JP2007123972A - Directional coupler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号を伝搬させる主線路、信号の進行方向に離間して配設された一対の結合部、および各結合部と遅延線路を介して接続された合成部を備えている方向性結合器に関するものである。 The present invention relates to a directional coupling including a main line for propagating a signal, a pair of coupling parts spaced apart in the signal traveling direction, and a synthesis part connected to each coupling part via a delay line. It is about a vessel.
この種の方向性結合器として、特開平2−189005号公報に開示されている方向性結合器が知られている。この方向性結合器の基本構成について図7を参照して説明する。方向性結合器51は、上記公報の従来技術に記載されているように、一端側が第1ポート(入力ポートPa)として形成されると共に他端側が第2ポート(出力ポートPb)として形成された直線状の主線路53と、ほぼH形に形成された副線路54とを備えている。この場合、副線路54における垂直な2つの辺55,56は、各一端側(図7中の上端側)がスタブとしてそれぞれ形成されると共に主線路53から微小距離離間する位置に配設されて主線路53と誘導結合するようにそれぞれ構成され、各他端側が第3のポート(結合出力ポートPd)および第4のポート(結合出力ポートPc)にそれぞれ形成されている。また、各辺55,56間の距離は、主線路53を伝搬する信号の波長をλとしたときに、λ/4に規定されている。このように構成された方向性結合器51では、主線路53を第1ポートから第2ポートに向けて信号が伝搬している状態において、まず、第3ポートから出力される信号(主線路53を伝搬する信号についての進行波成分)に着目すると、誘導結合によって各辺55,56の一端から副線路54に入力される2つの信号のうちの一方の信号についての線路長が他方の信号の線路長に対してλ/2だけ長くなっている。このため、2つの信号が互いに逆位相となって打ち消し合う。次に、第4ポートから出力される信号(主線路53を伝搬する信号についての進行波成分)に着目すると、上記2つの信号のうちの一方の信号についての線路長と他方の信号の線路長とが同じになっている。このため、2つの信号が互いに同位相となって加算される。したがって、第3ポートと第4ポートとの間に方向性が生じることになる。
ところが、上記した従来の方向性結合器には、以下の問題点が存在している。すなわち、この方向性結合器では、副線路54をH形に形成すると共に副線路54における各辺55,56間の距離を正確にλ/4に規定する必要がある。このため、信号の波長がこのλから若干でもずれると方向性が劣化するという問題点、つまり方向性を示す周波数帯域が狭いという問題点が存在している。また、各辺55,56間の距離をλ/4よりも狭めることができないため、信号の進行方向(主線路53の長さ方向)に沿った寸法をより短くすることができないという問題点も存在している。
However, the conventional directional coupler described above has the following problems. That is, in this directional coupler, it is necessary to form the
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、方向性が広帯域で、しかも小型化し得る方向性結合器を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a directional coupler that has a wide directionality and can be miniaturized.
上記目的を達成すべく請求項1記載の方向性結合器は、信号を伝搬させる主線路と、当該主線路に近接して配設された第1の結合部と、当該第1の結合部から前記信号の進行方向側に所定距離離間すると共に前記主線路に近接して配設された第2の結合部と、前記第1の結合部に第1の遅延線路を介して接続されると共に前記第2の結合部に第2の遅延線路を介して接続された合成部と、当該合成部に接続された出力線路とを備え、前記第1の結合部および前記第2の結合部は、前記進行方向側の端部において終端されると共に前記進行方向とは逆方向の端部において前記第1の遅延線路および前記第2の遅延線路にそれぞれ接続され、前記第1の遅延線路の長さをL1、前記第2の遅延線路の長さL2、前記所定距離をL3、前記信号の波長をλとしたときに、前記各長さL1,L2および前記所定距離L3が、下記式で表される関係に規定されている。
L1−L2+L3=λ/2+n×λ
(nはゼロ以上の整数)
In order to achieve the above object, the directional coupler according to
L1-L2 + L3 = λ / 2 + n × λ
(N is an integer greater than or equal to zero)
また、請求項2記載の方向性結合器は、請求項1記載の方向性結合器において、前記所定距離L3が、前記長さL1から前記長さL2を減算した長さ以下に規定されている。
Further, in the directional coupler according to
請求項1記載の方向性結合器によれば、信号を伝搬させる主線路と、主線路に近接して配設された第1の結合部と、第1の結合部から信号の進行方向側に所定距離離間して主線路に近接して配設された第2の結合部と、第1の結合部に第1の遅延線路を介して接続されると共に第2の結合部に第2の遅延線路を介して接続された合成部と、合成部に接続された出力線路とを備え、第1の結合部および前記第2の結合部については、信号の進行方向側の端部においてそれぞれ終端すると共に、進行方向とは逆方向の端部において第1の遅延線路および前記第2の遅延線路にそれぞれ接続し、第1の遅延線路の長さをL1、第2の遅延線路の長さL2、所定距離をL3、信号の波長をλとしたときに、
L1−L2+L3=λ/2+n×λ
(nはゼロ以上の整数)
で表される関係となるように各長さL1,L2および所定距離L3をそれぞれ規定したことにより、各結合部自体に方向性を持たせることができるため、信号についての反射波成分が出力線路に漏洩する事態を回避しつつ、広い周波数帯域に亘って十分な方向性を確保することができる。
According to the directional coupler according to
L1-L2 + L3 = λ / 2 + n × λ
(N is an integer greater than or equal to zero)
Since the lengths L1, L2 and the predetermined distance L3 are respectively defined so as to satisfy the relationship expressed by the following expression, each coupling portion itself can be given directionality. Sufficient directionality can be ensured over a wide frequency band while avoiding the situation of leaking to the outside.
請求項2記載の方向性結合器では、長さL1から長さL2を減算した長さ以下に所定距離L3を規定している。したがって、この方向性結合器によれば、長さL1から長さL2を減算した長さよりも所定距離L3を短く規定することで、主線路の長さ方向に沿った寸法を短くすることができるため、結合器の小型化を図ることができる。
In the directional coupler according to
以下、添付図面を参照して、本発明に係る方向性結合器の最良の形態について説明する。なお、一例として、周波数が2.45GHzの信号について使用される方向性結合器を例に挙げて説明する。 Hereinafter, the best mode of a directional coupler according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As an example, a directional coupler used for a signal having a frequency of 2.45 GHz will be described as an example.
最初に、方向性結合器1の構成について、図1,2を参照して説明する。方向性結合器1は、基板2、主線路3、第1の結合部4、第2の結合部5、第1の遅延線路6、第2の遅延線路7、合成部8、出力線路9、一対のランド10,11、グランドパターン12および終端抵抗13,14を備えている。この場合、基板2は、一例として、所定の比誘電率の誘電材料製の両面基板を用いて構成されている。主線路3、第1の結合部4、第2の結合部5、第1の遅延線路6、第2の遅延線路7、合成部8、出力線路9および一対のランド10,11は、この基板2における一方の面(図1における手前の面。図2の上面)に配線パターン(銅などの金属で形成された導体パターン)によって形成されている。他方、グランドパターン12は、基板2における他方の面(図1における奥側の面。図2の下面)に配線パターンによって形成されている。
First, the configuration of the
この場合、主線路3は、一例として、図1に示すように、基板2における一つの対向辺2a,2b間に掛け渡すようにして直線状に形成されている。また、本例では、主線路3は、その一端側(同図中の左端側)が入力ポートPaとして規定されると共に、その他端側(同図中の右端側)が出力ポートPbとして規定されて、入力ポートPaから入力した信号を出力ポートPbから出力する。
In this case, as an example, the
第1の結合部4は、一例として直線状に形成されて、主線路3に近接して配設されている。また、第1の結合部4は、主線路3から微小距離離間すると共に、主線路3と平行に配設されている。第2の結合部5は、第1の結合部4と同一形状に形成されると共に、第1の結合部4から信号の進行方向側(主線路3の出力ポートPb側)に所定距離L3だけ離間して配設されている。また、第2の結合部5は、主線路3から第1の結合部4と同じ距離だけ離間すると共に、主線路3と平行に配設されている。また、第1の結合部4および第2の結合部5は、それぞれの特性インピーダンスが所定のインピーダンス(一例として100Ω)となるように形成されている。また、第1の結合部4および第2の結合部5は、信号の進行方向側(入力ポートPa側)の各端部4a,5aにおいて、終端抵抗13,14によってそれぞれ終端されている。具体的には、この終端構造では、ランド10,11が、第1の結合部4および第2の結合部5の各端部4a,5aを挟んで主線路3の反対側において、各端部4a,5aから等距離離間してそれぞれ配設されている。また、ランド10,11は、図2に示すように、基板2に形成されているスルーホール15,16を介してグランドパターン12にそれぞれ接続されている。このようにして配設された第1の結合部4の端部4aとランド10との間に所定のインピーダンス(一例とし100Ω)の終端抵抗13が接続され、また第2の結合部5の端部5aとランド11との間に所定のインピーダンス(一例として100Ω)の終端抵抗14が接続されることにより、第1の結合部4および第2の結合部5は、各端部4a,5aにおいて終端抵抗13,14でそれぞれ終端されている。
The
第1の遅延線路6は、その一端側が第1の結合部4における信号の進行方向とは逆方向の端部(入力ポートPa側の端部)4bに接続されると共に、その他端側が合成部8に接続されている。第2の遅延線路7は、その一端側が第2の結合部5における信号の進行方向とは逆方向の端部(入力ポートPa側の端部)5bに接続されると共に、その他端側が合成部8に接続されている。この場合、第1の遅延線路6の長さをL1、第2の遅延線路7の長さをL2、主線路3を伝搬する信号の波長をλとしたときに、各長さL1,L2および所定距離L3が下記式(1),(2)で表記される関係に規定されている。
L1−L2+L3=λ/2+n×λ ・・・・・・(1)
L1−L2>L3 ・・・・・・(2)
ここで、nはゼロ以上の整数(本例では一例としてゼロ)である。また、各遅延線路6,7は、その特性インピーダンスが所定のインピーダンス(一例として100Ω)に規定されている。
One end side of the
L1-L2 + L3 = λ / 2 + n × λ (1)
L1-L2> L3 (2)
Here, n is an integer greater than or equal to zero (zero in this example as an example). In addition, the characteristic impedance of each of the
出力線路9は、基板2における一対の対向辺2a,2bで挟まれた一辺(同図中の下辺)2cから主線路3側に向けて直線状に形成されると共に、その特性インピーダンスが所定のインピーダンス(一例として50Ω)に規定されている。また、出力線路9における主線路3側の端部が合成部8として構成され、一辺2c側の端部が結合出力ポートPcとして規定されている。
The output line 9 is formed in a straight line from one side (lower side in the figure) 2c sandwiched between a pair of
次いで、方向性結合器1の動作について説明する。
Next, the operation of the
主線路3の入力ポートPaから信号を入力し、この信号が主線路3を伝搬して主線路3の出力ポートPbから出力されている状態において、主線路3に近接して配設されている第1の結合部4および第2の結合部5は、主線路3と誘導結合する。このため、第1の結合部4には、主線路3を伝搬している進行波としての信号と同位相の進行波成分、および主線路3を伝搬している信号についての反射波と同位相の反射波成分が誘起される。同様にして、第2の結合部5にも、主線路3を伝搬している進行波としての信号と同位相の進行波成分、および主線路3を伝搬している信号についての反射波と同位相の反射波成分が誘起される。次いで、第1の結合部4に誘起している進行波成分および反射波成分は、第1の遅延線路6を介して合成部8に伝搬する。また、第2の結合部5に誘起した進行波成分および反射波成分は、第2の遅延線路7を介して合成部8に伝搬する。合成部8は、第1の結合部4から伝搬した進行波成分および反射波成分と、第2の結合部5から伝搬した進行波成分および反射波成分とを合成する。この場合、各結合部4,5においてそれぞれ誘起した各反射波成分については、各遅延線路6,7の長さL1,L2および各結合部4,5の所定距離L3が上記式(1)で表記される関係に規定されているため、合成部8に伝搬したときの双方の位相がλ/2ずれた状態になっている。したがって、合成部8によって合成されることにより、結合部4,5においてそれぞれ誘起した各反射波成分は、互いに打ち消される。
In a state where a signal is input from the input port Pa of the
他方、各結合部4,5においてそれぞれ誘起した進行波成分については、互いの伝搬経路の距離の差L4が下記式(3)で表記される。
L4=L1−L2−L3 ・・・・・・(3)
この場合、各遅延線路6,7の長さL1,L2および各結合部4,5間の所定距離L3が上記式(1)で表記される関係に規定されているため、この距離の差L4は、さらに下記式(4)のように表記される。
L4=L1−L2+L3−2×L3
=λ/2−2×L3 ・・・・・・(4)
また、各結合部4,5間の所定距離L3はゼロでない。このため、伝搬経路の距離の差L4は、常にλ/2とは異なる値になる。したがって、結合部4,5においてそれぞれ誘起した各進行波成分は、合成部8において合成されたときでも、互いに打ち消されることはない。したがって、合成部8による各進行波成分の合成によって生成された合成進行波成分は、出力線路9を伝搬して結合出力ポートPcから出力される。
On the other hand, for the traveling wave components induced in the
L4 = L1-L2-L3 (3)
In this case, since the lengths L1 and L2 of the
L4 = L1-L2 + L3-2 × L3
= Λ / 2-2 × L3 (4)
Further, the predetermined distance L3 between the
このように、この方向性結合器1によれば、主線路3に近接して第1の結合部4を配設すると共に、第1の結合部4から信号の進行方向側に所定距離L3だけ離間して主線路3に近接して第2の結合部5を配設し、第1の結合部4を第1の遅延線路6(長さL1)を介して合成部8に接続すると共に第2の結合部5を第2の遅延線路7(長さL2)を合成部8に接続し、さらに第1の結合部4および第2の結合部5については、進行方向側の端部4a,5aにおいて終端抵抗13,14でそれぞれ終端すると共に、進行方向とは逆方向の端部4b,5bにおいて第1の遅延線路6および第2の遅延線路7にそれぞれ接続し、L1−L2+L3=λ/2で表される関係となるように各長さL1,L2および所定距離L3をそれぞれ規定したことにより、各結合部4,5自体に方向性を持たせることができるため、信号についての反射波成分が結合出力ポートPcから出力される事態(出力線路9に漏洩する事態)を回避しつつ、広い周波数帯域に亘って十分な方向性を確保することができる。
As described above, according to the
また、この方向性結合器1によれば、さらに上記式(2)に示すように、第1の遅延線路6の長さL1から第2の遅延線路7の長さL2を減算した長さよりも所定距離L3を短く規定したことにより、上記式(1)におけるnをゼロとした本例では、所定距離L3をλ/4未満にできる結果、信号の進行方向に沿った基板2の寸法(主線路3の長さ方向に沿った寸法)を従来の構成よりも短縮することができる。
Further, according to the
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、図3に示す方向性結合器21のように、抵抗合成部を使用した構成を採用することもできる。この方向性結合器21は、基板2、主線路3、第1の結合部24、第2の結合部25、第1の遅延線路26、第2の遅延線路27、合成部28、出力線路29、一対のランド10,11、グランドパターン12および終端抵抗33,34を備えている。なお、方向性結合器1と同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この場合、主線路3、第1の結合部24、第2の結合部25、第1の遅延線路26、第2の遅延線路27、後述する合成部28における結合用パターン28a、出力線路29および一対のランド10,11は、基板2における一方の面に配線パターンによって形成されている。
In addition, this invention is not limited to said structure. For example, a configuration using a resistance synthesizer as in the
第1の結合部24および第2の結合部25は、その特性インピーダンスが一例として50Ωとなるように構成され、その信号の進行方向側の端部24a,25aが終端抵抗33,34(50Ω)で終端されている以外は、方向性結合器1の各結合部4,5と同一に構成されている。第1の遅延線路26は、その一端側が第1の結合部24における信号の進行方向とは逆方向の端部(入力ポートPa側の端部)24bに接続され、第2の遅延線路27は、その一端側が第2の結合部25における信号の進行方向とは逆方向の端部(入力ポートPa側の端部)25bに接続されている。また、第1の遅延線路26および第2の遅延線路27は、その特性インピーダンスが一例として50Ωとなるように構成されている。合成部28は、結合用パターン28a、および3つの抵抗28b,28c,28dを備え、抵抗合成部として構成されている。この場合、結合用パターン28aは、各抵抗28b,28c,28dを介して、第1の遅延線路26、第2の遅延線路27および出力線路29にそれぞれ接続されている。この構成により、合成部28は、各遅延線路26,27を介して伝搬する信号についての各進行波成分および各反射波成分を合成し、合成によって得られた信号を出力線路29に出力する。出力線路29は、その特性インピーダンスが一例として50Ωとなるように構成されると共に、合成部28において合成された信号を結合出力ポートPcから出力する。また、方向性結合器21においても、第1の遅延線路26の長さをL1、第2の遅延線路27の長さをL2、結合部4,5間の距離を所定距離L3、主線路3を伝搬する信号の波長をλとしたときに、各長さL1,L2および所定距離L3が上記式(1),(2)で表記される関係に規定されている。
The
この方向性結合器21も、方向性結合器1と同様に機能して、結合出力ポートPcから信号についての進行波成分のみを出力する。また、この方向性結合器21によっても、各結合部24,25がその信号の進行方向側の端部24a,25aにおいて終端されているため、方向性結合器1と同様にして、信号についての反射波成分が結合出力ポートPcから出力される事態(出力線路29に漏洩する事態)を回避しつつ、広い周波数帯域に亘って十分な方向性を確保することができる。さらに、上記式(2)に示すように、各長さL1,L2および所定距離L3を規定したことにより、方向性結合器1と同様にして、信号の進行方向に沿った基板2の寸法(主線路3の長さ方向に沿った寸法)を従来の構成よりも短縮することができるため、結合器の小型化を図ることができる。
This
また、主線路3を伝搬する信号の周波数が2.45GHzの方向性結合器1,21について上記したが、この周波数の信号に限定されず、各種の周波数の信号について使用される方向性結合器に対しても本発明を適用できるのは勿論である。また、上記式(1)において、nを0とした例について説明したが、nが1以上の整数のときにも、上記式(1)を満たすように方向性結合器を構成することにより、方向性結合器1,21と同様にして、信号についての反射波成分が結合出力ポートから出力される事態(出力線路に漏洩する事態)を回避しつつ、広い周波数帯域に亘って十分な方向性を確保することができるのは勿論である。また、長さL1から長さL2を減算した長さ以下に所定距離L3を規定した例について上記したが、所定距離L3と、長さL1から長さL2を減算した長さとを等しく規定することもできる。
Further, although the
具体的に、実施例を挙げて、本発明を詳細に説明する。一例として、方向性結合器1についての実施例を挙げて説明する。なお、一例として、使用周波数が2.45GHzの方向性結合器を例に挙げて説明する。
Specific examples will be given to explain the present invention in detail. As an example, an example of the
図1,2に示すように、比誘電率が約2.6のテフロン(登録商標)製で、幅が25.86mm、長さが28.34mm、厚みが0.8mmの基板(両面基板)2を用いて、その一方の面に、主線路3、第1の結合部4、第2の結合部5、第1の遅延線路6、第2の遅延線路7、合成部8、出力線路9および一対のランド10,11を配線パターンで形成し、他方の面にグランドパターン12を全面に形成し、さらに図2に示すように、一対のランド10,11とグランドパターン12とをスルーホール15,16で接続した。また、第1の結合部4および第2の結合部5の長さを2mmにそれぞれ形成すると共に、相互の距離を11mm(所定距離L3)に規定した。また、第1の遅延線路6を34.5mmの長さに形成し、第2の遅延線路7を5.5mmの長さに形成した。また、第1の結合部4の端部4aとランド10との間に所定のインピーダンス(一例として100Ω)の終端抵抗13を装着して、第1の結合部4の端部4aを終端した。同様にして、第2の結合部5の端部5aとランド11との間に所定のインピーダンス(一例として100Ω)の終端抵抗14を装着して、第2の結合部5の端部5aを終端した。このようにして方向性結合器のサンプルを作製して実施例とした。この実施例では、各長さL1,L2がそれぞれ34.5mmおよび5.5mmであり、所定距離L3が11mmであるため、L1−L2+L3=34.5−5.5+11=40である。また、基板2の比誘電率が2.6であるため、信号の波長λが122.4mmから76mmに短縮されている。したがって、上記のようにして算出された40mmは、ほぼλ/2と等しくなり、この実施例は、n=0としたときの上記式(1)を満たしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a substrate made of Teflon (registered trademark) having a relative dielectric constant of about 2.6, a width of 25.86 mm, a length of 28.34 mm, and a thickness of 0.8 mm (double-sided substrate). 2, the
また、図7に示すように、比誘電率が約2.6のテフロン(登録商標)製で、幅が34.12mm、長さが55.42mm、厚みが0.8mmの基板(両面基板)52を用いて、その一方の面に、一端側が入力ポートPaとして形成されると共に他端側が出力ポートPbとして形成された直線状の主線路53と、ほぼH形に形成された副線路54とを配線パターンで形成して、方向性結合器のサンプルを作製して比較例とした。この場合、副線路54における垂直な2つの辺55,56は、各一端側(図7中の上端側)がそれぞれスタブとして形成されると共に主線路3に信号が伝搬しているときには主線路3と誘導結合する結合部として機能する。また、各辺55,56は、各他端側(図7中の下端側)が第1の結合出力ポートPdおよび第2の結合出力ポートPcとしてそれぞれ機能する。また、主線路52を伝搬する信号の波長をλとしたときに、各辺55,56間の距離をほぼλ/4(=20mm)に規定した。また、各辺55,56の長さを41mmに規定した。
Further, as shown in FIG. 7, a substrate made of Teflon (registered trademark) having a relative dielectric constant of about 2.6, a width of 34.12 mm, a length of 55.42 mm, and a thickness of 0.8 mm (double-sided substrate). 52, a linear
次いで、実施例および比較例に係る方向性結合器の方向性、マッチングおよび結合度をそれぞれ測定した。なお、主線路3に伝搬させる信号として、2.45GHzの信号を使用した。その測定結果を図4,5,6にそれぞれ示す。なお、各図4,5,6において、複数の点を散在させた領域は、方向性結合器として使用し得る領域を示している。また、各図4,5,6において、実線は実施例の特性を示し、破線は比較例の特性を示す。
Next, the directionality, matching, and degree of coupling of the directional couplers according to Examples and Comparative Examples were measured. Note that a signal of 2.45 GHz was used as a signal propagated to the
図4に示す方向性特性図によれば、比較例に係る方向性結合器では、2.45GHzを中心とした狭い周波数帯域(約0.4GHz)のみで−30dB以上の方向性が確保されている。これに対して、実施例に係る方向性結合器では、2.45GHzを中心とした極めて広い周波数帯域(2.26GHz以上2.64GHz以下)で−30dB以上の十分な方向性が確保されている。これは、比較例に係る方向性結合器では、2つの結合部に方向性特性はないが、実施例に係る方向性結合器では、各結合部4,5が進行方向側の端部4a,5aにおいて終端されることにより、各結合部4,5自体が方向性を有する構成となっている。このため、各結合部4,5自体が方向性を備えた点と、主線路3を伝搬する信号についての反射波成分が合成部8での合成によって互いに打ち消されることとの相乗効果により、方向性が大幅に改善されていると考えられる。
According to the directional characteristic diagram shown in FIG. 4, in the directional coupler according to the comparative example, a directivity of −30 dB or more is ensured only in a narrow frequency band (about 0.4 GHz) centered on 2.45 GHz. Yes. On the other hand, in the directional coupler according to the embodiment, sufficient directivity of −30 dB or more is ensured in an extremely wide frequency band (2.26 GHz to 2.64 GHz) centering on 2.45 GHz. . This is because, in the directional coupler according to the comparative example, the two coupling portions do not have directional characteristics. However, in the directional coupler according to the embodiment, each
また、図5に示すマッチング特性図によれば、比較例に係る方向性結合器では、マッチングがとれる周波数帯域(−30dB以上となる周波数帯域)が、2.45GHzを中心とした周波数帯域(約2.34GHz以上2.58GHz以下)に限定されている。これに対して、実施例に係る方向性結合器では、2.45GHzを中心として極めて広い周波数帯域においてマッチングがとれている。これは、比較例に係る方向性結合器では、結合部として機能する副線路54における垂直な2つの辺55,56の先端部分がスタブとして機能するため、特定の周波数でしかマッチングがとれないのに対して、実施例に係る方向性結合器では、各結合部4,5が所定のインピーダンスで終端されると共に、各結合部4,5および各遅延線路6,7の特性インピーダンスがこの所定のインピーダンスと同じインピーダンスに規定されているため、比較例とは異なり、特定の周波数帯域でしかマッチングがとれないという周波数特性を有していないからであると考えられる。
Further, according to the matching characteristic diagram shown in FIG. 5, in the directional coupler according to the comparative example, the frequency band where the matching can be taken (frequency band where −30 dB or more) is centered around 2.45 GHz (about 2.34 GHz or more and 2.58 GHz or less). On the other hand, in the directional coupler according to the embodiment, matching is achieved in an extremely wide frequency band centering on 2.45 GHz. This is because, in the directional coupler according to the comparative example, the tip portions of the two
また、図6に示す結合度特性図によれば、比較例に係る方向性結合器では、周波数に応じて大きく結合度が大きく曲線的に変化し、2.70GHz以上の周波数では結合度が−31dB未満に低下する。これに対して、実施例に係る方向性結合器では、直線的に緩やかに変化する周波数特性を示し、より広い周波数帯域(2.00GHz以上3.00GHz以下)において、必要とする結合度が確保されている。 Further, according to the degree of coupling characteristic diagram shown in FIG. 6, in the directional coupler according to the comparative example, the degree of coupling largely varies in a curve according to the frequency, and the degree of coupling is −− at frequencies of 2.70 GHz or higher. Decreases to less than 31 dB. In contrast, the directional coupler according to the embodiment shows a frequency characteristic that changes linearly and gently, and a required degree of coupling is ensured in a wider frequency band (from 2.00 GHz to 3.00 GHz). Has been.
また、比較例に係る方向性結合器では、結合部として機能する副線路54における垂直な2つの辺55,56間の距離を信号の波長λの1/4に規定する必要があり、幅方向の寸法を短縮するのが制限されている。これに対して、実施例に係る方向性結合器では、上記式(1)を満たす範囲で、各結合部4,5の間隔である所定距離L3を変更することができる。具体的には、上記式(2)のように規定することにより、所定距離L3をλ/4未満に規定することができる。このため、実施例に係る方向性結合器では、2つの結合部4,5間の距離が、比較例に係る方向性結合器よりも短い所定距離L3に規定されている。この結果、基板2の幅方向の寸法が比較例に係る方向性結合器の基板52よりも短く規定されている。
Further, in the directional coupler according to the comparative example, the distance between the two
1,21 方向性結合器
3 主線路
4,24 第1の結合部
5,25 第2の結合部
6,26 第1の遅延線路
7,27 第2の遅延線路
8,28 合成部
9,29 出力線路
L3 所定距離
1,21
Claims (2)
前記第1の結合部および前記第2の結合部は、前記進行方向側の端部において終端されると共に前記進行方向とは逆方向の端部において前記第1の遅延線路および前記第2の遅延線路にそれぞれ接続され、
前記第1の遅延線路の長さをL1、前記第2の遅延線路の長さL2、前記所定距離をL3、前記信号の波長をλとしたときに、前記各長さL1,L2および前記所定距離L3が、下記式で表される関係に規定されている方向性結合器。
L1−L2+L3=λ/2+n×λ
(nはゼロ以上の整数) A main line for propagating a signal, a first coupling portion disposed in the vicinity of the main line, a predetermined distance away from the first coupling portion in the signal traveling direction side, and the proximity to the main line And a second coupling portion disposed in the first coupling portion and a first delay line connected to the first coupling portion and a second delay line connected to the second coupling portion. A synthesis unit and an output line connected to the synthesis unit;
The first coupling portion and the second coupling portion are terminated at the end portion on the traveling direction side, and the first delay line and the second delay are disposed at the end portion in the direction opposite to the traveling direction. Connected to each track,
When the length of the first delay line is L1, the length of the second delay line is L2, the predetermined distance is L3, and the wavelength of the signal is λ, the lengths L1, L2 and the predetermined A directional coupler in which the distance L3 is defined by the relationship represented by the following formula.
L1-L2 + L3 = λ / 2 + n × λ
(N is an integer greater than or equal to zero)
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JP2010161466A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | Directional coupler |
JPWO2022254480A1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-12-08 |
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- 2005-10-25 JP JP2005309220A patent/JP2007123972A/en active Pending
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