JPH03296304A - Directional coupler - Google Patents

Directional coupler

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JPH03296304A
JPH03296304A JP9834990A JP9834990A JPH03296304A JP H03296304 A JPH03296304 A JP H03296304A JP 9834990 A JP9834990 A JP 9834990A JP 9834990 A JP9834990 A JP 9834990A JP H03296304 A JPH03296304 A JP H03296304A
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directional coupler
coupling
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sections
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正人 阿佐
Masayuki Nakajima
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Abstract

PURPOSE:To constitute the directive coupler of a microstrip circuit by arranging a conductor line whose length is not in excess of 1/4 wavelength to the edge coupled part of a 1/4 wavelength part being at least part of plural sections connected in cascade in a floating state. CONSTITUTION:Sections S1-S3 constitute semi-reentrant coupling are provided respectively with a floating conductor 10. The floating conductor 10 is provided to cover a gap over the edge of both conductors 5, 6 on the edge coupled part of the conductors 5, 6 of each section. Moreover, the floating conductor 10 is provided to each section separately respectively. That is, the length of the floating conductor 10 is selected not in excess of 1/4 wavelength so that each of the floating conductor 10 of each section is not in electric contact with each other among the sections S1-S3. Thus, the resonance is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、方向性結合器に関し、特に、マイクロストリ
ップ線路により構成される方向性結合器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a directional coupler, and particularly to a directional coupler constituted by a microstrip line.

[従来の技術] 従来、マイクロ波用方向性結合器としては、第2A図お
よび第3A図に示す方式のものがある。
[Prior Art] Conventionally, there are microwave directional couplers of the type shown in FIGS. 2A and 3A.

第2A図に示す方向性結合器は、ストリップ線路を用い
たものであって、1/4波長結合線路を4セクション分
縦列接続して構成される。この方向性結合器は、1/4
波長結合線路を構成する導体25および26を、第2B
図に示すように、誘電体27aの異なる面に設け、それ
らの両面に誘電体27b、27cをそれぞれ配置し、そ
の外側に接地導体28,29を配置して構成され、いわ
ゆるブロードサイド結合線路を構成している。なお、導
体25の一端には入力ポート21が、他端には出力ポー
ト24が設けられている。また、導体26の一端には結
合ポート22が、他端にはアイソレーションポート23
が設けられている。
The directional coupler shown in FIG. 2A uses a strip line, and is constructed by connecting four sections of quarter-wavelength coupled lines in series. This directional coupler is 1/4
The conductors 25 and 26 constituting the wavelength coupled line are
As shown in the figure, it is constructed by disposing dielectrics 27a on different faces, dielectrics 27b and 27c on both sides, and grounding conductors 28 and 29 on the outside, forming a so-called broadside coupled line. It consists of Note that an input port 21 is provided at one end of the conductor 25, and an output port 24 is provided at the other end. Further, a coupling port 22 is provided at one end of the conductor 26, and an isolation port 23 is provided at the other end.
is provided.

また、第3A図に示す方向性結合器は、マイクロストリ
ップ線路を用いたもので、1/4波長結合線路を2セク
ション縦列接続して構成される。
The directional coupler shown in FIG. 3A uses a microstrip line, and is constructed by connecting two sections of quarter-wavelength coupled lines in series.

この方向性結合器は、1/4波長結合線路を構成する導
体35.36を、第3B図に示すように。
This directional coupler has conductors 35 and 36 forming a 1/4 wavelength coupling line, as shown in FIG. 3B.

誘電体37上に配置し、これを接地導体38上に配置し
て構成され、いわゆるエツジ結合線路を構成している。
It is arranged on a dielectric material 37, and this is arranged on a ground conductor 38, thereby forming a so-called edge-coupled line.

なお、導体35の一端には入力ポート31が、他端には
出力ポート34が設けられている。また、導体36の一
端には結合ポート32が、他端にはアイソレーションポ
ート33が設けられている。
Note that the input port 31 is provided at one end of the conductor 35, and the output port 34 is provided at the other end. Further, a coupling port 32 is provided at one end of the conductor 36, and an isolation port 33 is provided at the other end.

[発明が解決しようとする課題] ところで、マイクロ波回路にあっては、近年、集積回路
化が図られつつある。また、種々の用途に対応すべく、
広帯域化が図られつつある。
[Problems to be Solved by the Invention] In recent years, microwave circuits have been increasingly integrated into integrated circuits. In addition, in order to accommodate various uses,
Broadband technology is being developed.

しかしながら、上記従来の技術は、このようなマイクロ
波回路の技術の流れにおいて、次のような問題がある。
However, the above-mentioned conventional technology has the following problems in the flow of microwave circuit technology.

すなわち、第2A図に示す方向性結合器は、密結合を実
現できるが、1/4波長結合線路を構成する導体25お
よび26が、第2B図に示すように、誘電体27aを挾
んで配置され、同一平面状になく、しかも、それぞれに
対応して接地導体を必要とする。このため、導体が同一
平面上に配置されるマイクロストリップ回路には適用で
きず、従って、集積回路化が困難である。また、他のマ
イクロストリップ回路との接続が取りにくいという問題
もある。
That is, the directional coupler shown in FIG. 2A can achieve close coupling, but the conductors 25 and 26 forming the 1/4 wavelength coupled line are arranged with the dielectric 27a sandwiched between them as shown in FIG. 2B. They are not on the same plane, and each requires a corresponding ground conductor. Therefore, it cannot be applied to a microstrip circuit in which conductors are arranged on the same plane, and therefore it is difficult to integrate the circuit. Another problem is that it is difficult to connect to other microstrip circuits.

一方、第3A図に示す方向性結合器は、マイクロストリ
ップ線路であって、集積回路化が容易である。しかし、
結合度が低いため、多セクシヨン化が困難で、実現でき
る帯域幅に限度があり、そのため広帯域化が図れないと
いう問題がある。
On the other hand, the directional coupler shown in FIG. 3A is a microstrip line and can be easily integrated into an integrated circuit. but,
Since the degree of coupling is low, it is difficult to create multiple sections, and there is a limit to the bandwidth that can be achieved, making it impossible to achieve a wide band.

本発明の目的は、マイクロストリップ回路により構成で
き、しかも、結合度が高くできて、広帯域化が図れる方
向性結合器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a directional coupler that can be constructed using a microstrip circuit, has a high degree of coupling, and can achieve a wide band.

[課題を解決するための手段] 本発明は、エツジ結合線路の結合部に、導体をフローテ
ィング状態で配置すると、結合度が上がるというセミリ
エントラント結合に着眼してなされたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made by focusing on semi-reentrant coupling in which the degree of coupling increases when a conductor is placed in a floating state at the coupling portion of an edge-coupled line.

すなわち、本発明は、1/4波長結合線路を複数セクシ
ョン縦列接続してエツジ結合を行なう方向性結合器であ
って、縦列される複数セクションの少なくとも一部の1
74波長結合線路のエツジ結合部分に、それぞれ174
波長を超えない長さの導体線路をフローティング状態で
配置することを特徴とするものである。
That is, the present invention provides a directional coupler in which a plurality of quarter-wavelength coupling lines are connected in series to perform edge coupling, and in which at least one of the plurality of sections arranged in series is
174 wavelengths at the edge coupling portion of the 74-wavelength coupling line, respectively.
It is characterized in that a conductor line with a length not exceeding the wavelength is arranged in a floating state.

上記フローティング導体の配置された部分は、セミリエ
ントラント結合を構成する。複数のセクションうち一部
のセクションにフローティング導体を配置すると、その
セクションはセミリエントラント結合となり、他のセク
ションは従来のエツジ結合を構成する。
The portion where the floating conductor is arranged constitutes a semi-reentrant coupling. When a floating conductor is placed in some of the sections, that section becomes a semi-reentrant connection, and the other sections form a conventional edge connection.

[作用] 1/4波長結合線路を構成する導体を同一平面上に、複
数セクション縦列接続して構成されるエツジ結合の方向
性結合器は、結合度が低いが、集積回路化は容易である
[Function] An edge-coupled directional coupler, which is constructed by connecting multiple sections of conductors constituting a quarter-wavelength coupled line in series on the same plane, has a low degree of coupling, but is easy to integrate into an integrated circuit. .

そこで、本発明では、エツジ結合部に、導体をフローテ
ィング状態で配置することにより、エツジ結合の結合度
を強めている。その結果、多セクシヨン化が容易に行な
えて、帯域幅が広くでき、広帯域化した方向性結合器が
実現できる。
Therefore, in the present invention, the degree of edge bonding is strengthened by arranging the conductor in a floating state in the edge bonding portion. As a result, multi-sectioning can be easily performed, the bandwidth can be widened, and a wideband directional coupler can be realized.

このように、エツジ結合について、その結合度を上げる
ことができるので、方向性結合器を、174波長結合線
路を構成する導体を同一平面上に複数セクション縦列接
続するマイクロストリップ回路により構成することがで
きる。また、フローティング導体は、外部との電気的接
続を必要とせず、方向性結合器としての外部との接続は
、同一平面上に設けられている174波長結合線路の各
ボートで行なうにのため、フローティング導体を設けて
も、従来のマイクロストリップ回路と同等に扱うことが
できる。従って、集積回路化が可能となる。
As described above, since the degree of edge coupling can be increased, the directional coupler can be constructed from a microstrip circuit in which multiple sections of conductors constituting a 174-wavelength coupled line are connected in series on the same plane. can. In addition, the floating conductor does not require any electrical connection to the outside, and the connection to the outside as a directional coupler is made by each boat of the 174 wavelength coupling line provided on the same plane. Even if a floating conductor is provided, it can be treated in the same way as a conventional microstrip circuit. Therefore, it becomes possible to form an integrated circuit.

フローティング導体を用いることにより、結合度が上が
るのは、次の理由による。
The reason why the degree of coupling is increased by using a floating conductor is as follows.

方向性結合線路は、その断面が左右対称となるの場合、
イーブンモードとオツドモードの概念を用いて解析する
ことができる。すなわち、フローティング導体は、イー
ブンモードに対しては、フローティング状態、オツドモ
ードに対しては、グランドとして作用する。オツドモー
ドは、フローティング導体によりグランドが形成される
ことにより、オツドモードインピーダンスが低くなる。
If the cross section of a directional coupled line is symmetrical,
It can be analyzed using the concepts of even mode and odd mode. That is, the floating conductor acts as a floating state for even mode and as a ground for odd mode. In the odd mode, the ground is formed by a floating conductor, so that the odd mode impedance becomes low.

一方、イーブンモードインピーダンスは、あまり変わら
ない。結合度は、オツドモードとイーブンモードのイン
ピーダンスの差が大きいほど大きくなるので、フローテ
ィング導体を配置すると、結果として、オツドモードイ
ンピーダンスが低くなり、結合度が上がることになる。
On the other hand, even mode impedance does not change much. The degree of coupling increases as the difference in impedance between the odd mode and the even mode increases, so placing a floating conductor results in lowering the odd mode impedance and increasing the degree of coupling.

なお、ヤミリエントラント結合については、(J、A、
G、Malherbe & 1.E、Losch ”D
irectionalCouplers Using 
Sem1−Re−Entrant Coupled L
ines”Microwave Jour、、pp12
1−128.Nov、1987)において、90”ハイ
ブリッド結合器として報告されている。
Note that for the yami-entrant connection, (J, A,
G., Malherbe & 1. E,Losch”D
irectional Couplers Using
Sem1-Re-Entrant Coupled L
ines” Microwave Jour,, pp12
1-128. Nov. 1987) as a 90" hybrid coupler.

[実施例] 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。
[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1A図および第1B図に、本発明の方向性結合器の第
1の実施例の構成を示す。第1A図は、本実施例の方向
性結合器の導体パターンを模式的に示す。また、第1B
図は、その断面構造を模式第1A図および第1B図に示
す実施例は、1/4波長結合線路のセクション5l−8
5を縦列接続したもので、その内3セクション5L−8
3をセミリエントラント結合とし、他の2セクションS
4.S5をエツジ結合としたものである。
FIGS. 1A and 1B show the configuration of a first embodiment of the directional coupler of the present invention. FIG. 1A schematically shows the conductor pattern of the directional coupler of this embodiment. Also, 1B
The figure shows an example in which the cross-sectional structure is schematically shown in FIGS. 1A and 1B.
5 are connected in cascade, of which 3 sections 5L-8
3 as a semi-reentrant connection, and the other 2 sections S
4. S5 is edge-coupled.

1/4波長結合線路のセクション5L−S5は、各セク
ションにわたって連続的に設けられる2本の導体5,6
により構成される。この導体5.6は、各セクション5
L−55において、対称的に設けられ、その幅Wおよび
間隔りが、セクションS1から85の順に大きくなるよ
うに形成されている。また、導体5の一端(セクション
SL)側には、入力ポート1が設けられ、他端(セクシ
ョンS5)側には、呂カポート4が設けられている。
Section 5L-S5 of the 1/4 wavelength coupled line includes two conductors 5 and 6 continuously provided across each section.
Consisted of. This conductor 5.6 is connected to each section 5.
In L-55, they are provided symmetrically, and the width W and the interval are formed to increase in the order of sections S1 to 85. Further, an input port 1 is provided on one end (section SL) side of the conductor 5, and a connector port 4 is provided on the other end (section S5) side.

一方、導体6の一端(セクションSl)側には、結合ポ
ート2が設けられ、他端(セクションS5)側には、ア
イソレーションポート3が設けられている。
On the other hand, a coupling port 2 is provided at one end (section S1) of the conductor 6, and an isolation port 3 is provided at the other end (section S5).

上記セミリエントラント結合を構成するセクション5L
−83には、各々フローティング導体10が設けられて
いる。このフローティング導体10は、各セクションの
導体5,6のエツジ結合部分上に、藺導体5,6のエツ
ジに渡って、その間隙を覆うように設けられる。また、
このフローティング導体10は、各セクションごとに、
それぞれ分離されて設けられる。すなわち、セクション
5L−53の間で、それぞれが電気的に接触しないよう
に、当該セクションにおいて、1/4波長を超えない長
さとしである。これにより、共振が防止される。
Section 5L constituting the above semi-reentrant connection
-83 are each provided with a floating conductor 10. This floating conductor 10 is provided on the edge joint portion of the conductors 5, 6 of each section, spanning the edges of the conductors 5, 6, and covering the gap therebetween. Also,
This floating conductor 10 has, for each section,
They are provided separately. That is, in order to prevent electrical contact between the sections 5L-53, the length of the sections does not exceed 1/4 wavelength. This prevents resonance.

このフローティング導体10は、各セクションにおける
目的とする結合度に応じて、その幅が決定される。本実
施例では、セクションS1の導体10の幅がもっとも大
きく、ついで、セクションS2、S3の順に小さくなっ
ている。もちろん。
The width of the floating conductor 10 is determined depending on the desired degree of coupling in each section. In this embodiment, the width of the conductor 10 in section S1 is the largest, and then in the order of sections S2 and S3. of course.

これに限定されるものではない。It is not limited to this.

本実施例の方向性結合器は、第1B図に示すように、積
層構造となっている。すなわち、誘電体8の一方の面に
導体5,6を形成し、他方の面の対応する位置にフロー
ティング導体10を形成して、この誘電体8を、導体5
,6を下面側にして、誘電体7上に積層して構成される
。この誘電体7の下面側には、接地導体9が設けられて
いる。
The directional coupler of this embodiment has a laminated structure, as shown in FIG. 1B. That is, the conductors 5 and 6 are formed on one surface of the dielectric 8, the floating conductor 10 is formed at a corresponding position on the other surface, and the dielectric 8 is connected to the conductor 5.
, 6 are placed on the dielectric material 7 with the lower surface side. A ground conductor 9 is provided on the lower surface side of the dielectric 7.

誘電体8としては、例えば、誘電率2,1、厚さ0.0
51mmのテフロン板 (ROGER5社製。
For example, the dielectric material 8 has a dielectric constant of 2.1 and a thickness of 0.0.
51mm Teflon plate (manufactured by ROGER5).

Duroid 5890)を用いることができる。 ま
た、誘電体7としては、例えば、誘電率2.2、厚さ0
゜508mmのテフロン板 (ROGER5社製、 D
uroid5880)を用いることができる。
Duroid 5890) can be used. Further, as the dielectric material 7, for example, the dielectric constant is 2.2 and the thickness is 0.
゜508mm Teflon plate (manufactured by ROGER5, D
uroid5880) can be used.

導体5,6およびフローティング導体10は、各々エツ
チング技術により形成される。すなわち、誘電体8の両
面に予め形成された導体膜に、フォトエツチング技術に
より、目的の導体5,6、フローティング導体、入力ポ
ート1.呂カポート4、結合ボート2およびアイソレー
ションボート3の各パターンを形成することにより、製
作される。
The conductors 5, 6 and the floating conductor 10 are each formed by an etching technique. That is, the target conductors 5, 6, floating conductors, input ports 1, . It is manufactured by forming each pattern of the port 4, the coupling boat 2, and the isolation boat 3.

本実施例の方向性結合器の設計諸元を第1C図に示す。The design specifications of the directional coupler of this example are shown in FIG. 1C.

同図において、kは結合度、Zoeはイーブンモードイ
ンピーダンス、Zooはオツドモードインピーダンス、
εreはイーブンモード比誘電率。
In the figure, k is the degree of coupling, Zoe is the even mode impedance, Zoo is the odd mode impedance,
εre is the even mode dielectric constant.

froはオツドモード比誘電率である。また、Wlはフ
ローティング導体10の幅、Wは導体5,6の幅、Dは
導体5,6間の間隔である。 なお。
fro is the odd mode dielectric constant. Further, Wl is the width of the floating conductor 10, W is the width of the conductors 5 and 6, and D is the distance between the conductors 5 and 6. In addition.

Wl、WおよびDは、結合度kに対して、ある程度の設
計の自由度がある。すなわち、同一のkに対して、種々
の寸法の尾み合わせとすることができる。
Wl, W, and D have a certain degree of freedom in design with respect to the degree of coupling k. That is, for the same k, various dimensions can be matched.

このように構成される本実施例の方向性結合器においで
、入力ポート1から入力された借号は、出力ポート4に
出力されるとともに、各セクションの結合により、結合
ポート2にも出力される。
In the directional coupler of this embodiment configured as described above, the borrow sign input from input port 1 is output to output port 4, and is also output to coupling port 2 by coupling each section. Ru.

本実施例の方向性結合器の特性について、第1D図およ
び第1E図に示す。
The characteristics of the directional coupler of this example are shown in FIGS. 1D and 1E.

第1D図において、S41は入力ポート1から出力ポー
ト4への通過特性、S21は入力ポートから結合ボート
への結合特性を示す。なお、同図において、実線は実測
値を示し、破線は計算値を示す。また、第1E図におい
て、Sllは入力反射特性、S31はアイソレーション
特性を示す。
In FIG. 1D, S41 indicates the passage characteristic from input port 1 to output port 4, and S21 indicates the coupling characteristic from the input port to the coupling boat. In addition, in the figure, solid lines indicate actually measured values, and broken lines indicate calculated values. Further, in FIG. 1E, Sll indicates an input reflection characteristic, and S31 indicates an isolation characteristic.

これらの図に示すように、 本実施例によれば、2−1
8GHz帯で、結合特性S21が−6,5±Q、5dB
、入力反射特性Sllが一13dB以上。
As shown in these figures, according to this embodiment, 2-1
In the 8GHz band, the coupling characteristic S21 is -6,5±Q, 5dB
, the input reflection characteristic Sll is -13 dB or more.

また、アイソレーション特性S31が一12dB以上の
特性が得られることが分かる。
Furthermore, it can be seen that an isolation characteristic S31 of -12 dB or more can be obtained.

本実施例によれば、セミリエントラント結合により密結
合が得られ、広帯域化が可能となる。また、マイクロス
トリップ線路と同様に製作することができ、しかも、各
ボートが同一平面上にあり、他のマイクロ波回路素子と
の接続が容易である。
According to this embodiment, tight coupling can be obtained by semi-reentrant coupling, making it possible to widen the band. Furthermore, it can be manufactured in the same way as a microstrip line, and each boat is on the same plane, making it easy to connect to other microwave circuit elements.

第4A図に、本発明の方向性結合器の第2の実施例の構
成を示す。第4A図は、本実施例の方向性結合器の導体
パターンを模式的に示す。また、第4B図は、その断面
構造を模式的に示す。
FIG. 4A shows the configuration of a second embodiment of the directional coupler of the present invention. FIG. 4A schematically shows the conductor pattern of the directional coupler of this embodiment. Moreover, FIG. 4B schematically shows the cross-sectional structure.

本実施例は、2セクション方向性結合器の例である。す
なわち、第4A図に示すように、174波長結合線路の
セクションS1およびS2を縦列接続したもので、その
内セクションS1をセミリエントラント結合とし、セク
ションS2をエツジ結合としたものである。セクション
S1は、例えば、13.23+u+の長さ、セクション
S2は、例えば、13.55+*+aの長さに設けであ
る。この長さの設計は1次式により行なうことができる
This embodiment is an example of a two-section directional coupler. That is, as shown in FIG. 4A, sections S1 and S2 of a 174-wavelength coupling line are connected in cascade, with section S1 being semi-reentrant coupling and section S2 being edge coupling. Section S1 has a length of, for example, 13.23+u+, and section S2 has a length of, for example, 13.55+*+a. This length can be designed using a linear equation.

λ=VO/fO/[r” 二二で、vO:真空中の光速 fo=4Gf(z tr= (tre“5ro)” 1/4波長結合線路のセクションS1 およびS2は、
両セクションにわたって連続的に設けられる2本の導体
41.42により構成される。この導体41.42は、
各セクション51.S2において、対称的に設けられ、
その幅WがセクションS1から82の順に大きくなるよ
うに形成される。この導体41,42の間隔りは、セク
ションSL、S2共に等しく設定されている。導体41
の一端(セクションSl)側には、入力ボートエが設け
られ、他端(セクションS2)側には、出力ポート4が
設けられている、一方、導体42の一端(セクション3
1)側には、結合ボート2が設けられ、他端(セクショ
ンS2)側には、アイソレーションポート3が設けられ
ている。
λ=VO/fO/[r] 22, vO: speed of light in vacuum fo=4Gf(z tr= (tre“5ro)” Sections S1 and S2 of the 1/4 wavelength coupled line are:
It is composed of two conductors 41 and 42 that are continuously provided across both sections. This conductor 41.42 is
Each section 51. In S2, symmetrically provided,
The width W thereof is formed so as to increase in the order of sections S1 to 82. The spacing between the conductors 41 and 42 is set equal in both sections SL and S2. Conductor 41
An input port is provided at one end (section S1), and an output port 4 is provided at the other end (section S2).
A coupling boat 2 is provided on the 1) side, and an isolation port 3 is provided on the other end (section S2) side.

上記ヤミリエントラント結合を構成するセクションS1
には、各々フローティング導体43が設けられている。
Section S1 constituting the above Yami-entrant connection
are each provided with a floating conductor 43.

このフローティング導体43は、各セクションの導体4
1.42のエツジ結合部分上に、両導体41.42のエ
ツジに渡って、その間隙を覆うように設けられる。
This floating conductor 43 is connected to the conductor 4 of each section.
1.42 is provided over the edges of both conductors 41.42 to cover the gap therebetween.

本実施例の方向性結合器は、第4B図に示すように、第
1の実施例と同様に、積層構造となっている。すなわち
、誘電体45の一方の面にフローティング導体43を形
成しておく。一方、誘電体44上に導体41.42を形
成しておく。そして、誘電体44の上に、上記誘電体4
5を、フローティング導体43を上面側にすると共に、
その位置を対応するセクションS1の位置にあわせて積
層して構成される。この誘電体44の下面側には、接地
導体46が設けられる。
As shown in FIG. 4B, the directional coupler of this embodiment has a laminated structure like the first embodiment. That is, the floating conductor 43 is formed on one surface of the dielectric 45. Meanwhile, conductors 41 and 42 are formed on the dielectric 44. Then, the dielectric 4 is placed on the dielectric 44.
5 with the floating conductor 43 on the top side,
It is constructed by stacking the sections so that their positions match the positions of the corresponding sections S1. A ground conductor 46 is provided on the lower surface side of this dielectric 44 .

誘電体45としては、例えば、誘電率2.1、厚さ0.
076+++mのテフロン板(ROGER5社製。
For example, the dielectric material 45 has a dielectric constant of 2.1 and a thickness of 0.
076+++m Teflon plate (manufactured by ROGER5).

Duroid 5890)を用いることができる。また
、誘電体44としては1例えば、誘電率2.2.厚さ0
.508+u+のテフロン板 (ROGER3社製。
Duroid 5890) can be used. Further, the dielectric material 44 has a dielectric constant of 1, for example, a dielectric constant of 2.2. Thickness 0
.. 508+u+ Teflon plate (manufactured by ROGER3).

Duroid 5880)を用いることができる。Duroid 5880) can be used.

導体41.42およびフローティング導体43は、各々
上記第1実施例と同様に、エツチング技術により形成さ
れる。
The conductors 41, 42 and the floating conductor 43 are each formed by the etching technique as in the first embodiment.

本実施例の方向性結合器の設計諸元を第4C図に示す。The design specifications of the directional coupler of this example are shown in FIG. 4C.

同図において、kは結合度、Zoeはイーブンモードイ
ンピーダンス、Zooはオツドモードインピーダンス、
εreはイーブンモード比誘電率。
In the figure, k is the degree of coupling, Zoe is the even mode impedance, Zoo is the odd mode impedance,
εre is the even mode dielectric constant.

troはオツドモード比誘電率である。また、Wlはフ
ローティング導体43の幅、Wは導体41゜42の幅、
Dは導体41.42間の間隔である。
tro is the odd mode dielectric constant. In addition, Wl is the width of the floating conductor 43, W is the width of the conductor 41°42,
D is the spacing between conductors 41,42.

なお、Wl、WおよびDは、第1実施例の場合と同様に
、結合度kに対して、ある程度の設計の自由度がある。
Note that Wl, W, and D have a certain degree of freedom in design with respect to the degree of coupling k, as in the case of the first embodiment.

このように構成される本実施例の方向性結合器において
、入力ポート1から入力された信号は。
In the directional coupler of this embodiment configured in this way, the signal input from input port 1 is as follows.

出力ポート4に出力されるとともに、各セクションの結
合により、結合ボート2にも出力される。
It is output to the output port 4 and also to the connection boat 2 by combining each section.

本実施例の方向性結合器の特性について、第4D図に示
す。
The characteristics of the directional coupler of this example are shown in FIG. 4D.

第4D図において、S41は入力ポート1から出力ポー
ト4への通過特性、S21は入力ポートから結合ポート
への結合特性、S11は入力反射特性、S31はアイソ
レーション特性を示す。同図に示すように、本実施例に
よれば、2−6Gl(z帯で、結合特性S21が一6±
O,,5dB、入力反射特性Sllが一16dB以上、
また、アイソレーション特性S31が一18dB以上の
特性が得られることが分かる。
In FIG. 4D, S41 indicates the passage characteristic from input port 1 to output port 4, S21 indicates the coupling characteristic from the input port to the coupling port, S11 indicates the input reflection characteristic, and S31 indicates the isolation characteristic. As shown in the figure, according to this embodiment, in the 2-6Gl (z band), the coupling characteristic S21 is 16±
O,,5dB, input reflection characteristic Sll is -16dB or more,
Furthermore, it can be seen that an isolation characteristic S31 of -18 dB or more can be obtained.

本実施例によっても、上記第1の実施例と同様の効果が
得られる。
This embodiment also provides the same effects as the first embodiment.

次に、上記したセミリエントラント結合線路・の縦列接
続は、上記実施例に限らず、他の応用例も可能である。
Next, the cascade connection of the semi-reentrant coupling lines described above is not limited to the above embodiment, and other applications are also possible.

例えば、広帯域の90″ハイブリッド結合器、対称型方
向性結合器、テーパ型方向性結合器等が挙げられる。
Examples include a broadband 90'' hybrid coupler, a symmetrical directional coupler, a tapered directional coupler, and the like.

第5図に示すものは、広帯域90’ハイブリッド結合器
の一例であって、導体51.52を用いて1/4波長結
合線路をセクション5l−85が対称的に縦列接続する
ように形成し、中央のセクションS3にフローティング
導体53を配置してセミリエントラント結合とし、他の
4セクシヨンをエツジ結合としたものである。
The one shown in FIG. 5 is an example of a broadband 90' hybrid coupler, in which a quarter-wavelength coupled line is formed using conductors 51 and 52 such that sections 5l-85 are symmetrically connected in series; A floating conductor 53 is arranged in the central section S3 to provide semi-reentrant coupling, and the other four sections are edge coupled.

また、第6図に示すものは、テーパ型方向性結合器の一
例であって、テーパを有する導体61゜62を用いてエ
ツジ結合を行なうよう構成し、その一部に、三角形状の
フローティング導体63を配置してセミリエントラント
結合とし、他の部分をエツジ結合としたものである。
Moreover, the one shown in FIG. 6 is an example of a tapered type directional coupler, which is configured to perform edge coupling using tapered conductors 61 and 62, and a triangular floating conductor is included in a part of the coupler. 63 is arranged to form a semi-reentrant connection, and the other parts are formed into an edge connection.

上述した各実施例においては、1/4波長結合線路の上
面側に、誘電体を介してフローティング導体を設けるオ
ーバーレイ構造となっているが、本発明は、 これに限
定されない。 すなわち、1/4波長結合線路の下面側
に、誘電体を介してフローティング導体を設けるアンダ
ーレイ構造とすることができる。
In each of the above-described embodiments, an overlay structure is employed in which a floating conductor is provided on the upper surface side of a 1/4 wavelength coupled line via a dielectric, but the present invention is not limited to this. That is, an underlay structure can be provided in which a floating conductor is provided on the lower surface side of the 1/4 wavelength coupled line with a dielectric interposed therebetween.

例えば、第1の実施例に、この構造を適用すると、第1
B図における誘電体8を上下反対に積層する構造となる
。すなわち、一方の面に導体5゜6を設け、他方の面に
、フローティング導体10を設けた誘電体8を、背面側
に接地導体9を有する誘電体7上に、フローティング導
体10を下面側にして積層した構成となる。
For example, if this structure is applied to the first embodiment, the first
The structure is such that the dielectrics 8 in Figure B are stacked upside down. That is, a dielectric 8 with a conductor 5.6 provided on one surface and a floating conductor 10 on the other surface is placed on a dielectric 7 having a ground conductor 9 on the back side, with the floating conductor 10 on the bottom side. It has a laminated structure.

このような構成とすることにより、174波長結合線路
を構成する導体5.6が上面に現れ、見かけ上、従来の
マイクロストリップ回路と同じ構造となり、他のマイク
ロストリップ回路との接続等が容易となり、集積回路化
がより一層実現しやすくなる。
With this configuration, the conductors 5 and 6 that make up the 174-wavelength coupled line appear on the top surface, giving the appearance the same structure as a conventional microstrip circuit, making connections with other microstrip circuits easier. , it becomes easier to realize integrated circuits.

[発明の効果] 以上説明したように1本発明によれば、マイクロストリ
ップ回路により構成できて、しかも、結合度が高くでき
て、広帯域化が図れる方向性結合器を実現することがで
きる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to realize a directional coupler that can be configured with a microstrip circuit, has a high degree of coupling, and can achieve a wide band. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図は本発明の方向性結合器の第1の実施例の構成
を模式的に示す平面図、第1B図はその断面構造を模式
的に示すA−A端面図、第1C図は上記第1の実施例の
方向性結合器の設計諸元を示す表、第1D図および第1
E図は各々上記第1の実施例の方向性結合器の特性につ
いて示すグラフ、第2A図はストリップ線路を用いた従
来の方向性結合器の構成を示す平面図、第2B図はその
断面構造を示すB−B端面図、第3A図はマイクロスト
リップ線路を用いた従来の方向性結合器の構成を示す平
面図、第3B図はその断面構造を示すC−C端面図、第
4A図は本発明の方向性結合器の第2の実施例の構成を
模式的に示す平面図、第4B図はその断面構造を模式的
に示すD−D端面図、第4C図は上記第2の実施例の方
向性結合器の設計諸元を示す表、第4D図は上記第2の
実施例の方向性結合器の特性について示すグラフ、第5
図は広帯域90°ハイブリッド結合器の一例を示す平面
図、第6図はテーパ型方向性結合器の一例を示す平面図
である。 5L−55・・・セクション、 1・・・入力ポート、
2・・・結合ポート、3・・・アイソレーションポート
、4・・・呂カポート、5.6・・・導体、7,8・・
・誘電体、9・・・接地導体、10・・・フローティン
グ導体。
FIG. 1A is a plan view schematically showing the configuration of the first embodiment of the directional coupler of the present invention, FIG. 1B is an A-A end view schematically showing its cross-sectional structure, and FIG. 1C is the above-mentioned A table showing design specifications of the directional coupler of the first embodiment, FIG. 1D and FIG.
Figure E is a graph showing the characteristics of the directional coupler of the first embodiment, Figure 2A is a plan view showing the configuration of a conventional directional coupler using a strip line, and Figure 2B is its cross-sectional structure. Figure 3A is a plan view showing the configuration of a conventional directional coupler using a microstrip line, Figure 3B is a CC end view showing its cross-sectional structure, and Figure 4A is a FIG. 4B is a plan view schematically showing the configuration of the second embodiment of the directional coupler of the present invention, FIG. 4B is a DD end view schematically showing its cross-sectional structure, and FIG. 4C is the second embodiment of the directional coupler of the present invention A table showing the design specifications of the directional coupler of the example, FIG. 4D is a graph showing the characteristics of the directional coupler of the second embodiment, and FIG.
The figure is a plan view showing an example of a broadband 90° hybrid coupler, and FIG. 6 is a plan view showing an example of a tapered directional coupler. 5L-55...section, 1...input port,
2... Coupling port, 3... Isolation port, 4... Roka port, 5.6... Conductor, 7, 8...
- Dielectric, 9... Ground conductor, 10... Floating conductor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.1/4波長結合線路を複数セクション縦列接続して
エッジ結合を行なう方向性結合器であって、縦列される
複数セクションの少なくとも一部の1/4波長結合線路
のエッジ結合部分に、それぞれ1/4波長を超えない長
さの導体をフローティング状態で配置することを特徴と
する方向性結合器。
1. A directional coupler that performs edge coupling by connecting multiple sections of 1/4 wavelength coupled lines in cascade, the edge coupling portions of the 1/4 wavelength coupled lines of at least some of the multiple sections being cascaded, each A directional coupler characterized in that a conductor having a length not exceeding 1/4 wavelength is arranged in a floating state.
2.背面側に接地導体を有する誘電体に、一方の面に複
数セクションの1/4波長結合線路を構成する導体を設
け、他方の面に、上記複数セクションの少なくとも一部
の1/4波長結合線路導体のエッジ結合部分に対向する
位置にフローティング導体を設けた誘電体を、該フロー
ティング導体を下面側にして積層した構成とすることを
特徴とする方向性結合器。
2. A dielectric body having a ground conductor on the back side is provided with a conductor constituting a 1/4 wavelength coupled line of multiple sections on one surface, and a 1/4 wavelength coupled line of at least a portion of the multiple sections on the other surface. A directional coupler characterized by having a structure in which dielectrics each having a floating conductor provided at a position opposite to an edge-coupled portion of a conductor are laminated with the floating conductor facing downward.
3.1/4波長結合線路を複数セクション縦列接続して
エッジ結合を行なう方向性結合器であって、縦列される
複数セクションの一部を、セミリエントラント結合線路
とすることを特徴とする方向性結合器。
3. A directional coupler that performs edge coupling by cascade-connecting a plurality of sections of 1/4-wavelength coupling lines, the directional coupler being characterized in that a part of the cascaded sections is a semi-reentrant coupling line. combiner.
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