JPS625535B2 - - Google Patents

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JPS625535B2
JPS625535B2 JP56064326A JP6432681A JPS625535B2 JP S625535 B2 JPS625535 B2 JP S625535B2 JP 56064326 A JP56064326 A JP 56064326A JP 6432681 A JP6432681 A JP 6432681A JP S625535 B2 JPS625535 B2 JP S625535B2
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JP
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line
fin
coupling device
lines
microwave power
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JP56064326A
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JPS577601A (en
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Peetaa Kuin Jon
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPS625535B2 publication Critical patent/JPS625535B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/602—Combinations of several amplifiers
    • H03F3/604—Combinations of several amplifiers using FET's
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、固体増幅素子を用いたマイクロ波
電力結合装置、ならびに、導波管からマイクロス
トリツプ線路あるいはマイクロストリツプ線路か
ら導波管への平面状変換器に関する。
数個のFET増幅器からの電力を結合して、一
層高電力のマイクロ波固体電力源を得ることは最
近知られている方法である。この方法が、例え
ば、進行波管のような従来の真空管を用いた電力
源に匹敵するためには、結合効率が高く、製造費
が安くなければならない。これをうまく解決すれ
ば、低廉な製造費、高結合効率および広帯域とい
う重要なすべての要求を同時にみたすとともに、
同軸線路による結線も不要となる。
導波管からマイクロストリツプ線路へのフイ
ン・ライン変換器（fin―line transition）は本質
的に低価格である。単一の導波管に単一の変換器
を利用した方法は、マイクロ波理論と技術に関す
るIEEEトランスザクシヨン，Vol.MTT―24，No.
３，1976年３月，144―147頁のJ.H.C.van
Heuvenの論文に記載されている。
本発明によれば、電界効果トランジスタ
（FET）あるいは他の増振器を用いた単一基板マ
イクロ波集積回路（MIC）電力結合装置は、導波
管構造体に収容される。同軸線路による結線を用
いないので、高結合効率および低廉な製造費が得
られる。誘電体基板は、複数のマイクロストリツ
プ線路から導波管へのフイン・ライン変換器の配
列体を含むメタライズしたパターンをその両面に
有している。不所望の高次結合モードを吸収する
ために、電力吸収手段を備えている。
フイン・ライン変換器の配列体の形状は、第１
の実施例ではテーパ状に形成されていない。しか
し、好ましい実施例では、フイン・ライン変換器
の配列体はテーパ状に形成されたものであつて、
形状が甚だしく小さく、直接に導波管のＥ面テー
パ領域に設置される。基板のメタライズしたパタ
ーンには、所与の特性インピーダンスを有した不
平衡マイクロストリツプ線路に各半部分が移行す
るテーパ状のフイン・ラインを有するパターン
と、鋸歯状チヨーク部分へ、従つて連続接地面に
移行する食い違い配置のフイン・ラインを有する
パターンとがある。テーパ状のフイン・ラインの
先端より延びる高抵抗のメタライズしたストリツ
プは不所望の結合モードを吸収する。あるいはま
た、隣接する各対の不平衡マイクロストリツプ線
路間を橋絡する平面状抵抗回路網を有する。
FET増幅器の配列体は寸法を大きくした導波管
領域部において基板に取りつけられ、この基板の
他面には放熱体が接地面に取りつけられている。
導波管からマイクロストリツプ線路への入力側の
テーパ状フイン・ライン変換器配列体は、各
FET増幅器にマイクロ波電力を均等に分配す
る。
本発明は、たとえばＸバンドTWT（進行波
管）に置きかえるような、種々の宇宙通信やレー
ダへの応用が考えられる。
マイクロ波電力増幅装置あるいは電力結合装置
の第１の実施例による全体の形状が第１図に示さ
れている。標準的かつ通常の入力側方形導波管１
１において、Ｅベクトルは側壁に平行であつてそ
の振幅は正弦波状に分布している。この導波管１
１は、導波管のＥ面テーパ領域１２に円筒波を放
射する。導波管からマイクロストリツプ線路への
フイン・ライン変換器配列体１３は２個以上のマ
イクロストリツプ線路にマイクロ波電力を均等に
分配する。このようなマイクロストリツプ線路が
数個存在すると仮定すれば、隣り合うマイクロス
トリツプ線路の電力は180゜位相がずれている。
入力側と出力側のテーパ領域で生ずる位相差を補
償するために位相補償器１４が設けられ、この位
相補償器１４はFET増幅器の出力側での高電力
による損失を受けないように入力側のみに設けら
れている。種々知られている位相補償器を用いて
所要の特性を得ることができる。多段FET増幅
器１５がマイクロ波集積回路（MIC）として誘電
体基板に設けられるが、これらは周知の素子であ
るので更に詳述しない。マイクロストリツプ線路
から導波管へのフイン・ライン変換器配列体１６
は、複数のマイクロストリツプ線路（実施例では
６本）からの電力を結合又は組合わせる。フイ
ン・ライン変換器配列体１３および１６は、互い
に逆方向であることを除けば同一である。導波管
のＥ面テーパ領域１７は、増幅されたマイクロ波
電力を通常の標準の出力側方形導波管１８に供給
する。分配器としての入力側フイン・ライン変換
器配列体１３、位相補償器１４、FET増幅器１
５および結合器としてのフイン・ライン変換器配
列体１６は、すべて、単一のメタライズドMIC誘
電体基板１９、たとえば、石英子アルミナの基板
上に設けられ、寸法を大きくした導波管領域２０
内に収容されている。FET増幅器と位相補償器
とは、プリント回路基板に取りつけられた別個の
モジユールでもよい。
この発明を実際に適用した実例を説明すると、
入力側および出力側導波管１１および１８は、Ｘ
バンド（８―12.5GHz）導波管であつて、高さ
0.497インチ、幅1.122インチである。Ｅ面テーパ
領域１２および１７の長さは３インチもしくはそ
れ以下であり、寸法を大きくした導波管領域の高
さは３インチである。FET増幅器が６個ある場
合には、マイクロストリツプ線路間の間隔Ｓ（第
２図参照）は0.5インチである。分配器を構成す
るフイン・ライン変換器配列体１３の入力側は、
本質的に均一な振幅分布によつて励振される。こ
の条件の下で、入力励振の位相分布は、φ１＝０
゜、φ２＝18.74゜およびφ３＝54.8゜である。
位相補償器１４は、入力側および出力側テーパ領
域の両方の位相差を補償するためにこれらの値の
２倍の値を持たなければならない。したがつて、
上記の典型例においては、φ１＝０゜、φ２＝
37.4゜およびφ３＝109.6゜である。マイクロス
トリツプ線路間の間隔Ｓを0.25インチに短縮する
ことは可能である。事実、周波数7GHzにおいて
全幅が0.25インチ以下のFET MIC回路が刊行物
に記載されている。簡単な誘導性絞り補償によつ
て、比較的広角な２個のテーパ領域ののど部は、
広帯域の電圧定在波比を持つように作ることがで
きる。
第２図は、マイクロストリツプ線路から導波管
へのフイン・ライン変換器配列体１６のレイアウ
トを示す。この図および第６図と第８図におい
て、誘電体基板の上面のメタライズしたパターン
は実線で示され、下面のメタライズしたパターン
は点線で示され、両面上で重なるパターン部分
は、はん点の陰影で示されている。基板はシリカ
（石英）を用い、メタライズ用の導体としては金
を用いている。複数のフイン・ライン２１および
２１′が基板１９の上面および下面にプリントさ
れていて、これらは幅W1の平衡マイクロストリ
ツプ線路２２および２２′に移行する。上面の完
全なフイン・ラインの数(3)は下面のフイン・ライ
ン２１′の数(3)に等しく、上面と下面のフイン・
ラインは互いに食い違い配置関係にある。フイ
ン・ラインの各々の半部分は、１つの平衡マイク
ロストリツプ線路２２または２２′に移行する。
鋸歯状チヨーク型平衡・不平衡変換器２３は、ギ
ヤツプＧを有し、平衡マイクロストリツプ線路か
ら不平衡マイクロストリツプ線路への移行（変
換）に用いられている。不平衡マイクロストリツ
プ線路は、基板の上面にのみ幅W2の導体２４を
有し、下面にには連続したメタライズした接地面
２５を有している。不平衡マイクロストリツプ線
路２４は、たとえば50Ωの所与の特性インピーダ
ンスを有し、FET増幅器の出力に各々接続され
ている。隣り合う増幅器は互いに180゜（第６図
参照）位相がずれている。ここで第２図で電波エ
ネルギの伝搬方向が左から右である（フイン・ラ
イン変換器配列体１３の場合に相当する）と仮定
すると、進行したきたＥ電界は、基板１９の両面
上のフイン・ライン２１および２１′に到達し、
平衡マイクロストリツプ線路２２および２２′間
の間隙に局限するように電界を90゜回転集中させ
る。鋸歯状チヨーク部分２３は、ギヤツプＧによ
つて長さ方向に延びる約1/4波長のスタブ２６に
分割されており、スタブは端部に短絡回路を持
つ。スタブは、電流を長さ方向に向かつて強制的
に流し、横方向電流に対しては開放回路となつて
いる。これら鋸歯状チヨーク型平衡・不平衡マイ
クロストリツプ変換器は、通常の構造を有したも
のである。寸法を大きくした導波管領域での伝搬
は、不平衡マイクロストリツプ線路２４に沿う伝
搬を除き、導波管を２個の平行な導波管に２分す
る接地面２５によつて阻止される。
所望の結合モードは図示するように均一の電界
E0を有する。変換器の考察により、この電界
は、隣り合う不平衡マイクロストリツプ線路２４
を位相差180゜で励振することが判明する。同様
に、最高次の結合モード（不所望のπモード）に
関する電界Ｅ〓は図示するように不均一であり、
隣り合う不平衡マイクロストリツプ線路２４を位
相差０゜で励振する。従つて、πモード（隣り合
うFET増幅器は同相である）を吸収するため
に、隣り合う50Ωの不平衡マイクロストリツプ線
路２４を、特性インピーダンス100Ωの２組のマ
イクロストリツプ線路２７および２８で互いに橋
絡する。FET増幅器に最つとも近い線路２７
は、一端を接地面２５に接続した抵抗（フイー
ド・スルー抵抗）２９を、線路の正確な中点位置
に有する。同様に、FET増幅器から最つとも遠
い線路２８は、接地面と線路の正確な中点位置と
の間に短絡回路を持つ。すなわち、中点位置に穴
３０が形成されている。これらの回路網は、不所
望な高次結合モードを吸収する。
所望のモードにおいては、隣り合うマイクロス
トリツプ線路２４は180゜位相がずれているの
で、橋絡用線路の正確な中点位置での電圧値は零
である。中点での電圧が零であるから、所望モー
ドでの分路抵抗２９の電力消費はない。この場
合、２個の橋絡用線路２７および２８は、短絡ス
タブ線路の働きをなし、また、不平衡マイクロス
トリツプ線路２４間の間隔Ｓが約１／２マイクロスト リツプ波長であると、分路リアクタンスは非常に
高い。２個の橋絡用線路２７および２８間の間隔
ａを約１／２マイクロストリツプ波長にすることによ つて、正味の分路リアクタンスがさらに減少す
る。他方、隣り合うFET増幅器が同相になる電
力結合器の不所望なπモードは、上記の条件下で
分路抵抗２９によつて整合終端される。もし隣り
合う不平衡マイクロストリツプ線路２４が同相な
らば（第３図参照）、橋絡用線路２７の正確な中
点位置に電圧が生じ、抵抗２９によつて電力が吸
収される。ここにおいて、短絡された橋絡用線路
２８の目的は明瞭となる。これらは不所望なπモ
ードで現われるインピーダンスを“安定化”する
ために必要とされる。このことは、フイン・ライ
ン２１および２１′の方を見たπモードのインピ
ーダンスが、フイード・スルー抵抗２９とフイ
ン・ライン変換器との間の比較的長い距離により
周波数に甚しく依存して不確定であることに注目
すれば理解できる。πモードにおいては、導波管
のテーパ領域の個別のスペクトルモードが励振さ
れることに注目すべきである。
導波管およびプリント基板の寸法公差は厳密に
管理できるので、寸法を大きくした導波管領域２
０およびフイン・ライン２１および２１′におい
て高次伝搬モードは所望の結合モードによりほん
の少ししか励振されない。短絡された橋絡用線路
２８によるマイクロストリツプ電力消費および漏
洩は高次モードを弱めるのに充分である。もしこ
れで不充分なら、たとえば導波管のテーパ領域に
横方向スロツトを形成するような他の簡単な手段
が利用できる。
以上述べたMIC電力結合器の構成は以下の重要
な利点を有する。単一基板への組立によつて低価
格を可能とする。同軸コネクタを用いないので信
頼性があり、低損失電力結合が可能である。フイ
ン・ライン変換器は本質的に低損質である。本発
明のフイン・ライン変換器配列体は前述したJ.H.
C.van Heuvenの論文に記載された単一の変換器
よりも少ない電力消費損失である。この構成は、
FET増幅器の良好な放熱にとつて理想的であ
る。フイン・ライン変換器によつて電界が有効に
90゜回転されるので、FET増幅器の接地面を入
力側および出力側導波管（第５図参照）の側壁に
対して平行とすることができる。電力結合器の不
所望なπモードに対する対策は、分路抵抗と分路
短絡回路とを用いることによつて実行でき、
FET増幅器のポート間のアイソレーシヨンを高
めることができる。
Ｎ個のマイクロストリツプ増幅器線路から単一
の標準の出力側導波管への広帯域低損失変換器の
好ましい実施例が、第４図乃至第８図に示されて
いる。導波管のテーパ領域にテーパ状フイン・ラ
インの列を直接設けることによつて形状が非常に
小さくなる。さらに、高次結合モードを吸収する
手段はすべて完全に平面状に且つプリントするこ
とができるので、第２図および第３図で用いたフ
イード・スルー抵抗２９が不要となる。
第４図乃至第６図に示すように平面状基板３２
は、導波管構造体３３内の中央に装着される。基
板３２の２つの両端は導波管のＥ面テーパ領域３
４および３５の寸法に合わせて互いに逆方向にテ
ーパ状に形成され、その先端は入力側および出力
側方形導波管３６および３７の中に延びている。
寸法を大きくした導波管領域３９の一方の側壁に
は、多段FET増幅器モジユール４０を取扱うと
きに用いる扉３８が設けられている。このモジユ
ールは位相補償器を内蔵することが可能であり、
基板３２の一方の面に取りつけられている。放熱
体４１は、基板の他方の面の接地面に取りつけら
れている。既に述べたものと同様に、分配器を構
成するテーパ状フイン・ライン変換器変列体４２
は、入力側導波管３６から伝搬するマイクロ波エ
ネルギをＮ本のマイクロストリツプ線路に均等に
分配する。FET増幅器で増幅された後、Ｎ本の
マイクロストリツプ線路上の電力は、テーパ状フ
イン・ライン変換器配列体４３によつて結合され
出力側導波管３７に供給される。
第６図に示すように、６個の高電力FET増幅
器４４ａ乃至４４ｆは、隣り合う同志が180゜位
相のずれた出力を持つ。各々の出力は、50Ω不平
衡マイクロストリツプ線路４５に接続されてい
る。誘電体基板３２の反対側の面は連続したメタ
ライズした接地面４６である。鋸歯状チヨーク型
不平衡・平衡変換器４７は、不平衡マイクロスト
リツプ線路から平衡マイクロストリツプ線路への
変換器として働く。平衡マイクロストリツプ線路
の長さは第２図のものよりかなり短かく、零近く
にすることも可能である。隣り合う各対のマイク
ロストリツプ線路４５は、テーパ状フイン・ライ
ン４８（上面では３個の完全なフイン・ライン）
に移行し、下面では上面と食い違い配置関係にあ
る３個のテーパ状フイン・ライン４８′に移行す
る。マイクロストリツプ線路４５に沿つて伝搬す
るマイクロ波エネルギはフイン・ライン４８およ
び４８′によつて90゜回転し円筒波となる。
基板３２は溶融シリカ（SiO2）よりもアルミナ
のほうが、種々の用途に適している。FET増幅
器をアルミナ（Al2O3）基板上に組み込む場合、
フイン・ライン変換器配列体とのインターフエー
スが簡素化される。さらに、溶融シリカを使用す
ると過酷な機械的応力を受ける可能性があるの
で、基板が比較的大きい寸法である場合、信頼性
に問題を生じる。さらに長期的な観点からみた場
合、電力結合装置用のメタライズ部分を含む同一
基板上に、FET増幅器の入力および出力同調回
路用のメタライズ部分をプリントできるように、
充分均一なFET増幅器を開発することができれ
ば、この場合、各FET増幅器を入力および出力
側の基板に接続するには２個のビーム・リード結
線を施すだけでよい。
ところで、誘電率3.78のSiO2に比して、Al2O3
は9.9という高誘電率を有しているので、SiO2の
場合より波長がかなり短かくなる問題がある。波
長が短かいと周波数帯域が狭まくなり、高次モー
ド吸収用の抵抗（第３図、２９）を有する回路網
では好ましくない小電力消費がおそらく増加する
こととなろう。
この高次結合モードを吸収する新しい概念を第
６図に示す。テーパ状フイン・ライン４８および
４８′の先端を高抵抗率のメタライズしたストリ
ツプ４９および４９′を用いて延ばすことによつ
て、不所望なモードを効率よく吸収できる。フイ
ン・ラインの延長部を形成する高抵抗ストリツプ
４９および４９′は、所望の結合モードに対して
は無視しうる損失を与えるのみで、高次結合モー
ドを選択的に吸収することが判明した。第７ａ図
および第７ｂ図は、この結論に対する根拠を図示
している。これらの図は、出力側導波管３７と５
本のフイン・ライン延長部４９および４９′を有
したアルミナ基板３２とを誇張して示す概略図で
あり、導波管のテーパ領域３５と出力側導波管３
７との接合部の領域を表わしている。
第７ａ図は最高次モード、つまり、不所望なモ
ードの電界分布を示している。このモードでは、
マイクロストリツプ出力線路４５はすべて同じ位
相である。その結果、フイン・ラインの各先端に
は正味の電荷が生じ、この電荷は隣り合う先端上
で互いに逆極性である。このように、高次結合モ
ードは、高電流密度でフイン・ラインに密接に結
合した、フイン・ライン上の準TEMモードを励
振する。高次モードが伝搬するためにはフイン・
ラインが必要であり、このフイン・ラインの端部
で完全に反射される。それ故、高次モードは、フ
インのメタライズ部分から伸びる高抵抗率のメタ
ライズしたストリツプ４９および４９′を形成す
ることによつて、非常に効率よくかつ徐々に吸収
することができる。原理的にはこの方法によつ
て、すべての高次結合モードを高帯域にわたつて
終端することができる。このような条件下では、
結合器は、良好なアイソレーシヨン特性を持つ。
一方、第７ｂ図において、所望の結合モードは
フイン・ラインの先端近くでこのフイン・ライン
に極めて粗に結合しているだけである。所望のモ
ードは隣り合うマイクロストリツプ線路間で180
゜の位相差を有していること、およびどのフイ
ン・ラインにも正味の電荷が生ぜず、この電荷分
布はダイポール形であることに注意すべきであ
る。フイン・ラインの端部において、所望のモー
ドはTE10導波管モードに移行する。このモード
は導波管全断面に広がる正弦―方形状分布（符号
５０で示す）をした電力密度を有している。
他の方法は、フイン・ライン４８および４８′
の先端に集中定数抵抗（すなわち個別素子）を用
い、次いで金もしくは他の高導電率ストリツプを
取りつける方法である。金のストリツプは、抵抗
と直列に低リアクタンスが加わるようにその長さ
を約1/4波長とし、もつて抵抗に高電流が流れう
るようにしている。この第２の方法は、理想的な
アイソレーシヨン特性に少々劣るかもしれない
が、吸収体のメタライズ部分に対する抵抗率の値
を低くすることを必要とせず、このため分布定数
吸収体を用いた第１の方法に比較して長所を有す
る。
第８図はテーパ状フイン・ラインの列を用いた
平面状MIC電力結合器を示し、第６図に示したも
のと相違する点は、基板がアルミナでなく溶融シ
リカであり、高抵抗率のメタライズしたストリツ
プ４９および４９′が用いられておらず、全体と
して符号５１で示した平面状抵抗回路網が高次結
合モードを吸収する点である。抵抗回路網５１は
完全に平面状であつて、すべてプリントすること
が出来る。第８図において、各対のマイクロスト
リツプ線路４５の間に１個の抵抗回路網を用い、
全部で５個使われている。この抵抗回路網をつく
るメタライズしたパターンは、一対の横方行に延
び且つ互いに平行な橋絡用線路５２および５３を
有し、これらの中点には印刷された抵抗５４に接
続される延長部がある。一対の１／４波長開放線路５ ５は抵抗を流れる電流に対する流路を与える。所
望の結合モードにおいては、隣接する不平衡マイ
クロストリツプ線路４５は、180゜位相がずれて
おり、さらに、橋絡用線路５２および５３の中点
では電圧が零であるので、平面状抵抗５４に電力
が吸収されない。不所望の結合モードにおいて
は、隣り合うマイクロストリツプ線路４５は同相
であり、さらに、橋絡用線路５２および５３の中
点ではある有限の電圧が存在するので、抵抗５４
に電力が吸収される。
固体増幅素子はマイクロ波トランジスタでもよ
く、これは電界効果トランジスタのようにトラン
スミツシヨン型の素子であるので、入力電力分配
用のフイン・ライン変換器配列体が使用される。
たとえば、IMPATTダイオードのような反射型
固体増幅素子を用いた場合の構成は、１個のフイ
ン・ライン変換器配列体のみでよく、このフイ
ン・ライン変換器配列体は、交互に、導波管から
マイクロストリツプへの電力分配器、および、マ
イクロストリツプから導波管への電力結合器とし
て働く。
広帯域、低損失、低価格の平面状マイクロ波集
積回路電力結合装置もしくは電力増幅装置の種々
な用途としては、宇宙通信子レーダの用途が考え
られる。一応用例は、Ｘバンド進行波管との置き
換えである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、マイクロ波集積回路電界効果トラン
ジスタ増幅器を用いる電力結合装置のシステム構
成図である。第２図は、Ｎ本のマイクロストリツ
プ増幅器線路から単一の標準の出力側導波管への
フイン・ライン変換器配列体を示す図である。第
３図は、第２図のフイード・スルー抵抗のひとつ
を示すメタライズした基板の部分断面図である。
第４図および第５図は、夫々電力結合器の好まし
い一実施例の側面図および平面図であり、平面図
では内部を詳細に示すために上壁を取り除いて示
されている。第６図は、第４図に用いられたテー
パ状フイン・ライン変換器配列体とFET増幅器
の平面図である。第７ａ図および第７ｂ図は、基
板、フイン・ライン延長部、および導波管開口部
の拡大図で、夫々所望のモードおよび不所望のモ
ードでの電界分布をも示す。第８図は、平面状電
力吸収抵抗回路網を有したテーパ状フイン・ライ
ン変換器配列体を示す図である。 １１…入力側方形導波管、１２，１７…Ｅ面テ
ーパ領域、１３，１６…フイン・ライン変換器配
列体、１５…多段FET増幅器、１８…出力側方
形導波管、１９…誘電体基板、２０…寸法を大き
くした導波管領域、２１，２１′…フイン・ライ
ン、２２，２２′…平衡マイクロストリツプ線
路、２３…鋸歯状チヨーク型変換器、２４…不平
衡マイクロストリツプ線路、２５…接地面、２
７，２８…マイクロストリツプ線路、２９…フイ
ード・スルー抵抗、３０…穴、３４，３５…Ｅ面
テーパ領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロストリツプ線路から導波管へのフイ
    ン・ライン変換器配列体を形成するメタライズし
    たパターンを両面上に持つ誘電体基板を有し、こ
    のパターンは、所与の特性インピーダンスを持つ
    複数のマイクロストリツプ線路と、対向する連続
    した接地面とを有し、この複数のマイクロストリ
    ツプ線路は、平衡・不平衡変換器に移行し、次い
    で複数のフイン・ラインに移行し、該フイン・ラ
    インは、基板の一方の面上のフイン・ラインが他
    方の面上のフイン・ラインに対し食い違い配置関
    係になるように構成されており、更に、 誘電体基板に取付けられて、マイクロストリツ
    プ線路に１つずつ接続された複数のマイクロ波固
    体増幅器を設け、 フイン・ライン変換器配列体とマイクロ波固体
    増幅器とが導波管構造体の中に収容されているこ
    とを特徴とするマイクロ波電力結合装置。 ２ 前記フイン・ライン変換器配列体が、更に、
    不所望の高次結合モードを吸収する電力吸収手段
    を有する、特許請求の範囲第１項記載のマイクロ
    波電力結合装置。 ３ 前記固体増幅器が、反射型固体増幅素子であ
    り、放熱体が前記接地面に取りつけられている、
    特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載のマイ
    クロ波電力結合装置。 ４ 前記メタライズしたパターンが、更に、前記
    フイン・ラインに移行する平衡マイクロストリツ
    プ線路を含み、前記平衡・不平衡変換器が、この
    平衡マイクロストリツプ線路から前記の不平衡の
    マイクロストリツプ線路への変換を行う鋸歯状チ
    ヨークである、特許請求の範囲第３項記載のマイ
    クロ波電力結合装置。 ５ 前記電力供給手段が、隣り合う各対の不平衡
    マイクロストリツプ線路間を橋絡する抵抗回路網
    より成る、特許請求の範囲第４項記載のマイクロ
    波電力結合装置。 ６ 前記フイン・ライン変換器配列体と各々個々
    のフイン・ラインとが、前記導波管構造体のＥ面
    テーパ領域に適合するようにテーパ状に形成され
    ている、特許請求の範囲第１項もしくは第２項記
    載のマイクロ波電力結合装置。 ７ 前記電力吸収手段が、前記テーパ状フイン・
    ラインの先端の抵抗手段より成る、特許請求の範
    囲第６項記載のマイクロ波電力結合装置。 ８ 前記電力吸収手段が、前記テーパ状フイン・
    ラインの先端より延びる高抵抗のメタライズした
    ストリツプより成る、特許請求の範囲第６項もし
    くは第７項記載のマイクロ波電力結合装置。 ９ 前記電力吸収手段が、隣り合う各対の不平衡
    マイクロストリツプ線路間を橋絡する平面状抵抗
    回路網より成る、特許請求の範囲第６項記載のマ
    イクロ波電力結合器。 １０ 前記導波管構造体が、少くなくとも出力側
    方形導波管と、Ｅ面テーパ領域と、平行な側壁を
    持つ寸法を大きくした導波管領域とを有し、前記
    基板がその一端でテーパ状に形成されるととも
    に、前記フイン・ライン変換器配列体と各々個々
    のフイン・ラインとが前記導波管のテーパ領域に
    適合するように同様にテーパ状に形成されてい
    る、前記特許請求の範囲第１項乃至第９項のいず
    れか１項に記載のマイクロ波電力結合装置。 １１ マイクロストリツプ線路から導波管へのフ
    イン・ライン変換器配列体を形成するメタライズ
    したパターンを両面上に持つ誘電体基板を有し、
    このパターンは、所与の特性インピーダンスを持
    つ複数のマイクロストリツプ線路と、対向する連
    続した接地面とを有し、この複数のマイクロスト
    リツプ線路は、平衡・不平衡変換器に移行し、次
    いで複数のフイン・ラインに移行し、該フイン・
    ラインは、基板の一方の面上のフイン・ラインが
    他方の面上のフイン・ラインに対し食い違い配置
    関係になるように構成されており、 誘電体基板に取付けられて、マイクロストリツ
    プ線路に１つずつ接続された複数のマイクロ波固
    体増幅器を設け、更に、 該マイクロ波固体増幅器の出力側にも前記フイ
    ン・ライン変換器配列体が互いに逆方向になるよ
    うに設けられ、これら一対のフイン・ライン変換
    器配列体とマイクロ波固体増幅器とが導波管構造
    体の中に収容されていることを特徴とするマイク
    ロ波電力結合装置。 １２ 前記フイン・ライン変換器配列体が、更
    に、不所望の高次結合モードを吸収する電力吸収
    手段を有する、特許請求の範囲第１１項記載のマ
    イクロ波電力結合装置。 １３ 前記固体増幅器が、トランスミツシヨン型
    の素子で放熱体が前記接地面に取りつけられてい
    る、特許請求の範囲第１１項もしくは第１２項記
    載のマイクロ波電力結合装置。 １４ 前記メタライズしたパターンが、更に、前
    記フイン・ラインに移行する平衡マイクロストリ
    ツプ線路を含み、前記平衡・不平衡変換器が、こ
    の平衡マイクロストリツプ線路から前記の不平衡
    のマイクロストリツプ線路への変換を行う鋸歯状
    チヨークである、特許請求の範囲第１３項記載の
    マイクロ波電力結合装置。 １５ 前記電力供給手段が、隣り合う各対の不平
    衡マイクロストリツプ線路間を橋絡する抵抗回路
    網より成る、特許請求の範囲第１４項記載のマイ
    クロ波電力結合装置。 １６ 前記フイン・ライン変換器配列体と各々
    個々のフイン・ラインとが、前記導波管構造体の
    Ｅ面テーパ領域に適合するようにテーパ状に形成
    されている、特許請求の範囲第１１項もしくは第
    １２項記載のマイクロ波電力結合装置。 １７ 前記電力吸収手段が、前記テーパ状フイ
    ン・ラインの先端の抵抗手段より成る、特許請求
    の範囲第１６項記載のマイクロ波電力結合装置。 １８ 前記電力吸収手段が、前記テーパ状フイ
    ン・ラインの先端より延びる高抵抗のメタライズ
    したストリツプより成る、特許請求の範囲第１６
    項もしくは第１７項記載のマイクロ波電力結合装
    置。 １９ 前記電力吸収手段が、隣り合う各対の不平
    衡マイクロストリツプ線路間を橋絡する平面状抵
    抗回路網より成る、特許請求の範囲第１６項記載
    のマイクロ波電力結合器。 ２０ 前記導波管構造体が、少くなくとも出力側
    方形導波管と、Ｅ面テーパ領域と、平行な側壁を
    持つ寸法を大きくした導波管領域とを有し、前記
    基板がその一端でテーパ状に形成されるととも
    に、前記フイン・ライン変換器配列体と各々個々
    のフイン・ラインとが前記導波管のテーパ領域に
    適合するように同様にテーパ状に形成されてい
    る、前記特許請求の範囲第１１項乃至第１９項の
    いずれか１項に記載のマイクロ波電力結合装置。
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4511813A (en) * 1981-06-12 1985-04-16 Harris Corporation Dual-gate MESFET combiner/divider for use in adaptive system applications
US4424496A (en) * 1981-10-13 1984-01-03 Raytheon Company Divider/combiner amplifier
DE3202711C2 (de) * 1982-01-28 1983-12-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Mikrowellen-Verstärkereinrichtung
US4588962A (en) * 1982-05-31 1986-05-13 Fujitsu Limited Device for distributing and combining microwave electric power
CA1203617A (en) * 1982-05-31 1986-04-22 Toshiyuki Saito Device for distributing and combining microwave electric power
JPS58221502A (ja) * 1982-06-14 1983-12-23 Fujitsu Ltd マイクロ波電力分配合成器
JPS58221509A (ja) * 1982-05-31 1983-12-23 Fujitsu Ltd 空間合成増幅器
JPS6023039Y2 (ja) * 1982-06-22 1985-07-09 ライザ−工業株式会社 光オゾン酸化処理装置
FR2581268B1 (fr) * 1982-08-11 1989-09-22 Dassault Electronique Emetteur hyperfrequence de puissance
US5559480A (en) * 1983-08-22 1996-09-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Stripline-to-waveguide transition
US4641106A (en) * 1985-05-21 1987-02-03 Rca Corporation Radial power amplifier
US4641107A (en) * 1985-05-21 1987-02-03 Rca Corporation Printed circuit radial power combiner with mode suppressing resistors fired at high temperature
US4728904A (en) * 1985-05-24 1988-03-01 Trw Inc. Extra high frequency (EHF) circuit module
US4689631A (en) * 1985-05-28 1987-08-25 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Space amplifier
US4677393A (en) * 1985-10-21 1987-06-30 Rca Corporation Phase-corrected waveguide power combiner/splitter and power amplifier
US4789840A (en) * 1986-04-16 1988-12-06 Hewlett-Packard Company Integrated capacitance structures in microwave finline devices
US4701716A (en) * 1986-05-07 1987-10-20 Rca Corporation Parallel distributed signal amplifiers
US4808447A (en) * 1986-10-23 1989-02-28 Baker Marion A Preserved flowers and other substrates
US4808938A (en) * 1987-11-13 1989-02-28 United Technologies Corporation Impedance-matched signal selecting and combining system
US4983865A (en) * 1989-01-25 1991-01-08 Pacific Monolithics High speed switch matrix
US4947143A (en) * 1989-05-23 1990-08-07 Massachusetts Institute Of Technology Multiport power divider-combiner
US4965530A (en) * 1989-09-26 1990-10-23 General Electric Company Parallelled amplifier with switched isolation resistors
US5021748A (en) * 1989-10-18 1991-06-04 The Texas A & M University System Circular ring resonator distributive electromagnetic signal processor
US5017886A (en) * 1989-12-12 1991-05-21 Comsat RF power combiner using baluns
US5214394A (en) * 1991-04-15 1993-05-25 Rockwell International Corporation High efficiency bi-directional spatial power combiner amplifier
JPH05251928A (ja) * 1992-03-05 1993-09-28 Honda Motor Co Ltd アンテナ装置
US5256988A (en) * 1992-09-01 1993-10-26 Loral Aerospace Corp. Conical transverse electromagnetic divider/combiner
US5812034A (en) * 1994-10-17 1998-09-22 Advantest Corporation Waveguide mode-strip line mode converter utilizing fin-line antennas of one wavelength or less
US5663693A (en) * 1995-08-31 1997-09-02 Rockwell International Dielectric waveguide power combiner
US5920240A (en) * 1996-06-19 1999-07-06 The Regents Of The University Of California High efficiency broadband coaxial power combiner/splitter with radial slotline cards
US5736908A (en) * 1996-06-19 1998-04-07 The Regents Of The University Of California Waveguide-based spatial power combining array and method for using the same
US6028483A (en) * 1998-05-06 2000-02-22 Hughes Electronics Corporation Universal fixture/package for spatial-power-combined amplifier
US6160454A (en) * 1998-10-19 2000-12-12 Motorola, Inc. Efficient solid-state high frequency power amplifier structure
US6333682B1 (en) * 2000-01-13 2001-12-25 Motorola, Inc. High frequency low loss power amplifier combiner
US6876272B2 (en) * 2001-10-23 2005-04-05 Wavestream Wireless Technologies Reflection-mode, quasi-optical grid array wave-guiding system
WO2003084058A2 (en) * 2002-03-26 2003-10-09 California Institute Of Technology Active-loop, spatially-combined amplifier
US6707348B2 (en) * 2002-04-23 2004-03-16 Xytrans, Inc. Microstrip-to-waveguide power combiner for radio frequency power combining
US6686875B1 (en) 2002-10-04 2004-02-03 Phase Iv Systems, Inc. Bi-directional amplifier module for insertion between microwave transmission channels
US7106147B1 (en) * 2004-04-08 2006-09-12 Intel Corporation Apparatus, system, and method for high frequency signal distribution
US7215220B1 (en) 2004-08-23 2007-05-08 Cap Wireless, Inc. Broadband power combining device using antipodal finline structure
US7248130B2 (en) * 2005-01-05 2007-07-24 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. High power combiner/divider
US7400215B2 (en) * 2005-03-08 2008-07-15 Wavestream Corporation Method and apparatus for increasing performance in a waveguide-based spatial power combiner
US7847748B1 (en) 2005-07-05 2010-12-07 Lockheed Martin Corporation Single input circular and slant polarization selectivity by means of dielectric control
FR2891424A1 (fr) * 2005-09-23 2007-03-30 Groupe Ecoles Telecomm Dispositif de traitement d'un signal a ecart de phase ameliore
US7532073B2 (en) * 2007-09-12 2009-05-12 Viasat, Inc. Solid state power amplifier with multi-planar MMIC modules
FR2925230B1 (fr) * 2007-12-18 2009-12-04 Thales Sa Dispositif d'amplification de puissance radiale a compensation de dispersion de phase des voies amplification
FR2928793A1 (fr) * 2008-03-11 2009-09-18 Thales Sa Dispositif d'amplification de puissance spatial multi-sources
CN101621149B (zh) * 2008-07-01 2013-01-16 电子科技大学 一种微波毫米波空间功率合成放大器的设计方法
RU2458432C1 (ru) * 2011-04-18 2012-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Мощная гибридная интегральная схема свч-диапазона
US9276304B2 (en) 2012-11-26 2016-03-01 Triquint Semiconductor, Inc. Power combiner using tri-plane antennas
US9293801B2 (en) 2012-11-26 2016-03-22 Triquint Cw, Inc. Power combiner
US9287605B2 (en) 2012-12-18 2016-03-15 Triquint Cw, Inc. Passive coaxial power splitter/combiner
KR101728908B1 (ko) 2015-09-21 2017-04-21 가천대학교 산학협력단 이중 신호면과 공통 접지면을 갖는 안티포달 핀라인 변환기 및 안티포달 핀라인 변환기를 이용한 공간 결합 전력 증폭기
KR101867227B1 (ko) * 2017-05-10 2018-06-12 고려대학교 산학협력단 균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 도파관
EP3995836B1 (en) * 2020-11-05 2024-05-15 Universidad Carlos III de Madrid Ultra-wideband interconnection
JP2022141077A (ja) 2021-03-15 2022-09-29 富士通株式会社 電力合成器
CN115939716A (zh) * 2023-03-02 2023-04-07 电子科技大学 一种基于基片集成鳍线结构的定向耦合器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3414880A (en) * 1965-07-02 1968-12-03 Ibm Source error correction for relatively moving signals
US3390333A (en) * 1965-10-29 1968-06-25 Rca Corp Parallel amplifiers with input and output coupling by means of closelypacked, electrically small input and output radiators
US3593174A (en) * 1969-06-05 1971-07-13 Westinghouse Electric Corp Solid state amplifier for microwave frequency signals
NL7402693A (nl) * 1974-02-28 1975-09-01 Philips Nv Golfpijp-microstrip overgang.
US4052683A (en) * 1974-02-28 1977-10-04 U.S. Philips Corporation Microwave device
US3963993A (en) * 1975-01-31 1976-06-15 The Bendix Corporation Power amplifier using a plurality of parallel connected amplifier elements and having burn-out protection
NL7609903A (nl) * 1976-09-07 1978-03-09 Philips Nv Microgolfinrichting voor het omzetten van een golfpijp- in een microstripgeleiderstructuur.
US4129839A (en) * 1977-03-09 1978-12-12 Raytheon Company Radio frequency energy combiner or divider

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DE3118394C2 (ja) 1991-02-21

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