JPS63312702A - マイクロストリツプラインカプラ - 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】 〔概要〕 マイクロ波及びミリ波伝送路の結合回路として使用され
るマイクロストリップラインカプラであって、マイクロ
ストリップラインカプラを実装する基板の長さ方向に制
限がある場合の基板上の実装方法を解決するために、主
線路を所定形状に折り曲げると共に、これに並行する結
合線路も同様に折り曲げることにより長さ方向が短縮さ
れ、長さ方向に制限がある基板上に容易に実装するこが
可能となる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、所定マイクロ波及びミリ波伝送路の結合回路
として使用されるマイクロストリップラインカプラに関
する。

従来、マイクロ波及びミリ波の伝送線路としては、同軸
又は導波管が使用されていた。しかし、近年ＩＣ技術及
び半導体技術の進歩に伴いプリント配線が可能でしかも
小型、軽量で量産性に適するものとして、ストリップラ
インが開発されるようになった。

しかも、このストリップラインは、その広帯域性、半導
体のマウントのしやすさ、寄生容量等の影言の少ないこ
となど、その使い易さのため、発振器、増幅器等の能動
素子回路に広く利用されて来ている。

このストリップラインを用いた方向性カプラとして、ハ
イブリノ）ＩＣにおいて一番良く用いられるのが１／４
波長結合線路形（Ｃｏａｐｌｅｄ−Ｌｉｎｅ　Ｄｉｒｅ
ｃｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｕｐｌｅｒ）である。

かかる方向性カプラは、ＩＣ技術及び半導体技術のより
一層の進歩に伴い、より小型化が要求されるようになり
、特に実装−ヒの制約によりその長さ方向を短縮したも
のが要求されるようになっている。

〔従来の技術〕

第３図は従来例を説明する図、第４図はマイクロストリ
ップラインカプラの動作を説明する図をそれぞれ示す。

本例は、１／４波長結合線路形のカプラを例に取ったも
のであり、第３図にその概略構成を示す。

即し、第３図に示す符号１はマイクロストリップライン
からなる主線路、符号２は同じ（マイクロストリップラ
インからなる結合線路を示し、それぞれの幅を符号ｄで
示す。

このカプラは方向性カプラとして、マイクロ波及びミリ
波回路の方向性を有する結合回路として使用されるもの
であり、その動作特性は第４図に示すように対称な４端
子回路からなる。

尚、４つの端子（１）〜（４）の負荷インピーダンスを
Ｚｏ、直交モードの偶モード及び奇モードのインピーダ
ンス、電気長をＺ。８．θ８及びＺ。。、θ０とする。

ここで、第４図に示す長方形の上段側を主線路１、下段
側を結合線路２とした場合、θ８＝θ。

−θ並びにｚｏ−（Ｔπ７乙丁の条件のもとでは、端子
（３）は端子（１）の完全なアイソレーション端子（単
方向に効率良くマイクロ波を取り出せる端子を意味する
）となる。

又、４つの端子（１）〜（４）における出力電圧を第４
図（Ｂ）、　　（Ｃ）に示すようにＥ＋　、Ｅ２．Ｅ３
１　Ｅ４とすると、結合波Ｅ２と透過波Ｅ４は常にπ／
２の位相差を持ち、その結合度Ｃは、ｉ　Ｅ２　／　Ｅ
　ｌ　２−（Ｃ２５ｉｎ２θ）／　（１−Ｃ２ｃｏｓ”
θ）・・・（式１） となり、θ−π／２の時最大値Ｃ２を取る。

尚、結合度Ｃと直交モードインピーダンスＺ。、。

Ｚ　Ｇｏとの関係は、 Ｚｏｏ＝Ｚｏｙ　　　Ｉ　　Ｃ）／　（１＋Ｃ）Ｚｏ、
＝２０　　ｍｌ−Ｃ）／（１−Ｃ）：　（式２）但し、
Ｚｏｏは偶モード励振（第４図（Ｂ）に示す）時のイン
ピーダンス、Ｚｏｏは奇モード励振（第４図（Ｃ）に示
す）時のインピーダンスをそれぞれ示す。

従って、設計すべき方向性のマイクロストリップライン
カプラの結合度Ｃ並びに負荷インピーダスＺ。が与えら
れれば、直交モードインピーダンスＺ。ｌｌ＋Ｚｏ。が
容易に計算出来る。

直交モードインピーダンスＺ１１ｇ！ｌ　　ＺＯｏが求
まれば、利用する結合線路２のインピーダンス特性から
、具体的なマイクロストリップラインカプラを得ること
が出来る。

以上のようにして、１／４波長結合線路形のマイクロス
トリップラインカプラが求められる。

尚、このマイクロストリップラインカプラは主線路１の
図中左側方向から、右側方向（主線路１中の矢印方向）
へ電波を流し、波長λの１／４の長さで結合線路２と並
行している部分が結合部分となり、この結合部分で主線
路１の電波が漏れて取出されることになる。

即ち、主線路１及び結合線路２の結合部分の輻ｄは、特
性インピーダス（例えば、５０オーム）に対応した幅で
あり、主線路１及び結合線路２の並行した部分でこの幅
ｄが双方共に確保されたポイントが結合部分となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来のマイクロストリップラインカプラは
、第３図に示すように主線路１及び結合線路２が直線状
に構成されているため、その長手方向に多くのスペース
を割くことになる。

又、従来の主線路１と結合線路２とは同じ幅ｄで作られ
ているため、実装スペースが大である。

しかも、主線路１に対して結合線路２の幅ｄが同し位で
並行する場合は、主線路１に高周波数のマイクロ波を流
した時、結合線路２が等価的に高い容量成分として見ら
れることになり、高周波数のマイクロ波を流す時の障害
となる。

更に、このマイクロストリップラインカプラを実装する
プリント基板の、例えば長手方向に制約がある場合には
その実装に困難をきたす等の問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の詳細な説明する図を示す。

第１図に示す本発明の原理図は、 マイクロ波・ミリ波用の主伝送路となり、しかも所定幅
ｄを有し、その総延長が流れる電波の波長λの１／４と
なるように所定形状に折り曲げ、折り曲げた所定ポイン
１−（ａ）、（ト））を結合部分とする主線路１０と、 主線路１０と並行して所定間隔をおいて設置され、主線
路１０上の電波を結合して取出すもので、その途中の主
線路１０と並行する部分の幅を主線路１０の’ｔｍ　ａ
の数分の１の幅ｄ、を有して折り曲げ、主線路１０と同
一幅ｄを有する結合部３０，４０のポーインド（ａ）、
　（ｂ）を結合箇所とする結合線路２０とを具備して、
本問題点を解決するための手段とする。

〔作用〕

その総延長が流れる電波の波長λの１／４を確保する形
状であり、所定幅ｄ、ｄ＋を有する主線路１０及び結合
線路２０を所定形状に折り曲げ、主線路１０と同一幅ｄ
を有する結合線路２０内結合部３０，４０の両ポイント
（ａ）、　（ｔ））を結合箇所にして主線路１０に流れ
る電波を取出すことにより、マイクロストリップライン
カブラ全体の長手方向が短縮した状態で折り曲げられて
構成され、それを実装するプリント基板の長手方向に制
約がある場合でも容易に実装することが可能とする。

〔実施例〕

以下本発明の要旨を第２図に示す実施例により具体的に
説明する。

第２図は本発明の詳細な説明する図を示す。

尚、本実施例は１／４波長結合形のマイクロストリップ
ラインカプラを用いて結合されたマイクロ波の検出器の
構成を示す。

本実施例の主線路１０は第２図に示すように、その幅を
ｄとして、その形状を逆コの字形に曲げた形状にして、
全体の長手方向の長さｌを短縮した形とし、結合線路２
０との結合部分は符号（ａ）及び［有］）の箇所とする
。

尚、主線路１０の結合部分（ａ）から結合部分（ｂ）ま
での延べ長さは、波長λの１／４に相当する長さとなっ
ている。

又、主線路１０の曲げ方は本形状に固定されるものでは
なく、長手方向の長さｌが短くなる形状で、しかも結合
部分（ａ）から結合部分（ｂ）までの延べ長さく第１図
の点線で示す長さ）が、波長λの１／４に相当する長さ
に確保出来るものであればどのような形状でも良い。

本実施例の結合線路２０の結合部３０．４０は、この主
線路１０の結合部分（ａ）、　（ｂ）と、所定間隔を持
って対応しているものである。

尚、主線路１０に面している結合部３０．４０の幅は、
主線路１０の幅ｄと同一であり、しかも結合部３０には
終端抵抗３０ａが、結合部４０には終端抵抗４０ａ、検
波用ダイオード４０ｂ、出力端子４０ｃがそれぞれ！′
１備されている。

又、この結合線路２０の結合部３０．４０以外の主線路
１０と並行して対応している部分の幅ｄ１は、主線路１
０の幅ｄの約１１５にして、その形状は主線路１０に応
してその形状が長手方向に短くなった形状をしている。

第２図において、主線路１０を図中左から右方向（主線
路１０中の矢印方向）へ進行するマイクロ波は、〔従来
の技術〕の項で説明したように主線路１０と同じ幅ｄを
存するポイントで結合することになる。

即ち、主線路１０を進行するマイクロ波は、幅ｄを有す
る結合部３０．４０を通って結合線路２０側に漏れ、こ
のマイクロ波を取出すことが出来る。

尚、この時、主線路１０から結合線路２０側を見た場合
の容量成分は、例え高周波数のマイクロ波を取り汲って
いる場合でも、殆ど無視出来る程度となる。

この結合線路２０側の結合部３０に現れる波は、結合部
４０から届れた波とその位相が逆位相となり打ち消され
、結合部４０に現れる波は、結合部３０から漏れた波が
同位相となり合成され、これを検波用ダイオード４０ｂ
にて検波して、出力端子４０ｃへ検波電圧として取出す
ことが可能となる。

以上のような構成により、このような検出器が低い周波
数帯域を使用している場合でも、より小型で実現するこ
とが可能となる。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、実装するプリント基板の
長手方向に制約がある場合でも容易にマイクロストリッ
プラインカプラを実装することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、 第２図は本発明の詳細な説明する図、 第３図は従来例を説明する図、 第４図はマイクロストリップラインカプラの動作を説明
する図、 をそれぞれ示す。 図において、 ■、１０は主線路、　　　　２，２０は結合線路、３０
．４０は結合部、　　　３０ａ　、　４０ａは終端抵抗
、４０ｂは検波ダイオード、４０ｃは出力端子、代理人
　弁理士　井桁真−′６パ拷゛。 ・、−：；’ ル衾朗の７雫理乏飲明する口 茅　ｊ　目 ７糀明２芙廐ｊタ昆訝朋１ろ口 早　２　口 後釆夕’１）受理ｔろ口 秀　３　乙 （Ａ） （Ｃ） マヂ２０スト１バッフ）ブシつプラク予ヲ？乞ま」腔る
の第　　４　　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マイクロ波・ミリ波用伝送路の結合回路として使用され
   るマイクロストリップラインカプラであって、 マイクロ波・ミリ波用の主伝送路となり、しかも所定幅
   （ｄ）を有して所定形状に折り曲げた形状を有する主線
   路（１０）と、 前記主線路（１０）と並行して所定間隔をおいて設置さ
   れ、前記主線路（１０）上の電波を結合して取出すもの
   で、その途中の前記主線路（１０）と並行する部分の幅
   を前記主線路（１０）の幅（ｄ）の数分の１の幅（ｄ＿
   １）を有して折り曲げ、前記主線路（１０）と同一の幅
   （ｄ）を有する結合部（３０、４０）の所定ポイント（
   （ａ）、（ｂ））を結合箇所とする結合線路（２０）と
   を有することを特徴とするマイクロストリップラインカ
   プラ。