(57)【要約】【課題】大きな結合度を有する結合器を提供する。【解決手段】互いに平行な第１と第２の面を有する第１、第２誘電体基板１４１，１４２と、前記第１誘電体基板１４１の第１の面に形成された接地導体１０３と、前記第２誘電体基板１４２の第２の面上に、互いに電磁的に結合するよう近接する２本の結合用線路導体１２０，１２１とからなる結合器において、前記第２誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体１５０〜１６３、１７０〜１８３を前記２本の結合用線路導体１２０，１２１上に互いに電磁気的結合度を増すよう配置接続することにより、前記結合用線路導体１２０，１２１間の対向する面積を大きくし静電容量を増大するようにした。【選択図】　　　図１
2004088752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板と、
前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、
前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア導体とを備えた、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２】
請求項１記載の結合器において、
前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第３誘電体基板を形成し、該第３誘電体基板の第２の面に接地導体を形成してなる、
ことを特徴とする結合器。
【請求項３】
請求項１記載の結合器において、
前記第１誘電体基板から前記第２誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、
前記２つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項４】
請求項２記載の結合器において、
前記第１誘電体基板から前記第３誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、
前記３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第３誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項５】
請求項３または４記載の結合器において、
前記２つ又は３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向する先端を、前記第１誘電体基板の第１の面、或いは前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第３誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、コムライン結合されてなるものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
前記２本の結合用線路導体上に、等間隔に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項７】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項８】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項９】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、等間隔で、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１０】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
前記２本の結合用線路導体上に、疎部と密部を有するように配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１１】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
前記２本の結合用線路導体上に、複数の前記ビア導体を１組とする密部が間欠的に配置されるように配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１２】
請求項１１記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１３】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
前記２本の結合用線路導体上に、それぞれ互いに対向するように折線状に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１４】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
前記２本の結合用線路導体上に、それぞれ互いに対向するように千鳥状に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１５】
請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、
前記第１誘電体基板の第２の面と、前記第２誘電体基板の第１の面との間に２本の第２線路導体をさらに有し、
前記２本の結合用線路導体と前記２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が前記結合用線路導体と前記第２線路導体により挟まれ、接続されている、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１６】
請求項９記載の結合器において、
前記第１誘電体基板の第２の面と、前記第２誘電体基板の第１の面との間に２本の第２線路導体をさらに有し、
前記２本の結合用線路導体と前記２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が前記結合用線路導体と前記第２線路導体により挟まれ、接続されている、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１７】
互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板と、
前記第２誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第３誘電体基板と、
前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、
前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、
前記第２誘電体基板、または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア導体とを備えた、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１８】
請求項１７記載の結合器において、
前記第３誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面と第２の面を有する第４誘電体基板を形成し、該第４誘電体基板の第２の面に接地導体を形成する、
ことを特徴とする結合器。
【請求項１９】
請求項１７記載の結合器において、
前記第１誘電体基板から前記第３誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、
前記３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２０】
請求項１８記載の結合器において、
前記第１誘電体基板から前記第４誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、
前記４つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第４誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２１】
請求項１９または２０記載の結合器において、
前記３つ又は４つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向する先端を、前記第１誘電体基板の第１の面或いは、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第４誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、コムライン結合されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１の何れかに記載の結合器において、
前記第２誘電体基板または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
前記第２誘電体基板に充填されたビア導体と、前記第３誘電体基板に充填されたビア導体とが交互に配置されるように配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２３】
請求項２２記載の結合器において、
前記第２誘電体基板または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、
対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、等間隔で、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２４】
請求項９、１１、１４、１６または２３記載の結合器において、
該結合器を、フィルタとして用いる、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２５】
互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、
前記第１誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、
前記第１誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に前記第１誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア誘電体とを備えた、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２６】
請求項２５記載の結合器において、
前記第１誘電体基板の第２の面上に、
互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板を形成し、該第２誘電体基板の第２の面に接地導体を形成してなる、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２７】
請求項２６記載の結合器において、
前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に前記第２誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア誘電体とを形成してなる、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２８】
請求項２５記載の結合器において、
前記第１誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、
前記１つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものである、
ことを特徴とする結合器。
【請求項２９】
請求項２７記載の結合器において、
前記第１、２誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、
前記２つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第２誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものである、
ことを特徴とする結合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結合器に関し、マイクロ波回路における方向性結合器、またはフィルタに用いられる結合器に関するものであり、特にストリップラインを用いた場合に、大きな結合度を有する結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、結合器は、フィルタ回路、平衡型増幅器平衡型ミキサ、及びバランなどの種々のマイクロ波回路に適用されている。
図６は、従来の１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。
図６（ｃ）は、従来の結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図６（ａ）は、図６（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図、図６（ｂ）は、図６（ｃ）のＡ１１−Ａ１２縦断面図である。また、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図６（ｅ）は、図６（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図６（ｆ）は、図６（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図６（ｇ）は、図６（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【０００３】
図６（ａ）、及び（ｂ）に示すように、従来の結合器は、第１の誘電体基板６０１の下面に接地導体６０３が形成され、第２の誘電体基板６０２の上面に接地導体６０４が形成されている。
また、図６（ｅ）及び（ｆ）に示すように、前記第１誘電体基板６０１と前記第２誘電体基板６０２の間に、ストリップラインを用いた信号の信号入出力用線路導体６１２、６１３と、互いに電磁的に結合するように近接し、接地導体６０４の中心線に対して対称に形成された２本の結合用線路導体６２０、６２１とを形成している。
【０００４】
また、前記第１誘電体基板６０１、及び前記第２誘電体基板６０２を貫通するスルーホール内において、ビア導体６３０、６３１、６３２、及び６３３が充填されている。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、該ビア導体６３０、６３１は、図６（ｃ）のＡ７−Ａ８線の位置で、また、該ビア導体６３２、６３３は、図６（ｃ）のＡ１−Ａ２線の位置で、前記結合用線路導体６２０と６２１の互いに対向しない先端部分を、接地導体６０４と接地導体６０３に短絡し、インターデジタル結合させる。
また、前記第１誘電体基板６０１、及び前記第２誘電体基板６０２の側面に、接地導体６０５、６０６、６０７、及び６０８を形成する。
【０００５】
このように、従来の１／４波長先端短絡方結合線路を用いた結合器は、結合用線路導体６２０、６２１を接地導体６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、及び６０８で囲み、ストリップラインを用いて構成されている。
従来の１／４波長先端短絡方結合線路を用いた結合器は、前記信号入出力用線路導体６１２、６１３を前記結合線路用導体６２０、６２１に互いに対向しない点対称で接続し、この接続した位置と前記結合線路用導体６２０、６２１の先端からの距離により入出力インピーダンスが決まる。
【０００６】
また、プリント基板実装時の前記信号入出力用端面電極６１０、６１１を前記第１誘電体基板６０１、及び前記第２誘電体基板６０２の側面に形成し、それぞれ前記信号入出力用線路導体６１２、６１３に接続させる。
ここで、各結合用線路導体６２０、６２１は、１／４波長の長手方向の長さ、すなわち１／４λｇ（λｇは管内波長である。）の長手方向の長さを有する。
【０００７】
この従来例の１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器に対して、公知の偶奇直交モード励振法による準ＴＥＭ近似（ジェイ・リード（Ｊ．Ｒｅｅｄ））や、「実用　マイクロ波技術講座−理論と実際―」（非特許文献１参照）に開示されている偶モード、奇モードの解析方法を用いて、解析を行うと、偶モードにおいては同相励振となり、一方、奇モードにおいては逆相励振となる。
【０００８】
ここで、この結合線路の結合伝送線路の奇、偶各モード時の特性インピーダンスＺｏｄｄ、Ｚｅｖｅｎは〔数１〕及び〔数２〕で表される。
〔数１〕　Ｚｏｄｄ＝１／（Ｖｐ×（Ｃ１＋２×Ｃ１２））　［Ω］
〔数２〕　Ｚｅｖｅｎ＝１／（Ｖｐ×Ｃ１）　［Ω］
なお、Ｖｐは伝送路を電磁界が伝搬する速度である。また、Ｃ１はストリップラインである前記結合用線路導体６２０、６２１と前記接地導体６０３、６０４との間の単位長当りの静電容量であり、Ｃ１２は、前記結合用線路導体６２０、６２１間単位長当りの静電容量である。
【０００９】
上記特性インピーダンスＺｏｄｄ、Ｚｅｖｅｎを用いて、従来例の１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器の結合度Ｋは次式で表わすことができる。
〔数３〕　Ｋ＝２０ｌｏｇ｛（Ｚｅｖｅｎ−Ｚｏｄｄ）／（√２×（Ｚｅｖｅｎ＋Ｚｏｄｄ））｝　［ｄＢ］
上記〔数３〕に〔数１〕、及び〔数２〕を代入することによって、結合度Ｋを示す次の〔数４〕を得る。
〔数４〕　Ｋ＝２０ｌｏｇ｛Ｃ１２／（√２×（Ｃ１＋Ｃ１２））｝
以上のように従来例の１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器の結合度Ｋは表される。
また、上記従来例に比較して大きな結合度を有する１／４波長結合線路型方向性結合器も提案されている（特許文献１）。
【００１０】
【非特許文献１】
小西良弘，「実用　マイクロ波技術講座−理論と実際」，ケイラボ出版，２００１年６月，第３巻
【特許文献１】
特開平６−３５０３１３号公報（第１−１３頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のストリップラインによる結合器では、２本の結合用線路導体６２０、６２１の間隔を極端に小さくしないと結合度Ｋを大きくすることができないという問題があった。しかし、製造上の問題点から２本の結合用線路導体６２０、６２１を配置することができる最小間隔の距離が限定されている。
また、最近、低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）が開発され、絶縁層を薄くし小型化することが可能となってきているが、絶縁層を薄くすると、ストリップラインである前記結合用線路導体６２０、６２１と前記接地導体６０３、６０４との間の単位長当りの静電容量であるＣ１が大きくなり、〔数４〕で示すように、更に結合線路の結合度Ｋが小さくなる。
【００１２】
この問題点を解決するために、上記従来例より改善された１／４波長結合線路型方向性結合器が提案されている（特許文献１）。
【００１３】
しかしながら、上記公報に開示された従来例は、主にマイクロストリップによる線路導体に関するものであるが、他からの電磁妨害を受けやすく、上記１／４波長結合線路型方向性結合器の上下に部品を配置できないため高密度実装に不向きであり、小型化できないという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、従来例と比較して小型で高密度実装可能な、結合度Ｋが大きい結合器を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の請求項１による結合器は、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア導体とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の結合器は、請求項１記載の結合器において、前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第３誘電体基板を形成し、該第３誘電体基板の第２の面に接地導体を形成してなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項３記載の結合器は、請求項１記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第２誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記２つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項４記載の結合器は、請求項２記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第３誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第３誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項５記載の結合器は、請求項３または４記載の結合器において、前記２つ又は３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向する先端を、前記第１誘電体基板の第１の面、或いは前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第３誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、コムライン結合されてなるものであることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項６記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、等間隔に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項７記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項８記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項９記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合線路導体間の中心線に近接する側に、等間隔で、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項１０記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、疎部と密部を有するように配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項１１記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、複数の前記ビア導体を１組とする密部が間欠的に配置されるように配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項１２記載の結合器は、請求項１１記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の請求項１３記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、それぞれ互いに対向するように折線状に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の請求項１４記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、それぞれ互いに対向するように千鳥状に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の請求項１５記載の結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第１誘電体基板の第２の面と、前記第２誘電体基板の第１の面との間に２本の第２線路導体をさらに有し、前記２本の結合用線路導体と前記２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が前記結合用線路導体と前記第２線路導体により挟まれ、接続されていることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明の請求項１６記載の結合器は、請求項９記載の結合器において、前記第１誘電体基板の第２の面と、前記第２誘電体基板の第１の面との間に２本の第２線路導体をさらに有し、前記２本の結合用線路導体と前記２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が前記結合用線路導体と前記第２線路導体により挟まれ、接続されていることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明の請求項１７記載の結合器は、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第３誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、前記第２誘電体基板、または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア導体とを備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明の請求項１８記載の結合器は、請求項１７記載の結合器において、前記第３誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面と第２の面を有する第４誘電体基板を形成し、該第４誘電体基板の第２の面に接地導体を形成することを特徴とするものである。
【００３３】
また、本発明の請求項１９記載の結合器は、請求項１７記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第３誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものであることを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明の請求項２０記載の結合器は、請求項１８記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第４誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記４つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第４誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものであることを特徴とするものである。
【００３５】
また、本発明の請求項２１記載の結合器は、請求項１９または２０記載の結合器において、前記３つ又は４つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向する先端を、前記第１誘電体基板の第１の面或いは、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第４誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、コムライン結合されたものであることを特徴とするものである。
【００３６】
また、本発明の請求項２２記載の結合器は、請求項１９乃至２１の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記第２誘電体基板に充填されたビア導体と、前記第３誘電体基板に充填されたビア導体とが交互に配置されるように配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００３７】
また、本発明の請求項２３記載の結合器は、請求項２２記載の結合器において、前記第２誘電体基板または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、等間隔で、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであることを特徴とするものである。
【００３８】
また、本発明の請求項２４記載の結合器は、請求項９、１１、１４、１６または２３記載の結合器において、該結合器を、フィルタとして用いることを特徴とするものである。
【００３９】
また、本発明の請求項２５に記載の結合器は、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、前記第１誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、前記第１誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に前記第１誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア誘電体とを備えた、ことを特徴とする。
【００４０】
また、本発明の請求項２６に記載の結合器は、請求項２５記載の結合器において、前記第１誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板を形成し、該第２誘電体基板の第２の面に接地導体を形成してなる、ことを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の請求項２７に記載の結合器は、請求項２６記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に前記第２誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア誘電体とを形成してなる、ことを特徴とする。
【００４２】
また、本発明の請求項２８に記載の結合器は、請求項２５記載の結合器において、前記第１誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記１つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものである、ことを特徴とする。
【００４３】
また、本発明の請求項２９に記載の結合器は、請求項２７記載の結合器において、前記第１、２誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記２つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第２誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものである、ことを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。
図１（ｃ）は、本発明の実施の形態１による結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図１（ａ）は、図１（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ｃ）のＡ１１−Ａ１２縦断面図である。また、図１（ｄ）は、図１（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図１（ｅ）は、図１（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図１（ｆ）は、図１（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図１（ｇ）は、図１（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【００４５】
図１（ａ）、及び（ｂ）に示すように、第１、第２、第３の誘電体基板１４１、１４２、１４３は、それぞれ互いに平行な第１の面（下面）、及び第２の面（上面）を有している。本発明の実施の形態１による結合器は、該第１の誘電体基板１４１の下面に接地導体１０３が形成され、第３の誘電体基板１４３の上面に接地導体１０４が形成されている。
【００４６】
また、図１（ｅ）及び（ｆ）に示すように、第３誘電体基板１４３の下面と、第２誘電体基板１４２の上面との間に、ストリップラインを用いた信号の信号入出力用線路導体１１２、１１３と、互いに電磁的に結合するように近接し、接地導体１０４の中心線に対して対称に形成された２本の結合用線路導体１２０、１２１とを形成している。
【００４７】
ここで、結合用線路導体１２０、１２１は、１／４波長の長手方向の長さ、すなわち１／４λｇ（λｇは管内波長）の長手方向の長さを有し、この周波数にて共振が発生する。
第１、第２、第３誘電体基板１４１〜１４３を貫通するスルーホール内では、ビア導体１３０〜１３２、及びビア導体１３３〜１３５が充填されている。
【００４８】
図１（ｃ）及び（ｇ）に示すように、ビア導体１３０〜１３２は、図１（ｃ）のＡ７−Ａ８線の位置で、また、図１（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）に示すように、ビア導体１３３〜１３５は図１（ｃ）のＡ１−Ａ２線の位置で、結合用線路導体１２０、１２１の互いに対向しない先端部分を、接地導体１０４、及び接地導体１０３に短絡して、インターデジタル結合する。
そして、結合用線路導体１２０、１２１は、前述したように１／４波長の長手方向の長さを有するため、１／４波長である周波数で共振し、該共振周波数において、バンドパスフィルタとして動作する。
【００４９】
また、第１、第２、第３誘電体基板１４１〜１４３の側面には、図（ａ）、（ｂ）に示す接地導体１０５、１０６、及び図（ｄ）〜（ｇ）に示す接地導体１０７、１０８を形成し、結合用線路導体１２０、１２１を接地導体１０５〜１０８で囲むこと、つまりストリップラインを用いることにより、他からの電磁妨害を受けにくくなり、高密度に部品を配置でき、装置の小型化が可能となる。
【００５０】
信号入出力用線路導体１１２、１１３は、図（ｃ）に示すように、結合用線路導体１２０、１２１に互いに対向しないように、つまり点対称状に接続し、この接続した位置と結合用線路導体１２０、１２１の先端からの距離で入出力インピーダンスが決まる。
また、図（ｅ）、（ｆ）に示すようにプリント基板実装時の信号入出力用端面電極１１０、１１１を第１、第２、第３誘電体基板１４１〜１４３の側面に形成し、信号入出力用線路用導体１１２、１１３に接続させる。
【００５１】
また、図１（ｃ）に示すように、第２誘電体基板１４２を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体１５０〜１６３は、図１（ａ）に示すように結合用線路導体１２１上に配置接続され、同様に第２誘電体基板１４２を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体１７０〜１８３は、結合用線路導体１２０上に配置接続（図示せず）される。
【００５２】
ここで、ビア導体１５０〜１６３、及びビア導体１７０〜１８３の配置接続方法は、図１（ａ）及び（ｃ）に示すように、結合用線路導体１２０、１２１の長手方向に沿って、等間隔で、一直線に、ビア導体１５０〜１６３とビア導体１７０〜１８３とが互いに近接かつ対向するように配置接続する。
【００５３】
具体的には、図１（ｃ）に示すように、ビア導体１５０〜１６３は、結合用線路導体１２１の中心線（Ａ１１−Ａ１２線）上よりも、２本の結合用線路導体１２０、１２１間の中心側のＡ９−Ａ１０線上に配置する。
つまり、ビア導体１５０〜１６３、及びビア導体１７０〜１８３は、それぞれ結合用線路導体１２０、１２１の各中心よりも、２本の結合用線路導体１２０、１２１間の中心側に近づけ、結合用線路導体１２０、１２１の長手方向に沿って、直線状に一様かつ高密度に、互いが対向するよう配置する。
そして、以上のような構成により、図１に示す１／４波長先端短絡型結合線路を用いたインターデジタルフィルタである結合器を得る。
【００５４】
次に、以上のように構成された１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器について、動作、及び作用を説明する。
ＬＴＣＣを用いた基板において、ビア導体１５０〜１６３、１７０〜１８３の上下方向の長さ、つまり誘電体基板の厚みは数十〜百ミクロンであり、一方、結合用線路導体１２０、１２１の厚みは数ミクロンなので、ビア導体１５０〜１６３、１７０〜１８３の上下方向の長さは結合用線路導体１２０、１２１の厚みに比べ、十分大きい。そのため、ビア導体１５０〜１６３、１７０〜１８３を配置接続することにより、偶モード時に、結合用線路導体１２０、１２１と接地導体１０３〜１０８との間の、〔数１〕、〔数２〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１が大きくなる以上に、奇モード時に、結合用線路導体１２０と１２１間の対向する面積が増加し、〔数１〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１２が増大する。
【００５５】
従って、（数４）から明らかなように、本実施の形態１による結合器は、結合線路の結合度Ｋを増大させることができる。
さらに、対向するビア導体１５０〜１６３、１７０〜１８３を近接させることで、より大きな結合度を得ることができる。
【００５６】
以上のように本実施の形態１による結合器によれば、ビア導体を結合線路上に配置接続することにより、静電容量Ｃ１２を増大させることになり、結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域の幅を広げることができ、さらに多層の高密度実装が可能である。
【００５７】
また、本実施の形態１による結合器では、対向する多数の高密度なビア導体を出来るだけ近くに配置することにより、さらに強い結合度を得ることができる。これら結合線路の特性は、例えばＦＤＴＤ法、有限要素法などの解析法を用いて確認することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態１では、第３の誘電体基板１４３と、接地導体１０４を備えるようにしたが、該第３の誘電体基板１４３、及び接地導体１０４を無くし、マイクロストリップラインで構成される結合線路で構成してもよい。
また、本実施の形態１では、ビア導体１３０〜１３５により、結合用線路導体１２０、１２１の互いに対向する先端部分を、接地導体１０３、１０４に短絡し、コムライン結合させてもよい。なお、この場合には、１／４波長先端短絡型結合線路を用いたコムラインフィルタである結合器を得ることができる。
【００５９】
また、本実施の形態１ではビア導体１３０〜１３５を備えるようにしたが、該ビア導体１３０〜１３５を無くし、結合用線路導体１２０、１２１を方向性結合器に用いてもよい。
【００６０】
また、実施の形態１では、結合用線路導体１２０、１２１の長手方向の長さを１／４波長、すなわち１／４λｇ（λｇは管内波長）としたが、これは結合用線路導体１２０、１２１の開放端にコンデンサーを付けることにより、１／４λｇより短くすることができる。
また、実施の形態１では、接地導体１０４の中心線に対して対称に２本の結合用線路導体１２０、１２１を形成しているが、２本の結合用線路導体１２０、１２１を接地導体１０４の中心に形成する必要はなく、任意の位置に配置しても同様の性能を得ることができる。
【００６１】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。なお、ビア導体２３０〜２３２、２３３〜２３５、２５０〜２６１、２７０〜２８１以外に関する構成は、実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００６２】
図２（ｃ）は、本発明の実施の形態２による結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図２（ａ）は、図２（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図、図２（ｂ）は、図２（ｃ）のＡ１１−Ａ１２縦断面図である。また、図２（ｄ）は、図２（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図２（ｅ）は、図２（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図２（ｆ）は、図２（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図２（ｇ）は、図２（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【００６３】
本発明の実施の形態２では、結合用線路導体２２０、２２１上に配置接続するビア導体２５０〜２６１、２７０〜２８１の配置法が、上記実施の形態１による結合器と異なり、２本の結合用線路導体２２０、２２１上に、疎部と密部とが形成される様に、第２誘電体基板２４２を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体２５０〜２６１、２７０〜２８１を間欠的で不均一に配置接続したことを特徴とする。
なお、本実施の形態２では、密に配置接続した複数のビア導体を１組として密部を形成し、該密部を間欠的に配置して前記密部間に疎部を形成する。
【００６４】
具体的には、図２（ｃ）に示すように、例えば、ビア導体２５０〜２６１のうち、ビア導体２５０〜２５２、２５３〜２５５、２５６〜２５８、及び２５９〜２６１のそれぞれ３個のビア導体を１組として密に配置し、前記密に配置された１組のビア導体である密部の間隔を広くとるようにする。
このように配置したビア導体をさらに長蛇で高密度に配置すると、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘電基板に歪みが生じてクラックが入ることを防止できる。
【００６５】
さらに、実施の形態１と同じく、偶モード時に結合用線路導体２２０、２２１と接地導体２０３〜２０８との間の、〔数１〕、〔数２〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１が大きくなる以上に、奇モード時に結合用線路導体２２０と２２１間の対向する面積が増加し、〔数１〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１２が増大する。従って、〔数４〕から明らかなように、本実施の形態２による結合器は、結合線路の結合度Ｋを増大させることができる。
【００６６】
このように本実施の形態２による結合器によれば、２本の結合用線路導体上に、３つのビア導体を１組とする密部を間欠的に配置したので、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装が可能である。
【００６７】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。なお、ビア導体３３０〜３３２、３３３〜３３５、３５０〜３６２、３７０〜３８２以外に関する構成は、実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００６８】
図３（ｃ）は、本発明の実施の形態３による結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図３（ａ）は、図３（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図、図３（ｂ）は、図３（ｃ）のＡ１１−Ａ１２縦断面図である。また、図３（ｄ）は、図３（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図３（ｅ）は、図３（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図３（ｆ）は、図３（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図３（ｇ）は、図３（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【００６９】
本発明の実施の形態３による結合器は、結合用線路導体３２０、３２１上に配置接続するビア導体３５０〜３６２、３７０〜３８２の配置法が実施の形態１と異なり、第２誘電体基板３４２を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体３５０〜３６２、３７０〜３８２を２本の結合用線路導体３２０、３２１上のそれぞれに、折れ線状に互いに対向するように配置接続したことを特徴とする。
【００７０】
本発明の実施の形態３では、図３（ｃ）に示すように、結合用線路導体３２０と３２１上にビア導体３５０〜３６２とビア導体３７０〜３８２とをそれぞれ千鳥状に配置し、結合用線路導体３２０と３２１上にそれぞれ配置されたビア導体３５０〜３６２とビア導体３７０〜３８２とがそれぞれ対向するようにする。
【００７１】
このようにビア導体を千鳥状に配置するとビア導体間隔を広く取ることができ、さらに長蛇で高密度に配置すると、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘電基板に歪みが生じてクラックが入ることを防止できる。
【００７２】
さらに、実施の形態１と同じく、偶モード時に結合用線路導体３２０、３２１と接地導体３０３〜３０８との間の、〔数１〕、〔数２〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１が大きくなる以上に、奇モード時に結合用線路導体３２０、３２１間の対向する面積が増加するので、〔数１〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１２が増大する。
【００７３】
従って、〔数４〕から明らかなように、本実施の形態３による結合器は、結合線路の結合度Ｋを増大させることができる。
このように本実施の形態３による結合器によれば、ビア導体を千鳥状に配置したので、ビア導体間隔を広く取ることができ、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装が可能である。
【００７４】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。なお、ビア導体４３０〜４３２、４３３〜４３５、４５０〜４６３、４７０〜４８３、及び第２線路導体４２２、４２３以外に関する構成は、実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００７５】
図４（ｃ）は、本発明の実施の形態４による結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図４（ａ）は、図４（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図、図４（ｂ）は、図４（ｃ）のＡ１１−Ａ１２縦断面図である。また、図４（ｄ）は、図４（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図４（ｅ）は、図４（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図４（ｆ）は、図４（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図４（ｇ）は、図４（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【００７６】
本発明の実施の形態４では、実施の形態１の構成と異なり、２本の第２線路導体４２２、４２３を第２誘電体基板４４２の下面と、第１誘電体基板４４１の上面との間に形成し、２本の結合用線路導体４２１、４２０と、２本の第２線路導体４２２、４２３が個々に導通している。
【００７７】
また、本実施の形態４では、図４（ｄ）〜（ｇ）で示すように、第２線路導体４２２、４２３が、結合用線路導体４２０、４２１とそれぞれ平行に第２誘電体基板４４２の下面と、第１誘電体基板４４１の上面との間の層に配置されている。
【００７８】
また、第２誘電体基板４４２を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体４５０〜４６３、４７０〜４８３は、第２線路導体４２２、４２３と結合用線路導体４２０、４２１にそれぞれ挟まれ、接続されている。
ビア導体４５０〜４６３、及びビア導体４７０〜４８３の配置接続方法は、図４（ｃ）に示すように、実施の形態１の場合と同様、等間隔で、互いに近接して対向するように配置接続する。
【００７９】
このようにビア導体、結合用線路導体、及び第２線路導体を配置することによりビア導体間隔を広く取れ、さらにビア導体を長蛇で高密度に配置すると、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘電基板に歪みが生じ、クラックが入ることを防止できる。
【００８０】
さらに、実施の形態１と同じく、偶モード時に結合用線路導体４２０、４２１と接地導体４０３〜４０８との間の、〔数１〕、〔数２〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１が大きくなる以上に、奇モード時に結合用線路導体４２０、４２１間の対向する面積が増加するので、〔数１〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１２が増大する。
従って、〔数４〕から明らかなように、本実施の形態４による結合器は、結合線路の結合度Ｋを増大させることができる。
【００８１】
このように本実施の形態４による結合器によれば、２本の結合用線路導体と２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が結合用線路導体と第２線路導体により挟まれ、接続されているので、ビア導体間隔を広く取ることができ、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装が可能である。
【００８２】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。なお、ビア導体５３０〜５３３、５３４〜５３７、５５０〜５６３、５７０〜５８３、及び第４誘電体基板５４３以外に関する構成は、実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００８３】
図５（ｃ）は、本発明の実施の形態５による結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図５（ａ）は、図５（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図、図５（ｂ）は、図５（ｃ）のＡ１１−Ａ１２縦断面図である。また、図５（ｄ）は、図５（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図５（ｅ）は、図５（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図５（ｆ）は、図５（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図５（ｇ）は、図５（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【００８４】
本実施の形態５では、実施の形態１の構成と異なり、互いに平行な第１の面（下面）と第２の面（上面）を有する第４誘電体基板５４３を、第３誘電体基板５４２の第２の面上に形成して接地導体５０４を第４誘電体基板５４３の第２の面に形成する。そして、第２、第３の誘電体基板５４１、５４２の二層に、それぞれ結合度強化用のビア導体を形成することを特徴とする。
【００８５】
実施の形態５では、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、結合用線路導体５２０と５２１上に、第２誘電体基板５４１を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体と、第３誘電体基板５４２を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体とを、交互に配置接続する。
【００８６】
つまり、ビア導体５５０〜５６３のうちの、第３誘電体基板５４２側のビア導体５５０、５５２、５５４、５５６、５５８、５６０、５６２と、第２誘電体基板５４１側のビア導体５５１、５５３、５５５、５５７、５５９、５６１、５６３とを結合用線路導体５２１の長手方向に沿って、交互に配置接続するとともに、ビア導体５７０〜５８３のうちの第３誘電体基板５４２側のビア導体５７１、５７３、５７５、５７７、５７９、５８１、５８３と、第２誘電体基板５４１側のビア導体５７０、５７２、５７４、５７６、５７８、５８０、５８２とを結合用線路導体５２０の長手方向に沿って、交互に配置接続する。
【００８７】
このようにビア導体、及び誘電体基板を配置したことにより、ビア導体間隔を広く取れ、さらにビア導体を長蛇で高密度に配置すると、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘電基板に歪みが生じ、クラックが入ることを防止できる。
【００８８】
さらに、実施の形態１と同じく、偶モード時に結合用線路導体５２０、５２１と接地導体５０３〜５０８との間の、〔数１〕、〔数２〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１が大きくなる以上に、奇モード時に結合用線路導体５２０、５２１間の対向する面積が増加するので、〔数１〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１２が増大する。
【００８９】
従って、〔数４〕から明らかなように、本実施の形態５による結合器は、結合線路の結合度Ｋを増大させることができる。
【００９０】
このように本実施の形態５による結合器によれば、誘電体基板を４層にし、２本の結合用線路導体のそれぞれに沿って、第２、第３の誘電体基板の二層に交互にビア導体を形成するようにしたので、ビア導体間隔を広く取ることができ、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装が可能である。
【００９１】
（実施の形態６）
図７は、本発明の実施の形態６における１／４波長先端短絡型結合線路を用いた結合器を示す図である。なお、ビア誘電体７４４〜７５７、７８６〜７９９、以外に関する構成は、従来例図６と同様であり、その説明を省略する。
図７（ｃ）は、本発明の実施の形態６による結合器を上から見た平面図であり、上方から見えない部分は破線で示す。図７（ａ）は、図７（ｃ）のＡ９−Ａ１０縦断面図である。また、図７（ｄ）は、図７（ｃ）のＡ１−Ａ２横断面図、図７（ｅ）は、図７（ｃ）のＡ３−Ａ４横断面図、図７（ｆ）は、図７（ｃ）のＡ５−Ａ６横断面図、図７（ｇ）は、図７（ｃ）のＡ７−Ａ８横断面図である。
【００９２】
本実施の形態６では、従来例の構成と異なり、第１、第２の誘電体基板７３６、７３７の二層に、それぞれ結合度強化用のビア誘電体を形成することを特徴とする。
【００９３】
実施の形態６では、図７（ａ）及び（ｃ）に示すように、結合用線路導体７２０と７２１上に、第１誘電体基板７３６を貫通するスルーホール内に、第１の誘電体基板７３６より低い誘電率の誘電体を充填されたビア誘電体７４４〜７５７、７７２〜７８５と、第２誘電体基板７３７を貫通するスルーホール内に、第２の誘電体基板７３７より低い誘電率の誘電体を充填されたビア誘電体７５８〜７７１、７８６〜７９９とを、配置接続する。
【００９４】
さらに、実施の形態１と同じく、偶モード時に結合用線路導体７２０、７２１と接地導体７０３〜７０８との間の、〔数１〕、〔数２〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１が小さくなるが、奇モード時に結合用線路導体７２０、７２１間の、〔数１〕、〔数４〕に示す静電容量Ｃ１２は同じである。
従って、〔数４〕から明らかなように、本実施の形態５による結合器は、結合線路の結合度Ｋを増大させることができる。
【００９５】
このように本実施の形態６による結合器によれば、２本の結合用線路導体のそれぞれに沿って、第１、第２の誘電体基板の二層に誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填したビア誘電体を形成するようにしたので、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装が可能である。
【００９６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の請求項１による結合器は、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア導体とを備えるようにしたので、偶モード時、前記結合用線路導体と接地導体との間の静電容量が大きくなる以上に、奇モード時、前記結合用線路導体間の対向する面積が増えることにより結合器の結合度を増大させることができるという効果がある。
【００９７】
また、本発明の請求項２による結合器は、請求項１記載の結合器において、前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第３誘電体基板を形成し、該第３誘電体基板の第２の面に接地導体を形成してなるようにしたので、接地導体で囲むことにより、他からの電磁妨害を受けにくくなり、高密度に部品を配置でき、装置の小型化を可能にすることができるという効果がある。
【００９８】
また、本発明の請求項３による結合器は、請求項１記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第２誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記２つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものであるので、インターデジタルフィルタを構成することができる。
【００９９】
また、本発明の請求項４による結合器は、請求項２記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第３誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第３誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものであるので、インターデジタルフィルタを構成することができる。
【０１００】
また、本発明の請求項５による結合器は、請求項３または４記載の結合器において、前記２つ又は３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向する先端を、前記第１誘電体基板の第１の面、或いは前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第３誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、コムラインフィルタを構成することができる。
【０１０１】
また、本発明の請求項６による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、等間隔に配置接続されたものであるので、ビア導体を均一に高密度に配置することができるという効果がある。
【０１０２】
また、本発明の請求項７による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであるので、ビア導体を均一に高密度に、結合用線路導体上に配置することができるという効果がある。
【０１０３】
また、本発明の請求項８による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に配置接続されたものであるので、対向する多数の高密度なビア導体を出来るだけ近くに配置することによりさらに強い結合度を得ることができるという効果がある。
【０１０４】
また、本発明の請求項９による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、等間隔で、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであるので、対向する多数の高密度なビア導体を出来るだけ近くに配置することによりさらに強い結合度を得ることができるという効果がある。
【０１０５】
また、本発明の請求項１０による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、疎部と密部を有するように配置接続されたものであるので、結合用線路導体上の一部分にビア導体を高密度に配置することができるという効果がある。
【０１０６】
また、本発明の請求項１１による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、複数の前記ビア導体を１組とする密部が間欠的に配置されるように配置接続されたものであるので、結合用線路導体上の一部分にビア導体を高密度に配置することができ、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘電基板に歪みが生じ、クラックが入ることを防止することができるという効果がある。また、偶モード時、前記結合用線路導体と接地導体との間の静電容量が大きくなる以上に、奇モード時、前記結合用線路導体間の対向する面積が増えることにより結合器の結合度を増大させることができるという効果がある。
【０１０７】
また、本発明の請求項１２による結合器は、請求項１１記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであるので、対向する多数の高密度なビア導体を出来るだけ近くに配置することによりさらに強い結合度を得ることができるという効果がある。
【０１０８】
また、本発明の請求項１３による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、それぞれ互いに対向するように折線状に配置接続されたものであるので、ビア導体の間隔を広く取ることができ、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘導基板に歪が生じてクラックが入ることを防止できる。また、偶モード時、前記結合用線路導体と接地導体との間の静電容量が大きくなる以上に、奇モード時、前記結合用線路導体間の対向する面積が増えることにより結合器の結合度を増大させることができるという効果がある。
【０１０９】
また、本発明の請求項１４による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記２本の結合用線路導体上に、それぞれ互いに対向するように千鳥状に配置接続されたものであるので、ビア導体の間隔を広く取ることができ、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘導基板に歪が生じてクラックが入ることを防止できる。また、偶モード時、前記結合用線路導体と接地導体との間の静電容量が大きくなる以上に、奇モード時、前記結合用線路導体間の対向する面積が増えることにより結合器の結合度を増大させることができるという効果がある。
【０１１０】
また、本発明の請求項１５による結合器は、請求項３乃至５の何れかに記載の結合器において、前記第１誘電体基板の第２の面と、前記第２誘電体基板の第１の面との間に２本の第２線路導体をさらに有し、前記２本の結合用線路導体と前記２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が前記結合用線路導体と前記第２線路導体により挟まれ、接続されているので、ビア導体間隔を広く取ることができ、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装ができるという効果がある。
【０１１１】
また、本発明の請求項１６による結合器は、請求項９記載の結合器において、前記第１誘電体基板の第２の面と、前記第２誘電体基板の第１の面との間に２本の第２線路導体をさらに有し、前記２本の結合用線路導体と前記２本の第２線路導体とが個々に導通し、且つ前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体が前記結合用線路導体と前記第２線路導体により挟まれ、接続されているので、ビア導体間隔を広く取ることができ、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、しかも多層の高密度実装ができるという効果がある。
【０１１２】
また、本発明の請求項１７による結合器は、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板の第２の面上に配置される、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第３誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、前記第２誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、前記第２誘電体基板、または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア導体とを備えるようにしたので、偶モード時、前記結合用線路導体と接地導体との間の静電容量が大きくなる以上に、奇モード時、前記結合用線路導体間の対向する面積が増えることにより結合器の結合度を増大させることができるという効果がある。
【０１１３】
また、本発明の請求項１８による結合器は、請求項１７記載の結合器において、前記第３誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面と第２の面を有する第４誘電体基板を形成し、該第４誘電体基板の第２の面に接地導体を形成するようにしたので、接地導体で囲むことにより、他からの電磁妨害を受けにくくなり、高密度に部品を配置でき、装置の小型化を可能にすることができるという効果がある。
【０１１４】
また、本発明の請求項１９による結合器は、請求項１７記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第３誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記３つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものであるので、インターデジタルフィルタを構成することができる。
【０１１５】
また、本発明の請求項２０による結合器は、請求項１８記載の結合器において、前記第１誘電体基板から前記第４誘電体基板までを貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記４つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第４誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されたものであるので、インターデジタルフィルタを構成することができる。
【０１１６】
また、本発明の請求項２１による結合器は、請求項１９または２０記載の結合器において、前記３つ又は４つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向する先端を、前記第１誘電体基板の第１の面或いは、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第４誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、コムライン結合されたものであるので、コムラインフィルタを構成することができる。
【０１１７】
また、本発明の請求項２２による結合器は、請求項１９乃至２１の何れかに記載の結合器において、前記第２誘電体基板または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、前記第２誘電体基板に充填されたビア導体と、前記第３誘電体基板に充填されたビア導体とが交互に配置されるように配置接続されたものであるので、ビア導体の間隔を広く取ることができるという効果がある。
【０１１８】
また、本発明の請求項２３による結合器は、請求項２２記載の結合器において、前記第２誘電体基板または第３誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に充填された複数のビア導体は、対向する前記２本の結合用線路導体上の、前記２本の結合用線路導体間の中心線に近接する側に、等間隔で、長手方向に沿って一直線に配置接続されたものであるので、ビア導体間隔を広く取れ、長蛇で高密度に配置すると、特にＬＴＣＣでは、絶縁体である誘電基板に歪みが生じ、クラックが入ることを防止することができるという効果がある。また、偶モード時、前記結合用線路導体と接地導体との間の静電容量が大きくなる以上に、奇モード時、前記結合用線路導体間の対向する面積が増えることにより結合器の結合度を増大させることができるという効果がある。
【０１１９】
また、本発明の請求項２４による結合器は、請求項９、１１、１４、１６または２３記載の結合器において、該結合器をフィルタとして用いるようにしたので、例えばバンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域の幅を広げることができ、しかも多層の高密度実装が可能となる。
【０１２０】
また、本発明の請求項２５による結合器は、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体と、前記第１誘電体基板の第２の面上に、互いに電磁的に結合するように近接し、それぞれ１／４波長の長さを有する２本の結合用線路導体と、前記第１誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に前記第１誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア誘電体とを備えたことから、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、多層の高密度実装が可能である。
【０１２１】
また、本発明の請求項２６による結合器は、請求項２５記載の結合器において、前記第１誘電体基板の第２の面上に、互いに平行な第１の面、及び第２の面を有する第２誘電体基板を形成し、該第２誘電体基板の第２の面に接地導体を形成してなることから、接地導体で囲むことにより、他からの電磁妨害を受けにくくなり、高密度に部品を配置でき、装置の小型化を可能にすることができるという効果がある。
【０１２２】
また、本発明の請求項２７による結合器は、請求項２６記載の結合器において、前記第２誘電体基板を貫通する複数のスルーホール内に前記第２誘電体基板より低誘電率の誘電体を充填され、前記２本の結合用線路導体上に配置接続された複数のビア誘電体とを形成してなることから、結合線路の結合度Ｋを増大させ、バンドパスフィルタに用いた場合、通過帯域を広げることができ、多層の高密度実装が可能である。
【０１２３】
また、本発明の請求項２８による結合器は、請求項２５記載の結合器において、前記第１誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記１つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものであることから、インターデジタルフィルタを構成することができる。
【０１２４】
また、本発明の請求項２９による結合器は、請求項２７記載の結合器において、前記第１、２誘電体基板を貫通するスルーホール内に充填したビア導体を有し、前記２つの基板を貫通するスルーホール内に充填されたビア導体は、前記２本の結合用線路導体の互いに対向しない先端を、前記第１誘電体基板の第１の面及び前記第２誘電体基板の第２の面に形成された接地導体に短絡し、インターデジタル結合されてなるものであることから、インターデジタルフィルタを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による結合器を示す縦断面図（図（ａ）及び（ｂ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【図２】本発明の実施の形態２による結合器を示す縦断面図（図（ａ）及び（ｂ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【図３】本発明の実施の形態３による結合器を示す縦断面図（図（ａ）及び（ｂ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【図４】本発明の実施の形態４による結合器を示す縦断面図（図（ａ）及び（ｂ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【図５】本発明の実施の形態５による結合器を示す縦断面図（図（ａ）及び（ｂ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【図６】従来の結合器を示す縦断面図（図（ａ）及び（ｂ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【図７】本発明の実施の形態６による結合器を示す縦断面図（図（ａ））、上から見た平面図（図（ｃ））、及び横断面図（図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、及び（ｇ））である。
【符号の説明】
１４１、２４１、３４１、４４１、５４０、６０１、７３６　第１誘電体基板
１４２、２４２、３４２、４４２、５４１、６０２、７３７　第２誘電体基板
１４３、２４３、３４３、４４３、５４２　　第３誘電体基板
１０３〜１０８、２０３〜２０８、３０３〜３０８、４０３〜４０８、５０３〜５０８、６０３〜６０８、７０３〜７０８　接地導体
１３０〜１３５、１５０〜１６３、１７０〜１８３、２３０〜２３５、２５０〜２６１、２７０〜２８１、３３０〜３３５、３５０〜３６２、３７０〜３８２、４３０〜４３５、４５０〜４６３、４７０〜４８３、５３０〜５３７、５５０〜５６３、５７０〜５８３、６３０〜６３３、７３１，７３２、７３４，７３５　ビア導体
１１０、１１１、２１０、２１１、３１０、３１１、４１０、４１１、５１０、５１１、６１０、６１１、７１０、７１１　信号入出力用端面電極
１１２、１１３、２１２、２１３、３１２、３１３、４１２、４１３、５１２、５１３、６１２、６１３、７１２、７１３　信号入出力用線路導体
１２０、１２１、２２０、２２１、３２０、３２１、４２０、４２１、５２０、５２１、６２０、６２１、７２０、７２１　結合用線路導体
４２２、４２３　　第２線路導体
５４３　　第４誘電体基板
７４４〜７５７、７５８〜７７１、７７２〜７８５、７８６〜７９９　ビア誘電体
【図１】
2004088752.tif 000003
【図２】
2004088752.tif 000004
【図３】
2004088752.tif 000005
【図４】
2004088752.tif 000006
【図５】
2004088752.tif 000007
【図６】
2004088752.tif 000008
【図７】
2004088752.tif 000009