定向耦合器和定向耦合方法技术

输入端子１０１通过开路短截线１０７、主线路１０５、开路短截线１０８连接到输出端子１０２。耦合端子１０３通过与主线路１０５电磁耦合的副线路１０６连接到隔离端子１０４。开路短截线１０７和开路短截线１０８在期望的截止频率时具有与１／４波长相当的短截线长度。由此，即使在微波至毫米波频带中，也可以提供小型、低损耗并且具有良好的高频寄生抑制特性的定向耦合器和定向耦合方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术特别涉及从微波至毫米波频带使用的携带电话、无线数据通信终端等的无线通信机中使用的可应用于带状线路的。
技术介绍
一般来说，在无线通信机中，为了监视发送功率，使用采用λ/4带状线路的定向耦合器或能够小型化的层积型定向耦合器。例如，在(日本)特开平10-290108号公报(定向耦合器)中披露的定向耦合器是附加了低通滤波器功能的定向耦合器。通过将定向耦合器和构成低通滤波器的电容器或并联谐振器进行一体化并构成层积体，与单独实现定向耦合器和低通滤波器的情况相比，可以获得小型并且损耗低的特性。这里，从携带电话的普及和高速数据通信的需要来看，无线通信的载波频率有高频化至频率资源丰富的微波至毫米波频带的倾向。而且，作为低通滤波器抑制对象的高谐波频率频带还有成为高频化载波频率的整数倍的高频频带。在这样高的高频频带中，不能忽视相对于波长的部件尺寸，电路按分布常数工作。因此，在现有的无线通信机中，不能实现构成低通滤波器的电容器或并联谐振器所需要的特性，存在不能获得作为滤波器的期望抑制量的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在微波至毫米波频带中，也可以提供小型、低损耗并且获得良好的高频寄生抑制特性的。该目的如下实现在定向耦合器的主线路的输入输出中配置高频寄生抑制用的短截线，在载波频率时短截线具有的电纳和主线路进行输入输出端上连接的电路间的阻抗匹配。附图说明图1表示本专利技术实施例1的定向耦合器的结构例的图；图2表示本专利技术实施例1的定向耦合器的匹配电路的图；图3表示本专利技术实施例1自定向耦合器的特性的图；图4表示使用本专利技术实施例1的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图5表示本专利技术实施例2的定向耦合器的结构例的图；图6表示本专利技术实施例2的定向耦合器的匹配电路的图；图7表示本专利技术实施例2的定向耦合器的特性的图；图8表示使用本专利技术实施例2的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图9表示本专利技术实施例3的定向耦合器的结构例的图；图10表示本专利技术实施例3的定向耦合器的匹配电路的图；图11表示本专利技术实施例3的定向耦合器的特性的图；图12表示使用本专利技术实施例3的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图13表示本专利技术实施例4的定向耦合器的结构例的图；图14表示本专利技术实施例4的定向耦合器的匹配电路的图；图15表示本专利技术实施例4的定向耦合器的特性的图；图16表示使用本专利技术实施例4的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图17表示本专利技术实施例5的定向耦合器的结构例的图；图18表示本专利技术实施例5的定向耦合器的匹配电路的图；图19表示本专利技术实施例5的定向耦合器的特性的图；图20表示使用本专利技术实施例5的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图21表示本专利技术实施例6的定向耦合器的结构例的图；图22表示本专利技术实施例6的定向耦合器的匹配电路的图；图23表示本专利技术实施例6的定向耦合器的特性的图； 图24表示使用本专利技术实施例6的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图25表示本专利技术实施例7的定向耦合器的结构例的图；图26表示本专利技术实施例7的定向耦合器的匹配电路的图；图27表示本专利技术实施例7的定向耦合器的特性的图；图28表示使用本专利技术实施例7的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图29表示本专利技术实施例8的定向耦合器的结构例的图；图30表示本专利技术实施例8的定向耦合器的匹配电路的图；图31表示本专利技术实施例8的定向耦合器的特性的图；图32表示使用本专利技术实施例8的定向耦合器的无线通信机的结构例的图；图33表示本专利技术实施例9的定向耦合器的结构例的图；图34表示本专利技术实施例9的定向耦合器的匹配电路的图；图35表示本专利技术实施例9的定向耦合器的特性的图；及图36表示使用本专利技术实施例9的定向耦合器的无线通信机的结构例的图。具体实施例方式本专利技术在定向耦合器的主线路的输入输出中配置高频寄生抑制用的短截线，通过在载波频率时短截线具有的电纳和主线路进行输入输出端上连接的电路间的阻抗匹配，即使在微波至毫米波频带中，也可实现小型、低损耗并且获得良好的高频寄生抑制特性。短截线是信号线上装载的一种线路，具有电气长度、特性阻抗和终端条件(开路/短路)这三个参数。电气长度是由短截线的长度决定的参数，特性阻抗是由短截线的宽度决定的参数。以下，参照附图来说明本专利技术的实施例。(实施例1)图1是表示本专利技术实施例1的定向耦合器的结构例的图，是应用于监视发送功率的定向耦合器。定向耦合器100主要由输入端子101、输出端子102、耦合端子103、隔离端子104、主线路105、副线路106、开路短截线107及开路短截线108构成。输入端子101通过开路短截线107、主线路105、开路短截线108连接到输出端子102。耦合端子103通过与主线路105电磁耦合的副线路106连接到隔离端子104。开路短截线107和开路短截线108具有相同特性，在期望的截止频率fs11时具有与1/4波长相当的短截线长度。以下说明使主线路105和副线路106构成的定向耦合器的特性阻抗与外部电路的阻抗相等。首先，说明实现抑制期望的截止频率时的无用波。开路短截线的电纳Bos(f)在短截线的电气长度与1/4波长相当的频率f＝fsos时有Bos(fsos)＝无限大。因此，在频率fsos时，插入开路短截线后的阻抗Zos无论短截线插入点的阻抗Zip的值如何，都如下式(1)所示，使电路短路。Zos(fsos)＝1/{1/Zip+jBos(fsos)}＝0Ω ……(1)因此，在图1所示的结构中，在fs11时，由于通过开路短截线107、108使主线路105短路，所以可以抑制截止频率fs11时的无用波。下面，说明进行通过频率时的与定向耦合器100的输入输出连接的外部电路(图中省略)的阻抗匹配的情况。在图1中，主线路105和开路短截线107、108例如可以由微带线那样的分布常数元件来构成。一般地，分布常数元件具有与电感器或电容器等集中常数元件不同的频率特性，但如果限制在单一的频率内，那么通过分布常数元件可以高精度地近似于集中常数元件。图2表示通过频率f0时由集中常数元件来近似图1的定向耦合器100的输入端子101至输出端子102的匹配电路200。在图2中，输入端子201对应于图1的输入端子101，输出端子202对应于图1的输出端子102，电感器203对应于图1的主线路105，电容器204对应于图1的开路短截线107，电容器205对应于图1的开路短截线108。这里，匹配电路200有与π型LC匹配电路相同的结构，所以可以获得与输入端子201和输出端子202上连接的外部电路间的匹配，其结果，可以减少不匹配损耗，实现低损耗特性。图3表示设计通过频率f0＝5GHz、截止频率fs11＝10GHz、耦合度为17dB的定向耦合器的通过特性。定向耦合器100构成在基板厚度为0.635mm、介电常数为10的铝基板上。这里，通过频率f0时的输入端子101和输出端子102间的损耗是0.25dB，其中，耦合损耗是0.09dB，纯粹的损耗是0.16dB。现有的定向耦合器在单体时有0.2dB的损耗(包括耦合损耗)，滤波器的损耗为0.2dB左右，所以实施例1的定向耦合器100与现有的定向耦合器相比，通过特性改善了约0.15dB。而且，在fs11(10GHz相当于2倍波)时获得30dB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向耦合器，包括：传输高频信号的主线路；与所述主线路进行电磁耦合的副线路；连接到所述主线路的输入端的第１开路短截线；以及连接到所述主线路的输出端的第２开路短截线；其中，所述第１和第２开路短截线具有在期望的频率中短路的短截线长度，通过所述主线路和所述第１及第２开路短截线，来构成通过频率时与外部电路的阻抗匹配电路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎正纯，佐佐木冨士雄，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]