JP2002100909A - 方向性結合器及びそれを用いた通信機 - Google Patents

方向性結合器及びそれを用いた通信機

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JP2002100909A
JP2002100909A JP2000292261A JP2000292261A JP2002100909A JP 2002100909 A JP2002100909 A JP 2002100909A JP 2000292261 A JP2000292261 A JP 2000292261A JP 2000292261 A JP2000292261 A JP 2000292261A JP 2002100909 A JP2002100909 A JP 2002100909A
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正樹 木村
Toshifumi Oida
敏文 笈田
Norio Nakajima
規巨 中島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性の劣化を防ぐとともに、小型化が可能な
方向性結合器及びそれを用いた通信機を提供する。 【解決手段】 方向性結合器10は、誘電体基板11を
備え、その表面には、第1主線路12、第2主線路1
3、第1主線路と結合する第1副線路14、第2主線路
と結合する第2副線路15、及びグランド電極16が形
成され、その裏面には、平面状のグランド電極17が形
成される。そして、第1副線路14及び第2副線路15
の互いの一端が配線18で接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、方向性結合器及び
それを用いた通信機に関し、特に複数の異なる周波数帯
域の高周波信号を処理する方向性結合器及びそれを用い
た通信機に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、異なる周波数帯域を使用した複数
の通信システムが普及している。これに伴い、これら複
数の通信システムに対して一台の通信機での対応が可能
になってきている。この場合、方向性結合器は、通信シ
ステムに応じた複数の異なる周波数帯域の信号を処理す
る必要性が生じる。
【0003】特開平11−261313号公報に開示さ
れている従来の方向性結合器は、第1〜第6の誘電体層
からなる積層体を備える。第2及び第6の誘電体層の上
面にはグランド電極、第3〜第5の誘電体層の上面に
は、ストリップライン電極がそれぞれ形成される。そし
て、これらの第1〜第6の誘電体層が積み重ねられ、一
体的に焼結されることにより、積層体となる。
【0004】以上の構成を備えた方向性結合器におい
て、ストリップライン電極で第1及び第2主線路、スト
リップライン電極で副線路をそれぞれ構成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
方向性結合器によれば、第1主線路と第2主線路とが電
気的に分離されていないため、互いの周波数帯域で干渉
し合い、その結果、方向性結合器の特性が劣化するとい
った問題があった。
【0006】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、特性の劣化を防ぐとともに、
小型化が可能な方向性結合器及びそれを用いた通信機を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明の方向性結合器は、第1主線路、第2主線
路、前記第1主線路と結合する第1副線路、及び前記第
2主線路と結合する第2副線路を備え、前記第1主線路
と前記第2主線路とがグランドを介して配置され、さら
に前記第1副線路と前記第2副線路とが前記グランドを
介して配置されるとともに、前記第1及び第2副線路の
互いの一端が接続されることを特徴とする。
【0008】また、本発明の方向性結合器は、複数の誘
電体層を積層してなる積層体と、該積層体内に形成され
たストリップライン電極からなる第1主線路、第2主線
路、前記第1主線路と結合する第1副線路、及び前記第
2主線路と結合する第2副線路とを備え、前記第1主線
路と前記第2主線路とが、前記積層体の積層方向におい
て、グランド電極を介して配置され、さらに前記第1副
線路と前記第2副線路とが、前記積層体の積層方向にお
いて、前記グランド電極を介して配置されるとともに、
前記第1及び第2副線路の互いの一端が接続されること
を特徴とする。
【0009】また、本発明の方向性結合器は、前記第1
及び第2主線路が、それぞれ異なる高周波信号に対応し
た長さを有したことを特徴とする。
【0010】本発明の通信機は、上述の方向性結合器を
用いたことを特徴とする。
【0011】本発明の方向性結合器によれば、第1主線
路と第2主線路とがグランドを介して配置され、さらに
第1副線路と第2副線路とがグランドを介して配置され
るため、第1主線路と第2主線路とを電気的に分離し、
さらに第1副線路と第2副線路とを電気的に分離するこ
とができ、互いの周波数帯域で干渉し合うのを防止でき
る。
【0012】本発明の通信機によれば、複数の周波数帯
域での特性劣化を防止できる方向性結合器を用いている
ため、複数の周波数帯域で良好な通信特性を有する通信
機を構成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。
【0014】図1は、本発明の方向性結合器に係る第1
の実施例の斜視図である。方向性結合器10は、誘電体
基板11を備え、その表面には、第1主線路12、第2
主線路13、第1主線路と結合する第1副線路14、第
2主線路と結合する第2副線路15、及びグランド電極
16が形成され、その裏面には、平面状のグランド電極
17が形成される。
【0015】なお、第1主線路12と第2主線路13と
の長さはその主線路を伝搬する高周波信号の波長(λ)
に依存してλ/4の長さになるように構成されている。
【0016】そして、第1副線路14及び第2副線路1
5の互いの一端が配線18で接続されている。
【0017】また、誘電体基板11の側面に、6個の外
部端子Ta〜Tfが設けられる。そのうち、外部端子T
a,Tbが第1主線路12の入出力端子、外部端子T
e,Tfが第2主線路13の入出力端子、外部端子T
c,Tdが副線路の入出力端子となる。
【0018】さらに、誘電体基板11の表面のグランド
電極16と裏面のグランド電極17とは、誘電体基板1
1の側面を介して接続されている。
【0019】以上のような構造で、誘電体基板11の表
面の第1主線路12と第2主線路13とがグランド電極
16を介して配置される。また、誘電体基板11の表面
の第1副線路14と第2副線路15とがグランド電極1
6を介して配置される。
【0020】図2は、本発明の方向性結合器に係る第2
の実施例の透視斜視図である。方向性結合器20は、複
数の誘電体層(図示せず)を積層してなる誘電体21を
備え、積層体の上面から下面にかけて、12個の外部端
子Ta〜Tlが設けられる。そのうち、外部端子Ta,
Tbが第1主線路の入出力端子、外部端子Th,Tjが
第2主線路の入出力端子、外部端子Tc,Tkが副線路
の入出力端子、外部端子Td〜Tg,Ti,Tlがグラ
ンド端子となる。
【0021】図3(a)〜図3(h)は、図2の方向性
結合器の積層体を構成する各誘電体層の上面図、図3
(i)は、図3(h)の下面図である。積層体21は、
酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とし
たセラミックスからなる第1〜第8の誘電体層21a〜
21hを上から順次積層し、1000℃以下の焼成温度
で焼成した後、上下を逆にすることにより完成する。す
なわち、第8の誘電体層21hが積層体21の最上層と
なり、第1の誘電体層21aが積層体18の最下層とな
る。
【0022】第1の誘電体層21aの上面には、外部端
子Ta〜Tlが形成される。また、第2、第5及び第8
の誘電体層21b,21e,21hの上面には、グラン
ド電極Gp1〜Gp3がそれぞれ形成される。また、第
3,第4、第6及び第7の誘電体層21c,21d,2
1f,21gの上面には、ストリップライン電極Sp1
〜Sp4がそれぞれ形成される。
【0023】さらに、第8の誘電体層の下面(図3
(i)中、21hu)には、外部端子Ta〜Tlが形成
される。また、第2〜第7の誘電体層21b〜21gに
は、それぞれの誘電体層21b〜21gの少なくとも1
つを貫通するように複数のビアホール電極Vhが形成さ
れる。
【0024】そして、方向性結合器20の第1主線路が
ストリップライン電極Sp1で、第2主線路がストリッ
プライン電極Sp4でそれぞれ形成される。また、第1
主線路と結合する第1副線路がストリップライン電極S
p2、第2主線路と結合する第2副線路がストリップラ
イン電極Sp3でそれぞれ形成される。
【0025】また、ストリップライン電極Sp2,Sp
3の互いの一端が第4の誘電体層21dのビアホール電
極Vh1で接続される。
【0026】なお、第1主線路を構成するストリップラ
イン電極Sp1と第2主線路を構成するストリップライ
ン電極Sp4との長さは、その主線路を伝搬する高周波
信号の波長(λ)と積層体21の誘電率(ε)に依存し
てλ/4ε波長の長さになるように構成されている。
【0027】以上のような構造で、第1主線路を構成す
るストリップライン電極Sp1と、第2主線路を構成す
るストリップライン電極Sp4とが、積層体21の積層
方向において、グランド電極Gp2を介して配置され
る。また、第1副線路を構成するストリップライン電極
Sp2と、第2副線路を構成するストリップライン電極
Sp3とが積層体21の積層方向において、グランド電
極Gp2を介して配置される。
【0028】図4は、図2の方向性結合器の周波数特性
である。この図は、方向性結合器20の第1主線路の出
力端子と第2主線路の出力端子との間のアイソレーショ
ンを示したものである。
【0029】この図から、第1主線路の出力端子と第2
主線路の出力端子との間のアイソレーションが−40
(dB)以下であることが解る。この値は、一般的に第
1主線路の出力端子と第2主線路の出力端子との間のア
イソレーションとして求められる−30〜−40(d
B)を十分満足している。
【0030】これは、第1主線路と第2主線路とを電気
的に分離し、さらに第1副線路と第2副線路とを電気的
に分離して、互いの周波数帯域で干渉し合うのを防止で
きることを示している。
【0031】上述した第1及び第2の実施例の方向性結
合器によれば、第1主線路と第2主線路とがグランドを
介して配置され、さらに第1副線路と第2副線路とがグ
ランドを介して配置されるため、第1主線路と第2主線
路とを電気的に分離し、さらに第1副線路と第2副線路
とを電気的に分離することができ、互いの周波数帯域で
干渉し合うのを防止できる。したがって、一方の主線路
のインピーダンス変動が他方の主線路の結合度に与える
影響を低減することができる。
【0032】また、第1及び第2主線路がそれぞれ異な
る高周波信号に対応した長さを有しているため、複数の
周波数帯において使用することが可能となり、それぞれ
の周波数帯において所定の結合度及び良好なアイソレー
ション特性を得ることができる。
【0033】さらに、積層体に第1主線路、第2主線
路、第1副線路及び第2副線路をストリップライン電極
として積層体内に配置した第2の実施例の方向性結合器
では、積層体の誘電率による波長短縮効果で、第1主線
路、第2主線路、第1副線路及び第2副線路を短くする
ことができるため、方向性結合器の小型化が可能とな
る。
【0034】図5は、通信機であるデュアルバンド型携
帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図であ
る。デュアルバンド型携帯電話端末30は、2つの異な
る通信システム、例えば、AMPS(Advanced Mobile
Phone Services:800MHz帯)とPCS(Personal
Communication Services:1.9GHz帯)とを1つの
携帯電話端末で対応できるものであって、その送信部3
1は、方向性結合器32、第1及び第2高出力増幅器3
3a,33b、第1及び第2増幅器34a,34b、第
1及び第2発振器35a,35b、制御回路36、制御
部37を備える。
【0035】その動作を800MHz帯のAMPS側を
例にとり説明する。なお、1.9GHz帯のPCSにおい
ても同様の動作である。
【0036】第1発振器35aで生成された搬送波信号
は、第1増幅器34aなどの各種処理回路を経て送信信
号に変換されて第1高出力増幅器33aに入力される。
この第1高出力増幅器33aで増幅された送信信号は、
方向性結合器32を経てアンテナ共用器38に入力さ
れ、アンテナ共用器38で不要波が除去された後、アン
テナ39から送信される。
【0037】方向性結合器32からは、実際にアンテナ
39から送信される送信信号の送信出力レベルに対応し
たTSSI(Transmitting Signal Strength Indicato
r)信号として制御回路36に入力される。
【0038】制御部37では、図示しない基地局からの
指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御
信号を制御回路36に与える。この制御部37からの制
御信号により、制御回路37はTSSI信号から認識さ
れる実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの
差を小さくするように作用する帰還(FB)信号を形成
して、第1高出力増幅器33aで実際の送信出力レベル
を可変できる制御端子Tcに出力する。
【0039】以上のように、送信部31は、フィードバ
ックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部37
から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信
出力レベルを制御している。
【0040】そして、このようなデュアルバンド型携帯
電話端末における方向性結合器32に第1及び第2の実
施例で示した方向性結合器10,20を用いるものであ
る。
【0041】上述したデュアルバンド型携帯電話端末に
よれば、複数の周波数帯域での特性劣化を防止できる方
向性結合器を用いているため、複数の周波数帯域で良好
な通信特性を有するデュアルバンド型携帯電話端末を構
成することができる。
【0042】なお、上述の実施例の方向性結合器では、
第1主線路と第2主線路との間に第1及び第2副線路か
らなる副線路を配置する場合について説明したが、第1
副線路と第2副線路との間に第1及び第2主線路を配置
しても良い。
【0043】また、AMPSとPCSとの組み合わせに
使用される場合について説明したが、その使用は、AM
PSとPCSとの組み合わせに限定されるものではな
く、例えば、DCS(digital cellular system)とGS
M(Global System for Mobile communications)との組
み合わせ、DECT(Digital European Cordless Telep
hone)とGSMとの組み合わせ、PHS(Personal Handy
-phone System)とPDC(PersonaL Digital Cellular)
との組み合わせ、などに使用することができる。
【0044】
【発明の効果】請求項1の方向性結合器によれば、第1
主線路と第2主線路とがグランドを介して配置されるた
め、第1主線路と第2主線路とを電気的に分離すること
ができ、互いの周波数帯域で干渉し合うのを防止でき
る。したがって、一方の主線路のインピーダンス変動が
他方の主線路の結合度に与える影響を低減することがで
きる。
【0045】請求項2の方向性結合器によれば、第1主
線路と第2主線路とがグランドを介して配置されるた
め、第1主線路と第2主線路とを電気的に分離すること
ができ、互いの周波数帯域で干渉し合うのを防止でき
る。したがって、一方の主線路のインピーダンス変動が
他方の主線路の結合度に与える影響を低減することがで
きる。
【0046】また、積層体に第1主線路、第2主線路、
第1副線路及び第2副線路をストリップライン電極とし
て積層体内に配置した第2の実施例の方向性結合器で
は、積層体の誘電率による波長短縮効果で、第1主線
路、第2主線路、第1副線路及び第2副線路を短くする
ことができるため、方向性結合器の小型化が可能とな
る。
【0047】請求項3の方向性結合器によれば、第1及
び第2主線路がそれぞれ異なる高周波信号に対応した長
さを有しているため、複数の周波数帯において使用する
ことが可能となり、それぞれの周波数帯において所定の
結合度及び良好なアイソレーション特性を得ることがで
きる。
【0048】請求項4の通信機によれば、複数の周波数
帯域での特性劣化を防止できる方向性結合器を用いてい
るため、複数の周波数帯域で良好な通信特性を有するデ
ュアルバンド型携帯電話端末を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方向性結合器に係る第1の実施例の斜
視図である。
【図2】本発明の方向性結合器に係る第2の実施例の斜
視図である。
【図3】図2の方向性結合器の積層体を構成する(a)
第1の誘電体層〜(h)第8の誘電体層の上面図及び
(i)第8の誘電体層の下面図である。
【図4】図2の方向性結合器の周波数特性である。
【図5】本発明の通信機に係る一実施例の送信部の基本
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】 10,20 方向性結合器 12 第1主線路 13 第2主線路 14 第1副線路 15 第2副線路 16 グランド電極 21 積層体 21a〜21h 誘電体層 30 通信機 Gp2 グランド電極 Sp1 ストリップライン電極(第1主線路) Sp2 ストリップライン電極(第2主線路) Sp3 ストリップライン電極(第1副線路) Sp4 ストリップライン電極(第2副線路)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1主線路、第2主線路、前記第1主線
    路と結合する第1副線路、及び前記第2主線路と結合す
    る第2副線路を備え、 前記第1主線路と前記第2主線路とがグランドを介して
    配置され、さらに前記第1副線路と前記第2副線路とが
    前記グランドを介して配置されるとともに、前記第1及
    び第2副線路の互いの一端が接続されることを特徴とす
    る方向性結合器。
  2. 【請求項2】 複数の誘電体層を積層してなる積層体
    と、該積層体内に形成されたストリップライン電極から
    なる第1主線路、第2主線路、前記第1主線路と結合す
    る第1副線路、及び前記第2主線路と結合する第2副線
    路とを備え、 前記第1主線路と前記第2主線路とが、前記積層体の積
    層方向において、グランド電極を介して配置され、さら
    に前記第1副線路と前記第2副線路とが、前記積層体の
    積層方向において、前記グランド電極を介して配置され
    るとともに、前記第1及び第2副線路の互いの一端が接
    続されることを特徴とする方向性結合器。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2主線路が、それぞれ異
    なる高周波信号に対応した長さを有したことを特徴とす
    る請求項1あるいは請求項2に記載の方向性結合器。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    の方向性結合器を用いたことを特徴とする通信機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005057803A1 (ja) * 2003-12-11 2008-04-17 日立金属株式会社 マルチバンド高周波回路、マルチバンド高周波回路部品及びこれを用いたマルチバンド通信装置
US10461393B2 (en) 2017-06-01 2019-10-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Bidirectional coupler, monitor circuit, and front-end circuit
US10461392B2 (en) 2017-06-01 2019-10-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Bidirectional coupler, monitor circuit, and front end circuit

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