JPH04311102A - 電力合成分配装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば極超短波帯以上
の周波数帯の互いに異なる周波数を有する２つの高周波
信号を合成し又は２つの高周波信号に分配する電力合成
分配装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に、第１の従来例のブランチライン
型ハイブリッド回路を示す（例えば、宮内ほか「通信用
マイクロ波回路」電子情報通信学会，１９８１年１０月
，ｐｐ５９参照。）。

【０００３】図９に示すように、それぞれλｇ／４の線
路長（λｇは伝送する高周波信号の伝送線路上の管内波
長である。）を有する伝送線路１１乃至１４が環状にか
つ電気的に直列に接続され、各隣接する伝送線路間の接
続点がそれぞれ入出力端子Ｔ１乃至Ｔ４として用いられ
る。ここで、当該ブランチライン型ハイブリッド回路を
電力合成装置として用いる場合の２つの入力端子Ｔ１，
Ｔ２間及び２つの出力端子Ｔ３，Ｔ４にそれぞれ接続さ
れる伝送線路１１，１３は伝送インピーダンスＺ０を有
し、入出力端子Ｔ１，Ｔ３間及び入出力端子Ｔ２，Ｔ４
間にそれぞれ接続される伝送線路１２，１４は伝送イン
ピーダンス「数１」を有し、さらに、端子Ｔ４は伝送イ
ンピーダンスＺ０に等しい抵抗ＲＬによって終端される
。

【０００４】

【数１】

【０００５】以上のように構成されたブランチライン型
ハイブリッド回路において、入力端子Ｔ１，Ｔ２にそれ
ぞれ例えば互いに周波数が異なる第１と第２の高周波信
号を入力したとき、各高周波信号が合成され、各高周波
信号の合成信号がそれぞれ電力が３ｄＢだけ低減されて
２分配された後、分配後の一方の合成信号が出力端子Ｔ
３に出力されるとともに、その他方の合成信号が出力端
子Ｔ４に出力される。このブランチライン型ハイブリッ
ド回路においては、出力端子Ｔ４を抵抗ＲＬによって終
端されているので、出力端子Ｔ４に出力される上記合成
信号は熱エネルギーとして当該抵抗ＲＬにおいて消費さ
れ、電力が３ｄＢだけ低減された上記合成信号が出力端
子Ｔ３に出力される。なお、この第１の従来例のブラン
チライン型ハイブリッド回路は可逆回路であって、公知
の通り電力分配回路として用いることができる。

【０００６】さらに、図１０に、２個のチャンネルフィ
ルタを備えアンテナ共用装置として用いられる第２の従
来例の電力合成分配装置を示す。図１０において、誘電
体共振器ＤＲ６，ＤＲ７については等価回路で示してお
り、図１０と同様のものについては同一の符号を付して
いる。

【０００７】図１０に示すように、この第２の従来例の
電力合成分配装置は、それぞれ誘電体共振器ＤＲ６，Ｄ
Ｒ７を有する帯域通過フィルタ６１，６２の各出力端子
をインピーダンス整合用伝送線路ＴＬ６１，ＴＬ６２を
介してともに電気的に出力端子Ｔ３に接続して構成して
いる。周波数ｆ１の第１の高周波信号のみを通過させる
帯域通過フィルタ６１は入出力用コイルＬ６１，Ｌ６４
と誘電体共振器ＤＲ６とから構成され、この誘電体共振
器ＤＲ６は、インダクタンスＬ６２，Ｌ６３とキャパシ
タＣ６と損失抵抗Ｒ６とが並列に接続された並列共振回
路から構成される。ここで、インダクタンスＬ６２が入
力側コイルＬ６１に誘導結合＋Ｍにより電磁的に結合さ
れるとともに、インダクタンスＬ６３が出力側コイルＬ
６４に誘導結合＋Ｍにより電磁的に結合される。また、
周波数ｆ２の第２の高周波信号のみを通過させる帯域通
過フィルタ６２が誘電体共振器ＤＲ７を備えて、信号通
過帯域が帯域通過フィルタ６１と異なることを除いて、
帯域通過フィルタ６１と同様に構成される。なお、公知
のインピーダンス整合の方法を用いて、出力端子Ｔ３の
接続点から伝送線路ＴＬ６１とコイルＬ６４を介してコ
イルＬ６４のアース端までの電気長、並びに出力端子Ｔ
３の接続点から伝送線路ＴＬ６２とコイルＬ７４を介し
てコイルＬ７４のアース端までの電気長がそれぞれλｇ
／４の奇数倍に設定される。なお、この第２の従来例の
電力合成分配装置は可逆回路であって、公知の通り電力
分配装置として用いることができる。

【０００８】以上のように構成された第２の従来例の電
力合成分配器において、入力端子Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ
第１と第２の高周波信号を各送信機から入力したとき、
第１の高周波信号は帯域通過フィルタ６１を通過して出
力端子Ｔ３に出力され、第２の高周波信号は帯域通過フ
ィルタ６２を通過して出力端子Ｔ３に出力される。信号
通過帯域が互いに異なる帯域通過フィルタ６１，６２を
用いているので、他チャンネルからの信号が信号源であ
る送信機に回り込むことを防止することができる。

【０００９】本発明者のシミュレーションによれば、例
えば無負荷Ｑ（Ｑ０）が５０，０００である各誘電体共
振器ＤＲ６，ＤＲ７を用いて第２の従来例の電力合成分
配装置を構成した場合、当該電力合成分配装置における
第１と第２の高周波信号の通過損失は１．３７［ｄＢ］
となり、第１の従来例のハイブリッド回路に比較し大幅
に低減される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１の従来例の
ハイブリッド回路では、入力された２つの高周波信号は
その電力が３ｄＢだけ低下して合成されて出力される。 また、第２の従来例の電力合成分配装置では、無負荷Ｑ
（Ｑ０）が比較的高い誘電体共振器を用いて帯域通過フ
ィルタを構成しても、高周波信号の通過損失はいまだ高
いという問題点があった。

【００１１】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来例に比較し低い通過損失で、互いに異なる周波数を有
する２つの高周波信号を合成し又は２つの高周波信号に
分配することができる電力合成分配装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の電力合成分配装置は、対をなす第１と第２の端子と
、対をなす第３と第４の端子とをそれぞれ備えた第１と
第２のハイブリッド回路と、対をなす第５と第６の端子
と、別の第７の端子とを少なくとも有し、上記第５と第
６の端子にそれぞれ入力される２つの高周波信号を、合
成される２つの高周波信号が同相となるように合成した
後、合成後の高周波信号を上記第７の端子に出力する合
成回路と、それぞれ入力端子を有し、互いに周波数が異
なる第１と第２の高周波信号が上記入力端子に入力され
るとき、上記第１と第２の高周波信号を、上記入力端子
における反射時の上記第１と第２の高周波信号の各位相
が反転関係になるように反射する第１と第２の共振回路
とを備え、上記第１のハイブリッド回路の第３の端子が
上記第２のハイブリッド回路の第１の端子に電気的に接
続され、上記第１のハイブリッド回路の第４の端子が上
記合成回路の第６の端子に電気的に接続され、上記第２
のハイブリッド回路の第２の端子が上記合成回路の第５
の端子に電気的に接続され、上記第２のハイブリッド回
路の第３の端子が上記第１の共振回路の入力端子に電気
的に接続され、上記第２のハイブリッド回路の第４の端
子が上記第２の共振回路の入力端子に電気的に接続され
たことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２記載の電力合成分配装置は
、請求項１記載の電力合成分配装置において、上記合成
回路はハイブリッド回路であることを特徴とする。

【００１４】さらに、請求項３記載の電力合成分配装置
は、請求項１記載の電力合成分配装置において、上記合
成回路はＹ型電力合成分配回路であることを特徴とする
。

【００１５】またさらに、請求項４記載の電力合成分配
装置は、請求項２記載の電力合成分配装置において、上
記合成回路はさらに、上記第７の端子と対をなす第８の
端子を有し、上記第８の端子が抵抗によって終端された
ことを特徴とする。

【００１６】

【作用】以上のように構成された請求項１記載の電力合
成分配装置において、例えば上記第１と第２の高周波信
号をそれぞれ上記第１のハイブリッド回路の第１と第２
の端子に入力したとき、上記第１のハイブリッド回路は
、上記第１と第２の高周波信号を合成した後２分配して
、分配後の一方の高周波信号を上記第３の端子を介して
上記第２のハイブリッド回路の第１の端子に出力しかつ
上記分配後の他方の高周波信号を上記第４の端子を介し
て上記合成回路の第６の端子に出力する。次いで、上記
第２のハイブリッド回路は、その第１の端子に入力され
た高周波信号を２分配し、分配後の一方の高周波信号を
その第３の端子を介して上記第１の共振回路に出力する
とともに、上記分配後の他方の高周波信号をその第４の
端子を介して上記第２の共振回路に出力する。さらに、
上記第１の共振回路は、上記入力端子に入力される第１
と第２の高周波信号を、上記入力端子における反射時の
上記第１と第２の高周波信号の各位相が反転関係になる
ように反射してその入力端子を介して上記第２のハイブ
リッド回路の第３の端子に出力する。また、上記第２の
共振回路は、上記入力端子に入力される第１と第２の高
周波信号を、上記入力端子における反射時の上記第１と
第２の高周波信号の各位相が反転関係になるように反射
してその入力端子を介して上記第２のハイブリッド回路
の第４の端子に出力する。

【００１７】次いで、上記第２のハイブリッド回路は、
その第３と第４の端子に入力された各高周波信号を合成
した後２分配して、分配後の一方の高周波信号をその第
１の端子に出力するとともに、上記分配後の他方の高周
波信号をその第２の端子に出力する。ここで、上記第１
と第２の共振回路はそれぞれ入力された上記第１と第２
の高周波信号を、上記入力端子における反射時の上記第
１と第２の高周波信号の各位相が反転関係になるように
反射して出力する。従って、上記第１と第２の高周波信
号が上記第２のハイブリッド回路の第１の端子に入力さ
れとき、その第３と第４の端子を介して上記第１と第２
の共振回路に入力された後反射されてその第３と第４の
端子を介してその第１の端子に戻る上記第１と第２の高
周波信号の各２つの高周波信号はそれぞれ逆相となり、
上記第２のハイブリッド回路の第１の端子に高周波信号
が現れない。また、このとき、上記第２のハイブリッド
回路の第３と第４の端子を介して上記第１と第２の共振
回路に入力された後反射されてその第３と第４の端子を
介してその第２の端子に戻る上記第１と第２の高周波信
号の各２つの高周波信号はそれぞれ同相となり、当該上
記第１と第２の高周波信号の各２つの高周波信号はそれ
ぞれ合成されて上記第２のハイブリッド回路の第２の端
子から上記合成回路の第５の端子に出力される。

【００１８】さらに、上記合成回路は、上記第５と第６
の端子にそれぞれ入力される２つの高周波信号を、合成
される２つの高周波信号が同相となるように合成した後
、合成後の高周波信号を上記第７の端子に出力する。

【００１９】従って、上記第１と第２の高周波信号をそ
れぞれ上記第１のハイブリッド回路の第１と第２の端子
に入力したとき、上記第２のハイブリッド回路及び上記
合成回路はそれぞれ、合成される上記第１と第２の高周
波信号の各２つの高周波信号がそれぞれ同相となるよう
に上記各２つの高周波信号を合成するので、当該電力合
成分配装置の合成処理時の通過損失は実質的に上記第１
と第２の共振回路の各反射損失のみとなり、従来例に比
較して大幅に低減された通過損失で、互いに異なる２つ
の周波数の各高周波信号を合成する電力合成分配装置を
実現することができる。

【００２０】また、上記第１と第２のハイブリッド回路
と、上記合成回路とを、それぞれ可逆回路で構成した場
合、上記合成回路の第７の端子に上記第１と第２の高周
波信号の合成信号を入力したとき、上記第１のハイブリ
ッド回路の第１と第２の端子にそれぞれ第１の高周波信
号、第２の高周波信号、又は第２の高周波信号、第１の
高周波信号を分波して出力することができ、従来例に比
較して大幅に低減された通過損失で、互いに異なる２つ
の周波数の各高周波信号に分配する電力合成分配装置を
実現することができる。

【００２１】また、請求項２記載の電力合成分配装置に
おいては、請求項１記載の電力合成分配装置において、
好ましくは、上記合成回路はハイブリッド回路である。

【００２２】さらに、請求項３記載の電力合成分配装置
においては、請求項１記載の電力合成分配装置において
、好ましくは、上記合成回路はＹ型電力合成分配回路で
ある。

【００２３】またさらに、請求項４記載の電力合成分配
装置においては、請求項２記載の電力合成分配装置にお
いて、好ましくは、上記合成回路はさらに、上記第７の
端子と対をなす第８の端子を有し、上記第８の端子が抵
抗によって終端される。当該抵抗によって当該電力合成
装置の上記第１と第２の共振回路の各反射損失と各回路
の移相量の製造上のバラツキによって上記第８の端子に
生じる電力を吸収することができる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例に
ついて説明する。なお、以下の各実施例においては、各
ハイブリッド回路及び各伝送線路における損失を無視し
て説明を行なう。

【００２５】＜第１の実施例＞図１に、本発明に係る第
１の実施例である電力合成分配装置を示す。図１におい
て、図９及び図１０と同様のものについては同一の符号
を付している。

【００２６】この第１の実施例の電力合成分配装置は、
互いに異なる周波数ｆ１，ｆ２を有する２つの高周波信
号を合成し又は２つの高周波信号に分配する電力合成分
配装置であって、いわゆる３ｄＢ方向性結合器と呼ばれ
同一の構成を有する３個のハイブリッド回路１，２，３
を備え、ハイブリッド回路１，２の各１つの端子Ｐ１４
，Ｐ２２間を電気的に接続するとともに、上記接続した
端子の対の他方の各端子Ｐ１３，Ｐ２１にそれぞれハイ
ブリッド回路３の対をなす２つの端子Ｐ３１，Ｐ３２を
接続し、さらに、ハイブリッド回路３の対をなす２つの
端子Ｐ３３，Ｐ３４にそれぞれ、入力端に入力した周波
数ｆ１，ｆ２の各高周波信号を、絶対値が比較的小さい
所定の入力端反射係数で、かつ反射される周波数ｆ１の
高周波信号の位相（当該入力端への入力時の各高周波信
号の位相を基準位相０°としたときの位相であって、以
下、反射位相という。）が９０°であって反射される周
波数ｆ２の高周波信号の反射位相が−９０°であるよう
に、すなわち反射時の周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号
の各位相が反転関係となるように反射する位相反転型共
振回路４，５を電気的に接続したことを特徴としている
。

【００２７】以下、この第１の実施例の電力合成分配装
置を電力合成装置として用いたときについて説明する。

【００２８】図１に示すように、当該電力合成分配装置
の入力端子Ｔ１，Ｔ２がそれぞれハイブリッド回路１の
入力端子Ｐ１１，Ｐ１２に接続される。ハイブリッド回
路１は、各入力端子Ｐ１１，Ｐ１２に入力された周波数
ｆ１，ｆ２の各高周波信号を合成し、各高周波信号の合
成信号をそれぞれ電力が３ｄＢだけ低下させて２分配し
た後、分配後の一方の合成信号を出力端子Ｐ１３に出力
するとともに、分配後の他方の合成信号を出力端子Ｐ１
４に出力する。ここで、出力端子Ｐ１４に出力される周
波数ｆ１の高周波信号は出力端子Ｐ１３に出力される周
波数ｆ１の高周波信号よりも９０°だけ遅い位相を有し
、出力端子Ｐ１３に出力される周波数ｆ２の高周波信号
は出力端子Ｐ１４に出力される周波数ｆ２の高周波信号
よりも９０°だけ遅い位相を有する。詳細後述するハイ
ブリッド回路２，３もハイブリッド１と同様の位相関係
で入力される各高周波信号を合成かつ分配して出力する
。

【００２９】ハイブリッド回路１の出力端子Ｐ１３は、
ハイブリッド回路３の端子Ｐ３１に接続され、その出力
端子Ｐ１４はハイブリッド回路２の入力端子Ｐ２２に接
続される。さらに、ハイブリッド回路３の各端子Ｐ３３
，Ｐ３４はそれぞれ、位相反転型共振回路４，５の入力
端に接続される。

【００３０】各位相反転型共振回路４，５の入力端に周
波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号を入力したとき、各共振
回路４，５は、入力される各高周波信号を、所定の入力
端反射係数で、かつ反射される周波数ｆ１の高周波信号
の反射位相が９０°であって反射される周波数ｆ２の高
周波信号の反射位相が−９０°であるように反射して入
力端に出力する。ハイブリッド回路３の端子Ｐ３２はハ
イブリッド回路２の入力端子Ｐ２１に接続される。ハイ
ブリッド回路３は可逆回路であって、ハイブリッド回路
１と同様に動作する。

【００３１】ハイブリッド回路２は、ハイブリッド回路
１と同様に、各入力端子Ｐ２１，Ｐ２２に入力された各
高周波信号を合成した後２分配し、電力が３ｄＢだけ低
下した各高周波信号の合成信号を出力端子Ｐ２３，Ｐ２
４に出力する。さらに、ハイブリッド回路２の出力端子
Ｐ２３は当該電力合成分配装置の出力端子Ｔ３に接続さ
れ、ハイブリッド回路２の出力端子Ｐ２４は出力端子Ｔ
４に接続され、当該出力端子Ｔ４が伝送インピーダンス
Ｚ０に等しい終端抵抗ＲＬによって終端される。

【００３２】以上のように構成された電力合成分配装置
において、周波数ｆ１の高周波信号を入力端子Ｔ１を介
してハイブリッド回路１の入力端子Ｐ１１に入力しかつ
周波数ｆ２の高周波信号を入力端子Ｔ２を介してハイブ
リッド回路１の入力端子Ｐ１２に入力したとき、ハイブ
リッド回路１は、各入力端子Ｐ１１，Ｐ１２に入力され
た各高周波信号を合成した後２分配し、電力が３ｄＢだ
け低下した各高周波信号の一方の合成信号を出力端子Ｐ
１３を介してハイブリッド回路３の端子Ｐ３１に出力す
るとともに、その他方の合成信号を出力端子Ｐ１４を介
してハイブリッド回路２の入力端子Ｐ２２に出力する。

【００３３】ハイブリッド回路３は端子Ｐ３１に入力さ
れた高周波信号を２分配した後、ハイブリッド回路１の
上述した位相関係と同様の位相関係で、分配後の一方の
高周波信号を端子Ｐ３３を介して位相反転型共振回路４
に出力するとともに、その他方の高周波信号を端子Ｐ３
４を介して位相反転型共振回路５に出力する。ここで、
各位相反転型共振回路４，５に入力された高周波信号に
は、周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号が含まれ、位相反
転型共振回路４は、入力端に入力された各高周波信号を
、所定の入力端反射係数で、かつ反射される周波数ｆ１
の高周波信号の反射位相が９０°であって反射される周
波数ｆ２の高周波信号の反射位相が−９０°であるよう
に反射して当該入力端を介してハイブリッド回路３の端
子Ｐ３３に出力し、また、位相反転型共振回路５は位相
反転型共振回路４と同様に、入力端に入力された各高周
波信号を反射して当該入力端を介してハイブリッド回路
３の端子Ｐ３４に出力する。

【００３４】ハイブリッド回路３は、各端子Ｐ３３，Ｐ
３４に入力された各高周波信号を合成した後２分配し、
電力が３ｄＢだけ低下した各高周波信号の一方の合成信
号を出力端子Ｐ３１に出力するとともに、その他方の合
成信号を出力端子Ｐ３２を介してハイブリッド回路２の
入力端子Ｐ２１に出力する。さらに、ハイブリッド回路
２は、各入力端子Ｐ２１，Ｐ２２に入力された各高周波
信号を合成した後２分配し、電力が３ｄＢだけ低下した
各高周波信号の一方の合成信号を出力端子Ｐ２３を介し
て出力端子Ｔ３に出力するとともに、その他方の合成信
号を出力端子Ｐ２４及び出力端子Ｔ４を介して終端抵抗
ＲＬに出力する。

【００３５】この第１の実施例の電力合成分配装置を電
力合成回路として用いたときの各設定点における周波数
ｆ１，ｆ２の各高周波信号の位相を、表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１においては、入力端子Ｔ１及びＴ２に
入力される各高周波信号の位相を基準位相０°としたと
きの周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号の位相θを０°≦
θ＜３６０°の範囲で示している。

【００３８】表１から明らかなように、ハイブリッド回
路３の端子Ｐ３１に入力された各高周波信号は、ハイブ
リッド回路３によってＴＢ１に示すように上述の位相関
係で２分配されて各端子Ｐ３３，Ｐ３４を介して各位相
反転型共振回路４，５に出力される。次いで、ＴＢ２に
示すように、位相反転型共振回路４は、入力端に入力さ
れた各高周波信号を、周波数ｆ１の高周波信号をその位
相を９０°だけ遅延させて反射し、かつ周波数ｆ２の高
周波信号をその位相を−９０°だけ遅延させて反射して
、各高周波信号を当該入力端子を介してハイブリッド回
路３の端子Ｐ３３に出力し、位相反転型共振回路５は、
位相反転型共振回路４と同様に、入力端に入力された各
高周波信号を反射して当該入力端を介してハイブリッド
回路３の端子Ｐ３４に出力する。

【００３９】次いで、ハイブリッド回路３は、各端子Ｐ
３３，Ｐ３４に入力された各高周波信号を上述の位相関
係で合成しかつ分配して端子Ｐ３１，Ｐ３２に出力する
。すなわち、表１のＴＢ３に示すように、ハイブリッド
回路３の端子Ｐ３３から当該ハイブリッド回路３を介し
て端子Ｐ３２に出力される周波数ｆ１，ｆ２の各高周波
信号はそれぞれ、ハイブリッド回路３の端子Ｐ３４から
当該ハイブリッド回路３を介して端子Ｐ３２に出力され
る周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号と同相となり、一方
、ＴＢ４に示すように、ハイブリッド回路３の端子Ｐ３
３から当該ハイブリッド回路３を介して端子Ｐ３１に出
力される周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号はそれぞれ、
ハイブリッド回路３の端子Ｐ３４から当該ハイブリッド
回路３を介して端子Ｐ３１に出力される周波数ｆ１，ｆ
２の各高周波信号と逆相となる。従って、ハイブリッド
回路３の端子Ｐ３２において、各位相反転型共振回路４
，５から反射してきた周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号
がともに同相となって合成されてハイブリッド回路２の
入力端子Ｐ２１に出力され、一方、端子Ｐ３１において
、上記反射してきた周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号が
ともに逆相となって打ち消し合って出力されず、ハイブ
リッド回路１側に高周波信号が反射することはない。

【００４０】さらに、ハイブリッド回路２は、各端子Ｐ
２１，Ｐ２２に入力された各高周波信号を上述の位相関
係で合成しかつ分配して端子Ｐ２３，Ｐ２４に出力する
。すなわち、表１のＴＢ５に示すように、ハイブリッド
回路２の入力端子Ｐ２１から当該ハイブリッド回路２を
介して出力端子Ｔ３に出力される周波数ｆ１，ｆ２の各
高周波信号はそれぞれ、ハイブリッド回路２の入力端子
Ｐ２２から当該ハイブリッド回路２を介して出力端子Ｔ
３に出力される周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号と同相
となり、一方、ＴＢ６に示すように、ハイブリッド回路
２の入力端子Ｐ２１から当該ハイブリッド回路２を介し
て出力端子Ｔ４に出力される周波数ｆ１，ｆ２の各高周
波信号はそれぞれ、ハイブリッド回路２の入力端子Ｐ２
２から当該ハイブリッド回路２を介して出力端子Ｔ４に
出力される周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号と逆相とな
る。従って、出力端子Ｔ３において、周波数ｆ１，ｆ２
の各高周波信号がともに同相となって合成されて出力さ
れ、一方、出力端子Ｔ４において、周波数ｆ１，ｆ２の
各高周波信号がともに逆相となって打ち消し合ってほと
んど出力されない。従って、以上のように構成された電
力合成分配装置の通過損失は、実質的に、位相反転型共
振回路４，５の反射損失のみとなり、従来例に比較し大
幅に低減された通過損失を有する電力合成分配装置を実
現することができる。

【００４１】なお、各位相反転型共振回路４，５の各反
射損失と各回路の移相量の製造上のバラツキにより出力
端子Ｔ４に高周波信号が生じることがあるため、本実施
例の装置では、その高周波信号の電力を吸収するため、
出力端子Ｔ４を抵抗ＲＬで終端している。

【００４２】本実施例の電力合成分配装置においては、
位相θ１，θ２を有する２つの高周波信号をそれぞれハ
イブリッド回路２又は３の入力端子Ｐ２１，Ｐ２２、又
は端子Ｐ３４，Ｐ３３に入力するときに、θ２−θ１＝
２ｎπ＋π／２（ただし、ｎは自然数である。）の関係
で各高周波信号を入力すると、ハイブリッド回路２又は
３の出力端子Ｐ２３又は端子Ｐ３２には各高周波信号の
合成信号が出力されるが、出力端子Ｐ２４又はＰ３１に
合成信号が出力されないというハイブリッド回路２，３
の特徴を利用している。すなわち、このハイブリッド回
路３の特徴を利用するとともに、ハイブリッド回路３と
位相反転型共振回路４，５を組み合わせることによって
、ハイブリッド回路１の出力端子Ｐ１３から出力される
周波数ｆ１，ｆ２の各高周波信号をともに通過させると
ともに、表１から明らかなように、周波数ｆ１の高周波
信号のみの位相を反転させる位相反転型帯域通過フィル
タを構成している。また、上記位相反転型帯域通過フィ
ルタを通過させたハイブリッド回路１による分配後の一
方の合成信号と、上記位相反転型帯域通過フィルタを通
過させない上記分配後の他方の合成信号とを、ハイブリ
ッド回路２によってその上記特徴を利用して合成するこ
とによって、上述のように、大幅に通過損失が低減され
た電力合成分配装置を実現している。

【００４３】以上の第１の実施例の説明においては、当
該電力合成分配装置を電力合成装置として用いたときに
ついて説明しているが、当該電力合成装置の各回路はそ
れぞれ可逆回路であるので、電力分配装置として用いる
ことができる。すなわち、当該装置の端子Ｔ３に、周波
数ｆ１，ｆ２の各高周波信号の合成信号を入力したとき
、端子Ｔ１に周波数ｆ１の高周波信号が出力されるとと
もに、端子Ｔ２に周波数ｆ２の高周波信号が出力される
。

【００４４】以上の第１の実施例における各伝送線路は
、例えば導波管、マイクロストリップ線路、トリプレー
ト線路、同軸線路などのマイクロ波線路、準ミリ波線路
、又はミリ波線路で公知のように実現することができる
。

【００４５】以上の第１の実施例において、各位相反転
型共振回路４，５の反射損失のため、ハイブリッド回路
２の入力端子Ｐ２１に入力される合成信号のレベルは、
入力端子Ｐ２２に入力される合成信号のレベルに比較し
低くなるが、このレベル差を無くするため、ハイブリッ
ド回路１の出力端子Ｐ１４とハイブリッド回路２の入力
端子Ｐ２２との間に、ハイブリッド回路３と各位相反転
型共振回路４，５を透過するときの損失（実質的には、
各位相反転型共振回路４，５による損失）に等しい減衰
器を挿入してもよい。

【００４６】以上の第１の実施例において、ハイブリッ
ド回路２を用いているが、本発明はこれに限らず、図３
に示すように、ハイブリッド回路２に代えてＹ型電力合
成分配回路７を用いてもよい。この変形例におけるＹ型
電力合成分配回路７は、３個の伝送線路ＴＬ７１乃至Ｔ
Ｌ７３からなり、入力端子Ｐ２１は、λｇ／４の線路長
を有する伝送インピーダンス「数２」の伝送線路ＴＬ７
３を介して出力端子Ｔ３に電気的に接続され、入力端子
Ｐ２２は、λｇ／４の線路長を有する伝送インピーダン
スＺ０の伝送線路ＴＬ７１と、λｇ／４の線路長を有す
る伝送インピーダンス「数２」の伝送線路ＴＬ７２とを
介して出力端子Ｔ３に電気的に接続される。ここで、λ
ｇは次の「数３」で定義される中心周波数ｆ０における
各伝送線路上の管内波長であり、以下の実施例において
も同様である。

【００４７】

【数２】

【数３】

【００４８】さらに、図５に図示したＹ型電力合成分配
回路に代わりに、例えばＷｉｌｋｉｎｓｏｎ同軸型合成
分配器などの電力合成分配器を用いてもよい。

【００４９】＜第２の実施例＞図２に、本発明に係る第
２の実施例である電力合成分配装置を示す。図２におい
て、誘電体共振器ＤＲ１，ＤＲ２については等価回路で
図示しており、図１と同様のものについては同一の符号
を付している。

【００５０】この第２の実施例の電力合成分配装置は、
第１の実施例の電力合成分配装置におけるハイブリッド
回路１，２，３としてそれぞれブランチライン型ハイブ
リッド回路を用い、位相反転型共振回路４，５としてそ
れぞれ誘電体共振器ＤＲ１，ＤＲ２からなる各並列共振
回路を用いたことを特徴としている。

【００５１】以下、この第２の実施例の電力合成分配装
置を電力合成装置として用いたときについて説明する。

【００５２】図２に示すように、ハイブリッド回路１は
、環状にかつ電気的に直列に接続されそれぞれλｇ／４
の線路長を有する伝送線路１１乃至１４から構成され、
伝送線路１１の両端に入力端子Ｐ１１，Ｐ１２を有し、
伝送線路１３の両端に出力端子Ｐ１３，Ｐ１４を有する
。ここで、各伝送線路１１，１３はそれぞれ伝送インピ
ーダンスＺ０を有し、また、各伝送線路１２，１４はそ
れぞれ伝送インピーダンス「数１」を有する。各入力端
子Ｐ１１，Ｐ１２はそれぞれ、入力端子Ｔ１，Ｔ２に接
続される。また、出力端子Ｐ１３は、λｇの線路長を有
する伝送インピーダンスＺ０の伝送線路ＴＬ２を介して
ハイブリッド回路３の端子Ｐ３１に接続され、出力端子
Ｐ１４はλｇの線路長を有する伝送インピーダンスＺ０
の伝送線路ＴＬ１を介してハイブリッド回路２の入力端
子Ｐ２２に接続される。

【００５３】ハイブリッド回路３は、ハイブリッド回路
１と同様に、環状にかつ電気的に直列に接続されそれぞ
れλｇ／４の線路長を有する伝送線路３１乃至３４から
構成され、伝送線路３１の両端に端子Ｐ３１，Ｐ３２を
有し、伝送線路３３の両端に端子Ｐ３３，Ｐ３４を有す
る。ここで、端子Ｐ３３は、伝送インピーダンスＺ０の
インピーダンス整合及び移相量調整用伝送線路ＴＬ１１
及び位相反転型共振回路４の入出力用コイルＬ１１を介
してコイルＬ１１のアース端に接続され、端子Ｐ３４は
、伝送インピーダンスＺ０のインピーダンス整合及び移
相量調整用伝送線路ＴＬ１２及び位相反転型共振回路５
の入出力用コイルＬ２１を介してコイルＬ２１のアース
端に接続される。また、端子Ｐ３２はλｇの線路長を有
する伝送インピーダンスＺ０の伝送線路ＴＬ３を介して
ハイブリッド回路２の入力端子Ｐ２１に接続される。

【００５４】位相反転型共振回路４は、伝送線路ＴＬ１
１と入出力用コイルＬ１１と誘電体共振器ＤＲ１とから
構成され、この誘電体共振器ＤＲ１は、インダクタンス
Ｌ１２，Ｌ１３とキャパシタＣ１と損失抵抗Ｒ１とが並
列に接続されかつ各素子の一端がアースに接続された並
列共振回路から構成される。ここで、インダクタンスＬ
１２が入出力用コイルＬ１１に誘導結合＋Ｍにより電磁
的に結合され、入出力用コイルＬ１１の一端は伝送線路
ＴＬ１１に接続され、その他端はアースに接続される。 また、位相反転型共振回路５は、位相反転型共振回路４
と同様に、伝送線路ＴＬ１２と入出力用コイルＬ２１と
誘電体共振器ＤＲ２とから構成され、この誘電体共振器
ＤＲ２は、インダクタンスＬ２２，Ｌ２３とキャパシタ
Ｃ２と損失抵抗Ｒ２とが並列に接続されかつ各素子の一
端がアースに接続された並列共振回路から構成される。 ここで、インダクタンスＬ２２が入出力用コイルＬ２１
に誘導結合＋Ｍにより電磁的に結合され、入出力用コイ
ルＬ２１の一端は伝送線路ＴＬ１２に接続され、その他
端はアースに接続される。本実施例においては、ハイブ
リッド回路３の端子Ｐ３３から伝送線路ＴＬ１１及びコ
イルＬ１１を介してコイルＬ１１のアース端までの電気
長と、ハイブリッド回路３の端子Ｐ３４から伝送線路Ｔ
Ｌ１２及びコイルＬ２１を介してコイルＬ２１のアース
端までの電気長とがそれぞれ、λｇ／２に設定されてい
る。この電気長の設定によって、各端子Ｐ３３，Ｐ３４
から出力された高周波信号がそれぞれ各位相反転型共振
回路４，５に入力された後、反射して再び各端子Ｐ３３
，Ｐ３４に入力するときの当該伝送線路ＴＬ１１又はＴ
Ｌ１２とコイルＬ１１又はＬ１２による各高周波信号の
移相量が０°となるように設定されている。

【００５５】ハイブリッド回路２は、ハイブリッド回路
１と同様に、環状にかつ電気的に直列に接続されそれぞ
れλｇ／４の線路長を有する伝送線路２１乃至２４から
構成され、伝送線路２１の両端に入力端子Ｐ２１，Ｐ２
２を有し、伝送線路２３の両端に出力端子Ｐ２３，Ｐ２
４を有する。ここで、出力端子Ｐ２３は当該電力合成分
配装置の出力端子Ｔ３に接続され、出力端子Ｐ２４は出
力端子Ｔ４に接続され、その出力端子Ｔ４は伝送インピ
ーダンスＺ０に等しい抵抗ＲＬによって終端される。

【００５６】以上のように構成された第２の実施例の電
力合成分配装置は、第１の実施例と同様に動作し、当該
電力合成分配装置を構成する各回路はそれぞれ可逆回路
であるので、第１の実施例と同様に、電力分配装置とし
て用いることができる。

【００５７】誘電体共振器ＤＲ１又はＤＲ２と伝送線路
ＴＬ１１又はＴＬ１２とを備えた位相反転型共振回路４
，５についてシミュレーションを行い、そのシミュレー
ションの結果得られた入力端反射係数と入力端反射信号
の位相の各周波数特性を図４に示す。ここで、入力端反
射信号の位相は、上述のように入力端に入力された高周
波信号の位相を基準位相０°としたときに各位相反転型
共振回路４，５から出力される反射信号の反射位相であ
って、各位相反転型共振回路４，５内の各誘電体共振器
ＤＲ１，ＤＲ２の無負荷Ｑ（Ｑ０）を５０，０００と設
定し、また、図中の周波数差Δｆは次の「数４」で定義
される。

【００５８】

【数４】

【００５９】なお、このシミュレーションにおいては、
ｆ１＜ｆ２，及びΔｆ／ｆ１≒１．７６×１０−４≪１
，Δｆ／ｆ２≒１．７４×１０−４≪１と設定し、すな
わち周波数ｆ１と周波数ｆ２は互いに近傍した周波数と
なるように設定している。

【００６０】図４から明らかなように、各位相反転型共
振回路４，５は、周波数ｆ１の高周波信号を約１．０［
ｄＢ］の反射損失でかつ約９０°の反射位相で反射し、
周波数ｆ２の高周波信号を約０．８［ｄＢ］の反射損失
でかつ約−９０°の反射位相で反射することがわかる。

【００６１】さらに、図４に図示した周波数特性を有す
る各位相反転型共振回路４，５を備えた第２の実施例の
電力合成分配装置と第２の従来例の電力合成分配装置に
ついてシミュレーションを行い、当該シミュレーション
において正方向透過係数Ｓ３１，Ｓ３２の各周波数特性
と、入力端間透過係数Ｓ２１の周波数特性と、出力端反
射係数Ｓ３３の周波数特性とを測定した。このシミュレ
ーションの結果得られた正方向透過係数Ｓ３１，Ｓ３２
の各周波数特性を図５及び図６に示す。ここで、正方向
透過係数Ｓ３１は入力端子Ｔ１から出力端子Ｔ３への正
方向の透過係数であり、正方向透過係数Ｓ３２は入力端
子Ｔ２から出力端子Ｔ３への正方向の透過係数である。

【００６２】図５と図６から明らかなように、第２の実
施例の電力合成分配装置の正方向透過係数Ｓ３１，Ｓ３
２はそれぞれ周波数ｆ１，ｆ２において最大となる。こ
こで、第２の実施例の正方向透過係数Ｓ３１は周波数ｆ
１において約−０．５８［ｄＢ］であり、第２の従来例
の約−１．３７［ｄＢ］に比較し大幅に増大し、また、
第２の実施例の正方向透過係数Ｓ３２は周波数ｆ２にお
いて約−０．５２［ｄＢ］であり、第２の従来例の約−
１．３７［ｄＢ］に比較し大幅に増大している。すなわ
ち、周波数ｆ１，ｆ２における通過損失が第２の従来例
に比較し大幅に低減されていることがわかる。

【００６３】また、上記シミュレーションの結果得られ
た入力端間透過係数Ｓ２１の周波数特性を図７に示す。 この入力端間透過係数Ｓ２１は、出力端子Ｔ３を伝送イ
ンピーダンスＺ０に等しい抵抗によって終端したときの
入力端子Ｔ１から入力端子Ｔ２への透過係数、すなわち
入力端子Ｔ１，Ｔ２間のアイソレーションを示す係数で
ある。

【００６４】図７から明らかなように、第２の従来例の
入力端子Ｔ１，Ｔ２間のアイソレーションは、周波数ｆ
１，ｆ２において約１０［ｄＢ］であるが、第２の実施
例の入力端子Ｔ１，Ｔ２間のアイソレーションは、周波
数ｆ１において約６３［ｄＢ］であり、周波数ｆ２にお
いて約７０［ｄＢ］であるので、第２の実施例の電力合
成分配装置は大幅に増大されたアイソレーションを有す
る。 従って、各入力端子Ｔ１，Ｔ２において、周波数ｆ１の
高周波信号と周波数ｆ２の高周波信号との結合がほとん
どないといえる。

【００６５】さらに、各入力端子Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ
伝送インピーダンスＺ０に等しい抵抗によって終端した
ときの出力端子Ｔ３における出力端反射係数Ｓ３３の周
波数特性を図８に示す。

【００６６】図８から明らかなように、第２の従来例の
出力端反射係数Ｓ３３は、周波数ｆ１において約−２０
［ｄＢ］であり、周波数ｆ２において約−１３［ｄＢ］
であるが、第２の実施例の出力端反射係数Ｓ３３は、周
波数ｆ１において約−６５［ｄＢ］であり、周波数ｆ２
において約−６０［ｄＢ］であるので、第２の実施例の
電力合成分配装置は大幅に低減された出力端反射係数Ｓ
３３を有する。従って、出力端子Ｔ３に接続される回路
とのインピーダンス整合を第２の従来例に比較し良好に
行うことができる。

【００６７】以上の第２の実施例において、ブランチラ
イン型ハイブリッド回路１，２，３を用いているが、本
発明はこれに限らず、１／４波長分布結合型ハイブリッ
ド回路、ラットレース型ハイブリッド回路、位相反転型
ハイブリッドリング回路などの他の種類のハイブリッド
回路又は３ｄＢ方向性結合器を用いてもよい。

【００６８】以上の第２の実施例において、それぞれ誘
電体共振器ＤＲ１，ＤＲ２を備えた各位相反転型共振回
路４，５を用いているが、本発明はこれに限らず、共振
器としては空洞共振器等で構成してもよく、また、分布
定数回路又は集中定数回路で構成された直列共振回路又
は並列共振回路を用いて上記各位相反転型共振回路４，
５を構成してもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る電力合
成分配装置においては、対をなす第１と第２の端子と、
対をなす第３と第４の端子とをそれぞれ備えた第１と第
２のハイブリッド回路と、対をなす第５と第６の端子と
、別の第７の端子とを少なくとも有し、上記第５と第６
の端子にそれぞれ入力される２つの高周波信号を、合成
される２つの高周波信号が同相となるように合成した後
、合成後の高周波信号を上記第７の端子に出力する合成
回路と、それぞれ入力端子を有し、互いに周波数が異な
る第１と第２の高周波信号が上記入力端子に入力される
とき、上記第１と第２の高周波信号を、上記入力端子に
おける反射時の上記第１と第２の高周波信号の各位相が
反転関係になるように反射する第１と第２の共振回路と
を備え、上記第１のハイブリッド回路の第３の端子が上
記第２のハイブリッド回路の第１の端子に電気的に接続
され、上記第１のハイブリッド回路の第４の端子が上記
合成回路の第６の端子に電気的に接続され、上記第２の
ハイブリッド回路の第２の端子が上記合成回路の第５の
端子に電気的に接続され、上記第２のハイブリッド回路
の第３の端子が上記第１の共振回路の入力端子に電気的
に接続され、上記第２のハイブリッド回路の第４の端子
が上記第２の共振回路の入力端子に電気的に接続されて
いる。

【００７０】従って、上記第２のハイブリッド回路及び
上記合成回路はそれぞれ、合成される上記第１と第２の
高周波信号の各２つの高周波信号が同相となるように上
記各２つの高周波信号を合成するので、当該電力合成分
配装置の合成処理時の通過損失は実質的に上記第１と第
２の共振回路の各反射損失のみとなり、従来例に比較し
て大幅に低減された通過損失で、互いに異なる２つの周
波数の各高周波信号を合成する電力合成分配装置を実現
することができる。

【００７１】また、上記第１と第２のハイブリッド回路
と、上記合成回路とを、それぞれ可逆回路で構成した場
合、上記合成回路の第７の端子に上記第１と第２の高周
波信号の合成信号を入力したとき、上記第１のハイブリ
ッド回路の第１と第２の端子にそれぞれ第１の高周波信
号、第２の高周波信号、又は第２の高周波信号、第１の
高周波信号を分波して出力することができ、従来例に比
較して大幅に低減された通過損失で、互いに異なる２つ
の周波数の各高周波信号に分配する電力合成分配装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に係る第１の実施例である電力合成
分配装置のブロック図である。

【図２】　　本発明に係る第２の実施例である電力合成
分配装置のブロック図である。

【図３】　　本発明に係る第１の実施例の変形例である
電力合成分配装置のブロック図である。

【図４】　　図２に図示した電力合成分配装置において
用いる位相反転型共振回路の入力端反射係数と入力端反
射信号の位相の各周波数特性を示すグラフである。

【図５】　　図２に図示した電力合成分配装置と第２の
従来例の電力合成分配装置の正方向透過係数Ｓ３１，Ｓ
３２の各周波数特性を示すグラフである。

【図６】　　図７に図示した周波数特性の一部を拡大し
たグラフである。

【図７】　　図２に図示した電力合成分配装置と第２の
従来例の電力合成分配装置の入力端間透過係数Ｓ２１の
周波数特性を示すグラフである。

【図８】　　図２に図示した電力合成分配装置と第２の
従来例の電力合成分配装置の出力端反射係数Ｓ３３の周
波数特性を示すグラフである。

【図９】　　第１の従来例のブランチライン型ハイブリ
ッド回路のブロック図である。

【図１０】　　２個のチャンネルフィルタを備えアンテ
ナ共用装置として用いられる第２の従来例の電力合成分
配装置のブロック図である。

【符号の説明】

１，２，３…ハイブリッド回路、 ４，５…位相反転型共振回路、 ７…Ｙ型電力合成分配回路、 Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２…入力端子、Ｐ１３，
Ｐ１４，Ｐ２３，Ｐ２４…出力端子、Ｐ３１，Ｐ３２，
Ｐ３３，Ｐ３４…端子、ＲＬ…抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　対をなす第１と第２の端子と、対をな
   す第３と第４の端子とをそれぞれ備えた第１と第２のハ
   イブリッド回路と、対をなす第５と第６の端子と、別の
   第７の端子とを少なくとも有し、上記第５と第６の端子
   にそれぞれ入力される２つの高周波信号を、合成される
   ２つの高周波信号が同相となるように合成した後、合成
   後の高周波信号を上記第７の端子に出力する合成回路と
   、それぞれ入力端子を有し、互いに周波数が異なる第１
   と第２の高周波信号が上記入力端子に入力されるとき、
   上記第１と第２の高周波信号を、上記入力端子における
   反射時の上記第１と第２の高周波信号の各位相が反転関
   係になるように反射する第１と第２の共振回路とを備え
   、上記第１のハイブリッド回路の第３の端子が上記第２
   のハイブリッド回路の第１の端子に電気的に接続され、
   上記第１のハイブリッド回路の第４の端子が上記合成回
   路の第６の端子に電気的に接続され、上記第２のハイブ
   リッド回路の第２の端子が上記合成回路の第５の端子に
   電気的に接続され、上記第２のハイブリッド回路の第３
   の端子が上記第１の共振回路の入力端子に電気的に接続
   され、上記第２のハイブリッド回路の第４の端子が上記
   第２の共振回路の入力端子に電気的に接続されたことを
   特徴とする電力合成分配装置。
2. 【請求項２】　　上記合成回路はハイブリッド回路であ
   ることを特徴とする請求項１記載の電力合成分配装置。
3. 【請求項３】　　上記合成回路はＹ型電力合成分配回路
   であることを特徴とする請求項１記載の電力合成分配装
   置。
4. 【請求項４】　　上記合成回路はさらに、上記第７の端
   子と対をなす第８の端子を有し、上記第８の端子が抵抗
   によって終端されたことを特徴とする請求項２記載の電
   力合成分配装置。