(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行に配置して互いに結合させた第１および第２の分布定数線路を、前記第１の分布定数線路を内側にして、直線部分とコーナー部分を有する略多角形のスパイラル状に形成した方向性結合器において、
少なくとも一部の前記コーナー部分で、外側に位置する前記第２の分布定数線路をスパイラルの内側方向に凹ませて前記第１の分布定数線路に対して近づけることにより、前記第１および第２の分布定数線路の間隔を、少なくとも一部の前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする方向性結合器。
【請求項２】
前記第１および第２の分布定数線路の間隔を、全ての前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする、請求項１に記載の方向性結合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は方向性結合器、特に移動体通信機器に用いられる方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に、従来の方向性結合器の例を示す。図６において、方向性結合器２０は、略平行に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路である第１のマイクロストリップ線路２１および第２の分布定数線路である第２のマイクロストリップ線路２２を、第１のマイクロストリップ線路２１を内側にして、直線部分と円弧状のコーナー部分を有する略四角形のスパイラル状に形成している。ここで、第１のマイクロストリップ線路２１の一端には入力電極２３が、他端には出力電極２５が接続されている。また、第２のマイクロストリップ線路２２の一端には入力電極２４が、他端には出力電極２６が接続されている。そして、第１および第２のマイクロストリップ線路２１および２２の長さは、目的の周波数においてほぼ１／４波長となるように設定されている。
【０００３】
このように構成された方向性結合器２０において、入力電極２４に終端抵抗（図示せず）を接続して、入力電極２３から信号を入力すると、出力電極２５および２６から互いにほぼ同じレベルで、位相が約９０度ずれた２つの信号を出力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７に、図６に示した従来の方向性結合器２０のコーナー部分２７を拡大したものを示す。図７で、図６と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【０００５】
図７において、第１および第２のマイクロストリップ線路２１および２２の円弧状のコーナー部分２７は、第１および第２のマイクロストリップ線路２１および２２の直線部分の間隔ｇ１とコーナー部分２７の間隔ｇ２を等しくするために、その円弧の中心点を同じＣ１の位置としている。そのため、第１および第２のマイクロストリップ線路２１および２２のコーナー部分２７の円弧の中心点Ｃ１からの半径をそれぞれｒ１およびｒ２とすると、コーナー部分２７においては第１のマイクロストリップ線路２１より第２のマイクロストリップ線路２２の方が、２π（ｒ２−ｒ１）／４だけ長くなる。そして、すべてのコーナー部分においてこれと同様に第１のマイクロストリップ線路２１より第２のマイクロストリップ線路２２の方が長くなり、結果的に外側に位置する第２のマイクロストリップ線路２２は内側に位置する第１のマイクロストリップ線路２１より１周で２π（ｒ２−ｒ１）だけ長くなる。
【０００６】
図８に、図６に示した従来の方向性結合器２０の２つの出力の位相差ｓ１を示す。なお、この方向性結合器は中心周波数を１．５ＧＨｚとして設計されている。図８で分かるように、１．５ＧＨｚにおいて、２つの出力の位相差は９０度からずれて約８７度となっている。
【０００７】
このように、従来のスパイラル形状の方向性結合器２０においては、２つの出力の位相差が９０度からずれてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、２つの出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることのできる方向性結合器を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の方向性結合器は、略平行に配置して互いに結合させた第１および第２の分布定数線路を、前記第１の分布定数線路を内側にして、直線部分とコーナー部分を有する略多角形のスパイラル状に形成した方向性結合器において、少なくとも一部の前記コーナー部分で、外側に位置する前記第２の分布定数線路をスパイラルの内側方向に凹ませて前記第１の分布定数線路に対して近づけることにより、前記第１および第２の分布定数線路の間隔を、少なくとも一部の前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の方向性結合器は、前記第１および第２の分布定数線路の間隔を、全ての前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする。
【００１１】
このように構成することにより、本発明の方向性結合器においては２つの出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の方向性結合器の一実施例を示す。図１において、方向性結合器１は、略平行に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路である第１のマイクロストリップ線路２および第２の分布定数線路である第２のマイクロストリップ線路３を、第１のマイクロストリップ線路２を内側にして、直線部分と円弧状のコーナー部分を有する略四角形のスパイラル状に形成している。ここで、第１のマイクロストリップ線路２の一端には入力電極４が、他端には出力電極６が接続されている。また、第２のマイクロストリップ線路３の一端には入力電極５が、他端には出力電極７が接続されている。そして、第１および第２のマイクロストリップ線路２および３の長さは、目的の周波数においてほぼ１／４波長となるように設定されている。
【００１３】
このように構成された方向性結合器１において、入力電極５に終端抵抗（図示せず）を接続して、入力電極４から信号を入力すると、出力電極６および７から互いにほぼ同じレベルで、位相が約９０度ずれた２つの信号を出力することができる。
【００１４】
図２に、図１の方向性結合器１のコーナー部分８を拡大したものを示す。図２で、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００１５】
図２に示すように、第１および第２のマイクロストリップ線路２および３の円弧状のコーナー部分８において、第１のマイクロストリップ線路２の円弧の中心点Ｃ２に対して、第２のマイクロストリップ線路３の円弧の中心点Ｃ３をスパイラルの内側方向にずらして設定している。そのため、第１および第２のマイクロストリップ線路２および３の間隔は、直線部分の間隔ｇ３よりもコーナー部分８の間隔ｇ４の方が狭くなっている。
【００１６】
その結果、第２のマイクロストリップ線路３がコーナー部８においてショートカットをするような（スパイラルの内側方向に凹んだ）形になり、コーナー部分８における第１および第２のマイクロストリップ線路２および３の長さの違いは、従来の方向性結合器２０のように第２のマイクロストリップ線路３の円弧の中心点Ｃ３を第１のマイクロストリップ線路２の円弧の中心点Ｃ２と同じ位置にした場合に比べて小さくなる。そして、すべてのコーナー部分においてこれと同様に、従来の方向性結合器２０よりも第１のマイクロストリップ線路２と第２のマイクロストリップ線路３の長さの差が小さくなる。
【００１７】
図３に、本発明の方向性結合器１の２つの出力の位相差ｓ２を示す。また、図８に示した従来の方向性結合器２０の２つの出力の位相差ｓ１も同時に示す。図３で分かるように、１．５ＧＨｚにおいて、２つの出力の位相差ｓ２は位相差ｓ１よりも９０度に近づき、約８９度となっている。
【００１８】
このように、第１および第２のマイクロストリップ線路２および３のコーナー部分における間隔ｇ４を、直線部分における間隔ｇ３より狭くすることによって、第１のマイクロストリップ線路２と第２のマイクロストリップ線路３の長さの違いが小さくなり、方向性結合器１の２つの出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることができる。
【００１９】
図４に、本発明の方向性結合器の別の実施例を示す。図４において、方向性結合器１０は、略平行に配置して互いに結合させた第１の分布定数線路である第１のマイクロストリップ線路１１および第２の分布定数線路である第２のマイクロストリップ線路１２を、第１のマイクロストリップ線路１１を内側にして、直線部分とベンド状のコーナー部分を有する略四角形のスパイラル状に形成している。ここで、第１のマイクロストリップ線路１１の一端には入力電極１３が、他端には出力電極１５が接続されている。また、第２のマイクロストリップ線路１２の一端には入力電極１４が、他端には出力電極１６が接続されている。そして、第１および第２のマイクロストリップ線路１１および１２の長さは、目的の周波数においてほぼ１／４波長となるように設定されている。
【００２０】
このように構成された方向性結合器１０において、入力電極１４に終端抵抗（図示せず）を接続して、入力電極１３から信号を入力すると、出力電極１５および１６から互いにほぼ同じレベルで、位相が約９０度ずれた２つの信号を出力することができる。
【００２１】
図５に、図４の方向性結合器１０のコーナー部分１７を拡大したものを示す。図５で、図４と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００２２】
図５の、第１および第２のマイクロストリップ線路１１および１２のコーナー部分１７は、第１のマイクロストリップ線路１１は外側にテーパー部分を有する直角状に折り曲げて形成され、第２のマイクロストリップ線路１２は４５度に２回折り曲げて、その合計で直角になるように形成されている。そして、第１および第２のマイクロストリップ線路１１および１２の間隔は、直線部分における間隔ｇ５よりもコーナー部分１７における間隔、すなわち第１のマイクロストリップ線路１１の外側のテーパー部分と第２のマイクロストリップ線路１２の内側の端部との間隔ｇ６の方が狭くなるように設定されている。
【００２３】
その結果、第２のマイクロストリップ線路１２がコーナー部１７においてショートカットをするような（スパイラルの内側方向に凹んだ）形になり、コーナー部分１７における第１および第２のマイクロストリップ線路１１および１２の長さの差は、第２のマイクロストリップ線路１２を第１のマイクロストリップ線路１１と同じように直角に折り曲げる場合に比べて小さくなる。そして、すべてのコーナー部分においてこれと同様に、従来の方向性結合器２９よりも第１のマイクロストリップ線路１１と第２のマイクロストリップ線路１２の長さの差が小さくなる。
【００２４】
このように、第１および第２のマイクロストリップ線路１１および１２のコーナー部分における間隔ｇ６を、直線部分における間隔ｇ５より狭くすることによって、第１のマイクロストリップ線路１１と第２のマイクロストリップ線路１２の長さの違いが小さくなり、方向性結合器１０の２つの出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることができる。
【００２５】
なお、上記の各実施例においては、第１および第２のマイクロストリップ線路の間隔を、全てのコーナー部分において直線部分より狭くしているが、一部のコーナー部分においてのみ直線部分より狭くしたものでも同様の作用・効果が得られる。
【００２６】
また、上記の各実施例においては、方向性結合器を略四角形のスパイラル状に形成しているが、これは略四角形に限るものではなく、略三角形以上の略多角形であれば同様の作用・効果が得られる。
【００２７】
また、上記の各実施例においては、２つの入力電極のうちの１つを終端抵抗に接続し、もう１つから信号を入力していたが、これは逆であっても構わない。そして、入力電極と出力電極とを逆転させて、上記の各実施例において出力電極としていた方のいずれかから信号を入力して、入力電極としていた方から２つの信号を出力させるようにしても構わないものである。
【００２８】
さらに、上記の各実施例においては、分布定数線路としてマイクロストリップ線路を用いたが、これはストリップ線路などの別の分布定数線路でも構わないものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の方向性結合器によれば、略平行に配置して互いに結合させた第１および第２の分布定数線路を、前記第１の分布定数線路を内側にして、直線部分とコーナー部分を有する略多角形のスパイラル状に形成し、少なくとも一部の前記コーナー部分で、外側に位置する前記第２の分布定数線路をスパイラルの内側方向に凹ませて前記第１の分布定数線路に対して近づけることにより、前記第１および第２の分布定数線路の間隔を、少なくとも一部の前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしてなるもので、第１のマイクロストリップ線路と第２のマイクロストリップ線路の長さの差を小さくし、それによって方向性結合器の２つの出力の位相差の９０度からのずれを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方向性結合器の一実施例の構成を示す図である。
【図２】図１の方向性結合器のコーナー部分の拡大図である。
【図３】図１の方向性結合器の２つの出力の位相差を示す図である。
【図４】本発明の方向性結合器の別の実施例の構成を示す図である。
【図５】図４の方向性結合器のコーナー部分の拡大図である。
【図６】従来の方向性結合器の構成を示す図である。
【図７】図６の方向性結合器のコーナー部分の拡大図である。
【図８】図６の方向性結合器の２つの出力の位相差を示す図である。
【符号の説明】
１…方向性結合器
２…第１のマイクロストリップ線路
３…第２のマイクロストリップ線路
４、５…入力電極
６、７…出力電極
８…コーナー部分
ｇ３…第１および第２のマイクロストリップ線路の直線部分の間隔
ｇ４…第１および第２のマイクロストリップ線路のコーナー部分の間隔
Ｃ２…第１のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の中心点
Ｃ２…第２のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の中心点
ｒ３…第１のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の半径
ｒ４…第２のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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