CN104916894B - 定向耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的定向耦合器具备连接输入端口和输出端口的主线路、连接耦合端口和终端端口的副线路。副线路具备被连接于终端端口的第1耦合线路部、被连接于耦合端口的第2耦合线路部、低通滤波器。低通滤波器具有被设置于第1耦合线路部与第2耦合线路部之间的电感器、一端被连接于电感器与第2耦合线路部的连接点的第1电容器、连接第1电容器的另一端和地线的电阻器、连接电感器与第1耦合线路部的连接点和地线的第2电容器。

Description

定向耦合器

技术领域

本发明涉及能够在宽带上使用的定向耦合器。

背景技术

定向耦合器例如是为了在手机电话、无线LAN通讯设备等的无线电通讯设备收发信号电路中检测收发信号的电平而被使用的。

作为现有的定向耦合器众所周知具有如以下所述那样的结构的定向耦合器。该定向耦合器具备输入端口、输出端口、耦合端口、终端端口、主线路、副线路。主线路的一端被连接于输入端口，主线路的另一端被连接于输出端口。副线路的一端被连接于耦合端口，副线路的另一端被连接于终端端口。主线路与副线路进行电磁耦合。终端端口例如通过具有50Ω电阻值的终端电阻被地线。高频信号被输入到输入端口，该高频信号从输出端口被输出。从耦合端口输出具有与被输入到输入端口的高频信号电力对应的电力的耦合信号。

作为表示定向耦合器特性的主要参数有插入损耗、耦合度、隔离性、方向性以及耦合端口的反射损耗。以下就这些定义进行说明。首先，在电力P1的高频信号被输入到输入端口的情况下，将从输出端口被输出的信号电力设定为P2；将从耦合端口被输出的信号电力设定为P3；将从终端端口被输出的信号电力设定为P4。另外，在电力P5的高频信号被输入到耦合端口的情况下，将在耦合端口被反射的信号电力设定为P6。另外，分别用记号IL、C、I、D、RL来表示插入损耗、耦合度、隔离性、方向性以及耦合端口的反射损耗。这些信号是由以下所述式来进行定义的。

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]

关于现有的定向耦合器，因为被输入到输入端口的高频信号的频率越高，则耦合度越大，所以耦合度的频率特性不平坦，其结果就会有所谓在宽带上不能够使用的问题。所谓耦合度变大是指在将耦合度表示为-c(dB)的时候c值变小。

在中国专利申请公开第102484305A号说明书以及中国专利申请公开第102832435A号说明书中记载有为了解决上述技术问题的定向耦合器。即，在中国专利申请公开第102484305A号说明书记载有具备第1～第4端子、连接第1端子和第2端子的主线路、设置于第3端子与第4端子之间的副线路、设置于第3端子与副线路之间的低通滤波器的定向耦合器。

在中国专利申请公开第102832435A号说明书中记载有具备第1～第4端子、连接第1端子和第2端子的主线路、连接于第3端子的第1副线路、连接于第4端子的第2副线路、被设置于第1副线路与第2副线路之间的低通滤波器的定向耦合器。

另外，在中国专利申请公开第102484305A号说明书以及中国专利申请公开第102832435A号说明书中记载有具备第1～第4端子、连接第1端子和第2端子的主线路、设置于第3端子与第4端子之间的副线路、设置于第3端子与副线路之间的第1低通滤波器、设置于第4端子与副线路之间的第2低通滤波器的定向耦合器。第1低通滤波器是由被设置于第3端子与副线路之间的第1电感器、在副线路和第1电感器的连接点与地线之间进行设置的第1电容器所构成的。第2低通滤波器是由被设置于第4端子与副线路之间的第2电感器、在副线路和第2电感器的连接点与地线之间进行设置的第2电容器所构成的。在中国专利申请公开第102484305A号说明书以及中国专利申请公开第102832435A号说明书中进一步记载有将各个终端电阻设置于第1电容器与地线之间以及第2电容器与地线之间的定向耦合器。

对于在无线电通讯设备中被使用的定向耦合器来说，被要求的是在具有与被连接于终端端口的终端电阻的电阻值(例如50Ω)相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口的时候的减少在耦合端口上信号反射的功能。具体地来说对于定向耦合器来说被要求的是在将耦合端口的反射损耗表示为-r(dB)的时候，在定向耦合器的使用频带上r值变得充分大。作为上述信号源被连接到耦合端口的情况的例子可以列举2个定向耦合器被串联连接进行使用的情况。在该情况下，2个定向耦合器的耦合端口彼此被连接。

在中国专利申请公开第102484305A号说明书以及中国专利申请公开第102832435A号说明书中并没有阐述考虑去减少具有与被连接于终端端口的终端电阻的电阻值相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口的时候的在耦合端口上的信号反射。另外，在如中国专利申请公开第102484305A号说明书以及中国专利申请公开第102832435A号说明书所记载的那样的具备低通滤波器的定向耦合器中，仅以构成低通滤波器的电感器的电感、构成低通滤波器的电容器的电容的调整难以减少上述在耦合端口上的信号反射。

还有，如以上所述在中国专利申请公开第102484305A号说明书以及中国专利申请公开第102832435A号说明书中，记载有具备第1以及第2低通滤波器并且将各个终端电阻设置于第1低通滤波器中的第1电容器与地线之间、第2低通滤波器中的第2电容器与地线之间的定向耦合器。但是，该定向耦合器会有一个所谓2个低通滤波器和2个终端电阻成为必要因而定向耦合器会发生大型化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种如以下所述那样的电向耦合器，即，不会发生大型化，能够在宽带上使用并且能够以减少在具有与被连接于终端端口的终端电阻的电阻值相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口的时候的在耦合端口上的信号反射的形式进行工作。

本发明的定向耦合器具备输入端口、输出端口、耦合端口、终端端口、连接输入端口和输出端口的主线路、连接耦合端口和终端端口的副线路。副线路具备相对于主线路电磁耦合的第1耦合线路部和低通滤波器。第1耦合线路部具有彼此位于相反侧的第1端部以及第2端部。第1端部连接于终端端口。低通滤波器具有被设置于第1耦合线路部的第2端部与耦合端口之间的第1路径、被连接于第1路径的第2路径。第1路径具有连接于第1耦合线路部的第2端部的第3端部、其相反侧的第4端部、和设置于第3端部与第4端部之间的至少1个电感器。第2路径具有一端被连接于第1路径的第4端部的第1电容器、连接第1电容器的另一端和地线的电阻器。

在本发明的定向耦合器中，低通滤波器也可以进一步具有连接第1路径的第3端部和地线的第2电容器。

另外，在本发明的定向耦合器中，副线路也可以进一步具备相对于主线路电磁耦合的第2耦合线路部。第2耦合线路部具有彼此位于相反侧的第5端部以及第6端部。第5端部连接于耦合端口。第6端部连接于第1路径的第4端部。

另外，在本发明的定向耦合器中，第1路径也可以具有作为至少1个电感器的串联连接的第1电感器和第2电感器。另外，低通滤波器也可以进一步具备连接第1电感器与第2电感器的连接点和地线的第3电容器。

另外，在本发明的定向耦合器中，电阻器可以具有20～90Ω范围内的电阻值。

在本发明的定向耦合器中，如果将与第1耦合线路部相电磁耦合的主线路的部分和第1耦合线路部合并起来称作为第1耦合部，则在输入端口与耦合端口之间形成有经由第1耦合部以及低通滤波器的信号路径。通过低通滤波器的时候的信号的衰减量根据信号的频率而发生变化。由此，就变得能够抑制伴随于被输入到输入端口的高频信号频率变化的定向耦合器的耦合度的变化。另外，本发明的定向耦合器通过低通滤波器包含连接第1电容器的另一端和地线的电阻器，从而变得能够以简单的结构减少在具有与被连接于终端端口的终端电阻的电阻值相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口的时候的在耦合端口上的信号反射。由此，根据本发明，能够实现以下所述的定向耦合器，即，不发生大型化，能够在宽带上使用并且能够减少在具有与被连接于终端端口的终端电阻的电阻值相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口的时候的在耦合端口上的信号反射。

本发明的其他目的和特征以及得益由以下说明就将变得十分明了。

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是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器外观的立体图。

图3A～图3C是为了说明图2所表示的定向耦合器结构的说明图。

图4A～图4C是为了说明图2所表示的定向耦合器结构的说明图。

图5A～图5C是为了说明图2所表示的定向耦合器结构的说明图。

图6A及图6B是为了说明图2所表示的定向耦合器结构的说明图。

图7是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器中的耦合度的频率特性的特性图。

图8是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器中的插入损耗的频率特性的特性图。

图9是表示本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器中的耦合端口的反射损耗的频率特性的特性图。

图10是关于本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器表示在将电阻器的电阻值控制在上限值的时候的耦合端口的反射损耗的频率特性的特性图。

图11是关于本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器表示在将电阻器的电阻值控制在下限值的时候的耦合端口的反射损耗的频率特性的特性图。

图12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。

图13是表示本发明的第2实施方式所涉及的定向耦合器中的耦合度的频率特性的特性图。

图14是表示本发明的第2实施方式所涉及的定向耦合器中的插入损耗的频率特性的特性图。

图15是表示本发明的第2实施方式所涉及的定向耦合器中的耦合端口的反射损耗的频率特性的特性图。

图16是表示本发明的第3实施方式所涉及的定向耦合器的电路结构的电路图。

图17是表示本发明的第3实施方式所涉及的定向耦合器中的耦合度的频率特性的特性图。

图18是表示本发明的第3实施方式所涉及的定向耦合器中的插入损耗的频率特性的特性图。

图19是表示本发明的第3实施方式所涉及的定向耦合器中的耦合端口的反射损耗的频率特性的特性图。

图20是表示比较例的定向耦合器的电路结构的电路图。

图21是表示比较例的定向耦合器中的耦合度的频率特性的特性图。

图22是表示比较例的定向耦合器中的插入损耗的频率特性的特性图。

图23是表示比较例的定向耦合器中的耦合端口的反射损耗的频率特性的特性图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下是参照附图并就本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图1并就本发明的第1实施方式所涉及的定向耦合器的电路结构作如下说明。如图1所示，本实施方式所涉及的定向耦合器1具备输入端口11、输出端口12、耦合端口13、终端端口14。定向耦合器1进一步具备连接输入端口11和输出端口12的主线路10、连接耦合端口13和终端端口14的副线路20。终端端口14通过终端电阻15被接地。即，终端电阻15的一端被连接于终端端口14，终端电阻15的另一端被连接于地线。在本实施方式中，终端电阻15的电阻值为50Ω。

副线路20具备分别相对于主线路10进行电磁耦合的第1耦合线路部20A以及第2耦合线路部20B和低通滤波器30。第1耦合线路部20A具有彼此位于相反侧的第1端部20A1以及第2端部20A2。第1端部20A1被连接于终端端口14。

低通滤波器30具有被设置于第1耦合线路部20A的第2端部20A2与耦合端口13之间的第1路径31、被连接于第1路径31的第2路径32。第1路径31具有被连接于第1耦合线路部20A的第2端部20A2的第3端部31A、其相反侧的第4端部31B、和被设置于第3端部31A与第4端部31B之间的至少1个电感器。在本实施方式中，第1路径31具有作为至少1个电感器的1个电感器L1。第2路径32具有一端被连接于第1路径31的第4端部31B的第1电容器C1、连接第1电容器C1的另一端和地线的电阻器R1。电阻器R1优选具有20～90Ω范围内的电阻值。低通滤波器30进一步具有连接第1路径31的第3端部31A和地线的第2电容器C2。

第2耦合线路部20B具有彼此位于相反侧的第5端部20B1以及第6端部20B2。第5端部20B1被连接于耦合端口13。第6端部20B2被连接于第1路径31的第4端部31B。

主线路10具有与第1耦合线路部20A相电磁耦合的部分、与第2耦合线路部20B相电磁耦合的部分。这些部分既可以是主线路10中的相同部分，又可以是主线路10中的互相不同的部分。在此，将与第1耦合线路部20A相电磁耦合的主线路10的部分称之为第1部分10A，将与第2耦合线路部20B相电磁耦合的主线路10的部分称之为第2部分10B。另外，将第1部分10A和第1耦合线路部20A合并起来称之为第1耦合部40A，将第2部分10B和第2耦合线路部20B合并起来称之为第2耦合部40B。第1部分10A和第1耦合线路部20A的耦合强度既可以与第2部分10B和第2耦合线路部20B的耦合强度相同也可以不相同。第1部分10A和第1耦合线路部20A的耦合优选强于第2部分10B和第2耦合线路部分20B的耦合。

低通滤波器30被设计为，在定向耦合器1的使用频带上通过低通滤波器30的时候的信号衰减量根据信号的频率进行变化。具体地来说低通滤波器30被设计为，在定向耦合器1的使用频带的至少一部分频带上通过低通滤波器30的时候的信号衰减量跟随信号的频率变高而变大。低通滤波器30的截止频率既可以存在于定向耦合器1的使用频带内，也可以存在于定向耦合器1的使用频带外。本实施方式所涉及的定向耦合器1的使用频带例如是0.7～2.7GHz。

另外，低通滤波器30是以在定向耦合器1的使用频带上从第2耦合线路部20B侧看到的阻抗成为50Ω或者成为接近于50Ω的值的形式被设置的。由此，在终端端口14通过电阻值50Ω的终端电阻15被接地并且具有与终端电阻15的电阻值(50Ω)相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口13的情况下，在定向耦合器1的使用频带上从耦合端口13看终端端口14侧的时候的反射系数的绝对值成为0或者成为0附近的值，在耦合端口13上的信号的反射变少。

接着，就本实施方式所涉及的定向耦合器1的作用以及效果作如下说明。高频信号被输入到输入端口11，该高频信号从输出端口12被输出。从耦合端口13输出具有与被输入到输入端口11的高频信号电力的对应的电力的耦合信号。

在输入端口11与耦合端口13之间形成有经由第1耦合部40A以及低通滤波器30的第1信号路径、经由第2耦合部40B的第2信号路径。在高频信号被输入到输入端口11的时候，从耦合端口13输出的耦合信号为通过第1信号路径的信号和通过第2信号路径的信号被合成获得的合成信号。在通过第1信号路径的信号与通过第2信号路径的信号之间会产生相位差。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的各自单独的耦合度、通过第1信号路径的信号与通过第2信号路径的信号的相位差、通过低通滤波器30的时候的信号的衰减量。

在本实施方式中，第1耦合部40A、第2耦合部40B以及低通滤波器30具有抑制伴随于高频信号的频率变化的定向耦合器1的耦合度变化的功能。以下就该情况作详细说明。第1耦合部40A和第2耦合部40B的各自单独的耦合度的任一个都在定向耦合器1的使用频带上，高频信号频率变得越高就变得越大。这是以高频信号频率变得越高越使通过第1信号路径的信号和通过第2信号路径的信号的电力增加的形式进行作用的。

另外，通过低通滤波器30的时候的信号的衰减量是根据信号频率发生变化的。具体地来说在定向耦合器1的使用频带的至少一部分频带上通过低通滤波器30的时候的信号的衰减量是跟随信号频率变高而变大的。因此，低通滤波器30是以在定向耦合器1的使用频带的至少一部分频带上，高频信号的频率变得越高，越是减少通过第1信号路径的信号的电力的形式进行作用的。至少由该低通滤波器30的作用而能够抑制伴随于高频信号频率增加的耦合信号的电力的变化，即定向耦合器1的耦合度的变化。

另外，可以以在定向耦合器1的使用频带上伴随于高频信号频率增加而通过第1信号路径的信号与通过第2信号路径的信号的相位差以从0°到180°的范围进行增加的形式设计低通滤波器30。据此也就能够抑制伴随于高频信号频率增加的耦合信号的电力的变化，即定向耦合器1的耦合度的变化。

另外，在本实施方式中，低通滤波器30包含连接第1电容器C1的另一端和地线的电阻器R1。由此，根据本实施方式，能够以仅仅将电阻器R1附加于不包含电阻器R1的低通滤波器的简单结构，来减少具有与被连接于终端端口14的终端电阻15的电阻值(50Ω)相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口13的时候的定向耦合器1的使用频带上的在耦合端口13上的信号反射。

接着，参照图2以及图3A～图6B并就定向耦合器1结构的一个例子作如下说明。图2是表示定向耦合器1外观的立体图。如图2所示的定向耦合器1包含被层叠的5层电介质层。以下是从上往下按顺序分别将5层电介质层称作为第1电介质层51、第2电介质层52、第3电介质层53、第4电介质层54、第5电介质层55。在第1电介质层51的上面配置有构成电阻器R1的电阻膜51R1。在第5电介质层55的下面配置有输入端子T1、输出端子T2、耦合端子T3、终端端子T4、接地端子T5、没有被使用的端子T6。输入端子T1、输出端子T2、耦合端子T3、终端端子T4分别是对应图1所示的输入端口11、输出端口12、耦合端口13、终端端口14。接地端子T5被连接于地线。

接着，参照图3A～图6B并就图2所表示的定向耦合器1的结构作如下详细说明。图3A是表示第1电介质层51上表面上的要素。如以上所述在第1电介质层51的上表面配置有所述电阻膜51R1。电阻膜51R1是用由NiCr等金属形成的薄膜来进行构成的。

图3B是表示第1电介质层51和贯通第1电介质层51的要素。在第1电介质层51上形成有贯通第1电介质层51的导体部51V1,51V2。导体部51V1,51V2被连接于图3A所表示的电阻膜51R1。

图3C是表示第2电介质层52上表面上的要素。在第2电介质层52的上表面配置有导体层52T1,52T2,52T3,52T4,52T5,52T6。在从第2电介质层52的上方看的时候，导体层52T1,52T2,52T3,52T4,52T5,52T6分别被配置于与端子T1,T2,T3,T4,T5,T6相重叠的位置。导体层52T5被连接于图3B所表示的导体部51V1。

在第2电介质层52的上表面进一步配置有导体层52M。导体层52M构成主线路10。导体层52M的一端被连接于导体层52T1，导体层52M的另一端被连接于导体层52T2。导体层52M包含直线延伸的部分52Ma。该部分52Ma构成第1部分10A以及第2部分10B。

在第2电介质层52的上表面进一步配置有导体层52C1R,52C1L,52C2G。导体层52C1R被连接于图3B所表示的导体部51V2。

在第2电介质层52的上表面进一步配置有导体层52SB,52L1。导体层52SB的一端被连接于导体层52T3，导体层52SB的另一端被连接于导体层52C1L。导体层52SB包含与导体层52M的部分52Ma相并行且进行延伸的部分52SBa。该部分52SBa构成第2耦合线路部20B。导体层52L1具有漩涡形状。导体层52L1的一端在导体层52C1的近旁被连接于导体层52SB。导体层52L1构成电感器L1的一部分。

图4A是表示第2电介质层52和贯通第2电介质层52的要素。在第2电介质层52上形成有贯通第2电介质层52的导体部52V1,52V2,52V3,52V4,52V5,52V6,52V7,52V8,52V9。导体部52V1,52V2,52V3,52V4,52V5,52V6分别被连接于图3所表示的导体层52T1,52T2,52T3,52T4,52T5,52T6。导体部52V7被连接于图3C所表示的导体层52C1R。导体部52V8被连接于图3C所表示的导体层52L1上的另一端的近旁部分。导体部52V9被连接于图3C所表示的导体层52C2G。

图4B是表示第3电介质层53上表面上的要素。在第3电介质层53的上表面配置有导体层53C1R,53C2L。导体层53C1R通过第2电介质层52而与图3C所表示的导体层52C1L相对。导体层52C1L,53C1R、和它们之间的第2电介质层52构成第1电容器C1。导体层53C2L通过第2电介质层52而与图3C所表示的导体层52C2G相对。导体层52C2G,53C2L、和它们之间的第2电介质层52构成第2电容器C2。

图4C是表示第3电介质层53和贯通第3电介质层53的要素。在第3电介质层53上形成有贯通第3电介质层53的导体部53V1,53V2,53V3,53V4,53V5,53V6,53V7,53V8,53V9,53V10,53V11。导体部53V1,53V2,53V3,53V4,53V5,53V6,53V7,53V8,53V9分别被连接于图4A所表示的导体部52V1,52V2,52V3,52V4,52V5,52V6,52V7,52V8,52V9。导体部53V10被连接于图4B所表示的导体层53C1R。导体部53V11被连接于图4B所表示的导体层53C2L。

图5A是表示第4电介质层54上表面上的要素。在第4电介质层54的上表面配置有导体层54T1,54T2,54T3,54T4,54T5,54T6。导体层54T1,54T2,54T3,54T4,54T5,54T6分别被连接于图4C所表示的导体部53V1,53V2,53V3,53V4,53V5,53V6。

在第4电介质层54的上表面进一步配置有导体层54C1R,54C2L,54C2G。导体层54C1R被连接于图4C所表示的导体部53V7,53V10。导体层54C2L被连接于图4所表示的导体部53V11。导体层54C2G被连接于图4C所表示的导体部53V9。

在第4导体层54的上表面进一步配置有导体层54SA，54L1。导体层54SA的一端被连接于导体层54T4，导体层54SA的另一端被连接于导体层54C2L。导体层54SA包含通过第2电介质层52以及第3电介质层53与图3C所表示的导体层52M的部分52Ma相对的部分54SAa。该部分54SAa构成第1耦合线路部20A。导体层54L1具有漩涡形状。导体层54L1的一端被连接于导体层54SA的另一端。图4C所表示的导体部53V8被连接于导体层54L1上的另一端的近旁部分。导体层54L1构成电感器L1的另一部分。

图5B是表示第4电介质层54、贯通第4电介质层54的要素。在第4电介质层54上形成有贯通第4电介质层54的导体部54V1,54V2,54V3,54V4,54V5,54V6,54V7。导体部54V1,54V2,54V3,54V4,54V5,54V6,54V7分别被连接于图5A所表示的导体层54T1,54T2,54T3,54T4,54T5,54T5,54T6,54C2G。

图5C是表示第5电介质层55上表面上的要素。在第5电介质层55的上表面配置有地线用导体层55G、导体层55T1,55T2,55T3,55T4,55T6。接地用导体层55G被连接于图5B所表示的导体部54V5,54V7。导体层55T1,55T2,55T3,55T4,55T6分别被连接于图5B所表示的导体部54V1,54V2,54V3,54V4,54V6。

图6A是表示第5电介质层55、贯通第5电介质层55的要素。在第5电介质层55上形成有贯通第5电介质层55的导体部55V1,55V2,55V3,55V4,55V5,55V6。导体部55V1,55V2,55V3,55V4,55V5,55V6分别被连接于图5C所表示的导体层55T1,55T2,55T3,55T4,55G,55T6。

图6B是表示第5电介质层55下表面下的要素。在第5电介质层55的下面配置有图2所表示的端子T1,T2,T3,T4,T5,T6。端子T1,T2,T3,T4,T5,T6分别被连接于图6A所表示的导体部55V1,55V2,55V3,55V4,55V5,55V6。

接着，参照图7～图9并就本实施方式所涉及的定向耦合器1的特性的一个例子作如下说明。在该例子中，将电阻器R1的电阻值设定为43Ω。图7是表示定向耦合器1中的耦合度的频率特性的特性图。图8是表示定向耦合器1中的插入损耗的频率特性的特性图。图9是表示定向耦合器1中的耦合端口13的反射损耗的频率特性的特性图。图7～图9中的横轴是表示频率。图7中的纵轴是表示耦合度。图8中的纵轴是表示插入损耗。图9中的纵轴是表示耦合端口13的反射损耗。

在图7所表示的耦合度的频率特性中，定向耦合器1的使用频带0.7～2.7GHz中的耦合度最小值与最大值之差大约为2dB，耦合度的变化被充分抑制。

在图8所表示的插入损耗的频率特性中，如果将插入损耗表示为-x(dB)，则在0.7～2.7GHz中x的值为0.2以下，即充分小。

在图9所表示的耦合端口13的反射损耗的频率特性中，如果将反射损耗表示为-r(dB)，则在0.7～2.7GHz中r值为15以上，即充分大。

接着，参照图10以及图11并就电阻器R1的电阻值优选范围作如下说明。图10是表示在将电阻器R1的电阻值控制在90Ω的情况下的耦合端口13的反射损耗的频率特性。图11是表示在将电阻器R1的电阻值控制在20Ω的情况下的耦合端口13的反射损耗的频率特性。在这些附图所表示的特性中，0.7～2.7GHz中的r最小值成为大约10。在电阻器R1的电阻值为20～90Ω的范围内，0.7～2.7GHz中的r最小值成为大约10以上。但是，如果电阻器R1的电阻值成为20～90Ω的范围外，则0.7～2.7GHz中的r最小值成为小于10，即变得不够充分大。因此，电阻器R1的电阻值优选为20～90Ω的范围内。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，能够实现以下所述的定向耦合器1，即，不会发生大型化，能够在宽带上使用并且能够减少在具有与被连接于终端端口14的终端电阻15的电阻值相等的输出阻抗的信号源被连接于耦合端口13的时候的在耦合端口13上的信号反射。

[第2实施方式]

接着，参照图12并就本发明的第2实施方式所涉及的定向耦合器1作如下说明。图12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，低通滤波器30的结构与第1实施方式不同。

本实施方式所涉及的低通滤波器30与第1实施方式相同具有第1路径31、第2路径32、第2电容器C2。第1路径31具有被连接于第1耦合线路部20A的第2端部20A2的第3端部31A、其相反侧的第4端部31B、以及被设置于第3端部31A与第4端部31B之间的至少1个电感器。在本实施方式中，第1路径31具有作为至少1个电感器的被串联连接的第1电感器L11和第2电感器L12。本实施方式所涉及的第2路径32的结构与第1实施方式相同。

本实施方式所涉及的低通滤波器30进一步具有连接第1电感器L11与第2电感器L12的连接点和地线的第3电容器C3。

接着，参照图13～图15并就本实施方式所涉及的定向耦合器1的特性的一个例子作如下说明。图13是表示定向耦合器1中的耦合度的频率特性的特性图。图14是表示定向耦合器1中的插入损耗的频率特性的特性图。图15是表示定向耦合器1中的耦合端口13的反射损耗的频率特性的特性图。图13～图15中的横轴是表示频率。图13中的纵轴是表示耦合度。图14中的纵轴是表示插入损耗。图15中的纵轴是表示耦合端口13的反射损耗。

在图13所表示的耦合度的频率特性中，定向耦合器1的使用频带0.7～2.7GHz中的耦合度最小值与最大值之差大约为3dB，耦合度的变化被充分抑制。根据本实施方式所涉及的低通滤波器30的结构，对于图13所表示的耦合度的频率特性来说能够容易地调整在大约2GHz上被形成的衰减极点的深度。

在图14所表示的插入损耗的频率特性中，如果将插入损耗表示为-x(dB)，则在0.7～2.7GHz中x的值为0.2以下，即充分小。

在图15所表示的耦合端口13的反射损耗的频率特性中，如果将反射损耗表示为-r(dB)的话则在0.7～2.7GHz中r值为15以上，即充分大。

本实施方式所涉及的其他结构、作用以及效果与第1实施方式相同。

[第3实施方式]

接着，参照图16并就本发明的第3实施方式所涉及的定向耦合器1作如下说明。图16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，副线路20具备第1耦合线路部20A和低通滤波器30，但是不具备第2耦合线路部20B。另外，在本实施方式所涉及的定向耦合器1中，主线路10具备第1部分10A，但是不具备第2部分10B。另外，在本实施方式所涉及的定向耦合器1中存在第1耦合部40A，但是不存在第2耦合部40B。

本实施方式所涉及的低通滤波器30的结构既可以与第1实施方式相同又可以与第2实施方式相同。在图16中是表示低通滤波器30的结构与第1实施方式相同的情况的例子。在本实施方式中，第1路径31的第4端部31B被直接连接于耦合端口13。

接着，就本实施方式所涉及的定向耦合器1的作用以及效果作如下说明。在本实施方式中，在输入端口11与耦合端口13之间仅形成有经由第1耦合部40A以及低通滤波器30的第1信号路径。如果高频信号被输入到输入端口11，则通过第1信号路径的信号从耦合端口13被输出。定向耦合器1的耦合度依赖于第1耦合部40A的单独的耦合度和通过低通滤波器30的时候的信号的衰减量。

在本实施方式中，第1耦合部40A的单独的耦合度在定向耦合器1的使用频带上，高频信号的频率变得越高则变得越大。这是以高频信号频率变得越高越使通过第1信号路径的信号的电力增加的形式进行作用的。

另外，通过低通滤波器30的时候的信号衰减量是根据信号的频率进行变化的。具体地来说在定向耦合器1的使用频带的至少一部分频带上，通过低通滤波器30的时候的信号的衰减量是跟随信号频率变高而变大的。因此，低通滤波器30是以在定向耦合器1的使用频带的至少一部分频带上高频信号的频率变得越高越是减少通过第1信号路径的信号的电力的形式进行作用的。根据本实施方式，由该低通滤波器30的作用而能够抑制伴随于高频信号频率增加的定向耦合器1的耦合度的变化。

接着，参照图17～图19并就本实施方式所涉及的定向耦合器1的特性的一个例子作如下说明。图17是表示定向耦合器1中的耦合度的频率特性的特性图。图18是表示定向耦合器1中的插入损耗的频率特性的特性图。图19是表示定向耦合器1中的耦合端口13的反射损耗的频率特性的特性图。图17～图19中的横轴是表示频率。图17中的纵轴是表示耦合度。图18中的纵轴是表示插入损耗。图19中的纵轴是表示耦合端口13的反射损耗。

在图17所表示的耦合度的频率特性中，定向耦合器1的使用频带0.7～2.7GHz中的耦合度的最小值与最大值之差大约为3dB，耦合度的变化被充分抑制。

在图18所表示的插入损耗的频率特性中，如果将插入损耗表示为-x(dB)，则在0.7～2.7GHz中x的值与第1以及第2实施方式相比相对较大。由此，根据第1以及第2实施方式，与第3实施方式相比较相对可以说能够减小x的值。

在图19所表示的耦合端口13的反射损耗的频率特性中，如果将反射损耗表示为-r(dB)，则在0.7～2.7GHz中r的值为15以上，即充分大。

以下是一边与比较例的定向耦合器相比较一边就本实施方式所涉及的定向耦合器1的效果作如下进一步说明。首先，参照图20并就比较例的定向耦合器101的电路结构作如下说明。比较例的定向耦合器101替代本实施方式所涉及的低通滤波器30而具备低通滤波器130。

低通滤波器130具有被设置于第1耦合线路部20A与耦合端口13之间的电感器L21、连接电感器L21与耦合端口13的连接点和地线的电容器C21、连接电感器L21与第1耦合线路部20A的连接点和地线的电容器C22。低通滤波器130不具有电阻器R1。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21是表示定向耦合器101中的耦合度的频率特性的特性图。图22是表示定向耦合器101中的插入损耗的频率特性的特性图。图23是表示定向耦合器101中的耦合端口13的反射损耗的频率特性的特性图。图21～图23中的横轴是表示频率。图21中的纵轴是表示耦合度。图22中的纵轴是表示插入损耗。图23中的纵轴是表示耦合端口13的反射损耗。

在图21所表示的耦合度的频率特性中，定向耦合器101的使用频带0.7～2.7GHz中的耦合度最小值与最大值之差大约为3.7dB，这与图17所表示的本实施方式所涉及的定向耦合器1相比较相对较大。

在图22所表示的插入损耗的频率特性中，如果将插入损耗表示为-x(dB)，则在0.7～2.7GHz中x的值与本实施方式所涉及的定向耦合器1相比较的话相对小一点点，但是与第1以及第2实施方式相比较的话相对较大。

在图23所表示的耦合端口13的反射损耗的频率特性中，如果将反射损耗表示为-r(dB)，则在0.7～2.7GHz中r值小于10，不够充分大。

在本实施方式所涉及的定向耦合器1和比较例的定向耦合器101中，图19和图23所表示的耦合端口13的反射损耗的频率特性有较大不同。与比较例的定向耦合器101相比较，根据本实施方式所涉及的定向耦合器1，则很明显能够减少在耦合端口13上的信号反射。这就是由本实施方式所涉及的定向耦合器1中的低通滤波器30包含电阻器R1所起到的效果。该效果对于第1以及第2实施方式来说也适合。

本实施方式所涉及的其他结构、作用以及效果与第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，只要是不脱离本发明的宗旨各种各样的变更都是可能的。例如，本发明所涉及的低通滤波器的结构并不限定于各个实施方式所表示的结构，只要将满足权利要求范围内所述的主要条件为前提就能够实施各种各样的变更。

根据以上说明和明确能够实施本发明的各种各样的方式或变形例。因此，在权利要求范围的均等范围内即使以上述最佳方式以外的方式也能够实施本发明。

Claims (5)

1.一种定向耦合器，其特征在于：

具备：

输入端口；

输出端口；

耦合端口；

终端端口；

连接所述输入端口和所述输出端口的主线路；以及

连接所述耦合端口和所述终端端口的副线路；

所述副线路具备相对于所述主线路电磁耦合的第1耦合线路部和低通滤波器，

所述第1耦合线路部具有彼此位于相反侧的第1端部以及第2端部，

所述第1端部被连接于所述终端端口，

所述低通滤波器具有设置于所述第1耦合线路部的所述第2端部与所述耦合端口之间的第1路径、以及连接于所述第1路径的第2路径，

所述第1路径具有连接于所述第1耦合线路部的所述第2端部的第3端部、其相反侧的第4端部、以及设置于所述第3端部与所述第4端部之间的至少1个电感器，

所述第2路径具有一端被连接于所述第1路径的所述第4端部的第1电容器、以及连接所述第1电容器的另一端和地线的电阻器。

2.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述低通滤波器进一步具有连接所述第1路径的所述第3端部和地线的第2电容器。

3.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述副线路进一步具备相对于所述主线路电磁耦合的第2耦合线路部，

所述第2耦合线路部具有彼此位于相反侧的第5端部以及第6端部，

所述第5端部连接于所述耦合端口，

所述第6端部连接于所述第1路径的所述第4端部。

4.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述第1路径具有作为所述至少1个电感器的串联连接的第1电感器和第2电感器，

所述低通滤波器进一步具备连接所述第1电感器与所述第2电感器的连接点和地线的第3电容器。

5.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于：

所述电阻器具有20～90Ω范围内的电阻值。