JP6385623B2 - ３電力分配器及びマルチビーム形成回路 - Google Patents

Description

この発明は、入力信号の電力を３分配する３電力分配器と、３電力分配器を実装しているマルチビーム形成回路とに関するものである。

近年、航空機や船舶が実施する無線通信として、高速通信衛星を利用する無線通信が増えている。
高速通信衛星を利用する無線通信の需要増加に対処するには、アンテナから放射されるビームのカバレッジエリアを小さくして、効率よく狭い領域に電波を放射させる必要がある。また、サービスエリアの全体をカバーするには、多数のスポットビームを用意する必要がある。

多数のスポットビームを用意した上で、効率よく狭い領域に電波を放射させることが可能な方式として、マルチビームアンテナ方式がある。
マルチビームアンテナ方式は、マルチビームアンテナ装置によって複数のビームを形成する方式であり、マルチビームアンテナ装置は、複数の放射素子や反射鏡のほか、複数の放射素子に対して信号を出力するマルチビーム形成回路を備えている。
また、マルチビーム形成回路は、入力された信号の電力を２分配する２電力分配器、入力された信号の電力を３分配する３電力分配器及び移相器を備えている。
２電力分配器及び３電力分配器の実装数は、マルチビーム形成回路の出力信号数によって変わるが、例えば、1ビーム形成回路では２つずつ実装されることがある。

以下の非特許文献１には、信号を入力する１つの入力ポートと、信号を出力する３つの出力ポートとを備えている３電力分配器が開示されている。
この３電力分配器では、１つの入力ポートと３つの出力ポートの設置位置が逆側になっている。
具体的には、Ｘ−Ｙ平面上の原点が、例えば、３電力分配器の中心位置であるとすると、１つの入力ポートの設置位置がＸ−Ｙ平面の（０，−Ｙ）、３つの出力ポートの設置位置がそれぞれＸ−Ｙ平面の（−Ｘ，Ｙ）、（０，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ）になっている。
また、この３電力分配器には、２つの終端器が接続される。

M. Schneider, et. al., "Branch-line Couplers for Satellite Antenna Systems," Proc. GeMC2011, pp. 1-4, 2011.

複数の３電力分配器と複数の２電力分配器がマルチビーム形成回路に実装される場合、複数の３電力分配器と複数の２電力分配器が、複数の放射素子の並び方向と同じ方向に配列されている方が、複数の放射素子の並び方向と直交する方向の長さを短くすることができる。しかし、複数の放射素子の並び方向と同じ方向に配列される場合、従来の３電力分配器では、１つの入力ポートと３つの出力ポートの設置位置が逆側になっているため、各々の電力分配器の間を接続する信号線の引き回し距離が長くなってしまうことがあるという課題があった。
具体的には、ある３電力分配器の出力ポートから出力された分配後の信号を、他の３電力分配器の入力信号として与えるには、ある３電力分配器の出力ポートと他の３電力分配器の入力ポートとを信号線によって接続する必要があるが、例えば、ある３電力分配器の出力ポートにおけるＹ座標が−Ｙであるとすれば、他の３電力分配器の入力ポートにおけるＹ座標が＋Ｙになるため、当該信号線の引き回し距離が長くなる。
また、従来の３電力分配器では、２つの終端器を接続する必要があるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、終端器を接続することなく、信号の電力を３分配することができるとともに、マルチビーム形成回路に実装された際の信号線の引き回し距離を短くすることができる３電力分配器を得ることを目的とする。
また、この発明は、信号線の引き回し距離を短くすることができるマルチビーム形成回路を得ることを目的とする。

この発明に係る３電力分配器は、第１のＬ字型導波路、第１の平板導波路、第２のＬ字型導波路、第３のＬ字型導波路、第２の平板導波路及び第４のＬ字型導波路が環状に配置されている状態の管壁を有する矩形導波管と、一端が第１のＬ字型導波路と第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第１のポートと接続されている入力用導波路と、一端が第１のＬ字型導波路と第１の平板導波路の間に接続され、他端が第２のポートと接続されている第１の出力用導波路と、一端が第１の平板導波路と第２のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第３のポートと接続されている第２の出力用導波路と、一端が第２のＬ字型導波路と第３のＬ字型導波路の間、あるいは、第２の平板導波路と第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第４のポートと接続されている第３の出力用導波路と、一端が第１の出力用導波路と接続され、他端が第２の出力用導波路と接続されている複数の分岐導波路とを備えるようにしたものである。

この発明によれば、第１のＬ字型導波路、第１の平板導波路、第２のＬ字型導波路、第３のＬ字型導波路、第２の平板導波路及び第４のＬ字型導波路が環状に配置されている状態の管壁を有する矩形導波管と、一端が第１のＬ字型導波路と第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第１のポートと接続されている入力用導波路と、一端が第１のＬ字型導波路と第１の平板導波路の間に接続され、他端が第２のポートと接続されている第１の出力用導波路と、一端が第１の平板導波路と第２のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第３のポートと接続されている第２の出力用導波路と、一端が第２のＬ字型導波路と第３のＬ字型導波路の間、あるいは、第２の平板導波路と第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第４のポートと接続されている第３の出力用導波路と、一端が第１の出力用導波路と接続され、他端が第２の出力用導波路と接続されている複数の分岐導波路とを備えるように構成したので、終端器を接続することなく、信号の電力を３分配することができるとともに、マルチビーム形成回路に実装された際の信号線の引き回し距離を短くすることができる効果がある。

この発明の実施の形態１による３電力分配器を示す等価回路図である。 この発明の実施の形態１による３電力分配器を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による３電力分配器を示す上面図である。 ＰＯＲＴ（１）から入力された信号の伝搬方向を示す説明図である。 図５Ａは信号が入力されるＰＯＲＴ（１）での反射特性を示す説明図、図５ＢはＰＯＲＴ（２）〜（４）から出力される信号の結合度を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による他の３電力分配器を示す等価回路図である。 この発明の実施の形態１による他の３電力分配器を示す上面図である。 この発明の実施の形態１による他の３電力分配器を示す上面図である。 この発明の実施の形態２による３電力分配器を示す等価回路図である。 この発明の実施の形態３による３電力分配器を示す上面図である。 実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器と、２電力分配器が２つずつ実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。 実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器と、非特許文献１に開示されている３電力分配器と、２つの２電力分配器とが実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。 非特許文献１に開示されている３電力分配器と２電力分配器が２つずつ実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。 ４つの２電力分配器と、１つの３電力分配器が実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による３電力分配器を示す等価回路図である。
図２はこの発明の実施の形態１による３電力分配器を示す斜視図であり、図３はこの発明の実施の形態１による３電力分配器を示す上面図である。
図１、図２及び図３において、ＰＯＲＴ（１）は第１のポート、ＰＯＲＴ（２）は第２のポート、ＰＯＲＴ（３）は第３のポート、ＰＯＲＴ（４）は第４のポートである。

矩形導波管１はＬ字型導波路１ａ、平板導波路１ｂ、Ｌ字型導波路１ｃ、Ｌ字型導波路１ｄ、平板導波路１ｅ及びＬ字型導波路１ｆが環状に配置されている状態の管壁を有している導波管である。
Ｌ字型導波路１ａは伝搬する信号の基本波の周波数で４分の１波長の電気長λ／４を有する第１のＬ字型導波路である。
平板導波路１ｂは伝搬する信号の基本波の周波数で４分の１波長の電気長λ／４を有する第１の平板導波路である。
Ｌ字型導波路１ｃは伝搬する信号の基本波の周波数で４分の１波長の電気長λ／４を有する第２のＬ字型導波路である。
Ｌ字型導波路１ｄは伝搬する信号の基本波の周波数で４分の１波長の電気長λ／４を有する第３のＬ字型導波路である。
平板導波路１ｅは伝搬する信号の基本波の周波数で４分の１波長の電気長λ／４を有する第２の平板導波路である。
Ｌ字型導波路１ｆは伝搬する信号の基本波の周波数で４分の１波長の電気長λ／４を有する第４のＬ字型導波路である。

Ｌ字型導波路１ａとＬ字型導波路１ｆの間にはポート２が設けられている。
Ｌ字型導波路１ａと平板導波路１ｂの間にはポート３が設けられている。
平板導波路１ｂとＬ字型導波路１ｃの間にはポート４が設けられている。
Ｌ字型導波路１ｃとＬ字型導波路１ｄの間にはポート５が設けられている。

入力用導波路６は一端が矩形導波管１のポート２と接続され、他端がＰＯＲＴ（１）と接続されている。
出力用導波路７は導波路７ａと導波路７ｂを備えている第１の出力用導波路である。
導波路７ａは一端が矩形導波管１のポート３と接続され、導波路７ｂは一端が導波路７ａの他端と接続され、他端がＰＯＲＴ（２）と接続されている。
出力用導波路７は、ポート３付近における一部の路幅が、ポート３からＰＯＲＴ（２）に向かってステップ状に広がっている。出力用導波路７の路幅は、図３では、出力用導波路７における左右方向の幅である。

出力用導波路８は導波路８ａと導波路８ｂを備えている第２の出力用導波路である。
導波路８ａは一端が矩形導波管１のポート４と接続され、導波路８ｂは一端が導波路８ａの他端と接続され、他端がＰＯＲＴ（３）と接続されている。
出力用導波路８は、ポート４付近における一部の路幅が、ポート４からＰＯＲＴ（３）に向かってステップ状に広がっている。出力用導波路８の路幅は、図３では、出力用導波路８における左右方向の幅である。

出力用導波路９は一端が矩形導波管１のポート５と接続され、他端がＰＯＲＴ（４）と接続されている第３の出力用導波路である。
分岐導波路１０は一端が導波路７ａと導波路７ｂの間に接続され、他端が導波路８ａと導波路８ｂの間に接続されている。
図２及び図３の例では、分岐導波路１０の数が５つである例を示しているが、５つに限るものではなく、ＰＯＲＴ（２）とＰＯＲＴ（３）に分配する信号の電力比に応じて増減されてもよい。

次に動作について説明する。
図４はＰＯＲＴ（１）から入力された信号の伝搬方向を示す説明図である。図中、矢印は信号の伝搬方向を示している。
ＰＯＲＴ（１）から入力された信号の電力は、矩形導波管１のポート２で分配され、分配された一方の信号の電力は、Ｌ字型導波路１ａの方向に伝搬され、他方の信号の電力は、Ｌ字型導波路１ｆの方向に伝搬される。
矩形導波管１のポート２で分配される信号の電力分配比は、各導波路のインピーダンス等によって決定される。

Ｌ字型導波路１ａの方向に伝搬された信号の電力は、出力用導波路７の方向に伝搬され、平板導波路１ｂの方向には伝搬されない。
Ｌ字型導波路１ａの方向に伝搬された信号の電力が、平板導波路１ｂの方向に伝搬されない理由は、下記の通りである。
Ｌ字型導波路１ｃ、Ｌ字型導波路１ｄ、平板導波路１ｅ及びＬ字型導波路１ｆにおける電気長λ／４の合計λと、Ｌ字型導波路１ａ及び平板導波路１ｂにおける電気長λ／４の合計λ／２との差が、２分の１波長の長さλ／２である。
このため、矩形導波管１のポート４において、ポート２からＬ字型導波路１ａの方向に伝搬される信号の位相と、ポート５からポート４の方向に伝搬される信号の位相とが逆相になり、双方の信号が互いに打ち消し合うためである。

出力用導波路７の方向に伝搬された信号の電力は、導波路７ａと導波路７ｂの間で分配され、分配された一方の信号の電力は、導波路７ｂの方向に伝搬されてＰＯＲＴ（２）に出力される。
分配された他方の信号の電力は、複数の分岐導波路１０を介して、出力用導波路８の方向に伝搬される。出力用導波路８の方向に伝搬された信号の電力は、導波路８ｂの方向に伝搬されてＰＯＲＴ（３）に出力される。
矩形導波管１のポート２で分配され、Ｌ字型導波路１ｆの方向に伝搬された信号の電力は、出力用導波路９の方向に伝搬されてＰＯＲＴ（４）に出力される。

ここで、この実施の形態１における３電力分配器の反射結合度特性を説明する。
図５はこの実施の形態１における３電力分配器の反射結合度特性を示す説明図である。
図５Ａは信号が入力されるＰＯＲＴ（１）での反射特性を示し、図５ＢはＰＯＲＴ（２）〜（４）から出力される信号の結合度を示している。Ｓ２１はＰＯＲＴ（２）での結合度、Ｓ３１はＰＯＲＴ（３）での結合度、Ｓ４１はＰＯＲＴ（４）での結合度である。
図５Ａ及び図５Ｂの横軸は、設計中心周波数ｆ０で規格化された規格化周波数（ｆ／ｆ０）である。
信号が入力されるＰＯＲＴ（１）では、図５Ａに示すように、約０．８８〜１．０９の範囲で反射が−２５ｄＢ以下となっており、信号が出力されるＰＯＲＴ（２）〜（４）では、図５Ｂに示すように、結合度が同程度になっている。したがって、ＰＯＲＴ（１）から入力された信号の電力は、概ね等分配されてＰＯＲＴ（２）〜（４）から出力されることが確認される。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、一端がＬ字型導波路１ａとＬ字型導波路１ｆの間に接続され、他端がＰＯＲＴ（１）と接続されている入力用導波路６と、一端がＬ字型導波路１ａと平板導波路１ｂの間に接続され、他端がＰＯＲＴ（２）と接続されている出力用導波路７と、一端が平板導波路１ｂとＬ字型導波路１ｃの間に接続され、他端がＰＯＲＴ（３）と接続されている出力用導波路８と、一端がＬ字型導波路１ｃとＬ字型導波路１ｄの間に接続され、他端がＰＯＲＴ（４）と接続されている出力用導波路９と、一端が出力用導波路７と接続され、他端が出力用導波路８と接続されている複数の分岐導波路１０とを備えるように構成したので、終端器を接続することなく、信号の電力を３分配することができる効果を奏する。また、詳細は後述するが、マルチビーム形成回路に実装された際の信号線の引き回し距離を短くすることができる効果を奏する。

この実施の形態１では、Ｌ字型導波路１ａ、平板導波路１ｂ、Ｌ字型導波路１ｃ、Ｌ字型導波路１ｄ、平板導波路１ｅ及びＬ字型導波路１ｆの電気長がλ／４であり、Ｌ字型導波路１ｃ、Ｌ字型導波路１ｄ、平板導波路１ｅ及びＬ字型導波路１ｆにおける電気長λ／４の合計λと、Ｌ字型導波路１ａ及び平板導波路１ｂにおける電気長λ／４の合計λ／２との差がλ／２であるものを示している。
しかし、この差が電気長λ／２のＮ（Ｎは奇数）倍であればよく、Ｌ字型導波路１ａ、平板導波路１ｂ、Ｌ字型導波路１ｃ、Ｌ字型導波路１ｄ、平板導波路１ｅ及びＬ字型導波路１ｆの電気長がλ／４に限るものではない。

この実施の形態１では、Ｌ字型導波路１ｃとＬ字型導波路１ｄの間にポート５が設けられ、出力用導波路９の一端がポート５に接続されているものを示したが、ポート２とポート５が電気長λ／４の奇数倍だけ離れていればよい。
このため、図６に示すように、平板導波路１ｅとＬ字型導波路１ｆの間にポート５が設けられ、出力用導波路９の一端がポート５に接続されているものであってもよい。
図６はこの発明の実施の形態１による他の３電力分配器を示す等価回路図である。

この実施の形態１では、出力用導波路７，８の一部の路幅がステップ状に広がっている例を示したが、図７に示すように、出力用導波路７，８の一部の路幅がテーパ状に広がっているものであってもよい。
図７はこの発明の実施の形態１による他の３電力分配器を示す上面図である。
出力用導波路７は、ポート３付近における一部の路幅が、ポート３からＰＯＲＴ（２）に向かってテーパ状に広がっている。
また、出力用導波路８は、ポート４付近における一部の路幅が、ポート４からＰＯＲＴ（３）に向かってテーパ状に広がっている。

この実施の形態１では、矩形導波管１におけるＰＯＲＴ（１）とＰＯＲＴ（４）を結ぶ方向の長さが短いために、ポート３，４において、出力用導波路７，８を接続するための十分な長さを確保できないので、出力用導波路７，８の一部の路幅がステップ状又はテーパ状に広がっているようにしている。
ポート３，４において、出力用導波路７，８を接続するための十分な長さを確保できる場合には、図８に示すように、出力用導波路７，８の一部の路幅がステップ状又はテーパ状に広がらず、一定であってもよい。
図８はこの発明の実施の形態１による他の３電力分配器を示す上面図である。

この実施の形態１では、ＰＯＲＴ（１）から信号が入力される例を示したが、これに限るものではなく、ＰＯＲＴ（４）から信号が入力されて、ＰＯＲＴ（１）〜ＰＯＲＴ（３）から信号が出力されるものであってもよい。
この場合、入力用導波路６は出力用導波路として扱われ、出力用導波路９は入力用導波路として扱われる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、出力用導波路８が、導波路８ａと導波路８ｂを備えているものを示したが、この実施の形態２では、導波路８ａの代わりに、電力を吸収する抵抗を用いる例を説明する。
図９はこの発明の実施の形態２による３電力分配器を示す等価回路図であり、図９において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
抵抗８ｃは一端が矩形導波管１のポート４と接続され、他端が導波路８ｂの一端と接続されており、電力を吸収する吸収体である。

上記実施の形態１の場合、出力用導波路８の導波路８ａを流れる信号の電力はほとんどないが、例えば、製造誤差等の影響で、若干の電力が流れる可能性がある。
この実施の形態２では、電力を吸収する抵抗８ｃを導波路８ａの代わりに設けているので、製造誤差等の影響で、若干の電力が流れる場合でも、その電力が抵抗８ｃで吸収することができる。
その結果、上記実施の形態１よりも、結合度特性を高めることができる。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、平板導波路１ｅにおける路幅が、Ｌ字型導波路１ｄ，１ｆにおける路幅と同じである例を示したが、この実施の形態３では、平板導波路１ｅにおける路幅が、Ｌ字型導波路１ｄ，１ｆにおける路幅と異なる例を説明する。
図１０はこの発明の実施の形態３による３電力分配器を示す上面図であり、図１０において、図３、図７及び図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１０の例では、平板導波路１ｅにおける路幅が、Ｌ字型導波路１ｄ，１ｆにおける路幅より太くなっている。平板導波路１ｅ及びＬ字型導波路１ｄ，１ｆにおける路幅は、矩形導波管１におけるＰＯＲＴ（１）とＰＯＲＴ（４）を結ぶ方向と直交する方向、即ち、図中、上下方向の幅である。

平板導波路１ｅにおける路幅と、Ｌ字型導波路１ｄ，１ｆにおける路幅とを適宜設定することで、例えば、ＰＯＲＴ（１）とＰＯＲＴ（４）間のインピーダンスを所望のインピーダンスに調整することができる。この結果、広帯域化を実現することができる。
この実施の形態３の場合でも、上記実施の形態２と同様に、導波路８ａの代わりに、抵抗８ｃを用いるようにしてもよい。

実施の形態４．
この実施の形態４では、上記実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器を実装しているマルチビーム形成回路について説明する。
この実施の形態４では、入力された信号の電力を分配して、７つの出力端子から分配後の信号を出力するマルチビーム形成回路について説明する。

図１１は上記実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器と、２電力分配器が２つずつ実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。
図１２は上記実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器と、非特許文献１に開示されている３電力分配器と、２つの２電力分配器とが実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。
図１３は非特許文献１に開示されている３電力分配器と２電力分配器が２つずつ実装されているマルチビーム形成回路を示す構成図である。

図１１〜図１３において、入力端子３０は信号を入力する端子、出力端子３１〜３７は信号を出力する端子であり、例えば、アンテナ装置の放射素子などと接続されている。ここでは、出力端子３１〜３７の数が７つである例を説明するが、複数であればいくつでもよい。
２電力分配器４１，４２は入力された信号の電力を２分配し、２つの分配後の信号を出力する。
この実施の形態４では、図中、２電力分配器４１，４２における１つの入力ポートは下側に設けられており、２電力分配器４１，４２における２つの出力ポートは上側に設けられている。

３電力分配器５１，５２は上記実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器である。図中、Ｐ（１）は上記実施の形態１〜３で示しているＰＯＲＴ（１）に対応し、Ｐ（２）は上記実施の形態１〜３で示しているＰＯＲＴ（２）に対応し、Ｐ（３）は上記実施の形態１〜３で示しているＰＯＲＴ（３）に対応し、Ｐ（４）は上記実施の形態１〜３で示しているＰＯＲＴ（４）に対応している。
３電力分配器６１，６２は非特許文献１に開示されている３電力分配器であり、２つの終端器７０が接続されている。
この実施の形態４では、図中、３電力分配器６１，６２における１つの入力ポートは下側に設けられており、３電力分配器６１，６２における３つの出力ポートは上側に設けられている。
移相器８１〜８７は信号の位相を変える装置である。

次に動作について説明する。
図１１〜図１３のマルチビーム形成回路は、複数の放射素子の並び方向と直交する方向である管軸方向の長さを短くするために、２つの２電力分配器４１，４２と、２つの３電力分配器を図中左右方向に配置されている。管軸方向は、図中、上下方向である。
図１１〜図１３のマルチビーム形成回路は、下記に示すように、入力端子３０から入力された信号の電力を分配して、分配後の信号を出力端子３１〜３７に出力するものであり、動作自体は同じである。

図１３のマルチビーム形成回路は、入力端子３０から入力された信号が３電力分配器６１に入力され、３電力分配器６１により３分配された３つの信号は、２電力分配器４１、３電力分配器６２、移相器８３にそれぞれ出力される。
３電力分配器６１から２電力分配器４１に出力された信号は、２電力分配器４１により２分配され、分配された２つの信号は、移相器８１，８２にそれぞれ出力される。
３電力分配器６１から３電力分配器６２に出力された信号は、３電力分配器６２により３分配され、分配された３つの信号は、移相器８４，８５，８６にそれぞれ出力される。
移相器８６を通過した信号は、２電力分配器４２により２分配され、分配された２つの信号は、出力端子３６、移相器８７にそれぞれ出力される。

図１２のマルチビーム形成回路は、入力端子３０から入力された信号が３電力分配器６１に入力され、３電力分配器６１により３分配された３つの信号は、２電力分配器４１、３電力分配器５２、移相器８３にそれぞれ出力される。
３電力分配器６１から２電力分配器４１に出力された信号は、２電力分配器４１により２分配され、分配された２つの信号は、移相器８１，８２にそれぞれ出力される。
３電力分配器６１から３電力分配器５２に出力された信号は、３電力分配器５２により３分配され、分配された３つの信号は、移相器８４，８５，８６にそれぞれ出力される。
移相器８６を通過した信号は、２電力分配器４２により２分配され、分配された２つの信号は、出力端子３６、移相器８７にそれぞれ出力される。

図１１のマルチビーム形成回路は、入力端子３０から入力された信号が３電力分配器５１に入力され、３電力分配器５１により３分配された３つの信号は、２電力分配器４１、３電力分配器５２、移相器８３にそれぞれ出力される。
３電力分配器５１から２電力分配器４１に出力された信号は、２電力分配器４１により２分配され、分配された２つの信号は、移相器８１，８２にそれぞれ出力される。
３電力分配器５１から３電力分配器５２に出力された信号は、３電力分配器５２により３分配され、分配された３つの信号は、移相器８４，８５，８６にそれぞれ出力される。
移相器８６を通過した信号は、２電力分配器４２により２分配され、分配された２つの信号は、出力端子３６、移相器８７にそれぞれ出力される。

図１３のマルチビーム形成回路では、３電力分配器６１の出力ポートが上側で、３電力分配器６２の入力ポートが下側であるため、３電力分配器６１と３電力分配器６２の間を接続する信号線の引き回し距離が長くなっている。
また、３電力分配器６２の出力ポートが上側で、２電力分配器４２の入力ポートが下側であるため、３電力分配器６２と２電力分配器４２の間を接続する信号線の引き回し距離が長くなっている。

図１２のマルチビーム形成回路では、３電力分配器６１の出力ポートが上側で、３電力分配器５２の入力ポートが左側であるため、図１３における３電力分配器６１と３電力分配器６２の間を接続する信号線と比べて、３電力分配器６１と３電力分配器５２の間を接続する信号線の引き回し距離が短くなっている。
また、３電力分配器５２の出力ポートが右側で、２電力分配器４２の入力ポートが下側であるため、図１３における３電力分配器６２と２電力分配器４２の間を接続する信号線と比べて、３電力分配器５２と２電力分配器４２の間を接続する信号線の引き回し距離が短くなっている。

図１１のマルチビーム形成回路では、３電力分配器５１の出力ポートが右側で、３電力分配器５２の入力ポートが左側であるため、図１３における３電力分配器６１と３電力分配器６２の間を接続する信号線と比べて、３電力分配器５１と３電力分配器５２の間を接続する信号線の引き回し距離が短くなっている。
また、３電力分配器５２の出力ポートが右側で、２電力分配器４２の入力ポートが下側であるため、図１３における３電力分配器６２と２電力分配器４２の間を接続する信号線と比べて、３電力分配器５２と２電力分配器４２の間を接続する信号線の引き回し距離が短くなっている。

以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、マルチビーム形成回路が上記実施の形態１〜３のうち、いずれかの３電力分配器を実装しているので、信号線の引き回し距離を短くすることができる。

この実施の形態４では、２つの２電力分配器４１，４２と、２つの３電力分配器が左右方向に配置されているマルチビーム形成回路を示しているが、これに限るものではなく、例えば、図１４に示すように、４つの２電力分配器４１，４２，４３，４４と、１つの３電力分配器５２が左右方向に配置されているマルチビーム形成回路であってもよい。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、入力信号の電力を３分配する３電力分配器に適している。また、この発明は、３電力分配器を実装しているマルチビーム形成回路に適している。

１ 矩形導波管、１ａ Ｌ字型導波路（第１のＬ字型導波路）、１ｂ 平板導波路（第１の平板導波路）、１ｃ Ｌ字型導波路（第２のＬ字型導波路）、１ｄ Ｌ字型導波路（第３のＬ字型導波路）、１ｅ 平板導波路（第２の平板導波路）、１ｆ Ｌ字型導波路（第４のＬ字型導波路）、２ ポート、３ ポート、４ ポート、５ ポート、６ 入力用導波路、７ 出力用導波路（第１の出力用導波路）、７ａ，７ｂ 導波路、８ 出力用導波路（第２の出力用導波路）、８ａ，８ｂ 導波路、８ｃ 抵抗、９ 出力用導波路（第３の出力用導波路）、１０ 分岐導波路、３０ 入力端子、３１〜３７ 出力端子、４１，４２，４３，４４ ２電力分配器、５１，５２ ３電力分配器 ６１，６２ ３電力分配器、７０ 終端器、８１〜８７ 移相器。

Claims (8)

1. 第１のＬ字型導波路、第１の平板導波路、第２のＬ字型導波路、第３のＬ字型導波路、第２の平板導波路及び第４のＬ字型導波路が環状に配置されている状態の管壁を有する矩形導波管と、
   一端が前記第１のＬ字型導波路と前記第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第１のポートと接続されている入力用導波路と、
   一端が前記第１のＬ字型導波路と前記第１の平板導波路の間に接続され、他端が第２のポートと接続されている第１の出力用導波路と、
   一端が前記第１の平板導波路と前記第２のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第３のポートと接続されている第２の出力用導波路と、
   一端が前記第２のＬ字型導波路と前記第３のＬ字型導波路の間、あるいは、前記第２の平板導波路と前記第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第４のポートと接続されている第３の出力用導波路と、
   一端が前記第１の出力用導波路と接続され、他端が前記第２の出力用導波路と接続されている複数の分岐導波路と
   を備えた３電力分配器。
2. 前記第２のＬ字型導波路、前記第３のＬ字型導波路、前記第２の平板導波路及び前記第４のＬ字型導波路における電気長の合計と、前記第１のＬ字型導波路及び前記第１の平板導波路における電気長の合計との差が、伝搬する信号の基本波の周波数で２分の１波長の長さのＮ（Ｎは奇数）倍であることを特徴とする請求項１記載の３電力分配器。
3. 前記第３のＬ字型導波路、前記第２の平板導波路及び前記第４のＬ字型導波路における電気長の合計と、前記第１の平板導波路及び前記第２のＬ字型導波路における電気長の合計との差が、前記信号の基本波の周波数で４分の１波長の長さのＭ（Ｍは奇数）倍であることを特徴とする請求項２記載の３電力分配器。
4. 前記第１の出力用導波路における一部の路幅が、一端から他端に向かってステップ状に広がっており、
   前記第２の出力用導波路における一部の路幅が、一端から他端に向かってステップ状に広がっていることを特徴とする請求項１記載の３電力分配器。
5. 前記第１の出力用導波路における一部の路幅が、一端から他端に向かってテーパ状に広がっており、
   前記第２の出力用導波路における一部の路幅が、一端から他端に向かってテーパ状に広がっていることを特徴とする請求項１記載の３電力分配器。
6. 前記第２の出力用導波路の一部に、電力を吸収する抵抗が設けられていることを特徴とする請求項１記載の３電力分配器。
7. 前記第２の平板導波路における路幅が、前記第３のＬ字型導波路及び前記第４のＬ字型導波路における路幅と異なっていることを特徴とする請求項１記載の３電力分配器。
8. 第１のＬ字型導波路、第１の平板導波路、第２のＬ字型導波路、第３のＬ字型導波路、第２の平板導波路及び第４のＬ字型導波路が環状に配置されている状態の管壁を有する矩形導波管と、
   一端が前記第１のＬ字型導波路と前記第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第１のポートと接続されている入力用導波路と、
   一端が前記第１のＬ字型導波路と前記第１の平板導波路の間に接続され、他端が第２のポートと接続されている第１の出力用導波路と、
   一端が前記第１の平板導波路と前記第２のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第３のポートと接続されている第２の出力用導波路と、
   一端が前記第２のＬ字型導波路と前記第３のＬ字型導波路の間、あるいは、前記第２の平板導波路と前記第４のＬ字型導波路の間に接続され、他端が第４のポートと接続されている第３の出力用導波路と、
   一端が前記第１の出力用導波路と接続され、他端が前記第２の出力用導波路と接続されている複数の分岐導波路とを備えた３電力分配器を実装しているマルチビーム形成回路。

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