(57)【要約】  本発明は、反射を十分に抑えることができる導波管の終端器に関する。誘電体基板３には、導電体層４が形成され、この導電体層４を一部に含む導波管２とマイクロストリップ線路１１とが、厚み方向Ｚに積層されて形成される。導波管２とマイクロストリップ線路１１とは、導電体層４に形成される貫通孔１８によって電磁結合される。マイクロストリップ線路１１のストリップ導体１２には、スタブ線路１７が分岐して形成される。またストリップ導体１２の一端には、抵抗器１３の一端が接続される。抵抗器１３の他端には、ランド部１５とラジアルスタブ線路１６とから成る反射抑制要素１４が接続される。
2008146535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記誘電体基板の一表面および他表面の間において、前記誘電体基板に設けられる導電体層と、
誘電体基板の一表面上において電気信号の伝送方向に延びるストリップ導体、前記誘電体基板の一部、および前記導電体層の一部を含むマイクロストリップ線路と、
前記ストリップ導体の一端部に、一端が接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端に接続されたラジアルスタブ線路と、
前記誘電体基板の一表面上において前記ストリップ導体から分岐して設けられ、前記ストリップ導体の他端部側から一端部側に伝送する電気信号の、前記抵抗器での反射を抑制するスタブ線路と、
前記導電体層の一部を含み、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、一端部が前記ストリップ導体の少なくとも他端部に重なり、前記導電体層に対して前記誘電体基板の他表面側に設けられる導波管とを含み、
前記導電体層は、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、前記マイクロストリップ線路と導波管とが重なる領域のうちの、前記ストリップ導体の他端から前記スタブ線路が分岐する部位までにおいて、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成されることを特徴とする終端器。
【請求項２】
前記抵抗器は、表面実装によって前記ストリップ導体および前記ラジアルスタブ線路にそれぞれ電極が接続されるチップ抵抗器から成り、
前記ストリップ導体の一端部は、前記抵抗器に近づくにつれて幅広に形成され、前記抵抗器が表面実装可能なインピーダンス整合回路を構成することを特徴とする請求項１記載の終端器。
【請求項３】
前記導波管は、
前記導電体層に対して誘電体基板の他表面側において、前記導電体層に平行に設けられる低壁用導電体層と、
前記電気信号が伝送する導波路の外縁に沿って遮断周波数の半波長以下の間隔をあけて配列され、前記導電体層と前記低壁用導電体層との間にわたって前記誘電体基板の厚み方向に延びる複数の導電体柱と、
前記複数の導電体柱が配列される配列方向に沿って、互いに隣接する導電体柱をそれぞれ接続して前記導電体層に平行に延びる板状の副導電体層とを含んで構成される請求項１記載の終端器。
【請求項４】
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一表面および他表面の間において、前記誘電体基板に設けられる導電体層と、
誘電体基板の一表面上において電気信号の伝送方向に延びるストリップ導体、前記誘電体基板の一部、および前記導電体層の一部を含むマイクロストリップ線路と、
前記ストリップ導体の一端部に、一端が接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端に接続された、電気信号の反射を抑える反射抑制要素と、
前記誘電体基板の一表面上において前記ストリップ導体から分岐して設けられ、前記ストリップ導体の他端部側から一端部側に伝送する電気信号の、前記抵抗器での反射を抑制するスタブ線路と、
前記導電体層の一部を含み、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、一端部が前記ストリップ導体の少なくとも他端部に重なり、前記導電体層に対して前記誘電体基板の他表面側に設けられる導波管とを含み、
前記導電体層は、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、前記マイクロストリップ線路と導波管とが重なる領域のうちの、前記ストリップ導体の他端から前記スタブ線路が分岐する部位までにおいて、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成されることを特徴とする終端器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波管の終端器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会では、大容量のデータを高速で伝送するために、１〜３０ＧＨｚのマイクロ波領域、および３０〜３００ＧＨｚのミリ波領域などの高周波数領域を利用した情報通信装置などの応用システムが提案されている。たとえば車間距離を計測するレーダ装置のようなミリ波を用いたシステムが提案されている。
高周波数領域を利用したシステムでは、たとえば回路が形成された誘電体基板が用いられる。この誘電体基板には、高周波数領域の電気信号を導波する線路として、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレナ線路およびスロット線路などの平面線路、ならびに導波管などが設けられている。
誘電体基板に設けられる回路において、特に高周波回路における不要な反射を抑えるために、無反射終端を設ける場合がある。たとえばマイクロストリップ線路用の無反射終端として、ストリップ導体に抵抗器を挿入し、ストリップ導体の端部と、接地導体とを導電体柱で電気的に接続するものがある（たとえば特開平７−２２１５０９号公報参照）。またたとえば導波管用の無反射終端として、導波管の端部に、導波管の上面部と下面部との間にわたって延びる複数の導電体柱が設けられるものがある（たとえば特開平１１−８５０２号公報参照）。
誘電体基板に設けられる伝送線路では、電磁波の不要な輻射を抑制する必要がある。導波管は、平面線路に比べると不要な輻射を抑えることができ、伝送損失が小さい。特に誘電体導波管は、中空の導波管に比べて小形にすることができるので、高周波回路の伝送線路として好適に用いられている。このような導波管に適用可能な無反射終端が必要とされるが、上述の導波管用の無反射終端では、電気信号の減衰が小さく、反射を十分に抑えることができないという問題がある。具体的には、特開平１１−８５０２号公報に示す構成の無反射終端では、入力波に対する反射波の比が、−５ｄＢ〜−６ｄＢ程度であり、反射を十分に抑えることができない。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、反射を十分に抑えることができる導波管の終端器を提供することである。
本発明は、誘電体基板と、
前記誘電体基板の一表面および他表面の間において、前記誘電体基板に設けられる導電体層と、
誘電体基板の一表面上において電気信号の伝送方向に延びるストリップ導体、前記誘電体基板の一部、および前記導電体層の一部を含むマイクロストリップ線路と、
前記ストリップ導体の一端部に、一端が接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端に接続されたラジアルスタブ線路と、
前記誘電体基板の一表面上において前記ストリップ導体から分岐して設けられ、前記ストリップ導体の他端部側から一端部側に伝送する電気信号の、前記抵抗器での反射を抑制するスタブ線路と、
前記導電体層の一部を含み、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、一端部が前記ストリップ導体の少なくとも他端部に重なり、前記導電体層に対して前記誘電体基板の他表面側に設けられる導波管とを含み、
前記導電体層は、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、前記マイクロストリップ線路と導波管とが重なる領域のうちの、前記ストリップ導体の他端から前記スタブ線路が分岐する部位までにおいて、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成されることを特徴とする終端器である。
また本発明は、誘電体基板と、
前記誘電体基板の一表面および他表面の間において、前記誘電体基板に設けられる導電体層と、
誘電体基板の一表面上において電気信号の伝送方向に延びるストリップ導体、前記誘電体基板の一部、および前記導電体層の一部を含むマイクロストリップ線路と、
前記ストリップ導体の一端部に、一端が接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端に接続された、電気信号の反射を抑える反射抑制要素と、
前記誘電体基板の一表面上において前記ストリップ導体から分岐して設けられ、前記ストリップ導体の他端部側から一端部側に伝送する電気信号の、前記抵抗器での反射を抑制するスタブ線路と、
前記導電体層の一部を含み、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、一端部が前記ストリップ導体の少なくとも他端部に重なり、前記導電体層に対して前記誘電体基板の他表面側に設けられる導波管とを含み、
前記導電体層は、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、前記マイクロストリップ線路と導波管とが重なる領域のうちの、前記ストリップ導体の他端から前記スタブ線路が分岐する部位までにおいて、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成されることを特徴とする終端器である。
本発明によれば、マイクロストリップ線路と、導波管とは、それぞれ導電体層を一部に含んで構成され、導電体層に対して厚み方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置される。誘電体基板の厚み方向の一方から見てマイクロストリップ線路と導波管とが重なる部分では、導電体層が双方の一部として機能する。導電体層は、マイクロストリップ線路と導波管との双方の一部として機能する部分において、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成される。これによって導波管の導波路を伝播する電気信号が、マイクロストリップ線路に入力される。
マイクロストリップ線路の一端部には、抵抗器の一端が接続され、この抵抗器の他端には、ラジアルスタブ線路または反射抑制要素が接続される。このようなラジアルスタブ線路または反射抑制要素を設けることによって、マイクロストリップ線路に入力されて抵抗器に伝播する電気信号が、抵抗器の他端で反射されることを抑制することができる。
またマイクロストリップ線路の電気信号が入力される部位と、抵抗器との間において、ストリップ線路から分岐するスタブ線路が設けられる。このスタブ線路は、マイクロストリップ線路に入力された電気信号の、抵抗器での反射を抑制するために設けられる。このようなスタブ線路を設けることによって、マイクロストリップ線路に入力されて伝播する電気信号が、抵抗器の一端で反射されることを抑制することができる。
このようにラジアルスタブ線路または反射抑制要素と、スタブ線路とを設けることによって、マイクロストリップ線路に入力された電気信号が、反射波として導波管に戻ることを抑制することができ、抵抗器で電力が効率的に消費されて減衰する終端器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
【図１】本発明の一実施形態の終端器を示す斜視図である。
【図２】終端器の平面図である。
【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た終端器の断面図である。
【図４】図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た終端器の断面図である。
【図５】本実施形態の終端器の周波数特性をシミュレーションした結果を表すグラフである。
【図６】導波管の延びる向きと、マイクロストリップ線路の延びる向きとを１８０ー異ならした終端器を表す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下図面を参考にして本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の終端器１を示す斜視図であり、図２は、終端器１の平面図である。図３は、図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た終端器１の断面図であり、図４は、図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た終端器１の断面図である。終端器１は、導波管２に入力される電気信号が反射波として戻ることを抑制して、入力される電気信号を減衰する。終端器１は、誘電体基板３に形成される回路の一部として機能し、回路を構成する電子部品および回路素子などとともに誘電体基板３に設けられる。本実施形態では理解の容易のために、誘電体基板３に形成される回路のうちの終端器１の形成される部分のみを切出して、この終端器１のみについて説明する。終端器１の一部を構成する導波管２は、誘電体基板３に形成される導波管に接続され、この接続された導波管から電気信号が入力される。
終端器１は、誘電体基板３と、前記誘電体基板３の厚み方向（以下、単に厚み方向Ｚという）の一表面３ａおよび他表面３ｂの間において、誘電体基板３に平行に設けられる導電体層４とを含む。誘電体基板３は、たとえばアルミナ基板およびガラスセラミック基板などのセラミックによって実現される。誘電体基板３の比誘電率は、アルミナ基板の場合、好ましくは８．９以上かつ９．５以下に選ばれ、ガラスセラミック基板の場合、好ましくは４以上かつ５以下に選ばれる。
誘電体基板３は、１または複数の誘電体層によって構成され、本実施形態では第１〜第４誘電体層５，６，７，８が、各層の番号順に積層されて構成される。導電体層４は、第３誘電体層７と第４誘電体層８との間において、一面に形成される。７７ＧＨｚ付近の電気信号を利用する場合、第１〜第４誘電体層５，６，７，８の各層の厚み方向Ｚの厚さは、好ましくは１００μｍ以上かつ１５０μｍ以下に選ばれる。
終端器１は、導電体層４の一部を含んで構成されるマイクロストリップ線路１１をさらに含む。具体的には、誘電体基板３の一表面３ａ上において電気信号の伝送方向Ｘに延びるストリップ導体１２が形成され、このストリップ導体１２と、ストリップ導体１２および導電体層４に挟まれる誘電体基板３（第４誘電体層８）の一部と、導電体層４の一部とによってマイクロストリップ線路１１が構成される。すなわちストリップ導体１２の厚み方向Ｚの他方に配置される導電体層４がいわゆる接地導体として機能して、マイクロストリップ線路１１が実現される。７７ＧＨｚ付近の電気信号を利用する場合、伝送方向Ｘおよび厚み方向Ｚにそれぞれ垂直な幅方向Ｙのストリップ導体１２の幅は、好ましくは１００μｍ以上かつ１５０μｍ未満に選ばれる。
終端器１は、ストリップ導体１２の一端部１２ａに、一端が接続される抵抗器１３と、抵抗器１３の他端に接続される反射抑制要素１４とをさらに含む。
抵抗器１３は、表面実装用のチップ抵抗器、厚膜抵抗および薄膜抵抗などによって実現され、本実施形態ではチップ抵抗器によって実現される。
抵抗器１３は、一端と他端とにそれぞれ電極１３ａ、１３ｂを備え、表面実装によって各電極１３ａ、１３ｂがストリップ導体１２および反射抑制要素１４にそれぞれ接続される。抵抗器１３のインピーダンスは、マイクロストリップ線路１１の特性インピーダンスとの整合がとれるような値に選ばれ、マイクロストリップ線路１１の特性インピーダンスが５０Ωに設定されている場合には、５１Ωに選ばれる。このような抵抗器１３をマイクロストリップ線路１１に接続することによって、接続部位での反射を抑制することができる。抵抗器１３は、ストリップ導体１２の幅に合わせて、小形のものがよく、たとえば厚み方向Ｚの断面のサイズが、０．６ｍｍ×０．３ｍｍのいわゆる０６０３サイズ以下のものが好ましい。
本実施形態におけるストリップ導体１２の一端部１２ａは、抵抗器１３に近づくにつれて幅広に形成される。より具体的には幅方向Ｙの幅が、抵抗器１３の一端の電極１３ａよりも幅広に形成され、抵抗器１３が表面実装可能に構成される。たとえば０６０３サイズの抵抗器１３を接続する場合、ストリップ導体１２の抵抗器１３が接続される部位では、幅方向Ｙの幅が少なくとも０．３ｍｍ以上に形成される。ストリップ導体１２の一端部１２ａは、インピーダンスを変換する回路として機能し、特性インピーダンスが互いに異なるマイクロストリップ線路１１と、抵抗器１３とのインピーダンスの不整合を整合するためのインピーダンス整合回路を構成する。ストリップ導体１２の一端部１２ａは、抵抗器１３に近づくにつれて連続的に幅が広がる形状、および断続的に幅が広がる形状などに形成され、本実施形態では、いわゆるλ／４変成器に形成される。
反射抑制要素１４は、抵抗器１３の他端側との間に定在波が生じないように電気信号の反射を抑える。反射抑制要素１４は、抵抗器１３の他端から抵抗器１３の一端側を見た特性インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有する。これによって抵抗器１３の他端部が高周波的に短絡される。反射抑制要素１４は、抵抗器１３の他端に設けられる電極１３ｂが、表面実装可能に構成されるランド部１５と、このランド部１５から伝送方向Ｘに延びて形成されるラジアルスタブ線路１６とを含んで構成される。ランド部１５は、抵抗器１３の他端に設けられる電極１３ｂの、ランド部１５に臨む面よりも大きい面を有し、抵抗器１３が表面実装可能に形成される。たとえば０６０３サイズの抵抗器１３を接続する場合、ランド部１５の幅方向Ｙの幅が少なくとも０．３ｍｍ以上に形成される。７７ＧＨｚ付近の電気信号を利用する場合、ラジアルスタブ線路１６の半径は、好ましくは２１０μｍ程度に選ばれ、中心角は、好ましくは９０度に選ばれる。
本実施形態では、ランド部１５にラジアルスタブ線路１６を接続することによって、反射抑制要素１４を実現しているが、ランド部１５と導電体層４とを接続する導電体柱を設けて、抵抗器１３の他端から抵抗器１３の一端側を見た特性インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有する反射抑制要素を実現してもよい。
終端器１は、誘電体基板３の一表面３ａ上においてストリップ導体１２から分岐して設けられるスタブ線路１７をさらに含む。このスタブ線路１７は、ストリップ導体１２から幅方向Ｙの一方に延びる長手板状に形成される。スタブ線路１７は、ストリップ導体１２の他端部１２ｂ側から一端部１２ａ側に伝送する電気信号の、抵抗器１３での反射を抑制するような特性インピーダンスを有する形状に形成される。すなわちスタブ線路１７は、マイクロストリップ線路１１とスタブ線路１７とから成る伝送線路の特性インピーダンスが、抵抗器１３の特性インピーダンスと一致するように設計される。このスタブ線路１７は、主に抵抗器１３の電極１３ａ，１３ｂに起因するインダクタンス成分を打消して、抵抗器１３での反射を低減するために設けられる。本実施形態では、スタブ線路１７の長手方向（図１では幅方向Ｙ）の長さは、２３０μｍ程度に選ばれる。またスタブ線路１７の短手方向（図１では伝送方向Ｘ）の幅は、前述したストリップ導体１２の幅方向Ｙの幅と同様の長さに選ばれる。
終端器１は、マイクロストリップ線路１１に電磁結合して、マイクロストリップ線路１１に電気信号を伝送可能な導波管２をさらに含む。この導波管２は、導電体層４を一部に含んで構成され、誘電体基板３において導電体層４に対して他表面３ｂ側に設けられる。すなわち導電体層４を挟んで、マイクロストリップ線路１１が厚み方向Ｚの一方側に設けられ、導波管２が厚み方向Ｚの他方に設けられる。厚み方向Ｚの一方から見て、導波管２の一端部２ａは、ストリップ導体１２の少なくとも他端部１２ｂに重なる。すなわち導波管２と、マイクロストリップ線路１１の少なくとも一部とが、導電体層４を挟んで厚み方向Ｚに重なって形成される。
導電体層４は、誘電体基板３の厚み方向Ｚの一方から見て、マイクロストリップ線路１１と導波管２とが重なる領域において、マイクロストリップ線路１１と導波管２とが電磁結合可能に形成され、本実施形態では、マイクロストリップ線路１１と導波管２とが重なる領域に、導電体層４を厚み方向Ｚに貫通する貫通孔１８が形成される。すなわち導電体層４が、マイクロストリップ線路１１と、導波管２との両方の一部として機能する領域に貫通孔１８が形成される。この貫通孔１８は、厚み方向Ｚの一方から見て、ストリップ導体１２の他端から、スタブ線路１７が分岐する部位までの間に形成される。貫通孔１８が形成されることによって、マイクロストリップ線路１１と導波管２とが電磁結合される。これによって、導波管２に入力される電気信号が、貫通孔１８を通ってマイクロストリップ線路１１に伝送される。貫通孔１８は、導波管２に入力される電気信号の貫通孔１８での反射を可及的に低減して、貫通孔１８での伝送損失を低減することができる形状に形成され、導波管２とマイクロストリップ線路１１との電磁結合が強くなるように形成される。本実施形態での貫通孔１８は、幅方向Ｙに延びる直方体形状に形成され、厚み方向Ｚの一方から見て、幅方向Ｙの中心が、ストリップ導体１２の幅方向Ｙの中心に一致するように形成される。貫通孔１８の幅方向Ｙの幅は、電気信号の半波長程度に選ばれる。７７ＧＨｚ付近の電気信号を利用する場合、貫通孔１８の幅方向Ｙの幅は、８００μｍ程度に選ばれ、貫通孔１８の伝送方向Ｘの幅は、１６０μｍ程度に選ばれる。さらに貫通孔１８は、厚み方向Ｚの一方から見て、ストリップ導体１２の他端と、貫通孔１８の伝送方向Ｘの中心との間の間隔が、電気信号の半波長程度に選ばれる。このようにマイクロストリップ線路１１の電気信号が入力される位置と、マイクロストリップ線路１１の他端との間の距離が、電気信号の半波長程度に選ばれるので、貫通孔１８から入力され、マイクロストリップ線路１１の他端側に伝送して、他端で反射された反射波は、貫通孔１８から入力される電気信号と位相が互いに等しくなる。したがって、マイクロストリップ線路１１の他端で反射される反射波と、貫通孔１８から入力される電気信号とが重ね合わされて強め合い、導波管２からマイクロストリップ線路１１に電気信号が伝送されるときの伝送損失を抑制することができる。
導波管２は、前述したように導電体層４の一部と、導電体層４に対して誘電体基板３の他表面３ｂ側において、導電体層４に平行に設けられる低壁用導電体層２１と、電気信号が伝送する導波路２２の外縁に沿って遮断周波数の半波長以下の間隔をあけて配列され、導電体層４および低壁用導電体層２１の間にわたって誘電体基板３の厚み方向Ｚに延びる複数の導電体柱２３とを含んで構成される。
低壁用導電体層２１は、本実施形態では誘電体基板３の他表面３ｂ上に形成される。本実施形態では誘電体基板３の他表面３ｂを覆って一面に裏面導電体層２４が形成され、低壁用導電体層２１は、裏面導電体層２４と一体に形成される。低壁用導電体層２１は、裏面導電体層２４のうちの導波路２２に接する部分に相当する。
複数の導電体柱２３は、伝送方向Ｘに沿って２列に配列される側壁用導電体柱２５と、幅方向Ｙに配列される遮蔽用導電体柱２６とを含んで構成される。側壁用導電体柱２５の各列は、互いに幅方向Ｙに距離Ｌ１をあけて配置される。この距離Ｌ１が、導波路２２の幅方向Ｙの幅に相当する。遮蔽用導電体柱２６は、導波路２２の伝送方向Ｘの一端において、幅方向Ｙにそれぞれ遮断周波数の半波長以下の間隔をあけて配列される。
導電体柱２３は、それぞれ遮断周波数の半波長以下の間隔をあけて配列されるので、互いに隣接する導電体柱２３間の間隙から電気信号が漏れることを抑制して、導波路２２に電気信号を閉じ込めることができ、電気信号に対して矩形導波管の側壁として機能する。この導電体柱２３と、導電体層４のうちの導波路２２に接する部分と、低壁用導電体層２１と、導波路２２に充満する誘電体基板３とによって、誘電体導波管２が実現される。遮蔽用導電体柱２６は、導波管２の伝送方向Ｘの一端に設けられ、この遮蔽用導電体柱２６によって、導波管２に入力された電気信号が、導波管２の外に漏れることを抑制することができる。
本実施形態では低壁用導電体層２１を誘電体基板３の他表面３ｂ上に形成したが、低壁用導電体層２１は、第１誘電体層５および第２誘電体層６の間、または第３誘電体層７または第４誘電体層８の間に設けてもよい。導波路２２の厚み方向Ｚの幅Ｌ２は、導電体層４と低壁用導電体層２１との間隔によって定まるので、低壁用導電体層２１を設ける位置に応じて、導波路２２の厚み方向Ｚの幅Ｌ２を設定することができる。
導波管２は、複数の導電体柱２３が配列される配列方向に沿って、互いに隣接する導電体柱２３をそれぞれ接続して、導電体層４に平行に延びる板状の１または複数の副導電体層２７をさらに含む。本実施形態における導波管２は、２つの副導電体層２７を含んで構成される。
一方の副導電体層２７ａは、第１誘電体層５と、第２誘電体層６との間に設けられる。他方の副導電体層２７ｂは、第２誘電体層６と第３誘電体層７との間に設けられる。本実施形態における副導電体層２７は、導電体柱２３よりも幅広に形成され、各導電体柱２３が、それぞれ自身を厚み方向Ｚに貫通するように配置される。副導電体層２７の導波路２２に臨む縁部は、導電体柱２３よりも導波路２２に少しだけ突出して形成される。また副導電体層２７の導波路２２から離反する縁部は、導電体柱２３よりも導波路２２から離反する向きに突出して形成される。本実施形態では、副導電体層２７のうちの遮蔽用導電体柱２６が貫通する部分では、導波路２２から離反する縁部が終端器１の一端まで延びて形成される。
以下、終端器１の製造方法について説明する。まず、たとえばアルミナおよびシリカ（ＳｉＯ２）などの原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加して混合することによって泥漿状の混合物を用意する。次に、泥漿状の混合物をドクターブレード法およびカレンダーロール法などによってシート状のセラミックグリーンシートに成形して、第１〜第４誘電体層５，６，７，８用のセラミックグリーンシートを用意する。
次に第１〜第４誘電体層５，６，７，８用のセラミックグリーンシートに金型およびパンチングなどの打ち抜き加工、またはレーザ加工などによって、側壁用導電体柱２５および遮蔽用導電体柱２６用の貫通孔を形成する。次に、形成した貫通孔にメタライズペーストをスクリーン印刷法などの印刷手段によって充填するとともに、導電体層４、裏面導電体層２４、副導電体層２７、ストリップ導体１２、反射抑制要素１４およびスタブ線路１７用のメタライズペーストを印刷塗布する。
次にメタライズペーストが印刷塗布された第１〜第４誘電体層５，６，７，８用のセラミックグリーンシートを積層して、たとえば約１５００℃〜１８００℃の高温で焼成する。次に、抵抗器１３を表面実装することによって、終端器１が製作される。
導電体層４、裏面導電体層２４、副導電体層２７、ストリップ導体１２、反射抑制要素１４およびスタブ線路１７は、おもにＣｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）およびＡｕ（金）などの導電性を有する金属によって形成され、本実施形態では主にＮｉおよびＡｕによって形成される。
図５は、本実施形態の終端器１の周波数特性をシミュレーションした結果を表すグラフである。横軸は導波管２に入力する電気信号の周波数を表し、縦軸は、導波管２に入力する入射波に対する反射波の割合を表す。横軸の単位は、ＧＨｚであり、縦軸の単位は、デシベル（ｄｂ）である。図５に示すように、本実施形態の終端器１は、約７５．４ＧＨｚから約７８ＧＨｚの範囲で、反射波を−１５ｄｂ未満に抑えることができる。
以上説明した本実施形態の終端器１によれば、電気信号が入力される導波管２と、マイクロストリップ線路１１とは、貫通孔１８を介して電磁結合し、導波管２に入力される電気信号は、貫通孔１８を介してマイクロストリップ線路１１に入力される。マイクロストリップ線路１１に入力された電気信号は、他端に伝送して、抵抗器１３を通り、反射抑制要素１４で短絡される。
反射抑制要素１４は、抵抗器１３の他端から一端側を見た特性インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有し、抵抗器１３の他端側との間に定在波が生じないように電気信号の反射を抑えるので、マイクロストリップ線路１１に入力されて抵抗器１３に伝播する電気信号が、抵抗器１３の他端で反射されることを抑制することができる。
またマイクロストリップ線路１１に入力された電気信号の、抵抗器１３での反射を抑制するためのスタブ線路１７を設けることによって、抵抗器１３の一端で電気信号が反射されることを抑制することができる。特に、スタブ線路１７は、抵抗器１３の電極１３ａ，１３ｂに起因するインダクタンス成分を打消す特性インピーダンスを有するように設計されるので、抵抗器１３での反射を抑制することができる。
このように反射抑制要素１４およびスタブ線路１７を設けることによって、マイクロストリップ線路１１に入力された電気信号が、反射波として導波管２に戻ることを抑制することができ、抵抗器１３で電力が効率的に消費されて減衰する終端器１を実現することができる。
また本実施形態の終端器１によれば、反射抑制要素１４は、ラジアルスタブ線路１６によって実現される。反射抑制要素１４は、抵抗器１３の他端と導電体層４とを結ぶ導電体柱によっても実現可能であるが、ラジアルスタブ線路１６の方が、導電体柱に比べて大きい公差に設定することができ、容易に成形することができる。
さらに本実施形態の終端器１によれば、抵抗器１３は、表面実装によってストリップ導体１２および反射抑制要素１４にそれぞれ電極１３ａ，１３ｂが接続されるチップ抵抗器によって実現される。このチップ抵抗器の電極１３ａ，１３ｂが、ストリップ導体１２の一端部１２ａの幅よりも幅広であって、ストリップ導体１２に対してストリップ導体１２の幅方向に突出して表面実装されると、マイクロストリップ線路１１と抵抗器１３との接続部位での反射が大きくなる。本実施形態では、ストリップ導体１２の一端部１２ａが、抵抗器１３に近づくにつれて幅広に形成され、抵抗器１３が表面実装可能なインピーダンス整合回路を構成するので、マイクロストリップ線路１１と抵抗器１３との接続部位での特性インピーダンスの不整合を抑えることができ、反射を抑制することができる。
さらに本実施形態の終端器１によれば、導波管２は、導電体層４と、低壁用導電体層２１と、複数の導電体柱２３によって実現される。この導波管２は、前述したように、セラミックグリーンシートに所定の加工を施した後に積層し、焼成することによって成形可能である。このような導波管２を形成することによって、誘電体基板３に導波管２を容易に組み込むことができる。
さらに互いに隣接する導電体柱をそれぞれ接続して副導電体層２７を設けることによって、導波路２２に電気信号をより閉じ込めてことができ、伝送損失の低減を図ることができる。またこの副導電体層２７は、導電体柱２３よりも幅広に形成されるので、第１〜第４誘電体層５，６，７，８用のセラミックグリーンシートを積層するときに積層ずれが生じたとしても、第１〜第４誘電体層５，６，７，８の各層に形成された各導電体柱２３が、副導電体層２７を介して電気的に接続される。これによって、各導電体柱２３が、導電体層４と低壁用導電体層２１との間を電気的に接続することができる。
本実施形態の終端器１は、厚み方向Ｚの一方から見て、導波管２の延びる向きと、マイクロストリップ線路１１の延びる向きとが同じであるが、導波管２の延びる向きと、マイクロストリップ線路１１の延びる向きとは異なっていてもよい。たとえば導波管２の延びる向きと、マイクロストリップ線路１１の延びる向きとは、９０ーまたは１８０ー異なっていてもよい。図６は、導波管２の延びる向きと、マイクロストリップ線路１１の延びる向きとを１８０ー異ならした終端器１を表す平面図である。このようにマイクロストリップ線路１１の延びる向きと、導波管２の延びる向きとを異ならしたとしても、反射波を抑制する終端器１を実現することができる。また、マイクロストリップ線路１１の延びる向きと、導波管２の延びる向きとを１８０ー異ならすことによって、終端器１の誘電体基板３での占有面積を小さくすることができる。
以上説明した終端器１の導波管２は、誘電体導波管によって実現されるとしたけれども、中空の矩形導波管によって実現されてもよい。また導波管２は、終端器１の成形過程において誘電体基板３と同時に焼成されて形成されるとしたけれども、誘電体基板３が形成された後に、導波管２を埋め込んでもよい。たとえば導波管２を埋設するための溝を誘電体基板３に形成して、導波管２を埋め込み、樹脂材料などによって導波管２を誘電体基板３に固定してもよい。また誘電体基板３は、セラミックに限らず、樹脂材料、液晶ポリマ、および樹脂とセラミックスとの混合物などによって形成されてもよい。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月29日(2008.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一表面および他表面の間において、前記誘電体基板に設けられる導電体層と、
誘電体基板の一表面上において電気信号の伝送方向に延びるストリップ導体、前記誘電体基板の一部、および前記導電体層の一部を含むマイクロストリップ線路と、
前記ストリップ導体の一端部に、一端が接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端に接続されたラジアルスタブ線路と、
前記誘電体基板の一表面上において前記ストリップ導体から分岐して設けられ、前記ストリップ導体の他端部側から一端部側に伝送する電気信号の、前記抵抗器での反射を抑制するスタブ線路と、
前記導電体層の一部を含み、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、一端部が前記ストリップ導体の少なくとも他端部に重なり、前記導電体層に対して前記誘電体基板の他表面側に設けられる導波管とを含み、
前記導電体層は、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、前記マイクロストリップ線路と導波管とが重なる領域のうちの、前記ストリップ導体の他端から前記スタブ線路が分岐する部位までにおいて、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成されることを特徴とする終端器。
【請求項２】
前記抵抗器は、表面実装によって前記ストリップ導体および前記ラジアルスタブ線路にそれぞれ電極が接続されるチップ抵抗器から成り、
前記ストリップ導体の一端部は、前記抵抗器に近づくにつれて幅広に形成され、前記抵抗器が表面実装可能なインピーダンス整合回路を構成することを特徴とする請求項１記載の終端器。
【請求項３】
前記導波管は、
前記導電体層に対して誘電体基板の他表面側において、前記導電体層に平行に設けられる低壁用導電体層と、
前記電気信号が伝送する導波路の外縁に沿って遮断周波数の半波長以下の間隔をあけて配列され、前記導電体層と前記低壁用導電体層との間にわたって前記誘電体基板の厚み方向に延びる複数の導電体柱と、
前記複数の導電体柱が配列される配列方向に沿って、互いに隣接する導電体柱をそれぞれ接続して前記導電体層に平行に延びる板状の副導電体層とを含んで構成される請求項１記載の終端器。
【請求項４】
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一表面および他表面の間において、前記誘電体基板に設けられる導電体層と、
誘電体基板の一表面上において電気信号の伝送方向に延びるストリップ導体、前記誘電体基板の一部、および前記導電体層の一部を含むマイクロストリップ線路と、
前記ストリップ導体の一端部に、一端が接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端に接続された、電気信号の反射を抑える反射抑制要素と、
前記誘電体基板の一表面上において前記ストリップ導体から分岐して設けられ、前記ストリップ導体の他端部側から一端部側に伝送する電気信号の、前記抵抗器での反射を抑制するスタブ線路と、
前記導電体層の一部を含み、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、一端部が前記ストリップ導体の少なくとも他端部に重なり、前記導電体層に対して前記誘電体基板の他表面側に設けられる導波管とを含み、
前記導電体層は、前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て、前記マイクロストリップ線路と導波管とが重なる領域のうちの、前記ストリップ導体の他端から前記スタブ線路が分岐する部位までにおいて、前記マイクロストリップ線路と前記導波管とが電磁結合可能に形成されることを特徴とする終端器。
【国際調査報告】
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