JP2023043721A

JP2023043721A - Distributor

Info

Publication number: JP2023043721A
Application number: JP2021151498A
Authority: JP
Inventors: 崇史藤原; Takashi Fujiwara
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-29

Abstract

To provide a small distributor.SOLUTION: A distributor S includes a first transmission line 31 having a line length of 1/12 of the wavelength of an input signal provided between an input terminal 1 and a first output terminal 21, a first capacitor 51 provided between a signal line 41 connecting the input terminal 1 and the first transmission line 31 and the ground, a second capacitor 52 provided between a signal line 42 connecting the first transmission line 31 and the first output terminal 21 and the ground, a second transmission line 32 having a line length of 1/12 of the wavelength of the input signal provided between the input terminal 1 and the second output terminal 22, a third capacitor 53 provided between a signal line 43 connecting the input terminal 1 and the second transmission line 32 and the ground, a fourth capacitor 54 provided between a signal line 44 connecting the second transmission line 32 and the second output terminal 22 and the ground, and a resistor 6 placed between the signal line 42 and the signal line 44.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、入力信号を２つの出力信号に分配する分配器に関する。 The present invention relates to a splitter for splitting an input signal into two output signals.

入力信号を２つの出力信号に分配する分配器が知られている。特許文献１には、入力信号に入力される信号の波長の４分の１の長さの伝送線路を有するウィルキンソン型分配器が開示されている。 A splitter is known that splits an input signal into two output signals. Patent Literature 1 discloses a Wilkinson splitter having a transmission line with a length of a quarter of the wavelength of the input signal.

特開２００８－２３６６０４号公報JP 2008-236604 A

しかしながら、ウィルキンソン型分配器では、入力信号に入力される信号の波長の４分の１の長さの伝送線路を必要とするため、信号の波長の４分の１の長さよりも分配器を小さくすることができなかった。 However, since the Wilkinson splitter requires a transmission line with a length of 1/4 of the wavelength of the signal input to the input signal, the splitter is made smaller than the length of 1/4 of the wavelength of the signal. couldn't.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、分配器を小さくすることを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to reduce the size of the distributor.

本発明の第１の態様においては、入力端子から入力された信号を２つに分配して第１出力端子と第２出力端子とに出力する分配器であって、前記入力端子と前記第１出力端子との間に設けられた第１伝送線路と、前記入力端子と前記第１伝送線路とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第１コンデンサと、前記第１伝送線路と前記第１出力端子とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第２コンデンサと、前記入力端子と前記第２出力端子との間に設けられた第２伝送線路と、前記入力端子と前記第２伝送線路とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第３コンデンサと、前記第２伝送線路と前記第２出力端子とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第４コンデンサと、前記第２コンデンサと前記第１出力端子とを接続する信号線と、前記第４コンデンサと前記第２出力端子とを接続する信号線との間に設けられた抵抗と、を有し、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路は、前記入力端子に入力される信号の波長の１２分の１の線路長を有する、分配器を提供する。 A first aspect of the present invention is a distributor for dividing a signal input from an input terminal into two and outputting the signal to a first output terminal and a second output terminal, wherein the input terminal and the first a first transmission line provided between an output terminal, a first capacitor provided between a signal line connecting the input terminal and the first transmission line and a ground, and the first transmission line a second capacitor provided between a signal line connecting the first output terminal and ground; a second transmission line provided between the input terminal and the second output terminal; and the input terminal. and a third capacitor provided between a signal line connecting the second transmission line and the ground, and a third capacitor provided between the signal line connecting the second transmission line and the second output terminal and the ground a resistor provided between a fourth capacitor connected to the capacitor, a signal line connecting the second capacitor and the first output terminal, and a signal line connecting the fourth capacitor and the second output terminal; , wherein the first transmission line and the second transmission line have a line length of 1/12 of the wavelength of the signal input to the input terminal.

前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路それぞれの特性インピーダンスは同一であり、前記第１コンデンサ、前記第２コンデンサ、前記第３コンデンサ及び前記第４コンデンサそれぞれの容量は同一であってもよい。 The characteristic impedance of each of the first transmission line and the second transmission line may be the same, and the capacitance of each of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor and the fourth capacitor may be the same.

前記入力端子の特性インピーダンスをＺとし、前記抵抗の抵抗値をＲとした場合に、Ｒ＝２×Ｚであり、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路それぞれの特性インピーダンスをＺ_０とした場合に、Ｚ_０＝２×√（Ｒ×Ｚ）であり、前記容量をＣとし、前記入力端子から入力された信号の周波数をｆとした場合に、Ｃ＝１／（２πｆＺ_０／２）であってもよい。 When the characteristic impedance of the input terminal is Z and the resistance value of the resistor is R, R=2×Z, and the characteristic impedance of each of the first transmission line and the second transmission line is _Z0 . , Z ₀ =2×√(R×Z), C=1/(2πfZ ₀ /2) where C is the capacitance and f is the frequency of the signal input from the input terminal may be

本発明によれば、分配器を小さくできるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to make a distributor small.

本実施形態に係る分配器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the distributor which concerns on this embodiment. 出力信号のゲインの周波数特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of gain of an output signal;

図１は、本実施形態に係る分配器Ｓの構成を示す図である。分配器Ｓは、入力端子１から入力された入力信号を２つに分配して第１出力端子２１と第２出力端子２２とに出力する。分配器Ｓは、第１伝送線路３１と、第２伝送線路３２と、第１コンデンサ５１と、第２コンデンサ５２と、第３コンデンサ５３と、第４コンデンサ５４と、抵抗６とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a distributor S according to this embodiment. The distributor S divides the input signal input from the input terminal 1 into two and outputs the divided signal to the first output terminal 21 and the second output terminal 22 . The distributor S includes a first transmission line 31 , a second transmission line 32 , a first capacitor 51 , a second capacitor 52 , a third capacitor 53 , a fourth capacitor 54 and a resistor 6 .

第１伝送線路３１は、入力端子１と第１出力端子２１との間に設けられている。第１伝送線路３１は、入力信号の波長λの１２分の１の線路長を有する。例えば、入力信号の周波数ｆが１０００ＭＨｚである場合、入力信号の波長λは約３００ミリメートルであり、第１伝送線路３１の線路長は約２５ミリメートルである。 The first transmission line 31 is provided between the input terminal 1 and the first output terminal 21 . The first transmission line 31 has a line length that is 1/12 of the wavelength λ of the input signal. For example, when the frequency f of the input signal is 1000 MHz, the wavelength λ of the input signal is approximately 300 millimeters and the line length of the first transmission line 31 is approximately 25 millimeters.

第２伝送線路３２は、入力端子１と第２出力端子２２との間に設けられている。第２伝送線路３２は、第１伝送線路３１と同様に、入力信号の波長λの１２分の１の線路長を有する。 The second transmission line 32 is provided between the input terminal 1 and the second output terminal 22 . The second transmission line 32, like the first transmission line 31, has a line length that is 1/12 of the wavelength λ of the input signal.

第１コンデンサ５１は、入力端子１と第１伝送線路３１とを接続する信号線４１とグランドとの間に設けられている。第２コンデンサ５２は、第１伝送線路３１と第１出力端子２１とを接続する信号線４２とグランドとの間に設けられている。 The first capacitor 51 is provided between the signal line 41 connecting the input terminal 1 and the first transmission line 31 and the ground. The second capacitor 52 is provided between the signal line 42 connecting the first transmission line 31 and the first output terminal 21 and the ground.

第３コンデンサ５３は、入力端子１と第２伝送線路３２とを接続する信号線４３とグランドとの間に設けられている。第４コンデンサ５４は、第２伝送線路３２と第２出力端子２２とを接続する信号線４４とグランドとの間に設けられている。 The third capacitor 53 is provided between the signal line 43 connecting the input terminal 1 and the second transmission line 32 and the ground. The fourth capacitor 54 is provided between the signal line 44 connecting the second transmission line 32 and the second output terminal 22 and the ground.

抵抗６は、信号線４２と信号線４４との間に設けられている。具体的には、抵抗６は、信号線４２と第２コンデンサ５２が接続された接続点７１と第１出力端子２１とを接続する信号線と、信号線４４と第４コンデンサ５４が接続された接続点７２と第２出力端子２２とを接続する信号線との間に設けられている。 The resistor 6 is provided between the signal lines 42 and 44 . Specifically, the resistor 6 is connected to the signal line connecting the first output terminal 21 and the connection point 71 to which the signal line 42 and the second capacitor 52 are connected, and the signal line 44 and the fourth capacitor 54 are connected. It is provided between the connection point 72 and the signal line connecting the second output terminal 22 .

以下、分配器Ｓが有する各部の値の決定方法について説明する。まず、抵抗６の抵抗値が、入力端子１の特性インピーダンスに基づいて定められる。具体的には、抵抗６の抵抗値をＲとし、入力端子１の特性インピーダンスをＺとした場合、Ｒは下記式（１）を用いて算出される。
Ｒ＝２×Ｚ…（１）
特性インピーダンスＺの具体的な値は、例えば５０Ωである。 A method of determining the values of each part of the distributor S will be described below. First, the resistance value of resistor 6 is determined based on the characteristic impedance of input terminal 1 . Specifically, when the resistance value of the resistor 6 is R and the characteristic impedance of the input terminal 1 is Z, R is calculated using the following formula (1).
R=2×Z (1)
A specific value of the characteristic impedance Z is, for example, 50Ω.

次に、第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２の特性インピーダンスが、Ｒに基づいて定められる。なお、第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２の特性インピーダンスは同一である。第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２の特性インピーダンスをＺ_０とした場合、Ｚ_０は下記式（２）を用いて算出される。
Ｚ_０＝２√（Ｚ×Ｒ）…（２） Next, the characteristic impedances of the first transmission line 31 and the second transmission line 32 are determined based on R. The characteristic impedances of the first transmission line 31 and the second transmission line 32 are the same. When the characteristic impedance of the first transmission line 31 and the second transmission line 32 is _Z0 , _Z0 is calculated using the following formula (2).
Z ₀ =2√(Z×R) (2)

そして、第１コンデンサ５１、第２コンデンサ５２、第３コンデンサ５３及び第４コンデンサ５４の容量が、Ｚ_０及び周波数ｆに基づいて定められる。なお、第１コンデンサ５１、第２コンデンサ５２、第３コンデンサ５３及び第４コンデンサ５４の容量は同一である。第１コンデンサ５１、第２コンデンサ５２、第３コンデンサ５３及び第４コンデンサ５４の容量は、容量をＣとした場合、下記式（３）を用いて算出される。
Ｃ＝１／（２πｆＺ_０／２）…（３）
なお、πは円周率である。 Then, the capacities of the first capacitor 51, the second capacitor 52, the third capacitor 53 and the fourth capacitor 54 are determined based on _Z0 and the frequency f. Note that the capacitances of the first capacitor 51, the second capacitor 52, the third capacitor 53 and the fourth capacitor 54 are the same. The capacitances of the first capacitor 51, the second capacitor 52, the third capacitor 53, and the fourth capacitor 54 are calculated using the following equation (3), where C is the capacitance.
C=1/( _2πfZ0 /2) (3)
Note that π is the circular constant.

図２は、出力信号のゲインの周波数特性を示す図である。図２の横軸は周波数［ＭＨｚ］を示し、縦軸は出力信号のゲイン［ｄＢ］を示す。 FIG. 2 is a diagram showing the frequency characteristics of the gain of the output signal. The horizontal axis of FIG. 2 indicates the frequency [MHz], and the vertical axis indicates the gain [dB] of the output signal.

実線Ａは、本実施形態に係る分配器Ｓの第１出力端子２１から出力された出力信号のゲインの周波数特性を示す。実線Ａは、０ＭＨｚから入力信号の周波数ｆである１０００ＭＨｚにおいて－３．５～－３ｄＢのゲインを示している。また、実線Ａは、周波数が１０００ＭＨｚよりも高くなるほど減衰している。このように、本実施形態に係る分配器Ｓは、０ＭＨｚから入力信号の周波数ｆまでの周波数の信号を通過させ、１０００ＭＨｚよりも高い周波数の信号を減衰させるローパスフィルタとしても機能する。 A solid line A indicates the frequency characteristic of the gain of the output signal output from the first output terminal 21 of the distributor S according to this embodiment. A solid line A indicates a gain of -3.5 to -3 dB from 0 MHz to 1000 MHz, which is the frequency f of the input signal. Further, the solid line A attenuates as the frequency becomes higher than 1000 MHz. Thus, the distributor S according to the present embodiment also functions as a low-pass filter that passes signals of frequencies from 0 MHz to the frequency f of the input signal and attenuates signals of frequencies higher than 1000 MHz.

破線Ｂは、従来のウィルキンソン型分配器を用いた比較例の出力信号のゲインの周波数特性を示す。破線Ｂは、周波数が１０００ＭＨｚよりも高くなっても減衰しない。このように、比較例に係る分配器は、ローパスフィルタとしては機能しない。 A dashed line B indicates the frequency characteristic of the gain of the output signal of the comparative example using the conventional Wilkinson type divider. Dashed line B does not attenuate even if the frequency becomes higher than 1000 MHz. Thus, the distributor according to the comparative example does not function as a low-pass filter.

［サイズの比較］
従来のウィルキンソン型分配器の伝送線路は、入力信号の波長の４分の１の線路長を必要とする。そのため、従来のウィルキンソン型分配器では、入力信号の波長の４分の１よりも小さくすることができない。例えば、波長が３００ミリメートルの入力信号を分配するための従来のウィルキンソン型分配器は、７５ミリメートルよりも小さくすることができない。 [Size comparison]
A transmission line for a conventional Wilkinson divider requires a line length that is a quarter of the wavelength of the input signal. Therefore, in the conventional Wilkinson type splitter, it is impossible to make it smaller than 1/4 of the wavelength of the input signal. For example, a conventional Wilkinson splitter for splitting an input signal with a wavelength of 300 millimeters cannot be made smaller than 75 millimeters.

一方、本実施形態に係る分配器Ｓの伝送線路は、入力信号の波長の１２分の１の線路長を有すればよい。そのため、波長が３００ミリメートルの入力信号を分配するための本実施形態に係る分配器Ｓの伝送線路の線路長は、２５ミリメートルでよい。このように、本実施形態に係る分配器Ｓは、従来のウィルキンソン型分配器の大きさに対して３分の１程度の大きさにすることができる。 On the other hand, the transmission line of the distributor S according to this embodiment may have a line length that is 1/12 of the wavelength of the input signal. Therefore, the line length of the transmission line of the distributor S according to this embodiment for distributing the input signal with a wavelength of 300 mm may be 25 mm. Thus, the size of the distributor S according to this embodiment can be reduced to about one-third the size of the conventional Wilkinson type distributor.

［分配器Ｓの効果］
以上説明したとおり、本実施形態に係る分配器Ｓは、入力信号の波長の１２分の１の線路長を有する２つの伝送線路、各伝送線路と入力端子１を接続する信号線とグランドとの間、及び各伝送線路と２つの出力端子それぞれを接続する信号線とグランドとの間に配置された４つのコンデンサ、及び２つの出力端子間に設けられた抵抗６を備える。このようにすることで、本実施形態に係る分配器Ｓは、２つの伝送線路の長さを入力信号の波長の４分の１よりも短くすることができる。したがって、本実施形態に係る分配器Ｓの大きさを、入力信号の波長の４分の１の長さよりも小さくできる。 [Effect of Distributor S]
As described above, the splitter S according to the present embodiment includes two transmission lines each having a line length of 1/12 of the wavelength of the input signal, a signal line connecting each transmission line to the input terminal 1, and a ground. and between the signal line connecting each transmission line and each of the two output terminals and the ground, and a resistor 6 provided between the two output terminals. By doing so, the splitter S according to the present embodiment can make the length of the two transmission lines shorter than a quarter of the wavelength of the input signal. Therefore, the size of the splitter S according to this embodiment can be made smaller than a quarter of the wavelength of the input signal.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units. In addition, new embodiments resulting from arbitrary combinations of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment caused by the combination has the effect of the original embodiment.

１入力端子
２１第１出力端子
２２第２出力端子
３１第１伝送線路
３２第２伝送線路
４１信号線
４２信号線
４３信号線
４４信号線
５１第１コンデンサ
５２第２コンデンサ
５３第３コンデンサ
５４第４コンデンサ
６抵抗 1 input terminal 21 first output terminal 22 second output terminal 31 first transmission line 32 second transmission line 41 signal line 42 signal line 43 signal line 44 signal line 51 first capacitor 52 second capacitor 53 third capacitor 54 fourth Capacitor 6 Resistor

Claims

A distributor that distributes a signal input from an input terminal into two and outputs the signal to a first output terminal and a second output terminal,
a first transmission line provided between the input terminal and the first output terminal;
a first capacitor provided between a signal line connecting the input terminal and the first transmission line and a ground;
a second capacitor provided between a signal line connecting the first transmission line and the first output terminal and a ground;
a second transmission line provided between the input terminal and the second output terminal;
a third capacitor provided between a signal line connecting the input terminal and the second transmission line and a ground;
a fourth capacitor provided between a signal line connecting the second transmission line and the second output terminal and a ground;
a resistor provided between a signal line connecting the second capacitor and the first output terminal and a signal line connecting the fourth capacitor and the second output terminal;
has
The first transmission line and the second transmission line have a line length that is 1/12 of the wavelength of the signal input to the input terminal,
Distributor.

Characteristic impedances of the first transmission line and the second transmission line are the same,
the capacity of each of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor and the fourth capacitor is the same;
2. The distributor of claim 1.

where Z is the characteristic impedance of the input terminal and R is the resistance value of the resistor, R = 2 x Z;
where Z ₀ is the characteristic impedance of each of the first transmission line and the second transmission line, Z ₀ =2×√(R×Z);
where C is the capacitance and f is the frequency of the signal input from the input terminal, C=1/(2πfZ ₀ /2);
3. Distributor according to claim 2.