RF電力分配器は入力を複数経路へ分けます。選定では分配損失、余剰損失、隔離、位相と電力条件を区別します。受動分配器は増幅器ではなく、一つのデータ信号から独立MIMOストリームも作りません。
分配損失の基本
理想的なN等分配の各出力への損失は10 log10N dBです。2分配で約3.01 dB、4分配で約6.02 dBになります。実際には余剰損失などが加わります。
4分配器の仕様が「損失1 dB」なら、理想分配を除く余剰損失か確認します。各出力までの全損失が7.02 dBなら、10 W入力に対する各出力は約1.99 Wです。4分配の全損失が1 dBという意味ではありません。
1．複数アンテナへの給電
一つの信号を複数アンテナに配る構成では、電力比と経路位相を設計します。アンテナ間の干渉を含むため、同じ信号を配るだけで全方向の均一カバーが完成するわけではありません。
アンテナ数を増やしても送信機の総電力は増えません。各負荷の反射と使用しないポートの終端も考慮します。
2．基準経路と被測定経路
試験信号を基準とDUTへ分け、条件を比較する用途です。経路差と分配器自身の周波数応答を校正します。
分配器は二つの測定を自動で一画面に統合したり、二台の非同期測定器を同期させたりしません。必要な受信チャンネル、共通クロックと測定方法を別途定義します。
3．LOや参照信号の配布
複数のミキサーなどへ信号を送る場合、出力レベル、経路長と負荷間の影響を確認します。受動素子にも損失と温度依存はあります。
帯域、DC経路とポート間隔離は構造ごとの仕様です。すべての分配器がDCを通したり、不要な負荷反射を完全に遮断したりするわけではありません。
4．配列の振幅・位相設定
等分配または不等分配で素子の励振分布を形成します。理想70:30分配では入力に対し約1.55 dBと5.23 dBの経路値になります。
低い部品損失だけでは狙ったビームは決まりません。素子パターン、間隔、位相と相互結合も必要です。
5．試験用の信号合成
適切な相反回路は逆方向に合成器として使える場合があります。ただし入力の周波数、位相と振幅で主出力と内部抵抗への分配が変わります。
分配動作の定格電力を、そのまま任意の二送信機の合成へ適用しません。非同相、片入力停止と反射時の内部負荷を確認します。
6．受信分配と監視
受信信号を複数装置へ配ると各経路のレベルは下がります。LNAより前の受動損失はシステム雑音に関係するため、配置と雑音予算を検討します。
主経路から小さい試料だけを取りたいなら方向性結合器が適する場合があります。用途に対して均等分配が必要かを先に判断します。
Wilkinsonの隔離抵抗
基本的な2分配Wilkinsonは設計条件の対称・整合状態で、抵抗に大きな電力を消費させずに分配できます。出力の不均衡や反射、合成条件によって抵抗には電力が流れます。
20 dBの隔離、±0.5 dBの振幅差や固定トルクは全製品共通ではありません。周波数、基準面、未測定ポートの終端を定義してSパラメーターを確認します。
Wilkinson分配器の解説を参考に、インピーダンス、コネクタ、全経路損失と平均・ピーク電力を仕様書で照合してください。
