(57)【要約】【課題】簡単な回路構成で、異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成可能なマルチビーム形成アンテナ用給電回路を得ること。【解決手段】本発明のマルチビーム形成アンテナ用給電回路は、受信信号の電力を既知の処理で増幅可能な複数のマルチポートアンプ２を備え、増幅後の各信号を対応するアンテナ４から放射してビームを形成するためのマルチビーム形成アンテナ用給電回路であって、外部回路から入力される２つの信号に対して電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号をそれぞれ異なるマルチポートアンプ２の入力端子に入力するハイブリッド回路１と、前記マルチポートアンプ２により電力が増幅された前記２つの出力信号に対して電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号を対応するアンテナ４から放射してビームを形成するハイブリッド回路３と、を備える構成とした。【選択図】      図１
2004349887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の電力を既知の処理で増幅可能な複数のマルチポートアンプを備え、増幅後の各信号を対応するアンテナから放射してビームを形成するためのマルチビーム形成アンテナ用給電回路において、
外部回路から入力される２つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号をそれぞれ異なるマルチポートアンプの入力端子に入力する第１のハイブリッド回路と、
前記マルチポートアンプにより電力が増幅された前記２つの出力信号に対して既知の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号を対応するアンテナから放射してビームを形成する第２のハイブリッド回路と、
を備えることを特徴とするマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項２】
受信信号の電力を既知の処理で増幅可能な複数のマルチポートアンプを備え、増幅後の各信号を対応するアンテナから放射してビームを形成するためのマルチビーム形成アンテナ用給電回路において、
外部回路から入力される複数の信号に対して所定の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である複数の出力信号をそれぞれ異なるマルチポートアンプの入力端子に入力する第１のマトリックス回路と、
前記マルチポートアンプにより電力が増幅された前記複数の出力信号に対して所定の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である複数の出力信号を対応するアンテナから放射してビームを形成する第２のマトリックス回路と、
を備えることを特徴とするマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項３】
受信信号の電力を既知の処理で増幅可能な複数のマルチポートアンプを備え、増幅後の各信号を対応するアンテナから放射してビームを形成するためのマルチビーム形成アンテナ用給電回路において、
外部回路から入力される２つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号を、個別に接続されたマルチポートアンプの入力端子に入力する第１のハイブリッド回路と、
前記マルチポートアンプにより電力が増幅された前記２つの出力信号に対して既知の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号を対応するアンテナから放射してビームを形成する第２のハイブリッド回路と、
の組み合わせ、を１つまたは複数備え、
さらに、
外部回路から入力される複数の信号に対して所定の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である複数の出力信号を、個別に接続されたマルチポートアンプの入力端子に入力する第１のマトリックス回路と、
前記マルチポートアンプにより電力が増幅された前記複数の出力信号に対して所定の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である複数の出力信号を対応するアンテナから放射してビームを形成する第２のマトリックス回路と、
の組み合わせ、を１つまたは複数備えることを特徴とするマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項４】
前記第１のハイブリッド回路が、前記２つの出力信号をそれぞれ異なるマルチポートアンプの入力端子に入力し、さらに前記第１のマトリックス回路が、前記複数の出力信号をそれぞれ異なるマルチポートアンプの入力端子に入力することを特徴とする請求項３に記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項５】
外部回路から入力された信号を、前記第１のハイブリッド回路、前記第１のマトリックス回路または前記マルチポートアンプに分配する電力増幅前分配回路、
を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項６】
外部回路から入力された信号を合成し、当該合成信号を、前記第１のハイブリッド回路、前記第１のマトリックス回路または前記マルチポートアンプに入力する電力増幅前合成回路、
を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項７】
入力された信号を合成し、当該合成信号を、前記第１のハイブリッド回路、前記第１のマトリックス回路または前記マルチポートアンプに入力する電力増幅前合成回路と、
入力された信号を、前記第１のハイブリッド回路、前記第１のマトリックス回路、前記マルチポートアンプまたは前記電力増幅前合成回路に分配する電力増幅前分配回路と、
をそれぞれ少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項８】
前記第２のハイブリッド回路、前記第２のマトリックス回路または前記マルチポートアンプから入力された信号を合成し、当該合成信号を対応するアンテナから放射する電力増幅後合成回路、
を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項９】
前記第２のハイブリッド回路、前記第２のマトリックス回路または前記マルチポートアンプから入力された信号を分配する電力増幅後分配回路と、
前記第２のハイブリッド回路、前記第２のマトリックス回路、前記マルチポートアンプまたは前記電力増幅後分配回路から入力された信号を合成し、当該合成信号を対応するアンテナから放射する電力増幅後合成回路と、
をそれぞれ少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項１０】
前記第２のハイブリッド回路、前記第２のマトリックス回路または前記マルチポートアンプから入力された信号の位相を変化させ、当該移相後の信号を所望の電力比で出力する可変電力分配回路と、
前記第２のハイブリッド回路、前記第２のマトリックス回路、前記マルチポートアンプまたは前記可変電力分配回路から入力された信号を合成し、当該合成信号を対応するアンテナから放射する電力増幅後合成回路と、
をそれぞれ少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項１１】
受信信号の電力を既知の処理で増幅可能な複数のマルチポートアンプを備え、増幅後の各信号を対応するアンテナから放射してビームを形成するためのマルチビーム形成アンテナ用給電回路において、
外部回路から入力される信号の位相を変化させ、当該移相後の信号を所望の電力比で前記マルチポートアンプに対して出力する可変電力分配回路、
を備えることを特徴とするマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【請求項１２】
さらに、外部回路から入力される信号の位相を変化させ、当該移相後の信号を所望の電力比で前記マルチポートアンプに対して出力する可変電力分配回路、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のマルチビーム形成アンテナ用給電回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、人工衛星に搭載されるマルチビーム形成アンテナ用給電回路に関するものであり、特に、移動体衛星通信に用いられるマルチビーム形成アンテナ用の給電回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のマルチビーム形成アンテナ用給電回路について説明する。従来のマルチビーム形成アンテナ用給電回路は、たとえば、２つのビームを形成するための処理を行う。具体的には、分配回路にて２分配された信号を異なる２ポートマルチポートアンプで受け取り、各々のマルチポートアンプで信号を増幅する（特許文献１参照）。
【０００３】
このように、従来のマルチビーム形成アンテナ用給電回路では、アンプの効率的な利用を目的として、マルチポートアンプを用いた信号増幅を行うことによって、複数のアンテナからの放射によるマルチビームを形成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０５５６６９号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマルチビーム形成アンテナ用給電回路は、異なるアンプ出力電力を得ることができない、という問題があった。また、異なる電力レベルの信号を入力した場合においては、小信号抑圧により小さい電力の信号が抑圧され、大きい電力の信号のみが増幅されることとなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する、という問題があった。また、複数の異なる電力レベルの信号毎にマルチポ−トアンプを用いる必要があるため、アンプ種類が増大し、回路構成が複雑になる、という問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な回路構成で、異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成可能なマルチビーム形成アンテナ用給電回路を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路にあっては、受信信号の電力を既知の処理で増幅可能な複数のマルチポートアンプを備え、増幅後の各信号を対応するアンテナから放射してビームを形成するためのマルチビーム形成アンテナ用給電回路であって、外部回路から入力される２つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号をそれぞれ異なるマルチポートアンプの入力端子に入力する第１のハイブリッド回路（後述する実施の形態のハイブリッド回路１に相当）と、前記マルチポートアンプにより電力が増幅された前記２つの出力信号に対して既知の電力分割／合成処理を実行し、当該実行結果である２つの出力信号を対応するアンテナから放射してビームを形成する第２のハイブリッド回路（ハイブリッド回路３に相当）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、たとえば、２つのマルチポートアンプの前段および後段に既知のハイブリッド回路を配置し、外部回路から前段のハイブリッド回路（上記第１のハイブリッド回路に相当）に入力される２つの信号を後段のハイブリッド回路（上記第２のハイブリッド回路に相当）経由で対応するアンテナから送信し、外部回路からマルチポートアンプに直接入力される２つの信号を後段のハイブリッド回路を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１の構成を示す図であり、詳細には、図１（ａ）が本実施の形態の４ビームのマルチビーム形成アンテナ用給電回路の構成を表し、図１（ｂ）が２ポートのマルチポートアンプの構成を表している。
【００１１】
上記マルチビーム形成アンテナ用給電回路は、既知の電力分割／合成処理を行うハイブリッド回路１と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂに相当）と、上記ハイブリッド回路１と同一の機能を有するハイブリッド回路３と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに相当）から構成され、上記マルチポートアンプ２は、既知の電力分割／合成処理を行うハイブリッド回路５（図示の５ａ，５ｂに相当）と、増幅器６（図示の６ａ，６ｂに相当）と、を備える。
【００１２】
ここで、上記マルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、ハイブリッド回路１に入力される信号とマルチポートアンプ２に直接入力される信号とが各々２種類で、マルチポートアンプにて増幅後の信号をアンテナ４から放射し、４つのビームを形成する場合を想定するが、これに限らず、マルチポートアンプ数および生成するビーム数は任意である。
【００１３】
まず、ハイブリッド回路１では、外部回路から入力される２つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を行い、その結果をマルチポートアンプ２ａおよび２ｂに対して出力する。マルチポートアンプ２ａ，２ｂ内では、ハイブリッド回路５ａが受け取った信号に対してさらに既知の電力分割／合成処理を行う。そして、増幅器６ａ，６ｂがそれぞれに分配された信号を増幅し、その後、ハイブリッド回路５ｂが増幅後の信号を損失なく合成してハイブリッド回路３に対して出力する。
【００１４】
ハイブリッド回路３では、さらにマルチポートアンプ２ａ，２ｂにて合成された信号を損失なく合成し、合成後の信号をアンテナ４ｂ，４ｃから放射してビームを形成する。すなわち、ハイブリッド回路１に入力される２つの信号は、４つの増幅器の出力を合成した信号となる。
【００１５】
一方、外部回路からマルチポートアンプ２に直接入力される２つの信号は、上記と同様に、マルチポートアンプ２ａ，２ｂ内のハイブリッド回路５ａにて既知の電力分割／合成処理が施され、その後、それぞれに分配された信号が増幅器６ａ，６ｂにて増幅される。そして、増幅された信号は、上記と同様に、ハイブリッド回路５ｂにて損失なく合成され、アンテナ４ａ，４ｄから放射される。すなわち、外部回路からマルチポートアンプ２ａ，２ｂに直接入力される２つの信号は、２つの増幅器の出力を合成した信号となる。したがって、上記ハイブリッド回路１に入力される信号よりも、たとえば、３ｄＢだけ電力レベルが低下した信号となって、アンテナ４ａ，４ｄから送信されることとなる。
【００１６】
以上のように、本実施の形態においては、２つのマルチポートアンプの前段および後段に既知のハイブリッド回路を配置し、外部回路から前段のハイブリッド回路に入力される２つの信号を後段のハイブリッド回路経由で対応するアンテナから送信し、外部回路からマルチポートアンプに直接入力される２つの信号を後段のハイブリッド回路を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。これにより、１種類の増幅器を備えた給電回路を用いて、２つの異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成することができる。また、図示のように、ハイブリッド回路の出力信号を異なるマルチポートアンプ２へ入力することによって、マルチポートアンプ内の増幅器における入力電力レベルの偏りを防ぐことができるので、増幅器の効率的な利用が可能となる。
【００１７】
実施の形態２．
前述の実施の形態１は、マルチポートアンプ２の前段および後段にハイブリッド回路（１，３）を配置する構成としたが、実施の形態２は、マルチポートアンプ２の前段および後段に複数のハイブリッド回路を備えるマトリックス回路を配置する構成とする。
【００１８】
図２は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態２の構成を示す図であり、複数のハイブリッド回路を備えるマトリックス回路７と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに相当）と、上記マトリックス回路７と同一の機能を有するマトリックス回路８と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに相当）から構成される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、８ポートのマルチビーム形成アンテナ用給電回路を想定するが、この限りではない。また、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００１９】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。
【００２０】
まず、マトリックス回路７では、外部回路から入力される４つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を行い、その結果をマルチポートアンプ２ａ〜２ｄに対して出力する。そして、マトリックス回路８では、マルチポートアンプ２ａ〜２ｄにて増幅後の信号を損失なく合成し、合成後の信号をアンテナ４ａ〜４ｄから放射してビームを形成する。すなわち、マトリックス回路７に入力される４つの信号は、８つの増幅器の出力を合成した電力レベルの信号となる。
【００２１】
一方、外部回路からマルチポートアンプ２に直接入力される４つの信号は、上記と同様に、マルチポートアンプ２ａ〜２ｄ内で増幅され、アンテナ４ａ〜４ｄから放射される。すなわち、外部回路からマルチポートアンプ２ａ〜２ｄに直接入力される４つの信号は、２つの増幅器の出力を合成した信号となる。したがって、上記マトリックス回路７に入力される信号よりも、たとえば、６ｄＢだけ電力レベルが低下した信号となって、アンテナ４ａ〜４ｄから送信されることとなる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態においては、複数のマルチポートアンプの前段および後段に複数のハイブリッド回路を備えたマトリックス回路を配置し、外部回路から前段のマトリックス回路に入力される信号を後段のマトリックス回路経由で対応するアンテナから送信し、外部回路からマルチポートアンプに直接入力される信号を後段のマトリックス回路を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。これにより、１種類の増幅器を備えた給電回路を用いて、２つの異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成することができる。また、図示のように、マトリックス回路の出力信号を異なるマルチポートアンプ２へ入力することによって、マルチポートアンプ内の増幅器における入力電力レベルの偏りを防ぐことができるので、増幅器の効率的な利用が可能となる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、２ポートのマルチポートアンプを用いた場合について説明したが、これに限らず、たとえば、任意のポート数のマルチポートアンプを適用した場合であっても、同様に異なる電力レベルのマルチビームを得ることができる。また、任意のポート数のマトリックス回路７および８を適用した場合であっても、異なる電力レベルのマルチビームを得ることができる。また、マトリックス回路７および８は、移相器を具備した回路であってもよい。
【００２４】
実施の形態３．
前述の実施の形態２は、マルチポートアンプ２の前段および後段に複数のハイブリッド回路を備えるマトリックス回路（７，８）を配置する構成としたが、実施の形態３は、マルチポートアンプ２の前段および後段に、単一または複数のハイブリッド回路およびマトリックス回路を備えたマトリックス回路群を配置する構成とする。
【００２５】
図３は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態３の構成を示す図であり、単一または複数のハイブリッド回路およびマトリックス回路を直列、並列または直並列に接続したマトリックス回路群９と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃに相当）と、上記マトリックス回路群９と同一の機能を有するマトリックス回路群１０と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆに相当）から構成される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、６ポートのマルチビーム形成アンテナ用給電回路を想定するが、この限りではない。また、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００２６】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１または２と異なる処理についてのみ説明する。
【００２７】
まず、マトリックス回路群９内のマトリックス回路７では、外部回路から入力される４つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を行い、その結果をマルチポートアンプ２ａ〜２ｃに対して出力する。そして、マトリックス回路群１０内のマトリックス回路８では、マルチポートアンプ２ａ〜２ｃにて増幅後の信号を損失なく合成し、合成後の信号をアンテナ４ａ〜４ｄから放射してビームを形成する。すなわち、マトリックス回路群９内のマトリックス回路７に入力される４つの信号は、８つの増幅器の出力を合成した電力レベルの信号となる。
【００２８】
一方、マトリックス回路群９内のハイブリッド回路１では、外部回路から入力される２つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を行い、その結果をマルチポートアンプ２ａ，２ｂに対して出力する。そして、マトリックス回路群１０内のハイブリッド回路３では、マルチポートアンプ２ａ，２ｂにて増幅後の信号を損失なく合成し、合成後の信号をアンテナ４ｅ，４ｆから放射してビームを形成する。すなわち、マトリックス回路群９内のハイブリッド回路１に入力される２つの信号は、４つの増幅器の出力を合成した電力レベルの信号となる。したがって、上記マトリックス回路７に入力される信号よりも、たとえば、３ｄＢだけ電力レベルが低下した信号となって、アンテナ４ｅ，４ｆから送信されることとなる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態においては、複数のマルチポートアンプの前段および後段に、単一または複数のハイブリッド回路およびマトリックス回路を備えたマトリックス回路を配置する構成とした。そして、外部回路から前段のマトリックス回路に入力される信号を、後段の同一機能を有するマトリックス回路経由で対応するアンテナから送信し、さらに、外部回路から前段のハイブリッド回路に入力される信号を、後段のハイブリッド回路経由で対応するアンテナから送信することとした。これにより、１種類の増幅器を備えた給電回路を用いて、複数の異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成することができる。
【００３０】
実施の形態４．
前述の実施の形態３は、マルチポートアンプ２の前段および後段に、単一または複数のハイブリッド回路およびマトリックス回路を備えたマトリックス回路群を配置する構成としたが、実施の形態４では、実施の形態の構成に加えて、外部回路を直接マルチポートアンプに接続し、後段のマトリックス回路群を経由せずにビームを形成する構成とした。
【００３１】
図４は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態４の構成を示す図であり、マトリックス回路群９と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに相当）と、マトリックス回路群１０と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに相当）から構成される。また、本実施の形態では、マトリックス回路群９を構成するハイブリッド回路１の出力信号を異なるマルチポートアンプに入力し、さらにマトリックス回路７の出力信号を異なるマルチポートアンプに入力する。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、８ポートのマルチビーム形成アンテナ用給電回路を想定するが、この限りではない。また、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００３２】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態３と異なる処理についてのみ説明する。
【００３３】
まず、マトリックス回路群９内のマトリックス回路７では、外部回路から入力される４つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を行い、その結果をマルチポートアンプ２ａ〜２ｄに対して出力する。そして、マトリックス回路群１０内のマトリックス回路８では、マルチポートアンプ２ａ〜２ｄにて増幅後の信号を損失なく合成し、合成後の信号をアンテナ４ａ〜４ｄから放射してビームを形成する。すなわち、マトリックス回路群９内のマトリックス回路７に入力される４つの信号は、８つの増幅器の出力を合成した電力レベルの信号となる。
【００３４】
また、マトリックス回路群９内のハイブリッド回路１では、外部回路から入力される２つの信号に対して既知の電力分割／合成処理を行い、その結果をマルチポートアンプ２ｃ，２ｄに対して出力する。そして、マトリックス回路群１０内のハイブリッド回路３では、マルチポートアンプ２ｃ，２ｄにて増幅後の信号を損失なく合成し、合成後の信号をアンテナ４ｇ，４ｈから放射してビームを形成する。すなわち、マトリックス回路群９内のハイブリッド回路１に入力される２つの信号は、４つの増幅器の出力を合成した電力レベルの信号となる。したがって、上記マトリックス回路７に入力される信号よりも、たとえば、３ｄＢだけ電力レベルが低下した信号となって、アンテナ４ｇ，４ｈから送信されることとなる。
【００３５】
また、外部回路からマルチポートアンプ２に直接入力される２つの信号は、マルチポートアンプ２ａ，２ｂ内で増幅され、アンテナ４ｅ，４ｆから放射される。すなわち、外部回路からマルチポートアンプ２ａ，２ｂに直接入力される２つの信号は、２つの増幅器の出力を合成した信号となる。したがって、上記マトリックス回路７に入力される信号よりも、たとえば、６ｄＢだけ電力レベルが低下した信号となって、アンテナ４ｅ，４ｆから送信されることとなる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、複数のマルチポートアンプの前段および後段に、単一または複数のハイブリッド回路およびマトリックス回路を備えたマトリックス回路を配置する構成とした。そして、外部回路から前段のマトリックス回路に入力される信号を、後段の同一機能を有するマトリックス回路経由で対応するアンテナから送信し、また、外部回路から前段のハイブリッド回路に入力される信号を、後段のハイブリッド回路経由で対応するアンテナから送信し、さらに、外部回路からマルチポートアンプに直接入力される信号を後段のマトリックス回路群を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。これにより、１種類の増幅器を備えた給電回路を用いて、複数の異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成することができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、マトリックス回路群９を構成するハイブリッド回路１の出力信号を異なるマルチポートアンプに入力し、さらにマトリックス回路７の出力信号を異なるマルチポートアンプに入力することとした。これにより、マルチポートアンプ内の増幅器における入力電力レベルの偏りを防ぐことができるので、増幅器の効率的な利用が可能となる。
【００３８】
実施の形態５．
図５は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態５の構成を示す図であり、ハイブリッド回路１（図示の１ａ，１ｂに相当）を含むマトリックス回路群９と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに相当）と、ハイブリッド回路３（図示の３ａ，３ｂに相当）を含むマトリックス回路群１０と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに相当）と、外部回路からの信号をマトリックス回路群９内のハイブリッド回路１ａ，１ｂに分配する分配回路１１ａ，１１ｂから構成される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、８ポートのマルチビーム形成アンテナ用給電回路を想定するが、この限りではない。また、本実施の形態では、各分配回路が信号を２つのハイブリッド回路に分配する構成としたが、これに限らず、たとえば、分配回路による分配数は任意であり、分配した信号を、直接マルチポートアンプに入力することとしてもよいし、マトリックス回路に入力することとしてもよい。また、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００３９】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１〜４と異なる処理についてのみ説明する。
【００４０】
本実施の形態では、分配回路１１ａおよび１１ｂが、それぞれ外部回路から受け取った信号をマトリックス回路群９内のハイブリッド回路１ａと１ｂに分配する。以降の処理は、先に説明した実施の形態１〜４と同様である。
【００４１】
以上のように、本実施の形態においては、マトリックス回路群の前段に分配回路を配置する構成とした。これにより、前述した実施の形態１〜４と同様の効果が得られるとともに、さらに、外部回路から受け取った１つ信号から、複数のアンテナで構成するマルチビームを形成することができる。
【００４２】
また、図示のように、分配回路の出力信号を異なるマルチポートアンプ２へ入力することによって、マルチポートアンプ内の増幅器における入力電力レベルの偏りを防ぐことができるので、増幅器の効率的な利用が可能となる。
【００４３】
実施の形態６．
図６は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態６の構成を示す図であり、マトリックス回路７と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに相当）と、マトリックス回路８と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに相当）と、外部回路からの複数の信号を合成する合成回路１２ａ，１２ｂから構成される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、８ポートのマルチビーム形成アンテナ用給電回路を想定するが、この限りではない。また、本実施の形態では、各合成回路の出力信号を直接マルチポートアンプ２に入力する構成としたが、これに限らず、たとえば、当該合成信号をハイブリッド回路に入力することとしてもよいし、マトリックス回路に入力することとしてもよい。また、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００４４】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１〜４と異なる処理についてのみ説明する。
【００４５】
本実施の形態では、合成回路１２ａおよび１２ｂが、それぞれ外部回路から受け取った複数の信号を合成し、当該合成信号をそれぞれマルチポートアンプ２ｂ，２ｄに入力する。以降の処理は、先に説明した実施の形態１〜４と同様である。
【００４６】
以上のように、本実施の形態においては、マトリックス回路群の前段に合成回路を配置する構成とした。これにより、前述した実施の形態１〜４と同様の効果が得られるとともに、さらに、同一方向に複数の信号を１つのアンテナから放射することができる。
【００４７】
実施の形態７．
前述の実施の形態５および実施の形態６では、分配回路または合成回路のいずれか一方を具備していたが、実施の形態７では、分配回路と合成回路の両方を具備する。
【００４８】
図７は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態７の構成を示す図であり、マトリックス回路７と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに相当）と、マトリックス回路８と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに相当）と、外部回路からの信号を分配する分配回路１１（図示の１１ａ，１１ｂに相当）と、複数の信号を合成する合成回路１２（図示の１２ａ，１２ｂ，１２ｃに相当）から構成される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、８ポートのマルチビーム形成アンテナ用給電回路を想定するが、この限りではない。また、本実施の形態では、各合成回路の出力信号を直接マルチポートアンプ２に入力する構成としたが、これに限らず、たとえば、合成信号はハイブリッド回路に入力することとしてもよいし、マトリックス回路に入力することとしてもよい。また、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００４９】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１〜４と異なる処理についてのみ説明する。
【００５０】
本実施の形態では、分配回路１１ａが、外部回路から受け取った信号を合成回路１２ａと１２ｂに分配し、さらに、分配回路１１ｂが、外部回路から受け取った信号を合成回路１２ｂと１２ｃに分配する。そして、合成回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、それぞれ受け取った複数の信号を合成し、当該合成信号をそれぞれマルチポートアンプ２ｂ，２ｃ，２ｄに入力する。以降の処理は、先に説明した実施の形態１〜４と同様である。
【００５１】
以上のように、本実施の形態においては、マトリックス回路群の前段に分配回路および合成回路を配置する構成とした。これにより、前述した実施の形態１〜４と同様の効果が得られるとともに、さらに、前述した実施の形態５および６と同様の効果も得ることができる。
【００５２】
実施の形態８．
前述の実施の形態５，６，７は、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の前段に、分配回路、合成回路、または、分配回路および合成回路、を具備していたが、実施の形態８では、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の後段に、合成回路を具備する。
【００５３】
図８は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態８の構成を示す図であり、ハイブリッド回路１と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂに相当）と、ハイブリッド回路３と、合成回路１３（図示の１３ａ，１３ｂに相当）と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂに相当）から構成され、前述した実施の形態１に示す構成のハイブリッド回路３の後段に合成回路１３を配置する。なお、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００５４】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。
【００５５】
本実施の形態では、合成回路１３ａが、ハイブリッド回路３の一方の出力信号とマルチポートアンプ２ａの一方の出力信号とを合成し、さらに、合成回路１３ｂが、ハイブリッド回路３の他方の出力信号とマルチポートアンプ２ｂの一方の出力信号とを合成する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態では、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の後段に、合成回路を具備し、合成回路にて電力レベルに差のある２つの信号を合成することとした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、１つのアンテナから２つの電力レベルの信号を放射することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、電力レベルに差のある２つの信号を合成することとしたが、これに限らず、電力レベルに差のある３つ以上の信号を合成することとしてもよい。また、ここでは、一例として、上記合成回路１３を実施の形態１に適用した場合について説明したが、これに限らず、前述した実施の形態２〜７においても同様に適用可能である。
【００５８】
実施の形態９．
前述の実施の形態８では、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の後段に、合成回路を具備することとしたが、実施の形態９では、上記合成回路に加えて、さらに、分配回路を具備する。
【００５９】
図９は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態９の構成を示す図であり、ハイブリッド回路１と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂに相当）と、ハイブリッド回路３と、合成回路１３（図示の１３ａ，１３ｂに相当）と、分配回路１４（図示の１４ａ，１４ｂに相当）と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂに相当）から構成され、たとえば、ハイブリッド回路３の後段に合成回路１３を配置し、マルチポートアンプ２の後段に分配回路１４を配置する。なお、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００６０】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。
【００６１】
本実施の形態では、マルチポートアンプ２ａが外部回路から直接入力された信号を増幅し、分配回路１４ａが当該増幅後の信号を２分配し、さらに、マルチポートアンプ２ｂが外部回路から直接入力された信号を増幅し、分配回路１４ｂが当該増幅後の信号を２分配する。そして、合成回路１３ａが、ハイブリッド回路３の一方の出力信号と分配回路１４ａの一方の出力信号と分配回路１４ｂの一方の出力信号とを合成し、さらに、合成回路１３ｂが、ハイブリッド回路３の他方の出力信号と分配回路１４ａの他方の出力信号と分配回路１４ｂの他方の出力信号とを合成する。
【００６２】
以上のように、本実施の形態では、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の後段に、合成回路および分配回路を具備し、分配回路が増幅後の信号を分配し、さらに合成回路が電力レベルに差のある２つ以上の信号を合成することとした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、各アンテナで、複数の電力レベルの信号によるマルチビームを形成することができる。なお、ここでは、一例として、上記合成回路１３および分配回路１４を実施の形態１に適用した場合について説明したが、これに限らず、前述した実施の形態２〜７においても同様に適用可能である。
【００６３】
実施の形態１０．
図１０は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１０の構成を示す図であり、詳細には、図１０（ａ）が本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の構成を表し、図１０（ｂ）が本実施の形態の可変電力分配回路の構成を表している。
【００６４】
上記本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路は、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂに相当）と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに相当）と、外部回路に接続された可変電力分配回路１５（図示の１５ａ，１５ｂに相当）から構成され、上記可変電力分配回路１５は、分配回路１６と、複数の移相器１７（図示の１７ａ，１７ｂに相当）と、既知の電力分割／合成処理を行うハイブリッド回路１８と、を備える。
【００６５】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１〜９と異なる処理についてのみ説明する。
【００６６】
外部回路から信号を受け取った可変電力分配回路１５では、分配回路１６が当該信号を２つの移相器１７に分配し、移相器１７が分配された信号の位相を適当に変化させ、移相器１７に接続されるハイブリッド回路１８が、移相後の信号を所望の電力比で出力する。その後、前述したマルチポートアンプ２にて可変電力分配回路１５の出力信号が分配／増幅／合成され、アンテナ４より放射されビームが形成される。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては、マルチポートアンプの前段に、受信信号の位相を変化させることができる可変電力分配回路を配置し、特定のマルチポートアンプの前段および後段に既知のハイブリッド回路を配置し、外部回路から前段のハイブリッド回路に入力される信号を後段のハイブリッド回路経由で対応するアンテナから送信し、可変電力分配回路からマルチポートアンプに入力される信号を後段のハイブリッド回路を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。これにより、アンテナから放射され形成されるビームの放射方向を変化させることができる。なお、分配回路１６の代わりにハイブリッド回路を用いた場合であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
実施の形態１１．
前述の実施の形態９では、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の後段に、合成回路および分配回路を具備することとしたが、実施の形態１１では、上記分配回路に代えて可変電力分配回路を具備する。
【００６９】
図１１は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１１の構成を示す図であり、ハイブリッド回路１と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂに相当）と、ハイブリッド回路３と、合成回路１３（図示の１３ａ，１３ｂに相当）と、可変電力分配回路１５（図示の１５ａ，１５ｂに相当）と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂに相当）から構成され、たとえば、ハイブリッド回路３の後段に合成回路１３を配置し、マルチポートアンプ２の後段に可変電力分配回路１５を配置する。なお、マルチポートアンプ２の構成については、先に説明した実施の形態１の図１（ｂ）と同様である。
【００７０】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。
【００７１】
本実施の形態では、マルチポートアンプ２ａが外部回路から直接入力された信号を増幅し、可変電力分配回路１５ａが当該増幅後の信号に対して前述の実施の形態１０と同様の処理を施し、さらに、マルチポートアンプ２ｂが外部回路から直接入力された信号を増幅し、可変電力分配回路１５ｂが当該増幅後の信号に対して前述の実施の形態１０と同様の処理を施す。そして、合成回路１３ａが、ハイブリッド回路３の一方の出力信号と可変電力分配回路１５ａの一方の出力信号と可変電力分配回路１５ｂの一方の出力信号とを合成し、さらに、合成回路１３ｂが、ハイブリッド回路３の他方の出力信号と可変電力分配回路１５ａの他方の出力信号と可変電力分配回路１５ｂの他方の出力信号とを合成する。
【００７２】
以上のように、本実施の形態では、ハイブリッド回路、マトリックス回路またはマトリックス回路群の後段に、合成回路および可変電力分配回路を具備し、可変電力分配回路が増幅後の信号を分配／移相し、さらに合成回路が電力レベルに差のある２つ以上の信号を合成することとした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、各アンテナで、複数の電力レベルの信号によるマルチビームを形成することができ、さらに、アンテナから放射され形成されるビームの放射方向を変化させることができる。なお、ここでは、一例として、上記合成回路１３および可変電力分配回路１５を実施の形態１に適用した場合について説明したが、これに限らず、前述した実施の形態２〜７においても同様に適用可能である。
【００７３】
実施の形態１２．
図１２は、本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１２の構成を示す図であり、ハイブリッド回路１と、マルチポートアンプ２（図示の２ａ，２ｂ，２ｃに相当）と、ハイブリッド回路３と、アンテナ４（図示の４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに相当）と、外部回路に接続された可変電力分配回路１５（図示の１５ａ，１５ｂに相当）から構成される。
【００７４】
ここで、本実施の形態のマルチビーム形成アンテナ用給電回路の処理を、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１０と異なる処理についてのみ説明する。
【００７５】
外部回路から信号を受け取った可変電力分配回路１５では、分配回路１６が当該信号を２つの移相器１７に分配し、移相器１７が分配された信号の位相を適当に変化させ、移相器１７に接続されるハイブリッド回路１８が、移相後の信号を所望の電力比で出力する。その後、前述したマルチポートアンプ２にて可変電力分配回路１５の出力信号が分配／増幅／合成され、アンテナ４ａ，４ｂ，４ｅ，４ｆより放射されビームが形成される。一方、ハイブリッド回路１に入力される信号は、２つのマルチポートアンプ２ｂおよび２ｃにより増幅され、さらに、４つの増幅器の合成電力レベルの信号がアンテナより放射されビームが形成される。
【００７６】
以上のように、本実施の形態においては、マルチポートアンプの前段に、受信信号の位相を変化させることができる可変電力分配回路を配置し、特定のマルチポートアンプの前段および後段に既知のハイブリッド回路を配置し、外部回路から前段のハイブリッド回路に入力される信号を後段のハイブリッド回路経由で対応するアンテナから送信し、可変電力分配回路からマルチポートアンプに入力される信号を後段のハイブリッド回路を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、アンテナから放射され形成されるビームの放射方向を変化させることができる。なお、本実施の形態では、一例として、実施の形態１の構成と実施の形態１０の構成とを組み合わせた場合について説明したが、これに限らず、たとえば、実施の形態１０の構成と実施の形態２〜４の構成とを組み合わせた場合でも同様の効果が得られる。
【００７７】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、たとえば、２つのマルチポートアンプの前段に第１のハイブリッド回路を配置し、さらに後段に第２のハイブリッド回路を配置し、外部回路から前段の第１のハイブリッド回路に入力される２つの信号を後段の第２のハイブリッド回路経由で対応するアンテナから送信し、外部回路からマルチポートアンプに直接入力される２つの信号を後段の第２のハイブリッド回路を経由せずに対応するアンテナから送信することとした。これにより、１種類の増幅器を備えた給電回路を用いて、複数の異なる電力レベルの信号のマルチビームを形成することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態２の構成を示す図である。
【図３】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態３の構成を示す図である。
【図４】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態４の構成を示す図である。
【図５】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態５の構成を示す図である。
【図６】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態６の構成を示す図である。
【図７】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態７の構成を示す図である。
【図８】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態８の構成を示す図である。
【図９】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態９の構成を示す図である。
【図１０】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１０の構成を示す図である。
【図１１】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１１の構成を示す図である。
【図１２】本発明にかかるマルチビーム形成アンテナ用給電回路の実施の形態１２の構成を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，３，３ａ，３ｂ，５，５ａ，５ｂ，６，６ａ，６ｂ，１８  ハイブリッド回路、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  マルチポートアンプ、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ  アンテナ、７，８  マトリックス回路、９，１０  マトリックス回路群、１１，１１ａ，１１ｂ，１４，１４ａ，１４ｂ，１６  分配回路、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３，１３ａ，１３ｂ  合成回路、１５，１５ａ，１５ｂ  可変電力分配回路、１７，１７ａ，１７ｂ  移相器。
【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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