(57)【要約】【課題】小型化が図れ、かつ、広帯域にわたって反射特性が良好な電力分配器を得る。【解決手段】合成端子３と、合成端子３の両端にそれぞれ信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路８，９を介して接続されている分配端子４，５と、分配端子４，５のそれぞれに対して信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路１０，１１を介して１つずつ接続されているアイソレーション端子６，７と、アイソレーション端子６，７のそれぞれに対して１つずつ接続されている２つの三角スタブ１２，１３とを備え、２つの三角スタブ１２，１３は、アイソレーション端子６，７に接続されている側から反対側の先端方向に向けて線路幅が広がっており、２つの三角スタブ１２，１３の当該先端を構成している一辺どうしが互いに対向するように配置され、当該一辺内の複数箇所において部分的に互いに接続されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成端子と、
上記合成端子の両端に、それぞれ信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路を介して、接続されている２つの分配端子と、
上記２つの分配端子のそれぞれに対して、信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路を介して、１つずつ接続されている２つのアイソレーション端子と、
上記２つのアイソレーション端子のそれぞれに対して１つずつ接続されている２つのスタブ手段と
を備え、
上記２つのスタブ手段は、上記アイソレーション端子に接続されている側から反対側の先端方向に向けて線路幅が広がっているものであって、
上記２つのスタブ手段の当該先端を構成している一辺どうしが互いに対向するように配置され、上記２つのスタブ手段は、当該一辺内の複数箇所において部分的に互いに接続されている
ことを特徴とする電力分配器。
【請求項２】
上記スタブ手段は、三角形状を有する三角スタブから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力分配器。
【請求項３】
上記スタブ手段は、線路幅が段階的に変わるステップ状線路から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力分配器。
【請求項４】
上記スタブ手段の各辺に任意の局率を持たせたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電力分配器。
【請求項５】
上記スタブ手段の内部に任意形状のスリットを設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電力分配器。
【請求項６】
上記スタブ手段の上記アイソレーション端子に接続されている側の辺に任意形状のスタブを設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電力分配器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電力分配器に関し、特に、地上マイクロ波通信、移動体通信および衛星通信向けのマイクロ波装置に用いるための電力分配器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電力分配器についての提案が従来よりなされているが、高出力アプリケーション用の電力分配器の提案もなされている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｕｌｒｉｃｈ  Ｈ．  Ｇｙｓｅｌ、“Ａ  ＮＥＷ  Ｎ−ＷＡＹ  ＰＯＷＥＲ  ＤＩＶＩＤＥＲ／ＣＯＭＢＩＮＥＲ  ＳＵＩＴＡＢＬＥ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ−ＰＯＷＥＲ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ”、１９７５年、ＩＥＥＥ  ＭＴＴＳ  Ｉｎｔ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇ．、ｐ．１１６−１１８（Ｆｉｇ．２）
【０００４】
上記文献等に記載されている従来の電力分配器においては、２つの分配端子と２つのアイソレーション端子とが四方に配置されており、２つの分配端子の間には合成端子が設けられている。合成端子と２つの分配端子とは、それぞれ信号周波数で０．２５波長の長さを有するインピーダンス変換線路で接続され、各分配端子には、アイソレーション端子が１つずつ、信号周波数で０．２５波長の長さを有するインピーダンス変換線路で接続されている。
【０００５】
次に従来の電力分配器の動作について説明する。２つの分配端子のそれぞれに信号を入力すると、２つの信号の和が合成端子に出力される。２つの信号にアンバランスがある場合には、そのアンバランス成分は、２つのアイソレーション端子に出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力分配器は上記のように構成されているので、合成端子と２つの分配端子とを接続している各インピーダンス変換線路の寸法が、０．２５波長となり、回路が大型化する、反射特性が狭帯域である、等の問題点があった。
【０００７】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、小型でかつ広帯域にわたり反射特性が良好な電力分配器を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、合成端子と、上記合成端子の両端に、それぞれ信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路を介して接続されている２つの分配端子と、上記２つの分配端子のそれぞれに対して、信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路を介して、１つずつ接続されている２つのアイソレーション端子と、上記２つのアイソレーション端子のそれぞれに対して１つずつ接続されている２つのスタブ手段とを備え、上記２つのスタブ手段は、上記アイソレーション端子に接続されている側から反対側の先端方向に向けて線路幅が広がっているものであって、上記２つのスタブ手段の当該先端を構成している一辺どうしが互いに対向するように配置され、上記２つのスタブ手段は、当該一辺内の複数箇所において部分的に互いに接続されている電力分配器である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の電力分配器の実施の形態１を示す構成図である。ここでは、電力分配器は誘電体基板（または半導体基板）１に形成したマイクロストリップ線路で構成する例を示す。図１に示すように、本発明の電力分配器は、誘電体基板１の下面には接地金属膜２が設けられており、上面には図に示すような導体パターンが設けられている。導体パターンについて説明すれば、合成端子３の両側に、第１の分配端子４および第２の分配端子５が設けられている。これらの分配端子４および５に対して平行になるように第１のアイソレーション端子６および第２のアイソレーション端子７が設けられている。合成端子３と第１および第２の分配端子４および５とは、それぞれ、第１のインピーダンス変換線路８および第２のインピーダンス変換線路９で電気的に接続されている。第１のインピーダンス変換線路８および第２のインピーダンス変換線路９は、それぞれ、信号周波数で約１／４波長の長さを有している。また、第１の分配端子４と第１のアイソレーション端子６とは、第３のインピーダンス変換線路１０で電気的に接続されている。同様に、第２の分配端子５と第２のアイソレーション端子７とは、第４のインピーダンス変換線路１１で電気的に接続されている。第３のインピーダンス変換線路１０および第４のインピーダンス変換線路１１は、それぞれ、信号周波数で約１／４波長の長さを有している。
【００１０】
第１および第２のアイソレーション端子６および７には、それぞれ、三角形状でかつ電導性を有する、第１および第２の三角スタブ１２および１３が接続されている。第１の三角スタブ１２の先端の１辺と第２の三角スタブ１３の先端の１辺とは、図１に示すように、所定の間隔だけ離間して対向して配置され、第１の接続線路１４と第２の接続線路１５により部分的に接続されている。
【００１１】
図中のＣ点は、第１のアイソレーション端子６と第１の三角スタブ１２との接続点を示し、同様に、図中のＤ点は、第２のアイソレーション端子７と第２の三角スタブ１３との接続点を示す。また、図中のＥ点は、第１の分配端子４と第１のインピーダンス変換線路８との接続点を示し、同様に、図中のＦ点は、第２の分配端子５と第２のインピーダンス変換線路９との接続点を示す。
【００１２】
図中のａ寸法、すなわち、第３および第４のインピーダンス変換線路１０および１１の長さは、上述のように信号周波数において１／４波長寸法とし、第１の三角スタブ１２と第２の三角スタブ１３の形状と各部寸法は、第１の分配端子４と第２の分配端子５を偶モード励振する場合にＣ点とＤ点が短絡、奇モード励振する場合にＣ点とＤ点が開放となるように決める。
【００１３】
次に動作について説明する。第１の分配端子４と第２の分配端子５を偶モード励振する場合には、図中のＣ点及びＤ点は短絡、Ｅ点からＣ点側を見込むインピーダンス及びＦ点からＤ点側を見込むインピーダンスは開放となり、第１の分配端子４と第２の分配端子５から入力した信号は、同相合成されて合成端子３に出力される。このとき、第１の三角スタブ１２と第２の三角スタブ１３は、それぞれ、Ｃ点とＤ点を広帯域に短絡するので、合成端子３の反射特性は広帯域に渡り良好となる。また、先端の１辺を開放した三角スタブ１２および１３は、従来の電力分配器で用いられている信号帯域の中心周波数で０．２５波長の長さを有する線路幅一定の先端開放スタブと比較して、短い長さでその付け根が短絡となるため、これにより、本発明の電力分配器においては、図１中のｂ寸法（三角スタブ１２，１３の長さ）を小さくすることが可能となり、小型化が達成される。
【００１４】
第１の分配端子４と第２の分配端子５を奇モード励振する場合には、図中のＣ点及びＤ点は開放、Ｅ点からＣ点側を見込むインピーダンス及びＦ点からＤ点側を見込むインピーダンスは短絡となり、第１の分配端子４と第２の分配端子５から入力した信号のアンバランス成分は、第１のアイソレーション端子６と第２のアイソレーション端子７に出力される。三角スタブ１２および１３は、その先端の１辺の全体を短絡する場合には、付け根は同一周波数で開放とならない。しかし、先端の１辺を部分的に短絡すると、付け根を同一周波数で開放にできる。本発明においては、第１の三角スタブ１２の先端の１辺と、第２の三角スタブ１３の先端の１辺とを、第１の接続線路１４と第２の接続線路１５とで部分的に接続しているので、奇モード励振時に図中のＣ点及びＤ点を同一周波数において開放にすることができる。
【００１５】
以上のように、本実施の形態においては、第１および第２のアイソレーション端子６および７に、それぞれ、第１および第２の三角スタブ１２および１３を接続し、これらの三角スタブの１辺内の複数箇所を部分的に接続するようにしたので、第１の三角スタブ１２と第２の三角スタブ１３は、それぞれ、Ｃ点とＤ点を広帯域に短絡または開放するので、合成端子３の反射特性は広帯域に渡り良好となるとともに、先端の１辺を開放した三角スタブ１２および１３は、短い長さでその付け根が短絡となるため、図１中のｂ寸法を小さくすることが可能となり、小型化が達成される。
【００１６】
なお、本実施の形態では、電力分配器を誘電体基板（または半導体基板）１に形成したマイクロストリップ線路で構成した例を示したが、上記中心導体の構成を準用することにより、トリプレート線路形式、方形同軸線路形式、サスペンデッド形式、同軸線路形式で構成することも可能であり、いずれの場合においても、同様の効果を奏することは明らかである。このことは、以下の実施の形態でも同様である。
【００１７】
実施の形態２．
図２は、この発明の第２の実施の形態の電力分配器の構成図であり、図中、２４は第１のステップ状線路、２５は第２のステップ状線路である。第１および第２のステップ状線路２４および２５は、線路幅が段階的に変わるものである。図２においては、第１および第２のアイソレーション端子６および７側においては、ステップ状線路２４および２５の線路幅が小さく、先端部分では線路幅が大きくなっている、凸字型のステップ状線路２４および２５が示されているが、このように線路幅は２段階に変わるものに限らず、アイソレーション端子６，７側から先端方向に向けて段階的に徐々に線路幅が大きくなっていくものであれば、いずれの形状のものでもよい。
【００１８】
また、第１のステップ状線路２４の先端の１辺と第２のステップ状線路２５の先端の１辺とは、図２に示すように、所定の間隔だけ離間して対向して配置され、第１の接続線路１４と第２の接続線路１５により部分的に接続されている。
【００１９】
他の構成については、上記の実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して示し、ここでは、説明を省略する。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態１の三角スタブ１２および１３を、ステップ状線路２４および２５に置き換えているが、本実施の形態１における電力分配器の動作および作用は、上記の実施の形態１の場合と全く同様である。
【００２１】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第１および第２のアイソレーション端子６および７に、それぞれ、第１および第２のステップ状線路２４および２５を接続し、これらのステップ状線路２４および２５の１辺内の複数箇所を部分的に接続するようにしたので、第１のステップ状線路２４と第２のステップ状線路２５は、それぞれ、Ｃ点とＤ点（図１参照）を広帯域に短絡または開放するので、合成端子３の反射特性は広帯域に渡り良好となるとともに、先端の１辺を開放したステップ状線路２４および２５は、短い長さでその付け根が短絡となるため、図１中のｂ寸法部分を小さくすることが可能となり、小型化が達成される。
【００２２】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３の電力分配器の構成図であり、図中、１６は第３の三角スタブ、１７は第４の三角スタブである。第３の三角スタブ１６および第４の三角スタブ１７は、図３に示すように、３辺に任意の局率を持たせている点のみが、上記の実施の形態１における三角スタブ１２および１３と異なるが、他の点は同じである。
【００２３】
また、他の構成については、上記の実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して示し、ここでは、説明を省略する。
【００２４】
本実施の形態においては、三角スタブ１６および１７の３辺に任意の局率を持たせているが、電力分配器の動作および作用は、実施の形態１の場合と同様である。これにより、本実施の形態においては、第１および第２のアイソレーション端子６および７に、それぞれ、第３および第４の三角スタブ１６および１７を接続し、これらの三角スタブの１辺内の複数箇所を部分的に接続するようにしたので、第３の三角スタブ１６と第４の三角スタブ１７は、それぞれ、図１に示したＣ点とＤ点を広帯域に短絡または開放するので、合成端子３の反射特性は広帯域に渡り良好となるとともに、先端の１辺を開放した三角スタブ１６および１７は、短い長さでその付け根が短絡となるため、図１中のｂ寸法部分を小さくすることが可能となり、小型化が達成される。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、三角スタブ１６および１７の３辺に任意の局率を持たせる例について説明したが、その場合に限らず、三角スタブ１６および１７の３つの角に任意の局率を持たせた場合においても、同様の効果を奏する。さらに、実施の形態２で示したステップ状線路２４，２５の各辺または各角に任意の局率を持たせた場合においても、同様の効果を奏する。
【００２６】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４の電力分配器の構成図であり、図中、１８は第１の三角スタブ１２に形成された第１のスリット、１９は第２の三角スタブ１３に形成された第２のスリットである。ここで、スリット１８，１９とは、第１および第２の三角スタブ１２，１３に設けられた開口部分（貫通穴）のことである。他の構成については、上記の実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して示し、ここでは、説明を省略する。
【００２７】
第１のスリット１８は、図４においては略々矩形の形状を有しているが、その場合に限らず、任意形状とし、第１の三角スタブ１２の内部又は辺に開口を作るように設ける。第２のスリット１９も同様に任意形状とし、第２の三角スタブ１３の内部又は辺に開口を作るように設ける。
【００２８】
第１のスリット１８、及び、第２のスリット１９は、平面回路内の電流分布を変化させ、第１の分配端子４と第２の分配端子５を偶モード励振する場合には、図１中のＣ点及びＤ点を広帯域に渡り短絡とするように、第１の分配端子４と第２の分配端子５を奇モード励振する場合には、図１中のＣ点及びＤ点を広帯域に渡り開放とするように、その形状と位置を決める。本実施の形態において、電力分配器の動作および作用は、実施の形態１の場合と同様である。
【００２９】
以上のように、本実施の形態においては、第１および第２のアイソレーション端子６および７に、それぞれ、第１および第２の三角スタブ１２および１３を接続し、これらの三角スタブの１辺内の複数箇所を部分的に接続するようにしたので、第１の三角スタブ１２と第２の三角スタブ１３は、それぞれ、Ｃ点とＤ点を広帯域に短絡または開放するので、合成端子３の反射特性は広帯域に渡り良好となるとともに、先端の１辺を開放した三角スタブ１２および１３は、短い長さでその付け根が短絡となるため、図１中のｂ寸法を小さくすることが可能となり、小型化が達成される。また、本実施の形態においては、第１の三角スタブ１２と第２の三角スタブ１３にスリット１８および１９を設けたので、合成端子３の反射特性はさらに広帯域に渡り良好とすることができるとともに、図１中のｂ寸法をより小さくすることが可能となる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、実施の形態１の構成に、スリット１８および１９を設ける例について説明したが、実施の形態２および３の構成に適用しても、同様の効果を奏することは明らかである。
【００３１】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５の電力分配器の構成図であり、図中、２０は第５の三角スタブ、２１は第６の三角スタブ、２２は第１の任意形状スタブ、２３は第２の任意形状スタブである。本実施の形態における第５および第６の三角スタブ２０および２１は、アイソレーション端子６および７に接続される２つの辺に、任意形状スタブ２２および２３が設けられている点のみが、実施の形態１における三角スタブ１２および１３と異なるが、他の点については同じである。
【００３２】
第１の任意形状スタブ２２、及び、第２の任意形状スタブ２３は、平面回路内の電流分布を変化させ、第１の分配端子４と第２の分配端子５を偶モード励振する場合には、図１中のＣ点及びＤ点を広帯域に渡り短絡とするように、第１の分配端子４と第２の分配端子５を奇モード励振する場合には、図１中のＣ点及びＤ点を広帯域に渡り開放とするように、その形状と位置を決める。本実施の形態の電力分配器の動作および作用は、実施の形態１の場合と同様である。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては、第１および第２のアイソレーション端子６および７に、それぞれ、第５および第６の三角スタブ２０および２１を接続し、これらの三角スタブの１辺内の複数箇所を部分的に接続するようにしたので、第５の三角スタブ２０と第６の三角スタブ２１は、それぞれ、図１のＣ点とＤ点を広帯域に短絡または開放するので、合成端子３の反射特性は広帯域に渡り良好となるとともに、先端の１辺を開放した三角スタブ２０および２１は、短い長さでその付け根が短絡となるため、図１中のｂ寸法を小さくすることが可能となり、小型化が達成される。また、本実施の形態においては、第５の三角スタブ２０と第６の三角スタブ２１に任意形状スタブ２２および２３を設けたので、合成端子３の反射特性はさらに広帯域に渡り良好とすることができるとともに、図１中のｂ寸法をより小さくすることが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、実施の形態１の構成に、任意形状スタブ２２および２３を設ける例について説明したが、実施の形態２，３，４の構成に適用しても、同様の効果を奏することは明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
この発明は、合成端子と、上記合成端子の両端に、それぞれ信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路を介して接続されている２つの分配端子と、上記２つの分配端子のそれぞれに対して、信号周波数で約１／４波長の長さを有するインピーダンス変換線路を介して、１つずつ接続されている２つのアイソレーション端子と、上記２つのアイソレーション端子のそれぞれに対して１つずつ接続されている２つのスタブ手段とを備え、上記２つのスタブ手段は、上記アイソレーション端子に接続されている側から反対側の先端方向に向けて線路幅が広がっているものであって、上記２つのスタブ手段の当該先端を構成している一辺どうしが互いに対向するように配置され、上記２つのスタブ手段は、当該一辺内の複数箇所において部分的に互いに接続されている電力分配器であるので、小型化が図れ、かつ、広帯域にわたって反射特性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力分配器の構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る電力分配器の構成を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る電力分配器の構成を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る電力分配器の構成を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係る電力分配器の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  誘電体基板、２  接地金属膜、３  合成端子、４  第１の分配端子、５  第２の分配端子、６  第１のアイソレーション端子、７  第２のアイソレーション端子、８  第１のインピーダンス変換線路、９  第２のインピーダンス変換線路、１０  第３のインピーダンス変換線路、１１  第４のインピーダンス変換線路、１２  第１の三角スタブ、１３  第２の三角スタブ、１４  第１の接続線路、１５  第２の接続線路、１６  第３の三角スタブ、１７  第４の三角スタブ、１８  第１のスリット、１９  第２のスリット、２０  第５の三角スタブ、２１第６の三角スタブ、２２  第１の任意形状スタブ、２３  第２の任意形状スタブ、２４  第１のステップ状線路、２５  第２のステップ状線路。
【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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