專(zhuān)利名稱(chēng)：反射損耗抑制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在各種微波、毫米波電路及數(shù)字電路使用的反射損耗抑制電路。
背景技術(shù)：
以往，進(jìn)行高頻信號(hào)的放大、振蕩、混合等的微波、毫米波電路，以及進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的放大、識(shí)別、分支等的數(shù)字電路，正在多種系統(tǒng)中被應(yīng)用。
參照第1圖對(duì)上述多種多樣的電路中，用在光通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)的分布型的寬頻帶放大器進(jìn)行說(shuō)明。第1圖是表示以往的分布型放大器的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
該以往的分布型放大器，是采用由異質(zhì)結(jié)雙極晶體管1(以下稱(chēng)作HBT)和HBT2共射-共基連接構(gòu)成的HBT共射-共基放大器對(duì)3的共射-共基型的三段結(jié)構(gòu)的分布型放大器。輸入信號(hào)從輸入端子7被輸入，輸出信號(hào)從輸出端子8被輸出。對(duì)HBT1的基極端子由基極電源9經(jīng)終端電阻12供給DC電源。對(duì)HBT2的集電極端子由集電極電源11經(jīng)終端電阻12供給DC電源。對(duì)HBT2的基極端子由共射共基電源11經(jīng)電阻12供給DC電源。此外，HBT2的基極端子經(jīng)由RF接地用電容器13高頻接地。
上述分布型放大器，通過(guò)HBT1和HBT2的寄生電抗和高阻抗傳輸線路4和5的組合，形成截止頻率高的傳輸線路。該傳輸線路具有信號(hào)源阻抗和負(fù)載阻抗相等的特性阻抗，可以實(shí)現(xiàn)在寬頻帶上平坦的增益和低的反射損耗。
然而，第1圖所示的現(xiàn)有的共射-共基型的分布型放大器，在所要求的頻率帶寬的外側(cè)特別是輸出側(cè)的反射損耗增大。有時(shí)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致發(fā)生負(fù)阻抗的問(wèn)題。此外，因而使電路的穩(wěn)定性劣化，產(chǎn)生引起寄生振蕩或者不穩(wěn)定動(dòng)作的問(wèn)題。
此外，這里雖列舉分布型放大器為例，而上述的課題是進(jìn)行高頻信號(hào)的放大、振蕩、混合等的微波、毫米波電路以及進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的放大、識(shí)別、分支等的數(shù)字電路等多種電路中會(huì)產(chǎn)生的課題。
本發(fā)明是鑒于以上的問(wèn)題而提出的。本發(fā)明的目的是通過(guò)與以分布型放大器為開(kāi)始的各種電路連接，使所要求的頻率帶寬內(nèi)的電路特性不劣化，充分抑制所要求的頻率帶寬外的反射損耗，實(shí)現(xiàn)電路的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的反射損耗抑制電路具有傳輸線路，在高頻率電路或者數(shù)字電路中，將特定頻率帶寬中的輸出阻抗或者輸入阻抗變換為高阻抗；和電阻接地電路，從所述傳輸線路輸出端子一側(cè)或者輸入端子一側(cè)看為并聯(lián)連接，具有頻率選擇性。所述電阻接地電路具有電阻，該電阻具有負(fù)載電阻值或者信號(hào)源電阻值附近的規(guī)定的電阻值，以及在所述特定的頻率帶寬中為低阻抗。所述電阻接地電路由在該頻率帶寬外具有高阻抗的一端子對(duì)電路為終端的電路構(gòu)成。
所述一端子對(duì)電路由在所述特定的頻率帶寬中所含的任意的頻率中具有基波的1/4波長(zhǎng)的長(zhǎng)度的前端開(kāi)放抽頭(stub)構(gòu)成。
所述一端子對(duì)電路，在設(shè)與在所述頻率帶寬中所含的任意的頻率中與基波的波長(zhǎng)λ相比十分小的長(zhǎng)度為δ時(shí)，由電容元件以比基波的1/2波長(zhǎng)僅短δ的前端開(kāi)放抽頭為終端的電路構(gòu)成。在與所述頻率對(duì)應(yīng)的角頻率ω0中，選擇所述電容元件的電容值C、所述前端開(kāi)放抽頭的特性阻抗Z0、傳輸常數(shù)γ及所述δ，滿足下式Im〔tanh{γ(λ/2-δ)}〕＝-ω0×C×Z0。
所述一端子對(duì)電路，在設(shè)與包含在所述頻率帶寬中所含的任意的頻率中與基波的波長(zhǎng)λ相比充分小的長(zhǎng)度為δ時(shí)，由電感元件以比基波的1/2波長(zhǎng)僅長(zhǎng)δ的前端開(kāi)放抽頭為終端的電路構(gòu)成。在與所述頻率對(duì)應(yīng)的角頻率ω0中，選擇所述電感元件的電感L、所述前端開(kāi)放抽頭的特性阻抗Z0、傳輸常數(shù)γ及所述δ，滿足下式Im〔tanh{γ(λ/2+δ)}〕＝Z0/(ω0×L)。
所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用微波傳輸帶線路或者共平面型線路形成。
本發(fā)明的反射損耗抑制電路，具有傳輸線路，在高頻率電路或者數(shù)字電路中，將特定頻率帶寬中的輸出阻抗或者輸入阻抗變換為高阻抗；和電阻接地電路，從所述傳輸線路輸出端子一側(cè)或者輸入端子一側(cè)看為并聯(lián)連接，具有頻率選擇性。所述電阻接地電路由使所述頻率帶寬的信號(hào)通過(guò)的帶通濾波器經(jīng)由電阻而接地的電路構(gòu)成，該電阻具有負(fù)載電阻值或者信號(hào)源電阻值附近的規(guī)定的電阻值。
所述帶通過(guò)濾器由在所述特定的頻率帶寬中所含的任意的頻率中具有基波的1/4波長(zhǎng)長(zhǎng)度的交叉指型電容器構(gòu)成。
所述傳送線路的電氣長(zhǎng)被設(shè)定在把該傳輸線路計(jì)算在內(nèi)的輸出阻抗的絕對(duì)值的±50％范圍內(nèi)。構(gòu)成所述電阻接地電路的所述電阻的電阻值，被設(shè)定在所述負(fù)載電阻值或者所述信號(hào)源電阻值的0.5～2倍的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的廣帶寬放大器的輸出端或者輸入端至少一端具備所述反射損耗抑制電路。


圖1是用于說(shuō)明現(xiàn)有的分布型放大器的電路圖。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明第2實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明第3實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5是表示本發(fā)明第3實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路的電阻接地電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的示意圖。
圖7是將應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中的反射系數(shù)Γ繪制在史密斯圖表上的圖。
圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的圖，是表示增益對(duì)頻率的依賴(lài)關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。
圖9用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的圖，是表示輸出側(cè)反射損耗對(duì)頻率的依賴(lài)關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。
圖10是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的圖，是表示穩(wěn)定系數(shù)對(duì)頻率的依賴(lài)關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。
圖11是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的圖，是表示穩(wěn)定量對(duì)頻率的依賴(lài)關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。
圖12是用于說(shuō)明本發(fā)明第4實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖13是表示本發(fā)明第4實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路的電阻接地電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖14是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的示意圖。
圖15是表示本發(fā)明第5實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路的電阻接地電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖16是表示本發(fā)明第6實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路的電阻接地電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照第2圖對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路進(jìn)行說(shuō)明。第2圖是表示將本實(shí)施例的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器輸出端的示例的電路圖。此外，該實(shí)施例中，反射損耗抑制電路19以外的部分與第1圖所示的現(xiàn)有分布型放大器的結(jié)構(gòu)相同，相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施例的反射損耗抑制電路19由串聯(lián)連接在分布型放大器的輸出端14的傳輸線路15和從輸出端子8一側(cè)看與前述傳輸線路15并聯(lián)連接的具有頻率選擇性的電阻接地電路18構(gòu)成。前述傳輸線路15的電氣長(zhǎng)θ，可在使包括前述傳輸線路15在內(nèi)的輸出阻抗Z2的絕對(duì)值最大的值的前后±50％范圍內(nèi)選擇。前述電阻接地電路18由電阻16和在應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中呈現(xiàn)低阻抗，在其以外的頻率帶寬中呈現(xiàn)高阻抗的一端子對(duì)電路17構(gòu)成。電阻16的電阻值可在負(fù)載電阻值或者信號(hào)源電阻值的0.5～2倍的范圍內(nèi)選擇。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中輸出阻抗Z1經(jīng)由傳輸線路15變換為高阻抗Z2后，與電阻接地電路18并聯(lián)連接。因此，電路全體的輸出阻抗Z3大致與電阻16的值相等。因此通過(guò)將電阻16的電阻值設(shè)定在負(fù)載電阻值附近，具體而言是0.5～2倍的范圍，能抑制反射損耗。此外，通過(guò)使前述電阻接地電路18，即前述一端子對(duì)電路17的頻率選擇性十分高，可以實(shí)現(xiàn)前述效果而不影響應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬外的電路特性。
參照第3圖對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路進(jìn)行說(shuō)明。第3圖是表示將本實(shí)施例的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器輸出端的示例的電路圖。此外，與第2圖表示的反射損耗抑制電路相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施例中的反射損耗抑制電路，在應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中呈現(xiàn)低阻抗。在其以外的頻率帶寬呈現(xiàn)高阻抗的一端子對(duì)電路17由相對(duì)于包含在前述頻率帶寬中的任意的頻率，具有基波的1/4波長(zhǎng)長(zhǎng)度的前端開(kāi)放抽頭20構(gòu)成。這里說(shuō)的波長(zhǎng)是指?jìng)鞑デ岸碎_(kāi)放抽頭的電磁波的有效波長(zhǎng)。
如上述，作為一端子對(duì)電路17采用具有基波的1/4波長(zhǎng)的長(zhǎng)度的前端開(kāi)放抽頭20，與前述第1實(shí)施例相同，可以抑制反射損耗。此外，通過(guò)使前述一端子對(duì)電路17的頻率選擇性十分高，可以實(shí)現(xiàn)前述效果而不影響應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬外的電路特性。
參照第4圖～第11圖對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路進(jìn)行說(shuō)明。第4圖是表示將本實(shí)施例的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器輸出端的示例的電路圖。第5圖是反射損耗抑制電路中的電阻接地電路部分的電路圖。第6圖和第7圖是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的圖。第8圖、第9圖、第10圖、和第11圖是表示加上和沒(méi)加上本實(shí)施例的反射損耗抑制電路的情況下模擬結(jié)果的圖。此外，與第2圖所示的反射損耗抑制電路相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施例中的反射損耗抑制電路在應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中呈現(xiàn)低阻抗。在其以外的頻率帶寬呈現(xiàn)高阻抗的一端子對(duì)電路17由電容21和(λ/2-δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭22構(gòu)成。這里，(λ/2-δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭22是相對(duì)于包含在前述頻率帶寬中的任意的頻率，具有比基波的1/2波長(zhǎng)僅短δ長(zhǎng)度的前端開(kāi)放抽頭。δ是與基波的波長(zhǎng)λ相比十分短的長(zhǎng)度。前述電容21的電容C、前述δ、(λ/2-δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭22的特性阻抗Z0及傳輸常數(shù)γ，在與前述頻率對(duì)應(yīng)的角頻率ω0中選擇以滿足以下的表達(dá)式(1)。其中Im[·]的意思是復(fù)數(shù)的虛部。
Im[tanh{γ(λ2-δ)}]=-ω0CZ0--------(1)]]>下面參照第5圖～第11圖對(duì)本實(shí)施例中反射損耗抑制電路具有的效果(產(chǎn)業(yè)上利用性)進(jìn)行說(shuō)明。
第5圖是表示第4圖所示的反射損耗抑制電路19中的電阻接地電路18的結(jié)構(gòu)的圖。包括(λ/2-δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭22和電容21的在內(nèi)阻抗Z12由以下的表達(dá)式求得。
Zi2=1jωC+Z0tanh(γ1-)----(2)]]>其中，1-＝λ/2-δ。為了說(shuō)明，如果假定(λ/2-δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭22是低損耗，那么表達(dá)式(2)變成以下的表達(dá)式(3)。
Zi2=Z0α1-sin2β1--jZ0{1ωCZ0+cotβ1-}------(3)]]>其中，α是前端開(kāi)放抽頭22的衰減常數(shù)，β是相位常數(shù)，γ＝α+jβ?，F(xiàn)在，由于1-＝λ/2-δ，所以β1-＝β(λ/2-δ)在角頻率ω0中比π稍微小一點(diǎn)的值，為π-βδ。此時(shí)如果選擇電容C滿足下面表達(dá)式(4)，則構(gòu)成(3)式的虛部的兩項(xiàng)在各頻率下平衡，互相抵消。
-cotβ1-=1ω0CZ0-----(4)]]>由于一般傳輸線路的損耗小，上述表達(dá)式(3)的實(shí)部非常小，所以Zi2幾乎為0。其樣子如第6圖所示。
另一方面，如果從角頻率從ω0偏移，例如只上升Δω，那么構(gòu)成表達(dá)式(3)虛部的兩項(xiàng)的值向第6圖中箭頭的方向變化。由于正負(fù)平衡的兩個(gè)值同時(shí)減少，表達(dá)式(3)的虛部的絕對(duì)值增加。其中，由于δ與基波波長(zhǎng)λ相比十分小，所以上述表達(dá)式(3)中虛部的絕對(duì)值對(duì)于頻率的增加率可以是很大的值。因此，電阻接地電路18的頻率選擇性可以很大。
為了簡(jiǎn)便，以上的說(shuō)明中假定(λ/2-δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭22是低損耗。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分考慮損耗的情況下，如果選擇各參數(shù)滿足表達(dá)式(1)來(lái)代替表達(dá)式(4)是可以的。
第7圖是在將本實(shí)施例中的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器的輸出端的電路(第4圖的電路)中，應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中反射系數(shù)Γi(i＝1，2，3)繪制在史密斯圖表上的圖。該例是針對(duì)前述頻率帶寬中反射系數(shù)的絕對(duì)值超過(guò)1，即發(fā)生負(fù)電阻的情況。在反射系數(shù)的絕對(duì)值不超過(guò)1，即不發(fā)生負(fù)電阻的情況下也和以下的說(shuō)明及本發(fā)明的效果完全相同。
如第7圖所示，前述頻率帶寬中反射損耗增大達(dá)到發(fā)生負(fù)阻抗的反射系數(shù)Γ1，通過(guò)傳輸線路15向史密斯圖表的無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)附近移動(dòng)。即，輸入阻抗Z1變換為高阻抗Z2。此外，如前所述，通過(guò)具有高頻率選擇性的電阻接地電路18并聯(lián)連接，使反射系數(shù)Γ2向史密斯圖表的中央附近的Γ3變換。即高阻抗Z2變化為負(fù)載阻抗附近的阻抗Z3。因此，前述頻率帶寬中反射損耗被抑制。
第8圖和第9圖是表示加上本實(shí)施例的反射損耗抑制電路時(shí)(本發(fā)明)和不加上時(shí)(第1圖所示現(xiàn)有的技術(shù))，增益|S21|和輸出側(cè)反射損耗|S22|對(duì)頻率的依賴(lài)關(guān)系的模擬結(jié)果的圖。從兩圖可知，通過(guò)加上本實(shí)施例的反射損耗抑制電路，可以實(shí)現(xiàn)降低所要求帶寬外的輸出側(cè)反射損耗|S22|，而幾乎不影響所要求帶寬內(nèi)的增益|S21|。第10圖和第11圖表示加上本實(shí)施例的反射損耗抑制電路時(shí)(本發(fā)明)和不加上時(shí)(第1圖所示現(xiàn)有的情況)，穩(wěn)定系數(shù)和穩(wěn)定量對(duì)頻率的依賴(lài)關(guān)系的模擬結(jié)果的圖。穩(wěn)定系數(shù)大于1和穩(wěn)定量大于0時(shí)，電路具有絕對(duì)穩(wěn)定性。從兩圖可知，與不加上反射損耗抑制電路時(shí)(現(xiàn)有的情況)不能得到絕對(duì)穩(wěn)定性相對(duì)，本實(shí)施例中通過(guò)加上反射損耗抑制電路能得到絕對(duì)穩(wěn)定性。
此外，參照第12圖～第14圖對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路進(jìn)行說(shuō)明。第12圖是表示將本實(shí)施例的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器輸出端的例的電路圖。此外，第13圖是反射損耗抑制電路中的電阻接地電路部分的電路圖。第14圖是表示加上和沒(méi)加上本實(shí)施例的反射損耗抑制電路時(shí)的模擬結(jié)果的圖。此外，與第2圖所示的反射損耗抑制電路相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施例的反射損耗抑制電路在應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬中呈現(xiàn)低阻抗。在其以外的頻率帶寬中呈現(xiàn)高阻抗的一端子對(duì)電路17由電感23和(λ/2+δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭24構(gòu)成。
其中，(λ/2+δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭24是相對(duì)于包含在前述頻率帶寬中的任意的頻率，具有比基波的1/2波長(zhǎng)僅長(zhǎng)δ長(zhǎng)度的前端開(kāi)放抽頭。δ是與基波的波長(zhǎng)λ相比十分短的長(zhǎng)度。前述電感23的電感L、前述δ、(λ/2+δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭24的特性阻抗Z0、及傳輸常數(shù)γ，在與前述頻率對(duì)應(yīng)的角頻率ω0中選擇，以滿足以下的表達(dá)式(5)。其中Im[·]的意思是復(fù)數(shù)的虛部。
Im[tanh{γ(λ2+δ)}]=Z0ω0L------(5)]]>下面參照第13圖及第14圖對(duì)本實(shí)施例中反射損耗抑制電路具有的效果(產(chǎn)業(yè)上利用性)進(jìn)行說(shuō)明。
第13圖是表示第12圖所示的反射損耗抑制電路19中的電阻接地電路18結(jié)構(gòu)的圖。包括(λ/2+δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭24和電感線圈23在內(nèi)的阻抗Zi2由以下的表達(dá)式(6)求得。其中，1+＝λ/2+δ。
Zi2=jωL+Z0tanh(γ1+)-----(6)]]>為了說(shuō)明，如果假定(λ/2+δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭24是低損耗，那么表達(dá)式(6)變成以下的表達(dá)式(7)。其中，α是前端開(kāi)放抽頭24的衰減常數(shù)，β是相位常數(shù)，γ是滿足γ＝α+jβ的值。
Zi2=Z0α1+sin2β1++jZ0{ωLZ0-cotβL+}------(7)]]>現(xiàn)在，由于1+＝λ/2+δ，β1+＝β(λ/2+δ)在角頻率ω0下，是比π稍微大一點(diǎn)的值，為π+βδ。此時(shí)如果選擇電感L滿足下面表達(dá)式(8)，則構(gòu)成上述表達(dá)式(7)的虛部的兩項(xiàng)在各頻率ω0下平衡，互相抵消。
cotβ1+=ω0Z0------(8)]]>由于一般傳輸線路的損耗小，表達(dá)式(7)的實(shí)部非常小，所以Zi2大致為0。其樣子如第14圖所示。
另一方面，如果角頻率從ω0只上升Δω，那么構(gòu)成表達(dá)式(7)的虛部的兩項(xiàng)的值向第14圖中箭頭的方向變化。由于正負(fù)平衡的兩個(gè)值同時(shí)減少，表達(dá)式(7)的虛部的絕對(duì)值增加。其中，由于δ與基波波長(zhǎng)λ相比十分小，所以上述表達(dá)式(7)中虛部的絕對(duì)值對(duì)于頻率的增加率可以是很大的值。因此，電阻接地電路18的頻率選擇性可以是很大的值。
為了簡(jiǎn)便，以上的說(shuō)明中假定(λ/2+δ)長(zhǎng)前端開(kāi)放抽頭24是低損耗。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分考慮損耗的情況下，如果確定各參數(shù)，使之滿足表達(dá)式(5)來(lái)代替表達(dá)式(8)是可以的。
下面參照第15圖對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路進(jìn)行說(shuō)明。第15圖是表示將本實(shí)施例的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器輸出端的例的電路圖。此外，與第2圖所示的反射損耗抑制電路相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施例的反射損耗抑制電路具有以下特征，具有頻率選擇性的電阻接地電路18由使應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬的信號(hào)通過(guò)的帶通濾波器25經(jīng)由電阻16接地的電路構(gòu)成。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)可以抑制反射損耗。通過(guò)使前述帶通濾波器25的頻率選擇性十分高，能實(shí)現(xiàn)前述效果而不影響應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬外的電路特性。
下面參照第16圖對(duì)本發(fā)明的第6實(shí)施例涉及的反射損耗抑制電路進(jìn)行說(shuō)明。第16圖是表示將本實(shí)施例的反射損耗抑制電路連接于分布型放大器的輸出端的例的電路圖。此外，與第15圖所示的反射損耗抑制電路相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施例中反射損耗抑制電路具有以下特征，即第5實(shí)施例中的帶通濾波器25由交叉指型電容器26構(gòu)成。利用這種結(jié)構(gòu)可以抑制反射損耗。通過(guò)使前述交叉指型電容器26的頻率選擇性十分高，能實(shí)現(xiàn)前述效果而不影響應(yīng)該抑制反射損耗的頻率帶寬的電路特性。
此外，以上的實(shí)施例是以分布型放大器作為抑制反射損耗的對(duì)象的電路來(lái)說(shuō)明的，而本發(fā)明不限定于上述實(shí)施例，可以根據(jù)需要適用于所有類(lèi)型的放大器、振蕩器、混合器、倍頻器、分頻器、還有各種數(shù)字電路等多種電路。
此外，以上的實(shí)施例中采用的是異質(zhì)結(jié)雙極晶體管HBT(Hetero-junction Bipolar Transistor)作為基本元件。此外本發(fā)明也可以適用于使用MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor)和HEMT(High Electron Mobility Transistor)等的FET、硅雙極晶體管等任何種類(lèi)器件的電路。
如上述說(shuō)明，本發(fā)明，通過(guò)將想要抑制反射損耗的頻率帶寬中的輸出或者輸入阻抗，經(jīng)具有適當(dāng)電氣長(zhǎng)的傳輸線路變換為高阻抗后，與具有高頻率選擇性的電阻接地電路并聯(lián)連接，可以降低所要求頻率帶寬以外的任意頻率帶寬的反射損耗，而對(duì)所要求頻率帶寬中電路特性沒(méi)有影響。此外，可以通過(guò)降低反射損耗提高電路的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種反射損耗抑制電路，其特征在于，具有傳輸線路，在高頻率電路或者數(shù)字電路中，將特定頻率帶寬中的輸出阻抗或者輸入阻抗變換為高阻抗；和電阻接地電路，從所述傳輸線路輸出端子一側(cè)或者輸入端子一側(cè)看為并聯(lián)連接，具有頻率選擇性，所述電阻接地電路具有電阻，該電阻具有負(fù)載電阻值或者信號(hào)源電阻值附近的規(guī)定的電阻值，并且該電阻接地電路在所述特定的頻率帶寬中具有低阻抗；所述電阻接地電路由在該頻率帶寬外具有高阻抗的一端子對(duì)電路為終端的電路構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述一端子對(duì)電路由在所述特定的頻率帶寬中所含的任意的頻率中具有基波的1/4波長(zhǎng)的長(zhǎng)度的前端開(kāi)放抽頭構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用微波傳輸帶線路形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用共平面型線路形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述一端子對(duì)電路，在設(shè)與在所述頻率帶寬中所含的任意的頻率中基波的波長(zhǎng)λ相比十分小的長(zhǎng)度為δ時(shí)，由電容元件以比基波的1/2波長(zhǎng)僅短δ的前端開(kāi)放抽頭為終端的電路構(gòu)成；在與所述頻率對(duì)應(yīng)的角頻率ω0中，選擇所述電容元件的電容值C、所述前端開(kāi)放抽頭的特性阻抗Z0、傳輸常數(shù)γ及所述δ，滿足下式，Im〔tanh{γ(λ/2-δ)}〕＝-ω0×C×Z0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用微波傳輸帶線路形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用共平面型線路形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述一端子對(duì)電路，在設(shè)與在所述頻率帶寬中所含的任意的頻率中與基波的波長(zhǎng)λ相比充分小的長(zhǎng)度為δ時(shí)，由電感元件以比基波的1/2波長(zhǎng)僅長(zhǎng)δ的前端開(kāi)放抽頭為終端的電路構(gòu)成；在與所述頻率對(duì)應(yīng)的角頻率ω0中，選擇所述電感元件的電感L、所述前端開(kāi)放抽頭的特性阻抗Z0、傳輸常數(shù)γ及所述δ，滿足下式，Im〔tanh{γ(λ/2+δ)}〕＝Z0/(ω0×L)
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用微波傳輸帶線路形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳輸線路和所述前端開(kāi)放抽頭采用共平面型線路形成。
11.一種反射損耗抑制電路，其特征在于具有傳輸線路，在高頻率電路或者數(shù)字電路中，將特定頻率帶寬中的輸出阻抗或者輸入阻抗變換為高阻抗；和電阻接地電路，從所述傳輸線路輸出端子一側(cè)或者輸入端子一側(cè)看為并聯(lián)連接，具有頻率選擇性；所述電阻接地電路由使所述頻率帶寬的信號(hào)通過(guò)的帶通濾波器經(jīng)由電阻而接地的電路構(gòu)成，該電阻具有負(fù)載電阻值或者信號(hào)源電阻值附近的規(guī)定的電阻值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述帶通過(guò)濾器由在所述特定的頻率帶寬中所含的任意的頻率中具有基波的1/4波長(zhǎng)長(zhǎng)度的交叉指型電容器構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12的任何一個(gè)所述的反射損耗抑制電路，其特征在于所述傳送線路的電氣長(zhǎng)度被設(shè)在把該傳輸線路計(jì)算在內(nèi)的輸出阻抗的絕對(duì)值的±50％范圍內(nèi)；構(gòu)成所述電阻接地電路的所述電阻的電阻值，被設(shè)定在所述負(fù)載電阻值或者所述信號(hào)源電阻值的0.5～2倍的范圍內(nèi)。
14.一種廣帶寬放大器，其特征在于，輸出端或者輸入端至少一端具備根據(jù)權(quán)利要求1至12的任何一項(xiàng)所述的反射損耗抑制電路。
全文摘要
目的是抑制所要求帶寬外的任意的頻率帶寬中的反射損耗，而對(duì)所要求頻率帶寬的電路特性不產(chǎn)生影響。通過(guò)傳輸線路15，特定的頻率帶寬的電路的輸出阻抗變換為高阻抗。具有頻率選擇性的電阻接地電路18并聯(lián)連接。電阻接地電路18由具有負(fù)載電阻值附近的電阻值的電阻16、在包含在前述頻率帶寬中的角頻率ω
文檔編號(hào)H03F1/08GK1513227SQ0281116
公開(kāi)日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者細(xì)谷健一 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社