JPS6362121B2 - - Google Patents

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JPS6362121B2
JPS6362121B2 JP56061877A JP6187781A JPS6362121B2 JP S6362121 B2 JPS6362121 B2 JP S6362121B2 JP 56061877 A JP56061877 A JP 56061877A JP 6187781 A JP6187781 A JP 6187781A JP S6362121 B2 JPS6362121 B2 JP S6362121B2
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line
branch
lines
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terminal
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JP56061877A
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

Landscapes

  • Waveguides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、誘電体基板上のマイクロストリツプ
線路で形成した所謂ウイルキンソン型ハイブリツ
ト回路に関する。
所謂ウイルキンソン型ハイブリツド回路は、一
般に伝送信号の分配、或いは合成に広く用いられ
ている。
従来より知られる一般的なウイルキンソン型ハ
イブリツド回路の構成を第1図に示す。図中、1
は裏面に接地導体(図示せず)が形成された誘電
体基板、2A,2B,2Cは入出力線路、3,4
は分岐線路、5,6,7は伝送信号の入口または
出口となる端子、なおRは吸収抵抗であり、aは
共通分岐点、bとcは接続点である。
該ウイルキンソン型ハイブリツド回路をマイク
ロ波信号の伝送線路に用いる場合には、この誘電
体基板1の上に所定形状の金属パターンを形成さ
せ、ある特定の周波数をもつ伝送信号に対して一
定の伝播定数(γ、線路長が4分の1波長のとき
の位相角をπ/2とする値)と特性インピーダン
スZ0をもつハイブリツド回路に構成している。
該ハイブリツド回路を分岐回路として用いる場
合には、図中の5はマイクロ波伝送信号の入口の
端子となり、6,7は夫々の出口の端子となる。
また一方、合成回路として用いる場合は、伝送
信号の入出力の方向は反転するが、端子6を入口
の端子とするときには、端子5は出口の端子に、
また端子7はアイソレーシヨン側の端子となる。
また逆に端子7を入口とするときは、端子5は
伝送信号の出口となり、端子6はアイソレーシヨ
ン側の端子となる。このため端子6と端子7より
同一振幅で同一位相の伝送信号を入力するときに
は、端子5よりは2倍の電力の伝送信号が出力さ
れるようになる。
一般には、入出力線路2A,2B,2Cの特性
インピーダンスは50Ω、分岐線路3と4の特性イ
ンピーダンスは70.7Ω、また吸収抵抗Rは100Ωに
選定されており、各々の共通分岐点a、接続点b
とcでインピーダンス整合されている。また端子
5,6,7の入力インピーダンスは、それぞれの
各線路の基準の特性インピーダンスと等しい値の
50Ωとなるように回路パターンを構成している。
まず第1図に示されるウイルキンソン型ハイブ
リツド回路を分岐回路として用いるときは、マイ
クロ波の伝送信号は端子5から入力し、端子6,
7からは同位相で均等値に2分して出力する。
即ち端子5から入力したマイクロ波の伝送信号
は、入出力線路2Aの特性インピーダンスが50Ω
であり、かつ共通分岐点aから両分岐線路3,4
を見た特性インピーダンスは共に50Ωにそれぞれ
が等しくなるため、共通分岐点aで均等に2分岐
されて分岐線路3,4上を伝播して接続点b,c
に至る。なお接続点b,cは、分岐線路3,4間
のアイソレーシヨンを確保するために共通分岐点
aからλg/4(λgは使用されるマイクロ波伝送信
号の伝播波長)だけ離れた位置に設定された点で
ある。このため、吸収抵抗Rは100Ωであること
および分岐線路4の特性インピーダンスが70.7Ω
であり、分岐線路3と分岐線路4の線路長の和が
1/2λgとなることから両接続点b,cのインピー
ダンスはともに50Ωに整合され、入出力線路2
B,2Cの特性インピーダンスの50Ωと同一値と
なりインピーダンス整合されるようになる。この
結果、端子5から入力したマイクロ波信号は、線
路上の共通分岐点aや接続点bや接続点cで反射
することなく均等に2分されて端子6と7から出
力される。
また一方、該ハイブリツド回路を合成回路とし
て用いるときは、例えば入口の端子6からマイク
ロ波信号を入力するが、この時の接続点bから共
通分岐点aを通つて接続点cに至る伝送信号の位
相差はπ(180゜)となり、また吸収抵抗Rの位相
差は0(0゜)となり、なお接続点bから共通分岐
点aを通つて接続点cに至る線路のインピーダン
スと吸収抵抗Rはともに100Ωと等しくなる。
従つて接続点cにおいては、両経路から来たマ
イクロ波信号はその振幅値は等しく、その伝送信
号の極性が逆転するため打ち消されるようにな
る。このためマイクロ波信号は、入口の端子5か
らのみ出力しアイソレーシヨン側の端子7からは
出力しない。また端子7を入口の端子とするとき
は、端子5は出口の端子、端子6はアイソレーシ
ヨン側の端子となる。
なお上記ウイルキンソン型ハイブリツド回路の
パターン作成に関し、共通分岐点aにおける分岐
角度を大きくして分岐線路3,4の間隔を広げる
ことは、共通分岐点aでの伝送信号の不連続性を
生じ易くして入出力線路2Aおよび分岐線路3と
4の各々の特性インピーダンスを変化させること
になり、この結果として線路のインピーダンス整
合は崩れ、端子5,6,7の入力インピーダンス
が変化して線路の特性インピーダンスとの整合が
取れなくなるため好ましくない。また該ハイブリ
ツド回路では、一般に使用される伝送信号の周波
数により、回路の大きさや誘電帯基板の厚さや線
路幅が定まり、これらにばらつきがあると伝播常
数や特性インピーダンスに大きな影響を与える。
例えば20GHzの所謂準ミリ波帯域で使用される
回路では、波長λgは1.5cm(1/4λg=0.375cm)と
なり、その回路規模もほぼ同様の長さと非常に小
さくなるため一定の特性インピーダンスをもつ性
格なパターン作成は困難となる。このため線路の
入出力線路2A,2B,2Cの特性インピーダン
スを50Ωとすること、また分岐線路3と4の特性
インピーダンスび70.7Ωの一定に設定することは
困難となる。特に伝送信号の周波数が高いとき
は、分岐回路3,4の間隔を十分にとることが難
しいために、両分岐線路3,4間の電磁結合にら
り特性インピーダンス(70.7Ω)が変化してイン
ピーダンス平衡が崩れる原因となる。
即ち、この両分岐線路3と4間のインピーダン
ス整合の崩れることからくる電磁的結合の不平衡
により、分岐線路3と4の特性インピーダンスが
高くなつて両分岐線路3と4間のアイソレーシヨ
ン特性が劣化するようになり、該ハイブリツド回
路の特徴である平衡型回路としての特性は著しく
低下することになる。
本発明は、上記の問題点を解決することを目的
とするものであり、二つの分岐線路に夫々先端開
放路線を付設し、この両分岐線路の特性インピー
ダンスの整合をとつて各々を平衡をとるようにし
て特性インピーダンスを等価的に低下させ、両分
岐線路3と4の整合崩れによる各分岐線路3と4
の高インピーダンス化を補償するようにしてい
る。
以下、第2図を参照して本発明の実施例につい
て説明をする。
第2図は本発明のマイクロストリツプ形ハイブ
リツド回路の上面図であり、図中、第1図と同一
の参照番号で指示される領域は第1図と同一の構
成を示す。
本発明のマイクロストリツプ形ハイブリツド回
路においては、分岐線路3,4の中間点上にそれ
ぞれに先端開放線路31と32が設けられてい
る。
この先端開放路線31と32は、共通分岐点a
と吸収抵抗Rの接続点b,cとの略中間点に設け
られることが好ましく、その長さは分岐線路3と
4の特性インピーダンスを規定インピーダンス
値、例えば70.7Ωとなるように選定される。また
この先端開放線路31と32は、分岐線路3およ
び4の特性インピーダンスのばらつきは補償して
各々の特性インピーダンスを70.7Ωの設定値と
し、分岐線路3から分岐線路4の線路長の和は
λg/2となりその等価インピーダンスは100Ωと
する。これより、共通分岐点aのインピーダンス
は50Ω、および接続点bまたは接続点cのインピ
ーダンスも入出力線路2Bから入出力線路2Cに
至る線路のインピーダンスの100Ωと吸収抵抗R
の100Ωとの整合がとられて50Ωとなり、分岐線
路3と4のインピーダンスは平衡が保たれて等価
的に低下する。
この結果、入口の端子5から見た共通分岐点a
のインピーダンス特性を良好にし、また分岐線路
3と4間のアイソレーシヨン比を十分に確保する
ことが可能となる。また入口の端子6からアイソ
レーシヨン側の端子7に至る伝送信号について
は、抵抗Rと分岐線路3と4を介する伝送信号は
接続点cにて相殺され伝送信号の振幅(絶対値)
を小さくするようになる、即ちアイソレーシヨン
比を大きくすることができる。なお逆に、入口の
端子7からアイソレーシヨン側の端子6に至る伝
送信号についてもまた同様である。
第3図は、第2図に示した本発明によるマイク
ロストリツプ形ハイブリツド回路の中心周波数で
正規化した場合の分配特性及びアイソレーシヨン
特性を示す図である。
図中、曲線Aは分岐線路に先端開放線路31と
32を設けていない場合の入口の端子6とアイソ
レーシヨン側の端子7間のアイソレーシヨン特性
を、曲線Bは本発明により分岐線路に先端開放線
路31と32を設けた場合の入口の端子6とアイ
ソレーシヨン側の端子7間のアイソレーシヨン特
性を示す。更に曲線Cは、分岐線路3と4に先端
開放線路31と32を設けていない場合の入口の
端子5から出口の端子6,7への分配特性を、曲
線Dは本発明により分岐線路3と4に先端開放線
路31と32を設けた場合の入口の端子5から出
口の端子6,7への分配特性を示す。
第3図AとB曲線からも明らかであるように、
本発明による先端開放線路31と32を夫々の分
岐線路3と4に略中間点に設けることにより線路
のインピーダンスの整合がとれるようになり、そ
の結果、入口の端子6から端子7間の伝送信号の
減衰量をその伝送中心周波数において最大とす
る、即ち伝送信号の中心周波数においてアイソレ
ーシヨン特性を向上させることが可能となる。ま
た第3図CとD曲線から、入口の端子5から出口
の端子6と7への伝送信号の分配減衰量を3dbに
近ずけて小さくする、即ち分配特性を向上させる
ことが可能となる。
以上において説明した本発明によるウイルキン
ソン型ハイブリツド回路では、分岐線路3と4の
各々に先端開放線路31と32を付設すると言う
簡単な構成で、分岐線路3と4間の電磁結合によ
り生じる線路の高インピーダンス化を補償し、分
岐回路3と4間のアイソレーシヨン比を十分な大
きさの値とし、また信号の分配減衰量を小さく良
好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のウイルキンソン型ハイブリツド
回路の平面図、第2図は本発明によるウイルキン
ソン型ハイブリツド回路の平面図、第3図はウイ
ルキンソン型ハイブリツド回路の特性を説明する
ための図、である。 図において、1は誘電体基板、2A,2B,2
Cは入出力線路、3,4は分岐線路、5,6,7
は伝送信号の端子、31,32は先端開放線路、
Rは吸収抵抗、を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 誘電体基板1の上に、伝送信号の入口または
    出口となる三つの端子5,6,7にそれぞれの一
    端を接続した入出力線路2A,2B,2Cと、該
    入出力線路2A,2B,2Cの中の一つの入出力
    線路2Aに設けた共通分岐点と他の二つの入出力
    線路2B,2Cに設けた接続点をそれぞれ接続す
    る分岐線路3,4と、前記入出力線路2B,2C
    の両接続点間を接続し終端する吸収抵抗Rと、を
    付設することにより伝送信号の分配と合成を行う
    ウイルキンソン型ハイブリツド回路において 前記分岐線路3の線路上のほぼ中間点に付設す
    る先端解放線路31と、 前記分岐線路3と対称に付設した他の分岐線路
    4の線路上のほぼ中間点分に付設する先端解放線
    路32と、 を設け、伝送信号の中心周波数における前記分岐
    線路3,4のインピーダンスの整合を前記両先端
    解放線路31,32を用いて行うことを特徴とす
    るマイクロストリツプ形ハイブリツド回路。
JP6187781A 1981-04-22 1981-04-22 Microstrip type hybrid circuit Granted JPS57181204A (en)

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