專(zhuān)利名稱(chēng)：定向耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定向耦合器，特別是，涉及只耦合沿著一個(gè)方向通過(guò)微帶線(xiàn)傳播的微波并獲得與微波功率成正比的輸出且不耦合沿著與所述一個(gè)方向相反的另一個(gè)方向通過(guò)微帶線(xiàn)傳播的微波的定向耦合器。
背景技術(shù)：
例如，如專(zhuān)利文件1所述，波導(dǎo)電路，它已經(jīng)是主要的微波電路，要求高精度的加工，因此不適合于大批量生產(chǎn)且價(jià)格昂貴。此外，波導(dǎo)電路還存在著波導(dǎo)電路的外部尺寸大和重量重的問(wèn)題。因此，通過(guò)使用大規(guī)模集成電路技術(shù)可減少尺寸和重量的微帶線(xiàn)已經(jīng)被用于無(wú)線(xiàn)電、BS接收器等。
在專(zhuān)利文件1中揭示了由圖6中示出的微帶線(xiàn)所構(gòu)成的傳統(tǒng)定向耦合器。該定向耦合器被稱(chēng)為側(cè)邊型定向耦合器，它具有微帶線(xiàn)81和82的帶狀線(xiàn)電極81a和82a部分分別沿水平方向以λ/4長(zhǎng)度緊靠設(shè)置以及微帶線(xiàn)81和82的上、下表面用接地電極83和84覆蓋的結(jié)構(gòu)。在帶狀線(xiàn)電極81a和82a部分的耦合模式中，這些部分被緊靠設(shè)置，同時(shí)將第一微波功率從端口1輸入到起主線(xiàn)作用的微帶線(xiàn)81，在起輔線(xiàn)作用的微帶線(xiàn)82的端口3中產(chǎn)生作為第一微波功率一小部分的第二微波功率。
例如，如圖7所示，在蜂窩電話(huà)單元中，為了通過(guò)使用在上述定向耦合器中將高頻信號(hào)分成兩個(gè)分量的功能將傳輸功率保持在最低水平，可將定向耦合器70的主線(xiàn)70a設(shè)置于傳輸功率放大器71和天線(xiàn)72之間，而將輔線(xiàn)70b的一端與自動(dòng)增益控制電路73相連接，使得自動(dòng)增益電路73可調(diào)節(jié)傳輸功率放大器71的輸出。
對(duì)于蜂窩電話(huà)單元等，重要的問(wèn)題是減小尺寸。因此，已要求進(jìn)一步減小定向耦合器的尺寸。但是，在圖6所示的定向耦合器6中，例如，在1GHz的λ/4是7.5cm(在特定介電常數(shù)為1的條件下)。因而，帶狀線(xiàn)電極81a和82a部分的所需最小長(zhǎng)度是7.5cm，這些部分沿水平方向緊靠設(shè)置。因此，包括在其上面的帶狀線(xiàn)電極81a和82a的基板的尺寸變大。此外，例如，當(dāng)包括在其上面的接地電極83和84的各個(gè)基板被設(shè)置并用在基板(包括在其上面的帶狀線(xiàn)電極81a和82a)上面和下面的螺釘來(lái)緊固時(shí)，造成了縮小尺寸受到限制和成本增加的問(wèn)題。
因此，在專(zhuān)利文件1提出了為解決上述問(wèn)題而改進(jìn)的定向耦合器。在該定向耦合器中，交替疊層了包括在其上面的接地電極的接地電極基板和在其上面形成有一對(duì)帶狀線(xiàn)電極使得這對(duì)帶狀線(xiàn)電極以螺旋形彼此靠近平行設(shè)置的電介質(zhì)基板。于是，各個(gè)電介質(zhì)基板的對(duì)應(yīng)帶狀線(xiàn)電極組件通過(guò)一對(duì)互相靠近的通孔彼此串聯(lián)連接，以使形成具有四分之一波長(zhǎng)長(zhǎng)度的帶狀線(xiàn)電極。
在改進(jìn)的定向耦合器中，具有四分之一波長(zhǎng)長(zhǎng)度的帶狀線(xiàn)電極是由帶狀線(xiàn)電極組件和通孔來(lái)形成的，使得帶狀線(xiàn)電極在多個(gè)疊層的電介質(zhì)基板上被分成多個(gè)組件。因此，與圖6中示出的定向耦合器相比，改進(jìn)的帶狀耦合器的尺寸能夠變小。但是，即使在改進(jìn)的定向耦合器中，仍然要求帶狀線(xiàn)電極的總長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)。因而無(wú)法較大地縮小定向耦合器的尺寸。此外，側(cè)邊型耦合器有一個(gè)問(wèn)題，即由于帶狀線(xiàn)電極周?chē)拇艌?chǎng)分布特性，使其難以實(shí)現(xiàn)高度的耦合。改進(jìn)的定向耦合器同樣是使用一對(duì)帶狀線(xiàn)電極之間的側(cè)邊耦合的耦合器。所以，該改進(jìn)的定向耦合器也具有難以實(shí)現(xiàn)高度耦合的問(wèn)題。
另一方面，在專(zhuān)利文件2提出了一種被稱(chēng)為寬邊型耦合器的定向耦合器。在該定向耦合器中，螺旋形的耦合線(xiàn)彼此相對(duì)，且在它們之間具有電介質(zhì)層，以實(shí)現(xiàn)在耦合線(xiàn)之間的耦合。由于在該定向耦合器中，耦合線(xiàn)的電感值變高，所以該定向耦合器可采用短于四分之一波長(zhǎng)的線(xiàn)構(gòu)成。因此，能夠容易地減小尺寸，且可用較小的損耗實(shí)現(xiàn)高度的耦合。
但是，在專(zhuān)利文件2中所揭示的定向耦合器中，由于螺旋形的耦合線(xiàn)彼此相對(duì)且在它們之間具有電介質(zhì)層，以實(shí)現(xiàn)在耦合線(xiàn)之間的耦合，在耦合線(xiàn)之間的電容變大了。因此，這種定向耦合器具有不能獲得耦合線(xiàn)之間的高度隔離的缺點(diǎn)。
此外，在專(zhuān)利文件1和2所揭示的定向耦合器中，通過(guò)調(diào)節(jié)線(xiàn)之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)耦合。在這種情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)線(xiàn)之間的距離，線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)和電場(chǎng)都會(huì)改變，而不可能只調(diào)節(jié)磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的一個(gè)。因此，難以調(diào)節(jié)隔離。隔離是磁場(chǎng)耦合和電場(chǎng)耦合使彼此無(wú)效的一種現(xiàn)象。因此，只通過(guò)選擇在其上面形成耦合線(xiàn)的基板的材料的類(lèi)型，已經(jīng)調(diào)節(jié)了隔離，以改變介電常數(shù)和導(dǎo)磁率。
未審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)5-160614[專(zhuān)利文件2]日本專(zhuān)利號(hào)3203253發(fā)明公開(kāi)本發(fā)明要解決的問(wèn)題因此，本發(fā)明的目的是提供具有高耦合值和高度隔離特性的小定向耦合器。
用于解決問(wèn)題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的定向耦合器包括至少一層電介質(zhì)層和形成在所述至少一層電介質(zhì)層上的兩個(gè)線(xiàn)電極。所述兩個(gè)線(xiàn)電極包括內(nèi)部線(xiàn)電極和從上往下看時(shí)圍繞內(nèi)部線(xiàn)電極的外部線(xiàn)電極。對(duì)應(yīng)的電流通過(guò)彼此相鄰和平行的內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的部分沿同一方向傳輸。
在根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的定向耦合器中，由于對(duì)應(yīng)的電流通過(guò)彼此相鄰和平行的內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的部分沿同一方向傳輸，線(xiàn)電極的電感值變高。從而，在內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間的電感耦合變強(qiáng)，而在內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間的電容耦合變?nèi)?，從而?shí)現(xiàn)了高度隔離。此外，在定向耦合器尺寸較小的同時(shí)可獲得高的電感值，由此可減小定向耦合器的尺寸。此外，可以容易地調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的電感值，使得通過(guò)分別調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的匝數(shù)，電感值彼此相符合。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的定向耦合器包括至少一層電介質(zhì)層和形成在所述至少一層電介質(zhì)層上的兩個(gè)線(xiàn)電極。這兩個(gè)線(xiàn)電極包括螺旋形或螺線(xiàn)形內(nèi)部線(xiàn)電極和從上往下看時(shí)圍繞內(nèi)部線(xiàn)電極的螺旋形或螺線(xiàn)形外部線(xiàn)電極。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的定向耦合器中，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極被形成為具有螺旋形或螺線(xiàn)形。因此，對(duì)應(yīng)的電流通過(guò)彼此相鄰和平行的內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的部分沿同一方向傳輸，而線(xiàn)電極的電感值變高。從而，在內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間的電感耦合變強(qiáng)，而在內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間的電容耦合變?nèi)?，從而?shí)現(xiàn)了高度隔離。此外，在定向耦合器尺寸較小的同時(shí)可獲得高的電感值，由此可減小定向耦合器的尺寸。此外，可以容易地調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的電感值，使得通過(guò)分別調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的匝數(shù)，電感值彼此相符合。
在根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的定向耦合器中，由于內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間的電感耦合度較高，每一內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的長(zhǎng)度可保持為小于四分之一波長(zhǎng)。從而，可進(jìn)一步減小定向耦合器的尺寸。
此外，在根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的定向耦合器中，較佳的是，內(nèi)部線(xiàn)電極的寬度小于外部線(xiàn)電極的寬度。在減小內(nèi)部線(xiàn)電極的寬度時(shí)，增加了內(nèi)部線(xiàn)電極的電感值。因此，即使在減少內(nèi)部線(xiàn)電極的匝數(shù)時(shí)，可調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的電感值，使得電感值彼此相符合。從而，可進(jìn)一步減小定向耦合器的尺寸。
此外，內(nèi)部線(xiàn)電極的匝數(shù)可大于外部線(xiàn)電極的匝數(shù)?？扇菀椎卣{(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的電感值，使得通過(guò)增加內(nèi)部線(xiàn)電極的匝數(shù)，電感值彼此相符合。
此外，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極可形成在同一平面上。與位于外部線(xiàn)電極內(nèi)部的、螺旋形和螺線(xiàn)形內(nèi)部線(xiàn)電極相對(duì)的螺旋形或螺線(xiàn)形外部線(xiàn)電極的第一區(qū)域基本上與和內(nèi)部線(xiàn)電極最外周界的外緣相對(duì)的外部線(xiàn)電極最內(nèi)周界的內(nèi)緣的第二區(qū)域相同。因此，在第一區(qū)域中只有內(nèi)部線(xiàn)電極的某些部分與外部線(xiàn)電極的部分相對(duì)。此外，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極和厚度相當(dāng)小。因而，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間形成的電容是小的，且這些線(xiàn)電極之間的隔離度可以被極大增加。
此外，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極可形成在不同的平面上。通過(guò)在不同平面上形成內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極，可進(jìn)一步減小形成在內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極之間的電容。從而，可進(jìn)一步增加在這些線(xiàn)電極之間的隔離度。
此外，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極中的至少一個(gè)可以被分成形成在多個(gè)平面上的線(xiàn)電極組件，且分開(kāi)的線(xiàn)電極組件可通過(guò)通孔相互串聯(lián)連接。在內(nèi)部線(xiàn)電極和/或外部線(xiàn)電極被分成形成在多個(gè)平面上的線(xiàn)電極組件時(shí)，可減小形成在一個(gè)平面上的每單位面積線(xiàn)電極組件的數(shù)量。因此可進(jìn)一步減小定向耦合器的尺寸。
此外，根據(jù)本發(fā)明的定向耦合器可進(jìn)一步包括形成在電介質(zhì)層上的接地電極。在接地電極與內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的各個(gè)端之間可形成電容。由于形成在接地電極與內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的各個(gè)端之間的電容的作用，可減少內(nèi)部電極和外部電極的共振頻率。從而，通過(guò)縮短線(xiàn)電極的長(zhǎng)度以獲得預(yù)定的共振頻率，可進(jìn)一步減小定向耦合器的尺寸。
(4)


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的定向耦合器外觀的透視圖。
圖2是示出在圖1中示出的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的定向耦合器的分解透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的定向耦合器的分解透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的定向耦合器的分解透視圖。
圖6示出了傳統(tǒng)的定向耦合器。
圖7是示出使用定向耦合器的RF發(fā)射器電路的方框圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在將參照附圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定向耦合器。
圖1和2分別示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的定向耦合器10a的外觀和分解結(jié)構(gòu)。定向耦合器10a包括芯片疊層體16，芯片疊層體16由接地電極基板11、包含具有螺旋形的內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a且在下文在一個(gè)主要表面上被詳細(xì)描述的電介質(zhì)基板12、包含形成在其上面的內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的引出導(dǎo)線(xiàn)23a、24a和25a的引出導(dǎo)線(xiàn)基板13、第二接地電極基板14和保護(hù)基板15組成。
用于接地的外部電極G、用作主線(xiàn)的外部電極P1和P2和用作輔線(xiàn)的外部電極P3和P4形成在疊層體16的側(cè)面上，以從第一接地基板11延伸到保護(hù)基板15。
上述基板11、12、13、14和15由電介質(zhì)陶瓷材料通過(guò)使用例如刮涂法或柴式長(zhǎng)晶法所形成的陶瓷薄片生坯組成，并被疊層為疊層體16和加以燒結(jié)。
因此，在實(shí)踐中，在圖1中，沿疊層這些基板的方向，在基板11、12、13、14和15之間沒(méi)有出現(xiàn)分開(kāi)的線(xiàn)。在已燒結(jié)疊層體16之后，可形成上述外部電極G、P1、P2、P3、P4。
接地電極17形成在第一接地電極基板11的主要表面上。第一接地電極17的尺寸是這樣的，使得除第一接地電極基板11主要表面的邊緣區(qū)域外，接地電極17完全覆蓋內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a，內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a具有螺旋形狀并形成在電介質(zhì)基板12上。接地電極17與外部電極G相連接，G用于通過(guò)引出部分17a、17a接地。
起主線(xiàn)作用的內(nèi)部線(xiàn)電極21a和起輔線(xiàn)作用的外部線(xiàn)電極22a，這些線(xiàn)電極具有螺旋狀，在電介質(zhì)基板12尚未被燒結(jié)而是薄片生坯的階段，通過(guò)在電介質(zhì)基板12的主要表面上印刷形成。在第一實(shí)施例中，內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a具有相同的寬度，而內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的匝數(shù)分別為2.5和1.5。每條主線(xiàn)和輔線(xiàn)的線(xiàn)長(zhǎng)度小于四分之一波長(zhǎng)。
引出導(dǎo)線(xiàn)23a、24a和25a形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板13的主要表面上。具有螺旋形的內(nèi)部線(xiàn)電極21a的內(nèi)端通過(guò)通孔Vh1和引出導(dǎo)線(xiàn)23a與用作主線(xiàn)的外部電極P1相連接，引出導(dǎo)線(xiàn)23a形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板13中，而內(nèi)部線(xiàn)電極21a的外端通過(guò)通孔Vh2和引出導(dǎo)線(xiàn)24a與用作主線(xiàn)的外部電極P2相連接，引出導(dǎo)線(xiàn)24a形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板13中，具有螺旋形的外部線(xiàn)電極22a的內(nèi)端通過(guò)通孔Vh3和引出導(dǎo)線(xiàn)25a與用作輔線(xiàn)的外部電極P3相連接，引出導(dǎo)線(xiàn)25a形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板13中，外部線(xiàn)電極22a的外端在電介質(zhì)基板12上被直接連接到用作輔線(xiàn)的外部電極P4。
如同第一接地電極基板11一樣，接地電極18形成在疊層在引出導(dǎo)線(xiàn)基板13上的第二接地電極基板14的主要表面上。接地電極18的尺寸是這樣的，使得除第二接地電極基板14主要表面的邊緣區(qū)域外，接地電極18完全覆蓋兩條內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a，內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a具有螺旋形狀并形成在電介質(zhì)基板12上。接地電極18與用于通過(guò)引出部分18a接地的外部電極G相連接。接地電極18被疊層在第二接地電極基板14上的保護(hù)基板15所覆蓋。
在具有上述結(jié)構(gòu)的定向耦合器10a中，具有螺旋形的外部線(xiàn)電極22a和具有螺旋形的內(nèi)部線(xiàn)電極21a通過(guò)在它們之間的側(cè)邊耦合來(lái)耦合。內(nèi)部線(xiàn)電極21a被外部線(xiàn)電極22a所包圍，并設(shè)置在外部線(xiàn)電極22a內(nèi)。在內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a之間所封閉的封閉區(qū)域基本上與外部線(xiàn)電極22a最內(nèi)周界的內(nèi)緣和內(nèi)部線(xiàn)電極21a最外周界的外緣之間所封閉的封閉面積相等。因此，在第一區(qū)域中，只有第一線(xiàn)電極21a的某些部分與外部線(xiàn)電極的部分相對(duì)。此外，由于內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a是通過(guò)印刷形成的，每一線(xiàn)電極的厚度較薄。因此，形成在內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a之間的電容較小，能夠?qū)崿F(xiàn)這些線(xiàn)電極之間的高度隔離。
此外，在定向耦合器10a中，內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a具有螺旋形狀，并且，根據(jù)相鄰的平行區(qū)域，例如，在圖2中，對(duì)應(yīng)的電流沿箭頭A所指示的相同方向通過(guò)內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的前左部分被傳輸。因而，線(xiàn)電極21a和22a的電感值在內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的部分變高。因此，在內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a之間的電感耦合變強(qiáng)，而在內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a之間的電容耦合變?nèi)?。此外，可以容易地調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的電感值，使得通過(guò)分別調(diào)節(jié)內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的匝數(shù)，電感值彼此相符。
就是說(shuō)，在定向耦合器10a中，內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a具有螺旋形狀，并且，對(duì)應(yīng)的電流通過(guò)沿相同方向彼此平行和相鄰的內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a的部分被傳輸。從而，在定形耦合器10a的尺寸較小時(shí)可獲得高的電感值。可將每一線(xiàn)電極的長(zhǎng)度設(shè)為小于四分之一波長(zhǎng)，并可減小定向耦合器10a的大小。
在定向耦合器10a的上述說(shuō)明中，內(nèi)部線(xiàn)電極21a是主線(xiàn)電極，而外部線(xiàn)電極22a是輔線(xiàn)電極。即使在內(nèi)部線(xiàn)電極21a是輔線(xiàn)和外部線(xiàn)電極22a是主線(xiàn)時(shí)，定向耦合器10a也能夠用相同的方式來(lái)工作。同樣的方式應(yīng)用于下面將描述的實(shí)施例。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的定向耦合器10b。雖然電介質(zhì)基板12被用在根據(jù)參照?qǐng)D1和2描述的第一實(shí)施例的定向耦合器10a中，但是具有相同寬度的內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a形成在電介質(zhì)基板12上，電介質(zhì)基板12a被用在定向耦合器10b中，內(nèi)部線(xiàn)電極21b和外部線(xiàn)電極22b形成在電介質(zhì)基板12a上，使得內(nèi)部線(xiàn)電極21b的寬度要窄于外部線(xiàn)電極22b。
當(dāng)內(nèi)部線(xiàn)電極21b的寬度用這樣的方式變窄時(shí)，內(nèi)部線(xiàn)電極21b的電感值增加了。因此，可減少內(nèi)部線(xiàn)電極21b的匝數(shù)?？色@得作為定向耦合器10b的小于定向耦合器10a的定向耦合器。
在圖3中，與圖2相同的參考字母和數(shù)字被指定給對(duì)應(yīng)的組件，而重復(fù)的描述被省略。第二實(shí)施例所獲得的優(yōu)點(diǎn)基本上與第一實(shí)施例所獲得的優(yōu)點(diǎn)相同。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的定向耦合器。雖然電介質(zhì)基板12被用在根據(jù)參照?qǐng)D1和2描述的第一實(shí)施例的定向耦合器10a中，但是具有相同寬度的內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a形成在電介質(zhì)基板12上，電介質(zhì)基板32、33和34被用在定向耦合器10c中，內(nèi)部線(xiàn)電極組件所分成的三個(gè)內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa、21ab和21ac分別形成在電介質(zhì)基板32、33和34上，外部線(xiàn)電極所分成的兩個(gè)外部線(xiàn)電極組件22aa和22ab分別形成在電介質(zhì)基板32和33上。當(dāng)采用該排列時(shí)，內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極形成為螺旋線(xiàn)。
在圖4中，與圖2相同的參考字母和數(shù)字被指定給對(duì)應(yīng)的組件，而重復(fù)的描述被省略。
內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa的一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板32中的通孔Vh11與形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板31上并與用作主線(xiàn)的外部電極P1相連接的引出導(dǎo)線(xiàn)23b相連接。內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板33中的通孔Vh12與形成在電介質(zhì)基板33上的內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ab的一端相連接。
內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ab的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板34中的通孔Vh13與形成在電介質(zhì)基板34上的內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ac的一端相連接。內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ac的另一端在電介質(zhì)基板34上與用作主線(xiàn)的外部電極P2直接連接。
另一方面，外部線(xiàn)電極組件22aa的一端在電介質(zhì)基板32上與用作輔線(xiàn)的外部電極P3直接連接。外部線(xiàn)電極組件22aa的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板33中的通孔Vh14與形成在電介質(zhì)基板33上的外部線(xiàn)電極組件22ab的一端相連接。外部線(xiàn)電極組件22ab的另一端在電介質(zhì)基板33上與用作輔線(xiàn)的外部電極P4直接連接。
即使在采用該排列時(shí)，也可獲得與參照?qǐng)D1和2描述的定向耦合器10a同樣的優(yōu)點(diǎn)。如同從圖4清楚看到的那樣，內(nèi)部線(xiàn)電極被分成三個(gè)內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa、21ab和21ac，而外部線(xiàn)電極被分成兩個(gè)外部線(xiàn)電極組件22aa和22ab。因此，可減小形成在電介質(zhì)基板32、33和34上的每單位面積的線(xiàn)電極組件的數(shù)量，并可進(jìn)一步減小定向耦合器的尺寸。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的定向耦合器10d。如同根據(jù)參照?qǐng)D4所描述的第三實(shí)施例的定向耦合器10c，在定向耦合器10d中，內(nèi)部線(xiàn)電極被分成三個(gè)內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa、21ab和21ac，而外部線(xiàn)電極被分成三個(gè)外部線(xiàn)電極組件22aa、22ab和22ac。這些線(xiàn)電極組件形成在三個(gè)電介質(zhì)基板57、58和59上。電容形成在用作主線(xiàn)和輔線(xiàn)的外部電極P1到P4和用于接地的外部電極G之間。
內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa的一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板57中的通孔Vh21與形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板56上并與用作主線(xiàn)的外部電極P1相連接的引出導(dǎo)線(xiàn)23c相連接。內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板58中的通孔Vh22與形成在電介質(zhì)基板58上的內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ab的一端相連接。內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ab的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板59中的通孔Vh23與形成在電介質(zhì)基板59上的內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ac的一端相連接。內(nèi)部線(xiàn)電極組件21ac的另一端在電介質(zhì)基板59上與用作主線(xiàn)的外部電極P2直接連接。
另一方面，外部線(xiàn)電極組件22aa的一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板57中的通孔Vh24與形成在引出導(dǎo)線(xiàn)基板56上并與用作輔線(xiàn)的外部電極P4連接的引出導(dǎo)線(xiàn)26相連接。外部線(xiàn)電極組件22aa的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板58中的通孔Vh25與形成在電介質(zhì)基板58中的外部線(xiàn)電極組件22ab的一端相連接。外部線(xiàn)電極組件22ab的另一端通過(guò)形成在電介質(zhì)基板59中的通孔Vh26與形成在電介質(zhì)基板59中的外部線(xiàn)電極組件22ac的一端相連接。外部線(xiàn)電極組件22ac的另一端在電介質(zhì)基板59上與用作輔線(xiàn)的外部電極P3直接連接。。
虛擬基板55a疊層在引出導(dǎo)線(xiàn)基板56和接地電極基板11之間，而虛擬基板55b疊層在電介質(zhì)基板59和接地電極基板14之間。在定向耦合器10d中，用于形成電容的電容器電極基板51到54從底部按此順序被疊層在接地電極基板11的下面。
電容器電極61形成在電容器電極基板51的主要表面上。電容器電極61被形成為，使得除了電容器電極基板51主要表面的邊緣區(qū)域外，電容器電極61基本上覆蓋電容器電極基板51主要表面的整個(gè)區(qū)域。電容器電極61與外部電極G相連接，G用于通過(guò)引出部分61a、61a接地。兩個(gè)帶狀電容器電極63b和64b形成在電容器電極基板52的主要表面上。電容器電極63b和64b分別與用作輔線(xiàn)的外部電極P4和P3相連接。
電容器電極62形成在電容器電極基板53的主要表面上。電容器電極62被形成為，使得除了電容器電極基板53主要表面的邊緣區(qū)域外，電容器電極62基本上覆蓋電容器電極基板53主要表面的整個(gè)區(qū)域。電容器電極62與通過(guò)引出部分62a接地的外部電極G相連接。兩個(gè)帶狀電容器電極63b和64b形成在電容器電極基板54的主要表面上。電容器電極63a和64a分別與用作主線(xiàn)的外部電極P1和P2相連接。
通過(guò)第四實(shí)施例所獲得的優(yōu)點(diǎn)與通過(guò)第一實(shí)施例所獲得的優(yōu)點(diǎn)相同。此外，在采用上述排列時(shí)，電容形成在電容器電極63a和64a、電容器電極62和接地電極17之間，以及電容器電極63b和64b、電容器電極61和電容器電極62之間。由于這些電容的作用，可減小內(nèi)部線(xiàn)電極和外部線(xiàn)電極的共振頻率，其中內(nèi)部線(xiàn)電極被分成三個(gè)內(nèi)部線(xiàn)電極組件21aa、21ab和21ac，而外部線(xiàn)電極被分成三個(gè)外部線(xiàn)電極組件22aa、22ab和22ac。因而，通過(guò)縮短線(xiàn)電極的長(zhǎng)度以獲得預(yù)定的共振頻率，可進(jìn)一步減小定向耦合器10d的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的定向耦合器不限于前述的實(shí)施例并且在本發(fā)明的要旨范圍內(nèi)可具有各種結(jié)構(gòu)。
例如，在定向耦合器10a中，盡管未在圖中具體示出，內(nèi)部線(xiàn)電極21a可形成在一塊電介質(zhì)基板上，而外部線(xiàn)電極22a可形成在另一塊電介質(zhì)基板上。在該排列中，可減少內(nèi)部線(xiàn)電極21a和外部線(xiàn)電極22a之間的電容，從而在這些線(xiàn)電極之間產(chǎn)生高度隔離。
工業(yè)適用性如上所述，本發(fā)明可應(yīng)用于用于微波波段的定向耦合器，特別是，本發(fā)明在可實(shí)現(xiàn)高耦合值和高隔離特性方面是杰出的。
權(quán)利要求
1.一種定向耦合器，所述定向耦合器包括至少一層電介質(zhì)層和形成在所述至少一層電介質(zhì)層上的兩個(gè)線(xiàn)電極，所述兩個(gè)線(xiàn)電極包括內(nèi)部線(xiàn)電極和從頂部看時(shí)圍繞所述內(nèi)部線(xiàn)電極的外部線(xiàn)電極，其中對(duì)應(yīng)的電流通過(guò)彼此相鄰和平行的所述內(nèi)部線(xiàn)電極和所述外部線(xiàn)電極的部分沿同一方向傳輸。
2.一種定向耦合器，所述定向耦合器包括至少一層電介質(zhì)層和形成在所述至少一層電介質(zhì)層上的兩個(gè)線(xiàn)電極，所述兩個(gè)線(xiàn)電極包括螺旋形或螺線(xiàn)形內(nèi)部線(xiàn)電極和從頂部看時(shí)圍繞所述內(nèi)部線(xiàn)電極的螺旋形或螺線(xiàn)形外部線(xiàn)電極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的定向耦合器，其特征在于，所述內(nèi)部線(xiàn)電極和所述外部線(xiàn)電極中的每一個(gè)的長(zhǎng)度小于四分之一波長(zhǎng)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的定向耦合器，其特征在于，所述內(nèi)部線(xiàn)電極的寬度小于所述外部線(xiàn)電極的寬度。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的定向耦合器，其特征在于，所述內(nèi)部線(xiàn)電極的匝數(shù)大于所述外部線(xiàn)電極的匝數(shù)。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的定向耦合器，其特征在于，所述內(nèi)部線(xiàn)電極和所述外部線(xiàn)電極形成在同一平面上。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的定向耦合器，其特征在于，所述內(nèi)部線(xiàn)電極和所述外部線(xiàn)電極形成在不同平面上。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的定向耦合器，其特征在于，所述內(nèi)部線(xiàn)電極和所述外部線(xiàn)電極中的至少一個(gè)可以被分成形成在多個(gè)平面上的線(xiàn)電極組件，且分開(kāi)的所述線(xiàn)電極組件可通過(guò)通孔相互串聯(lián)連接。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的定向耦合器，其特征在于，還包括形成在所述至少一層電介質(zhì)層上的接地電極，其中，電容形成在所述接地電極與所述內(nèi)部線(xiàn)電極和所述外部線(xiàn)電極的各個(gè)端之間。
全文摘要
一種定向耦合器由疊層體構(gòu)成，所述疊層體通過(guò)疊層接地電極基板(11)、在其上面形成線(xiàn)電極(21a，22a)的電介質(zhì)基板12、在其上面形成線(xiàn)電極(21a，22a)的引出導(dǎo)線(xiàn)(23a、24a、25a)的引出導(dǎo)線(xiàn)基板(13)、接地電極基板(14)和保護(hù)基板(15)形成。用于接地的外部電極(G)、用作主線(xiàn)的外部電極(P
文檔編號(hào)H01P5/16GK1906800SQ200580001729
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者東條淳, 味岡健兒 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所