JPH05243820A - 方向性結合器 - Google Patents
方向性結合器Info
- Publication number
- JPH05243820A JPH05243820A JP7630392A JP7630392A JPH05243820A JP H05243820 A JPH05243820 A JP H05243820A JP 7630392 A JP7630392 A JP 7630392A JP 7630392 A JP7630392 A JP 7630392A JP H05243820 A JPH05243820 A JP H05243820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- directional coupler
- electrode line
- lines
- line
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブロードサイド型方向性結合器の小型化と性
能維持を両立させることを目的とする。 【構成】 誘電体を挾んで第１の電極ライン６と第２の
電極ライン５が対向し、両電極ライン５，６の外側にグ
ランド電極２，９が位置している。両電極ライン５と６
は、共にスパイラル状に形成され、対向状態で長さ方向
に並走するよう配置され、横方向に隣接するスパイラル
電極同士が共通の磁界を形成するため、電極ラインイン
ダクタンスが高くなり、伝送特性インピーダンスを高く
することができ、これによって性能を維持したまま方向
性結合器の小型化を図ることができる。
能維持を両立させることを目的とする。 【構成】 誘電体を挾んで第１の電極ライン６と第２の
電極ライン５が対向し、両電極ライン５，６の外側にグ
ランド電極２，９が位置している。両電極ライン５と６
は、共にスパイラル状に形成され、対向状態で長さ方向
に並走するよう配置され、横方向に隣接するスパイラル
電極同士が共通の磁界を形成するため、電極ラインイン
ダクタンスが高くなり、伝送特性インピーダンスを高く
することができ、これによって性能を維持したまま方向
性結合器の小型化を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、方向性結合器、更に
詳しくは電気特性を犠牲にすることなく高周波機器の小
型化を図ることができるブロードサイド型の方向性結合
器に関する。
詳しくは電気特性を犠牲にすることなく高周波機器の小
型化を図ることができるブロードサイド型の方向性結合
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波回路の主流であった導波管回
路は、高い精度の機械工作を必要とするので、多量生産
にはむかず、高価であり、また、外形も大きく、重さも
重いという欠点がある。このため、無線機、ＢＳ受信機
などでは、高集積化技術を利用して小型軽量化が実現で
きるマイクロストリップもしくはストリップ線路が用い
られるようになっている。
路は、高い精度の機械工作を必要とするので、多量生産
にはむかず、高価であり、また、外形も大きく、重さも
重いという欠点がある。このため、無線機、ＢＳ受信機
などでは、高集積化技術を利用して小型軽量化が実現で
きるマイクロストリップもしくはストリップ線路が用い
られるようになっている。
【０００３】ところで、誘電体基板を挾んで電極ライン
を対向させたブロードサイド結合型の方向性結合器は、
伝送路を流れているマイクロ波電力のうち、一方向に進
む電力にだけ比例した出力を、逆方向に進むものには関
係なく取り出す回路素子であり、高周波信号の２分配器
や２分岐器として、あるいは９０度位相変換器として用
いられている。
を対向させたブロードサイド結合型の方向性結合器は、
伝送路を流れているマイクロ波電力のうち、一方向に進
む電力にだけ比例した出力を、逆方向に進むものには関
係なく取り出す回路素子であり、高周波信号の２分配器
や２分岐器として、あるいは９０度位相変換器として用
いられている。
【０００４】一般的なブロードサイド結合型の方向性結
合器としては、図６に示すようなものがある。
合器としては、図６に示すようなものがある。
【０００５】これは、マイクロストリップ４０，４１の
ストリップライン電極４０ａ・４１ａをλ／４にわたり
部分的に立体的に接近させたもので、この部分の結合モ
ードで、ポート１から主線に投入される電力に対して、
副線のポート３へはその数分の１の電力が現れるように
なる。なお、このようなブロードサイド結合型の方向性
結合器としては、基板の表裏両面にストリップライン電
極を形成して成るものが知られている。図中４０ｂ・４
１ｂは両ストリップライン電極４０ａ・４１ａを遮蔽す
るためのグランド電極である。
ストリップライン電極４０ａ・４１ａをλ／４にわたり
部分的に立体的に接近させたもので、この部分の結合モ
ードで、ポート１から主線に投入される電力に対して、
副線のポート３へはその数分の１の電力が現れるように
なる。なお、このようなブロードサイド結合型の方向性
結合器としては、基板の表裏両面にストリップライン電
極を形成して成るものが知られている。図中４０ｂ・４
１ｂは両ストリップライン電極４０ａ・４１ａを遮蔽す
るためのグランド電極である。
【０００６】このような方向性結合器における高周波信
号の二分配作用を利用し、例えば、ディジタル移動通信
機などでは、図７に示すように、直交変調に必要な正確
に９０°位相の異なる２つの搬送波を得るための９０°
シフタとして使用される。
号の二分配作用を利用し、例えば、ディジタル移動通信
機などでは、図７に示すように、直交変調に必要な正確
に９０°位相の異なる２つの搬送波を得るための９０°
シフタとして使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の携帯
電話装置などでは、その小型化が重要な課題となってお
り、その結果として、方向性結合器についても、より一
層の小型化が要求されるようになっている。方向性結合
器が導波管からマイクロストリップを用いることで小型
化されたといっても、前述のように、ストリップライン
電極についてはλ／４の長さ、例えば、１ＧＨｚでのλ
／４は７．５cm（但し、比誘電率＝１とする）の長さを
必要とし、それだけの長さの直線状ストリップライン電
極を結合させるためには比較的広い基板面積が必要にな
り、小型化と性能維持を両立することは困難であった。
電話装置などでは、その小型化が重要な課題となってお
り、その結果として、方向性結合器についても、より一
層の小型化が要求されるようになっている。方向性結合
器が導波管からマイクロストリップを用いることで小型
化されたといっても、前述のように、ストリップライン
電極についてはλ／４の長さ、例えば、１ＧＨｚでのλ
／４は７．５cm（但し、比誘電率＝１とする）の長さを
必要とし、それだけの長さの直線状ストリップライン電
極を結合させるためには比較的広い基板面積が必要にな
り、小型化と性能維持を両立することは困難であった。
【０００８】そこで、この発明は電気特性を犠牲にする
ことなく、より小さい体積の中に形成し、高周波機器の
小型化を図ることができる方向性結合器を提供すること
を目的とする。
ことなく、より小さい体積の中に形成し、高周波機器の
小型化を図ることができる方向性結合器を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、誘電体を挾んで対向する電極ラ
インと、両電極ラインの外側にグランド電極を備えた方
向性結合器において、両電極ラインを互に並走するスパ
イラル状に形成した構成を採用したものである。
するため、この発明は、誘電体を挾んで対向する電極ラ
インと、両電極ラインの外側にグランド電極を備えた方
向性結合器において、両電極ラインを互に並走するスパ
イラル状に形成した構成を採用したものである。
【００１０】
【作用】互に並走する電極ラインをスパイラル状に形成
すると、この部分をより小さい基板上に収容することが
でき、方向性結合器の小型化が図れる。
すると、この部分をより小さい基板上に収容することが
でき、方向性結合器の小型化が図れる。
【００１１】つまり、電極ラインをスパイラル状に形成
することにより、電極ライン長がλ／４より短い周波数
範囲では、横方向に隣接するライン間に生じる位相差が
わずかとなるため、ライン同士が共通の磁界を形成し、
結果として電極ラインのインダクタンスを高くすること
ができる。一般に伝送特性インピーダンス（Ｚ0 ）は、
Ｚ0 ＝√（Ｌ／Ｃ）で表わされ、電極ラインのインダク
タンスが高くなることで伝送特性インピーダンスを高く
できることが理解されよう。これにより小型化と性能維
持を両立させることができるのである。
することにより、電極ライン長がλ／４より短い周波数
範囲では、横方向に隣接するライン間に生じる位相差が
わずかとなるため、ライン同士が共通の磁界を形成し、
結果として電極ラインのインダクタンスを高くすること
ができる。一般に伝送特性インピーダンス（Ｚ0 ）は、
Ｚ0 ＝√（Ｌ／Ｃ）で表わされ、電極ラインのインダク
タンスが高くなることで伝送特性インピーダンスを高く
できることが理解されよう。これにより小型化と性能維
持を両立させることができるのである。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面の図１乃
至図５に基づいて説明する。
至図５に基づいて説明する。
【００１３】図１と図２に示すように、方向性結合器１
は、表面にグランド電極２を設けた第１のグランド電極
基板３と、中間基板４と、表面に第２の電極ライン５を
設けた第２のライン電極基板７と、表面に第１の電極ラ
イン６を設けた第１のライン電極基板７と、中間基板８
と、表面にグランド電極９を設けた第２のグランド電極
基板１０と、保護基板１１とを積層し、これを焼成して
チップ型に形成されている。
は、表面にグランド電極２を設けた第１のグランド電極
基板３と、中間基板４と、表面に第２の電極ライン５を
設けた第２のライン電極基板７と、表面に第１の電極ラ
イン６を設けた第１のライン電極基板７と、中間基板８
と、表面にグランド電極９を設けた第２のグランド電極
基板１０と、保護基板１１とを積層し、これを焼成して
チップ型に形成されている。
【００１４】上記各基板はセラミックグリーンシートを
用い、各電極膜を形成した後に積み重ねて加圧焼成し、
一体化した誘電体を形成している。
用い、各電極膜を形成した後に積み重ねて加圧焼成し、
一体化した誘電体を形成している。
【００１５】従って、グランド電極２と第２の電極ライ
ン５、第１の電極ライン６及びグランド電極９は各々誘
電体を挾んで対向していることになる。
ン５、第１の電極ライン６及びグランド電極９は各々誘
電体を挾んで対向していることになる。
【００１６】また、チップ型積層体の外面には、各電極
ごとの外部電極が、セラミックグリーンシートの積み重
ね状態時又は積層体焼成後に形成されている。
ごとの外部電極が、セラミックグリーンシートの積み重
ね状態時又は積層体焼成後に形成されている。
【００１７】前記第１の電極ライン６と第２の電極ライ
ン５は、共に導電膜を用い、スパイラル状（渦巻状）の
ストリップラインに形成され、両電極ライン５と６は図
２と図３に示す如く、誘電体を挾んで対向し、長さ方向
に並走するよう平面的に等しいスパイラル状になってい
る。
ン５は、共に導電膜を用い、スパイラル状（渦巻状）の
ストリップラインに形成され、両電極ライン５と６は図
２と図３に示す如く、誘電体を挾んで対向し、長さ方向
に並走するよう平面的に等しいスパイラル状になってい
る。
【００１８】この第１の電極ライン６及び第２の電極ラ
イン５のスパイラルは、方向性結合器の中心周波数に対
して広がりを持たない大きさ、つまり両電極ライン５と
６のそれぞれの端部が少なくとも２ターン分離れさせて
形成すればよい。
イン５のスパイラルは、方向性結合器の中心周波数に対
して広がりを持たない大きさ、つまり両電極ライン５と
６のそれぞれの端部が少なくとも２ターン分離れさせて
形成すればよい。
【００１９】また、第１の電極ライン６及び第２の電極
ライン５の両端部を外部電極と接続する手段は、外端側
を引出し電極１２，１３によって行うと共に、内端側
は、図１の中間基板４，８にスルーホールやビアホール
（図示されていない）を設けて行えばよい。
ライン５の両端部を外部電極と接続する手段は、外端側
を引出し電極１２，１３によって行うと共に、内端側
は、図１の中間基板４，８にスルーホールやビアホール
（図示されていない）を設けて行えばよい。
【００２０】この発明の方向性結合器は上記のような構
成であり、スパイラル状に形成した第１の電極ライン６
と、第２の電極ライン５が誘電体を挾んで対向し、長さ
方向に並走していることで方向性結合器となると共に、
２つの電極ライン５，６を挾むようにグランド電極２，
９が存在し、両電極ライン５，６をシールドしている。
成であり、スパイラル状に形成した第１の電極ライン６
と、第２の電極ライン５が誘電体を挾んで対向し、長さ
方向に並走していることで方向性結合器となると共に、
２つの電極ライン５，６を挾むようにグランド電極２，
９が存在し、両電極ライン５，６をシールドしている。
【００２１】第１の電極ライン６及び第２の電極ライン
５をスパイラル状に形成することにより、電極ライン長
がλ／４より短い周波数範囲では、図４と図５に示すよ
うに、横方向に隣接するライン同士が共通の磁界Ａを形
成することになる。
５をスパイラル状に形成することにより、電極ライン長
がλ／４より短い周波数範囲では、図４と図５に示すよ
うに、横方向に隣接するライン同士が共通の磁界Ａを形
成することになる。
【００２２】共通の磁界Ａは、図４と図５に示すよう
に、方向性結合器の２種類の励振モード、つまり偶モー
ド、奇モードのいずれにおいても同様に形成され、伝送
特性インピーダンス（Ｚ0 ）を高くすることができる。
に、方向性結合器の２種類の励振モード、つまり偶モー
ド、奇モードのいずれにおいても同様に形成され、伝送
特性インピーダンス（Ｚ0 ）を高くすることができる。
【００２３】従って、両電極ライン５と６をスパイラル
状に形成することにより、これらを小さな面積に納める
ことができ、方向性結合器の小型化と性能維持を両立さ
せることが可能になる。更に本発明の方向性結合器は積
層一体化した多層型に限らず接着積み重ね型でもよい。
状に形成することにより、これらを小さな面積に納める
ことができ、方向性結合器の小型化と性能維持を両立さ
せることが可能になる。更に本発明の方向性結合器は積
層一体化した多層型に限らず接着積み重ね型でもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、対向
する電極ラインをスパイラル状に形成したので、横方向
に隣接するスパイラル電極同士が共通の磁界を形成する
ため、結果として電極ラインインダクタンスが高くな
り、伝送特性インピーダンスを高くでき、従来のブロー
ドサイド型方向性結合器の１／３から１／４の大きさで
同一の性能を維持することができ、小型化と性能維持を
実現することができる。
する電極ラインをスパイラル状に形成したので、横方向
に隣接するスパイラル電極同士が共通の磁界を形成する
ため、結果として電極ラインインダクタンスが高くな
り、伝送特性インピーダンスを高くでき、従来のブロー
ドサイド型方向性結合器の１／３から１／４の大きさで
同一の性能を維持することができ、小型化と性能維持を
実現することができる。
【図１】この発明の方向性結合器を示す分解斜視図。
【図２】同上要部の拡大断面図。
【図３】電極ラインの対向状態を示す斜視図。
【図４】共通磁界の発生を示す偶モード時の説明図。
【図５】共通磁界の発生を示す奇モード時の説明図。
【図６】従来のブロードサイド型方向性結合器の斜視
図。
図。
【図７】方向性結合器が用いられた直交変調器を示すブ
ロック図。
ロック図。
２，９ グランド電極 ５ 第２の電極ライン ６ 第１の電極ライン
Claims (1)
- 【請求項１】 誘電体を挾んで対向する電極ラインと、
両電極ラインの外側にグランド電極を備えた方向性結合
器において、両電極ラインを互いに並走するスパイラル
状に形成したことを特徴とする方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7630392A JPH05243820A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7630392A JPH05243820A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 方向性結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243820A true JPH05243820A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=13601607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7630392A Pending JPH05243820A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243820A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100381545B1 (ko) * | 2000-09-15 | 2003-04-23 | 이수세라믹 주식회사 | 적층형 방향성 결합기 |
| WO2003100904A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Honeywell International Inc. | Miniature directional coupler |
| EP1495514A2 (en) * | 2002-04-01 | 2005-01-12 | Merrimac Industries, Inc. | Spiral couplers |
| US7289001B2 (en) | 2004-12-06 | 2007-10-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric substrate for oscillator |
| JP2012514881A (ja) * | 2009-01-02 | 2012-06-28 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 移相器、フェーズド・アレイ・システム、受信信号を移相するための方法、および送信信号を移相するための方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5178671A (ja) * | 1974-12-23 | 1976-07-08 | Ibm |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP7630392A patent/JPH05243820A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5178671A (ja) * | 1974-12-23 | 1976-07-08 | Ibm |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100381545B1 (ko) * | 2000-09-15 | 2003-04-23 | 이수세라믹 주식회사 | 적층형 방향성 결합기 |
| EP1495514A2 (en) * | 2002-04-01 | 2005-01-12 | Merrimac Industries, Inc. | Spiral couplers |
| EP1495514A4 (en) * | 2002-04-01 | 2005-04-13 | Merrimac Ind Inc | helical |
| WO2003100904A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Honeywell International Inc. | Miniature directional coupler |
| US7289001B2 (en) | 2004-12-06 | 2007-10-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric substrate for oscillator |
| JP2012514881A (ja) * | 2009-01-02 | 2012-06-28 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 移相器、フェーズド・アレイ・システム、受信信号を移相するための方法、および送信信号を移相するための方法 |
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