JP2003168906A - Ｎｒｄガイド用の方向性結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミリ波・ＮＲＤ回路として、従来の方向性結
合器よりも、使用可能な周波数帯域幅が広く、しかも、
誘電体線路の厳密な位置調整が不要で、量産性が向上し
たＮＲＤガイド用の方向性結合器を提供する。 【解決手段】 誘電体線路を上下の導体板より挟着して
構成したＮＲＤガイド用の方向性結合器であって、直線
状の直線誘電体線路と、直線状の直線誘電体線路と一定
間隔離間して配設される平行線路部と、曲がり線路部と
を備えたベンド誘電体線路とを備え、直線誘電体線路と
ベンド誘電体線路との間に、少なくとも２個の誘電体小
片が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波・ミリ
波帯で用いられるＮＲＤガイド（Ｎon-RadiativeＤiele
ctric Ｗaveguide：非放射性誘電体線路）回路に用いる
ＮＲＤガイド用の方向性結合器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回路内の実効波長が長く、作
業性が良好であり、原理的に損失がほとんどないので、
回路設計に自由度がとれるため、最近では、ＮＲＤガイ
ド回路が脚光を浴びている。すなわち、このようなＮＲ
Ｄガイド１００は、図１４に示したように、平板状の金
属板１０２と金属板１０４とを互いに平行に配置し、こ
の金属板１０２，１０４との間に、誘電体線路１０６を
挟着するように構成している。

【０００３】そして、この場合、金属板１０２、１０４
との間の間隔ａが使用する電磁波の波長λ₀の半波長以
下（a＜λ₀／２）という条件を満たすと、電磁波は金属
板１０２、１０４の遮断効果によって完全に抑制され
て、放射することなく誘電体線路１０６に沿って伝搬す
るようになっている。この場合、ＮＲＤガイド１００の
伝送モードは、電界主成分が金属板と平行なＬＳＭモー
ドと、電界主成分が金属板に垂直なＬＳＥモードとがあ
り、これらのモードは、非放射性でＮＲＤガイド中に存
在する。この場合、低損失の点からは動作モードとし
て、ＬＳＭモードを選択するのが有利である。

【０００４】このようなＮＲＤガイドの性質はミリ波帯
で特に有効であり、ＮＲＤガイドを用いたミリ波回路の
研究開発が盛んに進められ、例えば、車載レーダーや無
線ＬＡＮなどの分野で応用が期待されている。このよう
な現状の中、ＮＲＤガイドの性質を生かした小型で高性
能なミリ波集積回路を形成するために、方向性結合器が
不可欠であり、このため、特開平８−８６２１号公報、
「非放射性誘電体線路を用いたミリ波集積回路」（電子
情報通信学会論文誌、C-1, Vol. J73-C-1, No. 3, pp.8
7-94, 1990年３月）などでは、各種の方向性結合器が提
案されている。

【０００５】一般に方向性結合器では、結合部からの曲
がり線路や分岐線路を用いて結合出力などを取り出すも
のであり、ＮＲＤガイドでは、曲がり部での損失がない
ので、優れた特性の方向性結合器が提供できると言われ
ている。このような方向性結合器として、従来より、図
１５〜図１７に示した方向性結合器が提案されている。
なお、図中、説明の便宜のために上下の金属板を省略し
て示している。

【０００６】図１５のＮＲＤガイドでは、ギャップｇを
介して、例えば、６０ＧＨｚの場合の無損失ベントとな
る曲率半径２２．５ｍｍの１８０°ベンドの２個のベン
ド誘電体線路１１２、１１４を対称に離間するように配
置して、結合した対称型方向性結合器１１０を示してい
る。また、図１６のＮＲＤガイドでは、ギャップｇを介
して、直線誘電体線路１２２と曲率半径２２．５ｍｍの
１８０°ベンド誘電体線路１２４を離間するように配置
して、結合した非対称型方向性結合器１２０を示してい
る。

【０００７】このような方向性結合器１１０、１２０で
は、入力ポート（１）から入力された信号が、結合部Ｃ
にて、出力ポート（２）へ出力される場合（Ｓ２１）
と、入力ポート（１）から入力された信号が、結合部Ｃ
にて、出力ポート（３）へ出力される場合（Ｓ３１）な
どを選択できるように構成されている。この場合、ＮＲ
Ｄガイドで使われるベンドはベンド部形状による損失が
ない無損失ベンドであるが、このような無損失ベンドを
構成するためには、誘電体線路を構成する材質による比
誘電率と、線路断面寸法（高さａ、幅ｂ）、ベンド角度
を決めると、特定のベンド角に対し、特定の量子化され
た曲率半径をとらなければならない。

【０００８】従って、図１５および図１６に示したよう
な、方向性結合器１１０、１２０では、損失の少ない、
効率の良いＮＲＤガイド用方向性結合器を作製しようと
すると、方向性結合器が大きくなってしまうことにな
る。このため、方向性結合器の大きさを小さくするため
に、図１７に示したように、直線誘電体線路１３２と、
平行線路部１３４と曲がり線路部１３６とを備えたベン
ド誘電体線路１３８とを、直線誘電体線路１３２と平行
線路部１３４とが、ギャップｇを介して離間するように
配置して、結合した非対称型方向性結合器１３０が提案
されている。なお、この平行線路部１３４の一端部には
終端器１３１が接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
図１５〜図１７に示したような従来の方向性結合器にお
ける高周波信号の周波数による透過特性を、図１８に示
している。図１８に示したように、例えば、使用する周
波数６０ＧＨｚの高周波（ｆ₀）を入力ポート（１）か
ら入力すると、出力ポート（２）、（３）からほぼ同レ
ベルの高周波信号が２等分されて出力されるように調整
されている。すなわち、図１８でＳ２１の曲線は、入力
ポート（１）から出力ポート（２）へ出力される場合の
高周波信号の出力強度（出力レベル）を示し、Ｓ３１の
曲線は、入力ポート（１）から入力された信号が、結合
部Ｃにて、出力ポート（３）へ出力される場合の高周波
信号の出力強度（出力レベル）を示しており、図１８の
Ａ点で示したように、出力ポート（２）、（３）からほ
ぼ同レベルの高周波信号が２等分されて出力されるよう
になっている。

【００１０】しかしながら、図１８に示したように、こ
のような出力強度Ｓ２１、Ｓ３１は、周波数６０ＧＨｚ
から、周波数が大きくずれると、大きく変化してしま
う。すなわち、出力ポート（２）、（３）からの出力強
度がほぼ等しくなるのは、Ｓ２１の出力強度Ａ部±１ｄ
Ｂでは、結合量の帯域幅（Δｆ＝ｆｈ−ｆｌ）は、高々
５００ＭＨｚ以下であり、１ＧＨｚ以上の広い周波数帯
はとれなかった。例えば、図１８に示したように、周波
数６０ＧＨｚから、５ＧＨｚずれた６５ＧＨｚの周波数
（ｆ₁）では、Ｓ２１がＢ点、Ｓ３１がＣ点のように、
出力強度が大きく変化してしまい、等分配結合器として
は使用できないことになる。

【００１１】このため、図１５〜図１７に示した従来の
ＮＲＤガイドの方向性結合器では、使用可能な周波数の
帯域幅は、中心周波数ｆ₀前後の高々５００ＭＨｚ程度
の周波数域にとどまるため、広域周波数帯では使用でき
ない周波数特性に限定されているのが実情であり、その
汎用性に欠けることともなっていた。また、このような
従来のＮＲＤガイドの方向性結合器では、誘電体線路の
間のギャップｇが変動すると、出力強度Ｓ２１、Ｓ３１
が大きく変動するため、誘電体線路の配置、およびギャ
ップｇの調整には、例えば、誤差１０μｍ以下の精度の
厳密な位置調整が必要であり、ギャップｇの組み立て再
現性が良くなく、大量生産を困難なものにしているのが
実情である。

【００１２】本発明は、このような現状に鑑み、ミリ波
・ＮＲＤ回路として、従来の方向性結合器よりも、小型
であり、使用可能な周波数帯域幅が広く、しかも、誘電
体線路の厳密な位置調整が不要で、量産性が向上したＮ
ＲＤガイド用の方向性結合器を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
なされたものであって、本発明のＮＲＤガイド用の方向
性結合器は、誘電体線路を上下の導体板より挟着して構
成したＮＲＤガイド用の方向性結合器であって、直線状
の直線誘電体線路と、前記直線状の直線誘電体線路と一
定間隔離間して配設される平行線路部と、曲がり線路部
とを備えたベンド誘電体線路とを備え、前記直線誘電体
線路とベンド誘電体線路との間に、少なくとも２個の誘
電体小片が配設されていることを特徴とする。

【００１４】このように、直線誘電体線路とベンド誘電
体線路との間に、少なくとも２個の誘電体小片を配設す
ることによって、図５および図９に示したように、周波
数６０ＧＨｚ（ｆ₀）から、３ＧＨｚ以上、例えば、周
波数（ｆ_l）から周波数（ｆ_h）までの広い範囲にわたっ
て、出力ポート（２）、（３）に各々一定レベルの２分
配された信号出力を得ることができる。

【００１５】また、このように直線誘電体線路とベンド
誘電体線路との間に、少なくとも２個の誘電体小片を配
設することによって、誘電体線路の間のギャップｇをこ
れらの誘電体小片によって位置決めすることができるた
め、誘電体線路の厳密な位置調整が不要である。従っ
て、従来の方向性結合器よりも、使用可能な周波数帯域
幅が広く、しかも、誘電体線路の厳密な位置調整が不要
で、量産性が向上したＮＲＤガイド用の方向性結合器を
提供することができる。

【００１６】また、本発明では、前記誘電体小片が、前
記直線誘電体線路とベンド誘電体線路との間に接合され
ていること特徴とする。このように構成することによっ
て、誘電体小片を介して、直線誘電体線路とベンド誘電
体線路とが接合されていることになるので、誘電体線路
の間のギャップｇをこれらの誘電体小片によって正確に
位置決めすることができるため、誘電体線路の厳密な位
置調整が不要となる。

【００１７】また、本発明では、前記誘電体小片が、前
記直線誘電体線路とベンド誘電体線路のいずれか一方に
接合されていること特徴とする。このように構成するこ
とによって、誘電体小片が、前記直線誘電体線路とベン
ド誘電体線路のいずれか一方に接合されているので、誘
電体線路の間のギャップｇを誘電体線路のいずれか一方
に接合されている誘電体小片を基準として正確に位置決
めすることができるため、誘電体線路の厳密な位置調整
が不要となる。

【００１８】また、本発明では、前記誘電体小片が、前
記直線誘電体線路とベンド誘電体線路とは離間して配設
されていること特徴とする。このように構成することに
よって、誘電体小片が、前記直線誘電体線路とベンド誘
電体線路との間に介在することになるので、この誘電体
小片を基準として、誘電体線路の間のギャップｇをこれ
らの誘電体小片によって位置決めすることができるた
め、誘電体線路の厳密な位置調整が不要である。

【００１９】また、本発明では、前記誘電体小片が、前
記直線誘電体線路とベンド誘電体線路の平行線路部との
間に配設されていることを特徴とする。このようにする
ことによって、誘電体小片を基準として、誘電体線路の
間のギャップｇをこれらの誘電体小片によって、誘電体
線路の平行線路部を簡単に位置決めすることができるた
め、誘電体線路の厳密な位置調整が不要である。

【００２０】また、本発明では、前記誘電体小片のうち
少なくとも1つが、前記直線誘電体線路とベンド誘電体
線路の平行線路部との間に配設されていることを特徴と
する。このようにすることによって、誘電体小片を基準
として、誘電体線路の間のギャップｇを、この直線誘電
体線路とベンド誘電体線路の平行線路部との間に配設さ
れた誘電体小片によって、誘電体線路の平行線路部を簡
単に位置決めすることができるため、誘電体線路の厳密
な位置調整が不要である。

【００２１】また、本発明では、前記誘電体小片のうち
少なくとも1つが、前記直線誘電体線路とベンド誘電体
線路の曲がり線路部との間に配設されていることを特徴
とする。この場合においても、広い範囲の周波数範囲に
わたって、出力ポート（２）、（３）に各々一定レベル
の出力強度の高周波信号を分配出力することができる。

【００２２】また、本発明では、前記誘電体小片の幅方
向の寸法が、同一であることを特徴とする。このように
構成することによって、出力強度の曲線Ｓ２１、Ｓ３１
の傾斜がよりフラットになるため、より広い範囲の周波
数範囲にわたって、出力ポート（２）、（３）に各々一
定レベルの出力強度の高周波信号を分配出力することが
できる。

【００２３】また、本発明では、前記誘電体小片の幅方
向の寸法が、異なることを特徴とする。この場合でも、
広い範囲の周波数範囲にわたって、出力ポート（２）、
（３）に各々一定レベルの出力強度の高周波信号を分配
出力することができる。また、本発明では、前記誘電体
小片の幅方向の寸法が、 λ_gLSE/２以下、 但し、λ_gLSEは、ＬＳＥモードの線路内の波長、 であることを特徴とする。

【００２４】このような寸法に誘電体小片を構成するこ
とによって、使用する帯域の中央の周波数でのＬＳＥモ
ードに対して、伝送損失が少なく、かつ帯域幅が広くと
れることになる。また、本発明では、前記誘電体小片同
士の間の距離が、 ｎλ_gLSE/４、またはｍλ_gLSM/４、 但し、λ_gLSEは、ＬＳＥモードの線路内の波長、λ_gLSM
は、ＬＳＭモードの線路内の波長、ｎ、ｍは任意の奇
数、 であることを特徴とする。

【００２５】このように誘電体小片同士の間の距離を設
定することによって、一定レベルで結合する周波数の幅
を設定できることになるので、広い周波数範囲で使用で
きるＮＲＤガイド用の方向性結合器を提供することがで
きる。また、本発明では、前記ベンド誘電体線路の曲が
り線路部が、一定の曲率半径のＲ部から形成されている
ことを特徴とする。

【００２６】これによって、無損失ベンドを構成するこ
とができ、曲がり部での損失がないので、小型化でき、
優れた特性の方向性結合器が提供できる。また、本発明
では、前記ベンド誘電体線路の曲がり線路部を、平行線
路部と垂直となるように略三角形状の隅角部による折曲
がり線路から構成したことを特徴とする。

【００２７】このように、構成することによって、上記
のようにＲ部によって、曲がり線路部を構成するより
も、９０°ベンドをより占有面積を小さくして構成する
ことができるので、曲がり部での損失がなく、より小型
化でき、優れた特性の方向性結合器が提供できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（実施
例）を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、本
発明のＮＲＤガイド用の方向性結合器の実施例の一部破
断して示す斜視図、図２は、図１のＮＲＤガイド用の方
向性結合器を、説明の便宜のために上下の金属板を省略
して示した平面図である。

【００２９】図１において、１０は全体で、本発明のＮ
ＲＤガイド用の方向性結合器（以下、「方向性結合器」
と言う）を示している。方向性結合器１０は、平板状の
上下の導体板を構成する金属板１１ａと金属板１１ｂと
を互いに平行に配置し、この金属板１１ａ、１１ｂとの
間に、誘電体線路１２、１４を挟着するように構成して
いる。

【００３０】図２に示したように、誘電体線路１２は、
直線状の直線誘電体線路１２である。一方、誘電体線路
１４は、直線誘電体線路１２と一定間隔（ギャップｇ）
離間して配設される平行線路部１４ａ（平行部長さＬ）
と、曲がり線路部１４ｂとを備えたベンド誘電体線路１
４である。このベンド誘電体線路１４では、平行線路部
１４ａに対して、曲がり線路部１４ｂが９０°湾曲した
９０°ベンド誘電体線路１４を構成している。そして、
この平行線路部１４ａの一端部には、３方向の方向性結
合器を構成するために、無反射終端器１６が接続されて
いる。これにより、方向性結合器１０は、非対称性方向
性結合器を構成している。

【００３１】また、直線誘電体線路１２とベンド誘電体
線路１４の平行線路部１４ａとの間に、２個の四角柱状
の誘電体小片（接続チップ）１８が、これらの間に接合
するように配設されている。この場合、これらの直線誘
電体線路１２、ベンド誘電体線路１４、および誘電体小
片１８としては、誘電体であればよく、特に限定される
ものではなく、例えば、プラスチック樹脂などが使用可
能である。プラスチック樹脂としては、特に限定される
ものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、ＰＦＡ（四フッ化エチレンーパーフルオ
ロアルコキシエチレン共重合樹脂）やＦＥＰ（フッ化エ
チレンプロピレンコポリマー）などのフッ素樹脂が、電
気特性上の優良性からすれば好ましい。

【００３２】また、曲がり線路部１４ｂは、一定の曲率
半径のＲ部から形成されている。この場合、無損失ベン
ドを構成するためには、誘電体線路を構成する材質によ
る比誘電率と、線路断面寸法（高さａ、幅ｂ）、ベンド
角度を決めると、特定のベンド角に対し、特定の量子化
された曲率半径としなければならない。例えば、誘電体
線路１２，１４を、ＰＴＦＥ樹脂で構成した場合には、
周波数を使用する周波数を６０ＧＨｚとした場合には、
高さａが約２．３ｍｍ、幅ｂが、２．５ｍｍとなり、９
０°ベンドの場合には、曲率２２．５ｍｍとなってい
る。

【００３３】また、誘電体小片１８の形状としては、特
に限定されるものではなく、この実施例のように四角柱
状のもの、図３に示したように、円柱形状のものなどが
使用可能であり、これらの誘電体小片１８の寸法が、四
角柱状の場合には横幅ｂ２の寸法が、円柱形状のものの
場合には、直径φが、使用する周波数の帯域センターの
周波数でのＬＳＥモードに対して、伝送損失が少なく、
帯域幅が広くとれるような寸法となるように設定すれば
よい。

【００３４】例えば、誘電体小片１８の幅方向の寸法
（ｂ２、φ）が、 λ_gLSE/２以下、 但し、λ_gLSEは、ＬＳＥモードの線路内の波長、 となるように設定すればよい。例えば、使用する周波数
が６０ＧＨｚ、直線誘電体線路１２、ベンド誘電体線路
１４、および誘電体小片１８をＰＴＦＥで構成した場合
には、一例として、ｂ２が０．５ｍｍ以下（ｂ２≦０．
５ｍｍ）となるように設定すればよい。

【００３５】また、誘電体小片１８は、ベンド誘電体線
路１４の平行線路部１４ａの平行部長さＬにわたって、
少なくとも２個以上配置するのが好ましく、例えば、図
４に示したように、３個以上配設することも可能であ
る。この場合、誘電体小片１８の幅方向の寸法ｂ２が、
同一である（ｂ２＝ｂ２‘＝ｂ２“）とするのが好まし
い。または、ｂ２＝ｂ２“と両外側の２片のみ等しくす
るのが良い。

【００３６】このように構成することによって、後述す
るように、出力強度の曲線Ｓ２１、Ｓ３１の傾斜がより
フラットになるため、より広い範囲の周波数範囲にわた
って、出力ポート（２）、（３）に各々一定レベルの出
力強度の高周波信号を分配出力することができる。な
お、誘電体小片１８の幅方向の寸法ｂ２が、異なってい
てもよく（ｂ２≠ｂ２‘≠ｂ２“）、この場合でも、広
い範囲の周波数範囲にわたって、出力ポート（２）、
（３）に各々一定レベルの出力強度の高周波信号を分配
出力することができる。

【００３７】また、この場合、誘電体小片１８の誘電体
小片同士の間の距離ｄ２としては、 ｎλ_gLSE/４、またはｍλ_gLSM/４、 但し、λ_gLSEは、ＬＳＥモードの線路内の波長、λ_gLSM
は、ＬＳＭモードの線路内の波長、ｎ、ｍは任意の奇
数、 であるのが好ましい。

【００３８】このように誘電体小片１８同士の間の距離
ｄ２を設定することによって、広い周波数範囲にわたっ
て電磁結合する結合器となるので、広帯域特性をもつＮ
ＲＤガイド用の方向性結合器を提供することができる。
さらに、この場合、誘電体小片１８同士の間の距離ｄ２
の距離としては、等間隔で配置することも、異なる間隔
で配置することも可能であり、配置間隔により対応する
周波数の広さを微調整することができる。

【００３９】また、誘電体小片１８を配置する位置、す
なわち、ベンド誘電体線路１４の平行線路部１４ａの平
行部長さＬの両端部からの位置ｄ１、ｄ３が、λ_gLSM/
４〜λ_gLSM/２となるように設定するのが望ましい。こ
のように構成される方向性結合器１０によれば、図５に
示したように、周波数６０ＧＨｚ（ｆ₀）から、例え
ば、Ｓ２１の出力強度Ａ部±１ｄＢでは、結合量の帯域
幅（Δｆ＝ｆｈ−ｆｌ）は、Δｆの周波数帯域が３ＧＨ
ｚ以上、すなわち、周波数（ｆ_l）から周波数（ｆ_h）に
至るまでの広い周波数範囲にわたって、出力ポート
（２）、（３）に各々一定レベルの出力強度の高周波信
号が２分配されて出力されることになる。

【００４０】また、このように直線誘電体線路１２とベ
ンド誘電体線路１４との間に、少なくとも２個の誘電体
小片１８を配設することによって、誘電体線路１２、１
４の間のギャップｇをこれらの誘電体小片１８によって
位置決めすることができるため、誘電体線路の厳密な位
置調整が不要となる。従って、従来の方向性結合器より
も、小型化できるとともに、使用可能な周波数帯域幅が
広く、しかも、誘電体線路の厳密な位置調整が不要で、
量産性が向上したＮＲＤガイド用の方向性結合器を提供
することができる。

【００４１】図６は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性
結合器の別の実施例を示す平面図である。この実施例の
方向性結合器は、基本的には、図１に示した実施例の方
向性結合器１０と同様な構成であり、同じ構成部材には
同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

【００４２】この実施例の方向性結合器１０では、誘電
体小片１８が、直線誘電体線路１２とベンド誘電体線路
１４の平行線路部１４ａとの両方から離間して配設され
ている。このように構成することによって、誘電体小片
１８が、直線誘電体線路１２とベンド誘電体線路１４の
平行線路部１４ａとの間に介在することになるので、こ
の誘電体小片１８を基準として、誘電体線路１２、１４
の間のギャップｇをこれらの誘電体小片１８によって位
置決めすることができるため、誘電体線路の厳密な位置
調整が不要となる。

【００４３】この場合、誘電体小片１８と、直線誘電体
線路１２との離間距離ｇ１、ベンド誘電体線路１４の平
行線路部１４ａとの離間距離ｇ２は、必要とするＳ３
１、Ｓ２１の電磁的結合分配量を考慮して微調整して用
いればよい。この場合でも、周波数帯域が３ＧＨｚ以
上、すなわち、周波数（ｆ_l）から周波数（ｆ_h）に至る
までの広い周波数範囲にわたって、出力ポート（２）、
（３）に各々一定レベルの出力強度の高周波信号が２分
配されて出力されることになる。

【００４４】図７は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性
結合器の別の実施例を示す平面図である。この実施例の
方向性結合器は、基本的には、図１に示した実施例の方
向性結合器１０と同様な構成であり、同じ構成部材には
同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

【００４５】この実施例の方向性結合器１０では、図７
（Ａ）に示したように、誘電体小片１８が、直線誘電体
線路１２に結合されており、誘電体小片１８が、ベンド
誘電体線路１４の平行線路部１４ａとは離間して配設さ
れている。また、この実施例の方向性結合器１０では、
図７（Ｂ）に示したように、誘電体小片１８が、ベンド
誘電体線路１４の平行線路部１４ａに接合されており、
誘電体小片１８が、直線誘電体線路１２とは離間して配
設されている。

【００４６】このように、誘電体小片１８が、直線誘電
体線路１２とベンド誘電体線路１４のいずれか一方に結
合されているので、誘電体線路１２、１４の間のギャッ
プｇを誘電体線路１２、１４のいずれか一方に接合され
ている誘電体小片１８を基準として正確に位置決めする
ことができるため、誘電体線路１２、１４の厳密な位置
調整が不要となる。

【００４７】この場合、誘電体小片１８と、直線誘電体
線路１２との離間距離ｇ１、ベンド誘電体線路１４の平
行線路部１４ａとの離間距離ｇ２としては、必要するＳ
２１、Ｓ３１の電磁的結合分配量を考慮して微調整して
用いればよい。図８は、本発明のＮＲＤガイド用の方向
性結合器の別の実施例を示す平面図である。

【００４８】この実施例の方向性結合器は、基本的に
は、図１に示した実施例の方向性結合器１０と同様な構
成であり、同じ構成部材には同じ参照番号を付してその
詳細な説明を省略する。この実施例の方向性結合器１０
では、誘電体小片１８のうち少なくとも1つの誘電体小
片１８ａが、直線誘電体線路１２とベンド誘電体線路１
４の平行線路部１４ａとの間に配設されている。そし
て、誘電体小片１８のうち少なくとも1つの誘電体小片
１８ｂが、直線誘電体線路１２とベンド誘電体線路１４
の曲がり線路部１４ｂとの間に配設されている。

【００４９】なお、図８（Ａ）は、直線誘電体線路１２
とベンド誘電体線路１４の曲がり線路部１４ｂとの間に
配設される誘電体小片１８ｂが、直線誘電体線路１２に
接合されており、誘電体小片１８ｂが、ベンド誘電体線
路１４の平行線路部１４ａとは離間して配設されてい
る。また、図８（Ｂ）は、直線誘電体線路１２とベンド
誘電体線路１４の曲がり線路部１４ｂとの間に配設され
る誘電体小片１８ｂが、直線誘電体線路１２とベンド誘
電体線路１４の曲がり線路部１４ｂとの両方から離間し
て配設されている。

【００５０】このように構成される方向性結合器１０で
も、図９に示したように、周波数６０ＧＨｚ（ｆ₀）か
ら、例えば、Ｓ２１の出力強度Ａ部±１ｄＢでは、結合
量の帯域幅（Δｆ＝ｆｈ−ｆｌ）は、Δｆの周波数帯域
が３ＧＨｚ以上、すなわち、周波数（ｆ_l）から周波数
（ｆ_h）に至るまでの広い周波数範囲にわたって、出力
ポート（２）、（３）に各々一定レベルの出力強度の高
周波信号が２分配されて出力されることになる。

【００５１】この場合、誘電体小片１８ｂと、直線誘電
体線路１２との離間距離ｇ１、ベンド誘電体線路１４の
曲がり線路部１４ｂとの離間距離ｇ２は、結合器の帯域
幅Δｆの広さを調整するのに用いる。図１０は、本発明
のＮＲＤガイド用の方向性結合器の別の実施例を示す平
面図である。

【００５２】この実施例の方向性結合器は、基本的に
は、図１に示した実施例の方向性結合器１０と同様な構
成であり、同じ構成部材には同じ参照番号を付してその
詳細な説明を省略する。この実施例の方向性結合器１０
では、ベンド誘電体線路１４が、平行線路部１４ａと、
曲がり線路部１４ｂが直線状であって、平行線路部１４
ａと垂直となるように略三角形状の隅角部１４ｃで接続
されている。

【００５３】なお、この場合にも、図４の実施例と同様
に、誘電体小片１８は、ベンド誘電体線路１４の平行線
路部１４ａの平行部長さＬにわたって、少なくとも２個
以上配置するのが好ましく、例えば、図１１に示したよ
うに、３個以上配設することも可能である。このよう
に、構成することによって、図1の実施例のようにＲ部
によって、曲がり線路部を構成するよりも、９０°ベン
ドをより占有面積を小さくして構成することができるの
で、曲がり部での損失がなく、より小型化でき、優れた
特性の方向性結合器が提供できる。

【００５４】図１２は、本発明のＮＲＤガイド用の方向
性結合器の別の実施例を示す平面図である。この実施例
の方向性結合器は、基本的には、図１０に示した実施例
の方向性結合器１０と同様な構成であり、同じ構成部材
には同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

【００５５】この実施例の方向性結合器１０では、図１
０の実施例と同様に、ベンド誘電体線路１４が、平行線
路部１４ａと、曲がり線路部１４ｂが直線状であって、
平行線路部１４ａと垂直となるように略三角形状の隅角
部１４ｃで接続されている。そして、図６の実施例と同
様に、誘電体小片１８が、直線誘電体線路１２とベンド
誘電体線路１４の平行線路部１４ａとの両方から離間し
て配設されている。

【００５６】図１３は、本発明のＮＲＤガイド用の方向
性結合器の別の実施例を示す平面図である。この実施例
の方向性結合器は、基本的には、図１０に示した実施例
の方向性結合器１０と同様な構成であり、同じ構成部材
には同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

【００５７】この実施例の方向性結合器１０では、図１
０の実施例と同様に、ベンド誘電体線路１４が、平行線
路部１４ａと、曲がり線路部１４ｂが直線状であって、
平行線路部１４ａと垂直となるように略三角形状の隅角
部１４ｃで接続されている。そして、図７の実施例と同
様に、図１３（Ａ）に示したように、誘電体小片１８
が、直線誘電体線路１２に接合されており、誘電体小片
１８が、ベンド誘電体線路１４の平行線路部１４ａとは
離間して配設されている。

【００５８】また、この実施例の方向性結合器１０で
は、図１３（Ｂ）に示したように、誘電体小片１８が、
ベンド誘電体線路１４の平行線路部１４ａに接合されて
おり、誘電体小片１８が、直線誘電体線路１２とは離間
して配設されている。なお、上記実施例では、９０°ベ
ンドのベンド誘電体線路についての構成にて説明した
が、他の角度のベンドのベンド誘電体線路にも適用でき
るなど本発明を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であ
る。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＮＲ
Ｄガイド回路によれば、直線誘電体線路とベンド誘電体
線路との間に、少なくとも２個の誘電体小片を配設する
ことによって、図５および図９に示したように、使用中
心周波数６０ＧＨｚ（ｆ₀）から、帯域帯で３ＧＨｚ以
上、例えば、周波数（ｆ_l）から周波数（ｆ_h）までの広
い周波数範囲にわたって、出力ポート（２）、（３）に
各々一定レベルの出力強度の高周波信号が２分配されて
出力されることになる。

【００６０】また、このように直線誘電体線路とベンド
誘電体線路との間に、少なくとも２個の誘電体小片を配
設することによって、誘電体線路の間のギャップｇをこ
れらの誘電体小片によって位置決めすることができるた
め、誘電体線路の厳密な位置調整が不要である。従っ
て、従来の方向性結合器よりも、小型化できるととも
に、使用可能な周波数帯域幅が広く、しかも、誘電体線
路の厳密な位置調整が不要で、量産性が向上したＮＲＤ
ガイド用の方向性結合器を提供することができるなど幾
多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器の実施例の一部破断して示す斜視図である。

【図２】図２は、図１のＮＲＤガイド用の方向性結合器
を、説明の便宜のために上下の金属板を省略して示した
平面図である。

【図３】図３は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器の別の実施例を示す平面図である。

【図４】図４は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器の別の実施例を示す平面図である。

【図５】図５は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器における高周波信号の出力強度を示すグラフである。

【図６】図６は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器の別の実施例を示す平面図である。

【図７】図７は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器の別の実施例を示す平面図である。

【図８】図８は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器の別の実施例を示す平面図である。

【図９】図９は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性結合
器における高周波信号の出力強度を示すグラフである。

【図１０】図１０は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性
結合器の別の実施例を示す平面図である。

【図１１】図１１は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性
結合器の別の実施例を示す平面図である。

【図１２】図１２は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性
結合器の別の実施例を示す平面図である。

【図１３】図１３は、本発明のＮＲＤガイド用の方向性
結合器の別の実施例を示す平面図である。

【図１４】図１４は、ＮＲＤガイドの原理を示す斜視図
である。

【図１５】図１５は、従来のＮＲＤガイド用の方向性結
合器を示す平面図である。

【図１６】図１６は、従来のＮＲＤガイド用の方向性結
合器を示す平面図である。

【図１７】図１７は、従来のＮＲＤガイド用の方向性結
合器を示す平面図である。

【図１８】図１８は、従来のＮＲＤガイド用の方向性結
合器における高周波信号の出力強度を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ 方向性結合器 １１ａ 金属板 １１ｂ 金属板 １２ 直線誘電体線路 １４ ベンド誘電体線路 １４ａ 平行線路部 １４ｂ 折れ曲がり線路部 １４ｃ 隅角部 １６ 無反射終端器 １８ 誘電体小片 １８ａ 誘電体小片 １８ｂ 誘電体小片 ２２ 曲率半径 １００ ＮＲＤガイド １０２，１０４ 金属板 １０６ 誘電体線路 １１０ 対称型方向性結合器 １１２ ベンド誘電体線路 １２０ 非対称型方向性結合器 １２２ 直線誘電体線路 １２４ ベンド誘電体線路 １３０ 非対称型方向性結合器 １３１ 終端器 １３２ 直線誘電体線路 １３４ 平行線路部 １３６ 曲がり線路部 １３８ ベンド誘電体線路 ａ 間隔 ｇ ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑 原 利 明 神奈川県横浜市緑区中山町306−15 パー ムビュービル３階 日本バルカー工業株式 会社横浜分室内 Ｆターム(参考） 5J014 HA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体線路を上下の導体板より挟着して
   構成したＮＲＤガイド用の方向性結合器であって、 直線状の直線誘電体線路と、 前記直線状の直線誘電体線路と一定間隔離間して配設さ
   れる平行線路部と、曲がり線路部とを備えたベンド誘電
   体線路とを備え、 前記直線誘電体線路とベンド誘電体線路との間に、少な
   くとも２個の誘電体小片が配設されていることを特徴と
   するＮＲＤガイド用の方向性結合器。
2. 【請求項２】 前記誘電体小片が、前記直線誘電体線路
   とベンド誘電体線路との間に接合されていること特徴と
   する請求項１に記載のＮＲＤガイド用の方向性結合器。
3. 【請求項３】 前記誘電体小片が、前記直線誘電体線路
   とベンド誘電体線路のいずれか一方に接合されているこ
   と特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のＮＲＤ
   ガイド用の方向性結合器。
4. 【請求項４】 前記誘電体小片が、前記直線誘電体線路
   とベンド誘電体線路とは離間して配設されていること特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＮＲＤガイ
   ド用の方向性結合器。
5. 【請求項５】 前記誘電体小片のうち少なくとも1つ
   が、前記直線誘電体線路とベンド誘電体線路の平行線路
   部との間に配設されていることを特徴とする請求項１か
   ら４のいずれかに記載のＮＲＤガイド用の方向性結合
   器。
6. 【請求項６】 前記誘電体小片の幅方向の寸法が、同一
   であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
   載のＮＲＤガイド用の方向性結合器。
7. 【請求項７】 前記誘電体小片の幅方向の寸法が、 λ_gLSE/２以下、 但し、λ_gLSEは、ＬＳＥモードの線路内の波長、 であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
   載のＮＲＤガイド用の方向性結合器。
8. 【請求項８】 前記誘電体小片同士の間の距離が、 ｎλ_gLSE/４、またはｍλ_gLSM/４、 但し、λ_gLSEは、ＬＳＥモードの線路内の波長、λ_gLSM
   は、ＬＳＭモードの線路内の波長、ｎ、ｍは任意の奇
   数、 であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記
   載のＮＲＤガイド用の方向性結合器。
9. 【請求項９】 前記ベンド誘電体線路の曲がり線路部
   を、平行線路部と垂直となるように略三角形状の隅角部
   による折曲がり線路から構成したことを特徴とする請求
   項１から８のいずれかに記載のＮＲＤガイド用の方向性
   結合器。