DE69532581T2 - Richtkoppler - Google Patents

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Katuhiko Chuo-ku HAYASHI
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H01P5/187Broadside coupled lines

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Richtkoppler zum elektromagnetischen Koppeln einer primären Signaleingangsleitung mit einer Hilfsleitung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Richtkoppler mit Leitern, die an einer Schicht bzw. Belag aus einem dielektrischen Material vorgesehen sind, um hierdurch gepaarte Leitungen zu ergeben, die zu koppeln sind.
  • Die deutsche Patentanmeldung DE 42 39 990 offenbart einen chip- bzw. plättchenförmigen Richtkoppler mit einer Laminatstruktur, welche zwei dielektrische Substrate, von denen jedes eine Kopplungsleitung aufweist, und zwei dielektrische Substrate mit einer Erdungs- bzw. Masse-Elektrode aufweist, zwischen denen die dielektrischen Substrate mit den Kopplungsleitungen angeordnet sind. Eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Elektroden ist an seitlichen Rändern der Laminatstruktur angeordnet und ergibt elektrischen Kontakt mit entsprechenden Endbereichen der Kopplungsleitungen oder der Masse-Elektroden. Die Kopplungsleitungen weisen gewöhnlich eine Meander-Form bzw. -Gestalt auf, welche gekrümmte bzw. gebogene und stückweise polygonale (lineare) Formen oder eine U-Form aufweist. Die Masse-Elektroden erstrecken sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Laminatrichtung über den Kopplungsleitungen. Ein schützendes Substrat ist an wenigstens einer Seite der Laminatstruktur vorgesehen.
  • Das US-Patent 5.329.263, das am 12. Juli 1994 für Kazuaki Minami erteilt wurde, offenbart einen Richtkoppler mit einem dielektrischen Substrat, das an einer Seitenfläche mit einer leitfähigen Masse-Elektrode, die sich durchgehend über die Fläche erstreckt, und an der anderen Seitenfläche mit gepaarten, signalübertragenden Kopplungsleitungen aus einem leitfähigen Material versehen ist. Diese Leitungen sind an der Fläche des Substrats durch sich parallel erstreckende Bereiche gebildet, wobei jeder der sich parallel erstreckenden Bereiche oder jede der Kopplungsleitungen entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Enden aufweist, welche mit Zuleitungen versehen sind, die sich rechtwinklig zu den sich parallel erstreckenden Bereichen erstrecken.
  • Eine der Kopplungsleitungen ist durch die Zuleitung an dem einen Ende der Kopplungsleitung mit einem Eingangsanschluss und durch die Zuleitung an dem anderen Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden. Die andere Kopplungsleitung ist durch die Zuleitung an einem Ende mit einem zweiten Ausgangsanschluss und durch die Zuleitung an dem anderen Ende mit einem Isolations- bzw. Trennanschluss verbunden. Die Kopplungsleitungen und die Zuleitungen sind miteinander durch eine Deposition bzw. Ablagerung bzw. Niederschlag aus einem leitfähigen Metall, zum Beispiel Gold, verbunden.
  • Bei diesem Typ von Koppler ist der Isolationsanschluss gewöhnlich mit der Masse verbunden. Wenn ein Signal auf den Eingangsanschluss der einen Kopplungsleitung aufgebracht wird, wird ein entsprechendes Signal an dem Ausgang der einen Kopplungsleitung erzeugt. Ein Signal wird ebenfalls durch elektromagnetische Kopplung zwischen den gepaarten Kopplungsleitungen an dem zweiten Ausgangsanschluss der anderen Kopplungsleitung erzeugt. Wenn ein Eingangssignal auf den Ausgangsanschluss der einen Kopplungsleitung aufgebracht wird, wird ein Ausgang an dem Eingangsanschluss der einen Kopplungsleitung erzeugt und zu der gleichen Zeit wird ein Ausgang an den zweiten Ausgangsanschluss der anderen Kopplungsleitung mit einem Niveau bzw. Pegel erzeugt, der von dem Pegel verschieden ist, wenn das Eingangssignal auf den Eingangsanschluss aufgebracht wird. Der Unterschied in dem Signalpegel an dem zweiten Ausgangsanschluss der anderen Kopplungsleitung zwischen dem Fall, wenn das Eingangssignal auf den Eingangsanschluss der einen Kopplungsleitung aufgebracht wird, und dem Fall, wenn das Eingangssignal auf den Ausgangsanschluss aufgebracht wird, wird als die Direktionalität bzw. Bündelung oder Isolation bzw. Trennung des Kopplers definiert.
  • Es ist erkannt worden, dass der Koppler eine große bzw. starke Direktionalität bzw. Bündelung in Reaktion bzw. Ansprechen auf ein Eingangssignal zeigt, wenn die Länge der sich parallel erstreckenden Kopplungsleitungen gleich 1/4 der Wellenlänge beträgt. Es ist weiterhin festgestellt worden, dass die Kopplungsleistung des Kopplers von der Distanz bzw. dem Abstand zwischen den Kopplungsleitungen abhängig ist, wodurch eine enge Kopplung mit einer kleinen Distanz erzeugt wird, während eine lose bzw. schwache Kopplung mit einer großen Distanz erzeugt wird. Bei dem Koppler des durch das oben erwähnte US-Patent offenbarten Typs sind die Kopplungsleitungen an einer Fläche des dielektrischen Substrats gebildet.
  • Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Kopplungsleitungen in dem Körper eines dielektrischen Körpers eingebettet sein können. In jenem Falle wird die effektive Leitungswellenlänge auf λ/4 εΓ vermindert, wobei εΓ eine spezifische Dielektrizitätskonstante bezeichnet und λ die Wellenlänge des Eingangssignals bezeichnet. Folglich kann die Kopplergröße bzw. -abmessung durch Verwenden eines Materials mit einer höheren spezifischen Dielektrizitätskonstante herabgesetzt werden. Es versteht sich daher, dass ein dielektrisches Material mit einer geeigneten bzw. zweckmäßigen spezifischen Dielektrizitätskonstante zum Verringern der Größe eines Richtkopplers verwendet werden kann.
  • In dem Falle, in dem der dielektrische Körper eine laminierte Struktur aufweist, wobei eine Mehrzahl von dielektrischen Schichten übereinander gelegt sind, können die Kopplungsleitungen zwischen benachbarten bzw. angrenzenden dielektrischen Schichten vorgesehen sein. Bei dieser Struktur können die gepaarten Kopplungsleitungen an den gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seiten einer dielektrischen Schicht angeordnet sein.
  • Bei einem Richtkoppler mit Kopplungsleitungen, die in einem dielektrischen Körper eingebettet sind, wie beschrieben, sind die dielektrischen Schichten gewöhnlich aus einem Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante gebildet. Jedoch ist es durch Verwenden eines dielektrischen Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante wahrscheinlich, eine Verminderung in der Impedanz des Signalleitungsleiters zu verursachen, so dass es erforderlich ist, die Distanz zwischen dem Signalleitungsleiter und der Masse-Elektrode zu erhöhen oder die Breite bzw. Größe des Signalleitungsleiters zu vermindern. Dielektrische Schichten werden aus gesinterten Keramiken gebildet. Es soll daher darauf hingewiesen werden, dass die Erhöhung der Distanz zwischen den Signalleitungsleitern und der Masse-Elektrode eine entsprechende Zunahme in der Dicke der dielektrischen Schicht verursachen wird. Folglich wird eine erhöhte Zeit für einen Sinterprozess bzw. -verfahren erforderlich sein, um Binder zu entfernen, und es wird daher eine erhöhte Verarbeitungszeit für die Herstellung erforderlich sein. Insbesondere wird bei einer Struktur, bei der gepaarte Signalleitungen an den gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seiten einer dielektrischen Schicht vorgesehen sind, die Dicke des dielektrischen Substrats in unerwünschter Weise erhöht, so dass die Struktur nachteilig ist, um die Vorrichtung kompakt zu machen. Es soll ferner darauf hingewiesen werden, dass die Struktur mit einer verminderten Signalleitungsleiterbreite ein anderes Problem involviert, nämlich dasjenige, dass der Übertragungsverlust in dem Signalleitungsleiter erhöht wird.
  • Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, einige der oben erwähnten Probleme bei einem herkömmlichen Richtkoppler zu lösen, und sie weist ein allgemeines Ziel auf, einen Richtkoppler zu schaffen, welcher in der Struktur kompakt und dünn ist und leicht herzustellen ist; insbesondere soll ein Richtkoppler geschaffen werden, der die Vorteile des Einbettens der Kopplungsleitungen in einen dielektrischen Körper mit einer hohen Dielektrizitätskonstante aufweist, wie Herabsetzung der effektiven Leitungswellenlänge, während die damit verbundenen bzw. hierauf bezogenen Nachteile vermiedenen werden, wie die Zunahme der Distanz zwischen dem Signalleitungsleiter und der Masse-Elektrode bezogen auf Kompensieren der Verminderung in der Leitungsimpedanz.
  • Um diese Ziele zu erfüllen, weist ein Richtkoppler eine erste dielektrische Schicht bzw. Belag, der an wenigstens einer Fläche mit einer ersten Kopplungsleitung versehen ist, eine zweite dielektrische Schicht, die an wenigstens einer Fläche mit einer zweiten Kopplungsleitung versehen ist, und eine erste äußere dielektrische Schicht und eine zweite äußere dielektrische Schicht auf, von welchen jede eine Erdungs- bzw. Masse-Elektrode aufweist, welche sich erstreckt, um deren Fläche im Wesentlichen durchgehend zu bedecken. Die erste und die zweite dielektrische Schicht sind so übereinander gelegt, dass die erste und die zweite Kopplungsleitung miteinander ausgerichtet sind und um eine vorbestimmte Distanz bzw. Strecke in einer Richtung des Laminats mit dazwischen angeordnetem, dielektrischem Material angeordnet sind. Die äußeren dielektrischen Schichten sind jeweils über eine äußere Fläche der ersten und zweiten dielektrischen Schichten gelegt, wobei zwischen den Kopplungsleitungen und den Masse-Elektroden dielektrisches Material angeordnet ist. Jede der ersten und zweiten Kopplungsleitungen weist eine gewundene Konfiguration mit wenigstens einer Windung auf.
  • Entsprechend der Erfindung weist der Richtkoppler weiterhin eine erste Zwischenschicht, die über die erste dielektrische Schicht so gelegt ist, dass die erste Kopplungsleitung zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der ersten Zwischenschicht eingebettet ist, und eine zweite Zwischenschicht auf, die über die zweite dielektrische Schicht so gelegt ist, dass die zweite Kopplungsleitung zwischen der zweiten dielektrischen Schicht und der zweiten Zwischenschicht eingebettet ist. Eine andere dielektrische Schicht ist zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten Zwischenschicht angeordnet. Weiterhin sind entsprechend der Erfindung die erste dielektrische Schicht, die erste Zwischenschicht, die zweite dielektrische Schicht und die zweite Zwischenschicht aus einem Material mit einer hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet; und die anderen dielektrischen Schichten sind aus einem Material mit einer verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet.
  • Diese Struktur bzw. Ausgestaltung liefert Vorteile insofern, als die Signalwellenlänge aufgrund der dielektrischen Schichten mit einer hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante an den gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seiten jeder Kopplungsleitung verlängert werden kann, und es ist nicht erforderlich, die Substratdicke zu erhöhen, weil die Leitungsimpedanz durch Bilden der anderen dielektrischen Schichten aus einem Material mit einer verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante nicht wesentlich erhöht wird.
  • Es kann wenigstens eine dritte dielektrische Zwischenschicht aus einem Material mit der verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante über die erste äußere dielektrische Schicht so gelegt sein, dass die Masse-Elektrode zwischen der dritten dielektrischen Zwischenschicht und der ersten äußeren dielektrischen Schicht eingebettet ist.
  • Der Richtkoppler kann ferner wenigstens eine vierte dielektrische Zwischenschicht aus einem Material mit der verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante aufweisen, wobei die vierte dielektrische Zwischenschicht über die zweite äußere dielektrische Schicht so gelegt ist, dass die Masse-Elektrode zwischen der vierten dielektrischen Zwischenschicht und der zweiten äußeren dielektrischen Schicht eingebettet ist.
  • Jede der ersten oder zweiten Kopplungsleitungen kann eine spiralförmige bzw. gewundene Konfiguration aufweisen, welche einen ersten Bereich, der sich parallel mit einem Rand der dielektrischen Schicht erstreckt, an welcher die Kopplungsleitung gebildet ist, einen zweiten Bereich, der ein mit einem Ende des ersten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten Bereich erstreckt, einen dritten Bereich, der ein mit dem anderen Ende des zweiten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem zweiten Bereich erstreckt, einen vierten Bereich, der ein mit dem anderen Ende des dritten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem dritten Bereich erstreckt, und einen fünften Bereich aufweist, der ein mit dem anderen Ende des vierten Bereichs verbundenes Ende aufweist und innerhalb des ersten Bereichs angeordnet ist, um sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem vierten Bereich zu erstrecken.
  • Außerhalb der Masse-Elektrode ist wenigstens eine dielektrische Schicht gebildet, um eine Schutzschicht zu ergeben. Zu diesem Zweck können entweder eine oder beide der dritten und vierten dielektrischen Schichten so angeordnet sein, dass die hieran gebildeten Masse-Elektroden innerhalb der entsprechenden Schichten angeordnet sind, oder es kann alternativ eine weitere dielektrische Schicht über die dritte oder vierte dielektrische Schicht gelegt sein. Bei der Struktur bzw. Ausgestaltung gemäß diesem Gesichtspunkt ist jede der ersten und zweiten Kopplungsleitungen an dem anderen Ende des ersten Bereichs und dem anderen Ende des fünften Bereichs mit Zuleitungen verbunden, die sich zu einem Randbereich der laminierten Struktur erstrecken, um äußere Verbindungsanschlüsse zu bilden. Zu dem Zweck kann das andere Ende des ersten Bereichs durch eine Zuleitung mit einem Anschluss an dem Randbereich der laminierten Struktur verbunden sein. Das andere Ende des fünften Bereichs kann durch die zu der Kopplungsleitung benachbarte bzw. angrenzende, dielektrische Schicht mit einer Zuleitung verbunden sein, die an einer Fläche einer anderen dielektrischen Schicht gebildet ist, wobei diese Zuleitung ihrerseits mit dem Anschluss an dem Randbereich der laminierten Struktur verbunden ist.
  • Bei dem Richtkoppler nach der vorliegenden Erfindung kann jede der ersten und zweiten Kopplungsleitungen in zwei oder mehr dielektrischen Schichten gebildet sein. Jede der Kopplungsleitungen weist vorzugsweise einen äußersten Rand auf, der in einem Vorsprung in der Richtung der inneren Laminatdicke um eine vorbestimmte Distanz bzw. Abstand von dem Rand der Masse-Elektrode angeordnet ist. Es ist möglich, eine außerordentlich hervorragende Isolations- bzw. Trenneigenschaft dadurch hervorzubringen, dass die vorbestimmte Distanz bei wenigstens 0,3 mm, vorzugsweise 0,45 mm, gewählt wird. Folglich wird eine hohe Isolationseigenschaft erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben, welche in den beigeschlossenen Figuren dargestellt sind, in denen zeigen:
  • 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Richtkopplers mit einer laminierten Struktur in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines äußeren Aussehens des in 1 gezeigten Richtkopplers;
  • 3 eine entlang der Linie III-III in 2 genommene Schnittansicht;
  • 4 eine zur 3 ähnliche Schnittansicht, wobei jedoch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
  • 5 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines zur 1 ähnlichen Richtkopplers, wobei jedoch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
  • 6 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung von Einflüssen der Distanz bzw. des Abstands zwischen Rändern der Kopplungsleitung und der Erdungs- bzw. Masse-Elektrode auf die Isolationseigenschaften in dem Richtkoppler in Übereinstinunung mit der vorliegenden Erfindung, worin sind: (a) eine Schnittansicht des Kopplers zur Veranschaulichung der Art und Weise des Messens der Distanz, (b) eine Draufsicht zur Veranschaulichung von Vorsprüngen in der Richtung der Laminatdicke der Kopplungsleitung und der Masse-Elektrode, (c) ein Diagramm zur Veranschaulichung der Isolationseigenschaften bei der Distanz von 0,2 mm und (d) ein Diagramm zur Veranschaulichung der Isolationseigenschaften bei der Distanz von 0,45 mm.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird erläutert, dass hier ein Richtkoppler 1 dargestellt ist, der durch Sintern einer Mehrzahl bzw. Vielzahl von laminierten, grünen bzw. ungesinterten Schichten bzw. Lagen aus dielektrischem Material gebildet ist. Der Koppler 1 weist eine erste dielektrische Schicht 3 mit einer hieran geformten, ersten Kopplungsleitung 2, eine zweite dielektrische Schicht 5 mit einer hieran gebildeten, zweiten Kopplungsleitung 4 und eine zweite, dazwischen angeordnete, dielektrische Schicht bzw. dielektrische Zwischenschicht 6 auf, die zwischen den dielektrischen Schichten 3 und 5 angeordnet ist.
  • Die erste Kopplungsleitung 2 ist an der oberen Fläche der ersten dielektrischen Schicht 3 gebildet. Die Kopplungsleitung 2 weist eine spiralförmige Konfiguration bzw. Ausgestaltung auf, welche einen ersten Bereich 2a, der sich im Wesentlichen parallel mit einem Rand 3a der ersten dielektrischen Schicht 3 erstreckt, einen zweiten Bereich 2b, welcher ein mit einem Ende des ersten Bereichs 2a verbundenes Ende aufweist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten Bereich 2a erstreckt, einen dritten Bereich 2c, der ein mit dem anderen Ende des zweiten Bereichs 2b verbundenes Ende aufweist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem zweiten Bereich erstreckt, einen vierten Bereich 2d, der ein mit dem anderen Ende des dritten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem dritten Bereich 2c erstreckt, und einen fünften Bereich 2e aufweist, der ein mit dem anderen Ende des vierten Bereichs 2d verbundenes Ende aufweist und innerhalb des ersten Bereichs 1a angeordnet ist, um sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem vierten Bereich 2d zu erstrecken.
  • Die zweite Kopplungsleitung 4 ist an der oberen Fläche der zweiten dielektrischen Schicht 5 gebildet. Die zweite Kopplungsleitung 4 weist einen ersten Bereich 4a, einen zweiten Bereich 4b, einen dritten Bereich 4c, einen vierten Bereich 4d und einen fünften Bereich 4e auf, welche in der Richtung der Laminatdicke jeweils zu dem ersten Bereich 2a, dem zweiten Bereich 2b, dem dritten Bereich 2c, dem vierten Bereich 2d und dem fünften Bereich 2e ausgerichtet sind. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ein zufriedenstellendes Ergebnis mit den Kopplungsleitungen 2 und 4 erhalten werden, von denen jede die ersten bis dritten Bereiche aufweist. In diesem Beispiel bildet die aus den ersten bis dritten Bereichen bestehende Kopplungsleitung einen Teil einer spiralförmigen Konfiguration. Der Ausdruck "gewundene Konfiguration" wird hier verwendet, um sowohl diese Konfiguration als auch eine spiralförmige Konfiguration zu beinhalten.
  • Eine erste, dazwischen befindliche, dielektrische Schicht bzw. dielektrische Zwischenschicht 7 ist über die erste dielektrische Schicht 3 gelegt. Der erste Bereich 2a der ersten Kopplungsleitung 2, die an der ersten dielektrischen Schicht 3 gebildet ist, weist ein Ende auf, das mit einer Zuleitung 8 verbunden ist, welche ihrerseits mit einem ersten Anschluss 8a verbunden ist, der an einem Rand 3a der ersten dielektrischen Schicht 3 vorgesehen ist. Die erste dielektrische Zwischenschicht 7 ist an der oberen Fläche mit einer Zuleitung 9 versehen. Die Zuleitung 9 weist ein Ende auf, welches durch die dielektrische Schicht 7 mit einem Ende des fünften Bereichs 2e der ersten Kopplungsleitung 3 verbunden ist. Die Zuleitung 9 erstreckt sich zu einem Randbereich der dielektrischen Schicht 7, um mit einem hieran gebildeten, zweiten Anschluss 9a verbunden zu werden.
  • Eine vierte dielektrische Zwischenschicht 10 ist unterhalb der zweiten dielektrischen Schicht 5 vorgesehen. Der erste Bereich 4a der zweiten Kopplungsleitung 4, die an der zweiten dielektrischen Schicht 5 gebildet ist, weist ein Ende auf, das mit einer Zuleitung 11 verbunden ist, die ihrerseits mit einem dritten Anschluss 12 verbunden ist, der an einem Rand 5a der zweiten dielektrischen Schicht 5 gebildet ist, wobei sich der Rand 5a an einer Seite entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der Seite befindet, an der der Rand 3a an der ersten dielektrischen Schicht 3 angeordnet ist. Die vierte dielektrische Zwischenschicht 10 ist an der oberen Fläche mit einer Zuleitung 13 versehen. Die Zuleitung 13 weist ein Ende auf, das durch die dielektrische Schicht 5 mit einem Ende des fünften Bereichs 4e der zweiten Kopplungsleitung 4 verbunden ist. Das andere Ende der Zuleitung 13 ist mit einem vierten Anschluss 13a verbunden, der an einem Rand 10a der dielektrischen Schicht 10 vorgesehen ist, wobei der Rand 10a mit dem Rand 5a der zweiten dielektrischen Schicht 5 vertikal ausgerichtet ist.
  • Oberhalb der ersten dielektrischen Zwischenschicht 7 ist eine dritte dielektrische Schicht (oder eine erste, äußere dielektrische Schicht) 14 für eine Erdungs- bzw. Masse-Elektrode 16 laminiert. In ähnlicher Weise ist eine vierte dielektrische Schicht (oder eine zweite, äußere dielektrische Schicht) 15 unterhalb der vierten dielektrischen Zwischenschicht 10 für eine andere Masse-Elektrode laminiert. Eine Masse-Elektrode 16 ist an der oberen Fläche der dritten dielektrischen Schicht 14 gebildet, um einen wesentlichen Teil der Fläche abzudecken. In ähnlicher Weise ist eine Masse-Elektrode 17 an der oberen Fläche der vierten dielektrischen Schicht 14 gebildet. Die Masse-Elektroden 16 und 17 sind mit Masse-Anschlüssen 18 und 19 verbunden, die an den gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seitenrändern der dielektrischen Schichten vorgesehen sind. Eine dielektrische Schicht 20 ist an der oberen Fläche der dritten dielektrischen Schicht 14 laminiert, um eine schützende Schicht bzw. Schutzschicht zu ergeben.
  • Der Richtkoppler 1 mit der oben erwähnten, laminierten Struktur ist in 2 gezeigt. Der Koppler 1 weist Anschlusselektroden auf, um Anschlüsse 8a, 9a, 12, 13a, 18 und 19 an dessen Randbereichen zu ergeben. 3 zeigt einen Schnitt des Kopplers 1. Bei dieser Ausführungsform weisen die dielektrischen Schichten in dem Laminat die gleiche spezifische Dielektrizitätskonstante auf.
  • 4 ist eine zur 3 ähnliche Schnittansicht, zeigt jedoch eine Ausführungsform entsprechend der Erfindung. Entsprechende Teile sind durch die gleichen Bezugszeichen wie bei dem in den 1 bis 3 gezeigten Richtkoppler bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung wird weggelassen. Entsprechend der Erfindung ist eine andere dielektrische Schicht 21 zwischen der ersten dielektrischen Schicht 3 und der zweiten dielektrischen Zwischenschicht 6 angeordnet. Die erste dielektrische Schicht 3 und die erste dielektrische Zwischenschicht 7, welche oberhalb der ersten dielektrischen Schicht 3 mit der dazwischen angeordneten, ersten Kopplungsleitung 2 angeordnet ist, und die zweite dielektrische Schicht 5 und die zweite dielektrische Zwischenschicht 6, welche oberhalb der zweiten dielektrischen Schicht 5 mit der dazwischen angeordneten, zweiten Kopplungsleitung 4 angeordnet ist, sind aus einem Material bzw. Werkstoff mit einer hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet. Die anderen dielektrischen Schichten sind aus einem Material mit einer niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante hergestellt. Entsprechend der Erfindung ist es möglich, die Signalwellenlänge dadurch zu vermindern, dass die dielektrischen Schichten vorgesehen werden, welche eine zwischen diesen angeordnete Kopplungsleitung mit einer hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante aufweisen. Weil die anderen dielektrischen Schichten aus einem Material mit einer niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante bestehen, wird die Leitungsimpedanz nicht in signifikanter Weise vermindert.
  • 5 zeigt einen anderen Richtkoppler, bei dem die erste Kopplungsleitung 2 und die zweite Kopplungsleitung 4 aus einer Zweischichtenstruktur bestehen. Die laminierte Struktur ist im Wesentlichen dieselbe wie bei der Ausführungsform der 1, jedoch ist die zweite dielektrische Zwischenschicht 7 mit einem spiralförmigen Muster 7a versehen, welches einen Bereich der ersten Kopplungsleitung ergibt, und das spiralförmige Muster 7a weist ein äußeres Ende auf, das mit der Zuleitung 9 verbunden ist. Das innere Ende des spiralförmigen Musters 7a ist durch die dielektrische Schicht 7 mit einem Ende des fünften Bereichs 2e der Kopplungsleitung 2 an der ersten dielektrischen Schicht 3 verbunden. In ähnlicher Weise ist die dielektrische Schicht 10 mit einem Leiter versehen, der ein spiralförmiges Muster 10a mit einem äußeren Ende ergibt, das mit der Zuleitung 13 verbunden ist. Das innere Ende des spiralförmigen Musters 10a ist durch die dielektrische Schicht 5 mit einem Ende des fünften Bereich 4e der Kopplungsleitung 4 an der zweiten dielektrischen Schicht 5 verbunden. In anderer Hinsicht sind die Strukturen dieselben wie bei dem Richtkoppler nach 1.
  • Entsprechend der Erfindung, wie in 4 gezeigt, ist eine andere dielektrische Schicht, ähnlich zu der weiteren dielektrischen Schicht 21, zwischen der ersten dielektrischen Schicht (3) und der zweiten Zwischenschicht (6) angeordnet. Die erste dielektrische Schicht (3), die erste Zwischenschicht (7), die zweite dielektrische Schicht (5) und die zweite Zwischenschicht (6) sind aus einem Material mit einer hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet. Die anderen dielektrischen Schichten sind aus einem Material mit einer verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante hergestellt.
  • Wenn nunmehr auf 6 Bezug genommen wird, so wird erläutert, dass hier in (a) und (b) die Beziehung zwischen der Kopplungsleitung E und der Masse-Elektrode G in der Form von Vorsprüngen in der Richtung der Laminatdicke gezeigt ist. Wie hierin dargestellt, weist die Kopplungsleitung E einen äußeren Rand auf, der innerhalb des Randes der Masse-Elektrode um eine Distanz bzw. Abstand d angeordnet ist. In 6(c) ist eine Isolationseigenschaft gezeigt, die mit dem Abstand d von 0,2 mm erhalten ist. 6(d) zeigt eine Isolationseigenschaft, die mit dem Abstand von 0,45 mm erhalten ist. In diesen Zeichnungen versteht es sich, dass eine bessere Isolationseigenschaft mit einem größeren Abstand d erhalten werden kann. Eine signifikante Isolationseigenschaft kann mit dem Abstand d von 0,3 mm oder größer erhalten werden.

Claims (11)

  1. Richtkoppler (1), aufweisend: eine erste dielektrische Schicht bzw. Belag (3), der an wenigstens einer Fläche mit einer ersten Kopplungsleitung (2) versehen ist, eine zweite dielektrische Schicht (5), die an wenigstens einer Fläche mit einer zweiten Kopplungsleitung (4) versehen ist, und eine erste äußere dielektrische Schicht (14) und eine zweite äußere dielektrische Schicht (15), von welchen jede eine Erdungs- bzw. Masse-Elektrode (16 bzw. 17) aufweist, welche sich erstreckt, um deren Fläche im wesentlichen durchgehend zu bedecken, wobei die erste und die zweite dielektrische Schicht (3, 5) so übereinander gelegt sind, dass die erste und die zweite Kopplungsleitung (2, 4) miteinander ausgerichtet sind und um eine vorbestimmte Distanz bzw. Strecke in einer Richtung des Laminats mit dazwischen angeordnetem, dielektrischem Material angeordnet sind, wobei die äußeren dielektrischen Schichten (14, 15) jeweils über eine äußere Fläche der ersten und zweiten dielektrischen Schichten (3, 5) gelegt sind, wobei zwischen den Kopplungsleitungen (2, 4) und den Masse-Elektroden (16, 17) dielektrisches Material angeordnet ist, und wobei jede der ersten und zweiten Kopplungsleitungen (2, 4) eine gewundene Konfiguration mit wenigstens einer Windung aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass der Richtkoppler weiterhin eine erste Zwischenschicht (7), die über die erste dielektrische Schicht (3) so gelegt ist, dass die erste Kopplungsleitung (2) zwischen der ersten dielektrischen Schicht (3) und der ersten Zwischenschicht (7) eingebettet ist, eine zweite Zwischenschicht (6), die über die zweite dielektrische Schicht (5) so gelegt ist, dass die zweite Kopplungsleitung (4) zwischen der zweiten dielektrischen Schicht (5) und der zweiten Zwischenschicht (6) eingebettet ist, und eine andere dielektrische Schicht (21) aufweist, die zwischen der ersten dielektrischen Schicht (3) und der zweiten Zwischenschicht (6) angeordnet ist; dass die erste dielektrische Schicht (3), die erste Zwischenschicht (7), die zweite dielektrische Schicht (5) und die zweite Zwischenschicht (6) aus einem Material mit einer hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet sind; und dass die anderen dielektrischen Schichten aus einem Material mit einer verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet sind.
  2. Richtkoppler nach Anspruch 1, weiterhin wenigstens eine dritte dielektrische Zwischenschicht (20) aus einem Material mit der verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante aufweisend, wobei die dritte dielektrische Zwischenschicht (20) über die erste äußere dielektrische Schicht (14) so gelegt ist, dass die Masse-Elektrode (16) zwischen der dritten dielektrischen Zwischenschicht (20) und der ersten äußeren dielektrischen Schicht (14) eingebettet ist.
  3. Richtkoppler nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin wenigstens eine vierte dielektrische Zwischenschicht (10) aus einem Material mit der verhältnismäßig niedrigen spezifischen Dielektrizitätskonstante aufweisend, wobei die vierte dielektrische Zwischenschicht (10) über die zweite äußere dielektrische Schicht (15) so gelegt ist, dass die Masse-Elektrode (17) zwischen der vierten dielektrischen Zwischenschicht (10) und der zweiten äußeren dielektrischen Schicht (15) eingebettet ist.
  4. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem wenigstens eine der äußeren dielektrischen Schichten (14, 15) mit der hieran gebildeten Masse-Elektrode (16, 17) so angeordnet ist, dass die hieran gebildete Masse-Elektrode innerhalb der jeweiligen äußeren dielektrischen Schicht angeordnet ist.
  5. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem wenigstens eine der dritten oder vierten dielektrischen Zwischenschicht (20, 10) außerhalb der entsprechenden Masse-Elektrode (16, 17) so angeordnet ist, um eine Schutzschicht zu sein.
  6. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem wenigstens eine der ersten und zweiten Kopplungsleitung (2, 4) einen ersten Bereich (2a, 4a), der sich parallel mit einem Rand der dielektrischen Schicht erstreckt, an welcher die Kopplungsleitung gebildet ist, einen zweiten Bereich (2b, 4b), der ein mit einem Ende des ersten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten Bereich erstreckt, einen dritten Bereich (2c, 4c), der ein mit einem Ende des zweiten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem zweiten Bereich erstreckt, einen vierten Bereich (2d, 4d), der ein mit einem Ende des dritten Bereichs verbundenes Ende aufweist und sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem dritten Bereich erstreckt, und einen fünften Bereich (2e, 4e) aufweist, der ein mit einem Ende des vierten Bereichs verbundenes Ende aufweist und innerhalb des ersten Bereichs (2a, 4a) angeordnet ist, um sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem vierten Bereich (2d, 4d) zu erstrecken.
  7. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem jede der Kopplungsleitungen (2 bzw. 4) an einem Ende jeweils mit einer Zuleitung (8 bzw. 11), um einen ersten äußeren Verbindungsanschluss (8a bzw. 12) zu bilden, und an einem anderen Ende jeweils mit einer Zuleitung (9 bzw. 13) verbunden ist, um einen zweiten äußeren Verbindungsanschluss (9a bzw. 13a) an einem Randbereich der laminierten Struktur zu bilden.
  8. Richtkoppler nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das andere Ende des fünften Bereichs (2e) durch die zu der Kopplungsleitung (2) benachbarte bzw. angrenzende, dielektrische Schicht (7) mit einer Zuleitung (9) verbunden ist, die an einer Fläche einer anderen dielektrischen Schicht (7) gebildet ist, wobei die Zuleitung (9) ihrerseits mit dem Anschluss (9a) an dem Rand der laminierten Struktur verbunden ist.
  9. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede der ersten und zweiten Kopplungsleitung (2, 4) an zwei oder mehr dielektrischen Schichten gebildet ist, die aus einem Material mit der hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante gebildet sind.
  10. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede der ersten und zweiten Kopplungsleitung (2, 4) einen Rand aufweist, der in einem Vorsprung in der Richtung des Laminatinneren um eine vorbestimmte Distanz d von einem Rand der Masse-Elektrode angeordnet ist, wobei der Abstand d so definiert ist, dass eine hervorragende Isolationseigenschaft erhalten werden kann.
  11. Richtkoppler nach Anspruch 10, bei dem die Distanz d wenigstens 0,3 mm, vorzugsweise 0,45 mm ist.
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