JP3497702B2 - バラン及びプッシュプル増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、衛星通信、地上
マイクロ波通信、移動体通信等に使用する増幅器、ミク
サ、発振器等のマイクロ波回路に用いるバラン及びこの
バランを用いたプッシュプル増幅器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１２は例えば「Microwave Mixers sec
ond edition」（Stephen A.Maas 著P257）に示された従
来のバランの構成例である。図１２において、１は誘電
体基板、２は裏面金属膜、３は第１のマイクロストリッ
プ線路、４は第２のマイクロストリップ線路、５は第１
の端子、６は第２の端子、７は第３の端子、８は第４の
端子であり、上記第１のマイクロストリップ線路３と第
２のマイクロストリップ線路４の長さは信号周波数にお
いて約四分の一波長である。また、上記第２の端子６
は、スルーホール、側面メタライズ、金リボンボンディ
ングその他の手段により接地されている。

【０００３】次に動作について説明する。従来のバラン
の構成例では、第１の端子５からマイクロ波信号を入力
すると、線路間結合により、第３の端子７及び第４の端
子８にそれぞれ信号が出力される。第１のマイクロスト
リップ線路３と第２のマイクロストリップ線路４の長さ
を信号周波数で約四分の一に設定すると、第３の端子７
と第４の端子８に出力される信号の位相差を１８０度に
できる。第３の端子７と第４の端子８に出力される信号
の振幅は、第１のマイクロストリップ線路３と第２のマ
イクロストリップ線路４の線路幅、線路間隔を適当な値
に選ぶことにより、コントロールできる。

【０００４】また、図１３は従来のバランの他の構成例
である。図１３において、図１２に示す構成と同一部分
は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号と
して、９は同軸線路の中心導体、１０は同軸線路の外導
体、１１は外周円筒導体を示し、同軸線路の中心導体９
と外導体１０で構成される同軸線路の長さは信号周波数
において約四分の一波長である。外周円筒導体１１の第
１の端子５側の一端及び同軸線路の外導体１０の第２の
端子６は接地されている。図１３に示す従来のバランの
構成例に関しても、図１２に示す構成例の第１のマイク
ロストリップ線路３を同軸線路の中心導体９に、第２の
マイクロストリップ線路４を同軸線路の外導体１０に置
き換えて考えると、図１２に示す従来のバランの構成例
と同様に動作する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した図１２に示す
従来のバランの構成例では、第１のマイクロストリップ
線路３及び第２のマイクロストリップ線路４の線路間隔
を物理的に実現できる限界まで小さくしても、第３の端
子７と第４の端子８に出力する信号を等振幅にすること
ができない問題、第３の端子７と第４の端子８のアイソ
レーションが取れない問題、４分配以上の多分配ができ
ない問題等があった。また、図１３に示す従来のバラン
の構成例でも同様の問題があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、等振幅で位相が１８０度異なる
２つの信号を取り出せることができるバランを得ること
を目的とする。また、アイソレーション特性を改善する
ことができるバランを得ることを目的とする。また、多
分配を可能とすることができるバランを得ることを目的
とする。さらに、それらバランを用いて高効率な特性の
プッシュプル増幅器を得ることも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るバラン
は、信号周波数で約四分の一波長の長さの第１のマイク
ロストリップ線路と第２のマイクロストリップ線路とを
隣接して平行に配置し、第２のマイクロストリップ線路
の入力側端子を電気的に接地し、第１のマイクロストリ
ップ線路の入力側端子から信号を入力し、第１のマイク
ロストリップ線路の出力側端子及び第２のマイクロスト
リップ線路の出力側端子から信号を取り出すマイクロス
トリップ結合線路型バランにおいて、第１のマイクロス
トリップ線路と第２のマイクロストリップ線路とをコン
デンサを介して電気的に接続することを特徴とするもの
である。

【０００８】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の第１の中心導体と第２の中心導体とを隣接して平行に
配置し、第２の中心導体の入力側端子を電気的に接地
し、第１の中心導体の入力側端子から信号を入力し、第
１の中心導体の出力側端子及び第２の中心導体の出力側
端子から信号を取り出す方形同軸結合線路型バランにお
いて、第１の中心導体と第２の中心導体との間に誘電体
シートを設けたことを特徴とするものである。

【０００９】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の第１の中心導体と第２の中心導体とを隣接して平行に
配置し、第２の中心導体の入力側端子を電気的に接地
し、第１の中心導体の入力側端子から信号を入力し、第
１の中心導体の出力側端子及び第２の中心導体の出力側
端子から信号を取り出す方形同軸結合線路型バランにお
いて、第１の中心導体と第２の中心導体とをフローティ
ングシールドで囲んだことを特徴とするものである。

【００１０】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の第１のコプレナー線路と第２のコプレナー線路とを隣
接して平行に配置し、第２のコプレナー線路の入力側端
子を電気的に接地し、第１のコプレナー線路の入力側端
子から信号を入力し、第１のコプレナー線路の出力側端
子及び第２のコプレナー線路の出力側端子から信号を取
り出すコプレナー結合線路型バランにおいて、第１のコ
プレナー線路と隣接して平行に第３のコプレナー線路を
さらに設けたことを特徴とするものである。

【００１１】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の第１のマイクロストリップ線路と第２のマイクロスト
リップ線路とを隣接して平行に配置し、第２のマイクロ
ストリップ線路の入力側端子を電気的に接地し、第１の
マイクロストリップ線路の入力側端子から信号を入力
し、第１のマイクロストリップ線路の出力側端子及び第
２のマイクロストリップ線路の出力側端子から信号を取
り出すマイクロストリップ結合線路型バランにおいて、
マイクロストリップ線路を構成する誘電体基板裏面の金
属膜にスリットを設け、このスリットの長さは片側を信
号周波数で約四分の一波長に設定し、スリット部にアイ
ソレーション抵抗を装架したことを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の同軸線路の外周に、外周円筒導体をさらに設け、外周
円筒導体の入力側端子及び同軸線路の外導体の入力側端
子を電気的に接地し、同軸線路の中心導体の入力側端子
から信号を入力し、同軸線路の中心導体の出力側端子及
び同軸線路の外導体の出力側端子から信号を取り出す同
軸線路型バランにおいて、外周円筒導体にスリットを設
け、このスリット部にアイソレーション抵抗を装架した
ことを特徴とするものである。

【００１３】 また、信号周波数で約四分の一波長の長
さの同軸線路の外導体を、中空絶縁体の内壁に金属膜を
設けることにより構成し、この中空絶縁体の内壁に設け
た金属膜の入力側端子を電気的に接地し、同軸線路の中
心導体の入力側端子から信号を入力し、同軸線路の中心
導体の出力側端子及び中空絶縁体の内壁に設けた金属膜
の出力側端子から信号を取り出す同軸線路型バランにお
いて、中空絶縁体の外壁に設けた金属膜にスリットを設
け、このスリット部にアイソレーション抵抗を装架した
ことを特徴とするものである。

【００１４】また、コプレナー線路の接地用金属膜に、
信号周波数で約四分の一波長の長さのスリットを設け、
このスリット部にアイソレーション抵抗を装架したこと
を特徴とするものである。

【００１５】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の第１ないし第７のマイクロストリップ線路を隣接して
平行に配置し、第１、第３、第５、第７のマイクロスト
リップ線路の入力側端子を電気的に接地し、第１と第３
及び第５と第７のマイクロストリップ線路の出力側端子
をそれぞれ電気的に接続すると共に、第２と第６及び第
３と第５のマイクロストリップ線路の出力側端子をそれ
ぞれアイソレーション抵抗を介して接続し、第２、第
４、第６のマイクロストリップ線路の入力側端子を束ね
た端子から信号を入力し、第１、第２、第６、第７のマ
イクロストリップ線路の出力側端子から４つの出力信号
を取り出すことを特徴とするものである。

【００１６】また、信号周波数で約四分の一波長の長さ
の第１ないし第４のコプレナー線路を隣接して平行に配
置し、第１と第４のコプレナー線路の入力側端子を電気
的に接地すると共に、第１と第４及び第２と第３のコプ
レナー線路の出力側端子をアイソレーション抵抗を介し
て接続し、第２と第３のコプレナー線路の入力側端子を
束ねた端子から信号を入力し、第１ないし第４のコプレ
ナー線路の出力側端子から４つの出力信号を取り出すこ
とを特徴とするものである。

【００１７】さらに、この発明に係るプッシュプル増幅
器は、上述したいずれかのバランを、入力側及び出力側
に備えると共に、入力側バランと出力側バランとの間に
入力側バランの出力端子の数に応じた複数の増幅器を並
列に配置したことを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係るバ
ランの構成図である。図１において、図１２に示す従来
例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、１２はコンデンサである。コンデン
サ１２の２つの端子は、それぞれ第１のマイクロストリ
ップ線路３と第２のマイクロストリップ線路４に接続す
る。第１のマイクロストリップ線路３及び第２のマイク
ロストリップ線路４の長さは信号周波数において約四分
の一波長とし、第２の端子は接地するものとする。な
お、コンデンサ１２は複数個装架しても良い。

【００１９】次に動作について説明する。従来理論で
は、結合線路の偶モードインピーダンスが奇モードイン
ピーダンスと比較して極めて大きい場合（例えば１０倍
以上大きい場合）に、第３の端子７と第４の端子８へは
近似的に等振幅の信号が取り出されるとされている。し
かし、現実問題として、比誘電率が２から９０程度の基
板を使用する限り、線路間隔を工作可能な範囲で限界ま
で小さくしても、偶モードインピーダンスと奇モードイ
ンピーダンスの比を１０倍以上とすることは不可能であ
る。そのため、図１２に示す従来のバランの構成例で
は、等振幅の分配特性は実現できず、このためにほとん
ど利用されないのが現状であった。

【００２０】この発明の実施の形態１では、信号周波数
において約四分の一波長の長さの第１のマイクロストリ
ップ線路３と第２のマイクロストリップ線路４を隣接し
て平行に配置し、第２のマイクロストリップ線路４の入
力側端子である第２の端子６を電気的に接地し、第１の
マイクロストリップ線路３の入力側端子である第１の端
子５から信号を入力し、第１のマイクロストリップ線路
３の出力側端子である第３の端子７及び第２のマイクロ
ストリップ線路４の出力側端子である第４の端子８から
信号を取り出すマイクロストリップ結合線路型バランに
おいて、第１のマイクロストリップ線路３と第２のマイ
クロストリップ線路４との間にコンデンサ１２を装架す
ることにより、結合度が高められ、第１のマイクロスト
リップ線路３と第２のマイクロストリップ線路４で構成
される結合線路の偶モードインピーダンスが格段に高め
られ、極めて等振幅分配に近い特性が実現できる。この
ため、第１の端子５からマイクロ波信号を入力すると、
第３の端子７と第４の端子８には、ほぼ等振幅で、１８
０度位相の異なる信号が出力される。

【００２１】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２に係るバランの構成図である。図２において、図１
に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその
説明は省略する。新たな符号として、１３は溝を設けた
筐体、１４は第１の方形同軸線路の中心導体、１５は第
２の方形同軸線路の中心導体、１６は誘電体シートを示
し、誘電体シート１６は、第１の方形同軸線路の中心導
体１４と第２の方形同軸線路の中心導体１５の間に設け
るものとする。また、第１の方形同軸線路の中心導体１
４及び第２の方形同軸線路の中心導体１５の長さは信号
周波数において約四分の一波長とし、第２の端子６は接
地するものとする。

【００２２】次に動作について説明する。この実施の形
態２では、信号周波数で約四分の一波長の長さの第１の
方形同軸線路の中心導体１４と第２の方形同軸線路の中
心導体１５とを隣接して平行に配置し、第２の方形同軸
線路の中心導体１５の入力側端子である第２の端子６を
電気的に接地し、第１の方形同軸線路の中心導体１４の
入力側端子である第１の端子５から信号を入力し、第１
の方形同軸線路の中心導体１４の出力側端子である第３
の端子７及び第２の方形同軸線路の中心導体１５の出力
側端子である第４の端子８から信号を取り出す方形同軸
結合線路型バランにおいて、第１の方形同軸線路の中心
導体１４と第２の方形同軸線路の中心導体１５との間
に、誘電体シート１６を装架することにより、結合度が
高められ、第１の方形同軸線路の中心導体１４と第２の
方形同軸線路の中心導体１５で構成される結合線路の偶
モードインピーダンスが格段に高められ、極めて等振幅
分配に近い特性が実現できる。このため、第１の端子５
からマイクロ波信号を入力すると、第３の端子７と第４
の端子８には、ほぼ等振幅で、１８０度位相の異なる信
号が出力される。

【００２３】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３に係るバランの構成図である。図３において、図２
に示す実施の形態２と同一部分は同一符号を付してその
説明は省略する。新たな符号として、１７はフローティ
ングシールドを示し、このフローティングシールド１７
は、第１の方形同軸線路の中心導体１４と第２の方形同
軸線路の中心導体１５を囲むように設けるものとする。
また、第１の方形同軸線路の中心導体１４及び第２の方
形同軸線路の中心導体１５の長さは信号周波数において
約四分の一波長とし、第２の端子６は接地するものとす
る。

【００２４】次に動作について説明する。この実施の形
態３では、信号周波数で約四分の一波長の長さの第１の
方形同軸線路の中心導体１４と第２の方形同軸線路の中
心導体１５とを隣接して平行に配置し、第２の方形同軸
線路の中心導体１５の入力側端子である第２の端子６を
電気的に接地し、第１の方形同軸線路の中心導体１４の
入力側端子である第１の端子５から信号を入力し、第１
の方形同軸線路の中心導体１４の出力側端子である第３
の端子７及び第２の方形同軸線路の中心導体１５の出力
側端子である第４の端子８から信号を取り出す方形同軸
結合線路型バランにおいて、第１の方形同軸線路の中心
導体１４と第２の方形同軸線路の中心導体１５とをフロ
ーティングシールド１７で囲むよう装架することによ
り、結合度が高められ、第１の方形同軸線路の中心導体
１４と第２の方形同軸線路の中心導体１５とで構成され
る結合線路の偶モードインピーダンスが格段に高めら
れ、極めて等振幅分配に近い特性が実現できる。このた
め、第１の端子５からマイクロ波信号を入力すると、第
３の端子７と第４の端子８には、ほぼ等振幅で、１８０
度位相の異なる信号が出力される。

【００２５】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４に係るバランの構成図である。図４において、図１
に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその
説明は省略する。新たな符号として、１８は第１の接地
用金属膜、１９は第２の接地用金属膜、２０は第１のコ
プレナー線路、２１は第２のコプレナー線路、２２は第
３のコプレナー線路、２３は金ワイヤを示し、第１ない
し第３のコプレナー線路２０ないし２２の長さは信号周
波数において約四分の一波長とし、第２の端子６は接地
するものとする。また、金ワイヤ２３は、第２のコプレ
ナー線路２１と第３のコプレナー線路２２との第２の端
子６側の一端及び第２のコプレナー線路２１と第３のコ
プレナー線路２２との第４の端子８側の一端をそれぞれ
電気的に接続するものとする。さらに、その結果、第３
のコプレナー線路２２の第２の端子６側の一端も接地さ
れるものとする。

【００２６】次に動作について説明する。この実施の形
態４では、信号周波数で約四分の一波長の長さの第１の
コプレナー線路２０と第２のコプレナー線路２１とを隣
接して平行に配置し、第２のコプレナー線路２１の入力
側端子である第２の端子６を電気的に接地し、第１のコ
プレナー線路２０の入力側端子である第１の端子５から
信号を入力し、第１のコプレナー線路２０の出力側端子
である第３の端子７及び第２のコプレナー線路２１の出
力側端子である第４の端子から信号を取り出すコプレナ
ー結合線路型バランにおいて、第１のコプレナー線路２
０と隣接して平行にさらにもう１つの第３のコプレナー
線路２２を設けることにより、第１のコプレナー線路２
０と第２のコプレナー線路２１の結合が強まる。このこ
とは、第１のコプレナー線路２０と第２のコプレナー線
路２１とで構成される結合線路の偶モードインピーダン
スが高められたことと等価であり、極めて等振幅分配に
近い特性が実現できる。このため、第１の端子５からマ
イクロ波信号を入力すると、第３の端子７及び第４の端
子８には、ほぼ等振幅で、１８０度位相の異なる信号が
出力される。

【００２７】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５に係るバランの構成図である。図５において、図１
に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその
説明は省略する。新たな符号として、２４はマイクロス
トリップ線路を構成する誘電体基板１の裏面金属膜２に
メタライズしないようにして設けたスリット、２５は基
板表面のスリット２４部の対応位置に装架してなる薄膜
抵抗またはその他で構成されるアイソレーション抵抗を
示し、スリット２４の長さは、片側に信号周波数で約四
分の一波長、合計で二分の一波長とすると共に、第１の
マイクロストリップ線路３及び第２のマイクロストリッ
プ線路４の長さは信号周波数において約四分の一波長と
し、第２の端子６は接地するものとする。

【００２８】次に動作について説明する。この実施の形
態５では、信号周波数で約四分の一波長の長さの第１の
マイクロストリップ線路３と第２のマイクロストリップ
線路４とを隣接して平行に配置し、第２のマイクロスト
リップ線路４の入力側端子である第２の端子６を電気的
に接地し、第１のマイクロストリップ線路３の入力側端
子である第１の端子５から信号を入力し、第１のマイク
ロストリップ線路３の出力側端子である第３の端子７及
び第２のマイクロストリップ線路４の出力側端子である
第４の端子８から信号を取り出すマイクロストリップ結
合線路型バランにおいて、マイクロストリップ線路を構
成する誘電体基板１の裏面金属膜２にスリット２４を設
け、このスリット２４の長さを片側を信号周波数で約四
分の一波長に設定し、スリット部にアイソレーション抵
抗２５を装架したので、第３の端子７及び第４の端子８
に接続される負荷にアンバランスがある場合には、これ
らの負荷で反射されたアンバランスなモードの信号が第
３の端子７と第４の端子８に逆入力されるが、アイソレ
ーション抵抗２５は、このアンバランスなモードの信号
により生じた裏面金属膜２を流れる電流を減衰させるの
で、第３の端子７と第４の端子８のアイソレーション特
性を改善させることができる。

【００２９】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６に係るバランの構成図である。図６において、図１
３に示す従来例及び図５に示す実施の形態５と同一部分
は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号と
して、２６は外周円筒導体１１の一部をくりぬくことに
より構成されたスリットを示し、このスリット２６にア
イソレーション抵抗２５が取り付けられる。また、同軸
線路の中心導体９と同軸線路の外導体１０で構成される
同軸線路の長さは信号周波数において約四分の一波長と
し、外周円筒導体１１の第２の端子６側の一端は接地す
るものとする。

【００３０】次に動作について説明する。この実施の形
態６では、信号周波数で約四分の一波長の長さの同軸線
路の外周に、外周円筒導体１１をさらに設け、同軸線路
の外導体１０に設けた入力側端子である第２の端子６及
び外周円筒導体１１の第１の端子５側の一端を電気的に
接地し、同軸線路の中心導体９に設けた入力側端子であ
る第１の端子５から信号を入力し、同軸線路の中心導体
９に設けた出力側端子である第３の端子７及び同軸線路
の外導体１０に設けた出力側端子である第４の端子８か
ら信号を取り出す同軸線路型バランにおいて、外周円筒
導体１１にスリット２６を設け、このスリット２６部に
アイソレーション抵抗２５を装架することにより、第３
の端子７及び第４の端子８に接続される負荷にアンバラ
ンスがある場合には、これらの負荷で反射されたアンバ
ランスなモードの信号が、第３の端子７と第４の端子８
に逆入力されるが、アイソレーション抵抗２５は、この
アンバランスなモードの信号により生じた外周円柱導体
１１に流れる電流を減衰させるので、第３の端子７と第
４の端子８とのアイソレーション特性は改善される。

【００３１】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７に係るバランの構成図である。図７において、図６
に示す実施の形態６と同一部分は同一符号を付してその
説明は省略する。新たな符号として、２７〜２９は同軸
線路の外導体を構成する内壁金属膜と外壁金属膜及び中
空円柱型絶縁体である。また、３０は外壁金属膜２８の
一部を取り除くようにして構成されたスリットであり、
このスリット３０を跨ぐようにしてアイソレーション抵
抗２５が設けられている。さらに、同軸線路の中心導体
５と内壁金属膜２７で構成される同軸線路の長さは信号
周波数において約四分の一波長とし、外壁金属膜２８の
第２の端子６側の一端は接地するものとする。

【００３２】 次に動作について説明する。この実施の
形態７では、信号周波数で約四分の一波長の長さの同軸
線路の外導体を、中空円柱型絶縁体２９の内壁に金属膜
２７を設けることにより構成し、この中空円柱型絶縁体
２９の内壁に設けた金属膜２７の入力側端子である第２
の端子６を電気的に接地し、同軸線路の中心導体９の入
力側端子である第１の端子５から信号を入力し、同軸線
路の中心導体９の出力側端子である第３の端子７及び中
空円柱型絶縁体２９の内壁に設けた金属膜２７の出力側
端子である第４の端子８から信号を取り出す同軸線路型
バランにおいて、中空円柱型絶縁体２９の外壁に設けた
金属膜２８にスリット３０を設け、このスリット３０部
にアイソレーション抵抗２５を装架することにより、第
３の端子７及び第４の端子８に接続される負荷にアンバ
ランスがある場合には、これらの負荷で反射されたアン
バランスなモードの信号が第３の端子７と第４の端子８
に逆入力されるが、アイソレーション抵抗２５は、この
アンバランスなモードの信号により生じた外壁金属膜２
８を流れる電流を減衰させるので、第３の端子７と第４
の端子８のアイソレーション特性は改善される。

【００３３】実施の形態８．図８はこの発明の実施の形
態８に係るバランの構成図である。図８において、図４
に示す実施の形態４と同一部分は同一符号を付してその
説明は省略する。新たな符号として、３１及び３２は第
１及び第２の接地用金属膜１８及び１９の一部をそれぞ
れ取り除くことで構成されたスリットで、スリット３１
及び３２にはそれぞれアイソレーション抵抗２５が装架
されている。また、このスリット３１及び３２の長さ
と、第１ないし第３のコプレナー線路２０ないし２２の
長さは、それぞれ信号周波数において約四分の一波長と
する。さらに、金ワイヤ２３は、第２のコプレナー線路
２１と第３のコプレナー線路２２の第２の端子６側の一
端及び第２のコプレナー線路２１と第３のコプレナー線
路２２の第４の端子８側の一端をそれぞれ電気的に接続
するものとし、第２の端子６は接地するものとする。

【００３４】次に動作について説明する。この実施の形
態８では、第２及び第３のコプレナー線路２１及び２２
の接地用金属膜１９及び１８に、信号周波数で約四分の
一波長の長さのスリット３２及び３１を設け、このスリ
ット３２及び３１部にアイソレーション抵抗２５をそれ
ぞれ装架したので、第３の端子７及び第４の端子８に接
続される負荷にアンバランスがある場合には、これらの
負荷で反射されたアンバランスなモードの信号が第３の
端子７と第４の端子８に逆入力されるが、アイソレーシ
ョン抵抗２５は、このアンバランスなモードの信号によ
り生じた第１の接地用金属膜１８及び第２の接地用金属
膜１９に流れる電流を減衰させるので、第３の端子７と
第４の端子８のアイソレーション特性は改善される。

【００３５】実施の形態９．図９はこの発明の実施の形
態９に係るバランの構成図である。図９において、新た
な符号として、３３ないし３９は第１ないし第７のマイ
クロストリップ導体、４０は入力端子、４１ないし４４
は第１ないし第４の出力端子であり、第２、第４、第６
のマイクロストリップ線路３４、３６、３８の一端を束
ねて入力端子４０に接続すると共に、第１、第３、第
５、第７のマイクロストリップ導体３３、３５、３７、
３９の入力端子４０側の一端を接地し、金ワイヤ２３で
相互に接続するものとする。また、第１及び第３のマイ
クロストリップ導体３３及び３５の出力端子側の一端
と、第５及び第７のマイクロストリップ導体３７及び３
９の出力端子側の一端も金ワイヤ２３で相互接続するも
のし、第２と第６のマイクロストリップ導体３４と３８
の出力端子間及び第３と第５のマイクロストリップ導体
３５と３７の出力端子間には、それぞれアイソレーショ
ン抵抗２５を装架している。さらに、第１ないし第７の
マイクロストリップ導体３３ないし３９の長さは信号周
波数で約四分の一波長とする。

【００３６】次に動作について説明する。この実施の形
態９では、入力端子４０からマイクロ波信号が入力する
と、線路間結合により、第１ないしい第４の出力端子４
１ないし４４に信号が出力される。各マイクロストリッ
プ線路の線路幅、線路間隔を適当な値に設定すると、４
つの出力端子に等振幅の信号を出力することができる。
第１の出力端子４１と第４の出力端子４４の信号は同位
相であり、また、第２の出力端子４２と第３の出力端子
４３の信号も同位相である。さらに、前者と後者の信号
には１８０度の位相差が生じる。第２の出力端子４２と
第３の出力端子４３の負荷にアンバランスがある場合に
は、これらの負荷で反射されたアンバランスなモードの
信号が第２の出力端子４２と第３の出力端子４３に逆入
力されるが、このアンバランスなモードの信号に対し
て、バランを見込むインピーダンスは開放であるため、
このアンバランスなモードの信号はアイソレーション抵
抗２５で吸収され、第２の出力端子４２と第３の出力端
子４３のアイソレーション特性は改善される。同様な動
作で、第１の出力端子４１と第４の出力端子４４のアイ
ソレーション特性も改善される。

【００３７】実施の形態１０．図１０はこの発明の実施
の形態１０に係るバランの構成図である。図１０におい
て、新たな符号として、４５ないし４８は第１ないし第
４のコプレナー導体であり、第２と第３のコプレナー導
体４６と４７の一端を束ねて入力端子４０に接続すると
共に、第１と第４のコプレナー導体４５と４８の入力端
子４０側の一端を接地しかつ金ワイヤ２３で相互に接続
するものとする。また、第１と第４のコプレナー導体４
５と４８の出力端子側の一端及び第２と第３のコプレナ
ー導体４６と４７の出力端子側の一端には、それぞれア
イソレーション抵抗２５を装架する。さらに、第１ない
し第４のコプレナー導体４５ないし４８の長さは信号周
波数で約四分の一波長とする。

【００３８】次に動作について説明する。この実施の形
態１０では、入力端子４０からマイクロ波信号が入力す
ると、線路間結合により、第１ないし第４の出力端子４
１ないし４４に信号が出力される。各コプレナー線路４
５ないし４８の線路幅、線路間隔を適当な値に設定する
と、４つの出力端子４１ないし４４に等振幅の信号を出
力することができる。第１の出力端子４１と第４の出力
端子４４の信号は同位相であり、また、第２の出力端子
４２と第３の出力端子４３の信号も同位相である。さら
に、前者と後者の信号には１８０度の位相差が生じる。
第２の出力端子４２と第３の出力端子４３の負荷にアン
バランスがある場合には、これらの負荷で反射されたア
ンバランスなモードの信号が第２の出力端子４１と第３
の出力端子４２に逆入力されるが、このアンバランスな
モードの信号に対して、バランを見込むインピーダンス
は開放であるため、このアンバランスなモードの信号は
アイソレーション抵抗２５で吸収され、第２の出力端子
４２と第３の出力端子４３のアイソレーション特性は改
善される。同様な動作で、第１の出力端子４１と第４の
出力端子４４のアイソレーション特性も改善される。

【００３９】実施の形態１１．図１１はこの発明の実施
の形態１１に係るプッシュプル増幅器の構成図である。
図１１において、４９は第１の増幅器、５０は第２の増
幅器、５１は入力側バラン、５２は出力側バラン、５３
はプッシュプル増幅器の入力端子、５４はプッシュプル
増幅器の出力端子である。

【００４０】ここで、入力側バラン５１及び出力側バラ
ン５２には、上述した実施の形態１ないし１０のいずれ
かのバランを用いる。第１の増幅器４９及び第２の増幅
器５０はＢ級またはＡＢ級動作させる。プッシュプル増
幅器の入力端子５３から入力した信号は、入力側バラン
５１により、等振幅で位相が１８０度異なる２つの信号
に分配される。この２つの信号は、それぞれ第１の増幅
器４９、第２の増幅器５０で増幅された後に出力側バラ
ン５２で合成され、プッシュプル増幅器の出力端子５４
から出力される。入力端子から入力側バラン５１、第１
の増幅器４９、出力側バラン５２を経て出力端子へ至る
信号経路と、入力端子から入力側バラン５１、第２の増
幅器５０、出力側バラン５２を経て出力端子へ至る信号
経路は等位相となるように、入力側バラン５１と出力側
バラン５２の端子配置は対象とする。

【００４１】次に動作について説明する。実施の形態１
ないし１０のバランは、等振幅で位相が１８０度異なる
分配特性を有するので、従来の振幅の分配特性にアンバ
ランスのあるバランを使用した場合と比較して、第１の
増幅器４９と第２の増幅器５０の出力は効率よく合成さ
れ、増幅器全体としての出力、効率が向上する。なお、
上記実施の形態１１では、入力側バラン５１の出力端子
（出力側バラン５２の入力端子）が２端子の場合につい
てのべたが、実施の形態９又は１０のように４端子の他
に、２ｎ端子（ｎは自然数）の場合にも同様にして、端
子数に応じた増幅器を備えることにより実施できる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るバランに
よれば、コンデンサにより２つのマイクロストリップ線
路で構成される結合線路の結合度を高めるので、極めて
等振幅に近く、位相が１８０度異なる２つの信号を取り
出すことができる。

【００４３】また、二つの方形同軸線路の中心導体の間
に設けた誘電体シートにより、方形同軸結合線路の結合
度を高めるので、極めて等振幅に近く、位相が１８０度
異なる２つの信号を取り出すことができる。

【００４４】また、二つの方形同軸線路の中心導体を囲
むフローティングシールドにより、方形同軸結合線路の
結合度を高めるので、極めて等振幅に近く、位相が１８
０度異なる２つの信号を取り出すことができる。

【００４５】また、第３のコプレナー線路により、コプ
レナー結合線路の結合度を高めるので、極めて等振幅に
近く、位相が１８０度異なる２つの信号を取り出すこと
ができる。

【００４６】また、裏面金属膜のスリットに設けたアイ
ソレーション抵抗により、負荷のアンバランスにより生
じた裏面金属膜を流れる電流を減衰するので、２つの出
力端子間のアイソレーション特性が改善される。

【００４７】また、外周円筒導体のスリットに設けたア
イソレーション抵抗により、負荷のアンバランスにより
生じた外周円筒導体を流れる電流を減衰するので、２つ
の出力端子間のアイソレーション特性が改善される。

【００４８】また、中空円柱導体の外壁金属膜のスリッ
トに設けたアイソレーション抵抗が、負荷のアンバラン
スにより生じた中空円柱導体の外周金属膜を流れる電流
を減衰するので、２つの出力端子間のアイソレーション
特性が改善される。

【００４９】また、コプレナー線路の接地用金属膜のス
リットに設けたアイソレーション抵抗により、負荷のア
ンバランスにより生じた接地用金属膜を流れる電流を減
衰するので、２つの出力端子間のアイソレーション特性
が改善される。

【００５０】また、複数のマイクロストリップ導体を設
けることにより、４分配が実現できると共に、所定の端
子間に設けたアイソレーション抵抗により、出力端子間
のアイソレーション特性が改善される。

【００５１】また、複数のコプレナー導体を設けること
により、４分配が実現できると共に、所定の端子間に設
けたアイソレーション抵抗により、出力端子間のアイソ
レーション特性が改善される。

【００５２】さらに、この発明に係るプッシュプル増幅
器によれば、等振幅で位相が１８０度異なる分配特性を
有するバランを使用しているので、出力、効率が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るバランの構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係るバランの構成
図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係るバランの構成
図である。

【図４】 この発明の実施の形態４に係るバランの構成
図である。

【図５】 この発明の実施の形態５に係るバランの構成
図である。

【図６】 この発明の実施の形態６に係るバランの構成
図である。

【図７】 この発明の実施の形態７に係るバランの構成
図である。

【図８】 この発明の実施の形態８に係るバランの構成
図である。

【図９】 この発明の実施の形態９に係るバランの構成
図である。

【図１０】 この発明の実施の形態１０に係るバランの
構成図である。

【図１１】 この発明の実施の形態１０に係るプッシュ
プル増幅器の構成図である。

【図１２】 従来例に係るバランの構成図である。

【図１３】 他の従来例に係るバランの構成図である。

【符号の説明】

２ 裏面金属膜、３ 第１のマイクロストリップ線路、
４ 第１のマイクロストリップ線路、５ 第１の端子、
６ 第２の端子、７ 第３の端子、８ 第４の端子、９
同軸線路の中心導体、１０ 同軸線路の外導体、１１
外周円柱導体、１２ コンデンサ、１４ 第１の方形
同軸線路の中心導体、１５ 第２の方形同軸線路の中心
導体、１６ 誘電体シート、１７ フローティングシー
ルド、１８ 第１の接地用金属膜、１９ 第２の接地用
金属膜、２０ 第１のコプレナー線路、２１ 第２のコ
プレナー線路、２２ 第３のコプレナー線路、２３ 金
ワイヤ、２４，２６，３０〜３２ スリット、２５ ア
イソレーション抵抗、２７ 内壁金属膜、２８ 外壁金
属膜、２９ 中空円柱型絶縁体、３３〜３９第１〜第７
のマイクロストリップ導体、４０ 入力端子、４１〜４
４ 第１〜第４のの出力端子、４５〜４８ 第１〜第４
のコプレナー導体、４９ 第１の増幅器、５０ 第２の
増幅器、５１ 入力側バラン、５２ 出力側バラン、５
３ プッシュプル増幅器の入力端子、５４ プッシュプ
ル増幅器の出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−251939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−209201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−36402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−180202（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67904（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−7388（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許5304959（ＵＳ，Ａ) 米国特許5121090（ＵＳ，Ａ) 米国特許4739289（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 5/10

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号周波数で約四分の一波長の長さの第
   １のマイクロストリップ線路と第２のマイクロストリッ
   プ線路とを隣接して平行に配置し、第２のマイクロスト
   リップ線路の入力側端子を電気的に接地し、第１のマイ
   クロストリップ線路の入力側端子から信号を入力し、第
   １のマイクロストリップ線路の出力側端子及び第２のマ
   イクロストリップ線路の出力側端子から信号を取り出す
   マイクロストリップ結合線路型バランにおいて、第１の
   マイクロストリップ線路と第２のマイクロストリップ線
   路とをコンデンサを介して電気的に接続することを特徴
   とするバラン。
2. 【請求項２】 信号周波数で約四分の一波長の長さの第
   １の中心導体と第２の中心導体とを隣接して平行に配置
   し、第２の中心導体の入力側端子を電気的に接地し、第
   １の中心導体の入力側端子から信号を入力し、第１の中
   心導体の出力側端子及び第２の中心導体の出力側端子か
   ら信号を取り出す方形同軸結合線路型バランにおいて、
   第１の中心導体と第２の中心導体との間に誘電体シート
   を設けたことを特徴とするバラン。
3. 【請求項３】 信号周波数で約四分の一波長の長さの第
   １の中心導体と第２の中心導体とを隣接して平行に配置
   し、第２の中心導体の入力側端子を電気的に接地し、第
   １の中心導体の入力側端子から信号を入力し、第１の中
   心導体の出力側端子及び第２の中心導体の出力側端子か
   ら信号を取り出す方形同軸結合線路型バランにおいて、
   第１の中心導体と第２の中心導体とをフローティングシ
   ールドで囲んだことを特徴とするバラン。
4. 【請求項４】 信号周波数で約四分の一波長の長さの第
   １のコプレナー線路と第２のコプレナー線路とを隣接し
   て平行に配置し、第２のコプレナー線路の入力側端子を
   電気的に接地し、第１のコプレナー線路の入力側端子か
   ら信号を入力し、第１のコプレナー線路の出力側端子及
   び第２のコプレナー線路の出力側端子から信号を取り出
   すコプレナー結合線路型バランにおいて、第１のコプレ
   ナー線路と隣接して平行に第３のコプレナー線路をさら
   に設けたことを特徴とするバラン。
5. 【請求項５】 信号周波数で約四分の一波長の長さの第
   １のマイクロストリップ線路と第２のマイクロストリッ
   プ線路とを隣接して平行に配置し、第２のマイクロスト
   リップ線路の入力側端子を電気的に接地し、第１のマイ
   クロストリップ線路の入力側端子から信号を入力し、第
   １のマイクロストリップ線路の出力側端子及び第２のマ
   イクロストリップ線路の出力側端子から信号を取り出す
   マイクロストリップ結合線路型バランにおいて、マイク
   ロストリップ線路を構成する誘電体基板裏面の金属膜に
   スリットを設け、このスリットの長さは片側を信号周波
   数で約四分の一波長に設定し、スリット部にアイソレー
   ション抵抗を装架したことを特徴とするバラン。
6. 【請求項６】 信号周波数で約四分の一波長の長さの同
   軸線路の外周に、外周円筒導体をさらに設け、外周円筒
   導体の入力側端子及び同軸線路の外導体の入力側端子を
   電気的に接地し、同軸線路の中心導体の入力側端子から
   信号を入力し、同軸線路の中心導体の出力側端子及び同
   軸線路の外導体の出力側端子から信号を取り出す同軸線
   路型バランにおいて、外周円筒導体にスリットを設け、
   このスリット部にアイソレーション抵抗を装架したこと
   を特徴とするバラン。
7. 【請求項７】 信号周波数で約四分の一波長の長さの同
   軸線路の外導体を、中空絶縁体の内壁に金属膜を設ける
   ことにより構成し、この中空絶縁体の内壁に設けた金属
   膜の入力側端子を電気的に接地し、同軸線路の中心導体
   の入力側端子から信号を入力し、同軸線路の中心導体の
   出力側端子及び中空絶縁体の内壁に設けた金属膜の出力
   側端子から信号を取り出す同軸線路型バランにおいて、
   中空絶縁体の外壁に設けた金属膜にスリットを設け、こ
   のスリット部にアイソレーション抵抗を装架したことを
   特徴とするバラン。
8. 【請求項８】 請求項４記載のバランにおいて、コプレ
   ナー線路の接地用金属膜に、信号周波数で約四分の一波
   長の長さのスリットを設け、このスリット部にアイソレ
   ーション抵抗を装架したことを特徴とするバラン。
9. 【請求項９】 信号周波数で約四分の一波長の長さの第
   １ないし第７のマイクロストリップ線路を隣接して平行
   に配置し、第１、第３、第５、第７のマイクロストリッ
   プ線路の入力側端子を電気的に接地し、第１と第３及び
   第５と第７のマイクロストリップ線路の出力側端子をそ
   れぞれ電気的に接続すると共に、第２と第６及び第３と
   第５のマイクロストリップ線路の出力側端子をそれぞれ
   アイソレーション抵抗を介して接続し、第２、第４、第
   ６のマイクロストリップ線路の入力側端子を束ねた端子
   から信号を入力し、第１、第２、第６、第７のマイクロ
   ストリップ線路の出力側端子から４つの出力信号を取り
   出すことを特徴とするバラン。
10. 【請求項１０】 信号周波数で約四分の一波長の長さの
    第１ないし第４のコプレナー線路を隣接して平行に配置
    し、第１と第４のコプレナー線路の入力側端子を電気的
    に接地すると共に、第１と第４及び第２と第３のコプレ
    ナー線路の出力側端子をアイソレーション抵抗を介して
    接続し、第２と第３のコプレナー線路の入力側端子を束
    ねた端子から信号を入力し、第１ないし第４のコプレナ
    ー線路の出力側端子から４つの出力信号を取り出すこと
    を特徴とするバラン。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    のバランを、入力側及び出力側に備えると共に、入力側
    バランと出力側バランとの間に入力側バランの出力端子
    の数に応じた複数の増幅器を並列に配置したことを特徴
    とするプッシュプル増幅器。