JPS644362B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS644362B2 JPS644362B2 JP59027222A JP2722284A JPS644362B2 JP S644362 B2 JPS644362 B2 JP S644362B2 JP 59027222 A JP59027222 A JP 59027222A JP 2722284 A JP2722284 A JP 2722284A JP S644362 B2 JPS644362 B2 JP S644362B2
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- Japan
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- line
- coplanar
- slot
- slot line
- lines
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/19—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
- H01P5/20—Magic-T junctions
Landscapes
- Waveguides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は半導体基板上における、共平面線路を
用いたハイブリツド回路の構成法に関するもので
ある。
用いたハイブリツド回路の構成法に関するもので
ある。
（従来技術と問題点）
第１図は従来のハイブリツド回路を示す図で、
ａは平面図、ｂは断面図である。
ａは平面図、ｂは断面図である。
従来の共平面線路を用いるハイブリツド回路は
第１図に示すように誘電体基板１３の片面にスロ
ツト線路５，８，９、マイクロストリツプ線路
６，７，１０を設け、これらの線路を誘電体基板
内に設けたスルーホール内導体１１，１２によつ
て結合させて構成されていた。
第１図に示すように誘電体基板１３の片面にスロ
ツト線路５，８，９、マイクロストリツプ線路
６，７，１０を設け、これらの線路を誘電体基板
内に設けたスルーホール内導体１１，１２によつ
て結合させて構成されていた。
このような従来の構成では基板の両面を用いて
いるため、表面のパターンと裏面のパターンとの
位置合せに対して高い精度が要求されるので、製
造工程が複雑であつた。また、表面及び裏面に形
成した線路を結合させるため、基板内にスルーホ
ールを設け、この内部に導体を挿入しているが、
このような構造では不連続部の影響により寄生素
子が存在するため、寄生素子の影響が無視できる
周波数領域にしか適用できなかつた。すなわち、
高い周波数帯では寄生素子の影響が大きくなり、
そのため本構成の適用できる周波数限界が存在す
るという欠点があつた。また、基板内にスルホー
ルを設ける場合、機械工作等が必要になり、全回
路をパターンニングのみで製造できないため、製
造コストが高くなるという欠点があつた。
いるため、表面のパターンと裏面のパターンとの
位置合せに対して高い精度が要求されるので、製
造工程が複雑であつた。また、表面及び裏面に形
成した線路を結合させるため、基板内にスルーホ
ールを設け、この内部に導体を挿入しているが、
このような構造では不連続部の影響により寄生素
子が存在するため、寄生素子の影響が無視できる
周波数領域にしか適用できなかつた。すなわち、
高い周波数帯では寄生素子の影響が大きくなり、
そのため本構成の適用できる周波数限界が存在す
るという欠点があつた。また、基板内にスルホー
ルを設ける場合、機械工作等が必要になり、全回
路をパターンニングのみで製造できないため、製
造コストが高くなるという欠点があつた。
（発明の目的）
本発明はこれら欠点を除去するため半導体基板
上で共平面線路のみを用いてハイブリツド回路を
構成したもので、以下実施例の図面に基づいて詳
細に説明する。
上で共平面線路のみを用いてハイブリツド回路を
構成したもので、以下実施例の図面に基づいて詳
細に説明する。
（発明の実施例）
第２図は本発明の１実施例を示す図であつて、
特許請求の範囲第２項記載の実施態様について示
したものであり、１，２，３，４は入出力ポー
ト、１５はスロツト線路、１６，１７，１８はコ
プレナー線路、１９は結合スロツト線路、２０，
２１，２２はストリツプ導体、２３は絶縁膜、１
４は半導体基板を表わしている。
特許請求の範囲第２項記載の実施態様について示
したものであり、１，２，３，４は入出力ポー
ト、１５はスロツト線路、１６，１７，１８はコ
プレナー線路、１９は結合スロツト線路、２０，
２１，２２はストリツプ導体、２３は絶縁膜、１
４は半導体基板を表わしている。
ポート１からの入力信号はスロツト線路１５を
経て、結合スロツト線路１９に変換されるが、結
合スロツト線路１９の他端において外側２導体が
ストリツプ導体２２で短絡されているため、結合
スロツト線路１９の長さを４分の１波長の奇数倍
に選んでおけば、スロツト線路１５と結合スロツ
ト線路１９との接続点において、結合スロツト線
路側の入力インピーダンスは無限大となり、入力
信号は結合スロツト線路側には伝搬しない。その
ため、コプレナー線路１６及び１７に信号が伝搬
することになるが、このときストリツプ導体２０
及び２１に加わる信号は互いに逆相になつてい
る。
経て、結合スロツト線路１９に変換されるが、結
合スロツト線路１９の他端において外側２導体が
ストリツプ導体２２で短絡されているため、結合
スロツト線路１９の長さを４分の１波長の奇数倍
に選んでおけば、スロツト線路１５と結合スロツ
ト線路１９との接続点において、結合スロツト線
路側の入力インピーダンスは無限大となり、入力
信号は結合スロツト線路側には伝搬しない。その
ため、コプレナー線路１６及び１７に信号が伝搬
することになるが、このときストリツプ導体２０
及び２１に加わる信号は互いに逆相になつてい
る。
以下、実施例の動作原理について説明するが、
その理解を容易にするため、先に、第３図および
第４図に基づいて、伝送線路の基本動作について
述べる。
その理解を容易にするため、先に、第３図および
第４図に基づいて、伝送線路の基本動作について
述べる。
第３図はコプレナー線路とスロツト線路の断面
を示す図であつて、第３図ａはコプレナー線路の
断面を示しており、第３図ｂはスロツト線路の断
面を示している。
を示す図であつて、第３図ａはコプレナー線路の
断面を示しており、第３図ｂはスロツト線路の断
面を示している。
コプレナー線路の場合、線路を伝搬する電磁波
の電界分布は、図に２６として矢印で示すように
左右対称になつており、不平衡モードと呼ばれて
いる。そのため、コプレナー線路は不平衡線路の
一種になる。
の電界分布は、図に２６として矢印で示すように
左右対称になつており、不平衡モードと呼ばれて
いる。そのため、コプレナー線路は不平衡線路の
一種になる。
一方、スロツト線路を伝搬する電磁波は、第３
図ｂに２６として矢印で示すような電界分布とな
り、平衡２線のように２導体間を伝搬するため平
衡モードと呼ばれ、スロツト線路は平衡線路を形
成している。
図ｂに２６として矢印で示すような電界分布とな
り、平衡２線のように２導体間を伝搬するため平
衡モードと呼ばれ、スロツト線路は平衡線路を形
成している。
第４図は、スロツト線路１５を伝搬する平衡モ
ードが他の線路にどのように変換されているかを
表わしている。
ードが他の線路にどのように変換されているかを
表わしている。
第４図ａは、スロツト線路１５が結合スロツト
線路１９に接続されている回路を示している。入
力ポート２７からの信号は、スロツト線路１５を
伝搬し、結合スロツト線路の接続点２９において
直列に２分割される。２分割された信号は、結合
スロツト線路１９上を同図に矢印で示すような電
界の向きまで伝搬する。このような電界の向きを
持つた結合スロツト線路の伝搬モードを偶モード
と呼んでいる。
線路１９に接続されている回路を示している。入
力ポート２７からの信号は、スロツト線路１５を
伝搬し、結合スロツト線路の接続点２９において
直列に２分割される。２分割された信号は、結合
スロツト線路１９上を同図に矢印で示すような電
界の向きまで伝搬する。このような電界の向きを
持つた結合スロツト線路の伝搬モードを偶モード
と呼んでいる。
すなわち、第４図ａのようなスロツト線路と結
合スロツト線路の縦続接続の場合では、スロツト
線路の平衡モードは結合スロツト線路の偶モード
のみに結合する。
合スロツト線路の縦続接続の場合では、スロツト
線路の平衡モードは結合スロツト線路の偶モード
のみに結合する。
第４図ｂはスロツト線路がコプレナー線路１６
（伝搬モードは結合スロツト線路の奇モードに対
応する）に接続されている回路を示している。
（伝搬モードは結合スロツト線路の奇モードに対
応する）に接続されている回路を示している。
入力ポート２７からの信号はスロツト線路１５
を伝搬し、コプレナー線路１６に接続するストリ
ツプ導体２０を経て並列に２分割される。ストリ
ツプ導体２０の下面の絶縁膜２３内における電界
分布は、第４図ｂのＡ―A′における断面図であ
る第４図ｃに示すとおりである。
を伝搬し、コプレナー線路１６に接続するストリ
ツプ導体２０を経て並列に２分割される。ストリ
ツプ導体２０の下面の絶縁膜２３内における電界
分布は、第４図ｂのＡ―A′における断面図であ
る第４図ｃに示すとおりである。
並列２分割された信号の電界は、コプレナー線
路１６の中心導体に対して対称な分布となつてい
る。
路１６の中心導体に対して対称な分布となつてい
る。
すなわち、第４図ｂのようにブリツジを介して
スロツト線路とコプレナー線路を接続する構造で
は、スロツト線路の平衡モードはコプレナー線路
の不平衡モード（または結合スロツト線路の平衡
モード）のみに結合する。
スロツト線路とコプレナー線路を接続する構造で
は、スロツト線路の平衡モードはコプレナー線路
の不平衡モード（または結合スロツト線路の平衡
モード）のみに結合する。
第５図ａは第２図に示す実施例の動作原理を説
明する図であつて、ポート１からの入力信号はス
ロツト線路１５を伝搬し、結合スロツト線路１９
を偶モード励振し、ストリツプ導体２２の中央部
２９において短絡される。絶縁膜２３内の電界分
布は、図に示すように逆方向になつているため、
電気的短絡条件を与えることになる。
明する図であつて、ポート１からの入力信号はス
ロツト線路１５を伝搬し、結合スロツト線路１９
を偶モード励振し、ストリツプ導体２２の中央部
２９において短絡される。絶縁膜２３内の電界分
布は、図に示すように逆方向になつているため、
電気的短絡条件を与えることになる。
結合スロツト線路１９の長さは、４分の１波長
の奇数倍に選んでいるため、第５図ａのように短
絡されている場合には、ストリツプ導体２０，２
１と結合スロツト線路１９との交点から結合スロ
ツト線路側を見たインピーダンスは無限大にな
る。
の奇数倍に選んでいるため、第５図ａのように短
絡されている場合には、ストリツプ導体２０，２
１と結合スロツト線路１９との交点から結合スロ
ツト線路側を見たインピーダンスは無限大にな
る。
このため、コプレナー線路１８側には伝搬せ
ず、コプレナー線路１６，１７へ入力信号は結合
し（第４図ｂに示したモード変換）、出力ポート
２および３から得られる。この時の位相は、逆位
相となつている。
ず、コプレナー線路１６，１７へ入力信号は結合
し（第４図ｂに示したモード変換）、出力ポート
２および３から得られる。この時の位相は、逆位
相となつている。
逆に、ポート４からの入力信号は、コプレナー
線路１８を経て、結合スロツト線路１９を奇モー
ド励振して伝搬するが、スロツト線路１５には偶
モードのみが結合するため伝搬せず、コプレナー
線路１６，１７にストリツプ導体２０，２１を経
て伝搬し、出力ポート２，３から出力が得られ
る。この時の位相は、同相である。
線路１８を経て、結合スロツト線路１９を奇モー
ド励振して伝搬するが、スロツト線路１５には偶
モードのみが結合するため伝搬せず、コプレナー
線路１６，１７にストリツプ導体２０，２１を経
て伝搬し、出力ポート２，３から出力が得られ
る。この時の位相は、同相である。
このように第２図の回路では、ポート１とポー
ト４とは結合せず、各々のポートかからの入力は
ポート２，３に等分割され、しかも位相が同相
（ポート４が入力ポート）、逆相（ポート１が入力
ポート）となつており、本回路は180゜ハイブリツ
ド回路として動作することになる。
ト４とは結合せず、各々のポートかからの入力は
ポート２，３に等分割され、しかも位相が同相
（ポート４が入力ポート）、逆相（ポート１が入力
ポート）となつており、本回路は180゜ハイブリツ
ド回路として動作することになる。
本構成による回路では基板の片面のみを使用し
ているため、片面のみのエツチングでパターンを
製作でき、さらにコプレナー線路とスロツト線路
の接続部を多層構造で構成しているため回路寸法
を小さくすることができる。また、機械工作が不
要なため回路を高い精度で製作することができ、
線路変換部における寄生素子の値を十分小さくで
きる。
ているため、片面のみのエツチングでパターンを
製作でき、さらにコプレナー線路とスロツト線路
の接続部を多層構造で構成しているため回路寸法
を小さくすることができる。また、機械工作が不
要なため回路を高い精度で製作することができ、
線路変換部における寄生素子の値を十分小さくで
きる。
第６図は本発明の他の実施例を示す図であつ
て、特許請求の範囲第１項に対応するものであ
り、２４，２５はスロツト線路である。回路動作
は第２図と同様であり、特に結合スロツト線路を
用いなくても180゜ハイブリツド回路を構成できる
ことを示している。
て、特許請求の範囲第１項に対応するものであ
り、２４，２５はスロツト線路である。回路動作
は第２図と同様であり、特に結合スロツト線路を
用いなくても180゜ハイブリツド回路を構成できる
ことを示している。
第６図に示すものでは、第２図に示した実施例
において結合スロツト線路であつた箇所を併設し
た２条のスロツト線路としている点が異なるが他
の構成等は第２図のものと同じであつて、比較的
低い周波数での使用に限れば、２条のスロツト線
路２４，２５がそれぞれ独立しているので結合ス
ロツト線路を用いたものに比して、設計が容易で
ある利点がある。
において結合スロツト線路であつた箇所を併設し
た２条のスロツト線路としている点が異なるが他
の構成等は第２図のものと同じであつて、比較的
低い周波数での使用に限れば、２条のスロツト線
路２４，２５がそれぞれ独立しているので結合ス
ロツト線路を用いたものに比して、設計が容易で
ある利点がある。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明による共平面ハイ
ブリツド回路は半導体基板上に構成されるもの
で、共平面線路すなわちスロツト線路、結合スロ
ツト線路およびコプレナー線路間の接続部を機械
工作なしでエツチング工程のみで同一平面上に構
成できる。また、パターン寸法もエツチング精度
で規定できるため、高周波帯においても寄生素子
による不要な線路間結合を避けることができ、回
路の動作周波数領域を飛躍的に延ばすことができ
る利点があり、さらにバランス形回路等の高機能
化された回路も構成できる利点がある。
ブリツド回路は半導体基板上に構成されるもの
で、共平面線路すなわちスロツト線路、結合スロ
ツト線路およびコプレナー線路間の接続部を機械
工作なしでエツチング工程のみで同一平面上に構
成できる。また、パターン寸法もエツチング精度
で規定できるため、高周波帯においても寄生素子
による不要な線路間結合を避けることができ、回
路の動作周波数領域を飛躍的に延ばすことができ
る利点があり、さらにバランス形回路等の高機能
化された回路も構成できる利点がある。
第１図は従来のハイブリツド回路を示す図、第
２図は本発明の１実施例を示す図、第３図はコプ
レナー線路とスロツト線路の断面を示す図、第４
図はスロツト線路を伝搬する平衡モードが他の線
路に変換されているかを示す図、第５図は第６図
は本発明の他の実施例を示す図である。 １，２，３，４，２７，２８……入出力ポー
ト、５，８，９，１５，２４，２５……スロツト
線路、６．７，１０……マイクロストリツプ線
路、１１，１２……スルホール内導体、１３……
誘電体基板、１４……半導体基板、１６，１７，
１８……コプレナー線路、１９……結合スロツト
線路、２０，２１，２２……ストリツプ導体、２
３……絶縁膜、２６……電界の方向、２９……ス
トリツプ導体２２の中央部。
２図は本発明の１実施例を示す図、第３図はコプ
レナー線路とスロツト線路の断面を示す図、第４
図はスロツト線路を伝搬する平衡モードが他の線
路に変換されているかを示す図、第５図は第６図
は本発明の他の実施例を示す図である。 １，２，３，４，２７，２８……入出力ポー
ト、５，８，９，１５，２４，２５……スロツト
線路、６．７，１０……マイクロストリツプ線
路、１１，１２……スルホール内導体、１３……
誘電体基板、１４……半導体基板、１６，１７，
１８……コプレナー線路、１９……結合スロツト
線路、２０，２１，２２……ストリツプ導体、２
３……絶縁膜、２６……電界の方向、２９……ス
トリツプ導体２２の中央部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に併設した２条のスロツト線路
の一端に他の１条のスロツト線路を接続して、こ
れを第１の接続点とするとともに、該１条のスロ
ツト線路の他端を第１の入出力ポートと成し、第
１の接続点において、前記併設した２条のスロツ
ト線路の間に位置する導体に第１、第２のコプレ
ナー線路の中心導体を接続して、これら第１、第
２のコプレナー線路の他端を第２、第３の入出力
ポートと成し、一方、前記併設した２条のスロツ
ト線路の第１の接続点から中心周波数の４分の１
波長の奇数倍に相当する距離の箇所に第３のコプ
レナー線路を接続して、これを第２の接続点とす
るとともに、該第３のコプレナー線路の他端を第
４の入出力ポートと成し、第２の接続点において
前記スロツト線路の外側２導体間を接続したこと
を特徴とする共平面ハイブリツド回路。 ２ 併設した２条のスロツト線路は結合スロツト
線路である特許請求の範囲第１項記載の共平面ハ
イブリツド回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59027222A JPS60172802A (ja) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | 共平面ハイブリツド回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59027222A JPS60172802A (ja) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | 共平面ハイブリツド回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60172802A JPS60172802A (ja) | 1985-09-06 |
| JPS644362B2 true JPS644362B2 (ja) | 1989-01-25 |
Family
ID=12215067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59027222A Granted JPS60172802A (ja) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | 共平面ハイブリツド回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60172802A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770892B2 (ja) * | 1986-01-20 | 1995-07-31 | 日本電信電話株式会社 | 共平面ハイブリツド回路 |
| US11462812B2 (en) | 2017-08-31 | 2022-10-04 | Bae Systems Plc | Hybrid coupler |
| EP3451443A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-06 | BAE SYSTEMS plc | A hybrid coupler |
| GB2566049B (en) * | 2017-08-31 | 2022-07-27 | Bae Systems Plc | A Hybrid coupler |
-
1984
- 1984-02-17 JP JP59027222A patent/JPS60172802A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60172802A (ja) | 1985-09-06 |
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