JPH03179808A - 周波数動作する並列増幅装置及び結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、分離抵抗星形網を有するウィルキンソン形結
合器を備えた複数の並列増幅器を有する複合増幅器に関
し、更に詳しくは、個々の増幅器または増幅モジュール
がスイッチネットワークによって結合ノードに接続され
ている並列増幅器に関する。

多くの通信システムはかなりの距ＭＭれたトランスポン
ダを必要とする。このようなトランスポンダは放射によ
って町と町の間の通信リンク用に使用される場合、非常
に高価な陸上の通信ケーブルの必要性を除去する。トラ
ンスポンダは多くの理想的な場所に常に設けることはで
きないが、塔または他の支持体が設けられる場所に設け
られなければならない。また、トランスポンダと使用さ
れるアンテナは大きな利得を有することが必要である。

大きな利得はマイクロ波周波数およびマイクロ波よりも
高い周波数においてのみ適当な大きさおよび価格のアン
テナで達成することができる。

１つのトランスポンダから他のトランスポンダへの信号
の伝送は、高い信頼性で大きなワット数の電力を発生す
ることができる電力増幅器を送信トランスポンダ側に必
要とする。従来、マイクロ波電力は進行波管（ＴＷＴ）
によって出力されていた。ある期間にわたって動作する
と発生する固有の劣化による信頼性問題にも関わらずマ
イクロ波トランスポンダ用に進行波管が使用されたし、
使用され続けられている。

更に最近、進行波管に代わって、Ｃバンドのような低い
マイクロ波周波数において固体電力増幅器（ＳＳＰＡ）
が使用されている。５ＳＰＡは理想的には固有の劣化機
構を有していないので、ＴＷＴよりも更に信頼性がある
。マイクロ波トランスポンダは例えば山の頂上のような
アクセスすることができない場所にしばしば設けられる
ので、この信頼性は非常に有益である。−股肉には、固
体１曽幅器は比較的多数の低電力固体素子、１曽幅器ま
たは増幅器モジュールを並列に設けることによって達成
されている。各増幅器モジュールは全出力電力の一部を
受は持っており、電力結合器を使用して個々の増幅器モ
ジュールの各々からの電力を結合し、所望のマイクロ波
周波数またはミリメートル波周波数において所望の全信
号電力を発生している。

信頼性のために、５ＳＰＡ内に１つ以上のバックアップ
用の増幅器モジュールを設け、他のモジュールの１つが
故障した場合に動作状態に切り換えられるようにするこ
とが好ましいことである。

マイクロ波トランスポンダは送電網から離れた地域に設
けられ、従って動作電圧を発生するのに太陽エネルギに
頼っているので、バックアップ用増幅器モジュールが全
出力電力に貢献していない場合に電圧を供給されないと
いうことは重要なことである。

秤々の形式の電力結合装置がＩ　ＥＥＥ　トランザクシ
ョン・オン・マイクロウェーブ・セオリ・アンド・テク
ニクス（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｏｎ　
Ｍｉｃｒ。

ｗａｖｅ　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｌｑｕｅ
ｓ）　％　１９７９年５月の第４７２ページ−第４７８
ページに発表されたケニスーＪ−ラッセル（Ｋｅｎｎｅ
ｔｈ　Ｊ、Ｒｕ５ｓｅｌ）による文献「マイクロ波電力
技術（Ｍｌｃｒｏｖａｖｅ　ＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎＩｑ
ｕｅｓ）　Ｊに記載されている。このラッセルの文献は
結合がチェーン状になっている集合的すなわちツリー状
の結合装置について説明している。

この構成は結合装置において損失が蓄積するため不利益
である傾向がある。電力結合が低い損失で行われること
は非常に好ましいことである。１９８７年２月３日にベ
ロホベック（Ｂｏｌｏｈｏｕｂｅｋ）等に発行された米
国特許第４，６４１，１０６号は低損失の放射状結合装
置について説明している。

この数対状電力結合装置の構造は冗長に設けられたモジ
ュールを接続し、故障したモジュールを切り離すに必要
なスイッチング回路の実施に不具合がある。

１９８２年２月９日にサレー（Ｓａｌｅｈ　）に発行さ
れた米国特許第４．３１５，２２２号は複数の増幅器モ
ジュールからの出力電力が単一の接続点で結合される電
力結合装置について説明している。

各増幅器モジュールは動作周波数範囲内の周波数におい
て４分の１波長（λ／４）の電気的長さを有する伝送ラ
インによって接続点に接続されている。このサレーの装
置は増幅器の出力間に分離がなく、特定の増幅器の出力
レベルまたは特定の増幅器の出力におけるインピーダン
スの変化が結合ノードに接続された他の増幅器の出力電
力または整調に影響を与えるという欠点がある。

第１図は入力ポート１２および出力ポート１４を有する
結合増幅器を示している。４方路電力分割器１６が入力
ポート１２に接続され、入力ポートからの信号を受信し
、この受信した信号を等しい振幅の４つの部分に分割し
ている。これらの信号は導体、すなわち伝送ライン１８
ａ％１８ｂ％１８ｃおよび１８ｄ上に現れる。各導体１
８ａ１１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄはそれぞれ増幅器モ
ジュール２０　ａｓ　２０　ｂｓ　２０　ｃおよび２０
ｄの人力ポートに接続されている。結合ノード２２がブ
ロック２４として示されているインピーダンス変換器を
介して出力ポート１４に接続されている。

インピーダンス変換器２４は周知のように動作周波数帯
域の中心近くの周波数においてλ／４（またはその奇数
倍）に等しい長さを有する伝送ラインである。

増幅器２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄの各々の出
力ポートはそれぞれある長さの伝送ライン２６　ａ　ｓ
　２６　ｂ　ｓ　２６　ｃおよび２６ｄを介して１組の
単極単投スイッチ２８　ａ、　２８　ｂ、　２８　ｃお
よび２８ｄにそれぞれ接続されている。スイッチ２８　
ａｓ　２８　ｂｓ　２８　ｃおよび２８ｄは結合ノード
２２に共通に接続されている。第１図に示すように、ス
イッチ２１１ａが非導通、すなわち開放状態にあり、ス
イッチ２８ｂ、２８ｃおよび２８ｄは閉成、すなわち導
通状態にある。

スイッチ２８　ａｓ　２８　ｂｓ　２８　ｃおよび２８
ｄが図示の位置にある場合、電力は増幅器２０ｂ１２０
ｃおよび２０ｄの出力ポートから結合ノード２２に流れ
る。この状態は増幅器２０ａが冗長増幅器として保留状
態に保持されている状態に対応し、増幅器モジュール２
０ｂ、ｚｏｃおよび２０ｄは電力を結合ノード２２に供
給し、インピーダンス変換器２４を介して出力ポート１
４に供給するオンライン状態にある。本技術分野に専門
知識を有する者は、伝送ライン２６　ａ、　２６　ｂ、
　２６Ｃおよび２６ｄの特性インピーダンスを適当に選
択するとともに、各伝送ラインの長さを各増幅器の出力
ポートと結合ノード２２との間で測定した場合動作周波
数帯域の中心においてλ／４になるように選択すること
によって、選択したインピーダンスが各増幅器の出力ポ
ートおよび出力ポート１４に現れることを知っている。

λ／４の代わりに、λ／４の奇数倍を使用してもよい。

更に詳しくは、伝送ラインの長さおよび特性インピーダ
ンスを適当に選択することによって出力ポート１４およ
び増幅器２０ａないし２０ｄの出力に対して５０オーム
または７５オームのインピーダンスを設定することがで
きる。

増幅器２０ａないし２０ｄのいずれか１つが調整または
整調されつつある間、その出力電力が変化したり、およ
び／またはその出力インピーダンスが変化する。上述し
たラッセルの文献に推奨されているように、抵抗３０ａ
、ａｏｂ、３０ｃおよび３０ｄを有する抵抗星形網が浮
動ノード３２と増幅器２０ａないし２０ｄの各々の出力
ポートとの間に接続されている。本技術分野に専門知識
をａする者は、増幅器２０ａないし２０ｄの出力におい
て卑生する信号は振幅および位相において等しい限り、
ノード３２は同じ振幅および対応する位相にあり、どの
抵抗の両端にも電圧は現れず、また電力消費もないこと
を知っている。しかしながら、整調、劣化または他の要
因によって生ずるようないずれか１つの増幅器の出力電
力または出力インピーダンスに変化が発生した場合には
、１つ以上の抵抗に電流が流れ、増大する変化を吸収し
、他の増幅器の出力ポートにおける変化の影響を打ち消
そうとする。これは増幅器２０ｄの出力ポートに発生す
る信号の増加分が抵抗３０ｄおよび抵抗３０ｂおよび３
０ｃを含む第１の経路を介しておよび伝送ライン２６ｄ
、２６ｂおよび２６Ｃを含む第２の通路を介して増幅器
２０ｂおよび２０ｃの出力ポートに流れることを考える
ことによって理解することができる。伝送ラインを含む
通路は２×（λ／４）、またはλ／２の全体の長さを有
する。λ／２の通路は抵抗を介して到達する信号に対し
てその通路をとる信号の位相を反転し、この結果関連す
る出力増幅器の出力ポートに現れる変化を打ち消してい
る。

第１図の構成においては、スイッチ２１１ａ、２８ｂ、
２８ｃおよび２８ｄの１つは常に開放している。これは
この開放しているスイッチに関連する増幅器が挿入する
ことを待機している冗長増幅器であるからか、または冗
長増幅器によって置き換えられた故障した増幅器に関連
しているからである。本技術分野に専門知識を有する者
に周知であるように、インピーダンスは開放回路からλ
／４である低損失伝送ライン上の点において０である。

伝送ライン２６ａに接続されている増幅器２０ａの出力
ポートからみたインピーダンスは短絡または少なくとも
非常に低いインピーダンスである。この結果、増幅″５
２０ａの出力ポートに接続されている分離抵抗３０ａの
一端は低インピーダンス点に接続されている。この結果
、所望の信号電圧が分離抵抗３０ａの両端に現れ、これ
により出力ポート１４に供給されるよりもむしろ熱とし
てｌｒ′ｌ費される。消費の原因を調べる他の方法は抵
抗３０ａが並列に接続された抵抗３０ｂ、３０ｃおよび
３０ｄと直列に接続され、ノード３２にタップをｑする
分圧器を形成していることであり、この分圧器は信号源
の両端に接続されている。しかしながら、調べてみると
、第１図に示すようにスイッチ式装置と関連して分離抵
抗を使用することは所望の増幅信号が分離抵抗で消費さ
れる結果となる。

第２図は増幅器モジュールの出力において増幅器の出力
を他の増幅器モジュールからの出力信号の変化の影響か
ら分離する回路を示している。第２図において、第１図
の構成要素に対応する構成要素は同じ符号で示されてい
る。第２図において、増幅器間の分離は増幅器２９ａ、
２０ｂ・・・２０ｄの出力とそれらの出力伝送ライン２
５ａ、２６ｂ・・・２６ｄの間に接続された複数の分離
器３６ａ、３６ｂ・・・３６ｄによって行われている。

周知のように、分離器３６ａ−３６ｄは増幅器間の相互
作用を低減または除去するように入出力ポートと１つ以
上の内部負荷との間の電力を循環する。しかしながら、
このような分離器は大きく、重く、そして価格が高くな
る傾向がある。分離抵抗と関連する増幅器が電力結合に
貢献しない場合に分離抵抗において電力を消費すること
がなく、小型で、軽量で、低価格の分離抵抗を使用して
いる増幅器モジュールを並列に設けた改良された装置が
要望されている。

発明の概要 ある周波数で動作する並列増幅器装置は電力結合ノード
および各々が増幅した信号を出力する出力ポートを有し
ている複数の増幅器モジュールを備えている。各増幅器
モジュールはその出力ポートと電力結合ノードとの間に
接続されたインピーダンス変換器に関連している。短絡
スイッチ装置が増幅器モジュールの各々の出力ポートに
接続されている。スイッチ式分離装置が各増幅器モジュ
ールの出力と第２のノードとの間に接続されている。ス
イッチ式分離装置の各々は増幅器モジュールの１つの出
力ポートから第２のノードに伸びている直列路を有して
いる。直列路は縦続接続された第１および第２の伝送ラ
インを有し、両伝送ラインの間には接続点が設けられて
いる。第１および第２の伝送ラインの各々は動作周波数
の中心近くの４分の１波長の奇数倍に等しい電気的長さ
を有している。スイッチ式分離装置の各々は更に第１お
よび第２の伝送ラインの間の接続点に接続された短絡ス
イッチ装置を有している。また、スイッチ式分離装置の
各々は直列路に関連する直列抵抗を有している。直列抵
抗は並列増幅器モジュールの好ましくない動作モードに
関連するエネルギを消散する。

発明の説明 第３図は本発明による結合または並列増幅器装置の構成
を示している。第１図および第２図の構成要素に対応す
る第３図の構成要素は同じ符号で示されている。第３図
において、増幅器モジュール２０ａ、２０ｂ−２０ｃお
よび２０ｄはＮ方路電力分割器（第３図には示さず）か
ら人力ポートに信号を受信する。各増幅器２０ａ、２０
ｂ・・・２Ｑｃ、２０ｄはそれぞれ出力ポート２１ａ、
２１ｂ・・・２１ｃ、２１ｄに増幅した信号を出力し、
出力信号をインピーダンス変換Ｗ１２６ａ、１２６ｂ・
・・１２６ｃ、１２６ｄをそれぞれ介して結合ノ−ド２
２に供給する。別のインピーダンス変換器２４が結合ノ
ード２２を出力ポート１４に接続している。

第１図および第２図の場合におけるように、インピーダ
ンス変換器１２６ａ、１２６ｂ・・・１２６Ｃおよび１
２６ｄは各々動作周波数帯域の中心近くの周波数におい
てＮλ／４の長さを有する不平衡伝送ラインを有してい
る。ここにおいて、Ｎは奇数である。通常、帯域幅を最
大にするために、整数Ｎは１である。不平衡伝送ライン
という用語は周知であるが、導体め断面が同じでなく、
大きいほうが（アース）として形成される同軸ライン、
マイクロストリップライン等のような伝送ラインを示し
ている。このような不平衡伝送ラインの説明は小さな導
体の説明についてのみ行われ、大きいほうは理解されて
いるものである。

短絡スイッチ１２８ａ、１２８ｂ−１２８ｃ。

１２８ｄは増幅器モジュール２０ａ、２０ｂ・・・２Ｑ
ｃ、２０ｄの各々の出力ポートをアースに選択的に短絡
するためにそれぞれこれらの出力ポートに接続されてい
る。本技術分野に専門知識を有する者は、増幅器の出力
に接続されている短絡スイッチ１２８は第１図および第
２図においてノード２２の近くに接続されているインラ
イン、すなわち直列スイッチ２８に等価なものであるこ
とを理解するであろう。通常動作の間、増幅器モジュー
ル２０ａは保留状態に保持され、スイッチ１２８は増幅
器モジュール２０ａの出力ポートを短絡するように閉じ
ている。また、通常動作状態において、増幅器モジ五−
ル２０ｂ＝２０ｃおよび２０ｄはオンライン状態にあり
、短絡スイッチ１２８ｂ、１２８ｃおよび１２８ｄは開
いている。特に、スイッチ１２８が増幅器モジュール２
０ａの出力を短絡するために閉じているとき、短絡は結
合ノード２２に対して開放回路、すなわち非常に高いイ
ンピーダンスを示している。これは第１図および第２図
のスイッチ２８ａと同じように冗長増幅器による結合ノ
ード２２の負荷を防止しているものである。

また、各増幅器モジュール２０ａ、２０ｂ・・・２ＱＣ
，２０ｄの出力ポートには分離装置１３０ａ。

１３０ｂ・・・１３０ｃ、１３０ｄが接続されている。

分離装置１３０ａは代表的なものであり、詳細に説明す
る。分離装置１３０ａは縦続接続された第１の伝送ライ
ン１４０ａおよび第２の伝送ライン１４４ａを有し、こ
れは直列路を画定している。

伝送ライン１４０ａの第１の端部は浮動ノード３２に接
続され、伝送ライン１４０ａの他端は中間ノード１５０
ａにおいて伝送ライン１４０ａの一端に接続されている
。伝送ライン１４０ａはＮλ／４の長さを有しており、
ここにおいてＮは奇数であり、この奇数は１であってよ
い。伝送ライン１４４ａはＮλ／４の長さを有しており
、ここにおいてＮは奇数であり、この奇数は１であって
よい。短絡スイッチ１４２ａはノード１５０ａをアース
に制御可能に接続している。ノード１５０ａから離れた
伝送ライン１４４ａの端部はノード１５４ａおよび分離
抵抗２３０ａを介して増幅器モジュール２０ａの出力ポ
ート２１ａに接続されている。スイッチ１４２ａが開い
ている場合、直列路は浮動ノード３２と増幅器モジュー
ル２０ａの出力ポート２１ａとの間で伝送ライン１４０
ａおよび１４４ａおよび抵抗２３０ａを介して伸びてい
る。スイッチ１４２ａが閉じて、ノード１５０ａをアー
スに短絡している場合、直列路はノード３２からおよび
増幅器モジュール２０ａの出力ポートからＮλ／４の点
でアースされている。スイッチ１４２ａは点線１５２ａ
で示すようにスイッチ１２８と同時に動作するようにな
っている。

分離装置１３０ｂ、１３０ｃおよび１３０ｄは１３０ａ
と同じである。各々は浮動ノード３２と関連する増幅器
モジュールの出力との間に伸びている直列路を有してい
る。直列路は第１および第２の伝送ラインおよび抵抗値
を有する抵抗を有している。短絡スイッチが第１および
第２の伝送ラインの間の接続点に接続されている。短絡
スイッチの各々は関連する増幅器モジュールの出力ポー
トに接続されている関連する短絡スイッチと同時に動作
するようになっている。

動作においては、増幅器２０ｂ、２０Ｃおよび２０ｄが
機能している通常動作状態においては、スイッチ１２８
ｂ、１２８ｃおよび１２８ｄは関連し同時に動作するス
イッチ１４２ｂ、１４２ｃおよび１４２ｄとともに開放
している。冗長増幅器モジュール２０ａに関連している
対応し同時に動作するスイッチ１２８ａおよび１４２ａ
は短絡している。この動作状態において、増幅器モジュ
ル２０ｂ、２０Ｃおよび２０ｄの出力ポートから出力さ
れる増幅信号は結合ノード２２において結合され、和の
信号が出力ポート１４に変換される。分離抵抗２３０ｂ
、２３０ｃおよび２３０ｄは伝送ラインを４つ縦続接続
した長さを介して他の動作している１曽幅器の各々の抵
抗およびそれぞれの増幅器モジュールの出力ポートに接
触されている。更に詳しくは、分離抵抗２３０ａの一端
に接続されているノード１５４ａは縦続接続された伝送
ライン１４４ａ、１４０ａ、１４０ｂおよび１４４ａを
介してノード１５４ｂに接続されている。このノード１
５４ｂは分離抵抗２３０ｂの一端に接続されている。同
様に、ノード１５４ａは伝送ライン１４４ａ、１４０ａ
、１４０ｃおよび１４４ｃを介してノード１５４Ｃに接
続されている。このノード１５４Ｃは分離抵抗２３０ｃ
の一端に接続されている。このように、各ノード１５４
は４つの縦続接続された伝送ラインからなる通路を介し
て他のノード１５４に接続されている。

本発明の好適実施例における各伝送ラインはλ／４の長
さを有し、４つ縦続接続された伝送ラインはλの全長を
有する。

本技術分野に専門知識を有する者に周知であるように、
長さλを有する伝送ラインは該伝送ラインを通過する信
号の位相およびインピーダンスを元の位相およびインピ
ーダンスに戻す。この結果、動作中の増幅器モジュール
２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄおよび関連する分離抵抗２
３０ｂ、２３０Ｃおよび２３０ｄについては、ノード１
５４　ｂ。

１５４Ｃおよび１５４ｄがあたかも直接相互接続されて
いるようになって、ラッセルの文献に説明されているも
のと等価なウィルキンソンの抵抗星形網の等価なものを
形成しており、これにより増幅器モジュールの出力ポー
ト間に所望の分離を形成している。

一方、増幅器２０ａの出力ポート２１ａに形成される短
絡は上述したようにλ／４の伝送ライン１２６ａを介し
て結合ノード２２に対して開放回路を形成している。更
に、ノード１５０ａをアースに短絡する短絡スイッチ１
４２ａはλ／４の伝送ライン１’　４０　ａを介して浮
動ノード３２に対して高インピーダンスを示し、これに
より信号電力が分離装置１３０ａに流れることを防止し
、抵抗２３０ａにおける電力消費を低減するようになっ
ている。更に、短絡スイッチ１４２ａはλ／４の伝送ラ
イン１４４ａを介してノード１５４ａに対して高インピ
ーダンスを示している。分離抵抗２３０ａは高インピー
ダンスノード１５４ａに接続されているので、僅かに残
っている電流が抵抗２３０ａに流れ、これは電力ｌｒｌ
費および抵抗２３０ａを最小にしている。

増幅器モジュール２０ａがオンライン状態にある期間に
分離を形成することが関係している限り、分離抵抗２３
０ａは第３図に示す端部位置を含む伝送ライン１４０ａ
および１４４ａによって定められる直列路に沿ったどこ
かに設けられたり、または接続されてもよい。例えば、
抵抗２３０ａは伝送ライン１４０ａのどこかに設けられ
たり、伝送ライン１４４ａのどこかに設けられたり、ま
たはその抵抗が伝送ライン間で分割することもできる（
このために、ノード１５０ａおよび１５４ａはゼロの長
さを有するものとして取り扱われる）。

しかしながら、オフライン状態に損失が発生した場合を
考えると、ある位置が好ましい。スイッチ１４２がノー
ド１５０ａをアースに短絡したとき、低インピーダンス
点が形成される。小さな残りの信号電圧でさえも、低イ
ンピーダンス点近くにおいては比較的大きな信号電流に
なる。従って、直列抵抗における損失は少なくとも短絡
からＮλ／４の位置に存在する傾向がある。分離抵抗２
３０ａ用のこのような位置はノード１５０ａからλ／４
　Ａｍれた第３図に示す位置である。分離抵抗２３０ａ
に対する他の対応する位置（図示せず）はノ−ド１５０
ａから離れた伝送ライン１４０ａの端部である。

勿論、増幅器または増幅器モジュールが故障してまたは
保留状態に保持されて動作していない場合でも、同じ議
論が行われる。スイッチ１２８ａ％１２８ｂ・・・１２
８ｃ、１２８ｄのいずれかおよび関連するスイッチ１４
２ａ、１４２ｂ・−１４２ｃ。

１４２ｄのいずれかが開放している場合、電力は動作し
ている増幅器モジュール２０の関連する出力ポート２１
からインピーダンス変換器１２６を介して結合ノード２
２に流れ、関連する分離抵抗２３０はノード１５４に互
いに効果的に接続される。一方、対の関連するスイッチ
１２８および１４２が関連するノードを短絡している場
合、電力は結合ノード２２に流れることはできず、高イ
ンピーダンスがノード２２に現れ、相互作用を低減また
は除去する。同時に、短絡されたスイッチ１４２は他の
全ての分離抵抗から関連する分離抵抗２３０の結合を減
らし、結合を減らされた分離抵抗における電力消費を低
減または除去する。

第４ａ図は本発明の結合装置部分の特定の実施例におい
て３０８で示すプリント回路基板の伝送ラインおよびス
イッチの物理的な位置を示す骨組み図である。第４ａ図
において、第３図の構成要素に対応する構成要素は同じ
符号で示されている。

第４ａ図に示す結合装置は最大６個のまたは６個以下の
増幅器モジュールまたは増幅器源からの信号を結合する
ことができ、残りのものは保留状態に保持される。第４
ａ図の左側において、結合ノード２２はインピーダンス
変換器２４を介して出力ポート１４に接続されている。

第４ａ図の右側において、ライン２６２ａ、２６２ｂ、
２６２ｃ、２６２ｍ、２６２ｎおよび２６２ｄとして示
されている伝送ラインは関連する増幅器モジュールまた
は増幅器源からの信号を受信し、該信号を結合ノード２
２から等距離にある円形路に沿って構成されている円１
２８　ａ、　１２８　ｂ、　１２８　ｃ。

１２８ｍ、１２８ｎおよび１２８ｄとして示されている
短絡スイッチに供給するようになっている。

短絡スイッチ１２８　ａ、　　１２８　ｂ、　　１２８
　ｃ、　１２８ｍ、１２８ｎおよび１２８ｄはそれぞれ
等しい長さの伝送ライン１２６ａ、１２６ｂ、１２６０
％　１２５ｒｎ、　１２６ｎおよび１２６ｄを介して結
合ノード２２に接続されている。短絡スイッチ１２８ａ
、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｍ、１２８ｎおよび１２
８ｄから、更に伝送ライン１４４ａ、１４４ｂＳ１４４
ｃ、１４４ｍ、１４４ｎおよび１４４ｄがそれぞれ伝送
ライン２６２に並列に伸び、短絡スイッチ１４２ａ、１
４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｍ、１４２ｎおよび１４２ｄ
に接続されている。短絡スイッチ１４２ａないし１４２
ｄは点３１に中心をおく円形路の一部に沿って構成され
ている。第４ａ図に示すように、点３１は結合ノード３
２内に中心が設けられており、これは以下に説明するよ
うにプリント回路基板の下側に設けられている。

第４ａ図に示す短絡スイッチ１４２ａ、１４２ｂｓ　１
４２ｃ、１４２ｍ、１４２ｎおよび１４２ｄから、プリ
ント配線基板の上面上に設けられているマイクロストリ
ップ伝送ライン２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、　　２
４０ｍ、　　２４０ｎ、２４０ｄはそれぞれマイクロス
トリップ１４４ａ、１４４ｂｓ　１０００％　１４４ｍ
、１４４ｎおよび１４４ｄと同軸にプリント配線基板の
フィードスルー２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ、２６０
ｍ、２６０ｎおよび２６０ｄにそれぞれ伸びている。フ
ィードスルー２６０は第４ｂ図に関連して詳細に説明さ
れている。第４ａ図に示すプリント配線基板の下側には
、伝送ライン１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｍ
、１４０ｎおよび１４０ｄがフィードスルーから結合ノ
ード３２に向かって放射状に伸び、第４ｄ図において詳
細に説明するように結合ノードに接続されている。

第４ｂ図は第４ａ図の結合装置の構造の一部を示す斜視
図である。第４ｂ図において、第４ａ図の構成要素に対
応する構成要素は同じ符号で示されている。第４ｂ図に
おいて、プリント配線基板３０ｇは非導電性基板すなわ
ち絶縁基板３１０および第４ｄ図において説明されるも
のを除いて主にアース面である下側金属化部３１２を有
している。プリント配線基板３０８はその上面上に上側
アース面領域３１４ａおよび３１４ｂ、マイクロストリ
ップ伝送ライン２６２ｂ、１２６ｂ、１４４ｂ、および
伝送ライン２４０ｂの一部を画定する別の金属化部を有
している。

第４ｂ図に示すように、アース面３１４ａおよび３１４
ｂは複数の穴３５６を有している。この穴は上側アース
面３１４ａおよび３１４ｂを下側金属化部３１２のアー
ス面部分に電気的に相互接続するメツキした貫通孔の上
側部分である。マイクロストリップ伝送ライン２６２ｂ
は伝送ライン１２６ｂおよび１４４ｂと交差するところ
まで伸びている。伝送ライン１４４ｂは貫通孔３１８を
横切って延出し、同軸ケーブル３４０ｂの中心導体２６
０ｂに接続されている。この外側導体は３４１のような
位置において下側金属化部３１２にはんだ付けされてい
る。この種の接続は本技術分野で周知のものであり、こ
れ以上の説明は必要ない。また、第４ｂ図には短絡スイ
ッチ１２８ｂおよび１４２ｂが示されているが、これら
はプリント配線基板から展開されて示されている。短絡
スイッチ１４２ｂの詳細については第４Ｃ図において説
明され、短絡スイッチ１２８ｂも同じである。

第４Ｃ図は短絡スイッチ１４２ｂの近傍の第４ｂ図のプ
リント配線基板３０８の一部を示す斜視図であり、スイ
ッチがプリント配線基板に組み立てられている。第４Ｃ
図において、第４ｂ図の構成要素に対応する（１４成要
素は同じ符号で示されている。第４Ｃ図の短絡スイッチ
１４２ｂは導電性隔膜ばね３４０によって支持された非
磁性導電性プランジャ３２０ｂを有している。隔膜ばね
３４０の外側縁部ははんだ付けなどによって穴３１８の
周囲の下側アース面３１２に電気的に接続されている。

隔膜ばね３４０の自然の位置はプランジャ３２０ｂの突
出する長さに関連して選択され、プランジャ３２０ｂの
先端部３４８が穴３１８を横切って伝送ライン１４４ｂ
から伝送ライン２４０ｂにブリッジしている導電性ブリ
ッジ要素３１６の下側面に接触しないようになっている
。３２６で示す電磁石がアース導体３１２の下側面に固
着されたフレーム３２７によって支持され、導体３２０
によって励磁されると、プランジャ３２０ｂの下側部分
に固定された磁性スラグ３２０ａを引き付ける。電磁石
３２６が励磁されると、スラグ３２０ａは上方に引かれ
、これにより導電性プランジャ３２０ｂの先端部３４８
をブリッジ用導体３１６の下側面に接触させるように押
し上げ、これにより伝送ラインをアースする。上述した
構造は、ブリッジ用導体３１６が動かず、両伝送ライン
１４４ｂおよび２４０ｂに常に接触していることを除い
て１９８８年１１月１日にプラント（Ｂｒａｎｔ　）に
発行された米国特許節４，７８２゜３１３号に記載され
ているものと同じである。

第４ａ図および第４ｂ図で説明したように、同軸導体状
の伝送ラインはプリント回路のフィードスルー点２６０
から結合ノード３２の領域まで伸びている。第４ｄ図は
プリント回路３０８の下側にある結合ノード３２の詳細
を示す斜視図である。

第４ａ図および第４ｂ図の構成要素に対応する第４ｄ図
の構成要素は同じ符号で示されている。第４ｄ図におい
て、アース導体３１２内の環状穴３９６は結合ノード３
２である別の導体領域を画定している。環状穴３９６内
において、−群の導電性接続パッド３９４ａ、３９４ｂ
、３９４ｃ、３９４ｍ・・・は抵抗を伝送ラインに相互
接続するはんだ点を形成している。接続は同じであるの
で、抵抗３９２ｂの伝送ライン３４０ｂへの接続につい
てのみ詳細に説明する。

第４ｄ図に示すように、同軸伝送ライン３４０ｂの外側
導体ははんだフィレット３８２によってアース面３１２
に接続されている。同軸伝送ライン３４０ｂの中心導体
３８４ｂは環状穴または間隙３９６の一部を横切って延
出し、はんだパッド３９４ｂにはんだ付けされている。

３９２ｂで示す矩形のチップ抵抗は端部金属化部３８６
および３９０を有している。端部金属化部３８６は導電
性パッド３９４ｂにはんだ付けされ、抵抗３９２ｂの本
体は穴または間隙３９６の一部を横切って延出し、端部
金属化部３９０は結合パッド３２の縁部に隣接している
。端部金属化部３９０および結合ノード３２の間がはん
だフィレット３８８で接続されている。

本発明の他の実施例は本技術分野に専門知識を有する者
に明らかであろう。例えば、並列に設けられた固体増幅
器モジュールについて説明したがＴＷＴ増幅器または他
の形式の増幅器を同じように並列に設けてもよい。増幅
器モジュールの代わりに、位相コヒーレントな発振器か
らの電力が同じように結合されてもよい。単一の増幅器
モジュールが保留状態に保持されるものとして説明した
が、複数のものが保留されてもよい。スイッチの同時動
作は機械的に、図示のように直列電気接続によって、ま
たは論理回路から別々に駆動されて達成されてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は所望の増幅信号を消費して好ましくない分離抵
抗を有する並列増幅器装置を示す図である。 第２図は分離装置を配列することによって分離が行われ
ている並列増幅器装置を示す図である。 第３図は本発明によるスイッチ式分離装置を有する並列
増幅器装置を示す図である。 第４ａ図は第３図の装置に対応するプリント配線基板上
の物理的レイアウトを示す骨組み図である。第４ｂ図は
内部を詳細に示すように展開され、部分的に破断されて
いる第４ａ図のプリント配線基板の一部の上側を示す斜
視図である。第４ｃ図は第４ｂ図の装置の一部を更に詳
細に示す破断斜視図である。第４ｄ図は第４ａ図の装置
の下側の結合ノードの斜視図である。 １４・・・出力ポート、２０ａ−２０ｄ・・・増幅器モ
ジュール、２１ａ−２１ｄ・・・出力ポート、２２・・
・結合ノード、２４・・・インピーダンス変換器、１２
６ａ−１２６ｄ・・・インピーダンス変換器、１２８　
ａ　−１２８ｄ　・・・短絡スイッチ、１３０ａ−１３
０ｄ・・・分離装置、１４０ａ−１４０ｄ、１４４ａ−
１４４ｄ・・・伝送ライン。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．各々が出力ポートを有し、該出力ポートに増幅され
   た信号を発生し、前記出力ポートの各々における前記増
   幅された信号の振幅は名目上等しい第１の複数の増幅器
   と、 電力結合ノートと、 各々が前記増幅器の１つの出力ポートに接続され、全て
   が前記電力結合ノードに接続され、前記第１の複数の増
   幅器からの前記増幅された信号を前記電力結合ノードに
   おいて結合するように供給する前記第１の複数に等しい
   複数の第１のインピーダンス変換器と、 各々が前記増幅器の１つの前記出力ポートに接続され、
   前記増幅器の１つ以上の出力ポートを短絡制御する前記
   第１の複数に等しい複数の制御可能な第１の短絡スイッ
   チ手段と、 第２のノードと、 各々が前記増幅器の１つの前記出力ポートから前記第２
   のノードに伸びている直列路を有する前記第１の複数に
   等しい複数のスイッチ式分離手段であって、前記直列路
   は第１および第２の縦続接続された伝送ラインを有し、
   両伝送ラインは両者間の接続点を定めており、前記第１
   および第２の伝送ラインの各々は動作周波数近傍の４分
   の１波長の奇数倍に等しい長さを有し、前記スイッチ式
   分離手段の各々は更に前記第１および第２の伝送ライン
   間の前記接続点に接続された第２の短絡スイッチ手段を
   有し、前記第２のノードから離れ、かつ関連する増幅器
   の前記出力ポートから離れている位置において前記第１
   および第２の伝送ラインを短絡し、前記スイッチ式分離
   手段の各々は前記直列路に関連する直列抵抗手段を有し
   、前記直列抵抗手段に関連する第２のスイッチ手段が開
   放しているとき、並列増幅器装置の好ましくない動作モ
   ードに関連するエネルギを消散させ、前記第２のスイッ
   チ手段は閉成しているとき、前記直列抵抗手段における
   電力の消散を防止している複数のスイッチ式分離手段と
   、 を有する周波数動作する並列増幅器装置。
2. ２．前記奇数は１である請求項１記載の装置。
3. ３．前記第１のインピーダンス変換器の各々は前記動作
   周波数における４分の１波長の第２の奇数倍に等しい長
   さを有する伝送ラインを有している請求項１記載の装置
   。
4. ４．前記第２の奇数は１である請求項３記載の装置。
5. ５．前記電力結合ノードと前記並列増幅器装置の出力ポ
   ートとの間に接続された出力インピーダンス変換手段を
   更に有する請求項４記載の装置。
6. ６．前記出力インピーダンス変換装置は前記動作周波数
   における４分の１波長の第３の奇数倍に等しい長さを有
   する第４の伝送ラインを有している請求項５記載の装置
   。
7. ７．前記第３の奇数は１である請求項６記載の装置。
8. ８．前記第１および第２の短絡スイッチ手段に接続され
   、前記増幅器の特定の１つに関連する前記第１の短絡ス
   イッチ手段が閉成状態および開放状態の１つにあるとき
   、前記増幅器の前記特定の１つに関連する前記第２の短
   絡スイッチ手段を対応する状態に制御する制御手段を更
   に有する請求項１記載の装置。
9. ９．結合されるべき相互に同相の信号を受信するように
   なっている第１の複数の受信ノードと、結合ノードと、 前記結合ノードおよび前記第１の複数の受信ノードに接
   続され、前記ノードの各々からの前記信号を相互に等し
   い位相をもって前記結合ノードに供給する手段と、 各々が前記ノードの１つに接続され、導通状態のとき、
   関連する信号に対して低いインピーダンスを示し、これ
   により前記結合ノードにおける結合を防止する前記第１
   の複数に等しい複数の第１の短絡スイッチ手段と、 第２のノードと、 前記第１の複数に等しい複数の分離装置であって、該分
   離装置の各々は前記第２のノードおよび前記受信ノード
   の１つの間に伸びた直列路を定めるように縦続接続され
   た第１および第２の伝送ラインを有し、前記第１および
   第２伝送ラインの間に中間ノードが定められ、前記分離
   装置の各々は更に前記中間ノードに接続され、前記第１
   および第２の伝送ラインを短絡する中間短絡スイッチ手
   段を有し、該中間短絡スイッチ手段は前記第１の短絡ス
   イッチ手段の１つと同時に動作するようになっている前
   記複数の分離装置と、 前記第１の複数に等しい複数の抵抗手段であって、該抵
   抗手段の１つは前記分離手段の各々の前記直列路に関連
   している前記複数の抵抗手段と、を有する結合装置。
10. １０．前記第１の伝送ラインの各々は、Ｎが奇数である
    場合、Ｎλ／４の長さを有している請求項９記載の結合
    装置。
11. １１．Ｎ＝１である請求項１０記載の結合装置。
12. １２．前記第２の伝送ラインの各々は、Ｍが奇数である
    場合、Ｍλ／４の長さを有している請求項１０記載の結
    合装置。
13. １３．Ｍ＝Ｎ＝１である請求項１２記載の結合装置。
14. １４．前記抵抗手段の各々は個別抵抗である請求項９記
    載の結合装置。
15. １５．前記抵抗手段の各々は前記中間ノードから離れた
    点において前記直列路の関連する１つに設けられている
    請求項９記載の結合装置。
16. １６．前記抵抗手段の各々は前記第２のノードに隣接し
    た点に設けられている請求項１５記載の結合装置。
17. １７．前記抵抗手段の各々は前記受信ノードの１つに隣
    接する点に設けられている請求項１５記載の結合装置。