーダンス調整回路と、
磁性体を有し、上記第４のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号および第４の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第５のバランと、
磁性体を有し、上記第３のバランによる出力信号および上記第５のバランによる出力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第６のバランとを備えた
ことを特徴とする広帯域増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広帯域で高効率なフィードフォワード増幅器、広帯域に渡って安定に動作するフィードバック増幅器および広帯域増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィードフォワード増幅器では、効率改善や広帯域化を図るため、主増幅器および誤差増幅器の群遅延時間の低減および平坦化が求められている。【０００３】
また、フィードバック増幅器では、フィードバックループの位相余裕確保による広帯域化および安定性向上を図るため、増幅器の群遅延時間の低減および平坦化が求められている。【０００４】
さらに、広帯域増幅器では、符号間干渉による誤り率低下を防止するため、広帯域増幅器の群遅延時間の低減および平坦化が求められている。【０００５】
しかし、群遅延時間は、概ね増幅器の出力電力に比例するため、群遅延時間の低減は原理的に困難である。【０００６】
そこで、下記特許文献１による従来のフィードフォワード増幅器では、誤差増幅器に負性群遅延回路を前置する。これにより、遅延線路の短縮による効率改善や広帯域化を図っている。【０００７】
また、下記特許文献２による従来のフィードバック増幅器では、負性群遅延回路を帰還路に接続する。これにより、フィードバックループの位相余裕確保による広帯域化および安定性向上を図っている。【０００８】
さらに、下記非特許文献１による従来の広帯域増幅器では、群遅延時間の大きい周波数で大きな負性群遅延を有する負性群遅延回路を接続する。これにより、符号間干渉による誤り率低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−４９６８９号公報
【特許文献２】特開２００９−２６７５１４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】“低雑音特性を考慮したＵＷＢ用ＨＢＴ  ＭＭＩＣ増幅器の群遅延補償”２００９年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、（エレクトロニクス講演論文集）ｐ５５、２００９／９／１５〜１８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１による従来のフィードフォワード増幅器では、誤差増幅器に負性群遅延回路を前置することで、等価的に群遅延時間の短縮を図り、フィードフォワード増幅器の高効率化を実現している。しかしながら、負性群遅延の得られる周波数範囲が狭く、また、帯域内外での通過振幅比が大きく、フィードフォワード増幅器の安定性確保が難しい課題があった。【００１２】
また、上記特許文献２による従来のフィードバック増幅器では、負性群遅延回路を帰還路に接続することで、通常の低域通過フィルタ、直交変調器、増幅器および直交復調器などのコンポーネントによって生じる位相遅れを、負性群遅延回路が有する位相進み特性を用いることで低減し、安定性向上や歪み補償量増加を実現している。しかしながら、上記特許文献１と同様、負性群遅延の得られる周波数範囲が狭く、また、帯域内外での通過振幅比が大きく、フィードバック増幅器の安定性確保が難しい課題があった。【００１３】
さらに、上記非特許文献１による従来の広帯域増幅器では、群遅延時間の大きい周波数で大きな負性群遅延を有する負性群遅延回路を接続することで、周波数低域側の群遅延時間の増加を低減し、帯域内での群遅延時間偏差を抑圧している。しかしながら、帯域外近傍に群遅延時間が大きくなる領域を有するため、帯域内での群遅延時間の平坦化が難しい課題があった。【００１４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、群遅延時間の低減や帯域内群遅延時間偏差の抑圧を実現し、広帯域で高効率なフィードフォワード増幅器を得ることを目的とする。
また、広帯域に渡って安定に動作するフィードバック増幅器を得ることを目的とする。
さらに、広帯域に渡って安定に動作する広帯域増幅器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係るフィードフォワード増幅器は、主増幅器または誤差増幅器を構成する、最終段増幅器および複数の縦列接続されたドライバ増幅器のうちの少なくとも一つにプッシュプル増幅器を用い、当該プッシュプル増幅器は、磁性体を有し入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する第１のバランと、磁性体を有し第１のバランにより２分配された第１の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第２のバランと、第２のバランにより２分配された第１の信号および第２の信号を入力しインピーダンス整合する第１のインピーダンス調整回路と、第１のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号を増幅する第１のトランジスタと、第１のインピーダンス調整回路により出力される第２の信号を増幅する第２のトランジスタと、第１のトランジスタにより増幅された第１の信号および第２のトランジスタにより増幅された第２の信号を入力しインピーダンス整合する第２のインピーダンス調整回路と、磁性体を有し第２のインピーダンス調整回路により出力される第１の信号および第２の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第３のバランと、
磁性体を有し第１のバランにより２分配された第２の信号を不平衡／平衡変換して２分配する第４のバランと、第４のバランにより２分配された第３の信号および第４の信号を入力しインピーダンス整合する第３のインピーダンス調整回路と、第３のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号を増幅する第３のトランジスタと、第３のインピーダンス調整回路により出力される第４の信号を増幅する第４のトランジスタと、第３のトランジスタにより増幅された第３の信号および第４のトランジスタにより増幅された第４の信号を入力しインピーダンス整合する第４のインピーダンス調整回路と、磁性体を有し第４のインピーダンス調整回路により出力される第３の信号および第４の信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第５のバランと、磁性体を有し、第３のバランによる出力信号および第５のバランによる出力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する第６のバランとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、主増幅器または誤差増幅器を構成する、最終段増幅器またはドライバ増幅器に、磁性体を有するバランからなるプッシュプル増幅器を用いたので、主増幅器または誤差増幅器の群遅延時間を短縮し、遅延線の線路長を短縮することができる。これにより、フィードフォワード増幅器の効率を向上することができる。また、帯域内の群遅延時間偏差が抑圧されることで、歪み除去ループにおける歪みキャンセル帯域を広帯域化することができ、フィードフォワード増幅器の広帯域化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
【図２】磁性体を有するバランの構造例を示す斜視図である。
【図３】増幅器Ａ，Ｂの利得特性を示す特性図である。
【図４】増幅器Ａ，Ｂの群遅延特性を示す特性図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるフィードバック増幅器を示す回路図である。
【図６】この発明の実施の形態３による広帯域増幅器を示す回路図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
【図８】この発明の実施の形態６によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
【図９】この発明の実施の形態７によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
図１において、主線路には、入力端子１、分配器２、主増幅器３、分配器４、遅延線５、合成器６および出力端子７の順で接続されている。また、分配器２の分配先には、遅延線８、合成器９および誤差増幅器１０の順で接続されている。
【００１９】
分配器２、主増幅器３、分配器４、遅延線８および合成器９により、主増幅器３で発生した歪み成分を抽出する歪み抽出ループを構成する。また、分配器４、遅延線５、合成器６、合成器９および誤差増幅器１０により、主増幅器３で発生した歪み成分を除去する歪み除去ループを構成する。
【００２０】
フィードフォワード増幅器は、歪み抽出ループにより主増幅器３で発生した歪み成分を抽出し、歪み除去ループによりその抽出した歪み成分の振幅を調整し、逆位相で合成することにより歪みを低減する歪み補償方式を適用した増幅器である。
【００２１】
また、誤差増幅器１０において、ドライバ増幅器１１は、誤差増幅器１０が十分な利得を得るために、複数の単位増幅器が縦列接続された増幅器である。
最終段増幅器１２は、ドライバ増幅器１１の後段に接続された増幅器であり、この実施の形態１では、この最終段増幅器１２にプッシュプル増幅器を用いている。
【００２２】
最終段増幅器１２において、入力側整合回路１３は、トランジスタ１５，１６の入力側のインピーダンス整合を行い、出力側整合回路１４は、トランジスタ１５，１６の出力側のインピーダンス整合を行う。
【００２３】
入力側整合回路１３において、バラン１７は、磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する。インピーダンス調整回路１８は、入力側のインピーダンス整合を行う。また、出力側整合回路１４において、インピーダンス調整回路１９は、出力側のインピーダンス整合を行う。バラン２０は、磁性体を有し、入力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する。
【００２４】
この実施の形態１のプッシュプル増幅器では、磁性体を有するバラン１７，２０をトランジスタ１５，１６の主たる整合回路として用いている。
図２に磁性体を有するバランの構造例を示す。図２の左図は、円筒状の磁性体２１の内部に、同軸ケーブルである結合線路２２を通した構造である。図２の右図は、リング状の磁性体２１の内部に、結合線路２２を巻き付けた構造である。
【００２５】
バラン１７，２０のインピーダンス変成比は、結合線路２２の特性インピーダンス等で決定されるが、インダクタやキャパシタを用いた整合回路のようにインピーダンスを微調整することが難しい。そのため、集中定数や分布定数を用いたインピーダンス調整回路１８，１９を用いることで、バラン１７，２０とトランジスタ１５，１６のインピーダンス整合を容易にしている。
【００２６】
次に動作について説明する。
図１において、入力端子１からの入力信号は、分配器２で２分配され、一方は主増幅器３に導かれて増幅され、分配器４で再び２分配される。また、他方は遅延線８により群遅延特性が与えられた後、合成器９で分配器４により分配された信号に逆位相に合成され、主増幅器３の歪み成分が抽出される。ここで、遅延線８により群遅延特性は、主増幅器３による予め想定される群遅延時間に一致させることで、主増幅器３の歪み成分を精度良く抽出する。
【００２７】
抽出された主増幅器３の歪み成分は、主増幅器３で発生した歪み成分と同じ振幅になるように、誤差増幅器１０で増幅される。一方、主増幅器３で増幅され、分配器４を通過した信号は、遅延線５により群遅延特性が与えられる。その後、合成器６で誤差増幅器１０により増幅された信号に逆位相に合成され、主増幅器３の歪み成分が除去され、出力端子７に導かれる。ここで、遅延線５により群遅延特性は、誤差増幅器１０による予め想定される群遅延時間に一致させることで、主増幅器３の歪み成分を精度良く除去する。
【００２８】
このように、フィードフォワード増幅器では、遅延線８による群遅延特性を主増幅器３による群遅延時間に一致させ、遅延線５による群遅延特性を誤差増幅器１０による群遅延時間に一致させる。
すなわち、主増幅器３および誤差増幅器１０の群遅延時間が大きいほど、大きな群遅延時間を有する遅延線８，５を用いる必要がある。大きな群遅延時間を得るためには、遅延線の線路長を長くしなければならないため、遅延線による損失が増加し、フィードフォワード増幅器の効率が低下する。
【００２９】
この実施の形態１の誤差増幅器１０に用いられるプッシュプル増幅器は、磁性体を有するバラン１７，２０により構成されることにより、誤差増幅器１０の群遅延時間を短縮し、遅延線５の線路長を短縮するものであるが、以下、さらに詳しく説明する。
【００３０】
磁性体を有するバランをトランジスタの主たる整合回路として用いたプッシュプル増幅器により、群遅延時間が低減できると共に群遅延時間偏差を抑圧できることを示すために増幅器Ａおよび増幅器Ｂの２種類の増幅器を試作した。
【００３１】
増幅器Ａは、集中定数素子を用いてチェビシェフ型４段整合回路を構成した、３０〜１４０ＭＨｚ帯、１段８Ｗの増幅器であり、増幅器Ｂは、整合回路にバランを用いた、２０〜２００ＭＨｚ帯、４０Ｗ２段のプッシュプル増幅器である。
【００３２】
試作した増幅器Ａ，Ｂの利得特性を図３に、群遅延特性を図４に示す。
図３より、増幅器Ｂは２段アンプ（図１に示したプッシュプル増幅器を２つ縦列接続したもの）のため、増幅器Ａよりも高い利得が得られていることが分かる。また、図４より、増幅器Ｂの群遅延時間は、増幅器Ａの１／４程度であり、かつ平坦であることが分かる。一般に、高出力化や多段化することで、増幅器の群遅延時間は増加する傾向にあるが、増幅器Ｂは増幅器Ａよりも高出力で多段構成であるにも関わらず、磁性体を有するバランを用いることで、平坦で群遅延時間の小さい特性が得られていることが分かる。
【００３３】
これは次の原理を利用している。磁性体が無い場合は、偶モードのインピーダンスを高めるために、９０ｄｅｇの電気長を有する線路を必要とする。磁性体によりバランの偶モードインピーダンスを高められるため、９０ｄｅｇの電気長以下の線路を用いても、高い偶モードインピーダンスを実現できる。そのため、奇モードの電気長を短縮でき、バランの群遅延時間を低減できることを利用している。
【００３４】
この実施の形態１によれば、磁性体を有するバラン１７，２０を用いたプッシュプル増幅器を適用することで、群遅延時間を短縮し、フィードフォワード増幅器の遅延線５の線路長を短縮した。これにより、フィードフォワード増幅器の効率を向上できる。また、帯域内の群遅延時間偏差が抑圧されることで、歪み除去ループにおける歪みキャンセル帯域を広帯域化することができ、フィードフォワード増幅器の広帯域化を図ることができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態１によれば、誤差増幅器１０を構成する最終段増幅器１２に、磁性体を有するバラン１７，２０を用いたプッシュプル増幅器を適用した例について説明した。
しかし、誤差増幅器１０を構成するドライバ増幅器１１や、主増幅器３を構成する最終段増幅器やドライバ増幅器に、磁性体を有するバランを用いたプッシュプル増幅器を適用しても良く、同様な効果を奏することができる。
【００３６】
また、バランとして、１８０度３ｄＢ分配器やハイプリッド回路、カップラを用いても同様の機能を実現できることは明白である。
【００３７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるフィードバック増幅器を示す回路図である。
図５において、このフィードバック増幅器は、入力端子３１、加算器３２，３３、低域通過フィルタ３４，３５、直交変調器３６、増幅器３７、信号分岐手段３８、出力端子３９、減衰器４０，４１および直交復調器４２により構成されている。
【００３８】
なお、増幅器３７の内部構成は、上記実施の形態１に示した構成と同様である。すなわち、ドライバ増幅器１１と、最終段増幅器１２とを備え、最終段増幅器１２は、磁性体を有するバラン１７，２０を用いたプッシュプル増幅器を適用したものである。
その他の重複する説明は省略する。
【００３９】
次に動作について説明する。
図５において、入力端子３１からのベースバンド入力信号の同相成分Ｉおよび直交成分Ｑは、加算器３２，３３に入力される。加算器３２，３３は、この同相成分Ｉおよび直交成分Ｑから直交復調器４２の出力である帰還信号を加算し、加算ベースバンド信号の同相成分Ｉおよび直交成分Ｑを出力する。
【００４０】
この加算ベースバンド信号は、低域通過フィルタ３４，３５で周波数帯域が低域に制限された後、直交変調器３６に入力される。直交変調器３６に入力された信号は、直交変調器３６によって変調されて変調信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑに変換される。この変調信号は、増幅器３７に入力され、増幅される。
【００４１】
さらに、この変調信号は、増幅器３７で増幅された後、信号分岐手段３８を介して出力端子３９から出力される。なお、信号分岐手段３８により増幅器３７からの出力信号の一部は、減衰器４０，４１で減衰された後、直交復調器４２に入力される。
【００４２】
直交復調器４２に入力された信号は、直交復調器４２によって復調されて帰還信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑに変換される。そして、帰還信号の同相成分Ｉおよび直交成分Ｑは、加算器３２，３３に入力される。直交復調器４２の出力する帰還信号は、増幅器３７の非線形歪みを持っているが、この帰還信号を加算器３２，３３に帰還することにより、非線形歪みを補償する。
【００４３】
ここで、上記特許文献２による従来のフィードバック増幅器では、減衰器４０，４１間に、負性群遅延回路を接続することで、低域通過フィルタ３４，３５、直交変調器３６、増幅器３７および直交復調器４２などのコンポーネントによって生じる位相遅れを、負性群遅延回路が有する位相進み特性を用いることで低減し、安定性向上や歪み補償量増加を実現している。しかしながら、負性群遅延回路は、負性群遅延の得られる周波数範囲が狭く、また、帯域内外での通過振幅比が大きく、フィードバック増幅器の安定性確保が難しい。
【００４４】
そこで、この実施の形態２の増幅器３７に用いられるプッシュプル増幅器は、磁性体を有するバラン１７，２０により構成されることにより、増幅器３７の群遅延時間を短縮する。
【００４５】
この実施の形態２によれば、磁性体を有するバラン１７，２０を用いたプッシュプル増幅器を適用することで、群遅延時間を短縮し、群遅延特性の小さな増幅器３７を用いることで、増幅器３７で発生する位相遅れを軽減し、安定性の向上や歪み補償量の増加を実現できる。
また、帯域内の群遅延時間偏差が抑圧されることで、広帯域に渡って安定に動作することができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態２によれば、負性群遅延回路を用いなかったが、減衰器４０，４１間に、負性群遅延回路を接続しても良い。
この場合、低域通過フィルタ３４，３５、直交変調器３６、増幅器３７および直交復調器４２などのコンポーネントによって生じる位相遅れを、負性群遅延回路が有する位相進み特性を用いることで低減するが、増幅器３７は、群遅延時間が短縮されると共に帯域内の群遅延時間偏差が抑圧されるので、負性群遅延回路の群遅延時間を低減すると共に群遅延時間の総和の偏差が抑圧される。
【００４７】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による広帯域増幅器を示す回路図である。
図６において、この広帯域増幅器は、入力端子５１、広帯域増幅器５２および出力端子５３により構成されている。
【００４８】
なお、広帯域増幅器５２の内部構成は、上記実施の形態１に示した構成と同様である。すなわち、ドライバ増幅器１１と、最終段増幅器１２とを備え、最終段増幅器１２は、磁性体を有するバラン１７，２０を用いたプッシュプル増幅器を適用したものである。
その他の重複する説明は省略する。
【００４９】
次に動作について説明する。
図６において、入力端子５１から広帯域チャープ信号、インパルス信号、広帯域デジタル変調波、スペクトラム拡散信号、広帯域ＯＦＤＭ信号など、比帯域１０％以上に渡って広帯域変調された入力信号が広帯域増幅器５２に入力される。
【００５０】
入力端子５１からの入力信号は広帯域増幅器５２で増幅される。
ここで、上記特許文献３による従来の広帯域増幅器では、広帯域増幅器の群遅延特性により、周波数によって異なる群遅延時間が生じた。特に、低域側の周波数で大きな群遅延時間偏差が発生したので、低域側で群遅延時間を低減するように調整された負性群遅延回路を接続することにより、群遅延時間偏差が低減された。しかしながら、負性群遅延回路は、帯域外近傍に群遅延時間が大きくなる領域を有するため、帯域内での群遅延時間の平坦化が難しい。
【００５１】
そこで、この実施の形態３の広帯域増幅器５２に用いられるプッシュプル増幅器は、磁性体を有するバラン１７，２０により構成されることにより、広帯域増幅器５２の群遅延歪みを抑圧でき、パルス圧縮信号の高精度化によるレーダーシステムの距離分解能向上を達成できる。
【００５２】
この実施の形態３によれば、磁性体を有するバラン１７，２０を用いたプッシュプル増幅器を適用することで、群遅延偏差の小さいプッシュプル増幅器を用いることで群遅延歪みを抑圧でき、パルス圧縮信号の高精度化によるレーダーシステムの距離分解能向上を達成できる。
また、帯域内の群遅延時間偏差が抑圧されることで、広帯域に渡って安定に動作することができる。
さらに、広帯域デジタル変調波や広帯域ＯＦＤＭ信号、インパルス信号、スペクトラム拡散信号における符号間干渉の抑圧を図ることで、ＵＷＢ通信などにおける通信品質の向上に寄与できる。
【００５３】
実施の形態４．
図１において、この実施の形態４のトランジスタ１５，１６は、ＧａＮ−ＦＥＴやＳｉ−トランジスタ、ＧａＡｓ−ＦＥＴなど、２０Ｖ以上の電圧で動作可能な高電圧デバイスをプッシュプル増幅器に用いたものである。
その他の構成および動作は、上記実施の形態１と同様である。
【００５４】
この実施の形態４によれば、２０Ｖ以上の電圧で動作可能なトランジスタなどの高電圧デバイスを用いることで、トランジスタの入出力インピーダンスを高めることができ、群遅延特性の良好なフィードフォワード増幅器を得ることができる。
【００５５】
実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
図７において、このフィードフォワード増幅器は、バラン６１，６２が並列接続されると共に、バラン６３，６４が並列接続されたものである。
その他の構成および動作は、上記実施の形態１と同様である。
【００５６】
この実施の形態５によれば、バラン６１，６２およびバラン６３，６４を、各々磁性体を有する２つのバランが並列接続されたものを用いたので、インピーダンス変成比を大きくすることができ、上記実施の形態１で示したトランジスタよりも低インピーダンスなトランジスタに対しても整合を取ることができる。その結果、フィードフォワード増幅器を高出力化できる利点がある。
【００５７】
実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
図８において、このフィードフォワード増幅器は、図１に示したプッシュプル増幅器を２つ並列接続したものである。
【００５８】
最終段増幅器１２において、バラン７２は、磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する。入力側整合回路１３のバラン１７は、バラン７２の一方の出力に接続される。その他、入力側整合回路１３，１４およびトランジスタ１５，１６は、図１と同様である。
【００５９】
入力側整合回路７３は、トランジスタ７５，７６の入力側のインピーダンス整合を行い、出力側整合回路７４は、トランジスタ７５，７６の出力側のインピーダンス整合を行う。
入力側整合回路７３において、バラン７７は、バラン７２の他方の出力に接続される。バラン７７は、磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する。インピーダンス調整回路７８は、入力側のインピーダンス整合を行う。また、出力側整合回路７４において、インピーダンス調整回路７９は、出力側のインピーダンス整合を行う。バラン８０は、磁性体を有し、入力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する。
さらに、バラン８１は、磁性体を有し、バラン２０の出力信号およびバラン８０の出力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する。
その他の構成および動作は、上記実施の形態１と同様である。
【００６０】
この実施の形態６によれば、バランを縦列接続し、プッシュプル増幅器を並列接続することにより、トランジスタ数を増加させることができ、実施の形態１のフィードフォワード増幅器よりも高出力化できる利点がある。
【００６１】
実施の形態７．
図９はこの発明の実施の形態７によるフィードフォワード増幅器を示す回路図である。
図９において、このフィードフォワード増幅器は、図１に示したプッシュプル増幅器を２つ縦列接続したものである。
【００６２】
また、誤差増幅器１０において、前段増幅器９２は、最終段増幅器１２の前段に接続された増幅器であり、この実施の形態７では、最終段増幅器１２と共にこの前段増幅器９２にプッシュプル増幅器を用いている。
【００６３】
前段増幅器９２において、入力側整合回路９３は、トランジスタ９５，９６の入力側のインピーダンス整合を行い、出力側整合回路９４は、トランジスタ９５，９６の出力側のインピーダンス整合を行う。
【００６４】
入力側整合回路９３において、バラン９７は、磁性体を有し、入力信号を不平衡／平衡変換して２分配する。インピーダンス調整回路９８は、入力側のインピーダンス整合を行う。また、出力側整合回路９４において、インピーダンス調整回路９９は、出力側のインピーダンス整合を行う。バラン１００は、磁性体を有し、入力信号を平衡／不平衡変換して合成出力する。
入力側整合回路１３のバラン１７は、バラン１００の出力に接続される。
その他の構成および動作は、上記実施の形態１と同様である。
【００６５】
この実施の形態７によれば、プッシュプル増幅器を２つ縦列接続することにより、群遅延時間の増加を防止しつつ、利得を向上できる利点がある。
【００６６】
なお、上記実施の形態４から上記実施の形態７では、フィードフォワード増幅器での形態を示したが、フィードバック増幅器や広帯域増幅器についても同様に適用できる。
【００６７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意な構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意な構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、この発明に係るフィードフォワード増幅器は、主増幅器または誤差増幅器を構成する、最終段増幅器および複数の縦列接続されたドライバ増幅器のうちの少なくとも一つにプッシュプル増幅器を用い、上記プッシュプル増幅器は、トランジスタと、インピーダンス調整回路と、磁性体を有するバランとが縦列接続されたものであるので、送受信機などに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１，３１，５１  入力端子、２，４  分配器、３  主増幅器、５，８  遅延線、６，９  合成器、７，３９，５３  出力端子、１０  誤差増幅器、１１  ドライバ増幅器、１２  最終段増幅器、１３，７３，９３  入力側整合回路、１４，７４，９４  出力側整合回路、１５，１６，７５，７６，９５，９６  トランジスタ、１７，２０，６１〜６４，７２，７７，８０，８１，９７，１００  バラン、１８，１９，７８，７９，９８，９９  インピーダンス調整回路、２１  磁性体、２２  結合線路、３２，３３  加算器、３４，３５  低域通過フィルタ、３６  直交変調器、３７  増幅器、３８  信号分岐手段、４０，４１  減衰器、４２  直交復調器、５２  広帯域増幅器、９２  前段増幅器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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