(57)【要約】【課題】不要な雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができる負帰還増幅器を得ることを目的とする。【解決手段】低周波信号用バンドパスフィルタ４が、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、１／２倍波の信号よりも周波数が低い低周波信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させるように構成する。これにより、不要な雑音である受信帯雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された無線周波数信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１よりも低い周波数の信号だけを前記増幅部の入力側に帰還させる低周波信号用バンドパスフィルタと
を備えた負帰還増幅器。
【請求項２】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の信号だけを通過させる基本波信号用バンドパスフィルタと抵抗が直列に接続されている基本波信号用フィードバック回路が、前記低周波信号用バンドパスフィルタと並列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の負帰還増幅器。
【請求項３】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号を遮断するハイパスフィルタと抵抗が直列に接続されている基本波信号用フィードバック回路が、前記低周波信号用バンドパスフィルタと並列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の負帰還増幅器。
【請求項４】
入力された無線周波数信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号を遮断するローパスフィルタと、前記無線周波数信号に含まれている直流信号を遮断する直流信号遮断用キャパシタとが直列に接続されている低周波信号用フィードバック回路とを備え、
前記低周波信号用フィードバック回路の出力信号が前記増幅部の入力側に帰還されることを特徴とする負帰還増幅器。
【請求項５】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の信号だけを通過させる基本波信号用バンドパスフィルタと抵抗が直列に接続されている基本波信号用フィードバック回路が、前記低周波信号用フィードバック回路と並列に接続されていることを特徴とする請求項４記載の負帰還増幅器。
【請求項６】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号を遮断するハイパスフィルタと抵抗が直列に接続されている基本波信号用フィードバック回路が、前記低周波信号用フィードバック回路と並列に接続されていることを特徴とする請求項４記載の負帰還増幅器。
【請求項７】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号を遮断するバンドリジェクションフィルタが、前記低周波信号用バンドパスフィルタの前段又は後段に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の負帰還増幅器。
【請求項８】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号を遮断するバンドリジェクションフィルタが、前記低周波信号用フィードバック回路の前段又は後段に接続されていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の負帰還増幅器。
【請求項９】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号の４分の１波長の奇数倍に相当する長さのオープンスタブが、前記低周波信号用バンドパスフィルタと並列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の負帰還増幅器。
【請求項１０】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数の２分の１の周波数の信号の４分の１波長の奇数倍に相当する長さのオープンスタブが、前記低周波信号用フィードバック回路と並列に接続されていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の負帰還増幅器。
【請求項１１】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数よりも低い周波数及び前記基本波の周波数で開放負荷を有し、前記基本波の周波数の２分の１の周波数で短絡負荷を有するＬＣ回路が、前記低周波信号用バンドパスフィルタと並列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の負帰還増幅器。
【請求項１２】
前記増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、前記無線周波数信号における基本波の周波数よりも低い周波数及び前記基本波の周波数で開放負荷を有し、前記基本波の周波数の２分の１の周波数で短絡負荷を有するＬＣ回路が、前記低周波信号用フィードバック回路と並列に接続されていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の負帰還増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主にマイクロ波やミリ波の領域で動作する負帰還増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信などで用いられる高周波信号用増幅器では、無線周波数信号であるＲＦ信号を増幅する際、そのＲＦ信号における基本波の周波数に近い周波数の雑音信号を低減することが要求される。
特に、基本波に対する利得を減らしてでも、雑音信号の低減が求められることがある。これは言い換えると、Ｓ／Ｎ比は改善しなくても、基本波の周波数近傍の雑音電力の絶対値を抑制することを求めているものである。
【０００３】
このような雑音信号の一例として、携帯電話などの移動体無線装置に搭載される送信用増幅器における受信帯雑音と呼ばれる雑音がある。
具体的な数値例を挙げると、携帯電話機における８４０ＭＨｚの送信信号を増幅する送信用増幅器では、受信用周波数帯域である８８５ＭＨｚの雑音信号をわずかに発生させるが、この受信帯雑音は、同じ携帯電話機内にある受信装置の誤作動を招く可能性があるため、この受信帯雑音の電力の絶対値を極力抑制することが求められる。
【０００４】
受信帯雑音を抑制する有効な手段として、フィードバック回路の使用が挙げられる。
図１１はフィードバック回路を実装している従来の負帰還増幅器を示す構成図である。
この負帰還増幅器では、増幅部であるトランジスタ１０２が入力端子１０１から入力されたＲＦ信号を増幅し、増幅後のＲＦ信号を出力端子１０３に出力するが、帰還量調整用キャパシタ１０４と帰還量調整用抵抗１０５が直列に接続されているフィードバック回路がトランジスタ１０２に接続されている。
このフィードバック回路の帰還量調整用キャパシタ１０４が、トランジスタ１０２により増幅されたＲＦ信号に含まれている直流信号を遮断することで、そのＲＦ信号における基本波の信号をトランジスタ１０２の入力側に帰還させるようにしている。
【０００５】
これにより、トランジスタ１０２の利得については減少するが、受信帯雑音が大幅に改善される。
この負帰還増幅器では、トランジスタ１０２として、利得が低い低性能なトランジスタを使用するのではなく、利得が高いトランジスタを使用することを前提として、上記のフィードバック回路を用いて利得を下げている。その理由は、フィードバック回路の使用によって、線形性の向上や利得の周波数依存性の平坦化など、二次的な利点が生じるためである。
そのため、受信帯雑音の低減方法として、図１１に示すようなフィードバック回路を用いている負帰還増幅器が広く利用されている。
【０００６】
ここで、フィードバック回路を構成している帰還量調整用抵抗１０５の抵抗値を減らすことで、トランジスタ１０２の入力側に対する基本波の信号の帰還量を増加して、より受信帯雑音を抑制することができる。
しかし、基本波の信号の帰還量が多くなり過ぎると、トランジスタ１０２の利得が下がり過ぎてしまう。
また、基本波の周波数の半分の周波数での発振である１／２倍波の発振を引き起こすことになる。１／２倍波の発振は、基本波の周波数の半分の周波数における熱雑音信号や、基本波の信号の分周信号がフィードバック回路を介してループすることで生じるものである。
この１／２倍波の発振が生じると、通信システムが正常に動作しなくなることがある。そのため、フィードバック回路による基本波の信号の帰還量には限界があり、受信帯雑音の抑制量にも制限がある。即ち、受信帯雑音の低減と１／２倍波の発振に対する安定性はトレードオフの関係にある。
【０００７】
一方、原理的には、低周波信号を十分に帰還させると、受信帯雑音が抑制されることが期待される。
例えば、基本波の周波数が８４０ＭＨｚ、受信帯周波数が８８５ＭＨｚである場合、それら周波数差である４５ＭＨｚの低周波信号がフィードバック回路を完全に通過できれば、受信帯雑音は減少する。その理由は、４５ＭＨｚの熱雑音信号と、大電力の８４０ＭＨｚの信号の両者がトランジスタ１０２に入力されると、８８５ＭＨｚの和周波信号が発生して受信帯雑音となるためである。
もし４５ＭＨｚの熱雑音信号がフィードバック回路を通ってトランジスタ１０２を迂回すると、この和周波信号は発生しなくなる。
しかし、従来の構成では、４５ＭＨｚの熱雑音信号が完全に通過できるようなフィードバック回路を設計すると、基本波信号が帰還し過ぎて利得が極度に減少する。その際には、１／２倍波の発振が生じる可能性も高まる。そのため、低周波信号を通過させるようなフィードバック回路は実用されていない。
【０００８】
以下の非特許文献１には、受信帯雑音や１／２倍波の発振ではなく、低周波信号の発振を防止するための低周波信号用フィードバック回路を使用する手法を示している。しかし、低周波信号用フィードバック回路では、基本波の信号が帰還して利得が減少し過ぎるため、大きな直列抵抗を用いて帰還が殆ど生じないようにしている。非特許文献１では、この直列抵抗として、５００Ωの抵抗を挙げている。
このような帰還が殆ど生じないフィードバック回路では、低周波信号の帰還による受信帯雑音の低減は期待することができない。
即ち、非特許文献１では、特定の周波数だけをフィードバック回路の設計対象としているために、他の周波数で生じる不具合が制約となって更なる低雑音化や高安定性が図れていない。
なお、以下の特許文献１，２では、基本波の周波数だけをフィードバック回路の設計対象とし、特許文献３では、高調波の周波数だけをフィードバック回路の設計対象にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−２６９００５号公報
【特許文献２】特開平１０−５６３３８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０４３３９号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｓｔｅｖｅ Ｃ． Ｃｒｉｐｐｓ著「ＲＦ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ Ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＳＥＣＯＮＤ ＥＤＩＴＩＯＮ」ＡＲＴＥＣＨ ＨＯＵＳＥ社  ３４３ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の負帰還増幅器は以上のように構成されているので、１／２倍波の発振を防止する観点から、トランジスタ１０２の入力側に対する基本波の信号の帰還量を制限する必要があり、受信帯雑音を十分に低減することができないことがある課題があった。
【００１２】
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、不要な雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができる負帰還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】
【００１３】
この発明に係る負帰還増幅器は、入力された無線周波数信号を増幅する増幅部を設け、低周波信号用バンドパスフィルタが、増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、基本波の周波数の２分の１よりも低い周波数の信号だけを増幅部の入力側に帰還させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、低周波信号用バンドパスフィルタが、増幅部により増幅された無線周波数信号のうち、基本波の周波数の２分の１よりも低い周波数の信号だけを増幅部の入力側に帰還させるように構成したので、不要な雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図２】低周波信号用バンドパスフィルタ４が実装されていない８４０ＭＨｚ帯の増幅器において、８８５ＭＨｚの受信帯雑音のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３】低周波信号用バンドパスフィルタ４が実装されている８４０ＭＨｚ帯の増幅器において、８８５ＭＨｚの受信帯雑音のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態６による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態７による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態８による負帰還増幅器を示す構成図である。
【図１１】フィードバック回路を実装している従来の負帰還増幅器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による負帰還増幅器を示す構成図である。
図１において、入力端子１は無線周波数信号であるＲＦ信号を入力する端子である。
トランジスタ２は入力端子１から入力されたＲＦ信号を増幅し、増幅後のＲＦ信号を出力端子３に出力する。
図１では、トランジスタ２がエミッタ接地型のトランジスタである例を示しているが、ベース接地型のトランジスタや、コレクタ接地型のトランジスタであってもよい。
また、トランジスタ２は、ユニポーラトランジスタであってもよいし、バイポーラトランジスタであってもよい。材料についても任意であり、シリコン、砒化ガリウム、窒化ガリウム等が使用可能である。
また、図１では、トランジスタ２が増幅部を構成しているものを示したが、ＲＦ信号を増幅するものであれば、トランジスタに限るものではなく、例えば、真空管などであってもよい。
【００１７】
低周波信号用バンドパスフィルタ４は入力端子がトランジスタ２の出力側と接続され、出力端子がトランジスタ２の入力側と接続されており、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における基本波の周波数の１／２よりも低い周波数の信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させるフィルタである。
図１の例では、入力端子１と出力端子３の間にトランジスタ２が接続されているが、入力端子１とトランジスタ２の間や、トランジスタ２と出力端子３の間に、例えば、バイアス回路、整合回路や他の増幅器など、任意の高周波コンポーネントが接続されていてもよい。
【００１８】
次に動作について説明する。
トランジスタ２は、入力端子１から入力されたＲＦ信号を増幅し、増幅後のＲＦ信号を出力端子３に出力する。
低周波信号用バンドパスフィルタ４は、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号を入力すると、そのＲＦ信号における基本波の周波数の１／２よりも低い周波数の信号（以下、「低周波信号」と称する）だけをトランジスタ２の入力側に帰還させる。
即ち、低周波信号用バンドパスフィルタ４は、基本波の信号や、１／２倍波信号（基本波の周波数の１／２の周波数の信号）を遮断して、１／２倍波信号より周波数が低い低周波信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させる。
【００１９】
ここで、低周波の雑音信号が大電力の基本波の信号と同時にトランジスタ２に入力されると、和周波信号が発生して、その和周波信号が受信帯雑音になるが、低周波信号用バンドパスフィルタ４は、低周波の雑音信号を迂回させてトランジスタ２に入力されないようにすることで、受信帯雑音の発生を抑制する働きがある。
【００２０】
低周波信号用バンドパスフィルタ４が受信帯雑音の発生を抑制する効果をシミュレーションによって確認している。
図２は低周波信号用バンドパスフィルタ４が実装されていない８４０ＭＨｚ帯の増幅器において、８８５ＭＨｚの受信帯雑音のシミュレーション結果を示す説明図である。
図２より明らかなように、基本波の信号の出力電力Ｐｏｕｔの増加に伴って、受信帯雑音も増加することが分かる。
フィードバック回路である低周波信号用バンドパスフィルタ４が実装されていないため、トランジスタ２の利得の減少がなく、１／２倍波の発振の危険性も少ないが、受信帯雑音の最大値は−１２８［ｄＢｍ／Ｈｚ］という高い値になっている。
【００２１】
図３は低周波信号用バンドパスフィルタ４が実装されている８４０ＭＨｚ帯の増幅器において、８８５ＭＨｚの受信帯雑音のシミュレーション結果を示す説明図である。
このシミュレーションでは、低周波信号用バンドパスフィルタ４が、４５ＭＨｚの低周波信号だけを完全に通過させて、その他の周波数の信号を完全に遮断する理想的なバンドパスフィルタであるとしている。
図３より明らかなように、受信帯雑音が大幅に低減されていることが分かる。フィードバック回路である低周波信号用バンドパスフィルタ４は、従来のフィードバック回路と異なり、基本波の信号や１／２倍波信号を遮断しているため、トランジスタ２の利得の低下や１／２倍波の発振を生じさせていない。
また、出力電力Ｐｏｕｔが低いときには、受信帯雑音に影響を与えない点も従来のフィードバックと異なる点である。出力電力Ｐｏｕｔが高いときには、和周波信号の発生を抑制して、受信帯雑音を大きく低減できることが分かる。受信帯雑音は、最大値が一定値以下になることが求められるため、非常に有用な効果である。
【００２２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、低周波信号用バンドパスフィルタ４が、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、１／２倍波の信号よりも周波数が低い低周波信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させるように構成したので、不要な雑音である受信帯雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができる効果を奏する。
【００２３】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
基本波信号用バンドパスフィルタ５は入力端子がトランジスタ２の出力側と接続されており、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における基本波の信号だけを通過させるフィルタである。
帰還量調整用抵抗６は基本波信号用バンドパスフィルタ５と直列に接続されている。
基本波信号用バンドパスフィルタ５と帰還量調整用抵抗６からなる基本波信号用フィードバック回路が低周波信号用バンドパスフィルタ４と並列に接続されている。
【００２４】
次に動作について説明する。
この実施の形態２では、上記実施の形態１と同様に、フィードバック回路である低周波信号用バンドパスフィルタ４が実装されているため、受信帯雑音の発生を抑制することができる。
また、この実施の形態２では、フィードバック回路である基本波信号用フィードバック回路が実装されている。
基本波信号用フィードバック回路の基本波信号用バンドパスフィルタ５は、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における基本波の信号だけを通過させるようにしている。
【００２５】
これにより、ＲＦ信号における基本波の信号がトランジスタ２の入力側に帰還されるため、入力電力が低いときでも受信帯雑音が低減される。また、帰還量調整用抵抗６の抵抗値を調整することで、基本波の信号の帰還量を適正にして、より受信帯雑音を抑制することができる。
なお、１／２倍波の雑音信号は、２つのフィードバック回路のいずれも通過することができないため、１／２倍波のループが形成されない。したがって、１／２倍波の発振が発生しない。
【００２６】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、低周波信号用バンドパスフィルタ４が、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、１／２倍波の信号よりも周波数が低い低周波信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させ、基本波信号用バンドパスフィルタ５と帰還量調整用抵抗６からなる基本波信号用フィードバック回路が、そのＲＦ信号における基本波の信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させるように構成したので、上記実施の形態１と同様に、受信帯雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができるほか、入力電力が低いときでも受信帯雑音を低減することができる効果を奏する。
【００２７】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ハイパスフィルタ７は入力端子がトランジスタ２の出力側と接続されて、出力端子が帰還量調整用抵抗６と接続されており、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における１／２倍波信号（基本波の周波数の１／２の周波数の信号）を遮断するフィルタである。
ハイパスフィルタ７と帰還量調整用抵抗６からなる基本波信号用フィードバック回路が低周波信号用バンドパスフィルタ４と並列に接続されている。
【００２８】
上記実施の形態２では、基本波信号用フィードバック回路の基本波信号用バンドパスフィルタ５が、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号における基本波の信号だけを通過させるようにしているが、１／２倍波信号や低周波信号を遮断して、基本波の信号を通過させることができれば、基本波信号用バンドパスフィルタ５の代わりに、ハイパスフィルタ７を用いても、上記実施の形態２の負帰還増幅器と同様の作用効果を有する負帰還増幅器が得られる。
ただし、ハイパスフィルタ７は、１／２倍波信号や低周波信号を遮断するため、ハイパスフィルタ７のカットオフ周波数は、１／２倍波の周波数より高いことが必要である。
【００２９】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ローパスフィルタ８は入力端子がトランジスタ２の出力側と接続されており、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における１／２倍波信号を遮断するフィルタである。
直流信号遮断用キャパシタ９は一端がローパスフィルタ８の出力端子と接続され、他端がトランジスタ２の入力側と接続されており、そのＲＦ信号に含まれている直流信号を遮断する。
【００３０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、低周波信号用バンドパスフィルタ４が、基本波の信号や１／２倍波信号を遮断して、１／２倍波信号より周波数が低い低周波信号だけをトランジスタ２の入力側に帰還させるようにしている。
したがって、基本波の信号や１／２倍波信号を遮断することができれば、低周波信号用バンドパスフィルタ４の代わりに、ローパスフィルタ８を用いても、上記実施の形態１の負帰還増幅器と同様の作用効果を有する負帰還増幅器が得られる。
ただし、ローパスフィルタ８は、基本波の信号や１／２倍波信号を遮断するため、ローパスフィルタ８のカットオフ周波数は、１／２倍波の周波数より低いことが必要である。
【００３１】
また、トランジスタ２のベース（またはゲート）及びコレクタ（またはドレイン）にそれぞれ独立して直流電圧を印加することができるように、ローパスフィルタ８と直列に直流信号遮断用キャパシタ９を接続している。
なお、直流信号遮断用キャパシタ９は、低周波信号を十分に通過させることができるように、１００ピコファラド以上の大容量値のキャパシタであることが望ましい。
【００３２】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における１／２倍波信号を遮断するローパスフィルタ８と、そのＲＦ信号に含まれている直流信号を遮断する直流信号遮断用キャパシタ９とが直列に接続されているフィードバック回路を実装するように構成したので、上記実施の形態１と同様に、受信帯雑音を十分に低減することができるとともに、１／２倍波の発振を防止することができる効果を奏する。
【００３３】
実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図４及び図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態５では、上記実施の形態４と同様に、ローパスフィルタ８と直流信号遮断用キャパシタ９からなるフィードバック回路が実装されているため、受信帯雑音の発生を抑制することができる。
また、この実施の形態５では、フィードバック回路である基本波信号用フィードバック回路が実装されている。
基本波信号用フィードバック回路の基本波信号用バンドパスフィルタ５は、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における基本波の信号だけを通過させるようにしている。
【００３４】
これにより、ＲＦ信号における基本波の信号がトランジスタ２の入力側に帰還されるため、入力電力が低いときでも受信帯雑音が低減される。また、帰還量調整用抵抗６の抵抗値を調整することで、基本波の信号の帰還量を適正にして、より受信帯雑音を抑制することができる。
なお、１／２倍波の雑音信号は、２つのフィードバック回路のいずれも通過することができないため、１／２倍波のループが形成されない。したがって、１／２倍波の発振が発生しない。
【００３５】
実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図５及び図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
上記実施の形態５では、基本波信号用フィードバック回路の基本波信号用バンドパスフィルタ５が、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号における基本波の信号だけを通過させるようにしているが、１／２倍波信号や低周波信号を遮断して、基本波の信号を通過させることができれば、基本波信号用バンドパスフィルタ５の代わりに、ハイパスフィルタ７を用いても、上記実施の形態５の負帰還増幅器と同様の作用効果を有する負帰還増幅器が得られる。
ただし、ハイパスフィルタ７は、１／２倍波信号や低周波信号を遮断するため、ハイパスフィルタ７のカットオフ周波数は、１／２倍波の周波数より高いことが必要である。
【００３６】
実施の形態７．
図９はこの発明の実施の形態７による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
バンドリジェクションフィルタ１０は入力端子が帰還量調整用抵抗６及び直流信号遮断用キャパシタ９と接続され、出力端子がトランジスタ２の入力側と接続されており、トランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における１／２倍波信号を遮断するフィルタである。
【００３７】
図９では、バンドリジェクションフィルタ１０は、入力端子が帰還量調整用抵抗６及び直流信号遮断用キャパシタ９と接続されているものを示しているが、入力端子がトランジスタ２の出力側と接続され、出力端子がハイパスフィルタ７及びローパスフィルタ８と接続されているものであってもよい。
この実施の形態７では、上記実施の形態６の負帰還増幅器におけるフィードバック回路の前段又は後段に、バンドリジェクションフィルタ１０を接続する例を示しているが、上記実施の形態１〜５の負帰還増幅器におけるフィードバック回路の前段又は後段に、バンドリジェクションフィルタ１０を接続するものであってもよい。
【００３８】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１〜６の負帰還増幅器におけるフィードバック回路の各種フィルタ群において、ハイパスフィルタの最も単純な構成例は、直列接続のキャパシタであり、ローパスフィルタの最も単純な構成例は、直列接続のインダクタである。
しかし、単純な構成のフィルタ群は、容量値やインダクタンス値を調整しても、１／２倍波信号を完全に遮断することができないという欠点を有する。その結果、１／２倍波の発振が生じる可能性が残る。
【００３９】
そこで、この実施の形態７では、１／２倍波信号を遮断するバンドリジェクションフィルタ１０をフィードバック回路に追加するようにしている。
これにより、単純な構成のフィルタ群を使用しても、１／２倍波信号のループが遮断されるため、１／２倍波の発振の危険性を低減することができる。
なお、トランジスタ２とフィードバック回路が構成するループの中であれば、任意の箇所にバンドリジェクションフィルタ１０を設置することができる。
【００４０】
以上で明らかなように、この実施の形態７によれば、フィードバック回路の前段又は後段に、バンドリジェクションフィルタ１０を接続するように構成したので、単純な構成のフィルタ群を使用する場合でも、１／２倍波の発振の危険性を低減することができる効果を奏する。
【００４１】
実施の形態８．
図１０はこの発明の実施の形態８による負帰還増幅器を示す構成図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
オープンスタブ１１はトランジスタ２により増幅されたＲＦ信号のうち、そのＲＦ信号における１／２倍波信号の１／４波長の奇数倍に相当する長さを有する信号線路であり、一端が帰還量調整用抵抗６及び直流信号遮断用キャパシタ９と接続されている。
【００４２】
図１０では、オープンスタブ１１は、一端が帰還量調整用抵抗６及び直流信号遮断用キャパシタ９と接続されているものを示しているが、一端がハイパスフィルタ７及びローパスフィルタ８の入力端子と接続されているものであってもよい。
この実施の形態８では、上記実施の形態６の負帰還増幅器におけるフィードバック回路と並列に、オープンスタブ１１を接続する例を示しているが、上記実施の形態１〜５の負帰還増幅器におけるフィードバック回路と並列に、オープンスタブ１１を接続するものであってもよい。
【００４３】
次に動作について説明する。
オープンスタブ１１は、図９のバンドリジェクションフィルタ１０と同様に、１／２倍波信号を遮断するものである。
即ち、オープンスタブ１１は、直流信号や低周波信号に対しては、単なる断線した信号線路であるため、何も接続されていない状況に等しい。
１／２倍波信号に対しては、１／４波長の奇数倍に相当する長さを有しているため、オープンスタブ１１は短絡負荷を有する。したがって、オープンスタブ１１の接続箇所でショートされるため、１／２倍波信号のループが遮断される。
また、基本波信号に対しては、２／１波長の奇数倍に相当する長さを有するため、オープンスタブ１１は開放負荷を有する。したがって、直流信号や低周波信号と同様に、基本波信号に対しては、何も接続されていない状況に等しい。
【００４４】
このため、オープンスタブ１１は、１／２倍波信号に対してのみ影響を与え、１／２倍波信号のループを遮断して、１／２倍波の発振を抑制する効果を有する。
なお、ＲＦ信号における基本波の周波数よりも低い周波数及び基本波の周波数で開放負荷を有し、基本波の周波数の１／２の周波数で短絡負荷を有するＬＣ回路であれば、オープンスタブ１１と置き換えることが可能であり、１／２倍波の発振を抑制することができる。
【００４５】
上記実施の形態１〜８において、フィードバック回路は、トランジスタと同一チップ内に（モノリシック）に作製することが可能である。また、チップ外部の同一パッケージ内に作製して、トランジスタとワイヤ等で接続するようにしてもよい。
あるいは、パッケージ外部に作製して、ストリップ線路、コプレーナ線路、導波管などの任意の信号線路で接続して構成することも可能である。
【００４６】
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。
【符号の説明】
【００４７】
１  入力端子、２  トランジスタ、３  出力端子、４  低周波信号用バンドパスフィルタ、５  基本波信号用バンドパスフィルタ、６  帰還量調整用抵抗、７  ハイパスフィルタ、８  ローパスフィルタ、９  直流信号遮断用キャパシタ、１０  バンドリジェクションフィルタ、１１  オープンスタブ、１０１  入力端子、１０２  トランジスタ、１０３  出力端子、１０４  帰還量調整用キャパシタ、１０５  帰還量調整用抵抗。
【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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【図１０】
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【図１１】
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