特許 7120177 方向性結合器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-08

(45)【発行日】2022-08-17

(54)【発明の名称】方向性結合器

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/18 20060101AFI20220809BHJP

【ＦＩ】

H01P5/18 J

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019142227

(22)【出願日】2019-08-01

(65)【公開番号】P2021027426

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2021-03-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100189430

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100190805

【弁理士】

【氏名又は名称】傍島 正朗

(72)【発明者】

【氏名】関 健太

(72)【発明者】

【氏名】重野 靖

(72)【発明者】

【氏名】▲徳▼田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】金 良守

(72)【発明者】

【氏名】清水 克也

(72)【発明者】

【氏名】大澤 一仁

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】実開平０５－０４１２０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５１５３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｐ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主線路と、
前記主線路と電磁気的に結合する第１副線路と、
前記主線路と電磁気的に結合し、前記第１副線路と長さが異なる第２副線路と、
前記主線路を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する結合端子と、
前記第１副線路と前記結合端子との接続、および、前記第２副線路と前記結合端子との接続を切り換える第１スイッチ回路と、
前記第１副線路および前記第２副線路の少なくとも一方を終端する終端回路と、
（１）前記第１副線路および前記第２副線路の少なくとも一方の一端と前記結合端子との接続かつ前記少なくとも一方の他端と前記終端回路との接続、および、（２）前記少なくとも一方の一端と前記終端回路との接続かつ前記少なくとも一方の他端と前記結合端子との接続、を切り換える第２スイッチ回路と、を備え、
前記第１スイッチ回路と前記第２スイッチ回路とは、同じ半導体ＩＣに内蔵されている、
方向性結合器。

【請求項2】

前記第１スイッチ回路は、複数のスイッチ素子を含み、
前記第２スイッチ回路は、前記複数のスイッチ素子を含む、
請求項１に記載の方向性結合器。

【請求項3】

前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路は、前記第１副線路および前記第２副線路の少なくとも一方において個別に設けられている、
請求項１に記載の方向性結合器。

【請求項4】

前記終端回路は、前記第１副線路および前記第２副線路のそれぞれに対して個別に設けられている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の方向性結合器。

【請求項5】

主線路と、
前記主線路と電磁気的に結合する第１副線路と、
前記主線路と電磁気的に結合する第２副線路と、
前記主線路を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する結合端子と、を備え、
前記第１副線路と前記第２副線路とは長さが異なり、
前記第１副線路と前記結合端子との接続、および、前記第２副線路と前記結合端子との接続が切り換わり、
さらに、
装荷回路と、
前記第１副線路が前記結合端子に接続されている場合には、前記第１副線路の一端と前記装荷回路とを非接続とし、前記第１副線路が前記結合端子に接続されていない場合には、前記第１副線路の一端と前記装荷回路とを接続する第３スイッチ回路と、を備え、
前記第１副線路の電気長と、前記第１副線路および前記装荷回路の合成回路の電気長とは、異なる、
方向性結合器。

【請求項6】

前記装荷回路は、前記第３スイッチ回路とグランドとの間に直列配置されたキャパシタである、
請求項５に記載の方向性結合器。

【請求項7】

主線路と、
前記主線路と電磁気的に結合する第１副線路と、
前記主線路と電磁気的に結合し、前記第１副線路と長さが異なる第２副線路と、
前記主線路を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する結合端子と、
前記第１副線路と前記結合端子との接続、および、前記第２副線路と前記結合端子との接続を切り換える第１スイッチ回路と、
一端が前記第１副線路の一端に接続された装荷線路と、を備え、
前記第１スイッチ回路は、
前記装荷線路と前記結合端子との間に設けられた第１シリーズスイッチと、
前記第１シリーズスイッチとグランドとの間に設けられた第１シャントスイッチと、を含み、
前記装荷線路の他端は前記第１シリーズスイッチに接続され、
前記第１副線路が前記結合端子に接続されている場合には、前記第１シリーズスイッチを導通状態とし、かつ、前記第１シャントスイッチを非導通状態とし、
前記第１副線路が前記結合端子に接続されていない場合には、前記第１シリーズスイッチを非導通状態とし、かつ、前記第１シャントスイッチを導通状態とする、
方向性結合器。

【請求項8】

主線路と、
前記主線路と電磁気的に結合する第１副線路と、
前記主線路と電磁気的に結合し、前記第１副線路と長さが異なる第２副線路と、
前記主線路を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する結合端子と、
前記第１副線路と前記結合端子との接続、および、前記第２副線路と前記結合端子との接続を切り換える第１スイッチ回路と、
前記第１副線路および前記第２副線路の少なくとも一方を終端する終端回路と、
（１）前記第１副線路および前記第２副線路の少なくとも一方の一端と前記結合端子との接続かつ前記少なくとも一方の他端と前記終端回路との接続、および、（２）前記少なくとも一方の一端と前記終端回路との接続かつ前記少なくとも一方の他端と前記結合端子との接続、を切り換える第２スイッチ回路と、
前記主線路との結合度が、前記主線路と前記第１副線路との結合度よりも小さい装荷線路と、を備え、
前記装荷線路の一端は前記第１副線路の一端および他端のうち少なくとも一方に接続され、
前記第２スイッチ回路は、
前記装荷線路と前記結合端子との間に設けられた第２シリーズスイッチと、
前記第２シリーズスイッチとグランドとの間に設けられた第２シャントスイッチと、を含み、
前記装荷線路の他端は前記第２シリーズスイッチに接続され、
前記第１副線路が前記結合端子に接続されている場合には、前記第２シリーズスイッチを導通状態とし、かつ、前記第２シャントスイッチを非導通状態とし、
前記第１副線路が前記結合端子に接続されていない場合には、前記第２シリーズスイッチを非導通状態とし、かつ、前記第２シャントスイッチを導通状態とする、
方向性結合器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、方向性結合器に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、入力端子から出力端子に向けて高周波を伝搬させる主線路と、当該主線路と電磁気的に結合する副線路と、を備えた方向性結合器が開示されている。副線路の一端には検波端子が接続され、他端には終端抵抗が接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２７６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来の方向性結合器では、例えば、低周波数帯で所望の結合度に調整すると、高周波数帯で上記所望の結合度以上となり主線路の挿入損失が不要に増大する。一方、高周波数帯で所望の結合度に調整すると、低周波数帯では結合度が不足する。つまり、従来の方向性結合器では、低周波数帯および高周波数帯を含む所定の周波数帯域にわたり安定した結合度および挿入損失を確保できないという問題がある。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、所定の周波数帯域にわたり安定した結合度および挿入損失を有する方向性結合器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る方向性結合器は、主線路と、前記主線路と電磁気的に結合する第１副線路と、前記主線路と電磁気的に結合する第２副線路と、前記主線路を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する結合端子と、を備え、前記第１副線路と前記第２副線路とは長さが異なり、前記第１副線路と前記結合端子との接続、および、前記第２副線路と前記結合端子との接続が切り換わる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、所定の周波数帯域にわたり安定した結合度および挿入損失を有する方向性結合器を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図2】実施の形態に係る方向性結合器の結合度および挿入損失の周波数特性を示すグラフである。

【図3】変形例１に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図4】変形例２に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図5】変形例３に係る方向性結合器の実装構成の一例を示す斜視図である。

【図6】実施の形態に係る方向性結合器のスイッチの構成の一例を示す回路図である。

【図7】変形例４に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図8】変形例５に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図9】変形例６に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図10】変形例７に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図11】変形例８に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図12】変形例９に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図13】変形例１０に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図14】変形例１１に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【図15】変形例１１に係る方向性結合器において、シリーズスイッチのオフ容量が装荷されない場合、および、オフ容量が装荷された場合の結合度および挿入損失を示すグラフである。

【図16】変形例１２に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態およびその変形例について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態およびその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態およびその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態およびその変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。

【0010】

（実施の形態）
［１．方向性結合器１の回路構成］
図１は、実施の形態に係る方向性結合器１の機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１は、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路１３と、終端回路１４と、を備える。主線路１０と副線路１１とは、互いに電磁気的に結合しており、主線路１０と副線路１２とは、互いに電磁気的に結合している。

【0011】

主線路１０の一端および他端は、それぞれ、入力ポート１１０（ＲＦｉｎ）および出力ポート１２０（ＲＦｏｕｔ）に接続されている。

【0012】

副線路１１は、第１副線路の一例であり、一端１１１および他端１１２を有している。また、副線路１２は、第２副線路の一例であり、一端１２１および他端１２２を有している。副線路１１と副線路１２とは、長さが異なる。副線路１１および１２の長さの定義については後述する。

【0013】

結合端子１３０は、主線路１０を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する端子である。具体的には、結合端子１３０は、主線路１０と電磁気的に結合する副線路１１および１２の一方を伝送する信号を、検波信号として出力する。

【0014】

終端回路１４は、スイッチ回路１３を介して副線路１１または１２に接続され、副線路１１または１２を終端させる回路である。なお、終端回路１４は、終端インピーダンスが可変する終端回路であってもよい。

【0015】

スイッチ回路１３は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅおよび１３ｆを有する。端子１３ａは結合端子１３０に接続され、端子１３ｂは終端回路１４に接続され、端子１３ｃは他端１１２に接続され、端子１３ｄは他端１２２に接続され、端子１３ｅは一端１２１に接続され、端子１３ｆは一端１１１に接続されている。また、端子１３ａは端子１３ｃ～１３ｆのいずれかと接続可能であり、端子１３ｂは端子１３ｃ～１３ｆのいずれかと接続可能である。逆に言えば、端子１３ｃは端子１３ａまたは１３ｂと接続可能であり、端子１３ｄは端子１３ａまたは１３ｂと接続可能であり、端子１３ｅは端子１３ａまたは１３ｂと接続可能であり、端子１３ｆは端子１３ａまたは１３ｂと接続可能である。

【0016】

例えば、端子１３ａと端子１３ｃとが接続され、端子１３ｂと端子１３ｆとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が結合端子１３０に接続され、副線路１１の一端１１１が終端回路１４に接続される。また、端子１３ａと端子１３ｆとが接続され、端子１３ｂと端子１３ｃとが接続されることで、副線路１１の一端１１１が結合端子１３０に接続され、副線路１１の他端１１２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路１３は、副線路１１の一端１１１および他端１１２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。従って、方向性結合器１は、スイッチ回路１３の切り換え動作に応じて、主線路１０を入力ポート１１０から出力ポート１２０に向かって伝送する信号（進行波）、および、主線路１０を出力ポート１２０から入力ポート１１０に向って伝送する信号（反射波）のいずれかを、結合端子１３０から検波信号として出力できる。また、このとき、端子１３ｄおよび１３ｅは、いずれの端子とも接続されないことにより、副線路１１および１２のうち、副線路１１が結合端子１３０に接続される。

【0017】

また、例えば、端子１３ａと端子１３ｄとが接続され、端子１３ｂと端子１３ｅとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が結合端子１３０に接続され、副線路１２の一端１２１が終端回路１４に接続される。また、端子１３ａと端子１３ｅとが接続され、端子１３ｂと端子１３ｄとが接続されることで、副線路１２の一端１２１が結合端子１３０に接続され、副線路１２の他端１２２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路１３は、副線路１２の一端１２１および他端１２２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。また、このとき、端子１３ｃおよび１３ｆは、いずれの端子とも接続されないことにより、副線路１１および１２のうち、副線路１２が結合端子１３０に接続される。

【0018】

上記接続構成によれば、スイッチ回路１３は、結合端子１３０と接続される副線路を選択する第１スイッチ回路として機能する。さらに、スイッチ回路１３は、副線路１１および１２の少なくとも一方の方向性（進行波および反射波のうちいずれの信号を出力するか）を切り換える第２スイッチ回路としても機能する。

【0019】

なお、本実施の形態に係る方向性結合器１において、副線路１１と副線路１２とは、主線路１０を挟んで配置されている。これによれば、副線路１１と副線路１２との距離を確保できるので、副線路１１と副線路１２とのアイソレーションを向上させることが可能となる。

【0020】

ここで、副線路の長さについて定義しておく。副線路の長さとは、以下で定義される副線路の一端から副線路の他端まで延びる配線導体の長さを指す。

【0021】

副線路は、主線路に沿って設けられ、当該主線路との第１距離が略一定の第１区間に配置された配線導体と定義される。このとき、第１区間の両側に位置する第２区間の配線導体は、主線路との距離が第１距離よりも大きい第２距離であり、副線路の一端および他端は、配線導体の主線路までの距離が第１距離から第２距離へ変化する地点である。

【0022】

あるいは、副線路は、主線路に沿って設けられ、線幅が略一定の第１幅を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。このとき、第１区間の両側に位置する第２区間の配線導体の線幅は、第１幅とは異なる第２幅であり、副線路の一端および他端は、配線導体の線幅が第１幅から第２幅へ変化する地点である。

【0023】

あるいは、副線路は、主線路に沿って設けられ、膜厚が略一定の第１膜厚を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。このとき、第１区間の両側に位置する第２区間の配線導体の膜厚は、第１膜厚とは異なる第２膜厚であり、副線路の一端および他端は、配線導体の膜厚が第１膜厚から第２膜厚へ変化する地点である。

【0024】

あるいは、副線路は、主線路に沿って設けられ、主線路との結合度が略一定の第１結合度を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。このとき、第１区間の両側に位置する第２区間の配線導体の結合度は、第１結合度よりも小さい第２結合度であり、副線路の一端および他端は、配線導体の結合度が第１結合度から第２結合度へ変化する地点である。

【0025】

［２．方向性結合器１の周波数特性］
図２は、実施の形態に係る方向性結合器１の結合度および挿入損失の周波数特性を示すグラフである。図２の（ａ）には、副線路１１および１２の結合度の周波数特性が示され、図２の（ｂ）には、副線路１１または１２が選択された場合の主線路１０の挿入損失の周波数特性が示されている。

【0026】

図２の（ａ）に示すように、副線路１２が選択される場合には、２ＧＨｚ付近で約２４ｄＢの結合度を得ている。一方、副線路１１が選択される場合には、９００ＭＨｚ付近で約２４ｄＢの結合度を得ている。

【0027】

また、図２の（ｂ）に示すように、副線路１１が選択される場合には、主線路１０の２ＧＨｚ付近での挿入損失は約０．１２ｄＢであるが、副線路１２が選択される場合には、主線路１０の２ＧＨｚ付近での挿入損失を約０．０５ｄＢに低減できる。また、副線路１１が選択される場合には、主線路１０の９００ＭＨｚ付近での挿入損失は約０．０４ｄＢとなる。

【0028】

図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、副線路１１および１２の長さが異なることにより、副線路１１および１２の結合度の周波数依存性が異なる。また、副線路１１および１２の選択により、主線路１０の挿入損失の周波数特性が異なる。

【0029】

この周波数特性を利用して、例えば、１．０ＧＨｚよりも低周波数側の帯域（１．０ＧＨｚ未満の周波数帯域）では、スイッチ回路１３において、端子１３ａと端子１３ｃとを接続し、端子１３ｂと端子１３ｆとを接続することにより、副線路１１と結合端子１３０とを接続する。また、１．０ＧＨｚよりも高周波数側の帯域（１．０ＧＨｚ以上の周波数帯域）では、スイッチ回路１３において、端子１３ａと端子１３ｄとを接続し、端子１３ｂと端子１３ｅとを接続することにより、副線路１２と結合端子１３０とを接続する。

【0030】

これによれば、副線路１１および１２のうち、高周波数側の帯域で副線路１２を選択することで、不要に大きな結合度となることを抑制できるので、主線路１０の挿入損失を低減できる。また、低周波数側の帯域で副線路１１を選択することで、結合度の低下を抑制しつつ、主線路１０の挿入損失を低く維持できる。つまり、所望の周波数帯において、所望の結合度を、主線路１０の挿入損失を不要に増大させることなく実現することが可能となる。

【0031】

さらに、スイッチ回路１３の接続形態により、非選択の副線路を結合端子１３０および終端回路１４に接続しないことで、挿入損失の増大を抑制できる。特に、非選択の副線路をスイッチの開放により切り離すことで、挿入損失の増大を最小限とすることが可能となる。

【0032】

よって、低周波数側の帯域および高周波数側の帯域を含む所定の周波数帯域にわたり、安定した結合度および挿入損失を有する方向性結合器１を提供することが可能となる。

【0033】

［３．方向性結合器１Ａの回路構成］
図３は、変形例１に係る方向性結合器１Ａの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ａは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路１３と、終端回路１４と、を備える。主線路１０と副線路１１とは、互いに電磁気的に結合しており、主線路１０と副線路１２とは、互いに電磁気的に結合している。本変形例に係る方向性結合器１Ａは、実施の形態に係る方向性結合器１と比較して、副線路１１および１２の配置関係のみが異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ａについて、実施の形態に係る方向性結合器１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0034】

副線路１１と副線路１２とは、主線路１０に対して同じ側に配置されている。これによれば、副線路１１から結合端子１３０までの配線と副線路１２から結合端子１３０までの配線とを、主線路１０に対して同じ側に配置できるので、配線長を短縮できる。

【0035】

よって、低周波数側の帯域および高周波数側の帯域を含む所定の周波数帯域にわたり、安定した結合度および挿入損失を有する小型の方向性結合器１Ａを提供することが可能となる。

【0036】

［４．方向性結合器１Ｂの回路構成］
図４は、変形例２に係る方向性結合器１Ｂの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｂは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路２１および２２と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｂは、実施の形態に係る方向性結合器１と比較して、スイッチ回路２１および２２の構成が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｂについて、実施の形態に係る方向性結合器１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0037】

スイッチ回路２１は、第１スイッチ回路の一例であり、端子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅおよび２１ｆを有する。スイッチ回路２２は、第２スイッチ回路の一例であり、端子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅおよび２２ｆを有する。

【0038】

端子２１ａは端子２２ａに接続され、端子２１ｂは端子２２ｂに接続されている。また、端子２１ｃは他端１１２に接続され、端子２１ｄは他端１２２に接続され、端子２１ｅは一端１２１に接続され、端子２１ｆは一端１１１に接続されている。また、端子２２ｃおよび２２ｅは結合端子１３０に接続され、端子２２ｄおよび２２ｆは終端回路１４に接続されている。また、端子２１ａは端子２１ｃおよび２１ｄと接続可能であり、端子２１ｂは端子２１ｅおよび２１ｆと接続可能である。また、端子２２ａは端子２２ｃおよび２２ｄと接続可能であり、端子２２ｂは端子２２ｅおよび２２ｆと接続可能である。

【0039】

例えば、端子２１ａと端子２１ｃとが接続され、端子２１ｂと端子２１ｆとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が端子２２ａに接続され、副線路１１の一端１１１が端子２２ｂに接続される。また、端子２１ａと端子２１ｄとが接続され、端子２１ｂと端子２１ｅとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が端子２２ａに接続され、副線路１２の一端１２１が端子２２ｂに接続される。つまり、スイッチ回路２１は、副線路１１とスイッチ回路２２との接続、および、副線路１２とスイッチ回路２２との接続を切り換える。つまり、スイッチ回路２１は、結合端子１３０と接続される副線路を選択する第１スイッチ回路として機能する。また、このとき、端子２１ｄおよび２１ｅは、いずれの端子とも接続されないことにより、主線路１０の挿入損失の増加をより抑制できる。

【0040】

また、例えば、端子２２ａと端子２２ｃとが接続され、端子２２ｂと端子２２ｆとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が結合端子１３０に接続され、副線路１１の一端１１１が終端回路１４に接続される。また、端子２２ａと端子２２ｄとが接続され、端子２２ｂと端子２２ｅとが接続されることで、副線路１１の一端１１１が結合端子１３０に接続され、副線路１１の他端１１２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２２は、副線路１１の一端１１１および他端１１２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。つまり、スイッチ回路２２は、副線路１１および１２の少なくとも一方の方向性を切り換える第２スイッチ回路として機能する。これにより方向性結合器１Ｂは、双方向の（進行波および反射波双方の）検波が可能となる。

【0041】

つまり、本変形例に係る方向性結合器１Ｂは、副線路を選択するスイッチ回路２１（第１スイッチ回路）と、方向性を切り換えるスイッチ回路２２（第２スイッチ回路）とを独立させた回路構成を有している。これにより、副線路選択の制御と、方向性切り換えの制御とを独立して実行できるので、制御プログラムの構成を平易化できる。

【0042】

［５．方向性結合器１Ｃの実装構成］
図５は、変形例３に係る方向性結合器１Ｃの実装構成の一例を示す斜視図である。本変形例に係る方向性結合器１Ｃは、実施の形態に係る方向性結合器１と回路構成が同じであり、具体的な実装構成が開示されている点が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｃについて、実施の形態に係る方向性結合器１と同じ回路構成については説明を省略し、実装構成を中心に説明する。

【0043】

方向性結合器１Ｃは、実装基板３２と、半導体ＩＣ３３と、樹脂部材３４とで構成されている。

【0044】

実装基板３２は、例えば、導体パターンが形成された複数の層で構成された多層基板であり、層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄおよび３２ｅを含む。層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄおよび３２ｅは、この順で積層されている。

【0045】

実装基板３２としては、例えば、樹脂系のプリント基板が用いられ、実装基板３２を構成する誘電体としては、ＢＴレジン、エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー樹脂、およびポリイミド樹脂などの単体、または、これらとガラス繊維および他のフィラーとともに用いられる。また、実装基板３２としては、例えば、ガラスセラミック基板も用いられる。実装基板３２の導体パターンとしては銅箔、銅あるいは銀の厚膜、または銅、銀および他の金属との合金膜や複合膜が用いられる。

【0046】

層３２ａの裏面（半導体ＩＣ３３側とは反対の面）側には、入力ポート１１０および出力ポート１２０である外部接続電極が形成されている。層３２ｂには、副線路１１に相当する導体配線が形成されている。層３２ｃには、主線路１０に相当する導体配線が形成されている。層３２ｄには、副線路１２に相当する導体配線が形成されている。層３２ｅには、副線路１１または１２に接続された端子３２１、３２２、３２３および３２４が配置されている。

【0047】

層３２ｂに配置された副線路１１の一端１１１は、ビア導体を介して層３２ｅに配置された端子３２１に接続され、他端１１２は、ビア導体を介して層３２ｅに配置された端子３２２に接続されている。層３２ｃに配置された主線路１０の一端は、ビア導体を介して層３２ａに配置された入力ポート１１０に接続され、主線路１０の他端は、ビア導体を介して層３２ａに配置された出力ポート１２０に接続されている。層３２ｄに配置された副線路１２の一端１２１は、ビア導体を介して層３２ｅに配置された端子３２４に接続され、他端１２２は、ビア導体を介して層３２ｅに配置された端子３２３に接続されている。このように、方向性結合器１Ｃが複数の層からなる積層体を含んで構成される場合、副線路１１、１２の一端および他端はそれぞれ、層間を結ぶビア導体と接続される部分と定義されてもよい。

【0048】

主線路１０と副線路１１とは、層３２ａ～３２ｅの積層方向から見て、少なくとも一部重複している。また、主線路１０と副線路１２とは、上記積層方向から見て、少なくとも一部重複している。ここで、副線路１１と副線路１２とは、長さが異なるので、主線路１０に対する副線路１１の結合度と、主線路１０に対する副線路１２の結合度とが異なる。

【0049】

半導体ＩＣ３３は、スイッチ回路１３およびスイッチ回路１３の導通および非導通を制御する制御回路を内蔵し、実装基板３２上に実装されている。半導体ＩＣ３３の裏面側（実装基板３２側）には、端子３２１～３２４と接続される端子１３ｃ～１３ｆが配置されている。半導体ＩＣ３３は、例えば、はんだバンプで実装基板３２にフリップチップ実装され、樹脂部材３４で覆われている。樹脂部材３４は、例えば、エポキシ系樹脂であり、半導体ＩＣ３３はトランスファーモールドされる。なお、樹脂部材３４として、アンダーフィル樹脂を併用してもよい。また、樹脂部材３４の天面と側面の少なくとも一部に金属シールド膜３１が形成されていてもよい。

【0050】

終端回路１４は、実装基板３２内の導体パターンで形成されていてもよいし、実装基板３２上に実装されたチップ状のインダクタおよびコンデンサで形成されていてもよい。終端回路１４が可変型の終端回路である場合には、可変シャント抵抗器、可変シャントキャパシタ、および可変インダクタと抵抗素子とが直列接続されたシャント回路、の３種類のうち必要なものが並列接続された構成であってもよい。なお、可変動作は、トランジスタを用いたスイッチで、所望の回路要素を接続または切断することで実行される。

【0051】

なお、主線路１０、副線路１１および１２は、実装基板３２にではなく、半導体ＩＣ３３内部に形成されていてもよい。

【0052】

上記の実装構成によれば、実装基板３２に、主線路１０、副線路１１および１２を内蔵することで、実装基板３２内のスペースを有効活用できるようになる。また、半導体ＩＣ３３内にはこれらの線路を設けないので、半導体ＩＣ３３をより小型化できる。また、高出力の高周波信号に対して線形性の良い実装基板３２内のみに主線路１０が配設され、半導体ＩＣ３３が高出力の信号を伝送することを回避できるので、主線路１０を伝送する高周波信号の歪を最小限とすることができ、半導体ＩＣ３３のたわみや熱応力などに対する実装信頼性を高くすることが可能となる。また、主線路１０は実装基板３２内に配置され、半導体ＩＣ３３への接続がないため、半導体ＩＣ３３を流れる信号が切断される恐れが低くなるため、信頼性を高くすることができる。

【0053】

また、主線路１０、副線路１１および１２の線幅などの加工精度は、半導体ＩＣ３３内にこれらの線路を設けた場合と比較して、低くなりやすく特性ばらつきが起こりやすいが、可変型の終端回路１４などを設けて調整可能とすることで、方向性などの特性ばらつきの発生を抑制できる。

【0054】

図６は、実施の形態に係る方向性結合器１のスイッチの構成の一例を示す回路図である。方向性結合器１のスイッチ回路１３は、複数のスイッチで構成されており、図６に示されたスイッチ２００は、例えば、スイッチ回路１３を構成する複数のスイッチの１つを例示したものである。

【0055】

図６に示すように、スイッチ２００は、スイッチ素子２１１、２１２および２１３で構成されている。スイッチ素子２１１、２１２および２１３のそれぞれは、図６の下段に示すように、複数のトランジスタが多段接続された構成となっている。トランジスタの多段接続数は、必要とされる耐電圧により決定される。各スイッチ素子の導通および非導通は、抵抗素子を介してゲート端子へ印加される制御電圧により制御される。また、直流信号および交流信号の通過特性を補償すべく、各トランジスタにキャパシタおよび抵抗素子が適宜接続される。

【0056】

本実施の形態に係るスイッチ回路では、良好なアイソレーション特性を確保すべく、２つの直列接続されたスイッチ素子２１１および２１２と、スイッチ素子２１１および２１２の接続ノードとグランドとの間に接続されたスイッチ素子２１３とで構成される。つまり、スイッチ２００は、シリーズ／シャント／シリーズのＴ型スイッチを構成している。

【0057】

例えば、スイッチ２００を非導通状態とする場合、スイッチ素子２１１および２１２を非導通とし、スイッチ素子２１３を導通状態とすることにより、スイッチ２００のアイソレーション特性を向上できる。

【0058】

また、スイッチ２００を非導通状態とする場合、スイッチ素子２１１および２１２を非導通とし、スイッチ素子２１３も非導通状態とすることにより、スイッチ２００の挿入損失の増加を抑制できる。

【0059】

なお、本実施の形態に係るスイッチ回路を構成するスイッチは、シリーズ／シャントまたはシャント／シリーズのＬ型スイッチであってもよい。

【0060】

［６．方向性結合器１Ｄの回路構成］
図７は、変形例４に係る方向性結合器１Ｄの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｄは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路２１、２３および２４と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｄは、変形例２に係る方向性結合器１Ｂと比較して、スイッチ回路２３および２４の構成が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｄについて、変形例２に係る方向性結合器１Ｂと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0061】

スイッチ回路２１は、第１スイッチ回路の一例であり、端子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅおよび２１ｆを有する。スイッチ回路２３は、第２スイッチ回路の一例であり、端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅおよび２３ｆを有する。スイッチ回路２４は、第２スイッチ回路の一例であり、端子２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅおよび２４ｆを有する。

【0062】

端子２１ａは結合端子１３０に接続され、端子２１ｂは終端回路１４に接続されている。また、端子２１ｃは端子２４ｃおよび２４ｅに接続され、端子２１ｄは端子２３ｄおよび２３ｆに接続され、端子２１ｅは端子２３ｃおよび２３ｅに接続され、端子２１ｆは端子２４ｄおよび２４ｆに接続されている。また、端子２３ａは他端１２２に接続され、端子２３ｂは一端１２１に接続されている。また、端子２４ａは他端１１２に接続され、端子２４ｂは一端１１１に接続されている。また、端子２１ａは端子２１ｃおよび２１ｄと接続可能であり、端子２１ｂは端子２１ｅおよび２１ｆと接続可能である。また、端子２３ａは端子２３ｃおよび２３ｄと接続可能であり、端子２３ｂは端子２３ｅおよび２３ｆと接続可能である。また、端子２４ａは端子２４ｃおよび２４ｄと接続可能であり、端子２４ｂは端子２４ｅおよび２４ｆと接続可能である。

【0063】

例えば、端子２３ａと端子２３ｃとが接続され、端子２３ｂと端子２３ｆとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が端子２１ｅを介して終端回路１４に接続され、副線路１２の一端１２１が端子２１ｄを介して結合端子１３０に接続される。また、端子２３ａと端子２３ｄとが接続され、端子２３ｂと端子２３ｅとが接続されることで、副線路１２の一端１２１が端子２１ｅを介して終端回路１４に接続され、副線路１２の他端１２２が端子２１ｄを介して結合端子１３０に接続される。つまり、スイッチ回路２３は、副線路１２の一端１２１および他端１２２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。つまり、スイッチ回路２３は、副線路１２の方向性を切り換える第２スイッチ回路として機能する。これにより方向性結合器１Ｄは、双方向の検波が可能となる。

【0064】

また、例えば、端子２４ａと端子２４ｃとが接続され、端子２４ｂと端子２４ｆとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が端子２１ｃを介して結合端子１３０に接続され、副線路１１の一端１１１が端子２１ｆを介して終端回路１４に接続される。また、端子２４ａと端子２４ｄとが接続され、端子２４ｂと端子２４ｅとが接続されることで、副線路１１の一端１１１が端子２１ｃを介して結合端子１３０に接続され、副線路１１の他端１１２が端子２１ｆを介して終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２４は、副線路１１の一端１１１および他端１１２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。つまり、スイッチ回路２４は、副線路１１の方向性を切り換える第２スイッチ回路として機能する。これにより方向性結合器１Ｄは、双方向の検波が可能となる。

【0065】

つまり、本変形例に係る方向性結合器１Ｄは、副線路１２の方向性を切り換えるスイッチ回路２３（第２スイッチ回路）と、副線路１１の方向性を切り換えるスイッチ回路２４（第２スイッチ回路）とを独立させた回路構成を有している。言い換えれば、副線路１１に対して、スイッチ回路２１とスイッチ回路２４とを個別に設けており、かつ、副線路１２に対して、スイッチ回路２１とスイッチ回路２３とを個別に設けている。これにより、選択されない副線路は、方向性切り換え用スイッチ（第２スイッチ回路）と、副線路選択用スイッチ（第１スイッチ回路）との２段階で、結合端子１３０と切り離される。このため、選択されない副線路からの不要信号を、高アイソレーションにより遮断できる。なお、図７の接続例では、選択されない副線路１２が、スイッチ回路２３および２１の２段階により高アイソレーションで切り離されている。

【0066】

なお、方向性結合器１Ｄにおいては、スイッチ回路２３、２４をそれぞれ独立させた回路構成とすることで第１スイッチ回路と第２スイッチ回路とを副線路１１、１２に対して個別に設けているが、第１スイッチ回路をそれぞれ独立させた回路構成とすることで第１スイッチ回路と第２スイッチ回路とを副線路１１、１２に対して個別に設けてもよい。また、第１スイッチ回路と第２スイッチ回路との双方をそれぞれ独立させた回路構成とすることで、第１スイッチ回路と第２スイッチ回路とを副線路１１、１２に対して個別に設けてもよい。

【0067】

［７．方向性結合器１Ｅの回路構成］
図８は、変形例５に係る方向性結合器１Ｅの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｅは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路２５および２６と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｅは、変形例２に係る方向性結合器１Ｂと比較して、スイッチ回路２５および２６の構成が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｅについて、変形例２に係る方向性結合器１Ｂと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0068】

スイッチ回路２５は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅおよび２５ｆを有する。端子２５ａは他端１２２に接続され、端子２５ｂは一端１２１に接続され、端子２５ｃおよび２５ｅは結合端子１３０に接続され、端子２５ｄおよび２５ｆは終端回路１４に接続されている。また、端子２５ａは端子２５ｃおよび２５ｄと接続可能であり、端子２５ｂは端子２５ｅおよび２５ｆと接続可能である。

【0069】

例えば、端子２５ａと端子２５ｃとが接続され、端子２５ｂと端子２５ｆとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が結合端子１３０に接続され、副線路１２の一端１２１が終端回路１４に接続される。また、端子２５ａと端子２５ｄとが接続され、端子２５ｂと端子２５ｅとが接続されることで、副線路１２の一端１２１が結合端子１３０に接続され、副線路１２の他端１２２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２５は、副線路１２の一端１２１および他端１２２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0070】

上記接続構成によれば、スイッチ回路２５は、結合端子１３０と副線路１２との接続および非接続を切り換える第１スイッチ回路として機能し、かつ、副線路１２の方向性を切り換える第２スイッチ回路としても機能する。

【0071】

スイッチ回路２６は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅおよび２６ｆを有する。端子２６ａは他端１１２に接続され、端子２６ｂは一端１１１に接続され、端子２６ｃおよび２６ｅは結合端子１３０に接続され、端子２６ｄおよび２６ｆは終端回路１４に接続されている。また、端子２６ａは端子２６ｃおよび２６ｄと接続可能であり、端子２６ｂは端子２６ｅおよび２６ｆと接続可能である。

【0072】

例えば、図８に示すように、端子２６ａと端子２６ｃとが接続され、端子２６ｂと端子２６ｆとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が結合端子１３０に接続され、副線路１１の一端１１１が終端回路１４に接続される。また、端子２６ａと端子２６ｄとが接続され、端子２６ｂと端子２６ｅとが接続されることで、副線路１１の一端１１１が結合端子１３０に接続され、副線路１１の他端１１２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２６は、副線路１１の一端１１１および他端１１２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0073】

上記接続構成によれば、スイッチ回路２６は、結合端子１３０と副線路１１との接続および非接続を切り換える第１スイッチ回路として機能し、かつ、副線路１１の方向性を切り換える第２スイッチ回路としても機能する。

【0074】

これによれば、スイッチ回路２５および２６のそれぞれが、方向性切り換え用スイッチ（第２スイッチ回路）と副線路選択用スイッチ（第１スイッチ回路）とを兼用するので、スイッチ回路の規模を小さくできる。

【0075】

［８．方向性結合器１Ｆの回路構成］
図９は、変形例６に係る方向性結合器１Ｆの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｆは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路２５、２６および２７と、終端回路１５および１６と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｆは、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと比較して、終端回路１５および１６、ならびにスイッチ回路２７の構成が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｆについて、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0076】

終端回路１５は、スイッチ回路２５を介して副線路１２に接続され、副線路１２を終端させる回路である。なお、終端回路１５は、終端インピーダンスが可変する終端回路であってもよい。終端回路１６は、スイッチ回路２６を介して副線路１１に接続され、副線路１１を終端させる回路である。なお、終端回路１６は、終端インピーダンスが可変する終端回路であってもよい。

【0077】

スイッチ回路２７は、端子２７ａ、２７ｂおよび２７ｃを有し、結合端子１３０と副線路１１との接続、および、結合端子１３０と副線路１２との接続を切り換える。

【0078】

端子２７ｃは端子２５ｃおよび２５ｅに接続され、端子２７ｂは端子２６ｃおよび２６ｅに接続され、端子２７ａは結合端子１３０に接続されている。

【0079】

これによれば、選択されない副線路は、スイッチ回路２５または２６と、スイッチ回路２７との２段階で、結合端子１３０と切り離される。このため、選択されない副線路からの不要信号を、高アイソレーションにより遮断できる。なお、図９の接続例では、選択されない副線路１２が、スイッチ回路２５および２７の２段階により高アイソレーションで切り離されている。

【0080】

また、終端回路１５および１６を、一旦調整すれば、副線路１１および１２の選択を切換えても、その都度、終端回路を再調整しなくてもよいので、終端制御を簡素化できる。さらに、高速に副線路を時分割切り換えしても終端回路器の損失負荷を軽減および分散できる。

【0081】

［９．方向性結合器１Ｇの回路構成］
図１０は、変形例７に係る方向性結合器１Ｇの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｇは、主線路１０と、副線路１１、１２および８３と、結合端子１３０と、スイッチ回路２５、２６および２８と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｇは、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと比較して、副線路８３およびスイッチ回路２８が付加されている点が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｇについて、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0082】

副線路８３は、一端１３１および他端１３２を有している。主線路１０と副線路８３とは、互いに電磁気的に結合している。副線路１１と副線路１２と副線路８３とは、長さが異なる。本変形例では、副線路１１は副線路１２よりも長く、副線路１２は副線路８３よりも長い。

【0083】

また、本変形例では、副線路１１と副線路１２とは、主線路１０を挟んで配置されている。また、副線路１１と副線路８３とは、主線路１０を挟んで配置されている。つまり、副線路１２と副線路８３とは、主線路１０に対して同じ側に配置されている。なお、副線路１１、１２および８３の主線路１０に対する配置に対しては、これに限られない。

【0084】

スイッチ回路２８は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、端子２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅおよび２８ｆを有する。端子２８ａは他端１３２に接続され、端子２８ｂは一端１３１に接続され、端子２８ｃおよび２８ｅは結合端子１３０に接続され、端子２８ｄおよび２８ｆは終端回路１４に接続されている。また、端子２８ａは端子２８ｃおよび２８ｄと接続可能であり、端子２８ｂは端子２８ｅおよび２８ｆと接続可能である。

【0085】

例えば、端子２８ａと端子２８ｃとが接続され、端子２８ｂと端子２８ｆとが接続されることで、副線路８３の他端１３２が結合端子１３０に接続され、副線路８３の一端１３１が終端回路１４に接続される。また、端子２８ａと端子２８ｄとが接続され、端子２８ｂと端子２８ｅとが接続されることで、副線路８３の一端１３１が結合端子１３０に接続され、副線路８３の他端１３２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２８は、副線路８３の一端１３１および他端１３２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0086】

上記接続構成によれば、スイッチ回路２８は、結合端子１３０と副線路８３との接続および非接続を切り換える第１スイッチ回路として機能し、かつ、副線路８３の方向性を切り換える第２スイッチ回路としても機能する。

【0087】

本変形例に係る方向性結合器１Ｇは、例えば、副線路８３を高周波数帯域、副線路１２を中周波数帯域、副線路１１を低周波数帯域に適用することができる。

【0088】

スイッチ回路２５、２６および２８のそれぞれが、方向性切り換え用スイッチ（第２スイッチ回路）と副線路選択用スイッチ（第１スイッチ回路）とを兼用するので、スイッチ回路の規模を小さくしつつ、高周波数帯域、中周波数帯域、および低周波数帯域を含む広帯域において所望の結合度範囲と低い挿入損失を維持できる。

【0089】

［１０．方向性結合器１Ｈの回路構成］
図１１は、変形例８に係る方向性結合器１Ｈの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｈは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路２９と、終端回路１４と、可変整合回路１７と、可変減衰回路１８と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｈは、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと比較して、スイッチ回路２９の構成、ならびに、可変整合回路１７および可変減衰回路１８が付加されている点が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｈについて、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0090】

スイッチ回路２９は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、端子２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ、２９ｈ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｍおよび２９ｎを有する。端子２９ａは他端１１２に接続され、端子２９ｂは他端１２２に接続され、端子２９ｃは一端１２１に接続され、端子２９ｄは一端１１１に接続されている。また、端子２９ｅ、２９ｇ、２９ｊおよび２９ｍは可変整合回路１７および可変減衰回路１８を介して結合端子１３０に接続され、端子２９ｆ、２９ｈ、２９ｋおよび２９ｎは終端回路１４に接続されている。また、端子２９ａは端子２９ｅおよび２９ｆと接続可能であり、端子２９ｂは端子２９ｇおよび２９ｈと接続可能であり、端子２９ｃは端子２９ｊおよび２９ｋと接続可能であり、端子２９ｄは端子２９ｍおよび２９ｎと接続可能である。

【0091】

例えば、図１１に示すように、端子２９ａと端子２９ｅとが接続され、端子２９ｄと端子２９ｎとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が可変整合回路１７および可変減衰回路１８を介して結合端子１３０に接続され、副線路１１の一端１１１が終端回路１４に接続される。また、例えば、端子２９ａと端子２９ｆとが接続され、端子２９ｄと端子２９ｍとが接続されることで、副線路１１の一端１１１が可変整合回路１７および可変減衰回路１８を介して結合端子１３０に接続され、副線路１１の他端１１２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２９は、副線路１１の一端１１１および他端１１２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0092】

また、例えば、端子２９ｂと端子２９ｇとが接続され、端子２９ｃと端子２９ｋとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が可変整合回路１７および可変減衰回路１８を介して結合端子１３０に接続され、副線路１２の一端１２１が終端回路１４に接続される。また、例えば、端子２９ｂと端子２９ｈとが接続され、端子２９ｃと端子２９ｊとが接続されることで、副線路１２の一端１２１が可変整合回路１７および可変減衰回路１８を介して結合端子１３０に接続され、副線路１２の他端１２２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路２９は、副線路１２の一端１２１および他端１２２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0093】

さらに、スイッチ回路２９は、副線路１１と結合端子１３０との接続、および、副線路１２と結合端子１３０との接続を切り換える。

【0094】

可変整合回路１７は、結合端子１３０とスイッチ回路２９との間に配置されている。可変整合回路１７は、例えば、インダクタおよびキャパシタなどの受動素子ならびにスイッチで構成されている。可変整合回路１７は、検波したい周波数帯域に応じて、インピーダンスおよび位相などを可変することで、可変整合回路１７からスイッチ回路２９側を見たインピーダンスと、可変整合回路１７から結合端子１３０側を見たインピーダンスとを整合させることが可能である。

【0095】

可変減衰回路１８は、可変整合回路１７と結合端子１３０との間に接続されている。可変減衰回路１８の減衰率を調整することで、検波対象の周波数帯域に応じて変化する検波信号の大きさを平準化し、検波精度を安定化できる。

【0096】

上記構成によれば、検波対象の周波数ポイントに対しても、進行および反射の方向に対しても、副線路１１および１２を切り換え、また可変減衰回路１８を適切に調整することで、所望の結合度を得ることができる。また、検波対象の周波数ポイントに対しても、進行および反射の方向に対しても、終端回路１４と可変整合回路１７とを適切に調整することで、所望の方向性を得ることができる。

【0097】

なお、副線路１１および１２と結合端子１３０との間に、可変フィルタが配置されていてもよい。

【0098】

［１１．方向性結合器１Ｊの回路構成］
図１２は、変形例９に係る方向性結合器１Ｊの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｊは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路４１および４２と、装荷回路５１、５２、５３および５４と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｊは、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと比較して、スイッチ回路４１および４２の構成、ならびに、装荷回路５１～５４が付加されている点が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｊについて、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0099】

装荷回路５１は、スイッチ回路４１とグランドとの間に配置され、副線路１１に接続されることで、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷回路５１との合成回路の電気長を長くするための回路である。装荷回路５２は、スイッチ回路４１とグランドとの間に配置され、副線路１１に接続されることで、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷回路５２との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0100】

装荷回路５３は、スイッチ回路４２とグランドとの間に配置され、副線路１２に接続されることで、副線路１２の電気長に対して、副線路１２と装荷回路５３との合成回路の電気長を長くするための回路である。装荷回路５４は、スイッチ回路４２とグランドとの間に配置され、副線路１２に接続されることで、副線路１２の電気長に対して、副線路１２と装荷回路５４との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0101】

スイッチ回路４１は、第１スイッチ回路の一例であり、かつ第２スイッチ回路の一例であり、かつ第３スイッチ回路の一例であり、端子４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび４１ｈを有する。端子４１ａは他端１１２に接続され、端子４１ｂは一端１１１に接続され、端子４１ｃは装荷回路５２に接続され、端子４１ｄおよび４１ｆは結合端子１３０に接続され、端子４１ｅおよび４１ｇは終端回路１４に接続され、端子４１ｈは装荷回路５１に接続されている。また、端子４１ａは端子４１ｃ、４１ｄおよび４１ｅと接続可能であり、端子４１ｂは端子４１ｆ、４１ｇおよび４１ｈと接続可能である。

【0102】

スイッチ回路４２は、第１スイッチ回路の一例であり、かつ第２スイッチ回路の一例であり、かつ第３スイッチ回路の一例であり、端子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４２ｇおよび４２ｈを有する。端子４２ａは他端１２２に接続され、端子４２ｂは一端１２１に接続され、端子４２ｃは装荷回路５４に接続され、端子４２ｄおよび４２ｆは結合端子１３０に接続され、端子４２ｅおよび４２ｇは終端回路１４に接続され、端子４２ｈは装荷回路５３に接続されている。また、端子４２ａは端子４２ｃ、４２ｄおよび４２ｅと接続可能であり、端子４２ｂは端子４２ｆ、４２ｇおよび４２ｈと接続可能である。

【0103】

例えば、端子４１ａと端子４１ｄとが接続され、端子４１ｂと端子４１ｇとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が結合端子１３０に接続され、副線路１１の一端１１１が終端回路１４に接続される。また、例えば、端子４１ａと端子４１ｅとが接続され、端子４１ｂと端子４１ｆとが接続されることで、副線路１１の一端１１１が結合端子１３０に接続され、副線路１１の他端１１２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路４１は、副線路１１の一端１１１および他端１１２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0104】

この状態で、スイッチ回路４２において、例えば、端子４２ａと端子４２ｃとが接続され、端子４２ｂと端子４２ｈとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が装荷回路５４に接続され、副線路１２の一端１２１が装荷回路５３に接続される。この接続状態によれば、副線路１１と結合端子１３０とが接続された状態で、結合端子１３０と接続されていない副線路１２を主線路１０と結合させ、かつ、副線路１２と装荷回路５３と装荷回路５４との合成回路を所定の電気長を有する線路として用いることが可能となる。これにより、上記合成回路を、当該合成回路の共振周波数を減衰極とする、帯域除去フィルタとして動作させることができる。

【0105】

また、例えば、端子４２ａと端子４２ｄとが接続され、端子４２ｂと端子４２ｇとが接続されることで、副線路１２の他端１２２が結合端子１３０に接続され、副線路１２の一端１２１が終端回路１４に接続される。また、例えば、端子４２ａと端子４２ｅとが接続され、端子４２ｂと端子４２ｆとが接続されることで、副線路１２の一端１２１が結合端子１３０に接続され、副線路１２の他端１２２が終端回路１４に接続される。つまり、スイッチ回路４２は、副線路１２の一端１２１および他端１２２と結合端子１３０および終端回路１４との接続を切り換える。

【0106】

この状態で、図１２に示す接続状態のように、スイッチ回路４１において、例えば、端子４１ａと端子４１ｃとが接続され、端子４１ｂと端子４１ｈとが接続されることで、副線路１１の他端１１２が装荷回路５２に接続され、副線路１１の一端１１１が装荷回路５１に接続される。この接続状態によれば、副線路１２と結合端子１３０とが接続された状態で、結合端子１３０と接続されていない副線路１１を主線路１０と結合させ、かつ、副線路１１と装荷回路５１と装荷回路５２との合成回路を所定の電気長を有する線路として用いることが可能となる。これにより、上記合成回路を、当該合成回路の共振周波数を減衰極とする帯域除去フィルタとして動作させることができる。

【0107】

さらに、スイッチ回路４１および４２は、副線路１１と結合端子１３０との接続、および、副線路１２と結合端子１３０との接続を切り換える。

【0108】

なお上記合成回路は、主線路１０、副線路１１および１２以外の配線およびスイッチなどを構成要素として含んでもよい。

【0109】

上記合成回路の構成によれば、例えば、主線路１０を伝送する高周波信号の高調波などの不要波を減衰させることが可能となる。また、帯域除去フィルタとして、選択されない副線路を適用するため、回路規模をほとんど変えずに帯域除去機能を追加できる。また、新たな回路要素の追加が無いため、基本波帯での挿入損失の増加を抑制できる。

【0110】

なお、装荷回路５１～５４としては、伝送線路のほか、キャパシタンス成分、インダクタンス成分を有する回路素子、または、これらの合成回路、さらには、グランド短絡回路が挙げられる。

【0111】

［１２．方向性結合器１Ｋの回路構成］
図１３は、変形例１０に係る方向性結合器１Ｋの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｋは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路４３、４４および４５と、装荷回路５３および５４と、装荷線路６１、６２、６３および６４と、キャパシタ７１および７２と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｋは、変形例９に係る方向性結合器１Ｊと比較して、スイッチ回路４３、４４および４５の構成、ならびに、装荷線路６１～６４が付加されている点が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｋについて、変形例９に係る方向性結合器１Ｊと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0112】

装荷線路６１は、変形例９に係る装荷回路５１と実質的に同じ機能を有し、副線路１１の一端１１１とスイッチ回路４３との間に配置され、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６１との合成回路の電気長を長くするための回路である。装荷線路６２は、変形例９に係る装荷回路５２と同じ機能を有し、副線路１１の他端１１２とスイッチ回路４４との間に配置され、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６２との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0113】

なお、例えば、装荷線路６１と主線路１０との結合度は、副線路１１と主線路１０との結合度よりも小さく、装荷線路６２と主線路１０との結合度は、副線路１１と主線路１０との結合度よりも小さい。装荷線路６１と主線路１０との結合度は副線路１１と主線路１０との結合度と同等、あるいは、大きくてもよく、装荷線路６２と主線路１０との結合度は副線路１１と主線路１０との結合度と同等、あるいは、大きくてもよい。装荷線路６１、６２と主線路１０との結合度の、副線路１１と主線路１０との結合度に対する大きさに応じて、方向性結合器１Ｋの挿入損失なども変動する。

【0114】

装荷線路６３は、変形例９に係る装荷回路５３と実質的に同じ機能を有し、副線路１２の一端１２１とスイッチ回路４５との間に配置され、副線路１２が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１２の電気長に対して、副線路１２と装荷線路６３との合成回路の電気長を長くするための回路である。装荷線路６４は、変形例９に係る装荷回路５４と同じ機能を有し、副線路１２の他端１２２とスイッチ回路４５との間に配置され、副線路１２が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１２の電気長に対して、副線路１２と装荷線路６４との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0115】

なお、例えば、装荷線路６３と主線路１０との結合度は、副線路１２と主線路１０との結合度よりも小さく、装荷線路６４と主線路１０との結合度は、副線路１２と主線路１０との結合度よりも小さい。装荷線路６３と主線路１０との結合度は副線路１１と主線路１０との結合度と同等、あるいは、大きくてもよく、装荷線路６４と主線路１０との結合度は副線路１１と主線路１０との結合度と同等、あるいは、大きくてもよい。装荷線路６３、６４と主線路１０との結合度の、副線路１１と主線路１０との結合度に対する大きさに応じて、方向性結合器１Ｋの挿入損失なども変動する。

【0116】

キャパシタ７１は、スイッチ回路４３とグランドとの間に配置され、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１１と装荷線路６１との合成回路の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６１とスイッチ回路４３とキャパシタ７１との合成回路の電気長を調整するための回路である。キャパシタ７２は、スイッチ回路４４とグランドとの間に配置され、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１１と装荷線路６２との合成回路の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６２とスイッチ回路４４とキャパシタ７２との合成回路の電気長を調整するための回路である。言い換えれば、キャパシタ７１、７２は、それぞれ、副線路１１に接続されることで、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６１、６２とスイッチ回路４３、４４とキャパシタ７１、７２との合成回路の電気長を異ならせる回路であり、装荷回路の一種である。

【0117】

装荷回路５３は、スイッチ回路４５とグランドとの間に配置されている。装荷回路５３は、副線路１１および装荷線路６１に接続されることで、副線路１１と装荷線路６１との合成回路の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６１と装荷回路５３との合成回路の電気長を長くするための回路である。また、装荷回路５３は、副線路１２および装荷線路６３に接続されることで、副線路１２と装荷線路６３との合成回路の電気長に対して、副線路１２と装荷線路６３と装荷回路５３との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0118】

装荷回路５４は、スイッチ回路４５とグランドとの間に配置されている。装荷回路５４は、副線路１１および装荷線路６２に接続されることで、副線路１１と装荷線路６２との合成回路の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６２と装荷回路５４との合成回路の電気長を長くするための回路である。また、装荷回路５４は、副線路１２および装荷線路６４に接続されることで、副線路１２と装荷線路６４との合成回路の電気長に対して、副線路１２と装荷線路６４と装荷回路５４との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0119】

例えば、スイッチ回路４５により、副線路１２が結合端子１３０に接続されている場合、スイッチ回路４３および４４により、グランド、装荷回路５３、装荷線路６１、副線路１１、装荷線路６２、装荷回路５４、およびグランドで構成される第１合成回路が形成される。これにより、上記第１合成回路を、当該第１合成回路の共振周波数を減衰極とする、帯域除去フィルタとして動作させることができる。

【0120】

また、例えば、 スイッチ回路４５により、副線路１２が結合端子１３０に接続されている場合、スイッチ回路４３および４４により、グランド、キャパシタ７１、装荷線路６１、副線路１１、装荷線路６２、キャパシタ７２、およびグランドで構成される第２合成回路が形成される。これにより、上記第２合成回路を、当該第２合成回路の共振周波数を減衰極とする、帯域除去フィルタとして動作させることができる。

【0121】

なお、上記の帯域除去フィルタを構成する合成回路にキャパシタ７１および７２を付加すると、帯域除去フィルタの減衰帯域（または減衰極）を、より低周波数側にシフトさせることが可能となる。つまり、方向性結合器１Ｋの回路規模をほとんど変えずに、帯域除去フィルタの減衰帯域を、より低く調整することができる。

【0122】

なお、キャパシタ７１および７２は、実装基板内の導体パターンで形成されていてもよいし、半導体ＩＣ内に形成されたＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）キャパシタまたはＭＯＭ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｍｅｔａｌ）キャパシタであってもよい。さらに、キャパシタ７１および７２は、半導体ＩＣ内のトランジスタに付加されたキャパシタであってもよい。

【0123】

また、キャパシタ７１および７２のうちの少なくとも一方がなく、スイッチ回路４３および４４の少なくとも一方がグランドに直接接続されていてもよい。例えば、スイッチ回路４３がグランドに直接接続されている場合、グランド、装荷線路６１、副線路１１、装荷線路６２、キャパシタ７２、およびグランドで構成される第３合成回路が形成される。キャパシタ７１がないことで、第３合成回路の一端が短絡端となるため、第３共振回路の共振周波数を第３共振回路の両端が開放端である場合の約１／２とできる。つまり、新たに短絡部を設けなくても、スイッチ回路４３のスイッチ構成を用いることで、短絡端を実現できる。なお、インダクタを経由させて接地することで、さらに共振周波数を低下させることも可能である。

【0124】

［１３．方向性結合器１Ｌの回路構成］
図１４は、変形例１１に係る方向性結合器１Ｌの機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、方向性結合器１Ｌは、主線路１０と、副線路１１および１２と、結合端子１３０と、スイッチ回路４６および４７と、装荷線路６１、６２、６３および６４と、終端回路１４と、を備える。本変形例に係る方向性結合器１Ｌは、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと比較して、スイッチ回路４６および４７の具体的回路構成が開示されている点、ならびに、装荷線路６１～６４が付加されている点が異なる。以下、本変形例に係る方向性結合器１Ｌについて、変形例５に係る方向性結合器１Ｅと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0125】

装荷線路６１は、変形例１０に係る装荷線路６１と実質的に同じ機能を有し、副線路１１の一端１１１とスイッチ回路４６との間に配置され、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６１との合成回路の電気長を長くするための回路である。装荷線路６２は、変形例１０に係る装荷線路６２と実質的に同じ機能を有し、副線路１１の他端１１２とスイッチ回路４６との間に配置され、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１１の電気長に対して、副線路１１と装荷線路６２との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0126】

なお、装荷線路６１と主線路１０との結合度は、副線路１１と主線路１０との結合度よりも小さく、装荷線路６２と主線路１０との結合度は、副線路１１と主線路１０との結合度よりも小さい。

【0127】

装荷線路６３は、変形例１０に係る装荷線路６３と実質的に同じ機能を有し、副線路１２の一端１２１とスイッチ回路４７との間に配置され、副線路１２が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１２の電気長に対して、副線路１２と装荷線路６３との合成回路の電気長を長くするための回路である。装荷線路６４は、変形例１０に係る装荷線路６４と実質的に同じ機能を有し、副線路１２の他端１２２とスイッチ回路４７との間に配置され、副線路１２が結合端子１３０に接続されていない場合に、副線路１２の電気長に対して、副線路１２と装荷線路６４との合成回路の電気長を長くするための回路である。

【0128】

なお、装荷線路６３と主線路１０との結合度は、副線路１２と主線路１０との結合度よりも小さく、装荷線路６４と主線路１０との結合度は、副線路１２と主線路１０との結合度よりも小さい。

【0129】

スイッチ回路４６は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、変形例５に係るスイッチ回路２６と同様に４つのスイッチで構成されている。スイッチ回路４６は、上記４つのスイッチの具体的回路構成を示すものであり、当該４つのスイッチのそれぞれは、図６に示されたスイッチ２００と同様の回路構成を有し、シリーズスイッチ４６ｓ／シャントスイッチ４６ｐ／シリーズスイッチ４６ｓのＴ型スイッチを構成している。

【0130】

スイッチ回路４７は、第１スイッチ回路の一例および第２スイッチ回路の一例であり、変形例５に係るスイッチ回路２５と同様に４つのスイッチで構成されている。スイッチ回路４７は、上記４つのスイッチの具体的回路構成を示すものであり、当該４つのスイッチのそれぞれは、図６に示されたスイッチ２００と同様の回路構成を有し、シリーズスイッチ／シャントスイッチ／シリーズスイッチのＴ型スイッチを構成している。

【0131】

例えば、図１４に示すように、スイッチ回路４７により、副線路１２と結合端子１３０とが接続されているとする。この場合、副線路１２と接続されていない副線路１１では、シリーズスイッチ４６ｓを全て非導通状態とし、シャントスイッチ４６ｐを全て導通状態としている。このとき、グランド、シャントスイッチ４６ｐ（導通状態）、シリーズスイッチ４６ｓ（非導通状態）、装荷線路６１、副線路１１、装荷線路６２、シリーズスイッチ４６ｓ（非導通状態）、シャントスイッチ４６ｐ（導通状態）、グランドという第４合成回路が形成される。上記第４合成回路には、シリーズスイッチ４６ｓのオフ容量が装荷される。このシリーズスイッチ４６ｓのオフ容量により、副線路１１の共振周波数よりも低周波数であって、副線路１２で検波させる信号の周波数より２～３倍以上高い高調波周波数を上記第４合成回路の共振周波数とできる。これにより、主線路１０を伝送する高調波などの不要信号を減衰させることが可能となる。

【0132】

なお、スイッチ回路４６において、４つのシャントスイッチ４６ｐのうちの一部を非導通状態としてもよい。これにより、シリーズスイッチ４６ｓのオフ容量値を減少させて共振周波数を高くする調整が可能となる。

【0133】

図１５は、本変形例に係る方向性結合器１Ｌにおいて、シリーズスイッチ４６ｓのオフ容量が装荷されない場合（図１５の（ａ））、および、当該オフ容量が装荷された場合（図１５の（ｂ））の結合度および主線路１０の挿入損失を示すグラフである。同図の（ａ）では、主線路１０を伝送する高調波などの不要信号を減衰させるような特性はみられないのに対して、同図の（ｂ）では、３．９ＧＨｚ帯の不要波を減衰させる特性がみられる。

【0134】

なお、スイッチ回路４６および４７は、シリーズ／シャント／シリーズのＴ型スイッチで構成されているが、シリーズ／シャントまたはシャント／シリーズのＬ型スイッチで構成されてもよい。

【0135】

スイッチの順番として、シリーズスイッチが副線路側に配置され、シャントスイッチが結合端子１３０側または終端回路１４側に配置された場合に、不要波を減衰させる周波数を調整し低下させる効果が得られる。他方、スイッチの順番として、シャントスイッチが副線路側に配置され、シリーズスイッチが結合端子１３０側または終端回路１４側に配置された場合にも、シャントスイッチのオンで装荷線路６１、副線路１１、装荷線路６２の合成回路が両端短絡の１／２波長共振器の一部として不要波を減衰させることが可能となる。両端部の短絡で装荷容量の効果が効かなくなるので周波数を調整し上昇させる効果が得られる。ただしその際、結合状態も変化するので、通過帯域における挿入損失および減衰帯域における減衰量にも大きな変化が生じやすい。

【0136】

［１４．変形例１２に係る方向性結合器の回路構成］
図１６は、実施の形態の変形例１２に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。同図に示すように、本変形例に係る方向性結合器は、カプラ１Ｍおよび１Ｎと、スイッチ８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、８２Ａ、８２Ｂおよび８２Ｃと、可変減衰回路１８Ａ、１８Ｂおよび１８Ｃと、結合端子１３０Ａ、１３０Ｂおよび１３０Ｃと、を備える。

【0137】

カプラ１Ｍは、主線路１０と、副線路１１および１２と、スイッチ回路２３および２４と、可変終端回路１４Ａおよび１４Ｂと、スイッチ２２Ａ、２２Ｂ、４８Ａおよび４８Ｂと、を備える。

【0138】

副線路１１は、第１副線路の一例であり、その両端は、方向性を切り換えるスイッチ回路２４に接続されている。副線路１２は、第２副線路の一例であり、その両端は、方向性を切り換えるスイッチ回路２３に接続されている。

【0139】

可変終端回路１４Ａは、スイッチ回路２４に接続され、可変終端回路１４Ｂは、スイッチ回路２３に接続されている。

【0140】

スイッチ２２Ａは、スイッチ回路２４と集合ノードｎ１との間に接続された、シリーズ／シャント／シリーズのＴ型スイッチで構成されている。スイッチ４８Ａは、スイッチ回路２４とスイッチ２２Ａとの接続ノードとグランドとの間に接続されている。

【0141】

スイッチ２２Ｂは、スイッチ回路２３と集合ノードｎ１との間に接続された、シリーズ／シャント／シリーズのＴ型スイッチで構成されている。スイッチ４８Ｂは、スイッチ回路２３とスイッチ２２Ｂとの接続ノードとグランドとの間に接続されている。

【0142】

スイッチ２２Ａおよび２２Ｂは、副線路を選択するスイッチを構成している。また、スイッチ４８Ａおよび４８Ｂは、アイソレーション改善用のシャントスイッチである。

【0143】

集合ノードｎ１には、カプラ１Ｍとカプラ１Ｎとが接続されている。なお、カプラ１Ｎは、カプラ１Ｍと同様の回路構成を有している。

【0144】

スイッチ８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃのそれぞれは、カプラ１Ｍおよび１Ｎと、結合端子１３０Ａ、１３０Ｂおよび１３０Ｃとの接続を切り換える、シリーズ／シャント／シリーズのＴ型スイッチで構成されている。

【0145】

可変減衰回路１８Ａ、１８Ｂおよび１８Ｃのそれぞれは、抵抗素子およびスイッチで構成されている。可変減衰回路１８Ａはスイッチ８１Ａと結合端子１３０Ａとの間に接続され、可変減衰回路１８Ｂはスイッチ８１Ｂと結合端子１３０Ｂとの間に接続され、可変減衰回路１８Ｃはスイッチ８１Ｃと結合端子１３０Ｃとの間に接続されている。

【0146】

スイッチ８２Ａは結合端子１３０Ａと可変減衰回路１８Ａとの接続ノードとグランドとの間に接続されており、スイッチ８２Ｂは結合端子１３０Ｂと可変減衰回路１８Ｂとの接続ノードとグランドとの間に接続されており、スイッチ８２Ｃは結合端子１３０Ｃと可変減衰回路１８Ｃとの接続ノードとグランドとの間に接続されている。なお、スイッチ８２Ａ、８２Ｂおよび８２Ｃは、常時、非導通状態のシャントスイッチである。

【0147】

上記構成によれば、副線路１１および１２の切り換えが可能なことで、結合度を、広い周波数範囲で所望の範囲に制御することが可能となる。また、１つの主線路１０を広い周波数範囲の信号で共用できるようになることで、例えば、必要に応じて第１の通信方式の信号または第２の通信方式の信号が通るような使い方も可能となる。また、複数の結合端子１３０Ａ、１３０Ｂおよび１３０Ｃをスイッチ８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃで切り換え可能としていることで、例えば、第１の通信方式の送受信機（トランシーバ）または第２の通信方式の送受信機へ、所望の結合端子を介して検波信号を供給することが可能となる。なお、第１の通信方式の信号および第２の通信方式の信号は、例えば、２Ｇ（第２世代移動通信システム）、３Ｇ（第３世代移動通信システム）、４Ｇ（第４世代移動通信システム）、および（第５世代移動通信システム）の変復調方式における各周波数帯のセルラー（携帯電話）信号であってもよいし、各周波数帯の無線ＬＡＮの信号であってもよい。

【0148】

さらに、スイッチ８２Ａ、８２Ｂおよび８２Ｃは、過大な電圧が結合端子１３０Ａ、１３０Ｂおよび１３０Ｃに印加された場合に、開放状態となっているトランジスタが電圧降伏して不用の電荷を接地に流して電圧降下させることで、方向性結合器を含む主要回路が静電気破壊することを防止できる。

【0149】

また、スイッチ４８Ａ、４８Ｂがスイッチ回路２３、２４とスイッチ２２Ａ、２２Ｂとの間の接続ノードとグランドとの間に設けられていることで、方向性結合器１Ｍ、１Ｎのアイソレーション特性をより向上することができる。

【0150】

［１５．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る方向性結合器１は、主線路１０と、主線路１０と電磁気的に結合する副線路１１と、主線路１０と電磁気的に結合する副線路１２と、主線路１０を伝送する高周波信号に対応する検波信号を出力する結合端子１３０と、を備え、副線路１１と副線路１２とは長さが異なり、副線路１１と結合端子１３０との接続、および、副線路１２と結合端子１３０との接続が切り換わる。

【0151】

これにより、動作対象の周波数帯域にわたり適切な結合度を実現し易くなるため、挿入損失の増加を抑制できる。

【0152】

また、方向性結合器１は、さらに、副線路１１と結合端子１３０との接続、および、副線路１２と結合端子１３０との接続を切り換えるスイッチ回路１３を備えてもよい。

【0153】

これにより、使用しない副線路を結合端子１３０から切り離すことができるため、挿入損失の増加をより抑制できる。

【0154】

また、方向性結合器１は、副線路１１および１２の少なくとも一方を終端する終端回路１４と、（１）副線路１１および副線路１２の少なくとも一方の一端と結合端子１３０との接続かつ上記少なくとも一方の他端と終端回路１４との接続、および、（２）上記少なくとも一方の一端と終端回路１４との接続かつ上記少なくとも一方の他端と結合端子１３０との接続、を切り換えるスイッチ回路１３を備えてもよい。

【0155】

これにより、副線路にて双方向の検波を行うことができる。

【0156】

また、副線路を選択する第１スイッチ回路は、複数のスイッチ素子を含み、方向性を切り換える第２スイッチ回路は、第１スイッチ回路に含まれる複数のスイッチ素子を含んでもよい。

【0157】

つまり、複数のスイッチ素子は、第１スイッチ回路および第２スイッチ回路で兼用されている。実施の形態に係る方向性結合器１では、スイッチ回路１３が１スイッチ回路および第２スイッチ回路を兼ねている。これにより、第１スイッチ回路および第２スイッチ回路を小型化できる。

【0158】

また、方向性結合器１Ｂおよび１Ｄにおいて、第１スイッチ回路および第２スイッチ回路は、副線路１１および１２の少なくとも一方において個別に設けられていてもよい。

【0159】

これにより、選択されていない副線路を、第１スイッチ回路および第２スイッチ回路の２段階で切り離すことができるため、アイソレーション特性をより向上できる。

【0160】

また、方向性結合器１Ｆにおいて、終端回路は、副線路１１および１２のそれぞれに対して個別に設けられていてもよい。

【0161】

これにより、終端回路の調整を簡素化できる。また、終端回路が分割配置されて熱源が分散するため、熱による特性劣化が生じ難くなる。

【0162】

また、方向性結合器１Ｊは、装荷回路５１および５２と、副線路１１が結合端子１３０に接続されている場合には、副線路１１の一端と装荷回路５１および５２と非接続とし、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合には、副線路１１の一端と装荷回路５１および５２とを接続するスイッチ回路４１と、を備え、副線路１１の電気長と、副線路１１、装荷回路５１および５２の合成回路の電気長とは、異なってもよい。

【0163】

これにより、選択されていない副線路１１を帯域除去フィルタとして機能させて、高調波等不要の信号による影響を抑制できる。

【0164】

また、方向性結合器１Ｋにおいて、さらに、スイッチ回路４３および４４とグランドとの間に直列配置されたキャパシタ７１および７２を備えてもよい。

【0165】

これにより、共振周波数を低めに設定できるため、より広帯域に不要波を抑制できる。

【0166】

また、方向性結合器１Ｌは、さらに、主線路１０との結合度が、主線路１０と副線路１１との結合度よりも小さい装荷線路６１および６２を備え、装荷線路６１および６２の一端は副線路１１の一端に接続され、スイッチ回路４６は、装荷線路６１および６２と結合端子１３０との間に設けられたシリーズスイッチ４６ｓと、シリーズスイッチ４６ｓとグランドとの間に設けられたシャントスイッチ４６ｐと、を含み、装荷線路６１および６２の他端はシリーズスイッチ４６ｓに接続され、副線路１１が結合端子１３０に接続されている場合には、シリーズスイッチ４６ｓを導通状態とし、かつ、シャントスイッチ４６ｐを非導通状態とし、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合には、シリーズスイッチ４６ｓを非導通状態とし、かつ、シャントスイッチ４６ｐを導通状態としてもよい。

【0167】

これにより、副線路１１が結合端子１３０に接続されていない場合には、シリーズスイッチ４６ｓはオフ容量として作用し、不使用の副線路１１を、装荷線路６１、６２およびシリーズスイッチ４６ｓとともに、帯域除去フィルタとして機能させて、高調波等不要の信号による影響を抑制できる。さらに、シリーズスイッチ４６ｓのオフ容量により、共振周波数を低めに設定できるため、容易に不要波を抑制できる。

【0168】

（その他の実施の形態など）
以上、本実施の形態に係る方向性結合器について、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本発明に係る方向性結合器は、上記実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記方向性結合器を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

【0169】

例えば、上記実施の形態およびその変形例に係る方向性結合器において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0170】

本発明は、方向性結合器として広く利用できる。

【符号の説明】

【0171】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ 方向性結合器
１Ｍ、１Ｎ カプラ
１０ 主線路
１１、１２、８３ 副線路
１３、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７ スイッチ回路
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ、２９ｈ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｍ、２９ｎ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４２ｇ、４２ｈ、３２１、３２２、３２３、３２４ 端子
１４、１５、１６ 終端回路
１４Ａ、１４Ｂ 可変終端回路
１７ 可変整合回路
１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ 可変減衰回路
２２Ａ、２２Ｂ、４８Ａ、４８Ｂ、８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ、２００ スイッチ
３２ 実装基板
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ 層
３３ 半導体ＩＣ
３４ 樹脂部材
４６ｐ シャントスイッチ
４６ｓ シリーズスイッチ
５１、５２、５３、５４ 装荷回路
６１、６２、６３、６４ 装荷線路
７１、７２ キャパシタ
１１０ 入力ポート
１１１、１２１、１３１ 一端
１１２、１２２、１３２ 他端
１２０ 出力ポート
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ 結合端子
２１１、２１２、２１３ スイッチ素子
ｎ１ 集合ノード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】