(57)【要約】  マイクロ波領域において動作する、多数の増幅器モジュールを結合する増幅装置であって、：・入力及び少なくとも２つの出力を有し、入力マイクロ波信号１を多数のマイクロ波信号２５へと分割する出力分割器と、・出力分割器２７により供給されたマイクロ波信号２５の伝播を可能にする接続導波管４と、・マイクロ波信号２５の受信を可能にする、各接続導波管４の出力に置かれる、少なくとも１つの入力遷移要素５と、・入力遷移５の各々により受信された信号の増幅を可能にする、入力遷移５の各々に接続された増幅器モジュール３０と、・増幅器モジュールから得られた増幅信号の結合を可能にする、各増幅器モジュール３０と接続された、プレーナ技術を用いる出力遷移要素７とを備えることを特徴とする増幅装置。【選択図】      図５Ａ
2011514110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波領域において動作する、多数の増幅器モジュールを結合する増幅装置であって、：
・入力及び少なくとも２つの出力を有し、入力マイクロ波信号（１）を多数のマイクロ波信号（２５）へと分割する出力分割器（２７）と、
・出力分割器（２７）により供給されたマイクロ波信号（２５）の伝播を可能にする、出力分割器（２７）の出力と協調できる接続導波管（４）と、
・接続導波管（４）内を伝播するマイクロ波信号（２５）の受信を可能にする、各接続導波管（４）の出力に置かれる、プレーナ技術を用いた少なくとも１つの入力遷移要素（５）と、
・入力遷移（５）の各々により受信された信号の増幅を可能にし、少なくとも１つの増幅器（６）を含む、入力遷移（５）の各々に接続された増幅器モジュール（３０）と、
・増幅器モジュールから得られた増幅信号の結合を可能にし、これらの結合された信号が出力マイクロ波信号（２６）を形成する、各増幅器モジュール（３０）と接続され、全ての出力遷移要素（７）に共通の出力導波管（８）と協調可能な、プレーナ技術を用いた出力遷移要素（７）と
を備えることを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
各増幅器モジュール（３０）及び、その入力遷移要素（５）と出力遷移要素（７）が同一面上にあることを特徴とする、請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
増幅器モジュール（３０）及び、それらの入力遷移要素（５）と出力遷移要素（７）が互いに平行な面上にあることを特徴とする、請求項２に記載の増幅装置。
【請求項４】
遷移要素（５、７）が接続導波管（４）、増幅器モジュール（３０）、及び出力導波管（８）の間に電気整合を確保するために構成される、フィン付きの線であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項５】
装置が、増幅器モジュール（３０）と装置の外側との間の熱交換を促進するために、少なくとも１つの増幅器モジュール（３０）が接触する出力導波管（８）の一部分を形成する、少なくとも２つの外部の半シェルを備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項６】
増幅器モジュール（３０）の軸が、結合された信号から結果として生じるマイクロ波信号（２６）の伝播軸に対して直角であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項７】
分割器（２７）の入力には金属導波管技術を用いることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項８】
分割器（２７）の入力にはプレーナ技術を用いることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項９】
接続導波管（４）及び出力の金属導波管（８）が、方形又は円形の金属導波管であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１０】
各接続導波管（４）が、各々の接続導波管内（４）で伝播される信号の位相を調整するための要素（１５）を装備することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１１】
増幅器モジュールと関連する入力遷移（５）及び出力遷移（７）が、同一のプリント回路上で実現されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１２】
増幅器モジュール（３０）及び出力分割器（２７）と関連する入力遷移要素（５）及び出力遷移要素（７）が、同一のプリント回路上で実現されることを特徴とする、請求項１１に記載の増幅装置。
【請求項１３】
出力遷移（７）が金属壁（２８）により出力導波管（８）内で分離されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１４】
金属壁（２８）が電気抵抗性の膜（３９）により延長されることを特徴とする、請求項１３に記載の増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体のマイクロ波増幅器、とりわけ出力結合システムの分野に関する。様々な結合技術の中で、本発明の分野は空間出力結合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅装置の動作周波数の増加に伴う半導体素子の出力低下により、マイクロ波の分野における一定の用途によって必要とされる出力を達成するため、多数の個々の半導体増幅器を結合する必要性が生じている。
【０００３】
多数の増幅器が求められる出力レベルを達成することが必要である場合、この種の必要性に対処するためには、放射状構造が最も適している。他方で、より限られた数の増幅器で十分な場合、製作、性能、及び占有寸法の観点から別の結合技術がより好ましい場合もある。
【０００４】
ツリー構造の線又は導波管構造に基づく現在の出力結合システムでは、限られた環境において個々の増幅器を、下流の装置と協調できる方形導波管出力インターフェースと効果的に結合することが不可能である。
【０００５】
Ｋａ帯域用途のためのツリー構造に基づく、例示的な出力結合装置を図１Ａに示す。それは：
・入力において、占有寸法を制限するためにマイクロストリップ線路ポートを有する、プレーナ技術を用いた電力分割器１０３と、
・各々が増幅器１０２及びバイアス回路１０７を備える、マイクロストリップ線路ポートを有する２つの増幅器モジュール１０１と、
・結合ロスを最小化するための、方形導波管技術を用いたハイブリッド・カプラー１０６と、
・マイクロストリップ伝播モードから方形導波管伝播モードに切り替えるための、２つの遷移１０５と、
・増幅器モジュール１０１をハイブリッド・カプラー１０６に接続するための、方形導波管区間１００と
を用いる。
【０００６】
この例において、電力分割器１０３の出力におけるマイクロストリップ線路１０４の長さを最小化するため、２つの増幅器モジュール１０１を相互に直角に配置することにより、構造を反対対称にする選択が行われている。この解決策は分割器の挿入ロスを低減するために、電力分割器１０３の出力におけるマイクロストリップ線路１０４の長さを減らす利点を有するが、しかしながら直角な方形導波管区間１００の長さのため、及び方形導波管技術を用いたハイブリッド・カプラー１０６のサイズのために、かさ張るという欠点を示す。
【０００７】
例えば３０ＧＨｚを超える高い周波数における、このタイプの結合の使用は、また別の欠点を示す。とりわけ、増幅器モジュールの位相整合が難しく、そして信号が通る非常に多くの素子、及びこれらのロスは動作周波数が上がるにつれて増加するという事実から来る挿入ロスの蓄積のために、結合ロスが小さくない。
【０００８】
この構造の弱点は、４つの増幅器を結合した実施形態に対して強調される。
【０００９】
米国特許第５７３６９０８号明細書において開発されたような空間結合技術は代替の解決策である。それは増幅装置が、方形導波管内に積み重ねられた板の上に配置された、多数の増幅器モジュールを含むことにより特徴付けられる。単一の信号源により生成された入力信号は、信号のエネルギーの空間分布のおかげで、複数の増幅器モジュールにわたって分配され、それは同じ原理に従って一旦増幅されると、出力において再結合される。この解決策は一方で信号の結合と、他方でプレーナ技術を用いた線と方形導波管の出力インターフェースとの間の遷移を、単一のステップで行うことを可能にする。これらの特徴のおかげで、それは結合ロス及び構造の占有寸法の最小化を可能にする。しかしながら、最新技術において記述されたこの結合技術は欠点と制限を有する。
【００１０】
実際に、方形導波管内に積み重ねられる板の数、及び同一の板上で連合する増幅器の数は、動作周波数の増大により課される、方形導波管のサイズの減少と共に減少する。
【００１１】
従って、Ｑ帯域のＷＲ２２−標準方形導波管において複数の板を設置できるとは想定し難い。さらに、図１Ｂに表わされるこの特定の場合において、標準化された方形導波管２００、２００’の幅は増幅器モジュール１０１の幅よりもずっと小さく、後者は増幅器１０２及び、減結合コンデンサ及びバイアスポートを含むバイアス回路１０７を備える。
【００１２】
この結果は、増幅器モジュール１０１を、単一の源により動作させられる空間分割器の遷移２０２、及び空間結合器の遷移２０３につなぐために、プレーナ技術を用いた長い連絡線２０１、２０１’の使用が必要となるということである。これらの周波数帯域において、これらの線により生じる大きなロスは、結合ロスを低減するための空間出力結合の利益を低下させている。
【００１３】
例えばＸ帯域又はＫｕ帯域におけるような、Ｑ帯域未満の動作周波数に関しては、方形導波管がより大きいため、標準化された方形導波管内に多数の板が配置されることができ、増幅器をつなぐ線の長さは縮減される。しかしながら、これらの周波数帯域において、最新技術において記述されたようなこの技術もまた幾つかの欠点、とりわけ以下を有する：
・入力はプレーナ技術ではなく、方形導波管技術を用いている。
・板は、方形導波管内にそれを多数積み重ねることが出来るように、しばしば薄い。これは熱管理を難しくする可能性がある。
・増幅器は方形導波管の伝播軸に置かれ、それは増幅器を遷移につなぐための追加的な、プレーナ技術を用いた線を使用する必要があることを意味する。プレーナ技術を用いた線のロスは周波数の低下と共に減少するが、それらの長さを減らすことにより、結合ロスに対するそれらの寄与を最小化することは、依然として有利である。
・増幅器が別々の空洞内に無いため、不安定度の危険性の管理は困難であることが判明し得る。
・減結合コンデンサを、それらを安定させるため増幅器に出来る限り近く設置する必要性は、増幅器のポートを分割器のポート及び結合器のポートにつなぐ、平らな線の長さを最小化するために、増幅器モジュールの幅を減らす必要性と矛盾する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の１つの目的は、上述の欠点を軽減することである。
【００１５】
本発明は、入力マイクロ波の分割から由来する、増幅され単一の出力導波管内で結合されている成分を、接続している導波管へと送る多重源の空間増幅装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
有利なことに、本増幅装置はマイクロ波の領域で動作する多数の増幅器モジュールを結合する。
有利なことに、本装置は：
・１つの入力と少なくとも２つの出力を有し、入力マイクロ波信号を多数のマイクロ波信号へと分割する出力分割器と、
・出力分割器により供給されたマイクロ波信号の伝播を可能にする、出力分割器の出力と協調できる接続導波管と、
・接続導波管内を伝播するマイクロ波信号の受信を可能にする、各接続導波管の出力に置かれる、プレーナ技術を用いた少なくとも１つの入力遷移要素と、
・入力遷移の各々により受信された信号の増幅を可能にし、少なくとも１つの増幅器を含む、入力遷移の各々に接続された増幅器モジュールと、
・増幅器モジュールから得られた増幅信号の結合を可能にし、これらの結合された信号が出力マイクロ波信号を形成する、各増幅器モジュールと接続され、全ての出力遷移要素に共通の出力導波管と協調可能な、プレーナ技術を用いた出力遷移要素と
を備える。
【００１７】
有利なことに、各増幅器モジュール及びその入力遷移要素と出力遷移要素は同一面上にある。
【００１８】
有利なことに、増幅器モジュール及びそれらの入力遷移要素と出力遷移要素は互いに平行な面上にある。
【００１９】
有利なことに、遷移要素は接続導波管、増幅器モジュール、及び出力導波管の間に電気整合を確保するために構成される、フィン付きの線である。
【００２０】
有利なことに、本装置は増幅器モジュールと本装置の外側との間の熱交換を促進するために、少なくとも１つの増幅器モジュールが接触する出力導波管の一部分を形成する、少なくとも２つの外部の半シェルを備える。
【００２１】
有利なことに、増幅器モジュールの軸は、結合された信号から結果として生じるマイクロ波信号の伝播軸に対して直角である。
【００２２】
有利なことに、分割器の入力は金属導波管技術又はプレーナ技術を用いて作られ得る。
【００２３】
有利なことに、接続導波管及び出力の金属導波管は、方形又は円形の金属導波管である。
【００２４】
有利なことに、各接続導波管は各々の接続導波管内で伝播される信号の位相を調整するための要素を装備する。
【００２５】
有利なことに、増幅器モジュールと関連する入力遷移及び出力遷移は、同一のプリント回路上で実現される。
【００２６】
有利なことに、増幅器モジュール及び出力分割器と関連する入力遷移要素及び出力遷移要素は、同一のプリント回路上で実現される。
【００２７】
有利なことに、出力遷移は金属壁により出力導波管内で分離される。
【００２８】
有利なことに、金属壁は電気抵抗性の膜により延長される。
【００２９】
有利なことに、本装置は結合ロス及び分割ロスの低減を可能にする。
【００３０】
有利なことに、本装置の構造は小型である。
【００３１】
有利なことに、本装置は増幅器モジュールの位相分散を補償するために、接続導波管内に位相調整要素を有する。
【００３２】
有利なことに、本装置はマイクロ波領域、特に３０ＧＨｚより上における高周波の処理を可能にする。
【００３３】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図を踏まえて与えられる以下の記述から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】先行技術からのツリー構造を有する第１の増幅装置である。
【図１Ｂ】単一の板の視図を有する、先行技術からの出力空間結合を伴う第２の増幅装置である。
【図２】本発明による多重源の空間増幅装置の概略図である。
【図３】本発明の多重源の空間増幅装置である。
【図４Ａ】プリント回路の上側から見た遷移要素の一実施形態の視図である。
【図４Ｂ】プリント回路の下側から見た、図４Ａに示されている実施形態の視図である。
【図５Ａ】上部の半シェルが透明に示されている、２つの増幅器を備えた装置の、第１実施形態の第１視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの装置の実施形態の、上方から見た分解立体図である。
【図５Ｃ】図５Ａの装置の実施形態の、下方から見た分解立体図である。
【図６Ａ】４つの増幅器を備える装置の一実施形態の、上方から見た分解立体図である。
【図６Ｂ】図６Ａの装置の実施形態の、下方から見た分解立体図である。
【図６Ｃ】組み立てられた、図６Ａの装置の実施形態の結合器ポートを示す視図である。
【図６Ｄ】組み立てられた、図６Ａの装置の実施形態の分割器ポートを示す視図である。
【図６Ｅ】組み立てられた、図６Ａの装置の実施形態における信号分割部分の断面図である。
【図６Ｆ】組み立てられた、図６Ａの装置の実施形態における、増幅器モジュールのレベルでの断面図である。
【図７Ａ】２つの出力遷移要素を分離する金属壁を有する一実施形態の視図である。
【図７Ｂ】上部の半シェルを有する、図７Ａに示される実施形態の視図である。
【図８Ａ】２つの出力遷移要素を分離している金属壁が、電気抵抗性の膜により延長されている、一実施形態の視図である。
【図８Ｂ】２つの出力遷移要素を分離している金属壁が、電気抵抗性の膜により延長されている、一実施形態の視図である。
【図９】電気抵抗性の膜が２つの出力遷移要素の間に組み込まれている、一実施形態の視図である。
【図１０Ａ】２つの積み重ねられた増幅器モジュールを備える装置の、一実施形態の外観図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示されている実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図２は４つの結合された増幅器モジュール３０を備えた、本発明による装置の概略図を表わす。表わされている装置は、出力分割器２７がその手前にある２つの接続導波管４を備える。出力分割器２７は２つの接続導波管４の中で伝播する、入力マイクロ波信号１を２つの成分２５へと分割するために使用される。出力分割器２７は、プレーナ技術を用い得るか、又は例えば１つの入力及び２つの方形導波管の出力から成る分割器を意味する用語である、「隔壁分割器」（“ｓｅｐｔｕｍ  ｄｉｖｉｄｅｒ”）のような金属導波管技術を用い得る。一般にこのようなタイプの分割器においては、２つの出力導波管は金属又は電気抵抗性の薄い壁（すなわち、ラテン語の用語を用いると“ｓｅｐｔｕｍ”）により、分割点において分離される。
【００３６】
１つの実施形態において、プレーナ技術を用いた分割器２７は、プレーナ構造と接続導波管４との間の信号の伝播モードにおける変化を確実にするため、図２に表わされていない２つの遷移と結びつけられる。各々の接続導波管４において、プレーナ技術を用いた２つの入力遷移要素５は、各々が少なくとも１つの増幅器６を備える増幅モジュール３０において、入力マイクロ波２５の成分を分配するために使用される。このように増幅された信号は、次にプレーナ技術を用いた４つの出力遷移要素７を介して、出力マイクロ波信号２６の再結合を可能にする出力導波管８内へと送られる。
【００３７】
図３は、そこへのアクセスがマイクロストリップ形の入力を介して得られる、出力分割器２を備えた、本発明による装置の一実施形態を表わす。出力分割器２は、２つの遷移３、３’を通じて２つの方形の接続導波管４を明らかにするように、入力マイクロ波信号１を２つの成分へと分割するために使用される。信号は分割器の出力遷移３、３’から増幅器モジュール３０の入力遷移要素５へと、接続方形導波管４内を伝播する。この実施形態において、遷移５が各接続導波管４の出力に置かれる。
【００３８】
増幅器モジュール３０はそれぞれ増幅器６、減結合コンデンサ１０を有するバイアス回路を備える。出力遷移要素７は、増幅器モジュール３０と方形導波管８との間に電気整合を提供する。好適な実施形態において、２つの増幅器モジュール３０の入力と出力の軸は、出力マイクロ波信号２６の伝播軸に対して直角である。この配置は、増幅器モジュール３０を出力遷移要素７及び入力遷移要素６につなぐ、平らな線の長さが最短になるように減らすことを可能にする。結合ロス及び分割ロスは従って最小化される。
【００３９】
別の実施形態において、本発明による装置は、接続導波管４内を伝播する信号２５同士間の相対的位相を制御するため、接続導波管４内に位相調整要素１５を備え、それにより、一旦増幅器３０により増幅された場合、出力導波管８内のこれら信号の同位相の再結合を確実にする。この機能性は、結合された信号における位相不平衡によって引き起こされるロスを取り除くことにより、結合ロスの最小化を可能にする。
【００４０】
１つの実施形態において、位相調整要素１５は接続導波管内へ導入された誘電体素子によって実現され得る。接続導波管４内へこれらの誘電体素子が挿入される深さは、接続導波管４内を伝播する信号２５の位相に影響を及ぼすことを可能にする。
【００４１】
別の実施形態において、これらの遷移は、遷移のネットワークにより置き換えられることができ、これらの増幅器は、増幅器のネットワークにより置き換えられることができる。
【００４２】
さらに、遷移要素はマイクロストリップ線と結ばれたフィン付きの線、又はスロット付きの線により実現され得る。遷移のネットワークを作るために、多数の遷移が同一のプリント回路上に配置され得る。回路はＲＯ４００３ＴＭのような有機基板上に作られ得る。
【００４３】
図４Ａ及び４Ｂは方形導波管４９を形成する２つの半シェル４４の間の、プリント回路４１上の遷移要素の一実施形態を表わす。
【００４４】
２つの半シェル４４は透明に示されている。図４Ａ及び４Ｂはそれぞれ、プリント回路４１の上部側及び下部側を示す。プリント回路４１の両側にある金属面４３及び４８は、半シェル４４と４４’との間に電気的導通の確保を可能にするするため、図４Ａ及び４Ｂに示されていない一組の金属化された穴によってつながれる。下部側では、方形導波管４９内での伝播モードから、スロット４７内でのスロット伝播モードへと徐々に切り替えるために、金属面４８の２つの内側エッジ４５を分離している距離の漸進的な短縮が用いられる。スロット４７内を伝播するスロット・モードと、線４２と金属化面４８の間で伝播するマイクロストリップ・モードとの間の遷移は、短絡により終端となっている長さがλ／４のスロット付きの線５０及び、線４２と金属面４８をつないでいる金属化された穴４６のおかげで得られる。
【００４５】
図４Ａ及び４Ｂに表わされている実施形態において、印刷回路４１は、遷移要素の挿入ロスの悪化に導き、そして遷移の電気的及び機械的応力の観察に役立たない、プリント回路の全ての部分を取り除くようにカットされる。その回路は次に、金属面４８の２つの内側エッジ４５の間でカットされる。
【００４６】
図５Ａは、２つの増幅器６を結合する本発明の一実施形態を表わす。この実施形態において、プリント回路９は下部の半シェル１３と上部の半シェル１４との間に挿入されている。上部の半シェル１４は図５Ａにおいて透明に示されている。
【００４７】
半シェル１３、１４は、金仕上げを伴うアルミニウムで作られ得る。プリント回路９は、ＲＯ４００３ＴＭのような有機基板から作られ得る。２つの半シェル１３、１４とプリント回路９の組立品は、２つの接続導波管４及び出力導波管８を形成する。プリント回路９は、マイクロストリップ出力分割器２、出力分割器２の出力遷移３、入力遷移要素５と出力遷移要素７、及び金属化面３１を備える。プリント回路９の両側の金属化面３１は、２つの半シェル１３、１４と接しているプリント回路の両側の間に電気的導通を確保するため、一組の金属化された穴によって結ばれている。これらの金属化された穴と、増幅器モジュールを平らな入力遷移要素及び出力遷移要素とバイアスポートに接続するために用いられる電線は、この図又はその後の図には表わされていない。増幅器６のバイアス電圧はバイアスポート１１を介して送られ、減結合コンデンサ１０により減結合される。２つの相調整要素１５は、出力導波管８内で結合されている信号の位相を制御するために使用される。増幅器及び減結合コンデンサは、高い熱伝導率３２を有する要素に振り向けられ、それらはこの実施形態用に増幅器モジュール３０を形成する。
【００４８】
別の実施形態において、増幅器モジュール３０は増幅器のみから成る。増幅器モジュール３０はそのとき増幅装置の本体と直接的に接触して置かれ、その装置の本体は下部の半シェル１３を含む。この配置は、増幅器モジュール３０と装置外側との間の熱交換を促進する利点を示す。
【００４９】
図５Ｂはプリント回路９、位相調整要素１５を備える上部の半シェル１４と増幅器モジュール３０を備える下部の半シェル１３、及びバイアスポート１１を有する図５Ａに示される、本発明の実施形態の上方からの分解立体図である。この図は、本発明のこの実施形態が、半シェル１４、１５及び回路９の積み重ねと、そして単一のプリント回路９上への、出力分割器２と入力遷移要素５及び出力遷移要素７の製作とにより組み立てられ得る、単純性を示す。
【００５０】
図５Ｃは図５Ａに示される本発明の実施形態の下方からの分解立体図である。それは下部の半シェル１３の外側方向へ向いているバイアスポート１１と、回路９の下部の金属面３３と、増幅器モジュール３０及びバイアスポート１１を収容するために必要な上部の半シェル１４の空洞３２とを示す。
【００５１】
図６Ａ及び図６Ｂは、４つの増幅器を結合している本発明の一実施形態の、それぞれ平面図及び下方からの視図である、２つの分解立体図を表わす。この実施形態において、３つの回路２２、２３、２３’、２つの半シェル２０、２０’、及び２つの格子２１、２１’が積み重ねられている。これらの要素の組立品は、２つの接続導波管と１つの出力導波管とを形成する。図６Ａ及び６Ｂにおいて、半シェル２０’、回路２３’、及び格子２１’が組み立てられ、２つの半シェル２０、２０’は増幅器モジュール３０及びバイアスポート１１を備える。半シェル２０、２０’及び格子２１、２１’は金仕上げのアルミニウムで作られ得る。回路２２、２３、２３’はＲＯ４００３ＴＭのような基板から作られ得る。回路２２はマイクロストリップ出力分割器２、出力分割器の出力遷移３、及び金属化面３４、３５を備える。回路２３、２３’は入力遷移要素５と出力遷移要素７、及び金属化面３６、３７を備える。両側の回路の金属化面は、半シェル又は格子と接する両側の回路間に電気的導通を確保するために、一組の金属化された穴によって結ばれている。増幅器６のバイアス電圧はバイアスポート１１を介して送られ、減結合コンデンサ１０により減結合される。
【００５２】
変形の一実施形態において、位相調整要素が出力導波管において結合された信号の位相を制御するために追加され得る。
【００５３】
別の変形の実施形態において、増幅器及び減結合コンデンサが高い熱伝導率を有する要素３２に振り向けられ、これらの要素はこの実施形態用に増幅器モジュールを形成する。
【００５４】
別の変形の実施形態において、増幅器モジュールは１つだけの増幅器で構成され得る。増幅器モジュール３０は、増幅器モジュール３０と本装置の外側との間の熱交換を促進するために、半シェル２０、２０’で構成される増幅装置の本体と直接的に接触して配置される。
【００５５】
図６Ｃ及び６Ｄは、図６Ａ及び６Ｂの実施形態から組み立てられた本発明の実施形態の２つの視図を表わす。図６Ｃは、出力導波管８が出力遷移要素７と共に位置する側からの視図を表わす。図６Ｄは出力分割器２が位置する側からの視図を表わす。これらの表示６Ｃ及び６Ｄは、バイアスポート１１と共に組み立てられた３つの回路２２、２３、２３’、２つの格子２１、２１’、及び２つの半シェル２０、２０’を示す。
【００５６】
図６Ｅは出力分割器２のレベルにおける、図６Ｃ及び６Ｄに示されている本発明の実施形態の断面図を表わす。それは出力において、分割された入力マイクロ波信号の成分を介して、接続導波管４を確実に明らかにすることを可能にする２つの遷移３が後に続く、出力分割器２を表わす。
【００５７】
図６Ｆは増幅器モジュールのレベルにおける、図６Ｃ及び６Ｄに示されている本発明の実施形態の断面図を表わす。各々の接続導波管４において、プレーナ技術６における２つの入力遷移要素が、入力マイクロ波信号の成分を増幅モジュール３０内へ分配するために用いられる。このように増幅された信号は、次にプレーナ技術７を用いて４つの出力遷移要素を介し、出力マイクロ波信号の再結合を可能にする出力導波管８へと送られる。プレーナ技術を用いた、各増幅器モジュール３０及びその関連する入力遷移要素５と出力遷移要素７は、同一の平面上に配置される。増幅器モジュール３０は、２つの平行な平面にわたって分割され、各平面は２つの増幅器モジュール３０を備える。
【００５８】
１つの実施形態において、遷移要素５及び７は接続導波管４、増幅器モジュール３０、及び出力導波管８の間に電気整合を確保するために構成される、フィン付きの線である。増幅器モジュール３０の軸は、結合された信号からもたらされるマイクロ波信号の伝播の軸に直角である。増幅器モジュール３０は、増幅器の対面配置のおかげで、増幅器モジュールと本装置の外側との間の熱交換を促進するために、増幅装置の本体と直接的に接触して配置される。増幅器モジュール３０は回路２２の金属化面を用いて、別個の空洞内で絶縁され得る。
【００５９】
図７Ａ及び７Ｂは上部の半シェルを持つか、或いは持たない、出力導波管の視図を伴う本発明の別の実施形態を表わす。本発明による装置は、この実施形態において、２つの出力遷移要素７を出力導波管８から分離する、金属の分離壁を形成する要素３８を備える。
【００６０】
別の実施形態において、金属壁は結合された増幅路同士の間の絶縁を改善するため、電気抵抗性の表面によって延長され得る。図８Ａ及び８Ｂにおいて提示されている実施形態において、電気抵抗性の膜３９は回路５１に振り向けられる。上部の半シェルはこれらの図には表わされていない。電気抵抗性の膜のない回路５１と同じサイズを持つ回路４０は、構造を釣り合わせるため回路５１と接して配置される。回路５０及び５１は、例えばアルミナ又は窒化アルミ（ＡＩＮ）で作られ得る。
【００６１】
図９に表わされている別の実施形態において、電気抵抗性の表面は遷移要素７を分離している壁に直接組み込まれている。
【００６２】
図１０Ａ及び１０Ｂは、２つの積み重ねられた増幅器モジュールを結合する、本発明による装置の別の実施形態を表わす。図１０Ａ及び１０Ｂはそれぞれ、この実施形態の外観図及び断面図である。本実施形態において、３つの回路５６、５６’、５７、２つの半シェル５８、５８’、及び２つの格子５９、５９’が積み重ねられている。これらの要素の組立品は２つの接続導波管４、出力導波管８、及び入力導波管５５を形成する。２つの接続導波管は、基板５７の両側の金属化面５３により分離されている。回路５７はまた装置のマイクロストリップ・ポートと入力導波管５５との間に整合の確保を可能にするための、遷移５４を備える。回路５６、５６’は入力遷移要素５と出力遷移要素７、増幅器モジュール３０のバイアスポート１１、及びフィン付き線の遷移要素５２を備える。出力分割器２７は、入力方形導波管５５内を伝播している信号のキャッチを可能にし、２つの積み重ねられた接続導波管４を明らかにすることを可能にする、２つのフィン付き線の遷移５２を通じて作られる。２つの位相調整要素１５は、出力導波管８内において結合された信号の独立した位相制御を可能にする。
【００６３】
この最後の実施形態はまた、４つの接続導波管内を伝播している信号の位相を個々に制御可能とするために、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、及び６Ｆの実施形態において実行され得る。
【００６４】
この明細書において提案されている解決策は：
・装置の加えられた出力効率を低下させないような、結合器の非常に低い挿入ロスと、
・下流に配置された回路のインターフェースと、直接適合可能であるための方形導波管の出力と、
・上流に配置された回路とのより良い適合性を可能にする、プレーナ技術を用いた入力と、
・増幅器の電気的安定性のために必要な減結合コンデンサを配置可能にするための、増幅器周囲の十分なスペースと、
・結合ロスを最小化するために、２つの増幅器モジュールの位相分散に対する補償を容易にする装置と、
・半導体の接合温度に対する空間的制約を観察するための、非常に良好な熱管理と、
・装置の重量を最小化するために低減された占有寸法と、
・共振及び連結の問題を避けるように、増幅器を別々の空洞内に配置する可能性と、
・低い分割ロスと、
・安価な解決策を提供可能にする、組立の容易さと
の理由で、動作周波数に応じて２つから４つ、そして更に多くの増幅器モジュールの結合を可能にする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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