專利名稱：定向耦合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信設備用的定向耦合器。
背景技術：
作為現有的定向耦合器，例如，已知有專利文獻I中所記載的定向耦合器。具體而言，如圖9所示，通過對形成有電極圖案的多個電介質層進行層疊來構成。定向耦合器具有由帯狀線構成的第I主線路33、第2主線路34、以及第I副線路35，所述第I主線路33和所述第2線路34都與第I副線路35耦合。另外，關于定向耦合器，即使在結構上調換主線路及副線路的作用，也能夠實現基本相同的動作，后述的課題和解決手段也是相同的。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特開平11 一 261313號公報

發明內容
發明所要解決的技術問題然而，在專利文獻I中所記載的定向耦合器中，因為2個主線路33、34分別與副線路35的公共部分進行電磁耦合，因此，存在第I主線路33和第2主線路34之間的絕緣性不佳的問題。本發明正是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供ー種能夠優化主線路之間(或者副線路之間)的絕緣性的定向耦合器。為解決問題所采用的技術方案本發明為了解決上述問題，提供了具有以下結構的定向耦合器。本發明所涉及的定向耦合器的特征在于，具有主線路，該主線路包括第I端子和第2端子；第I副線路，該第I副線路與所述主線路電磁耦合，且具有第3端子和第4端子；第2副線路，該第2副線路與所述主線路電磁耦合，且具有第5端子和第6端子；以及電容元件，該電容元件連接在所述第4端子和所述第5端子之間，所述第4端子和所述第5端子分別與負載終端連接。根據上述結構，能夠改善定向耦合器中的所述第I副線路和第2副線路之間的絕緣特性。本發明所涉及的定向耦合器優選具有通過層疊多個絕緣體層而構成的層疊體，所述主線路、所述副線路及所述電容元件利用設置在所述層疊體內的導體層來構成。根據上述結構，能夠改善定向耦合器中的所述第I副線路和第2副線路之間的絕緣特性，能夠實現定向耦合器的小型化。本發明所涉及的定向耦合器優選以所述定向耦合器的第I主面作為安裝面，且在所述層疊體內，將所述電容元件形成在所述主線路及所述副線路與所述第I主面之間。根據上述結構，在安裝定向耦合器時，能夠減輕從安裝基板受到的各種電磁影響。
本發明所涉及的電路裝置優選將本發明所涉及的定向耦合器安裝到具有屏蔽效果的基板上。根據上述結構，能夠省去定向耦合器的接地層，且能夠實現定向耦合器的小型化。發明效果根據本發明，能夠改善定向耦合器中的所述第I副線路與第2副線路之間的絕緣特性。


圖1是本發明的定向耦合器的電路圖。圖2是本發明的定向耦合器的外觀立體圖、俯視圖。圖3是本發明的定向耦合器的層疊體的分解立體圖。圖4是本發明的定向耦合器的特性圖。圖5是比較例的定向耦合器的特性圖。圖6是比較例的定向耦合器的特性圖。圖7是比較例的定向耦合器的特性圖。圖8是將本發明的定向耦合器安裝到搭載基板上的說明圖。圖9是表示現有技術的定向耦合器的層疊結構的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。圖1是實施方式所涉及的定向耦合器10的電路，圖2是該定向耦合器10的外觀圖，圖3是該定向耦合器10的分解立體圖。對定向耦合器10的電路結構進行說明。定向耦合器10具有外部電極(端子)I 6、主線路M、副線路S1、S2、終端電阻Rl、R2以及電容元件Cl。主線路M連接于外部電極1、2之間。副線路SI連接在外部電極3、4之間，且該副線路SI與主線路M進行電磁耦合。副線路S2連接在外部電極5、6之間，且該副線路S2與主線路M進行電磁耦合。終端電阻R1、R2的一端分別與外部電極4、5連接，另一端分別接地。電容元件Cl連接在外部電極4、5之間。在定向I禹合器10的主線路M中傳輸的信號包括正向信號和反向信號,其中,所述正向信號是從外部電極I輸入且從外部電極2輸出的信號，所述反向信號是該正向信號被后級電路反射而返回外部電極2并從外部電極I輸出的信號。因而，關于所述正向信號，夕卜部電極I作為輸入端ロ工作，夕卜部電極2作為輸出端ロ工作,而關于所述反向信號,夕卜部電極2作為輸入端ロ工作，外部電極I作為輸出端ロ工作。另外，外部電極3作為所述正向信號的耦合端ロ工作，外部電極6作為所述反向信號的耦合端ロ工作。外部電極4、5分別被用作具有50 Q的終端端ロ。在上述定向耦合器10中，利用主線路M和副線路SI的電磁耦合，從外部電極3將功率與所述正向信號的功率成比例的信號輸出。另外，利用主線路M和副線路S2的電磁耦合，從外部電極6將功率與所述反向信號的功率成比例的信號輸出。作為這些信號的固定頻率，例如是頻率為824MHz 915MHz (GSM800/900)的信號、或頻率為1710MHz 1910MHz (GSM1800/1900)的信號，來自所述定向耦合器的外部電極3、6的輸出信號成為自動增益控制裝置(未圖示)的輸入信號。另外，作為表示定向耦合器的性能的主要特性，采用耦合度特性、絕緣特性以及定向特性。所謂耦合度特性是指輸入到輸入端ロ的信號和從耦合端ロ輸出的信號之間的功率比(即，衰減量S(3，l))與頻率的關系，所謂絕緣特性是指從輸出端ロ輸入的信號和從耦合端ロ輸出的信號之間的功率比(即，衰減量S(3，2))與頻率的關系。所謂定向特性是指耦合度特性和絕緣特性之比(即，衰減量S(3，2)/S(3，l))與頻率的關系。接著，說明書定向耦合器10的具體結構。圖2(a)是定向耦合器10的外觀立體圖，圖2(b)是俯視圖。圖3是實施方式所涉及的定向耦合器10的層疊體11的分解立體圖。下面，將層疊方向定義為z軸方向，將從z軸方向進行俯視時定向I禹合器10的長邊方向定義為X軸方向，將從z軸方向進行俯視時定向I禹合器10的短邊方向定義為y軸方向。此外，X軸、y軸、及z軸相互正交。層疊體11如圖2及圖3所示，具有外部電極14 (14a 14f)、主線路M、副線路S1、S2、以及電容元件Cl。如圖2所示，層疊體11呈長方體形，如圖3所示，層疊體11以使絕緣體層12(12a 12g)按從z軸方向的正方向側向負方向側的順序進行排列的方式進行層疊而構成。定向耦合器10的安裝面15是最下層即絕緣體層12g的層疊面的背面側。絕緣體層12是電介質陶瓷，呈長方形。在層疊體11的y軸方向的負方向側的側面上，外部電極14a、14e、14b按從X軸方向的負方向側向正方向側的順序進行排列的方式進行設置，并使其在z軸方向上貫穿所有的層。在層疊體11的 y軸方向的正方向側的側面上，以使外部電極14c、14f、14d按從X軸方向的負方向側向正方向側的順序進行排列的方式進行設置，并使其在z軸方向上貫穿所有的層。如圖3所示，主電路M由線路部21構成。線路部21是設置在絕緣體層12e上的線狀的導體層，且與外部電極14a、14b連接。如圖3所示，副線路SI由線路部22a、22b、22c以及通孔導體bl b2來構成，隨著從z軸方向的正方向側到負方向側，呈逆時針旋轉的螺旋狀。這里，在副線路SI中，將逆時針旋轉的上游側的端部稱為上游端，將逆時針旋轉的下游側的端部稱為下游端。線路部22a是形成在絕緣體層12b上的線狀的導體層，其上游端與外部電極14d連接。線路部22b是設置于絕緣體層12c上的線狀的導體層。線路部22c是形成在絕緣體層12d上的線狀的導體層，其下游端與外部電極14e連接。通孔導體bl沿z軸方向貫穿絕緣體層12b，且連接線路部22a和線路部22b。另外，通孔導體b2沿z軸方向貫穿絕緣體層12c，且連接線路部22b和線路部22c。由此，副線路SI連接在外部電極14d和外部電極14e之間。當從z軸方向俯視時，主線路的區域mil和副線路的區域sll、sl2、sl3平行地相對，從而使主線路M和副線路SI在這些區域內實現電磁耦合。如圖3所示，副線路S2由線路部23a、23b、23c以及通孔導體b3 b4來構成，隨著從z軸方向的正方向側到負方向側，呈順時針旋轉的螺旋狀。這里，在副線路S2中，將順時針旋轉的上游側的端部稱為上游端，將逆時針旋轉的下游側的端部稱為下游端。線路部23a是形成在絕緣體層12b上的線狀的導體層，其上游端與外部電極14c連接。線路部23b是設置于絕緣體層12c上的線狀的導體層。線路部23c是形成在絕緣體層12d上的線狀的導體層，其下游端與外部電極14f連接。通孔導體b3沿z軸方向貫穿絕緣體層12b，且連接線路部23a和線路部23b。另外，通孔導體b4沿z軸方向貫穿絕緣體層12c，且連接線路部23b和線路部23c。由此，副線路S2連接在外部電極14c和外部電極14f 之間。當從z軸方向俯視時，主線路的區域m21和副線路的區域s21、s22、s23平行地相對，從而使主線路M和副線路S2在這些區域內實現電磁耦合。電容元件Cl由面狀導體層24a、24b構成。面狀導體層24a、24b分別形成在絕緣體層12f、12g上，且與外部電極14f、14e連接。面狀導體層24a、24b呈長方形，當從z方向俯視時，該面狀導體層24a與面狀導體層24b互相重疊。由此，在面狀導體層24a與面狀導體層24b之間會產生電容。因而，電容元件Cl連接在外部電極14f和外部電極14e之間。利用具有上述結構的定向耦合器10，能夠改善絕緣特性和定向特性。圖4 (a)是表示圖1的定向耦合器10的正向信號的耦合度特性E和絕緣特性F的曲線圖，圖4(b)是表示該定向耦合器10的正向信號的定向特性G的曲線圖。圖5(a)是表示作為比較例的現有結構中的正向信號的耦合度特性E和絕緣特性F的曲線圖，圖5(b)是表示該正向信號的定向特性G的曲線圖。圖6(a)是表示圖1的定向耦合器10的反向信號的耦合度特性E和絕緣特性F的曲線圖，圖6(b)是表示該定向耦合器10的反向信號的定向特性G的曲線圖。圖7(a)是表示現有結構中的反向信號的耦合度特性E和絕緣特性F的曲線圖，圖7(b)是表示該反向信號的定向特性G的曲線圖。在各圖的標記頻率中，ml、m5、m9 是 GSM800/900 的下限頻率，m2、m6、mlO 是 GSM800/900 的上限頻率，m3、m7、mil 是GSM1800/1900 的下限頻率，m4、m8、ml2 是 GSM1800/1900 的上限頻率。在現有結構的定向耦合器即圖1中插入電容元件Cl之前的電路結構中，如圖5所示，絕緣特性F和定向特性G隨著頻率變高而變高。與此相對的，在圖1的定性耦合器10中，由于副線路的電感和所 述電容元件的電容引起串聯諧振，因此，絕緣特性F和定向特性G在1. 5GHz附近出現極點，而且，該極點的頻率能夠根據所述電容元件的電容值來進行調整。圖4示出了對所述電容值進行調整以使絕緣特性在固定的頻率范圍下為最佳時的情況。由圖4和圖5可知，通過插入電容元件Cl，除了絕緣特性和定向特性之外，還能夠增大衰減量。因為定向耦合器10的各個線路長度相對于輸入輸出的方向而對稱地設計，而且即使插入電容元件Cl也能維持其対稱性，因此，如圖6、圖7所示，正向信號所得到的所述效果，反向信號也能夠得到。而且，由于定向耦合器10是對稱的，所以能夠以相同的靈敏度來接收正向信號、反向信號這兩者，因此，相同規格的IC能夠適用于副線路S1、S2之中的任一電路。定向耦合器10以安裝面15面朝著圖8所示的搭載基板13的方式，通過焊料16與該搭載基板13接合。在該搭載基板13上形成未圖示的各種電極圖案，由該電極圖案輻射出各種電磁波。從z軸方向的正方向側向負方向側，形成有副線路S1、S2的層、形成有主線路M的層、形成有電容元件Cl的層、以及安裝面按照這樣的順序配置來得到定向耦合器10。由此，使電容元件Cl位于定向耦合器10的信號線路即主線路M、副線路S1、S2與搭載基板之間。結果是，定向耦合器10的信號線與搭載基板隔開供電容元件Cl插入的距離，從而能夠減輕定向耦合器10因搭載基板上的各個電極圖案而受到的電磁影響。另外，作為所述外部電極4和5的終端阻抗Rl、R2，一般設為50 Q，但是也可以不是 50Q。另外，定向耦合器10在層疊體內沒有設置具有接地電位的屏蔽導體層。因此，對于包括定向耦合器的電路裝置(未圖示)，在該電路裝置內，在所述電子元器件或所述基板一側實施屏蔽對策，以使所述定向耦合器與除此之外的電子元器件或者搭載基板內的電極圖案之間不會引起電磁互干擾。結果是，在定向耦合器10中，能夠削減用于形成屏蔽導體層或屏蔽端子的空間、材料、制造成本。標號說明M主線路S1、S2副線路Cl電容元件R1、R2終端電阻10定向稱合器`11層疊體12a 12g 絕緣體層13搭載基板14a 14f 外部電極15安裝面21、22a 22c、23a 23c、24a、24b 導體層mil、m21、sll sl3、s21 s23線路部I禹合部E耦合度特性F絕緣特性G定向特性
權利要求
1.一種定向I禹合器，其特征在于，具有 主線路，該主線路包括第I端子和第2端子； 第I副線路，該第I副線路與所述主線路電磁耦合，且具有第3端子和第4端子； 第2副線路，該第2副線路與所述主線路電磁耦合，且具有第5端子和第6端子；以及 電容元件，該電容元件連接在所述第4端子和所述第5端子之間， 所述第4端子和所述第5端子分別與負載終端連接。
2.如權利要求1中所述的定向耦合器，其特征在干， 具有通過層疊多個絕緣體層而構成的層疊體， 所述主線路、所述副線路及所述電容元件利用形成在所述層疊體內的導體層來構成。
3.如權利要求2中所述的定向耦合器，其特征在干， 所述定向耦合器的第I主面作為安裝面， 在所述層疊體內，將所述電容元件形成在所述主線路及所述副線路與所述第I主面之間。
全文摘要
在定向耦合器中，由于副線路之間(或者主線路之間)電磁耦合，會導致絕緣特性惡化。本發明提供一種能夠改善絕緣特性的定向耦合器。通過在副線路S1、S2之間(或者在主線路之間)追加電容器C1，由此使絕緣特性極化，改善定向耦合器的絕緣特性。
文檔編號H01P5/18GK103038937SQ20118003743
公開日2013年4月10日 申請日期2011年4月13日 優先權日2010年8月3日
發明者田丸育生, 矢崎浩和, 增田博志 申請人:株式會社村田制作所