JPH07170037A - ３ｄＢ９０゜ハイブリッド - Google Patents
３ｄＢ９０゜ハイブリッドInfo
- Publication number
- JPH07170037A JPH07170037A JP34196093A JP34196093A JPH07170037A JP H07170037 A JPH07170037 A JP H07170037A JP 34196093 A JP34196093 A JP 34196093A JP 34196093 A JP34196093 A JP 34196093A JP H07170037 A JPH07170037 A JP H07170037A
- Authority
- JP
- Japan
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- line
- hybrid
- lines
- input
- coupling
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0237—High frequency adaptations
Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３ｄＢ９０゜ハイブリッドをプリント基板の
みで、簡単な構造により実現できるようにする。 【構成】 プリント基板Ｐ１の両面に対称な１／４波長
のコプレナーライン７，１０を配置し、４か所のライン
端を入出力ポート１，２，３，４とし、各ポートにはイ
ンピーダンス変換用のオープンスタブライン１３，１
４，１５，１６が付加され、ラインの中心位置には結合
度調整用のオープンスタブライン１７，１８が付加され
ている。
みで、簡単な構造により実現できるようにする。 【構成】 プリント基板Ｐ１の両面に対称な１／４波長
のコプレナーライン７，１０を配置し、４か所のライン
端を入出力ポート１，２，３，４とし、各ポートにはイ
ンピーダンス変換用のオープンスタブライン１３，１
４，１５，１６が付加され、ラインの中心位置には結合
度調整用のオープンスタブライン１７，１８が付加され
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波回路に使用され
る３ｄＢ９０゜ハイブリッドに関する。
る３ｄＢ９０゜ハイブリッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来知られている１／４波長分布結合形
ハイブリッドは、図９および図１０に示すように厚さｈ
のプリント基板Ｐ２の第一層面（表面）に１／４波長の
平行ストリップライン２０，２１が形成され、第二層面
（裏面）にグランドパターン（接地面）２２が形成され
た構成となっており、２本のライン導体が電界結合と磁
界結合をしている。ここで、方向性結合条件は、偶モー
ドおよび奇モードの分布線路の電気長をθe ，θo 、偶
モードおよび奇モードの特性インピーダンスをＺe ，Ｚ
o 、端子インピーダンスをＺとしたとき、 θe ＝θo Ｚe Ｚo ＝Ｚ で与えられる。
ハイブリッドは、図９および図１０に示すように厚さｈ
のプリント基板Ｐ２の第一層面（表面）に１／４波長の
平行ストリップライン２０，２１が形成され、第二層面
（裏面）にグランドパターン（接地面）２２が形成され
た構成となっており、２本のライン導体が電界結合と磁
界結合をしている。ここで、方向性結合条件は、偶モー
ドおよび奇モードの分布線路の電気長をθe ，θo 、偶
モードおよび奇モードの特性インピーダンスをＺe ，Ｚ
o 、端子インピーダンスをＺとしたとき、 θe ＝θo Ｚe Ｚo ＝Ｚ で与えられる。
【０００３】従来の構造で、３ｄＢの結合度を得るに
は、平行ストリップライン２０，２１のライン間隔Ｓを
非常に小さくしなければならない。なお、Ｗはストリッ
プライン２０，２１の幅である。しかし、ライン間隔Ｓ
を小さくするほど、図１１（ａ），（ｂ）に示すよう
に、奇モードの場合の空気中の電界分布が偶モードの場
合よりも増し、伝搬速度に差が生じてθe ＞θo とな
り、上式の方向性条件を満たさなくなる。実際に、３ｄ
Ｂの結合度を実現するには、ライン間隔Ｓは製造が困難
な寸法となってしまう。
は、平行ストリップライン２０，２１のライン間隔Ｓを
非常に小さくしなければならない。なお、Ｗはストリッ
プライン２０，２１の幅である。しかし、ライン間隔Ｓ
を小さくするほど、図１１（ａ），（ｂ）に示すよう
に、奇モードの場合の空気中の電界分布が偶モードの場
合よりも増し、伝搬速度に差が生じてθe ＞θo とな
り、上式の方向性条件を満たさなくなる。実際に、３ｄ
Ｂの結合度を実現するには、ライン間隔Ｓは製造が困難
な寸法となってしまう。
【０００４】この解決法の一つとしてオーバーレイ法が
知られている。この構造のハイブリッドでは、図１２に
示すように平行ストリップライン２０，２１上に誘電体
層２３が付加され、さらにこの誘電体層２３上に結合用
線路２４が形成されている。この構造では、偶および奇
両モードとも電界は誘電体層２３内にあるため、ニアリ
イコールとしてθe ＝θo が成り立ち、上式の方向性条
件を満たせる。同時に、結合用線路２４が付加されてい
ることで、結合度を大きくとることができ、３ｄＢの結
合度を実現することができる。
知られている。この構造のハイブリッドでは、図１２に
示すように平行ストリップライン２０，２１上に誘電体
層２３が付加され、さらにこの誘電体層２３上に結合用
線路２４が形成されている。この構造では、偶および奇
両モードとも電界は誘電体層２３内にあるため、ニアリ
イコールとしてθe ＝θo が成り立ち、上式の方向性条
件を満たせる。同時に、結合用線路２４が付加されてい
ることで、結合度を大きくとることができ、３ｄＢの結
合度を実現することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したオー
バーレイ法では、図１２に示したように平行ストリップ
ライン２０，２１上に誘電体層２３を設け、誘電体層２
３上にさらに結合用線路２４を形成しているため、構造
が複雑であり、製造面でもコスト高になるという問題が
あり、簡単な構造でプリント基板のみにより構成できる
ハイブリッドが望まれていた。
バーレイ法では、図１２に示したように平行ストリップ
ライン２０，２１上に誘電体層２３を設け、誘電体層２
３上にさらに結合用線路２４を形成しているため、構造
が複雑であり、製造面でもコスト高になるという問題が
あり、簡単な構造でプリント基板のみにより構成できる
ハイブリッドが望まれていた。
【０００６】なお、特開昭６０−１１６２０２号の公報
には、プリント基板下面側のスロット線路と上面側のス
トリップ線路を連結するのにスルーホールを用いない接
続方法の記載があるが、３ｄＢ９０゜ハイブリッドにつ
いてはプリント基板上面側にだけ形成されており、この
ハイブリッドの改良についての記載はない。
には、プリント基板下面側のスロット線路と上面側のス
トリップ線路を連結するのにスルーホールを用いない接
続方法の記載があるが、３ｄＢ９０゜ハイブリッドにつ
いてはプリント基板上面側にだけ形成されており、この
ハイブリッドの改良についての記載はない。
【０００７】また、特開平１−１９００４号の公報に
は、マイクロスリップライン回路と平衡変調用の非線形
素子のすべてを誘電体基板の表面に設けられるようにし
たマイクロ波平衡変調器の改良について記載されている
が、３ｄＢ９０゜ハイブリッドの結合度を高める改良に
ついての記載はない。
は、マイクロスリップライン回路と平衡変調用の非線形
素子のすべてを誘電体基板の表面に設けられるようにし
たマイクロ波平衡変調器の改良について記載されている
が、３ｄＢ９０゜ハイブリッドの結合度を高める改良に
ついての記載はない。
【０００８】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、プリント
基板のみにより簡単な構造で実現できる３ｄＢ９０゜ハ
イブリッドの提供を目的とする。
課題を解決するために提案されたものであり、プリント
基板のみにより簡単な構造で実現できる３ｄＢ９０゜ハ
イブリッドの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による３ｄＢ９０゜ハイブリッドは、プリン
ト基板の表裏両面にそれぞれ対称に形成され、各ストリ
ップラインの４か所のライン端が入出力ポートとなるコ
プレナーラインと、インピーダンス整合用に上記各入出
力ポートに設けられるオープンスタブラインとを備える
構成としてある。
め、本発明による３ｄＢ９０゜ハイブリッドは、プリン
ト基板の表裏両面にそれぞれ対称に形成され、各ストリ
ップラインの４か所のライン端が入出力ポートとなるコ
プレナーラインと、インピーダンス整合用に上記各入出
力ポートに設けられるオープンスタブラインとを備える
構成としてある。
【００１０】また、本発明による３ｄＢ９０゜ハイブリ
ッドは、プリント基板の表裏両面にそれぞれ対称に形成
され、各ストリップラインの４か所のライン端が入出力
ポートとなるコプレナーラインと、インピーダンス整合
用に上記各入出力ポートに設けられるオープンスタブラ
インと、上記ストリップラインの中心位置に、プリント
基板の両面のストリップラインの結合度を調整するため
に設けられるオープンスタブラインとを備える構成とし
てある。
ッドは、プリント基板の表裏両面にそれぞれ対称に形成
され、各ストリップラインの４か所のライン端が入出力
ポートとなるコプレナーラインと、インピーダンス整合
用に上記各入出力ポートに設けられるオープンスタブラ
インと、上記ストリップラインの中心位置に、プリント
基板の両面のストリップラインの結合度を調整するため
に設けられるオープンスタブラインとを備える構成とし
てある。
【００１１】
【作用】上述した構成によれば、プリント基板両面のス
トリップラインが対向しているため、結合度を大きくと
れ、３ｄＢの結合度を実現できる。また、この構造では
偶モードおよび奇モードにおける伝搬速度に差が生じな
いので、θe ＝θo の条件を満たすことができる。
トリップラインが対向しているため、結合度を大きくと
れ、３ｄＢの結合度を実現できる。また、この構造では
偶モードおよび奇モードにおける伝搬速度に差が生じな
いので、θe ＝θo の条件を満たすことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明による３ｄＢ９０゜ハイブリッ
ドの具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。図
１（ａ）に、このハイブリッドの第一層面パターン図を
示し、図１（ｂ）に、第二層面パターン図を示す。ま
た、図２にＡ−Ａ線断面図を示す。図３は、等価回路図
である。なお、この等価回路において、Ｃは静電容量、
Ｌはインダクタンスである。これらの図で、厚さｈのプ
リント基板Ｐ１の第一層面（表面）と第二層面（裏面）
の両面には、ライン長１／４波長のストリップライン
５，８とグランドパターン６，９とからなる対称なコプ
レナーライン７，１０がそれぞれ形成されており、４か
所のライン端は入出力ポート１，２，３，４となってい
る。ストリップライン５，８とグランドパターン６，９
により、電界結合と磁界結合し、３ｄＢの結合度を実現
している。
ドの具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。図
１（ａ）に、このハイブリッドの第一層面パターン図を
示し、図１（ｂ）に、第二層面パターン図を示す。ま
た、図２にＡ−Ａ線断面図を示す。図３は、等価回路図
である。なお、この等価回路において、Ｃは静電容量、
Ｌはインダクタンスである。これらの図で、厚さｈのプ
リント基板Ｐ１の第一層面（表面）と第二層面（裏面）
の両面には、ライン長１／４波長のストリップライン
５，８とグランドパターン６，９とからなる対称なコプ
レナーライン７，１０がそれぞれ形成されており、４か
所のライン端は入出力ポート１，２，３，４となってい
る。ストリップライン５，８とグランドパターン６，９
により、電界結合と磁界結合し、３ｄＢの結合度を実現
している。
【００１３】実用上、各入出力ポート１，２，３，４は
第一層面に配する必要があるので、第二層面側にあるス
トリップライン８に繋がる入出力ポート１，２は第一層
面に形成され、ストリップライン８と入出力ポート１，
２とがスルーホール１１，１２によって接続されてい
る。各入出力ポート１，２，３，４には、インピーダン
ス整合をとり、ポートインピーダンスを５０Ωとするた
めのオープンスタブライン１３，１４，１５，１６がそ
れぞれ形成されている。
第一層面に配する必要があるので、第二層面側にあるス
トリップライン８に繋がる入出力ポート１，２は第一層
面に形成され、ストリップライン８と入出力ポート１，
２とがスルーホール１１，１２によって接続されてい
る。各入出力ポート１，２，３，４には、インピーダン
ス整合をとり、ポートインピーダンスを５０Ωとするた
めのオープンスタブライン１３，１４，１５，１６がそ
れぞれ形成されている。
【００１４】また、ストリップライン５，８の中心位置
には、両面のラインの結合度を調整するためのオープン
スタブライン１７，１８がそれぞれ形成されている。な
お、これらオープンスタブライン１７，１８は、ストリ
ップライン５，８とグランドパターン６，９の間隔Ｓ、
ライン幅Ｗだけでは、結合度が調整できない場合に用い
る。
には、両面のラインの結合度を調整するためのオープン
スタブライン１７，１８がそれぞれ形成されている。な
お、これらオープンスタブライン１７，１８は、ストリ
ップライン５，８とグランドパターン６，９の間隔Ｓ、
ライン幅Ｗだけでは、結合度が調整できない場合に用い
る。
【００１５】このように構成される３ｄＢ９０゜ハイブ
リッドでは、図４（ａ），（ｂ）に電界分布を示すよう
に、偶モードおよび奇モードにおける伝搬速度に差が生
じないので、θe ＝θo の条件を満たすことができる。
リッドでは、図４（ａ），（ｂ）に電界分布を示すよう
に、偶モードおよび奇モードにおける伝搬速度に差が生
じないので、θe ＝θo の条件を満たすことができる。
【００１６】また、プリント基板両面のストリップライ
ン５，８は、基板を挟んで対向しているため、結合度が
大きく得られ、３ｄＢの結合度を実現できる。
ン５，８は、基板を挟んで対向しているため、結合度が
大きく得られ、３ｄＢの結合度を実現できる。
【００１７】図５乃至図８は、例えば中心周波数６５０
ＭＨで帯域を考慮した実測データである。このハイブリ
ッドでは、図５に示すようにポート１に信号を入れる
と、対称なポート２，３に等分されて出力され、図６に
示すようにその位相差は９０゜となる。また、図７に示
すように対角線上のポートであるポート１と４、ポート
２と３は互いにアイソレーションがあり、伝達はなく、
隣り合うポートは互いに伝達がある。各ポートは、対称
的であり、入・出力ポートの区別はない。図８は、リタ
ーンロスを示す。なお、図５において、Ｓ21はポート１
に入力を入れたときの、ポート２からの出力特性であ
り、Ｓ31はポート１に入力を入れたときの、ポート３か
らの出力特性である。
ＭＨで帯域を考慮した実測データである。このハイブリ
ッドでは、図５に示すようにポート１に信号を入れる
と、対称なポート２，３に等分されて出力され、図６に
示すようにその位相差は９０゜となる。また、図７に示
すように対角線上のポートであるポート１と４、ポート
２と３は互いにアイソレーションがあり、伝達はなく、
隣り合うポートは互いに伝達がある。各ポートは、対称
的であり、入・出力ポートの区別はない。図８は、リタ
ーンロスを示す。なお、図５において、Ｓ21はポート１
に入力を入れたときの、ポート２からの出力特性であ
り、Ｓ31はポート１に入力を入れたときの、ポート３か
らの出力特性である。
【００１８】上述した実施例では、ストリップライン
５，８の中心位置にオープンスタブライン１７，１８を
それぞれ設けているが、ストリップライン５，８とグラ
ンドパターン６，９の間隔Ｓ、ライン幅Ｗだけで結合度
を調整できる場合は、オープンスタブライン１７，１８
を設けない実施例も可能である。
５，８の中心位置にオープンスタブライン１７，１８を
それぞれ設けているが、ストリップライン５，８とグラ
ンドパターン６，９の間隔Ｓ、ライン幅Ｗだけで結合度
を調整できる場合は、オープンスタブライン１７，１８
を設けない実施例も可能である。
【００１９】また、パターン形状は上述した実施例に限
定されるものではなく、ストリップライン５，８とグラ
ンドパターン６，９の間隔Ｓ、１／４波長のライン長を
維持できる範囲で、自由にレイアウトを変えることがで
きる。
定されるものではなく、ストリップライン５，８とグラ
ンドパターン６，９の間隔Ｓ、１／４波長のライン長を
維持できる範囲で、自由にレイアウトを変えることがで
きる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リント基板の両面に対称なコプレナーラインを配置する
構造とすることで、従来のような平行ストリップライン
により構成する場合と異なり、簡単な構造で３ｄＢ９０
゜ハイブリッドの特性を実現できる。これにより、プリ
ント基板へのパターンの印刷のみにより製造でき、製造
コストを低く抑えることができる。また、プリント基板
の両面を利用していることから、プリント基板の占有面
積を小さくでき、小型化することができる。また、スト
リップラインとグランドパターンの間隔とストリップラ
インのライン長を維持する範囲で、形状を変えることが
でき、レイアウトの自由度が高いという利点がある。
リント基板の両面に対称なコプレナーラインを配置する
構造とすることで、従来のような平行ストリップライン
により構成する場合と異なり、簡単な構造で３ｄＢ９０
゜ハイブリッドの特性を実現できる。これにより、プリ
ント基板へのパターンの印刷のみにより製造でき、製造
コストを低く抑えることができる。また、プリント基板
の両面を利用していることから、プリント基板の占有面
積を小さくでき、小型化することができる。また、スト
リップラインとグランドパターンの間隔とストリップラ
インのライン長を維持する範囲で、形状を変えることが
でき、レイアウトの自由度が高いという利点がある。
【図１】本発明による３ｄＢ９０゜ハイブリッドの一実
施例を示し、（ａ）はこのハイブリッドの平面図、
（ｂ）は背面図である。
施例を示し、（ａ）はこのハイブリッドの平面図、
（ｂ）は背面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】上記ハイブリッドの等価回路図である。
【図４】上記ハイブリッドの電界分布を示す説明図であ
り、（ａ）は偶モードの場合、（ｂ）は奇モードの場合
を示す。
り、（ａ）は偶モードの場合、（ｂ）は奇モードの場合
を示す。
【図５】上記ハイブリッドの出力特性を示す実測特性図
である。
である。
【図６】上記ハイブリッドの位相差特性を示す実測特性
図である。
図である。
【図７】上記ハイブリッドのアイソレーション特性を示
す実測特性図である。
す実測特性図である。
【図８】上記ハイブリッドのリターンロス特性を示す実
測特性図である。
測特性図である。
【図９】従来の１／４波長分布結合形ハイブリッドを示
す平面図である。
す平面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】従来のハイブリッドの電界分布を示す説明図
であり、（ａ）は偶モードの場合、（ｂ）は奇モードの
場合を示す。
であり、（ａ）は偶モードの場合、（ｂ）は奇モードの
場合を示す。
【図１２】従来のオーバーレイ法によるハイブリッドを
示す断面図である。
示す断面図である。
１，２，３，４ 入出力ポート ５，８ ストリップライン ６，９ グランドパターン ７，１０ コプレーナライン １１，１２ スルーホール １３，１４，１５，１６ オープンスタブライン １７，１８ オープンスタブライン
Claims (2)
- 【請求項１】 プリント基板の表裏両面にそれぞれ対称
に形成され、各ストリップラインの４か所のライン端が
入出力ポートとなるコプレナーラインと、 インピーダンス整合用に上記各入出力ポートに設けられ
るオープンスタブラインとを備えることを特徴とする３
ｄＢ９０゜ハイブリッド。 - 【請求項２】 プリント基板の表裏両面にそれぞれ対称
に形成され、各ストリップラインの４か所のライン端が
入出力ポートとなるコプレナーラインと、 インピーダンス整合用に上記各入出力ポートに設けられ
るオープンスタブラインと、 上記ストリップラインの中心位置に、プリント基板の両
面のストリップラインの結合度を調整するために設けら
れるオープンスタブラインとを備えることを特徴とする
３ｄＢ９０゜ハイブリッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5341960A JP2565127B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | ３ｄＢ９０゜ハイブリッド方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5341960A JP2565127B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | ３ｄＢ９０゜ハイブリッド方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170037A true JPH07170037A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2565127B2 JP2565127B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=18350100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5341960A Expired - Lifetime JP2565127B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | ３ｄＢ９０゜ハイブリッド方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2565127B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0946015A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | プリント回路基板 |
| JP2000134012A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-05-12 | Murata Mfg Co Ltd | 方向性結合器、アンテナ装置および送受信装置 |
| JP2000165117A (ja) * | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Hitachi Ltd | 多層方向性結合器 |
| JP2000346908A (ja) * | 1999-06-03 | 2000-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波回路 |
| JP2010153557A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Kyocera Corp | 配線基板及び配線モジュール |
| JP2011010139A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Soshin Electric Co Ltd | 高周波スイッチ |
| JP2011055285A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 方向性結合器 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP5341960A patent/JP2565127B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0946015A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | プリント回路基板 |
| JP2000134012A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-05-12 | Murata Mfg Co Ltd | 方向性結合器、アンテナ装置および送受信装置 |
| JP2000165117A (ja) * | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Hitachi Ltd | 多層方向性結合器 |
| JP2000346908A (ja) * | 1999-06-03 | 2000-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波回路 |
| JP2010153557A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Kyocera Corp | 配線基板及び配線モジュール |
| JP2011010139A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Soshin Electric Co Ltd | 高周波スイッチ |
| JP2011055285A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 方向性結合器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2565127B2 (ja) | 1996-12-18 |
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