(57)【要約】【課題】受信するＲＦ信号のレベルに拘わらず、常に高いＳ／Ｎ比を維持する。【解決手段】入力されるＲＦ信号を増幅して出力する低雑音増幅器(GaAs)24と、低雑音増幅器24の入力端子にアノードが接続され、カソードが接地されたリミッタダイオード23と、入力されるＲＦ信号を増幅して出力する低雑音増幅器(GaN)25と、アンテナ21で受信したＲＦ信号を第１の端子に入力し、低雑音増幅器24の入力端子を第２の端子に接続し、低雑音増幅器25の入力端子を第３の端子に接続したサーキュレータ22と、低雑音増幅器24，25の各出力を合成する合成器26とを備える。【選択図】図１
2018050112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるＲＦ信号を増幅して出力する第１の低雑音増幅器と、
前記第１の低雑音増幅器の入力端子にアノードが接続され、カソードが接地されたリミッタダイオードと、
入力されるＲＦ信号を増幅して出力する第２の低雑音増幅器と、
アンテナで受信したＲＦ信号を第１の端子に入力し、前記第１の低雑音増幅器の入力端子を第２の端子に接続し、前記第２の低雑音増幅器の入力端子を第３の端子に接続したサーキュレータと、
前記第１の低雑音増幅器及び第２の低雑音増幅器の各出力を合成する合成器と
を備える受信信号増幅器。
【請求項２】
前記第２の低雑音増幅器は、前記第１の低雑音増幅器よりも耐電力特性の高い増幅器を用いる請求項１記載の受信信号増幅器。
【請求項３】
前記請求項１記載の受信信号増幅器を受信系回路に備え、前記アンテナを共用する送信系回路をさらに備える送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、受信信号増幅器及び送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送受信モジュールの受信系の機能を有したまま雑音指数を向上し、加えて回路自体を小型化することを目的とした送受信モジュールが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３は、パッシブレーダ用の受信モジュールに使用されるマイクロ波低雑音増幅器の回路構成を示す図である。同図において、アンテナ１１の出力を第１のＲＦスイッチ１２に入力する。第１のＲＦスイッチ１２は、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ，ＤＵａｌ  Ｔｈｒｏｗ）構造を有する高周波スイッチであり、２出力を選択的に切換える。
【０００５】
第１のＲＦスイッチ１２の第１の出力は、低雑音増幅器１３とリミッタダイオード１４のアノードに与えられる。同リミッタダイオード１４のカソードは接地される。第１のＲＦスイッチ１２の第２の出力は第２のＲＦスイッチ１５に与えられる。
【０００６】
低雑音増幅器１３は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）を使用し、増幅した出力を上記第２のＲＦスイッチ１５に与える。第２のＲＦスイッチ１５は、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ，ＤＵａｌ  Ｔｈｒｏｗ）構造を有する高周波スイッチであり、前記２入力を選択的に切換えて出力する。
【０００７】
前述した回路構成にあって、アンテナ１１がＲＦ信号を受信すると、第１のＲＦスイッチ１２を介して低雑音増幅器１３に入力される電力は、図４（Ａ）に示すように一定のレベルまで上昇するが、リミッタダイオード１４のリミッティングレベル付近で前記第１のＲＦスイッチ１２が拡張系に切り替わって、「０（ゼロ）」となる。
【０００８】
一方で、第１のＲＦスイッチ１２から第２のＲＦスイッチ１５へ出力される拡張系のＲＦ信号は、図４（Ｂ）に示すように前記リミッタダイオード１４のリミッティングレベルで立ち上がって以降、飽和することなくアンテナ入力電力の上昇に比例して上昇する。
【０００９】
このように図３に示した回路では、低雑音増幅器１３による低雑音性能を確保すると共に、ＲＦ信号の上昇に伴う飽和を回避するような構成を採っている。
【００１０】
しかしながら、前記図３の回路構成では、アンテナ１１で受信したＲＦ信号が拡張系に切り替わることで、低雑音増幅器１３を迂回する経路を通ることとなる。そのため、回路全体でのアンテナ入力に対応したＳ／Ｎ比は、図４（Ｃ）に示すように前記リミッタダイオード１４のリミッティングレベル以上で悪化するという不具合を生じる。
【００１１】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アンテナが受信するＲＦ信号のレベルの高低に拘わらず、常に高いＳ／Ｎ比を維持することが可能な受信信号増幅器及び送受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態の受信信号増幅器は、入力されるＲＦ信号を増幅して出力する第１の低雑音増幅器と、前記第１の低雑音増幅器の入力端子にアノードが接続され、カソードが接地されたリミッタダイオードと、入力されるＲＦ信号を増幅して出力する第２の低雑音増幅器と、アンテナで受信したＲＦ信号を第１の端子に入力し、前記第１の低雑音増幅器の入力端子を第２の端子に接続し、前記第２の低雑音増幅器の入力端子を第３の端子に接続したサーキュレータと、前記第１の低雑音増幅器及び第２の低雑音増幅器の各出力を合成する合成器とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るパッシブレーダ用受信モジュールに使用されるマイクロ波低雑音増幅器に適用した場合の回路構成を示す図。
【図２】同実施形態に係る図１の回路の各信号波形を示す図。
【図３】パッシブレーダ用受信モジュールに使用されるマイクロ波低雑音増幅器の回路構成を示す図。
【図４】図３の回路の各信号波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、パッシブレーダ用の受信モジュールに使用されるマイクロ波低雑音増幅器に適用した場合の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［構成］  
図１は、マイクロ波低雑音増幅器の回路構成を示す図である。同図において、アンテナ２１の出力をサーキュレータ２２の第１の端子に入力する。同サーキュレータ２２の第２の端子が、リミッタダイオード２３のアノードと低雑音増幅器２４の入力端に接続される。同リミッタダイオード２３のカソードは接地される。
【００１６】
低雑音増幅器２４は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）を使用し、入力されるＲＦ信号を増幅して合成器２６に出力する。
【００１７】
前記サーキュレータ２２の第３の端子が、低雑音増幅器２５の入力単に接続される。この低雑音増幅器２５は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を使用し、前記低雑音増幅器２４に比して耐電力特性が高く設定されるもので、入力されるＲＦ信号を増幅して前記合成器２６に出力する。
【００１８】
合成器２６は、低雑音増幅器２４及び低雑音増幅器２５の各出力を合成して、図示しない次段の受信回路系に出力する。
【００１９】
［動作］  
前述した回路構成にあって、アンテナ２１がマイクロ波のＲＦ信号を受信すると、サーキュレータ２２を介してリミッタダイオード２３、低雑音増幅器２４に与えられる入力電力Ｖ21は、図２（Ａ）中に破線で示すように一定レベルまでは上昇するが、リミッタダイオード２３のリミッティングレベルを超えると、リミッタダイオード２３により一定に抑制される。
【００２０】
こうして入力電力Ｖ21がリミッタダイオード２３のリミッティングレベルを超えた状態からさらに上昇する際、リミッタダイオード２３のインピーダンスがＲＦ信号に応じて短絡状態に変化するが、その過程でＲＦ信号のアンテナ２１方向への反射量が増大することになる。
【００２１】
しかしながら、リミッタダイオード２３とアンテナ２１間に配置されたサーキュレータ２２により、反射した信号成分は、アンテナ２１ではなく低雑音増幅器２５の入力端子側に出力されることとなり、低雑音増幅器２５の入力電力Ｖ22がその分だけ増大することとなる。
【００２２】
すなわち、リミッタダイオード２３で反射し、サーキュレータ２２を介して低雑音増幅器２５側に印加される入力電力Ｖ22は、図２（Ａ）に実線で示すように増加する。したがって、前記リミッタダイオード２３のリミッティングレベルを超えた領域でも、前述した如く窒化ガリウム（ＧａＮ）を使用した耐電力特性の高い低雑音増幅器２５により、図２（Ｂ）の実線部で示すように低雑音での増幅動作は継続して実施され、Ｓ／Ｎ比が低下するような事態は確実に回避できる。
【００２３】
なお同図２（Ｂ）中、波線部は、前記図４（Ｃ）でも示した、リミッタダイオード２３のリミッティングレベルを超えた領域で低雑音増幅の処理を実行しない場合のＳ／Ｎ比を参考として示すものである。
【００２４】
［作用効果］  
このように本実施形態に係る回路では、受信により得られるＲＦ信号が、リミッタダイオード２３のリミッティングレベルを超える領域でも、第１の低雑音増幅器２４と併設する第２の低雑音増幅器２５側で引き続いて低雑音での増幅動作を実行するため、ＲＦ信号のレベル全域に応じて高いＳ／Ｎ比を維持することが可能となる。
【００２５】
加えて本実施形態では、リミッタダイオード２３で生じた反射波がアンテナ２１にではなく低雑音増幅器２５に出力されることとなるので、アンテナ２１でのＶＳＷＲ（電圧定在波比）を良好なものとして、アンテナ２１での入力電圧によってアンテナ２１が劣化するのを防止できる。
【００２６】
なお、低雑音増幅器２４に比して、より大きいレベルの電力が与えられる低雑音増幅器２５を、前記低雑音増幅器２４より耐電力特性の高い窒化ガリウム（ＧａＮ）を使用したもので構成することにより、回路全体での動作を安定化させることができる。
【００２７】
また前記図１に示した回路を受信系回路の一部とし、前記アンテナ２１を共用する送信系回路とを含めた送受信回路を構築する場合であっても、受信系の一部で発生する反射波がアンテナ２１に至ることがなく、低雑音の受信信号として処理される。
【００２８】
このことにより、結果として前記受信系で発生した反射波がアンテナ２１を経由して送信系の回路に伝播することもないため、アンテナ２１の送受信動作相互でのＶＳＷＲを良好に保ち、アンテナ２１を劣化することなく運用することが可能となる。
【００２９】
なお前記実施形態では、パッシブレーダ用の受信モジュールに使用されるマイクロ波低雑音増幅器に適用した場合について説明したが、対象とするＲＦ信号の周波数帯域や、低雑音増幅器２４，２５を構成する材料等を限定するものではない。
【００３０】
なお前記一実施形態を説明したが、前記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
２１…アンテナ、２２…サーキュレータ、２３…リミッタダイオード、２４…（第１の）低雑音増幅器、２５…（第２の）低雑音増幅器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018050112.tif 000006