JPH01231501A - １８０度ハイブリッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 例えば、マイクロ波帯で使用される周波数逓倍器、又は
周波数変換器に使用される１８０度ハイブリッドに関し
、 一般のプリント基板上に高性能な１８０度ハイブリッド
を形成できる様にすることを目的とし、長さが約１／４
波長で２両面に導体パターンが形成された短冊状誘電体
基板を誘電体基板上に配置し、該短冊状誘電体基板の一
方の面の一端及び他方の面の他端を、該誘電体基板上に
形成され、長さが約１／４波長の第１のストリップライ
ンの一端及び第３のストリップラインの他端にそれぞれ
接続すると共に、該短冊状誘電体基板の一方の面の他端
及び他方の面の一端をそれぞれ接地し、該第１のストリ
ップラインの他端及び第３のストリップラインの一端を
誘電体基盤上に形成された長さが約１／４波の第２のス
トリップラインの他端及び一端にそれぞれ接続し、４つ
の接続部分を入出力端子とする様に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は２例えばマイクロ波帯で使用される周波数逓倍
器、又は周波数変換器に使用される１８０度ハイブリッ
ドに関するものである。

第３図は周波数逓倍器のブロック図である。

図において、入力した周波数ｆ１のマイクロ波は１８０
度ハイブリッドで位相が１８０度異なる２つの波に分配
され、それぞれの波はダイオードＤｚ　Ｄｚで２例えば
２逓倍された後、同相ハイブリッドで合成されて周波数
２ｆ、の２逓倍波が得られるが、１８０度ハイブリッド
を用いているので出力側にはｆｌの波は出力されず、ｆ
Ｉ阻止用フィルタは不要となる。

ここで、無線機器の高性能化及び低価格化の為にガラス
エポキシ基板やテフロングラス基板と云う様な一般的な
プリント基板上に高性能１８０度ハイブリッドを形成で
きる様にすることが必要である。

〔従来の技術〕

第４図は従来例の構成図で、第４図（ａｌはラットレー
ス形、第４図ｆｂｌは位相反転形ハイブリッドリング形
のハイブリッドを示すが、これらの動作等については昭
和５６年１０月２０日に電子通信学会から発行された電
子通信学会績「通信用マイクロ波回路」の６０頁二６２
真に示しであるので概略の説明をする。

先ず、第４図（ａ）に示すラットレース形は１周が１．
５波長の線路に４つの入出力端子■〜■（特性インピー
ダンスＺ。）を付加した１８０ハイブリツドで、端子■
から入力した信号は端子■、■から１８０度位相差のあ
る信号に分配されて出力されるが、端子■はアイソレー
ションポートになっている。

尚、この形は周波数比帯域が約２０χで比較的狭いが１
回路設計が容易と云う特徴を持っている。

次に、第４図（ｂ）に示す位相反転形ハイブリッドリン
グ形はラットレース形の（３／４）波長の線路部分（第
４図（ａ）の■−■の部分）を結合線路１１．１２を用
いた逆位相変成器に置換したもので、ラットレース形に
比べて周波数帯域幅は約１オクターブと広くなる。そし
て、端子■から入力した信号は端子■と端子■から１８
０度位相差のある信号に分配されて出力される。尚、端
子■はアイソレーションポートになっている。

ここで、入出力端子■〜■の特性インピーダンスをＺ。

とすると、線路１３〜１５．結合線路１１．１２の部分
の長さを約Ａ波長、特性インピーダンスｚＩを５　Ｚ、
とすることにより１８０度ハイブリッドとして動作する
が、結合線路ＩＬ　１２については奇モード特性インピ
ーダンス２゜０と偶モード特性インピーダンスＺ。ｌｌ
が２．・〃乙−Ｉπ　を満足する様に線路の間隔を決め
なければならない。

又、逆相変成器を実現する為には、このハイブリッドが
形成されている誘電体基板に穴を開けて接地する必要が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、位相反転形ハイブリッドリング形はラットレー
ス形の比帯域が狭いと云う点を改善しているが、結合線
路１１と１２との間隔が数μｍ〜数１０μｍと狭くなる
。

これは、Ｚ、が決められると、対応してＺ。Ｏ＋ＺＯ！
が設定されるが、上記の文献に示す様に１例えばＺＯＯ
は３０Ω程度と低い値になり、これを満足させるには結
合を強くする必要がある。しかし、第５図の位相反転形
ハイブリッドリング形の電界分布図のＺ。０に示す様に
線路１１．１２はエツジで結合するので間隔が上記の様
に狭くなる。

さて、この様な間隔の線路をアルミナ基板上に形成する
場合、導体厚は通常数μｍのために実現可能であるが、
テフロングラス基板やガラスエポキシ基板と云った一般
のプリント基板では導体厚は数１０μｍとなるので間隔
が一定にならず実現することは不可能に近いと云う問題
がある。

本発明は一般のプリント基板上に高性能な１８０度ハイ
ブリッドを形成できる様にすることを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

第１図は本発明の実施例のブロック図を示す。

図中、２１は長さが約１７４波長で９両面に導体パター
ンが形成された短冊状誘電体基板で、２２〜２４は誘電
体基板上に形成された長さが約１７４波長の第１〜第３
のストリップラインである。又、２６〜２９は入出力端
子である。

そして、該短冊状誘電体基板の一方の面の一端及び他方
の面の他端を第１のストリップラインの一端及び第３の
ストリップラインの他端にそれぞれ接続すると共に、該
短冊状誘電体基板の一方の面の他端及び他方の面の一端
をそれぞれ接地し、４つの接続箇所を入出力端子とする
。

〔作用〕

一般に、両面に導体パターンを形成した短冊状誘電体基
板は結合線路で、しかも導体パターンが面で結合してい
るので比較的容易に奇モード特性インピーダンスＺ。０
を下げることができる。

そこで、本発明は位相反転形ハイブリッドリング形の結
合線路の部分をこの短冊状誘電体基板に置換することに
より一般のプリント基板上に高性能な１８０度ハイブリ
ッドを形成できる様にしたものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は第１図中の
短冊状誘電体基板の電界分布図を示す。

以下、第２図を参照して第１図の動作を説明する。

先ず、第１図に示す様に入出力端子２６〜２９の特性イ
ンピーダンスをＺｏとすると、各線路２２〜２４の長さ
は約１／４波長で、特性インピーダンスはηＺｏ、短冊
状誘電体基板２１による結合線路は長さが約１７４波長
で、特性インビーダン左σＺ０となる。

又、該短冊状誘電体基板２１の一方の面２１１の他端及
び他方の面２１２の一端をそれぞれスルーホールＴＨ−
２及びＴＨ−１を通して接地するか、この様に短冊状誘
電体基板の両端でスルーホール接地する面が逆になって
いることが必要で、これにより１８０度ハイブリッドと
しての動作ができる。

ここで、誘電体基板２５の上に配置した短冊状誘電体基
板２１の偶モード特性インピーダンスＺＯａ及び奇モー
ド特性インピーダンスＺ０゜は短冊状誘電体基板２１の
高さ−、厚さＴ、比誘電率及び誘電体基板の厚さｔ、比
誘電率によって決まる（第２図（ａｌ参照）。

又、短冊状誘電体基板の２．８モードとＺｏ。モードの
電界分布は第２図（ｂｌに示す様であるが、Ｚｏ。

モードの場合は誘電体を介した対向面の結合になるので
、結合を強めてＺ。０の値を下げるのは比較的容易であ
る。

尚、動作周波数が５　ＧＨｚの場合、Ｗが約０．８ｍｍ
、Ｔが約０．６　＋ｎｍ　、Ｌが約１２ｍｍの短冊状誘
電体基板２１が線路２２．２４やスルーホールの設けら
れたパターンに半田付は等で接続され、５±ｌ　ＧＨｚ
の帯域幅が得られた。

即ち、結合線路に短冊状誘電体基板を用いることにより
、一般のプリント基板上に高性能な１８０度ハイブリッ
ドを形成できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した様に本発明によれば一般のプリント
基板上に高性能な１８０度ハイブリッドを形成できると
云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図は第１図中の短冊状誘電体基板の電界分布図、 第３図は周波数逓倍器ブロック図、 第４図は従来例の構成図、 図において、 ２１は短冊状誘電体基板、 ２２〜２４は線路、 ２５は誘電体基板、 ２６〜２９は入出力端子を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　長さが約１／４波長で，両面に導体パターンが形成さ
   れた短冊状誘電体基板（２１）を誘電体基板（２５）上
   に配置し、該短冊状誘電体基板（２５）の一方の面（２
   １１）の一端及び他方の面（２１２）の他端を，該誘電
   体基板（２５）上に形成され，長さが約１／４波長の第
   １のストリップライン（２２）の一端及び第３のストリ
   ップライン（２４）の他端にそれぞれ接続すると共に，
   該短冊状誘電体基板（２１）の一方の面（２１１）の他
   端及び他方の面（２１２）の一端をそれぞれ接地し、 該第１のストリップライン（２２）の他端及び第３のス
   トリップライン（２４）の一端を誘電体基盤（２５）上
   に形成された長さが約１／４波の第２のストリップライ
   ン（２３）の他端及び一端にそれぞれ接続し、４つの接
   続部分を入出力端子（２６，２７，２８，２９）とした
   ことを特徴とする１８０度ハイブリッド。