JPH06216612A - 多重ポートマイクロ波カップラー - Google Patents
多重ポートマイクロ波カップラーInfo
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- JPH06216612A JPH06216612A JP18686892A JP18686892A JPH06216612A JP H06216612 A JPH06216612 A JP H06216612A JP 18686892 A JP18686892 A JP 18686892A JP 18686892 A JP18686892 A JP 18686892A JP H06216612 A JPH06216612 A JP H06216612A
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- Japan
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- coupler
- hybrid
- couplers
- hybrid couplers
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Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
- H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
- H01Q3/40—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with phasing matrix
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】クロスオーバの数を減少する。
【構成】多重ポートマイクロ波カップラーは８個の入力
ポートIn１、In２、In３、In４、In５、In６、In７及び
In８及び８個の出力ポートOut １、Out ２、Out ３、Ou
t ４、Out ５、Out ６、Out ７及びOut ８を有してお
り、１２個の２×２ハイブリッドカップラーから合成さ
れ、第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ、第２の組Ｅ、Ｆ、Ｇ及
びＨ、及び第３の組Ｉ、Ｊ、Ｋの３つの組として構成さ
れる。送信ラインの第１群１１、１２、１３、１４、１
５、１６、１７及び１８は、ハイブリットカッフラーの
第１及び第２の組を相互接続し、送信ラインの第２の群
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７及び２８
は、ハイブリットカップラーの第２及び第３の群を相互
接続する。第１の組は、略１行で配置され、第２及び第
３の組は半分宛この行の一方側と他方側にに配置され
る。
ポートIn１、In２、In３、In４、In５、In６、In７及び
In８及び８個の出力ポートOut １、Out ２、Out ３、Ou
t ４、Out ５、Out ６、Out ７及びOut ８を有してお
り、１２個の２×２ハイブリッドカップラーから合成さ
れ、第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ、第２の組Ｅ、Ｆ、Ｇ及
びＨ、及び第３の組Ｉ、Ｊ、Ｋの３つの組として構成さ
れる。送信ラインの第１群１１、１２、１３、１４、１
５、１６、１７及び１８は、ハイブリットカッフラーの
第１及び第２の組を相互接続し、送信ラインの第２の群
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７及び２８
は、ハイブリットカップラーの第２及び第３の群を相互
接続する。第１の組は、略１行で配置され、第２及び第
３の組は半分宛この行の一方側と他方側にに配置され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多重ポートマイクロ波
カップラーに関し、除外的ではないが、特に衛星の多重
ビームアンテナ用ビーム形成ネットワークの一部として
使用される。
カップラーに関し、除外的ではないが、特に衛星の多重
ビームアンテナ用ビーム形成ネットワークの一部として
使用される。
【０００２】
【従来の技術】この様な多重ポートマイクロ波カップラ
ーが、マイクロ波周波数送信の技術で良く知られてお
り、４つのポート、即ち２つの入力ポート及び２つの出
力ポートを有するハイブリッドカップラーから通常な
る。この様なハイブリッドカップラーは２×２ハイブリ
ッドカップラーと通常呼ばれており、以下の特徴を有し
ている。
ーが、マイクロ波周波数送信の技術で良く知られてお
り、４つのポート、即ち２つの入力ポート及び２つの出
力ポートを有するハイブリッドカップラーから通常な
る。この様なハイブリッドカップラーは２×２ハイブリ
ッドカップラーと通常呼ばれており、以下の特徴を有し
ている。
【０００３】１．マイクロ波信号が入力ポートの一つに
加わる時、両出力ポートに現れる複合電圧の振幅が等し
く、他の出力ポートに電力は現れない。 ２．等振幅マイクロ波信号は両入力ポートに加わる時、
２つの入力信号の相対位相を適当に選択することによ
り、全電力を出力ポートの一方のみに発生することが出
来る。
加わる時、両出力ポートに現れる複合電圧の振幅が等し
く、他の出力ポートに電力は現れない。 ２．等振幅マイクロ波信号は両入力ポートに加わる時、
２つの入力信号の相対位相を適当に選択することによ
り、全電力を出力ポートの一方のみに発生することが出
来る。
【０００４】しかしながら、ある種の応用において、例
えば多重ビームアンテナ用ビーム形成ネットワークにお
いては、より高い次数のカップラーが必要とされる。こ
の様なより高い次数のカップラーは、等しい数の入力ポ
ート及び出力ポートを有しており、２ｎ個のポートを有
するカップラーはｎ×ｎカップラーと通常呼ばれる。ハ
イブリッド次数が２の冪である場合、この様なより高い
次数のカップラーは、送信ラインによって相互に接続さ
れた２×２ハイブリッドカップラーの組み合わせから合
成することができる。
えば多重ビームアンテナ用ビーム形成ネットワークにお
いては、より高い次数のカップラーが必要とされる。こ
の様なより高い次数のカップラーは、等しい数の入力ポ
ート及び出力ポートを有しており、２ｎ個のポートを有
するカップラーはｎ×ｎカップラーと通常呼ばれる。ハ
イブリッド次数が２の冪である場合、この様なより高い
次数のカップラーは、送信ラインによって相互に接続さ
れた２×２ハイブリッドカップラーの組み合わせから合
成することができる。
【０００５】より高い次数のカップラーを２×２ハイブ
リッドカップラーから合成する際に、２×２ハイブリッ
ドカップラーを相互接続する送信ラインは本質的に互い
に交差する。最も単純なより高い次数のカップラーを用
いて、ハイブリッド次数ｎは二乗であり、４個のみの２
×２ハイブリッドカップラーが４×４カップラーを提供
するために必要とされる。この構成は送信ライン間に一
つの「クロスオーバ」をもたらすだけであり、４つの２
×２ハイブリッドカップラーの位置を再構成して、この
単一の「クロスオーバ」を避けることが知られている。
リッドカップラーから合成する際に、２×２ハイブリッ
ドカップラーを相互接続する送信ラインは本質的に互い
に交差する。最も単純なより高い次数のカップラーを用
いて、ハイブリッド次数ｎは二乗であり、４個のみの２
×２ハイブリッドカップラーが４×４カップラーを提供
するために必要とされる。この構成は送信ライン間に一
つの「クロスオーバ」をもたらすだけであり、４つの２
×２ハイブリッドカップラーの位置を再構成して、この
単一の「クロスオーバ」を避けることが知られている。
【０００６】偶数次のより高い次数の多重カップラー
を、２×２ハイブリッドカップラーから合成して、ｎ×
ｎカップラーを提供することができる。ここで、ｎ＝２
(2+p)であり、p は整数である。従って、ｐ＝１の時、
８×８カップラーを構築でき、ｐ＝２の時、１６×１６
カップラーを、ｐ＝３の時、３２×３２カップラーをの
様に構築できる。現存する８×８カップラーは多くのク
ロスオーバを含み、送信ラインが複雑な多重層構造を構
成する結果となる。
を、２×２ハイブリッドカップラーから合成して、ｎ×
ｎカップラーを提供することができる。ここで、ｎ＝２
(2+p)であり、p は整数である。従って、ｐ＝１の時、
８×８カップラーを構築でき、ｐ＝２の時、１６×１６
カップラーを、ｐ＝３の時、３２×３２カップラーをの
様に構築できる。現存する８×８カップラーは多くのク
ロスオーバを含み、送信ラインが複雑な多重層構造を構
成する結果となる。
【０００７】この様な送信ライン中のクロスオーバは種
々の方法で実施することかできる。例えば、ストライプ
ライン、マイクロストリップ及び同様の実現法で、２×
２ハイブリッドカップラーをコネクターと嵌め合うこと
ができ、外部半剛性ケーブルを送信ラインに使用するこ
とができる。マイクロストリップ実現法において、ワイ
ヤー、フォイル又はケーブルのブリッジを使用すること
ができる。「矩形斧(square-ax) 実現法においては、ブ
リッジ素子を使用できる。導波管実現法において、導波
管ベンドの組み合わせを使用できる。多重層マイクロス
トリップ又はストリップライン素子が望まれる。
々の方法で実施することかできる。例えば、ストライプ
ライン、マイクロストリップ及び同様の実現法で、２×
２ハイブリッドカップラーをコネクターと嵌め合うこと
ができ、外部半剛性ケーブルを送信ラインに使用するこ
とができる。マイクロストリップ実現法において、ワイ
ヤー、フォイル又はケーブルのブリッジを使用すること
ができる。「矩形斧(square-ax) 実現法においては、ブ
リッジ素子を使用できる。導波管実現法において、導波
管ベンドの組み合わせを使用できる。多重層マイクロス
トリップ又はストリップライン素子が望まれる。
【０００８】以上の関係の全てにおいて、クロスオーバ
の必要性は、如何なる合成多重ポートのマス、サイズ、
機械的複雑性及び電気的確度においても不利になる。ｎ
＝２ (2+p) であり、この様な不利益は、軽量化、小型化
及び単純性が重要である衛星への応用において問題とな
る。
の必要性は、如何なる合成多重ポートのマス、サイズ、
機械的複雑性及び電気的確度においても不利になる。ｎ
＝２ (2+p) であり、この様な不利益は、軽量化、小型化
及び単純性が重要である衛星への応用において問題とな
る。
【０００９】
【発明の要約】本発明の目的は、多重ポートマイクロ波
カップラーにおけるクロスオーバの数を減少する。ここ
で、ｎ＝２(2+p) てあり、p は整数である。本発明に従
うと、ｎ個の入力ポート及びｎ個の出力ポートを有し、
ｎ＝２(2+p ) でｐは整数である多重ポートマイクロ波カ
ップラーが、各々二つの入力と二つの出力とを有するハ
イブリットカップラーの複数の組から形成されるマトリ
ックスを含み、各ハイブリッドカップラーは２つの入力
及び２つの出力を有し、前記複数の組の第１の組が、入
力がその入力ポートを決めるｎ／４対の２×２ハイブリ
ッドカップラー対からなり、第２の組がｎ／４対の２×
２カップラー対からなり、第３の組がｎ／２対の２×２
ハイブリッドカップラー対からなり、前記第１の組の２
×２ハイブリッドの各々の対からの出力が、クロスオー
バ接続なしに、送信ラインの第１の群によって第２の組
の２×２ハイブリッドカップラーの関連する対の適当な
入力に接続されており、前記第２の組の出力が送信線の
第２の群によって６個未満のクロスオーバ接続を有して
前記第３の組の適当な入力に接続されている。
カップラーにおけるクロスオーバの数を減少する。ここ
で、ｎ＝２(2+p) てあり、p は整数である。本発明に従
うと、ｎ個の入力ポート及びｎ個の出力ポートを有し、
ｎ＝２(2+p ) でｐは整数である多重ポートマイクロ波カ
ップラーが、各々二つの入力と二つの出力とを有するハ
イブリットカップラーの複数の組から形成されるマトリ
ックスを含み、各ハイブリッドカップラーは２つの入力
及び２つの出力を有し、前記複数の組の第１の組が、入
力がその入力ポートを決めるｎ／４対の２×２ハイブリ
ッドカップラー対からなり、第２の組がｎ／４対の２×
２カップラー対からなり、第３の組がｎ／２対の２×２
ハイブリッドカップラー対からなり、前記第１の組の２
×２ハイブリッドの各々の対からの出力が、クロスオー
バ接続なしに、送信ラインの第１の群によって第２の組
の２×２ハイブリッドカップラーの関連する対の適当な
入力に接続されており、前記第２の組の出力が送信線の
第２の群によって６個未満のクロスオーバ接続を有して
前記第３の組の適当な入力に接続されている。
【００１０】８×８マイクロ波カップラーの場合におい
て、ｐは勿論１であり、８個の入力ポート及び８個の出
力ポートを与え、２×２ハイブリッドカップラーの３個
のみの組みが存在し、第３の組みの出力が前記出力ポー
トを決め、送信ラインの前記第２の群は互いに交差しな
い。この場合、送信ラインの第１及び第２群は同じ面に
存在する。
て、ｐは勿論１であり、８個の入力ポート及び８個の出
力ポートを与え、２×２ハイブリッドカップラーの３個
のみの組みが存在し、第３の組みの出力が前記出力ポー
トを決め、送信ラインの前記第２の群は互いに交差しな
い。この場合、送信ラインの第１及び第２群は同じ面に
存在する。
【００１１】好適な多重ポートマイクロ波カップラーに
おいて、本発明に従うと、２×２ハイブリッドカップラ
ーの前記組の一つが略一行に配置されており、２×２ハ
イブリッドカップラーの前記複数の組の他の組の１半分
が前記行の一方側に配置されており、前記他の組の他の
半分が前記行の他方側に配置されており、送信ラインの
第１群が同じ面内にある。
おいて、本発明に従うと、２×２ハイブリッドカップラ
ーの前記組の一つが略一行に配置されており、２×２ハ
イブリッドカップラーの前記複数の組の他の組の１半分
が前記行の一方側に配置されており、前記他の組の他の
半分が前記行の他方側に配置されており、送信ラインの
第１群が同じ面内にある。
【００１２】２×２ハイブリッドカップラーの第１の組
を略１行内に配置することができ、この時、２×２ハイ
ブリッドの第２の組の１半分が前記行の一方側に配置さ
れており、２×２ハイブリッドカップラーの第２の組の
他の半分が前記行の他方の側に配置されており、送信ラ
インの第１の群が同じ面内に位置している。この場合、
第１の組の４個の２×２ハイブリッドカップラーは好ま
しくは第１、第２、第４およひ第３の順序で配置されて
いる。送信ラインの第２の群は、好ましくは２×２ハイ
ブリッドカップラーの第３の組の１半分を２×２ハイブ
リッドカップラーの第２の組の前記１半分に結合し、且
つ２×２ハイブリッドカップラーの第３の組の他の半分
を２×２ハイブリッドカップラーの第２の組の前記他の
半分に結合している。送信ラインの第２の群は前記面内
に位置している。
を略１行内に配置することができ、この時、２×２ハイ
ブリッドの第２の組の１半分が前記行の一方側に配置さ
れており、２×２ハイブリッドカップラーの第２の組の
他の半分が前記行の他方の側に配置されており、送信ラ
インの第１の群が同じ面内に位置している。この場合、
第１の組の４個の２×２ハイブリッドカップラーは好ま
しくは第１、第２、第４およひ第３の順序で配置されて
いる。送信ラインの第２の群は、好ましくは２×２ハイ
ブリッドカップラーの第３の組の１半分を２×２ハイブ
リッドカップラーの第２の組の前記１半分に結合し、且
つ２×２ハイブリッドカップラーの第３の組の他の半分
を２×２ハイブリッドカップラーの第２の組の前記他の
半分に結合している。送信ラインの第２の群は前記面内
に位置している。
【００１３】これとは別に、２×２ハイブリッドカップ
ラーの第２組を、略１行内に配置することができる。２
×２ハイブリッドカップラーの第１及び第２の組の各々
の１半分は、前記行の一方側に配置されており、２×２
ハイブリッドカップラーの第１及び第２の組の各々の他
の半分が前記行の他方側に配置されており、送信ライン
の第１の群が同じ面に位置している。この場合、第２の
組の４個の２×２ハイブリッドカップラーは好ましくは
第１、第２、第４及び第３の順で配置されている。
ラーの第２組を、略１行内に配置することができる。２
×２ハイブリッドカップラーの第１及び第２の組の各々
の１半分は、前記行の一方側に配置されており、２×２
ハイブリッドカップラーの第１及び第２の組の各々の他
の半分が前記行の他方側に配置されており、送信ライン
の第１の群が同じ面に位置している。この場合、第２の
組の４個の２×２ハイブリッドカップラーは好ましくは
第１、第２、第４及び第３の順で配置されている。
【００１４】多重ポートマイクロ波カップラーを提供す
るのに加えて、本発明は、多重ポートマイクロ波カップ
ラーを組み込んだ多重ビームアンテナ用ビーム形成ネッ
トワークにも及んでいる。本発明は、添付図面を参照し
て実施例のみによって記述される。
るのに加えて、本発明は、多重ポートマイクロ波カップ
ラーを組み込んだ多重ビームアンテナ用ビーム形成ネッ
トワークにも及んでいる。本発明は、添付図面を参照し
て実施例のみによって記述される。
【００１５】
【実施例】図１を参照する。２×２の３ｄｂハイブリッ
ドカップラーＡが２つの動作モードの各々で示されてい
る。この図の上部に、入力部１に加わるマイクロ波信号
が、出力ポート３及び４の両方に等振幅で位相が直交す
る信号を発生するが、他の入力ポート２には電力は現れ
ない。この図の下部には、入力ポート１及び２に加わ
る、９０°位相が異なる以外は等しいマイクロ波信号
は、出力ポート３において結果の信号を互いに相殺する
が、信号は出力ポート４で結合する。
ドカップラーＡが２つの動作モードの各々で示されてい
る。この図の上部に、入力部１に加わるマイクロ波信号
が、出力ポート３及び４の両方に等振幅で位相が直交す
る信号を発生するが、他の入力ポート２には電力は現れ
ない。この図の下部には、入力ポート１及び２に加わ
る、９０°位相が異なる以外は等しいマイクロ波信号
は、出力ポート３において結果の信号を互いに相殺する
が、信号は出力ポート４で結合する。
【００１６】図２において、４個の２×２３ｄｂハイブ
リッドカップラーＡ、Ｂ、Ｅ及びＦは公知の方法で合成
され、４つの入力ポートIn１、In２、In３及びIn４及び
４つの出力ポートOut １、Out ２、Out ３及びOut ４を
有する４×４多重ポートカップラーが与えられる。ハイ
ブリッドカップラーＡは送信ライン５及び６によってハ
イブリッドカップラーＥ及びＦの一方の入力に接続さ
れ、ハイブリッドカップラーＢは、送信ライン７及び８
によってハイブリッドカップラーＥ及びＦの他方の入力
に接続される。結果として、送信ライン６及び７は矢印
９で示される様に「クロスオーバ」する。
リッドカップラーＡ、Ｂ、Ｅ及びＦは公知の方法で合成
され、４つの入力ポートIn１、In２、In３及びIn４及び
４つの出力ポートOut １、Out ２、Out ３及びOut ４を
有する４×４多重ポートカップラーが与えられる。ハイ
ブリッドカップラーＡは送信ライン５及び６によってハ
イブリッドカップラーＥ及びＦの一方の入力に接続さ
れ、ハイブリッドカップラーＢは、送信ライン７及び８
によってハイブリッドカップラーＥ及びＦの他方の入力
に接続される。結果として、送信ライン６及び７は矢印
９で示される様に「クロスオーバ」する。
【００１７】図３は図２ハイブリッドカップラーＡ、
Ｂ、Ｅ及びＦを再構成する既知の方法を示し、送信ライ
ン５、６、７及び８が互いにクロスオーバしない様にし
ている。これは送信ライン５、６、７及び８が同じ面に
配置されており、４×４ハイブリッドカップラーの真に
平面的な実現を達成する。この平面実現は以下の利点を
有する。
Ｂ、Ｅ及びＦを再構成する既知の方法を示し、送信ライ
ン５、６、７及び８が互いにクロスオーバしない様にし
ている。これは送信ライン５、６、７及び８が同じ面に
配置されており、４×４ハイブリッドカップラーの真に
平面的な実現を達成する。この平面実現は以下の利点を
有する。
【００１８】１．装置の基本的な損失に加わることにな
るコネクター、ケーブル、ブリッジ等の様な機構が除去
されるので、入力から出力ポートへの注入損失が低い。 ２．コネクター、ブリッジ、及び他の断続よって引き起
こされる反射がないので、反射損失及び分離がより良
い。 ３．高さが基本的平面送信ライン構造で制限されてお
り、クロスオーバに適合するためにしばしば必要とされ
る余分な長さがないのでサイズが減少される。
るコネクター、ケーブル、ブリッジ等の様な機構が除去
されるので、入力から出力ポートへの注入損失が低い。 ２．コネクター、ブリッジ、及び他の断続よって引き起
こされる反射がないので、反射損失及び分離がより良
い。 ３．高さが基本的平面送信ライン構造で制限されてお
り、クロスオーバに適合するためにしばしば必要とされ
る余分な長さがないのでサイズが減少される。
【００１９】４．よりサイズが小さいのでマスがより小
さい。 ５．手作業による相互接続を必要としないで、単純プリ
ント又は機械構造の何れかで、実際の装置間でより良い
再現性を得ることが可能である。 ６．構造がより簡単であり、クロスオーバの為に余分な
部品及び接続が必要とされないのでより低いコスト及び
より高い信頼性が得られる。
さい。 ５．手作業による相互接続を必要としないで、単純プリ
ント又は機械構造の何れかで、実際の装置間でより良い
再現性を得ることが可能である。 ６．構造がより簡単であり、クロスオーバの為に余分な
部品及び接続が必要とされないのでより低いコスト及び
より高い信頼性が得られる。
【００２０】７．内部断線が避けられるので、受動的相
互変調積の発生及び乗積ブレークダウンが生じる可能性
が小さくなる。これは、高い電力の、多重キャリヤーの
応用で特に重要である。 ８．ネットワーク内の電気的長さが、本質的に対称であ
るのでより旨く制御され、より良い振幅及び位相バラン
ス及びより良い出力ポート間トラッキングが得られる。
互変調積の発生及び乗積ブレークダウンが生じる可能性
が小さくなる。これは、高い電力の、多重キャリヤーの
応用で特に重要である。 ８．ネットワーク内の電気的長さが、本質的に対称であ
るのでより旨く制御され、より良い振幅及び位相バラン
ス及びより良い出力ポート間トラッキングが得られる。
【００２１】これらの８つの利点の全てが、衛星への応
用において、主に重要である。２×２ハイブリッドカッ
プラーからｎ×ｎマルチポートマイクロ波カップラーを
合成することを考えると、クロスオーバ接続の発生は図
４に示される様にかなり高い。この図から、８×８マイ
クロ波カップラーは１２個の２×２ハイブリッドカップ
ラーから形成され、４個づつ３つの組を形成しており、
第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが８個の入力ポート、In１、In
２、In３、In４、In５、In６、In７、In８を決めてお
り、第３の組Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌが８個の出力ポートOut
１、Out ２、Out ３、Out ４、Out ５、Out ６、Out
７、Out ８を決めており、この８×８マイクロカップラ
ーは、バトラー(Butler)マトリックスとして知られてお
り、図４から第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ及び第２の組
Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨとの間の送信ラインの第１群１１、１
２、１３、１４、１５、１６、１７及び１８内に２つの
クロスオーバが存在し、第２の組Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨと第
３の組Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬとの間の送信ライン２１、２
２、２３、２４、２５、２６、２７及び２８の第２の群
内に６個のクロスオーバが存在し、合計８個のクロスオ
ーバを生じる。
用において、主に重要である。２×２ハイブリッドカッ
プラーからｎ×ｎマルチポートマイクロ波カップラーを
合成することを考えると、クロスオーバ接続の発生は図
４に示される様にかなり高い。この図から、８×８マイ
クロ波カップラーは１２個の２×２ハイブリッドカップ
ラーから形成され、４個づつ３つの組を形成しており、
第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが８個の入力ポート、In１、In
２、In３、In４、In５、In６、In７、In８を決めてお
り、第３の組Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌが８個の出力ポートOut
１、Out ２、Out ３、Out ４、Out ５、Out ６、Out
７、Out ８を決めており、この８×８マイクロカップラ
ーは、バトラー(Butler)マトリックスとして知られてお
り、図４から第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ及び第２の組
Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨとの間の送信ラインの第１群１１、１
２、１３、１４、１５、１６、１７及び１８内に２つの
クロスオーバが存在し、第２の組Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨと第
３の組Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬとの間の送信ライン２１、２
２、２３、２４、２５、２６、２７及び２８の第２の群
内に６個のクロスオーバが存在し、合計８個のクロスオ
ーバを生じる。
【００２２】カップラーＡ、Ｂ、Ｅ及びＦによって与え
られるマトリックスの部分は図２に示されるのと同じで
あり、２×２ハイブリッドカップラーＣ、Ｄ、Ｇ及びＨ
の構成と同じである。図４の８×８多重ポートカップラ
ー内の２つのクロスオーバは２×２ハイブリッドカップ
ラーＡ、Ｂ、Ｅ及びＦを図３に示される様に再構成する
ことにより、またＣ、Ｄ、Ｇ及びＨを同様に再構成する
ことにより避けることができる。しかしながら、これは
残りの６個のクロスオーバを単純化しなく、図３内の出
力Out １及びOut ２がカップラーの反対側で出力Out ３
及びOut ４と対応するので別の問題を加える。実際、こ
れは２つの別のクロスオーバを導入し、全クロスオーバ
が送信ラインの第２群２１、２２、２３、２４、２５、
２６、２７及び２８に限定される以外は改善がない。
られるマトリックスの部分は図２に示されるのと同じで
あり、２×２ハイブリッドカップラーＣ、Ｄ、Ｇ及びＨ
の構成と同じである。図４の８×８多重ポートカップラ
ー内の２つのクロスオーバは２×２ハイブリッドカップ
ラーＡ、Ｂ、Ｅ及びＦを図３に示される様に再構成する
ことにより、またＣ、Ｄ、Ｇ及びＨを同様に再構成する
ことにより避けることができる。しかしながら、これは
残りの６個のクロスオーバを単純化しなく、図３内の出
力Out １及びOut ２がカップラーの反対側で出力Out ３
及びOut ４と対応するので別の問題を加える。実際、こ
れは２つの別のクロスオーバを導入し、全クロスオーバ
が送信ラインの第２群２１、２２、２３、２４、２５、
２６、２７及び２８に限定される以外は改善がない。
【００２３】図５及び６は全クロスオーバを除去した図
４の８×８多重ポートカップラーの別の再構成を示して
いる。構成及び接続は図４と同じであるので、同じ参照
符号及び材料が同じ部品を示すのに使用された。図５を
特に参照する。第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤがＡ、Ｂ、
Ｄ、Ｃの順、即ち第１の組の第１、第２、第４及び第３
の順でラインで配置されていることがでわかる。ハイブ
リッドカップラーの第２の組の１半分Ｆ及びＨは第１の
組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの一方側に配置されている。ハイブ
リッドカップラーの第２の組の他半分Ｅ及びＧは、他方
の側に配置されており、第１及び第２の組が送信ライン
の第１の群１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７
及び１８によって接続されている。第２のグループの送
信ライン２１、２２、２５及び２６はハイブリッドカッ
プラーの第３の組の１半分Ｊ及びＩを、カップラーＡ、
Ｂ、Ｄ及びＣのラインの一方側に位置する第２の組のハ
イブリッドカップラーＥ、Ｇに接続していることが分か
る。同様に、第２の組のカップリングライン２３、２
４、２７及び２８は、第３の組のハイブリッドカップラ
ーＫ及びＬを、ハイブリッドカップラーＡ、Ｂ、Ｄ及び
Ｃのラインの他方側に位置する第２の組のハイブリッド
カップラーＦ及びＨに接続する。この方法で、送信ライ
ンの全てがクロスオーバを生じることなく図４に示した
様に同じ接続を達成する様構成されている。図５は従っ
て如何なるクロスオーバ接続無しに２×２ハイブリッド
カップラーから８×８多重ポートマイクロ波カップラー
を合成する仕方を教えており、送信ラインの第１及び第
２群の全てが１平面上に位置し、図３の４×４多重ポー
トカップラーの平面構成と関連して既に上述された付随
する利点の全てを有する平面構成を与えている。図５に
示される様にハイブリッドカップラーＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ
の第１の組を１列に配列することが好都合であるが、こ
れは、それらカップラーが一方側にハイブリッドカップ
ラーＥ及びＦを有し、他方側にハイブリッドカップラー
Ｆ及びＨを有する２×２ハイブリッドカップラーの第２
の組の間に延びる１行上に配列される場合は、本質的で
はない。もし必要の或る場合は、入力ポートIn１、In
２、In３、及びIn４は群Ａ、Ｆ、Ｂ及びＥの中心へ回転
して、第１の４つの入力ポートが互いに近接して位置す
る様にできる。同様に、入力ポートIn５、In６、In７、
及びIn８は中心群Ｄ、Ｈ、Ｃ及びＧの中心へ回転するこ
とかできる。出力ポートOut １及びOut ２を上方に回転
して、ハイブリッドカップラーＪ及びＩの間に第１の４
つの出力ポートOut １、Out ２、Out ３及びOut ４を位
置することができる。同様に、出力ポートOut ５及びOu
t ６を下方に回転して残りの出力ポートOut ５、Out
６、Out ７及びOut ８をハイブリッドカップラーＫ及び
Ｌの間に位置することがてきる。
４の８×８多重ポートカップラーの別の再構成を示して
いる。構成及び接続は図４と同じであるので、同じ参照
符号及び材料が同じ部品を示すのに使用された。図５を
特に参照する。第１の組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤがＡ、Ｂ、
Ｄ、Ｃの順、即ち第１の組の第１、第２、第４及び第３
の順でラインで配置されていることがでわかる。ハイブ
リッドカップラーの第２の組の１半分Ｆ及びＨは第１の
組Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの一方側に配置されている。ハイブ
リッドカップラーの第２の組の他半分Ｅ及びＧは、他方
の側に配置されており、第１及び第２の組が送信ライン
の第１の群１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７
及び１８によって接続されている。第２のグループの送
信ライン２１、２２、２５及び２６はハイブリッドカッ
プラーの第３の組の１半分Ｊ及びＩを、カップラーＡ、
Ｂ、Ｄ及びＣのラインの一方側に位置する第２の組のハ
イブリッドカップラーＥ、Ｇに接続していることが分か
る。同様に、第２の組のカップリングライン２３、２
４、２７及び２８は、第３の組のハイブリッドカップラ
ーＫ及びＬを、ハイブリッドカップラーＡ、Ｂ、Ｄ及び
Ｃのラインの他方側に位置する第２の組のハイブリッド
カップラーＦ及びＨに接続する。この方法で、送信ライ
ンの全てがクロスオーバを生じることなく図４に示した
様に同じ接続を達成する様構成されている。図５は従っ
て如何なるクロスオーバ接続無しに２×２ハイブリッド
カップラーから８×８多重ポートマイクロ波カップラー
を合成する仕方を教えており、送信ラインの第１及び第
２群の全てが１平面上に位置し、図３の４×４多重ポー
トカップラーの平面構成と関連して既に上述された付随
する利点の全てを有する平面構成を与えている。図５に
示される様にハイブリッドカップラーＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ
の第１の組を１列に配列することが好都合であるが、こ
れは、それらカップラーが一方側にハイブリッドカップ
ラーＥ及びＦを有し、他方側にハイブリッドカップラー
Ｆ及びＨを有する２×２ハイブリッドカップラーの第２
の組の間に延びる１行上に配列される場合は、本質的で
はない。もし必要の或る場合は、入力ポートIn１、In
２、In３、及びIn４は群Ａ、Ｆ、Ｂ及びＥの中心へ回転
して、第１の４つの入力ポートが互いに近接して位置す
る様にできる。同様に、入力ポートIn５、In６、In７、
及びIn８は中心群Ｄ、Ｈ、Ｃ及びＧの中心へ回転するこ
とかできる。出力ポートOut １及びOut ２を上方に回転
して、ハイブリッドカップラーＪ及びＩの間に第１の４
つの出力ポートOut １、Out ２、Out ３及びOut ４を位
置することができる。同様に、出力ポートOut ５及びOu
t ６を下方に回転して残りの出力ポートOut ５、Out
６、Out ７及びOut ８をハイブリッドカップラーＫ及び
Ｌの間に位置することがてきる。
【００２４】図６を最後に参照する。２×２ハイブリッ
ドカップラーＥ、Ｆ、Ｇ及びＨの第２の組が、Ｅ、Ｆ、
Ｈ及びＧの順、即ち第１、第２、第４及び第３カップラ
ーの第２順で配列されていることが分かる。２×２ハイ
ブリッドカップラーＡ及びＣの第１の組の半分及び２×
２ハイブリッドカップラーＫ及びＩの第３の組の１半分
はカップラーＥ、Ｆ、Ｈ及びＧのラインの一方の側に配
置されており、第１及び第３の組Ｂ、Ｄ、Ｌ及びＪの他
の半分はカップラーＥ、Ｆ、Ｈ及びＧのラインの他の側
に配置されている。この方法において、送信ラインの第
１及び第２の群が同様に位置され、クロスオーバが存在
しない様にし、８×８多重ポートマイクロ波カップラー
の平面実行が達成される。図５に示される様に、入力及
び出力ポートは、４個毎に組分けすることにより移動す
ることができる。
ドカップラーＥ、Ｆ、Ｇ及びＨの第２の組が、Ｅ、Ｆ、
Ｈ及びＧの順、即ち第１、第２、第４及び第３カップラ
ーの第２順で配列されていることが分かる。２×２ハイ
ブリッドカップラーＡ及びＣの第１の組の半分及び２×
２ハイブリッドカップラーＫ及びＩの第３の組の１半分
はカップラーＥ、Ｆ、Ｈ及びＧのラインの一方の側に配
置されており、第１及び第３の組Ｂ、Ｄ、Ｌ及びＪの他
の半分はカップラーＥ、Ｆ、Ｈ及びＧのラインの他の側
に配置されている。この方法において、送信ラインの第
１及び第２の群が同様に位置され、クロスオーバが存在
しない様にし、８×８多重ポートマイクロ波カップラー
の平面実行が達成される。図５に示される様に、入力及
び出力ポートは、４個毎に組分けすることにより移動す
ることができる。
【００２５】本発明はｎ個の入力ポート及びｎ個の出力
ポートを有し、ここでｎ＝２(2+p)及びｐ＝１である多
重ポートマイクロ波カプッラーを参照して説明された
が、図５及び６の教えは多重ポートマイクロ波カップラ
ーのより高い次数に有用に適用できると確信される。多
重ポートカップラーの次の次数（即ち、ｐ＝２）は８×
８多重ポートカップラーの入力及び出力ポートを２倍必
要とする。明らかに、２×２ハイブリッドカップラーの
第１の３つの組は、図５又は図６に示される様に、２個
の８×８多重ポートカップラーに分離でき、１６×１６
マルチポートカップラーを大きく簡単化することができ
る。現在１６×１６多重ポートカップラーに対する完全
な回路を研究してはいないが、ここに教えられる扱いを
利用して全クロスオーバが除去されるか否かは証明して
いない。しかしながら、クロスオーバの全数が、本発明
の教えを利用して大幅に減少することかできることは極
めて明らかである。
ポートを有し、ここでｎ＝２(2+p)及びｐ＝１である多
重ポートマイクロ波カプッラーを参照して説明された
が、図５及び６の教えは多重ポートマイクロ波カップラ
ーのより高い次数に有用に適用できると確信される。多
重ポートカップラーの次の次数（即ち、ｐ＝２）は８×
８多重ポートカップラーの入力及び出力ポートを２倍必
要とする。明らかに、２×２ハイブリッドカップラーの
第１の３つの組は、図５又は図６に示される様に、２個
の８×８多重ポートカップラーに分離でき、１６×１６
マルチポートカップラーを大きく簡単化することができ
る。現在１６×１６多重ポートカップラーに対する完全
な回路を研究してはいないが、ここに教えられる扱いを
利用して全クロスオーバが除去されるか否かは証明して
いない。しかしながら、クロスオーバの全数が、本発明
の教えを利用して大幅に減少することかできることは極
めて明らかである。
【００２６】上述した様に、図５及び図６の両方の入力
ポート及び出力ポートは、４個からなる群を形成する様
に回転することかでき、回路の８個の出力が次の回路の
８個の入力に接続される、（図５及び図６の様な）一連
の回路として、より高い次数の多重ポートマイクロ波カ
ップラーを構成する可能性を広げる。
ポート及び出力ポートは、４個からなる群を形成する様
に回転することかでき、回路の８個の出力が次の回路の
８個の入力に接続される、（図５及び図６の様な）一連
の回路として、より高い次数の多重ポートマイクロ波カ
ップラーを構成する可能性を広げる。
【図１】既知の２×２ハイブリッドカップラーの動作な
説明する図、
説明する図、
【図２】４個の２×２ハイブリッドカップラーから合成
される既知の４×４カップラーの図、
される既知の４×４カップラーの図、
【図３】図２に示される４×４カップラーの既知に再構
成を示す図、
成を示す図、
【図４】１２個の２×２ハイブリッドカップラーから合
成される既知の８×８カップラーの図、
成される既知の８×８カップラーの図、
【図５】如何なるクロスオーバ接続も避ける８×８カッ
プラーの再構成を示す図、
プラーの再構成を示す図、
【図６】如何なるクロスオーバ接続も避ける図４の８×
８カップラーの別の再構成を示す図。
８カップラーの別の再構成を示す図。
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (10)
- 【請求項１】ｎ個の入力ポート（In 1からIn 8) 及びｎ
個の出力ポート（Out 1 からOut 8）を有し、ｎ＝２
(2+p) でｐは整数である多重ポートマイクロ波カップラ
ーであり、このカップラーが、各々二つの入力と二つの
出力とを有するハイブリットカップラーの複数の組（Ａ
からＬ）から形成されるマトリックスを含み、各ハイブ
リッドカップラー（ＡからＬ）は２つの入力及び２つの
出力を有しており、前記複数の組の第１の組（Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ）が、入力がその入力ポートを決めるｎ／４対の
２×２ハイブリッドカップラー対からなり、第２の組
（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）がｎ／４対の２×２カップラー対か
らなり、第３の組（Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）がｎ／２対の２×
２ハイブリッドカップラー対からなり、前記第１の組の
２×２ハイブリッドカップラーの各々の対からの出力
が、クロスオーバ接続なしに、送信ラインの第１の群
（１１から１８）によって第２の組の２×２ハイブリッ
ドカップラーの関連する対の適当な入力に接続されてお
り、前記第２の組の出力が送信線の第２の群（２１から
２８）によって６個未満のクロスオーバ接続を有して前
記第３の組の適当な入力に接続されている多重ポートマ
イクロ波カップラー。 - 【請求項２】ｐが１であると、８個の入力ポート（In 1
からIn 8）及び８個の出力ポート（Out 1 からOut 8 ）
が与えられ、３個のみの２×２ハイブリッドカップラー
（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）
組が存在し、第３の組（Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）の出力が前記
出力ポートを決め、送信ラインの前記第２の群が互い交
差しない請求項１記載の多重マイクロ波カップラー。 - 【請求項３】送信ライン（１１から１８及び２１から２
８）の第１及び第２の群が同じ平面内に位置する請求項
２記載の多重マイクロ波カップラー。 - 【請求項４】２×２ハイブリッドカップラーの前記複数
の組の一方（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が略一行に配列されてお
り、２×２ハイブリッドカップラーの前記複数の組の他
方（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）の１半分（Ｆ、Ｈ）が前記行の一
方側に配列しており、前記他方の組（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）
の他半分（Ｆ、Ｇ）が前記行の他方の側に配列されてお
り、送信ライン（１１から１８）の第１の群が同じ平面
に位置している請求項１記載の多重ポートマイクロ波カ
ップラー。 - 【請求項５】２×２ハイブリッドカップラー（Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ）の第１の組が、略一行に配列されており、２×
２ハイブリッドカップラー（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｄ）の第２の
組の１半分（Ｆ、Ｈ）は前記行の１方側に配置されてお
り、２×２ハイブリッドカップラー（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）
の第２の組の他半分（Ｅ、Ｇ）は前記行の他方の側に配
置されている請求項４記載の多重ポートマイクロ波カッ
プラー。 - 【請求項６】前記第１の組の４個の２×２ハイブリッド
カップラー（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、第１、第２、第４、
第３（Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｃ）の順で配置されている請求項５
記載の多重ポートマイクロ波カップラー。 - 【請求項７】送信ライン（２１から２８）の第２群が、
２×２ハイブリッドカップラー（Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）の第
３の組の１半分（Ｋ、Ｌ）を２×２ハイブリッドカップ
ラー（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｆ）の第２の組の前記１半分（Ｆ、
Ｈ）に接続し、２×２ハイブリッドカップラーの第３の
組（Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）の他半分（Ｉ、Ｊ）を２×２ハイ
ブリッドカップラー（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）の第２の組の前
記他半分（Ｅ、Ｇ）に接続し、送信ライン（２１から２
８）の第２の群が同じ平面に位置する請求項５又は６記
載の多重マイクロ波カップラー。 - 【請求項８】２×２ハイブリッドカップラー（Ｅ、Ｆ、
Ｇ、Ｈ）の第２の組が、略一行に配置されており、２×
２ハイブリッドカップラーの第１及び第３の組の各々の
１半分（Ｂ、Ｄ及びＬ、Ｊ）が前記行の一方側に配置さ
れており、第１及び第３の組の他の半分（Ａ、Ｃ及び
Ｉ、Ｋ）が前記行の他方側に配置されている請求項４記
載の多重ポートマイクロ波カップラー。 - 【請求項９】前記第２の組の４個の２×２ハイブリッド
カップラー（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）が第１、第２、第４、第
３（Ｅ、Ｆ、Ｈ、Ｇ）の順で配置されている請求項８記
載の多重ポートマイクロ波カップラー。 - 【請求項１０】請求項１乃至１０何れかに記載の多重ポ
ートマイクロ波カップラーを組み込む多重ビームアンテ
ナ用ビーム形成ネットワーク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9115581:2 | 1991-07-18 | ||
| GB9115581A GB2257842A (en) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | Multi-port microwave coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216612A true JPH06216612A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=10698602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18686892A Pending JPH06216612A (ja) | 1991-07-18 | 1992-07-14 | 多重ポートマイクロ波カップラー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0524000A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06216612A (ja) |
| CA (1) | CA2073793A1 (ja) |
| GB (1) | GB2257842A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101404225B1 (ko) * | 2010-11-08 | 2014-06-05 | 한국전자통신연구원 | 버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기 |
| CN104577288A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 三路合路功分器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506589A (en) * | 1993-04-09 | 1996-04-09 | Hughes Aircraft Company | Monopulse array system with air-stripline multi-port network |
| US9502746B2 (en) * | 2015-02-04 | 2016-11-22 | Tyco Electronics Corporation | 180 degree hybrid coupler and dual-linearly polarized antenna feed network |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3444475A (en) * | 1967-04-19 | 1969-05-13 | Bell Telephone Labor Inc | Broadband hybrid-coupled circuit |
| GB8707260D0 (en) * | 1987-03-26 | 1987-04-29 | British Aerospace | R f signal distribution |
| GB2233831B (en) * | 1989-07-15 | 1994-03-23 | British Aerospace | Shared power amplifiers |
| FR2651939B1 (fr) * | 1989-09-08 | 1994-06-03 | Alcatel Espace | Structure de coupleur generalise. |
| FR2651940B1 (fr) * | 1989-09-08 | 1994-06-10 | Alcatel Espace | Structure multi-niveaux de coupleur generalise. |
| GB2237693B (en) * | 1989-11-02 | 1994-03-16 | British Aerospace | Waveguide coupling networks |
-
1991
- 1991-07-18 GB GB9115581A patent/GB2257842A/en not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-07-14 JP JP18686892A patent/JPH06216612A/ja active Pending
- 1992-07-14 CA CA 2073793 patent/CA2073793A1/en not_active Abandoned
- 1992-07-16 EP EP92306540A patent/EP0524000A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101404225B1 (ko) * | 2010-11-08 | 2014-06-05 | 한국전자통신연구원 | 버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기 |
| US8766851B2 (en) | 2010-11-08 | 2014-07-01 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Butler matrix and multi-port amplifier having the same |
| CN104577288A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 三路合路功分器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2073793A1 (en) | 1993-01-19 |
| GB2257842A (en) | 1993-01-20 |
| GB9115581D0 (en) | 1991-09-04 |
| EP0524000A1 (en) | 1993-01-20 |
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