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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Richtkopplervorrichtung.
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Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm mit einem Mehranschluß-
Richtkoppler mit vier Eingangsanschlüssen und vier
Ausgangsanschlüssen. In Fig. 3 werden die an den Signaleingangsanschlüssen
1 und 2 eingegebenen Signale einem Hybridrichtkoppler 9a mit
einem Grad der Kopplung von 3dB (im folgenden als Kopplungsgrad
bezeichnet) eingegeben, und jedes der Signale wird in dem
Richtkoppler 9a in zwei Teile geteilt und die geteilten Signale
werden gekoppelt. Die geteilten und gekoppelten Signale werden
jeweils in die Hybridrichtkoppler 9c und 9d eingegeben. Die an
den Signaleingangsanschlüssen 3 und 4 eingegebenen Signale
werden in Hybridrichtkoppler 9b mit einem Kopplungsgrad von 3dB
eingegeben und jedes der Signale wird in dem Richtkoppler 9b in
zwei Teile geteilt und gekoppelt und die geteilten und
gekoppelten Signale werden den Hybridrichtkopplern 9c und 9c mit einem
Kopplungsgrad von 3dB eingegeben. Die in den Richtkoppler 9c
eingegebenen Signale werden jeweils in zwei Teile geteilt und
die geteilten und gekoppelten Signale werden an den
Signalausgangsanschlüssen 5 und 6 ausgegeben. Die in den Richtkoppler 9d
eingegebenen Signale werden jeweils in zwei Teile geteilt und
gekoppelt und die geteilten und gekoppelten Signale werden an
den Signalausgangsanschlüssen 7 und 8 ausgegeben.
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Bei dem Mehranschluß-Richtkoppler mit oben beschriebener
Konstruktion wird jedes Signal mit einem 1/4 der Eingangsleistung
der an den Einganganschlüssen 1 bis 4 eingegebenen Signale an
den Ausgangsanschlüssen 5 bis 8 ausgegeben. Der Mehranschluß-
Richtkoppler kann an eine Butler-Matrix angelegt werden, die die
Richtung des Strahls steuert, und der verfügbare Bereich des
Kopplers ist breit.
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In den Fign. 4(A) und 4(B) ist auf der Oberseite des linken
oberen Teils eines dielektrischen Substrates 10 in Rechteckform,
dessen gesamte Rückseite mit einer Masseleiterplatte 11 versehen
ist, ein Zweigleitungsrichtkoppler 9a vorgesehen. Der
Zweigleitungsrichtkoppler
9a weist Streifenleiter 21 und 22 von
rechteckiger Form und einer Breite d1 und einer Länge λg/4 sowie
Streifenleiter 23 und 24 von rechtwinkliger Form und einer Breite
d2 und einer Länge λg/4 auf, und die Streifenleiter 21,22 und
die Streifenleiter 23 und 24 sind jeweils parallel auf dem
dielektrischen Substrat derart ausgebildet, daß sie durch die
jeweiligen Streifenleiter 21 bis 24 eine rechteckige Form bilden.
λg ist eine Wellenlänge in dem Wellenleiter. Jeweilige Leiter an
dem Verbindungspunkt der Streifenleiter 21 und 23, dem
Verbindungspunkt der Streifenleiter 22 und 24, dem Verbindungspunkt
der Streifenleiter 21 und 24 sind jeweils mit den Zahlen 25 bis
28 bezeichnet. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann in
dem Zweigleitungsrichtkoppler 9a eine Mikrowellenleitung mit
einer bestimmten Impedanz Z&sub0; durch Festlegen der Breiten d1 und
d2 der Streifenleiter 21 bis 24 auf eine geeignete Breite mit
den Leitern 25 bis 28 gekoppelt werden, und in einer aus den
Leitern 25 bis 28 der Verbindungspunkte gebildeten Schaltung
kann ein Kopplungsgrad von 3 dB erreicht werden.
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Auf dieselbe Weise wie der Zweigleitungsrichtkoppler 9a sind im
linken unteren Teil, im rechten oberen Teil und im rechten
unteren Teil in der Zeichnung auf der Oberseite des
Isolatorsubstrates 1 Zweigleitungsrichtkoppler 9b, 9c und 9d ausgebildet. Bei
den Richtkopplern 9b, 9c und 9d werden der Einfachheit halber
die Bezugszeichen 21 bis 28 des Richtkopplers 9a verwendet.
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Die jeweiligen Leiter 25, 26, 27 und 28 an den
Verbindungspunkten des Richtkopplers 9a sind über die Verbindungsstreifenleiter
31, 32, 35 und 36 der Breite d mit den Signaleingangsanschlüssen
1 und 2 und den Verbindungspunkten 25 der jeweiligen
Richtkoppler 9c und 9d verbunden. Die jeweiligen Leiter 25, 26, 27 und 28
an den Verbindungspunkten des Richtkopplers 9b sind über die
Verbindungsstreifenleiter 33, 34, 37 und 38 der Breite d mit den
Signaleingangsanschlüssen 3 und 4 und den Verbindungspunkten 26
der jeweiligen Richtkoppler 9c und 9d verbunden. Es sei darauf
hingewiesen, daß die Streifenleiter 36 und 37 in fester
Kreuzungsform ausgebildet sind, d. h. der Leiter 37 ist an einem
festen Kreuzungsbereich 30 über einen Isolator 43 über den
Leiter
36 gelegt. Über die Streifenleiter 39 und 40 sind die Leiter
28 und 27 an den Verbindungspunkten des Richtkopplers 9c jeweils
mit den Signalausgangsanschlüssen 5 und 6 verbunden. Über die
Streifenleiter 41 und 42 sind die Leiter 28 und 27 an den
Verbindungspunkten des Richtkopplers 9d jeweils mit den
Signalausgangsanschlüssen 7 und 8 verbunden. Um 1/4 der Leistung der an
den Signaleingangsanschlüssen 1 bis 4 eingegebenen Signale mit
vorbestimmter Phasendifferenz an die Ausgangsanschlüsse 5 bis 8
zu übertragen, werden die jeweiligen Längen der
Verbindungsstreifenleiter 31 bis 34, 35 bis 38 und 39 bis 42 einander gleich
gemacht.
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Bei dem Mehranschluß-Richtkoppler mit der oben beschriebenen
Konstruktion wirken die Verbindungsstreifenleiter 31 bis 42 als
Mikrostreifenleiter, zusammen mit dem Masseleiter 11, und sind
in ähnlicher Weise wirksam wie der in Fig. 3 dargestellte
Richtkoppler. Wenn die Impedanz des Mikrostreifenleiters vorgegeben
ist, kann die Breite der Streifenleiter 31 bis 42 auf bekannte
Weise gewählt werden.
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Bei dem in den Fign. 4(A) und 4(B) gezeigten herkömmlichen
Richtkoppler interferieren das sich entlang des Streifenleiters
36 ausbreitende Signal und das sich entlang des Streifenleiters
37 ausbreitende Signal an dem Kreuzungspunkt 30 der
Verbindungsstreifenleiter 36 und 37, wodurch an den
Signalausgangsanschlüssen 5 bis 8 keine äquivalenten Signale erzeugt werden können.
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Bei dem Mehranschluß-Richtkoppler ist es erforderlich, daß die
elektrische Länge der Signale, die sich entlang der
Verbindungsstreifenleiter 31, 35 und 39; 32, 36 und 41; 33, 37 und 40; 34,
38 und 42 von den Anschlüssen 1 bis 4 zu den
Signalausgangsanschlüssen 5 bis 8 ausbreiten, übereinstimmt. Bei der
herkömmlichen Struktur gemäß den Fign. 4(A) und 4(B) jedoch ist es
notwendig, die Länge der Streifenleiter 31 und 42 entsprechend
der Form der festen Kreuzung einzustellen, was zu Problemen bei
der Herstellung des Kopplers führt.
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Ferner ist es zur Verringerung des elektrischen Koppelns unter
den Verbindungsstreifenleiter 31 bis 42, anders als bei den
Hybridkopplern 9a bis 9d, notwendig, den Leitungsabstand groß zu
machen. Bei der in Fig. 4 gezeigten herkömmlichen Struktur
jedoch müssen acht Eingangs- und Ausgangsstreifenleiter 31 bis 34
und 39 bis 42 und vier Streifenleiter 35 bis 38 zum Verbinden
der Richtkoppler auf dem Substrat 10 vorgesehen sein, wodurch
die Größe des Richtkopplers voluminös wird.
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Der Oberbegriff des Anspruchs 1 betrifft eine Mehranschluß-
Richtkopplervorrichtung, wie sie in DE-A-3 435 583 offenbart
ist. Die bekannte Kopplervorrichtung weist 64 Eingangs- und 64
Ausgangsanschlüsse und 192 Zweigleitungskopplereinrichtungen
auf. Zur Verringerung der Anzahl der Verbindungen zwischen den
Kopplereinrichtungen ist die Vorrichtung zweigeteilt. Jeder Teil
besteht aus acht identischen Strukturen, die jeweils eine 8·8-
Matrix mit acht Eingangs- und acht Ausgangsanschlüssen bilden.
Zwei der 8·8-Matrizes werden jeweils derart miteinander
gekoppelt, daß die erste Hälfte der Kopplereinrichtungen auf einer
vorderen Schaltplatte und die zweite Hälfte der
Kopplereinrichtungen auf einer hinteren Schaltplatte angeordnet sind. Aufgrund
dieser Konfiguration ist die Anzahl der die Kopplereinrichtungen
auf beiden Seiten verbindenden koaxialen Durchführungselemente
verringert. Es ist jedoch schwierig, die elektrische Länge
zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen mit hoher
Genauigkeit in Übereinstimmung zu bringen. Ferner ist die Herstellung
der bekannten Vorrichtung sehr kompliziert.
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US-A-3 575 674 beschreibt einen Mikrowellen-Richtkoppler auf
einem Mikrostreifen mit hoher Richtfähigkeit. Der bekannte
Koppler weist eine Iris zwischen zwei Leitungen auf, die von einer
gemeinsamen Masse-Ebene derart getrennt sind, daß jede Leitung
mit der gemeinsamen Masse-Ebene eine separate
Übertragungsleitung bildet und daß sie vollständig voneinander isoliert sind,
über den offenen Bereich der Iris hinaus. In dem Dielektrikum
sind im wesentlichen sowohl Felder für den Gleichmodus als auch
für den Gegenmodus enthalten, wodurch das anderen Arten eigene
Phasenungleichgewicht eliminiert und eine größere Richtfähigkeit
ermöglicht wird.
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Ferner ist in D3 = THE TRANSACTIONS OF THE I.E.C.E. OF JAPAN,
Band E63, Nr. 12, Dezember 1980; T. NOGUCHI et al.: "Microwave
integrated circuits with high-dielectric constant substrate for
UHF transistor amplifier", Seiten 842-848, ein Verstärker in der
Streifenleitertechnik mit Zweigkopplern und zusätzlichen aktiven
und passiven Elementen offenbart.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Mehranschluß-Richtkopplervorrichtung und eine eine
Richtkopplereinrichtung aufweisende Mikrowellenvorrichtung zu schaffen, bei
denen eine Interferenz der sich in den Streifenleiter
ausbreitenden Signale verhindert wird und die auf einfache Weise
herstellbar sind.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der
Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem Mehranschluß-Richtkoppler mit N Eingangsanschlüssen, wobei
N gleich 2l, jedoch mehr als 4 und l eine natürliche Zahl ist, N
Ausgangsanschlüssen und l·2l-1 Richtkopplern zur Ausgabe von
Signalen mit 1/N der Leistung der Eingangssignale, welche an den
N Eingangsanschlüssen eingegeben werden, jeder der l·2l-1
Richtkoppler derart ausgebildet ist, daß zwei die Ausgangs- oder
Eingangsanschlüsse bildende Kopplungsleiter auf zwei
gegenüberliegenden Seiten eines durch dielektrische Substrate
hindurchführenden Masseleiters ausgebildet sind und die zwei
gegenüberliegenden Kopplungsleiter durch eine in dem Masseleiter
ausgebildete Öffnung hindurch elektromagnetisch gekoppelt sind.
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Durch die oben erwähnte Anordnung können die Streifenleiter zur
Verbindung der Eingangsanschlüsse, der Ausgangsanschlüsse, der
Kopplungsleiter der Richtkoppler und zur Verbindung der
jeweiligen Anschlüsse und Kopplungsleiter und zur Verbindung der
jeweiligen Kopplungsleiter separat auf den jeweiligen, auf beiden
Seiten des Masseleiters angeordneten dielektrischen Substraten
ausgebildet sein. Dementsprechend kann die Größe des
Mehranschluß-Richtkopplers auf ungefähr 2/3 derjenigen des
herkömmlichen Richtkopplers dieser Art verringert werden, wodurch die
Verringerung der Größe und des Gewichts des Richtkopplers
ermöglicht wird. Da darüberhinaus die feste Kreuzung entfallen
kann, besteht die Möglichkeit des Verhinderns von Interferenz
zwischen den sich entlang der Streifenleiter ausbreitenden
Signalen. Daher können Mehranschluß-Richtkoppler erhalten werden,
die in der Lage sind, die Leistung der Eingangssignale mit gutem
elektrischem Verhalten aufzuteilen.
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Darüber ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine
Mikrowellensignalverarbeitungsschaltung vorgesehen, die einen derart
ausgebildeten Richtkoppler aufweist, daß ein Paar Eingangs- und
Ausgangsanschlüsse bildender Kopplungsleiter auf beiden Seiten
eines Masseleiters durch Substrate hindurch ausgebildet sind, so
daß die Kopplungsleiter durch eine Öffnung hindurch
elektromagnetisch gekoppelt sind, welche in einem Masseleiter ausgebildet
ist, der zwischen den Kopplungsleitern und der
Mikrowellensignalverarbeitungsschaltung ausgebildet ist, welche auf den
Substraten angeordnet ist, die an der vorderen Stufe oder hinteren
Stufe mit dem Richtkoppler verbunden sind.
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Durch obige Anordnung können die Kopplungsleiter des
Richtkopplers, die Mikrowellensignalverarbeitungsschaltungen und die
Verbindungsleitungen zur Verbindung der Kopplungsleiter und der
Mikrowellensignalverarbeitungsschaltungen auf beiden Seiten der
beiden Substrate in zwei Teile geteilt werden. Dementsprechend
kann die Größe der Mikrowellenvorrichtung im Vergleich zu der
herkömmlichen Vorrichtung um die Hälfte verringert werden, und
es ist möglich, die Größe und das Gewicht der
Mikrowellenvorrichtung zu verringern. Da ferner die Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung ohne eine Steg-Kopplung, wie sie bei der
herkömmlichen Vorrichtung verwendet wird, hergestellt werden
kann, ist es möglich, die Interferenz zwischen den sich in den
verschiedenen Schaltungen oder Leitungen in der Vorrichtung
ausbreitenden Signalen zu verhindern. Daher können
Mikrowellenvorrichtungen
geschaffen werden, die die Eingangssignale mit
gutem elektrischem Verhalten verarbeiten können.
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Fig. 1(A) ist eine Ansicht eines Beispiels eines Richtkopplers
gemäß der vorliegenden Erfindung mit vier Eingängen und vier
Ausgängen von oben,
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Fig. 1(B) ist eine Ansicht des in Fig. 1(A) dargestellten
Richtkopplers von unten,
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Fig. 1(C) ist eine Draufsicht auf einen bei dem in Fig. 1(A)
dargestellten Richtkoppler verwendeten Masseleiter,
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Fig. 1(D) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie A-A'
in Fig. 1(A) und Fig. 1(B),
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Fign. 2(A) und 2(B) sind Vertikalschnittansichten, welche die
elektrische Feldverteilung von Gleich-Modus und Ungleich-Modus
bei Vertikal-Modus-Steuerung an dem Verbindungsbereich der Linie
B-B' in den Fign. 1(A) und 1(B) zeigen,
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Fig. 3 ist ein Schaltbild des in den Fign. 1(A) und 1(B)
gezeigten Richtkopplers mit vier Eingängen und vier Ausgängen,
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Fig. 4(A) ist eine Draufsicht auf einen vier
Zweigleitungsrichtkoppler verwendenden Mehranschluß-Richtkoppler mit vier
Eingängen und vier Ausgängen,
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Fig. 4(B) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der in Fig.
4(A) gezeigten Linie C-C',
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Fig. 5(A) ist eine Ansicht eines Beispiels des Mehranschluß-
Richtkopplers gemäß der vorliegenden Erfindung mit vier
Eingängen und vier Ausgängen,
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Fig. 5(B) ist eine Ansicht des in Fig. 5(A) gezeigten
Mehranschluß-Richtkopplers von unten,
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Fig. 5(C) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der in den
Fign. 5(A) und 5(B) gezeigten Linie A-A',
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Fig. 5(D) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der in den
Fign. 5(A) und 5(B) gezeigten Linie B-B',
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Fig. 6(A) ist eine Draufsicht auf den in Fig. 5(A) gezeigten
Mehranschluß-Richtkoppler,
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Fig. 6(B) ist eine Draufsicht auf einen bei dem in Fig. 5(A)
gezeigten Mehranschluß-Richtkoppler verwendeten Masseleiters,
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Fig. 6(C) ist eine Draufsicht auf Leiterstrukturen der
Unterseite des in Fig. 5(A) gezeigten Mehranschluß-Richtkopplers,
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Fig. 7(A) ist eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel eines
Richtkopplers, der den hinteren Teil des
Mehranschluß-Richtkopplers mit acht Eingängen und acht Ausgängen bildet,
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Fig. 7(B) ist eine Draufsicht auf einen Masseleiter des in Fig.
7(A) gezeigten Richtkopplers,
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Fig. 7(C) ist eine Draufsicht auf die Leiterstrukturen des
in Fig. 7(A) gezeigten Richtkopplers,
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Fig. 8(A) ist ein Schaltungsdiagramm des in den Fign. 5(A) bis
5(D) dargestellten Mehranschluß-Richtkopplers,
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Fig. 8(B4 ist ein Schaltungsdiagramm einer Modifikation des in
den Fign. 5(A) bis 5(D) gezeigten Mehranschluß-Richtkopplers,
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Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm des in den Fign. 7(A) bis 7(C)
gezeigten Mehranschluß-Richtkopplers,
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Fig. 10(A) und 10(B) sind Vertikalschnittansichten des Gleich-
Modus und Ungleich-Modus der Vertikal-Modus-Ansteuerung an dem
verbindungsbereich der Linie F-F' der Fign. 5(A) und 5(B),
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Fig. 11 ist ein Schaltbild, das den herkömmlichen Mehranschluß-
Richtkoppler mit vier Eingängen und vier Ausgängen zeigt,
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Fig. 12 ist ein Schaltbild, das den herkömmlichen Mehranschluß-
Richtkoppler mit acht Eingängen und acht Ausgängen zeigt,
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Fig. 13 ist ein Schaltbild, das den herkömmlichen Mehranschluß-
Richtkoppler mit 16 Eingängen und 16 Ausgängen zeigt,
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Fig. 14(A) ist eine Draufsicht auf einen einen Richtkoppler mit
vier Zweigleitungen verwendenden Mehranschluß-Richtkoppler mit
vier Eingängen und vier Ausgängen,
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Fig. 14(B) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der Linien E-
E' in Fig. 14(A),
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Fig. 15(A) ist eine Draufsicht auf einen
mikrowellenabgeglichenen Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 15(B) ist eine Draufsicht auf den bei dem in Fig. 15(A)
gezeigten mikrowellenabgeglichenen Verstärker verwendeten
Masseleiter,
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Fig. 15(C) ist eine Draufsicht auf die bei dem in Fig. 15(A)
gezeigten mikrowellenabgeglichenen Verstärker verwendeten
Leiterstrukturen,
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Fig. 15(D) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie A-
A' in Fig. 15(A),
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Fig. 15(E) ist eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie B-
B' in Fig. 15(A),
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Fign. 16(A) und 16(B) sind Vertikalschnittansichten der
elektrischen Feldverteilung des Ungleich-Modus- und des Gleich-Modus
durch die Vertikalansteuerung an dem Verbindungsbereich der
Linie B-B' in Fig. 15(A),
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Fig. 17 ist ein Ausführungsbeispiel eines
Mehranschluß-Verstärkers mit vier Eingängen und vier Ausgängen gemäß der
vorliegenden Erfindung,
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Fig. 18(A) ist eine Draufsicht des Mehranschluß-Verstärkerung
und zeigt das praktische Merkmal des in Fig. 17 gezeigten
Mehranschluß-Richtkopplers,
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Fig. 18(B) ist eine Draufsicht des Masseleiters 12 des in Fig.
17 gezeigten Mehranschluß-Verstärkers, und
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Fig. 18(C) ist eine Draufsicht auf die Leiterstrukturen auf dem
bei dem in Fig. 17 gezeigten Mehranschluß-Verstärker verwendeten
dielektrischen Substrat 10by.
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Wie aus den Fign. 1(A) bis 1(D) hervorgeht, sind im oberen
rechten Teil und im unteren rechten Teil eines länglichen
Masseleiters 11 mit einer Dicke von t0 Kopplungsöffnungen 17a und 17b
vorhanden, welche den Masseleiter 11 durchdringen und an der
kurzen Seite eine Länge W und an der langen Seite eine Länge
λg/4 aufweisen, wobei die Kopplungsöffnungen 17a und 17b mit
Kopplungsisoliermaterialien 10ca und 10cb gefüllt sind. Der
Masseleiter 11 ist zwischen dielektrischen Substraten 10a und
10b mit einer Dicke t vorgesehen.
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Im oberen rechten Teil in Fig. 1(A) über dem dielektrischen
Substrat 10a ist über dem Kopplungsisoliermaterial 10ca ein
Kopplungsleiter 18a von rechteckiger Form mit einer Länge S auf
der kurzen Seite und einer Länge λg/4 auf der langen Seite
ausgebildet. Andererseits ist ein dem Leiter 18a ähnlicher
Kopplungsleiter 19a unter dem Kopplungsisoliermaterial 10ca im
oberen linken Teil von Fig. 1(B) auf der Unterseite des
dielektrischen Substrates 10b ausgebildet. Um die Eingangsanschlüsse und
die Ausgangsanschlüsse des Mehranschluß-Richtkopplers auf
derselben Seite vorzusehen und die elektrische Länge zwischen dem
Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß gleichzumachen, sind
die Kopplungsleiter 18a und 19a so ausgebildet, daß sich die
Längsrichtungen der Kopplungsleiter 18a und 19a parallel zu der
Längsrichtung der dielektrischen Substrate 10a und 10b
erstrecken. Wenn an die Enden der kurzen Seiten der Kopplungsleiter 18a
und 19a ein Mikrowellensignal angelegt wird, entwickelt sich
eine Moduskopplung zwischen den Kopplungsleitern 18a und l8b und
dem Masseleiter 11 durch das Kopplungsisoliermaterial 10ca in
der Kopplungsöffnung 17a hindurch. Dann wird die
Eingangsleistung in zwei äquivalente Teile geteilt und gekoppelt, wodurch
am anderen Ende der kurzen Seite jedes der Kopplungsleiter 18a
und 19a eine Ausgabe erfolgt.
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In den Fign. 1(A) und 1(B) sind die Positionen der
Kopplungsöffnungen 17a und 17b durch gestrichelte Linien angezeigt. Die
jeweiligen kurzen Seiten der Kopplungsöffnung 17a des
Masseleiters 11 und die kurzen Seiten der Kopplungsleiter 18a und 19a
koinzidieren. Die dielektrischen Substrate 10a und 10b und das
Kopplungsisoliermaterial 10ca sind in demselben Körper
ausgebildet und weisen dieselbe Dielektrizitätskonstante auf.
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Fign. 2(A) und 2(B) sind jeweils vertikalschnittansichten, die
die elektrische Feldverteilung von Ungleich-Modus und Gleich-
Modus bei bekanntem Vertikal-Modus-Betrieb an dem
Kopplungsbereich der Linie B-B' in Fig. 1 zeigen. In dem in Fig.
2(A) gezeigten Gleich-Modus entwickeln sich zwischen den
Kopplungsleitern 18a und 19a und dem Masseleiter 11 elektrische
Kraftlinien, wobei die Öffnung als magnetische Wand wirkt.
Andererseits entwickeln sich in dem in Fig. 2(B) gezeigten Ungleich-
Modus zwischen den Kopplungsleitern 18a und 19a und dem
Masseleiter 11 elektrische Kraftlinien, wobei die Öffnung als
elektrische Wand wirkt.
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Dementsprechend wird durch den Masseleiter 11 und die auf dem
dielektrischen Substrat 10a und 10b ausgebildeten
Kopplungsleiter 18a und 19a ein Richtkoppler 9ca mit einem vorbestimmten
Kopplungsgrad gebildet. Daher kann durch Wahl der
Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Substrates 10a, der Breite S
der Kopplungsleiter 18a und 19a und der Breite W der
Kopplungsöffnung 17a ein Richtkoppler 9ca mit vier Anschlüssen mit einem
Kopplungsgrad von 3dB geschaffen werden. Es sei darauf
hingewiesen-
daß der Kopplungsgrad 3dB beträgt. Um den Kopplungsgrad zu
erhöhen, wird die Breite W der Kopplungsöffnung 17a vergrößert.
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Im unteren rechten Teil in Fig. 1(A) sind auf dem dielektrischen
Substrat 10a ein Kopplungsleiter 18b mit derselben Form wie der
Leiter 18a direkt über dem Kopplungsisoliermaterial 10cb
ausgebildet, während im unteren linken Teil in Fig. 1(B) auf der
Unterseite des dielektrischen Substrates 10b direkt unter dem
Kopplungsisoliermaterial 10cb ein Kopplungsleiter 19b mit
derselben Form wie der Leiter 19a ausgebildet ist. Dementsprechend
kann in ähnlicher Weise wie der Richtkoppler 9ca durch den
Masseleiter 11 und die Kopplungsleiter 18b und 19b ein Richtkoppler
9da mit einem Kopplungsgrad von 3dB geschaffen werden.
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Im mittleren Teil in Fig. 1(A) ist auf der Oberseite des
dielektrischen Substrates 10a ein dem herkömmlichen ähnlicher
Zweigleitungs-Richtkoppler 9a mit einem Kopplungsgrad von 3dB
ausgebildet, während im mittleren Teil von Fig. 1(B) auf der
Unterseite des dielektrischen Substrates 10b ein weiterer, dem
herkömmlichen ähnlicher Zweigleitungs-Richtkoppler 9b mit einem
Kopplungsgrad von 3dB ausgebildet ist.
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Auf der Oberseite des dielektrischen Substrates 10a sind die
Signaleingangsanschlüsse 1 und 2 über Verbindungsstreifenleiter
31 und 32 der Breite d mit den an den Verbindungspunkten des
Richtkopplers 9a angeordneten Leitern 25 und 26 verbunden. Die
Verbindungsleiter 27 und 28 des Richtkopplers 9a sind am unteren
Ende der kurzen Seite des Kopplungsleiters 9ca und der kurzen
Seite des Kopplungsleiters 18b des Richtkopplers 9da durch
Verbindungsstreifenleiter 35 und 36 verbunden. Der obere Endbereich
der kurzen Seite des Kopplungsleiters 18a des Richtkopplers 9ca
und der untere Endbereich der kurzen Seite des Kopplungsleiters
18b des Richtkopplers 9da sind über Verbindungsstreifenleiter 39
und 41 mit den Signalausgangsanschlüssen 5 und 7 verbunden.
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Auf der Unterseite des dielektrischen Substrates 10b sind die
Signaleingangsanschlüsse 3 und 4 an dem Verbindungspunkt des
Richtkopplers 9b über die Verbindungsstreifenleiter 33 und 34
der Breite d mit den Leitern 25 und 26 verbunden. Die Leiter 27
und 28 an dem Verbindungspunkt des Richtkopplers 9b sind über
die Verbindungsstreifenleiter 38 und 37 der Breite d mit dem
oberen Endbereich der kurzen Seite des Kopplungsleiters 19a des
Richtkopplers 9ca und dem unteren Endbereich der kurzen Seite
des Kopplungsleiters 19b des Richtkopplers 9da verbunden. Der
untere Endbereich der kürzen Seite des Kopplungsleiters 19a des
Richtkopplers 9ca und der obere Endbereich der kurzen Seite des
Kopplungsleiters 19b des Richtkopplers 9da sind über die
Verbindungsstreifenleiter 40 und 42 mit den Signalausgangsanschlüssen
6 und 8 verbunden. Bei der oben erwähnten Anordnung sind die
Signaleingangsanschlüsse 1 und 2 und die Signalausgangsanschlüsse
5 und 7 auf den äußeren Teilen der linken und rechten Seite des
dielektrischen Substrates 10a ausgebildet, während die
Signaleingangsanschlüsse 3 und 4 und die Signalausgangsanschlüsse 6
und 8 auf den äußeren Teilen der linken und rechten Seiten des
dielektrischen Substrates 10b ausgebildet sind. Daher ist es
vorteilhaft, daß bei Anschließen von Anschlußdrähten an die
Signaleingangsanschlüsse und Signalausgangsanschlüsse die Arbeit
des Anschließens der Anschlußdrähte einfach ist, da die
Verbindungspositionen einander nicht überlappen.
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Um ferner 1/4 der Leistung der an den Signaleingangsanschlüssen
1 bis 4 eingegangenen Signale zu den Signalausgangsanschlüssen 5
bis 8 mit derselben Phasendifferenz der Eingangssignale zu
übertragen, ist die elektrische Länge der Teile, angefangen bei den
Signaleingangsanschlüssen 1 bis 4 zu den Eingangsenden der
jeweiligen Richtkoppler 9ca und 9da einschließlich der
Verbindungsstreifenleiter 31 und 35, der Verbindungsstreifenleiter 32
und 36, der Verbindungsstreifenleiter 33 und 37 und der
Verbindungsstreifenleiter 34 und 38 äquivalent, während die
elektrische Länge der Teile, angefangen mit den Ausgangsenden der
Richtkoppler 9ca und 9da einschließlich der
Verbindungsstreifenleiter 39 bis 42, äquivalent ist.
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Der auf oben beschriebene Art angeordnete
Mehranschluß-Richtkoppler weist eine zu der Schaltung in Fig. 3 äquivalente
Schaltung auf und kann in ähnlicher Weise wie die in den Fign. 4(A)
und 4(B) dargestellte Schaltung wirksam sein. Zwar werden in dem
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Anschlüsse 1 bis 4
als Signaleingangsanschlüsse und die Anschlüsse 5 bis 8 als
Signalausgangsanschlüsse verwendet, doch kann der Mehranschluß-
Richtkoppler als umkehrbare Schaltung fungieren, daher können
die Anschlüsse 1 bis 4 als Signalausgangsanschlüsse verwendet
werden, wobei die Anschlüsse 5 bis 8 als
Signaleingangsanschlüsse verwendet werden.
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Bei der in vorliegender Anordnung dargestellten Anordnung ist es
möglich, die Größe der Vorrichtung im Vergleich zu der der in
den Fign. 4(A) und 4(B) dargestellten herkömmlichen Vorrichtung
auf ungefähr 1/2 zu verringern. Da ferner der durch die
Streifenleiter 37 gemäß den Fign. 4(A) und 4(B) gebildete feste
Kreuzungsteil 30 nicht notwendig ist, kann das Eingangssignal in
zwei Teile mit äquivalenter Leistung mit einer guten Äquivalenz
geteilt werden. Da ferner bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel der feste Kreuzungsteil 30 nicht notwendig ist, ist es
möglich, die Leiterstrukturen präzise auszubilden, wodurch die
elektrischen Längen zwischen den jeweiligen Eingangsanschlüssen
und Ausgangsanschlüssen vereinheitlicht werden können. Demnach
kann die genaue Phasenbeziehung zwischen dem Eingangsanschluß
und dem Ausgangsanschluß gesichert werden.
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Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die
Zweigleitungs-Hybridrichtkoppler 9a und 9b zum Teilen und Koppeln der
Leistung des Signals auf derselben Ebene verwendet werden, ist
die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel
beschränkt; es können beispielsweise verschiedene Arten von
Hybridrichtkopplern verwendet werden, beispielsweise
Interdigital-, Tandemschaltungs-Hybridrichtkoppler zum Teilen und Koppeln
der Leistung des Signals. In diesem Fall ist es möglich, die
Größe der Vorrichtung im Vergleich zu der den
Zweigleitungshybridrichtkoppler verwendenden Vorrichtung zu verringern.
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Obwohl bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel die
Erläuterung im Hinblick auf den Fall erfolgt, daß vier Eingangs- und
vier Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt und
kann auf den Fall angewandt werden, daß die Zahl der Anschlüsse
mehr als fünf ist, und es kann ein solcher
Mehranschluß-Richtkoppler angeordnet werden, der mehr als drei bekannte
Richtkoppler 9a, 9b und 9c und mehr als drei Richtkoppler 9ca und 9da
aufweist.
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Obwohl in oben erwähntem Ausführungsbeispiel die Form der
Kopplungsleiter 18a, 18b, 19a, 19b und der Kopplungsöffnungen 17a
und 17b rechteckig ist, sind diese nicht auf die in dem
Ausführungsbeispiel dargestellten beschränkt; es besteht die
Möglichkeit, sie derart auszubilden, daß unter den Kopplungsleitern
18a, 19a, 18b und 19b die Kopplungsöffnung derart ausgebildet
sein kann, daß sie die Moduskopplungsleiter 18a, 19a, 18b und
19b koppelt.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind auf beiden Seiten des
Masseleiters durch das dielektrische Substrat hindurch mehrere erste
Richtkoppler vorgesehen, wobei zwei Kopplungsleiter gebildet
werden, die mit den ersten Richtkopplern auf beiden Seiten des
Masseleiters durch das dielektrische Substrat hindurch verbunden
sind. Ferner wird der zwischen den Kopplungsleitern vorgesehene
Masseleiter durch die Öffnung vorgesehen, und darüber hinaus
sind die zweiten Richtkoppler zum Koppeln der Kopplungsleiter
vorgesehen, wodurch die zweiten Richtkoppler in ähnlicher Weise
wirksam sind wie die herkömmlichen Zweigleitungsrichtkoppler
gemäß den Fign. 4(A) und 4(B), so daß zwei bekannte erste
Richtkoppler und die zweiten Richtkoppler vorgesehen sind; daher kann
der erfindungsgemäße Mehranschluß-Richtkoppler in ähnlicher
Weise wirksam sein wie der herkömmliche Richtkoppler.
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Wie oben erwähnt, sind die ersten Richtkoppler auf beiden Seiten
der Masseleiter durch die dielektrischen Substrate hindurch
vorgesehen und die Kopplungsleiter des zweiten Richtkopplers
sind auf den dielektrischen Substraten vorgesehen, somit kann
ein Mehranschluß-Richtkoppler mit 1/2 der Größe des
herkömmlichen Mehranschluß-Richtkopplers gebildet werden, und es besteht
die Möglichkeit, die feste Kreuzung zu eliminieren. Demgemäß
können die Leiterstrukturen des Richtkopplers präzise
ausgebildet werden und es ist von Vorteil, daß die Signale mit gutem
elektrischem Verhalten ausgegeben werden können, wobei das
Interferieren der Signale an dem festen Kreuzungsteil verhindert
wird.
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Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erläutert.
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In den Fign. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) sind im oberen linken
Teil, unteren linken Teil, mittleren Teil und mittleren rechten
Teil eines länglichen Masseleiters 11x mit einer Dicke von t0
Kopplungsöffnungen 52ax bis 52dx ausgebildet, die einen
Masseleiter 11x durchdringen und an der kurzen Seite eine Länge von W
und an der langen Seite eine Länge von λg/4 aufweisen, wobei die
Kopplungsöffnungen 52ax bis 52dx mit Kopplungsisoliermaterialien
10cax, 10cbx, 10ccx und 10cdx gefüllt sind. Der Masseleiter 2
ist zwischen den dielektrischen Substraten 10ax und 10bx
vorgesehen.
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Im oberen rechten Teil in Fig. 5(A) ist über dem dielektrischen
Substrat 10ax ein Kopplungsleiter 51aax von rechteckiger Form
mit einer Länge S auf der kurzen Seite und einer Länge von λg/4
auf der langen Seite über dem Kopplungsisoliermaterial 10cax
gebildet. Andererseits ist ein dem Leiter 51aax ähnlicher
Kopplungsleiter 51abx unter dem Kopplungsisoliermaterial 10cax in
dem oberen rechten Teil von Fig. 5(B) auf der Unterseite des
dielektrischen Substrates 10bx ausgebildet. Um
Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse des Mehranschluß-Richtkopplers auf
derselben Seite vorzusehen und die elektrische Länge zwischen
dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß gleichzumachen,
sind die Kopplungsleiter 51aax und 51abx derart ausgebildet, daß
sich die Längsrichtungen der Kopplungsleiter 51aax und 51abx
parallel zur Längsrichtung der dielektrischen Substrate 10aax
und 10abx erstrecken. Wenn an die Enden der kurzen Seiten der
Kopplungsleiter 51aax und 51abx ein Mikrowellensignal angelegt
wird, entwickelt sich eine Moduskopplung zwischen den
Kopplungsleitern 51aax und 51abx und dem Masseleiter 11x durch das
Kopplungsisoliermaterial 10cax
in der Kopplungsöffnung 52ax
hindurch. Dann wird die Eingangsleistung in zwei äquivalente Teile
geteilt und gekoppelt, wodurch am anderen Ende der kurzen Seite
jedes der Kopplungsleiter 51aax und 51abx eine Ausgabe erfolgt.
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In den Fign. 5(A) und 5(B) sind die Positionen der
Kopplungsöffnungen 52ax und 52dx gestrichelt dargestellt. Die jeweiligen
kurzen Seiten der Kopplungsöffnung 52ax des Masseleiters 11x und
die kurzen Seiten der Kopplungsleiter 51aax und 51abx
koinzidieren. Die dielektrischen Substrate 10ax und 10bx und das
Kopplungsisoliermaterial 10cax sind in demselben Körper gebildet und
weisen dieselbe Dielektrizitätskonstante auf. Dieselbe Struktur
kann bei den Richtkopplern 50bx bis 50dx verwendet werden.
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Die Fign. 10(A) und 10(B) sind jeweils Vertikalschnittansichten,
die die elektrische Feldverteilung des Ungleich-Modus und des
Gleich-Modus bei bekanntem Vertikal-Modus-Betrieb an dem
Kopplungsbereich an der Linie F-F' in Fig. 5 zeigen. In dem in Fig.
10(A) gezeigten Gleich-Modus entwickeln sich elektrische
Kraftlinien zwischen den Kopplungsleitern 51aax und 51abx und dem
Masseleiter 11x, wodurch die Öffnung als magnetische Wand wirkt.
Andererseits entwickeln sich in dem in Fig. 10(B) gezeigten
Ungleich-Modus elektrische Kraftlinien zwischen den
Kopplungsleitern 51aax und 51abx und dem Masseleiter 11x, wodurch die
Öffnung als elektrische Wand wirkt.
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Demgemäß wird von dem Masseleiter 11x und den auf den
dielektrischen Substraten 10ax und 10bx ausgebildeten Kopplungsleitern
51aax und 51abx ein Richtkoppler 50ax mit einem vorbestimmten
Kopplungsgrad gebildet. Daher kann durch Wählen der
Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Substrate 10ax und 10bx, der
Breite S der Kopplungsleiter 51aax und 51abx und der Breite W
der Kopplungsöffnung 52ax ein Richtkoppler 50ax mit vier
Anschlüssen mit einem Kopplungsgrad von 3dB geschaffen werden. Es
sei angemerkt, daß der Kopplungsgrad 3dB beträgt. Zur Erhöhung
des Kopplungsgrades wird die Breite W der Kopplungsöffnung 52ax
vergrößert.
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Direkt über dem Kopplungsisoliermaterial 10cbx im unteren linken
Bereich von Fig. 5(A) wird auf dem dielektrischen Substrat 10ax
ein Kopplungsleiter 51bax mit derselben Form wie der Leiter
51aax ausgebildet, während direkt unter dem
Kopplungsisoliermaterial 10cbx im unteren rechten Bereich in Fig. 5(B) auf der
Unterseite des dielektrischen Substrates 10bx ein
Kopplungsleiter 51bbx mit derselben Form wie der Leiter 51abx ausgebildet
wird. Dementsprechend kann in ähnlicher Weise wie der
Richtkoppler 50ax durch den Masseleiter 11x und die Kopplungsleiter 51bax
und 51bbx ein Richtkoppler 50bx mit einem Kopplungsgrad von 3dB
geschaffen werden.
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Direkt über dem Kopplungsisoliermaterial 10ccx im mittleren
Bereich in Fig. 5(A) ist auf dem dielektrischen Substrat 10ax
ein Kopplungsleiter 51cax mit derselben Form wie der Leiter
51aax ausgebildet, während direkt unter dem
Kopplungsisoliermaterial 10ccx im mittleren Bereich in Fig. 5(B) auf der
Unterseite des dielektrischen Substrates 10bx ein Kopplungsleiter
51cbx mit derselben Form wie der Leiter 51abx ausgebildet ist.
Dementsprechend kann auf ähnliche Weise wie der Richtkoppler
50ax durch den Masseleiter 11x und die Kopplungsleiter 51cax und
51cbx ein Richtkoppler 50cx mit einem Kopplungsgrad von 3dB
geschaffen werden.
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Direkt über dem Kopplungsisoliermaterial 10cdx im rechten
mittleren Bereich in Fig. 5(A) ist auf dem dielektrischen Substrat
ein Kopplungsleiter 51dax mit derselben Form wie der Leiter
51aax ausgebildet, während direkt unter dem
Kopplungsisoliermaterial 10cdx im linken mittleren Bereich in Fig. 5(B) auf der
Unterseite des dielektrischen Substrates 10bx ein
Kopplungsleiter 51dbx mit derselben Form wie der Leiter 51abx ausgebildet
ist. Dementsprechend kann auf ähnliche Weise wie der
Richtkoppler 50ax durch den Masseleiter 11x und die Kopplungsleiter 51dax
und 51dbx ein Richtkoppler 50dx mit einem Kopplungsgrad von 3dB
geschaffen werden.
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Auf der Oberseite des dielektrischen Substrates 10ax ist der
Signaleingangsanschluß 1x über einen Verbindungsstreifenleiter
61x mit dem Verbindungsanschluß 56ax im oberen Teil des
Kopplungsleiters 51aax des Richtkopplers 50ax verbunden, während der
Verbindungsanschluß 57ax des unteren Teils des Kopplungsleiters
51aax des Richtkopplers 50ax über einen
Verbindungsstreifenleiter 63x in S-Form mit dem Verbindungsanschluß 56cx des oberen
Bereiches des Kopplungsleiters 51cax des Richtkopplers 50cx
verbunden ist. Der Verbindungsanschluß 57cx im unteren Bereich
des Kopplungsleiters 51cax des Richtkopplers 50cx ist über den
Verbindungsstreifenleiter 65x mit dem Signalausgangsanschluß 5x
verbunden. Der Signaleingangsanschluß 2x ist über den
Verbindungsstreifenleiter 62x mit dem Verbindungsanschluß 56x im
oberen Teil des Kopplungsleiters 51bax des Richtkopplers 50bx
verbunden. Der Verbindungsanschluß 57bx im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51bax des Richtkopplers 50bx ist über den
Verbindungsstreifenleiter 64x mit Zickzackform mit dem
Verbindungsanschluß 57dx des Kopplungsleiters 51dax des Richtkopplers 50dx
verbunden. Der Verbindungsanschluß 56dx im oberen Teil des
Kopplungsleiters 51dax des Richtkopplers 50dx ist über den
Verbindungsstreifenleiter 66x mit dem Signalausgangsanschluß 6x
verbunden.
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An der Unterseite des dielektrischen Substrates 10bx ist der
Signaleingangsanschluß 2x über den Verbindungsstreifenleiter 71x
mit dem Verbindungsanschluß 59ax im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51abx des Richtkopplers 50ax verbunden und der
Verbindungsanschluß 58ax im oberen Teil des Kopplungsleiters 51abx des
Richtkopplers 50ax ist über den Verbindungsstreifenleiter 73x
mit Zickzackform mit dem Verbindungsanschluß 58dx im oberen Teil
des Kopplungsleiters 51dbx des Richtkopplers 50dx verbunden. Der
Verbindungsanschluß 59bx im unteren Teil des Kopplungsleiters
51dbx des Richtkopplers 50dbx ist über den
Verbindungsstreifenleiter 75x mit dem Signalausgangsanschluß 7x verbunden. Der
Signaleingangsanschluß 4x ist über den Verbindungsstreifenleiter
mit dem Verbindungsanschluß 59bx im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51bbx des Richtkopplers 50bx verbunden und der
Verbindungsanschluß 58dx im oberen Teil des Kopplungsleiters 5Ibbx des
Richtkopplers 50bx ist über den Verbindungsstreifenleiter 74x in
S-Form mit dem Verbindungsanschluß 59cx im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51cbx des Richtkopplers 50cx verbunden. Der
Verbindungsanschluß 58cx im oberen Teil des Kopplungsleiters
51cbx des Richtkopplers 50cx ist über den
Verbindungsstreifenleiter 76x mit dem Signalausgangsanschluß 8x verbunden.
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Die Breite der jeweiligen Verbindungsstreifenleiter 61x bis 66x
und 71x bis 76x wird entsprechend der charakteristischen
Impedanz bestimmt.
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Wie aus den Fign. 5(A) und 5(B) hervorgeht, sind die
Signaleingangsanschlüsse 1x bis 4x und die Signalausgangsanschlüsse 5x
bis 8x so ausgebildet, daß sie abwechselnd auf dem
dielektrischen Substrat 10ax und 10bx mit abweichender Position auf einer
Seite der dielektrischen Substrate 10ax und 10bx angeordnet
sind. Um dementsprechend einen Anschlußdraht an den jeweiligen
Signaleingangs- und -ausgangsanschlüssen 1x bis 8x
anzuschließen, überlappen die jeweiligen Verbindungspunkte einander nicht,
daher ist die Arbeit des Anschließens einfach. Zur Ausgabe eines
Signals mit 1/4 der Leistung des an die Signaleingangsanschlüsse
1x bis 4x angelegten Eingangssignals an den jeweiligen
Ausgangsanschlüssen 5x bis 8x mit derselben Phasendifferenz wird die
elektrische Länge des Verbindungsstreifenleiters, angefangen an
den jeweiligen Signaleingangsanschlüssen 1x bis 4x und endend an
den Signalausgangsanschlüssen 5x bis 8x durch die jeweiligen
Richtkoppler, d. h. die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 6Ix, 63x und 65x; die gesamte elektrische
Länge der Verbindungsstreifenleiter 62x, 64x und 66x; die
gesamte elektrische Länge der Verbindungsstreifenleiter 71x, 73x und
75x und die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 72x, 74x und 76x vereinheitlicht.
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Der oben erwähnte Mehranschluß-Richtkoppler ist äquivalent zu
der in Fig. 11 dargestellten Schaltung 100x und kann in gleicher
Weise wirksam sein wie in den Fign. 14(A) und 14(B) dargestellt.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die
Anschlüsse 1x bis 4x als Signaleingangsanschluß und die Anschlüsse
5x bis 8x als Ausgangsanschlüsse verwendet, der Mehranschluß-
Richtkoppler gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch ist eine
umkehrbare Schaltung, daher können 1x bis 4x als
Signalausgangsanschlüsse und 5x bis 8x als Signaleingangsanschlüsse verwendet
werden.
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Bei der Anordnung des Ausführungsbeispiels werden vier
Richtkoppler 50ax bis 50dx verwendet, wobei die beiden Richtkoppler
50ax und 50bx nebeneinander in dem linken Teil und dem rechten
Teil in den Fign. 6(A) und 6(C) angeordnet sind, daher kann die
Größe des Mehranschluß-Richtkopplers 60x im Vergleich zu
derjenigen des in den Fign. 14(A) und 14(B) dargestellten
herkömmlichen auf ungefähr 2/3 verringert werden. Da, wie in den Fign.
14(A) und 14(B) gezeigt, die von dem Leiterstreifenleiter 37x
gebildete feste Kreuzung 30x weggelassen werden kann, kann das
Eingangssignal in äquivalente Leistung mit guter
Gleichförmigkeit geteilt werden. Da bei dem Ausführungsbeispiel die feste
Kreuzung 30x entfällt, können die Schaltungsstrukturen präzise
gestaltet und die elektrischen Längen zwischen dem Eingangs- und
dem Ausgangsanschluß vereinheitlicht werden. Daher kann an dem
Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß eine genaue
Phasenbeziehung erreicht werden. Die Leiterstruktur auf dem in Fig. 5(A)
gezeigten dielektrischen Substrat ist äquivalent zu der um 180º
umgekehrten Leiterstruktur auf dem dielektrischen Substrat 10b,
wodurch die beiden Leiterstrukturen durch dieselbe Struktur
gebildet werden können.
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Fig. 8(A) ist ein Schaltungsdiagramm des
Mehranschluß-Richtkopplers 60x, bei dem die auf der Oberseite und der Unterseite des
in den Fign. 5(A) bis 5(B) dargestellten
Mehranschluß-Richtkopplers 60x gebildeten Verbindungsstreifenleiter separat
dargestellt sind. In Fig. 8(A) zeigen die realen Linien in der
Verbindungsleitung und dem Richtkoppler die auf dem dielektrischen
Substrat 10ax ausgebildeten Verbindungsleiter 51aax, 51bax,
51cax und 51dax und die Verbindungsstreifenleiter 61x bis 66x,
während die gestrichelten Linien in den Verbindungsleitungen und
dem Richtkoppler die Verbindungsleiter 51abx, 5Ibbx, 51cbx und
51dbx und die Verbindungsstreifenleiter 71x bis 76x zeigen. Wie
aus Fig. 8(A) hervorgeht, kann der Richtkoppler 50cx gemäß Fig.
8(B) an der festen Kreuzungsposition 77x angeordnet sein, an der
die Verbindungsstreifenleiter 65x und 76x einander auffeste
Weise kreuzen. Der in oben beschriebener Weise angeordnete
Mehranschluß-Richtkoppler 61x kann in derselben Weise wirksam sein
wie der Mehranschluß-Richtkoppler 60x, und zwar mit demselben
Vorteil wie der Mehranschluß-Richtkoppler 60x.
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Fig. 9 ist ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen
Mehranschluß-Richtkopplers mit 8 Eingangsanschlüssen und 8
Ausgangsanschlüssen. Der Mehranschluß-Richtkoppler weist zwei
Mehranschluß-Richtkoppler 60x und 60'x mit vier Eingangs- und vier
Ausgangsanschlüssen und einem Richtkoppler 80x mit 8
Eingangsanschlüssen und 8 Ausgangsanschlüssen auf. Der Mehranschluß-
Richtkoppler 60'x ist in derselben Weise gebildet wie der in den
Fign. 5(A) bis 5(D) dargestellte Mehranschluß-Richtkoppler 60x
und weist vier Signaleingangsanschlüsse 1'x bis 4'x und vier
Signalausgangsanschlüsse 5'x bis 8'x auf. Der Richtkoppler 80x
weist vier Richtkoppler 50ex bis 50hx mit derselben Struktur wie
die Richtkoppler 50ax bis 50dx auf, und die Funktion ist gleich
der des herkömmlichen Richtkopplers 118x gemäß Fig. 8. Die
Signalausgangsanschlüsse 5x bis 8x und 5'x bis 8'x sind mit den
Signaleingangsanschlüssen 81x bis 88x verbunden und der in Fig.
9 dargestellte Mehranschluß-Richtkoppler wirkt als herkömmlicher
Mehranschluß-Richtkoppler 120x gemäß Fig. 12.
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Die Fign. 7(A) bis 7(C) zeigen die bestimmte Struktur des in
Fig. 9 dargestellten Richtkopplers 80x. Obwohl in den Fign. 7(A)
bis 7(C) nur ein Richtkoppler 80x dargestellt ist, ist der
Richtkoppler 80x mit den beiden Mehranschluß-Richtkopplern 60x
und 60'x auf dem dielektrischen Substrat 10ax und 10bx
einstükkig ausgebildet. Im folgenden wird die Struktur des
Richtkopplers 80x erläutert.
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In den Fign. 7(A) bis 7(C) sind vier Kopplungsleiter 51eax,
51fax, 51gax und 51hax mit derselben Form wie der Leiter 51aax
mit vorbestimmtem Abstand auf dem mittleren Teil der Oberseite
des dielektrischen Substrates 10ax direkt über den
dielektrischen Kopplungsmaterialien 10cex, 10cfx, 10cgx und 10chx in
linker und rechter Richtung nebeneinander angeordnet.
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In den Fign. 7(A) bis 7(C) sind vier Kopplungsleiter 51ebx,
51fbx, 51gbx und 51hbx mit derselben Form wie der Leiter 51abx
mit vorbestimmtem Abstand auf dem mittleren Teil der Oberseite
des dielektrischen Substrates 10bx direkt über den
dielektrischen Kopplungsmaterialien 10cex, 10cfx, 10cgx und 10chx in
linker und rechter Richtung nebeneinander angeordnet.
Dementsprechend wird von den Kopplungsleitern 51eax und 51ebx und dem
Masseleiter 11x ein Richtkoppler 50ex mit einem Kopplungsgrad
von 3dB genauso wie der Richtkoppler 50ax gebildet. Von den
Kopplungsleitern 51fax und 51fbx und dem Masseleiter 11x wird
ein Richtkoppler 50fx mit einem Kopplungsgrad von 3dB genauso
wie der Richtkoppler 50ax gebildet. Von den Kopplungsleitern
51gax und 51gbx und dem Masseleiter 11x wird ein Richtkoppler
50gx mit einem Kopplungsgrad von 3dB genauso wie der
Richtkoppler 50ax gebildet. Von den Kopplungsleitern 51hax und 51hbx und
dem Masseleiter 11x wird ein Richtkoppler 50hx mit einem
Kopplungsgrad von 3dB genauso wie der Richtkoppler 50ax gebildet.
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Auf der Oberseite des dielektrischen Substrates 10ax ist, wie in
Fig. 7(A) gezeigt, der Signaleingangsanschluß 81x über einen
Verbindungsstreifenleiter 201x in Zickzackform mit dem
Verbindungsanschluß 56hx im oberen Teil des Kopplungsleiters 51hax des
Richtkopplers 50hx verbunden. Der Verbindungsanschluß 57hx im
unteren Teil des Kopplungsleiters 51hax des Richtkopplers 50hx
ist über den Verbindungsstreifenleiter 202x mit dem
Signalausgangsanschluß 89x verbunden. Der Signaleingangsanschluß 82x ist
über einen Verbindungsstreifenleiter 203x in Zickzackform mit
dem Verbindungsanschluß 56gx im oberen Teil des Kopplungsleiters
51gax des Richtkopplers 50gx verbunden. Der Verbindungsanschluß
57gx im unteren Teil des Kopplungsleiters 51gax des
Richtkopplers 50gx ist über den Verbindungsstreifenleiter 204x mit dem
Signalausgangsanschluß 90x verbunden. Der Signaleingangsanschluß
83x ist über einen Verbindungsstreifenleiter 205x in
Zickzackform mit dem Verbindungsanschluß 57ex im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51eax des Richtkopplers 50ex verbunden. Der
Verbindungsanschluß 56ex im oberen Teil des Kopplungsleiters 51eax
des Richtkopplers 50ex ist über den Verbindungsstreifenleiter
206x mit dem Signalausgangsanschluß 91x verbunden. Der
Signaleingangsanschluß
84x ist über einen Verbindungsstreifenleiter
207x mit dem Verbindungsanschluß 57fx im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51fax des Richtkopplers 50fx verbunden. Der
Verbindungsanschluß 56fx im oberen Teil des Kopplungsleiters 51fax
des Richtkopplers 50fx ist über den Verbindungsstreifenleiter
208x mit dem Signalausgangsanschluß 92x verbunden.
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Wie aus Fig. 7(C) hervorgeht, ist der Signaleingangsanschluß 85x
auf der Unterseite des dielektrischen Substrates 10bx über einen
Verbindungsstreifenleiter 209x mit dem Verbindungsanschluß 58fx
im oberen Teil des Kopplungsleiters 51fbx des Richtkopplers 50fx
verbunden. Der Verbindungsanschluß 59fx im unteren Teil des
Kopplungsleiters 5Ifbx des Richtkopplers 50fx ist über den
Verbindungsstreifenleiter 210x mit dem Signalausgangsanschluß 93x
verbunden. Der Signaleingangsanschluß 86x ist über einen
Verbindungsstreifenleiter 211x mit dem Verbindungsanschluß 58ex im
oberen Teil des Kopplungsleiters 51ebx des Richtkopplers 50ex
verbunden. Der Verbindungsanschluß 59ex im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51ebx des Richtkopplers 50ex ist über den
Verbindungsstreifenleiter 212x mit dem Signalausgangsanschluß 94x
verbunden. Der Signaleingangsanschluß 87x ist über einen
Verbindungsstreifenleiter 213x in Zickzackform mit dem
Verbindungsanschluß 59gx im unteren Teil des Kopplungsleiters 5Igbx des
Richtkopplers 50gx verbunden. Der Verbindungsanschluß 58gx im
oberen Teil des Kopplungsleiters 5Igbx des Richtkopplers 50gx
ist über den Verbindungsstreifenleiter 214x mit dem
Signalausgangsanschluß 95x verbunden. Der Signaleingangsanschluß 88x ist
über einen Verbindungsstreifenleiter 215x in Zickzackform mit
dem Verbindungsanschluß 59hbx im unteren Teil des
Kopplungsleiters 51hbx des Richtkopplers 50hx verbunden. Der
Verbindungsanschluß 58hx im oberen Teil des Kopplungsleiters 5Ihbx des
Richtkopplers 50hx ist über den Verbindungsstreifenleiter 216x
mit dem Signalausgangsanschluß 96x verbunden.
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Die Breite der jeweiligen Verbindungsstreifenleiter 201x bis
216x wird entsprechend der charakteristischen Impedanz bestimmt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die jeweiligen
Signaleingangsanschlüsse 81x bis 84x abwechselnd auf den dielektrischen
Substraten 10ax und 10bx ausgebildet sind, wie in den Fign. 7(A)
und 7(C) gezeigt, wobei die unterschiedlichen Positionen auf
einer Seite der dielektrischen Substrate 10ax und 10bx sind.
Demgemäß ist im Falle des Anschließens der Anschlußdrähte an die
Signaleingangs- und -ausgangsanschlüsse 81x bis 96x die Arbeit
des Anschließens des Anschlußdrahtes einfach, da die
Verbindungspunkte einander nicht überlappen.
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Um das dem an die Signaleingangsanschlüsse 81x bis 88x angelegte
Eingangssignal entsprechende Signal an den jeweiligen
Ausgangsanschlüssen 89x bis 96x mit derselben Phasendifferenz
auszugeben, werden die elektrische Länge des Verbindungsstreifenleiters
von den jeweiligen Signaleingangsanschlüssen 81x bis 88x an zu
den Signalausgangsanschlüssen 89x bis 96x durch die jeweiligen
Richtkoppler, d. h. die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 201x und 202x; die gesamte elektrische Länge
der Verbindungsstreifenleiter 203x und 204x; die gesamte
elektrische Länge der Verbindungsstreifenleiter 205x und 206x und
die gesamte elektrische Länge der Verbindungsstreifenleiter 207x
und 208x und die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 209x und 210x; die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 211x und 212x; die gesamte elektrische
Länge der Verbindungsstreifenleiter 213x und 214x und die
gesamte elektrische Länge der Verbindungsstreifenleiter 215x und 216x
vereinheitlicht.
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Der oben erwähnte Richtkoppler 80x ist mit den Mehranschluß-
Richtkopplern 60x und 60'x verbunden, wobei diese einstückig
ausgebildet sind, es besteht die Möglichkeit, den Mehranschluß-
Richtkoppler 118x mit 8 Eingängen und 8 Ausgängen gemäß Fig. 12
vorzusehen, und der Richtkoppler 80x ist in derselben Weise
wirksam wie der in Fig. 12 dargestellte bekannte Mehranschluß-
Richtkoppler 120x. Der Mehranschluß-Richtkoppler 120x ist
genauso eine umkehrbare Schaltung wie der Mehr-Richtkoppler 60x. Der
die Richtkoppler 50ax bis 50hx verwendende angeordnete
Mehranschluß-Richtkoppler hat denselben Vorteil wie der in den Fign.
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5(A) bis 5(B) dargestellte Mehranschluß-Richtkoppler 60x. Obwohl
bei den in den Fign. 7 und 9 gezeigten Ausführungsbeispielen die
jeweiligen Richtkoppler 50ex und 50fx an den in Fig. 9 gezeigten
Positionen angeordnet sind, kann der Richtkoppler 50ex an dem
Bereich der festen Kreuzung zwischen den Eingangsanschlüssen
83x, 86x und den Ausgangsanschlüssen 91x, 94x angeordnet sein,
das heißt, der Richtkoppler 50ex kann an der Position des
Richtkopplers 50ex angeordnet sein, wie gegenwärtig in Fig. 9
dargestellt, oder an einer Position 302x, an der sich die
Verbindungsstreifenleiter 206x und 212x in einer festen Weise kreuzen.
Der Richtkoppler 50fx kann ferner an dem Bereich der festen
Kreuzung zwischen den Eingangsanschlüssen 84x, 85x und den
Ausgangsanschlüssen 92x, 93x angeordnet sein, d. h. an der
gegenwärtigen Position, einer Position, an der die
Verbindungsstreifenleiter 208x und 210x sich in fester Weise kreuzen. Ferner
können die Richtkoppler 50ex und 50fx an einer beliebigen der
vier nachfolgend erwähnten Positionen angeordnet sein.
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(1) Der Richtkoppler 50ex ist an einer Position 303x
angeordnet, an der sich die Verbindungsstreifenleiter 206x und 209x
fest kreuzen, während der Richtkoppler 50fx an einer Position
304x angeordnet ist, an der sich die Verbindungsstreifenleiter
207x und 212x fest kreuzen.
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(2) Der Richtkoppler 50ex ist an einer Position 305x
angeordnet, an der sich die Verbindungsstreifenleiter 206x und 210x
fest kreuzen, während der Richtkoppler 50fx an einer Position
306fx angeordnet ist, an der sich die Verbindungsstreifenleiter
208x und 212x fest kreuzen.
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(3) Der Richtkoppler 50ex ist an einer Position 303x
angeordnet, während der Richtkoppler 50fx an einer Position 306x
angeordnet ist.
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(4) Der Richtkoppler 50ex ist an einer Position 304x
angeordnet, während der Richtkoppler 50fx an einer Position 305x
angeordnet ist.
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Obwohl in den in den Fign. 7 und 9 gezeigten
Ausführungsbeispiele die jeweiligen Richtkoppler 50gx und 50hx an den in Fig. 9
gezeigten Positionen angeordnet sind, kann der Richtkoppler 50gx
an dem Bereich der festen Kreuzung 307x angeordnet sein, an der
die Verbindungsstreifenleiter 201x und 214x sich fest kreuzen,
während der Richtkoppler 50hx an der Position 308x der festen
Kreuzung angeordnet sein kann, an der sich die
Verbindungsstreifenleiter 204x und 215x fest kreuzen.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel in bezug auf den Richtkoppler mit
vier oder acht Eingangs- und Ausgangsanschlüssen erläutert ist,
beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf das
Ausführungsbeispiel; die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf
einen Mehranschluß-Richtkoppler mit mehr als 16 Anschlüssen
angewandt werden. Im allgemeinen kann die vorliegende Erfindung
auf einen Mehranschluß-Richtkoppler angewandt werden, der
aufweist:
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erste Eingangsanschlüsse, deren Anzahl N/2 beträgt, wobei N 2n (n
ist eine natürliche Zahl) ist und N/2 erste Ausgangsanschlüsse
jeweils nebeneinander auf einer Seite des Masseleiters durch das
erste dielektrische Substrat hindurch angeordnet sind;
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N/2 zweite Eingangsanschlüsse und N/2 zweite Ausgangsanschlüsse,
die nebeneinander auf der anderen Seite des Masseleiters durch
das zweite dielektrische Substrat hindurch angeordnet sind;
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den ersten Mehranschluß-Richtkoppler mit n·2n-1 auf dem ersten
dielektrischen Substrat ausgebildeten und mit den N/4 ersten
Eingangsanschlüssen und den N/4 zweiten Eingangsanschlüssen, den
auf dem ersten dielektrischen Substrat ausgebildeten N/4 dritten
Ausgangsanschlüssen und den auf dem zweiten dielektrischen
Substrat ausgebildeten N/4 vierten Ausgangsanschlüssen verbundenen
Richtkopplern;
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den zweiten Mehranschluß-Richtkoppler mit n·2n-1 auf dem ersten
dielektrischen Substrat ausgebildeten und mit den N/4 ersten
Eingangsanschlüssen und den N/4 zweiten Eingangsanschlüssen, den
auf dem zweiten dielektrischen Substrat ausgebildeten N/4
fünften Ausgangsanschlüssen und den auf dem zweiten dielektrischen
Substrat ausgebildeten N/4 sechsten Ausgangsanschlüssen
verbundenen Richtkopplern;
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N/4 mit jedem der N/4 dritten Ausgangsanschlüsse des ersten
Mehranschluß-Richtkopplers und einem der N/4 sechsten
Ausgangsanschlüsse der zweiten Mehranschluß-Richtkoppler ohne
Überlappung verbundene und mit jedem der N/4 ersten Ausgangsanschlüsse
und einem der N/4 zweiten Ausgangsanschlüsse ohne Überlappung
verbundene erste Richtkoppler;
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N/4 mit jedem der N/4 vierten Ausgangsanschlüsse des ersten
Mehranschluß-Richtkopplers und einem der N/4 fünften
Ausgangsanschlüsse der zweiten Mehranschluß-Richtkoppler ohne
Überlappung verbundene und mit jedem der N/4 ersten Ausgangsanschlüsse
und einem der N/4 zweiten Ausgangsanschlüsse ohne Überlappung
verbundene zweite Richtkoppler;
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wodurch der erste Mehranschluß-Richtkoppler, der zweite
Mehranschluß-Richtkoppler, die N/4 ersten Richtkoppler und die N/4
zweiten Richtkoppler und zwei Kopplungsleiter, in denen die
jeweiligen gegenüberliegenden Enden die Eingangsanschlüsse und
die Ausgangsanschlüsse bilden, auf beiden Seiten des
Masseleiters durch das erste dielektrische Substrat und das zweite
Substrat hindurch ausgebildet sind, so daß die jeweiligen
Kopplungsleiter durch die in dem Masseleiter ausgebildete
Öffnung elektromagnetisch gekoppelt sind.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen
Kopplungsleiter 51aax, 51abx, 51bbx, 51cax, 51cbx, 51dax, 51dbx,
51eax, 51fax, 5Ifbx, 51gax, 51gbx, 51hax, 5Ihbx und die
Kopplungsöffnungen 52ax bis 52hx von länglicher rechteckiger Form,
ihre Form kann nach Wunsch gewählt werden, solange in dem
Masseleiter 11x zwischen den jeweiligen Leiterpaaren 51aax und 51abx;
51bax und 51bbx; 51cax und 51cbx; 51dax und 51dbx; 51eax und
51ebx; 51fax und 5Ifbx; 51gax und 51gbx und 51hax und 51hbx
Öffnungen ausgebildet sind, so daß zwischen den Paaren aus zwei
Kopplungsleitern eine Kopplung nach dem elektromagnetischen
Modus gebildet wird.
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Wie oben erwähnt, sind in der vorliegenden Erfindung N
Eingangsanschlüsse und N Ausgangsanschlüsse (wobei N 2l (l ist eine
natürliche Zahl)) und l·2l-1 Richtkoppler vorgesehen, so daß
Signale mit 1/N der Leistung der an die N Eingangsanschlüsse
angelegten Eingangssignale an den N Ausgangsanschlüssen
ausgegeben werden können, und die jeweiligen l·2l-1 Richtkoppler sind
auf beiden Seiten des Masseleiters durch das erste und zweite
dielektrische Substrat hindurch ausgebildet, wobei die
gegenüberliegenden Enden der beiden Kopplungsleiter die Eingangs- und
die Ausgangsanschlüsse bilden, so daß die jeweiligen
Kopplungsleiter durch die in dem zwischen ihnen ausgebildeten Masseleiter
ausgebildete Öffnung elektromagnetisch gekoppelt werden können,
daher können die Eingangsanschlüsse, die Ausgangsanschlüsse, die
Kopplungsleiter der jeweiligen Richtkoppler und die
Streifenleiter zum Verbinden der jeweiligen Anschlüsse und Kopplungsleiter
und zum Verbinden der jeweiligen Kopplungsleiter als in zwei
Teile geteilt auf den beiden dielektrischen Substraten, welche
auf beiden Seiten des Masseleiters ausgebildet sind, ausgebildet
sein. Dementsprechend beträgt die Größe des
Mehranschluß-Richtkopplers im Vergleich zu derjenigen des herkömmlichen
Richtkopplers 2/3, so daß es möglich ist, Größe und Gewicht zu
verringern. Mittels der oben erwähnten Anordnung kann der
Mehranschluß-Richtkoppler ohne feste Kreuzung gebildet werden, daher
ist es möglich, die Schaltungsstrukturen präzise auszubilden und
Interferenz zwischen den sich entlang der Streifenleiter
ausbreitenden Signalen zu verhindern. Daher ist es möglich, einen
Mehranschluß-Richtkoppler zu schaffen, bei dem die Leistung der
Signale mit gutem elektrischem Verhalten geteilt werden kann.
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In den Fign. 15(A) bis 15(E) ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem in oberen
rechten Teil und im unteren rechten Teil eines länglichen
Masseleiters 12y mit einer Dicke von t0 Kopplungsöffnungen 22ay und
22by ausgebildet sind, die den Masseleiter 12y durchdringen und
an der kurzen Seite eine Länge W und an der langen Seite eine
Länge λg/4 aufweisen, wobei die Kopplungsöffnungen 22ay und 22by
mit Kopplungsisoliermaterialien 10cay und 10cby gefüllt sind.
Zwischen den dielektrischen Substraten 10ay und 10by ist der
Masseleiter 12y mit einer Dicke t vorgesehen.
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Im oberen linken Teil in Fig. 15(A) ist über dem dielektrischen
Substrat 10ay ein Kopplungsleiter 21aay von rechteckiger Form
mit einer Länge S auf der kurzen Seite und einer Länge λg/4 auf
der langen Seite über dem Kopplungsisoliermaterial 10cay
ausgebildet. Andererseits ist ein dem Leiter 21aay ähnlicher weiterer
Kopplungsleiter unter dem Kopplungsisoliermaterial 10cay im
mittleren linken Teil von Fig. 15(C) auf der Unterseite des
dielektrischen Substrates 10by ausgebildet. Die Kopplungsleiter
21aay und 21aby sind so ausgebildet, daß die Längsrichtung der
Kopplungsleiter 21aay und 21aby parallel zu den jeweiligen
kurzen Seiten des dielektrischen Substrates 10ay und 10by verläuft.
Wenn die Mikrowellensignale an die Enden der kurzen Seiten der
Kopplungsleiter 21aay und 21aby angelegt werden, entwickelt sich
zwischen den Kopplungsleitern 21aay und 21aby und dem
Masseleiter 12y durch das in die Kopplungsöffnung 22ay gefüllte
Kopplungsisoliermaterial hindurch eine Moduskopplung, so daß die
Leistung des Signals in zwei Teile geteilt wird und die
geteilten Signale an einem anderen Anschluß eingegeben und mit dem
anderen geteilten Signal gekoppelt werden, dann können die
gekoppelten Signale an den jeweiligen Enden der kurzen Seiten der
Kopplungsleiter 21aay und 21aby ausgegeben werden. In Fig. 15(A)
zeigen die gestrichelten Linien die Position der
Kopplungsöffnungen 22ay und 22by an. In einem Richtkoppler 20ay koinzidieren
die jeweiligen kurzen Seiten der Kopplungsöffnung 22ay des
Masseleiters 12y und die kurzen Seiten der Kopplungsleiter 21ay und
21aby. Die dielektrischen Substrate 10ay und 10by und das
Kopplungsisoliermaterial 10cay bestehen aus dielektrischem Material
mit derselben Dielektrizitätskonstante. Der Richtkoppler 20by
ist in derselben Weise wie oben beschrieben gebildet.
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Die Fign. 16(A) und 16(B) sind jeweils Vertikalschnittansichten,
die die elektrische Feldverteilung des Ungleich-Modus und des
Gleich-Modus bei bekanntem Vertikal-Modus-Betrieb an dem
Kopplungsbereich
an der Linie B-B' in Fig. 15 zeigen. In dem in Fig.
16(A) gezeigten Gleich-Modus entwickeln sich zwischen den
Verbindungsleitern 21aay und 21aby und dem Masseleiter 12y
elektrische Kraftlinien, wodurch die Öffnung als magnetische Wand
wirkt. Andererseits entwickeln sich in dem in Fig. 16(B)
dargestellten Ungleich-Modus elektrische Kraftlinien zwischen den
Verbindungsleitern 21aay und 21aby und dem Masseleiter 12y,
wodurch die Öffnung als elektrische Wand wirkt.
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Dementsprechend wird von dem Masseleiter 12y und den auf dem
dielektrischen Substrat 10ay und 10by ausgebildeten
Verbindungsleitern 21aay und 21aby ein Richtkoppler 20ay mit einem
vorbestimmten Kopplungsgrad gebildet. Daher kann durch Wahl der
Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Substrate 10ay und
10by, der Breite S der Verbindungsleiter 21aay und 21aby und der
Breite W der Kopplungsöffnung 22ay ein Richtkoppler 20ay mit
vier Anschlüssen und mit einem Kopplungsgrad von 3dB geschaffen
werden. Es sei angemerkt, daß der Kopplungsgrad 3dB beträgt. Um
den Kopplungsgrad zu erhöhen, wird die Breite W der
Kopplungsöffnung 22ay vergrößert.
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Direkt über dem Kopplungsisoliermaterial 10cby im mittleren
rechten Bereich von Fig. 15(A) wird auf dem dielektrischen
Substrat 10ay ein Kopplungsleiter 21bay mit derselben Form wie der
Leiter 21aay ausgebildet, während direkt unter dem
Kopplungsisoliermaterial 10cby im mittleren linken Bereich in Fig. 15(B)
auf der Unterseite des dielektrischen Substrates 10by ein
Verbindungsleiter 21bby mit derselben Form wie der Leiter 21aby
gebildet wird. Dementsprechend kann in ähnlicher Weise wie der
Richtkoppler 20ay ein Richtkoppler 20by mit einem Kopplungsgrad
von 3dB von dem Masseleiter 12y und den Verbindungsleitern 21bay
und 21bby gebildet werden.
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Im mittleren Teil der Oberseite des dielektrischen Substrates
10ay ist ein Hybrid-Verstärker 5y mit einer bekannten Struktur
und einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor ausgebildet, während
im mittleren Teil der Unterseite des dielektrischen Substrates
10by
ein Hybrid-Verstärker 6y mit einer bekannten Struktur und
mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor ausgebildet ist.
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In der Oberseite des dielektrischen Substrates 10ay ist der
Signaleingangsanschluß 1y über einen Verbindungsstreifenleiter
131y mit dem Verbindungsanschluß 23ay im oberen Teil des
Kopplungsleiters 21aay des Richtkopplers 20ay verbunden. Der
Verbindungsanschluß 24ay im unteren Teil des Kopplungsleiters 21aay
des Richtkopplers 20ay ist über einen Verbindungsstreifenleiter
133y mit dem Signaleingangsanschluß 5ay des Verstärkers 5y
verbunden. Der Ausgangsanschluß 5by des Verstärkers 5y ist über
einen Verbindungsstreifenleiter 135y mit dem Verbindungsanschluß
23by im oberen Teil des Kopplungsleiters 21bay des Richtkopplers
20by verbunden. Der Verbindungsanschluß 24by im unteren Teil des
Kopplungsleiters 21bay des Richtkopplers 20by ist über den
Verbindungsstreifenleiter 138y mit der reflexionsfreien
Abschlußvorrichtung 8y verbunden.
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Auf der Unterseite des dielektrischen Substrates 10by ist der
Verbindungsanschluß 26ay im unteren Teil des Verbindungsleiters
21aby des Richtkopplers 20ay durch den Verbindungsstreifenleiter
132y mit einer reflexionsfreien Abschlußvorrichtung 7y verbunden
und der Verbindungsanschluß 25ay im oberen Teil des
Verbindungsleiters 21aby des Richtkopplers 20ay ist über den
Verbindungsstreifenleiter 134y mit dem Verstärker 6y verbunden. Der
Ausgangsanschluß 6by des Verstärkers 6y ist über den
Verbindungsstreifenleiter 136y mit einem Verbindungsanschluß 26by im
unteren Teil des Verbindungsleiters 2Ibby des Richtkopplers 20by
verbunden. Der Verbindungsanschluß 25by an dem Verbindungsleiter
21bby des Richtkopplers 20by ist über den
Verbindungsstreifenleiter 137y mit dem Signalausgangsanschluß 2y verbunden.
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Die Verbindungsstreifenleiter 131y bis 138y weisen die jeweils
gewünschte Breite auf, die von der charakteristischen Impedanz
bestimmt wird.
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Um der Impedanz des Signaleingangsanschlusses 1y und des
Signalausgangsanschlusses 2y angepaßt zu sein, weisen zwei Verstärker
5y und 6y dieselbe Eingangs- und Ausgangsimpedanz mit derselben
Verstärkungs- und Leistungsverstärkungseigenschaft auf.
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Das in den Signaleingangsanschluß 1y gelangte Mikrowellensignal
wird an dem Verbindungsanschluß 23ay des Richtkopplers 20ay
eingegeben, in dem das Eingangssignal in zwei Teile geteilt
wird; ein Teil des geteilten Signals wird über den auf derselben
Ebene des Verbindungsanschlusses 23ay gelegenen
Verbindungsanschluß 24ay und weiter über den Streifenleiter 133y in den
Eingangsanschluß 5ay des Verstärkers 5y eingegeben. Ein weiterer
Teil des in dem Richtkoppler 20ay geteilten Signale wird über
den Verbindungsanschluß 25ay, der sich auf einer der Ebene des
Verbindungsanschlusses 23ay gegenüberliegenden Ebene befindet,
und weiter über den Verbindungsstreifenleiter 134y in den
Eingangsanschluß 6ay des Verstärkers 6y eingegeben. Die jeweiligen,
von dem Ausgangsanschluß 5by des Verstärkers 5y und dem
Ausgangsanschluß 6by des Verstärkers 6y ausgegebenen Signale werden
über die Verbindungsstreifenleiter 135y und 136y an den
Verbindungsanschlüssen 23by bzw. 26by des Richtkopplers 20by
eingegeben. Die dem Richtkoppler 20by eingegebenen jeweiligen Signale
werden zusammengesetzt oder gekoppelt und die zusammengesetzten
Signale werden über den Verbindungsanschluß 25by und den
Verbindungsstreifenleiter 137y an dem Signalausgangsanschluß 2y
ausgegeben.
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Bei dem oben erwähnten mikrowellenabgeglichenen Verstärker sind
zwei Verstärker 5y und 6y auf den dielektrischen Substraten 10ay
und 10by angeordnet, und da die beiden Verstärker durch den
Masseleiter getrennt sind, tritt keine Interferenz der Signale
der Verstärker 5y und 6y auf. Demgemäß können die in den
Signaleingangsanschluß 1y eingegebenen Signale mit gutem elektrischem
Verhalten verarbeitet werden. Da darüber hinaus zwei Verstärker
5y und 6y und die Verbindungsstreifenleiter auf beiden Seiten
der dielektrischen Substrate 10ay und 10by angeordnet sind, ist
es möglich, die Größe des mikrowellenabgeglichenen Verstärkers
auf ungefähr 1/2 der Größe der herkömmlichen Vorrichtung zu
verringern und damit das Gewicht der Verstärkervorrichtung.
Darüber hinaus ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
nicht erforderlich, die Signale mittels einer Steg-Kopplung
unter Verwendung von Draht- oder Bandleitern, wie bei dem
interdigitalen Richtkoppler verwendet, zu koppeln, wodurch die
Schaltungsstrukturen präzise ausgebildet werden können und die Arbeit
der Herstellung der Vorrichtung im Vergleich zu der Arbeit der
Herstellung der herkömmlichen Vorrichtung einfach ist. Da
außerdem die Leiterstrukturen des in Fig. 15(A) gezeigten
dielektrischen Substrates 10ay dieselben sind wie die Leiterstrukturen
auf dem in Fig. 15(c) gezeigten dielektrischen Substrat 10by,
ist es von Vorteil, daß die beiden Leiterstrukturen unter
Verwendung derselben Struktur hergestellt werden können.
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Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Mehranschluß-Verstärkers mit vier
Eingängen und vier Ausgängen zeigt.
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In Fig. 17 sind vier Verstärker 31y bis 34y zwischen den ersten
und zweiten Mehranschluß-Richtkoppler 201y und 202y geschaltet,
wobei jeder vier Eingänge und vier Ausgänge aufweist. Die
Mehranschluß-Richtkoppler 201y und 202y weisen vier Richtkoppler
40ay bis 40dy und 40ey bis 40hy auf, wobei jeder einen
Kopplungsgrad 3dB hat, wodurch vier Ausgangssignale, die jeweils 1/4
der Leistung des an die vier Eingangsanschlüsse angelegten
Eingangssignal aufweisen, an den vier Ausgangsanschlüssen
ausgegeben werden können. Demgemäß können durch Verändern des
Verstärkungsfaktors der Verstärker 31y bis 34y an den
Ausgangsanschlüssen 55y bis 58y die Ausgangssignale erhalten werden, welche
jeweils einen gewünschten Leistungspegel aufweisen, der von den
an den Eingangsanschlüssen 51y bis 54y eingegebenen
Eingangssignalen mit einem vorbestimmten Leistungspegel abgekoppelt und
verstärkt worden ist.
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Die Fign. 18(A) bis 18(C) sind Schaltungsdiagramme, die die
bestimmte Struktur des in Fig. 17 dargestellten Mehranschluß-
Verstärkers zeigen, und Fig. 18(A) ist eine Draufsicht des
Mehranschluß-Verstärkers, Fig. 18(B) eine Draufsicht des
Masseleiters 12y des in fig. 18(A) gezeigten Mehranschluß-Verstärkers
und Fig. 18(C) ist eine Draufsicht der Leiterstrukturen auf dem
dielektrischen Substrat 10by des in Fig. 18(A) dargestellten
Mehranschluß-Verstärkers. In den Fign. 18(A) bis 18(C) sind
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der
Mehranschluß-Verstärker weist einen ersten Richtkoppler 201y mit vier
Richtkopplern 40ay bis 40dy, einen aus vier Verstärkern 31y bis
34y gebildeten Verstärker und einen zweiten
Mehranschluß-Richtkoppler 202y mit vier Richtkopplern 40ey bis 40hy auf.
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In Fig. 18(A) sind im oberen linken Teil, im unteren linken
Teil, im mittleren Teil und im mittleren rechten Teil des
Mehranschluß-Richtkopplers 201y eines länglichen Masseleiters 12y
mit einer Dicke von t0 Kopplungsöffnungen 42ay bis 42dy
ausgebildet, die einen Masseleiter 12y durchdringen und an der kurzen
Seite eine Länge W und an der langen Seite eine Länge λg/4
aufweisen, wobei die Kopplungsöffnungen 42ay bis 42dy mit
Kopplungsisoliermaterialien 10cay und 10cby, 10ccy und cdy gefüllt
sind. Im linken mittleren Teil, im rechten mittleren Teil, im
oberen rechten Teil, im unteren rechten Teil des Mehranschluß-
Richtkopplers 202y des Masseleiters 12y sind den Masseleiter 12y
durchdringende Kopplungsöffnungen 42ey bis 42hy ausgebildet,
wobei deren kurze Seiten eine Länge W und die langen Seiten eine
Länge von λg/4 aufweisen, und die jeweiligen Kopplungsöffnungen
werden mit den Kopplungsisoliermaterialien 10cey, 10cfy, 10cgy
und 10chy gefüllt. Der Masseleiter 12y ist zwischen zwei
dielektrischen Substraten 10ay und 10by vorgesehen.
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Auf der Oberseite des dielektrischen Substrates 10ay sind
rechtwinklige Kopplungsleiter 41aay, 41bay, 41cay, 41day, 41eay,
41fay, 41gay und 41hay ausgebildet, die jeweils kurze Seiten
einer Länge S und lange Seiten einer Länge von λg/4 aufweisen.
Auf der Unterseite des in Fig. 18(C) gezeigten dielektrischen
Substrates sind Kopplungsleiter 41aby, 41bby, 41cby, 41dby,
41eby, 41fby, 41gby und 41hby mit derselben Form wie der Leiter
41aay jeweils direkt unter den Kopplungsisoliermaterialien 10cay
bis 10chy ausgebildet. Die jeweiligen Eingangsanschlüsse und
Ausgangsanschlüsse des Mehranschluß-Verstärkers sind auf einer
Seite des Mehranschluß-Verstärkers ausgebildet. Um zwischen den
jeweiligen Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen dieselbe
elektrische Länge vorzusehen, sind die Kopplungsleiter 41aay bis
41hay und 41aby bis 41hby derart ausgebildet, daß die
Längsrichtung der Leiter 41aay bis 41hay und 41aby bis 41hby parallel zur
Richtung der kurzen Seite der dielektrischen Substrate 10ay und
10hy ist.
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Dementsprechend wird, ähnlich wie die Richtkoppler 20ay und
20by, ein Richtkoppler 40ay mit einem Kopplungsgrad von 3dB von
den Kopplungsleitern 41aay und 41by und dem Masseleiter 12y
gebildet. In ähnlicher Weise werden die Richtkoppler 40by bis
40hy mit einem Kopplungsgrad von 3dB gebildet.
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Auf der Oberseite des dielektrischen Substrates 10ay ist der
Signaleingangsanschluß 51y über einen Verbindungsstreifenleiter
61y mit dem Verbindungsanschluß 43ay im oberen Teil des
Kopplungsleiters 41aay des Richtkopplers 40ay verbunden. Der
Verbindungsanschluß 44ay im unteren Teil des Kopplungsleiters 41aay
des Richtkopplers 40ay ist über den Verbindungsstreifenleiter
62y in S-Form mit dem Verbindungsanschluß 43cy im oberen Teil
des Kopplungsleiters 41cay des Richtkopplers 40cy verbunden. Der
Verbindungsanschluß 44cy im unteren Teil des Kopplungsleiters
41cay des Richtkopplers 40cy ist über einen
Verbindungsstreifenleiter 63y mit dem Eingangsanschluß 31ay des Verstärkers 31y
verbunden. Der Signaleingangsanschluß 53y ist über den
Verbindungsstreifenleiter 67y mit dem Verbindungsanschluß 43by im
oberen Teil des Kopplungsleiters 41bay des Richtkopplers 40by
verbunden. Der Verbindungsanschluß 44by im unteren Teil des
Kopplungsleiters 41bay des Richtkopplers 40by ist über den
Verbindungsstreifenleiter 68by in Zickzackform mit dem
Verbindungsanschluß 44by im unteren Teil des Kopplungsleiters 41day des
Richtkopplers 40dy verbunden. Der Verbindungsanschluß 43by im
oberen Teil des Kopplungsleiters 41day des Richtkopplers 40by
ist über den Verbindungsstreifenleiter 69y mit dem
Eingangsanschluß 32ay des Verstärkers 32y verbunden. Der Ausgangsanschluß
31by des Verstärkers 31y ist über den Verbindungsstreifenleiter
64y mit dem Verbindungsanschluß 41eay des Richtkopplers 40ey
verbunden. Der Verbindungsanschluß 43ey im oberen Teil des
Kopplungsleiters 41eay des Richtkopplers 40ey ist über den
Verbindungsstreifenleiter
65y in Zickzackform mit dem
Verbindungsanschluß 43gy des Richtkopplers 40gy verbunden. Der
Verbindungsanschluß 44gy im unteren Teil des Kopplungsleiters 41gay des
Richtkopplers 40gy ist über den Verbindungsstreifenleiter 66y
mit dem Signalausgangsanschluß 55y verbunden. Der
Ausgangsanschluß 32by des Verstärkers 32y ist über den
Verbindungsstreifenleiter 70y mit dem Verbindungsanschluß 43fy des Richtkopplers
40fy verbunden. Der Verbindungsanschluß 44fy im unteren Teil des
Kopplungsleiters 41fay des Richtkopplers 40f ist über den
Verbindungsstreifenleiter 71y in S-Form mit dem Verbindungsanschluß
43hy im oberen Teil des Kopplungsleiters 41hay des Richtkopplers
40hy verbunden. Der Verbindungsanschluß 44hy im unteren Teil des
Kopplungsleiters 41hay des Richtkopplers 40hy ist über den
Verbindungsstreifenleiter 72y mit dem Signalausgangsanschluß 56y
verbunden.
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Auf der Unterseite des dielektrischen Substrates 10by ist der
Signaleingangsanschluß 52y über einen Verbindungsstreifenleiter
73y mit dem Verbindungsanschluß 46ay im unteren Teil des
Kopplungsleiters 41aby des Richtkopplers 40ay verbunden. Der
Verbindungsanschluß 45ay im oberen Teil des Kopplungsleiters 41aby
des Richtkopplers 40ay ist über den Verbindungsstreifenleiter
74y in Zickzackform mit dem Verbindungsanschluß 45dy des
Richtkopplers 40dy verbunden. Der Verbindungsanschluß 46dy im unteren
Teil des Kopplungsleiters 41dby des Richtkopplers 40dy ist über
einen Verbindungsstreifenleiter 75y mit dem Eingangsanschluß
33ay des Verstärkers 33y verbunden. Der Signaleingangsanschluß
54y ist über den Verbindungsstreifenleiter 79y mit dem
Verbindungsanschluß 46by im unteren Teil des Kopplungsleiters 41bby
des Richtkopplers 40by verbunden. Der Verbindungsanschluß 45by
im oberen Teil des Kopplungsleiters 41bby des Richtkopplers 40by
ist über den Verbindungsstreifenleiter 80y in S-Form mit dem
Verbindungsanschluß 46cy im unteren Teil des Kopplungsleiters
41cdy des Richtkopplers 40cy verbunden. Der Verbindungsanschluß
45cy im oberen Teil des Kopplungsleiters 41cby des Richtkopplers
40cy ist über den Verbindungsstreifenleiter 81y mit dem
Eingangsanschluß 34ay des Verstärkers 34y verbunden. Der
Ausgangsanschluß 33by des Verstärkers 33y ist über den
Verbindungsstreifenleiter
76y mit dem Verbindungsanschluß 46fy im unteren Teil
des Kopplungsleiters 41fby des Richtkopplers 40fy verbunden. Der
Verbindungsanschluß 45fy im oberen Teil des Kopplungsleiters
41fby des Richtkopplers 40fy ist über den
Verbindungsstreifenleiter 77y in S-Form mit dem Verbindungsanschluß 46gy im unteren
Teil des Kopplungsleiters 41gby des Richtkopplers 40gy
verbunden. Der Verbindungsanschluß 45gy im oberen Teil des
Kopplungsleiters 41gby des Richtkopplers 40gy ist über den
Verbindungsstreifenleiter 78y mit dem Signalausgangsanschluß 57y verbunden.
Der Ausgangsanschluß 34by des Verstärkers 34y ist über den
Verbindungsstreifenleiter 82y mit dem Verbindungsanschluß 45ey des
Richtkopplers 40ey verbunden. Der Verbindungsanschluß 46ey im
unteren Teil des Kopplungsleiters 41eby des Richtkopplers 40ey
ist über den Verbindungsstreifenleiter 83y in Zickzackform mit
dem Verbindungsanschluß 46hy im unteren Teil des
Kopplungsleiters 41hby des Richtkopplers 40hy verbunden. Der
Verbindungsanschluß 45hy im oberen Teil des Kopplungsleiters 41hby des
Richtkopplers 40hy ist über den Verbindungsstreifenleiter 84y
mit dem Signalausgangsanschluß 58y verbunden.
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Die Breite der Verbindungsstreifenleiter 61y und 84y wird
entsprechend der charakteristischen Impedanz bestimmt.
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Jedes der an den Signaleingangsanschlüssen 51y bis 54y
eingegebenen Signale wird in den in den Fign. 18(A) und 18(C)
dargestellten Mehranschluß-Verstärkern verarbeitet, und um die
verarbeiteten Signale zu den Signalausgangsanschlüssen 55y bis 58y
mit derselben Phasendifferenz gegenüber den Eingangssignalen
auszugeben, wird die elektrische Länge des
Verbindungsstreifenleiters, angefangen bei den jeweiligen Signaleingangsanschlüssen
51y bis 54y und endend bei den Signalausgangsanschlüssen 55yx
bis 58y über die jeweiligen Richtkoppler und die Verstärker,
d. h. die gesamte elektrische Länge der Verbindungsstreifenleiter
61y, 66y und die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 67y bis 72y; die gesamte elektrische Länge der
Verbindungsstreifenleiter 73y bis 78y; und die gesamte elektrische
Länge der Verbindungsstreifenleiter 79y bis 84y,
vereinheitlicht.
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Der wie oben erwähnt angeordnete Mehranschluß-Richtkoppler ist
äquivalent zu der in Fig. 17 gezeigten Schaltung und durch
Veränderung der Verstärkungsfaktoren der Verstärker 31y bis 34y ist
es möglich, die gekoppelten und verstärkten Signale mit dem
gewünschten Leistungspegel an den Signalausgangsanschlüssen 55y
bis 58y von den Eingangssignalen an den
Signaleingangsanschlüssen 51y bis 54y, die mit demselben Grad gekoppelt worden sind,
zu erhalten.
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Da, wie oben erwähnt, die Signaleingangsanschlüsse 51y bis 54y,
die Signalausgangsanschlüsse 55y bis 58y, die Verstärker 31y bis
34y und die Verbindungsstreifenleiter 61y bis 84y zur Verbindung
der jeweiligen Anschlüsse in zwei Teile auf beiden Seiten des
dielektrischen Substrates 10ay und 10by aufgeteilt sind, wobei
anstatt des interdigitalen Richtkopplers die Richtkoppler 40ay
bis 40hy verwendet werden, kann die Größe des
Mehranschluß-Verstärkers mit vier Eingängen oder Ausgängen auf 1/2 des
herkömmlichen, einen interdigitalen Richtkoppler verwendenden
Mehranschluß-Verstärkers verringert werden. Da es bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel nicht erforderlich ist, wie bei dem
interdigitalen Richtkoppler eine Steg-Kopplung durch einen Draht-
oder Bandleiter vorzusehen, können die Schaltungsstrukturen
präzise hergestellt werden und die Arbeit der Herstellung der
Vorrichtung ist einfacher zu verrichten als die bei der
Herstellung der herkömmlichen Vorrichtung. Die in Fig. 18(A) gezeigten
Leiterstrukturen auf dem dielektrischen Substrat 10ay sind
dieselben wie die Strukturen des in Fig. 18(C) gezeigten
dielektrischen-Substrates, die um 180º um den Mittelpunkt des
dielektrischen Substrates 10by gedreht werden, wodurch die jeweiligen
Leitstrukturen mittels derselben Struktur erstellt werden
können.
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Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Hybridverstärker 5y, 6y, 31y bis 34y auf dem dielektrischen Substrat 10ay
und 10by ausgebildet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht
auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt; man könnte die
dielektrischen Substrate durch Halbleitersubstrate ersetzen und die
Hybrid-Verstärker 5y, 6y, 31y bis 34y könnten durch
verschiedene,
auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Verstärkerarten, wie
beispielsweise einen MMIC, ersetzt werden. In diesem Fall kann
das Kopplungsisoliermaterial durch Halbleitermaterial ersetzt
werden.
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Zwar sind die Kopplungsleiter 21aay, 21aby, 21day, 21bby, 41aay,
41aby, 41bay, 41bby, 41cay, 41cby, 41day, 41dby, 41eay, 41eby,
41fay, 41fby, 41gay, 41gby, 41hay und 41hby und die
Kopplungsöffnungen 22ay, 22by, 42ay bis 42hy jeweils rechteckig
ausgebildet, doch ist die Form nicht auf die Rechteckform beschränkt,
vorausgesetzt, daß zwischen den Kopplungsleitern des
Richtkopplers Öffnungen ausgebildet sind, so daß sich zwischen jedem
Kopplungsleiterpaar die Moduskopplung elektromagnetisch
entwikkeln kann.
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Zwar wurde die Erläuterung in bezug auf eine Vorrichtung mit
vier Signaleingangs- und -ausgangsanschlüssen abgegeben, doch
kann bei der vorliegenden Erfindung eine
Mehranschluß-Vorrichtung mit mehr als 16 Anschlüssen verwendet werden.
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Statt der Verstärker 5y, 6y, 31y und 34y können verschiedene
Mikrowellensignalverarbeitungsvorrichtungen wie beispielsweise
Dämpfer, Phasenschieber, Modulator und/oder Frequenzwandler
verwendet werden. Dementsprechend kann in der vorliegenden
Erfindung durch Vorsehen wenigstens eines der Richtkoppler 50ay
und 50by und der Mikrowellensignalverarbeitungsvorrichtung die
vorliegende Erfindung auf die verschiedenen Arten von
Mikrowellenvorrichtungen angewandt werden. Demgemäß ist es möglich,
Mikrowelle?1vorrichtungen zu schaffen, die in der Lage sind,
Eingangssignale mit gutem elektrischem Verhalten zu verarbeiten,
wobei Interferenz zwischen den sich die Leitungen entlang
ausbreitenden Signalen verhindert wird, und welche kleinformatig
und leichtgewichtig und auf einfache Weise herstellbar sind.
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Wenn Phasenschieber statt der in den Fign. 15(A) und 15(C)
verwendeten Verstärker 5y und 6y verwendet werden, ist es möglich,
durch Verändern des Betrags der Phasenverschiebung in den
Phasenschiebern die gedämpften Mikrowellensignale von den
Ausgangsanschlüssen
2y zu nehmen, wobei die Eingangsmikrowellensignale
an dem Eingangsanschluß 1y verwendet werden.
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Da bei der vorliegenden Erfindung ein oder mehr Richtkoppler mit
derart ausgebildeten Richtkopplern vorgesehen sind, daß zwei
Kopplungsleiter, welchen die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse
bilden, auf beiden Seiten des Masseleiters durch die Substrate
hindurch angeordnet sind, so daß die Kopplungsleiter durch
Öffnungen, die in dem Masseleiter zwischen den Kopplungsleitern und
einer an der vorderen Stufe oder der hinteren Stufe des
Richtkopplers angeordneten Mikrowellenvorrichtung
elektromagnetisch gekoppelt werden können. Die Kopplungsleiter der
Richtkoppler, die Mikrowellensignalverarbeitungsvorrichtung und
verschiedene Leitungen zum Verbinden der Kopplungsleiter und der
Mikrowellenverarbeitungsvorrichtung können auf beiden Seiten der
beiden Substrate als in zwei Teile geteilt ausgebildet sein.
Demgemäß beträgt die Größe der Mikrowellenvorrichtung ungefähr
1/2 der der herkömmlichen Vorrichtung und es ist möglich, eine
leichtgewichtige und kleinformatige Vorrichtung vorzusehen. Da
die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Verwendung
von Draht- und Bandkopplungsleitern zur Bildung einer
Steg-Kopplung geschaffen werden kann, kann Interferenz zwischen den
Signalen verhindert werden. Daher kann eine Mikrowellenvorrichtung
geschaffen werden, die in der Lage ist, das Mikrowellensignal
mit gutem elektrischem Verhalten zu verarbeiten.