(57)【要約】  【課題】  部品点数と実装工数を抑えながら所望の性能が得られるようにした増幅回路を提供すること。  【解決手段】  プッシュプル増幅器１の入力に接続した同軸線路１０を設け、その外部導体を入力端１０i で外部回路が搭載されている基板ＰＣB のグランドに接地すると共に、この同軸線路１０の出力端１０e から１／４波長の長さだけ入力端１０i 側に戻った点Ｇで、プッシュプル増幅器１が搭載されている基板ＰＣA のグランドに接地し、同軸線路１０の部分１０Ａでは不平衡高周波信号ＳU を伝送するためのジャンパ線の働きが得られ、部分１０Ｂでは、不平衡高周波信号ＳU を平衡高周波信号ＳB に変換するためのバルーン回路の働きが得られるようにしたもの。  【選択図】  図１
2005217612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プッシュプル増幅素子の入力に同軸線路を備えた増幅回路において、
前記同軸線路の信号入力端から前記プッシュプル増幅素子の入力に接続される出力端までの間に、前記同軸線路の外部導体に対する接地点を設け、
前記同軸線路の前記信号入力端から前記接地点の部分によりジャンパ線が形成され、
前記同軸線路の前記接地点から前記出力端までの部分によりバルーン回路が形成されるように構成したことを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
プッシュプル増幅素子の出力に同軸線路を備えた増幅回路において、
同軸線路の信号出力端から前記プッシュプル増幅素子の出力に接続されるまでに、前記同軸線路の外部導体に接地点を設け、
前記信号出力端から前記接地点までの部分によりジャンパ線が形成され、
前記同軸線路の前記接地点から前記プッシュプル増幅素子の出力端までの部分をバルーン回路が形成されるように構成したことを特徴とする増幅回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の増幅回路において、
前記バルーン部分かｎ／４倍になっていることを特徴とする増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プッシュプル増幅素子を不平衡入力で動作させるようにした増幅回路に係り、特に、回路基板形成による高周波増幅器として好適な増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波帯などの高周波信号を取扱う際には、通常、同軸線路(同軸ケーブル)などの不平衡伝送路が用いられる。そこで、このような高周波帯域の信号をプッシュプル増幅しようとした場合、一般には、バルーン(balun)回路を用い、信号を不平衡状態から平衡状態に変換してから増幅するようになっている。
【０００３】
ここで、このバルーン回路(バランと呼ばれることもある)とは、平衡−不平衡変換、又は不平衡−平衡変換を行なう一種のトランス(変換器)のことであるが、マイクロ波帯などの高周波信号の場合、長さが１／４波長(λ／４)の同軸線路で構成するのが一般的である(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
なお、このときの波長(λ)とは、扱う高周波信号の周波数の逆数で、従って、この信号の周波数をｆとすると、λ＝１／ｆとなる。
【０００５】
そこで、このような同軸線路によるバルーン回路を用いたプッシュプル増幅回路の従来技術について図４により説明すると、この図４において、１はプッシュプル増幅器で、２個の増幅素子、例えばＭＯＳＦＥＴなどの増幅素子１Ａ、１Ｂで構成され、図示してないが、所定の回路基板に搭載されている。
【０００６】
ここで、同軸線路２は、例えばマイクロ波帯の高周波信号など、このプッシュプル増幅器１で増幅すべき信号ＳU を、前段の回路基板など外部の回路装置から、このプッシュプル増幅器１が搭載されている回路基板に伝送してくるためのジャンパ線を表わしている。
【０００７】
そして、この同軸線路２は、図示のように、その外部導体が回路基板の共通電位にある導体(グランド点)に接続され、接地されているので、これにより供給されてきた高周波信号ＳU は、不平衡状態で同軸線路２の出力端２e に伝送されている。
【０００８】
そこで、この場合、同軸線路２の出力端２e とプッシュプル増幅器１の入力の間に別の同軸線路３を配設し、その外部導体を、入力端３i ではグランド点に接続して接地すると共に、出力端３e では接地電位から浮かせたままにしておく。
【０００９】
そして、この同軸線路３の長さを１／４波長にすると、この同軸線路３が不平衡状態の高周波信号ＳU に対してバルーン回路として働き、その出力端３e で、中心導体(芯線)と外部導体の間に、不平衡状態から平衡状態に変換された高周波信号ＳB を得ることができ、この結果、プッシュプル増幅器１と整合がとれ、正しく平衡状態で働かせることができる。
【００１０】
次に、図５は別の従来技術で、同じく同軸線路によるバルーン回路を用いたプッシュプル増幅回路の従来技術の一例であるが、ここでは、プッシュプル増幅器１の入力にバルーン回路として働く同軸線路３を備え、これに同軸線路２を介して高周波信号ＳU2 を供給するようにしたプッシュプル増幅回路において、ジャンパ線として働く同軸線路２が、別のプッシュプル増幅器４の出力に接続されている場合が示されている。
【００１１】
この場合、２個の増幅素子４Ａ、４Ｂで構成されているプッシュプル増幅器４の出力である高周波信号ＳB1 は平衡状態にあり、従って不平衡線路である同軸線路２と整合がとれない。
【００１２】
そこで、この図５の従来技術では、プッシュプル増幅器４の出力と同軸線路２の間にも長さが１／４波長の同軸線路５を配設し、この同軸線路５により平衡−不平衡変換器として働くバルーン回路が形成されるようにし、この同軸線路５の出力端５e に不平衡高周波信号ＳU1 が出力されるようにしたものである。
【００１３】
従って、この同軸線路５の出力から得られる不平衡高周波信号ＳU1 が、そのままジャンパ線として働く同軸線路２に入力され、この結果、その出力端２e から不平衡高周波信号ＳU が出力される。
【００１４】
そして、これが、不平衡−平衡変換器として働く同軸線路３に入力されることになり、この結果、図４の従来技術の場合と同じく、プッシュプル増幅器１の整合がとれ、正しく平衡状態で働かせることができることになる。
【特許文献１】特開２０００−２６９０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記従来技術は、バルーン回路用の同軸線路を予め独立した部品として用意しておく必要があり、このため、必要部品数と実装工数の増加に問題があった。
【００１６】
また、この結果、バルーン回路用同軸線路の長さを調整するのが困難で、出力と入力の正しい整合に基づく性能の発揮にも問題があった。
【００１７】
本発明の目的は、部品点数と実装工数を抑えながら所望の性能が得られるようにした増幅回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、プッシュプル増幅素子の入力に同軸線路を備えた増幅回路において、前記同軸線路の信号入力端から前記プッシュプル増幅素子の入力に接続される出力端までの間に、前記同軸線路の外部導体に対する接地点を設け、前記同軸線路の前記信号入力端から前記接地点の部分によりジャンパ線が形成され、前記同軸線路の前記接地点から前記出力端までの部分によりバルーン回路が形成されるようにして達成される。
【００１９】
また、上記目的は、プッシュプル増幅素子の出力に同軸線路を備えた増幅回路において、同軸線路の信号出力端から前記プッシュプル増幅素子の出力に接続されるまでに、前記同軸線路の外部導体に接地点を設け、前記信号出力端から前記接地点までの部分によりジャンパ線が形成され、前記同軸線路の前記接地点から前記プッシュプル増幅素子の出力端までの部分をバルーン回路が形成されるようにしても達成される。
【００２０】
このとき、前記バルーン部分が信号のｎ／４倍になっているようにしても上記目的が達成できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ジャンパ線用とバルーン回路用の同軸線路が共通化できるので、部品点数と実装工数が従来技術よりも少なくて済み、コスト削減が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、同軸線路のバルーン回路として働く部分の長さが実装時に調整できるので、出力と入力の正しい整合が得られ、初期の性能を確実に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による増幅回路について、図示の実施形態により詳細に説明する。
【００２４】
まず、図１は本発明の第１の実施形態で、この実施形態でも、図示のように、２個のＭＯＳＦＥＴなどの増幅素子１Ａ、１Ｂで構成されたプッシュプル増幅器１を備え、平衡状態の高周波信号ＳB を入力してプッシュプル増幅するものである点は、図４で説明した従来技術と同じである。
【００２５】
また、この図１の実施形態でも、プッシュプル増幅器１を備えた増幅回路は所定の回路基板に搭載されていて、例えばマイクロ波帯の信号など、このプッシュプル増幅器１で増幅すべき高周波信号は、外部の回路から不平衡状態の高周波信号ＳU として供給され、これが平衡状態の高周波信号ＳB に変換されてからプッシュプル増幅器１に入力されるようになっている点も、従来技術と同じである。
【００２６】
ここで、図１において、１０は同軸線路であるが、この実施形態の場合、この同軸線路１０によりジャンパ線としての働きとバルーン回路としての働きの双方が得られるように構成してあり、以下、この点について詳細に説明する。
【００２７】
始めに、プッシュプル増幅器１を備えた増幅回路が搭載されている回路基板を、図示のように基板ＰＣA とし、上記した外部の回路が搭載されている回路基板を、同じく図示のように基板ＰＣB とする。
【００２８】
そうすると、まず、同軸線路１０は、一方の端部、つまり基板ＰＣB に搭載されている回路の出力に接続されている方の端部を入力端１０i として、この入力端１０i において、その外部導体が基板ＰＣB の共通電位にある導体(グランド点)に接続され、接地されている。
【００２９】
そして、この同軸線路１０は、上記したように、その入力端１０i で外部導体が基板ＰＣB に接地された状態で基板ＰＣA にまでもたらされた後、その他方の端部を出力端１０e として、ここで、中心導体と外部導体が夫々プッシュプル増幅器１の入力に接続されている。
【００３０】
このとき、同軸線路１０は、入力端１０i で外部導体が基板ＰＣB に接地されてからは、接地から外部導体が浮いたままで基板ＰＣA まで延長され、プッシュプル増幅器１の入力に接続されるが、このとき、プッシュプル増幅器１の入力からの距離が１／４波長の位置にある点Ｇを接地点とし、ここで外部導体が、基板ＰＣA の共通電位にある導体に接続され、接地されるようにしてある。
【００３１】
この結果、まず、同軸線路１０の入力端１０i から点Ｇまでの部分、すなわち部分１０Ａは、入力端１０i と点Ｇの双方が接地されていることから、基板ＰＣB から基板ＰＣA まで不平衡状態の高周波信号ＳU を伝送するためのジャンパ線として働く。
【００３２】
次に、同軸線路１０の点Ｇから出力端１０e までの部分、すなわち部分１０Ｂは、接地された点Ｐに対して出力端１０e が接地から浮かされているため、その出力端１０e で、中心導体と外部導体の間に、不平衡状態の高周波信号ＳU から、平衡状態に変換された高周波信号ＳB を得るためのバルーン回路として働く。
【００３３】
そうすると、この図１の実施形態によれば、同軸線路１０により、ジャンパ線とバルーン回路の双方の働きが得られ、不平衡高周波信号ＳU の外部回路からの伝送と、伝送された不平衡高周波信号ＳU を平衡状態に変換して高周波信号ＳB を得ることができ、この結果、プッシュプル増幅器１と整合がとれ、正しく平衡状態で働かせることができる。
【００３４】
従って、この図１の実施形態によれば、不平衡高周波信号ＳU を外部回路から供給するというジャンパ線の働きと、伝送された不平衡高周波信号ＳU を平衡高周波信号ＳB に変換するというバルーン回路の働きの双方が、１本の同軸線路１０だけで得ることができ、この結果、入力信号とプッシュプル増幅器１の整合が簡単な構成で正しくとれ、平衡状態のもとで増幅が可能な増幅回路を容易に得ることができる。
【００３５】
また、この図１の実施形態によれば、従来技術のように、ジャンパ線用とバルーン回路用に別個の同軸線路を設ける必要がないので、部品点数と実装工数が削減され、コストを低減させることができる。
【００３６】
ところで、この図１の実施形態の場合、同軸線路１０のバルーン回路として働く部分１０Ｂの長さは、この同軸線路１０の全体の長さとは関係無く、その外部導体が接地される点Ｇの、同軸線路１０の長さ方向での位置で決まる。
【００３７】
そして、この点Ｇの位置は、要するに、同軸線路１０の外部導体の何処を基板ＰＣA のグランドに接続したかで決まるに過ぎないので、同軸線路１０を基板ＰＣA に実装したとき、或いは実装した後でも、簡単に位置決めすることができる。具体的にいえば、同軸線路１１の外部導体の何処からアースに接続するが、導線をハンダ付けする際に決めるだけで済む。
【００３８】
従って、この実施形態によれば、バルーン回路用としての同軸線路の長さの調整が容易で、必要に応じて簡単に微調整することができ、この結果、出力と入力の正しい整合のもとで、初期の性能を確実に発揮させることができる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態について説明すると、ここで図２は、本発明の第２の実施形態で、これは、図５で説明した従来技術に本発明を適用したものに相当する。
【００４０】
そこで、この図２の実施形態の場合、外部回路の基板ＰＣB からプッシュプル増幅器１を備えた増幅回路が搭載されている基板ＰＣA の間が１本の同軸線路２０で接続されていることになる。
【００４１】
そして、この同軸線路２０は、一方では、点ＧＢで基板ＰＣB のグランドに接続し、他方では点ＧＡで基板ＰＣA のグランドに接続し、これにより部分２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの３部分に区画されているが、このとき、同軸線路２０の長さ方向で、入力端２０i と出力端２０e からの各点ＧＡ、ＧＢの位置が、図示のように、各々１／４波長になるようにしてある。
【００４２】
この結果、まず、部分２０Ａにより、基板ＰＣB 側でのバルーン回路となる部分が形成され、次に、部分２０Ｂにより、基板ＰＣB からプッシュプル増幅器１を備えた増幅回路が搭載されている基板ＰＣA に不平衡高周波信号ＳU1(図示してない)を伝送するジャンパ線となる部分が形成され、それに、部分２０Ｃにより、基板ＰＣA 側でのバルーン回路となる部分が形成されることになる。
【００４３】
従って、この図２の実施形態によれば、外部回路における平衡高周波信号ＳB1 を不平衡高周波信号ＳU1(図示してない)に変換するという平衡−不平衡変換器として働くバルーン回路と、この不平衡高周波信号ＳU1を外部回路が搭載された基板ＰＣB からプッシュプル増幅器１を備えた増幅回路が搭載されている基板ＰＣA に不平衡高周波信号ＳU として供給するというジャンパ線の働きと、伝送された不平衡高周波信号ＳU を平衡高周波信号ＳB に変換するというバルーン回路の働きの３種の働きが、１本の同軸線路２０だけで得ることができる。
【００４４】
そして、この結果、この図２の実施形態でも、入力信号とプッシュプル増幅器１の整合が簡単な構成で正しくとれ、平衡状態のもとで増幅が可能な増幅回路を容易に得ることができる。
【００４５】
また、この図２の実施形態によっても、従来技術のように、ジャンパ線用とバルーン回路用に別個の同軸線路を設ける必要がないので、部品点数と実装工数の削減が得られ、コストを低減させることができる。
【００４６】
更に、この図２の実施形態の場合も、同軸線路２０のバルーン回路として働く部分２０Ａ、２０Ｃの長さは、この同軸線路２０の全体の長さとは関係無く、その外部導体が接地される点ＧＡ、ＧＢの同軸線路２０の長さ方向での位置で決まるので、バルーン回路用としての同軸線路の長さの調整が容易で、必要に応じて簡単に微調整することができ、この結果、出力と入力の正しい整合のもとで、初期の性能を確実に発揮させることができる。
【００４７】
次に、図３は、本発明の第３の実施形態で、これは、不平衡高周波信号を平衡高周波信号に変換し、プッシュプル増幅器で増幅した後、再び不平衡高周波信号に戻して出力するようにした増幅回路に本発明を適用した場合の一実施形態である。
【００４８】
そして、このため、この実施形態では、図３に示すように、プッシュプル増幅器１の出力に同軸線路３０を設け、その入力端では外部導体を接地から浮かしたままにし、ここから１／４波長離れた点ＧＣで、外部導体を基板ＰＣA のグランドに接続し、接地したものであり、その他の構成は、図１の実施形態と同じである。
【００４９】
この場合、同軸線路３０の部分３０Ａは、その入力端３０i から接地された点ＧＣまでの長さが１／４波長になっているので、平衡−不平衡変換のバルーン回路として働き、プッシュプル増幅器１で増幅された平衡高周波信号ＡＳB を不平衡高周波信号ＡＳU に変換し、点ＧＣで同軸線路３０の次の部分３０Ｂに供給する。
【００５０】
そして、この同軸線路３０の次の部分３０Ｂは、その出力端３０e が基板ＰＣA のグランドに接続され、接地されているので、単なるジャンパ線として働き、この結果、この出力端３０e からプッシュプル増幅器１で増幅された信号を不平衡高周波信号ＡＳU として取出すことができる。
【００５１】
従って、この図３の実施形態は、プッシュプル増幅された出力を不平衡高周波信号ＡＳU として取出す必要がある場合に有用で、このときも平衡−不平衡変換のバルーン回路とジャンパ線が１本の同軸線路３０で構成できるので、上記した図１の実施形態と同じく、部品点数と実装工数が削減され、コストを低減させることができ、且つ、バルーン回路用としての同軸線路の長さの調整が容易で、必要に応じて簡単に微調整することができ、この結果、出力と入力の正しい整合のもとで、初期の性能を確実に発揮させることができる。
【００５２】
ところで、この図３の実施形態の場合、プッシュプル増幅器１の入力側にあるバルーン回路用の同軸線路１０の部分１０Ｂと、プッシュプル増幅器１の出力側にあるバルーン回路用の同軸線路３０の部分３０Ａの長さは、必ずしも１／４波長である必要はない。
【００５３】
つまり、通常、プッシュプル増幅器１の入力と出力で高周波信号の位相は変化しない。従って、この図３の実施形態の場合、出力側のバルーン回路では、入力側のバルーン回路で高周波信号が受けた位相変移と同じ位相分だけ戻してやれば、出力側の不平衡高周波信号ＡＳU の位相を入力側での不平衡高周波信号ＳU の位相と同じにできるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による増幅回路の第１の実施形態を示すブロック構成による回路図である。
【図２】本発明による増幅回路の第２の実施形態を示すブロック構成による回路図である。
【図３】本発明による増幅回路の第３の実施形態を示すブロック構成による回路図である。
【図４】従来技術による増幅回路の一例を示すブロック構成による回路図である。
【図５】従来技術による増幅回路の他の一例を示すブロックによる回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：プッシュプル増幅器
１Ａ、１Ｂ：ＭＯＳＦＥＴなどの増幅素子
４：プッシュプル増幅器
４Ａ、４Ｂ：ＭＯＳＦＥＴなどの増幅素子
１０、２０、３０：同軸線路(同軸ケーブル)
【図１】
2005217612.tif 000003
【図２】
2005217612.tif 000004
【図３】
2005217612.tif 000005
【図４】
2005217612.tif 000006
【図５】
2005217612.tif 000007