(57)【要約】【課題】複数の周波数帯域でインピーダンス整合を行うと共に小型に設計可能な整合回路を提供する。【解決手段】インピーダンスが周波数特性を持つ回路素子１９９と固定のインピーダンスを有する回路１９８との間に、第１整合部１１０、第２整合部１２０、第３整合部１３０が直列接続される。第２整合部１２０はインピーダンス変換機能を持つ。第１整合部１１０はスイッチ１１８、１１９のＯＮ、ＯＦＦの排他的切替で各周波数帯域に応じたリアクタンス値を持つ素子として動作し、第３整合部１３０はスイッチ１３３のＯＮ、ＯＦＦの切替で各周波数帯域に応じたリアクタンス値を持つ素子として動作することで、各周波数帯域で整合を取る。また、第７リアクタンス手段１３１の設計は、第５リアクタンス手段１１５および第８リアクタンス手段１３２の設計との相関で決せられ自由度を持つから、第７リアクタンス手段１３１を小型に設計できる。【選択図】図１
2008283430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンスが周波数特性を有する回路素子と予め定められたインピーダンスを有する回路〔以下、系の回路という。〕との間で、Ｎを２以上の整数としてＮ個の周波数帯域においてインピーダンス整合を行う整合回路であって、
一端が上記回路素子側に接続される第１整合部と、一端が上記第１整合部の他端に接続される第２整合部と、一端が上記第２整合部の他端に接続される第３整合部とを備え、上記第３整合部の他端は上記系の回路側に接続され、
上記第１整合部は、少なくとも一つのスイッチおよびリアクタンス値を有する複数のリアクタンス手段を備えて、上記各周波数帯域に対応した上記各スイッチの導通状態／非導通状態で決まる一つまたは複数の上記リアクタンス手段によって得られるリアクタンス値を持つリアクタンス素子として動作し、
上記第２整合部は、上記各周波数帯域で動作するインピーダンス変換器であり、
上記第３整合部は、上記第３整合部の一端と上記第３整合部の他端との間に直列に接続されたリアクタンス値を有する一つまたは複数のリアクタンス手段〔以下、直列リアクタンス手段という。〕と、上記直列リアクタンス手段同士の接続部あるいは上記直列リアクタンス手段と上記第３整合部の他端との接続部にスイッチを介して接続されるリアクタンス手段〔以下、並列リアクタンス手段という。〕とを備えて、上記各周波数帯域に対応した上記第３整合部の上記各スイッチの導通状態／非導通状態で決まる上記直列リアクタンス手段あるいは上記直列リアクタンス手段および上記並列リアクタンス手段によって得られるリアクタンス値を持つリアクタンス素子として動作し、
上記第３整合部の上記各直列リアクタンス手段の設計は、少なくとも、上記各周波数帯域に対応する上記第１整合部の上記リアクタンス手段および上記第３整合部の上記並列リアクタンス手段の設計との相関で決せられ、
上記各周波数帯域において、上記第１整合部のリアクタンス値、上記第２整合部のリアクタンス値および上記第３整合部のリアクタンス値の組み合わせで、上記回路素子と上記系の回路との間でインピーダンス整合を行う
ことを特徴とする整合回路。
【請求項２】
ｉを１以上Ｎ以下の各整数を取るものとし、ｋを１以上Ｎ−１以下の各整数を取るものとし、ｊを１以上Ｎ−２以下の各整数を取るものとして、
上記第１整合部は、
リアクタンス手段Ｂｉと、リアクタンス手段Ｃｉと、スイッチＤｉと、上記第２整合部に一端が接続されるリアクタンス手段Ａとを備え、
上記リアクタンス手段ＢＮの一端は上記リアクタンス手段Ａの他端に接続され、
上記リアクタンス手段Ｂｋの一端は、上記リアクタンス手段Ｂｋ＋１の他端に接続し、上記スイッチＤｋを介して、上記リアクタンス手段Ｂｋと上記リアクタンス手段Ｂｋ＋１との接続部αｋに上記リアクタンス手段Ｃｋが接続され、上記スイッチＤＮを介して、上記リアクタンス手段ＢＮと上記リアクタンス手段Ａとの接続部αＮに上記リアクタンス手段ＣＮが接続されて構成され、
上記第２整合部は、上記各周波数帯域のうち一つの周波数帯域〔以下、基準周波数帯域という。〕において、上記第２整合部から上記第１整合部側を見たインピーダンスと上記系の回路のインピーダンスとの間でインピーダンス整合を行い、
上記第３整合部は、
上記直列リアクタンス手段であるリアクタンス手段Ｅｋと、スイッチＧｋと、上記並列リアクタンス手段であるリアクタンス手段Ｆｋとを備え、
上記リアクタンス手段Ｅ１の一端は上記第２整合部に接続され、
上記リアクタンス手段Ｅｊの他端は、上記リアクタンス手段Ｅｊ＋１の一端に接続し、上記スイッチＧｊを介して、上記リアクタンス手段Ｅｊと上記リアクタンス手段Ｅｊ＋１との接続部に上記リアクタンス手段Ｆｊが接続され、上記スイッチＧＮ−１を介して、上記系の回路側に接続される上記リアクタンス手段ＥＮ−１の他端に上記リアクタンス手段ＦＮ−１が接続され、上記各リアクタンス手段Ｅｋは上記基準周波数帯域において上記第３整合回路の他端から上記第３整合部側を見たインピーダンスが上記系の回路のインピーダンスとなるように構成され、
上記基準周波数帯域では、上記第１整合部の上記スイッチＤｉのうち一つのみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋの全てを非導通状態とし、
上記基準周波数帯域以外の周波数帯域では、上記第１整合部の上記スイッチＤｉのうち一つのみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋのうち一つのみを導通状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載の整合回路。
【請求項３】
上記接続部αｉは、
第ｉの周波数帯域における交流電流の節となる部位である
ことを特徴とする請求項２に記載の整合回路。
【請求項４】
中心周波数をｆ１，ｆ２，・・・，ｆＮとするＮ個の周波数帯域ｂ１，ｂ２，・・・，ｂＮについて〔但し、ｆ１＞ｆ２＞・・・＞ｆＮとする。〕、
上記基準周波数帯域を周波数帯域ｂ１とし、
上記周波数帯域ｂ１では、上記第１整合部の上記スイッチＤ１のみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋの全てを非導通状態とし、
ｇを２以上Ｎ以下の各整数として、周波数帯域ｂｇのインピーダンス整合では、上記第１整合部の上記スイッチＤｇのみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｇ−１のみを導通状態とし、
周波数帯域ｂｉの場合に、上記接続部αｉからリアクタンス手段Ｂ１側を見たインピーダンスが十分に大となるように各リアクタンス手段Ｂｉが設計されている
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の整合回路。
【請求項５】
ｋを１以上Ｎ−１以下の各整数を取るものとし、ｒを１以上Ｎ−２以下の各整数を取るものとして、
上記第１整合部は、
リアクタンス手段Ｂｋと、リアクタンス手段Ｃｋと、スイッチＤｋと、上記第２整合部に一端が接続されるリアクタンス手段Ａとを備え、
上記リアクタンス手段ＢＮ−１の一端は上記リアクタンス手段Ａの他端に接続され、
Ｎが３以上の場合は、上記リアクタンス手段Ｂｒの一端は、上記リアクタンス手段Ｂｒ＋１の他端に接続し、上記スイッチＤｒを介して、上記リアクタンス手段Ｂｒと上記リアクタンス手段Ｂｒ＋１との接続部αｒに上記リアクタンス手段Ｃｒが接続され、上記スイッチＤＮ−１を介して、上記リアクタンス手段ＢＮ−１と上記リアクタンス手段Ａとの接続部αＮ−１に上記リアクタンス手段ＣＮ−１が接続されて構成され、Ｎが２の場合は、上記スイッチＤＮ−１を介して、上記リアクタンス手段ＢＮ−１と上記リアクタンス手段Ａとの接続部αＮ−１に上記リアクタンス手段ＣＮ−１が接続されて構成され、
上記第２整合部は、上記各周波数帯域のうち一つの周波数帯域〔以下、基準周波数帯域という。〕において、上記第２整合部から上記第１整合部側を見たインピーダンスと上記系の回路のインピーダンスとの間でインピーダンス整合を行い、
上記第３整合部は、
上記直列リアクタンス手段であるリアクタンス手段Ｅｋと、スイッチＧｋと、上記並列リアクタンス手段であるリアクタンス手段Ｆｋとを備え、
上記リアクタンス手段Ｅ１の一端は上記第２整合部に接続され、
上記リアクタンス手段Ｅｒの他端は、上記リアクタンス手段Ｅｒ＋１の一端に接続し、上記スイッチＧｒを介して、上記リアクタンス手段Ｅｒと上記リアクタンス手段Ｅｒ＋１との接続部に、上記リアクタンス手段Ｆｒが接続され、上記スイッチＧＮ−１を介して、上記系の回路側に接続される上記リアクタンス手段ＥＮ−１の他端に上記リアクタンス手段ＦＮ−１が接続され、上記各リアクタンス手段Ｅｋは上記基準周波数帯域において上記第３整合回路の他端から上記第３整合部側を見たインピーダンスが上記系の回路のインピーダンスとなるように構成され、
上記基準周波数帯域では、上記第１整合部の上記スイッチＤｋのうち一つのみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋの全てを非導通状態とし、
上記周波数帯域のうち上記基準周波数帯域を除く一つの周波数帯域〔以下、第２基準周波数帯域という。〕では、上記第１整合部の上記スイッチＤｋの全てを非導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋのうち一つのみを導通状態とし、
上記基準周波数帯域および上記第２基準周波数帯域を除く周波数帯域では、上記第１整合部の上記スイッチＤｋのうち一つのみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋのうち一つのみを導通状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載の整合回路。
【請求項６】
上記接続部αｋは、
第ｋの周波数帯域における交流電流の節となる部位である
ことを特徴とする請求項５に記載の整合回路。
【請求項７】
中心周波数をｆ１，ｆ２，・・・，ｆＮとするＮ個の周波数帯域ｂ１，ｂ２，・・・，ｂＮについて〔但し、ｆ１＞ｆ２＞・・・＞ｆＮとする。〕、
上記基準周波数帯域を周波数帯域ｂ１とし、
上記第２基準周波数帯域を周波数帯域ｂＮとし、
上記周波数帯域ｂ１では、上記第１整合部の上記スイッチＤ１のみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｋの全てを非導通状態とし、
上記周波数帯域ｂＮでは、上記第１整合部の上記スイッチＤｋの全てを非導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧＮ−１のみを導通状態とし、
ｇを２以上Ｎ−１以下の各整数として、周波数帯域ｂｇのインピーダンス整合では、上記第１整合部の上記スイッチＤｇのみを導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧｇ−１のみを導通状態とし、
周波数帯域ｂｋの場合に、上記接続部αｋからリアクタンス手段Ｂ１側を見たインピーダンスが十分に大となるように各リアクタンス手段Ｂｋが設計されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の整合回路。
【請求項８】
上記第２整合部は、
一端が上記リアクタンス手段Ａに接続され他端が上記リアクタンス手段Ｅ１に接続されたリアクタンス手段Ｈと、上記リアクタンス手段Ｈと上記リアクタンス手段Ｅ１との接続部にスイッチＪを介して接続されるリアクタンス手段Ｉとを備え、
上記基準周波数帯域では、上記スイッチＪを導通状態とし、上記基準周波数帯域以外の周波数帯域では、上記スイッチＪを非導通状態とする
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の整合回路。
【請求項９】
Ｎ＝２×Ｐ〔Ｐは２以上の整数とする。〕とし、
上記第１整合部は、
リアクタンス手段Ｂ１と、リアクタンス手段Ｂ２と、可変リアクタンス手段Ｃ１と、可変リアクタンス手段Ｃ２と、スイッチＤ１と、スイッチＤ２と、上記第２整合部に一端が接続されるリアクタンス手段Ａとを備え、
上記リアクタンス手段Ｂ２の一端は上記リアクタンス手段Ａの他端に接続され、
上記リアクタンス手段Ｂ１の一端は、上記リアクタンス手段Ｂ２の他端に接続し、上記スイッチＤ１を介して、上記リアクタンス手段Ｂ１と上記リアクタンス手段Ｂ２との接続部に上記可変リアクタンス手段Ｃ１が接続され、上記スイッチＤ２を介して、上記リアクタンス手段Ｂ２と上記リアクタンス手段Ａとの接続部に上記可変リアクタンス手段Ｃ２が接続されて構成され、
上記第２整合部は、上記各周波数帯域のうちＰ個の周波数帯域〔以下、基準周波数帯域群という。〕において、上記第２整合部から上記第１整合部側を見たインピーダンスと上記系の回路のインピーダンスとの間でインピーダンス整合を行い、
上記第３整合部は、
上記直列リアクタンス手段であるリアクタンス手段Ｅと、スイッチＧと、上記並列リアクタンス手段である可変リアクタンス手段Ｆとを備え、
上記リアクタンス手段Ｅの一端は上記第２整合部に接続され、
上記スイッチＧを介して、上記系の回路側に接続される上記リアクタンス手段Ｅの他端に上記可変リアクタンス手段Ｆが接続され、上記リアクタンス手段Ｅは上記基準周波数帯域群において上記第３整合回路の他端から上記第３整合部側を見たインピーダンスが上記系の回路のインピーダンスとなるように構成され、
上記基準周波数帯域群では、上記第１整合部の上記スイッチＤ１または上記スイッチＤ２の一方を導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧを非導通状態とし、
上記基準周波数帯域群以外の周波数帯域では、上記第１整合部の上記スイッチＤ１または上記スイッチＤ２の他方を導通状態とし、上記第３整合部の上記スイッチＧを導通状態とし、
ことを特徴とする請求項１に記載の整合回路。
【請求項１０】
上記第２整合部は、
一端が上記リアクタンス手段Ａに接続され他端が上記リアクタンス手段Ｅに接続されたリアクタンス手段Ｈと、上記リアクタンス手段Ｈと上記リアクタンス手段Ｅとの接続部にスイッチＪを介して接続される可変リアクタンス手段Ｉとを備え、
上記基準周波数帯域群では、上記スイッチＪを導通状態とし、上記基準周波数帯域群以外の周波数帯域では、上記スイッチＪを非導通状態とする
ことを特徴とする請求項９に記載の整合回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、増幅器などに利用される整合回路に関する。より詳しくは、増幅素子など周波数特性を有する回路素子の入出力インピーダンスと特定のインピーダンスとの整合を複数の周波数帯域で確立することができる整合回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によって提供されるサービスの多様化に伴い、無線機には複数の周波数帯域の信号を扱えること（マルチバンド化）が要求されている。無線機に含まれる不可欠な装置として電力増幅器がある。効率の良い増幅を行なうには、周波数特性を有する増幅素子の入出力インピーダンスと周辺回路の入出力インピーダンス（系のインピーダンスであり、以下Ｚ０と記す。）との間の整合を各周波数帯域で確立するための整合回路、つまりマルチバンド整合回路が必要である。
【０００３】
図１８に、測定周波数の上限をｆｍａｘとし、下限をｆｍｉｎとした場合の、増幅器に用いられる増幅素子の入出力の散乱パラメータ（Ｓパラメータ）の例を示す。Ｓ１１は出力負荷が５０Ωの場合の増幅素子入力反射係数、Ｓ２２は入力負荷が５０Ωの場合の増幅素子出力反射係数である。これらの反射係数およびスミスチャートを用いることで、増幅素子の入出力インピーダンスを求めることができ、その値はＳパラメータと系のインピーダンスＺ０とから求められる。したがって図１８からも明らかなように増幅素子の入出力インピーダンスは周波数特性を有する。そこで、増幅素子の入出力インピーダンスを、周波数ｆに依存する入出力インピーダンスとしてＺＬ（ｆ）と関数表現する。マルチバンド整合回路は、増幅素子のように周波数特性を示す回路素子の各周波数での入出力インピーダンスを、複数の所望の周波数帯域おいてそれぞれ系のインピーダンスＺ０に整合させる回路である。以下、インピーダンスが周波数依存特性を示す回路素子についても増幅素子で代表して説明することとする。
【０００４】
一般的な整合回路はコンデンサやインダクタに代表される回路素子の組み合わせで構成されることが多い。しかし、通常、回路素子も増幅素子の周波数特性と同様にそれぞれ別個の周波数特性を有するため、回路素子を用いてマルチバンド整合回路を構成することは容易でない。そこで、異なる周波数帯域で動作する増幅器を構成する場合には、例えば［１］各周波数帯域で設計された増幅器を使用周波数帯域ごとに備え、使用周波数帯域に応じてスイッチなどで使用する動作増幅器を選択する方法、［２］増幅素子の広帯域な信号増幅特性に着眼し、増幅素子１つと、回路定数を変更できる整合回路を備え、使用する周波数帯域に応じて整合回路の回路定数を変更する方法などがある。［２］の方法においては、近年、低損失なスイッチや可変容量素子などが開発され、これらを用いて整合回路の回路定数を変更する方法などが提案されている。
【０００５】
［１］の例としては、非特許文献１に示される電力増幅器を例示できる。図１６は、２つの周波数帯域の各信号を増幅可能な電力増幅器〔デュアルバンド電力増幅器〕の回路構成である。例えばｆ１＝１．５ＧＨｚ、ｆ２＝０．８ＧＨｚとした場合に、２つの周波数の信号〔一般的には当該周波数を挟んである程度の帯域幅の信号を増幅できるから、『信号帯域』『周波数帯の信号』という表現の方が適切であるが、誤解の虞が無い限り、単に『信号』『周波数』と云う場合もある。〕に対するデュアルバンド電力増幅器（９００）の場合には、図１６に示すように、ｆ１の周波数帯専用に設計された増幅器（９２１）およびｆ２の周波数帯専用に設計された増幅器（９２２）を予め用意し、動作周波数、つまり周波数ｆ１または周波数ｆ２に応じて、入力端子（９３１）に接続された１入力２出力〔single-pole double-throw；ＳＰＤＴ〕スイッチ（９１１）および出力端子（９３２）に接続されたＳＰＤＴスイッチ（９１２）を切り替えることで、各周波数帯域で設計された増幅器（９２１）（９２２）のいずれかを選択する構成である。
【０００６】
しかしながら、［１］のコンセプトでは、使用する周波数帯域に応じた数だけ増幅器を備える必要があり、使用する周波数帯域が多い場合には部品点数が多くなり回路が大型化する。部品点数の増加は、装置の大型化のみならず、各部品での消費電力により回路全体での消費電力の増大につながる。
【０００７】
一方、［２］の例としては、非特許文献２に示される、主整合ブロック（９５１）と、主整合ブロック（９５１）に一端が接続された遅延回路（９５２）と、遅延回路（９５２）の他端にスイッチ素子（９５４）を介して接続された副整合ブロック（９５３）を備えた整合回路（９５０）を例示できる〔図１７参照〕。
図１７に示される従来例の整合回路（９５０）は、ポートＰ２のインピーダンスＺＬ（ｆ）をポートＰ１から見てポートＰ１のインピーダンスＺ０に整合させる整合回路であり、例えば、図２に示される中心周波数をｆ１、ｆ２とする２つの周波数帯域の信号に対する整合回路として動作する。この動作の仕組みを説明する。
【０００８】
まず、周波数ｆ１での整合では、スイッチ素子（９５４）をＯＦＦ状態〔非導通状態〕とする。ここで主整合ブロック（９５１）は、周波数ｆ１の信号に対してポートＰ２のインピーダンスＺＬ（ｆ１）をポートＰ１のインピーダンスＺ０に変換する回路とする。このとき、遅延回路（９５２）を例えば特性インピーダンスＺ０の伝送線路とすることで、図１７に示すＡ点よりポートＰ１側を見たインピーダンスがＺ０となるので、周波数ｆ１について整合回路（９５０）全体として整合が取れることになる。
【０００９】
また、周波数ｆ２での整合では、スイッチ素子（９５４）をＯＮ状態〔導通状態〕とする。上記のとおりに設計された主整合ブロック（９５１）は周波数ｆ２の信号に対してはインピーダンス変換器として動作し、Ａ点からポートＰ２側を見たインピーダンスはポートＰ２のインピーダンスＺＬ（ｆ２）がインピーダンス変換されたＺ（ｆ２）となる。このとき、インピーダンスＺ（ｆ２）がどのような値であっても、上記設計にて伝送線路とされた遅延回路（９５２）の線路長と、伝送線路に並列接続された副整合ブロック（９５３）のリアクタンス値とを適切に設定することによって、シングルスタブマッチングの原理に基づき、ポートＰ１からポートＰ２側を見たインピーダンスをＺ０に変換することができる。即ち、整合回路（９５０）全体として、周波数ｆ２についても整合が取れることになる。
【００１０】
このように整合回路（９５０）を、周波数ｆ１についての整合回路である主整合ブロック（９５１）に、特性インピーダンスＺ０の遅延回路（９５２）および、スイッチ素子（９５４）を介して副整合ブロック（９５３）を付加した構成とすることで、スイッチ素子（９５４）がＯＦＦ状態のときには周波数ｆ１の信号に対する整合回路として動作し、スイッチ素子（９５４）がＯＮ状態のときには周波数ｆ２の信号に対する整合回路として動作する、デュアルバンド用の整合回路が実現する。即ち、整合回路（９５０）は、１つのスイッチ素子（９５４）の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えることで、２つの周波数帯域の信号のそれぞれに対する整合回路として動作する。
【非特許文献１】千葉耕司他、“移動機”、NTT DoCoMo テクニカルジャーナル、Vol.10, No.1，pp.15-20.
【非特許文献２】福田他、“ＭＥＭＳスイッチを用いたマルチバンド電力増幅器”、2004年電子情報通信学会  総合大会C-2-4，p.39.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記例のような整合回路（９５０）においては、増幅素子の入出力インピーダンスの周波数特性によっては、遅延回路（９５２）の遅延量を大きくする必要がある。また、例えば、この遅延回路（９５２）を伝送線路で構成した場合には、その線路長は遅延量に比例するため、整合回路（９５０）は大型化してしまう。さらに、２以上の多バンド化を考えた場合には、さらに大型化が顕著となりえる。一方、遅延回路（９５２）を小型な集中定数素子群で構成することも考えられるが、複数の周波数帯域についてインピーダンスＺ０を保ちながら、整合のために各周波数帯域での遅延量を調整可能な遅延回路を設計することは非常に複雑かつ困難である。このような理由によって、図１７に示すような整合回路では、遅延回路部分の小型化がマルチバンド整合回路の小型化に向けた課題となる。
【００１２】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、複数の周波数帯域についてインピーダンス整合を行なうことのできる整合回路であって小型に設計できる構成の整合回路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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の整合回路は、次の構成とされる。即ち、インピーダンスが周波数特性を有する回路素子側に一端が接続される第１整合部と、一端が第１整合部の他端に接続される第２整合部と、一端が第２整合部の他端に接続される第３整合部とを備え、第３整合部の他端は予め定められたインピーダンスを有する回路〔系の回路〕側に接続される整合回路であり、第１整合部は、少なくとも一つのスイッチおよびリアクタンス値を有する複数のリアクタンス手段を備えて、各周波数帯域に対応した各スイッチの導通状態／非導通状態で決まる一つまたは複数のリアクタンス手段によって得られるリアクタンス値を持つリアクタンス素子として動作し、第２整合部は、各周波数帯域で動作するインピーダンス変換器であり、第３整合部は、第３整合部の一端と第３整合部の他端との間に直列に接続されたリアクタンス値を有する一つまたは複数のリアクタンス手段〔直列リアクタンス手段〕と、直列リアクタンス手段同士の接続部あるいは直列リアクタンス手段と第３整合部の他端との接続部にスイッチを介して接続されるリアクタンス手段〔並列リアクタンス手段〕とを備えて、各周波数帯域に対応した第３整合部の各スイッチの導通状態／非導通状態で決まる直列リアクタンス手段あるいは直列リアクタンス手段および並列リアクタンス手段によって得られるリアクタンス値を持つリアクタンス素子として動作し、第３整合部の各直列リアクタンス手段の設計は、少なくとも、各周波数帯域に対応する第１整合部のリアクタンス手段および第３整合部の並列リアクタンス手段の設計との相関で決せられ、各周波数帯域において、第１整合部のリアクタンス値、第２整合部のリアクタンス値および第３整合部のリアクタンス値の組み合わせで、回路素子と系の回路との間でインピーダンス整合を行う整合回路とされる。
【００１４】
この整合回路は、回路素子と系の回路との間に各整合部が接続されていて、第１整合部および第３整合部が、各周波数帯域に対応した各スイッチの導通状態／非導通状態で決まるリアクタンス値を持つリアクタンス素子として動作することで、複数の周波数帯域においてインピーダンス整合を行う。また、第３整合部の各直列リアクタンス手段の設計が、各周波数帯域に対応する第１整合部のリアクタンス手段および第３整合部の並列リアクタンス手段の設計との相関で少なくとも決せられるものとなっているから、第３整合部の各直列リアクタンス手段の設計に自由度がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の整合回路によれば、第１整合部および第３整合部が各周波数帯域に対応したリアクタンス値を持つリアクタンス素子として動作することで、複数の周波数帯域においてインピーダンス整合を行うことができるとともに、第３整合部の各直列リアクタンス手段の設計に自由度があるから、周波数特性を有する回路素子の入出力インピーダンスの制約に服することがなく、第３整合部の各直列リアクタンス手段を小型になるように設計することで、整合回路を小型に設計できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。各図面において対応する部分については、同一の参照符号をつけて重複説明を省略する。
【００１７】
≪第１実施形態≫
第１実施形態の整合回路（１００）を図１に示す。図１に示す整合回路（１００）は、図２に示される中心周波数をｆ１、ｆ２〔ｆ１＞ｆ２〕とする２つの周波数帯域の信号に対する整合回路として動作する。整合回路（１００）は、交流信号の経路であるポートＰ１−ポートＰ２間に直列に接続して設けられる。整合回路（１００）は、第１整合部（１１０）、第２整合部（１２０）、第３整合部（１３０）がこの順番で直列に接続されて構成される。つまり、第１整合部（１１０）の一端は第１リアクタンス手段（１０５）を介してポートＰ２に接続され、その他端は第２整合部（１２０）に接続される。第２整合部（１２０）の第１整合部（１１０）が接続される側の反対側は第３整合部（１３０）に接続される。第３整合部（１３０）の第２整合部（１２０）が接続される側の反対側はポートＰ１に接続される。
【００１８】
ここで第１リアクタンス手段（１０５）は、インピーダンス整合にあたりポートＰ２と整合回路（１００）との間でリアクタンス値を変化させるためのものであり、整合回路（１００）の設計に応じて、その要・不要が決まるとともに、必要とする場合においては要求されるリアクタンス値を実現する集中定数素子などで構成される。この意味からすれば、第１リアクタンス手段（１０５）を整合回路（１００）の構成要素として考えることができるが、構成要素にしないとしても本発明の趣旨に影響を与えるものではないので、第１リアクタンス手段（１０５）を整合回路（１００）の構成要素としないものとして考えることにする。然らば、整合回路（１００）は、第１リアクタンス手段（１０５）と整合回路（１００）との間に位置するポートＰ３とポートＰ１との間でインピーダンス整合を取るものとして理解される。
【００１９】
ポートＰ２には、周波数特性を有する負荷（１９９）が直列に接続される。負荷（１９９）として増幅素子を例示できる。負荷（１９９）の入出力インピーダンスをＺＬ（ｆ）と関数表現する。ここでｆは交流信号の周波数を表す。
ポートＰ１には、負荷（１９９）に対応する周辺回路（１９８）が接続される。ここでは、周辺回路（１９８）の入出力インピーダンス〔系のインピーダンス〕を周波数に依存しないものとしてＺ０で表記する。なお、周辺回路（１９８）の入出力インピーダンスは或る一定の値Ｚ０、例えば５０Ωや７５Ωなどに揃えられていることが一般的である。各図では便宜上、負荷（１９９）、周辺回路（１９８）のいずれも抵抗の図記号で図示している。
【００２０】
第１整合部（１１０）は、第２リアクタンス手段（１１２）、第３リアクタンス手段（１１３）、第４リアクタンス手段（１１４）、第５リアクタンス手段（１１５）、第６リアクタンス手段（１１６）、第１スイッチ（１１８）、第２スイッチ（１１９）で構成される。
具体的には、第２整合部（１２０）と第１リアクタンス手段（１０５）との接続部（Ａ）に第２リアクタンス手段（１１２）の一端が接続する。第２リアクタンス手段（１１２）の他端は第３リアクタンス手段（１１３）の一端に接続し、第２リアクタンス手段（１１２）と第３リアクタンス手段（１１３）との接続部（Ｂ２）に、第２スイッチ（１１９）を介して第５リアクタンス手段（１１５）が接続される。また、第３リアクタンス手段（１１３）の他端は第４リアクタンス手段（１１４）の一端に接続し、第３リアクタンス手段（１１３）と第４リアクタンス手段（１１４）との接続部（Ｂ１）に、第１スイッチ（１１８）を介して第６リアクタンス手段（１１６）が接続される。
なお、ここで説明した第１整合部（１１０）の構成は、『第１整合部（１１０）を交流信号の経路に対して直列に接続する』という既述の説明と矛盾するように理解しえるが、第１リアクタンス手段（１０５）を第１整合部（１１０）の構成要素とすることを排除しないことや、回路を構成する構成要素の評価の仕方の違いに過ぎないのであり、矛盾するものではない。
【００２１】
リアクタンス値を有する各リアクタンス手段の具体例としては、キャパシタ、インダクタ、伝送線路などの回路素子、これらのうち同種のものを複数組み合わせた回路、これらのうち異種のものを複数組み合わせた回路などが挙げられる。
【００２２】
また、第１スイッチ（１１８）などに限らず本明細書においてスイッチと云えば、接点型のスイッチに限定するものではなく、例えばダイオード、トランジスタ、ＭＯＳ素子などを用いた、回路網に接点を設けないで回路の開閉機能を有するいわゆるスイッチング素子〔switching element〕とすることもできる。具体例としては、ＭＥＭＳ〔Micro-Electro Mechanical Systems〕スイッチ、スイッチングダイオードなどが挙げられる。
【００２３】
第１整合部（１１０）の各スイッチは、周波数ｆ１において第１スイッチ（１１８）がＯＮ状態、第２スイッチ（１１９）がＯＦＦ状態とされ、周波数ｆ２において第１スイッチ（１１８）がＯＦＦ状態、第２スイッチ（１１９）がＯＮ状態とされる。
【００２４】
第２リアクタンス手段（１１２）は、周波数ｆ１、ｆ２のいずれのインピーダンス整合においても、任意に選択した一意のリアクタンス値を有するものとすることで所望の整合回路（１００）を構成することができる。第２リアクタンス手段（１１２）を任意に設計しても、第２リアクタンス手段（１１２）のリアクタンス値の影響は、周波数ｆ１では後述する第６リアクタンス手段（１１６）および第１０リアクタンス手段（１２２）の設計に加味され、周波数ｆ２では後述する第５リアクタンス手段（１１５）および第８リアクタンス手段（１３２）の設計に加味されるからである。
【００２５】
第４リアクタンス手段（１１４）は、周波数ｆ１において、第４リアクタンス手段（１１４）と第３リアクタンス手段（１１３）との接続部（Ｂ１）から第４リアクタンス手段（１１４）側を見たインピーダンスが十分に大となるように設計される。例えば、周波数ｆ１での電気長が９０度である先端短絡線路とする。
また、上記のとおりに第４リアクタンス手段（１１４）を設計したことを前提として、第３リアクタンス手段（１１３）は、第１スイッチ（１１８）をＯＦＦ状態とする周波数ｆ２において、第３リアクタンス手段（１１３）と第２リアクタンス手段（１１２）との接続部（Ｂ２）から第３リアクタンス手段（１１３）側を見たインピーダンスが十分に大となるように設計される。例えば、周波数ｆ２において第３リアクタンス手段（１１３）および第４リアクタンス手段（１１４）の合計の電気長が９０度となるように、第３リアクタンス手段（１１３）を伝送線路として構成すればよい。
【００２６】
上記のように設計すると、各周波数でのインピーダンス整合において、周波数ｆ１においては第４リアクタンス手段（１１４）を、周波数ｆ２においては第３リアクタンス手段（１１３）および第４リアクタンス手段（１１４）を考慮する必要がなくなる。
【００２７】
また、第５リアクタンス手段（１１５）は、周波数ｆ２において特別な制限などを課すことなく集中定数素子、伝送線路などを適宜に用いて自由に設計することができる。同様に、第６リアクタンス手段（１１６）は、周波数ｆ１において特別な制限などを課すことなく集中定数素子、伝送線路などを適宜に用いて自由に設計することができる。
【００２８】
この結果、第１整合部（１１０）は、第１スイッチ（１１８）および第２スイッチ（１１９）のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えという単純な操作によって、周波数ｆ１、ｆ２それぞれの場合において別個のリアクタンス素子として動作することができる。
【００２９】
ところで、複数の周波数に対して別個のリアクタンス素子として動作するとの観点からは、例えばｓ−１個のスイッチを介してｓ個の伝送線路を単純に縦続接続してＯＮ状態とするスイッチの個数を変更することで接続される伝送線路の線路全長を変更する構成とすることも考えられるが、このような構成の場合にはＯＮ状態のスイッチが複数接続されることになり、スイッチの挿入損失による整合回路の損失が顕著となる。これに対して、整合回路（１００）の構成では、同時にＯＮ状態となるスイッチはただ１つであるため、スイッチの挿入損失による整合回路（１００）の損失を小さくできるという特徴がある。
【００３０】
第２整合部（１２０）は、各周波数帯域でインピーダンス変換機能を持つインピーダンス変換器であればよいが、この実施形態では、周波数ｆ１、ｆ２のいずれかにおいて、第２整合部（１２０）から第１整合部（１１０）側を見たインピーダンスと系のインピーダンスＺ０との整合をとる回路とする。説明の都合上、ここでは第２整合部（１２０）を周波数ｆ１における整合回路として設計した場合について説明する。
【００３１】
第２整合部（１２０）は、図１７の主整合ブロック（９５１）に相当し、第１整合部（１１０）と同様に伝送線路や集中定数素子を用いて構成することができる。一例として、第９リアクタンス手段（１２１）、第１０リアクタンス手段（１２２）、第４スイッチ（１２３）によって構成した第２整合部（１２０）を図３に示す。具体的には、第９リアクタンス手段（１２１）は第１整合部（１１０）と第３整合部（１３０）との間に直列接続され、第９リアクタンス手段（１２１）と第３整合部（１３０）との接続部に第１０リアクタンス手段（１２２）が第４スイッチ（１２３）を介して接続される。
ここで第４スイッチ（１２３）は、周波数ｆ１においてＯＮ状態、周波数ｆ２においてＯＦＦ状態とされる。
【００３２】
また、第３整合部（１３０）は、第１整合部（１１０）と同様に伝送線路や集中定数素子を用いて構成することができる。一例として、第７リアクタンス手段（１３１）、第８リアクタンス手段（１３２）、第３スイッチ（１３３）によって構成した第３整合部（１３０）を図１に示す。具体的には、第７リアクタンス手段（１３１）は第２整合部（１２０）とポートＰ１との間に直列接続され、第７リアクタンス手段（１３１）とポートＰ１との接続部（Ｃ）に第８リアクタンス手段（１３２）が第３スイッチ（１３３）を介して接続される。
ここで第３スイッチ（１３３）は、周波数ｆ１においてＯＦＦ状態、周波数ｆ２においてＯＮ状態とされる。
【００３３】
まず、周波数ｆ１においては、第３整合部（１３０）の第３スイッチ（１３３）をＯＦＦ状態とし、第２整合部（１２０）の第４スイッチ（１２３）をＯＮ状態として、第１整合部（１１０）において第５リアクタンス手段（１１５）以外の回路部、つまり第２リアクタンス手段（１１２）、第３リアクタンス手段（１１３）、第４リアクタンス手段（１１４）および第６リアクタンス手段（１１６）と第２整合部（１２０）とで、ポートＰ３から第１リアクタンス手段（１０５）側を見たインピーダンスＺ（ｆ１）と系のインピーダンスＺ０との整合をとる。インピーダンスＺ（ｆ１）は、負荷の入出力インピーダンスＺＬ（ｆ１）に対して第１リアクタンス手段（１０５）がインピーダンス変換器として作用した結果のインピーダンスである。
【００３４】
このとき、少なくとも図４に斜線付きで示した第６リアクタンス手段（１１６）、第９リアクタンス手段（１２１）、第１０リアクタンス手段（１２２）は、周波数ｆ１でのインピーダンス整合のためだけに設計できる。ここで、図４の斜線付きで示した各リアクタンス手段と第２リアクタンス手段（１１２）、第３リアクタンス手段（１１３）からなるπ型回路はダブルスタブマッチング回路と呼ばれ、２本のスタブ〔図４では、第６リアクタンス手段（１１６）と第１０リアクタンス手段（１２２）〕の設計に自由度があるため、第９リアクタンス手段（１２１）の設計に自由度を持たせることができる。つまり、図１７に示したシングルスタブマッチング回路では遅延回路〔図４では第９リアクタンス手段（１２１）に相当する。〕の遅延量は負荷ＺＬ（ｆ１）で一意に決まっていたが、第１実施形態の構成では、第６リアクタンス手段（１１６）を実質的に付加したことで、周波数ｆ１において第９リアクタンス手段（１２１）の設計に自由度を持たせることができる。
【００３５】
このことによって、例えば第９リアクタンス手段（１２１）を伝送線路で構成する場合には、第６リアクタンス手段（１１６）と第１０リアクタンス手段（１２２）を適切に設計することで、従来構成に比べて、第９リアクタンス手段（１２１）の線路長がより短くなるように設計することができる。
【００３６】
なお、この場合、つまり周波数ｆ１の場合には第３整合部（１３０）の第３スイッチ（１３３）はＯＦＦ状態である。そこで、第７リアクタンス手段（１３１）を、周波数ｆ１において系のインピーダンスＺ０と等しい特性インピーダンスの回路、例えば、特性インピーダンスＺ０の伝送線路とすることで、周波数ｆ１におけるインピーダンス整合を確立できる。
【００３７】
次に、周波数ｆ２においては、第３整合部（１３０）の第３スイッチ（１３３）をＯＮ状態とし、第２整合部（１２０）の第４スイッチ（１２３）をＯＦＦ状態として、第６リアクタンス手段（１１６）以外の回路部、つまり第１整合部（１１０）の第２リアクタンス手段（１１２）、第３リアクタンス手段（１１３）、第４リアクタンス手段（１１４）および第５リアクタンス手段（１１５）と、第２整合部（１２０）と、第３整合部（１３０）とで、ポートＰ３から第１リアクタンス手段（１０５）側を見たインピーダンスＺ（ｆ２）と系のインピーダンスＺ０との整合をとる。インピーダンスＺ（ｆ２）は、負荷の入出力インピーダンスＺＬ（ｆ２）に対して第１リアクタンス手段（１０５）がインピーダンス変換器として作用した結果のインピーダンスである。
【００３８】
このとき、少なくとも図５に斜線付きで示した第５リアクタンス手段（１１５）、第７リアクタンス手段（１３１）、第８リアクタンス手段（１３２）は、周波数ｆ２でのインピーダンス整合のためだけに設計できる。厳密には、第７リアクタンス手段（１３１）は周波数ｆ１の場合において上述の例の如く特性インピーダンスＺ０の伝送線路とすれば、その線路長などが周波数ｆ２でのインピーダンス整合のためだけに設計できることになる。ここで、図５の斜線付きで示した各リアクタンス手段と第２リアクタンス手段（１１２）、第９リアクタンス手段（１２１）からなるπ型回路について、２本のスタブ〔図５では、第５リアクタンス手段（１１５）と第８リアクタンス手段（１３２）〕の設計に自由度があるため、第７リアクタンス手段（１３１）の設計に自由度を持たせることができる。つまり、第１実施形態の構成では、第５リアクタンス手段（１１５）を実質的に付加したことで、周波数ｆ２において第７リアクタンス手段（１３１）の設計に自由度を持たせることができる。
【００３９】
このことによって、例えば第７リアクタンス手段（１３１）を伝送線路で構成する場合には、第５リアクタンス手段（１１５）と第８リアクタンス手段（１３２）を適切に設計することで、従来構成に比べて、第７リアクタンス手段（１３１）の線路長がより短くなるように設計することができる。
【００４０】
ここで図１に示す整合回路（１００）は、基本的に図１７に示す従来構成の整合回路（９５０）に第１整合部（１１０）が付加された構成となっている。このため第１整合部（１１０）の付加による整合回路の大型化が懸念事項となる。しかし、ポートＰ１−ポートＰ２間に直列に接続される第７リアクタンス手段（１３１）や第９リアクタンス手段（１２１）が、複数の周波数帯域についてインピーダンスＺ０に整合させるために各周波数帯域で遅延量が適切に設計される必要があるものであることに対して、第１整合部（１１０）に含まれるその他のリアクタンス手段は特定の周波数で特定の機能〔リアクタンス値の提供機能〕を有しておればよく、例えば小型化のために集中定数素子を用いて設計することも容易であるため、整合回路の大型化への影響は少ない。
【００４１】
ところで、第５リアクタンス手段（１１５）を接続するための第２スイッチ（１１９）の挿入損失並びに第６リアクタンス手段（１１６）を接続するための第１スイッチ（１１８）の挿入損失は、スイッチの挿入箇所に流れる交流電流の値によって増減する。通常、回路上には定在波が分布しており、例えば、第２スイッチ（１１９）の挿入箇所が、周波数ｆ２において交流電流の節となるような箇所であれば第２スイッチ（１１９）の挿入損失は小さく、逆に交流電流の腹となるような箇所であれば第２スイッチ（１１９）の挿入損失は大きくなる。同様に、第１スイッチ（１１８）の挿入箇所が、周波数ｆ１において交流電流の節となるような箇所であれば第１スイッチ（１１８）の挿入損失は小さく、逆に交流電流の腹となるような箇所であれば第１スイッチ（１１８）の挿入損失は大きくなる。
【００４２】
そこで、スイッチによる挿入損失を小さく抑えるためには、周波数ｆ１において交流電流の節となる箇所に第１スイッチ（１１８）を接続し、周波数ｆ２において交流電流の節となる箇所に第２スイッチ（１１９）を接続すればよい。
ところで、既述のとおり、第４リアクタンス手段（１１４）は、周波数ｆ１において、接続部（Ｂ１）から第４リアクタンス手段（１１４）側を見たインピーダンスが十分に大となるように設計されている。このとき、周波数ｆ１の信号の立場からすれば第４リアクタンス手段（１１４）が見えていない状態であるから、接続部（Ｂ１）を周波数ｆ１において交流電流の節となる箇所とすればよい。
同様に、第３リアクタンス手段（１１３）は、周波数ｆ２において、接続部（Ｂ２）から第３リアクタンス手段（１１３）側を見たインピーダンスが十分に大となるように設計されている。このとき、周波数ｆ２の信号の立場からすれば第３リアクタンス手段（１１３）よりも先の回路が見えていない状態であるから、接続部（Ｂ２）を周波数ｆ２において交流電流の節となる箇所とすればよい。
【００４３】
上述の事柄からすれば、第２リアクタンス手段（１１２）は、各周波数ｆ１、ｆ２での第５リアクタンス手段（１１５）、第６リアクタンス手段（１１６）の設計の際に第１スイッチ（１１８）、第２スイッチ（１１９）の挿入損失が小さくするようなリアクタンス値を持つものとして構成されることが望ましい。
【００４４】
≪第２実施形態≫
第２実施形態の整合回路（２００）を図６に示す。図６に示す整合回路（２００）は、第１実施形態の整合回路（１００）と同様に、２つの周波数ｆ１、ｆ２〔ｆ１＞ｆ２〕について整合回路として動作する。
【００４５】
第１実施形態では、第１整合部（１１０）に各周波数に対応するリアクタンス手段として第５リアクタンス手段（１１５）および第６リアクタンス手段（１１６）を設けており、それゆえ第２リアクタンス手段（１１２）を動作周波数ｆ１、ｆ２に係らず任意に選択された一意のリアクタンス値を有するものとすることで所望の整合回路（１００）を構成することができた。
これに対して、第２リアクタンス手段（１１２）を或る特定の周波数において所定のリアクタンス値をとるものとすることで第１整合部（１１０）の構成要素の数を減らした整合回路が、第２実施形態の整合回路（２００）である。
【００４６】
説明の便宜から、第２リアクタンス手段（１１２）を周波数ｆ２において所定のリアクタンス値をとるものとする。このとき、第１実施形態の整合回路（１００）の構成要素であった第５リアクタンス手段（１１５）、第３リアクタンス手段（１１３）および第２スイッチ（１１９）を不要とする構成が実現できる。具体的には、整合回路（２００）の第１整合部（２１０）は次のとおりである。即ち、第２整合部（１２０）と第１リアクタンス手段（１０５）との接続部に第２リアクタンス手段（１１２）の一端が接続する。第２リアクタンス手段（１１２）の他端は第４リアクタンス手段（１１４）の一端に接続し、第２リアクタンス手段（１１２）と第４リアクタンス手段（１１４）との接続部（Ｂ１）に、第１スイッチ（１１８）を介して第６リアクタンス手段（１１６）が接続される。
【００４７】
この構成では、周波数ｆ１では第１スイッチ（１１８）をＯＮ状態とし、周波数ｆ２では第１スイッチ（１１８）をＯＦＦ状態とする。このとき、第４リアクタンス手段（１１４）は、周波数ｆ１において、第４リアクタンス手段（１１４）と第２リアクタンス手段（１１２）との接続部（Ｂ１）から第４リアクタンス手段（１１４）側を見たインピーダンスが十分に大となるように設計される。例えば、周波数ｆ１での電気長が９０度である先端短絡線路とする。
【００４８】
上記の事柄を前提にすると、周波数ｆ１の場合では、第２整合部（１２０）の構成要素である第１０リアクタンス手段（１２２）の設計との相関で第１整合部（２１０）が所望のリアクタンス素子として動作できるように第６リアクタンス手段（１１６）の設計条件が定まり、周波数ｆ２の場合では、第３整合部（１３０）の構成要素である第８リアクタンス手段（１３２）の設計との相関で第１整合部（２１０）が所望のリアクタンス素子として動作できるように第２リアクタンス手段（１１２）の設計条件が定まる。従って、これらの設計条件に従って、第２リアクタンス手段（１１２）および第６リアクタンス手段（１１６）を設計すればよい。このように設計することで、第２実施形態の整合回路（２００）の構成でも、第１実施形態の整合回路（１００）と同様に周波数ｆ１、ｆ２のそれぞれにおけるインピーダンス整合を実現できる。
【００４９】
また、第１０リアクタンス手段（１２２）の設計との相関で第１整合部（２１０）が所望のリアクタンスとして動作できるように第６リアクタンス手段（１１６）の設計条件が定まるとしたが、第９リアクタンス手段（１２１）を伝送線路とする場合、第９リアクタンス手段（１２１）の線路長ができるだけ短くなるように上記設計条件を定める。さらに、第８リアクタンス手段（１３２）の設計との相関で第１整合部（２１０）が所望のリアクタンスとして動作できるように第２リアクタンス手段（１１２）の設計条件が定まるとしたが、第７リアクタンス手段（１３１）を伝送線路とする場合、第７リアクタンス手段（１３１）の線路長ができるだけ短くなるように上記設計条件を定める。これらの設計条件によって、第９リアクタンス手段（１２１）および第７リアクタンス手段（１３１）の合計の線路長を短くすることができて小型の整合回路が実現する。
【００５０】
≪第３実施形態≫
第１実施形態および第２実施形態では２つの周波数帯域を対象にインピーダンス整合を実現する整合回路を示したが、第３実施形態では、より多くの周波数帯域を対象にインピーダンス整合を実現する整合回路を示す。第３実施形態の整合回路（３００）を図７に示す。第３実施形態の整合回路（３００）は第１実施形態の整合回路（１００）に類似の構成であるから、整合回路（１００）との比較で整合回路（３００）を説明する。
【００５１】
第３実施形態の整合回路（３００）の第１整合部（３１０）は、まず、整合回路（１００）の第５リアクタンス手段（１１５）並びに第６リアクタンス手段（１１６）が、ｑ種類〔ｑは２以上の整数〕のリアクタンス値に変更可能な可変リアクタンス手段である、第５リアクタンス手段（３１５）並びに第６リアクタンス手段（３１６）に置換された構成である。ここで、可変リアクタンス手段としては、例えば静電容量を変更可能なバリアブルキャパシタやインダクタンスを変更可能な可変インダクタなどがある。また、整合回路（３００）の第２整合部（３２０）は、整合回路（１００）の第２整合部（１２０）をｑ種類のインピーダンスに変更可能な構成に置換した構成とする。このような第２整合部（１２０）の構成としては、例えば、第２整合部を第１実施形態で説明した構成にした場合であれば、第１０リアクタンス手段（１２２）を可変リアクタンス手段である第１０リアクタンス手段（３２２）とした構成が考えられる。なお、この可変リアクタンス手段もバリアブルキャパシタや可変インダクタなどとすることができる。さらに整合回路（３００）の第３整合部（３３０）は、整合回路（１００）の第８リアクタンス手段（１３２）をｑ種類のリアクタンス値に変更可能な可変リアクタンス手段である第８リアクタンス手段（３３２）に置換した構成とする。
このよう構成とされた整合回路（３００）は、各リアクタンス手段ないし第２整合部にてｑ種類のリアクタンス値ないしインピーダンス値を実現するものであり、さらに、第１実施形態と同様の各スイッチの切替によって２種類の回路構成に切り替えることができるから、結局、最大で２×ｑの数の周波数帯域を対象にインピーダンス整合を実現する。
【００５２】
ここで、第５リアクタンス手段（３１５）、第６リアクタンス手段（３１６）並びに第８リアクタンス手段（３３２）は可変リアクタンス手段とされ、第２整合部（３２０）はインピーダンス変更可能な構成とされるから、第７リアクタンス手段（１３１）は負荷ＺＬ（ｆ）による制限を受けることなく適当に設計できることになる。従って、第７リアクタンス手段（１３１）を伝送線路とする場合、第７リアクタンス手段（１３１）の線路長ができるだけ短くなるように設計することができる。例えば、第１スイッチ（１１８）がＯＮ状態とされる場合のｑ個の周波数帯域のうち適当な周波数帯域を選択して第７リアクタンス手段（１３１）の線路長が最短になるように設計すればよい。
【００５３】
≪第４実施形態≫
第４実施形態では、第３実施形態と異なる構成で、より多くの周波数帯域を対象にインピーダンス整合を実現する整合回路を示す。第４実施形態の整合回路（４００）を図８に示す。整合回路（４００）は、第１実施形態の整合回路（１００）の拡張的構成であり、図９に示される中心周波数をｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎ〔ｆ１＞ｆ２＞・・・＞ｆｎ〕とするｎ個の周波数帯域を対象にインピーダンス整合を実現する。ここでｎは３以上の整数とする。ｎが２の場合は第１実施形態に相当する。
【００５４】
整合回路（４００）において第１整合部（４１０）は、第２リアクタンス手段（４１２）およびｎ個の第１直列リアクタンス手段（４１３１）〜（４１３ｎ）が縦列に接続された回路構成となっている。
具体的には、第２整合部（４２０）と第１リアクタンス手段（１０５）との接続部（Ａ）に第２リアクタンス手段（４１２）の一端が接続する。第２リアクタンス手段（４１２）の他端は第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ）に接続される。第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ）の他端〔第２リアクタンス手段（４１２）が接続されない側〕は、第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ−１）の一端に接続される。第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ−１）の他端〔第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ）が接続されない側〕は、第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ−２）の一端に接続される。このような接続が縦列接続となるように繰り返され、第１直列リアクタンス手段（４１３２）の他端〔第１直列リアクタンス手段（４１３３）が接続されない側〕は、第１直列リアクタンス手段（４１３１）の一端に接続されることになる。
【００５５】
また、第２リアクタンス手段（４１２）と第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ）との接続部（Ｂｎ）に第１スイッチ（４１８ｎ）を介して第１並列リアクタンス手段（４１４ｎ）が接続される。第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ）と第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ−１）との接続部（Ｂｎ−１）に第１スイッチ（４１８ｎ−１）を介して第１並列リアクタンス手段（４１４ｎ−１）が接続される。以下同様に、第１直列リアクタンス手段（４１３ｘ＋１）と第１直列リアクタンス手段（４１３ｘ）との接続部（Ｂｘ）に第１スイッチ（４１８ｘ）を介して第１並列リアクタンス手段（４１４ｘ）が接続される。ただし、ｘ＝ｎ−２，ｎ−３，・・・，１である。なお、ｎ個の第１直列リアクタンス手段（４１３１）〜（４１３ｎ）は、それぞれ同種の手段として構成されるべき趣旨ではない。例えば、ｎ個の第１直列リアクタンス手段（４１３１）〜（４１３ｎ）のうち、一部を例えば伝送線路として構成し、その他を例えば集中定数素子で構成するなど適宜に構成することができる。ｎ個の第１並列リアクタンス手段（４１４１）〜（４１４ｎ）についても同様である。
【００５６】
この構成によれば、第１整合部（４１０）では、第１スイッチ（４１８１）〜（４１８ｎ）いずれか一つをＯＮ状態とすることで、少なくともｎ個のリアクタンス値を設定できる。ここで、例えば、ｍを１以上の整数として、第ｍの周波数ｆｍでは、第１スイッチ（４１８ｍ）のみをＯＮ状態とする。なお、第１スイッチ（４１８ｍ）の接続部（Ｂｍ）は、第ｍの周波数において、当該位置から第１直列リアクタンス手段（４１３１）〜（４１３ｍ）側を見たインピーダンスが十分に大となる位置とする。例えば、第１直列リアクタンス手段（４１３１）を線路長がλ１／４の先端短絡線路とし、第１直列リアクタンス手段（４１３ｍ）の線路長を第１直列リアクタンス手段（４１３１）〜（４１３ｍ）の合計の線路長がλｍ／４となるようにすればよい。波長λｍは、第ｍの周波数に対応する波長である。ここで、接続部（Ｂｍ）は第１スイッチ（４１８ｍ）の挿入損失低減の観点から第ｍの周波数ｆｍにおいて交流電流の節となる箇所とすればよい。
【００５７】
第２整合部（４２０）は、第１の周波数ｆ１で第２整合部（４２０）から第１整合部（４１０）側を見たインピーダンスと系のインピーダンスＺ０との整合をとる回路とする。このような第２整合部（４２０）として、図３に示す構成を採用することができる。ここで、第４スイッチ（４２３）は第１の周波数ｆ１においてＯＮ状態とし、第ｍの周波数ｆｍ〔ｍ≠１〕においてＯＦＦ状態とする。
【００５８】
整合回路（４００）において第３整合部（４３０）は、ｎ−１個の第２直列リアクタンス手段（４３１１）〜（４３１ｎ−１）が縦列に接続された回路構成となっている。
具体的には、第２整合部（４２０）の第１リアクタンス手段（１０５）が接続された側とは反対側に第２直列リアクタンス手段（４３１１）の一端が接続する。第２直列リアクタンス手段（４３１１）の他端は第２直列リアクタンス手段（４３１２）に接続される。第２直列リアクタンス手段（４３１２）の他端〔第２直列リアクタンス手段（４３１１）が接続されない側〕は、第２直列リアクタンス手段（４３１３）の一端に接続される。第２直列リアクタンス手段（４３１３）の他端〔第２直列リアクタンス手段（４３１２）が接続されない側〕は、第２直列リアクタンス手段（４１３４）の一端に接続される。このような接続が縦列接続となるように繰り返され、第２直列リアクタンス手段（４３１ｎ−２）の他端〔第２直列リアクタンス手段（４３１ｎ−３）が接続されない側〕は、第２直列リアクタンス手段（４３１ｎ−１）の一端に接続されることになる。第２直列リアクタンス手段（４３１ｎ−１）の他端はポートＰ１に接続する。
【００５９】
また、第２直列リアクタンス手段（４３１１）と第２直列リアクタンス手段（４３１２）との接続部（Ｃ１）に第２スイッチ（４３３１）を介して第２並列リアクタンス手段（４３２１）が接続される。第２直列リアクタンス手段（４３１２）と第２直列リアクタンス手段（４３１３）との接続部（Ｃ２）に第２スイッチ（４３３２）を介して第２並列リアクタンス手段（４３２２）が接続される。以下同様に、第２直列リアクタンス手段（４３１ｙ）と第２直列リアクタンス手段（４３１ｙ＋１）との接続部（Ｃｙ）に第２スイッチ（４３３ｙ）を介して第２並列リアクタンス手段（４３２ｙ）が接続される。ただし、ｙ＝３，４，・・・，ｎ−２である。そして、第２直列リアクタンス手段（４３１ｎ−１）とポートＰ１との接続部（Ｃｎ−１）に第２スイッチ（４３３ｎ−１）を介して第２並列リアクタンス手段（４３２ｎ−１）が接続される。
【００６０】
なお、ｎ−１個の第２並列リアクタンス手段（４３２１）〜（４３２ｎ−１）は、それぞれ同種の手段として構成されるべき趣旨ではない。例えば、ｎ−１個の第２並列リアクタンス手段（４３２１）〜（４３２ｎ−１）のうち、一部を例えば伝送線路として構成し、その他を例えば集中定数素子で構成するなど適宜に構成することができる。ｎ−１個の第２直列リアクタンス手段（４３１１）〜（４３１ｎ−１）については、系のインピーダンスＺ０に整合させるために複数の周波数帯域で特性インピーダンスがＺ０とされ、各周波数帯域で遅延量が適切に設計される必要があるが、これらは、例えば全て特性インピーダンスＺ０の伝送線路として遅延量を調整することで簡便に実現できる。ただし、ｎ−１個の第２直列リアクタンス手段（４３１１）〜（４３１ｎ−１）を、特性インピーダンスＺ０なる伝送線路と等価な回路で構成することを妨げる趣旨ではない。
【００６１】
整合回路（４００）では、各周波数の場合に応じて、次のように各スイッチが切り替えられる。
第１の周波数ｆ１では、第１整合部（４１０）にて第１スイッチ（４１８１）のみをＯＮ状態とし、第２整合部（４２０）にて第４スイッチ（４２３）をＯＮ状態とし、第３整合部（４３０）にて全ての第２スイッチをＯＦＦ状態とする。
第ｍの周波数ｆｍ〔但し、ここではｍ≧２とする。〕では、第１整合部（４１０）にて第１スイッチ（４１８ｍ）のみをＯＮ状態とし、第２整合部（４２０）にて第４スイッチ（４２３）をＯＦＦ状態とし、第３整合部（４３０）にて第２スイッチ（４３３ｍ−１）のみをＯＮ状態とする。
【００６２】
整合回路（４００）では、第１並列リアクタンス手段（４１４１）、第９リアクタンス手段（４２１）、第１０リアクタンス手段（４２２）を第１の周波数ｆ１でのインピーダンス整合のためだけに設計できる。第１並列リアクタンス手段（４１４１）および第１０リアクタンス手段（４２２）の設計に自由度があるため、第９リアクタンス手段（４２１）の設計に自由度を持たせることができる。これは第１実施形態と同じである。
また整合回路（４００）では、ｍ≧２として、第１並列リアクタンス手段（４１４ｍ−１）、第２直列リアクタンス手段（４３１ｍ）、第２並列リアクタンス手段（４３２ｍ−１）を第ｍの周波数ｆｍでのインピーダンス整合のためだけに設計できる。第１並列リアクタンス手段（４１４ｍ）および第２並列リアクタンス手段（４３２ｍ−１）の設計に自由度があるため、第２直列リアクタンス手段（４３１ｍ−１）の設計に自由度を持たせることができる。
このため、第９リアクタンス手段（４２１）、ｎ−１個の第２直列リアクタンス手段（４３１１）〜（４３１ｎ−１）を伝送線路で構成する場合には、第１０リアクタンス手段（４２２）、第１並列リアクタンス手段（４１４１）〜（４１４ｎ）、第２並列リアクタンス手段（４３２１）〜（４３２ｎ−１）を適切に設計することで、第９リアクタンス手段（４２１）、第２直列リアクタンス手段（４３１１）〜（４３１ｎ−１）の各線路長がより短くなるように設計することができる。
【００６３】
《第４実施形態の変形例》
第２実施形態と同様に、第２リアクタンス手段（１１２）を或る特定の周波数において所定のリアクタンス値をとるものとすることで整合回路（４００）において第１整合部（４１０）の構成要素の数を減らすことができる。
【００６４】
即ち、第２リアクタンス手段（４１２）を第ｎの周波数ｆｎにおいて所定のリアクタンス値をとるものとすると、第４実施形態の整合回路（４００）において、第１整合部（４１０）の構成要素であった第１直列リアクタンス手段（４１３ｎ）、第１並列リアクタンス手段（４１４ｎ）および第１スイッチ（４１８ｎ）を不要とする構成が実現できる〔図１０参照〕。
【００６５】
この構成では、第１の周波数ｆ１では第１スイッチ（４１８１）および第４スイッチ（４２３）のみをＯＮ状態、第２スイッチの全てをＯＦＦ状態とし、２≦ｍ≦ｎ−１の場合に第ｍの周波数ｆｍでは第１スイッチ（４１８ｍ）および第２スイッチ（４３３ｍ−１）のみをＯＮ状態、第４スイッチ（４２３）をＯＦＦ状態とし、第ｎの周波数ｆｎでは第２スイッチ（４３３ｎ−１）のみをＯＮ状態、第４スイッチ（４２３）および全ての第１スイッチをＯＦＦ状態とする。
【００６６】
上記の事柄を前提にすると、周波数ｆ１の場合では、第２整合部（４２０）の構成要素である第１０リアクタンス手段（４２２）の設計との相関で第１整合部（４１０）が所望のリアクタンス素子として動作できるように第１並列リアクタンス手段（４１４１）の設計条件が定まり、２≦ｍ≦ｎ−１として第ｍの周波数ｆｍの場合では、第３整合部（４３０）の構成要素である第２並列リアクタンス手段（４３２ｍ−１）の設計との相関で第１整合部（４１０）が所望のリアクタンス素子として動作できるように第１並列リアクタンス手段（４１４ｍ）の設計条件が定まり、第ｎの周波数ｆｎの場合では、第３整合部（４３０）の構成要素である第２並列リアクタンス手段（４３２ｎ−１）の設計との相関で第１整合部（４１０）が所望のリアクタンス素子として動作できるように第２リアクタンス手段（４１２）の設計条件が定まる。従って、これらの設計条件に従って、第２リアクタンス手段（１１２）および第１並列リアクタンス手段（４１４１）〜（４１４ｎ−１）を設計すればよい。このように設計することで、第４実施形態の変形例である整合回路（４００′）の構成でも、第４実施形態の整合回路（４００）と同様に周波数ｆ１〜ｆｎのそれぞれにおけるインピーダンス整合を実現できる。
【００６７】
≪第５実施形態≫
図１１を参照して、第５実施形態の整合回路（５００）を説明する。
上記の各実施形態で説明したように、第１整合部は、インピーダンス整合を行う各周波数帯域に応じて所定のリアクタンス値を提供できる構成であればよい。そこで、１入力ｎ出力スイッチ（５１８）を用いて、ｎ個のリアクタンス手段（５１３１）〜（５１３ｎ）から１個のリアクタンス手段を選択することで、インピーダンス整合を行う各周波数帯域に応じた所定のリアクタンス値を提供する構成とした第１整合部（５１０）を備えた整合回路（５００）を、第４実施形態の整合回路（４００）の構成を基礎にして相違点のみを説明する。
【００６８】
整合回路（５００）の第１整合部（５１０）は、第２リアクタンス手段（５１２）、１入力ｎ出力スイッチ（５１８）、ｎ個のリアクタンス手段（５１３１）〜（５１３ｎ）を備えていて、第２リアクタンス手段（５１２）の一端は接続部（Ａ）に接続され、その他端は１入力ｎ出力スイッチ（５１８）の入力端子に接続され、１入力ｎ出力スイッチ（５１８）の各出力端子にはリアクタンス手段（５１３１）〜（５１３ｎ）がそれぞれ接続されている構成となっている。なお、ｎ個のリアクタンス手段（５１３１）〜（５１３ｎ）は、それぞれ同種の手段として構成されるべき趣旨ではなく、例えば、ｎ個のリアクタンス手段（５１３１）〜（５１３ｎ）のうち、一部を例えば伝送線路として構成し、その他を例えば集中定数素子で構成するなど適宜に構成することができる。
【００６９】
そして、第１整合部（５１０）は、ＯＮ状態とされる第２スイッチ（４３３１）〜（４３３ｎ−１）ないし第４スイッチ（４２３）に対応して、１入力ｎ出力スイッチ（５１８）を用いてリアクタンス手段（５１３１）〜（５１３ｎ）から１個のリアクタンス手段を選択することで、選択されたリアクタンス手段と第２リアクタンス手段（５１２）とで所定のリアクタンス値を提供することができる。
【００７０】
＜各実施形態の第２整合部についての補足＞
上記の各実施形態では、第２整合部の構成の一例を図３に示した構成として説明した。第２整合部の構成としては図３に示す構成に限定されるものではなく、たとえば、第９リアクタンス手段が第１整合部と第３整合部との間に直列接続され、第９リアクタンス手段と第３整合部との接続部に第１０リアクタンス手段が第４スイッチを介さずに接続される構成としてもよい。つまり、図３に示す構成において第４スイッチを常に導通状態とした構成と同じ構成とすることもできる。上記の各実施形態の説明からも明らかなように、π型回路とした第１整合部のリアクタンス手段および第３整合部のリアクタンス手段の設計において、第２整合部は一定のリアクタンス値を持つものとしての存在に過ぎないので、第４スイッチをＯＦＦ状態とすることは必須の技術的事項ではないからである。いずれにしても、第２整合部はインピーダンス変換器として自由に構成することができる。
【００７１】
≪適用例≫
本発明の整合回路の各実施形態を例えば増幅素子（６００）に対する入出力側整合回路として用いることで、マルチバンド増幅器を構成することができる。図１２は、第２実施形態の整合回路（２００）を増幅素子（６００）に対する出力側整合回路として用いたマルチバンド増幅器（７００）を示している。図１２に示すマルチバンド増幅器（７００）は、ｆ１＝５ＧＨｚ，ｆ２＝３ＧＨｚの各周波数帯域で動作するように設計し、また、第２、第４、第６、第７、第８、第９、第１０の各リアクタンス手段は全て特性インピーダンスＺ０（＝５０Ω）の伝送線路で構成した場合の例である。また、系のインピーダンスもＺ０（＝５０Ω）とした。増幅素子（６００）としては、トランジスタ（Transistor）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor FET）、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などを例示できる。各図では、増幅素子としてｎチャンネル接合型ＦＥＴを図示しているが、ｎチャンネル接合型ＦＥＴに限定する趣旨ではなく、増幅素子の例示に過ぎない。
【００７２】
さらに、各伝送線路の線路長の決定に当たっては、厚みが０．７８５ｍｍで比誘電率２．２の基板を用いたマイクロストリップ線路の場合を例に計算している。また、入力側整合回路（７０１）の詳細は示していないが、例えば本発明の第１実施形態あるいは２実施形態で説明した整合回路を用いてもよいし、周波数ｆ１から周波数ｆ２までの帯域に対応してインピーダンス整合可能な広帯域整合回路で構成してもよいし、あるいは下記参考文献に開示されたマルチバンド整合回路で構成してもよい。
（参考文献）福田敦司、岡崎浩司、楢橋祥一、“第３世代を超えるブロードバンド化が可能な電力増幅器の開発――ＭＥＭＳスイッチを用いた移動端末用マルチバンド高効率電力増幅器――”、NTT DoCoMo テクニカルジャーナル、Vol.14, No.3,pp.25-31. Oct. 2006.
【００７３】
マルチバンド増幅器（７００）では、周波数ｆ１において第１スイッチ（１１８）、第４スイッチ（１２３）をＯＮ状態とする。ここで、第１整合部（２１０）の第４リアクタンス手段（１１４）を、例えば一端〔第２リアクタンス手段（１１２）が接続されない側の端部〕が１００ｐＦのキャパシタ（７０７）で短絡された物理長１１ｍｍの伝送線路で構成する。この物理長は、周波数ｆ１での電気長がおよそ９０度となる長さであり、第２リアクタンス手段（１１２）と第４リアクタンス手段（１１４）との接続部（Ｂ１）から第４リアクタンス手段（１１４）側を見たインピーダンスは十分に大きくなる。
【００７４】
このとき、第６リアクタンス手段（１１６）を３ｍｍ、第９リアクタンス手段（１２１）を１３ｍｍ、第１０リアクタンス手段（１２２）を１７ｍｍの伝送線路とすると、周波数ｆ１でインピーダンス整合を確立できる。また、第７リアクタンス手段（１３１）は特性インピーダンスＺ０の伝送線路であるので、その物理長によって周波数ｆ１でインピーダンス整合が乱れることはない。ここで、第６リアクタンス手段（１１６）の設計にあたっては、第２リアクタンス手段（１１２）を考慮する必要がある。そこで、周波数ｆ１での設計において、第２リアクタンス手段（１１２）および第６リアクタンス手段（１１６）の合計のリアクタンス値を設計し、後述する周波数ｆ２でのインピーダンス整合によって求められた第２リアクタンス手段（１１２）の物理長を考慮した上で、第６リアクタンス手段（１１６）の物理長を決定すればよい。
【００７５】
次にマルチバンド増幅器（７００）では、周波数ｆ２においては、第１スイッチ（１１８）をＯＦＦ状態、第３スイッチ（１３３）をＯＮ状態、第４スイッチ（１２３）をＯＦＦ状態とする。このとき第２リアクタンス手段（１１２）を３ｍｍ、第７リアクタンス手段（１３１）を１２ｍｍ、第８リアクタンス手段（１３２）を２８ｍｍの伝送線路とすることで、周波数ｆ２でのインピーダンス整合を確立できる。
【００７６】
上記の例では第２リアクタンス手段（１１２）、第４リアクタンス手段（１１４）、第６リアクタンス手段（１１６）、第８リアクタンス手段（１３２）、第１０リアクタンス手段（１２２）を伝送線路として構成するとしたが、周波数ｆ１または周波数ｆ２という特定の一周波数のみで設計要求を満たすよう設計することができるため、前述のように集中定数素子などを用いて構成すればこれらを小型に構成できる。これに対して、第７リアクタンス手段（１３１）、第９リアクタンス手段（１２１）は、既述の事情から伝送線路で構成するのが簡便である。上記の例では、第７リアクタンス手段（１３１）および第９リアクタンス手段（１２１）の合計の線路長は２５ｍｍである。
【００７７】
図１２示すマルチバンド増幅器（７００）の利得の周波数特性を図１３に示す。このシミュレーションでは、第１〜第３の各スイッチを、ＯＮ状態の場合の損失はゼロ、ＯＦＦ状態の場合の分離度〔アイソレーション〕は無限大という理想スイッチを仮定して計算している。以下、各スイッチについては、理想スイッチを用いた場合について説明をするが、実際の設計に際してはスイッチの振幅や位相の周波数特性なども他の構成要素と同様に考慮されるべきである。
【００７８】
次に、比較例として、図１２に示すマルチバンド増幅器（７００）に用いた入力側整合回路（７０１）と、第１整合部（２１０）を付加しない従来構成の出力側整合回路（８５０）とを用いて構成したマルチバンド増幅器（８００）を図１４に示す。図１４に示すマルチバンド増幅器（８００）は図１２に示すマルチバンド増幅器（７００）と同様にｆ１＝５ＧＨｚ、ｆ２＝３ＧＨｚの各周波数帯域で動作するように設計し、また、第７リアクタンス手段（８３１）、第８リアクタンス手段（８３２）、第９リアクタンス手段（８２１）、第１０リアクタンス手段（８２２）は全て特性インピーダンスＺ０（＝５０Ω）の伝送線路で構成するとした。
【００７９】
図１４に示すマルチバンド増幅器（８００）では、周波数ｆ１においては、第４スイッチ（８２３）をＯＮ状態、第３スイッチ（８３３）をＯＦＦ状態とする。この場合、周波数ｆ１でのインピーダンス整合を確立するには、第９リアクタンス手段（８２１）を２２ｍｍ、第１０リアクタンス手段（８２２）を７ｍｍの伝送線路とすればよい。一方、周波数ｆ２においては、第４スイッチ（８２３）をＯＦＦ状態、第３スイッチ（８３３）をＯＮ状態とする。周波数ｆ２でのインピーダンス整合を確立するには、第７リアクタンス手段（８３１）を１９ｍｍ、第８リアクタンス手段（８３２）を９ｍｍの伝送線路としなければならない。このとき、第７リアクタンス手段（８３１）および第９リアクタンス手段（８２１）の合計の線路長は４１ｍｍとなり、図１２に示すマルチバンド増幅器（７００）と比較して、第９リアクタンス手段（８２１）および第７リアクタンス手段（８３１）を構成する伝送線路の物理長が長く必要となる。換言すれば、本発明による整合回路とすることで、交流信号の経路に直列に挿入されるリアクタンス手段の小型化が可能となることがわかる。
【００８０】
また、図１４示すマルチバンド増幅器（８００）の利得の周波数特性を図１５に示す。図１２に示すマルチバンド増幅器（８００）の各周波数でのマルチバンド増幅器（７００）の利得は、図１４に示すマルチバンド増幅器（８００）の利得と同程度であることから、本発明の構成に拠ることで良好な特性を保ったまま整合回路の小型化が実現できていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の整合回路は、交流回路において用いることができ、対象とする交流周波数に格別の限定は無いが、例えば準マイクロ波帯〜マイクロ波帯、つまり１００ＭＨｚ以上３０ＧＨｚ以下の高周波数で動作する交流回路に用いる場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１実施形態の整合回路（１００）の回路図。
【図２】中心周波数をｆ１、ｆ２とする２つの周波数帯のイメージを示す図。
【図３】第２整合部（１２０）の構成例を示す回路図。
【図４】周波数ｆ１の場合における整合回路（１００）の動作状態を示す回路図。
【図５】周波数ｆ２の場合における整合回路（１００）の動作状態を示す回路図。
【図６】第２実施形態の整合回路（２００）の回路図。
【図７】第３実施形態の整合回路（３００）の回路図。
【図８】第４実施形態の整合回路（４００）の回路図。
【図９】中心周波数をｆ１、・・・、ｆｎとするｎ個の周波数帯のイメージを示す図。
【図１０】第４実施形態の変形例である整合回路（４００′）の回路図。
【図１１】第５実施形態の整合回路（５００）の回路図。
【図１２】第２実施形態の整合回路（２００）を増幅素子（６００）に対する出力側整合回路として用いたマルチバンド増幅器（７００）。
【図１３】マルチバンド増幅器（７００）の利得の周波数特性を示す図。
【図１４】従来の整合回路（８５０）を増幅素子（６００）に対する出力側整合回路として用いたマルチバンド増幅器（８００）。
【図１５】マルチバンド増幅器（８００）の利得の周波数特性を示す図。
【図１６】２つの周波数帯の各信号を増幅可能な電力増幅器〔デュアルバンド電力増幅器〕の回路構成の一例。
【図１７】従来の整合回路の回路構成の一例。
【図１８】増幅素子の入出力インピーダンスの周波数特性を示した図。
【符号の説明】
【００８３】
１００    整合回路
１１０    第１整合部
１２０    第２整合部
１３０    第３整合部
１１２    第２リアクタンス手段
１１３    第３リアクタンス手段
１１４    第４リアクタンス手段
１１５    第５リアクタンス手段
１１６    第６リアクタンス手段
１１８    第１スイッチ
１１９    第２スイッチ
１２１    第９リアクタンス手段
１２２    第１０リアクタンス手段
１２３    第４スイッチ
１３１    第７リアクタンス手段
１３２    第８リアクタンス手段
１３３    第３スイッチ
２００    整合回路
３００    整合回路
４００    整合回路
６００    増幅素子
７００    マルチバンド電力増幅器
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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