CN104852115A

CN104852115A - 定向耦合器

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Publication number: CN104852115A
Application number: CN201510083814.0A
Authority: CN
Inventors: 大塚识显; 匈坂康则
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2035-02-16
Also published as: US9391354B2; US20150236666A1; CN104852115B; JP5946024B2; JP2015154373A

Abstract

定向耦合器具备连接输入口和输出口的主线路、分别由相对于主线路进行电磁场耦合的线路构成的第1副线路部和第2副线路部、以及设置于第1副线路部与第2副线路部之间的整合电路。整合电路具有连接第1副线路部和第2副线路部的第1路径、以及连接第1路径和地线的第2路径。第1路径包含第1电感器。第2路径包含串联连接的第1电容器和第2电感器。

Description

定向耦合器

技术领域

本发明涉及能够在宽频带中使用的定向耦合器。

背景技术

定向耦合器例如为了在手机电话、无线LAN通信设备等的无线电通信设备的收发信号电路中检测收发信号的电平而被使用。

作为现有的定向耦合器，已知有以下那样的结构的定向耦合器。该定向耦合器具备输入口、输出口、耦合口、终端口、主线路、以及副线路。主线路的一端被连接于输入口，主线路的另一端被连接于输出口。副线路的一端被连接于耦合口，副线路的另一端被连接于终端口。主线路与副线路进行电磁场耦合。终端口例如经由具有50Ω的电阻值的终端电阻而被接地。高频信号被输入到输入口，该高频信号从输出口被输出。从耦合口输出具有对应于被输入到输入口的高频信号的功率的功率的耦合信号。

作为表示定向耦合器的特性的主要参数，有插入损耗、耦合度、隔离度(isolation)、方向性以及耦合口的反射损耗。以下，对这些定义进行说明。首先，在功率P1的高频信号被输入到输入口的情况下，将从输出口被输出的信号的功率设为P2，将从耦合口被输出的信号的功率设为P3，将从终端口被输出的信号的功率设为P4。另外，在功率P5的高频信号被输入到耦合口的情况下，将在耦合口被反射的信号的功率设为P6。另外，分别用记号IL、C、I、D、RL来表示插入损耗、耦合度、隔离度、方向性以及耦合口的反射损耗。它们由以下的式来进行定义。

IL＝10log(P2/P1)[dB]

C＝10log(P3/P1)[dB]

I＝10log(P3/P2)[dB]

D＝10log(P4/P3)[dB]

RL＝10log(P6/P5)[dB]

在现有的定向耦合器中，因为被输入到输入口的高频信号的频率越高则耦合度越大，所以会有所谓耦合度的频率特性非平坦的问题。所谓耦合度变大是指在将耦合度表示为-c(dB)的时候c的值变小。

在中国专利申请公开第102832435A号说明书中记载有用于解决上述的问题的定向耦合器。在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器中，副线路被分成第1副线路和第2副线路。第1副线路的一端被连接于耦合口。第2副线路的一端被连接于终端口。在第1副线路的另一端与第2副线路的另一端之间设置有相位转换部。相位转换部相对于通过信号在规定的频带上产生具有随着频率变高而以0度以上180度以下的范围进行单调增加的绝对值的相位的偏差。相位转换部具体来说是低通滤波器。

近年来，LTE(Long Term Evolution)标准的移动通信系统被实用化，并且LTE标准的发展标准即LTE-Advanced标准的移动通信系统的实用化正在被研究。LTE-Advanced标准中的主要技术之一有载波聚合(Carrier Aggregation，以下记为CA)。CA是同时使用称为组成载波(Component carrier)的多个载波并能够进行宽带传送的技术。

在对应于CA的移动通信设备中同时使用多个频带。因此，在对应于CA的移动通信设备中，要求对于多个频带的多个信号来说能够利用的定向耦合器、即在宽带上能够使用的定向耦合器。

在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器中，在低通滤波器的截止频率以上的频带中，隔离度不会成为足够的大小。即，在将隔离度表示为-i(dB)的时候，在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器中，在低通滤波器的截止频率以上的频带中，i的值不会成为足够的大小。因此，中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器在低通滤波器的截止频率以上的频带中未发挥功能。

另外，在无线通信设备中，会有2个定向耦合器被串联(tandem)连接来进行使用的情况。在此情况下，2个定向耦合器的耦合口彼此被连接。因此，对于定向耦合器来说，要求减少在耦合口上的信号的反射。具体来说，在将耦合口的反射损耗表示为-r(dB)的时候，对于定向耦合器来说，要求r的值成为充分的大小。

可是，在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器中，在低通滤波器的截止频率以上的频带中，上述的r的值不会成为足够的大小。

在此，关于在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器中，在低通滤波器的截止频率以上的频带中上述的i、r的值不会成为足够的大小的理由进行说明。在该定向耦合器中，形成有仅通过第1电容器来连接第1副线路和低通滤波器的连接点与地线(ground)之间的路径、以及仅通过第2电容器来连接第2副线路和低通滤波器的连接点与地线之间的路径。因此，在低通滤波器的截止频率以上的频带中，从第1副线路朝着低通滤波器的高频信号的大部分经由第1电容器而流向地线，从第2副线路朝着低通滤波器的高频信号的大部分经由第2电容器而流向地线。因此，在该定向耦合器中，在低通滤波器的截止频率以上的频带中，高频信号的大部分不通过低通滤波器。

由于以上所述，在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的定向耦合器中，能够使用的频带被限制为低于低通滤波器的截止频率的频带。因此，在中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的技术中，难以实现在宽带上能够使用的定向耦合器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在宽带上能够使用的定向耦合器。

本发明的定向耦合器具备输入口、输出口、耦合口、终端口、连接输入口和输出口的主线路、分别由相对于主线路进行电磁场耦合的线路构成的第1副线路部和第2副线路部、以及被设置于第1副线路部与第2副线路部之间的整合电路。

第1副线路部和第2副线路部分别具有彼此位于相反侧的第1端部以及第2端部。第1副线路部的第1端部被连接于耦合口。第2副线路部的第1端部被连接于终端口。整合电路具有连接第1副线路部的第2端部和第2副线路部的第2端部的第1路径、连接第1路径和地线的第2路径。第1路径包含第1电感器。第2路径包含被串联连接的第1电容器和第2电感器。

在本发明的定向耦合器中，如果将主线路和第1副线路部的互相耦合的部分合起来而作为第1耦合部并且将主线路和第2副线路部的互相耦合的部分合起来而作为第2耦合部的话则在输入口与耦合口之间形成有经由第1耦合部的信号路径、经由第2耦合部以及整合电路的信号路径。在高频信号被输入到输入口的时候，从耦合口输出通过了上述2个信号路径的2个信号被合成而获得的耦合信号。

在本发明的定向耦合器中，第2电感器也可以具有在电路结构上最接近于第1路径的第1端部、在电路结构上最接近于地线的第2端部，第1电容器被设置于第1电感器的一端与第2电感器的第1端部之间。在此情况下，第2路径也可以还具有被设置于第1电感器的另一端与第2电感器的第1端部之间的第2电容器。

另外，在本发明的定向耦合器中，第1路径也可以还具有相对于第1电感器被串联连接的第3电感器。在此情况下，第2电感器也可以具有在电路结构上最接近于第1路径的第1端部、在电路结构上最接近于地线的第2端部，第1电容器被设置于第1电感器和第3电感器的连接点与第2电感器的第1端部之间。

另外，在本发明的定向耦合器中，第2电感器也可以具有0.1nH以上的电感。

在本发明的定向耦合器中，如以上所述，在高频信号被输入到输入口的时候，从耦合口输出通过了经由第1耦合部的信号路径的信号和通过了经由第2耦合部以及整合电路的信号路径的信号被合成而获得的耦合信号。通过整合电路的时候的信号的相位的变化量根据信号的频率而进行变化。因此，通过上述2个信号路径的2个信号的相位差根据被输入到输入口的高频信号的频率而进行变化。由此，可以抑制伴随于高频信号的频率的变化的定向耦合器的耦合度的变化。另外，本发明中的整合电路在与低通滤波器相比更宽的频带中能够使高频信号通过。由此，根据本发明，能够实现在宽带上能够使用的定向耦合器。

本发明的其他的目的、特征以及益处由以下的说明而变得十分明了。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器的电路结构的电路图。

图2是本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器的立体图。

图3是表示图2所表示的定向耦合器的层叠体的内部的立体图。

图4是表示图2所表示的定向耦合器的层叠体的内部的一部分的立体图。

图5A～图5D是分别表示图2所表示的定向耦合器的层叠体中的第1层～第4层的电介质层的上表面的说明图。

图6A～图6D是分别表示图2所表示的定向耦合器的层叠体中的第5层～第8层的电介质层的上表面的说明图。

图7A～图7D是分别表示图2所表示的定向耦合器的层叠体中的第9层～第12层的电介质层的上表面的说明图。

图8A～图8D是分别表示图2所表示的定向耦合器的层叠体中的第13层～第16层的电介质层的上表面的说明图。

图9A～图9C是分别表示图2所表示的定向耦合器的层叠体中的第17层～第19层的电介质层的上表面的说明图。

图10是表示比较例的定向耦合器的电路结构的电路图。

图11是表示比较例的定向耦合器中的低通滤波器的特性的特性图。

图12是表示比较例的定向耦合器的特性的特性图。

图13是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器中的整合电路的特性的一个例子的特性图。

图14是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器的特性的一个例子的特性图。

图15是表示本发明的第2实施方式所涉及的定向耦合器的电路结构的电路图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。首先，参照图1，对本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器的电路结构进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的定向耦合器1具备输入口11、输出口12、耦合口13、终端口14。定向耦合器1进一步具备连接输入口11和输出口12的主线路10、分别由相对于主线路10进行电磁场耦合的线路构成的第1副线路部20A以及第2副线路部20B、被设置于第1副线路部20A与第2副线路部20B之间的整合电路30。终端口14例如通过具有50Ω电阻值的终端电阻15而被接地。

第1副线路部20A具有彼此位于相反侧的第1端部20A1以及第2端部20A2。第2副线路部20B具有彼此位于相反侧的第1端部20B1以及第2端部20B2。第1副线路部20A的第1端部20A1被连接于耦合口13。第2副线路部20B的第1端部20B1被连接于终端口14。

整合电路30具有连接第1副线路部20A的第2端部20A2和第2副线路部20B的第2端部20B2的第1路径31、连接第1路径31和地线的第2路径32。第1路径31包含第1电感器L1。

第2路径32包含被串联连接的第1电容器C1和第2电感器L2。第2电感器L2具有在电路结构上最接近于第1路径31的第1端部L2a、在电路结构上最接近于地线的第2端部L2b。第1电容器C1被设置于第1电感器L1的一端与第2电感器L2的第1端部L2a之间。在本实施方式中，第2路径32进一步具有被设置于第1电感器L1的另一端与第2电感器L2的第1端部L2a之间的第2电容器C2。第2电感器L2具有0.1nH以上的电感。第2电感器L2的电感优选为7nH以下。

在图1中表示第1电容器C1被设置于第1电感器L1的耦合口13侧的端部与第2电感器L2的第1端部L2a之间，第2电容器C2被设置于第1电感器L1的终端口14侧的端部与第2电感器L2的第1端部L2a之间的例子。但是，第1电容器C1也可以被设置于第1电感器L1的终端口14侧的端部与第2电感器L2的第1端部L2a之间，第2电容器C2也可以被设置于第1电感器L1的耦合口13侧的端部与第2电感器L2的第1端部L2a之间。

主线路10具有与第1副线路部20A相电磁场耦合的第1部分10A、与第2副线路部20B相电磁场耦合的第2部分10B。在此，将主线路10与第1副线路部20A的互相耦合的部分即第1部分10A和第1副线路部20A合起来而称为第1耦合部40A。另外，将主线路10与第2副线路部20B的互相耦合的部分即第2部分10B和第2副线路部20B合起来而称为第2耦合部40B。

整合电路30是设想终端口14通过负载即终端电阻15而被接地并且具有与终端电阻15的电阻值(例如50Ω)相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合口13的情况，并且进行信号源与负载之间的阻抗整合的电路。整合电路30设想上述的情况，以在定向耦合器1的使用频带中从耦合口13看终端口14侧的时候的反射系数的绝对值成为0或者其附近的值的方式进行设计。

接着，对本实施方式所涉及的定向耦合器1的作用以及效果进行说明。高频信号被输入到输入口11，该高频信号从输出口12被输出。从耦合口13输出具有对应于被输入到输入口11的高频信号的功率的功率的耦合信号。

在输入口11与耦合口13之间形成有经由第1耦合部40A的第1信号路径、经由第2耦合部40B以及整合电路30的第2信号路径。在高频信号被输入到输入口11的时候，从耦合口13被输出的耦合信号为通过了第1信号路径的信号和通过了第2信号路径的信号被合成而获得的信号。在通过了第1信号路径的信号与通过了第2信号路径的信号之间产生相位差。定向耦合器1的耦合度依赖于第1耦合部40A和第2耦合部40B的各个单独的耦合度、通过了第1信号路径的信号与通过了第2信号路径的信号的相位差。

另一方面，在输出口12与耦合口13之间形成有经由第1耦合部40A的第3信号路径、经由第2耦合部40B以及整合电路30的第4信号路径。定向耦合器1的隔离度依赖于第1耦合部40A和第2耦合部40B的各个单独的耦合度、通过了第3信号路径的信号与通过了第4信号路径的信号的相位差。

在本实施方式中，第1耦合部40A、第2耦合部40B以及整合电路30具有抑制伴随于高频信号的频率的变化的定向耦合器1的耦合度的变化的功能。以下，对此进行详细的说明。

高频信号的频率越高，第1耦合部40A和第2耦合部40B的各个单独的耦合度均越大。在此情况下，如果将通过了第1信号路径的信号与通过了第2信号路径的信号的相位差考虑为一定的话，则高频信号的频率越高，耦合信号的功率越增加。

另一方面，如果分别将通过了第1信号路径的信号的功率和通过了第2信号路径的信号的功率考虑为一定值的话，则在通过了第1信号路径的信号与通过了第2信号路径的信号的相位差在0°～180°的范围内增加时，耦合信号的功率减小。

通过整合电路30的时候的信号的相位的变化量根据信号的频率而进行变化。因此，通过了第1信号路径的信号与通过了第2信号路径的信号的相位差根据被输入到输入口11的高频信号的频率而进行变化。因此，通过以在定向耦合器1的使用频带中上述相位差伴随于高频信号的频率的增加而在0°～180°的范围内增加的方式设计整合电路30，从而能够抑制伴随于高频信号的频率的增加的耦合信号的功率的变化即定向耦合器1的耦合度的变化。

另外，在本实施方式中，通过在第1副线路部20A与第2副线路部20B之间设置有整合电路30，从而在终端口14通过终端电阻15而被接地并且具有与终端电阻15的电阻值(例如50Ω)相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合口13的情况下，在定向耦合器1的使用频带中能够减少在耦合口13上的信号的反射。由此，例如在将2个定向耦合器1串联连接来进行使用的情况下，能够减少在耦合口13上的信号的反射。关于该效果，在后面进一步说明。

接着，对定向耦合器1的构造的一个例子进行说明。图2是定向耦合器1的立体图。图2所表示的定向耦合器1具备用于将定向耦合器1的构成要素一体化的层叠体50。在后面会详细说明，层叠体50包含被层叠的多个电介质层和多个导体层。

层叠体50成为具有外周部的长方体形状。层叠体50的外周部包含上表面50A、底面50B、4个侧面50C～50F。上表面50A和底面50B彼此朝着相反侧，侧面50C,50D也彼此朝着相反侧，侧面50E,50F也彼此朝着相反侧。侧面50C～50F相对于上表面50A以及底面50B成为垂直。在层叠体50上，垂直于上表面50A以及底面50B的方向为多个电介质层以及多个导体层的层叠方向。在图2中，用标注了记号T的箭头来表示该层叠方向。

图2所表示的定向耦合器1具备输入端子111、输出端子112、耦合端子113、终端端子114、2个接地端子115,116。输入端子111、输出端子112、耦合端子113、终端端子114分别对应于图1所表示的输入口11、输出口12、耦合口13、终端口14。接地端子115,116被连接于地线。端子111～116被配置于层叠体50的外周部。端子111,112,115从上表面50A经由侧面50C而被配置到底面50B。另外，端子113,114,116从上表面50A经由侧面50D而被配置到底面50B。

接着，参照图3～图9，对层叠体50进行详细的说明。层叠体50具有被层叠的19层的电介质层。以下，将该19层的电介质层从上起按顺序称作为第1层～第19层的电介质层。图3是表示层叠体50的内部的立体图。图4是表示层叠体50的内部一部分的立体图。图5A～图5D分别表示第1层～第4层的电介质层的上表面。图6A～图6D分别表示第5层～第8层的电介质层的上表面。图7A～图7D分别表示第9层～第12层的电介质层的上表面。图8A～图8D分别表示第13层～第16层的电介质层的上表面。图9A～图9C分别表示第17层～第19层的电介质层的上表面。

如图5A所示，在第1层的电介质层51的上表面，形成有作为标记来使用的导体层511。如图5B所示，在第2层的电介质层52的上表面，未形成导体层。

如图5C所示，在第3层的电介质层53的上表面，形成有构成电容器C1,C2的一部分的导体层531。另外，在电介质层53，形成有被连接于导体层531的通孔53T1。

如图5D所示，在第4层的电介质层54的上表面，形成有构成电容器C1的另一部分的导体层541、构成电容器C2的另一部分的导体层542。另外，在电介质层54，形成有被连接于图5C所表示的通孔53T1的通孔54T1、被连接于导体层541的通孔54T2、被连接于导体层542的通孔54T3。

如图6A所示，在第5层的电介质层55，形成有通孔55T1,55T2,55T3。在通孔55T1,55T2,55T3，分别连接有图5D所表示的通孔54T1,54T2,54T3。

如图6B所示，在第6层的电介质层56的上表面，形成有为了构成电感器L1而被使用的导体层561,562、为了构成电感器L2而被使用的导体层563。另外，在电介质层56，形成有通孔56T1,56T2,56T3,56T4,56T5。通孔56T1被连接于导体层561的一端的附近部分。通孔56T2被连接于导体层561的另一端的附近部分。通孔56T3被连接于导体层562的一端的附近部分。通孔56T4被连接于导体层562的另一端的附近部分。通孔56T5被连接于导体层563的一端的附近部分。图6A所表示的通孔55T1被连接于导体层563的另一端的附近部分。图6A所表示的通孔55T2被连接于通孔56T1。图6A所表示的通孔55T3被连接于导体层562上的一端与另一端之间的部分。

如图6C所示，在第7层的电介质层57的上表面，形成有为了构成电感器L1而被使用的导体层571,572、为了构成电感器L2而被使用的导体层573。另外，在电介质层57，形成有通孔57T1,57T2,57T3,57T4。在通孔57T1,57T3，分别连接有图6B所表示的通孔56T1,56T3。通孔57T2被连接于导体层571的一端的附近部分。通孔57T4被连接于导体层572的一端的附近部分。图6B所表示的通孔56T2被连接于导体层571的另一端的附近部分。图6B所表示的通孔56T4被连接于导体层572的另一端的附近部分。图6B所表示的通孔56T5被连接于导体层573的一端的附近部分。导体层573的另一端被连接于图2所表示接地端子115。

如图6D所示，在第8层的电介质层58的上表面，形成有为了构成电感器L1而被使用的导体层581,582。另外，在电介质层58，形成有通孔58T1,58T2,58T3,58T4。在通孔58T1,58T3，分别连接有图6C所表示的通孔57T1,57T3。通孔58T2被连接于导体层581的一端的附近部分。通孔58T4被连接于导体层582的一端的附近部分。图6C所表示的通孔57T2被连接于导体层581的另一端的附近部分。图6C所表示的通孔57T4被连接于导体层582的另一端的附近部分。

如图7A所示，在第9层的电介质层59的上表面，形成有为了构成电感器L1而被使用的导体层591。另外，在电介质层59，形成有通孔59T1,59T3。在通孔59T1,59T3，分别连接有图6D所表示的通孔58T1,58T3。图6D所表示的通孔58T2被连接于导体层591的一端的附近部分。图6D所表示的通孔58T4被连接于导体层591的另一端的附近部分。

如图7B所示，在第10层的电介质层60，形成有通孔60T1,60T3。在通孔60T1,60T3，分别连接有图7A所表示的通孔59T1,59T3。

如图7C所示，在第11层的电介质层61的上表面，形成有接地用导体层611。导体层611被连接于图2所表示的接地端子115,116。另外，在电介质层61，形成有通孔61T1,61T3。在通孔61T1,61T3，分别连接有图7B所表示的通孔60T1,60T3。

如图7D所示，在第12层的电介质层62，形成有通孔62T1,62T3。在通孔62T1,62T3，分别连接有图7C所表示的通孔61T1,61T3。

如图8A所示，在第13层的电介质层63的上表面，形成有为了构成第1副线路部20A而被使用的导体层631、为了构成第2副线路部20B而被使用的导体层632。另外，在电介质层63，形成有被连接于导体层631的一端的附近部分的通孔63T1、被连接于导体层632的一端的附近部分的通孔63T2。图7D所表示的通孔62T1被连接于导体层631的另一端的附近部分。图7D所表示的通孔62T3被连接于导体层632的另一端的附近部分。

如图8B所示，在第14层的电介质层64的上表面，形成有为了构成主线路10而被使用的导体层641和导体层642。导体层641的一端被连接于图2所表示的输入端子111。导体层641的另一端被连接于图2所表示的输出端子112。另外，在电介质层64，形成有被连接于导体层642的一端的附近部分的通孔64T1和通孔64T2。图8A所表示的通孔63T1被连接于导体层642的另一端的附近部分。图8A所表示的通孔63T2被连接于通孔64T2。

如图8C所示，在第15层的电介质层65的上表面，形成有为了构成第2副线路部20B而被使用的导体层651。导体层651的一端被连接于图2所表示的终端端子114。另外，在电介质层65，形成有通孔65T1。图8B所表示的通孔64T1被连接于通孔65T1。图8B所表示的通孔64T2被连接于导体层651的另一端的附近部分。

如图8D所示，在第16层的电介质层66的上表面，形成有为了构成第1副线路部20A而被使用的导体层661。导体层661的一端被连接于图2所表示的耦合端子134。图8C所表示的通孔65T1被连接于导体层661的另一端的附近部分。

如图9A所示，在第17层的电介质层67的上表面，未形成导体层。如图9B所示，在第18层的电介质层68的上表面，形成有接地用导体层681。导体层681被连接于图2所表示的接地端子115,116。如图9C所示，在第19层的电介质层69的上表面，未形成导体层。

图2所表示的层叠体50层叠第1层～第19层的电介质层51～69而被构成。然后，相对于该层叠体50的外周部形成端子111～116，从而完成图2所表示的定向耦合器1。还有，在图2中省略导体层511。

图3表示层叠体50的内部。在图3中省略导体层531并以虚线表示导体层541,542。图4表示层叠体50的内部的一部分。在图4中省略位于导体层631,632的上方的多个导体层。

以下，对图1所表示的定向耦合器1的电路的构成要素与图5A～图9C所表示的层叠体50的内部的构成要素的对应关系进行说明。主线路10由图8B所表示的导体层64构成。

第1副线路部20A如以下所述被构成。图8A所表示的导体层631经由通孔63T1、导体层642以及通孔64T1,65T1而被连接于图8D所表示的导体层661。导体层631的一部分经由电介质层63而与导体层641的一部分的上表面相对。导体层661的一部分经由电介质层64,65而与导体层641的上述一部分的下表面相对。第1副线路部20A由上述的导体层631的一部分和导体层661的一部分构成。另外，导体层631的一部分与导体层661的一部分进行相对的导体层641的一部分构成主线路10的第1部分10A。

第2副线路部20B如以下所述被构成。图8A所表示的导体层632经由通孔63T2,64T2而被连接于图8C所表示的导体层651。导体层632的一部分经由电介质层63而与导体层641的另一部分的上表面相对。导体层651的一部分经由电介质层64而与导体层641的上述另一部分的下表面相对。第2副线路部20B由上述的导体层632的一部分和导体层651的一部分构成。另外，导体层632的一部分与导体层651的一部分进行相对的导体层641的上述另一部分构成主线路10的第2部分10B。

整合电路30的电感器L1如以下所述被构成。图6B～图6D所表示的导体层561,571,581通过通孔56T2,57T2而被串联连接。图6B～图6D所表示的导体层562,572,582通过通孔56T4,57T4而被串联连接。图6D所表示的导体层581,582通过通孔58T2,58T4和图7A所表示的导体层591而被连接。电感器L1由这些导体层561,571,581,591,582,572,562和连接这些导体层的多个通孔所构成。导体层561通过通孔56T1,57T1,58T1,59T1,60T1,61T1,62T1而被连接于构成第1副线路部20A的导体层631。导体层562通过通孔56T3,57T3,58T3,59T3,60T3,61T3,62T3而被连接于构成第2副线路部20B的导体层632。

整合电路30的电容器C1由图5D所表示的导体层541、图5C所表示的导体层531、以及它们之间的电介质层53所构成。导体层541通过通孔54T2,55T2,56T1,57T1,58T1,59T1,60T1,61T1,62T1而被连接于构成第1副线路部20A的导体层631。

整合电路30的电容器C2由图5D所表示的导体层542、图5C所表示的导体层531、以及它们之间的电介质层53所构成。导体层542通过通孔54T3,55T3、导体层562、通孔56T3,57T3,58T3,59T3,60T3,61T3,62T3而被连接于构成第2副线路部20B的导体层632。

整合电路30的电感器L2由图6B所表示的导体层563、图6C所表示的导体层573、以及连接它们的通孔56T5所构成。导体层563通过通孔53T1,54T1,55T1而被连接于图5C所表示的导体层531。

在层叠体50中，在构成整合电路30的多个导体层与构成主线路10的导体层641之间介有被连接于地线的接地用导体层611。因此，整合电路30相对于主线路10未电磁场耦合。

以下，一边与比较例的定向耦合器相比较，一边对本实施方式所涉及的定向耦合器1的效果进一步进行说明。首先，参照图10，对比较例的定向耦合器101的电路结构进行说明。比较例的定向耦合器101替代本实施方式所涉及的整合电路30而具备被设置于第1副线路部20A与第2副线路部20B之间的低通滤波器130。

低通滤波器130具有2个电感器L11,L12、3个电容器C11,C12,C13。电感器L11的一端被连接于第1副线路部20A的第2端部20A2。电感器L2的一端被连接于第2副线路部20B的第2端部20B2。电感器L11的另一端和电感器L12的另一端被互相连接。电容器C11的一端被连接于第1副线路部20A与电感器L11的连接点。电容器C12的一端被连接于电感器L11与电感器L12的连接点。电容器C13的一端被连接于第2副线路部20B与电感器L12的连接点。电容器C11,C12,C13的各另一端被接地。比较例的定向耦合器101的其他结构与本实施方式所涉及的定向耦合器1相同。

图11是表示比较例的定向耦合器101中的低通滤波器的特性的特性图。在图11中，横轴是频率，纵轴是衰减量。在图11中，标注有记号IL₁₃₀的线表示从第1副线路部20A与低通滤波器130的连接点看到的低通滤波器130的插入损耗，标注有记号RL₁₃₀的线表示从第1副线路部20A与低通滤波器130的连接点看到的低通滤波器130的反射损耗。该低通滤波器130的截止频率为3.4GHz。如果将低通滤波器130的插入损耗、反射损耗分别表示为-x(dB)、-y(dB)的话则在低通滤波器130中在大约2.7GHz以上的频带中频率越高x的值就越大，y的值越小。

图12是表示比较例的定向耦合器101的特性的特性图。在图12中，横轴是频率，纵轴是衰减量。在图12中，标注有记号IL₁₀₁的线表示定向耦合器101的插入损耗，标注有记号C₁₀₁的线表示定向耦合器101的耦合度。标注有记号I₁₀₁的线表示定向耦合器101的隔离度。标注有记号RL₁₀₁的线表示定向耦合器101的耦合口13的反射损耗。

如果将定向耦合器101的隔离度和耦合口13的反射损耗分别表示为-i(dB)、-r(dB)的话则定向耦合器101中在大约3.2GHz以上的频带中i的值成为25以下并且频率越高i的值越小。另外，定向耦合器101中，在大约2.7GHz以上的频带中，r的值成为20以下，并且频率越高r的值越小。由此，定向耦合器101中，在大约2.7GHz以上的频带中，得不到作为定向耦合器的充分的特性，并且在低通滤波器130的截止频率以上的频带中未发挥功能。

在此，对于定向耦合器101在低通滤波器130的截止频率以上的频带中未发挥功能的理由进行说明。在定向耦合器101中，形成有仅通过电容器C11来连接第1副线路部20A和低通滤波器130的连接点与地线之间的路径、仅通过电容器C13来连接第2副线路部20B和低通滤波器130的连接点与地线之间的路径。因此，在低通滤波器130的截止频率以上的频带中，从第1副线路部20A朝着低通滤波器130的高频信号的大部分经由电容器C11而流向地线，从第2副线路部20B朝着低通滤波器130的高频信号的大部分经由电容器C13而流向地线。即，在低通滤波器130的截止频率以上的频带中，高频信号的大部分不通过低通滤波器130。其结果，在低通滤波器130的截止频率以上的频带中，低通滤波器130和第2耦合部40B未发挥功能。在此情况下，从输入口11到达耦合口13的信号和从输出口12到达耦合口13的信号均仅经由第1耦合部40A和第2耦合部40B中的第1耦合部40A。其结果，在低通滤波器130的截止频率以上的频带中，定向耦合器101的耦合度与隔离度基本上相等，定向耦合器101未发挥功能。

接着，对本实施方式所涉及的定向耦合器1中的整合电路30的特性的一个例子和定向耦合器1的特性的一个例子进行说明。图13是表示整合电路30的特性的一个例子的特性图。在图13中，横轴是频率，纵轴是衰减量。在图13中，标注有记号IL₃₀的线表示从第1副线路部20A与整合电路30的连接点看到的整合电路30的插入损耗，标注有记号RL₃₀的线表示从第1副线路部20A与整合电路30的连接点看到的整合电路30的反射损耗。如果将整合电路30的插入损耗、反射损耗分别表示为-x(dB)、-y(dB)的话则整合电路30中在0.5～5.0GHz的频带中x的值大致为0，y的值大致为30以上。

图14是表示定向耦合器1的特性的一个例子的特性图。在图14中，横轴是频率，纵轴是衰减量。在图14中，标注有记号IL₁的线表示定向耦合器1的插入损耗。标注有记号C₁的线表示定向耦合器1的耦合度。标注有I₁的线表示定向耦合器1的隔离度。标注有记号RL₁的线表示定向耦合器1的耦合口13的反射损耗。

如果将定向耦合器1的隔离度和耦合口13的反射损耗分别表示为-i(dB)、-r(dB)的话则定向耦合器1中在0.5～5.0GHz的频带中i的值大约为37以上，r的值大约为28以上。这些i、r的值均是足够的大小。

在图13以及图14所表示的例子中，整合电路30中，至少在0.5～5.0GHz的频带中，通过高频信号。因此，定向耦合器1至少在0.5～5.0GHz的频带中发挥功能。即，定向耦合器1至少在0.5～5.0GHz的频带中能够使用。

整合电路30与低通滤波器130差异较大的方面在于，在整合电路30中，不存在仅通过电容器来连接第1副线路部20A与第2副线路部20B之间的信号路径和地线之间的路径，在第1副线路部20A与第2副线路部20B之间的信号路径和地线之间一定介有第2电感器L2。由此，整合电路30中，即使是在低通滤波器130的截止频率以上的高频带中也能够使高频信号通过。

如以上所说明的那样，本实施方式所涉及的定向耦合器1中，能够抑制如上所述伴随于高频信号的频率的变化的定向耦合器1的耦合度的变化。另外，本实施方式中的整合电路30在与低通滤波器130相比更宽的频带中能够使高频信号通过。由此，根据本实施方式，能够实现在宽带上能够进行使用的定向耦合器1。因此，本实施方式所涉及的定向耦合器1例如对于在CA中被使用的多个频带的多个信号来说可以进行使用。

还有，整合电路30内的第2电感器L2如上所述具有0.1nH以上的电感。一般来说，在包含被层叠的多个电介质层和多个导体层并且为了构成电子部件而被使用的层叠体中，被连接于地线的导体层所具有的悬浮的电感小于0.1nH。因此，第2电感器L2所具有的0.1nH以上的电感显然与悬浮的电感有所区别。

[第2实施方式]

接着，参照图15，对本发明的第2实施方式所涉及的定向耦合器1进行说明。图15是表示本实施方式所涉及的定向耦合器1的电路结构的电路图。在本实施方式所涉及的定向耦合器1中，整合电路30的结构与第1实施方式不同。

本实施方式所涉及的整合电路30与第1实施方式相同，具有连接第1副线路部20A的第2端部20A2和第2副线路部20B的第2端部20B2的第1路径31、连接第1路径31和地线的第2路径32。第1路径31具有第1电感器L21、相对于第1电感器L21被串联连接的第3电感器L23。

在图15中表示第1电感器L21的一端被连接于第1副线路部20A的第2端部20A2，第3电感器L23的一端被连接于第2副线路部20B的第2端部20B2，第1电感器L21的另一端和第3电感器L23的另一端被互相连接的例子。但是，在本实施方式中，第1电感器L21和第3电感器L23的位置也可以与图15所表示的例子相反。

第2路径32包含被串联连接的第1电容器C21和第2电感器L22。第2电感器L22具有在电路结构上最接近于第1路径31的第1端部L22a、在电路结构上最接近于地线的第2端部L22b。第1电容器C21被设置于第1电感器L21与第3电感器L23的连接点和第2电感器L22的第1端部L22a之间。第2电感器L22具有0.1nH以上的电感。第2电感器L22的电感优选为7nH以下。

本实施方式中的整合电路30具有与第1实施方式中的整合电路30相同的功能。本实施方式中的其他的结构、所用以及效果与第1实施方式相同。

还有，本发明并不限定于上述各个实施方式，能够进行各种各样的变更。例如，本发明中的整合电路的结构并不限定于各个实施方式所表示的结构，将满足权利要求所述的要件作为前提，可以进行那么各种各样的变更。

根据以上的说明，能够实施本发明的各种方式或变形例是显然的。因此，在权利要求的均等的范围内，即使是上述最佳的方式以外的方式，也可以实施本发明。

Claims

1.一种定向耦合器，其特征在于：

具备：

输入口；

输出口；

耦合口；

终端口；

连接所述输入口和所述输出口的主线路；

分别由相对于所述主线路进行电磁场耦合的线路构成的第1副线路部和第2副线路部；以及

设置于所述第1副线路部与所述第2副线路部之间的整合电路，

所述第1副线路部和所述第2副线路部分别具有彼此位于相反侧的第1端部以及第2端部，

所述第1副线路部的第1端部连接于所述耦合口，

所述第2副线路部的第1端部连接于所述终端口，

所述整合电路具有连接所述第1副线路部的第2端部和所述第2副线路部的第2端部的第1路径、以及连接所述第1路径和地线的第2路径，

所述第1路径包含第1电感器，

所述第2路径包含串联连接的第1电容器和第2电感器。

2.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述第2电感器具有在电路结构上最接近于所述第1路径的第1端部、以及在电路结构上最接近于地线的第2端部，

所述第1电容器设置于所述第1电感器的一端与所述第2电感器的第1端部之间，

所述第2路径还具有设置于所述第1电感器的另一端与所述第2电感器的第1端部之间的第2电容器。

3.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述第1路径还具有相对于所述第1电感器串联连接的第3电感器，

所述第1电容器设置于所述第1电感器和所述第3电感器的连接点与所述第2电感器的第1端部之间。

4.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述第2电感器具有0.1nH以上的电感。