JP2001111313A - Directional coupler - Google Patents
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、方向性カプラに関
する。[0001] The present invention relates to a directional coupler.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1に従来の方向性カプラを示す。同図
において、方向性カプラ20が伝送ライン10の近傍に
形成されている。伝送ライン10に沿った矢印は、伝送
ライン10に沿って伝播する信号の伝送方向を示す。方
向性カプラ20は、信号を結合して順方向信号を生成す
るが、信号の反射部分も結合するために逆方向信号も生
成する。逆方向信号は抵抗24を通過した後大地に流れ
る。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional directional coupler. In the figure, a directional coupler 20 is formed near the transmission line 10. The arrows along the transmission line 10 indicate the transmission direction of the signal propagating along the transmission line 10. The directional coupler 20 combines the signals to produce a forward signal, but also produces a backward signal to combine the reflected portion of the signal. The reverse signal flows to the ground after passing through the resistor 24.
【0003】方向性カプラ20の方向性は、信号が伝送
方向に伝播したときの順方向信号パワーと、伝送ライン
10内を信号が逆方向に伝播したときの逆方向信号パワ
ーの比を言う。したがって、20dBの方向性を有する
30dB方向性カプラは、伝送ライン10上の信号から
30dBの順方向信号を生成し、同じく伝送ライン10
上の信号から約50dBの逆方向信号を生成する。The directivity of the directional coupler 20 refers to the ratio of the forward signal power when a signal propagates in the transmission direction to the reverse signal power when the signal propagates in the transmission line 10 in the reverse direction. Thus, a 30 dB directional coupler having a 20 dB directivity generates a 30 dB forward signal from the signal on transmission line 10, and
A reverse signal of about 50 dB is generated from the above signal.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図1に示すような通常
の方向性カプラは、15dBから30dBの方向性を有
する。高い精度で製造することにより方向性は45dB
まで増加させることができる。しかし、高い精度で製造
することなく高い方向性を有する方向性カプラが必要と
されている。A typical directional coupler as shown in FIG. 1 has a directivity of 15 dB to 30 dB. 45dB directivity by manufacturing with high accuracy
Can be increased up to. However, there is a need for a directional coupler that has high directivity without being manufactured with high precision.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の高い方向性カプ
ラは、少なくとも2個の方向性カプラの出力を組み合わ
せて各方向性カプラにより生成された順方向性信号を加
算方式で組合せ、一方各方向性カプラにより生成された
逆方向信号をキャンセル(相殺)するようにしている。
その結果、1つの方向性カプラで達成したのよりも遙か
に高い方向性が達成でき、しかも精密な製造を必要とし
ない。SUMMARY OF THE INVENTION The high directional coupler of the present invention combines the outputs of at least two directional couplers and combines the forward signals generated by each directional coupler in an additive manner, while each The reverse signal generated by the directional coupler is canceled (canceled).
As a result, a much higher directionality can be achieved than achieved with a single directional coupler, without requiring precise manufacturing.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】図2は、本発明の一実施例による
方向性カプラを示す。同図において第1方向性カプラ第
1と第2の方向性カプラ120と122が伝送ライン1
00に近接して形成されている。製造上の許容差は、第
1方向性カプラ第1と第2の方向性カプラ120と12
2とは同一である。さらにまた、一実施例においては、
第1方向性カプラ第1と第2の方向性カプラ120と1
22は同一構造で、かつ図1で詳述したように方向性カ
プラ20と同一に動作する。FIG. 2 shows a directional coupler according to one embodiment of the present invention. In the figure, a first directional coupler first and a second directional coupler 120 and 122 are connected to a transmission line 1.
It is formed close to 00. The manufacturing tolerances are different for the first and second directional couplers 120 and 12.
2 is the same. Furthermore, in one embodiment,
First directional coupler first and second directional couplers 120 and 1
Reference numeral 22 has the same structure and operates in the same manner as the directional coupler 20 as described in detail with reference to FIG.
【0007】伝送ライン100に沿った矢印は、伝送ラ
イン100に沿ってメインの信号が伝播する方向を示
す。第1方向性カプラ第1と第2の方向性カプラ120
と122は、伝送ライン100に沿って所定の距離離れ
て直列に配列されており、その結果第1方向性カプラ第
1と第2の方向性カプラ120と122により生成され
た順方向信号は、270度位相がずれている。The arrows along transmission line 100 indicate the direction in which the main signal propagates along transmission line 100. First directional coupler first and second directional coupler 120
And 122 are arranged in series at a predetermined distance along the transmission line 100 such that the forward signals generated by the first and second directional couplers 120 and 122 are: 270 degrees out of phase.
【0008】即ち、第1方向性カプラ120により生成
された第1の順方向信号が基準位相ゼロを有するとする
と、第2方向性カプラ122により生成された第2の順
方向信号は270度の位相を有する。同様に、第2方向
性カプラ122により生成された第2の逆方向信号が基
準位相ゼロを有するとすると、第1方向性カプラ120
により生成された第1の逆方向信号は270度の位相を
有することになる。That is, assuming that the first forward signal generated by first directional coupler 120 has a reference phase of zero, the second forward signal generated by second directional coupler 122 has a 270 degree angle. It has a phase. Similarly, if the second backward signal generated by the second directional coupler 122 has a reference phase of zero, then the first directional coupler 120
Will have a 270 degree phase.
【0009】第1方向性カプラ第1と第2の方向性カプ
ラ120と122は、90度結合器124のそれぞれの
入力に接続されている。この90度結合器124は結合
された順方向信号出力126と終端された結合された逆
方向信号出力128を有する。結合された順方向信号を
生成する際に、結合器124は90度第2の順方向信号
の位相を回転させ、その後第1と第2の順方向信号を結
合する(即ち、−90度の結合器である)。同様に、結
合器124は第2の逆方向信号の位相を90度回転させ
て第1と第2の逆方向信号を結合する。The first and second directional couplers 120 and 122 are connected to respective inputs of a 90-degree coupler 124. The 90 degree combiner 124 has a combined forward signal output 126 and a terminated combined reverse signal output 128. In generating the combined forward signal, combiner 124 rotates the phase of the second forward signal by 90 degrees, and then combines the first and second forward signals (i.e., -90 degrees). Coupler). Similarly, combiner 124 rotates the phase of the second backward signal by 90 degrees to combine the first and second backward signals.
【0010】第2の順方向信号を90度回転させたとき
には、その結果第1の順方向信号に対し得られた位相は
270+90=360度である。その結果、第1と第2
の順方向信号は、結合したときには同位相となる。第1
方向性カプラ第1と第2の方向性カプラ120と122
が30dBカプラであると仮定すると、結合器124は
20dBの相殺機能を有する3dBカプラであり、その
結果得られた組み合わされた順方向信号は、メインの信
号に対し−27dBとなる。When the second forward signal is rotated 90 degrees, the resulting phase for the first forward signal is 270 + 90 = 360 degrees. As a result, the first and second
Are in phase when combined. First
Directional coupler first and second directional couplers 120 and 122
Is a 30 dB coupler, combiner 124 is a 3 dB coupler with 20 dB cancellation, and the resulting combined forward signal is -27 dB relative to the main signal.
【0011】第2の逆方向信号を90度回転させると、
その結果得られた位相は0+90=90度である。その
結果第1と第2の順方向信号は、組み合わせたときには
180度位相がずれている(それぞれ270度と90
度)。第1方向性カプラ第1と第2の方向性カプラ12
0と122が20dBの方向性を有する30dBカプラ
の場合には、結合器124は20dBの相殺機能を有す
る3dBカプラであり、その結果得られた結合された逆
方向信号は、メインの信号に対し−70dBである。し
たがって、方向性カプラの方向性は43dBである。When the second reverse signal is rotated by 90 degrees,
The resulting phase is 0 + 90 = 90 degrees. As a result, the first and second forward signals are 180 degrees out of phase when combined (270 degrees and 90 degrees, respectively).
Every time). First directional coupler first and second directional couplers 12
If 0 and 122 are 30 dB couplers with 20 dB directivity, combiner 124 is a 3 dB coupler with 20 dB cancellation, and the resulting combined reverse signal is -70 dB. Therefore, the directivity of the directional coupler is 43 dB.
【0012】図3は、本発明による高方向性カプラの他
の実施例を示す。図3の実施例は図2の実施例と同一で
あるが、ただし、90度結合器124がゼロ度結合器1
30で置換されており、そして導電ライン132が第2
方向性カプラ122とゼロ度結合器130との間に配置
されている。90度結合器124とは異なり、ゼロ度結
合器130は第2の順方向信号と逆方向信号の位相を第
1の順方向信号と逆方向信号と結合させる前には回転さ
せない。この実施例においては、ゼロ度結合器130は
3dBウィルキンソン(Wilkenson)カプラ結合器であ
る。FIG. 3 shows another embodiment of the high-directional coupler according to the present invention. The embodiment of FIG. 3 is the same as the embodiment of FIG. 2, except that the 90 degree coupler 124 is a zero degree coupler 1
30 and the conductive line 132 is replaced by a second
It is arranged between the directional coupler 122 and the zero-degree coupler 130. Unlike the 90 degree combiner 124, the zero degree combiner 130 does not rotate the phases of the second forward signal and the backward signal before combining them with the first forward signal and the backward signal. In this embodiment, zero degree coupler 130 is a 3 dB Wilkenson coupler coupler.
【0013】導電ライン132は第2の順方向信号と逆
方向信号がゼロ度結合器130に供給される前に90度
回転するような長さである。その結果、ゼロ度結合器1
30と導電ライン132は、これらが組み合わさって結
合された順方向信号と逆方向信号を生成することに関し
て90度結合器124と同一に動作する。したがって、
この実施例と前の実施例における方向性カプラは、大き
な高方向性を有する。The conductive line 132 is of a length such that the second forward and reverse signals are rotated 90 degrees before being applied to the zero-degree coupler 130. As a result, the zero-degree coupler 1
30 and conductive line 132 operate identically to 90 degree combiner 124 in that they combine to produce a combined forward and reverse signal. Therefore,
The directional couplers in this embodiment and the previous embodiment have a large high directivity.
【0014】本発明の変形例として、例えば第3の方向
性カプラを第1方向性カプラ第1と第2の方向性カプラ
120と122に関し直列に追加して2方向の結合器の
変わりに3方向結合器を用いる。当然のことながら結合
された信号間の位相差を調整しなければならず(例え
ば、カプラ間の距離を調整することにより)、そして、
結合器は組み込みあるいは直前に追加された適宜の位相
シフトを有さなければならず、その結果順方向信号が結
合され、逆方向信号は相殺される。方向性カプラの数は
2個または3個に限定されるものではない。As a modification of the present invention, for example, a third directional coupler is added in series with respect to the first and second directional couplers 120 and 122, and three directional couplers are used instead of the two-way coupler. A directional coupler is used. Of course, the phase difference between the combined signals must be adjusted (eg, by adjusting the distance between the couplers), and
The combiner must have the appropriate phase shift built in or added immediately before, so that the forward signals are combined and the backward signals cancel. The number of directional couplers is not limited to two or three.
【図1】従来技術に係る方向性カプラFIG. 1 shows a directional coupler according to the prior art.
【図2】本発明の一実施例による方向性カプラFIG. 2 shows a directional coupler according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例による方向性カプラFIG. 3 is a directional coupler according to another embodiment of the present invention;
10 伝送ライン 20 方向性カプラ 24 抵抗 100 伝送ライン 120 第1方向性カプラ 122 第2方向性カプラ 124 90度結合器 126 順方向信号出力 128 逆方向信号出力 130 ゼロ度結合器 132 導電ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission line 20 Directional coupler 24 Resistance 100 Transmission line 120 First directional coupler 122 Second directional coupler 124 90 degree coupler 126 Forward signal output 128 Reverse signal output 130 Zero degree coupler 132 Conductive line
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A.Continuation of front page (71) Applicant 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Jersey 07974-0636 U.S.A. S. A.
Claims (12)
20)と、 前記伝送ライン(100)に結合された第2カプラ(1
22)と、 前記第1カプラ(120)に接続された第1入力と、前
記第2カプラ(122)に接続された第2入力とを有す
る結合器(124)とを有することを特徴とする方向性
カプラ。A transmission line (100) and a first coupler (1) coupled to the transmission line (100).
20); and a second coupler (1) coupled to the transmission line (100).
22), and a coupler (124) having a first input connected to the first coupler (120) and a second input connected to the second coupler (122). Directional coupler.
であることを特徴とする請求項1記載の方向性カプラ。2. The directional coupler according to claim 1, wherein the coupler is a 90-degree coupler.
であることを特徴とする請求項1記載の方向性カプラ。3. The directional coupler according to claim 1, wherein said combiner is a zero degree combiner.
合器であることを特徴とする請求項3記載の方向性カプ
ラ。4. The directional coupler according to claim 3, wherein the zero-degree coupler is a Wilkinson coupler.
2)は、同一構成であることを特徴とする請求項1記載
の方向性カプラ。5. The first and second couplers (120, 12).
2. The directional coupler according to claim 1, wherein 2) has the same configuration.
2)は、30dBカプラであることを特徴とする請求項
1記載の方向性カプラ。6. The first and second couplers (120, 12).
2. The directional coupler according to claim 1, wherein 2) is a 30 dB coupler.
2)は、伝送ラインからの順方向信号を結合して、第2
カプラは第1カプラからの270度位相のずれた信号を
結合することを特徴とする請求項1記載の方向性カプ
ラ。7. The first and second couplers (120, 12).
2) combining the forward signals from the transmission line to form a second
2. The directional coupler according to claim 1, wherein the coupler couples signals that are 270 degrees out of phase from the first coupler.
であることを特徴とする請求項7記載の方向性カプラ。8. The directional coupler according to claim 7, wherein said coupler is a 90-degree coupler.
(130)に接続する導電ライン(132)をさらに有
し、 前記結合器(130)は、第1と第2のカプラから結合
された同位相の順方向信号を受領し、 前記結合器(130)は、ゼロ度結合器であることを特
徴とする請求項7記載の方向性カプラ。9. A conductive line (132) connecting the second coupler (122) to the coupler (130), wherein the coupler (130) is coupled from first and second couplers. The directional coupler according to claim 7, wherein the coupler receives a forward signal having the same phase, and the coupler is a zero-degree coupler.
の信号から第1順方向信号を結合し、 前記第2カプラは、前記伝送ライン上の信号から第2順
方向信号を結合し、 前記結合器は、第1と第2の順方向信号を加算方式で結
合することを特徴とする請求項1記載の方向性カプラ。10. The first coupler combines a first forward signal from a signal on the transmission line, the second coupler combines a second forward signal from a signal on the transmission line, The directional coupler according to claim 1, wherein the combiner combines the first and second forward signals in an adding manner.
結合し、 前記第2カプラは、第2逆方向信号を結合し、 前記結合器は、前記第1と第2の逆方向信号を結合し、 その結果、前記第1と第2の逆方向信号がキャンセルさ
れることを特徴とする請求項10記載の方向性カプラ。11. The first coupler combines a first reverse signal, the second coupler combines a second reverse signal, and the combiner includes the first and second reverse signals. 11. The directional coupler of claim 10, wherein the first and second reverse signals are canceled as a result.
は、前記第1と第2のカプラからの順方向信号が同位相
で結合されるように配列かつ構成されることを特徴とす
る請求項1記載の方向性カプラ。12. The apparatus according to claim 1, wherein the first coupler, the second coupler and the coupler are arranged and configured such that forward signals from the first and second couplers are coupled in phase. The directional coupler according to claim 1.
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