(57)【要約】【課題】基板厚の変化に対して特性変動を軽減できる結合線路およびその結合線路を用いた方向性結合器を得る。【解決手段】基板１の裏面に形成された第１のグランド導体２ａと、基板１の表面に形成された第２のグランド導体２ｂと、第１のグランド導体２ａと第２のグランド導体２ｂとの間の基板１内部に積層され、互いに電磁的に結合するように形成された第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂとを備えた結合線路において、第１のグランド導体２ａと第２のグランド導体２ｂの少なくともどちらか一方と電気的に接続されるようにして基板１内部に少なくとも１つ設けられ、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂの少なくともどちらか一方に近接され、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂの信号伝送方向に連続して配置された導体壁４をさらに備える。【選択図】図１
2006148240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板裏面に形成された第１のグランド導体と、
基板表面に形成された第２のグランド導体と、
前記第１のグランド導体と前記第２のグランド導体との間の前記基板内部に積層され、互いに電磁的に結合するように形成された第１の信号線導体および第２の信号線導体と
を備えた結合線路において、
前記第１のグランド導体と前記第２のグランド導体の少なくともどちらか一方と電気的に接続されるようにして前記基板内部に少なくとも１つ設けられ、前記第１の信号線導体と前記第２の信号線導体の少なくともどちらか一方に近接され、前記第１の信号線導体と前記第２の信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁をさらに備えたことを特徴とする結合線路。
【請求項２】
基板裏面に形成された第１のグランド導体と、
基板表面に形成された第１の信号線導体と、
前記第１のグランド導体と前記第１の信号線導体との間の前記基板内部に積層され、前記第１の信号線導体と電磁的に結合するように形成された第２の信号線導体と
を有する結合線路において、
前記第１のグランド導体と電気的に接続されるようにして前記基板内部に少なくとも１つ設けられ、前記第１の信号線導体と前記第２の信号線導体の少なくともどちらか一方に近接され、前記第１の信号線導体と前記第２の信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁をさらに備えたことを特徴とする結合線路。
【請求項３】
請求項２に記載の結合線路において、
前記導体壁は、基板表面から外部に突出した部分をさらに有することを特徴とする結合線路。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の結合線路において、
前記導体壁は、前記基板の厚み方向に長さを有する複数の柱状導体形状を有し、前記第１の信号線導体と前記第２の信号線導体の信号伝送方向に連続して列状に配置されることを特徴とする結合線路。
【請求項５】
請求項４に記載の結合線路において、
前記複数の柱状導体で構成される前記導体壁を互いに電気的に接続する導体パターンをさらに備えたことを特徴とする結合線路。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載の結合線路を用いたことを特徴とする方向性結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯で用いられる混合器あるいは増幅器等に利用されるストリップ導体等の結合線路およびその結合線路を用いた方向性結合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のブロードサイド型結合線路は、２つの信号線導体の一方の幅を他方の幅に対して狭くすることによって、２つの導体パターンの位置ズレによる特性変動の軽減を行っていた（例えば、非特許文献１および特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６５１１６号公報（第１図、第２図）
【非特許文献１】T. P. Budka, et al, “Alignment Tolerant Stripline Directional Couplers”, 1997 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest pp. 773-776
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のブロードサイド型結合線路は、製造誤差の主原因の１つである基板厚の変化による特性変動を軽減できないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、基板厚の変化に対して特性変動を軽減できる結合線路およびその結合線路を用いた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】
本発明に係る結合線路は、基板裏面に形成された第１のグランド導体と、基板表面に形成された第２のグランド導体と、第１のグランド導体と第２のグランド導体との間の基板内部に積層され、互いに電磁的に結合するように形成された第１の信号線導体および第２の信号線導体とを備えた結合線路において、第１のグランド導体と第２のグランド導体の少なくともどちらか一方と電気的に接続されるようにして基板内部に少なくとも１つ設けられ、第１の信号線導体と第２の信号線導体の少なくともどちらか一方に近接され、第１の信号線導体と第２の信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁をさらに備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、グランド導体に接地され、信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁をさらに備えることにより、基板厚の変化に対して特性変動を軽減できる結合線路およびその結合線路を用いた方向性結合器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の結合線路およびその結合線路を用いた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。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における結合線路の構造を示す図であり、図１（ａ）は、斜視図を示したものであり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’線についての断面図を示したものである。この結合線路は、基板１の裏面に設けた第１のグランド導体に相当するグランド導体２ａと、基板１の表面に設けた第２のグランド導体に相当するグランド導体２ｂとの間の基板１の内部に、第１の信号線導体３ａ、第２の信号線導体３ｂ、および導体壁４を配置して構成される。
【００１０】
導体壁４は、グランド導体２ａ、グランド導体２ｂの少なくともどちらか一方と電気的に接続され、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの信号伝送方向に連続して配置した構造を有している。図１において、導体壁４は、グランド導体２ａのみと電気的に接続されており、さらに、この導体壁４は、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂによる信号伝送方向と平行するように連続的に配置されている。
【００１１】
導体壁４は、必ずしもグランド導体２ａのみと電気的に接続される必要はなく、グランド導体２ｂのみと電気的に接続される、あるいはグランド導体２ａおよびグランド導体２ｂの両方に対して電気的に接続されることも可能である。また、図１における導体壁４は、単一構造のものを示しているが、複数個配置してもよい。また、この導体壁４は、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの両側面に配置してもよい。
【００１２】
図２は、導体壁４を持たない従来のストリップ線路型結合線路の構造の断面図である。図２において、グランド導体２ａと第１の信号線導体３ａとの距離をｈ１、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの距離をｈ２、第２の信号線導体３ｂとグランド導体２ｂとの距離をｈ３とする。また、第１の信号線導体３ａの幅をｗ１、厚みをｔ１とし、第２の信号線導体３ｂの幅をｗ２、厚みをｔ２とする。さらに、第１の信号線導体３ａの幅方向の中点と第２の信号線導体３ｂの幅方向の中点との間の距離をｓ１とする。
【００１３】
図２に示すような従来の結合線路では、第１の信号線導体３ａあるいは第２の信号線導体３ｂのいずれか一方の信号線導体（例えば、第１の信号線導体３ａ）に信号を入力すると、他方の信号線導体（例えば、第２の信号線導体３ｂ）に信号が電磁的に結合し、一方の信号線導体に入力した電力の一部を他方の信号線導体から取り出すことができる。
【００１４】
ここで、電磁的に得られる結合の量は、図２における各寸法値（ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｗ１、ｔ１、ｗ２、ｔ２、ｓ１）、つまり、第１の信号線導体３ａ、第２の信号線導体３ｂ及びグランド導体２ａ、２ｂの位置関係と、基板１の誘電率により決定される。
【００１５】
従って、これらの寸法値あるいは基板１の誘電率のうち、いずれかが製造誤差により設計値に対して変動した場合には、本来得たい結合量に比べ疎結合あるいは密結合の方向へ特性変動を起こすこととなる。そこで、本発明は、これら製造誤差の中で、基板１の厚み方向の製造誤差に起因する結合量の特性変動を抑えることを目的としたものである。
【００１６】
基板１の厚み方向の寸法値ｈ１、ｈ２、ｈ３のうち、ｈ１とｈ３を固定とし、ｈ２を微小変動量Δｈ２だけ厚くした場合、つまり、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの厚み方向の距離がｈ２＋Δｈ２となった場合を考える。この場合、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの間の容量値が減少するため、結合線路の結合量は、疎結合の方向へ変動する。
【００１７】
これとは逆に、ｈ１とｈ３を固定とし、ｈ２を微小変動量Δｈ２だけ薄くした場合は、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの厚み方向の距離がｈ２−Δｈ２となり、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの間の容量値が増加し、密結合の方向へ変動する。
【００１８】
しかしながら、実際の製造過程において、ｈ２だけが変動することは考えにくく、特に、基板１が複数の層を重ねて構成する多層基板である場合には、各層の厚み誤差は、一様な変動率で厚く（または薄く）変化することが多い。
【００１９】
従って、ｈ１の製造誤差による微小変動量をΔｈ１、ｈ２の製造誤差による微小変動量をΔｈ２、ｈ３の製造誤差による微小変動量をΔｈ３とすると、変動率が一定である場合には、Δｈ１／ｈ１＝Δｈ２／ｈ２＝Δｈ３／ｈ３の関係がある。
【００２０】
このような変動率が一定である状況下において、ある変動率で基板が厚くなる場合、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの間の容量値は減少する。しかしながら、グランド導体２ａと第１の信号線導体３ａとの間の容量値、および第２の信号線導体３ｂとグランド導体２ｂとの間の容量値もともに減少する。したがって、基板全体として密結合に変動するか疎結合に変動するかは、両者のうちで支配的な方の結合量変動の寄与によって決まる。
【００２１】
図３は、厚み方向の変動に対する結合量の変化を示したグラフであり、ストリップ線路を用いて８．３４ｄＢの結合線路を設計した場合における厚み方向の変動に対する結合量の変化について示したものである。ここで、厚み変動率は、厚みが厚くなる方向へ変動する場合を＋、厚みが薄くなる方向へ変動する場合を−と定義した。
【００２２】
厚み変動率が０％であるときに、図２における基板の厚み寸法は、ｈ１＝０．４２ｍｍ、ｈ２＝０．１４ｍｍ、ｈ３＝０．４２ｍｍであり、基板１の比誘電率は７であり、ｗ１、ｔ１、ｗ２、ｔ２、Ｓ１は、所望の結合量が得られるように設計した。また、所望の結合量の設計に当たっては、断面寸法から結合量を計算できる方形境界分割法を用いた。
【００２３】
厚み変動率０％の断面寸法値を基準に、ｈ１、ｈ２、ｈ３を一様に１０％厚くした場合（＋１０）、および一様に１０％薄くした場合（−１０）に対する結合量の変化が、図３にグラフで示されている。図３より、基板厚が厚くなる場合は、結合が密結合に変動し、薄くなる場合は、結合が疎結合に変動することがわかる。つまり、本設計例では、グランド導体と信号線導体との間の容量変化が、２つの信号線間の容量変化に比べて支配的であるといえる。
【００２４】
本設計例のように、グランド導体と信号線導体との間の容量変化が結合量特性に影響を与える結合線路では、ｈ１とｈ３を固定とし、ｈ２だけを変動させた場合と比較して、結合量の変動が疎密逆転する。つまり、基板の厚みが変動した場合でも、信号線導体とグランド導体との間の容量値が変動しにくい構造を設けることにより、結合量の変動を緩和させることができる。
【００２５】
この構造は、図１に示したように、導体壁４を基板１内部に形成することにより簡易に構成できる。また、導体壁４の位置を最適化することにより、２つの信号線間の容量変化と、グランド導体と信号線導体との間の容量変化とを同等にすることで、基板厚変動に対し結合量の変動が少ない結合線路を得ることができる。
【００２６】
実施の形態１によれば、グランド導体に接地され、信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁を基板内部に備えることにより、基板の厚み方向の製造誤差に起因する結合量の特性変動を抑えることができる結合線路を得ることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２における結合線路の構造を示す図であり、図４（ａ）は、斜視図を示したものであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’線についての断面図を示したものである。この結合線路は、基板１の裏面に設けたグランド導体２ａと、基板１の内部に配置した第１の信号線導体３ａと、基板表面に配置した第２の信号線導体３ｂと、基板内部または基板内部および外部に配置した導体壁４とで構成される。
【００２８】
導体壁４は、グランド導体２ａと電気的に接続され、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの信号伝送方向に連続に配置した構造を有している。図４においては、導体壁４は、基板３の内部及び外部に配置しているが、実施の形態１における図１の導体壁４と同様に、基板３の内部のみに配置してもよい。また、図４における導体壁４は、単一構造のものを示しているが、複数個配置してもよい。
【００２９】
また、この導体壁４は、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの両側面に配置してもよい。また、図４では、基板１の内部に第１の信号線導体３ａが配置され、基板１の表面に第２の信号線導体３ｂが配置されているが、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの配置が逆であっても構わない。
【００３０】
実施の形態１と同様に、実施の形態２における結合線路は、導体壁４を第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂによる信号伝送方向と平行するように連続的に配置している。したがって、導体壁４の位置を最適化することにより、基板１の基板厚が変化した場合の第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの間の容量変化と、グランド導体２ａと第１の信号線導体３ａとの間の容量変化とを同等にすることで、基板厚変動に対し結合量の変動が少ない結合線路を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２によれば、グランド導体に接地され、信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁を基板内部に備えることにより、基板表面に信号線導体を有し、基板裏面にグランド導体を有する基板に対しても、基板の厚み方向の製造誤差に起因する結合量の特性変動を抑えることができる結合線路を得ることができる。さらに、導体壁は、基板表面から外部に突出した部分をさらに有していても、同様の効果を得ることができる。
【００３２】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３における結合線路の構造を示す図であり、図５（ａ）は、斜視図を示したものであり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＣ−Ｃ’線についての断面図を示したものである。この結合線路は、基板１の裏面に設けたグランド導体２ａと基板１の表面に設けたグランド導体２ｂとの間の基板１の内部に、第１の信号線導体３ａ、第２の信号線導体３ｂ、およびＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを配置して構成される。
【００３３】
ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、基板１の厚み方向に長さを有する複数の柱状導体である。そして、ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、それぞれがグランド導体２ａ、グランド導体２ｂの少なくともどちらか一方と電気的に接続され、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの信号伝送方向に連続して列状に配置した構造を有しており、実施の形態１または実施の形態２における導体壁４に相当する。
【００３４】
図５においては、ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、グランド導体２ａのみと電気的に接続されており、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂによる信号伝送方向と平行するように連続して列状に配置されている。
【００３５】
ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、必ずしもグランド導体２ａのみと電気的に接続される必要はなく、グランド導体２ｂのみと電気的に接続される、グランド導体２ａおよび２ｂ両方に対して電気的に接続される、あるいは、グランド導体２ａに接続されるものとグランド導体２ｂに接続されるものとが混在することも可能である。
【００３６】
さらに、このＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの一方の側面にのみ配置されているが、両側面に配置してもよい。また、図５では、ストリップ線路型結合線路の例を示しているが、マイクロストリップ線路型結合線路の場合も同様である。
【００３７】
実施の形態１または実施の形態２と同様に、実施の形態３における結合線路は、ＶＩＡホール５ａ〜５ｅからなるＶＩＡホール列が実施の形態１または実施の形態２における導体壁４の役割を果たす。
【００３８】
したがって、ＶＩＡホール列の位置を最適化することにより、基板１の基板厚が変化した場合の第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの間の信号線間の容量変化と、グランド導体２ａと第１の信号線導体３ａとの間の容量変化およびグランド導体２ｂと第２の信号線導体３ｂとの間の容量変化の和とを同等にすることで、基板厚変動に対し結合量の変動が少ない結合線路を得ることができる。
【００３９】
実施の形態３によれば、導体壁として複数の柱状導体を用い、それら複数の柱状導体をそれぞれグランド導体に接地し、信号線導体の信号伝送方向に連続して列状に配置することにより、基板の厚み方向の製造誤差に起因する結合量の特性変動を抑えることができる結合線路を得ることができる。さらに、このような複数の柱状導体による導体壁は、実施の形態１または実施の形態２で示した１枚の導体壁と比較して、容易に作り込むことができるメリットがある。
【００４０】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４における結合線路の構造を示す図であり、図６（ａ）は、斜視図を示したものであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＤ−Ｄ’線についての断面図を示したものである。この結合線路は、基板１の裏面に設けたグランド導体２ａと基板１の表面に設けたグランド導体２ｂとの間の基板１の内部に、第１の信号線導体３ａ、第２の信号線導体３ｂ、ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、およびＶＩＡホール５ａ〜５ｅと電気的に接続する導体パターン６を配置して構成される。
【００４１】
先の実施の形態３における図５の構成と比較すると、本実施の形態４における図６の構成は、導体パターン６をさらに有している点が異なる。
【００４２】
ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、グランド導体２ａ、グランド導体２ｂの少なくともどちらか一方と電気的に接続され、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの信号伝送方向に連続して列状に配置した構造を有している。図５においては、ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、グランド導体２ａのみと電気的に接続されており、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂによる信号伝送方向と平行するように配置されている。
【００４３】
ＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、必ずしもグランド導体２ａのみと電気的に接続される必要はなく、グランド導体２ｂのみと電気的に接続される、グランド導体２ａおよび２ｂ両方に対して電気的に接続される、あるいは、グランド導体２ａに接続されるものとグランド導体２ｂに接続されるものとが混在することも可能である。
【００４４】
さらに、このＶＩＡホール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの一方の側面にのみ配置されているが、両側面に配置してもよい。
【００４５】
また、図５における導体パターン６は、単一構造の導体パターンの例を示しているが、複数個の導体パターンを配置してもよい。また、図５では、ストリップ線路型結合線路の例を示しているが、マイクロストリップ線路型結合線路の場合も同様である。
【００４６】
実施の形態１または実施の形態２と同様に、実施の形態４における結合線路は、ＶＩＡホール５ａ〜５ｅからなるＶＩＡホール列およびＶＩＡホール５ａ〜５ｅと電気的接続を持つ導体パターン６が実施の形態１または実施の形態２における導体壁４の役割を果たす。
【００４７】
したがって、ＶＩＡホール列５ａ〜５ｅおよび導体パターン６の位置を最適化することにより、基板１の基板厚が変化した場合の第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの間の信号線間の容量変化と、グランド導体２ａと第１の信号線導体３ａとの間の容量変化およびグランド導体２ｂと第２の信号線導体３ｂとの間の容量変化の和とを同等にすることで、基板厚変動に対し結合量の変動が少ない結合線路を得ることができる。
【００４８】
実施の形態４によれば、導体壁として複数の柱状導体を用い、それら複数の柱状導体をそれぞれグランド導体に接地し、信号線導体の信号伝送方向に連続して列状に配置することにより、基板の厚み方向の製造誤差に起因する結合量の特性変動を抑えることができる結合線路を得ることができる。さらに、複数の柱状導体を接続する導体パターンを信号伝送方向に連続に配置することにより、グランド電流の迂回を回避できるため、伝送特性に優れる結合線路を得ることができる。さらに、この導体パターンは、信号線導体と並行する方向であり、容易に作り込むことができる。
【００４９】
実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５における方向性結合器の結合線路の構造を示す図であり、図７（ａ）は、斜視図を示したものであり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＥ−Ｅ’線についての断面図を示したものである。この方向性結合器は、基板１の裏面に設けたグランド導体２ａと基板１の表面に設けたグランド導体２ｂとの間の基板１の内部に、第１の信号線導体３ａ、第２の信号線導体３ｂ、導体壁４ａ、および導体壁４ｂを配置して構成される。
【００５０】
導体壁４ａおよび導体壁４ｂは、グランド導体２ａ、グランド導体２ｂの少なくともどちらか一方と電気的に接続され、第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂが互いに平行する信号伝送方向に連続に配置した構造を有する結合線路を用いた方向性結合器である。また、第１の信号線導体３ａの両端に付された符号Ｐ１、Ｐ３、および第２の信号線導体３ｂの両端に付された符号Ｐ２、Ｐ４、は、それぞれ方向性結合器のポート番号を示す。
【００５１】
図７に示す方向性結合器は、２つの結合器からなるタンデム型方向性結合器の例を示しているが、これに限定されるものではない。また、図７においては、導体壁４ａ、導体壁４ｂは、ともにグランド導体２ａのみと電気的に接続されている。しかしながら、導体壁４ａおよび導体壁４ｂのそれぞれは、必ずしもグランド導体２ａのみと電気的に接続される必要はなく、グランド導体２ｂのみと電気的に接続される、あるいはグランド導体２ａおよび２ｂ両方に対して電気的に接続されることも可能である。
【００５２】
図７における導体壁４ａおよび導体壁４ｂは、それぞれ第１の信号線導体３ａおよび第２の信号線導体３ｂの両側面に配置してもよい。さらに、図７における導体壁４ａおよび導体壁４ｂは、実施の形態３で示したように、複数の柱状導体であるＶＩＡホール５ａ〜５ｅで構成する、あるいは、実施の形態４で示したように、複数の柱状導体であるＶＩＡホール５ａ〜５ｅと導体パターン６とで構成することも可能である。
【００５３】
図７における各部の寸法は、グランド導体２ａと第１の信号線導体３ａとの距離をｈ１、第１の信号線導体３ａと第２の信号線導体３ｂとの距離をｈ２、第２の信号線導体３ｂとグランド導体２ｂとの距離をｈ３とする。また、第１の信号線導体３ａの幅をｗ１、厚みをｔ１とし、第２の信号線導体３ｂの幅をｗ２、厚みをｔ２とする。さらに、第１の信号線導体３ａの幅方向の中点と第２の信号線導体３ｂの幅方向の中点との間の距離をｓ１とし、第１の信号線導体３ａと導体壁４ａとの距離、および第１の信号線導体３ａと導体壁４ｂとの距離をともにｓ２とする。
【００５４】
図７に示すタンデム型方向性結合器は、２つの結合器の結合量を８．３４ｄＢとしており、全体として３ｄＢの方向性結合器を得ることができる。図８は、本発明の実施の形態５の方向性結合器において、導体壁４ａ、４ｂがない場合およびある場合の厚み方向の変動に対する結合量の変化を示したグラフであり、３ｄＢの方向性結合器を設計した例を示している。
【００５５】
図８（ａ）は、導体壁４ａ、導体壁４ｂを基板１内に設けない場合のグラフであり、図８（ｂ）は、導体壁４ａ、導体壁４ｂを基板１内に設けた場合のグラフである。なお、このグラフの計算には、有限要素法による３次元電磁界シミュレータを用いた。ここで、厚み変動率は、厚みが厚くなる方向へ変動する場合を＋、厚みが薄くなる方向へ変動する場合を−と定義した。
【００５６】
また、設計周波数は、３．２ギガヘルツとした。さらに、厚み変動率が０％であるときに、図７（ｂ）における基板の厚み寸法は、ｈ１＝０．４２ｍｍ、ｈ２＝０．１４ｍｍ、ｈ３＝０．４２ｍｍであり、基板１の比誘電率は７であり、ｗ１、ｔ１、ｗ２、ｔ２、ｓ１、ｓ２は、所望の結合量が得られるように設計した。さらに、図８（ｂ）において、導体壁４ａ、導体壁４ｂは、グランド導体２ａおよびグランド導体２ｂの両方に接続しているものとした。
【００５７】
さらに、図８（ａ）、図８（ｂ）の縦軸は、ポートＰ１に入力された信号とポートＰ３から出力される信号との電力比をＳ３１とし、ポートＰ１に入力された信号とポートＰ４から出力される信号との電力比をＳ４１として、ともにデシベルで表示したものである。グラフ中、実線が厚み変動率０％のとき、点線が厚み変動率−１０％のとき、一点鎖線が厚み変動率＋１０％のときの特性をそれぞれ示している。
【００５８】
導体壁４ａ、導体壁４ｂを設けていない場合に相当する図８（ａ）においては、基板１の基板厚が基準値に対して厚くなると、結合特性が密結合になり、逆に、基板１の基板厚が基準値に対して薄くなると疎結合になる。さらに、厚みが変化することにより、Ｓ３１とＳ４１の振幅差の変動が大きい。
【００５９】
これに対し、導体壁４ａ、導体壁４ｂを最適な位置に設けた場合に相当する図８（ｂ）においては、基板１の基板厚の変動に対し、振幅差の変動を小さく抑えることができ、基板厚変動に対し特性変動の小さい方向性結合器が得られる。
【００６０】
実施の形態５によれば、グランド導体に接地され、信号線導体の信号伝送方向に連続して配置された導体壁を基板内部に備えることにより、基板の厚み方向の製造誤差に起因する結合量の特性変動を抑えることができる結合線路を用いた方向性結合器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１における結合線路の構造を示す図である。
【図２】導体壁を持たない従来のストリップ線路型結合線路の構造の断面図である。
【図３】厚み方向の変動に対する結合量の変化を示したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態２における結合線路の構造を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３における結合線路の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４における結合線路の構造を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５における方向性結合器の結合線路の構造を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５の方向性結合器において、導体壁がない場合およびある場合の厚み方向の変動に対する結合量の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１  基板、２ａ、２ｂ  グランド導体、３ａ  第１の信号線導体、３ｂ  第２の信号線導体、４、４ａ、４ｂ  導体壁、５ａ〜５ｅ  ＶＩＡホール（導体壁）、６  導体パターン。
【図１】
2006148240.tif 000003
【図２】
2006148240.tif 000004
【図３】
2006148240.tif 000005
【図４】
2006148240.tif 000006
【図５】
2006148240.tif 000007
【図６】
2006148240.tif 000008
【図７】
2006148240.tif 000009
【図８】
2006148240.tif 000010