JPH07120888B2 - 複数面導波管結合器 - Google Patents
複数面導波管結合器Info
- Publication number
- JPH07120888B2 JPH07120888B2 JP1207074A JP20707489A JPH07120888B2 JP H07120888 B2 JPH07120888 B2 JP H07120888B2 JP 1207074 A JP1207074 A JP 1207074A JP 20707489 A JP20707489 A JP 20707489A JP H07120888 B2 JPH07120888 B2 JP H07120888B2
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- JP
- Japan
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- waveguide
- pad
- coupler
- conductive sheet
- waveguides
- Prior art date
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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
- H01P5/187—Broadside coupled lines
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は絶縁基板の両面に配置された導電シート内に
形成された共面導波管に関し、特にこれら導波管間の電
磁パワーの混成結合する複数面導波管結合器に関する。
形成された共面導波管に関し、特にこれら導波管間の電
磁パワーの混成結合する複数面導波管結合器に関する。
［従来の技術］ 従来より、その両面が金属製の導電シートで覆われた絶
縁基板から成る回路基板は、アンテナの放射器、フィル
タ、移相器や他の信号処理素子のような電子装置間で電
磁パワーを伝えるための導波管を作るためにしばしば使
用されている。
縁基板から成る回路基板は、アンテナの放射器、フィル
タ、移相器や他の信号処理素子のような電子装置間で電
磁パワーを伝えるための導波管を作るためにしばしば使
用されている。
このような回路基板には３つの形態がある。その１つは
ストリップ線路として知られるもので、２枚の絶縁基板
により隔てられた３枚の導電シートの積層構造から成
る。中間のシートは、エッチングされてストリップ導体
を形成し、接地面として機能する外側のシートと協同し
てTEM波を送信する。第２の形態の回路基板は、マイク
ロストリップとして知られるもので、やはり積層構造の
ものであるが、１枚の絶縁基板により隔てられた２枚だ
けの導電シートから成るという点でストリップ線路より
は簡単である。一方のシートがエッチングされてストリ
ップ導体を形成し、接地面として機能する他のシートと
協同してTEM波を支持する。回路基板の第３の形態は、
共面導波管を備え、１枚の絶縁基板により隔てられた２
枚の導電シートを具備している。共面導波管は完全に一
方のシート内部に形成され、導電シート内部でエッチン
グされた一対の平行スロットとして構成される。２つの
スロットは中央ストリップ導体を形成する。中央ストリ
ップ導体はスロットの外縁と協同してTEM波を支持す
る。
ストリップ線路として知られるもので、２枚の絶縁基板
により隔てられた３枚の導電シートの積層構造から成
る。中間のシートは、エッチングされてストリップ導体
を形成し、接地面として機能する外側のシートと協同し
てTEM波を送信する。第２の形態の回路基板は、マイク
ロストリップとして知られるもので、やはり積層構造の
ものであるが、１枚の絶縁基板により隔てられた２枚だ
けの導電シートから成るという点でストリップ線路より
は簡単である。一方のシートがエッチングされてストリ
ップ導体を形成し、接地面として機能する他のシートと
協同してTEM波を支持する。回路基板の第３の形態は、
共面導波管を備え、１枚の絶縁基板により隔てられた２
枚の導電シートを具備している。共面導波管は完全に一
方のシート内部に形成され、導電シート内部でエッチン
グされた一対の平行スロットとして構成される。２つの
スロットは中央ストリップ導体を形成する。中央ストリ
ップ導体はスロットの外縁と協同してTEM波を支持す
る。
ここでは、回路基板を用いてマイクロ波装置を相互接続
する際の実用性のために、共面導波管に特に関心があ
る。回路基板は、これら装置を支持するためにも利用で
きる。また、TEM波は回路基板の反対側に導電シートが
あるなしにかかわらず、共面導波管を介して送信でき
る。これにより、回路基板の両面に電気装置を取り付け
ることができるために、回路基板のレイアウトにより大
きな柔軟性が与えられる。
する際の実用性のために、共面導波管に特に関心があ
る。回路基板は、これら装置を支持するためにも利用で
きる。また、TEM波は回路基板の反対側に導電シートが
あるなしにかかわらず、共面導波管を介して送信でき
る。これにより、回路基板の両面に電気装置を取り付け
ることができるために、回路基板のレイアウトにより大
きな柔軟性が与えられる。
回路基板を使用する際、１つの導波管から他の導波管へ
パワーの一部を結合して信号を混合することがよく必要
になる。例えば、フェーズドアレーアンテナの素子間
で、電磁信号を分配するためのバトラー（Butler）マト
リクスを作るような場合である。導波管間で電磁信号を
結合できると、回路基板上の装置のレイアウトの柔軟性
を大きくすることができる。これは、パワーが回路基板
を介して、基板の一方の面の導波管と他の面の導波管と
の間で結合されるべき状況では、特にそうである。従来
は、このような結合は、適当なインピーダンス整合構造
を有するフィードスルーコネクタを用いることによりな
されていた。
パワーの一部を結合して信号を混合することがよく必要
になる。例えば、フェーズドアレーアンテナの素子間
で、電磁信号を分配するためのバトラー（Butler）マト
リクスを作るような場合である。導波管間で電磁信号を
結合できると、回路基板上の装置のレイアウトの柔軟性
を大きくすることができる。これは、パワーが回路基板
を介して、基板の一方の面の導波管と他の面の導波管と
の間で結合されるべき状況では、特にそうである。従来
は、このような結合は、適当なインピーダンス整合構造
を有するフィードスルーコネクタを用いることによりな
されていた。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、フィードスルーコネクタを共面導波管と組み
合わせて使用すると、余分な製造工程が必要になるとい
う問題が生じる。例えば、共面導波管は、中央ストリッ
プ導体をエッチングする工程を含むホトリソグラフィに
より製造できる。フィードスルーコネクタを作るために
は、絶縁基板に穴を開け、その穴に導電路を形成するこ
とが必要である。この導電路を形成するには、金属製の
ポストを挿入することだけでなく、めっきすることを含
めて、様々な技術が利用可能である。穴開けやポストの
挿入は、共面導波管を製造するためのリソグラフィで利
用されるものとは全く別の製造工程である。更に、この
ようなフィードスルーコネクタは、これにより与えられ
る導波管の切れ目からの望ましくない反射を回避するた
めに、付加的なインピーダンス整合構造も必要とする場
合がある。
合わせて使用すると、余分な製造工程が必要になるとい
う問題が生じる。例えば、共面導波管は、中央ストリッ
プ導体をエッチングする工程を含むホトリソグラフィに
より製造できる。フィードスルーコネクタを作るために
は、絶縁基板に穴を開け、その穴に導電路を形成するこ
とが必要である。この導電路を形成するには、金属製の
ポストを挿入することだけでなく、めっきすることを含
めて、様々な技術が利用可能である。穴開けやポストの
挿入は、共面導波管を製造するためのリソグラフィで利
用されるものとは全く別の製造工程である。更に、この
ようなフィードスルーコネクタは、これにより与えられ
る導波管の切れ目からの望ましくない反射を回避するた
めに、付加的なインピーダンス整合構造も必要とする場
合がある。
この発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、回路基
板を使用した１つの導波管から他の導波管へパワーの一
部を結合して信号を混合するために、フィードスルーコ
ネクタを共面導波管と組み合わせて使用して余分な製造
工程を必要とすることなく、該導波管の切れ目からの望
ましくない反射を回避するために付加的なインピーダン
ス整合構造を必要とすることのない複数面導波管結合器
を提供することを目的とする。
板を使用した１つの導波管から他の導波管へパワーの一
部を結合して信号を混合するために、フィードスルーコ
ネクタを共面導波管と組み合わせて使用して余分な製造
工程を必要とすることなく、該導波管の切れ目からの望
ましくない反射を回避するために付加的なインピーダン
ス整合構造を必要とすることのない複数面導波管結合器
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段及び作用］ この発明による２つの共面導波管または伝送線路間の電
磁パワーの結合器により克服されると共に他の利益も提
供される。この発明によれば、一方の導波管は回路基板
の第１の面上に形成され、第２の導波管は回路基板の反
対の面上に形成される。結合器は、導波管の各々に於い
て、中央ストリップ導体とこれを形成する２つのスロッ
トを広げてこの広げた部分にパッドを形成することによ
り形成される。このパッドは、ストリップ導体に沿って
電磁パワーの関心帯域の管内波長の４分の１の長さを有
しており、幅は長さより短い。２つの導波管のパッドは
同じ大きさであり、一方のパッドが他のパッドの上方に
あるように回路基板内に位置付けられ、そして一方のパ
ッドの長軸が他のパッドの長軸と平行となるように方向
付けられている。これにより両パッドは相互に位置合わ
せされて２つのパッド間の結合が最大になる。
磁パワーの結合器により克服されると共に他の利益も提
供される。この発明によれば、一方の導波管は回路基板
の第１の面上に形成され、第２の導波管は回路基板の反
対の面上に形成される。結合器は、導波管の各々に於い
て、中央ストリップ導体とこれを形成する２つのスロッ
トを広げてこの広げた部分にパッドを形成することによ
り形成される。このパッドは、ストリップ導体に沿って
電磁パワーの関心帯域の管内波長の４分の１の長さを有
しており、幅は長さより短い。２つの導波管のパッドは
同じ大きさであり、一方のパッドが他のパッドの上方に
あるように回路基板内に位置付けられ、そして一方のパ
ッドの長軸が他のパッドの長軸と平行となるように方向
付けられている。これにより両パッドは相互に位置合わ
せされて２つのパッド間の結合が最大になる。
共面導波管の横断面の形状寸法は、ストリップ導体とス
ロットの横断面の大きさが、回路基板の両面シート間の
間隔と同等かあるいはそれより小さくなるように選ばれ
ている。これにより、基板の一面上の共面導波管と同じ
場所で、基板の他の面上の共面導波管との間の相互作用
と結合が、最小になる。パッドの構造に見られるよう
に、２つの導波管の断面の大きさを広げると、電磁パワ
ーの結合が大いに増大する。基板の両面の導波管間の結
合を結合器の場所を除く全ての場所で抑えるため、結合
器の端部からの導波管の入力及び出力部が、パッドの中
心軸に対してほぼ45度の角度で曲げられている。これに
より、一方の導波管の導波管部の向きを他の導波管の導
波管部からそらしている。
ロットの横断面の大きさが、回路基板の両面シート間の
間隔と同等かあるいはそれより小さくなるように選ばれ
ている。これにより、基板の一面上の共面導波管と同じ
場所で、基板の他の面上の共面導波管との間の相互作用
と結合が、最小になる。パッドの構造に見られるよう
に、２つの導波管の断面の大きさを広げると、電磁パワ
ーの結合が大いに増大する。基板の両面の導波管間の結
合を結合器の場所を除く全ての場所で抑えるため、結合
器の端部からの導波管の入力及び出力部が、パッドの中
心軸に対してほぼ45度の角度で曲げられている。これに
より、一方の導波管の導波管部の向きを他の導波管の導
波管部からそらしている。
導波管の一方のパッドの両側の導波管部と、他の導波管
のパッドの両側の導波管部は、共に結合器に対して４つ
のポートの組を用意する。一方の導波管のポートに電磁
信号を印加すると、同じ導波管の反対側のポートがスル
ーポートとして機能し、また他方の導波管の残りの２つ
のポートについては、最初に述べたポートに最も近いポ
ートが結合ポートとして機能し、第４のポートは隔離ポ
ートとして機能する。更に、第１及び第３のポート間で
結合された電磁信号間に、90度の移相が与えられる。こ
れにより、この発明の結合器は、絶縁基板を介してパワ
ーを伝達するための直交混成結合器として機能する。第
１の導波管から第２の導波管に結合される入力パワーの
部分は、結合器の場所に於ける導波管の横断面の大きさ
の拡大量に依存し、例えば−10dBから−3dBまでのパワ
ーの結合が達成されている。各導波管の結合器にパッド
を作る場合、導波管の特性インピーダンスを結合器を通
して保持するために、ストリップ導体のみならずスロッ
ト幅をも拡大するのが好都合である。これは結合器での
反射を最小にするのに有用となる。
のパッドの両側の導波管部は、共に結合器に対して４つ
のポートの組を用意する。一方の導波管のポートに電磁
信号を印加すると、同じ導波管の反対側のポートがスル
ーポートとして機能し、また他方の導波管の残りの２つ
のポートについては、最初に述べたポートに最も近いポ
ートが結合ポートとして機能し、第４のポートは隔離ポ
ートとして機能する。更に、第１及び第３のポート間で
結合された電磁信号間に、90度の移相が与えられる。こ
れにより、この発明の結合器は、絶縁基板を介してパワ
ーを伝達するための直交混成結合器として機能する。第
１の導波管から第２の導波管に結合される入力パワーの
部分は、結合器の場所に於ける導波管の横断面の大きさ
の拡大量に依存し、例えば−10dBから−3dBまでのパワ
ーの結合が達成されている。各導波管の結合器にパッド
を作る場合、導波管の特性インピーダンスを結合器を通
して保持するために、ストリップ導体のみならずスロッ
ト幅をも拡大するのが好都合である。これは結合器での
反射を最小にするのに有用となる。
［実施例］ 以下図面を参照して、この発明を詳細に説明する。
第１図乃至第７図に示すように、この発明の複数面導波
管結合器に係るマイクロ波結合器20は、回路基板22上に
作られている。基板22は、誘電体の電気絶縁基板24と、
この基板の上面と下面に配置された上部及び下部金属導
電シート26及び28から成る。基板22は、ガラス繊維とテ
フロン（登録商標）のようなフッ化炭化水素の混合物か
ら形成することができ、その誘電率は、略2.2である。
一般には、シート26、28に使われる金属は銅である。
管結合器に係るマイクロ波結合器20は、回路基板22上に
作られている。基板22は、誘電体の電気絶縁基板24と、
この基板の上面と下面に配置された上部及び下部金属導
電シート26及び28から成る。基板22は、ガラス繊維とテ
フロン（登録商標）のようなフッ化炭化水素の混合物か
ら形成することができ、その誘電率は、略2.2である。
一般には、シート26、28に使われる金属は銅である。
尚、ここで用いられる用語「上部」、「下部」は、回路
基板の構成要素の配置方向を図に示した配置と関連づけ
ることにより、発明の記述を容易にするためのものであ
り、回路基板の物理的具体化の実際の配置方向を記述す
るものではない。したがって実際には、回路基板は横向
きでもよいし、あるいは上下逆さまに配置されてもよ
い。
基板の構成要素の配置方向を図に示した配置と関連づけ
ることにより、発明の記述を容易にするためのものであ
り、回路基板の物理的具体化の実際の配置方向を記述す
るものではない。したがって実際には、回路基板は横向
きでもよいし、あるいは上下逆さまに配置されてもよ
い。
共面伝送線路、すなわち、導波管30、32は、上部及び下
部シート26、28内にそれぞれ形成される。導波管30、32
は、各々ホトリソグラフィ技術により形成され、一対の
スロットをエッチングしてストリップ導体を形成する。
導波管30に於いて、スロット34、36がストリップ導体38
を形成する。導波管32に於いては、スロット40、42がス
トリップ導体44を形成する。導波管30のスロット34、36
及び導波管32のスロット40、42は、互いに僅かな間隔を
おいて配置されており、また相互に平行して結合器20の
ポート46を形成している。ポート46のそれぞれはまた、
記号Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎにより示されている。結合器20の所
で、スロット34、36の間隔が広げられて、上部シート26
に上部パッド48を形成している。同様に、結合器20の所
で、スロット40、42の間隔が広げられて、下部シート28
に下部パッド50を形成している。パッド48でポート46の
所と同じスロット幅とストリップ導体幅の比を保持する
ために、スロット34、36の幅がパッド48の周辺部で増大
され、これによりパッド48で導波管30の同じ特性インピ
ーダンスを保持する。同様に、スロット40、42が下部パ
ッド50の周辺部で広げられて、パッド50でポート46と同
じスロット幅対ストリップ導体幅比を保持し、パッド50
で導波管32の特性インピーダンスの同じ値を保持する。
部シート26、28内にそれぞれ形成される。導波管30、32
は、各々ホトリソグラフィ技術により形成され、一対の
スロットをエッチングしてストリップ導体を形成する。
導波管30に於いて、スロット34、36がストリップ導体38
を形成する。導波管32に於いては、スロット40、42がス
トリップ導体44を形成する。導波管30のスロット34、36
及び導波管32のスロット40、42は、互いに僅かな間隔を
おいて配置されており、また相互に平行して結合器20の
ポート46を形成している。ポート46のそれぞれはまた、
記号Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎにより示されている。結合器20の所
で、スロット34、36の間隔が広げられて、上部シート26
に上部パッド48を形成している。同様に、結合器20の所
で、スロット40、42の間隔が広げられて、下部シート28
に下部パッド50を形成している。パッド48でポート46の
所と同じスロット幅とストリップ導体幅の比を保持する
ために、スロット34、36の幅がパッド48の周辺部で増大
され、これによりパッド48で導波管30の同じ特性インピ
ーダンスを保持する。同様に、スロット40、42が下部パ
ッド50の周辺部で広げられて、パッド50でポート46と同
じスロット幅対ストリップ導体幅比を保持し、パッド50
で導波管32の特性インピーダンスの同じ値を保持する。
第８図は回路基板22（第１図）と同じ形態を有し、上面
と下面が金属シート56、58で被覆された回路基板52の端
面から見た模式的な図を示している。
と下面が金属シート56、58で被覆された回路基板52の端
面から見た模式的な図を示している。
共面導波管60、62、64、66の形での４つの伝送線路が、
基板52上に示されている。導波管60、62は比較的狭い横
断面を有し、それぞれ上部、下部シート56、58に配置さ
れている。導波管64、66は比較的広い横断面を有し、そ
れぞれ上部、下部シート56、58に配置されている。電磁
波が導波管60〜66の各々を伝搬する様子が示されてい
る。電磁波は、記号Ｅにより識別されて実線で描かれた
電界と、記号Ｈにより識別されて鎖線で描かれた磁界と
により示されている。狭い方の導波管60、62では、縁界
は導波管の近傍に止まっており、一方、広い方の導波管
64、66では、磁界が導波管64、66の中央ストリップ導体
の周りを還流させるために、縁界は基板54の内部へ伸び
ている。
基板52上に示されている。導波管60、62は比較的狭い横
断面を有し、それぞれ上部、下部シート56、58に配置さ
れている。導波管64、66は比較的広い横断面を有し、そ
れぞれ上部、下部シート56、58に配置されている。電磁
波が導波管60〜66の各々を伝搬する様子が示されてい
る。電磁波は、記号Ｅにより識別されて実線で描かれた
電界と、記号Ｈにより識別されて鎖線で描かれた磁界と
により示されている。狭い方の導波管60、62では、縁界
は導波管の近傍に止まっており、一方、広い方の導波管
64、66では、磁界が導波管64、66の中央ストリップ導体
の周りを還流させるために、縁界は基板54の内部へ伸び
ている。
第１図の結合器20から類推して、狭い導波管60、62は、
ポート46に於ける導波管30、32の何れかの形態を表して
いる。導波管64、66の拡張形態は、パッド48、50の所で
の導波管30、32の拡張部を表している。これにより、パ
ッド48、50を設けると、導波管30、32間の結合量が著し
く増加することが理解されよう。
ポート46に於ける導波管30、32の何れかの形態を表して
いる。導波管64、66の拡張形態は、パッド48、50の所で
の導波管30、32の拡張部を表している。これにより、パ
ッド48、50を設けると、導波管30、32間の結合量が著し
く増加することが理解されよう。
また、この発明の更に別の特徴として、導波管30、32間
の結合を、結合器20から少し離れた所で減少させるた
め、導波管30、32がパッド48、50の中心線68（第６図）
から離れるように、ある角度に曲げられて、導波管30、
32間の距離を増大させている。上記角度の代表的な値
は、45度である。パッド48、50の各々の長さは、管内波
長の略1/4、つまり中心線68に沿って測定したときに、
導波管30、32に沿って伝搬する電磁放射線の波長に等し
い。パッド48、50それぞれの幅は、パッドの長さより小
さい。パッドは角が曲線を帯びた矩形の形状として示さ
れており、同様に、スロット34、36、40、42の隣接部
も、望ましければ曲線のコーナーを持たせて、導波管3
0、32を伝搬する電磁信号の反射を最少にすることがで
きる。導波管32とそのパッド50のみならず、導波管30と
そのパッド48を通して一定の特性インピーダンスを維持
すると、パワーの円滑な流れが確実になり、反射パワー
はごく僅かな量にすぎなくなる。
の結合を、結合器20から少し離れた所で減少させるた
め、導波管30、32がパッド48、50の中心線68（第６図）
から離れるように、ある角度に曲げられて、導波管30、
32間の距離を増大させている。上記角度の代表的な値
は、45度である。パッド48、50の各々の長さは、管内波
長の略1/4、つまり中心線68に沿って測定したときに、
導波管30、32に沿って伝搬する電磁放射線の波長に等し
い。パッド48、50それぞれの幅は、パッドの長さより小
さい。パッドは角が曲線を帯びた矩形の形状として示さ
れており、同様に、スロット34、36、40、42の隣接部
も、望ましければ曲線のコーナーを持たせて、導波管3
0、32を伝搬する電磁信号の反射を最少にすることがで
きる。導波管32とそのパッド50のみならず、導波管30と
そのパッド48を通して一定の特性インピーダンスを維持
すると、パワーの円滑な流れが確実になり、反射パワー
はごく僅かな量にすぎなくなる。
結合器20の動作は、ポートＫから結合器20に入力される
電磁信号が伝搬してゆき、パッド48で信号パワーの一部
が外へ結合され、信号の残りの部分は伝搬を続けポート
Ｍから出てゆく。結合器20により結合される信号部分
は、ポートＬから出てゆく。ポートＮは、ポートＫから
入力される信号に対しては隔離ポートとなる。結合器20
の構造は対称的であり、そして４つのポートの何れもが
入力ポートとして機能するように、伝達特性は相互的で
あることを注意すべきである。
電磁信号が伝搬してゆき、パッド48で信号パワーの一部
が外へ結合され、信号の残りの部分は伝搬を続けポート
Ｍから出てゆく。結合器20により結合される信号部分
は、ポートＬから出てゆく。ポートＮは、ポートＫから
入力される信号に対しては隔離ポートとなる。結合器20
の構造は対称的であり、そして４つのポートの何れもが
入力ポートとして機能するように、伝達特性は相互的で
あることを注意すべきである。
この発明の好ましい実施例は、3GHzの周波数で動作する
ように作られたものである。この発明の実施例では、第
１図の基板22は、矩形の形状を有し、その一辺は6.35cm
である。上部及び下部のシート26、28は銅で、各々0.25
mmの厚さに作られている。導波管30、32の特性インピー
ダンスは、50オームである。基板24の誘電率は2.2であ
る。−3dBの結合比では、帯域幅は10パーセントより大
きい。
ように作られたものである。この発明の実施例では、第
１図の基板22は、矩形の形状を有し、その一辺は6.35cm
である。上部及び下部のシート26、28は銅で、各々0.25
mmの厚さに作られている。導波管30、32の特性インピー
ダンスは、50オームである。基板24の誘電率は2.2であ
る。−3dBの結合比では、帯域幅は10パーセントより大
きい。
各スロット34、36、40、42の幅は、ポート46の所で5.08
mmであり、パッド48、50の端部で寸法Ｐとして示す21.5
9mmの幅に拡大され、パッド48、50の横では寸法Ｒとし
て示す18.03mmに広げられている。各パッド48、50の幅
は、77.72mmである。各パッドの長さは、173.74mmであ
る。各ストリップ導体の幅は、60.96mmである。パッド4
8、50の周囲のスロットの４つの外側の角70は、半径63.
50mmの曲線が付けられている。パッド48、50の４つの外
側の角72は、半径16.25mmの曲線が付けられている。基
板24は、14.73mmの厚さを有している。もしも望ましけ
れば、例えばアルミナを使用するなどして、基板24の誘
電率を大きくすることによって、帯域幅を減少させるこ
とができる。
mmであり、パッド48、50の端部で寸法Ｐとして示す21.5
9mmの幅に拡大され、パッド48、50の横では寸法Ｒとし
て示す18.03mmに広げられている。各パッド48、50の幅
は、77.72mmである。各パッドの長さは、173.74mmであ
る。各ストリップ導体の幅は、60.96mmである。パッド4
8、50の周囲のスロットの４つの外側の角70は、半径63.
50mmの曲線が付けられている。パッド48、50の４つの外
側の角72は、半径16.25mmの曲線が付けられている。基
板24は、14.73mmの厚さを有している。もしも望ましけ
れば、例えばアルミナを使用するなどして、基板24の誘
電率を大きくすることによって、帯域幅を減少させるこ
とができる。
結合器20の上述した構造は、回路基板の一方の面の伝送
線路からの入力電磁パワーの所望の一部を、回路基板の
他方の面の伝送線路へ結合するこの発明の所望の能力に
備えるためのものである。結合器20の電気的特性は、ポ
ートＫに入力されたパワーが、本質的に移相せずに部分
的にポートＭで出力され、そして＋90度の移相を伴って
部分的にポートＬで出力される直交混成結合器のそれで
ある。本質的には、パワーはポートＮでは出力されな
い。しかしながら、万一ポートＬに結合された負荷で反
射が生じた場合には、反射パワーは部分的にポートＮか
ら出力し、残りがポートＫから出ていくことになろう。
線路からの入力電磁パワーの所望の一部を、回路基板の
他方の面の伝送線路へ結合するこの発明の所望の能力に
備えるためのものである。結合器20の電気的特性は、ポ
ートＫに入力されたパワーが、本質的に移相せずに部分
的にポートＭで出力され、そして＋90度の移相を伴って
部分的にポートＬで出力される直交混成結合器のそれで
ある。本質的には、パワーはポートＮでは出力されな
い。しかしながら、万一ポートＬに結合された負荷で反
射が生じた場合には、反射パワーは部分的にポートＮか
ら出力し、残りがポートＫから出ていくことになろう。
この発明の上述の実施例は、単なる例示にすぎず、多く
の変更が当業者にとって可能であることを理解すべきで
ある。したがって、この発明はここに開示した実施例に
限定されるものではない。
の変更が当業者にとって可能であることを理解すべきで
ある。したがって、この発明はここに開示した実施例に
限定されるものではない。
［発明の効果］ このようにこの発明によれば、一方の導波管が回路基板
の第１の面上に、第２の導波管が回路基板の反対の面上
に形成され、結合器が導波管の各々に於いて中央ストリ
ップ導体とこれを形成する２つのスロットを広げた部分
にパッドを形成することにより形成され、このパッドが
ストリップ導体に沿って電磁パワーの関心帯域の管内波
長の４分の１の長さを有して幅が長さより短く形成さ
れ、２つの導波管のパッドを同じ大きさにし、一方のパ
ッドが他のパッドの上方にあるように回路基板内に位置
付けられ、そして一方のパッドの長軸が他のパッドの長
軸と平行となるように方向付けられているので、両パッ
ドは相互に位置合わせされて２つのパッド間の結合を最
大にすることができる。
の第１の面上に、第２の導波管が回路基板の反対の面上
に形成され、結合器が導波管の各々に於いて中央ストリ
ップ導体とこれを形成する２つのスロットを広げた部分
にパッドを形成することにより形成され、このパッドが
ストリップ導体に沿って電磁パワーの関心帯域の管内波
長の４分の１の長さを有して幅が長さより短く形成さ
れ、２つの導波管のパッドを同じ大きさにし、一方のパ
ッドが他のパッドの上方にあるように回路基板内に位置
付けられ、そして一方のパッドの長軸が他のパッドの長
軸と平行となるように方向付けられているので、両パッ
ドは相互に位置合わせされて２つのパッド間の結合を最
大にすることができる。
また、基板の両面の導波管間の結合を結合器の場所を除
く全ての場所で抑えるために結合器の端部からの導波管
の入力及び出力部が、パッドの中心軸に対してほぼ45度
の角度で曲げられているので、一方の導波管の導波管部
の向きを他の導波管の導波管部からそらすことができ
る。
く全ての場所で抑えるために結合器の端部からの導波管
の入力及び出力部が、パッドの中心軸に対してほぼ45度
の角度で曲げられているので、一方の導波管の導波管部
の向きを他の導波管の導波管部からそらすことができ
る。
更に、各導波管の結合器にパッドを作る場合に導波管の
特性インピーダンスを結合器を通して保持するので、ス
トリップ導体のみならずスロット幅をも拡大することが
でき、結合器での反射を最小にすることができる。
特性インピーダンスを結合器を通して保持するので、ス
トリップ導体のみならずスロット幅をも拡大することが
でき、結合器での反射を最小にすることができる。
第１図はこの発明の複数面導波管結合器に係る混成結合
器を組込んだ回路基板の平面図、第２図は第１図の２−
２線に沿った回路基板の側面図、第３図は第１図の３−
３線に沿った回路基板の断面図、第４図は第１図の４−
４線に沿った回路基板の側面図、第５図は第１図の５−
５線に沿った回路基板の断面図、第６図は第２図の６−
６線に沿った回路基板の裏面の平面図、第７図は第１図
の７−７線に沿った回路基板の部分的断面図、第８図は
回路基板の両面上の共面導波管間の結合を説明するため
の大きさを異にする共面導波管の模式図である。 20……結合器、22……回路基板、24……電気絶縁基板、
26……上部金属導電シート、28……下部金属導電シー
ト、30、32……導波管、34、36、40、42……スロット、
38、44……ストリップ導体、46……ポート、48……上部
パッド、50……下部パッド。
器を組込んだ回路基板の平面図、第２図は第１図の２−
２線に沿った回路基板の側面図、第３図は第１図の３−
３線に沿った回路基板の断面図、第４図は第１図の４−
４線に沿った回路基板の側面図、第５図は第１図の５−
５線に沿った回路基板の断面図、第６図は第２図の６−
６線に沿った回路基板の裏面の平面図、第７図は第１図
の７−７線に沿った回路基板の部分的断面図、第８図は
回路基板の両面上の共面導波管間の結合を説明するため
の大きさを異にする共面導波管の模式図である。 20……結合器、22……回路基板、24……電気絶縁基板、
26……上部金属導電シート、28……下部金属導電シー
ト、30、32……導波管、34、36、40、42……スロット、
38、44……ストリップ導体、46……ポート、48……上部
パッド、50……下部パッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−43402（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−89810（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−23702（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3575674（ＵＳ，Ａ) 電子通信学会誌，Ｖｏｌ．65，Ｎｏ. ３，ＰＰ．307−310
Claims (3)
- 【請求項１】第１の導電シートと、 第２の導電シートと、 この第２の導電シートを上記第１の導電シートと平行に
且つこれから離隔して支持する支持手段と、 上記第１の導電シートに配置された第１の共面導波管
と、 上記第２の導電シートに配置された第２の共面導波管を
具備し、 上記第１及び第２の共面導波管の各々は導電シート内に
一対のスロットとして形成され、これらスロットは中央
ストリップ導体を形成するよう間隔をおいて配置されて
いる電磁パワーの結合器に於いて、 上記第１の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第１の細長パッドとして形成さ
れたストリップ導体の拡張部とが設けられ、 上記第２の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第２の細長パッドとして形成さ
れたストリップ導体の拡張部とが設けられ、 上記第１及び第２の共面導波管との間で電磁パワーを結
合するために上記第１のパッドが上記第２のパッドと位
置合わせされることを特徴とする複数面導波管結合器。 - 【請求項２】上記共面導波管の各々の一対のスロットは
パッドから離れた所で結合器のポートを形成し、上記ポ
ートの各々に於いて各スロットは互いに平行で且つ一方
のパッドの中心線に対して略45度の角度で配置されてお
り、結合器を混成結合器として機能させるために４つの
パッドが設けられる請求項１に記載の複数面導波管結合
器。 - 【請求項３】上記支持手段は上記第１及び第２のシート
の間に配置された誘電体材料から成る基板である請求項
２に記載の複数面導波管結合器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US231,326 | 1981-02-04 | ||
| US07/231,326 US4882555A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Plural plane waveguide coupler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02104102A JPH02104102A (ja) | 1990-04-17 |
| JPH07120888B2 true JPH07120888B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=22868751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1207074A Expired - Lifetime JPH07120888B2 (ja) | 1988-08-12 | 1989-08-11 | 複数面導波管結合器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4882555A (ja) |
| EP (1) | EP0354524B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07120888B2 (ja) |
| CA (1) | CA1316228C (ja) |
| DE (1) | DE68916594T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5001492A (en) * | 1988-10-11 | 1991-03-19 | Hughes Aircraft Company | Plural layer co-planar waveguide coupling system for feeding a patch radiator array |
| US4965605A (en) * | 1989-05-16 | 1990-10-23 | Hac | Lightweight, low profile phased array antenna with electromagnetically coupled integrated subarrays |
| US5486798A (en) * | 1994-03-07 | 1996-01-23 | At&T Ipm Corp. | Multiplanar hybrid coupler |
| US7637816B2 (en) * | 2002-04-05 | 2009-12-29 | Wms Gaming Inc. | System and method for combining low-power signals and high-power signals on a single circuit board in a gaming machine |
| US6825738B2 (en) | 2002-12-18 | 2004-11-30 | Analog Devices, Inc. | Reduced size microwave directional coupler |
| DE102004038574A1 (de) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Übertragung von breitbandigen Hochfrequenzsignale |
| JP5612049B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2014-10-22 | 株式会社東芝 | 合成器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3575674A (en) | 1969-05-09 | 1971-04-20 | Microwave Ass | Microstrip iris directional coupler |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1191371A (fr) * | 1958-01-16 | 1959-10-19 | Csf | Perfectionnements aux jonctions hybrides pour lignes tri-plaques |
| GB1253898A (en) * | 1969-06-13 | 1971-11-17 | Mullard Ltd | Microstrip directional coupler |
| FR2449340A1 (fr) * | 1979-02-13 | 1980-09-12 | Thomson Csf | Circuit hyperfrequence a lignes couplees coplanaires et dispositif comportant un tel circuit |
| US4591812A (en) * | 1982-11-22 | 1986-05-27 | Communications Satellite Corporation | Coplanar waveguide quadrature hybrid having symmetrical coupling conductors for eliminating spurious modes |
| US4737740A (en) * | 1983-05-26 | 1988-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Discontinuous-taper directional coupler |
| JPH0314803Y2 (ja) * | 1985-11-22 | 1991-04-02 |
-
1988
- 1988-08-12 US US07/231,326 patent/US4882555A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-18 CA CA000606007A patent/CA1316228C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-08 DE DE68916594T patent/DE68916594T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-08 EP EP89114621A patent/EP0354524B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-11 JP JP1207074A patent/JPH07120888B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3575674A (en) | 1969-05-09 | 1971-04-20 | Microwave Ass | Microstrip iris directional coupler |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子通信学会誌，Ｖｏｌ．６５，Ｎｏ．３，ＰＰ．３０７−３１０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0354524A1 (en) | 1990-02-14 |
| DE68916594T2 (de) | 1995-03-02 |
| US4882555A (en) | 1989-11-21 |
| JPH02104102A (ja) | 1990-04-17 |
| CA1316228C (en) | 1993-04-13 |
| DE68916594D1 (de) | 1994-08-11 |
| EP0354524B1 (en) | 1994-07-06 |
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