JP4533243B2 - 方向性結合器 - Google Patents

Description

本発明は、入力側から出力側に向かって延びる第１の線路及び第２の線路を有し、これら第１の線路と第２の線路とが一部において結合されてなる方向性結合器に関する。

一般に、方向性結合器は、従来から高周波無線機器における電力増幅器に使用され、主に送信電力の電力モニター用及び制御系の高周波電力の分岐器として使用されている。

従来の方向性結合器としては、２本の分布定数線路をほぼ全長にわたって結合させた方向性結合器（特許文献１参照）や、主線路の中央部分と副線路の中央部分を結合させた方向性結合器等がある（特許文献２参照）。

特開平１０−２３３６０７号公報 特開２００３−６９３１４号公報

ところで、上述した電力増幅器にて使用される方向性結合器は、電力増幅器の出力電力を使用周波数帯域においてほぼ均一にするために、使用周波数帯域における結合度特性が平坦（フラット）であることが望ましい。

しかしながら、従来の方向性結合器では、特に、低周波帯域において、結合度特性を平坦にするためには、結合線路（２本の線路が結合している部分）を屈曲させたり、スパイラル構造にして線路長を長くする必要があり、製品自体のサイズが大きくなるという問題がある。

また、結合線路を湾曲あるいは屈曲させた場合、その湾曲形状や屈曲形状によっては結合度特性に悪影響を与えるおそれがあるため、前記湾曲形状や屈曲形状に一定の制限があり、設計の自由度が小さくなる。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、使用周波数帯域を低周波帯域に設定したとしても、結合度特性を平坦にすることができ、しかも、結合線路の部分を屈曲させたりスパイラル状にする必要がなく、製品の小型化を図ることができる方向性結合器を提供することを目的とする。

本発明に係る方向性結合器は、入力側から出力側に向かって延びる第１の線路及び第２の線路を有し、これら第１の線路と第２の線路とが一部において結合されてなる方向性結合器において、前記入力側から前記出力側に向かって、前記第１の線路と前記第２の線路とが結合される第１の結合部と、前記第１の線路と前記第２の線路とが結合されない非結合部と、前記第１の線路と前記第２の線路とが結合される第２の結合部とを有することを特徴とする。

これにより、まず、使用周波数帯域を低周波帯域に設定したとしても、結合度特性を平坦にすることができる。しかも、第１の結合部や第２の結合部を屈曲させたりスパイラル状にする必要がなく、製品の小型化を図ることができる。

前記構成において、前記第１及び第２の結合部にて結合度が調整でき、前記非結合部にて中心周波数が調整できる。また、前記第１の結合部と第２の結合部を合わせた線路長は、１／４波長共振長より短い。

そして、前記構成において、前記第１の線路と前記第２の線路とが同一面に形成されていてもよいし、それぞれ異なる面に形成されていてもよい。

また、前記第１の線路のうち、前記非結合部に対応した部分が蛇行して形成され、前記第２の線路のうち、前記非結合部に対応した部分が蛇行して形成されていてもよい。

また、前記第１の線路及び第２の線路のうち、前記第１及び第２の結合部に対応する部分の各インピーダンスは、前記第１の線路及び第２の線路のうち、前記非結合部に対応する部分の各インピーダンスよりも高くしてもよい。この場合、方向性特性も向上する。

そして、前記第１及び第２の線路は、複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板内に形成されていてもよい。

以上説明したように、本発明に係る方向性結合器によれば、使用周波数帯域を低周波帯域に設定したとしても、結合度特性を平坦にすることができ、しかも、結合線路の部分を屈曲させたりスパイラル状にする必要がなく、製品の小型化を図ることができる。

以下、本発明に係る方向性結合器の実施の形態例を図１〜図３０Ｄを参照しながら説明する。

まず、第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａは、図１に示すように、１つの誘電体基板１２と、該誘電体基板１２の少なくとも上面及び下面に形成されたアース電極１４（図３参照）と、誘電体基板１２内に形成された２本の線路（第１の線路１６及び第２の線路１８）とを有する。

誘電体基板１２の外周面の４つのコーナー部のうち、誘電体基板１２の第１の側面１２ａと第２の側面１２ｂを含む第１のコーナー部２０ａには入力端子２２が形成され、誘電体基板１２の第１の側面１２ａと第３の側面１２ｃ（第２の側面１２ｂと反対側の面）を含む第２のコーナー部２０ｂにはカップルド（Ｃｏｕｐｌｅｄ）端子２４が形成され、第２の側面１２ｂと第４の側面１２ｄ（第１の側面１２ａの反対側の面）を含む第３のコーナー部２０ｃには出力端子２６が形成され、第３の側面１２ｃと第４の側面１２ｄを含む第４のコーナー部２０ｄにはアイソレーテッド（Ｉｓｏｌａｔｅｄ）端子２８が形成されている。従って、入力端子２２とカップルド端子２４が形成された第１の側面１２ａは、方向性結合器１０Ａの入力側と定義することができ、出力端子２６とアイソレーテッド端子２８が形成された第４の側面１２ｄは、方向性結合器１０Ａの出力側と定義することができる。

そして、誘電体基板１２内において、入力端子２２と出力端子２６間に第１の線路１６が電気的に接続され、カップルド端子２４とアイソレーテッド端子２８間に第２の線路１８が電気的に接続されている。

さらに、第１の実施の形態では、図２に示すように、方向性結合器１０Ａの入力側から出力側に向かって、第１の線路１６と第２の線路１８とが結合される第１の結合部３０と、第１の線路１６と第２の線路１８とが結合されない非結合部３２と、第１の線路１６と第２の線路１８とが結合される第２の結合部３４とを有する。

具体的には、第１の線路１６は、誘電体基板１２の第１の側面１２ａに沿って入力端子２２からカップルド端子２４に向かって延びる第１のリード線路１６ａと、該第１のリード線路１６ａから直角に屈曲し、出力側に向かって延びる第１の結合線路１６ｂと、該第１の結合線路１６ｂから直角に誘電体基板１２の第２の側面１２ｂに向かって蛇行して延び、さらに、誘電体基板１２の第３の側面１２ｃに向けて蛇行して延びる第１の非結合線路１６ｃと、第１の非結合線路１６ｃから直角に屈曲し、出力側に向かって延びる第２の結合線路１６ｄと、該第２の結合線路１６ｄから直角に屈曲し、誘電体基板１２の第４の側面１２ｄに沿って出力端子２６に向かって延びる第２のリード線路１６ｅとを有する。

同様に、第２の線路１８は、誘電体基板１２の第１の側面１２ａに沿ってカップルド端子２４から入力端子２２に向かって延びる第３のリード線路１８ａと、該第３のリード線路１８ａから直角に屈曲し、出力側に向かって延びる第３の結合線路１８ｂと、該第３の結合線路１８ｂから直角に誘電体基板１２の第３の側面１２ｃに向かって蛇行して延び、さらに、誘電体基板１２の第２の側面１２ｂに向けて蛇行して延びる第２の非結合線路１８ｃと、該第２の非結合線路１８ｃから直角に屈曲し、出力側に向かって延びる第４の結合線路１８ｄと、該第４の結合線路１８ｄから直角に屈曲し、誘電体基板１２の第４の側面１２ｄに沿ってアイソレーテッド端子２８に向かって延びる第４のリード線路１８ｅとを有する。

そして、第１の線路１６における第１の結合線路１６ｂと第２の線路１８における第３の結合線路１８ｂにて第１の結合部３０が形成され、第１の線路１６における第２の結合線路１６ｄと第２の線路１８における第４の結合線路１８ｄにて第２の結合部３４が形成され、第１の線路１６における第１の非結合線路１６ｃと第２の線路１８における第２の非結合線路１８ｃにて非結合部３２が形成される。

特に、この第１の実施の形態では、第１の線路１６と第２の線路１８は、図３に示すように、誘電体基板１２内の同一の形成面３６に形成されている。例えば誘電体基板１２が複数の誘電体層を積層して構成される場合、そのうちの１つの誘電体層の主面に第１の線路１６と第２の線路１８が形成される。

また、第１の線路１６における第１の結合線路１６ｂ、第１の非結合線路１６ｃ及び第２の結合線路１６ｄの幅と、第２の線路１８における第３の結合線路１８ｂ、第２の非結合線路１８ｃ及び第４の結合線路１８ｄの幅はほぼ同じとされ、第１の線路１６における第１のリード線路１６ａ及び第２のリード線路１６ｅの幅と、第２の線路１８における第３のリード線路１８ａ及び第４のリード線路１８ｅの幅はほぼ同じとされている。

ここで、第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａの各種特性について、図４及び図５に示す比較例に係る方向性結合器１００と比較しながら説明する。

まず、同じ誘電体材料で同じサイズを有する比較例に係る方向性結合器１００と第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａを用意し、結合度特性をほぼ同じにした場合の第１の線路１６と第２の線路１８のパターン形状の違いを見た。併せて、挿入損失特性、方向性特性及び反射損失特性も測定した。

比較例に係る方向性結合器１００は、図４及び図５に示すように、例えば特許文献１に記載された発明に合わせて、第１の線路１６と第２の線路１８のほぼ全長にわたって結合させた構成を有する。

比較例に係る方向性結合器１００の特性を図６Ａ〜図６Ｄに示し、第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａの特性を図７Ａ〜図７Ｄに示す。図６Ａ及び図７Ａは結合特性を示し、図６Ｂ及び図７Ｂは挿入損失特性を示し、図６Ｃ及び図７Ｃは方向性特性を示し、図６Ｄ及び図７Ｄは反射損失特性を示す。

この第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａと比較例に係る方向性結合器１００では、結合度特性がほぼ同じになるように設計しているため、図６Ａに示す特性と図７Ａに示す特性はほぼ同じとなっている。すなわち、比較例に係る方向性結合器１００及び第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａは共に、使用周波数帯域（周波数ｆ１〜ｆ２）において、結合度特性がほぼ平坦となっている。

しかし、比較例に係る方向性結合器１００の第１の線路１６と第２の線路１８のパターン形状を確認すると、図４及び図５に示すように、第１の線路１６と第２の線路１８が全長にわたって混み合い、パターン形状の欠損による不良や選別工程の増加につながることがわかる。これは、さらなる小型化は無理であり、図６Ａ〜図６Ｄに示す特性が限界であると思われる。このように、比較例では、歩留まりの点やコストの点で不利であることがわかる。

一方、第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａでは、全線路長を、比較例の全線路長の７０％程度まで短くすることができ、パターン形状の欠損等の懸念が少なくなる。従って、歩留まりの向上、工数の低減、さらなる小型化を図ることができる。

しかも、図７Ｃに示すように、方向性特性が使用周波数帯域にてほぼ−１５ｄＢであり、比較例の場合（−１１ｄＢ程度）よりも向上している。図７Ｄに示すように、反射損失も使用周波数帯域にてほぼ−２７ｄＢであり、比較例の場合よりも向上している。

また、第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａにおいては、非結合部３２の蛇行形状や長さを適宜変更することで、図８に示すように、結合度特性全体の中心周波数ｆ０を調整することができ、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂの長さ、離間距離並びに第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄの長さ、離間距離を適宜変更することで、図９に示すように、結合度特性全体の値を上下にシフトさせることができ、様々な要求に容易に対応させることができる。

次に、第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂについて図１０〜図１３Ｄを参照しながら説明する。

この第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂは、図１０及び図１１に示すように、上述した第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、図１２に示すように、第１の線路１６が誘電体基板１２内の第１の形成面３６Ａに形成され、第２の線路１８が誘電体基板１２内の第２の形成面３６Ｂに形成されている点と、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂが上下で対向しており、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄが上下で対向している点で異なる。

なお、誘電体基板１２が複数の誘電体層を積層して構成される場合、そのうちの１つの誘電体層の主面に第１の線路１６が形成され、他の誘電体層の主面に第２の線路１８が形成され、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂとが誘電体層を間に挟んで対向し、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄとが誘電体層を間に挟んで対向することとなる。

この第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂの特性を図１３Ａ〜図１３Ｄに示す。図１３Ａは結合特性を示し、図１３Ｂは挿入損失特性を示し、図１３Ｃは方向性特性を示し、図１３Ｄは反射損失特性を示す。

この第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂにおいては、上述した第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａと比して、結合度特性、挿入損失特性、方向性特性はほぼ同じであるが、図１３Ｄに示すように、使用周波数帯域での反射損失特性がほぼ−３０ｄＢであり、特性が向上していることがわかる。

また、この第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂにおいては、非結合部３２の蛇行形状や長さを適宜変更することで、図８と同様に、結合度特性全体の中心周波数ｆ０を調整することができ、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂ間の容量（長さ、離間距離）並びに第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄ間の容量（長さ、離間距離）を適宜変更することで、図９と同様に、結合度特性全体の値を上下にシフトさせることができ、様々な要求に容易に対応させることができる。

特に、この第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂは、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂとを上下で対向させ、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄとを上下で対向させて立体的に配置したので、さらなる小型化を図ることができる。

次に、第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃについて図１４〜図１７Ｄを参照しながら説明する。この第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃは、図１４〜図１６に示すように、上述した第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１の線路１６における第１の非結合線路１６ｃ及び第２の線路１８における第２の非結合線路１８ｃが、それぞれ第１の形成面３６Ａ（図１６参照）から第２の形成面３６Ｂにわたって折り返して形成されている点で異なる。

具体的には、第１の非結合線路１６ｃは、第１の形成面３６Ａ上において、第１の結合線路１６ｂから直角に誘電体基板１２の第２の側面１２ｂに向かって蛇行して延び、第１のビアホール４０ａを介して第２の形成面３６Ｂまで延び、そこから誘電体基板１２の第３の側面１２ｃに向けて蛇行して延び、第１及び第２の結合線路１６ｂ及び１６ｄに対応した位置に到達しない位置において、今度は第２の側面１２ｂに向かって蛇行して延び、第２のビアホール４０ｂを介して第１の形成面３６Ａまで延び、そこから第３の側面１２ｃに向けて蛇行して第２の結合線路１６ｄまで延びるという形状を有する。

同様に、第２の非結合線路１８ｃは、第１の形成面３６Ａ上において、第３の結合線路１８ｂから直角に誘電体基板１２の第３の側面１２ｃに向かって蛇行して延び、第３のビアホール４０ｃを介して第２の形成面３６Ｂまで延び、そこから誘電体基板１２の第２の側面１２ｂに向けて蛇行して延び、第３及び第４の結合線路１８ｂ及び１８ｄに対応した位置に到達しない位置において、今度は第３の側面１２ｃに向かって蛇行して延び、第４のビアホール４０ｄを介して第１の形成面３６Ａまで延び、そこから第２の側面１２ｂに向けて蛇行して第４の結合線路１８ｄまで延びるという形状を有する。

この第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃの特性を図１７Ａ〜図１７Ｄに示す。図１７Ａは結合特性を示し、図１７Ｂは挿入損失特性を示し、図１７Ｃは方向性特性を示し、図１７Ｄは反射損失特性を示す。

この第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃにおいては、上述した第１及び第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａ及び１０Ｂと比して、図１７Ａに示すように、結合度特性がより平坦化されて向上しており、図１７Ａの横軸範囲内において２ｄＢ程度低下しているだけである（方向性結合器１０Ａ及び１０Ｂでは３ｄＢ程度低下している）。また、第３の実施の形態では、使用周波数帯域での方向性特性がほぼ−２１〜−２３ｄＢであり、特性が向上していることがわかる。

このように、第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃにおいては、第１の非結合線路１６ｃ及び第２の非結合線路１８ｃを途中で折り返した構造としたので、さらなる小型化を図ることができる。

次に、第４の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｄについて図１８〜図２１Ｄを参照しながら説明する。

この第４の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｄは、図１８〜図２０に示すように、上述した第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃとほぼ同様の構成を有するが、以下の点で異なる。

すなわち、第１の線路１６における第１のリード線路１６ａ、第１の結合線路１６ｂ、第１の非結合線路１６ｃの一部、第２の結合線路１６ｄ、第２のリード線路１６ｅが第２の形成面３６Ｂに形成され、第２の線路１８における第３のリード線路１８ａ、第３の結合線路１８ｂ、第２の非結合線路１８ｃの一部、第４の結合線路１８ｄ、第４のリード線路１８ｅが第１の形成面３６Ａに形成されている。

第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂが上下で対向しており、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄが上下で対向している。

さらに、第１の非結合線路１６ｃが第２の形成面３６Ｂから第１の形成面３６Ａにわたって折り返して形成され、第２の非結合線路１８ｃが第１の形成面３６Ａから第２の形成面３６Ｂにわたって折り返して形成されている。

この第４の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｄの特性を図２１Ａ〜図２１Ｄに示す。図２１Ａは結合特性を示し、図２１Ｂは挿入損失特性を示し、図２１Ｃは方向性特性を示し、図２１Ｄは反射損失特性を示す。

この第４の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｄにおいては、上述した第３の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｃと比して、図２１Ａに示すように、結合度特性がより平坦化されて向上しており、図２１Ａの横軸範囲内において１ｄＢ程度低下しているだけである（方向性結合器１０Ｃでは２ｄＢ程度低下している）。

このように、第４の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｄにおいては、第３の実施の形態と同様に、第１の非結合線路１６ｃ及び第２の非結合線路１８ｃを途中で折り返した構造とし、しかも、第２の実施の形態と同様に、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂと第３の結合線路１８ｂとを上下で対向させ、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄと第４の結合線路１８ｄとを上下で対向させて立体的に配置したので、さらなる小型化を図ることができる。

次に、第５の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｅについて図２２〜図２６を参照しながら説明する。

この第５の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｅは、図２２〜図２４に示すように、上述した第１の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、図２３に示すように、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂの幅ｗ１、第３の結合線路１８ｂの幅ｗ３、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄの幅ｗ２及び第４の結合線路１８ｄの幅ｗ４が、非結合部３２における第１の非結合線路１６ｃの幅ｗ５、第２の非結合線路１８ｃの幅ｗ６よりも細い点で異なる。各幅ｗ１〜ｗ６の大小関係は、ｗ１＝ｗ２＝ｗ３＝ｗ４＜ｗ５＝ｗ６である。

つまり、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂ、第３の結合線路１８ｂ、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄ、第４の結合線路１８ｄの単位長さ当たりのインピーダンスが、非結合部３２における第１の非結合線路１６ｃと第２の非結合線路１８ｃの単位長さ当たりのインピーダンスよりも高くなっている。

この第５の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｅの特性、特に、上述した各幅の大小関係を、ｗ１×２＝ｗ２×２＝ｗ３×２＝ｗ４×２＝ｗ５＝ｗ６とした場合の特性を図２５Ａ〜図２５Ｄに示す。図２５Ａは結合特性を示し、図２５Ｂは挿入損失特性を示し、図２５Ｃは方向性特性を示し、図２５Ｄは反射損失特性を示す。

この第５の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｅにおいては、上述した第１及び第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａ及び１０Ｂと比して、結合度特性及び挿入損失特性はほぼ同じであるが、図２５Ｃに示すように、使用周波数帯域での方向性特性がほぼ−２７ｄＢ、図２５Ｄに示すように、反射損失特性がほぼ−３０ｄＢであり、特性がさらに向上していることがわかる。

また、第５の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｅにおいては、図２６に示すように、アイソレーション特性も改善させることができる。

すなわち、図２６において、曲線Ａは、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂ、第３の結合線路１８ｂ、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄ、第４の結合線路１８ｄの単位長さ当たりのインピーダンスＩｐ１と、非結合部３２における第１の非結合線路１６ｃと第２の非結合線路１８ｃの単位長さ当たりのインピーダンスＩｐ２とを同じにした場合の特性を示し、曲線Ｂは、前記インピーダンスＩｐ１を前記インピーダンスＩｐ２よりも高くした場合の特性を示す。この図２６から、使用周波数帯域でのアイソレーションは、曲線Ａではほぼ−３０ｄＢであるが、曲線Ｂではほぼ−４５ｄＢであり、アイソレーションが大幅に向上していることがわかる。

次に、第６の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｆについて図２７〜図３０Ｄを参照しながら説明する。

この第６の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｆは、図２７〜図２９に示すように、上述した第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、上述した第５の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｅと同様に、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂの幅ｗ１、第３の結合線路１８ｂの幅ｗ３、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄの幅ｗ２及び第４の結合線路１８ｄの幅ｗ４が、非結合部３２における第１の非結合線路１６ｃの幅ｗ５、第２の非結合線路１８ｃの幅ｗ６よりも細い点で異なる。各幅ｗ１〜ｗ６の大小関係は、ｗ１＝ｗ２＝ｗ３＝ｗ４＜ｗ５＝ｗ６である。

つまり、第５の実施の形態と同様に、第１の結合部３０における第１の結合線路１６ｂ、第３の結合線路１８ｂ、第２の結合部３４における第２の結合線路１６ｄ、第４の結合線路１８ｄの単位長さ当たりのインピーダンスが、非結合部３２における第１の非結合線路１６ｃと第２の非結合線路１８ｃの単位長さ当たりのインピーダンスよりも高くなっている。

この第６の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｆの特性、特に、上述した各幅の大小関係を、ｗ１×２＝ｗ２×２＝ｗ３×２＝ｗ４×２＝ｗ５＝ｗ６とした場合の特性を図３０Ａ〜図３０Ｄに示す。図３０Ａは結合特性を示し、図３０Ｂは挿入損失特性を示し、図３０Ｃは方向性特性を示し、図３０Ｄは反射損失特性を示す。

この第６の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｆにおいても、上述した第１及び第２の実施の形態に係る方向性結合器１０Ａ及び１０Ｂと比して、結合度特性及び挿入損失特性はほぼ同じであるが、図３０Ｃに示すように、使用周波数帯域での方向性特性がほぼ−２７ｄＢ、図３０Ｄに示すように、反射損失特性がほぼ−３８ｄＢであり、特性がさらに向上していることがわかる。

また、この第６の実施の形態に係る方向性結合器１０Ｆにおいても、図２６に示すように、アイソレーション特性を大幅に改善させることができる。

なお、本発明に係る方向性結合器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

第１の実施の形態に係る方向性結合器を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 第１の実施の形態に係る方向性結合器の一部縦断面図である。 比較例に係る方向性結合器を示す斜視図である。 比較例に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 図６Ａは比較例に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図６Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図６Ｃは方向性特性を示す図であり、図６Ｄは反射損失特性を示す図である。 図７Ａは第１の実施の形態に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図７Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図７Ｃは方向性特性を示す図であり、図７Ｄは反射損失特性を示す図である。 結合度特性の周波数調整を説明するための図である。 結合度特性のレベルシフト調整を説明するための図である。 第２の実施の形態に係る方向性結合器を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 第２の実施の形態に係る方向性結合器の一部縦断面図である。 図１３Ａは第２の実施の形態に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図１３Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図１３Ｃは方向性特性を示す図であり、図１３Ｄは反射損失特性を示す図である。 第３の実施の形態に係る方向性結合器を示す斜視図である。 第３の実施の形態に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 第３の実施の形態に係る方向性結合器の一部縦断面図である。 図１７Ａは第３の実施の形態に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図１７Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図１７Ｃは方向性特性を示す図であり、図１７Ｄは反射損失特性を示す図である。 第４の実施の形態に係る方向性結合器を示す斜視図である。 第４の実施の形態に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 第４の実施の形態に係る方向性結合器の一部縦断面図である。 図２１Ａは第４の実施の形態に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図２１Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図２１Ｃは方向性特性を示す図であり、図２１Ｄは反射損失特性を示す図である。 第５の実施の形態に係る方向性結合器を示す斜視図である。 第５の実施の形態に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 第５の実施の形態に係る方向性結合器の一部縦断面図である。 図２５Ａは第５の実施の形態に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図２５Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図２５Ｃは方向性特性を示す図であり、図２５Ｄは反射損失特性を示す図である。 アイソレーション特性の改善を説明するための図である。 第６の実施の形態に係る方向性結合器を示す斜視図である。 第６の実施の形態に係る方向性結合器の第１の線路及び第２の線路を上面から見て示す図である。 第６の実施の形態に係る方向性結合器の一部縦断面図である。 図３０Ａは第６の実施の形態に係る方向性結合器の結合度特性を示す図であり、図３０Ｂは挿入損失特性を示す図であり、図３０Ｃは方向性特性を示す図であり、図３０Ｄは反射損失特性を示す図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｆ…方向性結合器 １２…誘電体基板
１４…アース電極 １６…第１の線路
１６ａ…第１のリード線路 １６ｂ…第１の結合線路
１６ｃ…第１の非結合線路 １６ｄ…第２の結合線路
１６ｅ…第２のリード線路 １８…第２の線路
１８ａ…第３のリード線路 １８ｂ…第３の結合線路
１８ｃ…第２の非結合線路 １８ｄ…第４の結合線路
１８ｅ…第４のリード線路 ２２…入力端子
２４…カップルド端子 ２６…出力端子
２８…アイソレーテッド端子 ３０…第１の結合部
３２…非結合部 ３４…第２の結合部
３６…形成面 ３６Ａ…第１の形成面
３６Ｂ…第２の形成面

Claims (7)

1. 複数の誘電体層が積層されて構成され、且つ、互いに対向する２つの側面を具備した誘電体基板と、該誘電体基板内に形成され、入力側から出力側に向かって延びる第１の線路及び第２の線路とを有し、前記入力側から前記出力側に向かって、前記第１の線路と前記第２の線路とが結合される第１の結合部と、前記第１の線路と前記第２の線路とが結合されない非結合部と、前記第１の線路と前記第２の線路とが結合される第２の結合部とを有する方向性結合器であって、
   前記第１の線路は、前記入力側から前記出力側に向かって第１の結合線路と、前記第１の結合線路から直角に、前記誘電体基板の一方の側面に向かって延び、さらに、前記一方の側面と対向する他方の側面に向けて延びる第１の非結合線路と、前記第１の非結合線路から直角に屈曲し、前記出力側に向かって延びる第２の結合線路とを有し、
   前記第２の線路は、前記入力側から出力側に向かって延び、前記第１の結合線路と対向する第３の結合線路と、前記第３の結合線路から直角に、前記他方の側面に向かって延び、さらに、前記一方の側面に向けて延びる第２の非結合線路と、前記第２の非結合線路から直角に屈曲し、前記出力側に向かって延び、前記第２の結合線路と対向する第４の結合線路とを有し、
   前記第１の結合線路及び前記第３の結合線路にて前記第１結合部が構成され、
   前記第２の結合線路及び前記第４の結合線路にて前記第２結合部が構成され、
   前記第１の非結合線路及び前記第２の非結合線路にて前記非結合部が構成され、
   前記非結合部の蛇行形状、長さにより、結合度特性全体の中心周波数が調整可能とされていることを特徴とする方向性結合器。
2. 請求項１記載の方向性結合器において、
   前記第１の線路と前記第２の線路とが同一面に形成されていることを特徴とする方向性結合器。
3. 請求項１記載の方向性結合器において、
   前記第１の線路と前記第２の線路とがそれぞれ異なる面に形成されていることを特徴とする方向性結合器。
4. 請求項１記載の方向性結合器において、
   前記第１の結合線路、前記第２の結合線路、前記第３の結合線路、前記第４の結合線路、前記第１の非結合線路の一部及び前記第２の非結合線路の一部が前記誘電体基板内の第１の形成面に形成され、
   前記第１の非結合線路の他の一部及び前記第２の非結合線路の他の一部が、それぞれ前記第１の形成面から前記誘電体基板内の第２の形成面にわたって折り返して形成されていることを特徴とする方向性結合器。
5. 請求項１記載の方向性結合器において、
   前記第１の結合線路、前記第２の結合線路及び前記第１の非結合線路の一部が前記誘電体基板内の第１の形成面に形成され、
   前記第３の結合線路、前記第４の結合線路及び前記第２の非結合線路の一部が前記誘電体基板内の第２の形成面に形成され、
   前記第１の非結合線路の他の一部が、前記第１の形成面から前記第２の形成面にわたって折り返して形成され、
   前記第２の非結合線路の他の一部が、前記第２の形成面から前記第１の形成面にわたって折り返して形成されていることを特徴とする方向性結合器。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方向性結合器において、
   前記第１の結合部と第２の結合部を合わせた線路長が、１／４波長共振長より短いことを特徴とする方向性結合器。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方向性結合器において、
   前記第１の線路及び第２の線路のうち、前記第１及び第２の結合部に対応する部分の各インピーダンスは、前記第１の線路及び第２の線路のうち、前記非結合部に対応する部分の各インピーダンスよりも高いことを特徴とする方向性結合器。

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