(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波の入出力のための４つのポートと、それぞれの前記ポートから経路が２つに分岐するように配置される４つの分岐部と、それぞれの前記分岐部同士を接続する４つの伝送線路と、を備えるブランチライン型方向性結合分配器において、
第１ポートにマイクロ波を入力した場合に、当該マイクロ波が出力される２つのポートを第２ポート及び第３ポートとし、マイクロ波が出力されないポートを第４ポートとしたときに、
第１分岐部は、前記第１ポートと、当該第１ポートに平行な第４伝送線路と、当該第１ポートに垂直な第１伝送線路と、を接続し、
第２分岐部は、前記第２ポートと、当該第２ポートに垂直な第１伝送線路と、当該第２ポートに平行な第２伝送線路と、を接続し、
第３分岐部は、前記第３ポートと、当該第３ポートに平行な第２伝送線路と、当該第３ポートに垂直な第３伝送線路と、を接続し、
第４分岐部は、前記第４ポートと、当該第４ポートに垂直な第３伝送線路と、当該第４ポートに平行な第４伝送線路と、を接続し、
前記第１伝送線路及び前記第３伝送線路のうち少なくとも何れかは多段伝送線路であり、当該多段伝送線路は、当該伝送線路のうち前記分岐部との接続箇所近傍である端部の線路幅が中央部の線路幅と比べて狭く、
前記多段伝送線路に前記分岐部を介して接続される接続伝送線路である前記第２伝送線路及び前記第４伝送線路は、前記多段伝送線路の前記端部の線路幅の中央より外側から起算される線路長が１／４波長であることを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項２】
請求項１に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
前記第１伝送線路及び前記第３伝送線路が前記多段伝送経路であり、
前記第１分岐部と前記第２分岐部とを接続する前記第１伝送線路のうち、当該第１分岐部及び当該第２分岐部との接続箇所近傍である端部の線路幅が、前記第１ポート及び前記第２ポートの線路幅よりも狭く、
前記第３分岐部と前記第４分岐部とを接続する前記第３伝送線路のうち、当該第３分岐部及び当該第４分岐部との接続箇所近傍である端部の線路幅が、前記第３ポート及び前記第４ポートの線路幅よりも狭いことを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項３】
請求項２に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
２つの前記多段伝送線路を接続する前記接続伝送線路は、一方の前記多段伝送線路の前記端部の線路幅の中央より外側から、他方の前記多段伝送線路の前記端部の線路幅の中央より外側までの長さが１／４波長であることを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項４】
請求項１に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
４つの前記伝送線路のうち２つの前記伝送線路は互いに平行であるとともに特性インピーダンスが等しく、残りの２つの前記伝送線路は、互いに平行であるとともに特性インピーダンスが等しく、
４つの前記伝送線路のうち、特性インピーダンスが小さい方の２つの前記伝送線路が前記多段伝送線路であることを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
前記多段伝送線路は、当該多段伝送線路と平行に配置される前記伝送線路に近づくように、前記中央部が突出していることを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項６】
請求項５に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
前記多段伝送線路の前記中央部が台形状に突出することを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項７】
請求項５に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
前記多段伝送線路の前記中央部が当該多段伝送線路の線路長の方向と垂直に突出することを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載のブランチライン型方向性結合分配器であって、
前記分岐部に接続される２つの前記伝送線路は、当該分岐部との接続箇所近傍における線路幅が等しいことを特徴とするブランチライン型方向性結合分配器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を結合又は分配するブランチライン型方向性結合分配器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図１１に示すようなブランチライン型方向性結合分配器（以下、方向性結合分配器）が知られている。図１１の方向性結合分配器１００は、４つのポートと、４つのＴ字状の分岐部と、４つの伝送線路と、から構成される。
【０００３】
具体的には、第１分岐部１２１は、第４伝送線路１３４と第１ポート１１１と第１伝送線路１３１とを接続する。第２分岐部１２２は、第１伝送線路１３１と第２ポート１１２と第２伝送線路１３２とを接続する。第３分岐部１２３は、第２伝送線路１３２と第３ポート１１３と第３伝送線路１３３とを接続する。第４分岐部１２４は、第３伝送線路１３３と第４ポート１１４と第４伝送線路１３４とを接続する。
【０００４】
この種の方向性結合分配器１００では、第１ポート１１１に入力された信号は、第２ポート１１２及び第３ポート１１３から出力されるが、第４ポート１１４からは出力されない。また、第２ポート１１２から出力される信号と第３ポート１１３から出力される信号には、９０°の位相差が存在する。
【０００５】
特許文献１は、上記の方向性結合分配器において、伝送線路にスタブ又はリアクタンス素子を設けて特性インピーダンスを変化させる技術を開示する。これにより、例えば伝送線路の線路幅に誤差があり、所定の特性インピーダンスが得られていない場合であっても、リアクタンス素子により特性インピーダンスを調整することができる。また、非特許文献１は、スタブにより特性インピーダンスが変化することを利用して伝送線路の長さを抑え、これにより、方向性結合分配器を小型化する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１０４５０２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】柴田純也、他５名、「スタブを用いた３ｄＢブランチラインカプラの小型化設計」、電子情報通信学会技術研究報告．ＮＷ，マイクロ波、社団法人  電子情報通信学会、２００７年１２月１１日、１０７（３９４）、ｐ．４１−４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、図１１に示す方向性結合分配器では、第２分岐部１２２から第３分岐部１２３までの長さ（即ち第１分岐部１２１から第４分岐部１２４までの長さ）を１／４波長にする必要がある。詳細には、図１１の方向性結合分配器１００の信号の流れ方等を考慮すると、第２分岐部１２２のうち比較的内側（第３分岐部１２３側）の部分から、第３分岐部１２３のうち比較的内側（第２分岐部１２２側）の部分までの長さを１／４波長にする必要がある。そのため、第２ポート１１２から第３ポート１１３までの長さは、１／４波長に、第１分岐部１２１及び第３伝送線路１３３の線路幅の大部分を加えた値となる。そのため、方向性結合分配器１００のサイズが大きくなる。
【０００９】
なお、特許文献１は、方向性結合分配器の小型化を目的としていない。非特許文献１は、伝送線路の長さを抑えることで方向性結合分配器を小型化することを目的としているだけであり、上記の１／４波長がどの部分から起算されるかについては記載されていない。
【００１０】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、伝送線路に要求される長さの起算点を考慮してブランチライン型方向性結合分配器を小型化する構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１２】
本発明の観点によれば、以下の構成のブランチライン型方向性結合分配器が提供される。即ち、ブランチライン型方向性結合分配器は、マイクロ波の入出力のための４つのポートと、それぞれの前記ポートから経路が２つに分岐するように配置される４つの分岐部と、それぞれの前記分岐部同士を接続する４つの伝送線路と、を備える。第１ポートにマイクロ波を入力した場合に、当該マイクロ波が出力される２つのポートを第２ポート及び第３ポートとし、マイクロ波が出力されないポートを第４ポートとしたときに、第１分岐部は、前記第１ポートと、当該第１ポートに平行な第４伝送線路と、当該第１ポートに垂直な第１伝送線路と、を接続し、第２分岐部は、前記第２ポートと、当該第２ポートに垂直な第１伝送線路と、当該第２ポートに平行な第２伝送線路と、を接続し、第３分岐部は、前記第３ポートと、当該第３ポートに平行な第２伝送線路と、当該第３ポートに垂直な第３伝送線路と、を接続し、第４分岐部は、前記第４ポートと、当該第４ポートに垂直な第３伝送線路と、当該第４ポートに平行な第４伝送線路と、を接続する。前記第１伝送線路及び前記第３伝送線路のうち少なくとも何れかは多段伝送線路であり、当該多段伝送線路は、当該伝送線路のうち前記分岐部との接続箇所近傍である端部の線路幅が中央部の線路幅と比べて狭い。前記多段伝送線路に前記分岐部を介して接続される接続伝送線路である前記第２伝送線路及び前記第４伝送線路は、前記多段伝送線路の前記端部の線路幅の中央より外側から起算される線路長が１／４波長である。
【００１３】
これにより、多段伝送線路の端部の線路幅を中央部より狭くすることで、接続伝送線路の線路長を、多段伝送線路の線路幅の中央より外側から起算することができる。従って、従来と異なり線路幅の大部分がブランチライン型方向性結合分配器のサイズに寄与しないので、サイズを抑えることができる。なお、伝送線路は中央部の線路幅が広くなっているため、所定の特性インピーダンスを維持することができる。
【００１４】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、前記第１伝送線路及び前記第３伝送線路が前記多段伝送経路であり、前記第１分岐部と前記第２分岐部とを接続する前記第１伝送線路のうち、当該第１分岐部及び当該第２分岐部との接続箇所近傍である端部の線路幅が、前記第１ポート及び前記第２ポートの線路幅よりも狭く、前記第３分岐部と前記第４分岐部とを接続する前記第３伝送線路のうち、当該第３分岐部及び当該第４分岐部との接続箇所近傍である端部の線路幅が、前記第３ポート及び前記第４ポートの線路幅よりも狭いことが好ましい。
【００１６】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、２つの前記多段伝送線路を接続する前記接続伝送線路は、一方の前記多段伝送線路の前記端部の線路幅の中央より外側から、他方の前記多段伝送線路の前記端部の線路幅の中央より外側までの長さが１／４波長であることが好ましい。
【００１７】
これにより、接続伝送線路の線路長の両端を、多段伝送線路の端部の線路幅の中央より外側とすることができる。従って、ブランチライン型方向性結合分配器のサイズを一層抑えることができる。
【００１８】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、４つの前記伝送線路のうち２つの前記伝送線路は互いに平行であるとともに特性インピーダンスが等しく、残りの２つの前記伝送線路は、互いに平行であるとともに特性インピーダンスが等しい。４つの前記伝送線路のうち、特性インピーダンスが小さい方の２つの前記伝送線路が前記多段伝送線路である。
【００１９】
これにより、特性インピーダンスが小さい方の伝送線路は一般的に線路幅が広いので、この線路幅を狭くすることで、ブランチライン型方向性結合分配器のサイズを大幅に抑えることができる。
【００２０】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、前記多段伝送線路は、当該多段伝送線路と平行に配置される前記伝送線路に近づくように、前記中央部が突出していることが好ましい。
【００２１】
これにより、線路幅を内側に広くすることができるので、ブランチライン型方向性結合分配器のサイズを一層抑えることができる。
【００２２】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、前記多段伝送線路の前記中央部が台形状に突出することが好ましい。
【００２３】
これにより、マイクロ波の流れをスムーズにすることができる。
【００２４】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、前記多段伝送線路の前記中央部が当該多段伝送線路の線路長の方向と垂直に突出することが好ましい。
【００２５】
これにより、例えば台形状に突出する場合は線路幅があまり広くない部分が含まれるので、上記のように同じ線路幅になるように突出させることで、線路幅の突出量を抑えることができる。
【００２６】
前記のブランチライン型方向性結合分配器においては、前記分岐部に接続される２つの前記伝送線路は、当該分岐部との接続箇所近傍における線路幅が等しいことが好ましい。
【００２７】
これにより、分岐部においてはマイクロ波の結合又は分岐のみが行われるため（即ち分岐部ではインピーダンス制御が行われないため）、分岐部が信号に及ぼす影響を低減することができる。従って、例えば２つの信号の最適出力周波数を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る、方向性結合分配器の斜視図。
【図２】方向性結合分配器の回路構成図。
【図３】方向性結合分配器のＳパラメータを示すグラフ。
【図４】方向性結合分配器が出力する信号の位相差を示すグラフ。
【図５】第１変形例の方向性結合分配器の回路構成図。
【図６】第２変形例の方向性結合分配器の回路構成図。
【図７】第２変形例の方向性結合分配器が出力する信号の周波数特性を示すグラフ。
【図８】第２実施形態の方向性結合分配器の回路構成図。
【図９】第２実施形態の方向性結合分配器のＳパラメータを示すグラフ。
【図１０】第２実施形態の方向性結合分配器が出力する信号の位相差を示すグラフ。
【図１１】従来の方向性結合分配器の回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、図１及び図２を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、等しい、平行、垂直等と説明したときに、厳密に等しい、平行、垂直である場合だけでなく、ある程度の誤差が生じていても良い。本明細書では、このような微小な誤差が生じている場合であっても、等しい、平行、垂直等に該当するものとする。
【００３０】
第１実施形態のブランチライン型方向性結合分配器（以下、方向性結合分配器）１は、レーダ装置に設けられる。具体的には、円偏波を発生させる円偏波発生装置や、送信波が物標で反射した反射波（マイクロ波）を受信する受信回路等に設けられる。なお、方向性結合分配器１は、レーダ装置に限られず、高周波の信号（マイクロ波）の分配又は合成を行う装置（例えば通信装置）に設けられていても良い。
【００３１】
第１実施形態の方向性結合分配器１は、図１に示すように、設置層２（導体）の上に誘電層３を形成し、その上に線状の導体箔を配列したマイクロストリップラインとして構成されている。方向性結合分配器１の導体箔により、従来例と同様に、４つのポートと、４つのＴ字状の分岐部と、４つの伝送線路と、が形成されている。
【００３２】
具体的には、第１分岐部２１は、第４伝送線路（接続伝送線路）３４と第１ポート１１と第１伝送線路（多段伝送線路）３１とを接続する。第２分岐部２２は、第１伝送線路３１と第２ポート１２と第２伝送線路３２とを接続する。第３分岐部２３は、第２伝送線路（接続伝送線路）３２と第３ポート１３と第３伝送線路（多段伝送線路）３３とを接続する。第４分岐部２４は、第３伝送線路３３と第４ポート１４と第４伝送線路３４とを接続する。また、第１実施形態では４つのポートは全て平行である。
【００３３】
また、第１分岐部２１に接続される２つの伝送線路のうち一方（第１伝送線路３１）は、第１ポート１１に垂直に接続される。また、第１分岐部２１に接続される２つの伝送線路のうち他方（第４伝送線路３４）は、第１ポート１１に平行に接続される。第２分岐部２２、第３分岐部２３、及び第４分岐部２４に接続される２つの伝送線路も同様にポートに垂直又は平行に接続される。
【００３４】
第１ポート１１から第４ポート１４は、同じ特性インピーダンスＺ１（例えば５０Ω）を有する。第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３は同じ特性インピーダンスＺ２（例えば３５．４Ω）を有する。第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４は同じ特性インピーダンスＺ３（例えば５０Ω、√２×Ｚ２）を有する。なお、第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３は、端部の線路幅が中央部の線路幅よりも狭くなっている。また、第１伝送線路３１〜第４伝送線路３４は、１／４波長に相当する電気長を有している。
【００３５】
例えば第１ポート１１から入力された信号は、第１伝送線路３１のみを経由して第２ポート１２に到達する。また、第１ポート１１から入力された信号は、第１伝送線路３１及び第２伝送線路３２を経由して第３ポート１３に到達するとともに、第４伝送線路３４及び第３伝送線路３３を経由して第３ポート１３に到達する。第３ポート１３に到達した２つの信号は同位相であるので、第３ポート１３からも信号が出力される。なお、第４ポート１４に到達する２つの信号は逆位相であるので、２つの信号を合成することで打ち消し合う。
【００３６】
以上により、第１ポート１１に入力された信号は、第２ポート１２及び第３ポート１３のみから出力される。また、第２ポート１２から出力される信号と、第３ポート１３から出力される信号には、９０°の位相差が存在する。
【００３７】
また、方向性結合分配器１は、上下対称及び左右対称なので、例えば第２ポート１２に入力された信号は、第１ポート１１及び第４ポート１４から出力される。
【００３８】
次に、第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３の具体的な形状及びその効果について説明する。
【００３９】
図２に示すように、第１伝送線路３１は、２つの端部３１ａと、それらの間に位置する中央部３１ｂと、から構成される。一方の端部３１ａは、第１分岐部２１との接続箇所近傍に配置されており、他方の端部３１ａは、第２分岐部２２との接続箇所近傍に配置されている。中央部３１ｂは、２つの端部３１ａを接続するように、かつ伝送線路が内側（第３伝送線路３３側）に台形状に突出するように形成されている。具体的には、中央部３１ｂは、２つの傾斜部とその間に位置する水平部から構成されており、傾斜部では線路幅がＬ１からＬ２、又は、Ｌ２からＬ１へ変化し、水平部では線路幅はＬ２で一定となる。なお、中央部３１ｂの水平部は、第１伝送線路３１の線路長の半分以上を占めている。ここで、線路長とは、主として信号が進む方向の伝送線路の大きさである。なお、線路幅とは、主として信号が進む方向に垂直な方向の伝送線路の大きさである。
【００４０】
第１実施形態では、端部３１ａの線路幅Ｌ１は、中央部３１ｂの線路幅Ｌ２より大幅に狭い（例えば、１／２以下又は１／３以下）。また、端部３１ａの線路幅Ｌ１は、第１ポート１１の線路幅Ｌ３及び第４伝送線路３４の線路幅Ｌ４よりも小さい。中央部３１ｂは、端部３１ａを狭くしたことによる特性インピーダンスを補うために線路幅が太くなっており、第１伝送線路３１の特性インピーダンスは従来例と同じ値である。なお、第３伝送線路３３は、第１伝送線路３１と同様の構成の、２つの端部３３ａと、中央部３３ｂと、から構成される。
【００４１】
ここで、上述のように第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４の線路長は、１／４波長である必要がある。換言すれば、第１分岐部２１から第４分岐部２４までの長さ、及び、第２分岐部２２から第３分岐部２３までの長さが１／４波長である。
【００４２】
ここで、従来例（図１１）では、線路幅Ｌ１が広いため、第１ポート１１１から第３ポート１１３に流れる信号が第１伝送線路１３１の内側の端部を流れ易い。特に、本実施形態のように高周波の信号は、第１伝送線路１３１の内側（第３伝送線路１３３側）の端部を流れ易い。以上により、第１ポート１１１から第３ポート１１３に流れる信号は、主として第１伝送線路１３１の内側を流れる。そのため、第２伝送線路１３２の１／４波長の起算点は第１伝送線路１３１の内側の端部近傍となる（図１１を参照）。同様に、第３伝送線路１３３の内側の端部近傍が第２伝送線路１３２の１／４波長の起算点となる。従って、１／４波長に加え、線路幅Ｌ１の大部分を加えた値が方向性結合分配器１の一方向におけるサイズとなる。従って、方向性結合分配器１のサイズが大きくなってしまう。
【００４３】
この点、第１実施形態では、図２に示すように端部３１ａの線路幅Ｌ１が比較的狭い。この場合、出願人が行ったシミュレーションによると、端部３１ａを通る信号の電流の密度の差が小さくなり、信号が第１伝送線路３１のうち主として外側を流れることが明らかになった。そのため、第２伝送線路３２の１／４波長の起算点は第１伝送線路３１の外側の端部近傍となる。同様に、第３伝送線路３３の外側の端部近傍が第２伝送線路３２の１／４波長の起算点となる。従って、１／４波長に線路幅Ｌ１のごく一部を加えた値が方向性結合分配器１のサイズとなる。従って、方向性結合分配器１のサイズを大幅に抑えることができる。なお、第２伝送線路３２の１／４波長の詳細な起算点は、端部３１ａの線路幅の中央よりも外側、更に詳細には、端部３１ａの線路幅の外端から１／３以内である（第４伝送線路３４も同様）。
【００４４】
また、従来では、設計時に第１伝送線路１３１の線路長及び線路幅Ｌ１を変更することで所望の特性及び形状の第１伝送線路１３１（ひいては方向性結合分配器１００）を実現できる。これに対し第１実施形態では、端部３１ａの線路長及び線路幅Ｌ１と、中央部３１ｂの線路長及び線路幅Ｌ２と、を変更することができるので、要求される仕様等に応じてより柔軟に第１伝送線路３１（ひいては方向性結合分配器１）の特性及び形状を定めることができる。
【００４５】
次に、図３及び図４を参照して、第１実施形態の方向性結合分配器１の性能を評価するために行ったシミュレーションの結果について説明する。図３からは、ＳパラメータＳ２１及びＳ３１が約−３ｄＢであることが分かり、図４からは、ＳパラメータＳ２１及びＳ３１の位相差が約９０°であることが分かる。これにより、第１実施形態の形状の方向性結合分配器１であっても、問題なくブランチライン型の方向性結合分配器の機能を発揮させることができる。
【００４６】
次に、図５を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。
【００４７】
第１実施形態では、中央部３１ｂは台形状であるが、第１変形例では内側（第３伝送線路３３側）に垂直に突出するように形成された矩形状である。具体的には、中央部３１ｂは、全ての部分において同じ線路幅Ｌ２（＞線路幅Ｌ１）を有している。このように中央部３１ｂの全ての部分が線路幅Ｌ２である場合、上記の実施形態のように線路幅がＬ１から徐々にＬ２に変化している構成と比較して、線路幅Ｌ２の広さを若干抑えることができる。従って、突出長さが制約されている場合等において、第１伝送線路３１を効率的に配置することができる。
【００４８】
次に、図６及び図７を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。
【００４９】
第１実施形態では、端部３１ａの線路幅Ｌ１は、第４伝送線路３４の線路幅Ｌ４よりも小さい。この点、第２変形例では、図６に示すように、線路幅Ｌ１と線路幅Ｌ４とが等しい。
【００５０】
これにより、伝送される信号が分岐部を通過する際に、方向のみが変化し、分岐部では特性インピーダンスは変化しない。特性インピーダンスは、信号が端部３１ａを通過して中央部３１ｂに到達する時に変化する。このように、第１実施形態では、信号が方向する位置と信号の特性インピーダンスが変化する位置とを異ならせることができるので、第１分岐部２１の影響を軽減することができる。
【００５１】
図７は、第２変形例の方向性結合分配器１を用いて、第１ポート１１から信号を入力したときにおける第２ポート１２及び第３ポート１３の出力値を計算した結果を概略的に示すグラフである。図７からは、２つの信号の最適出力周波数は等しいことが分かる。この計算結果により、第１実施形態の方向性結合分配器１を用いることで、最適出力周波数のズレを抑制可能であることが明らかになった。
【００５２】
上述したように各伝送線路はλ／４の線路長を有している。そのため、レーダ装置等のような高周波の信号では各伝送線路の長さが短くなる。この結果、信号の伝送経路における分岐部が占める割合が多くなり、分岐部の影響を受け易くなる。そのため、従来例の方向性結合分配器１００では最適出力周波数のズレが増大する。この点、第２変形例の方向性結合分配器１を用いることで、レーダ装置等のような高周波信号を用いる場合であっても、最適出力周波数のズレを抑えることができる。
【００５３】
なお、第２変形例では、第１伝送線路３１の線路幅Ｌ１は、第１ポート１１の線路幅Ｌ３よりも狭いが、同じ又は第１ポート１１よりも広くても良い。特に、線路幅Ｌ１、線路幅Ｌ３、及び線路幅Ｌ４を全て同一にすることで、最適出力周波数のズレを一層確実に抑制することができる。
【００５４】
次に、図８を参照して、第２実施形態の方向性結合分配器１について説明する。なお、第２実施形態の説明では、上記の第１実施形態と同様の部材については同じ符号を付し、説明を省略することがある。
【００５５】
第１実施形態では、第１ポート１１から入力された信号は、向きが１８０度異なる方向（第２ポート１２）からも出力される。これに対し、第２実施形態では、第１ポート１１から入力された信号は、向きが変わることなく第２ポート１２及び第３ポート１３から出力される。
【００５６】
また、第１実施形態では、特性インピーダンスが低い方の伝送線路である第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３の線路幅を２段階にしているが、第２実施形態では、特性インピーダンスが高い方の伝送線路である第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４の伝送線路の線路幅を２段階にしている。従って、第２実施形態では、第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４が多段伝送線路に該当し、第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３が接続伝送線路に該当する。
【００５７】
第２伝送線路３２は、第１実施形態の第１伝送線路３１と同様に、２つの端部３２ａと、中央部３２ｂと、から構成されている。端部３２ａの線路幅Ｌ５は、中央部３２ｂの線路幅Ｌ６よりも狭い。なお、第４伝送線路３４も第２伝送線路３２と同様に、２つの端部３４ａと、中央部３４ｂと、から構成されている。
【００５８】
これにより、端部３２ａ及び端部３４ａの線路幅を狭くすることで、第１実施形態と同様に第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３の１／４波長の起算点を第２伝送線路３２の外側の端部近傍にすることができるので、方向性結合分配器１のサイズを抑えることができる。
【００５９】
次に、図９及び図１０を参照して、第１実施形態と同様に、第２実施形態の方向性結合分配器１の性能を評価するために行ったシミュレーションの結果について説明する。図９からは、ＳパラメータＳ２１及びＳ３１が約−３ｄＢであることが分かり、図１０からは、ＳパラメータＳ２１及びＳ３１の位相差が約９０°であることが分かる。これにより、第２実施形態の形状の方向性結合分配器１であっても、問題なくブランチライン型の方向性結合分配器の機能を発揮させることができる。
【００６０】
なお、第１実施形態において、第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４の線路幅を２段階にしても良いし、第２実施形態において、第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３の線路幅を２段階にしても良い。
【００６１】
以上に説明したように、上記の方向性結合分配器１は、マイクロ波の入出力のための４つのポートと、それぞれのポートから経路が２つに分岐するように配置される４つの分岐部と、それぞれの分岐部同士を接続する４つの伝送線路と、を備える。４つの伝送線路は、多段伝送線路（第１実施形態においては第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３、第２実施形態においては第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４）を含んでいる。多段伝送線路は、当該伝送線路の端部の線路幅が中央部の線路幅と比べて狭い。多段伝送線路と分岐部を介して接続される接続伝送線路（第１実施形態においては第２伝送線路３２及び第４伝送線路３４、第２実施形態においては第１伝送線路３１及び第３伝送線路３３）は、多段伝送線路の端部の線路幅の中央より外側から起算される線路長が１／４波長である。
【００６２】
これにより、多段伝送線路の端部の線路幅を中央部より狭くすることで、当該多段伝送線路に接続される接続伝送線路の線路長の起算点を、多段伝送線路の端部の線路幅の中央より外側にすることができる。従って、ブランチライン型方向性結合分配器１のサイズを抑えることができる。なお、伝送線路は接続箇所近傍以外は線路幅が広くなっているため、所定の特性インピーダンスを維持することができる。
【００６３】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００６４】
上記では、多段伝送線路の中央部は、内側にのみ突出しているが、外側（平行に配置される伝送線路の反対側）に突出しても良いし、内側及び外側の両方に突出していても良い。また、突出形状は、所望の特性インピーダンスが得られるのであれば、台形状及び矩形状に限られず、適宜変更することができる。
【００６５】
ポートと伝送線路のなす角は、平行又は垂直に限られず、例えば少し傾斜していても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１  方向性結合分配器（ブランチライン型方向性結合分配器）
１１  第１ポート
１２  第２ポート
１３  第３ポート
１４  第４ポート
２１  第１分岐部
２２  第２分岐部
２３  第３分岐部
２４  第４分岐部
３１  第１伝送線路
３１ａ  端部
３１ｂ  中央部
３２  第２伝送線路
３３  第３伝送線路
３３ａ  端部
３３ｂ  中央部
３４  第４伝送線路
【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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