【手続補正書】
【提出日】平成23年11月9日(2011.11.9)
【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】
基板上に形成され、一端が入力ポートと接続され他端が出力ポートと接続された主線路と、
前記基板上に前記主線路に沿って形成され、前記入力ポートと同一方向の一端が結合ポートと接続され、前記出力ポートと同一方向の他端がアイソレーションポートと接続された結合線路と、
一端が前記アイソレーションポートと接続され、他端が前記結合ポートと接続された移相器とを備え、
前記主線路と前記結合線路との結合長は、前記入力ポートから前記出力ポートへの送信電力の使用周波数の１／４波長未満の長さであり、
前記移相器は、前記出力ポートから前記結合線路を経由して前記結合ポートへ達する反射波成分である第１反射波成分に対して、前記出力ポートから前記アイソレーションポートおよび前記移相器を経由して前記結合ポートへ達する反射波成分である第２反射波成分が逆相となるように前記第２反射波成分を移相することを特徴とする方向性結合器。
【請求項２】
前記移相器は、
一端が前記アイソレーションポートと接続され、他端が前記結合ポートと接続されたインダクタと、
一端が前記インダクタの他端と接続され他端が接地されたキャパシタとを備え、
前記移相器の共振周波数は前記第1反射波成分と前記第２反射波成分とが逆相になるように定められることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項３】
複数の異なる使用周波数を用いる方向性結合器であって、
前記キャパシタは、前記複数の異なる使用周波数に応じて方向性結合器の方向性を高めるように前記移相器の共振周波数を変化させる可変容量キャパシタであることを特徴とする請求項２に記載の方向性結合器。
【請求項４】
前記可変容量キャパシタは、
アノードが接地され、カソードが前記インダクタの他端と接続されたダイオードと、
前記カソードと接続され前記カソードに対し前記共振周波数を変化させるように電圧を印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の方向性結合器。
【請求項５】
複数の異なる使用周波数を用いる方向性結合器であって、
前記インダクタは、前記複数の異なる使用周波数に応じて方向性結合器の方向性を高めるように前記移相器の共振周波数を変化させる可変インダクタであることを特徴とする請求項２に記載の方向性結合器。
【請求項６】
前記インダクタはトランスであることを特徴とする請求項２に記載の方向性結合器。
【請求項７】
前記移相器の他端は抵抗を介して前記結合ポートと接続され、前記抵抗の抵抗値は前記第1反射波成分と前記第２反射波成分が等振幅となるように前記第２反射波を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項８】
前記抵抗は可変抵抗であり、
前記第1反射波成分と前記第２反射波成分が等振幅となるように製造後に抵抗値が定められることを特徴とする請求項７に記載の方向性結合器。
【請求項９】
複数の異なる使用周波数を用いる方向性結合器であって、
前記主線路と前記結合線路とは、電界効果トランジスタのソース、ドレインにより接続されており、
前記電界効果トランジスタのゲートに、前記複数の異なる使用周波数に対して方向性結合器の結合量を一定とするように電圧を印加するゲート電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項１０】
少なくとも低域バンドと前記低域バンドよりも周波数の高い高域バンドで使用する方向性結合器であって、
前記結合線路は、第1スイッチング素子を介して接続された第1結合線路と第２結合線路からなり、
前記第1結合線路の一端は前記アイソレーションポートと接続され、
前記第1結合線路の他端は前記第1スイッチング素子の一端と接続され、
前記第２結合線路の一端は前記第1スイッチング素子の他端と接続され、
前記第２結合線路の他端は前記結合ポートと接続され、
前記移相器の一端と前記第２結合線路の一端とは第２スイッチング素子を介して接続され、
前記低域バンドを用いる場合には前記第1スイッチング素子をオン、前記第２スイッチング素子をオフとし、前記高域バンドを用いる場合には前記第１スイッチング素子をオフ、前記第２スイッチング素子をオンとなるように制御し、前記低域バンド使用時と前記高域バンド使用時の結合量を一致させる制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項１１】
前記移相器は入力が前記アイソレーションポートと接続され、出力が前記結合ポートと接続された位相反転増幅器であることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項１２】
前記移相器は、利得が可変であり入力が前記アイソレーションポートと接続され、出力が前記結合ポートと接続された位相反転増幅器であり、
前記位相反転増幅器の利得は前記第1反射波成分と前記第２反射波成分が等振幅となるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項１３】
複数の異なる使用周波数を用いる方向性結合器であって、
前記位相反転増幅器の出力と前記結合ポートは可変移相器を介して接続され、
前記可変移相器は、
一端が前記位相反転増幅器の出力と接続され、他端が前記結合ポートと接続されたインダクタと、
前記複数の異なる使用周波数に応じて方向性結合器の方向性を高めるように前記可変移相器の共振周波数を変化させる一端が前記インダクタの他端と接続され他端が接地された可変容量キャパシタ一とを備え、
前記可変移相器の共振周波数は前記第1反射波成分と前記第２反射波成分とが逆相になるように定められることを特徴とする請求項１１に記載の方向性結合器。
【請求項１４】
少なくとも低域バンドと前記低域バンドよりも周波数の高い高域バンドで使用する方向性結合器であって、
前記結合線路は、前記主線路に沿って形成された低域バンド用結合線路と、前記主線路に沿って前記低域バンド用結合線路と共に前記主線路を挟むように形成される高域バンド用結合線路とを有し、
前記結合ポートは、前記低域バンド用結合線路の一端と第1スイッチング素子を介し、前記高域バンド用結合線路の一端とは第２スイッチング素子を介して接続され、
前記方向性結合器は、前記低域バンド用結合線路の他端と第３スイッチング素子を介して接続される第1アイソレーションポートと、
前記高域バンド用結合線路の他端と第４スイッチング素子を介して接続される第２アイソレーションポートと、
前記低域バンドを用いる場合には前記第１スイッチング素子、前記第３スイッチング素子をオン、前記第２スイッチング素子、前記第４スイッチング素子をオフとし、前記高域バンドを用いる場合には前記第１スイッチング素子、前記第３スイッチング素子をオフとし、前記第２スイッチング素子、前記第４スイッチング素子をオンとするように制御を行う制御手段と、を更に備え、
前記移相器は、一端が前記第1アイソレーションポートと接続され他端が前記結合ポートと接続された第1移相器と、一端が前記第２アイソレーションポートと接続され他端が前記結合ポートと接続された第２移相器を有し、
前記主線路と前記低域バンド用結合線路間の距離は、前記主線路と前記高域バンド用結合線路の距離より短くすることにより前記主線路と前記低域バンド用結合線路の結合量と前記主線路と前記高域バンド用結合線路との結合量が等しくなるように定められることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項１５】
少なくとも低域バンドと前記低域バンドよりも周波数の高い高域バンドで使用する方向性結合器であって、
前記主線路は前記結合線路を挟むように形成された、一端が低域バンド用入力ポートと接続され他端が低域バンド用出力ポートと接続された低域バンド用主線路と、一端が高域バンド用入力ポートと接続され他端が高域バンド用出力ポートと接続された高域バンド用主線路とを有し、
前記移相器は、一端が第1スイッチング素子を介して前記結合ポートと接続され、他端が第２スイッチング素子を介して前記アイソレーションポートと接続された低域バンド用移相器と、一端が第３スイッチング素子を介して前記結合ポートと接続され、他端が第４スイッチング素子を介して前記アイソレーションポートと接続された高域バンド用移相器とを有し、
前記低域バンドを用いる場合には前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオン、前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオフとし、前記高域バンドを用いる場合には前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオンとする制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項１６】
前記主線路と前記結合線路はスパイラル形状で形成され、
前記主線路の前記結合線路と対向する部分はくし型に形成され、
前記結合線路の前記主線路と対向する部分はくし型に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図２５は本実施形態の別の変形例について説明する図であり、特に複数の異なる使用周波数を用いる方向性結合器に関する。図２５に示す方向性結合器の移相器２２０は利得が可変である位相反転増幅器２１２と可変移相器２１４を備える。すなわち、移相器２２０は一端がアイソレーションポート２２と接続され他端が可変移相器２１４の一端と接続された位相反転増幅器２１２を備える。そして可変移相器２１４の他端は抵抗３０を介して結合ポート１８と接続される。可変移相器２１４は実施形態２で記載したように使用周波数に応じて高い方向性が得られる帯域をシフトさせるように制御されることで実施形態２と同等の効果を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図３１は本実施形態の方向性結合器を説明する図である。本実施形態の方向性結合器は使用周波数に応じて主線路を使い分ける構成である。図３１から把握されるように結合ポート１８とアイソレーションポート２２に接続された結合線路２０は、結合線路２０に沿った高域バンド用主線路４００と低域バンド用主線路４０２に挟まれるように配置される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
【図１】実施形態１の移相器を備える方向性結合器を説明する図である。
【図２】移相器の共振周波数について説明する図である。
【図３】移相器などにおける電流、電圧を定義する図である。
【図４】移相器による移相を説明するベクトル図である。
【図５】移相器による移相を説明するベクトル図である。
【図６】移相器がない場合におけるベクトル図である。
【図７】図５と図７を合成したベクトル図である。
【図８】実施形態１の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図９】入力ポート、出力ポートを逆転させて双方向使用が可能な方向性結合器を説明する図である。
【図１０】ＬＣ回路を２段で構成した移相器を説明する図である。
【図１１】実施形態２の方向性結合器を説明する図である。
【図１２】実施形態２の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図１３】実施形態２の方向性結合器を一般化した図である。
【図１４】実施形態３の方向性結合器を説明する図である。
【図１５】実施形態３の方向性結合器を一般化した図である。
【図１６】インダクタにトランスを用いた方向性結合器を説明する図である。
【図１７】実施形態４の方向性結合器を説明する図である。
【図１８】実施形態４の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図１９】実施形態４の方向性結合器を一般化した図である。
【図２０】実施形態５の方向性結合器を説明する図である。
【図２１】実施形態５の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図２２】実施形態６の方向性結合器を説明する図である。
【図２３】実施形態７の方向性結合器を説明する図である。
【図２４】利得が可変な位相反転増幅器を備える方向性結合器を説明する図である。
【図２５】可変移相器を備える方向性結合器を説明する図である。
【図２６】利得が可変な位相反転増幅器の回路構成例を説明する図である。
【図２７】可変移相器の回路構成例を説明する図である。
【図２８】実施形態７の変形例を説明する図である。
【図２９】実施形態８の方向性結合器を説明する図である。
【図３０】実施形態８の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図３１】実施形態９の方向性結合器を説明する図である。
【図３２】実施形態９の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図３３】実施形態１０の方向性結合器を説明する図である。
【図３４】実施形態１０の方向性結合器のくし型の部分を説明する図である。
【図３５】実施形態１０の方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図３６】課題を説明する図である。
【図３７】スパイラル形状の方向性結合器を説明する図である。
【図３８】一般的な方向性結合器の方向性等の周波数特性を説明する図である。
【図３９】方向性結合器を携帯電話端末に応用した構成例を説明する図である。
【図４０】方向性と検出誤差の関係について説明する図である。