JP2630105B2 - 方向性結合器 - Google Patents
方向性結合器Info
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- JP2630105B2 JP2630105B2 JP3098960A JP9896091A JP2630105B2 JP 2630105 B2 JP2630105 B2 JP 2630105B2 JP 3098960 A JP3098960 A JP 3098960A JP 9896091 A JP9896091 A JP 9896091A JP 2630105 B2 JP2630105 B2 JP 2630105B2
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- dielectric
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ストリップ導体を形成
した方向性結合器に関する。
した方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５（ａ）は方向性結合器の第１の従来
例を示す平面図、図５（ｂ）は同方向性結合器のＡ−Ｂ
断面図である。
例を示す平面図、図５（ｂ）は同方向性結合器のＡ−Ｂ
断面図である。
【０００３】この方向性結合器では、誘電体基板１の表
面にはコ字型の第１のストリップ導体２ａおよび第２の
ストリップ導体２ｂが一定間隔を隔てて形成されてい
る。この第１のストリップ導体２ａは、一端部と他端部
にそれぞれ第１の端子３ａと第２の端子３ｂを有してい
る。
面にはコ字型の第１のストリップ導体２ａおよび第２の
ストリップ導体２ｂが一定間隔を隔てて形成されてい
る。この第１のストリップ導体２ａは、一端部と他端部
にそれぞれ第１の端子３ａと第２の端子３ｂを有してい
る。
【０００４】さらに、同様に第２のストリップ導体２ｂ
は一端部と他端部にそれぞれ第３の端子４ａと第４の端
子４ｂを有している。第４の端子４ｂは、他の端子３
ａ，３ｂと４ａが５０Ω系として形成されていれば、通
常５０Ωの抵抗値の抵抗素子により終端される。さら
に、この方向性結合器の誘電体基板１の裏面には接地導
体５が形成されている。
は一端部と他端部にそれぞれ第３の端子４ａと第４の端
子４ｂを有している。第４の端子４ｂは、他の端子３
ａ，３ｂと４ａが５０Ω系として形成されていれば、通
常５０Ωの抵抗値の抵抗素子により終端される。さら
に、この方向性結合器の誘電体基板１の裏面には接地導
体５が形成されている。
【０００５】この方向性結合器においては、第１の端子
３ａに信号を入力すれば、理想的な状態では第２の端子
３ｂおよび第３の端子４ａよりそれぞれ入力の半分の大
きさの信号出力が得られ、それらは９０°の位相差をも
つ。
３ａに信号を入力すれば、理想的な状態では第２の端子
３ｂおよび第３の端子４ａよりそれぞれ入力の半分の大
きさの信号出力が得られ、それらは９０°の位相差をも
つ。
【０００６】図６は、方向性結合器の第２の従来例を示
す断面図である。この従来例の方向性結合器の構造の特
徴は、図５の方向性結合器の第１と第２のストリップ導
体２ａと２ｂ上に誘電体層５、さらにその上に電極６を
形成した点である。
す断面図である。この従来例の方向性結合器の構造の特
徴は、図５の方向性結合器の第１と第２のストリップ導
体２ａと２ｂ上に誘電体層５、さらにその上に電極６を
形成した点である。
【０００７】さらに、方向性結合器の第３の従来例とし
て、誘電体基板の上面側と下面側の両方に空気層を形成
した、いわゆるサスペンディッド線路の構造が知られて
いる。
て、誘電体基板の上面側と下面側の両方に空気層を形成
した、いわゆるサスペンディッド線路の構造が知られて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】まず、図５に示す第１
の従来例の方向性結合器において、第１のストリップ導
体２ａと第２のストリップ導体２ｂとの結合量は、誘電
体基板１の比誘電率と、誘電体基板１の厚さｈと、第１
と第２のストリップ導体２ａおよび２ｂの幅Ｗ1および
Ｗ2と、ストリップ導体２ａおよび２ｂの間の間隔ｐと
に依存しており、その結合量を大きくするためには、ｐ
／ｈを小さくすればよい。
の従来例の方向性結合器において、第１のストリップ導
体２ａと第２のストリップ導体２ｂとの結合量は、誘電
体基板１の比誘電率と、誘電体基板１の厚さｈと、第１
と第２のストリップ導体２ａおよび２ｂの幅Ｗ1および
Ｗ2と、ストリップ導体２ａおよび２ｂの間の間隔ｐと
に依存しており、その結合量を大きくするためには、ｐ
／ｈを小さくすればよい。
【０００９】しかし、ストリップ導体２ａと２ｂとの間
隔ｐを小さくするのは、製造上の精度に限界がある。ま
た、誘電体基板１の比誘電率を小さくしても結合は強く
なるが信号の波長が長くなるため方向性結合器の小型化
の要請に反することになる。
隔ｐを小さくするのは、製造上の精度に限界がある。ま
た、誘電体基板１の比誘電率を小さくしても結合は強く
なるが信号の波長が長くなるため方向性結合器の小型化
の要請に反することになる。
【００１０】このため、この方向性結合器では、第１の
ストリップ導体２ａと第２のストリップ導体２ｂとの結
合量が小さくなり、このため第２の端子３ｂの信号出力
よりも第３の端子４ａの信号出力が小さくなり、出力の
バランスが理想的な状態からずれることになる。
ストリップ導体２ａと第２のストリップ導体２ｂとの結
合量が小さくなり、このため第２の端子３ｂの信号出力
よりも第３の端子４ａの信号出力が小さくなり、出力の
バランスが理想的な状態からずれることになる。
【００１１】そこで、ストリップ導体間で大きな結合量
を得るため図６の第２の従来例のようにストリップ導体
２ａ，２ｂ上に誘電体層５および電極６を形成して結合
を強める構成もあるが、電極６のパターニング、ストリ
ップ導体２ａ，２ｂとの位置合わせが必要であり、製造
工程が増える。
を得るため図６の第２の従来例のようにストリップ導体
２ａ，２ｂ上に誘電体層５および電極６を形成して結合
を強める構成もあるが、電極６のパターニング、ストリ
ップ導体２ａ，２ｂとの位置合わせが必要であり、製造
工程が増える。
【００１２】また、ストリップ導体間の結合量を大きく
する他の構成として、第３の従来例として前述したサス
ペンディッド線路の構造が考えられるが、やはり構造が
複雑であり製造上の難点がある。
する他の構成として、第３の従来例として前述したサス
ペンディッド線路の構造が考えられるが、やはり構造が
複雑であり製造上の難点がある。
【００１３】そこで、本発明の目的は、結合部の構成を
変えることなく、かつ比較的容易な製造工程で大きな結
合量の得られる方向性結合器を提供することである。
変えることなく、かつ比較的容易な製造工程で大きな結
合量の得られる方向性結合器を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る方向性結合
器は、誘電体基板と、この誘電体基板の一方主面に設け
られた少なくとも２本のストリップ導体と、前記誘電体
基板の他方主面に設けられたアース層と、前記誘電体基
板と前記アース層との間または前記誘電体基板の内部に
設けられた前記誘電体基板の誘電率より低い誘電率の誘
電体層とを有してなり、前記低い誘電率の誘電体層を前
記誘電体基板より薄くしたものである。
器は、誘電体基板と、この誘電体基板の一方主面に設け
られた少なくとも２本のストリップ導体と、前記誘電体
基板の他方主面に設けられたアース層と、前記誘電体基
板と前記アース層との間または前記誘電体基板の内部に
設けられた前記誘電体基板の誘電率より低い誘電率の誘
電体層とを有してなり、前記低い誘電率の誘電体層を前
記誘電体基板より薄くしたものである。
【００１５】
【作用】本発明は、誘電体基板とアース層との間または
前記誘電体基板の内部に前記誘電体基板の誘電率より低
い誘電率の誘電体層を設けて形成されているので、製造
が比較的容易に行え、しかも大きな結合量が得られる。
さらに、低い誘電率の層をこれより高い誘電率の誘電体
基板より薄くしており、このような低い誘電率の層は容
易に形成できる利点がある。なお、高い誘電率の誘電体
基板は厚くしてあるので、結合線路長の短縮効果は保た
れる。
前記誘電体基板の内部に前記誘電体基板の誘電率より低
い誘電率の誘電体層を設けて形成されているので、製造
が比較的容易に行え、しかも大きな結合量が得られる。
さらに、低い誘電率の層をこれより高い誘電率の誘電体
基板より薄くしており、このような低い誘電率の層は容
易に形成できる利点がある。なお、高い誘電率の誘電体
基板は厚くしてあるので、結合線路長の短縮効果は保た
れる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１（ａ）は本発明の一実施例の方向性結合
器の平面図、図１（ｂ）は同方向性結合器のＡ−Ｂ断面
図である。
説明する。図１（ａ）は本発明の一実施例の方向性結合
器の平面図、図１（ｂ）は同方向性結合器のＡ−Ｂ断面
図である。
【００１７】この方向性結合器は、厚み１mm、比誘電率
２１のセラミック板よりなる誘電体基板１１の上面に、
銅よりなるコ字状のマイクロストリップ線路１２ａおよ
び１２ｂが一定間隔を隔てて形成されている。このマイ
クロストリップ線路１２ａおよび１２ｂの線路幅は３１
μｍ、線路間の間隔は２９μｍである。一方のマイクロ
ストリップ線路１２ａは一端部に入力端子１３ａ，他端
部に出力端子１３ｂを有している。
２１のセラミック板よりなる誘電体基板１１の上面に、
銅よりなるコ字状のマイクロストリップ線路１２ａおよ
び１２ｂが一定間隔を隔てて形成されている。このマイ
クロストリップ線路１２ａおよび１２ｂの線路幅は３１
μｍ、線路間の間隔は２９μｍである。一方のマイクロ
ストリップ線路１２ａは一端部に入力端子１３ａ，他端
部に出力端子１３ｂを有している。
【００１８】さらに、他方のマイクロストリップ線路１
２ｂは一端部と他端部にそれぞれ出力端子１４ａとアイ
ソレーション端子１４ｂを有している。アイソレーショ
ン端子１４ｂは、他の端子１３ａ、１３ｂおよび１４ａ
が５０Ω系として形成されているので、５０Ωの抵抗値
の抵抗素子により終端され、接地されている。
２ｂは一端部と他端部にそれぞれ出力端子１４ａとアイ
ソレーション端子１４ｂを有している。アイソレーショ
ン端子１４ｂは、他の端子１３ａ、１３ｂおよび１４ａ
が５０Ω系として形成されているので、５０Ωの抵抗値
の抵抗素子により終端され、接地されている。
【００１９】この方向性結合器の誘電体基板１１の下面
には、厚さ５０μｍ，比誘電率３．３のポリイミドより
なる低誘電率誘電体層１５が薄膜形成技術により形成さ
れている。この誘電体層１５としてはエポキシ樹脂を用
いてもよく、その厚みは誘電体基板１１より薄くしてお
く。この誘電体層１５は下面に接地用誘電材料よりある
アース層１６が貼られている。
には、厚さ５０μｍ，比誘電率３．３のポリイミドより
なる低誘電率誘電体層１５が薄膜形成技術により形成さ
れている。この誘電体層１５としてはエポキシ樹脂を用
いてもよく、その厚みは誘電体基板１１より薄くしてお
く。この誘電体層１５は下面に接地用誘電材料よりある
アース層１６が貼られている。
【００２０】この実施例の特徴は、誘電体基板１１とア
ース層１６との間に、誘電体基板１１より誘電率が低
く、かつ誘電体基板１１より薄いポリイミドよりなる誘
電体層１５が形成されていることである。この低誘電率
かつ薄い膜よりなる誘電体層１５は薄膜形成技術により
容易に形成できる。
ース層１６との間に、誘電体基板１１より誘電率が低
く、かつ誘電体基板１１より薄いポリイミドよりなる誘
電体層１５が形成されていることである。この低誘電率
かつ薄い膜よりなる誘電体層１５は薄膜形成技術により
容易に形成できる。
【００２１】前記構造の方向性結合器において、入力端
子１３ａに信号を入力すると、マイクロストリップ線路
１２ａを通って出力端子１３ｂに一方の信号出力が得ら
れる。他方、この入力信号はマイクロストリップ線路１
２ａと１２ｂとの間の結合度に応じて出力端子１４ａよ
り他方の信号出力が得られる。
子１３ａに信号を入力すると、マイクロストリップ線路
１２ａを通って出力端子１３ｂに一方の信号出力が得ら
れる。他方、この入力信号はマイクロストリップ線路１
２ａと１２ｂとの間の結合度に応じて出力端子１４ａよ
り他方の信号出力が得られる。
【００２２】図２は、この図１の方向性結合器の結合特
性および位相特性を測定した結果のグラフを示してい
る。図２のグラフにおいて、横軸は入出力信号の周波数
（MHz）、縦軸は、出力信号の大きさ（dB）または出力
信号間の位相差（度）を示している。
性および位相特性を測定した結果のグラフを示してい
る。図２のグラフにおいて、横軸は入出力信号の周波数
（MHz）、縦軸は、出力信号の大きさ（dB）または出力
信号間の位相差（度）を示している。
【００２３】グラフより、出力端子１３ｂより得られる
信号出力の大きさを示す曲線Ｘ１と出力端子１４ａより
得られる信号出力の大きさを示す曲線Ｙ１とは、入力信
号の周波数が増加するにつれて接近し、２２００MHz付
近（ポイントＰ）で交わり、さらに入力信号の周波数が
増大すると離れていくことがわかる。
信号出力の大きさを示す曲線Ｘ１と出力端子１４ａより
得られる信号出力の大きさを示す曲線Ｙ１とは、入力信
号の周波数が増加するにつれて接近し、２２００MHz付
近（ポイントＰ）で交わり、さらに入力信号の周波数が
増大すると離れていくことがわかる。
【００２４】さらにこのポイントＰの周波数において
は、出力端子１３ｂの出力信号の位相を示す特性線Ｘ２
と出力端子１４ａの出力信号の位相を示す特性線Ｙ２と
を比較すると、出力信号間の位相差がほぼ９０°（ポイ
ントＱ）になることがわかる。
は、出力端子１３ｂの出力信号の位相を示す特性線Ｘ２
と出力端子１４ａの出力信号の位相を示す特性線Ｙ２と
を比較すると、出力信号間の位相差がほぼ９０°（ポイ
ントＱ）になることがわかる。
【００２５】以上より、図１の方向性結合器では、入力
信号が２２００MHzおいて、２つの出力端子１３ｂと１
４ａから得られる出力信号の大きさが等しくかつ位相差
が９０°の理想的な条件が満足されることがわかる。
信号が２２００MHzおいて、２つの出力端子１３ｂと１
４ａから得られる出力信号の大きさが等しくかつ位相差
が９０°の理想的な条件が満足されることがわかる。
【００２６】これに対し、比較例として図３に、図５に
示した従来の方向性結合器の同様の特性を示した。ここ
で、比較例の方向性結合器の各部分の寸法、材料は図１
と同じにしている。
示した従来の方向性結合器の同様の特性を示した。ここ
で、比較例の方向性結合器の各部分の寸法、材料は図１
と同じにしている。
【００２７】図３より、従来の方向性結合器では、入力
端子３ａと同一マイクロストリップ線上の出力端子３ｂ
の信号出力の特性曲線Ｘ１は、図２と同様の特性を示す
が、他方の出力端子４ａからの信号出力の特性曲線Ｙ１
は最大でも−５dBに達せず、特性曲線Ｘ１と交わらな
い。結局、従来の方向性結合器は、どの周波数において
も、２つの信号出力の値を等しくするのに必要な結合量
が得られず、出力信号間に少なくとも４.３dB程度の出
力値のアンバランスが生じることがわかる。
端子３ａと同一マイクロストリップ線上の出力端子３ｂ
の信号出力の特性曲線Ｘ１は、図２と同様の特性を示す
が、他方の出力端子４ａからの信号出力の特性曲線Ｙ１
は最大でも−５dBに達せず、特性曲線Ｘ１と交わらな
い。結局、従来の方向性結合器は、どの周波数において
も、２つの信号出力の値を等しくするのに必要な結合量
が得られず、出力信号間に少なくとも４.３dB程度の出
力値のアンバランスが生じることがわかる。
【００２８】以上のように、本実施例の方向性結合器
は、誘電体基板１１とアース層１６との間に低誘電率で
かつ薄い誘電体層１５を設けることにより、２つの信号
出力値を等しくさせる大きさの結合量が得られる。
は、誘電体基板１１とアース層１６との間に低誘電率で
かつ薄い誘電体層１５を設けることにより、２つの信号
出力値を等しくさせる大きさの結合量が得られる。
【００２９】このように、大きい結合量が得られる理由
は一方のマイクロストリップ線路からアース層へ向かう
電界が、実効誘電率の低下により一部隣のマイクロスト
リップ線路へ向かい易くなったためと考えられる。さら
に、高誘電率の誘電体基板１１を厚くしておくことで、
結合線路長の短縮効果を保つことがでできる。
は一方のマイクロストリップ線路からアース層へ向かう
電界が、実効誘電率の低下により一部隣のマイクロスト
リップ線路へ向かい易くなったためと考えられる。さら
に、高誘電率の誘電体基板１１を厚くしておくことで、
結合線路長の短縮効果を保つことがでできる。
【００３０】なお、この実施例の場合と同程度の大きさ
の実効誘電率をもつ単層誘電体基板を備えた方向性結合
器について、結合量を測定したが、この実施例の場合よ
り小さい結合量しか得られなかった。これは、低誘電率
の誘電体層の存在によりマイクロストリップと接してい
る高誘電率の誘電体基板内の電界が強められ、これが結
合に寄与しているためと考えられる。
の実効誘電率をもつ単層誘電体基板を備えた方向性結合
器について、結合量を測定したが、この実施例の場合よ
り小さい結合量しか得られなかった。これは、低誘電率
の誘電体層の存在によりマイクロストリップと接してい
る高誘電率の誘電体基板内の電界が強められ、これが結
合に寄与しているためと考えられる。
【００３１】図４は、本発明の他の実施例の方向性結合
器の断面図である。この実施例の方向性結合器の特徴
は、誘電体基板１１の中間層として、この誘電体基板１
１より低誘電率かつ誘電体基板１１よる薄い誘電体層１
７を介在させていることであり、他は先の実施例と同じ
構造である。
器の断面図である。この実施例の方向性結合器の特徴
は、誘電体基板１１の中間層として、この誘電体基板１
１より低誘電率かつ誘電体基板１１よる薄い誘電体層１
７を介在させていることであり、他は先の実施例と同じ
構造である。
【００３２】この実施例の方向性結合器においても、２
つの出力信号を等しくするのに必要な結合量の増大が測
定された。
つの出力信号を等しくするのに必要な結合量の増大が測
定された。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明の方向性結合器
は、誘電体基板とアース層間、または誘電体基板中にこ
の基板よりも薄い低誘電率の誘電体層を介在させたの
で、簡易な構成により結合線路長の短縮効果を低減する
ことなく（すなわち、結合部の寸法を大きくすることな
く）、ストリップ線路間の大きい結合量を得ることがで
きる。これにより、小型かつ結合量の大きい方向性結合
器を容易に製造することができる。
は、誘電体基板とアース層間、または誘電体基板中にこ
の基板よりも薄い低誘電率の誘電体層を介在させたの
で、簡易な構成により結合線路長の短縮効果を低減する
ことなく（すなわち、結合部の寸法を大きくすることな
く）、ストリップ線路間の大きい結合量を得ることがで
きる。これにより、小型かつ結合量の大きい方向性結合
器を容易に製造することができる。
【図１】本発明の一実施例の方向性結合器を示し、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＡ−Ｂ断面図である。
（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＡ−Ｂ断面図である。
【図２】同実施例の方向性結合器の結合特性および位相
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図３】比較例としての方向性結合器の結合特性および
位相特性を示すグラフである。
位相特性を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施例の方向性結合器の断面図で
ある。
ある。
【図５】方向性結合器の第１の従来例を示し、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＡ−Ｂ断面図である。
（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＡ−Ｂ断面図である。
【図６】他の従来例の方向性結合器の断面図である。
１１ 誘電体基板 １２ａ，１２ｂ ストリップ線路 １３ａ 入力端子 １３ｂ，１４ａ 出力端子 １５，１７ 低誘電体層 １６ アース層
Claims (1)
- 【請求項１】 誘電体基板と、この誘電体基板の一方主
面に設けられた少なくとも２本のストリップ導体と、前
記誘電体基板の他方主面に設けられたアース層と、前記
誘電体基板と前記アース層との間または前記誘電体基板
の内部に設けられた前記誘電体基板の誘電率より低い誘
電率の誘電体層とを有してなり、前記低い誘電率の誘電
体層を前記誘電体基板より薄くしたことを特徴とする方
向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098960A JP2630105B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098960A JP2630105B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329001A JPH04329001A (ja) | 1992-11-17 |
| JP2630105B2 true JP2630105B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=14233649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098960A Expired - Fee Related JP2630105B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630105B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030090238A (ko) * | 2002-05-21 | 2003-11-28 | 코모텍 주식회사 | 모드변환반사기를 이용한 비방사유전체 선로 혼합기 |
| WO2021029417A1 (ja) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | 株式会社村田製作所 | 伝送線路、回路装置、および、電子機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3500255A (en) | 1968-04-08 | 1970-03-10 | Ibm | Integrated circuit directional coupler |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5527746A (en) * | 1978-08-17 | 1980-02-28 | Nec Corp | Directional coupler |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3098960A patent/JP2630105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3500255A (en) | 1968-04-08 | 1970-03-10 | Ibm | Integrated circuit directional coupler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04329001A (ja) | 1992-11-17 |
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