JP2000022412A - 方向性結合器 - Google Patents
方向性結合器Info
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Abstract
合わせに格別な精度調整を必要とせず、量産性に優れた
方向性結合器を提供する。 【解決手段】一対の平行平板導体1、2間に、入力ポー
ト7a,出力ポート7bを具備する第1の誘電体線路
3、入力ポート7c,出力ポート7dを具備する第2の
誘電体線路4を配設してなり、入力ポート7aから入力
した高周波信号を出力ポート7bおよび出力ポート7d
から出力させる方向性結合器において、第1および第2
の誘電体線路3,4を2つ以上の結合穴6a,6bを有
する導体層5を介して一体的に形成するとともに、結合
穴6a、6b間の距離を高周波信号の管内波長の(2n
−1)/4波長(n:整数)相当長さに設定する。
Description
に組み込まれ、高周波信号のガイドとして用いられるN
RDガイドを用いた方向性結合器に係わるもので、特に
量産性に優れた結合器に係わるものである。
線路)を用いた方向性結合器としては、高周波信号(電
磁波)を分割及び結合するために用いられるものである
が、その一般的な構造を図5に示した。図5によれば、
一対の平行平板導体11a,11b(説明の便宜上、平
板導体11aは、一点鎖線で示した)間に、2つの誘電
体線路12、13が配設されている。2つの誘電体線路
のうち、少なくとも一方が曲線状に形成され、図5で
は、誘電体線路12、13の両方が曲線状に形成されて
おり、両誘電体線路12、13の最近接部分の間隙xが
所定間隔になるように配設されている。
12の入力ポート12aから入力された高周波信号は、
最近接部分で分離され、誘電体線路13のポート13a
からは出力されることなく、誘電体線路12の出力ポー
ト12bと、誘電体線路13の出力ポート13bからそ
れぞれ信号が出力されるものである。
来の方向性結合器では、最近接部分の距離xが方向性結
合器の特性に大きな影響を与える。例えば、誘電体線路
12、13が、誘電率5、幅1mm、高さ2mmのNR
Dガイドからなる場合、最近接部分の距離xの精度を
0.1mm以下に制御する必要がある。このように、2
つの誘電体線路12、13を高精度に一対の平行平板導
体11a、11b間に設置するのは、非常に難しく、量
産性を阻害する大きな要因となっており、それに伴い、
組み立て時の位置合わせの精度調整のために製品コスト
も高くなる等の問題があった。
備する方向性結合器の組み立て時の位置合わせに格別な
精度調整を必要とせず、量産性に優れた方向性結合器を
提供することを目的とするものである。
対して、2つの誘電体線路を結合器の特性に影響を与え
ることなく一体的に形成可能な構造について検討を重ね
た結果、2つの誘電体線路を2つ以上の結合穴を有する
導体層を介して一体的に形成するとともに、導体層内の
2つ以上の結合穴間の距離を高周波信号の管内波長の
(2n−1)/4波長(n:整数)相当長さに設定する
ことによって、上記目的が達成されることを見いだした
ものである。
例を示す図面をもとに説明する。図1は、本発明の方向
性結合器の概略斜視図であり、図2はその側面図であ
る。図1、図2に示すように、本発明の方向性結合器
は、一対の平行平板導体1、2(説明の便宜上、平板導
体2は一点鎖線で示した)間に、第1の誘電体線路3、
第2の誘電体線路4が配設されてなるものであるが、本
発明の大きな特徴は、この第1の誘電体線路3および第
2の誘電体線路4が、導体層5を挟んで一体的に形成さ
れたものである点にある。
第1の誘電体線路3および導体層5によって、いわゆる
イメージNRDガイドが形成されている。また、同様
に、平板導体1、2、第2の誘電体線路4および導体層
5によってもイメージNRDガイドが形成されている。
4の合わせ面に存在する導体層5には、導体が無い部
分、即ち結合穴6a,6bが形成されており、この結合
穴6a、6bは、その間隔xが高周波信号の管内波長の
(2n−1)/4(n:整数)波長相当長さとなるよう
な位置に形成されることにより、第1および第2の誘電
体線路3、4がこの結合穴6a,6bによって電磁的に
形成されている。
信号の流れを説明する平面図に示されるように、第1の
誘電体線路3のポート7aから入力した高周波信号が、
結合穴6a、6bを介した電磁的な結合によって分割さ
れ、第1の誘電体線路3のポート7bと、第2の誘電体
線路4のポート7dとから出力され、第2の誘電体線路
4のポート7cからは信号が何ら出力されないという特
性を有する。
間隔を上記のように設定することにより、第1の誘電体
線路3のポート7aから入力した高周波信号波は、結合
穴6aにおいて一部反射するが、結合穴6bにおいて反
射した信号波を位相差1/2波長で互いに干渉し、ポー
ト7aから出力することはない。
は、結合穴6aにおける散乱により生じる信号波が、結
合穴6bにおける散乱により生じる信号波を位相差1/
2波長で互いに干渉し、入力ポート7cから出力するこ
とはない。
は、結合穴6a、6bを透過した信号波が、また、第2
の誘電体線路4のポート7dへは、結合穴6a、6bを
経由した信号波が同位相となることにより、信号が強め
あうように干渉して出力される。
合穴6a、6bの形状は、円形、楕円形、四角形などの
多角形などの形状から構成されるが、第1の誘電体線路
3と第2の誘電体線路4との結合穴6a、6bによる電
磁的な結合性の観点からは、結合穴6a、6bの形状、
寸法は、7bと7dへの出力する信号の比に応じて適当
な設計で決められる。
電体線路3と第2の誘電体線路4とが、導体層5を介し
て一体的に形成された形状からなるものであることか
ら、従来のように、第1の誘電体線路3と第2の誘電体
線路4とを所定の間隔に精度よく配置するなどの手間が
不要となる他、極めて容易に作製することができる。
るための誘電体としては、コーディエライト、アルミ
ナ、ガラスセラミックス等のセラミックスの他、有機系
誘電体材料、有機−無機複合系誘電体材料によって形成
されるものである。
には、所定の厚みを有する第1の誘電体線路成形体およ
び第2の誘電体線路成形体を作製し、その一方の成形体
の合わせ面に前述したような2つの結合穴が形成される
ように金属ペーストを印刷塗布したり、予め2つの結合
穴が形成された薄い金属箔や金属板を間に挟んで積層し
た後、それらを一体的に焼結することによって第1の誘
電体線路と第2の誘電体線路を一体的に形成することが
できる。
体線路をそれぞれ独自に焼成して形成した後、周知のセ
ラミック同士の接合技術を用いて、一方の誘電体の合わ
せ面に2つの結合穴が形成されるように金属ペーストを
印刷塗布して熱処理したり、メッキや金属箔貼り付けな
どの薄膜形成法によって結合穴を有する導体層を形成し
て第1および第2の誘電体線路を接合したり、予め2つ
の結合穴が形成された薄い金属箔や金属板を間に挟んで
接着剤によって一体化したり、さらには、2つの結合穴
が形成された導電性の接着層を介して第1の誘電体線路
と第2の誘電体線路とを接着一体化することによっても
形成できる。
機−無機複合系誘電体材料によって形成する場合には、
周知の成形方法、例えば、射出成形方法、プレス成形方
法等によって各線路を形成した後、一方の表面に金属ペ
ーストの印刷やメッキや金属箔貼り付けなどの薄膜形成
法によって導体層を形成して両線路を接合することによ
って作製することができる。
電体線路を一対の平行平板導体間に配設することにより
本発明の方向性結合器を得ることができる。
が2つの場合について詳述したが、結合穴は、3つ以上
であってもそれらの、間隔を管内波長の(2n−1)/
4波長相当長さ(n:整数)に設定することによって、
上記と同様の効果が得られるものである。
定周波数60GHz)のコーディエライト焼結体からな
り、断面が幅0.5mm×高さ2.25mmの2つの誘
電体線路を作製し、この2つの焼結体の一方の貼り合わ
せ面に銅メッキによって導体層を形成し、レジスト形
成、エッチングによって、幅0.2mm×高さ2.25
mmの形状の結合穴を穴中心間距離が2.05mmとな
るように形成した。
つの誘電体線路を接着剤によって貼り合わせ一体化し
た。そして、この一体化物を銅からなる一対の平行平板
導体間に配設して図1、図2の構造の方向性結合器を作
製した。
トワークアナライザを用いて高周波伝送特性を測定し、
その結果を図4に示した。なお、図4において、S11
はポート7aにおける反射損失、S21、S31、S4
1は、それぞれポート7b、7d、7cの挿入損失であ
る。
GHzにおいてS11、S41の損失が急激に増大して
おり、その結果、かかる周波数域において方向性結合器
が形成されることが確認された。
向性結合器において、2つの誘電体線路を特定の間隔を
もって形成された2つの結合穴を有する導体層を介して
一体的に形成することにより、方向性結合器の組み立て
時に、2つの誘電体線路間距離の位置合わせのための精
度調整を行う必要がなく、方向性結合器を容易に作製す
ることが可能であり、その結果、方向性結合器の量産性
を高め、製品コストの低減を図ることができる。
明するための平面図である。
の一例を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】一対の平行平板導体間に、入力ポートおよ
び出力ポートをそれぞれ具備する第1及び第2の誘電体
線路を配設してなり、第1の誘電体線路の入力ポートか
ら入力した高周波信号を前記第1の誘電体線路の出力ポ
ートおよび第2の誘電体線路の出力ポートから出力させ
る方向性結合器において、前記第1および第2の誘電体
線路が2つ以上の結合穴を有する導体層を介して一体的
に形成されており、前記結合穴間の距離を高周波信号の
管内波長の(2n−1)/4波長(n:整数)相当長さ
に設定したことを特徴とする方向性結合器。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18206698A JP3732954B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP18206698A JP3732954B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 方向性結合器 |
Publications (2)
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ID=16111763
Family Applications (1)
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JP18206698A Expired - Fee Related JP3732954B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 方向性結合器 |
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-
1998
- 1998-06-29 JP JP18206698A patent/JP3732954B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2023275042A1 (en) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | Universidad Carlos Iii De Madrid | Dielectric radio frequency (rf) bidirectional coupler with power divider/combiner functionality |
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