(57)【要約】【課題】ストリップ導体線路の接続端間にグランド面の不連続を発生させず、かつ線路損失の低減が図れる高周波伝送線路を得ること。【解決手段】金属筐体１の面上に、水平部４ａ，４ｂを筐体面から持ち上げる段差部３ａ，３ｂを対面させて配置されたキャリア２ａ，２ｂと、キャリア２ａ，２ｂの水平部上に配置され、表面にストリップ導体線路６ａ，６ｂが形成された誘電体基板５ａ，５ｂと、表面に幅広のストリップ導体線路８が形成され、一端がキャリア２ａの段差部３ａ側水平部に支持され、他端がキャリア２ｂの段差部３ｂ側水平部に支持された誘電体基板７と、ストリップ導体線路６ａ，６ｂとストリップ導体線路８との各対向端間をそれぞれ接続するワイヤ９ａ，９ｂと、誘電体基板５ａの大部分と誘電体基板５ｂの大部分との間を覆い隠して金属筐体１に電気的に接続固定される構成の導電性カバー１０とを備えている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属筐体と、
前記金属筐体の線路配置方向の両側における筐体面上に、水平部を前記筐体面から所定高さ位置に保持する段差部を対面させて配置された第１および第２のキャリアと、
前記第１および第２のキャリアの前記水平部上にそれぞれ配置され、表面にストリップ導体線路が形成され、裏面にグランド導体がメタライズされた第１および第２の誘電体基板と、
表面にストリップ導体線路が形成され、前記第１および第２のキャリアの前記段差部側水平部にそれぞれ支持された両端側所定長部分における裏面にはそれぞれグランド導体がメタライズされ、前記両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間における裏面にはグランド導体がメタライズされていない第３の誘電体基板と、
前記第１および第２の誘電体基板上に形成されたストリップ導体線路と前記第３の誘電体基板上に形成されたストリップ導体線路との各対向端間をそれぞれ接続する第１および第２のワイヤと、
前記第１の誘電体基板の長手方向大部分と前記第２の誘電体基板の長手方向大部分との間を覆い隠して前記金属筐体に電気的に接続固定される構成の導電性カバーと
を備えていることを特徴とする高周波伝送線路。
【請求項２】
線路配置方向の両側における第１の筐体面と該両第１の筐体面の間に１段下がって形成された第２の筐体面とを有する金属筐体と、
前記金属筐体の前記両第１の筐体面上にそれぞれ配置され、表面にストリップ導体線路が形成され、裏面にグランド導体がメタライズされた第１および第２の誘電体基板と、
表面にストリップ導体線路が形成され、前記両第１の筐体面における前記第２の筐体面との段差部側にそれぞれ支持された両端側所定長部分における裏面にはそれぞれグランド導体がメタライズされ、前記両端側所定長部分を除いた一端側と前記他端側との間における裏面にはグランド導体がメタライズされていない第３の誘電体基板と、
前記第１および第２の誘電体基板上に形成されたストリップ導体線路と前記第３の誘電体基板上に形成されたストリップ導体線路との各対向端間をそれぞれ接続する第１および第２のワイヤと、
前記第１の誘電体基板の長手方向大部分と前記第２の誘電体基板の長手方向大部分との間を覆い隠して前記金属筐体に電気的に接続固定される構成の導電性カバーと
を備えていることを特徴とする高周波伝送線路。
【請求項３】
金属筐体と、
前記金属筐体の線路配置方向の両側における筐体面上にそれぞれ配置され、表面にストリップ導体線路が形成され、裏面にグランド導体がメタライズされた第１および第２の誘電体基板と、
前記第１および第２の誘電体基板の間の筐体面上に配置され、表面にストリップ導体線路が形成され、両端側所定長部分における裏面にはそれぞれグランド導体がメタライズされ、前記両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間における裏面にはグランド導体がメタライズされていない第３の誘電体基板と、
前記第１および第２の誘電体基板上に形成されるストリップ導体線路と前記第３の誘電体基板上に形成されるストリップ導体線路との各対向端間をそれぞれ接続する第１および第２のワイヤと、
前記第１の誘電体基板の長手方向大部分と前記第２の誘電体基板の長手方向大部分との間を覆い隠して前記金属筐体に電気的に接続固定される構成の導電性カバーと、
を備え、
前記第３の誘電体基板の前記両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間における裏面は、対面する前記金属筐体の筐体面と接触しないように掘り込まれている
ことを特徴とする高周波伝送線路。
【請求項４】
前記第３の誘電体基板の表面に形成されるストリップ導体線路は、両接続端側の所定長部分での線路幅が、前記第１および第２の誘電体基板上に形成されるストリップ導体線路と同じ幅に形成され、前記両接続端側の所定長部分を除いた一端側と他端側との間での線路幅が、前記第１および第２の誘電体基板上に形成されるストリップ導体線路の幅よりも幅広に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の高周波伝送線路。
【請求項５】
導電性カバーの筐体接触面に、弾性を有する導電性ガスケットが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の高周波伝送線路。
【請求項６】
前記第１および第２の誘電体基板を通過させるように形成された前記導電性カバーの開口部の幅は、伝搬する高周波信号の１／２波長以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の高周波伝送線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波伝送線路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波やミリ波の高周波信号を伝送する高周波伝送線路を、表面にストリップ導体線路を配置し、裏面にグランド導体を配置したマイクロストリップ線路構造の誘電体基板をそれぞれ金属キャリアにマウントして直列に並べて構成する場合、対応するストリップ導体線路同士の接続端間ではキャリア厚によりグランド面に不連続が発生する。
【０００３】
なお、例えば特許文献１では、上記したグランド面の不連続発生を回避するため、表面にストリップ導体線路を配置し、その両側にグランド導体を配置したコプレーナ線路構造の誘電体基板を直列に並べた構成とし、接続も同様にコプレーナ線路構造で行うことで、特性改善を図った構成例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、マイクロストリップ線路構造の誘電体基板を直列に並べて構成される高周波伝送線路において、ストリップ導体線路同士の接続端間でグランド面が連続していない場合は、ストリップ導体線路の接続端が開放された状態であれば、該接続端では、電磁波の放射や結合が発生する。
【０００６】
そのため、当該高周波伝送線路を含む装置（マイクロ波装置やミリ波装置）では利得差のある端子間の結合により不要発振など装置全体の特性低下を招来する場合があった。また、当該高周波伝送線路では、誘電体基板中に電界が集中するため誘電体損失が大きくなり、ストリップ導体線路の線路幅に依存した導体損失も発生する。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ストリップ導体線路の接続端間にグランド面の不連続を発生させず、かつ線路損失の低減が図れる高周波伝送線路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明にかかる高周波伝送線路は、金属筐体と、前記金属筐体の線路配置方向の両側における筐体面上に、水平部を前記筐体面から所定高さ位置に保持する段差部を対面させて配置された第１および第２のキャリアと、前記第１および第２のキャリアの前記水平部上にそれぞれ配置され、表面にストリップ導体線路が形成され、裏面にグランド導体がメタライズされた第１および第２の誘電体基板と、表面にストリップ導体線路が形成され、前記第１および第２のキャリアの前記段差部側水平部にそれぞれ支持された両端側所定長部分における裏面にはそれぞれグランド導体がメタライズされ、前記両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間における裏面にはグランド導体がメタライズされていない第３の誘電体基板と、前記第１および第２の誘電体基板上に形成されたストリップ導体線路と前記第３の誘電体基板上に形成されたストリップ導体線路との各対向端間をそれぞれ接続する第１および第２のワイヤと、前記第１の誘電体基板の長手方向大部分と前記第２の誘電体基板の長手方向大部分との間を覆い隠して前記金属筐体に電気的に接続固定される構成の導電性カバーとを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１および第２の誘電体基板は、それぞれ、裏面にグランド導体をメタライズし、共にマイクロストリップ線路構造をしている。また、第１および第２の誘電体基板の間に配置される第３の誘電体基板は、両端から第１および第２のキャリアの対応する段差部までの間での裏面にはグランド導体をメタライズしてあるので、両端からキャリア段差部までの所定長範囲が、第１および第２の誘電体基板側のマイクロストリップ線路のグランド面をグランド面とするマイクロストリップ線路構造となっている。つまり、マイクロストリップ線路の接続端間にグランド面の不連続を発生しない構造となるので、反射特性を改善でき、また、電磁波の放射を抑制することができるという効果を奏する。
【００１０】
そして、第３の誘電体基板は、第１のキャリア側段差部と第２のキャリア側段差部との間での裏面にはグランド導体をメタライズしていないが、外周囲が金属筐体および導電性カバーによるグランド面で囲まれている。つまり、第３の誘電体基板およびその表面に形成されたストリップ導体線路において裏面にグランド導体が存在しない領域は、サスペンデッド線路構造になっている。そのため、第３の誘電体基板では基板内の電界強度が、第１および第２の誘電体基板での電界強度よりも低減されるので、誘電体損失および実効誘電率の低減が図れる。これによって、伝送線路の低損失化が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による高周波伝送線路の構成を示す上面透視図である。
【図２】図２は、図１に示す高周波伝送線路の構成を示す一部破断側面図である。
【図３】図３は、図１に示すＡ−Ａ’線での断面図である。
【図４】図４は、図１に示すＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２による高周波伝送線路の構成を示す一部破断側面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３による高周波伝送線路の構成を示す側面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態４として、導電性カバーの開口部の寸法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる高周波伝送線路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の実施の形態１による高周波伝送線路の構成を示す図である。なお、図１は、上面透視図である。図２は、図１に示す高周波伝送線路の構成を示す一部破断側面図である。図３は、図１に示すＡ−Ａ’線での断面図である。図４は、図１に示すＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００１４】
図１と図２において、金属筐体１の線路配置方向の両側における筐体面上に、キャリア２ａ，２ｂがそれぞれ設けられている。キャリア２ａ，２ｂは、それぞれ、所定のキャリア厚を有する角形金属板である。以降、ほぼ鋭角に切り立った側端部を段差部３ａ，３ｂと称し、表面の平坦部を水平部４ａ，４ｂと称する。キャリア２ａ，２ｂは、それぞれ、片側の段差部３ａ，３ｂを対面させて、裏面を金属筐体１の筐体面に接合させて配置されている。つまり、キャリア２ａ，２ｂは、それぞれ、水平部４ａ，４ｂが互いに対面する段差部３ａ，３ｂの高さだけ金属筐体１の筐体面から持ち上がった状態で、金属筐体１の筐体面上に配置されている。
【００１５】
キャリア２ａ，２ｂの水平部４ａ，４ｂ上の段差部３ａ，３ｂ側を除いた領域面には、図示例では小さい長四角状をした誘電体基板５ａ，５ｂがそれぞれ配置されている。誘電体基板５ａ，５ｂは、それぞれ、表面にストリップ導体線路６ａ，６ｂが長手方向に沿って形成され、裏面にグランド導体がメタライズされており、マイクロストリップ線路構造をしている。
【００１６】
そして、大きい長四角状をした誘電体基板７が、その一端がキャリア２ａの水平部４ａの段差部３ａ側面上に誘電体基板５ａの片端と近接対向して支持され、その他端がキャリア２ｂの水平部４ｂの段差部３ｂ側面上に誘電体基板５ｂの片端と近接対向して支持される形で、配置されている。
【００１７】
誘電体基板７の表面には、ストリップ導体線路８が長手方向に沿って形成されている。一方、誘電体基板７の裏面のうち、キャリア２ａ，２ｂの水平部４ａ，４ｂの段差部３ａ，３ｂ側面上と接触する裏面にはグランド導体がメタライズされているが、キャリア２ａの段差部３ａとキャリア２ｂの段差部３ｂとの間の裏面全領域部分にはグランド導体はメタライズされていない。つまり、ストリップ導体線路８の両端側はマイクロストリップ線路構造をしているが、異端側と他端側との間は、誘電体線路構造をしている。
【００１８】
そのため、ストリップ導体線路８の幅は、図示例では、両端側の段差部３ａ，３ｂから各先端までの所定長部分が、マイクロストリップ線路の所定インピーダンス（通常５０Ω）に設定され、その先端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間が、裏面がメタライズされていないので、前記両端側の線路幅よりも大きく形成されている。
【００１９】
誘電体基板５ａ上のストリップ導体線路６ａの片端とストリップ導体線路８の一端との間はワイヤ９ａにて接続され、誘電体基板５ｂ上のストリップ導体線路６ｂの片端とストリップ導体線路８の他端との間はワイヤ９ｂにて接続されている。
【００２０】
そして、導電性カバー１０は、誘電体基板５ａ，５ｂの長手方向大部分とワイヤ９ａ，９ｂを含む誘電体基板７の全体とを覆い隠す箱形状をしていて、ネジ１１によって金属筐体１に固定されている。
【００２１】
以上の構成において、ストリップ導体線路８の両端側所定長部分に対応する誘電体基板７の裏面には、メタライズによるグランド導体が存在するので、その所定長部分での断面方向での電磁界分布は、図３に示すようにマイクロストリップ線路の電磁界分布となる。
【００２２】
つまり、ワイヤ９ａ，９ｂによりストリップ導体線路６ａ，６ｂとストリップ導体線路８の両端側とを接続したが、グランド導体がキャリア２ａ，２ｂの水平部４ａ，４ｂにより繋がっているので、グランド面が連続したマイクロストリップ線路同士の接続である。このように、接続端間におけるグランド面に不連続が無いので、反射特性を改善でき、電磁波の放射を抑圧することができる。
【００２３】
また、導電性カバー１０は、ネジ１１によって金属筐体１に電気的に接続されているので、グランド電流は金属筐体１と導電性カバー１０との両方に流れる。誘電体基板７とストリップ導体線路８とによる誘電体線路は、外周囲をグランド面で囲まれた空間に配置されていることになる。そうすると、この誘電体線路の両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間における誘電体線路での断面方向での電磁界分布は、図４に示すように、サスペンデッド線路の電磁界分布となる。
【００２４】
要するに、誘電体基板７とストリップ導体線路８とによる誘電体線路の配置構造は、両端側所定長部分でのマイクロストリップ線路と、その両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間でのサスペンデッド線路との変換を行う構造になっている。
【００２５】
なお、段差部３ａ，３ｂの高さ、および導電性カバー１０と誘電体基板７との間隔距離は、サスペンデッド線路の特性インピーダンスが概ね５０Ωとなるように設計してある。
【００２６】
このように、誘電体基板７とストリップ導体線路８とによる誘電体線路の両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間における誘電体線路は、サスペンデッド線路となっているので、そのサスペンデッド線路における誘電体基板７内の電界強度は、図３と図４との比較から理解できように、低減される。その結果、誘電体損失の低減と実効誘電率の低減とが図れる。
【００２７】
そのため、サスペンデッド線路となっている線路部分でのストリップ導体線路８の線路幅は、両端のマイクロストリップ導体線路よりも大きくなるので、導体損失の低減効果も得られる。すなわち、伝送線路の低損失化が図れる。
【００２８】
また、誘電体基板５ａ，５ｂの大部分とワイヤ９ａ，９ｂを含む誘電体基板７との全体を、金属筐体１と同じ接地電位である導電性カバー１０で覆い隠す構成としたので、外部への電磁波放射を抑制することができる。
【００２９】
なお、図２では、誘電体基板７の支持を両端のみで行う構成を示したが、機構的な保持構造の観点と、放熱性向上の観点とから、ストリップ導体線路８の両端側所定長部分を除いた全領域部分の中間部分にもキャリアを実装し、誘電体基板７の裏面に該キャリアを接触させる構造でもよい。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による高周波伝送線路の構成を示す一部破断側面図である。なお、図５では、実施の形態１（図１、図２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００３１】
図５に示すように、本実施の形態２による高周波伝送線路では、実施の形態１（図１、図２）に示した構成において、キャリア２ａ，２ａを設けずに、金属筐体１に代えて金属筐体１２が設けられている。
【００３２】
金属筐体１２は、線路配置方向両側の第１の筐体面１２ａと、両方の第１の筐体面１２ａとの間に１段下がって形成された第２の筐体面１２ｂとを有する。両方の第１の筐体面１２ａ上に、ストリップ導体線路６ａ，６ｂが形成されている誘電体基板５ａ，５ｂがそれぞれ配置されている。
【００３３】
そして、ストリップ導体線路６ａ，６ｂよりも幅広のストリップ導体線路８が形成された誘電体基板７は、一端が一方の第１の筐体面１２ａにおける前記第２の筐体面１２ｂとの段差部１３ａ側に支持され、他端が他方の第１の筐体面１２ａにおける第２の筐体面１２ｂとの段差部１３ｂ側に支持されている。
【００３４】
なお、図５では、実施の形態１（図１、図２）に示した段差部３ａ，３ｂを有するキャリア２ａ，２ａを設けない構成として、筐体面に段差部１３ａ，１３ｂを形成した金属筐体１２を用いる例を示したが、その他の例として、段差部１３ａ，１３ｂを設けないで、金属筐体１２の筐体面を平坦面とし、ストリップ導体線路８が形成されている誘電体基板７の両端側所定長部分を除いた一端側と他端側との間に対応する裏面に、金属筐体１２の筐体面と接触しないような掘り込みを入れる構成としてもよい。
【００３５】
いずれの構成でも、ストリップ導体線路６ａ，６ｂ，８の高さ合わせが容易となる。また、導電性カバー１０は、金属筐体１２との一面での接触を行えばよいので、キャリア２ａ，２ｂとの接触も考慮する必要のある実施の形態１よりも電気的導通の確保が容易になる。
【００３６】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３による高周波伝送線路の構成を示す側面図である。なお図６では、実施の形態１（図１、図２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００３７】
図６に示すように、本実施の形態３による高周波伝送線路では、実施の形態１（図１、図２）に示した構成において、導電性カバー１０と金属筐体１およびキャリア２ａ，２ｂとの接触面に、弾性を有する導電性ガスケット１４を設けてある。
【００３８】
この構成によれば、金属筐体１およびキャリア２ａ，２ｂと導電性カバー１０との電気的導通の確保が実施の形態１よりも容易になる。なお、図６では、実施の形態１への適用例を示したが、図５（実施の形態２）にも同様に適用して、導電性カバー１０と金属筐体１２との電気的導通確保の一層の容易化を図るようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４として、導電性カバーの開口部の寸法を説明する図である。図７に示すように、マイクロストリップ線路７が通過できるように導電性カバー１０の設ける開口部１５は、線路横断方向の長さＳを、伝搬する高周波信号の１／２波長以下とする。
【００４０】
導電性カバー１０の開口部１５の寸法をこのよう定めれば、導電性カバー１０内部に放射される電磁波の外部へ漏れ出す量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる高周波伝送線路は、ストリップ導体線路の接続端間にグランド面の不連続を発生させず、かつ線路損失の低減が図れる高周波伝送線路として有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１，１２  金属筐体、２ａ，２ｂ  キャリア、３ａ，３ｂ  キャリアが有する段差部、４ａ，４ｂ  キャリアの水平部、５ａ，５ｂ，７  誘電体基板、６ａ，６ｂ，８  ストリップ導体線路、９ａ，９ｂ  ワイヤ、１０  導電性カバー、１１  ネジ、１２ａ  第１の筐体面、１２ｂ  第２の筐体面、１３ａ，１３ｂ  第１および第２の筐体面間の段差部、１４  導電性ガスケット、１５  導電性カバーの開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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