定向耦合器及无线通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供定向耦合器及无线通信装置，在层叠结构体具备主线路、副线路、输入端子、输出端子、耦合端子及隔离端子的耦合器中，主线路包含形成于第一导体层的第一主线路部和形成于第二导体层的第二主线路部，第一主线路部和第二主线路部在输入端子和输出端子之间并联连接，副线路包含形成于第一导体层的第一副线路部和形成于第二导体层的第二副线路部，第一副线路部和第二副线路部在耦合端子和隔离端子之间并联连接，使第一主线路部和第一副线路部接近配置而耦合，使第二主线路部和第二副线路部接近配置而耦合。第一主线路部和第二主线路部具有相同的平面形状且从平面观察重叠，第一副线路部和第二副线路部具有相同的平面形状且从平面观察重叠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定向耦合器及无线通信装置，特别涉及通过将构成定向耦合器的层叠结构体内的导体图案设为特有的图案而实现定向耦合器的特性改善的技术。
技术介绍
取出在传送线路上传播的电力的一部分的定向耦合器(Directional Coupler/以下，有时简称为“耦合器”)在构成手机及无线LAN通信装置、蓝牙(Bluetooth/注册商标)标准的通信装置等各种无线通信设备的发送电路上成为不可缺少的部件。具体而言，耦合器构成以发送信号的电平成为一定的方式进行控制的调整单元，但该调整单元具备：可控制利益的功率放大器(以下有时称为“PA”)、检测发送信号的电平的耦合器和自动输出控制电路(以下有时称为“APC电路”)。输入的发送信号利用PA放大后，通过耦合器输出。耦合器将从PA输出的与发送信号的电平对应的电平的监视信号输出至APC电路。APC电路根据监视信号的电平(即发送信号的电平)，以PA的输出成为一定的方式控制PA的利益。通过这种PA的反馈控制，实现发送输出的稳定化。上述耦合器具备以电磁耦合的方式相互接近配置的主线路和副线路，传送发送信号的主线路在一端具备输入端子，在另一端具备输出端子，检测发送信号的电平的副线路在一端具备耦合端子，在另一端具备隔离端子。而且，将在主线路上传送的发送信号的一部分利用副线路取出，通过耦合端子作为监视信号输出至APC电路。另外，这种耦合器一般作为在介设绝缘层并层叠多个导体层的层叠结构体内配置有上述主线路及副线路、各端子的片式部件而被提供。作为耦合器的主要的特性，可举出插入损耗、耦合度、隔离度及定向性。插入损耗是由耦合器产生的损耗，优选较低。耦合度是按照
顺方向(从主线路的输入端子朝向输出端子的方向)传播的电力与被耦合端子取出的电力的比。隔离度表示按照反方向(从主线路的输出端子朝向输入端子的方向)传播的电力的向耦合端子的泄漏的稀少程度，优选其较高(泄漏较小)。定向性是隔离度与耦合度的差，越高(绝对值越大)，则越为良好的耦合器，可以检测误差较小地形成良好的APC电路。另外，作为与这种耦合器相关的文献，具有日本特开2002-280810号公报(专利文献1)。
技术实现思路
但是，上述的PA的反馈控制中，要求将从PA输出的行进波电力(发送电力)从天线等的后段的电路产生的反射波成分分离并可检测的能力设为耦合器的主要的功能。因此，在进行精确的控制上优选表示该能力的高度(可分离行进波和反射波的程度)的特性即隔离度尽可能高。另外，作为电子部件，在提供耦合器时，有时需要满足来自用户的特性要求(对该耦合器的要求规格)，且需要一边确保良好的耦合度，一边使隔离特性满足例如设定成频率的低频侧和高频侧的两个要求规格(参照后面叙述的图9、图11、图13的符号S1、S2)。但是，根据对电子部件的近年来的小型薄型化及高功能化的要求以及量产时质量精度均匀地实现良好的生产力的必要性，未必容易同时满足耦合度和隔离度的特性要求。如果对这一点进行具体地叙述，则如下。图6是表示作为本专利技术的比较对象而构成的耦合器(比较例)的电路图，图7是该比较例所涉及的耦合器的水平剖面图(表示各导体层及各绝缘层的平面图)。如这些图所示，比较例的耦合器10以使连接于输入端子T1和输出端子T2间的主线路12、与连接于耦合端子T3和隔离端子T4间的副线路13电磁耦合的方式配备于层叠结构体内。层叠结构体具有：依次层叠的第一导体层M1、第一绝缘层I1、第二体层M2、第二绝缘层I2及第三导体层M3，在第一导体层M1配置主线路12和副线路13。此外，关于层叠结构体内的各层的构造，下述的实施方式的耦合器11具备两层(第一导体层M1和第二体层M2)的配置有主线路(主线路部12a、12b)和副线路(副线路部13a、13b)的导体层，与之相对，在比较例的耦合器10仅具备1层(第一导体层M1)的点上不同，其它点与实施方式的耦合器11一样(对相同或相当的部分标注相同的符号)，后面对实施方式的说明中各层的构造进行详细地叙述，因此，省略在此的说明。图8及图9是分别表示上述比较例的耦合器中改变主线路及副线路(有时将它们一起称为“耦合线路”或“两线路”)的线路长时的耦合度(图8)和隔离度(图9)的频率特性的线图。这些同图中，黑色的虚线(2)表示两线路具有标准的线路长(680μm)的情况，单点划线(3)表示两线路比标准的线路长短30μm的情况，灰色的虚线(4)表示两线路比标准的线路长长30μm的情况。另外，这些图8及图9(下述的图10～图13也一样)中，也一并图示有后面叙述的实施方式的耦合器的特性(由实线(1)表示)。另外，隔离度的特性图中表示有低频侧的要求规格S1(2.4GHz～2.5GHz的频率范围中，35dB以上)和高频侧的要求规格S2(5.15GHz～5.85GHz的频率范围中，32dB以上)。如图8及图9可知，当增长耦合线路时，耦合度变高，但隔离度的衰减极点(共振点)向低频侧(频率较低的侧)移动。因此，为了提高耦合度而增长线路长时，不易满足与设定成高频侧(频率较高的侧)的隔离度相关的要求规格S2。相反，如果缩短耦合线路，则隔离度的衰减极点向高频侧移动，易于满足高频侧的要求规格S2，但耦合度降低。这样，仅变更线路长，就不易满足耦合度和隔离度的双方。图10及图11是分别表示比较例的耦合器中改变耦合线路的厚度时的耦合度(图10)和隔离度(图11)的频率特性的线图，同图中，黑色的虚线(2)表示将两线路的厚度设为5μm的情况，单点划线(3)表示将该厚度设为10μm的情况，灰色的虚线(4)(与由实线(1)表示的实施方式重叠)表示将该厚度设为15μm的情况。如从图10及图11可知，当增厚耦合线路时，耦合度变高，隔离度的衰减极点与改变上述的线路长的情况相反而向高频侧移动(参照图11中的双点划线的箭头)。因此，如果调整耦合线路的长度和厚度
的双方，则还考虑可以自由地设定隔离度的衰减极点的频率位置，满足要求规格S1、S2。但是，为了增厚耦合线路而在成膜中花费时间，制造效率恶化。另外，膜厚越厚，各个产品的厚度的不均越大，制造成品率降低。这样增厚耦合线路中也存在与制造面的界限。图12及图13是分别表示比较例的耦合器中缩窄耦合线路的间隔时的耦合度(图12)和隔离度(图13)的频率特性的线图，同图中，黑色的虚线(2)表示该间隔设为10μm的情况，单点划线(3)表示将该间隔设为5μm的情况，灰色的虚线(4)表示设为2.5μm的情况。此外，上述图8～图11中，两线路的间隔设为10μm。如从图12及图13可知，当缩小耦合线路的间隔时，耦合度变高，隔离度的衰减极点向高频侧移动。因此，线路间隔也与上述的厚度一样，如果调整两线路的长度和间隔的双方，则还考虑可以自由地调整耦合度和隔离度的双方。但是，在该情况下，也存在来自制造面的界限。这是由于，越缩小线路间隔，在两线路间产生短路的可能性越增大。另外，如从图13可知，越缩小线路间隔，衰减极点的移动量越大，因此，频率越高，高精度的调整越难，质量上越容易产生不均。另一方面，上述专利文献1(日本特开2002-280810)所记载的专利技术是随着耦合器的小型化，解决主线路和副线路(特别是副线路)的本身电感值不充分和隔离度恶化的问题的专利技术，与主线路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向耦合器，其特征在于，在具有经由绝缘层而层叠的多个导体层的层叠结构体具备：主线路，其能够传送高频信号；输入端子，其配备于所述主线路的一端部且向该主线路输入所述高频信号；输出端子，其配备于所述主线路的另一端部且从该主线路输出所述高频信号；副线路，其与所述主线路电磁耦合并取出所述高频信号的一部分；耦合端子，其配备于所述副线路的一端部；隔离端子，其配备于所述副线路的另一端部，所述主线路包含形成于所述多个导体层中的第一导体层的第一主线路部和形成于所述多个导体层中的第二导体层的第二主线路部，并且这些第一主线路部和第二主线路部在所述输入端子和所述输出端子之间相互并联地电连接，所述副线路包含形成于所述第一导体层的第一副线路部和形成于所述第二导体层的第二副线路部，并且这些第一副线路部和第二副线路部在所述耦合端子和所述隔离端子之间相互并联地电连接，通过使所述第一主线路部和所述第一副线路部相互接近地配置而进行电磁耦合，通过使所述第二主线路部和所述第二副线路部相互接近地配置而进行电磁耦合。

【技术特征摘要】
2015.03.11 JP 2015-0485821.一种定向耦合器，其特征在于，在具有经由绝缘层而层叠的多个导体层的层叠结构体具备：主线路，其能够传送高频信号；输入端子，其配备于所述主线路的一端部且向该主线路输入所述高频信号；输出端子，其配备于所述主线路的另一端部且从该主线路输出所述高频信号；副线路，其与所述主线路电磁耦合并取出所述高频信号的一部分；耦合端子，其配备于所述副线路的一端部；隔离端子，其配备于所述副线路的另一端部，所述主线路包含形成于所述多个导体层中的第一导体层的第一主线路部和形成于所述多个导体层中的第二导体层的第二主线路部，并且这些第一主线路部和第二主线路部在所述输入端子和所述输出端子之间相互并联地电连接，所述副线路包含形成于所述第一导体层的第一副线路部和形成于所述第二导体层的第二副线路部，并且这些第一副线路部和第二副线路部在所述耦合端子和所述隔离端子之间相互并联地电连接，通过使所述第一主线路部和所述第一副线路部相互接近地配置而进行电磁耦合，通过使所述第二主线路部和所述第二副线路部相互接近地配置而进行电磁耦合。2.根据权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述第一主线路部和所述第二主线路部具有大致相同的平面形状，并且以从平面观察时重叠的方式配置，所述第一副线路部和所述第二副线路部具有大致相同的平面形状，并且以从平面观察时重叠的方式配置。3.根据权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述第一主线路部的输入端子侧的端部和所述第二主线路部的输入端子侧的端部由沿着所述层叠结构体的层叠方向延伸的第一层间连接导体而电连接，所述第一主线路部的输出端子侧的端部和所述第二主线路部的输出端子侧的端部由沿着所述层叠结构体的层叠方向延伸的第二层间连接导体而电连接，所述第一副线路部的耦合端子侧的端部和所述第二副线路部的耦合端子侧的端部由沿着所述层叠结构体的层叠方向延伸的第三层间连接导体而电连接，所述第一副线路部的隔离端子侧的端部和所述第二副线路部的隔离端子侧的端部由沿着所述层叠结构体的层叠方向延伸的第四层间连接导体而电连接。4.根据权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：三岳幸生，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP