JPH02244902A - Beam forming circuit - Google Patents
Beam forming circuitInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、複数のアンテナ素子を励振するための給電
回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power feeding circuit for exciting a plurality of antenna elements.
Ｅ従来の技術］
＆ｅ来、この種の装置として、第３図に示すようなもの
があった。この図はＥＪ、）ｌａｔｔｈｅＷｓ、ｅｔ
ａｔ’Ｔｅｃｈｎｏｔｏｇｙ Ｃｏｎ５ｉｄｅｒａｔ
ｉｏｎｓ ｌ’ｏｒ ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆＭ
ｕｌｔｉｐｌｅ Ｂｅａｍ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ ＋ｎ Ｃｏｍｍｕｎｉ−ＣａｔｉＯｎ ５ａ
ｔｅｌｌ目ｅｓ、”ｒＥＥＥ 丁ｒａｎｓ、、Ｈｒｒ
−２７，Ｎｏ１２、 ｐＤ９９８−１００４． Ｄｅｃ
、 １９７９に示されたもので１図において、（１）は
入力端子、（２）は出力端子、（３）、（３ａ）は同相
に電力を分配するハイブリッドリング形電力分配器、（
８）、（８ａ）、（８ｂ）は伝送線路、Ｐｌ、Ｐ３は電
力分配器（３ａ）の出力端子、Ｐ２は電力分配器（３ａ
）の入力端子、Ｐ４は電力分配器（３ａ）のアイソレー
ション端子である。E. Prior Art] &eIn the past, there has been a device of this type as shown in FIG. This figure shows EJ, ) latheWs, etc.
at'Technology Con5iderat
ions l'or the Use ofM
ultiple Beam Antenna Syst
ems +n Communi-CatiOn 5a
tell es,”rEEE dingrans,, Hrr
-27, No. 12, pD998-1004. Dec
, 1979, and in Figure 1, (1) is an input terminal, (2) is an output terminal, (3) and (3a) are a hybrid ring type power divider that distributes power in the same phase, (
8), (8a), and (8b) are transmission lines, Pl and P3 are output terminals of the power divider (3a), and P2 is the power divider (3a).
), and P4 is an isolation terminal of the power divider (3a).
電力分配器（３）、（３ａ）の分配比は、出力端子（２
）で所望の分配比が得られるような分配比となっている
。伝送線路（８）、（８ａ＞。The distribution ratio of the power dividers (3) and (3a) is determined by the output terminal (2).
), the distribution ratio is such that the desired distribution ratio can be obtained. Transmission line (8), (8a>.
（８ｂ）の長さは、中心周波数ｆ０において出力端子（
２）で所望の位相分布が得られるように、入力端子（１
）から各出力端子（２）までの電気長が選ばれている６
次に動作について説明する。入力端子く１）に入力した
入射波は、電力分配器（３）、（３ａ）で電力分配され
、伝送線路（８）、（８ａ）、（８ｂ）の電気長に相当
する位相シフトを受けて、所望の振幅位相分布で出力端
子（２）に分配される。The length of (8b) is the output terminal (
2), the input terminal (1
) to each output terminal (2) is selected.6 Next, the operation will be explained. The incident wave input to the input terminal 1) is divided in power by the power divider (3), (3a), and undergoes a phase shift corresponding to the electrical length of the transmission line (8), (8a), (8b). Then, the signal is distributed to the output terminal (2) with a desired amplitude and phase distribution.
［発明が解決しようとする課題］
従来のビーム形成回路は、以上のように構成されている
ので、中心周波数ｆｒＪでは所望の出力位相が得られる
が、中心周波数ｆ０からずれると、伝送線路（８）、（
８ａ）、（８ｂ）の電気長の位相シフトの周波数特性と
、電力分配器（３）、（３ａ）の分配位相の周波数特性
により、位相分布が所望の分布からずれるという問題が
あった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional beam forming circuit is configured as described above, a desired output phase can be obtained at the center frequency frJ, but when it deviates from the center frequency f0, the transmission line (8 ), (
There was a problem in that the phase distribution deviated from the desired distribution due to the frequency characteristics of the phase shift of the electrical length in 8a) and (8b) and the frequency characteristics of the distribution phase of the power dividers (3) and (3a).
特に、電力分配器（３ａ）では、周波数が高くなるにし
たがって位相の進む端子Ｐ３に、もう一方の出力端子Ｐ
１に接続された伝送線路（８ｂ）よりも短い伝送線路（
８ａ）が接続されるという構成になっているため、周波
数が高くなった時の位相進みが更に重畳され、ビーム形
成回路の位相分布のずれが著しく大きくなるという問題
があった。In particular, in the power divider (3a), the terminal P3, whose phase advances as the frequency increases, is connected to the other output terminal P3.
A transmission line (8b) that is shorter than the transmission line (8b) connected to
8a) is connected, there is a problem in that the phase advance when the frequency becomes high is further superimposed, and the shift in the phase distribution of the beam forming circuit becomes significantly large.
この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、入力端子から入射した波を、中心周波数におい
て出力端子に所望の振幅位相で分配するとともに、出力
端子の位相分布の周波数依存性が小さく、帯域内にわた
ってほぼ一定の出力位相が得られるビーム形成回路を得
ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it distributes the waves incident from the input terminal to the output terminal at the center frequency with a desired amplitude phase, and also reduces the frequency dependence of the phase distribution of the output terminal. It is an object of the present invention to obtain a beam forming circuit which has a small output phase and which can obtain a substantially constant output phase over a band.
［課題を解決するための手段」
この発明に係るビーム形成回路は、出力端子に所望の位
相分布を与えるために、電力分配器での分配位相を利用
すると共に、位相調節用の伝送線路による位相の周波数
特性を補償するような分配位相に周波数特性をもつ電力
分配器を備えた構成としたものである。また、上記電力
分配器としてハイブリッドリング形電力分配器を用い、
このハイブリッドリング形電力分配器の入力端子とアイ
ソレーション端子で挟む出力端子に上記伝送線路の長い
方が接続されるようアイソレーション端子を配して構成
したものである。[Means for Solving the Problems] A beam forming circuit according to the present invention utilizes the distribution phase of a power divider in order to give a desired phase distribution to an output terminal, and also utilizes the phase distribution by a transmission line for phase adjustment. This configuration includes a power divider having frequency characteristics in the distribution phase that compensates for the frequency characteristics of . In addition, a hybrid ring type power divider is used as the power divider,
Isolation terminals are arranged so that the longer transmission line is connected to the output terminal sandwiched between the input terminal and isolation terminal of this hybrid ring type power divider.
［作用］
この発明におけるビーム形成回路は、電力分配器の分配
比と分配位相および、伝送線路の電気長を利用して、入
力端子から入射した波を５中心周波数において、出力端
子に所望の振幅位相で分配するとともに、電力分配器の
種類を、位相調節用の伝送線路による位相の周波数特性
を補償するように選んでいるので、出力端子の位相の周
波数依存性が小さくなり、帯域内にわたってほぼ一定の
出力位相が得られる。[Operation] The beam forming circuit according to the present invention utilizes the distribution ratio and distribution phase of the power divider and the electrical length of the transmission line to send waves incident from the input terminal to the output terminal with a desired amplitude at five center frequencies. In addition to distributing by phase, the type of power divider is selected to compensate for the frequency characteristics of the phase due to the transmission line for phase adjustment, so the frequency dependence of the phase of the output terminal is reduced, and the frequency dependence of the phase at the output terminal is reduced. A constant output phase is obtained.
［発明の実施例］
第１図は、この発明の一実施例を示すものである。第１
図において、（１）は入力端子、（２ａ）〜（２ｈ ）
は出力端子、（３）、（３ａ）は同相に電力を分配する
ハイブリッドリング形電力分配器、（４）、（４ａ）は
逆相に電力を分配するハイブリッドリング形電力分配器
、（５）はサイドカブラ形電力分配器、（６）はブラン
チライン形電力分配器、（７）はウィルキンソン形電力
分配器、 （８） 、 （８ａ ） 、 （８ｂ
） 、 （８ｇ＞ 、（８）ｉ ）は伝送線路、（
９）はアイソレーション抵抗、Ｐｌ、Ｐ３は電力分配器
（３ａ）の出力端子、Ｐ２は電力分配器（３ａ）の入力
端子、Ｐ４は電力分配器（３ａ）のアイソレーション端
子、Ｑｌは電力分配器（４ａ）の入力端子、Ｑ２、Ｑ４
は電力分配器（４ａ）の出力端子、Ｑ３は電力分配器（
４ａ）のアイソレーション端子である。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 shows an embodiment of the invention. 1st
In the figure, (1) is an input terminal, (2a) to (2h)
are output terminals, (3), (3a) are hybrid ring type power dividers that distribute power to the same phase, (4), (4a) are hybrid ring type power dividers that distribute power to opposite phases, (5) is a side-coupler type power divider, (6) is a branch line type power divider, (7) is a Wilkinson type power divider, (8), (8a), (8b)
), (8g>, (8)i) are transmission lines, (
9) is an isolation resistor, Pl and P3 are the output terminals of the power divider (3a), P2 is the input terminal of the power divider (3a), P4 is the isolation terminal of the power divider (3a), and Ql is the power distribution Input terminals of the device (4a), Q2, Q4
is the output terminal of the power divider (4a), and Q3 is the output terminal of the power divider (4a).
4a) is the isolation terminal.
第１表に、出力端子（２ａ）〜＜２ｈ）に要求される振
幅位相分布を示す。Table 1 shows the amplitude phase distribution required for the output terminals (2a) to <2h).
第１表
出力端子（２ａ）と（２ｂ）の位相差は２１８度であり
１８０度に近いので、この間の電力の分配には、逆相に
電力を分配するハイブリッドリング形電力分配器（４ａ
）を用いている。電力分配器（４ａ）の出力端子に接続
される伝送線路の長さは、出力端子間の位相差が中心周
波数で。において電力分配器の分配位４１Ｉｉｓｏ度と
合せて２１８度となるような組み合わせとし、長い方の
伝送線路（８ｂ）を入力端子Ｑ１とアイソレーション端
子Ｑ３の間に挟まれた出力端子Ｑ２に接続するような構
成としている。出力端子〈２Ｃ）と（２ｄ）（２ｅ）と
（２ｆ）の位相差は９０度に近いので、これらの間の電
力の分配には、分配位相が９０度であるサイドカブラ形
電力分配器（５）およびブランチライン形電力分配器〈
６）を用いている。また、電力分配器の種類は、それぞ
ｔしの分配比に適したものを用いている。出力端′Ｏｆ
（２ｇ ）と（２ｈ）の位相差は０度に近く、この間の
電力の分配には、同相に電力を分配するハイブリッドリ
ング形電力分配器（３ａ）を用いている。このときも、
長いほうの伝送線路（８ｇ）を電力分配器（３ａ）の入
力端子Ｐ２とアイソレーション端子Ｐ４に挟まれた出力
端子Ｐ３に接続するような構成としている。他の電力分
配器についても同様にして、それぞれ所望の分配比と分
配位相に適したものを選んでいる。伝送線路（８＞、（
８ａ）、（８ｂ）、（８ｇ＞、（８ｈ）の長さは、中心
周波数ｆ０において出力端子（２ａ）〜（２ｈ）で所望
の位相が得られるよう調節しである。The phase difference between output terminals (2a) and (2b) in Table 1 is 218 degrees, which is close to 180 degrees, so a hybrid ring power divider (4a) that distributes power in the opposite phase is used to distribute power between them.
) is used. The length of the transmission line connected to the output terminals of the power divider (4a) is such that the phase difference between the output terminals is at the center frequency. The combination is such that the distribution angle of the power divider is 218 degrees, and the longer transmission line (8b) is connected to the output terminal Q2 sandwiched between the input terminal Q1 and the isolation terminal Q3. It is structured like this. The phase difference between the output terminals (2C) and (2d), (2e), and (2f) is close to 90 degrees, so to distribute the power between them, a side cabling type power divider (with a distribution phase of 90 degrees) is used. 5) and branch line type power divider
6) is used. Moreover, the types of power dividers used are those suitable for the distribution ratio of t. Output end 'Of
The phase difference between (2g) and (2h) is close to 0 degrees, and a hybrid ring type power divider (3a) that distributes power in the same phase is used to distribute power between them. At this time too,
The configuration is such that the longer transmission line (8g) is connected to the output terminal P3 sandwiched between the input terminal P2 and the isolation terminal P4 of the power divider (3a). Similarly, for the other power dividers, one suitable for the desired distribution ratio and distribution phase is selected. Transmission line (8>, (
The lengths of 8a), (8b), (8g>, and (8h) are adjusted so that desired phases can be obtained at the output terminals (2a) to (2h) at the center frequency f0.
次に、動作について説明する。Next, the operation will be explained.
まず、中心周波数ｆ０における動作について説明する。First, the operation at the center frequency f0 will be explained.
入力端子（１）に入力した入射波は、電力分配器（３）
、（３ａ）、（４）、（４ａ）、（５）、（６）、（７
）の分配比と分配位相で分配されるとともに、伝送線路
（８）、（８ａ）、（８ｂ）、（８ｇ＞−（８ｈ）の電
気長に相当する位相シフトを受けて、所望の振幅位相で
出力端子（２ａ）〜（２ｈ ）に分配される。The incident wave input to the input terminal (1) is sent to the power divider (3)
, (3a), (4), (4a), (5), (6), (7
), and receives a phase shift corresponding to the electrical length of the transmission lines (8), (8a), (8b), (8g>-(8h)) to obtain the desired amplitude phase. and distributed to output terminals (2a) to (2h).
次に、中心周波数ｆ０からずれた周波数における動作に
ついて説明する。第２図は、ハイブリッドリング形電力
分配器の分配位相の周波数特性を。Next, the operation at a frequency shifted from the center frequency f0 will be explained. Figure 2 shows the frequency characteristics of the distribution phase of the hybrid ring power divider.
分配比が異なる場合について示した図である。横軸は中
心周波数ｆ０で規格化した周波数、縦軸は分配位相であ
る。（３ａ）は同相に電力を分配するハイブリッドリン
グ形電力分配器、（４ａ）は逆相に電力を分配するハイ
ブリッドリング形電力分配器、Ｐｌ、Ｐ３は電力分配器
（３ａ）の出力端子、Ｐ２は電力分配器（３ａ）の入力
端子、Ｐ４は電力分配器（３ａ）のアイソレーション端
子、Ｑｌは電力分配器（４ａ）の入力端子、Ｑｌ、Ｑ４
は電力分配器（４ａ）の出力端子、Ｑ３は電力分配器（
４ａ）のアイソレーション端子である。FIG. 6 is a diagram showing cases where distribution ratios are different. The horizontal axis is the frequency normalized to the center frequency f0, and the vertical axis is the distribution phase. (3a) is a hybrid ring type power divider that distributes power to the same phase, (4a) is a hybrid ring type power divider that distributes power to opposite phases, Pl, P3 are output terminals of power divider (3a), P2 is the input terminal of the power divider (3a), P4 is the isolation terminal of the power divider (3a), Ql is the input terminal of the power divider (4a), Ql, Q4
is the output terminal of the power divider (4a), and Q3 is the output terminal of the power divider (4a).
4a) is the isolation terminal.
同相電力分配器（３ａ）の場合も、逆相電力分配器（４
ａ）の場合も、入力端子Ｐ２、Ｑｌとアイソレーション
端子Ｐ４、Ｑ３に挟まれた出力端子Ｐ３、Ｑｌの位相は
、周波数が高くなるにつり、て、もう一方の出力端子Ｐ
Ｌ、Ｑ４の位相に対して進む。したがって、ハイブリッ
ドリング形電力分配器においては、入力端子とアイソレ
ーション端子に挟まれた出力端子に接続される伝送線路
を、もう一方の出力端子に接続される伝送線路より長く
することによって、周波数が高くなるほど伝送線路の長
さの差による位相差が小さくなるという伝送線路による
位相の周波数特性を補償すことができる。第１図に示す
実施例では、上に述べたように、ハイブリッドリング形
電力分配器（３）、（３ａ）、（４）、（４ａ）の、入
力端子Ｐ２、Ｑｌとアイソレージジン端子Ｐ４、Ｑ３に
挟まれた出力端子Ｐ３、Ｑ２の方に、他方の出力端子Ｐ
１、Ｑ４よりも長い伝送線路を接続して、伝送線路によ
る位相の周波数特性を補償している。ハイブリッドリン
グ形電力分配器以外の電力分配器（５）、（６）、（７
）には、分配位相の周波数依存性はなく、出力端子に接
続される伝送線路の長さは、はぼ同じである。In the case of the in-phase power divider (3a), the negative-phase power divider (4
In the case of a), as the frequency increases, the phase of the output terminals P3 and Ql, which are sandwiched between the input terminals P2 and Ql and the isolation terminals P4 and Q3, becomes higher than that of the other output terminal P.
Proceed with respect to the phase of L and Q4. Therefore, in a hybrid ring power divider, the frequency can be increased by making the transmission line connected to the output terminal sandwiched between the input terminal and the isolation terminal longer than the transmission line connected to the other output terminal. It is possible to compensate for the frequency characteristics of the phase due to the transmission line, in which the higher the height, the smaller the phase difference due to the difference in length of the transmission line becomes. In the embodiment shown in FIG. 1, as described above, the input terminals P2, Ql and the isolating terminal P4 of the hybrid ring power dividers (3), (3a), (4), (4a) , Q3 sandwiched between output terminals P3 and Q2, the other output terminal P
1. A transmission line longer than Q4 is connected to compensate for the frequency characteristics of the phase due to the transmission line. Power dividers (5), (6), (7) other than hybrid ring type power dividers
), there is no frequency dependence of the distribution phase, and the lengths of the transmission lines connected to the output terminals are almost the same.
［発明の効果１
以上のように、この発明によれば、出力端子に所望の位
相分布を与えるために、電力分配器での分配位相と伝送
線路の電気長を利用すると共に、電力分配器の種類を、
伝送線路による位相の周波数特性を補償するように選ん
だので、中心周波数において、入力端子から入射した波
を、出力端子に所望の振幅位相で分配するとともに、出
力端子の位相の周波数依存性が小さくなり、帯域内にわ
たってほぼ一定の出力位相が得られるという効果がある
。[Effect of the invention 1 As described above, according to the present invention, in order to give the output terminal a desired phase distribution, the distribution phase of the power divider and the electrical length of the transmission line are used, and the power divider type,
Since it was selected to compensate for the frequency characteristics of the phase due to the transmission line, the wave incident from the input terminal is distributed to the output terminal with the desired amplitude and phase at the center frequency, and the frequency dependence of the phase of the output terminal is small. This has the effect that a substantially constant output phase can be obtained over the band.
第１図はこの発明の一実施例を示すビーム形成回路の接
続図、第２図（ａ）、（ｂ）は、ハイブリッドリング形
電力分配器の分配位相の周波数特性を示す特性図と電力
分配器の端子配置図、第３図は従来のビーム形成回路の
内導体を示す配置図である。
図中、（１〉は入力端子、（２）、（２ａ）〜（２ｈ）
は出力端子、（３）、（３ａ）、（４）、（４ａ）、（
５）、（６）、（７）は電力分配器、（８）、（８ａ）
〜（８ｈ）は電力分配器と出力端子あるいは電力分配器
間をつなぐ伝送線路、（９）はアイソレーション抵抗で
ある。
なお１図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
である。Fig. 1 is a connection diagram of a beam forming circuit showing an embodiment of the present invention, and Figs. 2 (a) and (b) are characteristic diagrams showing the frequency characteristics of the distribution phase of a hybrid ring type power divider and power distribution. FIG. 3 is a layout diagram showing the inner conductor of a conventional beam forming circuit. In the figure, (1> is the input terminal, (2), (2a) to (2h)
are output terminals, (3), (3a), (4), (4a), (
5), (6), (7) are power dividers, (8), (8a)
- (8h) are transmission lines connecting the power divider and the output terminal or between the power dividers, and (9) is an isolation resistor. In addition, in FIG. 1, the same or corresponding parts are given the same reference numerals.
Claims (2)
つて構成され、入力端子に入力した電力を複数の出力端
子に所望の振幅・位相分布で分配するビーム形成回路に
おいて、隣接段の上記電力分配器間および最終段の上記
電力分配器と上記出力端子の間に設けた位相調節用の伝
送線路とを備え、この位相調節用の伝送線路と上記各電
力分配器の分配位相とによって、中心周波数ｆ＿０にお
いて、上記出力端子に所望の位相分布を与えるとともに
、上記電力分配器中の所定の電力分配器を上記位相調節
用の伝送線路における位相の周波数特性を補償するよう
な分配位相に周波数特性をもつ構成としたことを特徴と
するビーム形成回路。(1) In a beam forming circuit that consists of power dividers and transmission lines connected in multiple stages and distributes power input to an input terminal to multiple output terminals with a desired amplitude and phase distribution, adjacent stages A transmission line for phase adjustment is provided between the power dividers of , and between the power divider of the final stage and the output terminal, and the transmission line for phase adjustment and the distribution phase of each of the power dividers are At the center frequency f_0, a distribution phase is set such that a desired phase distribution is given to the output terminal and a predetermined power divider in the power divider is compensated for the frequency characteristics of the phase in the phase adjustment transmission line. A beam forming circuit characterized by having a configuration having a frequency characteristic.
てハイブリッドリング形電力分配器を用い、このハイブ
リッドリング形電力分配器と次段の電力分配器、または
、上記出力端子を接続する上記位相調節用の伝送線路の
一方の長い方が、上記ハイブリッドリング形電力分配器
の入力端子とアイソレーション端子で挟む出力端子に接
続されるように、上記アイソレーション端子を配して構
成したことを特徴とする請求項１記載のビーム形成回路
。(2) A hybrid ring type power divider is used as the power divider having frequency characteristics in the distribution phase, and the phase adjustment is performed by connecting the hybrid ring type power divider to the next stage power divider or the output terminal. The isolation terminals are arranged such that one longer transmission line for the hybrid ring type power divider is connected to the output terminal sandwiched between the input terminal and the isolation terminal. The beam forming circuit according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065098A JP2569792B2 (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Beam forming circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065098A JP2569792B2 (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Beam forming circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244902A true JPH02244902A (en) | 1990-09-28 |
| JP2569792B2 JP2569792B2 (en) | 1997-01-08 |
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ID=13277100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1065098A Expired - Lifetime JP2569792B2 (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Beam forming circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2569792B2 (en) |
Cited By (1)
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| JP2025507184A (en) * | 2022-03-21 | 2025-03-13 | 中興通訊股▲ふん▼有限公司 | Metasurface unit and its base station |
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- 1989-03-17 JP JP1065098A patent/JP2569792B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2569792B2 (en) | 1997-01-08 |
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