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JP4069457B2 - Multilayer directional coupler - Google Patents

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JP4069457B2 JP2005056746A JP2005056746A JP4069457B2 JP 4069457 B2 JP4069457 B2 JP 4069457B2 JP 2005056746 A JP2005056746 A JP 2005056746A JP 2005056746 A JP2005056746 A JP 2005056746A JP 4069457 B2 JP4069457 B2 JP 4069457B2
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Description

本発明は、マイクロ波通信機器などに用いられる方向性結合器に関するものである。   The present invention relates to a directional coupler used for microwave communication equipment and the like.

従来の複数のストリップラインを用いた方向性結合器を図4に示す。この従来例は、主線路及び副線路を同じ基板上に作製した同一平面型の場合を示す。これは、裏面に平面状の地導体52が形成された誘電体基板51の表面に2本のストリップライン53、54が間隔Sだけ離れて平行に配されている。これらのストリップライン53、54の平行な長さは誘電体基板内を伝搬する電磁波の波長の1/4波長の長さになるように構成されている。   A conventional directional coupler using a plurality of strip lines is shown in FIG. This conventional example shows a case of the same plane type in which the main line and the sub line are produced on the same substrate. In this case, two strip lines 53 and 54 are arranged in parallel at a distance S on the surface of a dielectric substrate 51 having a planar ground conductor 52 formed on the back surface. The parallel lengths of the strip lines 53 and 54 are configured to be a quarter wavelength of the wavelength of the electromagnetic wave propagating in the dielectric substrate.

ポートP1より入力された高周波電力は、主線路であるストリップライン53を通り、ポートP2に出力される。このとき、主線路であるストリップライン53と副線路であるストリップライン54との結合により、ストリップライン53を通る電力の一部が、ストリップライン54に流れ、ポートP3に出力される。このとき、ポートP4には出力は現れない。次に、主線路であるストリップライン53の逆方向に、つまりポートP2からポートP1に向かって電力を流した場合、その一部の電力がポートP4に現れ、ポートP3には現れない。つまり、このような構成をとることにより、主線路のストリップライン53を流れる順方向電力と逆方向電力の一部を、副線路のストリップライン54の出力ポートP3及びP4端子にそれぞれ分離して取り出すことができる。これが、方向性結合器の基本的な動作である。   The high frequency power input from the port P1 passes through the strip line 53, which is the main line, and is output to the port P2. At this time, due to the coupling of the strip line 53 as the main line and the strip line 54 as the sub line, a part of the electric power passing through the strip line 53 flows to the strip line 54 and is output to the port P3. At this time, no output appears at the port P4. Next, when power flows in the opposite direction of the strip line 53 as the main line, that is, from the port P2 toward the port P1, a part of the power appears at the port P4 and does not appear at the port P3. In other words, by adopting such a configuration, a part of the forward power and the reverse power flowing through the strip line 53 of the main line are separated and taken out to the output ports P3 and P4 terminals of the strip line 54 of the sub line, respectively. be able to. This is the basic operation of the directional coupler.

主線路53から副線路54への結合は、二つのストリップラインの平行部分の間隔Sを調節することにより可能である。図4の従来例の説明では、主線路及び副線路をストリップライン53、54としたが、図4の対称な構造から明らかなように、主線路及び副線路の役割を入れ替えても、同じように方向性結合器の基本的動作を実現できる。   The coupling from the main line 53 to the sub line 54 is possible by adjusting the interval S between the parallel portions of the two strip lines. In the description of the conventional example of FIG. 4, the main line and the sub line are the strip lines 53 and 54. However, as apparent from the symmetrical structure of FIG. In addition, the basic operation of the directional coupler can be realized.

このように高周波電力の一部を方向性を持たせて分離する機能を有する方向性結合器は、マイクロ波通信の例えば携帯電話器の送信器の送信電力を制御するため用いられる。図5にその応用例のブロック図を示す。方向性結合器71の主線路72のポートP1、P2を送信電力増幅器とアンテナ74の間に配するとともに、副線路73の一つのポートP3を自動利得制御回路に接続し、他のポートP4に電力を吸収する抵抗素子75を接続する。このようにすると、送信電力増幅器の出力の一部だけがポートP3に現れ自動利得制御回路に導かれる。アンテナ74から逆流する高周波電力の一部はポートP4に現れ、抵抗素子75で吸収される。自動利得制御回路の信号出力は利得制御可能な送信電力増幅器に送られ、目的に応じた高周波出力の制御を行うことができる。   Thus, the directional coupler having a function of separating a part of the high-frequency power with directivity is used for controlling the transmission power of a transmitter of, for example, a cellular phone in microwave communication. FIG. 5 shows a block diagram of the application example. The ports P1 and P2 of the main line 72 of the directional coupler 71 are arranged between the transmission power amplifier and the antenna 74, and one port P3 of the sub line 73 is connected to the automatic gain control circuit and connected to the other port P4. A resistance element 75 that absorbs power is connected. In this way, only a part of the output of the transmission power amplifier appears at the port P3 and is led to the automatic gain control circuit. Part of the high-frequency power flowing backward from the antenna 74 appears at the port P4 and is absorbed by the resistance element 75. The signal output of the automatic gain control circuit is sent to a transmission power amplifier capable of gain control, and high frequency output can be controlled according to the purpose.

また、この方向性結合器を積層構造で構成した例として、特開平7−131211号公報がある。これには、1回以上巻回された2個のストリップラインが2つの地導体に挟まれた構造の積層型方向性結合器が示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-131211 discloses an example in which this directional coupler has a laminated structure. This shows a laminated directional coupler having a structure in which two strip lines wound one or more times are sandwiched between two ground conductors.

しかしながら、マイクロ波通信分野でめざましい発展を遂げている携帯電話器などでは、その小型化が重要な課題となっており、素子単体の小型化とともに、複数の機能を一つの素子に組み込んだ複合化が要求されるようになっている。本発明は、上記のことを鑑みて、ローパスフィルタ機能を内蔵した積層型方向性結合器を提供すること、又そのローパスフィルタ機能を内蔵した積層型方向性結合器を小型に構成することを目的とする。   However, miniaturization is an important issue for mobile phones and other devices that have made remarkable progress in the field of microwave communications. In addition to the miniaturization of single elements, multiple functions are combined into one element. Is now required. In view of the above, an object of the present invention is to provide a laminated directional coupler with a built-in low-pass filter function, and to reduce the size of the laminated directional coupler with a built-in low-pass filter function. And

本発明は、主線路と副線路で構成される方向性結合器に、前記主線路をL素子とし、前記主線路の両端を接地コンデンサでアース接続するとともに、前記主線路の両端間に他のコンデンサを並列接続してローパスフィルタを複合した積層型方向性結合器であって、主線路を形成するコイル電極と副線路を形成するコイル電極が異なる誘電体層に形成され、アース電極に誘電体層を介して対向する第1の容量形成電極及び第2の容量形成電極で前記接地コンデンサを形成し、前記第1の容量形成電極と前記第2の容量形成電極を、誘電体層を介して対向させて前記主線路と並列に接続されるコンデンサを形成してなり、前記主線路の両端部が積層型方向性結合器の第1の側面に引き出されて、それぞれが前記第1の側面に形成された第1の外部端子と接続し、前記副線路は前記第1の側面と対向する第2の側面に引き出されて、それぞれが前記第2の側面に形成された第2の外部端子と接続し、前記第1の側面及び前記第2の側面には前記アース電極と接続する第3の外部電極を有し、前記第3の外部端子は、前記第1の側面に形成された第1の外部端子の間と、前記第2の側面に形成された第2の外部端子の間に形成されたことを特徴とする積層型方向性結合器である。 The present invention provides a directional coupler composed of a main line and a sub line, wherein the main line is an L element, both ends of the main line are grounded with a grounding capacitor, and another end is connected between both ends of the main line. A laminated directional coupler that combines low-pass filters by connecting capacitors in parallel. The coil electrode that forms the main line and the coil electrode that forms the sub line are formed on different dielectric layers, and the dielectric is used as the ground electrode. The grounding capacitor is formed by a first capacitor forming electrode and a second capacitor forming electrode facing each other through a layer, and the first capacitor forming electrode and the second capacitor forming electrode are connected via a dielectric layer. A capacitor is formed to be opposed and connected in parallel with the main line, and both end portions of the main line are drawn out to the first side surface of the multilayer directional coupler, and each is formed on the first side surface. Formed first exterior The sub-line is pulled out to a second side face opposite to the first side face, and each is connected to a second external terminal formed on the second side face, The side surface and the second side surface have a third external electrode connected to the ground electrode, and the third external terminal is between the first external terminals formed on the first side surface, The laminated directional coupler is formed between second external terminals formed on the second side surface.

また本発明の積層型方向性結合器は複数のアース電極を有し、それぞれのアース電極が前記第3の外部電極と接続するものである。 The laminated directional coupler of the present invention has a plurality of ground electrodes, and each ground electrode is connected to the third external electrode .

また本発明の積層型方向性結合器は、第1のアース電極と第2のアース電極に挟まれた領域に前記主線路と前記副線路とを対向配置し、第1の容量形成電極及び第2の容量形成電極を前記第2のアース電極と第3のアース電極に挟まれた領域に配置して前記接地コンデンサを形成したことを特徴とする。 In the laminated directional coupler according to the present invention, the main line and the sub line are arranged opposite to each other in a region sandwiched between the first ground electrode and the second ground electrode, and the first capacitance forming electrode and the first The second capacitor forming electrode is disposed in a region sandwiched between the second earth electrode and the third earth electrode to form the earth capacitor.

また本発明は、前記容量形成電極の一部を対向させてL素子と並列に接続するコンデンサとしたものである。   Further, the present invention is a capacitor in which a part of the capacitance forming electrode is opposed to be connected in parallel with the L element.

本発明によれば、ローパスフィルタ機能を有する方向性結合器を、簡単な構造で達成でき、非常に小型で、しかも高性能なローパスフィルタ機能を有する積層型方向性結合器を得ることができた。   According to the present invention, a directional coupler having a low-pass filter function can be achieved with a simple structure, and a stacked directional coupler having a very small and high-performance low-pass filter function can be obtained. .

本発明では、第1と第2のアース電極に挟まれた領域に、主線路と副線路を形成し、方向性結合器を構成している。そして、前記第2のアース電極と第3のアース電極に挟まれた領域に、容量形成電極を形成し、これにより構成されたコンデンサを前記主線路に接続してローパスフィルタを構成している。つまり、主線路を方向性結合器の主線路として、更にローパスフィルタのL素子として用い、兼用することにより、方向性結合器とローパスフィルタを一体化するとともに、素子数を削減し、小型化を達成するものである。   In the present invention, the main line and the sub line are formed in a region sandwiched between the first and second ground electrodes to constitute a directional coupler. A capacitance forming electrode is formed in a region sandwiched between the second earth electrode and the third earth electrode, and a capacitor constituted thereby is connected to the main line to constitute a low-pass filter. In other words, by using the main line as the main line of the directional coupler and also as the L element of the low-pass filter, the directional coupler and the low-pass filter are integrated, the number of elements is reduced, and the size is reduced. To achieve.

本発明の構造では、主線路が一回以上巻回されたコイル構造、副線路が一回以上又は一回未満巻回されたコイル構造となっており、それぞれの巻回部分が互いに重なっている構造を用いている。これにより、従来1/4波長の長さの主線路及び副線路としていたものを、長さを1/8〜1/15波長程度と短くした主線路及び副線路にて構成することが可能となり、小型化を達成できる。つまり、従来の方向性結合器では、主線路と副線路は、その線路を所定間隔で一定長さ対向させて結合させていたが、本発明では、主線路と副線路は、コイル状であり、そのコイルによる磁気結合により結合させている。言い換えれば、本発明は、線路を所定間隔で対向させるのではなく、コイルを対向させている構造である。   In the structure of the present invention, the main line has a coil structure in which the main line is wound at least once, and the sub line has a coil structure in which the main line is wound at least once or less than once, and the respective winding portions overlap each other. The structure is used. This makes it possible to configure the main line and the sub-line having a length of 1/4 wavelength conventionally by the main line and the sub-line whose length is shortened to about 1/8 to 1/15 wavelength. , Can achieve miniaturization. In other words, in the conventional directional coupler, the main line and the sub-line are coupled with the lines facing each other for a certain length at a predetermined interval. However, in the present invention, the main line and the sub-line are coiled. And are coupled by magnetic coupling by the coil. In other words, the present invention is a structure in which the coils are opposed to each other rather than the lines being opposed to each other at a predetermined interval.

また本発明では、積層型方向性結合器の積層構造を利用し、その積層型方向性結合器を構成している一方のアース電極と第3のアース電極との間に、容量形成電極層を配置している。この容量形成電極層は、2つの電極層で構成できる。それぞれアース電極と対向する電極層であり、かつ各電極層がその一部で対向する構造としている。   In the present invention, a laminated structure of laminated directional couplers is used, and a capacitance forming electrode layer is provided between one earth electrode and the third earth electrode constituting the laminated directional coupler. It is arranged. This capacitance forming electrode layer can be composed of two electrode layers. Each of the electrode layers is opposed to the ground electrode, and each electrode layer is partially opposed.

これにより、コイル構造の主線路の両端にコンデンサを接続する構造が可能となっている。このコイル構造の主線路はL素子として見ることができ、そのL素子の両端にアースに接続されるコンデンサを接続して、所謂π型のローパスフィルタを構成している。さらに、そのL素子の両端間にもコンデンサを接続した構造となっている。つまり、コイル状の主線路は、方向性結合器の主線路の役割とローパスフィルタのL素子の役割を有し、兼用することにより、複合化及び小型化を容易としている。   Thereby, the structure which connects a capacitor | condenser to the both ends of the main line of a coil structure is attained. The main line of this coil structure can be seen as an L element, and a capacitor connected to the ground is connected to both ends of the L element to constitute a so-called π-type low-pass filter. Further, a capacitor is connected between both ends of the L element. That is, the coiled main line has the role of the main line of the directional coupler and the role of the L element of the low-pass filter, and can be easily combined and reduced in size.

本構造によれば、巻回するコイルの断面積及び主線路と副線路の間隔を変更すること及び副線路の巻回数を一回未満にすることにより、任意の結合度を得ることが出来る。また巻回するコイルの断面積及び容量形成電極の大きさ、アース電極との間隔を変更することにより、種々の周波数のシステムに容易に対応することが可能である。   According to this structure, it is possible to obtain an arbitrary degree of coupling by changing the cross-sectional area of the coil to be wound and the interval between the main line and the sub line and by making the number of turns of the sub line less than one. Further, by changing the cross-sectional area of the coil to be wound, the size of the capacitance forming electrode, and the distance from the ground electrode, it is possible to easily cope with systems of various frequencies.

また第2のアース電極で、主線路、副線路部分と容量形成電極部分を仕切ることにより、方向性を妨げる不要な浮遊容量及び干渉を排除することができ、優れた特性の方向性結合器を得ることができる。   In addition, by separating the main line, the sub line portion and the capacitance forming electrode portion with the second ground electrode, unnecessary stray capacitance and interference that hinder the directionality can be eliminated, and a directional coupler with excellent characteristics can be obtained. Obtainable.

このように、本発明によれば非常に簡単な構造により、ローパスフィルタ機能付積層型方向性結合器を構成することができる。また、複合化することにより、部品の実装工数を低減でき、また部品ごとのバラツキによる特性バラツキを抑制することができる。   Thus, according to the present invention, a laminated directional coupler with a low-pass filter function can be configured with a very simple structure. Further, by combining the components, it is possible to reduce the number of steps for mounting the components, and it is possible to suppress variation in characteristics due to variation among components.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明する。本発明に係わる一実施例の内部パターン構造図を図1に示す。また、本発明に係わる一実施例の積層型方向性結合器1の斜視図を図2に示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an internal pattern structure diagram of one embodiment according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a laminated directional coupler 1 according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施例である積層型方向性結合器1は、第1のアース電極用誘電体層2と、主線路用のコイル電極が形成された誘電体層3、4と、副線路用のコイル電極が形成された誘電体層5、6と、第2のアース電極用誘電体層7と、容量形成電極が形成された誘電体層10、11と、第3のアース電極用誘電体層9と、保護用誘電体層8とを積層して構成されている。これらの各誘電体層は、低温焼結用のセラミックグリーンシートが用いられている。   A laminated directional coupler 1 according to an embodiment of the present invention includes a first earth electrode dielectric layer 2, dielectric layers 3 and 4 on which main line coil electrodes are formed, and a sub line. Dielectric layers 5 and 6 on which coil electrodes are formed, second earth electrode dielectric layer 7, dielectric layers 10 and 11 on which capacitance forming electrodes are formed, and third earth electrode dielectric layer 9 and a protective dielectric layer 8 are laminated. For each of these dielectric layers, a ceramic green sheet for low-temperature sintering is used.

前記誘電体層2は、セラミックグリーンシートの上に端部を少し残して一面に第1のアース電極2aが形成されている。アース電極2aの中央の端部には2箇所の突起が設けられ、側面の二つの外部電極2bに接続される。前記主線路用の誘電体層3は、セラミックグリーンシートの一面にストリップライン電極3aが形成されている。このストリップライン電極3aの一端は外部電極3bに接続され、他端には、スルーホール12が形成されている。もう一つの主線路用の誘電体層4は、セラミックグリーンシートの一面にストリップライン電極4aが形成されている。このストリップライン電極4aの一端は外部電極4bに接続され、他端は、前記誘電体層3のスルーホール12と接続される。これにより約2回巻のコイルを形成し、主線路としている。   The dielectric layer 2 is formed with a first ground electrode 2a on one surface of the ceramic green sheet, leaving a little edge. Two protrusions are provided at the center end of the ground electrode 2a and connected to the two external electrodes 2b on the side surface. The main line dielectric layer 3 has a stripline electrode 3a formed on one surface of a ceramic green sheet. One end of the strip line electrode 3a is connected to the external electrode 3b, and a through hole 12 is formed at the other end. Another main line dielectric layer 4 has a stripline electrode 4a formed on one surface of a ceramic green sheet. One end of the stripline electrode 4a is connected to the external electrode 4b, and the other end is connected to the through hole 12 of the dielectric layer 3. As a result, a coil of about two turns is formed and used as the main line.

副線路用の誘電体層5、6は、主線路用の誘電体層3、4と同様の構成であり、ストリップライン電極5aと6aは、スルーホール12で接続され、約2回巻のコイルの構成となっている。そして、それぞれ側面の外部電極5b、6bに接続される。前記誘電体層7は、前記誘電体層2と同じ構成であり、セラミックグリーンシートの上に端部を少し残して一面に第2のアース電極7aが形成されている。そして、側面の二つの外部電極2bに接続される。この第1のアース電極2aと第2のアース電極7aは、主線路、副線路の高周波電力が外部に漏れることを防ぐシールド効果を実現している。   The sub-line dielectric layers 5 and 6 have the same configuration as that of the main-line dielectric layers 3 and 4, and the stripline electrodes 5 a and 6 a are connected through the through-hole 12, and the coil has about two turns. It becomes the composition of. And it is connected to the external electrodes 5b and 6b on the side surfaces, respectively. The dielectric layer 7 has the same configuration as that of the dielectric layer 2, and a second ground electrode 7a is formed on one surface of the ceramic green sheet, leaving a little edge. Then, it is connected to the two external electrodes 2b on the side surface. The first ground electrode 2a and the second ground electrode 7a realize a shielding effect that prevents high-frequency power of the main line and the sub-line from leaking to the outside.

容量形成用誘電体層10には、容量形成用電極10aが形成されている。この容量形成用電極10aは、一端が外部電極4bに接続される。この外部端子4bにより、主線路の端部と接続される。また容量形成用誘電体層11にも同様に容量形成用電極11aが形成されている。そして、この容量形成用電極11aは、一端が外部電極3bに接続される。この外部端子3bにより、主線路の端部と接続される。また、この容量形成用電極10aと11aとは、一部分が互いに対向するように形成されている。   A capacitor forming electrode 10 a is formed on the capacitor forming dielectric layer 10. One end of the capacitance forming electrode 10a is connected to the external electrode 4b. The external terminal 4b is connected to the end of the main line. Similarly, a capacitor forming electrode 11 a is formed on the capacitor forming dielectric layer 11. One end of the capacitance forming electrode 11a is connected to the external electrode 3b. The external terminal 3b is connected to the end of the main line. Further, the capacitance forming electrodes 10a and 11a are formed so that parts thereof are opposed to each other.

そして、誘電体層9には、第3のアース電極9aが形成されている。これは、第1及び第2のアース電極と同様である。そして、最上層に保護用の誘電体層8が設けられている。   The dielectric layer 9 is provided with a third earth electrode 9a. This is the same as the first and second ground electrodes. A protective dielectric layer 8 is provided as the uppermost layer.

上記誘電体層は、所定の各電極が印刷技術により形成された後に積み重ねられ、900℃程度の温度で焼成され一体化される。結果として図2に示す方向性結合器1が完成する。尚、側面の外部電極2b、3b、4b、5b、6bは、グリーンシートの積層体を焼成した後に、印刷焼付け及びメッキにより形成した。本実施例のセラミックグリーンシートは、比誘電率εrが約8で、900℃で焼成可能な誘電材料であり、積層後一体焼成して完成したローパスフィルタ機能付積層型方向性結合器の外寸法は、3.2×1.6×1.0t(mm)であった。尚、電極にはAgペーストを用い、スクリーン印刷で形成した。   The dielectric layers are stacked after predetermined electrodes are formed by a printing technique, and are baked and integrated at a temperature of about 900 ° C. As a result, the directional coupler 1 shown in FIG. 2 is completed. The external electrodes 2b, 3b, 4b, 5b, and 6b on the side surfaces were formed by printing and baking after firing a laminate of green sheets. The ceramic green sheet of this example is a dielectric material having a relative dielectric constant εr of about 8 and can be fired at 900 ° C. The outer dimensions of a laminated directional coupler with a low-pass filter function completed by monolithic firing after lamination. Was 3.2 × 1.6 × 1.0 t (mm). The electrode was formed by screen printing using an Ag paste.

この実施例の等価回路図を図3に示す。ストリップライン電極3aと4aとを接続した主線路はL1で示され、ストリップライン電極5aと6aとを接続した副線路はL2で示される。また、容量形成用電極10aと第2のアース電極7aとにより、コンデンサC2を、容量形成用電極11aと第3のアース電極9aとにより、コンデンサC1を、そして、容量形成用電極10aと容量形成用電極11aとにより、コンデンサC3を構成している。そして、主線路L1と副線路L2が結合して、方向性結合器を構成し、L1、C1、C2、C3にてローパスフィルタを構成している。つまり、L1は、方向性結合器の主線路であり、かつローパスフィルタのL素子であり、2つの役目を果たしている。   An equivalent circuit diagram of this embodiment is shown in FIG. The main line connecting the strip line electrodes 3a and 4a is indicated by L1, and the sub line connecting the strip line electrodes 5a and 6a is indicated by L2. Further, the capacitor forming electrode 10a and the second ground electrode 7a form the capacitor C2, the capacitor forming electrode 11a and the third earth electrode 9a form the capacitor C1, and the capacitor forming electrode 10a and the capacitor forming. A capacitor C3 is constituted by the electrode 11a. The main line L1 and the sub line L2 are combined to form a directional coupler, and L1, C1, C2, and C3 form a low-pass filter. That is, L1 is the main line of the directional coupler and the L element of the low-pass filter, and plays two roles.

実施例1上記実施例において、主線路、副線路を構成するコイルの断面積(コイルの環状部の内周部分の面積)を1.26mmとし、主線路の4aと副線路の5aとの間隔を200μmとし、容量形成電極10a、11aの面積を1.7mmとし、容量形成電極10a、11aとアース電極7a、9aとの間隔を50μmとして、積層型方向性結合器を得た。この実施例1の結合特性を図7に、アイソレーション特性を図8に示す。この図7、8に示すように、この実施例1は、900MHzにおいて、14dBの結合度、24dBのアイソレーションを得ている。また、図9に通過特性を示す。900MHz(f)において挿入損失0.5dB、2倍波(2f:1800MHz)、3倍波(3f:2700MHz)の減衰量も30dBと良好なローパスフィルタ特性を有している。このように、実施例1は、ローパスフィルタ機能を有する方向性結合器として優れた特性を有している。 Example 1 In the above example, the cross-sectional area of the coil constituting the main line and the sub line (area of the inner peripheral portion of the annular portion of the coil) is 1.26 mm 2 , and the main line 4a and the sub line 5a A laminated directional coupler was obtained by setting the distance to 200 μm, the area of the capacity forming electrodes 10 a and 11 a to 1.7 mm 2 , and the distance between the capacity forming electrodes 10 a and 11 a and the ground electrodes 7 a and 9 a to 50 μm. The coupling characteristics of Example 1 are shown in FIG. 7, and the isolation characteristics are shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, in Example 1, a coupling degree of 14 dB and an isolation of 24 dB are obtained at 900 MHz. FIG. 9 shows the pass characteristics. At 900 MHz (f 0 ), the insertion loss is 0.5 dB, the second harmonic (2f 0 : 1800 MHz), and the third harmonic (3f 0 : 2700 MHz) attenuation is also 30 dB, which has a good low-pass filter characteristic. As described above, Example 1 has excellent characteristics as a directional coupler having a low-pass filter function.

実施例2実施例2の積層パターン図を図6に示す。この実施例2は、実施例1の内部構造(図1)とほぼ同様であって、パターン形状を変更したものである。誘電体層15に第1のアース電極15a、誘電体層20に第2のアース電極20a、誘電体層23に第3のアース電極23aが形成され、誘電体層16、17のライン電極16a、17aをスルーホール12で接続して、約2回巻のコイルを構成し、主線路を構成し、誘電体層18、19のライン電極18a、19aをスルーホール12で接続して、約2回巻のコイルを構成し、副線路を構成している。そして、容量形成電極21a、22aが誘電体層21、22に形成されている。回路構造、外部端子構造は、実施例1と同様である。   Example 2 A lamination pattern diagram of Example 2 is shown in FIG. The second embodiment is substantially the same as the internal structure of the first embodiment (FIG. 1), and the pattern shape is changed. A first ground electrode 15a is formed on the dielectric layer 15, a second ground electrode 20a is formed on the dielectric layer 20, a third ground electrode 23a is formed on the dielectric layer 23, and the line electrodes 16a of the dielectric layers 16 and 17 are formed. 17a is connected through the through hole 12 to form a coil of about two turns, a main line is formed, and the line electrodes 18a and 19a of the dielectric layers 18 and 19 are connected through the through hole 12 to be about twice The coil of winding is comprised and the subline is comprised. Capacitance forming electrodes 21 a and 22 a are formed on the dielectric layers 21 and 22. The circuit structure and the external terminal structure are the same as in the first embodiment.

この実施例2において、主線路、副線路を構成するコイルの断面積(コイルの環状部の内周部分の面積)を0.36mmとし、主線路の17aと副線路の18aとの間隔を100μmとし、容量形成電極21a、22aの面積を1.2mmとし、容量形成電極21a、22aとアース電極20a、23aとの間隔を100μmとして、積層型方向性結合器を得た。尚、外寸法は、3.2×1.6×1.0t(mm)であり、誘電体には、比誘電率εrが約8で、900℃で焼成可能な誘電材料を用いた。また、電極材料は、Agを用いた。 In the second embodiment, the cross-sectional area of the coil constituting the main line and the sub line (the area of the inner peripheral portion of the annular portion of the coil) is 0.36 mm 2 , and the distance between the main line 17a and the sub line 18a is A laminated directional coupler was obtained by setting the area of the capacitance forming electrodes 21a and 22a to 1.2 mm 2 and the distance between the capacitance forming electrodes 21a and 22a and the ground electrodes 20a and 23a to 100 μm. The outer dimension is 3.2 × 1.6 × 1.0 t (mm), and a dielectric material having a relative dielectric constant εr of about 8 and capable of being fired at 900 ° C. is used. Moreover, Ag was used for the electrode material.

この実施例2の結合特性を図10に、アイソレーション特性を図11に示す。この図10、11に示すように、この実施例2は、1700MHzにおいて、15dBの結合度、26dBのアイソレーションを得ている。また、図12に通過特性を示す。1700MHz(f)において挿入損失0.5dB、2倍波(2f:3400MHz)、3倍波(3f:5100MHz)の減衰量も30dB以上と良好なローパスフィルタ特性を有している。このように、実施例2も、ローパスフィルタ機能を有する方向性結合器として優れた特性を有している。 The coupling characteristics of Example 2 are shown in FIG. 10, and the isolation characteristics are shown in FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, in Example 2, the coupling degree of 15 dB and the isolation of 26 dB are obtained at 1700 MHz. FIG. 12 shows the pass characteristics. At 1700 MHz (f 0 ), the insertion loss is 0.5 dB, the second harmonic (2f 0 : 3400 MHz), and the third harmonic (3f 0 : 5100 MHz) attenuation is also 30 dB or more, which has a good low-pass filter characteristic. Thus, Example 2 also has excellent characteristics as a directional coupler having a low-pass filter function.

実施例3実施例3の積層パターン図を図13に示す。この実施例3は、実施例1の内部構造において副線路の巻回数を1回未満にしたものである。誘電体層26に第1のアース電極26a、誘電体層30に第2のアース電極30a、誘電体層33に第3のアース電極33aが形成されている。誘電体層27,28のライン電極27a、28aはスルーホール12で接続され、約2回巻のコイルを構成し、主線路を構成している。誘電体層29のライン電極29aは約0.7回巻のコイルを構成し、副線路を構成している。そして、容量形成電極31a、32aが誘電体層31、32に形成されている。回路構造、外部端子構造は、実施例1と同様である。   Example 3 FIG. 13 shows a lamination pattern diagram of Example 3. In this third embodiment, the number of turns of the sub-line is less than one in the internal structure of the first embodiment. A first ground electrode 26 a is formed on the dielectric layer 26, a second ground electrode 30 a is formed on the dielectric layer 30, and a third ground electrode 33 a is formed on the dielectric layer 33. The line electrodes 27a and 28a of the dielectric layers 27 and 28 are connected by the through hole 12, constitute a coil of about two turns, and constitute a main line. The line electrode 29a of the dielectric layer 29 constitutes a coil having about 0.7 turns and constitutes a sub line. Capacitance forming electrodes 31 a and 32 a are formed on the dielectric layers 31 and 32. The circuit structure and the external terminal structure are the same as in the first embodiment.

この実施例3において、主線路を構成するコイルの断面積を実施例1と同じく1.26mmとし、主線路の28aと副線路の29aとの間隔を250μmとし、容量形成電極31a、32aの面積を1.7mmとし、容量形成電極31a、32aとアース電極30a、33aとの間隔を50μmとして、積層型方向性結合器を得た。この実施例3の結合特性を図14に、アイソレーション特性を図15に示す。この図14,15に示すように、この実施例は900MHzにおいて、20dBの結合度、35dBのアイソレーションを得ている。また、図16に通過特性を示す。900MHz(f)において挿入損失0.3dB、2倍波(2f:1800MHz)、3倍波(3f:2700MHz)の減衰量も30dBと良好なローパスフィルタ特性を有している。このように実施例3もローパスフィルタ機能を有する方向性結合器として優れた特性を有している。 In the third embodiment, the cross-sectional area of the coil constituting the main line is 1.26 mm 2 as in the first embodiment, the distance between the main line 28a and the sub-line 29a is 250 μm, and the capacitance forming electrodes 31a and 32a A laminated directional coupler was obtained with an area of 1.7 mm 2 and an interval between the capacitance forming electrodes 31a and 32a and the ground electrodes 30a and 33a of 50 μm. FIG. 14 shows the coupling characteristics of Example 3, and FIG. 15 shows the isolation characteristics. As shown in FIGS. 14 and 15, in this example, a coupling degree of 20 dB and an isolation of 35 dB are obtained at 900 MHz. FIG. 16 shows the pass characteristics. At 900 MHz (f 0 ), the insertion loss is 0.3 dB, the second harmonic (2f 0 : 1800 MHz), and the third harmonic (3f 0 : 2700 MHz) attenuation is also 30 dB, which has a good low-pass filter characteristic. Thus, Example 3 also has excellent characteristics as a directional coupler having a low-pass filter function.

本発明の実施例によれば、積層型方向性結合器であって、ローパスフィルタ機能を有するものを非常に小型に構成することができた。また、方向性結合器の主線路とローパスフィルタのL素子とを共用化することにより、内部構造を簡単にすることができ、複合化を容易とし、しかも小型に構成することができた。   According to the embodiment of the present invention, a stacked directional coupler having a low-pass filter function can be configured in a very small size. In addition, by sharing the main line of the directional coupler and the L element of the low-pass filter, the internal structure can be simplified, the combination can be facilitated, and the size can be reduced.

本発明に係わる一実施例の内部パターン構造図である。It is an internal pattern structure figure of one Example concerning this invention. 本発明に係わる一実施例の斜視図である。It is a perspective view of one example concerning the present invention. 本発明に係わる一実施例の等価回路図である。1 is an equivalent circuit diagram of an embodiment according to the present invention. 従来技術の斜視図である。It is a perspective view of a prior art. 方向性結合器の使用例の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the usage example of a directional coupler. 本発明に係わる実施例2の内部パターン構造図である。It is an internal pattern structure figure of Example 2 concerning this invention. 本発明に係わる実施例1の結合特性のグラフである。It is a graph of the coupling | bonding characteristic of Example 1 concerning this invention. 本発明に係わる実施例1のアイソレーション特性のグラフである。It is a graph of the isolation characteristic of Example 1 concerning this invention. 本発明に係わる実施例1の通過特性のグラフである。It is a graph of the passage characteristic of Example 1 concerning the present invention. 本発明に係わる実施例2の結合特性のグラフである。It is a graph of the coupling | bonding characteristic of Example 2 concerning this invention. 本発明に係わる実施例2のアイソレーション特性のグラフである。It is a graph of the isolation characteristic of Example 2 concerning this invention. 本発明に係わる実施例2の通過特性のグラフである。It is a graph of the passage characteristic of Example 2 concerning the present invention. 本発明に係わる実施例3の内部パターン構造図である。It is an internal pattern structure figure of Example 3 concerning this invention. 本発明に係わる実施例3の結合特性のグラフである。It is a graph of the coupling | bonding characteristic of Example 3 concerning this invention. 本発明に係わる実施例3のアイソレーション特性のグラフである。It is a graph of the isolation characteristic of Example 3 concerning this invention. 本発明に係わる実施例3の通過特性のグラフである。It is a graph of the passage characteristic of Example 3 concerning the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 方向性結合器
2、7、9、15、20、23、26、30、33 アース電極用誘電体層
3、4、5、6、16、17、18、19、27、28、29 線路用誘電体層
8、24、25 保護用誘電体層
2a、15a、26a 第1のアース電極
3a、4a、5a、6a、16a、17a、18a、19a、27a、28a、29a ストリップライン電極
2b、3b、4b、5b、6b 外部電極
7a、20a、30a 第2のアース電極
9a、23a、33a 第3のアース電極
10a、11a、21a、22a、31a、32a 容量形成用電極

1 Directional coupler 2,7,9,15,20,23,26,30,33 Dielectric layer for earth electrode 3, 4, 5, 6, 16, 17, 18, 19, 27, 28, 29 Dielectric layers 8, 24, 25 Protective dielectric layers 2a, 15a, 26a First ground electrodes 3a, 4a, 5a, 6a, 16a, 17a, 18a, 19a, 27a, 28a, 29a Strip line electrode 2b, 3b, 4b, 5b, 6b External electrodes 7a, 20a, 30a Second ground electrodes 9a, 23a, 33a Third ground electrodes 10a, 11a, 21a, 22a, 31a, 32a Capacitance forming electrodes

Claims (3)

主線路と副線路で構成される方向性結合器に、前記主線路をL素子とし、前記主線路の両端を接地コンデンサでアース接続するとともに、前記主線路の両端間に他のコンデンサを並列接続してローパスフィルタを複合した積層型方向性結合器であって、
主線路を形成するコイル電極と副線路を形成するコイル電極が異なる誘電体層に形成され、アース電極に誘電体層を介して対向する第1の容量形成電極及び第2の容量形成電極で前記接地コンデンサを形成し、前記第1の容量形成電極と前記第2の容量形成電極を、誘電体層を介して対向させて前記主線路と並列に接続されるコンデンサを形成してなり、
前記主線路の両端部が積層型方向性結合器の第1の側面に引き出されて、それぞれが前記第1の側面に形成された第1の外部端子と接続し、前記副線路は前記第1の側面と対向する第2の側面に引き出されて、それぞれが前記第2の側面に形成された第2の外部端子と接続し、
前記第1の側面及び前記第2の側面には前記アース電極と接続する第3の外部電極を有し、前記第3の外部端子は、前記第1の側面に形成された第1の外部端子の間と、前記第2の側面に形成された第2の外部端子の間に形成されたことを特徴とする積層型方向性結合器。
To the directional coupler composed of the main line and the sub line, the main line is an L element, both ends of the main line are grounded with a ground capacitor, and another capacitor is connected in parallel between both ends of the main line. A laminated directional coupler combined with a low-pass filter,
The coil electrode forming the main line and the coil electrode forming the sub line are formed in different dielectric layers, and the first capacitance forming electrode and the second capacitance forming electrode facing the ground electrode through the dielectric layer Forming a ground capacitor, and forming a capacitor connected in parallel with the main line with the first capacitance forming electrode and the second capacitance forming electrode facing each other through a dielectric layer;
Both ends of the main line are drawn out to the first side surface of the multilayer directional coupler, and each is connected to a first external terminal formed on the first side surface, and the sub-line is connected to the first side surface. Each of which is pulled out to the second side surface opposite to the side surface of each of the first external terminal and the second external terminal formed on the second side surface,
The first side surface and the second side surface have a third external electrode connected to the ground electrode, and the third external terminal is a first external terminal formed on the first side surface. And a second external terminal formed on the second side surface of the laminated directional coupler.
前記積層型方向性結合器は複数のアース電極を有し、それぞれのアース電極が前記第3の外部電極と接続することを特徴とする請求項1に記載の積層型方向性結合器。   2. The stacked directional coupler according to claim 1, wherein the stacked directional coupler includes a plurality of ground electrodes, and each ground electrode is connected to the third external electrode. 第1のアース電極と第2のアース電極に挟まれた領域に前記主線路と前記副線路とを対向配置し、第1の容量形成電極及び第2の容量形成電極を前記第2のアース電極と第3のアース電極に挟まれた領域に配置して前記接地コンデンサを形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の積層型方向性結合器。   The main line and the sub line are arranged opposite to each other in a region sandwiched between the first ground electrode and the second ground electrode, and the first capacitance forming electrode and the second capacitance forming electrode are used as the second ground electrode. 3. The multilayer directional coupler according to claim 1, wherein the grounding capacitor is formed by being disposed in a region sandwiched between the first ground electrode and the third ground electrode.
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