(57)【要約】【課題】高周波増幅器のインピーダンス整合を容易且つ正確に行う。【解決手段】高周波信号を増幅する増幅素子６と、この増幅素子６に高周波電力を入力する高周波信号入力部３と、この高周波信号入力部に設けられたインピーダンス整合素子Ｃ１，Ｃ２を複数段に接続したインピーダンス整合部５とを有する高周波増幅器において、前記インピーダンス整合部５は、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点にインピーダンス検出部位１２を形成した。【選択図】  図１
2005033306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器において、
前記インピーダンス整合部は、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点にインピーダンス検出部位を形成したことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項２】
高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器において、
前記インピーダンス整合部は、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点と高周波信号入力端との間に、前記インピーダンス整合素子と並列に高周波信号入力部に設定された所定オームのストリップラインを選択的に接続可能に配設し、インピーダンス調整時に前記所定オームのストリップラインを選択するようにことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項３】
前記所定オームストリップラインの選択は、チップジャンパ素子を使用して行うことを特徴とする請求項２に記載の高周波増幅器。
【請求項４】
前記所定オームストリップラインの選択は、その両端に接続した高周波スイッチを導通させることにより行うことを特徴とする請求項２記載の高周波増幅器。
【請求項５】
高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器のインピーダンス調整方法において、
前記インピーダンス整合部のインピーダンス調整時に、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点に形成したインピーダンス検出部位にインピーダンス測定用プローブを接触させてインピーダンスを測定しながらインピーダンス調整を行うことを特徴とする高周波増幅器のインピーダンス調整方法。
【請求項６】
高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器のインピーダンス調整方法において、
前記インピーダンス整合部における複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点と高周波信号入力端との間に、これらと並列に前記高周波入力部で設定された所定オームのストリップラインを選択的に接続可能に配設し、インピーダンス調整時に、前記ストリップラインを選択して、中間接続点のインピーダンスを測定しながらインピーダンス調整を行うことを特徴とする高周波増幅器のインピーダンス調整方法。
【請求項７】
前記請求項１乃至４の何れかの高周波増幅器を含む構成を有することを特徴とする無線通信機器。
【請求項８】
前記請求項１乃至４の何れかの高周波増幅器を含む構成を有することを特徴とする無線ＬＡＮ送受信機。
【請求項９】
前記請求項１乃至４の何れかの高周波増幅器を含む構成を有することを特徴とする衛星放送送受信機。
【請求項１０】
前記請求項１乃至４の何れかの高周波増幅器を含む構成を有することを特徴とする携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号を増幅する高周波増幅器、その調整方法及び高周波増幅器を使用した機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの電波を用いる携帯電話機などの通信機器が普及し、この通信機器に内蔵する高周波増幅器では、回路中の信号伝送線路にはマイクロストリップライン、アンテナとの接続線路には同軸ケーブルなどの分布定数線路が用いられ、これら分布定数線路の特性インピーダンスは、一般に５０Ωに設定されている。ところが、高周波増幅器に適用するバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の増幅素子の入出力インピーダンスは一般に伝送線路の特性インピーダンスとは異なっているため、伝送路と増幅素子との間にコンデンサやインダクタを多段に接続したインピーダンス整合回路を設け、このインピーダンス整合回路でインピーダンス整合を行うようにしている。
従来の高周波増幅器としては、例えば第１の誘電体基板上の、マイクロ波入力導体とＦＥＴの入力整合／バイアス電圧供給導体との間、及びマイクロ波出力導体とＦＥＴの出力整合／ドレイン電圧供給導体との間を直流的に切り離し、この切り離した回路を第２，第３の誘電体基板上に設けた、整合用スタブを有する結合導体により、マイクロ波的に接続するようにしたマイクロ波増幅器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、スタブを形成するマイクロストリップライン上に部品を搭載するための部品パッドを設けるか、もしくは、部品が自在に任意に配置できように拡大した搭載領域を設け、部品パッドもしくは搭載領域にカップリング用のコンデンサを実装し、コンデンサの実装位置により開放スタブの電気的特性を調整し、基板製造時のバラツキを吸収することにより高周波信号の不要な周波数成分を効果的に除去するようにした高周波回路も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−４１６２０号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２０００−１８３６１０号公報（第１頁、図１，図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載された従来例にあっては、何れも整合用スタブの電気的特性を容易に調整したインピーダンス整合を行うことができるものであるが、このインピーダンス調整を行う際のインピーダンス測定については何ら規定されておらず、複数のインピーダンス整合素子を有する場合に、どのインピーダンス整合素子の定数を調整すればよいかを容易に特定することができず、試行錯誤を繰り返しながら各インピーダンス整合素子の特性を調整せざるを得ず、インピーダンス整合を行う調整時間が長くなるという未解決の課題がある。また、こうした構成では小型・軽量化・低コスト化が困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、インピーダンス整合を容易且つ正確に行うことができるうえ、小型・軽量化・低コスト化に適した高周波増幅器、その調整方法及び高周波増幅器を使用した機器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明は、高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器において、前記インピーダンス整合部は、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点にインピーダンス検出部位を形成したことを特徴としている。
【０００８】
この第１の発明では、インピーダンス整合部のコンデンサ等で構成される複数段のインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点にインピーダンス検出部位が形成されているので、このインピーダンス検出部位にインピーダンス測定用プローブを接触させることにより、この中間接続点でのインピーダンス整合素子のインピーダンスを測定することが可能となり、インピーダンス不整合部の特定を容易に行って、インピーダンス整合を容易且つ正確に行うことができる。
【０００９】
また、第２の発明は、高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器において、前記インピーダンス整合部は、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点と高周波信号入力端との間に、これらと並列に高周波信号入力部に設定された所定オームのストリップラインを選択的に接続可能に配設し、インピーダンス調整時に所定オームストリップラインを選択するようにことを特徴としている。
【００１０】
この第２の発明では、中間接続点と高周波信号入力端との間に、高周波入力部に設定されている所定オーム（例えば５０Ω）のストリップラインをインピーダンス整合素子と並列に配設したので、インピーダンス調整時に、ストリップラインを選択することにより、インピーダンスを測定するネットワークアナライザで電気長を調整して中間接続点を基準面とすることが可能となり、中間接続点のインピーダンスを測定することができ、この中間接続点のインピーダンスが設定インピーダンスとなるように中間接続点に接続されたインピーダンス整合素子を正確に調整することができる。
【００１１】
さらに、第３の発明は、第２の発明において、前記ストリップラインの選択は、チップジャンパ素子を使用して行うことを特徴としている。
この第３の技術手段では、インピーダンス調整時のストリップラインの選択を、チップジャンパ素子を使用して行うので、回路構成を簡略化することができる。
【００１２】
さらにまた、第４の発明は、第２の発明において、前記ストリップラインの選択は、その両端に接続した高周波スイッチを導通させることにより行うことを特徴としている。
この第４の発明では、ストリップラインの選択を、その両端に高周波スイッチが接続されているので、両高周波スイッチをオフ状態とすることにより、ストリップラインを高周波信号入力端及び中間接続点間から切り離し、オン状態とすることによりストリップラインを高周波信号入力端及び中間接続点間に接続することができ、ストリップラインの選択を電気的に容易に行うことができる。
【００１３】
なおさらに、第５の発明は、高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器のインピーダンス調整方法において、前記インピーダンス整合部のインピーダンス調整時に、複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点に形成したインピーダンス検出部位にインピーダンス測定用プローブを接触させてインピーダンスを測定しながらインピーダンス調整を行うことを特徴としている。
【００１４】
この第５の発明では、インピーダンス調整時に、インピーダンス整合素子の中間接続点に形成したインピーダンス検出部位にインピーダンス測定用プローブを接触させてネットワークアナライザでインピーダンスの測定を行いながらインピーダンス整合素子の調整を行うことにより、正確なインピーダンス整合を行うことができる。
【００１５】
また、第６の発明は、高周波信号を増幅する増幅素子と、該増幅素子の入力側及び出力側の少なくとも一方に設けられたインピーダンス整合素子を複数段に接続したインピーダンス整合部とを有する高周波増幅器のインピーダンス調整方法において、前記インピーダンス整合部における複数段に接続されたインピーダンス整合素子の少なくとも中間接続点と高周波信号入力端との間に、これらと並列に前記高周波信号入力部で設定された所定オームのストリップラインを選択的に接続可能に配設し、インピーダンス調整時に、前記ストリップラインを選択して、中間接続点のインピーダンスを測定しながらインピーダンス調整を行うことを特徴としている。
【００１６】
この第６の発明では、インピーダンス調整時に、インピーダンス素子間の中間接続点と高周波信号入力端との間にストリップラインを接続するので、ネットワークアナライザでインピーダンスを測定する際に、基準面を中間接続点とすることができ、この中間接続点でのインピーダンスを測定することが可能となり、中間接続点に接続されているインピーダンス整合素子の調整を容易且つ正確に行うことができる。
【００１７】
さらに、第７の発明は、前記第１乃至第４の発明の何れか発明における高周波増幅器を含んで無線通信機器を構成している。
この第７の発明では、無線通信機器を製作する際に、高周波増幅器のインピーダンス調整を容易且つ正確に行うことができる。
さらにまた、第８の発明は、前記第１乃至第４の発明の何れかにおける高周波増幅器を含んで無線ＬＡＮ送受信機を構成している。
この第８の発明では、無線ＬＡＮ送受信機を製作する際に、高周波増幅器のインピーダンス調整を容易且つ正確に行うことができる。
【００１８】
なおさらに、第９の発明は、前記１乃至４の発明の何れかにおける高周波増幅器を含んで衛星放送送受信機を構成している。
この第９の発明では、衛星方向送受信機を製作する際に、高周波増幅器のインピーダンス調整を容易且つ正確に行うことができる。
また、第１０の発明は、前記第１乃至４の発明の何れかにおける周波増幅器を含んで携帯電話機を構成している。
【００１９】
この第１０の発明では、携帯電話機を製作する際に、高周波増幅器のインピーダンス調整を容易且つ正確に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を例えば近距離による高周波増幅器の第１の実施形態を示す概略構成図であって、
高周波増幅器１は、誘電体基板２を有し、この誘電体基板２の左端側に高周波信号が入力される同軸ケーブルを接続する高周波入力コネクタ３が形成され、この高周波入力コネクタ３の外部導体３ｏが誘電体基板２の外周縁部に形成された接地電極４に接続され、中心導体３ｉに入力側インピーダンス整合回路５が接続され、この入力側インピーダンス整合回路５の出力側に電界効果トランジスタ６のゲート電極が接続されている。
【００２１】
入力側インピーダンス整合回路５は、高周波入力コネクタ３の中心導体３ｉに接続される入力側接続パッド１１と、この入力側接続パッド１１に対して電界効果トランジスタ６の方向に所定距離離間して配設された電界効果トランジスタ６のゲートに接続される出力側接続パッド１２と、この出力側接続パッド１２と接地電極４との間に接続されたインピーダンス整合素子としての並列コンデンサＣ１と、接続パッド１１及び１２間に接続されたインピーダンス整合素子としての直列コンデンサＣ２とで構成されている。
【００２２】
ここで、出力側接続パッド１２には、コンデンサＣ１，Ｃ２及び電界効果トランジスタ６のゲート電極を接続する長方形のパッド部１２ａと、この長方形部１２ａの後方側の左右中央位置から上方に突出形成されたインピーダンス検出部位としての測定プローブ用パッド部１２ｂとで平面から見て凸状に形成されている。
【００２３】
したがって、入力側インピーダンス整合回路５の等価回路は、図２に示すように、入力端子ｔｉと電界効果トランジスタ６のゲート電極との間に直列コンデンサＣ２が直列に介装され、この直列コンデンサＣ２と電界効果トランジスタ６のゲート電極との接続点と接地との間に並列コンデンサＣ１が接続された２段インピーダンス素子構成を有し、コンデンサＣ１及びＣ２の接続点即ち中間接続点Ａに測定プローブ用バッド部１２ｂが形成されている。
【００２４】
また、電界効果トランジスタ６は、そのソース電極が接地電極３に接続され、ドレイン電極が出力側インピーダンス整合回路７に接続されている。
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
上記構成を有する高周波増幅器１に対して、まずＣ２を未実装状態とし、次に測定プローブ用パッド部１２ｂと接地電極４とに夫々例えばリフレクトメータ法に基づいて測定動作を行うことが可能なネットワークアナライザ２０の２つの測定用プローブ２１，２２を接触させて、測定プローブ用パッド部１２ｂが基準面となるようにネットワークアナライザ２０の電気長調整機能を調整した後、インピーダンスを測定する。
【００２５】
ここで、ネットワークアナライザ２０は、測定プローブ用パッド部１２ｂと、接地電極４との何れか一方の測定用プローブを介してネットワークアナライザ２０に入り、再び一方の測定用プローブを介して測定位置に戻る反射信号と、測定位置から一方の測定用プローブを介してネットワークアナライザ２０に入り他方の測定用プローブを介して測定位置に至る通過信号と、他方の測定用プローブを介してネットワークアナライザ２０に入り、他方の測定用プローブを介して測定位置に戻る反射信号と、測定位置から他方の測定用プローブを介してネットワークアナライザ２０に入り一方の測定用プローブを介して測定位置に至る通過信号に関してのインピーダンスを測定可能に構成されている。
【００２６】
この状態で、並列コンデンサＣ１の定数又は装着位置を変更することにより、インピーダンス整合を行う。ここで、コンデンサＣ１の定数の変更は、実装したコンデンサ自体を交換するか、コンデンサを構成する電極幅を変更することにより行う。
このときのインピーダンス整合方法は、図３に示すスミスチャートを用いて説明する。このスミスチャートは、インピーダンスを円状にプロットしたものであり、中心点ｏが高周波増幅器の特性インピーダンスを表す５０Ω、右端がインピーダンス無限大、左端がインピーダンス０Ωを示し、上下方向はインピーダンスの虚数成分で＋−を表す。
【００２７】
この図３のスミスチャートにおいて、基点となるのが、電界効果トランジスタ６の入力インピーダンスを表すａ点にあるものとする。この状態で、並列コンデンサＣ１の容量を調整することにより、スミスチャート上の水平線上に中心を持ち、左端の点と移動元の点を通る等コンダクタンス円ＣＲ１上を時計方向に動く。このときの移動量は並列コンデンサＣ１の容量と信号周波数に依存する。
このため、並列コンデンサの容量を調整することにより、スミスチャート上で等コンダクタンス円ＣＲ１上を時計方向に移動させることにより、５０Ωの中心点及び右端を通る等レジスタンス円ＣＲ２との交点ｂを中心とする中間接続点のインピーダンス許容範囲を示す許容円ＣＲ３内にインピーダンス整合させる。
【００２８】
中間接続のインピーダンスが許容円ＣＲ３内に収まると、並列コンデンサＣ１の調整を終了させ、次に直列コンデンサＣ２を実装し、その定数又は装着位置を調整することにより、図３のスミスチャートで等レジスタンス円ＣＲ２上を反時計方向に移動させ、５０Ωを表す中心点ｏを中心とする所定半径（例えばＶＳＷＲ＝１．２）の許容円ＣＲ４内にインピーダンスが収まると、直列コンデンサＣ２の調整を終了して、インピーダンス整合を完了する。
【００２９】
このように、上記第１の実施形態によると、入力側インピーダンス整合回路５を構成する複数段のインピーダンス整合素子の中間接続点Ａに測定プローブ用パッド部１２ｂを形成するようにしたので、中間接続点Ａでのネットワークアナライザ２０によるインピーダンスの測定が可能となり、測定したインピーダンスに基づいて、インピーダンス整合素子の定数又は装着位置を調整することにより、中間接続点Ａでのインピーダンスを許容範囲内に迅速且つ正確に調整することができ、最終的な目標値となる５０Ωのインピーダンス整合を容易に行うことができる。
【００３０】
因みに、中間接続点に測定プローブ用パッド部１２ｂを形成しない場合には、中間接続点でのインピーダンス整合を行うことができないので、並列コンデンサＣ１及び直列コンデンサＣ２の定数又は装着位置をインピーダンス整合者の感を頼りに当てずっぽうで調整する外はなく、インピーダンス整合を完了するまでに、数十分乃至数時間も掛かることもあり、迅速且つ正確なインピーダンス整合を行うことができない。
【００３１】
しかしながら、本実施形態では、上述したように、中間接続点Ａで、インピーダンス測定が可能となることにより、インピーダンス整合を迅速且つ正確に行うことができる。
なお、上記第１の実施形態においては、インピーダンス整合素子を２段に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図４に等価回路で示すように、インピーダンス整合素子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を設けて、４段構成とした場合にも、インピーダンス整合素子の中間接続点に測定プローブ用パッド部１２ｂを形成することにより、各中間接続点毎にインピーダンス測定を行いながらインピーダンス整合素子を調整し、迅速且つ正確なインピーダンス整合を行うことができる。また、インピーダンス整合素子を４段構成とする場合に限らず任意段数構成とした場合でも、任意の中間接続点に測定プローブ用パッド部１２ｂを形成するようにすればよい。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態を図５〜図７について説明する。
この第２の実施形態では、誘電体基板２上に、直列コンデンサＣ２と並列に５０Ωストリップライン３１を配設し、これらを選択的に接続することが可能に構成したものである。
すなわち、図５に示すように、入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２に対して、電気的に分離して所定間隔を保って配設された接続用パッド３２，３３間に直列コンデンサＣ２を接続し、これらと平行に５０オームストリップライン３１を配設し、入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２と、接続用パッド３２，３３間又は入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２と５０オームストリップライン３１の両端との間を０Ωジャンパー線３４及び３５で選択的に接続するように構成されている。その他の構成は前述した第１の実施形態と同様の構成を有するので、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３３】
次に、上記第２の実施形態の動作を説明する。
この第２の実施形態では、インピーダンス整合を行う場合には、先ず、０Ωジャンパー線３４及び３５を、図５に示すように、５０Ωストリップライン３１の両端と入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２との間に装着して、５０Ωストリップライン３１を入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２間に接続する。
【００３４】
次いで、図６に示すように、ネットワークアナライザ２０に高周波増幅器１の高周波入力コネクタ３に接続可能な接続コネクタ２３を先端に装着した接続ケーブル２４を接続し、この接続ケーブル２４の接続コネクタ２３を高周波増幅器１の高周波入力コネクタ３に接続する。このとき、高周波増幅器１の入力コネクタ３に接続される入力側接続パッド１１と中間接続点となる出力側接続パッド１２との間が５０Ωストリップライン３１で接続されているので、ネットワークアナライザ２０の電気長調整機能を使用して、インピーダンス測定の基準面が出力側接続パッド１２の位置となるように設定することができる。
【００３５】
したがって、このように基準面を出力接続パッド１２の位置とした状態で、ネットワークアナライザ２０でインピーダンスの測定を開始し、スミスチャートを表示させる。このとき、中間接続点のインピーダンスが前述した図３における許容円ＣＲ３内に存在するか否かを判断し、許容円ＣＲ３からはずれている場合には、並列コンデンサＣ１の定数又は装着位置を調整することにより、インピーダンスを許容円ＣＲ３内となるように調整する。
【００３６】
この調整が終了すると、０Ωジャンパー線３４及び３５を５０Ωストリップライン３１の両端と入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２との間から取り外し、これに代えて図７に示すように、０Ωジャンパー線３４及び３５を接続用パッド３２及び３３と入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２との間に挿入して両者を接続する。この状態で、再度ネットワークアナライザ２０の電気長調整機能を調整してインピーダンス測定の基準面を入力コネクタ３の位置として、インピーダンスを測定してスミスチャートに表示させ、前述した図３に示すように、中心点ｏを中心とする所定半径の許容円ＣＲ４内に収まるよう直列コンデンサＣ２の定数又は装着位置を調整して、インピーダンス整合を完了する。なお、高周波増幅器１の製造時にも、０Ωジャンパー線３４及び３５を接続用パッド３２及び３３と入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２との間に挿入して、入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２間に直列コンデンサＣ２を接続した状態とする。
【００３７】
このように、上記第２の実施形態によると、直列コンデンサＣ２と並列に５０Ωストリップライン３１を配設し、直列コンデンサＣ２と５０Ωストリップライン３１とを０Ωジャンパー線３４，３５で選択可能とし、インピーダンス整合時に５０Ωストリップライン３１を選択して、この５０Ωストリップライン３１を介して入力側接続パッド１１と出力側接続パッド１２とを接続するようにしたので、ネットワークアナライザ２０の接続ケーブル２４に設けた接続コネクタ２３を高周波増幅器１の高周波入力コネクタ３に接続するだけで、ネットワークアナライザ２０の電気長調節機能を利用してインピーダンスを測定する基準面を中間接続点となる出力側接続パッド１２の位置に設定することができ、この出力側接続パッド１２の位置におけるインピーダンスを容易且つ正確に測定することが可能となり、インピーダンス整合で調整すべきインピーダンス整合素子を迅速に特定して調整することができる。
【００３８】
次に、本発明の第３の実施形態を図８について説明する。
この第３の実施形態では、前述した第２の実施形態における０Ωジャンパー線３４及び３５による５０Ωストリップライン３１及び直列コンデンサＣ２の選択に代えて電気的に選択するようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図８に示すように、入力側接続パッド１１と接続用パッド３２及び５０Ωストリップライン３１の左端との間がそれぞれ高周波スイッチ４１及び４３を介して接続され、同様に、出力側接続パッド１２と接続用パッド３３及び５０Ωストリップライン３１の右端との間がそれぞれ高周波スイッチ４２及び４４を介して接続されている。
【００３９】
各高周波スイッチ４１〜４４のそれぞれは、図９に示すように、ＰＩＮダイオードＤ１のアノードが直流阻止用コンデンサＣＳ１を介して入力端子ｔ１に接続され、ＰＩＮダイオードＤ１のカソードが直流阻止用コンデンサＣＳ２を介して出力端子ｔ２に接続され、ＰＩＮダイオードＤ１及び直流阻止用コンデンサＣＳ１の接続点がコイルＬ１を介して制御入力端子ｔ３に接続され、コイルＬ１及び制御入力端子ｔ３の接続点がコンデンサＣＳ３を介して接地され、さらにＰＩＮダイオードＤ１のカソード及び直流阻止用コンデンサＣＳ２の接続点がコイルＬ２を介して接地された構成を有する。
【００４０】
上記構成を有する高周波スイッチ４１〜４４は、制御入力端子ｔ３に順方向バイアス電圧を印加することにより、入力端子ｔ１及び出力端子ｔ２間が高周波的に数Ω以下の低抵抗（低インピーダンス）と等価になってオン状態となり、逆に制御入力端子ｔ３に逆方向バイアス電圧を印加することにより、入力端子ｔ１及び出力端子ｔ２間が高周波的に数ｐＦ〜０．数ｐＦ以下の小容量コンデンサ（高インピーダンス）と等価になってオフ状態となる。
【００４１】
次に、上記第３実施形態の動作を説明する。
この第３の実施形態でも、入力側インピーダンス整合回路５のインピーダンス整合時には、高周波スイッチ４１及び４２の制御入力端子ｔ３に逆方向バイアス電圧を印加することにより、これら高周波スイッチ４１及び４２をオフ状態として、入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２から直列コンデンサＣ２を切り離した状態とする。
【００４２】
一方、高周波スイッチ４３及び４４の制御入力端子ｔ３に順方向バイアス電圧を印加することにより、これら高周波スイッチ４３及び４４をオン状態として、入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２間に５０Ωストリップライン３１を接続した状態とする。
このため、前述した第２の実施形態と同様に、高周波増幅器１の高周波入力コネクタ３にネットワークアナライザ２０の接続ケーブル２４に設けた接続コネクタ２３を接続した状態で、インピーダンス測定の基準面を中間接続点となる出力側接続パッド１２位置に設定してからインピーダンス測定を行うことにより、中間接続点となる出力側接続パッド１２におけるインピーダンスを正確に測定することができ、並列コンデンサＣ１の定数又は装着位置の調整を行う必要があるか否かを判断することができると共に、調整を行う必要があるときにはスミスチャートを表示しながら並列コンデンサＣ１の定数又は装着位置を調整して中間接続点でのインピーダンスを許容円ＣＲ３内に収まるように調整することができる。
【００４３】
この並列コンデンサＣ１の調整が終了した後、高周波スイッチ４１及び４２の制御入力端子ｔ３に順方向バイアス電圧を印加することにより、これら高周波スイッチ４１及び４２をオン状態として入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２間に直列コンデンサＣ２を接続した状態とし、逆に高周波スイッチ４３及び４４の制御入力端子ｔ３に逆方向バイアス電圧を印加することにより、これら高周波スイッチ４３及び４４をオフ状態として入力側接続パッド１１及び出力側接続パッド１２間から５０Ωストリップライン３１を切り離す。
【００４４】
この状態で、ネットワークアナライザ２０の電気長調整機能を使用して、インピーダンス測定の基準面を高周波入力コネクタ３の位置に設定してインピーダンス測定を行うことにより、直列コンデンサＣ２の定数又は装着位置の調整を行う必要があるか否かを判断することができると共に、調整を行う必要があるときにはスミスチャートを表示しながら直列コンデンサＣ２の定数又は装着位置の調整を行うことができ、高周波コネクタ３の位置でのインピーダンスを許容円ＣＲ４内に収まるように調整することができる。
【００４５】
なお、上記第３の実施形態においては、高周波スイッチ４１〜４４としてＰＩＮダイオードＤ１を使用した構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＭＥＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用して構成することもでき、この場合には、ピンチオフ電圧よりも正方向に十分高いゲートソース間電圧を印加することにより低インピーダンスのオン状態とし、ピンチオフ電圧よりも負方向に十分大きなゲートソース間電圧を印加することにより高インピーダンスのオフ状態とすることができる。
【００４６】
また、上記第２及び第３の実施形態においては、インピーダンス整合素子が２段である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した第１の実施形態と同様に４段あるいはそれ以上の構成することができ、この場合には、インピーダンス測定を行いたい中間接続点の位置まで５０Ωストリップラインを並列に設け、高周波スイッチで切換えるようにすればよく、インピーダンス測定を行う中間接続点を複数設定する場合には、各中間接続点に対応する５０Ωストリップラインを個別に設け、これらを高周波スイッチで選択するようにすればよい。
【００４７】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、インピーダンス整合素子として並列コンデンサＣ１及び直列コンデンサＣ２を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、直列コンデンサ及び並列インダクタ、並列コンデンサ及び直列インダクタ、５０Ωストリップライン及び直列コンデンサ、５０Ωストリップライン及び直列インダクタの組み合わせを適用することができる。
【００４８】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、高周波増幅器１の特性インピーダンスが５０Ωである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の特性インピーダンスを有する高周波増幅器にも本発明を適用し得るものである。
さらにまた、上記第１〜第３の実施形態においては、入力側インピーダンス整合回路５に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、出力側インピーダンス整合回路７に本発明を適用するようにしてもよい。
【００４９】
次に、本発明の第４の実施形態を図１０について説明する。
この第４の実施形態は、本発明による高周波増幅器を携帯型無線通信機器としての無線ＬＡＮ装置に適用したものである。
すなわち、第４の実施形態では、図１０に示すように、送受信アンテナ５１が送受切換回路５２に接続され、この送受切換回路５２の受信側出力端子が受信回路５３に接続され、送信側入力端子が送信回路５４に接続されている。
【００５０】
受信回路５３は、送受切換回路５２から出力される受信信号が入力される前述した第１〜第３の実施形態の何れかの高周波増幅器１が適用されるローノイズアンプ（ＬＮＡ）５５と、このローノイズアンプ５５の増幅出力信号が入力されるバンドパスフィルタ５６と、このバンドパスフィルタ５６のフィルタ出力が入力されると共に、発振器５７から出力される局部発振信号が入力され、フィルタ出力をダウンコンバートして中間周波信号ＩＦに変換するミキサ５８と、このミキサ５８から出力される中間周波信号ＩＦが入力されるバンドパスフィルタ５９とを備えており、バンドパスフィルタ５９のフィルタ出力が受信データとしてベースバンド信号処理回路６０に入力される。
【００５１】
一方、送信回路５４は、ベースバンド信号処理回路６０から出力される送信信号が入力されると共に、前述した発振器５７から出力される局部発振信号が入力され、送信信号をアップコンバートして出力するミキサ６１と、このミキサ６１から出力される送信信号が入力されるバンドパスフィルタ６２と、このバンドパスフィルタ６２のフィルタ出力を増幅して送受切換回路５２に出力するパワーアンプ６３とを備えている。このパワーアンプ６３にも、前述した第１〜第３の実施形態の何れかの高周波増幅器を適用することができる。
【００５２】
この第４の実施形態では、ベースバンド信号処理回路６０で送信信号が存在しないときには、送受切換回路５２を受信回路５３側に切換えて受信状態となり、他のアクセスポイント等から送信された送信信号を送受信アンテナ５１で受信すると、これが送受切換回路５２を介してローノイズアンプ５５に供給して、このローノイズアンプ５５で増幅してからミキサ５８で中間周波信号にダウンコンバートし、バンドパスフィルタ５９でフィルタ処理した受信データをベースバンド信号処理回路６０に入力することにより、受信データ処理が行われる。
【００５３】
また、ベースバンド信号処理回路６０で他のアクセスポイント等に対する送信データが存在する場合には、送受切換回路５２を送信回路５４側に切換えて、送信データをミキサ６１に出力することにより、このミキサ６１でアップコンバートしてからバンドパスフィルタ６２でフィルタ処理し、最後にパワーアンプ６３で増幅して送受切換回路５２を介して送受信アンテナ５１に供給して、他のアクセスポイント等に送信する。
【００５４】
この無線ＬＡＮ装置でも、ローノイズアンプ５５やパワーアンプ６３を構成する高周波増幅器のインピーダンス整合が重要であり、この高周波増幅器が前述した第１〜第３の実施形態の何れかの増幅器が適用されていることにより、製造時のインピーダンス整合を容易且つ正確に行うことができる。また、装置の小型・軽量化・低コスト化に寄与する。
【００５５】
なお、上記第４の実施形態では、本発明を無線ＬＡＮ装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドを用いて周波数ホッピング方式で無線通信を行う近距離無線通信機器や、携帯電話機等の移動無線通信機器に適用することができる他、衛星放送送受信装置にも適用することができ、その他任意の通信機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における高周波増幅器の概略構成図である。
【図２】図１の等価回路図である。
【図３】第１の実施形態における動作の説明に供するスミスチャートを示す説明図である。
【図４】第１の実施形態の変形例を示す等価回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す高周波増幅器の概略構成図である。
【図６】高周波増幅器にネットワークアナライザを接続した測定状態を示す説明図である。
【図７】第２の実施形態におけるインピーダンス整合終了後の状態を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す高周波増幅器の概略構成図である。
【図９】第３の実施形態に適用し得る高周波スイッチの一例を示す回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…高周波増幅器、２…誘電体基板、３…高周波入力コネクタ、５…入力側インピーダンス整合回路、６…ＦＥＴ、７…出力側インピーダンス整合回路、１１…入力側接続パッド、１２…出力側接続パッド、１２ａ…バッド部、１２ｂ…測定プローブ用パッド部、２０…ネットワークアナライザ、２１，２２…測定用プローブ、２３…接続コネクタ、２４…接続ケーブル、３１…５０Ωストリップライン、３２，３３…接続用パッド、３４，３５…０Ωジャンパー線、４１〜４４…高周波スイッチ
【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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