JPH0775283B2 - Microwave feeding circuit - Google Patents
Microwave feeding circuitInfo
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- JPH0775283B2 JPH0775283B2 JP63178708A JP17870888A JPH0775283B2 JP H0775283 B2 JPH0775283 B2 JP H0775283B2 JP 63178708 A JP63178708 A JP 63178708A JP 17870888 A JP17870888 A JP 17870888A JP H0775283 B2 JPH0775283 B2 JP H0775283B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、アレーアンテナに電力を分配するためのマ
イクロ波給電回路に関するののである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microwave feeding circuit for distributing electric power to an array antenna.
［従来の技術］ 第６図は、従来の1987 IEEE MTT−Ｓ「International M
icro−wave Symposium Digest（国際マイクロ波討論会
集）」VolumeII,June9−11,1987,PP.949〜952に開示さ
れた従来のマイクロ波給電回路の構成を示す図である。
図において、１は等電力７分配器、２は不等電力３分配
器、３は移相器、４は入力端子、５は出力端子である。
等電力７分配器１の７個の出力端子のうち、１個の出力
端子は第１の線路６を介して出力端子５に接続され、他
の６個の出力端子には不等電力３分配器２が第２の線路
７を介して接続される。不等電力３分配器２の３個の出
力端子には1/4波長の長さを有する第３の線路（整合回
路）８を介して移相器３が接続される。[Prior Art] FIG. 6 shows a conventional 1987 IEEE MTT-S "International M
It is a figure which shows the structure of the conventional microwave electric power feeding circuit disclosed by "icro-wave Symposium Digest (international microwave debate collection)" VolumeII, June9-11,1987, PP.949-952.
In the figure, 1 is an equal power 7 divider, 2 is an unequal power 3 divider, 3 is a phase shifter, 4 is an input terminal, and 5 is an output terminal.
Of the 7 output terminals of the equal power 7 distributor 1, one output terminal is connected to the output terminal 5 via the first line 6, and the other 6 output terminals are provided with unequal power 3 distribution. The device 2 is connected via the second line 7. The phase shifter 3 is connected to the three output terminals of the unequal power divider 3 via a third line (matching circuit) 8 having a length of 1/4 wavelength.
第７図は第６図のマイクロ波給電回路において、電力を
分配する動作を示す説明図である。第７図はマイクロ波
給電回路により19分配された出力を、三角配列の19素子
マイクロストリップアレーアンテナに接続する様子を示
している。図においては、14は円形の誘電体基板、15は
マイクロストリップ素子アンテナである。FIG. 7 is an explanatory view showing an operation of distributing electric power in the microwave feeding circuit of FIG. FIG. 7 shows how the outputs distributed by the microwave feeding circuit are connected to a 19-element microstrip array antenna in a triangular array. In the figure, 14 is a circular dielectric substrate, and 15 is a microstrip element antenna.
次に、上記従来のマイクロ波給電回路の動作について説
明する。入力端子４から入射した電波は等電力７分配器
１で電力が等しく７分配され、入力電力に比し1/7、す
なわち−8.5dBのレベルで、１端は１つの出力端子５へ
伝搬し、他の６端は不等電力３分配器２の入力端子へ伝
搬する。不等電力３分配器２は入射電力を−3.2dB,−5.
4dB,−6.3dBのレベル比に分配する。従って、移相器３
の損失を除いて考えると、18個の出力端子５へは−11.7
dB,−13.9dB,−14.8dBの３種類のレベル分配が各６端子
ずつなされる。Next, the operation of the conventional microwave feeding circuit will be described. The electric wave incident from the input terminal 4 is equally divided into 7 parts by the equal power 7 distributor 1, and at one-seventh of the input power, that is, at a level of -8.5 dB, one end propagates to one output terminal 5. , The other 6 terminals propagate to the input terminals of the unequal power divider 3 2. The unequal power 3 divider 2 has an incident power of -3.2 dB, -5.
Distribute to a level ratio of 4 dB and −6.3 dB. Therefore, the phase shifter 3
Except for the loss of,
Three types of level distribution of dB, −13.9 dB, −14.8 dB are made for each 6 terminals.
このようにして19分配された出力を、第７図に示す三角
配列の19素子マイクロストリップアレーアンテナに接続
する。４種類の電力分配比、すなわちP1＝−8.5dB,P2＝
−11.7dB,P3＝−13.9dB,P4＝−14.8dBの各出力は、第７
図中に示すようにマイクロストリップ素子アンテナ15に
分配される。第７図に示されるように中心部がP1で、そ
の中心部から同心円上に位置する正六角形の頂点にそれ
ぞれP2,P3,P4の電力分配を行い、これにより上記19素子
マイクロストリップアレーアンテナの励振振幅を決めて
いる。このような電力分配の配列を対称な配列と呼ぶこ
とにする。三角配列の19素子マイクロストリップアレー
アンテナにおける中心部の電力レベルを高く、周辺部を
低く設定するのは、アンテナ放射パターンのサイドカー
ブレベルを下げるためである。The 19-distributed outputs are connected to the triangular 19-element microstrip array antenna shown in FIG. 4 kinds of power distribution ratio, i.e. P 1 = -8.5dB, P 2 =
Each output of -11.7dB, P 3 = -13.9dB, P 4 = -14.8dB is the 7th
It is distributed to the microstrip element antennas 15 as shown in the figure. As shown in FIG. 7, the central portion is P 1 , and the electric power distribution of P 2 , P 3 , and P 4 is performed to the vertices of a regular hexagon located on the concentric circle from the central portion. The excitation amplitude of the strip array antenna is determined. Such a power distribution arrangement will be called a symmetrical arrangement. The power level of the central part and the peripheral part of the 19-element microstrip array antenna in a triangular array are set high and the side curve level of the antenna radiation pattern is set low.
［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のマイクロ波給電回路では、等電力７
分配器1,不等電力３分配器２等の電力多分配器を多用し
ている。これらの電力多分配器は出力端子間のアイソレ
ーションが原理的に大きくできない。そのために、アン
テナ間のアイソレーション特性が悪くなり、アンテナの
放射特性に悪影響を与える問題点があった。また、上記
電力多分配器を用いれば電力分配器の数が少なくできる
が、第７図に示すような平面的な構成の19素子マイクロ
ストリップアレーアンテナに用いる同じく平面的構成の
給電回路では、電力多分配器の出力端子が７端子あるい
は３端子ずつ一箇所にかたまるため、平面に一様に分布
して配置した移相器３及び端力端子５までの配線用線路
が長くなり、これにより線路損失が大きくなるという問
題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional microwave power feeding circuit as described above, the equal power
The power multi-distributor, such as the distributor 1 and the unequal power 3 distributor 2, is often used. In principle, these power multi-distributors cannot have large isolation between output terminals. Therefore, there is a problem that the isolation characteristic between the antennas is deteriorated and the radiation characteristic of the antenna is adversely affected. Moreover, although the number of power dividers can be reduced by using the above-described power divider, the power supply circuit of the same plane configuration used for a 19-element microstrip array antenna having a plane configuration as shown in FIG. Since the output terminals of the distributor are gathered in one place by 7 terminals or 3 terminals respectively, the wiring line up to the phase shifter 3 and the end force terminal 5 arranged evenly on the plane becomes long, which causes line loss. There was a problem that it would grow.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、相互の出力端子間のアイソレションが大きく
できると共に、配線用線路の長さを短くできるマイクロ
波給電回路を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a microwave feeding circuit that can increase the isolation between output terminals and shorten the length of a wiring line. And
［課題を解決するための手段］ この発明に係るマイクロ波給電回路は２個の不等電力２
分配器として第１の不等電力２分配器及び第２の不等電
力２分配器と、16個の等電力２分配器を用いて、19個の
各々の出力端子に19分配した電力分配を行い、さらに第
１の不等電力２分配器及び第２の不等電力２分配器のそ
れぞれの電力分配比は所定の関係を保つように設定した
ものである。[Means for Solving the Problems] The microwave feeding circuit according to the present invention has two unequal power sources.
Using the first unequal power 2 distributor and the second unequal power 2 distributor as the distributor and 16 equal power 2 distributors, the 19 power distributions are distributed to each of the 19 output terminals. Further, the power distribution ratios of the first unequal power 2 distributor and the second unequal power 2 distributor are set so as to maintain a predetermined relationship.
［作用］ この発明におけるマイクロ波給電回路は、すべての電力
分配器を電力２分配器で構成しているため、相互の出力
端子間のアイソレーションが大きくとれる。また、円形
の誘電体基板の中心部の出力端子より給電した場合に、
周辺部の出力端子へ向けて順次に等電力２分配器を配列
すれば良く、そのために最短距離で配線ができる。[Operation] In the microwave power feeding circuit according to the present invention, all the power dividers are constituted by the power dividers 2, so that a large isolation between the output terminals can be obtained. Also, when power is supplied from the output terminal at the center of the circular dielectric substrate,
It suffices to sequentially arrange the equal-power two-dividers toward the output terminals in the peripheral portion, which allows wiring in the shortest distance.
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例であるマイクロ波給電回路
の構成を示す図で、第６図と同一符号は同一又は相当部
分を示しており、その詳細な説明は省略する。図におい
て、９は第１の不等電力２分配器、10は第２の不等電力
２分配器、11は等電力２分配器である。第１の不等電力
２分配器９の一方の出力端子に第２の不等電力２分配器
10を接続し、この第２の不等電力２分配器10の一方の出
力端子は第１の線路６を介して出力端子５に接続する。
また、第２の不等電力２分配器10の他方の出力端子には
３個の等電力２分配器11をトーナメント式に接続して４
分配した後に、各等電力２分配器11の２個の出力端側の
一方の出力端子には、されにそれぞれ等電力２分配器11
を接続し、この等電力２分配器11の２個の出力端子には
それぞれ第４の線路12を介して移相器３を接続して出力
端子５に接続する。一方、上記各等電力２分配器11の２
個の出力端側の他方の出力端子には第５の線路13を介し
て移相器３を接続して出力端子に接続する。[Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microwave power feeding circuit according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same or corresponding portions, and detailed description thereof will be omitted. . In the figure, 9 is a first unequal power 2 distributor, 10 is a second unequal power 2 distributor, and 11 is an equal power 2 distributor. The second unequal power 2 distributor is connected to one output terminal of the first unequal power 2 distributor 9.
10 is connected, and one output terminal of the second unequal power splitter 2 is connected to the output terminal 5 via the first line 6.
Also, three equal power 2 dividers 11 are connected to the other output terminal of the second unequal power 2 divider 10 in a tournament manner, and
After distribution, each of the equal power 2 distributors 11 is connected to one of the output terminals on the two output end sides of the equal power 2 distributors 11.
The phase shifter 3 is connected to each of the two output terminals of the equal-power 2-divider 11 via the fourth line 12 and the output terminal 5. On the other hand, 2 of each of the above-mentioned equal-power 2 dividers 11
The phase shifter 3 is connected via the fifth line 13 to the other output terminal on the output terminal side of each of them, and is connected to the output terminal.
さらに、上記第１の不等電力２分配器９の他方の出力端
子には７個の等電力２分配器11をトーナメント式に接続
して８分配した後に、各等電力２分配器11の２個の出力
端側の一方の出力端子には、さらにそれぞれ等電力２分
配器11を接続し、この等電力２分配器11の２個の出力端
子にはそれぞれ第４の線路12を介して移相器３を接続し
て出力端子５に接続する。一方、上記各等電力２分配器
11の２個の出力端側の他方の出力端子には第５の線路13
を介して移相器３を接続して出力端子５に接続する。Further, seven equal power 2 dividers 11 are connected to the other output terminal of the first unequal power 2 divider 9 in a tournament manner to make 8 distributions, and then the 2 of each equal power 2 dividers 11 are connected. Each of the output terminals on the output terminal side is further connected with an equal power 2 divider 11, and the two output terminals of the equal power 2 divider 11 are respectively transferred via a fourth line 12. The phaser 3 is connected to the output terminal 5. On the other hand, each of the above-mentioned equal power 2 distributors
The other of the two output terminals of 11 has a fifth line 13 at the other output terminal.
The phase shifter 3 is connected to the output terminal 5.
第２図は第１図のマイクロ波給電回路において、第１の
不等電力２分配器及び第２の不等電力２分配器の部分を
取り出して示す図、第３図は第１図のマイクロ波給電回
路において、出力端子の電力分配器比を説明するための
構成を示す図、第４図及び第５図は第１図のマイクロ波
給電回路において、電力を分配する動作及び電力分配比
の関係をそれぞれ示す説明図である。FIG. 2 is a diagram showing the first unequal power 2 distributor and the second unequal power 2 distributor in the microwave feeding circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the same. FIG. 4 is a diagram showing a configuration for explaining a power distributor ratio of output terminals in the microwave power supply circuit, and FIGS. 4 and 5 show the operation of distributing power and the power distribution ratio in the microwave power supply circuit of FIG. It is explanatory drawing which shows each relationship.
次に、上記この発明の一実施例であるマイクロ波給電回
路の動作について説明する。第２図に示されるように、
第１の不等電力２分配器９の電力分配比をdB表示で−d,
−ｅ（d,e＞０）とし、第２の不等電力２分配器10の電
力分配比をdB表示で−f,−ｇ（f,g＞０）とする。Next, the operation of the microwave feeding circuit according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG.
The power distribution ratio of the first unequal power splitter 2 is -d in dB,
-E (d, e> 0), and the power distribution ratio of the second unequal power splitter 2 is -f, -g (f, g> 0) in dB.
いま、第１図に示されるこの発明によるマイクロ波給電
回路における出力端子５の電力分配比を、第３図に示さ
れるようにa,b1,b2,c1,c2と表わすと、 ｇ＋ｄ＝ｅ＋３……（１） の関係を保つように、第１の不等電力２分配器９及び第
２の不等電力２分配器10の電力分配比を設定すると、第
３図に示す出力端子５の電力分配比をb1＝b2＝b,c1＝c2
＝ｃとすることができる。Now, when the power distribution ratio of the output terminal 5 in the microwave feeding circuit according to the present invention shown in FIG. 1 is represented as a, b 1 , b 2 , c 1 , c 2 as shown in FIG. 3, g + d = e + 3 (1) If the power distribution ratios of the first unequal power 2 distributor 9 and the second unequal power 2 distributor 10 are set so that the relationship of (1) is maintained, the output shown in FIG. The power distribution ratio of terminal 5 is b 1 = b 2 = b, c 1 = c 2
= C.
すなわち、この時に19分配の出力端子５の電力分配比は
a,b,cの３種類にできいる。さらに、このような電力分
配方法では、電力分配比ｂの２端子と電力分配比ｃの１
端子との合計３端子が近接したペアとして構成できるた
めに、アレーアンテナの給電回路としては好適なものと
する。すなわち、第４図に示されるような三角配列の19
素子マイクロストリップアレーアンテナにおいて、中心
部の一素子を電力分配比ａの励振振幅とし、周辺部に向
けて第４図に示す点線で囲んだペアのように電力分配比
b,cの配列しやすい構成となる。That is, at this time, the power distribution ratio of the output terminal 5 of 19 distribution is
It is made up of 3 types, a, b, and c. Further, in such a power distribution method, two terminals having a power distribution ratio b and 1 having a power distribution ratio c are used.
Since a total of three terminals and terminals can be configured as a close pair, it is suitable as a feeding circuit for an array antenna. That is, 19 of the triangular array as shown in FIG.
In the element microstrip array antenna, one element in the central portion is set as the excitation amplitude of the power distribution ratio a, and the power distribution ratio is shown as a pair surrounded by a dotted line in FIG.
The configuration is easy to arrange b and c.
上記のような構成法では、第１の不等電力２分配器９及
び第２の不等電力２分配器10の２個の不等電力２分配器
を用いているが、これらの電力分配比を上記（１）式に
示す関係を満足しながら変化していくと、電力分配比ａ
とｂの差を可変にすることができる。この関係を第１の
不等電力２分配器９の電力分配比−ｄの関係として求め
たものが第５図に示されている。第５図において、縦軸
は電力分配比a,b,cを示し、横軸は電力分配比ｄを示し
ている。第５図に示されるように電力分配比ｄを変化
し、かつ上記（１）式に示す関係を満足するように第２
の不等電力２分配器10の電力分配比を変化することによ
り、電力分配比ｄが３から４に変化すると、電力分配比
ｂとｃの差は常に3dBとなったままであり、これにより
電力分配比ａとｂの差を6dBら0dBにすることができる。In the configuration method as described above, two unequal power 2 dividers, that is, the first unequal power 2 divider 9 and the second unequal power 2 divider 10, are used. Is changed while satisfying the relationship shown in the equation (1), the power distribution ratio a
The difference between and b can be made variable. FIG. 5 shows this relationship obtained as a relationship of the power distribution ratio −d of the first unequal power distribution device 9. In FIG. 5, the vertical axis represents the power distribution ratios a, b, and c, and the horizontal axis represents the power distribution ratio d. As shown in FIG. 5, the power distribution ratio d is changed, and the second ratio is set so as to satisfy the relationship shown in the equation (1).
When the power distribution ratio d changes from 3 to 4 by changing the power distribution ratio of the unequal power 2 divider 10, the difference between the power distribution ratios b and c is always 3 dB. The difference between the distribution ratios a and b can be changed from 6 dB to 0 dB.
［発明の効果］ 以上のように、この発明のマイクロ波給電回路によれ
ば、２個の不等電力２分配器としての第１の不等電力２
分配器及び第２の不等電力２分配器と、16個の等電力分
配器を用いて、19個の各々の出力端子に19分配した電力
分配を行い、さらに第１の不等電力２分配器及び第２の
不等電力２分配器のそれぞれの電力分配比は所定の関係
を保つように設定した構成としたので、相互の出力端子
間のアイソレーションが大きくでき、また19素子マイク
ロストリップアレーアンテナ用の給電回路として用いる
と、給電線路が短距離に配線できて線路の低損失化を図
れると共に、２個の不等電力２分配器の電力分配比を変
化することにより、対称性を保ったままで素子アンテナ
への励振振幅を変えることができるなどの優れた効果を
奏するものである。[Effects of the Invention] As described above, according to the microwave feeding circuit of the present invention, the first unequal power 2 as two unequal power 2 distributors is used.
Using the distributor, the second unequal power 2 distributor, and 16 equal power distributors, the 19 distributed power distribution is performed to each of the 19 output terminals, and the first unequal power 2 distribution is performed. Since the power distribution ratios of the power supply and the second unequal power distribution device are set so as to maintain a predetermined relationship, the isolation between the output terminals can be increased, and the 19-element microstrip array can be used. When used as a feeding circuit for an antenna, the feeding line can be wired in a short distance to reduce the loss of the line and the symmetry can be maintained by changing the power distribution ratio of the two unequal power dividers. This has an excellent effect such that the excitation amplitude to the element antenna can be changed without changing.
第１図はこの発明の一実施例であるマイクロ波給電回路
の構成を示す図、第２図は第１図のマイクロ波給電回路
において、第１の不等電力２分配器及び第２の不等電力
２分配器の部分を取り出して示す図、第３図は第１のマ
イクロ波給電回路において、出力端子の電力分配比を説
明するための構成を示す図、第４図及び第５図は第１図
のマイクロ波給電回路において、電力を分配する動作及
び電力分配比の関係をそれぞれ示す説明図、第６図は従
来のマイクロ波給電回路の構成を示す図、第７図は第６
図のマイクロ波給電回路において、電力を分配する動作
を示す説明図である。 図において、１……等電力７分配器、２……不等電力３
分配器、３……移相器、４……入力端子、５……出力端
子、６……第１の線路、７……第２の線路、８……第３
の線路、９……第１の不等電力２分配器、10……第２の
不等電力２分配器、11……等電力２分配器、12……第４
の線路、13……第５の線路、14……円形の誘電体基板、
15……マイクロストリップ素子アンテナである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microwave feeding circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a structure of a microwave feeding circuit of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a part of the equal power 2 distributor, FIG. 3 is a diagram showing a configuration for explaining the power distribution ratio of the output terminals in the first microwave feeding circuit, FIG. 4 and FIG. In the microwave feeding circuit of FIG. 1, an explanatory view showing the relationship between the operation of distributing power and the power distribution ratio, FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional microwave feeding circuit, and FIG.
It is explanatory drawing which shows the operation | movement which distributes electric power in the microwave feeding circuit of the figure. In the figure, 1 ... equal power 7 distributor, 2 ... unequal power 3
Distributor, 3 ... Phase shifter, 4 ... Input terminal, 5 ... Output terminal, 6 ... First line, 7 ... Second line, 8 ... Third line
Line, 9 ... first unequal power 2 divider, 10 ... second unequal power 2 divider, 11 ... equal power 2 divider, 12 ... fourth
Line, 13 …… fifth line, 14 …… circular dielectric substrate,
15: Microstrip element antenna. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
個から成るマイクロ波を19分配するマイクロ波給電回路
において、上記入力端子から入射した電力を第１の不等
電力２分配器で２分配し、この第１の不等電力２分配器
の第１の出力端子は第２の不等電力２分配器の入力端子
へ接続し、上記第１の不等電力２分配器の第２の出力端
子は７個の等電力２分配器でトーナメント式に８分配
し、その８分配出力を出力端子とする４個の等電力２分
配器の各々の２個の出力端子のうちの一方は、さらに等
電力２分配器を接続し、合計12分配として第１〜第12の
出力端子へ接続し、上記第２の不等電力２分配器の一方
の出力端子は直接に第13の出力端子に接続し、さらに上
記第２の不等電力２分配器の他方の出力端子は３個の等
電力２分配器でトーナメント式に４分配し、その４分配
出力を出力端子とする２個の等電力２分配器の各々２個
の出力端子のうちの一方に、さらに等電力２分配器を接
続し、合計６分配として第14〜第19の出力端子へ接続し
た構成を備え、上記第１の不等電力２分配器の電力分配
比をdB表示で−d,−ｅ（d,e＞０）とし、上記第２の不
等電力２分配器の電力分配比をdBで表示で−f,−ｇ（f,
g＞０）とした時に、ｇ＋ｄ＝ｅ＋３の関係を保つよう
に設定したことを特徴とするマイクロ波給電回路。1. The number of input terminals is 1 and the number of output terminals is 19.
In a microwave feeding circuit that divides the microwave into 19 pieces, the electric power incident from the input terminal is divided into two by the first unequal power 2 divider, and the first unequal power 2 divider Is connected to the input terminal of the second unequal power divider 2 and the second output terminal of the first unequal power divider 2 is seven equal power divider 2 in a tournament style. One of the two output terminals of each of the four equal-power 2-distributors that distributes and uses the 8-division output as an output terminal is further connected to the equal-power 2-distributor, and a total of 12 distributions are provided. ~ Connect to the twelfth output terminal, one output terminal of the second unequal power 2 distributor is directly connected to the 13th output terminal, and the other of the second unequal power 2 distributor The output terminals of 3 are divided into 4 in a tournament manner by 3 equal power 2 dividers, and the 4 divided outputs are used as output terminals. The equal power 2 distributor is further connected to one of the two output terminals of each of the 2 equal power distributors, and a total of 6 distributions are connected to the 14th to 19th output terminals. The power distribution ratio of the first unequal power 2-distributor can be expressed in dB as −d, −e (d, e> 0), and the power distribution ratio of the second unequal power 2-distributor can be expressed in dB. -F, -g (f,
A microwave power feeding circuit, characterized in that the relationship of g + d = e + 3 is maintained when g> 0).
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1988
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