(57)【要約】  同相分配回路のレイアウト条件が、Ｎ個のＴ分岐部（６）のうち、経路Ａの始点から数えてｍ番目のＴ分岐部（６）とｍ＋１番目のＴ分岐部（６）との間における伝送線路４の電気長と、Ｎ個のＴ分岐部（１０）のうち、経路Ｂの終点から数えてｍ番目のＴ分岐部（１０）とｍ＋１番目のＴ分岐部（１０）との間における伝送線路（８）の電気長とが等しいという条件だけである。このため、回路構成がトーナメント型の同相分配回路よりも、小さなスペースに同相分配回路を形成することができ、回路サイズの小型化を図ることができる。
2017134741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生した信号を分配する信号発生回路と、
一端が前記信号発生回路と接続され、他端が終端されている第１伝送線路と、
一端が前記信号発生回路と接続され、他端が終端されている第２伝送線路と、
前記第１伝送線路から前記信号発生回路により分配された一方の信号の一部を取り出すＮ（Ｎは２以上の整数）個の第１分岐回路と、
前記第２伝送線路から前記信号発生回路により分配された他方の信号の一部を取り出すＮ個の第２分岐回路と、
前記Ｎ個の第１分岐回路のうち、前記第１伝送線路の一端から数えてｎ（ｎはＮ以下の正の整数）番目の第１分岐回路により取り出された信号の位相と、前記Ｎ個の第２分岐回路のうち、前記第２伝送線路の他端から数えてｎ番目の第２分岐回路により取り出された信号の位相とを加算するＮ個の位相加算回路とを備え、
前記第１伝送線路の一端から数えてｍ（ｍはＮ−１以下の正の整数）番目の第１分岐回路とｍ＋１番目の第１分岐回路との間における前記第１伝送線路の電気長と、前記第２伝送線路の他端から数えてｍ番目の第２分岐回路とｍ＋１番目の第２分岐回路との間における前記第２伝送線路の電気長とが等しいことを特徴とする同相分配回路。
【請求項２】
前記第１分岐回路及び前記第２分岐回路が、伝送線路を分岐するＴ分岐部、方向性結合器又はサーキュレータを含むことを特徴とする請求項１記載の同相分配回路。
【請求項３】
前記位相加算回路は、
前記Ｎ個の第１分岐回路のうち、前記第１伝送線路の一端から数えて前記ｎ番目の第１分岐回路により取り出された信号と、前記Ｎ個の第２分岐回路のうち、前記第２伝送線路の他端から数えて前記ｎ番目の第２分岐回路により取り出された信号とを混合して混合信号を出力するミクサと、
前記ミクサから出力された混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分を通過させるフィルタとを含むことを特徴とする請求項１記載の同相分配回路。
【請求項４】
信号を発生する信号発生器と、
往路と復路からなり、前記往路の始点が前記信号発生器と接続されて、前記復路の終点が終端されている伝送線路と、
前記伝送線路の往路から前記信号発生器により発生された信号の一部を取り出すＮ（Ｎは２以上の整数）個の第１分岐回路と、
前記伝送線路の復路から前記信号発生器により発生された信号の一部を取り出すＮ個の第２分岐回路と、
前記Ｎ個の第１分岐回路のうち、前記往路の始点から数えてｎ（ｎはＮ以下の正の整数）番目の第１分岐回路により取り出された信号の位相と、前記Ｎ個の第２分岐回路のうち、前記復路の終点から数えてｎ番目の第２分岐回路により取り出された信号の位相とを加算するＮ個の位相加算回路とを備え、
前記往路の始点から数えてｍ（ｍはＮ−１以下の正の整数）番目の第１分岐回路とｍ＋１番目の第１分岐回路との間における前記第１伝送線路の電気長と、前記復路の終点から数えてｍ番目の第２分岐回路とｍ＋１番目の第２分岐回路との間における前記第２伝送線路の電気長とが等しいことを特徴とする同相分配回路。
【請求項５】
前記第１分岐回路及び前記第２分岐回路が、伝送線路を分岐するＴ分岐部、方向性結合器又はサーキュレータを含むことを特徴とする請求項４記載の同相分配回路。
【請求項６】
前記位相加算回路は、
前記Ｎ個の第１分岐回路のうち、前記往路の始点から数えて前記ｎ番目の第１分岐回路により取り出された信号と、前記Ｎ個の第２分岐回路のうち、前記復路の終点から数えて前記ｎ番目の第２分岐回路により取り出された信号とを混合して混合信号を出力するミクサと、
前記ミクサから出力された混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分を通過させるフィルタとを含むことを特徴とする請求項４記載の同相分配回路。
【請求項７】
信号を双方向に伝搬する伝送線路と、
前記伝送線路に出力する信号を発生する信号発生器と、
前記伝送線路を流れている信号のうち、第１の方向に流れている信号を第１端子に出力し、第２の方向に流れている信号を第２端子に出力するＮ（Ｎは２以上の整数）個の分岐回路と、
２つの入力端子が前記第１端子と前記第２端子に接続されており、前記分岐回路によって前記第１端子から出力された信号の位相と前記第２端子から出力された信号の位相とを加算するＮ個の位相加算回路と
を備えた同相分配回路。
【請求項８】
前記信号発生回路は、発生した信号を分配し、
前記信号発生回路により分配された一方の信号を前記伝送線路の一端に出力する一方、前記伝送線路の一端から出力された信号の伝送を遮断する第１アイソレータと、
前記信号発生回路により分配された他方の信号を前記伝送線路の他端に出力する一方、前記伝送線路の他端から出力された信号の伝送を遮断する第２アイソレータとを備え、
前記Ｎ個の分岐回路は、前記伝送線路を流れている信号のうち、前記第１アイソレータから前記第２アイソレータに向かって流れている信号を前記第１端子に出力し、前記第２アイソレータから前記第１アイソレータに向かって流れている信号を前記第２端子に出力することを特徴とする請求項７記載の同相分配回路。
【請求項９】
前記分岐回路は、前記伝送線路を流れている信号のうち、前記第１アイソレータから前記第２アイソレータに向かって流れている信号の一部を前記第１端子に出力し、前記第２アイソレータから前記第１アイソレータに向かって流れている信号の一部を前記第２端子に出力する方向性結合器を含むことを特徴とする請求項８記載の同相分配回路。
【請求項１０】
前記分岐回路は、前記伝送線路を流れている信号のうち、前記第１アイソレータから前記第２アイソレータに向かって流れている信号を前記第１端子に出力し、その後、前記第１端子から入力された信号を、前記第１アイソレータから前記第２アイソレータに向かって流れる信号として、前記伝送線路に出力する一方、前記第２アイソレータから前記第１アイソレータに向かって流れている信号を前記第２端子に出力し、その後、前記第２端子から入力された信号を、前記第２アイソレータから前記第１アイソレータに向かって流れる信号として、前記伝送線路に出力するサーキュレータを含むことを特徴とする請求項８記載の同相分配回路。
【請求項１１】
前記信号発生器により発生された信号を前記伝送線路の一端に出力する一方、前記伝送線路の一端から出力された信号の伝送を遮断するアイソレータを備え、
前記Ｎ個の分岐回路は、前記伝送線路を流れている信号のうち、前記アイソレータから前記伝送線路の他端に向かって流れている信号を前記第１端子に出力し、前記伝送線路の他端に反射されることで、前記他端から前記アイソレータに向かって流れている信号を前記第２端子に出力することを特徴とする請求項７記載の同相分配回路。
【請求項１２】
前記分岐回路は、前記伝送線路を流れている信号のうち、前記アイソレータから前記伝送線路の他端に向かって流れている信号の一部を前記第１端子に出力し、前記伝送線路の他端に反射されることで、前記他端から前記アイソレータに向かって流れている信号の一部を前記第２端子に出力する方向性結合器を含むことを特徴とする請求項１１記載の同相分配回路。
【請求項１３】
前記分岐回路は、前記伝送線路を流れている信号のうち、前記アイソレータから前記伝送線路の他端に向かって流れている信号を前記第１端子に出力し、その後、前記第１端子から入力された信号を、前記アイソレータから前記他端に向かって流れる信号として、前記伝送線路に出力する一方、前記信号発生器により発生された信号が前記伝送線路の他端に反射されることで、前記他端から前記アイソレータに向かって流れている信号を前記第２端子に出力し、その後、前記第２端子から入力された信号を、前記他端から前記第１アイソレータに向かって流れる信号として、前記伝送線路に出力するサーキュレータを含むことを特徴とする請求項１１記載の同相分配回路。
【請求項１４】
前記伝送線路の他端が開放、あるいは、前記信号発生器により発生された信号を反射する負荷が前記伝送線路の他端に接続されていることを特徴とする請求項１１記載の同相分配回路。
【請求項１５】
前記位相加算回路は、
２つの入力端子が前記第１端子と前記第２端子に接続されており、前記分岐回路によって前記第１端子から出力された信号と前記第２端子から出力された信号とを混合して混合信号を出力するミクサと、
前記ミクサから出力された混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分を通過させるフィルタとを含むことを特徴とする請求項７記載の同相分配回路。
【請求項１６】
１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成する請求項１記載の同相分配回路と、
前記同相分配回路により生成された複数の信号を送信するアレーアンテナとを備えたアレーアンテナ装置。
【請求項１７】
１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成する請求項４記載の同相分配回路と、
前記同相分配回路により生成された複数の信号を送信するアレーアンテナとを備えたアレーアンテナ装置。
【請求項１８】
１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成する請求項７記載の同相分配回路と、
前記同相分配回路により生成された複数の信号を送信するアレーアンテナとを備えたアレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成する同相分配回路と、その同相分配回路を搭載しているアレーアンテナ装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成する同相分配回路として、回路構成がトーナメント型の同相分配回路が以下の特許文献１に開示されている。
この同相分配回路では、１つの信号を同相で２分配する電力分配器として、ウィルキンソン型の電力分配器が平面回路に複数形成されている。
また、複数の電力分配器をトーナメント型に接続する伝送線路が平面回路に形成されている。【０００３】
同相分配回路は、フェーズドアレーアンテナに代表されるアレーアンテナ装置に用いることができる。
フェーズドアレーアンテナは、複数の素子アンテナが並べられているアンテナであり、個々の素子アンテナに出力する信号の位相を変えることで、送信波である電磁波の送信方向を切り替えることが可能である。
一般的に、個々の素子アンテナには送信機が接続されており、送信機は信号の位相を変えることが可能な移相器を搭載している。
したがって、個々の素子アンテナから放射される電磁波の位相を制御するには、移相器を搭載している送信機に信号を入力する必要がある。
このとき、複数の送信機に搭載されている移相器が信号の位相を制御する上で、複数の送信機に入力される信号の位相が揃っている方が容易であることが多いため、同相分配回路が、１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成して、各送信機に同相の信号を与えることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０８７４１号公報（例えば、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の同相分配回路は以上のように構成されているので、複数の電力分配器をトーナメント型に配置するというレイアウト条件と、トーナメントの同じ段に配置される各電力分配器については、その出力線路である伝送線路の長さを全て等長にするというレイアウト条件とを満足する必要がある。２つのレイアウト条件を満足するには、２次元的に大きく広がっているスペースを確保しなければ、同相分配回路を平面回路に形成することができず、回路サイズの大型化を招いてしまうという課題があった。
特に、複数の素子アンテナ及び複数の送信機が不等間隔に配置される場合、素子アンテナの配置の対称性がくずれるため、複数の送信機に接続される最終段の複数の電力分配器の出力線路である伝送線路については、送信機までの距離が最も長い最終段の電力分配器の伝送線路の長さに合わせる必要がある。このため、送信機までの距離が短い最終段の電力分配器の伝送線路は、適宜、折り曲げるなどして引き回す必要がある。このため、複数の送信機が等間隔に配置される場合よりも更に、大きなスペースを確保する必要がある。【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、レイアウト条件を緩和して、回路サイズの小型化を図ることができる同相分配回路及びアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る同相分配回路は、発生した信号を分配する信号発生回路と、一端が信号発生回路と接続され、他端が終端されている第１伝送線路と、一端が信号発生回路と接続され、他端が終端されている第２伝送線路と、第１伝送線路から信号発生回路により分配された一方の信号の一部を取り出すＮ（Ｎは２以上の整数）個の第１分岐回路と、第２伝送線路から信号発生回路により分配された他方の信号の一部を取り出すＮ個の第２分岐回路と、Ｎ個の第１分岐回路のうち、第１伝送線路の一端から数えてｎ（ｎはＮ以下の正の整数）番目の第１分岐回路により取り出された信号の位相と、Ｎ個の第２分岐回路のうち、第２伝送線路の他端から数えてｎ番目の第２分岐回路により取り出された信号の位相とを加算するＮ個の位相加算回路とを備え、第１伝送線路の一端から数えてｍ（ｍはＮ−１以下の正の整数）番目の第１分岐回路とｍ＋１番目の第１分岐回路との間における第１伝送線路の電気長と、第２伝送線路の他端から数えてｍ番目の第２分岐回路とｍ＋１番目の第２分岐回路との間における第２伝送線路の電気長とが等しいようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、同相分配回路のレイアウト条件が、第１伝送線路の一端から数えてｍ番目の第１分岐回路とｍ＋１番目の第１分岐回路との間における第１伝送線路の電気長と、第２伝送線路の他端から数えてｍ番目の第２分岐回路とｍ＋１番目の第２分岐回路との間における第２伝送線路の電気長とが等しいという条件だけであるため、回路サイズの小型化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による同相分配回路を示す構成図である。
【図２】図２Ａは回路構成がトーナメント型の同相分配回路のレイアウト例を示す説明図、図２Ｂは実施の形態１による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
【図３】入力インピーダンスがハイインピーダンスとなる回路が接続されている同相分配回路を示す構成図である。
【図４】図４Ａは４つの端子を有する方向性結合器２１を示す説明図、図４Ｂは３つの端子を有する方向性結合器２３を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による同相分配回路を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３による同相分配回路を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３による同相分配回路を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４による同相分配回路を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態４による同相分配回路を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による同相分配回路を示す構成図である。
【図１１】サーキュレータ６１，６３を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態６による同相分配回路を示す構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態６による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態７による同相分配回路を示す構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態８による同相分配回路を示す構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態８による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
【図１７】この発明の実施の形態９による同相分配回路を示す構成図である。
【図１８】図１８Ａは４つの端子を有するサーキュレータ８５を示す説明図、図１８Ｂは２つのサーキュレータからなるサーキュレータ８５を示す説明図である。
【図１９】この発明の実施の形態１０による同相分配回路を示す構成図である。
【図２０】この発明の実施の形態１０による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態１１による同相分配回路を示す構成図である。
【図２２】図１２の回路素子１７を実装している送信機が素子アンテナと接続されている実施の形態１２によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
【図２３】図１２の回路素子１７を実装している送信機を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による同相分配回路を示す構成図である。
図１において、二重線は物理的な長さを有する伝送線路を示している。また、一重線は単に構成要素間の接続関係を示すものであって、物理的な長さを有していないものとする。あるいは、動作や効果を説明する上で長さを無視できるものとする。
信号発生回路１は信号発生器２と電力分配器３を含んでいる。
信号発生器２は信号を発生する発振器であり、例えば、水晶発振器や、位相同期発振器（ＰＬＯ：Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）などが考えられる。
電力分配器３は１つの入力端子と２つの出力端子を有しており、信号発生器２により発生された信号が入力端子に与えられると、その信号の電力を２つに分配して、２つの出力端子から同相の信号を出力する。
電力分配器３の構成としては、例えば、抵抗型やウィルキンソン型の回路構成が用いられる。
【００１２】
伝送線路４は一端が信号発生回路１の電力分配器３と接続され、他端が終端器５と接続されている第１伝送線路であり、伝送線路４の途中には、Ｔ分岐部６ａ，６ｂ，６ｃが挿入されている。電力分配器３から終端器５に至る信号の経路を経路Ａとする。伝送線路４としては、例えば、同軸ケーブル、導波管、もしくは、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路などが用いられる。
以下、電力分配器３とＴ分岐部６ａ間の伝送線路を４ａ、Ｔ分岐部６ａとＴ分岐部６ｂ間の伝送線路を４ｂ、Ｔ分岐部６ｂとＴ分岐部６ｃ間の伝送線路を４ｃで表す。したがって、伝送線路４は、伝送線路４ａ，４ｂ，４ｃを含んでいる。伝送線路４ａ，４ｂ，４ｃの特性インピーダンスは全て同一であることが望ましい。
終端器５は例えば抵抗などから構成されており、伝送線路４の他端での信号の不要反射を防ぐために、伝送線路４の他端を終端している。これにより、電力分配器３から出力された信号は終端器５で終端されるため、伝送線路４の他端で反射されて、電力分配器３の方向に逆流することはない。
【００１３】
Ｔ分岐部６ａの入力ポートＩＮは伝送線路４ａが接続され、Ｔ分岐部６ａの出力ポートＯＵＴは伝送線路４ｂが接続されており、その入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路と分岐している線路には出力端子７ａが接続されている。これにより、Ｔ分岐部６ａの入力ポートＩＮから入力された信号が分岐され、出力ポートＯＵＴと出力端子７ａから、分岐された信号がそれぞれ出力される。
Ｔ分岐部６ｂの入力ポートＩＮは伝送線路４ｂが接続され、Ｔ分岐部６ｂの出力ポートＯＵＴは伝送線路４ｃが接続されており、その入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路と分岐している線路には出力端子７ｂが接続されている。これにより、Ｔ分岐部６ｂの入力ポートＩＮから入力された信号が分岐され、出力ポートＯＵＴと出力端子７ｂから、分岐された信号がそれぞれ出力される。
Ｔ分岐部６ｃの入力ポートＩＮは伝送線路４ｃが接続され、Ｔ分岐部６ｃの出力ポートＯＵＴは終端器５が接続されており、その入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路と分岐している線路には出力端子７ｃが接続されている。これにより、Ｔ分岐部６ｃの入力ポートＩＮから入力された信号が分岐され、出力ポートＯＵＴと出力端子７ｃから、分岐された信号がそれぞれ出力される。
なお、Ｔ分岐部６ａ，６ｂ，６ｃは第１分岐回路を構成している。
【００１４】
伝送線路８は例えば同軸ケーブル、導波管、もしくは、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路などで構成されるものである。伝送線路８は一端が信号発生回路１の電力分配器３と接続され、他端が終端器９と接続されている第２伝送線路であり、伝送線路８の途中には、Ｔ分岐部１０ａ，１０ｂ，１０ｃが挿入されている。電力分配器３から終端器９に至る信号の経路を経路Ｂとする。
以下、電力分配器３とＴ分岐部１０ａ間の伝送線路を８ａ、Ｔ分岐部１０ａとＴ分岐部１０ｂ間の伝送線路を８ｂ、Ｔ分岐部１０ｂとＴ分岐部１０ｃ間の伝送線路を８ｃで表す。したがって、伝送線路８は、伝送線路８ａ，８ｂ，８ｃを含んでいる。伝送線路８ａ，８ｂ，８ｃの特性インピーダンスは全て同一であることが望ましい。
終端器９は例えば抵抗などから構成されており、伝送線路８の他端での信号の不要反射を防ぐために、伝送線路８の他端を終端している。これにより、電力分配器３から出力された信号は終端器９で終端されるため、伝送線路８の他端で反射されて、電力分配器３の方向に逆流することはない。
【００１５】
Ｔ分岐部１０ａの入力ポートＩＮは伝送線路８ａが接続され、Ｔ分岐部１０ａの出力ポートＯＵＴは伝送線路８ｂが接続されており、その入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路と分岐している線路には出力端子１１ａが接続されている。これにより、Ｔ分岐部１０ａの入力ポートＩＮから入力された信号が分岐され、出力ポートＯＵＴと出力端子１１ａから、分岐された信号がそれぞれ出力される。
Ｔ分岐部１０ｂの入力ポートＩＮは伝送線路８ｂが接続され、Ｔ分岐部１０ｂの出力ポートＯＵＴは伝送線路８ｃが接続されており、その入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路と分岐している線路には出力端子１１ｂが接続されている。これにより、Ｔ分岐部１０ｂの入力ポートＩＮから入力された信号が分岐され、出力ポートＯＵＴと出力端子１１ｂから、分岐された信号がそれぞれ出力される。
Ｔ分岐部１０ｃの入力ポートＩＮは伝送線路８ｃが接続され、Ｔ分岐部１０ｃの出力ポートＯＵＴは終端器９が接続されており、その入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路と分岐している線路には出力端子１１ｃが接続されている。これにより、Ｔ分岐部１０ｃの入力ポートＩＮから入力された信号が分岐され、出力ポートＯＵＴと出力端子１１ｃから、分岐された信号がそれぞれ出力される。
なお、Ｔ分岐部１０ａ，１０ｂ，１０ｃは第２分岐回路を構成している。
【００１６】
位相加算回路１２ａはミクサ１３ａとフィルタ１５ａを含んでいる。
ミクサ１３ａは入力端子１４ａ−１と入力端子１４ａ−２を有しており、入力端子１４ａ−１からＴ分岐部６ａにより分岐された信号が入力され、入力端子１４ａ−２からＴ分岐部１０ｃにより分岐された信号が入力されると、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａに出力する。
フィルタ１５ａはミクサ１３ａから出力された混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分を通過させる。これにより、フィルタ１５ａを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａから出力される。
【００１７】
位相加算回路１２ｂはミクサ１３ｂとフィルタ１５ｂを含んでいる。
ミクサ１３ｂは入力端子１４ｂ−１と入力端子１４ｂ−２を有しており、入力端子１４ｂ−１からＴ分岐部６ｂにより分岐された信号が入力され、入力端子１４ｂ−２からＴ分岐部１０ｂにより分岐された信号が入力されると、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ｂに出力する。
フィルタ１５ｂはミクサ１３ｂから出力された混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分を通過させる。これにより、フィルタ１５ｂを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ｂから出力される。
【００１８】
位相加算回路１２ｃはミクサ１３ｃとフィルタ１５ｃを含んでいる。
ミクサ１３ｃは入力端子１４ｃ−１と入力端子１４ｃ−２を有しており、入力端子１４ｃ−１からＴ分岐部６ｃにより分岐された信号が入力され、入力端子１４ｃ−２からＴ分岐部１０ａにより分岐された信号が入力されると、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ｃに出力する。
フィルタ１５ｃはミクサ１３ｃから出力された混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分を通過させる。これにより、フィルタ１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ｃから出力される。
【００１９】
この実施の形態１では、２つのＴ分岐部６ａ，１０ｃ及び位相加算回路１２ａから構成される回路を回路素子１７ａと称し、２つのＴ分岐部６ｂ，１０ｂ及び位相加算回路１２ｂから構成される回路を回路素子１７ｂと称する。また、２つのＴ分岐部６ｃ，１０ａ及び位相加算回路１２ｃから構成される回路を回路素子１７ｃと称する。
図１では、同相分配回路が、３個の回路素子１７ａ，１７ｂ，１７ｃを実装している例を示しているが、回路素子の実装数は２個以上であれば、何個でもよい。
【００２０】
この実施の形態１では、信号発生器２から出力される信号の角周波数がωであり、時刻ｔでは、信号発生器２から出力される信号の電圧がｃｏｓ（ωｔ）で表わされるものとする。
また、伝送線路４ａの角周波数ωにおける電気長がθ1、伝送線路４ｂの角周波数ωにおける電気長がθ２、伝送線路４ｃの角周波数ωにおける電気長がθ３であるものとする。
さらに、伝送線路８ａの角周波数ωにおける電気長がθ４、伝送線路８ｂの角周波数ωにおける電気長がθ３、伝送線路８ｃの角周波数ωにおける電気長がθ２であるものとする。
【００２１】
したがって、電力分配器３と接続されている伝送線路４の一端、即ち、経路Ａの始点から数えて１番目のＴ分岐部６ａと２番目のＴ分岐部６ｂとの間における伝送線路４ｂの電気長θ２と、終端器９と接続されている伝送線路８の他端、即ち、経路Ｂの終点から数えて１番目のＴ分岐部１０ｃと２番目のＴ分岐部１０ｂとの間における伝送線路８ｃの電気長θ２とが等しくなっている。
また、経路Ａの始点から数えて２番目のＴ分岐部６ｂと３番目のＴ分岐部６ｃとの間における伝送線路４ｃの電気長θ３と、経路Ｂの終点から数えて２番目のＴ分岐部１０ｂと３番目のＴ分岐部１０ａとの間における伝送線路８ｂの電気長θ３とが等しくなっている。
【００２２】
次に動作について説明する。
ただし、この実施の形態１では、説明の簡単化のため、信号発生器２と電力分配器３が伝送経路を介さずに直接接続されているために、信号発生器２から発生された信号が電力分配器３に至るまでの伝送時間を無視できるものとし、電力分配器３からは信号が同相で分配されるものとする。即ち、電力分配器３から伝送線路４に出力される信号の位相と、電力分配器３から伝送線路８に出力される信号の位相とがずれていないものとする。
また、電力分配器３、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃ及びフィルタ１５ａ〜１５ｃが信号を伝送することに伴う位相の変化を無視できるものとする。
さらに、Ｔ分岐部６ｃと終端器５、Ｔ分岐部１０ｃと終端器９、ミクサ１３ａ〜１３ｃとフィルタ１５ａ〜１５ｃが、伝送経路を介さずに直接接続されているものとする。
また、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるものとする。
【００２３】
信号発生回路１の電力分配器３は、信号発生器２が信号を発生すると、その信号の電力を２つに分配し、同相の信号を伝送線路４と伝送線路８に出力する。
電力分配器３から伝送線路４に出力された信号は、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃを経て、終端器５に終端される。
また、電力分配器３から伝送線路８に出力された信号は、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃを経て、終端器９に終端される。
【００２４】
このとき、伝送線路４に挿入されているＴ分岐部６ａ〜６ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子７ａ〜７ｃに出力する。
また、伝送線路８に挿入されているＴ分岐部１０ａ〜１０ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子１１ａ〜１１ｃに出力する。
【００２５】
位相加算回路１２ａ〜１２ｃのミクサ１３ａ〜１３ｃは、入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１が出力端子７ａ〜７ｃと接続され、入力端子１４ａ−２〜１４ｃ−２が出力端子１１ｃ〜１１ａと接続されている。
しかし、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるため、出力端子７ａ〜７ｃ，１１ｃ〜１１ａには電圧が現れるが、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２に向かって電流は流れない。
【００２６】
Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃに現れる信号の位相は、下記の式（１）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子７ａ  ：ωｔ＋θ１
出力端子７ｂ  ：ωｔ＋θ１＋θ２
出力端子７ｃ  ：ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３
出力端子１１ａ：ωｔ＋θ４
出力端子１１ｂ：ωｔ＋θ４＋θ３
出力端子１１ｃ：ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２
（１）
【００２７】
ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１にＴ分岐部６ａの出力端子７ａから出力された信号が入力され、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２にＴ分岐部１０ｃの出力端子１１ｃから出力された信号が入力されると、ミクサ１３ａは、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａに出力する。
ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１にＴ分岐部６ｂの出力端子７ｂから出力された信号が入力され、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２にＴ分岐部１０ｂの出力端子１１ｂから出力された信号が入力されると、ミクサ１３ｂは、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ｂに出力する。
ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１にＴ分岐部６ｃの出力端子７ｃから出力された信号が入力され、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２にＴ分岐部１０ａの出力端子１１ａから出力された信号が入力されると、ミクサ１３ｃは、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ｃに出力する。
ミクサ１３ａ〜１３ｃから出力される混合信号は、２つの信号の位相の和の成分、２つの信号の位相の差の成分、高次の混合波成分を含んでいる。
【００２８】
フィルタ１５ａは、ミクサ１３ａから混合信号を受けると、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａから出力される。
フィルタ１５ｂは、ミクサ１３ｂから混合信号を受けると、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ｂを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ｂから出力される。
フィルタ１５ｃは、ミクサ１３ｃから混合信号を受けると、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ｃから出力される。
【００２９】
回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（２）のように表される。
出力端子１６ａ：（ωｔ＋θ１）＋（ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４
出力端子１６ｂ：（ωｔ＋θ１＋θ２）＋（ωｔ＋θ４＋θ３）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４
出力端子１６ｃ：（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋（ωｔ＋θ４）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４
（２）
式（２）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
【００３０】
この実施の形態１では、同相分配回路が、３個の回路素子１７ａ，１７ｂ，１７ｃを実装している例を示しているが、回路素子の実装数が２個の場合、あるいは、回路素子の実装数が４個以上の場合であっても同様に適用することができる。
具体的には、回路素子の実装数がＮ（Ｎは２以上の整数）個であれば、Ｎ個のＴ分岐部６のうち、経路Ａの始点から数えてｍ（ｍはＮ−１以下の正の整数）番目のＴ分岐部６とｍ＋１番目のＴ分岐部６との間における伝送線路４の電気長と、Ｎ個のＴ分岐部１０のうち、経路Ｂの終点から数えてｍ番目のＴ分岐部１０とｍ＋１番目のＴ分岐部１０との間における伝送線路８の電気長とが等しくなっていれば、Ｎ個の出力端子１６に現れる信号の位相が全て同相になる。
なお、Ｔ分岐部６は図１のＴ分岐部６ａ〜６ｃに相当し、Ｔ分岐部１０は図１のＴ分岐部１０ａ〜１０ｃに相当する。また、出力端子１６は図１の出力端子１６ａ〜１６ｃに相当する。
【００３１】
この実施の形態１では、同相分配回路のレイアウト条件が、Ｎ個のＴ分岐部６のうち、経路Ａの始点から数えてｍ番目のＴ分岐部６とｍ＋１番目のＴ分岐部６との間における伝送線路４の電気長と、Ｎ個のＴ分岐部１０のうち、経路Ｂの終点から数えてｍ番目のＴ分岐部１０とｍ＋１番目のＴ分岐部１０との間における伝送線路８の電気長とが等しいという条件だけである。
したがって、回路構成がトーナメント型の同相分配回路のように、複数の電力分配器を伝送線路によってトーナメント型に接続する必要がなく、Ｎ個の回路素子１７の間を等しい電気長の伝送線路４，８で接続するだけでよい。
このため、回路構成がトーナメント型の同相分配回路よりも、小さなスペースに同相分配回路を形成することができ、回路サイズの小型化を図ることができる。
複数の素子アンテナに接続される送信機が不等間隔に配置される場合や、素子アンテナの個数が多い場合には、特に回路サイズの小型化を図れる効果が大きい。
【００３２】
ここで、図２は同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
特に図２Ａは回路構成がトーナメント型の同相分配回路のレイアウト例を示し、図２Ｂは実施の形態１による同相分配回路のレイアウト例を示している。
図２では、１つの信号から位相が等しい８個の信号を生成する同相分配回路の例を示している。
また、図２では、複数の素子アンテナに接続される送信機が不等間隔に配置されることを想定して、位相が等しい８個の信号を出力する出力端子１６は、一直線上に並んでいるが、不等間隔に並んでいる。
図２Ａと図２Ｂにおいて、同一の構成要素、あるいは、相当する構成要素については同一の符号を付している。
【００３３】
回路構成がトーナメント型の同相分配回路の場合、図２Ａに示すように、８個の電力分配器を伝送線路４，８によってトーナメント型に接続している。このため、２次元的に大きく広がっているスペースを確保する必要がある。
特に、伝送線路４，８が同軸ケーブルや導波管で構成されている場合、これらを深く折り曲げることが難しいため、２次元的に大きく広がっているスペースを確保する必要がある。図２Ａの例では、上下左右に大きく広がっているスペースを確保する必要がある。
これに対して、この実施の形態１の同相分配回路の場合、回路構成がトーナメント型の場合よりも、同相分配回路のレイアウト条件が緩和されるため、図２Ｂに示すように、８個の回路素子１７を直線状に配置することもできる。したがって、２次元的に大きなスペースを確保する必要がない。
【００３４】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、同相分配回路のレイアウト条件が、Ｎ個のＴ分岐部６のうち、経路Ａの始点から数えてｍ番目のＴ分岐部６とｍ＋１番目のＴ分岐部６との間における伝送線路４の電気長と、Ｎ個のＴ分岐部１０のうち、経路Ｂの終点から数えてｍ番目のＴ分岐部１０とｍ＋１番目のＴ分岐部１０との間における伝送線路８の電気長とが等しいという条件だけであるため、回路サイズの小型化を図ることができる効果を奏する。
【００３５】
この実施の形態１では、伝送線路４ｂと伝送線路８ｃの角周波数ωにおける電気長が等しく、かつ、伝送線路４ｃと伝送線路８ｂの角周波数ωにおける電気長が等しいものを示したが、伝送線路４ｂと伝送線路８ｃの物理的な長さや、伝送線路４ｃと伝送線路８ｂの物理的な長さは等しくてもよいし、異なっていてもよい。
例えば、２つの伝送線路の誘電率が等しければ、２つの伝送線路の角周波数ωにおける電気長が等しく、かつ、物理的な長さが等しくなる。一方、２つの伝送線路の誘電率が異なっている場合、２つの伝送線路の角周波数ωにおける電気長が等しければ、物理的な長さは異なるものとなる。
【００３６】
この実施の形態１では、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるものを説明している。
しかし、例えば、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスが５０Ωで設計されている場合や、入力容量が無視できないほど大きい場合など、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスでない場合には、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃでインピーダンスの不整合が生じる。つまり、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃで信号の一部が反射して、経路Ａあるいは経路Ｂを逆方向に信号が流れる現象が生じる。
この場合、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃで、経路Ａあるいは経路Ｂを順方向に流れる信号と、経路Ａあるいは経路Ｂを逆方向に流れる信号とが重ね合わさり、その結果、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃに現れる信号の位相が、上記の式（１）からずれてしまう現象が生じる。
そこで、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスでない場合には、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃとミクサ１３ａ〜１３ｃとの間に、入力インピーダンスがハイインピーダンスとなる回路をそれぞれ接続するようにすればよい。
【００３７】
図３は入力インピーダンスがハイインピーダンスとなる回路が接続されている同相分配回路を示す構成図である。図３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示している。
図３の例では、入力インピーダンスがハイインピーダンスとなる回路として、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃの出力端子７ａ〜７ｃと、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１との間に、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１を接続し、また、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃの出力端子１１ａ〜１１ｃとミクサ１３ｃ〜１３ａの入力端子１４ｃ−２〜１４ａ−２との間に、増幅器１８ｃ−２〜１８ａ−２を接続している。
増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２としては、例えば、オペアンプを用いたボルテージホロワを用いることができる。ボルテージホロワは、入力インピーダンスがハイインピーダンスで、電圧増幅率が１のバッファとして用いられる。
ただし、電圧増幅率は必ずしも１である必要はなく、電圧増幅率が１より大きい、あるいは、電圧増幅率が１より小さい他の回路を用いてもよい。
【００３８】
このように、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃの出力端子７ａ〜７ｃと、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１との間に、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１を接続し、また、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃの出力端子１１ａ〜１１ｃとミクサ１３ｃ〜１３ａの入力端子１４ｃ−２〜１４ａ−２との間に、増幅器１８ｃ−２〜１８ａ−２を接続することで、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスでない場合でも、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃでインピーダンスの不整合を防ぐことができる。
なお、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃと、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２の入力端子とは、伝送線路を介さずに直接に接続することが望ましい。
【００３９】
この実施の形態１では、電力分配器３の２つの出力端子から同相の信号を出力するものを示したが、２つの出力端子から出力される信号の位相が異なっていてもよい。
上記の式（２）より、伝送線路４ａの角周波数ωにおける電気長θ１と、伝送線路８ａの角周波数ωにおける電気長θ４とが異なっていても、出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される信号の位相が同相になることからが明らかであるため、電力分配器３の２つの出力端子から出力される信号の位相が異なっていてもよいことは明らかである。
２つの出力端子から出力される信号の位相が異なる電力分配器３としては、例えば、９０度ハイブリッドや１８０度ハイブリッドなどが考えられる。
【００４０】
この実施の形態１では、第１分岐回路としてＴ分岐部６ａ，６ｂ，６ｃを使用し、第２Ｔ分岐回路としてＴ分岐部１０ａ〜１０ｃを使用するものを示したが、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの代わりに、方向性結合器を用いるようにしてもよい。
図４はＴ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの代わりに用いる方向性結合器を示す説明図である。
図４Ａは４つの端子を有する方向性結合器２１を示し、図４Ｂは３つの端子を有する方向性結合器２３を示している。
【００４１】
４つの端子を有する方向性結合器２１を用いる場合、端子２２ａから入力された信号の一部は端子２２ｂから出力され、残りの信号が端子２２ｃから出力されて、端子２２ｄからは出力されないものとする。また、端子２２ｃから入力された信号の一部は端子２２ｄから出力され、残りの信号が端子２２ａから出力されて、端子２２ｂから出力されないものとする。
３つの端子を有する方向性結合器２３は、４つの端子を有する方向性結合器２１から端子２２ｄを取り除いたものである。
【００４２】
例えば、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃを方向性結合器２１又は方向性結合器２３の端子２２ｂに対応させ、端子２２ａを入力側の伝送線路と接続して、端子２２ｃを出力側の伝送線路と接続すれば、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃと同様の動作を実現することができる。
【００４３】
この実施の形態１では、信号発生器２が信号を発生するものを示している。この信号発生器２は、時間の経過に伴って発生する信号の周波数を変化させるものであってもよい。
信号発生器２から発生される信号の周波数が時間的に変化しても、各時刻において、出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は全て同相になる。
【００４４】
実施の形態２．
図３の例では、入力インピーダンスがハイインピーダンスとなる回路として、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃの出力端子７ａ〜７ｃと、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１との間に、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１を接続し、また、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃの出力端子１１ａ〜１１ｃとミクサ１３ｃ〜１３ａの入力端子１４ｃ−２〜１４ａ−２との間に、増幅器１８ｃ−２〜１８ａ−２を接続しているものを示している。
このとき、図３の例では、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２が、伝送線路を介さずに、直接、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２と接続されているものを示しているが、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２が、伝送線路を介して、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２と接続されているものであってもよい。
以下、このように構成した形態を実施の形態２として、図５を用いて説明する。
【００４５】
図５はこの発明の実施の形態２による同相分配回路を示す構成図であり、図５において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
伝送線路３１ａ−１は一端が増幅器１８ａ−１と接続され、他端がミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１と接続されている。
伝送線路３１ａ−２は一端が増幅器１８ａ−２と接続され、他端がミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２と接続されている。
伝送線路３１ｂ−１は一端が増幅器１８ｂ−１と接続され、他端がミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１と接続されている。
伝送線路３１ｂ−２は一端が増幅器１８ｂ−２と接続され、他端がミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２と接続されている。
伝送線路３１ｃ−１は一端が増幅器１８ｃ−１と接続され、他端がミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１と接続されている。
伝送線路３１ｃ−２は一端が増幅器１８ｃ−２と接続され、他端がミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２と接続されている。
【００４６】
伝送線路３２ａは一端がミクサ１３ａと接続され、他端がフィルタ１５ａと接続されている。
伝送線路３２ｂは一端がミクサ１３ｂと接続され、他端がフィルタ１５ｂと接続されている。
伝送線路３２ｃは一端がミクサ１３ｃと接続され、他端がフィルタ１５ｃと接続されている。
【００４７】
次に動作について説明する。
この実施の形態２では、伝送線路３１ａ−１，３１ｂ−１，３１ｃ−１，３１ａ−２，３１ｂ−２，３１ｃ−２の電気長及び伝送線路３２ａ，３２ｂ，３２ｃの電気長が下記の通りであるものとする。
伝送線路３１ａ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ７
伝送線路３１ａ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ８
伝送線路３１ｂ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ９
伝送線路３１ｃ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ１０
伝送線路３２ａ，３２ｂ，３２ｃの角周波数ωにおける電気長＝θ１１
【００４８】
また、伝送線路３１ａ−１，３１ｂ−１，３１ｃ−１，３１ａ−２，３１ｂ−２，３１ｃ−２の電気長θ５，θ６，θ７，θ８，θ９，θ１０の間には、下記の式（３）に示す関係があるものとする。
θ５＋θ８＝θ６＋θ９＝θ７＋θ１０＝α（αは定数）    （３）
つまり、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２の電気長の和（θ５＋θ８）と、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２の電気長の和（θ６＋θ９）と、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長の和（θ７＋θ１０）とが等しい関係がある。
【００４９】
信号発生回路１の電力分配器３は、信号発生器２が信号を発生すると、上記実施の形態１と同様に、その信号の電力を２つに分配し、同相の信号を伝送線路４と伝送線路８に出力する。
電力分配器３から伝送線路４に出力された信号は、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃを経て、終端器５に終端される。
また、電力分配器３から伝送線路８に出力された信号は、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃを経て、終端器９に終端される。
【００５０】
このとき、伝送線路４に挿入されているＴ分岐部６ａ〜６ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子７ａ〜７ｃに出力する。
また、伝送線路８に挿入されているＴ分岐部１０ａ〜１０ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子１１ａ〜１１ｃに出力する。
【００５１】
増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２の入力インピーダンスは、ハイインピーダンスであるため、出力端子７ａ〜７ｃ，１１ｃ〜１１ａには電圧が現れるが、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２に向かって電流は流れない。
Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃに現れる信号の位相は、上記実施の形態１と同様に、上記の式（１）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２は、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃに現れている信号の電圧を増幅し、電圧増幅後の信号を伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２に出力する。
【００５２】
ミクサ１３ａは、入力端子１４ａ−１から伝送線路３１ａ−１に通った信号が入力され、入力端子１４ａ−２から伝送線路３１ａ−２に通った信号が入力されると、入力された２つの信号を混合して混合信号を伝送線路３２ａに出力する。
ミクサ１３ｂは、入力端子１４ｂ−１から伝送線路３１ｂ−１に通った信号が入力され、入力端子１４ｂ−２から伝送線路３１ｂ−２に通った信号が入力されると、入力された２つの信号を混合して混合信号を伝送線路３２ｂに出力する。
ミクサ１３ｃは、入力端子１４ｃ−１から伝送線路３１ｃ−１に通った信号が入力され、入力端子１４ｃ−２から伝送線路３１ｃ−２に通った信号が入力されると、入力された２つの信号を混合して混合信号を伝送線路３２ｃに出力する。
【００５３】
フィルタ１５ａは、ミクサ１３ａから伝送線路３２ａを介して混合信号を受けると、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａから出力される。
フィルタ１５ｂは、ミクサ１３ｂから伝送線路３２ｂを介して混合信号を受けると、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ｂを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ｂから出力される。
フィルタ１５ｃは、ミクサ１３ｃから伝送線路３２ｃを介して混合信号を受けると、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ｃから出力される。
【００５４】
回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（４）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２＋θ８）＋θ１１
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ５＋θ８＋θ１１
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ４＋θ３＋θ９）＋θ１１
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ６＋θ９＋θ１１
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ４＋θ１０）＋θ１１
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ７＋θ１０＋θ１１
（４）
【００５５】
ここで、式（３）より、θ５＋θ８＝θ６＋θ９＝θ７＋θ１０＝αであるため、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、いずれも、下記の式（５）のように表され、全て同相になる。
２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋α＋θ１１          （５）
したがって、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２とが離れている位置にあり、その間を伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２で接続する必要がある場合でも、各回路素子１７の間を等しい電気長にすることに加えて、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長を式（３）のような関係にするだけで、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃから同相の信号を出力することができる。
【００５６】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の周波数が、信号発生器２から発生される信号の周波数の２倍になる同相分配回路を示しているが、この実施の形態３では、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の周波数が、信号発生器２から発生される信号の周波数と等しくなる同相分配回路について説明する。
【００５７】
図６はこの発明の実施の形態３による同相分配回路を示す構成図であり、図６において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態３では、信号発生回路１が信号発生器２と２分周器４１を含んでいる。
２分周器４１は信号発生器２により発生された信号の周波数を２分の１にした上で２つに分配し、分配した一方の信号を非反転出力端子４２に出力し、分配した他方の信号を反転出力端子４３に出力する。
２分周器４１の非反転出力端子４２から出力される信号の位相と反転出力端子４３から出力される信号の位相とは１８０度異なっている。
図６では、非反転出力端子４２と反転出力端子４３が、２分周器４１の外部に設けられているように表しているが、２分周器４１の内部に設けられているものであってもよい。
また、図６では、２分周器４１の非反転出力端子４２が伝送線路４ａに接続されて、２分周器４１の反転出力端子４３が伝送線路８ａに接続されている例を示しているが、２分周器４１の非反転出力端子４２が伝送線路８ａに接続されて、２分周器４１の反転出力端子４３が伝送線路４ａに接続されているものであってもよい。
【００５８】
次に動作について説明する。
信号発生回路１の２分周器４１は、信号発生器２が信号を発生すると、その信号の周波数を２分の１にした上で２つに分配し、分配した一方の信号を非反転出力端子４２に出力し、分配した他方の信号を反転出力端子４３に出力する。
信号発生器２から出力される信号の角周波数がωであり、時刻ｔでは、信号発生器２から出力される信号の電圧がｃｏｓ（ωｔ）で表わされるものとすると、２分周器４１の非反転出力端子４２から出力される信号の電圧は、ｃｏｓ（０．５ωｔ）で表わされ、２分周器４１の反転出力端子４３から出力される信号の電圧は、ｃｏｓ（０．５ωｔ＋π）で表わされる。
【００５９】
この実施の形態３では、伝送線路４ａの角周波数０．５ωにおける電気長がθ1、伝送線路４ｂの角周波数０．５ωにおける電気長がθ２、伝送線路４ｃの角周波数０．５ωにおける電気長がθ３であるものとする。
また、伝送線路８ａの角周波数０．５ωにおける電気長がθ４、伝送線路８ｂの角周波数０．５ωにおける電気長がθ３、伝送線路８ｃの角周波数０．５ωにおける電気長がθ２であるものとする。
【００６０】
２分周器４１から伝送線路４に出力された信号は、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃを経て、終端器５に終端される。
また、２分周器４１から伝送線路８に出力された信号は、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃを経て、終端器９に終端される。
【００６１】
このとき、伝送線路４に挿入されているＴ分岐部６ａ〜６ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子７ａ〜７ｃに出力する。
また、伝送線路８に挿入されているＴ分岐部１０ａ〜１０ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子１１ａ〜１１ｃに出力する。
【００６２】
位相加算回路１２ａ〜１２ｃのミクサ１３ａ〜１３ｃは、入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１が出力端子７ａ〜７ｃと接続され、入力端子１４ａ−２〜１４ｃ−２が出力端子１１ｃ〜１１ａと接続されている。
しかし、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるため、出力端子７ａ〜７ｃ，１１ｃ〜１１ａには電圧が現れるが、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２に向かって電流は流れない。
【００６３】
Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃに現れる信号の位相は、下記の式（６）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子７ａ  ：０．５ωｔ＋θ１
出力端子７ｂ  ：０．５ωｔ＋θ１＋θ２
出力端子７ｃ  ：０．５ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３
出力端子１１ａ：０．５ωｔ＋θ４＋π
出力端子１１ｂ：０．５ωｔ＋θ４＋θ３＋π
出力端子１１ｃ：０．５ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２＋π
（６）
２分周器４１の反転出力端子４３から出力される信号の電圧が、ｃｏｓ（０．５ωｔ＋π）で表わされるため、Ｔ分岐部１０ａ〜１０ｃの出力端子１１ａ〜１１ｃに現れる信号の位相にはπが含まれている。
【００６４】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【００６５】
回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（７）のように表される。
出力端子１６ａ：
（０．５ωｔ＋θ１）＋（０．５ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２＋π）
＝ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋π
出力端子１６ｂ：
（０．５ωｔ＋θ１＋θ２）＋（０．５ωｔ＋θ４＋θ３＋π）
＝ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋π
出力端子１６ｃ：
（０．５ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋（０．５ωｔ＋θ４＋π）
＝ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋π
（７）
式（７）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
したがって、電力分配器３の代わりに２分周器４１を用いた場合でも、上記実施の形態１と同様に、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃから同相の信号を出力することができる。また、信号発生器２から発生される信号の周波数と等しい周波数の信号を回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃから出力することができる。即ち、信号発生器２から発生される信号の角周波数ωと、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される信号の角周波数ωとを一致させることができる。
【００６６】
この実施の形態３では、電力分配器３の代わりに２分周器４１を使用し、２分周器４１の非反転出力端子４２を伝送線路４ａに接続して、反転出力端子４３を伝送線路８ａに接続しているものを示したが、図７に示すように、２分周器４１の非反転出力端子４２又は反転出力端子４３を電力分配器３に接続し、電力分配器３が２分周器４１から出力された信号を伝送線路４ａ，８ａに分配するようにしてもよい。
【００６７】
また、２分周器４１の代わりにＮ分周器（Ｎは整数あるいは有理数）を用いるようにしてもよい。ただし、この場合、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される信号の角周波数は２×ω／Ｎとなり、信号発生器２から発生される信号の角周波数ωとは異なる。なお、Ｎ分周器は固定分周器であってもよいし、可変分周器であってもよい。
【００６８】
また、２分周器４１の代わりに、ダイレクト・デジタル・シンセサイザを用いるようにしてもよい。以下、ダイレクト・デジタル・シンセサイザをＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）と称する。
ＤＤＳは、制御信号入力端子、クロック信号入力端子及び出力端子を有しており、制御信号入力端子から入力される制御信号によって、クロック信号入力端子から入力されるクロック信号の周波数を変化させて、出力端子から周波数変化後のクロック信号を出力することができるため、可変分周器と同等の機能を持たせることが可能になる。
さらに、２分周器４１の代わりに接続する可変分周器やＤＤＳは、その出力端子から出力する信号の周波数を時間的に変化させるようにしてもよい。周波数を時間的に変化させても、上記実施の形態１と同様に、各時刻において、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相を全て同相にすることができる。
【００６９】
この実施の形態３では、信号発生回路１が信号発生器２と２分周器４１を含んでいる上記実施の形態１の変形例を説明しているが、信号発生器２と２分周器４１を含んでいる信号発生回路１を上記実施の形態２に適用することで、上記実施の形態２を変形するようにしてもよい。
【００７０】
実施の形態４．
上記実施の形態１，２では、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃの出力端子７ａ〜７ｃとミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１との間に、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１を接続するとともに、Ｔ分岐部１０ｃ〜１０ａの出力端子１１ｃ〜１１ａとミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−２〜１４ｃ−２との間に、増幅器１８ａ−２〜１８ｃ−２を接続するものを示したが、さらに、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２との間に、減衰器を接続するようにしてもよい。
【００７１】
図８はこの発明の実施の形態４による同相分配回路を示す構成図であり、図８において、図３及び図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
減衰器５１ａ−１は増幅器１８ａ−１とミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１との間に接続されており、増幅器１８ａ−１から出力された信号の振幅を減衰し、振幅減衰後の信号をミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に与える。
減衰器５１ａ−２は増幅器１８ａ−２とミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２との間に接続されており、増幅器１８ａ−２から出力された信号の振幅を減衰し、振幅減衰後の信号をミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に与える。
【００７２】
減衰器５１ｂ−１は増幅器１８ｂ−１とミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１との間に接続されており、増幅器１８ｂ−１から出力された信号の振幅を減衰し、振幅減衰後の信号をミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に与える。
減衰器５１ｂ−２は増幅器１８ｂ−２とミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２との間に接続されており、増幅器１８ｂ−２から出力された信号の振幅を減衰し、振幅減衰後の信号をミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に与える。
【００７３】
減衰器５１ｃ−１は増幅器１８ｃ−１とミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１との間に接続されており、増幅器１８ｃ−１から出力された信号の振幅を減衰し、振幅減衰後の信号をミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１に与える。
減衰器５１ｃ−２は増幅器１８ｃ−２とミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２との間に接続されており、増幅器１８ｃ−２から出力された信号の振幅を減衰し、振幅減衰後の信号をミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に与える。
【００７４】
次に動作について説明する。
例えば、電力分配器３により分配される２つの信号の振幅が等しくない場合や、伝送線路４ａ〜４ｃ，８ａ〜８ｃで損失があるために、伝送線路４ａ〜４ｃ，８ａ〜８ｃの長さに応じて、電力分配器３により分配された２つの信号の振幅が減衰する場合には、ミクサ１３ａ〜１３ｃにそれぞれ入力される２つの信号の振幅の組み合わせが異なるものとなる。
ミクサ１３ａ〜１３ｃにそれぞれ入力される２つの信号の振幅の組み合わせが異なる場合、ミクサ１３ａ〜１３ｃを構成する非線形素子の動作点が異なり、ミクサ１３ａ〜１３ｃにそれぞれ入力される２つの信号の位相の和が、それぞれのミクサ１３ａ〜１３ｃどうしで同じであっても、ミクサ１３ａ〜１３ｃから出力される信号の位相が異なってしまう場合がある。
【００７５】
この実施の形態４では、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２の減衰量を適切に与えることで、ミクサ１３ａ〜１３ｃにそれぞれ入力される２つの信号の振幅の組み合わせが同じになるようにしている。例えば、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に入力される信号の振幅がＡで、入力端子１４ａ−２に入力される信号の振幅がＢであれば、ミクサ１３ｂ，１３ｃの入力端子１４ｂ−１，１４ｃ−１に入力される信号の振幅がＡで、入力端子１４ｂ−２，１４ｃ−２に入力される信号の振幅がＢとなるようにしている。
これにより、ミクサ１３ａ〜１３ｃを構成する非線形素子の動作点が同じになるため、ミクサ１３ａ〜１３ｃから出力される信号の位相を同相にすることができる。
【００７６】
この実施の形態４では、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２から出力された信号の振幅を減衰する減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を設けているものを示したが、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２の利得を適切に与えるようにすれば、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を設けることなく、ミクサ１３ａ〜１３ｃにそれぞれ入力される２つの信号の振幅の組み合わせを同じにすることができる。
【００７７】
この実施の形態４では、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２から出力された信号の振幅を減衰する減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を設けているものを示したが、図９に示すように、伝送線路４ａ，４ｂ，４ｃ上に増幅器５２ａ，５２ｂ，５２ｃを挿入するとともに、伝送線路８ａ，８ｂ，８ｃ上に増幅器５３ａ，５３ｂ，５３ｃを挿入し、増幅器５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃの利得を適切に与えるようにすれば、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を設けることなく、ミクサ１３ａ〜１３ｃにそれぞれ入力される２つの信号の振幅の組み合わせを同じにすることができる。
【００７８】
この実施の形態４では、図８の構成において、ミクサ１３ａ〜１３ｃにおける２つの入力端子のそれぞれに減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を接続しているものを示しているが、２つの入力端子のいずれか一方に減衰器を接続するようにしてもよい。
また、図９の構成において、増幅器５２ａ〜５２ｃ又は増幅器５３ａ〜５３ｃのいずれか一方を接続するようにしてもよい。
この実施の形態４では、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２との間に、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を接続しているものを示しているが、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２を実装している同相分配回路であれば、上記実施の形態１〜３で示しているいずれの同相分配回路に対しても、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２を適用することができる。
【００７９】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃが伝送線路４，８に挿入されているものを示したが、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの代わりにサーキュレータが伝送線路４，８に挿入されているものであってもよい。
【００８０】
図１０はこの発明の実施の形態５による同相分配回路を示す構成図であり、図１０において、図１及び図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１１はサーキュレータ６１，６３を示す説明図である。
サーキュレータ６１，６３は決められた方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有する非可逆回路の１種である。
サーキュレータ６１，６３は３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃを有しており、端子６５ａから入力された信号は端子６５ｂから出力され、端子６５ｂから入力された信号は端子６５ｃから出力され、端子６５ｃから入力された信号は端子６５ａから出力されるが、それぞれ逆方向には信号が伝送されない。
【００８１】
サーキュレータ６１ａは端子６５ａが伝送線路４ａと接続され、端子６５ｂが出力端子６２ａと接続され、端子６５ｃが伝送線路４ｂと接続されている。
サーキュレータ６１ｂは端子６５ａが伝送線路４ｂと接続され、端子６５ｂが出力端子６２ｂと接続され、端子６５ｃが伝送線路４ｃと接続されている。
サーキュレータ６１ｃは端子６５ａが伝送線路４ｃと接続され、端子６５ｂが出力端子６２ｃと接続され、端子６５ｃが終端器５と接続されている。
出力端子６２ａはサーキュレータ６１ａの端子６５ｂ及び伝送線路３１ａ−１と接続されている。
出力端子６２ｂはサーキュレータ６１ｂの端子６５ｂ及び伝送線路３１ｂ−１と接続されている。
出力端子６２ｃはサーキュレータ６１ｃの端子６５ｂ及び伝送線路３１ｃ−１と接続されている。
なお、サーキュレータ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは第１分岐回路を構成している。
【００８２】
サーキュレータ６３ａは端子６５ａが伝送線路８ａと接続され、端子６５ｂが出力端子６４ａと接続され、端子６５ｃが伝送線路８ｂと接続されている。
サーキュレータ６３ｂは端子６５ａが伝送線路８ｂと接続され、端子６５ｂが出力端子６４ｂと接続され、端子６５ｃが伝送線路８ｃと接続されている。
サーキュレータ６３ｃは端子６５ａが伝送線路８ｃと接続され、端子６５ｂが出力端子６４ｃと接続され、端子６５ｃが終端器９と接続されている。
出力端子６４ａはサーキュレータ６３ａの端子６５ｂ及び伝送線路３１ｃ−２と接続されている。
出力端子６４ｂはサーキュレータ６３ｂの端子６５ｂ及び伝送線路３１ｂ−２と接続されている。
出力端子６４ｃはサーキュレータ６３ｃの端子６５ｂ及び伝送線路３１ａ−２と接続されている。
なお、サーキュレータ６３ａ，６３ｂ，６３ｃは第２分岐回路を構成している。
【００８３】
次に動作について説明する。
この実施の形態５では、伝送線路３１ａ−１，３１ｂ−１，３１ｃ−１，３１ａ−２，３１ｂ−２，３１ｃ−２の電気長が下記の通りであるものとする。
伝送線路３１ａ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ７
伝送線路３１ａ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ７
したがって、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２の電気長がθ５で等しく、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２の電気長がθ６で等しく、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長がθ７で等しい関係がある。
【００８４】
信号発生回路１の電力分配器３は、信号発生器２が信号を発生すると、上記実施の形態１と同様に、その信号の電力を２つに分配し、同相の信号を伝送線路４と伝送線路８に出力する。
サーキュレータ６１ａは、電力分配器３から出力された信号が端子６５ａに与えられると、端子６５ｂから当該信号を出力する。サーキュレータ６１ａの端子６５ｂから出力された信号は、出力端子６２ａ及び伝送線路３１ａ−１を介して、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１まで伝送される。しかし、ミクサ１３ａの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるため、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に到達した信号は反射され、伝送線路３１ａ−１及び出力端子６２ａを介して、サーキュレータ６１ａの端子６５ｂまで伝送される。
サーキュレータ６１ａは、ミクサ１３ａによって反射された信号が端子６５ｂに与えられると、端子６５ｃから当該信号を出力する。サーキュレータ６１ａの端子６５ｃから出力された信号は、伝送線路４ｂを介して、サーキュレータ６１ｂの端子６５ａまで伝送される。
【００８５】
サーキュレータ６１ｂは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６１ａから出力された信号を、出力端子６２ｂ及び伝送線路３１ｂ−１を介して、ミクサ１３ｂに出力したのち、ミクサ１３ｂに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路４ｃを介して、サーキュレータ６１ｃに出力する。
サーキュレータ６１ｃは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６１ｂから出力された信号を、出力端子６２ｃ及び伝送線路３１ｃ−１を介して、ミクサ１３ｃに出力したのち、ミクサ１３ｃに反射されて戻ってきた信号を終端器５に出力する。
【００８６】
サーキュレータ６３ａは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、電力分配器３から出力された信号を、出力端子６４ａ及び伝送線路３１ｃ−２を介して、ミクサ１３ｃに出力したのち、ミクサ１３ｃに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路８ｂを介して、サーキュレータ６３ｂに出力する。
サーキュレータ６３ｂは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６３ａから出力された信号を、出力端子６４ｂ及び伝送線路３１ｂ−２を介して、ミクサ１３ｂに出力したのち、ミクサ１３ｂに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路８ｃを介して、サーキュレータ６３ｃに出力する。
サーキュレータ６３ｃは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６３ｂから出力された信号を、出力端子６４ｃ及び伝送線路３１ａ−２を介して、ミクサ１３ａに出力したのち、ミクサ１３ａに反射されて戻ってきた信号を終端器９に出力する。
【００８７】
ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１，１４ｂ−１，１４ｃ−１，１４ａ−２，１４ｂ−２，１４ｃ−２に現れる信号の位相は、下記の式（８）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
入力端子１４ａ−１：ωｔ＋θ１＋θ５
入力端子１４ｂ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋θ６
入力端子１４ｃ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋θ７
入力端子１４ａ−２：ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋２×θ６＋θ２＋θ５
入力端子１４ｂ−２：ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋θ６
入力端子１４ｃ−２：ωｔ＋θ４＋θ７
（８）
【００８８】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【００８９】
回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（９）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋２×θ６＋θ２＋θ５）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋２×（θ５＋θ６＋θ７）
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋θ６）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋２×（θ５＋θ６＋θ７）
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ４＋θ７）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋２×（θ５＋θ６＋θ７）
（９）
式（９）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
この実施の形態５のように、サーキュレータ６１ａ〜６１ｃ，６３ａ〜６３ｃを用いた場合、各回路素子１７の間を等しい電気長にすることに加えて、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長をそれぞれ等しい関係にするが、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２がなければ、上記実施の形態１のように、各回路素子１７の間の電気長が等しければよい。
【００９０】
実施の形態６．
上記実施の形態１では、同相分配回路が伝送線路４と伝送線路８を備え、電力分配器３が信号発生器２により発生された信号を伝送線路４と伝送線路８に分配するものを示したが、同相分配回路が往路と復路からなる伝送線路を備えることで、電力分配器３を不要して、回路サイズの更なる小型化を図るようにしてもよい。
【００９１】
図１２はこの発明の実施の形態６による同相分配回路を示す構成図であり、図１２において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
伝送線路７０は信号を双方向に伝搬する線路であり、例えば、同軸ケーブル、導波管、もしくは、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路などで構成され、伝送線路７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆを含んでいる。
伝送線路７０ａ，７０ｂ，７０ｃと伝送線路７０ｄの中間点より前半部分からなる経路が往路Ａであり、また、伝送線路７０ｄの中間点より後半部分と伝送線路７０ｅ，７０ｆからなる経路が復路Ｂである。
この実施の形態６では、Ｔ分岐部６ａ，６ｂ，６ｃが伝送線路７０の往路Ａに挿入され、Ｔ分岐部１０ａ，１０ｂ，１０ｃが伝送線路７０の復路Ｂに挿入されている。
【００９２】
この実施の形態６では、信号発生器２から出力される信号の角周波数がωであり、時刻ｔでは、信号発生器２から出力される信号の電圧がｃｏｓ（ωｔ）で表わされるものとする。
また、伝送線路７０ａの角周波数ωにおける電気長がθ１、伝送線路７０ｂの角周波数ωにおける電気長がθ２、伝送線路７０ｃの角周波数ωにおける電気長がθ３であるものとする。
さらに、伝送線路７０ｄの角周波数ωにおける電気長がθ４、伝送線路７０ｅの角周波数ωにおける電気長がθ３、伝送線路７０ｆの角周波数ωにおける電気長がθ２であるものとする。
【００９３】
したがって、信号発生器２と接続されている伝送線路７０の一端、即ち、往路Ａの始点から数えて１番目のＴ分岐部６ａと２番目のＴ分岐部６ｂとの間における伝送線路７０ｂの電気長θ２と、終端器５と接続されている伝送線路７０の他端、即ち、復路Ｂの終点から数えて１番目のＴ分岐部１０ｃと２番目のＴ分岐部１０ｂとの間における伝送線路７０ｆの電気長θ２とが等しくなっている。
また、往路Ａの始点から数えて２番目のＴ分岐部６ｂと３番目のＴ分岐部６ｃとの間における伝送線路７０ｃの電気長θ３と、復路Ｂの終点から数えて２番目のＴ分岐部１０ｂと３番目のＴ分岐部１０ａとの間における伝送線路７０ｅの電気長θ３とが等しくなっている。
【００９４】
次に動作について説明する。
ただし、この実施の形態６では、説明の簡単化のため、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃ及びフィルタ１５ａ〜１５ｃが信号を伝送することに伴う位相の変化を無視できるものとする。
また、Ｔ分岐部１０ｃと終端器５、ミクサ１３ａ〜１３ｃとフィルタ１５ａ〜１５ｃが、伝送経路を介さずに直接接続されているものとする。
また、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるものとする。
【００９５】
信号発生器２は、信号を発生して、その信号を伝送線路７０ａに出力する。
信号発生器２から伝送線路７０ａに出力された信号は、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃを経て、終端器５に終端される。
このとき、伝送線路７０の往路Ａに挿入されているＴ分岐部６ａ〜６ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子７ａ〜７ｃに出力する。
また、伝送線路７０の復路Ｂに挿入されているＴ分岐部１０ａ〜１０ｃは、入力ポートＩＮから信号が入力されると、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴを結ぶ線路に分岐線路が設けられているため、その信号の一部を出力端子１１ａ〜１１ｃに出力する。
【００９６】
位相加算回路１２ａ〜１２ｃのミクサ１３ａ〜１３ｃは、入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１が出力端子７ａ〜７ｃと接続され、入力端子１４ａ−２〜１４ｃ−２が出力端子１１ｃ〜１１ａと接続されている。
しかし、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるため、出力端子７ａ〜７ｃ，１１ｃ〜１１ａには電圧が現れるが、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２に向かって電流は流れない。
【００９７】
Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃに現れる信号の位相は、下記の式（１０）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子７ａ  ：ωｔ＋θ１
出力端子７ｂ  ：ωｔ＋θ１＋θ２
出力端子７ｃ  ：ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３
出力端子１１ａ：ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４
出力端子１１ｂ：ωｔ＋θ１＋θ２＋２×θ３＋θ４
出力端子１１ｃ：ωｔ＋θ１＋２×θ２＋２×θ３＋θ４
（１０）
【００９８】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【００９９】
回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（１１）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ２＋２×θ３＋θ４）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋θ４
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋θ２）＋（ωｔ＋θ１＋θ２＋２×θ３＋θ４）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋θ４
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋θ４
（１１）
式（１１）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
この実施の形態６でも、同相分配回路のレイアウト条件が、上記実施の形態１と同様に、各回路素子１７の間の電気長が等しいという条件だけである。
したがって、回路構成がトーナメント型の同相分配回路のように、複数の電力分配器を伝送線路によってトーナメント型に接続する必要がないため、回路構成がトーナメント型の同相分配回路よりも、小さなスペースに同相分配回路を形成することができ、回路サイズの小型化を図ることができる。
【０１００】
ここで、図１３はこの発明の実施の形態６による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
上記実施の形態１の場合、同相分配回路が伝送線路４と伝送線路８を備え、電力分配器３が信号発生器２により発生された信号を伝送線路４と伝送線路８に分配するものであるため、図２に示した通り、直線状に並べている８個の回路素子１７のうち、両端に配置されている２つの回路素子１７まで、伝送線路４と伝送線路８を引き回す必要がある。
これに対して、この実施の形態６の場合、信号発生器２を１本の伝送線路７０の一端に接続すればよいため、伝送線路７０の引き回しを短くすることができる。また、電力分配器３が不要である。したがって、上記実施の形態１よりも更に同相分配回路の回路サイズを小型にすることができる。
【０１０１】
この実施の形態６では、伝送線路７０ａが信号発生器２とＴ分岐部６ａを接続しているが、伝送線路７０ａを用いずに、信号発生器２とＴ分岐部６ａを直接接続するようにしてもよい。
また、伝送線路７０ｄがＴ分岐部６ｃとＴ分岐部１０ａを接続しているが、伝送線路７０ｄを用いずに、Ｔ分岐部６ｃとＴ分岐部１０ａを直接接続するようにしてもよい。
【０１０２】
この実施の形態６では、第１分岐回路としてＴ分岐部６ａ，６ｂ，６ｃを使用し、第２Ｔ分岐回路としてＴ分岐部１０ａ〜１０ｃを使用するものを示したが、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの代わりに、方向性結合器を用いるようにしてもよい。
例えば、図４に示すような方向性結合器２１又は方向性結合器２３を用いる場合、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの出力端子７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃを方向性結合器２１又は方向性結合器２３の端子２２ｂに対応させ、端子２２ａを入力側の伝送線路と接続して、端子２２ｃを出力側の伝送線路と接続すれば、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃと同様の動作を実現することができる。
この実施の形態６では、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２、増幅器５２ａ−１〜５２ｃ−１，５３ａ−２〜５３ｃ−２などを実装していない同相分配回路に対して、信号を双方向に伝搬する伝送線路７０を適用しているものを示しているが、上記実施の形態１〜４のように、増幅器１８ａ−１〜１８ｃ−１，１８ａ−２〜１８ｃ−２、減衰器５１ａ−１〜５１ｃ−１，５１ａ−２〜５１ｃ−２、増幅器５２ａ−１〜５２ｃ−１，５３ａ−２〜５３ｃ−２などを実装している同相分配回路に対して、信号を双方向に伝搬する伝送線路７０を適用するようにしてもよい。
【０１０３】
実施の形態７．
上記実施の形態６では、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃが伝送線路７０に挿入されているものを示したが、Ｔ分岐部６ａ〜６ｃ，１０ａ〜１０ｃの代わりにサーキュレータが伝送線路７０に挿入されているものであってもよい。
図１４はこの発明の実施の形態７による同相分配回路を示す構成図であり、図１４において、図１０及び図１２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【０１０４】
この実施の形態７では、上記実施の形態６と同様に、伝送線路７０ａの角周波数ωにおける電気長がθ1、伝送線路７０ｂの角周波数ωにおける電気長がθ２、伝送線路７０ｃの角周波数ωにおける電気長がθ３であるものとする。また、伝送線路７０ｄの角周波数ωにおける電気長がθ４、伝送線路７０ｅの角周波数ωにおける電気長がθ３、伝送線路７０ｆの角周波数ωにおける電気長がθ２であるものとする。
また、この実施の形態７では、上記実施の形態５と同様に、伝送線路３１ａ−１，３１ａ−２の角周波数ωにおける電気長がθ５、伝送線路３１ｂ−１，３１ｂ−２の角周波数ωにおける電気長がθ６、伝送線路３１ｃ−１，３１ｃ−２の角周波数ωにおける電気長がθ７であるものとする。
【０１０５】
次に動作について説明する。
サーキュレータ６１ａ〜６１ｃ，６３ａ〜６３ｃは、いずれも図１１で示したサーキュレータと同様の端子６５ａ〜６５ｃを有するものとする。
信号発生器２は、信号を発生して、その信号を伝送線路７０ａに出力する。
サーキュレータ６１ａは、信号発生器２から出力された信号が端子６５ａに与えられると、端子６５ｂから当該信号を出力する。サーキュレータ６１ａの端子６５ｂから出力された信号は、出力端子６２ａ及び伝送線路３１ａ−１を介して、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１まで伝送される。しかし、ミクサ１３ａの入力インピーダンスがハイインピーダンスであるため、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に到達した信号は反射され、伝送線路３１ａ−１及び出力端子６２ａを介して、サーキュレータ６１ａの端子６５ｂまで伝送される。
サーキュレータ６１ａは、ミクサ１３ａによって反射された信号が端子６５ｂに与えられると、端子６５ｃから当該信号を出力する。端子６５ｃから出力された信号は、伝送線路７０ｂを介して、サーキュレータ６１ｂの端子６５ａまで伝送される。
【０１０６】
サーキュレータ６１ｂは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６１ａから出力された信号を、出力端子６２ｂ及び伝送線路３１ｂ−１を介して、ミクサ１３ｂに出力したのち、ミクサ１３ｂに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路７０ｃを介して、サーキュレータ６１ｃに出力する。
サーキュレータ６１ｃは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６１ｂから出力された信号を、出力端子６２ｃ及び伝送線路３１ｃ−１を介して、ミクサ１３ｃに出力したのち、ミクサ１３ｃに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路７０ｄを介して、サーキュレータ６３ａに出力する。
【０１０７】
サーキュレータ６３ａは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６１ｃから出力された信号を、出力端子６４ａ及び伝送線路３１ｃ−２を介して、ミクサ１３ｃに出力したのち、ミクサ１３ｃに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路７０ｅを介して、サーキュレータ６３ｂに出力する。
サーキュレータ６３ｂは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６３ａから出力された信号を、出力端子６４ｂ及び伝送線路３１ｂ−２を介して、ミクサ１３ｂに出力したのち、ミクサ１３ｂに反射されて戻ってきた信号を、伝送線路７０ｆを介して、サーキュレータ６３ｃに出力する。
サーキュレータ６３ｃは、サーキュレータ６１ａと同様に動作し、サーキュレータ６３ｂから出力された信号を、出力端子６４ｃ及び伝送線路３１ａ−２を介して、ミクサ１３ａに出力したのち、ミクサ１３ａに反射されて戻ってきた信号を終端器５に出力する。
【０１０８】
ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１，１４ｂ−１，１４ｃ−１，１４ａ−２，１４ｂ−２，１４ｃ−２に現れる信号の位相は、下記の式（１２）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
入力端子１４ａ−１：ωｔ＋θ１＋θ５
入力端子１４ｂ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋θ６
入力端子１４ｃ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋θ７
入力端子１４ａ−２：ωｔ＋θ１＋３×θ５＋２×θ２＋４×θ６＋２×θ３＋４×θ７＋θ４
入力端子１４ｂ−２：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋３×θ６＋２×θ３＋４×θ７＋θ４
入力端子１４ｃ−２：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋３×θ７＋θ４
（１２）
【０１０９】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【０１１０】
回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（１３）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ１＋３×θ５＋２×θ２＋４×θ６＋２×θ３＋４×θ７＋θ４）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋θ４＋４×（θ５＋θ６＋θ７）
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋３×θ６＋２×θ３＋４×θ７＋θ４）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋θ４＋４×（θ５＋θ６＋θ７）
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋３×θ７＋θ４）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３）＋θ４＋４×（θ５＋θ６＋θ７）
（１３）
式（１３）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
この実施の形態７では、同相分配回路のレイアウト条件が、各回路素子１７の間の電気長が等しいという条件と、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長がそれぞれ等しいという条件だけである。
したがって、回路構成がトーナメント型の同相分配回路のように、複数の電力分配器を伝送線路によってトーナメント型に接続する必要がないため、回路構成がトーナメント型の同相分配回路よりも、小さなスペースに同相分配回路を形成することができ、回路サイズの小型化を図ることができる。
【０１１１】
実施の形態８．
上記実施の形態１〜５では、同相分配回路が、物理的に異なる２つの伝送線路４，８を備えているものを示したが、信号を双方向に伝搬する１本の伝送線路で構成するようにしてもよい。
【０１１２】
図１５はこの発明の実施の形態８による同相分配回路を示す構成図であり、図１５において、図１及び図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
伝送線路８０は例えば同軸ケーブル、導波管、もしくは、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路などで構成されるものである。伝送線路８０は信号を双方向に伝搬する線路であり、一端がサーキュレータ８１ａと接続されて、他端がサーキュレータ８２ａと接続されている。
伝送線路８０の途中には、方向性結合器８３ａ，８３ｂ，８３ｃが挿入されており、第１の方向に信号が流れる経路、即ち、サーキュレータ８１ａから方向性結合器８３ａ→方向性結合器８３ｂ→方向性結合器８３ｃ→サーキュレータ８２ａに向けて信号が流れる経路を経路Ａ、第２の方向に信号が流れる経路、即ち、サーキュレータ８２ａから方向性結合器８３ｃ→方向性結合器８３ｂ→方向性結合器８３ａ→サーキュレータ８１ａに向けて信号が流れる経路を経路Ｂとする。
以下、サーキュレータ８１ａと方向性結合器８３ａ間の伝送線路を８０ａ、方向性結合器８３ａと方向性結合器８３ｂ間の伝送線路を８０ｂ、方向性結合器８３ｂと方向性結合器８３ｃ間の伝送線路を８０ｃ、方向性結合器８３ｃとサーキュレータ８２ａ間の伝送線路を８０ｄで表すものとする。したがって、伝送線路８０は、伝送線路８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを含んでいる。伝送線路８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄの特性インピーダンスは全て同一であることが望ましい。
【０１１３】
アイソレータ８１はサーキュレータ８１ａ及び終端器９を備えており、電力分配器３により分配された一方の信号を伝送線路８０ａの一端に出力する一方、伝送線路８０ａの一端から出力された信号の伝送を遮断する第１アイソレータである。
サーキュレータ８１ａは電力分配器３により分配された一方の信号を伝送線路８０ａの一端に出力する一方、伝送線路８０ａの一端から出力された信号を終端器９に出力する。
なお、サーキュレータ８１ａは、図１１に示すように、３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃを有しており、サーキュレータ８１ａの端子６５ａが電力分配器３、端子６５ｂが伝送線路８０ａの一端、端子６５ｃが終端器９と接続されている。これにより、電力分配器３から出力された経路Ｂの信号は終端器９で終端されるため、伝送線路８０ａの一端で反射されて、電力分配器３の方向に逆流することはない。
【０１１４】
アイソレータ８２はサーキュレータ８２ａ及び終端器５を備えており、電力分配器３により分配された他方の信号を伝送線路８０ｄの他端に出力する一方、伝送線路８０ｄの他端から出力された信号の伝送を遮断する第２アイソレータである。
サーキュレータ８２ａは電力分配器３により分配された他方の信号を伝送線路８０ｄの他端に出力する一方、伝送線路８０ｄの他端から出力された信号を終端器５に出力する。  なお、サーキュレータ８２ａは、図１１に示すように、３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃを有しており、サーキュレータ８２ａの端子６５ａが電力分配器３、端子６５ｂが伝送線路８０ｄの他端、端子６５ｃが終端器５と接続されている。これにより、電力分配器３から出力された経路Ａの信号は終端器５で終端されるため、伝送線路８０ｄの他端で反射されて、電力分配器３の方向に逆流することはない。
図１５では、電力分配器３とサーキュレータ８１ａ，８２ａが直接に接続されている例を示しているが、電力分配器３とサーキュレータ８１ａ，８２ａの間に伝送線路が接続されているものであってもよい。
【０１１５】
方向性結合器８３ａは電力分配器３から出力された経路Ａの信号の一部を出力端子８４ａ−１（第１端子）に出力し、電力分配器３から出力された経路Ｂの信号の一部を出力端子８４ａ−２（第２端子）に出力する。
なお、方向性結合器８３ａは、図４Ａに示すように、４つの端子を有しており、端子２２ａが伝送線路８０ａの他端、端子２２ｂが出力端子８４ａ−１、端子２２ｃが伝送線路８０ｂの一端、端子２２ｄが出力端子８４ａ−２と接続されている。
【０１１６】
方向性結合器８３ｂは電力分配器３から出力された経路Ａの信号の一部を出力端子８４ｂ−１（第１端子）に出力し、電力分配器３から出力された経路Ｂの信号の一部を出力端子８４ｂ−２（第２端子）に出力する。
なお、方向性結合器８３ｂは、図４Ａに示すように、４つの端子を有しており、端子２２ａが伝送線路８０ｂの他端、端子２２ｂが出力端子８４ｂ−１、端子２２ｃが伝送線路８０ｃの一端、端子２２ｄが出力端子８４ｂ−２と接続されている。
【０１１７】
方向性結合器８３ｃは電力分配器３から出力された経路Ａの信号の一部を出力端子８４ｃ−１（第１端子）に出力し、電力分配器３から出力された経路Ｂの信号の一部を出力端子８４ｃ−２（第２端子）に出力する。
なお、方向性結合器８３ｃは、図４Ａに示すように、４つの端子を有しており、端子２２ａが伝送線路８０ｃの他端、端子２２ｂが出力端子８４ｃ−１、端子２２ｃが伝送線路８０ｄの一端、端子２２ｄが出力端子８４ｃ−２と接続されている。
方向性結合器８３ａ，８３ｂ，８３ｃは分岐回路を構成している。
【０１１８】
次に動作について説明する。
この実施の形態８では、伝送線路８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ及び伝送線路３１ａ−１，３１ｂ−１，３１ｃ−１，３１ａ−２，３１ｂ−２，３１ｃ−２の電気長が下記の通りであるものとする。
伝送線路８０ａの角周波数ωにおける電気長    ＝θ１
伝送線路８０ｂの角周波数ωにおける電気長    ＝θ２
伝送線路８０ｃの角周波数ωにおける電気長    ＝θ３
伝送線路８０ｄの角周波数ωにおける電気長    ＝θ４
伝送線路３１ａ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ７
伝送線路３１ａ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ８
伝送線路３１ｂ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ９
伝送線路３１ｃ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ１０
【０１１９】
また、伝送線路３１ａ−１，３１ｂ−１，３１ｃ−１，３１ａ−２，３１ｂ−２，３１ｃ−２の電気長θ５，θ６，θ７，θ８，θ９，θ１０の間には、上記実施の形態２と同様に、式（３）の関係があるものとする。
つまり、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２の電気長の和（θ５＋θ８）と、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２の電気長の和（θ６＋θ９）と、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長の和（θ７＋θ１０）とがいずれもαであり、等しいという関係がある。
【０１２０】
信号発生回路１の電力分配器３は、信号発生器２が信号を発生すると、その信号の電力を２つに分配し、同相の信号をサーキュレータ８１ａとサーキュレータ８２ａに出力する。
サーキュレータ８１ａは、電力分配器３から信号を受けると、その信号を伝送線路８０ａの一端に出力する。これにより、電力分配器３から出力された信号は、経路Ａの信号として、伝送線路８０を伝送される。
サーキュレータ８２ａは、電力分配器３から信号を受けると、その信号を伝送線路８０ｄの他端に出力する。これにより、電力分配器３から出力された信号は、経路Ｂの信号として、伝送線路８０を伝送される。
【０１２１】
方向性結合器８３ａは、伝送線路８０ａを流れてきた経路Ａの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路８０ｂに出力するとともに、残りの信号を出力端子８４ａ−１及び伝送線路３１ａ−１を介して、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に出力する。
また、方向性結合器８３ａは、伝送線路８０ｂを流れてきた経路Ｂの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路８０ａに出力するとともに、残りの信号を出力端子８４ａ−２及び伝送線路３１ａ−２を介して、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に出力する。
【０１２２】
方向性結合器８３ｂは、伝送線路８０ｂを流れてきた経路Ａの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路８０ｃに出力するとともに、残りの信号を出力端子８４ｂ−１及び伝送線路３１ｂ−１を介して、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に出力する。
また、方向性結合器８３ｂは、伝送線路８０ｃを流れてきた経路Ｂの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路８０ｂに出力するとともに、残りの信号を出力端子８４ｂ−２及び伝送線路３１ｂ−２を介して、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に出力する。
【０１２３】
方向性結合器８３ｃは、伝送線路８０ｃを流れてきた経路Ａの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路８０ｄに出力するとともに、残りの信号を出力端子８４ｃ−１及び伝送線路３１ｃ−１を介して、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１に出力する。
また、方向性結合器８３ｃは、伝送線路８０ｄを流れてきた経路Ｂの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路８０ｃに出力するとともに、残りの信号を出力端子８４ｃ−２及び伝送線路３１ｃ−２を介して、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に出力する。
なお、方向性結合器８３ｃから伝送線路８０ｄに出力された経路Ａの信号は、サーキュレータ８２ａを介して、終端器５に出力されるため、終端器５で終端される。
また、方向性結合器８３ａから伝送線路８０ａに出力された経路Ｂの信号は、サーキュレータ８１ａを介して、終端器９に出力されるため、終端器９で終端される。
【０１２４】
方向性結合器８３ａ，８３ｂ，８３ｃの出力端子８４ａ−１，８４ｂ−１，８４ｃ−１，８４ａ−２，８４ｂ−２，８４ｃ−２に現れる信号の位相は、下記の式（１４）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子８４ａ−１：ωｔ＋θ１
出力端子８４ｂ−１：ωｔ＋θ１＋θ２
出力端子８４ｃ−１：ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３
出力端子８４ａ−２：ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２
出力端子８４ｂ−２：ωｔ＋θ４＋θ３
出力端子８４ｃ−２：ωｔ＋θ４
（１４）
【０１２５】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【０１２６】
ここで、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長を考慮すると、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（１５）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ４＋θ３＋θ２＋θ８）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ５＋θ８
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ４＋θ３＋θ９）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ６＋θ９
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ４＋θ１０）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ７＋θ１０
（１５）
【０１２７】
この実施の形態８では、θ５＋θ８＝θ６＋θ９＝θ７＋θ１０＝αであるため、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、いずれも、下記の式（１６）のように表され、全て同相になる。
２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋α              （１６）
【０１２８】
上記実施の形態１〜５では、同相分配回路が、物理的に異なる２本の伝送線路４，８を備え、各々の回路素子１７の間を等長の伝送線路で接続する必要があった。このため、各々の回路素子１７の間を接続する伝送線路の電気長にばらつきが生じると、出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が同相でなくなることがある。
これに対して、この実施の形態８では、各々の回路素子１７の間を接続する伝送線路８０ｂ，８０ｃの電気長は、経路Ａ、経路Ｂの方向に関係なく、必ず同じになるため、伝送線路の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果が得られる。
また、この実施の形態８では、１本の伝送線路８０で構成できるため、伝送線路の本数を削減することができる効果が得られる。
なお、方向性結合器８３ａ〜８３ｃの出力端子８４ａ−１〜８４ｃ−１，８４ａ−２〜８４ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２との間を直接に接続して、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２を無くせば、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果も得られる。
【０１２９】
ここで、図１６はこの発明の実施の形態８による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
この実施の形態８では、上記実施の形態１〜７と同様に、同相分配回路のレイアウト条件が緩和されるため、図１６に示すように、複数の回路素子１７を直線状に配置することができる。したがって、２次元的に大きなスペースを確保する必要がないという効果が得られる。
【０１３０】
実施の形態９．
上記実施の形態８では、伝送線路８０の途中に方向性結合器８３ａ，８３ｂ，８３ｃが挿入されているものを示したが、伝送線路８０の途中にサーキュレータが挿入されているものであってもよい。
【０１３１】
図１７はこの発明の実施の形態９による同相分配回路を示す構成図であり、図１７において、図１５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
サーキュレータ８５ａは電力分配器３から出力された経路Ａの信号を出力端子８６ａ−１（第１端子）に出力し、その後、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に反射されて出力端子８６ａ−１に戻ってきた信号を、経路Ａの信号として伝送線路８０ｂに出力する。
また、サーキュレータ８５ａはサーキュレータ８５ｂから出力された経路Ｂの信号を出力端子８６ａ−２（第２端子）に出力し、その後、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に反射されて出力端子８６ａ−２に戻ってきた信号を、経路Ｂの信号として伝送線路８０ａに出力する。
【０１３２】
サーキュレータ８５ｂはサーキュレータ８５ａから出力された経路Ａの信号を出力端子８６ｂ−１（第１端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に反射されて出力端子８６ｂ−１に戻ってきた信号を、経路Ａの信号として伝送線路８０ｃに出力する。
また、サーキュレータ８５ｂはサーキュレータ８５ｃから出力された経路Ｂの信号を出力端子８６ｂ−２（第２端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に反射されて出力端子８６ｂ−２に戻ってきた信号を、経路Ｂの信号として伝送線路８０ｂに出力する。
【０１３３】
サーキュレータ８５ｃはサーキュレータ８５ｂから出力された経路Ａの信号を出力端子８６ｃ−１（第１端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１に反射されて出力端子８６ｃ−１に戻ってきた信号を、経路Ａの信号として伝送線路８０ｄに出力する。
また、サーキュレータ８５ｃは電力分配器３から出力された経路Ｂの信号を出力端子８６ｃ−２（第２端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に反射されて出力端子８６ｃ−２に戻ってきた信号を、経路Ｂの信号として伝送線路８０ｃに出力する。
なお、サーキュレータ８５ａ，８５ｂ，８５ｃは分岐回路を構成している。
【０１３４】
図１８はサーキュレータ８５を示す説明図である。
図１８Ａは４つの端子を有するサーキュレータ８５を示す説明図であり、図１８Ｂはそれぞれ３つの端子を有する２つのサーキュレータからなるサーキュレータ８５を示す説明図である。
サーキュレータ８５は、図１８Ａのように、４個の端子８７ａ〜８７ｄを有する場合、端子８７ａから入力された信号は端子８７ｂから出力され、端子８７ｂから入力された信号は端子８７ｃから出力される。
また、端子８７ｃから入力された信号は端子８７ｄから出力され、端子８７ｄから入力された信号は端子８７ａから出力される。
【０１３５】
したがって、サーキュレータ８５ａが図１８Ａのように構成されている場合、サーキュレータ８５ａの端子８７ａが伝送線路８０ａと接続され、端子８７ｂが出力端子８６ａ−１と接続され、端子８７ｃが伝送線路８０ｂと接続され、端子８７ｄが出力端子８６ａ−２と接続される。
また、サーキュレータ８５ｂが図１８Ａのように構成されている場合、サーキュレータ８５ｂの端子８７ａが伝送線路８０ｂと接続され、端子８７ｂが出力端子８６ｂ−１と接続され、端子８７ｃが伝送線路８０ｃと接続され、端子８７ｄが出力端子８６ｂ−２と接続される。
また、サーキュレータ８５ｃが図１８Ａのように構成されている場合、サーキュレータ８５ｃの端子８７ａが伝送線路８０ｃと接続され、端子８７ｂが出力端子８６ｃ−１と接続され、端子８７ｃが伝送線路８０ｄと接続され、端子８７ｄが出力端子８６ｃ−２と接続される。
【０１３６】
図１７では、サーキュレータ８５ａ（または８５ｂ，８５ｃ）と出力端子８６ａ−１（または８６ｂ−１，８６ｃ−１）間の長さと、サーキュレータ８５ａ（または８５ｂ，８５ｃ）と出力端子８６ａ−２（または８６ｂ−２，８６ｃ−２）間の長さとが異なっているように図示されているが、サーキュレータ８５ａ（または８５ｂ，８５ｃ）の端子８７ｂと出力端子８６ａ−１（または８６ｂ−１，８６ｃ−１）が直接に接続され、また、サーキュレータ８５ａ（または８５ｂ，８５ｃ）の端子８７ｄと出力端子８６ａ−２（または８６ｂ−２，８６ｃ−２）が直接に接続されているため、長さの相違は生じていない。
【０１３７】
サーキュレータ８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、図１８Ｂに示すように、３個の端子を有する２個のサーキュレータ８８ａ，８８ｂから構成することもできる。
この場合、サーキュレータ８８ａの端子８７ａから入力された信号は端子８７ｂから出力され、端子８７ｂから入力された信号は端子８９ａから出力される。サーキュレータ８８ａの端子８９ａから出力された信号は、サーキュレータ８８ｂの端子８９ｂから入力される。そして、サーキュレータ８８ａの端子８９ｂから入力された信号は端子８７ｃから出力される。
また、サーキュレータ８８ｂの端子８７ｃから入力された信号は端子８７ｄから出力され、端子８７ｄから入力された信号は端子８９ｂから出力される。サーキュレータ８８ｂの端子８９ｂから出力された信号は、サーキュレータ８８ａの端子８９ａから入力される。そして、サーキュレータ８８ａの端子８９ａから入力された信号は端子８７ａから出力される。
【０１３８】
次に動作について説明する。
この実施の形態９では、上記実施の形態５と同様に、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長が下記の通りであるものとする。
伝送線路３１ａ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ７
伝送線路３１ａ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ７
したがって、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２の電気長がθ５で等しく、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２の電気長がθ６で等しく、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長がθ７で等しい関係がある。
【０１３９】
信号発生回路１の電力分配器３は、信号発生器２が信号を発生すると、その信号の電力を２つに分配し、同相の信号をサーキュレータ８１ａとサーキュレータ８２ａに出力する。
サーキュレータ８１ａは、電力分配器３から信号を受けると、その信号を伝送線路８０ａの一端に出力する。これにより、電力分配器３から出力された信号は、経路Ａの信号として、伝送線路８０を伝送される。
サーキュレータ８２ａは、電力分配器３から信号を受けると、その信号を伝送線路８０ｄの他端に出力する。これにより、電力分配器３から出力された信号は、経路Ｂの信号として、伝送線路８０を伝送される。
【０１４０】
サーキュレータ８５ａは、電力分配器３から出力された経路Ａの信号を受けると、その信号を出力端子８６ａ−１に出力する。
このとき、ミクサ１３ａの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ８５ａの出力端子８６ａ−１から出力されて、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ａに反射された信号は、サーキュレータ８５ａの出力端子８６ａ−１に戻ってくる。
サーキュレータ８５ａは、出力端子８６ａ−１に戻ってきた信号を経路Ａの信号として伝送線路８０ｂに出力する。
【０１４１】
また、サーキュレータ８５ａは、サーキュレータ８５ｂから出力された経路Ｂの信号を受けると、その信号を出力端子８６ａ−２に出力する。
このとき、ミクサ１３ａの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ８５ａの出力端子８６ａ−２から出力されて、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ａに反射された信号が、サーキュレータ８５ａの出力端子８６ａ−２に戻ってくる。
サーキュレータ８５ａは、出力端子８６ａ−２に戻ってきた信号を経路Ｂの信号として伝送線路８０ａに出力する。伝送線路８０ａに出力された経路Ｂの信号は、サーキュレータ８１ａによって終端器９に出力され、終端器９で終端される。
【０１４２】
サーキュレータ８５ｂは、サーキュレータ８５ａから出力された経路Ａの信号を受けると、その信号を出力端子８６ｂ−１に出力する。
このとき、ミクサ１３ｂの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ８５ｂの出力端子８６ｂ−１から出力されて、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｂに反射された信号は、サーキュレータ８５ｂの出力端子８６ｂ−１に戻ってくる。
サーキュレータ８５ｂは、出力端子８６ｂ−１に戻ってきた信号を経路Ａの信号として伝送線路８０ｃに出力する。
【０１４３】
また、サーキュレータ８５ｂは、サーキュレータ８５ｃから出力された経路Ｂの信号を受けると、その信号を出力端子８６ｂ−２に出力する。
このとき、ミクサ１３ｂの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ８５ｂの出力端子８６ｂ−２から出力されて、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｂに反射された信号が、サーキュレータ８５ｂの出力端子８６ｂ−２に戻ってくる。
サーキュレータ８５ｂは、出力端子８６ｂ−２に戻ってきた信号を経路Ｂの信号として伝送線路８０ｂに出力する。
【０１４４】
サーキュレータ８５ｃは、サーキュレータ８５ｂから出力された経路Ａの信号を受けると、その信号を出力端子８６ｃ−１に出力する。
このとき、ミクサ１３ｃの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ８５ｃの出力端子８６ｃ−１から出力されて、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｃに反射された信号は、サーキュレータ８５ｃの出力端子８６ｃ−１に戻ってくる。
サーキュレータ８５ｃは、出力端子８６ｃ−１に戻ってきた信号を経路Ａの信号として伝送線路８０ｄに出力する。伝送線路８０ｄに出力された経路Ａの信号は、サーキュレータ８２ａによって終端器５に出力され、終端器５で終端される。
【０１４５】
また、サーキュレータ８５ｃは、電力分配器３から出力された経路Ｂの信号を受けると、その信号を出力端子８６ｃ−２に出力する。
このとき、ミクサ１３ｃの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ８５ｃの出力端子８６ｃ−２から出力されて、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｃに反射された信号が、サーキュレータ８５ｃの出力端子８６ｃ−２に戻ってくる。
サーキュレータ８５ｃは、出力端子８６ｃ−２に戻ってきた信号を経路Ｂの信号として伝送線路８０ｃに出力する。
【０１４６】
サーキュレータ８５ａ，８５ｂ，８５ｃの出力端子８６ａ−１，８６ｂ−１，８６ｃ−１，８６ａ−２，８６ｂ−２，８６ｃ−２に現れる信号の位相は、下記の式（１７）で表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子８６ａ−１：ωｔ＋θ１
出力端子８６ｂ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２
出力端子８６ｃ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３
出力端子８６ａ−２：ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋２×θ６＋θ２
出力端子８６ｂ−２：ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３
出力端子８６ｃ−２：ωｔ＋θ４
（１７）
【０１４７】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【０１４８】
ここで、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長を考慮すると、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（１８）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋２×θ６＋θ２＋θ５）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋２×（θ５＋θ６＋θ７）
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ４＋２×θ７＋θ３＋θ６）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋２×（θ５＋θ６＋θ７）
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ４＋θ７）
＝２ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋２×（θ５＋θ６＋θ７）
（１８）
【０１４９】
式（１８）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
この実施の形態９でも、上記実施の形態８と同様に、各々の回路素子１７の間を接続する伝送線路８０ｂ，８０ｃの電気長は、経路Ａ、経路Ｂの方向に関係なく、必ず同じになるため、伝送線路の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果が得られる。
また、この実施の形態９でも、１本の伝送線路８０で構成できるため、伝送線路の本数を削減することができる効果が得られる。
なお、サーキュレータ８５ａ〜８５ｃの出力端子８６ａ−１〜８６ｃ−１，８６ａ−２〜８６ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２との間を直接に接続して、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２を無くせば、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果も得られる。
【０１５０】
実施の形態１０．
上記実施の形態１〜５では、同相分配回路が、物理的に異なる２つの伝送線路４，８を備えているものを示したが、信号を双方向に伝搬する１本の伝送線路で構成するようにしてもよい。
【０１５１】
図１９はこの発明の実施の形態１０による同相分配回路を示す構成図であり、図１９において、図１５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
伝送線路９０は例えば同軸ケーブル、導波管、もしくは、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路などで構成されるものである。伝送線路９０は信号を双方向に伝搬する線路であり、一端がサーキュレータ９１ａと接続されて、他端が開放されている端子９２と接続されている。これにより、伝送線路９０を伝送された信号は、伝送線路９０の他端で反射される。
伝送線路９０の途中には、方向性結合器９３ａ，９３ｂ，９３ｃが挿入されており、第１の方向に信号が流れる経路、即ち、信号発生器２から信号が出力されたのち、サーキュレータ９１ａ→方向性結合器９３ａ→方向性結合器９３ｂ→方向性結合器９３ｃ→端子９２に向けて信号が流れる経路を往路Ａ、第２の方向に信号が流れる経路、即ち、端子９２から方向性結合器９３ｃ→方向性結合器９３ｂ→方向性結合器９３ａ→サーキュレータ９１ａに向けて信号が流れる経路を復路Ｂとする。
【０１５２】
以下、サーキュレータ９１ａと方向性結合器９３ａ間の伝送線路を９０ａ、方向性結合器９３ａと方向性結合器９３ｂ間の伝送線路を９０ｂ、方向性結合器９３ｂと方向性結合器９３ｃ間の伝送線路を９０ｃ、方向性結合器９３ｃと端子９２間の伝送線路を９０ｄで表すものとする。したがって、伝送線路９０は、伝送線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄを含んでいる。伝送線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄの特性インピーダンスは全て同一であることが望ましい。
図１９では、端子９２が開放されている例を示しているが、端子９２で信号が反射されればよく、端子９２が短絡されていてもよいし、信号を反射する負荷が端子９２に接続されていてもよい。
【０１５３】
アイソレータ９１はサーキュレータ９１ａ及び終端器５を備えており、信号発生器２から出力された信号を伝送線路９０ａの一端に出力する一方、伝送線路９０ａの一端から出力された信号の伝送を遮断する。
サーキュレータ９１ａは信号発生器２から出力された信号を伝送線路９０ａの一端に出力する一方、伝送線路９０ａの一端から出力された信号を終端器５に出力する。
なお、サーキュレータ９１ａは、図１１に示すように、３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃを有しており、サーキュレータ９１ａの端子６５ａが伝送線路９０ａの一端、端子６５ｂが終端器５、端子６５ｃが信号発生器２と接続されている。これにより、信号発生器２から出力された信号は、往路Ａの信号として伝送線路９０に入力される一方、伝送線路９０ａの一端から出力された復路Ｂの信号は終端器５で終端される。
【０１５４】
方向性結合器９３ａはサーキュレータ９１ａから出力された往路Ａの信号の一部を出力端子９４ａ−１（第１端子）に出力し、方向性結合器９３ｂから出力された復路Ｂの信号の一部を出力端子９４ａ−２（第２端子）に出力する。
なお、方向性結合器９３ａは、図４Ａに示すように、４つの端子を有しており、端子２２ａが伝送線路９０ａの他端、端子２２ｂが出力端子９４ａ−１、端子２２ｃが伝送線路９０ｂの一端、端子２２ｄが出力端子９４ａ−２と接続されている。
【０１５５】
方向性結合器９３ｂは方向性結合器９３ａから出力された往路Ａの信号の一部を出力端子９４ｂ−１（第１端子）に出力し、方向性結合器９３ｃから出力された復路Ｂの信号の一部を出力端子９４ｂ−２（第２端子）に出力する。
なお、方向性結合器９３ｂは、図４Ａに示すように、４つの端子を有しており、端子２２ａが伝送線路９０ｂの他端、端子２２ｂが出力端子９４ｂ−１、端子２２ｃが伝送線路９０ｃの一端、端子２２ｄが出力端子９４ｂ−２と接続されている。
【０１５６】
方向性結合器９３ｃは方向性結合器９３ｂから出力された往路Ａの信号の一部を出力端子９４ｃ−１（第１端子）に出力し、端子９２に反射されて戻ってきた復路Ｂの信号の一部を出力端子９４ｃ−２（第２端子）に出力する。
なお、方向性結合器９３ｃは、図４Ａに示すように、４つの端子を有しており、端子２２ａが伝送線路９０ｃの他端、端子２２ｂが出力端子９４ｃ−１、端子２２ｃが伝送線路９０ｄの一端、端子２２ｄが出力端子９４ｃ−２と接続されている。
方向性結合器９３ａ，９３ｂ，９３ｃは分岐回路を構成している。
【０１５７】
図１９では、信号発生器２とサーキュレータ９１ａを直接に接続している例を示しているが、信号発生器２とサーキュレータ９１ａとの間に伝送線路を接続するようにしてもよい。
図１９では、方向性結合器９３ｃと端子９２の間に伝送線路９０ｄを接続している例を示しているが、方向性結合器９３ｃと端子９２を直接に接続して、伝送線路９０ｄを省略するようにしてもよい。
【０１５８】
次に動作について説明する。
この実施の形態１０では、伝送線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ及び伝送線路３１ａ−１，３１ｂ−１，３１ｃ−１，３１ａ−２，３１ｂ−２，３１ｃ−２の電気長が下記の通りであるものとする。
伝送線路９０ａの角周波数ωにおける電気長    ＝θ１
伝送線路９０ｂの角周波数ωにおける電気長    ＝θ２
伝送線路９０ｃの角周波数ωにおける電気長    ＝θ３
伝送線路９０ｄの角周波数ωにおける電気長    ＝θ４
伝送線路３１ａ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ５
伝送線路３１ｂ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ６
伝送線路３１ｃ−１の角周波数ωにおける電気長＝θ７
伝送線路３１ａ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ８
伝送線路３１ｂ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ９
伝送線路３１ｃ−２の角周波数ωにおける電気長＝θ１０
【０１５９】
また、伝送線路３１ａ−１，３１ａ−２，３１ｂ−１，３１ｂ−２，３１ｃ−１，３１ｃ−２の電気長θ５，θ６，θ７，θ８，θ９，θ１０の間には、上記実施の形態２と同様に、式（３）の関係があるものとする。
つまり、伝送線路３１ａ−１と伝送線路３１ａ−２の電気長の和（θ５＋θ８）と、伝送線路３１ｂ−１と伝送線路３１ｂ−２の電気長の和（θ６＋θ９）と、伝送線路３１ｃ−１と伝送線路３１ｃ−２の電気長の和（θ７＋θ１０）とがいずれもαであり、等しいという関係がある。
【０１６０】
信号発生器２は、信号を発生して、その信号をサーキュレータ９１ａに出力する。
サーキュレータ９１ａは、信号発生器２から信号を受けると、その信号を伝送線路９０ａの一端に出力する。
また、サーキュレータ９１ａは、端子９２に反射されて復路Ｂの信号が伝送線路９０ａの一端から出力されると、その信号を終端器５に出力する。
これにより、信号発生器２から出力された信号は、往路Ａの信号として伝送線路９０を流れる一方、伝送線路９０ａの一端から出力された復路Ｂの信号は、終端器５で終端される。
【０１６１】
方向性結合器９３ａは、伝送線路９０ａを流れてきた往路Ａの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路９０ｂに出力するとともに、残りの信号を出力端子９４ａ−１及び伝送線路３１ａ−１を介して、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に出力する。
また、方向性結合器９３ａは、伝送線路９０ｂを流れてきた復路Ｂの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路９０ａに出力するとともに、残りの信号を出力端子９４ａ−２及び伝送線路３１ａ−２を介して、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に出力する。
【０１６２】
方向性結合器９３ｂは、伝送線路９０ｂを流れてきた往路Ａの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路９０ｃに出力するとともに、残りの信号を出力端子９４ｂ−１及び伝送線路３１ｂ−１を介して、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に出力する。
また、方向性結合器９３ｂは、伝送線路９０ｃを流れてきた復路Ｂの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路９０ｂに出力するとともに、残りの信号を出力端子９４ｂ−２及び伝送線路３１ｂ−２を介して、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に出力する。
【０１６３】
方向性結合器９３ｃは、伝送線路９０ｃを流れてきた往路Ａの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路９０ｄに出力するとともに、残りの信号を出力端子９４ｃ−１及び伝送線路３１ｃ−１を介して、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１に出力する。
また、方向性結合器９３ｃは、伝送線路９０ｄを流れてきた復路Ｂの信号が入力されると、その信号の一部を伝送線路９０ｃに出力するとともに、残りの信号を出力端子９４ｃ−２及び伝送線路３１ｃ−２を介して、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に出力する。
【０１６４】
方向性結合器９３ａ，９３ｂ，９３ｃの出力端子９４ａ−１，９４ｂ−１，９４ｃ−１，９４ａ−２，９４ｂ−２，９４ｃ−２に現れる信号の位相は、下記の式（１９）のように表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子９４ａ−１：ωｔ＋θ１
出力端子９４ｂ−１：ωｔ＋θ１＋θ２
出力端子９４ｃ−１：ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３
出力端子９４ａ−２：ωｔ＋θ１＋２×θ２＋２×θ３＋２×θ４
出力端子９４ｂ−２：ωｔ＋θ１＋θ２＋２×θ３＋２×θ４
出力端子９４ｃ−２：ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋２×θ４
（１９）
【０１６５】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【０１６６】
ここで、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長を考慮すると、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（２０）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ２＋２×θ３＋２×θ４＋θ８）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４）＋θ５＋θ８
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ１＋θ２＋２×θ３＋２×θ４＋θ９）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４）＋θ６＋θ９
出力端子１６ｃ：（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋２×θ４＋θ１０）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４）＋θ７＋θ１０
（２０）
この実施の形態１０でも、上記実施の形態８と同様に、θ５＋θ８＝θ６＋θ９＝θ７＋θ１０＝αであるため、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、いずれも、下記の式（２１）のように表され、全て同相になる。
２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４）＋α      （２１）
【０１６７】
上記実施の形態１〜５では、同相分配回路が、物理的に異なる２本の伝送線路４，８を備え、各々の回路素子１７の間を等長の伝送線路で接続する必要があった。このため、各々の回路素子１７の間を接続する伝送線路の電気長にばらつきが生じると、出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が同相でなくなることがある。
これに対して、この実施の形態１０では、各々の回路素子１７の間を接続する伝送線路９０ｂ，９０ｃの電気長は、往路Ａ、復路Ｂに関係なく、必ず同じになるため、伝送線路の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果が得られる。
また、この実施の形態１０では、１本の伝送線路９０で構成できるため、伝送線路の本数を削減することができる効果が得られる。
なお、方向性結合器９３ａ〜９３ｃの出力端子９４ａ−１〜９４ｃ−１，９４ａ−２〜９４ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２との間を直接に接続して、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２を無くせば、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果も得られる。
【０１６８】
ここで、図２０はこの発明の実施の形態１０による同相分配回路のレイアウト例を示す説明図である。
この実施の形態１０では、上記実施の形態１〜９と同様に、同相分配回路のレイアウト条件が緩和されるため、図２０に示すように、複数の回路素子１７を直線状に配置することができる。したがって、２次元的に大きなスペースを確保する必要がないという効果が得られる。
【０１６９】
実施の形態１１．
上記実施の形態１０では、伝送線路９０の途中に方向性結合器９３ａ，９３ｂ，９３ｃが挿入されているものを示したが、伝送線路９０の途中にサーキュレータが挿入されているものであってもよい。
【０１７０】
図２１はこの発明の実施の形態１１による同相分配回路を示す構成図であり、図２１において、図１９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
サーキュレータ９５ａはサーキュレータ９１ａから出力された往路Ａの信号を出力端子９６ａ−１（第１端子）に出力し、その後、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に反射されて出力端子９６ａ−１に戻ってきた信号を、往路Ａの信号として伝送線路９０ｂに出力する。
また、サーキュレータ９５ａはサーキュレータ９５ｂから出力された復路Ｂの信号を出力端子９６ａ−２（第２端子）に出力し、その後、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に反射されて出力端子９６ａ−２に戻ってきた信号を、復路Ｂの信号として伝送線路９０ａに出力する。
なお、サーキュレータ９５ａは、図１８Ａのように、４個の端子８７ａ〜８７ｄを有する場合、端子８７ａが伝送線路９０ａの他端と接続され、端子８７ｂが出力端子９６ａ−１と接続され、端子８７ｃが伝送線路９０ｂの一端と接続され、端子８７ｄが出力端子９６ａ−２と接続される。
【０１７１】
サーキュレータ９５ｂはサーキュレータ９５ａから出力された往路Ａの信号を出力端子９６ｂ−１（第１端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に反射されて出力端子９６ｂ−１に戻ってきた信号を、往路Ａの信号として伝送線路９０ｃに出力する。
また、サーキュレータ９５ｂはサーキュレータ９５ｃから出力された復路Ｂの信号を出力端子９６ｂ−２（第２端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に反射されて出力端子９６ｂ−２に戻ってきた信号を、復路Ｂの信号として伝送線路９０ｂに出力する。
なお、サーキュレータ９５ｂは、図１８Ａのように、４個の端子８７ａ〜８７ｄを有する場合、端子８７ａが伝送線路９０ｂの他端と接続され、端子８７ｂが出力端子９６ｂ−１と接続され、端子８７ｃが伝送線路９０ｃの一端と接続され、端子８７ｄが出力端子９６ｂ−２と接続される。
【０１７２】
サーキュレータ９５ｃはサーキュレータ９５ｂから出力された往路Ａの信号を出力端子９６ｃ−１（第１端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｃ−１に反射されて出力端子９６ｃ−１に戻ってきた信号を、往路Ａの信号として伝送線路９０ｄに出力する。
また、サーキュレータ９５ｃは端子９２に反射されて戻ってきた復路Ｂの信号を出力端子９６ｃ−２（第２端子）に出力し、その後、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に反射されて出力端子９６ｃ−２に戻ってきた信号を、復路Ｂの信号として伝送線路９０ｃに出力する。
なお、サーキュレータ９５ｃは、図１８Ａのように、４個の端子８７ａ〜８７ｄを有する場合、端子８７ａが伝送線路９０ｃの他端と接続され、端子８７ｂが出力端子９６ｃ−１と接続され、端子８７ｃが伝送線路９０ｄの一端と接続され、端子８７ｄが出力端子９６ｃ−２と接続される。
サーキュレータ９５ａ，９５ｂ，９５ｃは分岐回路を構成している。
【０１７３】
次に動作について説明する。
この実施の形態１１では、伝送線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ及び伝送線路３１ａ−１，３１ａ−２，３１ｂ−１，３１ｂ−２，３１ｃ−１，３１ｃ−２の電気長が上記実施の形態９と同様であるものとする。
【０１７４】
信号発生器２は、信号を発生して、その信号をサーキュレータ９１ａに出力する。
サーキュレータ９１ａは、信号発生器２から信号を受けると、その信号を伝送線路９０ａの一端に出力する。
また、サーキュレータ９１ａは、端子６５ｂに反射されて復路Ｂの信号が伝送線路９０ａの一端から出力されると、その信号を終端器５に出力する。
これにより、信号発生器２から出力された信号は、往路Ａの信号として伝送線路９０を流れる一方、伝送線路９０ａの一端から出力された復路Ｂの信号は、終端器５で終端される。
【０１７５】
サーキュレータ９５ａは、サーキュレータ９１ａから出力された往路Ａの信号を受けると、その信号を出力端子９６ａ−１に出力する。
このとき、ミクサ１３ａの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ９５ａの出力端子９６ａ−１から出力されて、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−１に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ａに反射された信号は、サーキュレータ９５ａの出力端子９６ａ−１に戻ってくる。
サーキュレータ９５ａは、出力端子９６ａ−１に戻ってきた信号を経路Ａの信号として伝送線路９０ｂに出力する。
【０１７６】
また、サーキュレータ９５ａは、サーキュレータ９５ｂから出力された復路Ｂの信号を受けると、その信号を出力端子９６ａ−２に出力する。
このとき、ミクサ１３ａの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ９５ａの出力端子９６ａ−２から出力されて、ミクサ１３ａの入力端子１４ａ−２に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ａに反射された信号が、サーキュレータ９５ａの出力端子９６ａ−２に戻ってくる。
サーキュレータ９５ａは、出力端子９６ａ−２に戻ってきた信号を経路Ｂの信号として伝送線路９０ａに出力する。伝送線路９０ａに出力された経路Ｂの信号は、サーキュレータ９１ａによって終端器５に出力され、終端器５で終端される。
【０１７７】
サーキュレータ９５ｂは、サーキュレータ９５ａから出力された往路Ａの信号を受けると、その信号を出力端子９６ｂ−１に出力する。
このとき、ミクサ１３ｂの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ９５ｂの出力端子９６ｂ−１から出力されて、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−１に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｂに反射された信号は、サーキュレータ９５ｂの出力端子９６ｂ−１に戻ってくる。
サーキュレータ９５ｂは、出力端子９６ｂ−１に戻ってきた信号を往路Ａの信号として伝送線路９０ｃに出力する。
【０１７８】
また、サーキュレータ９５ｂは、サーキュレータ９５ｃから出力された復路Ｂの信号を受けると、その信号を出力端子９６ｂ−２に出力する。
このとき、ミクサ１３ｂの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ９５ｂの出力端子９６ｂ−２から出力されて、ミクサ１３ｂの入力端子１４ｂ−２に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｂに反射された信号が、サーキュレータ９５ｂの出力端子９６ｂ−２に戻ってくる。
サーキュレータ９５ｂは、出力端子９６ｂ−２に戻ってきた信号を復路Ｂの信号として伝送線路９０ｂに出力する。
【０１７９】
サーキュレータ９５ｃは、サーキュレータ９５ｂから出力された往路Ａの信号を受けると、その信号を出力端子９６ｃ−１に出力する。
このとき、ミクサ１３ｃの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ９５ｃの出力端子９６ｃ−１から出力されて、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−１に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｃに反射された信号は、サーキュレータ９５ｃの出力端子９６ｃ−１に戻ってくる。
サーキュレータ９５ｃは、出力端子９６ｃ−１に戻ってきた信号を往路Ａの信号として伝送線路９０ｄに出力する。伝送線路９０ｄに出力された往路Ａの信号は、端子９２に反射され、その反射信号は、復路Ｂの信号として、サーキュレータ９５ｃに入力される。
【０１８０】
サーキュレータ８５ｃは、端子９２に反射されて戻ってきた復路Ｂの信号を受けると、その信号を出力端子９６ｃ−２に出力する。
このとき、ミクサ１３ｃの入力インピーダンスはハイインピーダンスであるため、サーキュレータ９５ｃの出力端子９６ｃ−２から出力されて、ミクサ１３ｃの入力端子１４ｃ−２に入力された信号は反射される。
その結果、ミクサ１３ｃに反射された信号が、サーキュレータ９５ｃの出力端子９６ｃ−２に戻ってくる。
サーキュレータ９５ｃは、出力端子９６ｃ−２に戻ってきた信号を復路Ｂの信号として伝送線路９０ｃに出力する。
【０１８１】
サーキュレータ９５ａ，９５ｂ，９５ｃの出力端子９６ａ−１，９６ｂ−１，９６ｃ−１，９６−２，９６ｂ−２，９６ｃ−２に現れる信号の位相は、下記の式（２２）で表され、これらの信号の位相はすべて異なるものとなる。
出力端子９６ａ−１：ωｔ＋θ１
出力端子９６ｂ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２
出力端子９６ｃ−１：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３
出力端子９６ａ−２：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋２×θ２＋４×θ６＋２×θ３＋２×θ４＋２×θ７
出力端子９６ｂ−２：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋２×θ３＋２×θ４＋２×θ７
出力端子９６ｃ−２：ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋２×θ４
（２２）
【０１８２】
ミクサ１３ａ〜１３ｃは、上記実施の形態１と同様に、入力された２つの信号を混合して混合信号をフィルタ１５ａ〜１５ｃに出力する。
フィルタ１５ａ〜１５ｃは、ミクサ１３ａ〜１３ｃから混合信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の差の成分及び高次の混合波成分の通過を阻止し、その混合信号に含まれている２つの信号の位相の和の成分だけを通過させる。これにより、フィルタ１５ａ〜１５ｃを通過した２つの信号の位相の和の成分が出力端子１６ａ〜１６ｃから出力される。
【０１８３】
ここで、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長を考慮すると、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相は、下記の式（２３）のように表される。
出力端子１６ａ：
（ωｔ＋θ１＋θ５）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋２×θ２＋４×θ６＋２×θ３＋２×θ４＋２×θ７＋θ５）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ５＋θ６＋θ７）＋２×（θ５＋θ６）
出力端子１６ｂ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋θ６）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋２×θ３＋２×θ４＋２×θ７＋θ６）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ５＋θ６＋θ７）＋２×（θ５＋θ６）
出力端子１６ｃ：
（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋θ７）＋（ωｔ＋θ１＋２×θ５＋θ２＋２×θ６＋θ３＋２×θ４＋θ７）
＝２×（ωｔ＋θ１＋θ２＋θ３＋θ４＋θ５＋θ６＋θ７）＋２×（θ５＋θ６）
（２３）
【０１８４】
式（２３）から明らかなように、回路素子１７ａ〜１７ｃの出力端子１６ａ〜１６ｃに現れる信号の位相が全て同相になる。
この実施の形態１１でも、上記実施の形態１０と同様に、各々の回路素子１７の間を接続する伝送線路９０ｂ，９０ｃの電気長は、往路Ａ、復路Ｂに関係なく、必ず同じになるため、伝送線路の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果が得られる。
また、この実施の形態１１では、１本の伝送線路９０で構成できるため、伝送線路の本数を削減することができる効果が得られる。
なお、サーキュレータ９５ａ〜９５ｃの出力端子９６ａ−１〜９６ｃ−１，９６ａ−２〜９６ｃ−２と、ミクサ１３ａ〜１３ｃの入力端子１４ａ−１〜１４ｃ−１，１４ａ−２〜１４ｃ−２との間を直接に接続して、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２を無くせば、伝送線路３１ａ−１〜３１ｃ−１，３１ａ−２〜３１ｃ−２の電気長のばらつきを考慮する必要がないという効果も得られる。
【０１８５】
実施の形態１２．
上記実施の形態１〜１１では、１つの信号から位相が等しい複数の信号を生成する同相分配回路について示したが、上記実施の形態１〜１１のうち、いずれかの実施の形態における同相分配回路がアレーアンテナ装置に実装されているようにしてもよい。
【０１８６】
図２２は例えば図１２の回路素子１７を実装している送信機が素子アンテナと接続されている実施の形態１２によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
また、図２３は図１２の回路素子１７を実装している送信機を示す構成図である。
図２２では、図１２の回路素子１７を実装している送信機１００の例を示しているため、往路Ａと復路Ｂからなる伝送線路７０が、複数の送信機を接続している。
【０１８７】
図２２及び図２３において、位相同期回路であるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）１１１はフィルタ１５を通過して、回路素子１７の出力端子１６から出力された信号を基準信号として入力し、その基準信号に同期している信号であって、その基準信号より周波数が高い信号を出力する回路である。
なお、ＰＬＬ１１１から出力される信号の周波数は、別途外部から入力される制御信号の値に応じて切り替えることができる。
【０１８８】
移相器１１２はＰＬＬ１１１から出力された信号の位相を調整する回路である。移相器１１２により位相を調整する移相量は、別途外部から入力される制御信号の値に応じて切り替えることができる。
増幅器１１３は移相器１１２により位相が調整された信号の振幅を増幅し、増幅後の信号を出力端子１０１に出力する。
送信機１００の出力端子１０１は素子アンテナ１０３に接続されている。
また、送信機１００の端子１０２ａ，１０２ｂは往路Ａをなす伝送線路７０と接続され、端子１０２ｃ，１０２ｄは復路Ｂをなす伝送線路７０と接続されている。
ただし、同一の送信機１００の間に接続されている往路Ａをなす伝送線路７０と復路Ｂをなす伝送線路７０との電気長は等長である。
【０１８９】
素子アンテナ１０３は送信機１００の出力端子１０１と接続されており、送信機１００の出力端子１０１から出力された信号を電磁波として外部に放射する。複数の素子アンテナ１０３からアレーアンテナが構成されている。
なお、アレーアンテナを構成する複数の素子アンテナ１０３は、ホーンアンテナのように独立して構成されているものであってもよいし、例えば、パッチアンテナのように複数の素子アンテナ１０３を１つの平面基板上に２次元配列して形成するようにしてもよい。
【０１９０】
図２２は、図１２の回路素子１７を実装している送信機１００が複数接続されている例であるため、アレーアンテナ装置が、往路Ａと復路Ｂからなる伝送線路７０が複数の送信機１００を接続しているが、上記実施の形態１〜５における回路素子１７を実装している送信機１００が用いられる場合、２本の伝送線路４，８が複数の送信機１００を接続する。
また、上記実施の形態８，９における回路素子１７を実装している送信機１００が用いられる場合、１本の伝送線路８０が複数の送信機１００を接続する。
さらに、上記実施の形態１０，１１における回路素子１７を実装している送信機１００が用いられる場合、１本の伝送線路９０が複数の送信機１００を接続する。
【０１９１】
次に動作について説明する。
信号発生器２から出力された信号は、往路Ａをなす伝送線路７０を流れるため、複数の送信機１００に実装されている回路素子１７内のミクサ１３の一方の入力端子に入力される。
また、複数の送信機１００を通過したのち、往路Ａをなす伝送線路７０を流れていた信号は、復路Ｂをなす伝送線路７０を流れるため、複数の送信機１００に実装されている回路素子１７内のミクサ１３の他方の入力端子に入力される。
複数の送信機１００に実装されている回路素子１７内のミクサ１３は、上記実施の形態１〜１１と同様に動作し、複数の送信機１００に実装されている回路素子１７内のフィルタ１５は、上記実施の形態１〜１１と同様に動作する。
このため、複数の送信機１００に実装されている回路素子１７の出力端子１６から出力される信号の周波数及び位相は揃っている。
【０１９２】
複数の送信機１００に実装されているＰＬＬ１１１は、回路素子１７の出力端子１６から出力された信号を基準信号として入力し、その基準信号より周波数が高く、かつ、その基準信号に同期している信号を移相器１１２に出力する。
このとき、別途外部から入力される制御信号の値が同じであれば、複数の送信機１００に実装されているＰＬＬ１１１から出力される信号の周波数及び位相は揃っている。
【０１９３】
複数の送信機１００に実装されている移相器１１２は、ＰＬＬ１１１から信号を受けると、別途外部から入力される制御信号にしたがって当該信号の位相を調整し、位相調整後の信号を増幅器１１３に出力する。
複数の送信機１００に実装されている増幅器１１３は、移相器１１２から位相調整後の信号を受けると、その信号の振幅を増幅し、増幅後の信号を出力端子１０１に出力する。
これにより、複数の送信機１００と接続されている素子アンテナ１０３から電磁波として空間に放射される。
複数の送信機１００に実装されている移相器１１２での信号の移相量を、送信機毎に設定することで、アレーアンテナから放射される電磁波の方向を切り替えることができる。
【０１９４】
ここでは、複数の送信機１００に実装されている移相器１１２での信号の移相量を制御することで、アレーアンテナから放射される電磁波の方向を切り替える例を示しているが、以下の特許文献２に示されているように、複数の送信機１００に実装されているＰＬＬ１１１に与える制御信号によって、複数のＰＬＬ１１１間の位相差を制御すれば、アレーアンテナから放射される電磁波の方向を切り替えることができる。この場合、移相器１１２は不要になる。
［特許文献２］  特開２０１４−４９８０８号公報
【０１９５】
複数の送信機１００に実装されているＰＬＬ１１１の入力信号である基準信号の位相がすべて同相である場合、アレーアンテナから放射される電磁波の方向を、移相器１１２に設定した移相量から正確に予測することが可能となる。
ＰＬＬ１１１に入力される基準信号の位相が同相でなく、また、基準信号の位相が既知でない場合、アレーアンテナから放射される電磁波の方向を、移相器１１２に設定した移相量から正確に予測することは困難である。
【０１９６】
この実施の形態１２のアレーアンテナ装置は、上記実施の形態１〜１１で説明したように、トーナメント型の同相分配回路と比べて、回路サイズの小型化が図られている同相分配回路を実装するものであるため、必然的に、アレーアンテナ装置の回路サイズも小型になっている。
【０１９７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
この発明に係る同相分配回路は、大きなスペースを確保することが困難なアレーアンテナ装置に実装するものに適している。
【符号の説明】
【０１９９】
１  信号発生回路、２  信号発生器、３  電力分配器、４，４ａ，４ｂ，４ｃ  伝送線路、５  終端器、６ａ，６ｂ，６ｃ  Ｔ分岐部（第１分岐回路）、７ａ，７ｂ，７ｃ  出力端子、８，８ａ，８ｂ，８ｃ  伝送線路、９  終端器、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  Ｔ分岐部（第２分岐回路）、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  出力端子、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  位相加算回路、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  ミクサ、１４ａ−１，１４ａ−２，１４ｂ−１，１４ｂ−２，１４ｃ−１，１４ｃ−２  入力端子、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  フィルタ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  出力端子、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ  回路素子、１８ａ−１，１８ｂ−１，１８ｃ−１，１８ａ−２，１８ｂ−２，１８ｃ−２  増幅器、２１，２２  方向性結合器、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  端子、３１ａ−１，３１ａ−２，３１ｂ−１，３１ｂ−２，３１ｃ−１，３１ｃ−２  伝送線路、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  伝送線路、４１  ２分周器、４２  非反転出力端子、４３  反転出力端子、５１ａ−１，５１ａ−２，５１ｂ−１，５１ｂ−２，５１ｃ−１，５１ｃ−２  減衰器、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ  増幅器、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ  サーキュレータ（第１分岐回路）、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ  出力端子、６３ａ，６３ｂ，６３ｃ  サーキュレータ（第２分岐回路）、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ  出力端子、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ  端子、７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆ  伝送線路、８０，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ  伝送線路、８１  アイソレータ（第１アイソレータ）、８１ａ  サーキュレータ、８２  アイソレータ（第２アイソレータ）、８２ａ  サーキュレータ、８３ａ，８３ｂ，８３ｃ  方向性結合器（分岐回路）、８４ａ−１，８４ｂ−１，８４ｃ−１  出力端子（第１端子）、８４ａ−２，８４ｂ−２，８４ｃ−２  出力端子（第２端子）、８５ａ，８５ｂ，８５ｃ  サーキュレータ（分岐回路）、８６ａ−１，８６ｂ−１，８６ｃ−１  出力端子（第１端子）、８６ａ−２，８６ｂ−２，８６ｃ−２  出力端子（第２端子）、８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄ，８９ａ，８９ｂ  端子、８８ａ，８８ｂ  サーキュレータ、９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ  伝送線路、９１  アイソレータ、９１ａ  サーキュレータ、９２  端子、９３ａ，９３ｂ，９３ｃ  方向性結合器（分岐回路）、９４ａ−１，９４ｂ−１，９４ｃ−１  出力端子（第１端子）、９４ａ−２，９４ｂ−２，９４ｃ−２  出力端子（第２端子）、９５ａ，９５ｂ，９５ｃ  サーキュレータ（分岐回路）、９６ａ−１，９６ｂ−１，９６ｃ−１  出力端子（第１端子）、９６ａ−２，９６ｂ−２，９６ｃ−２  出力端子（第２端子）、１００  送信機、１０１  出力端子、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ  端子、１０３  素子アンテナ、１１１  ＰＬＬ、１１２  移相器、１１３  増幅器。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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