特開 2023-43721 分配器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023043721

(43)【公開日】2023-03-29

(54)【発明の名称】分配器

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/19 20060101AFI20230322BHJP

【ＦＩ】

H01P5/19 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021151498

(22)【出願日】2021-09-16

(71)【出願人】

【識別番号】000232483

【氏名又は名称】日本電波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】藤原 崇史

(57)【要約】      （修正有）

【課題】小型の分配器を提供する。
【解決手段】分配器Ｓは、入力端子１と第１出力端子２１との間に設けられた入力信号の波長の１２分の１の線路長の第１伝送線路３１と、入力端子１と第１伝送線路３１とを接続する信号線４１とグランドとの間に設けられた第１コンデンサ５１と、第１伝送線路３１と第１出力端子２１とを接続する信号線４２とグランドとの間に設けられた第２コンデンサ５２と、入力端子１と第２出力端子２２との間に設けられた入力信号の波長の１２分の１の線路長の第２伝送線路３２と、入力端子１と第２伝送線路３２とを接続する信号線４３とグランドとの間に設けられた第３コンデンサ５３と、第２伝送線路３２と第２出力端子２２とを接続する信号線４４とグランドとの間に設けられた第４コンデンサ５４と、信号線４２と、信号線４４との間に抵抗６を有する。
【選択図】図１

【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つに分配して第１出力端子と第２出力端子とに出力する分配器であって、
前記入力端子と前記第１出力端子との間に設けられた第１伝送線路と、
前記入力端子と前記第１伝送線路とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第１コンデンサと、
前記第１伝送線路と前記第１出力端子とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第２コンデンサと、
前記入力端子と前記第２出力端子との間に設けられた第２伝送線路と、
前記入力端子と前記第２伝送線路とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第３コンデンサと、
前記第２伝送線路と前記第２出力端子とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第４コンデンサと、
前記第２コンデンサと前記第１出力端子とを接続する信号線と、前記第４コンデンサと前記第２出力端子とを接続する信号線との間に設けられた抵抗と、
を有し、
前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路は、前記入力端子に入力される信号の波長の１２分の１の線路長を有する、
分配器。

【請求項2】

前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路それぞれの特性インピーダンスは同一であり、
前記第１コンデンサ、前記第２コンデンサ、前記第３コンデンサ及び前記第４コンデンサそれぞれの容量は同一である、
請求項１の分配器。

【請求項3】

前記入力端子の特性インピーダンスをＺとし、前記抵抗の抵抗値をＲとした場合に、Ｒ＝２×Ｚであり、
前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路それぞれの特性インピーダンスをＺ_０とした場合に、Ｚ_０＝２×√（Ｒ×Ｚ）であり、
前記容量をＣとし、前記入力端子から入力された信号の周波数をｆとした場合に、Ｃ＝１／（２πｆＺ_０／２）である、
請求項２に記載の分配器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力信号を２つの出力信号に分配する分配器に関する。

【背景技術】

【0002】

入力信号を２つの出力信号に分配する分配器が知られている。特許文献１には、入力信号に入力される信号の波長の４分の１の長さの伝送線路を有するウィルキンソン型分配器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２３６６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ウィルキンソン型分配器では、入力信号に入力される信号の波長の４分の１の長さの伝送線路を必要とするため、信号の波長の４分の１の長さよりも分配器を小さくすることができなかった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、分配器を小さくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様においては、入力端子から入力された信号を２つに分配して第１出力端子と第２出力端子とに出力する分配器であって、前記入力端子と前記第１出力端子との間に設けられた第１伝送線路と、前記入力端子と前記第１伝送線路とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第１コンデンサと、前記第１伝送線路と前記第１出力端子とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第２コンデンサと、前記入力端子と前記第２出力端子との間に設けられた第２伝送線路と、前記入力端子と前記第２伝送線路とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第３コンデンサと、前記第２伝送線路と前記第２出力端子とを接続する信号線とグランドとの間に設けられた第４コンデンサと、前記第２コンデンサと前記第１出力端子とを接続する信号線と、前記第４コンデンサと前記第２出力端子とを接続する信号線との間に設けられた抵抗と、を有し、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路は、前記入力端子に入力される信号の波長の１２分の１の線路長を有する、分配器を提供する。

【0007】

前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路それぞれの特性インピーダンスは同一であり、前記第１コンデンサ、前記第２コンデンサ、前記第３コンデンサ及び前記第４コンデンサそれぞれの容量は同一であってもよい。

【0008】

前記入力端子の特性インピーダンスをＺとし、前記抵抗の抵抗値をＲとした場合に、Ｒ＝２×Ｚであり、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路それぞれの特性インピーダンスをＺ_０とした場合に、Ｚ_０＝２×√（Ｒ×Ｚ）であり、前記容量をＣとし、前記入力端子から入力された信号の周波数をｆとした場合に、Ｃ＝１／（２πｆＺ_０／２）であってもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、分配器を小さくできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る分配器の構成を示す図である。

【図2】出力信号のゲインの周波数特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本実施形態に係る分配器Ｓの構成を示す図である。分配器Ｓは、入力端子１から入力された入力信号を２つに分配して第１出力端子２１と第２出力端子２２とに出力する。分配器Ｓは、第１伝送線路３１と、第２伝送線路３２と、第１コンデンサ５１と、第２コンデンサ５２と、第３コンデンサ５３と、第４コンデンサ５４と、抵抗６とを備える。

【0012】

第１伝送線路３１は、入力端子１と第１出力端子２１との間に設けられている。第１伝送線路３１は、入力信号の波長λの１２分の１の線路長を有する。例えば、入力信号の周波数ｆが１０００ＭＨｚである場合、入力信号の波長λは約３００ミリメートルであり、第１伝送線路３１の線路長は約２５ミリメートルである。

【0013】

第２伝送線路３２は、入力端子１と第２出力端子２２との間に設けられている。第２伝送線路３２は、第１伝送線路３１と同様に、入力信号の波長λの１２分の１の線路長を有する。

【0014】

第１コンデンサ５１は、入力端子１と第１伝送線路３１とを接続する信号線４１とグランドとの間に設けられている。第２コンデンサ５２は、第１伝送線路３１と第１出力端子２１とを接続する信号線４２とグランドとの間に設けられている。

【0015】

第３コンデンサ５３は、入力端子１と第２伝送線路３２とを接続する信号線４３とグランドとの間に設けられている。第４コンデンサ５４は、第２伝送線路３２と第２出力端子２２とを接続する信号線４４とグランドとの間に設けられている。

【0016】

抵抗６は、信号線４２と信号線４４との間に設けられている。具体的には、抵抗６は、信号線４２と第２コンデンサ５２が接続された接続点７１と第１出力端子２１とを接続する信号線と、信号線４４と第４コンデンサ５４が接続された接続点７２と第２出力端子２２とを接続する信号線との間に設けられている。

【0017】

以下、分配器Ｓが有する各部の値の決定方法について説明する。まず、抵抗６の抵抗値が、入力端子１の特性インピーダンスに基づいて定められる。具体的には、抵抗６の抵抗値をＲとし、入力端子１の特性インピーダンスをＺとした場合、Ｒは下記式（１）を用いて算出される。
Ｒ＝２×Ｚ…（１）
特性インピーダンスＺの具体的な値は、例えば５０Ωである。

【0018】

次に、第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２の特性インピーダンスが、Ｒに基づいて定められる。なお、第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２の特性インピーダンスは同一である。第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２の特性インピーダンスをＺ_０とした場合、Ｚ_０は下記式（２）を用いて算出される。
Ｚ_０＝２√（Ｚ×Ｒ）…（２）

【0019】

そして、第１コンデンサ５１、第２コンデンサ５２、第３コンデンサ５３及び第４コンデンサ５４の容量が、Ｚ_０及び周波数ｆに基づいて定められる。なお、第１コンデンサ５１、第２コンデンサ５２、第３コンデンサ５３及び第４コンデンサ５４の容量は同一である。第１コンデンサ５１、第２コンデンサ５２、第３コンデンサ５３及び第４コンデンサ５４の容量は、容量をＣとした場合、下記式（３）を用いて算出される。
Ｃ＝１／（２πｆＺ_０／２）…（３）
なお、πは円周率である。

【0020】

図２は、出力信号のゲインの周波数特性を示す図である。図２の横軸は周波数［ＭＨｚ］を示し、縦軸は出力信号のゲイン［ｄＢ］を示す。

【0021】

実線Ａは、本実施形態に係る分配器Ｓの第１出力端子２１から出力された出力信号のゲインの周波数特性を示す。実線Ａは、０ＭＨｚから入力信号の周波数ｆである１０００ＭＨｚにおいて－３．５～－３ｄＢのゲインを示している。また、実線Ａは、周波数が１０００ＭＨｚよりも高くなるほど減衰している。このように、本実施形態に係る分配器Ｓは、０ＭＨｚから入力信号の周波数ｆまでの周波数の信号を通過させ、１０００ＭＨｚよりも高い周波数の信号を減衰させるローパスフィルタとしても機能する。

【0022】

破線Ｂは、従来のウィルキンソン型分配器を用いた比較例の出力信号のゲインの周波数特性を示す。破線Ｂは、周波数が１０００ＭＨｚよりも高くなっても減衰しない。このように、比較例に係る分配器は、ローパスフィルタとしては機能しない。

【0023】

［サイズの比較］
従来のウィルキンソン型分配器の伝送線路は、入力信号の波長の４分の１の線路長を必要とする。そのため、従来のウィルキンソン型分配器では、入力信号の波長の４分の１よりも小さくすることができない。例えば、波長が３００ミリメートルの入力信号を分配するための従来のウィルキンソン型分配器は、７５ミリメートルよりも小さくすることができない。

【0024】

一方、本実施形態に係る分配器Ｓの伝送線路は、入力信号の波長の１２分の１の線路長を有すればよい。そのため、波長が３００ミリメートルの入力信号を分配するための本実施形態に係る分配器Ｓの伝送線路の線路長は、２５ミリメートルでよい。このように、本実施形態に係る分配器Ｓは、従来のウィルキンソン型分配器の大きさに対して３分の１程度の大きさにすることができる。

【0025】

［分配器Ｓの効果］
以上説明したとおり、本実施形態に係る分配器Ｓは、入力信号の波長の１２分の１の線路長を有する２つの伝送線路、各伝送線路と入力端子１を接続する信号線とグランドとの間、及び各伝送線路と２つの出力端子それぞれを接続する信号線とグランドとの間に配置された４つのコンデンサ、及び２つの出力端子間に設けられた抵抗６を備える。このようにすることで、本実施形態に係る分配器Ｓは、２つの伝送線路の長さを入力信号の波長の４分の１よりも短くすることができる。したがって、本実施形態に係る分配器Ｓの大きさを、入力信号の波長の４分の１の長さよりも小さくできる。

【0026】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0027】

１ 入力端子
２１ 第１出力端子
２２ 第２出力端子
３１ 第１伝送線路
３２ 第２伝送線路
４１ 信号線
４２ 信号線
４３ 信号線
４４ 信号線
５１ 第１コンデンサ
５２ 第２コンデンサ
５３ 第３コンデンサ
５４ 第４コンデンサ
６ 抵抗

【図1】

【図2】