首页> 中国专利> 威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器

威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器

摘要

本发明提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器。威尔金森分配器包括:输入线路;第一分配线路和第二分配线路,从输入线路分路出来;第一输出线路,连接于第一分配线路的输出侧的第一端部;第二输出线路,连接于第二分配线路的输出侧的第二端部;第一短截线,连接于第一端部;第二短截线,连接于第二端部;隔离电阻器,连接于第一短截线与第二短截线之间;以及第一电路,从第一短截线的两端间的第一点和第二短截线的两端间的第二点分路出来并将第一点与第二点之间连接,第一短截线的至少一部分、第二短截线的至少一部分以及第一电路构建成第一谐振电路。

著录项

  • 公开/公告号CN114914654A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 住友电气工业株式会社;

    申请/专利号CN202210113132.X

  • 发明设计人 滨野皓志;

    申请日2022-01-29

  • 分类号H01P5/16(2006.01);

  • 代理机构北京品源专利代理有限公司 11332;北京品源专利代理有限公司 11332;

  • 代理人吕琳;朴秀玉

  • 地址 日本大阪府大阪市

  • 入库时间 2023-06-19 16:23:50

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-09-15

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01P 5/16 专利申请号:202210113132X 申请日:20220129

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器。

背景技术

以往,存在一种威尔金森型功率分配器,该威尔金森型功率分配器包括:两条分配线路,从输入线路分成两路;以及两条输出线路,分别连接于两条分配线路的输出端子。在两个输出端子间,经由隔离电阻器的连接用线路连接有隔离电阻器。连接用线路会导致威尔金森型功率分配器的反射特性和隔离特性的劣化,因此,在隔离电阻器与连接用线路之间插入电容器,并且在两个输出端子分别连接两条短路短截线,从而消除了连接用线路的电抗(例如,参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2002-217615号公报

专利文献2:日本特开平11-330813号公报

再者,以往的威尔金森型功率分配器使用与连接用线路分开地连接于输出端子的短路短截线来进行阻抗的调整。这样的短路短截线的电抗大,因此难以高效地进行阻抗的调整。当无法高效地进行阻抗的调整时,威尔金森型功率分配器的隔离(分离)会劣化从而对通带特性产生影响,因此传输信号能进行传输的频带恐怕会变窄。此外,在威尔金森合成器中恐怕也会同样地产生这样的问题。

发明内容

因此,本发明的目的在于提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器。

本公开的威尔金森分配器包括:输入线路;第一分配线路和第二分配线路,从所述输入线路分路出来;第一输出线路,连接于所述第一分配线路的输出侧的第一端部;第二输出线路,连接于所述第二分配线路的输出侧的第二端部;第一短截线,连接于所述第一端部;第二短截线,连接于所述第二端部;隔离电阻器,连接于所述第一短截线与所述第二短截线之间;以及第一电路,从所述第一短截线的两端间的第一点和所述第二短截线的两端间的第二点分路出来并将所述第一点与所述第二点之间连接,所述第一短截线的至少一部分、所述第二短截线的至少一部分以及所述第一电路构建成第一谐振电路。

发明效果

本发明能提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器。

附图说明

图1是表示包括实施方式1的威尔金森分配器和威尔金森合成器的功率放大器的构成的一个例子的图。

图2是表示实施方式1的威尔金森分配器的构成的一个例子的图。

图3是表示实施方式1的威尔金森合成器的构成的一个例子的图。

图4是表示实施方式1的威尔金森分配器的阻抗特性的史密斯圆图。

图5是表示比较用的威尔金森分配器的阻抗特性的史密斯圆图。

图6是表示实施方式1的威尔金森分配器的S21参数的频率特性的图。

图7是表示实施方式1的威尔金森分配器的S21参数的频率特性的图。

图8是表示实施方式1的威尔金森分配器的S32参数的频率特性的图。

图9是表示实施方式1的变形例的威尔金森分配器的构成的一个例子的图。

图10是表示实施方式2的威尔金森分配器的构成的一个例子的图。

图11是表示实施方式2的威尔金森合成器的构成的一个例子的图。

图12是表示实施方式2的威尔金森分配器的阻抗特性的史密斯圆图。

图13是表示实施方式2的威尔金森分配器的S21参数的频率特性的图。

图14是表示实施方式2的威尔金森分配器的S21参数的频率特性的图。

图15是表示实施方式2的威尔金森分配器的S32参数的频率特性的图。

附图标记说明

10:功率放大器

50A、50B:放大器单元

100X、100XM、200X:威尔金森分配器

110X:输入线路

120A、120B:分配线路

121A、121B:端部

130A、130B:输出线路

140A、140B、240A、240B:短截线

141A、142A、141B、142B、241A、242A、243A、244A、241B、242B、243B、244B:线路

140A1、140B1、240A1、240A2、240B1、240B2:点

150X:隔离电阻器

160X、260X1、260X2:电路

161A、161B、261A、261B、263A、263B:线路

162A、162B、262A、262B、264A、264B:电容器

170A、170B、270A1、270B1、270A2、270B2:谐振电路

100Y、200Y:威尔金森合成器

110Y:输出线路

120C、120D:合流线路

121C、121D:端部

130C、130D:输入线路

140C、140D、240C、240D:短截线

141C、142C、241C、242C、243C、244C、241D、242D、243D、244D:线路

140C1、140D1、240C1、240C2、240D1、240D2:点

141D、142D:线路

150Y:隔离电阻器

160Y、260Y1、260Y2:电路

161C、161D、261C、261D、263C、263D:线路

162C、162D、262C、262D、264C、264D:电容器

170C、170D、270C1、270D1、270C2、270D2:谐振电路。

具体实施方式

以下对用于实施的方式进行说明。

[本公开的实施方式的说明]

〔1〕本公开的一方案的威尔金森分配器包括:输入线路;第一分配线路和第二分配线路,从所述输入线路分路出来;第一输出线路,连接于所述第一分配线路的输出侧的第一端部;第二输出线路,连接于所述第二分配线路的输出侧的第二端部;第一短截线,连接于所述第一端部;第二短截线,连接于所述第二端部;隔离电阻器,连接于所述第一短截线与所述第二短截线之间;以及第一电路,从所述第一短截线的两端间的第一点和所述第二短截线的两端间的第二点分路出来并将所述第一点与所述第二点之间连接,所述第一短截线的至少一部分、所述第二短截线的至少一部分以及所述第一电路构建成第一谐振电路。

第一短截线的至少一部分和第二短截线的至少一部分构建成第一谐振电路的一部分,因此能有效利用第一短截线的至少一部分和第二短截线的至少一部分来高效地调整阻抗。其结果是,隔离(分离)特性被改善,能谋求宽频带化。因此,能提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器。

〔2〕在〔1〕中,也可以是,所述第一谐振电路的第一谐振频率与输入至所述输入线路的传输信号的中心频率不同。第一谐振频率与中心频率不同,由此,隔离(分离)特性进一步被改善,能进一步谋求宽频带化。因此,能提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器。

〔3〕在〔2〕中,也可以是,包含所述第一谐振频率且所述第一谐振电路进行谐振的第一频率频带与包含输入至所述输入线路的传输信号的中心频率的频率频带不同。第一频率频带与包含中心频率的频率频带不同,由此,隔离(分离)特性进一步被改善,能进一步谋求宽频带化。因此,能提供利用与中心频率不同的第一频率频带来谋求了宽频带化的威尔金森分配器。

〔4〕在〔3〕中,也可以是,包含所述中心频率的频率频带、所述第一频率频带以及包含所述中心频率的频率频带与所述第一频率频带之间的频率频带中的所述传输信号的透射系数为规定值以下。因此,能得到包含中心频率的频率频带、第一频率频带以及它们之间的频率频带中的传输信号的透射系数为规定值以下的连续的频率频带,能谋求宽频带化。

〔5〕在〔3〕或〔4〕中,也可以是,所述第一电路具有:第一线路,将所述第一点与所述第二点之间连接;以及第一电容器,串联插入至所述第一线路,所述第一频率频带是由所述第一短截线的至少一部分、所述第二短截线的至少一部分以及所述第一线路的电抗和所述第一电容器的静电电容决定的频率频带。利用第一短截线的至少一部分和第二短截线的至少一部分的电抗来决定第一频率频带,因此能将为了决定第一频率频带而追加的第一线路的电抗抑制到最小限度。

〔6〕在〔5〕中,也可以是,所述第一谐振电路是由所述第一短截线的至少一部分、所述第二短截线的至少一部分、所述第一线路以及所述第一电容器实现的LCL滤波器。第一谐振电路是LCL滤波器,因此,能抑制高次谐波的产生,能有效地改善第一端部与第二端部之间的隔离。

〔7〕在〔1〕~〔6〕的任一项中,也可以是,所述第一点是所述第一短截线的两端间的中点,所述第二点是所述第二短截线的两端间的中点。第一点是第一短截线的两端间的中点并且第二点是第二短截线的两端间的中点意味着威尔金森分配器中所包括的谐振电路仅为第一谐振电路。这是因为第一短截线的第一点的两侧和第二短截线的第二点的两侧包括在第一谐振电路中。因此,能以简易的构成高效地谋求威尔金森分配器的宽频带化。

〔8〕在〔1〕~〔7〕的任一项中,也可以是,所述第一电路相对于所述第一短截线、所述隔离电阻器以及所述第二短截线配置于与所述第一分配线路和所述第二分配线路相同的一侧。第一电路配置于由第一短截线、隔离电阻器、第二短截线、第一分配线路以及第二分配线路包围的区域,因此能谋求威尔金森分配器的小型化。

〔9〕在〔1〕~〔6〕的任一项中,也可以是,还包括第二电路,该第二电路从所述第一短截线的两端间的第三点和所述第二短截线的两端间的第四点分路出来并将所述第三点与所述第四点之间连接,所述第一短截线中的与所述至少一部分不同的另外的至少一部分、所述第二短截线中的与所述至少一部分不同的另外的至少一部分以及所述第二电路构建成在与包含所述中心频率的频率频带不同的第二频率频带进行谐振的第二谐振电路。

第一短截线的另外的至少一部分和第二短截线的另外的至少一部分构建成第二谐振电路的一部分,因此,除了由第一谐振电路进行的阻抗的调整之外,还能有效利用第一短截线的另外的至少一部分和第二短截线的另外的至少一部分来高效地调整阻抗。此外,第二谐振电路在与包含输入至输入线路的传输信号的中心频率的频率频带不同的第二频率频带进行谐振。因此,能高效地谋求威尔金森分配器的进一步的宽频带化。

〔10〕在〔9〕中,也可以是,所述第二谐振电路的第二谐振频率与输入至所述输入线路的传输信号的中心频率不同。第二谐振频率与中心频率不同,由此,隔离(分离)特性进一步被改善,能进一步谋求宽频带化。因此,能提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器。

〔11〕在〔10〕中,也可以是,包含所述第二谐振频率且所述第二谐振电路进行谐振的第二频率频带与包含所述中心频率的频率频带不同。第二频率频带与包含中心频率的频率频带不同,由此,隔离(分离)特性进一步被改善,能进一步谋求宽频带化。因此,能提供利用与中心频率不同的第二频率频带来谋求了宽频带化的威尔金森分配器。

〔12〕在〔3〕~〔5〕的任一项中,也可以是,还包括第二电路,该第二电路从所述第一短截线的两端间的第三点和所述第二短截线的两端间的第四点分路出来并将所述第三点与所述第四点之间连接,所述第一短截线的与所述至少一部分不同的另外的至少一部分、所述第二短截线的与所述至少一部分不同的另外的至少一部分以及所述第二电路构建成在与包含所述中心频率的频率频带不同的第二频率频带进行谐振的第二谐振电路,包含所述中心频率的频率频带位于所述第一频率频带与所述第二频率频带之间,包含所述中心频率的频率频带、所述第一频率频带、所述第二频率频带、包含所述中心频率的频率频带与所述第一频率频带之间的频率频带以及包含所述中心频率的频率频带与所述第二频率频带之间的频率频带中的所述传输信号的透射系数为规定值以下。因此,能得到包含中心频率的频率频带、第一频率频带、第二频率频带、包含中心频率的频率频带与第一频率频带之间的频率频带以及包含中心频率的频率频带与第二频率频带之间的频率频带中的传输信号的透射系数为规定值以下的连续的频率频带,能谋求宽频带化。

〔13〕在〔11〕或〔12〕中,也可以是,所述第二电路具有:第二线路,将所述第三点与所述第四点之间连接;以及第二电容器,串联插入至所述第二线路,所述第二频率频带是由所述第一短截线的所述另外的至少一部分、所述第二短截线的所述另外的至少一部分以及所述第二线路的电抗和所述第二电容器的静电电容决定的频率频带。利用第一短截线的另外的至少一部分和第二短截线的另外的至少一部分的电抗来决定第二频率频带,因此能将为了决定第二频率频带而追加的第二线路的电抗抑制到最小限度。

〔14〕在〔13〕中,也可以是,所述第二谐振电路是由所述第一短截线的所述另外的至少一部分、所述第二短截线的所述另外的至少一部分、所述第二线路以及所述第二电容器实现的LCL滤波器。第二谐振电路是LCL滤波器,因此,能抑制高次谐波的产生,能有效地改善第一端部与第二端部之间的隔离。

〔15〕在〔9〕~〔14〕的任一项中,也可以是,所述第一电路相对于所述第一短截线、所述隔离电阻器以及所述第二短截线配置于与所述第一分配线路和所述第二分配线路相反的一侧,所述第二电路相对于所述第一短截线、所述隔离电阻器以及所述第二短截线配置于与所述第一分配线路和所述第二分配线路相同的一侧。能将第二电路配置于由第一分配线路、第二分配线路、第一短截线、第二短截线以及隔离电阻器包围的区域,因此能有效地灵活利用供威尔金森分配器形成的基板等的面积,并且能谋求威尔金森分配器的小型化。

〔16〕在〔15〕中,也可以是,所述第一短截线的所述两端是连接于所述第一端部的第一连接端和连接于所述隔离电阻器的第三连接端,所述第二短截线的所述两端是连接于所述第二端部的第二连接端和连接于所述隔离电阻器的第四连接端,所述第一点和所述第三点从所述第一连接端到所述第三连接端按所述第一点、所述第三点的顺序设置,所述第二点和所述第四点从所述第二连接端到所述第四连接端按所述第二点、所述第四点的顺序设置。第二电路在比第一电路接近隔离电阻器的一侧连接于第一短截线和第二短截线,因此能将第二电路与第一分配线路和第二分配线路的间隔取得宽,能降低第二电路与第一分配线路和第二分配线路的耦合。此外,其结果是,能得到具有更良好的阻抗特性的威尔金森分配器。

〔17〕在〔16〕中,也可以是,所述第一连接端与所述第一点之间的长度是与所述第一谐振电路的第一谐振频率对应的第一长度,所述第一点与所述第三点之间的长度是所述第一长度和与所述第二谐振电路的第二谐振频率对应的第二长度的合计的长度,所述第三点与所述第三连接端之间的长度是所述第二长度,所述第二连接端与所述第二点之间的长度是所述第一长度,所述第二点与所述第四点之间的长度是所述第一长度和所述第二长度的合计的长度,所述第四点与所述第四连接端之间的长度是所述第二长度。设定为这样的长度意味着威尔金森分配器中所包括的谐振电路仅为第一谐振电路和第二谐振电路。这是因为整个第一短截线和第二短截线包括在第一谐振电路和第二谐振电路中。因此,能使用两个谐振电路来更精细地进行阻抗的调整,能谋求进一步的宽频带化。

〔18〕在〔17〕中,也可以是,所述第一长度比所述第二长度长。能使第二电路进一步离开第一分配线路和第二分配线路,能进一步降低第二电路与第一分配线路和第二分配线路的耦合。此外,其结果是,能得到具有更良好的阻抗特性的威尔金森分配器。

〔19〕本公开的一方案的威尔金森合成器包括:输出线路;第一合流线路和第二合流线路,合流于所述输出线路;第一输入线路,连接于所述第一合流线路的输入侧的第一端部;第二输入线路,连接于所述第二合流线路的输入侧的第二端部;第三短截线,连接于所述第一端部;第四短截线,连接于所述第二端部;隔离电阻器,连接于所述第三短截线与所述第四短截线之间;以及第三电路,从所述第三短截线的两端间的第五点和所述第四短截线的两端间的第六点分路出来并将所述第五点与所述第六点之间连接,所述第三短截线的至少一部分、所述第四短截线的至少一部分以及所述第三电路构建成第三谐振电路。

第三短截线的至少一部分和第四短截线的至少一部分构建成第三谐振电路的一部分,因此能有效利用第三短截线的至少一部分和第四短截线的至少一部分来高效地调整阻抗。其结果是,隔离特性被改善,能谋求宽频带化。因此,能提供谋求了宽频带化的威尔金森合成器。

〔20〕本公开的一方案的放大器包括:〔1〕中所述的威尔金森分配器;〔19〕中所述的威尔金森合成器;第一放大部,连接于所述第一分配线路与所述第一合流线路之间;以及第二放大部,连接于所述第二分配线路与所述第二合流线路之间。

在连接于第一放大部和第二放大部的输入侧的威尔金森分配器中,第一短截线的至少一部分和第二短截线的至少一部分构建成在与包含输入至输入线路的传输信号的中心频率的频率频带不同的第一频率频带进行谐振的第一谐振电路的一部分。此外,在连接于第一放大部和第二放大部的输出侧的威尔金森合成器中,第三短截线的至少一部分和第四短截线的至少一部分构建成在第一频率频带进行谐振的第三谐振电路的一部分。因此,能有效利用第一短截线的至少一部分、第二短截线的至少一部分、第三短截线的至少一部分以及第四短截线的至少一部分来高效地调整阻抗。其结果是,隔离特性被改善,能谋求宽频带化。因此,能提供谋求了宽频带化的放大器。

[本公开的实施方式的详情]

以下,对本公开的实施方式进行详细说明,但本实施方式并不限定于此。需要说明的是,在本说明书和附图中,有时通过对具有实质上相同的功能构成的构成要素标注相同的附图标记来省略重复的说明。

<实施方式1>

〔功率放大器10的构成〕

图1是表示包括实施方式1的威尔金森分配器100X和威尔金森合成器100Y的功率放大器10的构成的一个例子的图。功率放大器10是放大器的一个例子。在图1中,省略威尔金森分配器100X和威尔金森合成器100Y的详细的电路构成。

作为一个例子,功率放大器10设于便携式电话基站,将用于向智能手机等终端机发送的电波(传输信号)放大。在发送多个频率频带(多个波段)的传输信号的便携式电话基站中,作为一个例子,为了能通过一台功率放大器10来放大多个波段的传输信号,要求功率放大器10的频率频带宽(频率频带为宽频带)。

功率放大器10包括威尔金森分配器100X、放大器单元50A、50B以及威尔金森合成器100Y。放大器单元50A是第一放大部的一个例子,放大器单元50B是第二放大部的一个例子。

放大器单元50A、50B分别具有输入端子50A1、50B1、输出端子50A2、50B2以及放大器51A、51B。作为一个例子,放大器51A、51B的数量为十一个。十一个放大器51A、51B分别从输入侧(图1中的左侧)到输出侧(图1中的右侧)分为四级地进行连接。

关于放大器单元50A,作为一个例子,在从输入侧看过去的第一级至第四级分别设有一个、两个、四个、四个放大器51A。在图1中,若设为各放大器51A在左侧具有输入端子,在右侧具有输出端子,则第一级的一个放大器51A的输入端子连接于输入端子50A1,第四级的四个放大器51A的输出端子连接于输出端子50A2。在放大器单元50A的内部,第二级的两个放大器51A的输入端子连接于第一级的一个放大器51A的输出端子,第三级的四个放大器51A的输入端子连接于第二级的两个放大器51A的输出端子,第四级的四个放大器51A的输入端子连接于第三级的四个放大器51A的输出端子。

这样的构成对于放大器单元50B的放大器51B也是同样的。第一级的一个放大器51B的输入端子连接于输入端子50B1。第四级的四个放大器51B的输出端子连接于输出端子50B2。

作为一个例子,放大器51A、51B由氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT(GalliumNitride High Electron Mobility Transistor))实现。作为一个例子,功率放大器10用于将包含E波段(71GHz~76GHz的5GHz和81GHz~86GHz的5GHz的频率频带)的频率频带的传输信号放大。E波段的传输信号是毫米波波段(作为一个例子,约30GHz~约300GHz的频段)的传输信号。作为一个例子,功率放大器10设于便携式电话基站,因此,为了使发送用的传输信号的放大率增大,考虑GaN HEMT的频率特性而具有将多级串联连接的构成。需要说明的是,在此,作为一个例子,对放大器单元50A、50B为四级连接的构成的方式进行说明。从使放大率增大的观点出发,优选对两级以上的多级进行连接的构成,但放大器单元50A、50B的级数可以是任意级。此外,传输信号不限于毫米波波段的传输信号,也可以是微波波段(作为一个例子,约3GHz~约30GHz的频段)的传输信号。

威尔金森分配器100X具有输入线路110X和输出线路130A、130B。输入线路110X具有输入端子111X。威尔金森合成器100Y具有输出线路110Y和输入线路130C、130D。输出线路110Y具有输出端子111Y。威尔金森分配器100X的输出线路130A、130B分别连接于放大器单元50A和50B的输入端子50A1和50B1。威尔金森合成器100Y的输入线路130C、130D分别连接于放大器单元50A和50B的输出端子50A2和50B2。

从抑制彼此的电波干扰等观点出发,放大器单元50A、50B被配置为在俯视观察下隔开传输信号的中心频率的一个波长左右的间隔(图1中的放大器单元50A、50B的上下方向的间隔)。因此,输出线路130A、130B和输入线路130C、130D具有一定程度的长度。从得到功率放大器10的良好的传输特性的观点出发,优选的是输出线路130A、130B和输入线路130C、130D的长度短,因此威尔金森分配器100X和威尔金森合成器100Y进行了用于缩短输出线路130A、130B和输入线路130C、130D的长度的设计。关于该设计将在后文进行叙述。

在这样的功率放大器10中,输入至输入端子111X的传输信号由威尔金森分配器100X分配,由放大器单元50A、50B放大,由威尔金森合成器100Y合成,并从输出端子111Y输出。

〔威尔金森分配器100X的构成〕

图2是表示威尔金森分配器100X的构成的一个例子的图。威尔金森分配器100X包括输入线路110X、分配线路120A、120B、输出线路130A、130B、短截线140A、140B、隔离电阻器150X以及电路160X。此外,威尔金森分配器100X包括谐振电路170A、170B。分配线路120A是第一分配线路的一个例子,分配线路120B是第二分配线路的一个例子。输出线路130A是第一输出线路的一个例子,输出线路130B是第二输出线路的一个例子。短截线140A是第一短截线的一个例子,短截线140B是第二短截线的一个例子。电路160X是第一电路的一个例子。将谐振电路170A、170B合在一起的一个电路是第一谐振电路的一个例子。

威尔金森分配器100X的构成要素中的输入线路110X、分配线路120A、120B、输出线路130A、130B、短截线140A、140B以及电路160X的线路161A、161B由微带线构成。因此,在供威尔金森分配器100X形成的基板的相反侧的面设有接地电位的导电层(接地层)。以下,设为威尔金森分配器100X所分配的传输信号的中心频率例如为包含在E波段中的83GHz,以下仅称为中心频率。

输入线路110X是将输入端子111X与分配线路120A、120B连接的线路。作为一个例子,输入线路110X的特性阻抗Z0为50Ω。输入线路110X的输出侧的端部分别连接于分配线路120A、120B的输入侧的端部121A、121B。端部121A、121B存在于同一位置。

分配线路120A和120B从输入线路110X的输出侧的端部分路为两路。分配线路120A具有输入侧的端部121A和输出侧的端部122A。端部122A是第一端部的一个例子。作为一个例子,分配线路120A的长度(电长度)为中心频率下的波长的电长度λe的1/4(λe/4)。分配线路120A的特性阻抗为√2×Z0。Z0为50Ω,因此√2×Z0为约70Ω。分配线路120B具有输入侧的端部121B和输出侧的端部122B。端部122B是第二端部的一个例子。分配线路120B的长度和特性阻抗与分配线路120A的长度和特性阻抗相等。

在此,作为用于尽量缩短输出线路130A、130B的长度的设计,使分配线路120A、120B的端部122A、122B接近放大器单元50A、50B的输入端子50A1、50B1(参照图1)。当进行这样的设计时,端部122A、122B与隔离电阻器150X之间离开,因此在端部122A、122B与隔离电阻器150X之间设置了短截线140A、140B。需要说明的是,如果在不进行这样的设计从而不包括短截线140A、140B的情况下,输出线路130A、130B的长度成为中心频率下的半波长左右的长度,威尔金森分配器100X的隔离(分离)会劣化从而对通带特性产生影响,传输信号能透射的频带恐怕会变窄。

然而,如果就这样设置了短截线140A、140B,则会使端部122A与端部122B之间的隔离(分离)特性劣化,因此本实施方式的威尔金森分配器100X为了改善隔离特性而使用了谐振电路170A、170B。关于谐振电路170A、170B的详情将在后文进行叙述。

输出线路130A具有:输入侧的端部,连接于分配线路120A的端部122A;以及输出端子131A。输出端子131A连接于放大器单元50A的输入端子50A1(参照图1)。同样地,输出线路130B具有:输入侧的端部,连接于分配线路120B的端部122B;以及输出端子131B。输出端子131B连接于放大器单元50B的输入端子50B1(参照图1)。

短截线140A将端部122A与隔离电阻器150X之间连接。短截线140A的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线140A分为线路141A、142A进行说明。例如,线路141A、142A具有彼此相等的长度,线路141A、142A的电抗也彼此相等。线路141A、142A之间的点140A1是短截线140A的两端间的中点,是第一点的一个例子。作为一个例子,短截线140A的长度为中心频率λe的约1/8至约1/4。需要说明的是,第一短截线的两端间的第一点这一语句的第一点是不包括短截线140A的两端而位于短截线140A的长尺寸方向上的两端以外的任意位置的点。在实施方式1中,作为第一点的一个例子的点140A1例如是短截线140A的两端间的中点。

短截线140B将端部122B与隔离电阻器150X之间连接。短截线140B的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线140B分为线路141B、142B进行说明。例如,短截线140B的长度与短截线140A的长度相等。此外,例如,线路141B、142B的长度彼此相等,并与线路141A、142A的长度相同。因此,线路141B、142B的电抗彼此相等,并与线路141A、142A的电抗相同。线路141B、142B之间的点140B1是短截线140B的两端间的中点,是第二点的一个例子。需要说明的是,第二短截线的两端间的第二点这一语句的第二点是不包括短截线140B的两端而位于短截线140B的长尺寸方向上的两端以外的任意位置的点。在实施方式1中,作为第二点的一个例子的点140B1例如是短截线140B的两端间的中点。

隔离电阻器150X设于短截线140A、140B之间。隔离电阻器150X是为了确保端部122A、122B之间的隔离而设置的。作为一个例子,隔离电阻器150X的电阻值为100Ω。作为这样的隔离电阻器150X,可以使用各种各样的电阻器,在此,作为一个例子,使用GaAs制的电阻器。

电路160X具有线路161A、161B、电容器162A、162B以及接地端子163X。在图2中,用方框表示线路161A、161B,线路161A将点140A1与接地端子163X之间连接,线路161B将点140B1与接地端子163X之间连接。因此,电容器162A、162B实际上分别串联插入至线路161A、161B。例如,线路161A、161B的长度彼此相等,线路161A、161B的电抗也彼此相等。将线路161A、161B合在一起的一条线路是第一线路的一个例子。此外,电容器162A、162B的静电电容彼此相等。电路160X具有在点140A1、140B1之间关于接地端子163X对称的构成。

谐振电路170A是由短截线140A的线路141A、142A、电路160X的线路161A和电容器162A以及接地端子163X构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路170A中所包括的电抗(L)是线路141A、142A和线路161A的电抗,谐振电路170A的静电电容(C)是电容器162A的静电电容。

谐振电路170B是由短截线140B的线路141B、142B、电路160X的线路161B和电容器162B以及接地端子163X构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路170B中所包括的电抗(L)是线路141B、142B和线路161B的电抗,谐振电路170B的静电电容(C)是电容器162B的静电电容。

在本实施方式的例子中,线路141A、142A、141B、142B的电抗全部相等,线路161A、161B的电抗彼此相等,电容器162A、162B的静电电容彼此相等,因此谐振电路170A和170B的谐振频率彼此相等。在此,若将谐振电路170A和170B的谐振频率设为f1,则谐振电路170A和170B具有使谐振频率f1附近的信号分量衰减的作用。谐振频率f1是第一谐振频率的一个例子。包含谐振频率f1的频率频带是第一频率频带的一个例子,是比作为包含中心频率的频率频带的E波段低的频带(比71GHz低的频带)或比作为包含中心频率的频率频带的E波段高的频带(比86GHz高的频带)。在此,作为一个例子,设为谐振频率f1为58GHz,包含谐振频率f1的频率频带是56GHz~61GHz的频率频带。如此,包含谐振频率f1的频率频带是与作为包含中心频率的频率频带的E波段不同的频带。此外,谐振频率f1与中心频率不同。

在此,关于作为第一短截线的一个例子的短截线140A和作为第二短截线的一个例子的短截线140B,对第一短截线的至少一部分和第二短截线的至少一部分这一语句如下解释即可。第一短截线的至少一部分、第二短截线的至少一部分以及第一电路构建成第一谐振电路这一语句中包括整个短截线140A、整个短截线140B以及第一电路(电路160X)构建成第一谐振电路(谐振电路170A和170B)的情况。在实施方式1中,使用整个短截线140A和整个短截线140B构建成了谐振电路170A和170B。

〔威尔金森合成器100Y的构成〕

图3是表示威尔金森合成器100Y的构成的一个例子的图。威尔金森合成器100Y具有使图2所示的威尔金森分配器100X的构成左右反转而成的构成。

威尔金森合成器100Y包括输出线路110Y、合流线路120C、120D、输入线路130C、130D、短截线140C、140D、隔离电阻器150Y以及电路160Y。此外,威尔金森合成器100Y包括谐振电路170C、170D。合流线路120C是第一合流线路的一个例子,合流线路120D是第二合流线路的一个例子。输入线路130C是第一输入线路的一个例子,输入线路130D是第二输入线路的一个例子。短截线140C是第三短截线的一个例子,短截线140D是第四短截线的一个例子。电路160Y是第三电路的一个例子。将谐振电路170C、170D合在一起的一个电路是第三谐振电路的一个例子。

威尔金森合成器100Y的构成要素中的输出线路110Y、合流线路120C、120D、输入线路130C、130D、短截线140C、140D以及电路160Y的线路161C、161D由微带线构成。因此,在供威尔金森合成器100Y形成的基板的相反侧的面设有接地电位的导电层(接地层)。威尔金森合成器100Y所合成的传输信号的中心频率与威尔金森分配器100X所分配的传输信号的中心频率相等。

输出线路110Y是将输出端子111Y与合流线路120C、120D连接的线路。输出线路110Y的输入侧的端部分别连接于合流线路120C、120D的输出侧的端部121C、121D。端部121C、121D存在于同一位置。

合流线路120C和120D合流于输出线路110Y的输入侧的端部。合流线路120C具有输出侧的端部121C和输入侧的端部122C。端部122C是合流线路120C的第一端部的一个例子。合流线路120C的长度(电长度)与分配线路120A、120B的长度相等,例如为中心频率下的波长的电长度λe的1/4(λe/4)。合流线路120C的特性阻抗为√2×Z0(约70Ω)。合流线路120D具有输出侧的端部121D和输入侧的端部122D。端部122D是合流线路120D的第二端部的一个例子。合流线路120D的长度与合流线路120C的长度相等。

在此,作为用于尽量缩短输入线路130C、130D的长度的设计,使合流线路120C、120D的端部122C、122D接近放大器单元50A、50B的输出端子50A2、50B2(参照图1)。当进行这样的设计时,端部122C、122D与隔离电阻器150Y之间离开,因此在端部122C、122D与隔离电阻器150Y之间设置了短截线140C、140D。需要说明的是,如果在不进行这样的设计从而不包括短截线140C、140D的情况下,输入线路130C、130D的长度成为中心频率下的半波长左右的长度,威尔金森分配器100Y的隔离(分离)会劣化从而对通带特性产生影响,传输信号能透射的频带恐怕会变窄。

然而,如果就这样设置了短截线140C、140D,则会使端部122C与端部122D之间的隔离特性劣化,因此本实施方式的威尔金森合成器100Y为了改善隔离特性而使用了谐振电路170C、170D。关于谐振电路170C、170D的详情将在后文进行叙述。

输入线路130C具有:输出侧的端部,连接于合流线路120C的端部122C;以及输入端子131C。输入端子131C连接于放大器单元50A的输出端子50A2(参照图1)。同样地,输入线路130D具有:输出侧的端部,连接于合流线路120D的端部122D;以及输入端子131D。输入端子131D连接于放大器单元50B的输出端子50B2(参照图1)。

短截线140C将端部122C与隔离电阻器150Y之间连接。短截线140C的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线140C分为线路141C、142C进行说明。线路141C、142C是第三短截线的至少一部分的一个例子。短截线140C的长度与短截线140A、140B、140D的长度相等。例如,线路141C、142C具有彼此相等的长度,线路141C、142C的电抗也彼此相等。线路141C、142C之间的点140C1是短截线140C的两端间的中点,是第三点的一个例子。因此,线路141C、142C的长度与线路141A、142A的长度相等。需要说明的是,第三短截线的两端间的第三点这一语句的第三点是不包括短截线140C的两端而位于短截线140C的长尺寸方向上的两端以外的任意位置的点。在实施方式1中,作为第三点的一个例子的点140C1例如是短截线140C的两端间的中点。

短截线140D将端部122D与隔离电阻器150Y之间连接。在此,有时将短截线140D分为线路141D、142D进行说明。线路141D、142D是第四短截线的至少一部分的一个例子。例如,线路141D、142D的长度彼此相等,并与线路141C、142C的长度相同。因此,线路141D、142D的电抗彼此相等,并与线路141C、142C的电抗相同。线路141D、142D之间的点140D1是短截线140D的两端间的中点,是第四点的一个例子。需要说明的是,第四短截线的两端间的第四点这一语句的第四点是不包括短截线140D的两端而位于短截线140D的长尺寸方向上的两端以外的任意位置的点。在实施方式1中,作为第四点的一个例子的点140D1例如是短截线140D的两端间的中点。

隔离电阻器150Y设于短截线140C、140D之间。隔离电阻器150Y是为了确保端部122C、122D之间的隔离而设置的。隔离电阻器150Y的构成和电阻值与隔离电阻器150X的构成和电阻值相同。

电路160Y具有线路161C、161D、电容器162C、162D以及接地端子163Y。在图3中,用方框表示线路161C、161D,线路161C将点140C1与接地端子163Y之间连接,线路161D将点140D1与接地端子163Y之间连接。因此,电容器162C、162D实际上分别串联插入至线路161C、161D。例如,线路161C、161D的长度彼此相等,并与线路161A、161B的长度相同。因此,线路161A、161B、161C、161D的电抗彼此相等。此外,电容器162C、162D的静电电容彼此相等,并与电容器162A、162B的静电电容相同。电路160Y与电路160X同样地具有在点140C1、140D1之间关于接地端子163Y对称的构成。

谐振电路170C是由短截线140C的线路141C、142C、电路160Y的线路161C和电容器162C以及接地端子163Y构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路170C中所包括的电抗(L)是线路141C、142C和线路161C的电抗,谐振电路170C的静电电容(C)是电容器162C的静电电容。

谐振电路170D是由短截线140D的线路141D、142D、电路160Y的线路161D和电容器162D以及接地端子163Y构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路170D中所包括的电抗(L)是线路141D、142D和线路161D的电抗,谐振电路170D的静电电容(C)是电容器162D的静电电容。

在本实施方式的例子中,谐振电路170A、170B、170C以及170D的谐振频率全部相等,都是f1,谐振电路170A、170B、170C以及170D具有使谐振频率f1附近的信号分量衰减的作用。包含谐振频率f1的频率频带是第一频率频带的一个例子。需要说明的是,关于作为第三短截线的一个例子的短截线140C和作为第四短截线的一个例子的短截线140D,对第三短截线的至少一部分和第四短截线的至少一部分这一语句的解释与关于威尔金森分配器100X中的作为第一短截线的一个例子的短截线140A和作为第二短截线的一个例子的短截线140B的解释相同。在威尔金森合成器100Y中,使用整个短截线140C和整个短截线140D构建成了谐振电路170C和170D。

〔威尔金森分配器100X的动作特性〕

图4是表示威尔金森分配器100X的阻抗特性的史密斯圆图。图5是表示比较用的威尔金森分配器的阻抗特性的史密斯圆图。图6是表示威尔金森分配器100X的S21参数(透射系数)的频率特性的图。图4和图5所示的史密斯圆图和图6所示的S21参数是通过电磁场模拟得到的。比较用的威尔金森分配器具有相当于专利文献1所记载的威尔金森型功率分配器的构成。具体而言,比较用的威尔金森分配器具有如下构成:从威尔金森分配器100X去掉电路160X,在端部122A、122B各追加一条短路短截线,并且在短截线140A与隔离电阻器150X之间以及短截线140B与隔离电阻器150X之间各串联插入一个电容器。短路短截线是由微带线实现的线路,与连接于端部122A、122B的端部相反的一侧的端部被接地。短路短截线和电容器是为了消除短截线140A、140B的电抗而设置的。

如图4所示,在威尔金森分配器100X中,从实轴上的约0.2的点A1起根据短截线140A、140B(线路141A、142A、141B、142B)的电抗而沿着等电阻圆移动至点B1。然后,根据线路161A、161B的电抗和电容器162A、162B的静电电容的电容性的阻抗,能从点B1起沿着等电导圆移动至实轴上的约1.0的点C1。在威尔金森分配器100X中,能如此地利用谐振电路170A、170B来调整阻抗。

此外,如图5所示,在比较用的威尔金森分配器中,从实轴上的约0.2的点A1起根据短路短截线的电抗(与短截线140A、140B并联的短路短截线的电抗)移动至点B2,从点B2起根据短截线140A、140B(线路141A、142A、141B、142B)的电抗移动至点B3。然后,从点B3起通过电容器移动至点C1。如此,在比较用的威尔金森分配器中,与图4所示的威尔金森分配器100X的在史密斯圆图上的移动相比,阻抗大幅离开实轴,未能高效地进行阻抗的调整。这是因为:与存在短路短截线相应地,在阻抗的调整中产生无用的移动。

此外,在图6中,横轴表示频率(GHz),纵轴表示S21参数(透射系数)的值(dB)。图6所示的S21参数表示从隔离电阻器150X与短截线140A的连接点(端口2)向端部122A(端口1)的通过特性。此外,用实线表示威尔金森分配器100X的S21参数,用虚线表示比较用的威尔金森分配器的S21参数。如图6所示,可知威尔金森分配器100X相对于比较用的威尔金森分配器谋求了宽频带化。

图7是表示威尔金森分配器100X的S21参数的频率特性的图。图7所示的S21参数是通过电磁场模拟得到的。在图7中,横轴表示频率(GHz),纵轴表示S21参数(透射系数)的值(dB)。图7所示的S21参数是将输入端子111X作为端口1、将输出端子131A作为端口2而得到的S21参数。即,图7所示的S21参数表示从输入端子111X向输出端子131A的传输信号的分配特性。

在图7中,用实线表示威尔金森分配器100X的S21参数,用虚线表示比较用的威尔金森分配器的S21参数。此外,用单点划线表示的S21参数是在从比较用的威尔金森分配器去掉了两个短路短截线和电容器而成的威尔金森分配器(以下,称为第二比较用的威尔金森分配器)中将输入端子111X作为端口1、将输出端子131A作为端口2而得到的S21参数,该电容器是在短截线140A与隔离电阻器150X之间以及短截线140B与隔离电阻器150X之间分别串联插入的各一个的电容器。

与第二比较用的威尔金森分配器(单点划线)相比,威尔金森分配器100X(实线)和比较用的威尔金森分配器(虚线)的分配特性均得到了改善,但当作为一个例子在-3.5dB处进行比较时,可知威尔金森分配器100X与比较用的威尔金森分配器相比频带扩宽了约5GHz。威尔金森分配器100X的S21参数在E波段、包含谐振频率f1的频率频带以及E波段与包含谐振频率f1的频率频带之间的频率频带(比61GHz高且比71GHz低的频率频带)均为-3.5dB以下。-3.5dB是透射系数的规定值的一个例子。如此,在E波段、包含谐振频率f1的频率频带以及E波段与包含谐振频率f1的频率频带之间的频率频带均为-3.5dB以下,因此能得到在从包含谐振频率f1的频率频带的最低的频率起至E波段的最高的频率为止的频带透射系数足够高的连续的频带,能谋求宽频带化。

宽频带化在比E波段低的频率频带侧特别显著,可以认为这是通过谐振电路170A、170B的包含谐振频率f1的频率频带(56GHz~61GHz)而得到的。此外,不仅限于比E波段低的频率频带,在比61GHz高的频率频带中分配特性也得到了改善,在比E波段高的频率频带(比86GHz高的频率频带)中分配特性也得到了改善。如此,可知威尔金森分配器100X能通过包括作为一个例子在56GHz~61GHz的频率频带进行谐振的谐振电路170A、170B来实现宽频带化。

图8是表示威尔金森分配器100X的S32参数的频率特性的图。图8所示的S32参数是通过电磁场模拟得到的。在图8中,横轴表示频率(GHz),纵轴表示S32参数(透射系数)的值(dB)。图8所示的S32参数表示将输出端子131A作为端口2并且将输出端子131B作为端口3的、端口2与端口3之间的透射系数。换言之,图8所示的S32参数表示端口2与端口3之间的隔离特性。与图7同样地,用实线表示威尔金森分配器100X的S32参数,用虚线表示比较用的威尔金森分配器的S32参数,用单点划线表示第二比较用的威尔金森分配器的S32参数。

如图8所示,威尔金森分配器100X(实线)在约95GHz以下比比较用的威尔金森分配器(虚线)高2dB~3dB,但在约95GHz以上得到了比比较用的威尔金森分配器(虚线)低2dB~3dB的值。可知从50GHz至110GHz的整个范围,威尔金森分配器100X(实线)均比第二比较用的威尔金森分配器(单点划线)的最小值(约-11.5dB)低,得到了良好的隔离特性。

在威尔金森分配器100X中,通过谐振电路170A和170B这两个LCL滤波器,端部122A与端部122B之间的隔离特性被改善,端部122A与端部122B之间的通带特性被改善。此外,谐振电路170A和170B在包含谐振频率f1的频率频带进行谐振。因此,等效于端部122A与端部122B之间在高频下以50Ω形成终端。此外,端部122A与端部122B之间由于谐振电路170A和170B进行谐振而等效于在高频下以50Ω形成终端。根据这样的原理,输入至输入端子111X的E波段和包含谐振频率f1的频率频带的传输信号由分配线路120A、120B分配,同一相位的传输信号从端部122A、122B输出至输出线路130A、130B。因此,能得到能在E波段和包含谐振频率f1的频率频带对传输信号进行传输的宽频带的威尔金森分配器100X。

此外,威尔金森合成器100Y进行使威尔金森分配器100X的输入侧和输出侧反转的动作,因此与威尔金森分配器100X同样地实现宽频带化。更具体而言,在输入端子131C、131D分别输入至输入线路130C、130D的同一相位的两个传输信号分别在合流线路120C、120D中传输,以同一相位到达端部121C、121D并被合成,经由输出线路110Y从输出端子111Y输出。对于E波段的传输信号和包含谐振频率f1的频率频带的传输信号同样地实现这样的动作。

因此,能提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器100X、威尔金森合成器100Y以及功率放大器10。

此外,在威尔金森分配器100X中,将短截线140A的线路141A、142A和短截线140B的线路141B、142B用作谐振电路170A和170B的电抗的一部分,由此,能缩短电路160X的线路161A、161B,能使线路161A、161B的电抗为最小限度。此外,能谋求电路160X的电路规模的小型化。

此外,在威尔金森分配器100X中,谐振电路170A和170B是LCL滤波器,由此,能抑制高次谐波的产生,能有效地改善端部122A与端部122B之间的隔离。

此外,在威尔金森分配器100X中,短截线140A、140B的点140A1、140B1是中点,因此,能将整个短截线140A、140B利用于在包含谐振频率f1的频率频带进行谐振的谐振电路170A、170B,能实现简易的构成的威尔金森分配器100X。

此外,在威尔金森合成器100Y中,将短截线140C的线路141C、142C和短截线140D的线路141D、142D用作谐振电路170C和170D的电抗的一部分,由此,能缩短电路160Y的线路161C、161D,能使线路161C、161D的电抗为最小限度。此外,能谋求电路160Y的电路规模的小型化。此外,谐振电路170C和170D是LCL滤波器,由此,能抑制高次谐波的产生,能有效地改善端部122C与端部122D之间的隔离。

此外,在威尔金森合成器100Y中,短截线140C、140D的点140C1、140D1是中点,因此,能将整个短截线140C、140D利用于在包含谐振频率f1的频率频带进行谐振的谐振电路170C、170D,能实现简易的构成的威尔金森合成器100Y。

〔威尔金森分配器100XM的构成〕

图9是表示实施方式1的变形例的威尔金森分配器100XM的构成的一个例子的图。威尔金森分配器100XM在将电路160X配置于由分配线路120A、120B、短截线140A、140B以及隔离电阻器150X包围的区域这一点与图2所示的威尔金森分配器100X不同。即,电路160X相对于短截线140A、140B和隔离电阻器150X配置于与分配线路120A、120B相同的一侧。其他构成与图2所示的威尔金森分配器100X相同。

这样的威尔金森分配器100XM与图2所示的威尔金森分配器100X同样地能实现宽频带化,并且能谋求小型化。此外,对于威尔金森合成器100Y,也将电路160Y相对于短截线140C、140D和隔离电阻器150Y配置于与合流线路120C、120D相同的一侧,由此与威尔金森分配器100XM同样地能实现宽频带化和小型化。就图1所示的功率放大器10而言,放大器单元50A、50B分别包括许多放大器51A、51B,因此威尔金森分配器100X和威尔金森合成器100Y的周围有时空间有限。在这样的情况下,威尔金森分配器100XM和与威尔金森分配器100XM同样地小型化后的威尔金森合成器具有容易配置于有限的空间这一优点。特别是,就供威尔金森合成器100Y配置的放大器单元50A、50B的输出侧而言,并联连接的放大器51A、51B的数量比输入侧多,因此空间有限的可能性高。在这样的情况下,小型化后的威尔金森合成器非常有用。

<实施方式2>

实施方式2涉及能分别代替图1所示的功率放大器10的威尔金森分配器100X和威尔金森合成器100Y的威尔金森分配器200X(参照图10)和威尔金森合成器200Y(参照图11)。

〔威尔金森分配器200X的构成〕

图10是表示威尔金森分配器200X的构成的一个例子的图。威尔金森分配器200X具有如下构成:在实施方式1的威尔金森分配器100X追加电路260X2,并且包括短截线240A、240B和电路260X1来代替短截线140A、140B和电路160X(参照图2)。以下,以与实施方式1的威尔金森分配器100X的不同点为中心进行说明。

威尔金森分配器200X包括输入线路110X、分配线路120A、120B、输出线路130A、130B、短截线240A、240B、隔离电阻器150X以及电路260X1、260X2。此外,威尔金森分配器200X包括谐振电路270A1、270B1、270A2、270B2。短截线240A是第一短截线的一个例子,短截线240B是第二短截线的一个例子。电路260X1是第一电路的一个例子,电路260X2是第二电路的一个例子。将谐振电路270A1、270B1合在一起的一个电路是第一谐振电路的一个例子,将谐振电路270A2、270B2合在一起的一个电路是第二谐振电路的一个例子。

短截线240A将端部122A与隔离电阻器150X之间连接。短截线240A的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线240A分为线路241A、242A、243A、244A进行说明。例如,线路241A、242A具有彼此相等的长度,线路241A、242A的电抗也彼此相等。此外,例如,线路243A、244A具有彼此相等的长度,线路243A、244A的电抗也彼此相等。线路241A、242A比线路243A、244A长,线路241A、242A的电抗也比线路243A、244A的电抗大。

线路241A、242A之间的点240A1是第一点的一个例子,线路243A、244A之间的点240A2是第三点的一个例子。点240A1和点240A2从端部122A到短截线240A连接于隔离电阻器150X的连接端按点240A1、点240A2的顺序设置。短截线240A连接于端部122A的连接端是第一连接端的一个例子,短截线240A连接于隔离电阻器150X的连接端是第三连接端的一个例子。作为一个例子,短截线240A的长度为中心频率λe的约1/8至约1/4。

线路241A、242A包括在谐振电路270A1中,线路243A、244A包括在谐振电路270A2中。线路241A、242A是短截线240A的至少一部分的一个例子。线路243A、244A是短截线240A的与至少一部分不同的另外的至少一部分的一个例子。线路241A的长度是与谐振电路270A1的谐振频率对应的第一长度的一个例子。线路244A的长度是与谐振电路270A2的谐振频率对应的第二长度的一个例子。线路242A和243A的合计的长度是第一长度和第二长度的合计的长度的一个例子。

短截线240B将端部122B与隔离电阻器150X之间连接。短截线240B的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线240B分为线路241B、242B、243B、244B进行说明。例如,短截线240B的长度与短截线240A的长度相等。此外,例如,线路241B、242B的长度彼此相等,并与线路241A、242A的长度相同。因此,线路241B、242B的电抗彼此相等,并与线路241A、242A的电抗相同。此外,例如,线路243B、244B的长度彼此相等,并与线路243A、244A的长度相同。因此,线路243B、244B的电抗彼此相等,并与线路243A、244A的电抗相同。线路241B、242B比线路243B、244B长,线路241B、242B的电抗也比线路243B、244B的电抗大。

线路241B、242B之间的点240B1是第二点的一个例子,线路243B、244B之间的点240B2是第四点的一个例子。点240B1和点240B2从端部122B到短截线240B连接于隔离电阻器150X的连接端按点240B1、点240B2的顺序设置。短截线240B连接于端部122B的连接端是第二连接端的一个例子,短截线240B连接于隔离电阻器150X的连接端是第四连接端的一个例子。短截线240B的长度与短截线240A相同。

线路241B、242B包括在谐振电路270B1中,线路243B、244B包括在谐振电路270B2中。线路241B、242B是短截线240B的至少一部分的一个例子。线路243B、244B是短截线240B的与至少一部分不同的另外的至少一部分的一个例子。谐振电路270B1的谐振频率与谐振电路270A1的谐振频率相等,谐振电路270B2的谐振频率与谐振电路270A2的谐振频率相等。线路241B的长度是与谐振电路270A1、270B1的谐振频率对应的第一长度的一个例子。线路244B的长度是与谐振电路270A2、270B2的谐振频率对应的第二长度的一个例子。线路242B和243B的合计的长度是第一长度和第二长度的合计的长度的一个例子。需要说明的是,隔离电阻器150X设于短截线240A、240B之间。

电路260X1具有线路261A、261B、电容器262A、262B以及接地端子163X。电路260X1相对于短截线240A、240B和隔离电阻器150X设于与分配线路120A、120B相反的一侧。在图10中,用方框表示线路261A、261B,线路261A将点240A1与接地端子163X之间连接,线路261B将点240B1与接地端子163X之间连接。因此,电容器262A、262B实际上分别串联插入至线路261A、261B。例如,线路261A、261B的长度彼此相等,线路261A、261B的电抗也彼此相等。线路261A、261B是第一线路的一个例子。此外,作为第一电容器的一个例子的电容器262A、262B的静电电容彼此相等。电路260X1具有在点240A1、240B1之间关于接地端子163X对称的构成。线路261A、261B的电抗和电容器262A、262B的静电电容与图2所示的线路161A、161B的电抗和电容器162A、162B的静电电容不同。

电路260X2具有线路263A、263B、电容器264A、264B以及接地端子265X。电路260X2相对于短截线240A、240B和隔离电阻器150X设于与分配线路120A、120B相同的一侧。通过这样将电路260X2配置于由短截线240A、240B、隔离电阻器150X以及分配线路120A、120B包围的区域,能有效地灵活利用供威尔金森分配器200X形成的基板等的面积,并且能谋求威尔金森分配器200X的小型化。

在图10中,用方框表示线路263A、263B,线路263A将点240A2与接地端子265X之间连接,线路263B将点240B2与接地端子265X之间连接。因此,电容器264A、264B实际上分别串联插入至线路263A、263B。例如,线路263A、263B的长度彼此相等,线路263A、263B的电抗也彼此相等。线路263A、263B是第二线路的一个例子。此外,作为第二电容器的一个例子的电容器264A、264B的静电电容彼此相等。电路260X2具有在点240A2、240B2之间关于接地端子265X对称的构成。线路263A、263B的长度比线路261A、261B短,电容器264A、264B的静电电容与电容器262A、262B的静电电容不同。

需要说明的是,基于如下的理由将电路260X2连接于短截线240A、240B的比点240A1、240B1接近隔离电阻器150X的点240A2、240B2。这是因为,电路260X2相对于短截线240A、240B和隔离电阻器150X设于与分配线路120A、120B相同的一侧,因此,通过使电路260X2稍微离开分配线路120A、120B来抑制或降低分配线路120A、120B与电路260X2的耦合。此外,使短截线240A、240B的线路241A、242A、241B、242B的长度比线路243A、244A、243B、244B的长度长是为了使电路260X2离分配线路120A、120B远一点。这是为了抑制或降低分配线路120A、120B与电路260X2的耦合。通过这样的构成,电路260X2离开分配线路120A、120B。

谐振电路270A1是由短截线240A的线路241A、242A、电路260X1的线路261A和电容器262A以及接地端子163X构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270A1中所包括的电抗(L)是线路241A、242A和线路261A的电抗,谐振电路270A1的静电电容(C)是电容器262A的静电电容。

谐振电路270B1是由短截线240B的线路241B、242B、电路260X1的线路261B和电容器262B以及接地端子163X构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270B1中所包括的电抗(L)是线路241B、242B和线路261B的电抗,谐振电路270B1的静电电容(C)是电容器262B的静电电容。

在本实施方式的例子中,线路241A、242A、241B、242B的电抗全部相等,线路261A、261B的电抗彼此相等,电容器262A、262B的静电电容彼此相等,因此谐振电路270A1和270B1的谐振频率彼此相等。在此,若将谐振电路270A1和270B1的谐振频率设为f1,则谐振电路270A1和270B1具有使谐振频率f1附近的信号分量衰减的作用。谐振频率f1是第一谐振频率的一个例子。包含谐振频率f1的频率频带是第一频率频带的一个例子,是比作为包含中心频率的频率频带的E波段低的频带(比71GHz低的频带)或比作为包含中心频率的频率频带的E波段高的频带(比86GHz高的频带)。谐振频率f1与中心频率不同。在此,作为一个例子,设为包含谐振频率f1的频率频带是56GHz~61GHz的频率频带。如此,包含谐振频率f1的频率频带是与作为包含中心频率的频率频带的E波段不同的频带。

谐振电路270A2是由短截线240A的线路243A、244A、电路260X2的线路263A和电容器264A以及接地端子265X构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270A2中所包括的电抗(L)是线路243A、244A和线路263A的电抗,谐振电路270A2的静电电容(C)是电容器264A的静电电容。

谐振电路270B2是由短截线240B的线路243B、244B、电路260X2的线路263B和电容器264B以及接地端子265X构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270B2中所包括的电抗(L)是线路243B、244B和线路263B的电抗,谐振电路270B2的静电电容(C)是电容器264B的静电电容。

在本实施方式的例子中,线路243A、244A、243B、244B的电抗全部相等,线路263A、263B的电抗彼此相等,电容器264A、264B的静电电容彼此相等,因此谐振电路270A2和270B2的谐振频率彼此相等。在此,若将谐振电路270A2和270B2的谐振频率设为f2,则谐振电路270A2和270B2具有使谐振频率f2附近的信号分量衰减的作用。谐振频率f2是第二谐振频率的一个例子。包含谐振频率f2的频率频带是第二频率频带的一个例子,是比作为包含中心频率的频率频带的E波段低的频带(比71GHz低的频带)或比作为包含中心频率的频率频带的E波段高的频带(比86GHz高的频带)。在此,作为一个例子,设为谐振频率f2为98GHz,包含谐振频率f2的频率频带是96GHz~101GHz的频率频带。如此,包含谐振频率f2的频率频带是与作为包含中心频率的频率频带的E波段不同的频带。此外,在此,作为一个例子,包含谐振频率f2的频率频带比包含谐振频率f1的频率频带高。

基于如下的理由将包含谐振频率f2的频率频带设定得比包含谐振频率f1的频率频带高。为了尽量使电路260X2离开分配线路120A、120B,使线路241A、242A、241B、242B的长度比线路243A、244A、243B、244B的长度长。线路241A、242A、241B、242B和线路243A、244A、243B、244B的宽度和厚度是恒定的,因此线路243A、244A、243B、244B的电抗比线路241A、242A、241B、242B的电抗更小。因此,上述理由是:使包含谐振频率f2的频率频带比包含谐振频率f1的频率频带高是更容易设计的。

〔威尔金森合成器200Y的构成〕

图11是表示威尔金森合成器200Y的构成的一个例子的图。威尔金森合成器200Y具有如下构成:在实施方式1的威尔金森合成器100Y追加电路260Y2,并且包括短截线240C、240D和电路260Y1来代替短截线140C、140D和电路160Y(参照图3)。以下,以与实施方式1的威尔金森合成器100Y的不同点为中心进行说明。

威尔金森合成器200Y包括输出线路110Y、合流线路120C、120D、输入线路130C、130D、短截线240C、240D、隔离电阻器150Y以及电路260Y1、260Y2。此外,威尔金森合成器200Y包括谐振电路270C1、270D1、270C2、270D2。短截线240C是第三短截线的一个例子,短截线240D是第四短截线的一个例子。电路260Y1是第三电路的一个例子,电路260Y2是第四电路的一个例子。将谐振电路270C1、270D1合在一起的一个电路是第三谐振电路的一个例子,将谐振电路270C2、270D2合在一起的一个电路是第四谐振电路的一个例子。

短截线240C将端部122C与隔离电阻器150Y之间连接。短截线240C的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线240C分为线路241C、242C、243C、244C进行说明。例如,线路241C、242C具有彼此相等的长度,线路241C、242C的电抗也彼此相等。此外,例如,线路243C、244C具有彼此相等的长度,线路243C、244C的电抗也彼此相等。此外,例如,线路241C、242C比线路243C、244C长,线路241C、242C的电抗也比线路243C、244C的电抗大。

线路241C、242C之间的点240C1是第五点的一个例子,线路243C、244C之间的点240C2是第七点的一个例子。点240C1和点240C2从端部122C到短截线240C连接于隔离电阻器150Y的连接端按点240C1、点240C2的顺序设置。短截线240C连接于端部122C的连接端是第五连接端的一个例子,短截线240C连接于隔离电阻器150Y的连接端是第七连接端的一个例子。作为一个例子,短截线240C的长度为中心频率λe的约1/8至约1/4。需要说明的是,第三短截线的两端间的第五点这一语句的第五点是不包括短截线240C的两端而位于短截线240C的长尺寸方向上的两端以外的任意位置的点。这对于第七点也是同样的。

线路241C、242C包括在谐振电路270C1中,线路243C、244C包括在谐振电路270C2中。线路241C、242C是短截线240C的至少一部分的一个例子。线路243C、244C是短截线240C的与至少一部分不同的另外的至少一部分的一个例子。线路241C的长度是与谐振电路270C1的谐振频率对应的第一长度的一个例子。线路244C的长度是与谐振电路270C2的谐振频率对应的第二长度的一个例子。线路242C和243C的合计的长度是第一长度和第二长度的合计的长度的一个例子。

短截线240D将端部122D与隔离电阻器150Y之间连接。短截线240D的宽度和厚度在两端间是恒定的。在此,有时将短截线240D分为线路241D、242D、243D、244D进行说明。例如,短截线240D的长度与短截线240C的长度相等。此外,例如,线路241D、242D的长度彼此相等,并与线路241C、242C的长度相同。因此,线路241D、242D的电抗彼此相等,并与线路241C、242C的电抗相同。此外,例如,线路243D、244D的长度彼此相等,并与线路243C、244C的长度相同。因此,线路243D、244D的电抗彼此相等,并与线路243C、244C的电抗相同。线路241D、242D比线路243D、244D长,线路241D、242D的电抗也比线路243D、244D的电抗大。

线路241D、242D之间的点240D1是第六点的一个例子,线路243D、244D之间的点240D2是第八点的一个例子。点240D1和点240D2从端部122D到短截线240D连接于隔离电阻器150Y的连接端按点240D1、点240D2的顺序设置。短截线240D连接于端部122D的连接端是第六连接端的一个例子,短截线240D连接于隔离电阻器150Y的连接端是第八连接端的一个例子。短截线240D的长度与短截线240C相同。需要说明的是,第四短截线的两端间的第六点这一语句的第六点是不包括短截线240D的两端而位于短截线240D的长尺寸方向上的两端以外的任意位置的点。这对于第八点也是同样的。

线路241D、242D包括在谐振电路270D1中,线路243D、244D包括在谐振电路270D2中。线路241D、242D是短截线240D的至少一部分的一个例子。线路243D、244D是短截线240D的与至少一部分不同的另外的至少一部分的一个例子。谐振电路270D1的谐振频率与谐振电路270C1的谐振频率相等,谐振电路270D2的谐振频率与谐振电路270C2的谐振频率相等。线路241D的长度是与谐振电路270C1、270D1的谐振频率对应的第一长度的一个例子。线路244D的长度是与谐振电路270C2、270D2的谐振频率对应的第二长度的一个例子。线路242D和243D的合计的长度是第一长度和第二长度的合计的长度的一个例子。需要说明的是,隔离电阻器150Y设于短截线240C、240D之间。

电路260Y1具有线路261C、261D、电容器262C、262D以及接地端子163Y。电路260Y1相对于短截线240C、240D和隔离电阻器150Y设于与合流线路120C、120D相反的一侧。在图11中,用方框表示线路261C、261D,线路261C将点240C1与接地端子163Y之间连接,线路261D将点240D1与接地端子163Y之间连接。因此,电容器262C、262D实际上分别串联插入至线路261C、261D。线路261C、261D的长度彼此相等,线路261C、261D的电抗也彼此相等。线路261C、261D是第三线路的一个例子。此外,作为第三电容器的一个例子的电容器262C、262D的静电电容彼此相等。电路260Y1具有在点240C1、240D1之间关于接地端子163Y对称的构成。线路261C、261D的电抗和电容器262C、262D的静电电容与图3所示的线路161C、161D的电抗和电容器162C、162D的静电电容不同。

电路260Y2具有线路263C、263D、电容器264C、264D以及接地端子265Y。电路260Y2相对于短截线240C、240D和隔离电阻器150Y设于与合流线路120C、120D相同的一侧。通过这样将电路260Y2配置于由短截线240C、240D、隔离电阻器150Y以及合流线路120C、120D包围的区域,能有效地灵活利用供威尔金森合成器200Y形成的基板等的面积,并且能谋求威尔金森合成器200Y的小型化。

在图11中,用方框表示线路263C、263D,线路263C将点240C2与接地端子265Y之间连接,线路263D将点240D2与接地端子265Y之间连接。因此,电容器264C、264D实际上分别串联插入至线路263C、263D。线路263C、263D的长度彼此相等,线路263C、263D的电抗也彼此相等。线路263C、263D是第四线路的一个例子。此外,作为第四电容器的一个例子的电容器264C、264D的静电电容彼此相等。电路260Y2具有在点240C2、240D2之间关于接地端子265Y对称的构成。线路263C、263D的长度比线路261C、261D短,电容器264C、264D的静电电容与电容器262C、262D的静电电容不同。

需要说明的是,基于如下的理由将电路260Y2连接于短截线240C、240D的比点240C1、240D1接近隔离电阻器150Y的点240C2、240D2。这是因为,电路260Y2相对于短截线240C、240D和隔离电阻器150Y设于与合流线路120C、120D相同的一侧,因此,通过使电路260Y2稍微离开合流线路120C、120D来抑制或降低合流线路120C、120D与电路260Y2的耦合。此外,使短截线240C、240D的线路241C、242C、241D、242D的长度比线路243C、244C、243D、244D的长度长是为了使电路260Y2稍微离开合流线路120C、120D。这是为了抑制或降低合流线路120C、120D与电路260Y2的耦合。通过这样的构成,电路260Y2离开合流线路120C、120D。

谐振电路270C1是由短截线240C的线路241C、242C、电路260Y1的线路261C和电容器262C以及接地端子163Y构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270C1中所包括的电抗(L)是线路241C、242C和线路261C的电抗,谐振电路270C1的静电电容(C)是电容器262C的静电电容。

谐振电路270D1是由短截线240D的线路241D、242D、电路260Y1的线路261D和电容器262D以及接地端子163Y构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270D1中所包括的电抗(L)是线路241D、242D和线路261D的电抗,谐振电路270D1的静电电容(C)是电容器262D的静电电容。

在本实施方式的例子中,线路241C、242C、241D、242D的电抗全部相等,线路261C、261D的电抗彼此相等,电容器262C、262D的静电电容彼此相等,因此谐振电路270C1和270D1的谐振频率彼此相等。在此,若将谐振电路270C1和270D1的谐振频率设为f1,则谐振电路270C1和270D1具有使谐振频率f1附近的信号分量衰减的作用。谐振频率f1是第一谐振频率的一个例子。谐振电路270C1和270D1的谐振频率f1与谐振电路270A1和270B1的谐振频率f1相同,关于谐振电路270C1和270D1的包含谐振频率f1的频率频带与谐振电路270A1和270B1的包含谐振频率f1的频率频带相同。

谐振电路270C2是由短截线240C的线路243C、244C、电路260Y2的线路263C和电容器264C以及接地端子265Y构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270C2中所包括的电抗(L)是线路243C、244C和线路263C的电抗,谐振电路270C2的静电电容(C)是电容器264C的静电电容。

谐振电路270D2是由短截线240D的线路243D、244D、电路260Y2的线路263D和电容器264D以及接地端子265Y构建成的谐振电路,是LCL滤波器。就是说,具有使所期望的谐振频率附近的信号分量衰减的作用。谐振电路270D2中所包括的电抗(L)是线路243D、244D和线路263D的电抗,谐振电路270D2的静电电容(C)是电容器264D的静电电容。

在本实施方式的例子中,线路243C、244C、243D、244D的电抗全部相等,线路263C、263D的电抗彼此相等,电容器264C、264D的静电电容彼此相等,因此谐振电路270C2和270D2的谐振频率彼此相等。在此,若将谐振电路270C2和270D2的谐振频率设为f2,则谐振电路270C2和270D2具有使谐振频率f2附近的信号分量衰减的作用。谐振频率f2是第二谐振频率的一个例子。谐振电路270C2和270D2的谐振频率f2与谐振电路270A2和270B2的谐振频率f2相同,关于谐振电路270C2和270D2的包含谐振频率f2的频率频带与谐振电路270A2和270B2的包含谐振频率f2的频率频带相同。

〔威尔金森分配器200X的动作特性〕

图12是表示威尔金森分配器200X的阻抗特性的史密斯圆图。图12所示的史密斯圆图是通过电磁场模拟得到的。如图12所示,从实轴上的约0.2的点A1起根据谐振电路270A1、270B1的短截线240A的线路241A、242A和短截线240B的线路241B、242B的电抗而沿着等电阻圆移动至点B2。然后,根据谐振电路270A1、270B1的线路261A、261B的电抗和电容器262A、262B的静电电容的电容性的阻抗,从点B2起沿着等电导圆移动至实轴上的约0.5的点B3。进而,从点B3起根据谐振电路270A2、270B2的短截线240A的线路243A、244A和短截线240B的线路243B、244B的电抗而沿着等电阻圆移动至点B4。然后,根据谐振电路270A2、270B2的线路263A、263B的电抗和电容器264A、264B的静电电容的电容性的阻抗,能从点B4起沿着等电导圆移动至实轴上的约1.0的点C1。在威尔金森分配器200X中,能如此地利用谐振电路270A1、270B1和谐振电路270A2、270B2来在比实施方式1的威尔金森分配器100X进一步接近实轴的位置高效地调整阻抗。

图13是表示威尔金森分配器200X的S21参数的频率特性的图。图13所示的S21参数是通过电磁场模拟得到的。在图13中,横轴表示频率(GHz),纵轴表示S21参数(透射系数)的值(dB)。图13所示的S21参数表示从隔离电阻器150X与短截线240A的连接点(端口2)向端部122A(端口1)的通过特性。此外,用实线表示威尔金森分配器200X的S21参数,用虚线表示实施方式1的威尔金森分配器100X(参照图2)的S21参数。如图13所示,可知威尔金森分配器200X与实施方式1的威尔金森分配器100X相比进一步谋求了宽频带化。

图14是表示威尔金森分配器200X的S21参数的频率特性的图。图14所示的S21参数是通过电磁场模拟得到的。图14所示的S21参数是将输入端子111X作为端口1、将输出端子131A作为端口2而得到的S21参数。即,图14所示的S21参数表示从输入端子111X向输出端子131A的传输信号的分配特性。在图14中,横轴表示频率(GHz),纵轴表示S21参数(透射系数)的值(dB)。

在图14中,用实线表示威尔金森分配器200X的S21参数,用虚线表示实施方式1的威尔金森分配器100X的S21参数,用单点划线表示比较用的威尔金森分配器的S21参数。比较用的威尔金森分配器与在实施方式1中使用图5来对史密斯圆图进行了说明的威尔金森分配器相同。

可知当作为一个例子在-3.5dB处进行比较时,威尔金森分配器200X与比较用的威尔金森分配器相比频带扩宽了约10GHz,频带比实施方式1的威尔金森分配器100X扩宽了约5GHz。威尔金森分配器200X的S21参数在E波段、包含谐振频率f1的频率频带、E波段与包含谐振频率f1的频率频带之间的频率频带(比61GHz高且比71GHz低的频率频带)、包含谐振频率f2的频率频带以及E波段与包含谐振频率f2的频率频带之间的频率频带(比86GHz高的频率频带)均为-3.5dB以下。-3.5dB是透射系数的规定值的一个例子。如此,能得到在从包含谐振频率f1的频率频带的最低的频率起至包含谐振频率f2的频率频带的最高的频率为止的频带透射系数足够高的连续的频带,能谋求宽频带化。

图15是表示威尔金森分配器200X的S32参数的频率特性的图。图15所示的S32参数是通过电磁场模拟得到的。在图15中,横轴表示频率(GHz),纵轴表示S32参数(透射系数)的值(dB)。图15所示的S32参数表示将输出端子131A作为端口2并且将输出端子131B作为端口3的、端口2与端口3之间的透射系数。换言之,图15所示的S32参数表示端口2与端口3之间的隔离特性。在图15中,用实线表示威尔金森分配器200X的S32参数,用虚线表示实施方式1的威尔金森分配器100X的S32参数,用单点划线表示比较用的威尔金森分配器的S32参数。

威尔金森分配器200X的S32参数(实线)显示出在全部的频率频带比实施方式1的威尔金森分配器100X(虚线)低的值,在约70GHz~约85GHz的频带中与比较用的威尔金森分配器的S32参数(单点划线)等同,但在约70GHz以下和约85GHz以上的频率频带中显示出比比较用的威尔金森分配器的S32参数(单点划线)低的值。如此,可以认为威尔金森分配器200X的良好的隔离特性是通过在两种频率频带进行谐振的谐振电路270A1、270B1和谐振电路270A2、270B2而得到的。

可知威尔金森分配器200X能通过包括作为一个例子在56GHz~61GHz的频率频带进行谐振的谐振电路270A1、270B1和在96GHz~101GHz的频率频带进行谐振的谐振电路270A2、270B2来与实施方式1的威尔金森分配器100X相比进一步实现宽频带化。

在威尔金森分配器200X中,通过谐振电路270A1、270B1这两个LCL滤波器和谐振电路270A2、270B2这两个LCL滤波器,端部122A与端部122B之间的隔离特性被改善,端部122A与端部122B之间的通带特性被改善。此外,谐振电路270A1、270B1在包含谐振频率f1的频率频带进行谐振,谐振电路270A2、270B2在包含谐振频率f2的频率频带进行谐振。因此,E波段、包含谐振频率f1的频率频带以及包含谐振频率f2的频率频带的传输信号在端部122A与端部122B之间经由分配线路120A、120B成为相反相位从而相互抵消,等效于端部122A与端部122B之间在高频下以50Ω形成终端。根据这样的原理,输入至输入端子111X的E波段、包含谐振频率f1的频率频带以及包含谐振频率f2的频率频带的传输信号由分配线路120A、120B分配,同一相位的传输信号从端部122A、122B输出至输出线路130A、130B。因此,能得到能在E波段、包含谐振频率f1的频率频带以及包含谐振频率f2的频率频带对传输信号进行传输的宽频带的威尔金森分配器200X。

此外,威尔金森合成器200Y(参照图11)进行使威尔金森分配器200X的输入侧和输出侧反转的动作,因此与威尔金森分配器200X同样地实现宽频带化。更具体而言,在输入端子131C、131D分别输入至输入线路130C、130D的同一相位的两个传输信号分别在合流线路120C、120D中传输,以同一相位到达端部121C、121D并被合成,经由输出线路110Y从输出端子111Y输出。对于E波段的传输信号、包含谐振频率f1的频率频带的传输信号以及包含谐振频率f2的频率频带的传输信号同样地实现这样的动作。

因此,能提供谋求了宽频带化的威尔金森分配器200X、威尔金森合成器200Y以及包括它们的功率放大器。在威尔金森分配器200X中,包括与两种频率频带对应的谐振电路270A1、270B1、270A2、270B2,由此,能更精细地进行阻抗的调整,能实现进一步的宽频带化。此外,在威尔金森合成器200Y中,包括与两种频率频带对应的谐振电路270C1、270D1、270C2、270D2,由此,能更精细地进行阻抗的调整,能实现进一步的宽频带化。

此外,在威尔金森分配器200X中,将短截线240A的线路241A、242A和短截线240B的线路241B、242B用作谐振电路270A1和270B1的电抗的一部分,由此,能缩短电路260X1的线路261A、261B,能使线路261A、261B的电抗为最小限度。此外,能谋求电路260X1的电路规模的小型化。同样地,将短截线240A的线路243A、244A和短截线240B的线路243B、244B用作谐振电路270A2和270B2的电抗的一部分,由此,能缩短电路260X2的线路263A、263B,能使线路263A、263B的电抗为最小限度。此外,能谋求电路260X2的电路规模的小型化。

此外,在威尔金森分配器200X中,谐振电路270A1、270B1、270A2、270B2是LCL滤波器,由此,能抑制高次谐波的产生,能有效地改善端部122A与端部122B之间的隔离。

此外,在威尔金森合成器200Y中,将短截线240C的线路241C、242C和短截线240D的线路241D、242D用作谐振电路270C1和270D1的电抗的一部分,由此,能缩短电路260Y1的线路261C、261D,能使线路261C、261D的电抗为最小限度。此外,能谋求电路260Y1的电路规模的小型化。同样地,将短截线240C的线路243C、244C和短截线240D的线路243D、244D用作谐振电路270C2和270D2的电抗的一部分,由此,能缩短电路260Y2的线路263C、263D,能使线路263C、263D的电抗为最小限度。此外,能谋求电路260Y2的电路规模的小型化。

此外,在威尔金森合成器200Y中,谐振电路270C1、270D1、270C2、270D2是LCL滤波器,由此,能抑制高次谐波的产生,能有效地改善端部122C与端部122D之间的隔离。

需要说明的是,在实施方式2中,对电路260X2相对于短截线240A、240B和隔离电阻器150X位于与分配线路120A、120B相同的一侧,并且电路260Y2相对于短截线240C、240D和隔离电阻器150Y位于与合流线路120C、120D相同的一侧的方式进行了说明。然而,如果不产生耦合等问题,则也可以是,电路260X1相对于短截线240A、240B和隔离电阻器150X位于与分配线路120A、120B相同的一侧,并且电路260Y1相对于短截线240C、240D和隔离电阻器150Y位于与合流线路120C、120D相同的一侧。在该情况下,电路260X2相对于短截线240A、240B和隔离电阻器150X位于与分配线路120A、120B相反的一侧,并且电路260Y2相对于短截线240C、240D和隔离电阻器150Y位于与合流线路120C、120D相反的一侧即可。

此外,对包括在两种频率频带进行谐振的谐振电路270A1、270B1和谐振电路270A2、270B2的威尔金森分配器200X和包括在两种频率频带进行谐振的谐振电路270C1、270D1和谐振电路270C2、270D2的威尔金森合成器200Y进行了说明。然而,威尔金森分配器200X和威尔金森合成器200Y也可以包括在三种以上的频率频带进行谐振的谐振电路。

以上,对本发明的示例性的实施方式的威尔金森分配器、威尔金森合成器以及放大器进行了说明,但本发明并不限定于具体公开的实施方式,在不脱离权利要求书的情况下,可以进行各种变形、变更。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号