JP2022530687A - パワーディバイダ、調整方法、電力分配方法、記憶媒体、及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
であり、アイソレーション抵抗が2Z0である。偶奇モード解析から、このパワーディバイダは信号の2等分を実現できることが分かる。一方、Wilkinson2Nウェイパワーディバイダは、合計N段のパワーディバイダを有し、第1段には一つの2ウェイパワーディバイダがあり、2段目には二つの2ウェイパワーディバイダがあり、・・・・・・N段目には2(N-1)個の2ウェイパワーディバイダがある。この2N-1個の全く同様なパワーディバイダが接続されて2Nウェイパワーディバイダを構成し、その全体構成模式図を図2に示す。しかしながら、各2ウェイパワーディバイダの入力と出力の間の信号線の長さが一定の1/4波長であるので、パワーディバイダの面積を増やすだけでなく、大きな損失をもたらしてしまう。
第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの入力ポートに接続されたユニットの出力インピーダンスとが共役整合するように、各々の第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスを調整することと、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合するように、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスを調整することと、を含み、ここで、N、K、Mはいずれも1以上の正の整数であり、前記パワーディバイダがM個の電力分配ユニットを備え、前記M個の電力分配ユニットがカスケード接続されてN段のカスケード構造を形成し、各電力分配ユニットが1つの入力ポートと2つの出力ポートとを含む。
本発明の実施例は、一種のパワーディバイダを提供し、図3は、本発明の実施例によるパワーディバイダの構成を示すブロック図である。図3に示すように、M個の電力分配ユニットを備え、M個の電力分配ユニットがカスケード接続されてN段のカスケード構造を形成し、各電力分配ユニットが1つの入力ポートと2つの出力ポートとを含み、カスケード構造における各々の第K段の電力分配ユニットが以下の関係を満たし、すなわち、第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと第K段の電力分配ユニットの入力ポートに接続されたユニットの出力インピーダンスとが共役整合し、かつ、第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合し、ここで、N、K、Mはいずれも1以上の正の整数である。
本発明の実施例は、パワーディバイダを小型化する設計方法を提供し、この設計方法により、少なくとも面積を元の3分の1に縮小し、伝送損失も低減したパワーディバイダが得られる。
ここで、Z0kは、第K段の2ウェイ(2分配)パワーディバイダの特性インピーダンスであり、lkは、第K段の2ウェイ(2分配)パワーディバイダの長さであり、ZLkは、第K段の2ウェイ(2分配)パワーディバイダの負荷インピーダンスであり、Zinkは、第K段の2ウェイ(2分配)パワーディバイダの入力インピーダンスであり、β=2π/λであり、λは波長である。
ここで、
、
である。
λgは、マイクロストリップライン媒体における信号の波長であり、λは、真空における信号の波長であり、εrは、マイクロストリップラインにおける媒体の誘電率である。
Claims (12)
- M個の電力分配ユニットを備え、
前記M個の電力分配ユニットがカスケード接続されてN段のカスケード構造を形成し、各電力分配ユニットが1つの入力ポートと2つの出力ポートとを含み、前記カスケード構造における各々の第K段の電力分配ユニットが以下の関係を満たし、
すなわち、前記第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの入力ポートに接続されたユニットの出力インピーダンスとが共役整合し、かつ、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合し、ここで、N、K、Mはいずれも1以上の正の整数である、
ことを特徴とするパワーディバイダ。 - N、MおよびKがいずれも1である場合、第1段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスとが共役整合し、かつ、前記第1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスとが共役整合し、
Mが3以上、Nが2以上、およびKが1の場合、第1段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスとが共役整合し、前記第1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第1段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合し、
Mが3以上、Nが2以上、および、Kが2以上N未満の場合、第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットに接続された第K-1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスとが共役整合し、かつ、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合し、
Mが3以上、Nが2以上、かつKがNの場合、第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットに接続された第K-1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスとが共役整合し、かつ、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスとが共役整合する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーディバイダ。 - 前記パワーディバイダは、アイソレーションインピーダンスユニットをさらに備え、
前記アイソレーションインピーダンスユニットは、前記電力分配ユニットの前記2つの出力ポートの間に接続され、前記アイソレーションインピーダンスユニットは、前記電力分配ユニットの前記出力インピーダンスと前記電力分配ユニットの前記負荷インピーダンスとが共役整合するように、前記電力分配ユニットの出力インピーダンスを調整するように設置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーディバイダ。 - 前記アイソレーションインピーダンスユニットは、並列接続された抵抗とコンデンサを含む、
ことを特徴とする請求項3に記載のパワーディバイダ。 - Mが3以上、及びNが2以上の場合、前記パワーディバイダにおける全てまたは一部の中間ポートに対応する入力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスと等しくならなく、または、前記パワーディバイダにおける全てまたは一部の中間ポートに対応する出力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスと等しくならなく、または、前記パワーディバイダにおける一部の中間ポートに対応する入力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスと等しくならなく、且つパワーディバイダにおける一部の中間ポートに対応する出力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスと等しくならなく、
そのうち、前記中間ポートは、前記パワーディバイダにおける前記パワーディバイダの入力ポートと前記パワーディバイダの出力ポートとの間の電力分配ユニットの入力ポートおよび電力分配ユニットの出力ポートの少なくとも一方である、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーディバイダ。 - パワーディバイダに適用される調整方法であって、
各々の第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの入力ポートに接続されたユニットの出力インピーダンスとが共役整合するように、前記パワーディバイダの各々の第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスを調整することと、
前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合するように、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスを調整することと、を含み、
ここで、前記パワーディバイダがM個の電力分配ユニットを備え、前記M個の電力分配ユニットがカスケード接続されてN段のカスケード構造を形成し、各々の電力分配ユニットが1つの入力ポートと2つの出力ポートとを含み、N、K、Mはいずれも1以上の正の整数である、
ことを特徴とする調整方法。 - 前記の各々の第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの入力ポートに接続されたユニットの出力インピーダンスとが共役整合するように、前記パワーディバイダの各々の第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスを調整し、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合するように、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスを調整することは、
N、MおよびKがいずれも1である場合、第1段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスとが共役整合するように調整し、かつ、前記第1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスとが共役整合するように調整することと、
Mが3以上、Nが2以上、およびKが1の場合、第1段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスとが共役整合するように調整し、前記第1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第1段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合するように調整することと、
Mが3以上、Nが2以上、及び、Kが2以上N未満の場合、第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットに接続された第K-1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスとが共役整合するように調整し、かつ、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットの負荷インピーダンスとが共役整合するように調整することと、
Mが3以上、Nが2以上、かつKがNの場合、第K段の電力分配ユニットの入力インピーダンスと前記第K段の電力分配ユニットに接続された第K-1段の電力分配ユニットの出力インピーダンスとが共役整合するように調整し、かつ、前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスと予め設定された前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスとが共役整合するように調整することと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の調整方法。 - 以下の少なくとも1つの方式によって前記第K段の電力分配ユニットの出力インピーダンスを調整し、すなわち、
前記電力分配ユニットの特性インピーダンス及びマイクロストリップラインの長さの少なくとも一方を調整し、
前記電力分配ユニットの前記2つの出力ポートの間に接続されたアイソレーションインピーダンスユニットによって前記電力分配ユニットの出力インピーダンスを調整する、
ことを特徴とする請求項6に記載の調整方法。 - Mが3以上、及びNが2以上の場合、調整後の前記パワーディバイダにおける全てまたは一部の中間ポートに対応する入力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスと等しくならなく、または、前記パワーディバイダにおける全てまたは一部の中間ポートに対応する出力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンス又は目標負荷インピーダンスと等しくならなく、または、前記パワーディバイダにおける一部の中間ポートに対応する入力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標ソースインピーダンスと等しくならなく、且つパワーディバイダにおける一部の中間ポートに対応する出力インピーダンスが、前記パワーディバイダの目標負荷インピーダンスと等しくならなく、
そのうち、前記中間ポートは、前記パワーディバイダにおける前記パワーディバイダの入力ポートと前記パワーディバイダの出力ポートとの間の電力分配ユニットの入力ポートおよび電力分配ユニットの出力ポートの少なくとも一方である、
ことを特徴とする請求項6~8のいずれか1項に記載の調整方法。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のパワーディバイダを用いて電力分配を行うことを特徴とする電力分配方法。
- 稼働時に請求項6~9のいずれか1項に記載の調整方法をを実行するように設定されているコンピュータプログラムを記憶した、ことを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
- コンピュータプログラムを記憶したメモリと、
前記コンピュータプログラムを稼働することで請求項6~9のいずれか1項に記載の調整方法を実行するように設置されたプロセッサと、
を備えることを特徴とする電子装置。
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