CN102832435B - 定向耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能使定向耦合器中的耦合信号的振幅特性接近平坦的定向耦合器。是在规定的频带中所使用的定向耦合器(10a)。主线路(M)连接于外部电极(14a、14b)之间。副线路(S1)与外部电极(14c)相连接，并与主线路(M)进行电磁耦合。副线路(S2)与外部电极(14d)相连接，并与主线路(M)进行电磁耦合。低通滤波器LPF1连接于副线路(S1、S2)之间，使得对通过信号产生具有在规定的频带中随着频率的升高而在0度以上180度以下的范围内单调增加的绝对值的相位偏移。

Description

定向耦合器

技术领域

本发明涉及一种定向耦合器，特别涉及用于无线通信设备等定向耦合器，所述无线通信设备利用高频信号来进行通信。

背景技术

作为现有的定向耦合器，例如，已知有专利文献1所记载的定向耦合器。该定向耦合器由形成有线圈状导体和接地导体的多个介质层经层叠而构成。设置有两根线圈状导体。一根线圈状导体构成主线路，另一根线圈状导体构成副线路。主线路与副线路相互进行电磁耦合。另外，接地导体沿层叠方向夹住线圈状导体。对接地导体施加接地电位。在如上所述的定向耦合器中，若将信号输入主线路，则会从副线路输出具有与该信号的功率成正比的功率的信号。

然而，在专利文献1所记载的定向耦合器中，存在以下问题：即，主线路与副线路之间的耦合度随着输入主线路的信号的频率的升高而升高(即，耦合信号的振幅特性不平坦)。因此，即使将功率相同的信号输入主线路，但若信号的频率发生变动，则副线路所输出的信号的功率也会发生变动。由此，在与副线路相连接的IC中，必须具有基于信号的频率来校正信号的功率的功能。

专利文献1：日本专利特开平8-237012号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于，使定向耦合器中的耦合信号的振幅特性接近平坦。

本发明的一个方式所涉及的定向耦合器是在规定的频带中所使用的定向耦合器，其特征在于，包括：第一端子至第四端子；连接于所述第一端子与所述第二端子之间的主线路；第一副线路，该第一副线路与所述第三端子相连接，且与所述主线路进行电磁耦合；第二副线路，该第二副线路与所述第四端子相连接，且与所述主线路进行电磁耦合；以及相位转换部，该相位转换部是连接于所述第一副线路与所述第二副线路之间的相位转换部，使通过信号产生相位偏移。

根据本发明，能使定向耦合器中的耦合信号的振幅特性接近平坦。

附图说明

图1是实施方式1至实施方式3所涉及的定向耦合器的等效电路图。

图2(a)是表示不具有低通滤波器的现有的定向耦合器的耦合信号的振幅特性的曲线。图2(b)是表示定向耦合器的耦合信号的振幅特性的曲线。

图3(a)是比较例1所涉及的定向耦合器的电路图。图3(b)是比较例2所涉及的定向耦合器的电路图。

图4(a)是表示定向耦合器的耦合信号的振幅特性的曲线。图4(b)是表示定向耦合器的耦合信号的相位特性的曲线。

图5(a)是比较例3所涉及的定向耦合器的电路图。图5(b)是比较例4所涉及的定向耦合器的电路图。

图6是表示定向耦合器的隔离特性的曲线。

图7(a)是表示定向耦合器的隔离特性的曲线。图7(b)是表示定向耦合器的隔离特性的曲线。

图8是实施方式1至实施方式4所涉及的定向耦合器的外观立体图。

图9是实施方式1所涉及的定向耦合器的层叠体的分解立体图。

图10是实施方式2所涉及的定向耦合器的层叠体的分解立体图。

图11是实施方式3所涉及的定向耦合器的层叠体的分解立体图。

图12是实施方式4所涉及的定向耦合器的电路图。

图13是实施方式4所涉及的定向耦合器的层叠体的分解立体图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式所涉及的定向耦合器进行说明。

(实施方式1)

下面，参照附图，对实施方式1所涉及的定向耦合器进行说明。图1是实施方式1至实施方式3所涉及的定向耦合器10a～10c的等效电路图。

对定向耦合器10a的电路结构进行说明。定向耦合器10a用于规定的频带。例如在将具有824MHz～915MHz(GSM800/900)的频带的信号以及具有1710MHz～1910MHz(GSM1800/1900)的频带的信号输入定向耦合器10a的情况下，所谓规定的频率是指824MHz～1910MHz。

作为电路结构，定向耦合器10a包括外部电极(端子)14a～14f(图1中未示出外部电极14e)、主线路M、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF1。主线路M连接于外部电极14a、14b之间。副线路S1与外部电极14c相连接，并与主线路M进行电磁耦合。副线路S2与外部电极14d相连接，并与主线路M进行电磁耦合。副线路S1的线路长度与副线路S2的线路长度相同。

另外，低通滤波器LPF1连接于副线路S1与副线路S2之间，是对通过信号产生相位偏移的相位转换部，所述相位偏移具有在规定的频带中随着频率的升高而在0度以上180度以下的范围内单调增加的绝对值。低通滤波器LPF1的截止频率不在规定的频带内。在本实施方式中，低通滤波器LPF1的截止频率与规定频率相差例如为1GHz以上。低通滤波器LPF1包含线圈L1和电容器C1、C2。

线圈L1串联连接于副线路S1、S2之间，不与主线路M进行电磁耦合。电容器C1与线圈L1的一端相连接。具体而言，电容器C1连接于线圈L1和副线路S1的连接部、与外部电极14f之间。电容器C2与线圈L1的另一端相连接。具体而言，电容器C2连接于线圈L1和副线路S2的连接部、与外部电极14f之间。

在如上所述的定向耦合器10a中，将外部电极14a用作为输入端口，将外部电极14b用作为输出端口。另外，将外部电极14c用作为耦合端口，将外部电极14d用作为以50Ω进行终端化的终端端口。另外，将外部电极14f用作为进行接地的接地端口。然后，若对外部电极14a输入信号，则该信号从外部电极14b输出。此外，由于主线路M与副线路S之间进行电磁耦合，因此，从外部电极14c输出具有与从外部电极14b输出的信号的功率成正比的功率的信号。

根据具有如上所述的电路结构的定向耦合器10a，如以下所说明的那样，能使耦合信号的振幅特性接近平坦。图2(a)是表示不具有低通滤波器LPF1的现有的定向耦合器的耦合信号的振幅特性的曲线。图2(b)是表示定向耦合器10a的耦合信号的振幅特性的曲线。图2表示仿真结果。此外，所谓耦合信号的振幅特性，是指输入外部电极14a(输入端口)的信号与从外部电极14c(耦合端口)输出的信号之间的功率之比(即衰减量)和频率的关系。在图2中，纵轴表示衰减量，横轴表示频率。

在现有的定向耦合器中，主线路与副线路之间的耦合度随着信号的频率的升高而升高。由此，如图2(a)所示，在现有的定向耦合器的耦合信号的振幅特性中，随着频率的升高，输出至耦合端口的功率与从输入端口所输入的功率之比会增加。

因此，在定向耦合器10a中，在副线路S1与副线路S2之间设置有低通滤波器LPF1。由于用线圈、电容器或传输线路来构成低通滤波器LPF1，因此，所述低通滤波器LPF1使得对通过低通滤波器LPF1的信号(通过信号)产生相位偏移，所述相位偏移具有在规定的频带中随着频率的升高而在0度以上180度以下的范围内单调增加的绝对值。由此，如图2(b)所示，在定向耦合器10a中，能使耦合信号的振幅特性接近平坦。

本申请的发明人为进一步明确定向耦合器10a所起到的效果，进行了以下所说明的仿真。图3(a)是比较例1所涉及的定向耦合器100a的电路图。图3(b)是比较例2所涉及的定向耦合器100b的电路图。此外，在仿真中，未考虑信号通过主线路、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF1时的通过损耗。

在比较例1所涉及的定向耦合器100a中，如图3(a)所示，副线路S2不与主线路M进行耦合。另外，在比较例2所涉及的定向耦合器100b中，如图3(b)所示，副线路S1不与主线路M进行耦合。

这里，如前所述，副线路S1和S2具有相同的线路长度。因此，在从图1的等效电路中去除低通滤波器LPF1和副线路S2的结构、而用副线路S1和主线路M来构成定向耦合器的情况、以及在从图1的等效电路图中去除低通滤波器LPF1和副线路S1的结构、而用副线路S2和主线路M来构成定向耦合器的情况下，各个定向耦合器的耦合信号具有相同的振幅特性。

在以上的定向耦合器100a、100b中，对从外部电极114c输出的耦合信号的振幅特性和相位特性进行了调查。图4(a)是表示定向耦合器100a、100b的耦合信号的振幅特性的曲线。在图4(a)中，纵轴表示衰减量，横轴表示频率。图4(b)是表示定向耦合器100a、100b的耦合信号的相位特性的曲线。在图4(b)中，纵轴表示相位，横轴表示频率。

如图4(a)所示，在只有副线路S1、S2中的任意一个副线路与主线路M进行耦合的情况下，定向耦合器100a、100b的耦合信号的振幅特性的衰减量在频率0.5GHz～3.0GHz的范围内变化-1.5dB左右，无法使其变得平坦。另外，如图4(a)所示，定向耦合器100a的耦合信号的振幅特性与定向耦合器100b的耦合信号的振幅特性基本一致。即，可知，仅通过使副线路S1、S2中的任意一方副线路与主线路M进行耦合，无法使耦合信号的振幅特性变得平坦。因而，如以下所说明的那样，通过使副线路S1、S2这两个副线路都与主线路M进行耦合，并在副线路S1、S2之间设置低通滤波器LPF1，能使定向耦合器10a的耦合信号的振幅特性变得平坦。

这里，在定向耦合器100a中，由于从外部电极114c输出的耦合信号是使副线路S1与主线路M进行耦合而产生的信号，因此，该耦合信号不会通过低通滤波器LPF1。另一方面，在定向耦合器100b中，由于从外部电极114c输出的耦合信号主要是使副线路S2与主线路M进行耦合而产生的信号，因此，该耦合信号会通过低通滤波器LPF1。另外，在定向耦合器10a中，将副线路S1、S2这两个副线路所产生的耦合信号进行合成，并将它们从外部电极14c输出。即，可以将从定向耦合器10a的外部电极14c输出的耦合信号看成是由从定向耦合器100a的外部电极114c输出的耦合信号与从定向耦合器100b的外部电极114c输出的耦合信号经合成而产生的信号。

因此，参照图4(b)，在定向耦合器100a中，从外部电极114c输出的耦合信号的相位特性大致为90度而保持一定，与此不同的是，在定向耦合器100b中，从外部电极114c输出的信号的相位从60度变至-90度。在定向耦合器100a中，从外部电极114c输出的信号几乎不会通过低通滤波器LPF1。另一方面，在定向耦合器100b中，从外部电极114c输出的信号会通过低通滤波器LPF1。由此，对于从定向耦合器100a的外部电极114c输出的耦合信号与从定向耦合器100b的外部电极114c输出的耦合信号之间的相位差，是由低通滤波器LPF1产生的。更详细而言，由于从定向耦合器100b的外部电极114c输出的耦合信号会通过低通滤波器LPF1，因此，与定向耦合器100a的耦合特性相比，会产生相位差。而且，根据图4(b)，定向耦合器100a的耦合信号与定向耦合器100b的耦合信号的相位之差会随着频率的增加而从大致30度单调增加至180度。

如前所述，可以将从定向耦合器10a的外部电极14c输出的信号看成是由从定向耦合器100a的外部电极114c输出的信号与从定向耦合器100b的外部电极114c输出的信号经合成而产生的信号。即，将各频率下的定向耦合器100a的耦合信号的振幅特性与定向耦合器100b的耦合信号的振幅特性根据两个耦合信号的相位差来进行合成，以获得定向耦合器10a的耦合信号的振幅特性。

这里，如图4(b)所示，由于定向耦合器100a的耦合信号的振幅特性与定向耦合器100b的耦合信号的相位特性随着频率的变化而具有规定的相位差，因此，能使定向耦合器10a的耦合信号的振幅特性变得平坦。

根据具有如上所述的电路结构的定向耦合器10a，如以下所说明的那样，能提高隔离特性而不增大元器件的尺寸。即，能增大隔离特性的衰减量。所谓隔离特性，是指从外部电极14b(输出端口)输出的信号与从外部电极14c(耦合端口)输出的信号之间的功率之比(即，衰减量)和频率的关系。

本申请的发明人为进一步明确定向耦合器10a的隔离特性较为优异的事实，进行了以下所说明的仿真。图5(a)是比较例3所涉及的定向耦合器100c的电路图。图5(b)是比较例4所涉及的定向耦合器100d的电路图。

在图5(a)的定向耦合器100c中，主线路M与副线路进行电磁耦合。而且，在副线路S的两端连接有低通滤波器LPF10、LPF11。另外，在图5(b)的定向耦合器100d中，在定向耦合器100c中，在外部电极114e、114f与接地之间，插入有终端电阻器R1、R2。

对以上的定向耦合器10a、100c、100d的隔离特性进行了调查。图6是表示定向耦合器10a的隔离特性的曲线。图7(a)是表示定向耦合器100c的隔离特性的曲线。图7(b)是表示定向耦合器100d的隔离特性的曲线。在图6和图7中，纵轴表示衰减量，横轴表示频率。

在定向耦合器100c中，由于设置有低通滤波器LPF10、LPF11，因此，在副线路S与外部电极114c以及副线路S与外部电极114d之间，阻抗匹配被破坏。因此，在副线路S中，本来要输出至外部电极114d的信号被低通滤波器LPF11所反射，从而从外部电极114c输出。因此，如图7(a)所示，例如在具有规定频带1710MHz～1910MHz(GSM1800/1900)的信号中，定向耦合器100c的隔离特性的衰减量为-30dB左右。

因此，在定向耦合器100d中，设置有终端电阻器R1、R2。由此，在副线路S与低通滤波器LPF10、LPF11之间，能阻止无用的信号反射。因此，如图7(b)所示，在具有规定频带1710MHz～1910MHz(GSM1800/1900)的信号中，定向耦合器100d的隔离特性的衰减量提高至-60dB左右。

然而，在定向耦合器100d中，需要终端电阻器R1、R2。因此，需要在定向耦合器100d或安装有该定向耦合器的基板上准备用于设置终端电阻器R1、R2的空间。

与此不同的是，在定向耦合器10a中，将副线路分成副线路S1和副线路S2这两个副线路，在其间设置有低通滤波器LPF1。利用该结构，使副线路S1的耦合信号与副线路S2的耦合信号之间具有相位差。因此，在定向耦合器10a中，信号不会在低通滤波器之间发生反射。其结果是，如图6所示，在定向耦合器10a中，即使不设置终端电阻器R1、R2，但在具有规定频带1710MHz～1910MHz(GSM1800/1900)的信号中，定向耦合器10a的隔离特性的衰减量也会提高至-60dB左右。

接着，参照附图，对定向耦合器10a的具体结构进行说明。图8是实施方式1至实施方式4所涉及的定向耦合器10a～10d的外观立体图。图9是实施方式1所涉及的定向耦合器10a的层叠体12a的分解立体图。下面，将层叠方向定义为z轴方向，将从z轴方向进行俯视时的定向耦合器10a的长边方向定义为x轴方向，将从z轴方向进行俯视时的定向耦合器10a的短边方向定义为y轴方向。此外，x轴、y轴、及z轴相互正交。

如图8和图9所示，定向耦合器10a包括层叠体12a、外部电极14(14a～14f)、主线路M、副线路S1、S2、低通滤波器LPF1、屏蔽导体层34a、34b、以及通孔导体v2～v5、v7～v10。如图8所示，层叠体12a呈长方体状，如图9所示，绝缘体层16(16a～16j)具有以下结构：即，按所述顺序从z轴方向的正方向侧向负方向侧依次排列来进行层叠。在将定向耦合器10a安装于电路基板时，层叠体12a的z轴方向的负方向侧的面是与电路基板相对的安装面。绝缘体层16是电介质陶瓷，呈长方形。

设置外部电极14a、14e、14b，使得在层叠体12a的y轴方向的负方向侧的侧面上，按所述顺序从x轴方向的负方向侧向正方向侧依次排列。设置外部电极14c、14f、14d，使得在层叠体12a的y轴方向的正方向侧的侧面上，按所述顺序从x轴方向的负方向侧向正方向侧依次排列。

如图9所示，主电路M由线路部18构成。线路部18是设置于绝缘体层16i上的コ形的线状的导体层。主线路M的一端与外部电极14a相连接，主线路M的另一端与外部电极14b相连接。由此，主线路M连接于外部电极14a、14b之间。

如图9所示，副线路S1由线路部20构成，是设置于绝缘体层16h上的S形的线状的导体层。在从z轴方向的正方向侧进行俯视时，副线路S1的至少一部分与主线路M重合。即，主线路M与副线路S1隔着绝缘体层16h而相对。由此，主线路M与副线路S1进行电磁耦合。另外，副线路S1的一端与外部电极14c相连接。

如图9所示，副线路S2由线路部22构成，是设置于绝缘体层16h上的S形的线状的导体层。在从z轴方向的正方向侧进行俯视时，副线路S2的至少一部分与主线路M重合。即，主线路M与副线路S2隔着绝缘体层16h而相对。由此，主线路M与副线路S2进行电磁耦合。另外，副线路S2的一端与外部电极14d相连接。

低通滤波器LPF1由线圈L1和电容器C1、C2构成。线圈L1由线路部24(24a～24d)和通孔导体v1、v6构成，具有以下结构：即，随着从z轴方向的负方向侧向正方向侧前进而沿顺时针方向盘旋的螺旋形的线圈、与随着从z轴方向的正方向侧向负方向侧前进而沿顺时针方向盘旋的螺旋形线圈相连接。这里，在线圈L1中，将顺时针方向的上游侧的端部称为上游端，将顺时针方向的下游侧的端部称为下游端。

线路部24a、24d分别是设置于绝缘体层16d上的线状的导体层。线路部24b、24c分别是设置于绝缘体层16c上的线状的导体层。线路部24b的下游端与线路部24c的上游端相连接。

通孔导体v1沿z轴方向贯穿绝缘体层16c，将线路部24a的下游端与线路部24b的上游端相连接。通孔导体v6沿z轴方向贯穿绝缘体层16c，将线路部24c的下游端与线路部24d的上游端相连接。

如上所述，在定向耦合器10a中，在z轴方向上，副线路S1、S2设置于主线路M与线圈L1之间。由此，由于主线路M与线圈L1之间的距离增大，因此，能抑制主线路M与线圈L1之间的电磁耦合。

电容器C1由面状导体层26、30、32构成。将面状导体层(接地导体)30、32分别设置成覆盖绝缘体层16e、16g的大部分，并使它们与外部电极14f相连接。面状导体层(电容器导体)26设置于绝缘体层16f，呈长方形。在从z轴方向进行俯视时，面状导体层26与面状导体层30、32重合。由此，在面状导体层26与面状导体层30、32之间产生电容。

电容器C2由面状导体层28、30、32构成。将面状导体层(接地导体)30、32分别设置成覆盖绝缘体层16e、16g的大部分，并使它们与外部电极14f相连接。面状导体层(电容器导体)28设置于绝缘体层16f，呈长方形。在从z轴方向进行俯视时，面状导体层28与面状导体层30、32重合。由此，在面状导体层28与面状导体层30、32之间产生电容。

如上所述，在z轴方向上，电容器C1、C2设置于主线路M与线圈L1之间。更详细而言，在z轴方向上，保持接地电位的面状导体层30、32设置于主电路M与线圈L1之间。由此，能抑制主线路M与线圈L1之间的电磁耦合。

通孔导体v2～v5沿z轴方向贯穿绝缘体层16d～16g，并通过相互连接而构成一根通孔导体。通孔导体v2的z轴方向的正方向侧的端部与线路部24a的上游端相连接。通孔导体v3的z轴方向的负方向侧的端部与面状导体层26相连接。通孔导体v4的z轴方向的正方向侧的端部与面状导体层26相连接。通孔导体v5的z轴方向的负方向侧的端部与线路部20的另一端相连接。

通孔导体v7～v10沿z轴方向贯穿绝缘体层16d～16g，并通过相互连接而构成一根通孔导体。通孔导体v7的z轴方向的正方向侧的端部与线路部24d的下游端相连接。通孔导体v8的z轴方向的负方向侧的端部与面状导体层28相连接。通孔导体v9的z轴方向的正方向侧的端部与面状导体层28相连接。通孔导体v10的z轴方向的负方向侧的端部与线路部22的另一端相连接。

如上所述那样构成定向耦合器10a，从而使线圈L1连接于副线路S1与副线路S2之间。此外，电容器C1连接在线圈L1和副线路S1的连接部、与外部电极14f之间。另外，电容器C2连接在线圈L1和副线路S2的连接部、与外部电极14f之间。

设置屏蔽导体层34a，使得覆盖绝缘体层16b的几乎整个面，将所述屏蔽导体层34a与外部电极14e、14f相连接。即，屏蔽导体层34a的电位保持接地电位。对于屏蔽导体层34a，将其设置在z轴方向上的、相比主线路M、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF1而更靠近z轴方向的正方向侧的位置，以抑制噪音进入定向耦合器10a，并抑制噪音从定向耦合器10a辐射出来。

设置屏蔽导体层34b，使得覆盖绝缘体层16j的几乎整个面，将所述屏蔽导体层34ｂ与外部电极14e、14f相连接。即，屏蔽导体层34b的电位保持接地电位。对于屏蔽导体层34b，将其设置在z轴方向上的、相比主线路M、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF1而更靠近z轴方向的负方向侧的位置(即，安装面的附近)，以抑制噪音进入定向耦合器10a，并抑制噪音从定向耦合器10a辐射出来。

(实施方式2)

下面，参照附图，对实施方式2所涉及的定向耦合器10b的结构进行说明。图10是实施方式2所涉及的定向耦合器10b的层叠体12b的分解立体图。

由于定向耦合器10b的电路结构与定向耦合器10a相同，因此，省略说明。定向耦合器10b与定向耦合器10a的不同之处在于，如图10所示，主线路M、副线路S1、S2、电容器C1、C2、以及线圈L1的配置。更详细而言，在定向耦合器10a中，如图9所示，配置主线路M、副线路S1、S2、电容器C1、C2、以及线圈L1，使得按所述顺序从z轴方向的负方向侧向正方向侧依次排列。另一方面，在定向耦合器10b中，如图10所示，配置主线路M、副线路S1、S2、电容器C1、C2、以及线圈L1，使得按所述顺序从z轴方向的正方向侧向负方向侧依次排列。

在具有如上所述结构的定向耦合器10b中，也可以起到与定向耦合器10a相同的作用效果。

(实施方式3)

下面，参照附图，对实施方式3所涉及的定向耦合器10c的结构进行说明。图11是实施方式3所涉及的定向耦合器10c的层叠体12c的分解立体图。

由于定向耦合器10c的电路结构与定向耦合器10a、10b相同，因此，省略说明。定向耦合器10c与定向耦合器10a的不同之处在于，主线路M、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF1的配置。更详细而言，在定向耦合器10c中，如图11所示，主线路M、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF1沿x轴方向排列而配置。由此，在定向耦合器10c中，能力图降低元器件的高度。

(实施方式4)

下面，参照附图，对实施方式4所涉及的定向耦合器10d的结构进行说明。图12是实施方式4所涉及的定向耦合器10d的电路图。

作为电路结构，定向耦合器10d包括外部电极(端子)14a～14f、主线路M、副线路S1、S2、以及低通滤波器LPF2。主线路M连接于外部电极14a、14b之间。副线路S1与外部电极14c相连接，并与主线路M进行电磁耦合。副线路S2与外部电极14d相连接，并与主线路M进行电磁耦合。

另外，低通滤波器LPF2连接于副线路S1与副线路S2之间，是对通过信号产生相位偏移的相位转换部，所述相位偏移具有在规定的频带中随着频率的升高而在0度以上180度以下的范围内单调增加的绝对值。低通滤波器LPF2包含线圈L2、L3和电容器C1～C3。

线圈L2、L3串联连接于副线路S1、S2之间，不与主线路M进行电磁耦合。线圈L2与副线路S1相连接，线圈L3与副线路S2相连接。

电容器C1与线圈L2的一端相连接。具体而言，电容器C1连接于线圈L2和副线路S1的连接部、与外部电极14f之间。电容器C2与线圈L3的一端相连接。具体而言，电容器C2连接于线圈L3和副线路S2的连接部、与外部电极14f之间。电容器C3连接于线圈L2和线圈L3的连接部、与外部电极14e之间。

在如上所述的定向耦合器10d中，将外部电极14a用作为输入端口，将外部电极14b用作为输出端口。另外，将外部电极14c用作为耦合端口，将外部电极14d用作为以50Ω进行终端化的终端端口。另外，将外部电极14e、14f用作为进行接地的接地端口。然后，若对外部电极14a输入信号，则该信号从外部电极14b输出。此外，由于主线路M与副线路S之间进行电磁耦合，因此，从外部电极14c输出的信号具有与从外部电极14b输出的信号的功率成正比的功率。

根据具有如上所述的电路结构的定向耦合器10d，与定向耦合器10a相同，能使耦合信号的振幅特性接近平坦。

另外，根据定向耦合器10d，由于设置有由多个线圈L2、L3和多个电容器C1～C3所形成的低通滤波器LPF，因此，能进一步使耦合信号的振幅特性变得平坦。

接着，参照附图，对定向耦合器10d的具体结构进行说明。图13是实施方式4所涉及的定向耦合器10d的层叠体12d的分解立体图。

如图8和图13所示，定向耦合器10d包括层叠体12d、外部电极14(14a～14f)、主线路M、副线路S1、S2、低通滤波器LPF2、屏蔽导体层34a、34b、连接导体层44、以及通孔导体v2～v5、v7～v10、v13～v16。

在层叠体12d中，设置有绝缘体层16k～16p，以取代绝缘体层16c、16d。此外，由于定向耦合器10d中的绝缘体层16a、16b、16e～16j的结构与定向耦合器10a中的绝缘体层16a、16b、16e～16j的结构相同，因此，省略说明。

低通滤波器LPF2由线圈L2、L3和电容器C1～C3构成。线圈L2由线路部40(40a～40c)和通孔导体v11、v12构成，由随着从z轴方向的负方向侧向正方向侧前进而沿顺时针方向盘旋的螺旋形的线圈构成。这里，在线圈L2中，将顺时针方向的上游侧的端部称为上游端，将顺时针方向的下游侧的端部称为下游端。

线路部40a是设置于绝缘体层16p上的线状的导体层。线路部40b是设置于绝缘体层16o上的线状的导体层。线路部40c是设置于绝缘体层16n上的线状的导体层。

通孔导体v11沿z轴方向贯穿绝缘体层16o，连接线路部40a的下游端与线路部40b的上游端。通孔导体v12沿z轴方向贯穿绝缘体层16n，连接线路部40b的下游端与线路部40c的上游端。

线圈L3由线路部42(42a～42c)和通孔导体v17、v18构成，由随着从z轴方向的正方向侧向负方向侧前进而沿顺时针方向盘旋的螺旋形的线圈构成。这里，在线圈L3中，将顺时针方向的上游侧的端部称为上游端，将顺时针方向的下游侧的端部称为下游端。

线路部42a～42c分别是设置于绝缘体层16n～16p上的线状的导体层。通孔导体v17沿z轴方向贯穿绝缘体层16o，连接线路部42a的下游端与线路部42b的上游端。通孔导体v18沿z轴方向贯穿绝缘体层16o，连接线路部42b的下游端与线路部42c的上游端。

另外，线路部40a的上游端与通孔导体v2的z轴方向的正方向侧的端部相连接。同样，线路部42c的下游端与通孔导体v7的z轴方向的正方向侧的端部相连接。

电容器C3由面状导体层46、48构成。将面状导体层(接地导体)48设置成覆盖绝缘体层16l的大部分，并使其与外部电极14e相连接。面状导体层(电容器导体)46设置于绝缘体层16k，呈T形。在从z轴方向进行俯视时，面状导体层46与面状导体层48重合。由此，在面状导体层46与面状导体层48之间产生电容。

连接导体层44是设置于绝缘体层16m上的线状的导体层，沿x轴方向延伸。通孔导体v13、16沿z轴方向贯穿绝缘体层16m。通孔导体v13的z轴方向的负方向侧的端部与线路部40c的下游端相连接。通孔导体v13的z轴方向的正方向侧的端部与连接导体层44的x轴方向的负方向侧的端部相连接。通孔导体v16的z轴方向的负方向侧的端部与线路部42a的上游端相连接。通孔导体v16的z轴方向的正方向侧的端部与连接导体层44的x轴方向的正方向侧的端部相连接。

另外，通孔导体v14、v15分别沿z轴方向贯穿绝缘体层16k、16l，并通过相互连接而构成一根通孔导体。通孔导体v14的z轴方向的正方向侧的端部与面状导体层46相连接。通孔导体v15的z轴方向的负方向侧的端部与连接导体层44相连接。

如上所述那样构成定向耦合器10d，从而使线圈L2、L3连接于副线路S1与副线路S2之间。此外，电容器C3连接在线圈L2和线圈L3的连接部、与外部电极14e之间。

此外，在定向耦合器10a～10d中，也可以使用高通滤波器HPF或传输线路，以取代低通滤波器LPF1、LPF2。

工业上的实用性

如上所述，本发明能用于定向耦合器，特别是在能使耦合信号的振幅特性接近平坦这一点上较为优异。

标号说明

C1～C3  电容器

L1～L3  线圈

LPF1、LPF2  低通滤波器

M  主线路

S1、S2  副线路

v1～v18  通孔导体

10a～10d  定向耦合器

12a～12d  层叠体

14a～14f  外部电极

16a～16p  绝缘体层

18、20、22、24a～24d、40a～40c、42a～42c  线路部

26、28、30、32、46、48  面状导体层

34a、34b  屏蔽导体层

44  连接导体层

Claims (15)

1.一种定向耦合器，该定向耦合器是在规定的频带中所使用的定向耦合器，其特征在于，包括：

第一端子至第四端子；

连接于所述第一端子与所述第二端子之间的主线路；

第一副线路，该第一副线路与所述第三端子相连接，且与所述主线路进行电磁耦合；

第二副线路，该第二副线路与所述第四端子相连接，且与所述主线路进行电磁耦合；以及

相位转换部，该相位转换部是连接于所述第一副线路与所述第二副线路之间的相位转换部，使得对通过信号产生相位偏移，

所述第一副线路与所述主线路的电磁耦合的振幅特性和所述第二副线路与所述主线路的电磁耦合的振幅特性一致。

2.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，

所述相位转换部使得对通过信号产生相位偏移，所述相位偏移具有在所述规定的频带中随着频率的升高而在0度以上180度以下的范围内单调增加的绝对值。

3.如权利要求1或2所述的定向耦合器，其特征在于，

所述第一端子是输入信号的输入端子，

所述第二端子是输出所述信号的第一输出端子，

所述第三端子是输出具有与所述信号的功率成正比的功率的信号的第二输出端子，

所述第四端子是进行终端化的终端端子。

4.如权利要求1或2所述的定向耦合器，其特征在于，

所述相位转换部是低通滤波器。

5.如权利要求4所述的定向耦合器，其特征在于，

所述低通滤波器包含：

不与所述主线路进行电磁耦合的线圈；以及

与所述线圈的端部相连接的电容器。

6.如权利要求4所述的定向耦合器，其特征在于，

所述低通滤波器的截止频率不在所述定向耦合器的使用频带内。

7.如权利要求1或2所述的定向耦合器，其特征在于，

所述定向耦合器还包括由多个绝缘体层经层叠而构成的层叠体，

所述主线路、所述第一副线路、所述第二副线路、以及所述相位转换部由设置于所述绝缘体层上的导体层构成。

8.如权利要求5或6所述的定向耦合器，其特征在于，

所述定向耦合器还包括由多个绝缘体层经层叠而构成的层叠体，

所述主线路、所述第一副线路、所述第二副线路、以及所述相位转换部由设置于所述绝缘体层上的导体层构成。

9.如权利要求7所述的定向耦合器，其特征在于，

所述主线路与所述副线路隔着所述绝缘体层而相对。

10.如权利要求8所述的定向耦合器，其特征在于，

所述主线路与所述副线路隔着所述绝缘体层而相对。

11.如权利要求8所述的定向耦合器，其特征在于，

所述低通滤波器包括：

不与所述主线路进行电磁耦合的线圈；以及

与所述线圈的端部相连接的电容器，

所述副线路在层叠方向上设置于所述线圈与所述主线路之间。

12.如权利要求11所述的定向耦合器，其特征在于，

所述电容器在层叠方向上设置于所述主线路与所述线圈之间。

13.如权利要求12所述的定向耦合器，其特征在于，

接地导体在层叠方向上设置于所述主线路与所述线圈之间。

14.如权利要求9至13的任一项所述的定向耦合器，其特征在于，

所述定向耦合器还包括保持接地电位的屏蔽层，

所述层叠体的层叠方向上的一个面是安装面，

所述屏蔽层设置得比所述主线路、所述第一副线路、所述第二副线路、以及所述相位转换部要更靠近所述安装面。

15.如权利要求11至13的任一项所述的定向耦合器，其特征在于，

所述主线路与所述低通滤波器排列在与层叠方向正交的方向上。