JPH05121916A - 高周波電力分配・合成回路 - Google Patents
高周波電力分配・合成回路Info
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- JPH05121916A JPH05121916A JP3283315A JP28331591A JPH05121916A JP H05121916 A JPH05121916 A JP H05121916A JP 3283315 A JP3283315 A JP 3283315A JP 28331591 A JP28331591 A JP 28331591A JP H05121916 A JPH05121916 A JP H05121916A
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- circuit
- distribution
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-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電力増幅器を並列運転し、その出力を合成する
電力増幅装置で電力増幅装置の出力電力の調整を並列運
転台数の変更で行う場合、その運用を停止することなく
変更でき、かつ少ない損失で分配、合成する高周波電力
分配・合成回路を提供すること。 【構成】４台から２台までの電力増幅器を並列運転し並
列運転台数を変更して出力電力の変更に対応する電力増
幅装置における入力を分配して電力増幅器に供給し、電
力増幅器の出力を合成する高周波電力分配・合成回路で
あって、分配数が４分配と２分配との中間数３で損失が
最小となるようにインピーダンストランスフォーマとし
ての伝送線路Ｗｄ51が構成され、かつ４個の出力端を有
する電力分配回路Ｄ1 と、合成数が前記中間数３で損失
が最小となるようにインピーダンストランスフォーマと
しての伝送線路Ｗｓ51が構成され、かつ４個の入力端を
有する電力合成回路Ｓ1 とを備えた。
電力増幅装置で電力増幅装置の出力電力の調整を並列運
転台数の変更で行う場合、その運用を停止することなく
変更でき、かつ少ない損失で分配、合成する高周波電力
分配・合成回路を提供すること。 【構成】４台から２台までの電力増幅器を並列運転し並
列運転台数を変更して出力電力の変更に対応する電力増
幅装置における入力を分配して電力増幅器に供給し、電
力増幅器の出力を合成する高周波電力分配・合成回路で
あって、分配数が４分配と２分配との中間数３で損失が
最小となるようにインピーダンストランスフォーマとし
ての伝送線路Ｗｄ51が構成され、かつ４個の出力端を有
する電力分配回路Ｄ1 と、合成数が前記中間数３で損失
が最小となるようにインピーダンストランスフォーマと
しての伝送線路Ｗｓ51が構成され、かつ４個の入力端を
有する電力合成回路Ｓ1 とを備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波電力分配・合成回
路に関し、さらに詳細には複数の電力増幅器を並列運転
する際に電力を分配、合成する高周波電力分配・合成回
路に関する。
路に関し、さらに詳細には複数の電力増幅器を並列運転
する際に電力を分配、合成する高周波電力分配・合成回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力増幅器を並列運転し、その出力を合
成して大電力を得る場合の電力分配・合成回路には従
来、３ｄＢカプラによる電力分配・合成回路、ウイルキ
ンソン方式による電力分配・合成回路、インピーダンス
トランスフォーマによる電力分配・合成回路が用いられ
ている。
成して大電力を得る場合の電力分配・合成回路には従
来、３ｄＢカプラによる電力分配・合成回路、ウイルキ
ンソン方式による電力分配・合成回路、インピーダンス
トランスフォーマによる電力分配・合成回路が用いられ
ている。
【０００３】複数の電力増幅器を並列運転し、その出力
電力を合成して大電力を得る電力増幅器で、装置の許容
出力電力の調整を電力増幅器のユニット数の変更で行う
場合がある。１例として、回路の入出力インピーダンス
５０Ω、電力増幅器を２台、３台または４台並列運転し
て、装置の許容出力電力の調整を行う場合を例に説明す
る。
電力を合成して大電力を得る電力増幅器で、装置の許容
出力電力の調整を電力増幅器のユニット数の変更で行う
場合がある。１例として、回路の入出力インピーダンス
５０Ω、電力増幅器を２台、３台または４台並列運転し
て、装置の許容出力電力の調整を行う場合を例に説明す
る。
【０００４】３ｄＢカプラによる電力分配・合成回路で
は並列台数が２のｎ乗台の場合のみ効率のよい分配、合
成ができる。ウイルキンソン方式による分配・合成回路
では並列台数が偶数の場合に効率のよい分配、合成がで
きる。いずれの場合も４合成、４分配回路で電力増幅器
４台並列の場合は効率よく並列運転ができるが、電力増
幅器を減らして３台、２台とすると、分配、合成回路の
端子間アイソレーションを得るための不平衡吸収ダミー
抵抗に電力が消費されるため、３台の時に約２．５ｄ
Ｂ、２台の時に約６ｄＢの損失になる。
は並列台数が２のｎ乗台の場合のみ効率のよい分配、合
成ができる。ウイルキンソン方式による分配・合成回路
では並列台数が偶数の場合に効率のよい分配、合成がで
きる。いずれの場合も４合成、４分配回路で電力増幅器
４台並列の場合は効率よく並列運転ができるが、電力増
幅器を減らして３台、２台とすると、分配、合成回路の
端子間アイソレーションを得るための不平衡吸収ダミー
抵抗に電力が消費されるため、３台の時に約２．５ｄ
Ｂ、２台の時に約６ｄＢの損失になる。
【０００５】２合成で効率のよい分配、合成を行うに
は、分配回路、合成回路を２分配回路、２合成回路に変
更する必要がある。分配回路、合成回路を交換するには
装置の運用を一時停止しなければならない。このため３
ｄＢカプラ、ウイルキンソン方式による電力分配・合成
回路は装置の許容出力電力の調整を電力増幅器のユニッ
ト数の変更で行う方式には適さない。
は、分配回路、合成回路を２分配回路、２合成回路に変
更する必要がある。分配回路、合成回路を交換するには
装置の運用を一時停止しなければならない。このため３
ｄＢカプラ、ウイルキンソン方式による電力分配・合成
回路は装置の許容出力電力の調整を電力増幅器のユニッ
ト数の変更で行う方式には適さない。
【０００６】そこでインピーダンストランスフォーマに
よる４分配・４合成回路の一例を図６（ａ）に示す。図
６（ａ）においてＤは電力分配回路（以下、電力分配回
路を単に分配回路と記す）を、Ｓは電力合成回路（以
下、電力合成回路を単に合成回路と記す）を、Ａ1 〜Ａ
4 は電力増幅器を示す。しかし、インピーダンストラン
スフォーマによる分配・合成回路は、３ｄＢカプラやウ
イルキンソン方式と異なり、不平衡吸収ダミーを持た
ず、インピーダンス整合機能のみを有するため、端子間
のアイソレーションが得られない。そこで、分配回路の
出力１〜出力４の各出力端子間のアイソレーションと、
合成回路の入力１〜入力４の各入力端子間のアイソレー
ションは、図６（ｂ）に示す如く各電力増幅器Ａｉの入
出力に設けたアイソレータＩまたはサーキュレータで得
ている。
よる４分配・４合成回路の一例を図６（ａ）に示す。図
６（ａ）においてＤは電力分配回路（以下、電力分配回
路を単に分配回路と記す）を、Ｓは電力合成回路（以
下、電力合成回路を単に合成回路と記す）を、Ａ1 〜Ａ
4 は電力増幅器を示す。しかし、インピーダンストラン
スフォーマによる分配・合成回路は、３ｄＢカプラやウ
イルキンソン方式と異なり、不平衡吸収ダミーを持た
ず、インピーダンス整合機能のみを有するため、端子間
のアイソレーションが得られない。そこで、分配回路の
出力１〜出力４の各出力端子間のアイソレーションと、
合成回路の入力１〜入力４の各入力端子間のアイソレー
ションは、図６（ｂ）に示す如く各電力増幅器Ａｉの入
出力に設けたアイソレータＩまたはサーキュレータで得
ている。
【０００７】合成回路Ｓと分配回路Ｄとは同一原理のた
め、合成回路Ｓを例にして説明する。合成回路Ｓの各入
力点から合成点Ｐまではインピーダンス５０Ω、線路長
ｎλ／２（ｎは正の整数、λは使用周波数における波
長）の伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 であり、インピーダンス
５０Ωの線路が４合成されるために、合成点Ｐのインピ
ーダンスは５０Ω／４＝１２．５Ωになる。
め、合成回路Ｓを例にして説明する。合成回路Ｓの各入
力点から合成点Ｐまではインピーダンス５０Ω、線路長
ｎλ／２（ｎは正の整数、λは使用周波数における波
長）の伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 であり、インピーダンス
５０Ωの線路が４合成されるために、合成点Ｐのインピ
ーダンスは５０Ω／４＝１２．５Ωになる。
【０００８】合成点Ｐのインピーダンスを出力インピー
ダンス５０Ωに変換するため、インピーダンストランス
フォーマでインピーダンス変換する。インピーダンスト
ランスフォーマは一例として、インピーダンス２５Ω、
線路長λ／４の伝送線路Ｗｓ 5 で構成する。なお、入力
分配回路Ｄについても同様であり、伝送線路Ｗｄ1 〜Ｗ
ｄ4 は伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 に対応し、インピーダン
ストランスフォーマとしての伝送線路Ｗｄ5 はＷｓ5 に
対応している。このように設定したことによって分配損
は０ｄＢ、合成損は０ｄＢであって、合計０ｄＢであ
る。
ダンス５０Ωに変換するため、インピーダンストランス
フォーマでインピーダンス変換する。インピーダンスト
ランスフォーマは一例として、インピーダンス２５Ω、
線路長λ／４の伝送線路Ｗｓ 5 で構成する。なお、入力
分配回路Ｄについても同様であり、伝送線路Ｗｄ1 〜Ｗ
ｄ4 は伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 に対応し、インピーダン
ストランスフォーマとしての伝送線路Ｗｄ5 はＷｓ5 に
対応している。このように設定したことによって分配損
は０ｄＢ、合成損は０ｄＢであって、合計０ｄＢであ
る。
【０００９】ここで、許容出力電力の調整を電力増幅器
のユニット数で変更する場合について説明する。図７に
示す如く４合成回路Ｓの入力端子を一つ開放にして、電
力増幅器３台並列、出力３合成とする。電力増幅器
Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 から合成点Ｐまでの伝送線路長はｎλ
／２である。したがって、合成点Ｐから、開放された合
成回路Ｓの入力端子側を見たインピーダンスは等価的に
無限大となるため、合成点Ｐでのインピーダンスは５０
Ω／３＝約１６．７Ωになる。
のユニット数で変更する場合について説明する。図７に
示す如く４合成回路Ｓの入力端子を一つ開放にして、電
力増幅器３台並列、出力３合成とする。電力増幅器
Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 から合成点Ｐまでの伝送線路長はｎλ
／２である。したがって、合成点Ｐから、開放された合
成回路Ｓの入力端子側を見たインピーダンスは等価的に
無限大となるため、合成点Ｐでのインピーダンスは５０
Ω／３＝約１６．７Ωになる。
【００１０】また、合成点Ｐから出力端子へのインピー
ダンストランスフォーマは１２．５Ω→５０Ωに変換す
るように構成されている。したがって、このインピーダ
ンストランスフォーマで１６．７Ω→５０Ωの変換を行
うとミスマッチングによる反射係数は 反射係数＝（ＺL −Ｚ0 ）（ＺL ＋Ｚ0 ） ＝（１６．７−１２．５）（１６．７＋１２．５） ＝０．１４４ となる。
ダンストランスフォーマは１２．５Ω→５０Ωに変換す
るように構成されている。したがって、このインピーダ
ンストランスフォーマで１６．７Ω→５０Ωの変換を行
うとミスマッチングによる反射係数は 反射係数＝（ＺL −Ｚ0 ）（ＺL ＋Ｚ0 ） ＝（１６．７−１２．５）（１６．７＋１２．５） ＝０．１４４ となる。
【００１１】ミスマッチイングによる反射損失は 反射損失＝１０ log〔１／（１−反射係数)2〕 ＝１０ log〔１／（１−０．１４４2)〕 ＝０．０９ｄＢ であって、損失約０．０９ｄＢが発生する。
【００１２】分配回路Ｄでも同様に損失が発生するた
め、装置全体として２倍となって、約０．１８ｄＢの損
失が発生する。
め、装置全体として２倍となって、約０．１８ｄＢの損
失が発生する。
【００１３】同様に合成回路Ｓを２合成回路として使用
した場合、図８に示すように、合成点Ｐでのインピーダ
ンスが５０Ω／２＝２５Ωになるため、インピーダンス
トランスフォーマのミスマッチングによる損失が約０．
５ｄＢ発生し、分配回路Ｄを含めた損失は約１．０ｄＢ
になる。
した場合、図８に示すように、合成点Ｐでのインピーダ
ンスが５０Ω／２＝２５Ωになるため、インピーダンス
トランスフォーマのミスマッチングによる損失が約０．
５ｄＢ発生し、分配回路Ｄを含めた損失は約１．０ｄＢ
になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記したように４合成
回路を３合成回路、２合成回路として使用しても、イン
ピーダンストランスフォーマによるミスマッチングによ
る損失のみで電力合成が可能であり、入力の分配の場合
も同様である。しかし、分配数、合成数が少なくなると
ミスマッチングによる分配損失、合成損失が大きくなる
という問題点があった。
回路を３合成回路、２合成回路として使用しても、イン
ピーダンストランスフォーマによるミスマッチングによ
る損失のみで電力合成が可能であり、入力の分配の場合
も同様である。しかし、分配数、合成数が少なくなると
ミスマッチングによる分配損失、合成損失が大きくなる
という問題点があった。
【００１５】本発明は複数の電力増幅器を並列運転し、
その出力電力を合成して大電力を得る電力増幅装置で電
力増幅装置の許容出力電力の調整を電力増幅器のユニッ
ト数の変更で行う場合、少ない損失で分配、合成ができ
る高周波電力分配・合成回路を提供することを目的とす
る。
その出力電力を合成して大電力を得る電力増幅装置で電
力増幅装置の許容出力電力の調整を電力増幅器のユニッ
ト数の変更で行う場合、少ない損失で分配、合成ができ
る高周波電力分配・合成回路を提供することを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波電力分配
・合成回路は、Ｍ台からＮ台（Ｍ、Ｎは正の整数で、か
つＭ＞Ｎ）までの電力増幅器を並列運転し並列運転台数
を変更して出力電力の変更に対応する電力増幅装置にお
ける入力を分配して電力増幅器に供給し、電力増幅器の
出力を合成する高周波電力分配・合成回路であって、分
配数がＭ分配とＮ分配との中間数Ｋ（正の整数）で損失
が最小となるようにインピーダンストランスフォーマが
設定され、かつＭ個の出力端を有する電力分配回路と、
合成数が前記中間数Ｋで損失が最小となるようにインピ
ーダンストランスフォーマが設定され、かつＭ個の入力
端を有する電力合成回路とを備えたことを特徴とする。
・合成回路は、Ｍ台からＮ台（Ｍ、Ｎは正の整数で、か
つＭ＞Ｎ）までの電力増幅器を並列運転し並列運転台数
を変更して出力電力の変更に対応する電力増幅装置にお
ける入力を分配して電力増幅器に供給し、電力増幅器の
出力を合成する高周波電力分配・合成回路であって、分
配数がＭ分配とＮ分配との中間数Ｋ（正の整数）で損失
が最小となるようにインピーダンストランスフォーマが
設定され、かつＭ個の出力端を有する電力分配回路と、
合成数が前記中間数Ｋで損失が最小となるようにインピ
ーダンストランスフォーマが設定され、かつＭ個の入力
端を有する電力合成回路とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】本発明の高周波電力分配・合成回路によれば、
分配回路はＭ個の出力端を有し、合成回路はＭ個の入力
端を有し、かつそれぞれ分配数および合成数が中間数Ｋ
で損失が最小となるようにインピーダンストランスフォ
ーマが設定されているために、中間数Ｋのときの損失が
最小となり、出力電力の変更に対応して並列運転電力増
幅器台数を変更させていったときにおいて損失が増加す
るが、中間数Ｋで損失が最小となるようにインピーダン
ストランスフォーマが設定されているために、並列運転
電力増幅器台数を変更させていったときにおいても、損
失が前記最小値からの増加であって、低い損失で電力合
成が可能となる。
分配回路はＭ個の出力端を有し、合成回路はＭ個の入力
端を有し、かつそれぞれ分配数および合成数が中間数Ｋ
で損失が最小となるようにインピーダンストランスフォ
ーマが設定されているために、中間数Ｋのときの損失が
最小となり、出力電力の変更に対応して並列運転電力増
幅器台数を変更させていったときにおいて損失が増加す
るが、中間数Ｋで損失が最小となるようにインピーダン
ストランスフォーマが設定されているために、並列運転
電力増幅器台数を変更させていったときにおいても、損
失が前記最小値からの増加であって、低い損失で電力合
成が可能となる。
【００１８】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。
【００１９】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００２０】本実施例は２合成から４合成にわたって合
成する場合を例示している。
成する場合を例示している。
【００２１】本実施例ではインピーダンストランスフォ
ーマによる４分配・４合成回路は図１に示すように、入
力端子の一つおよび出力端子の一つを開放にし、電力増
幅器Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 を並列し、出力３合成とした場合
に合計損失が最小になるように構成する。
ーマによる４分配・４合成回路は図１に示すように、入
力端子の一つおよび出力端子の一つを開放にし、電力増
幅器Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 を並列し、出力３合成とした場合
に合計損失が最小になるように構成する。
【００２２】４合成回路Ｓ1 と４分配回路Ｄ1 とは同一
の原理であるため、４合成回路Ｓ1 を例にして説明す
る。
の原理であるため、４合成回路Ｓ1 を例にして説明す
る。
【００２３】電力増幅器Ａ1 〜Ａ4 から合成点Ｐまでの
伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 はインピーダンスおよび線路長
は図６（ａ）の場合と同様にそれぞれ５０Ωおよびｎλ
／２とする。５０Ωの出力が３合成で、合成点Ｐのイン
ピーダンスは約１６．６Ωになる。合成点Ｐのインピー
ダンス１６．６Ωを出力インピーダンス５０Ωに変換す
るインピーダンストランスフォーマは、インピーダンス
２８．９Ω、線路長λ／４の伝送線路Ｗ51で構成する。
伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 はインピーダンスおよび線路長
は図６（ａ）の場合と同様にそれぞれ５０Ωおよびｎλ
／２とする。５０Ωの出力が３合成で、合成点Ｐのイン
ピーダンスは約１６．６Ωになる。合成点Ｐのインピー
ダンス１６．６Ωを出力インピーダンス５０Ωに変換す
るインピーダンストランスフォーマは、インピーダンス
２８．９Ω、線路長λ／４の伝送線路Ｗ51で構成する。
【００２４】上記の４合成回路Ｓ1 を電力増幅器３台並
列、出力３合成で使用する場合は、合成回路Ｓ1 の合成
点Ｐから開放された入力端子側を見た場合のインピーダ
ンスは等価的に無限大とみなせて、さらにまた、インピ
ーダンストランスフォーマの損失は零である。３合成で
上記のように構成してあるためにミスマッチングはなく
理論上、合成損失は０ｄＢである。
列、出力３合成で使用する場合は、合成回路Ｓ1 の合成
点Ｐから開放された入力端子側を見た場合のインピーダ
ンスは等価的に無限大とみなせて、さらにまた、インピ
ーダンストランスフォーマの損失は零である。３合成で
上記のように構成してあるためにミスマッチングはなく
理論上、合成損失は０ｄＢである。
【００２５】また、４分配回路Ｄ1 についても同様であ
り、伝送線路Ｗｄ1 〜Ｗｄ4 は伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4
に対応し、インピーダンストランスフォーマとしての伝
送線路Ｗｄ51はＷ51に対応している。このように構成し
たことによって分配損失は０ｄＢであって、分配損失と
合成損失との合計損失も０ｄＢである。
り、伝送線路Ｗｄ1 〜Ｗｄ4 は伝送線路Ｗｓ1 〜Ｗｓ4
に対応し、インピーダンストランスフォーマとしての伝
送線路Ｗｄ51はＷ51に対応している。このように構成し
たことによって分配損失は０ｄＢであって、分配損失と
合成損失との合計損失も０ｄＢである。
【００２６】上記の４合成回路Ｓ1 で図２に示すように
４合成の場合は、３合成の場合にさらに電力増幅器が１
台追加接続され、合成点Ｐでのミスマッチングによる損
失が約０．０９ｄＢになる。また４分配回路Ｄ1 も同様
に約０．０９ｄＢの損失となり、装置全体での損失は約
０．１８ｄＢとなる。
４合成の場合は、３合成の場合にさらに電力増幅器が１
台追加接続され、合成点Ｐでのミスマッチングによる損
失が約０．０９ｄＢになる。また４分配回路Ｄ1 も同様
に約０．０９ｄＢの損失となり、装置全体での損失は約
０．１８ｄＢとなる。
【００２７】上記の４合成回路Ｓ1 で図３に示すように
２合成の場合は、３合成の場合から電力増幅器が１台除
去され、合成点Ｐでのインピーダンスが２５Ωとなり、
インピーダンストランスフォーマのミスマッチングによ
る損失が約０．１７ｄＢになる。また分配回路Ｄ1 も同
様に約０．１７ｄＢの損失となり、装置全体での損失は
約０．３４ｄＢとなる。
２合成の場合は、３合成の場合から電力増幅器が１台除
去され、合成点Ｐでのインピーダンスが２５Ωとなり、
インピーダンストランスフォーマのミスマッチングによ
る損失が約０．１７ｄＢになる。また分配回路Ｄ1 も同
様に約０．１７ｄＢの損失となり、装置全体での損失は
約０．３４ｄＢとなる。
【００２８】上記のように、入力の４分配回路Ｄ1 、出
力の４合成回路Ｓ1 を３合成で使用したとき損失が最小
となるように構成しておけば、電力増幅器の並列運転台
数が４台、３台、２台の場合において低い損失で電力合
成が可能となる。低損失であることは、図６〜図８の従
来例の場合の損失と比較すれば明らかである。
力の４合成回路Ｓ1 を３合成で使用したとき損失が最小
となるように構成しておけば、電力増幅器の並列運転台
数が４台、３台、２台の場合において低い損失で電力合
成が可能となる。低損失であることは、図６〜図８の従
来例の場合の損失と比較すれば明らかである。
【００２９】そこで、設置時には電力増幅器２台で運用
を開始し、設置後一定の期間をおいて電力増幅器を３
台、４台と増設して出力を増加させていく用途に本実施
例の分配・合成回路を使用した場合、電力増幅器の増設
時に分配回路Ｄ1 および合成回路Ｓ1 の変更が不要であ
るために、運用を一時停止させることなく、電力増幅器
の増設が可能となる。
を開始し、設置後一定の期間をおいて電力増幅器を３
台、４台と増設して出力を増加させていく用途に本実施
例の分配・合成回路を使用した場合、電力増幅器の増設
時に分配回路Ｄ1 および合成回路Ｓ1 の変更が不要であ
るために、運用を一時停止させることなく、電力増幅器
の増設が可能となる。
【００３０】このため、自動車電話の基地局のように、
設置当初には少数台の電力増幅器で運用を開始し、順次
電力増幅器数を増やして送信電力を増やすような用途に
は最適である。また、自動車電話の基地局のように電波
を一瞬たりとも止めることのできない装置に使用すれば
送信電力の増加が電力増幅器の追加のみで、送信電力を
一瞬とも止めることなく送信電力の増加に対応できる。
設置当初には少数台の電力増幅器で運用を開始し、順次
電力増幅器数を増やして送信電力を増やすような用途に
は最適である。また、自動車電話の基地局のように電波
を一瞬たりとも止めることのできない装置に使用すれば
送信電力の増加が電力増幅器の追加のみで、送信電力を
一瞬とも止めることなく送信電力の増加に対応できる。
【００３１】上記した実施例では電力増幅器を２台から
４台並列運転の場合を例に説明したが、並列運転台数は
これに限ることなく、実施可能である。電力増幅器がＭ
台からＮ台並列運転の場合では、Ｍ台からＮ台の範囲の
中間数Ｋ（正の整数）で損失最小になるような最適値を
選んでインピーダンストランスフォーマを構成すればよ
い。
４台並列運転の場合を例に説明したが、並列運転台数は
これに限ることなく、実施可能である。電力増幅器がＭ
台からＮ台並列運転の場合では、Ｍ台からＮ台の範囲の
中間数Ｋ（正の整数）で損失最小になるような最適値を
選んでインピーダンストランスフォーマを構成すればよ
い。
【００３２】なお、上記した実施例ではインピーダンス
トランスフォーマによるインピーダンス変換を、合成点
Ｐから出力端子の間で行う合成回路について説明した。
また、分配回路では入力端子から分配点までの間で行う
場合について説明した。
トランスフォーマによるインピーダンス変換を、合成点
Ｐから出力端子の間で行う合成回路について説明した。
また、分配回路では入力端子から分配点までの間で行う
場合について説明した。
【００３３】しかし、図４に示す如く、各入力から合成
点Ｐまでの間と、合成点Ｐから出力端子までの間でイン
ピーダンス変換を行うこともできる。この一例は合成回
路の各入力からインピーダンス５０Ω、線路長（λ／４
＋ｎλ／２）の伝送線路Ｗｓ 11、Ｗｓ12、Ｗｓ13、Ｗｓ
14を接続し、各別にそれぞれインピーダンス５０Ωを１
００Ωにインピーダンストランスフォーマでインピーダ
ンス変換する。インピーダンストランスフォーマは一例
として７０．７Ω、線路長λ／４の伝送線路Ｗｓ21、Ｗ
ｓ22、Ｗｓ23、Ｗｓ24で構成して、伝送線路Ｗｓ11、Ｗ
ｓ12、Ｗｓ13、Ｗｓ14にそれぞれ各別に接続してインピ
ーダンス変換する。
点Ｐまでの間と、合成点Ｐから出力端子までの間でイン
ピーダンス変換を行うこともできる。この一例は合成回
路の各入力からインピーダンス５０Ω、線路長（λ／４
＋ｎλ／２）の伝送線路Ｗｓ 11、Ｗｓ12、Ｗｓ13、Ｗｓ
14を接続し、各別にそれぞれインピーダンス５０Ωを１
００Ωにインピーダンストランスフォーマでインピーダ
ンス変換する。インピーダンストランスフォーマは一例
として７０．７Ω、線路長λ／４の伝送線路Ｗｓ21、Ｗ
ｓ22、Ｗｓ23、Ｗｓ24で構成して、伝送線路Ｗｓ11、Ｗ
ｓ12、Ｗｓ13、Ｗｓ14にそれぞれ各別に接続してインピ
ーダンス変換する。
【００３４】そこで合成点Ｐでのインピーダンスは１０
０Ω／４＝２５Ωになる。合成点Ｐのインピーダンス２
５Ωをインピーダンス５０Ωに変換するために、インピ
ーダンストランスフォーマでインピーダンス変換する。
このインピーダンストランスフォーマは一例として、イ
ンピーダンス３５．４Ω、線路長λ／４の伝送線路Ｗｓ
52で構成する。このようにして各入力から合成点Ｐまで
の間でインピーダンス変換が行える。また、分配回路Ｄ
1 側についても同様である。
０Ω／４＝２５Ωになる。合成点Ｐのインピーダンス２
５Ωをインピーダンス５０Ωに変換するために、インピ
ーダンストランスフォーマでインピーダンス変換する。
このインピーダンストランスフォーマは一例として、イ
ンピーダンス３５．４Ω、線路長λ／４の伝送線路Ｗｓ
52で構成する。このようにして各入力から合成点Ｐまで
の間でインピーダンス変換が行える。また、分配回路Ｄ
1 側についても同様である。
【００３５】また図５に示す如く、各入力から合成点Ｐ
までの間でインピーダンス変換を行うこともできる。こ
の一例は合成回路の各入力からインピーダンス５０Ω、
線路長λ／４＋ｎλ／２の伝送線路Ｗｓ11、Ｗｓ12、Ｗ
ｓ13、Ｗｓ14を接続し、各別にそれぞれインピーダンス
５０Ωを２００Ωにインピーダンストランスフォーマで
インピーダンス変換する。このインピーダンストランス
フォーマは一例として１００Ω、線路長λ／４の伝送線
路Ｗｓ31、Ｗｓ32、Ｗｓ33、Ｗｓ34で構成して、伝送線
路Ｗｓ11、Ｗｓ12、Ｗｓ13、Ｗｓ14にそれぞれ各別に接
続してインピーダンス変換する。
までの間でインピーダンス変換を行うこともできる。こ
の一例は合成回路の各入力からインピーダンス５０Ω、
線路長λ／４＋ｎλ／２の伝送線路Ｗｓ11、Ｗｓ12、Ｗ
ｓ13、Ｗｓ14を接続し、各別にそれぞれインピーダンス
５０Ωを２００Ωにインピーダンストランスフォーマで
インピーダンス変換する。このインピーダンストランス
フォーマは一例として１００Ω、線路長λ／４の伝送線
路Ｗｓ31、Ｗｓ32、Ｗｓ33、Ｗｓ34で構成して、伝送線
路Ｗｓ11、Ｗｓ12、Ｗｓ13、Ｗｓ14にそれぞれ各別に接
続してインピーダンス変換する。
【００３６】そこで合成点Ｐでのインピーダンスは２０
０Ω／４＝５０Ωになる。合成点Ｐのインピーダンスは
５０Ωであるため、合成点Ｐとインピーダンス５０Ω、
線路長任意の伝送線路Ｗｓ53で出力端子とを接続する。
このようにして各入力から合成点Ｐまでの間でインピー
ダンス変換が行える。この場合において、分配回路Ｄ 1
側についても同様である。
０Ω／４＝５０Ωになる。合成点Ｐのインピーダンスは
５０Ωであるため、合成点Ｐとインピーダンス５０Ω、
線路長任意の伝送線路Ｗｓ53で出力端子とを接続する。
このようにして各入力から合成点Ｐまでの間でインピー
ダンス変換が行える。この場合において、分配回路Ｄ 1
側についても同様である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、分配
数がＭ分配とＮ分配との中間数Ｋ（正の整数）で最小損
失となるようにインピーダンストランスフォーマが設定
され、かつＭ個の出力端を有する電力分配回路と、合成
数が前記中間数Ｋで最小損失となるようにインピーダン
ストランスフォーマが設定され、かつＭ個の入力端を有
する電力合成回路とを備えて、電力増幅器の並列運転台
数を変更して出力電力の変更に対応するため、設置時に
は少ない台数で運用を開始し、設置後所定の期間を置い
て並列運転台数を増減するような場合に、損失の増加が
少なくてすむ効果がある。
数がＭ分配とＮ分配との中間数Ｋ（正の整数）で最小損
失となるようにインピーダンストランスフォーマが設定
され、かつＭ個の出力端を有する電力分配回路と、合成
数が前記中間数Ｋで最小損失となるようにインピーダン
ストランスフォーマが設定され、かつＭ個の入力端を有
する電力合成回路とを備えて、電力増幅器の並列運転台
数を変更して出力電力の変更に対応するため、設置時に
は少ない台数で運用を開始し、設置後所定の期間を置い
て並列運転台数を増減するような場合に、損失の増加が
少なくてすむ効果がある。
【００３８】また、並列運転台数の増減の度に分配回路
および合成回路の変更を必要としない効果もある。この
ため自動車電話の基地局のように電波を一瞬たりともと
めることができない装置に使用すれば、送信電力の増加
にたいして電力増幅器の追加のみですみ、送信出力を一
瞬も止めることなく送信電力の増加に対応できる効果が
ある。
および合成回路の変更を必要としない効果もある。この
ため自動車電話の基地局のように電波を一瞬たりともと
めることができない装置に使用すれば、送信電力の増加
にたいして電力増幅器の追加のみですみ、送信出力を一
瞬も止めることなく送信電力の増加に対応できる効果が
ある。
【００３９】またさらに、電力増幅器の並列運転台数を
一台実装予備器として常時Ｍ台並列運転をしているが、
（Ｍ−１）台の並列運転で特性を満足するように構成す
ることによって、装置を停止せずに１台の電力増幅器の
故障に対応できる効果もある。
一台実装予備器として常時Ｍ台並列運転をしているが、
（Ｍ−１）台の並列運転で特性を満足するように構成す
ることによって、装置を停止せずに１台の電力増幅器の
故障に対応できる効果もある。
【００４０】以上、回路の入出力インタフェースが５０
Ωの場合について説明したが、５０Ω以外でも実現可能
であることは勿論である。
Ωの場合について説明したが、５０Ω以外でも実現可能
であることは勿論である。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例において４分配、４合成の場
合として使用したときの構成を示すブロック図である。
合として使用したときの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例において２分配、２合成の場
合として使用したときの構成を示すブロック図である。
合として使用したときの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例においてインピーダンストラ
ンスフォーマによるインピーダンス変換を各入力から合
成点までの間と、合成点から出力端子までの間で行う場
合の合成回路の構成を示す線図である。
ンスフォーマによるインピーダンス変換を各入力から合
成点までの間と、合成点から出力端子までの間で行う場
合の合成回路の構成を示す線図である。
【図５】本発明の一実施例においてインピーダンストラ
ンスフォーマによるインピーダンス変換を各入力から合
成点までの間で行う場合の合成回路の構成を示す線図で
ある。
ンスフォーマによるインピーダンス変換を各入力から合
成点までの間で行う場合の合成回路の構成を示す線図で
ある。
【図６】従来例の構成を示すブロック図である。
【図７】図６の従来例において３分配、３合成の場合と
して使用したときの構成を示すブロック図である。
して使用したときの構成を示すブロック図である。
【図８】図６の従来例において２分配、２合成の場合と
して使用したときの構成を示すブロック図である。
して使用したときの構成を示すブロック図である。
Ｄ1 …４分配回路 Ｓ1 …４合成回路 Ａ1 〜Ａ4 、Ａｉ…電力増幅器 Ｉ…アイソレータ Ｐ…合成点 Ｗｄ1 〜Ｗｄ4 、Ｗｓ1 〜Ｗｓ4 …伝送線路 Ｗｄ51、Ｗ51…伝送線路で構成したインピーダンストラ
ンスフォーマ Ｗｓ11〜Ｗｓ14、Ｗｓ53…伝送線路 Ｗｓ21〜Ｗｓ24、Ｗｄ52、Ｗｓ31〜Ｗｓ34…伝送線路で
構成したインピーダンストランスフォーマ
ンスフォーマ Ｗｓ11〜Ｗｓ14、Ｗｓ53…伝送線路 Ｗｓ21〜Ｗｓ24、Ｗｄ52、Ｗｓ31〜Ｗｓ34…伝送線路で
構成したインピーダンストランスフォーマ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】また、合成点Ｐから出力端子へのインピー
ダンストランスフォーマは１２．５Ω→５０Ωに変換す
るように構成されている。したがって、このインピーダ
ンストランスフォーマで１６．７Ω→５０Ωの変換を行
うとミスマッチングによる反射係数は 反射係数＝（ＺL −Ｚ0 ）／（ＺL ＋Ｚ0） ＝（１６．７−１２．５）／（１６．７＋１２．５） ＝０．１４４ となる。
ダンストランスフォーマは１２．５Ω→５０Ωに変換す
るように構成されている。したがって、このインピーダ
ンストランスフォーマで１６．７Ω→５０Ωの変換を行
うとミスマッチングによる反射係数は 反射係数＝（ＺL −Ｚ0 ）／（ＺL ＋Ｚ0） ＝（１６．７−１２．５）／（１６．７＋１２．５） ＝０．１４４ となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野島 俊雄 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】Ｍ台からＮ台（Ｍ、Ｎは正の整数で、かつ
Ｍ＞Ｎ）までの電力増幅器を並列運転し並列運転台数を
変更して出力電力の変更に対応する電力増幅装置におけ
る入力を分配して電力増幅器に供給し、電力増幅器の出
力を合成する高周波電力分配・合成回路であって、分配
数がＭ分配とＮ分配との中間数Ｋ（正の整数）で損失が
最小となるようにインピーダンストランスフォーマが設
定され、かつＭ個の出力端を有する電力分配回路と、合
成数が前記中間数Ｋで損失が最小となるようにインピー
ダンストランスフォーマが設定され、かつＭ個の入力端
を有する電力合成回路とを備えたことを特徴とする高周
波電力分配・合成回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283315A JPH05121916A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 高周波電力分配・合成回路 |
| US07/965,171 US5363072A (en) | 1991-10-29 | 1992-10-23 | High-frequency power divider-combiner |
| DE69213650T DE69213650T2 (de) | 1991-10-29 | 1992-10-27 | Schaltung zum Aufteilen oder Zusammenführen von Hochfrequenzleistung |
| EP92309816A EP0540286B1 (en) | 1991-10-29 | 1992-10-27 | High-frequency power divider and combiner |
| CA002081628A CA2081628C (en) | 1991-10-29 | 1992-10-28 | High-frequency power divider-combiner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283315A JPH05121916A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 高周波電力分配・合成回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121916A true JPH05121916A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17663874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3283315A Pending JPH05121916A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 高周波電力分配・合成回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5363072A (ja) |
| EP (1) | EP0540286B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05121916A (ja) |
| CA (1) | CA2081628C (ja) |
| DE (1) | DE69213650T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100423854B1 (ko) * | 1995-04-27 | 2004-10-28 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고주파증폭기,송신장치및수신장치 |
| JP2006191590A (ja) * | 2004-12-31 | 2006-07-20 | Pohang Eng College | 非対称電力駆動を用いた電力増幅装置 |
| US7262656B2 (en) | 2004-08-26 | 2007-08-28 | Nec Corporation | Circuit for parallel operation of Doherty amplifiers |
| JPWO2023073850A1 (ja) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR9305438A (pt) * | 1992-03-13 | 1994-08-02 | Motorola Inc | Rede combinada amplificadora de potência de sinal de radiofrequência (RF) e dispositivo de comunicações de sinal de radiofrequência de modo duplo |
| US5543751A (en) * | 1995-07-21 | 1996-08-06 | Motorola, Inc. | Power combiner for use in a radio frequency system and a method of constructing a power combiner |
| US5831479A (en) * | 1996-06-13 | 1998-11-03 | Motorola, Inc. | Power delivery system and method of controlling the power delivery system for use in a radio frequency system |
| US5872491A (en) * | 1996-11-27 | 1999-02-16 | Kmw Usa, Inc. | Switchable N-way power divider/combiner |
| US6157272A (en) * | 1997-06-28 | 2000-12-05 | Kuo; Mei-Shong | Power network for collecting distributed powers |
| US6320478B1 (en) * | 1998-10-29 | 2001-11-20 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Power divider for harmonically rich waveforms |
| US6122492A (en) * | 1999-02-08 | 2000-09-19 | Motorola, Inc. | Adjustable radio frequency power amplifier and transmitter |
| US6333682B1 (en) * | 2000-01-13 | 2001-12-25 | Motorola, Inc. | High frequency low loss power amplifier combiner |
| US6545564B1 (en) * | 2000-04-25 | 2003-04-08 | Signal Technology Corporation | RF signal divider |
| US6621374B2 (en) * | 2001-07-19 | 2003-09-16 | Lockheed Martin Corporation | Splitter/combiner using artificial transmission lines, and paralleled amplifier using same |
| FR2858492B1 (fr) * | 2003-07-31 | 2006-09-08 | Cit Alcatel | Amplificateur a grande dynamique de puissance de sortie |
| US7005942B2 (en) | 2003-11-21 | 2006-02-28 | Anaren, Inc. | Non-switching adaptable 4-way power splitter/combiner |
| CN102509836B (zh) * | 2011-09-29 | 2014-02-12 | 华南理工大学 | 电阻隔膜波导行波功率合成放大器 |
| CN215871375U (zh) * | 2021-06-09 | 2022-02-18 | Oppo广东移动通信有限公司 | 射频发射模组、射频系统和通信设备 |
| US20250385420A1 (en) * | 2024-06-14 | 2025-12-18 | Swiftlink Technologies Inc. | Wideband wilkinson power divider/combiner for universal 5g/6g and leo satellite communication |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1516910C3 (de) * | 1966-09-29 | 1975-02-13 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Hochfrequenzerwärmungsgerät mit einem eigenerregten Laufzeitröhrengenerator im Dauerbetrieb |
| US3953702A (en) * | 1974-08-13 | 1976-04-27 | Texas Instruments Incorporated | Solid state microwave oven power source |
| US4885557A (en) * | 1988-08-08 | 1989-12-05 | Barczys Daniel A | Broadband constant voltage multicoupler |
| US4893093A (en) * | 1989-02-02 | 1990-01-09 | United Technologies Incorporated | Switched power splitter |
| US4965530A (en) * | 1989-09-26 | 1990-10-23 | General Electric Company | Parallelled amplifier with switched isolation resistors |
| US5032798A (en) * | 1990-01-30 | 1991-07-16 | At&T Bell Laboratories | Cavity means for microwave divider-combiner units |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP3283315A patent/JPH05121916A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-23 US US07/965,171 patent/US5363072A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-27 EP EP92309816A patent/EP0540286B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-27 DE DE69213650T patent/DE69213650T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-28 CA CA002081628A patent/CA2081628C/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100423854B1 (ko) * | 1995-04-27 | 2004-10-28 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고주파증폭기,송신장치및수신장치 |
| US7262656B2 (en) | 2004-08-26 | 2007-08-28 | Nec Corporation | Circuit for parallel operation of Doherty amplifiers |
| JP2006191590A (ja) * | 2004-12-31 | 2006-07-20 | Pohang Eng College | 非対称電力駆動を用いた電力増幅装置 |
| JPWO2023073850A1 (ja) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | ||
| WO2023073850A1 (ja) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2081628A1 (en) | 1993-04-30 |
| US5363072A (en) | 1994-11-08 |
| DE69213650D1 (de) | 1996-10-17 |
| CA2081628C (en) | 1996-02-27 |
| EP0540286B1 (en) | 1996-09-11 |
| EP0540286A1 (en) | 1993-05-05 |
| DE69213650T2 (de) | 1997-01-23 |
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