JP3316557B2 - 結合線路 - Google Patents

結合線路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は結合線路、特に高周
波で用いられる結合線路に関する。
【0002】
【従来の技術】結合線路を利用するデバイスとして、2
本の1/4波長ストリップ線路を結合させて構成する方
向性結合器や、3本の1/4波長ストリップ線路を結合
させて構成するバランなどがある。ここでは、図8に、
従来の結合線路としての方向性結合器の例を示す。ま
た,図9に、図8に示した従来の方向性結合器のC−C
断面を示す。図8および図9において、方向性結合器4
0は、誘電体基板41、誘電体基板41の上面41aに
形成されたマイクロストリップ線路42および43、マ
イクロストリップ線路42の一端および他端にそれぞれ
設けられた入力端子44および出力端子45、マイクロ
ストリップ線路43の一端および他端にそれぞれ設けら
れた出力端子46および出力端子47、誘電体基板41
の底面41bの全面に形成されたグランド電極48で構
成されている。そして、マイクロストリップ線路42と
43は互いに隣接して配置され、電磁気的に結合する結
合線路になっている。このように構成された方向性結合
器40において、出力端子47を終端(抵抗を介してグ
ランドに接続)しておいて、入力端子44から、マイク
ロストリップ線路42および43の長さが1/4波長と
なる周波数の信号を入力すると、入力した信号の一部が
マイクロストリップ線路42を通って出力端子45から
出力され、残りがマイクロストリップ線路42と結合し
ているマイクロストリップ線路43に伝達され、出力端
子46から出力される。そして、用途に合わせて結合の
大きさ、すなわちマイクロストリップ線路42と43の
間隔を調節することにより、出力端子45と出力端子4
6から出力される信号の大きさの割合を変更することが
できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
結合線路の場合、小形化を図ろうとすると、必然的にス
トリップ線路の間隔を必要以上に小さくせざるをえなく
なり、その結果として結合度が強くなり過ぎて結合線路
としての特性が劣化するという問題がある。本発明は上
記の問題点を解決するためのもので、小形化を図って線
路の間隔が小さくなっても、最適な結合度を維持するこ
とのできる結合線路を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の結合線路は、 底面にグランド電極を設け
た誘電体基板の上面に、2つ以上のマイクロストリップ
線路を近接して並べて配置した結合線路において、2つ
の隣接する前記マイクロストリップ線路の互いに対向す
る辺を前記誘電体基板より浮かせて形成し、その下部に
前記誘電体基板より誘電率の小さい誘電体をるとと
もに、該誘電体を前記マイクロストリップ線路の互いに
隣接している部分の長さ方向の一部 に設けたことを特徴
とする。また、本発明の結合線路は、誘電体基板の上面
に、その片側にグランド電極を有する2つのコプレーナ
ー線路を近接して並べて配置した結合線路において、2
つの隣接する前記コプレーナー線路の互いに対向する辺
を前記誘電体基板より浮かせて形成し、その下部に前記
誘電体基板より誘電率の小さい誘電体を設けたことを特
徴とする。また、本発明の結合線路は、前記誘電体が、
前記コプレーナー線路の互いに隣接している部分の長さ
方向の少なくとも一部に設けられていることを特徴とす
る。このように構成することにより、本発明の結合線路
は、線路の間隔が小さくなっても、結合度が強くなり過
ぎることがなく、最適な結合度を維持することができ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】図1に本発明の結合線路の一実施
例として、方向性結合器の例を示す。また,図2に、図
1の方向性結合器のA−A断面を示す。図1および図2
において、方向性結合器1は、誘電体基板2、誘電体基
板2の上面2aに形成されたマイクロストリップ線路3
および4、マイクロストリップ線路3の一端および他端
にそれぞれ設けられた入力端子5および出力端子6、マ
イクロストリップ線路4の一端および他端にそれぞれ設
けられた出力端子7および出力端子8、誘電体基板2の
底面2bの全面に形成されたグランド電極9、誘電体基
板2より誘電率の小さい誘電体10で構成されている。
ここで、マイクロストリップ線路3と4の互いに対向す
る辺は誘電体基板2に対して浮かせて形成され、その下
部およびマイクロストリップ線路3と4の間に誘電体1
0が形成されている。そして、マイクロストリップ線路
3と4は互いに隣接して配置され、電磁気的に結合する
結合線路になっている。このように構成された方向性結
合器1において、出力端子8を終端(抵抗を介してグラ
ンドに接続)しておいて、入力端子5から、マイクロス
トリップ線路3および4の長さが1/4波長となる周波
数の信号を入力すると、入力した信号の一部がマイクロ
ストリップ線路3を通って出力端子6から出力され、残
りがマイクロストリップ線路3と結合しているマイクロ
ストリップ線路4に伝達され、出力端子7から出力され
る。そして、用途に合わせて結合の大きさ、すなわちマ
イクロストリップ線路3と4の間隔を調節することによ
り、出力端子6と出力端子7から出力される信号の割合
を変更することができる。このように結合線路を構成す
ることにより、マイクロストリップ線路3と4の間隔が
同じで、誘電体10が無い状態で構成された場合に比べ
て、マイクロストリップ線路3および4の、特に互いに
対向する辺の下部の誘電率が小さくなり、その結果、マ
イクロストリップ線路3と4の電磁気的な結合度が弱く
なる。これは、同じ結合度を得るためにはマイクロスト
リップ線路3と4の間隔を狭くする必要があるというこ
とで、逆にいえば、マイクロストリップ線路3と4の間
隔を狭くしても、従来と同じ結合度を得ることができる
ということになる。これより、小形化を目的にマイクロ
ストリップ線路の間隔を小さくしても、その結合度を同
じにすることができ、結合線路としての特性の劣化を防
ぐことができる。図3に、本発明の結合線路の別の実施
例を示す。図3において、図1と同一もしくは同等の部
分には同じ番号を付し、その説明は省略する。図3にお
いて、方向性結合器11を構成するマイクロストリップ
線路3と4の互いに隣接している部分の長さ方向の一部
に、誘電体基板2より誘電率の小さい誘電体12が設け
られている。図1の実施例との違いは、この誘電体12
を設けた場所が、マイクロストリップ線路3および4の
間の長さ方向の全体ではないことだけである。このよう
に結合線路を構成することにより、マイクロストリップ
線路3と4の間の長さ方向の全体に誘電体12を設けた
場合に比べて、マイクロストリップ線3と4の電磁気的
な結合度の微妙な調節が可能となり、結合線路として最
適な条件を設定することができる。なお、誘電体を設け
る位置は、図3に示すような1か所に限られるものでは
なく、2つの結合するマイクロストリップ線路の間であ
れば、その長さや誘電体の数に制限はない。図4に、本
発明の結合線路の別の実施例を示す。図4は断面図であ
る。図4において、方向性結合器13は、誘電体基板1
4、誘電体基板14の上面14aに形成されたマイクロ
ストリップ線路15および16、誘電体基板14の底面
14bの全面に形成されたグランド電極17、誘電体基
板14より誘電率の小さい誘電体18で構成されてい
る。ここで、誘電体18は誘電体基板14の上面14a
に形成された窪み14cに設けられており、マイクロス
トリップ線路15と16の互いに対向する辺は誘電体1
8上に形成されている。このように結合線路を構成する
ことにより、マイクロストリップ線路15および16
の、特に互いに対向する辺の下部の誘電率が小さくな
り、その結果、マイクロストリップ線路15と16の電
磁気的な結合度が弱くなる。これは、同じ結合度を得る
ためにはマイクロストリップ線路15と16の間隔を狭
くする必要があるということで、逆にいえば、マイクロ
ストリップ線路15と16の間隔を狭くしても、従来と
同じ結合度を得ることができるということになる。これ
より、小形化を目的にマイクロストリップ線路の間隔を
小さくしても、その結合度を同じにすることができ、結
合線路としての特性の劣化を防ぐことができる。図5に
本発明の結合線路のさらに別の実施例として、コプレー
ナー線路による方向性結合器の例を示す。また,図6
に、図5の方向性結合器のB−B断面を示す。図5およ
び図6において、方向性結合器20は、誘電体基板2
1、誘電体基板21の上面21aに形成されたコプレー
ナー線路22および23、コプレーナー線路22の一端
および他端にそれぞれ設けられた入力端子24および出
力端子25、コプレーナー線路23の一端および他端に
それぞれ設けられた出力端子26および出力端子27、
コプレーナー線路22および23の周囲に形成されたグ
ランド電極28、誘電体基板21より誘電率の小さい誘
電体29で構成されている。ここで、コプレーナー線路
22と23の互いに対向する辺は誘電体基板21に対し
て浮かせて形成され、その下部およびコプレーナー線路
22と23の間に誘電体29が形成されている。そし
て、コプレーナー線路22と23は互いに隣接して配置
され、電磁気的に結合する結合線路になっている。この
ように構成された方向性結合器20において、出力端子
27を終端(抵抗を介してグランドに接続)しておい
て、入力端子24から、コプレーナー線路22および2
3の長さが1/4波長となる周波数の信号を入力する
と、入力した信号の一部がコプレーナー線路22を通っ
て出力端子25から出力され、残りがコプレーナー線路
22と結合しているコプレーナー線路23に伝達され、
出力端子26から出力される。そして、用途に合わせて
結合の大きさ、すなわちコプレーナー線路22と23の
間隔を調節することにより、出力端子25と出力端子2
6から出力される信号の割合を変更することができる。
このように結合線路を構成することにより、コプレーナ
ー線路22と23の間隔が同じで、誘電体29が無い状
態で構成された場合に比べて、コプレーナー線路22お
よび23の、特に互いに対向する辺の下部の誘電率が小
さくなり、その結果、コプレーナー線路22と23の電
磁気的な結合度が弱くなる。これは、同じ結合度を得る
ためにはコプレーナー線路22と23の間隔を狭くする
必要があるということで、逆にいえば、コプレーナー線
路22と23の間隔を狭くしても、従来と同じ結合度を
得ることができるということになる。これより、小形化
を目的にコプレーナー線路の間隔を小さくしても、その
結合度を同じにすることができ、結合線路としての特性
の劣化を防ぐことができる。図7に、本発明の結合線路
のさらに別の実施例を示す。図7において、図5と同一
もしくは同等の部分には同じ番号を付し、その説明は省
略する。図7において、コプレーナー線路22と23の
互いに隣接している部分の長さ方向の一部に、誘電体基
板21より誘電率の小さい誘電体31が設けられてい
る。図5の実施例との違いは、この誘電体31を設けた
場所が、コプレーナー線路22および23の間の長さ方
向の全体ではないことだけである。このように結合線路
を構成することにより、コプレーナー線路22と23の
間の長さ方向の全体に誘電体31を設けた場合に比べ
て、コプレーナー線路22と23の電磁気的な結合度の
微妙な調節が可能となり、結合線路として最適な条件を
設定することができる。なお、誘電体を設ける位置は、
図7に示すような1か所に限られるものではなく、2つ
の結合するコプレーナー線路の間であれば、その長さや
誘電体の数に制限はない。以上の実施例において、誘電
体10、12、29および31は誘電体基板2および2
1より誘電率が小さいものであれば、比誘電率が1の空
気を含めて何であっても同様の作用・効果を示す。ま
た、以上の実施例においては、2つのマイクロストリッ
プ線路やコプレーナー線路を結合させた方向性結合器を
示して説明したが、これは2つに限るものではなく、3
つのマイクロストリップ線路を結合してなるバランや、
それ以上のマイクロストリップ線路を結合したものにお
いても、同様の作用・効果を得ることができる。また、
以上の実施例においては、マイクロストリップ線路やコ
プレーナー線路を直線状としたが、これもスパイラル状
やミアンダ状などの他の形状であっても同様の作用・効
果を得ることができる。
【0006】
【発明の効果】本発明の結合線路によれば、結合線路を
構成する2つのマイクロストリップ線路やコプレーナー
線路の間の、互いに対向する辺を誘電体基板より浮かせ
て形成し、その下部に誘電体基板より誘電率の小さい誘
電体を設け、その誘電体をマイクロストリップ線路やコ
プレーナー線路の互いに隣接している部分の長さ方向の
一部に設けたものであり、線路の間隔を小さくしても結
合が強くなり過ぎないように調節し、結合線路としての
特性の劣化を防ぐことができる。また、マイクロストリ
ップ線路間、あるいは、コプレーナー線路間の電磁気的
な結合度の微妙な調節が可能となり、結合線路として最
適な条件を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の結合線路の一実施例の構成を示す図で
ある。
【図2】図1の結合線路の断面の形状を示す断面図であ
る。
【図3】本発明に結合線路の別の実施例の構成を示す図
である。
【図4】本発明に結合線路のさらに別の実施例の構成を
示す断面図である。
【図5】本発明に結合線路のさらに別の実施例の構成を
示す図である。
【図6】図5の結合線路の断面の形状を示す断面図であ
る。
【図7】本発明の結合線路のさらに別の実施例の構成を
示す図である。
【図8】従来の結合線路の構成を示す図である。
【図9】図8の結合線路の断面の形状を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1…方向性結合器 2…誘電体基板 2a…上面 2b…底面 3、4…マイクロストリップ線路 5…入力端子 6、7、8…出力端子 9…グランド電極 10…誘電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底面にグランド電極を設けた誘電体基板
    の上面に、2つ以上のマイクロストリップ線路を近接し
    て並べて配置した結合線路において、2つの隣接する前
    記マイクロストリップ線路の互いに対向する辺を前記誘
    電体基板より浮かせて形成し、その下部に前記誘電体基
    板より誘電率の小さい誘電体をるとともに、該誘電
    体を前記マイクロストリップ線路の互いに隣接している
    部分の長さ方向の一部に設けたことを特徴とする結合線
    路。
  2. 【請求項2】 誘電体基板の上面に、その片側にグラン
    ド電極を有する2つのコプレーナー線路を近接して並べ
    て配置した結合線路において、2つの隣接する前記コプ
    レーナー線路の互いに対向する辺を前記誘電体基板より
    浮かせて形成し、その下部に前記誘電体基板より誘電率
    の小さい誘電体を設けたことを特徴とする結合線路。
  3. 【請求項3】 前記誘電体が、前記コプレーナー線路の
    互いに隣接している部分の長さ方向の一部に設けられて
    いることを特徴とする、請求項2に記載の結合線路。
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