(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
途中に信号の伝送する向きを変えるコーナーを持ち、入力された信号を伝送する入力線路と、
上記入力線路により伝送された信号を分配する信号分岐部と、
上記信号分岐部により分配された一方の信号を伝送する第１の出力線路と、
上記信号分岐部により分配された他方の信号を伝送する第２の出力線路と、
上記第１および上記第２の出力線路に伝送される信号の振幅偏差および位相偏差が改善されるように、上記入力線路における上記コーナーの直後であり、且つ該コーナーの内側方向より形成された第１のスリットと、
上記第１および上記第２の出力線路に伝送される信号の振幅偏差および位相偏差が改善されるように、上記入力線路における上記信号分岐部の直前であり、且つ上記コーナーの外側方向より上記第１のスリットに対向するように形成された第２のスリットとを備えた電力分配器。
【請求項２】
途中に信号の伝送する向きを変えるコーナーを持ち、入力された信号を伝送する入力線路と、
上記入力線路により伝送された信号を分配する信号分岐部と、
上記信号分岐部により分配された一方の信号を伝送する第１の出力線路と、
上記信号分岐部により分配された他方の信号を伝送する第２の出力線路とを備えた電力分配器と、
請求項１記載の電力分配器とを組み合わせて縦続接続したことを特徴とする電力分配装置。
【請求項３】
途中に信号の伝送する向きを変えるコーナーを持ち、入力された信号を伝送する入力線路と、
上記入力線路により伝送された信号を分配する信号分岐部と、
上記信号分岐部により分配された一方の信号を伝送する第１の出力線路と、
上記信号分岐部により分配された他方の信号を伝送する第２の出力線路とを備え、
上記第１および上記第２の出力線路のうちの前記コーナーの外側方向の出力線路は、上記第１および上記第２の出力線路に伝送される信号の振幅偏差が改善されるように、該コーナーの内側方向の出力線路よりも線路幅が狭く形成され、且つ上記第１および上記第２の出力線路に伝送される信号の位相偏差が改善されるように、線路長が短く形成された電力分配器と、
請求項１記載の電力分配器とを組み合わせて縦続接続したことを特徴とする電力分配装置。
【請求項４】
請求項１記載の電力分配器を縦続接続したことを特徴とする電力分配装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、マイクロ波の信号を分配する電力分配器および電力分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅器で高出力化を達成する手法として、複数個のトランジスタの出力を合成する方法がある。出力を効率良く合成する際には、全てのトランジスタが同相、且つ同振幅で動作することが求められる。
【０００３】
図１２は従来例１による電力分配器を示す構成図である。
図において、入力線路１は、途中に信号の伝送する向きを変えるコーナー３を持ち、入力端子２から入力された信号を伝送する。
信号分岐部４は、入力線路１により伝送された信号を２方向に分配し、分配後の一方の信号を出力線路５ａに伝送し、出力端子６ａから出力する。また、分配後の他方の信号を出力線路５ｂに伝送し、出力端子６ｂから出力する。なお、この電力分配器の線路は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路により形成される。
【０００４】
また、図１３に線路外側（コーナー３外側）と線路内側（コーナー３内側）を通る信号の伝送距離を定義した図を示す。さらに、図１４および図１５に従来例１による振幅偏差および位相偏差をシミュレーションした結果を示す。
【０００５】
従来例１において、信号分岐部４の前にコーナー３を有するトーナメント型の高周波電力分配器では、図１３に示すように、線路外側の伝送距離はａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ、線路内側の伝送距離はａ＋ｃ＋ｄとなり、線路外側と線路内側の伝送距離はコーナー３の伝送距離ｂだけ異なる。したがって、出力端子６ａ、６ｂに伝送される信号の位相にはこの伝送距離の差分だけ偏差が生じる。また、コーナー３を通過した信号は線路外側に向かって流れやすいために、出力端子６ａと出力端子６ｂでは信号は出力端子６ａの方がより強度が強くなり、振幅にも偏差が生じる。
【０００６】
図１４および図１５のシミュレーション結果を見ると、振幅偏差０．４６ｄＢ、位相偏差１．５°と確かに偏差が生じているのが確認できる。
なお、図１４および図１５において、Ａは入力端子２から出力端子６ａ（線路外側（コーナー３外側））に向かう信号の結果、Ｂは入力端子２から出力端子６ｂ（線路内側（コーナー３内側））に向かう信号の結果である。
【０００７】
この偏差を生じさせない方法として、従来例２（下記特許文献１）の電力分配器が提案されている。
図１６は従来例２による電力分配器を示す構成図である。
図において、この電力分配器ではコーナー３と信号分岐部４との間の入力線路１のコーナー３の内側方向よりスリット７が形成される。
【０００８】
また、図１７に線路外側（コーナー３外側）と線路内側（コーナー３内側）を通る信号の伝送距離を定義した図を示す。さらに、図１８および図１９に従来例２による振幅偏差および位相偏差をシミュレーションした結果を示す。
【０００９】
従来例２において、図１７に示すように、スリット７を形成したことにより増えた伝送距離をαとすると、線路外側の伝送距離はａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ、線路内側の伝送距離はａ＋ｃ＋ｄ＋αと表される。線路外側と線路内側の伝送距離が等しくなるようなαを持つスリット７を入力線路１の内側に形成することで、線路外側と線路内側の信号伝送距離が等しくなり、出力端子６ａ、６ｂに伝送する信号の位相偏差を改善する。
図１８および図１９のシミュレーション結果を見ると、振幅偏差０．３２ｄＢ、位相偏差０．６°と位相偏差だけでなく振幅偏差も若干の改善が見られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２３８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の電力分配器は以上のように構成されているので、コーナー３を通過した際に、線路外側と線路内側の伝送距離の差を信号分岐部４の前に配置したスリット７により調整することで、位相偏差を改善している。
しかし、位相偏差の改善に比べ、コーナー７で同様に発生する振幅偏差の改善が小さい課題があった。
【００１２】
本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、線路途中のコーナーによって生じる線路外側と線路内側の信号の振幅偏差および位相偏差を改善する電力分配器および電力分配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】
【００１３】
本発明の電力分配器は、第１および第２の出力線路に伝送される信号の振幅偏差および位相偏差が改善されるように、入力線路におけるコーナーの直後であり、且つコーナーの内側方向より形成された第１のスリットと、第１および第２の出力線路に伝送される信号の振幅偏差および位相偏差が改善されるように、入力線路における信号分岐部の直前であり、且つコーナーの外側方向より第１のスリットに対向するように形成された第２のスリットとを備えた。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１および第２のスリットにより、入力線路の途中に設けられたコーナーによって生じる第１および第２の出力線路に伝送される信号の振幅偏差および位相偏差を改善することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による電力分配器を示す構成図である。
【図２】図１に対する伝送距離定義図である。
【図３】本発明の実施の形態１による電力分配器の振幅−周波数特性を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態１による電力分配器の位相−周波数特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施の形態１による他の電力分配器を示す構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２による電力分配装置を示す構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２による他の電力分配装置を示す構成図である。
【図８】本発明の実施の形態３による電力分配装置を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態４による電力分配器を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態４による電力分配器の振幅−周波数特性を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施の形態４による電力分配器の位相−周波数特性を示す特性図である。
【図１２】従来例１による電力分配器を示す構成図である。
【図１３】図１３に対する伝送距離定義図である。
【図１４】従来例１による電力分配器の振幅−周波数特性を示す特性図である。
【図１５】従来例１による電力分配器の位相−周波数特性を示す特性図である。
【図１６】従来例２による電力分配器を示す構成図である。
【図１７】図１６に対する伝送距離定義図である。
【図１８】従来例２による電力分配器の振幅−周波数特性を示す特性図である。
【図１９】従来例２による電力分配器の位相−周波数特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による電力分配器を示す構成図である。
図において、入力線路１は、途中に信号の伝送する向きを変えるコーナー３を持ち、入力端子２から入力された信号を伝送する。
信号分岐部４は、入力線路１により伝送された信号を２方向に分配し、分配後の一方の信号を出力線路５ａに伝送し、出力端子６ａから出力する。また、分配後の他方の信号を出力線路５ｂに伝送し、出力端子６ｂから出力する。
さらに、スリット７ａは、入力線路１におけるコーナー３の直後であり、且つコーナー３の内側方向より形成され、スリット７ｂは、入力線路１における信号分岐部４の直前であり、且つコーナー３の外側方向よりスリット７ａに対向するように形成される。なお、この電力分配器の線路は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路により形成される。
【００１７】
また、図２に線路外側（コーナー３外側）と線路内側（コーナー３内側）を通る信号の伝送距離を定義した図を示す。さらに、図３および図４に実施の形態１による振幅偏差および位相偏差をシミュレーションした結果を示す。
【００１８】
次に動作について説明する。
入力端子２から信号が入力される。信号は入力線路１を伝送し、コーナー３に到達すると、コーナー３によって信号の伝送方向が変えられる。背景技術で述べたように、コーナー３の線路外側と線路内側では信号の伝送距離が異なり、位相に偏差が生じる。また、コーナー３の線路内側と線路外側では外側の方が流れる信号が多く、振幅が強いので、線路外側と線路内側で振幅偏差が生じる。
【００１９】
図２に示すように、コーナー３と信号分岐部４との間に設けた２つのスリット７ａ，７ｂにより増えた信号の伝送距離をα，βとすると、線路外側の伝送距離はａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋β、線路内側の伝送距離はａ＋ｃ＋ｄ＋αと表される。線路外側と線路内側の伝送距離が等しくなるようなα，βを持つスリット７ａ，７ｂを入力線路１の外側と内側とに配置することで、線路外側と線路内側の信号伝送距離が等しくなり、出力端子６ａ，６ｂに伝送する信号の位相偏差を改善する。
【００２０】
また、図１に示すように、スリット７ａ，７ｂにより見かけ上、信号が外側から内側に回りこむような形になる。したがって、コーナー３から線路外側の経路を流れる信号が内側にもより流れやすくなるため、振幅偏差も改善する。
以上の原理により、出力端子６ａ、６ｂに出力される信号の振幅偏差および位相偏差は同じになる効果を持つ。
【００２１】
図３および図４のシミュレーション結果を見ると、周波数９．５ＧＨｚにおいて、振幅偏差０．１７ｄＢ、位相偏差０．２５°と振幅偏差および位相偏差の改善が確認できる。
なお、図３および図４において、Ａは入力端子２から出力端子６ａ（線路外側（コーナー３外側））に向かう信号の結果、Ｂは入力端子２から出力端子６ｂ（線路内側（コーナー３内側））に向かう信号の結果である。
【００２２】
以上のように、実施の形態１によれば、スリット７ａ，７ｂにより、入力線路１の途中に設けられたコーナー３によって生じる伝送される信号の振幅偏差および位相偏差を改善することができる。
【００２３】
なお、実施の形態１において、スリット７ａ，７ｂは、コーナー３の直後と信号分岐部４の直前に形成したが、適切な電力分配を行うためにコーナー３と信号分岐部４との間であればどこに形成しても良い。
【００２４】
また、実施の形態１において、スリット７ａ，７ｂの形状は、長方形となっているが、適切な電力分配を行うために形状は三角形、半円形、台形など他の形状であっても良い。
【００２５】
さらに、実施の形態１において、スリット７ａ，７ｂは、入力線路１の外側と内側に、１つずつ形成されているが、適切な電力分配を行うために複数個形成しても良い。
【００２６】
さらに、実施の形態１において、コーナー３の形状は、三角形をしているが、適切な電力分配を行うために、図５に示すように、円形状など、他の形状であっても良い。
【００２７】
さらに、実施の形態１において、スリット７ｂにより形成された幅の狭くなった入力線路１は、信号分岐部４に接続されているが、出力線路５ａ，５ｂ上の信号分岐部４の位置は、適切な電力分配を行うために任意の位置に接続しても良い。
【００２８】
さらに、実施の形態１において、出力線路５ａ，５ｂは、２つだが、２つ以上であっても良い。
【００２９】
さらに、実施の形態１において、出力線路５ａ，５ｂは、コーナーを持っているが、コーナーはなくても良い。
【００３０】
さらに、実施の形態１において、電力分配器に適用したが、電力合成器として適用しても良い。
【００３１】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２による電力分配装置を示す構成図である。
図において、１段目の電力分配器は、実施の形態１による電力分配器であり、入力線路１ａ、入力端子２、コーナー３ａ、信号分岐部４ａ、出力線路５ａ，５ｂ、スリット７ａ，７ｂにより構成される。
また、２段目の電力分配器は、従来例１による電力分配器であり、入力線路１ｂ，１ｃ、コーナー３ｂ，３ｃ、信号分岐部４ｂ，４ｃ、出力線路５ｃ〜５ｆ、出力端子６ａ〜６ｄにより構成される。
【００３２】
次に動作について説明する。
実施の形態２による電力分配装置は、実施の形態１による電力分配器と、従来例１による電力分配器とを組み合わせて縦続接続したものである。
より具体的には、実施の形態１による電力分配器の出力線路５ａと、従来例１による電力分配器の入力線路１ｂとを接続し、実施の形態１による電力分配器の出力線路５ｂと、従来例１による電力分配器の入力線路１ｃとを接続したものである。
【００３３】
動作については実施の形態１と同様であるが、実施の形態２のように電力分配器を縦続接続すれば、一部分の電力分配器のみ振幅偏差および位相偏差を改善したいときに有効である。
【００３４】
以上のように、実施の形態２によれば、電力分配装置のうちの振幅偏差および位相偏差を改善したい個所に適宜、実施の形態１で示した電力分配器を採用することができることから、設計を容易にすることができる。
【００３５】
なお、実施の形態２において、１段目の電力分配器に、実施の形態１による電力分配器を適用しているが、一部分の電力分配のみの振幅偏差および位相偏差を改善したい場合には、図７に示すように、２段目のうちの改善したい電力分配にのみ、実施の形態１による電力分配器を適用すれば良い。
【００３６】
さらに、実施の形態１において、出力端子６ａ〜６ｄは、４つだが、４つ以上であっても良い。
【００３７】
実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３による電力分配装置を示す構成図である。
図において、１段目の電力分配器は、実施の形態１による電力分配器であり、入力線路１ａ、入力端子２、コーナー３ａ、信号分岐部４ａ、出力線路５ａ，５ｂ、スリット７ａ，７ｂにより構成される。
また、２段目の電力分配器は、実施の形態１による電力分配器であり、入力線路１ｂ，１ｃ、コーナー３ｂ，３ｃ、信号分岐部４ｂ，４ｃ、出力線路５ｃ〜５ｆ、出力端子６ａ〜６ｄ、スリット７ｃ〜７ｆにより構成される。
【００３８】
次に動作について説明する。
実施の形態３による電力分配装置は、実施の形態１による電力分配器を縦続接続したものである。
より具体的には、実施の形態１による電力分配器の出力線路５ａと、実施の形態１による電力分配器の入力線路１ｂとを接続し、実施の形態１による電力分配器の出力線路５ｂと、実施の形態１による電力分配器の入力線路１ｃとを接続したものである。
【００３９】
動作については実施の形態１と同様であるが、出力線路５ａ，５ｂ側にもスリット７ｃ〜７ｆを設けることで、電力分配器を縦続接続して信号の分配数が増えても、振幅偏差および位相偏差を改善することができる。
【００４０】
以上のように、実施の形態３によれば、信号の分配数が増えても振幅偏差および位相偏差を改善することができる。
【００４１】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４による電力分配器を示す構成図である。
図において、入力線路１は、途中に信号の伝送する向きを変えるコーナー３を持ち、入力端子２から入力された信号を伝送する。
信号分岐部４は、入力線路１により伝送された信号を２方向に分配し、分配後の一方の信号を出力線路５ａに伝送し、出力端子６ａから出力する。また、分配後の他方の信号を出力線路５ｂに伝送し、出力端子６ｂから出力する。
さらに、コーナー３の外側方向の出力線路５ａは、コーナー３の内側方向の出力線路５ｂよりも線路幅が狭く、且つ線路長が短くなるように形成される。
さらに、インピーダンス調整線路８は、入力線路１と入力端子２との間に設けられる。
【００４２】
また、図１０および図１１に実施の形態４による振幅偏差および位相偏差をシミュレーションした結果を示す。
【００４３】
次に動作について説明する。
入力端子２から信号が入力される。信号はインピーダンス調整線路８および入力線路１を伝送し、コーナー３に到達すると、コーナー３によって信号の伝送方向が変えられる。背景技術で述べたように、コーナー３の線路外側と線路内側では信号の伝送距離が異なり、位相に偏差が生じる。また、コーナー３の線路内側と線路外側では外側の方が流れる信号が多く、振幅が強いので、線路外側と線路内側で振幅偏差が生じる。
【００４４】
図９に示すように、出力線路５ａの線路長Ｌａと出力線路５ｂの線路長Ｌｂを、線路外側の伝送距離と線路内側の伝送距離が等しくなるよう形成することで、コーナー３で生じた位相偏差を改善する。また、出力線路５ａの線路幅Ｗａを出力線路５ｂの線路幅Ｗｂより狭くすることで、信号がより内側に流れやすくなり振幅偏差を改善する。
【００４５】
しかし、このように出力線路５ａと出力線路５ｂの線路長と線路幅を調整すると、入力線路１から見たインピーダンスは調整の度にずれてしまう。そこで、インピーダンス調整線路８の線路幅Ｗｃと線路長Ｌｃを変えてインピーダンス調整をすることで、線路長と線路幅の異なる出力線路５ａと出力線路５ｂで、振幅偏差および位相偏差を改善する電力分配器においても、設計が容易となる。
【００４６】
図１０および図１１のシミュレーション結果を見ると、周波数９．５ＧＨｚにおいて、振幅偏差０．０７ｄＢ、位相偏差０．７３°と振幅偏差および位相偏差の改善が確認できる。
なお、図１０および図１１において、Ａは入力端子２から出力端子６ａ（線路外側（コーナー３外側））に向かう信号の結果、Ｂは入力端子２から出力端子６ｂ（線路内側（コーナー３内側））に向かう信号の結果である。
【００４７】
以上のように、実施の形態４によれば、コーナー３の外側方向の出力線路５ａは、コーナー３の内側方向の出力線路５ｂよりも線路幅が狭く形成されることにより伝送される信号の振幅偏差を改善し、且つ線路長が短く形成されことにより伝送される信号の位相偏差を改善することができる。
【００４８】
また、線路幅および線路長が調整されたインピーダンス調整線路８を備えたので、出力線路５ａ，５ｂの線路幅および線路長の調整によるインピーダンスのずれを補正し、改善することができ、設計を容易にすることができる。
【００４９】
なお、実施の形態２では、実施の形態１による電力分配器と、従来例１による電力分配器との縦続接続した電力分配装置について説明したが、実施の形態４による電力分配器と、従来例１による電力分配器との縦続接続した電力分配装置であっても良い。
さらに、実施の形態１による電力分配器と、実施の形態４による電力分配器との縦続接続した電力分配装置であっても良い。
【００５０】
また、実施の形態３では、実施の形態１による複数の電力分配器を縦続接続した電力分配装置について説明したが、実施の形態４による複数の電力分配器を縦続接続した電力分配装置であっても良い。
【００５１】
さらに、実施の形態４において、出力線路５ａの線路長を出力線路５ｂよりも短くしたが、適切な電力分配を行うために逆であっても良い。
【００５２】
また、実施の形態４において、出力線路５ａの線路幅を出力線路５ｂよりも狭くしたが、
適切な電力分配を行うために逆であっても良い。
【００５３】
さらに、実施の形態４において、インピーダンス調整線路８は、入力線路１よりも狭くしたが、適切なインピーダンス調整を行うために逆であっても良い。
【００５４】
さらに、実施の形態４において、インピーダンス調整線路８は、入力線路１の入力端子２側に設けたが、適切なインピーダンス調整を行うために、入力線路１上の任意の位置に設けても良い。
【００５５】
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な構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意な構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ〜１ｃ  入力線路、２  入力端子、３，３ａ〜３ｃ  コーナー、４，４ａ〜４ｃ  信号分岐部、５，５ａ〜５ｆ  出力線路、６ａ〜６ｄ  出力端子、７，７ａ，７ｂ  スリット、８  インピーダンス調整線路。
【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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