(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路の中でインピーダンスマッチング役割を果たすマイクロストリップであって、前記マイクロストリップは、１つの長尺帯体及び前記長尺帯体の両側に設けられる２つの側帯を備え、
２つの前記側帯は、それぞれ電磁波信号をフィードイン及びフィードアウトするために用いられ、前記長尺帯体には、奇モードの転送経路を増加するための開口が設けられており、前記開口は、形状が同じで順次に連接する複数の鋸歯ユニットを備え、各鋸歯ユニットの両辺は、それぞれ階段状を呈することを特徴とするマイクロストリップ。
【請求項２】
前記開口は、鋸歯状の構造を有し且つ前記長尺帯体の中央部に設けられ、且つその一端が前記長尺帯体を貫通することを特徴とする請求項１に記載のマイクロストリップ。
【請求項３】
前記長尺帯体は、前記開口により隔てられて形成される第一帯体及び第二帯体を備え、前記第一帯体及び前記第二帯体の一端が互いに連接されると共に、他端が前記開口により離間されていることを特徴とする請求項２に記載のマイクロストリップ。
【請求項４】
２つの前記側帯は、前記第一帯体及び前記第二帯体の互いに離間されている端部の縁にそれぞれ直交するように反対方向に向かって延伸していることを特徴とする請求項３に記載のマイクロストリップ。
【請求項５】
各鋸歯ユニットは、第一水平溝及び前記第一水平溝の両側に対称的に設けられる第一傾斜溝、２つの第二水平溝、２つの第二傾斜溝及び２つの第三水平溝から構成され、
前記第一水平溝は、前記鋸歯ユニットの頂上に位置し、前記第三水平溝は、相隣する２つの鋸歯ユニットの間の底部に位置し、前記第二水平溝は、前記長尺帯体の中心軸線上に位置し、
前記第一水平溝、前記第二水平溝及び前記第三水平溝は、互いに平行し、前記第一傾斜溝及び前記第二傾斜溝は、互いに平行し、相隣する２つの鋸歯ユニットの第三水平溝は、互いに重なり合うことを特徴とする請求項４に記載のマイクロストリップ。
【請求項６】
１つの長尺帯体及び２つの側帯を有するマイクロストリップを備え、前記長尺帯体は、１つの鋸歯状の開口により第一帯体及び第二帯体に分けられ、前記第一帯体及び前記第二帯体の一端は、互いに連接して前記長尺帯体の閉鎖端を形成し、前記第一帯体及び前記第二帯体の他端は、前記開口により離間され、２つの前記側帯は、前記第一帯体及び前記第二帯体の互いに離間されている一端にそれぞれ設けられており、前記開口は、形状が同じで順次に連接する複数の鋸歯ユニットを備え、各鋸歯ユニットの両辺は、それぞれ階段状を呈することを特徴とするインピーダンスコンバータ。
【請求項７】
前記マイクロストリップの動作周波数は、２．５ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚであることを特徴とする請求項６に記載のインピーダンスコンバータ。
【請求項８】
１つの長尺帯体及び２つの側帯を備えるマイクロストリップの設計方法であって、
転送線の入力抵抗の公式に基づいてマイクロストリップの奇モード負荷抵抗及び偶モード負荷抵抗を計算するステップと、
前記奇モード負荷抵抗、偶モード負荷抵抗及び転送アレーに基づいてマイクロストリップの２ポートネットワークパラメータを計算するステップと、
前記２ポートネットワークパラメータにより、前記マイクロストリップの側帯の長さ、側帯の抵抗、長尺帯体の長さ、長尺帯体の奇モード抵抗及び長尺帯体の偶モード抵抗のパラメータ公式を獲得するステップと、
前記マイクロストリップの異なる負荷抵抗、側帯のサイズ、長尺帯体のサイズ及び抵抗のパラメータ公式によって異なる曲線を描くステップと、
を備えることを特徴とするマイクロストリップの設計方法。
【請求項９】
前記マイクロストリップの異なる負荷抵抗、側帯のサイズ、長尺帯体のサイズ及び抵抗のパラメータ公式によって異なる曲線を描くステップの後に、マイクロストリップの具体的な負荷抵抗によりマイクロストリップの側帯及び長尺帯体の異なるサイズ及び抵抗数値を獲得するステップをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のマイクロストリップの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロストリップに関し、特にインピーダンスコンバータに用いられるマイクロストリップ及びその設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロウェーブ通信技術の発展につれて、マイクロストリップ（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）が広く用いられている。マイクロストリップは、マイクロウェーブバンドによく使用されるウェーブガイド（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）であり、通常マイクロウェーブ信号の伝送、インピーダンスの転換（ｃｏｎｖｅｒｔ）、帯域通過（ｂａｎｄｐａｓｓ）フィルタ、移相（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）或いは遅延ライン（Ｄｅｌａｙ  Ｌｉｎｅ）等に用いられる。マイクロストリップは、マイクロウェーブの伝播に用いられる場合、主に金属伝導帯と金属板との間の準横電磁モード（Ｑｕａｓｉ−ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｏｄｅ，  ＱＴＥＭ）を介してマイクロウェーブ信号の伝送を実現する。
【０００３】
準横電磁モードは、奇モード（Ｏｄｄ  ｍｏｄｅ）及び偶モード（Ｄｕａｌ−ｍｏｄｅ）という２つのモデルを備える。この二種のモデルの非線形転送における位相速度（ｐｈａｓｅ  ｓｐｅｅｄ）が異なる（奇モード転送位相速度ＶＯ＞偶モード転送位相速度ＶＥ）ため、通信装置の方向性バリエーション（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を招き、さらにシステムの周波数応答に影響を与える。従来のマイクロストリップは、長さが殆んどの場合長く、それを中心周波数が約２．５ＧＨｚ或いは５．８ＧＨｚである信号を転送することに用いる場合、マイクロストリップの長さを約２７ｍｍにしなければならない。これにより、電気回路の配置面積が拡大するため、通信装置の小型化に不利になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、良好な周波数応答（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を有し、且つ長さが短いマイクロストリップ、このマイクロストリップを用いたインピーダンスコンバータ及び前記マイクロストリップの設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明に係るマイクロストリップは、電気回路の中でインピーダンスマッチングの役割を果たす。前記マイクロストリップは、１つの長尺帯体及び前記長尺帯体の両側に設けられる２つの側帯を備える。２つの前記側帯は、それぞれ電磁波信号をフィードイン及びフィードアウトするために用いられる。前記長尺帯体には、奇モードの転送経路を増加するための開口が設けられる。
【０００６】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るインピーダンスコンバータは、１つの長尺帯体及び２つの側帯を有するマイクロストリップを備える。前記長尺帯体は、１つの鋸歯状の開口により第一帯体及び第二帯体に分けられる。前記第一帯体及び前記第二帯体の一端は、互いに連接して前記長尺帯体の閉鎖端を形成し、前記第一帯体及び前記第二帯体の他端は、前記開口により離間される。２つの前記側帯は、前記第一帯体及び前記第二帯体の互いに離間されている一端にそれぞれ設けられる。
【０００７】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るマイクロストリップの設計方法は、転送線の入力抵抗の公式に基づいてマイクロストリップの奇モード負荷抵抗及び偶モード負荷抵抗を計算するステップと、前記奇モード負荷抵抗、偶モード負荷抵抗及び転送アレーに基づいてマイクロストリップの２ポートネットワークパラメータを計算するステップと、前記２ポートのネットワークパラメータにより、前記マイクロストリップの側帯の長さ、側帯の抵抗、長尺帯体の長さ、長尺帯体の奇モード抵抗及び長尺帯体の偶モード抵抗のパラメータ公式を獲得するステップと、前記マイクロストリップの異なる負荷抵抗、側帯のサイズ、長尺帯体のサイズ及び抵抗のパラメータ公式によって異なる曲線を描くステップと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
従来の技術と比較して、本発明は、マイクロストリップの長尺帯体の中央部に鋸歯状の開口を設けることにより、奇モードの転送経路を効果的に増加し、且つシステムの周波数応答を改善する。これと同時に、本発明の設計方法で得られたマイクロストリップのサイズが大幅に縮小されるので、電気回路配置面積を小さくすることができ、通信装置の小型化の発展動向に適う。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のマイクロストリップの平面図である。
【図２】図１に示したマイクロストリップの等価モデル図である。
【図３】図１に示したマイクロストリップの２ポートネットワークパラメータＡの等価回路図である。
【図４】図１に示したマイクロストリップの長尺帯体の転送特性を示す等価モデル図である。
【図５】図１に示したマイクロストリップのパラメータ曲線図である。
【図６】図１に示したマイクロストリップの設計パラメータ図である。
【図７】図１に示したマイクロストリップの挿入損失を示す図であり、負荷抵抗が１００オームである。
【図８】図１に示したマイクロストリップの挿入損失を示す図であり、負荷抵抗が１８０オームである。
【図９】図１に示したマイクロストリップが帯域通過フィルタに用いられる時の挿入損失図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係るマイクロストリップは、インピーダンスコンバータを使用した電気回路に用いられる。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るマイクロストリップについて詳細に説明する。
【００１１】
図１に示したように、本発明のマイクロストリップ１００は、金属シートであり、電気回路の中でインピーダンスマッチング役割を果たす。前記マイクロストリップ１００の中心動作周波数は、約２．５ＧＨｚ或いは５．８ＧＨｚである。前記マイクロストリップ１００は、同一平面に位置する長尺帯体（細長いフレーク）１０及び前記長尺帯体１０の対向する両端に対称的に設けられる２つの側帯３０を備える。電磁波信号は、１つの側帯３０にフィードインされてから前記長尺帯体１０により転送されて、最終的にもう１つの側帯３０からフィードアウトされる。
【００１２】
前記長尺帯体１０は、略「Ｕ」字状を呈し、その中央部には開口１２が設けられている。前記開口１２の一端が前記長尺帯体１０の一端を貫通することによって、前記長尺帯体１０は第一帯体１４及び第二帯体１６に分けられる。前記第一帯体１４及び前記第二帯体１６の長さは、前記マイクロストリップ１００の動作周波数と関連があり、且つ両者の一端が互いに連接して前記長尺帯体１０の閉鎖端を形成し、両者の他端が前記開口１２により離間される。
【００１３】
前記開口１２全体は、鋸歯状を呈し、且つ形状が同じで順次に連接する複数の鋸歯ユニット１２２を備える。前記鋸歯ユニット１２２によって、前記マイクロストリップ１００の奇モードの転送経路が増加され、前記奇モード及び前記偶モードの転送位相速度が一致されるようになり、さらにシステムの周波数応答が改善される。本発明の実施形態において、各鋸歯ユニット１２２は、第一水平溝１２２ａ及び前記第一水平溝１２２ａの両側に対称的に設けられる２つの第一傾斜溝１２２ｂ、２つの第二水平溝１２２ｃ、２つの第二傾斜溝１２２ｄ及び２つの第三水平溝１２２ｅから構成される。前記第一水平溝１２２ａは、前記鋸歯ユニット１２２の頂上に位置し、前記第三水平溝１２２ｅは、相隣する２つの鋸歯ユニット１２２の間の底部に位置し、前記第二水平溝１２２ｃは、前記長尺帯体１０の中心軸線上に位置する。前記第一水平溝１２２ａ、前記第二水平溝１２２ｃ及び前記第三水平溝１２２ｅは、互いに平行する。前記第一傾斜溝１２２ｂ及び前記第二傾斜溝１２２ｄは、互いに平行する。相隣する２つの鋸歯ユニット１２２の第三水平溝１２２ｅは、互いに重なり合う。これにより、各鋸歯ユニット１２２の両側には、それぞれ２つの階段が形成される。
【００１４】
２つの前記側帯３０の形状及びサイズが同じであり、且つ第一帯体１４及び前記第二帯体１６の互いに離間されている端部の縁にそれぞれ直交するように反対方向に向かって延伸する。
【００１５】
以下、図２乃至図４を参照しながら、本発明のマイクロストリップ１００の長尺帯体１０及び側帯３０のサイズの設計原理を説明する。
【００１６】
図２は、前記マイクロストリップ１００の等価モデルであり、前記マイクロストリップ１００の入力端の抵抗をＺｏと定義し、負荷抵抗をＲＬと定義し、前記側帯３０の長さをθ１と定義し、抵抗をＺ１と定義し、前記第一帯体１４及び前記第二帯体１６の長さをθｃと定義し、前記長尺帯体１０の奇モード抵抗をＺｏｅで、偶モード抵抗をＺｏｏと定義する。Ｚ１は、前記側帯３０の幅と関連があり、θ１及びθｃは前記マイクロストリップ１００の信号を受信する周波数と関連がある。前記第一帯体１４或いは前記第二帯体１６幅と、前記第一帯体１４及び前記第二帯体１６のピッチ（即ち前記開口１２の幅）との比は、前記Ｚｏｅ及びＺｏｏにより決められる。
【００１７】
図３は、前記マイクロストリップ１００の２ポートネットワークパラメータ（Ｔｗｏ−ｐｏｒｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）Ａ（正向転送パラメータとも称する）の等価回路を示している。Ａは、出力ポートが導通される時の反向シフト電圧比を示し、Ｂは、出力ポートが短絡される時の反向シフト抵抗を示し、Ｃは、出力ポートが導通される時の正向シフトアドミタンス（ａｄｍｉｔｔａｎｃｅ）を示し、Ｄは、出力ポートが短絡される時の反向シフト電流比を示す。パラメータＡによって公式１を得る：
【００１８】
【数１】
0005769544.tif 000002
【００１９】
図４に示したように、前記第一帯体１４及び前記第二帯体１６の奇モード負荷抵抗はＺＬｅであり、偶モード負荷抵抗はＺＬｏである。転送線の入力抵抗の公式によって、
【００２０】
【数２】
0005769544.tif 000003
【００２１】
偶モード転送特性ＺＬ→∞によって公式２を得る：
【００２２】
【数３】
0005769544.tif 000004
【００２３】
同様に、奇モード転送特性ＺＬ＝０によって公式３を得る：
【００２４】
【数４】
0005769544.tif 000005
【００２５】
その後、前記第一帯体１４及び前記第二帯体１６の転送アレー（ＡＢＣＤ）によって公式４を得る：
【００２６】
【数５】
0005769544.tif 000006
【００２７】
その内、
【数６】
0005769544.tif 000007
【００２８】
上記の公式２及び公式３を公式４に導入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの数値をそれぞれ計算してから、これらの数値を公式１に導入して、簡素化された後の公式ａ、ｂ、ｃ、ｄを得る：
【００２９】
【数７】
0005769544.tif 000008
【００３０】
ｎ＝ｆ１／ｆ０（ｆ１及びｆ０は、共に前記マイクロストリップ１００の周波数である）。上記の公式ａ、ｂ、ｃ、ｄは、θ１、Ｚ１、θｃ、Ｚｏｅ及びＺｏｏという五つの未知数に関わるため、前記θ１、Ｚ１、θｃ、Ｚｏｅ及びＺｏｏは複数の解がある。
【００３１】
図５に示したように、前記負荷抵抗ＲＬに異なる値を付与することにより、前記θ１、Ｚ１、θｃ、Ｚｏｅ及びＺｏｏに対応する曲線を描くことができる。Ｘ軸は、ＲＬの抵抗値を示す。Ｙ軸は、Ｚ１、Ｚｏｅ及びＺｏｏのインピーダンスを示す。Ｈ軸は、θ１及びθｃの角度値を示す。Ｚｏｅ／Ｚｏｏの比は、常数である。具体的な負荷抵抗ＲＬを介してθ１、Ｚ１、θｃ、Ｚｏｅ及びＺｏｏの値を抽出することにより、前記マイクロストリップ１００の具体的なサイズを獲得することができる。その後、前記マイクロストリップ１００のサイズを僅かに調整して最適化する。前記負荷抵抗ＲＬと前記マイクロストリップ１００の幅とが反比例しているため、本実施形態における前記負荷抵抗ＲＬの最大値は、１８０オームである。
【００３２】
図６に示したように、前記負荷抵抗ＲＬが１００オームである場合、前記マイクロストリップ１００の長さは、約１２．５７ｍｍである。前記前記負荷抵抗ＲＬが１８０オームである場合、前記マイクロストリップ１００の長さは、１３．２３ｍｍである。従来の技術と比較すると、本発明のマイクロストリップ１００の長さが著しく短縮されて、通信装置の小型化を促進する。
【００３３】
図７及び図８に示したように、曲線１及び２は、負荷抵抗ＲＬが１００オームである時に、前記マイクロストリップ１００はアナログソフトウェア及び測定器具を介して得た挿入損失（Ｓ１１）をそれぞれ示している。曲線３及び４は、負荷抵抗ＲＬが１８０オームである時に、前記マイクロストリップ１００はアナログソフトウェア及び測定器具を介して得た挿入損失（Ｓ１１）をそれぞれ示している。図７及び図８から分るように、前記マイクロストリップ１００が２．５ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚの周波数バンドで動作する時に、そのリターンロス（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｌｏｓｓ）の値はそれぞれ設計要求を満たす。
【００３４】
図９に示したように、前記マイクロストリップ１００は、デュアルバンド帯域通過フィルタ（Ｄｕａｌ−ｂａｎｄ  ｂａｎｄｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）に用いられる場合、曲線５及び６はアナログソフトウェア及び測定器具を介して得た挿入損失（Ｓ１１）をそれぞれ示している。図９から分るように、本発明のマイクロストリップ１００は、２．５ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚの動作周波数バンドでそれぞれ１つのパスバンド（ｐａｓｓｂａｎｄ）を形成し、且つこのパスバンドの周波数バンド内で低損失を有し、減衰周波数バンドで高損失を有するので、帯域通過周波数と締切り周波数範囲との間には急なスロープが形成される。
【００３５】
本発明は、前記マイクロストリップ１００の中央部に鋸歯状の開口１２を設けることにより、奇モードの転送経路を効果的に増加し、システムの周波数応答を改善する。前記マイクロストリップ１００によりデュアルバンド帯域通過フィルタを得ることができ、製造コストを大幅に低減し、製品の体積を小さくし、且つ不要とする周波数を効果的に抑制する。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【符号の説明】
【００３７】
１０              長尺帯体
１２              開口
１４              第一帯体
１６              第二帯体
３０              側帯
１００            マイクロストリップ
１２２            鋸歯ユニット
１２２ａ          第一水平溝
１２２ｂ          第一傾斜溝
１２２ｃ          第二水平溝
１２２ｄ          第二傾斜溝
１２２ｅ          第三水平溝
【図１】
0005769544.tif 000009
【図２】
0005769544.tif 000010
【図３】
0005769544.tif 000011
【図４】
0005769544.tif 000012
【図５】
0005769544.tif 000013
【図６】
0005769544.tif 000014
【図７】
0005769544.tif 000015
【図８】
0005769544.tif 000016
【図９】
0005769544.tif 000017