JP4360045B2 - Multilayer directional coupler - Google Patents

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JP4360045B2
JP4360045B2 JP2001135338A JP2001135338A JP4360045B2 JP 4360045 B2 JP4360045 B2 JP 4360045B2 JP 2001135338 A JP2001135338 A JP 2001135338A JP 2001135338 A JP2001135338 A JP 2001135338A JP 4360045 B2 JP4360045 B2 JP 4360045B2
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博志 増田
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型方向性結合器、特に、携帯電話などの無線通信機器などに使用される積層型方向性結合器に関する。
【0002】
【従来の技術】
1/4波長に相当する電気長を有する伝送線路を用いた方向性結合器は、高周波機器に従来から用いられている。また、積層型方向性結合器も、小型であるという利点から携帯電話等の小型無線通信機器に広く用いられている。
【0003】
ところで、近年、一つの携帯電話端末機で二つの周波数帯での通話ができるデュアルバンド携帯電話の提案がなされている。そして、このデュアルバンド携帯電話端末機に使用される積層型方向性結合器として、特開平11−261313号公報記載のものが知られている。この方向性結合器は、図6に示すように、主線路3,5をそれぞれ表面に設けた誘電体シート2b,2dと、副線路4を表面に設けた誘電体シート2cと、グランド電極6,7をそれぞれ表面に設けた誘電体シート2a,2e等で構成されている。主線路3,5は、シート2b,2cを挟んでそれぞれ副線路4に対向するように形成されている。従って、主線路3と副線路4、並びに、主線路5と副線路4は、それぞれ電磁結合して結合器を構成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の積層型方向性結合器1は、二つの主線路3,5がそれぞれ副線路4の共通の部分に電磁結合しているため、主線路3と5の間のアイソレーションが悪いという問題があった。
【0005】
また、主線路3は二つの使用中心周波数のうちいずれか一方の使用中心周波数の1/4波長に相当する電気長に設定され、主線路5は他方の使用中心周波数の1/4波長に相当する電気長に設定されている。つまり、主線路3,5はそれぞれ最適の電気長に設定されており、異なる電気長を有している。ところが、副線路4は共用されているため、副線路4の電気長は、主線路3と5を比較して長い方の電気長に合わされている。従って、デュアルバンド携帯電話端末機の二つの周波数帯のそれぞれに対してアイソレーション特性や電磁結合特性などを個別に最適化することができないという不具合があった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、周波数帯毎に独立して電気特性を最適化することができ、かつ、主線路間のアイソレーションが優れている積層型方向性結合器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段と作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る積層型方向性結合器は、
(a)周波数の異なる高周波信号が伝送される主線路と、
(b)前記二つ以上の主線路にそれぞれ電磁気的に結合する二つ以上の結合線路部、及び、該二以上の結合線路部を接続するビアホール導体を有する一つの副線路と、
(c)記副線路に対向したグランド電極と、
(d)前記主線路と前記副線路と前記グランド電極の間にそれぞれ配置された誘電体層とを備え、
(e)前記主線路と前記副線路と前記グランド電極と前記誘電体層とを積み重ねて積層体を構成するとともに、前記副線路の結合線路部を前記積層体の積み重ね方向に前記グランド電極が設けられた誘電体層を挟んで並置し
(f)前記ビアホール導体の周囲には前記グランド電極が設けられていない無電極部が形成されていること、
を特徴とする。
また、前記二つ以上の結合線路部はそれぞれ、前記積層体の積み重ね方向において、前記二つ以上の主線路と前記グランド電極との間に設けられていてもよい。
【0008】
以上の構成により、副線路が複数の結合線路部にて構成され、これらの結合線路部のそれぞれが主線路に独立して電磁気的に結合する。つまり、複数の主線路はそれぞれ副線路の異なる部分に電磁結合しているため、主線路間のアイソレーションが改善される。さらに、副線路のそれぞれの結合線路部毎に、その電気長などを設定できる。
【0009】
述の積層型方向性結合器において、主線路と副線路を入れ替えて、二つ以上の副線路と、二つ以上の結合線路部を有する一つの主線路とを備えるようにしてもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層型方向性結合器の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。各実施形態において、同一部品及び同一部分には同じ符号を付した。
【0011】
[第1実施形態、図1〜図3]
図1に示すように、積層型方向性結合器11は、主線路14,15をそれぞれ表面に設けた誘電体シート12d,12hと、副線路13の結合線路部13a,13bをそれぞれ表面に設けた誘電体シート12e,12gと、グランド電極18,19,20をそれぞれ表面に設けた誘電体シート12b,12f,12j等で構成されている。誘電体シート12a〜12jの材料としては、エポキシ等の樹脂あるいはセラミック誘電体等が用いられる。第1実施形態では、誘電体シート12a〜12jの材料として、誘電体セラミック粉末を結合剤と共に混練した後、シート状にしたものを用いた。各誘電体シート12a〜12jのシート厚は所定の寸法に設定されている。つまり、シート12b,12d,12g,12iは、他のシート12a,12c,12e,12f,12h,12jより厚く設定されている。このとき、シート12b,12d,12g,12iの厚さは、他のシート12a等と同じシート厚のものを複数枚積み重ねて確保してもよいし、1枚の厚いシートを用いて確保してもよい。
【0012】
主線路14は渦巻形状であり、主線路14の一端は、シート12cに設けたビアホール25を介して、引出し電極16に電気的に接続される。主線路15は渦巻形状であり、主線路15の一端は、シート12hに設けたビアホール25を介して、引出し電極17に電気的に接続される。主線路14,15は、それぞれ使用中心周波数の1/4波長に相当する電気長を有している。副線路13は、渦巻形状の結合線路部13a,13bを有している。結合線路部13aと13bは、シート12e,12fにそれぞれ設けたビアホール25を介して電気的に直列に接続される。
【0013】
シールド用グランド電極18,19,20は、それぞれシート12b,12f,12jの略全面に設けられている。これらのシールド用グランド電極18〜20は方向性結合器の特性を考慮して、主線路14,15や副線路13の結合線路部13a,13bから所定の距離だけ離れた位置に配置されることが好ましい。ただし、グランド電極18,20は、片方が設けられていなくてもよい。主線路14,15、副線路13及びシールド用電極18〜20などは、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、フォトリソグラフィ法等の方法により形成され、Ag−Pd,Ag,Pd,Cu等の材料からなる。
【0014】
各シート12a〜12jは積み重ねられ、一体的に焼成されることにより、図2に示すように矩形体状の積層体30とされる。積層体30には8個の外部電極31〜36,G1,G2が形成されている。これらの外部電極31〜36,G1,G2はスパッタリング法、蒸着法、塗布法、印刷法等の方法によって形成され、Ag−Pd,Ag,Pd,Cu,Cu合金などの材料からなる。
【0015】
積層体30の手前側および奥側の側面に形成された外部電極31,32はそれぞれ、引出し電極16および主線路14に電気的に接続しており、主線路14の外部端子として機能する。外部電極33,34はそれぞれ、引出し電極17および主線路15に電気的に接続しており、主線路15の外部端子として機能する。外部電極G1,G2は、グランド電極18〜20に電気的に接続し、グランド端子として機能する。積層体30の左右の端面に形成された外部電極35,36はそれぞれ、副線路13の結合線路部13a,13bに電気的に接続しており、副線路13の外部端子として機能する。図3に積層型方向性結合器11の電気等価回路図を示す。
【0016】
以上の構成からなる方向性結合器11において、副線路13の結合線路部13aと主線路14がシールド用グランド電極18と19の間に配置され、ストリップライン構造をしている。結合線路部13bと主線路15も、シールド用グランド電極19と20の間に配置され、ストリップライン構造をしている。そして、主線路14と副線路13の結合線路部13aがシート12dを挟んで対向するように形成されている。従って、主線路14の渦巻状パターンと結合線路部13aの渦巻状パターンとは平面視で略重なっており、対向している部分で電磁結合(ライン結合)して結合器1を構成する。同様に、主線路15の渦巻状パターンと結合線路部13bの渦巻状パターンとは平面視で略重なっており、対向している部分で電磁結合(ライン結合)して結合器2を構成する。
【0017】
ここに、方向性結合器11の電気特性を調整する場合、誘電体シート12d,12gの厚みや、副線路13の結合線路部13a,13bおよび主線路14,15のライン幅あるいは巻回数を変えることにより、主線路14と結合線路部13aの間の電磁結合、並びに、主線路15と結合線路部13bの間の電磁結合を調整する。
【0018】
さらに、本第1実施形態では、結合線路部13aと13bの間にシールド用グランド電極19を設けて結合器1と2の電磁的結合を防止している。シールド用グランド電極19には、ビアホール25の周囲に無電極部19aが形成されている。
【0019】
この方向性結合器11は、副線路13が二つの結合線路部13a,13bを有し、これら二つの結合線路部13a,13bのそれぞれが主線路14,15に独立して電磁気的に結合しているので、主線路14と15の間のアイソレーションを改善することができる。さらに、電気長の異なる主線路14,15に合わせて、結合線路部13a,13b毎に電気長を設定できるため、二つの使用周波数帯のそれぞれに対してアイソレーション特性や電磁結合特性などを個別に最適化することができる。さらに、副線路13の結合線路部13a,13bを、積層体30の積み重ね方向に誘電体シート12e,12fを挟んで並置しているので、同一誘電体シート上に二つの結合線路部13a,13bを並置した場合と比較して、方向性結合器11のサイズを約1/2に抑えることができる。
【0020】
次に、この方向性結合器11をデュアルバンド携帯電話端末機の送信回路部に使用した場合について、図3を参照して説明する。通常、高周波(マイクロ波)信号の送信は、使用する二つのシステム(例えば900MHz帯と1800MHz帯)に対応するそれぞれの信号を同時に送信することはなく、二つの結合器1と2が同時に動作することはない。
【0021】
変調回路部から伝送されてきた高周波の伝送信号は、送信電力増幅器41で増幅された後、方向性結合器11、分波器42を経てアンテナ43に供給され、該アンテナ43から空中に放射される。方向性結合器11の副線路13の一端は抵抗Rで終端され、他端は自動利得制御回路44に電気的に接続されている。この副線路13は、主線路14(又は15)を送信電力増幅器41から分波器42に向かって伝送される送信信号に結合して、それに比例する出力(送信信号の数十〜数分の一の電力)を取り出し、自動利得制御回路44に供給している。自動利得制御回路44は、副線路13から取り出された前記出力をモニタすると共に、送信電力増幅器41のゲインを制御している。さらに、方向性結合器11を用いれば、自動利得制御回路44や送信電力増幅器41などの回路を共有でき、高密度実装に有効である。
【0022】
[第2実施形態、図4及び図5]
伝送線路(主線路や副線路)に対向しているグランド電極には、伝送線路の磁界により渦電流が発生する。この渦電流による損失は、方向性結合器のQを劣化させる。そこで、本第2実施形態では、この渦電流損によるQの劣化を防止することができる方向性結合器について説明する。
【0023】
図4及び図5に示すように、第2実施形態の積層型方向性結合器51は、前記第1実施形態の方向性結合器11において、シールド用グランド電極及びグランド外部電極を省いたものと同様のものである。従って、主線路14,15や副線路13の磁界によってグランド電極に発生していた渦電流損を削減することができる。この結果、方向性結合器51のQが向上し、挿入損失を抑えることができる。なお、誘電体シート12b,12f又は12jのいずれか一つの誘電体シートのみに、シールド用グランド電極を形成してもよい。
【0024】
[他の実施形態]
なお、本発明に係る積層型方向性結合器は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、前記第1及び第2実施形態の方向性結合器11,51において、主線路と副線路を入れ替え、二つ以上の副線路と、二つ以上の結合線路部を有する一つの主線路とを備える方向性結合器として使用してもよい。具体的には、第1及び第2実施形態の方向性結合器11,51において、渦巻状パターン14,15を副線路とし、渦巻状パターン13a,13bをそれぞれ主線路の結合線路部として使用してもよい。
【0025】
また、主線路および副線路の形状は任意であり、渦巻状の他に、蛇行状、直線状であってもよい。また、主線路および副線路は、必ずしも1/4波長の長さに設定する必要はなく、ライン幅も全ての線路が等しい寸法に設定される必要もない。さらに、本発明に係る積層型方向性結合器が内蔵する結合器の数は、2以上任意である。
【0026】
また、主線路および副線路は、二つのグランド電極の間に配置されたストリップライン構造に限るものではなく、誘電体層を挟んで一つのグランド電極のみに対置する、いわゆるマイクロストリップライン構造であってもよい。さらに、主線路と副線路の電磁結合はライン結合に限るものではない。複数の渦巻状線路パターンをビアホールを介して直列に接続し、多層構造の主線路や副線路を構成した場合には、主線路と副線路はコイル結合する。
【0027】
また、前記実施形態は個産品の場合を例にして説明したが、量産時の場合には複数個分の方向性結合器を備えたマザー基板を製作し、所望のサイズに切り出して製品とすることができる。さらに、前記実施形態は、導体が形成された誘電体シートを積み重ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。シートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以下に説明する製法によって方向性結合器を製作してもよい。印刷等の手段によりペースト状の誘電体材料を塗布して誘電体層を形成した後、その誘電体層の表面にペースト状の導電体材料を塗布して任意の導体を形成する。次に、ペースト状の誘電体材料を前記導体の上から塗布する。こうして順に重ね塗りすることによって積層構造を有する方向性結合器が得られる。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、副線路が複数の結合線路部にて構成され、これらの結合線路部のそれぞれが主線路に独立して電磁気的に結合する。つまり、複数の主線路はそれぞれ副線路の異なる部分に電磁結合しているため、主線路間のアイソレーションを改善することができる。さらに、副線路のそれぞれの結合線路部毎に、その電気長などを設定できる。従って、使用周波数帯のそれぞれに対して電気特性を個別に最適化することができる。さらに、副線路の結合線路部を、積層体の積み重ね方向に誘電体層を挟んで並置しているので、同一誘電体層上に二つの結合線路部を並置した場合と比較して、方向性結合器のサイズを約1/2に抑えることができる。
【0029】
また、主線路や副線路の伝送線路に対向しているグランド電極を省くことにより、伝送線路の磁界によりグランド電極に発生していた渦電流損を削減でき、方向性結合器のQを向上させ、挿入損失を抑えることができる。さらに、積層型方向性結合器において、二つ以上の副線路と、二つ以上の結合線路部を有する一つの主線路とを備えることにより、通信機器の設計の自由度が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る積層型方向性結合器の第1実施形態を示す分解斜視図。
【図2】図1に示した積層型方向性結合器の外観斜視図。
【図3】図1に示した積層型方向性結合器を用いたデュアルバンド携帯電話端末機の送信回路部を示す電気ブロック図。
【図4】本発明に係る積層型方向性結合器の第2実施形態を示す分解斜視図。
【図5】図4に示した積層型方向性結合器の外観斜視図。
【図6】従来の積層型方向性結合器を示す分解斜視図。
【符号の説明】
11,51…積層型方向性結合器
12a〜12j…誘電体シート
13…副線路
13a,13b…結合線路部
14,15…主線路
18〜20…グランド電極
30…積層体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stacked directional coupler, and more particularly to a stacked directional coupler used for wireless communication equipment such as a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
A directional coupler using a transmission line having an electrical length corresponding to a quarter wavelength has been conventionally used in high-frequency equipment. A laminated directional coupler is also widely used in small wireless communication devices such as mobile phones because of its small size.
[0003]
By the way, in recent years, there has been proposed a dual-band mobile phone capable of making calls in two frequency bands with one mobile phone terminal. A multilayer directional coupler used in this dual-band mobile phone terminal is known from JP-A-11-261313. As shown in FIG. 6, this directional coupler includes dielectric sheets 2 b and 2 d provided with main lines 3 and 5 on the surface, a dielectric sheet 2 c provided with sub-lines 4 on the surface, and a ground electrode 6. , 7 are provided with dielectric sheets 2a, 2e and the like provided on the surface. The main lines 3 and 5 are formed so as to face the sub lines 4 with the sheets 2b and 2c interposed therebetween. Therefore, the main line 3 and the sub line 4 and the main line 5 and the sub line 4 are electromagnetically coupled to constitute a coupler.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional laminated directional coupler 1 has poor isolation between the main lines 3 and 5 because the two main lines 3 and 5 are electromagnetically coupled to the common part of the sub-line 4 respectively. There was a problem.
[0005]
The main line 3 is set to an electrical length corresponding to a quarter wavelength of one of the two used center frequencies, and the main line 5 corresponds to a quarter wavelength of the other used center frequency. Set to electrical length. That is, the main lines 3 and 5 are set to optimum electric lengths, and have different electric lengths. However, since the secondary line 4 is shared, the electrical length of the secondary line 4 is adjusted to the longer electrical length of the main lines 3 and 5. Accordingly, there is a problem in that the isolation characteristics and electromagnetic coupling characteristics cannot be individually optimized for each of the two frequency bands of the dual-band mobile phone terminal.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stacked directional coupler that can optimize electrical characteristics independently for each frequency band and has excellent isolation between main lines.
[0007]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a laminated directional coupler according to the present invention is provided.
(A) a main line through which high-frequency signals having different frequencies are transmitted;
(B) two or more coupled line portions that are electromagnetically coupled to the two or more main lines, respectively , and one sub-line having a via-hole conductor connecting the two or more coupled line portions ;
And the ground electrode facing the front Kifukusen path (c),
(D) comprising a dielectric layer disposed between the main line, the sub line, and the ground electrode,
(E) The main line, the sub line, the ground electrode, and the dielectric layer are stacked to form a stacked body, and the coupling line portion of the sub line is provided in the stacking direction of the stacked body. Juxtaposed across the dielectric layer ,
(F) An electrodeless portion where the ground electrode is not provided is formed around the via-hole conductor ,
It is characterized by.
Further, each of the two or more coupled line portions may be provided between the two or more main lines and the ground electrode in the stacking direction of the stacked body.
[0008]
With the above configuration, the sub-line is configured with a plurality of coupled line portions, and each of these coupled line portions is electromagnetically coupled to the main line independently. That is, since the plurality of main lines are electromagnetically coupled to different parts of the sub-lines, the isolation between the main lines is improved. Furthermore, the electrical length and the like can be set for each coupled line portion of the sub line.
[0009]
Before mentioned the laminated type directional coupler, interchanged main line and the sub-line, and two or more sub-line, may be provided and one of the main line having two or more binding line section.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a laminated directional coupler according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each embodiment, the same parts and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0011]
[First Embodiment, FIGS. 1 to 3]
As shown in FIG. 1, the laminated directional coupler 11 includes dielectric sheets 12d and 12h having main lines 14 and 15 provided on the surface thereof, and coupling line portions 13a and 13b of the sub line 13 provided on the surface thereof, respectively. The dielectric sheets 12e, 12g, and the dielectric sheets 12b, 12f, 12j having ground electrodes 18, 19, 20 provided on the surface thereof, respectively. As a material of the dielectric sheets 12a to 12j, a resin such as epoxy or a ceramic dielectric is used. In the first embodiment, as a material for the dielectric sheets 12a to 12j, a dielectric ceramic powder that is kneaded with a binder and then formed into a sheet shape is used. The sheet thickness of each dielectric sheet 12a-12j is set to a predetermined dimension. That is, the sheets 12b, 12d, 12g, and 12i are set thicker than the other sheets 12a, 12c, 12e, 12f, 12h, and 12j. At this time, the thickness of the sheets 12b, 12d, 12g, and 12i may be secured by stacking a plurality of sheets having the same sheet thickness as the other sheets 12a or the like, or secured by using one thick sheet. Also good.
[0012]
The main line 14 has a spiral shape, and one end of the main line 14 is electrically connected to the extraction electrode 16 through a via hole 25 provided in the sheet 12c. The main line 15 has a spiral shape, and one end of the main line 15 is electrically connected to the extraction electrode 17 through a via hole 25 provided in the sheet 12h. The main lines 14 and 15 each have an electrical length corresponding to a quarter wavelength of the used center frequency. The sub line 13 has spiral coupled line parts 13a and 13b. The coupled line portions 13a and 13b are electrically connected in series via via holes 25 provided in the sheets 12e and 12f, respectively.
[0013]
The shielding ground electrodes 18, 19, and 20 are provided on substantially the entire surfaces of the sheets 12b, 12f, and 12j, respectively. These shielding ground electrodes 18 to 20 are arranged at a predetermined distance from the coupled line portions 13a and 13b of the main lines 14 and 15 and the sub line 13 in consideration of the characteristics of the directional coupler. Is preferred. However, one of the ground electrodes 18 and 20 may not be provided. The main lines 14 and 15, the sub line 13, and the shielding electrodes 18 to 20 are formed by a method such as a sputtering method, a vapor deposition method, a printing method, and a photolithography method, and are made of a material such as Ag-Pd, Ag, Pd, or Cu. Consists of.
[0014]
The sheets 12a to 12j are stacked and integrally fired to form a rectangular laminate 30 as shown in FIG. Eight external electrodes 31 to 36, G1, and G2 are formed on the laminate 30. These external electrodes 31 to 36, G1, and G2 are formed by a method such as a sputtering method, a vapor deposition method, a coating method, and a printing method, and are made of a material such as Ag—Pd, Ag, Pd, Cu, or Cu alloy.
[0015]
External electrodes 31 and 32 formed on the front and back side surfaces of the laminate 30 are electrically connected to the extraction electrode 16 and the main line 14, respectively, and function as external terminals of the main line 14. The external electrodes 33 and 34 are electrically connected to the extraction electrode 17 and the main line 15, respectively, and function as external terminals of the main line 15. The external electrodes G1 and G2 are electrically connected to the ground electrodes 18 to 20 and function as ground terminals. The external electrodes 35 and 36 formed on the left and right end faces of the multilayer body 30 are electrically connected to the coupled line portions 13 a and 13 b of the sub line 13, respectively, and function as external terminals of the sub line 13. FIG. 3 shows an electrical equivalent circuit diagram of the laminated directional coupler 11.
[0016]
In the directional coupler 11 having the above configuration, the coupled line portion 13a of the sub line 13 and the main line 14 are disposed between the shield ground electrodes 18 and 19 to form a stripline structure. The coupled line portion 13b and the main line 15 are also disposed between the shield ground electrodes 19 and 20, and have a stripline structure. And the coupling line part 13a of the main line 14 and the subline 13 is formed so that it may oppose on both sides of the sheet | seat 12d. Therefore, the spiral pattern of the main line 14 and the spiral pattern of the coupled line portion 13a substantially overlap each other in plan view, and the coupler 1 is configured by electromagnetic coupling (line coupling) at the opposed portions. Similarly, the spiral pattern of the main line 15 and the spiral pattern of the coupled line portion 13b substantially overlap each other in plan view, and the coupler 2 is configured by electromagnetic coupling (line coupling) at the opposed portions.
[0017]
Here, when adjusting the electrical characteristics of the directional coupler 11, the thicknesses of the dielectric sheets 12d and 12g, the line widths or the number of turns of the coupling line portions 13a and 13b of the sub line 13 and the main lines 14 and 15 are changed. Thus, the electromagnetic coupling between the main line 14 and the coupled line portion 13a and the electromagnetic coupling between the main line 15 and the coupled line portion 13b are adjusted.
[0018]
Further, in the first embodiment, a shield ground electrode 19 is provided between the coupled line portions 13a and 13b to prevent electromagnetic coupling between the couplers 1 and 2. The shield ground electrode 19 has an electrodeless portion 19 a formed around the via hole 25.
[0019]
In this directional coupler 11, the sub-line 13 has two coupled line portions 13 a and 13 b, and these two coupled line portions 13 a and 13 b are electromagnetically coupled to the main lines 14 and 15 independently. Therefore, the isolation between the main lines 14 and 15 can be improved. Furthermore, since the electrical length can be set for each of the coupled line portions 13a and 13b in accordance with the main lines 14 and 15 having different electrical lengths, the isolation characteristics, the electromagnetic coupling characteristics, etc. can be individually set for each of the two used frequency bands. Can be optimized. Further, since the coupled line portions 13a and 13b of the sub-line 13 are juxtaposed with the dielectric sheets 12e and 12f sandwiched in the stacking direction of the laminate 30, the two coupled line portions 13a and 13b are disposed on the same dielectric sheet. The size of the directional coupler 11 can be reduced to about ½ compared to the case where the two are juxtaposed.
[0020]
Next, a case where this directional coupler 11 is used in a transmission circuit unit of a dual band mobile phone terminal will be described with reference to FIG. Usually, the transmission of a high frequency (microwave) signal does not simultaneously transmit signals corresponding to two systems to be used (for example, 900 MHz band and 1800 MHz band), and the two couplers 1 and 2 operate simultaneously. There is nothing.
[0021]
The high-frequency transmission signal transmitted from the modulation circuit unit is amplified by the transmission power amplifier 41, supplied to the antenna 43 through the directional coupler 11 and the branching filter 42, and radiated from the antenna 43 into the air. The One end of the sub line 13 of the directional coupler 11 is terminated with a resistor R, and the other end is electrically connected to the automatic gain control circuit 44. The sub line 13 couples the main line 14 (or 15) to a transmission signal transmitted from the transmission power amplifier 41 toward the branching filter 42, and outputs proportional to it (several tens to several minutes of the transmission signal). 1) is taken out and supplied to the automatic gain control circuit 44. The automatic gain control circuit 44 monitors the output extracted from the sub line 13 and controls the gain of the transmission power amplifier 41. Furthermore, if the directional coupler 11 is used, circuits such as the automatic gain control circuit 44 and the transmission power amplifier 41 can be shared, which is effective for high-density mounting.
[0022]
[Second Embodiment, FIGS. 4 and 5]
An eddy current is generated in the ground electrode facing the transmission line (main line or sub line) by the magnetic field of the transmission line. The loss due to this eddy current degrades the Q of the directional coupler. Therefore, in the second embodiment, a directional coupler capable of preventing the deterioration of Q due to this eddy current loss will be described.
[0023]
As shown in FIGS. 4 and 5, the stacked directional coupler 51 of the second embodiment is the same as the directional coupler 11 of the first embodiment except that the shielding ground electrode and the ground external electrode are omitted. It is the same thing. Therefore, the eddy current loss generated in the ground electrode due to the magnetic fields of the main lines 14 and 15 and the sub line 13 can be reduced. As a result, the Q of the directional coupler 51 is improved and insertion loss can be suppressed. The shield ground electrode may be formed only on one of the dielectric sheets 12b, 12f, or 12j.
[0024]
[Other Embodiments]
The laminated directional coupler according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist thereof. For example, in the directional couplers 11 and 51 of the first and second embodiments, the main line and the sub line are interchanged, and two or more sub lines and one main line having two or more coupled line parts You may use as a directional coupler provided with. Specifically, in the directional couplers 11 and 51 of the first and second embodiments, the spiral patterns 14 and 15 are used as sub-lines, and the spiral patterns 13a and 13b are used as the coupled line portions of the main lines, respectively. May be.
[0025]
Moreover, the shapes of the main line and the sub line are arbitrary, and may be meandering or linear in addition to the spiral shape. Further, the main line and the sub line do not necessarily have to be set to a length of ¼ wavelength, and the line width does not have to be set to the same dimension for all the lines. Furthermore, the number of couplers built in the laminated directional coupler according to the present invention is arbitrary two or more.
[0026]
Further, the main line and the sub line are not limited to a strip line structure disposed between two ground electrodes, but are a so-called microstrip line structure in which only one ground electrode is placed with a dielectric layer in between. May be. Further, the electromagnetic coupling between the main line and the sub line is not limited to the line coupling. When a plurality of spiral line patterns are connected in series via via holes to form a main line and a sub line having a multilayer structure, the main line and the sub line are coil-coupled.
[0027]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case of the individual product as an example, in the case of mass production, the mother board | substrate provided with the directional coupler for several pieces is manufactured, and it cuts out to desired size and is set as a product. be able to. Further, in the above-described embodiment, the dielectric sheets on which the conductors are formed are stacked and then fired integrally. However, the present invention is not necessarily limited to this. A sheet fired in advance may be used. Moreover, you may manufacture a directional coupler by the manufacturing method demonstrated below. A paste-like dielectric material is applied by means of printing or the like to form a dielectric layer, and then a paste-like conductor material is applied to the surface of the dielectric layer to form an arbitrary conductor. Next, a paste-like dielectric material is applied over the conductor. In this way, a directional coupler having a laminated structure can be obtained by successively applying in layers.
[0028]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the sub-line is constituted by a plurality of coupled line portions, and each of these coupled line portions is electromagnetically coupled independently to the main line. That is, since the plurality of main lines are electromagnetically coupled to different portions of the sub lines, the isolation between the main lines can be improved. Furthermore, the electrical length and the like can be set for each coupled line portion of the sub line. Therefore, the electrical characteristics can be individually optimized for each of the used frequency bands. Furthermore, since the coupled line portion of the sub line is juxtaposed with the dielectric layer sandwiched in the stacking direction of the laminate, the directionality is compared with the case where two coupled line portions are juxtaposed on the same dielectric layer. The size of the coupler can be reduced to about ½.
[0029]
Further, by omitting the ground electrode facing the transmission line of the main line and the sub line, the eddy current loss generated in the ground electrode due to the magnetic field of the transmission line can be reduced, and the Q of the directional coupler is improved. Insertion loss can be suppressed. Furthermore, in the laminated directional coupler, the degree of freedom in designing communication equipment is increased by including two or more sub-lines and one main line having two or more coupled line portions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a laminated directional coupler according to the present invention.
2 is an external perspective view of the stacked directional coupler shown in FIG. 1. FIG.
3 is an electrical block diagram showing a transmission circuit unit of a dual-band mobile phone terminal using the stacked directional coupler shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the laminated directional coupler according to the present invention.
5 is an external perspective view of the stacked directional coupler shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional laminated directional coupler.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 51 ... Laminated type directional coupler 12a-12j ... Dielectric sheet 13 ... Sub line 13a, 13b ... Coupling line part 14, 15 ... Main line 18-20 ... Ground electrode 30 ... Laminated body

Claims (4)

周波数の異なる高周波信号が伝送される二つ以上の主線路と、
前記二つ以上の主線路にそれぞれ電磁気的に結合する二つ以上の結合線路部、及び、該二以上の結合線路部を接続するビアホール導体を有する一つの副線路と、
記副線路に対向したグランド電極と、
前記主線路と前記副線路と前記グランド電極の間にそれぞれ配置された誘電体層とを備え、
前記主線路と前記副線路と前記グランド電極と前記誘電体層とを積み重ねて積層体を構成するとともに、前記副線路の結合線路部を前記積層体の積み重ね方向に前記グランド電極が設けられた誘電体層を挟んで並置し
前記ビアホール導体の周囲には前記グランド電極が設けられていない無電極部が形成されていること、
を特徴とする積層型方向性結合器。
Two or more main lines for transmitting high-frequency signals of different frequencies;
Two or more coupled line portions that are electromagnetically coupled to the two or more main lines, respectively , and one sub-line having a via-hole conductor connecting the two or more coupled line portions ;
And the ground electrode facing the front Kifukusen path,
A dielectric layer disposed between the main line, the sub line, and the ground electrode,
The main line, the sub line, the ground electrode, and the dielectric layer are stacked to form a stacked body, and the coupling line portion of the sub line is provided with the ground electrode in the stacking direction of the stacked body. Juxtaposing the body layer ,
Around the via hole conductor is formed an electrodeless portion where the ground electrode is not provided ,
A laminated directional coupler characterized by the above.
前記二つ以上の結合線路部はそれぞれ、前記積層体の積み重ね方向において、前記二つ以上の主線路と前記グランド電極との間に設けられていること、Each of the two or more coupled line portions is provided between the two or more main lines and the ground electrode in the stacking direction of the stacked body;
を特徴とする請求項1に記載の積層型方向性結合器。The laminated directional coupler according to claim 1.
周波数の異なる高周波信号が伝送される二つ以上の副線路と、
前記二つ以上の副線路にそれぞれ電磁気的に結合する二つ以上の結合線路部、及び、該二以上の結合線路部を接続するビアホール導体を有する一つの主線路と、
前記主線路に対向したグランド電極と、
前記主線路と前記副線路と前記グランド電極の間にそれぞれ配置された誘電体層とを備え、
前記主線路と前記副線路と前記グランド電極と前記誘電体層とを積み重ねて積層体を構成するとともに、前記主線路の結合線路部を前記積層体の積み重ね方向に前記グランド電極が設けられた誘電体層を挟んで並置し
前記ビアホール導体の周囲には前記グランド電極が設けられていない無電極部が形成されていること、
を特徴とする積層型方向性結合器。
Two or more sub-lines that transmit high-frequency signals of different frequencies;
Two or more coupled line portions that are electromagnetically coupled to the two or more sub-lines, respectively , and one main line having via-hole conductors connecting the two or more coupled line portions ;
And a ground electrode opposed to the main line path,
A dielectric layer disposed between the main line, the sub line, and the ground electrode,
The main line, the sub line, the ground electrode, and the dielectric layer are stacked to form a stacked body, and the coupled line portion of the main line is provided with the ground electrode in the stacking direction of the stacked body. Juxtaposing the body layer ,
Around the via hole conductor is formed an electrodeless portion where the ground electrode is not provided ,
A laminated directional coupler characterized by the above.
前記二つ以上の結合線路部はそれぞれ、前記積層体の積み重ね方向において、前記二つ以上の副線路と前記グランド電極との間に設けられていること、Each of the two or more coupled line portions is provided between the two or more sub-lines and the ground electrode in the stacking direction of the stacked body;
を特徴とする請求項3に記載の積層型方向性結合器。The laminated directional coupler according to claim 3.
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