JPH044763B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH044763B2 JPH044763B2 JP61189083A JP18908386A JPH044763B2 JP H044763 B2 JPH044763 B2 JP H044763B2 JP 61189083 A JP61189083 A JP 61189083A JP 18908386 A JP18908386 A JP 18908386A JP H044763 B2 JPH044763 B2 JP H044763B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coupling
- directional coupler
- line
- approximately
- output terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01P5/185—Edge coupled lines
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
マイクロストリツプラインの主線路に近接して
間隔がλg／４の２つの金属パターンＡ１，Ａ２
を設け、該金属パターンに結合される２つの信号
を、主線路と結合が小さく、かつ線路長の差が
λg／４の細い導体パターンで出力端子Ｃに導き、
約−20dB以下程度の疎結合で方向性が十分とれ
る方向性結合器。
間隔がλg／４の２つの金属パターンＡ１，Ａ２
を設け、該金属パターンに結合される２つの信号
を、主線路と結合が小さく、かつ線路長の差が
λg／４の細い導体パターンで出力端子Ｃに導き、
約−20dB以下程度の疎結合で方向性が十分とれ
る方向性結合器。
本発明はマイクロ波帯などで用いられる方向性
結合器の改良に関し、特にマイクロストリツプラ
インで構成する疎結合の方向性結合器に関するも
ので、用途は例えば高出力マイクロ波増幅器の出
力モニタである。
結合器の改良に関し、特にマイクロストリツプラ
インで構成する疎結合の方向性結合器に関するも
ので、用途は例えば高出力マイクロ波増幅器の出
力モニタである。
この種用途の方向性結合器としては、約−
20dB以下程度の結合度と、十分な方向性を持つ
て実現されることが望まれている。
20dB以下程度の結合度と、十分な方向性を持つ
て実現されることが望まれている。
従来よりマイクロストリツプラインで構成する
マイクロ波の方向性結合器としては、その誘電体
基板表面のストリツプ導体が第４図に示されるご
とき、Ａの分岐線路形、Ｂの分布結合形がある。
マイクロ波の方向性結合器としては、その誘電体
基板表面のストリツプ導体が第４図に示されるご
とき、Ａの分岐線路形、Ｂの分布結合形がある。
Ａの分岐線路形方向性結合器は、特性インピー
ダンスがそれぞれZs、Zpの直列線路および並列
線路からなり、特性インピーダンスZoの入力線
路からの入力信号が同じ値の特性インピーダン
スZoの出力線路およびから出力される。
ダンスがそれぞれZs、Zpの直列線路および並列
線路からなり、特性インピーダンスZoの入力線
路からの入力信号が同じ値の特性インピーダン
スZoの出力線路およびから出力される。
入力線路から出力線路への結合度は、直列
線路の特性インピーダンスZs（図ではZoと同じに
してある）、並列線路の特性インピーダンスZpの
選び方により定まる。そして、特性インピーダン
スZp，Zsは誘電体基板の定数が定まれば、導体
線路の幅Wp，Wsで定まる。
線路の特性インピーダンスZs（図ではZoと同じに
してある）、並列線路の特性インピーダンスZpの
選び方により定まる。そして、特性インピーダン
スZp，Zsは誘電体基板の定数が定まれば、導体
線路の幅Wp，Wsで定まる。
Ｂの分布結合形方向性結合器は、同軸線路を用
いる場合と同じく、約λg／４の長さのマイクロ
ストリツプラインのエツジの分布結合を使つて必
要な結合度を得ることが出来る。その回路は、
偶・奇直交モード励振法で解析され、設計すべき
方向性結合器の結合度ならびに負荷インピーダン
スZoが与えられれば、２つの直交モードインピ
ーダンスZoe，Zooが計算される。直交モードイ
ンピーダンスZoe，Zooが求まれば、利用する結
合線路のインピーダンス特性から、具体的な物理
寸法にむすびつけることができる。（例えば、「通
信用マイクロ波回路」電子通信学会発行p54参
照） 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上の従来技術で一応、方向性結合器の設計は
できるが、Ａの分岐線路形では、結合度が−
20dB程度以下の疎結合のものは、たとえば、比
誘電率εγ＝2.6、基板厚0.8mmのテフロングラス基
板上に中心周波数5GHzの方向性結合器を形成す
る場合、インピーダンスZo，Zsを50Ωとすると並
列線路のストリツプ導体の幅Wpが0.1ミクロン以
下になり実現不可能となる。
いる場合と同じく、約λg／４の長さのマイクロ
ストリツプラインのエツジの分布結合を使つて必
要な結合度を得ることが出来る。その回路は、
偶・奇直交モード励振法で解析され、設計すべき
方向性結合器の結合度ならびに負荷インピーダン
スZoが与えられれば、２つの直交モードインピ
ーダンスZoe，Zooが計算される。直交モードイ
ンピーダンスZoe，Zooが求まれば、利用する結
合線路のインピーダンス特性から、具体的な物理
寸法にむすびつけることができる。（例えば、「通
信用マイクロ波回路」電子通信学会発行p54参
照） 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上の従来技術で一応、方向性結合器の設計は
できるが、Ａの分岐線路形では、結合度が−
20dB程度以下の疎結合のものは、たとえば、比
誘電率εγ＝2.6、基板厚0.8mmのテフロングラス基
板上に中心周波数5GHzの方向性結合器を形成す
る場合、インピーダンスZo，Zsを50Ωとすると並
列線路のストリツプ導体の幅Wpが0.1ミクロン以
下になり実現不可能となる。
Ｂの分布結合形では、図示の寸法で必要な結合
度は得られるが、伝送信号の偶モードと奇モード
の二つの直交モードの位相速度が一致せず、方向
性がほとんど無く実用に適さないという問題点が
ある。
度は得られるが、伝送信号の偶モードと奇モード
の二つの直交モードの位相速度が一致せず、方向
性がほとんど無く実用に適さないという問題点が
ある。
本発明は、第１図の原理回路図に示すごとく、
マイクロストリツプラインの主線路に近接して平
板状金属パターンＡ１，Ａ２を設けると、Ａ１，
Ａ２に主線路を通過する電力の一部が結合するこ
と、またその金属パターンA1，A2を主線路の約
λg／４離れた２点に配置することによつて、結
合した信号に約90度の位相差があることを利用
し、その結合した信号を主線路と結合しにくい細
いパターンB1，B2によつて位相操作をして出力
端子Ｃに導くことによつて、疎結合で、かつ十分
な方向性をもつ方向性結合器を実現できる。図の
R1，R2は回路動作の安定化のための終端抵抗で
ある。
マイクロストリツプラインの主線路に近接して平
板状金属パターンＡ１，Ａ２を設けると、Ａ１，
Ａ２に主線路を通過する電力の一部が結合するこ
と、またその金属パターンA1，A2を主線路の約
λg／４離れた２点に配置することによつて、結
合した信号に約90度の位相差があることを利用
し、その結合した信号を主線路と結合しにくい細
いパターンB1，B2によつて位相操作をして出力
端子Ｃに導くことによつて、疎結合で、かつ十分
な方向性をもつ方向性結合器を実現できる。図の
R1，R2は回路動作の安定化のための終端抵抗で
ある。
平板状金属パターンＡ１，Ａ２は主線路に近接
してλg／４離れた位置に配置され、細い導体パ
ターンＢ１，Ｂ２は金属パターンＡ１，Ａ２で結
合した信号を出力端子Ｃへ導くもので、かつＢ１
の長さがＢ２に比べてλg／４長くしてある。
してλg／４離れた位置に配置され、細い導体パ
ターンＢ１，Ｂ２は金属パターンＡ１，Ａ２で結
合した信号を出力端子Ｃへ導くもので、かつＢ１
の長さがＢ２に比べてλg／４長くしてある。
したがつて、端子１から入力されて端子２へ伝
送される信号の一部は、A1からB1を経て出力端
子Ｃへ出力されるものとA2からB2を経て出力端
子Ｃへ出力されるものが出力端子Ｃにおいて同相
合成されて出力される。
送される信号の一部は、A1からB1を経て出力端
子Ｃへ出力されるものとA2からB2を経て出力端
子Ｃへ出力されるものが出力端子Ｃにおいて同相
合成されて出力される。
一方、端子２から入力されて端子１へ伝送され
る信号の一部は、この２つの径路をへて出力端子
Ｃに現れるものが互いに逆相となり出力端子Ｃで
は零になる。
る信号の一部は、この２つの径路をへて出力端子
Ｃに現れるものが互いに逆相となり出力端子Ｃで
は零になる。
この様にして、端子１から端子２に向う信号の
一部が出力端子Ｃに現れ、その逆の端子２から端
子１へ向う信号は出力端子Ｃに現れないという、
いわゆる方向性結合器が実現される。
一部が出力端子Ｃに現れ、その逆の端子２から端
子１へ向う信号は出力端子Ｃに現れないという、
いわゆる方向性結合器が実現される。
第２図は本発明の具体的な第１の実施例を示す
ものであり、主線路１の端子１から入力された電
力の約300分の１（約−25dB）を出力端子Ｃに出
力する中心周波数約6GHzの電力モニタである。
端子２から入力された場合は勿論出力されない。
ものであり、主線路１の端子１から入力された電
力の約300分の１（約−25dB）を出力端子Ｃに出
力する中心周波数約6GHzの電力モニタである。
端子２から入力された場合は勿論出力されない。
図は0.8mm厚のテフロングラス基板上に形成し
たマイクロストリツプラインの上部導体を示し、
１は幅が約2.2mmの主線路、２ａおよび３ａは結
合用平板状金属パターンで相互の間隔は約8.6mm、
２ｂおよび３ｂは終端抵抗であり、ここでは
100Ωのチツプ抵抗を用いている。
たマイクロストリツプラインの上部導体を示し、
１は幅が約2.2mmの主線路、２ａおよび３ａは結
合用平板状金属パターンで相互の間隔は約8.6mm、
２ｂおよび３ｂは終端抵抗であり、ここでは
100Ωのチツプ抵抗を用いている。
４および５は結合信号を出力端子Ｃへ導く導体
パターンＢ１，Ｂ２で特性インピーダンスが
100Ωになる様に幅を約0.55mmとしている。これ
は出力端子Ｃから見たインピーダンスを50Ωとす
るための値である。４の長さは約17mm、５は約
8.3mmである。
パターンＢ１，Ｂ２で特性インピーダンスが
100Ωになる様に幅を約0.55mmとしている。これ
は出力端子Ｃから見たインピーダンスを50Ωとす
るための値である。４の長さは約17mm、５は約
8.3mmである。
２ｅおよび３ｅは接地用パターンであり、２ｃ
および３ｃは接地用スルーホールである。
および３ｃは接地用スルーホールである。
第３図は本発明の第２の実施例である。番号、
記号は第２図におけると同じにしてあり、同じ番
号、記号のものは同じ機能を持つている。
記号は第２図におけると同じにしてあり、同じ番
号、記号のものは同じ機能を持つている。
第３図の第２の実施例では、結合用平板状金属
パターン２ａおよび３ａにおける２つの結合波を
金属パターン３ａのところで合成している。この
事によつて、先の第１の実施例における細い導体
パターン５は省略され、それだけ装置は小形化さ
れる。
パターン２ａおよび３ａにおける２つの結合波を
金属パターン３ａのところで合成している。この
事によつて、先の第１の実施例における細い導体
パターン５は省略され、それだけ装置は小形化さ
れる。
以上述べたように、本発明によれば、従来容易
には実現できなかつた疎結合のマイクロ波方向性
結合器を実現でき、高性能の無線装置の小形の電
力モニタ等として使用できる効果がある。
には実現できなかつた疎結合のマイクロ波方向性
結合器を実現でき、高性能の無線装置の小形の電
力モニタ等として使用できる効果がある。
第１図は本発明の方向性結合器の構成を示す原
理回路図、第２図は本発明の第１の実施例の方向
性結合器の構成を示す回路図、第３図は本発明の
第２の実施例の方向性結合器の構成を示す回路
図、第４図は従来例の方向性結合器の構成を示す
回路図である。 第１図、第２図、第３図において、１はマイク
ロストリツプラインの主線路、２，３は金属パタ
ーンと終端抵抗の直列回路、２ａ，３ａは結合用
金属パターン、２ｂ，３ｂは終端抵抗、２ｃ，３
ｃは接地用スルーホール、２ｅ，３ｅは接地用パ
ターン、４，５は細い導体パターンである。
理回路図、第２図は本発明の第１の実施例の方向
性結合器の構成を示す回路図、第３図は本発明の
第２の実施例の方向性結合器の構成を示す回路
図、第４図は従来例の方向性結合器の構成を示す
回路図である。 第１図、第２図、第３図において、１はマイク
ロストリツプラインの主線路、２，３は金属パタ
ーンと終端抵抗の直列回路、２ａ，３ａは結合用
金属パターン、２ｂ，３ｂは終端抵抗、２ｃ，３
ｃは接地用スルーホール、２ｅ，３ｅは接地用パ
ターン、４，５は細い導体パターンである。
Claims (1)
- １ マイクロストリツプラインよりなる主線路上
の約λg／４離れた２点に近接して２個の結合用
の平板状金属パターンが配置され、平板状金属パ
ターンはそれぞれ終端抵抗を介して接地されると
共に、主線路より細くかつ互いに長さが約λg／
４異なる導体パターンを介し、それぞれ出力端子
に接続されることを特徴とする方向性結合器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189083A JPS6345901A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 方向性結合器 |
| CA000543907A CA1275459C (en) | 1986-08-12 | 1987-08-06 | Directional coupler |
| DE87111689T DE3788018T2 (de) | 1986-08-12 | 1987-08-12 | Richtkoppler. |
| US07/084,190 US4799032A (en) | 1986-08-12 | 1987-08-12 | Directional coupler |
| EP87111689A EP0256511B1 (en) | 1986-08-12 | 1987-08-12 | Directional coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189083A JPS6345901A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345901A JPS6345901A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH044763B2 true JPH044763B2 (ja) | 1992-01-29 |
Family
ID=16235029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189083A Granted JPS6345901A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 方向性結合器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4799032A (ja) |
| EP (1) | EP0256511B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6345901A (ja) |
| CA (1) | CA1275459C (ja) |
| DE (1) | DE3788018T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19605569A1 (de) * | 1996-02-15 | 1997-08-21 | Daimler Benz Aerospace Ag | Richtkoppler für den Hochfrequenzbereich |
| FR2916086B1 (fr) * | 2007-05-11 | 2010-09-03 | Thales Sa | Coupleur de signaux hyperfrequences en technologie microruban. |
| KR20110107803A (ko) * | 2009-01-19 | 2011-10-04 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 방향성 결합기와 이것을 갖는 무선 통신기 |
| US8981871B2 (en) * | 2011-12-08 | 2015-03-17 | Honeywell International Inc. | High directivity directional coupler |
| JP5979402B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2016-08-24 | Tdk株式会社 | 方向性結合器および無線通信装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2749519A (en) * | 1952-03-05 | 1956-06-05 | Itt | Directional couplers for microwave transmission systems |
| US2860308A (en) * | 1954-12-03 | 1958-11-11 | Sanders Associates Inc | High frequency transmission line coupling device |
| JPS5211467Y2 (ja) * | 1972-09-06 | 1977-03-12 | ||
| JPS5523652A (en) * | 1978-08-07 | 1980-02-20 | Fujitsu Ltd | Detector |
| DE2838317C2 (de) * | 1978-09-01 | 1984-03-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Richtungskoppler |
| JPS6058A (ja) * | 1983-06-15 | 1985-01-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
| JPS6079806U (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-03 | 日本電気株式会社 | マイクロ波結合器 |
| JPS61116404A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-06-03 | Fujitsu Ltd | 超高周波結合器 |
| US4701724A (en) * | 1986-07-15 | 1987-10-20 | Motorola, Inc. | Injection switch and directional coupler |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189083A patent/JPS6345901A/ja active Granted
-
1987
- 1987-08-06 CA CA000543907A patent/CA1275459C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-12 DE DE87111689T patent/DE3788018T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-12 US US07/084,190 patent/US4799032A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-12 EP EP87111689A patent/EP0256511B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0256511A2 (en) | 1988-02-24 |
| EP0256511A3 (en) | 1988-05-04 |
| DE3788018T2 (de) | 1994-04-14 |
| JPS6345901A (ja) | 1988-02-26 |
| DE3788018D1 (de) | 1993-12-09 |
| US4799032A (en) | 1989-01-17 |
| EP0256511B1 (en) | 1993-11-03 |
| CA1275459C (en) | 1990-10-23 |
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