CN107710502B - 定向耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耦合度遍及宽频带平坦并且可抑制不必要的频带中的耦合的定向耦合器。具备输入端子(6)、输出端子(7)、耦合端子(2)、终端端子(3)、第一接地端子(4)、第二接地端子(5a)～(5c)、主线路(12)、第一副线路(13a)以及第二副线路(13b)，在耦合端子(2)与第一副线路(13a)之间插入有第一低通滤波器(LPF1)，在第一副线路(13a)与第二副线路(13b)之间插入有第二低通滤波器(LPF2)，第一低通滤波器(LPF1)与第一接地端子(4)连接，第二低通滤波器(LPF2)与第二接地端子(5a)～(5c)连接。

Description

定向耦合器

技术领域

本发明涉及定向耦合器，更详细而言，涉及遍及宽频带将耦合度平坦化，并且，可抑制不必要的频带中的耦合的定向耦合器。

背景技术

在高频设备中，为了测定高频信号的特性，使用取出高频信号的一部分的定向耦合器。一般结构的定向耦合是将连接在输入端子与输出端子之间的主线路、和连接在耦合端子与终端端子之间的副线路平行配置，并从副线路取出流过主线路的高频信号的一部分。

在定向耦合器中，希望耦合度遍及宽频带平坦、可抑制不必要的频带(例如比耦合所使用的频带高频侧的频带)中的耦合。

例如，在专利文献1(日本特开2013－46305号公报)所公开的定向耦合器中，通过在耦合端子与副线路之间插入低通滤波器，来抑制高频侧的不必要的频带中的耦合，遍及宽频带将耦合度平坦化。

另外，在专利文献2(日本特开2013－5076号公报)所公开的定向耦合器中，通过将副线路分割为第一副线路和第二副线路，并在第一副线路与第二副线路之间插入低通滤波器，来抑制高频侧的不必要的频带中的耦合，遍及宽频带将耦合度平坦化。

专利文献1:日本特开2013－46305号公报

专利文献2:日本特开2013－5076号公报

专利文献1、专利文献2所公开的定向耦合器对于抑制高频侧的不必要的频带中的耦合、遍及宽频带的耦合度的平坦化起到一定的效果。但是，使用定向耦合器的电子设备的制造者/销售者希望进一步提升不必要的频带中的耦合的抑制、遍及宽频带的耦合度的平坦化。

作为满足这样的要求的方法，首先可考虑使插入耦合端子与副线路之间的低通滤波器、插入第一副线路与第二副线路之间的低通滤波器多级化的方法。另外，作为其它方法，可考虑对专利文献1所公开的方法和专利文献2所公开的方法进行组合，在耦合端子与副线路之间、和第一副线路与第二副线路之间双方插入低通滤波器的方法。

然而，即使将低通滤波器多级化，定向耦合器的大小也变得非常大，另一方面，看不到所期待那样的特性的改善。另外，即使单纯地在耦合端子与副线路之间、和第一副线路与第二副线路之间双方插入低通滤波器，在定向耦合器内也会产生信号的不必要的回绕，看不到所期待那样的特性的改善。

发明内容

本发明是为了解决上述的以往的问题而完成的，作为其方案，本发明的定向耦合器具备：输入端子；输出端子；耦合端子；终端端子；接地端子；主线路，连接在输入端子与输出端子之间；以及副线路，连接在耦合端子与终端端子之间，主线路和副线路被设置间隔而配置，副线路被分割为相互连接的多个副线路，且至少具备第一副线路和第二副线路，在耦合端子与副线路之间插入第一低通滤波器，在第一副线路与第二副线路之间插入第二低通滤波器，接地端子由相互隔离的至少包含第一接地端子和第二接地端子的多个接地端子构成，第一低通滤波器与第一接地端子连接，第二低通滤波器与第二接地端子连接。

本发明的定向耦合器能够构成为：例如第一低通滤波器至少具备：第一电感器、第二电感器、第一电容器、第二电容器以及第三电容器，耦合端子与第一电感器的一端连接，第一电感器的另一端与第二电感器的一端连接，第二电感器的另一端与副线路连接，第一电容器与第一电感器并联连接，第二电容器与第二电感器并联连接，在第一电感器与第二电感器的连接点和第一接地端子之间连接有第三电容器，第二低通滤波器至少具备第三电感器、第四电感器、第四电容器、第五电容器以及第六电容器，第一副线路与第三电感器的一端连接，第三电感器的另一端与第四电感器的一端连接，第四电感器的另一端与上述第二副线路连接，在第一副线路与第三电感器的连接点和第二接地端子之间连接有第四电容器，在第三电感器与第四电感器的连接点和第二接地端子之间连接有第五电容器，在第四电感器与第二副线路的连接点和第二接地端子之间连接有第六电容器。此时，能够通过第一低通滤波器在比耦合所使用的频带高频侧形成衰减极点，提高高频侧的衰减，通过第二低通滤波器遍及宽频带实现耦合度的平坦化。

另外，本发明的定向耦合器能够成为在第一低通滤波器中，在第二电感器与副线路之间插入一个追加电感器、或者相互串联连接的多个追加电感器，追加电容器与追加电感器分别并联连接，并且在追加电感器为一个的情况下，在第二电感器与追加电感器的连接点和第一接地端子之间插入追加电容器，在追加电感器为多个的情况下，在第二电感器与追加电感器的连接点和第一接地端子之间、以及在追加电感器与追加电感器的连接点和第一接地端子之间分别插入有追加电容器。此时，能够增加第一低通滤波器的级数，能够进一步改善定向耦合器的特性。

另外，本发明的定向耦合器能够成为在第二低通滤波器中，在第四电感器与第二副线路之间插入一个追加电感器、或者相互串联连接的多个追加电感器，在追加电感器为一个的情况下，在追加电感器与第二副线路的连接点和第二接地端子之间插入有追加电容器，在追加电感器为多个的情况下，在追加电感器与追加电感器的连接点和第二接地端子之间、以及在追加电感器与第二副线路的连接点和第二接地端子之间分别插入有追加电容器。此时，能够增加第二低通滤波器的级数，能够进一步改善定向耦合器的特性。

另外，在本发明的定向耦合器中，第一低通滤波器的截止频率与第二低通滤波器的截止频率不同，第一低通滤波器的截止频率处于比第二低通滤波器的截止频率靠高频侧。此时，通过第一低通滤波器的截止频率与第二低通滤波器的截止频率不同，能够在遍及宽频带实现耦合度的平坦化的同时，提高比耦合所使用的频带靠高频侧的衰减。

另外，在本发明的定向耦合器中，可以在第一低通滤波器与第一接地端子的连接路径还插入追加电感器。在该情况下，能够在从耦合所使用的频带向高频侧稍远离的频率形成衰减极点，能够进一步改善定向耦合器的特性。

上述的本发明的定向耦合器能够构成在层叠多个绝缘体层而成的层叠体内，在绝缘体层的规定的层间形成第一接地电极，在绝缘体层的规定的层间形成第二接地电极，在层叠体内，第一接地电极和第二接地电极相互隔离，第一低通滤波器与第一接地电极连接，第二低通滤波器与第二接地电极连接，第一接地电极与第一接地端子连接，第二接地电极与第二接地端子连接。在该情况下，通过使第一接地电极和第二接地电极相互隔离，能够防止经由接地电极产生信号的不必要的回绕，能够进一步改善定向耦合器的特性。

当将本发明的定向耦合器构成于层叠多个绝缘体层而成的层叠体内时，在层叠体内，第二接地电极被分割配置于绝缘体层的2个以上的层间，在层叠体内，主线路和副线路分别配置为被上述分割于2个以上的层间的第二接地电极从上下夹持，在从层叠方向透视层叠体的情况下，上述分割于2个以上的层间的第二接地电极和主线路以及副线路至少部分重叠。在该情况下，能够防止因来自外部的噪声信号而主线路以及副线路受到影响。

另外，当将本发明的定向耦合器构成于层叠多个绝缘体层而成的层叠体内时，在层叠方向透视层叠体的情况下，第一低通滤波器和第一接地电极至少部分重叠，但第一低通滤波器和第二接地电极不重叠。在该情况下，由于能够减少成为构成第一低通滤波器的电感器所产生的磁场的障碍的接地电极，所以能够提高比耦合所使用的频带靠高频侧的衰减，能够进一步改善定向耦合器的特性。

根据本发明，能够得到不产生信号的不必要的回绕、且使耦合度遍及宽频带平坦化并可抑制不必要的频带中的耦合的定向耦合器。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的定向耦合器100的分解立体图。

图2是定向耦合器100的等效电路图。

图3是表示定向耦合器100的耦合特性的图表。

图4是分别表示定向耦合器100所包含的第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2的频率特性的图表。

图5是分别表示定向耦合器100的插入损失特性和反射损失特性的图表。

图6是表示定向耦合器100的隔离特性的图表。

图7是表示比较例所涉及的定向耦合器的耦合特性的图表。

图8是表示第二实施方式所涉及的定向耦合器200的主要部分分解立体图。

图9是定向耦合器200的等效电路图。

图10是对定向耦合器100的耦合特性和定向耦合器200的耦合特性进行比较来表示的图表。

图11是第三实施方式所涉及的定向耦合器300的等效电路图。

具体实施方式

以下，结合附图，对用于实施本发明的方式进行说明。

此外，各实施方式是例示性地表示本发明的实施方式的内容，本发明并不限定于实施方式的内容。另外，也能够对不同的实施方式所记载的内容进行组合来实施，该情况下的实施内容也包含于本发明。另外，附图是用于帮助实施方式的理解的内容，存在未必严格描绘的情况。例如，存在所描绘的构成要素或构成要素间的尺寸的比率与说明书所记载的它们的尺寸的比率不一致的情况。另外，存在说明书所记载的构成要素在附图中被省略的情况、省略个数来描绘的情况等。

[第一实施方式]

图1和图2表示本发明的第一实施方式所涉及的定向耦合器100。其中，图1是使用层叠多个绝缘体层而构成的层叠体来构成定向耦合器100的情况下的分解立体图。图2是将图1的分解立体图的结构置换为等效电路后的图。

如图1所示，定向耦合器100具备层叠16层绝缘体层1a～1p而成的层叠体1。层叠体1由直六面体形状构成。

在层叠体1的4个侧面分别形成有规定的端子。以下，对形成于层叠体1的端子进行说明，为了便于说明，从图1中的近前侧的侧面开始，依次按照顺时针对形成于各侧面的端子进行说明。此外，在以下的说明中，近前侧、左侧、里侧、右侧分别是指图1中的方向。另外，上侧和下侧也是指图1中的方向。

在层叠体1的近前侧的右侧的侧面，按顺序分别形成有终端端子3、耦合端子2、第一接地端子4。

在层叠体1的左侧的侧面形成有第二接地端子5a。

在层叠体1的里侧的左侧的侧面，按顺序分别形成有输入端子6、第二接地端子5b、输出端子7。

在层叠体1的右侧的侧面形成有第二接地端子5c。

形成于层叠体1的4个侧面的耦合端子2、终端端子3、第一接地端子4、第二接地端子5a、5b、5c、输入端子6、输出端子7分别形成为延伸至层叠体1(绝缘体层1a)的下侧的主面、以及层叠体1(绝缘体层1p)的上侧的主面。

耦合端子2、终端端子3、第一接地端子4、第二接地端子5a、5b、5c、输入端子6、输出端子7例如由Ag、Cu、或以它们的合金等为主要成分的金属构成，根据需要，在表面遍及一层或者多层形成有以Ni、Sn、Au等为主要成分的镀层。

构成层叠体1的绝缘体层1a～1p的材质使用陶瓷。也能够将绝缘体层1a～1p分别理解为具有介电常数的电介质层。

在绝缘体层1a的上侧主面形成有第一接地电极8、第二接地电极9a。第一接地电极8与第一接地端子4连接。第二接地电极9a与第二接地端子5a、5b、5c连接。

在绝缘体层1b的上侧主面形成有电容器电极10a。另外，贯通绝缘体层1b的两个主面间形成有通孔电极11a。通孔电极11a的一端与电容器电极10a连接，另一端与形成于绝缘体层1a的第一接地电极8连接。

在绝缘体层1c的上侧主面形成有电容器电极10b。

在绝缘体层1d的上侧主面形成有电容器电极10c、10d。另外，贯通绝缘体层1d的两个主面间形成有通孔电极11b。电容器电极10c与耦合端子2连接。通孔电极11b的一端在绝缘体层1d的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1c的电容器电极10b连接。

在绝缘体层1e的上侧主面形成有主线路12。另外，贯通绝缘体层1e的两个主面间形成有通孔电极11c、11d。主线路12的一端与输入端子6连接，另一端与输出端子7连接。通孔电极11c的一端在绝缘体层1e的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1d的通孔电极11b连接。通孔电极11d的一端在绝缘体层1e的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1d的电容器电极10d连接。

在绝缘体层1f的上侧主面形成有第一副线路13a。另外，贯通绝缘体层1f的两个主面间形成有通孔电极11e、11f。通孔电极11e的一端与第一副线路13a的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1e的通孔电极11d连接。通孔电极11f的一端在绝缘体层1f的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1e的通孔电极11c连接。

在绝缘体层1g的上侧主面形成有第二副线路13b。另外，贯通绝缘体层1g的两个主面间形成有通孔电极11g、11h、11i。第二副线路13b的一端与终端端子3连接。通孔电极11g的一端在绝缘体层1g的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1f的通孔电极11f连接。通孔电极11h的一端在绝缘体层1g的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1f的第一副线路13a的另一端连接。通孔电极11i的一端在绝缘体层1g的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1f的第一副线路13a的一端连接。

在绝缘体层1h的上侧主面形成有第二接地电极9b。另外，贯通绝缘体层1h的两个主面间形成有通孔电极11j、11k、11l、11m。第二接地电极9b与第二接地端子5a、5b、5c连接。通孔电极11j的一端在绝缘体层1h的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1g的第二副线路13b的另一端连接。通孔电极11k的一端在绝缘体层1h的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1g的通孔电极11g连接。通孔电极11l的一端在绝缘体层1h的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1g的通孔电极11h连接。通孔电极11m的一端在绝缘体层1h的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1g的通孔电极11i连接。

在绝缘体层1i的上侧主面形成有电容器电极10e、10f。另外，贯通绝缘体层1i的两个主面间形成有通孔电极11n、11o、11p、11q。通孔电极11n的一端与电容器电极10e连接，另一端与形成于绝缘体层1h的通孔电极11j连接。通孔电极11o的一端与电容器电极10f连接，另一端与形成于绝缘体层1h的通孔电极11l连接。通孔电极11p的一端在绝缘体层1i的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1h的通孔电极11k连接。通孔电极11q的一端在绝缘体层1i的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1h的通孔电极11m连接。

在绝缘体层1j的上侧主面形成有线路电极15a、15b。另外，贯通绝缘体层1j的两个主面间形成有通孔电极11r、11s、11t、11u。通孔电极11r的一端与线路电极15a的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1i的电容器电极10e连接。通孔电极11s的一端与线路电极15b的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1i的电容器电极10f连接。通孔电极11t的一端在绝缘体层1j的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1i的通孔电极11p连接。通孔电极11u的一端在绝缘体层1j的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1i的通孔电极11q连接。

在绝缘体层1k的上侧主面形成有线路电极15c、15d、15e。另外，贯通绝缘体层1k的两个主面间形成有通孔电极11v、11w、11x、11y。通孔电极11v的一端与线路电极15c的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1j的线路电极15a的另一端连接。通孔电极11w的一端与线路电极15d的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1j的线路电极15b的另一端连接。通孔电极11x的一端与线路电极15e的中间部分连接，另一端与形成于绝缘体层1j的通孔电极11t连接。通孔电极11y的一端在绝缘体层1k的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1j的通孔电极11u连接。

在绝缘体层1l的上侧主面形成有线路电极15f、15g、15h、15i。另外，贯通绝缘体层1l的两个主面间形成有通孔电极11z、11A、11B、11C、11D。通孔电极11z的一端与线路电极15f的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1k的线路电极15c的另一端连接。通孔电极11A的一端与线路电极15g的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1k的线路电极15d的另一端连接。通孔电极11B的一端与线路电极15h的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1k的线路电极15e的一端连接。通孔电极11C的一端与线路电极15i的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1k的线路电极15e的另一端连接。通孔电极11D的一端在绝缘体层1l的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1k的通孔电极11y连接。

在绝缘体层1m的上侧主面形成有线路电极15j、15k、15l。另外，贯通绝缘体层1m的两个主面间形成有通孔电极11E、11F、11G、11H、11I。线路电极15k的一端与耦合端子2连接。通孔电极11E的一端与线路电极15j的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1l的线路电极15f的另一端连接。通孔电极11F的一端与线路电极15j的另一端连接，另一端与形成于绝缘体层1l的线路电极15g的另一端连接。通孔电极11G的一端与线路电极15k的另一端连接，另一端与形成于绝缘体层1l的线路电极15h的另一端连接。通孔电极11H的一端与线路电极15l的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1l的线路电极15i的另一端连接。通孔电极11I的一端在绝缘体层1m的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1l的通孔电极11D连接。

在绝缘体层1n的上侧主面形成有第二接地电极9c、线路电极15m。另外，贯通绝缘体层1n的两个主面间形成有通孔电极11J、11K、11L。第二接地电极9c与第二接地端子5a、5b、5c连接。通孔电极11J的一端与线路电极15m的一端连接，另一端与形成于绝缘体层1m的线路电极15l的另一端连接。通孔电极11K的一端与线路电极15m的另一端连接，另一端与形成于绝缘体层1m的通孔电极11I连接。通孔电极11L的一端在绝缘体层1n的上侧主面露出，另一端与形成于绝缘体层1m的线路电极15j的中间部分连接。

在绝缘体层1o的上侧主面形成有电容器电极10g。另外，贯通绝缘体层1o的两个主面间形成有通孔电极11M。通孔电极11M的一端与电容器电极10g连接，另一端与形成于绝缘体层1n的通孔电极11L连接。

在绝缘体层1p的上侧主面分别形成有如上所述从层叠体1(绝缘体层1p)的4个侧面延伸出的耦合端子2、终端端子3、第一接地端子4、第二接地端子5a、5b、5c、输入端子6、输出端子7。

以上，第一接地电极8、第二接地电极9a～9c、电容器电极10a～10g、通孔电极11a～11M、主线路12、第一副线路13a、第二副线路13b、线路电极15a～15m的材质例如使用Ag、Cu、或以它们的合金为主要成分的金属。

由以上那样的结构构成的第一实施方式所涉及的定向耦合器100能够通过一直以来制造使用层叠有绝缘体层的层叠体而构成的定向耦合器所使用的一般的制造方法来制造。

图2示出了第一实施方式所涉及的定向耦合器100的等效电路。

定向耦合器100具备第一接地端子4、第二接地端子5a、5b、5c、输入端子6、输出端子7、耦合端子2、终端端子3、主线路12、具备第一副线路13a和第二副线路13b的副线路、第一低通滤波器LPF1以及第二低通滤波器LPF2。此外，在上述中，表示第二接地端子的附图标记由5a、5b、5c这3个标记构成是因为图1所示的层叠型的定向耦合器100具备3个第二接地端子5a、5b、5c。第二接地端子的数量并不限定于3个，可以比3个少，另外也可以比3个多。

在输入端子6与输出端子7之间连接有主线路12。

在耦合端子2与终端端子3之间，依次连接有第一低通滤波器LPF1、第一副线路13a、第二低通滤波器LPF2、第二副线路13b。主线路12与具备第一副线路13a和第二副线路13b的副线路电磁耦合。

第一低通滤波器LPF1具备第一电感器L1、第二电感器L2、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3以及追加的电感器L11。在第一低通滤波器LPF1中，耦合端子2与第一电感器L1的一端连接，第一电感器L1的另一端与第二电感器L2的一端连接，第二电感器L2的另一端与第一副线路13a连接，第一电容器C1与第一电感器L1并联连接，第二电容器C2与第二电感器L2并联连接，在第一电感器L1与第二电感器L2的连接点和第一接地端子4之间连接有第三电容器C3和追加的电感器L11。

第二低通滤波器LPF2具备第三电感器L3、第四电感器L4、第四电容器C4、第五电容器C5以及第六电容器C6。在第二低通滤波器LPF2中，第一副线路13a与第三电感器L3的一端连接，第三电感器L3的另一端与第四电感器L4的一端连接，第四电感器L4的另一端与第二副线路13b连接，在第一副线路13a与第三电感器L3的连接点和第二接地端子5a、5b、5c之间连接有第四电容器C4，在第三电感器L3与第四电感器L4的连接点和第二接地端子5a、5b、5c之间连接有第五电容器C5，在第四电感器L4与第二副线路13b的连接点和第二接地端子5a、5b、5c之间连接有第六电容器C6。

接下来，参照图1和图2，对层叠型的定向耦合器100的结构和等效电路的关系进行说明。

图2所示的主线路12形成于图1所示的绝缘体层1e，并连接在输入端子6与输出端子7之间。

图2所示的第一副线路13a形成于图1所示的绝缘体层1f。

图2所示的第二副线路13b形成于图1所示的绝缘体层1g，一端与终端端子3连接。

接下来，对图2所示的第一低通滤波器LPF1进行说明。

构成第一低通滤波器LPF1的第一电感器L1由图1所示的从耦合端子2开始经由线路电极15k、通孔电极11G、线路电极15h、通孔电极11B连结线路电极15e的中间部分的路径形成。此外，线路电极15e的中间部分是第一电感器L1与第二电感器L2的连接点。

构成第一低通滤波器LPF1的第二电感器L2由图1所示的从线路电极15e的中间部分开始连结通孔电极11C、线路电极15i、通孔电极11H、线路电极15l、通孔电极11J、线路电极15m、通孔电极11K、通孔电极11I、通孔电极11D、通孔电极11y、通孔电极11u、通孔电极11q、通孔电极11m、通孔电极11i的路径形成。此外，通孔电极11i与第一副线路13a的一端连接。

构成第一低通滤波器LPF1的第一电容器C1由在与耦合端子2连接的电容器电极10c和对置的电容器电极10b之间产生的电容形成。此外，电容器电极10b经由通孔电极11b、通孔电极11c、通孔电极11f、通孔电极11g、通孔电极11k、通孔电极11p、通孔电极11t、通孔电极11x与第一电感器L1和第二电感器L2的连接点亦即线路电极15e的中间部分连接。

构成第一低通滤波器LPF1的第二电容器C2由在电容器电极10d和对置的电容器电极10b之间产生的电容形成。此外，电容器电极10d经由通孔电极11d、通孔电极11e与第一副线路13a的一端连接。

构成第一低通滤波器LPF1的第三电容器C3由在电容器电极10b与对置的电容器电极10a之间产生的电容形成。此外，电容器电极10a经由通孔电极11a、第一接地电极8与第一接地端子4连接。而且，利用由电容器电极10的一部分、通孔电极11a、第一接地电极8产生的电感成分形成有追加的电感器L11。

接下来，对图2所示的第二低通滤波器LPF2进行说明。

第二低通滤波器LPF2如上所述连接在第一副线路13a与第二副线路13b之间。对于第二低通滤波器LPF2与第一副线路13a以及第二副线路13b的具体的连接关系将后述。

构成第二低通滤波器LPF2的第三电感器L3由连结通孔电极11s、线路电极15b、通孔电极11w、线路电极15d、通孔电极11A、线路电极15g、通孔电极11F、线路电极15j的中间部分的路径形成。此外，线路电极15j的中间部分是第三电感器L3与第四电感器L4的连接点。

构成第二低通滤波器LPF2的第四电感器L4由从线路电极15j的中间部分开始连结通孔电极11E、线路电极15f、通孔电极11z、线路电极15c、通孔电极11v、线路电极15a、通孔电极11r的路径形成。

构成第二低通滤波器LPF2的第四电容器C4由在电容器电极10f和对置的第二接地电极9b之间产生的电容形成。此外，电容器电极10f与第三电感器L3的一端亦即通孔电极11s连接。

构成第二低通滤波器LPF2的第五电容器C5由在电容器电极10g与对置的第二接地电极9c之间产生的电容形成。此外，电容器电极10g经由通孔电极11M、通孔电极11L与第三电感器L3和第四电感器L4的连接点亦即线路电极15j的中间部分连接。

构成第二低通滤波器LPF2的第六电容器C6由在电容器电极10e和对置的第二接地电极9b之间产生的电容形成。此外，电容器电极10e与第四电感器L4的另一端亦即通孔电极11r连接。

第二低通滤波器LPF2的一端(作为第三电感器L3的一端的通孔电极11s以及作为第四电容器C4的一个电容器电极的电容器电极10f)经由连结通孔电极11o、11l、11h的布线与第一副线路13a的另一端连接。

第二低通滤波器LPF2的另一端(作为第四电感器L4的另一端的通孔电极11r以及作为第六电容器C6的一个电容器电极的电容器电极10e)经由连结通孔电极11n、11j的布线与第二副线路13b的另一端连接。

构成第四电容器C4、第六电容器C6各自的另一个电容器电极的第二接地电极9b、以及构成电容器5的另一个电容器电极的第二接地电极9b分别与3个第二接地端子5a、5b、5c连接。

此外，在层叠体1的内部作为浮置电极的第二接地电极9a也与3个第二接地端子5a、5b、5c连接。

在本实施方式的定向耦合器100中，将第一接地端子4和第二接地端子5a、5b、5c隔离设置是很重要的。即，在定向耦合器100中，通过将第一接地端子4和第二接地端子5a、5b、5c隔离设置，可抑制信号的不必要的回绕。

另外，在本实施方式的定向耦合器100中，第二接地电极在层叠体1内分割形成为形成于不同的层的第二接地电极9a和第二接地电极9b，由第二接地电极9a和第二接地电极9b从上下夹持主线路12和副线路(第一副线路13a、第二副线路13b)。其结果，在定向耦合器100中，可防止主线路12以及副线路(第一副线路13a、第二副线路13b)受到来自外部的噪声信号的影响。

另外，在本实施方式的定向耦合器100中，构成为在层叠方向透视层叠体1的情况下，第一低通滤波器LPF1和第一接地电极8至少部分重叠，但第一低通滤波器LPF1不与第二接地电极9a、9b、9c重叠。此外，在图1中，第一低通滤波器LPF1形成于层叠体1的近前侧一半的区域内。其结果，对于定向耦合器100而言，成为构成第一低通滤波器LPF1的电感器所产生的磁场的障碍的接地电极较少，比耦合所使用的频带高频侧的衰减提高，可改善耦合特性。

根据以上说明的连接关系，图1所示的层叠型的定向耦合器100构成图2所示的等效电路。

接下来，对第一实施方式所涉及的定向耦合器100的特性进行说明。

图3示出了定向耦合器100的耦合特性。耦合特性是表示从图1、2所示的输入端子6流入耦合端子2的信号的量的特性。

图4分别示出定向耦合器100的第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2的频率特性。此外，图4中一并示出了定向耦合器100的耦合特性。

图5中分别示出定向耦合器100的插入损失特性、反射损失特性。这里的插入损失特性是观察到输入端子6至输出端子7的信号路径的损失的特性，反射损失特性是从输入端子6输入的信号返回到输入端子6的信号比。

图6示出了定向耦合器100的隔离特性。此外，在图6中一并示出了定向耦合器100的耦合特性。隔离特性是从输出端子7输出至耦合端子2的信号比。

另外，为了比较，在图7中示出未将接地电极分割(隔离)为第一接地电极8和第二接地电极9a、9b、9c，另外，未将接地端子分割(隔离)为第一接地端子4和第二接地端子5a、5b、5c的情况下的耦合特性。例如，是未使形成于绝缘体层1a的上侧主面的第一接地电极8和第二接地电极9a隔离，而使其一体化那样的情况(参照图1)。

如图3所示，定向耦合器100的耦合特性遍及0.7GHz～2.7GHz的较宽的带域宽度平坦化为23dB～28dB的衰减。另外，在高频侧的5.1GHz～6.0GHz的频带中，可得到35dB以上的衰减，可抑制不必要的耦合。

在图3中，用X表示被平坦化为23dB～28dB的衰减的0.7GHz～2.7GHz的区域，用Y表示可得到35dB以上的衰减的5.1GHz～6.0GHz的区域。

可得到这样优异的耦合特性是因为如下的理由。

首先，基于第二低通滤波器LPF2的衰减形成于在图3中用A表示的区域，有助于优异的耦合特性的形成。如图4所示，第二低通滤波器LPF2的截止频率存在于2.3GHz附近。

另外，基于第一低通滤波器LPF1的衰减形成于在图3中用B表示的区域，有助于优异的耦合特性的形成。如图4所示，第一低通滤波器LPF1的截止频率存在于4.4GHz附近。应予说明，为了形成区域B的衰减，将接地电极分割(隔离)为第一接地电极8和第二接地电极9a、9b、9c，另外，将接地端子分割(隔离)为第一接地端子4和第二接地端子5a、5b、5c很重要。这是因为如果未对它们进行分割(隔离)，则如后述那样，会产生信号的回绕，无法得到所希望的衰减。

另外，基于对第一低通滤波器LPF1附加的附加电感器11的衰减形成于在图3中用C表示的区域，能够抑制不必要的频带的耦合。

与此相对，如图7所示，在未将接地电极分割(隔离)为第一接地电极8和第二接地电极9a、9b、9c，另外，未将接地端子分割(隔离)为第一接地端子4和第二接地端子5a、5b、5c的定向耦合器中，在用Z表示的区域中，由于信号的回绕原因，得不到所需要的衰减。特别是，在5.1GHz～6.0GHz的频带中，得不到35dB以上的衰减，不满足作为产品所被要求的标准。

综上所述，能够确认出第一实施方式所涉及的定向耦合器100使耦合度遍及宽频带平坦化，并且，可抑制不必要的频带中的耦合。

[第二实施方式]

在图8和图9中示出第二实施方式所涉及的定向耦合器200。其中，图8是使用层叠有多个绝缘体层的层叠体来构成定向耦合器200的情况下的主要部分分解立体图。图9是将图8的主要部分分解立体图的结构置换为等效电路的图。

在图1和图2所示的第一实施方式所涉及的定向耦合器100中，利用由图1所示的形成于绝缘体层1b的电容器电极10的一部分、通孔电极11a以及形成于绝缘体层1a的第一接地电极8产生的电感成分，如图2所示，在第三电容器C3和第一接地端子4之间形成有追加的电感器L11。

在第二实施方式所涉及的定向耦合器200中，如图8所示，删除了绝缘体层1b，如图9所示，删除了追加的电感器L11。此外，如图8所示，图9所示的第三电容器C3由在电容器电极10b与第一接地电极8之间产生的电容形成。

图10示出了定向耦合器200的耦合特性。此外，在图10中也一并示出了定向耦合器100的耦合特性。

由图10可知，在定向耦合器200的耦合特性中，在定向耦合器100的耦合特性中形成于用区域C表示的8GHz附近的衰减极点消失，比6GHz靠高频侧的特性飞涨。其中，在5.1GHz～6.0GHz的频带中，可得到所需的35dB以上的衰减。

综上可知，若如第一实施方式所涉及的定向耦合器100那样，在第一低通滤波器LPF1的第三电容器C3与第一接地端子4之间插入追加的电感器L11，则在8GHz附近形成极，在比6GHz靠高频侧可得到大的衰减。

然而，在比6GHz靠高频侧无需大的衰减的情况下，也能够如第二实施方式所涉及的定向耦合器200那样，删除追加的电感器L11，在该情况下，由于删除一层层叠于层叠体1内的绝缘体层(绝缘体层1b)，所以能够实现定向耦合器的低背化。

[第三实施方式]

图11示出第三实施方式所涉及的定向耦合器300的等效电路。

在图1和图2所示的定向耦合器100中，第一低通滤波器LPF1以及第二低通滤波器LPF2分别构成为2级。

与此相对，在定向耦合器300中，如图11所示，对第一低通滤波器LPF1追加了追加的电感器L21、追加的电容器C21、C22，构成为3级。另外，在定向耦合器300中，同样如图11所示，对第二低通滤波器LPF2追加了追加的电感器L31、追加的电容器C31，构成为3级。

定向耦合器300通过将第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2的级数分别增加至3级，使得耦合特性在宽的带宽内被平坦化，并且，可进一步抑制不必要的频带中的耦合。

以上，对第一至第三实施方式所涉及的定向耦合器100～300进行了说明。然而，本发明并不限定于这些内容，能够根据发明的主旨，进行各种变形。

例如，本发明的定向耦合器无需必须使用层叠有绝缘体层的层叠体来构成，也可以在基板上安装所谓的分立式(discrete)的电子部件来构成。

另外，在第一实施方式、第二实施方式所涉及的定向耦合器100、200中，将第一低通滤波器LPF1、第二低通滤波器LPF2的级数分别构成为2级，在第三实施方式所涉及的定向耦合器300中，将第一低通滤波器LPF1、第二低通滤波器LPF2的级数分别构成为3级，但第一低通滤波器LPF1、第二低通滤波器LPF2的级数分别是任意的，既可以比上述多，也可以比上述少。另外，无需使第一低通滤波器LPF1的级数与第二低通滤波器LPF2的级数一致，第一低通滤波器LPF1的级数与第二低通滤波器LPF2的级数也可以不同。例如，在第三实施方式所涉及的定向耦合器300中，也可以将第一低通滤波器LPF1的级数和第二低通滤波器LPF2的级数双方增加至3级，但也可以仅增加任意一方的级数。

附图标记说明

1…层叠体；1a～1p…绝缘体层；2…耦合端子；3…终端端子；4…第一接地端子；5a、5b、5c…第二接地端子；6…输入端子；7…输出端子；8…第一接地电极；9a、9b、9c…第二接地电极；10a～10g…电容器电极；11a～11M…通孔电极；12…主线路；13a…第一副线路；13b…第二副线路；15a～15m…线路电极；LPF1…第一低通滤波器；LPF2…第二低通滤波器；100、200、300…定向耦合器。

Claims (8)

1.一种定向耦合器，具备：

输入端子；

输出端子；

耦合端子；

终端端子；

接地端子；

主线路，连接在上述输入端子与上述输出端子之间；以及

副线路，连接在上述耦合端子与上述终端端子之间，

上述主线路和上述副线路被设置间隔而配置，其中，

上述副线路被分割为相互连接的多个副线路，且至少具备第一副线路和第二副线路，

在上述耦合端子与上述副线路之间插入有第一低通滤波器，

在上述第一副线路与上述第二副线路之间插入有第二低通滤波器，

上述接地端子由相互隔离的至少包含第一接地端子和第二接地端子的多个接地端子构成，

上述第一低通滤波器与上述第一接地端子连接，上述第二低通滤波器与上述第二接地端子连接，

上述定向耦合器具备层叠多个绝缘体层而成的层叠体，

在上述绝缘体层的规定的层间形成有第一接地电极，

在上述绝缘体层的规定的层间形成有第二接地电极，

在上述层叠体内，上述第一接地电极和上述第二接地电极相互隔离，

上述第一低通滤波器与上述第一接地电极连接，

上述第二低通滤波器与上述第二接地电极连接，

上述第一接地电极与上述第一接地端子连接，

上述第二接地电极与上述第二接地端子连接，

在上述层叠体内，上述第二接地电极被分割配置于上述绝缘体层的2个以上的层间，

在上述层叠体内，上述主线路和上述副线路分别配置为被分割于上述2个以上的层间的上述第二接地电极从上下夹持，

在层叠方向透视上述层叠体的情况下，被分割于上述2个以上的层间的上述第二接地电极与上述主线路以及上述副线路至少部分重叠，

在层叠方向透视上述层叠体的情况下，上述第一低通滤波器与上述第一接地电极至少部分重叠，上述第一低通滤波器与上述第二接地电极不重叠。

2.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，

上述第一低通滤波器至少具备第一电感器、第二电感器、第一电容器、第二电容器以及第三电容器，

上述耦合端子与上述第一电感器的一端连接，

上述第一电感器的另一端与上述第二电感器的一端连接，

上述第二电感器的另一端与上述副线路连接，

第一电容器与上述第一电感器并联连接，

第二电容器与上述第二电感器并联连接，

在上述第一电感器与上述第二电感器的连接点和上述第一接地端子之间连接有上述第三电容器，

上述第二低通滤波器至少具备第三电感器、第四电感器、第四电容器、第五电容器以及第六电容器，

上述第一副线路与上述第三电感器的一端连接，

上述第三电感器的另一端与上述第四电感器的一端连接，

上述第四电感器的另一端与上述第二副线路连接，

在上述第一副线路与上述第三电感器的连接点和上述第二接地端子之间连接有上述第四电容器，

在上述第三电感器与上述第四电感器的连接点和上述第二接地端子之间连接有上述第五电容器，

在上述第四电感器与上述第二副线路的连接点和上述第二接地端子之间连接有上述第六电容器。

3.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，

在上述第一低通滤波器中，

在上述第二电感器与上述副线路之间插入一个追加电感器、或者相互串联连接的多个追加电感器，

追加电容器与上述追加电感器分别并联连接，并且

在上述追加电感器为一个的情况下，在上述第二电感器与上述追加电感器的连接点和上述第一接地端子之间插入有追加电容器，

在上述追加电感器为多个的情况下，在上述第二电感器与一个上述追加电感器的连接点和上述第一接地端子之间、以及在一个上述追加电感器与另一个上述追加电感器的连接点和上述第一接地端子之间，分别插入有追加电容器。

4.根据权利要求2所述的定向耦合器，其中，

在上述第一低通滤波器中，

在上述第二电感器与上述副线路之间插入一个追加电感器、或者相互串联连接的多个追加电感器，

追加电容器与上述追加电感器分别并联连接，并且

在上述追加电感器为一个的情况下，在上述第二电感器与上述追加电感器的连接点和上述第一接地端子之间插入有追加电容器，

在上述追加电感器为多个的情况下，在上述第二电感器与一个上述追加电感器的连接点和上述第一接地端子之间、以及在一个上述追加电感器与另一个上述追加电感器的连接点和上述第一接地端子之间，分别插入有追加电容器。

5.根据权利要求2所述的定向耦合器，其中，

在上述第二低通滤波器中，

在上述第四电感器与上述第二副线路之间，插入有一个追加电感器、或者相互串联连接的多个追加电感器，

在上述追加电感器为一个的情况下，在上述追加电感器与上述第二副线路的连接点和上述第二接地端子之间插入有追加电容器，

在上述追加电感器为多个的情况下，在一个上述追加电感器与另一个上述追加电感器的连接点和上述第二接地端子之间、以及在一个上述追加电感器与上述第二副线路的连接点和上述第二接地端子之间分别插入有追加电容器。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的定向耦合器，其中，

上述第一低通滤波器的截止频率与上述第二低通滤波器的截止频率不同，

上述第一低通滤波器的截止频率位于比上述第二低通滤波器的截止频率靠高频侧。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的定向耦合器，其中，

在上述第一低通滤波器与上述第一接地端子的连接路径还插入有追加电感器。

8.根据权利要求6所述的定向耦合器，其中，

在上述第一低通滤波器与上述第一接地端子的连接路径还插入有追加电感器。

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