(57)【要約】【課題】製造上の制約により結合線路インピーダンスが、終端インピーダンスよりも低くなる場合でも、方向性が良好な方向性結合器を得る。【解決手段】第１の地導体１２０１に設けられ、かつ第１の信号導体１００１および第２の信号導体１００２の真上に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなる第１の削除部１３０１を備えた。  よって、結合線路インピーダンスが終端インピーダンスよりも低い場合でも、偶モード動作時には第１の削除部１３０１の影響を受け、第１の削除部１３０１がない場合よりも位相が遅れるが、奇モード動作時には第１の信号導体１００１と第２の信号導体１００２の対称面が電気壁となることから第１の削除部１３０１の影響を受けず通過位相は変化しないため、偶モード動作時の通過位相と奇モード動作時の通過位相を一致させることができることから、方向性が改善することができる。【選択図】図３
2014192690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号導体と、
前記第１の信号導体と異なる平面に配置され、かつ該第１の信号導体と平行に配置された第２の信号導体と、
前記第１の信号導体および前記第２の信号導体から隔離して設けられ、かつ該第１の信号導体および該第２の信号導体から見て同一方向に配置された地導体と、
前記地導体に設けられ、かつ前記第１の信号導体および前記第２の信号導体の真下に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなるリアクタンス素子と、
を備えた方向性結合器。
【請求項２】
前記リアクタンス素子は、
前記地導体の一部を削除した削除部により構成されたことを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
【請求項３】
前記リアクタンス素子は、
少なくとも２つ以上設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の方向性結合器。
【請求項４】
第１の信号導体と、
前記第１の信号導体と異なる平面に配置され、かつ該第１の信号導体と平行に配置された第２の信号導体と、
前記第１の信号導体および前記第２の信号導体から隔離して設けられ、かつ該第１の信号導体および該第２の信号導体よりも上に配置された第１の地導体と、
前記第１の信号導体および前記第２の信号導体から隔離して設けられ、かつ該第１の信号導体および該第２の信号導体よりも下に配置された第２の地導体と、
前記第１の地導体に設けられ、かつ前記第１の信号導体および前記第２の信号導体の真上に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなる第１のリアクタンス素子と、
前記第２の地導体に設けられ、かつ前記第１の信号導体および前記第２の信号導体の真下に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなる第２のリアクタンス素子と、
を備えた方向性結合器。
【請求項５】
前記第１のリアクタンス素子は、
前記第１の地導体の一部を削除した第１の削除部により構成され、
前記第２のリアクタンス素子は、
前記第２の地導体の一部を削除した第２の削除部により構成されたことを特徴とする請求項４記載の方向性結合器。
【請求項６】
前記第１のリアクタンス素子は、
前記第１の削除部に加え、前記第１の地導体に非接触に該第１の削除部内に設けられた第１の浮遊導体により構成され、
前記第２のリアクタンス素子は、
前記第２の削除部に加え、前記第２の地導体に非接触に該第２の削除部内に設けられた第２の浮遊導体により構成され、
前記第１の浮遊導体と前記第２の浮遊導体は、
少なくとも１つ以上の接続導体により接続されたことを特徴とする請求項５記載の方向性結合器。
【請求項７】
前記第１のリアクタンス素子および前記第２のリアクタンス素子は、
それぞれ少なくとも２つ以上設けられたことを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の方向性結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯で使用される方向性結合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向性結合器は、電力監視を行うために広く用いられる。
方向性結合器としては、２つの線路をブロードサイド結合させた構成がある（例えば、下記非特許文献１参照）。
このように、線路をブロードサイド結合させることで、方向性結合器を実現できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】David M．Pozar、“Microwave Engineering - Second Edition”（pp.384，John Wiley & Sons．Inc，1998年出版）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
方向性結合器をマイクロストリップ線路やトリプレート線路で構成する場合、基板厚や線路幅などの製造上の制約により、方向性結合器の反射特性やアイソレーション量が最小となり、かつ結合量が最大となる結合線路インピーダンスが、カプラの各端子に接続される終端インピーダンスよりも低くなる場合がある。
結合線路インピーダンスが終端インピーダンスよりも低い場合、偶モード動作時の通過位相は、奇モード動作時の通過位相よりも進むため、偶／奇モード動作時で位相差が生じ、方向性が劣化するという課題がある。
【０００５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、製造上の制約により結合線路インピーダンスが、終端インピーダンスよりも低くなる場合でも、方向性が良好な方向性結合器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方向性結合器は、第１の信号導体と、第１の信号導体と異なる平面に配置され、かつ第１の信号導体と平行に配置された第２の信号導体と、第１の信号導体および第２の信号導体から隔離して設けられ、かつ第１の信号導体および第２の信号導体から見て同一方向に配置された地導体と、地導体に設けられ、かつ第１の信号導体および第２の信号導体の真下に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなるリアクタンス素子とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、地導体に設けられ、かつ第１の信号導体および第２の信号導体の真下に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなるリアクタンス素子を備えた。
よって、結合線路インピーダンスが終端インピーダンスよりも低い場合でも、第１の信号導体と第２の信号導体の真下にリアクタンス素子を設けると、偶モード動作時にはリアクタンス素子の影響を受け、リアクタンス素子がない場合よりも位相が遅れるが、奇モード動作時には第１の信号導体と第２の信号導体の対称面が電気壁となることからリアクタンス素子の影響を受けず通過位相は変化しないため、偶モード動作時の通過位相と奇モード動作時の通過位相を一致させることができることから、方向性が改善することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による方向性結合器を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１による方向性結合器を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１による方向性結合器を示す上面透視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による偶／奇モード動作時の断面を示す断面図である。
【図６】従来の方向性結合器を示す分解斜視図である。
【図７】従来の方向性結合器を示す斜視図である。
【図８】従来の方向性結合器を示す上面透視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図１０】従来の偶／奇モード動作時の断面を示す断面図である。
【図１１】偶（１００Ω）モード動作時および奇（２５Ω）モード動作時における規格化周波数に対する通過位相を示す特性図である。
【図１２】偶（８０Ω）モード動作時および奇（２０Ω）モード動作時における規格化周波数に対する通過位相を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施の形態１による偶モード動作時を示す上面透視図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ’断面における電界分布を示す断面図である。
【図１５】図５におけるＢ−Ｂ’断面を電気壁と仮定した奇モード動作時でのＡ−Ａ’断面における電界分布を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
【図１７】本発明の実施の形態１による他の方向性結合器の図３のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２による方向性結合器を示す上面透視図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図２０】図１９のＢ−Ｂ’断面を磁気壁／電気壁と仮定した偶／奇モード動作時を示す断面図である。
【図２１】図１９のＢ−Ｂ’断面を磁気壁と仮定した偶モード動作時を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２による偶モード動作時を示す上面透視図である。
【図２３】図１９のＢ−Ｂ’断面を電気壁と仮定した奇モード動作時を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２による奇モード動作時を示す上面透視図である。
【図２５】本発明の実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
【図２６】本発明の実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
【図２７】本発明の実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
【図２８】図２７のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の方向性結合器の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明するが、各図において、同一または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１０】
図１は、実施の形態１による方向性結合器を示す分解斜視図であり、図２は、実施の形態１による方向性結合器を示す斜視図である。
図１と図２において、１０００ａ〜１０００ｅは誘電体基板、１００１は誘電体基板１０００ｃの一方の面に設けられた第１の信号導体、１００２は誘電体基板１０００ｄの一方の面に設けられた第２の信号導体である。
１１０１は第１の信号導体１００１に設けられた第１の入出力端子、１１０２は第１の信号導体１００１に設けられた第２の入出力端子である。
１１０３は第２の信号導体１００２に設けられた第３の入出力端子、１１０４は第２の信号導体１００２に設けられた第４の入出力端子である。
【００１１】
１２０１は誘電体基板１０００ｂの一方の面に設けられた第１の地導体、１２０２は誘電体基板１０００ｅの一方の面に設けられた第２の地導体である。
１３０１は第１の地導体１２０１の一部を削除した第１の削除部、１３０２は第２の地導体１２０２の一部を削除した第２の削除部である。
なお、第１の削除部１３０１、および第２の削除部１３０２の各辺の長さは、動作周波数における自由空間波長の１／４よりも十分小さく、例えば、１／１０波長以下である。
【００１２】
図３は、実施の形態１による方向性結合器を示す透視図であり、図４は図３のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
図１から図４において、第１の信号導体１００１と第２の信号導体１００２は、重なるように配置され、ブロードサイド結合部を形成している。
【００１３】
本実施の形態１の方向結合器では、図４におけるＢ−Ｂ’断面に対して対称であることから、偶／奇モード解析を適用することができる。
図４におけるＢ−Ｂ’断面を磁気壁／電気壁とした場合、つまり、偶／奇モード動作時の断面図を図５に示す。
図５における断面Ｂ−Ｂ’は、偶モード動作時には磁気壁となり、奇モード動作時には電気壁となる。
【００１４】
図６は、従来の方向性結合器を示す分解斜視図である。
図７は、従来の方向性結合器を示す斜視図である。
図６と図７において、９０００ａ〜９０００ｃは誘電体基板、９００１は誘電体基板９０００ｂの一方の面に設けられた第１の信号導体、９００２は誘電体基板９０００ｃの一方の面に設けられた第２の信号導体である。
９１０１は第１の信号導体９００１に設けられた第１の入出力端子、９１０２は第１の信号導体９００１に設けられた第２の入出力端子である。
９１０３は第２の信号導体９００２に設けられた第３の入出力端子、９１０４は第２の信号導体９００２に設けられた第４の入出力端子である。
９２０１は誘電体基板９０００ａの一方の面に設けられた第１の地導体、９２０２は第２の地導体である。
【００１５】
図８は、従来の方向性結合器を示す透視図であり、図９は図８のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
図６から図９において、第１の信号導体９００１と第２の信号導体９００２は、重ねて配置され、ブロードサイド結合部を形成している。
【００１６】
従来の方向結合器では、図９におけるＢ−Ｂ’断面で対称であることから、偶／奇モード解析を適用することができる。
図９におけるＢ−Ｂ’断面を磁気壁／電気壁とした場合、つまり、偶／奇モード動作時の上面図を図１０に示す。
図１０における断面Ｂ−Ｂ’は、偶モード動作時には磁気壁となり、奇モード動作時には電気壁となる。
【００１７】
Ｂ−Ｂ’断面を磁気壁とした偶モード動作時のブロードサイド結合部における線路のインピーダンスをＺ’ｅ、Ｂ−Ｂ’断面を電気壁とした奇モード動作時のブロードサイド結合部における線路のインピーダンスをＺ’ｏとすると、結合線路インピーダンスＺ’は以下の式（１）により表される。
2014192690.tif 000003
【００１８】
また、偶モード動作時の反射特性をＳ11e、通過特性をＳ21e、奇モード動作時の反射特性をＳ11o、通過特性をＳ21oとすると、方向性結合器の反射特性Ｓ１１、通過特性Ｓ２１、結合特性Ｓ３１、アイソレーション特性Ｓ４１は、それぞれ以下の式（２）から式（５）のように表される。
2014192690.tif 000004
2014192690.tif 000005
2014192690.tif 000006
2014192690.tif 000007
【００１９】
また、方向性Ｄは、以下の式（６）により計算され、この値が大きい方向性結合器ほど、方向性が良い方向性結合器となる。
2014192690.tif 000008
式（１）で表される結合線路インピーダンスＺ’が、第１の入出力端子９１０１から第４の入出力端子９１０４の終端インピーダンスＺｏと等しくなるように、ブロードサイド結合部を設計することで、方向性結合器の反射特性やアイソレーション量が最小としつつ、かつ結合量が最大とすることができる。
【００２０】
図１１に、偶モード動作時における線路のインピーダンスＺ’ｅが１００Ω、結合線路長が３０度、第１の入出力端子９１０１と第２の入出力端子９１０２の終端インピーダンスを５０Ωとした場合における第１の入出力端子９１０１から第２の入出力端子９１０２への通過位相、および奇モード動作時における線路のインピーダンスＺ’ｏが２５Ω、結合線路長が３０度、第１の入出力端子９１０１と第２の入出力端子９１０２の終端インピーダンスを５０Ωとした場合における第１の入出力端子９１０１から第２の入出力端子９１０２への通過位相の計算例を示す。
【００２１】
この場合、式（１）から結合線路インピーダンスは５０Ωとなり、入出力端子の終端インピーダンスと同じであることから、図１１に示すように、偶／奇モード動作時の通過位相は一致し、同様に偶／奇モード動作時の通過量も一致する。
【００２２】
アイソレーション特性は、式（５）により求めることができるが、Ｓ21eとＳ21oの振幅は等しく、通過位相も同じなため、本条件の結合線路を用いた方向性結結合器のアイソレーション特性は０となり、方向性は無限大となる。
【００２３】
しかし、基板厚や線路幅などの製造上の制約により、結合線路インピーダンスを終端インピーダンスと等しくできない場合がある。
例えば、製造上の制約により線路幅を細くすることができず、偶／奇モード動作時のインピーダンスＺ’ｅ／Ｚ’ｏが、それぞれ８０Ω／２０Ωとなったとする。
このときの結合線路インピーダンスは、式（１）より４０Ωとなる。
一方、一般的に、方向性結合器の前後に接続される回路のインピーダンスは、５０Ωとなっているため、このときの方向性結合器の終端インピーダンスは、５０Ωとなる。
【００２４】
図１２に、第１の入出力端子９１０１から第２の入出力端子９１０２への通過位相の計算例を示す。
結合線路長が短いため、偶／奇モード動作時の通過Ｓ21e／Ｓ21oの振幅は、ほぼ同じとなるが、図１２のように、奇モード動作時の通過位相は、偶モード動作時の通過位相よりも遅れることになり、通過位相差が大きくなる。
【００２５】
このことと式（５）より、従来の方向性結合器では、製造上の制約により結合線路インピーダンスが、カプラの各端子に接続される終端インピーダンスよりも低くなる場合、偶／奇モード動作時の通過（Ｓ21e／Ｓ21o）が打ち消し合わないため、アイソレーション量が増加し、方向性が劣化する。
つまり、結合線路インピーダンスが製造上の制約などにより、終端インピーダンスよりも低くなると、方向性が劣化するという課題がある。
【００２６】
一方、本実施の形態１による方向性結合器は、第１の地導体１２０１にリアクタンス素子として動作する第１の削除部１３０１、および第２の地導体１２０２にリアクタンス素子として動作する第２の削除部１３０２が設けられる。
なお、リアクタンス素子とは、リアクタンス素子が存在しない通常の直線線路と比べ、リアクタンス素子上を通過する信号の通過位相を遅らせる効果がある構造のことである。
本実施の形態１では、このリアクタンス素子を、第１の地導体１２０１の一部に、位相を遅らせる機能を有した、動作周波数の１／４波長に対して十分に小さい不連続構造からなる第１の削除部１３０１、および第２の地導体１２０２の一部に、位相を遅らせる機能を有した、動作周波数の１／４波長に対して十分に小さい不連続構造からなる第２の削除部１３０２により実現する。
図１３に、実施の形態１による方向性結合器の偶モード動作時において、第１の信号導体１００１上部の第１の地導体１２０１に流れる電流の経路を示す。
また、図１３におけるＡ−Ａ’断面の電界分布を図１４に示す。
【００２７】
図１４におけるＢ−Ｂ’断面は磁気壁となることから、信号線から生じた電気力線は第１の地導体１２０１で終端する。
このため、図１３に示すように、第１の地導体１２０１を流れる電流は、第１の削除部１３０１を迂回するように流れる。
一方、第１の削除部１３０１が設けられていない従来の方向性結合器では、第１の地導体９２０１を流れる電流は迂回しない。
つまり、本実施の形態１による方向性結合器では、従来の方向性結合器の偶モード動作時における通過位相よりも遅らせることが可能となる。
すなわち、第１の削除部１３０１は、リアクタンス素子として動作する。
【００２８】
図５におけるＢ−Ｂ’断面を電気壁と仮定した奇モード動作時でのＡ−Ａ’断面における電界の分布を図１５に示す。
実施の形態１による方向性結合器における奇モード動作時において、図１５のように、第１の信号導体１００１と第１の地導体１２０１の間隔よりも、第１の信号導体１００１と電気壁となる断面Ｂ−Ｂ’の間隔の方が近くなるように決定する。
このことで、第１の信号導体１００１から生じる電気力線は、第１の信号導体１００１とＢ−Ｂ’断面の電気壁の間にのみ存在する。
このため、第１の信号導体１００１を流れる電流のリターン電流は、第１の地導体１２０１に設けた第１の削除部１３０１の有無にかかわらず、電気壁となるＢ−Ｂ’断面を流れることになる。
つまり、実施の形態１の方向性結合器における奇モード動作時の通過位相は、第１の削除部１１０６がない従来の方向性結合器における奇モード動作時の通過位相と同じになる。
【００２９】
このことから、第１の削除部１３０１により、偶モード動作時における通過位相は遅れるが、奇モード動作時における通過位相は変化が無い。
したがって、結合線路インピーダンスが終端インピーダンスよりも低い場合でも、偶モード動作時の通過位相と奇モード動作時の通過位相が一致するように第１の削除部１３０１の大きさを決定することで、偶／奇モード動作時の通過が打ち消し合い、アイソレーション量を小さくすることができるため、良好な方向性を実現できる。
【００３０】
また、実施の形態１による方向性結合器では、第１の削除部１３０１、および第２の削除部１３０２を１箇所ずつ設けたが、これに限るものではなく、図１６のように、第１の削除部１３０１を複数配置してもよい。
なお、図１６は、実施の形態１による他の方向性結合器を示す上面透視図であり、図において、１３０１ａ，１３０１ｂ，１３０１ｃは第１の地導体１２０１に形成された第１の削除部である。
また、図１６には示さないが、第１の削除部１３０１ａ，１３０１ｂ，１３０１ｃの対称となる第２の地導体１２０２の３箇所の位置に、それぞれ第２の削除部を設ける。
本構成とすることで、偶モード動作時の通過位相が削除部を１つの場合よりも遅らせることができるため、偶／奇モード動作時の通過位相を合わせることが容易となることから、設計が容易になる。
【００３１】
なお、実施の形態１での第１の削除部１３０１は矩形としたが、これに限るものではなく、第１の削除部１３０１の形状と第２の削除部１３０２の形状が一致していれば良い。
【００３２】
また、実施の形態１では、第１の地導体１２０１と第２の地導体１２０２を配置したが、これに限るものではなく、図１７に示すように、少なくとも一方の地導体が配置されていれば同様の効果が得られる。
地導体を１つにすることで、層数を減らせるため、低コスト化が可能である。
【００３３】
以上のように、本実施の形態１によれば、第１の地導体１２０１に設けられ、かつ第１の信号導体１００１および第２の信号導体１００２の真上に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなる第１の削除部１３０１と、第２の地導体１２０２に設けられ、かつ第１の信号導体１００１および第２の信号導体１００２の真下に配置され、位相を遅らせる機能を有した動作周波数の１／４波長に対して小さい不連続構造からなる第２の削除部１３０２とを備えた。
よって、結合線路インピーダンスが終端インピーダンスよりも低い場合でも、第１の信号導体１００１と第２の信号導体１００２の真上および真下に第１および第２の削除部１３０１，１３０２を設けると、偶モード動作時には第１および第２の削除部１３０１，１３０２の影響を受け、第１および第２の削除部１３０１，１３０２がない場合よりも位相が遅れるが、奇モード動作時には第１の信号導体１００１と第２の信号導体１００２の対称面が電気壁となることから第１および第２の削除部１３０１，１３０２の影響を受けず通過位相は変化しないため、偶モード動作時の通過位相と奇モード動作時の通過位相を一致させることができることから、方向性が改善することができる。
【００３４】
本実施の形態１によれば、第１のリアクタンス素子を、第１の地導体１２０１の一部を削除した第１の削除部１３０１により構成し、第２のリアクタンス素子を、第２の地導体１２０２の一部を削除した第２の削除部１３０２により構成した。
よって、第１の地導体１２０１の一部を削除した第１の削除部１３０１、および第２の地導体１２０２の一部を削除した第２の削除部１３０２により、リアクタンス素子を容易に構成することができる。
【００３５】
本実施の形態１によれば、第１の削除部１３０１および第２の削除部１３０２を、複数設けた。
よって、通過位相を容易に一致させることができ、方向性が良好な方向性結合器を容易に設計することができる。
【００３６】
実施の形態２．
図１８は、実施の形態２による方向性結合器を示す透視図である。
図１９は、図１８におけるＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
図１８と図１９において、１０００は誘電体基板、１００１は誘電体基板１０００内に設けられた第１の信号導体、１００２は誘電体基板１０００内に設けられた第２の信号導体である。
１１０１は第１の入出力端子、１１０２は第２の入出力端子、１１０３は第３の入出力端子、１１０４は第４の入出力端子である。
【００３７】
また、１４０１は第１の削除部１３０１の内部に設けられた第１の浮遊導体、１４０２は第２の削除部１３０２の内部に設けられた第２の浮遊導体、１５０１は第１の浮遊導体１４０１と第２の浮遊導体１４０２を接続する接続導体である。
なお、第１の削除部１３０１、および第２の削除部１３０２の各辺の長さは、動作周波数における自由空間波長の１／１０以下である。
【００３８】
本実施の形態２による方向性結合器は、図１９におけるＢ−Ｂ’断面で対称であることから、偶／奇モード解析を適用することができる。
図１９におけるＢ−Ｂ’断面を磁気壁／電気壁とした場合、つまり、偶／奇モード動作時の断面図を図２０に示す。
図２０における断面Ｂ−Ｂ’は、偶モード動作時には磁気壁となり、奇モード動作時には電気壁となる。
【００３９】
偶モード動作時では、Ｂ−Ｂ’断面は磁気壁となる。
つまり、接続導体１５０１、および第１の浮遊導体１４０１は、どの導体とも接続されていないことから、第１の信号導体１００１を伝搬する電界に対しては影響を与えない。
したがって、電界分布は図２１のようになる。
図２１に示すように、Ｂ−Ｂ’断面は磁気壁となることから、信号線から生じた電気力線は第１の地導体１２０１で終端する。
このため、図２２に示すように、第１の地導体１２０１を流れる電流は、第１の削除部１３０１を迂回するように流れる。
つまり、本実施の形態２による方向性結合器では、前記実施の形態１と同様に、従来の方向性結合器の偶モード動作時における通過位相よりも遅らせることが可能となる。
【００４０】
図２０におけるＢ−Ｂ’断面を電気壁と仮定した奇モード動作時での電界の分布を図２３に示す。
実施の形態２による方向性結合器の奇モード動作時において、接続導体１５０１は電気壁に接続されているため、第１の浮遊導体１４０１と接続導体１５０１は、地導体として動作する。
このため、第１の信号導体１００１で生じた電気力線は、Ｂ−Ｂ’断面、および第１の浮遊導体１４０１で終端される。
したがって、第１の信号導体１００１を流れる電流のリターン電流は、電気壁となるＢ−Ｂ’断面や、図２４のように、第１の地導体１２０１や第１の浮遊導体１４０１にも流れることになる。
したがって、実施の形態２の方向性結合器における奇モード動作時の通過位相は、従来の方向性結合器における奇モード動作時の通過位相とほぼ同じになる。
【００４１】
このことから、偶モード動作時における通過位相は遅れるが、奇モード動作時における通過位相は変化が無いため、結合線路インピーダンスが終端インピーダンスよりも低い場合でも、偶モード動作時の通過位相と奇モード動作時の通過位相が一致するように第１の削除部１３０１や第１の浮遊導体１４０１の大きさを決定することで、偶／奇モード動作時の通過が打ち消し合い、方向性を改善することができる。
【００４２】
なお、実施の形態２では、接続導体１５０１を１つ用いたが、これに限るものではなく、図２５に示すように、２つ以上用いても良い。
図２５は、実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図であり、図において、１６０１は第１の浮遊導体１４０１と第２の浮遊導体１４０２を接続する第１の接続導体、１６０２は第１の浮遊導体１４０１と第２の浮遊導体１４０２を接続する第２の接続導体である。
接続導体を２つ以上用いると、奇モード動作時における第１の浮遊導体１４０１と第２の浮遊導体１４０２は、２箇所以上で電気壁と接続されるため、１つの場合よりも、より理想的な地導体として動作するため、設計が容易となる。
【００４３】
また、実施の形態２では、第１の削除部１３０１、第２の削除部１３０２、第１の浮遊導体１４０１、第２の浮遊導体１４０２、および接続導体１５０１を１つずつ用いたが、これに限るものではなく、図２６に示すように、２つ以上用いても良い。
図２６は、実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図であり、図において、１３０１ａ，１３０１ｂ，１３０１ｃは第１の地導体１２０１に形成された第１の削除部である。
１４０１ａ，１４０１ｂ，１４０１ｃは、それぞれ第１の削除部１３０１ａ，１３０１ｂ，１３０１ｃの内部に設けられた第１の浮遊導体である。
さらに、図２６には示さないが、第１の削除部１３０１ａ，１３０１ｂ，１３０１ｃの対称となる第２の地導体１２０２の３箇所の位置に、それぞれ第２の削除部を設け、第１の浮遊導体１４０１ａ，１４０１ｂ，１４０１ｃの対称となる第２の地導体１２０２の３箇所の位置に、それぞれ第２の浮遊導体を設ける。
１５０１ａは、第１の浮遊導体１４０１ａと対称となる第２の浮遊導体を接続する第１の接続導体、１５０１ｂは、第１の浮遊導体１４０１ｂと対称となる第２の浮遊導体を接続する第１の接続導体、１５０１ｃは、第１の浮遊導体１４０１ｃと対称となる第２の浮遊導体を接続する第１の接続導体である。
本構成とすることで、偶モード動作時の通過位相が削除部を１つの場合よりも遅らせることができるため、偶／奇モード動作時の通過位相を合わせることが容易となることから、設計が容易になる。
【００４４】
また、実施の形態２では、第１の信号線路１００１と、第２の信号線路１００２は、同じ幅で、かつ重なるように配置されていたが、これに限らず、図２７、図２８のように、幅が異なり、また、ずれて配置されても、同様な効果が得られる。
図２７は、実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
図２８は、図２７のＡ−Ａ’断面における断面図である。
図において、２００１は第１の信号線路、２００２は第２の信号線路である。
【００４５】
また、実施の形態２では、第１の信号線路１００１および第２の信号線路１００２の中心部に、第１の削除部１３０１の中心部が形成されるようにしたが、これに限るものではなく、図２９に示すように、第１の信号導体１００１および第２の信号導体１００２の中心部に、第１の削除部の端部が形成されるようにしても良い。
図２９は、実施の形態２による他の方向性結合器を示す上面透視図である。
図において、１７０１は第１の地導体１２０１に形成され、第１の信号導体１００１の中心部に端部が形成された第１の削除部である。
１８０１は第１の削除部１７０１の内部に設けられた第１の浮遊導体である。
さらに、図２９には示さないが、第１の削除部１７０１の対称となる第２の地導体１２０２の位置に第２の削除部を設け、第１の浮遊導体１８０１の対称となる第２の地導体１２０２の位置に第２の浮遊導体を設ける。
１９０１は第１の浮遊導体１８０１と対称となる第２の浮遊導体を接続する接続導体である。
【００４６】
以上のように、本実施の形態２によれば、第１のリアクタンス素子を、第１の削除部１３０１に加え、第１の地導体１２０１に非接触に第１の削除部１３０１内に設けられた第１の浮遊導体１４０１により構成し、第２のリアクタンス素子を、第２の削除部１３０２に加え、第２の地導体１２０２に非接触に第２の削除部１３０２内に設けられた第２の浮遊導体１４０２により構成し、第１の浮遊導体１４０１と第２の浮遊導体１４０２を、接続導体１５０１により接続した。
よって、第１の削除部１３０１および第２の削除部１３０２の調整に加えて、第１の浮遊導体１４０１および第２の浮遊導体１４０２の大きさおよび形状の調整により、通過位相を一致させることができ、方向性が良好な方向性結合器を容易に設計することができる。
また、接続導体１５０１は、第１の浮遊導体１４０１と第２の浮遊導体１４０２の間の電気的平衡を保ち、より良好な特性が得られる。
【００４７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０００，１０００ａ〜１０００ｅ  誘電体基板、１００１，２００１  第１の信号導体、１００２，２００２  第２の信号導体、１１０１  第１の入出力端子、１１０２  第２の入出力端子、１１０３  第３の入出力端子、１１０４  第４の入出力端子、１２０１  第１の地導体、１２０２  第２の地導体、１３０１，１３０１ａ，１３０１ｂ，１３０１ｃ，１７０１  第１の削除部、１３０２  第２の削除部、１４０１，１４０１ａ，１４０１ｂ，１４０１ｃ，１８０１  第１の浮遊導体、１４０２  第２の浮遊導体、１５０１，１９０１  接続導体、１５０１ａ，１５０１ｂ，１５０１ｃ，１６０１  第１の接続導体、１６０２  第２の接続導体。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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