JPH02104102A - 複数面導波管結合器 - Google Patents
複数面導波管結合器Info
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- JPH02104102A JPH02104102A JP1207074A JP20707489A JPH02104102A JP H02104102 A JPH02104102 A JP H02104102A JP 1207074 A JP1207074 A JP 1207074A JP 20707489 A JP20707489 A JP 20707489A JP H02104102 A JPH02104102 A JP H02104102A
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Classifications
-
- 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
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- 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
- H01P5/187—Broadside coupled lines
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は絶縁基板の両面に配置された導電シート内に
形成された共面導波管に関し、特にこれら導波管間の電
磁パワーの混成結合する複数面導波管結合器に関する。
形成された共面導波管に関し、特にこれら導波管間の電
磁パワーの混成結合する複数面導波管結合器に関する。
［従来の技術］
従来より、その両面が金属製の導電シートで覆われた絶
縁基板から成る回路基板は、アンテナの放射器、フィル
タ、移相器や他の信号処理素子のような電子装置間で電
磁パワーを伝えるための導波管を作るためにしばしば使
用されている。
縁基板から成る回路基板は、アンテナの放射器、フィル
タ、移相器や他の信号処理素子のような電子装置間で電
磁パワーを伝えるための導波管を作るためにしばしば使
用されている。
このような回路基板には３つの形態がある。その１つは
ストリップ線路として知られるもので、２枚の絶縁基板
により隔てられた３枚の導電シートの積層構造から成る
。中間のシートは、エツチングされてストリップ導体を
形成し、接地面として機能する外側のシートと協同して
ＴＥＭ波を送信する。第２の形態の回路基板は、マイク
ロストリップとして知られるもので、やはり積層構造の
ものであるが、１枚の絶縁基板により隔てられた２枚だ
けの導電シートから成るという点でストリップ線路より
は簡単である。一方のシートがエツチングされてストリ
ップ導体を形成し、接地面として機能する他のシートと
協同してＴＥＭ波を支持する。回路基板の第３の形態は
、共面導波管を備え、１枚の絶縁基板により隔てられた
２枚の導電シートを具備している。共面導波管は完全に
一方のシート内部に形成され、導電シート内部でエツチ
ングされた一対の平行スロットとして構成される。２つ
のスロットは中央ストリップ導体を形成する。中央スト
リップ導体はスロットの外縁と協同してＴＥＭ波を支持
する。
ストリップ線路として知られるもので、２枚の絶縁基板
により隔てられた３枚の導電シートの積層構造から成る
。中間のシートは、エツチングされてストリップ導体を
形成し、接地面として機能する外側のシートと協同して
ＴＥＭ波を送信する。第２の形態の回路基板は、マイク
ロストリップとして知られるもので、やはり積層構造の
ものであるが、１枚の絶縁基板により隔てられた２枚だ
けの導電シートから成るという点でストリップ線路より
は簡単である。一方のシートがエツチングされてストリ
ップ導体を形成し、接地面として機能する他のシートと
協同してＴＥＭ波を支持する。回路基板の第３の形態は
、共面導波管を備え、１枚の絶縁基板により隔てられた
２枚の導電シートを具備している。共面導波管は完全に
一方のシート内部に形成され、導電シート内部でエツチ
ングされた一対の平行スロットとして構成される。２つ
のスロットは中央ストリップ導体を形成する。中央スト
リップ導体はスロットの外縁と協同してＴＥＭ波を支持
する。
ここでは、回路基板を用いてマイクロ波装置を相互接続
する際の実用性のために、共面導波管に特に関心がある
。回路基板は、これら装置を支持するためにも利用でき
る。また、ＴＥＭ波は回路基板の反対側に導電シートが
あるなしにかかわらず、共面導波管を介して送信できる
。これにより、回路基板の両面に電気装置を取り付ける
ことができるために、回路基板のレイアウトにより大き
な柔軟性が与えられる。
する際の実用性のために、共面導波管に特に関心がある
。回路基板は、これら装置を支持するためにも利用でき
る。また、ＴＥＭ波は回路基板の反対側に導電シートが
あるなしにかかわらず、共面導波管を介して送信できる
。これにより、回路基板の両面に電気装置を取り付ける
ことができるために、回路基板のレイアウトにより大き
な柔軟性が与えられる。
回路基板を使用する際、１つの導波管から他の導波管へ
パワーの一部を結合して信号を混合することがよく必要
になる。例えば、フェーズドアレーアンテナの素子間で
、電磁信号を分配するためのパトラ−（Ｂｕｔ １ｅｒ
）マトリクスを作るような場合である。導波管間で電磁
信号を結合できると、回路基板上の装置のレイアウトの
柔軟性を大きくすることができる。これは、パワーが回
路基板を介して、基板の一方の面の導波管と他の面の導
波管との間で結合されるべき状況では、特にそうである
。従来は、このような結合は、適当なインピーダンス整
合構造を有するフィードスルーコネクタを用いることに
よりなされていた。
パワーの一部を結合して信号を混合することがよく必要
になる。例えば、フェーズドアレーアンテナの素子間で
、電磁信号を分配するためのパトラ−（Ｂｕｔ １ｅｒ
）マトリクスを作るような場合である。導波管間で電磁
信号を結合できると、回路基板上の装置のレイアウトの
柔軟性を大きくすることができる。これは、パワーが回
路基板を介して、基板の一方の面の導波管と他の面の導
波管との間で結合されるべき状況では、特にそうである
。従来は、このような結合は、適当なインピーダンス整
合構造を有するフィードスルーコネクタを用いることに
よりなされていた。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、フィードスルーコネクタを共面導波管と組み
合わせて使用すると、余分な製造工程が必要になるとい
う問題が生じる。例えば、共面導波管は、中央ストリッ
プ導体をエツチングする工程を含むホトリソグラフィに
より製造できる。フィードスルーコネクタを作るために
は、絶縁基板に穴を開け、その穴に導電路を形成するこ
とが必要である。この導電路を形成するには、金属製の
ポストを挿入することだけでなく、めっきすることを含
めて、様々な技術が利用可能である。穴開けやポストの
挿入は、共面導波管を製造するためのりソグラフィで利
用されるものとは全く別の製造工程である。更に、この
ようなフィードスルーコネクタは、これにより与えられ
る導波管の切れ目からの望ましくない反射を回避するた
めに、付加的なインピーダンス整合構造も必要とする場
合がある。
合わせて使用すると、余分な製造工程が必要になるとい
う問題が生じる。例えば、共面導波管は、中央ストリッ
プ導体をエツチングする工程を含むホトリソグラフィに
より製造できる。フィードスルーコネクタを作るために
は、絶縁基板に穴を開け、その穴に導電路を形成するこ
とが必要である。この導電路を形成するには、金属製の
ポストを挿入することだけでなく、めっきすることを含
めて、様々な技術が利用可能である。穴開けやポストの
挿入は、共面導波管を製造するためのりソグラフィで利
用されるものとは全く別の製造工程である。更に、この
ようなフィードスルーコネクタは、これにより与えられ
る導波管の切れ目からの望ましくない反射を回避するた
めに、付加的なインピーダンス整合構造も必要とする場
合がある。
この発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、回路基
板を使用した１つの導波管から他の導波管へパワーの一
部を結合して信号を混合するために、フィードスルーコ
ネクタを共面導波管と組み合わせて使用して余分な製造
工程を必要とすることなく、該導波管の切れ目からの望
ましくない反射を回避するために付加的なインピーダン
ス整合構造を必要とすることのない複数面導波管結合器
を提供することを目的とする。
板を使用した１つの導波管から他の導波管へパワーの一
部を結合して信号を混合するために、フィードスルーコ
ネクタを共面導波管と組み合わせて使用して余分な製造
工程を必要とすることなく、該導波管の切れ目からの望
ましくない反射を回避するために付加的なインピーダン
ス整合構造を必要とすることのない複数面導波管結合器
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段及び作用１この発明による
２つの共面導波管または伝送線路間の電磁パワーの結合
器により克服されると共に他の利益も提供される。この
発明によれば、−方の導波管は回路基板の第１の面上に
形成され、第２の導波管は回路基板の反対の面上に形成
される。結合器は、導波管の各々に於いて、中央ストリ
ップ導体とこれを形成する２つのスロットを広げてこの
広げた部分にパッドを形成することにより形成される。
２つの共面導波管または伝送線路間の電磁パワーの結合
器により克服されると共に他の利益も提供される。この
発明によれば、−方の導波管は回路基板の第１の面上に
形成され、第２の導波管は回路基板の反対の面上に形成
される。結合器は、導波管の各々に於いて、中央ストリ
ップ導体とこれを形成する２つのスロットを広げてこの
広げた部分にパッドを形成することにより形成される。
このパッドは、ストリップ導体に沿って電磁パワーの関
心帯域の管内波長の４分の１の長さを有しており、幅は
長さより短い。２つの導波管のパッドは同じ大きさであ
り、一方のパッドが他のパッドの上方にあるように回路
基板内に位置付けられ、そして一方のパッドの長袖が他
のパッドの長軸と平行となるように方向付けられている
。これにより両パッドは相互に位置合わせされて２つの
パッド間の結合が最大になる。
心帯域の管内波長の４分の１の長さを有しており、幅は
長さより短い。２つの導波管のパッドは同じ大きさであ
り、一方のパッドが他のパッドの上方にあるように回路
基板内に位置付けられ、そして一方のパッドの長袖が他
のパッドの長軸と平行となるように方向付けられている
。これにより両パッドは相互に位置合わせされて２つの
パッド間の結合が最大になる。
共面導波管の横断面の形状寸法は、ストリップ導体とス
ロットの横断面の大きさが、回路基板の両面シート間の
間隔と同等かあるいはそれより小さくなるように選ばれ
ている。これにより、基板の一面上の共面導波管と同じ
場所で、基板の他の面上の共面導波管との間の相互作用
と結合が、最小になる。パッドの構造に見られるように
、２つの導波管の断面の大きさを広げると、電磁パワー
の結合が大いに増大する。基板の両面の導波管間の結合
を結合器の場所を除く全ての場所で抑えるため、結合器
の端部からの導波管の入力及び出力部が、パッドの中心
軸に対してほぼ４５度の角度で曲げられている。これに
より、一方の導波管の導波管部の向きを他の導波管の導
波管部からそらしている。
ロットの横断面の大きさが、回路基板の両面シート間の
間隔と同等かあるいはそれより小さくなるように選ばれ
ている。これにより、基板の一面上の共面導波管と同じ
場所で、基板の他の面上の共面導波管との間の相互作用
と結合が、最小になる。パッドの構造に見られるように
、２つの導波管の断面の大きさを広げると、電磁パワー
の結合が大いに増大する。基板の両面の導波管間の結合
を結合器の場所を除く全ての場所で抑えるため、結合器
の端部からの導波管の入力及び出力部が、パッドの中心
軸に対してほぼ４５度の角度で曲げられている。これに
より、一方の導波管の導波管部の向きを他の導波管の導
波管部からそらしている。
導波管の一方のパッドの両側の導波管部と、他の導波管
のパッドの両側の導波管部は、共に結合器に対して４つ
のポートの組を用意する。一方の導波管のポートに電磁
信号を印加すると、同じ導波管の反対側のポートがスル
ーポートとして機能し、また他方の導波管の残りの２つ
のポートについては、最初に述べたポートに最も近いポ
ートが結合ポートとして機能し、第４のポートは隔離ポ
ートとして機能する。更に、上述の第１及び１第３のポ
ート間で結合された電磁信号間に、９０度の移相が与え
られる。これにより、この発明の結合器は、絶縁基板を
介してパワーを伝達するための直交混成結合器として機
能する。第１の導波管から第２の導波管に結合される入
力パワーの部分は、結合器の場所に於ける導波管の横断
面の大きさの拡大量に依存し、例えば−１０ｄＢから一
３ｄＢまでのパワーの結合が達成されている。各導波管
の結合器にパッドを作る場合、導波管の特性インピーダ
ンスを結合器を通して保持するために、ストリップ導体
のみならずスロット幅をも拡大するのが好都合である。
のパッドの両側の導波管部は、共に結合器に対して４つ
のポートの組を用意する。一方の導波管のポートに電磁
信号を印加すると、同じ導波管の反対側のポートがスル
ーポートとして機能し、また他方の導波管の残りの２つ
のポートについては、最初に述べたポートに最も近いポ
ートが結合ポートとして機能し、第４のポートは隔離ポ
ートとして機能する。更に、上述の第１及び１第３のポ
ート間で結合された電磁信号間に、９０度の移相が与え
られる。これにより、この発明の結合器は、絶縁基板を
介してパワーを伝達するための直交混成結合器として機
能する。第１の導波管から第２の導波管に結合される入
力パワーの部分は、結合器の場所に於ける導波管の横断
面の大きさの拡大量に依存し、例えば−１０ｄＢから一
３ｄＢまでのパワーの結合が達成されている。各導波管
の結合器にパッドを作る場合、導波管の特性インピーダ
ンスを結合器を通して保持するために、ストリップ導体
のみならずスロット幅をも拡大するのが好都合である。
これは結合器での反射を最小にするのに有用となる。
［実施例］
以下図面を参照して、この発明の詳細な説明する。
第１図乃至第７図に示すように、この発明の複数面導波
管結合器に係るマイクロ波結合器２０は、回路基板２２
上に作られている。基板２２は、誘電体の電気絶縁基板
２４と、この基板の上面と下面に配置された上部及び下
部金属導電シー）２Ｂ及び２８から成る。基板２２は、
ガラス繊維とテフロンのようなフッ化炭化水素の混合物
から形成することができ、その誘電率は、略２．２であ
る。一般には、シー）２Ｂ、２８に使われる金属は銅で
ある。
管結合器に係るマイクロ波結合器２０は、回路基板２２
上に作られている。基板２２は、誘電体の電気絶縁基板
２４と、この基板の上面と下面に配置された上部及び下
部金属導電シー）２Ｂ及び２８から成る。基板２２は、
ガラス繊維とテフロンのようなフッ化炭化水素の混合物
から形成することができ、その誘電率は、略２．２であ
る。一般には、シー）２Ｂ、２８に使われる金属は銅で
ある。
尚、ここで用いられる用語「上部」、「下部」は、回路
基板の構成要素の配置方向を図に示した配置と関連づけ
ることにより、発明の記述を容易にするためのものであ
り、回路基板の物理的具体化の実際の配置方向を記述す
るものではない。したがって実際には、回路基板は横向
きでもよいし、あるいは上下逆さまに配置されてもよい
。
基板の構成要素の配置方向を図に示した配置と関連づけ
ることにより、発明の記述を容易にするためのものであ
り、回路基板の物理的具体化の実際の配置方向を記述す
るものではない。したがって実際には、回路基板は横向
きでもよいし、あるいは上下逆さまに配置されてもよい
。
共面伝送線路、すなわち、導波管３０．３２は、上部及
び下部シート２Ｂ、２ａ内にそれぞれ形成される。
び下部シート２Ｂ、２ａ内にそれぞれ形成される。
導波管３０．３２は、各々ホトリソグラフィ技術により
形成され、一対のスロットをエツチングしてストリップ
導体を形成する。導波管３０に於いて、スロット３４５
．３Ｂがストリップ導体３８を形成する。導波管３２に
於いては、スロット４０．４２がストリップ導体４４を
形成する。導波管３０のスロット３４．３Ｂ及び導波管
３２のスロット４０．４２は、互いに僅かな間隔をおい
て配置されており、また相互に平行して結合器２０のポ
ート４Ｂを形成している。ポート４６のそれぞれはまた
、記号に％Ｌ、Ｍ、Ｎにより示されている。結合器２０
の所で、スロット３４．３８の間隔が広げられて、上部
シート２６に上部パッド４８を形成している。同様に、
結合器２０の所で、スロット４０．４２の間隔が広げら
れて、下部シート２８に下部パッド５０を形成している
。パッド４８でポート４６の所と同じスロット幅とスト
リップ導体幅の比を保持するために、スロット３４．３
６の幅カパット４８の周辺部で増大され、これによりパ
ッド４８で導波管３０の同じ特性インピーダンスを保持
する。同様に、スロット４０．４２が下部パッド５０の
周辺部で広げられて、パッド５０でポート４６と同じス
ロット幅対ストリップ導体幅比を保持し、パッド５ｏで
導波管３２の特性インピーダンスの同じ値を保持する。
形成され、一対のスロットをエツチングしてストリップ
導体を形成する。導波管３０に於いて、スロット３４５
．３Ｂがストリップ導体３８を形成する。導波管３２に
於いては、スロット４０．４２がストリップ導体４４を
形成する。導波管３０のスロット３４．３Ｂ及び導波管
３２のスロット４０．４２は、互いに僅かな間隔をおい
て配置されており、また相互に平行して結合器２０のポ
ート４Ｂを形成している。ポート４６のそれぞれはまた
、記号に％Ｌ、Ｍ、Ｎにより示されている。結合器２０
の所で、スロット３４．３８の間隔が広げられて、上部
シート２６に上部パッド４８を形成している。同様に、
結合器２０の所で、スロット４０．４２の間隔が広げら
れて、下部シート２８に下部パッド５０を形成している
。パッド４８でポート４６の所と同じスロット幅とスト
リップ導体幅の比を保持するために、スロット３４．３
６の幅カパット４８の周辺部で増大され、これによりパ
ッド４８で導波管３０の同じ特性インピーダンスを保持
する。同様に、スロット４０．４２が下部パッド５０の
周辺部で広げられて、パッド５０でポート４６と同じス
ロット幅対ストリップ導体幅比を保持し、パッド５ｏで
導波管３２の特性インピーダンスの同じ値を保持する。
第８図は回路基板２２（第１図）と同じ形態を有し、上
面と下面が金属シート５６．５８で被覆された回路基板
５２の端面から見た模式的な図を示している。
面と下面が金属シート５６．５８で被覆された回路基板
５２の端面から見た模式的な図を示している。
共面導波管６０．６２、Ｇ４．６Ｂの形での４つの伝送
線路が、基板５２上に示されている。導波管６０．６２
は比較的狭い横断面を有し、それぞれ上部、下部シート
５Ｂ、５Ｂに配置されている。導波管６４．６６は比較
的広い横断面を有し、それぞれ上部、下部シー１５Ｂ、
５ｇに配置されている。電磁波が導波管６０〜６Ｂの各
々を伝搬する様子が示されている。電磁波は、記号Ｅに
より識別されて実線で描かれた電界と、記号Ｈにより識
別されて鎖線で描かれた磁界とにより示されている。狭
い方の導波管６０、Ｂ２では、磁界は導波管の近傍に止
まっており、−方、広い方の導波管６４．６Ｂでは、磁
界が導波管Ｂ４．６６の中央ストリップ導体の周りを環
流させるために、磁界は基板５４の内部へ伸びている。
線路が、基板５２上に示されている。導波管６０．６２
は比較的狭い横断面を有し、それぞれ上部、下部シート
５Ｂ、５Ｂに配置されている。導波管６４．６６は比較
的広い横断面を有し、それぞれ上部、下部シー１５Ｂ、
５ｇに配置されている。電磁波が導波管６０〜６Ｂの各
々を伝搬する様子が示されている。電磁波は、記号Ｅに
より識別されて実線で描かれた電界と、記号Ｈにより識
別されて鎖線で描かれた磁界とにより示されている。狭
い方の導波管６０、Ｂ２では、磁界は導波管の近傍に止
まっており、−方、広い方の導波管６４．６Ｂでは、磁
界が導波管Ｂ４．６６の中央ストリップ導体の周りを環
流させるために、磁界は基板５４の内部へ伸びている。
第１図の結合器２０から類推して、狭い導波管ＢＯ１Ｂ
２は、ポート４６に於ける導波管３０．３２の何れかの
形態を表している。導波管Ｂ４．８Ｂの拡張形態は、パ
ッド４８．５０の所での導波管３０．３２の拡張部を表
している。これにより、パッド４８．５０を設けると、
導波管３ｆ’ｔ、 ３２間の結合量が著しく増加するこ
とが理解されよう。
２は、ポート４６に於ける導波管３０．３２の何れかの
形態を表している。導波管Ｂ４．８Ｂの拡張形態は、パ
ッド４８．５０の所での導波管３０．３２の拡張部を表
している。これにより、パッド４８．５０を設けると、
導波管３ｆ’ｔ、 ３２間の結合量が著しく増加するこ
とが理解されよう。
また、この発明の更に別の特徴として、導波管３０．３
２間の結合を、結合器２０から少し離れた所で減少させ
るため、導波管３０．３２がパッド４８．５Ｇの中心線
６８（第６図）から離れるように、ある角度に曲げられ
て、導波管３０．３２間の距離を増大させている。上記
角度の代表的な値は、４５度である。
２間の結合を、結合器２０から少し離れた所で減少させ
るため、導波管３０．３２がパッド４８．５Ｇの中心線
６８（第６図）から離れるように、ある角度に曲げられ
て、導波管３０．３２間の距離を増大させている。上記
角度の代表的な値は、４５度である。
パッド４８．５０の各々の長さは、略１／４波長、つま
り導波管３０．３２に沿って伝搬する、電磁放射の中心
線６８に沿って測定したものとしての管内波長に等しい
。パッド４８．５０それぞれの幅は、パッドの長さより
小さい。パッドは角が曲線を帯びた矩形の形状として示
されており、同様に、スロット３４．３Ｇ、４０．４２
の隣接部も、望ましければ曲線のコーナーを持たせて、
導波管３０．３２を伝搬する電磁信号の反射を最少にす
ることができる。導波管３２とそのパッド５０のみなら
ず、導波管３ｏとそのパッド４８を通して一定の特性イ
ンピーダンスを維持すると、パワーの円滑な流れが確実
になり、反射パワーはごく僅かな量にすぎなくなる。
り導波管３０．３２に沿って伝搬する、電磁放射の中心
線６８に沿って測定したものとしての管内波長に等しい
。パッド４８．５０それぞれの幅は、パッドの長さより
小さい。パッドは角が曲線を帯びた矩形の形状として示
されており、同様に、スロット３４．３Ｇ、４０．４２
の隣接部も、望ましければ曲線のコーナーを持たせて、
導波管３０．３２を伝搬する電磁信号の反射を最少にす
ることができる。導波管３２とそのパッド５０のみなら
ず、導波管３ｏとそのパッド４８を通して一定の特性イ
ンピーダンスを維持すると、パワーの円滑な流れが確実
になり、反射パワーはごく僅かな量にすぎなくなる。
結合器２０の動作は、ポートＫから結合器２０に入力さ
れる電磁信号が伝搬してゆき、イくラド４８で信号パワ
ーの一部が外へ結合され、信号の残りの部分は伝搬を続
はポートＭから出てゆく。結合器２゜により結合される
信号部分は、ポートＬから出てゆく。ポートＮは、ポー
トＫから入力される信号に対しては隔離ポートとなる。
れる電磁信号が伝搬してゆき、イくラド４８で信号パワ
ーの一部が外へ結合され、信号の残りの部分は伝搬を続
はポートＭから出てゆく。結合器２゜により結合される
信号部分は、ポートＬから出てゆく。ポートＮは、ポー
トＫから入力される信号に対しては隔離ポートとなる。
結合器２ｏの構造は対称的であり、そして４つのポート
の何れもが入カポートとして機能するように、伝達特性
は相互的であることを注意すべきである。
の何れもが入カポートとして機能するように、伝達特性
は相互的であることを注意すべきである。
この発明の好ましい実施例は、３ＧＨｚの周波数で動作
するように作られたものである。この発明の実施例では
、第１図の基板２２は、矩形の形状を有し、その−辺は
２．５インチである。上部及び下部のシー）２Ｂ、２８
は銅で、各々３ミルの厚さに作られている。導波管３０
．３２の特性インピーダンスは、５０オームである。基
板２４の誘電率は２．２である。−３ｄＢの結合比では
、帯域幅は１０パーセントより大きい。
するように作られたものである。この発明の実施例では
、第１図の基板２２は、矩形の形状を有し、その−辺は
２．５インチである。上部及び下部のシー）２Ｂ、２８
は銅で、各々３ミルの厚さに作られている。導波管３０
．３２の特性インピーダンスは、５０オームである。基
板２４の誘電率は２．２である。−３ｄＢの結合比では
、帯域幅は１０パーセントより大きい。
各スロット３４．３Ｂ、４０．４２の幅は、ポート４８
の所で２０ミルであり、パッド４８．５０の端部で寸法
Ｐとして示す８５ミルの幅に拡大され、パッド４８．５
０の横では寸法Ｒとして示す７１ミルに広げられている
。各パッド４８．５０の幅は、３０６ミルである。各パ
ッドの長さは、６８４ミルである。各ストリップ導体の
幅は、２４０ミルである。パッド４ｇ、５０の周囲のス
ロットの４つの外側の角７０は、半径２５０ミルの曲線
が付けられている。パッド４１１．５Ｇの４つの外側の
角７２は、半径５８ミルの曲線が付けられている。基板
２４は、５８ミルの厚さを有している。もしも望ましけ
れば、例えばアルミナを使用するなどして、基板２４の
誘電率を大きくすることによって、帯域幅を減少させる
ことができる。
の所で２０ミルであり、パッド４８．５０の端部で寸法
Ｐとして示す８５ミルの幅に拡大され、パッド４８．５
０の横では寸法Ｒとして示す７１ミルに広げられている
。各パッド４８．５０の幅は、３０６ミルである。各パ
ッドの長さは、６８４ミルである。各ストリップ導体の
幅は、２４０ミルである。パッド４ｇ、５０の周囲のス
ロットの４つの外側の角７０は、半径２５０ミルの曲線
が付けられている。パッド４１１．５Ｇの４つの外側の
角７２は、半径５８ミルの曲線が付けられている。基板
２４は、５８ミルの厚さを有している。もしも望ましけ
れば、例えばアルミナを使用するなどして、基板２４の
誘電率を大きくすることによって、帯域幅を減少させる
ことができる。
結合器２０の上述した構造は、回路基板の一方の面の伝
送線路からの入力電磁パワーの所望の一部を、回路基板
の他方の面の伝送線路へ結合するこの発明の所望の能力
に備えるためのものである。
送線路からの入力電磁パワーの所望の一部を、回路基板
の他方の面の伝送線路へ結合するこの発明の所望の能力
に備えるためのものである。
結合器２０の電気的特性は、ポートＫに入力されたパワ
ーが、本質的に移相せずに部分的にポートＭで出力され
、そして＋９０度の移相を伴って部分的にポートＬで出
力される直交混成結合器のそれである。本質的には、パ
ワーはポートＮでは出力されない。しかしながら、万一
ポートＬに結合された負荷で反射が生じた場合には、反
射パワーは部分的にポートＮから出力し、残りがポート
Ｋから出ていくことになろう。
ーが、本質的に移相せずに部分的にポートＭで出力され
、そして＋９０度の移相を伴って部分的にポートＬで出
力される直交混成結合器のそれである。本質的には、パ
ワーはポートＮでは出力されない。しかしながら、万一
ポートＬに結合された負荷で反射が生じた場合には、反
射パワーは部分的にポートＮから出力し、残りがポート
Ｋから出ていくことになろう。
この発明の上述の実施例は、単なる例示にすぎず、多く
の変更が当業者にとって可能であることを理解すべきで
ある。したがって、この発明はここに開示した実施例に
限定されるものではない。
の変更が当業者にとって可能であることを理解すべきで
ある。したがって、この発明はここに開示した実施例に
限定されるものではない。
［発明の効果コ
以上のようにこの発明によれば、一方の導波管が回路基
板の第１の面上に、第２の導波管が回路基板の反対の面
上に形成され、結合器が導波管の各々に於いて中央スト
リップ導体とこれを形成する２つのスロットを広げた部
分にパッドを形成することにより形成され、このパッド
がストリップ導体に沿って電磁パワーの関心帯域の管内
波長の４分の１の長さを有して幅が長さより短く形成さ
れ、２つの導波管のパッドを同じ大きさにし、−方のパ
ッドが他のパッドの上方にあるように回路基板内に位置
付けられ、そして一方のパッドの長袖が他のパッドの長
袖と平行となるように方向付けられているので、両パッ
ドは相互に位置合わせされて２つのパッド間の結合を最
大にすることができる。
板の第１の面上に、第２の導波管が回路基板の反対の面
上に形成され、結合器が導波管の各々に於いて中央スト
リップ導体とこれを形成する２つのスロットを広げた部
分にパッドを形成することにより形成され、このパッド
がストリップ導体に沿って電磁パワーの関心帯域の管内
波長の４分の１の長さを有して幅が長さより短く形成さ
れ、２つの導波管のパッドを同じ大きさにし、−方のパ
ッドが他のパッドの上方にあるように回路基板内に位置
付けられ、そして一方のパッドの長袖が他のパッドの長
袖と平行となるように方向付けられているので、両パッ
ドは相互に位置合わせされて２つのパッド間の結合を最
大にすることができる。
また、基板の両面の導波管間の結合を結合器の場所を除
く全ての場所で抑えるために結合器の端部からの導波管
の入力及び出力部が、パッドの中心軸に対してほぼ４５
度の角度で曲げられているので、一方の導波管の導波管
部の向きを他の導波管の導波管部からそらすことができ
る。
く全ての場所で抑えるために結合器の端部からの導波管
の入力及び出力部が、パッドの中心軸に対してほぼ４５
度の角度で曲げられているので、一方の導波管の導波管
部の向きを他の導波管の導波管部からそらすことができ
る。
更に、各導波管の結合器にパッドを作る場合に導波管の
特性インピーダンスを結合器を通１．て保持するので、
ストリップ導体のみならずスロット幅をも拡大すること
ができ、結合器での反射を最小にすることができる。
特性インピーダンスを結合器を通１．て保持するので、
ストリップ導体のみならずスロット幅をも拡大すること
ができ、結合器での反射を最小にすることができる。
第１図はこの発明の複数面導波管結合器に係る混成結合
器を組込んだ回路基板の平面図、第２図は第１図の２−
２線に沿った回路基板の側面図、第３図は第１図の３−
３線に沿った回路基板の断面図、第４図は第１図の４−
４線に沿った回路基板の側面図、第５図は第１図の５−
５線に沿った回路基板の断面図、第６図は第２図の６−
６線に沿った回路基板の裏面の平面図、第７図は第１図
の７−７線に沿った回路基板の部分的断面図、第８図は
回路基板の両面上の共面導波管間の結合を説明するため
の大きさを異にする共面導波管の模式図である。 ２０・・・結合器、２２・・・回路基板、２４・・・電
気絶縁基板、２６・・・上部金属導電シート、２８・・
・下部金属導電シート、３０．３２・・・導波管、８４
．３Ｂ、４０．４２・・・スロット、３８．４４・・・
ストリップ導体、４６・・・ポート、４８・・・上部パ
ッド、５０・・・下部パッド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦手続補正書 平成元年 １１月 ６日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 特願平１−２０７０７４号 ２、発明の名称 複数面導波管結合器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ヒユーズ・エアグラフト−カンパニー ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 〒１００ 電話 ０３ （５０２）３１８１ （大代
表）明細書 ７、補正により減少する請求項の数 ３２、特許請求の
範囲 （１） 第１の導電シートと、 第２の導電シートと、 この第２の導電シートを上記第１の導電シーＩ・と平行
に且つこれから離隔して支持する指示手段と、 上記第１の導電シートに配置された第１の共面導波管と
、 上記第２の導電シートに配置された第２の共面導波管を
具備し、 上記第１及び第２の共面導波管の各々は導電シート内に
一対のスロットとして形成され、これらスロットは中央
ストリップ導体を形成するよう間隔をおいて配置されて
いる電磁パワーの結合器に於いて、 上記第１の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第１の細長パッドとして形成さ
れたストリップ導体の拡張部とが設けられ、 上記第２の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第２の細長パッドとして形成さ
れた条導体の拡張部とが設けられ、上記第１及び第２の
共面導波管との間で電磁パワーを結合するために上記第
１のパッドが上記第２のパッドと位置合わせされること
を特徴とする複数面導波管結合器。 （２） 上記共面導波管の各々の一対のスロットはパッ
ドから離れた所で結合器のポートを形成し、上記ポート
の各々に於いて各スロットは互いに平行で且つ一方のパ
ッドの中心線に対して略４５度の角度で配置されており
、結合器を混成結合器として機能させるために４つのパ
ッドが設けられる請求項１に記載の複数面導波管結合器
。 （３） 上記支持手段は上記第１及び第２のシートの間
に配置された誘電体材料から成る基板である請求項２に
記載の複数面導波管結合器。
器を組込んだ回路基板の平面図、第２図は第１図の２−
２線に沿った回路基板の側面図、第３図は第１図の３−
３線に沿った回路基板の断面図、第４図は第１図の４−
４線に沿った回路基板の側面図、第５図は第１図の５−
５線に沿った回路基板の断面図、第６図は第２図の６−
６線に沿った回路基板の裏面の平面図、第７図は第１図
の７−７線に沿った回路基板の部分的断面図、第８図は
回路基板の両面上の共面導波管間の結合を説明するため
の大きさを異にする共面導波管の模式図である。 ２０・・・結合器、２２・・・回路基板、２４・・・電
気絶縁基板、２６・・・上部金属導電シート、２８・・
・下部金属導電シート、３０．３２・・・導波管、８４
．３Ｂ、４０．４２・・・スロット、３８．４４・・・
ストリップ導体、４６・・・ポート、４８・・・上部パ
ッド、５０・・・下部パッド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦手続補正書 平成元年 １１月 ６日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 特願平１−２０７０７４号 ２、発明の名称 複数面導波管結合器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ヒユーズ・エアグラフト−カンパニー ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 〒１００ 電話 ０３ （５０２）３１８１ （大代
表）明細書 ７、補正により減少する請求項の数 ３２、特許請求の
範囲 （１） 第１の導電シートと、 第２の導電シートと、 この第２の導電シートを上記第１の導電シーＩ・と平行
に且つこれから離隔して支持する指示手段と、 上記第１の導電シートに配置された第１の共面導波管と
、 上記第２の導電シートに配置された第２の共面導波管を
具備し、 上記第１及び第２の共面導波管の各々は導電シート内に
一対のスロットとして形成され、これらスロットは中央
ストリップ導体を形成するよう間隔をおいて配置されて
いる電磁パワーの結合器に於いて、 上記第１の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第１の細長パッドとして形成さ
れたストリップ導体の拡張部とが設けられ、 上記第２の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第２の細長パッドとして形成さ
れた条導体の拡張部とが設けられ、上記第１及び第２の
共面導波管との間で電磁パワーを結合するために上記第
１のパッドが上記第２のパッドと位置合わせされること
を特徴とする複数面導波管結合器。 （２） 上記共面導波管の各々の一対のスロットはパッ
ドから離れた所で結合器のポートを形成し、上記ポート
の各々に於いて各スロットは互いに平行で且つ一方のパ
ッドの中心線に対して略４５度の角度で配置されており
、結合器を混成結合器として機能させるために４つのパ
ッドが設けられる請求項１に記載の複数面導波管結合器
。 （３） 上記支持手段は上記第１及び第２のシートの間
に配置された誘電体材料から成る基板である請求項２に
記載の複数面導波管結合器。
Claims (6)
- （１）第１の導電シートと、 第２の導電シートと、 この第２の導電シートを上記第１の導電シートと平行に
且つこれから離隔して支持する指示手段と、 上記第１の導電シートに配置された第１の共面導波管と
、 上記第２の導電シートに配置された第２の共面導波管を
具備し、 上記第１及び第２の共面導波管の各々は導電シート内に
一対のスロットとして形成され、これらスロットは中央
ストリップ導体を形成するよう間隔をおいて配置されて
いる電磁パワーの結合器に於いて、 上記第１の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第１の細長パッドとして形成さ
れたストリップ導体の拡張部とが設けられ、 上記第２の共面導波管に各スロットの拡張部とこのスロ
ット拡張部内に配置され第２の細長パッドとして形成さ
れた条導体の拡張部とが設けられ、上記笛１及び第２の
共面導波管との間で電磁パワーを結合するために上記第
１のパッドが上記第２のパッドと位置合わせされること
を特徴とする複数面導波管結合器。 - （２）上記共面導波管の各々の一対のスロットはパッド
から離れた所で結合器のポートを形成し、上記ポートの
各々に於いて各スロットは互いに平行で且つ一方のパッ
ドの中心線に対して略４５度の角度で配置されており、
結合器を混成結合器として機能させるために４つのパッ
ドが設けられる請求項１に記載の複数面導波管結合器。 - （３）上記支持手段は上記第１及び第２のシートの間に
配置された誘電体材料から成る基板である請求項２に記
載の複数面導波管結合器。 - （４）上記支持手段は上記第１及び第２のシートの間に
配置された誘電体材料から成る基板である請求項１に記
載の複数面導波管結合器。 - （５）上記パッドの各々は実質的に矩形の形状を有する
請求項１に記載の複数面導波管結合器。 - （６）上記パッドの各々は曲線コーナーを有する請求項
５に記載の複数面導波管結合器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US231,326 | 1981-02-04 | ||
| US07/231,326 US4882555A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Plural plane waveguide coupler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02104102A true JPH02104102A (ja) | 1990-04-17 |
| JPH07120888B2 JPH07120888B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=22868751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1207074A Expired - Lifetime JPH07120888B2 (ja) | 1988-08-12 | 1989-08-11 | 複数面導波管結合器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4882555A (ja) |
| EP (1) | EP0354524B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07120888B2 (ja) |
| CA (1) | CA1316228C (ja) |
| DE (1) | DE68916594T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5001492A (en) * | 1988-10-11 | 1991-03-19 | Hughes Aircraft Company | Plural layer co-planar waveguide coupling system for feeding a patch radiator array |
| US4965605A (en) * | 1989-05-16 | 1990-10-23 | Hac | Lightweight, low profile phased array antenna with electromagnetically coupled integrated subarrays |
| US5486798A (en) * | 1994-03-07 | 1996-01-23 | At&T Ipm Corp. | Multiplanar hybrid coupler |
| US7637816B2 (en) * | 2002-04-05 | 2009-12-29 | Wms Gaming Inc. | System and method for combining low-power signals and high-power signals on a single circuit board in a gaming machine |
| US6825738B2 (en) * | 2002-12-18 | 2004-11-30 | Analog Devices, Inc. | Reduced size microwave directional coupler |
| DE102004038574A1 (de) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Übertragung von breitbandigen Hochfrequenzsignale |
| JP5612049B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2014-10-22 | 株式会社東芝 | 合成器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289810U (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-09 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1191371A (fr) * | 1958-01-16 | 1959-10-19 | Csf | Perfectionnements aux jonctions hybrides pour lignes tri-plaques |
| US3575674A (en) * | 1969-05-09 | 1971-04-20 | Microwave Ass | Microstrip iris directional coupler |
| GB1253898A (en) * | 1969-06-13 | 1971-11-17 | Mullard Ltd | Microstrip directional coupler |
| FR2449340A1 (fr) * | 1979-02-13 | 1980-09-12 | Thomson Csf | Circuit hyperfrequence a lignes couplees coplanaires et dispositif comportant un tel circuit |
| US4591812A (en) * | 1982-11-22 | 1986-05-27 | Communications Satellite Corporation | Coplanar waveguide quadrature hybrid having symmetrical coupling conductors for eliminating spurious modes |
| US4737740A (en) * | 1983-05-26 | 1988-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Discontinuous-taper directional coupler |
-
1988
- 1988-08-12 US US07/231,326 patent/US4882555A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-18 CA CA000606007A patent/CA1316228C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-08 DE DE68916594T patent/DE68916594T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-08 EP EP89114621A patent/EP0354524B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-11 JP JP1207074A patent/JPH07120888B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289810U (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4882555A (en) | 1989-11-21 |
| DE68916594T2 (de) | 1995-03-02 |
| EP0354524A1 (en) | 1990-02-14 |
| JPH07120888B2 (ja) | 1995-12-20 |
| CA1316228C (en) | 1993-04-13 |
| DE68916594D1 (de) | 1994-08-11 |
| EP0354524B1 (en) | 1994-07-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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