JPS58107708A - マイクロ波電力合成回路 - Google Patents
マイクロ波電力合成回路Info
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- JPS58107708A JPS58107708A JP56207311A JP20731181A JPS58107708A JP S58107708 A JPS58107708 A JP S58107708A JP 56207311 A JP56207311 A JP 56207311A JP 20731181 A JP20731181 A JP 20731181A JP S58107708 A JPS58107708 A JP S58107708A
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- JP
- Japan
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- terminal
- circuit
- microwave
- amplifier
- amplifiers
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
- H03F3/602—Combinations of several amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/198—A hybrid coupler being used as coupling circuit between stages of an amplifier circuit
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、複数の反射形マイクロ波増幅器の出力電力を
合成するための電力合成動路に関する。
合成するための電力合成動路に関する。
発明の技術的背景とその問題点
従来仮数の反射形増幅器の出力電力を合成する電力合成
回路としては、π/2位相差3dBハイブリツド回路(
以下HYBと呼ぶ)を用いたものかあるか、このHYB
を用いた従来の電力合成回路を説明する前にまずHYB
について説明する。
回路としては、π/2位相差3dBハイブリツド回路(
以下HYBと呼ぶ)を用いたものかあるか、このHYB
を用いた従来の電力合成回路を説明する前にまずHYB
について説明する。
第1図はHYBの一例を示したもので、このHYBIの
機能は次の様である。
機能は次の様である。
HYBの端子1−1より電力を供給するとし、その電力
の大きさをP19位相を01とする。この時端子1−2
. 1−3. 1−4にそれぞれ出力か得られるが、そ
の電力の大きさ1位相をそれぞしP、、 Os、PI
08* p4. o、とする。
の大きさをP19位相を01とする。この時端子1−2
. 1−3. 1−4にそれぞれ出力か得られるが、そ
の電力の大きさ1位相をそれぞしP、、 Os、PI
08* p4. o、とする。
HYBが理想的である場合
Pl ・・・(1)Ps”P
4−ゴ 04−O;I:161(2) であり、もし端子1−3.1−4の整合がとれ′ている
場合は P、二〇 ・・・(3
)である。この端子1−2をアイソレージlン端子と呼
ぶ。
4−ゴ 04−O;I:161(2) であり、もし端子1−3.1−4の整合がとれ′ている
場合は P、二〇 ・・・(3
)である。この端子1−2をアイソレージlン端子と呼
ぶ。
この様なHYBを実際に構成しようとすれば、たとえば
、平面回路形タイプでは、パラレルライン形方向性結合
器やブランチライン形等があり、導波管形タイプではサ
イドウオールカップラー、マルチホールカップラー等が
ある。
、平面回路形タイプでは、パラレルライン形方向性結合
器やブランチライン形等があり、導波管形タイプではサ
イドウオールカップラー、マルチホールカップラー等が
ある。
第2図は上記第1図で示したHYBを使って2つの反射
形増幅器の出力電力を合成する合成回路の従来例を示し
たものである。ここで言う反射形増幅器とは、増幅器端
子より入力された電力を増幅し、その同じ端子に出力す
るタイプの増幅器で具体的には、インバットやガンダイ
オードなどのマイクロ波半導体素子を使用した増幅器が
あり、その動作点の選び方で、負性抵抗増幅器や注入同
期増幅器が構成される。
形増幅器の出力電力を合成する合成回路の従来例を示し
たものである。ここで言う反射形増幅器とは、増幅器端
子より入力された電力を増幅し、その同じ端子に出力す
るタイプの増幅器で具体的には、インバットやガンダイ
オードなどのマイクロ波半導体素子を使用した増幅器が
あり、その動作点の選び方で、負性抵抗増幅器や注入同
期増幅器が構成される。
第2図において端子1−1より入力された電力(pt*
ot)は端子1−3. l−4に(Pst ’0
s)e(P4p−04)となって出力される。反射形増
幅器2.3の電力利得をGとし、0ムだけ位相が加えら
れるとする。また増幅器2,3のG。
ot)は端子1−3. l−4に(Pst ’0
s)e(P4p−04)となって出力される。反射形増
幅器2.3の電力利得をGとし、0ムだけ位相が加えら
れるとする。また増幅器2,3のG。
OAは共に等しいとする。
さて増幅器2,3で増幅された電力は、端子1−1.]
−2にそれぞれ出力される。ここで増幅器2により増幅
1反射され端子1−3からHYB lに人力される電波
が、端子1−1にあられれる菫をPA、1−3.0ム1
−3・とじ、端子1−2にあられれる量をPA2−3.
0ム2−3とする。同様に増幅器3により増幅、反射さ
れ、端子1−4からHYBIに入力される電波が端子1
−1゜1−2にあられれる量をFAI−4,0AI−4
,Pムト4゜0A2−4と1“る。 また説明を簡単に
するためHYBの結合部以外の伝送線路による位相遅れ
は、4分岐線路とも等しいとして省略し、0.=o、、
Q4=Q、十−7,HYBノオ−ム損等による挿入
損失を無視する。
−2にそれぞれ出力される。ここで増幅器2により増幅
1反射され端子1−3からHYB lに人力される電波
が、端子1−1にあられれる菫をPA、1−3.0ム1
−3・とじ、端子1−2にあられれる量をPA2−3.
0ム2−3とする。同様に増幅器3により増幅、反射さ
れ、端子1−4からHYBIに入力される電波が端子1
−1゜1−2にあられれる量をFAI−4,0AI−4
,Pムト4゜0A2−4と1“る。 また説明を簡単に
するためHYBの結合部以外の伝送線路による位相遅れ
は、4分岐線路とも等しいとして省略し、0.=o、、
Q4=Q、十−7,HYBノオ−ム損等による挿入
損失を無視する。
以上の仮定から
FAI−3””FAI−4”’PA2−3”’PA2−
4 °−(4)OA−3=08+OA
・・・(5)OA1〜4−04+OA+i
・・・(6)0ムト3=Q、十Qム+i
・・・(7)ようになる。
4 °−(4)OA−3=08+OA
・・・(5)OA1〜4−04+OA+i
・・・(6)0ムト3=Q、十Qム+i
・・・(7)ようになる。
0ム1−4=Q、+Qム十π ・・・(9)
OA2−4 = 01. + OA +T
・・・む〔すなわち(5)、 19)から端子1−
1には電圧振幅の等しい電波が逆相に生じて打ち消し合
う。また式(7)、 Qlから端子1−2には電圧振幅
の等しい同相の電波が生じ加え合わされる。つまり増幅
器2.3からそれぞれ増幅されて反射されてきた電力は
電子1−1側には伝播されることがなく、合成された出
力PAz−a +PA2−4 == Gp 1として端
子1−2へ出力される。このようにこの回路は、反射形
増幅器を用いながら、合成回路としては、入力端子と出
力端子の異なる通過形、増幅器の構成となり、そのため
反射形増幅器では必要であった入力電力端子と出力電力
端子とを分けるサーキュレータが不要になる。
OA2−4 = 01. + OA +T
・・・む〔すなわち(5)、 19)から端子1−
1には電圧振幅の等しい電波が逆相に生じて打ち消し合
う。また式(7)、 Qlから端子1−2には電圧振幅
の等しい同相の電波が生じ加え合わされる。つまり増幅
器2.3からそれぞれ増幅されて反射されてきた電力は
電子1−1側には伝播されることがなく、合成された出
力PAz−a +PA2−4 == Gp 1として端
子1−2へ出力される。このようにこの回路は、反射形
増幅器を用いながら、合成回路としては、入力端子と出
力端子の異なる通過形、増幅器の構成となり、そのため
反射形増幅器では必要であった入力電力端子と出力電力
端子とを分けるサーキュレータが不要になる。
第3図は4つの反射形増幅器の出力電力を合成する4増
幅器合成回路の従来例を示したものである。
幅器合成回路の従来例を示したものである。
この回路は4個のHYB4〜7および4個の反射形増幅
器8〜11を用いて構成される。なお負荷12. 13
はダミーロードである。
器8〜11を用いて構成される。なお負荷12. 13
はダミーロードである。
また各HY ?”’ 7はそれぞれ端子4−1〜4−4
゜5−1〜5−4.6−1〜6−4.7−1〜7−4な
有している。
゜5−1〜5−4.6−1〜6−4.7−1〜7−4な
有している。
端子4−1より入力された電力は振幅が1/2でかつπ
/2の位相差をもって端子4−3. 4−4に分配され
る。
/2の位相差をもって端子4−3. 4−4に分配され
る。
端子4−3.4−4の出力電力は第2図で説明1−だよ
うにそれぞれHYB5と増幅器8.9より構成される2
増幅合成回路と、HYB7と増幅器10. 11より構
成される2増幅合成回路の2つの2増幅器合成回路で増
幅され、端子6−1゜6−2へ送られる。この増幅され
た電波は、HYB4で生じた位相差π/2をそのまま保
ってい4では同相となる。すなわち、端子4−1より入
力された電力は、増幅器8〜11で増幅され、その合成
出力が端子6−4に出力さ−れる。
うにそれぞれHYB5と増幅器8.9より構成される2
増幅合成回路と、HYB7と増幅器10. 11より構
成される2増幅合成回路の2つの2増幅器合成回路で増
幅され、端子6−1゜6−2へ送られる。この増幅され
た電波は、HYB4で生じた位相差π/2をそのまま保
ってい4では同相となる。すなわち、端子4−1より入
力された電力は、増幅器8〜11で増幅され、その合成
出力が端子6−4に出力さ−れる。
同様に8増幅器合成回路構成を示すと第4図のようにな
る。
る。
このようにHYBを用いて2n個(n=1.2゜3・・
・)の増幅器の合成が可能で、この合成回路に使用する
HYBの数は従来の方式では(3X2n−12) @必
要であった。
・)の増幅器の合成が可能で、この合成回路に使用する
HYBの数は従来の方式では(3X2n−12) @必
要であった。
発明の目的
本発明の従来の回路よりも少ない数のt(YBを用いて
、同様の機能を果すマイクロ波電力合成回路を提供する
ことを目的とする。
、同様の機能を果すマイクロ波電力合成回路を提供する
ことを目的とする。
発明の概要
この目的を達成するため本発明では第1の端子から入力
された電磁波が#!2および第3の端子に、それぞれ所
定の電力分配比位相差で出力 □され、残る第4
の端子は入力に対して、アイソレージ璽ン端子となる如
(構成され牟マイクロ波分岐回路(HYB)を1個また
は複数個用い、該マイクロ波分岐回路の第2.第3分岐
端子に反射形増幅器を接続して合成出力を得るマイクロ
波電力合成回路において、前記マイクロ波分岐回路の第
2または第3端子のうちいずれか一方の分岐端子と前記
反射形増幅器との間に、移相1がほぼπ/2である移相
器を挿入することにより、少ない数のHYBで従来と同
様の機能を有すマイクロ波電力合成回路を集塊するよう
にしている。
された電磁波が#!2および第3の端子に、それぞれ所
定の電力分配比位相差で出力 □され、残る第4
の端子は入力に対して、アイソレージ璽ン端子となる如
(構成され牟マイクロ波分岐回路(HYB)を1個また
は複数個用い、該マイクロ波分岐回路の第2.第3分岐
端子に反射形増幅器を接続して合成出力を得るマイクロ
波電力合成回路において、前記マイクロ波分岐回路の第
2または第3端子のうちいずれか一方の分岐端子と前記
反射形増幅器との間に、移相1がほぼπ/2である移相
器を挿入することにより、少ない数のHYBで従来と同
様の機能を有すマイクロ波電力合成回路を集塊するよう
にしている。
発明の実施例
第5図は本発明による4増幅器合成回路の一実施例を示
したもので、38〜40はHYB、π/2移相器45.
46、増幅器41〜44、ダミーロード47,48か
ら構成される。この回路の動作をま丁、HYB39.π
/2移相器45.増幅器41 、42から成る2増幅器
合成回路の部分について説明する。(第6図参照) 端子39−2から入力された電力は(電力の大きさと位
相をそれぞれp/、 、 o/、とする)端子39−
3.39−4に出力される。
したもので、38〜40はHYB、π/2移相器45.
46、増幅器41〜44、ダミーロード47,48か
ら構成される。この回路の動作をま丁、HYB39.π
/2移相器45.増幅器41 、42から成る2増幅器
合成回路の部分について説明する。(第6図参照) 端子39−2から入力された電力は(電力の大きさと位
相をそれぞれp/、 、 o/、とする)端子39−
3.39−4に出力される。
端子39−3.39−4の出力電力の大きさと位相をそ
れぞれP’、、 O’、、P’4 * O’4とす
るとp/、 = P’、 = P’2/2・030’、
−0’4=に/2 …Q4)である
。
れぞれP’、、 O’、、P’4 * O’4とす
るとp/、 = P’、 = P’2/2・030’、
−0’4=に/2 …Q4)である
。
また、電力利得、移相付加量の等しい増幅器41.42
で増幅された電力のそれぞれ端子39−3.39−4に
現われる大きさと位相をpA’s、o^′コ。
で増幅された電力のそれぞれ端子39−3.39−4に
現われる大きさと位相をpA’s、o^′コ。
Pム′40A′4とすると・
PA’3 = P^′4 °°°
α90ム’a ” OA’3−4− tt/2
・・・ 08となる。これら増幅器41.
42で増幅、反射された波は、端子39−1ではOム′
3と0ム′4+π/2の位相で加えられ、端子39−2
では、0ム′4とOム′1+π/2の位相で加えられる
。ところが、00式の関係があるので、端子39−1で
は 0ム′8とOム′3+π (逆相)端子39−2で
は 0ム′3+π/2と0ム′3+π/2(同相)の位相で
2つの電波が合成される。2つの電波は振幅の大きさは
等しいため、端子39−1には電力は伝播されず、合成
出力(Pム′3+Pム′4)は端子39−2で得られる
。
α90ム’a ” OA’3−4− tt/2
・・・ 08となる。これら増幅器41.
42で増幅、反射された波は、端子39−1ではOム′
3と0ム′4+π/2の位相で加えられ、端子39−2
では、0ム′4とOム′1+π/2の位相で加えられる
。ところが、00式の関係があるので、端子39−1で
は 0ム′8とOム′3+π (逆相)端子39−2で
は 0ム′3+π/2と0ム′3+π/2(同相)の位相で
2つの電波が合成される。2つの電波は振幅の大きさは
等しいため、端子39−1には電力は伝播されず、合成
出力(Pム′3+Pム′4)は端子39−2で得られる
。
すなわちHYBの1つの端子と増幅器の間にり移相器を
挿入したことによって同一人出力端子である反射形の2
増幅器合成回路が構成されたことになる1、 これにより第5図に示した4増幅器合成回路は第7図の
様に2つの反射形2増幅器合成回路49.50とHYB
38で構成される等節回路に置き換えられる。第7図は
第2図と同様の回路構成であり、その結果、端子38−
1より入力された電力は4つの増幅器で増幅されその合
成出力板端子38−2より得られることになる。
挿入したことによって同一人出力端子である反射形の2
増幅器合成回路が構成されたことになる1、 これにより第5図に示した4増幅器合成回路は第7図の
様に2つの反射形2増幅器合成回路49.50とHYB
38で構成される等節回路に置き換えられる。第7図は
第2図と同様の回路構成であり、その結果、端子38−
1より入力された電力は4つの増幅器で増幅されその合
成出力板端子38−2より得られることになる。
なお、π/2移相器はλg/4(λgは、線路の管内波
長)の長さの線路で構成でき、容易に、HYB内に組み
込むことができる。□ 以上4増幅器合成について説明してきたが、同様に8増
幅器合成も構成できる。それを第8図に示す。HYB5
2〜57はπ/2移相器を内蔵したハイブリッド回路で
、移相器部分は線路を長くすることで示している。
長)の長さの線路で構成でき、容易に、HYB内に組み
込むことができる。□ 以上4増幅器合成について説明してきたが、同様に8増
幅器合成も構成できる。それを第8図に示す。HYB5
2〜57はπ/2移相器を内蔵したハイブリッド回路で
、移相器部分は線路を長くすることで示している。
また上記実施例では、いずれも電力分配比か1/2であ
るハイブリッドを例に説明してきたが、分配比は何も1
/2に限る必要はない。すなわち分配比が1/2以外の
場合は、その分配回路に依続する増幅器の電力利得を、
アイソレージフンボートで振幅が等しくなるようにそれ
ぞれ相互に設定すればもう一つの端子より増幅器の合成
出力が得られる。なお通常インバットやガンダイオード
を使用する周波数帯は、準ミリ波帯以上の高い周波数で
あり、ダイオードの放熱や回路損失の点からも、導波管
で構成することが好しい。また導波管タイプのハイブリ
ッドになるとπ/2依相差のハイブリッドが一般的であ
り、第1〜8図に示した構成になる。
るハイブリッドを例に説明してきたが、分配比は何も1
/2に限る必要はない。すなわち分配比が1/2以外の
場合は、その分配回路に依続する増幅器の電力利得を、
アイソレージフンボートで振幅が等しくなるようにそれ
ぞれ相互に設定すればもう一つの端子より増幅器の合成
出力が得られる。なお通常インバットやガンダイオード
を使用する周波数帯は、準ミリ波帯以上の高い周波数で
あり、ダイオードの放熱や回路損失の点からも、導波管
で構成することが好しい。また導波管タイプのハイブリ
ッドになるとπ/2依相差のハイブリッドが一般的であ
り、第1〜8図に示した構成になる。
発明の効果 1以
上説明したように、この発明によれば、従来方式の合成
回路より少ない数のHYB構成で同様の性能のマイクロ
波電力合成回路が構成できるので、回路全体を少形、軽
量化できる。例えばzn個の増幅器の電力合成回路を構
成する場合は、(2”−1)個のHYBを使用すれば足
り従来方式と比較して(zn 1 1 )個だけHYB
の数を減少させることかできる。
上説明したように、この発明によれば、従来方式の合成
回路より少ない数のHYB構成で同様の性能のマイクロ
波電力合成回路が構成できるので、回路全体を少形、軽
量化できる。例えばzn個の増幅器の電力合成回路を構
成する場合は、(2”−1)個のHYBを使用すれば足
り従来方式と比較して(zn 1 1 )個だけHYB
の数を減少させることかできる。
第1区1は本発明で用いるHYBの一例を示すブロック
図、第2図、第3図、第4図は従来のマイクロ波電力合
成回路の一例を示j回路図。 第5図は本発明に係わるマイクロ波電力合成回路の一実
施例を示す回路図、第6図、第7図は第5図に示した回
路を説明するための部分回路図および等化回路図、第8
図は本発明の他の実施例を示す回路図である。 38〜40・・・HYB、41〜44・・・反射形増幅
器、45.46・・・π/2移相器、47.48・・・
ダミーロード第1図 1−1 1−2 1−3 ト4 第2図 第5図 38−1 38−2 42 90 第7図
図、第2図、第3図、第4図は従来のマイクロ波電力合
成回路の一例を示j回路図。 第5図は本発明に係わるマイクロ波電力合成回路の一実
施例を示す回路図、第6図、第7図は第5図に示した回
路を説明するための部分回路図および等化回路図、第8
図は本発明の他の実施例を示す回路図である。 38〜40・・・HYB、41〜44・・・反射形増幅
器、45.46・・・π/2移相器、47.48・・・
ダミーロード第1図 1−1 1−2 1−3 ト4 第2図 第5図 38−1 38−2 42 90 第7図
Claims (3)
- (1) 第一の端子から入力された電磁波が、第2お
よび第3の端子に、それぞれ所定の電力分配比、位相差
で出力され、残る第4の端子は入力に対してアイソレー
ション端子となる如く構成されたマイクロ波分岐回路を
1個または複数個用い、該マイクロ波分岐回路の第2、
第3分岐端子に反射形増幅器を接続して合成出力を得る
マイクロ波電力合成回路において、前記マイクロ波分岐
回路の第2または第3端子のうち、いずれか一方の分岐
端子と前記反射形増幅器との間に移相量がはyπ/2で
ある移相器を挿入したことを特徴とするマイクロ3゜ 波′電力合成回路。 - (2)前記マイクロ波分岐回路は前記第2.第3の端子
に出力される電力分配比が入力に対し回路。 - (3)前記マイクロ波分岐回路は前記第2、第3端子の
出力位相差がπ/2であり、前記増幅器の合成出力を入
力端子と同一の端子から取り(4)前記マイクロ波分岐
回路は、前記アイソレージ目ン端子となる第4の端子へ
の出力が、はぼ零となるように反射形増幅器の電力利得
(5)前記マイクロ波分岐回路と前記移相器とは
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56207311A JPS58107708A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | マイクロ波電力合成回路 |
US06/451,732 US4514699A (en) | 1981-12-22 | 1982-12-21 | Microwave power amplifier/combiner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56207311A JPS58107708A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | マイクロ波電力合成回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58107708A true JPS58107708A (ja) | 1983-06-27 |
Family
ID=16537663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56207311A Pending JPS58107708A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | マイクロ波電力合成回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4514699A (ja) |
JP (1) | JPS58107708A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06177615A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-06-24 | Denki Kogyo Co Ltd | マイクロ波電力分配回路 |
JP2012023857A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Ihi Aerospace Co Ltd | レクテナ及びこれを用いた受電システム |
JP2016015644A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 富士通株式会社 | 信号変換回路 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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