JPS62104202A - 方向性結合器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 方向性結合器において、フローグラス基板等のプリント
Ｈ板上に入出力用の４つのをマイクロス１−リソプライ
ンを形成すると共に、このプリント基板上に両側面に導
体バクーンが形成された短冊状誘電体基板を配置し、こ
の短冊状誘電体基板の両側面の両端にそれぞれ対応する
線路マイクロストリソプラ・インを接続して構成する様
にしたので、広帯域でしかもコストダウンされた方向性
結合器が得られる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、方向性結合器の改良に関するものである。

近年、電界効果型ｌ・ランジスタ又はバイ１ミーラトラ
ンジスタを用いてＬＯＷ程度のマイクロ波電力が得られ
ているが、１ランラスタ１本でこの様な電力を得ること
が不可能な為に、人力マイクロ波を分配器で分配した後
、対応するトランジスタで増幅し、再び合成器で合成し
て所定の電力をｉ′１．でいる。この場合、方向性結合
器が分配器や合成器として用いられるが、これの広帯域
化、低価格化が要望されている。

〔従来の技術〕

マイクロ波帯の方向性結合器は、電子通信学会が昭和５
６年１０月２０日に発行した「通信用マイクロ波回路」
の５９頁に述べている様に、分岐線路形と分布結合形に
分けられる。

第３図は従来例の構成図で、第３図（ａ）は分岐線路形
方向性結合器のうちのブランチライン形、第３図（ｂｌ
、　（ｃ）、　（６１は分布結合形方向性結合器のうち
のり〈波長分布結合形、タンデム接続法、インタディジ
ティト法を用いたものをそれぞれ示す。

先ず、第３図（ａ）に示す様なブランチライン形の端子
■より入力したマイクロ波は実線及び点線の様に分配２
合成されて端子■と■から出力されるが、端子■にはマ
イクロ波は現れない。逆に、端子■よりマイクロ波が入
力すると、端子のと■より出力され、端子■にマイクロ
波は現れない。

このタイプのものは、形状が最も単純で、製造が容易な
為に広く使用されているが、専有面積が大きく、２つの
出力波の位用差が±５度以内の帯域は比帯域で約１０χ
程度と比較的狭い。

尚、この回路はマイクロストリンブラインで形成されて
いる。

後者は前者の広帯域化を図ったもので、第３図（ｂｌに
示すＡ波長分布結合形が基本形である。これント基板上
に、マイクロストリップラインのエツジ結合を使って実
現することは、非常に困難である。何故なら、特性イン
ピーダンス５０Ωで３ｄＢの結合度を取るためには理論
的に奇モードインピーダンスＺｏｏが約２０．７Ωとな
り、これを実現する為には結合線路の間隔ｄが０．５　
ミクロン程度になる為である。

尚、入力と出力の関係は第３図（ａｌと同じである。

これを解決する為に、第３図（Ｃ１，（ｄｌに示す様な
タンデム接続法やインクディジティト法と呼ばれる方法
が提案されている。

前者は８．３４ｄＢの方向性結合器を２段接続して３ｄ
Ｂの結合度を実現するものであり、後者は２木の結合線
路２を２分割から数分割してエツジ結合部の数を増加さ
せることによって結合度を高めたものである。

しかし、いずれの場合でも、図に示す様に、結合線路２
の間を金線ｌでブリッジ接続させることが必要があるが
、これは熱と圧力を加えて圧着させるボンディングで行
われるので、テフロングラス基板では基板が変形するた
め使用できず、薄膜基板上でなければ実現できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記で説明した様に、広帯域特性を有するタンデム接続
法又はインクディジティト法を採用する場合、薄）模基
板の全面に蒸着した金パターンを必要な部分のみ残して
エツチングで除去するので、コストが高くなると共に、
金線で結合線路間をブリッジするので障害の発生する可
能性があると云う問題点がある。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記の問題点は、誘電体基（反３の上面に第１゜第２．
第３及び第・１のマイクロストリンブライン４．５，６
．７を形成すると共に、両側面８１．８２に導体パター
ンが形成された短冊状誘電体基板８を配置し、該短冊状
誘電体基板の一方の側面８１の一端及び他端を該第１及
び第２のマイクロストリップライン４，５の一端と接続
し、他方の側面８２の一端及び他端を該第３及び第４の
マ・イクロストリノプライン６，７の一端と接続した本
発明の方向性結合器により解決される。

〔作用〕

本発明は、薄膜基板上ではなくテフロングラス基板の様
な一般の基板３の上面に形成したマイクロストリップラ
イン４〜７に、適当な高さと幅と長ざを持ち、両側面８
１．８２に導体パターンが形成された短冊状誘電体基板
８を接続することにより、」二記のＺｏｏ　’＝　２０
．７Ωが実現できる様にした。

即ち、第３図（ｂｌに示すＡ波長分布結合形の場合は、
結合線路２がマイクロストリップラインで形成されてい
る為、ラインの高さが殆ど０であるので、３ｄＢの結合
度を取る為の間隔ｄは実現困難な値となったが、本発明
では第１図に示す様に高さＨＸ幅Ｗが例えば約２．２　
Ｘｏ、６ｍｍの短冊状誘電体基板８を用いているために
、Ｚ００＃２０．７Ωの実現が可能となった。

そこで、−Ｃのプリント基板が使用できると共に、金線
によるブリッヂが不要となったのでコストダウンと障害
の可能性が低減する。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の構成図を示す。

図に示す様に誘電体基板３　（例えば、テコ口・ノブラ
ス基板）の上面にマイクロストリップライン（以下線路
と省略する）４〜７が定められた間隔を保って形成され
ている。そして、線路４と６及び５と７とを仕切る様に
、例えばＨＸ　Ｗ　Ｘ長さが約２．２　Ｘ　Ｏ，６Ｘ　
１３ｍｍで両側面８１．８２の全部に導体パターン（例
えば銅パターン）が形成された短冊状誘電体基板８が配
置斤される。そして、この短面状誘電体基板の両側面８
１．８２の両Ｖａ、ｉは線路の一方の端部とハンダ付は
等で接続される。

尚、線路４．６と線路５．７との間の距離は短冊状誘電
体２５仮の長さと等しくなっているが、この長さで動作
中心周波数が決まり、約１３ｍｍの場合は約５ＧＩＩｚ
　となる。

又、誘電体基板３の下面全体は銅パターンが形成されて
いる。

この様に構成された方向性結合器の動作は次の様である
。

例えば、線路４の◇ハ１１子■より入力したマイクロ波
電力は、実線矢印の様に側面８１を通って線路５の端子
■より外部に出力されると共に、相対する側面８２に点
線矢印の様な電界が誘起す４ので、線路６の端子■から
も外部にマイクロ波が出力されるが、線路７の端子■に
は出力は現れない。

又、帯域幅は中心周波数±２５χ位が実験的に得られ、
従来に比較して広帯域化された。

次に、第２図は本発明の別の実施例の構成図で、第２図
（ａｌは端子■、■より、第２図（ｂｌは端子■。

■より短冊状誘電体基板を見た図を示す。

第１図は、端子■より入力したマイクロ波は端子■、■
と云う様に互い違いの方向に出力され、用途によっては
不都合な場合も生ずる。

そこで、短冊状誘電体基板の両側面の導体パターンを分
割し、側面８１に形成されたパターン９゜１０と側面８
２に形成された１３．１４とをスルーホール１１．１２
で交叉する様に接続したので、端子■よりのマイクロ波
は実線矢印の様に側面８１の導体パターン９．スルーホ
ール１１を通って側面８２に現れ、導体パターン１３を
通って端子■より出力される。

一方、側面８１の導体パターン１２に、実線矢印によっ
て誘起した点線矢印の電界によってスルーホール１２を
通って、側面８２の導体パターン１４から端子■にマイ
クロ波電力が出力される。そこで、同一面より分配出力
される。

この様に、−Ｃのプリント基板に銅パターンで形成する
のでニス１−ダウンされると共に、結合線路間をブリッ
ジする金線が不要のため障害発生の可能性が改善される
。又、ブランチラ・イン形の帯域幅より数倍も広帯域化
される。

尚、周波数変換器、増幅器や可変減衰器等に用いる場合
にはダイオードやトランジスタを直接に短冊状誘電体基
板の導体面に接続して用いることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した様に、短面状誘電体基板を用いたマ
イクロ波用方向性結合器により、低価格化、広帯域化及
び障害発生の可能１生が改善さ机ると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図は本発明の別の実施例の構成図、第３図は従来例
の構成図を示す。 図において、 ３は誘電体基板、 ４．５，６．７はマ・イクロストリノプライン、８は短
面状誘電体基板、 ９．１０．１３．１４は導体パターン、−’１１．１２
はスルーホールを示す。 本発明の突施ｒ’ｉ’ｔの溝戎図 Ｉ　Ｚ θ°ｊ耐ｇノのバ外ン ＄２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　誘電体基板（３）の上面に第１、第２、第３及び第４
   のマイクロストリツプライン（４、５、６、７）を形成
   すると共に、両側面（８１、８２）に導体パターンが形
   成された短冊状誘電体基板（８）を配置し、該短冊状誘
   電体基板の一方の側面（８１）の一端及び他端を該第１
   及び第２のマイクロストリツプライン（４、５）の位置
   端と接続し、他方の側面（８２）の一端及び他端を該第
   ３及び第４のマイクロストリツプライン（６、７）の一
   端と接続して構成したことを特徴とする方向性結合器。