WO2020129788A1 - 方向性結合器及び高周波モジュール - Google Patents

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大輔 ▲徳▼田
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株式会社村田製作所
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    • 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
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
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    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H01P5/185—Edge coupled lines

Definitions

  • the present invention relates to a directional coupler and a high-frequency module including the directional coupler.
  • a directional coupler including a main line and a sub-line electromagnetically coupled to each other is used to extract the electric power (that is, a traveling wave) of a high-frequency signal propagating in the forward direction on the line.
  • a termination circuit is connected to one end of the sub line (see, for example, Patent Document 1).
  • the directional coupler has an original directionality that depends on the impedance of the termination circuit.
  • Directionality is a characteristic quantity indicating the ability to distinguish a traveling wave and a reflected wave extracted by the directional coupler.
  • the directional coupler may be mounted on the substrate alone or together with other elements to form a high frequency module.
  • the effective impedance of the termination circuit fluctuates due to the influence of the parasitic component of the substrate and other elements, so that the directivity of the directional coupler may be deviated from the original directivity. That is, when the directional coupler is mounted on a plurality of high-frequency modules having different substrates and mixed elements, it is difficult to obtain stable directivity over the plurality of high-frequency modules.
  • an object of the present invention is to provide a directional coupler whose directionality can be adjusted easily and with high accuracy, and a high-frequency module using such a directional coupler.
  • a directional coupler includes a main line, a sub line, and a termination circuit connected to one end of the sub line. Further provided is a lead terminal drawn from a node between the one end and the termination circuit.
  • the high-frequency module includes the directional coupler and a circuit element connected to the lead terminal of the directional coupler.
  • the impedance of the termination circuit can be measured through the lead terminal. Further, a circuit element for reducing the deviation of the measured impedance from the desired impedance can be connected to the termination circuit via the lead terminal. This makes it possible to obtain a directional coupler or the like whose directionality can be adjusted easily and with high accuracy.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a functional configuration of the directional coupler according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a functional configuration of the high frequency module according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a functional configuration of the directional coupler according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for adjusting a directional coupler according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of the structure of the directional coupler according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing another example of the structure of the directional coupler according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a functional configuration of the directional coupler 10 according to the first embodiment.
  • the directional coupler 10 includes a main line 11, a sub line 12, and a termination circuit 13.
  • the main line 11 and the sub line 12 are electromagnetically coupled to each other as indicated by a dotted arrow M.
  • One end 111 and the other end 112 of the main line 11 are connected to the input terminal RFin and the output terminal RFout, respectively.
  • One end 121 of the sub line 12 is terminated via the termination circuit 13. In other words, it is connected to the ground electrode (indicated by a ground symbol) outside the directional coupler 10 via the ground terminal GND of the directional coupler 10.
  • the node N on the signal path connecting the one end 121 of the sub line 12 and the terminal circuit 13 is connected to the adjustment terminal ADJ.
  • the other end 122 of the sub line is connected to the coupling terminal CPL.
  • the adjustment terminal ADJ is an example of a lead terminal drawn from a node between the one end 121 of the sub line 12 and the termination circuit 13.
  • the adjustment terminal ADJ is connected in parallel with the termination circuit 13, for example.
  • a circuit element (not shown) provided outside the directional coupler 10 may be connected in parallel to the termination circuit 13 via the adjustment terminal ADJ.
  • the directional coupler 10 may have a configuration in which the connection destination of the one end 121 and the connection destination of the other end 122 of the sub line 12 can be reversed. That is, it may have a switch or the like for connecting one end 121 of the sub line 12 to the coupling terminal CPL and connecting the other end 122 of the sub line 12 to the termination circuit 13 and the adjustment terminal ADJ.
  • the connection destinations By reversing the connection destinations in this way, the signal extracted from the main line to the sub line is forwarded from the input terminal RFin to the output terminal RFout in the main line, and the main line is input from the output terminal RFout to the input terminal. It is possible to switch to the opposite signal flowing to RFin.
  • the termination circuit 13 is an impedance circuit that terminates one end 121 of the sub line 12 with a desired impedance.
  • the termination circuit 13 is provided to adjust the directionality by adjusting the isolation of the directional coupler 10, for example.
  • the termination circuit 13 is, for example, configured by a circuit in which a capacitive element 131 and a resistive element 132 are connected in parallel. One end of the termination circuit 13 is connected to one end 121 of the sub line 12, and the other end is connected to the ground electrode.
  • Directional coupler 10 is formed as a mounting component.
  • the mounted component is, for example, an integrated circuit chip in which the main line 11, the sub line 12, and the termination circuit 13 of the directional coupler 10 are formed on a substrate using a semiconductor process.
  • the directional coupler 10 does not necessarily have to be formed on the mounting component, and may be formed on the circuit board on which the mounting component is mounted, or may be formed separately on the mounting component and the circuit board. ..
  • one end and the other end of a circuit element (not shown) provided outside the directional coupler 10 are connected to the adjustment terminal ADJ and the outside of the directional coupler 10 (for example, the directional coupler 10 is The circuit element is connected in parallel to the termination circuit 13 by connecting to the ground electrode on the board on which the formed mounting component is mounted).
  • the terminating circuit 13 is configured by a circuit in which a capacitive element and a resistive element are connected in parallel with each other, the capacitance value of the terminating circuit 13 is adjusted to be larger by the connection of the capacitive element, The resistance value of the termination circuit 13 is adjusted to be smaller by connecting the resistance elements.
  • the capacitance value of the capacitive element forming the termination circuit 13 is set smaller than the desired capacitance value, and the resistance value of the resistive element is set larger than the desired resistance value.
  • the desired capacitance value and resistance value are, for example, the capacitance value and resistance value of the terminating circuit 13 in which the optimum directivity of the directional coupler 10 is obtained.
  • the capacitance value and the resistance value of the termination circuit 13 that can obtain the optimum directivity of the directional coupler 10 are the most absorbed in the termination circuit 13 in the direction opposite to the signal desired to be extracted from the main line to the sub line. It is the capacity and resistance that can be achieved.
  • the impedance of the termination circuit 13 can be actually measured via the adjustment terminal ADJ. Further, a circuit element for reducing the deviation of the measured impedance from the desired impedance can be connected to the termination circuit 13 via the adjustment terminal ADJ. Thereby, the impedance of the termination circuit 13 can be corrected and the directivity of the directional coupler 10 can be brought close to the optimum value.
  • the adjustment terminal ADJ is provided in the directional coupler 10, the impedance of the termination circuit 13 can be measured and corrected from outside the directional coupler 10 via the adjustment terminal ADJ. As a result, it is possible to obtain the directional coupler 10 whose directionality can be adjusted easily and with high accuracy.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a functional configuration of the high frequency module 1 according to the second embodiment.
  • the high frequency module 1 is configured by mounting the directional coupler 10 of FIG. 1 on a module substrate 20.
  • reference numerals of some components of the directional coupler 10 are omitted.
  • the module board 20 is, for example, a multilayer wiring board in which wiring conductors are arranged in a laminate of a plurality of base material layers made of a resin material or a ceramic material.
  • the directional coupler 10 is mounted on the module board 20, and at least one of the mounting components 21 and 22, the in-board element 23, and the external adjustment terminal EXTADJ is provided.
  • the mounting components 21 and 22 are surface mounting components on which a capacitive element and a resistive element are formed and which are mounted on the module board 20.
  • the in-substrate element 23 is a circuit element formed in the module substrate 20, and as an example, a capacitive element including a base material layer made of a ceramic material and a plurality of pattern conductors arranged with the base material layer interposed therebetween. Is.
  • the external adjustment terminal EXTADJ is a connection terminal for connecting a circuit element (not shown) provided outside the high frequency module 1 in parallel to the termination circuit 13 of the directional coupler 10.
  • the mounting components (surface mounting components) 21, 22, one end of each of the in-board elements 23, and the external adjustment terminal EXTADJ are connected to the adjustment terminal ADJ of the directional coupler 10.
  • the mounting components 21 and 22, the other end of each of the in-board elements 23, and the ground terminal GND are connected to the ground electrode of the module substrate 20.
  • the termination circuit 13 of the termination circuit 13 is connected via the adjustment terminal ADJ.
  • the impedance can be measured.
  • a circuit element for reducing the deviation of the measured impedance from the desired impedance can be connected to the termination circuit 13 via the adjustment terminal ADJ.
  • the desired impedance is, for example, the impedance of the terminating circuit 13 that provides the optimum directivity of the directional coupler 10 when mounted on the module substrate 20.
  • the circuit element connected to the termination circuit 13 the mounting components 21, 22, the in-board element 23, and the circuit element (not shown) connected to the external adjustment terminal EXTADJ can be used.
  • the deviation of the impedance of the termination circuit 13 caused by mounting the directional coupler 10 on the module substrate 20 is corrected, and the directivity of the directional coupler 10 mounted on the module substrate 20 is changed. It can approach the optimum value.
  • the impedance of the terminal circuit 13 of the directional coupler 10 mounted on the module substrate 20 is directionally coupled by using the adjustment terminal ADJ of the directional coupler 10. It can be measured and corrected from the outside of the container 10. As a result, the high-frequency module 1 in which the directionality of the directional coupler 10 after mounting can be adjusted easily and highly accurately can be obtained.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a functional configuration of the directional coupler 10a according to the third embodiment. As shown in FIG. 3, the directional coupler 10a differs from the directional coupler 10 of FIG. 1 in that the impedance of the termination circuit 13a is variable.
  • the termination circuit 13a is, for example, configured by a circuit in which a variable capacitance element 131a and a variable resistance element 132a are connected in parallel.
  • variable capacitance element 131a may include a plurality of capacitance elements and a switch element that switches the connection of the plurality of capacitance elements.
  • the variable resistance element 132a includes a plurality of resistance elements and a plurality of resistance elements. And a switch element for switching the connection of the resistance element.
  • the switch element may switch the connection state according to a control signal externally applied to the directional coupler 10a, and may include a memory element for holding the connection state.
  • the termination circuit 13a including a switch element and a memory element can be easily formed integrally with the mounting component together with the main line 11 and the sub line 12.
  • the impedance of the termination circuit 13a can be measured by applying the probe 30 of the measuring instrument to the adjustment terminal ADJ in an unadjusted state after manufacturing. Further, the impedance of the termination circuit 13a can be changed by giving a control signal so that the deviation of the measured impedance from the desired impedance is reduced.
  • the desired impedance is, for example, the designed impedance of the termination circuit 13a that provides the optimum directivity of the directional coupler 10a. As a result, the manufacturing error of the impedance of the termination circuit 13a can be corrected and the directivity of the directional coupler 10a can be brought close to the optimum value.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method of adjusting the directional coupler 10a.
  • the resistance value is actually measured (S11), and the measured value is compared with the desired value (S12). If the measured value is larger than the desired value, the resistance value of the terminating circuit 13a is lowered using the control signal instructing the smaller resistance value (S13), and if the measured value is smaller than the desired value, the larger resistance value is obtained. The resistance value of the termination circuit 13a is increased by using the control signal instructing (S14).
  • the capacitance value is actually measured (S21), and the measured value is compared with the desired value (S22). If the measured value is larger than the desired value, the capacitance value of the terminating circuit 13a is lowered by using the control signal for instructing the smaller capacitance value (S23), and if the measured value is smaller than the desired value, the larger capacitance value. The capacitance value of the termination circuit 13a is increased by using the control signal for instructing (S24).
  • the adjustment terminal ADJ is used for actual measurement of the impedance of the termination circuit 13a, and the impedance of the termination circuit 13a can be corrected using the variable function of the termination circuit 13a itself. .. Thereby, the manufacturing error (variation for each individual) of the impedance of the termination circuit 13a can be canceled by the directional coupler 10a alone before mounting the directional coupler 10a on the module substrate, for example.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of the structure of the directional coupler according to the fourth embodiment.
  • the mounting surface of the directional coupler 10 (the surface on which mounting terminals for mounting the directional coupler 10 are formed on the module substrate) and the thickness direction are respectively the XY direction and the Z direction, and the directionality is set.
  • the layout of the main line 11, the sub line 12, the via conductor 14, and the adjustment terminal ADJ of the coupler 10 is schematically shown.
  • the via conductor 14 is an example of wiring that connects the one end 121 connected to the termination circuit (not shown) of the sub line 12 and the adjustment terminal ADJ.
  • the adjustment terminal ADJ is located at a position overlapping the one end 121 of the sub line 12 when the directional coupler 10 is viewed in plan, that is, when viewed in the Z direction.
  • the length of the wiring from the one end 121 of the sub line 12 to the adjustment terminal ADJ can be easily shortened, and the parasitic component generated in the wiring can be easily suppressed.
  • fluctuations in the impedance of the termination circuit due to the influence of parasitic components in the wiring are suppressed, so that the directional coupler 10 with easier directional adjustment can be obtained.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing another example of the structure of the directional coupler according to the fourth embodiment.
  • the mounting surface and the thickness direction of the directional coupler 10 are the XY direction and the Z direction, respectively, and the main line 11, the sub line 12, the via conductors 14a and 14b, the pattern conductor 15, and the directional coupler 10 of the directional coupler 10 are formed.
  • the layout of the adjustment terminals ADJ is schematically shown.
  • the via conductors 14a and 14b and the pattern conductor 15 are an example of wiring that connects the one end 121 connected to the termination circuit (not shown) of the sub line 12 and the adjustment terminal ADJ.
  • the via conductor 14a corresponds to the first section of the wiring
  • the via conductor 15b and the pattern conductor 15 correspond to the second section of the wiring.
  • the adjustment terminal ADJ is in a position where it does not overlap the one end 121 of the sub line 12 when the directional coupler 10 is viewed in plan, that is, when viewed in the Z direction.
  • the cross-sectional area of the via conductor 14a is S1
  • the cross-sectional area of the pattern conductor 15 is S2 larger than S1
  • the total extension of the via conductor 14b and the pattern conductor 15 is longer than the extension of the via conductor 14a.
  • the cross-sectional area referred to here is not the cross-sectional area when the via conductor or the pattern conductor is cut in the direction in which the via conductor and the pattern conductor extend, but the via conductor in the direction substantially perpendicular to the direction in which the via conductor and the pattern conductor extend. It is the cross-sectional area when the pattern conductor is cut. That is, the via conductors 14a and 14b are cross-sectional areas when cut along the XY plane of FIG. 6, and the pattern conductors 15 are cross-sectional areas when cut along the YZ plane of FIG.
  • the via conductor 14b having a large cross-sectional area S1 and the pattern conductor 15 are smaller than the via conductor 14a having a small cross-sectional area S2.
  • the end of the sub line 12 is intentionally coupled to the main line 11 in order to obtain a desired degree of coupling of the directional coupler 10 among the pattern conductors forming the sub line 12.
  • Means the end of the section arranged as follows.
  • the end portion of the sub line 12 is a section in which the distance to the main line 11 is constant among the pattern conductors forming the sub line 12, that is, the shortest distance from any point included in the section to the main line 11. Is defined as the end of the interval where is constant. Further, as another example, it is defined as an end portion of a section in which at least one of the line width and the thickness of the pattern conductor forming the sub line 12 is constant.
  • the directional coupler of the present invention has been described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to the individual embodiments. As long as it does not depart from the spirit of the present invention, various modifications made by those skilled in the art may be applied to the present embodiment, or a configuration constructed by combining components in different embodiments may be one or more of the present invention. It may be included in the range of the aspect.
  • the directional coupler includes the main line, the sub line, and the termination circuit connected to one end of the sub line, and the one of the sub lines is provided. Further provided is a lead terminal led out from a node between the end and the termination circuit.
  • the impedance of the termination circuit can be measured through the lead terminal. Further, a circuit element for reducing the deviation of the measured impedance from the desired impedance can be connected to the termination circuit via the lead terminal. This makes it possible to obtain a directional coupler whose directionality can be adjusted easily and with high accuracy.
  • the lead terminal may be connected in parallel with the termination circuit.
  • the impedance of the termination circuit may be fixed.
  • the terminating circuit having a fixed impedance since the terminating circuit having a fixed impedance is used, a directional coupler capable of easily adjusting the directionality with high accuracy can be obtained with a simple configuration.
  • the impedance of the termination circuit may be variable.
  • the impedance of the termination circuit can be variably controlled based on the impedance of the termination circuit actually measured via the lead terminal, so that the directional coupler capable of adjusting the directionality easily and with high accuracy is provided. can get. Since the terminating circuit with variable impedance is used, the manufacturing error of the impedance of the terminating circuit can be canceled by the directional coupler alone before mounting the directional coupler on the substrate, for example.
  • the directional coupler may be formed in a mounting component.
  • the lead-out terminal may be located at a position overlapping with one end of the sub-line connected to the terminal circuit when the mounting component is viewed in plan.
  • the lead-out terminal is at a position that does not overlap with one end of the sub-line connected to the termination circuit when the mounting component is viewed in plan, and within the mounting component with the one end of the sub-line.
  • the lead terminal is connected by a wiring including a first section having a first cross-sectional area and a second section having a second cross-sectional area larger than the first cross-sectional area, and the length of the second section is It may be longer than the length of the first section.
  • the section having a large wiring cross section can be provided longer than the section having a small cross section. , It becomes easy to suppress the parasitic component generated in the wiring. As a result, the fluctuation of the impedance of the termination circuit due to the influence of the parasitic component of the wiring is suppressed, so that it is possible to obtain the directional coupler in which the directionality can be adjusted more easily.
  • the terminating circuit is composed of a circuit in which a capacitive element and a resistive element are connected in parallel, and the capacitance value of the capacitive element is smaller than the capacitance value for optimizing the directivity of the directional coupler,
  • the resistance value of the resistance element may be larger than the resistance value that optimizes the directivity of the directional coupler.
  • the circuit element is connected in parallel to the termination circuit via the lead terminal, so that the capacitance value of the termination circuit is adjusted to be larger and the resistance value is adjusted to be smaller by connecting the circuit element. To be done. Therefore, by setting the capacitance value of the capacitive element forming the termination circuit to be smaller than the optimum capacitance value and the resistance value of the resistance element to be larger than the optimum resistance value, the capacitance value and the resistance value due to the connection of the circuit elements can be reduced. Adjustment can be facilitated.
  • a high-frequency module includes the directional coupler and a circuit element connected to the lead terminal of the directional coupler.
  • the present invention can be widely used as a directional coupler and a high frequency module.

Landscapes

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Abstract

方向性結合器（１０）は、主線路（１１）と、副線路（１２）と、副線路（１２）の一端（１２１）に接続された終端回路（１３）と、を備え、副線路（１２）の一端（１２１）と終端回路（１３）との間のノード（Ｎ）から引き出され、引き出し端子としての調整端子（ＡＤＪ）をさらに備える。終端回路（１３）は、容量素子（１３１）と抵抗素子（１３２）とが並列に接続された回路で構成され、容量素子（１３１）の容量値は、方向性結合器（１０）の方向性を最適化する容量値より小さく、抵抗素子（１３２）の抵抗値は、方向性結合器（１０）の方向性を最適化する抵抗値より大きいとしてもよい。

Description

方向性結合器及び高周波モジュール
　本発明は、方向性結合器及びこの方向性結合器を備える高周波モジュールに関する。
　線路上を順方向に伝搬する高周波信号の電力（つまり、進行波）を取り出すために、互いに電磁気的に結合される主線路及び副線路を備える方向性結合器が用いられる。このような方向性結合器では、副線路の一端に、終端回路が接続される（例えば、特許文献１参照）。方向性結合器は、終端回路のインピーダンスに応じて決まる本来の方向性（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ）を有する。方向性とは、方向性結合器によって取り出される進行波と反射波とを区別する能力を示す特性量である。
特開２００９－２７６１７号公報
　方向性結合器は、単独でまたは他の素子とともに基板に実装され、高周波モジュールを形成することがある。この場合、基板の寄生成分や他の素子の影響を受けて終端回路の実効的なインピーダンスが変動することで、方向性結合器の方向性が本来の方向性からずれる恐れがある。つまり、基板や混載する素子が異なる複数の高周波モジュールに方向性結合器を搭載した場合、複数の高周波モジュールにわたって安定した方向性を得ることが難しいという問題が生じる。
　そこで、本発明は、方向性を容易かつ高精度に調整可能な方向性結合器、およびそのような方向性結合器を用いた高周波モジュールを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る方向性結合器は、主線路と、副線路と、前記副線路の一方端に接続された終端回路と、を備え、前記副線路の前記一方端と前記終端回路との間のノードから引き出される引き出し端子をさらに備える。
　また、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、上記方向性結合器と、上記方向性結合器の前記引き出し端子に接続された回路素子と、を備える。
　本発明に係る方向性結合器等によれば、引き出し端子を設けたので、終端回路のインピーダンスを、引き出し端子を介して実測することができる。また、実測されたインピーダンスの所望のインピーダンスからのずれを縮小させるための回路素子を、引き出し端子を介して終端回路に接続できる。これにより、方向性を容易かつ高精度に調整可能な方向性結合器等が得られる。
図１は、実施の形態１に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。 図２は、実施の形態２に係る高周波モジュールの機能的な構成の一例を示す回路図である。 図３は、実施の形態３に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。 図４は、実施の形態３に係る方向性結合器の調整方法の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施の形態４に係る方向性結合器の構造の一例を模式的に示す斜視図である。 図６は、実施の形態４に係る方向性結合器の構造の他の一例を模式的に示す斜視図である。
　本発明の複数の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
　（実施の形態１）
　実施の形態１に係る方向性結合器について、副線路の一端に終端回路が接続された方向性結合器の例を挙げて説明する。
　図１は、実施の形態１に係る方向性結合器１０の機能的な構成の一例を示す回路図である。図１に示されるように、方向性結合器１０は、主線路１１と、副線路１２と、終端回路１３とを備えている。主線路１１と副線路１２とは、点線矢印Ｍで表されるように、互いに電磁気的に結合している。
　主線路１１の一端１１１および他端１１２は、入力端子ＲＦｉｎおよび出力端子ＲＦｏｕｔにそれぞれ接続されている。副線路１２の一端１２１は、終端回路１３を介して終端されている。言い換えれば、方向性結合器１０のグランド端子ＧＮＤを介して方向性結合器１０の外部のグランド電極（グランド記号で表記）に接続されている。副線路１２の一端１２１と終端回路１３とをつなぐ信号経路上のノードＮは、調整端子ＡＤＪに接続されている。副線路の他端１２２は、カップリング端子ＣＰＬに接続されている。ここで、調整端子ＡＤＪは、副線路１２の一端１２１と終端回路１３との間のノードから引き出される引き出し端子の一例である。調整端子ＡＤＪは、例えば、終端回路１３と並列に接続されている。例えば、調整端子ＡＤＪを介して、方向性結合器１０の外部に設けられる回路素子（図示せず）が終端回路１３に並列に接続されてもよい。
　なお、方向性結合器１０は、副線路１２の一端１２１の接続先と他端１２２の接続先とを逆にできるような構成を備えていても良い。すなわち、副線路１２の一端１２１をカップリング端子ＣＰＬに接続し、副線路１２の他端１２２を終端回路１３および調整端子ＡＤＪと接続するように切り替えるスイッチ等を有していても良い。このように接続先を逆にすることで、主線路から副線路に取り出す信号を、主線路を入力端子ＲＦｉｎから出力端子ＲＦｏｕｔへと流れる順方向の信号から、主線路を出力端子ＲＦｏｕｔから入力端子ＲＦｉｎへと流れる逆方向の信号へと切り替えることができる。
　終端回路１３は、副線路１２の一端１２１を所望のインピーダンスで終端するインピーダンス回路である。終端回路１３は、例えば、方向性結合器１０のアイソレーションを調整することによって方向性を調整するために設けられる。終端回路１３は、一例として、容量素子１３１と抵抗素子１３２とが並列接続された回路で構成される。終端回路１３の一端は、副線路１２の一端１２１に接続され、他端はグランド電極に接続される。
　方向性結合器１０は実装部品に形成されている。実装部品は、一例として、方向性結合器１０の主線路１１、副線路１２、および終端回路１３が、半導体プロセスを用いて基板上に形成された集積回路チップである。なお、方向性結合器１０は必ずしも実装部品に形成されていなくともよく、実装部品が実装される回路基板に形成されていたり、実装部品と回路基板とに分けて形成されていたりしてもよい。
　図１の例によれば、方向性結合器１０の外部に設けられる回路素子（図示せず）の一端および他端を調整端子ＡＤＪおよび方向性結合器１０の外部（例えば方向性結合器１０が形成される実装部品が実装される基板）にあるグランド電極にそれぞれ接続することで、回路素子は、終端回路１３に並列に接続される。図１に例示されるように、終端回路１３が、容量素子と抵抗素子とが互いに並列接続された回路で構成される場合、容量素子の接続により終端回路１３の容量値はより大きく調整され、抵抗素子の接続により終端回路１３の抵抗値はより小さく調整される。
　そこで、終端回路１３を構成する容量素子の容量値を所望の容量値より小さく、かつ抵抗素子の抵抗値を所望の抵抗値より大きくしておく。ここで、所望の容量値および抵抗値とは、一例として、方向性結合器１０の最適な方向性が得られる終端回路１３の容量値および抵抗値である。方向性結合器１０の最適な方向性が得られる終端回路１３の容量値および抵抗値とは、主線路から副線路に取り出したい信号とは逆の方向の信号を最も多く終端回路１３にて吸収できる容量値および抵抗値のことである。
　これにより、回路素子の接続による終端回路１３の容量値および抵抗値の調整を通して方向性結合器１０の方向性を最適化することが容易になる。
　上述のように構成された方向性結合器１０によれば、引き出し端子としての調整端子ＡＤＪを設けたので、終端回路１３のインピーダンスを、調整端子ＡＤＪを介して実測することができる。また、実測されたインピーダンスの所望のインピーダンスからのずれを縮小させるための回路素子を、調整端子ＡＤＪを介して終端回路１３に接続することができる。これにより、終端回路１３のインピーダンスを補正し、方向性結合器１０の方向性を最適値に近づけることができる。
　このように、方向性結合器１０では、調整端子ＡＤＪを設けたので、調整端子ＡＤＪを介して方向性結合器１０の外部から、終端回路１３のインピーダンスを実測し補正することができる。その結果、方向性を容易かつ高精度に調整可能な方向性結合器１０が得られる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る高周波モジュールについて、方向性結合器が形成された実装部品をモジュール基板に実装してなる高周波モジュールの例を挙げて説明する。
　図２は、実施の形態２に係る高周波モジュール１の機能的な構成の一例を示す回路図である。図２に示されるように、高周波モジュール１は、図１の方向性結合器１０をモジュール基板２０に実装して構成されている。図２では、方向性結合器１０のいくつかの構成要素の符号は省略されている。
　モジュール基板２０は、一例として、樹脂材料またはセラミック材料からなる複数の基材層の積層体に配線導体が配置された多層配線基板である。
　モジュール基板２０には、方向性結合器１０が実装されるとともに、実装部品２１、２２、基板内素子２３、および外部調整端子ＥＸＴＡＤＪのうち、少なくとも１つの構成要素が設けられる。
　実装部品２１、２２は、それぞれ容量素子および抵抗素子が形成され、モジュール基板２０に実装される表面実装型の部品である。
　基板内素子２３は、モジュール基板２０内に形成された回路素子であり、一例として、セラミック材料からなる基材層と基材層を挟んで配置された複数のパターン導体とで構成される容量素子である。
　外部調整端子ＥＸＴＡＤＪは、高周波モジュール１の外部に設けられる回路素子（図示せず）を、方向性結合器１０の終端回路１３に並列に接続するための接続端子である。
　実装部品（表面実装部品）２１、２２、基板内素子２３の各々の一端、および外部調整端子ＥＸＴＡＤＪは、方向性結合器１０の調整端子ＡＤＪに接続されている。実装部品２１、２２、基板内素子２３の各々の他端、およびグランド端子ＧＮＤは、モジュール基板２０のグランド電極に接続されている。
　上述のように構成された高周波モジュール１によれば、方向性結合器１０をモジュール基板２０に実装した後、調整端子ＡＤＪに回路素子を接続する前に、調整端子ＡＤＪを介して終端回路１３のインピーダンスを実測することができる。また、実測されたインピーダンスの所望のインピーダンスからのずれを縮小させるための回路素子を、調整端子ＡＤＪを介して終端回路１３に接続することができる。ここで、所望のインピーダンスとは、一例として、モジュール基板２０に実装された状態で方向性結合器１０の最適な方向性が得られる終端回路１３のインピーダンスである。終端回路１３に接続する回路素子として、実装部品２１、２２、基板内素子２３、および外部調整端子ＥＸＴＡＤＪに接続される回路素子（図示せず）が利用できる。
　これにより、方向性結合器１０をモジュール基板２０に実装することによって生じた終端回路１３のインピーダンスのずれを補正し、モジュール基板２０に実装された状態での方向性結合器１０の方向性を、最適値に近づけることができる。
　このように、高周波モジュール１では、方向性結合器１０の調整端子ＡＤＪを利用することで、モジュール基板２０に実装された状態での方向性結合器１０の終端回路１３のインピーダンスを、方向性結合器１０の外部から実測し補正することができる。その結果、実装後の方向性結合器１０の方向性を容易かつ高精度に調整可能な高周波モジュール１が得られる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る方向性結合器について、副線路の一端にインピーダンスが可変の終端回路が接続された方向性結合器の例を挙げて説明する。
　図３は、実施の形態３に係る方向性結合器１０ａの機能的な構成の一例を示す回路図である。図３に示されるように、方向性結合器１０ａは、図１の方向性結合器１０と比べて、終端回路１３ａのインピーダンスが可変である点において相違する。
　終端回路１３ａは、一例として、可変容量素子１３１ａと可変抵抗素子１３２ａとが並列接続された回路で構成される。
　図示はしていないが、可変容量素子１３１ａは、複数の容量素子と、複数の容量素子の接続を切り替えるスイッチ素子とで構成されてもよく、可変抵抗素子１３２ａは、複数の抵抗素子と、複数の抵抗素子の接続を切り替えるスイッチ素子とで構成されてもよい。スイッチ素子は、外部から方向性結合器１０ａに与えられる制御信号に従って接続状態を切り替えてもよく、接続状態を保持するためのメモリ素子を含んでいてもよい。
　方向性結合器１０ａが実装部品としての集積回路チップに形成される場合、スイッチ素子およびメモリ素子を含む終端回路１３ａは、主線路１１、副線路１２とともに、実装部品に容易に一体形成できる。
　上述のように構成された方向性結合器１０ａによれば、製造後未調整の状態で、調整端子ＡＤＪに測定器のプローブ３０を当てることにより、終端回路１３ａのインピーダンスを実測することができる。また、実測されたインピーダンスの所望のインピーダンスからのずれが縮小するように制御信号を与えて、終端回路１３ａのインピーダンスを変更することができる。ここで、所望のインピーダンスとは、一例として、方向性結合器１０ａの最適な方向性が得られる終端回路１３ａの設計上のインピーダンスである。これにより、終端回路１３ａのインピーダンスの製造誤差を補正し、方向性結合器１０ａの方向性を最適値に近づけることができる。
　図４は、方向性結合器１０ａの調整方法の一例を示すフローチャートである。図４の例では、まず、抵抗値を実測し（Ｓ１１）、測定値を所望値と比較する（Ｓ１２）。測定値が所望値より大であれば、より小さい抵抗値を指示する制御信号を用いて終端回路１３ａの抵抗値を下げ（Ｓ１３）、測定値が所望値より小であれば、より大きい抵抗値を指示する制御信号を用いて終端回路１３ａの抵抗値を上げる（Ｓ１４）。
　次に、容量値を実測し（Ｓ２１）、測定値を所望値と比較する（Ｓ２２）。測定値が所望値より大であれば、より小さい容量値を指示する制御信号を用いて終端回路１３ａの容量値を下げ（Ｓ２３）、測定値が所望値より小であれば、より大きい容量値を指示する制御信号を用いて終端回路１３ａの容量値を上げる（Ｓ２４）。
　このように、方向性結合器１０ａでは、調整端子ＡＤＪを終端回路１３ａのインピーダンスの実測に用いるとともに、終端回路１３ａのインピーダンスの補正は、終端回路１３ａ自体が有する可変機能を用いて行うことができる。これにより、終端回路１３ａのインピーダンスの製造誤差（個体ごとのばらつき）を、例えば、方向性結合器１０ａをモジュール基板へ実装する前に、方向性結合器１０ａ単体でキャンセルすることができる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４に係る方向性結合器について、副線路と調整端子ＡＤＪとの間の接続構造の例を挙げて説明する。
　図５は、実施の形態４に係る方向性結合器の構造の一例を模式的に示す斜視図である。図５では、方向性結合器１０の実装面（モジュール基板に方向性結合器１０を実装するための実装用端子が形成される面）および厚みの方向をそれぞれＸＹ方向およびＺ方向とし、方向性結合器１０の主線路１１、副線路１２、ビア導体１４、および調整端子ＡＤＪの配置を模式的に示している。
　ビア導体１４は、副線路１２の終端回路（図示せず）に接続された一端１２１と調整端子ＡＤＪとを結ぶ配線の一例である。
　調整端子ＡＤＪは、方向性結合器１０を平面視した場合、つまりＺ方向に見た場合、副線路１２の一端１２１と重なる位置にある。
　そのため、副線路１２の一端１２１から調整端子ＡＤＪまでの配線の長さを短くしやすくなり、配線に生じる寄生成分を抑制しやすくなる。これにより、配線の寄生成分の影響による終端回路のインピーダンスの変動が抑制されるので、方向性の調整がより容易な方向性結合器１０が得られる。
　図６は、実施の形態４に係る方向性結合器の構造の他の一例を模式的に示す斜視図である。図６では、方向性結合器１０の実装面および厚みの方向をそれぞれＸＹ方向およびＺ方向とし、方向性結合器１０の主線路１１、副線路１２、ビア導体１４ａ、１４ｂ、パターン導体１５、および調整端子ＡＤＪの配置を模式的に示している。
　ビア導体１４ａ、１４ｂおよびパターン導体１５は、副線路１２の終端回路（図示せず）に接続された一端１２１と調整端子ＡＤＪとを結ぶ配線の一例である。ビア導体１４ａは配線の第１区間に対応し、ビア導体１５ｂおよびパターン導体１５は配線の第２区間に対応する。
　調整端子ＡＤＪは、方向性結合器１０を平面視した場合、つまりＺ方向に見た場合、副線路１２の一端１２１と重ならない位置にある。また、ビア導体１４ａの断面積はＳ１であり、パターン導体１５の断面積はＳ１より大きいＳ２であり、ビア導体１４ｂおよびパターン導体１５を合わせた延長は、ビア導体１４ａの延長より長い。
　なお、ここに指す断面積とは、ビア導体およびパターン導体が延びる方向にビア導体やパターン導体を切った場合の断面積ではなく、ビア導体およびパターン導体が延びる方向に略垂直な方向にビア導体やパターン導体を切った場合の断面積である。すなわち、ビア導体１４ａ、１４ｂについては図６のＸＹ面で切った場合の断面積であり、パターン導体１５については図６のＹＺ面で切った場合の断面積である。
　そのため、副線路１２の一端１２１から調整端子ＡＤＪまでの配線の長さがある程度長くなってしまう場合でも、大きい断面積Ｓ１のビア導体１４ｂ、パターン導体１５を小さい断面積Ｓ２のビア導体１４ａよりも長く設けることで、配線に生じる寄生成分を抑制しやすくなる。これにより、配線の寄生成分の影響による終端回路のインピーダンスの変動が抑制されるので、方向性の調整がより容易な方向性結合器１０が得られる。
　なお、本明細書では、副線路１２の端部とは、副線路１２を構成するパターン導体のうち、方向性結合器１０の所望の結合度を得るために主線路１１と意図的に結合するように配置された区間の端部を意味する。副線路１２の端部は、一例として、副線路１２を構成するパターン導体のうち、主線路１１までの距離が一定である区間、つまり区間に含まれる任意の点から主線路１１までの最短距離が一定である区間の端部として定義される。また、他の例として、副線路１２を構成するパターン導体のうち、線幅および厚みのうち少なくとも一方が一定である区間の端部として定義される。
　以上、本発明の方向性結合器について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　（まとめ）
　以上説明したように、本発明の一態様に係る方向性結合器は、主線路と、副線路と、前記副線路の一方端に接続された終端回路と、を備え、前記副線路の前記一方端と前記終端回路との間のノードから引き出される引き出し端子をさらに備える。
　このような構成によれば、引き出し端子を設けたので、終端回路のインピーダンスを、引き出し端子を介して実測することができる。また、実測されたインピーダンスの所望のインピーダンスからのずれを縮小させるための回路素子を、引き出し端子を介して終端回路に接続できる。これにより、方向性を容易かつ高精度に調整可能な方向性結合器が得られる。
　また、前記引き出し端子は、前記終端回路と並列に接続されていてもよい。
　また、前記終端回路のインピーダンスが固定であってもよい。
　このような構成によれば、インピーダンスが固定の終端回路を用いるので、単純な構成で、方向性を容易かつ高精度に調整可能な方向性結合器が得られる。
　また、前記終端回路のインピーダンスが可変であってもよい。
　このような構成によれば、引き出し端子を介して実測された終端回路のインピーダンスを基に、終端回路のインピーダンスを可変制御できるので、方向性を容易かつ高精度に調整可能な方向性結合器が得られる。インピーダンスが可変の終端回路を用いるので、終端回路のインピーダンスの製造誤差を、例えば方向性結合器を基板に実装する前に、方向性結合器単体でキャンセルすることができる。
　また、本発明の一態様に係る方向性結合器は実装部品に形成されていてもよい。
　また、前記引き出し端子は、前記実装部品を平面視した場合に、前記副線路の前記終端回路に接続された一方端と重なる位置にあってもよい。
　このような構成によれば、副線路の一方端から引き出し端子までの配線の長さを短くしやすいため、配線に生じる寄生成分を抑制しやすくなる。これにより、配線の寄生成分の影響による終端回路のインピーダンスの変動が抑制されるので、方向性の調整がより容易な方向性結合器が得られる。
　また、前記引き出し端子は、前記実装部品を平面視した場合に、前記副線路の前記終端回路に接続された一方端と重ならない位置にあり、前記実装部品内で前記副線路の前記一方端と前記引き出し端子とが、第１断面積を有する第１区間と前記第１断面積より大きい第２断面積を有する第２区間とを含む配線で結ばれており、前記第２区間の長さは前記第１区間の長さより長いとしてもよい。
　このような構成によれば、副線路の一方端から引き出し端子までの配線の長さがある程度長くなってしまう場合でも、配線の断面積が大きい区間を断面積が小さい区間よりも長く設けることで、配線に生じる寄生成分を抑制しやすくなる。これにより、配線の寄生成分の影響による終端回路のインピーダンスの変動が抑制されるので、方向性の調整がより容易な方向性結合器が得られる。
　また、前記終端回路は、容量素子と抵抗素子とが並列に接続された回路で構成され、前記容量素子の容量値は、前記方向性結合器の方向性を最適化する容量値より小さく、前記抵抗素子の抵抗値は、前記方向性結合器の方向性を最適化する抵抗値より大きいとしてもよい。
　このような構成によれば、回路素子は引き出し端子を介して終端回路に並列に接続されることから、回路素子の接続により、終端回路の容量値はより大きく調整され、抵抗値はより小さく調整される。そこで、終端回路を構成する容量素子の容量値を最適な容量値より小さく、かつ抵抗素子の抵抗値を最適な抵抗値より大きくしておくことで、回路素子の接続による容量値および抵抗値の調整を容易にすることができる。
　また、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、前記方向性結合器と、前記方向性結合器の前記引き出し端子に接続された回路素子と、を備える。
　このような構成によれば、高周波モジュールに実装された方向性結合器の方向性を、方向性結合器の外部から回路素子を用いて容易かつ高精度に調整可能な高周波モジュールが得られる。
　本発明は、方向性結合器および高周波モジュールとして広く利用できる。
　　１　高周波モジュール
　　１０、１０ａ　方向性結合器
　　１１　主線路
　　１１１　主線路の一端
　　１１２　主線路の他端
　　１２　副線路
　　１２１　副線路の一端
　　１２２　副線路の他端
　　１３、１３ａ　終端回路
　　１３１　容量素子
　　１３１ａ　可変容量素子
　　１３２　抵抗素子
　　１３２ａ　可変抵抗素子
　　１４、１４ａ、１４ｂ　ビア導体
　　１５　パターン導体
　　２０　モジュール基板
　　２１、２２　実装部品
　　２３　基板内素子
　　３０　プローブ
　　Ｎ　ノード
　　ＲＦｉｎ　入力端子
　　ＲＦｏｕｔ　出力端子
　　ＣＰＬ　カップリング端子
　　ＡＤＪ　調整端子（引き出し端子）
　　ＧＮＤ　グランド端子

Claims (9)

  1. 　主線路と、副線路と、前記副線路の一方端に接続された終端回路と、を備え、
    　前記副線路の前記一方端と前記終端回路との間のノードから引き出される引き出し端子をさらに備える、
    　方向性結合器。
  2. 　前記引き出し端子は、前記終端回路と並列に接続されている、
    　請求項１に記載の方向性結合器。
  3. 　前記終端回路のインピーダンスが固定である、
    　請求項１又は２に記載の方向性結合器。
  4. 　前記終端回路のインピーダンスが可変である、
    　請求項１又は２に記載の方向性結合器。
  5. 　実装部品に形成されている、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の方向性結合器。
  6. 　前記引き出し端子は、前記実装部品を平面視した場合に、前記副線路の前記終端回路に接続された一方端と重なる位置にある、
    　請求項５に記載の方向性結合器。
  7. 　前記引き出し端子は、前記実装部品を平面視した場合に、前記副線路の前記終端回路に接続された一方端と重ならない位置にあり、
    　前記実装部品内で前記副線路の前記一方端と前記引き出し端子とが、第１断面積を有する第１区間と前記第１断面積より大きい第２断面積を有する第２区間とを含む配線で結ばれており、前記第２区間の長さは前記第１区間の長さより長い、
    　請求項５に記載の方向性結合器。
  8. 　前記終端回路は、容量素子と抵抗素子とが並列に接続された回路で構成され、
    　前記容量素子の容量値は、前記方向性結合器の方向性を最適化する容量値より小さく、
    　前記抵抗素子の抵抗値は、前記方向性結合器の方向性を最適化する抵抗値より大きい、
    　請求項１から７のいずれか１項に記載の方向性結合器。
  9. 　請求項１から８のいずれか１項に記載の方向性結合器と、
    　前記方向性結合器の前記引き出し端子に接続された回路素子と、
    　を備える高周波モジュール。
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