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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Richtkoppler und insbesondere
auf einen Richtkoppler, der für
eine mobile Kommunikationsvorrichtung verwendet wird.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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4 zeigt
einen herkömmlichen
Richtkoppler. In 4 ist ein Richtkoppler 20 aus
einer ersten Mikrostreifenleitung 21, die als eine erste
Leitung mit verteilter Konstante dient, und einer zweiten Mikrostreifenleitung 22,
die als eine zweite Leitung, mit verteilter Konstante dient, die
im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, die miteinander
gekoppelt sind, und die spiralförmig
in einer im Wesentlichen rechteckigen Form gebildet sind, wobei
die erste Mikrostreifenleitung 21 innen angeordnet ist,
gebildet. Die erste Mikrostreifenleitung 21 ist an einem Ende
mit einer Eingangselektrode 23 und an dem anderen Ende
mit einer Ausgangselektrode 25 verbunden. Die zweite Mikrostreifenleitung 22 ist
an einem Ende mit einer Ausgangselektrode 24 verbunden
und an dem anderen Ende mit einer Trennelektrode 26. Der
Raum g4 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten
Mikrostreifenleitung 21 und 22 mit der gleichen
Anzahl von Windungen, ist schmaler eingestellt als der Raum d4 zwischen
der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 21 und 22 mit
unterschiedlicher Anzahl von Windungen. Die Längen der ersten und der zweiten
Mikrostreifenleitung 21 und 22 sind im Wesentlichen
auf ein Viertel der Wellenlänge
der Zielfrequenz eingestellt.
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Wenn
ein Signal in die Eingangselektrode 23 eingegeben wird,
wobei ein Abschlusswiderstand (nicht gezeigt) mit der Trennelektrode 26 in
dem Richtkoppler 20, der so, wie oben beschrieben wurde,
konfiguriert ist, verbunden ist, werden zwei Signale mit einer Phasendifferenz
von etwa 90 Grad aus den Ausgangselektroden 24 und 25 mit
im Wesentlichen dem gleichen Pegel erhalten.
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In
dem herkömmlichen
Fall jedoch ist die zweite Mikrostreifenleitung 22 um die
Längen
mehrerer Ecken länger
als die erste Mikrostreifenleitung 21. Deshalb verschiebt
sich die Phasendifferenz zwischen den beiden Ausgangssignalen des
Richtkopplers 20 von dem idealen Zustand, nämlich 90
Grad.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Folglich
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Richtkoppler
bereitzustellen, der eine Verschiebung der Phasendifferenz zwischen
zwei Ausgangssignalen von 90 Grad reduzieren kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Richtkoppler gemäß Anspruch 1 und 2 gelöst.
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Ein
Richtkoppler gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist aus dem Patentdokument DE-A1-2839874 bekannt.
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Mit
einer derartigen Konfiguration kann eine Abweichung der Phasendifferenz
zwischen zwei Ausgangssignalen von 90 Grad in einem Richtkoppler
gemäß der vorliegenden
Erfindung reduziert werden.
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Gemäß einem
Richtkoppler der vorliegenden Erfindung wird, da die erste und die
zweite Leitung mit verteilter Konstante, die im Wesentlichen parallel zueinander
angeordnet sind und miteinander gekoppelt sind, so gebildet sind,
dass die erste Leitung mit verteilter Konstante innen angeordnet ist,
und da der Raum zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten
Mikrostreifenleitung mit der gleichen Anzahl von Windungen gleichmäßig teilweise breiter
gemacht ist als der Raum zwischen der ersten und der zweiten benachbart
angeordneten Mikrostreifenleitung mit unterschiedlichen Anzahlen
von Windungen, eine Verschiebung der Phasendifferenz zwischen den
beiden Ausgangssignalen des Richtkopplers von 90 Grad klein gemacht
und die Frequenzbandbreite des Richtkopplers wird breit gemacht.
Zusätzlich
kann der Raum zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten
Mikrostreifenleitung mit der gleichen Anzahl von Windungen in einem
breiten Bereich verändert
werden und der Kopplungsgrad des Richtkopplers kann leichter eingestellt
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Richtkopplers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Ansicht, die die Phasendifferenz zwischen zwei Ausgangssignalen
des Richtkopplers aus 1 anzeigt.
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3 ist
eine Ansicht, die eine Konfiguration eines weiteren Richtkopplers
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
eine Ansicht einer Konfiguration eines herkömmlichen Richtkopplers.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
einen Richtkoppler gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In 1 ist ein
Richtkoppler 1 aus einer ersten Mikrostreifenleitung 2,
die als eine erste Leitung mit verteilter Konstante dient, und einer
zweiten Mikrostreifenleitung 3, die als eine zweite Leitung
mit verteilter Konstante dient, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind, die miteinander gekoppelt sind, und die spiralförmig in
einer im Wesentlichen rechteckigen Form gebildet sind, wobei die
erste Mikrostreifenleitung 2 innen angeordnet ist, gebildet.
Die erste Mikrostreifenleitung 2 ist an einem Ende mit
einer Eingangselektrode 4 verbunden und an dem anderen Ende
mit einer Ausgangselektrode 6. Die zweite Mikrostreifenleitung 3 ist
an einem Ende mit einer Ausgangselektrode 5 verbunden und
an dem anderen Ende mit einer Trennelektrode 7. Der Raum
g1 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 2 und 3 mit
der gleichen Anzahl von Windungen ist breiter eingestellt als der
Raum d1 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten
Mikrostreifenleitung 2 und 3 mit unterschiedlichen
Anzahlen von Windungen. Die Längen
der ersten und der zweiten Mikrostreifenleitung 2 und 3 sind
im Wesentlichen auf ein Viertel der Wellenlänge der Zielfrequenz eingestellt.
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Wenn
ein Signal in die Eingangselektrode 4 eingegeben wird,
wobei ein Abschlusswiderstand (nicht gezeigt) mit der Trennelektrode 7 in
dem Richtkoppler 1, der so, wie oben beschrieben wurde,
konfiguriert ist, verbunden ist, werden zwei Signale mit einer Phasendifferenz
von etwa 90 Grad von den Ausgangselektroden 5 und 6 mit
im Wesentlichen dem gleichen Pegel erhalten.
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2 zeigt
die Phasendifferenz s2 zwischen den beiden Ausgangssignalen des
Richtkopplers 1 aus 1. Zum Vergleich
ist auch die Phasendifferenz s1 zwischen den beiden Ausgangssignalen
des Richtkopplers 20 aus 4 gezeigt.
Beide Richtkoppler sind mit einer Mittenfrequenz von 1,5 GHz entworfen.
Es ist aus 2 ersichtlich, dass die Phasendifferenz
s2 zwischen den beiden Ausgangssignalen näher an 90 Grad ist als die
Phasendifferenz s1 und etwa 89 Grad beträgt. Das Gefälle einer Phasendifferenz zu
einer Frequenz ist bei der Phasendifferenz s2 etwas gemäßigter als
bei der Phasendifferenz s1. Dies bedeutet, dass der Richtkoppler 1 eine Phasendifferenz
von etwa 90 Grad bei einem breiteren Frequenzband beibehält als der
Richtkoppler 20 und der Richtkoppler 1 als ein
Breitband-Richtkoppler arbeitet.
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Da
die Phasen der Signale voneinander auf der ersten und der zweiten
benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 2 und 3 mit
unterschiedlichen Anzahlen von Windungen verschoben sind, werden, selbst
wenn der Raum d1 schmaler gemacht wird, beide Signale nur unwahrscheinlich
miteinander gekoppelt. Wenn der Raum d1 schmaler gemacht wird, kann
der Raum g1 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten
Mikrostreifenleitung 2 und 3 mit der gleichen
Anzahl von Windungen in einem breiteren Bereich verändert werden,
ohne die Gesamtgröße des Richtkopplers
zu verändern,
und der Kopplungsgrad des Richtkopplers 1 kann leichter eingestellt
werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist gemäß dem Richtkoppler 1 der
vorliegenden Erfindung der Raum g1 zwischen der ersten und der zweiten
benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 2 und 3 mit
der gleichen Anzahl von Windungen breiter gemacht als der Raum d1
zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 2 und 3 mit
unterschiedlichen Anzahlen von Windungen und dadurch eine Abweichung
von der Phasendifferenz, d. h. 90 Grad Phasendifferenz, zwischen
den beiden Ausgangssignalen des Richtkopplers 1 von 90
Grad klein gemacht. Zusätzlich
wird das Frequenzband des Richtkopplers breit gemacht und der Kopplungsgrad
desselben kann leichter eingestellt werden.
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3 zeigt
einen Richtkoppler gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In 3 ist ein
Richtkoppler 10 aus einer ersten Mikrostreifenleitung 11,
die als eine erste Leitung mit verteilter Konstante dient, und einer
zweiten Mikrostreifenleitung 12, die als eine zweite Leitung
mit verteilter Konstante dient, die im Wesentlichen parallel zueinander
angeordnet sind, die miteinander gekoppelt sind, und die spiralförmig in
einer im Wesentlichen rechteckigen Form gebildet sind, wobei die erste
Mikrostreifenleitung 11 innen angeordnet ist, gebildet.
Die erste Mikrostreifenleitung 11 ist an einem Ende mit
einer Eingangselektrode 13 verbunden und an dem anderen
Ende mit einer Ausgangselektrode 15. Die zweite Mikrostreifenleitung 12 ist
an einem Ende mit einer Ausgangselektrode 14 verbunden
und an dem anderen Ende mit einer Trennelektrode 16. In
der vertikalen Richtung in 3 ist der Raum
g2 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 11 und 12 mit
der gleichen Anzahl von Windungen breiter eingestellt als der Raum
d2 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 11 und 12 mit
unterschiedlichen Anzahlen von Windungen. In der horizontalen Richtung
in 3 ist der Raum g3 zwischen der ersten und der
zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 11 und 22 mit
der gleichen Anzahl von Windungen schmaler eingestellt als der Raum
d3 zwischen der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung 11 und 12 mit
unterschiedlichen Anzahlen von Windungen. Die Längen der ersten und der zweiten
Mikrostreifenleitung 11 und 12 sind im Wesentlichen
auf ein Viertel der Wellenlänge
bei der Zielfrequenz eingestellt. Da die Funktionsweise des Richtkopplers 10 die
gleiche ist wie diejenige des Richtkopplers 1 aus 1,
wird eine Beschreibung derselben weggelassen.
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Wie
oben beschrieben ist, wird der Raum zwischen der ersten und der
zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung mit der gleichen
Anzahl von Windungen teilweise breiter gemacht als der Raum zwischen
der ersten und der zweiten benachbart angeordneten Mikrostreifenleitung
mit unterschiedlichen Anzahlen von Windungen und dadurch eine Verschiebung
der Phasendifferenz zwischen den beiden Ausgangssignalen des Richtkopplers 10 von
90 Grad klein gemacht, wie dies auch bei dem in 1 gezeigten
Beispiel der Fall ist. Zusätzlich
wird das Frequenzband des Richtkopplers breit gemacht.
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Bei
jedem der obigen Ausführungsbeispiele ist
der Richtkoppler spiralförmig
in einer im Wesentlichen rechteckigen Form gebildet. Die Form ist
nicht auf eine im Wesentlichen Rechteckform eingeschränkt. Die
gleiche Funktionsweise und die gleichen Vorteile können mit
anderen Formen erhalten werden, wie z. B. einer im Wesentlichen
vieleckigen Form, einer im Wesentlichen kreisförmigen Form und einer im Wesentlichen
elliptischen Form.
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Bei
jedem der obigen Ausführungsbeispiele ist
unter den beiden Eingangselektroden eine mit einem Abschlusswiderstand
verbunden und ein Signal wird in die andere eingegeben. Die Verbindungen könnten umgekehrt
werden. Zusätzlich
könnten
die Eingangselektroden und die Ausgangselektroden umgekehrt verwendet
werden. Anders ausgedrückt könnte bei
jedem der obigen Ausführungsbeispiele ein
Signal in eine beliebige der Ausgangselektroden eingegeben werden,
um zwei Ausgangssignale von den Eingangselektroden zu erhalten.
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Bei
jedem der obigen Ausführungsbeispiele wird
eine Mikrostreifenleitung als eine Leitung mit verteilter Konstante
verwendet. Andere Leitungen mit verteilter Konstante, wie z. B.
eine Streifenleitung, könnten
stattdessen eingesetzt werden.