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公開番号2025140677
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040211
出願日2024-03-14
発明の名称ハイブリッド回路とそれを備えるバトラーマトリクス
出願人アンリツ株式会社
代理人弁理士法人有我国際特許事務所
主分類H01P 5/22 20060101AFI20250919BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】プリント基板を用いて量産性が高く挿入損失が小さいハイブリッド回路とそれを備えるバトラーマトリクスを提供する。
【解決手段】バトラーマトリクスは、誘電体基板10と、誘電体基板10の上方に設けられた第1の接地導体部11と、誘電体基板10の下方に設けられた第2の接地導体部12と、誘電体基板10の表面に形成された第1のストリップ導体13と、誘電体基板10の裏面に形成された第2のストリップ導体14と、を備え、誘電体基板10と第1の接地導体部11との間に第1の空気層15が設けられているとともに、誘電体基板10と第2の接地導体部12との間に第2の空気層16が設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
誘電体基板（１０）と、
前記誘電体基板の上方に設けられた第１の接地導体部（１１）と、
前記誘電体基板の下方に設けられた第２の接地導体部（１２）と、
前記誘電体基板の表面に形成された第１のストリップ導体（１３）と、
前記誘電体基板の裏面に形成された第２のストリップ導体（１４）と、を備えるハイブリッド回路（２００）であって、
前記誘電体基板と前記第１の接地導体部との間に第１の空気層（１５）が設けられているとともに、前記誘電体基板と前記第２の接地導体部との間に第２の空気層（１６）が設けられていることを特徴とするハイブリッド回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１のストリップ導体と前記第２のストリップ導体とが交差する交差部（３０）における前記第１のストリップ導体及び前記第２のストリップ導体の幅は、前記第１のストリップ導体及び前記第２のストリップ導体の前記交差部以外の箇所の幅よりも狭く、
前記第１の空気層の前記交差部における前記第１のストリップ導体に対向する箇所の厚さは、前記第１の空気層の前記交差部以外における前記第１のストリップ導体に対向する箇所以外の厚さよりも薄く、
前記第２の空気層の前記交差部における前記第２のストリップ導体に対向する箇所の厚さは、前記第２の空気層の前記交差部以外における前記第２のストリップ導体に対向する箇所以外の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド回路。
【請求項３】
前記第１のストリップ導体及び前記第２のストリップ導体が形成された前記誘電体基板を収容する金属筐体（１２０）を更に備え、
前記第１の接地導体部及び前記第２の接地導体部は、前記金属筐体の一部からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド回路。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド回路を備えるバトラーマトリクス。
【請求項５】
請求項３に記載のハイブリッド回路を備えるバトラーマトリクスであって、
前記金属筐体は、蓋部（１２１）と、本体部（１２４）と、からなり、
前記本体部は、前記第２の接地導体部を構成する底壁（１２５）と、前記底壁に垂直に立設して互いに対向する２つの側壁（１２６ａ，１２６ｂ）と、を有し、
前記２つの側壁には、前記第１のストリップ導体又は前記第２のストリップ導体に導電接続される複数の同軸コネクタ（１２８，１２９）が取り付けられ、
前記蓋部は、前記２つの側壁の上面に接触する縁部（１２２）と、前記２つの側壁と所定の隙間を有して前記本体部に嵌合して、前記第１の接地導体部を構成する凸部（１２３）と、を有し、
前記隙間の深さが、使用周波数帯域の最大周波数の波長の４０％以下であることを特徴とするバトラーマトリクス。
【請求項６】
前記使用周波数帯域は、６００ＭＨｚ～７．１２５ＧＨｚであることを特徴とする請求項５に記載のバトラーマトリクス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド回路とそれを備えるバトラーマトリクスに関し、特に、５Ｇ無線通信システムの周波数帯域用のハイブリッド回路とそれを備えるバトラーマトリクスに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
５Ｇ無線通信システムに用いられる無線通信端末（User Equipment：ＵＥ）は、複数のアンテナが装荷されており、それらの複数のアンテナを同時に用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる通信技術を使用している。さらに、上記のＵＥは、複数の周波数の信号を同時に送受信することで最大伝送容量を増加させる技術も使用している。このようなＵＥを試験する際には、測定システムから複数のアンテナに任意の信号を入力する必要があるため、試験のたびに各アンテナへの接続ケーブルを接続しなおす必要がある。このような接続の作業を省いて試験を簡易に行うために、バトラーマトリクス（Butler matrix）を用いた分配回路を用いる方法が知られている。
【０００３】
バトラーマトリクスの実現法は複数存在する。特許文献１に開示された構造では、入力部、３ｄＢカプラ、移相器、及び出力部の間が、導波管により接続されているが、導波管に代えて同軸線路を用いてバトラーマトリクスを構成することも可能である。しかしながら、量産性を考慮すると、バトラーマトリクスは、誘電体基板上に導体がプリントされたプリント基板を用いて作製することが望ましい。
【０００４】
プリント基板を用いて作製する３ｄＢカプラとしては、非特許文献１に示されるストリップ線路を用いたものが存在する。非特許文献１に開示された３ｄＢカプラは、１つの入力信号を互いに９０度の位相差を有する２つの出力信号に分配する３ｄＢ直交ハイブリッドカプラ（以下、「ハイブリッド回路」とも呼ぶ）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２２／１３７４６９号
【非特許文献】
【０００６】
F. FARZANEH, et al., "Broadside Coupler Channels 1 To 10 GHz", Microwaves&RF magazine, pp.68-77, Jan. 2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、一般的に、導波管構造に比べて、プリント基板を用いて作製する伝送線路は挿入損失が大きいという課題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、プリント基板を用いて量産性が高く挿入損失が小さいハイブリッド回路とそれを備えるバトラーマトリクス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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド回路は、誘電体基板（１０）と、前記誘電体基板の上方に設けられた第１の接地導体部（１１）と、前記誘電体基板の下方に設けられた第２の接地導体部（１２）と、前記誘電体基板の表面に形成された第１のストリップ導体（１３）と、前記誘電体基板の裏面に形成された第２のストリップ導体（１４）と、を備えるハイブリッド回路（２００）であって、前記誘電体基板と前記第１の接地導体部との間に第１の空気層（１５）が設けられているとともに、前記誘電体基板と前記第２の接地導体部との間に第２の空気層（１６）が設けられている構成である。
【００１０】
つまり、本発明に係るハイブリッド回路は、誘電体基板と第１の接地導体部との間の誘電体層と、誘電体基板と第２の接地導体部との間の誘電体層が誘電率及び誘電正接の低い空気層からなっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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