JP3214218B2 - チップ型方向性結合器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ストリップ線路を用い
たチップ型方向性結合器に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体基板を挟んでライン電極を対向さ
せたブロードサイド結合型の方向性結合器は、伝送路を
流れているマイクロ波電力のうち、一方向に進む電力に
だけ比例した出力を、逆方向に進むものには関係なく取
り出す回路素子であり、高周波信号の２分配器や２分岐
器として、あるいは９０度位相変換器として用いられて
いる。一般的なブロードサイド結合型の方向性結合器と
しては、図３に示すようなものがある。これは、ストリ
ップライン電極４１ａと４２ａをλ／４（１／４波長）
にわたり部分的に上下に接近させたもので、この部分の
結合モードで、Ｐｏｒｔ１から主線に投入される電力に
対して、副線のＰｏｒｔ３にはその数分の１の電力が現
れるようになる。図中４１ｂと４２ｂは両ストリップラ
イン電極４１ａと４２ａを遮蔽するためのグランド電極
である。

【０００３】このような高周波信号の二分配作用を利用
し、例えば、携帯電話装置であるディジタル移動通信機
などでは、図４に示すように、直交変調に必要な正確に
９０度位相の異なる２つの搬送波を得るための９０度シ
フタとしてこのような方向性結合器が使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
向性結合器の使用周波数はストリップライン電極の長さ
（＝λ／４）で決まり、１つの方向性結合器からは、１
種類の使用周波数しか得られない。そのため、使用周波
数が異なればストリップライン電極の長さ（＝λ／４）
を変える必要があり、ユーザが使用周波数を調整する時
及び異なる周波数のものを使う時などに複数の方向性結
合器を持つことになり、その保管コストと使用周波数の
調整による取り替えコストが高くつく問題がある。

【０００５】

【課題を解決するため手段】本発明に係るチップ型方向
性結合器は、上記の課題を解決するために、ストリップ
ライン電極が一方の主表面に形成された誘電体基板２枚
が、各ストリップライン電極同士を電磁結合する状態で
積層され、更に、この２枚の誘電体基板を挟む状態で、
グランド電極が形成された２枚の基板が積層され、前記
各ストリップライン電極同士が電磁結合する長さを複数
選択するために、一方のストリップライン電極の両端の
間に電気的に接続される中間引出し電極を少なくとも１
個以上設け、前記積層体の側面に、前記ストリップライ
ン電極の各端部引出し電極が電気的に接続される外部電
極と、前記中間引出し電極が電気的に接続される外部電
極と、グランド電極が電気的に接続される外部電極とが
形成されたチップ型方向性結合器を提供する。この中間
引出し電極を設けることにより、使用周波数の複数選択
が可能になる。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、ストリップライン電極が
一方の主表面に形成された誘電体基板２枚が、各ストリ
ップライン電極同士を電磁結合する状態で積層され、一
方のストリップライン電極に中間引出し電極を少なくと
も１個以上設けることにより、使用周波数の複数選択が
可能になる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例であるチップ型方向性結合
器を図１及び図２に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。このチップ型方向性結合器１の外観を示す斜視図
を図１に示す。図１のチップ型方向性結合器における各
基板２〜１０の分解斜視図を図２に示す。

【０００８】図において２は、方形状のセラミック基板
２ａの片側表面上に、第１のグランド電極２ｂが形成さ
れて成る第１の基板である。第１のグランド電極２ｂは
外部電極Ｃと４箇所で電気的に接続されるように形成さ
れている。第１のグランド電極２ｂと電気的に接続され
る外部電極は図示のように４個のみならず、１個以上で
もよい。

【０００９】３は、前記第１の基板２の上に位置し、方
形状のセラミック基板３ａの片側表面上に、端部引出し
電極３ｇが形成されて成る第２の基板である。端部引出
し電極３ｇの一端は外部電極Ｅ２と電気的に接続されて
いる。

【００１０】４は、前記第２の基板３の上に位置し、方
形状のセラミック基板４ａの片側表面上に、中間引き出
し電極４ｇ及びビアホール電極４ｈが形成されて成る第
３の基板である。中間引出し電極４ｇの一端は外部電極
部Ｉ２と電気的に接続されており、ビアホール電極４ｈ
は前記第２の基板３の端部引き出し電極３ｇの一端と電
気的に接続されている。

【００１１】５は、前記第３の基板４の上に位置し、方
形状のセラミック基板５ａの片側表面上に、スパイラル
状に形成されて成る第１のストリップライン電極５ｆ
（副線）、第１のストリップライン電極５ｆの一端と電
気的に接続される端部引出し電極５ｇ１及び第１のスト
リップライン電極５ｆの中心側の他端と電気的に接続さ
れるビアホール電極５ｈ１が形成されて成る第４の基板
である。更に、第１のストリップライン電極５ｆの両端
の間に二つの中間引出し部が設けられ、一方の中間引出
し部には中間引出し電極５ｇ２が形成され、他方の中心
側の中間引出し部にはビアホール電極５ｈ２が形成され
ている。端部引き出し電極５ｇ１の一端及び中間引出し
電極５ｇ２の一端は外部電極部Ｅ１及び外部電極Ｉ１と
電気的に接続されている。ビアホール電極５ｈ１及びビ
アホール電極５ｈ２は前記第３の基板４のビアホール電
極４ｈ及び中間引出し電極４ｇの他端と電気的に接続さ
れている。

【００１２】６は、前記第４の基板５の上に位置し、方
形状のセラミック基板６ａの片側表面上に、スパイラル
状に形成されて成る第２のストリップライン電極６ｆ
（主線）及び第２のストリップライン電極６ｆの一端と
電気的に接続される端部引出し電極６ｇが形成されて成
る第５の基板である。第２のストリップライン電極６ｆ
は前記第１のストリップライン電極５ｆの上に位置し、
両ストリップライン電極の重なり面積がずれないように
重なりあっている。端部引出し電極６ｇの一端は外部電
極Ｄ１と電気的に接続されている。

【００１３】７は、前記第５の基板６の上に位置し、方
形状のセラミック基板７ａにビアホール電極７ｈが形成
されて成る第６の基板である。ビアホール電極７ｈは前
記第５の基板６の第２のストリップライン電極６ｆの中
心側の他端と電気的に接続されている。

【００１４】８は、前記第６の基板７の上に位置し、方
形状のセラミック基板８ａの片側表面上に、端部引出し
電極８ｇと端部引出し電極８ｇの他端にビアホール電極
８ｈが形成されて成る第７の基板である。端部引出し電
極８ｇの一端は外部電極Ｄ２と電気的に接続されてお
り、ビアホール電極８ｈは前記第６の基板７のビアホー
ル電極７ｈと電気的に接続されている。

【００１５】９は、前記第７の基板８の上に位置し、前
記の第１の基板２と同一の構成を有し、方形状のセラミ
ック基板９ａの片側表面上に、第２のグランド電極９ｂ
が形成されて成る第８の基板である。第２のグランド電
極９ｂは外部電極Ｃと４箇所で電気的に接続されるよう
に形成されている。第２のグランド電極９ｂと電気的に
接続される外部電極は図示のように４個のみならず、１
個以上でもよい。

【００１６】１０は、前記第８の基板９の上に位置し、
方形状のセラミック基板１０ａから成る保護基板であ
る。

【００１７】上記の各基板２〜１０は、実際にはセラミ
ックグリーンシートが用いられ、各シートは各電極膜が
形成されたりした後に積み重ねられ、その積層体の側面
に外部電極Ｃ、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２、Ｉ１、Ｉ２が
形成されて焼成され、結合器１とされる。なお、外部電
極Ｃ、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２、Ｉ１、Ｉ２はシートの
積層体を焼成した後に形成してもよい。また、各外部電
極は公知の手法で形成される。

【００１８】上記の構成によれば、第１のグランド電極
２ｂが形成された第１の基板２と第２のグランド電極９
ｂが形成された第８の基板９とにより挟まれた、第１の
ストリップライン電極５ｆが形成された第４の基板５と
第２のストリップライン電極６ｆが形成された第５の基
板６の各ストリップライン電極同士を電磁結合する状態
で上下に積層近接させることで方向性結合器を構成す
る。そして、第５の基板６のストリップライン電極６ｆ
を主線とし、第４の基板５のストリップライン電極５ｆ
を副線とし、その副線に中間引出し電極を２箇所設ける
ことで主線と副線が電磁結合するλ／４のストリップラ
イン電極の長さを３種類に変え、使用周波数を３種類選
択することのできるチップ型方向性結合器として使用で
きる。

【００１９】すなわち、この方向性結合器を実際に使用
する場合には、副線として外部電極Ｅ１（Ｐｏｒｔ３）
とＩ１（Ｐｏｒｔ４）、外部電極Ｅ１（Ｐｏｒｔ３）と
Ｉ２（Ｐｏｒｔ４）、外部電極Ｅ１（Ｐｏｒｔ３）とＥ
２（Ｐｏｒｔ４）の間で、主線と副線が電磁結合するλ
／４のストリップライン電極の長さを３種類に変え、使
用周波数を３種類選択することのできる。そして、外部
電極Ｄ１（Ｐｏｒｔ１）から主線に投入される電力に対
して、副線の外部電極Ｅ１（Ｐｏｒｔ３）にはその数分
の１の電力が得られる。

【００２０】例えば、上記のチップ型方向性結合器のセ
ラミック基板の比誘電率εが１０とし、各ストリップラ
イン電極同士を電磁結合する長さＬ（＝λ／４）が２．
５４ｃｍのものを中間引出し電極で等比３分割した場
合、使用周波数は７．５／（Ｌ×√ε）の式から求めら
れ、上記の副線の外部電極Ｅ１（Ｐｏｒｔ３）とＥ２
（Ｐｏｒｔ４）間で０．９５ＧＨｚ、外部電極Ｅ１（ポ
ート３）とＩ２（ポート４）間で１．４２９ＧＨｚ、外
部電極Ｅ１（ポート３）とＩ１（ポート４）間で２．８
５７ＧＨｚの３種類を選択することができる。

【００２１】なお、副線への中間引出し電極の出し方に
は、副線の分割方式として等比分割、等差分割、対数等
差分割等と種々適用することができ、中間引出し電極の
数も必要に応じて１個から複数個を設けることができ
る。

【００２２】また、本発明のチップ型方向性結合器の他
の実施例として、ストリップライン電極が、ミアンダ
（蛇行）状の非直線状のものであってもよく、そのスト
リップライン電極からの中間引出し電極は、先の実施例
と同様に行えばよい。

【００２３】なお、λ／４の長さのストリップライン電
極部分における結合度は結合線路間のギャップ、線路幅
などにより決定されるため、中間引出し電極を設定して
も結合度は変化せず一定である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各スト
リップライン電極同士を電磁結合する長さを複数選択す
るための中間引き出し電極を一方のストリップライン電
極に少なくとも１個以上設けることにより、使用周波数
の複数選択が可能なチップ型方向性結合器を提供でき
る。

【００２５】また、このチップ型方向性結合器を使用す
ることにより、ユーザが使用周波数を調整する時及び異
なる周波数のものを使う時でも１つの方向性結合器で対
応でき、方向性結合器の保管コスト及び使用周波数の調
整による取り替えコストの削減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例としてのチップ型方向性結
合器の斜視図である。

【図２】 図１のチップ型方向性結合器の分解斜視図で
ある。

【図３】従来のブロードサイド結合型方向性結合器の斜
視図である。

【図４】方向性結合器が用いられた直交変調器を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ チップ型方向性結合器 ２ 第１の基板 ２ｂ 第１のグランド電極 ３ 第２の基板 ３ｇ 端部引出し電極 ４ 第３の基板 ４ｇ 中間引出し電極 ４ｈ ビアホール電極 ５ 第４の基板 ５ｆ 第１のストリップライン電極 ５ｇ１ 端部引出し電極 ５ｇ２ 中間引出し電極 ５ｈ１，５ｈ２ ビアホール電極 ６ 第５の基板 ６ｆ 第２ストリップライン電極 ６ｇ 端部引出し電極 ７ 第６の基板 ７ｈ ビアホール電極 ８ 第７の基板 ８ｇ 端部引出し電極 ８ｈ ビアホール電極 ９ 第８の基板 ９ｂ 第２のグランド電極 １０ 保護基板 Ｃ，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ１，Ｅ２，Ｉ１，Ｉ２ 外部電
極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリップライン電極が一方の主表面に
   形成された誘電体基板２枚が、各ストリップライン電極
   同士を電磁結合する状態で積層され、更に、この２枚の
   誘電体基板を挟む状態で、グランド電極が形成された２
   枚の基板が積層され、前記各ストリップライン電極同士
   が電磁結合する長さを複数選択するために、一方のスト
   リップライン電極の両端の間に電気的に接続される中間
   引出し電極を少なくとも１個以上設け、前記積層体の側
   面に、前記ストリップライン電極の各端部引出し電極が
   電気的に接続される外部電極と、前記中間引出し電極が
   電気的に接続される外部電極と、グランド電極が電気的
   に接続される外部電極とが形成されたチップ型方向性結
   合器。