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JPH0537212A - Power distribution combiner - Google Patents

Power distribution combiner

Info

Publication number
JPH0537212A
JPH0537212A JP19306191A JP19306191A JPH0537212A JP H0537212 A JPH0537212 A JP H0537212A JP 19306191 A JP19306191 A JP 19306191A JP 19306191 A JP19306191 A JP 19306191A JP H0537212 A JPH0537212 A JP H0537212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance
line
terminal
input
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19306191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidemasa Ohashi
英征 大橋
Hideki Asao
英喜 浅尾
Osami Ishida
修己 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP19306191A priority Critical patent/JPH0537212A/en
Publication of JPH0537212A publication Critical patent/JPH0537212A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形の電力分配合成器を得る。 【構成】 1/4波長より短い線路3とその両端に線路
に並列に挿入したコンデンサ7、8によって構成された
第1のインピーダンス変換器を入力端子1と分岐部6の
間に挿入して分岐部6の見掛けのインピーダンスを低く
設定し、分岐部6と複数の分配出力端子2のそれぞれの
間に1/4波長より短い線路4とその両端に線路に並列
に挿入したコンデンサ9、10によって構成された第2
のインピーダンス変換器を挿入する。
(57) [Summary] [Purpose] To obtain a compact power distribution combiner. [Structure] A first impedance converter composed of a line 3 shorter than a quarter wavelength and capacitors 7 and 8 inserted in parallel to the line at both ends of the line 3 is inserted between an input terminal 1 and a branching unit 6 for branching. The apparent impedance of the section 6 is set to be low, and the line 4 shorter than a quarter wavelength is provided between the branching section 6 and the plurality of distribution output terminals 2 and capacitors 9 and 10 are inserted in parallel to the line at both ends thereof. The second done
Insert the impedance converter of.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、主としてVHF帯、
UHF帯、およびマイクロ波帯で用いられる電力分配合
成器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is mainly applied to VHF band,
The present invention relates to a power distribution combiner used in the UHF band and the microwave band.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置として図9に示すよ
うなものがあった。この図は、1990年電子情報通信
学会春季全国大会講演論文集、C−121に示されたも
ので4分配の電力分配器を示している。図において、1
は入力端子、2は出力端子、3は入力側線路、4は出力
側線路、5はアイソレーション抵抗、6は分岐部であ
る。入力側線路3および出力側線路4は、設計周波数に
おいて1/4波長の長さであり、このうち4本の出力側
線路4は特性インピーダンスが等しい。また、4個のア
イソレーション抵抗5は一端を共通に接続され、もう一
端を4本の出力側線路4の出力端子2側にそれぞれ接続
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus of this type has been shown in FIG. This figure shows a four-way power divider as shown in C-121, Proceedings of the Spring National Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1990. In the figure, 1
Is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is an input side line, 4 is an output side line, 5 is an isolation resistor, and 6 is a branch portion. The input side line 3 and the output side line 4 have a length of ¼ wavelength at the design frequency, and among them, the four output side lines 4 have the same characteristic impedance. Moreover, one end of each of the four isolation resistors 5 is commonly connected, and the other end thereof is connected to the output terminal 2 side of each of the four output side lines 4.

【0003】次に動作について説明する。入力端子1か
ら加えられた信号は、入力側線路3を通って分岐部6に
加えられ、4本の出力側線路4に等振幅で分配され、出
力端子2から取り出される。このとき、入力側線路3お
よび出力側線路4はそれぞれ1/4波長の長さになって
いるため、インピーダンス変換器として動作し、入力端
子1および出力端子2に接続される外部インピーダンス
整合をとる。また、アイソレーション抵抗5は、出力端
子2における信号の不平衡成分を吸収し、4つの出力端
子間相互のアイソレーションを得るものである。
Next, the operation will be described. A signal applied from the input terminal 1 is applied to the branching section 6 through the input side line 3, distributed to the four output side lines 4 with equal amplitude, and taken out from the output terminal 2. At this time, since the input side line 3 and the output side line 4 each have a length of 1/4 wavelength, the input side line 3 and the output side line 4 operate as an impedance converter to achieve external impedance matching connected to the input terminal 1 and the output terminal 2. . The isolation resistor 5 absorbs the unbalanced component of the signal at the output terminal 2 to obtain mutual isolation between the four output terminals.

【0004】1/4波長線路の特性インピーダンスZ
と、この線路をインピーダンス変換器として用いる場合
の線路両端のインピーダンスZa、Zbとの関係は
(1)式のように与えられる。
Characteristic impedance Z of 1/4 wavelength line
And the relationship between the impedances Za and Zb at both ends of the line when this line is used as an impedance converter is given by equation (1).

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】図9において、入力端子1に接続される負
荷インピーダンスをZi、出力端子2に接続される負荷
インピーダンスをZo、入力側線路3の特性インピーダ
ンスをZ1、出力側線路4の特性インピーダンスをZ2
とすると、入力側線路1を分岐部6から見たインピーダ
ンスZ1´は、(1)式の関係を用いて(2)式と求め
られる。
In FIG. 9, the load impedance connected to the input terminal 1 is Zi, the load impedance connected to the output terminal 2 is Zo, the characteristic impedance of the input side line 3 is Z1, and the characteristic impedance of the output side line 4 is Z2.
Then, the impedance Z1 ′ when the input side line 1 is viewed from the branching portion 6 is obtained by the equation (2) using the relation of the equation (1).

【0007】[0007]

【数2】 [Equation 2]

【0008】また、1本の出力側線路4を分岐部6から
見たインピーダンスZ2´も同様に(3)式となる。
Further, the impedance Z2 'when one output side line 4 is viewed from the branching portion 6 is also expressed by the equation (3).

【0009】[0009]

【数3】 [Equation 3]

【0010】分岐部6においては4本の出力側線路2が
並列に接続されているので、分岐部6から出力端子側を
見たインピーダンスはZ2´の1/4となる。分岐部6
において、入力端子側を見たインピーダンスと出力端子
側を見たインピーダンスを等しくして整合をとる条件か
ら(4)式とおける。
Since the four output side lines 2 are connected in parallel in the branching section 6, the impedance seen from the branching section 6 to the output terminal side is 1/4 of Z2 '. Branch 6
In equation (4), the impedance can be made equal to the impedance viewed from the input terminal side and the impedance viewed from the output terminal side to achieve matching.

【0011】[0011]

【数4】 [Equation 4]

【0012】ここで、Zpは分岐部6の見掛けのインピ
ーダンスである。(4)式から、分岐部6の見掛けのイ
ンピーダンスZpを決定すると、入力側線路3および出
力側線路4の特性インピーダンスZ1、Z2はそれぞれ
(5)式、(6)式のように与えられる。
Here, Zp is the apparent impedance of the branch section 6. When the apparent impedance Zp of the branching portion 6 is determined from the equation (4), the characteristic impedances Z1 and Z2 of the input side line 3 and the output side line 4 are given by the equations (5) and (6), respectively.

【0013】[0013]

【数5】 [Equation 5]

【0014】[0014]

【数6】 [Equation 6]

【0015】すなわち、分岐部6の見掛けのインピーダ
ンスZpを変化させれば、入力側線路3および出力側線
路4の特性インピーダンスZ1、Z2を任意に選ぶこと
ができる。このため、回路設計の自由度が大きくなり、
使うことのできる線路のインピーダンス範囲に制限があ
る場合などに都合が良い。
That is, by changing the apparent impedance Zp of the branch portion 6, the characteristic impedances Z1 and Z2 of the input side line 3 and the output side line 4 can be arbitrarily selected. Therefore, the degree of freedom in circuit design is increased,
This is convenient when the impedance range of the line that can be used is limited.

【0016】ここでは、電力分配器の場合について説明
したが、電力合成器の場合は複数の入力を1つの出力に
合成するもので、信号の流れが電力分配器とは逆にな
る。しかし、入出力端子が入れかわるのみで回路構成は
図9と同じであり、インピーダンスの関係などは電力分
配器についての説明がそのまま成り立つ。従って、以下
では電力分配器についてのみ説明し、電力合成器につい
ての説明は省略する。
Here, the case of the power distributor has been described, but in the case of the power combiner, a plurality of inputs are combined into one output, and the signal flow is opposite to that of the power distributor. However, the circuit configuration is the same as that of FIG. 9 except that the input / output terminals are replaced, and the description of the power distributor holds as is with respect to the relationship of impedance and the like. Therefore, only the power distributor will be described below, and the description of the power combiner will be omitted.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来の電力分配合成器
は以上のように構成されているので、少なくとも1/2
波長の長さの線路が必要となり、特に低い周波数帯域で
用いる場合に電力分配合成回路の大きさが大形になると
いう問題点があった。
Since the conventional power divider / combiner is configured as described above, at least 1/2 is required.
There is a problem that a line having a wavelength length is required, and the size of the power distribution / combining circuit becomes large especially when used in a low frequency band.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1の電力分配器に
おいては、一つの入出力端子と、一端が上記入出力端子
に接続され、端子から見たインピーダンスとその端子に
接続される回路のインピーダンスを等しくするインピー
ダンス変換器としての1/4波長線路の特性インピーダ
ンスより高い特性インピーダンスの線路と容量素子から
形成された第1のインピーダンス変換器と、上記第1の
インピーダンス変換器の他端に配置された分岐部と、分
岐部にそれぞれの一端が接続され、端子から見たインピ
ーダンスとその端子に接続される回路のインピーダンス
を等しくするインピーダンス変換器としての1/4波長
線路の特性インピーダンスより高い特性インピーダンス
の線路と容量素子から形成された複数の第2のインピー
ダンス変換器と、第2のインピーダンス変換器のそれぞ
れの他端が接続された複数の入出力端子とを備えたもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric power distributor having one input / output terminal, one end connected to the input / output terminal, and an impedance seen from the terminal and a circuit connected to the terminal. A first impedance converter formed from a line having a characteristic impedance higher than that of a quarter wavelength line as an impedance converter for equalizing impedance and a capacitive element, and arranged at the other end of the first impedance converter Characteristic that is higher than the characteristic impedance of the quarter wavelength line as an impedance converter that connects the branched part and one end of each of the branched part and equalizes the impedance viewed from the terminal and the impedance of the circuit connected to the terminal A plurality of second impedance converters formed from impedance lines and capacitive elements; The other ends of the second impedance converter is that a plurality of input and output terminals connected.

【0019】請求項2の電力分配器においては、一つの
入出力端子と、一端が上記入出力端子に接続され、端子
から見たインピーダンスとその端子に接続される回路の
インピーダンスを等しくするインピーダンス変換器とし
ての1/4波長線路の特性インピーダンスより高い特性
インピーダンスの線路と容量素子から形成された第1の
インピーダンス変換器と、上記第1のインピーダンス変
換器の他端に配置された分岐部と、分岐部にそれぞれの
一端が接続され、端子から見たインピーダンスとその端
子に接続される回路のインピーダンスを等しくするイン
ピーダンス変換器としての1/4波長線路の特性インピ
ーダンスより高い特性インピーダンスの線路と容量素子
から形成された複数の第2のインピーダンス変換器と、
第2のインピーダンス変換器のそれぞれの他端が接続さ
れた複数の入出力端子とを備え、上記第1のインピーダ
ンス変換器と複数の第2のインピーダンス変換器を形成
する容量素子のうち1/4波長線路の特性インピーダン
スより高い特性インピーダンスの線路と分岐部との間に
配置される容量素子の複数個と等価の容量素子を上記第
1のインピーダンス変換器を形成する1/4波長線路の
特性インピーダンスより高い特性インピーダンスの線路
と分岐部との間に配置することにより上記複数個の容量
素子を置換したものである。
According to another aspect of the power distributor of the present invention, one input / output terminal and one end thereof is connected to the input / output terminal, and impedance conversion for equalizing the impedance seen from the terminal and the impedance of the circuit connected to the terminal. A first impedance converter formed of a line having a characteristic impedance higher than that of a quarter-wave line as a container and a capacitive element, and a branch section arranged at the other end of the first impedance converter, A line and a capacitive element whose characteristic impedance is higher than the characteristic impedance of the 1/4 wavelength line as an impedance converter, in which one end of each is connected to the branching portion and the impedance seen from the terminal and the impedance of the circuit connected to the terminal are made equal A plurality of second impedance converters formed from
1/4 of the capacitive elements that include a plurality of input / output terminals to which the other ends of the second impedance converters are connected and that form the first impedance converter and the plurality of second impedance converters. Characteristic impedance of quarter-wave line forming the first impedance converter with a plurality of capacitive elements arranged between the line having a characteristic impedance higher than that of the wavelength line and the branch portion The capacitor elements are replaced by arranging them between a line having a higher characteristic impedance and a branch portion.

【0020】[0020]

【作用】請求項1の発明によれば、第1のインピーダン
ス変換器と第2のインピーダンス変換器が、インピーダ
ンス変換器としての1/4波長線路の特性インピーダン
スより高い特性インピーダンスの線路と容量素子から形
成されているので、従来の1/4波長線路で形成したイ
ンピーダンス変換器に比べ、第1のインピーダンス変換
器と第2のインピーダンス変換器の線路全体の長さを短
くすることができ、電力分配合成器を小形にする。
According to the invention of claim 1, the first impedance converter and the second impedance converter are composed of a line having a characteristic impedance higher than that of a quarter wavelength line as an impedance converter and a capacitive element. Since it is formed, it is possible to reduce the length of the entire line of the first impedance converter and the second impedance converter, as compared with the conventional impedance converter formed of the quarter wavelength line, and to distribute the power. Make the synthesizer small.

【0021】請求項2の発明によれば、第1のインピー
ダンス変換器と複数の第2のインピーダンス変換器を形
成する容量素子の内1/4波長線路の特性インピーダン
スより高い特性インピーダンスの線路と分岐部との間に
配置される容量素子の複数個と等価の容量素子を第1の
インピーダンス変換器を形成する1/4波長線路の特性
インピーダンスより高い特性インピーダンスの線路と分
岐部との間に配置することにより上記複数個の容量素子
を置換したので、部品点数を削減し、電力分配合成器を
さらに小形にする。
According to the second aspect of the invention, a line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance of the ¼ wavelength line of the capacitive elements forming the first impedance converter and the plurality of second impedance converters is branched. And a capacitance element equivalent to a plurality of capacitance elements arranged between the branch section and the line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance of the quarter wavelength line forming the first impedance converter. By doing so, the plurality of capacitance elements are replaced, so that the number of parts is reduced and the power distribution / combiner is further downsized.

【0022】[0022]

【実施例】実施例1.図1はこの発明の電力分配合成器
の一実施例を示す回路構成図である。図において、1〜
6は図9に示したものに相当するものである。7〜10
は入力側線路3および出力側線路4の両端にそれぞれ並
列に接続された容量素子であるコンデンサである。
EXAMPLES Example 1. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the power distribution / combiner of the present invention. In the figure,
6 corresponds to that shown in FIG. 7-10
Is a capacitor which is a capacitive element connected in parallel to both ends of the input side line 3 and the output side line 4, respectively.

【0023】次に動作について説明する。インピーダン
スZの1/4波長線路のF行列[F]は次の(7)式の
ように表される。
Next, the operation will be described. The F matrix [F] of the ¼ wavelength line having the impedance Z is expressed by the following equation (7).

【0024】[0024]

【数7】 [Equation 7]

【0025】一方、図2に示すようなZよりも高い特性
インピーダンスZhを持つ高インピーダンス線路11と
その両端に線路に並列に接続された静電容量Cのコンデ
ンサ12で構成された回路のF行列[Fh]は次の
(8)式のようになる。
On the other hand, the F matrix of the circuit composed of the high impedance line 11 having the characteristic impedance Zh higher than Z as shown in FIG. 2 and the capacitor 12 of the capacitance C connected in parallel to the line at both ends thereof. [Fh] is expressed by the following equation (8).

【0026】[0026]

【数8】 [Equation 8]

【0027】ただし、θは高インピーダンス線路の電気
長で、線路の長さをL、信号の角周波数をω、位相速度
をvとすると次の(9)式のようになる。
However, θ is the electrical length of the high impedance line, where L is the length of the line, ω is the angular frequency of the signal, and v is the phase velocity.

【0028】[0028]

【数9】 [Equation 9]

【0029】従って、次式の条件を与えることにより、
インピーダンスZの1/4波長線路は図2に示される高
インピーダンス線路11とその両端に線路に並列に接続
されたコンデンサ12で構成された回路によって等価的
に置き換えられる。
Therefore, by giving the condition of the following equation,
The ¼ wavelength line of the impedance Z is equivalently replaced by a circuit composed of the high impedance line 11 shown in FIG. 2 and a capacitor 12 connected to both ends of the high impedance line 11 in parallel with the line.

【0030】[0030]

【数10】 [Equation 10]

【0031】[0031]

【数11】 [Equation 11]

【0032】このとき、ZhがZより大きいという条件
のもとで、高インピーダンス線路11の長さθは(1
0)式から(12)式のようになる。
At this time, the length θ of the high impedance line 11 is (1
From equation (0), equation (12) is obtained.

【0033】[0033]

【数12】 [Equation 12]

【0034】(12)式から、ZhをZより大きくする
ことにより高インピーダンス線路11の長さを1/4波
長より短かくすることができ、ZhとZの比が大きいほ
ど線路長を短くできることがわかる。この時のコンデン
サ12の静電容量Cは(11)式から(13)式のよう
に求められる。
From the equation (12), it is possible to make the length of the high impedance line 11 shorter than 1/4 wavelength by making Zh larger than Z, and it is possible to shorten the line length as the ratio of Zh and Z becomes larger. I understand. The electrostatic capacitance C of the capacitor 12 at this time is obtained from the equations (11) to (13).

【0035】[0035]

【数13】 [Equation 13]

【0036】図1に示される電力分配合成器において
は、入力側線路3とコンデンサ7、8が従来例における
1/4波長の入力側線路3のみで構成された変換器と等
価であり、出力側線路4とコンデンサ10、11が従来
例における1/4波長の出力側線路4のみで構成された
インピーダンス変換器と等価である。このとき、入力側
線路3と出力側線路4を共にインピーダンスZhの高イ
ンピーダンス線路とし、入力端子1に接続される負荷イ
ンピーダンスをZi、出力端子2に接続される負荷イン
ピーダンスをZoとすると、入力側線路3および出力側
線路4の長さθ1、θ2とコンデンサ7、8、9、10
の静電容量C1、C2、C3、C4は、分岐部6の見掛
けのインピーダンスZpを決定すると次式のように求め
られる。
In the power distribution / combining device shown in FIG. 1, the input side line 3 and the capacitors 7 and 8 are equivalent to the converter constituted by only the 1/4 wavelength input side line 3 in the conventional example, and the output The side line 4 and the capacitors 10 and 11 are equivalent to the impedance converter configured only by the output side line 4 of the quarter wavelength in the conventional example. At this time, if the input side line 3 and the output side line 4 are both high impedance lines with impedance Zh, the load impedance connected to the input terminal 1 is Zi, and the load impedance connected to the output terminal 2 is Zo, the input side Lengths θ1 and θ2 of the line 3 and the output line 4 and the capacitors 7, 8, 9, and 10
The electrostatic capacitances C1, C2, C3, C4 of are determined by the following equations when the apparent impedance Zp of the branching portion 6 is determined.

【0037】[0037]

【数14】 [Equation 14]

【0038】この場合、θ1、θ2はそれぞれ1/4波
長よりも短くなるので、電力分配合成器を従来例より小
形に構成することができる。
In this case, since θ1 and θ2 are each shorter than 1/4 wavelength, the power distribution / combiner can be made smaller than the conventional example.

【0039】高インピーダンス線路とその両端に接続さ
れたコンデンサを用いて線路長を短くする電力分配合成
器の構成として、図3に入力側のインピーダンス変換器
を用いない構成を示す。この構成の場合、出力側線路4
の長さθ2およびコンデンサ9、10の静電容量C3、
C4は、入力端子に接続される負荷インピーダンスZ
i、Zoと出力側線路のインピーダンスZhのみによっ
て(20)〜(22)式のように一義的に決定される。
As a structure of the power distribution / combining device for shortening the line length by using the high impedance line and the capacitors connected to both ends thereof, FIG. 3 shows a structure without using the input side impedance converter. In the case of this configuration, the output side line 4
Θ2 and the capacitance C3 of the capacitors 9 and 10,
C4 is a load impedance Z connected to the input terminal
Only i, Zo and the impedance Zh of the output side line are uniquely determined as in equations (20) to (22).

【0040】[0040]

【数15】 [Equation 15]

【0041】このため、図3の構成では線路幅を工作精
度以下に細い線路は実現できないなどの理由から決まる
線路インピーダンスの上限値によって線路長の最短値が
決まってしまうため、電力分配合成器の小形化には限度
がある。本発明による図1の構成では、実現できる線路
インピーダンスに上限があっても、分岐部6の見掛けの
インピーダンスZpを任意に変化させることができ、こ
れによって線路の長さを変えることができるため、図3
の構成よりもさらに線路長を短くすることが可能であ
る。
Therefore, in the configuration shown in FIG. 3, the shortest line length is determined by the upper limit value of the line impedance determined by the reason that a line with a line width smaller than the working accuracy cannot be realized. There are limits to miniaturization. In the configuration of FIG. 1 according to the present invention, even if there is an upper limit to the line impedance that can be realized, the apparent impedance Zp of the branch portion 6 can be arbitrarily changed, and thus the length of the line can be changed. Figure 3
It is possible to further shorten the line length compared to the above configuration.

【0042】高インピーダンス線路の特性インピーダン
スZhおよび入出力端子に接続される負荷インピーダン
スZi、Zoを同じ条件にして電力分配合成器を構成し
た場合について、図1の構成における入力側線路3と出
力側線路4の長さの合計が、図3の構成の出力側線路4
の線路長よりも短くなる条件を(14)、(15)、
(20)式から導出すると次式で与えられる。
In the case where the power distribution / combination device is configured under the same conditions of the characteristic impedance Zh of the high impedance line and the load impedances Zi and Zo connected to the input / output terminals, the input side line 3 and the output side in the configuration of FIG. The total length of the line 4 is the output side line 4 of the configuration of FIG.
The conditions to be shorter than the line length of (14), (15),
Derivation from the equation (20) gives the following equation.

【0043】[0043]

【数16】 [Equation 16]

【0044】この条件を満足するように分岐部の見掛け
のインピーダンスZpを低く設計すれば、従来例はもと
より、図3に示した構成よりも小形の電力分配合成器を
得ることができる。
If the apparent impedance Zp of the branching portion is designed to be low so as to satisfy this condition, not only the conventional example but also a power distribution combiner having a smaller size than that shown in FIG. 3 can be obtained.

【0045】図4に、入出力インピーダンスを50Ω、
高インピーダンス線路の特性インピーダンスを120Ω
としたときの図1の構成の場合の分岐点6の見掛けのイ
ンピーダンスZpと入力側線路3と出力側線路4の線路
長の合計θ1+θ2の関係を計算した結果を示す。図中
破線で示した値は、図3の構成を用いた場合の線路長で
ある。Zpを27.7Ω以下にすれば図1の本発明によ
る電力分配合成器のほうが線路長が短くなることが分か
る。
In FIG. 4, the input / output impedance is 50Ω,
The characteristic impedance of the high impedance line is 120Ω
1 shows the result of calculating the relationship between the apparent impedance Zp of the branch point 6 and the total line length θ1 + θ2 of the input side line 3 and the output side line 4 in the case of the configuration of FIG. The value indicated by the broken line in the figure is the line length when the configuration of FIG. 3 is used. It can be seen that if Zp is set to 27.7Ω or less, the line length becomes shorter in the power distribution combiner according to the present invention in FIG.

【0046】ここでは、分配合成数が4の電力分配合成
器について説明したが、この原理は分配合成数が2以上
のすべての電力分配合成器について成り立つ。分配数が
Nの場合、(23)式に示したZpに関する条件は次式
のように書き改められる。
Although the power distribution combiner having the distribution combining number of 4 has been described here, this principle holds true for all power distribution combining devices having the distribution combining number of 2 or more. When the distribution number is N, the condition regarding Zp shown in the equation (23) can be rewritten as the following equation.

【0047】[0047]

【数17】 [Equation 17]

【0048】実施例2.図5はこの発明の電力分配合成
器の他の実施例を示す回路構成図であり、実施例1にお
ける入力側線路3および出力側線路4の分岐部6側にお
いて線路に並列に挿入されたコンデンサを、それぞれの
コンデンサの静電容量の和に等しい静電容量をもつ一つ
の相当するコンデンサにまとめて分岐部6に挿入したも
のである。図中、1〜7、10は図1と同一であり、1
3は図1におけるコンデンサ8、9をまとめたコンデン
サである。図5の実施例は図1の場合と同様の動作原理
および利点を有するほか、必要とするコンデンサの数を
削減できるという利点がある。
Example 2. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing another embodiment of the power distribution / combining device of the present invention. A capacitor inserted in parallel with the input side line 3 and the output side line 4 at the branching portion 6 side in the first embodiment. Are collectively inserted into the branch portion 6 into one corresponding capacitor having a capacitance equal to the sum of the capacitances of the respective capacitors. In the figure, 1 to 7 and 10 are the same as those in FIG.
Reference numeral 3 is a capacitor which is a combination of the capacitors 8 and 9 in FIG. The embodiment of FIG. 5 has the same operating principle and advantages as those of FIG. 1, and has the advantage of reducing the number of required capacitors.

【0049】実施例3.図6はこの発明の電力分配合成
器のさらに他の実施例を示す回路構成図であり、実施例
1における線路に並列に挿入されたコンデンサの代りに
容量素子として先端開放スタブを用いたものである。図
中1〜6は図1と同一であり、14〜17は先端開放ス
タブである。線路に並列に接続された先端開放スタブ
は、線路に並列に挿入されたコンデンサと等価的に等し
くなる。この時、静電容量Csのコンデンサに等価な特
性インピーダンスZsの先端開放スタブの長さLsは次
式で与えられる。
Example 3. FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing still another embodiment of the power distributor / combiner of the present invention, in which an open-ended stub is used as a capacitive element instead of the capacitor inserted in parallel to the line in the first embodiment. is there. In the figure, 1 to 6 are the same as in FIG. 1, and 14 to 17 are open-end stubs. An open-ended stub connected in parallel to the line is equivalently equivalent to a capacitor inserted in parallel to the line. At this time, the length Ls of the open-end stub having the characteristic impedance Zs equivalent to the capacitance Cs is given by the following equation.

【0050】[0050]

【数18】 [Equation 18]

【0051】従って、(16)〜(19)式で与えられ
る静電容量に対応した長さを持つ先端開放スタブを入力
側線路3および出力側線路4の両端に線路に並列に挿入
することにより、図1と等価な電力分配合成器を得るこ
とができる。図6の実施例は図1の場合と同様の動作原
理および利点を有するほか、コンデンサを使わずに線路
のパターンだけで電力分配合成器を構成できるという利
点がある。
Therefore, by inserting open-end stubs having a length corresponding to the electrostatic capacitance given by the equations (16) to (19) at both ends of the input side line 3 and the output side line 4 in parallel with the lines. , A power distribution combiner equivalent to that of FIG. 1 can be obtained. The embodiment of FIG. 6 has the same operation principle and advantages as those of FIG. 1, and has an advantage that the power distribution / combining device can be configured only by the line pattern without using a capacitor.

【0052】実施例4.図7はこの発明の電力分配合成
器のさらに他の実施例を示す斜視図であり、トリプレー
ト形ストリップ線路を用いて分配数4の電力分配合成器
を構成したものである。図中1〜6、10は図1と同一
であり、18は誘電体基板、19は地導体、20はスト
リップ導体、21は垂直接続導体、22は抵抗間線路、
23は接続用パターン、24は接地パターンである。
Example 4. FIG. 7 is a perspective view showing still another embodiment of the power distribution / combining device of the present invention, in which a power distribution / combining device having a distribution number of 4 is configured by using a triplate type strip line. 1 to 6 and 10 are the same as those in FIG. 1, 18 is a dielectric substrate, 19 is a ground conductor, 20 is a strip conductor, 21 is a vertical connection conductor, 22 is a resistance-to-resistance line,
Reference numeral 23 is a connection pattern, and 24 is a ground pattern.

【0053】誘電体基板18、地導体19、およびスト
リップ導体20によって上下2層のトリプレート形スト
リップ線路が構成されている。下側の層には入力側線路
3および出力側線路4が形成され、入力端子1および出
力端子2に接続されている。また、入力側線路3および
出力側線路4はそれぞれの端部において、垂直接続導体
21によって上側の層の接続用パターン23と接続され
ている。入力側線路3および出力側線路4は回路を小形
にするために蛇行させている。アイソレーション抵抗5
は接続用パターン23と抵抗接続用線路22の間に半田
付けされている。抵抗接続用線路22は、4つの出力端
子2のアイソレーション特性および反射特性を揃えるた
めに、4つの抵抗の間をそれぞれ等しい長さで接続する
ようなパターンになっている。コンデンサ7〜10は、
接続用パターン23と接地パターン24の間に半田付け
されており、垂直接続導体21によって地導体19と接
続された接地パターン24によって一端を接地されてい
る。
The dielectric substrate 18, the ground conductor 19 and the strip conductor 20 form a triplate type strip line of two layers, upper and lower layers. An input side line 3 and an output side line 4 are formed on the lower layer, and are connected to the input terminal 1 and the output terminal 2. Further, the input side line 3 and the output side line 4 are connected to the connection pattern 23 of the upper layer by the vertical connection conductors 21 at their ends. The input side line 3 and the output side line 4 are made to meander in order to make the circuit compact. Isolation resistance 5
Is soldered between the connection pattern 23 and the resistance connection line 22. The resistance connecting line 22 has a pattern in which four resistors are connected with equal lengths in order to make the isolation characteristics and the reflection characteristics of the four output terminals 2 uniform. The capacitors 7-10 are
It is soldered between the connection pattern 23 and the ground pattern 24, and has one end grounded by the ground pattern 24 connected to the ground conductor 19 by the vertical connection conductor 21.

【0054】図7の実施例は図1の場合と同様の動作原
理および利点を有するほか、電力分配合成器を平面的か
つ小形に構成できるという利点がある。
The embodiment of FIG. 7 has the same operating principle and advantages as those of FIG. 1, and has the advantage that the power distributor / combiner can be constructed in a planar and compact form.

【0055】以上の実施例においては図1などのように
従来例における1/4波長の入力側線路3のみで構成さ
れたインピーダンス変換器を入力側線路3とコンデンサ
7、8とで構成し、従来例における1/4波長の出力側
線路4のみで構成されたインピーダンス変換器を出力側
線路4とコンデンサ10、11とで構成したものを示し
たが、この発明はこれに限るものではなく、入力側線路
3とコンデンサ7、8または出力側線路4とコンデンサ
10、11で構成されたπ形の構成をこれと等価変換さ
れるT形の構成としても実現できる。図8に図1に対応
する構成の一例を示す。図において、25は第一の入力
側線路、26は第二の入力側線路、27はコンデンサ、
28は第一の出力側線路、29は第二の出力側線路、3
0はコンデンサである。なお、上記入力側線路、出力側
線路、およびコンデンサの設計値については電気回路理
論のπ形とT形との等価変換で求められるものであり、
ここでは省略する。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1 and the like, the impedance converter constituted only by the 1/4 wavelength input side line 3 in the conventional example is constituted by the input side line 3 and the capacitors 7 and 8, The impedance converter constituted only by the output side line 4 of the quarter wavelength in the conventional example is shown as constituted by the output side line 4 and the capacitors 10 and 11, but the present invention is not limited to this. The π-type configuration composed of the input side line 3 and the capacitors 7 and 8 or the output side line 4 and the capacitors 10 and 11 can be realized as a T-type configuration that is equivalently converted. FIG. 8 shows an example of the configuration corresponding to FIG. In the figure, 25 is a first input side line, 26 is a second input side line, 27 is a capacitor,
28 is the first output side line, 29 is the second output side line, 3
0 is a capacitor. The design values of the input side line, the output side line, and the capacitor are obtained by the equivalent conversion between the π type and the T type of electric circuit theory.
It is omitted here.

【0056】[0056]

【発明の効果】請求項1の発明によれば第1のインピー
ダンス変換器と第2のインピーダンス変換器がインピー
ダンス変換器としての1/4波長線路の特性インピーダ
ンスより高い特性インピーダンスの線路と容量素子から
形成されているので、従来の1/4波長線路で第1のイ
ンピーダンス変換器と第2のインピーダンス変換器を形
成したものに比べ、線路全体の長さを短くすることがで
き、小形の電力分配合成器を得られるという効果があ
る。
According to the first aspect of the present invention, the first impedance converter and the second impedance converter are composed of a line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance of a quarter wavelength line as an impedance converter and a capacitive element. Since it is formed, the length of the entire line can be shortened compared to the conventional 1/4 wavelength line in which the first impedance converter and the second impedance converter are formed. The effect is that a synthesizer can be obtained.

【0057】請求項2の発明によれば第1のインピーダ
ンス変換器と複数の第2のインピーダンス変換器を形成
する容量素子のうち1/4波長線路の特性インピーダン
スより高い特性インピーダンスの線路と分岐部との間に
配置される容量素子の複数個と等価の容量素子を第1の
インピーダンス変換器を形成する1/4波長線路の特性
インピーダンスより高い特性インピーダンスの線路と分
岐部との間に配置することにより上記複数個の容量素子
を置換したので、部品点数を削減でき、小形の電力分配
合成器を得られるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, of the capacitive elements forming the first impedance converter and the plurality of second impedance converters, a line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance of the quarter-wave line and the branch portion. A capacitive element equivalent to a plurality of capacitive elements disposed between and is disposed between the line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance of the quarter wavelength line forming the first impedance converter and the branch portion. As a result, since the plurality of capacitance elements are replaced, there is an effect that the number of parts can be reduced and a compact power distribution / combining device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】高インピーダンス線路とコンデンサで構成され
た1/4波長線路と等価な回路を説明する回路構成図で
ある。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram illustrating a circuit equivalent to a ¼ wavelength line including a high impedance line and a capacitor.

【図3】この発明の実施例1の効果を説明するための実
施例1の変形例を示す回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a modified example of the first embodiment for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.

【図4】図1の回路構成における線路長の計算例を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of calculating a line length in the circuit configuration of FIG.

【図5】この発明の実施例2を示す回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例3を示す回路構成図である。FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例4を示す回路構成図である。FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例1〜4の変形例を示す回路構
成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a modification of the first to fourth embodiments of the present invention.

【図9】従来の電力分配器を示す回路構成図である。FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a conventional power distributor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 出力端子 3 入力側線路 4 出力側線路 5 アイソレーション抵抗 6 分岐部 7〜10、12、13 コンデンサ 11 高インピーダンス線路 14〜17 先端開放スタブ 18 誘電体基板 19 地導体 20 ストリップ導体 21 垂直接続導体 22 抵抗間線路 23 接続用パターン 24 接地パターン 25 第一の入力側線路 26 第二の入力側線路 27 コンデンサ 28 第一の出力側線路 29 第二の出力側線路 30 コンデンサ 1 input terminal 2 output terminals 3 Input side line 4 Output side line 5 Isolation resistance 6 branches 7-10, 12, 13 capacitors 11 High impedance line 14-17 Open-end stub 18 Dielectric substrate 19 Ground conductor 20 strip conductors 21 Vertical connection conductor 22 Resistance line 23 Connection patterns 24 ground pattern 25 First input side line 26 Second input side line 27 capacitors 28 First output side line 29 Second output line 30 capacitors

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年8月28日[Submission date] August 28, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】次に動作について説明する。入力端子1か
ら加えられた信号は、入力側線路3を通って分岐部6に
加えられ、4本の出力側線路4に等振幅で分配され、出
力端子2から取り出される。このとき、入力側線路3お
よび出力側線路4はそれぞれ1/4波長の長さになって
いるため、インピーダンス変換器として動作し、入力端
子1および出力端子2に接続される外部回路とインピー
ダンス整合をとる。また、アイソレーション抵抗5は、
出力端子2における信号の不平均成分を吸収し、4つの
出力端子間相互のアイソレーションを得るものである。
Next, the operation will be described. A signal applied from the input terminal 1 is applied to the branching section 6 through the input side line 3, distributed to the four output side lines 4 with equal amplitude, and taken out from the output terminal 2. At this time, since the input side line 3 and the output side line 4 each have a length of 1/4 wavelength, the input side line 3 and the output side line 4 operate as an impedance converter and are connected to an external circuit connected to the input terminal 1 and the output terminal 2 and impedance.
Dance match. Also, the isolation resistor 5 is
The non-average component of the signal at the output terminal 2 is absorbed and mutual isolation between the four output terminals is obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一つの入出力端子と、一端が上記入出力
端子に接続され、端子から見たインピーダンスとその端
子に接続される回路のインピーダンスを等しくするイン
ピーダンス変換器としての1/4波長線路の特性インピ
ーダンスより高い特性インピーダンスの線路と容量素子
から形成された第1のインピーダンス変換器と、上記第
1のインピーダンス変換器の他端に配置された分岐部
と、分岐部にそれぞれの一端が接続され、端子から見た
インピーダンスとその端子に接続される回路のインピー
ダンスを等しくするインピーダンス変換器としての1/
4波長線路の特性インピーダンスより高い特性インピー
ダンスの線路と容量素子から形成された複数の第2のイ
ンピーダンス変換器と、第2のインピーダンス変換器の
それぞれの他端が接続された複数の入出力端子とを備え
たことを特徴とする電力分配合成器。
1. A 1/4 wavelength line as an impedance converter, which has one input / output terminal and one end connected to the input / output terminal to equalize the impedance seen from the terminal and the impedance of the circuit connected to the terminal. First impedance converter formed of a line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance and a capacitive element, a branching portion arranged at the other end of the first impedance converter, and one end of each branching portion is connected to the branching portion. 1 / as an impedance converter that equalizes the impedance seen from the terminal and the impedance of the circuit connected to that terminal.
A plurality of second impedance converters formed of a line having a characteristic impedance higher than that of the four-wavelength line and a capacitive element, and a plurality of input / output terminals to which the other ends of the second impedance converters are connected An electric power distribution / combining device comprising:
【請求項2】 一つの入出力端子と、一端が上記入出力
端子に接続され、端子から見たインピーダンスとその端
子に接続される回路のインピーダンスを等しくするイン
ピーダンス変換器としての1/4波長線路の特性インピ
ーダンスより高い特性インピーダンスの線路と容量素子
から形成された第1のインピーダンス変換器と、上記第
1のインピーダンス変換器の他端に配置された分岐部
と、分岐部にそれぞれの一端が接続され、端子から見た
インピーダンスとその端子に接続される回路のインピー
ダンスを等しくするインピーダンス変換器としての1/
4波長線路の特性インピーダンスより高い特性インピー
ダンスの線路と容量素子から形成された複数の第2のイ
ンピーダンス変換器と、第2のインピーダンス変換器の
それぞれの他端が接続された複数の入出力端子とを備
え、上記第1のインピーダンス変換器と複数の第2のイ
ンピーダンス変換器を形成する容量素子のうち1/4波
長線路の特性インピーダンスより高い特性インピーダン
スの線路と分岐部との間に配置される容量素子の複数個
と等価の容量素子を上記第1のインピーダンス変換器を
形成する1/4波長線路の特性インピーダンスより高い
特性インピーダンスの線路と分岐部との間に配置するこ
とにより上記複数個の容量素子を置換したことを特徴と
する電力分配合成器。
2. A 1/4 wavelength line as an impedance converter, which has one input / output terminal and one end connected to the input / output terminal, and which makes the impedance seen from the terminal equal to the impedance of the circuit connected to the terminal. First impedance converter formed of a line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance and a capacitive element, a branching portion arranged at the other end of the first impedance converter, and one end of each branching portion is connected to the branching portion. 1 / as an impedance converter that equalizes the impedance seen from the terminal and the impedance of the circuit connected to that terminal.
A plurality of second impedance converters formed of a line having a characteristic impedance higher than that of the four-wavelength line and a capacitive element, and a plurality of input / output terminals to which the other ends of the second impedance converters are connected Of the capacitive elements forming the first impedance converter and the plurality of second impedance converters, and is arranged between the line having the characteristic impedance higher than the characteristic impedance of the quarter wavelength line and the branch portion. By arranging a capacitive element equivalent to a plurality of capacitive elements between a line having a characteristic impedance higher than the characteristic impedance of the quarter wavelength line forming the first impedance converter and a branch portion, A power divider / combiner characterized by replacing a capacitive element.
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