JPH114107A - Rf電力分配器 - Google Patents
Rf電力分配器Info
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- JPH114107A JPH114107A JP10111599A JP11159998A JPH114107A JP H114107 A JPH114107 A JP H114107A JP 10111599 A JP10111599 A JP 10111599A JP 11159998 A JP11159998 A JP 11159998A JP H114107 A JPH114107 A JP H114107A
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- coils
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Abstract
に測定できるRF電力分配器を提供する。 【解決手段】 UHF帯域の無線送信機に用いられる出
力増幅器のRF電力分配器において、1個の入力ポート
IP1と、第1及び第2出力ポートOP1、2と、入力
ポートに接続される第1ストリップ伝送線路10と、第
1ストリップ伝送線路から並列に接続される第1及び第
2コイル22、24と、第1コイルと第1出力ポートと
の間に接続される第2ストリップ伝送線路12と、第2
コイルと第2出力ポートとの間に接続される第3ストリ
ップ伝送線路14と、第1ストリップ伝送線路及び第
1、第2コイルの接続点と接地との間に接続される第1
コンデンサ34と、第1コイル及び第2ストリップ伝送
線路の接続点と第2コイル及び第3ストリップ伝送線路
の接続点との間に接続される抵抗16と、この抵抗に並
列に接続される第2コンデンサ36と、を備えることを
特徴とする。
Description
h Frequency)帯域の無線送信機に用いられる高出力増幅
器のRF(Radio Frequency)電力分配器に関する。
伴い、管理者側では保全、管理が重要な問題となってい
る。近年無線呼出しサービスの加入者が増加するにとも
ない、無線呼出し送信機の数も増加しているが、管理者
は増加する加入者の管理のために人員及び設備を増やす
ことはコスト等の問題により容易ではない。
無線呼出し送信機からの送出信号が無限に広い地域に送
信できるなら、加入者数に拘わらず既存の人員及び設備
だけでサービスが可能である。つまり、さらに広い地域
に信号を送出するための高出力増幅器が望まれている。
バイスは出力に限界があるため、多くの高出力増幅器は
増幅デバイスを並列に接続して高出力を得ている。この
ように無線信号を分配及び結合するのに用いられるデバ
イスをRF電力分配器又は結合器と称する。RF電力分
配器としては、T−結合電力分配器、ウィルキンソン(W
ilkinson)電力分配器、直角位相ハイブリッド(quadratu
re hybrid)電力分配器などがある。デバイスは使用目的
及び特性によって選択される。
送信機のような無線送信機に用いられている。図1はU
HF帯域の無線送信機に広く用いられているウィルキン
ソン電力分配器の基本的な構成を示した伝送線路回路図
であり、均等分配ウィルキンソン電力分配器であって、
入力信号を二つの出力信号に均等分配する。即ち、出力
信号は入力信号と同じ位相を有し、入力信号より3dB
損失した信号である。
すように、基板上に任意のインピーダンスを有するスト
リップ伝送線路や同軸ケーブルを用いて構成する。図2
に示したRF電力分配器は、1個の入力ポートIP1及
び第1、第2出力ポートOP1、OP2を有し、入力ポ
ートIP1にストリップ伝送線路10が接続される。そ
して、ストリップ伝送線路10と第1出力ポートOP1
との間に2本のストリップ伝送線路18、12が直列接
続され、ストリップ伝送線路10と第2出力ポートOP
2との間に2本のストリップ伝送線路20、14が直列
接続される。
すると、ストリップ伝送線路10、12、14のインピ
ーダンスは図1に示すようにZ0であり、λ/4伝送ラ
インとして機能するストリップ伝送線路18、20のそ
れぞれのインピーダンスは図1に示すように、√2Z0
である。さらにストリップ伝送線路18、12の接続点
とストリップ伝送線路20、14の接続点との間に抵抗
16が接続され、その抵抗値は図1に示すように2Z0
である。
を用いる場合、分配される経路長は電力を分配しようと
する周波数帯域のλ/4に該当する。図2では、ストリ
ップ伝送線路18、20の長さは周波数帯域のλ/4と
なり、周波数帯域がUHF帯域の場合は相当長くなる。
例えば、325MHzでλ/4伝送ラインの長さは23
cmとなる。
インにストリップ伝送線路や同軸ケーブルを用いる場
合、RF電力分配器が大きいために、実装時に制約がで
きることがある。さらに、λ/4伝送ラインの長さは用
いられる周波数帯域に合わせて構成するため、周波数変
動のような外部条件変動時に使用できなくなるため、外
部条件変動時はこれに合わせてRF電力分配器を再構成
する必要がある。また出力信号を測定するために、RF
電力分配器の入、出力ポートに計測器の測定端子を直接
はんだ付けしている。
条件変動時に可変調整可能で、出力信号を容易に測定で
きるRF電力分配器を提供することにある。
る本発明のRF電力分配器は、UHF帯域の無線送信機
に用いられる出力増幅器のRF電力分配器において、1
個の入力ポートと、第1及び第2出力ポートと、入力ポ
ートに接続される第1ストリップ伝送線路と、第1スト
リップ伝送線路から並列に接続される第1及び第2コイ
ルと、第1コイルと第1出力ポートとの間に接続される
第2ストリップ伝送線路と、第2コイルと第2出力ポー
トとの間に接続される第3ストリップ伝送線路と、第1
ストリップ伝送線路及び第1、第2コイルの接続点と接
地との間に接続される第1コンデンサと、第1コイル及
び第2ストリップ伝送線路の接続点と第2コイル及び第
3ストリップ伝送線路の接続点との間に接続される抵抗
と、この抵抗に並列に接続される第2コンデンサと、を
備えることを特徴とする。この電力分配器は、無線出力
電力分配器のウィルキンソン電力分配器において、λ/
4伝送ラインをストリップ伝送線路の代わりに、コイル
及びコンデンサよりなる等価回路で構成している。この
ようなRF電力分配器は、第1及び第2出力ポートに一
つずつ同構成の電力分配器を形成していくことでRF電
力4分配器を構成する。第1及び第2コイルは空心コイ
ルで、外部条件変動に対する可変調整ポイントである。
入力ポート及び第1、第2出力ポートに計測器の測定端
子を接続するために基板に実装される測定用のコネクタ
をさらに備えるとよい。測定用のコネクタのはんだ付け
裏面にはシルクが測定端子接続部を中心として円状にマ
ーキングされる。
成した場合は、UHF帯域の無線送信機に用いられる出
力増幅器のRF電力分配器において、1個の入力ポート
と、第1及び第2出力ポートと、入力ポートに接続され
る第1ストリップ伝送線路と、第1ストリップ伝送線路
から並列に接続される第1及び第2コイルと、第1コイ
ルと第1出力ポートとの間に接続される第2ストリップ
伝送線路と、第2コイルと第2出力ポートとの間に接続
される第3ストリップ伝送線路と、第1コイル及び第2
ストリップ伝送線路の接続点と接地との間に接続される
第1コンデンサと、第2コイル及び第3ストリップ伝送
線路の接続点と接地との間に接続される第2コンデンサ
と、第1コイル及び第2ストリップ伝送線路の接続点と
第2コイル及び第3ストリップ伝送線路の接続点との間
に接続される抵抗と、第2ストリップ伝送線路及び前記
抵抗の接続点と接地との間に接続される第3コンデンサ
と、第3ストリップ伝送線路及び前記抵抗の接続点と接
地との間に接続される第4コンデンサと、を備えること
を特徴とする。第1及び第2コイルは、空心コイルで、
外部条件変動に対する可変調整ポイントである。
面を参照して詳細に説明する。
集中素子等価回路にモデリングでき、コイルL1と2個
のコンデンサC1、C2より構成された等価回路で示さ
れる。本発明によるウィルキンソン電力分配器で、λ/
4伝送ラインはこのような集中素子より構成される。図
4は集中素子を用いた電力分配器の構成図であって、ウ
ィルキンソン電力分配器において、λ/4伝送ラインに
コイル及びコンデンサを用いている。
力ポートIP1と第1、第2出力ポートOP1、OP2
を有し、入力ポートIP1にストリップ伝送線路10が
接続される。そして、ストリップ伝送線路10と第1出
力ポートOP1との間にコイル22とストリップ伝送線
路12が直列接続され、ストリップ伝送線路10と第2
出力ポートOP2との間にコイル24とストリップ伝送
線路14が直列接続される。ここで、システムのインピ
ーダンスをZ0とすれば、ストリップ伝送線路10、1
2、14のインピーダンスは図1に示すようにZ0であ
る。コイル22とストリップ伝送線路12の接続点と、
コイル24とストリップ伝送線路14の接続点との間に
抵抗16が接続されるが、抵抗16の抵抗値は図1と同
様に2Z 0である。さらに、コイル22及びストリップ
伝送線路12の接続点と接地との間にコンデンサ26が
接続され、コイル24及びストリップ伝送線路14の接
続点と接地との間にコンデンサ28が接続され、ストリ
ップ伝送線路12及び抵抗16の接続点と接地との間に
コンデンサ30が接続され、ストリップ伝送線路14及
び抵抗16の接続点と接地との間にコンデンサ32が接
続される。
26、30は図2のストリップ伝送線路18の代わりに
用いられ、コイル24及びコンデンサ28、32は図2
のストリップ伝送線路20の代わりに用いられる。この
ようなコイル22、24とコンデンサ26、28、3
0、32のインダクタンスとキャパシタンスは次のよう
になる。まず、図4のRF電力分配器に用いられる周波
数帯域を322MHz〜328.6MHzとし、その中
心周波数を325MHzとし、システムのインピーダン
スZ0を50Ωとする。ここで、図3のストリップ伝送
線路がλ/4伝送ラインであり、そのインピーダンスが
Z1であれば、コイルL1によるリアクタンスXとコン
デンサC1、C2によるリアクタンスBは数式1で示さ
れる。
パシタンスである。そして、Z1は図1に示すように、
√2Z0であり、θは90゜であるので、数式1は数式
2のようになる。
よりインダクタンスLとキャパシタンスCは数式3のよ
うになる。
325MHzに用いると、コイル22、24のインダク
タンスは34.63nH、コンデンサ26、28、3
0、32のキャパシタンスは6.93pFである。
示すような空心コイルである。図5A及び図5Bはコイ
ル22、24の側面図及び正面図である。図5で、コイ
ルの半径をγ、巻線長さをl、巻数をNとすれば、イン
ダクタンスLと巻線数Nは数式4で示される。
のうち、コンデンサ26、28を一つのコンデンサと
し、コンデンサ30、32を一つのコンデンサとするこ
とによって、図6のような回路になる。即ち、図4のコ
ンデンサ26、28の並列コンデンサをPCB(Printed
Circuit Board)を用いて平板コンデンサのコンデンサ
34にし、コンデンサ30、32の直列コンデンサをコ
ンデンサ36にする。これにより、電力結合及び分配時
に発生する熱をPCBを通じてヒートシンクに放熱でき
るようになる。コンデンサ34はストリップ伝送線路1
0及びコイル22、24の接続点と接地との間に接続さ
れ、コンデンサ36は抵抗16に並列に接続される。
図7に示すように、分配信号の数を増やすことができ
る。図7は図6のRF電力分配器を用いたRF電力4分
配器の回路図であって、図6のRF電力分配器の第1、
第2出力ポートOP1、OP2に一つずつ同じ構成を接
続したものである。従って図7のRF電力4分配器は、
1個の入力ポートIP1と第1〜第4出力ポートOP1
〜OP4とを有する。そして、ストリップ伝送線路3
8、40、42と抵抗52とコイル58、60とコンデ
ンサ70、72とからなる部分、ストリップ伝送線路4
0、44、46と抵抗54とコイル62、64とコンデ
ンサ74、76とからなる部分、ストリップ伝送線路4
2、48、50と抵抗56とコイル66、68とコンデ
ンサ78、80とからなる部分は、それぞれ図6に示し
た高出力電力分配器と同じ回路になる。
の出力信号に分けられて第1〜第4出力ポートOP1〜
OP4から出力されるが、出力信号は入力信号より6d
B損失して入力信号と同じ位相を有する。この時、該当
周波数帯域における損失及び各出力ポート間の隔離度の
調整は、コイル58、60、62、64、66、68の
1巻き当たりの間隔を調整して決定する。即ち、RF電
力分配器は周波数変動のような外部条件の影響を受ける
ので、これを調整するためにコイル58、60、62、
64、66、68の1巻き当たりの間隔を調整すること
によって周波数に対する電気的特性を補正できる。従っ
て、コイル58、60、62、64、66、68は外部
条件変動に容易に対応できるよう可変調整ポイントを提
供する。該当周波数帯域における調整が終わると、元信
号より6dBの損失で、同じ位相を有する4個の信号に
分けて出力される信号は次の高出力増幅器の入力信号と
なる。
1、第2出力ポートOP1、OP2、図7の入力ポート
IP1及び第1〜第4出力ポートOP1〜OP4、そし
てストリップ伝送線路40、42の出力端に計測器の測
定端子を接続するための測定用のコネクタが基板に実装
される。図8は測定用のコネクタのパターン構成を拡大
した図である。測定用のコネクタパターン82、84は
計測器の測定端子を挿入するためのものであり、ライン
86、88は前段の電力分配器の出力ラインと次段の電
力分配器の入力ラインである。
クタパターン82、84に接続されるよう測定用のコネ
クタに挿入し、測定用コネクタパターン84とライン8
6又はライン86、88間にセラミックコンデンサを実
装することによって信号の経路を決定できる。セラミッ
クコンデンサを測定用コネクタパターン84とライン8
6との間に実装すると、信号が測定用コネクタを通じて
3dB損失し、ライン86、88間に実装すると、次の
段の電力分配器の入力経路に接続される。従って、計測
器の測定端子を入、出力ポートにはんだ付けせずにそれ
ぞれのポートの信号が測定できる。
板に実装するとき、はんだ付け面に鉛が落ちてコネクタ
周辺の表面に屈曲が生じる恐れがある。このため、高出
力増幅器のヒートシンクと基板とが密着されず、RF接
地効果が得られなくなる。これを防止するために、図9
に示したように、測定用のコネクタパターン82、84
のある基板裏面のはんだ付け面にシルク90をマーキン
グする。シルク90は測定用コネクタをはんだ付けによ
り基板に実装する際、はんだ付け面に鉛が落ちるのを防
止するためのものであって、図9では円状にマーキング
する例を示している。
の2次、3次帯域で信号が20dB以上損失し、よって
無線信号の2次、3次高調波を抑えることで電波の質を
向上させることができる。
中素子で構成することでλ/4伝送ラインを従来より小
さく構成できるため、実装時の制約が少なくなる。ま
た、外部の条件変動に対し、再構成することなく電気的
特性を可変調整することによって対応でき、測定用のコ
ネクタを基板に実装することによって分配出力信号を容
易に測定できる。
て表した回路図。
の回路図。
は側面図、分図Bは正面図。
図。
器の回路図。
グ。
イル 26、28、30、32、34、36 コンデンサ 38、40、42、44、46、48、50 ストリッ
プ伝送線路 70、72、74、76、78、80 コンデンサ 82、84 コネクタパターン 86、88 ライン 90 シルク
Claims (11)
- 【請求項1】 UHF帯域の無線送信機に用いられる出
力増幅器のRF電力分配器において、 1個の入力ポートと、第1及び第2出力ポートと、入力
ポートに接続される第1ストリップ伝送線路と、第1ス
トリップ伝送線路から並列に接続される第1及び第2コ
イルと、第1コイルと第1出力ポートとの間に接続され
る第2ストリップ伝送線路と、第2コイルと第2出力ポ
ートとの間に接続される第3ストリップ伝送線路と、第
1ストリップ伝送線路及び第1、第2コイルの接続点と
接地との間に接続される第1コンデンサと、第1コイル
及び第2ストリップ伝送線路の接続点と第2コイル及び
第3ストリップ伝送線路の接続点との間に接続される抵
抗と、この抵抗に並列に接続される第2コンデンサと、
を備えることを特徴とするRF電力分配器。 - 【請求項2】 無線出力電力分配器のウィルキンソン電
力分配器において、 λ/4伝送ラインをストリップ伝送線路の代わりに、コ
イル及びコンデンサよりなる等価回路で構成することを
特徴とするウィルキンソン電力分配器。 - 【請求項3】 第1及び第2出力ポートに一つずつ同構
成の電力分配器を形成していくことでRF電力4分配器
を構成する請求項1記載のRF電力分配器。 - 【請求項4】 第1及び第2コイルは空心コイルである
請求項1又は請求項2記載のRF電力分配器。 - 【請求項5】 第1及び第2コイルは外部条件変動に対
する可変調整ポイントである請求項1又は請求項2記載
のRF電力分配器。 - 【請求項6】 入力ポート及び第1、第2出力ポートに
計測器の測定端子を接続するために基板に実装される測
定用のコネクタをさらに備える請求項1〜3のいずれか
1項に記載のRF電力分配器。 - 【請求項7】 測定用のコネクタのはんだ付け裏面には
シルクがマーキングされる請求項6記載のRF電力分配
器。 - 【請求項8】 シルクが測定端子接続部を中心として円
状にマーキングされる請求項7記載のRF電力分配器。 - 【請求項9】 UHF帯域の無線送信機に用いられる出
力増幅器のRF電力分配器において、 1個の入力ポートと、第1及び第2出力ポートと、入力
ポートに接続される第1ストリップ伝送線路と、第1ス
トリップ伝送線路から並列に接続される第1及び第2コ
イルと、第1コイルと第1出力ポートとの間に接続され
る第2ストリップ伝送線路と、第2コイルと第2出力ポ
ートとの間に接続される第3ストリップ伝送線路と、第
1コイル及び第2ストリップ伝送線路の接続点と接地と
の間に接続される第1コンデンサと、第2コイル及び第
3ストリップ伝送線路の接続点と接地との間に接続され
る第2コンデンサと、第1コイル及び第2ストリップ伝
送線路の接続点と第2コイル及び第3ストリップ伝送線
路の接続点との間に接続される抵抗と、第2ストリップ
伝送線路及び前記抵抗の接続点と接地との間に接続され
る第3コンデンサと、第3ストリップ伝送線路及び前記
抵抗の接続点と接地との間に接続される第4コンデンサ
と、を備えることを特徴とするRF電力分配器。 - 【請求項10】 第1及び第2コイルは空心コイルであ
る請求項9記載のRF電力分配器。 - 【請求項11】 第1及び第2コイルは外部条件変動に
対する可変調整ポイントである請求項9又は請求項10
記載のRF電力分配器。
Applications Claiming Priority (2)
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KR1019970015761A KR100233084B1 (ko) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | 고주파 전력분배기 |
KR1997P15761 | 1997-04-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH114107A true JPH114107A (ja) | 1999-01-06 |
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ID=19504028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10111599A Pending JPH114107A (ja) | 1997-04-26 | 1998-04-22 | Rf電力分配器 |
Country Status (8)
Country | Link |
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US (1) | US6054906A (ja) |
JP (1) | JPH114107A (ja) |
KR (1) | KR100233084B1 (ja) |
CN (1) | CN1202022A (ja) |
DE (1) | DE19815651A1 (ja) |
FR (1) | FR2762729B1 (ja) |
GB (1) | GB2326286B (ja) |
RU (1) | RU2140123C1 (ja) |
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