JPH07176919A - 方向性結合器 - Google Patents

方向性結合器

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JPH07176919A
JPH07176919A JP5318571A JP31857193A JPH07176919A JP H07176919 A JPH07176919 A JP H07176919A JP 5318571 A JP5318571 A JP 5318571A JP 31857193 A JP31857193 A JP 31857193A JP H07176919 A JPH07176919 A JP H07176919A
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JP
Japan
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dielectric layer
pair
via hole
directional coupler
short
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Application number
JP5318571A
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English (en)
Inventor
Yasunobu Tsuji
康暢 辻
Katsuyuki Miyauchi
克行 宮内
Yutaka Taguchi
豊 田口
Kazuo Eda
和生 江田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高調波成分をカットでき、安定した周波数特
性をもつコンパクトな方向性結合器を提供する。 【構成】 遮蔽導体20上に、誘電体層10、第1の結
合線路(1対のストリップ導体11、12)、誘電体層
13a、遮蔽導体14、誘電体層13b、第2の結合線
路(1対のストリップ導体15、16)、誘電体層17
および遮蔽導体18を順次に積層する。第1および第2
の結合線路を1対のビアホール22、23で直列接続す
る。ビアホール22、23を誘導性リアクタンス素子と
してローパス型またはバンドパス型のフィルタを構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯における
自動利得制御回路や電力モニタ回路などに用いられる方
向性結合器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、方向性結合器は図9および図1
0に示すように構成されており、第1の誘電体層1上に
設けられた1対のストリップ導体2、3が、互いに隣接
して結合線路を形成している。この結合線路上に第2の
誘電体層4を介して積層される遮蔽導体5および第1の
誘電体層1の外面上に積層される遮蔽導体6はともにグ
ランド層で、接地ラインに接続される。7、8は外装用
の誘電体層を示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このよに構成された方
向性結合器では、遮蔽導体5、6が1対のストリップ導
体2、3に対する共通の接地線路となり、1対のストリ
ップ導体2、3の一方に信号電流が流れるとき、他方か
ら分岐出力がとり出される。
【0004】ところで、装置の小型化を図るために1対
のストリップ導体2、3を図示のように蛇行配置する
と、結合線路と結合線路との間隔Sが狭くなるので、結
合線路を流れる信号電流がリークして直接伝搬しやすく
なり、最大結合周波数にずれを生じる危険がある。
【0005】このようなリークを生じることのない安定
した周波数特性を得るためには、間隔Sをできるだけ広
く確保しなければならないが、そうすると小型化が阻ま
れる。また、とくにマイクロ波帯での使用では高調波成
分を除外するためのフィルタが必要となるので、フィル
タを含む装置全体の小型化は容易でなかった。
【0006】したがって本発明の目的は、周波数特性を
損なうことなく小型化ができ、しかも外づけのフィルタ
を必要としない方向性結合器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するために、第1の誘電体層と、第1の誘電体層上
に積層されて第1の結合線路を形成する互いに隣接した
1対のストリップ導体と、第1の結合線路上に積層され
た複数層構造の第2の誘電体層と、第2の誘電体層上に
積層されて第2の結合線路を形成する互いに隣接した1
対のストリップ導体と、第2の結合線路上に積層された
第3の誘電体層と、第1および第3の誘電体層の各外面
上ならびに第2の誘電体層の層間に設けられた遮蔽導体
と、第1および第2の結合線路をそれぞれのストリップ
導体ごとに交流的に直列接続するために第2の誘電体層
中に設けられた1対の短絡手段と、短絡手段を用いて構
成されたフィルタとを備えたことを特徴とする方向性結
合器が提供される。
【0008】
【作用】本発明によると、第1の結合線路に対して第2
の結合線路を直列接続するので、つまり、所定長の結合
線路をその長手方向において分割するので、分割した結
合線路を相異なる誘電体層間に分配配置することが可能
となる。分配先での結合線路はその敷設面積を広げるこ
となく十分な間隔Sで配列できるので、前記リークによ
る周波数特性の変化を防止することができる。
【0009】また、分割された結合線路を直列接続する
短絡手段にビアホールを使用し、このビアホールの誘導
性リアクタンスを利用してフィルタを構成するので、結
合特性にマッチした小型のフィルタを低コストで内蔵さ
せることができ、安定した周波数特性を有するコンパク
トな方向性結合器を得ることができる。
【0010】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
【0011】図1および図2に示す第1の実施例では、
第1の誘電体層10上に1対のストリップ導体11、1
2が、渦巻状のパターンに積層形成されている。この1
対のストリップ導体11、12は互いに並行に隣接して
第1の結合線路を形成している。この結合線路上に第2
の誘電体層13が積層される。第2の誘電体層13は下
層13aと上層13bとの2層構造に形成されており、
その層間つまり下層13aと上層13bとの間に、遮蔽
導体14が介在する。
【0012】第2の誘電体13上に1対のストリップ導
体15、16が、渦巻状のパターンに積層形成されてい
る。1対のストリップ導体15、16は互いに並行に隣
接して第2の結合線路を形成している。この第2の結合
線路上に積層される第3の誘電体層17はその外面上に
遮蔽導体18を有し、この遮蔽導体18は外装用の誘電
体層19で覆われる。また、第1の誘電体層10の外面
上に遮蔽導体20が積層され、遮蔽導体20は外装用の
誘電体層21で覆われる。
【0013】なお、誘電体層10、13、17、19、
21はアルミナガラス系のものを素材とすることができ
る。また、ストリップ導体11、12、15、16およ
び遮蔽導体14、18、20は厚膜印刷技術を適用して
形成できる。
【0014】第1の結合線路を形成する1対のストリッ
プ導体11、12は、第2の結合線路を形成する1対の
ストリップ導体15、16と直列に接続される。この直
列接続を得るための短絡手段として1対のビアホール2
2、23が用いられ、各ビアホール22、23は第2の
誘電体層13を貫通して設けられている。各ビアホール
22、23は、第2の誘電体層13に設けたスルーホー
ル内に導電膜をメッキ等の方法で埋設したもので、本例
ではその誘導性リアクタンスを利用してローパスフィル
タを形成している。このため、遮蔽導体14は1対のビ
アホール22、23を包囲する環状領域に形成されてい
る。
【0015】このように構成された方向性結合器におい
ては、遮蔽導体14、20を共通の接地線路とする1対
のストリップ導体11、12の組(第1の結合線路)
と、遮蔽導体14、18を共通の接地線路とする1対の
ストリップ導体15、16の組(第2の結合線路)と
が、1対のビアホール22、23によってそれぞれ直列
接続された構成となる。つまり、所定長の結合線路が2
分割されて、それぞれが相異なる誘電体層間に分配配置
される構成となる。分配先での各結合線路はその敷設面
積を広げることなく結合線路と結合線路との間隔Sを広
く設定することが可能となる。
【0016】また、第1および第2の結合線路間に介在
する1対のビアホール22、23が誘導性リアクタンス
素子として作用し、使用周波数帯およびそれ以下の周波
数の信号のみを通過させるローパスフィルタとなる。な
お、このローパスフィルタの周波数特性は、ビアホール
22、23の長さや直径を調整することによって所望の
ものに近づけることができる。
【0017】このように、結合線路の敷設面積を広げる
ことなく結合線路と結合線路との間隔Sを広げることが
できるので、所望の周波数帯で所望の結合特性を得るこ
とができ、小型化することも可能となる。また、第1お
よび第2の結合線路を直列接続する短絡手段としてのビ
アホールが、使用周波数帯およびそれ以下の周波数の信
号を選択的に通過させるローパスフィルタの役割を果た
すので、外づけのフィルタを使用せずに高調波成分をカ
ットでき、フィルタを含む装置全体を小型化することが
可能となる。
【0018】図3および図4に第2の実施例を示す。こ
の実施例が上述した第1の実施例と異なるところは、第
2の誘電体層13が下層13aおよび上層13bに加え
て中間層13cを有する3層構造になっている点と、1
対のビアホール22、23から第2の誘電体層13の層
間、つまり、中間層13cと上層13bの間に延び出た
先端開放の導電膜24、25を有している点と、この導
電膜24、25がビアホール22、23とともにローパ
スフィルタを構成している点とであり、その他の構成に
変わりはない。
【0019】このような構成では、各ビアホール22、
23が誘導性リアクタンス素子として、そして、各ビア
ホールから延び出た導電膜24、25が容量性リアクタ
ンス素子としてそれぞれ動作し、前記誘導性リアクタン
ス素子の中間タップに容量性リアクタンス素子が接続さ
れた形態のローパスフィルタが得られる。
【0020】このローパスフィルタの周波数特性は誘導
性リアクタンスと容量性リアクタンスとによって決まる
が、前者はビアホール22、23の長さや直径を、そし
て、後者は導電膜24、25の長さや幅をそれぞれ調整
することによって所望の値に近づけることができる。
【0021】図5および図6に第3の実施例を示す。こ
の実施例が上述した第2の実施例と異なるところは、第
2の誘電体層13の中間層13cの層厚が小さく、1対
の導電膜24、25の各平面積が大きく設定されている
点であり、導電膜24、25と遮蔽導体14との間に生
成される静電容量が作用して、誘導性リアクタンスと容
量性リアクタンスとによるローパスフィルタが得られ
る。
【0022】図7および図8に示す第4の実施例では、
第2の誘電体層13に最下層13dが加わって4層構造
となっている。最下層13dは、これを貫通する1対の
ビアホール22a、23aを有し、上層13bも、これ
を貫通する1対のビアホール22b、23bを有してい
る。しかし、残余の層13a、13cはビアホールを有
していない。層13dは1対のビアホール22a、23
aの各一端に接する1対の導電膜26、27を有し、層
13cは1対のビアホール22b、23bの各一端に接
する1対の導電膜28、29を有している。
【0023】このように、1対の導電膜26、27と1
対の導電膜28、29とが容量結合した構成となってい
るので、1対のストリップ導体11、12は1対のビア
ホール22a、23a、1対の導電膜26、27、誘電
体層13a、13c、1対の導電膜28、29および1
対のビアホール22b、23bを通じて1対のストリッ
プ導体15、16に交流的に直列接続される構成とな
る。この場合、2対のビアホール22a、23a、22
b、23bが誘導性リアクタンス素子として動作し、2
対の導電膜26、27、28、29が各対間のキャパシ
タンスによって容量性リアクタンス素子として動作する
ので、ここに、使用周波数帯の信号のみを選択的に通過
させるバンドパスフィルタを得ることが可能となる。
【0024】なお、上述した実施例では結合線路を2分
割して分配配置したが、3分割またはそれ以上に分割し
て分配配置してもよいのはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によると、所定長の
結合線路を分割して相異なる層間に分配配置するので、
信号のリークやそれに伴う周波数特性のずれを防止する
ことができる。また、分割した結合線路を直列接続する
短絡手段の誘導性リアクタンスを利用してフイルタを構
成するので、高調波成分をカットするフィルタを低コス
トで内蔵させ得るのみならず、全体をコンパクトに構成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における方向性結合器の
分解斜視図。
【図2】本発明の第1の実施例における方向性結合器の
断面図。
【図3】本発明の第2の実施例における方向性結合器の
分解斜視図。
【図4】本発明の第2の実施例における方向性結合器の
断面図。
【図5】本発明の第3の実施例における方向性結合器の
分解斜視図。
【図6】本発明の第3の実施例における方向性結合器の
断面図。
【図7】本発明の第4の実施例における方向性結合器の
分解斜視図。
【図8】本発明の第4の実施例における方向性結合器の
断面図。
【図9】従来の方向性結合器の分解斜視図。
【図10】従来方向性結合器の断面図。
【符号の説明】
10 第1の誘電体層 11、12 ストリップ導体 13 第2の誘電体層 14、18、20 遮蔽導体 15、16 ストリップ導体 17 第3の誘電体層 22、23 ビアホール 24、25 導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江田 和生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の誘電体層と、 第1の誘電体層上に積層されて第1の結合線路を形成す
    る互いに隣接した1対のストリップ導体と、 第1の結合線路上に積層された複数層構造の第2の誘電
    体層と、 第2の誘電体層上に積層されて第2の結合線路を形成す
    る互いに隣接した1対のストリップ導体と、 第2の結合線路上に積層された第3の誘電体層と、 第1および第3の誘電体層の各外面上ならびに第2の誘
    電体層の層間に設けられた遮蔽導体と、 第1および第2の結合線路をそれぞれのストリップ導体
    ごとに交流的に直列接続するために第2の誘電体層中に
    設けられた1対の短絡手段と、 短絡手段を用いて構成されたフィルタとを備えたことを
    特徴とする方向性結合器。
  2. 【請求項2】 短絡手段が第2の誘電体層を貫通して設
    けられたビアホールによって形成され、このビアホール
    がローパスフィルタを構成している請求項1記載の方向
    性結合器。
  3. 【請求項3】 短絡手段が第2の誘電体層を貫通して設
    けられたビアホールによって形成され、このビアホール
    から第2の誘電体層の層間に延び出た先端開放の導電膜
    が、ビアホールとともにローパスフィルタを構成してい
    る請求項1記載の方向性結合器。
  4. 【請求項4】 短絡手段が第2の誘電体層を貫通して設
    けられたビアホールによって形成され、このビアホール
    から第2の誘電体層の層間に延び出た先端開放の導電膜
    と遮蔽導体との間に生成される静電容量が、ビアホール
    とともにローパスフィルタを構成している請求項1記載
    の方向性結合器。
  5. 【請求項5】 短絡手段が第2の誘電体層中で交流的に
    直列接続された複数のビアホールによって形成され、直
    列接続された複数のビアホールのそれぞれから第2の誘
    電体層の層間に延び出た導電膜の相互間に生成される静
    電容量が、ビアホールとともにバンドパスフィルタを構
    成している請求項1記載の方向性結合器。
JP5318571A 1993-12-17 1993-12-17 方向性結合器 Pending JPH07176919A (ja)

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Cited By (6)

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