JP3310643B2 - Power distribution circuit - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波,特にマイ
クロ波やミリ波に適用される平面回路のうちの、電力分
配回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power distribution circuit of a planar circuit applied to a high frequency, particularly a microwave or a millimeter wave.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、マイクロストリップ線路からな
る電力分配回路のパターンの一例を示したものである。
この例の電力分配回路は、入力側の主線路１０１と、該
主線路１０１から分岐した出力側の主線路１０２，１０
３と、主線路１０１，１０２間に介在させた１／４波長
整合器１０４と、主線路１０１，１０３間に介在させた
１／４波長整合器１０５とによって構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a pattern of a power distribution circuit composed of microstrip lines.
The power distribution circuit of this example includes an input-side main line 101 and output-side main lines 102 and 10 branched from the main line 101.
3, a 1/4 wavelength matching device 104 interposed between the main lines 101 and 102, and a 1/4 wavelength matching device 105 interposed between the main lines 101 and 103.
【０００３】この分配回路において、主線路１０１のポ
ート1０１ａから入力された高周波電力は、分岐点１０
６を経た後、任意の分配比で主線路１０２のポート１０
２ａおよび主線路１０３のポート１０３ａへと出力され
る。In this distribution circuit, the high-frequency power input from the port 101a of the main line 101
After passing through port 6, port 10 of main line 102 at an arbitrary distribution ratio
2a and output to port 103a of main line 103.
【０００４】ここで、１／４波長整合器１０４，１０５
の特性インピーダンスは、電力分配比と整合条件とから
導かれる。すなわち、入力側(ポート1０１ａ側)の主線
路１０１の特性インピーダンスをＺ1 、出力側（ポート
１０２ａ，１０３ａ側）の主線路１０２，１０３の特性
インピーダンスをＺ2，Ｚ3 、それぞれの出力側への電
力分配比をＰ2 ：Ｐ3 とすると、該各出力側の１／４波
長整合器１０４，１０５の特性インピーダンスｚ2 ，ｚ
3 は、それぞれ次式（１），（２）によって表される。Here, quarter wavelength matching devices 104 and 105 are used.
Is derived from the power distribution ratio and the matching condition. That is, the characteristic impedance of the main line 101 on the input side (port 101a side) is Z 1 , the characteristic impedance of the main lines 102, 103 on the output side (ports 102a, 103a side) is Z 2 , Z 3 , and the respective output side. Is the power distribution ratio of P 2 : P 3 , the characteristic impedances z 2 , z of the 波長 wavelength matching devices 104, 105 on each output side
3 is represented by the following equations (1) and (2), respectively.
【数１】 (Equation 1)
【０００５】上式（１），（２）により、電力分配比に
応じた１／４波長整合器１０４，１０５の特性インピー
ダンスが求められ、これによって、これらの１／４波長
整合器１０４，１０５の幅および長さが決定される。す
なわち、分配された電力のうちの小さい方が入力される
一方の出力側の１／４波長整合器１０４の特性インピー
ダンスは、該電力のうちの大きい方が入力される他方の
出力側の１／４波長整合器１０５の特性インピーダンス
よりも高くなる。したがって、１／４波長整合器１０４
の幅は、１／４波長整合器１０５の幅よりも狭くなる。
そして、電力分配比が大きいほど、１／４波長整合器１
０４，１０５の幅の差が大きくなる。The characteristic impedances of the 1/4 wavelength matching devices 104 and 105 according to the power distribution ratios are obtained from the above equations (1) and (2), whereby the 1/4 wavelength matching devices 104 and 105 are obtained. Is determined. That is, the characteristic impedance of the １ ／ wavelength matching unit 104 on one output side to which the smaller one of the distributed powers is input is 1 / の of that of the other output side to which the larger power is input. It becomes higher than the characteristic impedance of the four-wavelength matching device 105. Therefore, the quarter wavelength matching device 104
Is narrower than the width of the 波長 wavelength matching device 105.
The larger the power distribution ratio, the more the 1/4 wavelength matching device 1
The difference between the widths 04 and 105 becomes large.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】電力分配比がそれほど
大きくない場合には、上記従来の電力分配回路を用いて
も何ら問題は無い。しかし、電力分配比が比較的大きい
場合、従来の電力分配回路では実現が困難もしくは不可
能となる。なぜなら、電力分配比が比較的大きい場合に
は、分配された電力のうちの小さい方が入力される１／
４波長整合器１０４の幅が極端に細くなるためである。When the power distribution ratio is not so large, there is no problem in using the above conventional power distribution circuit. However, when the power distribution ratio is relatively large, realization is difficult or impossible with the conventional power distribution circuit. Because, when the power distribution ratio is relatively large, the smaller one of the distributed powers is input 1 /
This is because the width of the four-wavelength matching device 104 becomes extremely narrow.
【０００７】通常、マイクロストリップ等の金属箔パタ
ーンは、誘電体基板に金属箔を接着した、いわゆる銅張
積層板をウエットエッチングすることによって製作され
る。しかし、エッチングにより、十分な精度もって極細
パターンを形成することはかなり困難である。Usually, a metal foil pattern such as a microstrip is manufactured by wet etching a so-called copper-clad laminate in which a metal foil is bonded to a dielectric substrate. However, it is very difficult to form an extremely fine pattern with sufficient accuracy by etching.
【０００８】すなわち、通常のエッチングによって十分
な精度で製作できる線路の幅は、約０．１ｍｍが限界で
ある。それ以下の幅を持つ線路を製作しようとすると、
歩留まりが悪くなったり、特殊な行程が必要になったり
するため、コストが高くなるという問題を生じる。ま
た、無理に製作したとしても、あまりに線路幅が細いた
めに、構造的に弱くなって取り扱いにくくなる。そし
て、何よりも、線路の形成精度が十分に得られなくて、
所望の分配比が得られないという問題がある。That is, the width of a line that can be manufactured with sufficient accuracy by ordinary etching is limited to about 0.1 mm. When trying to make a track with a width less than that,
Since the yield is lowered or a special process is required, there is a problem that the cost is increased. Even if it is forcibly manufactured, the line width is so narrow that it is structurally weak and difficult to handle. And above all, the line formation accuracy is not enough,
There is a problem that a desired distribution ratio cannot be obtained.
【０００９】この線路幅が極端に細くなるという問題点
を解決する方法の一つとして、図６に示すように、イン
ピーダンス変換器１０７，１０８を用いてあらかじめ主
線路１０１，１０２の特性インピーダンスを下げておく
方法が考えられる。この方法では、主線路１０１，１０
２の特性インピーダンスを下げてその線路幅を広くする
ので、１／４波長整合器１０４の特性インピーダンスも
下げてその幅を広げることができる。As one method for solving the problem that the line width becomes extremely narrow, as shown in FIG. 6, the characteristic impedances of the main lines 101 and 102 are reduced in advance by using impedance converters 107 and 108. There is a way to keep it. In this method, the main lines 101, 10
Since the line width is widened by lowering the characteristic impedance of No. 2, the characteristic impedance of the 1/4 wavelength matching device 104 can also be lowered and the width can be widened.
【００１０】しかし、この方法は、主線路１０１，１０
２の特性インピーダンスを変換するためのインピーダン
ス変換器１０７、１０８が必要であるので、回路構成が
複雑になるとともに、余計なスペースを必要とする。ま
た、主線路１０１、１０２を広げたままにした場合に
は、線路の引き回しが困難となるので、やはり余計なス
ペースが必要となる。したがって、主線路１０１、１０
２の幅の広さには自ずと限界が生じ、結果として、実現
できる電力分配比に限界が生じる。However, this method uses the main lines 101, 10
Since the impedance converters 107 and 108 for converting the characteristic impedance of No. 2 are required, the circuit configuration becomes complicated and an extra space is required. In addition, if the main lines 101 and 102 are kept wide, it is difficult to route the lines, so that an extra space is required. Therefore, the main lines 101, 10
The width of 2 naturally has a limit, and as a result, the achievable power distribution ratio is limited.
【００１１】一方、大きな電力分配比を実現するための
容易な手段として、図７に示す結合回路２００を利用す
る方法がある。この結合回路２００は、主線路２０１に
平行に配設され、該主線路２０１に主線路２０２を電磁
結合させる役目をする。したがって、主線路２０１の入
力ポート２０１ａに入力された電力は、該主線路２０１
に連続する主線路２０３の出力ポート２０３ａに分配さ
れるとともに、上記結合回路２００を介して主線路２０
２の出力ポート２０２ａに分配される。On the other hand, as an easy means for realizing a large power distribution ratio, there is a method using a coupling circuit 200 shown in FIG. The coupling circuit 200 is disposed in parallel with the main line 201, and serves to electromagnetically couple the main line 202 to the main line 201. Therefore, the power input to the input port 201a of the main line 201 is
To the output port 203a of the main line 203 which is continuous with the main line 203 and the main line 20 via the coupling circuit 200.
2 output ports 202a.
【００１２】この方法によれば、主線路２０１と結合回
路２００とのギャップの大きさを調整することによって
出力ポート２０２ａへの電力の分配比を調整することが
できる。しかし、基本的に、この方法では、出力ポート
２０２ａから取り出し得る電力がわずかである。したが
って、この方法は、電力分配比がかなり大きい場合の使
用に限られる。なお、電力分配比を小さくする場合に
は、主線路２０１と結合回路２００とのギャップを縮め
ることが必要であるが、極細線路を製作するのと同様、
極細ギャップを製作することは実際上困難である。According to this method, the power distribution ratio to the output port 202a can be adjusted by adjusting the size of the gap between the main line 201 and the coupling circuit 200. However, basically, in this method, a small amount of power can be taken out from the output port 202a. Therefore, this method is limited to use where the power distribution ratio is quite large. In order to reduce the power distribution ratio, it is necessary to reduce the gap between the main line 201 and the coupling circuit 200.
It is practically difficult to make a very small gap.
【００１３】以上の説明から明らかなように、通常の分
配回路や結合回路を用いる従来の電力分配手段では、実
現不可能な分配比が存在することになる。しかも、上記
従来の電力分配手段は、動作させる周波数が高くなるに
つれて、さらに条件が厳しくなる。As is apparent from the above description, there are distribution ratios that cannot be realized with the conventional power distribution means using a normal distribution circuit or a coupling circuit. In addition, the conditions of the conventional power distribution means become more severe as the operating frequency increases.
【００１４】すなわち、特に、マイクロストリップ線路
の場合は、周波数が高くなるにつれて、誘電体中を伝わ
る表面波との結合が増えるため、損失が増大する。この
表面波との結合を抑えるためには、誘電体基板の厚みを
薄くするか、該誘電体基板の比誘電率を下げなければな
らないが、大抵の場合、誘電体基板の材質があらかじめ
決められているので、周波数の高さに応じて該基板の厚
さを薄くしていくのが普通である。That is, especially in the case of a microstrip line, as the frequency increases, the coupling with the surface wave transmitted through the dielectric increases, so that the loss increases. In order to suppress the coupling with the surface wave, the thickness of the dielectric substrate must be reduced or the relative permittivity of the dielectric substrate must be reduced, but in most cases, the material of the dielectric substrate is predetermined. In general, the thickness of the substrate is reduced according to the frequency.
【００１５】マイクロストリップ線路の幅は基板の厚さ
が薄くなるほど狭くなる。したがって、高い周波数で動
作させようとするほど薄い基板を選択して、線路幅を狭
くしなければならない。しかし、主線路の幅が狭くなれ
ば、その分、実現できる電力分配比が制限されることに
なる。The width of the microstrip line becomes smaller as the thickness of the substrate becomes smaller. Therefore, it is necessary to select a substrate that is thinner so as to operate at a higher frequency, and to reduce the line width. However, as the width of the main line is reduced, the achievable power distribution ratio is correspondingly limited.
【００１６】すなわち、例えば、主線路の特性インピー
ダンスを５０Ωとし、誘電体基板の比誘電率を２．２、
厚みを０．２５ｍｍとしたとき、特性インピーダンス５
０Ωの線路幅は０．７７ｍｍである。これは、製作可能
な最少線路幅を０．１ｍｍとした場合に、線路の特性イ
ンピーダンスを１０５Ω以上にすることができないこと
を意味している。それゆえ、この条件のもとで、通常の
分配回路で実現できる電力分配比を前記（１），（２）
式から求めると、８：１の電力分配比までしか実現でき
ないことになる。That is, for example, the characteristic impedance of the main line is 50Ω, the relative permittivity of the dielectric substrate is 2.2,
When the thickness is 0.25 mm, the characteristic impedance is 5
The line width of 0Ω is 0.77 mm. This means that if the minimum line width that can be manufactured is 0.1 mm, the characteristic impedance of the line cannot be increased to 105Ω or more. Therefore, under this condition, the power distribution ratio that can be realized by a normal distribution circuit is calculated by the above (1) and (2).
According to the equation, it can be realized only up to the power distribution ratio of 8: 1.
【００１７】本発明の課題は、このような状況に鑑み、
回路の規模をそれほど大きくすることなく希望する任意
の電力分配を行なうことが可能な電力分配回路を提供す
ることにある。The object of the present invention is to solve the above situation,
An object of the present invention is to provide a power distribution circuit capable of performing desired power distribution without increasing the scale of the circuit.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る電力分
配回路は、電力分配比の小さい方の出力ポート側に設け
られる１／４波長整合器の終端にスタブを設け、このス
タブの長さに基づいて前記分配比を設定するように構成
されている。第２の発明に係る電力分配回路は、第１の
発明において、前記スタブの長さを１／４波長を基準と
して設定している。第３の発明に係る電力分配回路は、
第１または第２の発明において、通常の電力分配回路お
よび結合回路を利用した電力分配回路を併用することに
よって平面アレーアンテナの給電回路を構成している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a power distribution circuit including a stub provided at an end of a quarter wavelength matching device provided on an output port having a smaller power distribution ratio, and a stub having a longer length. It is configured to set the distribution ratio based on this. In a power distribution circuit according to a second aspect, in the first aspect, the length of the stub is set on the basis of a quarter wavelength. The power distribution circuit according to the third invention is
In the first or second aspect of the present invention, a feed circuit of the planar array antenna is configured by using both a normal power distribution circuit and a power distribution circuit using a coupling circuit.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の好適な実施の形態を説明する。なお、以下の説明にお
ける「波長」は、自由空間での伝播波長ではなく、マイ
クロストリップ線路における伝播波長である。そして、
このマイクロストリップ線路における伝播波長は、一般
的に自由空間における伝播波長よりも短くなる傾向を示
す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that “wavelength” in the following description is not a propagation wavelength in free space but a propagation wavelength in a microstrip line. And
The propagation wavelength in the microstrip line generally tends to be shorter than the propagation wavelength in free space.
【００２０】図１は、本発明に係る電力分配回路の実施
形態を示している。この電力分配回路は、マイクロスト
リップ線路からなり、入力側の主線路１１と、該主線路
１１から分岐した出力側の主線路１２，１３と、この主
線路１１，１２間に介在させた１／４波長整合器１４
と、該１／４波長整合器１４の終端部位（１／４波長整
合器１４と主線路１２の境目部位）に設けたスタブ１５
とによって構成されている。FIG. 1 shows an embodiment of a power distribution circuit according to the present invention. This power distribution circuit is composed of a microstrip line, and has a main line 11 on an input side, main lines 12 and 13 on an output side branched from the main line 11, and 1/1 interposed between the main lines 11 and 12. Four wavelength matching device 14
And a stub 15 provided at an end portion of the quarter wavelength matching device 14 (a boundary portion between the quarter wavelength matching device 14 and the main line 12).
And is constituted by.
【００２１】この分配回路において、主線路１１のポー
ト1１ａから入力された電力は、分岐点を経て主線路１
２のポート１２ａおよび主線路１３のポート１３ａへと
出力される。なお、この実施形態では、ポート１２ａ側
に流入する電力がポート１３ａ側に流入する電力よりも
小さいものとする。In this distribution circuit, the power input from the port 11a of the main line 11
2 and the port 13a of the main line 13. In this embodiment, the power flowing into the port 12a is smaller than the power flowing into the port 13a.
【００２２】１／４波長整合器１４は、主線路１１，１
２および１３に比してできるだけ幅を狭くした線路によ
って構成されている。そして、分配比の大きな電力が入
力される主線路１３には、実用上１／４波長整合器が不
要であるので、この１／４波長整合器を設けていない。
また、スタブ１５は、１／４波長整合器１４および主線
路１２に対してほぼ直角に設けてある。The 1/4 wavelength matching unit 14 is connected to the main lines 11, 1
It is constituted by a line whose width is as narrow as possible as compared with 2 and 13. Since the main line 13 to which power having a large distribution ratio is input does not need a quarter-wavelength matching device for practical use, the quarter-wavelength matching device is not provided.
The stub 15 is provided substantially at right angles to the 波長 wavelength matching device 14 and the main line 12.
【００２３】ここで、スタブ１５の長さＬを１／４波長
に設定した場合について考察する。１／４波長整合器１
４を幅の狭い線路で形成した場合、スタブ１５の接合点
から該スタブ１５側を見たインピーダンスは、ほぼゼロ
（短絡）であるとみなすことができ、したがって、電力
の出力ポート１２ａ側への流入はほとんどない。一方、
上記分岐点からスタブ１５側を見たインピーダンスは、
ほぼ無限大（開放）であるとみなすことができるので、
スタブ１５が出力ポート３側に及ぼす影響はわずかであ
る。Here, a case where the length L of the stub 15 is set to １ ／ wavelength will be considered. 1/4 wavelength matching device 1
When the stub 15 is formed of a narrow line, the impedance when the stub 15 side is viewed from the junction of the stub 15 can be regarded as almost zero (short circuit), and therefore, the power to the output port 12a side can be considered . There is almost no inflow . on the other hand,
The impedance when looking at the stub 15 side from the branch point is
Since it can be considered almost infinite (open),
The effect of the stub 15 on the output port 3 side is slight.
【００２４】それゆえ、スタブ１５の長さＬを１／４波
長に設定した場合、この電力分配回路は、ポート１１ａ
に入力された電力のほとんどをポート１３ａ側に出力す
るように作用する。つまり、あたかも分配機能が存在し
ないように振る舞う。ここで、スタブ１５の長さを１／
４波長から故意にずらすと、ポート１２側にも電力が出
力されるようになる。そして、スタブ１５の長さを１／
４波長から大きくずらすほど電力配比を小さくすること
ができ、逆に、スタブ１５の長さを１／４波長に近づけ
るほど電力分配比を大きくすることができる。Therefore, when the length L of the stub 15 is set to 1/4 wavelength, this power distribution circuit
And acts to output most of the power input to the port 13a. In other words, it behaves as if there is no distribution function. Here, the length of the stub 15 is 1 /
By deviating from the four wavelengths intentionally, power is also output to the port 12 side. Then, the length of the stub 15 is 1 /
The power distribution ratio can be reduced as the distance from the four wavelengths is greatly shifted, and conversely, the power distribution ratio can be increased as the length of the stub 15 approaches １ ／ wavelength.
【００２５】図２は、分配すべき高周波電力の周波数が
２０ＧＨｚの場合の本電力分配回路の作用を示したグラ
フである。このグラフにおいて、符号Ｓ１１は入力ポー
ト１１ａにおける反射特性を示し、また、符号Ｓ２１お
よびＳ３１は、それぞれスタブ１５の長さＬを変化させ
た場合のポート１２ａおよび１３ａの出力電力の変化特
性を示している。なお、これらの特性は、モーメント法
による計算によって得たものである。FIG. 2 is a graph showing the operation of the present power distribution circuit when the frequency of the high frequency power to be distributed is 20 GHz. In this graph, reference numeral S11 indicates a reflection characteristic at the input port 11a, and reference numerals S21 and S31 indicate change characteristics of output power of the ports 12a and 13a when the length L of the stub 15 is changed, respectively. I have. Note that these characteristics are obtained by calculation using the moment method.
【００２６】この図２から明らかなように、スタブ１５
の長さＬが２．９ｍｍのときには、ポート１２ａからほ
とんど電力が出力されない。換言すれば、ポート１３ａ
に入力電力のほとんどが供給される。そして、スタブ１
５の長さＬを２．９ｍｍよりも短くなるように、または
長くなるように変化させていくと、徐々にポート１２ａ
からの出力電力が増大するとともに、ポート１３ａから
の出力電力が減少していく。As apparent from FIG. 2, the stub 15
When the length L is 2.9 mm, almost no power is output from the port 12a. In other words, port 13a
Is supplied with most of the input power. And stub 1
When the length L is changed to be shorter or longer than 2.9 mm, the port 12a gradually increases.
As the output power from the port 13a increases, the output power from the port 13a decreases.
【００２７】このとき、スタブ１５の長さ調整に伴うポ
ート1１ａでの反射特性の劣化は、実用上、問題を生じ
ることがない程度に少ないが、反射特性をさらに良くし
たい場合には、主線路１３側にも１／４波長整合器を設
けて、その幅および長さを調整すればよい。これによ
り、スタブ１５の長さＬを適切に選ぶことによって、比
較的大きい電力分配比のほとんどすべてを実現できる。
また、１／４波長整合器１４の幅は、分配比の変化に対
してほとんど調整する必要はなく、十分な精度が得られ
る範囲で細くしておけば良い。At this time, the deterioration of the reflection characteristic at the port 11a due to the adjustment of the length of the stub 15 is small enough to cause no problem in practical use. A quarter wavelength matching device may be provided on the 13 side and its width and length may be adjusted. Thus, by appropriately selecting the length L of the stub 15, almost all of the relatively large power distribution ratio can be realized.
Also, the width of the quarter-wavelength matching device 14 need hardly be adjusted with respect to the change of the distribution ratio, and may be made narrow as long as sufficient accuracy can be obtained.
【００２８】上記実施形態に係る電力分配回路は、図２
に示すように、電力分配比がかなり大きい場合に、スタ
ブの長さＬの変化に対する電力分配比の変化の度合いが
大きくなる。これを嫌う場合には、前述の結合回路を用
いた分配回路を適用して、上記電力分配比の変化の度合
いを緩やかにすればよい。The power distribution circuit according to the above embodiment is shown in FIG.
As shown in (2), when the power distribution ratio is considerably large, the degree of change in the power distribution ratio with respect to the change in the length L of the stub increases. If this is not desired, the distribution circuit using the above-described coupling circuit may be applied to reduce the degree of change in the power distribution ratio.
【００２９】上記のように、この実施形態に係る電力分
配回路によれば、スタブＬの長さを変化させることによ
って任意の電力分配比を得ることができる。なお、ポー
ト１２ａおよび１３ａは、ポート１１ａに対して直角な
方向に設ける必要はなく、配置スペース等の状況に応じ
て自由にその方向を選択することができる。また、ポー
ト１２ａ側の１／４波長整合器１４およびスタブ１５
は、直線的に形成する必要はなく、急激でなければ途中
で曲げてもよい。更に、電力の分割数は２である必要は
なく、スペースの許す限り増やすことが可能である。As described above, according to the power distribution circuit of this embodiment, an arbitrary power distribution ratio can be obtained by changing the length of the stub L. The ports 12a and 13a do not need to be provided in a direction perpendicular to the port 11a, and the directions can be freely selected according to the arrangement space or the like. In addition, the ４ wavelength matching unit 14 and the stub 15 on the port 12a side
Need not be formed in a straight line, and may be bent in the middle if not abrupt. Further, the number of power divisions does not need to be 2, and can be increased as space allows.
【００３０】図３は、本電力分配回路をマイクロストリ
ップアレーアンテナに適用した例を示したものである。
周知のように、アレーアンテナは、各アンテナ素子の励
振振幅を変えることによって、様々な指向性を得ること
ができる。そして、このアレーアンテナの各アンテナ素
子に所望の励振振幅の電力を与えるためには、電力分配
回路によってすべての分配比が実現できなければならな
い。FIG. 3 shows an example in which the present power distribution circuit is applied to a microstrip array antenna.
As is well known, an array antenna can obtain various directivities by changing the excitation amplitude of each antenna element. Then, in order to provide power of a desired excitation amplitude to each antenna element of the array antenna, all distribution ratios must be realized by a power distribution circuit.
【００３１】そこで、図３に示す例では、本電力分配回
路に図５に示した前記通常の分配回路および図７に示し
た前記結合回路を用いる分配回路を併用して、あらゆる
分配比を実現し、その分配比に基づく様々な励振振幅の
電力をマイクロストリップパッチアンテナ２０の４つの
アンテナ素子２０ａ〜２０ｄにそれぞれ供給している。Therefore, in the example shown in FIG. 3, the power distribution circuit uses the normal distribution circuit shown in FIG. 5 and the distribution circuit using the coupling circuit shown in FIG. 7 in combination to realize any distribution ratio. Then, powers of various excitation amplitudes based on the distribution ratio are supplied to the four antenna elements 20a to 20d of the microstrip patch antenna 20, respectively.
【００３２】もちろん、この例では、小さな電力分配比
を得るために上記通常の分配回路が適用され、また、大
きな電力分配比を得るために上記結合回路による分配回
路が用いられている。そして、通常の分配回路および結
合回路による分配回路では実現の困難な電力分配比を得
るために本発明に係る電力分配回路が用いられている。Of course, in this example, the above-described ordinary distribution circuit is applied to obtain a small power distribution ratio, and the distribution circuit using the coupling circuit is used to obtain a large power distribution ratio. The power distribution circuit according to the present invention is used to obtain a power distribution ratio that is difficult to realize with a normal distribution circuit and a distribution circuit including a coupling circuit.
【００３３】ところで、図３に示した実施の形態では、
本発明による電力分配回路を上記アレーアンテナ２０の
一部のアンテナ素子２０ｃ，２０ｄへの給電に適用して
いるが、図４に例示するように、本発明の分配回路をア
ンテナ２０の全てのアンテナ素子２０ａ〜２０ｄへの給
電に適用することも可能である。By the way, in the embodiment shown in FIG.
Although the power distribution circuit according to the present invention is applied to power supply to a part of the antenna elements 20c and 20d of the array antenna 20, as shown in FIG. It is also possible to apply to power supply to the elements 20a to 20d.
【００３４】図４においては、図１に示した構成の電力
分配回路を３つ使用して、アンテナ素子２０ａ〜２０ｄ
に電力を分配している。すなわち、主線路１１−１，１
１−２および１１−３がそれぞれ図１の主線路１１に対
応するとともに、主線路１２−１，１２−２および１２
−３がそれぞれ図１の主線路１２に対応し、主線路１３
−１，１３−２および１３−３がそれぞれ図１の主線路
１３に対応している。また、１／４波長整合器１４−
１，１４−２および１４−３が、それぞれ図１の１／４
波長整合器１４に対応し、スタブ１５−１，１５−２お
よび１５−３がそれぞれ図１のスタブ１５に対応してい
る。そして、主線路１２−１、主線路１３−２、主線路
１３−３および主線路１２−３を介してアンテナ素子２
０ａ，２０ｂ，２０ｃおよび２０ｄにそれぞれ分配電力
を供給している。In FIG. 4, three power distribution circuits having the configuration shown in FIG. 1 are used to form antenna elements 20a to 20d.
Power is distributed to That is, the main lines 11-1, 1
1-2 and 11-3 correspond to the main line 11 of FIG. 1, respectively, and the main lines 12-1, 12-2 and 12-3
-3 respectively correspond to the main line 12 in FIG.
Reference numerals -1, 13-2 and 13-3 respectively correspond to the main line 13 in FIG. The 1/4 wavelength matching device 14-
1, 14-2 and 14-3 are respectively 1/4 of FIG.
The stubs 15-1, 15-2, and 15-3 correspond to the stub 15 in FIG. The antenna element 2 is connected via the main line 12-1, the main line 13-2, the main line 13-3, and the main line 12-3.
0a, 20b, 20c and 20d are respectively supplied with distributed power.
【００３５】なお、本発明による電力分配回路は、実用
上においては何ら問題を生じる虞はないものの、電力分
配比を小さく設定したときに入力側から見た反射特性が
若干劣化するとともに、電力分配比をかなり大きく設定
したときにスタブの長さに対する電力分配比の変化が敏
感になる傾向を示す。したがって、図３に例示したよう
に、必要に応じて、通常の分配回路および結合回路を用
いる分配回路を併用することによって、動作の安定性を
より向上することができる。Although the power distribution circuit according to the present invention does not pose any problem in practical use, when the power distribution ratio is set to a small value, the reflection characteristics seen from the input side are slightly deteriorated, and the power distribution ratio is reduced. When the ratio is set to a considerably large value, a change in the power distribution ratio with respect to the length of the stub tends to be sensitive. Therefore, as illustrated in FIG. 3, the stability of operation can be further improved by using a normal distribution circuit and a distribution circuit using a coupling circuit together as necessary.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、従来から使用されてい
る電力分配回路では実現が困難な比較的大きな電力分配
比をスタブの長さの調整という非常に簡易な手段によっ
て容易に実現することができる。したがって、実際の回
路における電力分割比の調整が楽になるとともに、回路
設計の容易化および迅速化を図ることができる。そし
て、アレーアンテナの給電回路に適用した場合には、あ
らゆる分配比を省スペースの回路で実現することがで
き、しかも、アッテネータ等の振幅調整素子を用いるこ
となく、指向性の実現が難しいビーム成形アンテナ等を
容易かつ低コストで実現することができる。さらに、分
配比に応じて、通常の分配回路や結合回路による分配回
路を併用することにより、更なる動作の安定化と設計の
自由度の向上を図ることが可能になる。According to the present invention, it is possible to easily realize a relatively large power distribution ratio, which is difficult to realize with a conventionally used power distribution circuit, by a very simple means of adjusting the length of the stub. Can be. Therefore, the adjustment of the power division ratio in the actual circuit becomes easy, and the circuit design can be facilitated and speeded up. When applied to the feed circuit of an array antenna, all distribution ratios can be realized with a space-saving circuit, and beam forming is difficult to achieve directivity without using an amplitude adjusting element such as an attenuator. An antenna or the like can be realized easily and at low cost. Furthermore, by using a distribution circuit including an ordinary distribution circuit and a coupling circuit in accordance with the distribution ratio, it is possible to further stabilize the operation and improve the design flexibility.
【図１】本発明に係る電力分配回路の実施形態を示す平
面図。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a power distribution circuit according to the present invention.
【図２】スタブの長さに対する分配電力の変化特性およ
び反射特性を例示したグラフ。FIG. 2 is a graph illustrating a change characteristic and a reflection characteristic of distributed power with respect to a length of a stub.
【図３】本発明に係る電力分配回路に従来の電力分配回
路を組み合わせた構成のアレーアンテナ用給電回路の一
例を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing an example of an array antenna feed circuit having a configuration in which a power distribution circuit according to the present invention is combined with a conventional power distribution circuit.
【図４】本発明に係る電力分配回路のみによって構成さ
れたアレーアンテナ用給電回路の一例を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing an example of an array antenna power supply circuit constituted only by a power distribution circuit according to the present invention.
【図５】従来の電力分配回路の一例を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an example of a conventional power distribution circuit.
【図６】インピーダンス変換器を併用した従来の電力分
配回路を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a conventional power distribution circuit using an impedance converter.
【図７】結合回路を用いた従来の電力分配回路を示す平
面図。FIG. 7 is a plan view showing a conventional power distribution circuit using a coupling circuit.
【符号の説明】 １１，１２，１３ 主線路 １１ａ 入力ポート １２ａ，１３ａ 出力ポート １４ １／４波長整合器 １５ スタブ ２０ アレーアンテナ ２０ａ〜２０ｄ アンテナ素子[Description of Signs] 11, 12, 13 Main Line 11a Input Port 12a, 13a Output Port 14 Quarter Wavelength Matcher 15 Stub 20 Array Antenna 20a-20d Antenna Element
Claims (3)
を該入力側主線路から分岐する複数の出力側主線路に分
配する電力分配回路であって、前記入力側主線路と分配比の小さい出力側主線路との間
に１／４波長整合器を介在させるとともに、この１／４
波長整合器と前記電力分配比の小さい出力側主線路との
境界部にスタブを設け、 このスタブの長さに基づいて前
記分配比を設定するように構成したことを特徴とする電
力分配回路。A power distribution circuit for distributing high-frequency power input from an input main line to a plurality of output main lines branched from the input main line , wherein the power distribution circuit has a smaller distribution ratio than the input main line. Between the output main line
A 1/4 wavelength matching device is interposed in
Between the wavelength matching device and the output side main line having a small power distribution ratio.
A power distribution circuit, wherein a stub is provided at a boundary portion, and the distribution ratio is set based on the length of the stub.
として設定されることを特徴とする請求項１に記載の電
力分配回路2. The power distribution circuit according to claim 1, wherein the length of the stub is set based on a quarter wavelength.
用した電力分配回路を併用して、平面アレーアンテナの
給電回路を構成したことを特徴とする請求項１または２
に記載の電力分配回路。3. A feeder circuit for a planar array antenna, comprising a combination of a normal power distribution circuit and a power distribution circuit utilizing a coupling circuit.
3. The power distribution circuit according to claim 1.
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