JP2011055321A - Left-hand/right-hand system compound transmission line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、左手/右手系複合伝送路に関するものである。 The present invention relates to a left-hand / right-handed composite transmission line.
一般に、伝送線路として用いられる同軸線路やマイクロストリップ線路等は、インダクタLR及びキャパシタCRを用いた等価回路で表すと、入力と出力との間にインダクタLRが複数直列に接続され、入力−出力間とグランドとの間にキャパシタCRが接続されたLCL構造のローパスフィルタ(LPF)の構成をとるものであった。このようなLCL構造の伝送路は、右手系伝送路と呼ばれ、位相−周波数特性が線形となる特性を備えている。 Generally, coaxial line or microstrip line or the like used as a transmission line, expressed by an equivalent circuit using the inductor L R and a capacitor C R, an inductor L R is connected to a plurality series between an input and an output, the input - it was those taking the configuration of the low-pass filter LCL structure capacitor C R is connected between the output and between the ground (LPF). Such an LCL structure transmission line is called a right-handed transmission line, and has a characteristic in which the phase-frequency characteristic is linear.
これに対して、位相−周波数特性が非線形となる特性を備えた左手系伝送路が研究されている。この左手系伝送路は、インダクタLL及びキャパシタCLを用いた等価回路で表すと、入力と出力との間にキャパシタCLが複数直列接続され、入力−出力間とグランドとの間にインダクタLLが接続されたCLC構造のハイパスフィルタ(HPF)の構成をとることになる。現実的には純粋なCLC構造の左手系伝送路は存在せずに、左手系伝送路と右手系伝送路とを組み合わせた左手/右手系複合伝送路を左手系伝送路として用いている。 On the other hand, a left-handed transmission line having characteristics in which phase-frequency characteristics are nonlinear has been studied. When this left-handed transmission line is represented by an equivalent circuit using an inductor L L and a capacitor C L , a plurality of capacitors C L are connected in series between the input and the output, and the inductor is connected between the input and the output and the ground. A configuration of a high-pass filter (HPF) having a CLC structure to which L L is connected is adopted. Actually, there is no left-handed transmission line having a pure CLC structure, and a left-handed / right-handed composite transmission line that combines a left-handed transmission line and a right-handed transmission line is used as a left-handed transmission line.
上記左手/右手系複合伝送路は、インダクタLR、LLとキャパシタCR、CLを用いた等価回路で表すと、入力と出力との間にインダクタLR及びキャパシタCLが複数直列接続され、入力−出力間とグランドとの間に互いに並列接続されたインダクタLL及びキャパシタCRが接続されている。 The left-hand / right-handed composite transmission line is represented by an equivalent circuit using inductors L R and L L and capacitors C R and C L , and a plurality of inductors L R and capacitors C L are connected in series between the input and the output. It is input - the inductor L L and a capacitor C R which are connected in parallel with each other between the output and between ground is connected.
上述したような等価回路を実現する左手/右手系複合伝送路として、例えば、図5に示された構成のものが提案されている(非特許文献1)。同図に示すように、左手/右手系複合伝送路100は、立方体状の誘電性を有する誘電体セラミック101と、この誘電体セラミック101の表面に設けられた4枚のグランド板102と、この誘電体セラミック101内に設けられた複数の導体ユニット103と、を備えている。
As a left-hand / right-handed composite transmission line that realizes the above-described equivalent circuit, for example, the one shown in FIG. 5 has been proposed (Non-Patent Document 1). As shown in the figure, the left-hand / right-handed
上記4枚のグランド板102は、互いに連結されて接地されている。4枚のグランド板102は、誘電体セラミック101を囲むように誘電体セラミック101の図5中の正面、背面、上面及び下面にそれぞれ配置されている。上記導体ユニット103は、図5に示す例では2つ設けられている。この導体ユニット103は各々、断面U字状のU字導体板103aと、メアンダライン導体板103bと、から構成されている。上記U字導体板103aは、誘電体セラミック101の正面及び背面に対してそれぞれ平行に配置された一対の平行導体板103a−1と、一対の平行導体板103a−1の上面側の端部同士を連結する連結導体板103a−2と、が一体に形成されている。
The four
上記メアンダライン導体板103bは、ジグザグに蛇行して設けられていて、上記連結板103a−2と誘電体セラミック101の下面に設けられたグランド板102との間を接続する。上述した導体ユニット103は、隣り合う導体ユニット103の平行導体板103a−1同士が互いに離間しかつ平行になるように複数並べて設けられている。
The meander
次に、上述した構成の図5に示す左手/右手系複合伝送路100とLC等価回路との関係を図6を参照して説明する。同図に示すように、互いに隣り合う導体ユニット103の平行導体板103a−1間のギャップにキャパシタCLが生じ、メアンダライン導体板103bにインダクタLLが生じる。また、連結導体板103a−2にインダクタ1/2LRが生じ、この連結導体板103a−2と誘電体セラミック101の上面に配置されたグランド板102との間のギャップにキャパシタCRが生じる。
Next, the relationship between the left-hand / right-handed
結果、上述した図5に示す左手/右手系複合伝送路100のLC等価回路は、図9に示すようになる。即ち、左手/右手系複合伝送路100は、入力と出力との間にインダクタ1/2LR、インダクタ1/2LR、キャパシタCL、インダクタ1/2LR、インダクタ1/2LRがこの順に直列接続され、インダクタ1/2LRとインダクタ1/2LRとの間に互いに並列接続されたキャパシタCR及びインダクタLLが接続される。
As a result, the LC equivalent circuit of the left-hand / right-handed
上述した図5に示す左手/右手系複合伝送路100では、誘電体セラミック101の4面に4枚のグランド板102を設ける必要があり、構造が複雑になるという問題があった。また、図6に示すように上記キャパシタCRが連結導体板103a−2と誘電体セラミック101の上面に配置されたグランド板102との間のギャップに生じているので、キャパシタCRの値を大きくするためには、上記連結導体板103a−2の面積を大きくする必要がある。しかしながら、左手/右手系複合伝送路100を薄型にするために上記連結導体板103a−2の面積を大きくすることができず、キャパシタCRの値を制御することが困難である、という問題があった。
In the left-hand / right-handed
また、上述した左手/右手系複合伝送路100の従来例として、例えば、図7に示された構成のものも提案されている(非特許文献2)。同図に示すように、左手/右手系複合伝送路100は、立方体状の誘電性を有する誘電体セラミック101と、この誘電体セラミック101の表面に設けられた4枚のグランド板102と、この誘電体セラミック101内に設けられた複数の導体ユニット103と、出力ストリップライン104と、入力ストリップライン105と、を備えている。
Further, as a conventional example of the above-described left-hand / right-handed
上記4枚のグランド板102は、互いに連結されて接地されている。4枚のグランド板102は、誘電体セラミック101を囲むように誘電体セラミック101の図7中の正面、背面、上面及び下面にそれぞれ配置されている。上記導体ユニット103は、図7に示す例では2つ設けられている。この導体ユニット103は各々、断面U字状のU字導体板103aと、線状導体板103cと、から構成されている。U字導体板103aは、誘電体セラミック101の上面及び下面に対してそれぞれ平行に配置された一対の平行導体板103a−1と、この一対の平行導体板103a−1の正面側の端部同士を連結する連結導体板103a−2と、が一体に形成されている。
The four
上記線状導体板103cは、直線状に設けられていて、U字導体板103aと誘電体セラミック101の正面に設けられたグランド板102との間を接続する。上述した導体ユニット103は、隣り合う導体ユニット103の平行導体板103a−1同士が互いに離間しかつ平行になるように複数並べて設けられている。上記出力ストリップライン104は、下面側に設けられた導体ユニット103の下面側の平行導体板103a−1から突出して設けられている。上記入力ストリップライン105は、上面側に設けられた導体ユニット103の上面側の平行導体板103a−1から突出して設けられている。
The
次に、上述した構成の図7に示す左手/右手系複合伝送路100とLC等価回路との関係を図8を参照して説明する。同図に示すように、互いに隣り合う導体ユニット103の平行導体板103a−1間のギャップにキャパシタCLが生じ、線状導体板103cにインダクタLLが生じる。また、平行導体板103a−1にインダクタ1/2LRが生じ、連結導体板103a−2と誘電体セラミック101の正面に配置されたグランド板102との間のギャップにキャパシタCRが生じる。結果、上述した図7に示す左手/右手系複合伝送路100のLC等価回路は、図5に示す左手/右手系複合伝送路100と同様に、図9に示すようになる。
Next, the relationship between the left-hand / right-handed
そして、上述した図7に示す左手/右手系複合伝送路100も、図5と同様に、誘電体セラミック101の4面に4枚のグランド板102を設ける必要があり、構造が複雑になるという問題があった。また、キャパシタCRは、連結導体板103a−2と誘電体セラミック101の正面に配置されたグランド板102との間のギャップに生じているので、キャパシタCRを大きくするには連結導体板103a−2を大きくする必要がある。しかしながら、左手/右手系複合伝送路100を薄型にするためには、上記連結導体板103a−2の面積を大きく取ることができず、キャパシタCRの値を制御することが困難である、という問題があった。
The left-hand / right-handed
そこで、本発明は、グランド板を1枚にして構成を簡単にすると共に、薄型を保ちつつ簡単にキャパシタCRの値を制御することができる左手/右手系複合伝送路を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide as well as simplify the configuration by the ground plate on one, the left / right-handed composite transmission path capable of controlling the value of easily capacitor C R while maintaining a thin And
上述した課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、接地された1枚のグランド板と、(a)前記グランド板に対してそれぞれ垂直に配置された互いに平行な一対の平行導体板、前記一対の平行導体板の前記グランド板から離れた側の端部同士を連結する連結導体板、及び、前記一対の平行導体板の前記グランド板側の端部と前記グランド板との間をそれぞれ接続する一対の線状導体板、が一体に形成された断面U字状の第1導体板と、(b)一端が、前記一対の平行導体板に対して平行となり、かつ、前記第1導体板と離間するように、前記一対の平行導体板間に挿入されると共に他端がグランド板に接続された第2導体板と、から構成される複数の導体ユニットと、を備え、前記複数の導体ユニットが、隣り合う導体ユニットの平行導体板同士が互いに離間しかつ平行になるように複数並べて設けられていることを特徴とする左手/右手系複合伝送路に存する。
The invention according to
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、第2導体板を設けることにより、平行導体板と第2導体板との間のギャップにキャパシタCRが生じる。従って、グランド板を1枚にすることができる。また、キャパシタCRの値を制御するには平行導体板と第2導体板とが重なる面積を制御すればよく、薄型を保ちつつキャパシタCRの値を簡単に制御することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, by providing the second conductor plate, the capacitor CR is generated in the gap between the parallel conductor plate and the second conductor plate. Therefore, one ground plate can be used. Further, it is sufficient control the area overlapping parallel conductive plate and the second conductive plate to control the value of capacitor C R, it is possible to easily control the value of capacitor C R while maintaining a thin.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、左手/右手系複合伝送路1は、立方体状の誘電性を有する誘電体セラミック2と、この誘電体セラミック2の表面に設けられた1枚のグランド板3と、この誘電体セラミック2内に設けられた複数の導体ユニット4と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a left-hand / right-handed
上記1枚のグランド板3は、誘電体セラミック2の一面に設けられている。本実施形態では、1枚のグランド板3は、誘電体セラミック2の図1中の下面に設けられている。上記導体ユニット4は、本実施形態では2つ設けられている。この導体ユニット4は各々、断面U字状のU字導体板4a(第1導体板)と、平面視四角形状の導体板4b(第2導体板)と、を備えている。U字導体板4aは、グランド板3に対してそれぞれ垂直に配置された互いに平行な一対の平行導体板4a−1と、一対の平行導体板4a−1のグランド板3から離れた側の端部同士を連結する連結導体板4a−2と、一対の平行導体板4a−1のグランド板3側の端部−グランド板3の間をそれぞれ接続する一対の線状導体板4a−3と、が一体に形成されている。
The
上記導体板4bは、一端が、一対の平行導体板4a−1に対して平行となり、かつ、U字導体板4aと離間するように、一対の平行導体板4a−1間に挿入されると共に他端がグランド板3に接続されている。上述した複数の導体ユニット4は、隣り合う導体ユニット4の平行導体板4a−1同士が互いに離間しかつ平行に設けられている。
The
次に、上述した構成の図1に示す左手/右手系複合伝送路1とLC等価回路との関係を図2を参照して説明する。同図に示すように、互いに隣り合う導体ユニット4の平行導体板4a−1間のギャップにキャパシタCLが生じる。また、導体板4bにそれぞれインダクタLLが生じる。さらに、平行導体板4a−1と導体板4bとの間のギャップにそれぞれキャパシタCRが生じ、連結導体板4a−2にインダクタLRが生じる。
Next, the relationship between the left-hand / right-handed
結果、図1に示す左手/右手系複合伝送路1のLC等価回路は図3に示すようになる。即ち、入力と出力との間にインダクタLR、キャパシタCL、インダクタLRがこの順に直列に接続され、インダクタLR−キャパシタCL間とグランドとの間に互いに並列接続されたキャパシタCR及びインダクタLLが接続される。
As a result, the LC equivalent circuit of the left / right handed
次に、本発明者らは、上述した図1に示す左手/右手系複合伝送路1を作製し、作製した左手/右手系複合伝送路1に対する入力信号の周波数を0〜2.5GHzの範囲で変化させたときの出力信号の位相を測定した。結果を図4に示す。同図から明らかなように、図1に示す左手/右手計複合伝送路1の位相特性は非線形となっていることから、左手系媒体の特徴を有していることが分かる。
Next, the present inventors produced the left-hand / right-handed
上述した構成の左手/右手系複合伝送路1によれば、導体板4bを設けることにより、平行導体板4a−1と導体板4bとの間のギャップにキャパシタCRが生じる。従って、グランド板3を1枚にすることができる。また、キャパシタCRの値を制御するには平行導体板4a−1と導体板4bとが重なる面積を制御すればよく、薄型を保ちつつキャパシタCRの値を簡単に制御することができる。
According to the left / right-handed
なお、上述した実施形態によれば、左手/右手系複合伝送路1は2つの導体ユニット4から構成されていたが、本発明はこれに限ったものではない。導体ユニット4としては、2つ以上の複数設けられていればよい。
According to the embodiment described above, the left-hand / right-handed
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 左手/右手系複合伝送路
3 グランド板
4 導体ユニット
4a U字導体板(第1導体板)
4a−1 平行導体板
4a−2 連結導体板
4a−3 線状導体板
4b 導体板(第2導体板)
1 Left-hand / right-handed
4a-1
Claims (1)
(a)前記グランド板に対してそれぞれ垂直に配置された互いに平行な一対の平行導体板、前記一対の平行導体板の前記グランド板から離れた側の端部同士を連結する連結導体板、及び、前記一対の平行導体板の前記グランド板側の端部と前記グランド板との間をそれぞれ接続する一対の線状導体板、が一体に形成された断面U字状の第1導体板と、(b)一端が、前記一対の平行導体板に対して平行となり、かつ、前記第1導体板と離間するように、前記一対の平行導体板間に挿入されると共に他端がグランド板に接続された第2導体板と、から構成される複数の導体ユニットと、を備え、
前記複数の導体ユニットが、隣り合う導体ユニットの平行導体板同士が互いに離間しかつ平行になるように複数並べて設けられている
ことを特徴とする左手/右手系複合伝送路。 A grounded ground plate,
(A) a pair of parallel conductor plates arranged perpendicular to each of the ground plates, a connecting conductor plate for connecting ends of the pair of parallel conductor plates on the side away from the ground plate, and A first conductor plate having a U-shaped cross section integrally formed with a pair of linear conductor plates that respectively connect between the ground plate side ends of the pair of parallel conductor plates and the ground plate; (B) One end is inserted between the pair of parallel conductor plates so as to be parallel to the pair of parallel conductor plates and separated from the first conductor plate, and the other end is connected to the ground plate. A plurality of conductor units composed of the second conductor plate, and
The left-hand / right-handed composite transmission line, wherein the plurality of conductor units are provided side by side so that parallel conductor plates of adjacent conductor units are spaced apart from and parallel to each other.
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