JP2619097B2 - 結合器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマイクロ波集積回路に適し、小型で結合度
の高い耐電力性に優れたマイクロストリップ結合器に関
するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特公昭59−6523号公報に示された従来
の結合器を示す図であり、１は裏面に接地導体２が形成
された誘電体基板である。第６図はその詳細図であり、
5a,5b,5c,5dはストリップ線路、3a,3bと4a,4b,4cは交互
に配列された指状片、6a,6b,7a,7bは指状片の先端を接
続する導体である。また指状片の導体はＷ、指状片の相
互の間隔はＳとなるように配置されている。

次に動作について説明する。

例えばストリップ線路5cを電磁波の入力端子とし、電
磁波を入力するとその一部は指状片4a,4b,4c及び7a,7b
を通り、ストリップ線路5dに出力される。また、入力さ
れた電磁波は交互にくし状に配置された指状片3a,3bに
電磁結合し、指状片3aからは導体6aを通り、3bからは直
接ストリップ線路5bに出力される。ここで、ストリップ
線路5aには理想的には電磁波は出力されないが、微少な
もれとなって出力される。ここで、誘電体基板に厚さ0.
635mmのアルミナ基板を使用した場合は、ストリップ線
路5a,5b,5c,5dは特性インピーダンスを50Ωとするため
に、幅は0.6mmに決定される。また指状片3a,3b,4a,4b,4
cの線路幅Ｗ＝0.06mm,導体間隔Ｓ＝0.04mmとなる。ま
た、長さｌは使用される周波数の中心周波数の1/4波長
となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の結合器は以上のように構成されており、例えば
ストリップ線路5cから入力された電磁波は指状片4a,4b
に分かれ進行していくが、指状片4aを進行した電磁波は
導体7aを通り、指状片4bに一度合成され、再度導体7bを
通り、指状片4bと4cとに分かれて進行し、最後にストリ
ップ線路5dに出力されることとなる。この進行中に電磁
波の一部は指状片3a,3bに結合し、ストリップ線路5bに
出力され、結果的にはストリップ線路5dと5bに出力され
る結合器となるが、上記導体7aを通り、指状片4bに合成
された点８においては、電磁波の経由する線路が一系統
であり、かつ導体幅Ｗが細いために電磁波が集中し、大
電力の電磁波を入力した場合、この点８において、発熱
が大きくなり、焼損するという問題があった。

また本結合器においては、線ｘ−ｘを対称軸とし、ス
トリップ線路5aまたは5cどちらからの入力に対しても使
用できるが、従来の結合器では5aから入力した場合、5a
から延びている指状片3aが一本であり、指状片3aのスト
リップ線路5aとの接続点付近及び導体6bの発熱が大きく
なり、焼損するという問題も発生した。

この発明の上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、大電力の電磁波の入力に対しても焼損する
ことのない、耐電力性の優れた結合器を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる結合器は、裏面に接地導体が被着さ
れた誘電体基板（１）と、この誘電体基板の表面上に設
けられた、隣り合う第１及び第２のストリップ線路（5
a），（5d）と、上記第１及び第２のストリップ線路と
所定間隔を隔てて上記誘電体基板の表面に設けられた、
隣り合う第３及び第４のストリップ線路（5c），（5b）
と、上記第１のストリップ線路から分岐し、一方が上記
所定間隔の中央部から上記第４のストリップ線路の側に
延在し、他方が上記第４のストリップ線路の近傍まで延
在した第１の指状片（4a），（4b）と、上記第３のスト
リップ線路から分岐し、一方が上記第１の指状片（4
a），（4b）の間において上記第２のストリップ線路の
近傍まで延在し、他方が上記第２のストリップ線路に連
続する第２の指状片（3a），（3b）と、上記第４のスト
リップ線路から上記中央部の上記第１のストリップ線路
側に延在した第３の指状片（4c）と、上記第１の指状片
の一方の先端とその他方とを橋絡する第１の橋絡導体
（7a）と、上記第３の指状片の先端と上記第１の指状片
の他方とを橋絡する第２の橋絡導体（7b）と、上記第１
の指状片の他方の先端と、上記第４のストリップ線路と
を橋絡する第３の橋絡導体（6a）と、上記第２の指状片
の一方の先端と上記第２のストリップ線路とを橋絡する
第４の橋絡導体（6b）とを備えたものである。

また、裏面に接地導体が被着された誘電体基板（１）
と、該誘電体基板の表面上に設けられた、隣り合う第１
及び第２のストリップ線路（5a），（5b）と、これら第
１及び第２のストリップ線路と所定間隔を隔てて上記誘
電体基板の表面上に設けられた、隣り合う第３及び第４
のストリップ線路（5c），（5b）と、上記第１のストリ
ップ線路から分岐し、上記所定間隔の中央部まで延在す
る、一方及び他方の第１の指状片（4a），（4b）と、上
記第３のストリップ線路から分岐し、一方が上記第１の
指状片の間において上記第２のストリップ線路の近傍ま
で延在し、他方が上記第２のストリップ線路に連続する
第２の指状片（3a），（3b）と、これらの第２の指状片
の間において上記第４のストリップ線路の近傍から上記
中央部まで延在する第３の指状片（4b）と、上記第４の
ストリップ線路から上記中央部まで延在した第４の指状
片（4c）と、上記第１の指状片の一方の先端と上記第３
の指状片の上記中央部側とを橋絡する第１の橋絡導体
（7a）と、上記第１の指状片の他方の先端と上記第４の
指状片の先端とを橋絡する第２の橋絡導体（7b）と、上
記第２の指状片の一方の先端と上記第２のストリップ線
路とを橋絡する第３の橋絡導体（6b）と、上記第３の指
状片の上記第４のストリップ線路側と上記第４のストリ
ップ線路とを橋絡する第４の橋絡導体（6a）とを備えた
ものである。

この発明にかかる結合器は、さらに、入力に使用され
るストリップ線路からの指状片を多くし、出力に使用さ
れるストリップ線路からの指状片を少なくしたものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、入力側のストリップ線路の指状
片をそれぞれ２本とするとともに、出力側の一方のスト
リップ線路の先端に設けられた指状片を、入力側の一方
の指状片と入力側の他方の指状片との再結合点よりも入
力側となる位置に橋絡導体を用いて接続し、電磁波の経
由する線路を２系統以上とするようにしたので、導体幅
の細い指状片の１点に電磁波が集中することがなく、２
本の指状片を分散して通ることになり、発熱が少なくな
るという作用を生じ、上記焼損するという問題点を解決
できることとなる。また、入力に使用されるストリップ
線路からの指状片を多くし、出力に使用されるストリッ
プ線路からの指状片を少なくすることにより、放熱のよ
い指状片に分散して電磁波が通り、発熱が少なくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による結合器を示し、図に
おいて、１は裏面に接地導体２が形成された誘電体基
板、5a,5b,5c,5dはストリップ線路、3a,3bと4a,4b,4cは
交互に配置された指状片、6a,6b,7a,7bは指状片の先端
を接続する導体（橋絡導体）である。

ここで、誘電体基板１を厚さ0.635mmのアルミナ基板
とした場合、5a,5b,5c,5dのストリップ線路は特性イン
ピーダンスを50Ωとするために幅は0.6mmになってい
る。また、指状片3a,3b,4a,4b,4cの線路幅Ｗ＝0.06mm,
導体間隔Ｓ＝0.04mmである。また長さｌは使用される周
波数の中心周波数の1/4波長となっている。導体6a,6b,7
a,7bは一般にはφ25μｍの金ワイヤを熱圧着することに
より成形されている。一般にこのようなマイクロ波集積
回路に使用されるマイクロストリップ結合器は既知の方
法、例えばエッチング等により形成されたものである。

本実施例においては、ストリップ線路5aの指状片4aと
4bが結合される位置が、ストリップ線路5aとストリップ
線路5bが隔てて配置された間隔の中央部よりもストリッ
プ線路5b側で、かつ、ストリップ線路5bの指状片4cとス
トリップ線路5aの指状片4bとが結合される位置を、スト
リップ線路5aとストリップ線路5bが隔てて配置された間
隔の中央部よりもストリップ線路5a側となるように導体
7a,7bを配置している。かつ、入力された電磁波が出力
される２つのストリップ線路導体5b,5dからの指状片を
少なくし、電磁波の入力されるストリップ線路5cまたは
5a、および電磁波が出力されないストリップ線路導体5a
または5cからの指状片を多くしている。

次に動作について説明する。

ストリップ線路5cから入力された電磁波は、指状片3
a,3bに分かれて進行して行き、指状片3aからは導体6bを
通って合成され、ストリップ線路5dに出力される。また
指状片3a,3bを進行している電磁波は指状片4a,4b,4cに
結合し、入力された電磁波の一部がストリップ線路5cに
出力される。このとき4aに結合された電磁波は導体7aを
通り4bへ、4bへ結合された電磁波は導体7b,6aを通り4c
へ結合した電磁波と合成され、ストリップ線路5bに出力
される。電磁波ほこのようにして結合されるが、本発明
によると電磁波の進行する線が２系列存在することとな
る。ただし、導体6a,6bの、ストリップ線路5b,5dの接続
点では指状片１本に電磁波が集中しそうであるが、この
部分ではすでに入力された電磁波が分配されており、電
力が少なくなっているため、大きな発熱により焼損する
ことはない。次にストリップ線路5aから電磁波が入力さ
れた場合も同等であるが、ストリップ線路5aからは２本
の指状片4a,4bが延びており、大きな発熱による焼損は
生じない。

次に、第３図は本発明の他の実施例を示し、これは、
第２図の実施例において、点８の部分の線路は電磁波の
進行上、不要な部分であるため、この部分をなくしたも
のである。また、導体6a,6b,7aを各１本とし、指状片4
a,4b,3a,3b,3cを斜めに接続したため、一般に用いられ
る接続方法（熱圧着等）で接続したとき、他の線路との
短絡差が少なくなり、不良を減少させることが可能とな
る。

第４図はさらに本発明の他の実施例を示し、この実施
例においては指状片の数を多くし、より耐電力性を向上
させたものである。指状片の数を多くしたことにより、
入力された電磁波がより多くの線路に分散され、耐電力
が向上するのは明らかである。また指状片の数を多くし
たことにより、指状片の幅Ｗは広くなり、かつ間隔Ｓも
広くなるため、製作時のサイドエッチング等による精度
の悪化も少なくなり、かつ導体6a,6b,6c,6d,7a,7b,7cは
一般には金ワイヤであるが、熱圧着等の接続作業が容易
となる。この場合においても、指状片4a,4dは相互に行
きすぎるように配置されており、上記第１図，第２図，
第３図の実施例と同様の効果を奏するのは明らかであ
る。

なお、上記第１図，第２図，第３図，第４図に示した
実施例においては、基板は厚さ0.635mmのアルミナ基板
としたが、基板厚さは0.635mmに限らず、他の厚さとし
て一般に既知の方法によりマイクロストリップ線路幅を
決定してもよい。また、基板を他の材料、例えばテフロ
ン基板，サファイア基板としても同様の効果を奏するの
は明らかである。

〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、入力側のストリッ
プ線路の指状片をそれぞれ２本とするとともに、出力側
の一方のストリップ線路の先端に設けられた一方の指状
片と他方の指状片との再結合点よりも入力側となる位置
に橋絡導体を用いて接続し、電磁波の経由する線路を２
系統以上とするとともに、入力に使用されるストリップ
線路からの指状片を多くしたことにより、入力された電
磁波が線路の一部に集中することがなく、発熱が小さく
なり、焼損することのない、耐電力性に優れた結合器を
得られることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による結合器を示す図、第
２図はその詳細図、第３図はこの発明の他の実施例の詳
細図、第４図はこの発明のさらに他の実施例の詳細図、
第５図は従来の結合器を示す図、第６図はその詳細図で
ある。 図において、１は誘電体基板、２は接地導体、3a,3b,4
a,4b,4cは指状片、5a,5b,5c,5dは入出力ストリップ線
路、6a,6b,7a,7bは金属導体である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】裏面に接地導体が被着された誘電体基板
   （１）と、 この誘電体基板の表面上に設けられた、隣り合う第１及
   び第２のストリップ線路（5a），（5d）と、 上記第１及び第２のストリップ線路と所定間隔を隔てて
   上記誘電体基板の表面に設けられた、隣り合う第３及び
   第４のストリップ線路（5c），（5b）と、 上記第１のストリップ線路から分岐し、一方が上記所定
   間隔の中央部から上記第４のストリップ線路の側に延在
   し、他方が上記第４のストリップ線路の近傍まで延在し
   た第１の指状片（4a），（4b）と、 上記第３のストリップ線路から分岐し、一方が上記第１
   の指状片（4a），（4b）の間において上記第２のストリ
   ップ線路の近傍まで延在し、他方が上記第２のストリッ
   プ線路に連続する第２の指状片（3a），（3b）と、 上記第４のストリップ線路から上記中央部の上記第１の
   ストリップ線路側に延在した第３の指状片（4c）と、 上記第１の指状片の一方の先端とその他方とを橋絡する
   第１の橋絡導体（7a）と、 上記第３の指状片の先端と上記第１の指状片の他方とを
   橋絡する第２の橋絡導体（7b）と、 上記第１の指状片の他方の先端と、上記第４のストリッ
   プ線路とを橋絡する第３の橋絡導体（6a）と、 上記第２の指状片の一方の先端と上記第２のストリップ
   線路とを橋絡する第４の橋絡導体（6b）とを備えたこと
   を特徴とする結合器。
2. 【請求項２】裏面に接地導体が被着された誘電体基板
   （１）と、 該誘電体基板の表面上に設けられた、隣り合う第１及び
   第２のストリップ線路（5a），（5b）と、 これら第１及び第２のストリップ線路と所定間隔を隔て
   て上記誘電体基板の表面上に設けられた、隣り合う第３
   及び第４のストリップ線路（5c），（5b）と、 上記第１のストリップ線路から分岐し、上記所定間隔の
   中央部まで延在する、一方及び他方の第１の指状片（4
   a），（4b）と、 上記第３のストリップ線路から分岐し、一方が上記第１
   の指状片の間において上記第２のストリップ線路の近傍
   まで延在し、他方が上記第２のストリップ線路に連続す
   る第２の指状片（3a），（3b）と、 これらの第２の指状片の間において上記第４のストリッ
   プ線路の近傍から上記中央部まで延在する第３の指状片
   （4b）と、 上記第４のストリップ線路から上記中央部まで延在した
   第４の指状片（4c）と、 上記第１の指状片の一方の先端と上記第３の指状片の上
   記中央部側とを橋絡する第１の橋絡導体（7a）と、 上記第１の指状片の他方の先端と上記第４の指状片の先
   端とを橋絡する第２の橋絡導体（7b）と、 上記第２の指状片の一方の先端と上記第２のストリップ
   線路とを橋絡する第３の橋絡導体（6b）と、 上記第３の指状片の上記第４のストリップ線路側と上記
   第４のストリップ線路とを橋絡する第４の橋絡導体（6
   a）とを備えたことを特徴とする結合器。