JP2002330009A - 積層型方向性結合器 - Google Patents
積層型方向性結合器Info
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Abstract
ことができ、かつ、主線路間のアイソレーションが優れ
ている積層型方向性結合器を提供する。 【解決手段】 主線路14は渦巻形状であり、主線路1
5は渦巻形状である。副線路13は、渦巻形状の結合線
路部13a,13bを有している。結合線路部13aと
13bは、シート12e,12fにそれぞれ設けたビア
ホール25を介して電気的に直列に接続される。主線路
14の渦巻状パターンと結合線路部13aの渦巻状パタ
ーンとは平面視で略重なっており、対向している部分で
電磁結合して結合器1を構成する。同様に、主線路15
の渦巻状パターンと結合線路部13bの渦巻状パターン
とは平面視で略重なっており、対向している部分で電磁
結合して結合器2を構成する。結合器1と結合器2は、
積層体の積み重ね方向に並置されている。
Description
器、特に、携帯電話などの無線通信機器などに使用され
る積層型方向性結合器に関する。
送線路を用いた方向性結合器は、高周波機器に従来から
用いられている。また、積層型方向性結合器も、小型で
あるという利点から携帯電話等の小型無線通信機器に広
く用いられている。
二つの周波数帯での通話ができるデュアルバンド携帯電
話の提案がなされている。そして、このデュアルバンド
携帯電話端末機に使用される積層型方向性結合器とし
て、特開平11−261313号公報記載のものが知ら
れている。この方向性結合器は、図6に示すように、主
線路3,5をそれぞれ表面に設けた誘電体シート2b,
2dと、副線路4を表面に設けた誘電体シート2cと、
グランド電極6,7をそれぞれ表面に設けた誘電体シー
ト2a,2e等で構成されている。主線路3,5は、シ
ート2b,2cを挟んでそれぞれ副線路4に対向するよ
うに形成されている。従って、主線路3と副線路4、並
びに、主線路5と副線路4は、それぞれ電磁結合して結
合器を構成する。
方向性結合器1は、二つの主線路3,5がそれぞれ副線
路4の共通の部分に電磁結合しているため、主線路3と
5の間のアイソレーションが悪いという問題があった。
うちいずれか一方の使用中心周波数の1/4波長に相当
する電気長に設定され、主線路5は他方の使用中心周波
数の1/4波長に相当する電気長に設定されている。つ
まり、主線路3,5はそれぞれ最適の電気長に設定され
ており、異なる電気長を有している。ところが、副線路
4は共用されているため、副線路4の電気長は、主線路
3と5を比較して長い方の電気長に合わされている。従
って、デュアルバンド携帯電話端末機の二つの周波数帯
のそれぞれに対してアイソレーション特性や電磁結合特
性などを個別に最適化することができないという不具合
があった。
立して電気特性を最適化することができ、かつ、主線路
間のアイソレーションが優れている積層型方向性結合器
を提供することにある。
るため、本発明に係る積層型方向性結合器は、(a)高
周波信号が伝送される主線路と、(b)前記二つ以上の
主線路にそれぞれ電磁気的に結合する二つ以上の結合線
路部を有する一つの副線路と、(c)前記主線路および
前記副線路の少なくともいずれか一つの線路に対向した
グランド電極と、(d)前記主線路と前記副線路と前記
グランド電極の間にそれぞれ配置された誘電体層とを備
え、(e)前記主線路と前記副線路と前記グランド電極
と前記誘電体層とを積み重ねて積層体を構成するととも
に、前記副線路の結合線路部を前記積層体の積み重ね方
向に誘電体層を挟んで並置していること、を特徴とす
る。
路部にて構成され、これらの結合線路部のそれぞれが主
線路に独立して電磁気的に結合する。つまり、複数の主
線路はそれぞれ副線路の異なる部分に電磁結合している
ため、主線路間のアイソレーションが改善される。さら
に、副線路のそれぞれの結合線路部毎に、その電気長な
どを設定できる。
ているグランド電極を省くことにより、伝送線路の磁界
によりグランド電極に発生していた渦電流損を削減で
き、方向性結合器のQを向上させ、挿入損失を抑えるこ
とができる。さらに、前述の積層型方向性結合器におい
て、主線路と副線路を入れ替えて、二つ以上の副線路
と、二つ以上の結合線路部を有する一つの主線路とを備
えるようにしてもよい。
結合器の実施の形態について添付の図面を参照して説明
する。各実施形態において、同一部品及び同一部分には
同じ符号を付した。
ように、積層型方向性結合器11は、主線路14,15
をそれぞれ表面に設けた誘電体シート12d,12h
と、副線路13の結合線路部13a,13bをそれぞれ
表面に設けた誘電体シート12e,12gと、グランド
電極18,19,20をそれぞれ表面に設けた誘電体シ
ート12b,12f,12j等で構成されている。誘電
体シート12a〜12jの材料としては、エポキシ等の
樹脂あるいはセラミック誘電体等が用いられる。第1実
施形態では、誘電体シート12a〜12jの材料とし
て、誘電体セラミック粉末を結合剤と共に混練した後、
シート状にしたものを用いた。各誘電体シート12a〜
12jのシート厚は所定の寸法に設定されている。つま
り、シート12b,12d,12g,12iは、他のシ
ート12a,12c,12e,12f,12h,12j
より厚く設定されている。このとき、シート12b,1
2d,12g,12iの厚さは、他のシート12a等と
同じシート厚のものを複数枚積み重ねて確保してもよい
し、1枚の厚いシートを用いて確保してもよい。
の一端は、シート12cに設けたビアホール25を介し
て、引出し電極16に電気的に接続される。主線路15
は渦巻形状であり、主線路15の一端は、シート12h
に設けたビアホール25を介して、引出し電極17に電
気的に接続される。主線路14,15は、それぞれ使用
中心周波数の1/4波長に相当する電気長を有してい
る。副線路13は、渦巻形状の結合線路部13a,13
bを有している。結合線路部13aと13bは、シート
12e,12fにそれぞれ設けたビアホール25を介し
て電気的に直列に接続される。
は、それぞれシート12b,12f,12jの略全面に
設けられている。これらのシールド用グランド電極18
〜20は方向性結合器の特性を考慮して、主線路14,
15や副線路13の結合線路部13a,13bから所定
の距離だけ離れた位置に配置されることが好ましい。た
だし、グランド電極18,20は、片方が設けられてい
なくてもよい。主線路14,15、副線路13及びシー
ルド用電極18〜20などは、スパッタリング法、蒸着
法、印刷法、フォトリソグラフィ法等の方法により形成
され、Ag−Pd,Ag,Pd,Cu等の材料からな
る。
一体的に焼成されることにより、図2に示すように矩形
体状の積層体30とされる。積層体30には8個の外部
電極31〜36,G1,G2が形成されている。これら
の外部電極31〜36,G1,G2はスパッタリング
法、蒸着法、塗布法、印刷法等の方法によって形成さ
れ、Ag−Pd,Ag,Pd,Cu,Cu合金などの材
料からなる。
成された外部電極31,32はそれぞれ、引出し電極1
6および主線路14に電気的に接続しており、主線路1
4の外部端子として機能する。外部電極33,34はそ
れぞれ、引出し電極17および主線路15に電気的に接
続しており、主線路15の外部端子として機能する。外
部電極G1,G2は、グランド電極18〜20に電気的
に接続し、グランド端子として機能する。積層体30の
左右の端面に形成された外部電極35,36はそれぞ
れ、副線路13の結合線路部13a,13bに電気的に
接続しており、副線路13の外部端子として機能する。
図3に積層型方向性結合器11の電気等価回路図を示
す。
いて、副線路13の結合線路部13aと主線路14がシ
ールド用グランド電極18と19の間に配置され、スト
リップライン構造をしている。結合線路部13bと主線
路15も、シールド用グランド電極19と20の間に配
置され、ストリップライン構造をしている。そして、主
線路14と副線路13の結合線路部13aがシート12
dを挟んで対向するように形成されている。従って、主
線路14の渦巻状パターンと結合線路部13aの渦巻状
パターンとは平面視で略重なっており、対向している部
分で電磁結合(ライン結合)して結合器1を構成する。
同様に、主線路15の渦巻状パターンと結合線路部13
bの渦巻状パターンとは平面視で略重なっており、対向
している部分で電磁結合(ライン結合)して結合器2を
構成する。
整する場合、誘電体シート12d,12gの厚みや、副
線路13の結合線路部13a,13bおよび主線路1
4,15のライン幅あるいは巻回数を変えることによ
り、主線路14と結合線路部13aの間の電磁結合、並
びに、主線路15と結合線路部13bの間の電磁結合を
調整する。
13aと13bの間にシールド用グランド電極19を設
けて結合器1と2の電磁的結合を防止している。シール
ド用グランド電極19には、ビアホール25の周囲に無
電極部19aが形成されている。
つの結合線路部13a,13bを有し、これら二つの結
合線路部13a,13bのそれぞれが主線路14,15
に独立して電磁気的に結合しているので、主線路14と
15の間のアイソレーションを改善することができる。
さらに、電気長の異なる主線路14,15に合わせて、
結合線路部13a,13b毎に電気長を設定できるた
め、二つの使用周波数帯のそれぞれに対してアイソレー
ション特性や電磁結合特性などを個別に最適化すること
ができる。さらに、副線路13の結合線路部13a,1
3bを、積層体30の積み重ね方向に誘電体シート12
e,12fを挟んで並置しているので、同一誘電体シー
ト上に二つの結合線路部13a,13bを並置した場合
と比較して、方向性結合器11のサイズを約1/2に抑
えることができる。
ンド携帯電話端末機の送信回路部に使用した場合につい
て、図3を参照して説明する。通常、高周波(マイクロ
波)信号の送信は、使用する二つのシステム(例えば9
00MHz帯と1800MHz帯)に対応するそれぞれ
の信号を同時に送信することはなく、二つの結合器1と
2が同時に動作することはない。
送信号は、送信電力増幅器41で増幅された後、方向性
結合器11、分波器42を経てアンテナ43に供給さ
れ、該アンテナ43から空中に放射される。方向性結合
器11の副線路13の一端は抵抗Rで終端され、他端は
自動利得制御回路44に電気的に接続されている。この
副線路13は、主線路14(又は15)を送信電力増幅
器41から分波器42に向かって伝送される送信信号に
結合して、それに比例する出力(送信信号の数十〜数分
の一の電力)を取り出し、自動利得制御回路44に供給
している。自動利得制御回路44は、副線路13から取
り出された前記出力をモニタすると共に、送信電力増幅
器41のゲインを制御している。さらに、方向性結合器
11を用いれば、自動利得制御回路44や送信電力増幅
器41などの回路を共有でき、高密度実装に有効であ
る。
(主線路や副線路)に対向しているグランド電極には、
伝送線路の磁界により渦電流が発生する。この渦電流に
よる損失は、方向性結合器のQを劣化させる。そこで、
本第2実施形態では、この渦電流損によるQの劣化を防
止することができる方向性結合器について説明する。
の積層型方向性結合器51は、前記第1実施形態の方向
性結合器11において、シールド用グランド電極及びグ
ランド外部電極を省いたものと同様のものである。従っ
て、主線路14,15や副線路13の磁界によってグラ
ンド電極に発生していた渦電流損を削減することができ
る。この結果、方向性結合器51のQが向上し、挿入損
失を抑えることができる。なお、誘電体シート12b,
12f又は12jのいずれか一つの誘電体シートのみ
に、シールド用グランド電極を形成してもよい。
型方向性結合器は前記実施形態に限定するものではな
く、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
例えば、前記第1及び第2実施形態の方向性結合器1
1,51において、主線路と副線路を入れ替え、二つ以
上の副線路と、二つ以上の結合線路部を有する一つの主
線路とを備える方向性結合器として使用してもよい。具
体的には、第1及び第2実施形態の方向性結合器11,
51において、渦巻状パターン14,15を副線路と
し、渦巻状パターン13a,13bをそれぞれ主線路の
結合線路部として使用してもよい。
あり、渦巻状の他に、蛇行状、直線状であってもよい。
また、主線路および副線路は、必ずしも1/4波長の長
さに設定する必要はなく、ライン幅も全ての線路が等し
い寸法に設定される必要もない。さらに、本発明に係る
積層型方向性結合器が内蔵する結合器の数は、2以上任
意である。
ンド電極の間に配置されたストリップライン構造に限る
ものではなく、誘電体層を挟んで一つのグランド電極の
みに対置する、いわゆるマイクロストリップライン構造
であってもよい。さらに、主線路と副線路の電磁結合は
ライン結合に限るものではない。複数の渦巻状線路パタ
ーンをビアホールを介して直列に接続し、多層構造の主
線路や副線路を構成した場合には、主線路と副線路はコ
イル結合する。
して説明したが、量産時の場合には複数個分の方向性結
合器を備えたマザー基板を製作し、所望のサイズに切り
出して製品とすることができる。さらに、前記実施形態
は、導体が形成された誘電体シートを積み重ねた後、一
体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定され
ない。シートは予め焼成されたものを用いてもよい。ま
た、以下に説明する製法によって方向性結合器を製作し
てもよい。印刷等の手段によりペースト状の誘電体材料
を塗布して誘電体層を形成した後、その誘電体層の表面
にペースト状の導電体材料を塗布して任意の導体を形成
する。次に、ペースト状の誘電体材料を前記導体の上か
ら塗布する。こうして順に重ね塗りすることによって積
層構造を有する方向性結合器が得られる。
よれば、副線路が複数の結合線路部にて構成され、これ
らの結合線路部のそれぞれが主線路に独立して電磁気的
に結合する。つまり、複数の主線路はそれぞれ副線路の
異なる部分に電磁結合しているため、主線路間のアイソ
レーションを改善することができる。さらに、副線路の
それぞれの結合線路部毎に、その電気長などを設定でき
る。従って、使用周波数帯のそれぞれに対して電気特性
を個別に最適化することができる。さらに、副線路の結
合線路部を、積層体の積み重ね方向に誘電体層を挟んで
並置しているので、同一誘電体層上に二つの結合線路部
を並置した場合と比較して、方向性結合器のサイズを約
1/2に抑えることができる。
ているグランド電極を省くことにより、伝送線路の磁界
によりグランド電極に発生していた渦電流損を削減で
き、方向性結合器のQを向上させ、挿入損失を抑えるこ
とができる。さらに、積層型方向性結合器において、二
つ以上の副線路と、二つ以上の結合線路部を有する一つ
の主線路とを備えることにより、通信機器の設計の自由
度が大きくなる。
態を示す分解斜視図。
図。
アルバンド携帯電話端末機の送信回路部を示す電気ブロ
ック図。
態を示す分解斜視図。
図。
Claims (4)
- 【請求項1】 高周波信号が伝送される二つ以上の主線
路と、 前記二つ以上の主線路にそれぞれ電磁気的に結合する二
つ以上の結合線路部を有する一つの副線路と、 前記主線路および前記副線路の少なくともいずれか一つ
の線路に対向したグランド電極と、 前記主線路と前記副線路と前記グランド電極の間にそれ
ぞれ配置された誘電体層とを備え、 前記主線路と前記副線路と前記グランド電極と前記誘電
体層とを積み重ねて積層体を構成するとともに、前記副
線路の結合線路部を前記積層体の積み重ね方向に誘電体
層を挟んで並置していること、 を特徴とする積層型方向性結合器。 - 【請求項2】 高周波信号が伝送される二つ以上の主線
路と、 前記二つ以上の主線路にそれぞれ電磁気的に結合する二
つ以上の結合線路部を有する一つの副線路と、 前記主線路と前記副線路との間にそれぞれ配置された誘
電体層とを備え、 前記主線路と前記副線路と前記誘電体層とを積み重ねて
積層体を構成するとともに、前記副線路の結合線路部を
前記積層体の積み重ね方向に誘電体層を挟んで並置し、
前記積層体にグランド電極を設けないこと、 を特徴とする積層型方向性結合器。 - 【請求項3】 高周波信号が伝送される二つ以上の副線
路と、 前記二つ以上の副線路にそれぞれ電磁気的に結合する二
つ以上の結合線路部を有する一つの主線路と、 前記主線路および前記副線路の少なくともいずれか一つ
の線路に対向したグランド電極と、 前記主線路と前記副線路と前記グランド電極の間にそれ
ぞれ配置された誘電体層とを備え、 前記主線路と前記副線路と前記グランド電極と前記誘電
体層とを積み重ねて積層体を構成するとともに、前記主
線路の結合線路部を前記積層体の積み重ね方向に誘電体
層を挟んで並置していること、 を特徴とする積層型方向性結合器。 - 【請求項4】 高周波信号が伝送される二つ以上の副線
路と、 前記二つ以上の副線路にそれぞれ電磁気的に結合する二
つ以上の結合線路部を有する一つの主線路と、 前記主線路と前記副線路との間にそれぞれ配置された誘
電体層とを備え、 前記主線路と前記副線路と前記誘電体層とを積み重ねて
積層体を構成するとともに、前記主線路の結合線路部を
前記積層体の積み重ね方向に誘電体層を挟んで並置し、
前記積層体にグランド電極を設けないこと、 を特徴とする積層型方向性結合器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001135338A JP4360045B2 (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 積層型方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001135338A JP4360045B2 (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 積層型方向性結合器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002330009A true JP2002330009A (ja) | 2002-11-15 |
JP4360045B2 JP4360045B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=18982820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001135338A Expired - Lifetime JP4360045B2 (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 積層型方向性結合器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4360045B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100718000B1 (ko) | 2005-12-30 | 2007-05-15 | 고려대학교 산학협력단 | 멀티레이어 구조의 쌍방향 스위치 및 이를 구비한 기지국장치 |
US8536956B2 (en) | 2010-08-03 | 2013-09-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Directional coupler |
CN114447555A (zh) * | 2021-08-12 | 2022-05-06 | 荣耀终端有限公司 | 一种宽频耦合器、电路板和电子设备 |
-
2001
- 2001-05-02 JP JP2001135338A patent/JP4360045B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100718000B1 (ko) | 2005-12-30 | 2007-05-15 | 고려대학교 산학협력단 | 멀티레이어 구조의 쌍방향 스위치 및 이를 구비한 기지국장치 |
US8536956B2 (en) | 2010-08-03 | 2013-09-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Directional coupler |
CN114447555A (zh) * | 2021-08-12 | 2022-05-06 | 荣耀终端有限公司 | 一种宽频耦合器、电路板和电子设备 |
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---|---|
JP4360045B2 (ja) | 2009-11-11 |
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