特許ウォッチ

公開番号2024086998
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-28
出願番号2024069470,2020046895
出願日2024-04-23,2020-03-17
発明の名称ラットレース回路
出願人日本無線株式会社
代理人個人
主分類H01P 5/22 20060101AFI20240621BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】反射特性が最良となる周波数と、透過特性が最良となる周波数と、アイソレーション特性が最良となる周波数と、を一致させることが可能なラットレース回路を提供する。
【解決手段】リング状の導体線路RCに、順に第1のポートP1、第2のポートP2、第3のポートP3および第4のポートP4が設けられたラットレース回路1であって、所定の周波数近辺で各ポートP1～P4の反射特性と透過特性とアイソレーション特性が最良となるように、導体線路RCと各ポートP1～P4との分岐部における高周波電流の位相基準面のずれ量だけ、第1のポートP1と第2のポートP2の間の線路R12の長さ、第2のポートP2と第3のポートP3の間の線路R23の長さおよび、第3のポートP3と第4のポートP4の間の線路R34の長さが、1/4波長よりも長く設定されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
リング状の導体線路に、順に第１のポート、第２のポート、第３のポートおよび第４のポートが設けられたラットレース回路であって、
所定の周波数近辺で前記各ポートの反射特性と透過特性とアイソレーション特性が最良となるように、前記導体線路と前記各ポートとの分岐部における高周波電流の位相基準面のずれ量だけ、前記第１のポートと前記第２のポートの間の線路の長さ、前記第２のポートと前記第３のポートの間の線路の長さおよび、前記第３のポートと前記第４のポートの間の線路の長さが、１／４波長よりも長く設定されている、
ことを特徴とするラットレース回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯の分岐回路などとして使用されるラットレース回路に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ラットレース回路は、誘電体の基板上に印刷配線されたマイクロストリップ回路などで構成される高周波・マイクロ波回路であり、図７に示すように、一周が１．５波長のリング状の導体線路（リング状線路）ＲＣに、１／４波長間隔つまり６０°の角度間隔で引き出して配線されるポートＰ１～Ｐ４が、４つ設けられている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、一周が１．５波長のリング状線路ＲＣに対して、１／４波長間隔で４つのポートＰ１～Ｐ４を設けると、長さが１／４波長の線路Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ３４が３つ、長さが３／４波長の線路Ｒ４１が１つ構成される。また、各ポートＰ１～Ｐ４のインピーダンスを５０Ωとすると、リング状線路ＲＣのインピーダンスは、√2倍の７０．７１Ωとなる。
【０００３】
このようなラットレース回路では、一番端の第１のポートＰ１から高周波信号を入力すると、その隣である第２のポートＰ２と一つ飛ばした第４のポートＰ４に半分ずつ出力され、その振幅は同じだが位相は１８０°異なる。このとき、第３のポートＰ３には出力されない。また、第３のポートＰ３から高周波信号を入力すると、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４に半分ずつ出力され、その振幅と位相は同じとなり、第１のポートＰ１には出力されない。
【０００４】
このような動作・作用は可逆的で、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４から同振幅で同位相の高周波信号を入力すると、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４から入力された信号を足し合わせた信号が、第３のポートＰ３に出力される。このとき、第１のポートＰ１からは出力されない。また、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４から同振幅で逆位相（位相差１８０°）の高周波信号を入力すると、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４から入力された信号を足し合わせた振幅が２倍の信号が、第１のポートＰ１に出力される。このとき、第３のポートＰ３からは出力されない。このように、出力されない特性をアイソレーション特性と呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平０８－２７９７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のラットレース回路では、隣接するポートＰ１～Ｐ４間の線路Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ３４の長さが１／４波長であるため、各ポートＰ１～Ｐ４の反射特性が最良・最適となる周波数と、透過特性が最良となる周波数と、アイソレーション特性が最良となる周波数とが一致しない、という問題があることを本願発明者は確認した。
【０００７】
すなわち、使用する中心周波数を２．４５ＧＨｚとした場合、図８、図９に示すように、反射特性が最良となる周波数が中心周波数よりも高い周波数に位置する。ここで、図８、図９における「Ｓ１，１」は、第１のポートＰ１の反射特性（Ｓパラメータ）を示し、「Ｓ２，２」は、第２のポートＰ２の反射特性を示し、「Ｓ３，３」は、第３のポートＰ３の反射特性を示し、「Ｓ４，４」は、第４のポートＰ４の反射特性を示す。
【０００８】
また、第１のポートＰ１から高周波信号を入力した際に、第３のポートＰ３からは出力されないアイソレーション特性は、図１０に示すように、ほぼ中心周波数で最良となる。これに対して、第１のポートＰ１から高周波信号を入力した際に、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４から出力される透過特性・伝達特性が最良となる周波数は、図１１に示すように、中心周波数よりも高い周波数に位置する。ここで、図１０、図１１における「Ｓ２，１」は、第１のポートＰ１から第２のポートＰ２へのＳパラメータを示し、「Ｓ３，１」は、第１のポートＰ１から第３のポートＰ３へのＳパラメータを示し、「Ｓ４，１」は、第１のポートＰ１から第４のポートＰ４へのＳパラメータを示す。
【０００９】
そこでこの発明は、反射特性が最良となる周波数と、透過特性が最良となる周波数と、アイソレーション特性が最良となる周波数と、を一致させる（近づける）ことが可能なラットレース回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、リング状の導体線路に、順に第１のポート、第２のポート、第３のポートおよび第４のポートが設けられたラットレース回路であって、所定の周波数近辺で前記各ポートの反射特性と透過特性とアイソレーション特性が最良となるように、前記導体線路と前記各ポートとの分岐部における高周波電流の位相基準面のずれ量だけ、前記第１のポートと前記第２のポートの間の線路の長さ、前記第２のポートと前記第３のポートの間の線路の長さおよび、前記第３のポートと前記第４のポートの間の線路の長さが、１／４波長よりも長く設定されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許