JPH04288703A - 吸収抵抗内蔵型ラットレース及び増幅器 - Google Patents
吸収抵抗内蔵型ラットレース及び増幅器Info
- Publication number
- JPH04288703A JPH04288703A JP3032277A JP3227791A JPH04288703A JP H04288703 A JPH04288703 A JP H04288703A JP 3032277 A JP3032277 A JP 3032277A JP 3227791 A JP3227791 A JP 3227791A JP H04288703 A JPH04288703 A JP H04288703A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rat race
- terminal
- terminals
- amplifier
- resistor
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- 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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波入/出力の
分配/合成に用いられるラットレース及びそれを用いた
バランス型増幅器に関する。小型、軽量なマイクロ波伝
送線路としてストリップ線路がよく用いられ、このスト
リップ線路を利用した回路素子にブランチライン型また
はラットレース型ハイブリッド(分配/合成器)がある
。本発明はこのラットレースに係るものである。
分配/合成に用いられるラットレース及びそれを用いた
バランス型増幅器に関する。小型、軽量なマイクロ波伝
送線路としてストリップ線路がよく用いられ、このスト
リップ線路を利用した回路素子にブランチライン型また
はラットレース型ハイブリッド(分配/合成器)がある
。本発明はこのラットレースに係るものである。
【0002】
【従来の技術】図5(a)にラットレースを示す。これ
は1.5波長の線路(図のリング)に4つの入出力端子
A〜Dを設けた180度位相差のハイブリッドである。 線路の特性インピーダンスは全て√2Z0 、端子A〜
Dの特性インピーダンスは全てZ0 、端子DとC,C
とA,AとB間の線路長は全てλg/4、端子DとB間
の線路長は3λg/4である。このラットレース10の
アイソレーション(ISO)、結合度、VSWR各特性
を図5(b)に示す。この図の横軸は規格化周波数f/
f0 である。図示のように規格化周波数が1.0のと
き、BからCへのアイソレーションは50dB以上、A
からBおよびAからCへの結合度は3dB、端子Aの電
圧定在波比VSWRは1.0である。
は1.5波長の線路(図のリング)に4つの入出力端子
A〜Dを設けた180度位相差のハイブリッドである。 線路の特性インピーダンスは全て√2Z0 、端子A〜
Dの特性インピーダンスは全てZ0 、端子DとC,C
とA,AとB間の線路長は全てλg/4、端子DとB間
の線路長は3λg/4である。このラットレース10の
アイソレーション(ISO)、結合度、VSWR各特性
を図5(b)に示す。この図の横軸は規格化周波数f/
f0 である。図示のように規格化周波数が1.0のと
き、BからCへのアイソレーションは50dB以上、A
からBおよびAからCへの結合度は3dB、端子Aの電
圧定在波比VSWRは1.0である。
【0003】このラットレースを入力分配、出力合成に
用いたバランス型増幅器を図6に示す。12,14はほ
ヾ同じ特性の増幅回路で、増幅回路12の入力端は入力
側ラットレースの端子10に、出力端は出力側ラットレ
ース10bの端子Aに接続され、増幅回路14の入力端
は入力側ラットレース10aの端子Aに、出力端は出力
側ラットレース10bの端子Dに接続される。マイクロ
波入力はラットレース10aの端子Bに入り、分配端子
A,Dより増幅回路12,14へ入る。増幅回路はラッ
トレース10bの端子A,Dに入り、合成出力が端子B
より出力する。ラットレース10a,10bの端子Cに
はダミーロード14,16が接続される。
用いたバランス型増幅器を図6に示す。12,14はほ
ヾ同じ特性の増幅回路で、増幅回路12の入力端は入力
側ラットレースの端子10に、出力端は出力側ラットレ
ース10bの端子Aに接続され、増幅回路14の入力端
は入力側ラットレース10aの端子Aに、出力端は出力
側ラットレース10bの端子Dに接続される。マイクロ
波入力はラットレース10aの端子Bに入り、分配端子
A,Dより増幅回路12,14へ入る。増幅回路はラッ
トレース10bの端子A,Dに入り、合成出力が端子B
より出力する。ラットレース10a,10bの端子Cに
はダミーロード14,16が接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図6に示すように、ラ
ットレースは電力を分配するとき、分配出力する2ポー
トA,D間にアイソレーション端子Cか入力端子Bが存
在する。なお入/出力端子はBに限らず、他の端子でも
よい。例えばAを入力端子、B,Cを分配端子としても
よく、この場合Dがアイソレーション端子になる。
ットレースは電力を分配するとき、分配出力する2ポー
トA,D間にアイソレーション端子Cか入力端子Bが存
在する。なお入/出力端子はBに限らず、他の端子でも
よい。例えばAを入力端子、B,Cを分配端子としても
よく、この場合Dがアイソレーション端子になる。
【0005】分配端子間にアイソレーション端子がある
と、この端子はダミーロードで接地するので(増幅回路
12,14の特性インピーダンスが端子インピーダンス
と全く等しいならこの抵抗終端は不要であるが、実際は
そうではなく、反射が生じるので、これを吸収するのに
抵抗終端は必要である)、図6のようにラットレースを
用いてバランス型増幅器を構成した時、増幅回路12,
14間にダミーロード14,16を配置することになり
、これは回路の小型化の妨げとなる。小型化ができない
と、配線長が長くなり、損失が多くなるという性能面で
の欠点にもつながる。本発明はかゝる点を改善しようと
するもので、アイソレーション端子を設け、これを抵抗
終端することを省略可能にして小型化可能にすることを
目的とするものである。
と、この端子はダミーロードで接地するので(増幅回路
12,14の特性インピーダンスが端子インピーダンス
と全く等しいならこの抵抗終端は不要であるが、実際は
そうではなく、反射が生じるので、これを吸収するのに
抵抗終端は必要である)、図6のようにラットレースを
用いてバランス型増幅器を構成した時、増幅回路12,
14間にダミーロード14,16を配置することになり
、これは回路の小型化の妨げとなる。小型化ができない
と、配線長が長くなり、損失が多くなるという性能面で
の欠点にもつながる。本発明はかゝる点を改善しようと
するもので、アイソレーション端子を設け、これを抵抗
終端することを省略可能にして小型化可能にすることを
目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1に示すように本発明
のラットレースではアイソレーション端子Cを除き、代
りに抵抗Rを挿入する。図5と同様に端子A,B,Dの
特性インピーダンスは約Z0 Ω、端子A,B間、B,
D間、およびD,A間の伝送線路の特性インピーダンス
は共に約√2Z0 Ω、長さはA,B間がλg/4,B
,D間が3λg/4,D,A間がλg/2である。抵抗
Rの抵抗値は約2Z0 Ωで、(a)ではA,D間伝送
線路のA側端、(c)では同D側端に挿入する。また(
b)では抵抗Rを2分して、抵抗値が約Z0 の2つの
抵抗とし、A,D間伝送線路の両端に挿入する。
のラットレースではアイソレーション端子Cを除き、代
りに抵抗Rを挿入する。図5と同様に端子A,B,Dの
特性インピーダンスは約Z0 Ω、端子A,B間、B,
D間、およびD,A間の伝送線路の特性インピーダンス
は共に約√2Z0 Ω、長さはA,B間がλg/4,B
,D間が3λg/4,D,A間がλg/2である。抵抗
Rの抵抗値は約2Z0 Ωで、(a)ではA,D間伝送
線路のA側端、(c)では同D側端に挿入する。また(
b)では抵抗Rを2分して、抵抗値が約Z0 の2つの
抵抗とし、A,D間伝送線路の両端に挿入する。
【0007】このラットレースを用いて構成したバラン
ス型増幅器を図2 示す。(a)では増幅回路12,1
4の入力側と出力側の両方にラットレース10a,10
bを用いているが、(c)では入力側だけラットレース
を用い、出力側は従来のブランチライン型ハイブリッド
18を用いている。また(b)でも増幅回路12,14
の入力側と出力側にラットレースを用いているが、入力
側ラットレースの端子Aと増幅回路14の入力端とを接
続する線路は同端子Dと増幅回路12の入力端とを接続
する線路よりλg/4だけ長い。また出力側ラットレー
ス10bの端子Aと増幅回路12の出力端とを接続する
線路は、同端子Dと増幅回路14の出力端とを接続する
線路よりλg/4だけ長い。
ス型増幅器を図2 示す。(a)では増幅回路12,1
4の入力側と出力側の両方にラットレース10a,10
bを用いているが、(c)では入力側だけラットレース
を用い、出力側は従来のブランチライン型ハイブリッド
18を用いている。また(b)でも増幅回路12,14
の入力側と出力側にラットレースを用いているが、入力
側ラットレースの端子Aと増幅回路14の入力端とを接
続する線路は同端子Dと増幅回路12の入力端とを接続
する線路よりλg/4だけ長い。また出力側ラットレー
ス10bの端子Aと増幅回路12の出力端とを接続する
線路は、同端子Dと増幅回路14の出力端とを接続する
線路よりλg/4だけ長い。
【0008】
【作用】図1に示すように本発明ではラットレースのア
イソレーション端子Cを省略し、該端子Cの抵抗終端を
不要にするので、小型化が図れる。抵抗Rの挿入で、ア
イソレーション端子を除き、ダミーロードを不要にする
ことができる理由を、次に図3で説明する。
イソレーション端子Cを省略し、該端子Cの抵抗終端を
不要にするので、小型化が図れる。抵抗Rの挿入で、ア
イソレーション端子を除き、ダミーロードを不要にする
ことができる理由を、次に図3で説明する。
【0009】図3(a)は図5のラットレースを示し、
端子BD,DC,CA,AB間の伝送線路l1 ,l2
b,l2a,l3の特性インピーダンスは全て約Z0
、線路長はl2b,l2a,l3 がλg/4、l1
が3λg/4である。端子B,A,C,Dの特性インピ
ーダンスはZ0 で、本例では端子Bより入力し、端子
A,Dに分配出力を生じるとしている。このとき端子C
はアイソレーション端子で、抵抗値Z0 の抵抗で終端
する。
端子BD,DC,CA,AB間の伝送線路l1 ,l2
b,l2a,l3の特性インピーダンスは全て約Z0
、線路長はl2b,l2a,l3 がλg/4、l1
が3λg/4である。端子B,A,C,Dの特性インピ
ーダンスはZ0 で、本例では端子Bより入力し、端子
A,Dに分配出力を生じるとしている。このとき端子C
はアイソレーション端子で、抵抗値Z0 の抵抗で終端
する。
【0010】この端子A,C,D部分を取出したのが図
3(b)である。この図3(b)の回路を、中心周波数
で等価な直列抵抗を用いた回路に置き換える(Sパラメ
ータが同じなように等価変換する)と図3(c)〜(e
)になる。線路l2 は線路l2aとl2bで、抵抗R
1 ,R4 の抵抗値は2Z0 Ω、抵抗R2 とR3
の抵抗値はそれぞれZ0 Ωである。この図3(c)〜
(e)から明らかなように、等価変換後はアイソレーシ
ョン端子Cはなく、抵抗終端は不要である。図2のラッ
トレースは図3(e)に相当する。従って図2のラット
レースに図3(c)または(d)を用いてもよい。図1
(a)は図3(c)に、図1(b)は図3(d)に、図
1(c)は図3(e)に相当する。
3(b)である。この図3(b)の回路を、中心周波数
で等価な直列抵抗を用いた回路に置き換える(Sパラメ
ータが同じなように等価変換する)と図3(c)〜(e
)になる。線路l2 は線路l2aとl2bで、抵抗R
1 ,R4 の抵抗値は2Z0 Ω、抵抗R2 とR3
の抵抗値はそれぞれZ0 Ωである。この図3(c)〜
(e)から明らかなように、等価変換後はアイソレーシ
ョン端子Cはなく、抵抗終端は不要である。図2のラッ
トレースは図3(e)に相当する。従って図2のラット
レースに図3(c)または(d)を用いてもよい。図1
(a)は図3(c)に、図1(b)は図3(d)に、図
1(c)は図3(e)に相当する。
【0011】
【実施例】図1のラットレースを、厚さ0.8mm、比
誘電率2.5のテフロン(商標名)グラス基板上に形成
した。図1のパターンは上記基板の表面側導体をパター
ニングして形成したもので、該基板の裏面側導体(図示
せず)はそのまゝ残し、接地導体としている。即ちこれ
らはマイクロストリップラインを構成する。リング状部
の内径Di は7.6mm、幅Wは1.2mmとした。
誘電率2.5のテフロン(商標名)グラス基板上に形成
した。図1のパターンは上記基板の表面側導体をパター
ニングして形成したもので、該基板の裏面側導体(図示
せず)はそのまゝ残し、接地導体としている。即ちこれ
らはマイクロストリップラインを構成する。リング状部
の内径Di は7.6mm、幅Wは1.2mmとした。
【0012】抵抗Rにはチップ抵抗を用いた。特性イン
ピーダンスZ0 は50Ωであるから図1(a)、同(
c)の抵抗Rは100Ω、同(b)のRは各々50Ωと
した。このラットレースの特性を図4に示す。図示のよ
うに中心周波数は11.7GHzであり、ポートBから
入力してポートA,Dに分配する分配特性を図4(a)
に、ポートA,D間のアイソレーションおよびポートA
,Dの反射損失特性を図4(b)に示す。従来例の図5
(b)と比べて特性は殆んど変らない。ひいて言えばA
の反射損が従来例よりやゝ悪く、Dの反射損がやゝ良い
。
ピーダンスZ0 は50Ωであるから図1(a)、同(
c)の抵抗Rは100Ω、同(b)のRは各々50Ωと
した。このラットレースの特性を図4に示す。図示のよ
うに中心周波数は11.7GHzであり、ポートBから
入力してポートA,Dに分配する分配特性を図4(a)
に、ポートA,D間のアイソレーションおよびポートA
,Dの反射損失特性を図4(b)に示す。従来例の図5
(b)と比べて特性は殆んど変らない。ひいて言えばA
の反射損が従来例よりやゝ悪く、Dの反射損がやゝ良い
。
【0013】図6のダミーロード14,16にもチップ
抵抗などを使用すれば、抵抗自体が大型になることはな
いが、これはアイソレーション端子とグランドとの間に
接続されるものであるから、その接続処理が厄介である
。即ち例えば前記基板(MICの基板)の表面導体をパ
ターニングしてパッドを形成し、これをスルーホールで
基板裏面の接地導体と接続し、抵抗をこのパッドと端子
C間に接続する、等の処理になり所要面積の増加、製造
工程の複雑化を招く。この点、図1の構成では抵抗Rを
同じ表面パターン間にブリッジさせて搭載し、固定する
だけであるから、場所をとらず、取付て作業は簡単、容
易である。
抵抗などを使用すれば、抵抗自体が大型になることはな
いが、これはアイソレーション端子とグランドとの間に
接続されるものであるから、その接続処理が厄介である
。即ち例えば前記基板(MICの基板)の表面導体をパ
ターニングしてパッドを形成し、これをスルーホールで
基板裏面の接地導体と接続し、抵抗をこのパッドと端子
C間に接続する、等の処理になり所要面積の増加、製造
工程の複雑化を招く。この点、図1の構成では抵抗Rを
同じ表面パターン間にブリッジさせて搭載し、固定する
だけであるから、場所をとらず、取付て作業は簡単、容
易である。
【0014】図2(a)で、ラットレース10aの端子
D,Aと増幅回路12,14の入力端との間の線路、お
よびラットレース10bの端子A,Dと増幅器12,1
4の出力端との間の線路の特性インピーダンスはZ0
とする。また、ラットレース型ハイブリッドの分配端子
間位相差は180°、ブランチライン型ハイブリッドの
それは90°である。ラットレースをブランチラインの
それに近付けるには線路長を変えるとよい。図2(b)
では増幅回路14の入力線路長を増幅回路12のそれよ
りλg/4だけ長く、また増幅回路12の出力線路長を
増幅回路14のそれよりλg/4だけ長くしている。こ
の図2(b)では入力インピーダンスの改善が図れる。
D,Aと増幅回路12,14の入力端との間の線路、お
よびラットレース10bの端子A,Dと増幅器12,1
4の出力端との間の線路の特性インピーダンスはZ0
とする。また、ラットレース型ハイブリッドの分配端子
間位相差は180°、ブランチライン型ハイブリッドの
それは90°である。ラットレースをブランチラインの
それに近付けるには線路長を変えるとよい。図2(b)
では増幅回路14の入力線路長を増幅回路12のそれよ
りλg/4だけ長く、また増幅回路12の出力線路長を
増幅回路14のそれよりλg/4だけ長くしている。こ
の図2(b)では入力インピーダンスの改善が図れる。
【0015】ラットレースに挿入する抵抗は小型である
から、電力容量は大きくない。そこで出力側のハイブリ
ッドとしては図2(c)のように通常のブランチライン
型ハイブリッドとし、端子Gの終端抵抗をいわば外付け
とすると、大出力の場合にも適合できる。
から、電力容量は大きくない。そこで出力側のハイブリ
ッドとしては図2(c)のように通常のブランチライン
型ハイブリッドとし、端子Gの終端抵抗をいわば外付け
とすると、大出力の場合にも適合できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
イソレーション端子を設けてこれを抵抗終端する必要の
ないラットレースを実現することができる。このラット
レースを使用したバランス型増幅器は小型で回路損失が
小さく、小型高性能な無線装置の実現に寄与することが
できる。
イソレーション端子を設けてこれを抵抗終端する必要の
ないラットレースを実現することができる。このラット
レースを使用したバランス型増幅器は小型で回路損失が
小さく、小型高性能な無線装置の実現に寄与することが
できる。
【図1】本発明のラットレースを示す平面図である。
【図2】本発明のバランス型増幅器を示す説明図である
。
。
【図3】終端抵抗の置換原理の説明図である。図4】本
発明のラットレースの特性を示す図である。
発明のラットレースの特性を示す図である。
【図5】従来のラットレースの説明図である。
【図6】従来のバランス型増幅器の説明図である。
A,B,D 端子
R 抵抗
l1,l2,l3 線路
12,14 増幅回路
Claims (4)
- 【請求項1】 特性インピーダンスが約Z0 Ωの第
1,第2,第3の端子と、特性インピーダンスが共に約
√2Z0 Ωで長さがそれぞれ約、3λg/4,λg/
2,λg/4の第1,第2,第3の伝送線路と(λg;
伝送線路の置かれた媒質によって決まる実効波長)、抵
抗を有し、第1の端子(B)と第2の端子(D)の間に
第1の伝送線路(l1 )が接続され、第1の端子(B
)と第3の端子(A)の間に第3の伝送線路(l3 )
が接続され、第2の端子(D)と第3の端子(A)の間
に第2の伝送線路(l2 )と抵抗(R)の直列回路が
接続されたことを特徴とする吸収抵抗内蔵型ラットレー
ス。 - 【請求項2】 抵抗値の合計値が約2Z0 であり、
単一の抵抗として又は2分割されて第2の伝送線路と直
列に、第2、第3の端子間に接続されることを特徴とす
る請求項1記載の吸収抵抗内蔵型ラットレース。 - 【請求項3】 第1,第2の増幅回路(12,14)
と、入力をこれらの増幅回路へ分配する分配器(10a
)と、これらの増幅回路の出力を合成する合成器(10
b)とを備え、これらの分配器及び又は合成器として、
請求項1又は2のラットレースを用いたことを特徴とす
るバランス型増幅器。 - 【請求項4】 第1,第2の増幅回路がほヾ同じ特性
を持ち、ラットレースの第2,第3の端子(D,A)と
第1,第2の増幅回路とを結ぶ線路は共に特性インピー
ダンスがZ0 で、線路長は後者の方が約λg/4だけ
長いことを特徴とす請求項3記載のバランス型増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3032277A JPH04288703A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | 吸収抵抗内蔵型ラットレース及び増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3032277A JPH04288703A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | 吸収抵抗内蔵型ラットレース及び増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288703A true JPH04288703A (ja) | 1992-10-13 |
Family
ID=12354486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3032277A Withdrawn JPH04288703A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | 吸収抵抗内蔵型ラットレース及び増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04288703A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015514360A (ja) * | 2012-03-19 | 2015-05-18 | クアルコム,インコーポレイテッド | 効率が改善された再構成可能な入力電力分配ドハティ増幅器 |
| NL1044741B1 (en) * | 2023-11-27 | 2025-06-04 | Selcuk Gokhun | Low Component Count, Configurable Rat Race Coupler for FMCW Radar TX to RX Isolation |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP3032277A patent/JPH04288703A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015514360A (ja) * | 2012-03-19 | 2015-05-18 | クアルコム,インコーポレイテッド | 効率が改善された再構成可能な入力電力分配ドハティ増幅器 |
| NL1044741B1 (en) * | 2023-11-27 | 2025-06-04 | Selcuk Gokhun | Low Component Count, Configurable Rat Race Coupler for FMCW Radar TX to RX Isolation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5697088A (en) | Balun transformer | |
| US5424694A (en) | Miniature directional coupler | |
| US5455545A (en) | Compact low-loss microwave balun | |
| US4129839A (en) | Radio frequency energy combiner or divider | |
| US7528676B2 (en) | Balun circuit suitable for integration with chip antenna | |
| US20010001548A1 (en) | Power splitter/combiner circuit, high power amplifier and balun circuit | |
| US4851795A (en) | Miniature wide-band microwave power divider | |
| US6636126B1 (en) | Four port hybrid | |
| US6794953B2 (en) | Radio frequency amplifying circuit | |
| JP3136058B2 (ja) | 平衡不平衡変換回路 | |
| US4809356A (en) | Three-way power splitter using directional couplers | |
| CN1938898A (zh) | 低噪声放大器对的输入布置 | |
| US20040217817A1 (en) | Low noise balanced amplifier | |
| US6121853A (en) | Broadband coupled-line power combiner/divider | |
| JP3811551B2 (ja) | 高出力電力増幅器 | |
| KR20070089579A (ko) | 스터브 소자를 이용한 다단 마이크로스트립 브랜치 라인결합기 | |
| JP2000216606A (ja) | 電力分配合成器 | |
| JPH04288703A (ja) | 吸収抵抗内蔵型ラットレース及び増幅器 | |
| JP2005101946A (ja) | 電力分配合成器 | |
| US7142836B2 (en) | Microwave filter distributed on circuit board of wireless communication product | |
| JP2000106501A (ja) | 電力分配回路、電力合成回路 | |
| JPH11136011A (ja) | マイクロストリップバランおよび高周波電力増幅器 | |
| US20040041649A1 (en) | Compact balun with rejection filter for 802.11a and 802.11b simultaneous operation | |
| KR100533907B1 (ko) | λ/4 전송선로를 소형화 시킨 전송선로 | |
| JPS6345901A (ja) | 方向性結合器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |