JPH0225281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 伝送周波数の４分の１波長と同程度の長さの分
布結合形の一対のストリツプ導体を、短冊形誘電
体基板を介して結合することにより、結合度が高
く、且つ低コストの方向性結合器を提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、マイクロストリツプ線路を用いた分
布結合形の方向性結合器の改良に関する。

伝送周波数の４分の１波長と同程度の長さスト
リツプ導体を所望に組合わせたマイクロ波帯乃至
ミリ波帯の方向性結合器は、導波管よりなる方向
性結合器に比べて、著しく小形であるという利点
があるので広く使用されている。

そして、マイクロストリツプ線路を用いた方向
性結合器には、直接結合形と分布結合形とがある
が、前者の直接結合形は占有面積が大きく、且つ
比帯域が小さいという短所があるので、これらの
短所が除去された後者の分布結合形がより多く使
用されている。

このような方向性結合器は、結合度が高いこと
と、低コストのことが要望されている。

〔従来の技術〕 第４図は従来の分布結合形の方向性結合器の１
例の斜視図である。

第４図は小形で、広帯域の方向性結合器である
分布結合形の１例で、結合度が約−3dBと高いイ
ンタデイジテイト形の分布形結合器であつて、例
えばアルミナ基板のようなセラミツク基板５の下
面の全面に、下部導体層６を形成してある。

セラミツク基板５の上面には、長さが伝送周波
数のほぼ４分の１波長の３条のストリツプ導体
７，９，８が、この順に並列し、極めて近接して
（例えば間隔が１乃至2μm）設けられている。

ストリツプ導体７の一方の端末には、第１のポ
ート１を接続して設け、第１のポート１に対角線
上に位置するストリツプ導体８の端末には、第４
のポート４を接続して設けてある。

またストリツプ導体７とストリツプ導体８の中
間に設けたストリツプ導体９の第１のポート１に
対向する端末には、第４のポート４に平行する第
２のポート２を接続して設け、ストリツプ導体９
の他方の端末には、第４のポート４に背向するよ
うに第１のポート１に平行する第３のポート３を
接続して設けてある。

このような回路は、セラミツク基板５の全面に
ニクロム膜、その上層に金膜を蒸着等して形成、
フオトリソグラフイ手段により形成したものであ
る。

そして、第１のポート１の近傍、及び第４のポ
ート４の近傍の２個所で、ストリツプ導体９を跨
ぐ金リボンのようなブリツジ線１０をワイヤボン
デング等して、ストリツプ導体７とストリツプ導
体８とを接続している。

上述のように結合されているので、例えば、第
１のポート１よりの入力信号は、第２のポート
２、及び第４のポート４から出力され、第３のポ
ート３からは、殆ど出射しないという方向性を有
する。なお、第４のポート４から入力信号を投入
した場合には、第１のポート１と第３のポート３
より出力されることは勿論である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来例の方向性結合器は、結
合度を大きくするためには、比誘電率の高いセラ
ミツク基板を用い、且つ、ストリツプ導体を極め
て近接して設けることが必要である。

このために、高価なセラミツク基板を使用し、
ストリツプ導体を加工工程が複雑な薄膜で形成す
ることになり、高コストであるという問題点があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来の問題点を解決するために本発明は、
第１図に例示したように、誘電体基板１５の表面
に形成され、一方の端末に第１のポート１が、他
方の端末に第３のポート３がそれぞれ形成され
た、伝送周波数の1/4波長の奇数倍の長さの第１
のストリツプ導体１６と、第１のストリツプ導体
１６に近接して平行に形成され、一方の端末に第
２のポート２が、他方の端末に第４のポート４が
それぞれ形成された、長さが第１のストリツプ導
体１６の長さに等しい第２のストリツプ導体１７
と、短冊形の一方の側面に第１の導体層１８が、
他方の側面に第２の導体層１９が設けられ、第１
の導体層１８が第１のストリツプ導体１６に、第
２の導体層１９が第２のストリツプ導体１７にそ
れぞれ接続するよう、誘電体基板１５に搭載され
た、長さが第１のストリツプ導体１６の長さに等
しい短冊形誘電体基板２０とよりなる構成とす
る。

〔作用〕

上記本発明の手段によれば、第１のストリツプ
導体１６と第２のストリツプ導体１７とは、それ
ぞれ短冊形誘電体基板２０の両側面に形成された
第１の導体層１８、第２の導体層１９に接続され
ているので、ストリツプ導体間隔を比較的大きく
しても、第１のストリツプ導体１６と第２のスト
リツプ導体１７とは高い結合度で結合される。

したがつて、加工工程が複雑な薄膜で第１、第
２のストリツプ導体を形成する必要がなく、安価
な他の手段、例えば銅箔をエツチングして形成す
ることができる。また、誘電体基板１５の比誘電
率が低くても結合度に影響を与えないので、低コ
ストの加工の容易な誘電体基板を使用することが
できる。

〔実施例〕

以下図示実施例により、本発明を具体的に説明
する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物
を示す。

第１図は本発明の１実施例の斜視図であり、第
２図は他の実施例の斜視図、第３図は他の実施例
の短冊形誘電体基板の斜視図である。

第１図において、例えばテフロン（登録商標）
グラスのように比誘電率が小さく加工が容易で、
安価な誘電体基板１５の下面の全面には、銅箔等
で下部導体層６を設けてある。

そして、誘電体基板１５の上面には、長さがほ
ぼλg／４（λgは短冊形誘電体基板の誘電率によつ
て定まる実効波長）の第１のストリツプ導体１６
が形成されている。また、第１のストリツプ導体
１６に近接（例えは間隔が0.5mm）し平行に、長
さが等しい第２のストリツプ導体１７が、形成さ
れている。

第１のストリツプ導体１６の一方の端末には、
第１のポート１が直角に接続形成され、他方の端
末には、第１のポート１に平行して第３のポート
３が第１のストリツプ導体１６に直角に接続形成
されている。

また、第１のポート１が設けられた端末に対向
する第２のストリツプ導体１７の端末には、第２
のポート２が直角に接続形成され、他方の端末に
は、第２のポート２に平行して第２のストリツプ
導体１７に直角に接続形成されている。

上述の回路パターンは、誘電体基板１５の表面
に形成された銅箔層をエツチングすることにより
容易に形成することができる。

２０は所望の比誘電率を有し、所望の幅で、長
さがλg／４の細長い短冊形の誘電体基板である。

短冊形誘電体基板２０の長手方向の一方の側面
の全面には、第１の導体層１８が設けられ、第１
の導体層１８に対向した他方の側面には第２の導
体層１９が設けられている。

短冊形誘電体基板２０は、第１の導体層１８、
第２の導体層１９が誘電体基板１５に垂直で、第
１のストリツプ導体１６と第２のストリツプ導体
１７に平行して、跨るように誘電体基板１５上に
載せられ、第１の導体層１８が第１のストリツプ
導体１６に、第２の導体層１９が第２のストリツ
プ導体１７にそれぞれ半田付け等されて接続さ
れ、搭載されている。

上述のように、短冊形誘電体基板２０の両側面
に対向して形成された第１の導体層１８、第２の
導体層１９に、第１のストリツプ導体１６と第２
のストリツプ導体１７がそれぞれ接続されている
ので、第１のストリツプ導体１６と第２のストリ
ツプ導体１７とを所望に高い結合度（例えば−
3dB）で結合することができる。

したがつて、例えば、第１のポート１よりの入
力信号は、第３のポート３、及び第２のポート２
から出力され、第４のポート４からは、殆ど出射
しないという方向性を有する。

なお、第１、第２のストリツプ導体の間隔は比
較的大きく、且つ余裕度があるので、安価な手段
でエツチングして形成することができる。また、
誘電体基板１５の比誘電率が低くても結合度に影
響を与えないので、加工の容易な誘電体基板を使
用することができて低コストである。

第２図及び第３図のものは、第１のポート１よ
りの入力信号を、第２のポート２、及び第４のポ
ート４から出力する方向性結合器である。

第２図において、誘電体基板１５に平行して形
成された第１のストリツプ導体１６と第２のスト
リツプ導体１７は、ほぼ中央部で切断されて、第
１のストリツプ導体１６は第１のポート１側のス
トリツプ導体１６Ａと、第３のポート３側のスト
リツプ導体１６Ｂに分離されている。また、第２
のストリツプ導体１７は第２のポート２側のスト
リツプ導体１７Ａと、第４のポート４側のストリ
ツプ導体１７Ｂに分離されている。

そして、ストリツプ導体１６Ｂとストリツプ導
体１７Ａとは、切断部を斜めに横断する接続導体
パターン３１で接続されている。

短冊形誘電体基板２０の両面に形成された第１
の導体層１８と第２の導体層１９は、ともにほぼ
中央部で切断され、第１の導体層１８は第１のポ
ート１側の導体層１８Ａと第３のポート３側の導
体層１８Ｂに分離され、第２の導体層１９は、第
２のポート２側の導体層１９Ａと第４のポート４
側の導体層１９Ｂに分離されている。

そして導体層１８Ａと導体層１９Ｂとは、誘電
体基板１５に密着する側と反対側の上面の中央部
を、斜めに横断する接続導体パターン３２によつ
て接続されている。

したがつて、例えば第１のポート１よりの入力
信号は、第２のポート２、及び第４のポート４か
ら出力され、第３のポート３からは、殆ど出射し
ないという方向性を有する。

第３図においては、短冊形誘電体基板２０の一
方の側面に形成された第１の導体層１８は、ほぼ
中央部が、側面視で鍵形に切断されて導体層１８
Ａと導体層１８Ｂに分離されている。

また、他方の面に形成された第２の導体層１９
は、側面視が第１の導体層１８とは逆形の鍵形に
切断されて、導体層１９Ａと導体層１９Ｂとに分
離されている。

そして、導体層１８Ａと導体層１９Ｂとは短冊
形誘電体基板２０を貫通するスルーホール導体４
２で連結接続され、導体層１８Ｂと導体層１９Ａ
とは、スルーホール導体４１で連結接続されてい
る。

このような短冊形誘電体基板２０が搭載される
ストリツプ導体は、第２図に示したように中央部
が切断されてストリツプ導体１６Ａ，１６Ｂ及び
ストリツプ導体１７Ａ，１７Ｂが形成されたもの
で、第２図のものと異なる点は、接続導体層３１
でストリツプ導体１６Ｂとストリツプ導体１７Ａ
とが接続されていないことである。

このような構造の方向性結合器もまた、、第２
図のものと同様な方向性の機能を備えている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、誘電体基板上に
設けた並設して設けた第１のストリツプ導体と第
２のストリツプ導体とを他の短冊形誘電体基板を
介して結合したもので、広帯域で、高結合の特性
を有するばかりでなく、素材の誘電体基板が安価
で、加工が容易であり、且つストリツプ導体の加
工が容易で低コストである等、実用上で優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の斜視図、第２図は
他の実施例の斜視図、第３図は他の実施例の短冊
形誘電体基板の斜視図、第４図は従来の方向性結
合器の斜視図である。 図において、１は第１のポート、２は第２のポ
ート、３は第３のポート、４は第４のポート、５
はセラミツク基板、６は下部導体層、１５は誘電
体基板、１６は第１のストリツプ導体、１７は第
２のストリツプ導体、１８は第１の導体層、１９
は第２の導体層、１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９
Ｂは導体層、２０は短冊形誘電体基板、３１，３
２は接続導体パターン、４１，４２はスルーホー
ル導体を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電体基板１５の表面に形成され、一方の端
   末に第１のポート１が他方の端末に第３のポート
   ３がそれぞれ形成された、伝送周波数の1/4波長
   の奇数倍の長さの第１のストリツプ導体１６と、 該第１のストリツプ導体１６に近接して平行に
   形成され、一方の端末に第２のポート２が他方の
   端末に第４のポート４がそれぞれ形成された、長
   さが該第１のストリツプ導体１６の長さに等しい
   第２のストリツプ導体１７と、 短冊形の一方の側面に第１の導体層１８が、他
   方の側面に第２の導体層１９が設けられ、該第１
   の導体層１８が該第１のストリツプ導体１６に、
   該第２の導体層１９が該第２のストリツプ導体１
   ７にそれぞれ接続するよう、該誘電体基板１５に
   搭載された、長さが該第１のストリツプ導体１６
   の長さに等しい短冊形誘電体基板２０とよりなる
   ことを特徴とする方向性結合器。 ２ 前記第１、第２のストリツプ導体１６，１
   ７、及び前記第１、第２の導体層１８，１９が、
   それぞれほぼ中央部で切断され、該第１のポート
   側の第１のストリツプ導体１６Ａが直接、或いは
   切断された導体層を介して該第４のポート側のス
   トリツプ導体１７Ｂに、該第３のポート側の第１
   のストリツプ導体１６Ｂが直接、或いは切断され
   た導体層を介して該第２のポート側のストリツプ
   導体１７Ａに、それぞれ接続されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方向性結
   合器。