JPS6042654B2 - 方向性結合器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は方向性結合器に関し、特に無線送信機の自
動利得制御回路（以下ＡＰＣ回路と略記する）を構成す
る方向性結合器に関するものである。

第１図は無線送信機のＡＰＣ回路に方向性結合つて、
同図において１は信号によつて変調された搬送波円を電
力レベルで発生する回路てあつて、仮にヤンガ段と称し
、２は励振段で、ヤンガ段１の出力を入力して必要なレ
ベルまで増強し、３は電力増幅段て、励振段２の出力を
入力して送信電力レベルまで増強する。

４は方向性結合器で、電力増幅段３の出力は方向性結合
器４の入力端子ａからその出力端子をに伝送される。

６は搬送波の高調波を除去する低域ろ波器、７は空中線
である。

方向性結合器４は反射波電力検出端子ｄ）進行波電力
検出端子ｅを有し、進行波電力検出端子ｅは送信電力設
定用ポテンショメータＲＶＩによつて接地され、ポテン
ショメータＲＶＩの中間タップと反射波電力検出端子ｄ
からはそれぞれ逆流阻止用のダイオードＤ。

、Ｄ。を経て帰還増幅器５に入力される。励振段２の増
幅度は帰還増幅器５の出力でフィードバック制御される
。 第１図の回路において空中線７が正常な状態にある
ときは反射波電力検出端子ｄの出力は充分に小さくなる
ように空中線７ヘの結合が調整されているので、帰還増
幅器５に入力する信号は進行波電力検出端子ｅからポテ
ンショメータＲＶ、を経たものだけであると考えてよい
。

このような状態のとき何かの原因で方向性結合器４の入
力端子ａへの電力が増加すると、端子ｅ１ポテンショメ
ータＲＶｌ、ダイオードＤ３、帰還増幅器５のフィード
バックループによつて励振段２の利得を減少し入力端子
ａへの入力電力を減少させる。逆に入力端子ａへの入力
電力が減少すると、端子ｅ１ポテンショメータＲＶ，、
ダイオードＤ３、帰還増幅器５のフィードバックループ
によつて励振段２ｂ利得を増加し入力端子ａへの入力電
力を増加させる。このようにして送信電力はほぼ一定に
保たれる。次にもし空中線７が折損する等の事故が発生
したときは、空中線７の入力インピーダンスが変化する
ので送信機から空中線を見たインピーダンス整合がくす
れて反射波電力が増加し、反射波電力検出ｄの出力が増
加して帰還増幅器５を経て励振段２の利得を低下させ、
電力増幅段３の過電力損による破壊を防止する。無線送
信機のＡＰＣ回路における方向性結合器５の動作は以上
に説明したとおりであるので、そのような用途に用いら
れる方向性結合器５に要求される性能は、広範囲の周波
数に対し無調整で動作すること、高精度を必要としない
が小型で安価で信頼性が高いこと等である。

このような要求を充分に満足させる方向性結合器は従来
存在しなかつた。

第２図は従来の方向性結合器の一例を示す斜視図であつ
て、ストップライン形の方向性結合器を示し、第２図に
おいて第１図と同一符号は同一部分を示すものとし、４
ａは伝送線路、４ｂ，４ｃはそれぞれ伝送線路４ａに結
合するループ、４ｄは接地板、Ｒｌ，Ｒ２はそれぞれ終
端抵抗、Ｄｌ，Ｄ２はそれぞれ進行波電カー又は反射波
電力を検出整流するためのダイオード、ＣＰｌ，ＣＰ２
はそれぞれバイパス用コンデンサである。伝送線路４ａ
は接地板４ｄに対して特性インピーダンス４のストリッ
プラインを形成しているの。

での条件を満足するように設計すると、端子Ｅ，ｄから
はそれぞれ進行波電力又は反射波電力を表わ・す信号が
とり出されることはよく知られている。

但し式（１）においてＣは伝送線回路４ａと結合ループ
４ｂ又は４ｃとの結合容量（ループ４ｂと４ｃとは伝送
線路４ａに対して対称に位置しているため結合容量も相
互インピーダンスも互に同一であるとする）、Ｍは伝送
線路４ａと結合ループ４ｂ又は４ｃとの相互インダクタ
ンス、Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２である。第２図に示す方向性結合
器の欠点は外形寸法が大きいことで、また外形寸法を一
定に微小な電力を検出することがでるようにＣを大きく
すると式（１）によつてＲも変更する必要があることで
あつた。

第３図は従来の方向性結合器の他の例を示す接続図で、
図において第２図と同一符号は同一又は相当部分を示し
、４ｅはリング状磁性体コア材料に単線を巻きつけた変
流器であり、伝送線路４ａが短かくても相互インダクタ
ンスＭの必要な値が得られるようにしたもので、第２図
に示す装置に比して小型にすることができるが、リング
状磁性体コア材料が高価であり、部品点数が多く、また
組立の際コンデンサＣｌ，Ｃ２、変流器４ｅのリード線
を充分に短かくしないと特性にばらつきを生じるという
欠点があり、Ｃｌ，Ｃ２を変化するとＲｌ，Ｒ２を変化
せねばならぬことは第２図に示す装置の場合と同様であ
る。

この発明は上述のような従来の装置の欠点を除去し、小
型、安価で簡単な構造の方向性結合器を提供することを
目的とする。

この目的のためこの発明においては無線送信機にその高
調波成分を除去するために設けられているπ型ローパス
フィルタを方向性結合器の構成部分として利用するもの
であつて、以下図面について説明する。第４図はこの発
明の一実施例を示す一部斜視図的接続図であつて、第３
図と同一符号は同一又は相当部分を示し、６ａはπ型ロ
ーパスフィルタの直列インピーダンス素子を構成するコ
イル、Ｃ３，Ｃ４はπ型ローパスフィルタの並列インピ
ーダンス素子を構するそれぞれのコンデンサである。

π型ローパスフィルタは第１図に低域ろ波器６として示
されるものに相当し、第１図は一般的な説明のための図
面であるので低域ろ波器６はπ型には限定してないが、
普通の設計では低域ろ波器６としてπ型ローパスフィル
タが用いられることが多く、この発明はこれを利用する
ものである。よく知られているように低域ろ波器６は励
振段２、電力増幅段３などによる増幅ひずみによつて発
生した高調波成分を減衰するためのもので、多くの場合
第４図６ａ，ｃ３，ｃ４によつて示されるπ型ローパス
フィルタが用いられ、周波数に応じＣ３，Ｃ４は可変と
する場合があるがコイル６ａは普通は固定である。

４ｈはコイル６ａに電磁結合する第２のコイルＣｌ，Ｃ
２はコイル６ａとコイル４ｈの互に同極性の端（すなわ
ち巻き始めの端どうし又は巻き終りの端どうし）の間に
接続されるそれぞれの結合コンデンサである。

また終端抵抗Ｒｌ，Ｒ２をそれぞれ仮に第１の終端抵抗
Ｒ１、第２の終端抵抗Ｒ２と称し、端子Ｅ，ｄの出力を
それぞれ仮に第１の信号、第２の信号と称することにす
ればダイオードＤ１とコンデンサＣＰｌで第１の信号検
出回路、ダイオードＤ２とコンデンサＣＰ２で第２の信
号検出回路を構成する。第４図に示す回路は第３図に示
す回路に類似しているのて端子ｅから進行波電力を表わ
す第１の信号、端子ｄから反射波電力を表わす第２の信
号が得られることは明らかである。

しかも第３図の回路のように特別にリング状磁性体コア
等を必要とすることなく、第１図における方向性結合器
４と低域ろ波器６とを一体化することができるので装置
全体を充分小形にできるという利点がある。

以上のように、この発明によれば無線送信機に他の目的
の為に備えられているπ型ローパスフィルタを利用して
方向性結合器を構成することができるので、構造が簡単
で信頼性が高く安価であつて、かつ装置全体を小形化で
きる方向性結合器が得られる。

なお、以上の説明においては無線送信機のＭ℃回路に用
いる方向性結合器として説明したが、この発明の方向性
結合器は類似の性能が要求され、かつ利用できるπ型ロ
ーパスフィルタが存在する場合に用いて同様な利点があ
ることは申すまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡＰＣ回路に方向性結合器を用いる場合の一例
を示すブロック結線図、第２図は従来の方向性結合器の
一例を示す斜視図、第３図は従来の方向性結合器の他の
例を示す接続図、第４図はこの発明の一実施例を示す接
続図である。 図において６ａはπ型ローパスフィルタのコイル、Ｃ３
，Ｃ４はそれぞれπ型ローパスフィルタの１コンデンサ
、４ｈは第２のコイル、Ｃｌ，Ｃ２はそれぞれ結合コン
デンサ、Ｒ１は第１の終端抵抗、Ｒ２は第２の終端抵抗
、Ｄ１とＣＰｌで第１の信号検出回路を構成し、Ｄ２と
ＣＰ２で第２の信号検出回路を構成する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直列インピーダンス素子のコイルと並列インピーダ
   ンス素子のコンデンサとによつて構成されその入力端子
   が高周波電力の電源側に接続されその出力端子が上記高
   周波電力の負荷側に接続され上記高周波電力の高周波成
   分を減衰するため設けられるπ型ローパスフィルタ、こ
   のπ型ローパスフィルタのコイルに電磁結合する第２の
   コイル、この第２のコイルと上記π型ローパスフィルタ
   のコイルの互に同極性の端の間にそれぞれ接続されるそ
   れぞれの結合コンデンサ、上記第２のコイルの始端と接
   地との間に接続される第１の終端抵抗、上記第２のコイ
   ルの終端と接地との間に接続される第２の終端抵抗、上
   記第１の終端抵抗の端子電圧を検出して第１の信号を得
   る第１の信号検出回路、上記第２の終端抵抗の端子電圧
   を検出して第２の信号を得る第２の信号検出回路を備え
   たことを特徴とする方向性結合器。