JPH07336117A - 方向性結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】設計の自由度が広く広範囲なカップリング出力
に対応する方向性結合器を提供する。 【構成】誘電体基板１の表面に、波長の1/4 の長さを有
するストリップ線路２，３が対向して形成され、誘電体
基板１のストリップ線路２，３間に凹部１ａが形成さ
れ、誘電体基板１の側面にストリップ線路２，３の両端
部と接続する外部電極４が形成され、誘電体基板１の裏
面にグランド電極５が形成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波用の方向性結合
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の方向性結合器を図７に示す。図７
において、１は誘電体基板であり、誘電体基板１の表面
には、波長の1/4 の長さを有し導体幅ｗのストリップ線
路２，３が間隔ｇを介して対向して形成され、ストリッ
プ線路２，３の両端部が、誘電体基板１の端部に引き出
されている。また、誘電体基板１の側面には、ストリッ
プ線路２，３の両端部と接続する外部電極４が形成さ
れ、誘電体基板１の裏面にはグランド電極５が形成され
て、1/4 波長分布結合形方向性結合器６が構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
方向性結合器６において、１０dBカップラーのように、
低いカップリング出力を必要とするものについては、ス
トリップ線路２，３の間隔ｇを広くするか、誘電体基板
１の比誘電率を小さくする必要があり（この場合、導体
幅ｗを大きくする必要がある）、小型の方向性結合器を
得る事が困難であった。

【０００４】また、カップリング出力を高める場合に
は、ストリップ線路２，３の間隔ｇを狭くするか、誘電
体基板１の比誘電率を大きくする必要がある。しかし、
間隔ｇを狭くするには電極形成の加工限界により高精度
なものが得られないため、カップリング出力において製
品間にバラツキが生じる。また、誘電体基板１の比誘電
率を大きくした場合、ストリップ線路２，３の導体幅ｗ
を狭くする必要があるが、この場合、ストリップ線路
２，３の導体ロスが増大するとともに、電極形成の加工
限界により最小導体幅が制約され、カップリング出力を
大幅に高めることが困難であった。

【０００５】さらに、カップリング出力は、主に誘電体
基板１の比誘電率及びストリップ線路２，３の間隔ｇで
決定するため、設計の自由度が狭く精度の高い設計が困
難であった。また、製品の加工後にカップリング出力が
設計値よりずれた場合には、その調整が困難で、製品の
歩留まりが悪くなっていた。

【０００６】本発明は、このような問題を解消するため
になされたものであり、誘電体基板のストリップ線路間
に凹部を形成し、凹部内に比誘電率のことなる誘電体を
埋設することにより、設計の自由度が広く広範囲なカッ
プリング出力に対応する方向性結合器を提供することを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、誘電体基板と、該誘電体基板
の表面に対向して形成したストリップ線路と、前記誘電
体基板の側面に形成し前記ストリップ線路の端部と接続
した外部電極と、前記誘電体基板の裏面に形成したグラ
ンド電極とからなる方向性結合器において、前記誘電体
基板のストリップ線路間に凹部を形成したことを特徴と
するものである。

【０００８】また、少なくとも前記誘電体基板の凹部内
に、前記誘電体基板の比誘電率と異なる比誘電率を有す
る誘電体を埋設したことを特徴とするものである。

【０００９】また、前記誘電体基板の凹部内から前記ス
トリップ線路上にかけて、前記誘電体基板の比誘電率と
異なる比誘電率を有する誘電体を取り付けたことを特徴
とするものである。

【００１０】また、前記誘電体基板の上面若しくは下面
に電極を取り付けたことを特徴とするものである。

【００１１】また、前記誘電体基板の凹部、又は、前記
誘電体、又は、前記誘電体の上面若しくは下面に取り付
けた電極をトリミングすることにより、カップリング出
力を調整したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、誘電体基板のストリップ
線路間に凹部を形成したものは、ストリップ線路間の比
誘電率が低下し、カップリング出力が低下する。また、
誘電体基板の凹部内に比誘電率の異なる誘電体を埋設し
たものは、ストリップ線路間の比誘電率が高くなり、カ
ップリング出力が向上する。

【００１３】また、誘電体基板の凹部内からストリップ
線路上にかけて、誘電体を取り付けたものは、ストリッ
プ線路間の空気中へ漏れる電気力線が誘電体に集中し、
カップリング出力が向上する。さらに、誘電体基板の凹
部に埋設した誘電体の上面若しくは下面に電極を取り付
けたものは、ストリップ線路間の電気力線の発散を防止
することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による方向性結合器の実施例を
図面を用いて説明する。なお、従来例と同一若しくは相
当する部分には、同一符号を付しその説明を省略する。
本発明は、誘電体基板のストリップ線路間に凹部を形成
し、凹部内に比誘電率の異なる誘電体を埋設することを
特徴とするものである。

【００１５】図１に本発明の第一の実施例による方向性
結合器を示す。図１に示すように、誘電体基板１のスト
リップ線路２，３間に、幅ｄ、深さｈ、長さｌの凹部１
ａを形成し、方向性結合器７を構成したものである。こ
のように構成した方向性結合器７は、ストリップ線路
２，３間に比誘電率が低い空気層が介在するため、スト
リップ線路２，３間の電気力線の集中が低下し、カップ
リング出力を低下することができる。したがって、高誘
電率の誘電体基板を用いストリップ線路２，３の間隔ｇ
と導体幅ｗを狭くした小型のもので、カップリング出力
が低い方向性結合器を得ることができる。さらに、凹部
１ａの幅ｄ，深さｈ、長さｌを変化することにより、カ
ップリング出力を調整することが可能である。

【００１６】図２乃至図４に本発明の第二乃至第四の実
施例による方向性結合器を示す。図２に示すように、誘
電体基板１のストリップ線路２，３間に凹部１ａを形成
し、凹部１ａ内に誘電体１１を埋設して、方向性結合器
１２を構成している。このように構成した方向性結合器
１２は、誘電体１１に誘電体基板１の比誘電率より小さ
い誘電率を有するものを用いると、カップリング出力を
低下することができ、誘電体基板１の比誘電率より大き
いものを用いると、高いカップリング出力を得ることが
できる。

【００１７】また、図３は、誘電体基板１の凹部１ａ
に、誘電体基板１の表面より突出した誘電体１３を取り
付け、方向性結合器１４を構成したものである。さら
に、図４は、誘電体基板１の凹部１ａからストリップ線
路２，３の上面にかけて、断面がＴ字形の誘電体１５を
取り付け、方向性結合器１６を構成したものである。

【００１８】このように構成した方向性結合器１４，１
６は、誘電体１３，１５に誘電体基板１の比誘電率より
大きい比誘電率のものを用いることにより、高いカップ
リング出力を得ることができるとともに、ストリップ線
路２，３間の空気中へ漏れる電気力線が誘電体１３，１
５に集中するため、より高いカップリング出力を得るこ
とができる。

【００１９】図５及び図６に、本発明の第五及び第六の
実施例による方向性結合器を示す。図５に示すように、
誘電体基板１のストリップ線路２，３間に凹部１ａを形
成し、凹部１ａ内に上下面に電極１７ａ，１７ｂを形成
し、誘電体基板１の表面より突出した誘電体１７を取り
付け、方向性結合器１８を構成したものである。また、
図６は、誘電体基板１の凹部１ａからストリップ線路
２，３の上面にかけて、断面がＴ字形の誘電体１９を取
り付け、誘電体１９の上面及び凹部１ａの底面と接する
下面に電極１９ａ，１９ｂを形成し、方向性結合器２０
を構成したものである。

【００２０】このように構成した方向性結合器１８，２
０は、誘電体１７，１９を、電極１７ａ，１７ｂ，１９
ａ，１９ｂで挟持することにより、ストリップ線路２，
３間の電気力線の発散を防止し、効率のよいカップリン
グを行うことができるとともに、電極１７ａ，１７ｂ，
１９ａ，１９ｂの表面積を変更することによりカップリ
ング出力を調整することができる。また、電極１７ａ，
１７ｂ，１９ａ，１９ｂは、誘電体１７，１９の上下の
どちらか一方の面のみに取り付けても同等の効果が得ら
れる。

【００２１】なお、方向性結合器１６，２０の誘電体１
５，１９は、凹部１ａからストリップ線路２，３のどち
らか一方にかけて取り付けられた逆Ｌ字形のものでもよ
い。また、誘電体１１，１３，１５，１７，１９は、差
し込み、ポッティング、射出成形、トランスファモール
ド等により形成することができる。

【００２２】以上説明した方向性結合器１２，１４，１
６，１８，２０は、ストリップ線路２，３の間隔ｇや導
体幅ｗを狭くする必要がなく、電極形成の加工限界の制
約を受けないため、容易にしかも大幅にカップリング出
力を高めることができる。

【００２３】また、本発明の方向性結合器７，１２，１
４，１６，１８，２０は、誘電体基板の凹部１ａの形
状、誘電体１１，１３，１５，１７，１９の形状や比誘
電率、及び、誘電体１７，１９の電極１７ａ，１７ｂ，
１９ａ，１９ｂの形状によりカップリング出力が変化す
るため、方向性結合器の設計の自由度が広がるととも
に、製品の加工後も、凹部１ａ、誘電体１１，１３，１
５，１７，１９、及び、誘電体１７，１９の電極１７
ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂをトリミングすることによ
りカップリング出力を調整することができ、所望のカッ
プリング出力を得ることができる。さらに、誘電体基板
は凹部を有するもの１種類で対応できるため、部品の共
通化が図れ、量産性が高まる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる方
向性結合器によれば、誘電体基板のストリップ線路間に
凹部を形成しているため、ストリップ線路間の比誘電率
が低下し、小型でカップリング出力の低い方向性結合器
を得ることができる。また、誘電体基板の凹部内に誘電
体基板の比誘電率より大きい比誘電率を有する誘電体を
埋設することにより、容易にしかも大幅にカップリング
出力を高めることができる。また、微小なストリップ線
路間隔の形成が不要で、導体幅を狭くする必要がないた
め導体ロスが発生せず、製品間バラツキも減小する。

【００２５】また、カップリング出力は、誘電体基板の
比誘電率及びストリップ線路の間隔以外に、凹部又は誘
電体の形状、誘電体の比誘電率、誘電体の上下面の電極
形状等により決定するため、設計の自由度が広くなり、
精度の高い設計が可能となるとともに、誘電体基板の凹
部、誘電体及び誘電体の上下面の電極等をトリミングす
ることにより、カップリング出力を所望の値に調整する
ことができる。そのため、広範囲なカップリング出力に
対応する方向性結合器を得ることができ、製品の歩留ま
りが向上する。さらに、誘電体基板は１種類で対応でき
るため、部品の共通化ができ、量産性の高いものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例による方向性結合器の、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図２】本発明の第二の実施例による方向性結合器の断
面図である。

【図３】本発明の第三の実施例による方向性結合器の断
面図である。

【図４】本発明の第四の実施例による方向性結合器の断
面図である。

【図５】本発明の第五の実施例による方向性結合器の断
面図である。

【図６】本発明の第六の実施例による方向性結合器の断
面図である。

【図７】従来の方向性結合器の、（ａ）は平面図であ
り、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ 誘電体基板 １ａ 凹部 ２，３ ストリップ線路 ４ 外部電極 ５ グランド電極 ７，１２，１４ 方向性結合器 １６，１８，２０ 方向性結合器 １１，１３，１５ 誘電体 １７，１９ 誘電体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板と、該誘電体基板の表面に対
   向して形成したストリップ線路と、前記誘電体基板の側
   面に形成し前記ストリップ線路の端部と接続した外部電
   極と、前記誘電体基板の裏面に形成したグランド電極と
   からなる方向性結合器において、前記誘電体基板のスト
   リップ線路間に凹部を形成したことを特徴とする方向性
   結合器。
2. 【請求項２】 少なくとも前記誘電体基板の凹部内に、
   前記誘電体基板の比誘電率と異なる比誘電率を有する誘
   電体を埋設したことを特徴とする請求項１に記載の方向
   性結合器。
3. 【請求項３】 前記誘電体基板の凹部内から前記ストリ
   ップ線路上にかけて、前記誘電体基板の比誘電率と異な
   る比誘電率を有する誘電体を取り付けたことを特徴とす
   る請求項１に記載の方向性結合器。
4. 【請求項４】 前記誘電体基板の上面若しくは下面に電
   極を取り付けたことを特徴とする請求項２又は請求項３
   のいずれかに記載の方向性結合器。
5. 【請求項５】 前記誘電体基板の凹部、又は、前記誘電
   体、又は、前記誘電体の上面若しくは下面に取り付けた
   電極をトリミングすることにより、カップリング出力を
   調整したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず
   れかに記載の方向性結合器。