EP0004228A2 - Microwave directional coupler, and microwave device making use of integrated circuits comprising such a couplet - Google Patents

Microwave directional coupler, and microwave device making use of integrated circuits comprising such a couplet Download PDF

Info

Publication number
EP0004228A2
EP0004228A2 EP79400122A EP79400122A EP0004228A2 EP 0004228 A2 EP0004228 A2 EP 0004228A2 EP 79400122 A EP79400122 A EP 79400122A EP 79400122 A EP79400122 A EP 79400122A EP 0004228 A2 EP0004228 A2 EP 0004228A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductive
central
lines
coplanar lines
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP79400122A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0004228A3 (en
EP0004228B1 (en
Inventor
Michel Houdart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Thomson CSF Scpi
Original Assignee
Thomson CSF Scpi
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF Scpi, Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF Scpi
Publication of EP0004228A2 publication Critical patent/EP0004228A2/en
Publication of EP0004228A3 publication Critical patent/EP0004228A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0004228B1 publication Critical patent/EP0004228B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers

Definitions

  • the present invention relates to a directional microwave coupler with coupled lines usable in particular in microwave circuits and microcircuits.
  • the coefficient k is called the coupling coefficient and is a function of the electrical characteristics of the coupled lines and the frequency of the signal delivered by the generator.
  • the coupling coefficient k is maximum as a function of frequency for a line coupling length substantially equal to , where A represents the wavelength of the signal transmitted by the coupled lines, and the phase difference between the waves coming from gates B and C is equal to ].
  • the operating principle of the aforementioned coupler remains unchanged if the generator is placed at another door due to the electrical symmetry of the coupler, electrical symmetry which most often is obtained by the use of a coupler comprising mechanical and geometric symmetry with respect to a plane of symmetry of the substrate of dielectric material, as for example in the type of couplers constituted by two parallel microstrip lines coupled.
  • the gate constituting the decoupled channel transmits a non-zero energy
  • the transfer coefficients of such a coupler no longer satisfy the preceding conditions and the signal propagation regime on the coupled lines can be reduced to the superimposition on each line of two distinct propagation modes, a so-called even mode and a so-called mode. odd at different propagation speeds.
  • the directivity D of the coupler is then a function of the frequency of the signals and the propagation speeds of the even and odd modes.
  • the electrical symmetry of the system of coupled lines i.e. the symmetry of the influence coefficients of the lines and the symmetry of the induction coefficients of the lines, is necessary, a defect in electrical symmetry resulting in a modification of the performances of the coupler and, in particular, of its directivity.
  • microstrip lines coupled to inter-digital conductors although allowing a larger coupling interval requires, in addition to very strict machining tolerances, tolerances of the order of 1 micrometer, the use of a number important interconnections between the different conductive strips. Since these interconnections can only be carried out via conductive wires connected to the strips by thermocompression, this technique poses numerous reproducibility problems identical to this type of coupler.
  • coupler systems have been proposed.
  • the type of coupler described in the RONDE FC article in the report entitled "A new cIass of microstrip directional couplers" published in the review IEEE, International Microwave Symposium, May 1970, pages 184-186 includes a coupling system between a slotted line and a microstrip line.
  • This type of coupler has, in particular, the disadvantage of requiring a small spacing of the two planes of the slotted line and therefore its use is limited to coupling coefficients of the order of 3 dB.
  • the directional coupler object of the invention allows, in particular, to overcome the aforementioned drawbacks by an appropriate arrangement of the conductors constituting the coupled lines. This arrangement makes it possible, if necessary, to overcome the condition of mechanical or geometric symmetry of the structure of the coupler while retaining electrical symmetry of the coupler according to the invention.
  • Another object of the present invention is a coupler making it possible to obtain an attenuation of the energy transmitted by the coupled channel of less than 2 dB.
  • the directional microwave coupler comprises, on the one hand, on a first face of a substrate of dielectric material, an arrangement of zones and conductive strips respectively forming two coplanar lines comprising a common central conductive zone, the conductive strip central of the two coplanar lines being extended respectively by a conductive strip, a transverse conductive strip electrically connecting the conductive strips extending the central strip of the coplanar lines and the central conductive strip of the coplanar lines, and, on the other hand, on a second face of the substrate opposite the first face, a conductive sole electrically coupled to the central conductive zone common to the coplanar lines, the conductive sole forming with the conductive strips extending the central strips the coplanar lines of the microstrip lines, the coplanar lines and the microstrip lines formed by the led strips ctrices extending the central bands of the coplanar lines each constituting a channel of the coupler.
  • Such couplers can be used in all microwave microcircuits.
  • the directional microwave coupler which is the subject of the invention comprises at least two transmission lines coupled on the same substrate of dielectric material 1.
  • the dielectric material is, for example, constituted by alumina.
  • the substrate of dielectric material preferably has the form of a wafer comprising a first planar face and a second planar face parallel and opposite to the first face.
  • the directional microwave coupler comprises on the first face of the substrate an arrangement of zones and conductive strips respectively forming two coplanar lines comprising a central conductive zone 2 common to the coplanar lines and conductive zones 3 and 4.
  • a first conductive strip 5 and a second conductive strip 6 respectively form the central conductive strip of each coplanar line.
  • the central conductive strip of each coplanar line is extended respectively by a third and by a fourth conductive strip referenced 7 and 8 respectively.
  • the conductive strips 7 and 8 extending each of the central conductive strips of the coplanar lines are, for example, respectively aligned with them and may have a width-r, or dimension in the direction perpendicular to the direction of propagation of the signals on the lines. coplanar, different or identical.
  • the first face of the substrate of dielectric material also comprises a fifth transverse conductive strip 9 arranged for example, orthogonally to the central conductive strips of the coplanar lines and electrically connecting on the one hand, the two conductive strips 7 and 8 extending the central conductive strip of the lines coplanar, and secondly, the central conductive strips of the coplanar lines.
  • the substrate of dielectric material further comprises on the second face a conductive sole 10 electrically coupled to the central conductive zone 2 common to the coplanar lines.
  • the electrical coupling of the conductive sole 10 to the central conductive zone 2 common to the coplanar lines is defined by the overlap length s of the conductive sole 10 by the central conductive zone 2 common to the coplanar lines.
  • the overlap length s is defined according to the direction of propagation of the signals on the coplanar lines from the end of the central conductive zone 2 along this direction represented by the axis ox.
  • the end of the central conductive zone 2 located in the vicinity of the transverse conductive strip 9 is constituted by a rectilinear edge 21 orthogonal to the parallel conductive strips 5 and 6.
  • the overlap length s can be positive or negative with respect to the origin 0, taking into account the chosen convention, a negative length corresponding to an effective overlap of the conductive soleplate 10 by the central conductive zone 2 and to a very tight coupling for the coupler, a positive length corresponding to an absence of covering of the conductive sole 10 by the central conductive zone 2 and to a looser coupling.
  • the choice of the value of the parameter s, overlap length allows the cut selected the coupler.
  • the conductive sole 10 preferably has at the level of its covering end the shape of a straight edge 100 parallel to the straight edge 21 of the central conductive zone 2 common to the coplanar lines.
  • the rectilinear edge 21 of the central conductive zone 2 and the rectilinear edge 100 have a dimension 1 making it possible to determine the central operating frequency of the coupler.
  • the straight edge 100 of the conductive sole 10 and the dimension of the conductive sole 10 in a direction parallel to the straight edge 100 of its covering end is limited by two oblique edges 101 symmetrical with respect to a longitudinal plane of symmetry P of the dielectric substrate, the conductive sole 10 thus having at its coupling end with the common central conductive area 2 a trapezoidal shape making it possible to present at the terminals of the coupler ports a maximum impedance in the operating band of the device.
  • the conductive sole 10 forms, with the conductive strips 7 and 8 extending the central strips of the coplanar lines, microstrip lines, the coupling zone essentially consisting of conductors 9, 2 and 10.
  • the transverse conductive strip 9 is disposed in the vicinity of the edge 21 of the central conductive zone 2 and parallel to this edge.
  • the coplanar lines and the microstrip lines formed by the metal bands extending the central bands of the coplanar lines each constitute a channel of the coupler.
  • Gate C is formed by conductors 2, 3, 6 and is subjected to an excitation of the coplanar line type in a similar manner to that of gate A, conductors 2 and 3 being brought to the same potential by means of a conductor 23.
  • the conductors 23 are for example gold wires connected by thermocompression and the conductive zones 2, 3 and 4 appear as the conductors at the reference potential for the coplanar lines.
  • the door D is constituted by the conductive sole 10 and the conductive strip 8, the propagation of the signals taking place on the microstrip line constituted by the conductive strip 8 and the conductive sole 10.
  • the conductive sole 10 also appears as the conductor at the potential of reference for the microstrip line.
  • the coupling takes place from the coupling between the conductive planes at the reference potential of the different doors.
  • the central conductive zone 2 and the conductive sole 10 respectively play, from the coupling point of view, the role of the conductors I and II of a conventional coupler as shown in FIG. 1, but these conductors not being arranged in the same plane , the coupling is all the more tight as the overlap length s, negative according to the conventions adopted, has an important absolute value.
  • the transverse conductive strip 9 plays the role, from the point of view of coupling, of conductor III of the conventional coupler shown in FIG. 1, the transverse conductive strip 9 then serving as a potential reference for the system of coupled conductors, that is to say the central conductive zone 2 and the conductive sole 10.
  • the determination of the performance of the coupler according to the invention results from the analysis of the coupling parameters of the system of conductors 10, 2, 9 and leads to determining, for a value 6 r of the relative permittivity of the dielectric material, the values of s overlap length and dimensions, in the ox direction, the spacing a between the edge 21 of the central conductive zone 2 and the transverse conductive strip 9 arranged in the vicinity of this central conductive zone 2, and the width b of the transverse conductive strip 9.
  • the length 1 of coupling previously defined is imposed by the operating frequency of the coupler. References a and b have been mentioned only in FIGS. 4a and 4b so as not to overload FIG. 2.
  • the microwave coupler further comprises on the first face of the substrate of dielectric material an additional conductive area 11 arranged in the vicinity of the transverse conductive strip 9 and between the conductive strips 7 and 8 extending the central conductive strips of the coplanar lines.
  • This additional conductive area 11 is electrically connected to the central conductive area 2 common to the two coplanar lines by means of conductors 111 connected by thermocompression for example.
  • the conductive zones 2 and 11 due to the existence of the conductors 111, are equipotential and the additional conductive zone It thus makes it possible to increase the equivalent covering length of the conductive sole 10 by the two zones equipotential conductors 2 and 11.
  • the additional conductive zone preferably consists, in the vicinity of the transverse conductive strip 9, by a rectangular conductive strip arranged parallel to the transverse conductive strip 9 and to the straight edge 21 of the common central conductive area with coplanar lines.
  • the determination of the performance of the coupler shown in FIG. 3 also leads to determining, in the direction ox, the spacing c between the transverse conductive strip 9 and the additional metal strip 11 and the width d of the conductive area 11.
  • the references c and d have been mentioned only in FIGS. 4a and 4b so as not to overload FIG. 3.
  • FIGS. 4a and 4b respectively represent, in section along the longitudinal plane of symmetry P of the dielectric substrate, the configuration of the electric fields in the propagation mode called even mode and in the propagation mode called odd mode. Due to the electrical symmetry of the coupler, even mode is characterized by the equipotentiality of the conductive sole 10, the central conductive area 2 and the additional conductive area 11, the transverse conductive strip 9 serving as a potential reference for the system. coupled conductors. The distribution of the electric field lines 40a in the even mode is shown in Figure 4a.
  • the odd mode is characterized by the opposite potential of the conductive sole 10 with respect to the potential of the central conductive area 2 and of the additional conductive area 11.
  • the transverse conductive strip 9 serves also of potential reference to the system of coupled conductors in the case of the odd mode.
  • the distribution of the electric field lines 40b in odd mode is shown in Figure 4b.
  • the directional microwave coupler is a multi-segment coupler.
  • the transverse conductive strip 9 consists of a plurality of sections defining the different sections of the coupling device.
  • the sections have, in the direction ox, a different dimension which makes it possible to define, for each section, a coupling coefficient k which is specific to it.
  • the directive microwave coupler according to the invention is a coupler with three sections.
  • the transverse conductive strip 9 has a narrowing 91 defining the three sections ⁇ , ⁇ , ⁇ .
  • the narrowing 91 defining the central section and the adjacent sections ⁇ and ⁇ have in the direction perpendicular to ox a dimension substantially equal to where ⁇ represents the wavelength of the signal transmitted by the lines.
  • the edge 100 of the conductive sole 10 comprises, facing the narrowing 91, a flank 103 whose dimension, in the direction perpendicular to ox, is equal to .
  • This projection 103 of the conductive sole allows, for the central section ⁇ , to increase the coupling by modifying the overlap length s at the section ⁇ .
  • the central conductive zone 2 common to the coplanar lines is subdivided into two disjointed central conductive zones 201 and 202 separated by a non-conductive spacing 204.
  • the spacing 204a of preferably, in the direction perpendicular to ox, a dimension substantially equal to the dimension, in this same direction, of the narrowing 91 of the transverse strip 9, and, is situated opposite it.
  • the two central conductive areas 201 and 202 have their ends disposed in the vicinity of the transverse conductive strip 9 connected by a conductive strip 203.
  • the conductive strip 203 constitutes for the central section a conductive coupling area of finite dimension making it possible to adjust the coupling. of the central section ⁇ .
  • the embodiment of the coupler object of the invention shown in Figure 6 relates to a folded coupler.
  • This mode is suitable for a use for which it is useful to bring together, on the same side of the dielectric substrate, the excitation path constituted by the door A and the decoupled path constituted by the door D.
  • the non-limiting embodiment of the folded coupler of Figure 6 has, from the geometric or mechanical point of view, a symmetry with respect to an axis ZZ 'orthogonal to the substrate axis of symmetry of the substrate.
  • the coplanar lines and the microstrip lines are for example arranged symmetrically with respect to the axis ZZ ', the common central conductive area being subdivided into two conductive areas 205, 206 symmetrical with respect to the axis ZZ' and connected by a conductor 24
  • the microstrip lines are respectively substantially arranged in two quadrants of the surface of the substrate symmetrical with respect to the axis ZZ '.
  • the door A formed by the microstrip line is constituted by the conductive strip 7 and the conductive sole 10 which covers at most, on the second face of the substrate of dielectric material, two first quadrants delimited by the planes of symmetry of the orthogonal and concurrent substrate along the axis ZZ ', the first two quadrants being symmetrical with respect to the axis ZZ'.
  • the conductive soleplate 10 has two parts symmetrical with respect to the axis ZZ 'and delimited by the edges 100, 101, 102 and 105.
  • the door C disposed symmetrically with the door A with respect to the axis ZZ ′ is formed by the microstrip line formed by the conductive strip 8 and the conductive sole 10.
  • the doors B and D formed by the coplanar lines are respectively constituted by the conductive strips 5 and 6 and by the conductive zones 4, 205 and 3, 206 arranged for example symmetrically with respect to the axis ZZ '.
  • the conductive areas 4, 3 and 205, 206 constituting the coplanar lines cover at most, on the first face of the substrate of dielectric material, the two quadrants adjacent to the first two quadrants.
  • the conductive areas 4, 3 and 205, 206 are electrically connected by conductors 23, 24 constituted for example by gold wires connected to the conductive areas by thermocompression.
  • the couplers according to the invention also make it possible to simplify the technique for manufacturing directive couplers.
  • the dimensions necessary for producing a 3 dB coupler are of the order of a few tenths of a millimeter.
  • the influence of the thickness of the conductive strips and zones is also reduced, with the resulting consequence of the negligible effect of the machining precision of the conductive zones taking into account the performances allowed by conventional screen printing or ion machining processes, and ultimately an increase in reproducibility of coupler performance.
  • the directional microwave couplers according to the invention also facilitate integration of the load resistance in the decoupled channel of the coupler due to the proximity of the ground planes and make it possible to associate two propagation techniques along the coplanar line and along the microstrip line on a same substrate of dielectric material.
  • the invention is not limited to the embodiments described.
  • the introduction of local modifications of the coupled structure, in particular at the end of the coupled lines with a view to a local modification of the capacitive or inductive coupling of the lines with a view to compensating for the difference in propagation speeds of the even modes and odd is not beyond the scope of the present invention.

Landscapes

  • Waveguides (AREA)

Abstract

Le coupleur hyperfréquence comporte sur une face d'un substrat de matériau diélectrique 1 un arrangement de zones et de bandes conductrices formant deux lignes coplanaires. La bande conductrice centrale 5, 6 des lignes coplanaires est prolongée par un autre bande conductrice 7, 8, une bande conductrice transversale 9 reliant électriquement les bandes conductrices 5, 6 et les bandes conductrices 7, 8. La deuxième face du substrat de matériau diélectrique opposée à la première face comporte une semelle conductrice 10 couplée électriquement à la zone conductrice centrale 2 commune aux lignes coplanaires. La semelle conductrice 10 forme avec les bandes conductrices 7, 8 des lignes microbandes. Application aux circuits et microcircuits hyperfréquence.The microwave coupler comprises on one face of a substrate of dielectric material 1 an arrangement of zones and conductive strips forming two coplanar lines. The central conductive strip 5, 6 of the coplanar lines is extended by another conductive strip 7, 8, a transverse conductive strip 9 electrically connecting the conductive strips 5, 6 and the conductive strips 7, 8. The second face of the substrate of dielectric material opposite the first face comprises a conductive sole 10 electrically coupled to the central conductive zone 2 common to the coplanar lines. The conductive sole 10 forms with the conductive strips 7, 8 microstrip lines. Application to microwave circuits and microcircuits.

Description

La présente invention a pour objet un coupleur hyperfréquence directif à lignes couplées utilisable notamment dans les circuits et microcircuits hyperfréquence.The present invention relates to a directional microwave coupler with coupled lines usable in particular in microwave circuits and microcircuits.

Un coupleur directif est un circuit octopole à huit bornes ou quatre portes. Les coupleurs directifs sont réalisés généralement à l'aide de deux lignes de transmission microbandes couplées entre elles sur un même substrat de matériau diélectrique constituant alors, selon la figure 1, un système à trois conducteurs I, II, III, l'un des conducteurs III servant de référence de potentiel au système multiconducteur et les conducteurs 1 et II disposés sur une même face du substrat constituant les lignes microbandes couplées. La figure 1 représente de façon schématique un tel type de coupleur, les portes A, B, C, D étant référencées comme indiqué sur cette figure. Dans le cas où la propagation des signaux hyperfréquences s'effectue en milieu homogène et dans le cas où le système est symétrique du point de vue des caractéristiques électriques des lignes couplées, (nullité des coefficients de transfert entre les portes A, D et entre les portes B, C et égalité des coefficients de transfert entre les portes B, D et A, C et égalité des coefficients de transfert entre les portes B, A et D, C), on obtient un coupleur directif dit à couplage arrière pour lequel le fonctionnement est le suivant :

  • Un générateur de puissance disponible Po, non représenté figure 1, connecté à la porte A par exemple permet, pour un coupleur dont les accès sont chargés par des impédances agales à l'inpédance caractéristique du coupleur, d'obtenir à la porte B appelée voie couplée une puissance PB = k2Po, une puissance PC = (1 - k2)Po sur la porte C appelée voie directe. La porte D ne transmet aucune puissance et est totalement découplée, le découplage étant indépendant de la fréquence.
A directional coupler is an octopole circuit with eight terminals or four gates. The directional couplers are generally produced using two microstrip transmission lines coupled together on the same substrate of dielectric material then constituting, according to FIG. 1, a system with three conductors I, II, III, one of the conductors III serving as a potential reference for the multiconductor system and the conductors 1 and II disposed on the same face of the substrate constituting the coupled microstrip lines. Figure 1 schematically shows such a type of coupler, the doors A, B, C, D being referenced as shown in this figure. In the case where the propagation of the microwave signals takes place in a homogeneous medium and in the case where the system is symmetrical from the point of view of the electrical characteristics of the coupled lines, (nullity of the transfer coefficients between the gates A, D and between the gates B, C and equality of the transfer coefficients between gates B, D and A, C and equality of the transfer coefficients between gates B, A and D, C), a directional coupler known as rear coupling is obtained for which the operation is as follows:
  • An available power generator Po, not shown in FIG. 1, connected to door A for example allows, for a coupler whose the accesses are charged by agal impedances at the characteristic impedance of the coupler, to obtain at gate B called coupled channel a power PB = k2Po, a power PC = (1 - k 2 ) Po on gate C called direct channel . Gate D transmits no power and is fully decoupled, the decoupling being independent of the frequency.

Le coefficient k est appelé coefficient de couplage et est fonction des caractéristiques électriques des lignes couplées et de la fréquence du signal délivré par le générateur. Le coefficient de couplage k est maximum en fonction de la fréquence pour une longueur de couplage des lignes sensiblement égale à

Figure imgb0001
, où A représente la longueur d'onde du signal transmis par les lignes couplées, et le déphasage entre les ondes issues des portes B et C est égal à
Figure imgb0002
].The coefficient k is called the coupling coefficient and is a function of the electrical characteristics of the coupled lines and the frequency of the signal delivered by the generator. The coupling coefficient k is maximum as a function of frequency for a line coupling length substantially equal to
Figure imgb0001
 , where A represents the wavelength of the signal transmitted by the coupled lines, and the phase difference between the waves coming from gates B and C is equal to
Figure imgb0002
 ].

Le principe de fonctionnement du coupleur précité reste inchangé si le générateur est placé à une autre porte du fait de la symétrie électrique du coupleur, symétrie électrique qui le plus souvent est obtenue par la mise en oeuvre d'un coupleur comportant une symétrie mécanique et géométrique par rapport à un plan de symétrie du substrat de matériau diélectrique, comme par exemple dans le type de coupleurs constitué par deux lignes microbandes parallèles couplées.The operating principle of the aforementioned coupler remains unchanged if the generator is placed at another door due to the electrical symmetry of the coupler, electrical symmetry which most often is obtained by the use of a coupler comprising mechanical and geometric symmetry with respect to a plane of symmetry of the substrate of dielectric material, as for example in the type of couplers constituted by two parallel microstrip lines coupled.

Dans le cas où la propagation des signaux le long des lignes couplées s'effectue dans un milieu non homogène, la porte constituant la voie découplée transmet une énergie non nulle, et, la directivité du coupleur définie comme le rapport de la puissance transmise par la voie directe à la puissance transmise par la voie découplée, D =

Figure imgb0003
dans l'exemple précité, n'est plus infinie, la valeur de la directivité dépendant des caractéristiques intrinsèques des lignes et de la fréquence des signaux transmis.In the case where the propagation of signals along the coupled lines takes place in a non-homogeneous medium, the gate constituting the decoupled channel transmits a non-zero energy, and, the directivity of the coupler defined as the ratio of the power transmitted by the direct channel to the power transmitted by the decoupled channel, D =
Figure imgb0003
 in the above example, is no longer infinite, the value of the directivity depending on the intrinsic characteristics of the lines and the frequency of the transmitted signals.

Les coefficients de transfert d'un tel coupleur ne satisfont plus aux conditions précédentes et le régime de propagation des signaux sur les lignes couplées peut se ramener à la superposition sur chaque ligne de deux modes de propagation distincts, un mode dit pair et un mode dit impair à vitesses de propagation différentes. La directivité D du coupleur est alors fonction de la fréquence des signaux et des vitesses de propagation des modes pair et impair Dans ce cas la symétrie électrique du système de lignes couplées, c'est-à-dire la symétrie des coefficients d'influence des lignes et la symétrie des coefficients d'induction des lignes, est nécessaire, un défaut de symétrie électrique se traduisant par une modification des performances du coupleur et, notamment, de sa directivité.The transfer coefficients of such a coupler no longer satisfy the preceding conditions and the signal propagation regime on the coupled lines can be reduced to the superimposition on each line of two distinct propagation modes, a so-called even mode and a so-called mode. odd at different propagation speeds. The directivity D of the coupler is then a function of the frequency of the signals and the propagation speeds of the even and odd modes. In this case the electrical symmetry of the system of coupled lines, i.e. the symmetry of the influence coefficients of the lines and the symmetry of the induction coefficients of the lines, is necessary, a defect in electrical symmetry resulting in a modification of the performances of the coupler and, in particular, of its directivity.

Des solutions différentes ont été proposées en vue d'améliorer les performances de ces coupleurs directifs. Le principe général commun à différentes solutions repose sur la mise en oeuvre de coupleurs directifs dont la structure présente une symétrie mécanique ou géométrique par rapport à un plan de symétrie du substrat orthogonal au support diélectrique des lignes couplées et parallèle à la direction de propagation des signaux sur ces lignes couplées, la symétrie électrique du coupleur découlant de cette symétrie géométrique ou mécanique.Different solutions have been proposed in order to improve the performance of these directional couplers. The general principle common to different solutions is based on the use of directional couplers whose structure has mechanical or geometric symmetry with respect to a plane of symmetry of the substrate orthogonal to the dielectric support of the coupled lines and parallel to the direction of propagation of the signals. on these coupled lines, the electrical symmetry of the coupler resulting from this geometric or mechanical symmetry.

En particulier le couplage de deux lignes microbandes parallèles séparées par un intervalle de couplage a été décrit dans l'article intitulé "Parameters of Microstrips Transmission Lines and of Coupled Pairs of Micrôstrip Lines" de Thomas G. BRYANT et Jerald A. WEISS publié dans la revue "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques" vol. MTT 16, N° 12, décembre 1968, pages 1021 à 1027. Ce type de dispositif utilisant un tel couplage ne permet cependant pas d'obtenir de couplage correspondant à la transmission sur la voie couplée d'une puissance atténuée de moins de 3 dB, l'intervalle de couplage entre les lignes étant de l'ordre de 4 micromètres et présentant des difficultés de réalisation. L'utilisation de lignes microbandes couplées à conducteurs inter-digitaux bien qu'autorisant un intervalle de couplage plus grand nécessite, en plus de tolérances d'usinage très strictes, tolérances de l'ordre de 1 micromètre, l'utilisation d'un nombre important d'interconnexions entre les différentes bandes conductrices. Ces interconnexions ne pouvant être effectuées que par l'intermédiaire de fils conducteurs connectés aux bandes par thermocompression, cette technique pose de nombreux problèmes de reproductibilité à l'identique de ce type de coupleurs.In particular, the coupling of two parallel microstrip lines separated by a coupling interval was described in the article entitled "Parameters of Microstrips Transmission Lines and of Coupled Pairs of Micrôstrip Lines" by Thomas G. BRYANT and Jerald A. WEISS published in the review "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques" vol. MTT 16, N ° 12, December 1968, pages 1021 to 1027. However, this type of device using such coupling does not make it possible to obtain coupling corresponding to the transmission on the coupled channel of attenuated power of less than 3 dB , the coupling interval between the lines being of the order of 4 micrometers and presenting production difficulties. The use of microstrip lines coupled to inter-digital conductors although allowing a larger coupling interval requires, in addition to very strict machining tolerances, tolerances of the order of 1 micrometer, the use of a number important interconnections between the different conductive strips. Since these interconnections can only be carried out via conductive wires connected to the strips by thermocompression, this technique poses numerous reproducibility problems identical to this type of coupler.

D'autres systèmes de coupleurs ont été proposés. En particulier le type de coupleur décrit dans l'article de F. C. de RONDE dans le compte-rendu intitulé "A new cIass of microstrip directional couplers" publié dans la revue IEEE, International Microwave Symposium, mai 1970, pages 184-186 comporte un système de couplage entre une ligne à fente et une ligne microbande. Ce type de coupleurs présente, en particulier, l'inconvénient de nécessiter un faible espacement des deux plans de la ligne à fente et par ce fait son utilisation est limitée à des coefficients de couplage de l'ordre de 3 dB.Other coupler systems have been proposed. In particular, the type of coupler described in the RONDE FC article in the report entitled "A new cIass of microstrip directional couplers" published in the review IEEE, International Microwave Symposium, May 1970, pages 184-186 includes a coupling system between a slotted line and a microstrip line. This type of coupler has, in particular, the disadvantage of requiring a small spacing of the two planes of the slotted line and therefore its use is limited to coupling coefficients of the order of 3 dB.

Le coupleur directif objet de l'invention permet, notamment, de remédier aux inconvénients précités par une disposition appropriée des conducteurs constituant les lignes couplées. Cette disposition permet de s'affranchir éventuellement de la condition de symétrie mécanique ou géométrique de la structure du coupleur tout en conservant une symétrie électrique du coupleur selon l'invention.The directional coupler object of the invention allows, in particular, to overcome the aforementioned drawbacks by an appropriate arrangement of the conductors constituting the coupled lines. This arrangement makes it possible, if necessary, to overcome the condition of mechanical or geometric symmetry of the structure of the coupler while retaining electrical symmetry of the coupler according to the invention.

Un autre objet de la présente invention est un coupleur permettant d'obtenir une atténuation de l'énergie transmise par la voie couplée inférieure à 2 dB.Another object of the present invention is a coupler making it possible to obtain an attenuation of the energy transmitted by the coupled channel of less than 2 dB.

Le coupleur hyperfréquence directif selon l'invention comporte, d'une part, sur une première face d'un substrat de matériau diélectrique, un arrangement de zones et de bandes conductrices formant respectivement deux lignes coplanaires comportant une zone conductrice centrale commune, la bande conductrice centrale des deux lignes coplanaires étant prolongée respectivement par une bande conductrice, une bande conductrice transversale reliant électriquement les bandes conductrices prolongeant la bande centrale des lignes coplanaires et la bande conductrice centrale des lignes coplanaires, et, d'autre part, sur une deuxième face du substrat opposée à la première face, une semelle conductrice couplée électriquement à la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires, la semelle conductrice formant avec les bandes conductrices prolongeant les bandes centrales les lignes coplanaires des lignes microbandes, les lignes coplanaires et les lignes microbandes formées par les bandes conductrices prolongeant les bandes centrales des lignes coplanaires constituant chacune une voie du coupleur.The directional microwave coupler according to the invention comprises, on the one hand, on a first face of a substrate of dielectric material, an arrangement of zones and conductive strips respectively forming two coplanar lines comprising a common central conductive zone, the conductive strip central of the two coplanar lines being extended respectively by a conductive strip, a transverse conductive strip electrically connecting the conductive strips extending the central strip of the coplanar lines and the central conductive strip of the coplanar lines, and, on the other hand, on a second face of the substrate opposite the first face, a conductive sole electrically coupled to the central conductive zone common to the coplanar lines, the conductive sole forming with the conductive strips extending the central strips the coplanar lines of the microstrip lines, the coplanar lines and the microstrip lines formed by the led strips ctrices extending the central bands of the coplanar lines each constituting a channel of the coupler.

De tels coupleurs peuvent être utilisés dans tous les microcircuits hyperfréquence.Such couplers can be used in all microwave microcircuits.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description et des dessins ci-après où les cotes relatives et proportions des différents éléments n'ont pas été respectées afin d'assurer une -meilleure compréhension de l'ensemble et dans lesquels outre la figure'l,

  • - la figure 2 représente une perspective comportant une vue en arraché du coupleur objet de l'invention ;
  • - la figure 3 représente en perspective une variante de réalisation du coupleur objet de l'invention représenté figure 2 ;
  • - les figures 4a et 4b représentent, sur une vue en coupe selon un plan P de symétrie longitudinale du substrat, la distribution des champs électriques correspondant respectivement aux modes de propagation pair et impair ;
  • - la figure 5 représente une perspective comportant une vue en arraché d'un autre mode de réalisation du coupleur objet de l'invention ;
  • - la figure 6 représente également une perspective comportant une vue en arraché d'un coupleur hyperfréquence dit replié dans lequel la voie d'excitation A et la voie découplée D sont d'un même côté du substrat de matériau diélectrique.
The invention will be better understood with the aid of the description and of the drawings below where the relative dimensions and proportions of the various elements have not been respected in order to ensure a better understanding of the whole and in which, in addition figure'l,
  • - Figure 2 shows a perspective including a cutaway view of the coupler object of the invention;
  • - Figure 3 shows in perspective an alternative embodiment of the coupler object of the invention shown in Figure 2;
  • - Figures 4a and 4b show, in a sectional view along a plane P of longitudinal symmetry of the substrate, the distribution of the electric fields corresponding respectively to the even and odd propagation modes;
  • - Figure 5 shows a perspective including a cutaway view of another embodiment of the coupler object of the invention;
  • - Figure 6 also shows a perspective including a cutaway view of a so-called folded microwave coupler in which the excitation path A and the decoupled path D are on the same side of the dielectric material substrate.

Selon la figure 2 le coupleur hyperfréquence directif objet de l'invention comporte au moins deux lignes de transmission couplées sur un même substrat de matériau diélectrique 1. Le matériau diélectrique est à titre d'exemple constitué par de l'alumine. Le substrat de matériau diélectrique a de préférence la forme d'une plaquette comportant une première face plane et une deuxième face plane parallèle et opposée à la première face. Le coupleur hyperfréquence directif comporte sur la première face du substrat un arrangement de zones et de bandes conductrices formant respectivement deux lignes coplanaires comportant une zone conductrice centrale 2 commune aux lignes coplanaires et des zones conductrices 3 et 4. Une première bande conductrice 5 et une deuxième bande conductrice 6 forment respectivement la bande conductrice centrale de chaque ligne coplanaire. La bande conductrice centrale de chaque ligne coplanaire est prolongée respectivement par une troisième et par une quatrième bande conductrice référencée respectivement 7 et 8.According to FIG. 2, the directional microwave coupler which is the subject of the invention comprises at least two transmission lines coupled on the same substrate of dielectric material 1. The dielectric material is, for example, constituted by alumina. The substrate of dielectric material preferably has the form of a wafer comprising a first planar face and a second planar face parallel and opposite to the first face. The directional microwave coupler comprises on the first face of the substrate an arrangement of zones and conductive strips respectively forming two coplanar lines comprising a central conductive zone 2 common to the coplanar lines and conductive zones 3 and 4. A first conductive strip 5 and a second conductive strip 6 respectively form the central conductive strip of each coplanar line. The central conductive strip of each coplanar line is extended respectively by a third and by a fourth conductive strip referenced 7 and 8 respectively.

Les bandes conductrices 7 et 8 prolougeant chacune des bandes conductrices centrales des lignes coplanaires sont, par exemple, respectivement alignées avec celles-ci et peuvent avoir une-largeur r, ou dimension suivant la direction perpendiculaire à la direction de propagation des signaux sur les lignes coplanaires, différente ou identique.The conductive strips 7 and 8 extending each of the central conductive strips of the coplanar lines are, for example, respectively aligned with them and may have a width-r, or dimension in the direction perpendicular to the direction of propagation of the signals on the lines. coplanar, different or identical.

La première face du substrat de matériau diélectrique comporte également une cinquième bande conductrice 9 transversale disposée par exemple, orthogonalement aux bandes conductrices centrales des lignes coplanaires et reliant électriquement d'une part, les deux bandes conductrices 7 et 8 prolongeant la bande conductrice centrales des lignes coplanaires, et d'autre part, les bandes conductrices centrales des lignes coplanaires.The first face of the substrate of dielectric material also comprises a fifth transverse conductive strip 9 arranged for example, orthogonally to the central conductive strips of the coplanar lines and electrically connecting on the one hand, the two conductive strips 7 and 8 extending the central conductive strip of the lines coplanar, and secondly, the central conductive strips of the coplanar lines.

Le substrat de matériau diélectrique comporte en outre sur la deuxième face une semelle conductrice 10 couplée électriquement à la zone conductrice centrale 2 commune aux lignes coplanaires. Le couplage électrique de la semelle conductrice 10 à la zone conductrice centrale 2 commune aux lignes coplanaires est défini par la longueur de recouvrement s de la semelle conductrice 10 par la zone conductrice centrale 2 commune aux lignes coplanaires. La longueur de recouvrement s est définie selon la direction de propagation des signaux sur les lignes coplanaires à partir de l'extrémité de la zone conductrice centrale 2 suivant cette direction représentée par l'axe ox.The substrate of dielectric material further comprises on the second face a conductive sole 10 electrically coupled to the central conductive zone 2 common to the coplanar lines. The electrical coupling of the conductive sole 10 to the central conductive zone 2 common to the coplanar lines is defined by the overlap length s of the conductive sole 10 by the central conductive zone 2 common to the coplanar lines. The overlap length s is defined according to the direction of propagation of the signals on the coplanar lines from the end of the central conductive zone 2 along this direction represented by the axis ox.

Selon le mode de réalisation non limitatif représenté figure 2, l'extrémité de la zone conductrice centrale 2 située au voisinage de la bande conductrice transversale 9 est constituée par une arête rectiligne 21 orthogonale aux bandes conductrices 5 et 6 parallèles. La longueur de recouvrement s peut être positive ou négative par rapport à l'origine 0, compte tenu de la convention choisie, une longueur négative correspondant à un recouvrement effectif de la semelle conductrice 10 par la zone conductrice centrale 2 et à un couplage très serré pour le coupleur, une longueur positive correspondant à une absence de recouvrement de la semelle conductrice 10 par la zone conductrice centrale 2 et à un couplage plus lâche. Le choix de la valeur du paramètre s, longueur de recouvrement, permet le coupage choisi le coupleur.According to the nonlimiting embodiment shown in FIG. 2, the end of the central conductive zone 2 located in the vicinity of the transverse conductive strip 9 is constituted by a rectilinear edge 21 orthogonal to the parallel conductive strips 5 and 6. The overlap length s can be positive or negative with respect to the origin 0, taking into account the chosen convention, a negative length corresponding to an effective overlap of the conductive soleplate 10 by the central conductive zone 2 and to a very tight coupling for the coupler, a positive length corresponding to an absence of covering of the conductive sole 10 by the central conductive zone 2 and to a looser coupling. The choice of the value of the parameter s, overlap length, allows the cut selected the coupler.

La semelle conductrice 10 a de préférence au niveau de son extrémité de recouvrement la forme d'une arête reGtiligne 100 parallèle à l'arête rectiligne 21 de la zone conductricé centrale 2 commune aux lignes coplanaires. L'arête rectiligne 21 de la zone conductrice centrale 2 et l'arête rectiligne 100 ont une dimension 1 permettant de déterminer la fréquence centrale de fonctionnement du coupleur. L'arête rectiligne 100 de la semelle conductrice 10 et la dimension de la semelle conductrice 10 suivant une direction parallèle à l'arête rectiligne 100 de son extrémité de recouvrement est limitée par deux arêtes obliques 101 symétriques par rapport à un plan de symétrie longitudinal P du substrat diélectrique, la semelle conductrice 10 ayant ainsi à son extrémité de couplage avec la zone conductrice centrale commune 2 une forme trapézoïdale permettant de présenter aux bornes des accès du coupleur une impédance maximale dans la bande de fonctionnement du dispositif. La semelle conductrice 10 forme, avec les bandes conductrices 7 et 8 prolongeant les bandes centrales des lignes coplanaires, des lignes microbandes, la zone de couplage étant essentiellement constituée par des conducteurs 9, 2 et 10. La bande conductrice transversale 9 est disposée au voisinage de l'arête 21 de la zone conductrice centrale 2 et parallèlement à cette arête. Les lignes coplanaires et les lignes microbandes formées par les bandes métalliques prolongeant les bandes centrales des lignes coplanaires constituent chacune une voie du coupleur.The conductive sole 10 preferably has at the level of its covering end the shape of a straight edge 100 parallel to the straight edge 21 of the central conductive zone 2 common to the coplanar lines. The rectilinear edge 21 of the central conductive zone 2 and the rectilinear edge 100 have a dimension 1 making it possible to determine the central operating frequency of the coupler. The straight edge 100 of the conductive sole 10 and the dimension of the conductive sole 10 in a direction parallel to the straight edge 100 of its covering end is limited by two oblique edges 101 symmetrical with respect to a longitudinal plane of symmetry P of the dielectric substrate, the conductive sole 10 thus having at its coupling end with the common central conductive area 2 a trapezoidal shape making it possible to present at the terminals of the coupler ports a maximum impedance in the operating band of the device. The conductive sole 10 forms, with the conductive strips 7 and 8 extending the central strips of the coplanar lines, microstrip lines, the coupling zone essentially consisting of conductors 9, 2 and 10. The transverse conductive strip 9 is disposed in the vicinity of the edge 21 of the central conductive zone 2 and parallel to this edge. The coplanar lines and the microstrip lines formed by the metal bands extending the central bands of the coplanar lines each constitute a channel of the coupler.

Le fonctionnement du coupleur hyperfréquence directif objet de l'invention représenté figure 1 est le suivant :

  • La zone de couplage correspondant, notamment, à la zone de recouvrement de la semelle conductrice 10 par la zone conductrice centrale 2, est constituée par la zone conductrice centrale 2, la semelle conductrice 10 et la bande conductrice transversale 9. Les zones d'excitation déterminent les accès au coupleur, la porte A est constituée par les conducteurs 2, 4, 5, les conducteurs 2 et 4 sont portés au même potentiel par l'intermédiaire du conducteur 23. La porte A est soumise à une excitation du type ligne coplanaire les zones conductrices 2 et 4 formant les plans de masse de la ligne coplanaire. La porte B est constituée par les conducteurs 7 et 10, la propagation des signaux s'effectuant sur la ligne microbande constituée par la bande conductrice 7 et la semelle conductrice 10, la semelle conductrice 10 apparaissant comme le conducteur au potentiel de référence pour la ligne microbande.
The operation of the directional microwave coupler object of the invention shown in Figure 1 is as follows:
  • The coupling zone corresponding, in particular, to the zone of overlap of the conductive sole 10 by the central conductive zone 2, is constituted by the central conductive zone 2, the conductive sole 10 and the transverse conductive strip 9. The excitation zones determine the accesses to the coupler, the door A is constituted by the conductors 2, 4, 5, the conductors 2 and 4 are brought to the same potential by the intermediary of the conductor 23. The door A is subjected to an excitation of the coplanar line type the conductive zones 2 and 4 forming the ground planes of the line coplanar. Gate B is constituted by conductors 7 and 10, the propagation of the signals taking place on the microstrip line constituted by conductive strip 7 and the conductive sole 10, the conductive sole 10 appearing as the conductor at the reference potential for the line. microstrip.

La porte C est constituée par les conducteurs 2, 3, 6 et est soumise à une excitation du type ligne coplanaire de manière analogue à celle de la porte A, les conducteurs 2 et 3 étant portés au même potentiel par l'intermédiaire d'un conducteur 23. Les conducteurs 23 sont par exemple des fils d'or connectés par thermocompression et les zones conductrices 2, 3 et 4 apparaissent comme les conducteurs au potentiel de référence pour les lignes coplanaires.Gate C is formed by conductors 2, 3, 6 and is subjected to an excitation of the coplanar line type in a similar manner to that of gate A, conductors 2 and 3 being brought to the same potential by means of a conductor 23. The conductors 23 are for example gold wires connected by thermocompression and the conductive zones 2, 3 and 4 appear as the conductors at the reference potential for the coplanar lines.

La porte D est constituée par la semelle conductrice 10 et la bande conductrice 8, la propagation des signaux s'effectuant sur la ligne microbande constituée par la bande conductrice 8 et la semelle conductrice 10. La semelle conductrice 10 apparaît également comme le conducteur au potentiel de référence pour la ligne microbande.The door D is constituted by the conductive sole 10 and the conductive strip 8, the propagation of the signals taking place on the microstrip line constituted by the conductive strip 8 and the conductive sole 10. The conductive sole 10 also appears as the conductor at the potential of reference for the microstrip line.

A la différence des systèmes traditionnels, le couplage s'effectue à partir du couplage entre les plans conducteurs au potentiel de référence des différentes portes. Ainsi la zone conductrice centrale 2 et la semelle conductrice 10 jouent respectivement, du point de vue couplage, le rôle des conducteurs I et II d'un coupleur classique tel que représenté figure 1, mais ces conducteurs n'étant pas disposés dans un même plan, le couplage est d'autant plus serré que la longueur de recouvrement s, négative selon les conventions adoptées, a une valeur absolue importante. La bande conductrice transversale 9 joue le rôle, du point de vue du couplage, du conducteur III du coupleur classique représenté figure 1, la bande conductrice transversale 9 servant alors de référence de potentiel au système des conducteurs couplés, c'est-à-dire la zone conductrice centrale 2 et la semelle conductrice 10.Unlike traditional systems, the coupling takes place from the coupling between the conductive planes at the reference potential of the different doors. Thus the central conductive zone 2 and the conductive sole 10 respectively play, from the coupling point of view, the role of the conductors I and II of a conventional coupler as shown in FIG. 1, but these conductors not being arranged in the same plane , the coupling is all the more tight as the overlap length s, negative according to the conventions adopted, has an important absolute value. The transverse conductive strip 9 plays the role, from the point of view of coupling, of conductor III of the conventional coupler shown in FIG. 1, the transverse conductive strip 9 then serving as a potential reference for the system of coupled conductors, that is to say the central conductive zone 2 and the conductive sole 10.

La détermination des performances du coupleur selon l'invention résulte de l'analyse des paramètres de couplage du système de conducteurs 10, 2, 9 et conduit à déterminer, pour une valeur 6 r de la permittivité relative du matériau diélectrique, les valeurs de s longueur de recouvrement et des dimensions, suivant la direction ox, de l'espacement a entre l'arête 21 de la zone conductrice centrale 2 et la bande conductrice transversale 9 disposée au voisinage de cette zone conductrice centrale 2, et de la largeur b de Ja bande conductrice transversale 9. La longueur 1 de couplage précédemment définie est imposée par la fréquence de fonctionnement du coupleur. Les références a et b ont été mentionnées uniquement sur les figures 4a et 4b afin de ne pas surcharger la figure 2.The determination of the performance of the coupler according to the invention results from the analysis of the coupling parameters of the system of conductors 10, 2, 9 and leads to determining, for a value 6 r of the relative permittivity of the dielectric material, the values of s overlap length and dimensions, in the ox direction, the spacing a between the edge 21 of the central conductive zone 2 and the transverse conductive strip 9 arranged in the vicinity of this central conductive zone 2, and the width b of the transverse conductive strip 9. The length 1 of coupling previously defined is imposed by the operating frequency of the coupler. References a and b have been mentioned only in FIGS. 4a and 4b so as not to overload FIG. 2.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention représenté figure 3, le coupleur hyperfréquence comporte en outre sur la première face du substrat de matériau diélectrique une zone conductrice supplémentaire 11 disposée au voisinage de la bande conductrice transversale 9 et entre les bandes conductrices 7 et 8 prolongeant les bandes conductrices centrales des lignes coplanaires. Cette zone conductrice supplémentaire 11 est connectée électriquement à la zone conductrice centrale 2 commune aux deux lignes coplanaires au moyen de conducteurs 111 connectés par thermocompression par exemple. Du point de vue électrique, les zones conductrices 2 et 11, du fait de l'existence des conducteurs 111, sont équipotentielles et la zone conductrice supplémentaire Il permet ainsi d'augmenter la longueur de recouvrement équivalente de la semelle conductrice 10 par les deux zones conductrices équipotentielles 2 et 11. La zone conductrice supplémentaire est constituée de préférence, au voisinage de la bande conductrice transversale 9, par une bande conductrice rectangulaire disposée parallèlement à la bande conductrice transversale 9 et à l'arête rectiligne 21 de la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires. Dans ce cas la détermination des performances du coupleur représenté figure 3 conduit également à déterminer, suivant la direction ox, l'espacement c entre la bande conductrice transversale 9 et la bande métallique supplémentaire 11 et la largeur d de la zone conductrice 11. Les références c et d ont été mentionnées uniquement sur les figures 4a et 4b afin de ne pas surcharger la figure 3.According to a particular embodiment of the invention shown in FIG. 3, the microwave coupler further comprises on the first face of the substrate of dielectric material an additional conductive area 11 arranged in the vicinity of the transverse conductive strip 9 and between the conductive strips 7 and 8 extending the central conductive strips of the coplanar lines. This additional conductive area 11 is electrically connected to the central conductive area 2 common to the two coplanar lines by means of conductors 111 connected by thermocompression for example. From the electrical point of view, the conductive zones 2 and 11, due to the existence of the conductors 111, are equipotential and the additional conductive zone It thus makes it possible to increase the equivalent covering length of the conductive sole 10 by the two zones equipotential conductors 2 and 11. The additional conductive zone preferably consists, in the vicinity of the transverse conductive strip 9, by a rectangular conductive strip arranged parallel to the transverse conductive strip 9 and to the straight edge 21 of the common central conductive area with coplanar lines. In this case, the determination of the performance of the coupler shown in FIG. 3 also leads to determining, in the direction ox, the spacing c between the transverse conductive strip 9 and the additional metal strip 11 and the width d of the conductive area 11. The references c and d have been mentioned only in FIGS. 4a and 4b so as not to overload FIG. 3.

Les figures 4a et 4b représentent respectivement, en coupe suivant le plan de symétrie longitudinal P du substrat diélectrique la configuration des champs électriques dans le mode de propagation appelé mode pair et dans le mode de propagation appelé mode impair. Du fait de la symétrie électrique du coupleur, le mode pair est caractérisé par l'équipotentialité de la semelle conductrice 10, de la zone conductrice centrale 2 et de la zone conductrice supplémentaire 11, la bande conductrice transversale 9 servant de référence de potentiel au système des conducteurs couplés. La distribution des lignes de champ électrique 40a dans le mode pair est représentée figure 4a.FIGS. 4a and 4b respectively represent, in section along the longitudinal plane of symmetry P of the dielectric substrate, the configuration of the electric fields in the propagation mode called even mode and in the propagation mode called odd mode. Due to the electrical symmetry of the coupler, even mode is characterized by the equipotentiality of the conductive sole 10, the central conductive area 2 and the additional conductive area 11, the transverse conductive strip 9 serving as a potential reference for the system. coupled conductors. The distribution of the electric field lines 40a in the even mode is shown in Figure 4a.

De même, du fait de la symétrie électrique du coupleur, le mode impair est caractérisé par le potentiel opposé de la semelle conductrice 10 par rapport au potentiel de la zone conductrice centrale 2 et de la zone conductrice supplémentaire 11. La bande conductrice transversale 9 sert également de référence de potentiel au système des conducteurs couplés dans le cas du mode impair. La distribution des lignes de champ électrique 40b en mode impair est représentée figure 4b.Similarly, due to the electrical symmetry of the coupler, the odd mode is characterized by the opposite potential of the conductive sole 10 with respect to the potential of the central conductive area 2 and of the additional conductive area 11. The transverse conductive strip 9 serves also of potential reference to the system of coupled conductors in the case of the odd mode. The distribution of the electric field lines 40b in odd mode is shown in Figure 4b.

La symétrie électrique du coupleur résulte de la relation approchée suivante :

Figure imgb0004

  • dans laquelle: C11o et CllE représentent, respectivement pour la valeur ε r = 1 et pour la valeur ε r relative au matériau diélectrique cansidéré, le coefficient d'influence de la zone conductrice centrale 2 - défini à partir de la matrice des coefficients d'influence du système melticonducteur constitué par la zone conductrice centrale 2, la bande conductrice transversale 9 et la semelle conductrice 10 dans lequel la bande conductrice centrale 9 est considérée comme étant au p:tentiel de référence, C220 et C22ε représentent, respectivement p:ur la valeur Er = 1 et pour la valeur ε r relative au matériau délectrique considéré, le coefficient d'influence de la semelle conductrice 10 défini à partir de la matrice des coefficients dinfluence du système multiconducteur constitué par la zone con- ouctrice centrale 2, la bande conductrice transversale 9, et la semelle conductrice 10 dans lequel la bande conductrice centrale 9 est considérée comme étant au potentiel de référence,
  • Co représente la moyenne arithmétique des coefficients C11o et C22 ,
  • Ce représente la moyenne arithmétique des coefficients C11ε et C22ε,
  • C12o et C12ε représentent, respectivement pour la valeur r = 1 et pour la valeur ε r relative au matériau diélectrique considéré, le coefficient mutuel d'influence de la zone conductrice centrale 2 et de la semelle conductrice 10 défini à partir de la matrice des coefficients d'influence du système multiconducteur constitué par les conducteurs 2, 9 et 10 dans lequel la bande conductrice centrale 9 est considérée comme étant au potentiel de référence.
The electrical symmetry of the coupler results from the following approximate relationship:
Figure imgb0004
  • in which: C11 o and Cll E represent, respectively for the value ε r = 1 and for the value ε r relative to the dielectric material considered, the coefficient of influence of the central conductive zone 2 - defined from the matrix of the coefficients influence of the melt-conducting system constituted by the central conductive zone 2, the transverse conductive strip 9 and the conductive sole 10 in which the central conductive strip 9 is considered to be at the reference potential, C22 0 and C22 ε represent, respectively for the value Er = 1 and for the value ε r relative to the electrical material considered, the influence coefficient of the conductive sole 10 defined from the matrix of the influence coefficients of the multiconductor system constituted by the central con- ducting zone 2, the transverse conductive strip 9, and the conductive sole 10 in which the central conductive strip 9 is considered to be at the reference potential,
  • C o represents the arithmetic mean of the coefficients C11 o and C22,
  • This represents the arithmetic mean of the coefficients C11 ε and C22 ε ,
  • C12 o and C12 ε represent, respectively for the value r = 1 and for the value ε r relative to the dielectric material considered, the mutual coefficient of influence of the central conductive zone 2 and of the conductive sole 10 defined from the matrix influence coefficients of the multiconductor system constituted by conductors 2, 9 and 10 in which the central conductive strip 9 is considered to be at the reference potential.

Le coefficient de couplage k en dB exprimé en fonction des précédentes paramètres est donné par la relation :

Figure imgb0005
The coupling coefficient k in dB expressed as a function of the previous parameters is given by the relation:
Figure imgb0005

Selon un autre mode de réalisation de l'invention représenté figure 5, le coupleur hyperfréquence directif est un coupleur multi- tronçons. L'association de plusieurs tronçons de couplage en cascade permet, notamment, d'accroître la bande de fonctionnement du dispositif de couplage. Dans ce but la bande conductrice transversale 9 est constituée d'une pluralité de sections définissant les différents tronçons du dispositif de couplage. Les sections ont, suivant la direction ox, une dimension différente qui permet de définir, pour chaque tronçon, un coefficient de couplage k qui lui est propre. A titre d'exemple non limitatif représenté figure 5, le coupleur hyperfréquence directif selon l'invention est un coupleur à trois tronçons. A cet effet la bande conductrice transversale 9 présente un rétrécissement 91 définissant les trois tronçons α, β , γ. Le rétrécissement 91 définissant le tronçon centrale et les tronçons adjacents α et γ ont dans la direction perpendiculaire à ox une dimension sensiblement égale à

Figure imgb0006
où λ représente la longueur d'onde du signal transmis par les lignes. De même l'arête 100 de la semelle conductrice 10 comporte, en vis-à-vis du rétrécissement 91, une vancée 103 dont la dimension, dans la direction perpendiculaire à ox, est égale à
Figure imgb0007
. Cette avancée 103 de la semelle conductrice permet, pour le tronçon central β, d'augmenter le couplage par modification de la longueur de recouvrement s au niveau du tronçon β. A titre d'exemple, la mise en oeuvre d'un coupleur comprenant_trois tronçons de coefficients de couplage respectifs kα = 13 dB, kβ = 1,4 dB, k 'l = 13 dB a permis la réalisation d'un coupleur 3 dB fonctionnant dans une bande de fréquence comprise entre 2 GHz et 9,7GHz.According to another embodiment of the invention shown in FIG. 5, the directional microwave coupler is a multi-segment coupler. The association of several cascade coupling sections makes it possible, in particular, to increase the operating band of the coupling device. For this purpose, the transverse conductive strip 9 consists of a plurality of sections defining the different sections of the coupling device. The sections have, in the direction ox, a different dimension which makes it possible to define, for each section, a coupling coefficient k which is specific to it. By way of nonlimiting example shown in FIG. 5, the directive microwave coupler according to the invention is a coupler with three sections. To this end, the transverse conductive strip 9 has a narrowing 91 defining the three sections α, β, γ. The narrowing 91 defining the central section and the adjacent sections α and γ have in the direction perpendicular to ox a dimension substantially equal to
Figure imgb0006
 where λ represents the wavelength of the signal transmitted by the lines. Similarly, the edge 100 of the conductive sole 10 comprises, facing the narrowing 91, a flank 103 whose dimension, in the direction perpendicular to ox, is equal to
Figure imgb0007
 . This projection 103 of the conductive sole allows, for the central section β, to increase the coupling by modifying the overlap length s at the section β. For example, the implementation of a coupler comprising_three sections of respective coupling coefficients kα = 13 dB, kβ = 1.4 dB, k 'l = 13 dB has made it possible to produce a 3 dB coupler operating in a frequency band between 2 GHz and 9.7 GHz.

De même ainsi que représenté figure 5, à titre d'exemple non limitatif, la zone conductrice centrale 2 commune aux lignes coplanaires est subdivisée en deux zones conductrices centrales 201 et 202 disjointes séparées par un espacement non conducteur 204. L'espacement 204a, de préférence, dans la direction perpendiculaire à ox, une dimension sensiblement égale à la dimension, dans cette même direction, du rétrécissement 91 de la bande transversale 9, et, est situé en vis-à-vis de celui-ci. Les deux zones conductrices centrales 201 et 202 ont leur extrémité disposée au voisinage de la bande conductrice transversale 9 reliée par une bande conductrice 203. La bande conductrice 203 constitue pour le tronçon centrale une zone conductrice de couplage de dimension finie permettant d'ajuster le couplage du tronçon central β.As shown in FIG. 5, by way of nonlimiting example, the central conductive zone 2 common to the coplanar lines is subdivided into two disjointed central conductive zones 201 and 202 separated by a non-conductive spacing 204. The spacing 204a, of preferably, in the direction perpendicular to ox, a dimension substantially equal to the dimension, in this same direction, of the narrowing 91 of the transverse strip 9, and, is situated opposite it. The two central conductive areas 201 and 202 have their ends disposed in the vicinity of the transverse conductive strip 9 connected by a conductive strip 203. The conductive strip 203 constitutes for the central section a conductive coupling area of finite dimension making it possible to adjust the coupling. of the central section β.

Le mode de réalisation du coupleur objet de l'invention représenté figure 6 est relatif à un coupleur replié. Ce mode est adapté à une utilisation pour laquelle il est utile de réunir d'un même côté du substrat diélectrique la voie d'excitation constituée par la porte A et la voie découplée constituée par la porte D. Par rapport au coupleur hyperfréquence selon l'invention représenté figure 2, le mode de réalisation non limitatif du coupleur replié de la figure 6 présente, du point de vue géométrique ou mécanique, une symétrie par rapport à un axe ZZ' orthogonal au substrat axe de symétrie du substrat. Les lignes coplanaires et les lignes microbandes sont par exemple disposées symétriquement par rapport à l'axe ZZ', la zone conductrice centrale commune étant subdivisée en deux zones conductrices 205, 206 symétriques par rapport à l'axe ZZ' et reliées par un conducteur 24. Les lignes microbandes sont respectivement sensiblement disposées dans deux quadrants de la surface du substrat symétriques par rapport à l'axe ZZ'. De cette manière la porte A formée par la ligne microbande est constituée par la bande conductrice 7 et la semelle conductrice 10 laquelle recouvre au plus, sur la deuxième face du substral de materiau diélectrique, deux premiers quadrants délimités par les plans de symétrie du substrat orthogonaux et concourrants suivants l'axe ZZ', les deux premiers quadrants étant symétriques par rapport à l'axe ZZ'. Selon le mode de réalisation non limitatif représenté figure 6, la semelle conductrice 10 comporte deux parties symétriques par rapport à l'axe ZZ' et délimitées par les arêtes 100, 101, 102 et 105. De même la porte C disposée symétriquement à la porte A par rapport à l'axe ZZ' est formée par la ligne microbande constituée par la bande conductrice 8 et la semelle conductrice 10. De même les portes B et D formées par les lignes coplanaires sont respectivement constituées par les bandes conductrices 5 et 6 et par les zones conductrices 4, 205 et 3, 206 disposées par exemple symétriquement par rapport à l'axe ZZ'. Les zones conductrices 4, 3 et 205, 206 constitutives des lignes coplanaires recouvrent au plus, sur la première face du substrat de matériau diélectrique, les deux quadrants adjacents aux deux premiers quadrants. Les zones conductrices 4, 3 et 205, 206 sont électriquement reliées par des conducteurs 23, 24 constitués par exemple par des fils d'or connectés aux zones conductrices par thermocompression.The embodiment of the coupler object of the invention shown in Figure 6 relates to a folded coupler. This mode is suitable for a use for which it is useful to bring together, on the same side of the dielectric substrate, the excitation path constituted by the door A and the decoupled path constituted by the door D. With respect to the microwave coupler according to the invention shown in Figure 2, the non-limiting embodiment of the folded coupler of Figure 6 has, from the geometric or mechanical point of view, a symmetry with respect to an axis ZZ 'orthogonal to the substrate axis of symmetry of the substrate. The coplanar lines and the microstrip lines are for example arranged symmetrically with respect to the axis ZZ ', the common central conductive area being subdivided into two conductive areas 205, 206 symmetrical with respect to the axis ZZ' and connected by a conductor 24 The microstrip lines are respectively substantially arranged in two quadrants of the surface of the substrate symmetrical with respect to the axis ZZ '. In this way the door A formed by the microstrip line is constituted by the conductive strip 7 and the conductive sole 10 which covers at most, on the second face of the substrate of dielectric material, two first quadrants delimited by the planes of symmetry of the orthogonal and concurrent substrate along the axis ZZ ', the first two quadrants being symmetrical with respect to the axis ZZ'. According to the nonlimiting embodiment shown in FIG. 6, the conductive soleplate 10 has two parts symmetrical with respect to the axis ZZ 'and delimited by the edges 100, 101, 102 and 105. Similarly, the door C disposed symmetrically with the door A with respect to the axis ZZ ′ is formed by the microstrip line formed by the conductive strip 8 and the conductive sole 10. Similarly the doors B and D formed by the coplanar lines are respectively constituted by the conductive strips 5 and 6 and by the conductive zones 4, 205 and 3, 206 arranged for example symmetrically with respect to the axis ZZ '. The conductive areas 4, 3 and 205, 206 constituting the coplanar lines cover at most, on the first face of the substrate of dielectric material, the two quadrants adjacent to the first two quadrants. The conductive areas 4, 3 and 205, 206 are electrically connected by conductors 23, 24 constituted for example by gold wires connected to the conductive areas by thermocompression.

On a ainsi décrit un coupleur hyperfréquence directif utilisable dans les microcircuits intégrés hyperfréquence permettant de réaliser des coupleurs directifs ayant une bonne dynamique de coefficient de couplage bien que les coupleurs selon l'ivention soient particulièrement adaptés et présentent un maximum d'efficacité pour les couplages très serrés.We have thus described a directional microwave coupler usable in microwave integrated microcircuits making it possible to make directional couplers having a good dynamics of coupling coefficient although the couplers according to the purpose are particularly suitable and have maximum efficiency for very tight couplings. tight.

Les coupleurs selon l'invention permettent en outre de simplifier la technique de fabrication des coupleurs directifs. En effet selon les configurations proposées pour la mise en oeuvre de coupleurs objet de l'invention, les cotes nécessaires à la réalisation d'un coupleur 3 dB sont de l'ordre de quelques dizièmes de millimètres. De ce fait l'influence de l'épaisseur des bandes et zones conductrices est également diminuée avec pour conséquence résultante l'effet négligeable de la précision d'usinage des zones conductrices compte tenu des performances permises par les procédés de sérigraphie ou usinage ionique classiques, et, en définitive un accroissement de la reproductibilité des performances du coupleur.The couplers according to the invention also make it possible to simplify the technique for manufacturing directive couplers. In fact, according to the configurations proposed for the implementation of couplers which are the subject of the invention, the dimensions necessary for producing a 3 dB coupler are of the order of a few tenths of a millimeter. As a result, the influence of the thickness of the conductive strips and zones is also reduced, with the resulting consequence of the negligible effect of the machining precision of the conductive zones taking into account the performances allowed by conventional screen printing or ion machining processes, and ultimately an increase in reproducibility of coupler performance.

Les coupleurs hyperfréquence directifs selon l'invention facilitent également une intégration de la résistance de charge dans la voie découplée du coupleur du fait de la proximité des plans de masse et permettent d'associer deux techniques de propagation suivant ligne coplanaire et suivant ligne microbande sur un même substrat de matériau diélectrique.The directional microwave couplers according to the invention also facilitate integration of the load resistance in the decoupled channel of the coupler due to the proximity of the ground planes and make it possible to associate two propagation techniques along the coplanar line and along the microstrip line on a same substrate of dielectric material.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. L'introduction de modifications locales de la structure couplée, notamment à l'extrémité des lignes couplées en vue d'une modification locale du couplage capacitif ou inductif des lignes en vue d'une compensation de l'écart des vitesses de propagation des modes pair et impair ne sort pas du cadre de la présente invention.The invention is not limited to the embodiments described. The introduction of local modifications of the coupled structure, in particular at the end of the coupled lines with a view to a local modification of the capacitive or inductive coupling of the lines with a view to compensating for the difference in propagation speeds of the even modes and odd is not beyond the scope of the present invention.

Claims (12)

1. Coupleur hyperfréquence directif comprenant au moins deux lignes de transmission couplées sur un même substrat de matériau diélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, sur une première face du substrat de matériau diélectrique : - un arrangement de zones et de bandes conductrices formant respectivement deux lignes coplanaires comportant une zone conductrice centrale commune, la bande conductrice centrale de chacune des lignes coplanaires étant prolongée respectivement par une autre bande conductrice et une bande conductrice transversale reliant électriquement les bandes conductrices centrales des lignes coplanaires et les bandes conductrices prolongeant la bande conductrice centrale des lignes coplanaires, et, d'autre part, sur une deuxième face du substrat de matériau diélectrique opposée à la première face : - une semelle conductrice couplée électriquement à la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires, la semelle conductrice formant des lignes microbandes avec les bandes conductrices prolongeant les bandes conductrices centrales des lignes coplanaires, les lignes coplanaires et les lignes microbandes formées par les bandes conductrices prolongeant la bande conductrice centrale des lignes coplanaires constituant chacune une voie du coupleur. 1. Directional microwave coupler comprising at least two transmission lines coupled on the same substrate of dielectric material, characterized in that it comprises, on the one hand, on a first face of the substrate of dielectric material: - an arrangement of zones and conductive strips respectively forming two coplanar lines comprising a common central conductive zone, the central conductive strip of each of the coplanar lines being extended respectively by another conductive strip and a transverse conductive strip electrically connecting the central conductive strips of the coplanar lines and the conductive strips extending the central conductive strip of the coplanar lines, and, on the other hand, on a second face of the substrate of dielectric material opposite to the first face: a conductive sole electrically coupled to the central conductive zone common to the coplanar lines, the conductive sole forming microstrip lines with the conductive strips extending the central conductive strips of the coplanar lines, the coplanar lines and the microstrip lines formed by the conductive strips extending the central conductive strip of the coplanar lines each constituting a channel of the coupler. 2. Coupleur hyperfréquence directif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrangement des zones et bandes conductrices sur la première face du substrat forme un système de deux lignes coplanaires parallèles comportant une zone conductrice centrale commune, chacune des lignes coplanaires constituant une voie du coupleur, la bande conductrice centrale de chaque ligne coplanaire étant prolongée par une troisième et par une quatrième bande conductrice respectivement alignée avec chacune des bandes conductrices centrales des lignes coplanaires, la bande conductrice transversale reliant la bande conductrice centrale des lignes coplanaires étant disposée orthogonalement à celles-ci, le couplage électrique de la semelle conductrice à la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires étant défini par la longueur de recouvrement s de la semelle conductrice par la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires.2. Directional microwave coupler according to claim 1, characterized in that the arrangement of the zones and conductive strips on the first face of the substrate forms a system of two parallel coplanar lines comprising a common central conductive zone, each of the coplanar lines constituting a channel of the coupler, the central conductive strip of each coplanar line being extended by a third and a fourth conductive strip respectively aligned with each of the central conductive strips of the coplanar lines, the transverse conductive strip connecting the central conductive strip of the coplanar lines being arranged orthogonally to these, the electrical coupling of the conductive sole to the central conductive zone common to the coplanar lines being defined by the overlap length s of the conductive sole by the central conductive zone common to the coplanar lines. 3. Coupleur hyperfréquence directif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité de la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires située au voisinage de la bande conductrice transversale est constituée par une arête rectiligne orthogonale aux bandes conductrices centrales des lignes coplanaires, la semelle conductrice comportant au niveau de son extrémité de recouvrement une arête rectiligne parallèle à l'arête rectiligne de la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires.3. Directional microwave coupler according to claim 2, characterized in that the end of the central conductive zone common to the coplanar lines located in the vicinity of the transverse conductive strip is constituted by a straight edge orthogonal to the central conductive strips of the coplanar lines, the conductive soleplate comprising at its covering end a straight edge parallel to the straight edge of the central conductive area common to the coplanar lines. 4. Coupleur hyperfréquence directif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la dimension de la semelle conductrice suivant une direction parallèle à l'arête rectiligne de son extrémité de recouvrement est limitée par deux arêtes obliques symétriques par rapport à un plan de symétrie P longitudinal du substrat diélectrique, la semelle conductrice ayant à son extrémité de couplage avec la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires une forme trapézoïdale permettant de présenter aux bornes d'accès du coupleur une impédance maximale.4. Directional microwave coupler according to claim 3, characterized in that the dimension of the conductive soleplate in a direction parallel to the straight edge of its covering end is limited by two oblique edges symmetrical with respect to a longitudinal plane of symmetry P of the dielectric substrate, the conductive sole having at its coupling end with the central conductive area common to the coplanar lines a trapezoidal shape making it possible to present at the access terminals of the coupler a maximum impedance. 5. Coupleur hyperfréquence directif selon l'une des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que la première face du substrat de matériau diélectrique comporte en outre une zone conductrice supplémentaire disposée au voisinage de la bande conductrice transversale et entre les bandes conductrices prolongeant les bandes conductrices centrales des lignes coplanaires, la zone conductrice supplémentaire étant connectée électriquement à la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires.5. Directional microwave coupler according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first face of the substrate of dielectric material further comprises an additional conductive area disposed in the vicinity of the transverse conductive strip and between the conductive strips extending the strips central conductive areas of the coplanar lines, the additional conductive area being electrically connected to the central conductive area common to the coplanar lines. 6. Coupleur hyperfréquence directif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la zone conductrice supplémentaire est constituée par une bande conductrice rectangulaire disposée parallèlement à la bande conductrice transversale et à l'arête rectiligne de la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires.6. Directional microwave coupler according to claim 5, characterized in that the additional conductive area is constituted by a rectangular conductive strip arranged parallel to the transverse conductive strip and to the rectilinear edge of the central conductive area common to the coplanar lines. 7. Coupleur hyperfréquence directif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, le coupleur étant un coupleur multi- tronçons, la bande conductrice transversale est constituée d'une pluralité de sections définissant les différents tronçons.7. Directional microwave coupler according to claims 5 and 6, characterized in that, the coupler being a multi-section coupler, the transverse conductive strip consists of a plurality of sections defining the different sections. 8. Coupleur hyperfréquence directif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bande conductrice transversale comporte un rétrécissement définissant un tronçon central et deux tronçons adjacents, le tronçon central et les tronçons adjacents ayant, dans la direction perpendiculaire à la direction ox de propagation des signaux sur les lignes coplanaires, une dimension sensiblement égale à * où À représente la longueur d'onde du signal transmis par les lignes, l'arête rectiligne de l'extrémité de recouvrement de la semelle conductrice comportant en vis-à-vis du rétrécissement une avancée de dimension, suivant une direction perpendiculaire à ox, égale à la dimension du rétrécissement suivant cette même direction.8. Directional microwave coupler according to claim 7, characterized in that the transverse conductive strip comprises a narrowing defining a central section and two adjacent sections, the central section and the adjacent sections having, in the direction perpendicular to the direction ox of propagation of signals on the coplanar lines, a dimension substantially equal to * where représente represents the wavelength of the signal transmitted by the lines, the straight edge of the covering end of the conductive sole having opposite the narrowing a dimension advance, in a direction perpendicular to ox, equal to the dimension of the narrowing in this same direction. 9. Coupleur hyperfréquence selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la zone conductrice centrale commune aux lignes coplanaires est subdivisée en deux zones conductrices centrales disjointes séparées par un espacement non conducteur, les deux zones conductrices centrales ayant leur extrémité disposée au voisinage de la bande conductrice transversale reliée par une bande conductrice.9. Microwave coupler according to claims 5 to 7, characterized in that the central conductive area common to the coplanar lines is subdivided into two disjointed central conductive areas separated by a non-conductive spacing, the two central conductive areas having their ends arranged in the vicinity of the transverse conductive strip connected by a conductive strip. 10. Coupleur hyperfréquence directif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lignes coplanaires et les lignes microbandes sont respectivement disposées sensiblement dans deux quadrants symétriques par rapport à un axe ZZ', de symétrie orthogonal au substrat, la semelle conductrice comportant deux parties recouvrant au plus, sur la deuxième face du substrat, deux premiers quadrants délimités par des plans de symétrie du substrat orthogonaux et concourrants suivant l'axe ZZ', les zones conductrices constituants les lignes coplanaires recourant au plus, sur la première face du substrat de matériau diélectrique, les deux quadrants adjacents aux deux premiers quadrants.10. Directional microwave coupler according to claims 1 to 3, characterized in that the coplanar lines and the microstrip lines are respectively arranged substantially in two quadrants symmetrical with respect to an axis ZZ ', of symmetry orthogonal to the substrate, the conductive sole comprising two parts covering at most, on the second face of the substrate, two first quadrants delimited by planes of symmetry of the orthogonal and concurant substrate along the axis ZZ ', the conductive zones constituting the coplanar lines using at most, on the first face of the substrate of dielectric material, the two quadrants adjacent to the first two quadrants. 11. Coupleur hyperfréquence directif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les lignes coplanaires et les lignes microbandes sont respectivement disposées symétriquement par rapport à un axe de symétrie ZZ' orthogonal au substrat de matériau diélectrique, sensiblement dans deux quadrants de la surface du substrat symétriques par rapport à l'axe ZZ', la semelle conductrice, comportant deux parties symétriques par rapport à l'axe ZZ', recouvrant au plus sur la deuxième face du substrat, deux premiers quadrants délimités par des plans de symétrie du substrat orthogonaux et concourrants suivant l'axe ZZ', les zones conductrices constituant les lignes coplanaires recouvrant au plus, sur la première face du substrat de matériau diélectrique, les deux quadrants adjacents aux deux premiers quadrants symétriquement par rapport à l'axe ZZ'.11. Directional microwave coupler according to claim 10, characterized in that the coplanar lines and the microstrip lines are respectively arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry ZZ 'orthogonal to the dielectric material substrate, substantially in two quadrants of the surface of the substrate symmetrical with respect to the axis ZZ ', the conductive soleplate, comprising two parts symmetrical with respect to the axis ZZ', covering at most on the second face of the substrate, two first quadrants delimited by planes of symmetry of the orthogonal and concurrent substrate along the axis ZZ ', the conductive zones constituting the coplanar lines covering at most, on the first face of the substrate of dielectric material, the two quadrants adjacent to the first two quadrants symmetrically with respect to the axis ZZ '. 12. Circuit hyperfréquence comportant un coupleur directif selon l'une des revendications précédentes.12. Microwave circuit comprising a directional coupler according to one of the preceding claims.
EP79400122A 1978-03-14 1979-02-27 Microwave directional coupler, and microwave device making use of integrated circuits comprising such a couplet Expired EP0004228B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7807281A FR2420220A1 (en) 1978-03-14 1978-03-14 DIRECTIVE HYPERFREQUENCY COUPLER, AND HYPERFREQUENCY CIRCUIT CONTAINING SUCH A COUPLER
FR7807281 1978-03-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0004228A2 true EP0004228A2 (en) 1979-09-19
EP0004228A3 EP0004228A3 (en) 1979-10-17
EP0004228B1 EP0004228B1 (en) 1981-03-25

Family

ID=9205749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP79400122A Expired EP0004228B1 (en) 1978-03-14 1979-02-27 Microwave directional coupler, and microwave device making use of integrated circuits comprising such a couplet

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4224584A (en)
EP (1) EP0004228B1 (en)
DE (1) DE2960208D1 (en)
FR (1) FR2420220A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2838317A1 (en) * 1978-09-01 1980-03-06 Siemens Ag DIRECTIONAL COUPLER
AU580101B2 (en) * 1984-10-30 1988-12-22 Siemens Telecomunicazioni S.P.A. Directional couplers of the branchline type

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5917860A (en) * 1993-12-13 1999-06-29 Industrial Technology Research Institute Digital transmitter utilizing a phase shifter having decoupled coplanar microstrips
US7248129B2 (en) 2004-05-19 2007-07-24 Xytrans, Inc. Microstrip directional coupler

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769617A (en) * 1971-12-09 1973-10-30 Rca Corp Transmission line using a pair of staggered broad metal strips

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3593208A (en) * 1969-03-17 1971-07-13 Bell Telephone Labor Inc Microwave quadrature coupler having lumped-element capacitors
US3611153A (en) * 1969-11-12 1971-10-05 Rca Corp Balanced mixer utilizing strip transmission line hybrid
CA1041614A (en) * 1976-10-28 1978-10-31 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of National Defence Broadband frequency divider using microwave varactors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769617A (en) * 1971-12-09 1973-10-30 Rca Corp Transmission line using a pair of staggered broad metal strips

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, vol. MTT-20, no. 11, novembre 1972, New York, R.WAUGH et al.: "Unfolding the lange coupler", page 777-779. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2838317A1 (en) * 1978-09-01 1980-03-06 Siemens Ag DIRECTIONAL COUPLER
EP0008707A2 (en) * 1978-09-01 1980-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Directional coupler
EP0008707A3 (en) * 1978-09-01 1980-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Directional coupler
AU580101B2 (en) * 1984-10-30 1988-12-22 Siemens Telecomunicazioni S.P.A. Directional couplers of the branchline type

Also Published As

Publication number Publication date
US4224584A (en) 1980-09-23
EP0004228A3 (en) 1979-10-17
DE2960208D1 (en) 1981-04-16
EP0004228B1 (en) 1981-03-25
FR2420220B1 (en) 1980-09-19
FR2420220A1 (en) 1979-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4527165A (en) Miniature horn antenna array for circular polarization
EP0044779B1 (en) Folded dipoles in tri-plate technology for very high frequencies, and arrays comprising the same
EP2510574B1 (en) Microwave transition device between a microstrip line and a rectangular waveguide
EP0014620A1 (en) Microwave circuit with coupled coplanar lines and device comprising such a circuit
EP0285503B1 (en) Filter with distributed constant elements associating two kinds of coupling arrangements
EP0012055B1 (en) Microstrip monopulse primary feed and antenna using same
EP0201409A1 (en) Broad-band directional coupler for a microstrip line
AU634433B2 (en) Coplanar 3db quadrature coupler
EP1042845B1 (en) Antenna
Maas Practical microwave circuits
US4288761A (en) Microstrip coupler for microwave signals
EP0108003A1 (en) Double strip line resonators and filter using such resonators
EP0004228B1 (en) Microwave directional coupler, and microwave device making use of integrated circuits comprising such a couplet
EP1234356B1 (en) Active electronic scan microwave reflector
FR2535905A1 (en) HIGH FREQUENCY COUPLING CIRCUIT, IN PARTICULAR FOR DOUBLE BALANCED AMPLIFIER
US5717405A (en) Four-port phase and amplitude equalizer for feed enhancement of wideband antenna arrays with low sum and difference sidelobes
EP1305846B1 (en) Active dual-polarization microwave reflector, in particular for electronically scanning antenna
US4093928A (en) Microstrip hybrid ring coupler
EP0335788A1 (en) Microwave phase shifter
FR2736212A1 (en) Microwave frequency coupler device esp. for dipole antenna
EP1139484A1 (en) Microwave phase shifter and phased array antenna with such phase shifters
EP0983616B1 (en) Method and device for connecting two millimetric elements
FR3091046A1 (en) BASIC MICROBAND ANTENNA AND NETWORK ANTENNA
JP3506347B2 (en) Josephson junction array with antenna
EP3420644B1 (en) Printed circuit produced with uniplanar technology

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB IT NL SE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB

17P Request for examination filed
GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB

REF Corresponds to:

Ref document number: 2960208

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19810416

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19910122

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19910125

Year of fee payment: 13

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19920227

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19921103

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT