(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのハイブリッドカプラ、複数の第１入出力（ＩＯ）ポート、および複数の第２ＩＯポートを有するハイブリッドネットワークと、
それぞれが、第１信号を受信し、前記複数の第１ＩＯポートの１つへ前記第１信号を誘導し、前記ハイブリッドネットワークを経由し、前記複数の第２ＩＯポートの少なくとも１つへ誘導するよう構成された第１サーキュレータ群と、
それぞれが、第２信号を受信し、前記複数の第２ＩＯポートの１つへ前記第２信号を誘導し、前記ハイブリッドネットワークを経由し、前記第１信号とは反対方向に前記複数の第１ＩＯポートの少なくとも１つへ誘導するよう構成された第２サーキュレータ群と、
を備える装置であり、
前記第１サーキュレータ群および前記第２サーキュレータ群のそれぞれのサーキュレータは、前記ハイブリッドネットワークに接続された第１ポートを有し、さらに第２ポートおよび第３ポートを有し、
前記それぞれのサーキュレータは、前記第２ポートを介して受信した信号が前記第１ポートを介して前記ハイブリッドネットワークに出力され、前記第１ポートを介して前記ハイブリッドネットワークから受信した信号が前記第３ポートから出力されるよう構成され、
前記ハイブリッドネットワークは、
前記複数の第１ＩＯポートの１つを介し、複数の第１入力信号の少なくとも１つを受信し、前記複数の第１入力信号の前記少なくとも１つを第１の複数の低電力信号に分割し、前記第１の複数の低電力信号を前記複数の第２ＩＯポートを介し出力するよう構成される、又は、
前記複数の第１ＩＯポートを介し、第１の複数の増幅信号を受信し、前記第１の複数の増幅信号を少なくとも１つの第１増幅出力信号と結合し、前記第１増幅出力信号を前記複数の第２ＩＯポートを介し出力するよう構成される、
装置。
【請求項２】
前記ハイブリッドネットワークが、前記複数の第１ＩＯポートのそれぞれが他の前記複数の第１ＩＯポートからアイソレートされ、前記複数の第２ＩＯポートのそれぞれが他の前記複数の第２ＩＯポートからアイソレートされるよう構成された、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ハイブリッドネットワークがさらに、前記複数の第２ＩＯポートの１つを介し、複数の第２入力信号の少なくとも１つを受信し、前記複数の第２入力信号の前記少なくとも１つを第２の複数の低電力信号に分割し、前記第２の複数の低電力信号を前記複数の第１ＩＯポートを介し出力するよう構成された、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ハイブリッドネットワークがさらに、前記複数の第２ＩＯポートを介し第２の複数の増幅信号を受信し、前記第２の複数の増幅信号を少なくとも１つの第２増幅出力信号に結合し、前記少なくとも１つの第２増幅出力信号を前記複数の第１ＩＯポートを介し出力するよう構成された、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置を有する入力ネットワーク（ＩＮＥＴ）と、
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置を有する出力ネットワーク（ＯＮＥＴ）と、
前記ＩＮＥＴから受信した信号を増幅し、前記増幅された信号を前記ＯＮＥＴに送信するよう構成された複数の増幅器と、
を備えるマルチポート増幅器。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置を有する第１入出力ネットワークと、
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置を有する第２入出力ネットワークと、
前記第１入出力ネットワークから受信した信号を増幅し、前記増幅された信号を前記第２入出力ネットワークへ送信するよう構成された第１の増幅器群と、
前記第２入出力ネットワークから受信した信号を増幅し、前記増幅された信号を前記第１入出力ネットワークへ送信するよう構成された第２の増幅器群と、
を備えるマルチポート増幅器。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置を有する入出力ネットワークと、
前記入出力ネットワークから受信した信号を増幅し、前記増幅された信号を前記入出力ネットワークに返信するよう構成された増幅器群と、
を備えるマルチポート増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ハイブリッドネットワークの分野に関し、特に、通信衛星に搭載されるマルチポート増幅器（ＭＰＡ）で利用されるハイブリッドネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号処理アプリケーションでは、ハイブリッドカプラ網が、共通の電力分配器および結合器として用いられている。例えば、図１に示す従来のマルチポート増幅器１００では、入力ハイブリッドネットワーク（ＩＮＥＴ）１０１が入力信号１０４（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を、４つ全ての入力信号１０４の成分をそれぞれ含む複数の低電力信号へと分割する。低電力信号は複数の増幅器１０２によって増幅され、出力ハイブリッドネットワーク（ＯＮＥＴ）１０３によって、増幅された出力信号１０５（Ａ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'）へと再結合される。単一の高電力増幅器よりも高い出力電力を提供出来、固有のルーティング特性を持つため、ＭＰＡは有利である。
【０００３】
図２に示すように、ＩＮＥＴ１０１は、４つのハイブリッドカプラ１１０、１１１、１１２、１１３を備える。入力信号Ａが通るパスは太線で示す。入力信号Ａはハイブリッドカプラ１１０によって電力が半分の２つの信号へ分割される（Ａ０−３ｄＢ；Ａ９０−３ｄＢ）。一方の信号は入力信号と同位相であり、他方の信号は、位相が９０度シフトされている。これらの電力が半分の信号は、４つの低電力出力信号（Ａ０−６ｄＢ；Ａ９０−６ｄＢ；Ａ９０−６ｄＢ；Ａ１８０−６ｄＢ）へと再び分割される。それぞれの信号は、元の入力信号Ａの４分の１の電力を持つ。これら電力が４分の１の信号は増幅された後、ＩＮＥＴ１０１とミラーイメージの構成を持つＯＮＥＴ１０３で再結合される。
【０００４】
ＩＮＥＴ１０１とＯＮＥＴ１０３の位相のアライメントが不正確な場合、例えば、入力信号Ｂ、Ｃ、Ｄの成分のみを含む増幅された出力信号Ａ'を生成し得るため、アライメントを正確にすることが重要である。よって、ＩＮＥＴ１０１およびＯＮＥＴ１０３は、正確に形成し、注意深くアライメントしなければならないが、このためには高いコストと多くの時間が必要となる。通信衛星のＭＰＡに利用される典型的なハイブリッドネットワークには、およそ２５０，０００ポンドのコストがかかる。さらに、ハイブリッドネットワークはサイズが大きく、ＭＰＡ全体の重量の増加へとつながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明の目的は、上記従来の構成が抱える課題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、少なくとも１つのハイブリッドカプラ、複数の第１入出力（ＩＯ）ポート、および複数の第２ＩＯポートを有するハイブリッドネットワークと、それぞれが複数の第１ＩＯポートの１つへ信号を誘導し、ハイブリッドネットワークを経由し、複数の第２ＩＯポートの少なくとも１つへ誘導するよう構成された第１サーキュレータ群と、それぞれが複数の第２ＩＯポートの１つへ信号を誘導し、ハイブリッドネットワークを経由し、複数の第１ＩＯポートの少なくとも１つへ誘導するよう構成された第２サーキュレータ群とを備える装置を提供する。第１サーキュレータ群および第２サーキュレータ群のそれぞれのサーキュレータは、ハイブリッドネットワークに接続された第１ポートを有し、さらに第２ポートおよび第３ポートを有する。それぞれのサーキュレータは、第２ポートを介して受信した信号が第１ポートを介してハイブリッドネットワークに出力され、第１ポートを介してハイブリッドネットワークから受信した信号が第３ポートから出力されるよう構成される。
【０００７】
ハイブリッドネットワークは、複数の第１ＩＯポートのそれぞれが他の複数の第１ＩＯポートからアイソレートされ、複数の第２ＩＯポートのそれぞれが他の複数の第２ＩＯポートからアイソレートされるよう構成されてもよい。
【０００８】
第１サーキュレータ群は複数の第１入力信号を受信するよう構成され、第２サーキュレータ群は複数の第２入力信号を受信するよう構成され、複数の第１入力信号および複数の第２入力信号はそれぞれ反対方向にハイブリッドネットワークを通過してもよい。
【０００９】
ハイブリッドネットワークは、複数の第１ＩＯポートの１つを介し複数の第１入力信号の少なくとも１つを受信し、複数の第１入力信号の少なくとも１つを第１の複数の低電力信号に分割し、第１の複数の低電力信号を複数の第２ＩＯポートを介し出力するよう構成されてもよい。
【００１０】
ハイブリッドネットワークは、複数の第１ＩＯポートを介し第１の複数の増幅信号を受信し、第１の複数の増幅信号を少なくとも１つの第１増幅出力信号に結合し、第１増幅出力信号を複数の第２ＩＯポートを介し出力するよう構成されてもよい。
【００１１】
ハイブリッドネットワークはさらに、複数の第２ＩＯポートの１つを介し複数の第２入力信号の少なくとも１つを受信し、複数の第２入力信号の少なくとも１つを第２の複数の低電力信号に分割し、第２の複数の低電力信号を複数の第１ＩＯポートを介し出力するよう構成されてもよい。
【００１２】
ハイブリッドネットワークはさらに、複数の第２ＩＯポートを介し第２の複数の増幅信号を受信し、第２の複数の増幅信号を少なくとも１つの第２増幅出力信号に結合し、少なくとも１つの第２増幅出力信号を複数の第１ＩＯポートを介し出力するよう構成されてもよい。
【００１３】
本願発明は、入力ネットワーク（ＩＮＥＴ）と、出力ネットワーク（ＯＮＥＴ）と、ＩＮＥＴから受信した信号を増幅し、増幅された信号をＯＮＥＴに送信するよう構成された複数の増幅器（８１１、８２１）とを備えるマルチポート増幅器を提供する。
【００１４】
本願発明は、第１入出力ネットワークと、第２入出力ネットワークと、第１入出力ネットワークから受信した信号を増幅し、増幅された信号を第２入出力ネットワークへ送信するよう構成された第１の増幅器群と、第２入出力ネットワークから受信した信号を増幅し、増幅された信号を第１入出力ネットワークへ送信するよう構成された第２の増幅器群とを備えるマルチポート増幅器を提供する。
【００１５】
本願発明は、請求項１に記載の装置を備える入出力ネットワークと、入出力ネットワークから受信した信号を増幅し、増幅された信号を入出力ネットワークに返信するよう構成された増幅器群とを備えるマルチポート増幅器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本願発明の実施形態を、添付の図面を参照し、例示として説明する。
【図１】図１は、従来のマルチポート増幅器（ＭＰＡ）を示す。
【図２】図２は、図１のＭＰＡの入力ハイブリッドネットワークを示す。
【図３】図３は、本願発明の一実施形態におけるＭＰＡを示す。
【図４】図４は、本願発明の実施形態で用いられるサーキュレータを示す。
【図５ａ】図５ａは、本願発明の一実施形態における、ハイブリッドカプラ内の電界強度を概略的に示す。
【図５ｂ】図５ｂは、本願発明の一実施形態における、ハイブリッドカプラ内の電界強度を概略的に示す。
【図６ａ】図６ａは、本願発明の一実施形態における、入力ネットワークとして機能するハイブリッドネットワークを示す。
【図６ｂ】図６ｂは、本願発明の一実施形態における、入力ネットワークとして機能するハイブリッドネットワークを示す。
【図７ａ】図７ａは、本願発明の一実施形態における、出力ネットワークとして機能するハイブリッドネットワークを示す。
【図７ｂ】図７ｂは、本願発明の一実施形態における、出力ネットワークとして機能するハイブリッドネットワークを示す。
【図８】図８は、本願発明の一実施形態における、８つの入力信号を増幅するＭＰＡを示す。
【図９】図９は、図８のＭＰＡの第１ハイブリッドネットワークの動作を詳細に示す。
【図１０】図１０は、本願発明の一実施形態における、８つの入力信号を増幅するＭＰＡを示す。
【図１１】図１１は、本願発明の一実施形態における、６つの入力信号を増幅するＭＰＡを示す。
【図１２】図１２は、本願発明の一実施形態における、６つの入力信号を増幅するＭＰＡを示す。
【図１３】図１３は、本願発明の一実施形態における、４つの入力信号を増幅するＭＰＡを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図３は、本願発明の一実施形態における、ＭＰＡ３００を示す。ＭＰＡ３００は、従来の４ポートＭＰＡの２つ分（つまり、１組あたり４つの入力部を含むものとして２組分）と同じ数の入力信号を処理出来、また２つのＩＮＥＴおよび２つのＯＮＥＴではなく、１つのＩＮＥＴ３０１および１つのＯＮＥＴ３０２のみを要する。このためＭＰＡ３００を、デュアルＭＰＡと呼ぶ。
【００１８】
デュアルＭＰＡ３００は、２組の入力信号３１０、３２０を誘導して、それぞれ反対方向にＩＮＥＴ３０１とＯＮＥＴ３０２とを通過させるよう構成された、４つのサーキュレータ群３０３、３０４、３０５、３０６を備える。図３では、デュアルＭＰＡ３００内で第１組の入力信号３１０が通るパスは、破線矢印で示し、第２組の入力信号３２０が通るパスは、実線矢印で示す。双向矢印は、第１組の入力信号３１０と第２組の入力信号３２０とがそれぞれ反対方向に通過する共有カップリングを示す。
【００１９】
さらに詳細には、第１組の入力信号３１０は、第１サーキュレータ群３０３によってＩＮＥＴ３０１に誘導され、複数の低電力信号に分割される。その後、これらの低電力信号は、第２サーキュレータ群３０４によって第１ブロックの増幅器群３１１に誘導され、増幅され、第３のサーキュレータ群３０５によってＯＮＥＴ３０２に誘導される。信号はＯＮＥＴ３０２によって再結合され、第４のサーキュレータ群３０６を介して第１組の出力信号３１２として出力される。
【００２０】
一方、第２組の入力信号３２０は第２サーキュレータ群３０４に入力され、ＩＮＥＴ３０１に誘導され、複数の低電力信号に分割される。よって、第２組の入力信号３２０は、第１組の入力信号３１０と反対方向にＩＮＥＴ３０１を通過する。これらの低電力信号は第１サーキュレータ群３０３によって第２ブロックの増幅器群３２１に誘導され、増幅され、第４のサーキュレータ群３０６によってＯＮＥＴ３０２に誘導される。信号はＯＮＥＴ３０２によって再結合され、第３のサーキュレータ群３０５を介して第２組の出力信号３２２として出力される。
【００２１】
このようにして、第１組の入力信号３１０および第２組の入力信号３２０が、従来のＭＰＡと同様に、ＩＮＥＴ、増幅器群のブロック、およびＯＮＥＴを通過する。しかし本実施形態では、サーキュレータを用いて、ＩＮＥＴおよびＯＮＥＴをそれぞれ異なる方向に通過する信号を分離しているため、１つのＩＮＥＴ３０１および１つのＯＮＥＴ３０２を共有することが出来る。よって、ＭＰＡのコスト、複雑さ、および重量を軽減・削減することが出来る。
【００２２】
図４は、本願発明の実施形態で用いることが出来る３ポートサーキュレータ４００を示す。当業者はサーキュレータの動作原理に通じているはずなので、ここでは詳細な説明はしない。要約すると、サーキュレータは非相互デバイスであり、２つのポート間の電力損失は、当該２ポート間を伝搬する信号の方向に依存する。サーキュレータは、任意のポートに信号が入力された場合に、（サーキュレータの設置方向に依存して）時計回りに、あるいは反時計回りに隣接するポートのみに信号が伝搬するよう構成される。サーキュレータの残りのポートは当該入力信号からアイソレートされている。
【００２３】
例えば、図４に示す３ポートサーキュレータ４００の場合、第１ポート４０１に入力された信号Ｓ１は、本実施形態では時計回りの隣接ポートである第２ポート４０２へ誘導される。しかし、第２ポート４０２に入力された信号Ｓ２は第１ポート４０１へは伝搬せず、代わりに第３ポート４０３へ誘導される。第１ポート４０１は、第２ポート４０２へ入力される信号からアイソレートされている。本願発明の実施形態で用いられた場合、第１ポート４０１は、入力ポートとして構成され（つまり、ハイブリッドネットワークへ入力される信号を受信するよう構成され）、第３ポート４０３は、出力ポートとして構成され（つまり、ハイブリッドネットワークから受信した信号を出力するよう構成され）、第２ポート４０２は、ハイブリッドネットワーク自体に接続される。
【００２４】
図４は３ポートサーキュレータ４００を示すが、本願発明は、３ポートサーキュレータに限ったものではない。例えば、本願発明のいくつかの実施形態では、４ポート、またはＮ個のポートを有するサーキュレータを用いることが出来る。３つのポート（つまり、入力ポート３１１、出力ポート３１３、およびハイブリッドネットワーク接続用のポート３１２）のみが必要とされるため、第１ポートと第３ポートとの間の余分なポートは、整合負荷によって終端してもよい。この構成は、第１ポート４０１を第３ポート４０３からアイソレートすることが出来る利点を持つ。
【００２５】
図５ａおよび５ｂは、信号がそれぞれ反対方向にハイブリッドネットワーク内を通過するときの、ハイブリッドカプラ内の電界強度を概略的に示す。図５ａおよび５ｂでは、色の濃い部分は強度が高いことを示し、色の薄い部分は強度が低いことを示す。図５ａおよび５ｂに示すハイブリッドカプラ５００は、電磁波が伝搬することの出来るチャネルによって接続された４つのポート５０１、５０２、５０３、５０４を備える。図５ａに示す実施形態では、高電力信号が第１ポート５０１に入力され、電力が半分の２つの信号へ分割される。分割された信号は、第２ポート５０２および第３ポート５０３を介して出力される。第２ポート５０２は、入力信号と同位相にある、電力が半分の信号を出力するので、「スルー」ポートと呼ぶ。第３ポート５０３は、入力信号に対して位相が９０度シフトされた、電力が半分の信号を出力するので、「直角位相」ポートと呼ぶ。第４ポート５０４は、第１ポート５０１からアイソレートされているので、「アイソレート」ポートと呼ぶ。
【００２６】
ハイブリッドカプラは受動的な相互デバイスであるので、４つのポート５０１、５０２、５０３、５０４のいずれのポートからでも信号を入力出来る。この場合、どのポートがスルーポート、直角位相ポート、あるいはアイソレートポートとして機能するかは、その都度入れ替わる。例えば、図５ｂは図５ａと同じハイブリッドカプラ５００を示すが、高電力信号が第２ポート５０２に入力されている。本実施形態では、図５ｂに示す通り、第１ポート５０１は「スルー」ポートとして機能し、第４ポート５０４は「直角位相」ポートとして機能し、第３ポート５０３は「アイソレート」ポートとして機能する。
【００２７】
さらに、干渉が生じなければ、４つのポート５０１、５０２、５０３、５０４全てから異なる信号を同時に入力することが出来る。この特性を生かすことにより、サーキュレータを備えるハイブリッドネットワークと、図３に示すデュアルＭＰＡとを組み合わせれば、ハイブリッドネットワーク内で２組の入力信号群をそれぞれ反対方向に通過させることにより、単一のハイブリッドネットワークのみでそれら２組の信号の処理を同時に行える。
【００２８】
サーキュレータと組み合わせたハイブリッドネットワークの機能を図６ａ〜７ｂを参照し、説明する。図６ａおよび６ｂは、ＩＮＥＴとして機能する（つまり、入力信号を分割する）ハイブリッドネットワーク６０１を示す。図７ａおよび７ｂは、ＯＮＥＴとして機能する（つまり、複数の低電力信号を１つの高電力出力信号へと結合する）ハイブリッドネットワーク６０１を示す。
【００２９】
図６ａおよび６ｂに示すように、４つのハイブリッドカプラを備えるハイブリッドネットワーク６０１は、片側で第１サーキュレータ群６０２に接続され、反対側で第２サーキュレータ群６０３に接続される。この構成により、複数の第１入力部６０４および複数の第１出力部６０５、ならびに複数の第２入力部６０６および複数の第２出力部６０７が提供される。本実施形態では、第１入力部６０４の１つに入力された信号は、ハイブリッドネットワーク６０１を左から右へ通過し、複数の低電力信号に分割される。低電力信号は、第１出力部６０５を介して出力される。第２入力部６０６の１つに入力された信号は、ハイブリッドネットワーク６０１を右から左に通過し、複数の低電力信号に分割される。低電力信号は、第２出力部６０７を介して出力される。図６ａでは、第１入力部６０４の１つに入力された信号が通るパスは、太線で示す。図６ｂでは、第２入力部６０６の１つに入力された信号が通るパスは、太線で示す。
【００３０】
図７ａおよび７ｂは、図６ａおよび６ｂの装置がＯＮＥＴとして機能する場合を示す。装置内を通過する様々な信号が通るパスは太線で示す。図７ａでは、複数の低電力信号が第１入力部６０４に与えられ、ハイブリッドネットワーク６０１によって１つの高電力出力信号へと結合され、第１出力部６０５を介して出力される。図７ｂでは、複数の低電力信号が第２入力部６０６に与えられ、ハイブリッドネットワーク６０１によって１つの高電力出力信号へと結合され、第１出力部６０７を介して出力される。
【００３１】
図６ａ〜７ｂのハイブリッドネットワーク６０１およびサーキュレータ群６０２、６０３の構成は同様であるため、いずれの組の入力信号に対しても、単一のハイブリッドネットワークがＩＮＥＴまたはＯＮＥＴとして機能することが出来る。例えば、同じ装置が同時に、第１入力部６０４を介して受信した低電力信号に対してはＩＮＥＴとして機能し、第２入力部６０６を介して受信した増幅信号に対してはＯＮＥＴとして機能することが出来る。また逆も同様である。他の実施形態では、同じ装置が同時に、入力部６０４、６０６それぞれの組に対してＩＮＥＴとして機能するか、または入力部６０４、６０６それぞれの組に対してＯＮＥＴとして機能することが出来る。
【００３２】
図８は、本願発明の一実施形態におけるデュアルＭＰＡ８００を示す。デュアルＭＰＡ８００は、図３のデュアルＭＰＡ３００と同様に機能する。詳細には、デュアルＭＰＡ８００は、複数の第１入力部８１０および複数の第１出力部８１２、ならびに複数の第２入力部８２０および複数の第２出力部８２２を備える。サーキュレータ群８０３、８０４、８０５、８０６は、入力信号を誘導しハイブリッドネットワーク８０１、８０２と増幅器８１１、８２１とを正しい順序で通過させるためのものである。
【００３３】
本実施形態では、ハイブリッドネットワーク８０１は、第１入力部８１０および第２入力部８２０の両方に対してはＩＮＥＴとして機能し、第２ハイブリッドネットワーク８０２は、第１出力部８１２および第２出力部８２２に対してはＯＮＥＴとして機能する。例えば、図８では、デュアルＭＰＡ８００内で信号Ａが通るパスは太線で示す。信号Ａは、第１入力部８１０の１つに入力され、第１ハイブリッドネットワーク８０１へ信号Ａを誘導し、第１の増幅器群８１１および第２ハイブリッドネットワーク８０２へと通過させるよう構成されたサーキュレータ群８０３、８０４、８０５、８０６を通り、増幅信号Ａ'として出力される。
【００３４】
第２入力部８２０の１つに入力された信号（例えば、信号Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、第１入力部８１０からの信号と反対方向に第１ハイブリッドネットワーク８０１を通過し、第２の増幅器群８２１によって増幅され、第１入力部８１０からの信号と反対方向に第２ハイブリッドネットワーク８０２を通過するよう構成される。
【００３５】
図９は、図８に示すＭＰＡの第１ハイブリッドネットワークの動作を詳細に示す。図９の同類の信号間の位相関係は、下付き文字で示す。例えばＡ９０は、入力信号Ａと同類の信号を意味するが、元の入力信号Ａに対し、９０度位相がシフトされている。明確に示すため、図９では、相対振幅は示していないが、従来のハイブリッドネットワークと同様である（つまり、信号が、通過する各ハイブリッドカプラによって３ｄＢ減衰されている）。
【００３６】
ハイブリッドネットワーク８０１は、従来のハイブリッドネットワークと同様に構成された４つのハイブリッドカプラ９０１、９０２、９０３、９０４を備える。複数の第１入力部（図８参照）から受信した信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ハイブリッドネットワーク８０１を左から右へ通過する。よって、ハイブリッドネットワーク８０１の（図９内で）右側の各ポートは、各入力信号の成分を含む低電力信号を出力する（例えば、Ａ０＋Ｂ９０＋Ｃ９０＋Ｄ１８０）。
【００３７】
複数の第２入力部（図８参照）から受信した信号Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、ハイブリッドネットワーク８０１を右から左へ通過する（つまり、信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと反対方向）。ハイブリッドネットワークは対称的であり、相互性を持つため、複数の第２入力部からの信号（つまり、信号Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、複数の第１入力部からの信号（つまり、信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と同様に分割され、電力を低下させられる。
【００３８】
ハイブリッドカプラの入力ポートとアイソレートポートの間のポート間アイソレーションは、典型的には、〜５０ｄＢである。よって、ハイブリッドカプラを一方向に通過する信号の電力が反対方向に通過する信号の電力と比べ５０ｄＢ程高ければ、電力の低い方の信号は、干渉を受けることとなる。上述した通り、本実施形態では、第１ハイブリッドネットワーク８０１は、両方の組の入力信号に対し、ＩＮＥＴとして機能し、第２ハイブリッドネットワーク８０２は、両方の組の信号に対し、ＯＮＥＴとして機能する。よって、第１ハイブリッドネットワーク８０１が低電力信号のみ伝搬し、第２ハイブリッドネットワーク８０２が高電力信号のみ伝搬するため、上述したような干渉は、避けることが出来る。
【００３９】
しかし、本願発明の他の実施形態では、単一のハイブリッドネットワークが、ＩＮＥＴおよびＯＮＥＴの両方として機能してもよい。そのような構成は、例えば、低電力信号と高電力信号との電力差よりもポート間アイソレーションが大きい場合において適している。各ハイブリッドネットワークがＩＮＥＴとＯＮＥＴの両方として機能する本願発明の一実施形態を、図１０を参照し説明する。
【００４０】
図１０は、本願発明の一実施形態におけるデュアルＭＰＡを示す。図８のデュアルＭＰＡのように、図１０のデュアルＭＰＡ１０００は、第１ハイブリッドネットワーク１００１、第２ハイブリッドネットワーク１００２、第１の増幅器群１０１１、第２の増幅器群１０２１、および４つのサーキュレータ群１００３、１００４、１００５、１００６を備える。しかし、図８のデュアルＭＰＡと異なり、本実施形態のデュアルＭＰＡ１０００は、ハイブリッドネットワーク１００１、１００２のそれぞれが、ＩＮＥＴおよびＯＮＥＴの両方として機能するよう構成される。詳細には、複数の第１入力部１０１０に与えられた信号（つまり、信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は第１ハイブリッドネットワーク１００１によって分割され、第１の増幅器群１０１１によって増幅され、第２ハイブリッドネットワーク１００２によって再結合され、複数の第１出力部１０１２を介して出力される（増幅信号Ａ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'参照）。よって複数の第１入力部に対して、第１ハイブリッドネットワーク１００１は、ＩＮＥＴとして機能し、第２ハイブリッドネットワーク１００２は、ＯＮＥＴとして機能する。
【００４１】
対照的に、複数の第２入力部１０２０に与えられた信号（つまり、信号Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）は第２ハイブリッドネットワーク１００２によって分割され、第２の増幅器群１０２１によって増幅され、第１ハイブリッドネットワーク１００１によって再結合され、複数の第２出力部１０２２を介して出力される（増幅信号Ｗ'、Ｘ'、Ｙ'、Ｚ'参照）。よって複数の第２入力部１０２０に対して、第２ハイブリッドネットワーク１００２は、ＩＮＥＴとして機能し、第１ハイブリッドネットワーク１００１は、ＯＮＥＴとして機能する。信号Ｗが通るパスは、太線で示す。
【００４２】
典型的に、動作中において、ＩＮＥＴを通過する信号と比較しＯＮＥＴを通過する信号は増幅されているため、ＯＮＥＴではＩＮＥＴよりも大きな熱が発生する。図１０のデュアルＭＰＡ１０００では、ハイブリッドネットワーク１００１、１００２のそれぞれは、１組の信号に対しＯＮＥＴとして機能する。よって、ハイブリッドネットワーク１００１、１００２は同様な発熱速度で発熱し、同様な熱膨張速度で熱膨張する。ハイブリッドネットワーク１００１、１００２の両方が均一に膨張するので、出力信号の干渉を避けるのに必要である、ネットワーク間の位相の正確なアライメントを維持することが出来る。
【００４３】
図１１は、本願発明の一実施形態におけるデュアルＭＰＡを示す。デュアルＭＰＡ１１００のいくつかの態様は図８のデュアルＭＰＡと同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。しかし、図１１のデュアルＭＰＡ１１００は、複数の第２入力部１１２０が２つの入力部のみを含み、かつ、複数の第２出力部１１２２が２つの出力部のみを含む点で図８のデュアルＭＰＡと異なる。結果的に、第２サーキュレータ群１１０４および第３のサーキュレータ群１１０５は、４つではなく（図８参照）、それぞれ２つのサーキュレータのみを含む。明確に示すため、図１１では、デュアルＭＰＡ１１００内で入力信号Ｙが通るパスは、太線で示す。
【００４４】
図１１に示すように、本願発明のいくつかの実施形態では、デュアルＭＰＡ内のハイブリッドネットワークの両側から、異なる数の入力信号が与えられてもよい。実際には、デュアルＭＰＡ１１００は４ポートＭＰＡ（第１入力部１１１０および第１出力部１１１２参照）と２ポートＭＰＡ（第２入力部１１２０および第２出力部１１２２参照）とを併せ持つ。しかし、当業者であれば、増幅すべき入力信号の数によっては他の構成を用いることも可能であることが理解されよう。
【００４５】
図１２は、本願発明の一実施形態におけるデュアルＭＰＡを示す。デュアルＭＰＡ１２００は、４つの入力信号を受信するよう構成された複数の第１入力部１２１０、および４つの増幅信号を出力するよう構成された複数の第１出力部１２１２を有する。またデュアルＭＰＡ１２００は、２つの入力信号を受信するよう構成された複数の第２入力部１２２０、および２つの増幅信号を出力するよう構成された複数の第２出力部１２２２を有する。よって、図１１のデュアルＭＰＡのように、図１２のデュアルＭＰＡ１２００は実際には４ポートＭＰＡと２ポートＭＰＡとを併せ持つ。
【００４６】
しかし、デュアルＭＰＡ１２００は、第１ハイブリッドネットワーク１２０１のハイブリッドカプラ間と第２ハイブリッドネットワーク１２０２のハイブリッドカプラ間に、それぞれ第１サーキュレータ群１２０３および第４のサーキュレータ群１２０６が配置されている点で図１１のデュアルＭＰＡと異なる。よって、第２入力部１２２０に入力された信号Ｙ、Ｚは、ハイブリッドネットワーク１２０１の１つのハイブリッドカプラのみを通過するよう構成され、よって２つの低電力信号に分割されるのみである。よって、第２の増幅器群１２２１に含まれる増幅器の数は、４（図１１参照）から２に減らすことが出来る。明確に示すため、図１２では、デュアルＭＰＡ１２００内で入力信号Ｙが通るパスは、太線で示す。
【００４７】
図１３は、本願発明の一実施形態におけるＭＰＡを示す。従来の４ポートＭＰＡ（図１参照）のように、図１３のＭＰＡ１３００は、４つの入力信号を受信し（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、各信号を複数の低電力信号に分割し、低電力信号が複数の増幅器１３０４を通過し、増幅された信号を４つの増幅された出力信号に再結合するよう構成される（Ａ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'）。しかし、本実施形態では、単一のハイブリッドネットワーク１３０１のみが用いられ、このハイブリッドネットワーク１３０１が、ＩＮＥＴおよびＯＮＥＴの両方として機能する。サーキュレータ群１３０２、１３０３を用い、ハイブリッドネットワーク内を一方向に通過する信号を、反対方向に通過する信号と分離する。従来の４ポートＭＰＡと比べ、本実施形態は、２つではなく１つのハイブリッドネットワークのみが必要である点で有利である。
【００４８】
本願発明のいくつかの実施形態を説明したが、当業者は、特許請求の範囲によって定められる本願発明の思想及び態様の範囲内で多くの変形および修正を行えることは言うまでもない。
【００４９】
例えば、本願発明をマルチポート増幅器に関して説明したが、他の実施形態では、増幅器に代わり、他の信号処理装置を用いることが出来る。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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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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