JPS60208101A - マイクロ波無線周波電力デバイダ・コンバイナ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力デバイダ・コンバイナに関シ、特に改良さ
れたマイクロ波無線周波電力デバイダ・コンバイナに関
する。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕イ
ンライン形の、又はウィルキンソン （Ｗ目ｋｉｎｓｏｎ）形の電力デバイダ・コンバイナは
、適度の電力レベルを消費させるのに十分な大きさの直
列抵抗が得られる適度の電力レベルまたは周波数範囲の
用途に対して同相の、等分又は非等分の電力の分割、結
合に極めて有用であることが判明している。その設計基
準や特性はよく文献化されており、又、ラットレースや
分岐アーム形デバイダなどの他の形の結合器に辻べて適
当な帯屋幅にわたる電気的、機械的対称性や性能が優ね
ている。しかし、周波数や電力レベルが高い時は、ウィ
ルキンソン回路に必要な抵抗は物理的に制限されるので
、十分に正確な同相大電力の電力デバイダ・コンバイナ
を得ることは非常に難しい。こゎらの抵抗器は物理的に
小さくなければならず、又、性能劣化の原因となる付加
的な分路容量のためこれ等の抵抗器を放熱てせることは
困難である。

１９７５年に、ウルリッヒ　エイチ、がイセル（Ｕｌｒ
ｌｅｈ　ＫＧｙｓｅｌ　）　Ｆｉ論文「大電力の用途に
適した新しいＮ路形電力デバイダ・コンバイナ」、］　
９７５　ＩＥＥＥ−ＭＴＴＳ　、Ｉｎｔ’１．Ｍ、Ｗ。

Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　、　ｐ、　１１６
〜ｐ　、　１　］　８．を発表した。がイセルの回路網
、即ち、電力デバイダ・コンバイナはウィルキンソン形
電力デパイダ・コンバイナの高電力に対する解決法を与
えるものであるが、Ｎが２以上の単一平面設計で実現す
ることはできない。

本発明の一つの目的は、Ｎが２以上である単一平面配置
の回路網の実現を可能にするがイゼルｒＧｙｇｅｌ）形
の改良形電力デパイダ・コンバイナを提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、ガイセル形電力デ・臂イダ・コン
バイナの改良であるマイクロ波無線周波電力用デバイダ
・コンバイナを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によればマイクロ波無線周波電力デバイダ・コン
バイナが与えられ、該マイクロ波無線周波電力デバイダ
・コンバイナは、信号人・出力とデバイダ・コン／Ｓイ
ナの中央点との間に結合された単−人・出力整合回路網
と、中央点１１Ｆ列に接続され、且つそれから外向き放
射状に広がるＭ個のインピーダンス変成器部分とからな
り、Ｍ個の変成器部分の各々は、Ｍを１以上の整数とし
て、第１所定長を有するものであり、前記装置は更に、
Ｍ対のインピーダンス変成器部分からなシ、該Ｍ対の変
成器部分の各対は中央点から遠位にあるＭ個の変成部分
の異なるものの端部に結合され、Ｍ対の変成器部分の各
変成器部分は第１所定長を有するものであり、前記装置
は更に、各々がＭ個の変成器部分から遠位にあるＭ対の
変成器部分の変成器部分の異なるものの端部に結合され
た、Ｎが２Ｍに等しい、Ｎ個の出・入力ポートであって
、該Ｎ個の？−トの各々が所与のインピーダンスに整合
されてなるＮ個の出・入力？−トと、各々が、接地でれ
たその１方の端子を持つ２Ｎ個の端子インピーダンスを
有する２Ｎ個の分離回路網であって、２Ｎ個の端子イン
ピーダンスの所与のＮの各各のその他方の端子が第１の
Ｎ個のインピーダンス変成器部分の異なる部分によｌ）
Ｎ個の、ｔ９　）に接続され、又、２Ｎ個の成端インピ
ーダンスの残るＮの各々のその他の端子が中央点から遠
位のＭ個の変成器部分の端部に接続され、第１及び第２
のＮ個の変成器部分の各々が第１所定長を有してなる２
Ｎ個の分離回路網と、各々が第１所定長と異なる第２所
定長を有するＮ個の伝送線路部分であって、Ｎ個の伝送
線路部分の各々が２Ｎ個の分離回路網の異なる隣接回路
網を対をなして相互接続して々るＮ個の伝送線路部分と
からなる。

本発明の他の特徴によれば、少なくともＭ個のインピー
ダンス変成器部分と、Ｍ対のインピーダンス変成器部分
と、Ｎ個の伝送線路部分とがストリップ線路配置及びマ
イクロストリップ線路配置との選択された配置の単一平
表面上に設けられる。

本発明の更に他の特徴によれば、Ｎｍの付加的な成端イ
ンピーダンスを含むＮ個の付加的な分離回路網の各々の
インピーダンスが、接地されたその一方の端子をもち、
また、他端子が第３のＮ個のインピーダンス変成器部分
の異なる部分によシＮ個のポートに接続されるＮ個の付
加的分離回路網と、Ｎ個の付加的変成器線路部分の各々
が第２所定値全もち、且つ付加的分離回路網の異なる隣
接回路網を対をなして相互に接続するＮ個の付加的伝送
線路部分が設けられる。

〔実施例〕

本発明によるマイクロ波無線周波亀カデパイダ・コンバ
イナの中心を通って供給されねはならぬ入・出力整合回
路網を除いて、ここに記述された回路網は、単一平面ス
トリップ線路忙ついて、または、マイクロストリップ装
置または配置について実現されることが可能であり、そ
れＫより構成が非常に簡単化される。

本発明によるマイクロ波無線周波電力デパイダ・コンバ
イナは】／４波長インピーダンス整合部分と、多重、ｊ
？−）ハイブリッドとして動作する成端抵抗器とからな
る。本装置がＮｙｌｅ−）デバイダとして動作する時は
、如何なる電力も内部抵抗器成端部分で消費さ九ること
はない。電力コンバイナとして動作する時は、不平衡な
（振幅又は位相のいずれかにおいて）信号だけが内部抵
抗器回路網で消費される。

５０オームに整合された信号式・出力と電力デバイダ・
コンバイナの中央点Ｘとの間に結合した信号式・出力整
合回路網は、デバイダ・コンバイナの中央点Ｘに同軸的
に導かれる同軸又はストリップ線路】／４波長変成器部
分Ａ及びＢとを有する。８個のインピーダンス変成器部
分Ｃは中央点Ｘに並列に接続され、且つ６５．７３５／
８＝８．２１６９オームの偶数モードインピーダンスを
与え、外方に放射状に広がる。インピーダンス変成器部
分Ｃの各々は、７０．１．７０オームの２つのインピー
ダンス変成器部分ＤＫ分割される。第１図の番号１〜１
６の１６個の出・入力ｙｌ？−）は５オームのインピー
ダンスに整合される。

分離は点Ｑ１〜Ｑ１６及びＰ】〜Ｐ］６に接続された５
０オームの相互接続成端抵抗にょシ与えられる。これ等
の５０オーム成端抵抗の各々の一方の端子は接地される
。接続点Ｐ】〜Ｐ１６に接続した５０オーム成端抵抗の
他方の端子は１／４波長インピ一ダンス整合変成器部分
ＤＩＣより中央点Ｘから遠位の変成部分Ｃの端部に接続
される。

接続点Ｑ１〜Ｑｌｌ接続した５０オーム成端抵抗の他方
の端子は、】／４波長インピーダンス整合変成部分Ｅに
より出・入力？−ト１〜１’６に接続される。５０オ一
ム成端部分の隣接部分の各対部分は、接続点Ｑ１とＱ２
とを相互接続する伝送線路ＦのよりなＡ波長伝送線路に
よシ、成端インピーダンスが図示のように対をなして接
続されるようＫ、相互に接続される。

インピーダンス変成器部分は次に示すインピーダンス値
を有する。

ＺＡ−３８，０３１オーム ｚ！１＝１７．６７８オーム Ｚ、＝６５．７３５オーム ＺＤ＝７０．７１０オーム Ｚ、−５０，０００オーム 第１図の回路の偶数モード表示が第２図に示される。成
端抵抗器Ｒは並列をなしており、又、接続点ＱとＲとに
接続された１つの猛波長開放回路スタブ線路を有してい
る。これは、成端抵抗と並列の非常に小さなリアクタン
ス成分を与え、回路網が平衡している時は信号が成端部
分で消費されることを防止する。インピーダンス変成器
部分りは、接続点Ｑ１〜Ｑ１６における成端接続と共に
出・人力ポート１〜１６に接続され、８個の個別２ボー
トデバイダ・コンバイナ回路網からなる変形ガイセル（
Ｇｙｓｅｌ　）回路を形成する。なお、第２図において
ＩＮＦは入力を、　０ｔＪＴＰは出力をあられす。

第３図においては、第１図を変形したものが図示されて
おシ、接続点Ｑ１′とＱ２／との間に接続した伝送線路
部分Ｆ′のようなＡ波長伝送線路部分によシ対をなして
接続された付加的な成端インピーダンスを持つ付加的な
伝送線路部分ＥＫよシ接続゛点Ｑ　１　／〜Ｑ１６′に
おける付加的成端インピーダンスを口出・入力ポート１
〜１６がそれ等自身に接続している。

第３図の回路の偶数モード表示が第４図に示しである。

第４図の回路は、第２並列分岐線路２０を除くと、第２
図のものと同じである。

出・入力ポートの各々における成端抵抗が整合されてい
る第１図のデバイダ・コンバイナに信号が入力される時
、装置内の対称ノードは等電位にある。回路網の動作を
変えずに全ての等電位ノードを結合することが出来る。

このようなノードの全てが、出力ボートの組と共に、ス
トラップされている時は、実際の回路網を等価回路で代
替することが出来る。第１図のデバイダ・コンバイナに
対して得られた等価回路は第２図に示したもので与えら
れる。この回路網はｒｃＯＭＰＡｃＴＪマイクロ波回路
網コンピュータプログ２ムを用いて解析または最適化で
きる。

第３図の実施例の各種インピーダンス変成器部分のイン
ピーダンスは次のように与えられる。

２え±３８．０３１オーム ２、冒１７．６７８オーム Ｚｃ＝６５．７３５オーム ＺＤ−７０，７１０オーム Ｚ、　−７０，７１０オ一ム 第５図においては、第１図及び３図に関して以上に記載
した配置を利用した、本発明の原理に従う１０路形電力
デ／Ｊイダ・コンバイナが図示され。

前記の配置は接続点Ｑ１〜ＱＩＯ及びＰ１〜ｐｉｏで接
続された成端インピーダンスをもち、これ等のインピー
ダンスは、接続点Ｑ１とＱ２との間に接続した部分Ｆの
ような半波長伝送線路部分により対をなして結合された
ものである。この配置では、インピーダンス変成器の槓
々の部分のインピーダンスは次のように与えられる。

ＺＡ−４０，４９２オーム ＺＢ＝２４．３３７オーム Ｚｃ＝５３．４１０オーム ＺＤ＝５４．８３１オーム ＺＫ　−５０，０００オーム 第１図、３図、及び５図の実施例においては、出・入力
ボート１〜１６及び１〜１０は全て５０オームの出力イ
ンピーダンスに整合される。

第６図は第５図の配置の偶数モード表示を示したもので
、第２図に関して上記したものに類似している。

第７図と８図は第５図の１０路形電力デパイダ・コンバ
イナをマイクロストリップとして実現したものを図示し
ている。信号式・出力整合回路網は２工で示され、信号
はマイクロストリップ配置の底面側から第７図に示した
点ｘＫおけるその上部面に導かれる。成端ポートＱとＰ
とはマイクロストリップ配置の外部に置かれた成端イン
ピーダンスに接続されている。

しかしながら、成端インピーダンスは、接地面に成端イ
ンピーダンスの１方の端子を接続し、マイクロストリッ
プ配置自身内に成端インピーダンスを形成することによ
って、マイクロストリップ配置内に与えられ得ることは
注目されるべきである。

第７図と８図のマイクロストリップ配置は、必要な第２
接地面を付加することにより、第７図と８図のマイクロ
ストリップ配置に等価なストリップ線路配置を与えるよ
うに、当業者が容易に修正出来るものである。

前述において、本発明の原理が特定の装置に関して記述
されたが、これは例示として彦されたものであシ１発明
の目的及び添付の特許請求の範囲に記載され発明の範囲
を制限するため罠なされたものではないことが明瞭に理
解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理圧よる１６路形電力デパイダ・コ
ンバイナの概略図、 第２図は第１図の電力デバイダ・コンバイナの偶数モー
ド表示を示す図。 第３図は本発明の原理による１６路形電力デパイ〆・コ
ンバイナの他の実施例を概略的に示す図、第４図は第３
図の電力デバイダ・コンバイナの偶数モード表示を示す
図。 第５図は本発明の原理による１０路形電力デパイ〆・コ
ンバイナの概略的な図、 第６図は第５図の電力デバイダ・コンバイナの偶数モー
ド表示を示す図、 第７図は第５図の電力デバイダのマイクロストリップに
よシ実現したものの上面図。 第８図は第７図のマイクロストリップにより実現したも
のの底面図である。 １．２・・・１６：出・入力？−ト、２０：分岐線路、
２１：整合回路網、　Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ　：インピー
ダンス変成器、Ｆ、Ｆ’：＠送線路、ＰＩ、Ｐ２・・・
ＰＩ３：接続端子、　Ｑｌ、Ｑ２・・・Ｑｌ６：接続端
子以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　マイクロ波無線周波冨カデパイダ・コンバイナ
   であって、該電力デバイダ・コンバイナは、Ｍを１以上
   の整数として、前記中央点に並列に接続され、且つそれ
   から外方に放射状に広がるＭ個のインピーダンス変成器
   部分であって、該Ｍ個の変成器部分の各々が第１の所定
   長を有するＭ個のインピーダンス変成器部分、 Ｍ対のインピーダンス変成器部分であって、該Ｍ対の変
   成器部分の各対が前記中央点から遠位にめる前記Ｍ個の
   変成器部分の異なる部分の端部に結合され、前記Ｍ対の
   変成器部分の各々の変成器部分が前記第１の所定の長さ
   を有するＭ対のインピーダンス変成器部分、 Ｎが２Ｍと等しいＮ個の出・入力ポートであって、各々
   が前記Ｍ個の変成器部分から遠位の前記Ｍ対の変成器部
   分の前記変成器部分の異なる部分の端部に結合され、且
   つ所与のインピーダンスに整合されたＮ個の出・入力テ
   ート、 ２Ｎ個の端子インピーダンスを含む２Ｎ個の分離回路網
   であって、各々が接地された１方の端子を有し、前記２
   Ｎ個の端子インピーダンスの所与のＮの各々のその他方
   の端子が前記Ｎ個のポートに第１のＮ個のインピーダン
   ス部分の異なる部分によシ接続され、又前記２Ｎ個の端
   子インピーダンスの残るＮ個の各々のその他方の端子が
   前記中央点から遠位の前記Ｍ個の変成器部分の前記端部
   に第２のＮ個のインピーダンス変成器部分の異なる部分
   によシ接続され、前記第１及び第２のＮ個の変成器部分
   の各々が前記第１の所定長を有する２Ｎ個の分離回路網
   、および、 Ｎ個の伝送線路であって、各々の線路が箭記第１の所定
   長と異なる第２の所定長を有し、前記Ｎ個の伝送線路の
   各々が前記２Ｎの分離回路網の隣接する異なるものを対
   をなすように相互に接続するＮ個の伝送線路、 を具備するマイクロ波無線周波電力デバイダ・コンバイ
   ナ。 （２）少なくとも、前記Ｍ個のインピーダンス変成器部
   分、前記Ｍ対のインピーダンス変成器部分、および前記
   Ｎ個の伝送線路部分がストリップ線路配置及びマイクロ
   ス）　ＩＪッデ配置の選択された配置の単−平表面上に
   設けられる、特許請求の範囲第１項に記載の電力デバイ
   ダ・コンバイナ。 （３）前記入・出力整合回路網は少なくとも２つの縦続
   接続インピーダンス変成器部分を有し、各各の部分は、
   前記ストリップ線路配置と前記平表面に平行し且つ隔置
   された前記マイクロストリップ配置との前記選択された
   配置の面上に配置された同軸変成器部分とス）＋Ｊツブ
   線路変成器部分との選択きれた部分によシ形成きれた前
   記第１の所定長を有するものであり、前記回路網は更に
   、前記ストリップ線路配置と前記マイクロストリップ配
   置との前記選択されたものを通して前記中央点に延在す
   る前記２つのインピーダンス変成器部分の１端子を有す
   る、特許請求の範囲第２項に記載の電力デバイダ・コン
   バイナ。 （４）Ｎ個の付加的分離回路網を更に有し、該回路網は
   接地された１方の端子を各々が持つＮ個の付加的端子イ
   ンピーダンスを有し、該Ｎ個の付加的インピーダンスの
   各々の他方の端子が前記Ｎ個のボートに第３のＮ個のイ
   ンピーダンス変成器部分の異なる部分によシ接続され、
   又Ｎ個の伝送線路部分を更に有し、各々の部分が前記第
   ２の所定長を有し、１つ前記Ｎ個の付加的分離回路網の
   異なる隣接回路網を対をなして相互に接続する、特許請
   求の範囲第３項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 （５）前記第１の所定長は前記電力デバイダ・コンバイ
   ナの動作周波数における】／４波長に等しい、特許請求
   の範囲第４項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 （６）　前記第２の所定長は前記電力デバイダ・コンバ
   イナの動作周波数におゆる１／２波長に等しい、特許請
   求の範囲第５項に記載の電力デパイグパ・コンバイナー
   。 （７）前記第２の所定長は前記電力デパイタパ・コンバ
   イナの動作周波数における１／２波長に等しい、特許請
   求の範囲第４項に記載の電力デバイ／′・コンバイナ。 （８）前記第１所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数における１／４波長に等しい、特許請求の
   範囲第３項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 （９）前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数における１／２波長に等しい、特許請求の
   範囲第８項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 ＱＯ前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナの
   動作周波数におけろ１／２波長に等しい、特許請求の範
   囲第３項に記載の電力デ・々イダ・コンバイナ。 （１１）　前記２Ｎ個の分離回路網と前記Ｎ個の付加的
   分離回路網とが前記ストリップ線路配置と前記マイクロ
   ストリップ配置との前記選択された配置の外部に配置さ
   れる、特許請求の範囲第４項に記載の電力デバイダ・コ
   ンバイナ。 ａ４　前記２Ｎ個の分離回路網と前記Ｎ個の付加的分離
   回路網とが前記ストリップ線路配電と前記マイクロス）
   ＋Ｊツブ配置との前記選択された配置内に配置される、
   特許請求の範囲第４項に記載の電力デバイダ・コンバイ
   ナ。 （至）前記２Ｎ個の分離回路網が前記ストリップ線路配
   置と前記マイクロス）　ＩＪタッグ路との前記選択され
   た配置の外部に配置される、特許請求の範囲第３項に記
   載の電力デバイダ・コンバイナ。 α→　前記２Ｎ個の分離回路網は前記ス）　ＩＪッグ線
   路配置と前記マイクロストリップ線路配置との前記選択
   された配置内に配置される特許請求の範囲第３項に記載
   の電力デバイダ・コンバイナ。 αη　前記入・出力整合回路網は、各々が前記第１所定
   長の少なくとも２つの縦続接続インピーダンス変成器部
   分を有する、特許請求の範囲第１項に記載の電力デバイ
   ダ・コンバイナ。 θＱ　各々が接地された１方の端子を備え、他方の端子
   が第３のＮ個のインピーダンス変成器部分の異なる部分
   によシ前記Ｎ個の、１？−）に接続されたＮ個の付加的
   端子インピーダンスを有するＮ個の付加的分離回路網と
   、各々が前記第２所定長を有し、且つ前記Ｎ個の付加的
   分離回路網の異なる隣接する回路網を対をなして相互接
   続するＮ個の付加的伝送線路部分とを特徴とする特許請
   求の範［ｉＵＳ項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 ０７）　前記第１所定長が前記電力デバイダ・コンバイ
   ナの動作周波数における】／４波長に等しい、特許請求
   の範囲第１６項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 α峠　前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数における１／２波長に等しい、特許請求の
   範囲第１７項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 α嘩　前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数における１／２波長に等しい、特許請求の
   範囲第１６項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 に）前記第１所定長が前記電力デバイダ・コンバイナの
   動作周波数における１／４波長に等しい、特許請求の範
   囲第１５項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 Ｑ◇　前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数におけるＩＡｌ波長等しい、特許請求の範
   囲第２０項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 （イ）前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数におゆる１／２波長に等しい、特許請求の
   範囲第１５項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 に）各々が接地された１方の端子を備え、＞その他方の
   端子が第３のＮ個のインピーダンス変成器部分の異なる
   部分によシ前記Ｎ個のポートに接続されたＮ個の付加的
   成端インピーダンスを有するＮ個の付加的分離回路網と
   、各々が前記第２所定長を持ち、且つ前記Ｎ個の付加的
   分離回路網の異なる隣接回路網を対をなして相互接続す
   るＮ個の付加的伝送線路部分とを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 （ハ）前記第１所定長が前記電力デ・ぐイＩ・コンバイ
   ナの動作周波数におけるＶ４波長に等しい、特許請求の
   範囲第２３項に記載の電力アノ９イダ。 コンバイナ。 （ハ）前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数におけるＩＡｌ波長等しい、特許請求の範
   囲第２４項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 に）前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナの
   動作周波数におけるＶ２波長に等しい、特許請求の範囲
   第２３項に記載の電力デ・ぐイダ・コンバイナ。 （ロ）前記第１所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数におけるＶ４波長に等しい、特許請求の範
   囲第１項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 （ハ）前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナ
   の動作周波数におけるｌ波長に等しい、特許請求の範囲
   第２７項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。 翰　前記第２所定長が前記電力デバイダ・コンバイナの
   動作周波数における］／２波長に等しい、特許請求の範
   囲第１項に記載の電力デバイダ・コンバイナ。