JP2682737B2 - 電力分配合成器 - Google Patents
電力分配合成器Info
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- JP2682737B2 JP2682737B2 JP2315592A JP31559290A JP2682737B2 JP 2682737 B2 JP2682737 B2 JP 2682737B2 JP 2315592 A JP2315592 A JP 2315592A JP 31559290 A JP31559290 A JP 31559290A JP 2682737 B2 JP2682737 B2 JP 2682737B2
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- JP
- Japan
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- power
- distribution
- strip conductor
- impedance transformer
- microwave
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロ波通信等において用いられるマイ
クロ波電力用の電力分配合成器に関する。
クロ波電力用の電力分配合成器に関する。
［従来の技術］ 従来から、マイクロ波通信においては、様々な種類の
電力分配合成器が使用されてきた。
電力分配合成器が使用されてきた。
従来の電力分配合成器の一例を第10図を用いて説明す
る。
る。
電力分配合成器は、通常、共通ポート90と、分配ポー
ト91aおよび分配ポート91bと、これらの間に設けられた
1/4波長インピーダンス変成器92aおよび1/4波長インピ
ーダンス変成器92bとにより構成されている。
ト91aおよび分配ポート91bと、これらの間に設けられた
1/4波長インピーダンス変成器92aおよび1/4波長インピ
ーダンス変成器92bとにより構成されている。
共通ポート90から入力されたマイクロ波電力は、1/4
波長インピーダンス変成器92aおよび1/4波長インピーダ
ンス変成器92bにより分配されて、分配ポート91aと、分
配ポート91bとから出力される。また、逆に、分配ポー
ト91aと、分配ポート91bとから入力される等位相のマイ
クロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器92aおよび
1/4波長インピーダンス変成器92bにより合成されて、共
通ポート90から出力される。
波長インピーダンス変成器92aおよび1/4波長インピーダ
ンス変成器92bにより分配されて、分配ポート91aと、分
配ポート91bとから出力される。また、逆に、分配ポー
ト91aと、分配ポート91bとから入力される等位相のマイ
クロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器92aおよび
1/4波長インピーダンス変成器92bにより合成されて、共
通ポート90から出力される。
なお、このような電力分配合成器については、S.B.Co
hn“A class of Bload Band Three−Part TEM−Mode Hy
brid"IEEE Trans.Microwave Theory Tech,MIT−16,No2
（Feb.1968）p.p.110〜116等に記載されている。
hn“A class of Bload Band Three−Part TEM−Mode Hy
brid"IEEE Trans.Microwave Theory Tech,MIT−16,No2
（Feb.1968）p.p.110〜116等に記載されている。
最近では、機器の小型化を進めるため、上記構成を、
マイクロストリップ線路（microstrip line）が開発さ
れている。
マイクロストリップ線路（microstrip line）が開発さ
れている。
なお、マイクロストリップ線路は、第11図に示すとお
り、誘電体基板95aの一面側にストリップ導体96aを配置
し、他方の面に接地導体97aを配置した構造となってい
る。
り、誘電体基板95aの一面側にストリップ導体96aを配置
し、他方の面に接地導体97aを配置した構造となってい
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述した従来の電力分配合成器においては、
1/4波長インピーダンス変成器を使用するため、その形
状が大きく、小型化が困難であった。
1/4波長インピーダンス変成器を使用するため、その形
状が大きく、小型化が困難であった。
また、これをマイクロストリップ線路により構成した
場合においても、誘電体基板95aの誘電率および厚さに
よりストリップ導体96a線路幅が決定され、設計の自由
度が小さいため、小型化には限界があった。
場合においても、誘電体基板95aの誘電率および厚さに
よりストリップ導体96a線路幅が決定され、設計の自由
度が小さいため、小型化には限界があった。
また、CPW（coplanar waveguides）を用いて電力分配
合成器を構成することも考えられる。
合成器を構成することも考えられる。
CPW線路は、第12図に示すとおり、誘電体基板95bの一
面側にストリップ導体96bを設け、これと同じ面上にお
いて、ストリップ導体96bを両側からはさむように接地
導体97bを配置した構造となっている。
面側にストリップ導体96bを設け、これと同じ面上にお
いて、ストリップ導体96bを両側からはさむように接地
導体97bを配置した構造となっている。
しかし、CPWを使用した場合でも、ストリップ導体96b
の両側に接地導体97bを設ける必要があるため、この接
地導体97bがアイソレーション抵抗を設ける上での障害
となる。すなわち、アイソレーション抵抗を設置するた
めには、接地導体を迂回するようなパターンにするか、
または、接地導体の上に絶縁層を設けた上で、アイソレ
ーション抵抗をその上に配置しなければならないという
困難があり実用化されていなかった。そのため、ストリ
ップ導体の線幅を変更することができるという、CPWの
利点を、電力分配合成器には、活かすことができていな
かった。
の両側に接地導体97bを設ける必要があるため、この接
地導体97bがアイソレーション抵抗を設ける上での障害
となる。すなわち、アイソレーション抵抗を設置するた
めには、接地導体を迂回するようなパターンにするか、
または、接地導体の上に絶縁層を設けた上で、アイソレ
ーション抵抗をその上に配置しなければならないという
困難があり実用化されていなかった。そのため、ストリ
ップ導体の線幅を変更することができるという、CPWの
利点を、電力分配合成器には、活かすことができていな
かった。
本発明は、これらの問題点を解決し、小型でVSWRの優
れた電力分配合成器を提供することを目的とする。
れた電力分配合成器を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、様々な可能性について検討
した結果、発明者は、R.K.Hoffman,“Handbook of Micr
owave Integrated Circuits",Artech Houseに記載され
る、ダブルストリップCPWを使用することにより、目的
を達成できることを見出した。
した結果、発明者は、R.K.Hoffman,“Handbook of Micr
owave Integrated Circuits",Artech Houseに記載され
る、ダブルストリップCPWを使用することにより、目的
を達成できることを見出した。
その一態様によれば、合成されたマイクロ波電力を出
力するまたは分配されるべきマイクロ波電力を入力する
共通ポートと、合成されるべきまたは分配されたマイク
ロ波電力を入出力する複数の分配ポートと、該共通ポー
トと該分配ポートとの間に設けられ、マイクロ波電力の
分配および合成を行うインピーダンス変成器とを有する
電力分配合成器であって、上記インピーダンス変成器
が、該誘電体基板と、該誘電体基板の一面に設けられス
トリップ導体と、該面上の該ストリップ導体の片側に沿
って設けられた接地導体を備えたことを特徴とする電力
分配合成器が提供される。
力するまたは分配されるべきマイクロ波電力を入力する
共通ポートと、合成されるべきまたは分配されたマイク
ロ波電力を入出力する複数の分配ポートと、該共通ポー
トと該分配ポートとの間に設けられ、マイクロ波電力の
分配および合成を行うインピーダンス変成器とを有する
電力分配合成器であって、上記インピーダンス変成器
が、該誘電体基板と、該誘電体基板の一面に設けられス
トリップ導体と、該面上の該ストリップ導体の片側に沿
って設けられた接地導体を備えたことを特徴とする電力
分配合成器が提供される。
この場合、該ストリップ導体が、共通ポートと分配ポ
ートとの間を、最短距離よりも長い経路で接続したもの
であってもよい。また、上記誘電体基板の上記ストリッ
プ導体の設けられた面と反対側の面上に導体層を形成し
ても良い。
ートとの間を、最短距離よりも長い経路で接続したもの
であってもよい。また、上記誘電体基板の上記ストリッ
プ導体の設けられた面と反対側の面上に導体層を形成し
ても良い。
［作用］ 共通ポートから入力されたマイクロ波電力は、インピ
ーダンス変成器により分配されて、分配ポートから出力
される。また、逆に、各分配ポートから入力されたマイ
クロ波電力は、インピーダンス変成器により合成されて
共通ポートから出力される。
ーダンス変成器により分配されて、分配ポートから出力
される。また、逆に、各分配ポートから入力されたマイ
クロ波電力は、インピーダンス変成器により合成されて
共通ポートから出力される。
［実施例］ 本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。
なお、左右、上下等の方向を示す用語は図面中におけ
る方向を示すものである。
る方向を示すものである。
この電力分配合成器は、非対称ダブルストリップCPW
を使用して構成されている。第９図に、この非対称ダブ
ルストリップCPWの基本構造を示す。
を使用して構成されている。第９図に、この非対称ダブ
ルストリップCPWの基本構造を示す。
この非対称ダブルストリップCPWは、通常のCPWとは異
なり、誘電体基板９上の一面側にストリップ導体４を設
け、このストリップ導体４の片側に沿って接地導体５を
設けた構造である。また、ストリップ導体４の幅と、接
地導体５の幅とは、同幅とする必要はない。
なり、誘電体基板９上の一面側にストリップ導体４を設
け、このストリップ導体４の片側に沿って接地導体５を
設けた構造である。また、ストリップ導体４の幅と、接
地導体５の幅とは、同幅とする必要はない。
第１図および第２図を用いて、具体的な構成を説明す
る。
る。
第１図は、本実施例の電力分配合成器の上面図であ
る。また、第２図は、第１図中に示したＡ−Ａ線の断面
図である。
る。また、第２図は、第１図中に示したＡ−Ａ線の断面
図である。
この電力分配合成器は、横長の長方形状の誘電体基板
９の一面上に、共通ポート１、分配ポート2a、2b、スト
リップ導体4a、4b、接地導体5a、5b、接地導体６を、金
をスパッタリングすることにより形成されている。ま
た、分配ポート2aと分配ポート2bとの間には、所定のパ
ターンに従って、TaNxをスパッタリングすることによ
り、アイソレーション抵抗10が、形成されている。
９の一面上に、共通ポート１、分配ポート2a、2b、スト
リップ導体4a、4b、接地導体5a、5b、接地導体６を、金
をスパッタリングすることにより形成されている。ま
た、分配ポート2aと分配ポート2bとの間には、所定のパ
ターンに従って、TaNxをスパッタリングすることによ
り、アイソレーション抵抗10が、形成されている。
共通ポート１は、誘電体基板９の左側端部に設けられ
ており、後述する1/4波長インピーダンス変成器7a、7b
により分配されるマイクロ波電力が入力されている。ま
た、逆に、共通ポート１からは、1/4波長インピーダン
ス変成器7a、7bにより合成されたマイクロ波電力が出力
される構成となっている。そして、この分配されたマイ
クロ波電力は、誘電体基板９の上辺と下辺の右側部分に
設けられた分配ポート2aおよび分配ポート2bから出力さ
れている。逆に、1/4波長インピーダンス変成器7a、7b
により合成されるマイクロ波電力は、分配ポート2aおよ
び分配ポート2bから入力されている。
ており、後述する1/4波長インピーダンス変成器7a、7b
により分配されるマイクロ波電力が入力されている。ま
た、逆に、共通ポート１からは、1/4波長インピーダン
ス変成器7a、7bにより合成されたマイクロ波電力が出力
される構成となっている。そして、この分配されたマイ
クロ波電力は、誘電体基板９の上辺と下辺の右側部分に
設けられた分配ポート2aおよび分配ポート2bから出力さ
れている。逆に、1/4波長インピーダンス変成器7a、7b
により合成されるマイクロ波電力は、分配ポート2aおよ
び分配ポート2bから入力されている。
1/4波長インピーダンス変成器7a、7bは、共通ポート
１と分配ポート２との間に配置された、ストリップ導体
4a、4bと、接地導体5a、5bと、誘電体基板９と、により
それぞれ構成されている。そして、上述のとおりマイク
ロ波電力の分配および合成を行う機能を有している。な
お、本実施例においては、この分配は均等に行われる
が、これに限定されるものではない。
１と分配ポート２との間に配置された、ストリップ導体
4a、4bと、接地導体5a、5bと、誘電体基板９と、により
それぞれ構成されている。そして、上述のとおりマイク
ロ波電力の分配および合成を行う機能を有している。な
お、本実施例においては、この分配は均等に行われる
が、これに限定されるものではない。
このストリップ導体4a、4bは、誘電体基板９の左右方
向の中心線上において、共通ポート１と結合されてい
る。そして、ストリップ導体4aは、誘電体基板９の該面
の上半分の領域を、上下方向に蛇行しながら、すなわ
ち、各セクションが1/4波長分の線路長を確保しなが
ら、右側へ進み、分配ポート2aと接続されている。一
方、ストリップ導体4bは、該面の下半分の領域を、上下
方向に蛇行しながら右側へ進み、分配ポート2bと接続さ
れている。
向の中心線上において、共通ポート１と結合されてい
る。そして、ストリップ導体4aは、誘電体基板９の該面
の上半分の領域を、上下方向に蛇行しながら、すなわ
ち、各セクションが1/4波長分の線路長を確保しなが
ら、右側へ進み、分配ポート2aと接続されている。一
方、ストリップ導体4bは、該面の下半分の領域を、上下
方向に蛇行しながら右側へ進み、分配ポート2bと接続さ
れている。
そして、このストリップ導体4aとストリップ導体4bと
は、誘電体基板９の上記中心線側の屈曲部分を、各屈曲
部分毎に、すなわち、1/4波長毎に、合計３カ所、アイ
ソレーション抵抗10により結合されている。
は、誘電体基板９の上記中心線側の屈曲部分を、各屈曲
部分毎に、すなわち、1/4波長毎に、合計３カ所、アイ
ソレーション抵抗10により結合されている。
また、ストリップ導体4aと接地導体5aとの間隔およ
び、ストリップ導体4bと接地導体5bとの間隔は、それぞ
れ分配ポート2a、2bに近づくにつれて、狭くなってい
る。また、アイソレーション抵抗10の大きさは分配ポー
ト2a、2bに近づくにつれて、順次、小さくなっている。
なお、ストリップ導体4a、4bの湾曲、屈曲形状、線路幅
等や、アイソレーション抵抗10の形状、数、大きさ等
は、これに限定されるものではなく、個々の素子の目
的、用途等に応じて変更することができる。
び、ストリップ導体4bと接地導体5bとの間隔は、それぞ
れ分配ポート2a、2bに近づくにつれて、狭くなってい
る。また、アイソレーション抵抗10の大きさは分配ポー
ト2a、2bに近づくにつれて、順次、小さくなっている。
なお、ストリップ導体4a、4bの湾曲、屈曲形状、線路幅
等や、アイソレーション抵抗10の形状、数、大きさ等
は、これに限定されるものではなく、個々の素子の目
的、用途等に応じて変更することができる。
さらに、上述したように、本実施例においては、非対
称ダブルストリップCPWを使用しているため、分配ポー
ト2a、2bの右側の接地導体６の設けられている部分を除
いて、ストリップ導体4aの片側、この場合、上側にの
み、接地導体5aが設けられている。また、同様にストリ
ップ導体4bの下側にのみ、接地導体5bが形成されてい
る。従って、ストリップ導体4aとストリップ導体4bとの
間には、接地導体は、設けられていない。
称ダブルストリップCPWを使用しているため、分配ポー
ト2a、2bの右側の接地導体６の設けられている部分を除
いて、ストリップ導体4aの片側、この場合、上側にの
み、接地導体5aが設けられている。また、同様にストリ
ップ導体4bの下側にのみ、接地導体5bが形成されてい
る。従って、ストリップ導体4aとストリップ導体4bとの
間には、接地導体は、設けられていない。
誘電体基板９としては、アルミナ基板を使用している
が、これに限定されるものではない。
が、これに限定されるものではない。
なお、共通ポート１と分配ポート2a、2bとの間の直線
距離は、約4mmである。
距離は、約4mmである。
次に動作を説明する。
共通ポート１から、マイクロ波電力を入射させると、
このマイクロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器7
a、1/4波長インピーダンス変成器7bにより等分配され
て、それぞれ分配ポート2aと分配ポート2bとから出力さ
れる。
このマイクロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器7
a、1/4波長インピーダンス変成器7bにより等分配され
て、それぞれ分配ポート2aと分配ポート2bとから出力さ
れる。
一方、分配ポート2aと分配ポート2bとからマイクロ波
電力を入射すると、該マイクロ波電力は、1/4波長イン
ピーダンス変成器7a、1/4波長インピーダンス変成器7b
により合成されて、共通ポート１から出力される。
電力を入射すると、該マイクロ波電力は、1/4波長イン
ピーダンス変成器7a、1/4波長インピーダンス変成器7b
により合成されて、共通ポート１から出力される。
共通ポート１からマイクロ波電力を入力した場合の電
力分配および合成の特性を測定した結果を、第３図およ
び第４図に示す。
力分配および合成の特性を測定した結果を、第３図およ
び第４図に示す。
第３図（ａ）は、マイクロ波の通過特性を、（ｂ）
は、反射特性を示したものである。なお、横軸は入射し
たマイクロ波の周波数である。
は、反射特性を示したものである。なお、横軸は入射し
たマイクロ波の周波数である。
（ａ）に示した共通ポート１から分配ポート2aへの通
過特性S21と、共通ポート１から分配ポート2bへの通過
特性S31とは、測定周波数の全範囲（6GHz〜20.5GHz）に
おいてほぼ一致しており、マイクロ波電力は等分配され
ていることが分かる。また、その通過特性は、6GHz（図
中、符号Ｐで示す）においては−3.7dBの減衰となって
おり、伝送損失は0.7dBであった。また、18GHz（図中、
符号Ｑで示す）においては、−3.9dBの減衰となってお
り、伝送損失は−1.0dBであった。これは、十分実用に
耐える値である。また、6GHz〜18GHzの範囲において
は、この値はほぼ一定であった。
過特性S21と、共通ポート１から分配ポート2bへの通過
特性S31とは、測定周波数の全範囲（6GHz〜20.5GHz）に
おいてほぼ一致しており、マイクロ波電力は等分配され
ていることが分かる。また、その通過特性は、6GHz（図
中、符号Ｐで示す）においては−3.7dBの減衰となって
おり、伝送損失は0.7dBであった。また、18GHz（図中、
符号Ｑで示す）においては、−3.9dBの減衰となってお
り、伝送損失は−1.0dBであった。これは、十分実用に
耐える値である。また、6GHz〜18GHzの範囲において
は、この値はほぼ一定であった。
一方、（ｂ）に示した、共通ポート１からマイクロ波
電力を入力した場合の、反射特性S11は、6GHz〜18GHzの
帯域において−13dBを超える値となっており、十分に小
さい値であった。
電力を入力した場合の、反射特性S11は、6GHz〜18GHzの
帯域において−13dBを超える値となっており、十分に小
さい値であった。
第４図は、分配ポート側からマイクロ波電力を入射し
た場合のアイソレーション特性および反射損失を示した
ものである。
た場合のアイソレーション特性および反射損失を示した
ものである。
第４図（ａ）は、アイソレーション特性を示したもの
である。
である。
分配ポート2aから入力されたマイクロ波電力が、分配
ポート2bに漏れる程度を示すアイソレーション特性S23
は、6GHz（図中、符号Ｐで示す）〜18GHz（図中、符号
Ｑで示す）の全範囲において、−21dB以下となってお
り、大きなアイソレーション効果を有していた。
ポート2bに漏れる程度を示すアイソレーション特性S23
は、6GHz（図中、符号Ｐで示す）〜18GHz（図中、符号
Ｑで示す）の全範囲において、−21dB以下となってお
り、大きなアイソレーション効果を有していた。
第４図（ｂ）は、分配ポート2aおよび分配ポート2bか
らマイクロ波電力を入射した場合の反射特性を示したも
のである。なお、横軸は周波数を示している。
らマイクロ波電力を入射した場合の反射特性を示したも
のである。なお、横軸は周波数を示している。
この図によれば、分配ポート2aにおける反射特性S22
と、分配ポート2bにおける反射特性S33とは、ほぼ一致
しており、また、6GHz〜18GHzの全範囲において、−15d
B以下となっており、電力合成を行うことができる。
と、分配ポート2bにおける反射特性S33とは、ほぼ一致
しており、また、6GHz〜18GHzの全範囲において、−15d
B以下となっており、電力合成を行うことができる。
以上のように本実施例の、電力分配合成器は、実用に
十分な特性を有していた。
十分な特性を有していた。
また、本実施例の電力分配合成器は、非対称ダブルス
トリップCPWを使用しているため、接地導体が、アイソ
レーション抵抗を配置する上での障害とならない。その
上、線路幅、線路の湾曲等の設計上の自由度が増して、
ストリップ導体4a,4bの幅を一様にすることができる。
その結果、VSWR特性を劣化させることなく、単位面積内
に形成することのできる線路長を長くすることができ、
電力分配合成器を、より小型にすることができた。
トリップCPWを使用しているため、接地導体が、アイソ
レーション抵抗を配置する上での障害とならない。その
上、線路幅、線路の湾曲等の設計上の自由度が増して、
ストリップ導体4a,4bの幅を一様にすることができる。
その結果、VSWR特性を劣化させることなく、単位面積内
に形成することのできる線路長を長くすることができ、
電力分配合成器を、より小型にすることができた。
具体的には、マイクロストリップ線路を使用して本実
施例と同じ能力を有する電力分配合成器を構成するため
には、共通ポートと分配ポートの間隔が約11mmは必要で
あるのに対し、本実施例においては半分以下の約4mmで
あった。
施例と同じ能力を有する電力分配合成器を構成するため
には、共通ポートと分配ポートの間隔が約11mmは必要で
あるのに対し、本実施例においては半分以下の約4mmで
あった。
次に第２の実施例を説明する。
第５図および第６図にその構成を示す。
第５図は、本実施例の電力分配合成器の上面図であ
る。また、第６図は、第１図中に示したＣ−Ｃ線の断面
図である。
る。また、第６図は、第１図中に示したＣ−Ｃ線の断面
図である。
本実施例の電力分配合成器は、上記第１の実施例とほ
ぼ同様の構成であるが、ストリップ導体4aとストリップ
導体4bとは、誘電体基板９の上記中心線側の屈曲部分
を、各屈曲部分毎に、すなわち、1/4波長毎に、合計６
カ所、アイソレーション抵抗10により結合されている。
ぼ同様の構成であるが、ストリップ導体4aとストリップ
導体4bとは、誘電体基板９の上記中心線側の屈曲部分
を、各屈曲部分毎に、すなわち、1/4波長毎に、合計６
カ所、アイソレーション抵抗10により結合されている。
また、ストリップ導体4aと接地導体5aとの間隔およ
び、ストリップ導体4bと接地導体5bとの間隔は、それぞ
れ分配ポート2a、2bに近づくにつれて、その線路幅が広
くなっている。
び、ストリップ導体4bと接地導体5bとの間隔は、それぞ
れ分配ポート2a、2bに近づくにつれて、その線路幅が広
くなっている。
次に動作を説明する。
共通ポート１から、マイクロ波電力を入射させると、
このマイクロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器7
a、1/4波長インピーダンス変成器7bにより等分配され
て、それぞれ分配ポート2aと分配ポート2bとから出力さ
れる。
このマイクロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器7
a、1/4波長インピーダンス変成器7bにより等分配され
て、それぞれ分配ポート2aと分配ポート2bとから出力さ
れる。
一方、分配ポート2aと分配ポート2bとからマイクロ波
電力を入射すると、該マイクロ波電力は、1/4波長イン
ピーダンス変成器7a、1/4波長インピーダンス変成器7b
により合成されて、共通ポート１から出力される。
電力を入射すると、該マイクロ波電力は、1/4波長イン
ピーダンス変成器7a、1/4波長インピーダンス変成器7b
により合成されて、共通ポート１から出力される。
本実施例の、電力分配合成器も、実用に十分な特性を
有するものである。
有するものである。
また、本実施例の電力分配合成器は、非対称ダブルス
トリップCPWを使用しているため、接地導体が、アイソ
レーション抵抗を配置する上での障害とならない。その
上、線路幅、線路の湾曲等の設計上の自由度が増して、
ストリップ導体4a,4bの幅を一様にすることができる。
その結果、VSWR特性を劣化させることなく、単位面積内
に形成することのできる線路長を長くすることができ、
電力分配合成器をより小型にすることができた。
トリップCPWを使用しているため、接地導体が、アイソ
レーション抵抗を配置する上での障害とならない。その
上、線路幅、線路の湾曲等の設計上の自由度が増して、
ストリップ導体4a,4bの幅を一様にすることができる。
その結果、VSWR特性を劣化させることなく、単位面積内
に形成することのできる線路長を長くすることができ、
電力分配合成器をより小型にすることができた。
次に、第３の実施例を示す。
本実施例の電力分配合成器は、コンダクターバックド
非対称ダブルストリップCPWを使用したことを特徴とし
ている。
非対称ダブルストリップCPWを使用したことを特徴とし
ている。
コンダクターバックド非対称ダブルストリップCPWと
は、第９図に示した非対称ダブルストリップCPWと、ほ
ぼ同様の基本構成をとるが、誘電体基板９のストリップ
導体４等の設けられていない側の面にも、導体層を、す
なわちグランド平面を形成したものである。
は、第９図に示した非対称ダブルストリップCPWと、ほ
ぼ同様の基本構成をとるが、誘電体基板９のストリップ
導体４等の設けられていない側の面にも、導体層を、す
なわちグランド平面を形成したものである。
本実施例の電力分配合成器の具体的構造を、第７図お
よび第８図に示す。
よび第８図に示す。
この電力分配合成器は、コンダクターバックド非対称
ダブルストリップCPWを使用している点を除き、実施例
２とほぼ同様の構成をとる。
ダブルストリップCPWを使用している点を除き、実施例
２とほぼ同様の構成をとる。
共通ポート１は、誘電体基板９の左側端部に設けられ
ており、1/4波長インピーダンス変成器7cと1/4波長イン
ピーダンス変成器7dとにより分配されるマイクロ波電力
が入力されている。また、逆に、共通ポート１からは1/
4波長インピーダンス変成器7cと1/4波長インピーダンス
変成器7dとにより合成されたマイクロ波電力が、出力さ
れる構成となっている。そして、この分配されたマイク
ロ波電力は、誘電体基板９の上辺と下辺の右側部分に設
けられた分配ポート2aおよび分配ポート2bから出力され
ている。逆に、1/4波長インピーダンス変成器7cと1/4波
長インピーダンス変成器7dとにより合成されるマイクロ
波電力は、分配ポート2aおよび分配ポート2bから入力さ
れている。
ており、1/4波長インピーダンス変成器7cと1/4波長イン
ピーダンス変成器7dとにより分配されるマイクロ波電力
が入力されている。また、逆に、共通ポート１からは1/
4波長インピーダンス変成器7cと1/4波長インピーダンス
変成器7dとにより合成されたマイクロ波電力が、出力さ
れる構成となっている。そして、この分配されたマイク
ロ波電力は、誘電体基板９の上辺と下辺の右側部分に設
けられた分配ポート2aおよび分配ポート2bから出力され
ている。逆に、1/4波長インピーダンス変成器7cと1/4波
長インピーダンス変成器7dとにより合成されるマイクロ
波電力は、分配ポート2aおよび分配ポート2bから入力さ
れている。
1/4波長インピーダンス変成器7c、7dは、共通ポート
１と分配ポート２との間に配置された、ストリップ導体
4a、4bと、接地導体5a、5bと、誘電体基板９とによりそ
れぞれ構成されている。そして、上述のとおりマイクロ
波電力の分配および合成を行う機能を有している。な
お、本実施例においては、この分配は均等に行われる
が、これに限定されるものではない。
１と分配ポート２との間に配置された、ストリップ導体
4a、4bと、接地導体5a、5bと、誘電体基板９とによりそ
れぞれ構成されている。そして、上述のとおりマイクロ
波電力の分配および合成を行う機能を有している。な
お、本実施例においては、この分配は均等に行われる
が、これに限定されるものではない。
さらに、上述したように、本実施例においては、コン
ダクターバックド非対称ダブルストリップCPWを使用し
ているため、誘電体基板９のストリップ導体4a等の設け
られていない側には、全面に接地導体11が設けられてい
る。なお、この接地導体11は、金をスパッタリングした
ものである。
ダクターバックド非対称ダブルストリップCPWを使用し
ているため、誘電体基板９のストリップ導体4a等の設け
られていない側には、全面に接地導体11が設けられてい
る。なお、この接地導体11は、金をスパッタリングした
ものである。
動作を説明する。
共通ポート１からマイクロ波電力を入射させると、こ
のマイクロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器7
c、1/4波長インピーダンス変成器7dにより等分配され
て、それぞれ分配ポート2aと分配ポート2bとから出力さ
れる。
のマイクロ波電力は、1/4波長インピーダンス変成器7
c、1/4波長インピーダンス変成器7dにより等分配され
て、それぞれ分配ポート2aと分配ポート2bとから出力さ
れる。
本実施例においては、接地導体11の存在により、該電
力分配器を、直接、金属板等の支持部材（図には示して
いない）の上に配置することができる。この場合、接地
導体11が放熱材としても機能し、該電力分配器の動作時
に発生した熱を上記支持部材に効率的に伝達するため、
熱による性能の低下が少なくなる。これは、特に大電力
を使用した場合に、有効である。
力分配器を、直接、金属板等の支持部材（図には示して
いない）の上に配置することができる。この場合、接地
導体11が放熱材としても機能し、該電力分配器の動作時
に発生した熱を上記支持部材に効率的に伝達するため、
熱による性能の低下が少なくなる。これは、特に大電力
を使用した場合に、有効である。
以上説明してきたように、本発明を適用した上記実施
例においては，非対称ダブルストリップCPWを使用して
いるため、設計上の自由度が増した。その結果、VSWR特
性を劣化させることなく、電力分配合成器を、小型化す
ることができた。
例においては，非対称ダブルストリップCPWを使用して
いるため、設計上の自由度が増した。その結果、VSWR特
性を劣化させることなく、電力分配合成器を、小型化す
ることができた。
さらに、コンダクターバックド非対称ダブルストリッ
プCPWを使用した場合には、発生した熱の放熱効率が高
くなるため、大電力使用時の特性の低下を防止すること
ができる。
プCPWを使用した場合には、発生した熱の放熱効率が高
くなるため、大電力使用時の特性の低下を防止すること
ができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電力分配合成器は、VS
WRの劣化を伴うことなく、小型化を図ることができる。
WRの劣化を伴うことなく、小型化を図ることができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す上面図、第２図はＡ
−Ａ線における断面図、第３図は、その通過特性および
反射特性を示すグラフ、第４図は、分配ポートにおける
反射特性およびアイソレーション特性を示すグラフ、第
５図は、本発明の他の実施例を示す上面図、第６図はＣ
−Ｃ線における断面図、第７図は他の実施例を示す上面
図、第８図は第７図中のＢ−Ｂ線における断面図、第９
図は、非対称ダブルストリップCPWの基本構成を示す斜
視図、第10図は従来の電力分配合成器を示す説明図、第
11図は、MS線路の基本構造を示す斜視図、第12図は、CP
Wの基本構造を示す斜視図である。 1:共通ポート、2:分配ポート、4:ストリップ導体、5:接
地導体、6:接地導体、7:1/4波長インピーダンス変成
器、9:誘電体基板、10:アイソレーション抵抗、11:接地
導体、90:共通ポート、91:分配ポート、92:1/4波長イン
ピーダンス変成器、95:誘電体基板、96:ストリップ導
体、97:接地導体、S11:反射特性、S21:通過特性、S22:
通過特性、S23:アイソレーション特性、S31:通過特性、
S33:反射特性、X:不連続部分。
−Ａ線における断面図、第３図は、その通過特性および
反射特性を示すグラフ、第４図は、分配ポートにおける
反射特性およびアイソレーション特性を示すグラフ、第
５図は、本発明の他の実施例を示す上面図、第６図はＣ
−Ｃ線における断面図、第７図は他の実施例を示す上面
図、第８図は第７図中のＢ−Ｂ線における断面図、第９
図は、非対称ダブルストリップCPWの基本構成を示す斜
視図、第10図は従来の電力分配合成器を示す説明図、第
11図は、MS線路の基本構造を示す斜視図、第12図は、CP
Wの基本構造を示す斜視図である。 1:共通ポート、2:分配ポート、4:ストリップ導体、5:接
地導体、6:接地導体、7:1/4波長インピーダンス変成
器、9:誘電体基板、10:アイソレーション抵抗、11:接地
導体、90:共通ポート、91:分配ポート、92:1/4波長イン
ピーダンス変成器、95:誘電体基板、96:ストリップ導
体、97:接地導体、S11:反射特性、S21:通過特性、S22:
通過特性、S23:アイソレーション特性、S31:通過特性、
S33:反射特性、X:不連続部分。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−171201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157503（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198804（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】合成されたマイクロ波電力を出力し、もし
くは、分配されるべきマイクロ波電力を入力するための
共通ポートと、合成されるべきマイクロ波電力を入力
し、もしくは、分配されたマイクロ波電力を出力するた
めの複数の分配ポートと、該共通ポートと該分配ポート
との間に設けられ、マイクロ波電力の分配または合成を
行うインピーダンス変成器とを有する電力分配器であっ
て、 上記インピーダンス変成器は、該誘電体基板と、該誘電
体基板の一面に設けられたストリップ導体と、該面上の
該ストリップ導体の片側に沿って設けられた接地導体を
備え、 上記インピーダンス変成器におけるストリップ導体と接
地導体との間隔は、上記共通ポート側における間隔よ
り、上記分配ポート側における間隔が狭いことを特徴と
する電力分配合成器。 - 【請求項２】上記インピーダンス変成器は、上記マイク
ロ波の波長の1/4に相当する線路長のストリップ導体を
それぞれ有する複数のセクションに分割され、 上記インピーダンス変成器におけるストリップ導体と接
地導体との間隔は、上記共通ポート側のセクションか
ら、上記分配ポート側のセクションになるにつれて、セ
クション毎に順次狭くなっていることを特徴とする請求
項１記載の電力分配合成器。 - 【請求項３】上記インピーダンス変成器におけるストリ
ップ導体の線路幅は、上記インピーダンス変成器の全体
に渡って一様であることを特徴とする請求項１および２
のいずれか一項記載の電力分配合成器。 - 【請求項４】合成されたマイクロ波電力を出力し、もし
くは、分配されるべきマイクロ波電力を入力するための
共通ポートと、合成されるべきマイクロ波電力を入力
し、もしくは、分配されたマイクロ波電力を出力するた
めの複数の分配ポートと、該共通ポートと該分配ポート
との間に設けられ、マイクロ波電力の分配または合成を
行うインピーダンス変成器とを有する電力分配器であっ
て、 上記インピーダンス変成器は、該誘電体基板と、該誘電
体基板の一面に設けられたストリップ導体と、該面上の
該ストリップ導体の片側に沿って設けられた接地導体を
備え、 上記インピーダンス変成器は、上記マイクロ波の波長の
1/4に相当する線路長のストリップ導体をそれぞれ有す
る複数のセクションに分割され、 上記接地導体は、上記ストリップ導体との間隔が、セク
ションとセクションとの境界において不連続に変化する
形状に形成されること を特徴とする電力分配合成器。 - 【請求項５】合成されたマイクロ波電力を出力し、もし
くは、分配されるべきマイクロ波電力を入力するための
共通ポートと、合成されるべきマイクロ波電力を入力
し、もしくは、分配されたマイクロ波電力を出力するた
めの複数の分配ポートと、該共通ポートと該分配ポート
との間に設けられ、マイクロ波電力の分配または合成を
行うインピーダンス変成器とを有する電力分配器であっ
て、 上記インピーダンス変成器は、該誘電体基板と、該誘電
体基板の一面に設けられたストリップ導体と、該面上の
該ストリップ導体の片側に沿って設けられた接地導体を
備え、 上記インピーダンス変成器は、上記マイクロ波の波長の
1/4に相当する線路長のストリップ導体をそれぞれ有す
る複数のセクションに分割され、 上記ストリップ導体は、上記インピーダンス変成器の全
体に渡って、その線路幅が連続して変化する形状に形成
されること を特徴とする電力分配合成器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315592A JP2682737B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 電力分配合成器 |
| US07/758,823 US5198787A (en) | 1990-11-20 | 1991-09-12 | Waveguide for dividing and combining microwaves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315592A JP2682737B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 電力分配合成器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04185102A JPH04185102A (ja) | 1992-07-02 |
| JP2682737B2 true JP2682737B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=18067212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2315592A Expired - Lifetime JP2682737B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 電力分配合成器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5198787A (ja) |
| JP (1) | JP2682737B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014236509A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | ジック アーゲー | アンテナ |
| CN105870564A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-08-17 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种基于宽带耦合及宽带阻抗变换的小型化功率合成器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2945275B2 (ja) * | 1994-07-05 | 1999-09-06 | デイエツクスアンテナ株式会社 | 衛星信号受信アンテナ方向調整用測定装置 |
| US8063716B1 (en) * | 2009-01-30 | 2011-11-22 | Agilent Technologies, Inc. | Wideband signal splitter using combination of discrete transformers and wilkinson splitters |
| TWI738343B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-09-01 | 為昇科科技股份有限公司 | 蜿蜒天線結構 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2449340A1 (fr) * | 1979-02-13 | 1980-09-12 | Thomson Csf | Circuit hyperfrequence a lignes couplees coplanaires et dispositif comportant un tel circuit |
| JPS59171201A (ja) * | 1983-11-28 | 1984-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | マイクロ波電力分岐装置 |
| JPS6164705U (ja) * | 1984-10-03 | 1986-05-02 | ||
| US4739519A (en) * | 1985-10-31 | 1988-04-19 | Narda Western Operations | Coplanar microwave balun, multiplexer and mixer assemblies |
| JPS6346801A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-02-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超高周波信号分配回路 |
| JPH0767042B2 (ja) * | 1986-12-22 | 1995-07-19 | 日本電信電話株式会社 | 分岐回路 |
| JPS63246002A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Tokyo Keiki Co Ltd | 高周波電力分配器 |
| JPH01198804A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | メアンダ線路 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2315592A patent/JP2682737B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-12 US US07/758,823 patent/US5198787A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014236509A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | ジック アーゲー | アンテナ |
| US9582694B2 (en) | 2013-06-04 | 2017-02-28 | Sick Ag | Antenna |
| CN105870564A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-08-17 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种基于宽带耦合及宽带阻抗变换的小型化功率合成器 |
| CN105870564B (zh) * | 2016-05-18 | 2018-10-12 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种基于宽带耦合及宽带阻抗变换的小型化功率合成器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5198787A (en) | 1993-03-30 |
| JPH04185102A (ja) | 1992-07-02 |
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