JP2021057646A - 方向性結合器、および、電子部品モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】形状の大型化を抑制しながら、大きな結合度を得る。【解決手段】方向性結合器１０は、基板１１、主線路１２１、主線路１２２、および、副線路１３１を備える。主線路１２１および１２２主線路とは、基板１１に形成された導体パターンを含み、並列接続されている。副線路１３１は、基板１１に形成された導体パターンを含む。副線路１３１は、基板１１の平面視において、主線路１２１と少なくとも一部で重なる位置に、配置されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に主線路と副線路とを形成した方向性結合器、および、この方向性結合器を含む電子部品モジュールに関する。

特許文献１、２には、方向性結合器が開示されている。特許文献１、２に示す方向性結合器は、誘電体の基板、それぞれが導体パターンからなる主線路および副線路を備える。主線路と副線路とは、基板の同一層に配置されている。

特開平８−１１６２０３号公報 特開２０１６−１７１３９８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の方向性結合器では、全体形状を大型化することなく、主線路と副線路との結合度を大きくすることが難しい。例えば、特許文献１、２に記載の方向性結合器では、所望の（大きな）結合度を得るために、主線路と副線路における結合に寄与する部分を長くしなければならず、基板が大型化してしまう。

したがって、本発明の目的は、形状の大型化を抑制しながら、大きな結合度を得やすい方向性結合器を提供することにある。

この発明の方向性結合器は、基板、第１主線路、第２主線路、および、第１副線路を備える。基板は、互いに対向する第１主面と第２主面とを有する。第１主線路および第２主線路とは、基板に形成された導体パターンを含み、並列接続されている。第１副線路は、基板に形成された導体パターンを含む。線路と少なくとも一部で重なる位置に、配置されている。

この構成では、第１主線路と第１副線路とは、導体パターンの主面が対向するように配置される。導体パターンは、通常、側面の面積に比べて主面の面積が大きい。これにより、第１主線路と第１副線路と電界結合が大きくなり、結合度は、向上する。

この発明によれば、形状の大型化を抑制しながら、大きな結合度を得やすい。

図１（Ａ）は、第１の実施形態に係る電子部品モジュールの構成を示す概略的な側面断面図であり、図１（Ｂ）は、第１の実施形態に係る方向性結合器の主要構成を示す概略的な側面断面図である。 図２は、第１の実施形態に係る電子部品モジュールの構成を示す分解斜視図である。 図３は、第１の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。 図４は、第１の実施形態に係る電子部品モジュールの構成の別態様を示す概略的な側面断面図である。 図５は、第２の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。 図６は、第２の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。 図７は、第２の実施形態に係る方向性結合器の別態様の構成を示す概略的な側面断面図である。 図８は、第３の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。 図９は、第４の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。 図１０は、第４の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。 図１１は、第５の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。 図１２（Ａ）は、第６の実施形態に係る方向性結合器の一例の等価回路図であり、図１２（Ｂ）は、第６の実施形態に係る方向性結合器の他の一例の等価回路図である。 図１３は、第７の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。 図１４は、第８の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。 図１５は、第８の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る方向性結合器および電子部品モジュールについて、図を参照して説明する。図１（Ａ）は、第１の実施形態に係る電子部品モジュールの構成を示す概略的な側面断面図であり、図１（Ｂ）は、第１の実施形態に係る方向性結合器の主要構成を示す概略的な側面断面図である。図２は、第１の実施形態に係る電子部品モジュールの構成を示す分解斜視図である。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２において、構成を分かり易くするため、寸法は、適宜、強調している。

（方向性結合器１０の構造）
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示すように、方向性結合器１０は、基板１１、主線路１２１、主線路１２２、副線路１３１、外部端子導体１４１、および、ランド導体１４２を備える。主線路１２１が、本発明の「第１主線路」に対応し、主線路１２２が、本発明の「第２主線路」に対応する。副線路１３１が、本発明の「第１副線路」に対応する。

基板１１は、絶縁性材料を基材とした平板形状である。基板１１は、平板形状の厚み方向に直交し、互いに対向する第１主面１０１と第２主面１０２とを有する。基板１１は、例えば、絶縁性樹脂、半導体基板、または、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミック基板）等によって実現される。

主線路１２１、主線路１２２、および、副線路１３１は、それぞれに線状または帯状の導体パターンによって形成されている。外部端子導体１４１、および、ランド導体１４２は、例えば、それぞれに矩形の導体パターンによって形成されている。なお、ここで指す「導体パターン」には、基板１１に形成される、基板１１の第１主面１０１や第２主面１０２に平行な導体パターンの他、基板１１の厚み方向に延びる導体パターン（層間接続導体等）も含まれる。

主線路１２１と主線路１２２とは、並列接続している。主線路１２１と主線路１２２とは、外部端子導体１４１に接続する。副線路１３１は、ランド導体１４２に接続する。

副線路１３１は、主線路１２１および主線路１２２のそれぞれに対して電磁界結合する。この際、副線路１３１と主線路１２１および主線路１２２とにおける方向性結合器として寄与する結合部（主たる電磁界結合を生じる部分）の長さは、主線路１２１および主線路１２２に伝送され、検波の対象となる高周波信号の波長、必要とする結合度の強さ等によって決められている。

主線路１２１、主線路１２２、および、副線路１３１の、より具体的な位置関係は、次の通りである。
主線路１２１と主線路１２２とは、基板１１の厚み方向において、異なる位置に配置されている。主線路１２１と主線路１２２とは、基板１１の第１主面１０１および第２主面１０２に直交する厚み方向に視て、すなわち、基板１１を平面視して、異なる位置に配置されている。ここで、「主線路１２１と主線路１２２とは、厚み方向において異なる位置に配置されている」とは、基板１１が複数の層を積層してなる多層基板であった場合には、主線路１２１と主線路１２２とが、複数の層のうち互いに異なる層に形成されることである。

副線路１３１は、平面視して、主線路１２１に重なっている。さらに、副線路１３１は、厚み方向において、主線路１２２と同じ位置に配置されている。ここで、「副線路１３１は、厚み方向において、主線路１２２と同じ位置に配置されている」とは、例えば、基板１１が複数の層を積層してなる多層基板であった場合、副線路１３１と主線路１２２とが、複数の層のうち同一の層に形成されることである。したがって、主線路１２１の厚み方向における位置と主線路１２２の厚み方向における位置とが全く同じでなく、多少のばらつきがある場合も含まれる。

そして、副線路１３１の少なくとも一部は、主線路１２１、および、主線路１２２に対して、所定長で並走している。なお、線路同士が並走する場合には、線路同士が平行になる場合のみではなく、線路同士が略並行になる（例えば、線路同士の間の角度が１８０°±１０°となる）場合も含まれる。

このような構成によって、主線路１２１と副線路１３１とは、互いの主面が対向するように配置される。ここで、主線路１２１および副線路１３１を形成する導体パターンは、高さと比較して幅が大きくなりやすい。すなわち、主線路１２１の主面（主線路１２１において、基板１１の厚み方向に配置される面（基板１１の第１主面１０１や第２主面１０２に略平行な面））の面積は、主線路１２１の側面（主線路１２１において、基板１１の厚み方向に直交する方向に配置される面（基板１１の第１主面１０１や第２主面１０２に略直交する面））の面積よりも大きい。

同様に、副線路１３１の主面（副線路１３１において、基板１１の厚み方向に配置される面（基板１１の第１主面１０１や第２主面１０２に略平行な面））の面積は、副線路１３１の側面（副線路１３１において、基板１１の厚み方向に配置される面（基板１１の第１主面１０１や第２主面１０２に略直交する面））の面積よりも大きい。したがって、主線路１２１と副線路１３１とは、厚み方向の同じ位置において側面が対向するように配置する従来の構成よりも、大きな電界結合（容量結合）を得やすくなる。

また、主線路１２１と副線路１３１とは、比較的近接して配置されている。例えば、主線路１２１と副線路１３１とは、基板１１を形成する誘電体層の厚み程度（例えば、１５μｍから５０μｍ程度）の距離で配置されている。これにより、主線路１２１と副線路１３１とは、大きな磁界結合（誘導結合）を得られる。

この結果、方向性結合器１０は、従来構成よりも、主線路１２１および副線路１３１を長くすることなく、大きな電磁界結合を得られる。すなわち、方向性結合器１０は、大型化を抑制しながら、大きな結合度を得やすくなる。

また、逆に、方向性結合器１０は、従来構成と同じ結合度を得るための形状を小さくできる。すなわち、方向性結合器１０は、従来構成と同じ結合度を得ながら、小型化できる。

さらに、主線路１２２と副線路１３１とは、基板１１の厚み方向における同じ位置に配置され、近接して配置されている。例えば、主線路１２２と副線路１３１とは、１５μｍから５０μｍ程度の間隔で配置されている。なお、この間隔は、導体パターンの形成精度等によって、より短くすることも可能であり、適宜調整も可能である。この構成によって、主線路１２２と副線路１３１とは、電磁界結合する。

このため、副線路１３１には、並列接続された主線路１２１および主線路１２２のそれぞれに対する電磁界結合で得た検波用の高周波信号が流れる。これにより、副線路１３１に流れる検波用の高周波信号は大きくなり、実質的に電磁界結合をさらに大きくできる。したがって、方向性結合器１０は、大型化をさらに抑制しながら、従来構成よりもさらに大きな結合度を得ることができる。

また、この構成では、主線路１２１と主線路１２２とが重なる箇所が無い。これにより、主線路１２１と主線路１２２とに流れる電流分布の偏りを小さくできる。したがって、方向性結合器１０は、結合部での等価直列抵抗を小さくでき、挿入損失ＩＬを小さくできる。

また、この構成では、主線路１２１と主線路１２２とが並列接続されている。これにより、結合部における主線路の幅は、実質的に大きくなる。したがって、方向性結合器１０は、挿入損失ＩＬを小さくできる。

（方向性結合器１０の構造の具体的な実現例）
このような構成の方向性結合器１０は、例えば、図２に示すような構成によって実現できる。

基板１１は、誘電体層１１２、誘電体層１１３、および、誘電体層１１４を備える。誘電体層１１２、誘電体層１１３、および、誘電体層１１４は、この順で積層されている。

誘電体層１１２における誘電体層１１３側の面には、主線路１２１が配置されている。主線路１２１は、例えば、一部が欠けた環状の導体パターンである。

誘電体層１１３における誘電体層１１４に当接する面には、主線路１２２および副線路１３１が配置されている。主線路１２２と副線路１３１とは、それぞれに、例えば、一部が欠けた環状の導体パターンである。

主線路１２２を構成する導体パターンと副線路１３１を構成する導体パターンとは、それぞれの導体パターンが延びる方向に沿って、部分的に並走している。この並走する距離によって、主線路１２２と副線路１３１との結合度は調整される。

副線路１３１を構成する導体パターンは、平面視において、主線路１２１を構成する導体パターンに、部分的に重なっている。主線路１２１を構成する導体パターンと副線路１３１を構成する導体パターンとは、それぞれの導体パターンが延びる方向に沿って、部分的に並走している。これら重なる面積、並走する距離によって、主線路１２１と副線路１３１との結合度は調整される。

そして、このように、主線路１２１、主線路１２２、副線路１３１を構成する導体パターンが形成された誘電体層を積層することで、方向性結合器１０が形成されるので、方向性結合器１０は、容易な製造方法によって製造できる。また、主線路１２１、主線路１２２、副線路１３１を、誘電体層に配置（形成）された導体パターンによって実現するため、形状（導体パターンの形状および誘電体層の厚み）を調整可能であり、方向性結合器１０は、所望の結合度を得る構造を実現し易い。

さらに、方向性結合器１０は、次の構成を備える。
誘電体層１１２における誘電体層１１３に当接する面と反対側の面には、外部端子導体１４１が配置されている。言い換えれば、外部端子導体１４１は、基板１１の第１主面１０１に配置されている（図１（Ａ）参照）。

外部端子導体１４１は、例えば、矩形の導体パターンである。外部端子導体１４１は、平面視において、主線路１２１を構成する導体パターンおよび主線路１２２を構成する導体パターンの端部に重なっている。外部端子導体１４１は、基板１１の厚み方向に延びる層間接続導体１５１を介して、主線路１２１および主線路１２２に接続する。

誘電体層１１４における誘電体層１１３に当接する面と反対側の面には、ランド導体１４２が配置されている。言い換えれば、ランド導体１４２は、基板１１の第２主面１０２に配置されている（図１（Ａ）参照）。

ランド導体１４２は、例えば、矩形の導体パターンである。ランド導体１４２は、平面視において、副線路１３１を構成する導体パターンの端部に重なっている。ランド導体１４２は、基板１１の厚み方向に延びる層間接続導体１５２を介して、副線路１３１に接続する。

なお、図１に示す構成は一例である。方向性結合器１０における誘電体層の層数、導体パターンの形成位置は、上述の、主線路１２１、主線路１２２、および、副線路１３２の位置関係を保持していれば、他の構成であってもよい。

（方向性結合器１０の回路構成例）
このような構成によって、方向性結合器１０は、図３に示す回路を実現する。図３は、第１の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

図３に示すように、方向性結合器１０は、ＲＦ端子Ｐ１１、ＲＦ端子Ｐ１２、検波用端子Ｐ２１、および、検波用端子Ｐ２２を備える。ＲＦ端子Ｐ１１とＲＦ端子Ｐ１２との間には、主線路１２１と主線路１２２との並列回路が接続する。検波用端子Ｐ２１と検波用端子Ｐ２２との間には、副線路１３１が接続する。

主線路１２１および主線路１２２と、副線路１３１とは、電磁界結合する。この構成によって、方向性結合器１０は、例えば、ＲＦ端子Ｐ１１から、検波対象の高周波信号を入力し、ＲＦ端子Ｐ１２から、検波対象の高周波信号を出力する。また、方向性結合器１０は、ＲＦ端子Ｐ１１から入力された高周波信号によって励起した高周波信号（入力測定用信号）を、検波用端子Ｐ２２から出力し、ＲＦ端子Ｐ１２から入力された高周波信号の反射信号によって励起した高周波信号（反射測定用信号）を、検波用端子Ｐ２１から出力する。

なお、方向性結合器１０は、ＲＦ端子Ｐ１２から入力された高周波信号によって励起した高周波信号（入力測定用信号）を、検波用端子Ｐ２２から出力し、ＲＦ端子Ｐ１２から入力された高周波信号の反射信号によって励起した高周波信号（反射測定用信号）を、検波用端子Ｐ２１から出力してもよい。すなわち、方向性結合器１０は、主線路に対する外部回路の接続方向を問わない。したがって、使い勝手の良い方向性結合器を実現できる。

具体的には、この測定の際、検波用端子Ｐ２１および検波用端子Ｐ２２には、入力測定用信号の測定時と、反射測定用信号の測定時において、結合出力端子または終端器が接続される。結合出力端子は、方向性結合器１０の副線路を伝送する検波用信号を、検波回路などの外部回路へと出力する端子であり、終端器は方向性結合器１０の副線路を伝送する検波用信号と逆方向の信号を終端させる回路である。

例えば、入力測定用信号の測定時には、結合出力端子は、検波用端子Ｐ２１に接続され、終端器は、検波用端子Ｐ２２に接続される。一方、反射測定用信号の測定時には、結合出力端子は、検波用端子Ｐ２２に接続され、終端器は、検波用端子Ｐ２１に接続される。

なお、終端器は可変であってもよい。また、上記のほかにアッテネータ、整合回路、フィルタなどが副線路と結合出力端子との間に接続されてもよい。アッテネータ、整合回路、フィルタはそれぞれその減衰量やインピーダンス、通過帯域が可変であってもよい。

そして、このような回路構成に対して、方向性結合器１０が上述の構成を備えていることによって、形状を大型化することを抑制しながら、入力測定用信号および反射測定用信号のレベルを高くできる。したがって、方向性結合器１０は、従来構成よりも確実に、入力測定用信号および反射測定用信号を出力できる。

（電子部品モジュール１の構成）
図１（Ａ）、図２に示すように、電子部品モジュール１は、方向性結合器１０、および、ＩＣ８０を備える。方向性結合器１０は、上述の構成を備える。

ＩＣ８０は、機能的には、副線路１３１を伝搬する高周波信号から、上述の入力測定用信号および反射測定用信号を生成する回路等を備える。例えば、ＩＣ８０は、上述の結合出力端子、可変終端器、および、これらの接続を切り替えるスイッチ回路を備える。なお、ＩＣ８０は、これらの全てを備えていなくてもよく、一部を備えていてもよい。

ＩＣ８０は、構成的には、半導体等からなる本体８１とはんだバンプ８２とを備える。本体８１に、上述の各主回路が形成されている。ＩＣ８０は、方向性結合器１０に実装される。より具体的には、ＩＣ８０は、はんだバンプ８２をランド導体１４２に接合することによって、方向性結合器１０の基板の第２主面１０２に実装される。

このような構成の電子部品モジュール１は、検波の対象となる高周波信号が伝送するマザー回路基板９０に実装される。より具体的には、方向性結合器１０の第１主面１０１に配置された外部端子導体１４１と、マザー回路基板９０のランド導体９００とを、はんだ等の導電性接合材によって接合する。

この構成では、主線路１２１は、副線路１３１よりもマザー回路基板９０の近くに配置され、主線路１２１とマザー回路基板９０との接続距離は、短くなる。これにより、方向性結合器１０を伝送する高周波信号（検波対象の高周波信号）の伝送距離は、短くでき、方向性結合器１０は、高周波信号（検波対象の高周波信号）の挿入損失ＩＬを小さくできる。

また、この構成では、副線路１３１は、主線路１２１よりもＩＣ８０の近くに配置され、副線路１３１とＩＣ８０との接続距離は、短くなる。これにより、副線路１３１に励起した高周波信号（入力測定用信号および反射測定用信号の元となる信号）の伝送距離は、短くでき、方向性結合器１０は、副線路１３１に励起した高周波信号（入力測定用信号および反射測定用信号の元となる信号）の挿入損失ＩＬを小さくできる。

なお、上述の説明では、主線路１２１と副線路１３１とが幅方向において、完全に重なる態様を示した。しかしながら、主線路１２１と副線路１３１とは、幅方向において部分的に重なる態様であってもよい。

また、上述の説明では、主線路１２２と副線路１３１とが厚み方向の同じ位置に配置される態様を示した。しかしながら、主線路１２２と副線路１３１とは、電磁界結合すれば、厚み方向の位置が異なる態様であってもよい。

なお、方向性結合器が半導体基板に形成されている場合、ＩＣ８０はなくてもよい。図４は、第１の実施形態に係る電子部品モジュールの構成の別態様を示す概略的な側面断面図である。

図４に示すように、電子部品モジュール１Ｚでは、マザー回路基板９０に、上述の方向性結合器１０の導体パターンの構成を含む基板１１Ｚのみが実装されている。そして、図示を省略しているが、この基板１１Ｚに、上述のＩＣ８０に形成されていた結合出力端子、可変終端器、および、これらの接続を切り替えるスイッチ回路等が、形成されている。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。図６は、第２の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

図５、図６に示すように、第２の実施形態に係る方向性結合器１０Ａは、第１の実施形態に係る方向性結合器１０に対して、副線路１３２を追加した点で異なる。方向性結合器１０Ａの他の構成は、方向性結合器１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

図５に示すように、副線路１３２は、線状または帯状の導体パターンからなり、基板１１に配置されている。副線路１３２は、基板１１を平面視して、主線路１２２に重なっている。副線路１３２は、基板１１の厚み方向において、主線路１２１と同じ位置に配置されている。副線路１３２が、本発明の「第２副線路」に対応する。

副線路１３２は、主線路１２２および主線路１２１の双方に対して電磁界結合する。

図６に示すように、副線路１３２は、副線路１３１に並列接続されている。

このような構成によって、方向性結合器１０Ａは、複数の主線路と複数の副線路とを備え、それぞれが電磁界結合する。これにより、方向性結合器１０Ａの全体として、主線路と副線路との間の電磁界結合は、さらに強くなる。したがって、方向性結合器１０Ａは、大型化をさらに抑制しながら、従来構成よりもさらに大きな結合度を得ることができる。

なお、上述の説明では、主線路１２２と副線路１３１とが厚み方向の同じ位置に配置され、主線路１２１と副線路１３２とが厚み方向の同じ位置に配置される態様を示した。しかしながら、主線路１２２と副線路１３１とは、電磁界結合すれば、厚み方向の位置が異なる態様であってもよい。また、主線路１２１と副線路１３２とは、電磁界結合すれば、厚み方向の位置が異なる態様であってもよい。

図７は、第２の実施形態に係る方向性結合器の別態様の構成を示す概略的な側面断面図である。例えば、図７に示すように、方向性結合器１０ＡＺでは、主線路１２２および主線路１２１が、副線路１３１および副線路１３２よりもマザー回路基板９０の近くに配置されていてもよい。なお、図７における、主線路１２２と主線路１２１との位置関係は逆であってもよく、同様に、副線路１３１と副線路１３２との位置関係は逆であってもよい。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図８は、第３の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。

図８に示すように、第３の実施形態に係る方向性結合器１０Ｂは、第２の実施形態に係る方向性結合器１０Ａに対して、主線路１２１と主線路１２２との位置関係において異なる。方向性結合器１０Ｂの他の構成は、方向性結合器１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

主線路１２１と主線路１２２とは、基板１１の平面視において、部分的に重なっている。より具体的には、主線路１２１における副線路１３２側の端部と、主線路１２２における副線路１３１側の端部とは、重なっている。

このような構成では、方向性結合器１０Ｂは、方向性結合器１０Ａと比較して、主線路１２２および副線路１３２を、副線路１３１および主線路１２１側に近づくように配置できる。したがって、図６に示すように、主線路１２２および副線路１３２よりも基板１１Ｂの側面側の領域の大きさを、基板１１と同じにした場合、基板１１Ｂの形状を小さくできる。すなわち、方向性結合器１０Ｂは、さらに小型になる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図９は、第４の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。図１０は、第４の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

図９、図１０に示すように、第４の実施形態に係る方向性結合器１０Ｃは、第２の実施形態に係る方向性結合器１０Ａに対して、副線路１３１１、副線路１３１２、副線路１３１３を備える点で異なる。方向性結合器１０Ｃの他の構成は、方向性結合器１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

図９に示すように、方向性結合器１０Ｃは、基板１１Ｃ、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３を備える。

副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、それぞれに、線状または帯状の導体パターンからなり、基板１１Ｃに配置されている。副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、基板１１Ｃを平面視して、主線路１２１に重なっている。

副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、基板１１Ｃの厚み方向において、異なる位置に配置されている。より具体的には、副線路１３１１は、基板１１Ｃの厚み方向において、主線路１２２と同じ位置に配置されている。副線路１３１２は、副線路１３１１よりも第２主面１０２側に配置されており、副線路１３１３は、副線路１３１２よりも第２主面１０２側に配置されている。副線路１３１２、および、副線路１３１３は、少なくとも主線路１２１と電磁界結合可能な距離に配置されており、主線路１２２と電磁界結合可能な距離に配置されていることが好ましい。

図１０に示すように、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、直列接続されている。この直列回路は、副線路１３２に並列接続されている。

このような構成では、主として主線路１２１に電磁界結合する副線路の個数は、多くなる。したがって、方向性結合器１０Ｃは、さらに強い電磁家界結合を得られ、より大きな結合度を得ることができる。

また、この構成では、例えば、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３における電磁界結合に寄与する部分の長さを異ならせることによって、方向性結合器１０Ｃは、励起する高周波信号の周波数を異ならせることができる。したがって、方向性結合器１０Ｃは、広い周波数帯域において、大きな結合度を得ることができる。すなわち、方向性結合器１０Ｃは、所望の結合度を得られる周波数帯域を広くでき、周波数特性を広帯域化できる。

また、この構成では、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、基板１１の厚み方向において、主線路１２１に対して、同じ側に配置されている。これにより、方向性結合器１０Ｃの全体としての結合度を、より高くし易い。また、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、基板１１の厚み方向において、主線路１２１に対して、第２主面１０２側に配置されている。これにより、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３と、ＩＣ８０が実装されるランド導体（図１のランド導体１４２を参照）との距離は、短くなる。したがって、方向性結合器１０Ｃは、入力測定用信号および反射測定用信号の元となる高周波信号の挿入損失ＩＬを小さくできる。

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図１１は、第５の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

図１１に示すように、第５の実施形態に係る方向性結合器１０Ｄは、第２の実施形態に係る方向性結合器１０Ａに対して、副線路１３１と副線路１３２との接続態様において異なる。方向性結合器１０Ｄの他の構成は、方向性結合器１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

副線路１３１と副線路１３２とは、並列接続されていない。より具体的には、方向性結合器１０Ｄは、検波用端子Ｐ２１１、検波用端子Ｐ２２１、検波用端子Ｐ２１２、および、検波用端子Ｐ２２２を備える。副線路１３１は、検波用端子Ｐ２１１と検波用端子Ｐ２２１との間に接続されている。副線路１３２は、検波用端子Ｐ２１２と検波用端子Ｐ２２２との間に接続されている。

この構成において、例えば、副線路１３１と主線路１２１および主線路１２２との結合度は、副線路１３２と主線路１２１および主線路１２２との結合度と異なる。これは、例えば、主線路１２１および主線路１２２に対する副線路１３１の位置関係と、主線路１２１および主線路１２２に対する副線路１３２の位置関係とを異ならせることによって、実現可能である。

これにより、方向性結合器１０Ｄは、異なる複数の種類の結合度によって、入力測定用信号と反射測定用信号とを得ることができる。

また、この構成において、例えば、副線路１３１と副線路１３２の電磁界結合に寄与する部分の長さが異なる。これは、例えば、副線路１３１を構成する導体パターンの長さと副線路１３２を構成する導体パターンの長さを異ならせることによって、実現可能である。

これにより、方向性結合器１０Ｄは、異なる複数の周波数の高周波信号に対して、入力測定用信号と反射測定用信号とを得ることができる。そして、方向性結合器１０Ｄは、各周波数の入力測定用信号と反射測定用信号とを、それぞれに個別の端子から出力できる。

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図１２（Ａ）は、第６の実施形態に係る方向性結合器の一例の等価回路図であり、図１２（Ｂ）は、第６の実施形態に係る方向性結合器の他の一例の等価回路図である。

図１２（Ａ）に示すように、第６の実施形態に係る方向性結合器１０ＥＡは、第４の実施形態に係る方向性結合器１０Ｃと、第５の実施形態に係る方向性結合器１０Ｄの構成を組み合わせた構成を備える。この組み合わせた箇所を除いて、方向性結合器１０ＥＡの構成は、方向性結合器１０Ｃまたは方向性結合器１０Ｄと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

より具体的には、第５の実施形態に係る方向性結合器１０Ｄにおける副線路１３１を、第４の実施形態に係る方向性結合器１０Ｃにおける副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３の直列回路に置き換えた構成を備える。すなわち、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３は、検波用端子Ｐ２１１と検波用端子Ｐ２２１の間との間に直列接続されている。

このような構成によって、方向性結合器１０ＥＡは、方向性結合器１０Ｃの作用効果、および、方向性結合器１０Ｄの作用効果を奏することができる。

図１２（Ｂ）に示すように、第６の実施形態に係る方向性結合器１０ＥＢは、図１２（Ａ）に示す方向性結合器１０ＥＡに対して、副線路１３１１、副線路１３１２、および、副線路１３１３の接続構成において異なる。この接続構成を除いて、方向性結合器１０ＥＢの構成は、方向性結合器１０ＥＡと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

副線路１３１１および副線路１３１２は、検波用端子Ｐ２１１Ａと検波用端子Ｐ２２１Ａの間との間に直列接続されている。副線路１３１３は、検波用端子Ｐ２１１Ｂと検波用端子Ｐ２２１Ｂの間との間に接続されている。

このような構成であっても、方向性結合器１０ＥＢは、上述の方向性結合器１０ＥＡと同様の作用効果を奏することができる。また、方向性結合器１０ＥＢは、さらに多様な結合度や周波数に対応することができる。

なお、方向性結合器１０ＥＢでは、副線路１３１１、および、副線路１３１２が直列接続されている。しかしながら、副線路１３１１が接続される検波用端子と、副線路１３１２が接続される検波用端子を異ならせることも可能である。

また、図１０ＥＡおよび図１０ＥＢに示した方向性結合器においては、複数ある副線路のうちから１つ以上の副線路を選択できるスイッチをさらに備えていても良い。このスイッチを用いて副線路１３の長さなどを切り替えることにより、広い周波数帯域において適切な結合度を得られる。

［第７の実施形態］
本発明の第７の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図１３は、第７の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

図１３に示すように、第７の実施形態に係る方向性結合器１０Ｆは、第２の実施形態に係る方向性結合器１０Ａに対して、スイッチ回路２１、および、スイッチ回路２２を追加した点で異なる。方向性結合器１０Ｆの他の構成は、方向性結合器１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

方向性結合器１０Ｆは、スイッチ回路２１、および、スイッチ回路２２を備える。スイッチ回路２１は、検波用端子Ｐ２１Ｆに対して、副線路１３１または副線路１３２を選択的に接続する。スイッチ回路２２は、検波用端子Ｐ２２Ｆに対して、副線路１３１または副線路１３２を選択的に接続する。スイッチ回路２１が検波用端子Ｐ２１Ｆと副線路１３１とを接続する場合、スイッチ回路２２は、検波用端子Ｐ２２Ｆと副線路１３１とを接続する。スイッチ回路２１が検波用端子Ｐ２１Ｆと副線路１３２とを接続する場合、スイッチ回路２２は、検波用端子Ｐ２２Ｆと副線路１３２とを接続する。

このようなスイッチ回路２１およびスイッチ回路２２は、例えば、ＩＣ８０に形成されていている。

このような構成によって、方向性結合器１０Ｆは、副線路１３１による出力と、副線路１３２による出力とを切り替えることができる。これにより、例えば、副線路１３１と副線路１３２とで長さが異なる場合、方向性結合器１０Ｆは、周波数の異なる複数種類の高周波信号に対して、入力測定用信号および反射測定用信号を選択的に出力できる。

なお、方向性結合器１０Ｆは、スイッチ回路２１が検波用端子Ｐ２１Ｆと副線路１３１および副線路１３２の両方とを接続し、スイッチ回路２２は、検波用端子Ｐ２２Ｆと副線路１３１および副線路１３２の両方とを接続することも可能である。

［第８の実施形態］
本発明の第８の実施形態に係る方向性結合器について、図を参照して説明する。図１４は、第８の実施形態に係る方向性結合器の構成を示す概略的な側面断面図である。図１５は、第８の実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。

図１４、図１５に示すように、第８の実施形態に係る方向性結合器１０Ｇは、第１の実施形態に係る方向性結合器１０に対して、主線路の個数と副線路の個数とが入れ替わった点で異なる。方向性結合器１０Ｇの他の構成は、方向性結合器１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

方向性結合器１０Ｇは、主線路１２１、副線路１３１、および、副線路１３２を備える。主線路１２１と副線路１３１は、基板１１を平面視して、重なっている。主線路１２１と副線路１３２とは、基板１１の厚み方向において同じ位置に配置されている。副線路１３１と副線路１３２とは、並列接続されている。

このような構成であっても、方向性結合器１０Ｇは、方向性結合器１０と同様の効果を奏することができる。

なお、主線路の個数と副線路の個数は、上述の限りではなく、各実施形態の概念に適用する範囲において、主線路の個数と副線路の個数とは適宜設定できる。

また、上述の各実施形態に示す構成は、適宜組み合わせることができる。そして、各組合せに応じた作用効果を奏することができる。

１、１Ｚ：電子部品モジュール
１０、１０Ａ、１０ＡＺ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０ＥＡ、１０ＥＢ、１０Ｆ、１０Ｇ：方向性結合器
１１、１１Ｂ、１１Ｃ：基板
２１、２２：スイッチ回路
８０：ＩＣ
８１：本体
８２：はんだバンプ
９０：マザー回路基板
１０１：第１主面
１０２：第２主面
１１２、１１３、１１４：誘電体層
１２１、１２２：主線路
１３１、１３２、１３１１、１３１２、１３１３：副線路
１４１：外部端子導体
１４２：ランド導体
１５１、１５２：層間接続導体
９００：ランド導体

Claims (13)

1. 互いに対向する第１主面と第２主面とを有する基板と、
   前記基板に形成された導体パターンを含む、並列接続された第１主線路および第２主線路と、
   前記基板に形成された導体パターンを含む、第１副線路と、
   を備え、
   前記第１副線路は、前記第１主面と前記第２主面に直交する厚み方向に視る平面視において、前記第１主線路と少なくとも一部で重なる位置に、配置されている、
   方向性結合器。
2. 前記第２主線路と前記第１副線路とは、前記厚み方向における同じ位置に配置されている、
   請求項１に記載の方向性結合器。
3. 前記第１主面は、方向性結合器で検波する高周波信号が伝送される別基板への接続面であり、
   前記第１主線路は、前記第１副線路よりも前記第１主面側に配置されている、
   請求項１または請求項２に記載の方向性結合器。
4. 前記平面視において、
   前記第１主線路と前記第２主線路とは、異なる位置に配置されている、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方向性結合器。
5. 前記平面視において、
   前記第１主線路の少なくとも一部と前記第２主線路との少なくとも一部とは、重なっている、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方向性結合器。
6. 前記平面視において、前記第１副線路の少なくとも一部は、前記第１主線路および第２主線路に電磁気的に結合している、
   請求項５に記載の方向性結合器。
7. 前記基板に形成された導体パターンからなる、第２副線路を備え、
   前記第２副線路は、前記厚み方向において前記第１副線路と異なる位置に配置されている、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の方向性結合器。
8. 前記平面視において、前記第２副線路の少なくとも一部は、前記第２主線路の少なくとも一部と重なる位置に、配置されている、
   請求項７に記載の方向性結合器。
9. 前記厚み方向において、前記第１主線路と前記第２副線路とは、前記厚み方向における同じ位置に配置されている、
   請求項８に記載の方向性結合器。
10. 前記第１副線路と前記第２副線路とは、並列接続されている、
    請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の方向性結合器。
11. 前記第１副線路は、前記厚み方向における異なる複数の位置に配置された複数の導体パターンによって構成されている、
    請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の方向性結合器。
12. 互いに対向する第１主面と第２主面とを有する基板と、
    前記基板に形成された導体パターンからなる、主線路と、
    前記基板に形成された導体パターンからなり、並列接続された第１副線路および第２副線路と、
    を備え、
    前記主線路は、前記第１主面と前記第２主面に直交する厚み方向に視る平面視において、前記第１副線路または前記第２副線路と少なくとも一部で重なる位置に、配置されている、
    方向性結合器。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の方向性結合器と、
    前記第２主面に実装され、前記第１副線路に接続し、前記第１副線路を流れる高周波信号から測定用信号を生成する回路を備えるＩＣと、
    を備える、電子部品モジュール。

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