JPH04304705A - 低雑音増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は衛星通信、移動体通信
などの各種通信装置および衛星放送受信装置に用いる低
雑音増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、衛星放送、携帯電話などの移動体
通信が普及しつつある。これらの衛星放送受信あるいは
移動体通信を行うには、雑音特性の優れた低雑音増幅器
が要求される。図４は例えば昭和５３年度電子通信学会
総合全国大会、講演番号６８７に示された従来の低雑音
増幅器の構成図である。図において、１はＦＥＴ、２は
入力整合回路、３は段間整合回路、４は出力整合回路で
ある。この増幅器では非常に微弱な受信波を増幅するた
め、半導体増幅素子として雑音特性の優れたＦＥＴ１を
用いており、また、高利得を得るため２段構成となって
いる。前段のＦＥＴ１の入力端子には入力整合回路２、
前段のＦＥＴ１と後段のＦＥＴ１との間に段間整合回路
３、後段のＦＥＴ１の出力端子に出力整合回路４がそれ
ぞれ設けられている。入力整合回路２は、雑音指数が最
小となる前段のＦＥＴ１の入力インピーダンスと電源イ
ンピーダンスとを、段間整合回路３は、前段のＦＥＴ１
の出力インピーダンスと後段のＦＥＴ１の入力インピー
ダンスとをそれぞれ整合させている。また、出力整合回
路４は、後段のＦＥＴ１の出力インピーダンスと負荷イ
ンピーダンスとを整合させている。これらの整合回路２
、３、４のうち、特に低雑音化を図るために重要な入力
整合回路２は、低損失化を考慮した回路構成になってい
る。

【０００３】図５は従来の低雑音増幅器を用いた受信装
置の構成図の一例であり、例えば特開昭６１−１４８９
２２に示されているものである。図において、５はアン
テナ、６は帯域通過フィルタ、７は低雑音増幅器、８は
帯域通過フィルタ、９はミクサ、１０はＩＦ端子である
。この受信装置ではアンテナ５、帯域通過フィルタ６、
低雑音増幅器７、帯域通過フィルタ８およびミクサ９が
縦続接続された構成となっている。なお、ミクサ９には
局部発信器、またＩＦ端子１０には信号処理回路が接続
されているが、ここではこれらを省略している。

【０００４】このような受信装置の低雑音化を図るには
、低雑音増幅器７の使用および帯域通過フィルタ６の低
損失化を図る以外に、イメージ信号などの不要波に対し
ても考慮する必要がある。すなわち、イメージ信号周波
数帯の外来不要信号や、雑音の受信装置への入射は受信
装置の信号対雑音比Ｓ／Ｎを低下させるため、装置の設
計においては極力その阻止に注意を必要とする。このた
めこの装置では帯域通過フィルタ６、８を用いている。 帯域通過フィルタ６は、アンテナ５から入射するイメー
ジ信号成分や他の妨害波を阻止するとともに、局発信号
などの外部への漏洩を阻止している。特に、衛星放送用
の受信装置では、イメージ信号成分の入射を十分に阻止
するために、帯域通過フィルタ６として非常に長い寸法
を有するカットオフ導波管が使用されている。ミクサ９
の前段に使用されている帯域通過フィルタ８は、低雑音
増幅器７から発生するイメージ信号成分を除去するが、
ミキサ９からの局発信号のアンテナ側への漏洩も阻止し
ている。

【０００５】このように従来の低雑音増幅器７を受信装
置に用いるような場合、低雑音増幅器７自身にイメージ
信号成分を抑圧する機能がないため、受信装置において
はイメージ信号を抑圧する帯域通過フィルタ６、８が設
けられている。なお、イメージ信号、局発信号および受
信信号の周波数関係は、通常、イメージ信号、局発信号
、受信信号の順に周波数が高くなる。

【０００６】次に動作について説明する。アンテナ５等
から入射した受信信号は、入力整合回路２を通って前段
のＦＥＴ１で増幅される。増幅された受信信号は段間整
合回路３を通り、後段のＦＥＴ１でさらに増幅され、出
力整合回路４を通ってミクサ９等に供給される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の低雑音増幅器は
以上のようにイメージ信号を抑圧する機能がないため、
これを受信装置に用いる場合、イメージ信号を抑圧する
ための帯域通過フィルタとして、非常に長い寸法のカッ
トオフ導波管が必要となる。低雑音増幅器の入力側にこ
のような長い寸法のカットオフ導波管を用いた場合、入
力回路の損失が増大し、受信装置の雑音指数が劣化する
問題点があった。また、受信装置の形状が大きくなって
しまう問題点もあった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、受信装置の低雑音化および小形
化を図ることができる低雑音増幅器を得ることを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る低雑音増
幅器は、受信信号周波数で並列共振しイメージ信号周波
数で直列共振する共振回路と抵抗との直列回路を、半導
体増幅素子の出力端子と接地間に設けたものである。

【００１０】

【作用】この発明において前記共振回路と抵抗との直列
回路は、受信信号に対しては影響を与えず、イメージ信
号のみを吸収する。

【００１１】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図につ
いて説明する。図１において、１１は抵抗、１２、１３
はキャパシタ、１４はインダクタ、１５は共振回路であ
る。共振回路１５は、キャパシタ１２にキャパシタ１３
とインダクタ１４との並列回路が直列に接続された構成
になっており、この共振回路１５と抵抗１１との直列回
路が、前段のＦＥＴ１の出力端子と接地間に設けられて
いる。受信信号に対して並列共振、イメージ信号に対し
て直列共振する共振回路１５を求めると以下のようにな
る。ここで受信信号の角周波数をω１　、イメージ信号
の角周波数をω２　とし、インダクタ１４、キャパシタ
１２、キャパシタ１３の値をそれぞれＬ、Ｃ１　Ｃ２　
とすればＬ，Ｃ１　はそれぞれ式（１）、式（２）で与
えられる。

【００１２】

【数１】

【００１３】式（１）、式（２）から明かなようにＣ２
　を適当に与えることにより、Ｌ、Ｃ１　が求まる。共
振回路１５の各定数を式（１）、式（２）を満たすよう
な値にすることにより、共振回路１５は受信信号周波数
に対して並列共振、イメージ信号周波数に対して直列共
振する。したがって、ＦＥＴ１の出力端子から共振回路
１５側をみたインピーダンスは、受信信号周波数では無
限大、イメージ信号周波数では抵抗１１が接続されたも
のに等しい。このため、前段のＦＥＴ１で増幅された受
信信号は減衰されることなく、段間整合回路３を通って
後段のＦＥＴ１に到達する。これに対して、アンテナ５
からの入射あるいは前段のＦＥＴ１で発生したイメージ
信号は抵抗１１で大部分吸収される。このようにＦＥＴ
１の出力端子と接地間に、抵抗１１と共振回路１５との
直列回路を設けることにより、外部から入射するイメー
ジ信号の他に、ＦＥＴ１で発生するイメージ信号も吸収
することができる。また、抵抗１１を接続しているため
、イメージ信号周波数で直列回路が短絡してしまい低雑
音増幅器７が不安定動作するのを防ぐことができる。さ
らに、共振回路１５と抵抗１１の直列回路が前段のＦＥ
Ｔ１の出力端子に接続しているため、受信信号周波数で
直列回路に損失があったとしても低雑音増幅器７の雑音
指数の劣化を防ぐこともできる。

【００１４】このようにこの発明の低雑音増幅器は、イ
メージ信号成分のみ吸収する機能を有するため、この増
幅器を受信装置に用いることにより、イメージ信号成分
を抑圧する帯域通過フィルタ６、８が不要になるか、あ
るいは著しく減衰量の小さな短いカットオフ導波間で済
むため、入力回路の低損失化を図ることができるととも
に、受信装置の低雑音化を図ることができる。また、共
振回路１５は集中定数素子を用いて構成できるため、低
雑音増幅器自身の形状が大きくなってしまうことがなく
、受信装置の小形化も可能となる。

【００１５】実施例２．図２は抵抗１１と共振回路１５
との直列回路を、後段のＦＥＴ１の出力端子にも設けた
場合である。このように複数個のＦＥＴ１の出力端子に
、それぞれ抵抗１１と共振回路１５との直列回路を設け
ることにより、イメージ信号成分に対してより大きな減
衰量を得ることができる。

【００１６】なお、以上は共振回路１５としてキャパシ
タ１２、１３とインダクタ１４とを用いて構成した場合
について述べたが、図３の回路構成のものであっても良
い。図３（ａ）はインダクタ１６とキャパシタ１７との
直列回路に並列にインダクタ１８を接続した回路構成の
ものである。図３（ｂ）は伝送線路１９にインダクタ１
６を並列接続した回路構成のものである。この場合、伝
送線路１９の長さはイメージ信号周波数でλ／２に選ん
でいる。（λは信号の波長を示す。）図３（ｃ）は、イ
メージ信号周波数でλ／４の長さを有し一端が解放の伝
送線路１９と、λ／４よりも短い長さを有し一端が開放
の伝送線路２０とを並列接続した回路構成のものである
。図３（ｄ）は、受信信号周波数でλ／４の長さを有し
、一端が短絡された伝送線路２１と、キャパシタ１７と
の直列接続した回路構成のものである。

【００１７】以上の実施例では、共振回路１５の共振周
波数を受信信号に対して並列共振、イメージ信号に対し
て直列共振するように選んだ場合について述べたが、受
信信号に対して並列共振、局発信号に対して直列共振す
る共振回路１５をさらに低雑音増幅器に付加した場合で
あっても良い。また、衛星搭載用受信装置において、送
信信号の一部が受信装置側に漏洩するような場合、受信
信号に対して並列共振、送信信号に対して直列共振する
共振回路１５を低雑音増幅器に付加するような場合であ
っても良い。

【００１８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、受信信
号に影響を与えることなく、イメージ信号などの不要信
号を吸収する機能を有する低雑音増幅器を用いることに
より、受信装置に用いていたイメージ信号などの不要信
号を抑圧する帯域通過フィルタが不要なるか、あるいは
帯域通過フィルタとして著しく減衰量の小さな短いカッ
トオフ導波管で済むようになる。このため、低雑音増幅
器の入力側に設ける入力回路の低損失化を図ることがで
きるとともに、受信装置の低雑音化を図ることができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による低雑音増幅器の構成
図である。

【図２】この発明の他の実施例による低雑音増幅器の構
成図である。

【図３】この発明の低雑音増幅器に用いる共振回路の他
の実施例を示す構成図である。

【図４】従来の低雑音増幅器の構成図である。

【図５】従来の低雑音増幅器を用いた受信装置の構成図
である。

【符号の説明】

１　　ＦＥＴ １１　　抵抗 １５　　共振回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体増幅素子を用いた低雑音増幅器
   において、上記半導体増幅素子の出力側に、受信信号に
   対して並列共振し受信信号よりも低い周波数の不要波に
   対して直列共振する共振回路と抵抗との直列回路を設け
   ることを特徴とする低雑音増幅器。