JPH0793526B2 - 方向性結合器 - Google Patents
方向性結合器Info
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- JPH0793526B2 JPH0793526B2 JP12196787A JP12196787A JPH0793526B2 JP H0793526 B2 JPH0793526 B2 JP H0793526B2 JP 12196787 A JP12196787 A JP 12196787A JP 12196787 A JP12196787 A JP 12196787A JP H0793526 B2 JPH0793526 B2 JP H0793526B2
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Landscapes
- Waveguide Connection Structure (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロ波帯で用いられる方向性結合器に関
する。
する。
［従来の技術］ 従来の方向性結合器の構成を第12図および第13図に示
す。第12図はその平面図であり、第13図はＩ−Ｉ′線に
おける断面図である。
す。第12図はその平面図であり、第13図はＩ−Ｉ′線に
おける断面図である。
背面に接地導体５を有する誘電体層４上にマイクロスト
リップ線路１および２が設けられている。線路１および
２の中央部は、長さＬに亘って間隔ｓで近接している。
長さＬは、結合したいマイクロ波の波長λの約1/4に選
定される。線路１および２は、第14図に示すような形状
であってもよい。線路１および２の平行に近接した線路
（平行線路）部分の上部に誘電体層３が配置され、誘電
体層３の上面には結合導体板６が配置されている。
リップ線路１および２が設けられている。線路１および
２の中央部は、長さＬに亘って間隔ｓで近接している。
長さＬは、結合したいマイクロ波の波長λの約1/4に選
定される。線路１および２は、第14図に示すような形状
であってもよい。線路１および２の平行に近接した線路
（平行線路）部分の上部に誘電体層３が配置され、誘電
体層３の上面には結合導体板６が配置されている。
線路１の線路端P1から導入された波は、その一部が平行
線路部分で線路２に結合する。すなわち、線路２に結合
した波は、線路端P3には伝播せず、線路端P4に伝播す
る。この動作原理は公知なのでここでは詳述しない。回
路端P4へ波が伝播する割合、すなわち結合度は、平行線
路の間隔ｓおよび誘電体層３の厚さｄが小さいほど大き
くなる。
線路部分で線路２に結合する。すなわち、線路２に結合
した波は、線路端P3には伝播せず、線路端P4に伝播す
る。この動作原理は公知なのでここでは詳述しない。回
路端P4へ波が伝播する割合、すなわち結合度は、平行線
路の間隔ｓおよび誘電体層３の厚さｄが小さいほど大き
くなる。
なお、上記動作原理の詳細については、必要であれば以
下の文献を参照されたい。
下の文献を参照されたい。
文献 １） 小西良広著「マイクロ波集積回路」（1973年、産
報発行）第88〜99頁 ２） IREトランザクションズ オン マイクロウェー
ブ セオリー アンド テクニクス（IRE Transactions
On Microwave Theory And Technilques）ボリュームMT
T−3,ナンバー５、1955年10月発行のS.B.コーンの論文
「シールデッド カップルドーストリップ トランスミ
ッション ライン（Shielded Coupled−Strip Transmis
sion Line）」 ３） IEEEトランザクションズ オン マイクロウェー
ブ セオリー アンド テクニクス（IEEE Transaction
s On Microwave Theory And Techniques）ボリュームMT
T−11,ナンバー４、1963年７月発行のラルフ・レヴィの
論文「ジェネラル シンセシス オブ アシンメトリッ
ク マルチエレメント カップルド トランスミッショ
ン ライン ディレクショナル カップラーズ（Genera
l Synthesis of Asymmetric Multi−Element Coupled−
Transmission−Line Directional Couplers）」 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来の方向性結合器において、上記結合度を上げるため
に、平行線路の間隔ｓを小さくするには技術的な限界が
あり、また、上記誘電体層３の厚さｄを小さくするにも
厚さの一様性および誘電率の均一性等の点から限界があ
った。そのため従来の構成による結合度は、せいぜい−
3dBが限度であった。
報発行）第88〜99頁 ２） IREトランザクションズ オン マイクロウェー
ブ セオリー アンド テクニクス（IRE Transactions
On Microwave Theory And Technilques）ボリュームMT
T−3,ナンバー５、1955年10月発行のS.B.コーンの論文
「シールデッド カップルドーストリップ トランスミ
ッション ライン（Shielded Coupled−Strip Transmis
sion Line）」 ３） IEEEトランザクションズ オン マイクロウェー
ブ セオリー アンド テクニクス（IEEE Transaction
s On Microwave Theory And Techniques）ボリュームMT
T−11,ナンバー４、1963年７月発行のラルフ・レヴィの
論文「ジェネラル シンセシス オブ アシンメトリッ
ク マルチエレメント カップルド トランスミッショ
ン ライン ディレクショナル カップラーズ（Genera
l Synthesis of Asymmetric Multi−Element Coupled−
Transmission−Line Directional Couplers）」 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来の方向性結合器において、上記結合度を上げるため
に、平行線路の間隔ｓを小さくするには技術的な限界が
あり、また、上記誘電体層３の厚さｄを小さくするにも
厚さの一様性および誘電率の均一性等の点から限界があ
った。そのため従来の構成による結合度は、せいぜい−
3dBが限度であった。
したがって、本発明の目的は、結合度を向上させること
ができる新規な構造の方向性結合器を提供することにあ
る。
ができる新規な構造の方向性結合器を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、 特定の長さに亘って近接する平行線路部分を有する分布
結合型の方向性結合器において、 第１および第２の平行線路を異なる平面上に設けるとと
もに、 上記第１および第２の平行線路の間にそれぞれ第１およ
び第２誘電体層を介して結合導体層を設け、 上記第１および第２平行線路の対向する線路の端部を互
いに接続したものである。
結合型の方向性結合器において、 第１および第２の平行線路を異なる平面上に設けるとと
もに、 上記第１および第２の平行線路の間にそれぞれ第１およ
び第２誘電体層を介して結合導体層を設け、 上記第１および第２平行線路の対向する線路の端部を互
いに接続したものである。
本発明の一実施態様として、上記第１および第２平行線
路の一方は、背面に接地導体を有する誘電体基板上に配
置される。
路の一方は、背面に接地導体を有する誘電体基板上に配
置される。
本発明の他の実施態様として、上記第１および第２誘電
体層の一方は誘電体基板であり、該誘電体基板の両側端
部は断面方形の管状接地導体内の対向する内壁面に支持
される。
体層の一方は誘電体基板であり、該誘電体基板の両側端
部は断面方形の管状接地導体内の対向する内壁面に支持
される。
さらに第３の平行線路および第３の誘電体層を設けて多
層構造にすることも可能である。
層構造にすることも可能である。
［作用］ 本発明は、分布結合型の方向性結合器において高い結合
度を得るために、高周波での性能を損なわない範囲で結
合部分を多層化し、各層において並行して結合動作を行
わせるようにしたものである。
度を得るために、高周波での性能を損なわない範囲で結
合部分を多層化し、各層において並行して結合動作を行
わせるようにしたものである。
すなわち、多層構造の各層における結合線路と結合導体
層との間の結合容量が加算されることにより結合容量が
増加するので、高い結合度が得られる。
層との間の結合容量が加算されることにより結合容量が
増加するので、高い結合度が得られる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
＜第１実施例の構成＞ 第１図ないし第４図に、ハイブリッド集積回路として構
成した本発明の方向性結合器の第１実施例を示す。
成した本発明の方向性結合器の第１実施例を示す。
第１図は第１実施例の斜視図、第２図はその平面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ′線における断面図、第４図は第
２図のＢ−Ｂ′線における断面図である。
３図は第２図のＡ−Ａ′線における断面図、第４図は第
２図のＢ−Ｂ′線における断面図である。
背面に接地導体23を有する誘電体層７の表面に平行線路
を構成する結合線路16および17が形成されている。結合
線路16の両端には、マイクロストリップ線路８および９
が接続され、結合線路17の両端にはマイクロストリップ
線路10および11が接続されている。結合線路16および17
の上部には両線路の各端部を除くほぼ全体を覆う誘電体
層21が設けられる。誘電体層21の表面には結合導体層20
が配置される。ここまでの構成は、従来の構成と同一で
ある。
を構成する結合線路16および17が形成されている。結合
線路16の両端には、マイクロストリップ線路８および９
が接続され、結合線路17の両端にはマイクロストリップ
線路10および11が接続されている。結合線路16および17
の上部には両線路の各端部を除くほぼ全体を覆う誘電体
層21が設けられる。誘電体層21の表面には結合導体層20
が配置される。ここまでの構成は、従来の構成と同一で
ある。
この実施例では結合導体層20の上部にさらに誘電体覆19
を設け、その表面に第２の平行線路を構成する結合線路
18および22を形成している。結合線路18の両端は、それ
ぞれ接続導体12および15を介してマイクロストリップ線
路８および９に電気的に接続される。同様に、結合線路
22の両端は、それぞれ接続導体13および14を介してマイ
クロストリップ線路11および10に電気的に接続される。
を設け、その表面に第２の平行線路を構成する結合線路
18および22を形成している。結合線路18の両端は、それ
ぞれ接続導体12および15を介してマイクロストリップ線
路８および９に電気的に接続される。同様に、結合線路
22の両端は、それぞれ接続導体13および14を介してマイ
クロストリップ線路11および10に電気的に接続される。
誘電体層７、19および21に従来の誘電体基板を利用する
ことができる。また、接続導体12ないし15には、従来の
金リボンまたはワイヤを利用できる。誘電体層21にはフ
ッソ樹脂等のフイルムを用いることも可能である。
ことができる。また、接続導体12ないし15には、従来の
金リボンまたはワイヤを利用できる。誘電体層21にはフ
ッソ樹脂等のフイルムを用いることも可能である。
＜第１実施例の作用＞ マイクロストリップ線路８に波が入力されると、下側結
合線路16および17間の結合が結合導体層20を介して行わ
れると同時に、波の一部は接続導体12により上側結合線
路18に導かれ、上側結合線路18および22間にも結合導体
層20を介して結合が生じる。平行線路の長さを結合しよ
うとする波の波長λの約４分の１に設定しておくことに
より、結合した波は線路10へは伝播されず、線路11へ伝
播される。（残りの波は、線路９に伝播される。）この
ように、２つの結合動作が並行して起こるため、結果と
して高い結合度が得られる。
合線路16および17間の結合が結合導体層20を介して行わ
れると同時に、波の一部は接続導体12により上側結合線
路18に導かれ、上側結合線路18および22間にも結合導体
層20を介して結合が生じる。平行線路の長さを結合しよ
うとする波の波長λの約４分の１に設定しておくことに
より、結合した波は線路10へは伝播されず、線路11へ伝
播される。（残りの波は、線路９に伝播される。）この
ように、２つの結合動作が並行して起こるため、結果と
して高い結合度が得られる。
＜第２実施例の構成＞ 本発明の第２実施例の構成を第５図ないし第７図に示
す。この実施例は、伝送線路を、断面方形の管状接地導
体40の内部に中吊りになったサスペンデッドストリップ
ラインとしたものである。
す。この実施例は、伝送線路を、断面方形の管状接地導
体40の内部に中吊りになったサスペンデッドストリップ
ラインとしたものである。
第５図は管状接地導体40内部の平面図、第６図は第５図
のＣ−Ｃ′線における断面図（管状導体40を含む）、第
７図は第５図のＤ−D'線における断面図（管状導体40を
含む）である。
のＣ−Ｃ′線における断面図（管状導体40を含む）、第
７図は第５図のＤ−D'線における断面図（管状導体40を
含む）である。
誘導体基板24の両側端部は管状導体40の対向する内壁面
に支持される。誘導体基板24の一面には平行線路を構成
する結合導体35および38が設けられる。誘電体基板24
の、平行線路と反対の面には、上記第１実施例と同様に
ほぼ平行線路をカバーする大きさの結合導体層37が設け
られる。誘導体基板24上で結合導体層37の両端から若干
離れた位置に、それぞれサスペンデッドストリップライ
ン25、28および26、27の各端部が位置する。結合導体層
37上にはこれとほぼ同じ大きさの誘電体層36が設けら
れ、その表面には、第２の平行線路を構成する結合線路
33および34が設けられる。
に支持される。誘導体基板24の一面には平行線路を構成
する結合導体35および38が設けられる。誘電体基板24
の、平行線路と反対の面には、上記第１実施例と同様に
ほぼ平行線路をカバーする大きさの結合導体層37が設け
られる。誘導体基板24上で結合導体層37の両端から若干
離れた位置に、それぞれサスペンデッドストリップライ
ン25、28および26、27の各端部が位置する。結合導体層
37上にはこれとほぼ同じ大きさの誘電体層36が設けら
れ、その表面には、第２の平行線路を構成する結合線路
33および34が設けられる。
第１の平行線路を構成する結合線路35および38は、それ
ぞれその両端を貫通導体39によって、サスペンデッドス
トリップ線路25、26および28、27に接続される。第２の
平行線路を構成する結合導体33および34は、それぞれそ
の両端を、第１実施例と同様、接続導体29、32および3
0、31によりサスペンデットストリップ線路25、26およ
び28、27に接続される。
ぞれその両端を貫通導体39によって、サスペンデッドス
トリップ線路25、26および28、27に接続される。第２の
平行線路を構成する結合導体33および34は、それぞれそ
の両端を、第１実施例と同様、接続導体29、32および3
0、31によりサスペンデットストリップ線路25、26およ
び28、27に接続される。
第１実施例と同様に、誘電体層24および36には従来の誘
電体基板を利用することができ、接続導体29ないし31に
は、従来の金リボンまたはワイヤを利用できる。
電体基板を利用することができ、接続導体29ないし31に
は、従来の金リボンまたはワイヤを利用できる。
＜第２実施例の作用＞ 第２実施例の方向性結合器の動作は、第１実施例の動作
とほぼ同じである。
とほぼ同じである。
すなわち、サスペンデッドストリップ線路25に波が入力
されると、貫通導体39を介して結合線路35に波が導入さ
れ、結合線路35および38間の結合が結合導体層37を介し
て行われる。同時に、波の一部は接続導体29により結合
線路33にも導かれ、結合線路33および34間にも結合導体
層37を介して結合が生じる。結合した波は線路27へは伝
播されず、線路28へ伝播される。この実施例の場合も、
２つの結合動作が並行して起こるため、結果として高い
結合度が得られる。
されると、貫通導体39を介して結合線路35に波が導入さ
れ、結合線路35および38間の結合が結合導体層37を介し
て行われる。同時に、波の一部は接続導体29により結合
線路33にも導かれ、結合線路33および34間にも結合導体
層37を介して結合が生じる。結合した波は線路27へは伝
播されず、線路28へ伝播される。この実施例の場合も、
２つの結合動作が並行して起こるため、結果として高い
結合度が得られる。
＜変形例＞ 第８図および第９図に、上記第１実施例の変形例を示
す。第８図および第９図は、それぞれ第３図および第４
図と同様の断面図である。両図において、第１実施例と
同一の要素には同じ参照番号を付してある。
す。第８図および第９図は、それぞれ第３図および第４
図と同様の断面図である。両図において、第１実施例と
同一の要素には同じ参照番号を付してある。
この変形例は、第１図の実施例において結合部分の下側
で接地導体23に堀込みを設けて、そこに誘電体41を追加
し、結合部分の誘電体層７の厚さを増加させたものであ
る。他の構成および動作は第１図の実施例と同様であ
る。
で接地導体23に堀込みを設けて、そこに誘電体41を追加
し、結合部分の誘電体層７の厚さを増加させたものであ
る。他の構成および動作は第１図の実施例と同様であ
る。
この構成は、必要な結合を得るために誘電体層７の厚さ
を増加させたときに、他の回路部分との関係で誘電体層
７の厚さが充分に確保できないような場合に有効であ
る。
を増加させたときに、他の回路部分との関係で誘電体層
７の厚さが充分に確保できないような場合に有効であ
る。
＜応用例＞ 第10図および第11図は、広周波数帯域の結合を行うため
に、上記第１実施例を、多段形式の方向性結合器の高結
合度を要求される部分に応用した応用例を示している。
第10図は平面図、第11図は第10図のＥ−Ｅ′線における
断面図である。両図において、第１実施例と同一の要素
には同じ参照番号を付してある。
に、上記第１実施例を、多段形式の方向性結合器の高結
合度を要求される部分に応用した応用例を示している。
第10図は平面図、第11図は第10図のＥ−Ｅ′線における
断面図である。両図において、第１実施例と同一の要素
には同じ参照番号を付してある。
この応用例では、例えば、結合部72に結合中心周波数10
GHz、結合度−1.23dB、結合部74に結合中心周波数10GH
z、結合度−5.84dBを受け持たせると、全体として２〜1
8GHzの結合周波数帯域で約−3.0dBの結合度が得られ
る。結合度72および74の各々の結合中心周波数および結
合度と、全体の結合周波数帯域および結合度との関係の
詳細については、必要であれば、上記文献３）を参照さ
れたい。
GHz、結合度−1.23dB、結合部74に結合中心周波数10GH
z、結合度−5.84dBを受け持たせると、全体として２〜1
8GHzの結合周波数帯域で約−3.0dBの結合度が得られ
る。結合度72および74の各々の結合中心周波数および結
合度と、全体の結合周波数帯域および結合度との関係の
詳細については、必要であれば、上記文献３）を参照さ
れたい。
［発明の効果］ 本発明によれば、結合部を多層構造にしたので高結合度
の方向性結合器が容易に実現できる。また、製作が容易
で、他のストリップ線路あるいはマイクロストリップ回
路との組み合わせが自由に行えるため、コンポーネント
の小型化および軽量化が図れる。
の方向性結合器が容易に実現できる。また、製作が容易
で、他のストリップ線路あるいはマイクロストリップ回
路との組み合わせが自由に行えるため、コンポーネント
の小型化および軽量化が図れる。
第１図は本発明による方向性結合器の第１実施例の斜視
図、第２図はその平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ′線
における断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ′線における
断面図、第５図は管状接地導体40内部の平面図、第６図
は第５図のＣ−Ｃ′線における断面図（管状導体40を含
む）、第７図は第５図のＤ−Ｄ′線における断面図（管
状導体40を含む）、第８図および第９図は第１実施例の
変形例の断面図、第10図は第１実施例の平面図、第11図
は第10図のＥ−Ｅ′線における断面図、第12図は従来の
方向性結合器の平面図であり、第13図は第12図のＩ−
Ｉ′線における断面図、第14図は従来の他の方向性結合
器の平行線路の平面図である。 7,19,21……誘電体層 8,9,10,11……マイクロストリップ線路 12,13,14,15……接続導体 16,17,18,22……結合線路 20……結合導体層 23……接地導体
図、第２図はその平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ′線
における断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ′線における
断面図、第５図は管状接地導体40内部の平面図、第６図
は第５図のＣ−Ｃ′線における断面図（管状導体40を含
む）、第７図は第５図のＤ−Ｄ′線における断面図（管
状導体40を含む）、第８図および第９図は第１実施例の
変形例の断面図、第10図は第１実施例の平面図、第11図
は第10図のＥ−Ｅ′線における断面図、第12図は従来の
方向性結合器の平面図であり、第13図は第12図のＩ−
Ｉ′線における断面図、第14図は従来の他の方向性結合
器の平行線路の平面図である。 7,19,21……誘電体層 8,9,10,11……マイクロストリップ線路 12,13,14,15……接続導体 16,17,18,22……結合線路 20……結合導体層 23……接地導体
Claims (3)
- 【請求項１】特定の長さに亘って近接する平行線路部分
を有する分布結合型の方向性結合器において、 第１および第２の平行線路を異なる平面上に設けるとと
もに、 上記第１および第２の平行線路の間にそれぞれ第１およ
び第２誘電体層を介して結合導体層を設け、 上記第１および第２平行線路の対応する線路の端部を互
いに接続してなる方向性結合器。 - 【請求項２】上記第１および第２平行線路の一方は、背
面に接地導体を有する誘導体基板上に配置される特許請
求の範囲第１項記載の方向性結合器。 - 【請求項３】上記第１および第２誘電体層の一方は誘電
体基板であり、該誘電体基板の両側端部は断面方形の管
状接地導体内の対向する内壁面に支持される特許請求の
範囲第１項記載の方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12196787A JPH0793526B2 (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12196787A JPH0793526B2 (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286004A JPS63286004A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0793526B2 true JPH0793526B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=14824311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12196787A Expired - Lifetime JPH0793526B2 (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793526B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020059270A1 (ja) | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社 東芝 | ブランチライン方向性結合器および電力増幅装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8330552B2 (en) * | 2010-06-23 | 2012-12-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Sandwich structure for directional coupler |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP12196787A patent/JPH0793526B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020059270A1 (ja) | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社 東芝 | ブランチライン方向性結合器および電力増幅装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63286004A (ja) | 1988-11-22 |
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