(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を入力ポートとし、他端を出力ポートとする第１の伝送路と、
前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、
前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、
前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、
前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、
前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第１の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第１金属板と、
前記第１の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第２金属板とを具備し、
前記第１の伝送路と前記第１金属板および第２金属板との間の距離を調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整することを特徴とする電力合成器。
【請求項２】
前記第２の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第３金属板と、
前記第２の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第４金属板とをさらに具備し、
前記第２の伝送路と前記第３金属板および前記第４金属板との間の距離を調整することをさらに特徴とする請求項１記載の電力合成器。
【請求項３】
一端を入力ポートとし、他端を出力ポートとする第１の伝送路と、
前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、
前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、
前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、
前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、
前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第１の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第１金属板と、
前記第１の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第２金属板とを具備し、
前記第１の伝送路と前記第１金属板および第２金属板との重なる長さを調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整することを特徴とする電力合成器。
【請求項４】
前記第２の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第３金属板と、
前記第２の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第４金属板とをさらに具備し、
前記第２の伝送路と前記第３金属板および前記第４金属板との重なる長さを調整することをさらに特徴とする請求項３記載の電力合成器。
【請求項５】
一端を入力ポートとし、他端を出力ポートとする第１の伝送路と、
前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、
前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、
前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、
前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、
前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、
前記第１の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第１金属板と、
前記第１の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第２金属板とを具備し、
前記第１金属板および第２金属板の高さを調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整することを特徴とする電力合成器。
【請求項６】
前記第２の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第３金属板と、
前記第２の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第４金属板とをさらに具備し、
前記第３金属板および前記第４金属板の高さを調整することをさらに特徴とする請求項５記載の電力合成器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電力合成器を電力分配器として構成することを特徴とする電力分配器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放送用送信機等に用いられる電力合成器および電力分配器に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送用送信機では、複数の電力増幅器から出力した電力を合成することで所望の送信電力を得ている。電力の合成に使用する合成器には高い耐電力性能が必要であり、空気中にストリップ線路を配置した構造により高耐電力性能を実現している。
【０００３】
しかし、高い電力の合成に用いる合成器には、３０ｄＢ以下のリターンロスやアイソレーションが求められる場合がある。ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯オールチャネルの周波数帯域は４７０ＭＨｚから８７０ＭＨｚと広帯域にわたるために、すべてのチャネルにおいて３０ｄＢ以下を実現することは、従来の手法では困難であった。そのため、所望のチャネルに合わせて構造の変更が必要であり、課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０６２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＵＨＦ帯オールチャネルの周波数帯域は４７０ＭＨｚから８７０ＭＨｚと広帯域にわたるために、すべてのチャネルにおいて３０ｄＢ以下を実現することは困難であり、所望のチャネルに合わせて構造を変更する必要があり、製造効率が悪いという課題がある。
【０００６】
本実施形態の目的は、容易に特性を調整可能な電力合成器および電力分配器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る第１の電力合成器および電力分配器は、一端を入力ポートとし、他端を出力ポートとする第１の伝送路と、前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１コーナに平行に配置された第１金属ブロックを具備し、前記第１金属ブロックの幅を調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整するものである。
【０００８】
本実施形態に係る第２の電力合成器および電力分配器は、前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第１金属板と、前記第１の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第２金属板とを具備し、前記第１の伝送路と前記第１金属板および第２金属板との間の距離を調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整するものである。
【０００９】
本実施形態に係る第３の電力合成器および電力分配器は、一端を入力ポートとし、他端を出力ポートとする第１の伝送路と、前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第１金属板と、前記第１の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第２金属板とを具備し、前記第１の伝送路と前記第１金属板および第２金属板との重なる長さを調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整するものである。
【００１０】
本実施形態に係る第４の電力合成器および電力分配器は、一端を入力ポートとし、他端を出力ポートとする第１の伝送路と、前記第１の伝送路と結合し、一端を入力ポートとする第２の伝送路とを具備し、前記第１の伝送路の一端側と前記第２の伝送路の一端側との交差点を第１コーナとし、前記第１の伝送路の他端側と前記第２の伝送路の他端側との交差点を第２コーナとし、前記第１の伝送路と前記第２の伝送路とを結合する部分を結合線路とし、前記第１コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第１の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して直交する方向に折り曲げ形成され、前記第２コーナにおいて前記第２の伝送路のポート接続部は前記結合線路の平面に対して前記第１の伝送路と逆側の直交する方向に折り曲げ形成され、前記第１の伝送路の一端側に伝送路と平行に配置された第１金属板と、前記第１の伝送路の他端側に伝送路と平行に配置された第２金属板とを具備し、前記第１金属板および第２金属板の高さを調整することによりリターンロスおよびアイソレーションを調整するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る電力合成器の基本となる構成を示す図。
【図２】図１の電力合成器の特性を示す図。
【図３】実施例１の電力合成器の構成を示す図。
【図４】実施例２の電力合成器の構成を示す図。
【図５】実施例３の電力合成器の構成を示す図。
【図６】実施例４の電力合成器の構成を示す図。
【図７】実施例５の電力合成器の構成を示す図。
【図８】実施例６の電力合成器の構成を示す図。
【図９】実施例７の電力合成器の構成を示す図。
【図１０】実施例８の電力合成器の構成を示す図。
【図１１】図４の電力合成器の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る電力合成器および電力分配器を説明する。なお、以下では、合成器を例にして説明するが、分配器であってもよい。
【００１３】
［基本形］  
先ず、各実施例の基本となる電力合成器の構成について述べる。基本となる構造を図１に示す。
【００１４】
箱状の筐体１００内部で、電力合成器を構成するために第１の伝送路１０および第２の伝送路１１は、その中央の結合部分が上下平行に配置され、全体形状に着目すると交差している状態である。 
第１の伝送路１０および第２の伝送路１１は、単体ではＳ字形であり、両方を上面から見た場合Ｘ字形であるように互いに逆向きで交差している。第１の伝送路１０の一端には、信号を入力するための入力ポート１０ａが設けられており、他端には合成した信号を出力するための出力ポート１０ｂが設けられている。また、第２の伝送路１１の一端には、信号を入力するための入力ポート１１ａが設けられており、他端には、終端器を接続するための終端ポート１１ｂが設けられている。第１の伝送路１０の接続部１２ａ，１２ｂは上方に、第２の伝送路１１の接続部１２ｃ，１２ｄは下方にそれぞれ９０度に折り曲げられている。また、接続部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの角はカットされており、このカットの仕方によりリターンロスおよびアイソレーションを調整することができる。
【００１５】
図２は、図１の電力合成器におけるリターンロスおよびアイソレーションを示す特性図である。図２において、横軸に周波数［ＭＨｚ］、縦軸に利得［ｄＢ］を示す。図２に示すように、図１の構成により、広帯域にわたってリターンロスやアイソレーションを２０ｄＢ以下に実現することが出来る。しかし、高い電力の合成に用いる合成器には、３０ｄＢ以下のリターンロスやアイソレーションが求められる場合がある。ＵＨＦ帯オールチャネルの周波数帯域は４７０ＭＨｚから８７０ＭＨｚと広帯域にわたるために、すべてのチャネルにおいて３０ｄＢ以下を実現することは、図１の構成を用いても困難であった。そのため、所望のチャネルに合わせて構造の変更が必要であり、製造効率が悪いという課題がある。
【００１６】
この課題を克服するために、本実施形態では、ＵＨＦ帯の所望のチャネルに合わせて容易に特性を調整可能な手法を提案する。以下、本実施形態に係る電力合成器を各実施例について説明する。
【００１７】
［実施例１］  
図３に、実施例１の電力合成器の構成を示す。図３は、電力合成器を上方から見た図である。
【００１８】
実施例１は、上記図１の基本構成に、金属ブロック１３を追加した構造とする。第１の伝送路１０および第２の伝送路１１と金属ブロック１３との間の距離ｄ１を変更することで、リターンロスおよびアイソレーションの調整を行う。金属ブロック１３を追加する位置は、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂおよび第２の伝送路１１の終端ポート側１１ｂではなく、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａおよび第２の伝送路１１の出力ポート側１１ｂであってもよい。また、金属ブロック１３は、筐体１００に固定された金属板であってもよい。
【００１９】
［実施例２］  
上記図３を用いて、実施例２の電力合成器を説明する。実施例２は、上記実施例１と同様に、図１の基本構成に、金属ブロック１３を追加した構造とする。金属ブロック１３の幅ｗ１を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。金属ブロック１３を追加する位置は、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂおよび第２の伝送路１１の終端ポート側１１ｂでなく、第１の伝送路１０の入力ポート１１ａおよび第２の伝送路１１の出力ポート側１１ｂであってもよい。また、金属ブロック１３は、筐体１００に固定された金属板であってもよい。 
［実施例３］  
図３に、実施例３の電力合成器の構成を示す。図３は、電力合成器を上方から見た図である。
【００２０】
実施例３は、上記図１の基本構成に、金属ブロック１３および金属ブロック１４を追加した構造とする。第１の伝送路１０および第２の伝送路１１と、金属ブロック１３，１４との間の距離ｄ１，ｄ２を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００２１】
［実施例４］  
上記図４を用いて、実施例４の電力合成器を説明する。実施例４は、上記実施例１と同様に、図１の基本構成に、金属ブロック１３および金属ブロック１４を追加した構造とする。金属ブロック１３の幅ｗ１および金属ブロック１４の幅ｗ２を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００２２】
［実施例５］  
図５に、実施例５の電力合成器の構成を示す。図５は、電力合成器を上方から見た図である。
【００２３】
実施例５は、上記図１の基本構成において、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａの近傍に金属板１５、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂの近傍に金属板１６を追加した構造とする。入力ポート１０ａと金属板１５との間の距離Ｄ１および入力ポート１１ａと金属板１６間の距離Ｄ２を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００２４】
［実施例６］  
上記図５を用いて、実施例６の電力合成器を説明する。実施例６は、上記図１の基本構成において、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａの近傍に金属板１５、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂの近傍に金属板１６を追加した構造とする。入力ポート１０ａと金属板１５との重なり合う長さＬ１および入力ポート１１ａと金属板１６間との重なり合う長さＬ２を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００２５】
［実施例７］  
図６および図７に、実施例７の電力合成器を示す。図７は、電力合成器を第１の伝送路１０の入力ポート１０ａ側から見た図である。また、図８は、電力合成器を第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂ側から見た図である。
【００２６】
実施例７は、上記図１の基本構成において、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａの近傍に金属板１５、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂの近傍に金属板１６を追加した構造とする。金属板１５の高さＨ１および金属板１６の高さＨ２を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００２７】
［実施例８］  
図８に、実施例８の電力合成器を示す。図８は、電力合成器を上方から見た図である。
【００２８】
実施例８は、上記図１の基本構成において、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａの近傍に金属板１５、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂの近傍に金属板１６、第２の伝送路１１の終端ポート１１ｂの近傍に金属板１７、第２の伝送路１１の出力ポート１１ｂの近傍に金属板１８を追加した構造とする。各ポート１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂと各金属板１５，１６，１７，１８との間の距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００２９】
［実施例９］  
上記図８を用いて、実施例９の電力合成器を説明する。実施例９は、上記図１の基本構成において、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａの近傍に金属板１５、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂの近傍に金属板１６、第２の伝送路１１の終端ポート１１ｂの近傍に金属板１７、第２の伝送路１１の出力ポート１１ｂの近傍に金属板１８を追加した構造とする。各ポート１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂと各金属板１５，１６，１７，１８との重なり合う長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００３０】
［実施例１０］  
図９および図１０に、実施例１０の電力合成器を示す。図９は、電力合成器を第１の伝送路１０の入力ポート１０ａ側から見た図である。図１０は、電力合成器を第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂ側から見た図である。 
実施例１０は、上記図１の基本構成において、第１の伝送路１０の入力ポート１０ａの近傍に金属板１５、第１の伝送路１０の出力ポート１０ｂの近傍に金属板１６、第２の伝送路１１の終端ポート１１ｂの近傍に金属板１７、第２の伝送路１１の出力ポート１１ｂの近傍に金属板１８を追加した構造とする。各金属板１５，１６，１７，１８の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を変更することで、リターンロス及びアイソレーションの調整を行う。
【００３１】
さらに、上述した実施例１から実施例１０までに示した構成を任意に組み合わせることもできる。
【００３２】
ここで、一例として、図１１に、図４の電力合成器におけるリターンロスおよびアイソレーションの特性図を示す。図１１において、横軸に周波数［ＭＨｚ］、縦軸に利得［ｄＢ］を示す。上記図２と比較すると、図１１では、図４の構成により、およそ７００ＭＨｚから９００ＭＨｚまでの周波数帯域にわたって、リターンロスやアイソレーションが３０ｄＢ以下に改善されていることがわかる。
【００３３】
以上述べたように、本実施形態によれば、図１のような基本構造を変更することなく、金属ブロックや金属板等の部材の追加のみで、容易にリターンロス及びアイソレーションを調整可能になる。このため、所望のチャネルに合わせて複雑な構造の変更する必要がなく、製造効率を高めることができる。
【００３４】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１００…筐体、１０…第１の伝送路、１１…第２の伝送路、１０ａ，１１ａ…入力ポート、１０ｂ…出力ポート、１１ｂ…終端ポート、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…接続部、１３，１４…金属ブロック、１５，１６，１７，１８…金属板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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