(57)【要約】【課題】２つの出力ポートに接続された出力先の負荷のうちの一方側が切り離された場合であっても、周波数信号の入力側から見た負荷変動を抑えることが可能な分配回路などを提供する。【解決手段】入力ポート２１に入力された周波数信号を、負荷に接続／開放される第１の出力ポート２２、及び第２の出力ポート２３に分配する分配回路２において、第１の抵抗Ｒ１は入力ポート２１に接続され、第１の抵抗Ｒ１の後段の分岐点２４と第１の出力ポート２２との間、分岐点２４と第２の出力ポート２３との間には、互いにインピーダンスが揃っている第２の抵抗Ｒ２及び第３の抵抗Ｒ３が設けられる。さらに、第２、第３の抵抗Ｒ２、Ｒ３の後段を繋ぐブリッジ線路２５には第４の抵抗Ｒ４が設けられ、入力ポート２１に対して、第１の抵抗Ｒ１と並列になるように、他端側が接地された第５の抵抗Ｒ５が接続される。【選択図】図２
2017028619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートに入力された周波数信号を、第１の出力ポート及び第２の出力ポートに分配する分配回路において、
前記入力ポートに接続された第１の抵抗と、
前記入力ポートから見て、第１の抵抗の他端側に設けられた分岐点と前記第１の出力ポートとの間、及び前記分岐点と第２の出力ポートとの間に各々設けられ、互いにインピーダンスが揃っている第２の抵抗及び第３の抵抗と、
前記第２の抵抗と第１の出力ポートとの間と、前記第３の抵抗と第２の出力ポートとの間と、を繋ぐブリッジ線路に設けられた第４の抵抗と、
前記入力ポートに対して、前記第１の抵抗と並列に接続され、他端側が接地された第５の抵抗と、を備え、
第１の出力ポート及び第２の出力ポートは、各々、周波数信号の出力先の負荷に接続された状態と、前記負荷から開放された状態との間で切り替えられることを特徴とする分配回路。
【請求項２】
前記第１の抵抗のインピーダンスは、当該第１の抵抗を設けない場合と比較して、前記入力ポートから見た負荷のインピーダンスを、前記入力ポートに接続される信号源のインピーダンスに近づける値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の分配回路。
【請求項３】
前記第２の抵抗及び第３の抵抗のインピーダンスは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートから見た前記各出力先の負荷のインピーダンスと揃う値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の分配回路。
【請求項４】
前記第４の抵抗のインピーダンスは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートの双方に前記出力先の負荷が接続されている場合と、これら第１の出力ポート及び第２の出力ポートのいずれか一方側の出力ポートが前記出力先の負荷から開放された場合とにおける、前記入力ポートから見た負荷のインピーダンスの変化幅が１５Ω以下となる値に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の分配回路。
【請求項５】
前記第４の抵抗のインピーダンスは、前記第１の出力ポート及び第２の出力ポートのいずれか一方側の出力ポートが前記出力先の負荷から開放された場合に、前記一方側の出力ポートとは異なる他方側の出力ポートの反射係数が−１０ｄＢ以下となり、且つ、前記一方側の出力ポートが前記出力先の負荷に接続された場合の反射係数が−１５ｄＢ以下となる値に設定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の分配回路。
【請求項６】
前記第５の抵抗のインピーダンスは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートのいずれか一方側の出力ポートが前記出力先の負荷から開放されたとき、入力ポートから見て、前記第２の抵抗及び第３の抵抗と、前記一方側の出力ポートとは異なる他方側の出力ポートからの前記出力先の負荷との合成のインピーダンスと揃う値に設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の分配回路。
【請求項７】
前記入力ポートに周波数信号を供給する信号源と、
請求項１ないし６のいずれか一つに記載の分配回路と、
前記第１の出力ポート及び第２の出力ポートに各々接続され、これらの出力ポートを周波数信号の出力先の負荷に接続した状態と、前記負荷から開放された状態との間で切り替える切替スイッチと、を備えたことを特徴とする周波数切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ポートに入力された周波数信号を２つの出力ポートに分配する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号発生装置で発生させた周波数信号や、外部から取得した周波数信号を、例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路の基準周波数信号などとして他の装置に供給する際に、共通の周波数信号を複数の出力先に分配して供給する場合がある。このような周波数信号の分配を行う分配回路として、抵抗分配回路３やウィルキンソンカプラ４が知られている。
例えば図１８（ａ）に示す抵抗分配回路３は、入力ポート２１と第１、第２の出力ポート２２、２３との間を繋ぐ線路上において、各ポート２１〜２３と線路の分岐点２４との間に各々抵抗Ｒを設けた構成となっている。
【０００３】
またウィルキンソンカプラ４は、例えばプリント基板上に、設けられた入力ポート２１と、第１、第２の出力ポート２２、２３との間を、分岐点２４を介して線路で接続するにあたり、分岐点２４と第１、第２の出力ポート２２、２３との間を各々繋ぐ線路として、マイクロストリップ線路などからなる伝送線路を用いる。そして、この伝送線路の線路長を周波数信号のλ／４に調整すると共に、これらの伝送線路の出力側を、各出力ポート２２、２３に接続される負荷（例えばＺ＝５０Ω）の２倍のインピーダンスを持つ抵抗Ｒを介して接続する。これにより、図１８（ｂ）に示す等価回路を持つウィルキンソンカプラ４が形成される。
これらの分配回路は、各出力ポート２２、２３に周波数信号の出力先の負荷が接続された状態にて、入力ポート２１から入力された周波数信号を安定して分配することができる。
【０００４】
一方で、これらの分配回路を介して周波数信号を取得する出力先の装置においては、周波数の変更などのため、周波数信号の取得先を切り替える動作を行うことがある。分配回路側から見たとき、このような動作は、双方の出力ポート２２、２３に負荷が接続された状態から、一方側の負荷がなくなってしまう負荷変動に他ならない。通常、出力先の負荷から切り離された出力ポート２２、２３は、切替スイッチによってダミー負荷に接続され、分配回路側から見たとき、出力先の負荷の切り離し前後で大きな負荷変動を発生させない対策が採られる。
【０００５】
しかしながら、切替スイッチによって負荷の切り替えが行われている期間中は、一方側の出力ポート２２、２３は開放状態となってしまうため、短時間ではあっても分配回路のインピーダンスバランスが崩れる。このとき、入力ポート２１に接続された入力元の装置から見ると、負荷変動が発生したように見えてしまい、瞬時の周波数変動などが引き起こされる要因ともなる。特に、近年における通信の高速化に伴い、このような変動の影響が長引くと、通信品質を劣化させる要因ともなる。
【０００６】
ここで特許文献１には、入力端子に対し、９０度位相器である２つのローパスフィルタを並列に接続し、各ローパスフィルタの出力端側を、分離抵抗を介して互いに接続すると共に、これらローパスフィルタの後段にインピーダンス整合用のインピーダンス変換フィルタを設けた高周波用分配器が記載されている。  
また特許文献２には、信号入力端子と、第１、第２の信号出力端子との間に、各々第１、第２の抵抗を設けると共に、これら第１、第２の抵抗の出力側を、第３の抵抗を介して互いに接続すると共に、第２の抵抗の出力側と、接地端子との間に第４の抵抗を設けた高周波信号分配器が記載されている。  
しかしながらこれらいずれの特許文献にも出力ポートに接続された出力先の負荷の切り替えの影響を低減する技術は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１６０６３号公報：請求項１、３、段落００１４、図１
【特許文献２】実開平３−１０６１８号公報：実用新案登録請求の範囲、図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、２つの出力ポートに接続された出力先の負荷のうちの一方側が切り離された場合であっても、周波数信号の入力側から見た負荷変動を抑えることが可能な分配回路、及びこの分配回路を備えた周波数切替装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る分配回路は、入力ポートに入力された周波数信号を、第１の出力ポート及び第２の出力ポートに分配する分配回路において、
前記入力ポートに接続された第１の抵抗と、
前記入力ポートから見て、第１の抵抗の他端側に設けられた分岐点と前記第１の出力ポートとの間、及び前記分岐点と第２の出力ポートとの間に各々設けられ、互いにインピーダンスが揃っている第２の抵抗及び第３の抵抗と、
前記第２の抵抗と第１の出力ポートとの間と、前記第３の抵抗と第２の出力ポートとの間と、を繋ぐブリッジ線路に設けられた第４の抵抗と、
前記入力ポートに対して、前記第１の抵抗と並列に接続され、他端側が接地された第５の抵抗と、を備え、
第１の出力ポート及び第２の出力ポートは、各々、周波数信号の出力先の負荷に接続された状態と、前記負荷から開放された状態との間で切り替えられることを特徴とする。
【００１０】
上述の分配回路は、下記の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記第１の抵抗のインピーダンスは、当該第１の抵抗を設けない場合と比較して、前記入力ポートから見た負荷のインピーダンスを、前記入力ポートに接続される信号源のインピーダンス（「発明を実施するための形態」では一般的な高周波回路で用いられる５０Ωとしている）に近づける値に設定されていること。  
（ｂ）前記第２の抵抗及び第３の抵抗のインピーダンスは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートから見た前記各出力先の負荷のインピーダンスと揃う値に設定されていること。  
（ｃ）前記第４の抵抗のインピーダンスは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートの双方に前記出力先の負荷が接続されている場合と、これら第１の出力ポート及び第２の出力ポートのいずれか一方側の出力ポートが前記出力先の負荷から開放された場合とにおける、前記入力ポートから見た負荷のインピーダンスの変化幅が１５Ω以下となる値に設定されていること。
（ｄ）前記第４の抵抗のインピーダンスは、前記第１の出力ポート及び第２の出力ポートのいずれか一方側の出力ポートが前記出力先の負荷から開放された場合に、前記一方側の出力ポートとは異なる他方側の出力ポートの反射係数が−１０ｄＢ以下となり、且つ、前記一方側の出力ポートが前記出力先の負荷に接続された場合の反射係数が−１５ｄＢ以下となる値に設定されていること。  
（ｅ）前記第５の抵抗のインピーダンスは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートのいずれか一方側の出力ポートが前記出力先の負荷から開放されたとき、入力ポートから見て、前記第２の抵抗及び第３の抵抗と、前記一方側の出力ポートとは異なる他方側の出力ポートからの前記出力先の負荷との合成のインピーダンスと揃う値に設定されていること。
【００１１】
また、他の発明に係る周波数切替装置は、前記入力ポートに周波数信号を供給する信号源と、
上述の各分配回路と、
前記第１の出力ポート及び第２の出力ポートに各々接続され、これらの出力ポートを周波数信号の出力先の負荷に接続した状態と、前記負荷から開放された状態との間で切り替える切替スイッチと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ブリッジＴ型アッテネータの構成を利用することによって、第１、第２の出力ポートの一方側で実施された出力先の負荷の切り替えの影響が、周波数信号の出力を継続している他方側の出力ポートへ伝わることを抑えているので、前記切り替えの前後で、他方側の出力ポートから見た負荷のインピーダンスが安定するため、入力ポートのインピーダンスを安定させることができる。この結果、入力ポートに接続された周波数信号の供給を行う装置(信号源)から見て、負荷の安定した状態を維持し、安定した周波数信号の供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る分配回路を備えた周波数切替装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】前記分配回路の回路図である。
【図３】前記分配回路に設けられている各抵抗のインピーダンスの決定法を示す第１の説明図である。
【図４】前記インピーダンスの決定法を示す第２の説明図である。
【図５】実施例に係る分配回路の特性を示す第１の説明図である。
【図６】実施例に係る分配回路の特性を示す第２の説明図である。
【図７】実施例に係る分配回路の特性を示す第３の説明図である。
【図８】実施例に係る分配回路の特性を示す第４の説明図である。
【図９】比較例に係る分配回路の特性を示す第１の説明図である。
【図１０】比較例に係る分配回路の特性を示す第２の説明図である。
【図１１】比較例に係る分配回路の特性を示す第３の説明図である。
【図１２】比較例に係る分配回路の特性を示す第４の説明図である。
【図１３】他の比較例に係る分配回路の特性を示す第１の説明図である。
【図１４】他の比較例に係る分配回路の特性を示す第２の説明図である。
【図１５】他の比較例に係る分配回路の特性を示す第３の説明図である。
【図１６】他の比較例に係る分配回路の特性を示す第４の説明図である。
【図１７】実施例及び比較例に係る分配回路を備えた周波数切替装置の特性を示す説明図である。
【図１８】従来の分配回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る分配回路２を備えた周波数切替装置１ａ、１ｂのブロック図を示している。周波数切替装置１ａ、１ｂは、各々信号源１１から取得した２００ＭＨｚ、または２４０ＭＨｚの周波数信号を２つの出力ポート１６、１７に供給、停止する機能を備える。  
これら周波数切替装置１ａ、１ｂは共通の構成を備えているので、図１中、共通の機能を持つ構成要素には、同じ符号を付してある。
【００１５】
信号源１１から取得する周波数信号としては、信号発生装置で発生させた周波数信号や、外部から取得した周波数信号が挙げられる。分配回路２は、前記信号源１１から取得した周波数信号を切替スイッチ１２、１３に分配して出力する。各切替スイッチ１２、１３は、分配回路２から取得した周波数信号の出力先を、後段側の切替スイッチ１４、１５と、接地端との間で切り替える。
【００１６】
上述の周波数切替装置１ａ、１ｂを利用すると、後段側の切替スイッチ１４、１５に対して、２００ＭＨｚ、あるいは２４０ＭＨｚの周波数信号を切り替えて供給することができる。この結果、分配回路２、切替スイッチ１２、１３、及び後段側の切替スイッチ１４、１５を介して、各出力ポート１６、１７がいずれかの信号源１に接続され、所望の周波数信号（２００ＭＨｚ／２４０ＭＨｚ）を切り替えて出力することができる。
【００１７】
上述のように、周波数切替装置１ａ、１ｂに設けられている切替スイッチ１２、１３は、出力ポート１６、１７から出力される周波数信号に応じて、後段の切替スイッチ１４、１５と、接地端との間で分配回路２の接続先を切り替える。各分配回路２は、これらの切り替え動作に伴って、（１）２つの出力ポート１６、１７へ向けて周波数信号を出力している状態、（２）いずれか一方の出力ポート１６、１７へ向けて周波数信号を出力している状態、（３）いずれの出力ポート１６、１７へも周波数信号を出力していない状態のいずれかの状態となる。
【００１８】
ここで分配回路２側から見たとき、接地端には、出力ポート１６、１７側の負荷と同じインピーダンス（例えば５０Ω）の負荷抵抗（ダミー負荷）１８が接続されている。このため、例えば（１）の状態から（２）の状態へと切り替え動作が行われても、当該動作の前後で分配回路２の入力ポートから見た負荷の変化はない。
【００１９】
一方で、切替スイッチ１２、１３によって負荷の切り替えが行われている期間中は、当該切り替えが行われている切替スイッチ１２、１３は開放状態となってしまうため、分配回路２の入力ポートから見たインピーダンスバランスが崩れる。このとき、分配回路２に接続された信号源１１から見ると、負荷変動が発生したように見えてしまい、瞬時の周波数変動などが引き起こされて、出力を継続している他の出力ポート１７、１６から出力される周波数信号の品質を低下させる要因ともなる。
【００２０】
そこで本例の分配回路２は、出力先の負荷のうちの一方側が切り離された場合であっても、信号源１１側から見た負荷変動を抑えることが可能な構成を備えている。  
以下、図２〜図４を参照しながら、本例に係る分配回路２の構成、及びその設計手法について説明する。
【００２１】
図２は、分配回路２の回路構成を示している。分配回路２は、入力ポート２１に入力された周波数信号を、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３に分配する構成となっている。図１との対応関係では、入力ポート２１に対して信号源１１からの周波数信号が入力され、第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３は、各々切替スイッチ１２、１３に接続される。
【００２２】
分配回路２の回路構成を説明すると、入力ポート２１に対しては第１の抵抗Ｒ１が接続され、当該第１の抵抗Ｒ１の他端側には、分岐点２４が設けられる。この分岐点２４は、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３に接続され、分岐点２４と第１の出力ポート２２との間、及び分岐点２４と第２の出力ポート２３との間には、各々、第２の抵抗Ｒ２及び第３の抵抗Ｒ３が設けられる。
【００２３】
さらに、第２の抵抗Ｒ２と第１の出力ポート２２との間の線路と、第３の抵抗Ｒ３と第２の出力ポート２３との線路は、ブリッジ線路２５によって繋がれ、当該ブリッジ線路２５には第４の抵抗Ｒ４が設けられる。  
これに加え、入力ポート２１に対しては、第１の抵抗Ｒ１と並列に、第５の抵抗Ｒ５が接続され、当該第５の抵抗Ｒ５の他端側は接地される。
【００２４】
上述の構成を備えた分配回路２の設計手法について、図３、図４を参照しながら説明する。  
初めに図３（ａ）に示すように、例えば第２の出力ポート２３が開放されている状態（インピーダンスＺ＝∞）のとき、入力ポート２１と第１の出力ポート２２との間に第２の抵抗Ｒ２及び第３の抵抗Ｒ３が並列に接続されている原回路を考える。なお、入力ポート２１の入力元、及び第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３の出力先（負荷接続時）の負荷のインピーダンスは、Ｚ＝５０Ωとする。
【００２５】
さらに、第２の抵抗Ｒ２、及び第３の抵抗Ｒ３のインピーダンスについてもＺ２、Ｚ３＝５０Ωで揃っているものと仮定する（仮定の理由は後述）。  
このとき、入力ポート２１から見た原回路、及び第１の出力ポート２２の出力側の負荷の合成の負荷を５０Ωに調節するためには、既述の原回路と、第１の出力ポート２２の負荷に対して、インピーダンスがＺ５＝１５０Ωの第５の抵抗Ｒ５を並列に接続すればよい（図３（ｂ））。
【００２６】
しかる後、前記第５の抵抗Ｒ５を含む原回路の第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３に対して、各々、出力先の負荷（Ｚ＝５０Ω）が接続された状態を考える（図３（ｃ））。このとき、入力ポート２１から見た原回路の負荷、及び第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３の出力先の負荷のインピーダンスの合成値は、ＺＴＯＴＡＬ＝３７．５Ωとなる。従って、第２、第３の抵抗Ｒ２、Ｒ３の並列回路、及び第１、第２の出力ポート２２、２３の出力先の負荷と直列となるように、適当なインピーダンスを持つ第１の抵抗Ｒ１を挿入すると、前記インピーダンス合成値ＺＴＯＴＡＬを５０Ωに近づけることができる。
【００２７】
本例では、第１の抵抗Ｒ１のインピーダンスをＺ１’＝２２Ωとし、当該第１の抵抗Ｒ１を含む、入力ポート２１から見たインピーダンス合成値ＺＴＯＴＡＬを４８．６Ωとした（図４（ａ））。  
後述の比較例１−２に示すように、図４（ａ）の原回路の特性を確認すると、第２の出力ポート２３への負荷接続時（図１３（ｂ））と開放時（図１５（ｂ））とで第１の出力ポート２２における出力インピーダンス（分配回路２側のインピーダンス）が比較的大きく変動し、５０Ωの前後で比較的大きく変化してしまう。
【００２８】
そこで、第１の出力ポート２２の出力インピーダンスの安定化を図るため、図４の（参考）に示す、ブリッジＴ型アッテネータの構成を利用する。ブリッジＴ型アッテネータは、Ｒ１、Ｒ２のインピーダンスが入力ポート、出力ポートの負荷のインピーダンスＺに等しい抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えたＴ型アッテネータに対し、抵抗Ｒ１の入力側と、抵抗Ｒ２の出力側とを抵抗ｒ１を介してブリッジした構成となっている。図３（ａ）に示した原回路の構成において、第２の抵抗Ｒ２、及び第３の抵抗Ｒ３のインピーダンスＺ２、Ｚ３が、第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３の出力先の負荷のインピーダンスＺと揃っている理由は、このブリッジＴ型アッテネータの構成を利用するためである。
【００２９】
ブリッジＴ型アッテネータの入力ポート−出力ポート間の減衰量をＸ［ｄＢ］としたとき、抵抗ｒ１、ｒ２のインピーダンスＺｒ１、Ｚｒ２は、以下の（１）、（２）式ので示される値に設定される。  
Ｚｒ１＝Ｚ（１０Ｘ／２０−１）        …（１）  
Ｚｒ２＝Ｚ／（１０Ｘ／２０−１）      …（２）
【００３０】
例えば、ブリッジＴ型アッテネータの減衰量をＸ＝５ｄＢとしたとき、抵抗ｒ１、ｒ２のインピーダンスは、各々、Ｚｒ１＝３９Ω、Ｚｒ２＝６４Ωとなる。  
そこで、このブリッジＴ型アッテネータの構成を図４（ａ）の原回路に適用して、ブリッジ線路２５にインピーダンスＺ４’＝Ｚｒ１＝３９の第４の抵抗Ｒ４を設けたとする（図４（ｂ））。
【００３１】
しかしながら図４（ｂ）に記載の回路をブリッジＴ型アッテネータとしてみたとき、抵抗ｒ２に相当する第５の抵抗Ｒ５、第１の抵抗Ｒ１のインピーダンスの合計値はＺ５＋Ｚ１’＝１７２（＝１５０＋２２）Ω≫Ｚｒ２＝６４Ωである。これは、図４（ｂ）に示した回路をブリッジＴ型アッテネータとして作用させるには、アンバランスなインピーダンス配分である。
【００３２】
ここで（１）、（２）の抵抗ｒ１、ｒ２のインピーダンス算出式によれば、減衰量Ｘを次第に小さくしてくと、抵抗ｒ１のインピーダンスＺｒ１は小さくなる。この観点では、第４の抵抗Ｒ４のインピーダンスＺｒ１を小さくして、減衰量Ｘを低下させる調整（抵抗ｒ２のインピーダンスＺｒ２を、第１、第５の抵抗Ｒ１、Ｒ５のインピーダンスの合計値（Ｚ５＋Ｚ１’）に近づける調整）を行うとよい。
【００３３】
一方で、抵抗ｒ１のインピーダンスＺｒ１が小さくなりすぎると、減衰量Ｘが小さくなり、第４の抵抗Ｒ４を設けていない図４（ａ）の原回路の状態に近づいてしまい、出力インピーダンスの変動の問題を解決できない。そこで、第４の抵抗Ｒ４のインピーダンスＺｒ１を小さくする調整に合わせて、第１、第５の抵抗Ｒ１、Ｒ５のインピーダンスの合計値自体も小さくする調整を行った方が、ブリッジＴ型アッテネータとしての作用は得られやすい。
【００３４】
これらのことから、抵抗ｒ１に相当する第４の抵抗のインピーダンスＺ４が小さくなりすぎないように配慮しつつ、抵抗ｒ２に相当する第１、第５の抵抗Ｒ１、Ｒ５のインピーダンスの合計値（Ｚ５＋Ｚ１’）を小さくする調整を行い、理論上のインピーダンスＺｒ２に近づける。
【００３５】
上述のように、図４（ｂ）に示した原回路をブリッジＴ型アッテネータとして作用させるためには、抵抗ｒ２に相当する第１、第５の抵抗Ｒ１、Ｒ５のインピーダンスの合計値（Ｚ５＋Ｚ１’）を小さくする調整が必要となる。一方で、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）を用いて説明したインピーダンス調整の観点では、各抵抗Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５のインピーダンスは大きく変更しないことが好ましい。
【００３６】
そこで抵抗ｒ２を構成する第１、第５の抵抗Ｒ１、Ｒ５のうち、入力ポート２１から見たインピーダンス合成値ＺＴＯＴＡＬへの影響が小さいため微調整がしやすい、第１の抵抗のインピーダンスＺ１’を変更することとする。
【００３７】
以上に検討した制約を考慮し、図４（ａ）の原回路の設計時に算出した第１の抵抗Ｒ１のインピーダンスＺ１’の７割程度のインピーダンスＺ１＝１５Ω（≒２２Ω×０．７）を確保することとする。この条件下で抵抗ｒ１に相当する第４の抵抗のインピーダンスＺ４を次第に小さくしていきながら、シミュレーションなどにより、第２の出力ポート２３の接続時、開放時における入力ポート２１での入力インピーダンスや第１の出力ポート２２での出力インピーダンスの変化幅、入力ポート２１や第１の出力ポート２２での反射係数などを求める。
【００３８】
本発明の分配回路２では、第２の出力ポート２３の接続時、開放時における入力ポート２１での入力インピーダンス（入力ポート２１から見た分配回路２側の負荷のインピーダンス）の変化幅が１５Ω以下（入力ポート２１に接続される信号源１１の負荷変動に対して、当該変化幅も変動するが、一般的に１５Ω以下が好ましい）となり、また第２の出力ポート２３を開放したときの第１の出力ポート２２における反射係数が−１０ｄＢ以下となり、且つ、第２の出力ポート２３が出力先の負荷に接続された場合の反射係数が−１５ｄＢとなる値として、第４の抵抗Ｒ４のインピーダンスをＺ４＝２２Ωとした。
【００３９】
（２）式によると、抵抗ｒ１のインピーダンスをＺｒ１＝２２ΩとしたときのブリッジＴ型アッテネータ抵抗ｒ２のインピーダンスの理論値は、Ｚｒ２＝１１５Ωであり、減衰量Ｘ＝３．１ｄＢである。従って、第４の抵抗Ｒ４のインピーダンスをＺ４’＝３９Ωに設定した場合（抵抗ｒ２のインピーダンスの理論値Ｚｒ２＝６４Ω）に比べて、第１、第５の抵抗Ｒ１、Ｒ５のインピーダンスの合計値（Ｚ５＋Ｚ１＝１５０＋１５＝１６５Ω）は、抵抗ｒ２のインピーダンスの理論値に近い値となっている（図４（ｂ））。
【００４０】
本実施に形態の分配回路２は、上述の考え方に基づいて設計されている。ここで図２、図４（ｂ）に示した分配回路２を別の表現で説明すると、ブリッジＴ型アッテネータの接地端側の抵抗ｒ２を第５の抵抗Ｒ５と第１の抵抗Ｒ１とに分割してこれらの抵抗Ｒ５、Ｒ１の間に入力ポート２１を接続し、当該ブリッジＴ型アッテネータの「入力ポート、出力ポート」に相当するポートを、各々第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３とした構成であると言える。  
当該分配回路２は、例えば１ＭＨｚ３〜１０ＧＨｚの範囲の高周波の周波数信号の分配に好適である。この分配回路２の特性については、後述の実施例１（図５〜図８）に示してある。
【００４１】
本実施の形態に係る分配回路２よれば以下の効果がある。ブリッジＴ型アッテネータの構成を利用することによって、第１、第２の出力ポート２２、２３の一方側で実施された出力先の負荷の切り替えの影響が、周波数信号の出力を継続している他方側の出力ポート２３、２２へ伝わることを抑えているので、前記切り替えの前後で、他方側の出力ポート２３、２２から見た負荷のインピーダンスが安定するため、入力ポート２１のインピーダンスを安定させることができる。この結果、入力ポート２１に接続された周波数信号の供給を行う装置(信号源１１)から見て、負荷の安定した状態を維持し、安定した周波数信号の供給を行うことができる。
【００４２】
ここで、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明した各抵抗Ｒ１〜Ｒ５のインピーダンスＺ１〜Ｚ５の設定例は、分配回路２の設計の考え方を説明するため、理想に近い設定例を示した。但し、ブリッジＴ型アッテネータの構成を利用して、出力ポート２３、２２の一方が開放される前後での入力ポート２１から見た分配回路２の負荷のインピーダンスの変化幅（例えば目標値１５Ω以下）を小さくすることができれば、これらのインピーダンスＺ１〜Ｚ５は、理想的な設定値からずれていてもよい。
【００４３】
例えば、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３のインピーダンスＺ２、Ｚ３が、第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３の出力先の負荷と厳密に一致していない場合や、これらインピーダンスＺ２、Ｚ３が厳密に揃っていない場合、第５の抵抗Ｒ５のインピーダンスＺ５が、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３のいずれか一方側が開放されたとき、入力ポート２１から見て、第２、第３の抵抗Ｒ２、Ｒ３と、残りの出力ポート２３、２２の出力先の負荷との合成のインピーダンスと厳密に揃っていない場合などが挙げられる。これらの場合であっても、理想的な設定値からのずれ量が±３０％程度の範囲であれば、これらの値は概ね一致している（揃っている）と評価することができ、出力ポート２３、２２の一方が開放される前後での入力ポート２１から見た分配回路２の負荷のインピーダンスを安定させるという、本発明の分配回路２の効果を発揮することができる。
【００４４】
また、この分配回路２を備えた周波数切替装置１ａ、１ｂの使用法は、図１に示した２つの信号源１１から別々に取得した周波数信号を、２つの出力ポート１６、１７に切り替えて出力する例に限定されない。例えば、１つの信号源１１から取得した周波数信号を、２つの出力ポート１６、１７に出力する状態と、いずれか一方の出力ポート１６、１７に周波数信号を出力し、他方の出力ポート１７、１６への周波数信号の出力は停止する状態との切り替えを行う周波数切替装置１ａに対しても、本実施の形態の分配回路２は適用することができる。
【実施例】
【００４５】
（シミュレーション）
実施の形態に係る分配回路２、従来のウィルキンソンカプラ４、及び図４（ａ）に示す原回路について、第２の出力ポート２３を開放する前後での特性の変化を回路シミュレータによりシミュレーションした。  
Ａ．シミュレーション条件  
回路シミュレータにより、本例の分配回路２、ウィルキンソンカプラ４、及び第４の抵抗Ｒ４を設けていない図４（ａ）の原回路のシミュレーションモデルを作成し、各回路に入力する周波数信号を変化させて周波数特性をシミュレーションした。  
（実施例１）  図４（ｂ）に示す分配回路２において、入力ポート２１、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３のインピーダンスをＺ＝５０Ω、第１抵抗Ｒ１〜第５抵抗Ｒ５のインピーダンスを各々、Ｚ１＝１５Ω、Ｚ２＝５１Ω、Ｚ３＝５１Ω、Ｚ４＝２２Ω、Ｚ５＝１５０Ωとした。第２の出力ポート２３を接続した状態と、開放した状態との２条件下にて、分配回路２に入力する周波数信号の周波数を０〜５００ＭＨｚの範囲で変化させ、入力ポート２１における入力インピーダンス、第１の出力ポート２２における出力インピーダンス、入力ポート２１における入力反射係数、第１の出力ポート２２における出力反射係数、入力ポート２１から第１の出力ポート２２への順方向伝達係数をシミュレーションした。  
（比較例１−１）  ウィルキンソンカプラ４において、伝送線路の線路長が２００ＭＨｚの周波数信号のλ／４となる場合に相当する図１８（ｂ）に示す等価回路について、各素子の設定値をＬ＝５６ｎＨ、Ｃ＝１１ｐＦ、２Ｚ＝１００Ω（入力ポート２１、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３のインピーダンスはＺ＝５０Ω）として、実施例１に係る分配回路２と同様のシミュレーションを行った。  
（比較例１−２）  図４（ａ）に示す原回路において、第１の抵抗Ｒ１のインピーダンスをＺ１’＝２２Ωとした他は、実施例１に係る分配回路２と同様の条件でシミュレーションを行った。
【００４６】
Ｂ．シミュレーション結果  
図５、図６に第２の出力ポート２３の接続時における実施例１のシミュレーション結果を示し、図７、図８に第２の出力ポート２３の開放時における結果を示す。図９、図１０に第２の出力ポート２３の接続時における比較例１−１のシミュレーションの結果を示し、図１１、図１２に第２の出力ポート２３の開放時における結果を示す。また、図１３、図１４に第２の出力ポート２３の接続時における比較例１−２のシミュレーションの結果を示し、図１５、図１６に第２の出力ポート２３の開放時における結果を示す。  
【００４７】
入力ポート２１における入力インピーダンス、第１の出力ポート２２における出力インピーダンスは、スミスチャートに示し、周波数信号の周波数が２００ＭＨｚに対応する位置に黒塗りの逆三角形のポインタを付してある（図５、７、９、１１、１３、１５）。また、入力ポート２１における入力反射係数、第１の出力ポート２２における出力反射係数、入力ポート２１から第１の出力ポート２２への順方向伝達係数は、横軸に周波数信号の周波数（ＭＨｚ）、縦軸に各係数の値をデシベル表示したグラフに示し、２００ＭＨｚに対応する位置に同様のポインタを付してある（図６、８、１０、１２、１４、１６）。
【００４８】
図５〜図８に示す分配回路２の周波数特性によれば、第２の出力ポート２３が接続状態であるときと、開放状態であるときとで入力ポート２１における入力インピーダンスの変化は１２．４Ω、第１の出力ポート２２における出力インピーダンスの変化は４０．７Ωであった。これは、後述の各比較例と比べて総合的にインピーダンス変化の小さい、安定した回路となっている。また、各反射係数や伝達係数についても、異常な値は観察されなかった。
【００４９】
一方、図９〜図１２に示すウィルキンソンカプラ４の周波数特性によれば、第２の出力ポート２３の接続／開放に伴う入力ポート２１における入力インピーダンスの変化は−３２Ω、第１の出力ポート２２における出力インピーダンスの変化はほぼ０Ωであり、実施例と比べて、入力インピーダンスの変化が大きく、信号源１１側から見て負荷変動が発生したように見えてしまう。また、図１２（ａ）に示すように第２の出力ポート２３の開放時には入力反射係数が大きくなってしまう（Ｓ（１，１）＝−６ｄＢ）。  
また、図１３〜図１６に周波数特性を示した、図４（ｂ）の原回路では、第２の出力ポート２３の接続／開放に伴う入力ポート２１における入力インピーダンスの変化は１０Ω、第１の出力ポート２２における出力インピーダンスの変化は５４Ωであり、実施例と比べて、出力インピーダンスの変化が大きくなった。また、図１４（ｂ）、図１６（ｂ）に示すように、第２の出力ポート２３の接続時、開放時のいずれにおいても、入力反射係数が大きくなった（接続時：Ｓ（１，１）＝−１２．９ｄＢ、開放時：Ｓ（１，１）＝−１１．７ｄＢ）。
【００５０】
ここで、上述の説明では第２の出力ポート２３を接続／開放する場合を例に挙げたが、入力ポート２１から見て第１、第２の出力ポート２２、２３は、対称に接続されている。従って、第１の出力ポート２２を接続／開放する場合も第２の出力ポート２３側の出力インピーダンスの変化などは、上述の例と同様の挙動を示す。
【００５１】
（実験）
本実施の形態の分配回路２及び、ウィルキンソンカプラ４を周波数切替装置１ａに組み込んで、第２の出力ポート２３を開放した状態から接続した状態に切り替えたときの周波数の収束時間を測定した。  
Ａ．実験条件  
本例の分配回路２、及びウィルキンソンカプラ４を図１に示す周波数切替装置１ａに組み込み、第２の出力ポート２３を開放状態から接続状態に変化させたとき、出力ポート１７から出力される周波数信号が収束するまでの時間を測定した。  
（実施例２）図１に記載の周波数切替装置１ａ対して、実施例１−１で用いたものと同様の分配回路２を組み込んだ。そして、切替スイッチ１２は出力ポート１６に接続した状態（第１の出力ポート２２を出力先の負荷に接続した状態）とする一方、切替スイッチ１３は接地端に接続した状態として入力ポート２１に２００ＭＨｚの周波数信号を供給した。次いで、切替スイッチ１３を出力ポート１７に接続した状態（第１の出力ポート２２を出力先の負荷に接続した状態）に切り替え、出力ポート１７から出力される周波数信号の周波数が、２００ＭＨｚの±１ｐｐｍ以内の周波数に収束するまでの時間を計測した。
（比較例２）周波数切替装置１ａに対して、比較例１−２に係るウィルキンソンカプラ４を組み込んだ点を除いて、実施例２と同様の条件で実験を行った。
【００５２】
Ｂ．実験結果  
実施例２、及び比較例２の結果を図１７に示す、各図の横軸は、切替スイッチ１３を出力ポート１７に接続する制御を開始してからの時間（μｓ）を示し、縦軸は出力ポート１７から出力される周波数信号の周波数を示している。  
図１７（ａ）に示した実施例２の結果によれば、本例の分配回路２を用いた場合は、出力ポート１７からの出力が、２００ＭＨｚの±１ｐｐｍ以内の周波数に収束するまでの時間は９．４４μｓであった。これに対して、図１７（ｂ）に示す比較例２の結果では、同時間が４４．８μｓとなった。これらの結果から、本例の分配回路２を備えた周波数切替装置１ａは、従来のウィルキンソンカプラ４に比べて短い時間で出力の切り替えを行うことが可能であることが分かる。
【符号の説明】
【００５３】
Ｒ１〜Ｒ５  第１の抵抗〜第５の抵抗
１ａ、１ｂ  周波数切替装置
１１        信号源
１２〜１５  切替スイッチ
１６、１７  出力ポート
２          分配回路
２１        入力ポート
２２        第１の出力ポート
２３        第２の出力ポート
２４        分岐点
２５        ブリッジ線路
３          抵抗分配回路
４          ウィルキンソンカプラ
【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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