JPH0878916A - 方向性結合器 - Google Patents
方向性結合器Info
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- JPH0878916A JPH0878916A JP6210941A JP21094194A JPH0878916A JP H0878916 A JPH0878916 A JP H0878916A JP 6210941 A JP6210941 A JP 6210941A JP 21094194 A JP21094194 A JP 21094194A JP H0878916 A JPH0878916 A JP H0878916A
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- directional coupler
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】低域通過フィルタの機能も有し、結合態様の自
由な方向性結合器を提供する。 【構成】図の方向性結合器は集中定数回路で構成する。
まず端子２１、２２間の伝送線路に低域通過フィルタ２
５ａを配設し、端子２３、２４間の伝送線路にも低域通
過フィルタ２５ｂを配設する。低域通過フィルタ２５ａ
（又は２５ｂ）の２つのインダクタンスの値及び接地キ
ャパシタンスの値を適宜に設定して９０°移相回路を構
成させる。端子２１、２２間の伝送線路と、端子２３、
２４間の伝送線路とを、低域通過フィルタ２５ａ、２５
ｂの前後で、キャパシタンス２６ａ、２６ｂによりそれ
ぞれ接続する。両伝送線路間の結合度は両キャパシタン
ス２６ａ、２６ｂの値によって決定する。λg ／４長の
移相線路の構成が無く、一対となる両伝送線路間の物理
的位置関係は比較的自由である。
由な方向性結合器を提供する。 【構成】図の方向性結合器は集中定数回路で構成する。
まず端子２１、２２間の伝送線路に低域通過フィルタ２
５ａを配設し、端子２３、２４間の伝送線路にも低域通
過フィルタ２５ｂを配設する。低域通過フィルタ２５ａ
（又は２５ｂ）の２つのインダクタンスの値及び接地キ
ャパシタンスの値を適宜に設定して９０°移相回路を構
成させる。端子２１、２２間の伝送線路と、端子２３、
２４間の伝送線路とを、低域通過フィルタ２５ａ、２５
ｂの前後で、キャパシタンス２６ａ、２６ｂによりそれ
ぞれ接続する。両伝送線路間の結合度は両キャパシタン
ス２６ａ、２６ｂの値によって決定する。λg ／４長の
移相線路の構成が無く、一対となる両伝送線路間の物理
的位置関係は比較的自由である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信機器などのマイク
ロ波回路に使用される方向性結合器に関する。
ロ波回路に使用される方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図６(a),(b),(c) に示すよう
な方向性結合器が在る。方向性結合器は、通信機器など
に使用され、マイクロ波、ミリ波等の高周波を伝送する
二つの電磁波伝送線路を適当に組み合わせて主伝送線路
により伝送される伝搬波を方向によって分離する目的で
使用される。この構成に使用される伝送線路には、立体
回路素子の一種である導波管や、これに代って小型軽量
化が可能な平面形のストリップ線路、誘電体線路等があ
る。同図(a),(b),(c) に示す方向性結合器はいずれもス
トリップ線路を用いた方向性結合器の例を示している。
な方向性結合器が在る。方向性結合器は、通信機器など
に使用され、マイクロ波、ミリ波等の高周波を伝送する
二つの電磁波伝送線路を適当に組み合わせて主伝送線路
により伝送される伝搬波を方向によって分離する目的で
使用される。この構成に使用される伝送線路には、立体
回路素子の一種である導波管や、これに代って小型軽量
化が可能な平面形のストリップ線路、誘電体線路等があ
る。同図(a),(b),(c) に示す方向性結合器はいずれもス
トリップ線路を用いた方向性結合器の例を示している。
【０００３】同図(a) は２点結合形の方向性結合器であ
る。この方向性結合器は主伝送線路ＡＢのλg ／４（λ
g ：伝送線路内の伝搬波の波長）の長さの９０°移相線
路３の前後に、副伝送線路ＣＤのこれもλg ／４の長さ
の移相線路４の前後の伝送線路５ａ、５ｂが対向してギ
ャップ６ａ、６ｂをそれぞれ形成している。これらギャ
ップ６ａ及び６ｂの２点において、主伝送線路ＡＢと副
伝送線路ＣＤが電磁気的に結合している。構成として
は、両伝送線路間のギャップ６ａ及び６ｂは、それぞれ
静電容量（キャパシタンス）を持っていると考えてよい
ものであり、これは等価回路ではコンデンサに置き代え
ることができる。また、移相線路３及び４はインダクタ
ンスを持つと考えてよいものであり、これは等価回路で
はコイルで置き代えることができる。図の主伝送線路Ａ
からの入力は副伝送線路Ｄには分流するが副伝送線路Ｃ
には伝わらない。これは、副伝送線路Ｄでは、主伝送線
路Ａから伝わって副伝送線路ＣＤの移相線路４を通過し
た伝搬波と、主伝送線路ＡＢの移相線路３を通過してか
ら副伝送線路Ｄに伝わった伝搬波とは、同じ位相だけず
れるので、同位相で合成されて現れるからである。一
方、主伝送線路Ａから副伝送線路Ｃ方向へ伝わる伝搬波
は極めて僅かであるうえ、主伝送線路ＡＢの移相線路３
を通過して位相が９０°ずれて副伝送線路Ｄに伝わった
伝搬波が副伝送線路Ｃ方向に僅かに還流するとき副伝送
線路ＣＤ間の移相線路４を通過して位相が更に９０°ず
れ、結果として位相が１８０°ずれる。この位相が１８
０°ずれた還流波と主伝送線路Ａからの位相ずれのない
波とが打ち消し合って副伝送線路Ｃには伝搬波は現れな
いものである。尚、同様に図の主伝送線路Ｂからの入力
は、副伝送線路Ｃには分流するが副伝送線路Ｄには伝わ
らない。方向性結合器はこのような性質を有する四端子
網の素子であり、入射波と反射波の分離、伝送電力の監
視、インピーダンスの測定、定在波（定常波）比の測定
等に利用されている。
る。この方向性結合器は主伝送線路ＡＢのλg ／４（λ
g ：伝送線路内の伝搬波の波長）の長さの９０°移相線
路３の前後に、副伝送線路ＣＤのこれもλg ／４の長さ
の移相線路４の前後の伝送線路５ａ、５ｂが対向してギ
ャップ６ａ、６ｂをそれぞれ形成している。これらギャ
ップ６ａ及び６ｂの２点において、主伝送線路ＡＢと副
伝送線路ＣＤが電磁気的に結合している。構成として
は、両伝送線路間のギャップ６ａ及び６ｂは、それぞれ
静電容量（キャパシタンス）を持っていると考えてよい
ものであり、これは等価回路ではコンデンサに置き代え
ることができる。また、移相線路３及び４はインダクタ
ンスを持つと考えてよいものであり、これは等価回路で
はコイルで置き代えることができる。図の主伝送線路Ａ
からの入力は副伝送線路Ｄには分流するが副伝送線路Ｃ
には伝わらない。これは、副伝送線路Ｄでは、主伝送線
路Ａから伝わって副伝送線路ＣＤの移相線路４を通過し
た伝搬波と、主伝送線路ＡＢの移相線路３を通過してか
ら副伝送線路Ｄに伝わった伝搬波とは、同じ位相だけず
れるので、同位相で合成されて現れるからである。一
方、主伝送線路Ａから副伝送線路Ｃ方向へ伝わる伝搬波
は極めて僅かであるうえ、主伝送線路ＡＢの移相線路３
を通過して位相が９０°ずれて副伝送線路Ｄに伝わった
伝搬波が副伝送線路Ｃ方向に僅かに還流するとき副伝送
線路ＣＤ間の移相線路４を通過して位相が更に９０°ず
れ、結果として位相が１８０°ずれる。この位相が１８
０°ずれた還流波と主伝送線路Ａからの位相ずれのない
波とが打ち消し合って副伝送線路Ｃには伝搬波は現れな
いものである。尚、同様に図の主伝送線路Ｂからの入力
は、副伝送線路Ｃには分流するが副伝送線路Ｄには伝わ
らない。方向性結合器はこのような性質を有する四端子
網の素子であり、入射波と反射波の分離、伝送電力の監
視、インピーダンスの測定、定在波（定常波）比の測定
等に利用されている。
【０００４】同図(b) は分布結合形の方向性結合器であ
る。主伝送線路Ａ′Ｂ′と副伝送線路Ｃ′Ｄ′がλg ／
４の長さにわたって電磁界的に分布結合しており、結合
度はすき間ｓにより決定される。
る。主伝送線路Ａ′Ｂ′と副伝送線路Ｃ′Ｄ′がλg ／
４の長さにわたって電磁界的に分布結合しており、結合
度はすき間ｓにより決定される。
【０００５】同図(c) は、分岐線路形の方向性結合器で
ある。これは４本のλg ／４長の移相線路７ａ、８ａ、
７ｂ及び８ｂを環状に結合した形である。すなわち、主
伝送線路Ａ″Ｂ″のλg ／４長の移相線路７ａの前後
と、副伝送線路Ｃ″Ｄ″のλg／４長の移相線路７ｂの
前後とが、二本のこれもλg ／４長の結合線路８ａ及び
８ｂによってそれぞれ結合している。この方向性結合器
の動作も、同図(a) の場合と同様であることは論を俟た
ない。
ある。これは４本のλg ／４長の移相線路７ａ、８ａ、
７ｂ及び８ｂを環状に結合した形である。すなわち、主
伝送線路Ａ″Ｂ″のλg ／４長の移相線路７ａの前後
と、副伝送線路Ｃ″Ｄ″のλg／４長の移相線路７ｂの
前後とが、二本のこれもλg ／４長の結合線路８ａ及び
８ｂによってそれぞれ結合している。この方向性結合器
の動作も、同図(a) の場合と同様であることは論を俟た
ない。
【０００６】図７は、集中定数回路による方向性結合器
の例である。この集中定数回路は、所定のインダクタン
スを持つ２つの回路を所定の静電容量を持つ２つ回路で
それぞれ接続した形で表わされる。同図のインダクタン
ス９ａ及び９ｂは、図の両方向矢印Ｍで示すように一種
のトランスと考えることのできるものである。この方向
性結合器も、例えば端子１０ａから入力する伝搬波は、
端子１０ｂに流れると共に端子１０ｄに分流するが、端
子１０ｃには流れない。一般に集中定数回路は分布定数
回路に比較して計算が容易であるとされている。また、
方向性結合器としては周波数が比較的低い場合に用いら
れる。
の例である。この集中定数回路は、所定のインダクタン
スを持つ２つの回路を所定の静電容量を持つ２つ回路で
それぞれ接続した形で表わされる。同図のインダクタン
ス９ａ及び９ｂは、図の両方向矢印Ｍで示すように一種
のトランスと考えることのできるものである。この方向
性結合器も、例えば端子１０ａから入力する伝搬波は、
端子１０ｂに流れると共に端子１０ｄに分流するが、端
子１０ｃには流れない。一般に集中定数回路は分布定数
回路に比較して計算が容易であるとされている。また、
方向性結合器としては周波数が比較的低い場合に用いら
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方向性結合器は、いずれもその名の示す通り、方向
性を持った結合器としての機能しか備えていないもので
あった。また、方向性結合器をマイクロストリップ線路
などの伝送線路で構成する場合、伝搬波を９０°移相す
るためのλg ／４の線路が必要であり、このため部品の
サイズに制約があり、また一対の伝送線路を結合する方
法が定まっているため部品の位置関係に制約があって、
設計上の自由度が限定されるという問題があった。ま
た、集中定数回路では、所要の結合度に応じたインダク
タンス間の結合を発生させることに困難が伴うという問
題があった。
来の方向性結合器は、いずれもその名の示す通り、方向
性を持った結合器としての機能しか備えていないもので
あった。また、方向性結合器をマイクロストリップ線路
などの伝送線路で構成する場合、伝搬波を９０°移相す
るためのλg ／４の線路が必要であり、このため部品の
サイズに制約があり、また一対の伝送線路を結合する方
法が定まっているため部品の位置関係に制約があって、
設計上の自由度が限定されるという問題があった。ま
た、集中定数回路では、所要の結合度に応じたインダク
タンス間の結合を発生させることに困難が伴うという問
題があった。
【０００８】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
低域通過フィルタの機能も有し、結合態様の自由な方向
性結合器を提供することである。
低域通過フィルタの機能も有し、結合態様の自由な方向
性結合器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の伝送線
路を結合させてなる４端子網の方向性結合器を前提とす
る。
路を結合させてなる４端子網の方向性結合器を前提とす
る。
【００１０】請求項１記載の発明の方向性結合器は、第
１の端子と第２の端子間に在って伝搬波を９０°移相さ
せる第１の移相回路と、第３の端子と第４の端子間に在
って伝搬波を９０°移相させる第２の移相回路と、上記
第１の端子と上記第１の移相回路間及び上記第３の端子
と上記第２の移相回路間に接続される第１の結合素子
と、上記第２の端子と上記第１の移相回路間及び上記第
４の端子と上記第２の移相回路間に接続される第２の結
合素子とから構成される。
１の端子と第２の端子間に在って伝搬波を９０°移相さ
せる第１の移相回路と、第３の端子と第４の端子間に在
って伝搬波を９０°移相させる第２の移相回路と、上記
第１の端子と上記第１の移相回路間及び上記第３の端子
と上記第２の移相回路間に接続される第１の結合素子
と、上記第２の端子と上記第１の移相回路間及び上記第
４の端子と上記第２の移相回路間に接続される第２の結
合素子とから構成される。
【００１１】請求項２記載に発明の方向性結合器は、上
記一対の伝送線路間を２カ所でそれぞれ結合するキャパ
シタンスと、該キャパシタンスによる２カ所の結合箇所
間の少なくとも何れか一方に設けられ伝搬波を９０°移
相させる低域通過フィルタとから構成される。
記一対の伝送線路間を２カ所でそれぞれ結合するキャパ
シタンスと、該キャパシタンスによる２カ所の結合箇所
間の少なくとも何れか一方に設けられ伝搬波を９０°移
相させる低域通過フィルタとから構成される。
【００１２】請求項３記載の発明の方向性結合器は、第
１の端子と第２の端子間に在って伝搬波を９０°移相さ
せる低域通過フィルタを備えた第１のストリップライン
と、第３の端子と第４の端子間に在って上記伝搬波の１
／４波長の長さのラインを備え、該ラインの前後と上記
低域通過フィルタの前後において上記第１のストリップ
ラインと所定の間隙からなるギャップにより２点結合す
る第２のストリップラインとから構成される。
１の端子と第２の端子間に在って伝搬波を９０°移相さ
せる低域通過フィルタを備えた第１のストリップライン
と、第３の端子と第４の端子間に在って上記伝搬波の１
／４波長の長さのラインを備え、該ラインの前後と上記
低域通過フィルタの前後において上記第１のストリップ
ラインと所定の間隙からなるギャップにより２点結合す
る第２のストリップラインとから構成される。
【００１３】請求項４記載に方向性結合器は、伝搬波を
９０°移相させる低域通過フィルタを形成し該低域通過
フィルタの前後２カ所にオリフィスを備えた第１の導波
管と、上記伝搬波の１／４波長の間隔で設けられた２カ
所にオリフィスを備え該２カ所のオリフィスと上記低域
通過フィルタの前後２カ所のオリフィスとにより上記第
１の導波管と結合する第２の導波管とから構成される。
９０°移相させる低域通過フィルタを形成し該低域通過
フィルタの前後２カ所にオリフィスを備えた第１の導波
管と、上記伝搬波の１／４波長の間隔で設けられた２カ
所にオリフィスを備え該２カ所のオリフィスと上記低域
通過フィルタの前後２カ所のオリフィスとにより上記第
１の導波管と結合する第２の導波管とから構成される。
【００１４】
【作用】本発明の方向性結合器は、伝送線路の少なくと
も何れか一方に設けられた低域通過フィルタが伝搬波の
９０°移相を行う。このように伝搬波の９０°移相を低
域通過フィルタで行うため伝送線路の結合態様は自在で
ある。また、この方向性結合器は低域通過フィルタとし
ても使用できる。
も何れか一方に設けられた低域通過フィルタが伝搬波の
９０°移相を行う。このように伝搬波の９０°移相を低
域通過フィルタで行うため伝送線路の結合態様は自在で
ある。また、この方向性結合器は低域通過フィルタとし
ても使用できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。先ず、図１に、本発明の方向性結合器の原理
を示す。同図に示すように、本発明の方向性結合器は、
一方の端子１１、１２間の伝送線路に９０°移相回路１
５ａを設定し、他方の端子１３、１４間の伝送線路に９
０°移相回路１５ｂを設定する。それら９０°移相回路
１５ａの前と９０°移相回路１５ｂの前、及びこれら９
０°移相回路１５ａの後と９０°移相回路１５ｂの後と
を、それぞれ結合素子１６ａ及び１６ｂで接続する構成
である。 この構成は、主伝送線路（例えば端子１１、
１２間）と副伝送線路（例えば端子１３、１４間）との
結合は単に結合素子１６ａ、１６ｂによって行えばよ
く、例えば図６(a) に示した２点結合形のように、９０
°移相線路部分が互いに対面するように形成して結合す
る必要がなく設計上の自由度が高まる。また、例えば図
６(c) に示した分岐線路形のように、λg ／４長の結合
用線路のために主副伝送線路間の間隙が大きく開いて貴
重な配設スペースを浪費する虞もない。また、図７の集
中定数回路に示したように、主副伝送線路のインダクタ
ンスを隣接させて構成しなければならない等の物理的位
置関係の制約を受けない。
説明する。先ず、図１に、本発明の方向性結合器の原理
を示す。同図に示すように、本発明の方向性結合器は、
一方の端子１１、１２間の伝送線路に９０°移相回路１
５ａを設定し、他方の端子１３、１４間の伝送線路に９
０°移相回路１５ｂを設定する。それら９０°移相回路
１５ａの前と９０°移相回路１５ｂの前、及びこれら９
０°移相回路１５ａの後と９０°移相回路１５ｂの後と
を、それぞれ結合素子１６ａ及び１６ｂで接続する構成
である。 この構成は、主伝送線路（例えば端子１１、
１２間）と副伝送線路（例えば端子１３、１４間）との
結合は単に結合素子１６ａ、１６ｂによって行えばよ
く、例えば図６(a) に示した２点結合形のように、９０
°移相線路部分が互いに対面するように形成して結合す
る必要がなく設計上の自由度が高まる。また、例えば図
６(c) に示した分岐線路形のように、λg ／４長の結合
用線路のために主副伝送線路間の間隙が大きく開いて貴
重な配設スペースを浪費する虞もない。また、図７の集
中定数回路に示したように、主副伝送線路のインダクタ
ンスを隣接させて構成しなければならない等の物理的位
置関係の制約を受けない。
【００１６】図２(a) は、その原理に基づく第１の実施
例の方向性結合器の構成を示す集中定数回路図である。
同図において、方向性結合器は、端子２１、２２間の伝
送線路に低域通過フィルタ２５ａが配設され、端子２
３、２４間の伝送線路にも低域通過フィルタ２５ｂが配
設される。上記低域通過フィルタ２５ａの前と低域通過
フィルタ２５ｂの前、及びこれら低域通過フィルタ２５
ａの後と低域通過フィルタ２５ｂの後とを、それぞれキ
ャパシタンス２６ａと２６ｂとで接続する。
例の方向性結合器の構成を示す集中定数回路図である。
同図において、方向性結合器は、端子２１、２２間の伝
送線路に低域通過フィルタ２５ａが配設され、端子２
３、２４間の伝送線路にも低域通過フィルタ２５ｂが配
設される。上記低域通過フィルタ２５ａの前と低域通過
フィルタ２５ｂの前、及びこれら低域通過フィルタ２５
ａの後と低域通過フィルタ２５ｂの後とを、それぞれキ
ャパシタンス２６ａと２６ｂとで接続する。
【００１７】図２(b) は、上記低域通過フィルタ２５ａ
（または２５ｂ）の構成のみを取り出して示している。
この低域通過フィルタ２５ａ（または２５ｂ）は、入出
力端子間に直列に接続された２個のインダクタンス２７
ａ、２７ｂの中間と接地間にキャパシタンス２８を接続
して構成される。この低域通過フィルタ２５ａ（または
２５ｂ）は９０°移相回路としても機能するよう２個の
インダクタンス２７ａ、２７ｂ及びキャパシタンス２８
の値が設定されている。また、同図(a) の方向性結合器
は、端子２１を入力端子としたとき、端子２４に出力さ
れる電力は、キャパシタンス２６ａ及び２６ｂの値によ
って決定される。
（または２５ｂ）の構成のみを取り出して示している。
この低域通過フィルタ２５ａ（または２５ｂ）は、入出
力端子間に直列に接続された２個のインダクタンス２７
ａ、２７ｂの中間と接地間にキャパシタンス２８を接続
して構成される。この低域通過フィルタ２５ａ（または
２５ｂ）は９０°移相回路としても機能するよう２個の
インダクタンス２７ａ、２７ｂ及びキャパシタンス２８
の値が設定されている。また、同図(a) の方向性結合器
は、端子２１を入力端子としたとき、端子２４に出力さ
れる電力は、キャパシタンス２６ａ及び２６ｂの値によ
って決定される。
【００１８】尚、これらの回路は一般的なアプリケーシ
ョンソフトウエアである高周波回路ソフトを用い、この
ハードウェア記述言語で回路モデル（機能モデル）を記
述（設計）する。上記ハードウェア記述言語で記述され
た回路モデルは、実際のハードウエアではないが機能的
にハードウエアと等価な働きをする。この回路モデルを
シミュレーションするシミュレータを用いてシミュレー
ションを行うことにより回路を構成する各部毎の適宜な
値を得ることができる。すなわち低域通過フィルタ２５
ａ（または２５ｂ）の構成において９０°移相を行わせ
るための２箇所のインダクタンス２７ａ、２７ｂ及びキ
ャパシタンス２８の値を決定することができる。
ョンソフトウエアである高周波回路ソフトを用い、この
ハードウェア記述言語で回路モデル（機能モデル）を記
述（設計）する。上記ハードウェア記述言語で記述され
た回路モデルは、実際のハードウエアではないが機能的
にハードウエアと等価な働きをする。この回路モデルを
シミュレーションするシミュレータを用いてシミュレー
ションを行うことにより回路を構成する各部毎の適宜な
値を得ることができる。すなわち低域通過フィルタ２５
ａ（または２５ｂ）の構成において９０°移相を行わせ
るための２箇所のインダクタンス２７ａ、２７ｂ及びキ
ャパシタンス２８の値を決定することができる。
【００１９】このように、一対の伝送線路が、特定の構
成値を持つ低域通過フィルタによって９０°移相を独立
に行うことができ、物理的位置関係の制約を受けること
なく結合を行うことができる。
成値を持つ低域通過フィルタによって９０°移相を独立
に行うことができ、物理的位置関係の制約を受けること
なく結合を行うことができる。
【００２０】上記の低域通過フィルタを配設する構成
は、集中定数回路に限ることなく、他の伝送線路による
方向性結合器にも適用できる。図３は、低域通過フィル
タをストリップラインに適用した第２の実施例である。
同図に示す方向性結合器は、一方の伝送線路である端子
３１、３２間のストリップ線路３５に、図の破線で囲ん
で示すように形状の良く知られている低域通過フィルタ
３５ａが形成されている、中央の本体伝送線路よりも幅
の広い部分はキャパシタンスを構成し、このキャパシタ
ンスと前後の伝送線路３５、３５を結ぶ本体伝送線路よ
りも幅の狭い部分はインダクタンスを構成している。他
方の伝送線路である端子３３、３４間のストリップ線路
は、図６(b) に示した２点結合形の方向性結合器の場合
と同様な形状である。すなわち上記低域通過フィルタ３
５ａの前後に、端子３３、３４間の伝送線路のλg ／４
長の移相線路３６の前後の伝送線路３６ａ、３６ｂが対
向し、ギャップ形成して、それぞれ結合している。この
構成も、低域通過フィルタの機能と方向性結合器の機能
の２つの機能を併せ持っている。
は、集中定数回路に限ることなく、他の伝送線路による
方向性結合器にも適用できる。図３は、低域通過フィル
タをストリップラインに適用した第２の実施例である。
同図に示す方向性結合器は、一方の伝送線路である端子
３１、３２間のストリップ線路３５に、図の破線で囲ん
で示すように形状の良く知られている低域通過フィルタ
３５ａが形成されている、中央の本体伝送線路よりも幅
の広い部分はキャパシタンスを構成し、このキャパシタ
ンスと前後の伝送線路３５、３５を結ぶ本体伝送線路よ
りも幅の狭い部分はインダクタンスを構成している。他
方の伝送線路である端子３３、３４間のストリップ線路
は、図６(b) に示した２点結合形の方向性結合器の場合
と同様な形状である。すなわち上記低域通過フィルタ３
５ａの前後に、端子３３、３４間の伝送線路のλg ／４
長の移相線路３６の前後の伝送線路３６ａ、３６ｂが対
向し、ギャップ形成して、それぞれ結合している。この
構成も、低域通過フィルタの機能と方向性結合器の機能
の２つの機能を併せ持っている。
【００２１】図４(a),(b),(c) は、上記ストリップ線路
の３例を斜視図で示している。同図(a) は極めて一般的
なマイクロストリップ線路であり、接地導体４１上の誘
電体基板４２上にストリップ状の線路（ストリップライ
ン）４３が配設されている。また、ストリップ線路に
は、同図(b) に示すようなトリプレート構造のストリッ
プ線路や同図(c) 示すようなサスペンデッドストリップ
線路もある。同図(b) のトリプレート構造のストリップ
線路は、上下の接地導体４４ａ、４４ｂに挟まれた誘電
体４５の中央部に埋設されてストリップライン４６が配
設される。同図(c) のサスペンデッドストリップ線路
は、上記トリプレート構造の誘電体４５を取り除いて中
空とした構造であり、接地導体４４ー１、４４−２によ
り形成される中空にストリップライン４６−１が不図示
の支持部材により支持されて配設される。この他にも、
ストリップラインにはコプレーナ線路、スロット線路、
フィンライン等、種々の線路が実用化又は提案されてい
る。いずれの場合も、一対となる伝送線路の何れか一方
又は両方に、伝搬波を９０°移相させる低域通過フィル
タを形成させて結合すれば、四端子網の方向性結合器と
して用いることができる。
の３例を斜視図で示している。同図(a) は極めて一般的
なマイクロストリップ線路であり、接地導体４１上の誘
電体基板４２上にストリップ状の線路（ストリップライ
ン）４３が配設されている。また、ストリップ線路に
は、同図(b) に示すようなトリプレート構造のストリッ
プ線路や同図(c) 示すようなサスペンデッドストリップ
線路もある。同図(b) のトリプレート構造のストリップ
線路は、上下の接地導体４４ａ、４４ｂに挟まれた誘電
体４５の中央部に埋設されてストリップライン４６が配
設される。同図(c) のサスペンデッドストリップ線路
は、上記トリプレート構造の誘電体４５を取り除いて中
空とした構造であり、接地導体４４ー１、４４−２によ
り形成される中空にストリップライン４６−１が不図示
の支持部材により支持されて配設される。この他にも、
ストリップラインにはコプレーナ線路、スロット線路、
フィンライン等、種々の線路が実用化又は提案されてい
る。いずれの場合も、一対となる伝送線路の何れか一方
又は両方に、伝搬波を９０°移相させる低域通過フィル
タを形成させて結合すれば、四端子網の方向性結合器と
して用いることができる。
【００２２】上記第２の実施例では平面的な構造である
ストリップラインに低域通過フィルタを設けて構成して
いるが、ストリップラインに限ることなく、この低域通
過フィルタを用いる方向性結合器の構成は、導波管にも
適用できる。
ストリップラインに低域通過フィルタを設けて構成して
いるが、ストリップラインに限ることなく、この低域通
過フィルタを用いる方向性結合器の構成は、導波管にも
適用できる。
【００２３】図５は、低域通過フィルタを導波管に適用
した第３の実施例である。同図に斜視図で示す方向性結
合器は、斜視図にして見やすいように方形の導波管を用
いていおり、側面の壁を透明とした（又は取り除いた）
形で示している。勿論同図に示す構成は円筒状の導波管
でも全く同様に構成できる。同図に示す方向性結合器
は、一方の伝送線路である端子５１、５２間の導波管の
中央部に本体導波管よりも上下に広い空洞部５５が形成
され、この広い空洞部５５は、前後の本体導波管、すな
わち端子５１側の導波管及び端子５２側の導波管とに、
本体導波管よりも上下に狭い空洞部５５ａ、５５ｂによ
り連結されている。上記の広い空洞部５５はキャパシタ
ンスを構成しており、狭い空洞部５６ａ、５６ｂはイン
ダクタンスを構成している。これも良く知られている導
波管による低域通過フィルタの形状である。この低域通
過フィルタも、形状を適宜に選択することによりキャパ
シタンスとインダクタンスの値を適正に設定するように
すると、９０°移相を行う低域通過フィルタを構成する
ことができる。この低域通過フィルタの前後にオリフィ
ス５７ａ、５７ｂ（オリフィス：導波管や空洞共振器の
側壁や終端に設けられる開口や窓をいい、これらを通し
てエネルギーが伝送される）を設け、この導波管と一対
になる他方の導波管５８に同様にオリフィスを設けてこ
れと結合する。この他方の導波管５８には、上記同様に
低域通過フィルタを設けてもよく、また同図に示すよう
に、オリフィスによる結合部間にλg ／４長の線路部５
９を設けるようにしてもよい。この場合も、例えば端子
５１からの入力は、端子５２に出力されると共に、端子
５４にも出力され、端子５３には出力されない。また、
端子５２からの入力は、端子５１に出力されると共に端
子５３に出力され、端子５４には出力されない。この方
向性結合器は、オリフィスの形状、例えば孔の面積を適
宜に選択し、また面積に比較して周囲長が長くなるよう
に形成する等のことにより、所望の結合度を得ることが
できる。
した第３の実施例である。同図に斜視図で示す方向性結
合器は、斜視図にして見やすいように方形の導波管を用
いていおり、側面の壁を透明とした（又は取り除いた）
形で示している。勿論同図に示す構成は円筒状の導波管
でも全く同様に構成できる。同図に示す方向性結合器
は、一方の伝送線路である端子５１、５２間の導波管の
中央部に本体導波管よりも上下に広い空洞部５５が形成
され、この広い空洞部５５は、前後の本体導波管、すな
わち端子５１側の導波管及び端子５２側の導波管とに、
本体導波管よりも上下に狭い空洞部５５ａ、５５ｂによ
り連結されている。上記の広い空洞部５５はキャパシタ
ンスを構成しており、狭い空洞部５６ａ、５６ｂはイン
ダクタンスを構成している。これも良く知られている導
波管による低域通過フィルタの形状である。この低域通
過フィルタも、形状を適宜に選択することによりキャパ
シタンスとインダクタンスの値を適正に設定するように
すると、９０°移相を行う低域通過フィルタを構成する
ことができる。この低域通過フィルタの前後にオリフィ
ス５７ａ、５７ｂ（オリフィス：導波管や空洞共振器の
側壁や終端に設けられる開口や窓をいい、これらを通し
てエネルギーが伝送される）を設け、この導波管と一対
になる他方の導波管５８に同様にオリフィスを設けてこ
れと結合する。この他方の導波管５８には、上記同様に
低域通過フィルタを設けてもよく、また同図に示すよう
に、オリフィスによる結合部間にλg ／４長の線路部５
９を設けるようにしてもよい。この場合も、例えば端子
５１からの入力は、端子５２に出力されると共に、端子
５４にも出力され、端子５３には出力されない。また、
端子５２からの入力は、端子５１に出力されると共に端
子５３に出力され、端子５４には出力されない。この方
向性結合器は、オリフィスの形状、例えば孔の面積を適
宜に選択し、また面積に比較して周囲長が長くなるよう
に形成する等のことにより、所望の結合度を得ることが
できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも一方の伝送線路の９０°移相を低域通過フィ
ルタで行うようにし結合素子を用いて一対の伝送線路を
結合するようにしたので、方向性結合器としての機能の
他に低域通過フィルタとしての機能の二つの機能を一つ
の部品に付加することができ、したがって、機能が倍加
した分、部品点数を減少させることができる。また、９
０°移相と結合とを全く独立に行うことができるので、
一対となる両伝送線路間に物理的位置関係の制約がなく
自由な設計が可能となる。
少なくとも一方の伝送線路の９０°移相を低域通過フィ
ルタで行うようにし結合素子を用いて一対の伝送線路を
結合するようにしたので、方向性結合器としての機能の
他に低域通過フィルタとしての機能の二つの機能を一つ
の部品に付加することができ、したがって、機能が倍加
した分、部品点数を減少させることができる。また、９
０°移相と結合とを全く独立に行うことができるので、
一対となる両伝送線路間に物理的位置関係の制約がなく
自由な設計が可能となる。
【図１】本発明の方向性結合器の原理を示す図である。
【図２】(a) は第１実施例の構成を示す集中定数回路
図、(b) はその低域通過フィルタの構成のみを取り出し
て示した図である。
図、(b) はその低域通過フィルタの構成のみを取り出し
て示した図である。
【図３】第２実施例のストリップラインに適用した例を
示す図である。
示す図である。
【図４】(a),(b),(c) はストリップ線路の３例を斜視図
で示した図である。
で示した図である。
【図５】第３実施例の導波管に適用した例を示す図であ
る。
る。
【図６】(a),(b),(c) は従来の方向性結合器の例を示す
図である。
図である。
【図７】従来の集中定数回路による方向性結合器の例を
示す図である。
示す図である。
１、２、３、４、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ 移相線路 ５ａ、５ｂ 伝送線路 ６ａ、６ｂ ギャップ ９ａ、９ｂ インダクタンス １０ａ、１０ｂ 端子 １１、１２、１３、１４ 端子 １５ａ、１５ｂ ９０°移相回路 １６ａ、１６ｂ 結合素子 ２１、２２、２３、２４ 端子 ２５ａ、２５ｂ 低域通過フィルタ ２６ａ、２６ｂ キャパシタンス ２７ａ、２７ｂ インダクタンス ２８ キャパシタンス ３１、３２、３３、３４ 端子 ３５ ストリップ線路 ３５ａ 低域通過フィルタ ３６ 移相線路 ３６ａ、３６ｂ 伝送線路 ４１、４４ａ、４４ｂ 接地導体 ４２ 誘電体基板 ４３、４６、４６−１ ストリップ線路（ストリップラ
イン） ４４ー１、４４−２ 接地導体 ４５ 誘電体 ５１、５２、５３、５４ 端子 ５５ 広い空洞部 ５５ａ、５５ｂ 狭い空洞部 ５７ａ、５７ｂ オリフィス ５８ 伝送線路 ５９ 線路部
イン） ４４ー１、４４−２ 接地導体 ４５ 誘電体 ５１、５２、５３、５４ 端子 ５５ 広い空洞部 ５５ａ、５５ｂ 狭い空洞部 ５７ａ、５７ｂ オリフィス ５８ 伝送線路 ５９ 線路部
Claims (4)
- 【請求項１】 一対の伝送線路を結合させてなる４端子
網の方向性結合器において、 第１の端子と第２の端子間に在って伝搬波を９０°移相
させる第１の移相回路と、 第３の端子と第４の端子間に在って伝搬波を９０°移相
させる第２の移相回路と、 前記第１の端子と前記第１の移相回路間及び前記第３の
端子と前記第２の移相回路間に接続される第１の結合素
子と、 前記第２の端子と前記第１の移相回路間及び前記第４の
端子と前記第２の移相回路間に接続される第２の結合素
子と、 を有することを特徴とする方向性結合器。 - 【請求項２】 一対の伝送線路を結合させてなる４端子
網の方向性結合器において、 前記一対の伝送線路間を２カ所でそれぞれ結合するキャ
パシタンスと、 該キャパシタンスによる２カ所の結合箇所間の少なくと
も何れか一方に設けられ伝搬波を９０°移相させる低域
通過フィルタと、 を有することを特徴とする方向性結合器。 - 【請求項３】 一対の伝送線路を結合させてなる４端子
網の方向性結合器において、 第１の端子と第２の端子間に在って伝搬波を９０°移相
させる低域通過フィルタを備えた第１のストリップライ
ンと、 第３の端子と第４の端子間に在って前記伝搬波の１／４
波長の長さのラインを備え、該ラインの前後と前記低域
通過フィルタの前後において前記第１のストリップライ
ンと所定の間隙からなるギャップにより２点結合する第
２のストリップラインと、 を有することを特徴とする方向性結合器。 - 【請求項４】 一対の伝送線路を結合させてなる４端子
網の方向性結合器において、 伝搬波を９０°移相させる低域通過フィルタを形成し該
低域通過フィルタの前後２カ所にオリフィスを備えた第
１の導波管と、 前記伝搬波の１／４波長の間隔で設けられた２カ所にオ
リフィスを備え該２カ所のオリフィスと前記低域通過フ
ィルタの前後２カ所のオリフィスとにより前記第１の導
波管と結合する第２の導波管と、 を有することを特徴とする方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6210941A JPH0878916A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6210941A JPH0878916A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 方向性結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878916A true JPH0878916A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16597630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6210941A Withdrawn JPH0878916A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878916A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997036341A1 (fr) * | 1996-03-22 | 1997-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Filtre passe-bas a coupleur directif et poste telephonique portatif l'utilisant |
| EP0844733A2 (en) | 1996-11-22 | 1998-05-27 | TDK Corporation | Low-pass filter |
| JP2003502932A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 電子システムにおける構造 |
| KR20030073077A (ko) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | (주)파워플러스 | 블로킹 필터 및 페이즈 커플러를 일체화한 통합형블로킹필터 |
| CN101740845A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-16 | 芯通科技（成都）有限公司 | 射频传输系统的定向耦合方法及耦合器 |
| JP5075209B2 (ja) * | 2007-12-18 | 2012-11-21 | 太陽誘電株式会社 | デュプレクサ、およびデュプレクサを含むモジュール、通信機器 |
| CN104702236A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-10 | 徐园园 | 一种新型耦合器电路 |
| JP2015215555A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | 日本電信電話株式会社 | 光送信器及び光送信器の制御方法 |
-
1994
- 1994-09-05 JP JP6210941A patent/JPH0878916A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997036341A1 (fr) * | 1996-03-22 | 1997-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Filtre passe-bas a coupleur directif et poste telephonique portatif l'utilisant |
| US6150898A (en) * | 1996-03-22 | 2000-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low-pass filter with directional coupler and cellular phone |
| CN100382384C (zh) * | 1996-03-22 | 2008-04-16 | 松下电器产业株式会社 | 带定向耦合器的低通滤波器和蜂窝电话 |
| EP0844733A2 (en) | 1996-11-22 | 1998-05-27 | TDK Corporation | Low-pass filter |
| JP2003502932A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 電子システムにおける構造 |
| KR20030073077A (ko) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | (주)파워플러스 | 블로킹 필터 및 페이즈 커플러를 일체화한 통합형블로킹필터 |
| JP5075209B2 (ja) * | 2007-12-18 | 2012-11-21 | 太陽誘電株式会社 | デュプレクサ、およびデュプレクサを含むモジュール、通信機器 |
| CN101740845A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-16 | 芯通科技（成都）有限公司 | 射频传输系统的定向耦合方法及耦合器 |
| JP2015215555A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | 日本電信電話株式会社 | 光送信器及び光送信器の制御方法 |
| CN104702236A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-10 | 徐园园 | 一种新型耦合器电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |