定向耦合器制造技术

一种耦合器，是在层叠基板具备能够传送高频信号的第一线路、与第一线路电磁场耦合的第二线路、在第一线路的一端所具备的第一口、在第一线路的另一端所具备的第二口、在第二线路的一端所具备的第三口、以及在第二线路的另一端所具备的第四口的耦合器，在第一导体层，配置第一线路和第二线路，形成通过在第一导体层内将第一线路与第二线路以相互接近并平行地延伸的方式配置从而在第一线路与第二线路间产生电磁场耦合的层内耦合部，并且形成通过以存在从平面看时与配置在第一导体层的第一线路重叠的部分的方式将第二线路引绕到第二导体层内而在第二导体层内的第二线路与第一导体层内的第一线路之间产生电磁场耦合的层间耦合部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种定向耦合器，特别是涉及一种实现定向耦合器的小型低背化和良好的电气特性的两者的导体图案的配置构造。
技术介绍
具有使在传送线路上传输的高频电力分支或合流的功能的定向耦合器(Directional Coupler/以下单单称为“耦合器”)，成为在构成手机或无线LAN通信装置、蓝牙(Bluetooth/注册商标)标准的通信装置等各种的无线通信设备的发送电路方面不可或缺的部件。该耦合器 是通过使在一端具有第一口且在另一端具有第二口的第一线路、与在一端具有第三口且在另一端具有第四口的第二线路相互接近而配置，从而使两线路电磁场耦合的稱合器。具备这样的耦合线路部的耦合器例如能够作为在通信设备的发送电路中监测发送信号的电平的检测单元来使用。具体而言，在将发送信号放大的电力放大器(PA)与天线之间插入稱合器，使来自PA的发送信号通过稱合器的第一口(输入口)而输入至第一线路(主线路)，从第二口(输出口)输出至天线侧。此时，在第一线路传送的发送信号的一部分通过与其电磁场耦合的第二线路(副线路)而被取出，从第三口(耦合口)作为监测信号被输出至自动输出控制电路(APC电路)。APC电路响应于该监测信号的电平(即发送信号的电平)，控制PA的增益，以使PA的输出成为一定。通过这样的PA的反馈控制，能够谋求发送输出的稳定化。另外，由于耦合器可以使高频电力具有90°的相位差而分支、或者相反地合成具有90°的相位差的高频电力，因此也可以将耦合器作为例如差动型功率放大器的输入用分配器和输出用合成器来使用。具体而言，从第一口输入发送信号，通过将该发送信号各二分之一地分别从第二口与第三口具有90°的相位差地分支输出，从而能够作为差动型功率放大器的输入用分配器来使用。另外，若使具有90°的相位差的高频信号分别从第二口与第三口输入，则能够将这些具有90°的相位差的高频信号合成而从第一口取出，因而可以作为差动型功率放大器的输出用合成器来使用。此外，作为公开这样的耦合器的文献，有下列专利文献。专利文献1:日本特开2002-280810号公报专利文献2:日本特开平8-191206号公报
技术实现思路
然而，在构成耦合器的情况下，一般而言，若将第一线路与第二线路的长度设定为使用频带的四分之一波长左右，则能够在该频带得到良好的特性。然而，手机等的移动体无线设备中所主要使用的准微波带的四分之一波长为数cm左右，在需要轻薄短小化的手机等的移动体无线设备所使用的耦合器具备该长度的耦合线路，从尺寸方面来看是不现实的。另外，若使用数cm以上的长耦合线路，则插入损耗变得非常大，对于移动体无线设备而言产生与电池寿命的大幅下降相关连的致命的不良状况。因此，通常使用比使用频带的四分之一波长短的耦合线路的耦合器，但在这样的耦合器中不容易得到理想的特性。这里，作为形成耦合线路的方法，已知有如上述专利文献I所记载的专利技术那样通过在同一平面内(同一导体层内)使两线路接近而平行地配置来进行耦合的方式(以下将这样的耦合方式称为“层内耦合”)、以及如上述专利文献2所记载的专利技术那样通过将第一线路与第二线路配置在彼此不同的导体层且以从平面看时相互重叠的方式配置来进行耦合的方式(以下将这样的耦合方式称为“层间耦合”)，虽然层数变多，但是从能够使两线路的面彼此相对而耦合的层间耦合强化两线路的耦合而得到良好的特性方面看是有利的。图35A 图350是表示通过这样的层间耦合而形成了耦合线路的耦合器的构成例的图。如这些图所示，该耦合器(以下称为“比较例”)，使用具有第I层至第8层共计8层的导体层的层叠基板，在第3层与第6层经由通孔(以下单单称为“通孔”)V1而分别螺旋状地形成第一线路12，并且在第2层与第5层经由通孔V2分别螺旋状地形成第二线路13，第3层(图35E)的第一线路12与第2层(图35C)的第二线路13以从平面看时重叠的方式配置而使这些线路12，13层间耦合，同样地，第6层(图35K)的第一线路12与第5层(图351)的第二线路13以从平面看时重叠的方式配置而使这些线路12，13层间耦合。再有，上述图35A 350是从上层向下层依次表示层叠基板的各层的图(后述的图2A 图2K也同样)，在本申请中，在这些基板各层中，将配置了导体图案的层从上层向下层依次称为第I层、第2层、……，将不配置通孔V，VI，V2以外的导体图案的层从上层向下层依次称为第I绝缘层、第2绝缘层、……(后面所述的实施方式也同样)。另外，权利要求所提到的“第一导体层”相当于配置了例如上述导体图案的第I层、第2层、……中的任一层，“第二导体层”相当于配置了例如上述导体图案的第I层、第2层、……中的任一层且与上述第一导体层不同的层。此外，图中的符号·Pl表不第一口(port), P2表不第二口，P3表不第3 口，P4表不第四口。另外，该耦合器假定2.6GHz带作为使用频带，功能层尺寸例如可以为横1.0_、纵0.5mm、高(厚)0.142mm。另外，图36A 图36D表示上述比较例所涉及的耦合器的频率特性(反射损失、插入损失、耦合度、隔离度(isolation)和相位差)，可以一应满足现状所要求的各种规格SI S4。然而，在上述耦合器构造中，在耦合线路的形成中需要4层导体层，导致耦合器的高度尺寸变大。另一方面，若要抑制高度(层数)，如此则不得不使平面形状变大。此外，伴随着近年来的电子设备的小型薄型化以及多功能.高功能化的进展，要求进一步的特性提高，在上述耦合器中，难以维持功能层尺寸并应对此。因此，本专利技术的目的在于，获得小型低背且具有更进一步良好的特性的耦合器。为了解决上述技术问题来达到目的，本专利技术所涉及的耦合器(定向耦合器)具备通过将2条导体线路在同一导体层内互相接近并平行地配置而产生电磁场耦合的层内耦合、以及通过将2条导体线路配置在彼此不同的导体层且以从平面看时关于长度方向相互重叠的方式配置而产生电磁场耦合的层间耦合的两者。具体而言，本专利技术所涉及的耦合器，作为基本的方式，是具有能够传送高频信号的第一线路、与第一线路电磁场耦合的第二线路、在第一线路的一个端部具备的第一口、在第一线路的另一个端部具备的第二口、在第二线路的一个端部具备的第三口、以及在第二线路的另一个端部具备的第四口，并在具有包含经由绝缘层而层叠的第一导体层和第二导体层的多个导体层的层叠基板具备它们的耦合器，在第一导体层，配置第一线路和第二线路，形成通过在第一导体层内将第一线路与第二线路以相互接近并平行地延伸的方式配置从而在这些第一线路与第二线路之间产生电磁场耦合的层内耦合部，并且形成通过以存在从平面看时与配置在第一导体层的第一线路关于长度方向重叠的部分的方式将第二线路引绕到第二导体层内从而在该第二导体层内的第二线路与所述第一导体层内的第一线路之间产生电磁场稱合的层间稱合部。另外，作为优选的方式，在上述基本方式中，采用如下那样的各方式，由于实现了小型低背且具有良好的特性的耦合器而优选。(I)在上述基本方式中，进一步形成通过以存在从平面看时与配置在第一导体层的第二线路关于长度方向重叠的部分的方式将第一线路引绕到第二导体层内从而在该第二导体层内的第一线路与所述第一导体层内的第二线路之间产生电磁场耦合的层间耦合部。再有，在这种情况下，该第一线路可以是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，是在具有多个导体层的层叠基板具备能够传送高频信号的第一线路、与所述第一线路电磁场耦合的第二线路、在所述第一线路的一个端部所具备的第一口、在所述第一线路的另一个端部所具备的第二口、在所述第二线路的一个端部所具备的第三口、以及在所述第二线路的另一个端部所具备的第四口的定向耦合器，所述多个导体层包含经由绝缘层而层叠的第一导体层和第二导体层，在所述第一导体层，配置所述第一线路和所述第二线路，形成层内耦合部，所述层内耦合部通过在所述第一导体层内将所述第一线路与所述第二线路以相互接近并平行地延伸的方式配置从而在这些第一线路与第二线路之间产生电磁场耦合，并且形成层间耦合部，所述层间耦合部通过以存在从平面看时与配置在所述第一导体层的第一线路关于长度方向重叠的部分的方式将所述第二线路引绕到所述第二导体层内而在该第二导体层内的第二线路与所述第一导体层内的第一线路之间产生电磁场耦合。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：三岳幸生，桑岛一，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：