JP3243674B2 - Ｃｍ型方向性結合器 - Google Patents
Ｃｍ型方向性結合器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無線通信機器における
ＣＭ型方向性結合器に関する。
ＣＭ型方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】方向性結合器は、伝送路において、結合
量に対するもれ量を小さくして方向性を良好にすること
を目的としている。従来のＣＭ型方向性結合器は、カレ
ントトランスによるＭ結合部とコンデンサによるＣ結合
部とで構成されている。図１３に示すように、Ｍ結合部
１はカレントトランスＬ1，Ｌ2と、トランスの２次コイ
ルＬ2に並列に抵抗Ｒ1を接続し、この抵抗Ｒ1の電圧を
出力ＶLしたものであり、Ｃ結合部２はコンデンサＣ1，
Ｃ2の直列回路で構成され、コンデンサＣ2の端子電圧を
出力ＶCしたものである。
量に対するもれ量を小さくして方向性を良好にすること
を目的としている。従来のＣＭ型方向性結合器は、カレ
ントトランスによるＭ結合部とコンデンサによるＣ結合
部とで構成されている。図１３に示すように、Ｍ結合部
１はカレントトランスＬ1，Ｌ2と、トランスの２次コイ
ルＬ2に並列に抵抗Ｒ1を接続し、この抵抗Ｒ1の電圧を
出力ＶLしたものであり、Ｃ結合部２はコンデンサＣ1，
Ｃ2の直列回路で構成され、コンデンサＣ2の端子電圧を
出力ＶCしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかして、Ｍ結合部１
の出力ＶLの一般式は、数１で表わされる。この周波数
特性は図１４に示すように高域において出力ＶLが増加
する。またＣ結合部２の出力ＶCの一般式は、数２で表
わされ、周波数特性は図１４に示す通りであり、したが
って高域においてＶLとＶCの差が大きくなり、方向性が
悪くなる。また低域における周波数特性は、図１５に示
すように、出力ＶLが低域部では減衰しているのに、出
力ＶCは一定であるから、この低域周波数においてもＶL
とＶCの差が大きくなり、方向性が悪くなる。方向性
は、伝送路において、結合量｜ＶL｜＋｜ＶC｜に対する
もれ量｜ＶL｜−｜ＶC｜の比率であり、一般に数３によ
って表わされる。よって｜ＶL｜＋｜ＶC｜に対して｜Ｖ
L｜−｜ＶC｜が大きければ方向性が悪くなり、反対に小
さければ方向性が良くなる。
の出力ＶLの一般式は、数１で表わされる。この周波数
特性は図１４に示すように高域において出力ＶLが増加
する。またＣ結合部２の出力ＶCの一般式は、数２で表
わされ、周波数特性は図１４に示す通りであり、したが
って高域においてＶLとＶCの差が大きくなり、方向性が
悪くなる。また低域における周波数特性は、図１５に示
すように、出力ＶLが低域部では減衰しているのに、出
力ＶCは一定であるから、この低域周波数においてもＶL
とＶCの差が大きくなり、方向性が悪くなる。方向性
は、伝送路において、結合量｜ＶL｜＋｜ＶC｜に対する
もれ量｜ＶL｜−｜ＶC｜の比率であり、一般に数３によ
って表わされる。よって｜ＶL｜＋｜ＶC｜に対して｜Ｖ
L｜−｜ＶC｜が大きければ方向性が悪くなり、反対に小
さければ方向性が良くなる。
【０００４】したがって、本発明の目的は、高域におけ
る方向性が良好とされたＣＭ型方向性結合器、また、低
域における方向性が良好とされたＣＭ型方向性結合器、
更には、高域及び低域における方向性が良好とされたＣ
Ｍ型方向性結合器を供するにある。
る方向性が良好とされたＣＭ型方向性結合器、また、低
域における方向性が良好とされたＣＭ型方向性結合器、
更には、高域及び低域における方向性が良好とされたＣ
Ｍ型方向性結合器を供するにある。
【０００５】
【数１】
【０００６】
【数２】
【０００７】
【数３】
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＣＭ型方向性結
合器は、前記目的を達成するために、高域の周波数領域
におけるＭ結合部の出力ＶLとＣ結合部の出力ＶCがＶL
＝ＶCを満足するよう前記Ｍ結合部の出力端に並列にコ
ンデンサＣを接続して成り、また、低域の周波数領域に
おけるＭ結合部の出力ＶLとＣ結合部の出力ＶCがＶL＝
ＶCを満足するよう前記Ｃ結合部の出力端に並列に抵抗
Ｒを接続して成ることを特徴とするものである。
合器は、前記目的を達成するために、高域の周波数領域
におけるＭ結合部の出力ＶLとＣ結合部の出力ＶCがＶL
＝ＶCを満足するよう前記Ｍ結合部の出力端に並列にコ
ンデンサＣを接続して成り、また、低域の周波数領域に
おけるＭ結合部の出力ＶLとＣ結合部の出力ＶCがＶL＝
ＶCを満足するよう前記Ｃ結合部の出力端に並列に抵抗
Ｒを接続して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】前記のようにＭ結合部の出力端にコンデンサＣ
を負荷し、高域の周波数においてＭ結合部の出力ＶLと
Ｃ結合部の出力ＶCが等しくなるように前記負荷コンデ
ンサの容量を選択する。それによりＶLの周波数特性が
高域部においてＶCと同様に減衰するようになり、ＶLと
ＶCの差が小さく、方向性が良好になる。また、Ｃ結合
部の出力端に並列に抵抗Ｒを負荷し、低域の周波数にお
いてＭ結合部の出力ＶLとＣ結合部の出力ＶCが等しくな
るように前記抵抗Ｒの値を選択する。それによりＶCの
周波数特性が低域部においてＶLと同様に減衰するよう
になり、ＶLとＶCの差が小さく、方向性が良くなる。
を負荷し、高域の周波数においてＭ結合部の出力ＶLと
Ｃ結合部の出力ＶCが等しくなるように前記負荷コンデ
ンサの容量を選択する。それによりＶLの周波数特性が
高域部においてＶCと同様に減衰するようになり、ＶLと
ＶCの差が小さく、方向性が良好になる。また、Ｃ結合
部の出力端に並列に抵抗Ｒを負荷し、低域の周波数にお
いてＭ結合部の出力ＶLとＣ結合部の出力ＶCが等しくな
るように前記抵抗Ｒの値を選択する。それによりＶCの
周波数特性が低域部においてＶLと同様に減衰するよう
になり、ＶLとＶCの差が小さく、方向性が良くなる。
【００１０】
【実施例】以下本発明を一実施例の図面により説明す
る。周波数特性の高域部の方向性を改善する実施例を図
１について説明すると、カレントトランスＬ1，Ｌ2と、
抵抗Ｒ1のＭ結合の出力端に抵抗Ｒ1に並列にコンデンサ
Ｃ3を接続したＭ結合部１１を設ける。このＭ結合部１
１の出力ＶLの一般式は数４に示すようになり、このＶL
の周波数特性は、高域部において減衰するようになる。
またコンデンサＣ1，Ｃ2の直列回路で構成されるＣ結合
部２が設けられ、このＣ結合部２の出力ＶCは数５で示
される。
る。周波数特性の高域部の方向性を改善する実施例を図
１について説明すると、カレントトランスＬ1，Ｌ2と、
抵抗Ｒ1のＭ結合の出力端に抵抗Ｒ1に並列にコンデンサ
Ｃ3を接続したＭ結合部１１を設ける。このＭ結合部１
１の出力ＶLの一般式は数４に示すようになり、このＶL
の周波数特性は、高域部において減衰するようになる。
またコンデンサＣ1，Ｃ2の直列回路で構成されるＣ結合
部２が設けられ、このＣ結合部２の出力ＶCは数５で示
される。
【００１１】そこで、このＣ結合部２とＭ結合部１１に
より構成されるＣＭ型方向性結合器における方向性を良
好にするには高域部のある周波数ｆにおいて、前記出力
ＶLとＶCが等しくなるようにコンデンサＣ3の容量を選
択すればよく、即ち数６の式を満足するようコンデンサ
Ｃ3の値を選択する。この数６の式で求めたコンデンサ
Ｃ3を負荷したＭ結合部１１とＣ結合部２の回路の周波
数特性は図２に示すように、高域において出力ＶLとＶC
の差は小さくなり、方向性が良好となる。
より構成されるＣＭ型方向性結合器における方向性を良
好にするには高域部のある周波数ｆにおいて、前記出力
ＶLとＶCが等しくなるようにコンデンサＣ3の容量を選
択すればよく、即ち数６の式を満足するようコンデンサ
Ｃ3の値を選択する。この数６の式で求めたコンデンサ
Ｃ3を負荷したＭ結合部１１とＣ結合部２の回路の周波
数特性は図２に示すように、高域において出力ＶLとＶC
の差は小さくなり、方向性が良好となる。
【００１２】図３は、前記図１に示したＭ結合部１１と
Ｃ結合部２との高周波出力電圧をダイオード３で比較
し、その結果をフィルタ４を通して出力したＣＭ型方向
性結合器の具体例である。図から分かるように、実際は
Ｃ結合部にフィルタ４のインピーダンス（＝１００Ｋ
Ω）が負荷としてかかるが、高周波においては負荷イン
ピーダンスの影響が少なくなるため、ここでは無視す
る。
Ｃ結合部２との高周波出力電圧をダイオード３で比較
し、その結果をフィルタ４を通して出力したＣＭ型方向
性結合器の具体例である。図から分かるように、実際は
Ｃ結合部にフィルタ４のインピーダンス（＝１００Ｋ
Ω）が負荷としてかかるが、高周波においては負荷イン
ピーダンスの影響が少なくなるため、ここでは無視す
る。
【００１３】そこで、各部に実際の数値を適用した実施
例を説明すると、Ｌ1＝１４４０ｎＨ、Ｌ2＝５２０μ
Ｈ、ｋ＝０．９、Ｒ1＝５０Ω、Ｃ3＝４８ｐＦ、Ｃ1＝
５０ｐＦ、Ｃ2＝１００５ｐＦ、Ｖｉｎ＝２Ｖ、Ｒｉｎ
＝５０Ω、Ｒｏｕｔ＝５０Ω、負荷コンデンサＣ3は、
周波数ｆ＝１０ＭＨｚのとき、ＶL＝ＶCとなるものとし
て、数６の式から求め、計算上の誤差等を考慮し、方向
性がｆ＝１０ＭＨｚで最も良好となるように調整した値
である。この周波数特性を図４に示す。図４から明らか
なように、本発明の高域周波数における出力ＶLとＶCは
近似している。なお、比較のために、Ｍ結合部にコンデ
ンサ負荷Ｃ3＝４８ｐＦを接続しない従来の場合は、図
５に示すように、周波数ｆ＝５ＭＨｚ以上の高域におい
てＶLとＶCが１０ｍＶ以上の大きな差を生じている。
例を説明すると、Ｌ1＝１４４０ｎＨ、Ｌ2＝５２０μ
Ｈ、ｋ＝０．９、Ｒ1＝５０Ω、Ｃ3＝４８ｐＦ、Ｃ1＝
５０ｐＦ、Ｃ2＝１００５ｐＦ、Ｖｉｎ＝２Ｖ、Ｒｉｎ
＝５０Ω、Ｒｏｕｔ＝５０Ω、負荷コンデンサＣ3は、
周波数ｆ＝１０ＭＨｚのとき、ＶL＝ＶCとなるものとし
て、数６の式から求め、計算上の誤差等を考慮し、方向
性がｆ＝１０ＭＨｚで最も良好となるように調整した値
である。この周波数特性を図４に示す。図４から明らか
なように、本発明の高域周波数における出力ＶLとＶCは
近似している。なお、比較のために、Ｍ結合部にコンデ
ンサ負荷Ｃ3＝４８ｐＦを接続しない従来の場合は、図
５に示すように、周波数ｆ＝５ＭＨｚ以上の高域におい
てＶLとＶCが１０ｍＶ以上の大きな差を生じている。
【００１４】また図６のグラフは、ＣＭ型方向性結合器
の方向性特性を示し、前記図３のＭ結合部にコンデンサ
Ｃ3を負荷した本発明の場合は、高域において方向性が
極めて良好になる。従来例の場合は高域において悪くな
っている。
の方向性特性を示し、前記図３のＭ結合部にコンデンサ
Ｃ3を負荷した本発明の場合は、高域において方向性が
極めて良好になる。従来例の場合は高域において悪くな
っている。
【００１５】
【数４】
【００１６】
【数５】
【００１７】
【数６】
【００１８】次に周波数特性の低域部の方向性を改善す
る実施例について図７を用いて説明する。Ｃ結合の出力
端に抵抗Ｒ2を並列接続したＣ結合部２１を設ける。こ
のＣ結合部２１の出力ＶCの一般式は数７に示すように
なり、このＶCの周波数特性は、低域部において減衰す
るようになる。またカレントトランスＬ1，Ｌ2と、抵抗
Ｒ1のＭ結合部１が設けられ、このＭ結合部１の出力ＶL
は数８で示される。
る実施例について図７を用いて説明する。Ｃ結合の出力
端に抵抗Ｒ2を並列接続したＣ結合部２１を設ける。こ
のＣ結合部２１の出力ＶCの一般式は数７に示すように
なり、このＶCの周波数特性は、低域部において減衰す
るようになる。またカレントトランスＬ1，Ｌ2と、抵抗
Ｒ1のＭ結合部１が設けられ、このＭ結合部１の出力ＶL
は数８で示される。
【００１９】このＭ結合部１とＣ結合部２１により構成
されるＣＭ型方向性結合器の方向性を良好にするために
は、低域部のある周波数ｆにおいて、前記出力ＶLとＶC
が等しくなるように抵抗Ｒ2を選択すればよい。即ち数
９を満足するよう抵抗Ｒ2の値を選択する。この数９の
式で求めた抵抗Ｒ2を負荷したＣ結合部２１とＭ結合部
１の回路の周波数特性は図８に示すように、低域におい
て出力ＶCとＶLの差が小さくなり、方向性が良好とな
る。
されるＣＭ型方向性結合器の方向性を良好にするために
は、低域部のある周波数ｆにおいて、前記出力ＶLとＶC
が等しくなるように抵抗Ｒ2を選択すればよい。即ち数
９を満足するよう抵抗Ｒ2の値を選択する。この数９の
式で求めた抵抗Ｒ2を負荷したＣ結合部２１とＭ結合部
１の回路の周波数特性は図８に示すように、低域におい
て出力ＶCとＶLの差が小さくなり、方向性が良好とな
る。
【００２０】図９は、前記図７に示したＭ結合部１とＣ
結合部２１との高周波出力電圧をダイオード３で比較
し、その結果をフィルタ４を通して出力する形を取って
いる。この各部の実際の数値を適用した具体例を説明す
ると、各部数値は、前記図３の場合と同一であり、Ｃ結
合部に負荷した抵抗をＲ2は以下の方法で求める。
結合部２１との高周波出力電圧をダイオード３で比較
し、その結果をフィルタ４を通して出力する形を取って
いる。この各部の実際の数値を適用した具体例を説明す
ると、各部数値は、前記図３の場合と同一であり、Ｃ結
合部に負荷した抵抗をＲ2は以下の方法で求める。
【００２１】即ち、図から分かるように、実際には、Ｃ
結合部にフィルタ４のインピーダンスが負荷としてかか
るため、これを考慮して抵抗Ｒ2を定めなければならな
い。Ｃ結合部２１の負荷インピーダンスをＺ、フィルタ
４のインピーダンスをＺａとするとき、負荷抵抗Ｒ2は
数１０の式より求められる。実施例の場合、ｆ＝１００
ＫＨｚのとき、出力がＶL＝ＶCとなるものとして、数９
よりＺ＝１０ＫΩとした。フィルタのインピーダンスＺ
ａ＝１００ＫΩであるから、Ｒ2≒１１ＫΩとなる。な
お前記内容からＺ≦Ｚａが制限事項となる。
結合部にフィルタ４のインピーダンスが負荷としてかか
るため、これを考慮して抵抗Ｒ2を定めなければならな
い。Ｃ結合部２１の負荷インピーダンスをＺ、フィルタ
４のインピーダンスをＺａとするとき、負荷抵抗Ｒ2は
数１０の式より求められる。実施例の場合、ｆ＝１００
ＫＨｚのとき、出力がＶL＝ＶCとなるものとして、数９
よりＺ＝１０ＫΩとした。フィルタのインピーダンスＺ
ａ＝１００ＫΩであるから、Ｒ2≒１１ＫΩとなる。な
お前記内容からＺ≦Ｚａが制限事項となる。
【００２２】図９の各素子に具体的数値を適用した実施
例の周波数特性を図１０に示す。この図から明らかなよ
うに、本発明の低域周波数におけるＶLとＶCは近似して
いる。図１１はＣ結合部に抵抗Ｒ2を負荷しない従来の
場合の周波数特性図で、周波数ｆ＝１００ＫＨｚ程度以
下において、ＶCがＶLと大きな差を生じている。
例の周波数特性を図１０に示す。この図から明らかなよ
うに、本発明の低域周波数におけるＶLとＶCは近似して
いる。図１１はＣ結合部に抵抗Ｒ2を負荷しない従来の
場合の周波数特性図で、周波数ｆ＝１００ＫＨｚ程度以
下において、ＶCがＶLと大きな差を生じている。
【００２３】また図１２のグラフは、ＣＭ型方向性結合
器の方向性特性を示し、前記図９のＣ結合部に抵抗Ｒ2
を負荷した本発明の場合は、低域において、方向性が極
めて良好になる。従来の場合は低域の方向性が悪くなっ
ている。
器の方向性特性を示し、前記図９のＣ結合部に抵抗Ｒ2
を負荷した本発明の場合は、低域において、方向性が極
めて良好になる。従来の場合は低域の方向性が悪くなっ
ている。
【００２４】
【数７】
【００２５】
【数８】
【００２６】
【数９】
【００２７】
【数１０】
【００２８】以上は周波数特性の高域部及び低域部にお
ける方向性の改善を各々の実施例について説明したが、
高域部及び低域部を含む全周波数域における方向性の改
善は、各々Ｍ結合部及びＣ結合部に前記方法で、Ｍ結合
部にコンデンサを負荷し、Ｃ結合部に抵抗を負荷するこ
とで全周波数域の方向性を良好にすることができる。
ける方向性の改善を各々の実施例について説明したが、
高域部及び低域部を含む全周波数域における方向性の改
善は、各々Ｍ結合部及びＣ結合部に前記方法で、Ｍ結合
部にコンデンサを負荷し、Ｃ結合部に抵抗を負荷するこ
とで全周波数域の方向性を良好にすることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明のＣＭ型方向性結合
器によれば、高域や低域、更には、高域及び低域におい
て方向性が良好となり、使用帯域が広くなる。これを反
射計等に使用する場合、その精度を極めて良好なものと
することができる。
器によれば、高域や低域、更には、高域及び低域におい
て方向性が良好となり、使用帯域が広くなる。これを反
射計等に使用する場合、その精度を極めて良好なものと
することができる。
【図１】本発明のＣＭ型方向性結合器の一実施例構成図
である。
である。
【図２】図１の実施例の高域周波数特性を示すグラフ図
である。
である。
【図３】図１の実施例の具体例である。
【図４】図３の実施例の高域周波数特性を示すグラフ図
である。
である。
【図５】図４に対応する従来例の周波数特性を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図６】図３の実施例の方向性を従来例と比較して示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図７】本発明のＣＭ型方向性結合器の他の実施例構成
図である。
図である。
【図８】図７の実施例の低域周波数特性を示すグラフ図
である。
である。
【図９】図７の実施例の具体例である。
【図１０】図９の実施例の低域周波数特性を示すグラフ
図である。
図である。
【図１１】図１０に対応する従来例の周波数特性を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図１２】図９の実施例の方向性を従来例と比較して示
すグラフ図である。
すグラフ図である。
【図１３】従来のＣＭ型方向性結合器の構成図である。
【図１４】図１３の高域周波数特性を示すグラフ図であ
る。
る。
【図１５】図１３の低域周波数特性を示すグラフ図であ
る。
る。
１，１１…Ｍ型結合部、２，２１…Ｃ型結合部、３…ダ
イオード、４…フィルタ、Ｌ1，Ｌ2…カレントトラン
ス、Ｒ1…抵抗、Ｃ1，Ｃ2…コンデンサ、Ｃ3…負荷コン
デンサ、Ｒ2…負荷抵抗。
イオード、４…フィルタ、Ｌ1，Ｌ2…カレントトラン
ス、Ｒ1…抵抗、Ｃ1，Ｃ2…コンデンサ、Ｃ3…負荷コン
デンサ、Ｒ2…負荷抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−334129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−216065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−228432（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−61833（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 3/03 H03H 7/48 - 7/52
Claims (3)
- 【請求項１】 カレントトランスによるＭ結合部とコン
デンサによるＣ結合部とで構成されるＣＭ型方向性結合
器において、高域の周波数領域における前記Ｍ結合部の
出力ＶＬと前記Ｃ結合部の出力ＶＣがＶＬ＝ＶＣを満足
するよう前記Ｍ結合部の出力端に並列に負荷コンデンサ
Ｃを接続して成ることを特徴とするＣＭ型方向性結合
器。 - 【請求項２】 カレントトランスによるＭ結合部とコン
デンサによるＣ結合部とで構成されるＣＭ型方向性結合
器において、低域の周波数領域における前記Ｍ結合部の
出力ＶＬと前記Ｃ結合部の出力ＶＣがＶＬ=ＶＣを満足
するよう前記Ｃ結合部の出力端に並列に負荷抵抗Ｒを接
続して成ることを特徴とするＣＭ型方向性結合器。 - 【請求項３】 カレントトランスによるＭ結合部とコン
デンサによるＣ結合部とで構成されるＣＭ型方向性結合
器において、高域の周波数領域における前記Ｍ結合部の
出力Ｖ Ｌ と前記Ｃ結合部の出力Ｖ Ｃ がＶ Ｌ =Ｖ Ｃ を満足
するように前記Ｍ結合部の出力端に並列に負荷コンデン
サＣを接続し、低域の周波数領域における前記Ｍ結合部
の出力Ｖ Ｌ と前記Ｃ結合部の出力Ｖ Ｃ がＶ Ｌ =Ｖ Ｃ を満
足するように前記Ｃ結合部の出力端に並列に負荷抵抗Ｒ
を接続して成ることを特徴とするＣＭ型方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20405993A JP3243674B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Ｃｍ型方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20405993A JP3243674B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Ｃｍ型方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758671A JPH0758671A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3243674B2 true JP3243674B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=16484075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20405993A Expired - Fee Related JP3243674B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Ｃｍ型方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243674B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP20405993A patent/JP3243674B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758671A (ja) | 1995-03-03 |
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