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JPH11239010A - Non-radiative dielectric line coupler - Google Patents

Non-radiative dielectric line coupler

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JPH11239010A
JPH11239010A JP10040809A JP4080998A JPH11239010A JP H11239010 A JPH11239010 A JP H11239010A JP 10040809 A JP10040809 A JP 10040809A JP 4080998 A JP4080998 A JP 4080998A JP H11239010 A JPH11239010 A JP H11239010A
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Japan
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dielectric line
dielectric
coupler
transmittance
line
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JP10040809A
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Japanese (ja)
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Tetsuya Kishino
哲也 岸野
Takeshi Okamura
健 岡村
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Priority to US09/104,089 priority patent/US6094106A/en
Priority to DE19828488A priority patent/DE19828488B4/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】使用周波数における帯域幅を拡大することがで
きる非放射性誘電体線路を提供する。 【解決手段】一対の平行平板導体14の間に、直線状ま
たは曲線状の第1および第2誘電体線路15、16を隣
接して設け、第1誘電体線路15および/または第2誘
電体線路16を伝送する高周波信号が、第1誘電体線路
15および第2誘電体線路16から出力され、さらに、
第1および第2誘電体線路15、16から出力される高
周波信号の周波数に対する透過率曲線において、それぞ
れ使用周波数での透過率が極値を有するものである。
(57) [Problem] To provide a non-radiative dielectric line capable of expanding a bandwidth at a used frequency. A linear or curved first and second dielectric lines (15, 16) are provided adjacent to each other between a pair of parallel flat conductors (14), and the first and second dielectric lines (15, 16) are provided. A high-frequency signal transmitted through the line 16 is output from the first dielectric line 15 and the second dielectric line 16, and
In the transmittance curves for the frequencies of the high-frequency signals output from the first and second dielectric lines 15 and 16, the transmittance at the operating frequency has an extreme value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は非放射性誘電体線路
カプラに関し、例えばミリ波集積回路等に組み込まれ
て、高周波信号のガイドとして用いられる非放射性誘電
体線路を結合させるカプラ(結合器)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-radiative dielectric line coupler, and more particularly, to a coupler (coupler) incorporated in a millimeter wave integrated circuit or the like for coupling a non-radiative dielectric line used as a guide for a high-frequency signal. .

【0002】[0002]

【従来技術】非放射性誘電体線路(Non Radiative Diel
ectric Guideで、NRDガイドともいう)は、図5に示
すように、断面矩形状の誘電体線路1の上下に平行平板
導体2、3を配置して構成されている。このような非放
射性誘電体線路では、平行平板導体2、3の間隔がλ/
2以下のとき、波長がλより大きい高周波信号は遮断さ
れて平行平板導体2、3間の空間には侵入できない。そ
して、平行平板導体2、3の間に誘電体線路1を介装す
ると、その誘電体線路1に沿って高周波信号を伝搬で
き、その高周波信号からの放射波は平行平板導体2、3
の遮断効果によって抑制される。尚、前記λは近似的に
真空中を伝搬する高周波信号(電磁波)の波長に等し
い。また、図5においては上側の平行平板導体3の一部
を切り欠いて記載した。
2. Description of the Related Art Non-radiative dielectric lines
As shown in FIG. 5, an ectric guide (also referred to as an NRD guide) is configured by arranging parallel plate conductors 2 and 3 above and below a dielectric line 1 having a rectangular cross section. In such a nonradiative dielectric line, the interval between the parallel plate conductors 2 and 3 is λ /
When it is less than 2, the high-frequency signal whose wavelength is larger than λ is cut off and cannot enter the space between the parallel plate conductors 2 and 3. When the dielectric line 1 is interposed between the parallel plate conductors 2 and 3, a high frequency signal can be propagated along the dielectric line 1, and a radiation wave from the high frequency signal is transmitted to the parallel plate conductors 2 and 3.
Is suppressed by the blocking effect. Note that λ is approximately equal to the wavelength of a high-frequency signal (electromagnetic wave) that propagates in a vacuum. In FIG. 5, a part of the upper parallel plate conductor 3 is cut away.

【0003】ところで、この非放射性誘電体線路におい
て、高周波信号(電磁波)を分割および結合するために
用いられるカプラとしては、図6のように2つの誘電体
線路5、6を所定の間隔Lで配置したものが用いられて
いた。尚、図6は誘電体線路の模式図であり、上下の平
行平板導体は省略している。
In this non-radiative dielectric line, as a coupler used to split and couple a high-frequency signal (electromagnetic wave), two dielectric lines 5 and 6 are arranged at a predetermined interval L as shown in FIG. The arrangement was used. FIG. 6 is a schematic diagram of a dielectric line, and upper and lower parallel plate conductors are omitted.

【0004】誘電体線路5のポートaから入射された電
磁波は、一部は誘電体線路5をそのまま透過してポート
bから出力され、一部は誘電体線路6と電磁的に結合
し、ポートcから出力される。
[0004] Part of the electromagnetic wave incident from the port a of the dielectric line 5 passes through the dielectric line 5 as it is and is output from the port b. Part of the electromagnetic wave is electromagnetically coupled to the dielectric line 6 and c.

【0005】また、ポートdから入射された電磁波は、
同様にポートbとポートcに分割されて出力される。ポ
ートaとポートdに同時に電磁波を入射すると、それぞ
れ分割された電磁波が混合されてポートb、ポートcへ
出力される。
[0005] The electromagnetic wave incident from the port d is
Similarly, the output is divided into ports b and c. When electromagnetic waves are incident on ports a and d at the same time, the separated electromagnetic waves are mixed and output to ports b and c.

【0006】2つの誘電体線路の間隔Lを適当に調整す
ることによって、所望の分割比を持った透過率を得るこ
とができる。非放射性誘電体線路では、このカプラを用
いて、分割器や結合器を構成していた(例えば、IEEE T
ransactions on Microwave Theory and Techniques, MT
T-31, No.8,August 1983,P648-654 、特開平8−862
1号公報、特開平6−174824号公報等)。
By appropriately adjusting the distance L between the two dielectric lines, it is possible to obtain a transmittance having a desired division ratio. In non-radiative dielectric waveguides, a splitter or a coupler was configured using this coupler (for example, IEEE T
ransactions on Microwave Theory and Techniques, MT
T-31, No. 8, August 1983, P648-654, JP-A-8-862
No. 1, JP-A-6-174824).

【0007】また、誘電体線路5、6は直線である必要
はなく、通常は、他の非放射性誘電体線路の回路と接続
するため、図7に示すように直線状誘電体線路7と曲線
状誘電体線路8を組み合わせたり、図示しないが2つの
曲線状誘電体線路を組み合わせたものが用いられてい
る。
The dielectric lines 5 and 6 do not need to be straight lines. Normally, in order to connect with other non-radiative dielectric line circuits, as shown in FIG. In this case, a combination of the curved dielectric lines 8 and a combination of two curved dielectric lines (not shown) are used.

【0008】直線状誘電体線路7と曲線状誘電体線路8
を組み合わせたり、曲率半径の異なる2つの曲線状誘電
体線路を組み合わせた非対称カプラでは、2つの直線状
誘電体線路5、6もしくは2つの同じ曲率半径の誘電体
線路を用いたものと比べ、ポートaから入射した際のポ
ートcへの透過率が小さいことが知られている。これ
は、2つの誘電体線路中の高周波信号が対称ではないた
めであると考えられている。
Linear dielectric line 7 and curved dielectric line 8
Or an asymmetric coupler in which two curved dielectric lines having different radii of curvature are combined, compared with those using two linear dielectric lines 5, 6 or two dielectric lines having the same radius of curvature. It is known that the transmittance to the port c at the time of incidence from a is small. This is believed to be because the high frequency signals in the two dielectric lines are not symmetric.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の非放射性誘電体線路カプラは帯域幅が狭かったた
め、通信など広帯域が必要な機器では不十分であった。
また、狭帯域であったため、使用周波数において所望の
透過率を有するように、誘電体線路の間隔を微調整する
必要があり、製造が困難であった。
However, since the conventional non-radiative dielectric line coupler has a narrow bandwidth, it is insufficient for a device requiring a wide band such as communication.
In addition, since the band is narrow, it is necessary to finely adjust the distance between the dielectric lines so as to have a desired transmittance at a used frequency, which is difficult to manufacture.

【0010】即ち、図8に図6の従来の非放射性誘電体
線路カプラの特性の計算結果を示す。この特性図は使用
周波数60GHzにおいて、ポートaから入射された高
周波信号がポートbとポートcへ等分割される場合につ
いて行った。Sbaはポートbへ出力される高周波信号の
透過率、Scaはポートcへ出力される高周波信号の透過
率を表している。図8に示すように、透過率は周波数に
よって大きく変化しており、60GHzから周波数がず
れると透過率も大きく変化する。このため、通常、従来
のカプラの帯域幅は1GHz程度のとどまっていた。こ
のような1GHz程度の帯域幅では、通信など広帯域が
必要な機器では不十分であった。
That is, FIG. 8 shows calculation results of characteristics of the conventional non-radiative dielectric line coupler shown in FIG. This characteristic diagram is for a case where a high frequency signal incident from a port a is equally divided into a port b and a port c at an operating frequency of 60 GHz. S ba represents the transmittance of the high-frequency signal output to port b, and S ca represents the transmittance of the high-frequency signal output to port c. As shown in FIG. 8, the transmittance changes greatly depending on the frequency. When the frequency deviates from 60 GHz, the transmittance also changes greatly. For this reason, the bandwidth of the conventional coupler usually stays at about 1 GHz. Such a bandwidth of about 1 GHz is insufficient for devices that require a wide band such as communication.

【0011】また、カプラの特性は、2つの誘電体線路
5、6の間隔Lが変動すると透過率が大きく変動するた
め、2つの誘電体線路5、6を高精度で配置する必要が
あり、このことが非放射性誘電体線路の量産性を妨げて
いた。
The characteristics of the coupler are such that when the distance L between the two dielectric lines 5 and 6 changes, the transmittance greatly changes. Therefore, it is necessary to arrange the two dielectric lines 5 and 6 with high accuracy. This has hindered mass productivity of the non-radiative dielectric line.

【0012】さらに、前述したように、直線状誘電体線
路と曲線状誘電体線路を組み合わせたり、曲率半径の異
なる2つの曲線状誘電体線路を組み合わせた非対称のカ
プラでは、2つの誘電体線路中の高周波信号の非対称性
のため、設計通りの高周波信号がポートcへ出力されな
いという問題があった。そのため、従来は、同じ曲率半
径の曲線状誘電体線路を用いたり、曲率半径の充分大き
な曲線状誘電体線路と直線状誘電体線路を組み合わせた
りしてカプラを構成する必要があった。従って、設計上
の自由度が少なくなると同時に、非放射性誘電体線路回
路の小型化を妨げていた。
Further, as described above, in an asymmetric coupler in which a linear dielectric line and a curved dielectric line are combined, or two curved dielectric lines having different radii of curvature are combined, the two dielectric lines have different shapes. Due to the asymmetry of the high frequency signal, there is a problem that the high frequency signal as designed is not output to the port c. Therefore, conventionally, it has been necessary to form a coupler by using a curved dielectric line having the same radius of curvature or combining a curved dielectric line with a sufficiently large radius of curvature and a linear dielectric line. Therefore, the degree of freedom in design is reduced, and at the same time, miniaturization of the nonradiative dielectric line circuit is prevented.

【0013】本発明は、従来より帯域幅が広く、通信な
どの広帯域を必要とする機器にも応用することができる
と同時に、容易に大量生産ができ、設計の自由度が高
く、小型の非放射性誘電体線路カプラを提供することを
目的とする。
The present invention can be applied to a device having a wider bandwidth than conventional devices and requiring a wide band such as communication, and at the same time, can be easily mass-produced, has a high degree of freedom in design, and has a small size. An object of the present invention is to provide a radiative dielectric line coupler.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の非放射性誘電体
線路は、一対の平行平板導体の間に、直線状または曲線
状の第1および第2誘電体線路を隣接して設け、第1誘
電体線路および/または第2誘電体線路を伝送する高周
波信号が、前記第1誘電体線路および第2誘電体線路に
出力されるとともに、前記第1および第2誘電体線路か
ら出力される高周波信号の周波数に対する透過率曲線に
おいて、それぞれ使用周波数での透過率が極値を有する
ものである。
According to the non-radiative dielectric line of the present invention, linear or curved first and second dielectric lines are provided adjacent to each other between a pair of parallel plate conductors. A high-frequency signal transmitted through the dielectric line and / or the second dielectric line is output to the first and second dielectric lines and a high-frequency signal output from the first and second dielectric lines. In the transmittance curve with respect to the frequency of the signal, the transmittance at the used frequency has an extreme value.

【0015】ここで、第1誘電体線路が直線状または曲
線状であり、第2誘電体線路が前記第1誘電体線路の曲
率半径よりも小さい曲率半径を有する曲線状であること
が望ましい。また、第1および第2誘電体線路におい
て、使用周波数での透過率の極値が一致することが望ま
しい。
Here, it is preferable that the first dielectric line is linear or curved, and the second dielectric line is curved having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the first dielectric line. It is desirable that the first and second dielectric lines have the same extreme value of the transmittance at the used frequency.

【0016】また、第1および第2誘電体線路が比誘電
率4以上の誘電体からなるとともに、第2誘電体線路が
曲率半径8mm以下の曲線状であることが望ましい。さ
らに第1および第2誘電体線路が比誘電率4より小さい
誘電体からなるとともに、第2誘電体線路が曲率半径1
2mm以下の曲線状であることが望ましい。
It is preferable that the first and second dielectric lines are made of a dielectric material having a relative permittivity of 4 or more, and the second dielectric line is curved with a radius of curvature of 8 mm or less. Further, the first and second dielectric lines are made of a dielectric material having a relative permittivity of less than 4, and the second dielectric line has a radius of curvature of 1.
Desirably, it is a curved shape of 2 mm or less.

【0017】[0017]

【作用】従来の非放射性誘電体線路カプラでは、2つの
直線状誘電体線路を用いたり、同じ曲率半径の曲線状誘
電体線路を用いたり、曲率半径の充分大きな曲線状誘電
体線路と直線状誘電体線路を組み合わせて構成されてい
た。これは、前述したように、設計通りの高周波信号が
ポートaからポートcへ出力されないという問題のため
である。
In a conventional non-radiative dielectric line coupler, two linear dielectric lines are used, a curved dielectric line having the same radius of curvature is used, or a curved dielectric line having a sufficiently large radius of curvature and a straight line are used. It consisted of a combination of dielectric lines. This is due to the problem that a high-frequency signal as designed is not output from port a to port c, as described above.

【0018】直線状誘電体線路と曲線状誘電体線路を組
み合わせた非対称カプラの特性は図9のようになる。非
対称のカプラでは、2つの直線状誘電体線路を用いたカ
プラに比べ、ポートbへの透過率が大きくなり、ポート
cへの透過率が小さくなる。
The characteristics of an asymmetric coupler combining a linear dielectric line and a curved dielectric line are as shown in FIG. An asymmetric coupler has a higher transmittance to port b and a smaller transmittance to port c than a coupler using two linear dielectric lines.

【0019】そのため、ポートbとポートcへの透過率
が等しくなる点が、2つの直線状誘電体線路を用いたカ
プラ(図8)に比べ、低周波数側に移動する。
Therefore, the point where the transmittances to the port b and the port c become equal moves to a lower frequency side as compared with the coupler using two linear dielectric lines (FIG. 8).

【0020】本発明者等は、非対称のカプラの持つこの
ような問題を積極的に利用することにより、前述した問
題を一挙に解決することができることを見いだし、本発
明に至った。つまり、従来では、例えば、60GHzで
ポートbとポートcに高周波信号が等分配されるカプラ
を作製する場合には、図8に示すように、使用周波数6
0GHzにおいてSbaの曲線とScaの曲線を交差するよ
うにしていたが、本発明では、図10に示すように、使
用周波数60GHzにおいてSbaの曲線の極値とSca
曲線の極値が一致するようにしたのである。
The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved all at once by positively utilizing such problems of the asymmetric coupler, and have reached the present invention. That is, conventionally, for example, when manufacturing a coupler in which a high-frequency signal is equally distributed to port b and port c at 60 GHz, as shown in FIG.
Although the curve of S ba and the curve of S ca intersect at 0 GHz, in the present invention, as shown in FIG. 10, the extreme value of the curve of S ba and the extreme value of the curve of S ca at an operating frequency of 60 GHz are shown in FIG. Was made to match.

【0021】即ち、一方の曲線状の誘電体線路の曲率半
径を小さくすることにより2つの誘電体線路の非対称性
をさらに大きくし、また2つの誘電体線路間の間隔を調
整することにより、図10に示すように使用周波数での
透過率が極値となる。よって、本発明の非放射性誘電体
線路カプラは、ポートb、ポートcへの透過率が、使用
周波数において極値となっているので、使用周波数付近
の透過率曲線の傾きが非常に小さくなり、帯域幅が広く
なり、通信などの広帯域を必要とする機器にも応用する
ことができる。尚、図10は、本発明の非放射性誘電体
線路カプラの透過率と周波数との関係の計算結果を示す
グラフである。
That is, by reducing the radius of curvature of one curved dielectric line, the asymmetry of the two dielectric lines is further increased, and by adjusting the distance between the two dielectric lines, As shown in FIG. 10, the transmittance at the operating frequency becomes an extreme value. Therefore, in the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, since the transmittance to the port b and the port c is an extreme value at the operating frequency, the slope of the transmittance curve near the operating frequency becomes very small, The bandwidth is widened, so that the present invention can be applied to devices requiring a wide band such as communication. FIG. 10 is a graph showing the calculation result of the relationship between the transmittance and the frequency of the non-radiative dielectric line coupler of the present invention.

【0022】また、帯域幅が広いため、カプラを構成す
る2つの誘電体線路の間隔が多少変化しても、透過率が
ほとんど変化しないため、調整が簡単で容易に大量生産
でき、設計の自由度が高くなる。
Further, since the bandwidth is wide, even if the distance between the two dielectric lines constituting the coupler slightly changes, the transmittance hardly changes. Therefore, the adjustment is easy, mass production is easy, and the design is free. The degree increases.

【0023】さらに、本発明の非放射性誘電体線路カプ
ラは、従来の誘電体線路よりも曲率半径を小さくするこ
とにより、帯域幅を広くすることができるため、小型化
できる。本発明の非放射性誘電体線路カプラは、50G
Hz以上の高周波で使用される場合に好適に用いられ
る。
Further, the non-radiative dielectric line coupler of the present invention can have a wider bandwidth by making the radius of curvature smaller than that of the conventional dielectric line, so that the coupler can be downsized. The non-radiative dielectric line coupler of the present invention has a 50 G
It is preferably used when used at a high frequency of not less than Hz.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の非放射性誘電体線路カプ
ラの斜視図を図1に示す。図1において、符号14は一
対の平行平板導体、15は直線状の第1誘電体線路、1
6は曲線状の第2誘電体線路である。また、符号a、b
は第1誘電体線路15の入出力ポートで、以後それぞれ
ポートa、ポートbと呼ぶ。符号c、dは第2誘電体線
路16の入出力ポートで、以後それぞれポートc、ポー
トdと呼ぶ。尚、図1においては上側の平行平板導体1
4の一部を切り欠いて記載した。
FIG. 1 is a perspective view of a non-radiative dielectric line coupler according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a pair of parallel plate conductors, 15 denotes a linear first dielectric line,
Reference numeral 6 denotes a curved second dielectric line. Also, symbols a, b
Are input / output ports of the first dielectric line 15, and are hereinafter referred to as port a and port b, respectively. Symbols c and d are input / output ports of the second dielectric line 16, and are hereinafter referred to as port c and port d, respectively. In FIG. 1, the upper parallel plate conductor 1 is shown.
4 is partially omitted.

【0025】このような非放射性誘電体線路カプラで
は、第1誘電体線路15を伝送する高周波信号が、第1
誘電体線路15の高周波信号伝送方向に出力されるとと
もに、第2誘電体線路16から出力されるものである。
In such a non-radiative dielectric line coupler, the high-frequency signal transmitted through the first dielectric line 15 is transmitted by the first dielectric line 15.
The signal is output in the high-frequency signal transmission direction of the dielectric line 15 and is output from the second dielectric line 16.

【0026】尚、第2誘電体線路16を伝送する高周波
信号が、第2誘電体線路16の高周波信号伝送方向に出
力されるとともに、第1誘電体線路15から出力される
ものであっても良い。さらに、第1誘電体線路15と第
2誘電体線路16から入力された高周波信号が、第1誘
電体線路15および第2誘電体線路16の高周波信号伝
送方向に分割されて出力されるものであっても良い。
The high-frequency signal transmitted through the second dielectric line 16 is output in the high-frequency signal transmission direction of the second dielectric line 16 and is also output from the first dielectric line 15. good. Further, a high-frequency signal input from the first dielectric line 15 and the second dielectric line 16 is divided in the high-frequency signal transmission direction of the first dielectric line 15 and the second dielectric line 16 and output. There may be.

【0027】平行平板導体14は、高い電気伝導度及び
加工性の点で、Cu、Al、Fe、SUS(ステンレ
ス)、Ag、Au、Pt等の導体板、あるいはこられの
導体層を表面に形成した絶縁板でもよい。
The parallel plate conductor 14 is made of a conductor plate of Cu, Al, Fe, SUS (stainless steel), Ag, Au, Pt, or the like, or a conductor layer made of such a conductor, in view of high electric conductivity and workability. A formed insulating plate may be used.

【0028】誘電体線路15、16はテフロン等の低損
失樹脂材料、コージェライト等の低誘電率セラミック材
料からなることが望ましい。これらは低損失で加工が容
易であり、量産に適しているからである。
The dielectric lines 15, 16 are desirably made of a low-loss resin material such as Teflon or a low dielectric constant ceramic material such as cordierite. These are low-loss, easy to process, and suitable for mass production.

【0029】また、図1では、直線状の第1誘電体線路
15と曲線状の第2誘電体線路16を組み合わした非放
射性誘電体線路カプラを示したが、もちろん、本発明の
範囲を逸脱しないものであれば、例えば第1誘電体線路
および第2誘電体線路が曲線状であっても良い。
Although FIG. 1 shows a non-radiative dielectric line coupler in which a linear first dielectric line 15 and a curved second dielectric line 16 are combined, it goes without saying that the present invention deviates from the scope of the present invention. If not, for example, the first dielectric line and the second dielectric line may be curved.

【0030】ポートaから高周波信号を入射した場合、
ポートcへの透過率の減少は、曲線状の第2誘電体線路
16の曲率半径によっている。このため、ポートbへの
透過率の極小値、ポートcへの透過率の極大値は、曲線
状の第2誘電体線路16の曲率半径を小さくするにつれ
てそれぞれ増加、減少する。また、この極値の位置は、
2つの誘電体線路15、16の間隔により変化する。こ
のため、本発明の非放射性誘電体線路カプラは、従来よ
りも曲率半径が小さい曲線状の第2誘電体線路16を故
意に使用することによって実現される。第2誘電体線路
16の曲率半径と2つの誘電体線路15、16の間隔を
所定値に設定することにより、所望周波数で所望の透過
率の極値を持つ非放射性誘電体線路カプラを構成するこ
とができるのである。
When a high-frequency signal is input from port a,
The decrease in the transmittance to the port c depends on the radius of curvature of the curved second dielectric line 16. Therefore, the minimum value of the transmittance to the port b and the maximum value of the transmittance to the port c increase and decrease as the radius of curvature of the curved second dielectric line 16 decreases. The location of this extremum is
It changes depending on the distance between the two dielectric lines 15 and 16. For this reason, the nonradiative dielectric line coupler of the present invention is realized by intentionally using the curved second dielectric line 16 having a smaller radius of curvature than the conventional one. By setting the radius of curvature of the second dielectric line 16 and the interval between the two dielectric lines 15 and 16 to a predetermined value, a non-radiative dielectric line coupler having an extreme value of a desired transmittance at a desired frequency is formed. You can do it.

【0031】透過率の極値の値、周波数は、曲線状の第
2誘電体線路16の曲率半径と2つの誘電体線路15、
16の間隔、使用する誘電体線路15、16の幅、高
さ、比誘電率によって変化する。このため、最適な第2
誘電体線路16の曲率半径と2つの誘電体線路15、1
6の間隔は、所望する透過率、所望する周波数、使用す
る誘電体線路について、実験的もしくは計算によって決
定する必要がある。
The extreme value and frequency of the transmittance are determined by the radius of curvature of the curved second dielectric line 16 and the two dielectric lines 15,
The distance varies depending on the interval of 16 and the width, height, and relative permittivity of the dielectric lines 15 and 16 to be used. For this reason, the optimal second
The radius of curvature of the dielectric line 16 and the two dielectric lines 15, 1
The interval of 6 needs to be determined experimentally or by calculation for a desired transmittance, a desired frequency, and a dielectric line to be used.

【0032】本発明の非放射性誘電体線路カプラとして
は、第1および第2誘電体線路が誘電率4以上の誘電体
からなるとともに、第2誘電体線路が曲率半径8mm以
下の曲線状であることが望ましい。特に、第1誘電体線
路が直線状であることが望ましい。また、第1および第
2誘電体線路は実用的な面から誘電率4〜10であるこ
とが望ましい。
In the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, the first and second dielectric lines are made of a dielectric material having a dielectric constant of 4 or more, and the second dielectric line has a curved shape with a radius of curvature of 8 mm or less. It is desirable. In particular, it is desirable that the first dielectric line is linear. The first and second dielectric lines preferably have a dielectric constant of 4 to 10 from a practical viewpoint.

【0033】また、第1および第2誘電体線路が誘電率
4より小さい誘電体からなる場合には、第2誘電体線路
が曲率半径12mm以下の曲線状であることが望まし
い。特に、第1誘電体線路が直線状であることが望まし
い。また、第1および第2誘電体線路は誘電率2〜3の
誘電体であることが望ましい。尚、曲率半径とは、例え
ば図7のRをいう。
When the first and second dielectric lines are made of a dielectric material having a dielectric constant smaller than 4, it is preferable that the second dielectric line has a curved shape with a radius of curvature of 12 mm or less. In particular, it is desirable that the first dielectric line is linear. Preferably, the first and second dielectric lines are dielectrics having a dielectric constant of 2-3. Note that the radius of curvature refers to, for example, R in FIG.

【0034】上記範囲を満たしていれば、2つの誘電体
線路の曲率半径の差が大きいほど、ポートbへの透過率
の極値が小さくなるが、例えば、高さ2.25mm、幅
1.0mm、誘電率5の誘電体線路を用いて60GHz
でポートb、cへの透過率が等しくなる3dBカプラ
は、直線状誘電体線路と曲率半径4mm程度の曲線状誘
電体線路を使用することによって実現できる。
If the above range is satisfied, the larger the difference between the radii of curvature of the two dielectric lines becomes, the smaller the extreme value of the transmittance to the port b becomes. For example, the height is 2.25 mm and the width is 1. 0 GHz, 60 GHz using a dielectric line having a dielectric constant of 5
The 3 dB coupler having the same transmittance to the ports b and c can be realized by using a linear dielectric line and a curved dielectric line having a radius of curvature of about 4 mm.

【0035】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更は何等差し支えない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.

【0036】[0036]

【実施例】Cuからなる縦100×横100×厚み8m
mの2枚の平行平板導体を用意し、これらの平行平板導
体の間に、比誘電率が4.8のコージェライトからなる
高さ2.25mm×巾1mmの直線状の第1誘電体線路
および曲線状の第2誘電体線路を配置し、図1の非放射
性誘電体線路カプラを以下のようにして作製した。
[Example] Cu 100 × 100 × 8m
m and two parallel plate conductors having a relative permittivity of 4.8 and a linear first dielectric line having a height of 2.25 mm and a width of 1 mm are provided between the parallel plate conductors. A non-radiative dielectric line coupler shown in FIG. 1 was manufactured as follows by disposing a curved second dielectric line.

【0037】この実施例では、60GHzでポートbと
ポートcに高周波信号が等分配されるカプラを作製した
場合について示す。
This embodiment shows a case where a coupler in which high frequency signals are equally distributed to port b and port c at 60 GHz.

【0038】直線状の第1誘電体線路は長さ80mmの
ものを使用し、その両端を変換器を介して測定用の導波
管に接続した。また、曲線状の第2誘電体線路は曲率半
径3.9mmの180゜ベンド(半円形状)を使用し、
その両端に直線状誘電体線路を接続し、変換器を介して
測定用の導波管に接続した。
A linear first dielectric line having a length of 80 mm was used, and both ends were connected to a waveguide for measurement via a converter. The curved second dielectric line uses a 180 ° bend (semicircular shape) having a radius of curvature of 3.9 mm.
A linear dielectric line was connected to both ends, and connected to a waveguide for measurement via a converter.

【0039】直線状の第1誘電体線路と曲線状の第2誘
電体線路の間隔は、60GHzで透過率が極値を持つよ
うに実験的に1.4mmと決定した。また、比較のた
め、従来のカプラとして、曲率半径12.7mmの18
0゜ベンドを2つ使用した対称カプラも作製した。
The distance between the linear first dielectric line and the curved second dielectric line was experimentally determined to be 1.4 mm so that the transmittance had an extreme value at 60 GHz. For comparison, a conventional coupler having a radius of curvature of 12.7 mm having a radius of 12.7 mm was used.
Symmetric couplers using two 0 ° bends were also made.

【0040】本発明と従来の非放射性誘電体線路につい
て、ミリ波(数10〜数100GHz帯)透過特性をヒ
ューレットパッカード社製のネットワークアナライザー
〔8757C〕により測定し、本発明の非放射性誘電体
線路カプラの結果を図2、3に、従来の非放射性誘電体
線路カプラの結果を図4に記載した。尚、図の縦軸の透
過率には前記した変換器の損失が含まれているため、実
際のカプラのみの透過率はこの値よりも1dB程度大き
くなる。
With respect to the present invention and the conventional non-radiative dielectric line, the transmission characteristics of the millimeter wave (several tens to several hundreds of GHz band) were measured by a network analyzer [8577C] manufactured by Hewlett-Packard Company. 2 and 3 show the results of the coupler, and FIG. 4 shows the results of the conventional non-radiative dielectric line coupler. Since the transmittance of the vertical axis in the figure includes the loss of the above-described converter, the transmittance of the actual coupler alone becomes about 1 dB larger than this value.

【0041】図2、3から、本発明の非放射性誘電体線
路カプラは59〜61.5GHz程度の広い周波数範囲
に渡ってポートbとポートcにほぼ等しい高周波信号が
分配され、広帯域であることが判る。これに対して、従
来のカプラでは、ポートbとポートcの透過率が等しく
なるのは、60〜60.5GHz程度のごく狭い周波数
範囲にとどまっていることが判る。
2 and 3, the nonradiative dielectric line coupler of the present invention distributes high-frequency signals substantially equal to ports b and c over a wide frequency range of about 59 to 61.5 GHz, and has a wide band. I understand. On the other hand, in the conventional coupler, it can be seen that the transmittances of the port b and the port c are equal in a very narrow frequency range of about 60 to 60.5 GHz.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の非放射性誘電体線路カプラでは
帯域幅を非常に広くでき、これにより、2つの誘電体線
路の間隔が多少変化しても透過率がほとんど変化しない
ため、通信などの広帯域を必要とする機器にも応用する
ことができると同時に、容易に大量生産ができ、設計の
自由度が高くなる。
According to the non-radiative dielectric line coupler of the present invention, the bandwidth can be very wide, and even if the distance between the two dielectric lines slightly changes, the transmittance hardly changes. It can be applied to devices that require a wide band, and at the same time, can be easily mass-produced and has a high degree of design freedom.

【0043】さらに、本発明の非放射性誘電体線路カプ
ラでは、従来の誘電体線路よりも曲率半径を小さくする
ことにより帯域幅を広くできるため小型化を達成でき
る。
Further, in the nonradiative dielectric line coupler of the present invention, the bandwidth can be widened by making the radius of curvature smaller than that of the conventional dielectric line, so that downsizing can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の非放射性誘電体線路カプラの一例を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a non-radiative dielectric line coupler of the present invention.

【図2】図1の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周
波数との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the transmittance and the frequency of the non-radiative dielectric line coupler of FIG.

【図3】図2の一部を拡大して示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a part of FIG. 2 in an enlarged manner.

【図4】従来の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周
波数との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the transmittance and the frequency of a conventional non-radiative dielectric line coupler.

【図5】非放射性誘電体線路の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a non-radiative dielectric waveguide.

【図6】2つの直線状の誘電体線路を用いた従来の非放
射性誘電体線路カプラの模式図である。
FIG. 6 is a schematic view of a conventional non-radiative dielectric line coupler using two linear dielectric lines.

【図7】直線状誘電体線路と曲線状誘電体線路を用いた
従来の非放射性誘電体線路カプラの模式図である。
FIG. 7 is a schematic view of a conventional non-radiative dielectric line coupler using a linear dielectric line and a curved dielectric line.

【図8】図6の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周
波数との関係の計算結果を示すグラフである。
8 is a graph showing a calculation result of a relationship between a transmittance and a frequency of the non-radiative dielectric line coupler of FIG.

【図9】図7の非放射性誘電体線路カプラの透過率と周
波数との関係の計算結果を示すグラフである。
9 is a graph showing a calculation result of a relationship between a transmittance and a frequency of the non-radiative dielectric line coupler of FIG. 7;

【図10】本発明の非放射性誘電体線路カプラの透過率
と周波数との関係の計算結果を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a calculation result of a relationship between the transmittance and the frequency of the non-radiative dielectric line coupler of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14・・・平行平板導体 15・・・第1誘電体線路 16・・・第2誘電体線路 14: Parallel plate conductor 15: First dielectric line 16: Second dielectric line

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の平行平板導体の間に、直線状または
曲線状の第1および第2誘電体線路を隣接して設け、第
1誘電体線路および/または第2誘電体線路を伝送する
高周波信号が、前記第1誘電体線路および前記第2誘電
体線路に出力されるとともに、前記第1および第2誘電
体線路から出力される高周波信号の周波数に対する透過
率曲線において、それぞれ使用周波数での透過率が極値
を有することを特徴とする非放射性誘電体線路カプラ。
1. A linear or curved first and second dielectric line is provided adjacent to a pair of parallel flat conductors to transmit the first and / or second dielectric line. A high-frequency signal is output to the first dielectric line and the second dielectric line, and in a transmittance curve with respect to the frequency of the high-frequency signal output from the first and second dielectric lines, at each of the used frequencies A non-radiative dielectric line coupler characterized by having an extreme value of transmittance.
【請求項2】第1誘電体線路が直線状または曲線状であ
り、第2誘電体線路が前記第1誘電体線路の曲率半径よ
りも小さい曲率半径を有する曲線状であることを特徴と
する請求項1記載の非放射性誘電体線路カプラ。
2. The method according to claim 1, wherein the first dielectric line is straight or curved, and the second dielectric line is curved having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the first dielectric line. The non-radiative dielectric line coupler according to claim 1.
【請求項3】第1および第2誘電体線路において、使用
周波数での透過率の極値が一致することを特徴とする請
求項1または2記載の非放射性誘電体線路カプラ。
3. The non-radiative dielectric line coupler according to claim 1, wherein the first and second dielectric lines have the same extreme value of transmittance at a used frequency.
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