JP3872200B2 - Non-radiative dielectric line coupler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は非放射性誘電体線路カプラに関し、例えばミリ波集積回路等に組み込まれて、高周波信号のガイドとして用いられる非放射性誘電体線路を結合させるカプラ(結合器)に関する。
【0002】
【従来技術】
非放射性誘電体線路(Non Radiative Dielectric Guideで、NRDガイドともいう)は、図5に示すように、断面矩形状の誘電体線路1の上下に平行平板導体2、3を配置して構成されている。このような非放射性誘電体線路では、平行平板導体2、3の間隔がλ/2以下のとき、波長がλより大きい高周波信号は遮断されて平行平板導体2、3間の空間には侵入できない。そして、平行平板導体2、3の間に誘電体線路1を介装すると、その誘電体線路1に沿って高周波信号を伝搬でき、その高周波信号からの放射波は平行平板導体2、3の遮断効果によって抑制される。尚、前記λは近似的に真空中を伝搬する高周波信号(電磁波)の波長に等しい。また、図5においては上側の平行平板導体3の一部を切り欠いて記載した。
【0003】
ところで、この非放射性誘電体線路において、高周波信号(電磁波)を分割および結合するために用いられるカプラとしては、図6のように2つの誘電体線路5、6を所定の間隔Lで配置したものが用いられていた。尚、図6は誘電体線路の模式図であり、上下の平行平板導体は省略している。
【0004】
誘電体線路5のポートaから入射された電磁波は、一部は誘電体線路5をそのまま透過してポートbから出力され、一部は誘電体線路6と電磁的に結合し、ポートcから出力される。
【0005】
また、ポートdから入射された電磁波は、同様にポートbとポートcに分割されて出力される。ポートaとポートdに同時に電磁波を入射すると、それぞれ分割された電磁波が混合されてポートb、ポートcへ出力される。
【0006】
2つの誘電体線路の間隔Lを適当に調整することによって、所望の分割比を持った透過率を得ることができる。非放射性誘電体線路では、このカプラを用いて、分割器や結合器を構成していた(例えば、IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-31, No.8,August 1983,P648-654 、特開平8−8621号公報、特開平6−174824号公報等)。
【0007】
また、誘電体線路5、6は直線である必要はなく、通常は、他の非放射性誘電体線路の回路と接続するため、図7に示すように直線状誘電体線路7と曲線状誘電体線路8を組み合わせたり、図示しないが2つの曲線状誘電体線路を組み合わせたものが用いられている。
【0008】
直線状誘電体線路7と曲線状誘電体線路8を組み合わせたり、曲率半径の異なる2つの曲線状誘電体線路を組み合わせた非対称カプラでは、2つの直線状誘電体線路5、6もしくは2つの同じ曲率半径の誘電体線路を用いたものと比べ、ポートaから入射した際のポートcへの透過率が小さいことが知られている。これは、2つの誘電体線路中の高周波信号が対称ではないためであると考えられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の非放射性誘電体線路カプラは帯域幅が狭かったため、通信など広帯域が必要な機器では不十分であった。また、狭帯域であったため、使用周波数において所望の透過率を有するように、誘電体線路の間隔を微調整する必要があり、製造が困難であった。
【0010】
即ち、図8に図6の従来の非放射性誘電体線路カプラの特性の計算結果を示す。この特性図は使用周波数60GHzにおいて、ポートaから入射された高周波信号がポートbとポートcへ等分割される場合について行った。Sbaはポートbへ出力される高周波信号の透過率、Scaはポートcへ出力される高周波信号の透過率を表している。図8に示すように、透過率は周波数によって大きく変化しており、60GHzから周波数がずれると透過率も大きく変化する。このため、通常、従来のカプラの帯域幅は1GHz程度のとどまっていた。このような1GHz程度の帯域幅では、通信など広帯域が必要な機器では不十分であった。
【0011】
また、カプラの特性は、2つの誘電体線路5、6の間隔Lが変動すると透過率が大きく変動するため、2つの誘電体線路5、6を高精度で配置する必要があり、このことが非放射性誘電体線路の量産性を妨げていた。
【0012】
さらに、前述したように、直線状誘電体線路と曲線状誘電体線路を組み合わせたり、曲率半径の異なる2つの曲線状誘電体線路を組み合わせた非対称のカプラでは、2つの誘電体線路中の高周波信号の非対称性のため、設計通りの高周波信号がポートcへ出力されないという問題があった。そのため、従来は、同じ曲率半径の曲線状誘電体線路を用いたり、曲率半径の充分大きな曲線状誘電体線路と直線状誘電体線路を組み合わせたりしてカプラを構成する必要があった。従って、設計上の自由度が少なくなると同時に、非放射性誘電体線路回路の小型化を妨げていた。
【0013】
本発明は、従来より帯域幅が広く、通信などの広帯域を必要とする機器にも応用することができると同時に、容易に大量生産ができ、設計の自由度が高く、小型の非放射性誘電体線路カプラを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の非放射性誘電体線路カプラは、一対の平行平板導体の間に、直線状または曲線状の第1誘電体線路および該第1誘電体線路の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する曲線状の第2誘電体線路を隣接して設け、前記第1誘電体線路のポートaおよび/または前記第2誘電体線路のポートdを伝送する高周波信号が、前記第1誘電体線路のポートbおよび前記第2誘電体線路のポートcに出力されるとともに、前記第1および第2誘電体線路から出力される高周波信号の周波数に対する透過率曲線において、それぞれ使用周波数での透過率|Sij|(iはb又はc、jはa又はd)が極値を有するものである。
【0015】
ここで、第1および第2誘電体線路において、使用周波数での透過率の極値が一致することが望ましい。
【0016】
また、第1および第2誘電体線路が比誘電率4以上の誘電体からなるとともに、第2誘電体線路が曲率半径8mm以下の曲線状であることが望ましい。さらに第1および第2誘電体線路が比誘電率4より小さい誘電体からなるとともに、第2誘電体線路が曲率半径12mm以下の曲線状であることが望ましい。
【0017】
【作用】
従来の非放射性誘電体線路カプラでは、2つの直線状誘電体線路を用いたり、同じ曲率半径の曲線状誘電体線路を用いたり、曲率半径の充分大きな曲線状誘電体線路と直線状誘電体線路を組み合わせて構成されていた。これは、前述したように、設計通りの高周波信号がポートaからポートcへ出力されないという問題のためである。
【0018】
直線状誘電体線路と曲線状誘電体線路を組み合わせた非対称カプラの特性は図9のようになる。非対称のカプラでは、2つの直線状誘電体線路を用いたカプラに比べ、ポートbへの透過率が大きくなり、ポートcへの透過率が小さくなる。
【0019】
そのため、ポートbとポートcへの透過率が等しくなる点が、2つの直線状誘電体線路を用いたカプラ(図8)に比べ、低周波数側に移動する。
【0020】
本発明者等は、非対称のカプラの持つこのような問題を積極的に利用することにより、前述した問題を一挙に解決することができることを見いだし、本発明に至った。つまり、従来では、例えば、60GHzでポートbとポートcに高周波信号が等分配されるカプラを作製する場合には、図8に示すように、使用周波数60GHzにおいてSbaの曲線とScaの曲線を交差するようにしていたが、本発明では、図10に示すように、使用周波数60GHzにおいてSbaの曲線の極値とScaの曲線の極値が一致するようにしたのである。
【0021】
即ち、一方の曲線状の誘電体線路の曲率半径を小さくすることにより2つの誘電体線路の非対称性をさらに大きくし、また2つの誘電体線路間の間隔を調整することにより、図10に示すように使用周波数での透過率が極値となる。よって、本発明の非放射性誘電体線路カプラは、ポートb、ポートcへの透過率が、使用周波数において極値となっているので、使用周波数付近の透過率曲線の傾きが非常に小さくなり、帯域幅が広くなり、通信などの広帯域を必要とする機器にも応用することができる。尚、図10は、本発明の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周波数との関係の計算結果を示すグラフである。
【0022】
また、帯域幅が広いため、カプラを構成する2つの誘電体線路の間隔が多少変化しても、透過率がほとんど変化しないため、調整が簡単で容易に大量生産でき、設計の自由度が高くなる。
【0023】
さらに、本発明の非放射性誘電体線路カプラは、従来の誘電体線路よりも曲率半径を小さくすることにより、帯域幅を広くすることができるため、小型化できる。本発明の非放射性誘電体線路カプラは、50GHz以上の高周波で使用される場合に好適に用いられる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の非放射性誘電体線路カプラの斜視図を図1に示す。図1において、符号14は一対の平行平板導体、15は直線状の第1誘電体線路、16は曲線状の第2誘電体線路である。また、符号a、bは第1誘電体線路15の入出力ポートで、以後それぞれポートa、ポートbと呼ぶ。符号c、dは第2誘電体線路16の入出力ポートで、以後それぞれポートc、ポートdと呼ぶ。尚、図1においては上側の平行平板導体14の一部を切り欠いて記載した。
【0025】
このような非放射性誘電体線路カプラでは、第1誘電体線路15を伝送する高周波信号が、第1誘電体線路15の高周波信号伝送方向に出力されるとともに、第2誘電体線路16から出力されるものである。
【0026】
尚、第2誘電体線路16を伝送する高周波信号が、第2誘電体線路16の高周波信号伝送方向に出力されるとともに、第1誘電体線路15から出力されるものであっても良い。さらに、第1誘電体線路15と第2誘電体線路16から入力された高周波信号が、第1誘電体線路15および第2誘電体線路16の高周波信号伝送方向に分割されて出力されるものであっても良い。
【0027】
平行平板導体14は、高い電気伝導度及び加工性の点で、Cu、Al、Fe、SUS(ステンレス)、Ag、Au、Pt等の導体板、あるいはこられの導体層を表面に形成した絶縁板でもよい。
【0028】
誘電体線路15、16はテフロン等の低損失樹脂材料、コージェライト等の低誘電率セラミック材料からなることが望ましい。これらは低損失で加工が容易であり、量産に適しているからである。
【0029】
また、図1では、直線状の第1誘電体線路15と曲線状の第2誘電体線路16を組み合わした非放射性誘電体線路カプラを示したが、もちろん、本発明の範囲を逸脱しないものであれば、例えば第1誘電体線路および第2誘電体線路が曲線状であっても良い。
【0030】
ポートaから高周波信号を入射した場合、ポートcへの透過率の減少は、曲線状の第2誘電体線路16の曲率半径によっている。このため、ポートbへの透過率の極小値、ポートcへの透過率の極大値は、曲線状の第2誘電体線路16の曲率半径を小さくするにつれてそれぞれ増加、減少する。また、この極値の位置は、2つの誘電体線路15、16の間隔により変化する。このため、本発明の非放射性誘電体線路カプラは、従来よりも曲率半径が小さい曲線状の第2誘電体線路16を故意に使用することによって実現される。第2誘電体線路16の曲率半径と2つの誘電体線路15、16の間隔を所定値に設定することにより、所望周波数で所望の透過率の極値を持つ非放射性誘電体線路カプラを構成することができるのである。
【0031】
透過率の極値の値、周波数は、曲線状の第2誘電体線路16の曲率半径と2つの誘電体線路15、16の間隔、使用する誘電体線路15、16の幅、高さ、比誘電率によって変化する。このため、最適な第2誘電体線路16の曲率半径と2つの誘電体線路15、16の間隔は、所望する透過率、所望する周波数、使用する誘電体線路について、実験的もしくは計算によって決定する必要がある。
【0032】
本発明の非放射性誘電体線路カプラとしては、第1および第2誘電体線路が誘電率4以上の誘電体からなるとともに、第2誘電体線路が曲率半径8mm以下の曲線状であることが望ましい。特に、第1誘電体線路が直線状であることが望ましい。また、第1および第2誘電体線路は実用的な面から誘電率4〜10であることが望ましい。
【0033】
また、第1および第2誘電体線路が誘電率4より小さい誘電体からなる場合には、第2誘電体線路が曲率半径12mm以下の曲線状であることが望ましい。特に、第1誘電体線路が直線状であることが望ましい。また、第1および第2誘電体線路は誘電率2〜3の誘電体であることが望ましい。尚、曲率半径とは、例えば図7のRをいう。
【0034】
上記範囲を満たしていれば、2つの誘電体線路の曲率半径の差が大きいほど、ポートbへの透過率の極値が小さくなるが、例えば、高さ2.25mm、幅1.0mm、誘電率5の誘電体線路を用いて60GHzでポートb、cへの透過率が等しくなる3dBカプラは、直線状誘電体線路と曲率半径4mm程度の曲線状誘電体線路を使用することによって実現できる。
【0035】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更は何等差し支えない。
【0036】
【実施例】
Cuからなる縦100×横100×厚み8mmの2枚の平行平板導体を用意し、これらの平行平板導体の間に、比誘電率が4.8のコージェライトからなる高さ2.25mm×巾1mmの直線状の第1誘電体線路および曲線状の第2誘電体線路を配置し、図1の非放射性誘電体線路カプラを以下のようにして作製した。
【0037】
この実施例では、60GHzでポートbとポートcに高周波信号が等分配されるカプラを作製した場合について示す。
【0038】
直線状の第1誘電体線路は長さ80mmのものを使用し、その両端を変換器を介して測定用の導波管に接続した。また、曲線状の第2誘電体線路は曲率半径3.9mmの180゜ベンド(半円形状)を使用し、その両端に直線状誘電体線路を接続し、変換器を介して測定用の導波管に接続した。
【0039】
直線状の第1誘電体線路と曲線状の第2誘電体線路の間隔は、60GHzで透過率が極値を持つように実験的に1.4mmと決定した。また、比較のため、従来のカプラとして、曲率半径12.7mmの180゜ベンドを2つ使用した対称カプラも作製した。
【0040】
本発明と従来の非放射性誘電体線路について、ミリ波(数10〜数100GHz帯)透過特性をヒューレットパッカード社製のネットワークアナライザー〔8757C〕により測定し、本発明の非放射性誘電体線路カプラの結果を図2、3に、従来の非放射性誘電体線路カプラの結果を図4に記載した。尚、図の縦軸の透過率には前記した変換器の損失が含まれているため、実際のカプラのみの透過率はこの値よりも1dB程度大きくなる。
【0041】
図2、3から、本発明の非放射性誘電体線路カプラは59〜61.5GHz程度の広い周波数範囲に渡ってポートbとポートcにほぼ等しい高周波信号が分配され、広帯域であることが判る。これに対して、従来のカプラでは、ポートbとポートcの透過率が等しくなるのは、60〜60.5GHz程度のごく狭い周波数範囲にとどまっていることが判る。
【0042】
【発明の効果】
本発明の非放射性誘電体線路カプラでは帯域幅を非常に広くでき、これにより、2つの誘電体線路の間隔が多少変化しても透過率がほとんど変化しないため、通信などの広帯域を必要とする機器にも応用することができると同時に、容易に大量生産ができ、設計の自由度が高くなる。
【0043】
さらに、本発明の非放射性誘電体線路カプラでは、従来の誘電体線路よりも曲率半径を小さくすることにより帯域幅を広くできるため小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非放射性誘電体線路カプラの一例を示す斜視図である。
【図2】図1の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周波数との関係を示すグラフである。
【図3】図2の一部を拡大して示すグラフである。
【図4】従来の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周波数との関係を示すグラフである。
【図5】非放射性誘電体線路の斜視図である。
【図6】2つの直線状の誘電体線路を用いた従来の非放射性誘電体線路カプラの模式図である。
【図7】直線状誘電体線路と曲線状誘電体線路を用いた従来の非放射性誘電体線路カプラの模式図である。
【図8】図6の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周波数との関係の計算結果を示すグラフである。
【図9】図7の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周波数との関係の計算結果を示すグラフである。
【図10】本発明の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周波数との関係の計算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
14・・・平行平板導体
15・・・第1誘電体線路
16・・・第2誘電体線路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-radiative dielectric line coupler, for example, a coupler (coupler) that is incorporated in a millimeter wave integrated circuit or the like and couples a non-radiative dielectric line used as a guide for a high-frequency signal.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, a non-radiative dielectric line (also referred to as an NRD guide) is configured by arranging
[0003]
By the way, in this non-radiative dielectric line, as a coupler used for dividing and coupling a high-frequency signal (electromagnetic wave), two
[0004]
The electromagnetic wave incident from the port a of the
[0005]
Similarly, the electromagnetic wave incident from the port d is divided into the port b and the port c and output. When electromagnetic waves are simultaneously incident on port a and port d, the divided electromagnetic waves are mixed and output to ports b and c.
[0006]
By appropriately adjusting the distance L between the two dielectric lines, it is possible to obtain a transmittance having a desired division ratio. In non-radiative dielectric lines, this coupler is used to form dividers and couplers (for example, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-31, No. 8, August 1983, P648-654). (Kaihei 8-8621, JP-A-6-174824, etc.).
[0007]
In addition, the
[0008]
In an asymmetric coupler in which the linear
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional non-radiative dielectric line coupler has a narrow bandwidth, it is insufficient for devices that require a wide band such as communication. In addition, since it is a narrow band, it is necessary to finely adjust the interval between the dielectric lines so as to have a desired transmittance at the used frequency, and it is difficult to manufacture.
[0010]
That is, FIG. 8 shows the calculation results of the characteristics of the conventional nonradiative dielectric line coupler of FIG. This characteristic diagram is shown for a case where a high frequency signal incident from port a is equally divided into port b and port c at a use frequency of 60 GHz. S ba represents the transmittance of the high-frequency signal output to the port b, and S ca represents the transmittance of the high-frequency signal output to the port c. As shown in FIG. 8, the transmittance varies greatly depending on the frequency, and when the frequency deviates from 60 GHz, the transmittance also varies greatly. For this reason, the bandwidth of the conventional coupler is usually only about 1 GHz. Such a bandwidth of about 1 GHz is insufficient for devices that require a wide band such as communication.
[0011]
In addition, since the transmittance of the coupler greatly varies when the distance L between the two
[0012]
Further, as described above, in an asymmetric coupler in which a linear dielectric line and a curved dielectric line are combined, or two curved dielectric lines having different curvature radii are combined, a high-frequency signal in the two dielectric lines is used. Because of this asymmetry, there is a problem that a high-frequency signal as designed is not output to the port c. Therefore, conventionally, it has been necessary to configure a coupler by using a curved dielectric line having the same radius of curvature, or by combining a curved dielectric line having a sufficiently large radius of curvature and a linear dielectric line. Therefore, the degree of freedom in design is reduced, and at the same time, miniaturization of the non-radiative dielectric line circuit is hindered.
[0013]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has a wider bandwidth and can be applied to devices that require a wide band such as communication, and at the same time, can be easily mass-produced, has a high degree of design freedom, and is a small non-radiative dielectric. An object is to provide a line coupler.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The non-radiative dielectric line coupler of the present invention has a linear or curved first dielectric line between a pair of parallel plate conductors and a curved shape having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the first dielectric line. provided adjacent the second dielectric waveguide, a high frequency signal transmitted through the port d of the port a and / or the second dielectric waveguide of the first dielectric waveguide is, port b and the first dielectric waveguide In the transmittance curve with respect to the frequency of the high frequency signal output to the port c of the second dielectric line and output from the first and second dielectric lines, the transmittance | Sij | (i Is b or c, j is a or d) has an extreme value.
[0015]
Here, in the first and second dielectric lines, it is desirable that the extreme values of the transmittance at the used frequency coincide.
[0016]
The first and second dielectric lines are preferably made of a dielectric having a relative dielectric constant of 4 or more, and the second dielectric line is preferably curved with a curvature radius of 8 mm or less. Furthermore, it is desirable that the first and second dielectric lines are made of a dielectric material having a relative dielectric constant of less than 4, and the second dielectric line has a curved shape with a radius of curvature of 12 mm or less.
[0017]
[Action]
In the conventional non-radiative dielectric line coupler, two linear dielectric lines, a curved dielectric line having the same radius of curvature, a curved dielectric line having a sufficiently large radius of curvature and a linear dielectric line are used. It was configured by combining. As described above, this is because a high-frequency signal as designed is not output from port a to port c.
[0018]
FIG. 9 shows the characteristics of an asymmetric coupler in which a linear dielectric line and a curved dielectric line are combined. In the asymmetric coupler, the transmittance to the port b is larger and the transmittance to the port c is smaller than that of the coupler using two linear dielectric lines.
[0019]
Therefore, the point at which the transmittance to port b and port c becomes equal shifts to the low frequency side as compared with the coupler (FIG. 8) using two linear dielectric lines.
[0020]
The inventors of the present invention have found that the above-mentioned problems can be solved at once by actively utilizing such problems of the asymmetric coupler, and have reached the present invention. In other words, conventionally, for example, when a coupler in which a high-frequency signal is equally distributed to port b and port c at 60 GHz, as shown in FIG. 8, the curve of S ba and the curve of S ca at a use frequency of 60 GHz. had to be crossed, in the present invention, as shown in FIG. 10 is the extremes of the curve extremes and S ca curves S ba in the use frequency 60GHz is to match.
[0021]
That is, by reducing the radius of curvature of one of the curved dielectric lines, the asymmetry of the two dielectric lines is further increased, and the distance between the two dielectric lines is adjusted, as shown in FIG. Thus, the transmittance at the operating frequency is an extreme value. Therefore, in the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, the transmittance to the port b and the port c is an extreme value at the use frequency, so the slope of the transmittance curve near the use frequency becomes very small. The bandwidth is wide, and it can be applied to devices that require a wide band such as communication. FIG. 10 is a graph showing the calculation result of the relationship between the transmittance and frequency of the non-radiative dielectric line coupler of the present invention.
[0022]
In addition, because the bandwidth is wide, the transmittance hardly changes even if the distance between the two dielectric lines that make up the coupler changes slightly. Therefore, adjustment is easy and mass production is easy, and design flexibility is high. Become.
[0023]
Furthermore, the nonradiative dielectric line coupler of the present invention can be downsized because the bandwidth can be widened by making the radius of curvature smaller than that of the conventional dielectric line. The non-radiative dielectric line coupler of the present invention is suitably used when used at a high frequency of 50 GHz or higher.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A perspective view of the non-radiative dielectric line coupler of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1,
[0025]
In such a non-radiative dielectric line coupler, a high-frequency signal transmitted through the first
[0026]
The high frequency signal transmitted through the second
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
FIG. 1 shows a non-radiative dielectric line coupler in which a linear first
[0030]
When a high frequency signal is incident from the port a, the decrease in the transmittance to the port c depends on the curvature radius of the curved second
[0031]
The extreme value and frequency of the transmittance are determined by the curvature radius of the curved second
[0032]
In the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, it is desirable that the first and second dielectric lines are made of a dielectric having a dielectric constant of 4 or more, and the second dielectric line has a curved shape having a curvature radius of 8 mm or less. . In particular, it is desirable that the first dielectric line is linear. Moreover, it is desirable that the first and second dielectric lines have a dielectric constant of 4 to 10 from a practical aspect.
[0033]
When the first and second dielectric lines are made of a dielectric having a dielectric constant smaller than 4, it is desirable that the second dielectric line has a curved shape with a radius of curvature of 12 mm or less. In particular, it is desirable that the first dielectric line is linear. The first and second dielectric lines are preferably dielectrics having a dielectric constant of 2 to 3. The radius of curvature refers to R in FIG. 7, for example.
[0034]
If the above range is satisfied, the greater the difference in the radius of curvature of the two dielectric lines, the smaller the extreme value of the transmittance to the port b. For example, the height is 2.25 mm, the width is 1.0 mm, the dielectric is A 3 dB coupler that uses a dielectric line with a rate of 5 and has the same transmittance to ports b and c at 60 GHz can be realized by using a linear dielectric line and a curved dielectric line with a curvature radius of about 4 mm.
[0035]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change does not interfere in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0036]
【Example】
Two parallel plate conductors of Cu 100 × W 100 ×
[0037]
In this embodiment, a case in which a coupler that equally distributes a high-frequency signal to ports b and c at 60 GHz is shown.
[0038]
A straight first dielectric line having a length of 80 mm was used, and both ends thereof were connected to a measurement waveguide via a converter. The curved second dielectric line uses a 180 ° bend (semi-circular shape) with a radius of curvature of 3.9 mm, linear dielectric lines are connected to both ends of the second dielectric line, and a measurement conductor is connected via a transducer. Connected to wave tube.
[0039]
The distance between the linear first dielectric line and the curved second dielectric line was experimentally determined to be 1.4 mm so that the transmittance has an extreme value at 60 GHz. For comparison, a symmetric coupler using two 180 ° bends having a radius of curvature of 12.7 mm was also manufactured as a conventional coupler.
[0040]
About the present invention and the conventional nonradiative dielectric line, the millimeter wave (several tens to several hundreds GHz band) transmission characteristics were measured by a network analyzer [8757C] manufactured by Hewlett-Packard Co., and the result of the nonradiative dielectric line coupler of the
[0041]
2 and 3, it can be seen that the non-radiative dielectric line coupler according to the present invention has a wide bandwidth because high frequency signals substantially equal to the ports b and c are distributed over a wide frequency range of about 59 to 61.5 GHz. On the other hand, in the conventional coupler, it is understood that the transmittances of the port b and the port c are equal only in a very narrow frequency range of about 60 to 60.5 GHz.
[0042]
【The invention's effect】
With the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, the bandwidth can be very wide, so that the transmittance hardly changes even if the distance between the two dielectric lines is changed slightly, so that a wide band such as communication is required. At the same time it can be applied to equipment, it can be easily mass-produced and the degree of freedom in design is increased.
[0043]
Furthermore, in the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, the bandwidth can be widened by making the radius of curvature smaller than that of the conventional dielectric line, so that a reduction in size can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a non-radiative dielectric line coupler of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the transmittance and frequency of the non-radiative dielectric line coupler of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing a part of FIG. 2 in an enlarged manner.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the transmittance and frequency of a conventional non-radiative dielectric line coupler.
FIG. 5 is a perspective view of a non-radiative dielectric line.
FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional non-radiative dielectric line coupler using two linear dielectric lines.
FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional non-radiative dielectric line coupler using a linear dielectric line and a curved dielectric line.
8 is a graph showing the calculation result of the relationship between the transmittance and the frequency of the non-radiative dielectric line coupler of FIG. 6;
9 is a graph showing a calculation result of a relationship between transmittance and frequency of the non-radiative dielectric line coupler of FIG.
FIG. 10 is a graph showing the calculation result of the relationship between the transmittance and frequency of the non-radiative dielectric line coupler of the present invention.
[Explanation of symbols]
14 ...
Claims (2)
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