(57)【要約】【課題】小型の方向性結合器及びこれを用いた電子装置を提供する。【解決手段】伝送ライン３３、３４と該伝送ラインに結合するカップリングラインと３５を有し、前記伝送ラインと前記カップリングラインは横方向に対向しない位置に配置されている。これにより、伝送ラインとカップリングラインとを物理的に近接して配置することができるにもかかわらず、所望の結合度を得ることができる。よって、方向性結合器及び電子機器の小型化が可能になる。【選択図】　　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送ラインと該伝送ラインに結合するカップリングラインとを有し、前記伝送ラインと前記カップリングラインはそれぞれ異なる高さの位置に設けられており、かつ、伝送ラインとカップリングラインの双方は、少なくとも一部が上下にオーバラップしない領域を有することを特徴とする方向性結合器。
【請求項２】
前記伝送ラインと前記カップリングラインとは、その全ての領域にわたって上下にオーバラップしていない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】
前記伝送ラインと前記カップリングラインとは、その一部の領域が上下にオーバラップする領域を備えることを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
【請求項４】
前記カップリングラインは前記半導体基板上に形成され、前記伝送ラインは前記半導体基板の上部に形成され、前記伝送ライン及び前記カップリングラインに対向するグランド電極が前記半導体基板上に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の方向性結合器。
【請求項５】
前記方向性結合器は、半導体基板と該半導体基板上に形成された前記カップリングラインを覆うように前記半導体基板上に設けられた絶縁層とを有し、前記伝送ラインは前記絶縁層上に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の方向性結合器。
【請求項６】
前記方向性結合器は、半導体基板と該半導体基板上に形成された前記伝送ラインを覆うように前記半導体基板上に設けられた絶縁層とを有し、前記カップリングラインは前記絶縁層上に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の方向性結合器。
【請求項７】
前記方向性結合器は更に、前記伝送ライン及び前記カップリングラインに対する半導体基板と、該半導体基板上に形成された抵抗と、前記半導体基板に形成されかつ前記抵抗に電気的に結合するビアとを有することを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
【請求項８】
前記方向性結合器は更に、前記伝送ライン及び前記カップリングラインに対する半導体基板と、該半導体基板上に形成された抵抗と、該抵抗に対向するように前記半導体基板に形成されたグランド電極と、前記半導体基板に形成されかつ前記抵抗と前記グランド電極とを電気的に結合するビアとを有することを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
【請求項９】
前記伝送ラインと前記カップリングラインは、縦方向の重なり合いを避ける位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
【請求項１０】
前記伝送ラインは、前記カップリングラインに結合する複数のラインを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の方向性結合器。
【請求項１１】
前記複数のラインと前記カップリングラインが隣接している部分の長さはそれぞれ異なることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の方向性結合器。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項記載の前記方向性結合器と、前記カップリングラインに接続された検出器とを有することを特徴とする電子装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項記載の前記方向性結合器と、前記伝送ラインに接続された増幅器とを有することを特徴とする電子装置。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれか一項記載の前記方向性結合器と、前記伝送ラインに接続されたフィルタとを有することを特徴とする電子装置。
【請求項１５】
請求項１から１１のいずれか一項記載の前記方向性結合器と、前記カップリングラインに接続された検出器と、前記伝送ラインに接続されたフィルタとを有することを特徴とする電子装置。
【請求項１６】
前記電子装置は更に、前記カップリングラインに接続された抵抗を有することを特徴とする請求項１２から１５のいずれか一項記載の電子装置。
【請求項１７】
方向性結合器と該方向性結合器に接続された回路素子とを有し、前記方向性結合器は２つの伝送ラインと該２つの伝送ラインに結合するカップリングラインとを有し、前記２つの伝送ラインと前記カップリングラインは横方向に対向しない位置に配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１８】
前記方向性結合器と前記回路素子とは、同一の回路基板上に形成されていることを特徴とする請求項１７記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は方向性結合器に関し、特に数百ＭＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波回路で用いられる方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、マイクロストリップ線路を用いた方向性結合器が知られている。この種の方向性結合器は、グランド電極で裏打ちされた基板上に２本の伝送ラインを離間して平行に配置したものである。一方の伝送ラインに高周波信号を通すと、電磁結合により他方の伝送ラインに信号が発生する。方向性結合器は例えば、無線装置の送信系に設けられて、送信電力の一部を方向性結合器で取り出し、送信電力値に応じて電力増幅器を制御するために用いられる。
【０００３】
現在、２つの異なるバンドを送受信することができる携帯電話機が実用化されている。それぞれのバンドの送信周波数をモニタして送信電力を制御するために、方向性結合器が用いられる。この用途に用いられる方向性結合器は、デュアルカプラである。デュアルカプラは、基板に３つの伝送ラインを離間して平行に配置し、両側の２つの伝送ラインに各バンドの送信電力を通し、電磁結合により中央の伝送ラインに発生した各バンドのモニタ電力を出力する構成である。
【０００４】
図１及び図２に、従来のデュアルカプラを示す。図１（Ａ）は従来のデュアルカプラの斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線断面図である。また、図２は図１に示すデュアルカプラの平面図である。グランド電極１１で裏打ちされた半導体基板１２上に、伝送ライン１３と１４及びカップリングライン１５が形成されている。半導体基板１２は例えばＧａＡｓで形成される。伝送ライン１３とカップリングライン１５は、ギャップＧ１を隔てて平行に配置されている。同様に、伝送ライン１４とカップリングライン１５は、ギャップＧ２を隔てて平行に配置されている。伝送ライン１３、１４及びカップリングライン１５は例えば金で形成されている。伝送ライン１３の入力ポート１６にはＧＳＭ（Ｇｒｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）系の送信信号（９００ＭＨｚ帯の信号）が与えられ、出力ポート１６から送信信号が次段に出力される。伝送ライン１３に送信信号が通ると、矢印で示す平面的な電磁結合により、カップリングライン１５に信号が発生する。カップリングライン１５の一端は終端抵抗２０を介して接地され、他端から電磁結合により発生した信号が出力される。伝送ライン１４の入力ポート１８にはＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｓｙｓｔｅｍ）系の送信信号（１．８ＧＨｚ帯の信号）が与えられ、出力ポート１９から送信信号が次段に出力される。伝送ライン１４に送信信号が通ると、矢印で示す平面的な電磁結合により、カップリングライン１５に信号が発生する。このように、カップリングライン１５を介して、ＧＳＭ送信信号とＤＣＳ送信信号の両方をモニタすることができる。
【０００５】
隣接する伝送ラインとカップリングライン間の結合の度合いは、主として周波数に依存する。周波数が高い程、結合の度合いは大きくなる。従って、上記の例では、ＤＣＳ系の信号の方がＤＳＭ系の信号よりも強く結合する。カップリングライン１５を介してモニタする信号のレベル（又は電力）は、どちらの信号であっても等しいことが好ましい。よって、伝送ライン１３とカップリングライン１５との結合、及び伝送ライン１４とカップリングライン１５との結合の度合いを相対的に調整する必要がある。この調整は、伝送ラインとカップリングライン間のギャップ、及び隣接して結合している伝送ラインの長さを異ならせる。具体的には、伝送ライン１３とカップリングライン１５とのギャップＧ１を、伝送ライン１４とカップリングライン１５とのギャップＧ２よりも狭くする。具体例を示すと、ギャップＧ１＝１０μｍ、ギャップＧ２＝２０μｍである。この場合の伝送ライン幅は、伝送ライン１３、１４及びカップリングライン１５の幅をそれぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３とすると、Ｗ１＝Ｗ２＝６０μ、Ｗ３＝１０μｍである。また、図２に示すように、伝送ライン１３とカップリングライン１５が結合している部分（隣接しているライン部分）を、伝送ライン１４とカップリングライン１５が結合している部分よりも長くしてある。具体例を示すと、伝送ライン１３とカップリングライン１５の結合部分の長さは４．６２ｍｍ、伝送ライン１４とカップリングライン１５の結合部分の長さは４．０２ｍｍである。なお、図２に示すチップ状の基板１２のサイズは１．６５ｍｍ×１．８０ｍｍ＝３．０ｍｍ２である。
【０００６】
なお、図２において、図１に示す終端抵抗２０は拡散又は薄膜抵抗で形成されている。抵抗２０はパッド２５を介してカップリングライン１５の一端に接続されている。終端抵抗２０の他端は、ビア２４を介して基板１２の裏側に形成されたグランド電極１１に接続されている。カップリングライン１５の他端はパッド２３に接続される。このパッド２３に検出器（図示を省略してある）が接続される。更に、参照番号２６〜２９は補助回路であって、デュアルカプラの特性を試験する際などに使用される。補助回路２６〜２９において、メッシュのパターンは抵抗、大きな二重の正方形はビア、小さい四角はパッドである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方向性結合器は、サイズが大きいという問題点がある。サイズを小さくしようとしてギャップＧ１とＧ２を狭くすると、必要以上にカップリングが強くなり、伝送ラインとカップリングライン間が短絡してしまう可能性がある。よって、ギャップＧ１とＧ２を狭くするには限度がある。このため、伝送ラインとカップリングラインを長くして所望のカップリング電力を得なければならない。伝送ラインとカップリングラインを長くすれば、必然的に大きな基板が必要となる。
【０００８】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、小型の方向性結合器及びこれを用いた電子装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載のように、伝送ラインと該伝送ラインに結合するカップリングラインとを有し、前記伝送ラインと前記カップリングラインはそれぞれ異なる高さの位置に設けられており、かつ、伝送ラインとカップリングラインの双方は、少なくとも一部が上下にオーバラップしない領域を有することを特徴とする方向性結合器である。これにより、伝送ラインとカップリングラインとを物理的に近接して配置することができ、しかも所望の結合度を得ることができる。よって、方向性結合器の小型化、ひいてはこれを搭載する電子装置の小型化が可能になる。
【００１０】
上記構成において、例えば前記伝送ラインと前記カップリングラインは、その全ての領域にわたって上下にオーバラップしていない。また、一形態として、前記伝送ラインと前記カップリングラインとは、その一部の領域が上下にオーバラップする領域を備える。別の形態として、前記カップリングラインは前記半導体基板上に形成され、前記伝送ラインは前記半導体基板の上部に形成され、前記伝送ライン及び前記カップリングラインに対向するグランド電極が前記半導体基板上に形成されている。更に、前記方向性結合器は、半導体基板と該半導体基板上に形成された前記カップリングラインを覆うように前記半導体基板上に設けられた絶縁層とを有し、前記伝送ラインは前記絶縁層上に設けられている。また、更に別の形態として、前記方向性結合器は、半導体基板と該半導体基板上に形成された前記伝送ラインを覆うように前記半導体基板上に設けられた絶縁層とを有し、前記カップリングラインは前記絶縁層上に設けられている。前記方向性結合器は更に、前記伝送ライン及び前記カップリングラインを支持する半導体基板と、該基板上に形成された抵抗と、前記半導体基板に形成されかつ前記抵抗に電気的に結合するビアとを有する構成とすることができる。また、前記方向性結合器は更に、前記伝送ライン及び前記カップリングラインを支持する半導体基板と、該基板上に形成された抵抗と、該抵抗に対向するように前記半導体基板に形成されたグランド電極と、前記半導体基板に形成されかつ前記抵抗と前記グランド電極とを電気的に結合するビアとを有する構成とすることができる。前記伝送ラインと前記カップリングラインは、縦方向に重なり合わない位置に設けられている。また、前記伝送ラインは、前記カップリングラインに結合する複数のラインを含む。これにより、小型のデュアルカプラが実現できる。
【００１１】
また、前記複数のラインと前記カップリングラインが隣接している部分の長さはそれぞれ異なるようにすることができる。また、前記カップリングラインと、これに接続された検出器とを有する電子装置を構成することができる。更に、前記伝送ラインに接続された増幅器とを有する構成とすることができる。更に、上記方向性結合器と、前記伝送ラインに接続されたフィルタとを有する構成とすることができる。また、前記方向性結合器と、前記カップリングラインに接続された検出器と、前記伝送ラインに接続されたフィルタとを有する電子装置とすることもできる。更に、前記電子装置は、前記カップリングラインに接続された抵抗を有する構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明は請求項１８に記載のように、方向性結合器と該方向性結合器に接続された回路素子とを有し、前記方向性結合器は２つの伝送ラインと該２つの伝送ラインに結合するカップリングラインとを有し、前記２つの伝送ラインと前記カップリングラインは横方向に対向しない位置に配置されていることを特徴とする電子装置である。この構成において、前記方向性結合器と前記回路素子とは、同一の回路基板上に形成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図３は本発明の方向性結合器の一実施形態を示す斜視図（Ａ）及び（Ａ）図のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。また、図４はこの方向性結合器の全体を示す平面図である。図３は図４の一部分を拡大して示したものである。
【００１４】
本実施形態に係る方向性結合器はデュアルカプラであって、２つの伝送ライン３３及び３４、並びにカップリングライン３５を有する。伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５は、異なる面上に形成されている。具体的には、カップリングライン３５は、半導体基板３２上に形成され、伝送ライン３３と３４は、カップリングライン３５を覆うように半導体基板３２の全面に設けられた絶縁層４１上に離間して形成されている。伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５は縦方向に異なる位置にあり、横方向に対向しない位置に配置されている。伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５は、同一基準面に対し異なる高さに位置している。同一基準面とは例えば、半導体基板３２の底面、又は半導体基板３２の底面（裏面）に形成されたグランド電極の面である。カップリングライン３５が半導体基板３２上に直接形成されているのに対し、伝送ライン３３、３４は半導体基板３２の上部に形成されている。伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５とは多層構成（本実施形態では２層構成）となるように配置されている。
【００１５】
カップリングライン３５は伝送ライン３３、３４よりも低い位置に設けられている。伝送ライン３３，３４の底面とカップリングライン３５の上面は、縦方向にＤだけ離間している。伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５は、縦方向に重なり合わない位置に設けられている。図示する構成では、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５は、その全ての領域にわたって上下にオーバラップオーバラップしていない。図３（Ｂ）に示すように、伝送ライン３３の内側側面とカップリングライン３５の一方の側面とは、仮想的な同一面上にある。換言すれば、伝送ライン３３の内側側面とカップリングライン３５の一方の側面との間には、横方向にギャップが存在しない。つまり、伝送ライン３３とカップリングライン３５とは、縦方向の重なり合いを避ける位置にある。同様に、伝送ライン３４の内側側面とカップリングライン３５の他方の側面とは、仮想的な同一面上にある。換言すれば、伝送ライン３４の内側側面とカップリングライン３５の他方の側面との間には、横方向にギャップが存在しない。
【００１６】
伝送ライン３３とカップリングライン３５とは、図３の左側の矢印で示すように、二次元的に結合する。同様に、伝送ライン３４とカップリングライン３５とは多層構成のため、図３の右側の矢印で示すように、二次元的に結合する。このため、従来のように平面的に結合する構成にくらべ、横方向のギャップを減少させることができる。本実施形態では、ギャップは設けられていない。また、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５との最短離間距離（縦方向の距離）は短いが、電気力線が二次元的に形成されるため、電気力線が通る距離は縦方向と横方向の和となる。よって、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５とが物理的に近接しているにもかかわらず、短絡などを生じることなく所望の結合の度合いを得ることができる。この最短離間距離は前記Ｄに相当する。最短離間距離Ｄは、例えば３μｍである。なお、この場合、例えば伝送ライン３３と３４のそれぞれの幅Ｗ１１、Ｗ１２は６０μ、厚みは６μｍである。また、カップリングライン３５の幅Ｗ１３は例えば２０μｍ、厚みは６０μｍである。
【００１７】
図３に示す構成において、伝送ライン３３とカップリングライン３５との距離、及び伝送路３４とカップリングライン３５との距離は同一である。従って、結合の度合いを調整してカップリングライン３５に同一レベル（電力）のモニタ出力が得られるようにするために、例えば結合する部分（隣接する部分）の距離で調整する。一例として、伝送ライン３３にＧＳＭ系の送信信号を通し、伝送ライン３４にＤＣＳ系の信号を通す場合、伝送ライン３３とカップリングライン３５との結合を相対的に大きく設定する必要がある。このため、図４に示すようなパターン配置となっている。伝送ライン３３とカップリングライン３５とが結合している部分の長さは、伝送ライン３４とカップリングライン３５とが結合している部分の長さよりも長い。なお、図４において、伝送ライン３３の一端は入力端子（入力ポートともいう）となるパッド３６に接続され，他端は出力端子（出力ポートともいう）となるパッド３７に接続されている。同様に、伝送ライン３４の一端は入力端子となるパッド３８に接続され、他端は出力端子となるパッド３９に接続されている。カップリングライン３５の一端は、モニタ出力端子となるパッド４３に接続され、他端はパッド４５に接続されている。パッド４５には拡散抵抗又は薄膜抵抗で形成される終端抵抗４０の一端が接続されている。終端抵抗４０のインピーダンスは、例えば５０Ωである。終端抵抗４０の他端は、ビア４４を介して、半導体基板３２の裏面に形成されたグランド電極３１（図３）に接続されている。なお、半導体基板３２は、例えばＧａＡｓなどの半導体材料で形成されている。また、伝送ライン３３、３４及びカップリングライン３５は金などの導電性材料で形成されている。更に、絶縁層４１は例えばポリイミドで形成される。
【００１８】
図４において、ＧＳＭ系の伝送ライン３３とカップリングライン３５とが隣接する（結合する）距離は３．１０ｍｍ、ＤＣＳ系の伝送ライン３４とカップリングライン３５とが隣接する距離は２．５３ｍｍである。このような配置を実現するためのチップ状の半導体祈願３２は例えば、０．９２ｍｍ×１．４４ｍｍ＝。３ｍｍ２である。このため、本実施形態によれば、前述の従来技術に比べ、チップサイズを約５７％減少させることができる。
【００１９】
以上、本発明の第１実施形態に係る方向性結合器を説明した。上記方向性結合器はデュアルカプラであったが、伝送ラインが１本のシングルカプラであっても２層構成とすることで、短いライン長で所望の結合（モニタ電力）を得ることができる。
【００２０】
図５は、上記第１実施形態の変形例である。図示するデュアルカプラは、伝送ライン３３とカップリングライン３５との間に僅かなギャップＧ３を設け、同様に伝送来３４とカップリングライン３５との間に僅かなギャップＧ４を設けた構成を有する。このようにギャップＧ３とＧ４を設けてもよい。また、ギャップＧ３とＧ４のいずれか一方のみを設けてもよい。また、原理的には、伝送路３３又は／及び３４とカップリングライン３５とが部分的に重なり合う構成も考えられる。更に、伝送ライン３３と３４の高さを異なるようにしても良い。これにより、伝送ライン３３とカップリングライン３５との距離と、伝送ライン３４とカップリングライン３５との距離が異なるので、結合の度合いも異なるようになる。
【００２１】
図６（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ、図１、図２に示す従来のデュアルカプラ及び図３、４に示す本発明の第１実施形態に係るデュアルカプラの特性図である。図６（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれＧＳＭ帯の特性を示し、（Ｄ）〜（Ｆ）はそれよりも高い周波数のＤＣＳ帯の特性を示す。図６（Ａ）〜（Ｃ）の横軸において、“１”は９００ＭＨｚを示し、“２”は９１０ＭＨｚを示す。また、図６（Ｄ）〜（Ｆ）において、“２”は１．８ＧＨｚ、“３”は１．９ＧＨｚを示す。また、図６（Ａ）〜（Ｆ）において縦軸はゲイン（ｄＢ）を示し，（１）は第１実施形態に係るデュアルカプラの特性、（２）は前記従来のデュアルカプラの特性を示す。（Ａ）と（Ｄ）はそれぞれ挿入損失を示す特性図である。（Ｂ）と（Ｅ）はそれぞれ結合度を示す特性図である。（Ｃ）と（Ｆ）はそれぞれアイソレーションを示す特性図である。アイソレーションとは、カップリングライン３５に高周波信号を印加した時に伝送ライン側に現われる電力の大きさを示す。いずれの特性も、本実施形態に係るデュアルカプラの方が優れている。
【００２２】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係るデュアルカプラの断面図である。図中、前述した構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。本実施形態も第１実施形態と同様に、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５とは２層構成であるが、上下関係が逆になっている。伝送ライン３３，３４は半導体基板３２上に離間して配置され、これらを覆うようにポリイミドなどの絶縁層５１が形成され、その上にカップリングライン３５が形成されている。つまり、カップリングライン３５は伝送ライン３３、３４よりも低い位置に設けられている。このような構成であっても、前述した第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。また、前述した第１実施形態の変形例と同様に、図７に示す構成の様々な変形が可能である。
【００２３】
（第３実施形態）
図８（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第３実施形態に係る電子装置を示す図である。この電子装置は、本発明の方向性結合器と、その他の回路素子を備えたものである。図８では、本発明の方向性結合器であるデュアルカプラを参照番号６０で示す。また、第１の送信系（例えばＧＳＭ系）の入力端子及び出力端子をそれぞれＩＮ１、ＯＵＴ１で示し、第２の送信系（例えばＤＣＳ系）の入力端子及び出力端子をそれぞれＩＮ２、ＯＵＴ２で示す。
【００２４】
図８（Ａ）の電子装置は、デュアルカプラ６０と検出器６２とを備える。デュアルカプラ６０と検出器６２とは、例えば同一配線基板上に形成される。検出器６２は、２つの送信系の信号電力をモニタした信号を出力する。図８（Ｂ）の電子装置は、デュアルカプラ６０と、２つの送信系にそれぞれ対応する２つの電力増幅器６３、６４とを備える。これらは、例えば同一配線基板上に形成される。電力増幅器６３、６４は、この電子装置に外付けされた検出器（図８（Ａ）の検出器６２に相当する）でモニタした第１又は第２の送信系の電力に基づき、制御可能である。図８（Ｃ）の電子装置は、デュアルカプラ６０と、２つの送信系にそれぞれ対応する２つのフィルタ６５、６６とを備える。これらは、例えば同一配線基板上に形成される。フィルタ６５，６６は例えばローパスフィルタであって、不要な高周波成分を除去する機能を持つ。図８（Ｃ）に示す電子装置に、（Ａ）に示す検出器６２や、（Ｂ）に示す増幅器を外部から接続することができる。図８（Ｄ）の電子装置は（Ａ）と（Ｃ）とを組み合わせた構成である。なお、図示を省略するが、（Ｂ）と（Ｄ）とを組み合わせた電子装置を構成することもできる。
【００２５】
以上、本発明の実施形態を説明した。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の実施形態や変形が可能である。例えば、上記実施の形態を変形して、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５とは、その一部の領域が上下にオーバラップする領域を備えるように構成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型の方向性結合器及びこれを用いた電子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の方向性結合器を示す斜視図（Ａ）及びＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図２】図１に示す従来の方向性結合器全体を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る方向性結合器の斜視図（Ｂ）及びＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】図３に示す方向性結合器全体を示す平面図である。
【図５】第１実施形態の変形例を示す断面図である。
【図６】図１、図２に示す従来のデュアルカプラ及び図３、４に示す本発明の第１実施形態に係るデュアルカプラの特性図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る方向性結合器の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る電子装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１１　　グランド電極
１２　　半導体基板
１３　　伝送ライン
１４　　伝送ライン
１５　　カップリングライン
３１　　グランド電極
３２　　半導体基板
３３　　伝送ライン
３４　　伝送ライン
３５　　カップリングライン
３６〜３９　　パッド
４０　　終端抵抗
４４　　ビア
４５　　パッド
５１　　絶縁層
【図１】
2004040259.tif 000003
【図２】
2004040259.tif 000004
【図３】
2004040259.tif 000005
【図４】
2004040259.tif 000006
【図５】
2004040259.tif 000007
【図６】
2004040259.tif 000008
【図７】
2004040259.tif 000009
【図８】
2004040259.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月30日(2003.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記カップリングラインは半導体基板上に形成され、前記伝送ラインは前記半導体基板の上部に形成され、前記伝送ライン及び前記カップリングラインに対向するグランド電極が前記半導体基板上に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項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】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記複数のラインと前記カップリングラインが隣接している部分の長さはそれぞれ異なることを特徴とする請求項１０記載の方向性結合器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
伝送ライン３３とカップリングライン３５とは、図３の左側の矢印で示すように、二次元的に結合する。同様に、伝送ライン３４とカップリングライン３５とは多層構成のため、図３の右側の矢印で示すように、二次元的に結合する。このため、従来のように平面的に結合する構成にくらべ、横方向のギャップを減少させることができる。本実施形態では、ギャップは設けられていない。また、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５との最短離間距離（縦方向の距離）は短いが、電気力線が二次元的に形成されるため、電気力線が通る距離は縦方向と横方向の和となる。よって、伝送ライン３３、３４とカップリングライン３５とが物理的に近接しているにもかかわらず、短絡などを生じることなく所望の結合の度合いを得ることができる。この最短離間距離は前記Ｄに相当する。最短離間距離Ｄは、例えば３μｍである。なお、この場合、例えば伝送ライン３３と３４のそれぞれの幅Ｗ１１、Ｗ１２は６０μｍ、厚みは６μｍである。また、カップリングライン３５の幅Ｗ１３は例えば２０μｍ、厚みは６μｍである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図４において、ＧＳＭ系の伝送ライン３３とカップリングライン３５とが隣接する（結合する）距離は３．１０ｍｍ、ＤＣＳ系の伝送ライン３４とカップリングライン３５とが隣接する距離は２．５３ｍｍである。このような配置を実現するためのチップ状の半導体基板３２は例えば、０．９２ｍｍ×１．４４ｍｍ＝１．３２ｍｍ２である。このため、本実施形態によれば、前述の従来技術に比べ、チップサイズを約５７％減少させることができる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（第３実施形態）
図８（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第３実施形態に係る電子装置を示す図である。この電子装置は、本発明の方向性結合器と、その他の回路素子を備えたものである。図８では、本発明の方向性結合器であるデュアルカプラを参照番号６０で示す。また、第１の送信系（例えばＧＳＭ系）の入力端子及び出力端子をそれぞれＩＮ１、ＯＵＴ１で示し、第２の送信系（例えばＤＣＳ系）の入力端子及び出力端子をそれぞれＩＮ２、ＯＵＴ２で示す。


【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004040259.tif 000011
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004040259.tif 000012
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004040259.tif 000013