JP5083987B2

JP5083987B2 - 不均等３分配器

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Publication number: JP5083987B2
Application number: JP2008536350A
Authority: JP
Inventors: 弘之万木; 渡野口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: US20100039187A1; EP2068392B1; EP2068392A1; WO2008038576A1; EP2068392A4; US7973617B2; JPWO2008038576A1

Description

本発明は、入力信号を３つ信号に分配して出力する不均等３分配器に関する。

複数の放射素子を有するアレーアンテナの前段には、高周波信号を複数に分配して各放射素子に給電する分配器が設けられる。図１６は、４つの放射素子を有するアレーアンテナ及び４分配器を示す図である。図１６に示す４分配器は、１つの入力端子１と、４つの出力端子２〜５と、３つのウィルキンソン型２分配器（非特許文献１参照）１１１，１１２，１１３と、伝送線路１１５〜１２０とを備える。各出力端子に１つの放射素子１１０が接続されている。入力端子１から４つの出力端子２〜５までの経路は、ウィルキンソン型２分配器１１１，１１２，１１３及び伝送線路１１５〜１２０によって形成された木構造となっている。

図１７は、図１６に示した４分配器が備えるウィルキンソン型２分配器の構成を示す図である。図１７に示すように、ウィルキンソン型２分配器は、１つの入力端子６と、２つの出力端子７，８と、伝送線路Ｍ１０１〜Ｍ１０５と、吸収抵抗Ｒ１００とを備える。図１７に示すように、入力端子６から２つの出力端子７，８までの経路は、伝送線路Ｍ１０１の後段で２本に分岐する構造である。

分岐した２本の経路の１つは伝送線路Ｍ１０２，Ｍ１０４によって構成され、もう１つは伝送線路Ｍ１０３，Ｍ１０５によって構成されている。伝送線路Ｍ１０２，Ｍ１０３の各電気長は１／４波長である。伝送線路Ｍ１０２，Ｍ１０３の各電気長を１／４波長とすることによって、出力端子７，８から入力端子６への反射波を低減できると共に、出力端子間のアイソレーションを高めることができる。吸収抵抗Ｒ１００は、分岐点から出力端子側へ１／４波長の位置で、２本の経路を結ぶように接続されている。吸収抵抗Ｒ１００を設けることによって、出力端子間のアイソレーションを高めると共に、出力インピーダンスを整合することができる。

伝送線路Ｍ１０１の特性インピーダンスをＺ_１、伝送線路Ｍ１０２の特性インピーダンスをＺ_２、伝送線路Ｍ１０３の特性インピーダンスをＺ_３、伝送線路Ｍ１０４の特性インピーダンスをＺ_４、伝送線路Ｍ１０５の特性インピーダンスをＺ_５とし、吸収抵抗Ｒ１００の抵抗値をＲ１００とし、分配数をＮ（＝２）とし、Ｚ_０を５０Ωとすると、以下の関係式が成り立つ。

Ｚ_１＝Ｚ_４＝Ｚ_５＝Ｚ_０＝５０Ω
Ｚ_２＝Ｚ_３＝Ｚ_０√Ｎ＝７０．７Ω
Ｒ１００＝Ｚ_０・Ｎ＝１００Ω

以上説明したアレーアンテナ及び４分配器において、４つの放射素子に同位相で供給する各信号の電力レベルがアレーアンテナの放射特性に影響を与える。図１８は、図１６に示した４つの放射素子のそれぞれに同レベルの電力を供給した場合のアレーアンテナの放射特性を示す図である。一方、図１９は、４つの放射素子の内の両端の放射素子に供給する電力レベルと中央の２つの放射素子に供給する電力レベルとの比を１：４とした場合のアレーアンテナの放射特性を示す図である。メインローブレベルに対するサイドローブレベルを図１８と図１９とで比較すると、図１９に示した放射特性の方がサイドローブレベルが低い。このように、低いサイドローブレベルの放射特性を有するアレーアンテナを実現するためには、同位相かつ不均等な電力分配比で各放射素子に給電する分配器が必要となる。

非特許文献２は、同位相かつ任意の電力分配比で入力信号を２分配する２分配器を開示する。また、特許文献１は、任意の電力分配比で入力信号を２分配する２分配回路を多段に組み合わせた分配器を開示する。特許文献１に開示された分配器では、２分配回路を構成する整合線路の特性インピーダンスの比により出力端子における電力分配比を所望の値に設定している。また、ｎ−１段目の分岐点での反射位相に応じて、ｎ段目の２分配回路の出力端子の電気長差Δφを調整することにより、出力端子間の中心周波数における位相誤差を小さくすることにより、アレーアンテナのサイドローブレベルを低減させている。

特開平５−２５１９１０号公報 ERNEST J. WILKINSON著, 「An N-Way Hybrid Power Divider」, Vol. MTT-8, IRE TRANSACTIONS ON MAICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, 1960年1月, p116-118 L. I. PARAD及びR. L. MOYNIHAN共著, 「Split-Tee Power Divider」, Vol. MTT-13, IEEE TRANSACTIONS ON MAICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, 1965年1月, p91-95

しかし、非特許文献２に記載された分配器は、入力信号を２つに分配することはできるが、３つに分配することはできない。同様に、特許文献１に記載された分配回路は、入力信号を２つや４つに分配することはできるが、３つや５つに分配することはできない。このため、上記分配器や分配回路は、奇数の放射素子を有するアレーアンテナに対応できない。このため、奇数の放射素子を有するアレーアンテナに対応でき、かつ当該アレーアンテナの放射特性が低サイドローブレベルを示すよう、同位相かつ不均等な電力分配比で各放射素子に給電することのできる分配器が望まれている。

本発明の目的は、入力信号を同相の信号に３分配し、かつ電力分配比が中央と両端で異なる不均等３分配器を提供することである。

本発明は、入力信号を中央と両端で電力比が異なる同相の信号に３分配する不均等３分配器であって、前記入力信号が入力される入力端子と、前記３分配された信号をそれぞれ出力する３つの出力端子と、前記入力端子と前記３つの出力端子の間に設けられた、前記入力端子から分岐して前記３つの出力端子のそれぞれに接続された３つの伝送線路と、を備え、前記３つの伝送線路の内、中央の出力端子に接続された伝送線路は、直列に接続された第１の伝送線路及び電気長が１／４波長の第２の伝送線路を有し、前記３つの伝送線路の内、両端の出力端子に接続された２つの伝送線路のそれぞれは、直列に接続された第３の伝送線路及び電気長が１／４波長の第４の伝送線路を有し、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路の接続点と、前記第３の伝送線路と前記第４の伝送線路の接続点の間には吸収抵抗が設けられ、前記第２の伝送線路又は前記第３の伝送線路の電気長が１／４波長である不均等３分配器を提供する。

上記不均等３分配器では、前記中央の出力端子に接続された伝送線路は、前記第２の伝送線路に直列に接続された第５の伝送線路を有し、前記両端の出力端子に接続された２つの伝送線路のそれぞれは、前記第４の伝送線路に直列に接続された第６の伝送線路を有し、前記第１の伝送線路と前記第３の伝送線路の電気長の差ΔＬ１と、前記第５の伝送線路と前記第６の伝送線路の電気長の差ΔＬ２の関係は、ΔＬ２＝−ΔＬ１／４である。

上記不均等３分配器では、前記第５の伝送線路及び前記第６の伝送線路の各特性インピーダンスをＺ１０とし、前記第１の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１２とし、前記第２の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１４とし、前記第３の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１３とし、前記第４の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１５とし、前記吸収抵抗の抵抗値をＲ１０とした場合、前記電力比を１：ｋ^２：１（ｋは１以上の実数）とするために、各伝送線路の特性インピーダンス及び前記吸収抵抗の抵抗値が、

の関係を有する。

上記不均等３分配器は、前記入力端子と前記３つの伝送線路との間に設けられた、電気長が１／４波長の第７の伝送線路を備え、前記第５の伝送線路及び前記第６の伝送線路の各特性インピーダンスをＺ１０とし、前記第１の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１２とし、前記第２の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１４とし、前記第３の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１３とし、前記第４の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１５とし、前記第７の伝送線路の特性インピーダンスをＺ２１とし、前記吸収抵抗の抵抗値をＲ１０とした場合、前記電力比を１：ｋ^２：１（ｋは１以上の実数）とするために、各伝送線路の特性インピーダンス及び前記吸収抵抗の抵抗値が、

の関係を有する。

本発明は、上記不均等３分配器と、前記不均等３分配器が備える３つの出力端子のそれぞれに接続された３つのアンテナ素子を有するアレーアンテナと、
を備えるアンテナ装置を提供する。

本発明に係る不均等３分配器によれば、入力信号を同相の信号に３分配することができる。また、電力分配比が中央と両端で異なるため、３つのアンテナ素子を有するアレーアンテナを接続した際に、低サイドローブレベルの放射特性を実現することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の不均等３分配器を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態の不均等３分配器は、入力端子１１と、マイクロストリップラインである伝送線路Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂ，Ｍ１４，Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂ，Ｍ１６，Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂと、吸収抵抗Ｒ１０ａ，Ｒ１０ｂと、３つの出力端子１２〜１４とを備える。各出力端子には、アレーアンテナ（図示せず）を構成する放射素子等が接続される。図１に示すように、入力端子１１から３つの出力端子１２〜１４までの経路は、伝送線路Ｍ１０の後段で３本に分岐する構造である。

分岐した３本の経路の内、中央の経路は、伝送線路Ｍ１２，Ｍ１４，Ｍ１６によって構成され、両端の経路の１つは伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１５ａ，Ｍ１７ａによって構成され、もう１つは伝送線路Ｍ１３ｂ，Ｍ１５ｂ，Ｍ１７ｂによって構成されている。伝送線路Ｍ１２，Ｍ１４，Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂの各電気長は１／４波長である。なお、本実施形態では、入力端子１１に周波数が例えば５ＧＨｚの高周波信号が入力される。吸収抵抗Ｒ１０ａ，は、伝送線路Ｍ１２と伝送線路Ｍ１４の接点と、伝送線路Ｍ１３ａと伝送線路Ｍ１５ａの接点とを結ぶように接続されている。また、吸収抵抗Ｒ１０ｂ，は、伝送線路Ｍ１２と伝送線路Ｍ１４の接点と、伝送線路Ｍ１３ｂと伝送線路Ｍ１５ｂの接点とを結ぶように接続されている。

伝送線路Ｍ１０，Ｍ１６，Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの各特性インピーダンスをＺ１０、伝送線路Ｍ１２の特性インピーダンスをＺ１２、伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの特性インピーダンスをＺ１３、伝送線路Ｍ１４の特性インピーダンスをＺ１４、伝送線路Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂの特性インピーダンスをＺ１５とし、吸収抵抗Ｒ１０ａ，Ｒ１０ｂの各抵抗値をＲ１０とする。３本の経路の内、両端の経路のそれぞれに供給する電力を１としたとき、中央の経路にｋ^２（ｋは１以上の実数）の電力を供給する、すなわち１：ｋ^２：１の電力分配比を実現するためには、各伝送線路の特性インピーダンス及び吸収抵抗が以下に示す関係を有する。なお、以下の数式の導出には非特許文献２の９１，９２ページの記載が参考にされる。この文献では２分配の例が説明されているが、Fig. 2に示されている分配器を電力分配比が１：ｋ^２：１の３分配の構成に変更して、式（１）〜（３）やFig. 2中の式と同様に導出すれば良い。

Ｚ１０＝５０．００Ωとしたとき、電力分配比が１：４：１（ｋ^２＝４）の不均等３分配器とするためには、
Ｚ１２＝４３．３０Ω
Ｚ１３＝１７３．２１Ω
Ｚ１４＝３５．３６Ω
Ｚ１５＝７０．７１Ω
Ｒ１０＝１１２．５０Ω
である必要がある。

図２及び図３は、上記説明した本実施形態の不均等３分配器において、５ＧＨｚの周波数の信号を入力端子１１から入力した場合の出力をシミュレートした結果を示す図である。なお、このシミュレーションでは、不均等３分配器が備える伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの各電気長も１／４波長とした。

図２は、周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図である。図２中の符号Ｓ３１は、中央の経路を介して出力端子から出力された信号を示す。図２中の符号Ｓ２１，Ｓ４１は、両端の経路の一方を介して出力端子から出力された信号を示す。図２中の符号Ｓ１１は、入力端子１１から出力された反射信号を示す。図２に示すように、５ＧＨｚでの信号Ｓ３１の振幅は−１．７６ｄＢ、信号Ｓ２１，Ｓ４１の振幅は−７．７８ｄＢであり、信号Ｓ３１と信号Ｓ２１，Ｓ４１とでは約６ｄＢの振幅差がある。このため、電力分配比が１：４：１であることが分かる。

図３は、周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図である。図３中の符号Ｓ２１−Ｓ３１は、中央の経路を介して出力された信号に対する、両端の経路の一方を介して出力端子から出力された信号の位相差を示す。図３中の符号Ｓ２１−Ｓ４１は、両端の経路を介して出力端子から出力された２つの信号の位相差を示す。図３に示すように、３〜７ＧＨｚの周波数帯域で位相差Ｓ２１−Ｓ３１が１０°以内である。このため、本実施形態の不均等３分配器を広帯域にわたって使用することができる。

以下、本実施形態の不均等３分配器をプリント基板上に構成した例について説明する。図４は、プリント基板上に構成された第１の実施形態の不均等３分配器のパターンを示す図である。図４に示すように、３つの出力端子１２〜１４は同一直線上（Ｐ−Ｐ′）に配置されている。伝送線路Ｍ１２の電気長及び伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの各電気長はそれぞれ１／４波長であることが望ましい。しかし、図４に示すように、吸収抵抗Ｒ１０ａ，Ｒ１０ｂがチップ抵抗だとしてもその大きさを無視することはできないため、伝送線路Ｍ１２の線路長と伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの各線路長を同じ長さにすることは設計上できない。したがって、本実施形態では、伝送線路Ｍ１２と伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの線路長の差によって生じる位相差をキャンセルするために、伝送線路Ｍ１６の線路長と伝送線路Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの各線路長との間に差が設けられる。

伝送線路Ｍ１２の電気長をＬ１２とし、伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの各電気長をＬ１３とし、Ｌ１２−Ｌ１３＝ΔＬ１とする。また、伝送線路Ｍ１６の電気長をＬ１６とし、伝送線路Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの各電気長をＬ１７とし、Ｌ１６−Ｌ１７＝ΔＬ２とする。このとき、ΔＬ２＝−ΔＬ１／４の関係が成立するよう、各伝送線路が設計される。このように、伝送線路Ｍ１６と伝送線路Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの線路長の差によって、３つの出力端子から出力される信号の位相差が低減される。

例えば、伝送線路Ｍ１２，Ｍ１４及びＭ１５の電気長が５ＧＨｚでλ／４（＝９０°）、伝送線路Ｍ１３の電気長が１００°であるとき、伝送線路Ｍ１２の電気長Ｌ２と伝送線路Ｍ１３の電気長Ｌ３の差ΔＬ１（＝Ｌ１２−Ｌ１３）は−１０°である。この部分で生じる位相差をキャンセルするため、伝送線路Ｍ１６の電気長Ｌ１６と伝送線路Ｍ１７の電気長Ｌ１７の差ΔＬ２を以下のようにする。
ΔＬ２＝Ｌ１６−Ｌ１７＝−ΔＬ１／４＝２．５°
このため、本実施形態では、伝送線路Ｍ１６の電気長Ｌ１６を９０°、伝送線路Ｍ１７の電気長Ｌ１７を８７．５°とした。

プリント基板の誘電率εr＝２．６、誘電正接ｔａｎ δ＝０．００１５、プリント基板の厚さｔ＝０．８ｍｍとした場合、各伝送線路の線幅は以下のようになる。
Ｍ１０＝２．２ｍｍ
Ｍ１２＝２．７ｍｍ
Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂ＝０．３ｍｍ
Ｍ１４＝３．６ｍｍ
Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂ＝１．２ｍｍ
Ｍ１６＝２．２ｍｍ
Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂ＝２．２ｍｍ

また、伝送線路Ｍ１２と伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂとの成す角度αを４５°とし、吸収抵抗Ｒ１０ａ，Ｒ１０ｂとして３２１６サイズのチップ抵抗を用いた場合、伝送線路Ｍ１２の線路長と伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの線路長との差ΔＬ１（＝Ｌ１２−Ｌ１３）は−１．３ｍｍである。この１．３ｍｍの差は５ＧＨｚで約１１°の位相差を生じる。上述したように、この位相差を低減するために、伝送線路Ｍ１６の線路長と伝送線路Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの各線路長との間に差ΔＬ２（＝Ｌ１６−Ｌ１７）が設けられる。ΔＬ２＝−Ｌ１／４であるため、ΔＬ２＝１．３ｍｍ／４＝０．３２５ｍｍである。

図５及び図６は、上記説明したプリント基板上に構成された不均等３分配器において、５ＧＨｚの周波数の信号を入力端子１１から入力した場合の出力をシミュレートした結果を示す図である。図５は、周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図である。図５中の符号Ｓ３１は、中央の経路を介して出力端子から出力された信号を示す。図５中の符号Ｓ２１，Ｓ４１は、両端の経路の一方を介して出力端子から出力された信号を示す。図５中の符号Ｓ１１は、入力端子１１から出力された反射信号を示す。図５に示すように、５ＧＨｚでの信号Ｓ３１の振幅は−１．６８ｄＢ、信号Ｓ２１，Ｓ４１の振幅は−８．７０ｄＢであり、信号Ｓ３１と信号Ｓ２１，Ｓ４１とでは約７ｄＢの振幅差がある。このため、電力分配比がほぼ１：４：１であることが分かる。

図６は、周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図である。図６中の符号Ｓ２１−Ｓ３１は、中央の経路を介して出力された信号に対する、両端の経路の一方を介して出力端子から出力された信号の位相差を示す。図６中の符号Ｓ２１−Ｓ４１は、両端の経路を介して出力端子から出力された２つの信号の位相差を示す。伝送線路Ｍ１６の折り返し部が影響して信号Ｓ２１と信号Ｓ４１とで特性に若干の違いはあるものの、図５に示すように、４〜６ＧＨｚの周波数帯域で信号Ｓ２１と信号Ｓ４１との振幅差は０．５ｄＢ以内であるため、アレーアンテナの指向特性に大きく影響を与えることはない。また、図６に示すように、３〜６ＧＨｚの周波数帯域で、位相差Ｓ２１−Ｓ３１が１０°以内であり、位相差Ｓ２１−Ｓ４１が１°以内である。このため、プリント基板上に構成された本実施形態の不均等３分配器も広帯域にわたって使用することができる。

以上説明したように、本実施形態の不均等３分配器によれば、入力端子１１からの入力信号を同相の信号に３分配して出力し、かつ中央と両端とで１：ｋ^２：１（ｋは１以上の実数）のように異なる電力分配比の分配器を提供することができる。このように、中央の出力端子から出力される信号の電力を両端の出力端子から出力される信号の電力よりも大きくすることができるため、３つの放射素子を有するアレーアンテナを接続した際に、低サイドローブレベルの放射特性を実現することができる。

例えば、図７は、電力分配比が１：４：１に設定された本実施形態の不均等３分配器に接続されたアレーアンテナの放射特性を示す図である。一方、図８は、電力分配比が１：１：１に設定された本実施形態の不均等３分配器に接続されたアレーアンテナの放射特性を示す図である。図８に示されるサイドローブレベルは約−１２ｄＢであるのに対し、図７に示されるサイドローブレベルは約−２６ｄＢである。このように、各素子に対して任意の比で電力を給電することにより、サイドローブレベルを大きく低減できる。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態の不均等３分配器を示すブロック図である。第２の実施形態の不均等３分配器が第１の実施形態の不均等３分配器と異なる点は、伝送線路Ｍ１０と伝送線路Ｍ１２，Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂへの分岐点との間に伝送線路Ｍ２１が追加されたことである。この点以外は第１の実施形態と同様であり、図９において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

伝送線路Ｍ２１はマイクロストリップラインであり、１／４波長の電気長を有する。伝送線路Ｍ２１の特性インピーダンスをＺ２１としたとき、１：ｋ^２：１の電力分配比を実現するためには、各伝送線路の特性インピーダンス及び吸収抵抗が以下に示す関係を有する。

Ｚ１０＝５０．００Ωとしたとき、電力分配比が１：４：１（ｋ^２＝４）の不均等３分配器とするためには、
Ｚ２１＝３７．９９Ω
Ｚ１２＝３２．９０Ω
Ｚ１３＝１３１．６１Ω
Ｚ１４＝３５．３６Ω
Ｚ１５＝７０．７１Ω
Ｒ２０＝１１２．５Ω
である必要がある。

図１０及び図１１は、上記説明した本実施形態の不均等３分配器において、５ＧＨｚの周波数の信号を入力端子１１から入力した場合の出力をシミュレートした結果を示す図である。なお、このシミュレーションでは、不均等３分配器が備える伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの各電気長も１／４波長とした。図１０は、周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図である。図１０に示す振幅特性が図２に示した第１の実施形態の振幅特性と異なる点は、符号Ｓ１１で示される反射信号のレベルが中心周波数（５ＧＨｚ）を中心に低いことである。また、符号Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ４１で示される信号の振幅変動が小さい。図１１は、周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図である。位相差について第１の実施形態と異なる点は特にない。

以下、本実施形態の不均等３分配器をプリント基板上に構成した例について説明する。図１２は、プリント基板上に構成された第２の実施形態の不均等３分配器のパターンを示す図である。プリント基板の誘電率εr＝２．６、誘電正接ｔａｎ δ＝０．００１５、プリント基板の厚さｔ＝０．８ｍｍとした場合、各伝送線路の線幅は以下のようになる。
Ｍ１０＝２．２ｍｍ
Ｍ２１＝３．３ｍｍ
Ｍ１２＝４．０ｍｍ
Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂ＝０．３ｍｍ
Ｍ１４＝３．６ｍｍ
Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂ＝１．２ｍｍ
Ｍ１６＝２．２ｍｍ
Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂ＝２．２ｍｍ

図１３及び図１４は、上記説明したプリント基板上に構成された不均等３分配器において、５ＧＨｚの周波数の信号を入力端子１１から入力した場合の出力をシミュレートした結果を示す図である。図１３は、周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図である。図１３に示す振幅特性が図５に示した第１の実施形態の振幅特性と異なる点は、符号Ｓ１１で示される反射信号のレベルが中心周波数（５ＧＨｚ）を中心に低いことである。また、符号Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ４１で示される信号の振幅変動が小さい。図１４は、周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図である。位相差について第１の実施形態と異なる点は特にない。

以上説明したように、本実施形態の不均等３分配器によれば、入力端子側への反射信号を抑えることができる。また、出力端子から出力される信号の振幅変動を小さくすることができる。

以上説明した第１の実施形態又は第２の実施形態の不均等３分配器と非特許文献２に示される不均等２分配器とを組み合わせることにより、５以上の奇数の出力端子を有する不均等分配器を提供することができる。図１５は、本発明に係る不均等３分配器と不均等２分配器とを備える５分配器を示す図である。図１５に示される５分配器は、３分配器３０と、２分配器３１，３２と、伝送線路３３〜３６とを備える。この５分配器で、３分配器３０の電力分配比を１：１．７８：１（＝９：１６：９）にし、２分配器３１，３２の電力分配比を１：８にすると、５分配器の電力分配比は１：８：１６：８：１となる。

上記説明した第１の実施形態及び第２の実施形態の各不均等３分配器では、伝送線路Ｍ１２と伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの線路長の差によって生じる位相差をキャンセルするために、伝送線路Ｍ１６の線路長と伝送線路Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの各線路長との間に差が設けられる。但し、アレーアンテナのサイドローブレベルの低減といった効果は多少犠牲にはなるが、伝送線路Ｍ１６の線路長と伝送線路Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂの各線路長との間に差を設けなくても良い。また、インピーダンスマッチングを行わなければ、伝送線路Ｍ１０，Ｍ１６，Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂを除いた構成であっても良い。

また、上記説明した第１の実施形態及び第２の実施形態の各不均等３分配器では、伝送線路Ｍ１０に並列に接続された伝送線路Ｍ１２及び伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの内、伝送線路Ｍ１２の電気長が１／４波長であるが、伝送線路Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂの各電気長を１／４波長としても良い。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、2006年9月25日出願の日本特許出願（特願2006−259285）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明に係る不均等３分配器は、入力信号を同相の３つの信号に分配してアンテナ素子等に給電する給電部等として有用である。

第１の実施形態の不均等３分配器を示すブロック図周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図プリント基板上に構成された第１の実施形態の不均等３分配器のパターンを示す図周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図電力分配比が１：４：１に設定された本実施形態の不均等３分配器に接続されたアレーアンテナの放射特性を示す図電力分配比が１：１：１に設定された本実施形態の不均等３分配器に接続されたアレーアンテナの放射特性を示す図第２の実施形態の不均等３分配器を示すブロック図周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図プリント基板上に構成された第２の実施形態の不均等３分配器のパターンを示す図周波数帯域に対する出力信号の振幅特性を示す図周波数帯域に対する出力ポート間の位相差を示す図本発明に係る不均等３分配器と不均等２分配器とを備える５分配器を示す図４つの放射素子を有するアレーアンテナ及び４分配器を示す図図１６に示した４分配器が備えるウィルキンソン型２分配器の構成を示す図図１６に示した４つの放射素子のそれぞれに同レベルの電力を供給した場合のアレーアンテナの放射特性を示す図４つの放射素子の内の両端の放射素子に供給する電力レベルと中央の２つの放射素子に供給する電力レベルとの比を１：４とした場合のアレーアンテナの放射特性を示す図

符号の説明

１１入力端子
１２〜１４出力端子
Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｂ，Ｍ１４，Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂ，Ｍ１６，Ｍ１７ａ，Ｍ１７ｂ，Ｍ２１伝送線路
Ｒ１０ａ，Ｒ１０ｂ吸収抵抗

Claims

入力信号を中央と両端で電力比が異なる同相の信号に３分配する不均等３分配器であって、
前記入力信号が入力される入力端子と、
前記３分配された信号をそれぞれ出力する３つの出力端子と、
前記入力端子と前記３つの出力端子の間に設けられた、前記入力端子から分岐して前記３つの出力端子のそれぞれに接続された３つの伝送線路と、を備え、
前記３つの伝送線路の内、中央の出力端子に接続された伝送線路は、直列に接続された第１の伝送線路及び電気長が１／４波長の第２の伝送線路を有し、
前記３つの伝送線路の内、両端の出力端子に接続された２つの伝送線路のそれぞれは、直列に接続された第３の伝送線路及び電気長が１／４波長の第４の伝送線路を有し、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路の接続点と、前記第３の伝送線路と前記第４の伝送線路の接続点の間には吸収抵抗が設けられ、
前記第１の伝送線路又は前記第３の伝送線路の電気長が１／４波長であり、
前記中央の出力端子に接続された伝送線路は、前記第２の伝送線路に直列に接続された第５の伝送線路を有し、
前記両端の出力端子に接続された２つの伝送線路のそれぞれは、前記第４の伝送線路に直列に接続された第６の伝送線路を有し、
前記第１の伝送線路と前記第３の伝送線路の電気長の差ΔＬ１と、前記第５の伝送線路と前記第６の伝送線路の電気長の差ΔＬ２の関係は、ΔＬ２＝−ΔＬ１／４であり、
前記第５の伝送線路及び前記第６の伝送線路の各特性インピーダンスをＺ１０とし、前記第１の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１２とし、前記第２の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１４とし、前記第３の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１３とし、前記第４の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１５とし、前記吸収抵抗の抵抗値をＲ１０とした場合、前記電力比を１：ｋ^２：１（ｋは１以上の実数）とするために、各伝送線路の特性インピーダンス及び前記吸収抵抗の抵抗値が、

の関係を有することを特徴とする不均等３分配器。
請求項１に記載の不均等３分配器であって、
前記入力端子と前記３つの伝送線路との間に設けられた、電気長が１／４波長の第７の伝送線路を備え、
前記第５の伝送線路及び前記第６の伝送線路の各特性インピーダンスをＺ１０とし、前記第１の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１２とし、前記第２の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１４とし、前記第３の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１３とし、前記第４の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１５とし、前記第７の伝送線路の特性インピーダンスをＺ２１とし、前記吸収抵抗の抵抗値をＲ１０とした場合、前記電力比を１：ｋ^２：１（ｋは１以上の実数）とするために、各伝送線路の特性インピーダンス及び前記吸収抵抗の抵抗値が、

の関係を有することを特徴とする不均等３分配器。
請求項１又は２に記載の不均等３分配器と、
前記不均等３分配器が備える３つの出力端子のそれぞれに接続された３つのアンテナ素子を有するアレーアンテナと、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。