JPH0337761B2 - - Google Patents
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- JPH0337761B2 JPH0337761B2 JP57169473A JP16947382A JPH0337761B2 JP H0337761 B2 JPH0337761 B2 JP H0337761B2 JP 57169473 A JP57169473 A JP 57169473A JP 16947382 A JP16947382 A JP 16947382A JP H0337761 B2 JPH0337761 B2 JP H0337761B2
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- dielectric
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
- H01P5/185—Edge coupled lines
-
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
- H01P5/187—Broadside coupled lines
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Paper (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は方向性伝送線結合器、更に具体的に
云えば、懸垂基板形又はストリツプライン形の方
向性を改良した補償付き方向性結合器に関する。
云えば、懸垂基板形又はストリツプライン形の方
向性を改良した補償付き方向性結合器に関する。
方向性結合器は、ストリツプライン形、懸垂基
板形及びマイクロストリツプ形の名前で知られる
ものは、伝送線、マイクロ波受信機、及び通信並
びにレーダー用電源に使われている。一般的に、
こゝで考えている形式の結合器は、「偶」および
「奇」モード（波）のエネルギ伝搬に依つている。
適正な偶及び奇モードのインピーダンスを用いる
と、偶及び奇モードの速度が同一である時、結合
器は広い帯域幅にわたつてインピーダンス整合並
びに高い方向性を保つ。偶及び奇モードの速度が
同じでない場合、結合器の性能は良くない。モー
ドの速度が同じでなくなるのは、(1)部分的にしか
誘電体を充填しない様な形式の伝送線路（例えば
マイクロストリツプ及び懸垂基板）を使うこと、
並びに(2)誘電体の異方性（即ち誘電率が無線周波
電界の方向に関係する様な誘電体）の為である。
いずれの場合も、偶及び奇モードの電界から見た
実効誘電率が異なり、従つてモードの実効速度が
異なる。広い周波数範囲にわたつて方向性並びに
インピーダンス整合を保とうとすれば、この波の
速度の違いを補償することが必要である。
板形及びマイクロストリツプ形の名前で知られる
ものは、伝送線、マイクロ波受信機、及び通信並
びにレーダー用電源に使われている。一般的に、
こゝで考えている形式の結合器は、「偶」および
「奇」モード（波）のエネルギ伝搬に依つている。
適正な偶及び奇モードのインピーダンスを用いる
と、偶及び奇モードの速度が同一である時、結合
器は広い帯域幅にわたつてインピーダンス整合並
びに高い方向性を保つ。偶及び奇モードの速度が
同じでない場合、結合器の性能は良くない。モー
ドの速度が同じでなくなるのは、(1)部分的にしか
誘電体を充填しない様な形式の伝送線路（例えば
マイクロストリツプ及び懸垂基板）を使うこと、
並びに(2)誘電体の異方性（即ち誘電率が無線周波
電界の方向に関係する様な誘電体）の為である。
いずれの場合も、偶及び奇モードの電界から見た
実効誘電率が異なり、従つてモードの実効速度が
異なる。広い周波数範囲にわたつて方向性並びに
インピーダンス整合を保とうとすれば、この波の
速度の違いを補償することが必要である。
従来、位相速度が違うという問題を解決する為
に、多数の試みがなされている。この問題を解決
する１つの方法は、集中静電容量を使うことであ
る。この方法は、結合器の帯域幅が制限されると
いう欠点がある。
に、多数の試みがなされている。この問題を解決
する１つの方法は、集中静電容量を使うことであ
る。この方法は、結合器の帯域幅が制限されると
いう欠点がある。
偶モードの速度が奇モードの速度より小さい場
合（即ちVe＜Vp）、広帯域にし得る別の方法が開
発されている。マイクロストリツプはVe＜Vpに
なる様な形式の伝送線である。米国特許第
3629733号、同第3980972号及び同第4027254号に
記載された方法は、Ve＜Vpの時のマイクロスト
リツプの場合に対するものである。今挙げた最初
の２つの米国特許に記載される結合器は、誘電体
基板の表面に印刷された２つの導体を持ち、この
基板は周期的に凹ませた向い合う縁を持ち、これ
らの縁は相互に、導体の向い合う縁の間の間隔が
一定のまゝである様に位置ぎめされている。偶モ
ードの導体は同じ無線周波電位にあり、偶モード
の速度は凹みを設けたことによつて目立つて変わ
らない。然し、奇モードは、実効的にすきまに沿
つて移動し、それから見た実効長が一層長い（又
は等価的に、速度が一層小さい）から、凹みを設
けたことによつて大きく変わる。この為、速度差
が補償される。米国特許第4027254号では、等し
くないモードの速度を補償する為に結合フインガ
を利用している。
合（即ちVe＜Vp）、広帯域にし得る別の方法が開
発されている。マイクロストリツプはVe＜Vpに
なる様な形式の伝送線である。米国特許第
3629733号、同第3980972号及び同第4027254号に
記載された方法は、Ve＜Vpの時のマイクロスト
リツプの場合に対するものである。今挙げた最初
の２つの米国特許に記載される結合器は、誘電体
基板の表面に印刷された２つの導体を持ち、この
基板は周期的に凹ませた向い合う縁を持ち、これ
らの縁は相互に、導体の向い合う縁の間の間隔が
一定のまゝである様に位置ぎめされている。偶モ
ードの導体は同じ無線周波電位にあり、偶モード
の速度は凹みを設けたことによつて目立つて変わ
らない。然し、奇モードは、実効的にすきまに沿
つて移動し、それから見た実効長が一層長い（又
は等価的に、速度が一層小さい）から、凹みを設
けたことによつて大きく変わる。この為、速度差
が補償される。米国特許第4027254号では、等し
くないモードの速度を補償する為に結合フインガ
を利用している。
米国特許第3508170号に記載されている方法は、
「末端効果」を補償する。本来の主結合領域は、
空気中の真直ぐな導体で構成される（モードの速
度は等しい）。末端導体は湾曲していて、可変の
結合度又は不整合を生ずる。この補償は、各々の
端に於ける誤差を補正する為に、伝送線のモード
の速度を変更する。
「末端効果」を補償する。本来の主結合領域は、
空気中の真直ぐな導体で構成される（モードの速
度は等しい）。末端導体は湾曲していて、可変の
結合度又は不整合を生ずる。この補償は、各々の
端に於ける誤差を補正する為に、伝送線のモード
の速度を変更する。
別の方法が米国特許第4178568号に記載されて
いる。この特許では、歪曲（warped）モードで
大きな帯域幅を達成する為に、可変結合度を持つ
長い結合器を利用している。
いる。この特許では、歪曲（warped）モードで
大きな帯域幅を達成する為に、可変結合度を持つ
長い結合器を利用している。
この発明の目的は広い周波数帯にわたつて良好
の方向性を保つ為に、伝送線の方向性結合器に広
帯域の補償を施すことである。
の方向性を保つ為に、伝送線の方向性結合器に広
帯域の補償を施すことである。
この発明の別の目的は、広帯域の補償を持つ1/
４波長方向性結合器を提供することである。
４波長方向性結合器を提供することである。
この発明の特定の目的は、偶モードの速度が奇
モードの速度より高くなる様に結合器の特性を選
んだ時、広帯域のインピーダンス整合及び広帯域
の高い方向性を持つ補償付き結合器を提供するこ
とである。
モードの速度より高くなる様に結合器の特性を選
んだ時、広帯域のインピーダンス整合及び広帯域
の高い方向性を持つ補償付き結合器を提供するこ
とである。
即ち、この発明の補償付き結合器では、絶縁基
板の主面の上に１対の電極が付着されていて、そ
の隣接した縁の間に結合領域を構成する様に整合
している。各々の電極は全体的に縦方向に伸びる
主導体で構成される。各々の主導体の外側の縁に
は、結合領域から遠ざかる向きに、全体的に主導
体の横方向に伸びる複数個の歯が設けられてい
る。
板の主面の上に１対の電極が付着されていて、そ
の隣接した縁の間に結合領域を構成する様に整合
している。各々の電極は全体的に縦方向に伸びる
主導体で構成される。各々の主導体の外側の縁に
は、結合領域から遠ざかる向きに、全体的に主導
体の横方向に伸びる複数個の歯が設けられてい
る。
この発明は以下面について説明する所から、更
によく理解されよう。図面全体にわたり、同様な
部分には同じ参照記号を用いている。
によく理解されよう。図面全体にわたり、同様な
部分には同じ参照記号を用いている。
第１図は懸垂基板形方向性結合器の構造を示
す。結合器２０は誘電体基板２６の上に取付けら
れた２本の導体２２，２４で構成されており、中
空管状導体２８によつて取囲まれている。導体２
２，２４は導体２８の壁から空間２５，２７によ
つて隔てられている。これらの空間は空気又はそ
の他の誘電体材料で充填することが出来る。
す。結合器２０は誘電体基板２６の上に取付けら
れた２本の導体２２，２４で構成されており、中
空管状導体２８によつて取囲まれている。導体２
２，２４は導体２８の壁から空間２５，２７によ
つて隔てられている。これらの空間は空気又はそ
の他の誘電体材料で充填することが出来る。
第２図に示す様な普通の結合器は、偶モードで
は、即ち両方の導体２２，２４が導体２８の大地
平面３６，３８に対し、正の符号（＋）で示す様
に、同じ極性並びに大きさの電位にあつて、同じ
方向に同じ電流を通している場合には、第３図に
示す様な電界パターンを示す。また結合器２０
は、奇モードでは、即ち導体２２，２４が大きさ
は同じであるが、反対の極性の電位を持つてい
て、反対向きに同じ電流を通す場合には、第４図
に示す電界パターンを示す。結合器を通る各々の
信号は、偶モードで進行する波成分及び奇モード
で進行する波成分を含むと考えることが出来る。
各モードに対する波の速度は下記の式で表わされ
る。
は、即ち両方の導体２２，２４が導体２８の大地
平面３６，３８に対し、正の符号（＋）で示す様
に、同じ極性並びに大きさの電位にあつて、同じ
方向に同じ電流を通している場合には、第３図に
示す様な電界パターンを示す。また結合器２０
は、奇モードでは、即ち導体２２，２４が大きさ
は同じであるが、反対の極性の電位を持つてい
て、反対向きに同じ電流を通す場合には、第４図
に示す電界パターンを示す。結合器を通る各々の
信号は、偶モードで進行する波成分及び奇モード
で進行する波成分を含むと考えることが出来る。
各モードに対する波の速度は下記の式で表わされ
る。
Vi＝１／√i
こゝでｉは奇モード又は偶モードを表わし、εi
は偶モード又は奇モードの実効誘電率、μは実効
透磁率を表わす。基板２６の誘電体特性が領域２
５，２７とは異なり、奇モードの電界パターンが
偶モードの電界パターンとは異なるから、偶モー
ドの速度Veは奇モードの速度Vpより大きい。電
気的長さで云えば、θp（奇モード）がθe（偶モー
ド）より大きい、こゝで θi＝2πfl／Vi こゝでｆは波の周波数、ｌは結合器の物理的な
長さ、Viは前に定義した波の速度である。広い周
波数帯にあたつて方向性を保つ為には、電気的な
長さのこの違いを補償しなければならない。１つ
の補償方法が第２図の破線の区域に示されてい
る。導体を延長して、狭帯域の補償をする容量性
パツド４０，４２，４４，４６，４８，５０を作
ることが出来る。然し、この補償が結合領域の外
側であり、約1/4波長だけ離れているから、この
補償方法は狭い周波数帯に制限される。
は偶モード又は奇モードの実効誘電率、μは実効
透磁率を表わす。基板２６の誘電体特性が領域２
５，２７とは異なり、奇モードの電界パターンが
偶モードの電界パターンとは異なるから、偶モー
ドの速度Veは奇モードの速度Vpより大きい。電
気的長さで云えば、θp（奇モード）がθe（偶モー
ド）より大きい、こゝで θi＝2πfl／Vi こゝでｆは波の周波数、ｌは結合器の物理的な
長さ、Viは前に定義した波の速度である。広い周
波数帯にあたつて方向性を保つ為には、電気的な
長さのこの違いを補償しなければならない。１つ
の補償方法が第２図の破線の区域に示されてい
る。導体を延長して、狭帯域の補償をする容量性
パツド４０，４２，４４，４６，４８，５０を作
ることが出来る。然し、この補償が結合領域の外
側であり、約1/4波長だけ離れているから、この
補償方法は狭い周波数帯に制限される。
この発明に従つて補償を行う結合器の構成が第
５図に示されている。結合器６０が誘電体基板６
６の上に取付けられた１対の細長い導体６２，６
４と、結合領域７２によつて隔てられた平行な１
対の主導体６８，７０とを含む。各々の主導体
の、結合領域７２から遠い方の縁には、同じ形で
一様な間隔の複数個の歯７４，７６が取付けられ
ている。歯の寸法並びに間隔が、特定の形の結合
器に対して達成される補償を決定する。第５図に
示す実施例では、L1が歯の長さに等しく、L2が
歯の隔たりに等しく、W1が歯を含めた導体の幅
に等しく、W2が主導体の幅に等しいとすると、
歯の間隔の所定の比L1／L2に対し、異なるモー
ドの位相速度に対して結合器を補償する導体の幅
の最適の比W1／W2が存在する。任意の寸法L1、
L2、W1又はW2を調節して、所要の実効的な又
は等価な偶及び奇モードの特性インピーダンスを
持たせると共に、特定の周波数範囲での位相速度
の差を補償することが出来る。第６図に示す様
に、奇及び偶モードの両方に対する電気的な長さ
（θp及びθe）が同一になる様なW1及びW2の間の
最適の寸法関係が存在する。所定の周波数に対し
て、この関係を決定することが出来、歯の形、歯
の間隔及び歯の寸法は、この周波数に対して所要
の補償が出来る様に選ぶことが出来る。この補償
は分布形であるから、即ち、各々の導体に対する
インピーダンス変化が導体の結合長全体に沿つて
分布しているから、この発明の補償付き結合器
は、1/4波長結合器で広帯域のインピーダンス整
合及び広帯域の高い方向性を達成することが出来
る。
５図に示されている。結合器６０が誘電体基板６
６の上に取付けられた１対の細長い導体６２，６
４と、結合領域７２によつて隔てられた平行な１
対の主導体６８，７０とを含む。各々の主導体
の、結合領域７２から遠い方の縁には、同じ形で
一様な間隔の複数個の歯７４，７６が取付けられ
ている。歯の寸法並びに間隔が、特定の形の結合
器に対して達成される補償を決定する。第５図に
示す実施例では、L1が歯の長さに等しく、L2が
歯の隔たりに等しく、W1が歯を含めた導体の幅
に等しく、W2が主導体の幅に等しいとすると、
歯の間隔の所定の比L1／L2に対し、異なるモー
ドの位相速度に対して結合器を補償する導体の幅
の最適の比W1／W2が存在する。任意の寸法L1、
L2、W1又はW2を調節して、所要の実効的な又
は等価な偶及び奇モードの特性インピーダンスを
持たせると共に、特定の周波数範囲での位相速度
の差を補償することが出来る。第６図に示す様
に、奇及び偶モードの両方に対する電気的な長さ
（θp及びθe）が同一になる様なW1及びW2の間の
最適の寸法関係が存在する。所定の周波数に対し
て、この関係を決定することが出来、歯の形、歯
の間隔及び歯の寸法は、この周波数に対して所要
の補償が出来る様に選ぶことが出来る。この補償
は分布形であるから、即ち、各々の導体に対する
インピーダンス変化が導体の結合長全体に沿つて
分布しているから、この発明の補償付き結合器
は、1/4波長結合器で広帯域のインピーダンス整
合及び広帯域の高い方向性を達成することが出来
る。
この発明の別の実施例が第７図に分解図で示さ
れている。誘電体基板１５２が中空の矩形導体１
５４の中に支持されており、結合器１５０の主導
体１５６，１５８が誘電体基板の両方の主面１６
０，１６２の上に夫々配置されている。中空導体
１５４と基板１５２の間には、基板の上下の空間
を埋める絶縁材料の層１６４，１６６が配置され
ている。この形式では、奇モードの波は、基板１
５２及び２つの誘電体層１６４，１６６の誘電体
材料の誘電率を見ることになる。
れている。誘電体基板１５２が中空の矩形導体１
５４の中に支持されており、結合器１５０の主導
体１５６，１５８が誘電体基板の両方の主面１６
０，１６２の上に夫々配置されている。中空導体
１５４と基板１５２の間には、基板の上下の空間
を埋める絶縁材料の層１６４，１６６が配置され
ている。この形式では、奇モードの波は、基板１
５２及び２つの誘電体層１６４，１６６の誘電体
材料の誘電率を見ることになる。
この発明の結合器は、第１図に示す断面図だけ
でなく、第８図、第９図、第１０図又は第１１図
に示す様な任意の断面を持つことが出来る。第８
図に示す結合器８０は、中空導体８２、絶縁基板
８８の両側に取付けられた１対の電極８４，８
６、及び同じ絶縁材料で作られた１対の充填材９
０，９２を含む。結合領域９４が、電極８４，８
６と、充填材９０，９２の内の電極８４，８６に
ごく接近した部分との間にある基板８８の部分を
含む。結合器８０では、偶モード及び奇モードの
波の速度の差は、基板８８の誘導率εと充填材９
０，９２の誘電率ε2の間の差、並びに基板８８の
第８図で見た水平平面内の誘導率ε1と垂直方向の
誘導率ε3の差によるものである。第５図に示す分
布補償パターンを電極８４，８６に用いて、電気
的な性質のこういう違いを補償することが出来
る。
でなく、第８図、第９図、第１０図又は第１１図
に示す様な任意の断面を持つことが出来る。第８
図に示す結合器８０は、中空導体８２、絶縁基板
８８の両側に取付けられた１対の電極８４，８
６、及び同じ絶縁材料で作られた１対の充填材９
０，９２を含む。結合領域９４が、電極８４，８
６と、充填材９０，９２の内の電極８４，８６に
ごく接近した部分との間にある基板８８の部分を
含む。結合器８０では、偶モード及び奇モードの
波の速度の差は、基板８８の誘導率εと充填材９
０，９２の誘電率ε2の間の差、並びに基板８８の
第８図で見た水平平面内の誘導率ε1と垂直方向の
誘導率ε3の差によるものである。第５図に示す分
布補償パターンを電極８４，８６に用いて、電気
的な性質のこういう違いを補償することが出来
る。
第９図の結合器９６は、中空導体９８、基板１
０４上に取付けられた電極１００，１０２、及び
空気又はその他の絶縁材料で充填された空間１０
６，１０８を含む。電極１００，１０２の間の水
平方向の隔たりが一層大きい為、結合領域１１０
は、第８図に示した結合器８０の結合領域９４よ
り大きい。結合器９６の波の速度の差は、空気及
び基板１０４の誘電率の差を含めた、結合器９６
の異なる電気的な性質の為、結合器８０の差とは
違う。この場合も、第５図に示す様な分布した歯
を電極１００，１０２に適用して、所要の補償を
行う。
０４上に取付けられた電極１００，１０２、及び
空気又はその他の絶縁材料で充填された空間１０
６，１０８を含む。電極１００，１０２の間の水
平方向の隔たりが一層大きい為、結合領域１１０
は、第８図に示した結合器８０の結合領域９４よ
り大きい。結合器９６の波の速度の差は、空気及
び基板１０４の誘電率の差を含めた、結合器９６
の異なる電気的な性質の為、結合器８０の差とは
違う。この場合も、第５図に示す様な分布した歯
を電極１００，１０２に適用して、所要の補償を
行う。
第１０図の結合器１１２は中空導体１１４、基
板１２０上に取付けられた電極１１６，１１８、
及び絶縁材料の充填材１２２を含む。空間１２４
は、普通は空気で充たされる。この場合、基板１
２０は水平平面内で誘電率ε1を持つと共に、垂直
方向には異なる誘電率ε3を有する。充填材１２２
はε1又はε3とは異なる誘電率ε2を持ち、空間１２
４の空気又はその他の気体充填材は更に別の誘電
率ε4を持つ。この各々の誘電率が結合領域１２６
の全体的な性質に影響を与える。
板１２０上に取付けられた電極１１６，１１８、
及び絶縁材料の充填材１２２を含む。空間１２４
は、普通は空気で充たされる。この場合、基板１
２０は水平平面内で誘電率ε1を持つと共に、垂直
方向には異なる誘電率ε3を有する。充填材１２２
はε1又はε3とは異なる誘電率ε2を持ち、空間１２
４の空気又はその他の気体充填材は更に別の誘電
率ε4を持つ。この各々の誘電率が結合領域１２６
の全体的な性質に影響を与える。
第１１図の結合器１２８は中空導体１３０、基
板１３６上に取付けられた電極１３２，１３４、
及び誘電率ε5を持つ絶縁充填材１３８を含む。
夫々水平及び垂直方向の基板の２種類の誘導率
ε1，ε3並びに夫々の充填材１３８，１４０の誘電
率ε2及びε5が、結合領域１４２の電気的な性質を
決定する。第１図、第８図、第９図、第１０図及
び第１１図に示した形式は例にすぎず、波の速度
の差がVe＞Vpになる様なこの他の変形も用いる
ことが出来る。この発明は、結合器の寸法を大き
くせずに、簡単で有効な構成で、この様な全ての
形式に対して補償を行う方法を提供する。
板１３６上に取付けられた電極１３２，１３４、
及び誘電率ε5を持つ絶縁充填材１３８を含む。
夫々水平及び垂直方向の基板の２種類の誘導率
ε1，ε3並びに夫々の充填材１３８，１４０の誘電
率ε2及びε5が、結合領域１４２の電気的な性質を
決定する。第１図、第８図、第９図、第１０図及
び第１１図に示した形式は例にすぎず、波の速度
の差がVe＞Vpになる様なこの他の変形も用いる
ことが出来る。この発明は、結合器の寸法を大き
くせずに、簡単で有効な構成で、この様な全ての
形式に対して補償を行う方法を提供する。
上に述べた基板及び充填材は異方性絶縁基板で
あつてよく、基板の平面内で或る誘電率を持つと
共に、基板の平面に対して垂直な方向に異なる誘
電率を持つていてよい。異方性が、導体に沿つて
通過する偶及び奇モードの波に対する実効的な電
気的長さに寄与する。基板を形成する時、硝子繊
維の様な絶縁材料を織成した網目をポリテトラフ
ルオロエチレンの様な適当な絶縁材料の中に埋込
むことが出来る。この構成により、繊維がその中
を伸びている基板の平面内での物理的及び電気的
な特性が、基板の平面に対して垂直な平面内での
材料の特性と違う様にすることが出来る。異方性
基板を作る別の方法は、硝子の様な絶縁材料の繊
維をポリテトラフルオロエチレンの様な絶縁材料
のベース中に含むスラリを形成し、その組合せ
は、繊維が基板の容積全体の５乃至10％になる様
にすることである。スラリを圧縮して薄いシート
にする時、繊維が基板の平面内に曲がり又は整合
する傾向を持ち、織成網目を用いた基板と同様な
物理的及び電気的な性質の違いを生ずる。
あつてよく、基板の平面内で或る誘電率を持つと
共に、基板の平面に対して垂直な方向に異なる誘
電率を持つていてよい。異方性が、導体に沿つて
通過する偶及び奇モードの波に対する実効的な電
気的長さに寄与する。基板を形成する時、硝子繊
維の様な絶縁材料を織成した網目をポリテトラフ
ルオロエチレンの様な適当な絶縁材料の中に埋込
むことが出来る。この構成により、繊維がその中
を伸びている基板の平面内での物理的及び電気的
な特性が、基板の平面に対して垂直な平面内での
材料の特性と違う様にすることが出来る。異方性
基板を作る別の方法は、硝子の様な絶縁材料の繊
維をポリテトラフルオロエチレンの様な絶縁材料
のベース中に含むスラリを形成し、その組合せ
は、繊維が基板の容積全体の５乃至10％になる様
にすることである。スラリを圧縮して薄いシート
にする時、繊維が基板の平面内に曲がり又は整合
する傾向を持ち、織成網目を用いた基板と同様な
物理的及び電気的な性質の違いを生ずる。
充填材、例えば第１１図の充填材１３８，１４
０は、絶縁材料の塊の中に埋め込んだ繊維から成
る基板と同様に作つてもよいし、或いは繊維材料
を持たないポリテトラフルオロエチレンの様な絶
縁材料の塊で作つてもよいし、或いは硝子の様な
この他の任意の適当な誘電材料にすることが出来
る。希望によつては、空気以外のガスを第９図の
１０６，１０８又は第１０図の１２４の様な空間
内に使うことが出来る様に、結合器を封じ込める
ことが出来る。
０は、絶縁材料の塊の中に埋め込んだ繊維から成
る基板と同様に作つてもよいし、或いは繊維材料
を持たないポリテトラフルオロエチレンの様な絶
縁材料の塊で作つてもよいし、或いは硝子の様な
この他の任意の適当な誘電材料にすることが出来
る。希望によつては、空気以外のガスを第９図の
１０６，１０８又は第１０図の１２４の様な空間
内に使うことが出来る様に、結合器を封じ込める
ことが出来る。
第１図は方向性結合器の簡略部分断面図、第２
図は標準型の方向性結合器の簡略部分平面図、第
３図は第２図の方向性結合器に対する普通の偶モ
ード電界パターンを示す略図、第４図は第２図の
方向性結合器に対する普通の奇モード電界パター
ンを示す略図、第５図はこの発明の補償方法を取
入れた結合器の簡略平面図、第６図は第５図に示
した結合器の偶及び奇モードの電気的長さと寸法
の関係を示すグラフ、第７図はこの発明の実施例
の要素を分解して示す概略的な部分図、第８図は
この発明の別の実施例の簡略部分断面図、第９図
はこの発明の別の実施例の簡略部分断面図、第１
０図はこの発明の別の実施例の簡略部分断面図、
第１１図はこの発明の別の実施例の簡略部分断面
図である。 主な符号の説明、６２，６４：細長い導体、６
６，１５２：誘電体基板、６８，７０，１５６，
１５８：主導体、７２：結合領域、７４，７６：
歯、１５４：中空導体。
図は標準型の方向性結合器の簡略部分平面図、第
３図は第２図の方向性結合器に対する普通の偶モ
ード電界パターンを示す略図、第４図は第２図の
方向性結合器に対する普通の奇モード電界パター
ンを示す略図、第５図はこの発明の補償方法を取
入れた結合器の簡略平面図、第６図は第５図に示
した結合器の偶及び奇モードの電気的長さと寸法
の関係を示すグラフ、第７図はこの発明の実施例
の要素を分解して示す概略的な部分図、第８図は
この発明の別の実施例の簡略部分断面図、第９図
はこの発明の別の実施例の簡略部分断面図、第１
０図はこの発明の別の実施例の簡略部分断面図、
第１１図はこの発明の別の実施例の簡略部分断面
図である。 主な符号の説明、６２，６４：細長い導体、６
６，１５２：誘電体基板、６８，７０，１５６，
１５８：主導体、７２：結合領域、７４，７６：
歯、１５４：中空導体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 向い合う平行な２つの主面を持つ誘電体基板
と、前記基板の一方の主面上に配置された１対の
細長い相隔たる電極であつて、当該１対の電極間
に当該１対の電極の長さの少なくとも一部に沿つ
て伸びる結合領域を限定する当該１対の電極と、
前記基板を支持する導体とを有し、 前記電極の各々が櫛形電極部分を含み、該櫛形
電極部分が、全体的に縦方向に伸びる細長い主導
体と、前記結合領域の区域にある該主導体に取付
けられて該主導体に対して全体的に横方向に他方
の電極から遠ざかる向きに伸びる複数の間隔をお
いて設けられた矩形の歯とで構成されており、 前記の各電極の矩形の歯が縦方向に一様な間隔
をおいて配列され、かつ一方の電極の歯が他方の
電極の歯と１つずつ対応して縦方向に整合するよ
うに前記の両電極の櫛形電極部分が前記基板上に
対称に配置されていること、を特徴とする1/4波
長方向性結合器。 ２ 前記誘電体基板は前記主面に平行な方向にお
ける誘電率が前記主面に垂直な方向における誘電
率よりも大きい、特許請求の範囲第１項記載の方
向性結合器。 ３ 向い合う平行な２つの主面を持つ誘電体基板
と、前記基板の一方の主面上に配置された第１の
細長い電極と、前記基板の他方の主面上に配置さ
れた第２の細長い電極と、前記基板をその両側の
縁で支持すると共に、前記基板の主面の各々から
それぞれ隔たる全体的に平坦な面を持つ全体的に
矩形の中空導体とを有し、 前記第１および第２の電極は全体的に平行に縦
方向に伸びていて、これらの電極の長さの少なく
とも一部にわたつて全体的に縦方向に伸びる結合
領域を限定しており、 前記電極の各々が櫛形電極部分を含み、該櫛形
電極部分が、全体的に縦方向に伸びる細長い主導
体と、前記結合領域の区域にある該主導体に取付
けられて該主導体に対して全体的に横方向に他方
の電極から遠ざかる向きに伸びる複数の間隔をお
いて設けられた矩形の歯とで構成されており、 前記の各電極の矩形の歯が縦方向に一様な間隔
をおいて配列され、かつ一方の電極の歯が他方の
電極の歯と１つずつ対応して縦方向に整合するよ
うに前記の両電極の櫛形電極部分が前記基板上に
対称に配置されていること、を特徴とする1/4波
長方向性結合器。 ４ 前記誘電体基板が一枚の誘電体材料のシート
から構成され、該シートがこのシートの平面に平
行な方向に第１の誘電率を持つと共に該平面に対
して全体的に垂直な方向に第２の誘電率を持つて
いる、特許請求の範囲第３項記載の方向性結合
器。 ５ 前記基板の一方の主面と前記矩形の中空導体
の対応する面との間の空間が第１の絶縁材料で充
填され、前記基板の他方の主面と前記矩形の中空
導体の対応する面との間の空間が第２の絶縁材料
で充填されている、特許請求の範囲第４項記載の
方向性結合器。 ６ 前記第１および第２の絶縁材料の各々が前記
基板の第１または第２の誘電率とは異なる誘電率
を持つ誘電体材料で構成されている、特許請求の
範囲第５項記載の方向性結合器。 ７ 前記第１の絶縁材料が空気で構成され、前記
第２の絶縁材料が固体誘電体で構成されている、
特許請求の範囲第５項記載の方向性結合器。 ８ 前記第１の絶縁材料が前記基板の前記第１ま
たは第２の誘電率とは異なる第３の誘電率を持つ
固体誘電体材料で構成され、前記第２の絶縁材料
が前記第１、第２または第３の誘電率とは異なる
第４の誘電率を持つ固体誘電体材料で構成されて
いる、特許請求の範囲第５項記載の方向性結合
器。 ９ 前記基板の前記第１の誘電率が前記第２の誘
電率より大きい、特許請求の範囲第８項記載の方
向性結合器。 １０ 前記基板が織成した硝子繊維の網目をポリ
テトラフルオロエチレンの中に埋込んだものより
なる、特許請求の範囲第９項記載の方向性結合
器。 １１ 前記基板がポリテトラフルオロエチレンの
中に埋込んだ硝子繊維の網目で構成され、前記第
１および第２の絶縁材料の各々がポリテトラフル
オロエチレンの塊で構成されている、特許請求の
範囲第６項記載の方向性結合器。 １２ 前記基板がポリテトラフルオロエチレンの
中に埋込んだ所定量の硝子繊維で構成され、前記
第１および第２の絶縁材料の各々が硝子の塊で構
成されている、特許請求の範囲第６項記載の方向
性結合器。 １３ 前記矩形の中空導体の内部には前記基板お
よび前記電極に隣接して、前記基板をはさむよう
に一対の絶縁材料の層が配置され、これらの層は
前記基板の対応する主面にそれぞれ固着されてい
る、特許請求の範囲第３項記載の方向性結合器。 １４ 前記基板がポリテトラフルオロエチレンの
中に埋込んだ硝子繊維で構成され、該硝子繊維が
前記基板の容積全体の５乃至10％を占める、特許
請求の範囲第３項記載の方向性結合器。 １５ 前記矩形の中空導体の内部には前記基板の
各主面にそれぞれ隣接して、該各主面と前記中空
導体の対応する面との間の空間をそれぞれ埋める
ように１対の硝子の固体充填材が配置されてい
る、特許請求の範囲第１４項記載の方向性結合
器。 １６ 前記矩形の中空導体の内部には前記基板の
各主面にそれぞれ隣接して、該各主面と前記中空
導体の対応する面との間の空間をそれぞれ埋める
ように１対の硝子の固体充填材が配置され、該１
対の固体充填材の各々がポリテトラフルオロエチ
レンの中に埋め込んだ硝子繊維で構成され、この
硝子繊維が該固体充填材の容積全体の５乃至10％
を占める、特許請求の範囲第１４項記載の方向性
結合器。 １７ 前記矩形の中空導体の内部には前記基板の
各主面にそれぞれ隣接して、該各主面と前記中空
導体の対応する面との間の空間をそれぞれ埋める
ように１対の硝子の固体充填材が配置され、該１
対の固体充填材の各々がポリテトラフルオロエチ
レンの中に埋め込んだ硝子繊維の織成網目で構成
されている、特許請求の範囲第１４項記載の方向
性結合器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/306,519 US4394630A (en) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | Compensated directional coupler |
| US306519 | 1999-05-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5875302A JPS5875302A (ja) | 1983-05-07 |
| JPH0337761B2 true JPH0337761B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=23185668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57169473A Granted JPS5875302A (ja) | 1981-09-28 | 1982-09-28 | 方向性結合器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4394630A (ja) |
| JP (1) | JPS5875302A (ja) |
| GB (1) | GB2106720B (ja) |
| IL (1) | IL66860A (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4532484A (en) * | 1982-11-09 | 1985-07-30 | Raytheon Company | Hybrid coupler having interlaced coupling conductors |
| US4614922A (en) * | 1984-10-05 | 1986-09-30 | Sanders Associates, Inc. | Compact delay line |
| US4647878A (en) * | 1984-11-14 | 1987-03-03 | Itt Corporation | Coaxial shielded directional microwave coupler |
| US5075646A (en) * | 1990-10-22 | 1991-12-24 | Westinghouse Electric Corp. | Compensated mixed dielectric overlay coupler |
| IT1248035B (it) * | 1991-06-11 | 1995-01-05 | For Em S P A | Sistema per realizzare accoppiatori a microonde con direttivita' ed adattamento massimi, e relativi accoppiatori in microstriscia. |
| US5539362A (en) * | 1995-06-30 | 1996-07-23 | Harris Corporation | Surface mounted directional coupler |
| SE512166C2 (sv) * | 1997-11-21 | 2000-02-07 | Ericsson Telefon Ab L M | Mikrostripanordning |
| JP3527410B2 (ja) * | 1998-06-15 | 2004-05-17 | 株式会社リコー | コプレーナーストリップライン |
| JP2001284917A (ja) | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Hirose Electric Co Ltd | 方向性結合器 |
| US6549089B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-04-15 | Filtronic Pty Ltd. | Microstrip directional coupler loaded by a pair of inductive stubs |
| DE50105629D1 (de) * | 2001-10-13 | 2005-04-21 | Marconi Comm Gmbh | Breitbandiger Microstrip-Richtkoppler |
| KR100451434B1 (ko) * | 2001-12-13 | 2004-10-06 | 학교법인 포항공과대학교 | 분리도가 개선된 마이크로 스트립 슬롯결합형 방향성 결합기 |
| US6822532B2 (en) * | 2002-07-29 | 2004-11-23 | Sage Laboratories, Inc. | Suspended-stripline hybrid coupler |
| US7002433B2 (en) * | 2003-02-14 | 2006-02-21 | Microlab/Fxr | Microwave coupler |
| US6903625B2 (en) * | 2003-10-16 | 2005-06-07 | Northrop Grumman Corporation | Microstrip RF signal combiner |
| US6946927B2 (en) * | 2003-11-13 | 2005-09-20 | Northrup Grumman Corporation | Suspended substrate low loss coupler |
| US7245192B2 (en) * | 2003-12-08 | 2007-07-17 | Werlatone, Inc. | Coupler with edge and broadside coupled sections |
| US6972639B2 (en) * | 2003-12-08 | 2005-12-06 | Werlatone, Inc. | Bi-level coupler |
| US7119633B2 (en) * | 2004-08-24 | 2006-10-10 | Endwave Corporation | Compensated interdigitated coupler |
| US7400214B2 (en) * | 2004-08-30 | 2008-07-15 | Powerwave Technologies, Inc. | Low loss, high power air dielectric stripline edge coupling structure |
| JP5081237B2 (ja) * | 2006-07-06 | 2012-11-28 | ジ・オハイオ・ステイト・ユニバーシティ・リサーチ・ファウンデイション | 伝送線路における異方性媒質のエミュレーション |
| US8299871B2 (en) * | 2010-02-17 | 2012-10-30 | Analog Devices, Inc. | Directional coupler |
| DE102013214818A1 (de) * | 2013-04-29 | 2014-10-30 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Gekoppeltes Leitungssystem mit steuerbarem Übertragungsverhalten |
| US9531054B2 (en) * | 2015-02-05 | 2016-12-27 | Alcatel-Lucent Shanghai Bell Co., Ltd. | Directional coupler |
| US10536128B1 (en) | 2019-06-25 | 2020-01-14 | Werlatone, Inc. | Transmission-line-based impedance transformer with coupled sections |
| US11437697B2 (en) * | 2019-08-23 | 2022-09-06 | John Howard | Non-monotonic re-entrant band stop filter equalizer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210344A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-26 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | A molded article of an abrasion resistant resin containing iron carbid e |
| JPS5635635U (ja) * | 1979-08-27 | 1981-04-06 | ||
| JPS5710081U (ja) * | 1980-06-19 | 1982-01-19 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3480884A (en) * | 1968-08-26 | 1969-11-25 | Hewlett Packard Co | Electromagnetic wave energy coupling apparatus comprising an anisotropic dielectric slab |
| US3508170A (en) * | 1968-09-27 | 1970-04-21 | Hewlett Packard Co | Directional couplers having directivity enhancing means |
| US3621478A (en) * | 1970-04-13 | 1971-11-16 | Bell Telephone Labor Inc | Suspended substrate transmission lines having coupled center conductors |
| US3629733A (en) * | 1970-06-08 | 1971-12-21 | Adams Russel Co Inc | High-directivity microstrip coupler having periodically indented conductors |
| US4027254A (en) * | 1975-02-11 | 1977-05-31 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Directional coupler having interdigital comb electrodes |
| US3980972A (en) * | 1975-07-14 | 1976-09-14 | Stanford Research Institute | Proximity coupler |
| SU559318A1 (ru) * | 1975-11-14 | 1977-05-25 | Предприятие П/Я В-8332 | Ступенчатый направленный ответвитель |
| US4139827A (en) * | 1977-02-16 | 1979-02-13 | Krytar | High directivity TEM mode strip line coupler and method of making same |
| GB1598804A (en) * | 1977-04-01 | 1981-09-23 | Secr Defence | Coupling devices |
-
1981
- 1981-09-28 US US06/306,519 patent/US4394630A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-09-22 GB GB08227025A patent/GB2106720B/en not_active Expired
- 1982-09-24 IL IL66860A patent/IL66860A/xx not_active IP Right Cessation
- 1982-09-28 JP JP57169473A patent/JPS5875302A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210344A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-26 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | A molded article of an abrasion resistant resin containing iron carbid e |
| JPS5635635U (ja) * | 1979-08-27 | 1981-04-06 | ||
| JPS5710081U (ja) * | 1980-06-19 | 1982-01-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4394630A (en) | 1983-07-19 |
| IL66860A (en) | 1985-04-30 |
| IL66860A0 (en) | 1982-12-31 |
| JPS5875302A (ja) | 1983-05-07 |
| GB2106720B (en) | 1985-08-21 |
| GB2106720A (en) | 1983-04-13 |
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