(57)【要約】【課題】方向性結合器の入力反射係数及び分離係数を小さくする。【解決手段】方向性結合器１は、ポスト列２３，２４を挟んで並列された第一導波路３１及び第二導波路３２と、前記ポスト列２３，２４に形成され、第一導波路３１と第二導波路３２を電磁気的に結合する結合窓３３と、結合窓３３の幅方向中央において第一導波路３１及び第二導波路３２の互いに対向する一対の導体層１２，１３のうち一方の導体層１３から結合窓３３内に向かって突出するとともに、他方の導体層１２から離間した凸導体５０と、を備える。【選択図】図２
2018191168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭壁を挟んで並列された第一導波路及び第二導波路と、
前記狭壁に形成され、前記第一導波路と前記第二導波路を電磁界的に結合する結合窓と、
前記結合窓の幅方向中央において前記第一導波路及び前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から前記結合窓内に向かって突出するとともに、他方の広壁から離間した凸導体と、
を備える方向性結合器。
【請求項２】
誘電体と、
前記誘電体を挟んで互いに対向した第一導体層及び第二導体層と、
前記誘電体を貫通する共に前記第一導体層及び前記第二導体層に電気的に接続され、互いに平行に配列された複数の導体ポストからなる３列のポスト列と、を更に備え、
前記３列のポスト列の間の領域が前記第一導波路及び前記第二導波路であり、前記第一導体層及び前記第二導体層が前記一対の広壁であり、前記３列のポスト列のうち中央のポスト列が前記狭壁であり、その中央のポスト列の列方向中央において隣り合う導体ポストの間隔が他の導体ポストのピッチよりも広いことによって前記結合窓が前記中央のポスト列に形成されている
請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項３】
前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第一導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の一対の第一突出部と、
前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第二導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の一対の第二突出部と、
を更に備える請求項１又は２に記載の方向性結合器。
【請求項４】
前記第一突出部が、前記第一導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間し、
前記第二突出部が、前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間する
請求項３に記載の方向性結合器。
【請求項５】
前記第一導波路を挟んで前記狭壁の反対側の狭壁のうち、前記結合窓の幅方向中央に対向する位置から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の第一中央突出部と、
前記第二導波路を挟んで前記狭壁の反対側の狭壁のうち、前記結合窓の幅方向中央に対向する位置から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の第二中央突出部と、
を更に備える請求項１から４の何れか一項に記載の方向性結合器。
【請求項６】
前記第一導波路及び前記第二導波路の端部にそれぞれ接続された第一テーパ導波路及び第二テーパ導波路を更に備え、
前記第一テーパ導波路の高さが前記第一導波路の高さに等しく、前記第一テーパ導波路の幅が前記第一導波路から離れるにつれて漸増し、
前記第二テーパ導波路の高さが前記第二導波路の高さに等しく、前記第二テーパ導波路の幅が前記第二導波路から離れるにつれて漸増する
請求項１から５の何れか一項に記載の方向性結合器。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の方向性結合器と、
前記第一導波路及び前記第二導波路の同一側の端部を短絡した短絡導体と、
を備える導波装置。
【請求項８】
請求項１から６の何れか一項に記載の方向性結合器を２体備えるとともに、
前記２体のうち一方の方向性結合器の第一導波路と他方の方向性結合器の第一導波路との間に挿入された第一バンドパスフィルタと、
前記一方の方向性結合器の第二導波路と前記他方の方向性結合器の第二導波路との間に挿入された第二バンドパスフィルタと、を備えるダイプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向性結合器、導波装置及びダイプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のポスト壁導波路構造は、プリント回路基板の製造技術を利用して低コストで製造される。そのポスト壁導波路構造の誘電体基板の両面に導体層が形成され、配列された多数の導電性ポスト（ビアホール）が誘電体基板を貫通するように形成され、これら導電性ポストによって両側の導体層が導通している。導電性ポストの列が擬似的な導体壁として機能し、導電性ポストの列及び導体層によって囲われた領域が導波路として機能する。
【０００３】
特許文献１及び非特許文献１には、ポスト壁導波路構造を利用した方向性結合器が開示されている。具体的には、並列された２つの導波路がポスト列によって隔てられており、そのポスト列の中央部において隣り合う導電性ポストの間隔が他の導電性ポスト間のピッチよりも広くなっていることによって、２つの導波路を電磁界的に結合する結合窓がポスト列の中央部に形成されている。
【０００４】
ところで、方向性結合器の性能を評価する上で、入力反射係数及び分離係数が用いられる。入力反射係数は、第一の導波路の端の入力ポートに入力した信号の電力を基準として、その入力ポートから反射した信号の電力との比をレベル表現により表したものである。入力反射係数は入力ポートにおける信号の反射しやすさを表す指標であり、入力反射係数が小さいほど、方向性結合器の性能が良い。分離係数は、入力ポートに入力した信号の電力を基準として、その第二の導波路の端のアイソレーションポートから出力した信号の電力との比をレベル表現により表したものである。分離係数は入力ポートからアイソレーションポートへの信号の伝達しやすさを表した指標であり、分離係数が小さいほど、方向性結合器のアイソレーション性が高く（アイソレーションポートへ信号が伝達し難く）、方向性結合器の性能が良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１７２４８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Yu-Liang Cheng, Hung-Wei Chen, Peng-Da Huang, and Chi-Yang Chang, “A W-band Quadrature Hybrid Coupled Substrate Integrated Waveguide Diplexer”, in Proc. Asia-Pacific Microw. Conf.，pp.1-3， Dec. 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、方向性結合器の性能向上が求められている。そこで、本発明の目的は、方向性結合器の性能の向上を図ること、つまり方向性結合器の入力反射係数及び分離係数を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための主たる発明は、狭壁を挟んで並列された第一導波路及び第二導波路と、前記狭壁に形成され、前記第一導波路と前記第二導波路を電磁気的に結合する結合窓と、前記結合窓の幅方向中央において前記第一導波路及び前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から前記結合窓内に向かって突出するとともに、他方の広壁から離間した凸導体と、を備える方向性結合器である。
【０００９】
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、方向性結合器の入力反射係数及び分離係数を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態の方向性結合器の斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の方向性結合器の分解斜視図である。
【図３】図３は、第２実施形態の方向性結合器の分解斜視図である。
【図４】図４は、第３実施形態の方向性結合器を利用した導波装置の斜視図である。
【図５】図５は、第４実施形態の方向性結合器の断面図である。
【図６】図６は、第５実施形態の方向性結合器の断面図である。
【図７】図７は、第６実施形態の方向性結合器の斜視図である。
【図８】図８は、第７実施形態の方向性結合器を利用した導波装置の斜視図である。
【図９】図９は、第８実施形態の導波装置の斜視図である。
【図１０】図１０は、第９実施形態の方向性結合器の斜視図である。
【図１１】図１１は、第１０実施形態の方向性結合器の斜視図である。
【図１２】図１２は、ダイプレクサのブロック図である。
【図１３】図１３は、ダイプレクサのブロック図である。
【図１４】図１４は、第６実施形態の方向性結合器の周波数特性を示したグラフである。
【図１５】図１５は、第１０実施形態の方向性結合器の周波数特性を示したグラフである。
【図１６】図１６は、凸導体が設けられていない第一の比較例の方向性結合器の周波数特性を示したグラフである。
【図１７】図１７は、凸導体が設けられていない第二の比較例の方向性結合器の周波数特性を示したグラフである。
【図１８】図１８は、凸導体の突出距離を変えた場合に入力反射係数に及ぼす影響を説明するべく、第８実施形態の導波装置の周波数特性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１３】
狭壁を挟んで並列された第一導波路及び第二導波路と、前記狭壁に形成され、前記第一導波路と前記第二導波路を電磁界的に結合する結合窓と、前記結合窓の幅方向中央において前記第一導波路及び前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から前記結合窓内に向かって突出するとともに、他方の広壁から離間した凸導体と、を備える方向性結合器が明らかとなる。
このような方向性結合器であれば、入力反射係数及び分離係数が小さく、結合窓を通じた第一導波路と第二導波路の電磁界的な結合性が向上する。
【００１４】
前記方向性結合器が、誘電体と、前記誘電体を挟んで互いに対向した第一導体層及び第二導体層と、前記誘電体を貫通すると共に前記第一導体層及び前記第二導体層に電気的に接続され、互いに平行に配列された複数の導体ポストからなる３列のポスト列と、を更に備え、前記３列のポスト列の間の領域が前記第一導波路及び前記第二導波路であり、前記第一導体層及び前記第二導体層が前記一対の広壁であり、前記３列のポスト列のうち中央のポスト列が前記狭壁であり、その中央のポスト列の列方向中央において隣り合う導体ポストの間隔が他の導体ポストのピッチよりも広いことによって前記結合窓が前記中央のポスト列に形成されている。
このような方向性結合器であれば、プリント回路基板の製造技術を利用して方向性結合器を製造することができる。
【００１５】
前記方向性結合器が、前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第一導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の一対の第一突出部と、前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第二導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の一対の第二突出部と、を更に備える。
前記第一突出部が、前記第一導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間し、前記第二突出部が、前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間する。
前記方向性結合器が、前記第一導波路を挟んで前記狭壁の反対側の狭壁のうち、前記結合窓の幅方向中央に対向する位置から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の第一中央突出部と、前記第二導波路を挟んで前記狭壁の反対側の狭壁のうち、前記結合窓の幅方向中央に対向する位置から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の第二中央突出部と、を更に備える。
以上のような方向性結合器の入力反射係数及び分離係数は小さい。
【００１６】
前記方向性結合器が、前記第一導波路及び前記第二導波路の端部にそれぞれ接続された第一テーパ導波路及び第二テーパ導波路を更に備え、前記第一テーパ導波路の高さが前記第一導波路の高さに等しく、前記第一テーパ導波路の幅が前記第一導波路から離れるにつれて漸増し、前記第二テーパ導波路の高さが前記第二導波路の高さに等しく、前記第二テーパ導波路の幅が前記第二導波路から離れるにつれて漸増する。
以上のような方向性結合器によれば、第一導波路よりも幅の広い導波路又はポートを第一矩形テーパ導波路を介して第一導波路の端部に接続することができる。第二導波路の端部にも、幅の広い導波路又はポートを接続することができる。
【００１７】
また、前記方向性結合器と、前記第一導波路及び前記第二導波路の同一側の端部を短絡した短絡導体と、を備える導波装置が明らかとなる。
以上のような導波装置によれば、第一導波路の短絡されていない端部に入力した信号が、第二導波路の短絡されていない端部まで伝送されて、その端部から出力される。
【００１８】
前記方向性結合器を２体備えるとともに、前記２体のうち一方の方向性結合器の第一導波路と他方の方向性結合器の第一導波路との間に挿入された第一バンドパスフィルタと、前記一方の方向性結合器の第二導波路と前記他方の方向性結合器の第二導波路との間に挿入された第二バンドパスフィルタと、を備えるダイプレクサが明らかとなる。
【００１９】
＝＝＝実施の形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１は方向性結合器１の外観斜視図であり、図２は方向性結合器１の分解斜視図である。図１では、方向性結合器１の内部に形成された導波路３１，３２及び結合窓３３を二点鎖線により図示する。図面には、方向を表す補助線としてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示する。これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する。
【００２１】
方向性結合器１は、並列された第一導波路３１及び第二導波路３２と、これら導波路３１，３２を隔てる狭壁（ポスト列２３，２４）と、その狭壁に形成された結合窓３３と、結合窓３３の幅方向中央に形成された凸導体５０とを備える。第一導波路３１は、誘電体基板１１に形成されたポスト列２１とポスト列２３，２４との間に形成され、第二導波路３２は、誘電体基板１１に形成されたポスト列２２とポスト列２３，２４との間に形成されている。以下、誘電体基板１１、ポスト列２１〜２４、第一導波路３１、第二導波路３２、結合窓３３及び凸導体５０等について詳細に説明する。
【００２２】
誘電体基板１１は、石英ガラスからなる矩形状の平板である。誘電体基板１１の一方の面には第一導体層１２が形成され、誘電体基板１１の他方の面には第二導体層１３が形成されている。第一導体層１２と第二導体層１３は、これらの間に誘電体基板１１を挟んで互いに対向するとともに、互いに平行に設けられている。なお、誘電体基板１１の両面がＸ軸及びＹ軸に対して平行であり、誘電体基板１１の厚み方向がＺ軸に対して平行である。
【００２３】
誘電体基板１１の一方の面から他方の面に導体ポスト２１Ａ〜２４Ａが貫通しており、第一導体層１２と第二導体層１３がこれら導体ポスト２１Ａ〜２４Ａによって導通している。これら導体ポスト２１Ａ〜２４Ａはメタライズされたスルーホール又はビアホールである。何れの導体ポスト２１Ａ〜２４Ａも径が等しい。また、導体層１２，１３が互いに平行であるので、何れの導体ポスト２１Ａ〜２４Ａも高さも等しい。
【００２４】
導体ポスト２１Ａは、誘電体基板１１の一端面から反対側の端面にかけて等ピッチで直線状に配列されることによって、ポスト列２１を成している。ここで、図１及び図２において、ポスト列２１の列方向はＹ軸に対して平行であり、Ｙ軸の負方向を列前方とし、Ｙ軸の正方向を列後方とする。後述するポスト列２２〜２４についても同様である。
【００２５】
導体ポスト２２Ａは、ポスト列２１に対して平行な直線状に等ピッチで配列されることによって、ポスト列２２を成している。ポスト列２２はポスト列２１とピッチが等しい。また、ポスト列２１とポスト列２２は列長が互いに等しく、ポスト列２２の先頭は列方向の位置がポスト列２１の先頭に揃っており、ポスト列２１の末尾は列方向の位置がポスト列２２の末尾に揃っている。
【００２６】
導体ポスト２３Ａは、ポスト列２１とポスト列２２との間において、ポスト列２１，２２に対して平行な直線状に等ピッチで配列されることによって、ポスト列２３を成している。ポスト列２３はポスト列２１，２２とピッチが等しい。ポスト列２３の先頭は列方向の位置がポスト列２１，２２の先頭に揃っており、ポスト列２３はポスト列２１，２２よりも列長が短い。
【００２７】
導体ポスト２４Ａは、ポスト列２１とポスト列２２との間において、ポスト列２１，２２に対して平行な直線状に等ピッチで配列されることによって、ポスト列２４を成している。ポスト列２４はポスト列２１〜２３とピッチが等しい。ポスト列２４の末尾は列方向の位置がポスト列２１，２２の末尾に揃っており、ポスト列２４はポスト列２１，２２よりも列長が短い。
【００２８】
ポスト列２１は擬似的な導体壁として機能する。ポスト列２２についても同様である。
ポスト列２３，２４は擬似的な導体壁として機能する。ポスト列２３の末尾とポスト列２４の先頭がポスト列２３，２４のピッチよりも広く離れているため、ポスト列２３の末尾とポスト列２４の先頭の間の間隔は、ポスト列２３，２４による擬似的な導体壁に形成された矩形状の結合窓３３として機能する。ここで、結合窓３３の高さは、導体ポスト２１Ａ〜導体ポスト２４Ａの高さ、つまり導体層１２，１３間の間隔に等しい。結合窓３３の幅は、ポスト列２３の末尾からポスト列２４の先頭までの間隔に等しい。結合窓３３の厚さは、ポスト列２３，２４による擬似的な導体壁の厚さ、つまり導体ポスト２３Ａ，２４Ａの直径に等しい。
【００２９】
ポスト列２３の末尾とポスト列２４の先頭との間の中間位置には、凸導体５０が形成されている。凸導体５０は第二導体層１３から結合窓３３内に向かって突出し、誘電体基板１１の厚さ方向の途中まで延伸しており、凸導体５０の突端と第一導体層１２との間には間隔５０ａが存在する。そのため、凸導体５０は第二導体層１３に導通するが、第一導体層１２には導通しない。凸導体５０はメタライズされたブラインドビアホールである。
【００３０】
ポスト列２１とポスト列２３，２４と導体層１２，１３とによって囲まれた領域は、電磁波を伝搬する方形導波管型式の第一導波路３１を構成する。ポスト列２２とポスト列２３，２４と導体層１２，１３とによって囲まれた領域は、電磁波を伝搬する方形導波管型式の第二導波路３２を構成する。第一導波路３１と第二導波路３２は、ポスト列２３，２４による導体壁に関して面対称になっている。
【００３１】
ここで、ポスト列２１とポスト列２３，２４との間の間隔が導体ポスト２１Ａ〜２４Ａの高さよりも広いので、ポスト列２１による導体壁とポスト列２３，２４による導体壁とが第一導波路３１の一対の狭壁であり、導体層１２と導体層１３とが第一導波路３１の一対の広壁である。同様に、ポスト列２２による導体壁とポスト列２３，２４による導体壁とが第二導波路３２の一対の狭壁であり、導体層１２と導体層１３とが第二導波路３２の一対の広壁である。
【００３２】
第一導波路３１と第二導波路３２は、ポスト列２３，２４による狭壁によって隔たれている。そして、第一導波路３１と第二導波路３２は、ポスト列２３，２４による狭壁を共有する。ポスト列２３，２４による狭壁に結合窓３３が形成されており、第一導波路３１と第二導波路３２が結合窓３３を介して電磁界的に結合している。そのため、方向性結合器１はＨ面結合を利用した方向性結合器である。
【００３３】
誘電体基板１１のＹ軸正方向及び負方向側の端面は導体によって覆われていない。そのため、導波路３１，３２の両端４１〜４４が導波路３１，３２を外部と電界的又は磁界的に結合するポートとなる。ここで、第一導波路３１の一端４１を第一ポート４１といい、他端を第二ポート４２という。第二導波路３２の両端４３，４４のうち、第一導波路３１の第二ポート４２側の一端４３を第三ポート４３といい、他端４４を第四ポート４４という。第一ポート４１がインプットポートであれば、第二ポート４２がアウトプットポートであり、第三ポート４３がカップリングポートであり、第四ポート４４がアイソレーションポートである。
【００３４】
続いて、導波路３１，３２の幅及び結合窓３３の幅（ポスト列２３の末尾からポスト列２４の先頭までの間隔）について説明する。導波路３１，３２の幅及び結合窓３３の幅は以下のように設計されている。
【００３５】
導波路３１，３２を方形導波管とした場合、導波路３１，３２によって伝搬される基本モード（ＴＥ10モード）の電磁波のカットオフ周波数ｆc [Hz]及びカットオフ波長λc [m]は次式で表される。
【００３６】
【数１】
2018191168.tif 000003
【００３７】
ここで、ａは導波路３１，３２の幅 [m]であり、ｖは誘電体基板１１を伝搬する電磁波の速度 [m/s]であり、ｃは光速 [m/s]であり、μRは誘電体基板１１の比透磁率であり、εRは誘電体基板１１の比誘電率である。
【００３８】
電磁波の自由空間波長がλ0 [m]である場合、比透磁率μR及び比誘電率εRの誘電体内におけるその電磁波の波長λ及び周波数ｆは次式の通りになる。
【００３９】
【数２】
2018191168.tif 000004
【００４０】
自由空間波長λ0の電磁波が導波路３１，３２に入射した場合、導波路３１，３２における管内波長λg [m]は次式で表される。
【００４１】
【数３】
2018191168.tif 000005
【００４２】
この方向性結合器１によって使用する電磁波の周波数帯域の中心周波数がカットオフ周波数ｆcの1.25 倍となるように、導波路３１，３２の幅ａが設計されている。ここで、使用周波数帯域は、例えば、次の（１）〜（３）によって定められる帯域である。
【００４３】
（１）  方向性結合器１の周波数毎の分離係数を表した周波数特性において、分離係数が -20 [dB]以下又は-30 [dB]以下である帯域
【００４４】
（２）  方向性結合器１の周波数毎の入力反射係数を表した周波数特性において、入力反射係数が -10 [dB]以下である帯域
【００４５】
（３）  方向性結合器１の周波数毎の入力反射係数及び挿入損失を表した周波数特性において、入力反射係数と挿入損失が互いに等しくなる第一周波数及び第二周波数間の帯域
【００４６】
分離係数とは、インプットポートに信号を入力した場合に、インプットポートの入力信号の電力に対する、アイソレーションポートの出力信号の電力の比をレベル表現により表したものである。入力反射係数とは、インプットポートに信号を入力した場合に、インプットポートの入力信号の電力に対する、インプットポートの反射信号の電力の比をレベル表現により表したものである。結合度とは、インプットポートに信号を入力した場合に、インプットポートの入力信号の電力に対する、カップリングポートの出力信号の電力の比をレベル表現により表したものである。挿入損失とは、インプットポートに信号を入力した場合に、インプットポートの入力信号の電力に対する、アウトプットポートの出力信号の電力の比をレベル表現により表したものである。ここで、入力反射係数、挿入損失、結合度及び分離係数はＳパラメータで表現され、入力反射係数、挿入損失、結合度及び分離係数はそれぞれ|Ｓ１１|、|Ｓ１２|、|Ｓ１３|、|Ｓ１４|に対応する。
【００４７】
また、方向性結合器１によって使用する電磁波の周波数帯域の中心周波数（ｆ）が導波路３１，３２に入射した場合、その管内波長（λg）は式（５）によって求められる。結合窓３３の幅、つまりポスト列２３の末尾からポスト列２４の先頭までの間隔は、その管内波長（λg）に基づいて設計されている。より具体的には、結合窓３３の幅は、管内波長（λg）の 53.4 % 又はそれに近い値に設計されている。
【００４８】
続いて、方向性結合器１の機能について説明する。
方向性結合器１の第一ポート４１に高周波信号を入力した場合、その高周波信号は第一導波路３１を伝送して第二ポート４２から出力される。また、結合窓３３を介して第二導波路３２と結合した高周波信号は、第二導波路３２を伝送して第三ポート４３から出力される。このように、方向性結合器１は、１つのポートに入力された高周波信号を２つのポートから出力する分波器として機能する。
【００４９】
第二ポート４２から出力された高周波信号と、第三ポート４３から出力された高周波信号との間には、９０°の位相差がある。このことから、方向性結合器１は、９０°ハイブリッドカプラとして機能する。
【００５０】
第一の高周波信号を第二ポート４２に入力し、且つ、第一の高周波信号に対して位相差が９０°ある第二の高周波信号を第三ポート４３に入力した場合、第一の高周波信号及び第二の高周波信号が合波された信号が第一ポート４１または第四ポート４４から出力される。このように、方向性結合器１は、２つのポートに入力された高周波信号を１つのポートから出力する合波器としても機能する。
【００５１】
上述のように凸導体５０が結合窓３３に設けられているので、方向性結合器１のアイソレーション性が高くて、分離係数が小さい。更に、方向性結合器１の結合度が大きい。つまり、インプットポート（第一ポート４１）からアイソレーションポート（第四ポート４４）へ高周波信号が殆ど伝送されない上、インプットポートからカップリングポート（第三ポート４３）へ高周波信号が伝送されやすい（検証１参照）。これは、結合窓３３を通過する電磁波が凸導体５０により回折するが、その回折現象が有効に作用したものと考えられる。つまり、その回折現象は、アイソレーションポートへの電磁波を打ち消す方向に作用するとともに、カップリングポートへの電磁波を結合する方向に作用したものと考えられる。
【００５２】
また、凸導体５０が第二導体層１３に導通しているものの、第一導体層１２から離間しているので、結合窓３３が凸導体５０によって分断されることはなく、結合窓３３の幅が維持されている。それゆえ、上述のような回折現象を生じさせることができる。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
図３は方向性結合器１Ａの分解斜視図である。
この方向性結合器１Ａは、図１及び図２に示す方向性結合器１に付加導体ポスト５１〜５６が追加されたものである。これら付加導体ポスト５１〜５６は、誘電体基板１１の一方の面から他方の面に貫通しているとともに、第一導体層１２と第二導体層１３に導通している。これら付加導体ポスト５１〜５６はメタライズされたスルーホール又はビアホールである。
【００５４】
付加導体ポスト５１〜５４が形成される位置について説明する。
付加導体ポスト５１が第一導波路３１に配置され、付加導体ポスト５４が第二導波路３２に配置されている。付加導体ポスト５１と付加導体ポスト５４は、ポスト列２３の列方向に対して直交する方向にポスト列２３に隣接して配置されている。そのため、付加導体ポスト５１は、ポスト列２３の狭壁から第一導波路３１内に向かって突出する導電性突出部（第一突出部）として機能し、付加導体ポスト５４は、ポスト列２４の狭壁から第二導波路３２内に向かって突出する導電性突出部（第二突出部）として機能する。
【００５５】
付加導体ポスト５１と付加導体ポスト５４は、ポスト列２３による導体壁に関して面対称の位置に配置されている。
【００５６】
付加導体ポスト５２が第一導波路３１に配置され、付加導体ポスト５３が第二導波路３２に配置されている。付加導体ポスト５２と付加導体ポスト５３は、ポスト列２４の列方向に対して直交する方向にポスト列２４に隣接して配置されている。そのため、付加導体ポスト５２は、ポスト列２４の導体壁から第一導波路３１内に向かって突出する導電性突出部（第一突出部）として機能し、付加導体ポスト５３は、ポスト列２４の導体壁から第二導波路３２内に向かって突出する導電性突出部（第二突出部）として機能する。
【００５７】
付加導体ポスト５２と付加導体ポスト５３は、ポスト列２４による導体壁に関して面対称の位置に配置されている。
【００５８】
付加導体ポスト５２，５３からポスト列２４の先頭までの距離は、付加導体ポスト５１，５４からポスト列２３の末尾までの距離に等しい。つまり、付加導体ポスト５１と付加導体ポスト５２は、ポスト列２１〜２４の列方向に対して直交するとともに結合窓３３の中心を通る対称面に関して、面対称な位置に配置されている。付加導体ポスト５３と付加導体ポスト５４についても同様である。
【００５９】
付加導体ポスト５２〜５４が形成されていることによって、方向性結合器１Ａの使用周波数帯域における入力反射係数及びアイソレーション性の改善を図ることができる。
【００６０】
付加導体ポスト５５，５６が形成される位置について説明する。
付加導体ポスト５５が第一導波路３１に配置されている。付加導体ポスト５５は、ポスト列２１の列方向に対して直交する方向にポスト列２１に隣接して配置されている。そのため、付加導体ポスト５５は、ポスト列２１の狭壁のうち、凸導体５０に対向する位置から導波路３１内に向かって突出する導電性突出部（第一中央突出部）として機能する。
【００６１】
付加導体ポスト５６が第二導波路３２に配置されている。付加導体ポスト５６は、ポスト列２２の列方向に対して直交する方向にポスト列２２に隣接して配置されている。そのため、付加導体ポスト５６は、ポスト列２２の狭壁のうち、凸導体５０に対向する位置から第二導波路３２内に向かって突出する導電性突出部（第二中央突出部）として機能する。
【００６２】
付加導体ポスト５５，５６は、ポスト列２１〜２４の列方向に対して直交するとともに結合窓３３の中心を通る面上に配置されている。つまり、付加導体ポスト５５，５６は、これらの間に結合窓３３の中心を置いて、互いに対向配置されている。
【００６３】
また、付加導体ポスト５５と付加導体ポスト５６の間の中間点には、上述の凸導体５０が配置されている。つまり、付加導体ポスト５５と付加導体ポスト５６は、ポスト列２３，２４による狭壁に関して面対称の位置に配置されている。
【００６４】
付加導体ポスト５５，５６が形成されていることによって、方向性結合器１Ａの使用周波数帯域における入力反射係数の改善を図ることができる。
【００６５】
以上のような方向性結合器１Ａにおいても、凸導体５０が結合窓３３に設けられているので、方向性結合器１のアイソレーション性が高い上、結合度が大きい（検証１参照）。
【００６６】
なお、付加導体ポスト５５，５６が形成されずに、付加導体ポスト５１〜５４が形成されていてもよい。逆に、付加導体ポスト５１〜５４が形成されずに、付加導体ポスト５５，５６が形成されていてもよい。
【００６７】
また、付加導体ポスト５１〜５６がスルーホール又はビアホールではなく、メタライズされたブラインドビアホールであってもよい。つまり、付加導体ポスト５１〜５６が第二導体層１３から第一導体層１２に向かって突出しているが、第一導体層１２にまで至っていない。それゆえ、付加導体ポスト５１〜５６と第一導体層１２との間には間隔が存在する。よって、付加導体ポスト５１〜５６は第二導体層１３に直接導通するが、第一導体層１２に直接導通していない。
【００６８】
＜第３の実施の形態＞
図４は、導波装置１Ｂの外観斜視図である。この導波装置１Ｂは、方向性結合器１の導波路３１，３２の同一側のポート４２，４３がポスト列によって短絡されたものである。なお、図４では、導波装置１Ｂの内部に形成された導波路３１，３２及び結合窓３３を二点鎖線により図示し、ポスト列２１〜２４（図２参考）及び凸導体５０（図２参考）の図示を省略する。
【００６９】
具体的には、誘電体基板１１を貫通した複数の導体ポスト６１がポスト列２１の末尾からポスト列２４の末尾にかけて配列され、それら導体ポスト６１が導体層１２，１３に導通することによって、第一導波路３１の第二ポート４２が短絡される。同様に、誘電体基板１１を貫通した複数の導体ポスト６２がポスト列２２の末尾からポスト列２４の末尾にかけて配列され、それら導体ポスト６２が導体層１２，１３に導通することによって、第二導波路３２の第三ポート４３が短絡される。
【００７０】
なお、導波路３１，３２のポート４２，４３が導体ポスト６１，６２の列によって短絡されるのではなく、導体層によって短絡されてもよい。つまり、誘電体基板１１の端面（導波路３１のポート４２，４３に相当する端面）に導体層が形成されることによって、その導体層によって導波路３１，３２のポート４２，４３が短絡されてもよい。
【００７１】
続いて、導波装置１Ｂの機能について説明する。
導波装置１Ｂの第一ポート４１に高周波信号を入力した場合、その高周波信号は第四ポート４４から出力される。以下に、より具体的に説明する。
【００７２】
第一ポート４１に入力された高周波信号は、第一導波路３１を伝搬して、第二ポート４２において導体ポスト６１の列によって反射される。また、第一ポート４１に入力された高周波信号は、結合窓３３を介して第二導波路３２を伝搬して、第三ポート４３において導体ポスト６２の列によって反射される。第三ポート４３における反射信号は、第二ポート４２における反射信号に対して位相が９０°ずれる。そのため、第二ポート４２における反射信号と、第三ポート４３における反射信号とが合波されて、その合波された信号が第四ポート４４から出力される。
【００７３】
なお、図４では、図１に示す方向性結合器１の導波路３１，３２のポート４２，４３が短絡されている。同様にして、図３に示す方向性結合器１Ａの導波路３１，３２のポート４２，４３が短絡されてもよい。
【００７４】
＜第４の実施の形態＞
図５は、誘電体基板１１の両面に平行な切断面における方向性結合器１Ｃの断面図である。この方向性結合器１Ｃは、方向性結合器１の導波路３１，３２をポスト列２５〜３０によって両方向に延伸させたものである。以下、具体的に説明する。
【００７５】
誘電体基板１１及び導体層１２，１３（図５において図示略）は、ポスト列２１〜２３の先頭よりも更に前に延伸しているとともに、ポスト列２１，２２，２４の末尾よりも更に後ろに延伸している。
【００７６】
複数の導体ポスト２５Ａがポスト列２３の先頭から引き続いて直線状に配列されることによって、ポスト列２５を成している。ポスト列２５とポスト列２３は直列になっている。複数の導体ポスト２６Ａがポスト列２４の末尾から引き続いて直線状に配列されることによって、ポスト列２６を成している。ポスト列２６とポスト列２４は直列になっている。
【００７７】
複数の導体ポスト２７Ａが、ポスト列２１の先頭から引き続いて、ポスト列２１に対してポスト列２５から離れる向きへ斜めに直線状に配列されている。これにより、これら導体ポスト２７Ａがポスト列２７を成している。ポスト列２７とポスト列２５の間隔は列前方に向かって漸増する。
【００７８】
複数の導体ポスト２８Ａが、ポスト列２１の末尾から引き続いて、ポスト列２１に対してポスト列２６から離れる向きへ斜めに直線状に配列されている。これにより、これら導体ポスト２８Ａがポスト列２８を成している。ポスト列２８とポスト列２６の間隔は列後方に向かって漸増する。
【００７９】
複数の導体ポスト２９Ａが、ポスト列２２の先頭から引き続いて、ポスト列２２に対してポスト列２５から離れる向きへ斜めに直線状に配列されている。これにより、これら導体ポスト２９Ａがポスト列２９を成している。ポスト列２９とポスト列２５の間隔は列前方に向かって漸増する。
【００８０】
複数の導体ポスト３０Ａが、ポスト列２２の末尾から引き続いて、ポスト列２２に対してポスト列２６から離れる向きへ斜めに直線状に配列されている。これにより、これら導体ポスト２９Ａがポスト列２９を成している。ポスト列２９とポスト列２６の間隔は列後方に向かって漸増する。
【００８１】
導体ポスト２５Ａ〜３０Ａは、誘電体基板１１を一方の面から他方の面に貫通するとともに、導体層１２，１３に導通する。
【００８２】
ポスト列２５は擬似的な導体壁として機能する。ポスト列２６〜３０も同様である。
ポスト列２５とポスト列２７と導体層１２，１３とによって囲まれた領域は、第一導波路３１の一端に接続された方形テーパ導波管型式の導波路３６を構成する。ポスト列２６とポスト列２８と導体層１２，１３とによって囲まれた領域は、第一導波路３１の他端に接続された方形テーパ導波管型式の導波路３７を構成する。
【００８３】
ポスト列２５とポスト列２９と導体層１２，１３とによって囲まれた領域は、第二導波路３２の一端に接続された方形テーパ導波管型式の導波路３８を構成する。ポスト列２６とポスト列３０と導体層１２，１３とによって囲まれた領域は、第二導波路３２の他端に接続された方形テーパ導波管型式の導波路３９を構成する。
【００８４】
導波路３１，３２の幅は使用帯域の中心周波数に基づいて設計されている。導波路３１，３２に導波路３６〜３９が接続されているので、導波路３１，３２よりも幅の広い導波路を導波路３６〜３９によって導波路３１，３２に接続することができる。また、導波路３１，３２よりも幅の広いポートを有した高周波回路も導波路３６〜３９によって導波路３１，３２に接続することができる。
【００８５】
なお、図５では、図１に示す方向性結合器１の導波路３１，３２がポスト列２５〜３０によって両方向に延伸されている。同様にして、図３に示す方向性結合器１Ａの導波路３１，３２がポスト列２５〜３０によって両方向に延伸されてもよい。
【００８６】
＜第５の実施の形態＞
図６は、誘電体基板１１の両面に平行な切断面における方向性結合器１Ｄの断面図である。
【００８７】
図６に示す方向性結合器１Ｄは、図５に示す方向性結合器１Ｃと同様に、図１に示す方向性結合器１の導波路３１，３２をポスト列２５〜３０によって両方向に延伸させたものである。図６に示す方向性結合器１Ｄにおけるポスト列２５〜３０及び導波路３６〜３９は、図５に示す方向性結合器１Ｃにおけるポスト列２５〜３０及び導波路３６〜３９と同様に構成されている。そのため、図６に示す方向性結合器１Ｄにおけるポスト列２５〜３０及び導波路３６〜３９の詳細な説明を省略する。
【００８８】
更に、図６に示す方向性結合器１Ｄは、図３に示す方向性結合器１Ａと同様に、図５に示す方向性結合器１Ｃに付加導体ポスト５１〜５４が追加されたものである。図３に示す方向性結合器１Ａには付加導体ポスト５５，５６が設けられているが、図６に示す方向性結合器１Ｄには付加導体ポスト５５，５６が設けられていない。また、図６に示す方向性結合器１Ｄの付加導体ポスト５１〜５４の位置は、図３に示す方向性結合器１Ａの付加導体ポスト５１〜５４の位置と同じである。
【００８９】
図６に示す方向性結合器１Ｄの付加導体ポスト５１〜５４は、メタライズされたブラインドビアホールである。つまり、付加導体ポスト５１〜５４が第二導体層（図３に示す第二導体層１３に相当。以下、同じ。）から第一導体層（図３に示す第一導体層１２に相当。以下、同じ。）に向かって突出しているが、第一導体層にまで至っていない。それゆえ、付加導体ポスト５１〜５４と第一導体層との間には間隔が存在する。よって、付加導体ポスト５１〜５４は第二導体層に直接導通するが、第一導体層に導通していない。
【００９０】
＜第６の実施の形態＞
図７は、方向性結合器１００の斜視図である。図７において、方向性結合器１００の矩形導波管１０１，１０２の幅方向はＸ軸に対して平行であり、矩形導波管１０１，１０２の長さ方向はＹ軸に対して平行であり、矩形導波管１０１，１０２の高さ方向はＺ軸に対して平行である。
矩形導波管１０１，１０２は導電性材料からなる。
矩形導波管１０１，１０２は幅、高さ及び長さが等しく、矩形導波管１０１，１０２の幅が矩形導波管１０１，１０２の高さよりも長い。矩形導波管１０１，１０２が幅方向に並列されて一体化されており、矩形導波管１０１，１０２の両端が揃っている。
【００９１】
矩形導波管１０１，１０２はこれらの間の狭壁１２３を共有し、矩形導波管１０１の内部領域と矩形導波管１０２の内部領域が狭壁１２３によって隔たられている。導波管１０１，１０２が矩形状であるので、この狭壁１２３は矩形導波管１０１の狭壁１２１及び矩形導波管１０２の狭壁１２２に対して平行となってこれら狭壁１２１，１２２に対向する。矩形導波管１０１の一対の広壁１１２Ａ，１１３Ａが互いに平行となって相対向し、矩形導波管１０２の一対の広壁１１２Ｂ，１１３Ｂが互いに平行となって相対向する。矩形導波管１０１の広壁１１２Ａと矩形導波管１０２の広壁１１２Ｂが一体となって面一とされている。矩形導波管１０１の広壁１１３Ａと矩形導波管１０２の広壁１１３Ｂについても同様である。
なお、広壁１１２Ａ，１１３Ａ，１１２Ｂ，１１３ＢはＸＹ平面に対して平行であり、狭壁１２１〜１２３はＹＺ平面に対して平行である。
【００９２】
矩形導波管１０１，１０２の内部領域は気体又は固体の誘電体で構成されているか、空気で構成されている。
矩形導波管１０１の内部領域は電磁波を伝搬する第一導波路１３１であり、矩形導波管１０２の内部領域も第二導波路１３２である。
【００９３】
矩形導波管１０１，１０２に共有の狭壁１２３の中央には、矩形状の結合窓１３３が開口しており、第一導波路１３１と第二導波路１３２が結合窓１３３によって連通している。結合窓１３３は、第一導波路１３１および第二導波路１３２を構成した誘電体又は空気と同一の誘電体又は空気で構成されている。
【００９４】
結合窓１３３の高さは狭壁１２３の高さに等しい。また、矩形導波管１０１，１０２の一端から結合窓１３３までの距離は、矩形導波管１０１，１０２の他端から結合窓１３３までの距離に等しい。
【００９５】
結合窓１３３には、凸導体１５０が配置されている。凸導体１５０は、矩形導波管１０１の広壁１１３Ａと矩形導波管１０２の広壁１１３Ｂの境界部から矩形導波管１０１の広壁１１２Ａと矩形導波管１０２の広壁１１２Ｂの境界部に向けて延伸するよう突出している。凸導体１５０の突端と矩形導波管１０１，１０２の広壁１１２Ａ，１１２Ｂの境界部との間には間隔１５０ａが存在する。
【００９６】
凸導体１５０は、Ｙ軸の負方向側の結合窓１３３の縁と、Ｙ軸の正方向側の結合窓１３３の縁との間の中間位置に配置されている。
【００９７】
図７に示す方向性結合器１００と図１及び図２に示す方向性結合器１の対応関係は次表の通りである。
【表１】
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【００９８】
図７に示す方向性結合器１００は、図１及び図２に示す方向性結合器１と同等の機能を有する。また、方向性結合器１００は、図１及び図２に示す方向性結合器１と同様にアイソレーション性が高い上、結合度が大きい。
【００９９】
＜第７の実施の形態＞
図８は方向性結合器１００Ａの斜視図である。この方向性結合器１００Ａは、図７に示す方向性結合器１００に導電性突出部１５１〜１５６が追加されたものである。
【０１００】
導電性突出部（第一突出部）１５１，１５２は、狭壁１２３から第一導波路１３１内に向かって突出する。導電性突出部１５１は結合窓１３３よりも第一導波路１３１の第一ポート１４１寄りに配置され、導電性突出部１５２は結合窓１３３よりも第一導波路１３１の第二ポート１４２寄りに配置されている。そして、導電性突出部１５１から結合窓１３３までの距離は、導電性突出部１５２から結合窓１３３までの距離に等しい。つまり、導電性突出部１５１と導電性突出部１５２は、狭壁１２３に対して直交するとともに結合窓１３３の中心を通る対称面（ＸＺ平面）に関して、面対称な位置に配置されている。
【０１０１】
導電性突出部（第二突出部）１５３，１５４は、狭壁１２３から第二導波路１３２内に向かって突出する。導電性突出部１５４は結合窓１３３よりも第二導波路１３２の第四ポート１４４寄りに配置され、導電性突出部１５３は結合窓１３３よりも第二導波路１３２の第三ポート１４３寄りに配置されている。そして、導電性突出部１５４から結合窓１３３までの距離は、導電性突出部１５３から結合窓１３３までの距離に等しい。つまり、導電性突出部１５３と導電性突出部１５４は、狭壁１２３に対して直交するとともに結合窓１３３の中心を通る対称面（ＸＺ平面）に関して、面対称な位置に配置されている。
【０１０２】
また、導電性突出部１５１と導電性突出部１５４は、ＹＺ平面に平行な狭壁１２３に関して面対称な位置に配置されている。導電性突出部１５２と導電性突出部１５３も、狭壁１２３に関して面対称な位置に配置されている。
【０１０３】
ここで、方向性結合器１００Ａの導電性突出部１５１〜１５４は、図３に示す方向性結合器１Ａの付加導体ポスト５１〜５４にそれぞれ対応する。そのため、方向性結合器１Ａと同様に、導電性突出部１５１〜１５４は、方向性結合器１００Ａの使用周波数帯域における入力反射係数及び分離係数を小さくするために形成されている。
【０１０４】
導電性突出部（第一中央突出部）１５５は、狭壁１２１のうち、凸導体１５０に対向する位置から第一導波路１３１内に向かって突出する。導電性突出部（第二中央突出部）１５６は、狭壁１２２のうち、凸導体１５０に対向する位置から第二導波路１３２内に向かって突出する。導電性突出部１５５，１５６は、狭壁１２３に対して直交するとともに結合窓１３３の中心を通る面上に、配置されている。つまり、導電性突出部１５５，１５６は、これらの間に結合窓１３３の中心を置いて、互いに対向配置されている。
【０１０５】
また、導電性突出部１５５と導電性突出部１５６の間の中間点には、凸導体１５０が配置されている。
【０１０６】
ここで、方向性結合器１００Ａの導電性突出部１５５，１５６は、図３に示す方向性結合器１Ａの付加導体ポスト５５，５６にそれぞれ対応する。そのため、方向性結合器１Ａと同様に、導電性突出部１５５，１５６は、方向性結合器１００Ａの使用周波数帯域における入力反射係数を小さくするために形成されている。
【０１０７】
導電性突出部１５１，１５２，１５５は、広壁１１３Ａから広壁１１２Ａに向かって延伸するとともに、広壁１１３Ａ及び広壁１１２Ａに導通する。同様に、導電性突出部１５３，１５４，１５６は、広壁１１３Ｂから広壁１１２Ｂに向かって延伸していて、広壁１１３Ｂ及び広壁１１２Ｂに導通する。
【０１０８】
なお、導電性突出部１５１，１５２，１５５は、広壁１１２Ａまで至っていなくてもよい。この場合には、導電性突出部１５１，１５２，１５５と広壁１１２Ａとの間に隙間が存在する。同様に、導電性突出部１５３，１５４，１５６が広壁１１２Ｂまで至らず、導電性突出部１５３，１５４，１５６と広壁１１２Ｂとの間に隙間が存在してもよい。
【０１０９】
＜第８の実施の形態＞
図９は、導波装置１００Ｂの斜視図である。この導波装置１００Ｂは、方向性結合器１００の導波路１３１，１３２の同一側のポート１４２，１４３が短絡されたものである。
【０１１０】
具体的には、矩形導波管１０１，１０２の一端（この端は、導波路１３１，１３２のポート１４２，１４３に相当する）が導電性の短絡壁１６０によって閉塞されることによって、導波路１３１，１３２のポート１４２，１４３が短絡壁１６０によって短絡されている。
【０１１１】
ここで、導波装置１００Ｂの短絡壁１６０は、図４に示す導波装置１Ｂの導体ポスト６１，６２の列に対応する。従って、この導波装置１００Ｂは、図４に示す導波装置１Ｂと同等の機能を有する。
【０１１２】
図７に示す方向性結合器１００の導波路１３１，１３２のポート１４２，１４３が短絡されるのと同様にして、図８に示す方向性結合器１００の導波路１３１，１３２のポート１４２，１４３が短絡されてもよい。
【０１１３】
＜第９の実施の形態＞
図１０は、方向性結合器１００Ｃの斜視図である。図１０では、方向性結合器１００Ｃの内部を見えやすくするために、広壁１１３Ａ，１１３Ｂを破断して示す。
この方向性結合器１００Ｃは、幅が末広がりとなる矩形テーパ導波管１０６〜１０９を方向性結合器１００の矩形導波管１０１，１０２の両端に連結することによって導波路１３１，１３２を両方向に延伸させたものである。以下、具体的に説明する。
【０１１４】
矩形テーパ導波管１０６〜１０９は導電性材料からなる。
矩形テーパ導波管１０６，１０８は幅方向に並列されて一体化され、矩形テーパ導波管１０６，１０８はこれらの間の狭壁１２５を共有し、矩形テーパ導波管１０６の内部領域と矩形テーパ導波管１０８の内部領域が狭壁１２５によって隔たられている。同様に、矩形テーパ導波管１０７，１０９は幅方向に並列されており、矩形テーパ導波管１０７，１０９に共有の狭壁１２６が矩形テーパ導波管１０７の内部領域と矩形テーパ導波管１０９の内部領域を隔てている。
【０１１５】
矩形テーパ導波管１０６の内部領域は電磁波を伝搬する導波路１３６である。同様に、矩形テーパ導波管１０７〜１０９の内部領域も導波路１３７〜１３９である。
【０１１６】
矩形テーパ導波管１０６が矩形導波管１０１の一端に連結されており、矩形テーパ導波管１０６内の導波路１３６が矩形導波管１０１内の第一導波路１３１に電磁界的に結合する。ここで、導波路１３６は、第一導波路１３１と同一の誘電体又は空気によって構成されている。
【０１１７】
矩形テーパ導波管１０６，１０８に共有の狭壁１２５は矩形導波管１０１，１０２の狭壁１２３と一体となって面一とされている。矩形テーパ導波管１０６の狭壁１２７が矩形導波管１０１の狭壁１２１に連接されて一体化されている。狭壁１２７が狭壁１２１に対して傾斜しており、狭壁１２７と狭壁１２５の間隔は矩形導波管１０１から離間するにつれて漸増する。矩形テーパ導波管１０６の一対の広壁１１２Ｃ，１１３Ｃが互いに平行であり、一方の広壁１１２Ｃが矩形導波管１０１の広壁１１２Ａと一体となって面一とされ、他方の広壁１１３Ｃが矩形導波管１０１の広壁１１３Ａと一体となって面一とされている。
【０１１８】
矩形テーパ導波管１０６が矩形導波管１０１の一端に連結されているのと同様にして、矩形テーパ導波管１０８が矩形導波管１０２の一端に連結されている。矩形テーパ導波管１０６と矩形テーパ導波管１０８は、共有の狭壁１２５に関して面対称な形状である。従って、矩形テーパ導波管１０８の狭壁１２９が狭壁１２２に対して傾斜しており、狭壁１２９と狭壁１２５の間隔は矩形導波管１０２から離間するにつれて漸増する。
【０１１９】
矩形テーパ導波管１０６が矩形導波管１０１の一端に連結されているのと同様にして、矩形テーパ導波管１０７が矩形導波管１０１の他端に連結されている。矩形テーパ導波管１０６と矩形テーパ導波管１０７は、狭壁１２３に対して直交するとともに結合窓１３３の中心を通る対称面（ＸＺ平面）に関して、面対称な形状である。従って、矩形テーパ導波管１０７の狭壁１２８が狭壁１２１に対して傾斜しており、狭壁１２８と狭壁１２６の間隔は矩形導波管１０１から離間するにつれて漸増する。
【０１２０】
矩形テーパ導波管１０８が矩形導波管１０２の一端に連結されているのと同様にして、矩形テーパ導波管１０９が矩形導波管１０２の他端に連結されている。矩形テーパ導波管１０９と矩形テーパ導波管１０８は、狭壁１２３に対して直交するとともに結合窓１３３の中心を通る対称面（ＸＺ平面）に関して、面対称な形状である。従って、矩形テーパ導波管１０９の狭壁１３０が狭壁１２２に対して傾斜しており、狭壁１３０と狭壁１２６の間隔は矩形導波管１０２から離間するにつれて漸増する。
矩形テーパ導波管１０６〜１０９内の導波路１３６〜１３９は、導波路１３１，１３２と同一の誘電体又は空気によって構成されている。
【０１２１】
図１０に示す方向性結合器１００Ｃの導波路１３６〜１３９は図５に示す方向性結合器１Ｃの導波路３６〜３９にそれぞれ対応する。従って、図１０に示す方向性結合器１００Ｃは、図５に示す方向性結合器１Ｃと同等の機能を有する。
【０１２２】
なお、図１０では、図７に示す方向性結合器１００の導波路１３１，１３２が矩形テーパ導波管１０６〜１０９によって両方向に延伸されている。同様にして、図８に示す方向性結合器１００Ａの導波路１３１，１３２が矩形テーパ導波管１０６〜１０９によって両方向に延伸されてもよい。
【０１２３】
＜第１０の実施の形態＞
図１１は、方向性結合器１００Ｄの斜視図である。図１１では、方向性結合器１００Ｄの内部を見えやすくするために、広壁１１３Ａ，１１３Ｂを破断して示す。
【０１２４】
図１１に示す方向性結合器１００Ｄは、図１０に示す方向性結合器１００Ｃと同様に、幅が末広がりとなる矩形テーパ導波管１０６〜１０９を方向性結合器１００（図７参照）の矩形導波管１０１，１０２の両端に連結することによって導波路１３１，１３２を両方向に延伸させたものである。図１１に示す方向性結合器１００Ｄにおける矩形テーパ導波管１０６〜１０９は、図１０に示す方向性結合器１００Ｃにおける矩形テーパ導波管１０６〜１０９と同様に構成されている。そのため、図１１に示す方向性結合器１００Ｄにおける矩形テーパ導波管１０６〜１０９の詳細な説明を省略する。
【０１２５】
更に、図１１に示す方向性結合器１００Ｄは、図８に示す方向性結合器１００Ａと同様に、図１０に示す方向性結合器１００Ｃに導電性突出部１５１〜１５４が追加されたものである。図８に示す方向性結合器１００Ａには導電性突出部１５５，１５６が設けられているが、図１１に示す方向性結合器１００Ｄには導電性突出部１５５，１５６が設けられていない。また、図１１に示す方向性結合器１００Ｄの導電性突出部１５１〜１５４の位置は、図８に示す方向性結合器１００Ａの導電性突出部１５１〜１５４の位置と同じである。
【０１２６】
図１１に示す方向性結合器１００Ｄの導電性突出部１５１，１５２は、広壁１１３Ａから広壁１１２Ａに向かって延伸しているが、広壁１１２Ａまで至っていない。そのため、導電性突出部１５１，１５２と広壁１１２Ａとの間に隙間が存在する。同様に、導電性突出部１５３，１５４は広壁１１３Ｂから広壁１１２Ｂに向かって延伸するが、広壁１１２Ｂまで至らず、導電性突出部１５３，１５４と広壁１１２Ｂとの間に隙間が存在する。
【０１２７】
図１１に示す方向性結合器１００Ｄは、図６に示す方向性結合器１Ｄと同等の機能を有する。
【０１２８】
＜第１１の実施の形態＞
２体の方向性結合器１を用いたダイプレクサについて説明する。図１２は、ダイプレクサ２００のブロック図である。図１２において、２体の方向性結合器１のうち一方の符号を「１ａ」と表記し、他方の符号を「１ｂ」と表記する。また、一方の方向性結合器１ａのポート４１〜４４の符号をそれぞれ「４１ａ〜４４ａ」と表記し、他方の方向性結合器１ｂのポート４１〜４４の符号をそれぞれ「４１ｂ〜４４ｂ」と表記する。
【０１２９】
ダイプレクサ２００は、方向性結合器１ａ、方向性結合器１ｂ、第一の帯域通過フィルタ２０１及び第二の帯域通過フィルタ２０２を備える。
【０１３０】
方向性結合器１ａの第一ポート４１ａはアンテナ２０３に接続され、第二ポート４２ａが第一の帯域通過フィルタ２０１に接続され、第三ポート４３ａは第二の帯域通過フィルタ２０２に接続され、第四ポート４４ａは送信回路２０４に接続されている。
【０１３１】
方向性結合器１ｂの第一ポート４１ｂは第一の帯域通過フィルタ２０１に接続され、第二ポート４２ｂは抵抗器２０６を介して接地され、第三ポート４３ｂは受信回路２０５に接続され、第四ポート４４ｂは第二の帯域通過フィルタ２０２に接続されている。
【０１３２】
第一の帯域通過フィルタ２０１及び第二の帯域通過フィルタ２０２は、所定の周波数帯域の高周波信号を通過させ、その帯域から外れた信号を反射させるバンドパスフィルタ（Band-pass filter: BPF）である。具体的には、受信回路２０５によって受信する信号の周波数帯域は第一の帯域通過フィルタ２０１及び第二の帯域通過フィルタ２０２の通過帯域内に設定されており、送信回路２０４によって送信する信号の周波数帯域は第一の帯域通過フィルタ２０１及び第二の帯域通過フィルタ２０２の通過帯域から外れている。なお、送信回路２０４によって送信する信号の周波数帯域は、方向性結合器１ａ，１ｂの使用帯域内に設定されている。
【０１３３】
送信回路２０４によって生成された高周波信号は、方向性結合器１ａの第四ポート４４ａに入力されて、２つの経路を経由してアンテナ２０３から送信される。具体的に一方の経路について説明すると、第四ポート４４ａに入力された高周波信号は、第四ポート４４ａから第三ポート４３ａに伝送されて、第三ポート４３ａと第二の帯域通過フィルタ２０２との界面で反射された後に第一ポート４１ａにまで伝送される。他方の経路について説明すると、第四ポート４４ａに入力された高周波信号は、第四ポート４４ａから第二ポート４２ａに伝送されて、第二ポート４２ａと第一の帯域通過フィルタ２０１との界面で反射された後に第一ポート４１ａにまで伝送される。
【０１３４】
アンテナ２０３に受信する高周波信号は、方向性結合器１ａの第一ポート４１ａに入力されて、２つの経路を経由して受信回路２０５に伝送される。
【０１３５】
具体的に一方の経路について説明すると、第一ポート４１ａに入力された高周波信号は、第一ポート４１ａから第三ポート４３ａに伝送されて、第二の帯域通過フィルタ２０２を通過した後に方向性結合器１ｂの第四ポート４４ｂに入力され、第三ポート４３ｂにまで伝送される。他方の経路について説明すると、第一ポート４１ａに入力された高周波信号は、第一ポート４１ａから第二ポート４２ａに伝送されて、第一の帯域通過フィルタ２０１を通過した後に方向性結合器１ｂの第一ポート４１ｂに入力され、第三ポート４３ｂにまで伝送される。
【０１３６】
従って、以上のダイプレクサ２００は、送信回路２０４によって生成された入力高周波信号を方向性結合器１ａの第一ポート４１ａから出力するが、方向性結合器１ｂのポート４２ｂ，４３ｂから出力しない。また、ダイプレクサ２００は、アンテナ２０３で受信した入力高周波信号を方向性結合器１ｂの第三ポート４３ｂから出力するが、方向性結合器１ａのポート４４ａから出力しない。そのため、受信信号が送信回路２０４に伝送することがダイプレクサ２００によって防止され、送信信号が受信回路２０５に伝送することがダイプレクサ２００によって防止され、アンテナ２０３を受信と送信に共用することができる。
【０１３７】
なお、図１３に示すように、送信回路２０４と受信回路２０５を入れ替えて、受信回路２０５を方向性結合器１ａの第四ポート４４ａに接続し、送信回路２０４を方向性結合器１ｂの第三ポート４３ｂに接続してもよい。この場合、送信回路２０４によって送信する信号の周波数帯域は第一の帯域通過フィルタ２０１及び第二の帯域通過フィルタ２０２の通過帯域内に設定されており、受信回路２０５によって受信する信号の周波数帯域は第一の帯域通過フィルタ２０１及び第二の帯域通過フィルタ２０２の通過帯域と別な帯域に設定されている。
【０１３８】
また、図１２及び図１３に示すダイプレクサ２００の方向性結合器１ａ，１ｂを上述の方向性結合器１Ａ（図３参照）、方向性結合器１Ｃ（図５参照）、方向性結合器１Ｄ（図６参照）、方向性結合器１００（図７参照）、方向性結合器１００Ａ（図８参照）、方向性結合器１００Ｃ（図１０参照）又は方向性結合器１００Ｄ（図１１参照）に変更してもよい。
【０１３９】
＜検証１＞
以下、方向性結合器１００（図７参照）及び方向性結合器１００Ｄ（図１１参照）のように凸導体１５０が結合窓１３３に設けられることによって、方向性結合器１００，１００Ｄの分離係数及び入力反射係数が小さく、結合度が大きいことについて、シミュレーションにより検証する。
【０１４０】
シミュレーションにおける条件は表２の通りである。なお、方向性結合器１（図１，図２参照）の機能と方向性結合器１００の機能が等価であるので、方向性結合器１００に対応する方向性結合器１の条件については括弧書きで示す。方向性結合器１００Ｄに対応する方向性結合器１Ｄの条件についても同様である。
【０１４１】
【表２】
2018191168.tif 000007
【０１４２】
方向性結合器１００の第一ポート１４１に信号を入力した場合、第一ポート１４１における入力反射係数、第二ポート１４２における挿入損失、第三ポート１４３における結合度、第四ポート１４４における分離係数をシミュレーションした。結果を図１４のグラフに示す。
同様に方向性結合器１００Ｄについてもシミュレーションし、その結果を図１５に示す。なお、方向性結合器１００Ｄの場合、矩形テーパ導波管１０６の端部をインプットポートとし、矩形テーパ導波管１０７の端部をアウトプットポートとし、矩形テーパ導波管１０９の端部をカップリングポートとし、矩形テーパ導波管１０８の端部をアイソレーションポートとした。
【０１４３】
第一の比較例として、方向性結合器１００の凸導体５０及び導電性突出部１５１〜１５６を省略した方向性結合器の第一ポート１４１に信号を入力した場合、第一ポート１４１における入力反射係数、第二ポート１４２における挿入損失、第三ポート１４３における結合度、第四ポート１４４における分離係数をシミュレーションした。その結果を図１６のグラフに示す。ここで、第一の比較例の方向性結合器についてのその他の条件は、実施例の方向性結合器１００の条件（表１参照）と同様である。
【０１４４】
第二の比較例として、方向性結合器１００Ｄの凸導体５０を省略した方向性結合器についても同様に、入力反射係数、挿入損失、結合度及び分離係数をシミュレーションした。その結果を図１７のグラフに示す。
【０１４５】
図１４〜図１７において縦軸は、レベル表現で表した入力反射係数、挿入損失、結合度及び分離係数を示す。横軸は、周波数を示す。
【０１４６】
図１４〜図１６を比較すると、実施例の方向性結合器１００，１００Ｄの分離係数は、第一の比較例の方向性結合器の分離係数よりも小さいことが分かる（特に、70 〜 85 [GHz]の周波数帯域）。入力反射係数についても同様である。
また、実施例の方向性結合器１００，１００Ｄの結合度は、第一の比較例の方向性結合器の結合度よりも大きいことが分かる（特に、70 〜 85 [GHz]の周波数帯域）。
【０１４７】
よって、凸導体１５０が結合窓１３３に設けられることによって、方向性結合器１００，１００Ｄの分離係数及び入力反射係数が小さく、結合度が大きいことが分かる。
【０１４８】
図１４と図１６を比較すると、方向性結合器１００Ｄは方向性結合器１００よりも分離係数及び入力反射係数が小さいことが分かる。よって、方向性結合器１００Ｄのように導電性突出部１５１〜１５４が設けられることによって、方向性結合器１００Ｄの性能が向上することが分かる。
【０１４９】
図１５と図１７を比較する。方向性結合器１００Ｄの入力反射係数及び分離係数が -30 [dB]以下である帯域は、大凡 70 〜 87 [GHz]である（図１６参照）。それに対して、第二の比較例の方向性結合器の入力反射係数及び分離係数が -30 [dB]以下である帯域は、大凡 71 〜 85 [GHz]である。よって、方向性結合器１００Ｄのように凸導体１５０が設けられることによって、入力反射係数及び分離係数が -30 [dB]以下である帯域を広帯域化できることが分かる。
【０１５０】
また、方向性結合器１００Ｄの入力反射係数及び分離係数は、第二の比較例の方向性結合器よりも、76 〜 77 [GHz]の帯域において非常に小さい。よって、方向性結合器１００Ｄのように凸導体１５０が設けられることによって、76 〜 77 [GHz]の帯域の入力反射特性及びアイソレーション性が改善することが分かる。
【０１５１】
ここで、方向性結合器１００，１００Ｄの導波路１３１，１３２の幅が1220 [μｍ] であり、その幅から求まるカットオフ周波数ｆcは約63.1 [GHz]である。そのため、方向性結合器１００，１００Ｄの使用中心周波数は、カットオフ周波数ｆcの1.25倍である約78.8 [GHz] である。一方、方向性結合器１００の分離係数が -30 [dB]以下である帯域は71.5 〜 84.5 [GHz]であり（図１４参照）、その中心周波数は78 [GHz]であるので、その帯域で方向性結合器１００を使用すれば、導波路１３１，１３２の幅が適切に設計されていることになる。方向性結合器１００Ｄの分離係数が -30 [dB]以下である帯域は71 〜 87 [GHz]であり（図１５）、その中心周波数は約79 [GHz]であるので、その帯域で方向性結合器１００Ｄを使用すれば、導波路１３１，１３２の幅が適切に設計されていることになる。
【０１５２】
また、方向性結合器１００，１００Ｄによって使用する周波数帯域の中心周波数（約78.8 [GHz]）の電磁波が導波路１３１，１３２に入射した場合、その管内波長（λg）は3257 [μｍ] である。一方、方向性結合器１００，１００Ｄの結合窓１３３の幅（1740 [μｍ]）はその管内波長の53.4 % に近い値に設計されているので、その幅が適切に設計されていることになる。
【０１５３】
＜検証２＞
続いて、図９に示す導波装置１００Ｂにおいて、広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離が入力反射係数に及ぼす影響について、シミュレーションにより検証した。
【０１５４】
シミュレーションにおける条件は表２の通りである。但し、広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離は、175 [μｍ]、200 [μｍ]、225 [μｍ]と変化させた。
【０１５５】
導波装置１００Ｂの第一ポート１４１に信号を入力した場合、第一ポート１４１における入力反射係数をシミュレーションした。その結果を図１８のグラフに示す。
【０１５６】
図１８から明らかなように、導波装置１００Ｂの周波数特性は、広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離によって影響されることが分かる。
【０１５７】
広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離が175 [μｍ]である場合、入力反射係数が-20 [dB]以下である帯域はおおよそ68 〜 74 [GHz]、84 〜 90 [GHz]である。広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離が200 [μｍ]である場合、入力反射係数が-20 [dB]以下である帯域はおおよそ68 〜 77 [GHz]、79 〜90 [GHz]である。広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離が225 [μｍ]である場合、入力反射係数が-20 [dB]以下である帯域はおおよそ68 〜 81 [GHz]、87 〜90 [GHz]である。
【０１５８】
従って、広壁１１３Ａ，１１３Ｂから凸導体１５０の突端までの突出距離を最適に設計することによって、導波装置１００Ｂの使用帯域を目標の帯域に設定することができることが分かる。
【符号の説明】
【０１５９】
１，１Ａ，１Ｃ，１ａ，１ｂ…方向性結合器，  １Ｂ…導波装置，  １１…誘電体基板（誘電体），  １２…第一導体層（広壁），  １３…第二導体層，  ２１〜２４…ポスト列（狭壁），  ３１…第一導波路，  ３２…第二導波路，  ３３…結合窓，  ５０…凸導体，  ５１，５２…付加導体ポスト（第一突出部），  ５３，５４…付加導体ポスト（第二突出部），  ５５…付加導体ポスト（第一中央突出部），  ５６…付加導体ポスト（第二中央突出部），  ６１…導体ポスト、  ６２…導体ポスト，  １００，１００Ａ，１００Ｃ…方向性結合器，  １００Ｂ…導波装置，  １１２Ａ，１１２Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂ…広壁，  １２１〜１２３…狭壁，  １３１…第一導波路，  １３２…第二導波路，  １３３…結合窓，  １５０…凸導体，  １５１，１５２…導電性突出部（第一突出部），  １５３，１５４…導電性突出部（第二突出部），  １５５…導電性突出部（第一中央突出部），  １５６…導電性突出部（第二中央突出部），  １６０…短絡壁，  ２００…ダイプレクサ，  ２０１…第一のフィルタ，  ２０２…第二のフィルタ
【図１】
2018191168.tif 000008
【図２】
2018191168.tif 000009
【図３】
2018191168.tif 000010
【図４】
2018191168.tif 000011
【図５】
2018191168.tif 000012
【図６】
2018191168.tif 000013
【図７】
2018191168.tif 000014
【図８】
2018191168.tif 000015
【図９】
2018191168.tif 000016
【図１０】
2018191168.tif 000017
【図１１】
2018191168.tif 000018
【図１２】
2018191168.tif 000019
【図１３】
2018191168.tif 000020
【図１４】
2018191168.tif 000021
【図１５】
2018191168.tif 000022
【図１６】
2018191168.tif 000023
【図１７】
2018191168.tif 000024
【図１８】
2018191168.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月11日(2018.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭壁を挟んで並列された第一導波路及び第二導波路と、
前記狭壁に形成され、前記第一導波路と前記第二導波路を電磁界的に結合する結合窓と、
前記結合窓の幅方向中央において前記第一導波路及び前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から前記結合窓内に向かって突出するとともに、他方の広壁から離間した凸導体と、
前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第一導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の一対の第一突出部と、
前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第二導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の一対の第二突出部と、
を備え、
前記第一突出部が、前記第一導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間し、
前記第二突出部が、前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間する方向性結合器。
【請求項２】
誘電体と、
前記誘電体を挟んで互いに対向した第一導体層及び第二導体層と、
前記誘電体を貫通する共に前記第一導体層及び前記第二導体層に電気的に接続され、互いに平行に配列された複数の導体ポストからなる３列のポスト列と、を更に備え、
前記３列のポスト列の間の領域が前記第一導波路及び前記第二導波路であり、前記第一導体層及び前記第二導体層が前記一対の広壁であり、前記３列のポスト列のうち中央のポスト列が前記狭壁であり、その中央のポスト列の列方向中央において隣り合う導体ポストの間隔が他の導体ポストのピッチよりも広いことによって前記結合窓が前記中央のポスト列に形成されている
請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項３】
前記第一導波路を挟んで前記狭壁の反対側の狭壁のうち、前記結合窓の幅方向中央に対向する位置から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の第一中央突出部と、
前記第二導波路を挟んで前記狭壁の反対側の狭壁のうち、前記結合窓の幅方向中央に対向する位置から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の第二中央突出部と、
を更に備える請求項１又は２に記載の方向性結合器。
【請求項４】
前記第一導波路及び前記第二導波路の端部にそれぞれ接続された第一テーパ導波路及び第二テーパ導波路を更に備え、
前記第一テーパ導波路の高さが前記第一導波路の高さに等しく、前記第一テーパ導波路の幅が前記第一導波路から離れるにつれて漸増し、
前記第二テーパ導波路の高さが前記第二導波路の高さに等しく、前記第二テーパ導波路の幅が前記第二導波路から離れるにつれて漸増する
請求項１から３の何れか一項に記載の方向性結合器。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項に記載の方向性結合器と、
前記第一導波路及び前記第二導波路の同一側の端部を短絡した短絡導体と、
を備える導波装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の方向性結合器を２体備えるとともに、
前記２体のうち一方の方向性結合器の第一導波路と他方の方向性結合器の第一導波路との間に挿入された第一バンドパスフィルタと、
前記一方の方向性結合器の第二導波路と前記他方の方向性結合器の第二導波路との間に挿入された第二バンドパスフィルタと、を備えるダイプレクサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するための主たる発明は、狭壁を挟んで並列された第一導波路及び第二導波路と、前記狭壁に形成され、前記第一導波路と前記第二導波路を電磁界的に結合する結合窓と、前記結合窓の幅方向中央において前記第一導波路及び前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から前記結合窓内に向かって突出するとともに、他方の広壁から離間した凸導体と、前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第一導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第一導波路内に向かって突出した導電性の一対の第一突出部と、前記狭壁における、前記結合窓よりも前記第二導波路の両端側の前記結合窓に対して対称な位置に形成されるとともに、前記狭壁から前記第二導波路内に向かって突出した導電性の一対の第二突出部と、を備え、前記第一突出部が、前記第一導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間し、前記第二突出部が、前記第二導波路の互いに対向する一対の広壁のうち一方の広壁から他方の広壁に向かって延伸して、その一方の広壁に導通し、その他方の広壁から離間する方向性結合器である。