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Dokumentenidentifikation DE112005000068T5 19.04.2007
Titel Richtungskoppler vom Mikrostreifenleitungstyp und Kommunikationsvorrichtung, die denselben verwendet
Anmelder Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, JP
Erfinder Kubo, Hiroyuki, Nagaokakyo, Kyoto, JP
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Aktenzeichen 112005000068
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, EP, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG
WO-Anmeldetag 17.05.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2005/008927
WO-Veröffentlichungsnummer 2005114777
WO-Veröffentlichungsdatum 01.12.2005
Date of publication of WO application in German translation 19.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse H01P 5/18(2006.01)A, F, I, 20070118, B, H, DE

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Richtungskoppler, der in dem Mikrowellenband und dem Millimeterwellenband verwendet wird, und auf eine Kommunikationsvorrichtung, die den Richtungskoppler verwendet.

Hintergrund der Technik

Bei der Basisstation von tragbaren Telefonen etc., die das Quasi-Mikrowellenband oder das Mikrowellenband verwendet, wird ein Richtungskoppler verwendet, um die Übertragungsleistung an der Basisstation zu überwachen. Ein Hochfrequenz-Front-End-Abschnitt bei der Basisstation von tragbaren Telefonen etc. besteht aus einem Sende- oder Empfangs-Filter, das einen dielektrischen Resonator, einen Niedrigrauschverstärker etc. verwendet, und ist mit einer Sende- und Empfangs-Antenne verbunden. Der Hochfrequenz-Front-End-Abschnitt überwacht, ob die Basisstation elektrische Leistung überträgt, die notwendig ist, um die Kommunikation an einem festgelegten Bereich möglich zu machen, und die Schaltung ist aufgebaut, um in der Lage zu sein, stabil elektrische Leistung auf der Basis des Überwachungsergebnisses zu übertragen. Der Richtungskoppler wird zum Überwachen der Übertragung elektrischer Leistung verwendet und ist zwischen der Sende- und Empfangs-Antenne und dem Hochfrequenz-Front-End-Abschnitt angeordnet. Ferner wird als eine Kopplungsleitung zum Herstellen des Richtungskopplers, der mit einer Hauptleitung innerhalb der Schaltung gekoppelt ist, häufig eine Mikrostreifenleitung verwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Herstellung einfach ist und dass die Kopplung mit Leitungen in verschiedenen Formen auf einfache Weise erreicht werden kann.

Bei Patentdokument 1, bei einer Schaltung, die einen Wellenleiter als eine Hauptleitung verwendet, ist ein Richtungskoppler, bei dem eine Mikrostreifenleitung in den Wellenleiter eingefügt ist, gezeigt. Wenn eine Kopplungsleitung vom Mikrostreifenleitungstyp in einen Wellenleiter eingefügt ist, ist das elektromagnetische Feld innerhalb des Wellenleiters mit der Mikrostreifenleitung bei hohen Frequenzen gekoppelt und ein Teil der elektrischen Leistung innerhalb des Wellenleiters kann herausgezogen werden.

Wenn jedoch eine Mikrostreifenleitung in einen Wellenleiter eingefügt ist, bestand insofern ein Problem, dass es schwierig wird, die Richtwirkung zu dem Wellenleiter zu spezifizieren, aufgrund des Einflusses der Masseelektrode auf der Rückoberfläche des Substrats. Dann wird bei Patentdokument 1 die Richtwirkung auf solche Weise verbessert, dass die gesamte Masseelektrode auf der Rückoberfläche in der Längenrichtung eines Kopplungsleitungsabschnitts, wo das elektromagnetische Feld des Wellenleiters mit der Mikrostreifenleitung gekoppelt ist, veranlasst wird, sich um eine feste Distanz in der Breiten-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts zurückzuziehen. Wenn ein Wellenleiter und eine Mikrostreifenleitung mit festen Abmessungen verwendet werden, wird darauf hingewiesen, dass die Richtwirkung bis zu 20 dB verbessert wird, dadurch, dass verursacht wird, dass sich die Masseelektrode auf der Rückoberfläche um eine feste Distanz in der Breite-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts zurückzieht. Ferner kann bei Patentdokument 1, obwohl die Masseelektrode auf der Rückseite hergestellt ist, um eine feste Form aufzuweisen, zum Zweck des Verbesserns der Richtwirkung an einer Verbindung mit dem Wellenleiter, die selbe Wirkung bei der Struktur erhalten werden, bei der anstelle des Wellenleiters der Mittelleiter einer Koaxialleitung zu einem Hauptleiter gemacht ist.

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2-26103

Offenbarung der Erfindung

Bei der Struktur von Patentdokument 1 jedoch, da die Masseelektrode auf der Rückoberfläche hergestellt ist, um sich in der Leitungsbreitenrichtung über den gesamten Kopplungsleitungsabschnitt zurückzuziehen, wo die Mikrostreifenleitung und der Wellenleiter gekoppelt sind, besteht insofern ein Problem, dass sich die Richtwirkung bedeutend durch eine geringe Positionsverschiebung zwischen der Mikrostreifenleitung und der Masseelektrode ändert, wenn die Elektrodenstruktur gebildet wird. Das Problem wird durch Verwenden der Struktur aus 5 beschrieben, wobei die Struktur in Patentdokument 1 zum Koppeln mit der Koaxialleitung verwendet wird.

5 ist eine schematische Querschnittsansicht, wenn eine Substratoberfläche, wo der Leitungsabschnitt einer Mikrostreifenleitung, die mit einer Koaxialleitung gekoppelt ist, gebildet wird, als eine Schnittoberfläche geschnitten ist. Bei einem Richtungskoppler mit der Struktur wie in 5 müssen die Stärke einer Magnetfeldkopplung und die Stärke einer Kopplung des elektrischen Feldes, die zwischen dem Mittelleiter 42 (hierin nachfolgend bezeichnet als die Hauptleitung) einer Koaxialleitung 41 und der Mikrostreifenleitung 40 erzeugt sind, einander gleich gemacht werden, um die Richtwirkung eines Stroms zu erhalten, der in einer Mikrostreifenleitung 40 fließt. 5(a) zeigt die Richtung eines Stroms, der in der Mikrostreifenleitung 40 fließt, wenn beide Leitungen durch ein Magnetfeld gekoppelt sind, das in der Hauptleitung 42 erzeugt ist. Ein ringförmiges Magnetfeld 44 wird um die Hauptleitung 42 durch einen Strom erzeugt, der in der Hauptleitung 42 fließt. Ein Substrat 45, das die gebildete Mikrostreifenleitung 40 aufweist, ist in das Magnetfeld eingefügt und, wenn die Mikrostreifenleitung 40 in die Nähe der Hauptleitung 42 gebracht wird, werden die Hauptleitung 42 und die Mikrostreifenleitung 40 durch das Magnetfeld 44 gekoppelt. Dabei wird ein induzierter Strom 46 in einem Kopplungsleitungsabschnitt 47 der Mikrostreifenleitung 40 induziert. Der induzierte Strom 46 fließt von einem Ende der Mikrostreifenleitung 40 zu dem anderen Ende.

Andererseits zeigt 5(b) die Richtung eines Stroms, der in der Mikrostreifenleitung fließt, wenn die Hauptleitung und die Mikrostreifenleitung durch eine Kapazität gekoppelt sind, die zwischen beiden Leitungen erzeugt ist. Wenn die Mikrostreifenleitung 40 in die Nähe der Hauptleitung 42 gebracht ist, wird eine Kopplungskapazität 48 zwischen der Hauptleitung 42 und der Mikrostreifenleitung 40 erzeugt und eine Elektrisches-Feld-Kopplung wird zwischen den Leitungen verursacht. Dabei, da eine im Wesentlichen symmetrische Verteilung der Stärke des elektrischen Feldes von dem Mittelpunkt des Kopplungsleitungsabschnitts 47 zu beiden Enden 49 und 50 der Mikrostreifenleitung 40 erhalten wird, werden die Ströme 51 und 52 der selben Größe in der selben Richtung an beiden Enden 49 und 50 der Mikrostreifenleitung 40 erzeugt.

Wenn ein Richtungskoppler durch enge Anordnung einer Hauptleitung und einer Mikrostreifenleitung aufgebaut ist, tritt sowohl eine Magnetfeldkopplung als auch eine Kopplung des elektrischen Feldes auf, und Ströme, die denselben entsprechen, fließen in der Mikrostreifenleitung. In 5, wenn der Betrag der Kopplung des elektrischen Feldes und der Betrag der Magnetfeldkopplung gleich sind, da der Betrag eines Stroms 46, der in das andere Ende 50 der Mikrostreifenleitung fließt, der durch die Magnetfeldkopplung erzeugt wird, und eines Stroms 51, der in ein Ende 49 der Mikrostreifenleitung fließt, der durch die Kopplung des elektrischen Feldes erzeugt wird, im Wesentlichen gleich werden, fließt der Strom zu einem Ende 49 nicht und der Strom fließt nur zu dem anderen Ende 50. Daher ist die Richtwirkung eines Stroms, der in der Mikrostreifenleitung fließt, entschieden, und die Richtwirkung des Richtungskopplers kann erhalten werden. Dann, wenn eine Überwachungsschaltung mit dem anderen Ende 50 verbunden ist, ist sie in der Lage, die elektrische Leistung 43 zu überwachen, die durch die Hauptleitung 42 läuft.

Bei Patentdokument 1 wird die elektrische Feldstärke zwischen der Mikrostreifenleitung und der Masseelektrode verändert, durch Verursachen, dass sich die Masseelektrode gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt um einen festen Betrag in der Leitungsbreitenrichtung zurückzieht, und somit der Magnetfeldkopplungsbetrag und der Kopplungsbetrag des elektrischen Feldes zwischen der Mikrostreifenleitung und der Hauptleitung gleich gemacht werden, um die Richtwirkung zu erhalten. Da jedoch verursacht wird, dass sich die gesamte Masseelektrode gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt zurückzieht, wird der Änderungsbetrag des Magnetfeldkopplungsbetrags und des Kopplungsbetrags des elektrischen Feldes, die zwischen beiden Leitungen erzeugt werden, der durch den Betrag des Zurückziehens der Masseelektrode verursacht wird, groß. Daher tritt insofern ein Problem auf, dass die Richtwirkung nicht erhalten werden kann, wenn eine Positionsverschiebung zwischen der Masseelektrode und der Mikrostreifenleitung bei der Bildung der Elektrodenstruktur etc. auftritt, da jeder des Magnetfeldkopplungsbetrags und des Kopplungsbetrags des elektrischen Feldes zwischen beiden Leitungen größer wird.

Um das oben beschriebene Problem zu lösen, weist ein Richtungskoppler der vorliegenden Erfindung folgende Merkmale auf: eine Masseelektrode, die auf einer Hauptoberfläche eines Substrats enthalten ist; einen Leitungsabschnitt, der auf der anderen Hauptoberfläche des Substrats enthalten ist und zusammen mit der Masseelektrode eine Mikrostreifenleitung bildet; und eine Hauptleitung, die angeordnet ist, um bei hohen Frequenzen mit einem Kopplungsleitungsabschnitt gekoppelt zu sein, der Teil des Leitungsabschnitts ist, und um im Wesentlichen parallel zu dem Kopplungsleitungsabschnitt zu sein. Bei dem Richtungskoppler ist ein Einkerbungsabschnitt, bei dem ein Teil der Masseelektrode gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt durch das Substrat in der Breiten-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts von dem Randabschnitt des Substrats geschnitten ist, um zumindest den Kopplungsleitungsabschnitt zu umfassen, enthalten.

Da bei der Struktur der vorliegenden Erfindung der Einkerbungsabschnitt in der Breite-Richtung der Mikrostreifenleitung in einem Teil der Masseelektrode gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt der Mikrostreifenleitung enthalten ist, um zumindest den Kopplungsleitungsabschnitt zu umfassen, kann die Änderung der Richtwirkung aufgrund einer Positionsverschiebung zwischen der Mikrostreifenleitung und dem Kopplungsleitungsabschnitt reduziert werden.

Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass Einkerbungsabschnitte an beiden Enden in der Längenrichtung des Kopplungsleitungsabschnitts enthalten sind.

Bei der Struktur der vorliegenden Erfindung sind die Einkerbungsabschnitte der Masseelektrode an beiden Enden des Kopplungsleitungsabschnitts enthalten. Die elektrische Feldstärke, die zwischen dem Leitungsabschnitt auf der oberen Substratoberfläche und der Masseelektrode auf der Substratrückoberfläche erzeugt wird, ist in dem Mittelabschnitt in der Längenrichtung des Kopplungsleitungsabschnitts höher. Wenn die Masseelektrode bei dem Mittelabschnitt des Kopplungsleitungsabschnitts gelassen wird, da der Kopplungsbetrag des elektrischen Feldes zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt und der Masseelektrode ohne weiteres gesteuert werden kann, ist es ebenfalls einfach, die Richtwirkung zu steuern.

Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Feldstärke, die zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt und der Masseelektrode erzeugt wird, bei den Einkerbungsabschnitten der Masseelektrode niedriger ist als bei der Masseelektrode, die keinen Einkerbungsabschnitt aufweist.

Da bei der Struktur der vorliegenden Erfindung die Einkerbungsabschnitte in einem Abschnitt enthalten sind, wo die Kopplung des elektrischen Feldes zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt und der Masseelektrode hoch ist, kann die Kopplung des elektrischen Feldes zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt und der Masseelektrode ohne weiteres gesteuert werden und es ist ferner einfach, die Richtwirkung zu steuern.

Ferner kann die vorliegende Erfindung auch bei einer Schaltung verwendet werden, bei der die Hauptleitung der Mittelleiter einer Koaxialleitung ist.

Wie bei der vorliegenden Erfindung kann die Richtwirkung, die zum Überwachen der elektrischen Übertragungsleistung notwendig ist, erhalten werden, und die Änderung der Richtwirkung aufgrund einer Positionsverschiebung zwischen dem Leitungsabschnitt und der Masseelektrode, wenn die Elektrodenstruktur gebildet wird, kann reduziert werden, bei einem Richtungskoppler, der aus einer Masseelektrode, die auf einer Hauptoberfläche eines Substrats enthalten ist, einem Leitungsabschnitt, der auf der anderen Hauptoberfläche des Substrats enthalten ist und eine Mikrostreifenleitung zusammen mit der Masseelektrode bildet, und einer Hauptleitung, die angeordnet ist, um bei hohen Frequenzen mit einem Kopplungsleitungsabschnitt gekoppelt zu sein, der Teil des Leitungsabschnitts ist, und im Wesentlichen parallel zu dem Kopplungsleitungsabschnitt sein, besteht, da ein Einkerbungsabschnitt in der Breite-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts von dem Randabschnitt des Substrats, und der zumindest den Kopplungsleitungsabschnitt enthält, der gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt durch das Substrat ist, in einem Teil der Masseelektrode enthalten ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Draufsicht und eine schematische Querschnittsansicht eines Richtungskopplers eines ersten Ausführungsbeispiels.

2 sind schematische Ansichten einer Mikrostreifenleitung eines Richtungskopplers des ersten Ausführungsbeispiels, 2(a) zeigt die obere Oberfläche und 2(b) zeigt die Rückoberfläche.

3(a) ist eine schematische Draufsicht, die eine Masseelektrode eines Richtungskopplers eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt,

3(b) ist eine schematische Draufsicht, die eine Masseelektrode eines Richtungskopplers eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt, und

3(c) ist eine schematische Draufsicht, die eine Masseelektrode eines Richtungskopplers eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt.

4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Richtungskopplers eines fünften Ausführungsbeispiels.

5 sind schematische Draufsichten, die den Kopplungszustand zwischen der Mikrostreifenleitung und einer Hauptleitung zeigen.

1, 31 und 45
Substrate
2, 30 und 40
Leitungsabschnitte einer Mikrostreifenleitung
3, 32 und 42
Hauptleitungen
4
Kopplungsraum
5
Externer Leiter
6
Durchgangsloch
7 und 33
Masseelektroden
12
Abschlusswiderstand
13, 20, 21 und 22
Einkerbungsabschnitte
44
Kopplungsmagnetfeld
48
Kopplungskapazität
49
ein Ende einer Mikrostreifenleitung
50
das andere Ende einer Mikrostreifenleitung
51
Strom, der zu einem Ende einer Mikrostreifenleitung fließt
52
Strom, der zu dem anderen Ende einer Mikrostreifenleitung fließt

Beste Ausführung der Erfindung

Zuerst wird ein erstes Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 1 und 2 beschrieben.

Bei einem Richtungskoppler, bei dem eine Mikrostreifenleitung so angeordnet ist, um bei hohen Frequenzen mit der Hauptleitung einer Koaxialleitung unter Verwendung von Kupfer als externen Leiter gekoppelt zu sein, ist in 1(a) eine schematische Draufsicht gezeigt, wenn die Oberfläche, die die Mikrostreifenleitung aufweist, die auf derselben gebildet ist, als eine Schnittoberfläche geschnitten ist, und in 1(b) ist eine schematische Querschnittsansicht gezeigt, wenn dieselbe bei Linie A-A' aus 1(a) ausgeschnitten ist. Ferner ist der Richtungskoppler, der in 1 gezeigt ist, ein Ausführungsbeispiel, das für die Basisstation von tragbaren Telefonen des 2-GHz-Bandes verwendet wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Mikrostreifenleitung 2, die auf einem Glas-Epoxydharz-Substrat 1 gebildet ist, mit einem Raum 4 mit 2 mm entfernt von einer Hauptleitung 3 angeordnet. Ferner ist das Glas-Epoxydharz-Substrat 1, wie in 1(b) gezeigt ist, auf dem die Mikrostreifenleitung 2 gebildet ist, in den externen Leiter einer Koaxialleitung durch einen Einkerbungsabschnitt eingefügt, der in dem externen Leiter gebildet ist, und ist derart angeordnet, dass der Raum 4 zu der Hauptleitung 3 rechteckig im Querschnitt ist und eine Breite von 5 mm und eine Dicke von 0,5 mm aufweist. Ferner ist der Raum zwischen dem Mittelleiter und dem externen Leiter der Koaxialleitung eine Schicht aus Luft. Dabei ist das Glas-Epoxydharz-Substrat 1 auf solche Weise angeordnet, dass die Mittelachse in der Dicke-Richtung des Glas-Epoxydharz-Substrats 1 im Wesentlichen in Ausrichtung mit der Mittelachse 9 ist, die im Querschnitt durch die Mitte der Koaxialleitung verläuft. Aufgrund einer solchen Struktur sind die Magnetfelder, die auf eine ringförmige Weise durch die Mikrostreifenleitung 2 und die Hauptleitung 3 erzeugt werden, miteinander gekoppelt, und folglich sind beide Leitungen magnetisch gekoppelt und gleichzeitig, aufgrund der Kapazität, die zwischen der Mikrostreifenleitung 2 und der Hauptleitung 3 erzeugt wird, sind die elektrischen Felder gekoppelt. Somit kann die Leistung eines Hochfrequenzsignals, das sich innerhalb der Koaxialleitung ausbreitet, überwacht werden. Ferner ist in 1 ein Ende der Mikrostreifenleitung 2 mit einer Elektrode 7 auf der Rückoberfläche durch ein Durchgangsloch 6 verbunden, und das Glas-Epoxydharz-Substrat 1 ist auf einem Befestigungssubstrat durch eine Schraube (nicht dargestellt) befestigt, die in ein Schraubloch 8 eingefügt werden soll.

Als Nächstes werden die Struktur und das Herstellungsverfahren des Abschnitts einer Mikrostreifenleitung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Verwendung von 2 beschrieben. 2(a) zeigt die Struktur einer Substratoberfläche, auf der die Mikrostreifenleitung 2 gebildet ist, und 2(b) ist eine schematische Draufsicht, die die Struktur der Substratrückoberfläche und die Anordnung der Elemente zeigt. Zuerst wird ein Glas-Epoxydharz-Substrat 1, dessen Dicke 0,8 mm beträgt und wobei auf beiden Oberflächen desselben eine 16 &mgr;m dicke Kupferelektrode gebildet ist, vorbereitet. Die Elektrodenstrukturen, wie sie in 2(a) und 2(b) gezeigt sind, werden sowohl auf der oberen als auch Rück-Oberfläche des Glas-Epoxydharz-Substrats 1 unter Verwendung einer Photolithographietechnik gebildet. Dabei ist bei der Mikrostreifenleitung 2, die mit der Hauptleitung gekoppelt sein soll, die Leitungsbreite mit 0,8 mm hergestellt, so dass die charakteristische Impedanz 50 &OHgr; werden kann, und die Leitungslänge ist auf die Hälfte einer Wellenlänge eingestellt, unter Berücksichtigung der effektiven dielektrischen Konstante auf dem Glas-Epoxydharz-Substrat 1. Ferner ist die Mikrostreifenleitung 2 U-förmig hergestellt, und die Länge eines Kopplungsleitungsabschnitts 10, der angeordnet ist, um im Wesentlichen parallel zu der Hauptleitung zu sein, so dass der Kopplungsleitungsabschnitt 10 bei hohen Frequenzen mit der Hauptleitung gekoppelt sein kann, ist auf 18 mm eingestellt. Ferner ist auf der Rückoberfläche des Glas-Epoxydharz-Substrats 1 eine Elektrodenanschlussfläche 11 für eine Elementverbindung, zu der eine Verbindung über ein Durchgangsloch 6 hergestellt wird, das an einem Leerlaufende der Mikrostreifenleitung 2 gebildet ist, gebildet. Ein Abschlusswiderstand 12 zum Abschließen des Leerlaufendes der Mikrostreifenleitung 2 mit 50 &OHgr; ist zwischen die Elektrodenanschlussfläche 11 und die Masseelektrode 7 geschaltet. Ferner ist das andere Leerlaufende der Mikrostreifenleitung 2 mit einer Schaltung bei einem Hochfrequenz-Front-End-Abschnitt (nicht dargestellt) verbunden.

In 2(b) sind zwei rechteckige Einkerbungsabschnitte 13 an dem Abschnitt enthalten, gegenüberliegend zu beiden Enden des Kopplungsleitungsabschnitts 10 auf der Substratoberfläche, bei der Masseelektrode 7 des Glas-Epoxydharz-Substrats 1. Bei den Einkerbungsabschnitten 13 ist die Masseelektrode 7 entfernt, um die gesamte Mikrostreifenleitung 2 in der Leitungsbreitenrichtung des Kopplungsleitungsabschnitts 10 von dem Endabschnitt des Glas-Epoxydharz-Substrats 1 einzulagern. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Länge des Einkerbungsabschnitts 13 auf 1 mm eingestellt, so dass die Richtwirkung des Stroms, der in der Mikrostreifenleitung 2 fließt, erhalten werden kann. Ferner ist es erforderlich, die Form der Einkerbungsabschnitte 13 gemäß dem Substratmaterial, das verwendet werden soll, und seiner Dicke zu ändern.

Eine Einstellung kann so ausgeführt werden, dass der Magnetfeldkopplungsbetrag und der Kopplungsbetrag des elektrischen Feldes zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt 10 und der Hauptleitung (nicht dargestellt) äquivalent werden können, und dass die Richtwirkung des Stroms, der in der Mikrostreifenleitung 2 fließt, durch Enthalten der Einkerbungsabschnitte 13 in der Masseelektrode 7 gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt 10, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, erhalten werden kann. Ferner ist bei den Einkerbungsabschnitten 13, da die Masseelektrode 7 entfernt ist, um die gesamte Leitung des Kopplungsleitungsabschnitts 10 einzuschließen, sogar wenn jegliche Positionsverschiebung zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt 10 und der Masseelektrode 7 vorliegt, wenn die Elektrodenstruktur gebildet ist, die Änderung der Stärke des Magnetfeldes und des elektrischen Feldes, die zwischen der Mikrostreifenleitung 2 und der Hauptleitung erzeugt werden, die die Richtwirkung bilden, gering. Ein Richtungskoppler vom Mikrostreifenleitungstyp, der die Richtwirkung sicher aufweist, kann durch Verwenden einer solchen Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels erhalten werden.

Ferner, da die Mikrostreifenleitung 2 eine Leitung ist, bei der eine 50-&OHgr;-Schaltung an beiden Enden angeschlossen ist und die Leitungslänge eine halbe Wellenlänge ist, weist die nahe Umgebung der Mitte des Kopplungsleitungsabschnitts ein starkes elektrisches Feld auf und erreicht ohne weiteres eine Elektrisches-Feld-Kopplung mit der Hauptleitung. Dementsprechend ist die Mikrostreifenleitung 2 hergestellt, um durch ein Magnetfeld mit der Hauptleitung gekoppelt zu sein, dadurch, dass die Masseelektrode 7 in der nahen Umgebung der Mitte des Kopplungsleitungsabschnitt 10 gelassen wird, wie in 2, und der Kopplungsbetrag des elektrischen Feldes und der Magnetfeldkopplungsbetrag äquivalent zueinander gemacht sind, um eine gewünschte Richtwirkung zu erhalten.

Wenn bei einem Richtungskoppler für tragbare Telefonvorrichtungen für ein 2-GHz-Band, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, sich die gesamte Masseelektrode auf der Rückoberfläche des Substrats in der Breite-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts zurückzieht, war die Richtwirkung bei dem Frequenzband von 1,9 bis 2,5 GHz bis zu ungefähr 10 dB klein. Wenn jedoch eine Struktur wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angenommen wird, wird die Richtwirkung bei demselben Frequenzband um 10 dB verbessert, und resultiert in der Richtwirkung von 20 dB. Folglich wurde eine ausreichende und stabile Richtwirkung erhalten. Ferner ist die Koaxialleitung, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, rechteckig im Querschnitt, aber eine andere Form, kreisförmig etc. im Querschnitt kann ebenfalls verwendet werden.

Ferner ist eine schematische Draufsicht einer Masseelektrode eines zweiten Ausführungsbeispiels in 3(a) gezeigt. Obwohl die Einkerbungsabschnitte bei dem ersten Ausführungsbeispiel an zwei Orten bei der Masseelektrode enthalten waren, können drei oder mehr Einkerbungsabschnitte wie bei dem vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel enthalten sein. Wenn eine Mehrzahl von Einkerbungsabschnitten 20 enthalten ist, kann der Änderungsbetrag der Richtwirkung aufgrund der Positionsverschiebung zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt und der Struktur der Masseelektrode weiter reduziert werden.

Ferner ist eine schematische Draufsicht einer Masseelektrode bei einem dritten Ausführungsbeispiel in 3(b) gezeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel ist ein modifiziertes Beispiel des zweiten Ausführungsbeispiels, und ein Teil jedes Einkerbungsabschnitts 21 ist in einem Kreisbogen geformt. Die Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie die des zweiten Ausführungsbeispiels.

Ferner ist eine schematische Draufsicht einer Masseelektrode bei einem vierten Ausführungsbeispiel in 3(c) gezeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel ist ein modifiziertes Beispiel des zweiten Ausführungsbeispiels und ein Teil jedes Einkerbungsabschnitts 22 ist in einer Dreiecksform geformt. Die Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die des zweiten Ausführungsbeispiels.

Obwohl die Unterschiede bei der Form der Einkerbungsabschnitte bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, kann die selbe Wirkung erhalten werden, wenn die Form der Einkerbungsabschnitte proportional zu jenen bei den Ausführungsbeispielen ist. Ferner ist es nicht erforderlich, die Form der ganzen Einkerbungsabschnitte zu vereinheitlichen, und die Einkerbungsabschnitte, die teilweise in der Form unterschiedlich voneinander sind, können verwendet werden.

Ferner ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Kopplungsverfahren zwischen einer Hauptleitung und einer Mikrostreifenleitung zeigt, bei einem fünften Ausführungsbeispiel in 4 gezeigt. Bei der Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Substrat 31, auf dem eine Mikrostreifenleitung 30 gebildet ist, unter dem Mittelleiter 32 einer Koaxialleitung als die Hauptleitung angeordnet. Wenn der Schaltungsbereich etc. begrenzt ist, kann die Größe einer Schaltung reduziert werden, ohne die elektrischen Charakteristika zu verringern, auf solche Weise, dass das Substrat, auf dem die Mikrostreifenleitung 30 gebildet ist, unter dem Mittelleiter 32 eingefügt ist.

Zusammenfassung

Bei einem Richtungskoppler mit einer Masseelektrode (7), die auf einer Hauptoberfläche eines Substrats (1) enthalten ist, einem Leitungsabschnitt (2), der eine Mikrostreifenleitung zusammen mit einer Masseelektrode (7) bildet, und einer Hauptleitung, die angeordnet ist, um bei hohen Frequenzen mit einem Kopplungsleitungsabschnitt (10) gekoppelt zu sein, der Teil des Leitungsabschnitts (2) ist, und im Wesentlichen parallel zu dem Kopplungsleitungsabschnitt zu sein, um ein Problem zu lösen, bei dem sich die Richtwirkung durch Positionsverschiebung zwischen der Masseelektrode (7) auf der Substratrückoberfläche und dem Kopplungsleitungsabschnitt (10) bedeutend verändert, ist ein Einkerbungsabschnitt (13) in einem Teil der Masseelektrode (7) auf der Rückoberfläche des Substrats gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt (10) des Leitungsabschnitts (2) der Mikrostreifenleitung enthalten, um zumindest den Kopplungsleitungsabschnitt (10) in der Breiten-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts (10) von dem Rand des Substrats (1) zu umfassen.


Anspruch[de]
Ein Richtungskoppler, der folgende Merkmale aufweist:

eine Masseelektrode, die auf einer Hauptoberfläche eines Substrats enthalten ist;

einen Leitungsabschnitt, der auf der anderen Hauptoberfläche des Substrats enthalten ist und zusammen mit der Masseelektrode eine Mikrostreifenleitung bildet; und

eine Hauptleitung, die angeordnet ist, um bei hohen Frequenzen mit einem Kopplungsleitungsabschnitt gekoppelt zu sein, der Teil des Leitungsabschnitts ist, und um im Wesentlichen parallel zu dem Kopplungsleitungsabschnitt zu sein,

wobei ein Einkerbungsabschnitt, bei dem ein Teil der Masseelektrode gegenüberliegend zu dem Kopplungsleitungsabschnitt durch das Substrat in der Breiten-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts von dem Randabschnitt des Substrats geschnitten ist, um zumindest den Kopplungsleitungsabschnitt zu umfassen, enthalten ist.
Ein Richtungskoppler gemäß Anspruch 1, bei dem Einkerbungsabschnitte der Masseelektrode an beiden Endabschnitten in der Längen-Richtung des Kopplungsleitungsabschnitts enthalten sind. Ein Richtungskoppler gemäß Anspruch 1, bei dem die elektrische Feldstärke, die zwischen dem Kopplungsleitungsabschnitt und der Masseelektrode erzeugt ist, bei den Einkerbungsabschnitten der Masseelektrode niedriger ist als bei der Masseelektrode, die keinen Einkerbungsabschnitt aufweist. Ein Richtungskoppler gemäß Anspruch 1, bei dem die Hauptleitung der Mittelleiter einer Koaxialleitung ist.






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