JPS62136105A - 分波器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、無線通信等において異なった周波数の信号を
周波数に応じて分離または合成するための分波器に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば第２図の
ようなものがあった。以下、その構成を説明する。

第２図は自動車電話等に使用される従来の分波器の構成
ブロック図である。

この分波器は、並列に接続された一対の分波回路１．２
と、この各分波回路１．２に接続された一対の送信用帯
域ろ波器３及び受信用帯域ろ波器４とで構成されている
。各分波回路１．２にはアンテナ５が接続されると共に
、各帯域ろ波器３゜４には送信機６と受信ａ７が接続さ
れている。

ここで、分波回路１．２は、例えばストリップ線路等の
分布定数線路で構成される。また、帯域ろ波器３．４は
、例えば誘電体共振器を用いた誘電体フィルタで構成さ
れる。

この種の誘電体フィルタとしては、本願出願人が先に出
願した特開昭５４−３４４８号、特開昭５５−６８７０
２号、特開昭５８−１４４Ｅｉ０２号、特願昭５９−２
０１４５５号等に記載された種々のものがある。

この誘電体フィルタは、ストリップ線路共振器と同程度
の大きさで共振器が実現でき、しかも無負荷Ｑは導波管
共振器と同程度のものが容易に得られるという利点があ
る。さらに、実際に製作する加工工作もストリップ線路
共振器より複雑であるが、導波管共振器よりは容易であ
る。なお、誘電体共振器は温度特性が致命的に悪いとい
う欠点があったが、誘電体材料工学の進歩により、除々
に解決されつつある。

以上の構成において、送信機６から送られた電気信号は
、送信用帯域ろ波器３を通り、分波回路ｌへ到達する。

この分波回路ｌでは受信機側の分波回路２へ電気的に影
響がないように構成されており、送信信号をアンテナ５
へ送出する。

一方、アンテナ５へ入った受信信号は、分波回路２にお
いてその受信信号が受信機側に流れ込まないように分離
された後、受信用帯域ろ波器４を通過し、受信機７に到
達する。

第３図は第２図における分波器の構成図である。この分
波器は一対の端子１０−１．１０−２を有し、その各端
子ｔｏ−１，１０−２には分波回路を構成する分布定数
線路１１．１２が接続されている。各分布定数線路１１
．１２は、それぞれ長さＬｌ、Ｌ２を有する同軸ケーブ
ルやストリップ線路等で構成される。これらの分布定数
線路１１．１２には、誘電体フィルタ等で構成される帯
域ろ波器１３，１４、及び負荷抵抗１５．１８がそれぞ
れ接続されている。この負荷抵抗１５．１８は、例えば
ｌΩに設定される。

ここで、例えば、一方の分布定数線路１１のＦマトリク
スＦ１は、次式のようになる。

・・・（１） ここで、位相０１、線路長Ｌｌ、信号波投入、信号周波
数ｆ、信号速度Ｖの関係は、 ０１　＝β１−Ｌｌ β１＝２π／入 入；マ／ｆ ｖ＝　３　Ｘ　１０１０ｃｍ／ｓｅｃ となる。

次に、負荷抵抗１５を含んだ帯域ろ波器１３のＦマトリ
クスＦｎｌ　　（行列）を次式のようにする。

すると、分布定数線路１１及び帯域ろ波器１３のＦマト
リクスＦｌ（行列）は、次式のようになる。

Ｆ１＝ ・・・（３） 従って、分布定数線路１１及び帯域ろ波器１３の入力イ
ンピーダンスＺ１は、次式のようになる。

ここで１周波数通過帯域の重なりあわない帯域ろ波器１
３．１４の並列接続構成にあっては、相互の周波数通過
帯域においてそれぞれ他方の帯域ろ波器１４．１３の影
響がないように構成することが必要となる。

そこで、従来の分波器では、一方の分布定数線路１１及
び帯域ろ波器１３が他方の分布定数線路１２及び帯域ろ
波器１４に影響がないようにするために、他方の分布定
数線路１２及び帯域ろ波器１４の通過帯域中心周波数に
おいて、一方の分布定数線路１１及び帯域ろ波器１３の
入力インピーダンスが充分高いことが必要であることか
ら、上記式（４）において、０１＝π／２（すなわち、
Ｌ１＝入／４）になるように位相θ１を決定していた。

換言すれば、帯域ろ波器１３の入力インピーダンスを零
と仮定していた。

上記式（４）において、ｌ＝π／２とすると、式（４）
は、次式のようになる。

この式（５）から明らかなように、端子１０−１．ｔｏ
−２から見た分布定数線路１１側の入力インピーダンス
Ｚ１は、帯域ろ波器１３のインピーダンの逆数になるこ
とである。これにより、帯域ろ波器１３の入力インピー
ダンスは零になって入力インピーダンスＺ１が無限大に
なり、一方の分布定数線路１１及び帯域ろ波器１３が他
方の分布定数線路１２及び帯域ろ波器１４に影響を与え
ないことになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の分波器では、伝送線路１１．
１２の長さがＬ１＝Ｌ２＝π／２に設定され、さらに帯
域ろ波器１３．１４の入力インピーダンスが零と仮定さ
れているが、実際には帯域ろ波器１３の入力インピーダ
ンスが零とならず、これによって入力インピーダンスＺ
１が充分大きくならないために、一方の分布定数線路１
１及び帯域ろ波器１３と他方の分布定数線路１２及び帯
域ろ波器１４とが相互に影響し、特性劣化の大きな要因
になっていた。

これを防止するために、■実験により線路長Ｌｌ、Ｌ２
を決定したり、■本願出願人が先に出願した特願昭Ｅｉ
Ｏ−１３９９４Ｅｉ号のように予め設計段階で線路長Ｌ
ｌ、Ｌ２を決定することが行われている。ところが、前
記■は線路長Ｌｌ、Ｌ２の決定作業に手数を要するため
、作業能率が悪い、前記■は前記■の欠点を除去できる
が、分布定数線路１１．１２に製造ばらつきがあった場
合、分波器の特性が低下するおそれがある。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として実験
による線路長決定作業の非能率性の点について解決した
分波器を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、マイクロ波にお
ける通過帯域の異なる第１の分布定数線路及び第１の帯
域ろ波器と第２の分布定数線路及び第２の帯域ろ波器と
が、並列に接続された分波器において、前記第１および
第２の分布定数線路長さを、それらの第１．第２の分布
定数線路にそれぞれ接続された第１と第２の帯域ろ波器
を含む各入力インピーダンスが所定周波数で充分大きな
値となるように設定し、さらにそれらの第１．第２の分
布定数線路の少なくとも一方にインピーダンス補正用の
容量を付加したものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように分波器を構成したので、
第１の分７１１定数線路及び第１の帯域ろ波器と、第２
の分布定数線路及び第２の帯域ろ波器との周波数通過帯
域が、相互に影響しあわなくなり、予め設計段階で第１
と第２の分布定数線路の長さの決定が行える。しかも、
それに付加した容量により、第１．第２の分布定数線路
における製造ばらつきの補正が行える。従って前記問題
点を除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す分波器の構成ロック図あ
る。なお、従来の第３図中の要素と同一の要素には同一
の符号が付されている。

この実施例が従来のものと異なる点は、端子１０−１．
１０−２と帯域ろ波器１３．１４との間に設けられた分
布定数線路２１．２２の構成が異なることである。なお
、第１図中、２３は分波回路の分岐点、および２４．２
５は各帯域ろ波器１３．１４と各負荷抵抗１５．１８と
の結合点である。

次に、（１）分布定数線路２１．２２における線路長Ｌ
ｌ、Ｌ２の決定方法、および（２）決定された線路長Ｌ
ｌ、Ｌ２の実効長を補正する手段について説明する。

（１）線路長Ｌｌ、Ｌ２の決定 一方の分布定数線路２１及び帯域ろ波器１３と、他方の
分布定数線路２２及び帯域ろ波器１４とが相互に影響し
ないようにするには、一方の分布定数線路２１及び帯域
ろ波器１３の入力インピーダンス２１０が、他方の分布
定数線路２２及び帯域ろ波器１４の周波数通過帯域にお
いて充分高いインピーダンス値でなければならない。

今、帯域ろ波器１３は減衰域であるため、入力インピー
ダンス２１０は純虚数で次式のようになる。

Ｚｌｏ　＝±ｊａ・・・（６） 但し　、ａ；２１０の虚部。

ここで、２１０　＝＋ｊａ、　Ｚ１０＝−ｊａの２つの
場合を考える。

（ｉ）ＺＩＱ＝　＋　ｊａの場合 上記式（４）より、入力インピーダンス２１０は次式の
ようになる。

この式（７）において、従来の０１＝π／２に対しｃｏ
ｓｏｌ〉０になるように、帯域ろ波器１３の特性インピ
ーダンスを考慮して線路長ＬＩＯを適宜法めれば、入力
インピーダンス２１０を充分大きくでき、これによって
一方の分布定数線路２１及び帯域ろ波器１３から他方の
分布定数線路２２及び帯域ろ波器１４への影響を防止で
きる。

（ｉｉ）Ｚｌｏ−−ｊａの場合 上記式（４）より、入力インピーダンスＺ１０は次式の
ようになる。

この式（８）において、従来の０１＝π／２に対し、ｃ
ｏｓｏｌ＜Ｏになるように、帯域ろ波″Ａ１３の特性イ
ンピーダンスを考慮して分布定数線路２１の長さＬＩＯ
を適宜法めれば、上記（ｉ）の場合と同様に、一方の分
布定数線路２１及び帯域ろ波器１３から他方の分布定数
線路２２及び帯域ろ波器１４への影響を防止できる。

第１図における電気信号の流れは、端子ｔｏ−ｔ　、　
１０−２に入った電気信号が分岐点２３に到達する。帯
域ろ波器１３の通過帯域においては、分布定数線路２２
及び帯域ろ波器１４の入力インピーダンスは充分高くな
り、入力信号が帯域ろ波器１３側へすべて流れる。これ
と反対に、帯域ろ波１４の通過帯域においては、分布定
数線路２１及び帯域ろ波器１３の入力インピーダンスが
充分高くなり、入力信号が帯域ろ波器１４側へすべて流
れる。

（２）決定された線路長Ｌｌ、Ｌ２の実効長補正手段前
記（１）に基づいたマイクロ波領域における分波器の具
体的な構成例を第４図および第５図に示す。

第４図は、アルミナ（１２０３）等の基板３０上に前記
第１図の分波器を搭載した図である。

基板３０の一方の面には、ストリップ線からなる分布定
数線路２１．２２が厚膜印刷、メッキ処理等で形成され
ている。この際、一方の分布定数線路２１には、インピ
ーダンス補正用の容量３１をパターンにより付加形成し
ておく。また、同じ基板３０面には、分岐点２３及び結
合点２４．２５も形成されており、その結合点２４．２
５に第１図の負荷抵抗１５．１８が接続される０分布定
数線路２１．２２に接続される第１図の帯域ろ波器１３
．１４は、基板３ｏの他方の面に搭載されている。

第５図は第、４図の分波器、特に分布定数線路２１．２
２の等価回路図である。この等価回路図では１分布定数
線路２１．２２がインダクタンス及びキャパシタンスの
集中定数回路で示されている。

以上の構成において、ストリップ線路からなる分布定数
線路２１．２２が理想的に製作されている場合、それは
線路であるので見込んだインピーダンスは常に特性イン
ピーダンスＺｏとして見える。しかし、このようなマイ
クロ波周波数領域において１分布定数線路２１．２２の
線路長Ｌｌ、Ｌ２及び線幅を寸法通りに形成し、ばらつ
きなしにインピーダンスを合わせることは困難である。

そこで、この実施例ではインピーダンス補正用の容量３
１を予め形成しておき、この容量３１を適ちな大きさに
トリミング処理する。これにより、分波器特性の最良点
を調整することが可能となり、分布定数線路２１．２２
の製造ばらつきを筒中に補正することができる。

なお、インピーダンス補正用の容量は、第６図に示すよ
うに他方の分布定数線路２２側にも、符号３２のように
形成してもよい、これにより、インピーダンス調整幅の
自由度が増す。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように１本発明によれば、第１およ
び第２の分布定数線路の長さを所定の値に設定したので
、その長さを予め設計段階で決定できる。しかも、その
第１．第２の分布定数線路にはインピーダンス補正用の
容量を付加したため、第１．第２の分４１定数線路を形
成する際に製造ばらつきが生じても、容量の調整により
簡易。

的確に補正できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す分波器の構成ブロック図
、第２図は従来の分波器を搭載した自動車電話等の構成
ブロック図、第３図は第２図１１１の分波器の構成図、
第４図は第１図の分波器の実装例を示す図、第５図は第
４図の等価回路図、第６図は第４図の他の実装例を示す
図である。 １３．１４・・・・・・帯域ろ波器、２１．２２・・・
・・・分布定数線路、３０・・・・・・基板、　３１．
３２・・・・・・容量。 出願人代理人　　　柿　　本　　恭　　酸第１図 従来の分波器の使用図 党２図 第２図中の分波器 第３図 ３０：基板 第１図の夫浸例 第４図 箆４図の等他回路 第５図 ３２：８景 第１図のイ也の実装例 鬼６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　マイクロ波における通過帯域の異なる第１の分布定数
   線路及び第１の帯域ろ波器と第２の分布定数線路及び第
   ２の帯域ろ波器とが、並列に接続された分波器において
   、 前記第１および第２の分布定数線路の長さを、それらの
   第１、第２の分布定数線路にそれぞれ接続された第１と
   第２の帯域ろ波器を含む各入力インピーダンスが所定周
   波数で充分大きな値となるように設定し、 かつそれらの第１、第２の分布定数線路の少なくとも一
   方にインピーダンス補正用の容量を設けたことを特徴と
   する分波器。