JP2017076881A - Power combiner/distributor - Google Patents
Power combiner/distributor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017076881A JP2017076881A JP2015203324A JP2015203324A JP2017076881A JP 2017076881 A JP2017076881 A JP 2017076881A JP 2015203324 A JP2015203324 A JP 2015203324A JP 2015203324 A JP2015203324 A JP 2015203324A JP 2017076881 A JP2017076881 A JP 2017076881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distributor
- radial line
- ridge
- power combiner
- radial track
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は電力合成・分配器、特にラジアル線路を備え、マイクロ波電力を複数に分岐し又は複数の電力を合成する電力合成・分配器の構成に関する。 The present invention relates to a power combiner / distributor, and more particularly, to a configuration of a power combiner / distributor that includes a radial line and branches microwave power into a plurality or combines a plurality of powers.
図5に、従来の電力合成・分配器である20合成・分配器の構成が示されており、この図5において、1aは中央同軸端子、1bは円周上に等間隔で設けられた周辺同軸端子、2a,2bは変換素子、4aは天板、4bは底板、4cは側板、5はラジアル線路である。この例では、中央同軸端子1aと20個の周辺同軸端子1bがラジアル線路5により結合され、合成と分岐が可能となる。なお、上記ラジアル線路長は合成・分配器の所望の外形に合わせて調整される。
FIG. 5 shows a configuration of a 20 combiner / distributor which is a conventional power combiner / distributor. In FIG. 5, 1a is a central coaxial terminal, and 1b is a periphery provided at equal intervals on the circumference. Coaxial terminals, 2a and 2b are conversion elements, 4a is a top plate, 4b is a bottom plate, 4c is a side plate, and 5 is a radial line. In this example, the central
ところで、電力合成・分配器の各分岐に、更に他の合成・分配器又はアイソレータ等、寸法の大きな回路を取り付ける場合、それに応じて、各分岐(周辺同軸端子1b同士)の間隔を広くする必要があるが、その場合、ラジアル線路5の径R4(図5)も大きくなることになり、ラジアル線路5において異常なモードが発生し、電力の合成・分配が思うように実行できない場合があった。
By the way, when a larger size circuit such as another combiner / distributor or isolator is attached to each branch of the power combiner / distributor, it is necessary to widen the interval between the branches (peripheral
この異常モードに関して検討した結果、異常モードはラジアル線路5の分岐部分で円周方向に電界強度の疎密が生じることが原因であることが分った。
即ち、例えばラジアル線路5を用いてN分岐される分配器の場合、円盤形状のラジアル線路の中心部分から給電したマイクロ波は、半径方向に均一に広がり、等間隔に配置された分岐部分に等位相、等振幅で到達し、N分割される。
As a result of examining the abnormal mode, it has been found that the abnormal mode is caused by the density of the electric field strength in the circumferential direction at the branch portion of the
That is, for example, in the case of a distributor that is N-branched using the
しかしながら、実際の分配器では給電位置又は分岐位置が機械加工等の精度によって、理想的な位置から微妙にずれており、このずれによって、半径方向に同心円状に均一に広がるべきマイクロ波も微妙にずれて、異常な電磁界が生じてしまう。このとき、分岐端子(周辺同軸端子1b)間の間隔が2分の1波長よりも長い場合、この分岐端子間において円周方向に2分の1波長の電磁界の疎密が生じるモードが発生し、分配器の動作に異常をもたらす場合があった。また、合成器の場合もマイクロ波の伝送方向が逆になるだけで、同様の異常モードが生じる。
However, in an actual distributor, the feeding position or branching position is slightly deviated from the ideal position due to the accuracy of machining, etc., and this deviation also slightly causes microwaves that should spread uniformly in a concentric manner in the radial direction. This will cause an abnormal electromagnetic field. At this time, when the interval between the branch terminals (peripheral
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、分岐の間隔を大きくした場合でもラジアル線路において異常なモードが発生せず、合成・分配を正常かつ良好に行うことのできる電力合成・分配器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to perform normal and satisfactory synthesis and distribution without causing an abnormal mode in the radial line even when the branch interval is increased. It is to provide a power combiner / distributor.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、マイクロ波電力を合成又は分配する電力合成・分配器であって、半径Rのラジアル線路と、このラジアル線路の円周上に接続されたN本のリッジ導波管と、を有し、上記ラジアル線路の半径Rの位置でのマイクロ波の波長をλとすると、R<(N/4π)λの関係を満たすことを特徴とする。
請求項2の発明は、上記リッジ導波管のリッジ部分をラジアル線路側に延出させ、その延出部を変成器とすることにより、上記ラジアル線路とリッジ導波管とのインピーダンス整合を図ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a power combiner / distributor for combining or distributing microwave power, which is connected to a radial line having a radius R and a circumference of the radial line. N ridge waveguides satisfying the relationship of R <(N / 4π) λ where λ is the wavelength of the microwave at the radius R of the radial line.
According to the invention of claim 2, impedance matching between the radial line and the ridge waveguide is achieved by extending the ridge portion of the ridge waveguide toward the radial line and using the extension as a transformer. It is characterized by that.
上記の構成によれば、ラジアル線路にリッジ導波管を結合すると共に、ラジアル線路の半径Rを(n/4π)λよりも小さく、即ち隣接する分岐同士の間隔を2分の1波長よりも小さくなるようにしたので、分岐部分において円周方向の電界強度の疎密による異常モードは発生せず、均一な分配・合成を行うことが可能となる。 According to the above configuration, the ridge waveguide is coupled to the radial line, and the radius R of the radial line is smaller than (n / 4π) λ, that is, the interval between adjacent branches is less than a half wavelength. Since it is made smaller, an abnormal mode due to the density of electric field strength in the circumferential direction does not occur at the branch portion, and uniform distribution / combination can be performed.
また、リッジ導波管のリッジ部分をラジアル線路側に適当な寸法で延出させ、この延出部を概略4分の1波長の長さの階段形状や2分の1波長の長さのテーパー形状等として変成器を設けることにより、ラジアル線路とリッジ導波管の接続部分におけるインピーダンスの整合を図ることが可能となり、この部分の不整合を解消することができる。 In addition, the ridge portion of the ridge waveguide is extended to the radial line side with an appropriate dimension, and this extended portion is a stepped shape having a length of approximately a quarter wavelength or a taper having a length of a half wavelength. By providing a transformer as a shape or the like, impedance matching can be achieved at the connection portion between the radial line and the ridge waveguide, and mismatching at this portion can be eliminated.
本発明によれば、分岐の間隔を大きくし、給電位置、分岐位置の機械加工精度が理想的な位置から微妙にずれた場合でも、ラジアル線路において異常なモードが発生せず、合成・分配を正常かつ良好に行うことが可能となる。
従来の合成・分配器では、分岐部分(分岐端子)に比較的大きな回路を接続する場合、ラジアル線路に同軸線路を接続することが一般的であるが、このような構成では、各分岐の同軸線路の長さを均一に加工することは困難で、合成・分配にバラツキが生じ易く、かつ同軸線路の通過損失は、導波管やリッジ導波管に比べて大きいという欠点があり、特に大電力での使用の場合、発熱等の問題もあった。そこで、本発明は、ラジアル線路にリッジ導波管を接続することで、上記の問題を解消して分岐端子間の間隔を容易に大きくできるようにしたものである。なお、リッジ導波管は、通常の矩形導波管に比べてカットオフ波長を大きくでき、分岐端子間の間隔を2分の1波長よりも小さくした場合でも、マイクロ波を良好に通過させることが可能である。
According to the present invention, even when the branch interval is increased and the machining accuracy of the feeding position and the branch position is slightly deviated from the ideal position, an abnormal mode does not occur in the radial line, and synthesis / distribution is performed. It becomes possible to perform normally and satisfactorily.
In a conventional synthesizer / distributor, when a relatively large circuit is connected to a branch portion (branch terminal), it is common to connect a coaxial line to a radial line. It is difficult to process the length of the line uniformly, and there is a disadvantage that the composition / distribution tends to vary, and the passage loss of the coaxial line is larger than that of the waveguide or ridge waveguide. In the case of use with electric power, there was a problem such as heat generation. Therefore, the present invention solves the above problem by connecting a ridge waveguide to a radial line so that the interval between the branch terminals can be easily increased. Note that the ridge waveguide has a larger cutoff wavelength than a normal rectangular waveguide, and allows microwaves to pass well even when the spacing between the branch terminals is smaller than a half wavelength. Is possible.
また、リッジ導波管のリッジ部分をラジアル線路側に延出させた変成器を設けることにより、リッジ導波管とラジアル線路とのインピーダンス整合を良好に図り、良好な合成特性、分配特性を得ることが可能になる。 Also, by providing a transformer in which the ridge portion of the ridge waveguide is extended to the radial line side, impedance matching between the ridge waveguide and the radial line is well achieved, and good synthesis characteristics and distribution characteristics are obtained. It becomes possible.
図1及び図2に、実施例の電力合成・分配器の構成が示されており、実施例は7.2GHz帯を対象とし、円板体の周辺に20個の分岐を設けたものである。各図において、1aは円板の中心部分に配置された中央同軸端子(同軸線路)、1bは円板の周辺に配置された周辺同軸端子(同軸線路)、2aは中心同軸端子1aに対する変換素子(コニカル線路)、2bは周辺同軸端子1bに対する変換素子、7aは筐体の天板、7bは底板、7cは側板、5は半径R1 のラジアル線路である。
FIG. 1 and FIG. 2 show the configuration of the power combiner / distributor of the embodiment. The embodiment targets the 7.2 GHz band and has 20 branches around the disc body. . In each figure, 1a is a central coaxial terminal (coaxial line) disposed at the center of the disk, 1b is a peripheral coaxial terminal (coaxial line) disposed around the disk, and 2a is a conversion element for the central
実施例では、半径R1 のラジアル線路5の円周上に等間隔(又は所定の間隔)で20本(N本)のリッジ導波管8が接続され、このそれぞれのリッジ導波管8の外側端部に周辺同軸端子1bが設けられており、円板体の中心に中央同軸端子1a、周辺に周辺同軸端子1bが配置された構成とされる。上記同軸線路(1a,1b)は、特性インピーダンスが50Ωで、図示していないが、この先端に他のケーブルを接続するためのコネクタが取り付けられる。上記変換素子(コニカル線路)2aは、中央同軸線路(1a)とラジアル線路5のインピーダンスマッチングを行うための変換回路、上記変換素子2bは、周辺同軸線路(1b)とリッジ導波管8のインピーダンスマッチングを行うための変換回路である。
In the embodiment, 20 (N)
また、実施例では、上記ラジアル線路5の半径R1 (図1)を60mmとし、この半径R1 が(N/4π)λよりも小さくなるように設定している。即ち、ラジアル線路5の半径R1 の位置でのマイクロ波7.2GHzの波長:41.7mm、分岐数N:20となるので、(20/4π)×41.7≒66.4mmとなり、上記関係式を満たす値となる。このことは、隣接する分岐の間隔2πR/Nが2分の1波長よりも小さいことを意味しており、これによって、R1 位置において円周方向での高次の異常モードが発生せず、良好な電力の合成及び分配が行われる。
In the embodiment, the radius R1 (FIG. 1) of the
この電力の合成及び分配について、図3及び図4により詳細に説明する。
本実施例では、中央同軸端子1aと周辺同軸端子1bの間隔R2 は115mmであるが、図5の従来の電力合成・分配器において、実施例と同じ構成とし、中央同軸端子1aと周辺同軸端子1bの間隔R4 を115mmとした場合、組立時の組立精度によっては、図4に示されるように、7.4GHzや8.45GHzの近傍で異常モードを伴った反射特性となる。この異常モードは、円周方向に電磁界の疎密を持った上述の高次モードであり、合成・分配が乱れることになる。即ち、各分岐である周辺同軸端子1bと中央同軸端子1aの間での電力伝送が等振幅、等位相からずれて、電力合成・分配の特性が悪化する結果となる。
The combination and distribution of power will be described in detail with reference to FIGS.
In this embodiment, the distance R2 between the central
これに対し、実施例では、合成・分配器の組立精度が悪く、各分岐が軸対称の位置から多少ずれたとしても、図3に示される良好な反射特性となり、異常モードは発生しない。 On the other hand, in the embodiment, the assembly accuracy of the synthesizer / distributor is poor, and even if each branch is slightly deviated from the axially symmetric position, the excellent reflection characteristics shown in FIG. 3 are obtained and no abnormal mode occurs.
また、実施例では、リッジ導波管8をラジアル線路5の半径R1 =60mmの位置に接続すると、この接続位置において、隣接するリッジ導波管8の間隔は18.8mmとなり、動作周波数7.2GHzの2分の1波長=20.8mmよりも小さくなる。例えば、このリッジ導波管8の代わりに、通常の矩形導波管を接続すると、矩形導波管の幅が2分の1波長よりも小さくなってしまい、7.2GHzのマイクロ波はカットオフとなり、伝搬しない。従って、本発明の電力合成・分配器では、リッジ導波管8を用いることで、それらの間隔が2分の1波長よりも小さい場合でも、カットオフにしないように設計することが可能になる。なお、実施例のリッジ導波管の幅W(図1)は、約13mmである。
In the embodiment, when the
更に、実施例では、リッジ導波管8のリッジ部分をラジアル線路5側に延出し、その延出部に変成器9を設けており、この変成器9は、リッジ部分に4分の1波長の長さの階段形状を付設したものからなり(4分の1波長変成器)、ラジアル線路5とリッジ導波管8とのインピーダンスマッチングを行っている。この4分の1波長変成器9は、通常知られている4分の1波長変成器とは異なり、リッジ部分のみに段差を設けた構造であり、ラジアル線路5自体に段差を設ける構造とはしていない。即ち、実施例のようにリッジ部分に階段形状を付設する方が、ラジアル線路5自体に階段形状を付設するよりも、インピーダンス調整を広帯域に行うことができ、かつ機械加工も容易な構造となる。なお、上記変成器9として、リッジ部分に2分の1波長の長さのテーパー形状を付けたものを用いてもよい。
Further, in the embodiment, the ridge portion of the
上記実施例のリッジ導波管8では、底板7b側にリッジ部及び変成器9を設けた例を示したが、これに加えて天板7a側にもリッジ部及び変成器9を設ける構成(ダブルリッジ)としてもよい。
In the
1a…中央同軸端子、 1b…周辺同軸端子、
2a,2b…変換素子、
4a,7a…天板、 4b,7b…底板、
4c,7c…側板、 5…ラジアル線路、
8…リッジ導波管、 9…4分の1波長変成器。
1a ... central coaxial terminal, 1b ... peripheral coaxial terminal,
2a, 2b ... conversion elements,
4a, 7a ... top plate, 4b, 7b ... bottom plate,
4c, 7c ... side plate, 5 ... radial line,
8 ... ridge waveguide, 9 ... quarter wavelength transformer.
Claims (2)
半径Rのラジアル線路と、
このラジアル線路の円周上に接続されたN本のリッジ導波管と、を有し、
上記ラジアル線路の半径Rの位置でのマイクロ波の波長をλとすると、
R<(N/4π)λ
の関係を満たす電力合成・分配器。 A power combiner / distributor for combining or distributing microwave power,
A radial track of radius R,
N ridge waveguides connected on the circumference of the radial line,
If the wavelength of the microwave at the radius R of the radial line is λ,
R <(N / 4π) λ
Power combiner / distributor that satisfies the above relationship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015203324A JP2017076881A (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Power combiner/distributor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015203324A JP2017076881A (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Power combiner/distributor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017076881A true JP2017076881A (en) | 2017-04-20 |
Family
ID=58549557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015203324A Pending JP2017076881A (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Power combiner/distributor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017076881A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109687085A (en) * | 2019-01-24 | 2019-04-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | Radial line waveguide high-power microwave power synthesizer |
CN113224493A (en) * | 2021-04-30 | 2021-08-06 | 电子科技大学 | N-path waveguide space radial power distribution combiner based on coaxial TE01 mode |
JP2021526753A (en) * | 2018-05-18 | 2021-10-07 | レイセオン カンパニー | Additional manufactured reactive beam former |
CN114497951A (en) * | 2022-01-19 | 2022-05-13 | 合肥应为电子科技有限公司 | Millimeter wave band space radial power combiner |
CN114976555A (en) * | 2022-06-23 | 2022-08-30 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | Ultra-wideband radial power combiner |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4598254A (en) * | 1983-07-12 | 1986-07-01 | Fujitsu Limited | Microwave power distributing and synthesizing device and microwave power amplifying apparatus including the same |
JP5749841B1 (en) * | 2014-08-12 | 2015-07-15 | 日本高周波株式会社 | Waveguide power combiner / distributor |
-
2015
- 2015-10-15 JP JP2015203324A patent/JP2017076881A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4598254A (en) * | 1983-07-12 | 1986-07-01 | Fujitsu Limited | Microwave power distributing and synthesizing device and microwave power amplifying apparatus including the same |
JP5749841B1 (en) * | 2014-08-12 | 2015-07-15 | 日本高周波株式会社 | Waveguide power combiner / distributor |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021526753A (en) * | 2018-05-18 | 2021-10-07 | レイセオン カンパニー | Additional manufactured reactive beam former |
JP7150879B2 (en) | 2018-05-18 | 2022-10-11 | レイセオン カンパニー | Additively manufactured reactive beamformers |
CN109687085A (en) * | 2019-01-24 | 2019-04-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | Radial line waveguide high-power microwave power synthesizer |
CN109687085B (en) * | 2019-01-24 | 2021-06-25 | 中国人民解放军国防科技大学 | Radial line waveguide high-power microwave power synthesizer |
CN113224493A (en) * | 2021-04-30 | 2021-08-06 | 电子科技大学 | N-path waveguide space radial power distribution combiner based on coaxial TE01 mode |
CN113224493B (en) * | 2021-04-30 | 2023-03-28 | 电子科技大学 | N-path waveguide space radial power distribution combiner based on coaxial TE01 mode |
CN114497951A (en) * | 2022-01-19 | 2022-05-13 | 合肥应为电子科技有限公司 | Millimeter wave band space radial power combiner |
CN114976555A (en) * | 2022-06-23 | 2022-08-30 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | Ultra-wideband radial power combiner |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017076881A (en) | Power combiner/distributor | |
JP6386182B2 (en) | Waveguide slot array antenna | |
JP6395980B2 (en) | Power distribution synthesizer | |
JP5749841B1 (en) | Waveguide power combiner / distributor | |
US9300026B2 (en) | Nondirectional RF power divider | |
GB1573989A (en) | Radio frequency power combiner or divider | |
EP0135407B1 (en) | Microwave power distributing and synthesizing device and microwave power amplifying apparatus including the same | |
JP5816768B1 (en) | Waveguide power combiner / distributor | |
US9735457B2 (en) | RF power combiner functioning as higher-order harmonics filter | |
JP2016063321A (en) | Distributor and planar antenna | |
US10658727B1 (en) | Combiner/divider having tapered waveguides stacked in their E-planes | |
JP2693807B2 (en) | Multi-channel synthesizer / divider | |
JP6625274B2 (en) | Power distribution combiner | |
US4599584A (en) | Power divider/combiner apparatus comprising a fan shaped waveguide | |
JP5935675B2 (en) | Transmission line and antenna device | |
JP4462275B2 (en) | Antenna using distribution circuit | |
JP2008262989A (en) | High frequency circuit board | |
JPWO2005114777A1 (en) | Microstrip line type directional coupler | |
KR101713769B1 (en) | Spatial power combiner based on coaxial waveguide | |
JP2010178305A (en) | Waveguide power distributer | |
JP2006238184A (en) | Power distributor and power distribution device | |
KR102016088B1 (en) | Arc type phase shifter for mobile communication antenna | |
JP2011182166A (en) | T-branch waveguide | |
JP5377070B2 (en) | Waveguide / microstrip line converter | |
JP2008301045A (en) | Coupling circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180220 |