ＬＨ特性を有する伝送線路及び結合器
【課題】広い伝送帯域を有し、且つ、サイズの小さなＬＨ伝送線路と結合器を提供する。
【解決手段】ＬＨ特性を有する伝送線路は、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシターと、一端が前記第２のフィンガーセットと接続され、他端が接地面に接続されたインダクターを含む。
【解決手段】ＬＨ特性を有する伝送線路は、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシターと、一端が前記第２のフィンガーセットと接続され、他端が接地面に接続されたインダクターを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝送線路及び結合器に係り、さらに詳しくは、 左手系（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄ
ｅｄ：ＬＨ）伝送線路、ＬＨ伝送線路を用いた結合器及びこれを実現するためのキャパシターとインダクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタマテリアル（ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ）とは、自然において一般的に見られない特殊な電磁気的な特性を有するように人工的に設計された物質または電磁気的な構造を意味するものであり、一般に、この技術分野及びこの明細書において、メタマテリアルとは、誘電率と透磁率が両方とも負数である物質またはこのような電磁気的な構造を意味する。
【０００３】
このような物質は、２つの負数パラメータを有するという意味で、ダブルネガティブ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ；ＤＧＮ）物質とも呼ばれる。また、メタマテリアルは負の誘電率及び透磁率により負の反射係数を有し、これにより、ＮＲＩ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ）物質とも呼ばれる。メタマテリアルは、１９６７年にソ連の物理学者のベセラゴ（Ｖ．Ｖｅｓｅｌａｇｏ）により最初に研究され始めたものの、それから３０余年が過ぎた最近になって具体的な実現方法に取り組んでその応用が試みられている。
【０００４】
上述のような特性により、メタマテリアル内における電磁気波は、フレミング右手の法則に従うことなく、フレミング左手の法則に従って伝達される。すなわち、電磁気波の位相伝播方向（位相速度方法）とエネルギー伝播方向（群速度方向）が反対となって、メタマテリアルを通過する信号は負の位相遅延を有することになる。この理由から、メタマテリアルを左手系材料（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＬＨＭ）とも呼ぶ。さらに、メタマテリアルにおいては、β（位相定数）とω（周波数）との関係が非線形的であるだけではなく、その特性曲線が座標平面の左半面にも存在するという特性を示す。このような非線形特性により、メタマテリアルにおいては周波数による位相差が小さくて広帯域回路が実現可能であり、位相変化が伝送線路の長さに比例しないことから、小型の回路を実現することができる。
【０００５】
メタマテリアルを実現する方法は絶えず研究されてきており、その一つとして、ＬＨ伝送線路を利用する方法が知られている。
【０００６】
図１は、従来の伝送線路及びＬＨ伝送線路の等価回路を示す図である。従来の伝送線路の等価回路は、図１の（ａ）に示すように、直列インダクターＬRと並列キャパシターＣRで表わされる。これに対し、メタマテリアル伝送線路、すなわち、ＬＨ伝送線路は、図１の（ｂ）に示すように、直列のキャパシターＣLと並列のインダクターＬLで表わされ、このような伝送線路を実現することにより、上述した電磁気的な特性を有するメタマテリアルを実現することが可能になることが知られている。
【０００７】
従来、上記のＬＨ伝送線路は図２に示す伝送線路により実現され、このような実現はＩｔｏｈらの特許に開示されている（例えば、下記の特許文献１参照）。伝送線路はＦＲ４基板などの公知の基板を用いて実現可能である。具体的に、伝送線路は、誘電体４００の一方の面上に導体を印刷、蒸着またはエッチングして形成されるインターデジタル（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ）キャパシター１００及びスタブインダクター２００、さらに、その対向面に導体を印刷、蒸着またはエッチングして形成される接地面３００を含む。
【０００８】
図１の（ｂ）に示すＬＨ伝送線路の直列キャパシターＣLは、インターデジタルキャパ
シター１００により実現される。インターデジタルキャパシター１００は、誘電体を挟んで導体を多層に配置することにより形成される従来のマルチレイヤーキャパシターに比べて、素子の小型化を達成し、且つ、伝送線路に含め易いように実現されたものであり、２つのフィンガーセット１１０、１２０が互いに離れると共に、交互に配置されてフィンガー同士の電磁気的な結合によるキャパシタンスを有する。各セットのフィンガー１１０または１２０は一端において互いに電気的に接続されて、多数のフィンガー間のキャパシタンス、例えば、フィンガー１１０ａとフィンガー１２０ａとの間のキャパシタンス及びフィンガー１１０ｂとフィンガー１２０ｂとの間のキャパシタンスが並列合成されてさらに大きなキャパシタンスを有するようにする。
【０００９】
一方、ＬＨ伝送線路の並列インダクターＬLは、短絡スタブ（ｓｈｏｒｔ ｓｔｕｂ）
であるスタブインダクター２００により実現される。スタブインダクター２００は長く延びた導体であり、一端がビア孔２１０を介して接地面３００に接続される。スタブインダクター２００は、通常の導体において固有に現れるインダクタンスを用いたものであり、主としてその長さによりインダクタンスが決定される。これにより、大体図１の（ｂ）に示すような伝送線路が実現され、これを一つのセルとして用いて多数のセルを縦続（ｃａｓｃａｄｅ）接続することにより、所望の長さの伝送線路を実現することができる。但し、各導体における不可避なキャパシタンスとインダクタンスにより、正確にはＲＨ伝送線路とＬＨ伝送線路が混合された電気的な特性を示す。
【００１０】
このような従来のＬＨ伝送線路において、各構成素子の構造的な限界が伝送線路の性能の向上に制約となる。先ず、インターデジタルキャパシター１００は、マルチレイヤキャパシターに比べてキャパシタンスが小さいという欠点がある。これは、互いに向かい合って電磁気的に結合する導体の面積がインターデジタルキャパシター１００においてさらに小さいからである。また、それぞれのフィンガーが精密に交差するように形成されなければならないため、その製造及び加工工程が極めて難しい。これに対し、マルチレイヤキャパシターを利用する場合には、キャパシタンスの調整が導体間の間隔と導体面積の調整によってしかなされないため、設計の自由度が低いという不都合がある結果、ＬＨ伝送線路に一般的に使用するには不向きである。例えば、Ｋａｏによる下記の特許文献２及びＷｕによる下記の特許文献３に積層インターデジタルキャパシターが開示されているが、これは、マルチレイヤキャパシターの構成と同じ構成を有するため設計の自由度が低く、且つ、構造が複雑であるため製造コストも高い。
【００１１】
一方、スタブインダクター２００は、インダクタンスが導体の長さにより決定されるため、インダクタンスを増大させるためには導体の長さが増大されなければならず、これにより、インダクター２００が肥大化するという不都合がある。また、信号の波長がスタブインダクター２００の長さの２倍となる場合、スタブインダクター２００はλ／２共振器として作動して、周波数応答において遮断周波数が現れてしまうだけではなく、インピーダンス特性上、波長の１／４未満の長さにおいてしかインダクターとして動作することができない。このため、スタブインダクター２００を広い周波数帯域において使用することは不可能である。
【００１２】
このようなインターデジタルキャパシター１００とスタブインダクター２００の限界により、従来のＬＨ伝送線路は伝送帯域の拡大と小型化を図る上で多くの制約を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願１１／０９２，１４３号
【特許文献２】米国特許出願１０／９０４，８２５号
【特許文献３】米国特許出願１１／２３４，２７６号
【特許文献４】韓国特許出願第２００６−７９３２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インターデジタルキャパシターの高い設計自由度を維持しながらも、キャパシタンスを増大させる一方で、製造を容易にするところにある。
【００１５】
また、本発明は、小型に製造可能であり、遮断周波数を有さないインダクターを提供することを目的とする。
【００１６】
究極的に、本発明は、広い伝送帯域を有し、且つ、サイズの小さなＬＨ伝送線路及びこれを用いた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】
【００１７】
上述した目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシターが提供される。
【００１８】
好ましくは、キャパシターは、前記第１のフィンガーセットと前記第２のフィンガーセットとの間に介在された誘電体をさらに備える。
【００１９】
また、前記第１のフィンガーセットのフィンガーの幅が前記第２のフィンガーセットのフィンガー間の間隔よりも大きく、それにより、前記第１のフィンガーセットのフィンガーが前記第２のフィンガーセットのフィンガーと少なくとも一部において重なり合うことが好ましい。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、一端が伝送線路に接続され、他端が接地面に接続され、実質的に螺旋状を有するように前記伝送線路の内側に形成されたインダクターが提供される。
【００２１】
前記インダクターは誘電体上に形成され、前記他端はビア孔を介して前記接地面に接続されることが好ましい。
【００２２】
本発明のさらに他の実施態様によれば、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシター、及び一端が前記第２のフィンガーセットと接続され、他端が接地面に接続されたインダクターを含むＬＨ特性を有する伝送線路が提供される。
【００２３】
好ましくは、前記キャパシターは、前記第１のフィンガーセットと前記第２のフィンガーセットとの間に介在された誘電体をさらに備える。
【００２４】
また、前記第１のフィンガーセットのフィンガーの幅が前記第２のフィンガーセットのフィンガー間の間隔よりも大きく、これにより、前記第１のフィンガーセットのフィンガーが前記第２のフィンガーセットのフィンガーと少なくとも一部において重なり合うことが好ましい。
【００２５】
一方、前記インダクターは前記第２のフィンガーセットと伝送線路を介して接続され、前記インダクターは一端が前記伝送線路に接続され、他端が接地面に接続され、実質的に螺旋状を有するように前記伝送線路の内側に形成されることが好ましい。
【００２６】
さらに、前記インダクターは誘電体上に形成され、前記インダクターの他端はビア孔を介して前記接地面に接続されることも好ましい。
【００２７】
本発明のさらに他の実施態様によれば、前記ＬＨ特性を有する伝送線路を含む結合器が提供される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、インターデジタルキャパシターの高い設計自由度を維持しながらも、キャパシタンスを増大させる一方で、製造を容易にすることができる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、小型に製造可能であり、しかも、遮断周波数を有さないインダクターが得られると共に、究極的には広い伝送帯域を有し、且つ、サイズの小さなＬＨ伝送線路及びこれを用いて小型化が図れると共に結合度が向上した結合器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の伝送線路及びＬＨ伝送線路の等価回路を示す図である。
【図２】実際に実現された従来のＬＨ伝送線路を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインターデジタルキャパシターの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインターデジタルキャパシターの上面図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるインダクターの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるＬＨ伝送線路の斜視図である。
【図７】本発明の一実現例によるＬＨ伝送線路のＳ２１パラメータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に基づき、本発明の具体的な実施形態を説明する。この明細書において、インダクター、キャパシター、ＬＨ伝送線路などの名称はその素子または構成要素においいて優れた電気的な特性を示すように定められたものであり、各素子または構成要素が純水にインダクター、キャパシター、ＬＨ伝送線路などとしてのみ動作するということを意味することはない。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態によるインターデジタルキャパシター１の斜視図である。この実施形態のインターデジタルキャパシター１は、互いに離れて実質的に平行に配置された２セットのフィンガー１０、２０を備える。フィンガーセット１０、２０は互いに離れるように配置され、一端において互いに接続されたフィンガー１２、１４及びフィンガー２２、２４をそれぞれ含む。以下、図示のもののうち一部のフィンガーだけを指示して説明を行うが、本発明はこれに何等制限されるものではなく、図示または説明されたもの以外のいかなる数のフィンガーに対しても以下の説明が適用可能である。
【００３３】
フィンガーセット１０、２０は、電気的に接続されないように離れて配置され、製造の便宜及び構造の安定性のために、これらの間に誘電体（図示せず）が配置されていてもよい。特に、一般的に、平板キャパシターのキャパシタンスは誘電率に比例するため、高い誘電率の誘電体をフィンガーセット１０、２０の間に差し込むことによりキャパシタンスを増大させることができる。フィンガー１２、１４及びフィンガー２２、２４はそれぞれ伝送線路３２及び３０に共通して接続されて、これらの間のキャパシタンスが並列合成できるようにする。なお、これらが接続された伝送線路３０、３２はキャパシターの端子を構成して電流がこれらを介して出入りする。
【００３４】
フィンガー１２、１４とフィンガー２２、２４は実質的に同じ長さを有するように形成されて重なり合うように配置されることが好ましい。フィンガーの配置は、図４を参照して説明する。図４を参照するに、フィンガー１２、１４とフィンガー２２、２４は互いに交差するように配置されると共に、少なくともその外周部において重なり合うように配置可能である。すなわち、フィンガーの幅、例えば、フィンガー２２の幅がフィンガー間の間隔、例えば、フィンガー１２とフィンガー１４との間の間隔よりも大きくなるように形成されて、フィンガー２２はその外周部においてフィンガー１２及び１４と重なり合うことができる。このようにフィンガーセット１０及び２０が平行に配置されると共に、所定の領域において重なり合うことにより、従来のインターデジタルキャパシターに比べて導体の重なり合う面積が増大され、その結果、キャパシタンスが増大される。
【００３５】
また、２つのフィンガーセット１０、２０が異なる層に形成されるため、フィンガー間の交互配置を精度よく実現する必要がなく、従来のインターデジタルキャパシターに比べて製造の難度及びコストが減少する。
【００３６】
これと同時に、既存のインターデジタルキャパシターのように２以上のフィンガーを含むフィンガーセット１０、２２によりキャパシターを構成することにより、キャパシターの設計自由度を高めることができる。具体的に、フィンガー間の間隔、フィンガーセット１０、２２間の間隔、各フィンガーの長さ、各フィンガーセット１０、２０が含むフィンガーの数、誘電体の誘電率などを変化させることにより、キャパシター１のキャパシタンスを変化させることができ、これは、単にキャパシタンスが導体のサイズ、導体間の間隔、及び誘電体の誘電率だけで決定される従来のマルチレイヤキャパシターに比べて高い自由度を許容する。
【００３７】
次に、図５に基づき、本発明の他の実施形態によるインダクターを説明する。この実施形態のインダクター２は、伝送線路である導体３０の内側に形成された開口部内に実質的に螺旋状を有するように配置されたストリップ導体４０を含む。導体３０及びストリップ導体４０は誘電体５０の表面に印刷、蒸着またはエッチングなどにより形成可能である。なお、誘電体５０の対向面には接地面６０が形成されていてもよい。ストリップ導体４０は、一端４２が導体３０に接続され、他端４４はビア孔５２を介して接地面６０に接続される。
【００３８】
ストリップ導体４０は導体が固有に有するインダクタンスによりインダクターとして動作する。しかしながら、ストリップ導体４０は、従来のスタブインダクターとは異なり、実質的に螺旋状を有するように形成されるため、狭い面積内においてもそれを長尺状に形成することができる結果、大きなインダクタンスを有することができる。これにより、インダクターの小型化を図ることができる。
【００３９】
螺旋状を有するストリップ導体４０において、実質的に平行に離れて配置されたストリップ導体４０の各部分の間においてキャパシタンスが発生することになる。しかしながら、これは実質的に全体のストリップ導体４０によるインダクタンスに比べて無視できる程度に小さく、結果的に、インダクター２はインダクター素子として動作する。このように、基本的に伝送線路の構成を有して分布定数回路（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）として動作するスタブインダクターに比べて、この実施形態のインダクター２はキャパシタンスとそれよりも優勢なインダクタンスがいずれも存在する集中定数素子（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）またはラムプドインダクター（ｌｕｍｐｅｄ ｉｎｄｕｃｔｏｒ）として動作するため、その共振周波数は内部のインダクタンス及びキャパシタンスにより決定されるだけであり、λ／２共振器として動作することはない。また、波長の１／４未満の長さを有する場合に限ってインダクターとして動作可能な従来のスタブインダクターとは異なり、インダクターとして動作可能な波長の範囲に制限がない。このため、インダクターのサイズに比例する遮断周波数を有さず、広い帯域においてインダクターとして動作することができる。
【００４０】
また、この実施形態のインダクター２は伝送線路３０内側の開口部内に形成されるため、インダクター２が占める回路空間を極力抑えることができ、特に、インターデジタルキャパシターと接続して形成する場合、キャパシターとインダクター２を容易に接続することができる。
【００４１】
図６に基づき、本発明のインターデジタルキャパシター１及びインダクター２を用いた本発明の他の実施形態によるＬＨ伝送線路３を説明する。この実施形態において、インターデジタルキャパシター１とインダクター２はそれぞれ図３及び図５に基づく説明と同様なものを使用し、同じ構成要素には同じ参照符号を付するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
この実施形態のＬＨ伝送線路３はインターデジタルキャパシター１とインダクター２を備え、キャパシター１とインダクター２は伝送線路３０により接続される。すなわち、伝送線路３０の一方の側はキャパシター１のフィンガーセット２０に接続され、他方の側はインダクター２のストリップ導体４０と接続される共に、延長してＬＨ伝送線路の第２のポートとして機能する。ＬＨ伝送線路の第１のポートはキャパシター１のフィンガーセット１０に接続された伝送線路３２である。
【００４３】
このような構成により、ＬＨ伝送線路３の第１のポート３２と第２のポート３０との間にインターデジタルキャパシター１が接続され、第２のポート３０と接地面との間にインダクター２が接続されるため、直列キャパシターと並列インダクターとから構成されるＬＨ伝送線路３が得られる。なお、ＬＨ伝送線路３を１つのセルとして用い、２以上を縦続接続することにより所望の長さの伝送線路を得ることができる。
【００４４】
この実施形態のＬＨ伝送線路３は設計自由度が高く、且つ、キャパシタンスが大きなインターデジタルキャパシター１と、小型化が可能であり、且つ、遮断周波数を有さないインダクター２を備えるため、従来のＬＨ伝送線路に比べて帯域幅を拡張することができるとともに、伝送線路の小型化を図ることができる。また、伝送線路３０の内側に形成されたインダクターを用いることにより、インターデジタルキャパシター１のフィンガーセット２０をそのまま延長してインダクターと接続することが可能であるため、伝送線路３の製造が極めて単純になる。
【００４５】
この実施形態のＬＨ伝送線路を実際に実現して性能を測定した。なお、従来のＬＨ伝送線路を製作して比較例として用いた。
【００４６】
実現例のＬＨ伝送線路において、インターデジタルキャパシターの各フィンガーの長さは６ｍｍ、フィンガーの幅は０．２ｍｍ、そしてフィンガー間の間隔は０．１ｍｍであり、各セット当たりに８個のフィンガーを使用した。また、フィンガーセット間の離間距離は０．１ｍｍとし、フィンガー間には誘電率１の誘電体を介在させた。インダクターのストリップ導体の幅は０．１ｍｍであり、ストリップ導体の螺旋間の間隔は０．１ｍｍであり、そして、インダクターの全体のサイズ、すなわち、ストリップ導体の伝送線路接続部から螺旋の最外郭部までの距離は１．９ｍｍであった。
【００４７】
比較例のＬＨ伝送線路において、インターデジタルキャパシターの各フィンガーの長さは６ｍｍであり、各セットが５個のフィンガーを含むようにした。スタブインダクターは長さ１０ｍｍ、幅１ｍｍに形成した。
【００４８】
実現例と比較例において、いずれも誘電率４の基板を用いて伝送線路を実現し、６個のキャパシターと５個のインダクターを含む伝送線路のサイズは、実現例が４８×２．４ｍｍ２であり、比較例が３７×１２．２ｍｍ２であった。
【００４９】
図７は、本発明の一実現例によるＬＨ伝送線路のＳ２１パラメータを示す図である。図７の（ａ）は、比較例のＳ２１パラメータを示し、（ｂ）は実現例のＳ２１パラメータを示している。これらパラメータは３００ｋＨｚ〜６ＧＨｚの範囲において測定された。図示の如く、比較例のＳ２１パラメータは−３ｄＢｍを基準として１ＧＨｚと４ＧＨｚにおいて遮断周波数を有するのに対し、実現例のＳ２１パラメータは０．５ＧＨｚと４．４ＧＨｚにおいて遮断周波数を有する。このため、比較例に比べて帯域幅が９００ＭＨｚ、約３０％拡張された。すなわち、本発明の実現例によれば、比較例に比べて伝送線路の実現面積を約７５％減少させると共に、帯域幅を約３０％拡張することができるということを確認した。
【００５０】
本発明の他の実施形態によれば、ＬＨ伝送線路の並列インダクターとして、伝送線路とは別個の層に形成されたインダクター、またはヘリカル状に形成されたインダクターを使用することも可能である。これらインダクターに関しては、本願出願人の韓国特許出願第２００６−７９３２６号に開示されており、前記出願に開示された内容はここで詳細に説明しなくても本願出願に取り込まれる。
【００５１】
本発明の他の実施形態によれば、上述した本発明のＬＨ伝送線路を用いた結合器が提供される。この実施形態の結合器は、本発明のＬＨ伝送線路の１対を平行に配置して４個のポートを有するように構成される。第１の伝送線路の入力ポートと出力ポートはそれぞれ結合器の入力ポート（ｉｎｐｕｔ ｐｏｒｔ）及び通過ポート（ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｒｔ）として使用され、第２の伝送線路の入力ポートは結合出力ポート（ｃｏｕｐｌｅｄ ｏｕｔ ｐｏｒｔ）として使用される。第２の伝送線路の出力ポートは隔離ポート（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｐｏｒｔ）であり、入出力に使用されることはない。
【００５２】
この実施形態の結合器は、本発明のＬＨ伝送線路を使用することにより小型に製造可能であり、しかも、広帯域特性を有する。加えて、従来のＬＨ伝送線路を用いた結合器に比べて高い結合度を示す。
【００５３】
実施形態の実現例と比較例における説明の同様にして、６個のキャパシター及び５個のインダクターを含む従来のＬＨ伝送線路と本発明のＬＨ伝送線路をそれぞれ１対ずつ用いて結合器を実現し、それぞれの結合器の結合度を比較した。但し、各伝送線路は０．２ｍｍの間隔にて配置し、キャパシターのフィンガー間の間隔は０．０８ｍｍとし、インダクターにおいてそのサイズは１．８５ｍｍとし、ストリップ導体間隔は０．１５ｍｍとした。その結果、それぞれ−６ｄＢと−３ｄＢの結合度を示して、この実施形態による結合器が３ｄＢの結合度の向上をもたらすことを確認した。
【００５４】
以上、本発明を具体的な実施形態と結び付けて説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は説明された実施形態に制限されない。当業者は容易に各構成要素をその均等物に置き換えたり、各構成要素の形成方法を変更することができ、このような置換や変更により本発明の範囲を逸脱するものではない。よって、本発明は以上の説明により制限されてはならず、本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等物によってのみ決定さるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝送線路及び結合器に係り、さらに詳しくは、 左手系（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄ
ｅｄ：ＬＨ）伝送線路、ＬＨ伝送線路を用いた結合器及びこれを実現するためのキャパシターとインダクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタマテリアル（ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ）とは、自然において一般的に見られない特殊な電磁気的な特性を有するように人工的に設計された物質または電磁気的な構造を意味するものであり、一般に、この技術分野及びこの明細書において、メタマテリアルとは、誘電率と透磁率が両方とも負数である物質またはこのような電磁気的な構造を意味する。
【０００３】
このような物質は、２つの負数パラメータを有するという意味で、ダブルネガティブ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ；ＤＧＮ）物質とも呼ばれる。また、メタマテリアルは負の誘電率及び透磁率により負の反射係数を有し、これにより、ＮＲＩ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ）物質とも呼ばれる。メタマテリアルは、１９６７年にソ連の物理学者のベセラゴ（Ｖ．Ｖｅｓｅｌａｇｏ）により最初に研究され始めたものの、それから３０余年が過ぎた最近になって具体的な実現方法に取り組んでその応用が試みられている。
【０００４】
上述のような特性により、メタマテリアル内における電磁気波は、フレミング右手の法則に従うことなく、フレミング左手の法則に従って伝達される。すなわち、電磁気波の位相伝播方向（位相速度方法）とエネルギー伝播方向（群速度方向）が反対となって、メタマテリアルを通過する信号は負の位相遅延を有することになる。この理由から、メタマテリアルを左手系材料（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＬＨＭ）とも呼ぶ。さらに、メタマテリアルにおいては、β（位相定数）とω（周波数）との関係が非線形的であるだけではなく、その特性曲線が座標平面の左半面にも存在するという特性を示す。このような非線形特性により、メタマテリアルにおいては周波数による位相差が小さくて広帯域回路が実現可能であり、位相変化が伝送線路の長さに比例しないことから、小型の回路を実現することができる。
【０００５】
メタマテリアルを実現する方法は絶えず研究されてきており、その一つとして、ＬＨ伝送線路を利用する方法が知られている。
【０００６】
図１は、従来の伝送線路及びＬＨ伝送線路の等価回路を示す図である。従来の伝送線路の等価回路は、図１の（ａ）に示すように、直列インダクターＬRと並列キャパシターＣRで表わされる。これに対し、メタマテリアル伝送線路、すなわち、ＬＨ伝送線路は、図１の（ｂ）に示すように、直列のキャパシターＣLと並列のインダクターＬLで表わされ、このような伝送線路を実現することにより、上述した電磁気的な特性を有するメタマテリアルを実現することが可能になることが知られている。
【０００７】
従来、上記のＬＨ伝送線路は図２に示す伝送線路により実現され、このような実現はＩｔｏｈらの特許に開示されている（例えば、下記の特許文献１参照）。伝送線路はＦＲ４基板などの公知の基板を用いて実現可能である。具体的に、伝送線路は、誘電体４００の一方の面上に導体を印刷、蒸着またはエッチングして形成されるインターデジタル（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ）キャパシター１００及びスタブインダクター２００、さらに、その対向面に導体を印刷、蒸着またはエッチングして形成される接地面３００を含む。
【０００８】
図１の（ｂ）に示すＬＨ伝送線路の直列キャパシターＣLは、インターデジタルキャパ
シター１００により実現される。インターデジタルキャパシター１００は、誘電体を挟んで導体を多層に配置することにより形成される従来のマルチレイヤーキャパシターに比べて、素子の小型化を達成し、且つ、伝送線路に含め易いように実現されたものであり、２つのフィンガーセット１１０、１２０が互いに離れると共に、交互に配置されてフィンガー同士の電磁気的な結合によるキャパシタンスを有する。各セットのフィンガー１１０または１２０は一端において互いに電気的に接続されて、多数のフィンガー間のキャパシタンス、例えば、フィンガー１１０ａとフィンガー１２０ａとの間のキャパシタンス及びフィンガー１１０ｂとフィンガー１２０ｂとの間のキャパシタンスが並列合成されてさらに大きなキャパシタンスを有するようにする。
【０００９】
一方、ＬＨ伝送線路の並列インダクターＬLは、短絡スタブ（ｓｈｏｒｔ ｓｔｕｂ）
であるスタブインダクター２００により実現される。スタブインダクター２００は長く延びた導体であり、一端がビア孔２１０を介して接地面３００に接続される。スタブインダクター２００は、通常の導体において固有に現れるインダクタンスを用いたものであり、主としてその長さによりインダクタンスが決定される。これにより、大体図１の（ｂ）に示すような伝送線路が実現され、これを一つのセルとして用いて多数のセルを縦続（ｃａｓｃａｄｅ）接続することにより、所望の長さの伝送線路を実現することができる。但し、各導体における不可避なキャパシタンスとインダクタンスにより、正確にはＲＨ伝送線路とＬＨ伝送線路が混合された電気的な特性を示す。
【００１０】
このような従来のＬＨ伝送線路において、各構成素子の構造的な限界が伝送線路の性能の向上に制約となる。先ず、インターデジタルキャパシター１００は、マルチレイヤキャパシターに比べてキャパシタンスが小さいという欠点がある。これは、互いに向かい合って電磁気的に結合する導体の面積がインターデジタルキャパシター１００においてさらに小さいからである。また、それぞれのフィンガーが精密に交差するように形成されなければならないため、その製造及び加工工程が極めて難しい。これに対し、マルチレイヤキャパシターを利用する場合には、キャパシタンスの調整が導体間の間隔と導体面積の調整によってしかなされないため、設計の自由度が低いという不都合がある結果、ＬＨ伝送線路に一般的に使用するには不向きである。例えば、Ｋａｏによる下記の特許文献２及びＷｕによる下記の特許文献３に積層インターデジタルキャパシターが開示されているが、これは、マルチレイヤキャパシターの構成と同じ構成を有するため設計の自由度が低く、且つ、構造が複雑であるため製造コストも高い。
【００１１】
一方、スタブインダクター２００は、インダクタンスが導体の長さにより決定されるため、インダクタンスを増大させるためには導体の長さが増大されなければならず、これにより、インダクター２００が肥大化するという不都合がある。また、信号の波長がスタブインダクター２００の長さの２倍となる場合、スタブインダクター２００はλ／２共振器として作動して、周波数応答において遮断周波数が現れてしまうだけではなく、インピーダンス特性上、波長の１／４未満の長さにおいてしかインダクターとして動作することができない。このため、スタブインダクター２００を広い周波数帯域において使用することは不可能である。
【００１２】
このようなインターデジタルキャパシター１００とスタブインダクター２００の限界により、従来のＬＨ伝送線路は伝送帯域の拡大と小型化を図る上で多くの制約を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願１１／０９２，１４３号
【特許文献２】米国特許出願１０／９０４，８２５号
【特許文献３】米国特許出願１１／２３４，２７６号
【特許文献４】韓国特許出願第２００６−７９３２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インターデジタルキャパシターの高い設計自由度を維持しながらも、キャパシタンスを増大させる一方で、製造を容易にするところにある。
【００１５】
また、本発明は、小型に製造可能であり、遮断周波数を有さないインダクターを提供することを目的とする。
【００１６】
究極的に、本発明は、広い伝送帯域を有し、且つ、サイズの小さなＬＨ伝送線路及びこれを用いた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】
【００１７】
上述した目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシターが提供される。
【００１８】
好ましくは、キャパシターは、前記第１のフィンガーセットと前記第２のフィンガーセットとの間に介在された誘電体をさらに備える。
【００１９】
また、前記第１のフィンガーセットのフィンガーの幅が前記第２のフィンガーセットのフィンガー間の間隔よりも大きく、それにより、前記第１のフィンガーセットのフィンガーが前記第２のフィンガーセットのフィンガーと少なくとも一部において重なり合うことが好ましい。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、一端が伝送線路に接続され、他端が接地面に接続され、実質的に螺旋状を有するように前記伝送線路の内側に形成されたインダクターが提供される。
【００２１】
前記インダクターは誘電体上に形成され、前記他端はビア孔を介して前記接地面に接続されることが好ましい。
【００２２】
本発明のさらに他の実施態様によれば、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシター、及び一端が前記第２のフィンガーセットと接続され、他端が接地面に接続されたインダクターを含むＬＨ特性を有する伝送線路が提供される。
【００２３】
好ましくは、前記キャパシターは、前記第１のフィンガーセットと前記第２のフィンガーセットとの間に介在された誘電体をさらに備える。
【００２４】
また、前記第１のフィンガーセットのフィンガーの幅が前記第２のフィンガーセットのフィンガー間の間隔よりも大きく、これにより、前記第１のフィンガーセットのフィンガーが前記第２のフィンガーセットのフィンガーと少なくとも一部において重なり合うことが好ましい。
【００２５】
一方、前記インダクターは前記第２のフィンガーセットと伝送線路を介して接続され、前記インダクターは一端が前記伝送線路に接続され、他端が接地面に接続され、実質的に螺旋状を有するように前記伝送線路の内側に形成されることが好ましい。
【００２６】
さらに、前記インダクターは誘電体上に形成され、前記インダクターの他端はビア孔を介して前記接地面に接続されることも好ましい。
【００２７】
本発明のさらに他の実施態様によれば、前記ＬＨ特性を有する伝送線路を含む結合器が提供される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、インターデジタルキャパシターの高い設計自由度を維持しながらも、キャパシタンスを増大させる一方で、製造を容易にすることができる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、小型に製造可能であり、しかも、遮断周波数を有さないインダクターが得られると共に、究極的には広い伝送帯域を有し、且つ、サイズの小さなＬＨ伝送線路及びこれを用いて小型化が図れると共に結合度が向上した結合器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の伝送線路及びＬＨ伝送線路の等価回路を示す図である。
【図２】実際に実現された従来のＬＨ伝送線路を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインターデジタルキャパシターの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインターデジタルキャパシターの上面図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるインダクターの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるＬＨ伝送線路の斜視図である。
【図７】本発明の一実現例によるＬＨ伝送線路のＳ２１パラメータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に基づき、本発明の具体的な実施形態を説明する。この明細書において、インダクター、キャパシター、ＬＨ伝送線路などの名称はその素子または構成要素においいて優れた電気的な特性を示すように定められたものであり、各素子または構成要素が純水にインダクター、キャパシター、ＬＨ伝送線路などとしてのみ動作するということを意味することはない。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態によるインターデジタルキャパシター１の斜視図である。この実施形態のインターデジタルキャパシター１は、互いに離れて実質的に平行に配置された２セットのフィンガー１０、２０を備える。フィンガーセット１０、２０は互いに離れるように配置され、一端において互いに接続されたフィンガー１２、１４及びフィンガー２２、２４をそれぞれ含む。以下、図示のもののうち一部のフィンガーだけを指示して説明を行うが、本発明はこれに何等制限されるものではなく、図示または説明されたもの以外のいかなる数のフィンガーに対しても以下の説明が適用可能である。
【００３３】
フィンガーセット１０、２０は、電気的に接続されないように離れて配置され、製造の便宜及び構造の安定性のために、これらの間に誘電体（図示せず）が配置されていてもよい。特に、一般的に、平板キャパシターのキャパシタンスは誘電率に比例するため、高い誘電率の誘電体をフィンガーセット１０、２０の間に差し込むことによりキャパシタンスを増大させることができる。フィンガー１２、１４及びフィンガー２２、２４はそれぞれ伝送線路３２及び３０に共通して接続されて、これらの間のキャパシタンスが並列合成できるようにする。なお、これらが接続された伝送線路３０、３２はキャパシターの端子を構成して電流がこれらを介して出入りする。
【００３４】
フィンガー１２、１４とフィンガー２２、２４は実質的に同じ長さを有するように形成されて重なり合うように配置されることが好ましい。フィンガーの配置は、図４を参照して説明する。図４を参照するに、フィンガー１２、１４とフィンガー２２、２４は互いに交差するように配置されると共に、少なくともその外周部において重なり合うように配置可能である。すなわち、フィンガーの幅、例えば、フィンガー２２の幅がフィンガー間の間隔、例えば、フィンガー１２とフィンガー１４との間の間隔よりも大きくなるように形成されて、フィンガー２２はその外周部においてフィンガー１２及び１４と重なり合うことができる。このようにフィンガーセット１０及び２０が平行に配置されると共に、所定の領域において重なり合うことにより、従来のインターデジタルキャパシターに比べて導体の重なり合う面積が増大され、その結果、キャパシタンスが増大される。
【００３５】
また、２つのフィンガーセット１０、２０が異なる層に形成されるため、フィンガー間の交互配置を精度よく実現する必要がなく、従来のインターデジタルキャパシターに比べて製造の難度及びコストが減少する。
【００３６】
これと同時に、既存のインターデジタルキャパシターのように２以上のフィンガーを含むフィンガーセット１０、２２によりキャパシターを構成することにより、キャパシターの設計自由度を高めることができる。具体的に、フィンガー間の間隔、フィンガーセット１０、２２間の間隔、各フィンガーの長さ、各フィンガーセット１０、２０が含むフィンガーの数、誘電体の誘電率などを変化させることにより、キャパシター１のキャパシタンスを変化させることができ、これは、単にキャパシタンスが導体のサイズ、導体間の間隔、及び誘電体の誘電率だけで決定される従来のマルチレイヤキャパシターに比べて高い自由度を許容する。
【００３７】
次に、図５に基づき、本発明の他の実施形態によるインダクターを説明する。この実施形態のインダクター２は、伝送線路である導体３０の内側に形成された開口部内に実質的に螺旋状を有するように配置されたストリップ導体４０を含む。導体３０及びストリップ導体４０は誘電体５０の表面に印刷、蒸着またはエッチングなどにより形成可能である。なお、誘電体５０の対向面には接地面６０が形成されていてもよい。ストリップ導体４０は、一端４２が導体３０に接続され、他端４４はビア孔５２を介して接地面６０に接続される。
【００３８】
ストリップ導体４０は導体が固有に有するインダクタンスによりインダクターとして動作する。しかしながら、ストリップ導体４０は、従来のスタブインダクターとは異なり、実質的に螺旋状を有するように形成されるため、狭い面積内においてもそれを長尺状に形成することができる結果、大きなインダクタンスを有することができる。これにより、インダクターの小型化を図ることができる。
【００３９】
螺旋状を有するストリップ導体４０において、実質的に平行に離れて配置されたストリップ導体４０の各部分の間においてキャパシタンスが発生することになる。しかしながら、これは実質的に全体のストリップ導体４０によるインダクタンスに比べて無視できる程度に小さく、結果的に、インダクター２はインダクター素子として動作する。このように、基本的に伝送線路の構成を有して分布定数回路（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）として動作するスタブインダクターに比べて、この実施形態のインダクター２はキャパシタンスとそれよりも優勢なインダクタンスがいずれも存在する集中定数素子（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）またはラムプドインダクター（ｌｕｍｐｅｄ ｉｎｄｕｃｔｏｒ）として動作するため、その共振周波数は内部のインダクタンス及びキャパシタンスにより決定されるだけであり、λ／２共振器として動作することはない。また、波長の１／４未満の長さを有する場合に限ってインダクターとして動作可能な従来のスタブインダクターとは異なり、インダクターとして動作可能な波長の範囲に制限がない。このため、インダクターのサイズに比例する遮断周波数を有さず、広い帯域においてインダクターとして動作することができる。
【００４０】
また、この実施形態のインダクター２は伝送線路３０内側の開口部内に形成されるため、インダクター２が占める回路空間を極力抑えることができ、特に、インターデジタルキャパシターと接続して形成する場合、キャパシターとインダクター２を容易に接続することができる。
【００４１】
図６に基づき、本発明のインターデジタルキャパシター１及びインダクター２を用いた本発明の他の実施形態によるＬＨ伝送線路３を説明する。この実施形態において、インターデジタルキャパシター１とインダクター２はそれぞれ図３及び図５に基づく説明と同様なものを使用し、同じ構成要素には同じ参照符号を付するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
この実施形態のＬＨ伝送線路３はインターデジタルキャパシター１とインダクター２を備え、キャパシター１とインダクター２は伝送線路３０により接続される。すなわち、伝送線路３０の一方の側はキャパシター１のフィンガーセット２０に接続され、他方の側はインダクター２のストリップ導体４０と接続される共に、延長してＬＨ伝送線路の第２のポートとして機能する。ＬＨ伝送線路の第１のポートはキャパシター１のフィンガーセット１０に接続された伝送線路３２である。
【００４３】
このような構成により、ＬＨ伝送線路３の第１のポート３２と第２のポート３０との間にインターデジタルキャパシター１が接続され、第２のポート３０と接地面との間にインダクター２が接続されるため、直列キャパシターと並列インダクターとから構成されるＬＨ伝送線路３が得られる。なお、ＬＨ伝送線路３を１つのセルとして用い、２以上を縦続接続することにより所望の長さの伝送線路を得ることができる。
【００４４】
この実施形態のＬＨ伝送線路３は設計自由度が高く、且つ、キャパシタンスが大きなインターデジタルキャパシター１と、小型化が可能であり、且つ、遮断周波数を有さないインダクター２を備えるため、従来のＬＨ伝送線路に比べて帯域幅を拡張することができるとともに、伝送線路の小型化を図ることができる。また、伝送線路３０の内側に形成されたインダクターを用いることにより、インターデジタルキャパシター１のフィンガーセット２０をそのまま延長してインダクターと接続することが可能であるため、伝送線路３の製造が極めて単純になる。
【００４５】
この実施形態のＬＨ伝送線路を実際に実現して性能を測定した。なお、従来のＬＨ伝送線路を製作して比較例として用いた。
【００４６】
実現例のＬＨ伝送線路において、インターデジタルキャパシターの各フィンガーの長さは６ｍｍ、フィンガーの幅は０．２ｍｍ、そしてフィンガー間の間隔は０．１ｍｍであり、各セット当たりに８個のフィンガーを使用した。また、フィンガーセット間の離間距離は０．１ｍｍとし、フィンガー間には誘電率１の誘電体を介在させた。インダクターのストリップ導体の幅は０．１ｍｍであり、ストリップ導体の螺旋間の間隔は０．１ｍｍであり、そして、インダクターの全体のサイズ、すなわち、ストリップ導体の伝送線路接続部から螺旋の最外郭部までの距離は１．９ｍｍであった。
【００４７】
比較例のＬＨ伝送線路において、インターデジタルキャパシターの各フィンガーの長さは６ｍｍであり、各セットが５個のフィンガーを含むようにした。スタブインダクターは長さ１０ｍｍ、幅１ｍｍに形成した。
【００４８】
実現例と比較例において、いずれも誘電率４の基板を用いて伝送線路を実現し、６個のキャパシターと５個のインダクターを含む伝送線路のサイズは、実現例が４８×２．４ｍｍ２であり、比較例が３７×１２．２ｍｍ２であった。
【００４９】
図７は、本発明の一実現例によるＬＨ伝送線路のＳ２１パラメータを示す図である。図７の（ａ）は、比較例のＳ２１パラメータを示し、（ｂ）は実現例のＳ２１パラメータを示している。これらパラメータは３００ｋＨｚ〜６ＧＨｚの範囲において測定された。図示の如く、比較例のＳ２１パラメータは−３ｄＢｍを基準として１ＧＨｚと４ＧＨｚにおいて遮断周波数を有するのに対し、実現例のＳ２１パラメータは０．５ＧＨｚと４．４ＧＨｚにおいて遮断周波数を有する。このため、比較例に比べて帯域幅が９００ＭＨｚ、約３０％拡張された。すなわち、本発明の実現例によれば、比較例に比べて伝送線路の実現面積を約７５％減少させると共に、帯域幅を約３０％拡張することができるということを確認した。
【００５０】
本発明の他の実施形態によれば、ＬＨ伝送線路の並列インダクターとして、伝送線路とは別個の層に形成されたインダクター、またはヘリカル状に形成されたインダクターを使用することも可能である。これらインダクターに関しては、本願出願人の韓国特許出願第２００６−７９３２６号に開示されており、前記出願に開示された内容はここで詳細に説明しなくても本願出願に取り込まれる。
【００５１】
本発明の他の実施形態によれば、上述した本発明のＬＨ伝送線路を用いた結合器が提供される。この実施形態の結合器は、本発明のＬＨ伝送線路の１対を平行に配置して４個のポートを有するように構成される。第１の伝送線路の入力ポートと出力ポートはそれぞれ結合器の入力ポート（ｉｎｐｕｔ ｐｏｒｔ）及び通過ポート（ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｒｔ）として使用され、第２の伝送線路の入力ポートは結合出力ポート（ｃｏｕｐｌｅｄ ｏｕｔ ｐｏｒｔ）として使用される。第２の伝送線路の出力ポートは隔離ポート（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｐｏｒｔ）であり、入出力に使用されることはない。
【００５２】
この実施形態の結合器は、本発明のＬＨ伝送線路を使用することにより小型に製造可能であり、しかも、広帯域特性を有する。加えて、従来のＬＨ伝送線路を用いた結合器に比べて高い結合度を示す。
【００５３】
実施形態の実現例と比較例における説明の同様にして、６個のキャパシター及び５個のインダクターを含む従来のＬＨ伝送線路と本発明のＬＨ伝送線路をそれぞれ１対ずつ用いて結合器を実現し、それぞれの結合器の結合度を比較した。但し、各伝送線路は０．２ｍｍの間隔にて配置し、キャパシターのフィンガー間の間隔は０．０８ｍｍとし、インダクターにおいてそのサイズは１．８５ｍｍとし、ストリップ導体間隔は０．１５ｍｍとした。その結果、それぞれ−６ｄＢと−３ｄＢの結合度を示して、この実施形態による結合器が３ｄＢの結合度の向上をもたらすことを確認した。
【００５４】
以上、本発明を具体的な実施形態と結び付けて説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は説明された実施形態に制限されない。当業者は容易に各構成要素をその均等物に置き換えたり、各構成要素の形成方法を変更することができ、このような置換や変更により本発明の範囲を逸脱するものではない。よって、本発明は以上の説明により制限されてはならず、本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等物によってのみ決定さるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシターと、
一端が前記第２のフィンガーセットと接続され、他端が接地面に接続されたインダクターを含むＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項２】
前記キャパシターは、前記第１のフィンガーセットと前記第２のフィンガーセットとの間に介在された誘電体をさらに備える、請求項１に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項３】
前記第１のフィンガーセットのフィンガーの幅が前記第２のフィンガーセットのフィンガー間の間隔よりも大きく、これにより、前記第１のフィンガーセットのフィンガーが前記第２のフィンガーセットのフィンガーと少なくとも一部において重なり合う、請求項１に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項４】
前記インダクターは前記第２のフィンガーセットと伝送線路を介して接続され、
前記インダクターは一端が前記伝送線路に接続され、他端が接地面に接続され、実質的に螺旋状を有するように前記伝送線路の内側に形成された、請求項１に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項５】
前記インダクターは誘電体上に形成され、前記インダクターの他端はビア孔を介して前記接地面に接続される、請求項４に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のＬＨ特性を有する伝送線路を含む結合器。
【請求項１】
互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含む第１のフィンガーセットと、互いに離れて配置され、一端において接続された２以上のフィンガーを含むと共に、前記第１のフィンガーセットから所定の間隔だけ離れて実質的に平行に配置された第２のフィンガーセットと、を備えるキャパシターと、
一端が前記第２のフィンガーセットと接続され、他端が接地面に接続されたインダクターを含むＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項２】
前記キャパシターは、前記第１のフィンガーセットと前記第２のフィンガーセットとの間に介在された誘電体をさらに備える、請求項１に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項３】
前記第１のフィンガーセットのフィンガーの幅が前記第２のフィンガーセットのフィンガー間の間隔よりも大きく、これにより、前記第１のフィンガーセットのフィンガーが前記第２のフィンガーセットのフィンガーと少なくとも一部において重なり合う、請求項１に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項４】
前記インダクターは前記第２のフィンガーセットと伝送線路を介して接続され、
前記インダクターは一端が前記伝送線路に接続され、他端が接地面に接続され、実質的に螺旋状を有するように前記伝送線路の内側に形成された、請求項１に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項５】
前記インダクターは誘電体上に形成され、前記インダクターの他端はビア孔を介して前記接地面に接続される、請求項４に記載のＬＨ特性を有する伝送線路。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のＬＨ特性を有する伝送線路を含む結合器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−７８１３８（Ｐ２０１１−７８１３８Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７５２（Ｐ２０１１−６７５２）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【分割の表示】特願２００９−５３３２５８（Ｐ２００９−５３３２５８）の分割
【原出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（５０７２４８４２４）イーエムダブリュ カンパニー リミテッド (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【分割の表示】特願２００９−５３３２５８（Ｐ２００９−５３３２５８）の分割
【原出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（５０７２４８４２４）イーエムダブリュ カンパニー リミテッド (41)
【Ｆターム（参考）】
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