(57)【要約】      （修正有）【課題】回路面積を増大させずに簡単容易に構成することのできる電力分配合成器を提供する。【解決手段】入力端子２１と、２つの分配端子２２、２３と、前記入力端子２１及び前記分配端子２２、２３の間をそれぞれ接続する２つの分岐線路Ｌ１、Ｌ２と、前記分配端子間に接続されたアイソレーション抵抗Ｒ１とを備えた電力分配合成器１において、前記２つの分配端子２２、２３間に第１のコンデンサＣ２、さらに、前記入力端子２１とＧＮＤ間に第２のコンデンサＣ１を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と、２つの分配端子と、前記入力端子及び前記分配端子の間をそれぞれ接続する２つの分岐線路と、前記分配端子間に接続されたアイソレーション抵抗とを備えた電力分配合成器において、
前記２つの分配端子間に第１のコンデンサ、さらに、前記入力端子とＧＮＤ間に第２のコンデンサを設けたことを特徴とする電力分配合成器。
【請求項２】
請求項１記載の電力分配合成器において、
前記第２のコンデンサの容量を、前記第１のコンデンサ容量に比較して大きな値に設定することを特徴とする電力分配合成器。
【請求項３】
請求項２記載の電力分配合成器において、
前記第２のコンデンサの容量を、前記第１のコンデンサ容量の整数倍に設定して成ることを特徴とする電力分配合成器。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の電力分配合成器において、
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサが可変容量コンデンサであることを特徴とする電力分配合成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウィルキンソン型の電力分配合成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波帯からミリ波帯領域で利用される電力分配合成器としては、例えば、図７に示すウィルキンソン型の電力分配合成器が知られている。図７に示すように、このウィルキンソン型の電力分配合成器は、入力端子である第１の端子（ポート１）１１１、２つの分配端子である第２の端子（ポート２）１１２、第３の端子（ポート３）１１３の端子を有し、それぞれの端子のインピーダンスはＺｏとされている。第１の端子１１１には、第１の分布定数線路（Ｌ１）と第２の分布定数線路（Ｌ２）の一端が接続されている。この第１の分布定数線路Ｌ１と第２の分布定数線路Ｌ２のインピーダンスは√２Ｚｏとされ、その長さは使用周波数帯の中心周波数の１／４波長の長さとされている。さらに、第２の端子１１２と第３の端子１１３との間には、２Ｚｏのインピーダンスとされたアイソレーション抵抗Ｒ１が接続されている。
【０００３】
ここで、上記第１の分布定数線路Ｌ１と第２の分布定数線路Ｌ２のインダクタンスＬは、
Ｌ＝Ｚｏ／（√２πｆ０）  〔ｎＨ〕    ・・・（１）
で表され、
上記アイソレーション抵抗Ｒ１の抵抗Ｒは、
Ｒ＝２Ｚｏ  〔Ω〕                    ・・・（２）
で表される。なお、上記式において、Ｚｏはインピーダンス、ｆ０は中心周波数である。
【０００４】
上記のように構成されたウィルキンソン型の電力分配合成器では、第１の端子１１１に入力された信号電力は、それぞれ１／２ずつ第２の端子１１２と第３の端子１１３に分配されて出力（−３ｄＢ）されるようになる。
【０００５】
また、第２の端子１１２と第３の端子１１３から入力された信号電力は、その約１／２ずつが合成されて第１の端子１１１から出力される。
【０００６】
なお、上記の分布定数線路Ｌ１、Ｌ２はストリップラインが一般的であるが、約２ＧＨｚ以下ならチップインダクタでも構成可能である。
【０００７】
こうしたウィルキンソン型の電力分配合成器に関連する公知技術としては、例えば、各ポートでのインピーダンス整合と入出力ポート間でアイソレーションを得ることのできる電力分配合成器が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３８３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のようなウィルキンソン型の電力分配合成器を実際に使用する際には、接続する回路とのインピーダンス整合が必要となる。それ故、実用的なウィルキンソン型の電力分配合成器においては、図８に示すようなキャパシタＣ３〜Ｃ６を第１の分布定数線路Ｌ１と第２の分布定数線路Ｌ２にインピーダンス整合させるように、接続するのが通例となっている。
【０００９】
また、上記接続する回路として、例えば、電力増幅器をウィルキンソン型の電力分配合成器に接続した場合、上記した分配／合成の入出力端でのインピーダンス不整合や基板等の不要容量等の影響で周波数特性（損失が均等にならない）やアイソレーション特性が変化してしまう。さらに、第２の端子（ポート２）１１２、第３の端子（ポート３）１１３のいずれの片側端子を終端して使用した場合には、ポート間での反射係数が異なってしまい反射特性が変化してしまう。そこで、上記キャパシタＣ３〜Ｃ６を接続することで、これらの特性の改善がなされている。
【００１０】
このように従来のウィルキンソン型の電力分配合成器では、第１の分布定数線路Ｌ１と第２の分布定数線路Ｌ２間にキャパシタＣ３〜Ｃ６が接続される。このため、素子数が多くなり、回路面積が大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
ここで、上記キャパシタＣ３〜Ｃ６の容量値Ｃは、
Ｃ＝１（２√２πｆ０Ｚｏ）  〔ｐＦ〕  ・・・（３）
で表される。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、回路面積を増大させずに簡単容易に構成することのできる電力分配合成器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、入力端子と、２つの分配端子と、前記入力端子及び前記分配端子の間をそれぞれ接続する２つの分岐線路と、前記分配端子間に接続されたアイソレーション抵抗とを備えた電力分配合成器において、  前記２つの分配端子間に第１のコンデンサ、さらに、前記入力端子とＧＮＤ間に第２のコンデンサを設けたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の請求項２によれば、前記電力分配合成器において、前記第２のコンデンサの容量を、前記第１のコンデンサ容量に比較して大きな値に設定することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項３によれば、前記電力分配合成器において、前記第２のコンデンサの容量を、前記第１のコンデンサ容量の整数倍に設定して成ることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の請求項４によれば、前記電力分配合成器において、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサが可変容量コンデンサであることを特徴としている。
【００１７】
上記本発明によれば、第１のコンデンサをポート１の入力端子とＧＮＤ間に、第２のコンデンサを２つの分配端子間に配置することにより、通過特性を劣化させずに、部品点数を少なく、簡単容易に構成する電力分配合成器を実現することが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１のコンデンサをポート１の入力端子とＧＮＤ間に、第２のコンデンサを２つの分配端子間に配置することにより、通過特性を劣化させずに、部品点数を少なく、簡単容易に構成する電力分配合成器を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る電力分配合成器１の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、Ｌ１、Ｌ２はマイクロストリップ線路（又は固定インダクタ）で構成された分配線路、２１はポート１の入力端子、２２、２３はポート２、ポート３の分配端子、Ｒ１はアイソレーション抵抗である。分配線路Ｌ１、Ｌ２は、ポート１の入力端子２１から供給される信号を２分配して伝搬する線路であり、１／４波長の電気長を有している。
【００２２】
この発明の特徴的部分は、従来マイクロストリップ線路（又は固定インダクタ）で構成された分配線路Ｌ１、Ｌ２の両端にコンデンサＣ３〜Ｃ６を設けていたのに対し、コンデンサＣ１（請求項に記載の第２のコンデンサに対応）をポート１の入力端子とＧＮＤ間に、コンデンサＣ２（請求項に記載の第１のコンデンサに対応）をポート１とポート２の分配端子間に配置した点である。
【００２３】
図２は、本実施形態における電力分配合成器１において、入力端子２１に高周波信号を入力し、ポート１、ポート２の分配端子のいずれを片側終端した場合の周波数特性（通過特性）を示す図で、１．５ＧＨｚ帯近辺の信号を減衰域として削減する場合を示している。同図において、縦軸は、信号レベル（ｄBｍ）を表し、横軸は、周波数を表し、スパン（ＳＰＡＮ）は２０００ＭＨｚである。
【００２４】
ここで、同回路の各素子の定数は、
Ｃ１：１．５ｐＦ
Ｃ２：３ｐＦ
Ｌ：１０ｎＨ
Ｒ：１００Ω
に設定されているものとする。
【００２５】
同図に示す如く、本実施形態の電力分配合成器１によれば、不要とされる特定の周波数帯域（本例では、１．５ＧＨｚ帯）の信号がコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の効果により削減されているのがわかる。上記設定したコンデンサＣ１とコンデンサＣ２の定数は使用基板や部品、パターン幅、アースパターン、前後のインピーダンス等の影響を考慮して決められるが、
Ｃ１＝Ｃ〔Ｆ〕
Ｃ２＝２Ｃ１〔Ｆ〕の計算式の関係が上記周波数特性から最良な関係とされ、それにより良好な周波数特性を得ることができる。すなわち、コンデンサＣ１の容量とコンデンサＣ２の容量の比をおよそ１：２とすればよい。なお、上記Ｃの容量は、前述した（３）式により表される。
【００２６】
図３及び図４は図２に示す通過特性の周波数帯域のスパンを広げて（ＳＰＡＮ＝２ＧＨｚ）測定した例であり、図３は、従来の電力分配合成器における通過特性を表し、図４は本実施形態における電力分配合成器による通過特性を表している。同図において、縦軸は、信号レベル（ｄBｍ）を表し、横軸は、周波数を表している。図４に示されるように、本実施形態における電力分配合成器の通過特性は、図３の従来の電力分配合成器と比して、減衰域の特性はほとんど変化しないことがわかる。
【００２７】
このように本実施形態における電力分配合成器によれば、コンデンサＣ１をポート１の入力端子とＧＮＤ間に、コンデンサＣ２をポート１とポート２の分配端子間に配置し、定数を上記式に基づいて設定することで、不必要な帯域を削除することができる。また、必要とするコンデンサの数が従来と比して少なくなるので、回路構成は簡素となり、回路の小型化、低コスト化、並びに低消費電力化が可能となる。
【００２８】
上記図２は、分配端子を片側終端した場合の周波数特性を示したが、図５は、ポート１の分配端子をオープンにした場合の周波数特性を示す図で、図６は、ポート２の分配端子をオープンにした場合の周波数特性を示す図である。同図が示すように、いずれかの分配端子をオープンにした場合であっても、不必要な帯域を削除できることがわかる。
【００２９】
なお、上記実施形態の電力分配合成器は、例えば、電力増幅器や受信モジュールに備えられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力分配合成器の構成を示す図である。
【図２】本実施形態における電力分配合成器の通過特性（片側終端）を示す図である。
【図３】従来の電力分配合成器の通過特性（周波数帯域のスパンを広げた場合）を示す図である。
【図４】本実施形態における電力分配合成器の通過特性（周波数帯域のスパンを広げた場合）を示す図である。
【図５】ポート１の分配端子をオープンにした場合の周波数特性を示す図である。
【図６】ポート２の分配端子をオープンにした場合の周波数特性を示す図である。
【図７】ウィルキンソン型の電力分配合成器の構成を示す図である。
【図８】実用的なウィルキンソン型の電力分配合成器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  電力分配合成器
Ｌ１、Ｌ２  マイクロストリップ線路
Ｒ１  抵抗
Ｃ１〜Ｃ６  コンデンサ
２１、１１１  入力端子（ポート１）
２２、１１２  分配端子（ポート２）
２３、１１３  分配端子（ポート３）
【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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