JP3257487B2 - 方向性結合器 - Google Patents
方向性結合器Info
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- JP3257487B2 JP3257487B2 JP33582197A JP33582197A JP3257487B2 JP 3257487 B2 JP3257487 B2 JP 3257487B2 JP 33582197 A JP33582197 A JP 33582197A JP 33582197 A JP33582197 A JP 33582197A JP 3257487 B2 JP3257487 B2 JP 3257487B2
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- directional coupler
- microstrip
- distributed constant
- line
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
- H01P5/185—Edge coupled lines
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Waveguides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は方向性結合器、特に
移動体通信機器に用いられる方向性結合器に関する。
移動体通信機器に用いられる方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に、従来の方向性結合器の例を示
す。図４において、方向性結合器２０は、略平行に配置
して互いに結合させた第１の分布定数線路である第１の
マイクロストリップ線路２１および第２の分布定数線路
である第２のマイクロストリップ線路２２を、第１のマ
イクロストリップ線路２１を内側にして略四角形のスパ
イラル状に形成している。ここで、第１のマイクロスト
リップ線路２１の一端には入力電極２３が、他端には出
力電極２５が接続されている。また、第２のマイクロス
トリップ線路２２の一端には出力電極２４が、他端には
アイソレーション電極２６が接続されている。さらに、
互いに同じ周回数で並んだ第１および第２のマイクロス
トリップ線路２１および２２の間隔ｇ４は、互いに異な
る周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリップ
線路２１および２２の間隔ｄ４よりも狭くなるように設
定されている。そして、第１および第２のマイクロスト
リップ線路２１および２２の長さは、目的の周波数にお
いてほぼ１／４波長となるように設定されている。
す。図４において、方向性結合器２０は、略平行に配置
して互いに結合させた第１の分布定数線路である第１の
マイクロストリップ線路２１および第２の分布定数線路
である第２のマイクロストリップ線路２２を、第１のマ
イクロストリップ線路２１を内側にして略四角形のスパ
イラル状に形成している。ここで、第１のマイクロスト
リップ線路２１の一端には入力電極２３が、他端には出
力電極２５が接続されている。また、第２のマイクロス
トリップ線路２２の一端には出力電極２４が、他端には
アイソレーション電極２６が接続されている。さらに、
互いに同じ周回数で並んだ第１および第２のマイクロス
トリップ線路２１および２２の間隔ｇ４は、互いに異な
る周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリップ
線路２１および２２の間隔ｄ４よりも狭くなるように設
定されている。そして、第１および第２のマイクロスト
リップ線路２１および２２の長さは、目的の周波数にお
いてほぼ１／４波長となるように設定されている。
【０００３】このように構成された方向性結合器２０に
おいて、アイソレーション電極２６に終端抵抗（図示せ
ず）を接続して、入力電極２３から信号を入力すると、
出力電極２４および２５から互いにほぼ同じレベルで、
位相が約９０度ずれた２つの信号を出力することができ
る。
おいて、アイソレーション電極２６に終端抵抗（図示せ
ず）を接続して、入力電極２３から信号を入力すると、
出力電極２４および２５から互いにほぼ同じレベルで、
位相が約９０度ずれた２つの信号を出力することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、第１のマイクロストリップ線路２１
に比べて第２のマイクロストリップ線路２２の方が、い
くつかあるコーナー部分のために全長が長くなってい
る。そのため、方向性結合器２０の２つの出力の位相差
が、理想的な状態である９０度からずれてしまうという
問題があった。
従来例においては、第１のマイクロストリップ線路２１
に比べて第２のマイクロストリップ線路２２の方が、い
くつかあるコーナー部分のために全長が長くなってい
る。そのため、方向性結合器２０の２つの出力の位相差
が、理想的な状態である９０度からずれてしまうという
問題があった。
【０００５】本発明は上記の問題点を解決することを目
的とするもので、２つの出力の位相差の９０度からのず
れを小さくすることのできる方向性結合器を提供する。
的とするもので、２つの出力の位相差の９０度からのず
れを小さくすることのできる方向性結合器を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の方向性結合器は、略平行に配置して互いに
結合させた第１および第２の分布定数線路を、前記第１
の分布定数線路を内側にしてスパイラル状に形成した方
向性結合器において、互いに同じ周回数で並んだ前記第
１および第２の分布定数線路の間隔を、互いに異なる周
回数で並んだ前記第１および第２の分布定数線路の間隔
よりも広くしたことを特徴とする。
に、本発明の方向性結合器は、略平行に配置して互いに
結合させた第１および第２の分布定数線路を、前記第１
の分布定数線路を内側にしてスパイラル状に形成した方
向性結合器において、互いに同じ周回数で並んだ前記第
１および第２の分布定数線路の間隔を、互いに異なる周
回数で並んだ前記第１および第２の分布定数線路の間隔
よりも広くしたことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の方向性結合器は、互いに同
じ周回数で並んだ前記第１および第２の分布定数線路の
間隔を、互いに異なる周回数で並んだ前記第１および第
２の分布定数線路の間隔よりも広くした部分を有するこ
とを特徴とする。
じ周回数で並んだ前記第１および第２の分布定数線路の
間隔を、互いに異なる周回数で並んだ前記第１および第
２の分布定数線路の間隔よりも広くした部分を有するこ
とを特徴とする。
【０００８】このように構成することにより、本発明の
方向性結合器においては２つの出力の位相差の９０度か
らのずれを小さくすることができる。
方向性結合器においては２つの出力の位相差の９０度か
らのずれを小さくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の方向性結合器の
一実施例を示す。図１において、方向性結合器１は、略
平行に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路で
ある第１のマイクロストリップ線路２および第２の分布
定数線路である第２のマイクロストリップ線路３を、第
１のマイクロストリップ線路２を内側にして略四角形の
スパイラル状に形成している。ここで、第１のマイクロ
ストリップ線路２の一端には入力電極４が、他端には出
力電極６が接続されている。また、第２のマイクロスト
リップ線路３の一端には出力電極５が、他端にはアイソ
レーション電極７が接続されている。さらに、互いに同
じ周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリップ
線路２および３の間隔ｇ１は、互いに異なる周回数で並
んだ第１および第２のマイクロストリップ線路２および
３の間隔ｄ１よりも広くなるように設定されている。そ
して、第１および第２のマイクロストリップ線路２およ
び３の長さは、目的の周波数においてほぼ１／４波長と
なるように設定されている。
一実施例を示す。図１において、方向性結合器１は、略
平行に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路で
ある第１のマイクロストリップ線路２および第２の分布
定数線路である第２のマイクロストリップ線路３を、第
１のマイクロストリップ線路２を内側にして略四角形の
スパイラル状に形成している。ここで、第１のマイクロ
ストリップ線路２の一端には入力電極４が、他端には出
力電極６が接続されている。また、第２のマイクロスト
リップ線路３の一端には出力電極５が、他端にはアイソ
レーション電極７が接続されている。さらに、互いに同
じ周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリップ
線路２および３の間隔ｇ１は、互いに異なる周回数で並
んだ第１および第２のマイクロストリップ線路２および
３の間隔ｄ１よりも広くなるように設定されている。そ
して、第１および第２のマイクロストリップ線路２およ
び３の長さは、目的の周波数においてほぼ１／４波長と
なるように設定されている。
【００１０】このように構成された方向性結合器１にお
いて、アイソレーション電極７に終端抵抗（図示せず）
を接続して、入力電極４から信号を入力すると、出力電
極５および６から互いにほぼ同じレベルで、位相が約９
０度ずれた２つの信号を出力することができる。
いて、アイソレーション電極７に終端抵抗（図示せず）
を接続して、入力電極４から信号を入力すると、出力電
極５および６から互いにほぼ同じレベルで、位相が約９
０度ずれた２つの信号を出力することができる。
【００１１】ここで、図２に、図１に示した方向性結合
器１の２つの出力の位相差２を示す。また、比較のため
に、図４に示した方向性結合器２０の２つの出力の位相
差ｓ１も同時に示す。いずれも、中心周波数を１．５Ｇ
Ｈｚとして設計されている。図２で分かるように、１．
５ＧＨｚにおいて、２つの出力の位相差ｓ２は位相差ｓ
１よりも９０度に近づき、約８９度となっている。ま
た、周波数に対する位相差の傾きが、位相差ｓ１よりも
位相差ｓ２の方がやや緩やかになっている。これは、方
向性結合器１の方が方向性結合器２０より広い周波数帯
域において位相差が約９０度の状態を維持できているこ
とを表しており、広帯域の方向性結合器として動作させ
ることができることを意味している。
器１の２つの出力の位相差２を示す。また、比較のため
に、図４に示した方向性結合器２０の２つの出力の位相
差ｓ１も同時に示す。いずれも、中心周波数を１．５Ｇ
Ｈｚとして設計されている。図２で分かるように、１．
５ＧＨｚにおいて、２つの出力の位相差ｓ２は位相差ｓ
１よりも９０度に近づき、約８９度となっている。ま
た、周波数に対する位相差の傾きが、位相差ｓ１よりも
位相差ｓ２の方がやや緩やかになっている。これは、方
向性結合器１の方が方向性結合器２０より広い周波数帯
域において位相差が約９０度の状態を維持できているこ
とを表しており、広帯域の方向性結合器として動作させ
ることができることを意味している。
【００１２】また、互いに異なる周回数で並んだ第１お
よび第２のマイクロストリップ線路２および３の間では
信号の位相がずれているため、その間隔ｄ１を狭くして
も互いに結合しにくい。そして間隔ｄ１を狭くした分だ
け、方向性結合器全体の大きさを変えなくても、互いに
同じ周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリッ
プ線路２および３の間隔ｇ１を変化させる余裕が大きく
なり、方向性結合器１の結合度を調整しやすくなる。
よび第２のマイクロストリップ線路２および３の間では
信号の位相がずれているため、その間隔ｄ１を狭くして
も互いに結合しにくい。そして間隔ｄ１を狭くした分だ
け、方向性結合器全体の大きさを変えなくても、互いに
同じ周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリッ
プ線路２および３の間隔ｇ１を変化させる余裕が大きく
なり、方向性結合器１の結合度を調整しやすくなる。
【００１３】このように、本発明の方向性結合器１によ
れば、互いに同じ周回数で並んだ第１および第２のマイ
クロストリップ線路２および３の間隔ｇ１を、互いに異
なる周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリッ
プ線路２および３の間隔ｄ１よりも広くすることによ
り、方向性結合器１の２つの出力の位相差の９０度から
のずれを小さくすることができ、しかも方向性結合器の
広帯域化を図ることもでき、さらには結合度の調整もし
やすくなる。
れば、互いに同じ周回数で並んだ第１および第２のマイ
クロストリップ線路２および３の間隔ｇ１を、互いに異
なる周回数で並んだ第１および第２のマイクロストリッ
プ線路２および３の間隔ｄ１よりも広くすることによ
り、方向性結合器１の２つの出力の位相差の９０度から
のずれを小さくすることができ、しかも方向性結合器の
広帯域化を図ることもでき、さらには結合度の調整もし
やすくなる。
【００１４】図３に、本発明の方向性結合器の別の実施
例を示す。図３において、方向性結合器１０は、略平行
に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路である
第１のマイクロストリップ線路１１および第２の分布定
数線路である第２のマイクロストリップ線路１２を、第
１のマイクロストリップ線路１１を内側にして略四角形
のスパイラル状に形成している。ここで、第１のマイク
ロストリップ線路１１の一端には入力電極１３が、他端
には出力電極１５が接続されている。また、第２のマイ
クロストリップ線路１２の一端には出力電極１４が、他
端にはアイソレーション電極１６が接続されている。さ
らに、図３の縦方向において、互いに同じ周回数で並ん
だ第１および第２のマイクロストリップ線路２および３
の間隔ｇ２は、互いに異なる周回数で並んだ第１および
第２のマイクロストリップ線路２および３の間隔ｄ２よ
りも広くなるように設定されている。逆に図３の横方に
おいては、互いに同じ周回数で並んだ第１および第２の
マイクロストリップ線路２および３の間隔ｇ３は、互い
に異なる周回数で並んだ第１および第２のマイクロスト
リップ線路２および３の間隔ｄ３よりも狭くなるように
設定されている。そして、第１および第２のマイクロス
トリップ線路１１および１２の長さは、目的の周波数に
おいてほぼ１／４波長となるように設定されている。な
お、方向性結合器１０の動作については図１の方向性結
合器１と同じであるため、その説明は省略する。
例を示す。図３において、方向性結合器１０は、略平行
に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路である
第１のマイクロストリップ線路１１および第２の分布定
数線路である第２のマイクロストリップ線路１２を、第
１のマイクロストリップ線路１１を内側にして略四角形
のスパイラル状に形成している。ここで、第１のマイク
ロストリップ線路１１の一端には入力電極１３が、他端
には出力電極１５が接続されている。また、第２のマイ
クロストリップ線路１２の一端には出力電極１４が、他
端にはアイソレーション電極１６が接続されている。さ
らに、図３の縦方向において、互いに同じ周回数で並ん
だ第１および第２のマイクロストリップ線路２および３
の間隔ｇ２は、互いに異なる周回数で並んだ第１および
第２のマイクロストリップ線路２および３の間隔ｄ２よ
りも広くなるように設定されている。逆に図３の横方に
おいては、互いに同じ周回数で並んだ第１および第２の
マイクロストリップ線路２および３の間隔ｇ３は、互い
に異なる周回数で並んだ第１および第２のマイクロスト
リップ線路２および３の間隔ｄ３よりも狭くなるように
設定されている。そして、第１および第２のマイクロス
トリップ線路１１および１２の長さは、目的の周波数に
おいてほぼ１／４波長となるように設定されている。な
お、方向性結合器１０の動作については図１の方向性結
合器１と同じであるため、その説明は省略する。
【００１５】このように、互いに同じ周回数で並んだ第
１および第２のマイクロストリップ線路の間隔が、互い
に異なる周回数で並んだ第１および第２のマイクロスト
リップ線路の間隔よりも部分的に広くなるように設定す
ることにより、図１と同様に方向性結合器１０の２つの
出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることがで
き、しかも方向性結合器の広帯域化を図ることもでき
る。。
１および第２のマイクロストリップ線路の間隔が、互い
に異なる周回数で並んだ第１および第２のマイクロスト
リップ線路の間隔よりも部分的に広くなるように設定す
ることにより、図１と同様に方向性結合器１０の２つの
出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることがで
き、しかも方向性結合器の広帯域化を図ることもでき
る。。
【００１６】なお、上記の各実施例においては、方向性
結合器を略四角形のスパイラル状に形成しているが、こ
れは略四角形に限るものではなく、略四角形以外の略多
角形や略円形や略楕円形などの別の形状でも同様の作用
・効果が得られる。
結合器を略四角形のスパイラル状に形成しているが、こ
れは略四角形に限るものではなく、略四角形以外の略多
角形や略円形や略楕円形などの別の形状でも同様の作用
・効果が得られる。
【００１７】また、上記の各実施例においては、２つの
入力電極のうちの１つを終端抵抗に接続し、もう１つか
ら信号を入力していたが、これは逆であっても構わな
い。そして、入力電極と出力電極とを逆転させて、上記
の各実施例において出力電極としていた方のいずれかか
ら信号を入力して、入力電極としていた方から２つの信
号を出力させるようにしても構わないものである。
入力電極のうちの１つを終端抵抗に接続し、もう１つか
ら信号を入力していたが、これは逆であっても構わな
い。そして、入力電極と出力電極とを逆転させて、上記
の各実施例において出力電極としていた方のいずれかか
ら信号を入力して、入力電極としていた方から２つの信
号を出力させるようにしても構わないものである。
【００１８】さらに、上記の各実施例においては、分布
定数線路としてマイクロストリップ線路を用いたが、こ
れはストリップ線路などの別の分布定数線路でも構わな
いものである。
定数線路としてマイクロストリップ線路を用いたが、こ
れはストリップ線路などの別の分布定数線路でも構わな
いものである。
【００１９】
【発明の効果】本発明の方向性結合器によれば、略平行
に配置して互いに結合させた第１および第２の分布定数
線路を、第１の分布定数線路を内側にしてスパイラル状
に形成し、互いに同じ周回数で並んだ第１および第２の
マイクロストリップ線路の間隔を、互いに異なる周回数
で並んだ第１および第２のマイクロストリップ線路の間
隔よりも一部分でも広くなるように設定することによ
り、方向性結合器の２つの出力の位相差の９０度からの
ずれを小さくすることができ、しかも方向性結合器の広
帯域化を図ることもできる。また、互いに同じ周回数で
並んだ第１および第２のマイクロストリップ線路の間隔
を変化させる余裕が大きくなり、方向性結合器の結合度
を調整しやすくなる。
に配置して互いに結合させた第１および第２の分布定数
線路を、第１の分布定数線路を内側にしてスパイラル状
に形成し、互いに同じ周回数で並んだ第１および第２の
マイクロストリップ線路の間隔を、互いに異なる周回数
で並んだ第１および第２のマイクロストリップ線路の間
隔よりも一部分でも広くなるように設定することによ
り、方向性結合器の２つの出力の位相差の９０度からの
ずれを小さくすることができ、しかも方向性結合器の広
帯域化を図ることもできる。また、互いに同じ周回数で
並んだ第１および第２のマイクロストリップ線路の間隔
を変化させる余裕が大きくなり、方向性結合器の結合度
を調整しやすくなる。
【図１】本発明の方向性結合器の一実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図２】図１の方向性結合器の２つの出力の位相差を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の方向性結合器の別の実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図４】従来の方向性結合器の構成を示す図である。
１…方向性結合器 ２…第１のマイクロストリップ線路 ３…第２のマイクロストリップ線路 ４…入力電極 ５、６…出力電極 ７…アイソレーション電極 ｇ１…互いに同じ周回数で並んだ第１および第２のマイ
クロストリップ線路の間隔 ｄ１…互いに異なる周回数で並んだ第１および第２のマ
イクロストリップ線路の間隔
クロストリップ線路の間隔 ｄ１…互いに異なる周回数で並んだ第１および第２のマ
イクロストリップ線路の間隔
Claims (2)
- 【請求項１】 略平行に配置して互いに結合させた第１
および第２の分布定数線路を、前記第１の分布定数線路
を内側にしてスパイラル状に形成した方向性結合器にお
いて、 互いに同じ周回数で並んだ前記第１および第２の分布定
数線路の間隔を、互いに異なる周回数で並んだ前記第１
および第２の分布定数線路の間隔よりも広くしたことを
特徴とする方向性結合器。 - 【請求項２】 互いに同じ周回数で並んだ前記第１およ
び第２の分布定数線路の間隔を、互いに異なる周回数で
並んだ前記第１および第２の分布定数線路の間隔よりも
広くした部分を有することを特徴とする、請求項１に記
載の方向性結合器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33582197A JP3257487B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 方向性結合器 |
| DE69829350T DE69829350T2 (de) | 1997-12-05 | 1998-12-01 | Richtkoppler |
| EP98122907A EP0921589B1 (en) | 1997-12-05 | 1998-12-01 | Directional coupler |
| US09/205,864 US6346863B2 (en) | 1997-12-05 | 1998-12-04 | Directional coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33582197A JP3257487B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168309A JPH11168309A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3257487B2 true JP3257487B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=18292792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33582197A Expired - Fee Related JP3257487B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 方向性結合器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6346863B2 (ja) |
| EP (1) | EP0921589B1 (ja) |
| JP (1) | JP3257487B2 (ja) |
| DE (1) | DE69829350T2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6828876B1 (en) * | 2001-11-02 | 2004-12-07 | Thin Film Technology Corp. | Tapered delay line |
| US7132906B2 (en) * | 2003-06-25 | 2006-11-07 | Werlatone, Inc. | Coupler having an uncoupled section |
| US7190240B2 (en) * | 2003-06-25 | 2007-03-13 | Werlatone, Inc. | Multi-section coupler assembly |
| US7245192B2 (en) * | 2003-12-08 | 2007-07-17 | Werlatone, Inc. | Coupler with edge and broadside coupled sections |
| US6972639B2 (en) * | 2003-12-08 | 2005-12-06 | Werlatone, Inc. | Bi-level coupler |
| JP3791540B2 (ja) | 2004-05-18 | 2006-06-28 | 株式会社村田製作所 | 方向性結合器 |
| US7714679B2 (en) * | 2008-01-29 | 2010-05-11 | Hittite Microwave Corporation | Spiral coupler |
| US8760240B2 (en) | 2010-09-15 | 2014-06-24 | Wilocity, Ltd. | Method for designing coupling-function based millimeter wave electrical elements |
| JP5517003B2 (ja) * | 2012-02-01 | 2014-06-11 | Ｔｄｋ株式会社 | 方向性結合器 |
| US9356330B1 (en) * | 2012-09-14 | 2016-05-31 | Anadigics, Inc. | Radio frequency (RF) couplers |
| DE102015212233A1 (de) | 2015-06-30 | 2017-01-05 | TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG | Leistungscombiner mit symmetrisch angeordnetem Kühlkörper und Leistungscombineranordnung |
| US10042805B2 (en) | 2016-01-21 | 2018-08-07 | Northrop Grumman Systems Corporation | Tunable bus-mediated coupling between remote qubits |
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