(57)【要約】  本発明はアダプタデバイス３を介して負荷インピーダンス２と並列に結合された特定数Ｎ個の能動部品１１から１Ｎを備え、少なくとも特定数Ｎ個の基準サセプタンス補償回路４１から４１Ｎを含む増幅器に関する。サセプタンス補償回路４１から４１Ｎは、能動部品の出力サセプタンスを補償するためにＮ個の能動部品１１から１Ｎの出力に、またＮ個のサセプタンス補償回路の出力にそれぞれ接続されたＮ個の入力と、増幅器の負荷インピーダンス２に接続された出力とを有するコンダクタンス結合および適合回路にそれぞれ接続されている。本発明は高い出力パワーダイナミックスを有するマイクロ波増幅器に適用可能である。
2007500961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アダプタ（３）を介して負荷インピーダンスと並列に結合された特定数Ｎ個の能動部品を含む波長λのマイクロ波信号の増幅器であって、前記アダプタ（３）は、
能動部品（４１から４Ｎ；４ａから４ｄ）の出力サセプタンスを補償するようにＮ個の能動部品（１１から１Ｎ；１ａから１ｄ）の出力にそれぞれ接続された特定数Ｎ個のサセプタンス補償回路（４１から４Ｎ；４ａから４ｄ）と、
Ｎ個のサセプタンス補償回路（４１から４Ｎ；４ａから４ｄ）の出力にそれぞれ接続されたＮ個の入力と増幅器の負荷インピーダンス（２）に接続された出力とを有するコンダクタンス結合および適合回路（５）とを備えることを特徴とする、増幅器。
【請求項２】
能動部品の負荷コンダクタンス結合および適合回路（５）はＭ個のレベルで構成された特定数のラインセクションを含み、レベル１は、λ／４の整数倍である等しい電気的長さのＮ個のそれぞれのラインセクションＬ（１、１）からＬ（１、Ｎ）を介してＮ個のサセプタンス補償回路（４１から４Ｎ；４ａから４ｄ）の出力に接続され、
レベルＭは増幅器の負荷に接続され、かつレベル１以外の各レベルはλ／２の整数倍である等しい電気的長さの特定数のラインセクションを含み、
レベル１以外のレベルの各ラインセクションは先行レベルの１つまたは複数のラインセクションに接続され、各レベルのラインセクションの数は第１レベルからレベル数が増加するにつれて減少することを特徴とする、請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
レベルＭのラインセクションは（Ｍ＋１）番目のレベルを形成するλ／４の整数倍である電気的長さの少なくとも１つのラインセクションＬ（Ｍ＋１、１）を介して増幅器の負荷に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の増幅器。
【請求項４】
λ／２の整数倍である電気的長さのラインセクションは異なる特性インピーダンスの電気的長さλ／４の複数のラインへと分割されることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項５】
第１レベルのラインセクションの電気的長さは、サセプタンス補償回路と組み合わせてターンオフされる能動部品によって結合回路の入力に生じさせられるインピーダンスが短絡である場合は、開路をレベル１ノードに生じさせるようにλ／４の奇数整数倍に等しいことを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項６】
第１レベルのラインセクションの電気的長さは、サセプタンス補償回路と組み合わせてターンオフされる能動部品によって結合回路の入力に生じさせられるインピーダンスが開路である場合は、開路をレベル１ノードに生じさせるようにλ／４の偶数整数倍に等しいことを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項７】
結合回路の入力をその出力に接続する電気的長さの合計は、インピーダンスインバータトランスを生成するようにλ／４の奇数整数倍に等しいことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項８】
レベル１以外のレベルの各ラインセクションは同じノードにて先行のレベルの同数のラインセクションに接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項９】
能動部品の負荷コンダクタンス結合および適合回路（５）は、増幅器の負荷を４つの能動部品（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）だけに適合させるため２つのレベルで構成され、第１レベルは電気的長さがλ／４である４つのラインセクション（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）からなり、第２レベルは共通端の１つによって増幅器の負荷インピーダンスに接続された、電気的長さがλ／２である２つのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ）からなり、電気的長さがλ／２である２つのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ）は異なるインピーダンスＺ２、Ｚ３を有する、電気的長さがλ／４である２つのラインセクションに分割されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１０】
能動部品の負荷コンダクタンス結合および適合回路（５）は、増幅器の負荷を６つの能動部品（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ）だけに適合させるように２つのレベルで構成され、第１レベルは電気的長さがλ／４である６つのラインセクション（１２ａ，．．．，１２ｆ）からなり、第２レベルは共通端の１つによって増幅器の負荷インピーダンス（２）に接続された、電気的長さがλ／２である２つのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ）からなり、サセプタンス補償回路（４ａ，．．．，４ｆ）の出力は第１レベルのラインセクション（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ）をそれぞれ介して３つずつ、第２レベルのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ）の、増幅器の負荷インピーダンス（２）に接続された端とは反対の一端に接続され、電気的長さがλ／２である２つのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ）は異なるインピーダンスＺ２、Ｚ３を有する、電気的長さがλ／４である２つのラインセクションに分割されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１１】
能動部品の負荷コンダクタンス結合および適合回路（５）は、増幅器の負荷（２）を６つの能動部品（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ）だけに適合させるように２つのレベルで構成され、第１レベルは電気的長さがλ／４である６つのラインセクション（１２ａ，．．．，１２ｆ）からなり、第２レベルは共通端の１つによって増幅器の負荷インピーダンス（２）に接続された、電気的長さがλ／２である３つのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ；１５ａ、１５ｂ）からなり、サセプタンス補償回路（４ａ…，４ｆ）の出力は第１レベルのラインセクション（１２ａ、１２ｂ；１２ｃ、１２ｄ；１２ｅ、１２ｆ）をそれぞれ介して２つずつ、第２レベルのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ；１５ａ、１５ｂ）の、増幅器の負荷インピーダンス（２）に接続された端とは反対の端にそれぞれ接続され、電気的長さがλ／２である３つのラインセクション（１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ；１５ａ、１５ｂ）は異なるインピーダンスＺ２、Ｚ３を有する、電気的長さがλ／４である２つのラインセクションに各々分割されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１２】
各サセプタンス補償回路（４１から４Ｎ；４ａから４ｄ）はそれが接続されている能動部品（１１から１Ｎ；１ａから１ｄ）の出力と、コンダクタンス結合および適合回路（５）の対応する入力との間にコンデンサ（７）を介して直列に接続された２つのラインセクション（５、６）と、一方ではコンデンサ（７）と能動部品（１１から１Ｎ；１ａから１ｄ）の出力に接続されたラインセクション（５）との間の共通ポイント（９）と、他方では第２端子によって回路（１１）の接地点に接続された固定キャパシタンスのコンデンサ（１０）の１つの端子との間に接続された第３のラインセクションとからなり、固定キャパシタンスのコンデンサ（１０）は能動部品用に選択された動作状態に応じて決定された、第１端子に印加されるバイアス電圧によってバイアスをかけられることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１３】
結合回路は空間電力結合技術によって製造されることを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い出力パワーダイナミックレンジに設定可能であり、実質的にコンスタントに追加される電力効率を有する増幅器に関する。
【０００２】
本発明はより詳細には、例えば３０ＧＨｚに近い周波数範囲で動作するように構成され、伝搬線、コンデンサまたはインダクタンスから構成されたマイクロ回路からなるアダプタを介して共通負荷に並行して給電する特定数の能動部品を含む、特に衛星送信機用の、マイクロ波信号用ソリッドステート電力増幅器の製造に関する。
【０００３】
しかし本発明は同様に、増幅器が必ずしも電力増幅器ではない重複増幅段を有する増幅器回路の製造にも関する。
【背景技術】
【０００４】
電気的長さλ／４（但しλは増幅される信号の波長）を有するマイクロ波線を使用した２状態結合回路を使用したソリッドステート電力増幅器の製造はこの分野で知られている。この回路は４つの能動部品により供給された信号を結合し、結合の結果として、１つの能動部品がターンオンされるか、４つの能動部品がターンオンされるかに従ってコンスタントに追加される電力比を有する２つの出力パワーレベルを提供する。
【０００５】
この回路は、２つのパワーレベル、すなわち最大出力パワーレベルおよび６ｄＢ低い出力パワーレベルしか提供できないという欠点を有している。それとは別に、回路の対称性が欠如していることは、どの能動部品も分離して動作することが不可能であることを意味する。
【０００６】
電力制御を実施するために能動部品の数を利用することに基づく上記の実施形態とは異なる、ドハティ増幅器として知られている別の従来型の実施形態は、入力パワーの関数として能動部品の負荷コンダクタンスを変化させることによって出力パワーのダイナミックレンジを制御する。
【０００７】
この種類の増幅器は２つの能動部品しか結合できず、また冗長性を必要とする用途では不適切であるという欠点を有している。
【０００８】
能動部品のバイアス点を出力パワーに適応させるために、出力パワーへの依存度が低い付加的な電力効率を得ることもこの分野では知られている。しかし、この解決方法は実現が困難であり、出力パワーのダイナミックレンジが制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的の１つは、ターンオンされる能動部品の数と能動部品の負荷コンダクタンスとを同時に制御することによって、能動部品の負荷サセプタンスを修正せずに、しかも同時にアダプタ内の損失を最小限に抑えつつ、ソリッドステート増幅器の出力パワーを制御することにある。
【００１０】
より正確には、本発明はターンオフされる能動部品のパーセンテージによって、ターンオンされる能動部品の負荷コンダクタンス値を効果的に制御可能なアダプタを製造することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的を達成するため、本発明のマイクロ波増幅器の出力段のアダプタは、能動部品の出力サセプタンスを補償するようにＮ個の能動部品の出力にそれぞれ接続された特定数Ｎ個のサセプタンス補償回路と、Ｎ個のサセプタンス補償回路の出力にそれぞれ接続されたＮ個の入力と増幅器の負荷に接続された出力とを有するコンダクタンス結合および適合回路とを備えている。
【００１２】
最も一般的な実施形態によれば、能動部品の負荷コンダクタンス結合および適合回路はＭのレベルで構成された特定数のラインセクションを備え、レベル１は、λ／４の整数倍である等しい電気的長さのＮ個のそれぞれのラインセクションを介してＮ個のサセプタンス補償回路の出力に接続され、レベルＭは直接的に、または（Ｍ＋１）番目のレベルを構成するλ／４の整数倍である電気的長さの少なくとも１つのラインセクションを介して間接的に増幅器の負荷に接続される。レベル１およびレベルＭ＋１以外の各レベルはλ／２の整数倍である等しい電気的長さの特定数のラインセクションを含んでいる。この構成では、レベルＪのラインセクション数は先行のレベルＪ−１のラインセクション数未満であり、あるレベルの各ラインセクションは先行のレベルの１つまたは複数のラインセクションに接続されてもよい。
【００１３】
第１レベルのラインセクションの電気的長さは、サセプタンス補償回路と組み合わせてターンオフされる能動部品によって結合回路の入力に生じさせられるインピーダンスが短絡である場合は、開路をレベル１ノードに生じさせるようにλ／４の奇数整数倍に等しくなければならない。
【００１４】
第１レベルのラインセクションの電気的長さは、サセプタンス補償回路と組み合わせてターンオフされる能動部品によって結合回路の入力に生じさせられるインピーダンスが開路である場合は、開路をレベル１ノードに生じさせるようにλ／４の偶数整数倍に等しくなければならない。
【００１５】
インピーダンスインバータトランスを生成するため、結合回路の入力をその出力に接続する電気的長さの合計はλ／４の奇数整数倍に等しくなければならない。
【００１６】
回路の動作を対称にするため、あるレベルの各ラインセクションは好適には先行のレベルの同数のラインセクションの同じノードに接続される。
【００１７】
アダプタのインピーダンストランス機能を増強するため、異なるレベルの２つのノードを接続するλ／２の整数倍である電気的長さのラインは、異なる特性インピーダンスの電気的長さλ／４の複数のラインへと分割されてもよい。
【００１８】
本発明の増幅器の特定の一実施形態では、能動部品数はＮ＝４であり、能動部品の負荷コンダクタンス結合および適合回路は２つのレベルへと構成されて、１つの能動部品だけがターンオンされる構成と４つの能動部品がターンオンされる構成との間で１２ｄＢのパワーダイナミックレンジを達成可能になる。
【００１９】
能動部品数Ｎを増加することによって更に広いパワーダイナミックレンジが得られるようにしてもよい。
【００２０】
更に、各サセプタンス補償回路はそれが接続されている能動部品の出力と、それに対応するコンダクタンス結合および適合回路の入力との間にコンデンサを介して直列に接続された２つのラインセクションからなっている。能動部品の出力サセプタンスは、２つのラインセクションおよびコンデンサによって、またコンデンサと能動部品の出力に接続されたラインセクションとの間の共通ポイントと、第２端子によって接地点に接続された固定キャパシタンスのコンデンサの１つの端子との間に接続された第３のラインセクションによって補償され、コンデンサは第１端子に印加されるバイアス電圧によってバイアスをかけられる。
【００２１】
能動部品がターンオフされると、コンデンサに印加されるバイアス電圧を変化させることでこの能動部品が生じさせる出力インピーダンスが変化して、結合および適合回路の入力に短絡を生じさせる。
【００２２】
能動部品がターンオフされると結合および適合回路の入力に開路を生じさせる異なるサセプタンス補償回路のトポロジーを選択することも同様に想定されてもよい。
【００２３】
同様に、結合回路は空間電力結合技術によって実装されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のその他の特徴および利点は、例示のためにのみ示され、添付図面を参照した以下の説明を読むことにより明確になる。
【００２５】
先ず、点線のボックス内に示された出力能動部品用のアダプタ３を介して並行して共通負荷２に給電するＮ個の出力能動部品１１から１Ｎからなるソリッドステートマイクロ波電力増幅器の一実施例を示す図１を参照する。
【００２６】
アダプタ３は、能動部品の出力サセプタンスを補償するようにＮ個の能動部品１１から１Ｎの出力にそれぞれ接続された特定数Ｎのサセプタンス補償回路４１から４Ｎと、Ｎ個のサセプタンス補償回路の出力にそれぞれ接続されたＮ個の入力と増幅器の負荷２に接続された出力とを有するコンダクタンスを結合し、適合させるための回路５とを備えている。
【００２７】
図２は、各サセプタンス補償回路４１から４Ｎが、それが接続されている能動部品１１から１Ｎの出力と、それに対応するコンダクタンスを結合し、適合させるための回路３の入力との間にコンデンサ７を介して直列に接続された２つのラインセクション５および６からなっていることを示している。
【００２８】
補償回路が接続されている能動部品の出力サセプタンスは、２つのラインセクションおよびコンデンサと、コンデンサ７と能動部品の出力に接続されたラインセクション５との間の共通ポイント９と、第２端子によって接地点１１に接続された固定キャパシタンスのコンデンサ１０の第１端子との間に接続された第３のラインセクション８とによって補償され、コンデンサ１０は第１端子に印加されるバイアス電圧によってバイアスをかけられる。
【００２９】
（コンデンサに印加されるバイアス電圧を変化させることによって）能動部品がターンオフされると、この能動部品が生じさせる出力インピーダンスが変化して、結合および適合回路の入力に短絡を生じさせる。
【００３０】
能動部品がターンオフされると結合および適合回路の入力に開路を生じさせる異なるサセプタンス補償回路のトポロジーを選択することも同様に想定されてもよい。
【００３１】
図３に示されている能動部品の負荷コンダクタンスを結合し、適合させるための回路５はＭレベルで構成された特定数のラインセクションを備えている。
【００３２】
レベル１は、λ／４の整数倍である等しい電気的長さのＮ個のそれぞれのラインセクションＬ（１、１）からＬ（１、Ｎ）を介してＮ個のサセプタンス補償回路４１から４Ｎの出力に接続され、レベルＭは直接的に、または（Ｍ＋１）番目のレベルを構成するλ／４の整数倍である電気的長さの少なくとも１つのラインセクションＬ（Ｍ＋１、１）を介して間接的に増幅器の負荷に接続される。
【００３３】
レベル１およびレベルＭ＋１以外の各レベルはλ／２の整数倍である等しい電気的長さの特定数のラインセクションを含んでいる。
【００３４】
この構成では、あるレベルの各ラインセクションは先行のレベルの１つまたは複数のラインセクションに接続されてもよく、第１レベルからレベル数が増加すると各レベルのラインセクション数は減少するので、レベルＪのラインセクション数は常に先行のレベルＪ−１のラインセクション数未満である。
【００３５】
第１レベルのラインセクションの電気的長さは、サセプタンス補償回路と組み合わせてターンオフされる能動部品によって結合回路の入力に生じさせられるインピーダンスが短絡である場合は、開路をレベル１ノードに生じさせるためにλ／４の奇数整数倍に等しくなければならない。
【００３６】
第１レベルのラインセクションの電気的長さは、サセプタンス補償回路と組み合わせてターンオフされる能動部品によって結合回路の入力に生じさせられるインピーダンスが開路である場合は、開路をレベル１ノードに生じさせるためにλ／４の偶数整数倍に等しくなければならない。
【００３７】
インピーダンスインバータトランスを生成するため、結合回路の入力をその出力に接続する電気的長さの合計はλ／４の奇数整数倍に等しくなければならない。
【００３８】
回路の対称的な動作を確実にするため、あるレベルの各ラインセクションは好適には先行のレベルの同数のラインセクションの同じノードに接続され、第１レベルのラインセクション数Ｎは偶数である。
【００３９】
アダプタのインピーダンストランス機能を増強するため、異なるレベルの２つのノードを接続するλ／２の整数倍である電気的長さのラインは異なる特性インピーダンスの電気的長さλ／４の複数のラインへと分割されてもよい。
【００４０】
図４は４つの能動部品１ａから１ｄの出力に接続された４つのサセプタンス補償回路４ａから４ｄと、２つのレベルのラインセクションとを含むアダプタの上記の原理に適合する実施形態を示している。
【００４１】
第１レベルは、特性インピーダンスＺ１で、電気的長さがλ／４であり、それぞれが端部の１つによってサセプタンス補償回路４ａから４ｄの出力に接続された４つのラインセクション１２ａから１２ｄから形成されている。
【００４２】
第２レベルは、直列に接続された電気的長さがλ／４である２つのハーフラインセクション１３ａ、１３ｂおよび１４ａ、１４ｂからそれぞれなっている電気的長さがλ／２である２つのラインセクションから形成され、セクションの２つのハーフセクションは異なる特性インピーダンスＺ２およびＺ３を有している。
【００４３】
第１レベルと第２レベルとの接続は、第２レベルの電気的長さλ／２のラインセクション１３ａ、１３ｂの１つの端とラインセクション１４ａ、１４ｂの１つの端とに２つずつ接続された、第１レベルの電気的長さλ／４のラインセクション１２ａから１２ｄの第２端によって行われる。電気的長さλ／２のセクションの第２端１３ａ、１３ｂおよび１４ａ、１４ｂは共に増幅器の負荷２（インピーダンスＺｌｏａｄ−ｓ）に接続されている。
【００４４】
図５から図８は、図４のアダプタの動作を示しており、図４の素子と同一の素子には同じ参照番号が付されている。
【００４５】
これらの図面では、補償回路４ａから４ｄは、能動部品の出力サセプタンスを補償する負のサセプタンス−ＳＥＡを投入する等価回路によって表されている。
【００４６】
図５に示されているものは、増幅器の全ての能動部品１ｉがターンオンされる構造、すなわち、各々の能動部品１ｉがそのために振幅Ｕ、波長λの同じ正弦波信号を補償回路４ｉの入力に印加する構造に対応している。
【００４７】
この構造では、アダプタはインピーダンストランスとして動作し、各入力に対するアダプタの負荷インピーダンスＺ（負荷２）は、アダプタを負荷インピーダンスＺに接続する経路に、アダプタの負荷Ｚに接続されたラインセクションから補償回路を介して能動部品に接続されたラインセクションまでに遭遇するλ／４のラインセクションへのインピーダンスの、変換の関係を連続的に適用することによって定義される。
【００４８】
能動部品１ａから１ｄによって供給される電力は等しいので、アダプタの出力で得られる電力は能動部品によって供給される電力の４倍に等しい。
【００４９】
アダプタの各入力に対する負荷インピーダンスは等しく、方程式、
【数１】
2007500961.tif 000003
によって定義される。
【００５０】
【数２】
2007500961.tif 000004
を設定すると、各能動部品に対する負荷インピーダンスＺは
【数３】
2007500961.tif 000005
である。
【００５１】
補償回路の各入力に印加される電圧の振幅をＵとし、アダプタに損失がないものと想定すると、負荷に供給される出力電力Ｐｓは、
【数４】
2007500961.tif 000006
である。
【００５２】
図６に示されているものは、２つの能動部品だけが一方では電気的長さλ／２のラインセクション１３ａ、１３ｂに、他方では１４ａ、１４ｂにそれぞれ給電する構成に対応している。
【００５３】
この場合は、電気的長さλ／４のラインセクション１２ｂ、１２ｃは一端で短絡によって閉じられ、他端は開路となる。これはそれらが回路の残りの部分から遮断可能であることを意味する。
【００５４】
一方ではハーフセクション１３ａ、１３ｂから、他方では１４ａ、１４ｂから形成された第２レベルの電気的長さλ／２の２つのラインセクションは能動部品１ａおよび１ｄによってのみ給電される。
【００５５】
この構成では、ターンオンされた各能動部品に対する負荷インピーダンスＺは、
【数５】
2007500961.tif 000007
に等しい。
【００５６】
負荷に供給される出力電力Ｐｓは、
【数６】
2007500961.tif 000008
である。
【００５７】
図７に示されているものは、１つの能動部品１ａだけがハーフセクション１３ａおよび１３ｂから形成された電気的長さλ／２の１つのラインセクションだけを介して負荷に給電する構成に対応している。
【００５８】
この場合は、電気的長さλ／４のラインセクション１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄは一端で短絡によって閉じられ、他端は開路となる。これはそれらが回路の残りの部分から絶縁可能であることを意味する。
【００５９】
ハーフセクション１３ａ、１３ｂから形成された第２のレベルの電気的長さλ／２のラインセクションは能動部品１ａによって給電される。
【００６０】
この構成では、ターンオンされた唯一の能動部品に対する負荷インピーダンスＺは、
Ｚ＝Ｚｃ    （７）
である。
【００６１】
負荷に供給される出力電力Ｐｓは、
【数７】
2007500961.tif 000009
である。
【００６２】
方程式（３）、（５）は、ターンオンされる能動部品数が減少すると、ターンオンされた能動部品の負荷コンダクタンスが低減することを示している。
【００６３】
更に、コンスタントな出力電圧Ｕを得るために、ターンオンされる能動部品の励起レベルが調整され、また、アダプタに損失がないものと想定すると、方程式（４）、（６）および（８）は４つの能動部品がターンオンされる図５の構成と１つの能動部品だけがターンオンされる図７の構成との間の出力電力Ｐｓの１２ｄＢのダイナミックレンジを一目で示すものである。このように、出力電力Ｐｓはターンオンされる能動部品の数に直接関連している。
【００６４】
同様に、ターンオンされる特定の数の能動部品から各構成ごとに得られる電力レベルがあらゆる場合に、第２レベルのラインセクションの特性インピーダンスＺ２とＺ３との比率の二乗に比例し、また、第１レベルのラインセクションの特性インピーダンスＺ１の比率の二乗に反比例することも明らかである。
【００６５】
同様に、ターンオンされる能動部品の負荷サセプタンスはターンオフされる能動部品の数には依存しないことも明らかである。したがって、動作モード、すなわち１つまたは２つまたは４つの能動部品が動作中であるかに関わりなく、負荷サセプタンスは変化せず、付加される電力効率は一定を保つことも分かる。
【００６６】
４つの能動部品を含む増幅器のアダプタを製造する原理は勿論、任意の数の能動部品を含む増幅器に拡張可能であり、能動部品数が増加すると増大するパワーダイナミックレンジを得ることが可能となる。
【００６７】
図８は６つのサセプタンス補償回路にそれぞれ結合された６つの能動部品を含む増幅器のアダプタの一実施形態を示している。
【００６８】
図８の実施形態は、６つのサセプタンス補償回路４ａから４ｆを含むこと、およびサセプタンス補償回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）および（４ｄ，４ｅ、４ｆ）が第１レベルのラインセクション１２ａから１２ｆを介してそれぞれ第２レベルのラインセクション１３ａまたは１４ａの一端に３つずつ接続されていることの双方で図４の実施形態とは異なっている。
【００６９】
図９は図８のアダプタの変形を示している。
【００７０】
この実施形態では、サセプタンス補償回路４ａから４ｆの出力は第１レベルのラインセクションを介して２つずつ、共通の第２端によってアダプタの負荷インピーダンスに接続された３つのラインセクションを含む、第２レベルのラインセクションのそれぞれの端に接続されている。
【００７１】
本発明の増幅器を実装するために、結合および適合回路５とを構成するラインセクションはこの分野で知られているどのマイクロ回路マイクロ波技術によって製造されてもよい。
【００７２】
能動部品は個々のトランジスタまたはトランジスタの組、たとえばカスケード回路とすることができる。
【００７３】
能動部品、補償回路、および結合回路は同じモノリシック回路上に統合されてもよい。しかしまた、全体的なサイズとコストの理由から、ハイブリッドアセンブリによって結合回路は能動部品およびサセプタンス補償回路から分離されてもよい。
【００７４】
また、ターンオンされる能動部品の比率を低減する動作によって、ターンオンされたままに留まる能動部品の負荷コンダクタンスが負荷サセプタンスに影響を及ぼさずに常に低減するならば、結合回路は空間電力結合技術によって製造されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明のソリッドステートマイクロ波電力増幅器の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１の増幅器の出力能動部品のサセプタンス補償回路の一実施形態の図である。
【図３】図１の結合回路と負荷コンダクタンスアダプタの一実施形態を示すブロック図である。
【図４】４つのサセプタンス補償回路からなる本発明の増幅器のインピーダンスアダプタの一実施形態を示す図である。
【図５】図４のアダプタの動作モードを示す図である。
【図６】図４のアダプタの動作モードを示す図である。
【図７】図４のアダプタの動作モードを示す図である。
【図８】６つのサセプタンス補償回路を含む本発明のインピーダンスアダプタの実施形態を示す図である。
【図９】６つのサセプタンス補償回路を含む本発明のインピーダンスアダプタの実施形態を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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