JP2013214840A - 方向性結合器および無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主線路、副線路、入力ポート、出力ポート、結合ポート及びアイソレーションポートを積層基板に備えたカプラで、副線路は主線路より長く(例えばλ/4)、基板第一層に主線路を配し、第一層より下層の第二層に副線路の一部である第一副線路部を配し、第一副線路部の一端部を結合ポートに接続し、第一層より上層の第三層に副線路の他の一部である第二副線路部を配し、第二副線路部の一端部をアイソレーションポートに接続し、第一副線路部の他端部と第二副線路部の他端部をビアで接続し、主線路と第一副線路部の一部と第二副線路部の一部が近接し又は平面から見たときに重なるように配置することにより、主線路、第一副線路部の一端部及び第二副線路部の一端部に結合部を各々形成し、第一副線路部の結合部と第二副線路部の結合部の間に延在する副線路の中間部を非結合部とした。
【選択図】図1
Description
図1に示すように本発明の第1の実施形態に係るカプラ11は、高周波電力を伝送する主線路12と、当該主線路12を伝送される高周波電力の一部を取り出す副線路13とを備え、これら主線路12と副線路13を近接して配置することにより両線路12,13を電磁界結合させたものである。主線路12は、一端に入力ポートP1を、他端に出力ポートP2をそれぞれ有し、副線路13は、一端に結合ポートP3を、他端にアイソレーションポートP4をそれぞれ有する。
図28A〜図28Eは本実施形態の比較として従来構造のカプラを示すものである。これらの図に示すようにこのカプラは、積層基板の第1層に主線路52を、第2層に副線路53をそれぞれ配置し、これら主線路52と副線路53の各中間部62,63を平面から見たときに重なるようにパターン形成することにより結合させたものである。
図9A〜図9Iに示すように本発明の第2の実施形態に係るカプラは、前記第1実施形態のカプラと同様に副線路の両端部を主線路と結合させたものであるが、第1実施形態とは異なり、主線路12を直線状に短く形成したものである。
本発明の第3の実施形態に係るカプラは、図16に示すように副線路の共振点を使用周波数帯域内(下端周波数より大きく上端周波数以下の範囲内)に位置せしめたものである。具体的にはこのカプラは、使用周波数帯域が700MHz〜3.5GHzであり、2.9GHz付近に副線路の共振による減衰極を形成した。
図20A〜図20Kに示すように本発明の第4の実施形態に係るカプラは、前記第1実施形態のカプラと同様に副線路13の両端部23a,24aを主線路12と結合させたものであるが、第1実施形態とは異なり、主線路12の結合部22と副線路13の結合部23a,24aとが平面から見たときに重なっていない。
12,52 主線路
13,53 副線路
13a 第一副線路部
13b 第二副線路部
22,62 結合部(主線路の中間部)
23a 結合部(結合ポートへの接続端部)
23b 非結合部
24a 結合部(アイソレーションポートへの接続端部)
24b 非結合部
63 結合部(副線路の中間部)
101 アンテナ
102 スイッチ
103,104 受信回路
201,301,401 送信回路
202,302,402 PA(電力増幅器)
203,303,403 APC回路(自動出力制御回路)
G1 中間グランド
G2 上部グランド
G3 下部グランド
P1 入力ポート
P2 出力ポート
P3 結合ポート
P4 アイソレーションポート
S1,S2,S3,S4,S5 要求仕様
T1,T2,T3,T4,TG 外部接続用端子
V,V1 ビアホール
Claims (14)
- 高周波信号を伝送可能な主線路と、
前記主線路に前記高周波信号を入力する入力ポートと、
前記主線路から前記高周波信号を出力する出力ポートと、
前記主線路と電磁界結合して前記高周波信号の一部を取り出す副線路と、
前記副線路の一方の端部に備えられた結合ポートと、
前記副線路の他方の端部に備えられたアイソレーションポートとを、
絶縁層を介して積層した複数の導体層を有する積層基板に備えた方向性結合器であって、
前記副線路は、前記主線路より長く、
前記積層基板の第一導体層に、前記主線路を配置し、
前記第一導体層より下層の第二導体層に、前記副線路の一部である第一副線路部を配置し、
この第一副線路部の一端部を前記結合ポートおよび前記アイソレーションポートのうちの一方に接続し、
前記第一導体層より上層の第三導体層に、前記副線路の他の一部である第二副線路部を配置し、
この第二副線路部の一端部を前記結合ポートおよび前記アイソレーションポートのうちの他方に接続し、
前記第一副線路部の他端部と前記第二副線路部の他端部とを層間接続導体により電気的に接続し、
前記主線路および前記副線路間で電磁界結合を行う線路部分を結合部、当該電磁界結合を行わない線路部分を非結合部とそれぞれ称した場合に、
前記主線路の少なくとも一部と前記第一副線路部の一部とが互いに近接するように配置するとともに、前記主線路の少なくとも一部と前記第二副線路部の一部とが互いに近接するように配置することにより、前記主線路、前記第一副線路部の一端部および前記第二副線路部の一端部にそれぞれ結合部を形成する一方、
前記第一副線路部の結合部と前記第二副線路部の結合部との間に延在する副線路の中間部を、非結合部とした
ことを特徴とする方向性結合器。 - 前記主線路の少なくとも一部と、前記第一副線路部の一部と、前記第二副線路部の一部とが平面から見たときに重なるように配置することにより、前記主線路、前記第一副線路部の一端部および前記第二副線路部の一端部にそれぞれ前記結合部を形成した
請求項1に記載の方向性結合器。 - 使用周波数帯の下端周波数より高域側の設定周波数に対応した波長をλとし、nを正の整数とした場合に、
前記副線路を略{(λ/4)×n}の長さを有するものとし、
これにより、前記下端周波数より高く前記上端周波数以下、または、前記使用周波数帯の上端周波数より高域側の前記設定周波数の位置に共振点を形成して前記使用周波数帯における結合度を平坦化した
請求項1または2に記載の方向性結合器。 - 前記第一副線路部の長さと、前記第二副線路部の長さとが略等しい
請求項1から3のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 前記積層基板の積層方向について前記第一副線路部の非結合部と前記第二副線路部の非結合部との間に介在されるように配置したグランド電極である中間グランドを備えた
請求項1から4のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 前記中間グランドを、前記第一導体層に備えた
請求項5に記載の方向性結合器。 - 前記第二副線路部の非結合部を覆うように前記第三導体層より上層に配置したグランド電極である上部グランドを備えた
請求項1から6のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 前記上部グランドは、平面から見たときに前記主線路の結合部、第一副線路部の結合部および第二副線路部の結合部と重ならないように形成してある
請求項7に記載の方向性結合器。 - 前記第一副線路部の非結合部を覆うように前記第二導体層より下層に配置したグランド電極である下部グランドを備えた
請求項1から8のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 前記下部グランドは、平面から見たときに前記主線路の結合部、第一副線路部の結合部および第二副線路部の結合部と重ならないように形成してある
請求項9に記載の方向性結合器。 - 前記第一副線路部の非結合部および前記第二副線路部の非結合部を、螺旋を描くように渦巻状にそれぞれ形成した
請求項1から10のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 平面から見たときに、
前記主線路の結合部、前記第一副線路部の結合部および前記第二副線路部の結合部を前記積層基板の一側縁部に沿って配置するとともに、
前記層間接続導体を前記積層基板の中心部に配置し、
前記第一副線路部の非結合部を、前記積層基板の一側縁部から前記積層基板の中心部に向け螺旋を描くように渦巻状に形成し、
前記第二副線路部の非結合部を、前記積層基板の中心部から前記積層基板の一側縁部に向って且つ前記第一副線路部の螺旋と同一の回転方向に螺旋を描くように渦巻状に形成した
請求項1から11のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 前記第一副線路部および前記第二副線路部について、これらの非結合部の線幅を結合部の線幅より小さくした
請求項1から12のいずれか一項に記載の方向性結合器。 - 2以上の周波数帯の送信信号を生成可能で、且つ、これらの送信信号を増幅する電力増幅器と当該電力増幅器の出力を制御する自動出力制御回路とを含む送信回路と、
前記2以上の周波数帯の受信信号を処理可能な受信回路と、
前記送信信号および受信信号の送受信を行うアンテナと、
当該アンテナと、前記送信回路および前記受信回路との間に接続され、前記アンテナを通じて受信された受信信号の前記受信回路への伝送および前記送信回路から出力された送信信号の前記アンテナへの伝送を行うスイッチと、
前記電力増幅器から出力される送信信号のレベルを検出してその検出信号を前記自動出力制御回路に出力する方向性結合器と
を備え、
前記方向性結合器から入力された前記検出信号に基づいて前記電力増幅器の出力を制御する無線通信装置であって、
前記方向性結合器は、前記アンテナと前記スイッチと間に接続され、且つ、前記請求項1から13のいずれか一項に記載の方向性結合器である
ことを特徴とする無線通信装置。
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