JP6351484B2 - 結合線路 - Google Patents

Description

この発明は、主としてマイクロ波帯及びミリ波帯で使用される結合線路に関するものである。

２本の線路が平行に配置されて電磁気的に結合されている結合線路を有する方向性結合器は、電力を監視する用途で広く用いられている（例えば、非特許文献１を参照）。
方向性結合器が有する結合線路を構成している２本の線路間のバックワード結合量と、２本の線路の寸法との間には相関関係がある。
このため、単位長さ当りのバックワード結合量を増加させることができれば、方向性結合器の小形化を図ることができる。逆に、単位長さ当りのバックワード結合量が減少すると、方向性結合器は大形化する。
そこで、近年、方向性結合器の小形化を図る目的で、単位長さ当りのバックワード結合量が大きくなる構造の方向性結合器が提案されている。

単位長さ当りのバックワード結合量が大きくなる構造の方向性結合器として、例えば、以下の特許文献１には、結合線路を構成する２本の線路の幅広面が向かい合うように、２本の線路を配置し、２本の線路の間に高誘電率材料を挿入している方向性結合器が開示されている。
この方向性結合器では、２本の線路間の静電容量（電界結合）を高めることができるため、バックワード結合量を増加させることができる。
また、高誘電率材料を適宜変更することで、バックワード結合量を調整することが可能になる。

また、以下の特許文献２には、結合線路を構成する２本の線路の幅狭面が向かい合うように、２本の線路を誘電体基板に配置し、その誘電体基板の両面に磁性体材料を配置している方向性結合器が開示されている。
この方向性結合器では、２本の線路の上部に配置している磁性体材料が高誘電特性（例えば、磁性体材料がソフト型フェライトである場合、比誘電率が１０〜３０程度となる）及び高透磁特性を有しているため、２本の線路間の静電容量（電界結合）及び相互誘導（磁界結合）が高められて、バックワード結合量が増加する。

特開平１０−１９０３２１号公報（図２） 実用昭６１−４０００８号公報（図１）

David M．Pozar、"Microwave Engineering−Second Edition"（pp.384，John Wiley＆Sons. Inc，1998年出版）

従来の結合線路は以上のように構成されているので、２本の線路間の静電容量（電界結合）が高められて、結合線路を有する方向性結合器の並列容量性成分Ｃ_Ｃが増加することにより、方向性結合器のフォワード結合量（アイソレーション量）が最小となる終端の負荷インピーダンスＺ_Ｃ（以下、「結合線路インピーダンス」と称する）が低下する。このとき、方向性結合器の各端子に接続される終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌよりも結合線路インピーダンスＺ_Ｃが低くなると、バックワード結合量の増加量よりもフォワード結合量の増加量が大きくなるため、方向性が劣化してしまうという課題があった。

また、特許文献２のように、磁性体材料を用いる場合、結合線路の周辺の磁束密度が強化されて、相互誘導（磁界結合）が高められることから、結合線路を有する方向性結合器の相互インダクタンスＭが増加する。そのため、方向性結合器の結合線路インピーダンスＺ_Ｃを上昇させることができるが、磁性体材料の高誘電率特性が高透磁特性よりも支配的となることから、相互インダクタンスＭの増加による結合線路インピーダンスＺ_Ｃの上昇幅よりも、方向性結合器の並列容量性成分Ｃ_Ｃの増加よる結合線路インピーダンスＺ_Ｃの低下幅の方が大きくなる（２本の線路の中間的な位置にも磁性体材料が配置されるため、相互インダクタンスＭよりも並列容量性成分Ｃ_Ｃの方が増加する）。その結果、フォワード結合量が増加して、方向性が劣化してしまうという課題があった。

なお、特許文献２では、１層の誘電体層の両面に２層の導体層が設けられた両面２層基板を使用する場合について考慮されており、２層以上の誘電体層と２層以上の導体層からなる多層基板を使用する場合については考えられていない。このため、幅広面が向かい合うように、２本の線路が平行に配置されている特許文献１の結合線路を有する方向性結合器と比べて、バックワード結合量の増加が乏しいものとなっている。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、２本の線路間のバックワード結合量を増加させて、良好な方向性を得ることができる結合線路を得ることを目的とする。

この発明の第１の発明に係る結合線路は、端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、端子３と端子４との間に接続され、第１の信号線導体と平行に配置され、第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、第１の誘電体基板の下層側に設けられ、第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、第１の信号線導体の上面と接触して配置され、第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料を配置するようにしたものである。

この発明の第１の発明によれば、端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、端子３と端子４との間に接続され、第１の信号線導体と平行に配置された第２の信号線導体、第１の誘電体基板の下層側に設けられ、第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体とを備え、第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料を第１の信号線導体の上面と接触して配置するように構成したので、２本の線路間のバックワード結合量を増加させて、良好な方向性を得ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１による結合線路を示す構成図である。 図１の結合線路を有する方向性結合器を示す等価回路である。 実施の形態１による図１の結合線路及び非特許文献１に開示されている従来構造の結合線路（図４の結合線路）に対するシミュレーション結果を示す説明図である。 非特許文献１に開示されている従来構造の結合線路を示す断面図である。 この発明の実施の形態２による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態５による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態６による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態７による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態８による結合線路を示す構成図である。 この発明の実施の形態８による結合線路を示す構成図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による結合線路を示す構成図である。
特に図１（ａ）は結合線路の上面透視図であり、図１（ｂ）は結合線路の分解斜視図である。また、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
この実施の形態１では、マイクロストリップ線路で構成されているブロードサイド形の結合線路について説明する。

図１において、主信号線導体１は信号を伝搬する第１の信号線導体であり、第１の誘電体基板である誘電体基板２の上面に配置されている。
誘電体基板３は誘電体基板２の下層側に設けられている第２の誘電体基板である。
副信号線導体４は誘電体基板３の上面に、主信号線導体１と電磁気的に結合するように、主信号線導体１と平行に近接配置されている第２の信号線導体である。
接地導体５はグランドと接続されて、誘電体基板３の下層側に設けられている第１の接地導体である。

なお、主信号線導体１と副信号線導体４からブロードサイド結合部が構成され、そのブロードサイド結合部と接地導体５から結合線路が構成されている。
磁性体材料６は主信号線導体１から生じる磁界による磁束密度が強化されるように、主信号線導体１の上面に配置されている。磁性体材料６として、例えば、磁性薄膜が用いられる。
図１の例では、磁性体材料６が主信号線導体１の上面と接触するように配置されているが、磁性体材料６は、主信号線導体１と副信号線導体４との間の領域以外の領域に配置されていればよく、主信号線導体１の上面に配置されるものに限るものではない。その具体例については後述する。

図２は図１の結合線路を有する方向性結合器を示す等価回路である。
この実施の形態１では、主信号線導体１が方向性結合器の端子であるＰｏｒｔ（１）とＰｏｒｔ（２）の間に接続され、副信号線導体４がＰｏｒｔ（３）とＰｏｒｔ（４）の間に接続されているものとする。
図２において、Ｃ_Ｃは結合線路間の並列容量性成分、Ｌは主信号線導体１及び副信号線導体４のインダクタンス、Ｍは結合線路間の相互インダクタンス、Ｃ_ｇは主信号線導体１及び副信号線導体４とグランド間の容量成分である。

方向性結合器では、結合線路の結合線路インピーダンスＺ_Ｃが、図２の各端子（Ｐｏｒｔ（１）〜Ｐｏｒｔ（４））に接続される終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌと等しくなるように決定された場合には良好な方向性が得られる。
ただし、誘電体基板２，３及び接地導体５の基板厚が薄いような場合には、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌと等しくなるように設計することができないことがある。このような場合、主信号線導体１及び副信号線導体４の導体幅を狭くすれば、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌと等しくなるように設計することができるが、導体幅の製造限界を考慮すると、ある程度以下には、主信号線導体１及び副信号線導体４の導体幅を狭くすることができず、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌを等しくすることができないことがある。

結合線路の結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌよりも低い場合、方向性が劣化することになるが、この実施の形態１では、結合線路の結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌよりも低い場合、磁性体材料６を主信号線導体１の上面に配置することで、その結合線路インピーダンスＺ_Ｃを調整して、その結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌを等しくすることできるので、良好な方向性を得ることができる。
具体的には、以下の通りである。

結合線路は、図２に示すように、並列容量性成分Ｃ_Ｃと相互インダクタンスＭを有しているが、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによってバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｃｃ｜とフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｃｃ｜が生じる。
バックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｃｃ｜は、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによって、Ｐｏｒｔ（１）からＰｏｒｔ（３）に伝搬される電力であり、フォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｃｃ｜は、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによって、Ｐｏｒｔ（１）からＰｏｒｔ（４）に伝搬される電力である。
また、結合線路間の相互インダクタンスＭによってバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｍ｜とフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｍ｜が生じる。
バックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｍ｜は、結合線路間の相互インダクタンスＭによって、Ｐｏｒｔ（１）からＰｏｒｔ（３）に伝搬される電力であり、フォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｍ｜は、結合線路間の相互インダクタンスＭによって、Ｐｏｒｔ（１）からＰｏｒｔ（４）に伝搬される電力である。

結合線路間のバックワード結合量Ｓ_３１とフォワード結合量Ｓ_４１は、下記の式（１）及び式（２）のように表すことができる。

また、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによるバックワード結合の結合位相∠Ｓ_３１ ^Ｃｃ及びフォワード結合の結合位相∠Ｓ_４１ ^Ｃｃと、結合線路間の相互インダクタンスＭによるバックワード結合の結合位相∠Ｓ_３１ ^Ｍ及びフォワード結合の結合位相∠Ｓ_４１ ^Ｍとの関係は、下記の式（３）のように表すことができる。

ここで、結合線路における結合線路インピーダンスＺ_Ｃと、終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌとが等しくなる場合、結合線路間のフォワード結合量Ｓ_４１が０になるため、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによるバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｃｃ｜及びフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｃｃ｜と、結合線路間の相互インダクタンスＭによるバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｍ｜及びフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｍ｜との関係は、下記の式（４）のように表すことができる。

一方、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃの増加や相互インダクタンスＭの減少に伴って、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌより低下した場合には、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによるバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｃｃ｜及びフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｃｃ｜と、結合線路間の相互インダクタンスＭによるバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｍ｜及びフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｍ｜との関係は、下記の式（５）のように表すことができる。

この実施の形態１では、主信号線導体１から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料６を主信号線導体１の上面に配置しているので、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃと相互インダクタンスＭを増加させることができる。このとき、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃよりも、相互インダクタンスＭを大きく増加させることができる。
したがって、高誘電特性及び高透磁特性が適正な磁性体材料６を主信号線導体１の上面に配置すれば、式（４）の関係を満足するように、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃによるバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｃｃ｜及びフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｃｃ｜と、結合線路間の相互インダクタンスＭによるバックワード結合量｜Ｓ_３１ ^Ｍ｜及びフォワード結合量｜Ｓ_４１ ^Ｍ｜とを調整することができる。
このように、式（４）の関係を満足する場合には、結合線路における結合線路インピーダンスＺ_Ｃと、終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌとが等しくなるため、良好な方向性を得られる。

図３は実施の形態１による図１の結合線路及び非特許文献１に開示されている従来構造の結合線路（図４の結合線路）に対するシミュレーション結果を示す説明図である。
特に図３（ａ）は結合線路のバックワード結合量を示し、図３（ｂ）は結合線路の方向性を示している。
非特許文献１に開示されている従来構造の結合線路（図４の結合線路）は、図１の結合線路に実装されている磁性体材料６が設けられていない。
このシミュレーションでは、従来構造の結合線路（図４の結合線路）において、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと、各端子（Ｐｏｒｔ（１）〜Ｐｏｒｔ（４））に接続される終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌとが等しくなるように、Ｚ_Ｃ＝Ｚ_Ｌ≒５０Ωに設計されているものとする。
なお、図１の結合線路においても、終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌが約５０Ωに設計されているものとするが、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが約５０Ωから大きく変化しないように磁性体材料６の大きさが調整されている。

図３（ａ）において、例えば、規格化周波数（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が１であるところのバックワード結合量に着目すると、従来構造の結合線路（図４の結合線路）と比べて、この実施の形態１の結合線路（図１の結合線路）が密結合になっており、バックワード結合量が１．５ｄＢ程度上昇していることが分かる。
また、図３（ｂ）において、規格化周波数が１であるところの方向性に着目すると、従来構造の結合線路（図４の結合線路）と実施の形態１の結合線路（図１の結合線路）は共に、約２０ｄＢになっており、概ね等しい特性（良好な方向性）となっていることが分かる。

図３の例では、Ｚ_Ｃ＝Ｚ_Ｌ≒５０Ωに設計されているため、従来構造の結合線路（図４の結合線路）と実施の形態１の結合線路（図１の結合線路）は、共に良好な方向性が得られているが、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌより低下した場合には、式（４）の関係を満足することができず、式（５）のような関係になり、方向性が劣化する。
例えば、従来構造の結合線路（図４の結合線路）において、誘電体基板２，３及び接地導体５の基板厚が薄いような場合には、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌとが等しくなるように設計することができないことがある。
この実施の形態１の結合線路（図１の結合線路）では、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが終端の負荷インピーダンスＺ_Ｌより低くなる場合には、従来構造の結合線路（図４の結合線路）と異なり、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌが等しくなるような磁性体材料６が主信号線導体１の上面に配置されるので、主信号線導体１及び副信号線導体４の導体幅を狭くすることなく、式（４）の関係を満足することができ、良好な方向性が得られる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、信号を伝搬する主信号線導体１と、グランドと接続されている接地導体５と、主信号線導体１と接地導体５の間に、主信号線導体１と平行に配置された副信号線導体４とを備え、主信号線導体１の上面に磁性体材料６を配置するように構成したので、２本の線路間のバックワード結合量を増加させて、良好な方向性を得ることができる効果を奏する。
即ち、主信号線導体１の上面に磁性体材料６を配置することで、２本の線路間のバックワード結合量を増加させて、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌを合わせることができるため、良好な方向性を得ることができる。

この実施の形態１では、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌが等しくなるように、磁性体材料６を主信号線導体１の上面に配置しているものを示したが、結合線路インピーダンスＺ_Ｃが負荷インピーダンスＺ_Ｌより高くなるように、磁性体材料６を主信号線導体１の上面に配置してもよい。この場合も、良好な方向性を得ることができる。

また、この実施の形態１では、主信号線導体１及び副信号線導体４が単一の基板に配置されているものを示したが（主信号線導体１が誘電体基板２の上面に配置され、副信号線導体４が誘電体基板３の上面に配置されている）、主信号線導体１及び副信号線導体４が、ビア等を用いて、複数の基板に亘って配置されているものであってもよい。

また、この実施の形態１では、磁性体材料６の形状が矩形状である例を示したが、これに限るものではなく、磁性体材料６の形状は任意の形状でよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、磁性体材料６が主信号線導体１の上面と接触するように配置されているものを示したが、磁性体材料６は、主信号線導体１と副信号線導体４との間の領域以外の領域に配置されていればよく、主信号線導体１の上面に配置されるものに限るものではない。

図５はこの発明の実施の形態２による結合線路を示す構成図であり、図５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図５（ａ）は結合線路の上面透視図、図５（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
図５の結合線路では、磁性体材料６が副信号線導体４の下面に配置されている点で、図１の結合線路と異なっており、磁性体材料６は、副信号線導体４から生じる磁界による磁束密度が強化されるように作用する。
したがって、副信号線導体４の下面に磁性体材料６を配置することで、上記実施の形態１と同様に、２本の線路間のバックワード結合量を増加させて、良好な方向性を得ることができる。
なお、主信号線導体１の上面に磁性体材料６を配置し、かつ、副信号線導体４の下面に磁性体材料６を配置するようにしてもよい。
この場合、双方の磁性体材料６によって、主信号線導体１及び副信号線導体４から生じる磁界による磁束密度が強化される。

図６はこの発明の実施の形態２による結合線路を示す構成図であり、図６において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図６（ａ）は結合線路の上面透視図、図６（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図６（ｃ）は図６（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
上記実施の形態１では、磁性体材料６が主信号線導体１の上面と接触するように配置されているものを示したが、磁性体材料６ａ（図６の磁性体材料は、断面が凹状に形成されている）が主信号線導体１の上面及び側面と接触するように配置されているものであってもよい。

図７はこの発明の実施の形態２による結合線路を示す構成図であり、図７において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図７（ａ）は結合線路の上面透視図、図７（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図７（ｃ）は図７（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
上記実施の形態１では、磁性体材料６が主信号線導体１の上面と接触するように配置されているものを示したが、さらに、高誘電率誘電体７，８（誘電体）が主信号線導体１の側面に配置されているようにしてもよい。
磁性体材料６を主信号線導体１の上面と接触するように配置することで、上記実施の形態１と同様に、２本の線路間のバックワード結合量を増加させて、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌを合わせることができる。
ただし、磁性体材料６を配置することで、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃよりも、相互インダクタンスＭの増加が大きくなり過ぎるような場合には、高誘電率誘電体７，８を主信号線導体１の側面に配置することで、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃを増加させることができるので、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌが合うように調整することができる効果が得られる。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、１つの磁性体材料６（または磁性体材料６ａ）が主信号線導体１の上面等に配置されているものを示したが、複数の磁性体材料６（または磁性体材料６ａ）が主信号線導体１の上面等に配置されているようにしてもよい。
図８はこの発明の実施の形態３による結合線路を示す構成図であり、図８において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図８（ａ）は結合線路の上面透視図、図８（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図８（ｃ）は図８（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。

図８の例では、３つの磁性体材料６が主信号線導体１の上面と接触するように配置されているが、２つ又は４つ以上の磁性体材料６が主信号線導体１の上面と接触するように配置されていてもよい。
また、複数の磁性体材料６が、図５に示すように、副信号線導体４の下面と接触するように配置されていてもよいし、複数の磁性体材料６ａが、図６に示すように、主信号線導体１の上面及び側面と接触するように配置されていてもよい。
また、複数の磁性体材料６が、図７に示すように、主信号線導体１の上面と接触するように配置され、さらに、高誘電率誘電体７，８が主信号線導体１の側面に配置されていてもよい。

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、主信号線導体１の直下の位置に、副信号線導体４が配置されているものを示したが、主信号線導体１の直下の位置より、水平方向にずれている位置に副信号線導体４が配置されているようにしてもよい。
図９はこの発明の実施の形態４による結合線路を示す構成図であり、図９において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図９（ａ）は結合線路の上面透視図、図９（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図９（ｃ）は図９（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。

図９の例では、主信号線導体１の直下の位置より、水平方向（図中、左方向）にずれている位置に副信号線導体４が配置されており、磁性体材料６が主信号線導体１の上面に配置されている。
主信号線導体１と副信号線導体４からオフセット・ブロードサイド結合部が構成され、そのオフセット・ブロードサイド結合部と接地導体５から結合線路が構成されている。
この実施の形態４のように、主信号線導体１と副信号線導体４を水平方向にずらすことで、オフセット・ブロードサイド結合部を構成する場合、水平方向にずらすオフセット量によって結合線路インピーダンスＺ_Ｃを調整することが可能なる。したがって、上記実施の形態１〜３よりも容易に結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌを合わせることができる。

この実施の形態４では、主信号線導体１の直下の位置より、水平方向（図中、左方向）にずれている位置に副信号線導体４が配置されて、磁性体材料６が主信号線導体１の上面に配置されている例を示したが、主信号線導体１の２つの側面のうち、副信号線導体４からの距離が離れている方の側面に磁性体材料６が配置されているものであってもよい。
図１０はこの発明の実施の形態４による結合線路を示す構成図であり、図１０において、図９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図１０（ａ）は結合線路の上面透視図、図１０（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
図１０の例では、主信号線導体１の２つの側面のうち、図中、右側の側面に磁性体材料６が配置されている。
この場合も、図９の結合線路と同様の効果が得られる。

図９の結合線路では、磁性体材料６が主信号線導体１の上面に配置され、図１０の結合線路では、磁性体材料６が主信号線導体１の右側の側面に配置されているものを示しているが、磁性体材料６が主信号線導体１の上面に配置され、かつ、磁性体材料６が主信号線導体１の右側の側面に配置されているものであってもよい。
また、磁性体材料６が図５〜図８に示すような形態で配置されていてもよい。

実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、誘電体基板３を備えて、副信号線導体４が誘電体基板３の上面に配置されているものを示したが、誘電体基板３を備えずに、副信号線導体４が、主信号線導体１が配置されている誘電体基板２の上面に配置されているようにしてもよい。
図１１はこの発明の実施の形態５による結合線路を示す構成図であり、図１１において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図１１（ａ）は結合線路の上面透視図、図１１（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
図１１の例では、誘電体基板２の上面において、主信号線導体１の右側に副信号線導体４が配置され、副信号線導体４の２つの側面のうち、主信号線導体１からの距離が離れている右側の側面に磁性体材料６が配置されている。
図１１の例では、主信号線導体１と副信号線導体４からエッジ結合部が構成され、そのエッジ結合部と接地導体５から結合線路が構成されている。その他の構造については、図１の結合線路と同様である。

図１１の例では、副信号線導体４の２つの側面のうち、主信号線導体１からの距離が離れている右側の側面に磁性体材料６が配置されているものを示しているが、主信号線導体１の２つの側面のうち、副信号線導体４からの距離が離れている左側の側面に磁性体材料６が配置されているものであってもよい。また、副信号線導体４の右側の側面又は主信号線導体１の左側の側面に配置される磁性体材料６が複数個であってもよい。
また、副信号線導体４の右側の側面に磁性体材料６が配置され、かつ、主信号線導体１の左側の側面に磁性体材料６が配置されているものであってもよい。
この実施の形態５によれば、上記実施の形態１と同様に、良好な方向性を得ることができるほか、誘電体基板３を備えない分、結合線路の小型化を図ることができる効果を奏する。

実施の形態６．
上記実施の形態１〜４では、マイクロストリップ線路で構成されているブロードサイド形の結合線路について説明したが、誘電体基板の上層側に第３の誘電体基板を設けるとともに、第３の誘電体基板の上層側に第２の接地導体を設けるようにしてもよい。
図１２はこの発明の実施の形態６による結合線路を示す構成図であり、図１２において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図１２（ａ）は結合線路の上面透視図、図１２（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
誘電体基板９は誘電体基板２の上層側に設けられた第３の誘電体基板である。
接地導体１０は誘電体基板９の上層側に設けられた第２の接地導体である。

図１２は、誘電体基板９及び接地導体１０を上記実施の形態１の結合線路に適用している例を示しているが、誘電体基板９及び接地導体１０を上記実施の形態２〜５の結合線路に適用してもよいことは言うまでもない。
誘電体基板２の上層側に誘電体基板９を設け、誘電体基板９の上層側に接地導体１０を設けることで、上記実施の形態１〜５と同様の効果が得られるほか、外部からの影響（例えば、ノイズの影響）を受け難い構造にすることができる。

実施の形態７．
上記実施の形態１〜６では、主信号線導体１及び副信号線導体４が、直線状の導体であるものを示したが、主信号線導体１及び副信号線導体４が折り曲げ構造又は曲線構造を有しているものであってもよい。
図１３はこの発明の実施の形態７による結合線路を示す構成図であり、図１３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図１３（ａ）は結合線路の上面透視図、図１３（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。
図１３の例では、主信号線導体１及び副信号線導体４が、２箇所で直角に折り曲げられている。ただし、主信号線導体１及び副信号線導体４の折り曲げ形状は任意の形状でよく、図１３の例に限るものではない。
また、図１３では、主信号線導体１及び副信号線導体４が、２箇所で直角に折り曲げられている例を示しているが、主信号線導体１及び副信号線導体４が、曲線的に曲げられていてもよい。

この実施の形態７によれば、上記実施の形態１と同様に、良好な方向性を得ることができる。また、主信号線導体１及び副信号線導体４の折り曲げ構造又は曲線構造によって、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃを増加させることができるので、磁性体材料６を配置することで、結合線路間の並列容量性成分Ｃ_Ｃよりも、相互インダクタンスＭの増加が大きくなり過ぎるような場合には、結合線路インピーダンスＺ_Ｃと負荷インピーダンスＺ_Ｌが合うように調整することができる効果が得られる。
図１３は、主信号線導体１及び副信号線導体４の折り曲げ構造又は曲線構造を上記実施の形態１の結合線路に適用している例を示しているが、主信号線導体１及び副信号線導体４の折り曲げ構造又は曲線構造を上記実施の形態２〜６の結合線路に適用してもよいことは言うまでもない。

実施の形態８．
上記実施の形態１〜７では、誘電体基板３の下層側に接地導体５が設けられているものを示しているが、磁性体材料６と対向している接地導体５の領域の一部に切り欠きが施されていてもよい。
図１４はこの発明の実施の形態８による結合線路を示す構成図であり、図１４において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
特に図１４（ａ）は結合線路の上面透視図、図１４（ｂ）は結合線路の分解斜視図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）におけるＡ１−Ａ１’面での断面図である。

切り欠き１１は磁性体材料６と対向している接地導体５の領域（磁性体材料６の直下の領域を含む領域）の一部に施されている。
接地導体５の領域の一部に切り欠き１１を施すことで、結合線路インピーダンスＺ_Ｃを調整することができる。
即ち、切り欠き１１の大きさを大きくする程、結合線路インピーダンスＺ_Ｃを大きくすることができる。

この実施の形態８では、磁性体材料６と対向している接地導体５の領域の一部に切り欠きが施されているものを示しているが、図１５に示すように、磁性体材料６と対向している接地導体１０の領域の一部に切り欠きが施されているものであってもよい。
また、磁性体材料６と対向している接地導体５の領域の一部に切り欠きが施され、かつ、磁性体材料６と対向している接地導体１０の領域の一部に切り欠きが施されているものであってもよい。
図１４は、切り欠き１１を上記実施の形態１の結合線路に適用している例を示しているが、切り欠き１１を上記実施の形態２〜７の結合線路に適用してもよいことは言うまでもない。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 主信号線導体（第１の信号線導体）、２ 誘電体基板（第１の誘電体基板）、３ 誘電体基板（第２の誘電体基板）、４ 副信号線導体（第２の信号線導体）、５ 接地導体（第１の接地導体）、６，６ａ 磁性体材料、７，８ 高誘電率誘電体（誘電体）、９ 誘電体基板（第３の誘電体基板）、１０ 接地導体（第２の接地導体）、１１ 切り欠き。

Claims (15)

1. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
   前記第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
   端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
   前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、前記第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、
   前記第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
   前記第１の信号線導体の上面と接触して配置され、前記第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と
   を備えた結合線路。
2. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
   前記第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
   端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
   前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、前記第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、
   前記第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
   前記第２の誘電体基板の上面に、前記第２の信号線導体の下面と接触して配置され、前記第２の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と
   を備えた結合線路。
3. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
   前記第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
   端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
   前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、前記第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、
   前記第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
   断面が凹状に形成され、前記凹状の底面が前記第１の信号線導体の上面と接触し、前記凹状の側面が前記第１の信号線導体の側面と接触して配置され、前記第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と
   を備えた結合線路。
4. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
   前記第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
   端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
   前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、前記第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、
   前記第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
   前記第１の信号線導体の上面と接触して配置され、前記第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と、
   前記第１の信号線導体の側面に配置された誘電体と、
   を備えた結合線路。
5. 複数の前記磁性体材料が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の結合線路。
6. 前記第１の信号線導体の直下の位置に前記第２の信号線導体が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の結合線路。
7. 前記第１の信号線導体の直下の位置より、水平方向にずれている位置に前記第２の信号線導体が配置されていることを特徴とする請求項１記載の結合線路。
8. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
   前記第１の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
   端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体の直下の位置より、水平方向にずれている位置に前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
   前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、前記第２の信号線導体が上面に配置された第２の誘電体基板と、
   前記第２の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
   前記第１の信号線導体の２つの側面のうち、前記第２の信号線導体からの距離が離れている方の側面に配置され、前記第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と
   を備えた結合線路。
9. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
   端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
   前記第１の信号線導体及び前記第２の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
   前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
   前記第２の信号線導体の２つの側面のうち、前記第１の信号線導体からの距離が離れている方の側面に配置され、前記第２の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と
   を備えた結合線路。
10. 端子１と端子２との間に接続され、信号を伝搬する第１の信号線導体と、
    端子３と端子４との間に接続され、前記第１の信号線導体と平行に配置され、前記第１の信号線導体と電磁気的に結合する第２の信号線導体と、
    前記第１の信号線導体及び前記第２の信号線導体が上面に配置された第１の誘電体基板と、
    前記第１の誘電体基板の下層側に設けられ、グランドと接続される第１の接地導体と、
    前記第１の信号線導体の２つの側面のうち、前記第２の信号線導体からの距離が離れている方の側面に配置され、前記第１の信号線導体から生じる磁界による磁束密度を強化する磁性体材料と
    を備えた結合線路。
11. 前記第１の誘電体基板の上層側に設けられた第３の誘電体基板と、
    前記第３の誘電体基板の上層側に設けられた第２の接地導体とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の結合線路。
12. 前記第１の信号線導体及び前記第２の信号線導体が折り曲げ構造又は曲線構造を有していることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載の結合線路。
13. 前記第１の接地導体のうち、前記磁性体材料と対向している部分の領域に切り欠きが施されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載の結合線路。
14. 前記第２の接地導体のうち、前記磁性体材料と対向している部分の領域に切り欠きが施されていることを特徴とする請求項１１記載の結合線路。
15. 前記磁性体材料が磁性薄膜であることを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項記載の結合線路。

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