[發明專利]定向耦合器

有效

• 申請號: 201310041422.9
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103247843A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 三岳幸生;桑島一
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

技術領域

本發明涉及一種定向耦合器，特別是涉及一種實現定向耦合器的小型低背化和良好的電氣特性的兩者的導體圖案的配置構造。

背景技術

具有使在傳送線路上傳輸的高頻電力分支或合流的功能的定向耦合器（Directional?Coupler/以下單單稱為“耦合器”），成為在構成手機或無線LAN通信裝置、藍牙（Bluetooth/注冊商標）標準的通信裝置等各種的無線通信設備的發送電路方面不可或缺的部件。

該耦合器是通過使在一端具有第一口且在另一端具有第二口的第一線路、與在一端具有第三口且在另一端具有第四口的第二線路相互接近而配置，從而使兩線路電磁場耦合的耦合器。

具備這樣的耦合線路部的耦合器例如能夠作為在通信設備的發送電路中監測發送信號的電平的檢測單元來使用。具體而言，在將發送信號放大的電力放大器（PA）與天線之間插入耦合器，使來自PA的發送信號通過耦合器的第一口（輸入口）而輸入至第一線路（主線路），從第二口（輸出口）輸出至天線側。此時，在第一線路傳送的發送信號的一部分通過與其電磁場耦合的第二線路（副線路）而被取出，從第三口（耦合口）作為監測信號被輸出至自動輸出控制電路（APC電路）。APC電路響應于該監測信號的電平（即發送信號的電平），控制PA的增益，以使PA的輸出成為一定。通過這樣的PA的反饋控制，能夠謀求發送輸出的穩定化。

另外，由于耦合器可以使高頻電力具有90°的相位差而分支、或者相反地合成具有90°的相位差的高頻電力，因此也可以將耦合器作為例如差動型功率放大器的輸入用分配器和輸出用合成器來使用。具體而言，從第一口輸入發送信號，通過將該發送信號各二分之一地分別從第二口與第三口具有90°的相位差地分支輸出，從而能夠作為差動型功率放大器的輸入用分配器來使用。另外，若使具有90°的相位差的高頻信號分別從第二口與第三口輸入，則能夠將這些具有90°的相位差的高頻信號合成而從第一口取出，因而可以作為差動型功率放大器的輸出用合成器來使用。

此外，作為公開這樣的耦合器的文獻，有下列專利文獻。

專利文獻1：日本特開2002-280810號公報

專利文獻2：日本特開平8-191206號公報

發明內容

然而，在構成耦合器的情況下，一般而言，若將第一線路與第二線路的長度設定為使用頻帶的四分之一波長左右，則能夠在該頻帶得到良好的特性。

然而，手機等的移動體無線設備中所主要使用的準微波帶的四分之一波長為數cm左右，在需要輕薄短小化的手機等的移動體無線設備所使用的耦合器具備該長度的耦合線路，從尺寸方面來看是不現實的。另外，若使用數cm以上的長耦合線路，則插入損耗變得非常大，對于移動體無線設備而言產生與電池壽命的大幅下降相關連的致命的不良狀況。因此，通常使用比使用頻帶的四分之一波長短的耦合線路的耦合器，但在這樣的耦合器中不容易得到理想的特性。

這里，作為形成耦合線路的方法，已知有如上述專利文獻1所記載的發明那樣通過在同一平面內（同一導體層內）使兩線路接近而平行地配置來進行耦合的方式（以下將這樣的耦合方式稱為“層內耦合”）、以及如上述專利文獻2所記載的發明那樣通過將第一線路與第二線路配置在彼此不同的導體層且以從平面看時相互重疊的方式配置來進行耦合的方式（以下將這樣的耦合方式稱為“層間耦合”），雖然層數變多，但是從能夠使兩線路的面彼此相對而耦合的層間耦合強化兩線路的耦合而得到良好的特性方面看是有利的。

圖35A～圖35O是表示通過這樣的層間耦合而形成了耦合線路的耦合器的構成例的圖。如這些圖所示，該耦合器（以下稱為“比較例”），使用具有第1層至第8層共計8層的導體層的層疊基板，在第3層與第6層經由通孔（以下單單稱為“通孔”）V1而分別螺旋狀地形成第一線路12，并且在第2層與第5層經由通孔V2分別螺旋狀地形成第二線路13，第3層（圖35E）的第一線路12與第2層（圖35C）的第二線路13以從平面看時重疊的方式配置而使這些線路12,13層間耦合，同樣地，第6層（圖35K）的第一線路12與第5層（圖35I）的第二線路13以從平面看時重疊的方式配置而使這些線路12,13層間耦合。