(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、小型化、コスト低減、組立ての簡易化、製造ばらつきを低減する高周波線路変換構造を得る。【解決手段】本高周波線路変換構造は、１体の連続した誘電体基板４で構成され、マイクロストリップ線路１の信号導体５とトリプレート線路３の信号導体７は連続した１枚導体で構成され、トリプレート線路２の信号導体６とトリプレート線路３の信号導体７とは導体柱８で接続されるようにした。  よって、部品点数が少なく、小型化、コスト低減、組立ての簡易化、製造ばらつきを低減する効果がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロストリップ線路とトリプレート線路が接続されて構成される高周波線路変換構造において、
マイクロストリップ線路、第１のトリプレート線路および第２のトリプレート線路を備え、
上記マイクロストリップ線路、上記第１のトリプレート線路および上記第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板は連続して一体であり、
上記マイクロストリップ線路を構成する誘電体基板の厚さは上記第１のトリプレート線路および上記第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板の厚さより薄く構成され、
上記マイクロストリップ線路の信号導体と上記第２のトリプレート線路の信号導体は連続した１枚導体であり、
上記第１のトリプレート線路の信号導体と上記第２のトリプレート線路の信号導体は第１の導体柱で接続され、
上記マイクロストリップ線路の信号導体が形成された上記誘電体基板の面の反対面、および上記第１のトリプレート線路、上記第２のトリプレート線路を構成する該誘電体基板の一方の面に第１の地導体が形成され、
上記第１のトリプレート線路、上記第２のトリプレート線路を構成する上記誘電体基板の他方の面に第２の地導体が形成されることを特徴とする高周波線路変換構造。
【請求項２】
上記第１のトリプレート線路の信号導体および上記第２のトリプレート線路の信号導体の近傍に、上記第１の地導体と上記第２の地導体間を電気的に接続する第２の導体柱を少なくとも１つ以上備えることを特徴とする請求項１記載の高周波線路変換構造。
【請求項３】
上記第２のトリプレート線路の信号導体幅が、上記第１のトリプレート線路の信号導体幅よりも狭いことを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波線路変換構造。
【請求項４】
上記マイクロストリップ線路の信号導体のうち、上記第２のトリプレート線路と接続される側の信号導体幅が局所的に狭く、
上記第１のトリプレート線路の信号導体のうち、上記第２のトリプレート線路と接続される側の信号導体幅が局所的に狭いことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の高周波線路変換構造。
【請求項５】
当該高周波線路変換構造が、筐体に設置され、上記マイクロストリップ線路の信号導体と該筐体に取り付けられた同軸線路の信号導体とを接触、もしくは接続手段を介して、電気的に接続したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の高周波線路変換構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波回路などに用いられる高周波線路変換構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、例えば、下記特許文献１に示されるように、トリプレート線路とマイクロストリップ線路の接続において、トリプレート線路内導体とマイクロストリップ線路上部導体を、誘電体フィルム基板や誘電体スペーサを用いて接続している。
【０００３】
また、例えば、下記特許文献２に示されるように、別の誘電体基板に構成されたマイクロストリップ線路とトリプレート線路とを、導体ワイヤと貫通導体柱を用いて電気的に接続することで構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２８３９１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２８１１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の高周波線路変換構造では、マイクロストリップ線路とトリプレート線路の変換部において、誘電体フィルム基板を折り曲げていることから、形状のばらつきが大きく、それに伴い変換部の特性のばらつきが大きくなる課題がある。
また、誘電体フィルム基板や誘電体スペーサなど部品点数が多いため、大型化する、製造コストが高くなる、組立てが複雑化するなどの課題もある。
さらに、マイクロストリップ線路とトリプレート線路とを別の誘電体基板に構成しているため、誘電体基板間に生じる隙間の製造誤差により特性がばらつく、また、導体ワイヤで接続するため部品点数が多くなり、製造コストが高くなる、組立てが複雑化するなどの課題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品点数が少なく、小型化、コスト低減、組立ての簡易化、製造ばらつきを低減する高周波線路変換構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波線路変換構造は、マイクロストリップ線路、第１のトリプレート線路および第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板は連続して一体であり、マイクロストリップ線路を構成する誘電体基板の厚さは第１のトリプレート線路および第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板の厚さより薄く構成され、マイクロストリップ線路の信号導体と第２のトリプレート線路の信号導体は連続した１枚導体であり、第１のトリプレート線路の信号導体と第２のトリプレート線路の信号導体は第１の導体柱で接続され、マイクロストリップ線路および第１のトリプレート線路、第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板の一方の面に第１の地導体が形成され、第１のトリプレート線路、第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板の他方の面に第２の地導体が形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マイクロストリップ線路、第１のトリプレート線路および第２のトリプレート線路を構成する誘電体基板は連続して一体で構成し、マイクロストリップ線路の信号導体と第２のトリプレート線路の信号導体は連続した１枚導体で構成した。
よって、部品点数が少なく、小型化、コスト低減、組立ての簡易化、製造ばらつきを低減するなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１による高周波線路変換構造を示す構成図である。
【図２】プリント多層誘電体基板で製造する場合の高周波線路変換構造を示す分解図である。
【図３】セラミック系多層誘電体基板で製造する場合の高周波線路変換構造を示す分解図である。
【図４】本発明の実施の形態２による高周波線路変換構造を示す構成図である。
【図５】高周波線路変換構造の反射特性の電磁界解析シミュレーション結果例を示す分解図である。
【図６】本発明の実施の形態３による高周波線路変換構造を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による高周波線路変換構造を示す構成図である。
図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は信号導体パターン上面図、図１（ｃ）は斜視図である。
【００１１】
図１の高周波線路変換構造は、マイクロストリップ線路１およびトリプレート線路２，３を備える。
マイクロストリップ線路１およびトリプレート線路２，３を構成する誘電体基板４は連続して一体であり、マイクロストリップ線路１を構成する誘電体基板の厚さは、トリプレート線路２，３を構成する誘電体基板の厚さより薄く構成される。
【００１２】
マイクロストリップ線路１の信号導体５とトリプレート線路３の信号導体７は連続した１枚導体であり、トリプレート線路２の信号導体６とトリプレート線路３の信号導体７とは導体柱８で接続される。
【００１３】
マイクロストリップ線路１およびトリプレート線路２，３を構成する誘電体基板４の一方の面に地導体９が形成され、トリプレート線路２，３を構成する誘電体基板４の他方の面に地導体１０が形成される。
【００１４】
トリプレート線路２の信号導体６およびトリプレート線路３の信号導体７の近傍に、地導体９，１０間を電気的に接続する導体柱１１を備える。
【００１５】
本高周波線路変換構造は、１体の連続した誘電体基板４で構成され、マイクロストリップ線路１の信号導体５とトリプレート線路３の信号導体７は連続した１枚導体で構成されるので、部品点数が少なく、小型化、コスト低減、組立ての簡易化、製造ばらつきを低減する効果がある。
【００１６】
本高周波線路変換構造を構成する全ての線路のインピーダンスは、例えば、５０Ωが適用される。
【００１７】
信号導体７が偏心されたトリプレート線路３は、寄生容量が増すために、トリプレート線路２より誘導性を保持する必要があり、その信号導体幅は、トリプレート線路２の信号導体幅より狭くしている。
【００１８】
図２は、プリント多層誘電体基板で製造する場合の高周波線路変換構造を示す分解図である。
プリント多層誘電体基板で本高周波線路変換構造を製造する場合、例えば、図２の分解図に示すように、誘電体基板２１の一方の面にマイクロストリップ線路１の信号導体５およびトリプレート線路３の信号導体７を形成し、他方の面にトリプレート線路２の信号導体６を形成する。
トリプレート線路２とトリプレート線路３の信号導体６，７は、双方に重なり合うように形成されたランド１２に貫通穴を設けてメッキを施すことで導体柱（スルーホール）８を形成し、電気的に接続される。
【００１９】
そして、地導体９が形成されている誘電体基板２２と、地導体１０が形成されている誘電体基板２３と、所望の誘電体基板厚さを実現するために必要な誘電体基板２４，２５を張り合わせて１体の誘電体基板とする。
【００２０】
さらに、図２に示すマイクロストリップ線路１の部分は、マイクロストリップ線路１の信号導体５が露出するまで、すなわち、図２中の点線で囲まれた部分２６を削るなどの手法が適用される。
【００２１】
このようなプリント多層誘電体基板の一例としては、ＢＴレジンがある。
ＢＴレジンの場合、誘電体基板２１〜２５は、コア材、張り合わせる接着層は、プリプレグと呼ばれる。
【００２２】
図３は、セラミック系多層誘電体基板で製造する場合の高周波線路変換構造を示す分解図である。
セラミック系多層誘電体基板で本高周波線路変換構造を製造する場合、例えば、図３の分解図に示すように、誘電体基板３１の他方の面にマイクロストリップ線路１とトリプレート線路３の信号導体５，７を形成する。
また、誘電体基板３２に貫通穴を設けてメッキを施すことで導体柱（スルーホール）８を形成し、誘電体基板３３の一方の面にトリプレート線路２の信号導体６を形成し、トリプレート線路３とトリプレート線路２の信号導体６，７に重なり合うように形成されたランド部１２の中心軸と導体柱８の中心軸を合わせて重ねる。
【００２３】
そして、地導体９が形成されている誘電体基板３４と、地導体１０が形成されている誘電体基板３５と、所望の誘電体基板厚さを実現するために必要な誘電体基板３６，３７を重ね合わせて焼成し、１体の誘電体基板とする。
【００２４】
トリプレート線路２の信号導体６、導体柱８および地導体１０を形成している誘電体基板３２,３３,３５の大きさは、マイクロストリップ線路１の信号導体５が露出するように、マイクロストリップ線路１の信号導体５およびトリプレート線路３の信号導体７を形成している誘電体基板３１より予め小さくして重ね合わせる。
【００２５】
このような、セラミック系多層誘電体基板の一例としては、ＬＴＣＣ（Low-Temperature-Cofired-Ceramic）多層誘電体基板がある。
【００２６】
以上のように、本実施の形態１によれば、本高周波線路変換構造は、１体の連続した誘電体基板４で構成され、マイクロストリップ線路１の信号導体５とトリプレート線路３の信号導体７は連続した１枚導体で構成されるようにした。
よって、部品点数が少なく、小型化、コスト低減、組立ての簡易化、製造ばらつきを低減する効果がある。
【００２７】
また、トリプレート線路２の信号導体６およびトリプレート線路３の信号導体７の近傍に、地導体９，１０間を電気的に接続する導体柱１１を備えた。
よって、導体柱１１が、トリプレート線路２，３からの電磁波漏洩を防止するため、電磁波漏洩による特性劣化を抑圧する効果がある。
【００２８】
さらに、トリプレート線路３の信号導体幅を、トリプレート線路２の信号導体幅より狭くした。
よって、信号導体７が偏心されたトリプレート線路３は、寄生容量が増すが、トリプレート線路３の信号導体幅をトリプレート線路２の信号導体幅より狭くすることで、トリプレート線路２より誘導性を保持することができ、寄生容量性を相殺する方向で作用する効果がある。
【００２９】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２による高周波線路変換構造を示す構成図である。
図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は信号導体パターン上面図、図４（ｃ）は斜視図である。
【００３０】
図４の高周波線路変換構造は、図１に示した高周波線路変換構造のマイクロストリップ線路１の信号導体５のうち、トリプレート線路３と接続される側の信号導体幅が局所的に狭く、トリプレート線路２の信号導体６のうち、トリプレート線路３と接続される側の信号導体幅が局所的に狭いことを特徴とする。
【００３１】
上記実施の形態１の高周波線路変換構造は、厚さの異なるマイクロストリップ線路１の信号導体５とトリプレート線路２の信号導体６を接続するために、偏心されたトリプレート線路３と導体柱８を備えているが、導体柱８をスルーホールとした場合にランド１２が必要となる。
このランド１２が形成する平行平板容量による不要寄生容量に起因する不整合により反射損失が大きくなる課題がある。
【００３２】
また、トリプレート線路３の５０Ω線路幅は、トリプレート線路２の５０Ω線路幅より狭くなるため、例えば、製造限界により所望の線路幅が実現できないことにより、不要寄生容量が発生し反射損失が大きくなる課題がある。
【００３３】
本実施の形態２においては、マイクロストリップ線路１の信号導体５のうち、トリプレート線路３と接続される側の信号導体幅が局所的に狭く、トリプレート線路２の信号導体６のうち、トリプレート線路３と接続される側の信号導体幅が局所的に狭くして、線路インピーダンスを５０Ωより高くして誘導性を保持させることで、上記寄生容量性を相殺し、反射損失を低減させる効果がある。
【００３４】
図５（ａ）に、実施の形態１による高周波線路変換構造の反射特性の電磁界解析シミュレーション結果例を示す。
１例として、ＢＴレジン（比誘電率３．４）の適用を想定し、各寸法は１例として、マイクロストリップ線路１を構成する部分の誘電体基板の厚さを０．２ｍｍ、マイクロストリップ線路１の信号導体５の幅を０．４３ｍｍ、トリプレート線路２を構成する部分の誘電体基板の厚さを１．４ｍｍ、トリプレート線路２の信号導体６の幅を０．７４ｍｍ、トリプレート線路３の信号導体７の幅を０，３３ｍｍとし、トリプレート線路２，３の信号導体６，７を電気的に接続する導体柱８の直径φを０．６ｍｍ、ランド１２の直径φを１．０ｍｍとする。
【００３５】
なお、本寸法におけるマイクロストリップ線路１の信号導体５と、トリプレート線路２，３の信号導体６，７のインピーダンスは、全て５０Ωである。
【００３６】
図５（ｂ）に、実施の形態２による高周波線路変換構造の反射特性の電磁界解析シミュレーション結果例を示す。
１例として、マイクロストリップ線路１のトリプレート線路３と接続される側で局所的に幅を狭くした信号導体５の幅を０．２ｍｍ、トリプレート線路３の信号導体７の幅を０．２ｍｍ、トリプレート線路２のトリプレート線路３と接続される側で局所的に幅を狭くした信号導体６の幅を０．２ｍｍとし、それ以外の寸法は図５（ａ）の計算に用いた寸法と同じとする。
【００３７】
実施の形態２による高周波線路変換構造のマイクロストリップ線路１の信号導体５と、トリプレート線路２，３の信号導体６，７のインピーダンスは、５０Ω以上である。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）より、実施の形態２による高周波線路変換構造の反射特性は、実施の形態１による高周波線路変換構造の反射特性より良好であることが分かる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態２によれば、マイクロストリップ線路１の信号導体５のうち、トリプレート線路３と接続される側の信号導体幅が局所的に狭く、トリプレート線路２の信号導体６のうち、トリプレート線路３と接続される側の信号導体幅が局所的に狭くなるように構成した。
よって、誘導性を保持させ易くすることで、寄生容量性を相殺し、反射損失を低減させる効果がある。
【００４０】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３による高周波線路変換構造を示す構成図である。
図６の高周波線路変換構造は、上記実施の形態１および上記実施の形態２による高周波線路変換構造が筐体４１に設置され、マイクロストリップ線路１の信号導体５と筐体４１に取り付けられた同軸線路４２の信号導体４３とが接触、もしくは接続手段を介して、電気的に接続したことを特徴とする。
【００４１】
接続手段は、例えば、はんだ接続や金リボンで接続するなどの手段がある。
【００４２】
筐体に高周波線路変換構造を設置し、同軸線路で筐体内外を電気的に接続する構造は広く用いられている。
【００４３】
しかし、筐体４１内の高周波線路変換構造を構成する誘電体基板の設置誤差により、図６中の隙間４４が広がり、マイクロストリップ線路―同軸線路変換に不要誘導性に起因する不整合が発生して反射損失が大きくなる課題があった。
【００４４】
本発明の高周波線路変換構造を筐体４１に設置すれば、隙間の高さ方向寸法４５がトリプレート線路部より小さくなるために、隙間４４が形成する不要誘導性が従来より小さくなり、隙間４４の製造誤差に対する感度が落ち、ロバスト性が向上する効果がある。
【００４５】
以上のように、本実施の形態３によれば、高周波線路変換構造が、筐体４１に設置され、マイクロストリップ線路１の信号導体５と筐体４１に取り付けられた同軸線路４２の信号導体４３とを接触、もしくは接続手段を介して、電気的に接続した。
よって、高周波線路変換構造を筐体４１に設置すれば、隙間の高さ方向寸法４５がトリプレート線路部より小さくなるために、隙間４４が形成する不要誘導性が従来より小さくなり、隙間４４の製造誤差に対する感度が落ち、ロバスト性が向上する効果がある。
【００４６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  マイクロストリップ線路、２，３  トリプレート線路、４，２１〜２５，３１〜３７  誘電体基板、５〜７，４３  信号導体、８，１１  導体柱、９，１０  地導体、１２  ランド、２６  部分、４１  筐体、４２  同軸線路、４４  隙間、４５  高さ方向寸法。
【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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