JP3084517B2 - Ｎ−ウェイ（ｗａｙ）電力分配機／合成機 - Google Patents
Ｎ−ウェイ（ｗａｙ）電力分配機／合成機Info
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- JP3084517B2 JP3084517B2 JP09259454A JP25945497A JP3084517B2 JP 3084517 B2 JP3084517 B2 JP 3084517B2 JP 09259454 A JP09259454 A JP 09259454A JP 25945497 A JP25945497 A JP 25945497A JP 3084517 B2 JP3084517 B2 JP 3084517B2
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- power
- switch
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-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/04—Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超高周波システム
(Ｍｉｃｒｏ ｗａｖｅ ｓｙｓｔｅｍ)に関するもの
で、特にＮ−ウェイ電力分配機／合成機（Ｎ−Ｗａｙ
ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ／Ｃｏｍｂｉｎｅｒ)に関
するものである。
(Ｍｉｃｒｏ ｗａｖｅ ｓｙｓｔｅｍ)に関するもの
で、特にＮ−ウェイ電力分配機／合成機（Ｎ−Ｗａｙ
ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ／Ｃｏｍｂｉｎｅｒ)に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常に超高周波システムには高周波電力
を多数の出力ポートに分配する電力分配機と、多数のポ
ートに入力される高周波電力を合成して一つのポートに
出力する電力合成機が利用されている。例えば、電力分
配機は一つの信号源から出力される超高周波信号を多数
の必要である部分に一定な比率をもって分配することに
効果的である。そして、電力合成機は多数個の信号源ま
たは増幅器から出力される超高周波信号を結合して一つ
のアンテナあるいは出力の強さを高めることに効果的で
ある。こういう合成機と分配機は通常一つの回路として
具現されることが一般である。
を多数の出力ポートに分配する電力分配機と、多数のポ
ートに入力される高周波電力を合成して一つのポートに
出力する電力合成機が利用されている。例えば、電力分
配機は一つの信号源から出力される超高周波信号を多数
の必要である部分に一定な比率をもって分配することに
効果的である。そして、電力合成機は多数個の信号源ま
たは増幅器から出力される超高周波信号を結合して一つ
のアンテナあるいは出力の強さを高めることに効果的で
ある。こういう合成機と分配機は通常一つの回路として
具現されることが一般である。
【０００３】上記のような電力分配機／合成機の一例と
してはウィルキンソン(Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ)により提案
された“Ｎ-Ｗａｙ Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｐｏｗｅｒ
ｄｉｖｉｄｅｒ"（ここで、Ｎは１より大きい定数のこ
と）がある。Ｎ−ウェイウィルキンソン電力分配機の基
本構成は少なくとも一つの高周波信号を入力するための
入力ポートと、上記入力ポートに入力される高周波信号
を分配出力するための少なくとも一つの出力ポートを持
つ。このような構成はいろんな形態として制作可能であ
るが通常マイクロストリップ(Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ)ラ
インとして構成されたり、ストリップ基板上に構成され
る例がその代表的な例である。
してはウィルキンソン(Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ)により提案
された“Ｎ-Ｗａｙ Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｐｏｗｅｒ
ｄｉｖｉｄｅｒ"（ここで、Ｎは１より大きい定数のこ
と）がある。Ｎ−ウェイウィルキンソン電力分配機の基
本構成は少なくとも一つの高周波信号を入力するための
入力ポートと、上記入力ポートに入力される高周波信号
を分配出力するための少なくとも一つの出力ポートを持
つ。このような構成はいろんな形態として制作可能であ
るが通常マイクロストリップ(Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ)ラ
インとして構成されたり、ストリップ基板上に構成され
る例がその代表的な例である。
【０００４】図１は従来の技術によるＮ−ウェイ電力分
配機／合成機の構造を図示したもので、これはウィルキ
ンソンにより提案されて“Ｎ−ウェイ均等ウィルキンソ
ン電力分配機”といわれる。上記図１のように構成され
たＮ−ウェイ均等ウィルキンソン電力分配機の構成及び
動作を簡略に説明すると以下の通りである。
配機／合成機の構造を図示したもので、これはウィルキ
ンソンにより提案されて“Ｎ−ウェイ均等ウィルキンソ
ン電力分配機”といわれる。上記図１のように構成され
たＮ−ウェイ均等ウィルキンソン電力分配機の構成及び
動作を簡略に説明すると以下の通りである。
【０００５】現在、ポート（１０）に高周波信号（Ｒ
Ｆ）が入力されると、上記の高周波信号ＲＦは伝送ライ
ン(ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ)(２０，２
２，２４，２６）の一側のノード（Ｎ１）に入力され
る。このとき、上記伝送ライン（２０，２２，２４，２
６）のそれぞれの長さは“λ／４”（ここで、λは入力
高周波信号の波長を意味すること）であり、それぞれの
他側ノード（Ｎ２）などは共通ノード（ＣＮ）に一側が
共通に接続された絶縁(ｉｓｏｌａｔｉｏｎ)抵抗（２
８，３０，３２，３４）などの他側に接続されている。
そして、上記絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）など
の他側と上記伝送ライン（２０，２２，２４及び２６）
などの他側ノードなどＮ２には分配された信号を出力す
るためのポート（３６，３８，４０及び４２）などが具
備される。
Ｆ）が入力されると、上記の高周波信号ＲＦは伝送ライ
ン(ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ)(２０，２
２，２４，２６）の一側のノード（Ｎ１）に入力され
る。このとき、上記伝送ライン（２０，２２，２４，２
６）のそれぞれの長さは“λ／４”（ここで、λは入力
高周波信号の波長を意味すること）であり、それぞれの
他側ノード（Ｎ２）などは共通ノード（ＣＮ）に一側が
共通に接続された絶縁(ｉｓｏｌａｔｉｏｎ)抵抗（２
８，３０，３２，３４）などの他側に接続されている。
そして、上記絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）など
の他側と上記伝送ライン（２０，２２，２４及び２６）
などの他側ノードなどＮ２には分配された信号を出力す
るためのポート（３６，３８，４０及び４２）などが具
備される。
【０００６】上記ポート（１０）は共通入出力ポートと
して使用され、ポート（３６，３８，４０，４２）は個
別的に信号を入出力するポートなどとして使用される。
これら多数のポート（１０，３６，３８，４０，４２）
には高周波信号を出力する送信機、受信機あるいは高周
波信号を増幅する高周波電力増幅器が接続される。
して使用され、ポート（３６，３８，４０，４２）は個
別的に信号を入出力するポートなどとして使用される。
これら多数のポート（１０，３６，３８，４０，４２）
には高周波信号を出力する送信機、受信機あるいは高周
波信号を増幅する高周波電力増幅器が接続される。
【０００７】 従って、上記のようにポート（１０）に
高周波信号（ＲＦ）が入力されると、上記入力される高
周波信号のＲＦ電力は同一の位相及び振幅を持つ信号に
分けられてＮ個のポート（図１の構成では４個のポート
（３６，３８，４０，４２）に分離して出力される。こ
のとき、各ポート（３６，３８，４０，４２）のロード
(ｌｏａｄ)がマッチングされると、各伝送ライン（２
０，２２，２４，２６）の他側ノードＮ２に接続された
絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）では電力の損失が
ない。従って、電力端子として利用されるポート（３
６，３８，４０，４２）にのみ高周波信号が分配されて
伝達される。
高周波信号（ＲＦ）が入力されると、上記入力される高
周波信号のＲＦ電力は同一の位相及び振幅を持つ信号に
分けられてＮ個のポート（図１の構成では４個のポート
（３６，３８，４０，４２）に分離して出力される。こ
のとき、各ポート（３６，３８，４０，４２）のロード
(ｌｏａｄ)がマッチングされると、各伝送ライン（２
０，２２，２４，２６）の他側ノードＮ２に接続された
絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）では電力の損失が
ない。従って、電力端子として利用されるポート（３
６，３８，４０，４２）にのみ高周波信号が分配されて
伝達される。
【０００８】このとき、上記図１の構成で“λ／４”の
長さをもってポート（１０）と多数の絶縁抵抗（２８，
３０，３２，３４）の間に接続された伝送ライン（２
０，２２，２４，２６）はポート（３６，３８，４０，
４２）からの反射信号の位相を同一にする目的である。
この伝送ライン（２０，２２，２４，２６）の特性イン
ピーダンスを（Ｚｏ）とすると下記の数１の通りであ
る。
長さをもってポート（１０）と多数の絶縁抵抗（２８，
３０，３２，３４）の間に接続された伝送ライン（２
０，２２，２４，２６）はポート（３６，３８，４０，
４２）からの反射信号の位相を同一にする目的である。
この伝送ライン（２０，２２，２４，２６）の特性イン
ピーダンスを（Ｚｏ）とすると下記の数１の通りであ
る。
【０００９】
【数１】
【００１０】上記数１でｎは“０”でない自然数で、Ｒ
o は伝送ライン（２０，２２，２４，２６）のライン抵
抗である。このとき、図１のようなＮ−ウェイウィルキ
ンソン電力分配機の入力インピーダンス（Ｚｉｎ）はＺ
ｏになる。上記のように動作されるＮ−ウェイウィルキ
ンソン電力分配機の入力と出力を換えると高周波信号の
電力を合成(Ｃｏｍｂｉｎｅ)するＮ−ウェイ電力合成機
(Ｎ−Ｗａｙ ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｂｉｎｅｒ)として動
作される。例えば、ポート（３６，３８，４０，４２）
などを高周波信号を入力する入力ポートとして使用し、
ポート（１０）を合成された高周波信号を出力する出力
ポートとして利用するとＮ−ウェイ電力合成機として利
用でき、この動作は下記の通りである。
o は伝送ライン（２０，２２，２４，２６）のライン抵
抗である。このとき、図１のようなＮ−ウェイウィルキ
ンソン電力分配機の入力インピーダンス（Ｚｉｎ）はＺ
ｏになる。上記のように動作されるＮ−ウェイウィルキ
ンソン電力分配機の入力と出力を換えると高周波信号の
電力を合成(Ｃｏｍｂｉｎｅ)するＮ−ウェイ電力合成機
(Ｎ−Ｗａｙ ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｂｉｎｅｒ)として動
作される。例えば、ポート（３６，３８，４０，４２）
などを高周波信号を入力する入力ポートとして使用し、
ポート（１０）を合成された高周波信号を出力する出力
ポートとして利用するとＮ−ウェイ電力合成機として利
用でき、この動作は下記の通りである。
【００１１】現在、ポート（３６，３８，４０，４２）
のそれぞれに任意の高周波信号出力装置或いは多数の増
幅器から増幅して出力された高周波信号（ＲＦ２，ＲＦ
３，ＲＦ４，ＲＦ５）が入力されると、上記の高周波信
号（ＲＦ２，ＲＦ３，ＲＦ４，ＲＦ５）はそれぞれの伝
送ライン（２０，２２，２４，２６）を通じてポート
（１０）に供給されることにより上記ポート（１０）で
合成されて出力される。
のそれぞれに任意の高周波信号出力装置或いは多数の増
幅器から増幅して出力された高周波信号（ＲＦ２，ＲＦ
３，ＲＦ４，ＲＦ５）が入力されると、上記の高周波信
号（ＲＦ２，ＲＦ３，ＲＦ４，ＲＦ５）はそれぞれの伝
送ライン（２０，２２，２４，２６）を通じてポート
（１０）に供給されることにより上記ポート（１０）で
合成されて出力される。
【００１２】このとき、上記入力される高周波信号（Ｒ
Ｆ２，ＲＦ３，ＲＦ４，ＲＦ５）の信号の強さと位相が
全て同一な場合なら高周波信号（ＲＦ２，ＲＦ３，ＲＦ
４，ＲＦ５）の電力が合成されてポート（１０）で現れ
る。しかし、入力される高周波信号（ＲＦ２，ＲＦ３，
ＲＦ４，ＲＦ５）の信号の強さと位相が互いに異なる場
合には上記入力される高周波信号の電力の損失なしに合
成されることにより絶縁抵抗（２８，３０，３２及び３
４）でのみ一定量の電力が消耗された後ポート（１０）
に出力される。
Ｆ２，ＲＦ３，ＲＦ４，ＲＦ５）の信号の強さと位相が
全て同一な場合なら高周波信号（ＲＦ２，ＲＦ３，ＲＦ
４，ＲＦ５）の電力が合成されてポート（１０）で現れ
る。しかし、入力される高周波信号（ＲＦ２，ＲＦ３，
ＲＦ４，ＲＦ５）の信号の強さと位相が互いに異なる場
合には上記入力される高周波信号の電力の損失なしに合
成されることにより絶縁抵抗（２８，３０，３２及び３
４）でのみ一定量の電力が消耗された後ポート（１０）
に出力される。
【００１３】図１のような電力分配機／合成機を設計す
るときは絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）の抵抗値
とポート（３６，３８，４０，４２）の出力抵抗がマッ
チングされるようにすることがとても重要である。
るときは絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）の抵抗値
とポート（３６，３８，４０，４２）の出力抵抗がマッ
チングされるようにすることがとても重要である。
【００１４】図２は従来の又別の技術によるレディアル
形(Ｒａｄｉａｌ ｔｙｐｅ)のＮ−ウェイ電力分配機／
合成機の構造を示したした図である。図２を参照すると
共通ノード（ＣＮ）がレディアル形のように接続されて
いて、上記共通ノード（ＣＮ）と円周の中心に位置した
共通入出力ポート（１０）の間に絶縁抵抗（２８，３
０，３２，３４）と伝送ライン（２０，２２，２４，２
６）が接続された構造である。このようなレディアル形
のＮ−ウェイ電力分配機／合成機の基本動作は図１に示
されたウィルキンソン電力分配機／合成機の動作と同一
である。
形(Ｒａｄｉａｌ ｔｙｐｅ)のＮ−ウェイ電力分配機／
合成機の構造を示したした図である。図２を参照すると
共通ノード（ＣＮ）がレディアル形のように接続されて
いて、上記共通ノード（ＣＮ）と円周の中心に位置した
共通入出力ポート（１０）の間に絶縁抵抗（２８，３
０，３２，３４）と伝送ライン（２０，２２，２４，２
６）が接続された構造である。このようなレディアル形
のＮ−ウェイ電力分配機／合成機の基本動作は図１に示
されたウィルキンソン電力分配機／合成機の動作と同一
である。
【００１５】しかし、上記図１と図２のような構成の従
来のＮ−ウェイ電力分配機／合成機は多数の信号伝達経
路に接続された回路（図示せず、例えば、高周波電力増
幅器、送信機、受信機等）、例えば共通入出力端子とし
て使用するポート（１０）から多数の入出力端子として
使用されるポート（３６，３８，４０，４２）の間の経
路中の一つのポートに接続された回路に故障が生じる
際、問題のある経路を除去しない状態で継続電力を分配
或いは合成すると下記のような電力損失を生じて電力の
効率が悪くなる問題が生じる。
来のＮ−ウェイ電力分配機／合成機は多数の信号伝達経
路に接続された回路（図示せず、例えば、高周波電力増
幅器、送信機、受信機等）、例えば共通入出力端子とし
て使用するポート（１０）から多数の入出力端子として
使用されるポート（３６，３８，４０，４２）の間の経
路中の一つのポートに接続された回路に故障が生じる
際、問題のある経路を除去しない状態で継続電力を分配
或いは合成すると下記のような電力損失を生じて電力の
効率が悪くなる問題が生じる。
【００１６】第一、高周波信号の電力を持続に分配して
故障の回路が接続された経路にも電力を供給することに
より“Ｐｏｕｔ／Ｎ”（ここで、Ｐｏｕｔは共通入出力
ポート（１０）に接続された回路の出力電力であり、Ｎ
は自然数として図１の経路の数である）ほどの電力損失
をもたらす。例えば、ポート（３６）に接続された回路
に故障が生じて高周波信号の入力が不必要とすることに
も関わらず共通入出力ポート（１０）からの高周波信号
電力（Ｐｏｕｔ）を“Ｎ”に分配することにより“Ｐｏ
ｕｔ／Ｎ”ほどの電力の浪費を招来する。
故障の回路が接続された経路にも電力を供給することに
より“Ｐｏｕｔ／Ｎ”（ここで、Ｐｏｕｔは共通入出力
ポート（１０）に接続された回路の出力電力であり、Ｎ
は自然数として図１の経路の数である）ほどの電力損失
をもたらす。例えば、ポート（３６）に接続された回路
に故障が生じて高周波信号の入力が不必要とすることに
も関わらず共通入出力ポート（１０）からの高周波信号
電力（Ｐｏｕｔ）を“Ｎ”に分配することにより“Ｐｏ
ｕｔ／Ｎ”ほどの電力の浪費を招来する。
【００１７】第二、ポート（１０）に入力される高周波
信号の電力をポート（３６，３８，４０，４２）に分配
する際、故障の回路が接続されたポートの経路によって
出力端子のインピーダンス整合が成らないから電力分配
機の全体の反射特性が悪くなる。
信号の電力をポート（３６，３８，４０，４２）に分配
する際、故障の回路が接続されたポートの経路によって
出力端子のインピーダンス整合が成らないから電力分配
機の全体の反射特性が悪くなる。
【００１８】第三、電力合成機として動作する時、ポー
ト（３６，３８，４０，４２）等に連結された多数の回
路の中である一つでも故障が生じるとポート（１０）の
出力整合が成らないから全体の出力特性が悪くなる問題
が生じる。
ト（３６，３８，４０，４２）等に連結された多数の回
路の中である一つでも故障が生じるとポート（１０）の
出力整合が成らないから全体の出力特性が悪くなる問題
が生じる。
【００１９】終わりに、図１と図２のような構成を従来
のＮ−方向電力分配機／合成機の二つの伝送ライン、例
えば、二つの隣接の伝送ライン対（２０，２２或いは２
２，２４、及び２４，２６）が絶縁抵抗（２８，３０，
３２，３４）の外郭の長さほど非常に近く近接して配置
されると、別の素子を付加するのが難しく新たな機能を
付加し難い。
のＮ−方向電力分配機／合成機の二つの伝送ライン、例
えば、二つの隣接の伝送ライン対（２０，２２或いは２
２，２４、及び２４，２６）が絶縁抵抗（２８，３０，
３２，３４）の外郭の長さほど非常に近く近接して配置
されると、別の素子を付加するのが難しく新たな機能を
付加し難い。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点を解決すべくなされたもので、電力分配或
いは合成効率を向上させたＮ−ウェイ電力分配機／合成
機の構造を提供することを目的としている。そして、本
発明の別の目的は任意の回路から出力される高周波信号
を多数の受信回路に分配するＮ−ウェイ電力分配機にお
いて、多数の受信回路の動作状態によってＮ−ｉ（ここ
で、ｉは０でない定数）−ウェイ電力分配機に転換する
Ｎ−ウェイ電力分配機を提供することにある。
従来の問題点を解決すべくなされたもので、電力分配或
いは合成効率を向上させたＮ−ウェイ電力分配機／合成
機の構造を提供することを目的としている。そして、本
発明の別の目的は任意の回路から出力される高周波信号
を多数の受信回路に分配するＮ−ウェイ電力分配機にお
いて、多数の受信回路の動作状態によってＮ−ｉ（ここ
で、ｉは０でない定数）−ウェイ電力分配機に転換する
Ｎ−ウェイ電力分配機を提供することにある。
【００２１】本発明の又別の目的は故障の回路に連結さ
れた電力分配の経路を自動的に遮断して分配機の特性イ
ンピーダンスと入出力整合特性の変化を減らしてＮ−ウ
ェイ電力分配機からＮ−ｉ−ウェイ電力分配機に転換さ
れても電力分配効率が減少されないようにするＮ−ウェ
イ電力分配機を提供することにある。本発明の又別の目
的は故障の回路との結合を除去してＮ−ウェイ電力分配
機からＮ−ｉ−ウェイ合成機に自動的に動作できるよう
にするＮ−ウェイ電力合成機を提供することにある。
れた電力分配の経路を自動的に遮断して分配機の特性イ
ンピーダンスと入出力整合特性の変化を減らしてＮ−ウ
ェイ電力分配機からＮ−ｉ−ウェイ電力分配機に転換さ
れても電力分配効率が減少されないようにするＮ−ウェ
イ電力分配機を提供することにある。本発明の又別の目
的は故障の回路との結合を除去してＮ−ウェイ電力分配
機からＮ−ｉ−ウェイ合成機に自動的に動作できるよう
にするＮ−ウェイ電力合成機を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、共通入出力ポートと、共通ノードと、
上記共通入出力ポートと上記共通ノードとの間に並列に
連結されたＮ個（ただし、Ｎは２以上の自然数であり、
より好ましいのは４である。）の信号伝達経路を備え、
上記信号伝達経路は、上記共通入出力ポートに一側が接
続された第１伝送線路と、上記第１伝送線路の他側に接
続された入出力ポートと、上記第１伝送線路の他側に接
続された絶縁抵抗と、上記絶縁抵抗の他側に一側が接続
された第２伝送線路と、上記共通入出力ポートと上記第
１伝送線路との間に連結された第１スイッチと、上記第
２伝送線路と上記共通ノードとの間に連結された第２ス
イッチとを含む。
解決するために、共通入出力ポートと、共通ノードと、
上記共通入出力ポートと上記共通ノードとの間に並列に
連結されたＮ個（ただし、Ｎは２以上の自然数であり、
より好ましいのは４である。）の信号伝達経路を備え、
上記信号伝達経路は、上記共通入出力ポートに一側が接
続された第１伝送線路と、上記第１伝送線路の他側に接
続された入出力ポートと、上記第１伝送線路の他側に接
続された絶縁抵抗と、上記絶縁抵抗の他側に一側が接続
された第２伝送線路と、上記共通入出力ポートと上記第
１伝送線路との間に連結された第１スイッチと、上記第
２伝送線路と上記共通ノードとの間に連結された第２ス
イッチとを含む。
【００２３】また、上記第１スイッチと上記第２スイッ
チとは同時にスイッチングされ、上記第１スイッチを含
む第１伝送線路の長さはλ／４であって、上記第２スイ
ッチを含む第２伝送線路の長さはｎλ／２（ただし、ｎ
は０を含まない整数）である。
チとは同時にスイッチングされ、上記第１スイッチを含
む第１伝送線路の長さはλ／４であって、上記第２スイ
ッチを含む第２伝送線路の長さはｎλ／２（ただし、ｎ
は０を含まない整数）である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態について説明する。なお、各実施の形
態間において共通する部分、部位には同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。下記の説明では本発明に
よる動作を理解することに必要な部分のみを説明し、そ
れ以外の部分の説明は省略している。
に係る実施の形態について説明する。なお、各実施の形
態間において共通する部分、部位には同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。下記の説明では本発明に
よる動作を理解することに必要な部分のみを説明し、そ
れ以外の部分の説明は省略している。
【００２５】図３は本発明の第１の実施の形態による４
−ウェイ電力分配機／合成機の構造を示す図面である。
この構成は前述の図１の構成に下記の構成要素が更に付
加されて構成される。
−ウェイ電力分配機／合成機の構造を示す図面である。
この構成は前述の図１の構成に下記の構成要素が更に付
加されて構成される。
【００２６】共通に信号が入力或いは出力されるポート
（１０）と多数の伝送ライン（２０，２２，２４，２
６）の間に４個のＲＦスイッチ（４４，４６，４８，５
０）が更に付加されて接続される。そして、共通ノード
（ＣＮ）と絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）の一側
の間にはＲＦスイッチ（６Ｘ）（ここで、Ｘは０，２，
４，６を意味）と第２伝送線路（５ｊ）（ここで、ｊは
２，４，６，８を意味）が直列接続された伝送ラインス
イッチ回路が更に付加接続されて構成される。ここで、
第２伝送ライン（５２，５４，５６，５８）の長さは第
１伝送ライン（２０，２２，２４，２６）の長さ“λ／
４”より約定数倍の長さである“ｎλ／２”の長さとし
て形成されており、これは絶縁抵抗（２８，３０，３２
及び３４）と共通ノード（ＣＮ）の間でＲＦスイッチの
追加を容易にするためのものである。
（１０）と多数の伝送ライン（２０，２２，２４，２
６）の間に４個のＲＦスイッチ（４４，４６，４８，５
０）が更に付加されて接続される。そして、共通ノード
（ＣＮ）と絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）の一側
の間にはＲＦスイッチ（６Ｘ）（ここで、Ｘは０，２，
４，６を意味）と第２伝送線路（５ｊ）（ここで、ｊは
２，４，６，８を意味）が直列接続された伝送ラインス
イッチ回路が更に付加接続されて構成される。ここで、
第２伝送ライン（５２，５４，５６，５８）の長さは第
１伝送ライン（２０，２２，２４，２６）の長さ“λ／
４”より約定数倍の長さである“ｎλ／２”の長さとし
て形成されており、これは絶縁抵抗（２８，３０，３２
及び３４）と共通ノード（ＣＮ）の間でＲＦスイッチの
追加を容易にするためのものである。
【００２７】上記のような構成の中、多数のＲＦスイッ
チなど中で図面符号４４，６０と４６，６２，そして４
８，６４及び５０，６６などが一対として動作される。
このようなＲＦスイッチは第１伝送ライン（２０，２
２，２４，２６）の他側ノードに接続された入力或いは
出力ポートとして使用されるポート（３６，３８，４
０，及び４２）に接続された回路（図示せず）の故障が
ないかを検索する制御器（１００）から出力される制御
信号（ＣＴＬ１，ＣＴＬ２，ＣＴＬ３，ＣＴＬ４）によ
りスイッチングされる。
チなど中で図面符号４４，６０と４６，６２，そして４
８，６４及び５０，６６などが一対として動作される。
このようなＲＦスイッチは第１伝送ライン（２０，２
２，２４，２６）の他側ノードに接続された入力或いは
出力ポートとして使用されるポート（３６，３８，４
０，及び４２）に接続された回路（図示せず）の故障が
ないかを検索する制御器（１００）から出力される制御
信号（ＣＴＬ１，ＣＴＬ２，ＣＴＬ３，ＣＴＬ４）によ
りスイッチングされる。
【００２８】ここで、上記制御器（１００）は図３に図
示されたポート（３６，３８，４０，４２）に接続され
た回路、例えば高周波電力増幅器等のようなアンプの作
動状態を検索して失敗（Ｆａｉｌ）であるとき該当制御
信号を発生する回路としてこの技術分野の当業者ならこ
れ以上の説明は必要でない。しかし、もっとより具体的
に説明すれば、ポート（３６）に接続された回路に故障
が生じると上記制御器（１００）は多数の制御信号など
中のＣＴＬ１のみを活性化させて一対として動作される
ＲＦスイッチ（４４と６０）をオープンさせる。
示されたポート（３６，３８，４０，４２）に接続され
た回路、例えば高周波電力増幅器等のようなアンプの作
動状態を検索して失敗（Ｆａｉｌ）であるとき該当制御
信号を発生する回路としてこの技術分野の当業者ならこ
れ以上の説明は必要でない。しかし、もっとより具体的
に説明すれば、ポート（３６）に接続された回路に故障
が生じると上記制御器（１００）は多数の制御信号など
中のＣＴＬ１のみを活性化させて一対として動作される
ＲＦスイッチ（４４と６０）をオープンさせる。
【００２９】図３の４−ウェイ電力分配機／合成機の電
力分配（或いは合成）動作を簡略に説明すると下記の通
りである。図３の４−ウェイ電力分配機／合成機の回路
がある理由、例えばアンプの故障などの原因によりポー
ト（３６）とポート（１０）の間の信号伝達経路を利用
できなくなると、制御器（１００）が制御信号（ＣＴＬ
１）を活性化させる。このとき、ポート（１０）から分
岐される経路（１２，１４，１６，１８）などと共通ノ
ード（ＣＮ）の間に接続された多数のＲＦスイッチなど
中ＲＦスイッチ（４４，６０）の一対のスイッチが“オ
フ”されてポート（３６）が接続された信号伝達経路が
ポート（１０）から分離される。
力分配（或いは合成）動作を簡略に説明すると下記の通
りである。図３の４−ウェイ電力分配機／合成機の回路
がある理由、例えばアンプの故障などの原因によりポー
ト（３６）とポート（１０）の間の信号伝達経路を利用
できなくなると、制御器（１００）が制御信号（ＣＴＬ
１）を活性化させる。このとき、ポート（１０）から分
岐される経路（１２，１４，１６，１８）などと共通ノ
ード（ＣＮ）の間に接続された多数のＲＦスイッチなど
中ＲＦスイッチ（４４，６０）の一対のスイッチが“オ
フ”されてポート（３６）が接続された信号伝達経路が
ポート（１０）から分離される。
【００３０】上記のようにポート（１０）と（３６）の
間の信号伝達経路が分離されるとポート（１０）とポー
ト（３８，４０，４２）間の３個の信号伝達経路のみが
残って図３の電力分配機／合成機は４−ウェイから３−
ウェイ電力分配機或いは合成機に転換される。このよう
なＲＦスイッチのスイッチングにより４−ウェイから３
−ウェイに転換されると特性インピーダンスは下記数２
になって数３の理論的な３−ウェイ電力分配機／合成機
の特性インピーダンス値に近接になる。
間の信号伝達経路が分離されるとポート（１０）とポー
ト（３８，４０，４２）間の３個の信号伝達経路のみが
残って図３の電力分配機／合成機は４−ウェイから３−
ウェイ電力分配機或いは合成機に転換される。このよう
なＲＦスイッチのスイッチングにより４−ウェイから３
−ウェイに転換されると特性インピーダンスは下記数２
になって数３の理論的な３−ウェイ電力分配機／合成機
の特性インピーダンス値に近接になる。
【００３１】
【数２】
【００３２】
【数３】
【００３３】従って、４−ウェイが３−ウェイになって
も全体的な電力分配機／合成機の動作特性に影響を及ぼ
さないことがわかる。即ち、４−ウェイと３−ウェイを
任意に変化させて使用できることになる。
も全体的な電力分配機／合成機の動作特性に影響を及ぼ
さないことがわかる。即ち、４−ウェイと３−ウェイを
任意に変化させて使用できることになる。
【００３４】又、上記図３の回路は絶縁抵抗（２８，３
０，３２及び３４）と共通ノード（ＣＮ）の間で“ｎλ
／２”の長さで更に付加された第２伝送線路（５２，５
４，５６，５８）により回路全体の入出力特性が変化し
ない。また、上記のような制御器（１００）の動作によ
り任意の信号伝達経路が除去されても有効な信号伝達経
路の第１伝送線路、例えば第１伝送線路（２２，２４，
２６）の絶縁抵抗（３０，３２，３４）と出力抵抗の間
が“λ／２”または“λ”の定数倍になって回路的な特
性の変化は殆ど無くなる。
０，３２及び３４）と共通ノード（ＣＮ）の間で“ｎλ
／２”の長さで更に付加された第２伝送線路（５２，５
４，５６，５８）により回路全体の入出力特性が変化し
ない。また、上記のような制御器（１００）の動作によ
り任意の信号伝達経路が除去されても有効な信号伝達経
路の第１伝送線路、例えば第１伝送線路（２２，２４，
２６）の絶縁抵抗（３０，３２，３４）と出力抵抗の間
が“λ／２”または“λ”の定数倍になって回路的な特
性の変化は殆ど無くなる。
【００３５】上記の第１実施例では４−ウェイの具現例
を説明するが、この分野の当業者なら上記の説明により
Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機に適用することが容易す
ることに有意すべきである。即ち、Ｎ個の電力分配或い
は合成のための信号伝達経路を持つ線形増幅器（ＬＰ
Ａ）または高電力増幅器（ＨＰＡ）システムに適用され
て多数の経路中１つ以上のアンプに失敗（ｆａｉｌ）が
生じる時失敗が生じた信号伝達経路を遮断したり或いは
統制を必要とする回路に容易に適用される。
を説明するが、この分野の当業者なら上記の説明により
Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機に適用することが容易す
ることに有意すべきである。即ち、Ｎ個の電力分配或い
は合成のための信号伝達経路を持つ線形増幅器（ＬＰ
Ａ）または高電力増幅器（ＨＰＡ）システムに適用され
て多数の経路中１つ以上のアンプに失敗（ｆａｉｌ）が
生じる時失敗が生じた信号伝達経路を遮断したり或いは
統制を必要とする回路に容易に適用される。
【００３６】そして、Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機を
使用する高周波回路でスイッチを利用して各信号伝達経
路の任意の統制が必要な回路でも広範囲に利用されるこ
とに有意しなければならない。
使用する高周波回路でスイッチを利用して各信号伝達経
路の任意の統制が必要な回路でも広範囲に利用されるこ
とに有意しなければならない。
【００３７】図４は本発明の第２実施例により構成され
たラディアル形Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機の構造を
示した図面である。この構成は前述の図２のようなラデ
ィアル形電力分配機／合成機の構成を図３の説明のよう
な原理により改良した構造を持つものである。
たラディアル形Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機の構造を
示した図面である。この構成は前述の図２のようなラデ
ィアル形電力分配機／合成機の構成を図３の説明のよう
な原理により改良した構造を持つものである。
【００３８】即ち、図４の構成は共通ポート（１０）
と、他側ノードに信号入出力用ポート（３６，３８，４
０，４２）及び絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）が
それぞれ接続された第１伝送線路（２０，２２，２４及
び２６）と、上記共通ポート（１０）と上記第１伝送線
路（２０，２２，２４，２６）の一側ノードの間に位置
されたＲＦスイッチ（４４，４６，４８，５０）と、上
記第１伝送ライン（２０，２２，２４，２６）の長さよ
り所定の長さほど長い長さを持って直列接続された第２
伝送ライン（５２，５４，５６，５８）と、上記絶縁抵
抗（２８，３０，３２，３４）と上記第２伝送ライン
（５２，５４，５６，５８）の接続ノード間にそれぞれ
接続されたＲＦスイッチ（６０，６２，６４，６６）で
構成されている。この時、上記の全ての構成要素の基本
的な動作は図３の説明と同じである。従って、下記の説
明では図３との差異のみが付加説明される。
と、他側ノードに信号入出力用ポート（３６，３８，４
０，４２）及び絶縁抵抗（２８，３０，３２，３４）が
それぞれ接続された第１伝送線路（２０，２２，２４及
び２６）と、上記共通ポート（１０）と上記第１伝送線
路（２０，２２，２４，２６）の一側ノードの間に位置
されたＲＦスイッチ（４４，４６，４８，５０）と、上
記第１伝送ライン（２０，２２，２４，２６）の長さよ
り所定の長さほど長い長さを持って直列接続された第２
伝送ライン（５２，５４，５６，５８）と、上記絶縁抵
抗（２８，３０，３２，３４）と上記第２伝送ライン
（５２，５４，５６，５８）の接続ノード間にそれぞれ
接続されたＲＦスイッチ（６０，６２，６４，６６）で
構成されている。この時、上記の全ての構成要素の基本
的な動作は図３の説明と同じである。従って、下記の説
明では図３との差異のみが付加説明される。
【００３９】ｎλの長さを持つ第２伝送ライン（５２，
５４，５６，５８）を各絶縁抵抗（２８，３０，３２，
３４）の間に図４のように追加して図３のように共通ポ
ート（１０）とポート（３６）との信号伝達経路を除去
する場合、ＲＦスイッチ（４４）とこれと対として動作
されるＲＦスイッチ（６０）をオープンさせればいい。
このようなＲＦスイッチ（４４，６０）及びそれ以外の
ＲＦスイッチなどの開放／短絡の制御は図３で述べたよ
うな制御器（１００）の出力により制御される。このよ
うな制御により４−ウェイが３−ウェイになっても全体
的な電力分配機／合成機の動作特性に影響を及ばさな
い。
５４，５６，５８）を各絶縁抵抗（２８，３０，３２，
３４）の間に図４のように追加して図３のように共通ポ
ート（１０）とポート（３６）との信号伝達経路を除去
する場合、ＲＦスイッチ（４４）とこれと対として動作
されるＲＦスイッチ（６０）をオープンさせればいい。
このようなＲＦスイッチ（４４，６０）及びそれ以外の
ＲＦスイッチなどの開放／短絡の制御は図３で述べたよ
うな制御器（１００）の出力により制御される。このよ
うな制御により４−ウェイが３−ウェイになっても全体
的な電力分配機／合成機の動作特性に影響を及ばさな
い。
【００４０】図４のように構成された電力分配機／合成
機の特性は図３のようにＮ−ウェイの動作にも拡大適用
することができる。Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機の理
想的な特性インピーダンスＺｏは下記数４と同じ、Ｎ−
１−ウェイ電力分配機／合成機の特性インピーダンスは
下記数５と同じが、本発明による図４の構成によるＮ−
ウェイ電力分配機／合成機がＮ−１−電力分配機／合成
機になると特性インピーダンス値は下記数６のようにな
ることにより分配機の特性には大きい影響を及ぼさない
ようになる。
機の特性は図３のようにＮ−ウェイの動作にも拡大適用
することができる。Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機の理
想的な特性インピーダンスＺｏは下記数４と同じ、Ｎ−
１−ウェイ電力分配機／合成機の特性インピーダンスは
下記数５と同じが、本発明による図４の構成によるＮ−
ウェイ電力分配機／合成機がＮ−１−電力分配機／合成
機になると特性インピーダンス値は下記数６のようにな
ることにより分配機の特性には大きい影響を及ぼさない
ようになる。
【００４１】
【数４】
【００４２】
【数５】
【００４３】
【数６】
【００４４】従って、上記図４のようなレディアル形の
Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機の構成によっても故障の
回路が接続されたポートの信号伝達経路を除去できるか
ら電力損失を防止できることになる。
Ｎ−ウェイ電力分配機／合成機の構成によっても故障の
回路が接続されたポートの信号伝達経路を除去できるか
ら電力損失を防止できることになる。
【００４５】
【発明の効果】本発明は信号伝達経路を開放／短絡させ
るために第１伝送ラインに定数倍の長さを持つ第２伝送
ラインを追加してＲＦスイッチを設置できる空間を確保
して失敗された信号伝達経路を除去することにより電力
伝達効率を極大化できる利点がある。即ち、Ｎ個の信号
伝達経路中故障が生じた回路に接続された信号伝達経路
を自動に遮断することにより電力伝達効率を高められ
る。また、Ｎ−ウェイの電力分配／合成の経路でＮを任
意に変更しても特性インピーダンスについての幅がとて
も少ないので電力分配機／合成機としての利用が効率的
になる。
るために第１伝送ラインに定数倍の長さを持つ第２伝送
ラインを追加してＲＦスイッチを設置できる空間を確保
して失敗された信号伝達経路を除去することにより電力
伝達効率を極大化できる利点がある。即ち、Ｎ個の信号
伝達経路中故障が生じた回路に接続された信号伝達経路
を自動に遮断することにより電力伝達効率を高められ
る。また、Ｎ−ウェイの電力分配／合成の経路でＮを任
意に変更しても特性インピーダンスについての幅がとて
も少ないので電力分配機／合成機としての利用が効率的
になる。
【図１】従来技術によるＮ-ウェイ（ｗａｙ）電力分配
機／合成機の構造を示した図である。
機／合成機の構造を示した図である。
【図２】従来の又別の技術によるレディアル形のＮ−ウ
ェイ電力分配機／合成機の構造を示した図である。
ェイ電力分配機／合成機の構造を示した図である。
【図３】本発明に係るＮ-ウェイ電力分配機／合成機の
構造を示した図である。
構造を示した図である。
【図４】本発明の第２実施例によるレディアル形のＮ−
ウェイ電力分配機／合成機の構造を示した図である。
ウェイ電力分配機／合成機の構造を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 張 益 洙 大韓民国 京畿道 華城郡 ドンタン面 ヨンチョン里 65 ケイエムダブリュ ー カンパニー リミテッド内 (56)参考文献 特開 平３−179808（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−59435（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−85912（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 5/12 H01P 5/19
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎウェイ電力分配機／合成機において、 共通入出力ポートと、 共通ノードと、 上記共通入出力ポートと上記共通ノードとの間に並列に
連結されたＮ個（ただし、Ｎは２以上の自然数）の信号
伝達経路を備え、 上記信号伝達経路は、 上記共通入出力ポートに一側が接続された第１伝送線路
と、 上記第１伝送線路の他側に接続された入出力ポートと、 上記第１伝送線路の他側に接続された絶縁抵抗と、 上記絶縁抵抗の他側に一側が接続された第２伝送線路
と、 上記共通入出力ポートと上記第１伝送線路との間に連結
された第１スイッチと、 上記第２伝送線路と上記共通ノードとの間に連結された
第２スイッチとを含んで、 上記第１スイッチと上記第２スイッチとは同時にスイッ
チングされ、 上記第１スイッチを含む第１伝送線路の長さはλ／４で
あって、上記第２スイッチを含む第２伝送線路の長さは
ｎλ／２（ただし、ｎは０を含まない整数）であること
を特徴とするＮ−ウェイ電力分配機／合成機。 - 【請求項２】 上記Ｎは、４であることを特徴とする請
求項１記載のＮ−ウェイ電力分配機／合成機。 - 【請求項３】 前記入出力ポートに接続された回路の作
動状態を検索してその検索結果により前記スイッチを制
御する制御器を更に包含する請求項１又は請求項２記載
のＮ−ウェイ電力分配機／合成機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960033448A KR100279490B1 (ko) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | N-웨이 전력 분배기/합성기 |
| KR1996P33448 | 1996-08-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233601A JPH10233601A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3084517B2 true JP3084517B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=19469383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09259454A Expired - Lifetime JP3084517B2 (ja) | 1996-08-12 | 1997-08-12 | Ｎ−ウェイ（ｗａｙ）電力分配機／合成機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084517B2 (ja) |
| KR (1) | KR100279490B1 (ja) |
| CN (1) | CN1075249C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH056562U (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-29 | 株式会社東海理化電機製作所 | スイツチ装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100346746B1 (ko) * | 2000-06-19 | 2002-08-03 | 주식회사 케이엠더블유 | 스위칭 가능한 2-웨이 전력 분배기/합성기 |
| KR100384970B1 (ko) * | 2000-09-14 | 2003-05-22 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 분배 경로수에 따른 정합선로를 구비한 스위칭 분배기 |
| US6744312B2 (en) * | 2001-03-06 | 2004-06-01 | Andrew Corporation | Adaptive power amplifier system |
| KR20030043577A (ko) * | 2002-02-18 | 2003-06-02 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 스위칭 전력 합성기 |
| EP1898523B1 (en) * | 2006-09-05 | 2012-07-04 | Alcatel Lucent | Switchable power divider circuit and power amplifier module |
| KR100807323B1 (ko) | 2006-09-21 | 2008-02-28 | 주식회사 케이엠더블유 | 다중 입출력 스위치어블 결합기/분배기 |
| TWI455172B (zh) | 2010-12-30 | 2014-10-01 | Semes Co Ltd | 基板處理設備、電漿阻抗匹配裝置及可變電容器 |
| CN103682544B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-08-31 | 西安天和防务技术股份有限公司 | 一种具有故障自适应功能的雷达微波功率合成器 |
| JP2019012877A (ja) | 2017-06-29 | 2019-01-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 分配器および合成器 |
| CN108054484A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-05-18 | 西北核技术研究所 | 一种n路功率合成器 |
| KR102233511B1 (ko) * | 2019-04-22 | 2021-03-30 | 장익수 | 초광대역 N-way 전력 분배 및 결합기 |
| KR102186801B1 (ko) * | 2019-10-25 | 2020-12-04 | 주식회사 성산전자통신 | 사용 포트 수를 변경할 수 있는 전력 합성기 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4959873A (en) * | 1988-07-08 | 1990-09-25 | The Marconi Company Limited | Transmission line switch |
| US5343762A (en) * | 1992-10-05 | 1994-09-06 | Rosemount Inc. | Vortex flowmeter |
-
1996
- 1996-08-12 KR KR1019960033448A patent/KR100279490B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-08-12 CN CN97118559A patent/CN1075249C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-12 JP JP09259454A patent/JP3084517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH056562U (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-29 | 株式会社東海理化電機製作所 | スイツチ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1075249C (zh) | 2001-11-21 |
| JPH10233601A (ja) | 1998-09-02 |
| KR19980014459A (ko) | 1998-05-25 |
| CN1179030A (zh) | 1998-04-15 |
| KR100279490B1 (ko) | 2001-02-01 |
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