(57)【要約】【課題】  分配した信号が干渉しないと共に直流電源が互いに回り込まず小型化する。【解決手段】  分配回路１１は集中定数回路とされ、各素子をチップ素子とすることができるので小型化することができる。回路Ａと回路Ｂとにより第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２とから出力される分配信号の分配比率を設定することができる。回路Ａと回路Ｂの直列回路に回路Ｃが並列に接続されて、使用周波数において共振することから、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間のアイソレーションを十分な値とすることができる。コンデンサＣ２、Ｃ４により第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２から供給される直流電源の回り込みを防止することができる。【選択図】  図２
2007158665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子から入力された信号を２分配して第１の分配出力端子および第２の分配出力端子に出力する分配器であって、
前記入力端子と前記第１の分配出力端子との間に設けられた使用帯域の通過損失を調整することにより分配比率を設定する第１の回路と、
前記入力端子と前記第２の分配出力端子との間に設けられた使用帯域の通過損失を調整することにより分配比率を設定する第２の回路と、
前記第１の分配出力端子と前記第２の分配出力端子との間に設けられて、前記第１の回路と前記第２の回路との直列回路に並列接続されることにより、使用帯域において共振するようにされた第３の回路とを備え、
前記第１の回路ないし前記第３の回路が集中定数回路とされていることを特徴とする分配器。
【請求項２】
前記第１の回路の通過損失より前記第２の回路の通過損失が大きく設定されており、前記第２の回路の通過損失を補償する増幅手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の分配器。
【請求項３】
前記第１の回路は直流電源が通過できる回路とされて、前記第１の分配出力端子から供給された直流電源が、前記入力端子に接続されている信号出力手段に供給され、前記第２の回路および前記第３の回路は直流電源が通過できない回路とされて、前記第２の分配出力端子から供給された直流電源が前記増幅手段にのみ供給されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の分配器。
【請求項４】
前記第１の回路は、前記入力端子と前記第１の分配出力端子のインピーダンス調整を行っており、前記第２の回路は、前記入力端子と前記第２の分配出力端子のインピーダンス調整を行っていることを特徴とする請求項１記載の分配器。
【請求項５】
入力端子から入力された信号を２分配して第１の分配出力端子および第２の分配出力端子に出力する分配器であって、
前記入力端子と前記第１の分配出力端子との間に直列に設けられているインピーダンス調整を行う第１の回路と、使用帯域の通過損失を調整することにより分配比率を設定する第２の回路と、
前記第１の回路と前記第２の回路との接続点と前記第２の分配出力端子との間に直列に設けられており、使用帯域の通過損失を調整することにより分配比率を設定する第３の回路と第４の回路と、
前記第１の分配出力端子と前記第３の回路と前記第４の回路との接続点との間に設けられて、前記第２の回路と前記第３の回路との直列回路に並列接続される第５の回路とを備え、
前記第２の回路と前記第３の回路との直列回路に前記第５の回路が並列接続され、さらに直列に前記第４の回路が接続されて、使用帯域において共振するようにされており、少なくとも前記第３の回路ないし前記第５の回路が集中定数回路とされていることを特徴とする分配器。
【請求項６】
前記第２の回路の通過損失より直列接続された前記第３の回路と前記第４の回路の通過損失が大きく設定されており、前記第３の回路と前記第４の回路の通過損失を補償する増幅手段が設けられていることを特徴とする請求項５記載の分配器。
【請求項７】
前記第１の回路および前記第２の回路は直流電源が通過できる回路とされて、前記第１の分配出力端子から供給された直流電源が、前記入力端子に接続されている信号出力手段に供給され、前記第４の回路および前記第５の回路は直流電源が通過できない回路とされて、前記第２の分配出力端子から供給された直流電源が前記増幅手段にのみ供給されるようにしたことを特徴とする請求項５記載の分配器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ信号等の高周波信号を分配する分配器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、車載用機器としてのＧＰＳ全地球測位システムを利用したカーナビゲーションシステムや緊急連絡依頼システムが搭載されることがある。これらの２つのシステムにはそれぞれＧＰＳアンテナが設けられており、それぞれのＧＰＳアンテナからＧＰＳ信号がそれぞれのシステムに供給されていた。単一の車両において２つのＧＰＳアンテナを搭載して２つのＧＰＳシステムを用いる場合は、ＧＰＳ信号を良好に受信するための搭載位置は限定された狭い範囲になると共に、各々セットまでの中継ケーブルが必要となり搭載するには繁雑な作業が必要になったり、コストアップの要因となる。さらに受信性能を優先し、ルーフ上に複数のアンテナを搭載した場合、外観を損ねてしまうようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、分配器を設けて１つのＧＰＳアンテナからのＧＰＳ信号を分配してそれぞれのセットに供給することが考えられる。このような分配器として用いられる従来の分配器の構成の一例を図１２に示す。図１２に示す分配回路１００はＹ型抵抗分配回路とされており、入力端子ＩＮに第１の抵抗Ｒ１００の一端が接続され、第１の抵抗Ｒ１００の他端が第２の抵抗Ｒ１０１と第３の抵抗Ｒ１０２の一端に接続されている。第２の抵抗Ｒ１０１の他端は第１の分配出力端子ＯＵＴ１に接続され、第３の抵抗Ｒ１０２の他端は第２の分配出力端子ＯＵＴ２に接続されている。この分配回路１００においては入力端子ＩＮに入力された信号が第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２に等しく分配することができる。分配回路１００は抵抗素子のみで構成されていることから、通過損失および入出力端子のインピーダンスは周波数に依存しないと共に、入出力端子のインピーダンス調整を容易に行うことができる。
【０００４】
分配回路１００の入力端子ＩＮ、第１の分配出力端子ＯＵＴ１および第２の分配出力端子ＯＵＴ２のインピーダンスが５０Ωになるよう第１の抵抗Ｒ１００ないし第３の抵抗Ｒ１０２の抵抗値を設定した際の、分配回路１００の通過特性を図１３に示す。図１３には１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲の通過特性が示されており、入力端子ＩＮから第１の分配出力端子ＯＵＴ１への伝達係数Ｓ２１、入力端子ＩＮから第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数Ｓ３１の減衰量は、いずれも全周波数範囲において約−６．０２ｄＢとなっている。また、第１の分配出力端子ＯＵＴ１から第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数Ｓ３２は、両端子間のアイソレーションを示しており、その減衰量も全周波数範囲において約−６．０２ｄＢとなっている。また、分配回路１００の各端子のインピーダンスの周波数特性は図示していないが、全周波数範囲において設計値の５０Ωとなっている。このように、分配回路１００は各端子のインピーダンス調整を容易に行うことができるが、２つの出力端子間のアイソレーションは約−６ｄＢと不十分な値となり、分配された信号が互いに干渉するおそれがある。なお、周波数１．５７５４２ＧＨｚはＧＰＳの使用周波数である。
【０００５】
次に、従来の分配器の構成の他の例を図１４に示す。図１４に示す分配回路１１０はΔ型抵抗分配回路とされており、入力端子ＩＮに第１の抵抗Ｒ１１０と第２の抵抗Ｒ１１１との一端が接続され、第１の抵抗Ｒ１００の他端が第３の抵抗Ｒ１１２の一端と第１の分配出力端子ＯＵＴ１に接続されている。また、第２の抵抗Ｒ１０１の他端は、第３の抵抗Ｒ１１２の他端と第２の分配出力端子ＯＵＴ２に接続されている。この分配回路１１０においては入力端子ＩＮに入力された信号が第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２に等しく分配することができる。分配回路１１０は抵抗素子のみで構成されていることから、通過損失および入出力のインピーダンスは周波数に依存しないと共に、入出力のインピーダンス調整を容易に行うことができる。
【０００６】
分配回路１１０の入力端子ＩＮ、第１の分配出力端子ＯＵＴ１および第２の分配出力端子ＯＵＴ２のインピーダンスが５０Ωになるよう第１の抵抗Ｒ１１０ないし第３の抵抗Ｒ１１２の抵抗値を設定した際の、分配回路１１０の通過特性を図１５に示す。図１５には１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲の通過特性が示されており、入力端子ＩＮから第１の分配出力端子ＯＵＴ１への伝達係数Ｓ２１、入力端子ＩＮから第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数Ｓ３１の減衰量は、いずれも全周波数範囲において約−６．０２ｄＢとなっている。また、第１の分配出力端子ＯＵＴ１から第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数Ｓ３２は、両端子間のアイソレーションを示しており、その減衰量も全周波数範囲において約−６．０２ｄＢとなっている。また、分配回路１１０の各端子のインピーダンスの周波数特性は図示していないが、全周波数範囲において設計値の５０Ωとなっている。このように、分配回路１１０は各端子のインピーダンス調整を容易に行うことができるが、２つの出力端子間のアイソレーションは約−６ｄＢと不十分な値となり、分配された信号が互いに干渉するおそれがある。なお、周波数１．５７５４２ＧＨｚはＧＰＳの使用周波数である。
【０００７】
次に、従来の分配器の構成のさらに他の例を図１６に示す。図１６に示す分配回路１２０はウィルキンソン型分配回路とされており、入力端子ＩＮに第１のストリップ線路Ｍ１２０と第２のストリップ線路Ｍ１２１との一端が接続され、第１のストリップ線路Ｍ１２０の他端が抵抗Ｒ１２０の一端と第１の分配出力端子ＯＵＴ１に接続されている。また、第２のストリップ線路Ｍ１２１の他端は、抵抗Ｒ１２０の他端と第２の分配出力端子ＯＵＴ２に接続されている。この分配回路１２０においては入力端子ＩＮに入力された信号が第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２に等しく分配されている。
【０００８】
分配回路１２０において、第１のストリップ線路Ｍ１２０および第２のストリップ線路１２１を使用周波数の１／４波長の長さとすると共に、入力端子ＩＮ、第１の分配出力端子ＯＵＴ１および第２の分配出力端子ＯＵＴ２のインピーダンスが５０Ωになるよう抵抗Ｒ１２０の抵抗値を設定した際の、分配回路１２０の通過特性を図１７に示す。図１７には１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲の通過特性が示されており、入力端子ＩＮから第１の分配出力端子ＯＵＴ１への伝達係数Ｓ２１、入力端子ＩＮから第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数Ｓ３１の減衰量は、いずれも全周波数範囲において約−３．０１ｄＢとなっている。また、第１の分配出力端子ＯＵＴ１から第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数Ｓ３２は、両端子間のアイソレーションを示しており、その減衰量は使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて−４８．２５ｄＢとなっており、全周波数範囲においても約−２２ｄＢ以下となっている。また、分配回路１１０の各端子のインピーダンスの周波数特性は図示していないが、全周波数範囲においてほぼ設計値の５０Ωとなっている。
【０００９】
分配回路１２０においてアイソレーションが大きくなるのは、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２間には１／４波長のストリップ線路が２つ直列に接続されて１／２波長のストリップ線路となることから、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との位相が反転することになって打ち消しあうようになるからである。このように、分配回路１２０は２つの出力端子間のアイソレーション特性において優れている。一方、各端子の分配比率およびインピーダンス調整は第１のストリップ線路Ｍ１２０と第２のストリップ線路Ｍ１２１のパターン長を調整して行っているため、分配回路１２０の基板の大きな領域を必要とする。例えば、使用周波数の１／４波長の第１のストリップ線路Ｍ１２０および第２のストリップ線路Ｍ１２１の長さは同じ長さとされるが、その例を次に挙げる。
基板材質：エポキシ樹脂積層板      板厚：１．６ｍｍ
・周波数：５００ＭＨｚの場合        ：  幅：１．６ｍｍ  ，長さ：８５．５ｍｍ
・周波数：１０００ＭＨｚの場合      ：  幅：１．６ｍｍ  ，長さ：４２．７ｍｍ
・周波数：１．５７５４２ＧＨｚの場合：  幅：１．６ｍｍ  ，長さ：２７．１ｍｍ
【００１０】
以上説明したように、抵抗素子のみを用いる従来の集中定数回路とされる分配器によりＧＰＳ信号を分配するようにすると、チップ素子が小型であることから小型化することができるものの、出力端子間のアイソレーションが不十分となり分配したＧＰＳ信号が干渉する事により誤動作を起こすことがあるという問題点があった。また、従来のストリップ線路を用いる分配器によりＧＰＳ信号を分配するようにすると、出力端子間のアイソレーションは十分となるものの、ストリップ線路のパターンに大きな基板領域を必要とすることから小型化することができないという問題点があった。さらに、２つのシステムは、それぞれＧＰＳアンテナに電源供給するように構成されていることから、いずれの分配器においてもＧＰＳアンテナへの電源供給が、互いのシステムに回り込むおそれがあるという問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明は分配した信号が干渉しないと共に直流電源が互いに回り込まず小型化することのできる分配器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の分配器は集中定数回路からなり、入力端子と第１の分配出力端子との間に設けられた第１の回路と、入力端子と第２の分配出力端子との間に設けられた第２の回路との直列回路に第３の回路を並列接続して、使用帯域において共振させるようにしたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は集中定数回路からなり、入力端子と第１の分配出力端子との間に設けられた第１の回路と、入力端子と第２の分配出力端子との間に設けられた第２の回路との直列回路に第３の回路を並列接続して、使用帯域において共振させるようにしたことから、第１の分配出力端子と第２の分配出力端子との間のアイソレーションが向上するようになり、分配した信号が干渉することを防止することができる。また、本発明の分配器は集中定数回路からなり小型のチップ素子により構成することができることから、小型とすることができる。さらに、第１の回路を直流電源が通過できる回路とし、第２の回路および第３の回路を直流電源が通過できない回路とすることにより、直流電源が回り込むことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例にかかる分配器を使用するシステムの一例の構成を示すブロック図を図１に示す。
図１に示すシステムは、例えばＧＰＳ全地球測位システムを利用したカーナビゲーションシステムとされるシステム１と、ＧＰＳ全地球測位システムを利用した緊急連絡依頼システムとされるシステム２とが備えられている。緊急連絡依頼システムは、事故にあった際や急病になった際にＧＰＳ全地球測位システムを利用して得た位置を連絡先に連絡するシステムである。システム１とシステム２とはそのシステムの機器が車両に搭載されており、共通に使用するアンテナ２を備えている。ＧＰＳアンテナとされるアンテナ２で受信されたＧＰＳ信号は本発明にかかる分配器１に供給されて１対１の分配比率で２分配され、システム１およびシステム２に供給されている。分配器１は、アンテナ２が接続される入力端子ＩＮａと、２分配されたＧＰＳ信号を出力する第１の分配出力端子ＯＵＴａと第２の分配出力端子ＯＵＴｂとを備えている。
【００１５】
分配器１は、ＧＰＳ信号を所定の分配比率で分配する分配回路１１と、分配回路１１から出力される第２分配出力（ＲＦ２）の分配損失を補償する増幅手段（ＡＭＰ）１２とから構成されている。この場合、分配回路１１により２分配された分配信号は１対１とされておらず、分配回路１１から出力される第１分配出力（ＲＦ１）の分配損失は小さく、第２分配出力（ＲＦ２）の分配損失は大きく設定されている。そこで、第２分配出力（ＲＦ２）だけを増幅するＡＭＰ１２を設けて分配損失を補償するようにし、第１の分配出力端子ＯＵＴａと第２の分配出力端子ＯＵＴｂからほぼ同レベルの分配信号が出力されるようになされている。そして、第１の分配出力端子ＯＵＴａからの分配信号はシステム１に供給され、第２の分配出力端子ＯＵＴｂからの分配信号はシステム２に供給されている。
【００１６】
システム１およびシステム２はＧＰＳアンテナに供給する直流電源を入力側から出力できるようにされており、システム１の入力側から出力された直流電源（ＤＣ１）は分配器１の第１の分配出力端子ＯＵＴａに供給され、分配器１を構成している分配回路１１を通過してアンテナ２に動作電源として供給される。また、システム２の入力側から出力された直流電源（ＤＣ２）は分配器１の第２の分配出力端子ＯＵＴｂに供給され、分配器１を構成しているＡＭＰ１２に動作電源として供給されるが、分配回路１１を通過することはできないようにされている。これにより、システム１およびシステム２から供給される直流電源の回り込みを防止している。
【００１７】
本発明の実施例の分配器１における分配回路１１の第１の回路を図２に示す。
図２に示す第１の分配回路１１は集中定数回路からなり、入力端子ＩＮと第１の分配出力端子ＯＵＴ１との間に設けられた回路Ａと、入力端子ＩＮと第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に設けられた回路Ｂと、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に設けられた回路Ｃとから構成されている。回路Ａは、第１のコイルＬ１と第２コイルＬ２とが直列接続され、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との接続点とアース間に第１のコンデンサＣ１が接続されたＴ型のローパスフィルタを構成している。この回路Ａにより入力端子ＩＮと第１の分配出力端子ＯＵＴ１との間の通過損失を調整することにより、例えば分配比率が小さくなるよう設定されている。また、回路Ａは分配回路１１の入出力端子のインピーダンスを調整する機能を有している。なお、第１の分配出力端子ＯＵＴ１から供給された直流電源は回路Ａを介して入力端子ＩＮから出力されて、入力端子ＩＮに接続されているアンテナ２に動作電源として供給される。
【００１８】
回路Ｂは、第２のコンデンサＣ２が直列に接続されており、第２のコンデンサＣ２の後端とアースとの間に第１の抵抗Ｒ１が接続されている。また、第２のコンデンサＣ２と第１の抵抗Ｒ１との接続点と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に、第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４とが直列接続され、第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４との接続点とアース間に第３のコンデンサＣ３が接続されたＴ型のローパスフィルタが接続されている。この回路Ｂにより入力端子ＩＮと第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間の通過損失を調整することにより、例えば分配比率が大きくなるよう設定されている。また、回路Ｂは分配回路１１の入出力端子のインピーダンスを調整する機能を有している。さらに、第２の分配出力端子ＯＵＴ２から供給された直流電源は第２のコンデンサＣ２により阻止されて入力端子ＩＮからは出力されないと共に、回路Ｃにより第１の分配出力端子ＯＵＴ１に回り込まないようにされている。第１の分配出力端子ＯＵＴ１から供給された直流電源も同様の作用により第２の分配出力端子ＯＵＴ２に回り込まないようになる。
【００１９】
回路Ｃは、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に接続された第４のコンデンサＣ４から構成されており、第４のコンデンサＣ４は回路Ａと回路Ｂとの直列回路に並列に接続される。回路Ａと回路Ｂとの直列回路に第４のコンデンサＣ４が接続された並列回路は使用周波数において並列共振するように設定され、このため第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間のアイソレーション特性を良好にすることができる。
【００２０】
図２に示す第１の分配回路１１において使用周波数をＧＰＳシステムの１．５７５４２ＧＨｚとした際に、第１の分配回路１１の入力端子ＩＮ、第１の分配出力端子ＯＵＴ１および第２の分配出力端子ＯＵＴ２のインピーダンスが５０Ωとなる各素子の値の一例を次に示す。第１のコイルＬ１および第２のコイルＬ２は約７．５ｎＨ、第３のコイルＬ３および第４のコイルＬ４は約２ｎＨ、第１のコンデンサＣ１は約２ｐＦ、第２のコンデンサＣ２および第４のコンデンサＣ４は約０．５ｐＦ、第３のコンデンサＣ３は約１ｐＦとされている。各素子はチップ素子とすることができることから、第１の分配回路１１を小型の基板に組み込むことができる。
図２に示す第１の分配回路１１の各素子を上記値とした際のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートを図３に示す。図３において、Ｓ１１は入力端子ＩＮにおける反射係数であり、Ｓ２２は第１の分配出力端子ＯＵＴ１における反射係数であり、Ｓ３３は第２の分配出力端子ＯＵＴ２における反射係数である。図３は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる各端子の反射特性を示しており、反射係数Ｓ１１，Ｓ２２，Ｓ３３は全周波数範囲にわたり０〜∞で示す正規化された抵抗値を示す軸上の「１」近傍に位置し、使用周波数において各端子では反射がほとんどなくマッチングしていることが分かる。このように、第１の分配回路１１は使用周波数を含む周波数範囲において各入出力端子は設定された約５０Ωのインピーダンスを示すようになる。
【００２１】
また、第１の分配回路１１の各素子を上記値とした際の通過損失の周波数特性を図４に示す。図４において、Ｓ２１は入力端子ＩＮから第１の分配出力端子ＯＵＴ１への伝達係数であり、Ｓ３１は入力端子ＩＮから第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数であり、Ｓ３２は第１の分配出力端子ＯＵＴ１から第２の分配出力端子ＯＵＴ２への伝達係数である。図４は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる各端子間の通過損失特性を示している。図４を参照すると、伝達係数Ｓ２１で示される通過損失は全周波数範囲にわたりほとんどなく、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−０．１７ｄＢのわずかな減衰量とされている。このように、入力端子ＩＮから第１の分配出力端子ＯＵＴ１へは全周波数範囲にわたりほとんど減衰することなく伝達されるようになる。また、伝達係数Ｓ３１で示される通過損失は全周波数範囲にわたり約−１５ｄＢの減衰量とされており、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−１４．６ｄＢの減衰量とされている。このように、入力端子ＩＮから第２の分配出力端子ＯＵＴ２へは全周波数範囲にわたり約−１５ｄＢ減衰されて伝達されている。なお、第２の分配出力端子ＯＵＴ２における約−１５ｄＢの通過損失は設定された分配比率に応じた通過損失であり、この通過損失は第２の分配出力端子ＯＵＴ２に接続されているＡＭＰ１２により補償される。さらに、伝達係数Ｓ３２で示される通過損失は全周波数範囲にわたり約−２０ｄＢ以上の減衰量とされており、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−５０．３ｄＢの減衰量となる優れたアイソレーション値が得られている。このように、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２とのアイソレーションは使用周波数において−５０ｄＢ以上の減衰量が得られ、分配された信号が相互に干渉しなくなることがわかる。
【００２２】
次に、本発明の実施例の分配器１における第２の分配回路１１を図５に示す。
図５に示す第２の分配回路１１は集中定数回路からなり、入力端子ＩＮと第１の分配出力端子ＯＵＴ１との間に設けられた回路Ａと回路Ｂとが直列に接続された回路と、回路Ａと回路Ｂとの接続点と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に設けられた回路Ｄと回路Ｅとが直列に接続された回路と、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と回路Ｄと回路Ｅとの接続点との間に設けられた回路Ｃとから構成されている。回路Ａは、入力端子ＩＮとアース間に接続された第１のコンデンサＣ１０と、一端が入力端子に接続された第１のストリップ線路Ｍ１とから構成されている。この回路Ａは、ローパスフィルタを構成しており分配回路１１の入出力端子のインピーダンスを調整する機能を有している。
【００２３】
回路Ｂは、回路Ａにおける第１のストリップ線路Ｍ１の他端に一端が直列接続されている第２のストリップ線路Ｍ２と、第２のストリップ線路Ｍ２の他端とアース間に接続された第２のコンデンサＣ１１とから構成されている。この回路Ｂにより入力端子ＩＮと第１の分配出力端子ＯＵＴ１との間の通過損失を調整することができる。また、回路Ｂはローパスフィルタを構成しており、分配回路１１の入出力端子のインピーダンスを調整する機能を有している。なお、第１の分配出力端子ＯＵＴ１から供給された直流電源は回路Ｂおよび回路Ａを介して入力端子ＩＮから出力されて、入力端子ＩＮに接続されているアンテナ２に動作電源として供給される。
【００２４】
回路Ｄは、回路Ａと回路Ｂとの接続点に一端が接続された第１のコイルＬ１０と、第１のコイルＬ１０の他端とアース間に接続された第４のコンデンサＣ１３とから構成されている。また、回路Ｅは、回路Ｄに一端が直列に接続された第２のコイルＬ１１と、第２のコイルの他端に直列に接続された第６のコンデンサＣ１５と、第２のコイルＬ１１と第６のコンデンサＣ１５との接続点とアース間に接続された第５のコンデンサＣ１４とから構成されている。回路Ｂと、回路Ｄと回路Ｅとの直列回路により分配回路１１における第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２における分配比率を設定している。例えば、分配比率は第１の分配出力端子ＯＵＴ１の分配出力が大きくされて、第２の分配出力端子ＯＵＴ２の分配出力が小さくされている。なお、第６のコンデンサＣ１５は直流カット用のコンデンサとされている。回路Ｄと回路Ｅとは、ローパスフィルタを構成しており、分配回路１１の入出力端子のインピーダンスを調整する機能を有している。さらに、第２の分配出力端子ＯＵＴ２から供給された直流電源は第６のコンデンサＣ１５により阻止されて入力端子ＩＮおよび第１の分配出力端子ＯＵＴ１からは出力されないようになる。
【００２５】
回路Ｃは、第１の分配出力端子ＯＵＴ１に一端が接続された第３のコンデンサＣ１２と、第１のコンデンサの他端に一端が直列に接続された抵抗Ｒ１０とから構成され、抵抗Ｒ１０の他端は回路Ｄと回路Ｅとの接続点に接続されている。回路Ｃは、回路Ｂと回路Ｄとの直列回路に並列に接続され、この並列回路に回路Ｅが直列に接続されている。この第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に接続されている回路は、使用周波数において共振するように設定され、このため第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間のアイソレーション特性を良好にすることができる。なお、第３のコンデンサＣ１２は直流カット用のコンデンサとされている。さらに、第１の分配出力端子ＯＵＴ１から供給された直流電源は回路Ｂおよび回路Ａを介して入力端子ＩＮから出力されて、入力端子ＩＮに接続されているアンテナ２に動作電源として供給される。しかし、回路Ｃにおける第３のコンデンサＣ１２により阻止されて第２の分配出力端子ＯＵＴ２には回り込まないようにされている。
【００２６】
図５に示す第２の分配回路１１において使用周波数をＧＰＳシステムの１．５７５４２ＧＨｚとした際に、第２の分配回路１１の入力端子ＩＮ、第１の分配出力端子ＯＵＴ１および第２の分配出力端子ＯＵＴ２のインピーダンスが５０Ωとなる各素子の値の一例を次に示す。基板材質をエポキシ樹脂積層板とし板厚を１．６ｍｍとした場合、第１のストリップ線路Ｍ１は幅約１ｍｍ、長さ約４ｍｍのパターンとされ、第２のストリップ線路Ｍ２は幅約１ｍｍ、長さ約１１ｍｍのパターンとされる。また、第１のコイルＬ１０は約３３ｎＨ、第２のコイルＬ１１は約１５ｎＨ、第１のコンデンサＣ１０は約１．５ｐＦ、第２のコンデンサＣ１１と第４のコンデンサＣ１３と第５のコンデンサＣ１５は約１ｐＦ、直流カット用の第３のコンデンサＣ１２および第６のコンデンサＣ１５は約１００００ｐＦ、抵抗Ｒ１は約３９０Ωとされている。ストリップ線路は長くても約１１ｍｍのパターンで形成することができ、他の各素子はチップ素子とすることができることから、第２の分配回路１１を小型の基板に組み込むことができる。なお、第２の分配回路１１においては、第１のストリップ線路Ｍ１と第２のストリップ線路Ｍ２によりインダクタを得るようにしたが、これに替えて集中定数とされるコイルを用いるようにしても良い。集中定数のコイルを用いるようにすると、第２の分配回路１１をより小型化することができる。
【００２７】
図５に示す第２の分配回路１１の各素子を上記値とした際のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートを図６に示す。図６は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる各端子の反射特性を示しており、反射係数Ｓ１１，Ｓ２２は全周波数範囲にわたり０〜∞で示す正規化された抵抗値を示す軸上の「１」近傍に位置しており、反射係数Ｓ３３は１．５７５ＧＨｚの周波数近傍において「１」近傍に位置しており、使用周波数において各端子では反射がほとんどなくマッチングしていることが分かる。このように、第２の分配回路１１は使用周波数の近傍の周波数範囲において各入出力端子は設定された約５０Ωのインピーダンスを示すようになる。
【００２８】
また、第２の分配回路１１の各素子を上記値とした際の通過損失の周波数特性を図７に示す。図７は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる各端子間の通過損失特性を示している。図７を参照すると、伝達係数Ｓ２１で示される通過損失は全周波数範囲にわたりほとんどなく、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−０．６ｄＢのわずかな減衰量とされている。このように、入力端子ＩＮから第１の分配出力端子ＯＵＴ１へは全周波数範囲にわたりほとんど減衰することなく伝達されるようになる。また、伝達係数Ｓ３１で示される通過損失は全周波数範囲にわたり約−１０ｄＢの減衰量とされており、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−９．３ｄＢの減衰量とされている。このように、入力端子ＩＮから第２の分配出力端子ＯＵＴ２へは全周波数範囲にわたり約−１０ｄＢ減衰されて伝達されている。なお、第２の分配出力端子ＯＵＴ２における約−１０ｄＢの通過損失は設定された分配比率に応じた通過損失であり、この通過損失は第２の分配出力端子ＯＵＴ２に接続されているＡＭＰ１２により補償される。さらに、伝達係数Ｓ３２で示される通過損失は全周波数範囲にわたり約−２０ｄＢ以上の減衰量とされており、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−２３．９ｄＢの減衰量となるアイソレーションが得られている。このように、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２とのアイソレーションは使用周波数において約−２４ｄＢの減衰量とされて、分配された信号が相互に干渉しなくなることがわかる。
【００２９】
次に、図２に示す第１の分配回路１１を用いた際の図１に示す分配器１のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートを図８に示す。図８において、Ｓ１１は入力端子ＩＮａにおける反射係数であり、Ｓ２２は第１の分配出力端子ＯＵＴａにおける反射係数であり、Ｓ３３は第２の分配出力端子ＯＵＴｂにおける反射係数である。図８は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる分配器１における各端子の反射特性を示しており、反射係数Ｓ１１，Ｓ２２は全周波数範囲にわたり０〜∞で示す正規化された抵抗値を示す軸上の「１」近傍に位置しており、反射係数Ｓ３３は１．５７５ＧＨｚの周波数近傍において「１」近傍に位置しており、使用周波数において各端子では反射がほとんどなくマッチングしていることが分かる。このように、分配器１は使用周波数の近傍の周波数範囲において各端子は設定されたインピーダンスを示すようになる。
【００３０】
また、第１の分配回路１１を用いた際の図１に示す分配器１の通過損失の周波数特性を図９に示す。図９は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる各端子間の通過損失特性を示している。図９を参照すると、入力端子ＩＮａから第１の分配出力端子ＯＵＴａへの伝達係数Ｓ２１で示される通過損失は、全周波数範囲にわたりほとんどなく、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−０．１７ｄＢのわずかな減衰量とされている。このように、第１の分配出力端子ＯＵＴａから出力される分配信号は全周波数範囲にわたりほとんど減衰することなく出力されるようになる。また、入力端子ＩＮａから第２の分配出力端子ＯＵＴｂへの伝達係数Ｓ３１で示される通過損失は全周波数範囲にわたり約−７．５ｄＢ以下の減衰量とされており、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約＋０．９５ｄＢとされている。このように、第２の分配出力端子ＯＵＴｂから出力される分配信号は、分配回路１１における通過損失がＡＭＰ１２により補償されることにより、第１の分配出力端子ＯＵＴａからの分配信号とほぼ同レベルの分配信号が出力されるようになる。さらに、第１の分配出力端子ＯＵＴａから第２の分配出力端子ＯＵＴｂへの伝達係数Ｓ３２で示される通過損失は、全周波数範囲にわたっては約−７．５ｄＢ以上の減衰量しか得られていないが、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいては約−３４．７ｄＢの減衰量となるアイソレーションが得られている。このように、第１の分配出力端子ＯＵＴａと第２の分配出力端子ＯＵＴｂとのアイソレーションは使用周波数において十分な減衰量とされて、分配された信号が相互に干渉しなくなることがわかる。
【００３１】
次に、図５に示す第２の分配回路１１を用いた際の図１に示す分配器１のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートを図１０に示す。図１０は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる分配器１における各端子の反射特性を示しており、入力端子ＩＮａにおける反射係数Ｓ１１は１．５７５４２ＧＨｚの使用周波数において、０〜∞で示す正規化された抵抗値を示す軸上の「１」近傍に位置しており、第１の分配出力端子ＯＵＴａにおけるＳ２２は全周波数範囲にわたり「１」近傍に位置している。また、第２の分配出力端子ＯＵＴｂにおける反射係数Ｓ３３は１．５７５ＧＨｚの使用周波数において「１」近傍に位置しており、使用周波数において各端子では反射がほとんどなくマッチングしていることが分かる。このように、分配器１は使用周波数の近傍の周波数範囲において各端子は設定されたインピーダンスを示すようになる。
【００３２】
また、第２の分配回路１１を用いた際の図１に示す分配器１の通過損失の周波数特性を図１１に示す。図１１は、使用周波数を含む１．３７５ＧＨｚ〜１．７７５ＧＨｚの周波数範囲にわたる各端子間の通過損失特性を示している。図１１を参照すると、入力端子ＩＮａから第１の分配出力端子ＯＵＴａへの伝達係数Ｓ２１で示される通過損失は、全周波数範囲にわたりほとんどなく、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約−０．６ｄＢのわずかな減衰量とされている。このように、第１の分配出力端子ＯＵＴａから出力される分配信号は全周波数範囲にわたりほとんど減衰することなく出力されるようになる。また、入力端子ＩＮａから第２の分配出力端子ＯＵＴｂへの伝達係数Ｓ３１で示される通過損失は全周波数範囲にわたり減衰しておらず、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいて約＋１．７ｄＢとされている。このように、第２の分配出力端子ＯＵＴｂから出力される分配信号は、分配回路１１における通過損失がＡＭＰ１２により補償されることにより、第１の分配出力端子ＯＵＴａからの分配信号とほぼ同レベルの分配信号が出力されるようになる。さらに、第１の分配出力端子ＯＵＴａから第２の分配出力端子ＯＵＴｂへの伝達係数Ｓ３２で示される通過損失は、全周波数範囲にわたっては約−６ｄＢ以上の減衰量しか得られていないが、使用周波数１．５７５４２ＧＨｚにおいては約−９．３ｄＢの減衰量となるアイソレーションが得られている。このように、第１の分配出力端子ＯＵＴａと第２の分配出力端子ＯＵＴｂとのアイソレーションは使用周波数においてほどほどの減衰量が得られ、分配された信号が相互に干渉しなくなることがわかる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の分配器１における第１の分配回路１１および第２の分配回路１１は、第１の分配出力端子ＯＵＴ１と第２の分配出力端子ＯＵＴ２との間に共振回路を構成することにより、十分なアイソレーションを得るようにしている。この共振回路は、コイルとコンデンサとを任意に組み合わせることにより所定の周波数において共振を生じさせることができることから、ＧＰＳの周波数に限らず任意の使用周波数において優れたアイソレーションを得ることができるようになる。
なお、第１の分配器１１においては、回路Ａと回路Ｂとの直列回路に第４のコンデンサＣ４が接続された並列回路は使用周波数において並列共振するように設定されているが、共振は使用周波数の一点ではなく使用周波数を含む所定の範囲の使用帯域において生じるようになる。第２の分配器１１においても同様であり、回路Ｂと回路Ｄとの直列回路に並列に回路Ｃが接続され、この並列回路に回路Ｅが直列に接続されている回路は使用周波数において共振するように設定されているが、共振は使用周波数の一点ではなく使用周波数を含む所定の範囲の使用帯域において生じるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
なお、以上の説明ではＧＰＳ信号を分配する分配器としたが、本発明は、これに限るものではなく高周波信号を同様の出力レベルとなるよう２分配する分配器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例にかかる分配器を使用するシステムの一例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例の分配器における分配回路の第１の回路図である。
【図３】本発明の実施例の分配器における第１の分配回路のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
【図４】本発明の実施例の分配器における第１の分配回路の通過損失の周波数特性を示す図である。
【図５】本発明の実施例の分配器における分配回路の第２の回路図である。
【図６】本発明の実施例の分配器における第２の分配回路のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
【図７】本発明の実施例の分配器における第２の分配回路の通過損失の周波数特性を示す図である。
【図８】本発明の実施例の第１の分配回路を用いた分配器のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
【図９】本発明の実施例の第１の分配回路を用いた分配器の通過損失の周波数特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施例の第２の分配回路を用いた分配器のインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
【図１１】本発明の実施例の第２の分配回路を用いた分配器の通過損失の周波数特性を示す図である。
【図１２】従来の分配器であるＹ型抵抗分配回路の回路構成を示す図である。
【図１３】従来の分配器であるＹ型抵抗分配回路の通過損失の周波数特性を示す図である。
【図１４】従来の分配器であるΔ型抵抗分配回路の回路構成を示す図である。
【図１５】従来の分配器であるΔ型抵抗分配回路の通過損失の周波数特性を示す図である。
【図１６】従来の分配器であるウィルキンソン型分配回路の回路構成を示す図である。
【図１７】従来の分配器であるウィルキンソン型分配回路の通過損失の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  分配器、２  アンテナ、１１  分配回路、１２  増幅手段、１００  分配回路、１１０  分配回路、１２０  分配回路
【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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