JP3660539B2

JP3660539B2 - Directional coupler

Info

Publication number: JP3660539B2
Application number: JP27118999A
Authority: JP
Inventors: 功石垣
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP2001094314A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などに組み込まれて使用されるチップ型の方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などの無線通信機器に組み込まれているチップ型の方向性結合器は、マイクロストリップラインや結合線路とも称される一対の導電路を有し、一方向に進むマイクロ波電力を取り出してその出力レベルを検出回路へ送出するという回路素子である。
【０００３】
図５はかかる方向性結合器の従来例を示す平面図、図６はその側面図である。これらの図に示す方向性結合器は、平板状の誘電体基板１上に互いに平行に延びる一対の導電路２，３を並設し、かつ、導電路２の両端部に接続した電極部４，５と導電路３の両端部に接続した電極部６，７とを誘電体基板１の側面に配設して概略構成されている。そして、例えば導電路２を主線路とし導電路３を副線路として使用する場合、図示せぬプリント基板上でパワーアンプとアンテナとの間に導電路２の電極部４，５を接続すると共に、導電路３の一方の電極部６を接地して他方の電極部７を図示せぬ検出制御回路に接続する。これにより、主線路である導電路２に投入された送信電力の出力レベルに応じた電力信号を、副線路である導電路３に発生させることができるので、この電力信号に基づき前記検出制御回路にて前記パワーアンプの出力調整を行って、送信電力を必要最小限のレベルに設定できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来の方向性結合器では、平板状の誘電体基板１の天面に印刷やスパッタリング等の手法を用いて一対の導電路２，３を形成しているが、これら帯状の導電路２，３は所望の結合度を確保するために、所定長以上の長さにわたって並設する必要があるため、誘電体基板１の長さ寸法を短く設計することが困難であった。それゆえ、この方向性結合器は、高密度実装に好適な小型化が図りにくいという問題点があった。
【０００５】
また、かかる従来の方向性結合器では、誘電体基板１上で一対の導電路２，３が空気を介して対向する構成になっているので、高い結合度が得にくいという問題点もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、四角柱状の誘電体片を用い、その天面だけでなく側面や底面にも導電路を設けることとした。このようにすると、実装スペースの小なる誘電体片の異なる複数の表面に、所定長以上の長さにわたって一対の導電路を並設することができるため、方向性結合器の小型化が促進できる。
【０００７】
また、この誘電体片の表面に刻設した溝の内部に導電路を設けておけば、一対の導電路を誘電体を介して対向させることができるので、結合度を高めるうえで有利となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方向性結合器では、四角柱状の誘電体片と、この誘電体片の天面から両側面へ延設されて互いに平行に延びる一対の導電路と、これら導電路の端部に接続された電極部とを備え、前記導電路が前記誘電体片の両側面から底面へ延設された構成とした。
【０００９】
このように構成される方向性結合器は、四角柱状の誘電体片が小さくても、その天面だけでなく両側面から底面にわたって延びる比較的長い導電路を設けることができるので、小型化して実装スペースを狭めても導電路に所定長以上の長さを確保することができる。
【００１０】
上記の構成において、電極部を誘電体片の底面で導電路と接続することが好ましく、この場合、底面に設けた電極部を誘電体片の両側面に沿って天面まで延設させると、誘電体片を上下逆にした状態でプリント基板上に実装することができる。
【００１１】
また、かかる構成において、前記導電路を前記誘電体片の表面の溝内に設けておけば、一対の導電路を誘電体を介して対向させることができるので、両導電路を空気を介して対向させる構成に比べて結合度が高まる。
【００１２】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図１は本実施例に係る方向性結合器の斜視図、図２は該方向性結合器の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は該方向性結合器の底面図である。
【００１３】
これらの図に示す方向性結合器は、四角柱状の誘電体片１０と、この誘電体片１０の天面から両側面を経て底面の途中まで延びる互いに平行な一対の溝１１，１２内に形成された一対の導電路（結合線路）１３，１４と、誘電体片１０の四隅のうちの二つの隅部表面に沿って形成されて誘電体片１０の底面で導電路１３の端部１３ａ，１３ｂに接続されている電極部１５，１６と、誘電体片１０の四隅のうちの残り二つの隅部表面に沿って形成されて誘電体片１０の底面で導電路１４の端部１４ａ，１４ｂに接続されている電極部１７，１８とによって概略構成されている。
【００１４】
誘電体片１０は例えばセラミックからなり、その表面にレーザ加工を施して溝１１，１２が形成される。かかるレーザ加工において、溝１１と溝１２との間隔は全長にわたって所定の微小ギャップに保たれる。ただし、セラミックを焼成前のグリーンシートにプレス加工を施して溝１１，１２を形成しても良い。また、誘電体片１０を樹脂成形品となすことも可能である。
【００１５】
一対の導電路１３，１４は、例えば銀ペーストを溝１１，１２内に充填させることにより形成される。したがって、導電路１３，１４は溝１１，１２と同じく全長にわたって所定の微小ギャップを保ちつつ互いに平行に延びている。また、導電路１３の両端部１３ａ，１３ｂと導電路１４の両端部１４ａ，１４ｂは、図４に示すように誘電体片１０の底面に設けられている。
【００１６】
電極部１５〜１８は、銀ペーストもしくは銀・パラジウムペーストを誘電体片１０の表面に印刷して形成される。これらの電極部１５〜１８はいずれも、誘電体片１０の天面の隅部から下方の側面を経て底面まで形成されている。そして、この誘電体片１０の底面において、電極部１５，１６がそれぞれ導電路１３の端部１３ａ，１３ｂに接続され、電極部１７，１８がそれぞれ導電路１４の端部１４ａ，１４ｂに接続されている。
【００１７】
このように構成された方向性結合器は、四角柱状の誘電体片１０の天面から両側面および底面にわたって延びる比較的長い導電路１３，１４を形成することができるので、誘電体片１０が小さくても導電路１３，１４に所定長以上の長さを確保することができる。それゆえ、この方向性結合器は広い実装スペースを必要とせず、小型化を促進するうえで極めて有利である。
【００１８】
また、この方向性結合器は、誘電体片１０の表面の溝１１，１２の内部に導電路１３，１４が設けてあるので、図３に明らかなように、一対の導電路１３，１４が誘電体を介して対向している。したがって、両導電路１３，１４を空気を介して対向させる構成に比べて結合度が高まっており、溝１１，１２の深さを増すことで結合度をより一層高めることも可能である。また、その結果として、導電路１３，１４間のギャップを極端に狭めなくても所望の結合度が得やすくなるので製造コストが低減できる。
【００１９】
なお、上述した方向性結合器は、例えば導電路１３を主線路とし導電路１４を副線路として使用する場合、図示せぬプリント基板上でパワーアンプとアンテナとの間に導電路１３に接続された電極部１５，１６を接続すると共に、導電路１４に接続されている一方の電極部１７を接地して他方の電極部１８を図示せぬ検出制御回路に接続する。これにより、主線路である導電路１３に投入された送信電力の出力レベルに応じた電力信号を、副線路である導電路１４に発生させることができるので、この電力信号に基づき前記検出制御回路にて前記パワーアンプの出力調整を行って、送信電力を必要最小限のレベルに設定できるようになっている。その際、方向性結合器を誘電体片１０の天面が上を向くようにプリント基板上に載置し、誘電体片１０の底面に延設された各電極部１５，１６，１７，１８をプリント基板の対応するランドに半田付けすることができるが、その逆に、方向性結合器を誘電体片１０の底面が上を向くようにプリント基板上に載置し、誘電体片１０の天面に延設された各電極部１５，１６，１７，１８をプリント基板のランドに半田付けすることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２１】
四角柱状の誘電体片を用い、その天面だけでなく側面や底面にも導電路を設けた方向性結合器なので、実装スペースの小なる誘電体片の表面に所定長以上の長さにわたって一対の導電路を並設することができ、小型化が促進できる。
【００２２】
また、この誘電体片の表面に刻設した溝の内部に導電路を設けておけば、一対の導電路を誘電体を介して対向させることができるので、結合度を高めるうえで有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る方向性結合器の斜視図である。
【図２】該方向性結合器の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】該方向性結合器の底面図である。
【図５】従来の方向性結合器を示す平面図である。
【図６】図５に示す方向性結合器の側面図である。
【符号の説明】
１０誘電体片
１１，１２溝
１３，１４導電路（結合線路）
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ端部
１５，１６，１７，１８電極部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip-type directional coupler that is used in a cellular phone or the like.
[0002]
[Prior art]
A chip-type directional coupler incorporated in a wireless communication device such as a cellular phone has a pair of conductive paths, also called a microstrip line or a coupling line, and extracts microwave power traveling in one direction. It is a circuit element that sends the output level to the detection circuit.
[0003]
FIG. 5 is a plan view showing a conventional example of such a directional coupler, and FIG. 6 is a side view thereof. The directional coupler shown in these drawings includes a pair of conductive paths 2 and 3 extending in parallel to each other on a flat dielectric substrate 1 and electrode sections 4 connected to both ends of the conductive path 2. , 5 and electrode portions 6, 7 connected to both ends of the conductive path 3 are arranged on the side surface of the dielectric substrate 1 to be schematically configured. For example, when the conductive path 2 is used as the main line and the conductive path 3 is used as the sub line, the electrode portions 4 and 5 of the conductive path 2 are connected between the power amplifier and the antenna on a printed board (not shown), One electrode portion 6 of the conductive path 3 is grounded, and the other electrode portion 7 is connected to a detection control circuit (not shown). As a result, a power signal corresponding to the output level of the transmission power input to the conductive path 2 that is the main line can be generated in the conductive path 3 that is the sub-line. Based on this power signal, the detection control circuit By adjusting the output of the power amplifier, the transmission power can be set to a necessary minimum level.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional directional coupler described above, the pair of conductive paths 2 and 3 are formed on the top surface of the flat dielectric substrate 1 by using a technique such as printing or sputtering. In order to secure a desired degree of coupling, the paths 2 and 3 need to be arranged in parallel over a predetermined length or more, so that it is difficult to design the length dimension of the dielectric substrate 1 to be short. Therefore, this directional coupler has a problem that it is difficult to reduce the size suitable for high-density mounting.
[0005]
In addition, such a conventional directional coupler has a problem in that it is difficult to obtain a high degree of coupling because the pair of conductive paths 2 and 3 are opposed to each other via air on the dielectric substrate 1. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a rectangular pillar-shaped dielectric piece is used, and a conductive path is provided not only on the top surface but also on the side surface and the bottom surface. In this way, since a pair of conductive paths can be arranged in parallel on a plurality of different surfaces of dielectric pieces having a small mounting space over a predetermined length or more, miniaturization of the directional coupler can be promoted. .
[0007]
In addition, if a conductive path is provided inside the groove formed on the surface of the dielectric piece, the pair of conductive paths can be opposed to each other through the dielectric, which is advantageous in increasing the degree of coupling. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the directional coupler of the present invention, a rectangular pillar-shaped dielectric piece, a pair of conductive paths extending from the top surface of the dielectric piece to both side surfaces and extending in parallel to each other, and connected to the ends of these conductive paths And the conductive path extends from both side surfaces to the bottom surface of the dielectric piece .
[0009]
The directional coupler configured in this manner can be reduced in size because a relatively long conductive path extending from the bottom surface to the bottom surface as well as the top surface can be provided even if the square pillar-shaped dielectric piece is small. Even when the mounting space is narrowed, a length of a predetermined length or more can be secured in the conductive path.
[0010]
In the above configuration, it is preferable to connect the electrode portion to the conductive path at the bottom surface of the dielectric piece , and in this case, when the electrode portion provided on the bottom surface is extended to the top surface along both side surfaces of the dielectric piece, The dielectric piece can be mounted on a printed circuit board in an upside down state.
[0011]
Further, in this configuration, if the conductive path is provided in the groove on the surface of the dielectric piece, the pair of conductive paths can be opposed to each other via the dielectric. The degree of coupling is higher than that of the opposing configuration.
[0012]
【Example】
The embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the directional coupler according to the embodiment, FIG. 2 is a plan view of the directional coupler, and FIG. FIG. 4 is a bottom view of the directional coupler.
[0013]
The directional couplers shown in these drawings are formed in a rectangular pillar-shaped dielectric piece 10 and a pair of parallel grooves 11 and 12 extending from the top surface of the dielectric piece 10 through both side surfaces to the middle of the bottom surface. A pair of conductive paths (coupled lines) 13, 14 formed and two corners of the four corners of the dielectric piece 10, and the ends 13 a of the conductive path 13 at the bottom of the dielectric piece 10. The electrode portions 15, 16 connected to 13 b and the other two corner surfaces of the four corners of the dielectric piece 10 are formed along the bottom surface of the dielectric piece 10, and the ends 14 a, 14 b of the conductive path 14 on the bottom surface of the dielectric piece 10. And electrode portions 17 and 18 connected to each other.
[0014]
The dielectric piece 10 is made of, for example, ceramic, and the grooves 11 and 12 are formed by performing laser processing on the surface thereof. In such laser processing, the gap between the groove 11 and the groove 12 is kept at a predetermined minute gap over the entire length. However, the grooves 11 and 12 may be formed by pressing a green sheet before firing ceramic. In addition, the dielectric piece 10 can be a resin molded product.
[0015]
The pair of conductive paths 13 and 14 are formed by, for example, filling the grooves 11 and 12 with silver paste. Therefore, like the grooves 11 and 12, the conductive paths 13 and 14 extend in parallel with each other while maintaining a predetermined minute gap over the entire length. Further, both end portions 13a and 13b of the conductive path 13 and both end portions 14a and 14b of the conductive path 14 are provided on the bottom surface of the dielectric piece 10 as shown in FIG.
[0016]
The electrode portions 15 to 18 are formed by printing silver paste or silver / palladium paste on the surface of the dielectric piece 10. All of these electrode portions 15 to 18 are formed from the corner portion of the top surface of the dielectric piece 10 to the bottom surface through the lower side surface. On the bottom surface of the dielectric piece 10, the electrode portions 15 and 16 are connected to the end portions 13a and 13b of the conductive path 13, respectively, and the electrode portions 17 and 18 are connected to the end portions 14a and 14b of the conductive path 14, respectively. ing.
[0017]
The directional coupler configured in this way can form relatively long conductive paths 13 and 14 extending from the top surface to both side surfaces and the bottom surface of the rectangular pillar-shaped dielectric piece 10. Even if it is small, the conductive paths 13 and 14 can be secured to a length of a predetermined length or more. Therefore, this directional coupler does not require a large mounting space and is extremely advantageous for promoting miniaturization.
[0018]
In addition, since the conductive paths 13 and 14 are provided in the grooves 11 and 12 on the surface of the dielectric piece 10, the directional coupler has a pair of conductive paths 13 and 14 as is apparent from FIG. Opposing via a dielectric. Therefore, the degree of coupling is higher than the configuration in which both conductive paths 13 and 14 are opposed to each other via air, and the degree of coupling can be further increased by increasing the depth of the grooves 11 and 12. Further, as a result, a desired degree of coupling can be easily obtained without extremely narrowing the gap between the conductive paths 13 and 14, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0019]
The directional coupler described above is connected to the conductive path 13 between the power amplifier and the antenna on a printed circuit board (not shown), for example, when the conductive path 13 is used as the main line and the conductive path 14 is used as the sub line. The electrode portions 15 and 16 are connected, one electrode portion 17 connected to the conductive path 14 is grounded, and the other electrode portion 18 is connected to a detection control circuit (not shown). As a result, a power signal corresponding to the output level of the transmission power input to the conductive path 13 serving as the main line can be generated in the conductive path 14 serving as the sub-line, so that the detection control circuit is based on this power signal. By adjusting the output of the power amplifier, the transmission power can be set to a necessary minimum level. At that time, the directional coupler is placed on the printed circuit board so that the top surface of the dielectric piece 10 faces upward, and the respective electrode portions 15, 16, 17, 18 extended on the bottom surface of the dielectric piece 10. Can be soldered to the corresponding land of the printed circuit board, but conversely, the directional coupler is placed on the printed circuit board so that the bottom surface of the dielectric piece 10 faces upward. It is also possible to solder each electrode part 15, 16, 17, 18 extended on the top surface to the land of the printed circuit board.
[0020]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0021]
Since it is a directional coupler that uses a rectangular pillar-shaped dielectric piece and is provided with a conductive path not only on its top surface but also on its side and bottom surfaces, a pair of dielectric strips with a predetermined mounting length or more on the surface of the dielectric piece with a small mounting space. The conductive paths can be arranged side by side, and miniaturization can be promoted.
[0022]
In addition, if a conductive path is provided inside the groove formed on the surface of the dielectric piece, the pair of conductive paths can be opposed to each other through the dielectric, which is advantageous in increasing the degree of coupling. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a directional coupler according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the directional coupler.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a bottom view of the directional coupler.
FIG. 5 is a plan view showing a conventional directional coupler.
6 is a side view of the directional coupler shown in FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Dielectric pieces 11, 12 Grooves 13, 14 Conductive path (coupled line)
13a, 13b, 14a, 14b End portions 15, 16, 17, 18 Electrode portion

Claims

A rectangular pillar-shaped dielectric piece, a pair of conductive paths extending from the top surface of the dielectric piece to both side surfaces and extending in parallel with each other, and an electrode portion connected to ends of the conductive paths , The directional coupler according to claim 1, wherein a conductive path extends from both side surfaces to the bottom surface of the dielectric piece .

The directional coupler according to claim 1 , wherein the electrode portion is connected to the conductive path at a bottom surface of the dielectric piece.

3. The directional coupler according to claim 2 , wherein the electrode portion extends from the bottom surface to the top surface along both side surfaces of the dielectric piece.

4. The directional coupler according to claim 1 , wherein the conductive path is provided in a groove of the dielectric piece.