GaAs方向性結合器付き検波回路の検討

摘要

本報告では，無線通信用に新しく検討した方向性結合器付きのGaAs-HBT電力検波器の回路設計と実験結果について述べる．GaAs-HBTプロセスを用いて検討した方向性結合器は，小型化のために結合長を1/4波長の1/10程度に短縮した側結合型スパイラル形状を採用した．さらにスパイラル形状にすることで劣化するアイソレーション特性及び方向性を所望の周波数帯域で改善するために，アイソレーションポートと結合ポート間に180°移相器と減衰器を設けた．この移相器と減衰器により，アイソレーションポートから結合ポートに伝達される所望帯域の信号を相殺できる．本方向性結合器とカレントミラー型検波回路を組み合わせた試験回路を設計·試作·評価した結果，周波数2.6GHzにおいて挿入損失1.4dB，結合量-22.4dB，方向性27dBの良好な特性をGaAs基板上の小型方向性結合器で実現した．比較実験より，移相器の装荷は，装荷しない場合に比べて約9dBの方向性の改善を確認した．また電源電圧2.85V，周波数2.6GHz，50Ω負荷，入力電力8～23dBmにおいて，対数近似特性（V/dBで線形）を有する0.5V～2.2Vの検波電圧を得た．検波器の消費電流は1.8mAである．VSWR＝4:1の負荷変動時における検波電圧の誤差は，27dBの高い方向性により±0.25dB以内と非常に小さい．