(57)【要約】【課題】  結合線路の特性が理想的なものではなくても、バラン回路としての良好な特性が得られるバラン回路を得る。【解決手段】  第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４を近接させて結合線路１０５を構成し、また、第３の伝送線路１０６の両端に第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂを接続してπ形回路１０８を構成する。第１の伝送線路１０３の一端を不平衡端子１０１とし、他端にπ形回路１０８を接続して一方の平衡端子１０２ａとし、第２の伝送線路１０４の一端を短絡し、他端を他方の平衡端子１０２ｂとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送線路と第２の伝送線路と第３の伝送線路と、第１の先端短絡スタブと第２の先端短絡スタブとを備え、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路を近接させて結合線路を構成し、前記第３の伝送線路の両端に前記第１の先端短絡スタブと前記第２の先端短絡スタブを接続してπ形回路を構成し、
前記第１の伝送線路の一端を不平衡端子とし、他端に前記π形回路を接続して一方の平衡端子とし、前記第２の伝送線路の一端を短絡し、他端を他方の平衡端子としたことを特徴とするバラン回路。
【請求項２】
不平衡端子および平衡端子の少なくとも１ヶ所に並列容量を装荷したことを特徴する請求項１記載のバラン回路。
【請求項３】
一方の面に地導体パターン抜き部を有する地導体パターンを設けた誘電体基板と一方の面に導体シャーシ穴を設けた導体シャーシを備え、
前記地導体パターン抜き部と前記導体シャーシ穴の位置が合うように前記誘電体基板と前記導体シャーシを重ね、
前記誘電体基板の他方の面に第１の導体パターンを設けて第１の伝送線路と第３の伝送線路と第１の先端短絡スタブと第２の先端短絡スタブを構成し、前記地導体パターン抜き部に第２の導体パターンを設けて第２の伝送線路を構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバラン回路。
【請求項４】
導体シャーシ穴の大きさが地導体パターン抜き部の大きさに対して大きいことを特徴とする請求項３記載のバラン回路。
【請求項５】
第１の誘電体基板と第２の誘電体基板を備え、
前記第１の誘電体基板の一方の面に第１の導体パターンを設けて第１の伝送線路と第３の伝送線路と第１の先端短絡スタブと第２の先端短絡スタブを構成し、
前記第２の誘電体基板の一方の面に第１の地導体パターンを設けると共に、他方の面に第２の地導体パターンを設け、かつ、前記第１の地導体パターンに地導体パターン抜き部を設け、当該地導体パターン抜き部の周囲に前記第１の地導体パターンと前記第２の地導体パターンの間を接続する接続導体を設け、前記地導体パターン抜き部に第２の導体パターンを設けて前記第２の伝送線路を構成し、
これら第１の誘電体基板と第２の誘電体基板とを、前記第１の導体パターンと前記第２の地導体パターンとが互いに外側になるよう積層したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバラン回路。
【請求項６】
第１の誘電体基板と第２の誘電体基板と第３の誘電体基板を備え、
前記第１の誘電体基板の一方の面に第１の地導体パターンを設け、
前記第２の誘電体基板の一方の面に第１の導体パターンと第２の地導体パターンを設けて第１の伝送線路と第３の伝送線路と第１の先端短絡スタブと第２の先端短絡スタブを構成し、
前記第３の誘電体基板の一方の面に第３の地導体パターンを設けると共に、他方の面に第４の地導体パターンを設け、かつ、前記第３の地導体パターンに地導体パターン抜き部を設け、当該地導体パターン抜き部に第２の導体パターンを設けて第２の伝送線路を構成し、
前記第１の地導体パターンから前記第４の地導体パターンまでの間を接続する接続導体を、前記地導体パターン抜き部の周囲に位置するよう前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板と前記第３の誘電体基板とに設け、
これら第１の誘電体基板と第２の誘電体基板と第３の誘電体基板とを、前記第１の地導体パターンと前記第４の地導体パターンとが互いに外側になり、かつ、前記第１の誘電体基板と前記第３の誘電体基板との間に、前記第２の誘電体基板を、前記第１の導体パターンが前記第１の誘電体基板側となるよう積層したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバラン回路。
【請求項７】
第１の伝送線路と第２の伝送線路と第３の伝送線路と第４の伝送線路と、先端短絡スタブとを備え、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路を近接させて結合線路を構成し、前記第３の伝送線路の一端と前記第４の伝送線路の一端と前記先端短絡スタブを接続してＴ形回路を構成し、
前記第１の伝送線路の一端を不平衡端子とし、他端に前記Ｔ形回路を接続して一方の平衡端子とし、前記第２の伝送線路の一端を短絡し、他端を他方の平衡端子としたことを特徴とするバラン回路。
【請求項８】
不平衡端子および平衡端子の少なくとも１ヶ所に並列容量を装荷したことを特徴する請求項７記載のバラン回路。
【請求項９】
一方の面に地導体パターン抜き部を有する地導体パターンを設けた誘電体基板と一方の面に導体シャーシ穴を設けた導体シャーシを備え、
前記地導体パターン抜き部と前記導体シャーシ穴の位置が合うように前記誘電体基板と前記導体シャーシを重ね、
前記誘電体基板の他方の面に第１の導体パターンを設けて第１の伝送線路と第３の伝送線路と第４の伝送線路と先端短絡スタブを構成し、前記地導体パターン抜き部に第２の導体パターンを設けて第２の伝送線路を構成したことを特徴とする請求項７または請求項８記載のバラン回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主としてＵＨＦ帯およびマイクロ波帯で用いるバラン回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯およびマイクロ波帯といった高周波の回路において、不平衡信号と平衡信号を相互に変換するため、バラン回路が用いられている。このようなバラン回路としては、例えば、誘電体基板に第１の伝送線路部とこの第１の伝送線路部と第２の伝送線路部と第３の伝送線路部とを形成し、第１の伝送線路部の一端を不平衡端子として他端を接地すると共に、第２の伝送線路部および第３の伝送線路部の対向する一端同士をそれぞれ平衡端子とし他端をそれぞれ接地したものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この文献に記載のバラン回路では、第１の伝送線路部と第２の伝送線路部とが隣接して配置され、第１の結合線路を構成している。また、第１の伝送線路部と第３の伝送線路部とが隣接配置されて第２の結合線路を構成している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来のバラン回路では、第１の結合線路および第２の結合線路が均質媒質中の伝送線路で構成される場合には、非常に広帯域に亘って良好な特性が得られるが、不均質媒質中の伝送線路で構成される場合には、結合線路の特性が理想的なものではなくなるため、バラン回路の反射特性や分配特性が劣化するという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小形・低コストで良好な特性を有するバラン回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るバラン回路は、第１の伝送線路と第２の伝送線路を近接させて結合線路を構成し、また、第３の伝送線路の両端に第１の先端短絡スタブと第２の先端短絡スタブを接続してπ形回路を構成し、第１の伝送線路の一端を不平衡端子とし、他端にπ形回路を接続して一方の平衡端子とし、第２の伝送線路の一端を短絡し、他端を他方の平衡端子としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のバラン回路は、第３の伝送線路の両端に第１の先端短絡スタブと第２の先端短絡スタブを接続してπ形回路を構成し、このπ形回路を用いてバラン回路を構成したので、結合線路断面内の媒質が不均質で結合線路の特性が理想的ではない場合でもπ形回路のパラメータを調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、特性の良好なバラン回路が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるバラン回路の等価回路を示す構成図である。
図において、バラン回路は、不平衡端子１０１、平衡端子１０２ａ，１０２ｂ、第１の伝送線路１０３、第２の伝送線路１０４、第３の伝送線路１０６、第１の先端短絡スタブ１０７ａ、第２の先端短絡スタブ１０７ｂからなる。
【００１０】
不平衡端子１０１は、第１の伝送線路１０３の一端に設けられ、不平衡伝送線路の信号を接続するための端子である。平衡端子１０２ａ，１０２ｂは、平衡伝送線路の信号が接続される端子であり、平衡端子１０２ａは、一端側が第１の伝送線路１０３に接続された第３の伝送線路１０６の他端側に設けられた一方の平衡端子、平衡端子１０２ｂは、その一端が接地された第２の伝送線路１０４の他端側に設けられた他方の平衡端子である。第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４とは近接して設けられ、結合線路１０５を構成している。また、第３の伝送線路１０６の両端には第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂがそれぞれ接続され、これら第３の伝送線路１０６と第１の先端短絡スタブ１０７ａおよび第２の先端短絡スタブ１０７ｂでπ形回路１０８が構成されている。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１におけるバラン回路を示す斜視図である。
図３は、図２に示される誘電体基板の上面の導体パターンを示す図である。
図４は、図２に示される誘電体基板の下面の導体パターンを示す図である。
以下、これらの図に基づいて、実施の形態１のバラン回路を説明する。
【００１２】
これらの図において、バラン回路は、誘電体基板１、導体シャーシ２、導体シャーシ穴３、導体パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ、地導体パターン５、地導体パターン抜き部６、スルーホール７ａ，７ｂ，７ｃからなる。
【００１３】
誘電体基板１は、例えばフッ素樹脂やガラスエポキシ等の一般的な樹脂基板材料からなる基板である。導体シャーシ２は、例えばアルミ等からなるシャーシである。導体シャーシ穴３は、導体シャーシ２に設けられた矩形の穴であり、その内側形状は地導体パターン５の内側形状と略等しくなっている。即ち、導体シャーシ２は、上面が開放された箱状に形成されている。導体パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇは、誘電体基板１の上側の面に設けられた導体パターンであり、導体パターン４ｈは、誘電体基板１の下側の面に設けられた導体パターンである。また、導体パターン４ｂと導体パターン４ｈとは略同一形状に形成され、かつ、誘電体基板１の上下面で同一位置となるよう配置されている。これらの導体パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇおよび導体パターン４ｈと地導体パターン５は、誘電体基板１が上記のような樹脂基板の場合、基板両面の銅箔をエッチングして形成されるものである。
【００１４】
地導体パターン５は、誘電体基板１の下側の面に設けられた導体パターンであり、導体パターン４ｈの一端側が接続されている。また、導体パターン４ｈの他端側は、開放されている。更に、地導体パターン５と導体パターン４ｈ以外の部分は地導体パターン抜き部６となっている。また、スルーホール７ａ，７ｂ，７ｃについては、本発明において、円柱状の接続導体を示す用語として用いている。
【００１５】
誘電体基板１と導体シャーシ２は、導体シャーシ穴３と地導体パターン抜き部６が向かい合い、かつ、その内側形状が略一致するように、重ねて配置されている（図３における破線枠はこの内側形状を示している）。誘電体基板１と導体パターン４ａと地導体パターン５によりマイクロストリップ線路形式の不平衡端子１０１を構成している。一方、誘電体基板１と導体パターン４ｆ、４ｇによりマイクロストリップ線路形式の平衡端子１０２ａ，１０２ｂを構成している。また、誘電体基板１と導体シャーシ２と導体パターン４ｂ、４ｈによりサスペンデッド線路形式の結合線路１０５を構成している。
【００１６】
導体パターン４ｈは、一端が地導体パターン５に接続され、他端はスルーホール７ａを介して導体パターン４ｇと接続されている。導体パターン４ｃおよび４ｅは一端がスルーホール７ｂ、７ｃによって地導体パターン５に接続されている。誘電体基板１と導体シャーシ２と導体パターン４ｃおよび４ｅからそれぞれサスペンデッド線路形式の先端短絡スタブ１０７ａ、１０７ｂを構成し、誘電体基板１と導体シャーシ２と導体パターン４ｄから成るサスペンデッド線路形式の伝送線路（第３の伝送経路１０６）の両端にそれぞれ接続されることによりπ形回路１０８を構成している。
【００１７】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
不平衡端子１０１から入力された高周波信号は、結合線路１０５において導体パターン４ｂから４ｈに結合する。結合した信号は、スルーホール７ａを介して導体パターン４ｇ（平衡端子１０２ｂ）に伝搬する。一方、残りの信号はπ形回路１０８によりインピーダンス整合されて導体パターン４ｆ（平衡端子１０２ａ）に出力される。平衡端子１０２ａ、１０２ｂには、等振幅で逆位相の信号が出力される。
【００１８】
ここで、結合線路１０５は、誘電体基板１の上下の面に設けられた導体パターン４ｂ、４ｈと導体シャーシ２から構成されており、結合線路１０５断面内における媒質が不均質となるため、結合特性は均質媒質中の理想的な特性からは劣化する。これによりインピーダンスの不整合や分配振幅および分配位相のアンバランスが生じるが、結合線路１０５に接続されたπ形回路１０８によってインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることが可能である。即ち、結合線路１０５の長さに合わせてπ形回路１０８を構成する先端短絡スタブ１０７ａ，１０７ｂと第３の伝送線路１０６のインピーダンスと長さを変化させることによって、上記の調整が可能となる。
【００１９】
以上のように、実施の形態１によれば、第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４と第３の伝送線路１０６と、第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂとを備え、第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４を近接させて結合線路１０５を構成し、第３の伝送線路１０６の両端に第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂを接続してπ形回路１０８を構成し、第１の伝送線路１０３の一端を不平衡端子１０１とし、他端にπ形回路１０８を接続して一方の平衡端子１０２ａとし、第２の伝送線路１０４の一端を短絡し、他端を他方の平衡端子１０２ｂとしたので、結合線路１０５の断面内の媒質が不均質で結合線路１０５の特性が理想的でない場合でもπ形回路１０８のパラメータを調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、特性の良好なバラン回路が得られるという効果がある。
【００２０】
また、結合線路１０５の長さに合わせてπ形回路１０８のパラメータを調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、より小形なバラン回路が得られるという効果もある。即ち、従来では、結合線路の長さが所望の周波数特性（中心周波数）によって決定されてしまうのに対し、本実施の形態では、π形回路１０８のインピーダンスと線路長を変化させることにより、結合線路の長さをある程度自由に選択できるため、小形化、低コスト化が可能となる。
【００２１】
また、実施の形態１によれば、一方の面に地導体パターン抜き部６を有する地導体パターン５を設けた誘電体基板１と一方の面に導体シャーシ穴３を設けた導体シャーシ２を備え、地導体パターン抜き部６と導体シャーシ穴３の位置が合うように誘電体基板１と導体シャーシ２を重ね、誘電体基板１の他方の面に第１の導体パターン４ａ〜４ｇを設けて第１の伝送線路１０３と第３の伝送線路１０６と第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂを構成し、地導体パターン抜き部６に第２の導体パターン４ｈを設けて第２の伝送線路１０４を構成したので、積層型のバラン回路とした場合に、上記の効果を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の構成に加えて、更に不平衡端子と平衡端子の少なくとも１カ所に並列容量を装荷したものである。
【００２３】
図５は、この発明の実施の形態２におけるバラン回路を示す斜視図である。
図６は、図５に示されたバラン回路の等価回路を示す図である。
これらの図において、誘電体基板１上にはコンデンサ（並列容量）８ａ，８ｂが設けられている。
【００２４】
コンデンサ８ａは一端が導体パターン４ａに接続され他端が接地されており、不平衡端子１０１に対して並列容量となるように設けられている。即ち、コンデンサ８ａの他端側は、図５に示すように、誘電体基板１の上面に設けられた導体パターン４ｉに接続され、この導体パターン４ｉがスルーホール７ｄを介して地導体パターン５に接続されている。また、コンデンサ８ｂは一端が導体パターン４ｆ、他端が導体パターン４ｇにそれぞれ接続されており、平衡端子１０２ａと１０２ｂの間の並列容量となるように設けられている。それ以外の構成および基本的な動作については実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００２５】
結合線路１０５は誘電体基板１の上下の面に設けられた導体パターン４ｂ、４ｈと導体シャーシ２から構成されており、結合線路１０５の断面内における媒質が不均質となるため、結合特性は均質媒質中の理想的な特性からは劣化する。これによりインピーダンスの不整合や分配振幅および分配位相のアンバランスが生じるが、結合線路１０５に接続されたπ形回路１０８と、不平衡端子１０１および平衡端子１０２ａ、１０２ｂに設けられたコンデンサ８ａ、８ｂによってインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることが可能である。
【００２６】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１のバラン回路において、不平衡端子１０１および平衡端子１０２ａ，１０２ｂの少なくとも１ヶ所に並列容量（コンデンサ８ａ、８ｂ）を装荷したので、実施の形態１と同様、結合線路１０５の断面内の媒質が不均質で結合線路１０５の特性が理想的でない場合でもπ形回路１０８のパラメータおよびコンデンサ８ａ、８ｂの容量を調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、特性の良好なバラン回路が得られるという効果がある。
【００２７】
また、結合線路１０５の長さに合わせてπ形回路１０８のパラメータおよびコンデンサ８ａ、８ｂの容量を調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、より正確な調整を行うことができ、その結果、更に小形なバラン回路が得られるという効果もある。
【００２８】
尚、図５においては、図６の等価回路に示すように平衡端子間にコンデンサを設けたが、図７に示すように各平衡端子１０２ａ、１０２ｂに個別にコンデンサ８ｂ、８ｃを設けてもよい。その場合、同様な効果が得られるだけではなく、平衡端子１０２ａ、１０２ｂからの出力信号に対して個別に調整できるため、より分配振幅および分配位相の調整を行いやすいという効果もある。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態３は、導体シャーシ２の導体シャーシ穴３を地導体パターン抜き部６よりも大きく形成するようにしたものである。
【００３０】
実施の形態３において、バラン回路としての基本的な構成およびその等価回路は実施の形態１と同様であるため、実施の形態１における図１および図２を援用して説明する。
【００３１】
図８は、導体シャーシ穴３ａと地導体パターン抜き部６との位置関係を示す図である。
誘電体基板１と導体シャーシ２は、導体シャーシ穴３ａと地導体パターン抜き部６が向かい合い、かつ略一致するように、重ねて配置される。ここで、実施の形態３では、図８に示すように導体シャーシ穴３ａは地導体パターン抜き部６に対して大きくなるように設けられている。従って、誘電体基板１と導体シャーシ２を重ねる際に位置ずれが生じた場合でも、誘電体基板１の下面の地導体の端部は地導体パターン抜き部６で決まるため、バランの特性はほとんど変化しない。
【００３２】
即ち、誘電体基板１と導体シャーシ２とを重ねる際に位置ずれが発生し、例えば、導体シャーシ２が導体パターン４ｈの一部に重なってしまった場合は、その導体パターン４ｈの一部と導体シャーシ２との接触により導体パターン４ｈが設計より短く見えることになる。その結果、バラン回路としての周波数特性が変化し、反射特性や分配特性が変化してしまうという問題が発生する。これに対し、実施の形態３では多少の位置ずれが発生しても導体シャーシ２が導体パターン４ｈに重なってしまうことはないため、位置ずれによる特性変化を防止することができる。
【００３３】
以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１において、導体シャーシ穴３の大きさを地導体パターン抜き部６の大きさに対して大きくなるようにしたので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、誘電体基板１と導体シャーシ２の取り付け位置のずれに対する特性の変化が小さく、組立てが容易になるという効果がある。
【００３４】
実施の形態４．
実施の形態４は、結合線路を積層した誘電体基板で構成するようにしたものである。
【００３５】
図９は、実施の形態４におけるバラン回路の斜視図である。
図１０は、実施の形態４における第２の誘電体基板上面の導体パターンを示す図である。
尚、実施の形態４において、第１の誘電体基板上面に設けられた導体パターンの構成は、図３に示した実施の形態１と同様であるため、この導体パターンについては図３を援用して説明する。
【００３６】
図示のように、バラン回路は、第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂを備えている。第１の誘電体基板１ａの上面には、導体パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇが設けられている。第２の誘電体基板１ｂの上面側には第１の地導体パターン５ａと導体パターン４ｈと地導体パターン抜き部６とが設けられ、下面側には第２の地導体パターン５ｂが設けられている。この地導体パターン５ｂのパターンは、第２の誘電体基板１ｂの下面全体を覆う導体パターンである。また、第１の誘電体基板１ａの導体パターン４ｇは、スルーホール７ａによってその一端側が第１の地導体パターン５ａに接続された導体パターン４ｈの他端側と接続されている。更に、導体パターン４ｃ、４ｅは、その一端がスルーホール７ｂ、７ｃによって、第２の誘電体基板１ｂの第１の地導体パターン５ａと接続されている。
【００３７】
これら第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂとは、導体パターン４ａ〜４ｇと第２の地導体パターン５ｂが互いに外側を向くように積層されている。また、第１、第２の地導体パターン５ａ、５ｂは、地導体パターン抜き部６の周囲に位置するよう設けられたスルーホール７ｅによって互いに接続されている。
【００３８】
このようなバラン回路では、第１の誘電体基板１ａと導体パターン４ａと第１の地導体パターン５ａによりマイクロストリップ線路形式の不平衡端子１０１を構成している。一方、第１の誘電体基板１ａと導体パターン４ｆ、４ｇと第１の地導体パターン５ａによりマイクロストリップ線路形式の平衡端子１０２ａ、１０２ｂを構成している。また、第１、第２の誘電体基板１ａ、１ｂと導体パターン４ｂ、４ｈと第２の地導体パターン５ｂによりマイクロストリップ線路形式の結合線路１０５を構成している。
【００３９】
第１、第２の誘電体基板１ａ、１ｂと導体パターン４ｃおよび４ｅからそれぞれマイクロストリップ線路形式の先端短絡スタブ１０７ａ、１０７ｂを構成し、第１、第２の誘電体基板１ａ、１ｂと導体パターン４ｄと第２の地導体パターン５ｂから成るマイクロストリップ線路形式の伝送線路（第３の伝送線路１０６）の両端にそれぞれ接続されることによりπ形回路１０８を構成している。
【００４０】
この実施の形態４においても、結合線路１０５は誘電体基板に設けられた導体パターンと地導体パターンからマイクロストリップ線路形式で構成されており、結合線路１０５の断面内における媒質が不均質となるため、結合特性は均質媒質中の理想的な特性からは劣化する。これによりインピーダンスの不整合が生じるが、結合線路１０５に接続されたπ形回路１０８によってインピーダンス整合を図ることが可能である。
【００４１】
以上のように、この実施の形態４によれば、第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂを備え、第１の誘電体基板１ａの一方の面に第１の導体パターン４ａ〜４ｇを設けて第１の伝送線路１０３と第３の伝送線路１０６と第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂを構成し、第２の誘電体基板１ｂの一方の面に第１の地導体パターン５ａを設けると共に、他方の面に第２の地導体パターン５ｂを設け、かつ、第１の地導体パターン５ａに地導体パターン抜き部６を設け、地導体パターン抜き部６の周囲に第１の地導体パターン５ａと第２の地導体パターン５ｂの間を接続する接続導体７ｅを設け、地導体パターン抜き部６に第２の導体パターン４ｈを設けて第２の伝送線路１０４を構成し、これら第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂとを、第１の導体パターン４ａ〜４ｇと第２の地導体パターン５ｂとが互いに外側になるよう積層したので、実施の形態１と同様、結合線路１０５の断面内の媒質が不均質で結合線路１０５の特性が理想的でない場合でもπ形回路１０８のパラメータを調整することによりインピーダンス整合を図ることができるため、特性の良好なバラン回路が得られるという効果がある。
【００４２】
また、結合線路１０５が積層された多層基板で構成されるため、金属シャーシに穴を設ける必要がなくなり、地導体パターン抜き部と金属シャーシ穴の位置合わせが不要で組立てが容易になるという効果がある。
【００４３】
実施の形態５．
実施の形態５は、結合線路を積層した多層誘電体基板で構成するようにしたものである。
【００４４】
図１１は、この発明の実施の形態５におけるバラン回路を示す斜視図である。
尚、図１１のバラン回路の等価回路は図１に示したものと同様となる。
図１１に示すように、実施の形態５のバラン回路は、第１の誘電体基板１ａ、第２の誘電体基板１ｂ、第３の誘電体基板１ｃを備えている。第１の誘電体基板１ａの上面側には第１の地導体パターン５ｃが設けられている。この第１の地導体パターン５ｃは、第１の誘電体基板１ａの上面全体を覆うよう設けられた導体パターンである。また、第１の誘電体基板１ａの外周部分には第２の誘電体基板１ｂの第２の地導体パターン５ｄに接続するためのスルーホール７ｆが設けられている。
【００４５】
第２の誘電体基板１ｂの上面側には、第２の地導体パターン５ｄと導体パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇが設けられている。導体パターン４ａ〜４ｇは、実施の形態１と同様の導体パターンであり、導体パターン４ｃ、４ｅは第２の地導体パターン５ｄに接続されている。また、第２の誘電体基板１ｂにおける第２の地導体パターン５ｄの設置部分には、第２の地導体パターン５ｄと、第３の誘電体基板１ｃにおける第３の地導体パターン５ｅと接続するためのスルーホール７ｇが設けられている。
【００４６】
第３の誘電体基板１ｃの上面側には、第３の地導体パターン５ｅと導体パターン４ｈおよび地導体パターン抜き部６が設けられ、下面側には、第４の地導体パターン５ｆが設けられている。即ち、この第３の誘電体基板１ｃは、実施の形態４における第２の誘電体基板１ｂと同様の構成であり、第３の誘電体基板１ｃにおける第３の地導体パターン５ｅおよび第４の地導体パターン５ｆは、実施の形態４における第１の地導体パターン５ａおよび第２の地導体パターン５ｂにそれぞれ対応するものである。また、その一端が第３の地導体パターン５ｅに接続された導体パターン４ｈの他端側は各実施の形態と同様にスルーホール７ａを介して導体パターン４ｇと接続されている。
【００４７】
第１の誘電体基板１ａと第３の誘電体基板１ｃは、これらの間に第２の誘電体基板１ｂを挟み、かつ、第１の地導体パターン５ｃと第４の地導体パターン５ｆが互いに外側を向くように積層されている。即ち、面全体をパターンとした第１の地導体パターン５ｃと第４の地導体パターン５ｆとが外側になるよう第１の誘電体基板１ａ、第２の誘電体基板１ｂおよび第３の誘電体基板１ｃが積層されている。
【００４８】
このようなバラン回路において、第１、第２の誘電体基板１ａ、１ｂと、導体パターン４ａと、第１、第３の地導体パターン５ａ、５ｃによりトリプレート線路形式の不平衡端子１０１を構成している。一方、第１、第２の誘電体基板１ａ、１ｂと、導体パターン４ｆ、４ｇと、第１、第３の地導体パターン５ａ、５ｃによりトリプレート線路形式の平衡端子１０２ａ、１０２ｂを構成している。また、第１〜第３の誘電体基板１ａ、１ｂ、１ｃと、導体パターン４ｂ、４ｈと第１、第４の地導体パターン５ｃ、５ｆによりトリプレート線路形式の結合線路１０５を構成している。
【００４９】
第１〜第４の地導体パターン５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆは、地導体パターン抜き部６の周囲に位置するよう設けられたスルーホール７ｆ、７ｇ、７ｅによって互いに接続されている。第１〜第３の誘電体基板１ａ、１ｂ、１ｃと導体パターン４ｃおよび４ｅと第１、第４の地導体パターン５ｃ、５ｆからそれぞれトリプレート線路形式の先端短絡スタブ１０７ａ、１０７ｂを構成し、第１〜第３の誘電体基板１ａ、１ｂ、１ｃと導体パターン４ｄと第１、第４の地導体パターン５ｃ、５ｆから成るトリプレート線路形式の伝送線路（第３の伝送線路１０６）の両端にそれぞれ接続されることによりπ形回路１０８を構成している。
【００５０】
次に、このように構成されたバラン回路の動作を説明する。
不平衡端子１０１から入力された高周波信号は、結合線路１０５において導体パターン４ｂから４ｈに結合する。結合した信号は、スルーホール７ａを介して平衡端子１０２ｂ（導体パターン４ｇ）に伝搬する。一方、残りの信号はπ形回路１０８によりインピーダンス整合されて平衡端子１０２ａ（導体パターン４ｆ）に出力される。平衡端子１０２ａ、１０２ｂには、等振幅で逆位相の信号が出力される。
【００５１】
結合線路１０５は３つの誘電体基板１ａ〜１ｃに設けられた導体パターン４ｂ、４ｈと、第１、第４の地導体パターン５ｃ、５ｆからトリプレート線路形式で構成されており、各誘電体基板１ａ〜１ｃの誘電率が異なる場合には結合線路１０５の断面内における媒質が不均質となるため、結合特性は均質媒質中の理想的な特性からは劣化する。これによりインピーダンスの不整合が生じるが、結合線路１０５に接続されたπ形回路１０８によってインピーダンス整合を図ることが可能である。
【００５２】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂと第３の誘電体基板１ｃを備え、第１の誘電体基板１ａの一方の面に第１の地導体パターン５ｃを設け、第２の誘電体基板１ｂの一方の面に第１の導体パターン４ａ〜４ｇと第２の地導体パターン５ｄを設けて第１の伝送線路１０３と第３の伝送線路１０６と第１の先端短絡スタブ１０７ａと第２の先端短絡スタブ１０７ｂを構成し、第３の誘電体基板１ｃの一方の面に第３の地導体パターン５ｅを設けると共に、他方の面に第４の地導体パターン５ｆを設け、かつ、第３の地導体パターン５ｅに地導体パターン抜き部６を設け、この地導体パターン抜き部６に第２の導体パターン４ｈを設けて第２の伝送線路１０４を構成し、第１の地導体パターン５ｃから第４の地導体パターン５ｆまでの間を接続する接続導体７ｆ，７ｇ，７ｅを、地導体パターン抜き部６の周囲に位置するよう第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂと第３の誘電体基板１ｃとに設け、これら第１の誘電体基板１ａと第２の誘電体基板１ｂと第３の誘電体基板１ｃとを、第１の地導体パターン５ｃと第４の地導体パターン５ｆとが互いに外側になり、かつ、第１の誘電体基板１ａと第３の誘電体基板１ｃとの間に、第２の誘電体基板１ｂを、第１の導体パターン４ａ〜４ｇが第１の誘電体基板１ａ側となるよう積層したので、実施の形態１と同様、結合線路１０５の断面内の媒質が不均質で結合線路１０５の特性が理想的でない場合でもπ形回路１０８のパラメータを調整することによりインピーダンス整合を図ることができるため、特性の良好なバラン回路が得られるという効果がある。
【００５３】
また、結合線路１０５が積層された多層基板で構成され、第１、第４の地導体パターン５ｃ、５ｆで囲まれた構造のため、外部への不要な放射が抑圧できるという効果がある。
【００５４】
尚、上記実施の形態２では、実施の形態１に適用した場合を説明したが、実施の形態３〜実施の形態５に対して適用してもよいことはもちろんである。
【００５５】
実施の形態６．
実施の形態６は、実施の形態１の構成においてπ形回路の代わりにＴ形回路を設けたものである。
【００５６】
図１２は、この発明の実施の形態６におけるバラン回路の等価回路を示す構成図である。バラン回路は、不平衡端子１０１、平衡端子１０２ａ、１０２ｂ、第１の伝送線路１０３、第２の伝送線路１０４、第３の伝送線路１０６、第４の伝送線路１０９、先端短絡スタブ１０７からなる。
【００５７】
不平衡端子１０１は、第１の伝送線路１０３の一端に設けられ、不平衡伝送線路の信号を接続するための端子である。平衡端子１０２ａ，１０２ｂは、平衡伝送線路の信号が接続される端子であり、平衡端子１０２ａは、一端が第３の伝送線路１０６に接続された第４の伝送線路１０９の他端側に設けられた一方の平衡端子、平衡端子１０２ｂは、その一端が接地された第２の伝送線路１０４の他端側に設けられた他方の平衡端子である。第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４とは近接して設けられ、結合線路１０５を構成している。また、第３の伝送線路１０６の両端は第１の伝送線路１０３と第４の伝送線路１０９にそれぞれ接続され、さらに第３の伝送線路１０６と第４の伝送線路１０９の間には先端短絡スタブ１０７が接続されている。また、これら第３の伝送線路１０６と第４の伝送線路１０９と先端短絡スタブ１０７でＴ形回路１１０が構成されている。
【００５８】
図１３は、この発明の実施の形態６におけるバラン回路を示す斜視図である。
図１４は、図１３に示される誘電体基板の上面の導体パターンを示す図である。
また、誘電体基板の下面の導体パターンは図４に示すパターンと同様であるため、下面の導体パターンについては図４を援用して説明する。
【００５９】
これらの図に示したバラン回路では、誘電体基板１と導体パターン４ａと地導体パターン５によりマイクロストリップ線路形式の不平衡端子１０１を構成している。一方、誘電体基板１と導体パターン４ｆ、４ｇによりマイクロストリップ線路形式の平衡端子１０２ａ，１０２ｂを構成している。また、誘電体基板１と導体シャーシ２と導体パターン４ｂ、４ｈによりサスペンデッド線路形式の結合線路１０５を構成している。
【００６０】
導体パターン４ｈは、一端が地導体パターン５に接続され、他端はスルーホール７ａを介して導体パターン４ｇと接続されている。導体パターン４ｃは一端がスルーホール７ｂによって地導体パターン５に接続されている。誘電体基板１と導体シャーシ２と導体パターン４ｃからサスペンデッド線路形式の先端短絡スタブ１０７を構成し、誘電体基板１と導体シャーシ２と導体パターン４ｄ、４ｅから成るサスペンデッド線路形式の伝送線路（第３の伝送経路１０６および第４の伝送線路１０９）に接続されることによりＴ形回路１１０を構成している。
【００６１】
不平衡端子１０１から入力された高周波信号は、結合線路１０５において導体パターン４ｂから４ｈに結合する。結合した信号は、スルーホール７ａを介して導体パターン４ｇ（平衡端子１０２ｂ）に伝搬する。一方、残りの信号はＴ形回路１１０によりインピーダンス整合されて導体パターン４ｆ（平衡端子１０２ａ）に出力される。平衡端子１０２ａ、１０２ｂには、等振幅で逆位相の信号が出力される。
【００６２】
この実施の形態６においても、結合線路１０５は、誘電体基板１の上下の面に設けられた導体パターン４ｂ、４ｈと導体シャーシ２から構成されており、結合線路１０５断面内における媒質が不均質となるため、結合特性は均質媒質中の理想的な特性からは劣化する。これによりインピーダンスの不整合や分配振幅および分配位相のアンバランスが生じるが、結合線路１０５に接続されたＴ形回路１１０によってインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることが可能である。即ち、結合線路１０５の長さに合わせてＴ形回路１１０を構成する先端短絡スタブ１０７と第３の伝送線路１０６と第４の伝送線路１０９のインピーダンスと長さを変化させることによって、上記の調整が可能となる。
【００６３】
以上のように、実施の形態６によれば、第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４と第３の伝送線路１０６と第４の伝送線路１０９と、先端短絡スタブ１０７とを備え、第１の伝送線路１０３と第２の伝送線路１０４を近接させて結合線路１０５を構成し、第３の伝送線路１０６と第４の伝送線路１１０の接続部に先端短絡スタブ１０７を接続してＴ形回路１１０を構成し、第１の伝送線路１０３の一端を不平衡端子１０１とし、他端にＴ形回路１１０を接続して一方の平衡端子１０２ａとし、第２の伝送線路１０４の一端を短絡し、他端を他方の平衡端子１０２ｂとしたので、結合線路１０５の断面内の媒質が不均質で結合線路１０５の特性が理想的でない場合でもＴ形回路１１０のパラメータを調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、特性の良好なバラン回路が得られるという効果がある。
また、π形回路は先端短絡スタブが２つ必要であるのに対して、Ｔ形回路は先端短絡スタブが１つでよいため、より小形なバラン回路が得られるという効果もある。
【００６４】
また、実施の形態６によれば、一方の面に地導体パターン抜き部６を有する地導体パターン５を設けた誘電体基板１と一方の面に導体シャーシ穴３を設けた導体シャーシ２を備え、地導体パターン抜き部６と導体シャーシ穴３の位置が合うように誘電体基板１と導体シャーシ２を重ね、誘電体基板１の他方の面に第１の導体パターン４ａ〜４ｅを設けて第１の伝送線路１０３と第３の伝送線路１０６と第４の伝送線路１０９と先端短絡スタブ１０７を構成し、地導体パターン抜き部６に第２の導体パターン４ｈを設けて第２の伝送線路１０４を構成したので、積層型のバラン回路とした場合に、上記の効果を得ることができる。
【００６５】
尚、上記実施の形態６では、Ｔ形回路を実施の形態１に適用した場合を説明したが、これ以外にも、実施の形態２，３に適用してもよい。
即ち、実施の形態２に適用した場合は、不平衡端子１０１および平衡端子１０２ａ，１０２ｂの少なくとも１ヶ所に並列容量（コンデンサ８ａ，８ｂ）を装荷した構成となる。このように構成すれば、結合線路１０５の長さに合わせてＴ形回路１１０のパラメータおよびコンデンサ８ａ、８ｂの容量を調整することによりインピーダンス整合や分配振幅および分配位相の調整を図ることができるため、より正確な調整を行うことができ、その結果、更に小形なバラン回路が得られるという効果がある。
また、実施の形態３に適用した場合は、導体シャーシ穴３ａの大きさが地導体パターン抜き部６の大きさに対して大きい構成となる。即ち、導体シャーシ穴３ａと地導体パターン抜き部６との位置関係は図８に示すようになる。このように構成すれば、実施の形態３と同様に、誘電体基板１と導体シャーシ２の取り付け位置のずれに対する特性の変化が小さく、組立てが容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の実施の形態１によるバラン回路の等価回路を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるバラン回路を示す斜視図である。
【図３】図２の誘電体基板の上面の導体パターンを示す図である。
【図４】図２の誘電体基板の下面の導体パターンを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるバラン回路を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるバラン回路の等価回路を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２におけるバラン回路の他の例の等価回路を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態３におけるバラン回路の導体シャーシ穴と地導体パターン抜き部との位置関係を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態４におけるバラン回路の斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４における第２の誘電体基板上面の導体パターンを示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態５におけるバラン回路を示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態６におけるバラン回路の等価回路を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態６におけるバラン回路の斜視図である。
【図１４】図１３の誘電体基板の上面の導体パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  誘電体基板、１ａ  第１の誘電体基板、１ｂ  第２の誘電体基板、１ｃ  第３の誘電体基板、２  導体シャーシ、３，３ａ  導体シャーシ穴、４ａ〜４ｇ  第１の導体パターン、４ｈ  第２の導体パターン、５  地導体パターン、５ａ，５ｃ  第１の地導体パターン、５ｂ，５ｄ  第２の地導体パターン、５ｅ  第３の地導体パターン、５ｆ  第４の地導体パターン、６  地導体パターン抜き部、７ａ〜７ｇ  スルーホール（接続導体）、８ａ〜８ｃ  コンデンサ（並列容量）、１０１  不平衡端子、１０２ａ，１０２ｂ  平衡端子、１０３  第１の伝送線路、１０４  第２の伝送線路、１０５  結合線路、１０６  第３の伝送線路、１０７ａ  第１の先端短絡スタブ、１０７ｂ  第２の先端短絡スタブ、１０８  π形回路、１０９  第４の伝送線路、１１０  Ｔ形回路。
【図１】
2005176334.tif 000003
【図２】
2005176334.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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