JP2003198217A - 高周波装置のための線路間結合構造及びこれを用いた高周波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い周波数帯域に渡って良好な反射特性を有
し且つ小形の高周波装置のための線路間結合構造を得
る。 【解決手段】 表面に、それぞれ一端に開放端、他端が
基板端部に延びる平行な入力側及び出力側ストリップ導
体２ａ、２ｂ、これらのストリップ導体の間にある導体
パターン３、裏面に接地導体４、並びに導体パターン３
と接地導体４を電気接続する接続手段５を形成した第１
誘電体基板１ａと、両端に開放端を有するコの字形スト
リップ導体６を形成した第２の誘電体基板１ｂと、最低
限上記コの字形ストリップ導体を覆う大きさを有する誘
電体シート７と、を備え、導体２ａ、２ｂと導体６がシ
ート７を介し一定区間対向し、導体６とパターン３がシ
ート７を介し対抗し且つストリップ導体２ａ、２ｂの開
放端とストリップ導体６の開放端が逆向きになるようシ
ート７を介し２つの基板１ａ，１ｂを積層した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてマイクロ
波及びミリ波帯における線路間結合構造及びこれを用い
た高周波装置に関し、詳しくは、良好な反射特性を有し
且つ小形な高周波装置のための線路間結合構造及びこれ
を用いた高周波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は例えば特開平９−２４６８４６号
公報に開示された従来の線路間結合構造の斜視図であ
る。また、図７は図６のＡ−Ａ線に沿った断面図、図８
は同じく図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図にお
いて、１５は誘電体基板、１６は導体膜、１７は入力側
ストリップ線路、１７ａは入力端子、１７ｂは入力側ス
トリップ線路結合部、１７ｃは第２の負荷インピーダン
ス回路、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは出力側ストリップ線
路、１８Ａａ、１８Ａｂ、１８Ｂａ、１８Ｂｂ、１８Ｃ
ａ、１８Ｃｂは出力端子、１９は絶縁体薄膜(図６では
分かり易くするために絶縁体薄膜１９は省略して示され
ている)、２０は絶縁体薄膜１９上に矢印で示す方向に
回転可能に設けられた回転結合導体(回転軸等図示省
略)、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは回転結合導体２０のア
ーム部、２０ａは入力側結合部、２０Ａｂ、２０Ｂｂ、
２０Ｃｂは出力側結合部、２０Ａｃ、２０Ｂｃ、２０Ｃ
ｃは幅が広くなっている部分、２０Ａｄ、２０Ｂｄ、２
０Ｃｄは第１の負荷インピーダンス回路である。

【０００３】上記の誘電体基板１５の上面には、入力側
ストリップ線路１７と複数の円弧状の出力側ストリップ
線路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが形成され、絶縁体薄膜１
９を介して、入力側ストリップ線路１７及び出力側スト
リップ線路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと結合する回転可能
な回転結合導体２０は、当該回転結合導体２０の複数の
アーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの入力側と出力側とに
おいて、ストリップ線路１７及び出力側ストリップ線路
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃのそれぞれと図示のように結合
されている。

【０００４】この結合の場合、回転結合導体２０の出力
側端部のλｇ／４の区間に４分のλ変成器としての第１
の負荷インピーダンス回路２０Ａｄ、２０Ｂｄ、２０Ｃ
ｄを形成するとともに、入力側ストリップ線路１７の出
力側λｇ／４の区間に４分のλ変成器からなる第２の負
荷インピーダンス回路１７ｃを形成してある。

【０００５】次に動作について説明する。入力側ストリ
ップ線路１７から送られてきた信号は、回転結合導体２
０の複数のアーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃによって分
岐され、当該各アーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、絶
縁体薄膜１９を介して結合している円弧状の出力側スト
リップ線路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃによって更に分岐さ
れ、各出力側ストリップ線路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの
両端の出力端子１８Ａａ、１８Ａｂ、１８Ｂａ、１８Ｂ
ｂ、１８Ｃａ、１８Ｃｂから出力される。

【０００６】即ち、複数のアーム部２０Ａ、２０Ｂ、２
０Ｃによって分岐した後に、円弧状の出力側ストリップ
線路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃによって更に分岐する多段
分岐回路として機能している。

【０００７】また、回転結合導体２０を回転させること
により、当該回転結合導体２０の一体に形成されている
アーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが同時に回転して、各
アーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと出力側ストリップ線
路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの結合位置が変わる。

【０００８】この結果、各出力側ストリップ線路１８
Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの一方の出力端子１８Ａａまたは１
８Ａｂ、１８Ｂａまたは１８Ｂｂ、１８Ｃａまたは１８
Ｃｂからの出力信号の位相は進み、他方の出力端子から
の出力信号１８Ａａまたは１８Ａｂ、１８Ｂａまたは１
８Ｂｂ、１８Ｃａまたは１８Ｃｂの位相は遅れる。

【０００９】この場合、各アーム部２０Ａ、２０Ｂ、２
０Ｃの半径(長さ)を異ならせておくと、回転結合導体２
０の回転角が同じであっても、各出力側ストリップ線路
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの両出力信号の位相の変化量を
異ならせることができ、変化量は各アーム部２０Ａ、２
０Ｂ、２０Ｃの半径(長さ)に比例する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
高周波装置のための線路間結合構造では、入力側結合部
２０ａ、及び出力側結合部２０Ａｂ、２０Ｂｂ、２０Ｃ
ｂにおいて容量結合させ、それぞれ第２の負荷インピー
ダンス回路１７ｃ、及び第１の負荷インピーダンス回路
２０Ａｄ、２０Ｂｄ、２０Ｃｄにより整合をとってい
る。

【００１１】このような線路間結合構造の使用周波数帯
域は、主に容量結合の大きさに依存する。容量結合を大
きくして使用周波数帯域を広くするには、第１に絶縁体
薄膜１９を薄くする、第２に絶縁体薄膜１９の誘電率を
大きくする、第３に入力側結合部２０ａ、及び出力側結
合部２０Ａｂ、２０Ｂｂ、２０Ｃｂの面積を広くするこ
とが考えられる。

【００１２】しかし、上記第１の方法は、絶縁体薄膜１
９と接触させつつアーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを可
動させるため、絶縁体薄膜１９の機械的な強度を保持す
るには、限りなく薄くすることができない。また、高周
波数での使用において、上記第２の方法は、入力側結合
部２０ａ、及び出力側結合部２０Ａｂ、２０Ｂｂ、２０
Ｃｂを伝送する高周波信号の波長が短縮されるため、ま
た、上記第３の方法は物理形状が大きくなるため、入力
側結合部２０ａ、及び出力側結合部２０Ａｂ、２０Ｂ
ｂ、２０Ｃｂの形状が波長に対して無視できなくなる。
このため、十分大きな結合容量を得ることができず、使
用できる周波数帯域の広帯域化を図ることが難しいとい
う問題があった。

【００１３】また、アーム部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの
半径(長さ)を異ならせることにより、各出力側ストリッ
プ線路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの両出力信号の位相の変
化量を異ならせている。この変化量は、アーム部２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの半径に比例する。そのため、最小
の位相の変化量を得るアーム部の半径(長さ)に対して、
２倍の変化量を得るためには、別のアーム部の半径(長
さ)を２倍に、３倍の変化量を得るには、別のアーム部
の半径(長さ)を３倍にする必要がある。そのアーム部２
０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃには、第１の負荷インピーダンス
回路２０Ａｄ、２０Ｂｄ、２０Ｃｄが形成されている。

【００１４】そのため、最小の位相の変化量を得るアー
ム部の半径(長さ)は、第１の負荷インピーダンス回路の
長さより長くなる。このため、アーム部の数を増やして
多分岐させる場合には、回路の面積が増大して大形化を
招く問題があった。

【００１５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、広い周波数帯域に渡って良好な
反射特性を有し且つ小形の高周波装置のための線路間結
合構造及びこれを用いた高周波装置を得ることを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、第１の誘電体基板と、上記第１の誘電体基板の
表面に形成され一端に第１の開放端を有し他端が上記第
１の誘電体基板の端部に向かい延在する入力側ストリッ
プ導体と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され一端
に上記第１の開放端と同じ向きの第２の開放端を有し他
端が上記第１の誘電体基板の端部に向かい上記入力側ス
トリップ導体と平行に延在する出力側ストリップ導体
と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され、上記入力
側ストリップ導体と出力側ストリップ導体の間に配置さ
れた導体パターンと、上記第１の誘電体基板の裏面に形
成された接地導体と、上記導体パターンと上記接地導体
を電気的に接続する接続手段と、第２の誘電体基板と、
上記第２の誘電体基板の裏面に形成され両端に第３の開
放端を有する上記コの字形ストリップ導体と、少なくと
も上記コの字形ストリップ導体を覆う大きさを有する誘
電体シートと、を備え、上記入力側ストリップ導体及び
出力側ストリップ導体と上記コの字形ストリップ導体
が、上記誘電体シートを介して一定区間対向し、上記コ
の字形ストリップ導体と上記導体パターンが上記誘電体
シートを介して対抗し且つ上記第１及び第２の開放端と
第３の開放端が互いに逆向きとなるように上記第１の誘
電体基板、誘電体シート、第２の誘電体基板を積層した
ことを特徴とする高周波装置のための線路間結合構造に
ある。

【００１７】また、入力側ストリップ導体及び出力側ス
トリップ導体がコの字形ストリップ導体と誘電体シート
を介して伝搬波長の略１／４の区間で対向したことを特
徴とする。

【００１８】また、導体パターンは、入力側及び出力側
ストリップ導体と平行に配置され、入力側及び出力側ス
トリップ導体の長さ方向に向かって導体幅が徐々に広が
り、第１の誘電体基板に対して第２の誘電体基板または
この第２の誘電体基板と誘電体シートの位置を入力側及
び出力側ストリップ導体の長さ方向に移動可能にしたこ
とを特徴とする。

【００１９】また、第１及び第２の誘電体基板の間に誘
電体シートを介して入力側及び出力側ストリップ導体、
導体パターン並びにコの字形ストリップ導体からなるユ
ニットをコの字が互いに同じ向きになるように複数個設
けた請求項１ないし３のいずれかに記載の線路間結合構
造と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され一端が上
記第１の誘電体基板の端部に向かって延在し、他端が２
つに分岐する第１の分岐導体パターンと、を備え、上記
複数個のユニットの隣り合う入力側ストリップ導体と出
力側ストリップ導体を上記第１の分岐導体パターンを介
して縦続接続したことを特徴とする高周波装置にある。

【００２０】また、第１及び第２の誘電体基板の間に誘
電体シートを介して入力側及び出力側ストリップ導体、
導体パターン並びにコの字形ストリップ導体からなるユ
ニットを、第１の誘電体基板の第１の表面にコの字が互
いに同じ向きになるように複数個、第２の表面にコの字
が互いに同じ向きになり且つ上記第１の表面に形成され
たユニットとコの字が反対向きになるように複数個それ
ぞれ設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の線路間
結合構造と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され、
一端が上記第１の誘電体基板の端部に向かって延在し他
端が２つに分岐する第１の分岐導体パターンと、上記第
１の誘電体基板の表面に形成され一端が上記第１の誘電
体基板の端部に向かって延在し他端が２つまたは３つに
分岐する第２の分岐導体パターンと、を備え、第１の表
面に形成された複数個の上記ユニットの隣り合う入力側
ストリップ導体と出力側ストリップ導体を上記第１の分
岐導体パターンを介して縦続接続し、第２の表面に形成
された複数個の上記ユニットの隣り合う入力側ストリッ
プ導体と出力側ストリップ導体を上記第１の分岐導体パ
ターンを介して縦続接続し、上記第１の表面に形成され
た複数個の上記ユニットの最も端に位置する入力側また
は出力側ストリップ導体のいずれと、第２の表面に形成
された複数個の上記ユニットの最も端に位置する入力側
または出力側ストリップ導体のいずれを、上記第２の分
岐導体パターンを介して接続したことを特徴とする高周
波装置にある。

【００２１】また、上記各ユニットのコの字形ストリッ
プ導体を１枚の第２の誘電体基板の裏面にまとめて形成
し、上記第２の誘電体基板または上記第２の誘電体基板
と誘電体シートの位置を上記第１の誘電体基板に対して
これに形成された上記各入力側及び出力側ストリップ導
体の長さ方向に移動可能にしたことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１による高周波装置のための線路間結合構造
を示す概略構成斜視図である。図２の(ａ)は、図１の第
１の誘電体基板１ａに対して第２の誘電体基板１ｂ及び
誘電体シート７を移動させることができ、線路間結合構
造の結合部の長さが短くなる方向に第２の誘電体基板１
ｂ及び誘電体シート７を移動させた時の、第２の誘電体
基板１ｂの基板部分だけを除いた場合に見える基板上面
パターン図、図２の(ｂ)、(ｃ)は、上記線路間結合構造
の動作を説明するための所望の周波数帯におけるインピ
ーダンスを記したスミス線図である。

【００２３】同様に図３の(ａ)は、第２の誘電体基板１
ｂ及び誘電体シート７が通常の位置にある時の、第２の
誘電体基板１ｂの基板部分だけを除いた場合に見える基
板上面パターン図、図３の(ｂ)〜(ｄ)は、上記線路間結
合構造の動作を説明するための所望の周波数帯における
インピーダンスを記したスミス線図である。

【００２４】そして図４の(ａ)は、第２の誘電体基板１
ｂ及び誘電体シート７を線路間結合構造の結合部の長さ
が長くなる方向に移動させた時の第２の誘電体基板の基
板部分だけを除いた場合に見える基板上面パターン図、
図４の(ｂ)〜(ｄ)は、上記線路間結合構造の動作を説明
するための所望の周波数帯におけるインピーダンスを記
したスミス線図である。

【００２５】図１において、１ａは第１の誘電体基板、
１ｂは第２の誘電体基板、２ａは入力側ストリップ導
体、２ｂは出力側ストリップ導体、３は導体パターン、
４は接地導体、５は金属によって形成された接続手段、
６はコの字形ストリップ導体、７は誘電体薄膜によって
形成された誘電体シート、８ａは第１の開放端、８ｂは
第２の開放端、８ｃは第３の開放端、９ａは入力端子、
１０ａは出力端子である。第１の誘電体基板１ａ、第２
の誘電体基板１ｂ及び誘電体シート７の誘電率は、ほぼ
等しい値を有している。

【００２６】第１の誘電体基板１ａの表面には、一端に
第１の開放端８ａを有し、他端が上記第１の誘電体基板
１ａの入力端子９ａに至るように延在する一定幅の入力
側ストリップ導体２ａと、一端に上記第２の開放端８ｂ
を有し、他端が上記第１の誘電体基板１ａの出力端子１
０ａに至るように上記入力側ストリップ導体２ａと平行
に延在し、上記入力側ストリップ導体２ａと同一幅の出
力側ストリップ導体２ｂと、上記入力側及び出力側スト
リップ導体２ａ、２ｂの中央に且つ平行に、入力及び出
力端子９ａ、１０ａに向かって徐々に導体幅を広げた導
体パターン３が形成されている。第１の誘電体基板１ａ
の裏面には、接地導体４が配置されている。導体パター
ン３と接地導体４の間は、接続手段５によって接続され
ている。

【００２７】第２の誘電体基板１ｂの裏面には、両端に
第３の開放端３ｃを有し、入力側及び出力側ストリップ
導体２ａ、２ｂと同一幅のコの字形ストリップ導体６が
配設されている。

【００２８】そして、入力側及び出力側ストリップ導体
２ａ、２ｂとコの字形ストリップ導体６は、誘電体シー
ト７を介して伝搬波長の１／４の長さの区間で対向し、
且つ第１及び第２の開放端８ａ、８ｂと第３の開放端８
ｃが互いに逆向きとなるように、第１の誘電体基板１
ａ、上記誘電体シート７、第２の誘電体基板１ｂを積層
した構成としている。この時、導体パターン３とコの字
形ストリップ導体６は、誘電体シート７を介して重なり
合う部分が生じる。

【００２９】ここでは、第１の誘電体基板１ａ、入力側
及び出力側のストリップ導体２ａ、２ｂ、導体パターン
３、接地導体４、接続構造５を固定部とし、第２の誘電
体基板１ｂ、コの字形ストリップ導体６、誘電体シート
７を入力側或いは出力側ストリップ導体２ａ、２ｂの長
手方向に移動できるようにした可動部とする。

【００３０】第１の誘電体基板１ａ、入力側ストリップ
導体２ａ、接地導体４によって入力側ストリップ線路が
形成されている。また、第１の誘電体基板１ａ、出力側
ストリップ導体２ｂ、接地導体４によって出力側ストリ
ップ線路が形成されている。これら入力側及び出力側ス
トリップ線路の特性インピーダンスＺｃ１は、誘電体基
板１ａの誘電率と厚さ、同一幅を有する入力側ストリッ
プ導体２ａと出力側ストリップ導体２ｂの幅とで決ま
る。ここで、入力端子９ａ、出力端子１０ａは、入力側
及び出力側ストリップ線路と同じインピーダンスＺｃ１
で終端されている。

【００３１】また、第１及び第２の誘電体基板１ａ、１
ｂ、入力側ストリップ導体２ａ或いは出力側ストリップ
導体２ｂ、接地導体４、コの字形ストリップ導体６、誘
電体シート７によって、結合部が形成されている。この
結合部の特性インピーダンスＺｃ２は、第１及び第２の
誘電体基板１ａ、１ｂの誘電率と厚さ、誘電体シート７
の誘電率と厚さ、同一幅を有する入力側ストリップ導体
２ａ或いは出力側ストリップ導体２ｂ、コの字形ストリ
ップ導体７の幅とで決まる。

【００３２】結合部の特性インピーダンスＺｃ２は、入
力側ストリップ導体２ａ、出力側ストリップ導体２ｂの
幅を同一としているため、入力側ストリップ線路の特性
インピーダンスＺｃ１より小さな値となる。

【００３３】そして、第１及び第２の誘電体基板１ａ、
１ｂ、接地導体４、コの字形ストリップ導体６、誘電体
シート７によってコの字形ストリップ線路が形成されて
いる。このコの字形ストリップ線路の特性インピーダン
スＺｃ３は、第１及び第２誘電体基板１ａ、１ｂの誘電
率と厚さ、誘電体シート７の誘電率と厚さ、コの字形ス
トリップ導体６の幅とで決まる。

【００３４】コの字形ストリップ線路の特性インピーダ
ンスＺｃ３は、コの字形ストリップ導体６の幅を入力及
び出力側ストリップ導体２ａ、２ｂの幅と同一としてい
るため、Ｚｃ２を自乗してＺｃ１で割った値より大きな
値となる。

【００３５】さらに、導体パターン３とコの字形ストリ
ップ導体６が、誘電体シート７を介して重なり合う部分
において、容量部が形成されている。導体パターン３
は、接続手段５によって接地導体４に接続されている。
そのため、容量部の静電容量は、上記導体パターン３と
コの字形ストリップ導体６が重なり合う面積と誘電体シ
ート７の誘電率と厚さとで決まる。

【００３６】図２の(ａ)は図１に示した線路間結合構造
に対して、入力及び出力端子９ａ、１０ａから遠ざかる
方向へ可動部を移動させた状態を表す。この時、導体パ
ターン３とコの字形ストリップ導体６は極近接している
ものの重なり合わない。そのため、容量部は形成されな
い。また、結合部の長さは、伝搬波長の１／４より短く
なる。そのため、結合部端部、即ち第１の開放端８ａか
ら入力端子９ａ側を見込んだインピーダンスＺｉｎ１は
図２の(ｂ)に示すように、所望の周波数帯において、ス
ミス線図の下半面側に位置する。コの字形ストリップ導
体６の長さは、コの字形ストリップ線路の中央から入力
端子９ａ側を見込んだインピーダンスＺｉｎ２が図２の
(ｃ)に示すように、スミス線図の実軸上に位置するよう
に与えている。回路の対称性から、コの字形ストリップ
線路の中央から出力端子１０ａ側を見込んだインピーダ
ンスＺｉｎ２’は、実軸上でＺｉｎ２と同じ値になる。
従って、インピーダンス整合がとれた状態となる。

【００３７】図３の(ａ)は図２の(ａ)に対して、入力及
び出力端子９ａ、１０ａ側に可動部を移動して、結合部
の長さを伝搬波長の１／４に等しくさせた状態を表す。
結合部の長さが伝搬波長の１／４に等しいことから、結
合部端部、即ち第１の開放端８ａから入力端子９ａ側を
見込んだインピーダンスＺｉｎ１は図３の(ｂ)に示すよ
うに、所望の周波数帯において、スミス線図の実軸上に
存在する。一方、コの字形ストリップ線路の長さは、可
動部が移動して結合部の長さが増した分だけ短くなる。
そのため、容量部直前から入力端子９ａ側或いは出力端
子１０ａ側を見込んだインピーダンスＺｉｎ２、Ｚｉｎ
２’は図３の(ｃ)に示すように、スミス線図の上半面側
に位置する。そのため、Ｚｉｎ２とＺｉｎ２’は、複素
共役の関係が満足しない。

【００３８】導体パターン３とコの字形ストリップ導体
６によって形成される容量部は、接続構造５によって接
地導体４に接続されているため、容量性サセプタンスを
与える。そのため、容量部直後から入力端子９ａ側を見
込んだインピーダンスＺｉｎ３は図３の(ｄ)に示すよう
に、スミス線図の下半面側に移動して、Ｚｉｎ２’と複
素共役の関係にすることができる。即ち、容量部を形成
することによって、インピーダンス整合を図ることがで
きる。

【００３９】図４の(ａ)は図３の(ａ)に対して、さらに
入力及び出力端子９ａ、１０ａ側に可動部を移動して、
導体パターン３とコの字形ストリップ導体６が重なり合
う面積が最大となる状態を表す。この時、結合部の長さ
は伝搬波長の１／４より長くなる。そのため、結合部端
部、即ち第１の開放端８ａから入力端子９ａ側を見込ん
だインピーダンスＺｉｎ１は図４の(ｂ)に示すように、
所望の周波数帯において、スミス線図の上半面側に位置
する。一方、コの字形ストリップ線路の長さは、可動部
が移動して結合部の長さが増した分だけさらに短くな
る。そのため、容量部直前から入力端子９ａ側或いは出
力端子１０ａ側を見込んだインピーダンスＺｉｎ２、Ｚ
ｉｎ２’は図４の(ｃ)に示すように、スミス線図の上側
半面に位置する。この時、図３に示したＺｉｎ２、Ｚｉ
ｎ２’と比べて、リアクタンス成分は大きくなる。

【００４０】すなわち、容量部によって容量性サセプタ
ンスを与えインピーダンス整合するのに必要となる静電
容量は、結合部が長くなる方向に可動部を移動させるに
したがって、徐々に増加させる必要がある。そのため、
ここでは導体パターン３の幅を入力及び出力端子９ａ、
１０ａ側に向かって広げ、結合部が長くなる方向に可動
部を移動させるにしたがって、導体パターン３とコの字
形ストリップ導体６が重なり合う面積を徐々に増加させ
るようにして、容量部の静電容量を徐々に増加させ、容
量部直後から入力端子９ａ側を見込んだインピーダンス
Ｚｉｎ３を図４の(ｄ)に示すようにスミス線図の下半面
側に移動させ、Ｚｉｎ２’と複素共役の関係にし、イン
ピーダンス整合を図っている。

【００４１】次に動作について説明する。図１におい
て、入力端子９ａから高周波信号が入力されると、高周
波信号は入力側ストリップ線路を伝送して、片側の結合
部において電磁界結合し、コの字形ストリップ線路を伝
送して、さらにもう片側の結合部において電磁界結合
し、出力側ストリップ線路を伝送して、出力端子１０ａ
に出力される。先に説明したように、可動部を入力側或
いは出力側ストリップ導体２ａ、２ｂの長手方向に移動
させても、可動部の移動距離に応じて容量部の静電容量
が変化するため、インピーダンス整合を図ることができ
る。また、誘電体シート７の厚さが薄く、密に電磁界結
合しているため、広い周波数範囲に渡り良好な反射特性
を得ることができる。

【００４２】さらに、可動部を入力及び出力側ストリッ
プ導体２ａ、２ｂの長手方向に移動させることによっ
て、移動した距離に比例して通過位相量を異ならせるこ
とができる。

【００４３】本実施の形態１によれば、結合部の長さを
変えても、広い周波数範囲に渡り良好な反射特性を有
し、また、可動部の移動した距離に比例して通過位相量
を異ならせることができる位相可変回路を構成すること
ができる効果がある。

【００４４】実施の形態２．図５は実施の形態１の高周
波装置のための線路間結合構造を用いたこの発明の実施
の形態２による高周波装置を示す第２の誘電体基板１ｂ
の基板部分だけを除いた場合に見える基板上面パターン
図である。図５において、９ｂは入力端子、１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆは出力端子、１１ａ、１
１ｂは第１の分岐導体パターン、１２は第２の分岐導体
パターン、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは実施の形
態１に示す位相可変回路としての線路間結合構造であ
る。尚、実施の形態１の図１から図４に示した例と同一
部分には同一または相当の符号を付し、その説明を省略
する。

【００４５】実施の形態２に示す高周波装置は次のよう
に構成されている。第１の誘電体基板１ａの表面の左半
面に、位相可変回路１３ａ、１３ｂをコの字が互いに同
じ向きになるよう縦方向に２つ配置し、上記位相可変回
路１３ａ、１３ｂの隣り合う出力側ストリップ導体と入
力側ストリップ導体を、上記第１の誘電体基板１ａの表
面に形成され、一端が第１の誘電体基板１ａの出力端子
１０ｂに至るように延在し、他端が２つに分岐する第１
の分岐導体パターン１１ａを介して縦続接続する。ま
た、第１の誘電体基板１ａの表面の右半面に、位相可変
回路１３ｃ、１３ｄをコの字が互いに同じ向きに、且つ
上記第１の誘電体基板１ａの表面の左半面に配置された
位相可変回路１３ａ、１３ｂとコの字が反対向きになる
よう縦方向に２つ配置し、上記位相可変回路１３ｃ、１
３ｄの隣り合う出力側ストリップ導体と入力側ストリッ
プ導体を、上記第１の誘電体基板１ａの表面に形成さ
れ、一端が第１の誘電体基板１ａの出力端子１０ｄに至
るように延在し、他端が２つに分岐する第１の分岐導体
パターン１１ｂを介して縦続接続する。

【００４６】第１の誘電体基板１ａの表面左半面に配置
された位相可変回路１３ａ、１３ｂと、上記第１の誘電
体基板１ａの表面右半面に配置された位相可変回路１３
ｃ、１３ｄの最も端に位置する同じ側の入力側或いは出
力側ストリップ導体は、上記第１の誘電体基板１ａの表
面に形成され、一端が上記第１の誘電体基板１ａの入力
端子９ｂに至るように延在し、他端が３つに分岐する第
２の分岐導体パターン１２と接続される。この時、位相
可変回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと接続されな
い他端は、出力端子１０ｆに至るように延在する。

【００４７】上記位相可変回路１３ａ、１３ｂ、１３
ｃ、１３ｄのそれぞれに形成されたコの字形ストリップ
導体は、１つの第２の誘電体基板１ｂ(誘電体シート７
上に重なっている)の裏面に一体形成して、上記第２の
誘電体基板１ｂと誘電体シート７の位置が、実施の形態
１で示したように、位相可変回路の入力側ストリップ導
体及び出力側ストリップ導体の長手方向に移動できるよ
うにした可動部を備えている。

【００４８】次に動作について説明する。入力端子９ｂ
から高周波信号が入力されると、高周波信号は第２の分
岐導体パターン１２によって３分配される。３分配され
た高周波信号のうち、１つは出力端子１０ｆに出力さ
れ、残りは第１の誘電体基板１ａの表面に配置された位
相可変回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと第１の分
岐導体パターン１１ａ、１１ｂを通じて出力端子１０
ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに出力される。

【００４９】この時、第１の分岐導体パターン１１ａ、
１１ｂ及び第２の分岐導体パターン１２の形状により、
出力端子１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆから
出力される高周波信号の電力を、所定の分配比で分配さ
せることができる。

【００５０】そして、可動部を位相可変回路１３ａ、１
３ｂ、１３ｃ、１３ｄの入力側ストリップ導体及び出力
側ストリップ導体の長手方向に移動させることによっ
て、出力端子１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ
から出力される電力分配比は一定のまま、移動距離に比
例した相対位相を変化させることができる。この時、出
力端子１０ｂと１０ｄの出力位相の変化量、或いは１０
ｃと１０ｅの出力位相の変化量は、同じ大きさで符号が
逆になる。また、出力端子１０ｂに対する出力端子１０
ｃの出力位相の変化量、或いは出力端子１０ｄに対する
出力端子１０ｅの出力位相の変化量は２倍となる。

【００５１】すなわち、可動部を所定の方向に移動させ
ることによって得られる出力端子１０ｃの位相変化量を
２θとすると、出力端子１０ｂにはθ、出力端子１０ｆ
には零、出力端子１０ｄには−θ、出力端子１０ｅには
−２θの位相変化量が得られる。

【００５２】本実施の形態２によれば、１つの可動構造
でビームチルトアンテナの給電回路のように出力端子に
よって、任意の分配振幅分布を有し、異なる位相の変化
量が必要とされる小形な電力分配回路を実現できる効果
がある。

【００５３】なお上記各実施の形態では可動部に誘電体
シート７を含めているが、誘電体シート７を大きくして
可動部を移動させた時に両基板のストリップ導体間に誘
電体シート７が必ず介在すれば、可動部をコの字形スト
リップ導体６が形成された第２の誘電体基板１ｂだけと
してもよい。

【００５４】さらに、例えば図５の右半面あるいは左半
面の部分だけのように、入力及び出力側ストリップ導体
２ａ、２ｂ、コの字形ストリップ導体６および導体パタ
ーン３(図１参照)によってなるユニットを複数(２個に
限らず)、図示のように分岐導体パターンで縦続接続し
た高周波装置としてもよい。あるいは図５の右半面およ
び左半面の縦続接続されたユニットの数を増やしてもよ
い(第１の分岐導体パターン１１ａ、１１ｂ及び第２の
分岐導体パターン１２の数および形状変更等要)。

【００５５】さらに、第２の誘電体基板１ｂを第１の誘
電体基板１ａに対してこれに形成された入力側及び出力
側ストリップ導体の長手方向に移動可能に構成する一例
として、第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂ
との一方に溝、他方にこの溝に移動可能に嵌合する突起
を形成すればよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第１の
誘電体基板と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され
一端に第１の開放端を有し他端が上記第１の誘電体基板
の端部に向かい延在する入力側ストリップ導体と、上記
第１の誘電体基板の表面に形成され一端に上記第１の開
放端と同じ向きの第２の開放端を有し他端が上記第１の
誘電体基板の端部に向かい上記入力側ストリップ導体と
平行に延在する出力側ストリップ導体と、上記第１の誘
電体基板の表面に形成され、上記入力側ストリップ導体
と出力側ストリップ導体の間に配置された導体パターン
と、上記第１の誘電体基板の裏面に形成された接地導体
と、上記導体パターンと上記接地導体を電気的に接続す
る接続手段と、第２の誘電体基板と、上記第２の誘電体
基板の裏面に形成され両端に第３の開放端を有する上記
コの字形ストリップ導体と、少なくとも上記コの字形ス
トリップ導体を覆う大きさを有する誘電体シートと、を
備え、上記入力側ストリップ導体及び出力側ストリップ
導体と上記コの字形ストリップ導体が、上記誘電体シー
トを介して一定区間対向し、上記コの字形ストリップ導
体と上記導体パターンが上記誘電体シートを介して対抗
し且つ上記第１及び第２の開放端と第３の開放端が互い
に逆向きとなるように上記第１の誘電体基板、誘電体シ
ート、第２の誘電体基板を積層したことを特徴とする高
周波装置のための線路間結合構造としたので、良好な反
射特性を有し且つ小形の線路間結合構造を提供できる。

【００５７】また、入力側ストリップ導体及び出力側ス
トリップ導体がコの字形ストリップ導体と誘電体シート
を介して伝搬波長の略１／４の区間で対向するようにし
たので、良好な反射特性を有し且つ小形の線路間結合構
造を提供できる。

【００５８】また、導体パターンは、入力側及び出力側
ストリップ導体と平行に配置され、入力側及び出力側ス
トリップ導体の長さ方向に向かって導体幅が徐々に広が
り、第１の誘電体基板に対して第２の誘電体基板または
この第２の誘電体基板と誘電体シートの位置を入力側及
び出力側ストリップ導体の長さ方向に移動可能にしたの
で、広い周波数帯域に渡って良好な反射特性を有し且つ
可動部の移動した距離に比例して通過位相量を異ならせ
ることができる位相可変回路を有する小形の線路間結合
構造を提供できる。

【００５９】また、第１及び第２の誘電体基板の間に誘
電体シートを介して入力側及び出力側ストリップ導体、
導体パターン並びにコの字形ストリップ導体からなるユ
ニットをコの字が互いに同じ向きになるように複数個設
けた請求項１ないし３のいずれかに記載の線路間結合構
造と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され一端が上
記第１の誘電体基板の端部に向かって延在し、他端が２
つに分岐する第１の分岐導体パターンと、を備え、上記
複数個のユニットの隣り合う入力側ストリップ導体と出
力側ストリップ導体を上記第１の分岐導体パターンを介
して縦続接続したことを特徴とする高周波装置としたの
で、任意の分配振幅分布を有し、異なる位相の変化量を
もつ小形の電力分配回路を得ることができる。

【００６０】また、第１及び第２の誘電体基板の間に誘
電体シートを介して入力側及び出力側ストリップ導体、
導体パターン並びにコの字形ストリップ導体からなるユ
ニットを、第１の誘電体基板の第１の表面にコの字が互
いに同じ向きになるように複数個、第２の表面にコの字
が互いに同じ向きになり且つ上記第１の表面に形成され
たユニットとコの字が反対向きになるように複数個それ
ぞれ設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の線路間
結合構造と、上記第１の誘電体基板の表面に形成され、
一端が上記第１の誘電体基板の端部に向かって延在し他
端が２つに分岐する第１の分岐導体パターンと、上記第
１の誘電体基板の表面に形成され一端が上記第１の誘電
体基板の端部に向かって延在し他端が２つまたは３つに
分岐する第２の分岐導体パターンと、を備え、第１の表
面に形成された複数個の上記ユニットの隣り合う入力側
ストリップ導体と出力側ストリップ導体を上記第１の分
岐導体パターンを介して縦続接続し、第２の表面に形成
された複数個の上記ユニットの隣り合う入力側ストリッ
プ導体と出力側ストリップ導体を上記第１の分岐導体パ
ターンを介して縦続接続し、上記第１の表面に形成され
た複数個の上記ユニットの最も端に位置する入力側また
は出力側ストリップ導体のいずれかと、第２の表面に形
成された複数個の上記ユニットの最も端に位置する入力
側または出力側ストリップ導体のいずれかを、上記第２
の分岐導体パターンを介して接続したことを特徴とする
高周波装置としたので、任意の分配振幅分布を有し、異
なる位相の変化量が必要とされる小形の電力分配回路を
有する高周波装置を得ることができる。

【００６１】また、上記各ユニットのコの字形ストリッ
プ導体を１枚の第２の誘電体基板の裏面にまとめて形成
し、上記第２の誘電体基板または上記第２の誘電体基板
と誘電体シートの位置を上記第１の誘電体基板に対して
これに形成された上記各入力側及び出力側ストリップ導
体の長さ方向に移動可能にしたので、高周波信号の電力
を分配比は一定のまま可動部の移動距離に比例して相対
位相を変化させることができる小形の電力分配回路を有
する高周波装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による線路間結合構
造を示す概略構成斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による線路間結合構
造の動作を説明するための図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による線路間結合構
造の動作を説明するための図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による線路間結合構
造の動作を説明するための図である。

【図５】 この発明の実施の形態１による線路間結合構
造を用いたこの発明の実施の形態２による高周波装置を
示す第２の誘電体基板の基板部分だけを除いた場合に見
える基板上面パターン図である。

【図６】 従来の線路間結合構造の斜視図である。

【図７】 図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図８】 図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である

【符号の説明】

１ａ 第１の誘電体基板、１ｂ 第２の誘電体基板、２
ａ 入力側ストリップ導体、２ｂ 出力側ストリップ導
体、３ 導体パターン、４ 接地導体、５ 接続手段、
６ コの字形ストリップ導体、７ 誘電体シート、８ａ
第１の開放端、８ｂ 第２の開放端、８ｃ 第３の開
放端、９ａ，９ｂ 入力端子、１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ 出力端子、１１ａ，１１
ｂ 第１の分岐導体パターン、１２ 第２の分岐導体パ
ターン、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 線路間結合
構造。

フロントページの続き (72)発明者 宮▲崎▼ 守▲泰▼ 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 (72)発明者 栗原 学 神奈川県鎌倉市山崎25番地 菱電電子機工 株式会社内 (72)発明者 茶谷 嘉之 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 Ｆターム(参考） 5J012 GA14

Claims (6)

【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の誘電体基板の表面に形成され一端に第１の開
   放端を有し他端が上記第１の誘電体基板の端部に向かい
   延在する入力側ストリップ導体と、 上記第１の誘電体基板の表面に形成され一端に上記第１
   の開放端と同じ向きの第２の開放端を有し他端が上記第
   １の誘電体基板の端部に向かい上記入力側ストリップ導
   体と平行に延在する出力側ストリップ導体と、 上記第１の誘電体基板の表面に形成され、上記入力側ス
   トリップ導体と出力側ストリップ導体の間に配置された
   導体パターンと、 上記第１の誘電体基板の裏面に形成された接地導体と、 上記導体パターンと上記接地導体を電気的に接続する接
   続手段と、 第２の誘電体基板と、 上記第２の誘電体基板の裏面に形成され両端に第３の開
   放端を有する上記コの字形ストリップ導体と、 少なくとも上記コの字形ストリップ導体を覆う大きさを
   有する誘電体シートと、 を備え、上記入力側ストリップ導体及び出力側ストリッ
   プ導体と上記コの字形ストリップ導体が、上記誘電体シ
   ートを介して一定区間対向し、上記コの字形ストリップ
   導体と上記導体パターンが上記誘電体シートを介して対
   抗し且つ上記第１及び第２の開放端と第３の開放端が互
   いに逆向きとなるように上記第１の誘電体基板、誘電体
   シート、第２の誘電体基板を積層したことを特徴とする
   高周波装置のための線路間結合構造。
2. 【請求項２】 入力側ストリップ導体及び出力側ストリ
   ップ導体がコの字形ストリップ導体と誘電体シートを介
   して伝搬波長の略１／４の区間で対向したことを特徴と
   する請求項１に記載の高周波装置のための線路間結合構
   造。
3. 【請求項３】 導体パターンは、入力側及び出力側スト
   リップ導体と平行に配置され、入力側及び出力側ストリ
   ップ導体の長さ方向に向かって導体幅が徐々に広がり、
   第１の誘電体基板に対して第２の誘電体基板またはこの
   第２の誘電体基板と誘電体シートの位置を入力側及び出
   力側ストリップ導体の長さ方向に移動可能にしたことを
   特徴とする請求項１または２に記載の高周波装置のため
   の線路間結合構造。
4. 【請求項４】 第１及び第２の誘電体基板の間に誘電体
   シートを介して入力側及び出力側ストリップ導体、導体
   パターン並びにコの字形ストリップ導体からなるユニッ
   トをコの字が互いに同じ向きになるように複数個設けた
   請求項１ないし３のいずれかに記載の線路間結合構造
   と、 上記第１の誘電体基板の表面に形成され一端が上記第１
   の誘電体基板の端部に向かって延在し、他端が２つに分
   岐する第１の分岐導体パターンと、 を備え、上記複数個のユニットの隣り合う入力側ストリ
   ップ導体と出力側ストリップ導体を上記第１の分岐導体
   パターンを介して縦続接続したことを特徴とする高周波
   装置。
5. 【請求項５】 第１及び第２の誘電体基板の間に誘電体
   シートを介して入力側及び出力側ストリップ導体、導体
   パターン並びにコの字形ストリップ導体からなるユニッ
   トを、第１の誘電体基板の第１の表面にコの字が互いに
   同じ向きになるように複数個、第２の表面にコの字が互
   いに同じ向きになり且つ上記第１の表面に形成されたユ
   ニットとコの字が反対向きになるように複数個それぞれ
   設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の線路間結合
   構造と、 上記第１の誘電体基板の表面に形成され、一端が上記第
   １の誘電体基板の端部に向かって延在し他端が２つに分
   岐する第１の分岐導体パターンと、 上記第１の誘電体基板の表面に形成され一端が上記第１
   の誘電体基板の端部に向かって延在し他端が２つまたは
   ３つに分岐する第２の分岐導体パターンと、 を備え、第１の表面に形成された複数個の上記ユニット
   の隣り合う入力側ストリップ導体と出力側ストリップ導
   体を上記第１の分岐導体パターンを介して縦続接続し、
   第２の表面に形成された複数個の上記ユニットの隣り合
   う入力側ストリップ導体と出力側ストリップ導体を上記
   第１の分岐導体パターンを介して縦続接続し、上記第１
   の表面に形成された複数個の上記ユニットの最も端に位
   置する入力側または出力側ストリップ導体のいずれと、
   第２の表面に形成された複数個の上記ユニットの最も端
   に位置する入力側または出力側ストリップ導体のいずれ
   を、上記第２の分岐導体パターンを介して接続したこと
   を特徴とする高周波装置。
6. 【請求項６】 上記各ユニットのコの字形ストリップ導
   体を１枚の第２の誘電体基板の裏面にまとめて形成し、
   上記第２の誘電体基板または上記第２の誘電体基板と誘
   電体シートの位置を上記第１の誘電体基板に対してこれ
   に形成された上記各入力側及び出力側ストリップ導体の
   長さ方向に移動可能にしたことを特徴とする請求項４ま
   たは５のいずれかに記載の高周波装置。