JP2011023785A

JP2011023785A - 方向性結合器

Info

Publication number: JP2011023785A
Application number: JP2009164479A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Aikawa; 清志相川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】容易に結合度を調整することができ、方向性を向上することができる方向性結合器を提供する。
【解決手段】誘電体層を積層してなる積層体と、積層体内部に形成された、所定長さ区間で互いに平行し、両端に引き出し部を有する主線路電極および副線路電極とから構成される方向性結合器において、前記主線路電極と前記副線路電極は、それぞれ異なる誘電体層であって、前記積層体を上面から投影した際に、重ならないように形成されており、
浮き電極が、前記主線路電極と副線路電極の少なくとも一方と異なる誘電体層上に形成されていることを特徴とする方向性結合器。
【選択図】図２

Description

本発明は、高周波信号の伝送に使用される方向性結合器に関するもので、特に容易に結合度を調整することができ、方向性を向上することができる方向性結合器に関する。

方向性結合器は、高周波信号の伝送線路部品として携帯電話等の小型無線通信機器に広く用いられている。

従来の方向性結合器について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は誘電体層を積層してなる積層体１０２から構成された方向性結合器１０１の斜視図である。図１０（ｂ）は、方向性結合器を構成する積層体の中で、高周波信号が伝送される主線路電極１０５と、主線路導体と電磁結合された副線路電極１０７が形成されている誘電体層１０４の上面図である。図１０（ｂ）において、主線路電極１０５と副線路電極１０７は、所定の長さ区間Ｌで平行し、平行している区間において電磁結合している。また、主線路電極１０５は引き出し部１０５ａと１０５ｂを有しており、副線路電極１０７は、引き出し部１０７ｃと１０７ｄを有している。この時、例えば、主線路電極１０５の引き出し部１０５ａに入力された高周波信号は、主線路電極１０５の引き出し部１０５ｂおよび副線路電極１０７の引き出し部１０７ｃに分割して出力される。また、主線路電極１０５の引き出し部１０５ａにおける入力信号の電力と副線路電極１０７の引き出し部１０７ｃにおける出力信号の電力の比（以後、結合度と示す）は、前記平行区間Ｌにおける主線路電極１０５と副線路電極１０７間の磁界結合と電界結合のバランスを取ることによって調整される。このような方向性結合器は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００３−６９３１４号公報

ところで、上記方向性結合器１０１の場合、高周波信号が伝送される主線路電極と副線路電極が同一誘電体層上に形成されているため、サイドギャップ結合により、磁界結合の影響が大きくなる。その結果、主線路導体と副線路導体の結合度が大きくなりすぎてしまい、副線路導体の端部にて、必要以上の電力を持つ高周波信号が出力されるという問題がある。

そこで、本発明は上記のことを鑑みて、容易に結合度を調整し、方向性を向上することができる方向性結合器を提供しようとすることを目的としている。

上記問題点を解決するために、本発明に係る方向性結合器は、誘電体層を積層してなる積層体と、前記積層体内部に形成された、所定長さ区間で互いに平行し、両端に引き出し部を有する主線路電極および副線路電極とを備える方向性結合器において、前記主線路電極と前記副線路電極は、それぞれ異なる誘電体層であって、前記積層体を上面から投影した際に、重ならないように形成されており、前記主線路電極と副線路電極の少なくとも一方と異なる誘電体層上に、浮き電極が形成されていることを特徴としている。

また、本発明に係る方向性結合器は、好ましくは前記浮き電極が、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されており、前記主線路電極が形成された誘電体層と前記副線路電極が形成された誘電体層が、前記浮き電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されている。

また、本発明に係る方向性結合器は、好ましくは前記浮き電極が、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されており、前記浮き電極が形成された誘電体層が、積層方向から見て、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層の上側または下側のどちらか一方に積層されている。

また、本発明に係る方向性結合器は、好ましくは前記浮き電極が、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層とは異なる少なくとも２枚以上の誘電体層に形成されており、前記浮き電極が形成された誘電体層が、前記主線路電極が形成された誘電体層と前記副線路電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されている
また、本発明に係る方向性結合器は、好ましくは前記浮き電極の面積が、前記積層体を上面から投影した、前記主線路電極と前記副線路電極が互いに平行している領域を含み、該平行している領域より大きく形成されている。

また、本発明に係る方向性結合器は、好ましくは前記主線路電極が形成された誘電体層、前記副線路電極が形成された誘電体層および前記浮き電極が形成された誘電体層とは異なる少なくとも２枚の誘電体層に、グランド電極が形成されており、前記グランド電極が形成された誘電体層が、前記主線路電極が形成された誘電体層、前記副線路電極が形成された誘電体層および前記浮き電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されている。

また、本発明に係る方向性結合器は、好ましくは主線路電極が形成された誘電体層と該主線路電極に近い側のグランド電極が形成された層との間、および副線路電極が形成された誘電体層と該主線路電極に近い側のグランド電極が形成された層との間に、電極が形成されていない

本発明に係る方向性結合器は、容易に結合度を調整し、方向性を向上することができる。

また、前記グランド電極が形成された誘電体層が、前記主線路電極が形成された誘電体層、前記副線路電極が形成された誘電体層および前記浮き電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層した場合、結合度のばらつきが小さくなるため好ましい。また、前記グランド電極が形成された誘電体層と、前記主線路電極が形成された誘電体基板および前記副線路電極が形成された誘電体層との間の誘電体層に電極が形成されていない場合においても結合度のばらつきが小さくなるため好ましい。

本発明の方向性結合器の一例を示す斜視図である。本発明の方向性結合器の一例を示す分解斜視図である。図２に示す実施例の上面からの投影図である。本発明の方向性結合器の別の例を示す分解斜視図である。本発明の方向性結合器のさらに別の例を示す分解斜視図である。本発明の方向性結合器のさらに別の例を示す分解斜視図である。本発明の方向性結合器のさらに別の例を示す分解斜視図である。図７に示す実施例の上面からの投影図である。本発明の方向性結合器のさらに別の例を示す分解斜視図である。従来の方向性結合器の一例を示す斜視図および分解平面図である。

以下に、本発明に係る方向性結合器の実施形態について図１、図２、図３に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る方向性結合器１の外観斜視図、図２は、図１に示した方向性結合器１の分解斜視図であり、図３は、後述する誘電体層、主線路電極、副線路電極および浮き電極の上面からの投影図である。

図１に示した積層体２は、図２中に示す誘電体層４ａ〜４ｅが積層、圧着、焼成されたものである。ここで、誘電体層４ａ〜４ｅが積層される方向をｚ軸方向とし、誘電体層４ａ〜４ｅの長辺に沿った方向をｘ軸方向とし、誘電体基板４ａ〜４ｅの短辺に沿った方向をｙ軸方向とする。また、誘電体層４ａ〜４ｅの表面とは、ｚ軸方向の正方向側の主面を指すものとする。

誘電体層４ｂには所定長さ区間Ｌ５の主線路電極５が形成されており、主線路電極５は両端に、図１にて示した外部電極３ａおよび３ｂに接続される引き出し部５ａおよび５ｂを有している。

誘電体層４ｄには所定長さ区間Ｌ７の副線路電極７が形成されており、副線路電極７は、両端に、図１にて示した外部電極３ｃおよび３ｄに接続される引き出し部７ｃおよび７ｄを有している。また、主線路電極５と副線路電極７は誘電体層を表面から投影した際に、所定長さ区間Ｌ５およびＬ７において平行関係となるように形成されている。

誘電体層４ｃには、浮き電極６が形成されており、浮き電極６は、図３に示すように、誘電体層４ｂ〜４ｃ、主線路電極５および副線路電極７を上面から投影したときに、前記所定長さ区間Ｌ５とＬ７を覆うように形成されている。

誘電体層４ａおよび４ｅは、電極が形成されていないダミー層であり、積層体２の厚みを調整するために積層されるものである。

以上の構成である方向性結合器１の外部電極３ａに高周波信号が入力された場合、主線路電極５および副線路電極７に伝送され、外部電極３ｂおよび３ｃに分割して出力される。このとき、誘電体層４ｃに形成された浮き電極６が、主線路電極５の所定長さ区間Ｌ５と副線路電極７の所定長さ区間Ｌ７における磁界結合を遮断するため、磁界結合が強すぎる時に、磁界結合を弱める方向の結合度調整ができ、方向性が向上する。

なお、この方向性結合器の実施形態は一例であって、これ以外にもこの発明内容の範囲内であれば種々の変形を行うことは差し支えない。

上記実施形態では、主線路電極が形成された誘電体層と副線路電極が形成された誘電体層が、浮き電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されているが、図４、図５に示すように、浮き電極６が形成された誘電体層４ｃが、積層方向から見て、主線路電極５が形成された誘電体層４ｂおよび副線路電極７が形成された誘電体層４ｄの上側または下側のどちらか一方に積層されていても良い。このようにすることによって主線路電極５と副線路電極７との間の磁界結合に加え、主線路電極５と浮き電極６の間、或いは副線路電極７と浮き電極６の間に容量結合が生じる。これにより、磁界結合と容量結合のバランスが取れるため、方向性が向上する。

また、図６に示すように、浮き電極６が形成された誘電体層４ｃと４ｆが、主線路導体５が形成された誘電体層４ｂおよび副線路導体７が形成された誘電体層４ｄを挟む状態で積層されていても良い。このようにすることによって、浮き電極６と主線路電極５との間および浮き電極６と副線路電極７との間における容量結合が大きくなり、容量結合が弱すぎる時に、容量結合を強める方向での結合度調整ができ、方向性が向上する。

また、図７に示すように、主線路電極５が形成された誘電体層４ｂと副線路電極７が形成された誘電体層４ｄが、浮き電極６が形成された誘電体層４ｃを挟む状態で積層されている形態において、図８に示すように、電体層４ｂ〜４ｃ、主線路電極５および副線路電極７を上面から投影した時に、浮き電極６の面積が、前記所定長さ区間Ｌ５とＬ７を覆う領域に加え、該平行していない領域を含むように形成されていても良い。このようにすることによって、図２の実施形態で述べた磁界結合の遮断効果をさらに大きくすることができ、磁界結合が強すぎるときに、磁界結合を弱める方向での結合度調整ができ、方向性が向上する。

また、図９は、主線路電極５が形成された誘電体層４ｂと副線路電極７が形成された誘電体層４ｄが、浮き電極６が形成された誘電体層４ｃを挟む状態で積層されている形態である。グランド電極８が形成された誘電体層４ｇと４ｈが、誘電体層４ｂ〜４ｄを挟む状態で積層し、誘電体層４ｇと４ｂの間、および誘電体層４ｈと４ｄの間に電極が形成されないようにすることにより、外部からの磁界の侵入が防止できるとともに、特性インピーダンスが安定するため、結合度のばらつきが小さくなる。

また、浮き電極６を主線路電極５と副線路電極７が所定長さ区間Ｌ５とＬ７の一部分を覆うように形成しても構わない。例えば、主線路電極５と副線路電極７で発生する磁界の強度が大きい部分に、浮き電極を配置することにより、磁界結合が強すぎるときに、磁界結合を弱める方向での結合度調整の効果が大きくなる。また、浮き電極６の形状は、矩形の他、台形状、円形状などどのような形状でも構わない。また、主線路電極と副線路電極は、異なる幅であっても構わない。

１、１０１方向性結合器
２、１０２積層体
３ａ〜３ｄ外部電極
４ａ〜４ｈ、１０４誘電体層
５、１０５主線路電極
５ａ、５ｂ、１０５ａ、１０５ｂ主線路電極の引き出し部
６浮き電極
７、１０７副線路電極
７ｃ、７ｄ、１０７ｃ、１０７ｄ副線路電極の引き出し部
８グランド電極
Ｌ、Ｌ５、Ｌ７主線路電極と副線路電極が平行関係にある所定長さ区間

Claims

誘電体層を積層してなる積層体と、前記積層体内部に形成された、所定長さ区間で互いに平行し、両端に引き出し部を有する主線路電極および副線路電極とを備える方向性結合器において、
前記主線路電極と前記副線路電極は、それぞれ異なる誘電体層に、前記積層体を上面から投影した際に、重ならないように形成されており、
前記主線路電極と副線路電極の少なくとも一方と異なる誘電体層上に、浮き電極が形成されていることを特徴とする方向性結合器
前記浮き電極が、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されており、
前記主線路電極が形成された誘電体層と前記副線路電極が形成された誘電体層が、前記浮き電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器
前記浮き電極が、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されており、前記浮き電極が形成された誘電体層が、積層方向から見て、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層の上側または下側のどちらか一方に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器
前記浮き電極が、前記主線路電極が形成された誘電体層および前記副線路電極が形成された誘電体層とは異なる少なくとも２枚以上の誘電体層に形成されており、前記浮き電極が形成された誘電体層が、前記主線路電極が形成された誘電体層と前記副線路電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器
前記浮き電極の面積が、前記積層体を上面から投影した、前記主線路電極と前記副線路電極が互いに平行している領域を含み、該平行している領域より大きく形成されていることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の方向性結合器。
前記主線路電極が形成された誘電体層、前記副線路電極が形成された誘電体層および前記浮き電極が形成された誘電体層とは異なる少なくとも２枚の誘電体層に、グランド電極が形成されており、前記グランド電極が形成された誘電体層が、前記主線路電極が形成された誘電体層、前記副線路電極が形成された誘電体層および前記浮き電極が形成された誘電体層を挟む状態で積層されていることを特徴とする前記請求項１ないし５のいずれかに記載の方向性結合器
主線路電極が形成された誘電体層と該主線路電極に近い側のグランド電極が形成された層との間、および副線路電極が形成された誘電体層と該主線路電極に近い側のグランド電極が形成された層との間に、電極が形成されていないことを特徴とする請求項６に記載の方向性結合器