JP5652542B2 - 方向性結合器 - Google Patents

Description

本発明は、方向性結合器に関し、より特定的には、高周波信号により通信を行う無線通信機器等に用いられる方向性結合器に関する。

従来の方向性結合器としては、例えば、特許文献１に記載の方向性結合器が知られている。該方向性結合器は、コイル状導体及び地導体が形成された複数の誘電体層が積層されて構成されている。コイル状導体は、２本設けられている。一方のコイル状導体は、主線路を構成しており、他方のコイル状導体は副線路を構成している。主線路と副線路とは、互いに電磁気的に結合している。また、地導体は、積層方向からコイル状導体を挟んでいる。地導体には、接地電位が印加される。以上のような方向性結合器では、主線路に高周波信号を入力すると、副線路からは、該高周波信号の電力に比例する電力を有する高周波信号が出力される。

しかしながら、特許文献１に記載の方向性結合器は、主線路と副線路との結合度が、主線路に入力してくる高周波信号の周波数が高くなるにしたがって高くなってしまう（すなわち、結合度特性が平坦ではない）という問題を有している。そのため、同じ電力の高周波信号が主線路に入力したとしても、高周波信号の周波数が変動すると、副線路から出力されてくる高周波信号の電力が変動してしまう。よって、副線路に接続されているＩＣでは、高周波信号の周波数に基づいて、高周波信号の電力を補正する機能を有している必要がある。

特開平８−２３７０１２号公報

そこで、本発明の目的は、方向性結合器における結合度特性を平坦に近づけることである。

本発明の第１の形態に係る方向性結合器は、所定の周波数帯域において用いられる方向性結合器であって、第１の端子ないし第４の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続されている主線路と、前記第３の端子と前記第４の端子との間に接続され、かつ、前記主線路と電磁気的に結合している副線路と、前記第１の端子と前記主線路との間に接続されている第１のコイルを含んでいる第１のローパスフィルタであって、前記所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が増加する特性を有している第１のローパスフィルタと、前記第２の端子と前記主線路との間に接続されている第２のコイルを含んでいる第２のローパスフィルタであって、前記所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が増加する特性を有している第２のローパスフィルタと、前記第１のコイルと前記第１の端子との間と、前記第２のコイルと前記第２の端子との間とにおいて前記主線路に対して並列に接続されているハイパスフィルタであって、前記所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が減少する特性を有しているハイパスフィルタと、複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、を備えており、前記主線路、前記副線路、前記第１のローパスフィルタ、前記第２のローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタは、前記絶縁体層上に設けられている導体層により構成されており、前記第１のコイル及び前記第２のコイルと前記主線路及び前記副線路との間に設けられている導体層は、接地電位に保たれる第１の接地導体層であること、を特徴とする。

本発明によれば、方向性結合器における結合度特性を平坦に近づけることができる。

一実施形態に係る方向性結合器の等価回路図である。 図１の方向性結合器からローパスフィルタ及びハイパスフィルタが取り除かれた従来の方向性結合器の挿入損失特性及び結合度特性を示したグラフである。 図１の方向性結合器からハイパスフィルタが取り除かれた方向性結合器の挿入損失特性及び結合度特性を示したグラフである。 図１の方向性結合器の挿入損失特性及び結合度特性を示したグラフである。 図１の方向性結合器の外観斜視図である。 図１の方向性結合器の積層体の分解斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係る方向性結合器について説明する。

（方向性結合器の回路構成）
以下に、一実施形態に係る方向性結合器について図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る方向性結合器１０の等価回路図である。

方向性結合器１０の回路構成について説明する。方向性結合器１０は、所定の周波数帯域において用いられる。所定の周波数帯域とは、例えば、８２４ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚ（Ｗ−ＣＤＭＡのＢＡＮＤ５）の周波数を有する高周波信号及び２５００ＭＨｚ〜２６９０ＭＨｚ（Ｗ−ＣＤＭＡのＢＡＮＤ７）の周波数を有する高周波信号が方向性結合器１０に入力される場合には、８２４ＭＨｚ〜２６９０ＭＨｚである。また、以下では、８２４ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚ（Ｗ−ＣＤＭＡのＢＡＮＤ５）の周波数帯域を周波数帯域Ｂ１と呼び、２５００ＭＨｚ〜２６９０ＭＨｚ（Ｗ−ＣＤＭＡのＢＡＮＤ７）の周波数帯域を周波数帯域Ｂ２と呼ぶ。

方向性結合器１０は、外部電極（端子）１４ａ〜１４ｆ、主線路Ｍ、副線路Ｓ、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２及びハイパスフィルタＨＰＦを回路構成として備えている。主線路Ｍは、外部電極１４ａ，１４ｂ間に接続されている。副線路Ｓは、外部電極１４ｃ，１４ｄ間に接続され、かつ、主線路Ｍと電磁気的に結合している。

また、ローパスフィルタＬＰＦ１は、外部電極１４ａと主線路Ｍとの間に接続され、所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が増加する特性を有している。ローパスフィルタＬＰＦ１は、コンデンサＣ１，Ｃ２及びコイルＬ１を含むπ型ローパスフィルタである。コイルＬ１は、外部電極１４ａと主線路Ｍとの間に接続されている。コンデンサＣ１は、コイルＬ１と外部電極１４ａの間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。コンデンサＣ２は、主線路ＭとコイルＬ１との間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。

また、ローパスフィルタＬＰＦ２は、外部電極１４ｂと主線路Ｍとの間に接続され、所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が増加する特性を有している。方向性結合器１０では、ローパスフィルタＬＰＦ１の特性とローパスフィルタＬＰＦ２の特性とは同じである。ローパスフィルタＬＰＦ２は、コンデンサＣ３，Ｃ４及びコイルＬ２を含むπ型ローパスフィルタである。コイルＬ２は、外部電極１４ｂと主線路Ｍとの間に接続されている。コンデンサＣ３は、コイルＬ２と外部電極１４ｂの間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。コンデンサＣ４は、主線路ＭとコイルＬ２との間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。

また、ハイパスフィルタＨＰＦは、コイルＬ１と外部電極１４ａとの間と、コイルＬ２と外部電極１４ｂとの間とにおいて主線路Ｍに対して並列に接続されており、所定周波数帯域において周波数が高くなるにしたがって減衰量が減少する特性を有している。ハイパスフィルタＨＰＦは、コンデンサＣ５により構成されている。

以上のような方向性結合器１０では、外部電極１４ａが入力ポートとして用いられ、外部電極１４ｂが出力ポートとして用いられる。また、外部電極１４ｃは、カップリングポートとして用いられ、外部電極１４ｄは、５０Ωで終端化されるターミネートポートとして用いられる。また、外部電極１４ｅ，１４ｆは、接地される接地ポートとして用いられる。そして、外部電極１４ａに対して高周波信号を入力すると、該高周波信号が外部電極１４ｂから出力される。更に、主線路Ｍと副線路Ｓとが電磁気的に結合しているので、高周波信号の電力に比例する電力を有する高周波信号が外部電極１４ｃから出力する。

以上のような回路構成を有する方向性結合器１０によれば、以下に説明するように、結合度特性を平坦に近づけることができる。図２は、図１の方向性結合器１０からローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２及びハイパスフィルタＨＰＦが取り除かれた従来の方向性結合器の挿入損失特性及び結合度特性を示したグラフである。図３は、図１の方向性結合器１０からハイパスフィルタＨＰＦが取り除かれた方向性結合器の挿入損失特性及び結合度特性を示したグラフである。図４は、図１の方向性結合器１０の挿入損失特性及び結合度特性を示したグラフである。図２ないし図４は、シミュレーション結果を示している。なお、挿入損失特性とは、外部電極１４ａ（入力ポート）から入力される高周波信号の電力に対する外部電極１４ｂ（出力ポート）から出力される高周波信号の電力の比（すなわち、減衰量）の値、及び、周波数の関係である。結合度特性とは、外部電極１４ａ（入力ポート）に入力される高周波信号の電力に対する外部電極１４ｃ（カップリングポート）から出力される高周波信号の電力の比（すなわち、減衰量）の値、及び、周波数の関係である。図２ないし図４において、縦軸は挿入損失及び結合度を示し、横軸は周波数を示している。

従来の方向性結合器では、主線路と副線路との結合度は、高周波信号の周波数が高くなるにしたがって、高くなる。よって、図２に示すように、従来の方向性結合器の結合度特性では、周波数が高くなるにしたがって、入力ポートから入力する高周波信号の電力に対するカップリングポートから出力される高周波信号の電力の比の値が増加する。よって、周波数帯域Ｂ１の高周波信号が入力ポートに入力した場合と周波数帯域Ｂ２の高周波信号が入力ポートに入力した場合とで、これらの電力が同じであっても、カップリングポートから出力する高周波信号の電力が異なってしまう。

そこで、方向性結合器１０では、外部電極１４ａと主線路Ｍとの間にローパスフィルタＬＰＦ１が接続され、外部電極１４ｂと主線路Ｍとの間にローパスフィルタＬＰＦ２が接続されている。ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２は、所定周波数帯域において周波数が高くなるにしたがって、減衰量が増加する挿入損失特性を有している。よって、外部電極１４ａから入力する高周波信号の周波数が高くなるにしたがって、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２を介して外部電極１４ｅ，１４ｆに接続されたグランドへと流れていく高周波信号の電力が大きくなっていく。そのため、周波数が高い領域においては、主線路Ｍを通過する高周波信号の電力は周波数が低い領域の場合と比べて小さくなる。その結果、図３に示すように、方向性結合器１０において、結合度特性を平坦に近づけることができる。

しかしながら、方向性結合器１０からハイパスフィルタＨＰＦが取り除かれた方向性結合器では、図３に示すように、外部電極１４ａから入力する高周波信号の周波数が高くなるにしたがって、挿入損失特性の減衰量が増加している。そのため、周波数帯域Ｂ１の高周波信号が入力ポートに入力した場合と周波数帯域Ｂ２の高周波信号が入力ポートに入力した場合とで、これらの電力が同じであっても、出力ポートから出力する高周波信号の電力が異なってしまう。

そこで、方向性結合器１０では、ハイパスフィルタＨＰＦが、コイルＬ１と外部電極１４ａとの間と、コイルＬ２と外部電極１４ｂとの間とにおいて主線路Ｍに対して並列に接続されている。ハイパスフィルタＨＰＦは、所定周波数帯域において周波数が高くなるにしたがって減衰量が減少する特性を有している。これにより、外部電極１４ａから入力する高周波信号の周波数が高くなると、高周波信号は、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２及び主線路Ｍをほとんど通過せずに、ハイパスフィルタＨＰＦを通過する。その結果、図４に示すように、方向性結合器１０において、ハイパスフィルタＨＰＦがない場合と比較して、挿入損失特性が平坦になる。

（方向性結合器の構成）
次に、方向性結合器１０の具体的構成について図面を参照しながら説明する。図５は、図１の方向性結合器１０の外観斜視図である。図６は、図１の方向性結合器１０の積層体１２の分解斜視図である。以下では、積層方向をｚ軸方向と定義し、ｚ軸方向から平面視したときの方向性結合器１０の長辺方向をｘ軸方向と定義し、ｚ軸方向から平面視したときの方向性結合器１０の短辺方向をｙ軸方向と定義する。なお、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、互いに直交している。

方向性結合器１０は、図５及び図６に示すように、積層体１２、外部電極１４（１４ａ〜１４ｆ）、主線路Ｍ、副線路Ｓ、コイルＬ１，Ｌ２及びコンデンサＣ１〜Ｃ５を備えている。積層体１２は、図５に示すように、直方体状をなしており、図６に示すように、絶縁体層１６（１６ａ〜１６ｐ）がｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されることにより構成されている。絶縁体層１６は、誘電体セラミックであり、長方形状をなしている。

外部電極１４ａ，１４ｅ，１４ｂは、積層体１２のｙ軸方向の正方向側の側面において、ｘ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように設けられている。外部電極１４ｃ，１４ｆ，１４ｄは、積層体１２のｙ軸方向の負方向側の側面において、ｘ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように設けられている。

副線路Ｓは、図６に示すように、線路部２０（２０ａ，２０ｂ）及びビアホール導体ｂ１７により構成されており、ｚ軸方向の正方向側から負方向側にいくにしたがって、反時計回りに旋廻する螺線状をなしている。ここで、副線路Ｓにおいて、反時計回りの上流側の端部を上流端と呼び、反時計回りの下流側の端部を下流端と呼ぶ。線路部２０ａは、絶縁体層１６ｍ上に設けられている線状の導体層であり、その上流端は、外部電極１４ｄに接続されている。線路部２０ｂは、絶縁体層１６ｎ上に設けられている線状の導体層であり、その下流端は、外部電極１４ｃに接続されている。ビアホール導体ｂ１７は、絶縁体層１６ｍをｚ軸方向に貫通しており、線路部２０ａの下流端と線路部２０ｂの上流端とを接続している。これにより、副線路Ｓは、外部電極１４ｃ，１４ｄ間に接続されている。

主線路Ｍは、図６に示すように、線路部１８（１８ａ，１８ｂ）及びビアホール導体ｂ６〜ｂ８，ｂ１４〜ｂ１６により構成されており、ｚ軸方向の正方向側から負方向側にいくにしたがって、時計回りに旋廻する螺線状をなしている。すなわち、主線路Ｍは、副線路Ｓと逆方向に旋廻している。更に、主線路Ｍにより囲まれている領域は、ｚ軸方向から平面視したときに、副線路Ｓにより囲まれている領域と重なっている。すなわち、主線路Ｍと副線路Ｓとは、絶縁体層１６ｌを挟んで対向している。これにより、主線路Ｍと副線路Ｓとが電磁気的に結合している。ここで、主線路Ｍにおいて、時計回りの上流側の端部を上流端と呼び、時計回りの下流側の端部を下流端と呼ぶ。線路部１８ａは、絶縁体層１６ｋ上に設けられている線状の導体層である。線路部１８ｂは、絶縁体層１６ｌ上に設けられている線状の導体層である。ビアホール導体ｂ８は、絶縁体層１６ｋをｚ軸方向に貫通しており、線路部１８ａの下流端と線路部１８ｂの上流端とを接続している。また、ビアホール導体ｂ６，ｂ７は、絶縁体層１６ｉ，１６ｊをｚ軸方向に貫通しており、互いに接続されている。そして、ビアホール導体ｂ７は、線路部１８ａの上流端に接続されている。また、ビアホール導体ｂ１４〜ｂ１６は、絶縁体層１６ｉ〜１６ｋをｚ軸方向に貫通しており、互いに接続されている。そして、ビアホール導体ｂ１６は、線路部１８ｂの下流端に接続されている。

ローパスフィルタＬＰＦ１は、コイルＬ１及びコンデンサＣ１，Ｃ２により構成されている。コイルＬ１は、線路部２２（２２ａ〜２２ｄ）及びビアホール導体ｂ１〜ｂ５により構成されており、ｚ軸方向の正方向側から負方向側にいくにしたがって、時計回りに旋廻する螺旋状をなしている。ここで、コイルＬ１において、時計回りの上流側の端部を上流端と呼び、時計回りの下流側の端部を下流端と呼ぶ。線路部２２ａは、絶縁体層１６ｄ上に設けられている線状の導体層であり、その上流端は、外部電極１４ａに接続されている。線路部２２ｂ〜２２ｄはそれぞれ、絶縁体層１６ｅ〜１６ｇ上に設けられている線状の導体層である。ビアホール導体ｂ１は、絶縁体層１６ｄをｚ軸方向に貫通しており、線路部２２ａの下流端と線路部２２ｂの上流端とを接続している。ビアホール導体ｂ２は、絶縁体層１６ｅをｚ軸方向に貫通しており、線路部２２ｂの下流端と線路部２２ｃの上流端とを接続している。ビアホール導体ｂ３は、絶縁体層１６ｆをｚ軸方向に貫通しており、線路部２２ｃの下流端と線路部２２ｄの上流端とを接続している。ビアホール導体ｂ４，ｂ５はそれぞれ、絶縁体層１６ｇ，１６ｈをｚ軸方向に貫通しており、互いに接続されている。そして、ビアホール導体ｂ４は、線路部２２ｄの下流端に接続されている。また、ビアホール導体ｂ５は、ビアホール導体ｂ６に接続されている。これにより、コイルＬ１は、主線路Ｍと外部電極１４ａとの間に接続されている。

コンデンサＣ１は、コンデンサ導体層３２ａ及び接地導体層３４により構成されている。コンデンサ導体層３２ａは、絶縁体層１６ｏに設けられており、外部電極１４ａに接続されている。接地導体層３４は、絶縁体層１６ｐに設けられており、絶縁体層１６ｐの略全面を覆う長方形状をなしている。これにより、コンデンサ導体層３２ａと接地導体層３４とは絶縁体層１６ｏを介して対向しており、コンデンサ導体層３２ａと接地導体層３４との間には容量が発生している。また、接地導体層３４は、外部電極１４ｅ，１４ｆに接続されている。よって、コンデンサＣ１は、外部電極１４ａと外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。すなわち、コンデンサＣ１は、コイルＬ１と外部電極１４ａの間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。

コンデンサＣ２は、コンデンサ導体層２６ａ及び接地導体層３０ａ，３０ｂにより構成されている。コンデンサ導体層２６ａは、絶縁体層１６ｉに設けられており、ビアホール導体ｂ５，ｂ６に接続されている。接地導体層３０ａ，３０ｂはそれぞれ、絶縁体層１６ｈ，１６ｊに設けられており、絶縁体層１６ｈ，１６ｊの略全面を覆う長方形状をなしている。これにより、コンデンサ導体層２６ａと接地導体層３０ａ，３０ｂとは絶縁体層１６ｈ，１６ｉを介して対向しており、コンデンサ導体層２６ａと接地導体層３０ａ，３０ｂとの間には容量が発生している。また、接地導体層３０ａ，３０ｂは、外部電極１４ｅ，１４ｆに接続されている。よって、コンデンサＣ２は、コイルＬ１と主線路Ｍとの間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。

ローパスフィルタＬＰＦ２は、コイルＬ２及びコンデンサＣ３，Ｃ４により構成されている。ローパスフィルタＬＰＦ２は、ｚ軸方向から平面視したときに、絶縁体層１６の長辺の垂直二等分線に関してローパスフィルタＬＰＦ１と線対称な構造を有している。

コイルＬ２は、線路部２４（２４ａ〜２４ｄ）及びビアホール導体ｂ９〜ｂ１３により構成されており、ｚ軸方向の正方向側から負方向側にいくにしたがって、反時計回りに旋廻する螺旋状をなしている。ここで、コイルＬ２において、反時計回りの上流側の端部を上流端と呼び、反時計回りの下流側の端部を下流端と呼ぶ。線路部２４ａは、絶縁体層１６ｄ上に設けられている線状の導体層であり、その上流端は、外部電極１４ｂに接続されている。線路部２４ｂ〜２４ｄはそれぞれ、絶縁体層１６ｅ〜１６ｇ上に設けられている線状の導体層である。ビアホール導体ｂ９は、絶縁体層１６ｄをｚ軸方向に貫通しており、線路部２４ａの下流端と線路部２４ｂの上流端とを接続している。ビアホール導体ｂ１０は、絶縁体層１６ｅをｚ軸方向に貫通しており、線路部２４ｂの下流端と線路部２４ｃの上流端とを接続している。ビアホール導体ｂ１１は、絶縁体層１６ｆをｚ軸方向に貫通しており、線路部２４ｃの下流端と線路部２４ｄの上流端とを接続している。ビアホール導体ｂ１２，ｂ１３はそれぞれ、絶縁体層１６ｇ，１６ｈをｚ軸方向に貫通しており、互いに接続されている。そして、ビアホール導体ｂ１２は、線路部２４ｄの下流端に接続されている。また、ビアホール導体ｂ１３は、ビアホール導体ｂ１４に接続されている。これにより、コイルＬ２は、主線路Ｍと外部電極１４ｂとの間に接続されている。

コンデンサＣ３は、コンデンサ導体層３２ｂ及び接地導体層３４により構成されている。コンデンサ導体層３２ｂは、絶縁体層１６ｏに設けられており、外部電極１４ｂに接続されている。接地導体層３４は、絶縁体層１６ｐに設けられており、絶縁体層１６ｐの略全面を覆う長方形状をなしている。これにより、コンデンサ導体層３２ｂと接地導体層３４とは絶縁体層１６ｏを介して対向しており、コンデンサ導体層３２ｂと接地導体層３４との間には容量が発生している。また、接地導体層３４は、外部電極１４ｅ，１４ｆに接続されている。よって、コンデンサＣ３は、外部電極１４ｂと外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。すなわち、コンデンサＣ３は、コイルＬ２と外部電極１４ｂの間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。

コンデンサＣ４は、コンデンサ導体層２６ｂ及び接地導体層３０ａ，３０ｂにより構成されている。コンデンサ導体層２６ｂは、絶縁体層１６ｉに設けられており、ビアホール導体ｂ１３，ｂ１４に接続されている。接地導体層３０ａ，３０ｂはそれぞれ、絶縁体層１６ｈ，１６ｊに設けられており、絶縁体層１６ｈ，１６ｊの略全面を覆う長方形状をなしている。これにより、コンデンサ導体層２６ｂと接地導体層３０ａ，３０ｂとは絶縁体層１６ｈ，１６ｉを介して対向しており、コンデンサ導体層２６ｂと接地導体層３０ａ，３０ｂとの間には容量が発生している。また、接地導体層３０ａ，３０ｂは、外部電極１４ｅ，１４ｆに接続されている。よって、コンデンサＣ４は、コイルＬ２と主線路Ｍとの間と、外部電極１４ｅ，１４ｆとの間に接続されている。

コンデンサＣ５は、コンデンサ導体層３６，３８により構成されている。コンデンサ導体層３６は、絶縁体層１６ｂに設けられており、外部電極１４ｂに接続されている。コンデンサ導体層３８は、絶縁体層１６ｃに設けられており、外部電極１４ａに接続されている。コンデンサ導体層３６とコンデンサ導体層３８は、絶縁体層１６ｂを介して対向しており、コンデンサ導体層３６とコンデンサ導体層３８との間には容量が発生している。よって、コンデンサＣ５は、コイルＬ１と外部電極１４ａとの間と、コイルＬ２と外部電極１４ｂとの間とにおいて主線路Ｍに対して並列に接続されている。

（効果）
以上のような方向性結合器１０によれば、結合度特性を平坦に近づけることができる。より詳細には、方向性結合器１０では、外部電極１４ａと主線路Ｍとの間にローパスフィルタＬＰＦ１が接続され、外部電極１４ｂと主線路Ｍとの間にローパスフィルタＬＰＦ２が接続されている。ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２は、所定周波数帯域において周波数が高くなるにしたがって、減衰量が増加する挿入損失特性を有している。よって、外部電極１４ａから入力する高周波信号の周波数が高くなるにしたがって、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２を介して外部電極１４ｅ，１４ｆに接続されたグランドへと流れていく高周波信号の電力が大きくなっていく。そのため、主線路Ｍを通過する高周波信号の電力が小さくなる。その結果、図２に示すように、方向性結合器１０において、結合度特性を平坦に近づけることができる。

更に、方向性結合器１０では、ハイパスフィルタＨＰＦが、コイルＬ１と外部電極１４ａとの間と、コイルＬ２と外部電極１４ｂとの間とにおいて主線路Ｍに対して並列に接続されている。ハイパスフィルタＨＰＦは、所定周波数帯域において周波数が高くなるにしたがって減衰量が減少する特性を有している。これにより、外部電極１４ａから入力する高周波信号の周波数が高くなると、高周波信号は、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２及び主線路Ｍをほとんど通過せずに、ハイパスフィルタＨＰＦを通過する。その結果、図４に示すように、方向性結合器１０において、ハイパスフィルタＨＰＦがない場合と比較して、挿入損失特性が平坦になる。

また、方向性結合器１０では、接地導体層３０ａ，３０ｂは、図６に示すように、コイルＬ１，Ｌ２と主線路Ｍ及び副線路Ｓとの間に設けられている。そのため、コイルＬ１，Ｌ２が発生した電界及び磁界が主線路Ｍ及び副線路Ｓに影響を及ぼすこと、及び、主線路Ｍ及び副線路Ｓが発生した電界及び磁界がコイルＬ１，Ｌ２に影響を及ぼすことが抑制される。

また、方向性結合器１０では、接地導体層３４は、絶縁体層１６上に設けられている導体層の内、ｚ軸方向の最も負方向側（積層方向の最も下側）に設けられている。これにより、方向性結合器１０内において発生した電界及び磁界が方向性結合器１０外に漏れることを抑制できると共に、方向性結合器１０外から電界及び磁界が方向性結合器１０内に侵入することを抑制できる。

なお、方向性結合器１０では、コンデンサＣ５は、図１に示すように、コンデンサＣ１よりも外部電極１４ａ側に接続されていると共に、コンデンサＣ３よりも外部電極１４ｂ側に接続されている。しかしながら、方向性結合器１０において、コンデンサＣ５は、コンデンサＣ１よりもコイルＬ１側に接続されていると共に、コンデンサＣ３よりもコイルＬ２側に接続されていてもよい。

また、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２は、π型ローパスフィルタであるとしたが、Ｔ型ローパスフィルタやＬ型ローパスフィルタであってもよい。

また、ハイパスフィルタＨＰＦは、コンデンサＣ５であるとしたが、コンデンサを複数設けるなど、他の形態のハイパスフィルタであってもよい。

以上のように、本発明は、方向性結合器に有用であり、特に、結合度特性を平坦に近づけることができる点において優れている。

Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
ＨＰＦ ハイパスフィルタ
Ｌ１，Ｌ２ コイル
ＬＰＦ１，ＬＰＦ２ ローパスフィルタ
Ｍ 主線路
Ｓ 副線路
ｂ１〜ｂ１７ ビアホール導体
１０ 方向性結合器
１２ 積層体
１４ａ〜１４ｆ 外部電極
１６ａ〜１６ｐ 絶縁体層
１８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂ，２２ａ〜２２ｄ，２４ａ〜２４ｄ 線路部
２６ａ，２６ｂ，３２ａ，３２ｂ，３６，３８ コンデンサ導体層
３０ａ，３０ｂ，３４ 接地導体層

Claims (5)

1. 所定の周波数帯域において用いられる方向性結合器であって、
   第１の端子ないし第４の端子と、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続されている主線路と、
   前記第３の端子と前記第４の端子との間に接続され、かつ、前記主線路と電磁気的に結合している副線路と、
   前記第１の端子と前記主線路との間に接続されている第１のコイルを含んでいる第１のローパスフィルタであって、前記所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が増加する特性を有している第１のローパスフィルタと、
   前記第２の端子と前記主線路との間に接続されている第２のコイルを含んでいる第２のローパスフィルタであって、前記所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が増加する特性を有している第２のローパスフィルタと、
   前記第１のコイルと前記第１の端子との間と、前記第２のコイルと前記第２の端子との間とにおいて前記主線路に対して並列に接続されているハイパスフィルタであって、前記所定の周波数帯域において、周波数が高くなるにしたがって減衰量が減少する特性を有しているハイパスフィルタと、
   複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、
   を備えており、
   前記主線路、前記副線路、前記第１のローパスフィルタ、前記第２のローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタは、前記絶縁体層上に設けられている導体層により構成されており、
   前記第１のコイル及び前記第２のコイルと前記主線路及び前記副線路との間に設けられている導体層は、接地電位に保たれる第１の接地導体層であること、
   を特徴とする方向性結合器。
2. 前記第１の端子は、信号が入力する入力端子であり、
   前記第２の端子は、前記信号が出力する第１の出力端子であり、
   前記第３の端子は、前記信号の電力に比例する電力を有する信号が出力する第２の出力端子であり、
   前記第４の端子は、終端化される終端端子であること、
   を特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
3. 前記第１のローパスフィルタと前記第２のローパスフィルタとは同じ特性を有していること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の方向性結合器。
4. 前記絶縁体層上に設けられている導体層の内、積層方向の最も下側に設けられている導体層は、接地電位に保たれる第２の接地導体層であること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の方向性結合器。
5. 前記第１のローパスフィルタ及び前記第２のローパスフィルタは、線対称な構造を有していること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の方向性結合器。

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