JPS59148405A - 平衡不平衡変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＴＶ受信機の入力回路やミキサ回路等の超高周
波領域で用いられる平衡不平衡変換器（バラン）に関す
るものである。

従来の構成とその問題点 バランは、平衡線路を同軸線路等の不平衡線路に変換す
る機能（あるいはその逆の変換機能）を持ち、テレビジ
ョン受像機の入力回路、バランスド・ミキサ、ブツシュ
・プル増幅器等に多用されている。この回路は原理的に
は、第１図に示すような変成器で構成される。図におい
て、１０４，１０５は平衡入力（あるいは出力）端子、
１０２　　は平衡入力（あるいは出力）の変成器、１０
３は不平衡出力（あるいは入力）端子、１０１は不平衡
出力（あるいは入力）の変成器である。入力と出力は入
れ替えることが可能であるから、ここでは説明の簡便さ
のために、これ以降も含めて不平衡入力の平衡出力とし
て考えることにする。

平衡側の変成器１０２は通常その巻線の中央に中間端子
を設は接地される構造をとる。このため、入力端子１０
４と１０５には、同一振幅で位相が１８０°異なった電
圧を生じ、平衡出力が得られる。

ところで、このようなバランは、数１００ＭＨ２帯まで
は、フェライト・コアに巻線を施して構成されるが、１
ＧＨ２近傍あるいはそれ以上となるとコアの特性の劣化
、巻線のバラツキ等で平衡出力のバランスがくずれたり
、損失が増大したりして良好な特性が得られないｄこれ
を解決するために第２図に示すような三つの平行線をプ
リント基板上に成形した方式の、ストリップ・ライン型
のバランも使われることがある。線路２０１の一端は接
地され、他端は不平衡入力端子２０４となる。

線路２０２は、不平衡入力端子２０４側が接地され、他
端は平衡出力端子の１つ２０６となる。また線路２ｏ−
３は、不平衡入力線路２０１の接地端子側で一端が接地
され、他端は平衡出方の残りの端子２０５となる。

この構成をとることにより、コアに巻線を設ける方式の
バランよりはるかに安定で量産性があり、かつ良好な特
性が得られるが、この構成では、平衡出力端子２０５及
び２０６が、図に示すように、互いに線路の逆の位置か
ら出るため、離れすき、引回しが必要となり、位相特性
の劣化を伴うこと、同一平面」二に構成されるだめ平衡
出方線路２０２゜２０３が互いに結合し段重が困難であ
ること、さらにギヤツブ結合であるため結合が小さく、
広帯域特性が得られないこと等の欠点も持っているため
用途が限定されていた。

発明の目的 本発明の目的は、従来の高周波用平衡不平衡変換器（バ
ラン）の欠点を改良し、良好な電気的特性をもち、しか
も安価で、広帯域なプリント基板構成の平衡不平衡変換
器を提供することにある。

発明の構成 本発明は上記目的を達成するもので、一端を第１の入力
端、他端を開放端とする第１のス）　ＩＪツブ線路と、
前記第１のストリップ線路と平行かつ同一長を有し、一
端を第１の出力端、他端を開放端とする第２のストリッ
プ線路とを開放端が互いに逆方向に位置するように配し
て構成された開放型結合線路と、一端を第２の入力端、
他端を短絡端とした第３のストリップ線路と、前記第３
のストリップ線路と平行かつ同一長を有し、一端を第２
の出力端、他端を短絡端とする第４のス）　リップ線路
とを短絡端が互いに逆方向に位置するように配して構成
された短絡型結合線路とを備え、前記開放型結合線路と
短絡型結合線路とを、第１及び第２の入力端が同一方向
に位置するように配して誘電体基板上に形成し、前記第
１及び第２の入力端を接続して不平衡入力端子となし、
第１及び第２の出力端それぞれを平衡出力端子としたこ
とを特徴とする平衡不平衡変換器を提供するものである
。

実施例の説明 本発明は、先端開放および先端短絡型の二つの４分の１
波長平行線路結合器を用い、それらの結合器の位相差が
１８００に々る原理を応用して、バランを構成するもの
で第３図を用いて第１の実施例を説明する。

第３図ａは、先端開放型で、入出力端子が互いに逆の位
置にある平行二線結合器を示し、３０１゜３０２が平行
結合線路、３０３が入力端子、３０４が出力端子である
。図に示すように結合長は４分の１波長（瓦）に選ばれ
る。このとき、線路の偶モード、奇モードのインピーダ
ンスをＺＯｅ　。

Ｚｏｏ　　（Ｚｏｅ　）　Ｚｏｏ）とすると回路の基本
行列（２行列）は、中心周波数において ・・・・・・・（１） で与えられる。

ここで、端子３０３，３０４をそれぞれ入力および出力
端子とすると、（１）式より入出力の位相差は伝達関数
を計算して＋９０°すなわち９ｏ０進みであることが容
易に求められる。

第３図すは先端短絡型の平行線路で入出力端子７５；互
いに逆方向に出る結合回路を示している。

３０５．３０６が平行線路で、３０７，３０８は入出力
端子である。この場合も結合長は４分の１波長に選ばれ
る。いま結合線路部の偶モード、奇モートノアドミタン
スをＹｏｅ　、　Ｙｏｏ　　（Ｙｏｏ＞Ｙｏｅ　）とす
ると、（１）式に対応して２行列が次式で与えらなるこ
とがわかるＯ 次に２つの結合器をＣに示すごとく、入力端子３０３．
３０７を接続し、端子３０９として本実施例である平衡
不平衡変換器を構成する。いま端子３０９を不平衡入力
端子とすると、ここに印加された信号は、同一レベル、
同一位相で端子３０３゜３０７に伝わり、さらに３０４
，３０８に同一レベルであられれる。このとき前述の如
く、端子３０４では入力に比し、９ｏ０の進み、端子３
０８では９０°のおくれが生ずるから、端子３０４，３
０８の位相差は１８０°となり平衡出力とじて利用でき
る。

なお、平衡出力インピーダンスをＺｏｕｔ、不平衡入力
インピーダンスをＺｉｎとすると、（１）、（に）式よ
り整合条件を求めることにより、 なる条件が求められ、結合線路は、この関係式を用いて
役割すればよい。

このような構成をとることにより、平衡出力端子を同一
方向からと９だせるために、線路の引回しを極力低減で
き位相特性の改善が可能となること、独立した２つの結
合部で構成されるため、結合器の迷結合を低減できるこ
と、結合度の強い結合器を用いることにより広帯域なバ
ランが実現可能なること等の特長が生れる。

第４図に本発明の第２の実施例を示す。

ａは本実施例の上面図で、プリン、ト基板上に作成され
た先端開放型の結合器、ｂは本実施例の下面図で先端短
絡型の結合器をあられし、いずれも基板の他の面は接地
導体となっている。２つの結合器の接地導体をハンダ等
で接続固定することにより０図のようなバランが実現で
きる。０図は上記ａ、ｂ図のＡ−Ａ′における断面図で
ある。図において４０１，４０２は誘電体基板、４０３
は不平衡入力端子、４０４と４０６が平衡出力端子、４
０９．４１０は接地導体、４０６は接続導体で２つの結
合器入力端子を結合するものである。

４０７．４０８は短絡部のスルーホールを示し、このス
ルーホールを介して線路が接地導体４１０に短絡される
。

このような構成をとることにより、バランが小型化され
るとともに、２つの結合器間の分離が良好で回路がきわ
めて安定と々る。

第６図は本発明の第３の実施例を示している。

本発明は誘電体基板の上下面を用いて結合線路を構成す
ることにより結合回路の結合度を強くし、広帯域化を図
ったものである。

図において、ａは上面のパターンを、ｂは下面のパター
ンを、ＣＦ１ａのＡ　−Ａ’における断面図を示し、５
−０１が誘電体基板、５０２が開放端型の結合線路、５
０４，５０８が短絡型の結合線路、５０３．５０了は接
地導体パターン、６０９は５０３．６０７の接地導体を
接続するだめのスルーホール、５０５は不平衡入力端子
、５１０゜５１１は平衡出力端子を示す。

このような構成をとることにより、バランの広帯域化が
実現できるとともに、２つの結合器を接地導体を介して
分離することによシ回路の安定化、迷結合の低減も可能
となる。

発明の効果 以上のように本発明は、一端を第１の入力端、他端を開
放端とする第１のストリップ線路と、前記第１のストリ
ップ線路と平行かつ同一長を有し、一端を第１の出力端
、他端を開放端とする第２のス）　ＩＪツブ線路とを開
放端が互いに逆方向に位置するように配して構成された
開放型結合線路と、一端を第２の入力端、他端を短絡端
とした第３の。

ストリップ線路と、前記第３のストリップ線路と平行か
つ同一長を有し、一端を第２の出力端、他端を短絡端と
する第４のストリップ線路とを短絡端が互いに逆方向に
位置するように配して構成された短絡型結合線路とを備
え、前記開放型結合線路と短絡型結合線路とを第１及び
第２の入力端が同一方向に位置するように配して誘電体
基板上に形成し、前記第１及び第２の入力端を接続して
不平衡入力端子となし、第１及び第２の出力端それぞれ
を平衡出力端子としたことを特徴とする平衡不平衡変換
器を提供するもので、高周波帯の位相特性を改善し、小
型化、広帯域化し、しかも安価で量産性に富む新しい構
成を提供するものでありその工業的価値はきわめて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフェライト・コアを用いた平衡不平衡変
換器の回路図、第２図は従来のプリント基板を用いた平
衡不平衡変換器の概略構成図、第３図は本発明の第１の
実施例であり、ａは開放型結合線路の構成図、ｂは短絡
型結合線路の構成図、Ｃは平衡不平衡変換器の構成図、
第４図は本発明の第２の実施例である平衡不平衡変換器
であり、ａは上面図、ｂは下面図、ｃ（ｄａのＡ　−Ａ
’における断面図、第６図は本発明の第３の実施例であ
る平衡不平衡変換器を示し、ａは上面図、ｂは下面図、
ｃＵａのＡ　−Ａ’における断面図である。 ４０１．４０２，５０１・・　誘電体基板、４０３゜６
０６・　・不平衡入力端子、４０４と４０５，５１０と
６１１・・・・・平衡出力端子、４０９，４１０，５０
３゜５０７　　・・接地導体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 １２ １０１　　。 ＠２図 ２が　　　２θｔ 第　３　図 ｓａｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端を第１の入力端、他端を開放端とする第１の
   ストリップ線路と、前記第１のストリップ線路と平行か
   つ同一長を有し、一端を第１の出力端、他端を開放端と
   する第２のストリップ線路とを開放端が互いに逆方向に
   位置するように配して構成された開放型結合線路と、一
   端を第２の入力端、他端を短絡端とした第３のストリッ
   プ線路と、前記第３のストリップ線路と平行かつ同一長
   を有し、一端を第２の出力端、他端を短絡端とする第４
   のストリップ線路とを短絡端が互いに逆方向に位置する
   ように配して構成された短絡型結合線路とを備え、前記
   開放型結合線路と短絡型結合線路とを、第１及び第２の
   入力端が同一方向に位置するように配して誘電体基板上
   に形成し、前記第１及び第２の入力端を接続して不平衡
   入力端子となし、第１及び第２の出力端それぞれを平衡
   出力端子としたことを特徴とする平衡不平衡変換器。 （噂　開放型結合線路及び短絡型結合線路が同一誘電体
   基板の一生面上に形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の平衡不平衡変換器。 （鴫　誘電体基板が第１及び第２の誘電体基板からなり
   、前記第１の誘電体基板の一生面上に開放型結合線路を
   、前記第２の誘電体基板の一生面上に短絡型結合線路を
   形成し、前記第１及び第２の誘電体基板の結合線路と反
   対側の主面同志を接地導体を介［７て接着し、第１のス
   トリップ線路の第１の入力端と第３のストリップ線路の
   入力端とを、第１及び第２の誘電体基板並びに接地導体
   を貫通し、かつ接地導体と導通しないように接続し、第
   ３のストリップ線路の短絡端をスルーホールを介して接
   地導体に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の平衡不平衡変換器。 （→　開放型結合線路を構成する第１と第２のストリッ
   プ線路及び短絡型結合線路を構成する第３と第４のスト
   リップ線路が誘電体基板を挾んで形成されており、前記
   開放型結合線路と短絡型結合線路との間の誘電体基板の
   上下主面に接地導体を設け、上下接地導体がスルーホー
   ルを介して導通されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の平衡不平衡変換器。