(57)【要約】  一段目の第一のトランジスタ（５ａ）と第一の出力整合回路（１０ａ）との間に第一の安定化回路（７ａ）を設け、二段目の第二のトランジスタ（５ｂ）と第二の出力整合回路（１０ｂ）との間に第二の安定化回路（７ｂ）を設ける。第一の安定化回路（７ａ）は、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第一の抵抗（１０３ａ）とを並列接続し、第二の安定化回路（７ｂ）は、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第二の抵抗（１０３ｂ）とを並列接続して構成する。
2017098580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、
前記複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、
前記少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第二の出力整合回路との間に、前記中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたことを特徴とする高周波多段増幅器。
【請求項２】
ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、
前記複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと、前記中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、
前記少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第二の出力整合回路との間に、前記中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと、前記中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと、第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたことを特徴とする高周波多段増幅器。
【請求項３】
ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、
前記複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、
前記少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第二の出力整合回路との間に、前記中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第四の抵抗の直列回路と、第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたことを特徴とする高周波多段増幅器。
【請求項４】
ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、
前記複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、前記中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、
前記少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第二の出力整合回路との間に、前記中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、前記中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと、第二の抵抗とを並列接続した安定化回路を設けたことを特徴とする高周波多段増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波やミリ波などの高周波信号を増幅する高周波電力増幅器に関し、特に、トランジスタと整合回路が２段以上直列接続された高周波多段増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波低雑音増幅器では、増幅されて出力される高周波信号の雑音が少なく、かつ使用周波数帯域外の低域から高域にわたって安定性があることが必要とされる。この種の増幅器として、従来、例えば特許文献１に示されるように、入力端子とトランジスタのゲート側との間に、インダクタとコンデンサからなるＬＣ直列共振回路（共振周波数は、入力端子から入力される高周波信号の周波数と等しい）と、この共振回路に並列に接続される抵抗とからなる安定化回路を配置した回路構成の増幅器があった。この回路構成では、ＬＣ直列共振回路の共振周波数では共振回路が帯域通過フィルタの役割を成し、通過損失を少なくすることができる一方、使用周波数外（低域及び高域）ではＬＣ直列共振回路に並列に配置した抵抗の影響により、通過損失を大きくすることができる。これにより、使用周波数での雑音指数を損なわずに使用周波数帯域外の低域から高域にわたって安定化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１７７５３号公報
【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、上記特許文献１に記載された回路構成の増幅器を直列に多段接続した多段増幅器の構成を考えた場合、ＬＣ直列共振回路の共振周波数の下側と上側の周波数において、各段の通過損失が足し合わされ、使用周波数の帯域端において雑音指数が損なわれるほか、使用周波数帯域内での利得が平坦でなくなるという問題があった。たとえば、１３〜１７ＧＨｚで動作させる必要のある多段低雑音増幅器において、その中心周波数の１５ＧＨｚで共振するＬＣ直列共振回路と抵抗とからなる安定化回路を設けた場合、１５ＧＨｚにおいては無損失な特性が得られる一方、使用周波数の下限である１３ＧＨｚと上限である１７ＧＨｚでは、各段の通過損失が足し合わされ、雑音指数が損なわれるほか、１３〜１７ＧＨｚにおける利得平坦性が悪化するという問題があった。【０００５】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、広帯域にわたって良好な雑音指数が得られ、かつ、使用周波数内での利得平坦性を向上させることのできる高周波多段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】
この発明に係る高周波多段増幅器は、ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とトランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とトランジスタの第二の出力整合回路との間に、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る高周波多段増幅器は、周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路と、周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路とを多段に直列接続するようにしたものである。これにより、広帯域にわたって良好な雑音指数を得ることができると共に、使用周波数内での利得平坦性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１の高周波多段増幅器を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の高周波多段増幅器の通過損失の周波数特性を示す説明図である。
【図３】従来技術を多段増幅器に適用した場合の通過損失の周波数特性を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２の高周波多段増幅器を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２の高周波多段増幅器の通過損失の周波数特性を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３の高周波多段増幅器を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４の高周波多段増幅器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態による高周波多段増幅器の構成図である。
本実施の形態による高周波多段増幅器は、高周波入力端子１、第一の入力整合回路２ａ、第一の入力バイアス回路３ａ、第一の入力バイアス電源端子４ａ、第一のトランジスタ５ａ、第一のソースインダクタ６ａ、第一の安定化回路７ａ、第一の出力バイアス回路８ａ、第一の出力バイアス電源端子９ａ、第一の出力整合回路１０ａ、コンデンサ１１、第二の入力整合回路２ｂ、第二の入力バイアス回路３ｂ、第二の入力バイアス電源端子４ｂ、第二のトランジスタ５ｂ、第二のソースインダクタ６ｂ、第二の安定化回路７ｂ、第二の出力バイアス回路８ｂ、第二の出力バイアス電源端子９ｂ、第二の出力整合回路１０ｂ、高周波出力端子１２を備える。
【００１０】
高周波入力端子１は、高周波多段増幅器に対して高周波信号を入力する端子である。第一の入力整合回路２ａ〜第一の出力整合回路１０ａは、高周波入力端子１側から見て１段目の増幅器を構成し、第一の入力整合回路２ａは第一のトランジスタ５ａの入力側整合回路である。第一の入力バイアス回路３ａは、第一のトランジスタ５ａのゲートへのバイアス電圧を与える回路であり、第一の入力バイアス電源端子４ａは第一の入力バイアス回路３ａへの電源端子である。第一のトランジスタ５ａは、高周波信号の増幅を行う増幅素子であり、そのソース端子に第一のソースインダクタ６ａが接続されており、第一のソースインダクタ６ａの他端は接地されている。第一の安定化回路７ａは、第一のトランジスタ５ａと第一の出力整合回路１０ａとの間に設けられ、周波数ｆ１で共振する第一のインダクタ１０１ａと第一のコンデンサ１０２ａの直列共振回路と、第一の抵抗１０３ａとを並列接続して構成されている。第一の出力整合回路１０ａは、第一のトランジスタ５ａの出力側整合回路である。また、コンデンサ１１は、第一の出力整合回路１０ａから出力される信号の直流を遮断するＤＣカットコンデンサである。
【００１１】
第二の入力整合回路２ｂ〜第二の出力整合回路１０ｂは、高周波入力端子１側から見て２段目の増幅器を構成するもので、これらの構成は、１段目の増幅器を構成する第一の入力整合回路２ａ〜第一の出力整合回路１０ａと同様の構成である。また、第二の安定化回路７ｂは、周波数ｆ２で共振する第二のインダクタ１０１ｂと第二のコンデンサ１０２ｂの直列共振回路と、第二の抵抗１０３ｂとを並列接続して構成されている。ここで、多段増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃと、周波数ｆ１、周波数ｆ２の関係は、Δ＝ｆｃ−ｆ１＝ｆ２−ｆｃとする。
【００１２】
なお、低雑音増幅器においては、ソースインダクタを用いて使用帯域内での安定性を図られることが多いが、この場合、ソースインダクタの装荷によって、使用周波数の高域側での安定性が損なわれる。このため、使用周波数の低域側のみでなく高域側についても、通過損失を有する安定化回路の挿入が必要となる。また、各段を構成するトランジスタに対してそれぞれ安定化を図る必要があるため、第一の安定化回路７ａと第二の安定化回路７ｂは、連続して直列接続してはならず、各段を構成する第一のトランジスタ５ａと第一の出力整合回路１０ａとの間、第二のトランジスタ５ｂと第二の出力整合回路１０ｂとの間にそれぞれ配置する必要がある。
【００１３】
この構成において、第一の安定化回路７ａ内のＬＣ直列共振回路は、周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタとして機能する。ＬＣ直列共振回路と第一の抵抗１０３ａとが並列接続されたとき、ＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆ１では共振回路が帯域通過フィルタの役割を成し、通過損失は理想的にはゼロになる。一方、周波数がｆ１から離れると、入力信号はＬＣ直列共振回路に並列に配置した第一の抵抗１０３ａを経由して伝搬されることとなるため、損失が大きくなり、安定化が図られる。同様に、第二の安定化回路７ｂ内のＬＣ直列共振回路は、周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタとして機能する。周波数ｆ２では共振回路が帯域通過フィルタの役割を成し、通過損失は理想的にはゼロになる。一方周波数がｆ２から離れると、入力信号はＬＣ直列共振回路に並列に配置した第二の抵抗１０３ｂを経由して伝搬されることとなるため、損失が大きくなり、安定化が図られる。なお、このとき、第一の抵抗１０３ａ及び第二の抵抗１０３ｂの抵抗値の大小によって、帯域外での通過損失は変化する。すなわち、必要な帯域外の安定度に応じて、第一の抵抗１０３ａ及び第二の抵抗１０３ｂの抵抗値を設定する。
【００１４】
次に、第一の安定化回路７ａと第二の安定化回路７ｂが直列に多段接続された場合の通過損失の周波数特性について説明する。
図２に、実施の形態１における通過損失の周波数特性を示す。図２の上図は、各安定化回路での通過損失の周波数特性、図２の下図は、全段の安定化回路を直列接続したときの通過損失の総和の周波数特性である。第一の安定化回路７ａの通過損失（実線で示す特性）は周波数ｆ１で、第二の安定化回路７ｂの通過損失（破線で示す特性）は周波数ｆ２で理想的にはゼロとなる。図３に、特許文献１で示された安定化回路を多段直列接続した場合における通過損失の周波数特性を示す。図２と同様、図３の上図は、各安定化回路での通過損失の周波数特性（実線で示す特性と破線で示す特性）、図３の下図は、全段の安定化回路を直列接続したときの通過損失の総和の周波数特性である。なお、図３の上図において、実際は実線で示す特性と破線で示す特性は同一であるが、図面上で分かりやすくするため、わずかにずらして示している。
【００１５】
第一の安定化回路７ａ及び第二の安定化回路７ｂは、共に通過損失は周波数ｆｃで理想的にはゼロとなる。従来の回路構成で、安定化回路を二つ直列接続した場合、周波数ｆｃでの通過損失はゼロであるが、周波数ｆｃの低域側、広域側で通過損失が急峻に増大する。このため、使用帯域の端において雑音指数が損なわれるほか、増幅器としての使用帯域内での利得平坦性が損なわれる。一方、本実施の形態１では、周波数ｆｃでの通過損失は従来の回路構成を多段増幅器に適用した場合と比べて増加するものの、周波数ｆ１から周波数ｆ２にかけての通過損失の周波数偏差が小さくなるため、増幅器としての使用帯域内での利得平坦性は従来技術を多段増幅器に適用した場合と比べて向上する。
【００１６】
以上説明したように、実施の形態１の高周波多段増幅器によれば、ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とトランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とトランジスタの第二の出力整合回路との間に、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたので、広帯域にわたって良好な雑音指数を得ることができると共に、使用周波数内での利得平坦性を向上させることができる。
【００１７】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２の高周波多段増幅器を示す構成図である。実施の形態２では、第一の安定化回路７ｃ及び第二の安定化回路７ｄの構成を実施の形態１の第一の安定化回路７ａ及び第二の安定化回路７ｂとは異なる構成としたものである。図４において、第一の安定化回路７ｃ及び第二の安定化回路７ｄ以外の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
第一の安定化回路７ｃは、周波数ｆ１で共振する第一のインダクタ１０１ａと第一のコンデンサ１０２ａからなるＬＣ直列共振回路と、第一の抵抗１０３ａと、多段増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタとしてのコンデンサ１０４とを並列接続して構成されている。また、第二の安定化回路７ｄは、周波数ｆ２で共振する第二のインダクタ１０１ｂと第二のコンデンサ１０２ｂからなるＬＣ直列共振回路と、第二の抵抗１０３ｂと、多段増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタとしてのインダクタ１０５とを並列接続して構成されている。このとき、Δ＝ｆｃ−ｆ１＝ｆ２−ｆｃとする。
【００１９】
次に、実施の形態２における第一の安定化回路７ｃと第二の安定化回路７ｄが、直列に多段接続された場合の、通過損失の周波数特性について説明する。
図５に、実施の形態２における通過損失の周波数特性を示す。図５の上図は、それぞれの第一の安定化回路７ｃ及び第二の安定化回路７ｄでの通過損失の周波数特性、図５の下図は、全段の第一の安定化回路７ｃ及び第二の安定化回路７ｄを直列接続したときの通過損失の総和の周波数特性である。なお、図５の上図において、実線が第一の安定化回路７ｃの周波数特性、破線が第二の安定化回路７ｄの周波数特性を示す。
【００２０】
第一の安定化回路７ｃの通過損失は周波数ｆ１で、第二の安定化回路７ｄの通過損失は周波数ｆ２で理想的にはゼロとなる。加えて、第一の安定化回路７ｃの通過損失は、並列接続したコンデンサ１０４が高域通過フィルタの効果を果たすため、周波数ｆ１より高域の通過損失は、周波数ｆ１より低域の通過損失よりも小さくなる。一方、第二の安定化回路７ｄの通過損失は、並列接続したインダクタ１０５が低域通過フィルタの効果を果たすため、周波数ｆ２より低域の通過損失は、周波数ｆ２より高域の通過損失よりも小さくなる。すなわち、それぞれの第一の安定化回路７ｃ及び第二の安定化回路７ｄの通過損失の周波数特性は、ＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆ１、ｆ２に対して非対称となる。よって、第一の安定化回路７ｃと第二の安定化回路７ｄを直列接続した場合、通過損失の周波数特性は平坦化され、かつ周波数ｆｃでの通過損失は実施の形態１の場合と比べて低減される。
【００２１】
このように、本実施の形態２では、周波数ｆ１から周波数ｆ２にかけての通過損失の周波数偏差が小さくなるため、増幅器としての使用帯域内での利得平坦性は従来の回路構成を多段増幅器に適用した場合と比べて向上するだけでなく、周波数ｆｃでの通過損失は実施の形態１と比べて減少するため、雑音指数の低下を招かず、利得の平坦性を実施の形態１にも増して向上する効果が得られる。
【００２２】
以上説明したように、実施の形態２の高周波多段増幅器によれば、ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とこのトランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと、中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とこのトランジスタの第二の出力整合回路との間に、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと、中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと、第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたので、広帯域にわたって良好な雑音指数を得ることができると共に、使用周波数内での利得平坦性を向上させることができる。
【００２３】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３の高周波多段増幅器を示す構成図である。実施の形態３では、第一の安定化回路７ｅ及び第二の安定化回路７ｆの構成を実施の形態１の第一の安定化回路７ａ及び第二の安定化回路７ｂとは異なる構成としたものである。図６において、第一の安定化回路７ｅ及び第二の安定化回路７ｆ以外の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
第一の安定化回路７ｅは、周波数ｆ１で共振する第一のインダクタ１０１ａと第一のコンデンサ１０２ａからなるＬＣ直列共振回路と第三の抵抗１０６ａの直列回路と、第一の抵抗１０３ａとを並列接続して構成されている。また、第二の安定化回路７ｆは、周波数ｆ２で共振する第二のインダクタ１０１ｂと第二のコンデンサ１０２ｂからなるＬＣ直列共振回路と第四の抵抗１０６ｂの直列回路と、第二の抵抗１０３ｂとを並列接続して構成されている。本構成では、直列に抵抗（第三の抵抗１０６ａ及び第四の抵抗１０６ｂ）が挿入されるため、周波数ｆ１から周波数ｆ２の周波数帯域において回路損失が生じる。すなわち、利得平坦性を有した上で、第三の抵抗１０６ａ及び第四の抵抗１０６ｂの値を任意に設定することで、使用帯域内での安定性を自由に変更でき、設計に自由度が増す。
【００２５】
以上説明したように、実施の形態３の高周波多段増幅器によれば、ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とこのトランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とこのトランジスタの第二の出力整合回路との間に、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第四の抵抗の直列回路と、第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたので、広帯域にわたって良好な雑音指数を得ることができると共に、使用周波数内での利得平坦性を向上させることができる。
【００２６】
実施の形態４．
図７は、実施の形態４の高周波多段増幅器を示す構成図である。実施の形態４では、第一の安定化回路７ｇ及び第二の安定化回路７ｈの構成を実施の形態１の第一の安定化回路７ａ及び第二の安定化回路７ｂとは異なる構成としたものである。図７において、第一の安定化回路７ｇ及び第二の安定化回路７ｈ以外の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
第一の安定化回路７ｅは、周波数ｆ１で共振する第一のインダクタ１０１ａと第一のコンデンサ１０２ａからなるＬＣ直列共振回路と第三の抵抗１０６ａとの直列回路と、第一の抵抗１０３ａと、周波数ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタとしてのコンデンサ１０４とを並列接続して構成されている。また、第二の安定化回路７ｆは、周波数ｆ２で共振する第二のインダクタ１０１ｂと第二のコンデンサ１０２ｂからなるＬＣ直列共振回路と第四の抵抗１０６ｂの直列回路と、第二の抵抗１０３ｂと、周波数ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタとしてのインダクタ１０５とを並列接続して構成されている。本構成では、実施の形態３と同様に、直列に抵抗（第三の抵抗１０６ａ及び第四の抵抗１０６ｂ）が挿入されるため、周波数ｆ１から周波数ｆ２の周波数帯域において回路損失が生じる。すなわち、利得平坦性を有した上で、第三の抵抗１０６ａ及び第四の抵抗１０６ｂの値を任意に設定することで、使用帯域内での安定性を自由に変更でき、設計に自由度が増す。
【００２８】
以上説明したように、実施の形態４の高周波多段増幅器によれば、ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とこのトランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とこのトランジスタの第二の出力整合回路との間に、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第四の抵抗の直列回路と、中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと、第二の抵抗とを並列接続した安定化回路を設けたので、広帯域にわたって良好な雑音指数を得ることができると共に、使用周波数内での利得平坦性を向上させることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１〜４では、単段の増幅器中に入力バイアス回路と出力バイアス回路を設けたが、バイアス電源は必ずしも２電源である必要はなく、自己バイアス回路からなる単段増幅器を多段に直列接続した増幅器であってもよい。
【００３０】
また、上記実施の形態１〜４では、高周波入力端子１側から見て、１段目の第一のトランジスタ５ａと第一の出力整合回路１０ａとの間に第一の安定化回路７ａ、高周波入力端子１側から見て２段目の第二のトランジスタ５ｂと第二の出力整合回路１０ｂとの間に第二の安定化回路７ｂを設けたが、この配置に限らず、いずれの段に第一の安定化回路７ａまたは第二の安定化回路７ｂを設けてもよい。さらに、複数の段の増幅器に第一の安定化回路７ａまたは第二の安定化回路７ｂを設けてもよい。
【００３１】
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の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、この発明に係る高周波多段増幅器は、安定化回路を有した増幅器を直列に多段接続した構成に関するものであり、マイクロ波やミリ波などの高周波信号を増幅する高周波電力増幅器に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００３３】
１  高周波入力端子、２ａ  第一の入力整合回路、２ｂ  第二の入力整合回路、３ａ  第一の入力バイアス回路、３ｂ  第二の入力バイアス回路、４ａ  第一の入力バイアス電源端子、４ｂ  第二の入力バイアス電源端子、５ａ  第一のトランジスタ、５ｂ  第二のトランジスタ、６ａ  第一のソースインダクタ、６ｂ  第二のソースインダクタ、７ａ  第一の安定化回路、７ｂ  第二の安定化回路、８ａ  第一の出力バイアス回路、８ｂ  第二の出力バイアス回路、９ａ  第一の出力バイアス電源端子、９ｂ  第二の出力バイアス電源端子、１０ａ  第一の出力整合回路、１０ｂ  第二の出力整合回路、１１  コンデンサ、１２  高周波出力端子、１０１ａ  第一のインダクタ、１０１ｂ  第二のインダクタ、１０２ａ  第一のコンデンサ、１０２ｂ  第二のコンデンサ、１０３ａ  第一の抵抗、１０３ｂ  第二の抵抗、１０４  コンデンサ、１０５  インダクタ、１０６ａ  第三の抵抗、１０６ｂ  第四の抵抗。
【図１】
2017098580.tif 000003
【図２】
2017098580.tif 000004
【図３】
2017098580.tif 000005
【図４】
2017098580.tif 000006
【図５】
2017098580.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月28日(2018.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る高周波多段増幅器は、ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とトランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力とトランジスタの第二の出力整合回路との間に、中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係る高周波多段増幅器は、周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと高域通過フィルタと第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路と、周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと低域通過フィルタと第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路とを多段に直列接続するようにしたものである。これにより、広帯域にわたって良好な雑音指数を得ることができると共に、使用周波数内での利得平坦性を向上させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、
前記複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと、前記中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、
前記少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第二の出力整合回路との間に、前記中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと、前記中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと、第二の抵抗とを並列接続した第二の安定化回路を設けたことを特徴とする高周波多段増幅器。
【請求項２】
ソースインダクタが装荷されたトランジスタが出力整合回路を介して２段以上直列接続され、
前記複数のトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第一の出力整合回路との間に、増幅器としての使用周波数の中心値ｆｃよりも低い周波数ｆ１を通過する第一の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、前記中心値ｆｃ以上を通過する高域通過フィルタと、第一の抵抗とを並列接続した第一の安定化回路を設けると共に、
前記少なくとも一つのトランジスタとは異なるトランジスタのうち、少なくとも一つのトランジスタの出力と当該トランジスタの第二の出力整合回路との間に、前記中心値ｆｃよりも高い周波数ｆ２を通過する第二の帯域通過フィルタと第三の抵抗の直列回路と、前記中心値ｆｃ以下を通過する低域通過フィルタと、第二の抵抗とを並列接続した安定化回路を設けたことを特徴とする高周波多段増幅器。
【国際調査報告】
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2017098580.tif 000012
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