(57)【要約】【課題】限られた基板サイズの中に所定のアイソレーションを確保しつつ複数の伝送線路を形成することのできる高周波回路基板を提供する。【解決手段】コプレーナ線路１０の接地導体１１，１２の上に誘電体膜２１，３１を介してストリップ導体２２，３２を積層する。そして、コプレーナ線路１０の表面接地導体と、マイクロストリップ線路２０，３０の裏面接地導体とを共通させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板上に伝送線路導体と当該伝送線路導体を挟んで一対の接地導体を形成してなるコプレーナ線路と、
前記一対の接地導体のうち少なくともいずれか一方の接地導体上に誘電体膜を介してストリップ導体を積層してなるマイクロストリップ線路と
を具備することを特徴とする高周波回路基板。
【請求項２】
前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが前記コプレーナ線路の特性インピーダンスと同じであることを特徴とする請求項１記載の高周波回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマイクロ波集積回路に用いられ、高密度実装を実現する高周波回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、フェーズドアレーレーダにあっては、送受信モジュールの小型軽量化を実現するため、マイクロ波集積回路が用いられている。このマイクロ波集積回路には、接地導体上に誘電体膜を介してストリップ導体を積層してなるマイクロストリップ線路、誘電体基板上に伝送線路導体と当該伝送線路導体を挟んで一対の接地導体を形成してなるコプレーナ線路等の高周波伝送線路が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、上記マイクロ波集積回路では、要求される特性インピーダンスによって一伝送線路に必要な基板サイズが決まってしまうため、相互干渉による伝送特性の劣化を考慮して、単位面積当たりに一つの伝送線路が形成される。例えば、基板厚０．２５ｍｍ、比誘電率９．５の誘電体基板において、基板サイズ０．５ｍｍ×０．５ｍｍに実用的なインピーダンスである５０Ωの伝送線路を実現する場合、マイクロストリップ線路では、ストリップ導体の幅が０．２５ｍｍとなる。一方、コプレーナ線路では、伝送線路導体の幅が０．０８ｍｍ、表面接地導体と伝送線路導体との間隔が０．０４ｍｍ、表面接地導体の最小幅が０．１６ｍｍ（伝送線路導体の幅＋間隔×２）となり、伝送線路導体及び表面接地導体を含めた幅は０．４８ｍｍとなる。
【０００４】
ところで、上記レーダの送受信モジュールはさらなる小型化の開発が進められており、マイクロ波集積回路においても単位面積当たりに実装可能な線路数の増大が要求されている。この要求に対し、所定のアイソレーションを確保しつつ複数の伝送線路を近接形成することは、使用する誘電体基板の変更、製造技術の精度向上が余儀なくされ、その実現はコスト的、技術的に極めて困難な状況にある。
【特許文献１】特開２０００−３０７３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来の高周波回路基板では、要求される特性インピーダンスによって一伝送線路に必要な基板サイズが決まってしまうため、所定のアイソレーションを確保しつつ複数の伝送線路を混在させて高密度実装を実現することは極めて困難であった。
【０００６】
本発明は上記事情によりなされたものであり、その目的は、限られた基板サイズの中に所定のアイソレーションを確保しつつ複数の伝送線路を形成することのできる高周波回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る高周波回路基板は、誘電体基板上に伝送線路導体と当該伝送線路導体を挟んで一対の接地導体を形成してなるコプレーナ線路と、前記一対の接地導体のうち少なくともいずれか一方の接地導体上に誘電体膜を介してストリップ導体を積層してなるマイクロストリップ線路とを具備する。
【０００８】
上記構成による高周波回路基板では、コプレーナ線路上にマイクロストリップ線路を立体的に形成するため、サイズの限られた基板であっても複数の高周波伝送線路を容易に形成することが可能となる。このとき、コプレーナ線路における高周波信号の伝送モードとマイクロストリップ線路における高周波信号の伝送モードとは互いに直交するため、伝送線路が近接しても、伝送される高周波信号の伝送特性が相互干渉により劣化することを抑制することが可能であり、所定のアイソレーションを確保することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サイズの限られた基板上に所定のアイソレーションを確保しつつ複数の伝送線路を形成することのできる高周波回路基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明に係る高周波回路基板の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る高周波回路基板の構成を示す斜視図である。図１における高周波回路基板は、コプレーナ線路１０と、このコプレーナ線路１０の接地導体１１，１２上に形成されるマイクロストリップ線路２０，３０とからなる。
【００１２】
上記コプレーナ線路１０は、誘電体基板１３と、この誘電体基板１３上に形成される伝送線路導体１４と、誘電体基板１３上に伝送線路導体１４を一定の距離を隔てて挟んで形成される一対の接地導体１１，１２とからなる。
【００１３】
上記マイクロストリップ線路２０は、接地導体１１と、接地導体１１上に形成される誘電体膜２１と、誘電体膜２１上に形成されるストリップ導体２２とからなる。また、上記マイクロストリップ線路３０は、接地導体１２と、接地導体１２上に形成される誘電体膜３１と、誘電体膜３１上に形成されるストリップ導体３２とからなる。ここで、このマイクロストリップ線路２０，３０において実用的なインピーダンスである５０Ωを実現するには、例えば、誘電体膜２１，３１がＳｉＯ２からなり、その厚さが２μｍ、比誘電率が３である場合、ストリップ導体２２，３２の幅は５μｍとなる。
【００１４】
このように、接地導体１１，１２は、コプレーナ線路１０側から見たときには表面接地導体、マイクロストリップ線路２０，３０側から見た場合は裏面接地導体となっている。
【００１５】
以下では、上記構成の高周波回路基板における伝送モードについて説明する。図２は本発明の一実施形態に係るマイクロストリップ線路２０，３０の伝送モードを示す模式図であり、図３はコプレーナ線路１０の伝送モードを示す模式図である。
【００１６】
マイクロストリップ線路２０，３０の伝送モードでは、ストリップ導体２２，３２から接地導体１１，１２へ垂直方向に電界が形成される。一方、コプレーナ線路１０の伝送モードでは、伝送線路導体１４から接地導体１１，１２へ水平方向に電界が形成される。このように、マイクロストリップ線路２０，３０の伝送モードとコプレーナ線路１０の伝送モードとは互いに直交するため、マイクロストリップ線路２０，３０を伝送する高周波信号とコプレーナ線路１０を伝送する高周波信号との間の相互干渉は微小なものとなる。
【００１７】
図４は、上記構成の高周波回路基板の周波数特性に関するシミュレーション解析の結果を示す。このシミュレーション解析では、伝送線路導体１４とストリップ導体３２のインピーダンスがそれぞれ５０Ωである場合に、１〜２１ＧＨｚの高周波信号が、図１における伝送線路導体１４のＡからＢの方向と、ストリップ導体３２のＥからＦの方向とに伝送される場合における高周波信号の挿入損失を解析している。
【００１８】
図４において、丸印は伝送線路導体１４をＡからＢの方向に伝送する高周波信号の挿入損失であり、三角印はストリップ導体３２をＥからＦの方向に伝送する高周波信号の挿入損失である。また、四角印は図４のＢからＥの方向に伝送する高周波信号の挿入損失であり、伝送線路導体１４とストリップ導体３２との相互干渉を示すアイソレーションを表している。
【００１９】
この数値シミュレーションにより、アイソレーションは、１〜２１ＧＨｚの周波数範囲で４０ｄＢ以上の特性が得られることがわかる。
【００２０】
以上のように、本発明に係る高周波回路基板では、コプレーナ線路１０の接地導体１１，１２の上に誘電体膜２１，３１を介してストリップ導体２２，３２を積層する。このとき、コプレーナ線路１０の表面接地導体と、マイクロストリップ線路２０，３０の裏面接地導体とは、接地導体１１，１２を利用するようになっている。これにより、基板サイズが限られた場合であっても複数の伝送線路を容易に形成することが可能となる。また、伝送モードが直交するため、伝送線路が近接した場合であっても伝送される高周波信号の相互干渉による伝送特性の劣化を防止することが可能となる。
【００２１】
したがって、本発明に係る高周波回路基板は、サイズの限られた基板上に所定のアイソレーションを確保しつつ複数の伝送線路を形成することができ、その結果、実装密度の向上を実現することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるわけではない。例えば、上記実施形態では、接地導体１１，１２それぞれにマイクロストリップ線路２０，３０が形成される例について説明したが、マイクロストリップ線路が形成されるのは、接地導体１１，１２のうちどちらか一方であっても同様に実施可能である。
【００２３】
また、上記実施形態における数値シミュレーションでは、コプレーナ線路１０における高周波信号の伝送方向とマイクロストリップ線路２０，３０における高周波信号の伝送方向とが、同一である例について説明しているが、同一でない場合であっても同様に実施可能である。
【００２４】
さらに、本発明は実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る高周波回路基板の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のマイクロストリップ線路の伝送モードを示す模式図である。
【図３】図１のコプレーナ線路の伝送モードを示す模式図である。
【図４】図１の高周波回路基板のシミュレーション解析の結果である。
【符号の説明】
【００２６】
１０…コプレーナ線路
１１，１２…接地導体
１３…誘電体基板
１４…伝送線路導体
２０，３０…マイクロストリップ線路
２１，３１…誘電体膜
２２，３２…ストリップ導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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