微波放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在使用有源元件的微波或毫米波帶等高頻帶中所使用的微波放大器。更詳細而言，涉及同時輸入不同頻率的多個通信載波的微波放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]在用于通信的微波放大器中，在一定的運用頻帶有時會同時輸入不同頻率的多個通信載波。然而，微波放大器中，由于不同頻率的多個通信載波之間產(chǎn)生的拍頻信號，會產(chǎn)生多個通信載波之間的相互作用。
[0003]例如，專利文獻I提出了如下微波放大器:即使在放大的微波信號中包含多個通信載波頻率的情況下，也能對失真特性進行改善。專利文獻I的微波放大器中，F(xiàn)ET(場效應(yīng)晶體管)的漏極與濾波電路相連接，該濾波電路在微波信號的通信載波頻率下成為高阻抗，而在由多個通信載波頻率引起而產(chǎn)生的拍頻信號的頻率下成為低阻抗，并且在另一端與接地電位(GND)之間連接對拍頻信號進行短路的電容器。
[0004]此外，專利文獻2中記載有如下情況:在微波放大器放大多通信載波時成為問題的低頻帶下的增益大大降低，且降低了放大器輸入輸出側(cè)的低頻分量。專利文獻2的微波放大器中，在具有半導體元件的微波放大電路與輸入側(cè)以及輸出側(cè)傳輸線路之間的各連接點上連接有分別具有規(guī)定長度的偏置供給線路的一端，偏置供給線路的另一端分別連接電容器。在輸入側(cè)偏置電路的連接到輸入側(cè)傳輸線路的連接點與微波放大電路的輸入端子之間，安裝有電阻和電容器的并聯(lián)電路。
[0005]另外，為了使微波放大器中超高頻功率的損耗較小，且使低頻的半導體元件穩(wěn)定工作，已知有在偏置供給電路中附加電阻。例如，專利文獻3的超高頻半導體電路采用如下結(jié)構(gòu):偏置電路中的電阻在所需頻率附近的超高頻下具有充分小的電抗，且并聯(lián)設(shè)置有具有在低頻下具有大電抗那樣的電容值的電容器。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開平11 - 136045號公報專利文獻2:日本專利特開平11 - 41042號公報
專利文獻3:日本專利特開昭62 - 209909號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007]專利文獻I的微波放大器中，使用LC諧振電路，在多個頻率間產(chǎn)生的拍頻信號的頻率下，通過降低從放大器觀察到的阻抗，來抑制多個通信載波之間的相互作用。然而，在專利文獻I所記載的方法中，由于使用LC諧振電路，因此，即使在低頻區(qū)域也存在有利于電長度的電感分量，雖然在特定頻率能實現(xiàn)低阻抗，但在擴大運用頻帶的情況下，有時反而會使阻抗增大。
[0008]由于該效果，在寬頻帶的運用條件下將多個通信載波輸入至微波放大器的情況下，具有如下問題:在特定拍頻信號的頻率條件下，會導致通信載波之間的相互影響增大、增益降低、失真量增加這樣的性能劣化。
[0009]專利文獻2以對于低頻區(qū)域的輸入信號抑制增益為目的，而不是針對因通信載波之間的相互影響而產(chǎn)生的增益降低、失真量增加這樣的性能劣化的對策。此外，由于在電源供給電路中串聯(lián)增加了電阻，因此具有增大直流電功耗的缺點。
[0010]在專利文獻3的超高頻半導體電路中，F(xiàn)ET單體的增益較高、能降低低頻的增益，因此防止了因外部干擾(噪聲等)、反饋等引起的放大器的振蕩等不穩(wěn)定動作。然而，拍頻信號產(chǎn)生在有源元件的輸出側(cè)，因此專利文獻3的技術(shù)不能抑制拍頻信號的影響。
[0011]本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，即使在寬頻帶下輸入多個通信載波的情況下，也能抑制根據(jù)特定的拍頻信號的頻率關(guān)系而產(chǎn)生的極端的性能劣化。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0012]為了達到上述目的，本發(fā)明的觀點所涉及的微波放大器是使用有源元件對微波信號進行放大的微波放大器，該微波放大器包括:偏置電路，該偏置電路由線路及第一電容元件構(gòu)成，該線路連接在有源元件的輸出端子與偏置電壓源之間，且具有微波放大器的放大對象的頻率下的1/4波長的電長度，該第一電容元件連接在該線路的與偏置電壓源相連接的端子和設(shè)定微波放大器的基準電位的接地之間；以及諧振電路，該諧振電路在線路的與偏置電壓源相連接的端子與接地之間包含串聯(lián)連接的電阻及第二電容元件。
發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，即使在寬頻帶下輸入多個任意頻率的通信載波的情況下，也能抑制通信載波之間的相互作用，能無關(guān)于通信載波的輸入個數(shù)和通信載波之間的頻率關(guān)系地進行穩(wěn)定的動作。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實施方式I所涉及的微波放大器的電路圖。
圖2是具有一般的偏置電路的微波放大器的電路圖。
圖3是表示由通信頻帶內(nèi)的2個波產(chǎn)生的相互作用的圖。
圖4是表示實施方式I所涉及的微波放大器所使用的第二電容元件的特性例的圖。
圖5是表示拍頻信號的頻率區(qū)域中從有源元件觀察到的阻抗的圖。
圖6是表示在輸入多個通信載波時、因有無諧振電路的電阻的不同而產(chǎn)生的通信載波的增益變化的圖。
圖7是本發(fā)明的實施方式2所涉及的微波放大器的電路圖。
圖8是本發(fā)明的實施方式3所涉及的微波放大器的電路圖。
【具體實施方式】
[0015](實施方式I)
圖1是本發(fā)明的實施方式I所涉及的微波放大器的電路圖。微波放大器中，在作為有源元件的放大器11的輸出端子與偏置電壓源13之間連接有線路20，該線路20在微波放大器的放大對象的頻率Ag下、具有1/4波長的電長度Ag/4。放大器11例如由FET (場效應(yīng)晶體管)構(gòu)成，F(xiàn)ET的柵極為輸入端子，漏極為輸出端子。線路20的連接有偏置電壓源13的端子與設(shè)定微波放大器的基準電位的接地10之間連接有電容器14(第一電容元件)。此夕卜，線路20的連接有偏置電壓源13的端子與接地10之間串聯(lián)連接有電阻15以及電容器16 (第二電容元件)。
[0016]此處，對多個頻率的通信載波輸入至微波放大器的情況下、通信載波之間的相互作用進行說明。圖2是具有一般的偏置電路的微波放大器的電路圖。微波放大器中，在由有源元件構(gòu)成的放大器11的輸出部設(shè)有取出通信載波的頻率的放大器輸出端口 12、以及連接用于提供DC電力的偏置電壓源13的端口。放大器11與偏置電壓源13之間連接有將印刷基板的波長縮短率也考慮在內(nèi)的與通信載波的波長Xg相對應(yīng)的線路長Ag/4的線路20。然后，在該線路20的端部設(shè)有由用于對通信載波頻率形成短路點的通信頻帶短路用的電容器14構(gòu)成的偏置電路。
[0017]利用該結(jié)構(gòu)，在理想的情況下不會給放大器11帶來通信載波的頻率損耗，能提供來自偏置電壓源13的直流電。另外，也能使用用于視作對于通信頻帶短路的開路短截線來取代電容器14，或使用電感器等來取代偏置電路。
[0018]圖3是表示由通信頻帶內(nèi)的2個波產(chǎn)生的相互作用的圖。圖3中，放大器11的輸入波和輸出波的功率大小分別由信號功率與頻率《I的比來表示。頻率ω?的通信載波I和頻率ω 2的通信載波2的功率分別為功率Pl [ff]、Ρ2 [W]。利用放大器11的增益G，通信載波I的功率Pl [ff]被放大到功率G.Pl [W]。放大器11在包含頻率ω I和頻率ω 2的頻率范圍內(nèi)具有線性增益，若將通信載波2的頻率ω 2也設(shè)為相同增益G，則通信載波2的輸出波的功率成為原來圖3的右端的實線箭頭和其上方的虛線箭頭4的長度相加而得到的G.Ρ2 [W]。
[0019]然而，由通信載波I (ω I)及通信載波2 (ω 2)產(chǎn)生頻率為(ω2_ω1)的拍頻信號3。在拍頻信號3的頻率(ω2_ω1)下，從放大器11觀察到的輸出側(cè)的阻抗(R+jX) (j:虛數(shù)單位)為有限值，因此在放大器11的輸出側(cè)產(chǎn)生與拍頻信號3的功率Pb成正比的電壓變動δ Vbo
δ Vb = (Pb (R+jX))1/2 [V]
[0020]其結(jié)果是，因通信載波I和拍頻信號3的混頻而導致施加于通信載波2的施加電壓降低，通信載波2的增益降低。增益的下降量依賴于以下內(nèi)容。
(1)拍頻信號3的功率Pb[W]
(2)在拍頻信號3的頻率下從放大器11觀察到的阻抗(R+jX)[Ω]
(3)對于通信載波I的輸出功率(G.PD [W]
即，由于多個通信載波I及通信載波2之間產(chǎn)生的拍頻信號3，在多個通信載波之間產(chǎn)生相互作用(圖3的虛線箭頭4)。
[0021]本實施方式I所涉及的微波放大器中，如圖1所示，包括與連接有電容器14的部位相連接的、電阻15和電容器16的串聯(lián)電路。圖4是表示實施方式I所涉及的微波放大器所使用的第二電容元件的特性例的圖。圖1的微波放大器所使用的電容器16(第二電容元件)中，如圖4所示，在放大對象的頻率中的最低頻率fL與最高頻率fH之間所產(chǎn)生的拍頻信號的最大頻率fbmax( = fH-fL)被選定為在自共振頻率17以下。例如在線路的特性阻抗為50 Ω類的情況下，電阻15的電阻值包含寄生電阻在內(nèi)需要選定為2 Ω?25 Ω這樣較低的阻抗值，需要設(shè)為能抑制諧振的值。
[0022]A.放大對象的頻率下的動作
電容器14為了通信頻帶短路用而設(shè)定了電容，因此在放大對象的頻率下被視作零Ω (短路)。因此，從1/4波長的線路20與電容器14之間的連接點不能觀察到偏置電壓源13側(cè)的電路。從線路20與主線路(放大器11的輸出側(cè))之間的連接點觀察到的偏置電壓源13側(cè)的阻