JPH0515523U - マイクロ波電力合成回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波の２台の高出力増幅器の出力を合
成するマイクロ波電力合成回路で広い周波数範囲、及び
広い温度範囲で使用できる回路を得ることを目的とす
る。 【構成】 電力分配器１と、それに接続した第一と第二
の高出力増幅器２、３と、二台の高出力増幅器の出力に
接続したハイブリッド回路４と、ハイブリッド回路４の
一方の出力端子に接続した終端器５と、電力分配器１と
第一の高出力増幅器２間に接続した可変位相器６から構
成される。 【効果】 可変位相器６を接続したためマイクロ波回路
の電気長の周波数特性及び温度特性による透過位相の変
化を補正することにより、広い周波数と温度範囲で合成
損失を最小にすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はマイクロ波を用いたレーダ装置や通信装置の送信機で、大きな送信 出力を得るために２台の高出力増幅器の出力を合成するためのマイクロ波電力合 成回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来のマイクロ波電力合成回路の構成を示す図であり、図において１は 入力端子と第一と第二の出力端子を持つ電力分配器、２は電力分配器の第一の出 力端子に接続した第一の高出力増幅器、３は電力分配器の第二の出力端子に接続 した第二の高出力増幅器、４は第一と第二の高出力増幅器の出力に接続したハイ ブリッド回路、５はハイブリッド回路の二つの出力のうちの一方に接続した終端 器である。

【０００３】 次に動作について説明する。電力分配器１に入力したマイクロ波信号は二つに 等分配されて第一と第二の出力端子に出力する。第一の出力端子のマイクロ波信 号は第一の高出力増幅器２で増幅されハイブリッド回路４の片方に入力し、第二 の出力端子のマイクロ波信号は第二の高出力増幅器３で増幅されハイブリッド回 路４の他の一方に入力する。電力分配器１からハイブリッド回路４の入力端まで の二つに分けられたマイクロ波回路の各々の電気長は、ハイブリッド回路４の片 方の出力端で入力した二つの信号が同位相で現れるように設定されており、この 出力端では第一と第二の高出力増幅器２、３の合成した出力が得られる。またハ イブリッド回路４の他の一方の出力端は終端器５で終端されているが入力した二 つの信号が逆位相で現れるように前記の電気長が設定されているため二つの入力 信号は互いに打ち消しあって出力端には現れない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来のマイクロ波電力合成回路は以上のように構成されており、電力分配器か らハイブリッド回路までの二つに分けられたマイクロ波回路の電気長は固定され ているためマイクロ波回路の周波数特性、高出力増幅器の周波数及び温度特性等 により二つのマイクロ波回路間の電気長に差位が発生し、広い周波数帯域及び使 用温度範囲においては位相差による電力合成損失が発生するという問題点があっ た。 また二つに分けられたマイクロ波回路の電気長が固定されているため合成出力 の現れるハイブリッド回路の二つの出力端子のうちの一方に固定されており、例 えば二つの送信アンテナに対して合成出力を切り換えて入力しようとする場合に は、ハイブリッド回路の出力に導波管スイッチを付加して切り替を行う必要があ った。導波管スイッチは機械的の切り替をおこなうため切り替時間が遅く、また 寸法、重量も大きいという問題点があった。 またハイブリッド回路を用いて二つの高出力増幅器の出力を合成しているため 、片方の高出力増幅器が故障等で動作を停止した場合にはハイブリッド回路の出 力は一台の高出力電力増幅器の二分の一に低下してしまうという問題点があった 。

【０００５】 この考案は上記のような課題を解決するためになされたものである。電力分配 器と二つの高出力増幅器とハイブリッド回路と終端器から構成される従来の回路 の例において、二つに分けたマイクロ波回路間の電気長を任意に設定できるよう な機能を与え、位相を調整して電力合成損失を無くすことができる回路を得るこ とを目的とする。 また二つに分けたマイクロ波回路間の電気長を１８０度切り換えることによっ て、高出力増幅器の合成出力が現れるハイブリッド回路の出力端子を切り換える ことのできる回路を得ることを目的とする。 また二台の高出力増幅器のうちどちらの一台の動作が停止した場合でも出力端 に一台分の高出力増幅器の出力電力が得られるような回路構成を得ることを目的 とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 この考案にかかわるマイクロ波電力合成回路は、電力分配器と二つの高出力増 幅器とハイブリッド回路と終端器から構成される従来の回路で、電力分配器と高 出力増幅器間の二つのマイクロ波回路の片側に可変位相器を入れた回路により構 成したものである。

【０００７】 また、電力分配器と二つの高出力増幅器とハイブリッド回路と終端器から構成 される従来の回路の例において、電力分配器と高出力増幅器間の二つのマイクロ 波回路の片側に１８０度位相切り替器を入れた回路により構成したものである。

【０００８】 また、電力分配器に接続した二つの高出力増幅器の出力を第一の導波管スイッ チに接続し、第一の導波管スイッチの出力を第二の導波管スイッチとハイブリッ ド回路に接続し、第二の導波管スイッチの出力を第三の導波管スイッチとハイブ リッド回路に接続し、ハイブリッド回路の一方の出力を第三の導波管スイッチに 接続した回路により構成したものである。

【０００９】

【作用】

上記のように構成されたマイクロ波電力合成回路は、マイクロ波回路の周波数 特性、高出力増幅器の周波数及び温度特性等により二つのマイクロ波回路管の電 気長に差異が発生した場合にも、電力分配器と高出力増幅器間の二つのマイクロ 波回路の片側に入れた可変位相器による位相調整で電気長差異の補正が可能であ り、ハイブリッド回路出力の合成損失を最小に設定することができる。

【００１０】 また電力分配器と高出力増幅器間の二つのマイクロ波回路の片側に１８０度位 相切り替器を入れたその他の回路構成では、１８０度位相切り替器により片方の 高出力増幅器の出力の位相を１８０度切り換えることができるため、ハイブリッ ド回路片側の入力位相が１８０度変わり、切り替わり前に二つの高出力増幅器の 出力信号が同相となり合成出力が現れていた出力端では二つの信号が逆相となり 出力が現れず、切り替わり前に二つの高出力増幅器の出力信号が逆相となり出力 が現れなかった出力端では二つの信号が同相となり合成出力が現れる。このよう にして１８０度位相器の切り替により合成出力の出力端を切り換えることができ る。

【００１１】 またその他の回路構成では、第一と第二の導波管スイッチの切り替により二つ の高出力増幅器の出力をハイブリッド回路の二つの入力端子に接続することも、 ハイブリッド回路を通さずにまた第三の導波管スイッチに接続することも可能で あり、第三の導波管スイッチの切り替により出力回路にハイブリッド回路からの 合成出力を接続することも、またハイブリッド回路を通らない高出力増幅器の出 力を接続することも可能である。

【００１２】

【実施例】

実施例１． 図１はこの考案の一実施例を示す回路ブロック図であり、１は入力端子と第一 と第二の出力端子を持つ電力分配器、２は電力分配器の第一の出力端子に接続し た第一の高出力増幅器、３は電力分配器の第二の出力端子に接続した第二の高出 力増幅器、４は第一と第二の高出力増幅器の出力に接続したハイブリッド回路、 ５はハイブリッド回路の二つの出力のうちの一方に接続した終端器、６は電力分 配器１と第一の高出力増幅器２の間に接続された可変位相器である。

【００１３】 上記のように構成されたマイクロ波電力合成回路では、マイクロ波回路の周波 数特性により、周波数が変化すると二つに分かれた回路の電気長にも差異が現れ るが、可変位相器６を調整することにより位相差を無くし、ハイブリッド回路４ の出力での合成損失を最小にすることができる。また高出力増幅器は通常透過移 相量に温度特性を持ち、動作温度が変化すること移相量も変化するため合成損失 が発生するが可変位相器６を調整することにより位相差を無くし、ハイブリッド 回路４出力での合成損失を最小にすることができる。

【００１４】 実施例２． 図２はこの考案の他の実施例を示す回路ブロック図であり、１は入力端子と第 一と第二の出力端子を持つ電力分配器、２は電力分配器１の第一の出力端子に接 続した第一の高出力増幅器、３は電力分配器１の第二の出力端子に接続した第二 の高出力増幅器、４は第一と第二の高出力増幅器の出力に接続したハイブリッド 回路、５はハイブリッド回路４の二つの出力のうちの一方に接続した終端器、７ は電力分配器１と第一の高出力増幅器２の間に接続された１８０度位相器である 。

【００１５】 上記のように構成されたマイクロ波電力合成回路では、１８０度位相器７で第 一の電力増幅器２の入力信号の位相を１８０度切り換えると、ハイブリッド回路 ４の二つの入力信号の一方の位相が１８０度変わるため、切り替前に合成出力の 現れていた出力端子では二つの入力信号の位相が逆位相となるため互いに打ち消 しあい合成出力は現れない。また切り替前に合成出力の現れなかった出力端子で は二つの入力信号の位相が同位相となるため合成出力が現れる。こうして１８０ 度位相器７を切り換えることにより合成出力の出力端子を切り換えることができ る。

【００１６】 実施例３． 図３はこの考案の他の実施例を示す回路ブロック図であり、１は入力端子と第 一と第二の出力端子を持つ電力分配器、２は電力分配器の第一の出力端子に接続 した第一の高出力増幅器、３は電力分配器の第二の出力端子に接続した第二の高 出力増幅器、８は第一と第二の高出力増幅器の出力に接続し二つの出力端子を持 つ第一の導波管スイッチ、９は第一の導波管スイッチ８の一方の出力端子に接続 し二つの出力端子を持つ第二の導波管スイッチ、４は第一の導波管スイッチ８の 他の出力端子と第二の導波管スイッチ９の一方の出力端子に接続し二つの出力端 子を持ったハイブリッド回路、１０は第二の導波管スイッチ９の他の一方の出力 端子とハイブリッド回路４の一方の出力端子に接続した第三の導波管スイッチ、 ５はハイブリッド回路４の他の一方に接続した終端器である。

【００１７】 上記のように構成されたマイクロ波電力合成回路では、第一、第二、第三の導 波管スイッチ８、９、１０の切り替により以下に述べる三通りの接続を得ること ができる。 まず第一の高出力増幅器２の出力を第一の導波管スイッチ８により第二の導波 管スイッチ９に接続し、第二の導波管スイッチ９によりハイブリッド回路４に接 続する。この時第一の導波管スイッチ８により第二の高出力増幅器３の出力はハ イブリッド回路４の他の一方の入力に接続されている。さらに第三の導波管スイ ッチ１０をハイブリッド回路４と出力回路に接続するように切り替る。この時電 力合成回路から第一の高出力増幅器２、第一の導波管スイッチ８、第二の導波管 スイッチ９、ハイブリッド回路４出力端子までの電気長と、電力合成回路から第 二の高出力増幅器３、第一の導波管スイッチ８、ハイブリッド回路４出力端子ま での電気長はハイブリッド回路４出力端子での二つの信号が同位相となるよう設 定されており、ハイブリッド回路４の出力端子には二つの高出力増幅器の合成出 力が現れる。この出力は第三の導波管スイッチ１０を通して出力回路に現れる。 このようにして第一と第二の高出力増幅器の合成出力を出力回路に接続すること ができる。

【００１８】 二通り目の接続では第一の高出力増幅器２の出力を第一の導波管スイッチ８に より第二の導波管スイッチ９に接続し、第二の導波管スイッチ９により第三の導 波管スイッチ１０に接続し、第三の導波管スイッチ１０により出力回路に接続す る。この接続では第一の高出力増幅器２の出力をハイブリッド回路４を通さずに 出力回路に接続することができ、第二の高出力増幅器３が故障等により停止した 場合に用いられる。

【００１９】 三通り目の接続では第二の高出力増幅器３の出力を第一の導波管スイッチ８に より第二の導波管スイッチ９に接続し、第二の導波管スイッチ９により第三の導 波管スイッチ１０に接続し、第三の導波管スイッチ１０により出力回路に接続す る。この接続では第二の高出力増幅器３の出力をハイブリッド回路４を通さずに 出力回路に接続することができ、第一の高出力増幅器２が故障等により停止した 場合に用いられる。

【００２０】

【考案の効果】

この考案は以上説明したように構成されているので、以下のような効果がある 。

【００２１】 電力分配器１と第一の高出力増幅器２の間に可変位相器６を接続し、二つに分 けたマイクロ波回路の一方の位相を任意に調整できるようにしたため、マイクロ 波回路の周波数特性及び温度特性による位相の変化量を補正し合成損失を最小に することができるため、従来の構成に比べ広い周波数範囲及び広い温度範囲で使 用することができる。

【００２２】 また電力分配器１と第一の高出力増幅器２の間に１８０度位相器７を接続し、 二つに分けたマイクロ波回路の一方の位相を１８０度切り換えるようにしたため 、１８０度位相器７の切り替によりハイブリッド回路４の合成出力の出力端子を 切り換えることができる。１８０度位相器７は電力分配器１の出力電力である低 い電力で使用されるため耐電力の低いピンダイオード等の半導体スイッチを使用 した位相器で構成でき、従来の構成で出力切り替時に追加する必要のあった導波 管スイッチの切り替時間（数十〜数百ｍｓ）を数μｓ以下に高速化することがで きる。また導波管スイッチに比べ寸法、重量とも小型化が可能である出力端子の 切り替回路を得ることができる。

【００２３】 また第一、第二。第三の導波管スイッチ８、９、１０の切り替により、第一と 第二の高出力増幅器２、３の合成出力、また第一の高出力増幅器２の出力、また は第二の高出力増幅器３の出力のいずれかを出力回路に接続することができる。 このため通常には合成出力を使用し、いずれかの高出力増幅器が故障等で停止し た場合には他の一方の高出力増幅器出力をハイブリッド回路４を通さずに出力す ることで、従来の構成で片方の高出力増幅器動作時に出力が一台の高出力増幅器 の二分の一になる問題点を除去することができ、送信機の冗長機能をより高める ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例１によるマイクロ波電力合成
回路の回路ブロック図である。

【図２】この考案の実施例２によるマイクロ波電力合成
回路の回路ブロック図である。

【図３】この考案の実施例３によるマイクロ波電力合成
回路の回路ブロック図である。

【図４】従来のマイクロ波電力合成回路の回路ブロック
図である。

【符号の説明】

１ 電力分配器 ２ 第一の高出力増幅器 ３ 第二の高出力増幅器 ４ ハイブリッド回路 ５ 終端器 ６ 可変位相器 ７ １８０度位相器 ８ 第一の導波管スイッチ ９ 第二の導波管スイッチ １０ 第三の導波管スイッチ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と第一と第二の出力端子を持つ
   電力分配器と、電力分配器の第一の出力端子に接続した
   可変位相器と、可変位相器に接続した第一の高出力増幅
   器と、電力分配器の第二の出力端子に接続した第二の高
   出力増幅器と、第一と第二の高出力増幅器の出力に接続
   したハイブリッド回路と、ハイブリッド回路の２出力の
   うちの一方に接続した終端器からなるマイクロ波電力合
   成回路。
2. 【請求項２】 入力端子と第一と第二の出力端子を持つ
   電力分配器と、電力分配器の第一の出力端子に接続した
   １８０度位相切り替器と、１８０度位相切り替器に接続
   した第一の高出力増幅器と、電力分配器の第二の出力端
   子に接続した第二の高出力増幅器と、第一と第二の高出
   力増幅器の出力に接続して第一と第二の出力端子を持つ
   ハイブリッド回路からなるマイクロ波電力合成回路。
3. 【請求項３】 入力端子と第一と第二の出力端子を持つ
   電力分配器と、電力分配器の第一の出力端子に接続した
   第一の高出力増幅器と、電力分配器の第二の出力端子に
   接続した第二の高出力増幅器と、第一と第二の高出力増
   幅器の出力に接続し二つの出力端子を持つ第一の導波管
   スイッチと、第一の導波管スイッチの一つの出力端子に
   接続し二つの出力端子を持つ第二の導波管スイッチと、
   第一の導波管スイッチの他の出力端子と第二の導波管ス
   イッチの一つの出力端子に接続し二つの出力端子を持っ
   たハイブリッド回路と、第二の導波管スイッチの他の一
   方の出力端子とハイブリッド回路の一方の出力端子に接
   続した第三の導波管スイッチと、ハイブリッド回路の他
   の一方に接続した終端器からなるマイクロ波電力合成回
   路。