(57)【要約】  高電力且つ高周波数の回路でも使用することができ、良好な特性が得られるハイブリッドカプラを提供する。  カプラ部１の終端ポートにインピーダンス変換器２を接続し、当該インピーダンス変換器２に、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を有する終端抵抗３をｎ個並列に接続したハイブリッドカプラ、又はカプラ部１の終端ポートに、インピーダンス変換器と要求される定格電力の１／ｎの定格電力を有する終端抵抗とが直列接続された回路を組としてｎ組を並列に接続したハイブリッドカプラとしている。
2020153120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、
前記終端ポートに接続され、インピーダンス変換を行う１つのインピーダンス変換器と、
前記インピーダンス変換器の出力段に接続された並列接続のｎ個の終端抵抗とを備え、
前記各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備えることを特徴とするハイブリッドカプラ。
【請求項２】
終端ポートのインピーダンスをＺＴ、各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、前記終端抵抗の数をｎとすると、インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッドカプラ。
【請求項３】
２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、
前記終端ポートからｎ個に分岐された配線の各々に接続され、インピーダンス変換を行うｎ個のインピーダンス変換器と、
前記インピーダンス変換器にそれぞれ接続されるｎ個の終端抵抗とを備え、
前記各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備えることを特徴とするハイブリッドカプラ。
【請求項４】
終端ポートのインピーダンスをＺＴ、各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、前記終端抵抗の数をｎとすると、インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ｎ×ＺＴ×ＲＴ）であることを特徴とする請求項３記載のハイブリッドカプラ。
【請求項５】
入力ポートへの入力信号の中心周波数が１．５GHz〜３．２GHzの帯域であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドカプラ。
【請求項６】
入力ポートへの入力信号の中心周波数が１．５GHz〜３．２GHzの帯域であることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッドカプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドカプラに係り、特に高電力且つ高周波の回路においても良好な特性を得ることができるハイブリッドカプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明：図７］
一般的なハイブリッドカプラについて図７を用いて説明する。図７は、一般的なハイブリッドカプラの構成を示す説明図である。
図７では４ポートのハイブリッドカプラを示しており、Ｐｏｒｔ−１は出力ポート、Ｐｏｒｔ−２とＰｏｒｔ−３は入力ポート、Ｐｏｒｔ−４は終端ポートとなっている。
各ポートのインピーダンスは全て５０Ωであり、終端ポートを５０Ωの終端器（終端抵抗）で終端することができる。【０００３】
［終端抵抗における合成損失：図８］
終端抵抗には、入力ポート間のアイソレーションを取る機能があり、また入力電力に振幅や位相のアンバランスが生じた時の合成損失を吸収する役割も備えている。
終端抵抗が吸収する合成損失が最大になる場合が、片側の入力がオフになる場合である。
終端抵抗における合成損失について、図８を用いて説明する。図８は、終端抵抗における合成損失を示す説明図であり、（ａ）は正常な場合、（ｂ）は一方の入力がオフになった場合を示す。【０００４】
図８（ａ）に示すように、正常な場合では各入力ポートに１０００（Ｗ）が入力され、出力ポートに２０００（Ｗ）が出力される。
しかし、入力ポートの片側（ここではＰｏｒｔ−３）が故障などでオフ（入力電力が０）になった場合、ハイブリッドカプラは２合成器ではなく２分配器として動作する。つまり、この場合には、入力電力の半分の５００（Ｗ）は出力ポートから出力され、もう半分の５００（Ｗ）は終端抵抗に吸収されることになる。【０００５】
このように、終端抵抗には、最大で本来の出力電力（２０００Ｗ）の１／４が流入することになり、合成器の電力が大きくなるにつれて、終端抵抗の定格電力を大きくする必要がある。
しかし、終端抵抗の定格電力が上がると、寄生成分も大きくなり、それによって特性が劣化して、高い周波数では終端抵抗として機能しなくなってしまう。【０００６】
［ハイブリッドカプラの構成例：図９］
ここで、最も汎用的な、入出力ポートが５０Ωのハイブリッドカプラ２合成器（ハイブリッドカプラ）の構成を図９を用いて説明する。図９は、入出力ポートが５０Ωのハイブリッドカプラの構成図である。
図９に示すように、当該ハイブリッドカプラは、図７に示したものと同様のカプラ部１と、出力ポート（Ｐｏｒｔ−１）に接続する抵抗１１（５０Ω）と、入力ポート（１）（Ｐｏｒｔ−２）に接続する抵抗１２（５０Ω）と、入力ポート（２）（Ｐｏｒｔ−３）に接続する抵抗１３（５０Ω）と、終端ポート（Ｐｏｒｔ−４）に接続する終端抵抗１４とを備えている。【０００７】
［従来のハイブリッドカプラの特性例（３GHz）：図１０〜１２］
次に、図９のハイブリッドカプラ２合成器を周波数２．８５〜３．１５GHz（中心周波数３GHz、比帯域：１０％）で最適化した場合の特性例について説明する。
図１０〜１２は、中心周波数３GHzでマッチングされた一般的なハイブリッドカプラ２合成器における特性例を示したものである。【０００８】
まず、終端抵抗が理想抵抗の場合の特性例を図１０を用いて説明する。図１０は、終端抵抗が理想抵抗の場合の特性例（３GHzの場合）を示す説明図であり、（ａ）は通過特性、（ｂ）は反射特性及びアイソレーション特性を示す。
図１０（ａ）に示すように、終端抵抗が理想抵抗の場合、通過特性は、Ｓ２１（Ｓ（２，１））、Ｓ３１（Ｓ（３，１））共に−３ｄＢに近い値となっており、良好な特性である。
また、図１０（ｂ）に示すように、Ｓ１１（Ｓ（１，１）），Ｓ２２（Ｓ（２，２）），Ｓ３３（Ｓ（３，３））の反射特性、Ｓ２３（Ｓ（２，３））のアイソレーション特性共に−３０ｄＢ以下であり、良好な特性である。【０００９】
図１１は、終端抵抗の定格電力が小さい場合の特性例（３GHzの場合）を示す説明図である。ここでは、終端抵抗の定格電力を１００Ｗとしている。
図１１に示すように、終端抵抗の定格電力が小さい場合、（ａ）の通過特性は、図１０（ａ）に示した理想抵抗の場合と同等の良好な特性であり、（ｂ）の反射特性及びアイソレーション特性は、中心周波数（３GHz）より高周波側では若干増加するが、概ね良好な特性である。【００１０】
図１２は、終端抵抗の定格電力が大きい場合の特性例（３GHzの場合）を示す説明図である。ここでは、終端抵抗の定格電力を８００Ｗとしている。
図１２に示すように、終端抵抗の定格電力が大きい場合、（ａ）の通過抵抗は、理想抵抗の場合と比較して、ポート間の偏差が大きくなっているが、合成損失の大きさは変わっていない。
しかし、（ｂ）に示すように、入力ポートの反射特性とアイソレーション特性は、理想抵抗の場合と比較して２０ｄＢ以上劣化して、−１１ｄＢ程度となっており、合成器として使用するのは困難である。出力ポートの反射特性には影響は見られない。【００１１】
［従来のハイブリッドカプラの特性例（５００MHz）：図１３〜１５］
次に、図９のハイブリッドカプラ２合成器を周波数４７５MHz〜５２５MHz（中心周波数５００MHz、比帯域：１０％）で最適化した場合の特性例について説明する。
図１３〜１５は、中心周波数５００MHzでマッチングされた一般的なハイブリッドカプラ２合成器における特性例を示したものである。
具体的には、図１３は、終端抵抗が理想抵抗の場合の特性例（５００MHzの場合）を示す説明図であり、図１４は、終端抵抗の定格電力が小さい場合の特性例を示す説明図であり、図１５は、終端抵抗の定格電力が大きい場合の特性例を示す説明図である。また、各図において、（ａ）は通過特性、（ｂ）は反射特性及びアイソレーション特性を示している。【００１２】
図１３に示すように、理想抵抗の場合には、通過特性、反射特性、アイソレーション特性共に良好な特性となっている。
また、図１４に示すように、終端抵抗の定格電力が小さい場合（１００Ｗ）には、図１３の理想抵抗の場合と比較して、通過特性は同等の特性となっている。反射特性及びアイソレーション特性は、理想抵抗の場合と比較するとポート間偏差が大きいものの、−３０ｄＢ程度となっており、概ね良好である。【００１３】
また、図１５に示すように、終端抵抗の定格電力が大きい場合（８００Ｗ）には、通過特性は、理想抵抗の場合と比べて若干違いはあるものの、合成損失の大きさは変わらない。
入力ポートの反射特性とアイソレーション特性は、理想抵抗の場合と比較して１０ｄＢ程度劣化している。入力ポートの反射特性は−１９ｄＢ程度であり、合成器として使用することは可能である。このように、同じ８００Ｗの終端抵抗を使用した場合でも、周波数が低いほうが終端抵抗の寄生成分の影響を受けにくいことが分かる。【００１４】
［終端抵抗の反射特性の一例（スミスチャート）：図１６］
終端抵抗の反射特性の一例について図１６を用いて説明する。図１６は、終端抵抗の反射特性をスミスチャートでプロットした図であり、（ａ）は終端抵抗の定格電力が大きなもの（８００Ｗ）の場合、（ｂ）は終端抵抗の定格電力が小さいもの（１００Ｗ）の場合を示している。入力信号の周波数範囲は、共に、０Hz〜５GHzである。【００１５】
図１６（ａ）に示すように、終端抵抗の定格電量が８００Ｗの場合、５００MHz付近ではまだ５０Ωに近い特性であるが、３GHzでは５０Ωからかなり外れている。
一方、図１６（ｂ）に示すように、終端抵抗の定格電力が１００Ｗの場合、３GHzまで周波数をあげても、５０Ωに近い特性となっている。【００１６】
このように、終端抵抗は定格電力が高くなると、寄生成分が特性に悪影響を与えてしまい、特に周波数が高い回路ではその影響を受けやすい。
これにより、高い電力で且つ周波数の高い回路で動作するハイブリッドカプラを実現することが困難となっていた。【００１７】
［関連技術］
尚、電力合成・分配器に関する従来技術としては、特開２０１２−１５１７４８号公報「電力増幅合成回路ならびにそれを用いた電力増幅回路、送信装置および通信装置」（特許文献１）、特開２０１６−４７４５号公報「高周波電源」（特許文献２）、特開２００６−３４５４６４号公報「高周波分配回路」（特許文献３）、特開２０１３−１７２１７４号公報「電力増幅器及び送信システム」（特許文献４）がある。【００１８】
特許文献１には、２つの入力端子と、１つの出力端子と、終端抵抗を接続した端子とを有する電力増幅合成回路が記載されている。
特許文献２には、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、抵抗を介して接地されたポートとを有し、各ポートは所定のインピーダンスであるハイブリッド回路を有する高周波電源が記載されている。【００１９】
また、特許文献３には、１つの入力端子と、２つの出力端子と、終端抵抗素子を接続した端子とを有する高周波分配回路が記載されている。
特許文献４には、２つの入力端子と、１つの出力端子と、吸収抵抗を接続した端子とを有し、特性インピーダンスが２５Ωである９０°ハイブリッドカプラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２０１２−１５１７４８号公報
【特許文献２】特開２０１６−４７４５号公報
【特許文献３】特開２００６−３４５４６４号公報
【特許文献４】特開２０１３−１７２１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上述したように、従来のハイブリッドカプラでは、終端抵抗の定格電力が高くなったり、周波数が高くなると、寄生成分の影響が大きくなり、高い電力で且つ周波数の高い回路で用いるハイブリッドカプラを実現することが困難であるという問題点があった。【００２２】
尚、特許文献１及び特許文献２には、終端ポートにインピーダンス変換器が接続され、インピーダンス変換器に定格電力の低い複数の終端抵抗が並列接続されることは記載されていない。【００２３】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、高電力且つ高周波数の回路でも使用することができ、良好な特性が得られるハイブリッドカプラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、終端ポートに接続され、インピーダンス変換を行う１つのインピーダンス変換器と、インピーダンス変換器の出力段に接続された並列接続のｎ個の終端抵抗とを備え、各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備えることを特徴としている。【００２５】
また、本発明は、上記ハイブリッドカプラにおいて、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、前記終端抵抗の数をｎとすると、インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であることを特徴としている。【００２６】
また、本発明は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、終端ポートからｎ個に分岐された配線の各々に接続され、インピーダンス変換を行うｎ個のインピーダンス変換器と、インピーダンス変換器にそれぞれ接続されるｎ個の終端抵抗とを備え、各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備えることを特徴としている。【００２７】
また、本発明は、上記ハイブリッドカプラにおいて、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の数をｎとすると、インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ｎ×ＺＴ×ＲＴ）であることを特徴としている。【００２８】
また、本発明は、上記ハイブリッドカプラにおいて、入力ポートへの入力信号の中心周波数が１．５GHz〜３．２GHzの帯域であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、終端ポートに接続され、インピーダンス変換を行う１つのインピーダンス変換器と、インピーダンス変換器の出力段に接続された並列接続のｎ個の終端抵抗とを備え、各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備えるハイブリッドカプラとしているので、定格電力の小さい終端抵抗を用いて要求される定格電力を実現し、寄生容量の影響を抑えて、高電力・高周波数の回路に適用しても良好な特性が得られる効果がある。【００３０】
また、本発明によれば、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、終端ポートからｎ個に分岐された配線の各々に接続され、インピーダンス変換を行うｎ個のインピーダンス変換器と、インピーダンス変換器にそれぞれ接続されるｎ個の終端抵抗とを備え、各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備えるハイブリッドカプラとしているので、定格電力の小さい終端抵抗を用いて要求される定格電力を実現し、寄生容量の影響を抑えて、高電力・高周波数の回路に適用しても良好な特性が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本ハイブリッドカプラの概要を示す模式説明図である。
【図２】本ハイブリッドカプラの構成例を示す構成図である。
【図３】本ハイブリッドカプラの特性を示す説明図である。
【図４】別のハイブリッドカプラの概略構成を示す模式説明図である。
【図５】別のハイブリッドカプラの構成例を示す構成図である。
【図６】別のハイブリッドカプラの特性を示す説明図である。
【図７】一般的なハイブリッドカプラの構成を示す説明図である。
【図８】終端抵抗における合成損失を示す説明図である。
【図９】入出力ポートが５０Ωのハイブリッドカプラの構成図である。
【図１０】終端抵抗が理想抵抗の場合の特性例（３GHzの場合）を示す説明図である。
【図１１】終端抵抗の定格電力が小さい場合の特性例（３GHzの場合）を示す説明図である。
【図１２】終端抵抗の定格電力が大きい場合の特性例（３GHzの場合）を示す説明図である。
【図１３】終端抵抗が理想抵抗の場合の特性例（５００MHzの場合）を示す説明図である。
【図１４】終端抵抗の定格電力が小さい場合の特性例を示す説明図である。
【図１５】終端抵抗の定格電力が大きい場合の特性例を示す説明図である。
【図１６】終端抵抗の反射特性の一例を示すスミスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るハイブリッドカプラ（本ハイブリッドカプラ）は、カプラ部の終端ポートにインピーダンス変換器を接続し、当該インピーダンス変換器に、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を有する終端抵抗をｎ個並列に接続した構成で、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、個々の終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の数をｎ、インピーダンス変換器のインピーダンスをＺＩとすると、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であるハイブリッドカプラとしており、寄生成分の影響を低減しつつ複数の終端抵抗全体で定格電力を増大させて、高電力・高周波数の回路に適用しても良好な特性が得られるハイブリッドカプラを実現できるものである。
【００３３】
また、本発明の別の実施の形態に係るハイブリッドカプラ（別のハイブリッドカプラ）は、カプラ部の終端ポートに、インピーダンス変換器と要求される定格電力の１／ｎの定格電力を有する終端抵抗とが直列接続された回路を組として、ｎ個並列に接続した構成で、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、個々の終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の数をｎ、インピーダンス変換器のインピーダンスをＺＩとすると、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ×ｎ）であるハイブリッドカプラとしており、寄生成分の影響を低減しつつ複数の終端抵抗全体で定格電力を増大させて、高電力・高周波数の回路に適用しても良好な特性が得られるハイブリッドカプラを実現できるものである。
【００３４】
［本ハイブリッドカプラの概要：図１］
本ハイブリッドカプラについて図1を参照しながら説明する。
図１は、本ハイブリッドカプラの概要を示す模式説明図である。
図１に示すように、本ハイブリッドカプラは、従来と同様に入力ポート（１）、入力ポート（２）、出力ポート、終端ポートを備えたカプラ部１と、終端ポートに接続されたインピーダンス変換器２と、インピーダンス変換器２に並列に接続されたｎ個の終端抵抗３-1,３-2,…，３-n（終端抵抗３）とを備えている。
【００３５】
ここで、終端抵抗３の定格電力は、要求される定格電力の１／ｎとしている。
そして、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の個数をｎとすると、インピーダンス変換器２のインピーダンスＺＩは、
ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）    （式１）で与えられる。
【００３６】
［本ハイブリッドカプラの構成例：図２］
本ハイブリッドカプラの構成例について図２を用いて説明する。図２は、本ハイブリッドカプラの構成例を示す構成図である。
本ハイブリッドカプラは、従来と同様の、入出力ポートが５０Ωのカプラ部１と、出力ポート（Ｐｏｒｔ−１）に接続する抵抗１１と、入力ポート（１）（Ｐｏｒｔ−２）に接続する抵抗１２と、入力ポート（２）（Ｐｏｒｔ−３）に接続する抵抗１３と、終端ポート（Ｐｏｒｔ−４）に接続するインピーダンス変換器２と、インピーダンス変換器２に接続された８個の終端抵抗３１〜３８とを備えている。
カプラ部１の入力信号の中心周波数は３GHzとしており、終端ポートの定格電力は８００Ｗが要求されている。
【００３７】
図２において、終端抵抗３１〜３８は、定格電力１００Ｗであり、個々の終端抵抗３１〜３８は定格電力が小さいものである。これらの終端抵抗３１〜３８が並列に接続されることにより、全体として、定格電力８００Ｗを実現している。
インピーダンス変換器２では、周波数３GHzで、入力側のインピーダンス５０Ωを出力側のインピーダンス６．２５Ωに変換している。
【００３８】
この構成におけるインピーダンス変換器２のインピーダンスＺＩを求める。
終端ポートのインピーダンスＺＴ＝５０Ω、各終端抵抗３１〜３８のインピーダンスＲＴ＝５０Ω、ｎ＝８であるから、上述した（式１）に入力すると、
ＺＩ＝１７．６８Ω  となる。
【００３９】
［本ハイブリッドカプラの特性：図３］
次に、本ハイブリッドカプラの特性について図３を用いて説明する。図３は、本ハイブリッドカプラの特性を示す説明図であり、（ａ）は通過特性、（ｂ）は反射特性及びアイソレーション特性を示している。
図３（ａ）に示すように、通過特性は、Ｓ２１，Ｓ３１共に図１０（ａ）に示した理想抵抗の場合と同等に−３ｄＢに近い値であり、良好な特性となっている。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示すように、入力ポートの反射特性（Ｓ２２，Ｓ２３）とアイソレーション特性（Ｓ２３）は、中心周波数（３GHz）付近では、図１０（ｂ）に示した理想抵抗の場合と同等に、−３０ｄＢ以下となっており、良好な特性である。
中心周波数から離れた帯域の端部では、理想抵抗の場合に比べて劣化はしているが、−２０ｄＢ以下となっており、合成器として使用することは十分に可能である。
尚、出力ポートの反射特性（Ｓ１１）は、理想抵抗の場合と同様に全帯域で良好である。
【００４１】
図１２（ｂ）に示した、従来のハイブリッドカプラで３GHz、定格電力８００Ｗとした場合と比べると、入力ポートの反射特性及びアイソレーション特性が大幅に改善していることがわかる。
定格電力が小さい終端抵抗は、寄生成分が小さいため、３GHzのように高い周波数でも、理想的に（５０Ωとして）機能するものである。
【００４２】
つまり、本ハイブリッドカプラは、図１に示したように、終端ポートに、インピーダンス変換器２を介して定格電力が小さい終端抵抗３-1,３-2,…,３-nを並列に接続することで、寄生成分の影響を抑えつつ、必要な定格電力を実現している。
図２に示した本ハイブリッドカプラでは、終端抵抗３の数を８個としているが、要求される定格電力に応じて任意に終端抵抗３の数を設定することができ、これにより、高電力且つ高周波数の回路においても、良好な特性が得られるハイブリッドカプラを実現することができるものである。
【００４３】
［別のハイブリッドカプラの概略構成：図４］
次に、本発明の別の実施の形態に係るハイブリッドカプラ（別のハイブリッドカプラ）について説明する。図４は、別のハイブリッドカプラの概略構成を示す模式説明図である。
図４に示すように、別のハイブリッドカプラは、上述した本ハイブリッドカプラと同様のカプラ部１の終端ポートに、複数（ｎ個）のインピーダンス変換器２-1,２-2，…，２-n（インピーダンス変換器２）が並列に接続され、各インピーダンス変換器２に、終端抵抗４-1，４-2，…，４-n（終端抵抗４）が接続された構成である。
つまり、別のハイブリッドカプラでは、各インピーダンス変換器２と各終端抵抗４が直列に接続された回路を組として、それらを並列に接続した構成となっている。
【００４４】
別のハイブリッドカプラでも、終端抵抗３の定格電力は、要求される定格電力の１／ｎとしている。
そして、別のハイブリッドカプラでは、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の個数をｎとすると、各インピーダンス変換器２のインピーダンスＺＩは、
ＺＩ＝√（ｎ×ＺＴ×ＲＴ）    （式２）で与えられる。
【００４５】
［別のハイブリッドカプラの構成例：図５］
別のハイブリッドカプラの構成例について図５を用いて説明する。図５は、別のハイブリッドカプラの構成例を示す構成図である。
図５に示すように、別のハイブリッドカプラは、図２に示した本ハイブリッドカプラと同様の、カプラ部１と、抵抗１１，１２，１３とを備え、終端ポートに、８個のインピーダンス変換器２１〜２８が接続され、各インピーダンス変換器２１〜２８に、それぞれ定格電力１００Ｗの終端抵抗４１〜４８が接続されている。
尚、入力信号の中心周波数は３GHz、終端ポートの定格電力は８００Ｗである。
別のハイブリッドカプラでも、各インピーダンス変換器２１〜２８は、周波数３GHzで、入力側のインピーダンス５０Ωを出力側のインピーダンス６．２５Ωに変換している。
【００４６】
つまり、別のハイブリッドカプラは、カプラ部１の終端ポートを８つに分岐して、インピーダンス変換器２と定格電力が１００Ｗの終端抵抗から成る回路を、８組並列に接続したものであり、これにより定格電力８００Ｗを実現している。
【００４７】
別のハイブリッドカプラにおけるインピーダンス変換器２１〜２８のインピーダンスＺＩを求める。
終端ポートのインピーダンスＺＴ＝５０Ω、各終端抵抗４１〜４８のインピーダンスＲＴ＝５０Ω、ｎ＝８であるから、上述した（式２）に入力すると、
ＺＩ＝１４２．４２Ω  となる。
【００４８】
［別のハイブリッドカプラの特性：図６］
次に、別のハイブリッドカプラの特性について図６を用いて説明する。図６は、別のハイブリッドカプラの特性を示す説明図であり、（ａ）は通過特性、（ｂ）は反射特性及びアイソレーション特性を示している。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、別のハイブリッドカプラの特性は、通過特性、反射特性及びアイソレーション特性共に図３に示した本ハイブリッドカプラの特性と同等の良好な特性となっている。
【００４９】
すなわち、別のハイブリッドカプラでも、定格電力が１００Ｗと小さい終端抵抗を複数並列に配置することにより、寄生成分の影響を抑えて、高電力・高周波数の回路に適用した場合にも、良好な特性が得られるものである。
また、要求される定格電力に応じて任意に終端抵抗４の数を設定することができるものである。
【００５０】
［実装時の選択］
上述した本ハイブリッドカプラと別のハイブリッドカプラは、特性としては同等であるため、実装時には部品点数やレイアウトの容易さ等に基づいて、いずれかのハイブリッドカプラを選択すればよい。
例えば、終端抵抗の数が４個以下であれば、１つのインピーダンス変換器２を用いる本ハイブリッドカプラの構成とすることで、部品点数の数を抑えることができるものである。
また、要求される定格電力が大きく、終端抵抗の数が５個以上となる場合には、実装上１つのインピーダンス変換器に多数の終端抵抗を接続することが困難になるため、別のハイブリッドカプラの構成とする。これにより、レイアウトを容易にするものである。
【００５１】
［実施の形態の効果］
本ハイブリッドカプラによれば、カプラ部１の終端ポートにインピーダンス変換器２を接続し、当該インピーダンス変換器２に、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を有する終端抵抗３をｎ個並列に接続した構成で、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、個々の終端抵抗２のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗３の数をｎ、インピーダンス変換器２のインピーダンスをＺＩとすると、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であるハイブリッドカプラとしており、寄生成分の影響を低減しつつ複数の終端抵抗全体で定格電力を増大させて、高電力・高周波な回路でも良好な特性を実現することができる効果がある。
【００５２】
また、別のハイブリッドカプラによれば、カプラ部１の終端ポートに、インピーダンス変換器と要求される定格電力の１／ｎの定格電力を有する終端抵抗とが直列接続された回路を組として、ｎ組を並列に接続した構成で、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、個々の終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の数をｎ、インピーダンス変換器のインピーダンスをＺＩとすると、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ×ｎ）であるハイブリッドカプラとしており、寄生成分の影響を低減しつつ複数の終端抵抗全体で定格電力を増大させて、高電力・高周波な回路でも良好な特性を実現することができる効果がある。
【００５３】
尚、上述した例では、本ハイブリッドカプラ及び別のハイブリッドカプラの中心周波数を３GHz、定格電力を８００Ｗとしたが、用途に応じて、例えば、１．５GHz〜３．２GHz の範囲で任意の中心周波数を選択し、所望の定格電力を設定することが可能である。この出願は、２０１９年１月２５日に出願された日本出願特願２０１９−０１１００７を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、高電力且つ高周波の回路においても良好な特性を得ることができるハイブリッドカプラに適している。
【符号の説明】
【００５５】
１…カプラ部、  ２，２１〜２８…インピーダンス変換器、  ３，４，３１〜３８，４１〜４８…終端抵抗、  １１，１２，１３…抵抗
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月12日(2021.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、
前記終端ポートに接続され、インピーダンス変換を行う１つのインピーダンス変換器と、
前記インピーダンス変換器の出力段に接続された並列接続のｎ個の終端抵抗とを備え、
前記各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備え、
前記終端ポートのインピーダンスをＺＴ、前記各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、前記終端抵抗の数をｎとすると、前記インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であることを特徴とするハイブリッドカプラ。
【請求項２】
入力ポートへの入力信号の中心周波数が１．５GHz〜３．２GHzの帯域であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッドカプラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、終端ポートに接続され、インピーダンス変換を行う１つのインピーダンス変換器と、インピーダンス変換器の出力段に接続された並列接続のｎ個の終端抵抗とを備え、各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備え、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、前記各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の数をｎとすると、インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明によれば、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、１つの終端ポートとを備えたカプラ部を有するハイブリッドカプラであって、終端ポートに接続され、インピーダンス変換を行う１つのインピーダンス変換器と、インピーダンス変換器の出力段に接続された並列接続のｎ個の終端抵抗とを備え、各終端抵抗は、要求される定格電力の１／ｎの定格電力を備え、終端ポートのインピーダンスをＺＴ、前記各終端抵抗のインピーダンスをＲＴ、終端抵抗の数をｎとすると、インピーダンス変換器のインピーダンスＺＩが、ＺＩ＝√（ＺＴ×ＲＴ／ｎ）であるハイブリッドカプラとしているので、定格電力の小さい終端抵抗を用いて要求される定格電力を実現し、寄生容量の影響を抑えて、高電力・高周波数の回路に適用しても良好な特性が得られる効果がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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