JP2012134673A

JP2012134673A - 方向性結合器および結合度調整方法

Info

Publication number: JP2012134673A
Application number: JP2010283755A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hasuike; 健一蓮池; Hiromu Itagaki; 広務板垣
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-07-12
Also published as: CN102569973A

Abstract

【課題】結合度を容易に調整出来、かつ複数使用する場合にもスペースをとらない方向性結合器を提供することを目的とする。
【解決手段】第１線路Ｌ１と第２線路Ｌ２とで方向性結合器Ｈを基板１上に形成し、柔軟性を有する第１誘電体ｄ１とその上に硬質な第２誘電体ｄ２とを重ねた積層誘電体として第１、第２の線路Ｌ１、とＬ２間に亘って介在させ、前記積層誘電体の前記第２の誘電体ｄ２を介して前記第１の誘電体ｄ１にビス２により圧力を調整して加えることにより前記２つの線路Ｌ１、Ｌ２間の結合度を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、高周波信号の方向性結合器および結合度調整方法に関する。

地上デジタル放送の送信器は、高直線性が要求され、さらに局の規模により高出力パワーが要求される。そのため、高出力送信器では、終段の電力増幅器を複数にした並列構成で使われる場合が多い。

図６に地上デジタルＴＶ放送の送信器用電力増幅器の系統図の一例を示す。

図６では、ドライブアンプとしてプリアンプｐａの出力が分配器ｄで３ｄＢハイブリッドカプラｈ（＃１〜＃７）（図６では、ハイブリッドと記す。）によって分配され、電力増幅器Ｕを構成する複数の増幅器ＰＡ（＃１〜＃８）へ入力されている。また出力側にもハイブリッドカプラｈ（＃８〜１４）が合成器Ｃとして用いられている。特に分配器ｄでは、各３ｄＢハイブリッドｈの出力端子間に出力される信号のレベル差が大きいと後段の増幅回路ＰＡ（＃１〜＃８）の動作点がばらつき、電力増幅器Ｕの性能が低下する。

ここで、分配器ｄの３ｄＢハイブリッドカプラの各出力ポート間のレベル偏差の微調整が可能であれば指定の周波数で原理的には出力間レベル偏差をゼロにする事が可能で電力増幅器の性能低下を抑えられる。

従来は、各ハイブリッドカプラｈの分配出力に固定減衰器を入れるなどしてハイブリッドカプラ出力間レベル偏差を微調整しているが、部品点数が増え、回路規模が大きくなり、また伝送線路の損失が増加する問題があった。

また、３ｄＢハイブリッドカプラ自体で出力偏差を減らす方法としては、（例えば、特許文献１。）の様に平行線路の結合部分に誘電体を用いて結合度を調整する方法があるが微細な調整が容易でなく、基板を多層構造にする必要があり、構造が複雑である。さらに、電力増幅器を並列運用して複数のハイブリッドカプラを用いる場合、各ハイブリッドカプラに調整機構を設けるため分配器、または結合器として大きなスペースが必要となる問題があった。

特許第２８２３００４号公報

複数の増幅器を並列運転を行う場合、ハイブリッドカプラで高周波信号を分配してそれぞれに信号を入力する。従来は各ハイブリッドカプラに分配器出力に固定減衰器を入れるなどしてハイブリッドカプラの出力間レベル偏差を微調整しているが部品点数が増え、回路規模が大きくなりまた線路の伝送損失分が増加する問題があった。

また、３ｄＢハイブリッドカプラ自体で出力偏差を減らす方法としては、（例えば、特許文献１。）の様に平行線路の結合部分に誘電体を用いて結合度を調整する方法があるが詳細な調整が容易でなく、ハイブリッドカプラ毎に調整機構を設けるので多数回路を分配、合成するためにはハイブリッドカプラを配置するスペースが必要となる問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、結合度を容易に調整出来、かつ複数使用する場合にもスペースをとらない方向性結合器および結合度調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の方向性結合器は、基板上に形成された２つの導体線路で構成される方向性結合器であって、柔軟性を有する第１の誘電体とその上に硬質な第２の誘電体とを有して前記２つの導体線路間に亘って介在する積層誘電体と、前記積層誘電体の前記第２の誘電体を介して前記第１の誘電体に圧力を加えることにより前記２つの導体線路間の結合度を調整する結合度調整手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の方向性結合器の結合度調整方法は、ネジと、ケースと、基板上に２つの導体線路と、積層誘電体と、前記２つの導体線路間の結合度を調整する結合度調整手段とを備える方向性結合器の結合度調整方法において、前記基板上に複数の２つの導体線路を配置し、柔軟性を有する第１の誘電体とその上に硬質な第２の誘電体とを有する前記積層誘電体を前記それぞれの２つの導体線路間に亘って介在させて複数の方向性結合部を設け、前記ケースは、前記基板の上方から前記複数の方向性結合部を共通に覆うとともに、前記ケースには、前記複数の方向性結合部それぞれに対応して複数の前記ネジが取り付けられ、各前記方向性結合部の前記積層誘電体への押圧をそれぞれの前記ネジで調整することにより前記結合度を調整することを特徴とする。

本発明によれば、結合度を容易に調整出来、かつ複数使用する場合にも各部品の単体の微調整が可能で、スペースをとらない方向性結合器を提供することが出来る。

本発明の実施例に係わる方向性結合器の構造の一例の概念図。本発明の実施例に係わる方向性結合器の構造の第２の例の概念図。本発明の実施例に係わる方向性結合器の構造の第３の例の概念図。本発明の実施例に係わる方向性結合器の複合型の構造の概念図本発明の実施例に係わる方向性結合器の構造の第４の例の概念図。地上デジタルＴＶ送信器用電力増幅器の系統図の一例。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例に係わる方向性結合器の構造の一例の概念図である。

図１において、方向性結合回路は、例えば、ガラスエポキシの印刷基板、または、セラミック基板等の基板（ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ）１の上に対向する金属導電パターンの第１線路Ｌ１、及び第２線路Ｌ２が構成するマイクロストリップ結合線路によって構成される。

従来、この２つの線路間の電気的結合度を上げるために前述の様に誘電体を第１線路Ｌ１、及び第２線路Ｌ２に亘って設ける場合がある。この様な誘電体の形状や厚みを変化させることにより結合度を調整することが可能である。

本実施例では、この誘電体を２層の第１誘電体ｄ１と第２誘電体ｄ２で構成している。

第１線路Ｌ１、及び第２線路Ｌ２に接する第１誘電体ｄ１は、例えば、微細発泡ポリエチレンのような高周波特性が良く、第２誘電体よりも柔らかい弾力性材料を使用し、第２誘電体ｄ２は、セラミックス系積層基板のような硬度の高い材料を使用する。なお、セラミックス系積層基板の誘電率は、６から１０前後で、発泡ポリエチレンの誘電率は、２．２５から２．３程度の例がある。

第１誘電体ｄ１と第２誘電体ｄ２とは、圧触板５を介してビス２とナット３ｂとで基板１へ固定されている。なお、ビス２、ナット３および、圧触板５は、金属のほか、セラミック、プラスティック等の材料が用いられても良い。第１線路ｄ１、及び第２線路ｄ２が形成する方向性結合器の結合度は、第１誘電体ｄ１は弾性に富むのでビスの緊締度を変えることに伴いその厚みＴが例えば、０．１ｍｍから０．３ｍｍのように変化と併せて、例えば、±０．５ｄＢの範囲で調整される。この場合、方向性結合回路の中心周波数も変化が少なく、容易に調整出来るのみならず調整機構のスペースも小さく済ますことが出来る。

図２は、本発明の実施例の変形例を示す構造の概念図である。
図２において、方向性結合回路の第１、第２の各誘電体は、基板上面にビス２をタップ構造で保持するカバーホルダ３ａで覆われる構造となっている。この場合、ビス２は、上方から圧触板５を介してまたは直接に第２誘電体ｄ２と第１誘電体ｄ１を圧縮する。ビス２を回転させ圧力を変えることにより方向性結合器の結合度が調整される。なお、カバーホルダ３ａでのビス止めは、タップ構造の代わりにナットを融着する等の方法であっても良い。

図３は、本発明の実施例の第２の変形例を示す構造の概念図である。
図３において、方向性結合回路の第１、第２の各誘電体は、基板上面にビス２をタップ構造で保持する図４に示されるように基板ユニットＢの部品面を覆うケース３で覆われる構造となっている。ケース３には、図２の場合と同様に基板１上の上にある方向性結合器の結合回路部分を上方からビス２により押さえるものである。

ケース３は、金属で作られたシールドケースであり、基板ユニット上に複数の方向性結合器Ｈが配置され、複数回路を集積して搭載しているので増幅回路を複数準備して、合成出力を得るような場合に使われる結合器や分配器のスペースを取ることなく実現できる利点がある。

本願発明は、上記説明の主旨を変えない範囲で構造や組合せを変化させたものでも良い。

例えば、図１、図２、図３における圧触板５を省略しても良い。

図５は、本発明の実施例の第３の変形例を示す構造の概念図である。
図４までの例では、マイクロストリップ結合線路を構成する２つの導体金属は基板上の同一平面状にある場合を示しているが、図５のように積層構造であっても良い。

１基板（ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ）
２ビス
３ケース
３ａカバーホルダ
３ｂナット
５圧触板
Ｃ結合器
ｄ分配器
ｄ１第１誘電体
ｄ２第２誘電体
Ｌ１第１線路
Ｌ２第２線路
Ｈ方向性結合器
ｈハイブリッドカプラ
ＰＡ増幅回路
Ｕ電力増幅器

Claims

基板上に形成された２つの導体線路で構成される方向性結合器であって、
柔軟性を有する第１の誘電体とその上に硬質な第２の誘電体とを有して前記２つの導体線路間に亘って介在する積層誘電体と、
前記積層誘電体の前記第２の誘電体を介して前記第１の誘電体に圧力を加えることにより前記２つの導体線路間の結合度を調整する結合度調整手段と
を備えることを特徴とする方向性結合器。
前記結合度調整手段は、
前記積層誘電体を前記基板の上方から覆うカバーに前記積層誘電体への押圧を調整するネジが取り付けられ、前記ネジを回転させて前記押圧を変えることにより前記結合度を調整することを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
前記基板上に複数の前記２つの導体線路と、前記複数のそれぞれの２つの導体線路に対応する前記積層誘電体とが組になった複数の方向性結合部と、
前記複数の方向性結合部を共通に覆うケースに各前記方向性結合部のそれぞれの結合度を前記調整するネジが取り付けられた結合度調整手段とが
具備されていることを特徴とする請求項２記載の方向性結合器。
ネジと、ケースと、積層誘電体と、基板上に生成された２つの導体線路で構成される方向性結合部とを備え、前記方向性結合部の結合度を調整する結合度調整方法において、
前記基板上に複数の２つの導体線路を配置し、
柔軟性を有する第１の誘電体とその上に硬質な第２の誘電体とを有する前記積層誘電体を前記それぞれの２つの導体線路に亘って介在させて複数の方向性結合部を設け、
前記ケースは、前記基板の上方から複数の前記方向性結合部を共通に覆うとともに、
前記ケースには、前記複数の方向性結合部に対応して各前記方向性結合部の前記積層誘電体への押圧を調整する複数の前記ネジが取り付けられ、
それぞれ前記ネジを回転させて前記押圧を変化させて前記結合度を調整することを特徴とする方向性結合器の結合度調整方法。