JPH02184005A - 線路変成器 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、高周波技術において例えばインピーダンス
の整合のために用いることができる線路変成器に関する
。

［従来の技術］ 一般に低周波交流の範囲に適した変成器は１強磁性材料
から成る磁心とそれぞれ少なくとも数ターンの一次及び
二次巻線とを備える。こうして形成された四端子網によ
り電流及び電圧を所望の形に変更することができる。巻
線を形成する導体の長さが波長に比べて小さい場合には
、かかる変成器はインピーダンス変換に適している。ラ
ジオアンテナは周知のように非常に高い周波数に対して
も電磁エネルギーすなわち任意の信号をひずみ無く伝送
する。それゆえに広帯域伝送では、両巻線が所定の波動
インピーダンスと無視できる放射損失とを有する線路を
形成するように、両巻線が相互に密に結合されている。

線路変成器により実際上いかなる論理的な変成比をも実
現することができる（「ナーハリヒテンテヒニッシェ・
ツアイトシュリフト（ＮＴＺ　）　Ｊ、１９６６年、第
９号、第５２７〜５３８ページ参照）。

インダクタを偏平構造で印刷されたコイルとして構成で
きることが更に知られている。これらのインダクタは電
気絶縁材料から成る平らな基体の表面上に配置された例
えば渦巻形の導体から成る。絶縁材料基体の反対側の平
面は大面積の金属化層を備えることができる（ｒ１９８
７年米国電気電子学会、マイクロ波部会、国際マイクロ
波シンポジウム要録（１９８７１ＥＥＥ　ＭＴＴ−！Ｊ
　Ｉｎｔ。

Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｓ７ｍｐ、　Ｄｉｇ、）　Ｊ　、
第１巻、第１２３〜１２６ページ参照）。

種々の減結合回路及び分岐回路例えば方向性結合器を実
現するために、高周波技術では４ボート差動変成器が必
要とされる。低周波技術においてしばしばハイブリッド
セットと呼ばれるこの４ボート差動変成器は、大きい帯
域幅を得るためにまた通過損失を低減するために線路変
成器として構成されなければならない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、公知の線路変成器を簡単化かつ改みするこ
と、特に４ボート差動変成器をボートｌからばかりでな
くボート２から見てボート３，４に対し完全に対称に作
動するように構成することにある。

［課題を解決するための手段］ この課題はこの発明に基づき、誘電体として用いられる
円板形基板の両計画がそれぞれ導体路構造を備え、これ
らの導体路構造が同心のストリップ導体から成り、合同
に構成されかつ中間層としての基板と共に重なり合って
配置され、各導体路構造が対称軸線に対し鏡面対称に配
置された二つのパターンから成り、対称軸線が相互に平
行に延び基板の各平面上に向かい合って配置されている
ことにより解決される。

ストリップ線路技術による線路変成器のこの構造は簡単
に製作可能であり強磁性の部品を含まない、従ってこの
線路変成器は強い磁界例えば超伝導磁石の磁界特に核磁
気共鳴断層撮影装置の基本磁界の中でも使用することが
できる。それぞれの導体路構造の肉部分を鏡面対称に配
置することにより対称な電気特性が得られる。基板の厚
さすなわち両導体路構造の間隔とストリップ導体の幅と
により、必要な波動インピーダンスＺを調節することが
できる０部分インダクタンスの間の結合度もまた再現可
能である。

［実施例］ 次にこの発明に基づく線路変成器の二つの実施例を示す
図面により、この発明の詳細な説明する。

変成比ｌ：ｌを有する第５図に示す４ボート差動変成器
の低周波等価回路図では、入力端子Ｃと従属する図示さ
れていない接地端子とがボートｌを形成する。ボート２
は端子対ｄ、ｅにより形成される。ボート３は端子すと
相応の接地端子とにより形成され、ボート４は端子ａと
従属する接地端子とにより形成される。ボート３と４及
びボートｌと２の最適な減結合は、ボート３．４での波
動インピーダンス２の大きさのインピーダンスとボート
１．２でのインピーダンスＺ／２とにより得られる。こ
の４ボート差動変成器は周知のように線路変成器として
、望ましくは強磁性の支持体６に所定のインピーダンス
の伝送線を巻き付けることにより製作することができる
。しかしながら強磁性材料の使用は高周波交番界では相
応の付加的損失をもたらす、更に強磁性材料の使用の場
合に強い静磁界の中での運転が不可能である。

ストリップ線路技術におけるこの４ボート差動変成器の
構造に対しては、変成器がボート１からばかりでなくボ
ート２から見てもボート３．４に対し対称に作動すべき
であるという問題が生じる。

第１図及び第２図に示されているように、この発明に基
づ〈実施例では線路変成器はこの特性を有する。第１図
では第５図に示されたストリップ線路技術における４ボ
ート差動変成器が構成されている。この実施例では変成
器は１例えば０、−８ｍｍの所定の厚さと所定の相対誘
電率とを備え誘電体として働く基板８の上側平面上に、
導電性材料望ましくは金属特に銅から成る導体路１６〜
１９を有する導体路構造１ｏを備え、これらの導体路は
それぞれ部分リング実際上は半リングから成る。基板８
は例えばプラスチック望ましくはテトラフルオルエチレ
ン又はセラミック例えばアルミナ（Ａ　Ｉ２０３　）か
ら成ることができる０両ストリップ導体１６．１７は対
称軸線Ａ−Ｈに対し鏡面対称に配置されている。これら
の両ストリップ導体１６．１７に対し同心に、別の二つ
のストリップ導体１ａ、１９が同様に対称軸線Ａ−Ｈに
対し鏡面対称に配置されている。右側では両ストリップ
導体１６と１９とは線路ブリッジ２４により相互に結合
され、この線路ブリッジは同じ幅のストリップ導体とし
て有利に構成できる。ストリップ導体１７．１８の端部
は同様に線路ブリッジ２５により相互に結合され、この
線路ブリッジは例えば線路ブリッジ２４に対し電気的に
絶縁されたジャンパ線として構成することができる。左
側ではそれぞれストリップ導体１６．１７及び１８．１
９の端子ａ、ｂ及びｄ、　ｅ’が基板８の表面上に向か
い合って配置されている。

第２図に示す実施例では、基板８の下側平面上にストリ
ップ導体２０〜２３の構造が配置され、この構造は上側
平面から見てストリップ導体２０〜２３の合同配置が生
じるように形成されている。上側平面からは見えずそれ
ゆえに破線で示されたこの導体路構造１１では、同様に
６二つのストリップ導体２０．２１及び２２．２３が対
称軸線Ａ’−Ｂ’　に対し鏡面対称に配置されている。

対称軸線Ａ−Ｂ及びＡＩ−ＢＴ　は基板８の丙子面上に
相互に平行にかつ向かい合って置かれている。右側では
ストリップ導体２２．２１の端部とストリップ導体２０
．２３の端部とがそれぞれブリッジ２６又は２７により
相互に結合されている。この実施例では線路ブリッジ２
６はストリップ導体から成り、一方線路ブリッジ２７は
ブリッジ２６に対し電気的に絶縁されたジャンパ線とし
て構成されている。左側では端子Ｃでストリップ導体２
０と２１との始端が相互に結合され、一方端子ｄ′　と
ｅとが相互に向かい合って配置されている。第５図に示
すように、上側平面上の導体路構造１０の端子ｄは線路
ブリッジにより下側平面」二の導体路構造１１の端子ｄ
１　　に結合されている。同じことが端子ｅｌ　　とｅ
とに対しても適用される。これらの導線結合は相応の個
所で基板８が孔と例えばろう合金から成る導電性充填物
とを備えることにより容易に製作することができる。線
路変成器のこの実施例でボート１に信号が入力されると
、この信号は対称にボート３と４とに分配される。同様
にボート２に入力された信号は対称にボート３と４とに
分配される。核磁気共鳴断層撮影装置の円偏波形アンテ
ナの運転のためには。

例えばボートｌに受信器を、ボート２に送信器を、また
ボート３と４に９０’二相回路網を中間に接続しながら
両アンテナボートを接続することができる。

第３図と第４図とに示す実施例では、基板８の上側及び
下側平面上に、それぞれストリップ導体３１〜３６及び
３７〜４２から成る導体路構造１２．１３が配置されて
いる。導体路構造１２は基板８の上側平面上に配置され
、導体路構造１３は基板８の下側平面上に配置されてい
る。第１図及び第２図に示す実施例と同様に、部分リン
グから成りそれぞれ対称軸線Ａ−Ｈに対し鏡面対称に配
置されたストリップ導体３１．３２及び３３．３４及び
３５．３６が同心のリングを形成する。

ストリップ導体３１と３４とはその右側端部で、またス
トリップ導体３４と３５とはその左側端部で、それぞれ
ストリップ導体として形成された線路ブリッジ４４又は
４５により相互に結合されている。これらのブリッジ４
４．４５はそれぞれ。

ストリップ導体３２と３３又は３３と３６を相互に導電
結合する別のブリッジ４６．４７と交差する。ストリッ
プ導体３１．３２の端子ａとｂとが左側に相互に向かい
合って置かれている。同様に右側にストリップ導体３５
．３６の端部が相互に向かい合って置かれている。基板
８の下側平面上の導体路構造１３では第５図に示すよう
に、ストリップ導体３７．３８両方の端部がブリッジ端
子Ｃを備えている。同様にストリップ導体３９と４２と
は左側で線路ブリッジ４８により相互に結合され、この
線路ブリッジは望ましくはストリップ導体から成る。別
の線路ブリッジ４９によりストリップ導体３８と３９と
の端部が右側で電気的に相互に結合されている。ストリ
ップ導体４０と４１との左端は同様に線路ブリッジ５０
により相互に結合され、この線路ブリッジは例えばスト
リップ導体ブリッジ４８に対して絶縁して構成されろう
付けされた線材から成ることができる。同様に右側でス
トリップ導体３７と４０との端部が線路ブリッジ５１に
より相互に結合され、この線路ブリッジはストリップ線
路ブリッジ４９に対して絶縁して構成されている。第５
図に示すように、ストリップ導体４９と４１の端子ｄ＋
　　とｅは上側平面上のストリップ導体３５と３６の端
子ｄ又は６１　　と電気的に結合されている。この導線
結合は、基板８がこれらの端部で貫通接触させられてい
ることにより特に容易に製作することができる。なぜな
らばストリップ導体の端部は合同配置により向かい合う
平面上でそれぞれ同じ個所に設けられているからである
。奇数のリングを備えた実施例（第３図及び第４図参照
）は偶数のリングを備えた実施例（第１図及び第２図参
照）に比べて、端子対ｄ、ｅ（第５図のボート２）が残
りのボートから空間的に遠く離れているという長所を有
する。

実施例ではそれぞれ実際上同心の半リングから成る導体
路構造の構成形式が採用された。なぜならばリングによ
り最短の線路長ですなわち最小の電気的損失で最大のイ
ンダクタンスが得られるからである。しかしながら例え
ば楕円又は方形から成り導体路構造の両半部が基板の平
面上の中心軸線に対し対称に配置された別のパターンを
用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれこの発明に基づく線路変成
器の一実施例の上側導体路及び下側導体路の平面図、声
３図及び第４図はそれぞれ別の実施例の上側導体路及び
下側導体路の平面図、第５図は４ポート差動変成器の従
来例の低周波等価回路図である。 ８・・・基板 １０〜１３・・・導体路構造 １６〜２３．３１〜４２・・・ストリップ導体（半リン
グ） Ｉ６１ ＩＧ　２ ＩＧ　３ Ｉ０４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）誘電体として用いられる円板形基板（８）の両平面
   がそれぞれ導体路構造（１０、 １１）を備え、これらの導体路構造（１０、１１）が同
   心のストリップ導体（１６〜 ２３）から成り、合同に構成されかつ中間層としての基
   板（８）と共に重なり合って配置され、各導体路構造（
   １０、１１）が対称軸線（Ａ−Ｂ又はＡ’−Ｂ’）に対
   し鏡面対称に配置された二つのパターンから成り、対称
   軸線（Ａ−Ｂ、Ａ’−Ｂ’）が相互に平行に延びかつ基
   板（８）の各平面上に向かい合って配置されていること
   を特徴とする線路変成器。 ２）導体路構造（１０〜１３）がほぼ半分のリングから
   成ることを特徴とする請求項１記載の線路変成器。 ３）基板（８）の両平面上の半リング（３１〜３６）が
   奇数のリングを形成することを特徴とする請求項２記載
   の線路変成器。 ４）基板（８）の両平面上に向かい合って置かれたスト
   リップ導体（１９、２２又は１８、２３）の端子（ｄ、
   ｄ’及びｅ、ｅ’）の間に、金属化された孔が線路ブリ
   ッジとして設けられていることを特徴とする請求項１な
   いし３の一つに記載の線路変成器。