(57)【要約】【課題】所定の伝送帯域の全体における伝送ロスを少なくすると共に帯域の下限以下では伝送ロスを急峻に大きくし、しかも帯域内でのリターンロスをある一定値以上に確保する。【解決手段】信号入力端１と、増幅素子３と、信号入力端１と増幅素子３との間に介挿された伝送特性補正回路２とを備え、伝送特性補正回路２を信号入力端１と増幅素子３の入力端との間に接続された直列共振回路２ａと、互いに直列接続されて直列共振回路２ａに並列に接続された二つの抵抗２ｂ、２ｃと、二つの抵抗２ｂ、２ｃの相互の接続点とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子２ｄとから構成し、伝送帯域内でのリターンロスを悪化させることなく伝送帯域外での伝送レベルを大きく減衰した。【選択図】　　　　図１
2004056611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号入力端と、増幅素子と、前記信号入力端と前記増幅素子との間に介挿された伝送特性補正回路とを備え、前記伝送特性補正回路を前記信号入力端と前記増幅素子の入力端との間に接続された直列共振回路と、互いに直列接続されて前記直列共振回路に並列に接続された二つの抵抗と、前記二つの抵抗の相互の接続点とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子とから構成したことを特徴とする低雑音増幅器。
【請求項２】
前記直列共振回路の共振周波数を所定の伝送帯域の上限近傍に設定したことを特徴とする請求項１に記載の低雑音増幅器。
【請求項３】
前記二つの抵抗の抵抗値を互いにほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の低雑音増幅器。
【請求項４】
前記インダクタンス素子のリアクタンス値を前記伝送帯域の下限において前記抵抗の抵抗値とほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の低雑音増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、およそ１ＧＨｚから２ＧＨｚ程度のマイクロ波帯に使用される低雑音増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示す従来の低雑音増幅器は信号入力端１１に接続された伝送特性補正回路１２と、この伝送特性補正回路１２を介して信号入力端１１に結合された増幅素子１３と、増幅素子１３の出力側に設けられた出力回路１４とから構成される。
【０００３】
伝送特性補正回路１２は図示の通り信号入力端１１と増幅素子１３の入力端との間に接続された直列共振回路１２ａと、それに並列に接続された抵抗１２ｂとからなる。直列共振回路１２ａの共振周波数は要求される所定の伝送帯域（例えば１ＧＨｚ〜２ＧＨｚ）の上限近傍（例えば２．２ＧＨｚ程度）となるように設定される。また、抵抗１２ｂは直列共振回路１２ａと共に伝送特性を決定するが、リターンロスにも影響する。ここではその抵抗値は例えば５０オーム前後に設定される。増幅素子１３にはバイポーラトランジスタ又はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等が使用される。
【０００４】
以上の構成における伝送特性補正回路１２の伝送ロスとリターンロスとを図４に示す。図４のＡは伝送ロス、Ｂはリターンロスである。直列共振周波数（２．２ＧＨｚ）近傍では直列共振回路１２ａのインピーダンスが０となるので信号入力端１１と増幅素子１３との間がほぼ直結され、信号入力端１１から増幅素子１３を見たインピーダンスが信号源インピーダンスにほぼ整合し、リターンロスがマイナス２０ｄＢ以上と大きくなる。同時に伝送ロスも小さくなる。それ以外の周波数では抵抗１０ｂによってほぼ結合されると考えられるので、伝送帯域内では伝送ロスが２ｄＢ〜３ｄＢとなり、リターンロスもマイナス１１ｄＢ程度に悪化する。この程度のリターンロスは実用上は差し支えない。
【０００５】
また、伝送帯域の下限（１ＧＨｚ）以下になっても信号入力端１１と増幅素子１３とは抵抗１２ｂによって結合された状態に変わりが無いことから、図示の通り、伝送ロスは３ｄＢの一定値を示し、リターンロスもマイナス１１ｄＢを確保している。
【０００６】
ここで、抵抗１２ｂの抵抗値を大きくすれば直列共振回路１２ａの影響が相対的に大きくなって上記の伝送帯域の下限（１ＧＨｚ）以下の伝送ロスを大きくすることができるが、それにともなって伝送帯域内での伝送ロスも大きくなる。また、リターンロスも伝送帯域全体で小さくなり整合状態は悪くなる。抵抗値を小さくすれば、伝送特性、リターンロス共に上記とは逆の方向に変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成では、帯域の上限近傍では伝送ロス、リターンロス共に良好な特性が得られるが、伝送帯域の下限以下を減衰しようとして直列共振回路に並列接続された抵抗の抵抗値を大きくすると図４のａに示すように帯域内でのロスも大きくなる。同時に入力端と増幅素子とが大きな抵抗値の抵抗によって接続されることになるので帯域内のリターンロスが悪化する。
【０００８】
本発明は、所定の伝送帯域の全体における伝送ロスを少なくすると共に帯域の下限以下では伝送ロスを急峻に大きくし、しかも帯域内でのリターンロスをある一定値以上に確保することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する手段として、本発明では信号入力端と、増幅素子と、前記信号入力端と前記増幅素子との間に介挿された伝送特性補正回路とを備え、前記伝送特性補正回路を前記信号入力端と前記増幅素子の入力端との間に接続された直列共振回路と、互いに直列接続されて前記直列共振回路に並列に接続された二つの抵抗と、前記二つの抵抗の相互の接続点とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子とから構成した。
【００１０】
また、前記直列共振回路の共振周波数を所定の伝送帯域の上限近傍に設定した。
【００１１】
また、前記二つの抵抗の抵抗値を互いにほぼ等しくした。
【００１２】
また、前記インダクタンス素子のリアクタンス値を前記伝送帯域の下限において前記抵抗の抵抗値とほぼ等しくした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の低雑音増幅器の構成を示す。図１において、信号入力端１には伝送特性補正回路２が接続され、その次段には増幅素子３が接続される。伝送特性補正回路２は信号入力端１と増幅素子３の入力端との間に接続された直列共振回路２ａと、互いに直列接続されて直列共振回路２ａに並列に接続された二つの抵抗２ｂ、２ｃと、抵抗２ｂ、２ｃの相互の接続点とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子２ｄとから構成される。
【００１４】
直列共振回路２ａの共振周波数は、増幅素子３の利得が高い周波数で低下することを考慮して伝送すべき所定の周波数帯域（伝送帯域、例えば１ＧＨｚ〜２ＧＨｚ）の上限（２ＧＨｚ）の近傍（例えば２．２ＧＨ〜２．５ＧＨｚの間）に設定される。抵抗２ｂ、２ｃ及びインダクタンス素子２ｄは直列共振回路２ａと共に伝送特性を決定するが、特に抵抗２ｂ、２ｃは信号入力端１から増幅素子３側をみたインピーダンス、すなわちリターンロスにも大きく影響する。ここでは、両者の特性のトレードオフを考慮して抵抗２ｂ、２ｃの抵抗値はそれぞれ５０オーム前後としている。さらに、インダクタンス素子２ｄは伝送帯域の下限（１ＧＨｚ）側の伝送特性をきめる重要な要素となり、下限の周波数におけるリアクタンスが抵抗２ｂ、２ｃの抵抗値とほぼ同じとなるようにそのインダクタンス値が設定される。
【００１５】
増幅素子３には雑音指数の低いバイポーラトランジスタ又はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等が用いられる。出力回路４は次段に接続される回路にインピーダンス整合する。
【００１６】
以上の構成における伝送特性補正回路２の伝送ロスとリターンロスとを図２に示す。図２のＡは伝送ロス、Ｂはリターンロスである。直列共振周波数の近傍では直列共振回路２ａのインピーダンスがほぼ０となるので、抵抗２ｂ、２ｃとインダクタンス素子２ｄとのインピーダンスが無視されて信号入力端１が増幅素子３に直結された状態となり、伝送ロスが少なくなると共に、リターンロスも大きくなる。また、伝送帯域内では直列共振回路２ａのインピーダンスとインダクタンス素子２ｄのリアクタンスが大きくなるので信号入力端１と増幅素子３とが抵抗２ｂ、２ｃによって結合された状態と見なせる。従って、ほぼ一定の伝送ロス（−１ｄＢ〜−２ｄＢ）となる。また、リターンロスもほぼ抵抗２ｂ、２ｃによって決まり１２〜１４ｄＢ程度となる。
【００１７】
一方、信号入力端１は抵抗２ｂとインダクタンス素子２ｄとの直列回路によって接地されているので、伝送帯域の下限ではインダクタンス素子２ｄのリアクタンスが減少し、伝送ロスが増加し、リターンロスも大きくなる。
【００１８】
よって、直列共振回路２ａの共振周波数と、抵抗２ｂ、２ｃの抵抗値とインダクタンス素子２ｄのインダクタンス値との設定によって、リターンロスを確保しつつ所望の伝送特性を得ることができる。なお、二つの抵抗２ｂ、２ｃの抵抗値をほぼ同一とすることで、伝送帯域内の伝送ロスの低下を防げる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の低雑音増幅器は、信号入力端と、増幅素子と、信号入力端と増幅素子との間に介挿された伝送特性補正回路とを備え、伝送特性補正回路を信号入力端と増幅素子の入力端との間に接続された直列共振回路と、互いに直列接続されて直列共振回路に並列に接続された二つの抵抗と、二つの抵抗の相互の接続点とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子とから構成したので、伝送帯域内でのリターンロスを悪化させることなく、伝送ロスも少なくし、また、帯域外を減衰できる。
【００２０】
また、直列共振回路の共振周波数を所定の伝送帯域の上限近傍に設定したので、上限側での増幅素子の利得低下を改善できる。
【００２１】
また、二つの抵抗の抵抗値を互いにほぼ等しくしたので、伝送帯域のロスの増加を防げる。
【００２２】
また、インダクタンス素子のリアクタンス値を伝送帯域の下限において抵抗の抵抗値とほぼ等しくしたので、下限以下の周波数帯では伝送レベルを減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低雑音増幅器の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の低雑音増幅器に使用される伝送特性補正回路の伝送特性図である。
【図３】従来の低雑音増幅器の構成を示す回路図である。
【図４】従来の低雑音増幅器に使用される伝送特性補正回路の伝送特性図である。
【符号の説明】
１　信号入力端
２　伝送特性補正回路
２ａ　直列共振回路
２ｂ、２ｃ　抵抗
２ｄ　インダクタンス素子
３　増幅素子
４　出力回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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