JPS5823001B2 - 定抵抗減衰等化器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロ波用定抵抗等化回路に関するもので
ある。

従来の定抵抗等化回路の構成例を第１図に示す。

同図から明らかなように集中定数のキャパシター及びイ
ンダクターで構成した直列及び並列共振回路と２つの抵
抗により構成されている。

これらの素子値を特定の比率にすることにより、定抵抗
回路となることが知られている。

マイクロ波帯では、キャパシター及びインダクターを正
確な素子値になるように作成することは困難であり、更
にこれらを回路に組み込むときに寄生容量が付加され、
設計値からのずれが大きくなる。

また、キャパシター及びインダクターの損失は比較的大
きくなるため定抵抗回路の挿入損失も大きくなる欠点が
あ だ。

本発明の目的は、前記従来の欠点を改善し、設計が容易
で、しかも挿入損失の小さな定抵抗減衰等化器を提供す
ることにある。

本発明によれば、それぞれ所定のインピーダンスと電気
長の関係を持つ２本の分布定数線路の両端を所定の抵抗
値を持つ抵抗体で互いは接続すると共に該２本の分布定
数線路のうち、一方の分布定数線路の両端を入出力端子
とした定抵抗減衰等化器が得られる。

さらに本発明によれば、それぞれ所定のインピーダンス
と電気長の関係を持つ２本の分布定数線路のうち１本の
分布定数線路の両端にスタブを設け、該分布定数線路と
他の分布定数線路の各両端を所定の抵抗値を持つ抵抗体
で互いに接続すると共に前記スタブが設けられない分布
定数線路の両端を入出力端子とした定抵抗減衰等化器が
得られる。

以下本発明について一実施例を示す図面を用いて詳述す
る。

第２図ａは、本発明定抵抗減衰等化器の一つの等価回路
であり、電気長の等しい２本の分布定数線路２１及び２
２の両端を、抵抗２３を介して接続し、分布定数線路２
１の両端を入出力端２４゜２５とする。

分布定数線路２１及び分布定数線路２２の線路インピー
ダンス及び移相量を、それぞれＺ１ｓθ１゜Ｚ２及びθ
２とし、抵抗２３の抵抗値をＲ１外部負。

荷インピーダンス２１をｚＬとすると、これらの素子値
の間に次式の関係があるとき、第２図の回路の端子２４
から負荷側を見たインピーダンスは、全周波数で負荷イ
ンピーダンスｚＬに等しくなる。

θ１＝θ２＝θ （１）′Ｚ
２＝Ｒ（トＺＬ）（２） ｚＢ ＝ Ｒ−７Ｌ／ｃ Ｒ−ｚＬ）（３）呼た、この
ときの端子２４と端子２５間の挿入損失しくθ）は、 となり５ｉｎ２θの変化に従って、周波数に対し、周期
的に変化する。

第３図は、前記挿入損失しくθ）の周波数特注の計算値
を示している。

周波数ｆ１のときの分布定数線路２１の移相量がπ／２
であり、この周波数で最大の挿入損失を示し、２倍の周
波数２ｆ１では挿入損失は零となる。

さらに、高周波領域では、２ｆ１周期で同じ特注が繰り
返し得られる。

この周波数ｆ１における最大の挿入損失Ｌｍａｘは、次
式で表わされる これらの（２） 、 （３）及び（５）式より、Ｌｍａ
ｘ及び負荷インピーダンスｚＬで規格化した線路インピ
ーダンスＺ１／ＺＬ 、Ｚ２／ＺＬは規格化した抵抗値
Ｒ／ＺＬに対して求められる。

第８図は、Ｌｍａｘ 、 Ｚ１／ ＺＬ及びＺ２／ＺＬ
とＲ／ｚＬとの関係を示す。

抵抗値が小さくなるに従い、Ｌｍａｘ及びＺ１／ＺＬは
増大し、Ｚ２／ＺＬは減少する。

甘だ、最大の挿入損失Ｌｍａｘと負荷インピーダンスを
与えた場合には、式（５）よりＲが決定し、このＲを用
いて式（２） 、 （３）よりＺｌ、Ｚ２が求する。

例えば、Ｌｍａｘを１０ ｄＢとし、ｚＬを５０オーム
とした場合、Ｒは５５．６オームとなり、Ｚｌ及びＺ２
はそれぞれ１５８オーム及び１７．７オームとなる。

第２図すは、本発明定抵抗減衰等化器の他の等価回路で
あり、第２図ａの分布定数線路２２に換え分布定数線路
２１と電気長の異なる分布定数線路２８を置き、この分
布定数線路２８の両端にスタブ２９を付加した回路であ
り、分布定数線路２Ｌ２ＢのインピーダンスＺ１．Ｚ２
と抵抗２３の抵抗値Ｒは前述の式（２） 、 （３）の
関係にある回路である。

分布定数線路２１と分布定数線路２８の電気長が等しく
ない場合には、全周波数で入出力端２４．２５における
電圧定在比ｆｆ、ｓ、Ｗ、Ｒ，）が１になることはない
。

例えば、分布定数線路２８の電気長が分布定数線路２１
に比べ１割短く、スタブ２９が無い場合はＶ、Ｓ、Ｗ、
Ｒ，の最大値が１．８以上になる。

しかし、この場合にも両端の容量性スタブ２９を適当な
長さだけ付加することにより、入出力端２４．２５にお
けるＶ、Ｓ、Ｗ、Ｒ，は１，０３以下に改善され、実用
上定抵抗回路と考え得るようになる。

呼た、分布定数線路２８の電気長が線路２１より長い場
合には、両端に誘導性スタブ２９を付加して、電気長を
補償することが出来る。

本発明によれば、従来の集中定数を用いた定抵抗回路に
比べ、分布定数線路を主体とし、これに抵抗を付加する
だけであるので簡単な構造で、設計及び製作が容易な定
抵抗回路が得られる。

第４図は本発明定抵抗減衰等化器の第１の実施例を示す
図であり、裏面に接地導体４１が密着した誘電体板４２
上に所定のインピーダンスを持つ電気長の等しい２本の
分布定数線路導体４３．４４とＴａＮ２蒸着膜の抵抗４
５と入出力線路導体４５゜４６とを形成したものである
。

第５図は前記第１の実施例の％ｔ’を例であり、寸法１
５Ｘ １５Ｘ １關のアルミナ基板上にＴａ ＣｒＡｕ
の蒸着メッキ膜の線路及びＴａ Ｎ２の薄膜抵抗をホト
エツチングで形成した定抵抗回路の％注である。

挿入損失最小の周波数は、設計値とほぼ一致し、この周
波数での挿入損失は０．２ｄＢと、非常に小さく入力端
でのＶ、Ｓ、Ｗ、Ｒ，も１．２以下である。

以上の説明により、簡単な構造で設訂及び製作が容易で
しかも、優れた特注の定抵抗減衰等化器が得られること
がわかる。

この定抵抗減衰等化器を、インバットダイオード発振器
等の出力回路に応用した場合、この発振器の発振周波数
で、定抵抗減衰等化器の２本の分布定数線路の長さを７
波長として、発振器の出力回路に組み込むことにより、
発振出力をほとんど減少させずに、倍周波数では損失を
与え第２高調波に対する負荷変動を小さくし、不用発振
を抑える働きをさせることが出来る。

前述の動作原理より、本発明定抵抗減衰等化器は、マイ
クロストリップ構造だけでなく、トリプレート線路構造
においても同様に構成し得ることは明らかである。

また、他の伝送線路、例えば同軸線路あるいは導波管を
用いても同様に本発明定抵抗減衰等化器が構成できるこ
とは明らかである。

第６図は、本発明の第２の実施例を示す図で、裏面に接
地導体６１を密着した誘電体板６２上に所定のインピー
ダンスと電気長を持つ線路導体６３と入出力線路導体６
４．６５を形成し、前記誘電体板より誘電率の大きな誘
電体板６６の裏面には接地導体６１を密着し、力）つ上
面に所定のインピーダンス及び電気長を持つ線路導体６
１を形成し、この線路導体６７の両端と入出力線路導体
６４．６５とを２つのチップ抵抗６８で接続した定抵抗
減衰等化器である。

前述の動作原理から、第２図の周波数ｆ、において、得
られる挿入損失を大きく取るためには、本実施例の線路
導体６７の線路インピーダンスをかなり低くしなければ
ならないことがわ力）る。

線路インピーダンスを低くするためには、線路導体の幅
を広くすれば良いが、広幅の線路を用いた場合には線路
を折り曲げて全長を短かくして小型にすることが困難に
なる。

そこで、低インピーダンスの線路は高誘電率基板６６上
に形成し、伝搬波長を短縮すると同時に両端の抵抗６８
を接続し易い適当な線路幅にして使用する事ができる。

また、２つの抵抗をチップ抵抗６８とし、別付けするこ
とにより、２つの誘電体板６２．６６間の接続に高い工
作精度を必要とせず、工作が容易になる。

以上の説明から、本実施例では異なる誘電率を持つ二枚
の誘電体基板を用いることにより、さらに小型で製作も
容易な定抵抗減衰等化器が得られることがわかる。

第１図は、本発明の第３の実施例であり、裏面に接地導
体７１が密着した誘電体板１２上に所定のインピーダン
スを持つ線路導体７３と、線路長を変換するための補助
線路導体７４．７５と、所定のインピーダンス及び電気
長を持つ線路導体Ｔ６とこの線路導体γ６の両端にスタ
ブ用線路γ７及び薄膜抵抗と接地電極７８とを形成し、
線路導体１３と補助線路導体７４．γ５の一方との間を
ボンティングにより接続し、所要のインダクタンス及び
キャパシタンスに応じ、線路導体１６とスタブ用線路７
７及び、スタブ用線路７１と接地電極７８とをボンディ
ングにより接続した定抵抗減衰等化器である。

前述の動作原理に示した如く、第２図すの線路２１と線
路２８の長さが異なる場合にも適当なスタブ２９を付加
することにより２オクタ一ブ以上の広い周波数範囲でＶ
、Ｓ、Ｗ、Ｒ，が実用上問題にならない程度に１で改善
される。

従って本実施例の如く第１図の線路導体Ｔ３と補助線路
導体７４．７５のいずれか一方の間を接続して所要の電
気長とし、この電気長に応じて適当な長さのスタブ用線
路７Ｔを線路導体７６に接続することにより、入出力Ｖ
、Ｓ、Ｗ、Ｒ，を改善し、定抵抗減衰等化器を実用上得
ることができる。

このように、補助線路導体７４．７５を取り換えて全体
の電気長を変化することにより第３図に示したｆｌを変
えることができる。

贅た、並列の二本の線路の電気長の製作上の誤差を線路
導体１６の両端のスタブにより補償出来ることは明らか
である。

これにより、役割及び製作精度を落とす事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定抵抗回路例、第２図は本発明の等価回
路例、第３図は挿入損失の周波数特注、第４図は本発明
の一実施例、第５図は第４図の一実施例の特注図、第６
図、第１図は本発明の他の実施例を示す。 第８図はＬｍａｘ 、 Ｚｌ／ＺＬ及びＺ２／ＺＬとＲ
／ＺＬとの関係を示す図である。 図において、２１，２２，２Ｂ・・・・・・分布定数線
路、２４，２５・・・・・・入出力端子、２３，２γ。 ４５．６８・・・・・・抵抗、２９・・・・・・スタブ
、４３゜４４．６３，６γ、γ３，１６・・・・・・線
路導体、４５．４６，６４，６５・・・・・・入出力線
路導体、６１、γ１・・・・・・接地導体、６２，７２
・・・・・・誘電体板、７４，７５・・・・・・補助線
路導体、γγ・・・・・・スタブ用線路、１８・・・・
・・接地電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ所定のインピーダンスと電気的関係を持つ
   ２本の分布定数線路の両端を所定の抵抗値を持つ抵抗体
   で互いに接続すると共に、該２本の分布定数線路のうち
   一方の、分布定数線路の両端を入出力端子としたことを
   特徴とする定抵抗減衰等化器。 ２ 分布定数線路がマイクロストリップ線路である特許
   請求の範囲第１項記載の定抵抗減衰等化器。 ３ 分布定数線路が同軸線路である特許請求の範囲第１
   項記載の定抵抗減衰等化器。 ４ 抵抗体が窒化タンタル膜である特許請求の範囲第１
   項記載の定抵抗減衰等化器。 ５ 抵抗体が外付けのチップ抵抗である特許請求の範囲
   第１項記載の定抵抗減衰等化器。 ６ 所定の周波数において、２本の分布定数線路の長さ
   力１波長である特許請求の範囲第１項記載の定抵抗減衰
   等化器。 １ 所定の周波数において、２本の分布定数線路が長さ
   ｌ波長である特許請求の範囲第１項記載の定抵抗減衰等
   化器。 ８２本の分布定数線路が各々異なる誘電体板上に形成さ
   れたマイクロストリップ線路である特許請求の範囲第１
   項記載の定抵抗減衰等化器。 ９ それぞれ所定のインピーダンスと電気長の関係を持
   つ２本の分布定数線路のうち１本の分布定数線路の両端
   にスタブを設け、該分布定数線路と他の分布定数線路の
   各両端を所定の抵抗値を持つ抵抗体で互いに接続すると
   共に前記スタブが設けられない分布定数線路の両端を入
   出力端子としたことを特徴とする定抵抗減衰等化器。 １０ 分布定数線路がマイクロスｌ−Ｉ）ツブ線路であ
   る特許請求の範囲第９項記載の定抵抗減衰等化器。 １１分布定数線路が同軸線路である特許請求の範囲第９
   項記載の定抵抗減衰等化器。 １２抵抗体が窒化タンタル膜である特許請求の範囲第９
   項記載の定抵抗減衰等化器。 １３抵抗体が外付けのチップ抵抗である特許請求の範囲
   第９項記載の定抵抗減衰等化器。 １４所定の周波数において、２本の分布定数線路の長さ
   が１波長である特許請求の範囲第９項記載の定抵抗減衰
   等化器。 １５所定の周波数において、２本の分布定数線路が長さ
   ｌ波長である特許請求の範囲第９項記載の定抵抗減衰等
   化器。 １６２本の分布定数線路が各々異なる誘電体板上に形成
   されたマイクロストリップ線路である特許請求の範囲第
   ９項記載の定抵抗減衰等化器。