JP2002344213A - 方向性結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層基板の製造誤差による結合度の変化が少
なく、高い周波数においても良好な特性を有する方向性
結合器を得る。 【解決手段】 第１の一側ストリップ導体１ａの一端と
第２の一側ストリップ導体１ｂの一端とが図１の上側で
接続され、反対側（図１の下側）において、第１の他側
ストリップ導体２ａの一端と第２の他側ストリップ導体
２ｂの一端とが接続され、第１、第２の結合線路部３
ａ、３ｂの接続がされていない他の４つの端はそれぞれ
入出力端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとされ、第
１の一側ストリップ導体１ａに対して第１の他側ストリ
ップ導体２ａが長さ方向に直交する第１の方向（図１の
左方向）に平行にずらして設けられ、第２の一側ストリ
ップ導体１ｂに対して第２の他側ストリップ導体２ｂが
第１の方向と反対方向（図１の右方向）に平行にずらし
て設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主としてマイク
ロ波帯、およびミリ波帯の高周波信号を抽出する多層基
板内にストリップ導体を有する構成の方向性結合器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は例えば下記の文献等に示された
従来の方向性結合器のストリップ導体の斜視図である。
図１７は図１６のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図
１８は図１６のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。この
ような方向性結合器は、例えば、Thomas P. Budka and
Robert A. Flynt, "Alignment Tolerant Stripline Dir
ectional Couplers," 1997 IEEE MTT-S Digest, pp.773
-776.に開示されている。

【０００３】図１６〜図８において、１、２はストリッ
プ導体、５ａ、５ｂ、５ｃは誘電体基板、６ａ、６ｂが
地導体、７ａは幅広パターン部、７ｂは幅狭パターン
部、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは入出力端子であ
る。

【０００４】誘電体基板５ａ、５ｂ、５ｃが積層されて
形成された多層基板内に、地導体６ａ、６ｂ、ストリッ
プ導体１、２でトリプレート線路形の回路が構成されて
いる。２つのストリップ導体１、２は、誘電体基板５ａ
を挟んで平行に配置されて結合線路部を構成している。

【０００５】それぞれのストリップ導体１、２には、パ
ターン幅が広い幅広パターン部７ａとパターン幅が狭い
幅狭パターン部７ｂが一定の周期で交互に設けられてい
る。そして、ストリップ導体１が幅広パターンとなる区
間では、ストリップ導体２が幅狭パターンになってお
り、逆に、ストリップ導体１が幅狭パターンとなる区間
では、ストリップ導体２が幅広パターンになっている。

【０００６】一般に、多層基板中に誘電体基板を挟んで
配置された対向する２本のストリップ導体を有する方向
性結合器においては、製造誤差により結合線路部を構成
する誘電体基板の表裏の２つのストリップ導体間にずれ
が生じ、結合度が設計からずれるという問題が生じてい
た。

【０００７】このような問題に対して、図１６に示した
従来の技術の方向性結合器においては、対向している２
本のストリップ導体１、２のうちのどちらか１方が必ず
幅広パターンになっており、製造誤差によって表裏のパ
ターン間にずれが生じてもストリップ導体どうしが対向
する面積がほとんど変化しないため、多層基板の製造誤
差による結合度の変化を小さくできるという利点があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方向性結合器は以上のように構成されているので、結合
線路部上にストリップ導体幅の不連続構造が複数存在し
ており、高い周波数においては不連続部による反射の影
響が無視できなくなり、方向性結合器の特性が劣化する
という問題があった。

【０００９】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、多層基板の製造誤差による結合
度の変化が少ないとともに、高い周波数においても良好
な特性を有する方向性結合器を実現することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る方向性結
合器は、第１の誘電体基板と、第１の誘電体基板の一側
面に設けられた第１の一側ストリップ導体及び第１の誘
電体基板の他側面に第１の一側ストリップ導体と対向し
て平行に設けられた第１の他側ストリップ導体を有する
第１の結合線路部と、第１の誘電体基板の一側面に第１
の結合線路部と平行に設けられた第２の一側ストリップ
導体及び第１の誘電体基板の他側面に第２の一側ストリ
ップ導体と対向して平行に設けられた第２の他側ストリ
ップ導体を有する第２の結合線路部と、第１の誘電体基
板の一側面に第１の一側ストリップ導体及び第２の一側
ストリップ導体を覆うように設けられ第１の誘電体基板
と反対側の面に地導体が設けられた第２の誘電体基板
と、第１の誘電体基板の他側面に第１の他側ストリップ
導体及び第２の他側ストリップ導体を覆うように設けら
れ第１の誘電体基板と反対側の面に地導体が設けられた
第３の誘電体基板とを備え、第１の一側ストリップ導体
の一端と第２の一側ストリップ導体の一端とが接続さ
れ、第１の一側ストリップ導体と第２の一側ストリップ
導体が接続された側と反対側において、第１の他側スト
リップ導体の一端と第２の他側ストリップ導体の一端と
が接続され、第１、第２の結合線路部の接続がされてい
ない他の４つの端はそれぞれ入出力端子とされ、第１の
一側ストリップ導体に対して第１の他側ストリップ導体
が長さ方向に直交する第１の方向に平行にずらして設け
られ、第２の一側ストリップ導体に対して第２の他側ス
トリップ導体が第１の方向と反対方向に平行にずらして
設けられている。

【００１１】また、第１の一側ストリップ導体と第１の
他側ストリップ導体のストリップ導体幅及び両者間の第
１の方向のずれ量が、第２の一側ストリップ導体と第２
の他側ストリップ導体のストリップ導体幅及び両者間の
第１の方向と反対方向のずれ量と異なる。

【００１２】また、第１の結合線路部、第２の結合線路
部のどちらか一方または両方は、通過する信号の１／４
波長の長さの１／４波長結合線路が多段接続されてなる
多段形結合線路である。

【００１３】また、第１の結合線路部は１／４波長結合
線路１段の結合線路部であり、第２の結合線路部は１／
４波長結合線路が３段に多段接続された多段結合線路部
であり、第２の結合線路部の両端の１／４波長結合線路
は段間において第１の結合線路部側に各々９０度ずつ折
り曲げて設けられている。

【００１４】さらに、この発明に係る方向性結合器は、
第１の誘電体基板と、第１の誘電体基板の一側面に設け
られた第１の一側ストリップ導体及び第１の誘電体基板
の他側面に第１の一側ストリップ導体と対向して平行に
設けられた第１の他側ストリップ導体を有する第１の結
合線路部と、第１の誘電体基板の一側面に第１の結合線
路部と平行に設けられた第２の一側ストリップ導体及び
第１の誘電体基板の他側面に第２の一側ストリップ導体
と対向して平行に設けられた第２の他側ストリップ導体
を有する第２の結合線路部と、第１の誘電体基板の一側
面に第２の結合線路部と平行に設けられた第３の一側ス
トリップ導体及び第１の誘電体基板の他側面に第３の一
側ストリップ導体と対向して平行に設けられた第３の他
側ストリップ導体を有する第３の結合線路部と、第１の
誘電体基板の一側面に第１の一側ストリップ導体、第２
の一側ストリップ導体及び第３の一側ストリップ導体を
覆うように設けられ第１の誘電体基板と反対側の面に地
導体が設けられた第２の誘電体基板と、第１の誘電体基
板の他側面に第１の他側ストリップ導体、第２の他側ス
トリップ導体及び第３の他側ストリップ導体を覆うよう
に設けられ第１の誘電体基板と反対側の面に地導体が設
けられた第３の誘電体基板とを備え、第１の一側ストリ
ップ導体の一端と第２の一側ストリップ導体の一端とが
接続され、また、第２の一側ストリップ導体の他端と第
３の一側ストリップ導体の一端とが接続され、第１の一
側ストリップ導体と第２の一側ストリップ導体が接続さ
れた側と反対側において、第１の他側ストリップ導体の
一端と第２の他側ストリップ導体の一端とが接続され、
また、第１の一側ストリップ導体と第２の一側ストリッ
プ導体が接続された側と同じ側において、第２の他側ス
トリップ導体の他端と第３の他側ストリップ導体の一端
とが接続され、第１、第３の結合線路部の接続がされて
いない他の４つの端はそれぞれ入出力端子とされ、第
１、第２及び第３の結合線路部のうちの少なくとも２つ
の結合線路部において一側ストリップ導体に対して他側
ストリップ導体が結合線路部の長さ方向に直交する方向
に各々逆向きにずらして設けられている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１の方向性
結合器を示すパターン図である。図２は図１のＣ−Ｃ線
に沿う矢視断面図である。図３は図１の方向性結合器の
等価回路図である。図１及び図２において、本実施の形
態の方向性結合器は、まず、第１の誘電体基板５ａを備
え、さらに、第１の誘電体基板５ａの一側面（図２の上
方向面）に設けられた第１の一側ストリップ導体１ａ及
び第１の誘電体基板５ａの他側面（図２の下方向面）に
第１の一側ストリップ導体１ａと対向して平行に設けら
れた第１の他側ストリップ導体２ａを有する第１の結合
線路部３ａを備えている。

【００１６】さらにまた、第１の誘電体基板５ａの一側
面に第１の結合線路部３ａと平行に設けられた第２の一
側ストリップ導体１ｂ及び第１の誘電体基板５ａの他側
面に第２の一側ストリップ導体１ｂと対向して平行に設
けられた第２の他側ストリップ導体２ｂを有する第２の
結合線路部３ｂを備えている。

【００１７】さらに、第１の誘電体基板５ａの一側面に
第１の一側ストリップ導体１ａ及び第２の一側ストリッ
プ導体１ｂを覆うように設けられ第１の誘電体基板５ａ
と反対側の面に地導体６ａが設けられた第２の誘電体基
板５ｂと、第１の誘電体基板５ａの他側面に第１の他側
ストリップ導体２ａ及び第２の他側ストリップ導体２ｂ
を覆うように設けられ第１の誘電体基板５ａと反対側の
面に地導体６ｂが設けられた第３の誘電体基板５ｃを備
えている。

【００１８】そして、第１の一側ストリップ導体１ａの
一端と第２の一側ストリップ導体１ｂの一端とが図１の
上側で接続され、第１の一側ストリップ導体１ａと第２
の一側ストリップ導体１ｂが接続された側と反対側（図
１の下側）において、第１の他側ストリップ導体２ａの
一端と第２の他側ストリップ導体２ｂの一端とが接続さ
れ、第１、第２の結合線路部３ａ、３ｂの接続がされて
いない他の４つの端はそれぞれ入出力端子１０ａ、１０
ｂ、１０ｃ、１０ｄとされ、第１の一側ストリップ導体
１ａに対して第１の他側ストリップ導体２ａを長さ方向
に直交する第１の方向（図１の左方向）に平行にずらし
て設け、第２の一側ストリップ導体１ｂに対して第２の
他側ストリップ導体２ｂを第１の方向と反対方向（図１
の右方向）に平行にずらして設けている。

【００１９】そして、第１の一側ストリップ導体１ａと
第２の一側ストリップ導体１ｂが、入出力端子１０ａ、
１０ｃを有するストリップ導体１を形成し、第１の他側
ストリップ導体２ａと第２の他側ストリップ導体２ｂ
が、入出力端子１０ｂ、１０ｄを有するストリップ導体
２を形成している。なお、図１は２つのストリップ導体
１、２の関係をわかりやすくするため、地導体および誘
電体基板を透視した図となっている。

【００２０】このようにして、誘電体基板５ａ、５ｂ、
５ｃで構成された多層基板内に、地導体６ａ、６ｂとス
トリップ導体１、２とでトリプレート線路形の回路が構
成されている。２つのストリップ導体１、２は、第１、
第２の結合線路部３ａ、３ｂを形成する部分において誘
電体基板５ａを挟んで平行に配置されて結合線路部を構
成している。この結合線路部の長さは使用する高周波信
号の波長の１／４とされている。

【００２１】すなわち、結合線路部３ａを構成する第１
の一側のストリップ導体１ａと結合線路部３ｂを構成す
る第２の一側のストリップ導体１ｂは隣接する一方の端
部で接続されており、反対側の端部は、それぞれ入出力
端子１０ａ、１０ｃに接続されている。一方、結合線路
部３ａを構成する第１の他側のストリップ導体２ａと結
合線路部３ｂを構成する第２の他側ストリップ導体２ｂ
は、第１の一側のストリップ導体１ａと第２の一側のス
トリップ導体１ｂが接続されているのと反対側の端部に
おいて互いに接続されており、もう一方の端部において
入出力端子１０ｂ、１０ｄに接続されている。

【００２２】このような接続により、第１、第２の結合
線路部３ａ、３ｂは図３のような直列接続回路を形成す
る。そして、図２に示されているように、結合線路部３
ａを構成する２本のストリップ導体１ａ、２ａは、スト
リップ導体１ａの方が図１の右側にずれた状態で結合さ
せてあり、結合線路部３ｂを構成する２本のストリップ
導体１ｂ、２ｂは、ストリップ導体１ｂの方が図１の左
側にずれた状態で結合させている。

【００２３】次に動作を説明する。入出力端子１０ａか
ら振幅１の信号を入力すると、結合線路部３ａの線路断
面形状と結合線路部の長さで決まる結合度に応じて、入
力された信号は接続部１１ａおよび接続部１１ｂに分配
され、入出力端子１０ｂには何も信号は出力されない。
結合線路部３ａの結合度をＣ１とすると、接続部１１ａ
に出力される振幅Ａ１は、

【００２４】

【数１】

【００２５】接続部１１ｂに出力される振幅Ａ２は、

【００２６】

【数２】

【００２７】となる。この信号はそれぞれ結合線路部３
ｂに入力され、結合線路部３ｂの線路断面形状と結合線
路部の長さで決まる結合度に応じて、それぞれ入出力端
子１０ｃ、１０ｄに分配される。結合線路部３ｂの結合
度をＣ２とすると、入出力端子１０ｃ、１０ｄに出力さ
れる信号の振幅は、接続部１１ａ、接続部１１ｂから結
合線路部３ｂに入力された２つの信号の重ね合わせで求
められ、入出力端子１０ｃに出力される振幅Ａ３は、

【００２８】

【数３】

【００２９】入出力端子１０ｄに出力される振幅Ａ４
は、

【００３０】

【数４】

【００３１】となる。このように、この構成では、１つ
の端子から入力された信号は２つの結合線路部の結合度
によって決まる分配比で２つの端子に分配されて出力さ
れ、方向性結合器として機能する。このときの方向性結
合器全体としての結合度はＡ４となる。

【００３２】この実施の形態においては、結合線路部を
構成する誘電体基板５ａの表裏の２本のストリップ導体
をあらかじめずらしてあり、また、２つの結合線路部に
おいてずれの方向を逆にしてある。このため、多層基板
を製造する場合の製造誤差によって図４、５に示すよう
に誘電体基板５ａの表裏のパターンが結合線路部の長さ
と直交する方向にずれた場合、一方の結合線路部３ａに
おいては、２本のストリップ導体が離れて結合度が小さ
くなり、もう一方の結合線路部３ｂにおいては、２本の
ストリップ導体が重なって結合度が大きくなる。このた
め、方向性結合器としての結合度Ａ４は、式４からわか
るようにそれぞれの結合線路部の結合度の変化が相殺し
て変化が抑えられる。

【００３３】一方、多層基板を製造する場合の製造誤差
によって、誘電体基板５ａの表裏のパターンが結合線路
部の長さ方向にずれた場合は、結合線路部の長さが若干
変化するだけであり、２つの結合線路部の結合度はとも
にほとんど変化せず、方向性結合器全体の結合度の変化
も小さい。従って、この発明による構成には、多層基板
の製造誤差による方向性結合器の結合度の変化を小さく
できるという利点がある。

【００３４】なお、この実施の形態による構成では、そ
れぞれの結合線路部分には線路幅の不連続などの反射の
原因となる構造がないため、高い周波数においても良好
な特性を実現することができる。

【００３５】また、式４からわかるように、第１、第２
の結合線路部３ａ、３ｂの結合度が小さくても方向性結
合器としての結合度を大きくすることができるため、密
結合の方向性結合器を実現する際に２本のストリップ導
体を細くして極端に近づける必要がない。したがって、
この点からも製造誤差による結合度の変化を小さくする
ことができる。

【００３６】以上のように、この実施の形態の方向性結
合器によれば、高い周波数においても反射特性の劣化な
どを起こすことなく、多層基板の製造誤差による結合度
の変化を小さく抑えることができるという効果がある。

【００３７】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２の方向性結合器を示すパターン図である。図７は図
６のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図である。図において、
１、１ａ、１ｂ、２、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、５、５
ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄは、図１及び図２に示されたものと同一であ
り、説明を省略する。なお、図６は図１と同じく２つの
ストリップ導体１、２の関係をわかりやすくするため、
地導体および誘電体基板を透視した図となっている。

【００３８】本実施の形態においては、第１の結合線路
部３ａと第２の結合線路部３ｂにおいて、結合線路部を
構成するストリップ導体の幅と２本のストリップ導体の
中心線のずれを異ならせてある。このようにして２つの
結合線路部における結合特性を異ならせて、多層基板の
製造誤差にるそれぞれの結合線路部の結合度の変化を最
適化することにより、製造誤差による結合度の変化の最
小におさえる設計ができる。

【００３９】すなわち、このような構成の方向性結合器
においては、第１の一側ストリップ導体１ａと第１の他
側ストリップ導体１ｂのストリップ導体幅及び両者間の
第１の方向（図６の左右方向）のずれ量が、第２の一側
ストリップ導体１ｂと第２の他側ストリップ導体２ｂの
ストリップ導体幅及び両者間の第１の方向と反対方向の
ずれ量と異なる。そのため、２つの結合線路部３ａ、３
ｂの結合度の最適化により多層基板の製造誤差による結
合度の変化をより小さく抑えることができるという効果
がある。

【００４０】実施の形態３．図８はこの発明の実施の形
態３の方向性結合器を示すパターン図である。図９は図
８のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図である。図において、
１、１ａ、２、２ａ、３ａ、３ｂ、５、５ａ、５ｂ、５
ｃ、６ａ、６ｂ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、
図１及び図２に示されたものと同一であり、説明を省略
する。なお、図８は図１と同じく２つのストリップ導体
１、２の関係をわかりやすくするため、地導体および誘
電体基板を透視した図となっている。

【００４１】図８及び図９において、１ｃは一側ストリ
ップ導体、２ｃは他側ストリップ導体、４ａ、４ｂ、４
ｃは通過する信号の１／４波長の長さの結合線路部とし
ての１／４波長結合線路である。

【００４２】本実施の形態においては、方向性結合器を
構成する２組の結合線路部３ａ、３ｂのうちの１方の第
２の結合線路部３ｂを結合度が異なる１／４波長結合線
路４ａ、４ｂ、４ｃを３段接続した多段形結合線路とし
ている。

【００４３】多段形結合線路では、各段の結合度を適当
に選ぶことにより、オクターブ以上の広い周波数帯域に
わたって平坦な結合特性を実現できる。従って、このよ
うな構成にすることにより、広帯域にわたって結合度が
一定な方向性結合器を実現することができる。もちろ
ん、図９に示すように、２つの結合線路部３ａ、３ｂに
おいて誘電体基板５ａの表裏のストリップ導体パターン
のを逆方向にずらしておくことにより、多層基板の製造
誤差による結合度の変化を小さく抑えることができるこ
とは言うまでもない。

【００４４】以上のように、本実施の形態の方向性結合
器においては、広い周波数帯域にわたって一定な結合度
を実現できるとともに、多層基板の製造誤差による結合
度の変化を抑えることができるという効果がある。

【００４５】なお、本実施の形態においては、多段結合
線路部として３段形を用いた場合について説明したが、
それ以外の段数の多段結合線路部を用いても同様な効果
がある。また、この本実施の形態では、第２の結合線路
部３ｂのみに多段結合線路部を用いたが、結合線路部３
ａにも多段結合線路部を用いても同様の効果がある。

【００４６】実施の形態４．図１０はこの発明の実施の
形態４の方向性結合器を示すパターン図である。図１１
は図１０のＧ−Ｇ線に沿う矢視断面図である。図１２は
図１０のＨ−Ｈ線に沿う矢視断面図である。図におい
て、１、１ａ、１ｃ、２、２ａ、２ｃ、３ａ、３ｂ、
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、１０ａ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄは図８から図９に示されたものと同一で
あり、説明を省略する。なお、図１０は図１と同じく２
つのストリップ導体１、２の関係をわかりやすくするた
め、地導体および誘電体基板を透視した図となってい
る。

【００４７】図１０乃至図１２において、１ｄ、１ｅは
一側ストリップ導体、２ｄ、２ｅは他側ストリップ導
体、４ａ、４ｂ、４ｃは通過する信号の１／４波長の長
さの結合線路部としての１／４波長結合線路である。

【００４８】本実施の形態においては、等価回路は実施
の形態３と同じであるが、結合線路部３ｂを構成する多
段結合線路部を１／４波長結合線路４ａと４ｂの段間お
よび４ａと４ｃの間で結合線路部３ａ側にそれぞれ９０
度折り曲げ、そのまま、結合線路部３ａのストリップ導
体と接続している。

【００４９】実施の形態３のように多段結合線路部をそ
のまま用いると結合線路部３ｂの長さが長くなり方向性
結合器が大形化するが、このような構成にすることによ
り小形化が図れる。

【００５０】なお、このような構成とすると、１／４波
長結合線路４ｂと４ｃにおいては、結合線路部３ａおよ
び１／４波長結合線路４ａの場合と直交する方向のずれ
により結合度の変化が生じる。このため、図１２に示す
ように１／４波長結合線路４ｂと４ｃにおいても誘電体
基板５ａの表裏のパターンを逆方向にずらした構成とし
ている。

【００５１】以上のようにこのように、本実施の形態の
方向性結合器によれば、広帯域でかつ製造誤差による結
合度の変化の小さい方向性結合器を小形に実現できると
いう効果がある。

【００５２】実施の形態５．図１３はこの発明の実施の
形態５の方向性結合器を示すパターン図である。図１４
は図１３のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図である。図１５は
図１３の方向性結合器の等価回路図である。図におい
て、１、１ａ、１ｂ、２、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、１０ａ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄは、図１及び図２に示されたものと同一
であり、説明を省略する。なお、図１３は図１と同じく
２つのストリップ導体１、２の関係をわかりやすくする
ため、地導体および誘電体基板を透視した図となってい
る。

【００５３】１ｄは第３の一側ストリップ導体、２ｄは
第３の他側ストリップ導体、３ｃは第３の結合線路部で
ある。なお、図８は２つのストリップ導体１、２の関係
をわかりやすくするため、地導体および誘電体基板を透
視した図となっている。

【００５４】本実施の形態においては、ストリップ導体
１ａと２ａで構成される第１の結合線路部３ａ、ストリ
ップ導体１ｂと２ｂで構成される第２の結合線路部３
ｂ、および、ストリップ導体１ｄと２ｄで構成される第
３の結合線路部３ｃの３つの結合線路部が接続されてお
り、方向性結合器全体の結合度は３つの結合線路部３
ａ、３ｂ、３ｃの結合度の重ね合わせで決まる。従っ
て、各結合線路部の線路断面形状を最適化して多層基板
の製造誤差による結合度の変化を抑圧する際の設計の自
由度が多くなり、結合度の変化をより小さくすることが
可能となる。

【００５５】以上のように、本実施の形態によれば、多
層基板の製造誤差による結合度の変化をより小さくする
ことができるという効果がある。

【００５６】

【発明の効果】この発明に係る方向性結合器は、第１の
誘電体基板と、第１の誘電体基板の一側面に設けられた
第１の一側ストリップ導体及び第１の誘電体基板の他側
面に第１の一側ストリップ導体と対向して平行に設けら
れた第１の他側ストリップ導体を有する第１の結合線路
部と、第１の誘電体基板の一側面に第１の結合線路部と
平行に設けられた第２の一側ストリップ導体及び第１の
誘電体基板の他側面に第２の一側ストリップ導体と対向
して平行に設けられた第２の他側ストリップ導体を有す
る第２の結合線路部と、第１の誘電体基板の一側面に第
１の一側ストリップ導体及び第２の一側ストリップ導体
を覆うように設けられ第１の誘電体基板と反対側の面に
地導体が設けられた第２の誘電体基板と、第１の誘電体
基板の他側面に第１の他側ストリップ導体及び第２の他
側ストリップ導体を覆うように設けられ第１の誘電体基
板と反対側の面に地導体が設けられた第３の誘電体基板
とを備え、第１の一側ストリップ導体の一端と第２の一
側ストリップ導体の一端とが接続され、第１の一側スト
リップ導体と第２の一側ストリップ導体が接続された側
と反対側において、第１の他側ストリップ導体の一端と
第２の他側ストリップ導体の一端とが接続され、第１、
第２の結合線路部の接続がされていない他の４つの端は
それぞれ入出力端子とされ、第１の一側ストリップ導体
に対して第１の他側ストリップ導体が長さ方向に直交す
る第１の方向に平行にずらして設けられ、第２の一側ス
トリップ導体に対して第２の他側ストリップ導体が第１
の方向と反対方向に平行にずらして設けられている。そ
のため、高い周波数においても反射特性の劣化などを起
こすことなく、多層基板の製造誤差による結合度の変化
を小さく抑えることができるという効果がある。

【００５７】また、第１の一側ストリップ導体と第１の
他側ストリップ導体のストリップ導体幅及び両者間の第
１の方向のずれ量が、第２の一側ストリップ導体と第２
の他側ストリップ導体のストリップ導体幅及び両者間の
第１の方向と反対方向のずれ量と異なる。そのため、第
１、第２の結合線路部の結合度の最適化により、多層基
板の製造誤差による結合度の変化をより小さく抑えるこ
とができるという効果がある。

【００５８】また、第１の結合線路部、第２の結合線路
部のどちらか一方または両方は、通過する信号の１／４
波長の長さの１／４波長結合線路が多段接続されてなる
多段形結合線路である。そのため、広い周波数帯域にわ
たって一定な結合度を実現できるとともに、多層基板の
製造誤差による結合度の変化を抑えることができるとい
う効果がある。

【００５９】また、第１の結合線路部は１／４波長結合
線路１段の結合線路部であり、第２の結合線路部は１／
４波長結合線路が３段に多段接続された多段結合線路部
であり、第２の結合線路部の両端の１／４波長結合線路
は段間において第１の結合線路部側に各々９０度ずつ折
り曲げて設けられている。そのため、広い周波数帯域に
わたって一定な結合度を実現できるとともに、小形化が
図れるという効果がある。

【００６０】さらに、この発明に係る方向性結合器は、
第１の誘電体基板と、第１の誘電体基板の一側面に設け
られた第１の一側ストリップ導体及び第１の誘電体基板
の他側面に第１の一側ストリップ導体と対向して平行に
設けられた第１の他側ストリップ導体を有する第１の結
合線路部と、第１の誘電体基板の一側面に第１の結合線
路部と平行に設けられた第２の一側ストリップ導体及び
第１の誘電体基板の他側面に第２の一側ストリップ導体
と対向して平行に設けられた第２の他側ストリップ導体
を有する第２の結合線路部と、第１の誘電体基板の一側
面に第２の結合線路部と平行に設けられた第３の一側ス
トリップ導体及び第１の誘電体基板の他側面に第３の一
側ストリップ導体と対向して平行に設けられた第３の他
側ストリップ導体を有する第３の結合線路部と、第１の
誘電体基板の一側面に第１の一側ストリップ導体、第２
の一側ストリップ導体及び第３の一側ストリップ導体を
覆うように設けられ第１の誘電体基板と反対側の面に地
導体が設けられた第２の誘電体基板と、第１の誘電体基
板の他側面に第１の他側ストリップ導体、第２の他側ス
トリップ導体及び第３の他側ストリップ導体を覆うよう
に設けられ第１の誘電体基板と反対側の面に地導体が設
けられた第３の誘電体基板とを備え、第１の一側ストリ
ップ導体の一端と第２の一側ストリップ導体の一端とが
接続され、また、第２の一側ストリップ導体の他端と第
３の一側ストリップ導体の一端とが接続され、第１の一
側ストリップ導体と第２の一側ストリップ導体が接続さ
れた側と反対側において、第１の他側ストリップ導体の
一端と第２の他側ストリップ導体の一端とが接続され、
また、第１の一側ストリップ導体と第２の一側ストリッ
プ導体が接続された側と同じ側において、第２の他側ス
トリップ導体の他端と第３の他側ストリップ導体の一端
とが接続され、第１、第３の結合線路部の接続がされて
いない他の４つの端はそれぞれ入出力端子とされ、第
１、第２及び第３の結合線路部のうちの少なくとも２つ
の結合線路部において一側ストリップ導体に対して他側
ストリップ導体が結合線路部の長さ方向に直交する方向
に各々逆向きにずらして設けられている。そのため、各
結合線路部の線路断面形状を最適化して多層基板の製造
誤差による結合度の変化を抑圧する際の設計の自由度が
多くなり、結合度の変化をより小さくすることが可能と
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の方向性結合器を示
すパターン図である。

【図２】 図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。

【図３】 図１の方向性結合器の等価回路図である。

【図４】 一側ストリップ導体に対して他側ストリップ
導体が長さ方向に直交する方向にずれた様子を示すパタ
ーン図である。

【図５】 図４のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態２の方向性結合器を示
すパターン図である。

【図７】 図６のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態３の方向性結合器を示
すパターン図である。

【図９】 図８のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４の方向性結合器を
示すパターン図である。

【図１１】 図１０のＧ−Ｇ線に沿う矢視断面図であ
る。

【図１２】 図１０のＨ−Ｈ線に沿う矢視断面図であ
る。

【図１３】 この発明の実施の形態５の方向性結合器を
示すパターン図である。

【図１４】 図１３のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図であ
る。

【図１５】 図１３の方向性結合器の等価回路図であ
る。

【図１６】 従来の方向性結合器のストリップ導体の斜
視図である。

【図１７】 図１６のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図であ
る。

【図１８】 図１６のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図であ
る。

【符号の説明】

１ａ 第１の一側ストリップ導体、１ｂ 第２の一側ス
トリップ導体、１ｄ第３の一側ストリップ導体、２ａ
第１の他側ストリップ導体、２ｂ 第２の他側ストリッ
プ導体、２ｄ 第３の他側ストリップ導体、３ａ 第１
の結合線路部、３ｂ 第２の結合線路部、３ｃ 第３の
結合線路部、４ａ，４ｂ，４ｃ １／４波長結合線路、
５ａ 第１の誘電体基板、５ｂ 第２の誘電体基板、５
ｃ 第３の誘電体基板、６ａ，６ｂ 地導体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 有 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の誘電体基板と、上記第１の誘電体
   基板の一側面に設けられた第１の一側ストリップ導体及
   び上記第１の誘電体基板の他側面に上記第１の一側スト
   リップ導体と対向して平行に設けられた第１の他側スト
   リップ導体を有する第１の結合線路部と、 上記第１の誘電体基板の一側面に上記第１の結合線路部
   と平行に設けられた第２の一側ストリップ導体及び上記
   第１の誘電体基板の他側面に上記第２の一側ストリップ
   導体と対向して平行に設けられた第２の他側ストリップ
   導体を有する第２の結合線路部と、 上記第１の誘電体基板の一側面に上記第１の一側ストリ
   ップ導体及び上記第２の一側ストリップ導体を覆うよう
   に設けられ上記第１の誘電体基板と反対側の面に地導体
   が設けられた第２の誘電体基板と、 上記第１の誘電体基板の他側面に上記第１の他側ストリ
   ップ導体及び上記第２の他側ストリップ導体を覆うよう
   に設けられ上記第１の誘電体基板と反対側の面に地導体
   が設けられた第３の誘電体基板とを備え、 上記第１の一側ストリップ導体の一端と上記第２の一側
   ストリップ導体の一端とが接続され、 上記第１の一側ストリップ導体と上記第２の一側ストリ
   ップ導体が接続された側と反対側において、上記第１の
   他側ストリップ導体の一端と上記第２の他側ストリップ
   導体の一端とが接続され、 上記第１、第２の結合線路部の接続がされていない他の
   ４つの端はそれぞれ入出力端子とされ、 上記第１の一側ストリップ導体に対して上記第１の他側
   ストリップ導体が長さ方向に直交する第１の方向に平行
   にずらして設けられ、 上記第２の一側ストリップ導体に対して上記第２の他側
   ストリップ導体が上記第１の方向と反対方向に平行にず
   らして設けられていることを特徴とする方向性結合器。
2. 【請求項２】 上記第１の一側ストリップ導体と上記第
   １の他側ストリップ導体のストリップ導体幅及び両者間
   の上記第１の方向のずれ量が、上記第２の一側ストリッ
   プ導体と上記第２の他側ストリップ導体のストリップ導
   体幅及び両者間の上記第１の方向と反対方向のずれ量と
   異なることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合
   器。
3. 【請求項３】 上記第１の結合線路部、上記第２の結合
   線路部のどちらか一方または両方は、通過する信号の１
   ／４波長の長さの１／４波長結合線路が多段接続されて
   なる多段形結合線路であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の方向性結合器。
4. 【請求項４】 上記第１の結合線路部は上記１／４波長
   結合線路１段の結合線路部であり、上記第２の結合線路
   部は上記１／４波長結合線路が３段に多段接続された多
   段結合線路部であり、上記第２の結合線路部の両端の上
   記１／４波長結合線路は段間において第１の結合線路部
   側に各々９０度ずつ折り曲げて設けられていることを特
   徴とする請求項３に記載の方向性結合器。
5. 【請求項５】第１の誘電体基板と、 上記第１の誘電体基板の一側面に設けられた第１の一側
   ストリップ導体及び上記第１の誘電体基板の他側面に上
   記第１の一側ストリップ導体と対向して平行に設けられ
   た第１の他側ストリップ導体を有する第１の結合線路部
   と、 上記第１の誘電体基板の一側面に上記第１の結合線路部
   と平行に設けられた第２の一側ストリップ導体及び上記
   第１の誘電体基板の他側面に上記第２の一側ストリップ
   導体と対向して平行に設けられた第２の他側ストリップ
   導体を有する第２の結合線路部と、 上記第１の誘電体基板の一側面に上記第２の結合線路部
   と平行に設けられた第３の一側ストリップ導体及び上記
   第１の誘電体基板の他側面に上記第３の一側ストリップ
   導体と対向して平行に設けられた第３の他側ストリップ
   導体を有する第３の結合線路部と、 上記第１の誘電体基板の一側面に上記第１の一側ストリ
   ップ導体、上記第２の一側ストリップ導体及び上記第３
   の一側ストリップ導体を覆うように設けられ上記第１の
   誘電体基板と反対側の面に地導体が設けられた第２の誘
   電体基板と、 上記第１の誘電体基板の他側面に上記第１の他側ストリ
   ップ導体、上記第２の他側ストリップ導体及び上記第３
   の他側ストリップ導体を覆うように設けられ上記第１の
   誘電体基板と反対側の面に地導体が設けられた第３の誘
   電体基板とを備え、 上記第１の一側ストリップ導体の一端と上記第２の一側
   ストリップ導体の一端とが接続され、また、上記第２の
   一側ストリップ導体の他端と上記第３の一側ストリップ
   導体の一端とが接続され、 上記第１の一側ストリップ導体と上記第２の一側ストリ
   ップ導体が接続された側と反対側において、上記第１の
   他側ストリップ導体の一端と上記第２の他側ストリップ
   導体の一端とが接続され、また、上記第１の一側ストリ
   ップ導体と上記第２の一側ストリップ導体が接続された
   側と同じ側において、上記第２の他側ストリップ導体の
   他端と上記第３の他側ストリップ導体の一端とが接続さ
   れ、 上記第１、第３の結合線路部の接続がされていない他の
   ４つの端はそれぞれ入出力端子とされ、 上記第１、第２及び第３の結合線路部のうちの少なくと
   も２つの結合線路部において一側ストリップ導体に対し
   て他側ストリップ導体が結合線路部の長さ方向に直交す
   る方向に各々逆向きにずらして設けられていることを特
   徴とする方向性結合器。