本發(fā)明涉及具備2個矩形波導路的定向耦合器。另外，涉及具備這樣的定向耦合器的雙工器。

背景技術(shù)：

在對微波、毫米波等高頻信號處理的技術(shù)領(lǐng)域中，將這樣的高頻信號分波或者合波的定向耦合器被廣泛使用。作為這樣的定向耦合器的一例，在非專利文獻1的圖1中記載有具備共有形成開口的波導路窄壁的2條桿壁波導路的定向耦合器。圖24為示意性示出非專利文獻1中記載的定向耦合器7的結(jié)構(gòu)的立體圖。實際上，雖然將圖24所示的矩形波導路的窄壁作為桿壁實現(xiàn)，不過相當于非專利文獻1所記載的桿壁波導路。

如圖24所示，定向耦合器7具備第1矩形波導路71與第2矩形波導路72。第1矩形波導路71以及第2矩形波導路72共有窄壁73。在窄壁73形成開口731，經(jīng)由該開口731將第1矩形波導路71的內(nèi)部與第2矩形波導路72的內(nèi)部連通。

通過在窄壁73形成開口731，使得第1矩形波導路71與第2矩形波導路72相互電磁耦合。因此，例如當向第1端口P1入射高頻信號的情況，該高頻信號不僅從第2端口P2出射，還從第3端口P3以及第4端口P4出射。此時，從第3端口P3出射的高頻信號的電力相對于向第1端口P1入射的高頻信號的電力的比取決于第1矩形波導路71與第2矩形波導路72的耦合的強度。將該耦合的強度稱為耦合度。耦合度的大小可以通過使開口的寬度W變化而變化。在耦合度為耦合度3dB的定向耦合器的情況下，從第3端口P3出射的高頻信號的電力相對于從第2端口P2出射的高頻信號的電力的比為1：1。

【非特許文獻1】Z.C.Hao et.al.，Microwaves,Antennas and Propagation,IEE Proceedings，Vol.153,No.5,p.426，October 2006

本申請的發(fā)明人(以下，發(fā)明人)為了使作為設(shè)計目標的動作頻率(以下，稱為目標頻率)成為78.5GHz，即78.5GHz的約2/3倍的52.3GHz成為TE₁₀模式的截止頻率，將現(xiàn)有例的定向耦合器7的各參數(shù)進行如下設(shè)計。

將第1矩形波導路71的內(nèi)部以及第2矩形波導路72的內(nèi)部的介電常數(shù)設(shè)為3.823。

將第1矩形波導路71的寬度以及第2矩形波導路72的寬度設(shè)為1.47mm。

將第1矩形波導路71的高度以及第2矩形波導路72的高度設(shè)為0.5mm。

將窄壁73的厚度設(shè)為0.1mm。

此外，為了形成耦合度為約3dB附近的定向耦合器，將開口731的寬度W設(shè)為1.95mm。

圖25中示出使用如此確定各參數(shù)的以往的定向耦合器7(以下，現(xiàn)有例)計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖25所示的S參數(shù)中的S(1、1)表示相對于向第1端口P1入射的高頻信號的電力的、從第1端口P1反射的高頻信號的電力的比例。同樣，S(1、2)、S(1、3)以及S(1、4)分別表示相對于向第1端口P1入射的高頻信號的電力的、從第2端口P2、第3端口P3以及第4端口P4分別出射的高頻信號的電力的比例。

在65GHz以上81GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB，作為第1矩形波導路71與第2矩形波導路72的耦合狀態(tài)實現(xiàn)過耦合特性。即，在65GHz以上81GHz以下的頻帶中，可見現(xiàn)有例的定向耦合器7作為定向耦合器動作。

另一方面，在高于作為目標頻率的78.5GHz的頻帶(82GHz以上90GHz以下的頻帶)中，可見S(1、1)以及S(1、4)分別增大。具體地說，S(1、1)以及S(1、4)分別在82GHz達到高于-13dB的-10dB左右。在向第1端口P1入射高頻信號的情況下，從第4端口P4出射高頻信號意味著定向耦合器7的定向惡化。另外，在向第1端口P1入射高頻信號的情況下，從第1端口P1反射高頻信號意味著定向耦合器7的整合狀 態(tài)瓦解。如上所述，可見定向耦合器7在82GHz無法充分抑制反射損失。

82GHz為與作為目標頻率的78.5GHz約105％相當?shù)念l率。換言之，可見定向耦合器7在目標頻率能夠抑制反射損失，但在與目標頻率的105％相當?shù)念l率無法抑制反射損失。

為了查明該原因，發(fā)明人對于現(xiàn)有例的定向耦合器7的寬壁平行的面的電場強度進行計算。在圖26中示出該電場強度的計算結(jié)果。圖26(a)以及(b)分別是將70GHz以及82GHz的高頻信號入射第1端口P1的情況下得出的電場強度的等高線圖。

參照圖26(a)，可讀出如下三點：(1)向第1端口P1入射的高頻信號在第1波導路71的內(nèi)部傳播并從第2端口P2出射；(2)在開口731從第1波導路71的內(nèi)部向第2波導路72的內(nèi)部入射的高頻信號從第3端口P3出射；(3)在開口731從第1波導路71的內(nèi)部向第2波導路72的內(nèi)部入射的高頻信號中的、從第4端口P4出射的高頻信號的電場強度明顯小于從第3端口P3出射的高頻信號的電場強度。

另一方面，參照圖26(b)，可讀出：(1)隔著開口731遍布于第1波導路71以及第2波導路72的雙方的電場強度的姿態(tài)紊亂，其結(jié)果，(2)向第1端口P1入射的高頻信號不只從第2端口P2以及第3端口P3出射，從第4端口P4也出射電場強度高的高頻信號。

由上可見，現(xiàn)有例的定向耦合器7在目標頻率能夠抑制反射損失，但在以目標頻率為下限的特定的頻帶(在此，將目標頻率的105％設(shè)為上限頻率的頻帶)中，無法充分抑制反射損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述課題而形成的，其目的在于提供對于微波以及毫米波可利用的定向耦合器，該定向耦合器在將目標頻率設(shè)為下限的特定的頻帶的反射損失比以往小。

為了解決上述的課題，本發(fā)明的定向耦合器具備共有形成開口的第1窄壁，并且分別具有與上述第1窄壁對置的第2窄壁的第1矩形波導路與第2矩形波導路的定向耦合器，其特征在于，上述第1矩形波導路以及上述第2矩形波導路分別具備：一對突出部，該對突出部設(shè)置在上述第1窄 壁或者上述第2窄壁，且形成在相比上述開口靠入射側(cè)以及相比上述開口靠出射側(cè)的相對于上述開口對稱的位置，該一對突出部從上述第1窄壁以及上述第2窄壁中的一方的窄壁向另一方的窄壁突出；以及其他突出部，該其他突出部從上述第2窄壁向上述開口突出。

本發(fā)明能夠提供可對于微波以及毫米波利用，且在以目標頻率為下限的特定的頻帶中反射損失比以往小的定向耦合器。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的第1實施方式的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖2為表示本發(fā)明的實施例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖3為表示上述定向耦合器的H面的電場強度的等高線圖。

圖4為表示本發(fā)明的第1變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖5為表示本發(fā)明的第2變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖6為表示本發(fā)明的第3變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖7為表示本發(fā)明的第4變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖8為表示本發(fā)明的第5變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖9為表示本發(fā)明的第6變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖10為表示本發(fā)明的第7變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖11為表示本發(fā)明的第8變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖12為表示本發(fā)明的第9變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖13為表示本發(fā)明的第10變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖14為表示本發(fā)明的第11變形例的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖15為表示本發(fā)明的第11變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖16為表示本發(fā)明的第12變形例的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖17為表示本發(fā)明的第13變形例的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖18為表示本發(fā)明的第14變形例的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖19為表示本發(fā)明的第15變形例的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖20中，(a)為表示本發(fā)明的第13變形例的定向耦合器的一例的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖，(b)為表示本發(fā)明的第13變形例的定向耦合器的其他例的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖21為表示本發(fā)明的第15變形例的定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖22為表示本發(fā)明的第1實施方式的定向耦合器的結(jié)構(gòu)例的上面圖。

圖23中，(a)和(b)為表示本發(fā)明的第2實施方式的雙工器的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖24為表示現(xiàn)有例的定向耦合器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖25為表示上述定向耦合器的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

圖26為表示上述定向耦合器的H面的電場強度的等高線圖。

具體實施方式

〔第1實施方式〕

參照圖1對本發(fā)明的第1實施方式的定向耦合器進行說明。圖1為表示本實施方式的定向耦合器1的結(jié)構(gòu)的立體圖。

如圖1所示，定向耦合器1具備第1波導路11與第2波導路12。第1波導路11的高度以及第2波導路12的高度均為高度H。第1波導路11為其寬度W1比高度H長的矩形波導路。同樣，第2波導路12為其寬度W2比高度H長的矩形波導路。第1波導路11以及第2波導路12分別共有構(gòu)成各波導路的一對窄壁中的第1窄壁亦即窄壁13。

第1波導路11是除了窄壁13之外，還由與窄壁13對置的第2窄壁亦即窄壁112以及一對寬壁亦即寬壁111a以及寬壁111b構(gòu)成的管狀的波導路。同樣，第2波導路12是除了窄壁13之外，還由與窄壁13對置的第2窄壁亦即窄壁122以及一對寬壁亦即寬壁121a以及寬壁121b構(gòu)成的管狀的波導路。

在窄壁13形成有開口131。第1波導路11的內(nèi)部與第2波導路12的內(nèi)部經(jīng)由開口131連通。開口131的高度與第1波導路11以及第2波導路12的高度亦即高度H相同。第1波導路11與第2波導路12經(jīng)由開口131耦合。因此，定向耦合器1為利用H面耦合的定向耦合器。

通過使開口131的寬度W變化，能夠使定向耦合器1中的第1波導路11與第2波導路12的耦合度(以下，定向耦合器1的耦合度)變化。即，寬度W為控制定向耦合器1的耦合度的重要的參數(shù)。

在本說明書中，例如，將耦合度為3dB的定向耦合器1稱為耦合度3dB的定向耦合器。

在本實施方式的定向耦合器1中，第1波導路11具備一對突出部(第1突出部)11a與其他突出部(第2突出部)11b。第2波導路12具備一對突出部12a與其他突出部12b。

(一對突出部)

一對突出部11a被設(shè)置于第1窄壁13或者第2窄壁112，且形成在相比開口131靠入射側(cè)以及相比開口131靠出射側(cè)的相對于開口131對稱的位置。一對突出部11a從第1窄壁13以及上述第2窄壁112中的、一方的窄壁(13或者112)向另一方的窄壁(112或者13)突出。另外，一對突出部12a設(shè)置于第1窄壁13或者第2窄壁122，形成在相比開口131靠入射側(cè)以及相比開口131靠出射側(cè)的相對于開口131對稱的位置。一對突出部12a從第1窄壁13以及上述第2窄壁122中的、一方的窄壁(13或者 122)向另一方的窄壁(122或者13)突出。在本實施方式中，采用一對突出部11a、12a從第1窄壁13向第2窄壁112、122突出的結(jié)構(gòu)。

在定向耦合器1中，第1波導路11以及第2波導路12構(gòu)成為以第1窄壁13作為對稱面形成面對稱。即，形成于第1波導路11的一對突出部11a與形成于第2波導路12的一對突出部12a以第1窄壁13為對稱面形成面對稱。因此，構(gòu)成一對突出部11a的2個突出部彼此的間隔2L與構(gòu)成一對突出部12a的2個突出部彼此的間隔2L相同。在本實施方式中，對于一對突出部11a進行說明，省略關(guān)于一對突出部12a的說明。

如上所述，一對突出部11a為相比開口131形成在入射側(cè)以及相比開口131形成在出射側(cè)的一對突出部11a，是形成在相對于開口131對稱的位置的一對突出部11a。換言之，一對突出部11a分別以相對于波導路11、12的延伸的方向(波導路11、12的長軸方向)垂直的剖面、亦即經(jīng)過開口131的中心C的剖面為對稱面，形成在面對稱的位置。即，分別從一對突出部11a到上述對稱面的距離L彼此相同。

另外，一對突出部11a的各自的形狀相同。更具體地說，在一對突出部11a中，各自的突出量Pa以及寬度Wa彼此相同。突出量Pa為一對突出部11a分別從第1窄壁13向第2窄壁112突出的長度。

一對突出部11a所形成的位置的第1波導路11的寬度W1比第1波導路11的兩端、即第1端口P1以及第2端口P2的寬度W1短突出量Pa的大小。

此外，開口131的中心C是在假定在開口131存在窄壁13的結(jié)構(gòu)部件的情況下，與開口131的重心一致的點。如圖1所示，在定向耦合器1中，當采用長方形的開口131的情況下，中心C為開口131的對角線彼此的交點。

此外，在本實施方式中，一對突出部11a從第1窄壁13向第2窄壁112突出。但是，作為一對突出部11a，也可以采用從第2窄壁112向第1窄壁13突出的結(jié)構(gòu)。

通過形成一對突出部11a，定向耦合器1例如在向第1端口P1入射以目標頻率為下限的特定的頻帶、例如以目標頻率為下限、目標頻率的105％為上限頻率的頻帶的高頻信號的情況下，能夠?qū)⒃擃l帶中的S參數(shù)S(1、 1)以及S(1、4)的分別都形成得足夠小。即，定向耦合器1具備一對突出部11a，由此在上述頻帶中，相比現(xiàn)有例的定向耦合器7能夠抑制反射損失。

此外，以下，將以目標頻率為下限、目標頻率的105％為上限頻率的頻帶稱為目標頻率的100％以上105％以下的頻帶。

一對突出部11a彼此的間隔2L優(yōu)選為在具有目標頻率的高頻信號沿第1波導路11以及第2波導路12導波的情況下的管內(nèi)波長的142.7％以上196.5％以下。根據(jù)如此構(gòu)成的定向耦合器1，在為目標頻率的100％以上105％以下的頻帶中，相比現(xiàn)有例的定向耦合器7能夠抑制反射損失。

另外，一對突出部11a的突出量Pa優(yōu)選為在具有目標頻率的高頻信號沿第1波導路11以及第2波導路12導波的情況下的管內(nèi)波長的13.5％以下。根據(jù)如此構(gòu)成的定向耦合器，在為目標頻率的100％以上105％以下的頻帶中，相比現(xiàn)有例的定向耦合器7能夠抑制反射損失。

(其他突出部)

其他突出部11b、12b從第2窄壁112、122向開口131、更具體地說向開口131的中心C突出。形成于第1波導路11的其他突出部11b與形成于第2波導路12的其他突出部12b以第1窄壁13作為對稱面形成面對稱。因此，在此，對于其他突出部11b進行說明，省略關(guān)于其他突出部12b的說明。

其他突出部11b形成在與開口131的中心C對置的位置。其他突出部11b的突出量Pb可以在能夠抑制由于設(shè)置開口131以及一對突出部11a、12a致使反射損失增大的范圍內(nèi)適當?shù)剡x擇。作為突出量Pb的一例，舉出300μm，不過突出量Pb并不局限于這樣的值。

(定向耦合器的結(jié)構(gòu))

定向耦合器1作為第1波導路11以及第2波導路12的各波導路，可以采用桿壁波導路，也可以采用金屬制的波導管。桿壁波導路(1)是由設(shè)置在電介質(zhì)基板的兩面的一對導體板、(2)一對桿壁將四方圍起的波導路。上述一對桿壁貫通上述電介質(zhì)基板，使上述一對導體板導通。導體柱由沿著貫通電介質(zhì)基板的貫通孔的內(nèi)壁形成的導體或者在該貫通孔的內(nèi)側(cè)填 充的導體構(gòu)成。作為第1波導路11以及第2波導路12的各波導路，參照圖22在后文中對于采用桿壁波導路的結(jié)構(gòu)進行敘述。當作為第1波導路11以及第2波導路12的各波導路采用桿壁波導路的情況下，優(yōu)選為一對突出部11a、12a以及其他突出部11b、12b分別由貫通上述電介質(zhì)基板的導體柱構(gòu)成。

當作為第1波導路11以及第2波導路12的各波導路采用金屬制的波導管的情況下，一對突出部11a、12a以及其他突出部11b、12b分別可以(1)通過切削波導管的內(nèi)側(cè)來構(gòu)成，(2)也可以通過使金屬制的波導管的一方的窄壁以向另一方的窄壁突出的方式折彎來構(gòu)成，(3)還可以由導體柱構(gòu)成。第1波導路11以及第2波導路為了對各自的內(nèi)部的介電常數(shù)進行控制，可以在各自的金屬制的波導管的內(nèi)部填充具有所希望的介電常數(shù)的電介質(zhì)。另一方面，當作為第1波導路11以及第2波導路12的各波導路采用桿壁波導路的情況下，通過選擇具有所希望的介電常數(shù)的電介質(zhì)基板，能夠控制第1波導路11的內(nèi)部以及第2波導路的媒質(zhì)的介電常數(shù)。

(定向耦合器的功能)

當向定向耦合器1的第1端口P1入射高頻信號的情況下，入射的高頻信號沿第1波導路11的內(nèi)部傳播并從第2端口P2出射。另外，經(jīng)由開口131與第2波導路12耦合的高頻信號沿第2波導路12的內(nèi)部傳播并從第3端口P3出射。這樣，定向耦合器1作為將向一個端口入射的高頻信號從2個端口出射的分波器發(fā)揮功能。

此外，從第2端口P2出射的高頻信號與向第1端口P1入射的高頻信號為同相位。與此相對，從第3端口P3出射的高頻信號相對于向第1端口P1入射的高頻信號，相位錯開90°。即，從第2端口P2出射的高頻信號的相位與從第3端口P3出射的高頻信號的相位錯開90°。由此，也將定向耦合器190°稱為混合耦合器。

當向第2端口P2入射第1高頻信號，并且向第3端口P3入射相位與第1高頻信號與相位有90°不同的第2高頻信號的情況下，從第1端口P1出射被合波的第1高頻信號以及第2高頻信號。這樣，定向耦合器1作為將向2個端口入射的高頻信號從一個端口出射的合波器發(fā)揮功能。

〔實施例〕

參照圖2～圖3對本發(fā)明的實施例的定向耦合器進行說明。本實施例的定向耦合器1將第1實施方式的定向耦合器1的各參數(shù)進行如下設(shè)定。

作為寬度W1以及寬度W2，分別采用1.47mm。

作為高度H采用0.5mm。

作為向波導路11、12的內(nèi)部填充的電介質(zhì)的介電常數(shù)，采用3.823。

作為寬度W采用1.95mm。

關(guān)于一對突出部11a、12a，作為突出量Pa以及寬度Wa，分別采用150μm以及100μm。另外，作為一對突出部11a、12a的間隔2L，采用4.14mm。

關(guān)于其他突出部11b、12b，作為突出量Pb以及寬度Wb，分別采用300μm以及100μm。

本實施例的定向耦合器1的目標頻率為78.5GHz。頻率為78.5GHz的高頻信號的波長在自由空間中以及介電常數(shù)為3.823的電介質(zhì)中，分別為3.82mm以及1.95mm。另外，頻率為78.5GHz的高頻信號的管內(nèi)波長在如上所述構(gòu)成的定向耦合器1中為2.6mm(有效數(shù)字2位。如果有效數(shù)字為3位則為2.61mm)。上述的間隔2L與該管內(nèi)波長的159.2％相當。

另外，本實施例的定向耦合器1被作為耦合度3dB的定向耦合器設(shè)計。

圖2中示出使用本實施例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖2為表示本實施例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。此外，在計算本實施例的定向耦合器1的S參數(shù)S(1、1)、S(1、2)、S(1、3)以及S(1、4)時，向第1端口P1入射高頻信號。另外，使該高頻信號的頻率在65GHz以上90GHz以下的頻率范圍變化。為了計算這些S參數(shù)的頻率依存性所使用的條件對于后述的各變形例的定向耦合器1也相同。

圖2所示的S參數(shù)中的S(1、1)表示在向第1端口P1入射高頻信號的情況下，相對于入射的高頻信號的電力的、從第1端口P1反射的高頻信號的電力的比例。同樣，S(1、2)、S(1、3)，以及S(1、4)分別表示在向第1端口P1入射高頻信號的情況下，相對于入射的高頻信號的電力的、從第2端口P2、第3端口P3以及第4端口P4分別出射的高頻信 號的電力的比例。

在本說明書中，將定向耦合器是否作為定向耦合器動作的判定基準設(shè)定為在目標頻率，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。另外，將定向耦合器是否作為定向耦合器更好地動作的判定基準設(shè)定為S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB未滿。

參照圖2，在頻率為67.2GHz以上86.8GHz以下的頻帶，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見本實施例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶、即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下(有效數(shù)字3位。如果有效數(shù)字為5位則為82.425Gz)的頻帶的67.2GHz以上86.8GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65GHz以上83.6GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，可見本實施例的定向耦合器1在67.2GHz以上83.6GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

圖3中示出計算本實施例的定向耦合器1的H面的電場強度的結(jié)果。圖3為表示定向耦合器1的H面的電場強度的等高線圖。參照圖3，可見隔著開口131遍布波導路11、12的雙方的電場強度的姿態(tài)紊亂。

另一方面，如上所述，在圖26(b)所示的現(xiàn)有例的定向耦合器7的H面的電場強度，隔著開口731遍布波導路71、72雙方的電場強度的姿態(tài)紊亂。

基于這些結(jié)果，發(fā)明人推測在該電場強度的姿態(tài)紊亂的狀態(tài)下，發(fā)生高次模式的可能性較高。另外，發(fā)明人推測在(1)該高次模式的發(fā)生與(2)反射損失增大以及定向耦合器的定向惡化(S(1、1)以及S(1、4)分別增大)之間存在緊密的關(guān)系。因此，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)為了提供在目標頻率作為定向耦合器動作的定向耦合器1，重點在于設(shè)計出避免隔著開口131遍布波導路11、12的雙方的電場強度的姿態(tài)紊亂的形狀的一對突出部11a、12a，此外重點在于設(shè)計設(shè)計出可抑制由于設(shè)置開口131以及一對突出部11a、12a致使反射損失的增大的形狀的其他突出部11b、12b。

〔第1變形例〕

參照圖4對本發(fā)明的第1變形例的定向耦合器進行說明。第1變形例的定向耦合器1可通過在第1實施方式的定向耦合器1之中，(1)作為一對突出部11a、12a的突出量Pa采用50μm，并且(2)作為其他突出部11b、12b的突出量Pb采用300μm而得出。

圖4張示出使用第1變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖4為表示第1變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖4，在頻率為65.0GHz以上86.9GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第1變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶、即包含78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的65.0GHz以上86.9GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.0GHz以上83.3GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第1變形例的定向耦合器1在65.0GHz以上83.3GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第2變形例〕

參照圖5對本發(fā)明的第2變形例的定向耦合器進行說明。第2變形例的定向耦合器1可通過在第1實施方式的定向耦合器1之中，(1)作為一對突出部11a、12a的突出量Pa采用100μm，并且(2)作為其他突出部11b、12b的突出量Pb采用300μm而得出。

圖5中示出使用第2變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖5為表示第2變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖5，在頻率為65.0GHz以上86.9GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第2變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶、即包含78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的65.0GHz以上86.9GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.0GHz以上83.6GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第2變形例的定向耦合器在165.0GHz以上83.6GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第3變形例〕

參照圖6對本發(fā)明的第3變形例的定向耦合器進行說明。第3變形例的定向耦合器1可通過在第1實施方式的定向耦合器1之中，(1)作為一對突出部11a、12a的突出量Pa采用200μm，并且(2)作為其他突出部11b、12b的突出量Pb采用300μm而得出。

圖6中示出使用第3變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖6為表示第3變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖6，在頻率為69.7GHz以上86.9GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第3變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶，即包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的69.7GHz以上86.9GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.0GHz以上84.2GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第3變形例的定向耦合器在169.7GHz以上84.2GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第4變形例〕

參照圖7對本發(fā)明的第4變形例的定向耦合器進行說明。第4變形例的定向耦合器1可通過在第1實施方式的定向耦合器1之中，(1)作為一對突出部11a、12a的突出量Pa采用250μm，并且(2)作為其他突出部11b、12b的突出量Pb采用300μm而得出。

圖7中示出使用第4變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖7為表示第4變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖7，在頻率為71.3GHz以上86.8GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第4變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的71.3GHz以上86.8GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.0GHz以上68.0GHz以下的頻帶以及69.8GHz以上84.2GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第4變形例的定向耦合器1在71.3GHz以上84.2GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第5變形例〕

參照圖8對本發(fā)明的第5變形例的定向耦合器進行說明。第5變形例的定向耦合器1通過在第1實施方式的定向耦合器1之中，(1)作為一對突出部11a、12a的突出量Pa采用300μm，并且(2)作為其他突出部11b、12b的突出量Pb采用300μm而得出。

圖8中示出使用第5變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖8為表示第5變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖8，在頻率為73.1GHz以上87.0GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第5變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的73.1GHz以上87.0GHz以下的頻帶中抑制反射損失。

另外，在頻率為71.5GHz以上74.2GHz以下以及76.9GHz以上84.6GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB未滿。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第5變形例的定向耦合器1在73.1GHz以上74.2GHz以下的頻帶以及76.9GHz以上84.6GHz以下的頻率區(qū)域中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第6變形例〕

參照圖9對本發(fā)明的第6變形例的定向耦合器進行說明。第6變形例的定向耦合器1通過在第1實施方式的定向耦合器1之中，(1)作為一對突出部11a、12a的突出量Pa采用350μm，并且(2)作為其他突出部11b、12b的突出量Pb采用300μm而得出。

圖9中示出使用第6變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖9為表示第6變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖9，在頻率為77.1GHz以上87.1GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第6變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的77.1GHz以上87.1GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為77.5GHz以上85.0GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第6變形例的定向耦合器1在77.5GHz以上85GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

(關(guān)于突出量Pa)

如上所述，根據(jù)由第1～第6變形例的定向耦合器1得出的S參數(shù)的頻率依存性(參照圖4～圖9)，可見在突出量Pa為350μm以下的情況下，本實施方式的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，抑制反射損失。350μm與為2.6mm的管內(nèi)波長的13.5％相當。即，在本實施方式的定向耦合器1中，突出量Pa為具有目標頻率的高頻信號沿第1波導路11以及第2波導路12導波的情況下的管內(nèi)波長的13.5％以下。

〔第7變形例〕

參照圖10對本發(fā)明的第7變形例的定向耦合器進行說明。第7變形例的定向耦合器1通過在第3變形例的定向耦合器1(參照圖6)中，使一對突出部11a、12a分別向接近開口131的方向移動200μm得出。即，第7變形例的定向耦合器1作為一對突出部11a、12a的間隔2L采用3.74mm。

圖10中示出使用第7變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖10為表示第7變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖10，在頻率為71.4GHz以上88.3GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第7變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的71.4GHz以上88.3GHz以下的頻帶中抑制反射損失。

另外，在頻率為66.5GHz以上83.6GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第7變形例的定向耦合器1在71.4GHz以上83.6GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第8變形例〕

參照圖11對本發(fā)明的第8變形例的定向耦合器進行說明。第8變形例的定向耦合器1通過在第3變形例的定向耦合器1(參照圖6)中，使一對突出部11a、12a分別向接近開口131的方向移動500μm而得出。即，第8變形例的定向耦合器1作為一對突出部11a、12a的間隔2L采用3.14mm。

圖11中示出使用第8變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖11為表示第8變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖11，在頻率為74.9GHz以上89.1GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第8變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的74.9GHz以上89.1GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為72.8GHz以上82.0GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第8變形例的定向耦合器1作為74.9GHz以上82.0GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第9變形例〕

參照圖12對本發(fā)明的第9變形例的定向耦合器進行說明。第9變形例的定向耦合器1是通過在第3變形例的定向耦合器1(參照圖6)中，使一對突出部11a、12a分別向遠離開口131的方向移動200μm而得出。即，第9變形例的定向耦合器1作為一對突出部11a、12a的間隔2L采用4.54mm。

圖12中示出使用第9變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖12為表示第9變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖12，在頻率為67.9GHz以上85.0GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第9變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的67.9GHz以上85.0GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.0GHz以上83.5GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，則可見第9變形例的定向耦合器1在67.9GHz以上83.5GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

〔第10變形例〕

參照圖13對本發(fā)明的第10變形例的定向耦合器進行說明。第10變形例的定向耦合器1通過在第3變形例的定向耦合器1(參照圖6)中，使一對突出部11a、12a分別向遠離開口131的方向移動500μm而得出。即，第10變形例的定向耦合器1作為一對突出部11a、12a的間隔2L采用5.14mm。

圖13中示出使用第10變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖13為表示第10變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖13，在頻率為65.4GHz以上75.7GHz以下的頻帶、77.5GHz以上83.2GHz以下的頻帶與中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。 即，可見第10變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的77.5GHz以上83.2GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.5GHz以上72.0GHz以下的頻帶以及78.0GHz以上81.8GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，可見第10變形例的定向耦合器1在65.5GHz以上72.0GHz以下的頻帶以及78.0GHz以上81.8GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

(間隔2L)

如上所述，根據(jù)通過第7～第10變形例的定向耦合器1得出的S參數(shù)的頻率依存性(參照圖10～圖13)，可見在一對突出部11a、12a的間隔2L為3.14mm以上5.14mm以下的情況下，本實施方式的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，抑制反射損失。3.14mm與為2.6mm的管內(nèi)波長的120.8％相當、5.14mm與為2.6mm的管內(nèi)波長的197.7％相當。即，在本實施方式的定向耦合器1中，間隔2L為具有目標頻率的高頻信號沿第1波導路11以及第2波導路12導波的情況下的管內(nèi)波長的120.8％以上197.7％以下。

〔第11變形例〕

參照圖14～圖15對本發(fā)明的第11變形例的定向耦合器進行說明。圖14為表示第11變形例的定向耦合器1的結(jié)構(gòu)的立體圖。

第11變形例的定向耦合器1通過變更實施例的定向耦合器1所具備的突出部11a、12a而得出。具體地說，第11變形例的定向耦合器1代替從第1窄壁13向第2窄壁112突出的一對突出部11a，轉(zhuǎn)而采用從第2窄壁112向第1窄壁13突出的一對突出部11a。另外，代替從第1窄壁13向第2窄壁122突出的一對突出部12a，轉(zhuǎn)而采用從第2窄壁122向第1窄壁13突出的一對突出部12a。

圖15中示出使用第11變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖15為表示第11變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。

參照圖15，在頻率為67.2GHz以上86.7GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第11變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的67.2GHz以上86.7GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為65.0GHz以上83.5GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，可見第11變形例的定向耦合器1能夠在67.2GHz以上83.5GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

如上所述，在本實施方式的定向耦合器1中，也可以采用從第2窄壁112向第1窄壁13突出的一對突出部11a。另外，也可以采用從第2窄壁122向第1窄壁13突出的一對突出部12a。

〔第12變形例〕

參照圖16對本發(fā)明的第12變形例的定向耦合器進行說明。圖16為表示第12變形例的定向耦合器1的結(jié)構(gòu)的立體圖。

本變形例的定向耦合器1代替實施例的使設(shè)置于定向耦合器1的第1波導路11的一對突出部11a從第1窄壁13向第2窄壁112突出，轉(zhuǎn)而使一對突出部11a從第2窄壁112向第1窄壁13突出來得出。換言之，本變形例的定向耦合器1代替使第11變形例的設(shè)置于定向耦合器1的第2波導路12的一對突出部12a從第2窄壁122向第1窄壁13突出，轉(zhuǎn)而使一對突出部12a從第1窄壁13向第2窄壁122突出來得出。

即，將第1窄壁13設(shè)為一方的窄壁，第2窄壁112、122設(shè)為另一方的窄壁，第1波導路11的一對突出部11a從另一方的窄壁向一方的窄壁突出，第2波導路12的一對突出部12a從一方的窄壁向另一方的窄壁突出。

如上所述，在本發(fā)明的一方式的定向耦合器1中，一對突出部11a以及一對突出部12a，(1)都可以設(shè)置于第1窄壁13(參照實施例)，(2)也可以都設(shè)置于第2窄壁112、122(參照第11變形例)，(3)還可以一方設(shè)置于第1窄壁13，另一方設(shè)置于第2窄壁(本變形例)。

在本變形例的定向耦合器1中，將相對于波導路11、12的延伸的方向 垂直的剖面、且為經(jīng)過開口131的中心C的剖面作為對稱面，(1)從一對突出部11a分別到上述對稱面的距離L與(2)從一對突出部12a分別到上述對稱面的距離L優(yōu)選為彼此相同。

如此構(gòu)成的本變形例的定向耦合器1起到與實施例的定向耦合器1相同的效果。

〔第13～15的變形例〕

參照圖17～圖21對本發(fā)明的第13～第15變形例的定向耦合器進行說明。圖17～圖19分別為表示第13～第15變形例的定向耦合器1的結(jié)構(gòu)的立體圖。首先，對第13變形例的定向耦合器1進行說明。

本變形例的定向耦合器1通過將實施例的定向耦合器1所具備的其他突出部11b、12b更換為突出區(qū)間11d、12d而得出。第1波導路11與第2波導路12以第1窄壁13作為對稱面形成面對稱。因此，在此，對突出區(qū)間11d進行說明，省略關(guān)于突出區(qū)間12的說明。突出區(qū)間11d、12d為權(quán)利要求書中所記載的其他突出部的一個類型。

(突出區(qū)間11d)

第1波導路11包括在與開口131對置的窄壁112形成的突出區(qū)間11d。突出區(qū)間11d形成在寬度W1恒定的第1區(qū)間11c與寬度W1恒定的第2區(qū)間11e之間。突出區(qū)間11d向開口131突出。在突出區(qū)間11d中，窄壁112向窄壁13突出的突出量Pd，在突出區(qū)間11d的中央處比在突出區(qū)間11d的兩端(突出區(qū)間11d與第1區(qū)間11c的連接位置以及突出區(qū)間11d與第2區(qū)間11e的連接位置)大。即，突出區(qū)間11d的中央處的突出量Pd比突出區(qū)間11d的兩端處的突出量Pd大，突出區(qū)間11d的中央處的第1波導路11的寬度比突出區(qū)間11d的兩端處的第1波導路11的寬度窄。

(突出區(qū)間11d的分類)

在此，關(guān)注突出區(qū)間的突出量Pd的變化的方式，將突出區(qū)間11d分類。

將構(gòu)成為包括突出量Pd隨著從突出區(qū)間的兩端起接近突出區(qū)間的中央變大的突出區(qū)間11d的定向耦合器1稱為錐形型的定向耦合器。該錐形型的定向耦合器1根據(jù)突出量Pd的變化的方式，被分類為(1)傾斜錐形 型、(2)臺階錐形型、(3)傾斜臺階錐形型。圖17所示的第13變形例的定向耦合器1為傾斜錐形型，圖18所示的第14變形例的定向耦合器1為臺階錐形型，圖19所示的第15變形例的定向耦合器1為傾斜臺階錐形型。

傾斜錐形型的定向耦合器1是指包括構(gòu)成為突出量Pd隨著從突出區(qū)間的兩端接近突出區(qū)間的中央而連續(xù)變大的突出區(qū)間11d的定向耦合器(參照圖17)。作為連續(xù)變大的突出量Pd的具體例，可以舉出作為相距突出區(qū)間的兩端的距離的函數(shù)，由一次函數(shù)或者二次函數(shù)表示突出量Pd的情況。另外，在俯視觀察定向耦合器1的寬壁的情況下，突出區(qū)間11d中的窄壁的形狀由圓或者橢圓的圓弧的一部分構(gòu)成的定向耦合器也是傾斜錐形型的定向耦合器1。

在圖17所示的定向耦合器1的突出區(qū)間11d中，突出量Pd構(gòu)成為作為相距突出區(qū)間11d的兩端的距離的函數(shù)由一次函數(shù)表示。因此，定向耦合器1為傾斜錐形型的定向耦合器的具體例。

臺階錐形型的定向耦合器1是指構(gòu)成為突出量Pd隨著從突出區(qū)間11d的兩端接近突出區(qū)間11d的中央而離散地變大的定向耦合器1(參照圖18)。換言之，臺階錐形型的定向耦合器1是突出量Pd隨著從突出區(qū)間11d的兩端接近突出區(qū)間11d的中央而階段狀地變大的定向耦合器1。在突出區(qū)間11d中，突出量Pd離散地變大的段數(shù)可以為1段，也可以為多段。

在圖18所示的定向耦合器1的突出區(qū)間11d中，突出量Pd離散地變大的段數(shù)為2段。

傾斜臺階錐形型的定向耦合器1是指突出區(qū)間11d由傾斜區(qū)間11d1與臺階區(qū)間11d2構(gòu)成的定向耦合器1(參照圖19)。傾斜區(qū)間11d1包括突出區(qū)間11d的端部，是構(gòu)成為突出量Pd隨著從突出區(qū)間11d的端部接近突出區(qū)間11d的中央而連續(xù)變大的區(qū)間。臺階區(qū)間11d2包括突出區(qū)間11d的中央，是突出量Pd隨著從突出區(qū)間11d的端部接近突出區(qū)間11d的中央而離散地變大的區(qū)間。在臺階區(qū)間11d2，突出量Pd離散地變大的段數(shù)可以為1段，也可以為多段。

在圖19所示的定向耦合器1中，傾斜區(qū)間11d1的突出量Pd構(gòu)成為作為相距突出區(qū)間11d的兩端的距離的函數(shù)由一次函數(shù)表示。另外，在圖19所示的定向耦合器1中，臺階區(qū)間11d2的突出量Pd離散地變大的段數(shù) 為1段。

(突出區(qū)間的長度L與開口的寬度W的大小關(guān)系)

第13～第15變形例的定向耦合器1的突出區(qū)間11d的長度Ld與開口131的寬度W的大小關(guān)系不受特別限定。即，長度Ld與寬度W的大小關(guān)系可以為Ld＞W(wǎng)、Ld＝W以及Ld＜W的任一個。此外，在圖17所示的定向耦合器1中，作為長度Ld與寬度W的大小關(guān)系采用Ld＞W(wǎng)。

圖20(a)示出使用第13變形例的定向耦合器1的一例計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖20(a)為表示該定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。該定向耦合器1如圖17所示具備傾斜錐形型的突出區(qū)間11d、12d。該定向耦合器1作為突出量Pd采用100μm，作為長度Ld采用15mm。除此以外的結(jié)構(gòu)與實施例的定向耦合器1相同。

參照圖20(a)，在頻率為65.0GHz以上86.8GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見本變形例的定向耦合器1能夠在在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的65.0GHz以上86.8GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為82.9GHz以上85.2GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，可見本變形例的定向耦合器1在82.9GHz以上85.2GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

如上所述，本實施方式的定向耦合器1作為其他突出部可以進一步具備突出區(qū)間11d、12d。

參照圖20(b)對本發(fā)明的第13變形例的定向耦合器的其他例進行說明。圖20(b)為表示該定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。該定向耦合器1通過將圖20(a)所示的定向耦合器1的突出量Pd由100μm變更為300μm而得出。

參照圖20(b)，在頻率為71.3GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見本變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在 包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的71.3GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為78.9GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，可見本變形例的定向耦合器1在78.9GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

圖21中示出使用第15變形例的定向耦合器1計算S參數(shù)的頻率依存性的結(jié)果。圖21為表示本變形例的定向耦合器1的S參數(shù)的頻率依存性的曲線圖。在本變形例的定向耦合器1中，作為突出量Pd采用300μm，作為長度Ld采用15mm。關(guān)于突出量Pd(300μm)，傾斜區(qū)間11d1的突出量為100μm，臺階區(qū)間11d2的突出量為200μm。

參照圖21，在頻率為71.3GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，S(1、1)以及S(1、4)分別低于-13dB。即，可見第14變形例的定向耦合器1能夠在為作為目標頻率的78.5GHz的100％以上105％以下的頻帶中，即在包含為78.5GHz以上82.4GHz以下的頻帶的71.3GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，抑制反射損失。

另外，在頻率為78.9GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，S(1、2)與S(1、3)的差低于1.0dB。即，如果關(guān)注可抑制上述的反射損失的頻帶，可見第14變形例的定向耦合器1在78.9GHz以上90.0GHz以下的頻帶中，作為耦合度3dB的定向耦合器更好地動作。

如上所述，第13～第15變形例的定向耦合器1作為其他突出部還具備突出區(qū)間11d、12d。

〔結(jié)構(gòu)例〕

參照圖22對第1實施方式的定向耦合器1的結(jié)構(gòu)例進行說明。圖22為表示本結(jié)構(gòu)例的定向耦合器1的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

本結(jié)構(gòu)例的定向耦合器1具備的第1波導路11以及第2波導路12都使用桿壁波導路技術(shù)制成。

如上所述，第1波導路11與第2波導路12以第1窄壁13作為對稱面形成面對稱。因此，在此對第1波導路11進行說明，省略關(guān)于第2波導路 12的說明。

具體地說，第1波導路11構(gòu)成為包括：電介質(zhì)基板10、設(shè)置在電介質(zhì)基板10的兩面的一對導體板(圖22中未圖示)、將貫通電介質(zhì)基板10的導體柱112i配置為壁狀的桿壁、將導體柱13i配置為壁狀的桿壁。在本結(jié)構(gòu)例中，導體柱13i由一對導體柱構(gòu)成。

當俯視觀察定向耦合器1的情況下，導體柱112i分別配置為各自的中心的連線與圖1所示的窄壁112的形狀一致，導體柱13i分別配置為各自的中心的連線與圖1所示的窄壁13的形狀一致。

因此，設(shè)置于電介質(zhì)基板10的兩面的一對導體板分別作為寬壁111a以及寬壁111b發(fā)揮功能。將導體柱13i配置為壁狀的桿壁作為第1窄壁亦即窄壁13發(fā)揮功能。將導體柱112i配置為壁狀的桿壁作為第2窄壁亦即窄壁112發(fā)揮功能。

一對突出部11a通過與構(gòu)成窄壁13的導體柱13i相鄰地配置1根或者多根導體柱而形成。當形成一對突出部11a的導體柱由多根構(gòu)成的情況下，該多根的導體柱沿著從窄壁13朝向窄壁112的方向在窄壁13的附近排列。

在本結(jié)構(gòu)例的定向耦合器1中，一對突出部11a的突出量Pa為從導體柱13i的中心的各自的連線、即表示窄壁13的壁心的線到形成一對突出部11a的導體柱的末端的距離。另外，一對突出部11a的寬度Wa為形成一對突出部11a的導體柱的直徑。

其他突出部11b與一對突出部11a相同構(gòu)成。因此，在本結(jié)構(gòu)例的定向耦合器1中，其他突出部11b的突出量Pb為從導體柱112i的中心的各自的連線、即表示窄壁112的壁心的線到形成其他突出部11b的導體柱的末端的距離。另外，其他突出部11b的寬度Wb為形成其他突出部11b的導體柱的直徑。

此外，在本結(jié)構(gòu)例中，導體柱112i、122i的直徑、形成導體柱13i、一對突出部11a的導體柱以及形成其他突出部11b的導體柱的直徑都為100μm。另外，彼此相鄰的導體柱112i與導體柱112i+1的間隔、彼此相鄰的導體柱122i與導體柱122i+1的間隔以及彼此相鄰的導體柱13i與導體柱13i+1的間隔都為200μm。但是，上述直徑以及間隔都不局限于本結(jié)構(gòu)例，可以根據(jù)目標頻率適當?shù)卦O(shè)定。

根據(jù)本結(jié)構(gòu)例，能夠使用桿壁波導路技術(shù)制作定向耦合器1。因此，可以將定向耦合器1同使用桿壁波導路技術(shù)制作的其他波導路、帶通濾波器等一起集成于1張電介質(zhì)基板。

另外，定向耦合器1為經(jīng)由在共有的窄壁13形成的開口131將第1波導路11與第2波導路12耦合的H面耦合型的定向耦合器。H面耦合型的定向耦合器1作為利用桿壁波導路技術(shù)制作的定向耦合器較為合適。這是由于能夠利用1張電介質(zhì)基板10制作定向耦合器1。

〔第2實施方式〕

參照圖23的(a)和(b)對本發(fā)明的第2實施方式的雙工器進行說明。圖23為表示本實施方式的雙工器5的結(jié)構(gòu)的框圖。

如圖23(a)所示，雙工器5具備2個第1實施方式的定向耦合器1、第1濾波器51、第2濾波器52。

在本實施方式中，將2個定向耦合器1分別表述為定向耦合器1a(第1定向耦合器)以及定向耦合器1b(第2定向耦合器)來進行區(qū)分。另外，將定向耦合器1a的4個端口分別表述為第1端口P1a～第4端口P4a、將定向耦合器1b的4個端口分別表述為第1端口P1b～第4端口P4b來進行區(qū)分。

另外，在本實施方式中，作為第1濾波器51以及第2濾波器52分別采用帶通濾波器(BPF)。以下，將第1濾波器51表述為BPF51，將第2濾波器52表述為BPF52。BPF51、52僅使規(guī)定的頻帶的高頻信號透射，而反射除此以外的頻帶的高頻信號。

BPF51連接定向耦合器1a的第2端口P2a與定向耦合器1b的第1端口P1b。另外，BPF52連接定向耦合器1a的第3端口P3a與定向耦合器1b的第4端口P4b。

BPF51、52構(gòu)成為使天線63接收的高頻信號透射，并且反射發(fā)送電路61發(fā)送的高頻信號。

接下來對于如此構(gòu)成的雙工器5所實現(xiàn)的功能進行說明。如圖23(a)所示，在定向耦合器1a的第1端口P1a連接天線63，在定向耦合器1a的第4端口P4a連接發(fā)送電路61(Tx)，將定向耦合器1b的第2端口P2b 經(jīng)由終端電阻64接地，在定向耦合器1b的第3端口P3b連接接收電路62(Rx)。

從連接天線63的第1端口P1a到連接接收電路62的第3端口P3b的路徑有兩條。第1路徑為從第1端口P1a經(jīng)由第2端口P2a、BPF51以及第1端口P1b直到第3端口P3b的路徑。第2路徑為從第1端口P1a經(jīng)由第3端口P3a、BPF52以及第4端口P4b直到第3端口P3b的路徑。

根據(jù)如上所述構(gòu)成的上雙工器5，天線63接收并向第1端口P1a入射的高頻信號可以到達接收電路62。

同樣，從連接發(fā)送電路61的第4端口P4a到連接天線63的第1端口P1a的路徑也有兩條。第1路徑為在第3端口P3a與BPF52的界面反射后，直到第1端口P1a的路徑，第2路徑為在第2端口P2a與BPF51的界面反射后，直到第1端口P1a的路徑。

根據(jù)如上所述構(gòu)成的上雙工器5，從發(fā)送電路61向第4端口P4a入射的高頻信號能夠到達天線63。

如上所述，雙工器5(1)能夠使從連接天線63的第1端口P1a入射的高頻信號從連接接收電路62的第3端口P3b出射，(2)并使從連接發(fā)送電路61的第4端口P4a入射的高頻信號從連接天線63的第1端口P1a出射。

此外，雙工器5優(yōu)選為在結(jié)構(gòu)例中如上所述應(yīng)用桿壁波導路技術(shù)制成。通過使用桿壁波導路技術(shù)制成，能夠?qū)⒍ㄏ蝰詈掀?a、定向耦合器1b、BPF51以及BPF52分別集成于同一電介質(zhì)基板。因此，能夠抑制雙工器5的制造成本，并且實現(xiàn)集成化。

此外，如圖23(b)所示，雙工器5也可以采用如下結(jié)構(gòu)：在定向耦合器1a的第4端口P4a連接接收電路62，在定向耦合器1b的第3端口P3b連接發(fā)動電路61。在該情況下，只要構(gòu)成為BPF51、52使天線63接收的高頻信號反射，且透射發(fā)送電路61發(fā)送的高頻信號即可。圖23(b)所示的雙工器5具有圖23(a)所示的雙工器5相同的功能。

〔總結(jié)〕

本發(fā)明的定向耦合器具備第1矩形波導路與第2矩形波導路，第1矩 形波導路與第2矩形波導路共有形成開口的第1窄壁，并且分別具有上述第1窄壁對置的第2窄壁，在定向耦合器中，上述第1矩形波導路以及上述第2矩形波導路分別具備：一對第1突出部，該一對第1突出部形成在上述第1窄壁或者上述第2窄壁中的、相比上述開口靠入射側(cè)以及相比上述開口靠出射側(cè)的相對于上述開口對稱的位置，且從上述第1窄壁以及上述第2窄壁中的、一方的窄壁向另一方的窄壁突出；以及第2突出部，其從上述第2窄壁向上述開口突出。

當在如上所述構(gòu)成的定向耦合器的第1矩形波導路的一方的端部，入射以作為設(shè)計目標的動作頻率亦即目標頻率為下限的特定的頻帶(例如，以目標頻率為下限，目標頻率的105％為上限頻率的頻帶)的高頻信號的情況下，該頻帶中的S(1、1)以及S(1、4)都比現(xiàn)有例的定向耦合器小。即，通過具備相比該定向耦合器開口形成在入射側(cè)以及相比開口形成在出射側(cè)的一對突出部亦即形成在相對于開口對稱的位置的一對第1突出部和從第2窄壁向開口突出的第2突出部，能夠抑制在該頻帶的反射損失。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，形成在上述第1矩形波導路的一對第1突出部彼此的間隔與形成在上述第2矩形波導路的一對第1突出部彼此的間隔相同。

通過將定向耦合器如上所述構(gòu)成，能夠在以目標頻率為下限的特定的頻帶相比以往更抑制反射損失。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，上述一對第1突出部彼此的間隔為作為設(shè)計目標的動作頻率的高頻信號沿上述第1矩形波導路以及上述第2矩形波導路導波的情況下的管內(nèi)波長的120.8％以上197.7％以下。

通過將定向耦合器如上所述構(gòu)成，能夠在以目標頻率為下限的特定的頻帶相比以往更抑制反射損失。。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，上述一對第1突出部的突出量為上述管內(nèi)波長的13.5％以下。

通過將定向耦合器如上所述構(gòu)成，能夠在以目標頻率為下限的特定的頻帶相比以往更抑制反射損失。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，上述第2突出部為上述第2窄壁向上述第1窄壁突出的突出區(qū)間，關(guān)于在上述突出區(qū)間中上述第2窄壁向上述第1窄壁突出的突出量，相比上述突出區(qū)間的第1以及第2矩形波導路的延伸方向的兩端，在中央處的突出量大。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠在以目標頻率為下限的特定的頻帶相比以往更抑制反射損失。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，上述突出量隨著從上述突出區(qū)間的上述兩端接近上述中央連續(xù)變大。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，上述突出量隨著從上述突出區(qū)間的上述兩端接近上述中央而離散地變大。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，可以為，上述突出區(qū)間構(gòu)成為包括傾斜區(qū)間和臺階區(qū)間，上述傾斜區(qū)間包括該突出區(qū)間的第1矩形波導路以及第2矩形波導路的延伸方向上的端部，構(gòu)成為上述突出量隨著從該端部接近該突出區(qū)間的中央而連續(xù)地變大，上述臺階區(qū)間包括該突出區(qū)間的中央，構(gòu)成為上述突出量隨著從該臺階區(qū)間的第1矩形波導路以及第2矩形波導路的延伸方向上的端部接近該臺階區(qū)間的中央而離散地變大。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠在以目標頻率為下限的特定的頻帶相比以往更抑制反射損失。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，優(yōu)選為，上述第1矩形波導路的寬壁以及上述第2矩形波導路的寬壁分別由設(shè)置于電介質(zhì)基板的兩面的一對導體板構(gòu)成，由上述第1矩形波導路以及上述第2矩形波導路共有的上述第1窄壁以及上述第1矩形波導路以及上述第2矩形波導路各自的上述第2窄壁分別由貫通上述電介質(zhì)基板的導體柱構(gòu)成。

這樣構(gòu)成的定向耦合器可以通過使用桿壁波導路技術(shù)制造。因此，與使用金屬制的波導管制成定向耦合器的情況相比，制造變得容易。作為其結(jié)果，能夠抑制定向耦合器的制造成本。

在本發(fā)明的一方式的定向耦合器中，上述一對第1突出部以及上述他的第2突出部分別由使上述第1矩形波導路的寬壁彼此或者上述第2矩形 波導路的寬壁彼此導通的導體柱構(gòu)成。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠簡單地制造一對第1突出部以及第2突出部。另外，與由導體壁構(gòu)成的情況相比，能夠使一對第1突出部以及第2突出部輕型化。

本發(fā)明的一方式的雙工器具備作為第1定向耦合器以及第2定向耦合器的本發(fā)明的各方式的定向耦合器的任一個，該雙工器還具備：被插入上述第1定向耦合器的第1矩形波導路以及上述第2定向耦合器的第1矩形波導路之間的第1帶通濾波器、被插入上述第1定向耦合器的第2矩形波導路以及上述第2定向耦合器的第2矩形波導路之間的第2帶通濾波器。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，起到與本發(fā)明的各方式的定向耦合器相同的效果。

本發(fā)明并不局限于上述的各實施方式，可以在權(quán)利要求所示的范圍進行各種變更，對于在不同的實施方式中分別適當?shù)亟M合公開的技術(shù)手段而得出的實施方式，也包含于本發(fā)明的技術(shù)的范圍。

[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]

本發(fā)明可以利用與具備2個矩形波導路的定向耦合器。另外，可以利用與具備這樣的定向耦合器的雙工器。

其中，附圖標記說明如下：

1：定向耦合器；11：第1波導路(第1矩形波導路)；11a：一對突出部(一對第1突出部)；111a、111b：寬壁；11b：其他突出部(第2突出部)；112：窄壁(第2窄壁)；12：第2波導路(第2矩形波導路)；12a：一對突出部(一對第1突出部)；121a、121b：寬壁；12b：其他突出部(第2突出部)；122：窄壁(第2窄壁)；13：窄壁(第1窄壁)；131：開口；11c、12c：第1區(qū)間；11d、12d：突出區(qū)間(其他突出部)；11d1、12d1：傾斜區(qū)間；11d2、12d2：臺階區(qū)間；11e、12e：第2區(qū)間；5：雙工器；51、52：BPF(帶通濾波器)；P1、P1a、P1b：第1端口；P2、P2a、P2b：第2端口；P3、P3a、P3b：第3端口；P4、P4a、P4b：第4端口。