Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2007150377A - Distributor, combiner and power amplifier using them - Google Patents

Distributor, combiner and power amplifier using them Download PDF

Info

Publication number
JP2007150377A
JP2007150377A JP2005337975A JP2005337975A JP2007150377A JP 2007150377 A JP2007150377 A JP 2007150377A JP 2005337975 A JP2005337975 A JP 2005337975A JP 2005337975 A JP2005337975 A JP 2005337975A JP 2007150377 A JP2007150377 A JP 2007150377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distributor
terminals
output
power
combiner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005337975A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4774949B2 (en
Inventor
Sumitaka Otake
純貴 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2005337975A priority Critical patent/JP4774949B2/en
Publication of JP2007150377A publication Critical patent/JP2007150377A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4774949B2 publication Critical patent/JP4774949B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent production of short-circuit point inside the distributor/combiner even when output and input terminals of the distributor and the combiner are opened by removing the power amplifiers when the distributor distributes power to be amplified, the distributed powers are amplified in parallel, and the combiner combines the amplified powers. <P>SOLUTION: When the power amplifier 130 is removed from the distributor, terminals 19, 20 of the distributor are opened and total reflection occurs. The reflected power is entirely absorbed by a termination resistor 11, and a strip line 14 is terminated by the resistor 11. Terminals 32, 33 of the combiner 120 are opened and power sneaked from a strip line 40 is reflected in the terminals 32, 33, but the reflected power is absorbed by a termination resistor 38 and the strip line 40 is terminated by the resistor 38. Even when the power amplifier is removed, the output and input terminals of the distributor and the combiner can be terminated so as to prevent the other terminals of the distributor and the combiner from being opened, resulting in that the high frequency power amplifier can continue its output. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は分配器及び合成器並びにそれらを用いた電力増幅装置に関し、特に高周波電力を複数の並列接続された電力増幅器に分配して並列増幅した後に、合成するための分配器及び合成器並びにそれらを用いた電力増幅装置に関するものである。   The present invention relates to a distributor, a combiner, and a power amplifying device using the same, and more particularly, a distributor and a combiner for combining high-frequency power after being distributed and amplified in parallel to a plurality of power amplifiers connected in parallel, and the same The present invention relates to a power amplifying device using the.

VHF帯域やUHF帯域におけるテレビジョン送信機やFM送信機などの高周波電力部では、複数の電力増幅器を並列に配置して、増幅すべき電力をこれら並列の電力増幅器へ分配して供給し、これら複数の電力増幅器の増幅出力を合成することが行われる。この種の電力増幅システムの構成を図5に示している。   In high frequency power units such as television transmitters and FM transmitters in the VHF band and UHF band, a plurality of power amplifiers are arranged in parallel, and the power to be amplified is distributed and supplied to these parallel power amplifiers. Combining the amplified outputs of a plurality of power amplifiers is performed. The configuration of this type of power amplification system is shown in FIG.

図5において、分配器180はストリップライン83〜85により構成されており、これらストリップラインは入力された信号の波長の1/4の電気長を有するインピーダンス変換器であり、入力端子INに入力された信号を、端子87及び88へ2等分配する機能を有する。   In FIG. 5, the distributor 180 is composed of strip lines 83 to 85. These strip lines are impedance converters having an electrical length of ¼ of the wavelength of the input signal, and are input to the input terminal IN. The signal is equally distributed to the terminals 87 and 88.

また、合成器200はストリップライン94〜96により構成されており、これらストリップラインは入力された信号の波長の1/4の電気長を有するインピーダンス変換器であり、端子92及び93に入力された信号を,出力端子OUTに合成して出力する合成機能を有する。この分配器180と合成器200との間には、並列に配置された電力増幅器が設けられるが、図では、単に1つの電力増幅器190のみを示しているものとする。   The synthesizer 200 is composed of strip lines 94 to 96. These strip lines are impedance converters having an electrical length of ¼ of the wavelength of the input signal, and are input to terminals 92 and 93. It has a synthesizing function for synthesizing and outputting signals to the output terminal OUT. A power amplifier arranged in parallel is provided between the distributor 180 and the combiner 200. In the figure, only one power amplifier 190 is shown.

図5のように、分配器180の端子88が開放になっている場合、ストリップライン85によりインピーダンス変換され、接点86のインピーダンスは0Ω、つまり短絡状態となる。分配器180の入力端子INを外から見込んだインピーダンスは、接点86が0Ωになると、ストリップライン83により変換されインピーダンスは無限大に見える。   As shown in FIG. 5, when the terminal 88 of the distributor 180 is open, the impedance is converted by the strip line 85, and the impedance of the contact 86 is 0Ω, that is, a short circuit state. The impedance viewed from the outside of the input terminal IN of the distributor 180 is converted by the strip line 83 when the contact 86 becomes 0Ω, and the impedance looks infinite.

同様に、分配器180の端子87を外から見込んだインピーダンスは、接点86が0Ωになると、ストリップライン84によりインピーダンス変換されて無限大に見える。こうして、分配器180の入力端子INと端子87もインピーダンスが無限大となって信号を入力及び分配出力できなくなり、分配器としての機能を果たせなくなる。   Similarly, the impedance viewed from the outside of the terminal 87 of the distributor 180 is converted to impedance by the strip line 84 and appears infinite when the contact 86 becomes 0Ω. Thus, the input terminal IN and the terminal 87 of the distributor 180 have an infinite impedance, so that signals cannot be input and distributed and cannot function as a distributor.

また、図5のように、合成器200の端子93が開放になっている場合、ストリップライン95によりインピーダンス変換され、接点97のインピーダンスは0Ω、つまり短絡状態となる。合成器200の端子92を外から見込んだインピーダンスは、接点97が0Ωになると、ストリップライン94によりインピーダンス変換されて無限大になる。   Further, as shown in FIG. 5, when the terminal 93 of the synthesizer 200 is open, impedance is converted by the strip line 95, and the impedance of the contact 97 becomes 0Ω, that is, a short circuit state. When the contact 97 becomes 0Ω, the impedance of the synthesizer 200 as viewed from the terminal 92 is converted into an impedance by the stripline 94 and becomes infinite.

同様に、合成器200の出力端子OUTを外から見込んだインピーダンスは、接点97が0Ωになると、ストリップライン96によりインピーダンス変換されて無限大になる。こうして、合成器200の端子92と出力端子OUTもインピーダンスが無限大になって、信号を入力も出力もできなくなってしまい、送信が停止してしまう欠点がある。また、端子92のインピーダンスが無限大になると、端子92で全反射した信号が電力増幅器190に戻り電力増幅部90を破損する可能性がある。   Similarly, the impedance viewed from the outside of the output terminal OUT of the synthesizer 200 becomes infinite by impedance conversion by the strip line 96 when the contact 97 becomes 0Ω. In this way, the impedance of the terminal 92 and the output terminal OUT of the synthesizer 200 becomes infinite, which makes it impossible to input and output signals, and there is a disadvantage that transmission stops. Further, when the impedance of the terminal 92 becomes infinite, the signal totally reflected at the terminal 92 may return to the power amplifier 190 and damage the power amplification unit 90.

図6は、他の電力増幅装置の構成を示す図であり、本例では、図5の分配器180にストリップライン98及び99をそれぞれ追加し、また、合成器200にストリップライン101及び102をそれぞれ追加した構成である。図5の構成における端子のインピーダンスが無限大になる問題を部分的に解消したものである。   FIG. 6 is a diagram showing the configuration of another power amplifying apparatus. In this example, strip lines 98 and 99 are added to the distributor 180 of FIG. 5, and strip lines 101 and 102 are added to the combiner 200. Each is an added configuration. The problem that the impedance of the terminal in the configuration of FIG. 5 becomes infinite is partially solved.

これらストリップライン98,99,101,102は50Ωのストリップラインであり、信号の波長の1/4の電気長を有する。この構成では、端子88が開放になっている場合、ストリップライン99でインピーダンス変換されるために接点105のインピーダンスは0Ωとなる。接点86からストリップライン85を見込んだインピーダンスは、接点105の0Ωがストリップライン85でインピーダンス変換されるため無限大に見える。   These strip lines 98, 99, 101, 102 are 50Ω strip lines and have an electrical length of ¼ of the signal wavelength. In this configuration, when the terminal 88 is open, the impedance of the contact 105 is 0Ω because impedance is converted by the strip line 99. The impedance when the strip line 85 is seen from the contact 86 looks infinite because 0Ω of the contact 105 is impedance-converted by the strip line 85.

つまり、図5のように接点86が0Ωにならないため、入力端子INや端子87のインピーダンスは無限大にならない。同様に、端子93が開放になっていても,接点97からストリップライン95を見込んだインピーダンスは無限大に見えるため、図5のように接点97が0Ωにならず、端子92や出力端子OUTのインピーダンスは無限大にならない。   That is, as shown in FIG. 5, since the contact 86 does not become 0Ω, the impedance of the input terminal IN and the terminal 87 does not become infinite. Similarly, even if the terminal 93 is open, the impedance when the strip line 95 is seen from the contact 97 looks infinite, so that the contact 97 does not become 0Ω as shown in FIG. 5, and the terminal 92 and the output terminal OUT are not connected. Impedance does not become infinite.

このように、分配器の端子の一つもしくは合成器の端子の一つが開放になっても、他の端子のインピーダンスが無限大になる点は解消されている。しかし、信号の波長によっては、ストリップライン85とストリップライン99のインピーダンス変換で接点86が非常に低いインピーダンスになり、入力端子INや端子87が非常に高いインピーダンスとなる場合がある。その場合、分配器180の各端子で反射が起きるため分配器としての機能を果たすことができない。   Thus, even if one of the terminals of the distributor or one of the terminals of the combiner is opened, the point that the impedance of the other terminals becomes infinite is eliminated. However, depending on the wavelength of the signal, the impedance conversion between the strip line 85 and the strip line 99 may cause the contact 86 to have a very low impedance, and the input terminal IN and the terminal 87 may have a very high impedance. In that case, since reflection occurs at each terminal of the distributor 180, the function as a distributor cannot be achieved.

同様に、合成器200の端子93が開放になると、信号の波長によっては接点97が非常に低いインピーダンスとなり、端子92や出力端子OUTが非常に高いインピーダンスになる場合がある。その場合、合成器200の各端子で反射が起きるため合成器としての機能を果たすことができなくなる。以上のように、図6に示した構成では、ある周波数においては、図5の問題を回避できるが、別の周波数では反射を起こす場合があり、広帯域化が不可能である。   Similarly, when the terminal 93 of the synthesizer 200 is opened, depending on the signal wavelength, the contact 97 may have a very low impedance, and the terminal 92 and the output terminal OUT may have a very high impedance. In that case, since reflection occurs at each terminal of the combiner 200, the function as a combiner cannot be achieved. As described above, with the configuration shown in FIG. 6, the problem of FIG. 5 can be avoided at a certain frequency, but reflection may occur at another frequency, and a wide band cannot be achieved.

図7は分配器180と合成器200とに,それぞれウィルキンソン型分配器とウィルキンソン型合成器とを使用した構成であり、図5と同等部分は同一符号により示す。この図7の構成では、図5の構成における端子のインピーダンスが無限大になる問題は、吸収抵抗121及び吸収抵抗123によって解消されている。しかし、広帯域化するためにインピーダンス変換器の段数を増やすと、各段に応じた様々な値の吸収抵抗が必要になるために、この構成では高コストになる。   FIG. 7 shows a configuration in which a Wilkinson distributor and a Wilkinson combiner are used for the distributor 180 and the combiner 200, respectively, and the same parts as those in FIG. In the configuration of FIG. 7, the problem that the terminal impedance in the configuration of FIG. 5 becomes infinite is solved by the absorption resistor 121 and the absorption resistor 123. However, if the number of stages of impedance converters is increased in order to increase the bandwidth, various values of absorption resistors corresponding to the respective stages are required, and this configuration is expensive.

なお、電力分配合成器として、方向性結合器を用いた技術は、特許文献1,2に開示されている。
特開2001−267862号公報 特開2005−236449号公報
Note that techniques using a directional coupler as a power distribution combiner are disclosed in Patent Documents 1 and 2.
JP 2001-267862 A JP 2005-236449 A

このように、電力増幅装置に用いられる分配器または合成器としては、ストリップラインによるインピーダンス変換器を複数接続した構成や、ウィルキンソン型分配器・合成器が一般的である。しかしながら、これらの分配器・合成器においては、上述したような課題がある。   As described above, as a divider or synthesizer used in the power amplifying apparatus, a configuration in which a plurality of impedance converters by strip lines are connected, or a Wilkinson divider / synthesizer is generally used. However, these distributors / combiners have the problems described above.

すなわち、インピーダンス変換器による分配器・合成器は、分配器の出力端子や合成器の入力端子が開放になったとき、内部で短絡点が発生するため、分配や合成ができなくなり電力増幅装置の出力が停止してしまう。また、ウィルキンソン型分配器・合成器では、この点は解消されているものの、インピーダンス変換器を多段接続して広帯域化するためには、様々な定数の吸収抵抗が必要であり、結果的にコストが高くなってしまう。   In other words, the divider / synthesizer based on the impedance converter causes a short-circuit point inside when the output terminal of the divider or the input terminal of the synthesizer is opened. Output stops. In addition, in the Wilkinson divider / combiner, this point has been eliminated, but in order to increase the bandwidth by connecting the impedance converter in multiple stages, various constant absorption resistors are required, resulting in a cost reduction. Becomes higher.

本発明の目的は、電力増幅器を外して分配器の出力端子や合成器の入力端子が開放になった場合にも、分配・合成器の内部に短絡点が発生するのを回避し、かつ広帯域化を安価に実現できる電力分配器及び電力合成器並びにそれらを用いた増幅装置を提供することである。   An object of the present invention is to avoid the occurrence of a short-circuit point in the distributor / synthesizer even when the output terminal of the distributor and the input terminal of the combiner are opened after removing the power amplifier, and It is to provide a power distributor and a power combiner that can be realized at low cost, and an amplifying device using them.

本発明による分配器は、ストリップラインを用いて増幅すべき電力を複数に分配する分配器であって、前記ストリップラインによる各分配出力を一入力とし、他入力には終端抵抗を有する方向性結合器を含み、前記方向性結合器を介して各分配出力を導出するようにしたことを特徴とする。   A distributor according to the present invention is a distributor that distributes power to be amplified using a strip line into a plurality of parts, each distribution output by the strip line being one input, and a directional coupling having a terminating resistor at the other input Each distribution output is derived via the directional coupler.

本発明による合成器は、並列に増幅された複数の増幅電力をストリップラインを用いて合成する合成器であって、前記複数の増幅電力の各々を入力とし、一出力に前記ストリップラインが接続され、他出力には終端抵抗が接続された方向性結合器を含むことを特徴とする。   A synthesizer according to the present invention is a synthesizer that synthesizes a plurality of amplified powers amplified in parallel using a strip line, and each of the plurality of amplified powers is input, and the strip line is connected to one output. The other output includes a directional coupler to which a terminating resistor is connected.

本発明による電力増幅装置は、
増幅すべき電力を複数に分配するストリップラインと、前記ストリップラインによる各分配出力を一入力とし、他入力には終端抵抗を有する方向性結合器とを有し、前記方向性結合器をそれぞれ介して各分配出力を導出するようにした分配器と、
前記方向性結合器の各々の二出力を入力とする方向性結合器と、これら方向結合器の出力をそれぞれ増幅する電力増幅部と、これらの電力増幅部の出力をそれぞれ入力とする方向性結合器とを有する電力増幅器と、
を含むことを特徴とする。
The power amplifier according to the present invention is
A strip line for distributing the power to be amplified to a plurality of parts, and each distribution output by the strip line as one input, and a directional coupler having a terminating resistor at the other input, each via the directional coupler. And a distributor for deriving each distribution output,
Directional couplers that receive the two outputs of each of the directional couplers, a power amplifier that amplifies the outputs of these directional couplers, and directional coupling that receives the outputs of these power amplifiers, respectively. A power amplifier comprising:
It is characterized by including.

本発明による電力増幅装置は、更に、前記電力増幅部の出力をそれぞれ入力とする方向性結合器の出力をそれぞれ入力とする方向結合器と、これら方向性結合器の各一出力を入力として合成するストリップラインと、前記方向性結合器の各他出力に接続された終端抵抗とを有する合成器とを含むことを特徴とする。   The power amplifying device according to the present invention further includes a directional coupler that receives the output of the directional coupler that receives the output of the power amplifying unit as an input, and a synthesizer that receives each output of the directional coupler as an input. And a combiner having a termination resistor connected to each other output of the directional coupler.

本発明によれば、以下に記載するような効果を奏する。すなわち、その第一の効果は、電力増幅装置から一部の電力増幅器を外しても、分配器の出力端子が終端されて短絡点が発生しないため、分配器としての性能を維持し送信を継続できることである。   According to the present invention, the following effects can be obtained. That is, the first effect is that even if some power amplifiers are removed from the power amplifying device, the output terminal of the distributor is terminated and no short circuit occurs, so that the performance as a distributor is maintained and transmission is continued. It can be done.

また、第二の効果は、電力増幅装置から一部の電力増幅器を外しても、合成器の入力端子が終端されて短絡点が発生しないため、送信を継続できることである。更に、第三の効果は、終端抵抗として一般的な50Ωの抵抗値を持つもののみを使用するために、広帯域化を安価に実現できることである。   The second effect is that even if some power amplifiers are removed from the power amplifying apparatus, the input terminal of the combiner is terminated and no short-circuit point occurs, so that transmission can be continued. Furthermore, the third effect is that since only a terminal resistor having a general resistance value of 50Ω is used as a termination resistor, a wide band can be realized at a low cost.

本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態を示す図である。図1においては、電力増幅器を2個並列動作させて高出力を得る電力増幅装置が示されている。図1を参照すると、分配器100は入力端子INに入力された信号を4分配して、端子17,18と端子19,20に、それぞれ出力する。電力増幅器110及び電力増幅器130は分配器100で分配されて端子21,22と端子42,43にそれぞれ入力された信号を増幅し、端子28,29と端子49,50にそれぞれ出力する。合成器120は電力増幅器110と電力増幅器130とにより増幅されて端子30,31と端子32,33に入力された信号をそれぞれ合成し、出力端子OUTに出力する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a power amplifying apparatus that obtains a high output by operating two power amplifiers in parallel. Referring to FIG. 1, the distributor 100 divides the signal input to the input terminal IN into four and outputs them to the terminals 17 and 18 and the terminals 19 and 20, respectively. The power amplifier 110 and the power amplifier 130 amplify the signals distributed by the distributor 100 and input to the terminals 21 and 22 and the terminals 42 and 43, respectively, and output the amplified signals to the terminals 28 and 29 and the terminals 49 and 50, respectively. The combiner 120 combines the signals amplified by the power amplifier 110 and the power amplifier 130 and input to the terminals 30 and 31 and the terminals 32 and 33, respectively, and outputs the combined signals to the output terminal OUT.

次に、分配器100の詳細な構成を、図1を参照して説明する。分配器100は入力端子INに入力される信号の波長の1/4の電気長を有するストリップライン12〜14と、結合度3dBの方向性結合器15,16と、50Ωの終端抵抗10,11とにより構成されており、入力端子INに入力された信号が端子17,18と端子19,20に4分配されて出力される。   Next, a detailed configuration of the distributor 100 will be described with reference to FIG. The distributor 100 includes strip lines 12 to 14 each having an electrical length of ¼ of the wavelength of a signal input to the input terminal IN, directional couplers 15 and 16 having a coupling degree of 3 dB, and 50Ω termination resistors 10 and 11. The signal input to the input terminal IN is distributed to the terminals 17 and 18 and the terminals 19 and 20 and output.

分配器100のストリップライン12〜14はインピーダンス変換を利用した分配器を構成しており、入力端子INに入力された信号を方向性結合器15,16に2等分配する。出力端子である端子17,18と端子19,20には、それぞれ方向性結合器の互いにアイソレーション端子の関係にあるそれぞれ2つの端子21,22と端子42,43が接続されており、端子21と22の位相差が90度であり、また端子42,43の位相差が90度である。   The strip lines 12 to 14 of the distributor 100 constitute a distributor using impedance conversion, and equally distribute the signal input to the input terminal IN to the directional couplers 15 and 16. The two terminals 21 and 22 and the terminals 42 and 43 that are in the relationship of the isolation terminals of the directional coupler are connected to the terminals 17 and 18 and the terminals 19 and 20 that are output terminals, respectively. And 22 have a phase difference of 90 degrees, and terminals 42 and 43 have a phase difference of 90 degrees.

次に、電力増幅器100及び130の詳細な構成を、図1を参照して述べる。電力増幅器110は結合度3dBの方向性結合器23及び26と、50Ωの終端抵抗24及び27と、電力増幅部25によって構成されており、端子21及び22に入力された信号を方向性結合器23で合成した後、電力増幅部25で増幅し、増幅された信号を方向性結合器26により90度の位相差で2分配して端子28及び29に出力する。   Next, a detailed configuration of the power amplifiers 100 and 130 will be described with reference to FIG. The power amplifier 110 includes directional couplers 23 and 26 having a coupling degree of 3 dB, 50Ω termination resistors 24 and 27, and a power amplifying unit 25, and the signals input to the terminals 21 and 22 are directional couplers. 23, the signal is amplified by the power amplifier 25, and the amplified signal is divided into two by the phase difference of 90 degrees by the directional coupler 26 and output to the terminals 28 and 29.

電力増幅器130は結合度3dBの方向性結合器44及び47と、50Ωの終端抵抗45及び48と、電力増幅部46によって構成されており、端子42及び43に入力された信号を方向性結合器44で合成した後、電力増幅部46で増幅し、増幅された信号を方向性結合器47により90度の位相差で2分配して端子49及び50に出力する。   The power amplifier 130 includes directional couplers 44 and 47 having a coupling degree of 3 dB, termination resistors 45 and 48 of 50Ω, and a power amplifying unit 46, and the signals input to the terminals 42 and 43 are directional couplers. After being synthesized at 44, the signal is amplified by the power amplifying unit 46, and the amplified signal is divided into two by the phase difference of 90 degrees by the directional coupler 47 and output to the terminals 49 and 50.

次に、合成器120の詳細な構成を図1を参照して述べる。合成器120は端子30及び31と端子32,33と入力される信号の波長の1/4の電気長を有するストリップライン39〜41と、結合度3dBの方向性結合器35及び36と、終端抵抗37及び38とにより構成されており、端子30〜33に入力された信号が出力端子OUTに合成されて出力される。合成器120の入力端子である端子30〜33には、それぞれ方向性結合器の互いにアイソレーション端子の関係にある2つの端子が接続されており、ストリップライン39〜41はインピーダンス変換を利用した合成器を構成しており、方向性結合器35及び36から出力された信号を合成して、出力端子OUTに出力している。   Next, a detailed configuration of the synthesizer 120 will be described with reference to FIG. The synthesizer 120 includes terminals 30 and 31 and terminals 32 and 33, strip lines 39 to 41 having an electrical length of ¼ of the wavelength of the input signal, directional couplers 35 and 36 having a coupling degree of 3 dB, and terminations. The resistors 37 and 38 are configured, and signals input to the terminals 30 to 33 are combined with the output terminal OUT and output. Two terminals 30 to 33 that are input terminals of the combiner 120 are connected to two terminals of the directional coupler that are in isolation from each other, and the strip lines 39 to 41 are combined using impedance conversion. The signals output from the directional couplers 35 and 36 are combined and output to the output terminal OUT.

本発明で使用する方向性結合器は、本実施例を含むマイクロストリップラインやストリップラインや同軸線路のような分布定数回路の理論で設計され、かつ結合端子と通過端子の位相差が90度となる方向性結合器を使用する。これは1/4波長の伝送線路長を有する方向性結合器の他に、3/4波長の伝送線路長を有する広帯域な方向性結合器も使用できる。また、分配器100及び合成器120に使用されるストリップラインを、複数段のインピーダンス変換器で構成し広帯域化することもできる。   The directional coupler used in the present invention is designed based on the theory of a distributed constant circuit such as a microstripline, stripline, or coaxial line including this embodiment, and the phase difference between the coupling terminal and the passing terminal is 90 degrees. A directional coupler is used. In addition to the directional coupler having a transmission line length of 1/4 wavelength, a wide-band directional coupler having a transmission line length of 3/4 wavelength can be used. Further, the strip line used for the distributor 100 and the combiner 120 can be configured with a plurality of stages of impedance converters to increase the bandwidth.

図1の電力増幅装置の動作を説明する。入力端子INに入力された信号は、ストリップライン12〜14により2分配されて方向性結合器15及び16へそれぞれ入力される。方向性結合器15に入力された信号は、端子17及び18に出力され、端子18に出力された信号は、端子17に出力された信号に対して、振幅が等しく位相が−90度となっている。また、方向性結合器16に入力された信号は、端子19及び20に出力され、端子20に出力された信号は、端子19に出力された信号に対して対して、振幅が等しく位相が−90度となっている。   The operation of the power amplifying apparatus in FIG. 1 will be described. The signal input to the input terminal IN is divided into two by the strip lines 12 to 14 and input to the directional couplers 15 and 16, respectively. The signal input to the directional coupler 15 is output to the terminals 17 and 18, and the signal output to the terminal 18 has the same amplitude and a phase of -90 degrees with respect to the signal output to the terminal 17. ing. In addition, the signal input to the directional coupler 16 is output to the terminals 19 and 20, and the signal output to the terminal 20 is equal in amplitude and phase to the signal output to the terminal 19. It is 90 degrees.

分配器100の端子17及び18から出力された信号は、電力増幅器110の端子21及び22にそれぞれ入力され、方向性結合器23により合成されて電力増幅部25で増幅された後、方向性結合器26で2分配され、電力増幅器110の端子28及び29にそれぞれ出力される。端子28に出力された信号は、端子29に出力された信号に対して振幅が等しく位相が−90度となっている。   The signals output from the terminals 17 and 18 of the distributor 100 are respectively input to the terminals 21 and 22 of the power amplifier 110, synthesized by the directional coupler 23, amplified by the power amplifier 25, and then directional coupled. The power is distributed to the power amplifier 110 and is output to terminals 28 and 29 of the power amplifier 110, respectively. The signal output to the terminal 28 is equal in amplitude to the signal output to the terminal 29 and has a phase of −90 degrees.

分配器100の端子19及び20からそれぞれ出力された信号は、電力増幅器130の端子42及び43に入力され、方向性結合器44により合成されて電力増幅部46増幅された後、方向性結合器47で2分配され、電力増幅器130の端子49及び50にそれぞれ出力される。端子49に出力された信号は端子50に出力された信号に対して振幅が等しく位相が−90度となっている。   The signals output from the terminals 19 and 20 of the distributor 100 are respectively input to the terminals 42 and 43 of the power amplifier 130, synthesized by the directional coupler 44 and amplified by the power amplifier 46, and then the directional coupler. 47 is divided into two and output to terminals 49 and 50 of the power amplifier 130, respectively. The signal output to the terminal 49 is equal in amplitude to the signal output to the terminal 50 and has a phase of -90 degrees.

合成器120の端子30及び31にそれぞれ入力された信号は、方向性結合器35により合成され、また端子32及び33にそれぞれ入力された信号は、方向性結合器36により合成される。それら信号は、ストリップライン39〜41により合成され、合成器120の出力端子OUTから出力される。   The signals input to the terminals 30 and 31 of the combiner 120 are combined by the directional coupler 35, and the signals input to the terminals 32 and 33 are combined by the directional coupler 36. These signals are combined by strip lines 39 to 41 and output from the output terminal OUT of the combiner 120.

以上のように、図1の電力増幅装置では、入力された信号が分配器100により分配され、2つの電力増幅器100及び130により増幅され、再び合成器120により合成されて、大きな出力を得ることができるものである。   1, the input signal is distributed by the distributor 100, amplified by the two power amplifiers 100 and 130, and synthesized again by the combiner 120 to obtain a large output. It is something that can be done.

次に、図1において、例えば、一方の電力増幅器130を取り外した場合の動作について、図2を用いて説明する。なお、図2において図1と同等部分は同一符号により示している。一方の電力増幅器130を外した場合、分配器100の端子19及び20と合成器120の端子32及び33が開放となる。分配器100の方向性結合器16から端子19及び20へ出力された信号は、端子開放のために全反射するが、端子20の信号は端子19の信号に対して−90度の位相であるため、方向性結合器16で合成されて全て終端抵抗11に吸収され、端子19及び20で反射した信号は、ストリップライン14へは戻らない。よって、ストリップライン14は終端器11で整合されている状態になり、従来技術のように短絡点が発生しないために、他の端子のインピーダンスが無限大とならず分配器として機能し続けることができる。   Next, in FIG. 1, for example, the operation when one power amplifier 130 is removed will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. When one power amplifier 130 is removed, the terminals 19 and 20 of the distributor 100 and the terminals 32 and 33 of the combiner 120 are opened. The signal output from the directional coupler 16 of the distributor 100 to the terminals 19 and 20 is totally reflected to open the terminal, but the signal of the terminal 20 has a phase of −90 degrees with respect to the signal of the terminal 19. Therefore, the signals synthesized by the directional coupler 16 and all absorbed by the termination resistor 11 and reflected by the terminals 19 and 20 do not return to the strip line 14. Therefore, the strip line 14 is matched with the terminator 11 and no short-circuit point is generated unlike the prior art, so that the impedance of the other terminals does not become infinite and can continue to function as a distributor. it can.

次に、合成器120の動作について説明する。合成器120の端子32及び33からの入力信号が途絶えるために、ストリップライン39〜41で構成される合成器が不均衡状態となり、端子30及び31から入力された信号の一部がストリップライン40及び方向性結合器36へ回り込む。回り込んできた信号は、方向性結合器36により2分配されるが、端子32及び33は開放になっているために、信号は全反射される。   Next, the operation of the synthesizer 120 will be described. Since the input signals from the terminals 32 and 33 of the synthesizer 120 are interrupted, the synthesizer composed of the strip lines 39 to 41 is in an unbalanced state, and a part of the signals input from the terminals 30 and 31 are strip line 40. And wrap around the directional coupler 36. The wraparound signal is divided into two by the directional coupler 36. However, since the terminals 32 and 33 are open, the signal is totally reflected.

ここで、端子33で反射した信号は、端子32で反射した信号に対して−90度の位相となる。このために、反射した信号は方向性結合器36で合成され終端抵抗38に吸収され、ストリップライン40には反射した信号は戻らない。よって、ストリップライン40は終端抵抗38のインピーダンスに整合されている状態となり、従来技術のように短絡点が発生せず他の端子のインピーダンスが無限大とならない。   Here, the signal reflected by the terminal 33 has a phase of −90 degrees with respect to the signal reflected by the terminal 32. For this reason, the reflected signal is synthesized by the directional coupler 36 and absorbed by the terminating resistor 38, and the reflected signal does not return to the strip line 40. Therefore, the strip line 40 is matched with the impedance of the termination resistor 38, and no short-circuit point is generated as in the prior art, and the impedance of other terminals is not infinite.

そのために、電力増幅器110から端子30及び31に入力された信号は反射せず、電力増幅器11には反射電力が戻らないため破損することもない。更に、電力増幅器110から出力された電力は、終端抵抗38に吸収された一部の電力を除いて、合成器120の出力端子OUTから出力されるため、送信を継続することができる。   Therefore, the signal input to the terminals 30 and 31 from the power amplifier 110 is not reflected, and the reflected power does not return to the power amplifier 11 and thus is not damaged. Furthermore, since the power output from the power amplifier 110 is output from the output terminal OUT of the combiner 120 except for a part of the power absorbed by the termination resistor 38, transmission can be continued.

次に、本発明の他の実施形態について、図3を参照して説明する。その基本構成は上記の実施の形態と同等であるが、図3に示すように、電力増幅器を3個(110,130,140)並列で動作させる電力増幅装置の構成を示す。なお。図3において、図1と同等部分は同一符号にて示している。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration is the same as that of the above embodiment, but as shown in FIG. 3, the configuration of a power amplifying apparatus that operates three (110, 130, 140) power amplifiers in parallel is shown. Note that. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図3において、分配器100の入力端子INに入力された信号は、ストリップライン12〜14及び51により3等分配されて、方向性結合器15と16と52とにより、90度の位相差を持った信号が分配器100の端子17と18、端子19と20、端子54と55に、それぞれ出力される。   In FIG. 3, the signal input to the input terminal IN of the distributor 100 is equally divided by the strip lines 12 to 14 and 51, and the phase difference of 90 degrees is obtained by the directional couplers 15, 16 and 52. The held signals are output to terminals 17 and 18, terminals 19 and 20, and terminals 54 and 55 of distributor 100, respectively.

分配器100から出力された信号は、電力増幅器110と130と140とにより、それぞれで増幅されて、端子28と29、端子49と50、端子63と64とに、それぞれ90度の位相差で出力される。これらの信号は、合成器120で一つの信号に合成され、出力端子OUTに出力される。   The signals output from the distributor 100 are amplified by the power amplifiers 110, 130, and 140, respectively, and the terminals 28 and 29, the terminals 49 and 50, and the terminals 63 and 64 have a phase difference of 90 degrees. Is output. These signals are combined into one signal by the combiner 120 and output to the output terminal OUT.

この中で、任意の電力増幅器が外された場合でも、分配器100及び合成器120のストリップライン13,14,51,39,40,69は、方向性結合器15,16,52,35,36,67の効果により、終端抵抗10,11,53,37,38,68のインピーダンスに整合されるため、短絡点が発生せず分配器及び合成器の端子のインピーダンスが無限大とならず分配及び合成を行うことができる。同様に、任意のN個の電力増幅器を並列に運転させる構成を容易に得ることができることは明白である。   In this case, even when an arbitrary power amplifier is removed, the strip lines 13, 14, 51, 39, 40, and 69 of the distributor 100 and the combiner 120 are connected to the directional couplers 15, 16, 52, 35, Because of the effects of 36 and 67, the impedance of the termination resistors 10, 11, 53, 37, 38, and 68 is matched, so that no short circuit occurs and the impedance of the terminals of the distributor and the combiner does not become infinite. And can be synthesized. Similarly, it is obvious that a configuration for operating any N power amplifiers in parallel can be easily obtained.

本発明の更に他の実施の形態として、その基本構成は図1の例の通りであるが、図4に電力増幅器の入出力に方向性結合器を持たない電力増幅装置の構成を示す。図4において、図1と同等部分は同一符号により示している。分配器100の端子17と18から出力された信号は、電力増幅器160内で合成されず、そのまま電力増幅部73と74で増幅されて合成器120へ出力される。これらの信号が合成器120の方向性結合器35で合成されるためには、電力増幅部73と74の位相を等しくする必要がある。   As still another embodiment of the present invention, the basic configuration is as shown in FIG. 1, but FIG. 4 shows the configuration of a power amplifying device having no directional coupler at the input and output of the power amplifier. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The signals output from the terminals 17 and 18 of the distributor 100 are not combined in the power amplifier 160 but are directly amplified by the power amplifiers 73 and 74 and output to the combiner 120. In order for these signals to be combined by the directional coupler 35 of the combiner 120, the phases of the power amplifiers 73 and 74 need to be equal.

分配器100の端子19と20から出力された信号は、電力増幅器170内で合成されず、そのまま電力増幅部79と80で増幅されて合成器120へ出力される。電力増幅器160及び170から出力された信号は、合成器120で合成されて出力端子OUTから出力される。なお、本構成では、電力増幅器160内及び170で並列に動作している電力増幅部の利得と位相を合わせる必要がある。   The signals output from the terminals 19 and 20 of the distributor 100 are not combined in the power amplifier 170 but are directly amplified by the power amplifiers 79 and 80 and output to the combiner 120. The signals output from the power amplifiers 160 and 170 are combined by the combiner 120 and output from the output terminal OUT. In this configuration, it is necessary to match the gain and phase of the power amplifiers operating in parallel in the power amplifier 160 and 170.

本発明の一実施の形態を示す図である。It is a figure which shows one embodiment of this invention. 図1の構成において、一つの電力増幅器を取り外した場合の図である。FIG. 2 is a diagram when one power amplifier is removed in the configuration of FIG. 1. 本発明の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of this invention. 従来の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the past. 従来の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the past. 従来の更に他の例を示す図である。It is a figure which shows other conventional examples.

符号の説明Explanation of symbols

12〜14,39〜41,51,69 ストリップライン
10,11,24,27,45,48,
37,38,53,59,62,68 終端抵抗
15,16,23,26,35,36,
44,47,52,58,61,67 方向性結合器
25,46,60,73,74,79,80 増幅部
100 分配器
110,130,140,160,170 電力増幅器
120 合成器
12-14, 39-41, 51, 69 Stripline 10, 11, 24, 27, 45, 48,
37, 38, 53, 59, 62, 68 Termination resistor 15, 16, 23, 26, 35, 36,
44, 47, 52, 58, 61, 67 Directional coupler 25, 46, 60, 73, 74, 79, 80 Amplifying unit 100 Divider 110, 130, 140, 160, 170 Power amplifier 120 Synthesizer

Claims (6)

ストリップラインを用いて増幅すべき電力を複数に分配する分配器であって、前記ストリップラインによる各分配出力を一入力とし、他入力には終端抵抗を有する方向性結合器を含み、前記方向性結合器を介して各分配出力を導出するようにしたことを特徴とする分配器。   A distributor that distributes power to be amplified using a stripline into a plurality of parts, each distribution output by the stripline being one input, and the other input including a directional coupler having a terminating resistor, the directionality A distributor characterized in that each distribution output is derived through a coupler. 前記ストリップラインは、1/4波長の電気長を有するインピーダンス変換器であることを特徴とする請求項1記載の分配器。   The distributor according to claim 1, wherein the stripline is an impedance converter having an electrical length of ¼ wavelength. 並列に増幅された複数の増幅電力をストリップラインを用いて合成する合成器であって、前記複数の増幅電力の各々を入力とし、一出力に前記ストリップラインが接続され、他出力には終端抵抗が接続された方向性結合器を含むことを特徴とする合成器。   A synthesizer that combines a plurality of amplified powers amplified in parallel using a strip line, wherein each of the plurality of amplified powers is input, the strip line is connected to one output, and a termination resistor is connected to the other output. A synthesizer comprising a directional coupler connected to each other. 前記ストリップラインは、1/4波長の電気長を有するインピーダンス変換器であることを特徴とする請求項3記載の合成器。   The synthesizer according to claim 3, wherein the stripline is an impedance converter having an electrical length of ¼ wavelength. 増幅すべき電力を複数に分配するストリップラインと、前記ストリップラインによる各分配出力を一入力とし、他入力には終端抵抗を有する方向性結合器とを有し、前記方向性結合器をそれぞれ介して各分配出力を導出するようにした分配器と、
前記方向性結合器の各々の二出力を入力とする方向性結合器と、これら方向結合器の出力をそれぞれ増幅する電力増幅部と、これらの電力増幅部の出力をそれぞれ入力とする方向性結合器とを有する電力増幅器と、
を含むことを特徴とする電力増幅装置。
A strip line for distributing the power to be amplified to a plurality of parts, and each distribution output by the strip line as one input, and a directional coupler having a terminating resistor at the other input, each via the directional coupler. And a distributor for deriving each distribution output,
Directional couplers that receive the two outputs of each of the directional couplers, a power amplifier that amplifies the outputs of these directional couplers, and directional coupling that receives the outputs of these power amplifiers, respectively. A power amplifier comprising:
A power amplifying apparatus comprising:
前記電力増幅部の出力をそれぞれ入力とする方向性結合器の出力をそれぞれ入力とする方向結合器と、これら方向性結合器の各一出力を入力として合成するストリップラインと、前記方向性結合器の各他出力に接続された終端抵抗とを有する合成器とを、更に含むことを特徴とする請求項5記載の電力増幅装置。   A directional coupler that receives the outputs of the directional couplers that receive the outputs of the power amplifying units; a stripline that combines the outputs of the directional couplers as inputs; and the directional coupler. 6. The power amplifying apparatus according to claim 5, further comprising a combiner having a termination resistor connected to each of the other outputs.
JP2005337975A 2005-11-24 2005-11-24 Distributor, combiner, and power amplifier using them Expired - Fee Related JP4774949B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005337975A JP4774949B2 (en) 2005-11-24 2005-11-24 Distributor, combiner, and power amplifier using them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005337975A JP4774949B2 (en) 2005-11-24 2005-11-24 Distributor, combiner, and power amplifier using them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007150377A true JP2007150377A (en) 2007-06-14
JP4774949B2 JP4774949B2 (en) 2011-09-21

Family

ID=38211299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005337975A Expired - Fee Related JP4774949B2 (en) 2005-11-24 2005-11-24 Distributor, combiner, and power amplifier using them

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4774949B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8723618B2 (en) 2010-04-26 2014-05-13 Mitsubishi Electric Corporation Power combiner/distributor and transmitter using the power combiner/distributor
CN107947744A (en) * 2017-11-28 2018-04-20 广东工业大学 The power amplifier and millimeter wave chip of a kind of power combing type
CN114221103A (en) * 2021-12-03 2022-03-22 江苏德是和通信科技有限公司 4-path power synthesizer with hot switching function and 4-path power synthesis method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1498927A (en) * 1966-11-08 1967-10-20 Western Electric Co Differentially Coupled Amplifier
EP0227005A2 (en) * 1985-12-21 1987-07-01 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Transmitting device comprising two microwave transmitters radiating different frequencies with different radiation patterns
JPH0485912A (en) * 1990-07-30 1992-03-18 Tokyo Electric Co Ltd Manufacture of electromagnetic machinery and apparatus
JPH04311102A (en) * 1991-04-10 1992-11-02 Murata Mfg Co Ltd Device for synthesizing/distributing electric power

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1498927A (en) * 1966-11-08 1967-10-20 Western Electric Co Differentially Coupled Amplifier
EP0227005A2 (en) * 1985-12-21 1987-07-01 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Transmitting device comprising two microwave transmitters radiating different frequencies with different radiation patterns
JPH0485912A (en) * 1990-07-30 1992-03-18 Tokyo Electric Co Ltd Manufacture of electromagnetic machinery and apparatus
JPH04311102A (en) * 1991-04-10 1992-11-02 Murata Mfg Co Ltd Device for synthesizing/distributing electric power

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8723618B2 (en) 2010-04-26 2014-05-13 Mitsubishi Electric Corporation Power combiner/distributor and transmitter using the power combiner/distributor
CN107947744A (en) * 2017-11-28 2018-04-20 广东工业大学 The power amplifier and millimeter wave chip of a kind of power combing type
CN107947744B (en) * 2017-11-28 2021-04-16 广东工业大学 Power synthesis type power amplifier and millimeter wave chip
CN114221103A (en) * 2021-12-03 2022-03-22 江苏德是和通信科技有限公司 4-path power synthesizer with hot switching function and 4-path power synthesis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4774949B2 (en) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4715994B2 (en) Doherty amplifier parallel operation circuit
JP5905459B2 (en) High frequency power amplifier with Doherty extension
JP6160689B2 (en) Power amplifier
CN106411267B (en) A kind of three tunnel Doherty power amplifier of broadband and its implementation
US20120126890A1 (en) Power amplifier
US8723618B2 (en) Power combiner/distributor and transmitter using the power combiner/distributor
JPH06224605A (en) Coupler for rf power amplifier
JP7009711B2 (en) Doherty amp
JP5599364B2 (en) Doherty amplifier
JP2008236105A (en) Power dividing/combining system
JP2013172174A (en) Power amplifier and transmission system
JP4774949B2 (en) Distributor, combiner, and power amplifier using them
JP5678768B2 (en) Amplifier
JP2665251B2 (en) Microwave amplifier
US6424214B2 (en) Strain error compensation amplifier
US20180053984A1 (en) Wilkinson combiner and wilkinson divider
JP4421504B2 (en) Microwave amplifier
JP2010245871A (en) Power combination amplifier
JP4127218B2 (en) Power amplifier, power distributor and power combiner
JP2001267862A (en) Power amplifier to which directional coupler is cascade- connected
JP6645333B2 (en) Doherty amplifier
JP5902070B2 (en) Power amplifier and transmitter
JP4400553B2 (en) Power combiner
JP4962308B2 (en) High frequency power transmitter
EP0396430A2 (en) Radio frequency network

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110531

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110613

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees