JP2007166394A - 電力分配器、電力分配器の特性制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 入力電力の周波数によらず、最良なアイソレーション特性で電力分配を行うことのできる電力分配器とその特性制御方法を実現する。
【解決手段】 入力ポートと、入力ポートと接続され、該入力ポートに入力された電力を分配して出力する第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、第１の出力ポートと第２の出力ポートの間に並列に設けられた吸収抵抗および可変容量ダイオードと、周波数を示す周波数情報を出力する上位装置と、上位装置が出力する周波数情報に応じて可変容量ダイオードの容量を制御する制御回路と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は電力分配器に関し、特に、入力ポートと、入力ポートと接続され、該入力ポートに入力された電力を分配して出力する第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、第１の出力ポートと第２の出力ポートの間に設けられた吸収抵抗を備えるウィルキンソン型電力分配器に関する。

電力分配器として、特許文献１（特開昭５９−５７５０１号公報）および特許文献２（特開昭６１−１２３２０１号公報）に開示されるようなウィルキンソン型分配器が知られている。

図３はウィルキンソン型分配器の構成を示す回路図である。

図３に示すウィルキンソン型分配器４５１は、入力ポート４０１と出力ポート４０２および出力ポート４０３の特性インピーダンスをＺ０とすると、出力ポート４０２および出力ポート４０３のそれぞれは、入力ポート４０１と特性インピーダンス√２Ｚ０を持つ１／４波長変成器４０４および４０５をそれぞれ介して接続されている。また、出力ポート４０２と出力ポート４０３には吸収抵抗４０６が接続されている。

電力が入力ポート４０１に入力されると、その１／２の電力が出力ポート４０２および４０３にそれぞれ出力されることとなる。しかし、このような状態は理想的な状態を仮定したもので、実際に基板上に構成すると、吸収抵抗とマイクロストリップラインとの結合部分に寄生リアクタンス成分が生じてしまい出力ポート間のアイソレーション特性の劣化が起こってしまう。

そこで上記の問題を解決する方法として、図４に示すようなウィルキンソン型分配器が提案されている。このウィルキンソン型分配器５５２を構成する、入力ポート５０１、出力ポート５０２、５０３、１／４波長変成器５０４、５０５、吸収抵抗５０６のそれぞれは、図３に示した入力ポート４０１、出力ポート４０２、４０３、１／４波長変成器４０４、４０５、吸収抵抗４０６と同様である。ウィルキンソン型分配器５５２にはこの他に、寄生リアクタンス成分を補償するためのコンデンサ（またはインダクタ）５０７が吸収抵抗５０６に接続され、特性改善を行っている。

図５は図４に示したウィルキンソン型分配器５５２の出力ポート間のアイソレーション特性を示す図である。横軸は入力ポート５０１への入力電力の周波数、縦軸は出力ポート５０２、５０３の出力比である。

この場合、最良な出力ポート間アイソレーション特性をもつ周波数ｆ０はコンデンサ（またはインダクタ）５０７の定数により決定されることとなる。例えば、入力信号の周波数がｆ０’に変化した場合には、周波数ｆ０の入力信号のような最良なアイソレーション特性を得ることができなくなる。
特開昭５９−５７５０１号公報 特開昭６１−１２３２０１号公報

一般にウィルキンソン型分配器を基板上に構成すると吸収抵抗とマイクロストリップラインとの結合部分に寄生リアクタンス成分が生じてしまいアイソレーション特性の劣化が起こってしまう。

図４に示したような吸収抵抗に寄生リアクタンス補償用のコンデンサ（またはインダクタ）を接続することによりアイソレーション特性を改善することができるが、この場合最良なアイソレーション特性をもつ周波数は吸収抵抗に接続する補償用のコンデンサ（またはインダクタ）の定数により決定されるため、入力電力の周波数が変わった場合、その周波数では最良なアイソレーション特性を得ることができなくなってしまうという問題がある。

本発明は上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、入力電力の周波数によらず、最良なアイソレーション特性で電力分配を行うことのできる電力分配器とその特性制御方法を実現することを目的とする。

本発明の電力分配器は、入力ポートと、
前記入力ポートと接続され、該入力ポートに入力された電力を分配して出力する第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、
前記第１の出力ポートと第２の出力ポートの間に並列に設けられた吸収抵抗および可変容量ダイオードと、
周波数を示す周波数情報を出力する上位装置と、
前記上位装置が出力する周波数情報に応じて前記可変容量ダイオードの容量を制御する制御回路と、を有することを特徴とする。

本発明の電力分配器の特性制御方法は、入力ポートと、前記入力ポートと接続され、該入力ポートに入力された電力を分配して出力する第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、前記第１の出力ポートと第２の出力ポートの間に設けられた吸収抵抗を備える電力分配器の特性制御方法であって、
前記吸収抵抗に並列に可変容量ダイオードを設け、
前記入力ポートへ入力される電力の周波数に応じて前記可変容量ダイオードの容量を制御することを特徴とする。

上記のように構成される本発明の効果はウィルキンソン型電力分配器のアイソレーション特性を所望の周波数で最適化できることである。

その理由は以下の通りである。ウィルキンソン型分配器における吸収抵抗に並列に接続される可変容量ダイオードに対して制御回路を接続する。この制御回路は上位装置から与えられた周波数情報で可変容量ダイオードに印加する電圧を制御し、その容量を制御する。この結果、出力ポート間のアイソレーション特性を変化させ、所望の周波数ｆ０’に最良なアイソレーション特性にシフトさせることができる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す回路図である。

図１に示されるウィルキンソン型分配器５０は、入力ポート１、出力ポート２、３、１／４波長変成器４、５、吸収抵抗６、可変容量ダイオード８、コンデンサ９、制御回路１１、上位装置１２、インダクタ１３、マイクロストリップライン１００、２００、３００から構成されている。

入力ポート１、出力ポート２、出力ポート３はそれぞれ特性インピーダンス５０オームのマイクロストリップライン１００、２００、３００の一端に接続されている。マイクロストリップライン１００と２００、および、１００と３００のそれぞれは、特性インピーダンス７０．７オームの１／４波長変成器４、５を介して接続されている。また、マイクロストリップライン２００と３００は１００オームの吸収抵抗６を介して接続され、また、コンデンサ９を介してマイクロストリップライン２００と３００と接続する可変容量ダイオード８が吸収抵抗６と並列に設けられている。

制御回路１１は上位装置１２より周波数情報が与えられるもので、インダクタ１３を介して可変容量ダイオード８に印加する電圧を変化させる。

次に、本実施例の動作について説明する。ウィルキンソン型分配器５０において入力ポート１から入力された電力は特性インピーダンス５０オームのマイクロストリップライン１００を通り、接合部部分１０において特性インピーダンス７０．７オームの１／４波長変成器４および５に分配され、再び特性インピーダンス５０オームのマイクロストリップライン２００、３００をそれぞれ通って１／２ずつの電力が出力ポート２および出力ポート３にそれぞれ分配出力される。

制御回路１１は上位装置１２より周波数情報を与えられることにより吸収抵抗６に並列に接続されている可変容量ダイオード８に対して印加する電圧を制御し、その結果、所望の周波数で最良なアイソレーション特性を得ることができる。

上位装置１２の具体的な構成としては、ビットスイッチやボリュームスイッチなど人為的な操作で周波数を示す電圧を発生するものや、入力ポート１への入力電力の周波数を検出する周波数検出器が挙げられる。

制御回路１１の具体的な構成としては、入力電力の周波数に対応する制御電圧をテーブルの形態にて格納し、上位装置１２から与えられた周波数に対応して格納されている制御電圧を読み出して可変容量ダイオード８に対して印加する形態が挙げられる。

図２は本実施例による出力ポート間のアイソレーション特性を示す図である。横軸は入力ポート１への入力電力の周波数、縦軸は出力ポート２、３の出力比である。

図２に示されるように、周波数ｆ０の入力電力に対して最良なアイソレーション特性が得ることができるような設定状態から、入力電力の周波数がｆ０’となり、上位装置１２から、周波数がｆ０’である周波数が入力されると、制御回路１１が可変容量ダイオード８に対して印加する電圧を変更し、周波数ｆ０’の入力電力に対して最良なアイソレーション特性が得ることができるような設定状態に遷移する。

本発明の一実施例の構成を示す回路図である。 本発明の実施例による出力ポート間のアイソレーション特性を示す図である。 ウィルキンソン型分配器の構成を示す回路図である。 ウィルキンソン型分配器の構成を示す回路図である。 図４に示したウィルキンソン型分配器の出力ポート間のアイソレーション特性を示す図である。

符号の説明

１ 入力ポート
２、３出力ポート
４、５ １／４波長変成器
６ 吸収抵抗
８ 可変容量ダイオード
９ コンデンサ
１１ 制御回路
１２ 上位装置
１３ インダクタ
１００、２００、３００ マイクロストリップライン

Claims (2)

1. 入力ポートと、
   前記入力ポートと接続され、該入力ポートに入力された電力を分配して出力する第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、
   前記第１の出力ポートと第２の出力ポートの間に並列に設けられた吸収抵抗および可変容量ダイオードと、
   周波数を示す周波数情報を出力する上位装置と、
   前記上位装置が出力する周波数情報に応じて前記可変容量ダイオードの容量を制御する制御回路と、を有することを特徴とする電力分配器。
2. 入力ポートと、前記入力ポートと接続され、該入力ポートに入力された電力を分配して出力する第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、前記第１の出力ポートと第２の出力ポートの間に設けられた吸収抵抗を備える電力分配器の特性制御方法であって、
   前記吸収抵抗に並列に可変容量ダイオードを設け、
   前記入力ポートへ入力される電力の周波数に応じて前記可変容量ダイオードの容量を制御することを特徴とする電力分配器の特性制御方法。

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