(57)【要約】  誘電体基板（１０）を挟設する接地導体（１１）とストリップ導体（１２）とにより構成されたマイクロストリップ線路において、ストリップ導体（１２）に対して立体的に交差して直交するように形成された少なくとも１個の溝（２１）を有する導体部（１４）を備えることにより、従来技術に係るマイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、
上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有することを特徴とするマイクロストリップ線路。
【請求項２】
上記溝は、上記ストリップ導体に対して立体的に直交するように形成されたことを特徴とする請求項１記載のマイクロストリップ線路。
【請求項３】
上記溝を有する導体部を上記マイクロストリップ線路とは別の部品として形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロストリップ線路。
【請求項４】
上記溝を有する導体部の部品の、上記誘電体基板側に誘電体部を形成したことを特徴とする請求項３記載のマイクロストリップ線路。
【請求項５】
上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体の開口部に挿入配置したことを特徴とする請求項３又は４記載のマイクロストリップ線路。
【請求項６】
上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体及び上記誘電体基板の開口部に挿入配置したことを特徴とする請求項３又は４記載のマイクロストリップ線路。
【請求項７】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項８】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項９】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項１０】
上記溝を有する導体部を、上記接地導体に接続するためのビア導体を上記導体部に形成したことを特徴とする請求項９記載のマイクロストリップ線路。
【請求項１１】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号を伝送するマイクロストリップ線路において、従来技術に比較して広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を実現して、上記デジタル信号の波形を整合するための信号波形整合装置を備えたマイクロストリップ線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２９Ａは第１の従来例に係る一般的なマイクロストリップ線路の構成を示す平面図であり、図２９Ｂは図２９ＡのＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。また、図３０は図２９Ａ及び図２９Ｂのマイクロストリップ線路の斜視図である。【０００３】
デジタル信号をプリント回路基板上で伝送する方法としては、図２９Ａ、図２９Ｂ及び図３０に示すように、誘電体基板１０を挟設するストリップ導体１２と接地導体１１から構成されるマイクロストリップ線路を用いることが一般的である。マイクロストリップ線路型の伝送線路としては、シングルエンド、差動伝送線路、コプレーナ線路など様々な伝送線路があるが、特徴としては線路や基板の材料特性が一定なら、線路や基板の形状で決まる特性インピーダンスが定まり、一定の特性インピーダンスを有する信号伝送特性を得ることができる。【０００４】
しかしながら、上記のマイクロストリップ線路を用いて、プリント回路基板上で配線のレイアウト設計をする場合、途中で線路幅を変えたり、あるいは、部分的に接地導体を配置しないなどの設計をしなければならないことが頻繁にある。このような線路の形状が、不連続であることで伝送線路の特性インピーダンスが変化する。さらに、この特性インピーダンスの変化量は周波数に依存する。従って、伝送信号の波形劣化の原因になる。【０００５】
従来の上記の波形劣化への対策としては、特性インピーダンスの変化をなるべく小さくして、信号劣化を抑える設計方法がある（例えば、特許文献１参照。）。【０００６】
図３１Ａは第２の従来例に係るマイクロストリップ線路の横断面図である。図３１Ｂは図３１ＡのＡ−Ａ’線についての縦断面図である。図３１Ｃは図３１ＡのＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。図３１Ｄは図３１ＡのＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。当該マイクロストリップ線路は、上記特許文献１に記載された従来の特性インピーダンスの不連続を小さくするための伝送線路である。以下、図３１Ａ〜図３１Ｄを参照して、信号線の幅が途中で変わる場合のマイクロストリップ線路の従来の設計方法について述べる。【０００７】
図３１Ａ〜図３１Ｄにおいて、誘電体基板１１０を挟設する接地導体１１とストリップ導体１２で構成されるマイクロストリップ線路において、ストリップ導体１２の幅が変わる図中断面Ｂ−Ｂ‘とＣ−Ｃ’では、接地導体１１とストリップ導体１２の間の距離を変えている。従って、接地導体１１とストリップ導体１２間の容量成分を変えることで、伝送線路の特性インピーダンスの変化量を抑える効果がある。なお、図３１Ａ〜図３１Ｄにおいて、１３０は電気絶縁部であり、１２１はストリップ導体１２０上に形成された凸部である。【０００８】
以上のような従来の設計方法では対応できないマイクロストリップ線路が不連続な場合の一例について、図３２Ａ〜図３２Ｄ及び図３３を参照して説明する。図３２Ａは第３の従来例に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図３２Ｂは図３２Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図３２Ｃは図３２ＢのＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。図３２Ｄは図３２Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図３３は図３２Ａ〜図３２Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。【０００９】
図３２Ａ〜図３２Ｄ及び図３３は、途中で接地導体１１が無くなるような不連続なマイクロストリップ線路の一構成例を示す。この場合、接地導体１１が存在しない部分では、ストリップ導体１２と接地導体１１間の容量成分は存在しない。従って、上記の特許文献１の方法では、所望のようにマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの変化量を小さくすることができず、効果が無い。【００１０】
さらに、伝送線路の特性を制御する設計方法として高周波メタマテリアルの理論を用いた設計方法がある（非特許文献１参照。）【００１１】
図３４は非特許文献１に開示された設計理論である高周波マテリアルの概念を示す伝送線路モデルの等化回路を示す回路図である。以下、図３４を用いて、高周波メタマテリアルの設計理論の概要を述べる。【００１２】
一般的なマイクロストリップ線路の等価回路としては、図３４中に示すインダクタＬ１とキャパシタＣ１からなるはしご形回路として表すことができる。これらに加え、インダクタＬ２とキャパシタＣ２を伝送線路に付加して実現することで、従来の伝送線路とは異なった電気特性を発現させ、所望の特性インピーダンスを設計する回路設計手法である。非特許文献１には、高周波電磁界の波長に比べ小型のマイクロストリップアンテナや、負の屈折率の効果に相応する特異な特性インピーダンスの実現例が示されており、伝送線路の特性インピーダンスの制御手法が記載されている。【００１３】
【特許文献１】特開２００１−０５３５０７号公報。
【非特許文献１】C. Caloz et al., “Application of the transmission line theory of left-handed (LH) materials to the realization of a microstrip LH transmission line”, IEEE-APS International Symposium Digest, Vol.2, pp.412-415, June 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、非特許文献１に示されるようなモデルを実際のマイクロストリップ線路で実現するためには、ストリップ導体１２に直列にキャパシタＣ２を実現しなければならず、有効な容量成分を直列に分散させたストリップ導体１２の実現の手段が不明である。また、集中定数のキャパシタ素子を挿入するなどの方法も考えられるが、この場合、そのキャパシタ素子の接合部で、インピーダンスの不連続により、信号の反射や損失が生じてしまい、目的に反する。同様に、インダクタＬ２に相当する部分をストリップ導体１２に設ける方法としては、マイクロストリップ状のスタブを用いる方法があるが、ストリップ導体１２の配線レイアウトの隙間に構成するのは困難である。【００１５】
上述のように、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが途中で変化する場合、その部分で信号波形の劣化や、歪みなどが発生するという問題点があった。【００１６】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが変化する場合でも、従来技術に比較して広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を得ることができるマイクロストリップ線路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るマイクロストリップ線路は、誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、
上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有することを特徴とする。【００１８】
上記マイクロストリップ線路において、上記溝は、上記ストリップ導体に対して立体的に直交するように形成されたことを特徴とする。【００１９】
また、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を上記マイクロストリップ線路とは別の部品として形成したことを特徴とする。【００２０】
さらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部の部品の、上記誘電体基板側に誘電体部を形成したことを特徴とする。【００２１】
またさらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体の開口部に挿入配置したことを特徴とする。【００２２】
またさらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体及び上記誘電体基板の開口部に挿入配置したことを特徴とする。【００２３】
また、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする。【００２４】
さらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする。【００２５】
また、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする。【００２６】
さらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記接地導体に接続するためのビア導体を上記導体部に形成したことを特徴とする。【００２７】
またさらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るマイクロストリップ線路によれば、誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有する。従って、特性インピーダンスが変化する場合でも、広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を得ることができ、その結果、信号波形の劣化が少ないマイクロストリップ線路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃの主要部の拡大図である。
【図２Ａ】図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの主要部の拡大図である。
【図３】図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の等価回路を示す回路図である。
【図４Ａ】図１Ａ〜図１Ｄの溝構造を有する導体部１４の詳細構成を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＧ−Ｇ’線の縦断面図である。
【図５Ａ】図１Ａ〜図１Ｄの１対のマイクロストリップ線路を対向させかつ連結部で接地導体１１を有しないように構成されたシミュレーションモデル（マイクロストリップ線路伝送システム）の構成を示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのシミュレーションモデルの平面図である。
【図６】導体部１４の溝数Ｎ＝５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。
【図７Ａ】導体部１４の溝数Ｎ＝１０のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。
【図７Ｂ】導体部１４の溝数Ｎ＝１５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂの主要部の拡大図である。
【図９】図８Ａ〜図８Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１０Ａ】図８Ａ〜図８Ｃの導体部１４の詳細構成を示す正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの導体部１４の平面図である。
【図１０Ｃ】図１０ＢのＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の側面図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の斜視図である。
【図１２Ａ】本発明の第２の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｂの主要部の拡大図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの主要部の拡大図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の主要部の拡大縦断面図である。
【図１５】図１４の導体部１４を誘電体基板１０の開口部１０Ａに嵌合したときの縦断面図である。
【図１６】図１５のマイクロストリップ線路のさらに別の変形例の構成を示す拡大縦断面図である。
【図１７Ａ】本発明の第３の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図１７Ｃ】図１７ＢのＫ−Ｋ’線についての縦断面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｃの主要部の拡大図である。
【図１８Ａ】図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図１８Ｂ】図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１８Ｃ】図１７Ｂの主要部の拡大図である。
【図１９Ａ】本発明の第３の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図１９Ｂ】図１９ＡのＬ−Ｌ’線についての縦断面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｂの主要部の拡大図である。
【図２０Ａ】図１９Ａ〜図１９Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａの主要部の拡大図である。
【図２１Ａ】本発明の第３の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図２１Ｂ】図２１ＡのＭ−Ｍ’線についての縦断面図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｂの主要部の拡大図である。
【図２２Ａ】図２１Ａ〜図２１Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａの主要部の拡大図である。
【図２３Ａ】本発明の第４の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２４】図２３Ａ〜図２３Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２５Ａ】本発明の第５の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２６】図２５Ａ〜図２５Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２７Ａ】本発明の第６の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２８】図２７Ａ〜図２７Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２９Ａ】第１の従来例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。
【図２９Ｂ】図２９ＡのＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。
【図３０】図２９Ａ及び図２９Ｂのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図３１Ａ】第２の従来例に係るマイクロストリップ線路の横断面図である。
【図３１Ｂ】図３１ＡのＡ−Ａ線についての縦断面図である。
【図３１Ｃ】図３１ＡのＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。
【図３１Ｄ】図３１ＡのＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。
【図３２Ａ】第３の従来例に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図３２Ｂ】図３２Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図３２Ｃ】図３２ＢのＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。
【図３２Ｄ】図３２Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図３３】図３２Ａ〜の図３２Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図３４】非特許文献１に開示された設計理論である高周波マテリアルの概念を示す伝送線路モデルの等化回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…誘電体基板、
１０Ａ…誘電体基板の開口部、
１１…接地導体、
１１Ａ…導体部の挿入部、
１１Ｂ…接地導体の縁端部、
１２…ストリップ導体、
１４…溝構造を有する導体部、
１５…誘電体部、
１６…ビア導体、
２１…溝、
２２…誘電体。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態及び従来技術において、同様の構成要素については同一の符号を付している。【００３２】
第１の実施形態．
図１Ａは本発明の第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。図１Ｂは図１Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図１Ｃは図１ＢのＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。図１Ｄは図１Ｃの主要部の拡大図である。図２Ａは図１のマイクロストリップ線路の側面図である。図２Ｂは図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。図２Ｃは図２Ｂの主要部の拡大図である。【００３３】
図１Ａ〜図１Ｄ及び図２Ａ〜図２Ｃにおいて、本実施形態によれば、誘電体基板１０を挟設する接地導体１１及びストリップ導体１２により構成されてなる従来技術のマイクロストリップ線路において、接地導体１１がその縁端部１１Ｂ（接地導体１１の形成部分と非形成部分との境界近傍）で欠落するような構成を想定するものであり、上記接地導体１１が欠落する接地導体１１の不連続部分の近傍であって、上記ストリップ導体１２の直下部分の接地導体１１に、ストリップ導体１２の長手方向に対して実質的に直交する方向に平行な複数の直方体形状の溝２１にてなる溝構造を有する直方体形状の導体部１４を、接地導体１１と一体的に形成したことを特徴としている。ここで、複数の溝２１は、その空隙空間は誘電体基板１０に接しており、その空隙空間は誘電体２２で充填形成される。また、各溝２１は、誘電体基板１０の面に対して直交する深さ方向を有し（各溝２１は導体部１４の深さ方向で貫通していない）、ストリップ導体１２の長手方向に対して直交する長さ方向の長さを有する。各溝２１は、それらの長さ方向の長さが接地導体１１の縁端部１１Ｂから接地導体１１の形成部分に向う方向で長くなるようにかつストリップ導体１２の中心線に対して線対称であるように形成されている。【００３４】
なお、各溝２１をストリップ導体１２に対して直交するように形成しているが、本発明はこれに限らず、少なくとも立体的に交差するように形成してもよい。【００３５】
以上のように構成されている、本実施形態の主要構成部である溝構造を有する導体部１４の作用効果に関して、図３と図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。図３は図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の等価回路を示す回路図であり、図４Ａは図１Ａ〜図１Ｄの溝構造を有する導体部１４の詳細構成を示す平面図であり、図４Ｂは図４ＡのＧ−Ｇ’線の縦断面図である。【００３６】
図３の等価回路において、インダクタＬ１はストリップ導体１２のインダクタンスを表し、キャパシタＣ１はストリップ導体１２と接地導体１１の間のキャパシタンスを表す。また、キャパシタＣ２は溝構造を有する導体部１４の溝壁面間の対向面で実現されるキャパシタンスを表している。また、インダクタＬ２は接地導体１１を流れる誘導電流が、導通している溝構造を有する導体部１４を流れることにより生じるインダクタンスを表すものである。そして、当該等価回路は、部分回路Ｐが複数段だけ縦続接続された分布定数回路の形式で表されている。【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、各溝２１は幅ｗと長さＬと深さｄとを有する。ここで、上記キャパシタＣ２を変える方法としては、各溝２１の長さＬ、深さｄ及び幅ｗをそれぞれ変えることで実現できる。一方、上記インダクタＬ２は溝構造を有する導体部１４を流れる誘導電流の分布で決まるので、溝２１の長さＬと深さｄの相対値を変えることにより設定できる。また、溝２１の個数を変えることは、図３の等価回路における各部分回路Ｐの段数を変えることに相当する。【００３８】
図３の等価回路から明らかなように、上記非特許文献１で示したメタマテリアル伝送線路モデルにおいて、従来は信号線に設けるとしていたインダクタＬ２及びキャパシタＣ２を、本実施形態の構成では、接地導体１１に実現している点が特徴である。これらの等価回路の部分回路Ｐの回路構成を設計することで、特性インピーダンスが変化する部分も含めて、マイクロストリップ線路全体の特性インピーダンスの周波数分散を広帯域に均一にすることができる。【００３９】
次いで、本実実施形態の作用効果を、図５Ａ及び図５Ｂと図６を参照して説明する。図５Ａは図１Ａ〜図１Ｄの１対のマイクロストリップ線路を対向させかつ連結部で接地導体１１を有しないように構成されたシミュレーションモデル（マイクロストリップ線路伝送システム）の構成を示す正面図である。図５Ｂは図５Ａのシミュレーションモデルの平面図である。また、図６は導体部１４の溝数Ｎ＝５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性（実線）と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性（破線）とを示すスペクトル図である。図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルでは、接地導体１１が無くなる境界部である各縁端部１１Ｂであって特性インピーダンスが変化する部分の直前の２箇所にそれぞれ上記実施形態に述べたように、溝構造を有する導体部１４を設けたことを特徴としている。【００４０】
ここで、図６のシミュレーションは、基本周波数１ＧＨｚの矩形波を伝送する場合を想定したものであり、３ＧＨｚ、５ＧＨｚがそれぞれ基本周波数に対する３次高調波及び５次高調波になり、その程度の周波数で、通過特性が均一なことが、矩形波の歪を生じないための条件となる。本実施形態に係る溝構造を有する導体部１４を設けない場合は、１〜５ＧＨｚの帯域で通過特性が約１０ｄＢ程度以上変化するため、伝送信号の矩形波が歪む。これに対して、本実施形態では、この帯域で約２ｄＢ程度以下の変化に抑えることができる。このように、本実施形態では、特性インピーダンスが不連続になるマイクロストリップ線路においても、広帯域で通過特性を均一にすることができ信号波形の歪みが少ないマイクロストリップ線路を実現することができる。【００４１】
また、複数の溝２１の個数Ｎを変えることで、通過特性の周波数帯域を変えることができることを、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。図７Ａは導体部１４の溝数Ｎ＝１０のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性（実線）と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性（破線）とを示すスペクトル図である。図７Ｂは導体部１４の溝数Ｎ＝１５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。なお、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、導体部１４のサイズを一定としている。図７Ａ及び図７Ｂから明らかなように、導体部１４の溝２１の個数を増やすことで通過特性が均一になる帯域を変えることができることが分かる。【００４２】
なお、溝構造を有する導体部１４の溝２１は、本実施形態では誘電体基板１０と同じ材料の誘電体２２で充填形成したが、別の材料の誘電体で構成してもよく、もしくは空隙であってもよい。この場合、図３の等価回路中のキャパシタＣ２のキャパシタンスを変えることに相当する。【００４３】
第２の実施形態．
図８Ａは本発明の第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。図８Ｂは図８ＡのＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。図８Ｃは図８Ｂの主要部の拡大図である。また、図９は図８Ａ〜図８Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。【００４４】
図８Ａ〜図８Ｃ及び図９において、第１の実施形態に係る溝構造を有する導体部１４を接地導体１１に設ける場合のごとく接地導体１１と一体的に形成するのではなく、第２の実施形態では、あらかじめ溝構造を有する導体部１４の部品を作っておき、当該導体部１４の部品と同じ大きさの開口部１１Ａを接地導体１１に形成し、溝構造を有する導体部１４の部品を開口部１１Ａに挿入して構成したことを特徴としている。【００４５】
図１０Ａは図８Ａ〜図８Ｃの導体部１４の詳細構成を示す正面図であり、図１０Ｂは図１０Ａの導体部１４の平面図であり、図１０Ｃは図１０ＢのＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。また、図１１Ａは図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の側面図であり、図１１Ｂは図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の斜視図である。ここで、図１０Ａ〜図１０Ｃ及び図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施形態に係る溝構造を有する導体部１４の部品の構成を説明するための模式図であり、その構成は、第１の実施形態に係る導体部１４の構成と同様である。【００４６】
以上のように構成された第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態に記載した構成を、基板一体で形成する変わりに、溝構造を有する導体部１４の部品を追加することで実現でき、上記第１の実施形態で説明したのと同様の作用効果を生じるものである。なお、本第２の実施形態においても、各溝２１は、誘電体２２で充填しもしくは空気などの空隙で形成してもよい。当該誘電体としては、誘電体基板１０と同じ材料の誘電体２２、あるいは異なる誘電材料の誘電体２２を用いてもよい。【００４７】
第２の実施形態の変形例．
図１２Ａは本発明の第２の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。図１２Ｂは図１２ＡのＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。図１２Ｃは図１２Ｂの主要部の拡大図である。また、図１３Ａは図１２Ａ〜図１２Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図であり、図１３Ｂは図１３Ａの主要部の拡大図である。図１２Ａ〜図１２Ｃ並びに図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、溝構造を有する導体部１４の部品を、接地導体１１の縁端部１１Ｂに接するように、ストリップ導体１２の直下に配置したことを特徴としている。このように構成することで、接地導体１１に設ける開口部１１Ａを形成する必要がなくなる。【００４８】
図１４は本発明の第２の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の主要部の拡大縦断面図であり、図１５は図１４の導体部１４を誘電体基板１０の開口部１０Ａに嵌合したときの縦断面図である。また、図１６は図１５のマイクロストリップ線路のさらに別の変形例の構成を示す拡大縦断面図である。【００４９】
図１４においては、接地導体１１の開口部１１Ａ及び誘電体基板１０の開口部１０Ａに、導体部１４の上部に直方体形状の誘電体部１５（その平面形状は、導体部１４の平面形状と同一である。）を載置してなる部品を挿入嵌合したことを特徴としている。ここで、誘電体基板１０の開口部１０Ａの深さｄ１と、誘電体部１５の高さｄ２によっては、図１５及び図１６に示すように、ストリップ導体１２と溝構造を有する導体部１４との間の距離ｄ４を決めることができる。このことは、距離ｄ４を変えることで、図３で示した本発明を説明するための等価回路におけるキャパシタＣ１を変える効果を有することに相当する。また、この構成は図１２Ａ〜図１２Ｃ及び図１３Ａ及び図１３Ｂに示したように、誘電体基板１０上の接地導体１１の無い部分に設ける場合も同様である。【００５０】
第３の実施形態．
図１７Ａは本発明の第３の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。図１７Ｂは図１７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図１７Ｃは図１７ＢのＫ−Ｋ’線についての縦断面図である。図１７Ｄは図１７Ｃの主要部の拡大図である。また、図１８Ａは図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の側面図である。図１８Ｂは図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。図１８Ｃは図１８Ｂの主要部の拡大図である。【００５１】
図１７Ａ〜図１７Ｄ及び図１８Ａ〜図１８Ｃにおいて、本実施形態によれば、第２の実施形態に係る溝構造を有する導体部１４の部品を、誘電体部１５を介して、ストリップ導体１２の上に配置したことを特徴としている。以上のように構成された第３の実施形態においては、第２の実施形態に係る構成では、溝構造を有する導体部１４の部品が接地導体１１と導通しているのに対し、本実施形態では非導通になる。しかしながら、ストリップ導体１２を流れる電気信号が作る電磁界によって、溝構造を有する導体部１４の部品にも誘導電流が流れる点では、第２の実施形態と同様の作用効果を有する。【００５２】
図１９Ａは本発明の第３の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図であり、図１９Ｂは図１９ＡのＬ−Ｌ’線についての縦断面図であり、図１９Ｃは図１９Ｂの主要部の拡大図である。また、図２０Ａは図１９Ａ〜図１９Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図であり、図２０Ｂは図２０Ａの主要部の拡大図である。本実施形態によれば、マイクロストリップ線路の任意の場所に、本溝構造を有する導体部１４の部品を配置することができ、図１９Ａ〜図１９Ｃ及び図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、接地導体１１が直下に存在しないストリップ導体１２及び誘電体基板１０のおもて面上の部分にも設けることができる。【００５３】
図２１Ａは本発明の第３の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図であり、図２１Ｂは図２１ＡのＭ−Ｍ’線についての縦断面図であり、図２１Ｃは図２１Ｂの主要部の拡大図である。また、図２２Ａは図２１Ａ〜図２１Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図であり、図２２Ｂは図２２Ａの主要部の拡大図である。【００５４】
図２１Ａ〜図２１Ｃ並びに図２２Ａ及び図２２Ｂにおいて、図１７Ａ〜図１７Ｄの第３の実施形態に係るマイクロストリップ線路において、溝構造を有する導体部１４を誘電体基板１０を介して接地導体１１に導通させるためのビア導体１６を、ストリップ導体１２を間に挟んだ両側においてそれぞれ形成したことを特徴としている。以上のように構成されたマイクロストリップ線路では、接地導体１１を流れる誘導電流を、溝構造を有する導体部１４に流すことで、図３の等価回路におけるインダクタＬ２を変える作用効果がある。なお、第３の実施形態及びその変形例においても、複数の溝２１は、誘電体基板１０の材料と同一又は異なる誘電体材料の誘電体２２で充填形成するか、または空隙としてもよい。【００５５】
以上の実施形態では、いずれもシングルエンド型のマイクロストリップ線路での実施形態を示したが、本発明はこれに限らず、以下に示すように、差動型マイクロストリップ線路を形成してもよい。なお、以下では、３つの実施形態又は変形例に対応する３つの差動型マイクロストリップ線路を例示しているが、他の実施形態又は変形例に対応する差動型マイクロストリップ線路を形成してもよい。【００５６】
第４の実施形態．
図２３Ａは本発明の第４の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図２３Ｂは図２３Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図２３Ｃは図２３Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図２４は図２３Ａ〜図２３Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。第４の実施形態に係るマイクロストリップ線路は、図１及び図２の第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路に比較して、ストリップ導体１２に代えて、所定の間隔だけ保持して形成された１対のストリップ導体１２ａ，１２ｂを形成することにより、差動型マイクロストリップ線路を形成したことを特徴としている。当該マイクロストリップ線路は、第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路と同様の作用効果を有する。【００５７】
第５の実施形態．
図２５Ａは本発明の第５の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図２５Ｂは図２５Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図２５Ｃは図２５Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図２６は図２５Ａ〜図２５Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。第５の実施形態に係るマイクロストリップ線路は、図８Ａ〜図８Ｃ及び図９の第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路に比較して、ストリップ導体１２に代えて、所定の間隔だけ保持して形成された１対のストリップ導体１２ａ，１２ｂを形成することにより、差動型マイクロストリップ線路を形成したことを特徴としている。当該マイクロストリップ線路は、第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路と同様の作用効果を有する。【００５８】
第６の実施形態．
図２７Ａは本発明の第６の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図２７Ｂは図２７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図２７Ｃは図２７Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図２８は図２７Ａ〜図２７Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。第６の実施形態に係るマイクロストリップ線路は、図２１Ａ〜図２１Ｃ並びに図２２Ａ及び図２２Ｂの第３の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路に比較して、ストリップ導体１２に代えて、所定の間隔だけ保持して形成された１対のストリップ導体１２ａ，１２ｂを形成することにより、差動型マイクロストリップ線路を形成したことを特徴としている。当該マイクロストリップ線路は、第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路と同様の作用効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上に詳述したように、本発明に係るマイクロストリップ線路によれば、誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有する。従って、特性インピーダンスが変化する場合でも、広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を得ることができ、その結果、信号波形の劣化が少ないマイクロストリップ線路を実現できる。【００６０】
特に、本発明に係るマイクロストリップ線路は、デジタル回路、基板などに用いられるストリップ線路、マイクロストリップ線路に用いる場合、デジタル信号波形の歪みを低減し、高速信号伝送を実現する手段として有用である。また、広帯域で均一な通過周波数特性を得ることができることから、波形ひずみの少ない高周波回路の伝送線路を実現する手段としても応用できる。
【図１Ａ】
2009128193.tif 000003
【図１Ｂ】
2009128193.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2009128193.tif 000006
【図２Ａ】
2009128193.tif 000007
【図２Ｂ】
2009128193.tif 000008
【図２Ｃ】
2009128193.tif 000009
【図３】
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【図４Ａ】
2009128193.tif 000011
【図４Ｂ】
2009128193.tif 000012
【図５Ａ】
2009128193.tif 000013
【図５Ｂ】
2009128193.tif 000014
【図６】
2009128193.tif 000015
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2009128193.tif 000017
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2009128193.tif 000019
【図８Ｃ】
2009128193.tif 000020
【図９】
2009128193.tif 000021
【図１０Ａ】
2009128193.tif 000022
【図１０Ｂ】
2009128193.tif 000023
【図１０Ｃ】
2009128193.tif 000024
【図１１Ａ】
2009128193.tif 000025
【図１１Ｂ】
2009128193.tif 000026
【図１２Ａ】
2009128193.tif 000027
【図１２Ｂ】
2009128193.tif 000028
【図１２Ｃ】
2009128193.tif 000029
【図１３Ａ】
2009128193.tif 000030
【図１３Ｂ】
2009128193.tif 000031
【図１４】
2009128193.tif 000032
【図１５】
2009128193.tif 000033
【図１６】
2009128193.tif 000034
【図１７Ａ】
2009128193.tif 000035
【図１７Ｂ】
2009128193.tif 000036
【図１７Ｃ】
2009128193.tif 000037
【図１７Ｄ】
2009128193.tif 000038
【図１８Ａ】
2009128193.tif 000039
【図１８Ｂ】
2009128193.tif 000040
【図１８Ｃ】
2009128193.tif 000041
【図１９Ａ】
2009128193.tif 000042
【図１９Ｂ】
2009128193.tif 000043
【図１９Ｃ】
2009128193.tif 000044
【図２０Ａ】
2009128193.tif 000045
【図２０Ｂ】
2009128193.tif 000046
【図２１Ａ】
2009128193.tif 000047
【図２１Ｂ】
2009128193.tif 000048
【図２１Ｃ】
2009128193.tif 000049
【図２２Ａ】
2009128193.tif 000050
【図２２Ｂ】
2009128193.tif 000051
【図２３Ａ】
2009128193.tif 000052
【図２３Ｂ】
2009128193.tif 000053
【図２３Ｃ】
2009128193.tif 000054
【図２４】
2009128193.tif 000055
【図２５Ａ】
2009128193.tif 000056
【図２５Ｂ】
2009128193.tif 000057
【図２５Ｃ】
2009128193.tif 000058
【図２６】
2009128193.tif 000059
【図２７Ａ】
2009128193.tif 000060
【図２７Ｂ】
2009128193.tif 000061
【図２７Ｃ】
2009128193.tif 000062
【図２８】
2009128193.tif 000063
【図２９Ａ】
2009128193.tif 000064
【図２９Ｂ】
2009128193.tif 000065
【図３０】
2009128193.tif 000066
【図３１Ａ】
2009128193.tif 000067
【図３１Ｂ】
2009128193.tif 000068
【図３１Ｃ】
2009128193.tif 000069
【図３１Ｄ】
2009128193.tif 000070
【図３２Ａ】
2009128193.tif 000071
【図３２Ｂ】
2009128193.tif 000072
【図３２Ｃ】
2009128193.tif 000073
【図３２Ｄ】
2009128193.tif 000074
【図３３】
2009128193.tif 000075
【図３４】
2009128193.tif 000076
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月16日(2009.6.16)
【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】
誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、
上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有し、上記溝は、上記ストリップ導体に対して立体的に直交するように形成されたことを特徴とするマイクロストリップ線路。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
上記溝を有する導体部を上記マイクロストリップ線路とは別の部品として形成したことを特徴とする請求項１記載のマイクロストリップ線路。
【請求項４】
上記溝を有する導体部の部品の、上記誘電体基板側に誘電体部を形成したことを特徴とする請求項３記載のマイクロストリップ線路。
【請求項５】
上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体の開口部に挿入配置したことを特徴とする請求項３又は４記載のマイクロストリップ線路。
【請求項６】
上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体及び上記誘電体基板の開口部に挿入配置したことを特徴とする請求項３又は４記載のマイクロストリップ線路。
【請求項７】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする請求項１及び３乃至６のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項８】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする請求項１及び３乃至６のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項９】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする請求項１、３及び４のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項１０】
上記溝を有する導体部を、上記接地導体に接続するためのビア導体を上記導体部に形成したことを特徴とする請求項９記載のマイクロストリップ線路。
【請求項１１】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする請求項１、３及び４のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月10日(2010.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号を伝送するマイクロストリップ線路において、従来技術に比較して広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を実現して、上記デジタル信号の波形を整合するための信号波形整合装置を備えたマイクロストリップ線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２９Ａは第１の従来例に係る一般的なマイクロストリップ線路の構成を示す平面図であり、図２９Ｂは図２９ＡのＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。また、図３０は図２９Ａ及び図２９Ｂのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【０００３】
デジタル信号をプリント回路基板上で伝送する方法としては、図２９Ａ、図２９Ｂ及び図３０に示すように、誘電体基板１０を挟設するストリップ導体１２と接地導体１１から構成されるマイクロストリップ線路を用いることが一般的である。マイクロストリップ線路型の伝送線路としては、シングルエンド、差動伝送線路、コプレーナ線路など様々な伝送線路があるが、特徴としては線路や基板の材料特性が一定なら、線路や基板の形状で決まる特性インピーダンスが定まり、一定の特性インピーダンスを有する信号伝送特性を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、上記のマイクロストリップ線路を用いて、プリント回路基板上で配線のレイアウト設計をする場合、途中で線路幅を変えたり、あるいは、部分的に接地導体を配置しないなどの設計をしなければならないことが頻繁にある。このような線路の形状が、不連続であることで伝送線路の特性インピーダンスが変化する。さらに、この特性インピーダンスの変化量は周波数に依存する。従って、伝送信号の波形劣化の原因になる。
【０００５】
従来の上記の波形劣化への対策としては、特性インピーダンスの変化をなるべく小さくして、信号劣化を抑える設計方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図３１Ａは第２の従来例に係るマイクロストリップ線路の横断面図である。図３１Ｂは図３１ＡのＡ−Ａ’線についての縦断面図である。図３１Ｃは図３１ＡのＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。図３１Ｄは図３１ＡのＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。当該マイクロストリップ線路は、上記特許文献１に記載された従来の特性インピーダンスの不連続を小さくするための伝送線路である。以下、図３１Ａ〜図３１Ｄを参照して、信号線の幅が途中で変わる場合のマイクロストリップ線路の従来の設計方法について述べる。
【０００７】
図３１Ａ〜図３１Ｄにおいて、誘電体基板１１０を挟設する接地導体１１とストリップ導体１２で構成されるマイクロストリップ線路において、ストリップ導体１２の幅が変わる図中断面Ｂ−Ｂ‘とＣ−Ｃ’では、接地導体１１とストリップ導体１２の間の距離を変えている。従って、接地導体１１とストリップ導体１２間の容量成分を変えることで、伝送線路の特性インピーダンスの変化量を抑える効果がある。なお、図３１Ａ〜図３１Ｄにおいて、１３０は電気絶縁部であり、１２１はストリップ導体１２０上に形成された凸部である。
【０００８】
以上のような従来の設計方法では対応できないマイクロストリップ線路が不連続な場合の一例について、図３２Ａ〜図３２Ｄ及び図３３を参照して説明する。図３２Ａは第３の従来例に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図３２Ｂは図３２Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図３２Ｃは図３２ＢのＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。図３２Ｄは図３２Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図３３は図３２Ａ〜図３２Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【０００９】
図３２Ａ〜図３２Ｄ及び図３３は、途中で接地導体１１が無くなるような不連続なマイクロストリップ線路の一構成例を示す。この場合、接地導体１１が存在しない部分では、ストリップ導体１２と接地導体１１間の容量成分は存在しない。従って、上記の特許文献１の方法では、所望のようにマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの変化量を小さくすることができず、効果が無い。
【００１０】
さらに、伝送線路の特性を制御する設計方法として高周波メタマテリアルの理論を用いた設計方法がある（非特許文献１参照。）
【００１１】
図３４は非特許文献１に開示された設計理論である高周波マテリアルの概念を示す伝送線路モデルの等化回路を示す回路図である。以下、図３４を用いて、高周波メタマテリアルの設計理論の概要を述べる。
【００１２】
一般的なマイクロストリップ線路の等価回路としては、図３４中に示すインダクタＬ１とキャパシタＣ１からなるはしご形回路として表すことができる。これらに加え、インダクタＬ２とキャパシタＣ２を伝送線路に付加して実現することで、従来の伝送線路とは異なった電気特性を発現させ、所望の特性インピーダンスを設計する回路設計手法である。非特許文献１には、高周波電磁界の波長に比べ小型のマイクロストリップアンテナや、負の屈折率の効果に相応する特異な特性インピーダンスの実現例が示されており、伝送線路の特性インピーダンスの制御手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−０５３５０７号公報。
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】C. Caloz et al., “Application of the transmission line theory of left-handed (LH) materials to the realization of a microstrip LH transmission line”, IEEE-APS International Symposium Digest, Vol.2, pp.412-415, June 2002.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、非特許文献１に示されるようなモデルを実際のマイクロストリップ線路で実現するためには、ストリップ導体１２に直列にキャパシタＣ２を実現しなければならず、有効な容量成分を直列に分散させたストリップ導体１２の実現の手段が不明である。また、集中定数のキャパシタ素子を挿入するなどの方法も考えられるが、この場合、そのキャパシタ素子の接合部で、インピーダンスの不連続により、信号の反射や損失が生じてしまい、目的に反する。同様に、インダクタＬ２に相当する部分をストリップ導体１２に設ける方法としては、マイクロストリップ状のスタブを用いる方法があるが、ストリップ導体１２の配線レイアウトの隙間に構成するのは困難である。
【００１６】
上述のように、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが途中で変化する場合、その部分で信号波形の劣化や、歪みなどが発生するという問題点があった。
【００１７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが変化する場合でも、従来技術に比較して広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を得ることができるマイクロストリップ線路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るマイクロストリップ線路は、誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、
上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有することを特徴とする。
【００１９】
上記マイクロストリップ線路において、上記溝は、上記ストリップ導体に対して立体的に直交するように形成されたことを特徴とする。
【００２０】
また、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を上記マイクロストリップ線路とは別の部品として形成したことを特徴とする。
【００２１】
さらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部の部品の、上記誘電体基板側に誘電体部を形成したことを特徴とする。
【００２２】
またさらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体の開口部に挿入配置したことを特徴とする。
【００２３】
またさらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体及び上記誘電体基板の開口部に挿入配置したことを特徴とする。
【００２４】
また、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする。
【００２５】
さらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする。
【００２６】
また、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする。
【００２７】
さらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記接地導体に接続するためのビア導体を上記導体部に形成したことを特徴とする。
【００２８】
またさらに、上記マイクロストリップ線路において、上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るマイクロストリップ線路によれば、誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有する。従って、特性インピーダンスが変化する場合でも、広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を得ることができ、その結果、信号波形の劣化が少ないマイクロストリップ線路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃの主要部の拡大図である。
【図２Ａ】図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの主要部の拡大図である。
【図３】図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の等価回路を示す回路図である。
【図４Ａ】図１Ａ〜図１Ｄの溝構造を有する導体部１４の詳細構成を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＧ−Ｇ’線の縦断面図である。
【図５Ａ】図１Ａ〜図１Ｄの１対のマイクロストリップ線路を対向させかつ連結部で接地導体１１を有しないように構成されたシミュレーションモデル（マイクロストリップ線路伝送システム）の構成を示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのシミュレーションモデルの平面図である。
【図６】導体部１４の溝数Ｎ＝５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。
【図７Ａ】導体部１４の溝数Ｎ＝１０のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。
【図７Ｂ】導体部１４の溝数Ｎ＝１５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂの主要部の拡大図である。
【図９】図８Ａ〜図８Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１０Ａ】図８Ａ〜図８Ｃの導体部１４の詳細構成を示す正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの導体部１４の平面図である。
【図１０Ｃ】図１０ＢのＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の側面図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の斜視図である。
【図１２Ａ】本発明の第２の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｂの主要部の拡大図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの主要部の拡大図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の主要部の拡大縦断面図である。
【図１５】図１４の導体部１４を誘電体基板１０の開口部１０Ａに嵌合したときの縦断面図である。
【図１６】図１５のマイクロストリップ線路のさらに別の変形例の構成を示す拡大縦断面図である。
【図１７Ａ】本発明の第３の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図１７Ｃ】図１７ＢのＫ−Ｋ’線についての縦断面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｃの主要部の拡大図である。
【図１８Ａ】図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図１８Ｂ】図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１８Ｃ】図１７Ｂの主要部の拡大図である。
【図１９Ａ】本発明の第３の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図１９Ｂ】図１９ＡのＬ−Ｌ’線についての縦断面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｂの主要部の拡大図である。
【図２０Ａ】図１９Ａ〜図１９Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａの主要部の拡大図である。
【図２１Ａ】本発明の第３の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。
【図２１Ｂ】図２１ＡのＭ−Ｍ’線についての縦断面図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｂの主要部の拡大図である。
【図２２Ａ】図２１Ａ〜図２１Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａの主要部の拡大図である。
【図２３Ａ】本発明の第４の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２４】図２３Ａ〜図２３Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２５Ａ】本発明の第５の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２６】図２５Ａ〜図２５Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２７Ａ】本発明の第６の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図２８】図２７Ａ〜図２７Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図２９Ａ】第１の従来例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。
【図２９Ｂ】図２９ＡのＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。
【図３０】図２９Ａ及び図２９Ｂのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図３１Ａ】第２の従来例に係るマイクロストリップ線路の横断面図である。
【図３１Ｂ】図３１ＡのＡ−Ａ線についての縦断面図である。
【図３１Ｃ】図３１ＡのＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。
【図３１Ｄ】図３１ＡのＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。
【図３２Ａ】第３の従来例に係るマイクロストリップ線路の正面図である。
【図３２Ｂ】図３２Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。
【図３２Ｃ】図３２ＢのＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。
【図３２Ｄ】図３２Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。
【図３３】図３２Ａ〜の図３２Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図３４】非特許文献１に開示された設計理論である高周波マテリアルの概念を示す伝送線路モデルの等化回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態及び従来技術において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００３２】
第１の実施形態．
図１Ａは本発明の第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。図１Ｂは図１Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図１Ｃは図１ＢのＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。図１Ｄは図１Ｃの主要部の拡大図である。図２Ａは図１のマイクロストリップ線路の側面図である。図２Ｂは図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。図２Ｃは図２Ｂの主要部の拡大図である。
【００３３】
図１Ａ〜図１Ｄ及び図２Ａ〜図２Ｃにおいて、本実施形態によれば、誘電体基板１０を挟設する接地導体１１及びストリップ導体１２により構成されてなる従来技術のマイクロストリップ線路において、接地導体１１がその縁端部１１Ｂ（接地導体１１の形成部分と非形成部分との境界近傍）で欠落するような構成を想定するものであり、上記接地導体１１が欠落する接地導体１１の不連続部分の近傍であって、上記ストリップ導体１２の直下部分の接地導体１１に、ストリップ導体１２の長手方向に対して実質的に直交する方向に平行な複数の直方体形状の溝２１にてなる溝構造を有する直方体形状の導体部１４を、接地導体１１と一体的に形成したことを特徴としている。ここで、複数の溝２１は、その空隙空間は誘電体基板１０に接しており、その空隙空間は誘電体２２で充填形成される。また、各溝２１は、誘電体基板１０の面に対して直交する深さ方向を有し（各溝２１は導体部１４の深さ方向で貫通していない）、ストリップ導体１２の長手方向に対して直交する長さ方向の長さを有する。各溝２１は、それらの長さ方向の長さが接地導体１１の縁端部１１Ｂから接地導体１１の形成部分に向う方向で長くなるようにかつストリップ導体１２の中心線に対して線対称であるように形成されている。
【００３４】
なお、各溝２１をストリップ導体１２に対して直交するように形成しているが、本発明はこれに限らず、少なくとも立体的に交差するように形成してもよい。
【００３５】
以上のように構成されている、本実施形態の主要構成部である溝構造を有する導体部１４の作用効果に関して、図３と図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。図３は図１Ａ〜図１Ｄのマイクロストリップ線路の等価回路を示す回路図であり、図４Ａは図１Ａ〜図１Ｄの溝構造を有する導体部１４の詳細構成を示す平面図であり、図４Ｂは図４ＡのＧ−Ｇ’線の縦断面図である。
【００３６】
図３の等価回路において、インダクタＬ１はストリップ導体１２のインダクタンスを表し、キャパシタＣ１はストリップ導体１２と接地導体１１の間のキャパシタンスを表す。また、キャパシタＣ２は溝構造を有する導体部１４の溝壁面間の対向面で実現されるキャパシタンスを表している。また、インダクタＬ２は接地導体１１を流れる誘導電流が、導通している溝構造を有する導体部１４を流れることにより生じるインダクタンスを表すものである。そして、当該等価回路は、部分回路Ｐが複数段だけ縦続接続された分布定数回路の形式で表されている。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、各溝２１は幅ｗと長さＬと深さｄとを有する。ここで、上記キャパシタＣ２を変える方法としては、各溝２１の長さＬ、深さｄ及び幅ｗをそれぞれ変えることで実現できる。一方、上記インダクタＬ２は溝構造を有する導体部１４を流れる誘導電流の分布で決まるので、溝２１の長さＬと深さｄの相対値を変えることにより設定できる。また、溝２１の個数を変えることは、図３の等価回路における各部分回路Ｐの段数を変えることに相当する。
【００３８】
図３の等価回路から明らかなように、上記非特許文献１で示したメタマテリアル伝送線路モデルにおいて、従来は信号線に設けるとしていたインダクタＬ２及びキャパシタＣ２を、本実施形態の構成では、接地導体１１に実現している点が特徴である。これらの等価回路の部分回路Ｐの回路構成を設計することで、特性インピーダンスが変化する部分も含めて、マイクロストリップ線路全体の特性インピーダンスの周波数分散を広帯域に均一にすることができる。
【００３９】
次いで、本実実施形態の作用効果を、図５Ａ及び図５Ｂと図６を参照して説明する。図５Ａは図１Ａ〜図１Ｄの１対のマイクロストリップ線路を対向させかつ連結部で接地導体１１を有しないように構成されたシミュレーションモデル（マイクロストリップ線路伝送システム）の構成を示す正面図である。図５Ｂは図５Ａのシミュレーションモデルの平面図である。また、図６は導体部１４の溝数Ｎ＝５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性（実線）と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性（破線）とを示すスペクトル図である。図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルでは、接地導体１１が無くなる境界部である各縁端部１１Ｂであって特性インピーダンスが変化する部分の直前の２箇所にそれぞれ上記実施形態に述べたように、溝構造を有する導体部１４を設けたことを特徴としている。
【００４０】
ここで、図６のシミュレーションは、基本周波数１ＧＨｚの矩形波を伝送する場合を想定したものであり、３ＧＨｚ、５ＧＨｚがそれぞれ基本周波数に対する３次高調波及び５次高調波になり、その程度の周波数で、通過特性が均一なことが、矩形波の歪を生じないための条件となる。本実施形態に係る溝構造を有する導体部１４を設けない場合は、１〜５ＧＨｚの帯域で通過特性が約１０ｄＢ程度以上変化するため、伝送信号の矩形波が歪む。これに対して、本実施形態では、この帯域で約２ｄＢ程度以下の変化に抑えることができる。このように、本実施形態では、特性インピーダンスが不連続になるマイクロストリップ線路においても、広帯域で通過特性を均一にすることができ信号波形の歪みが少ないマイクロストリップ線路を実現することができる。
【００４１】
また、複数の溝２１の個数Ｎを変えることで、通過特性の周波数帯域を変えることができることを、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。図７Ａは導体部１４の溝数Ｎ＝１０のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性（実線）と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性（破線）とを示すスペクトル図である。図７Ｂは導体部１４の溝数Ｎ＝１５のときの図５Ａ及び図５Ｂのシミュレーションモデルの通過周波数特性と、上記シミュレーションモデルにおいて導体部１４を設けないときの比較例の通過周波数特性とを示すスペクトル図である。なお、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、導体部１４のサイズを一定としている。図７Ａ及び図７Ｂから明らかなように、導体部１４の溝２１の個数を増やすことで通過特性が均一になる帯域を変えることができることが分かる。
【００４２】
なお、溝構造を有する導体部１４の溝２１は、本実施形態では誘電体基板１０と同じ材料の誘電体２２で充填形成したが、別の材料の誘電体で構成してもよく、もしくは空隙であってもよい。この場合、図３の等価回路中のキャパシタＣ２のキャパシタンスを変えることに相当する。
【００４３】
第２の実施形態．
図８Ａは本発明の第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。図８Ｂは図８ＡのＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。図８Ｃは図８Ｂの主要部の拡大図である。また、図９は図８Ａ〜図８Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。
【００４４】
図８Ａ〜図８Ｃ及び図９において、第１の実施形態に係る溝構造を有する導体部１４を接地導体１１に設ける場合のごとく接地導体１１と一体的に形成するのではなく、第２の実施形態では、あらかじめ溝構造を有する導体部１４の部品を作っておき、当該導体部１４の部品と同じ大きさの開口部１１Ａを接地導体１１に形成し、溝構造を有する導体部１４の部品を開口部１１Ａに挿入して構成したことを特徴としている。
【００４５】
図１０Ａは図８Ａ〜図８Ｃの導体部１４の詳細構成を示す正面図であり、図１０Ｂは図１０Ａの導体部１４の平面図であり、図１０Ｃは図１０ＢのＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。また、図１１Ａは図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の側面図であり、図１１Ｂは図１０Ａ〜図１０Ｃの導体部１４の斜視図である。ここで、図１０Ａ〜図１０Ｃ及び図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施形態に係る溝構造を有する導体部１４の部品の構成を説明するための模式図であり、その構成は、第１の実施形態に係る導体部１４の構成と同様である。
【００４６】
以上のように構成された第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態に記載した構成を、基板一体で形成する変わりに、溝構造を有する導体部１４の部品を追加することで実現でき、上記第１の実施形態で説明したのと同様の作用効果を生じるものである。なお、本第２の実施形態においても、各溝２１は、誘電体２２で充填しもしくは空気などの空隙で形成してもよい。当該誘電体としては、誘電体基板１０と同じ材料の誘電体２２、あるいは異なる誘電材料の誘電体２２を用いてもよい。
【００４７】
第２の実施形態の変形例．
図１２Ａは本発明の第２の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す平面図である。図１２Ｂは図１２ＡのＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。図１２Ｃは図１２Ｂの主要部の拡大図である。また、図１３Ａは図１２Ａ〜図１２Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図であり、図１３Ｂは図１３Ａの主要部の拡大図である。図１２Ａ〜図１２Ｃ並びに図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、溝構造を有する導体部１４の部品を、接地導体１１の縁端部１１Ｂに接するように、ストリップ導体１２の直下に配置したことを特徴としている。このように構成することで、接地導体１１に設ける開口部１１Ａを形成する必要がなくなる。
【００４８】
図１４は本発明の第２の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の主要部の拡大縦断面図であり、図１５は図１４の導体部１４を誘電体基板１０の開口部１０Ａに嵌合したときの縦断面図である。また、図１６は図１５のマイクロストリップ線路のさらに別の変形例の構成を示す拡大縦断面図である。
【００４９】
図１４においては、接地導体１１の開口部１１Ａ及び誘電体基板１０の開口部１０Ａに、導体部１４の上部に直方体形状の誘電体部１５（その平面形状は、導体部１４の平面形状と同一である。）を載置してなる部品を挿入嵌合したことを特徴としている。ここで、誘電体基板１０の開口部１０Ａの深さｄ１と、誘電体部１５の高さｄ２によっては、図１５及び図１６に示すように、ストリップ導体１２と溝構造を有する導体部１４との間の距離ｄ４を決めることができる。このことは、距離ｄ４を変えることで、図３で示した本発明を説明するための等価回路におけるキャパシタＣ１を変える効果を有することに相当する。また、この構成は図１２Ａ〜図１２Ｃ及び図１３Ａ及び図１３Ｂに示したように、誘電体基板１０上の接地導体１１の無い部分に設ける場合も同様である。
【００５０】
第３の実施形態．
図１７Ａは本発明の第３の実施形態に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図である。図１７Ｂは図１７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図１７Ｃは図１７ＢのＫ−Ｋ’線についての縦断面図である。図１７Ｄは図１７Ｃの主要部の拡大図である。また、図１８Ａは図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の側面図である。図１８Ｂは図１７Ａ〜図１７Ｄのマイクロストリップ線路の斜視図である。図１８Ｃは図１８Ｂの主要部の拡大図である。
【００５１】
図１７Ａ〜図１７Ｄ及び図１８Ａ〜図１８Ｃにおいて、本実施形態によれば、第２の実施形態に係る溝構造を有する導体部１４の部品を、誘電体部１５を介して、ストリップ導体１２の上に配置したことを特徴としている。以上のように構成された第３の実施形態においては、第２の実施形態に係る構成では、溝構造を有する導体部１４の部品が接地導体１１と導通しているのに対し、本実施形態では非導通になる。しかしながら、ストリップ導体１２を流れる電気信号が作る電磁界によって、溝構造を有する導体部１４の部品にも誘導電流が流れる点では、第２の実施形態と同様の作用効果を有する。
【００５２】
図１９Ａは本発明の第３の実施形態の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図であり、図１９Ｂは図１９ＡのＬ−Ｌ’線についての縦断面図であり、図１９Ｃは図１９Ｂの主要部の拡大図である。また、図２０Ａは図１９Ａ〜図１９Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図であり、図２０Ｂは図２０Ａの主要部の拡大図である。本実施形態によれば、マイクロストリップ線路の任意の場所に、本溝構造を有する導体部１４の部品を配置することができ、図１９Ａ〜図１９Ｃ及び図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、接地導体１１が直下に存在しないストリップ導体１２及び誘電体基板１０のおもて面上の部分にも設けることができる。
【００５３】
図２１Ａは本発明の第３の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路の構成を示す正面図であり、図２１Ｂは図２１ＡのＭ−Ｍ’線についての縦断面図であり、図２１Ｃは図２１Ｂの主要部の拡大図である。また、図２２Ａは図２１Ａ〜図２１Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図であり、図２２Ｂは図２２Ａの主要部の拡大図である。
【００５４】
図２１Ａ〜図２１Ｃ並びに図２２Ａ及び図２２Ｂにおいて、図１７Ａ〜図１７Ｄの第３の実施形態に係るマイクロストリップ線路において、溝構造を有する導体部１４を誘電体基板１０を介して接地導体１１に導通させるためのビア導体１６を、ストリップ導体１２を間に挟んだ両側においてそれぞれ形成したことを特徴としている。以上のように構成されたマイクロストリップ線路では、接地導体１１を流れる誘導電流を、溝構造を有する導体部１４に流すことで、図３の等価回路におけるインダクタＬ２を変える作用効果がある。なお、第３の実施形態及びその変形例においても、複数の溝２１は、誘電体基板１０の材料と同一又は異なる誘電体材料の誘電体２２で充填形成するか、または空隙としてもよい。
【００５５】
以上の実施形態では、いずれもシングルエンド型のマイクロストリップ線路での実施形態を示したが、本発明はこれに限らず、以下に示すように、差動型マイクロストリップ線路を形成してもよい。なお、以下では、３つの実施形態又は変形例に対応する３つの差動型マイクロストリップ線路を例示しているが、他の実施形態又は変形例に対応する差動型マイクロストリップ線路を形成してもよい。
【００５６】
第４の実施形態．
図２３Ａは本発明の第４の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図２３Ｂは図２３Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図２３Ｃは図２３Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図２４は図２３Ａ〜図２３Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。第４の実施形態に係るマイクロストリップ線路は、図１及び図２の第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路に比較して、ストリップ導体１２に代えて、所定の間隔だけ保持して形成された１対のストリップ導体１２ａ，１２ｂを形成することにより、差動型マイクロストリップ線路を形成したことを特徴としている。当該マイクロストリップ線路は、第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路と同様の作用効果を有する。
【００５７】
第５の実施形態．
図２５Ａは本発明の第５の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図２５Ｂは図２５Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図２５Ｃは図２５Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図２６は図２５Ａ〜図２５Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。第５の実施形態に係るマイクロストリップ線路は、図８Ａ〜図８Ｃ及び図９の第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路に比較して、ストリップ導体１２に代えて、所定の間隔だけ保持して形成された１対のストリップ導体１２ａ，１２ｂを形成することにより、差動型マイクロストリップ線路を形成したことを特徴としている。当該マイクロストリップ線路は、第２の実施形態に係るマイクロストリップ線路と同様の作用効果を有する。
【００５８】
第６の実施形態．
図２７Ａは本発明の第６の実施形態に係るマイクロストリップ線路の正面図である。図２７Ｂは図２７Ａのマイクロストリップ線路の平面図である。図２７Ｃは図２７Ａのマイクロストリップ線路の側面図である。また、図２８は図２７Ａ〜図２７Ｃのマイクロストリップ線路の斜視図である。第６の実施形態に係るマイクロストリップ線路は、図２１Ａ〜図２１Ｃ並びに図２２Ａ及び図２２Ｂの第３の実施形態の別の変形例に係るマイクロストリップ線路に比較して、ストリップ導体１２に代えて、所定の間隔だけ保持して形成された１対のストリップ導体１２ａ，１２ｂを形成することにより、差動型マイクロストリップ線路を形成したことを特徴としている。当該マイクロストリップ線路は、第１の実施形態に係るマイクロストリップ線路と同様の作用効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上に詳述したように、本発明に係るマイクロストリップ線路によれば、誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有する。従って、特性インピーダンスが変化する場合でも、広帯域で実質的により均一な通過周波数特性を得ることができ、その結果、信号波形の劣化が少ないマイクロストリップ線路を実現できる。
【００６０】
特に、本発明に係るマイクロストリップ線路は、デジタル回路、基板などに用いられるストリップ線路、マイクロストリップ線路に用いる場合、デジタル信号波形の歪みを低減し、高速信号伝送を実現する手段として有用である。また、広帯域で均一な通過周波数特性を得ることができることから、波形ひずみの少ない高周波回路の伝送線路を実現する手段としても応用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…誘電体基板、
１０Ａ…誘電体基板の開口部、
１１…接地導体、
１１Ａ…導体部の挿入部、
１１Ｂ…接地導体の縁端部、
１２…ストリップ導体、
１４…溝構造を有する導体部、
１５…誘電体部、
１６…ビア導体、
２１…溝、
２２…誘電体。
【手続補正２】
【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】
誘電体基板を挟設する接地導体とストリップ導体とにより構成されたマイクロストリップ線路において、
上記ストリップ導体に対して立体的に交差するように形成された少なくとも１個の溝を有する導体部を備えることにより、上記マイクロストリップ線路に比較して、実質的により均一な通過周波数特性を有し、上記溝は、上記ストリップ導体に対して立体的に直交するように形成されたことを特徴とするマイクロストリップ線路。
【請求項２】
上記溝を有する導体部を上記マイクロストリップ線路とは別の部品として形成したことを特徴とする請求項１記載のマイクロストリップ線路。
【請求項３】
上記溝を有する導体部の部品の、上記誘電体基板側に誘電体部を形成したことを特徴とする請求項２記載のマイクロストリップ線路。
【請求項４】
上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体の開口部に挿入配置したことを特徴とする請求項２又は３記載のマイクロストリップ線路。
【請求項５】
上記溝を有する導体部の部品を、上記接地導体及び上記誘電体基板の開口部に挿入配置したことを特徴とする請求項２又は３記載のマイクロストリップ線路。
【請求項６】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項７】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板の接地導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項８】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【請求項９】
上記溝を有する導体部を、上記接地導体に接続するためのビア導体を上記導体部に形成したことを特徴とする請求項８記載のマイクロストリップ線路。
【請求項１０】
上記溝を有する導体部を、上記誘電体基板のストリップ導体の形成面側であって接地導体の非形成位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載のマイクロストリップ線路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2009128193.tif 000077
【図１Ｂ】
2009128193.tif 000078
【図１Ｃ】
2009128193.tif 000079
【図１Ｄ】
2009128193.tif 000080
【図２Ａ】
2009128193.tif 000081
【図２Ｂ】
2009128193.tif 000082
【図２Ｃ】
2009128193.tif 000083
【図３】
2009128193.tif 000084
【図４Ａ】
2009128193.tif 000085
【図４Ｂ】
2009128193.tif 000086
【図５Ａ】
2009128193.tif 000087
【図５Ｂ】
2009128193.tif 000088
【図６】
2009128193.tif 000089
【図７Ａ】
2009128193.tif 000090
【図７Ｂ】
2009128193.tif 000091
【図８Ａ】
2009128193.tif 000092
【図８Ｂ】
2009128193.tif 000093
【図８Ｃ】
2009128193.tif 000094
【図９】
2009128193.tif 000095
【図１０Ａ】
2009128193.tif 000096
【図１０Ｂ】
2009128193.tif 000097
【図１０Ｃ】
2009128193.tif 000098
【図１１Ａ】
2009128193.tif 000099
【図１１Ｂ】
2009128193.tif 000100
【図１２Ａ】
2009128193.tif 000101
【図１２Ｂ】
2009128193.tif 000102
【図１２Ｃ】
2009128193.tif 000103
【図１３Ａ】
2009128193.tif 000104
【図１３Ｂ】
2009128193.tif 000105
【図１４】
2009128193.tif 000106
【図１５】
2009128193.tif 000107
【図１６】
2009128193.tif 000108
【図１７Ａ】
2009128193.tif 000109
【図１７Ｂ】
2009128193.tif 000110
【図１７Ｃ】
2009128193.tif 000111
【図１７Ｄ】
2009128193.tif 000112
【図１８Ａ】
2009128193.tif 000113
【図１８Ｂ】
2009128193.tif 000114
【図１８Ｃ】
2009128193.tif 000115
【図１９Ａ】
2009128193.tif 000116
【図１９Ｂ】
2009128193.tif 000117
【図１９Ｃ】
2009128193.tif 000118
【図２０Ａ】
2009128193.tif 000119
【図２０Ｂ】
2009128193.tif 000120
【図２１Ａ】
2009128193.tif 000121
【図２１Ｂ】
2009128193.tif 000122
【図２１Ｃ】
2009128193.tif 000123
【図２２Ａ】
2009128193.tif 000124
【図２２Ｂ】
2009128193.tif 000125
【図２３Ａ】
2009128193.tif 000126
【図２３Ｂ】
2009128193.tif 000127
【図２３Ｃ】
2009128193.tif 000128
【図２４】
2009128193.tif 000129
【図２５Ａ】
2009128193.tif 000130
【図２５Ｂ】
2009128193.tif 000131
【図２５Ｃ】
2009128193.tif 000132
【図２６】
2009128193.tif 000133
【図２７Ａ】
2009128193.tif 000134
【図２７Ｂ】
2009128193.tif 000135
【図２７Ｃ】
2009128193.tif 000136
【図２８】
2009128193.tif 000137
【図２９Ａ】
2009128193.tif 000138
【図２９Ｂ】
2009128193.tif 000139
【図３０】
2009128193.tif 000140
【図３１Ａ】
2009128193.tif 000141
【図３１Ｂ】
2009128193.tif 000142
【図３１Ｃ】
2009128193.tif 000143
【図３１Ｄ】
2009128193.tif 000144
【図３２Ａ】
2009128193.tif 000145
【図３２Ｂ】
2009128193.tif 000146
【図３２Ｃ】
2009128193.tif 000147
【図３２Ｄ】
2009128193.tif 000148
【図３３】
2009128193.tif 000149
【図３４】
2009128193.tif 000150
【国際調査報告】
2009128193.tif 000151
2009128193.tif 000152
2009128193.tif 000153
2009128193.tif 000154