JPH1079637A - 広帯域電力分配合成器 - Google Patents

広帯域電力分配合成器

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JPH1079637A
JPH1079637A JP23402996A JP23402996A JPH1079637A JP H1079637 A JPH1079637 A JP H1079637A JP 23402996 A JP23402996 A JP 23402996A JP 23402996 A JP23402996 A JP 23402996A JP H1079637 A JPH1079637 A JP H1079637A
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JP
Japan
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power
resistor
absorption
resistors
unbalance
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Pending
Application number
JP23402996A
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English (en)
Inventor
Manabu Shinoki
学 篠木
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収抵抗の結線を変えるだけの簡単な構造
で、アンバランス吸収抵抗の電力負担を軽減し、各個別
ポートに入力される電力のアンバランスの許容範囲を大
きくする。 【解決手段】 高周波電力を広帯域に同相でN個に分配
またはN個の高周波電力を広帯域に合成する3個の個別
ポート1、2、3及び1個のコモンポートcと、3個の
伝送線路型広帯域トランスT1 、T2 、T3 と、3個の
アンバランス吸収抵抗R12、R23、R13とを備える。ア
ンバランス吸収抵抗R12、R23、R13の一端を、それぞ
れ異なる個別ポート1、2、3に接続し、アンバランス
吸収抵抗R12、R23、R13の他端を、それぞれ隣の個別
ポート1、2、3に接続して、Y型であったアンバラン
ス吸収抵抗をΔ型に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信機器に用いられ
る広帯域電力分配合成器に関し、特に、アンバランス吸
収抵抗の電力負担を軽減した広帯域電力分配合成器に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、高周波電力分配合成器は、伝送
線路型広帯域トランスと抵抗器とによって構成されたハ
イブリッド回路が用いられている。図5は従来の3路広
帯域電力分配合成器を示すもので、抵抗R1 、R2 、R
3 が個別ポート1、2、3に星状(Y型)に結線された
回路である。
【0003】この抵抗R1 、R2 、R3 はアンバランス
吸収抵抗であり、3つの個別ポート1、2、3からの入
力電力に差がある、いわゆるアンバランス状態になった
ときにそのアンバランス分の電力を消費させる抵抗であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5の広帯域電力分配
合成器は、各個別ポート1、2、3の入力電力が大き
く、かつ各個別ポートの入力電力のアンバランスが大き
いと、各アンバランス吸収抵抗R1 、R2 、R3 の消費
電力が大きくなり、多量の熱が発生し、抵抗R1
2 、R3 がそれに耐えきれず、損傷するなどの問題が
あった。例えば、R1 =R2 =R3 =50Ω、コモンポ
ートcの終端抵抗値を16.67Ωとし、ポート1にの
み100Wの電力を加えると、抵抗R1 ではR2 、R3
の4倍近い電力が消費され、吸収抵抗1つ当たりの電力
負担が大きいという問題があった。
【0005】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、アンバランス吸収抵抗の電力負担を軽減
することが可能な広帯域電力分配合成器を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の広帯域電力分配
合成器は、アンバランス吸収抵抗の回路配置を星状構成
ではなく、網状構成にしていることを要旨とするもので
ある。具体的には、高周波電力を広帯域に同相でN個
(Nは3以上の整数)に分配またはN個の高周波電力を
広帯域に合成するN個の個別ポートと、1個のコモンポ
ートと、N個の伝送線路型広帯域トランスと、M(Mは
N以上の整数)個のアンバランス吸収抵抗とを備えた広
帯域電力分配合成器において、前記伝送線路型広帯域ト
ランスの一次巻線の一端が、それぞれ異なる個別ポート
に接続され、一次巻線の他端が他の伝送線路型広帯域ト
ランスの二次巻線の一端に接続され、二次巻線の他端が
まとめてコモンポートに接続され、前記N個の個別ポー
トを頂点とする多角形を想定してその多角形を構成する
全ての辺及び対角線を描いたとき、この全ての辺及び対
角線に代わって前記アンバランス吸収抵抗が各頂点間に
それぞれ網状に接続されているものである。
【0007】このようにアンバランス吸収抵抗回路を星
状構成から網状構成に変換(N=3のときY−Δ変換に
なる)することにより、星状回路ではアンバランス吸収
抵抗値はそれぞれZであったものが、網状回路ではN×
Zとなる。これを抵抗Zを直列にN個接続して構成し、
アンバランス吸収抵抗(N×Z)全体にかかる消費電力
をN個の抵抗Zに分担さることにより、Z抵抗1つ当た
りの消費電力を小さくすることができるので、従来の星
状回路のようにZ抵抗1つ当たりの電力負担が大きくな
ることを有効に回避できる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態例を示
す3路広帯域電力分配合成器の回路構成図であり、個別
ポートの数が3個のときの構成図である。
【0009】図において3路広帯域電力分配合成器は、
高周波電力を広帯域に同相で3個に分配または3個の高
周波電力を広帯域に合成する3個の個別ポート1、2、
3と、1個のコモンポートcと、3個の伝送線路型広帯
域トランスT1 、T2 、T3と、3個のアンバランス吸
収抵抗R12、R23、R13とを備える。
【0010】3個の伝送線路型広帯域トランスT1 、T
2 、T3 のそれぞれの一次巻線aの巻始めが、それぞれ
異なる個別ポート1、2、3に接続され、一次巻線aの
巻終りが他の伝送線路型広帯域トランスT1 、T2 、T
3 の二次巻線bの巻終りに接続され、二次巻線bの巻始
めがまとめてコモンポートcに接続される。
【0011】そして、3個のアンバランス吸収抵抗
12、R23、R13は3個の個別ポート1、2、3に対し
てΔ型結線される。すなわちアンバランス吸収抵抗
12、R23、R13のそれぞれの一端が、それぞれ異なる
個別ポート1、2、3に接続され、アンバランス吸収抵
抗R12、R23、R13の他端が、それぞれ隣の個別ポート
1、2、3に接続される。
【0012】ここに、従来例の図5との間で、アンバラ
ンス吸収抵抗の結線にY−Δ変換が成立し、したがって
次の変換公式が適用できる。
【0013】 R12=R1 +R2 +(R1 +R2 )/R3 (1) R23=R2 +R3 +(R2 +R3 )/R1 (2) R13=R3 +R1 +(R3 +R1 )/R2 (3) これらの式に数値を代入すると、R12=R23=R13=1
50Ωが得られる。
【0014】なお、個別ポートインピーダンスZがアン
バランス吸収抵抗と等しい(R1 =R2 =…RN =Z)
とき、コモンポートcのインピーダンスはZ/Nとな
る。
【0015】さてΔ型回路を構成している図1の実施の
形態例と、吸収抵抗がY型回路を構成している図5の従
来例とのアンバランス吸収抵抗の消費電力を比較した。
【0016】条件は各個別ポートの電力アンバランスが
もっとも大きい状態として、ポート1にのみ100Wの
電力を加え、ポート2、3は0Wとした。また、コモン
ポートcの終端抵抗値を16.67Ωとした。このとき
の各吸収抵抗の消費電力をシミュレーションした結果を
表1に示す。
【0017】
【表1】 表1より、Y型回路でもっとも消費電力が大きい抵抗で
44W、Δ型回路では11Wとなっており、Δ型回路の
方がY型回路よりも最大消費電力が小さいことが分か
る。
【0018】つぎに、Δ型変換した表1の各吸収抵抗消
費電力を計算で求めてみると、まず抵抗Rに消費される
電力Pはその抵抗の両端の電位差をVとすると、式(4)
で表わされる。
【0019】P=V2 /R (4) したがって、アンバランス吸収抵抗の消費電力を求める
式は、式(5) となる。
【0020】 PR12 =|V1 −V2 2 /R12 (5) PR23 =|V2 −V3 2 /R23 (6) PR13 =|V3 −V1 2 /R13 (7) 個別ポート1の入力電圧は、個別ポートインピーダンス
が50Ωなので、式(4) を変形した式(8) にP=100
W、R=50Ωを代入することにより、次のように求ま
る。
【0021】 V=(P×R)1/2 (8) =(100 ×50)1/2 =70.71 V よって、表1の入力条件の場合、図1のアンバランス吸
収抵抗R12、R23、R13の消費電力は式(5) 〜(7) より
次のように求まる。
【0022】 PR12 =|70.71- 0 |2 /150 =33.33 W PR23 =| 0 - 0 |2 /150 =33.33 W PR13 =| 0 -70.71 |2 /150 =33.33 W このR12、R23、R13の150Ωの抵抗を図2のように
50Ωの抵抗3個直列で構成すると、50Ωの抵抗1個
当たりに消費される電力は150Ω1個で構成したとき
の1/3となり、表1のように約11Wとなる。
【0023】このようにアンバランス吸収抵抗回路をY
−Δ変換することにより、Y型ではアンバランス吸収抵
抗はそれぞれ50Ωであったものが、Δ型では150Ω
となり、これを図2のように50Ωを直列に3つ接続し
て構成することにより、50Ω抵抗1つ当たりの消費電
力を小さくでき、50Ω抵抗1つ当たりの電力負担を減
らすことができ、発熱による抵抗器の破損が起こりにく
くなることが確かめられた。
【0024】本発明は3路に限定されない。3路以上の
全ての数Nの電力分配合成器に適用できる。ただし、各
個別ポート間に抵抗値がR=N×ZΩのアンバランス吸
収抵抗を網状に接続して、全ての個別ポートが抵抗を介
して接続関係をもつようにする必要がある。例として、
図3、図4に個別のポートインピーダンスを50Ωとし
た場合の4路、5路広帯域電力分配合成器の回路構成を
示す。
【0025】図3の4路広帯域電力分配合成器では、4
個の個別ポート1、2、3、4を頂点とする四角形を想
定したとき、その四角形を構成する4辺及び2本の対角
線に代わって各頂点間に、アンバランス吸収抵抗R12
23、R34、R13、R14、R24が網状に接続され、それ
らの抵抗値は200Ωとなる。
【0026】また、図4の5路広帯域電力分配合成器で
は、5個の個別ポート1、2、3、、4、5を頂点とす
る五角形を想定したとき、その五角形を構成する5辺及
び5本の対角線に代わって各頂点間に、アンバランス吸
収抵抗R12、R23、R34、R45、R13、R14、R15、R
24、R25、R35が網状に接続され、それらの抵抗値は2
50Ωとなる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、アンバランス吸収抵抗
の回路配置を網状構成にするだけの簡単な構造で、もっ
とも電力が消費されるアンバランス吸収抵抗の電力負担
を軽減し、各個別ポートに入力される電力のアンバラン
スの許容範囲を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すΔ型3路広帯域電力
分配合成器の回路図である。
【図2】本発明の実施の形態の変形例を示すΔ型3路広
帯域電力分配合成器の回路構成図である。
【図3】本発明の実施の形態を示す網状構成4路広帯域
電力分配合成器の回路構成図である。
【図4】本発明の実施の形態を示す網状構成5路広帯域
電力分配合成器の回路構成図である。
【図5】従来のY型3路広帯域電力分配合成器の回路図
である。
【符号の説明】
1〜5 個別ポート c コモンポート T1 〜T5 伝送線路型広帯域トランス a 一次巻線 b 二次巻線 R1 〜R9 、R12〜R35 アンバランス吸収抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波電力を広帯域に同相でN(N≧3)
    個に分配またはN個の高周波電力を広帯域に合成するN
    個の個別ポートと、1個のコモンポートと、N個の伝送
    線路型広帯域トランスと、M(M≧N)個のアンバラン
    ス吸収抵抗とを備えた広帯域電力分配合成器において、 前記伝送線路型広帯域トランスの一次巻線の一端が、そ
    れぞれ異なる個別ポートに接続され、一次巻線の他端が
    他の伝送線路型広帯域トランスの二次巻線の一端に接続
    され、二次巻線の他端がまとめてコモンポートに接続さ
    れ、 前記N個の個別ポートを頂点とする多角形を想定してそ
    の多角形を構成する全ての辺及び対角線を描いたとき、
    この全ての辺及び対角線に代わって前記アンバランス吸
    収抵抗が各頂点間にそれぞれ接続されていることを特徴
    とする広帯域電力分配合成器。
JP23402996A 1996-09-04 1996-09-04 広帯域電力分配合成器 Pending JPH1079637A (ja)

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JP23402996A JPH1079637A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 広帯域電力分配合成器

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JP23402996A JPH1079637A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 広帯域電力分配合成器

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JP23402996A Pending JPH1079637A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 広帯域電力分配合成器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018500824A (ja) * 2014-12-18 2018-01-11 インテル コーポレイション クロスカップリングノイズ低減を伴う装置、方法、およびシステム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018500824A (ja) * 2014-12-18 2018-01-11 インテル コーポレイション クロスカップリングノイズ低減を伴う装置、方法、およびシステム

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