JP2001068908A - ハイブリッド回路 - Google Patents
ハイブリッド回路Info
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- JP2001068908A JP2001068908A JP24300199A JP24300199A JP2001068908A JP 2001068908 A JP2001068908 A JP 2001068908A JP 24300199 A JP24300199 A JP 24300199A JP 24300199 A JP24300199 A JP 24300199A JP 2001068908 A JP2001068908 A JP 2001068908A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノイズとなる不要周波数帯の挿入損失を効果
的に抑圧し、回路上の専有面積が少なくて済むハイブリ
ッド回路を提供する。 【解決手段】 ４つの入出力端を有する分布定数型９０
°ハイブリッド回路において、前記４つの入出力端の全
てに挿入損失抑圧の対象とする高調波等のスプリアス信
号の波長λSの１／４の電気長をもつスタブ２を設け
る。
的に抑圧し、回路上の専有面積が少なくて済むハイブリ
ッド回路を提供する。 【解決手段】 ４つの入出力端を有する分布定数型９０
°ハイブリッド回路において、前記４つの入出力端の全
てに挿入損失抑圧の対象とする高調波等のスプリアス信
号の波長λSの１／４の電気長をもつスタブ２を設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波集積回路
（ＭｌＣ）およびマイクロ波モノリシック集積回路（Ｍ
ＭｌＣ）における分布定数型方向性結合器に関し、特に
ノイズとなるスプリアス信号（不要周波数帯）の挿入損
失を抑圧し、回路上の専有面積が少なくて済むハイブリ
ッド回路に関する。
（ＭｌＣ）およびマイクロ波モノリシック集積回路（Ｍ
ＭｌＣ）における分布定数型方向性結合器に関し、特に
ノイズとなるスプリアス信号（不要周波数帯）の挿入損
失を抑圧し、回路上の専有面積が少なくて済むハイブリ
ッド回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】方向性結合器は、マイクロ波集積回路に
おける分布定数回路において、入力の分配や合成に使用
される重要な受動機能回路である。その中でも９０°ハ
イブリッド回路と呼ばれる結合度３ｄＢのものは、利用
分野が広く、ラットレース回路やスロット線路分岐等を
用いる１８０°ハイブリッド回路と比べて回路上の専有
面積を小さくできる。その典型的な例はレンジカプラー
とハイブリッドリングである。
おける分布定数回路において、入力の分配や合成に使用
される重要な受動機能回路である。その中でも９０°ハ
イブリッド回路と呼ばれる結合度３ｄＢのものは、利用
分野が広く、ラットレース回路やスロット線路分岐等を
用いる１８０°ハイブリッド回路と比べて回路上の専有
面積を小さくできる。その典型的な例はレンジカプラー
とハイブリッドリングである。
【０００３】レンジカプラーとハイブリッドリングは同
一機能である為、以降レンジカプラーを例に説明する。
レンジカプラー単体のブロック図を図７に、レンジカプ
ラー単体のパターン図を図８に、およびレンジカプラー
単体の特性図を図９に示す。
一機能である為、以降レンジカプラーを例に説明する。
レンジカプラー単体のブロック図を図７に、レンジカプ
ラー単体のパターン図を図８に、およびレンジカプラー
単体の特性図を図９に示す。
【０００４】このレンジカプラーは、プリント基板の表
面にマイクロストリップラインにて入力端子ＰＯＲＴ
１、出力端子ＰＯＲＴ２およびＰＯＲＴ３、終端ＰＯＲ
Ｔ４のパターンと、そこからそれぞれに単または複数の
線路が平行に延び、さらに空中線によって互いに接続し
ている。図示の通り、ＰＯＲＴ１、２とＰＯＲＴ３、４
間でλ／４（λは使用周波数における高周波の波長であ
り、ＰＯＲＴ１に入力する信号の波長である）としてお
り、線路相互間で分布結合する構成となっている。な
お、図示しないが、プリント基板の裏面全面には接地用
銅箔が被着されている。
面にマイクロストリップラインにて入力端子ＰＯＲＴ
１、出力端子ＰＯＲＴ２およびＰＯＲＴ３、終端ＰＯＲ
Ｔ４のパターンと、そこからそれぞれに単または複数の
線路が平行に延び、さらに空中線によって互いに接続し
ている。図示の通り、ＰＯＲＴ１、２とＰＯＲＴ３、４
間でλ／４（λは使用周波数における高周波の波長であ
り、ＰＯＲＴ１に入力する信号の波長である）としてお
り、線路相互間で分布結合する構成となっている。な
お、図示しないが、プリント基板の裏面全面には接地用
銅箔が被着されている。
【０００５】また、上記レンジカプラーをモノリシック
に構成する場合、上記した空中線もマイクロストリップ
ラインで構成される。この場合、多層配線となり、他の
部分と絶縁膜を介して別平面上に形成されるか、または
エアブリッジで形成される。
に構成する場合、上記した空中線もマイクロストリップ
ラインで構成される。この場合、多層配線となり、他の
部分と絶縁膜を介して別平面上に形成されるか、または
エアブリッジで形成される。
【０００６】このような構成のため、ＰＯＲＴ１に入力
された波長λの信号はＰＯＲＴ３とＰＯＲＴ２に分配さ
れる。それら分配された信号の位相は、波長λで表す
と、ＰＯＲＴ２ではＰＯＲＴ１に対してλ／４だけ遅延
し、ＰＯＲＴ３ではλ／２だけ遅延する。また、出力レ
ベルは、ＰＯＲＴ２、ＰＯＲＴ３で等分割されて現れ、
ＰＯＲＴ４には出力されない。
された波長λの信号はＰＯＲＴ３とＰＯＲＴ２に分配さ
れる。それら分配された信号の位相は、波長λで表す
と、ＰＯＲＴ２ではＰＯＲＴ１に対してλ／４だけ遅延
し、ＰＯＲＴ３ではλ／２だけ遅延する。また、出力レ
ベルは、ＰＯＲＴ２、ＰＯＲＴ３で等分割されて現れ、
ＰＯＲＴ４には出力されない。
【０００７】ここで、図９の特性図に見られるように、
図８に示されるＰＯＲＴ１からＰＯＲＴ３への挿入損失
Ｓ３１においては使用周波数（ｆ０）の第２および第３
高調波周波数帯（２×ｆ０、３×ｆ０）の挿入損失と、
図８に示されるＰＯＲＴ１からＰＯＲＴ２への挿入損失
Ｓ２１においては使用周波数（ｆ０）の第３高調波周波
数帯（３×ｆ０）の挿入損失がそれぞれ使用周波数（ｆ
０）における挿入損失と同程度の損失となっている。
図８に示されるＰＯＲＴ１からＰＯＲＴ３への挿入損失
Ｓ３１においては使用周波数（ｆ０）の第２および第３
高調波周波数帯（２×ｆ０、３×ｆ０）の挿入損失と、
図８に示されるＰＯＲＴ１からＰＯＲＴ２への挿入損失
Ｓ２１においては使用周波数（ｆ０）の第３高調波周波
数帯（３×ｆ０）の挿入損失がそれぞれ使用周波数（ｆ
０）における挿入損失と同程度の損失となっている。
【０００８】これは、使用しない帯域における不必要な
電力通過を引き起こし電波管理の面で障害となるため、
何らかの対処が必要になってくる。このため、従来で
は、レンジカプラー等のハイブリッド回路の出力端にバ
ンド・リジェクションフィルタ（以下ＢＲＦと略す）を
追加する方法がとられてきた。この他、バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）やローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパ
スフィルタ（ＨＰＦ）の組み合わせ等、他のものを用い
ることも考えられるが、これらよりもＢＲＦによる方が
専有面積を小さく抑えることができる。特に、ハイブリ
ッド回路前段にＦＥＴやＨＥＭＴ等の高周波増幅素子が
存在する場合が多く、それにより入力に第２または第３
高調波が多く含まれることが普通である。そのため、Ｂ
ＲＦによって第２または第３高調波の周波数帯における
挿入損失を集中的に抑圧することでノイズレベルが大き
く改善される。
電力通過を引き起こし電波管理の面で障害となるため、
何らかの対処が必要になってくる。このため、従来で
は、レンジカプラー等のハイブリッド回路の出力端にバ
ンド・リジェクションフィルタ（以下ＢＲＦと略す）を
追加する方法がとられてきた。この他、バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）やローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパ
スフィルタ（ＨＰＦ）の組み合わせ等、他のものを用い
ることも考えられるが、これらよりもＢＲＦによる方が
専有面積を小さく抑えることができる。特に、ハイブリ
ッド回路前段にＦＥＴやＨＥＭＴ等の高周波増幅素子が
存在する場合が多く、それにより入力に第２または第３
高調波が多く含まれることが普通である。そのため、Ｂ
ＲＦによって第２または第３高調波の周波数帯における
挿入損失を集中的に抑圧することでノイズレベルが大き
く改善される。
【０００９】このＢＲＦを用いた第２高調波周波数帯
（２×ｆ０）の挿入損失抑圧の例を、ブロック図として
図１０に、パターン図として図１１および特性図として
図１２に示す。図１２の特性図より、Ｓ３１およびＳ２
１の挿入損失が抑圧されていることが確認できる。
（２×ｆ０）の挿入損失抑圧の例を、ブロック図として
図１０に、パターン図として図１１および特性図として
図１２に示す。図１２の特性図より、Ｓ３１およびＳ２
１の挿入損失が抑圧されていることが確認できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、高調波等のスプリアス信号の挿入損失
抑圧は行えるが、図１１に見られるように挿入損失抑圧
の為のＢＲＦ部が占める面積が、メインであるレンジカ
プラーが占める面積より大きく、 小型化が図れない。 占有面積が大きいことにより、コストダウンが図れな
い。 という問題が生じる。
ような構成では、高調波等のスプリアス信号の挿入損失
抑圧は行えるが、図１１に見られるように挿入損失抑圧
の為のＢＲＦ部が占める面積が、メインであるレンジカ
プラーが占める面積より大きく、 小型化が図れない。 占有面積が大きいことにより、コストダウンが図れな
い。 という問題が生じる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、４つの入出力端を有する分布定数型９０
°ハイブリッド回路において、前記４つの入出力端の全
てに突設され、挿入損失抑圧の対象とするスプリアス信
号の波長λSの１／４の電気長をもつスタブを有するこ
とを特徴とする。
め、本発明は、４つの入出力端を有する分布定数型９０
°ハイブリッド回路において、前記４つの入出力端の全
てに突設され、挿入損失抑圧の対象とするスプリアス信
号の波長λSの１／４の電気長をもつスタブを有するこ
とを特徴とする。
【００１２】なお、前記４つの入出力端を有する分布定
数型９０°ハイブリッド回路をレンジカプラーとして好
適である。
数型９０°ハイブリッド回路をレンジカプラーとして好
適である。
【００１３】或いはまた、前記４つの入出力端を有する
分布定数型９０°ハイブリッド回路をハイブリッドリン
グとしてもよい。
分布定数型９０°ハイブリッド回路をハイブリッドリン
グとしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に沿って説明する。なお、複数の図面に亘って同一の符
号を付したものは同一または相当するものを示す。
に沿って説明する。なお、複数の図面に亘って同一の符
号を付したものは同一または相当するものを示す。
【００１５】第２高調波周波数帯（２×ｆ０）の挿入損
失抑圧を目的とした本発明の実施の形態を、ブロック図
として図１に、パターン図として図２に、および図２に
示したものの特性図を図３に示す。
失抑圧を目的とした本発明の実施の形態を、ブロック図
として図１に、パターン図として図２に、および図２に
示したものの特性図を図３に示す。
【００１６】図１のブロック図に示すように、レンジカ
プラー１の入出力端の全てに、分布定数的に無視できな
い幅と長さを有するスタブ２を挿入する。これをパター
ンに具体化すると、図２に示すようになる。具体的には
ＰＯＲＴ１〜ＰＯＲＴ４における幅広の５０オーム線路
から急勾配をもって収束する線路の変わり目にλ／４の
１／２倍の長さのスタブが設けられた形となる。即ちこ
の変わり目がレンジカプラーの回路入力端である。
プラー１の入出力端の全てに、分布定数的に無視できな
い幅と長さを有するスタブ２を挿入する。これをパター
ンに具体化すると、図２に示すようになる。具体的には
ＰＯＲＴ１〜ＰＯＲＴ４における幅広の５０オーム線路
から急勾配をもって収束する線路の変わり目にλ／４の
１／２倍の長さのスタブが設けられた形となる。即ちこ
の変わり目がレンジカプラーの回路入力端である。
【００１７】図３の特性図より、第２高調波周波数帯
（２×ｆ０）の挿入損失抑圧が従来のＢＲＦを追加した
もので得られた抑圧（図１２）と同程度の性能が得られ
ることが判る。
（２×ｆ０）の挿入損失抑圧が従来のＢＲＦを追加した
もので得られた抑圧（図１２）と同程度の性能が得られ
ることが判る。
【００１８】さらに、本発明はスタブの長さを、抑圧対
象となる任意の高調波周波数帯における波長（スプリア
ス信号の波長）λSの１／４とすることにより、ＢＲＦ
を追加した従来のものと同等の挿入損失抑圧性能が得ら
れる。即ち、前述の回路におけるスタブ２の長さはλ／
４の１／２倍であったが、その１／２倍の２とは２倍波
の２であって、挿入損失抑圧の対象が第ｎ高調波周波数
帯であれば、スタブ２の電気長をλ／４の１／ｎ倍とす
ればよい。
象となる任意の高調波周波数帯における波長（スプリア
ス信号の波長）λSの１／４とすることにより、ＢＲＦ
を追加した従来のものと同等の挿入損失抑圧性能が得ら
れる。即ち、前述の回路におけるスタブ２の長さはλ／
４の１／２倍であったが、その１／２倍の２とは２倍波
の２であって、挿入損失抑圧の対象が第ｎ高調波周波数
帯であれば、スタブ２の電気長をλ／４の１／ｎ倍とす
ればよい。
【００１９】つまりは、第ｎ高調波周波数帯の波長λS
＝λ／ｎという関係となっているため、例えば、第３高
調波の周波数帯の挿入損失抑圧では、上記の１／２倍に
代えて１／３倍とすればよい。この例のパターン図を図
４に、その特性図を図５に示す。図４に示すように、ス
タブ２の長さをλ／１２としている。また、図５から第
３高調波周波数帯（３×ｆ０）の挿入損失が抑圧されて
いることが判る。
＝λ／ｎという関係となっているため、例えば、第３高
調波の周波数帯の挿入損失抑圧では、上記の１／２倍に
代えて１／３倍とすればよい。この例のパターン図を図
４に、その特性図を図５に示す。図４に示すように、ス
タブ２の長さをλ／１２としている。また、図５から第
３高調波周波数帯（３×ｆ０）の挿入損失が抑圧されて
いることが判る。
【００２０】このように、本発明は、レンジカプラーの
入出力端の全てに図１１に示す従来例でＢＲＦで用いら
れていたスタブ４に相当するようなスタブ２を設けてい
る。即ち、レンジカプラーの透過位相が全ての入出力端
の間でλ／４の倍数となっていることから、これがＢＲ
Ｆにおけるスタブ間で必要な電気長の代わりとなり、ス
タブの長さで規定される不要周波数帯の挿入損失を効果
的に抑圧することとなり、フィルタリングのための余計
な回路面積の増加を大幅に抑えることができる。
入出力端の全てに図１１に示す従来例でＢＲＦで用いら
れていたスタブ４に相当するようなスタブ２を設けてい
る。即ち、レンジカプラーの透過位相が全ての入出力端
の間でλ／４の倍数となっていることから、これがＢＲ
Ｆにおけるスタブ間で必要な電気長の代わりとなり、ス
タブの長さで規定される不要周波数帯の挿入損失を効果
的に抑圧することとなり、フィルタリングのための余計
な回路面積の増加を大幅に抑えることができる。
【００２１】以上、実施の形態について述べたが、本発
明はこれに限らず特許請求の範囲を逸脱しない限り種々
の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、マ
イクロストリップ線路を例に採り説明したが、接地パタ
ーンが回路パターンと同一平面に現れるコプレーナ線路
についても同様に構成することができる。
明はこれに限らず特許請求の範囲を逸脱しない限り種々
の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、マ
イクロストリップ線路を例に採り説明したが、接地パタ
ーンが回路パターンと同一平面に現れるコプレーナ線路
についても同様に構成することができる。
【００２２】また、上記実施の形態はレンジカプラーに
ついて例示したが、これに代えて、図６に示すように、
レンジカプラーと同一の機能をもったハイブリッドリン
グを使用した場合においても上記と同様に機能する。
ついて例示したが、これに代えて、図６に示すように、
レンジカプラーと同一の機能をもったハイブリッドリン
グを使用した場合においても上記と同様に機能する。
【００２３】また、挿入損失の抑圧をする信号は、上記
実施の形態のような高調波だけでなく、任意の周波数の
信号であってもよい。この際、その任意の信号の波長λ
Sに対し、スタブの長さをλS／４とすることにより行
う。
実施の形態のような高調波だけでなく、任意の周波数の
信号であってもよい。この際、その任意の信号の波長λ
Sに対し、スタブの長さをλS／４とすることにより行
う。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、高調波周波数帯の抑圧性能を兼ね備えた分布定数型
９０°ハイブリッド回路が、ほぼその回路の占有面積と
同一の大きさで得られる。このことにより、小型化が
図れる。ＢＲＦ部の面積がなくなり、全体の占有面積
が減少することによってコストダウンが図れる。という
効果が得られることはもちろん、パターン面積が少ない
ことから、パターン切れなどの不具合発生確率が低下す
ることによる、信頼性および安全率の向上といった効果
ももたらす。
ば、高調波周波数帯の抑圧性能を兼ね備えた分布定数型
９０°ハイブリッド回路が、ほぼその回路の占有面積と
同一の大きさで得られる。このことにより、小型化が
図れる。ＢＲＦ部の面積がなくなり、全体の占有面積
が減少することによってコストダウンが図れる。という
効果が得られることはもちろん、パターン面積が少ない
ことから、パターン切れなどの不具合発生確率が低下す
ることによる、信頼性および安全率の向上といった効果
ももたらす。
【００２５】特に、本発明をレンジカプラーに用いるこ
とにより比較的広帯域で占有面積を少なくでき、また、
ハイブリッドリングに使用した際には簡単なパターン構
成にできるので、生産コストをより少なくできるという
利点がある。
とにより比較的広帯域で占有面積を少なくでき、また、
ハイブリッドリングに使用した際には簡単なパターン構
成にできるので、生産コストをより少なくできるという
利点がある。
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すパターン図である。
【図３】図２の実施の形態の特性図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示すパターン図であ
る。
る。
【図５】図４の実施の形態の特性図である。
【図６】本発明の更に他の実施の形態を示すパターン図
である。
である。
【図７】レンジカプラーのブロック図である。
【図８】図７のレンジカプラーを具体化したパターン図
である。
である。
【図９】図８に示したレンジカプラーの特性図である。
【図１０】レンジカプラーの出力端にＢＲＦを追加した
従来例を示すブロック図である。
従来例を示すブロック図である。
【図１１】図１０のＢＲＦ付きレンジカプラーを具体化
したものを示すパターン図である。
したものを示すパターン図である。
【図１２】図１０に示したＢＲＦ付きレンジカプラーの
特性図である。
特性図である。
１：ハイブリッド回路本体、２，４：スタブ、３：ＢＲ
Ｆ
Ｆ
Claims (3)
- 【請求項１】 ４つの入出力端を有する分布定数型９０
°ハイブリッド回路において、前記４つの入出力端の全
てに突設され、挿入損失抑圧の対象とするスプリアス信
号の波長λSの１／４の電気長をもつスタブを有するこ
とを特徴とするハイブリッド回路。 - 【請求項２】 前記４つの入出力端を有する分布定数型
９０°ハイブリッド回路はレンジカプラーであることを
特徴とする請求項１に記載のハイブリッド回路。 - 【請求項３】 前記４つの入出力端を有する分布定数型
９０°ハイブリッド回路はハイブリッドリングであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24300199A JP2001068908A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | ハイブリッド回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24300199A JP2001068908A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | ハイブリッド回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068908A true JP2001068908A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17097423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24300199A Pending JP2001068908A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | ハイブリッド回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068908A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003494A1 (fr) * | 2000-07-04 | 2002-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Coupleur directionnel et procede de couplage directionnel |
| JP2004236085A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Japan Radio Co Ltd | 十字型ｔ分岐回路 |
| KR100714867B1 (ko) | 2006-02-14 | 2007-05-04 | 인천대학교 산학협력단 | 대칭형 다단 결합 선로를 이용한 광대역 하이브리드 커플러 |
| JP2010245971A (ja) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波遮断回路 |
| JP2011091682A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Murata Mfg Co Ltd | 無線信号受信装置 |
| KR101190234B1 (ko) | 2011-01-24 | 2012-10-12 | 경희대학교 산학협력단 | 개방 선로를 이용한 평면형 초광대역 3ｄＢ 분기선 결합기 |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24300199A patent/JP2001068908A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003494A1 (fr) * | 2000-07-04 | 2002-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Coupleur directionnel et procede de couplage directionnel |
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| KR100714867B1 (ko) | 2006-02-14 | 2007-05-04 | 인천대학교 산학협력단 | 대칭형 다단 결합 선로를 이용한 광대역 하이브리드 커플러 |
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| JP2011091682A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Murata Mfg Co Ltd | 無線信号受信装置 |
| KR101190234B1 (ko) | 2011-01-24 | 2012-10-12 | 경희대학교 산학협력단 | 개방 선로를 이용한 평면형 초광대역 3ｄＢ 분기선 결합기 |
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