(57)【要約】【課題】占有面積が小さく減衰特性の優れた平面型低域通過フィルタを実現する。【解決手段】低域通過フィルタは、基板５上に形成されたメアンダ線路において、メアンダ線路の折り曲げ部分２ａ〜２ｆの線路幅を、メアンダ線路の直線部分１ａ〜１ｇより広くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、該基板上の線路が、折り曲げて蛇行した構造であるメアンダ構造を有するメアンダ線路において、該線路の折り曲げ部分の線路幅を該線路の直線部分の線路幅よりも広くすることを特徴とする低域通過フィルタ。
【請求項２】
前記メアンダ線路を形成する各直線線路の線路間の間隔が、５ミクロン以上かつ基板厚の１／５以下であることを特徴とする請求項１に記載の低域通過フィルタ。
【請求項３】
前記メアンダ線路を形成する各直線線路の線路幅が、５ミクロン以上かつ基板厚の１／５以下であることを特徴とする請求項１に記載の低域通過フィルタ。
【請求項４】
前記基板が、裏面に接地面を有することを特徴とする請求項１に記載の低域通過フィルタ。
【請求項５】
前記基板が、半導体基板であることを特徴とする請求項１に記載の低域通過フィルタ。
【請求項６】
前記半導体基板が、半絶縁性砒化ガリウム基板であることを特徴とする請求項５に記載の低域通過フィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載の低域通過フィルタを備え、前記半絶縁性砒化ガリウム基板と同一基板上にトランジスタを含む高周波回路が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記トランジスタを含む高周波回路には、少なくともミキサ回路が含まれていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置において、前記ミキサが、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）のゲートにＲＦ信号と基準信号とを入力し、ドレインからＩＦ信号を出力するダウンミキサであることを特徴とするダウンコンバータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のダウンコンバータと、パッチアンテナが形成されたＬＴＣＣ基板とで構成されることを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型低域通過フィルタ、およびその平面型低域通過フィルタを備えた半導体装置やダウンコンバータ、および受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面型の低域通過フィルタの構成として、マイクロストリップ線路で構成したものがある。その設計方法は、例えば、「総合電子出版社、通信用フィルタ回路の設計とその応用」の２０ページに詳述されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
図１１に従来の平面型の低域通過フィルタの一例を示す。低域通過フィルタ１００は、高特性インピーダンス線路１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ、低特性インピーダンス線路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ、入力線路１０３、出力線路１０４で構成される。
【０００４】
この構成を等価回路に書き直したものを図１２に示す。図１１の高特性インピーダンスの線路１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆは、それぞれ図１２のインダクタ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆに対応する。同様に、図１１の低特性インピーダンス線路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆは、それぞれ図１２のキャパシタ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆに対応する。高特性インピーダンス線路と低特性インピーダンス線路との線路長および線路幅を調整することにより、所望のカットオフ周波数を有する１２段の低域通過フィルタが実現できる。
【非特許文献１】「通信用フィルタ回路の設計とその応用」総合電子出版社、１９９４年２月１日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の低域通過フィルタの形状および配置では、上記低域通過フィルタを他の集積回路と共に半導体基板上にＩＣチップとして集積化した場合、チップ面積が大きくなってしまう。また、半導体基板上のマイクロストリップ線路は一般的にＱ値が低いため、従来の構成の低域通過フィルタをＩＣチップ上に形成しても充分な減衰特性が得られないという問題点を有する。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、占有面積が小さく、ＩＣチップ上での集積化に適し、優れた減衰特性を有することができる平面型の低域通過フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の平面型低域通過フィルタは、上記課題を解決するために、基板上に形成され、該基板上の線路が、折り曲げて蛇行した構造であるメアンダ構造を有するメアンダ線路において、線路の折曲げ部分の線路幅を線路の直線部分の線路幅よりも広くすることを特徴とする。
【０００８】
上記の発明によれば、線路の折曲げ部分の線路幅を線路の直線部分の線路幅よりも広くすることにより、線路の折曲げ部分は、先端開放スタブと等価になる。先端開放スタブと等価である線路の折曲げ部分の先端は、電圧が最大で、電流は最小となる。線路の直線部分の中心付近では、電流が最大で、電圧は最小となる。従って、隣り合う線路の直線部分同士が電流による磁界の結合、すなわち誘導結合するので、メアンダ線路を伝播する信号の逆位相の信号が発生する。この結果、通過帯域のごく近傍に大きな減衰極が発生するので、占有面積が小さく減衰特性の優れた低域通過フィルタを実現することが可能となる。
【０００９】
線路の折曲げ部分の線路幅が線路の直線部分の線路幅よりも狭い場合、隣り合う線路同士は誘導結合するが、線路の折曲げ部分が先端開放スタブと等価にならず、低域通過フィルタを形成することができない。また、線路の折り曲げ部分は、電流が小さいのでほとんど誘導結合しない。
【００１０】
また、本発明の低域通過フィルタは、メアンダ線路を形成する各直線線路の線路間の間隔が、５ミクロン以上かつ基板厚の１／５以下であることを特徴とする。
【００１１】
これにより、隣り合う線路の直線部分同士の誘導結合が顕著となるので、フィルタの減衰特性の向上が図れる。線路間の間隔は、小さいほど結合度が高くなる。また、線路間の間隔は、製造上の限界があり、５ミクロン程度が下限の限界となる。
【００１２】
また、本発明の低域通過フィルタは、メアンダ線路を形成する各直線線路の線路幅が、５ミクロン以上かつ基板厚の１／５以下であることを特徴とする。
【００１３】
これにより、測定器や回路の基準インピーダンスに対して、メアンダ線路の特性インピーダンスが著しく大きくなり、隣り合う線路の直線部分同士の誘導結合が従来よりも顕著となるので、フィルタのさらなる減衰特性の向上が図れる。線路幅は、小さいほど結合度が高くなる。また、線路幅は、製造上の限界があり、５ミクロン程度が下限の限界となる。
【００１４】
また、本発明の低域通過フィルタは、基板が裏面に接地面を有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、小型で減衰特性の優れた低域通過フィルタを備えた半導体装置を容易に構成できる。
【００１６】
また、本発明の低域通過フィルタは、基板が半導体基板であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、小型で減衰特性の優れた低域通過フィルタを備えた半導体装置を容易に構成できる。
【００１８】
また、本発明の低域通過フィルタは、半導体基板が、半絶縁性砒化ガリウム基板であることを特徴とする。
【００１９】
これにより、他の半導体基板を使用した時よりも高周波で動作する半導体装置を容易に構成できる。
【００２０】
また、本発明の半導体装置は、低域通過フィルタを備え、半絶縁性砒化ガリウム基板と同一基板上にトランジスタを含む高周波回路が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記の発明によれば、小型で減衰特性の優れた低域通過フィルタが、トランジスタを含む高周波回路と同一の基板上に形成されるので、半導体装置を小型化することが可能となり、さらに低域通過フィルタと高周波回路との接続点における損失が低減できる。この結果、半導体装置の高性能化が図れる。
【００２２】
また、本発明の半導体装置は、トランジスタを含む高周波回路には、少なくともミキサ回路が含まれていることを特徴とする。
【００２３】
上記の発明によれば、イメージ帯域の不要波や雑音を、小型で減衰特性の優れた低域通過フィルタで抑圧することにより、信号対雑音電力比の高い半導体装置が実現できる。
【００２４】
また、本発明のダウンコンバータは、ミキサが含まれている半導体装置において、ミキサが、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）のゲートにＲＦ信号と基準信号とを入力し、ドレインからＩＦ信号を出力するダウンミキサであることを特徴とする。
【００２５】
これにより、送信機からＲＦ信号と共に基準信号が無線送信されるシステムにおいて、低雑音アンプと低域通過フィルタとミキサとを１チップに集積化することが可能となるので、非常にシンプルな受信機を実現できる。
【００２６】
また、本発明の受信機は、上記ダウンコンバータと、パッチアンテナが形成されたＬＴＣＣ基板とで構成されることを特徴とする。
【００２７】
これにより、受信機の主な構成部品がＬＴＣＣ基板と１チップのダウンコンバータのみであるため、小型で低コストの受信機が実現できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の低域通過フィルタは、以上のように、線路の折り曲げ部分の線路幅を線路の直線部分の線路幅よりも広くすることを備えているものである。
【００２９】
それゆえ、占有面積が小さく、ＩＣチップ上での集積化に適し、優れた減衰特性を有することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３１】
図１に本実施の形態の低域通過フィルタの平面図を示す。また、図２（ａ）（ｂ）に図１の低域通過フィルタのＡ−Ａ’間およびＢ−Ｂ’間の断面図をそれぞれ示す。
【００３２】
本実施の形態の低域通過フィルタ２２は、厚さ１００ミクロンの半絶縁性砒化ガリウム基板５を備えている。半絶縁性砒化ガリウム基板５の表面には、メアンダ線路１と入力線路３と出力線路４とが形成されている。メアンダ線路１は、線路を折り曲げて蛇行した構造であるメアンダ構造を有する。また、メアンダ線路１は、直線部分１ａ〜１ｇ、及び折り曲げの先端部分２ａ〜２ｆ（破線楕円で囲まれた部分）を有している。入力線路３は、図１における半絶縁性砒化ガリウム基板５の表面の左辺中央から＋Ｘ方向に沿って所定の線路幅で形成されている。直線部分１ａは、入力線路３の先端から＋Ｙ方向に向かって入力線路３の線路幅よりも狭い線路幅で形成されている。先端部分２ａは、直線部分１ａの先端から＋Ｘ方向に向かって直線部分１ａよりも広い線路幅で直線部分１ａよりも短く形成されている。直線部分１ｂは、先端部分２ａの先端から−Ｙ方向に向かって直線部分１ａと同じ線路幅で直線部分１ａの略２倍の長さに形成されている。先端部分２ｂは、直線部分１ｂの先端から＋Ｘ方向に向かって直線部分１ａよりも広い線路幅で直線部分１ａよりも短く形成されている。直線部分１ｃは、先端部分２ｂの先端から＋Ｙ方向に向かって直線部分１ｂと同じ線幅で直線部分１ｂと同じ長さに形成されている。
【００３３】
先端部分２ｃは、直線部分１ｃの先端から＋Ｘ方向に向かって直線部分１ａよりも広い線路幅で先端部分２ａと同じ長さに形成されている。直線部分１ｄは、先端部分２ｃの先端から−Ｙ方向に向かって直線部分１ａと同じ線路幅で直線部分１ｂと同じ長さに形成されている。先端部分２ｄは、直線部分１ｄの先端から＋Ｘ方向に向かって直線部分１ａよりも広い線路幅で先端部分２ａと同じ長さに形成されている。直線部分１ｅは、先端部分２ｄの先端から＋Ｙ方向に向かって直線部分１ｂと同じ線幅で直線部分１ｂと同じ長さに形成されている。
【００３４】
先端部分２ｅは、直線部分１ｅの先端から＋Ｘ方向に向かって直線部分１ａよりも広い線路幅で先端部分２ａと同じ長さに形成されている。直線部分１ｆは、先端部分２ｅの先端から−Ｙ方向に向かって直線部分１ａと同じ線路幅で直線部分１ｂと同じ長さに形成されている。先端部分２ｆは、直線部分１ｆの先端から＋Ｘ方向に向かって直線部分１ａよりも広い線路幅で先端部分２ａと同じ長さに形成されている。直線部分１ｇは、先端部分２ｆの先端から＋Ｙ方向に向かって直線部分１ｂと同じ線幅で直線部分１ａと同じ長さに形成されて出力線路４と接続されている。
【００３５】
また、基板５の裏面には接地面６が形成されている。折り曲げの先端部分２ａ〜２ｆの線路幅は５０ミクロン乃至５５ミクロンであり、直線部分１ａ〜１ｇの線路幅２０ミクロンよりも広くなっている。折り曲げの先端部分２ａ〜２ｆの線路幅が、線路の直線部分１ａ〜１ｇの線路幅よりも広いので、折り曲げの先端部分２ａ〜２ｆは、先端開放スタブと等価になる。先端開放スタブの先端は、電圧が最大で、電流は最小となり、線路の直線部分１ａ〜１ｇの中心付近では、電流が最大で、電圧が最小となる。したがって、線路の直線部分１ａ〜１ｇでは電流による磁界の結合、すなわち誘導結合が大きくなる。
【００３６】
尚、線路の折り曲げの先端部分２ａ〜２ｆの線路幅が、線路の直線部分１ａ〜１ｇの線路幅よりも狭い場合、隣り合う線路同士は誘導結合するが、線路の折り曲げの先端部分が先端開放スタブと等価にならず、低域通過フィルタを形成することができない。また、線路の折り曲げの先端部分は、電流が小さいのでほとんど誘導結合しない。
【００３７】
メアンダ線路の直線部分１ａ〜１ｇは、線路の特性インピーダンスが測定器や回路の基準インピーダンスより高く、かつ線路長が１／４波長より短いので、インダクタで近似できる。したがって、直線部分１ａ〜１ｇは、直列のインダクタとして作用する。先端部分２ａ〜２ｆの線路幅は、直線部分の線路幅よりも広いので、先端開放スタブと等価になる。先端開放スタブは、長さが１／４波長以下の場合、シャントのキャパシタと等価になる。従って、先端部分２ａ〜２ｆは、シャントのキャパシタとして作用する。
【００３８】
図３に本発明の低域通過フィルタを集中定数を用いて表現した等価回路を示す。図１の直線部分１ａ〜１ｇの各々が図３のインダクタ１１ａ〜１１ｇに対応し、図１の先端部分２ａ〜２ｆの各々が図３のキャパシタ１２ａ〜１２ｆに対応している。直線部分１ａ〜１ｇの各々一本がそれぞれ１つのインダクタとして働き、さらに、直線部分１ａ〜１ｇは、１０ミクロン乃至１５ミクロンの間隔を開けて平行に近接配置しているため、例えば直線部分１ａと１ｂ、１ｂと１ｃ、１ｃと１ｄというように、隣り合う線路の直線部分同士が誘導結合する。
【００３９】
この結果、入力線路３から入力された信号が１ａ→２ａ→１ｂ→２ｂ→１ｃ→２ｃ→１ｄ→２ｄ→１ｅ→２ｅ→１ｆ→２ｆ→１ｇと伝達されて、出力線路４から出力される第１の伝播ルートが形成できる。この伝播ルートは図３の等価回路では、インダクタ１１ａ→キャパシタ１２ａ→インダクタ１１ｂ→キャパシタ１２ｂ→インダクタ１１ｃ→キャパシタ１２ｃ→インダクタ１１ｄ→キャパシタ１２ｄ→インダクタ１１ｅ→キャパシタ１２ｅ→インダクタ１１ｆ→キャパシタ１２ｆ→インダクタ１１ｇのルートとなる。さらに、入力線路３から入力された信号が１ａ→１ｂ→１ｃ→１ｄ→１ｅ→１ｆ→１ｇと伝達されて、出力線路４から出力される第２の伝播ルートが形成できる。この伝播ルートは図３の等価回路では、インダクタ１１ａ→インダクタ１１ｂ→インダクタ１１ｃ→インダクタ１１ｄ→インダクタ１１ｅ→インダクタ１１ｆ→インダクタ１１ｇのルートとなる。
【００４０】
第１の伝播ルートにより低域通過特性が実現できるが、さらに第２の伝播ルートが加わることにより、２つの伝播ルートの位相差が１８０度となる周波数で信号が打ち消しあう。この周波数が通過帯域のごく近傍に配置されるように各線路長、線路幅、線路間隔を調整することにより、通過帯域外において急峻な減衰特性が得られる。
【００４１】
ここで、線路同士の誘導結合を説明するために、図４に隣り合う２本のマイクロストリップ線路の間隔と６０ＧＨｚ帯における結合度との関係を示す。マイクロストリップ線路は、基板の裏面が接地面である。また、基板の表面は、信号が伝播する線路を備える。さらに、信号が伝播する線路の厚みは一定である。本実施の形態の低域通過フィルタ２２はマイクロストリップ線路であり、メアンダ線路１は、マイクロストリップ線路において、信号が伝播する線路である。
【００４２】
図４では、線路幅は２０ミクロン（基板厚さの１／５）の一定とし、線路間隔のみを変化させている。線路間隔が２０ミクロン（基板厚さの１／５）以下の領域で結合度が−９ｄＢ以上となり、誘導結合が顕著となることがわかる。線路間隔は、小さいほど結合度が高くなるが、製造上の限界があり、５ミクロン程度が下限の限界となる。
【００４３】
通常、上記第１の伝播ルートのみでは、通過帯域のごく近傍の帯域外の抑圧度は高々１０ｄＢ程度しか取れないが、誘導結合により１０ｄＢ程度減衰した第２の伝播ルートの信号が逆位相で合成されるため、大きな減衰極が形成されるのである。従って、直線部分１ａ〜１ｇの線路幅は基板厚さの１／５以下の範囲内で最適な値が存在する。線路幅は、小さいほど結合度が高くなるが、製造上の限界があり、５ミクロン程度が下限の限界となる。また、線路幅を基板厚さの１／５以下とした時に、測定器や回路の基準インピーダンスに対して、伝送線路の特性インピーダンスが著しく大きくなり、誘導性がより顕著となる。半絶縁性砒化ガリウム基板の場合、線路幅が基板厚さの１／５以下のときの特性インピーダンスは７５Ω以上であり、測定器や回路の基準インピーダンスである５０Ωに対して、５０％以上大きな値となるため、誘導性がより顕著となる。
【００４４】
図５に本発明の低域通過フィルタの反射係数と透過係数との周波数依存性を示す。図５において、Ｓ１１は反射係数の周波数依存性、Ｓ２１は透過係数の周波数依存性である。６１．５ＧＨｚ以下の通過帯域に対して、上記２つの伝播ルートが６４ＧＨｚで位相が逆になるように設定している。この結果、６４ＧＨｚで大きな減衰極が形成でき、通過帯域外の減衰特性が急峻になっていることがわかる。
【００４５】
本発明は、単なる小型化を目的として従来の平面型低域通過フィルタを折り曲げたものではなく、折り曲げと共に線路同士の誘導結合を積極的に用いて減衰極を形成し、帯域外での急峻な減衰特性を実現したものである。従来の構成では、低域通過フィルタをＩＣチップ上に形成しても充分な減衰特性が得られないという問題があったが、本発明により、ＩＣチップ上でも充分な性能が得られる低域通過フィルタが実現できるようになった。
【００４６】
本発明で使用する半絶縁性砒化ガリウム基板は、半導体基板の中でも絶縁性が高く、低損失の低域通過フィルタが実現できるが、シリコン基板上に低域通過フィルタを形成しても同様な効果が得られる。またセラミックモジュールや樹脂のプリント基板上に本発明の低域通過フィルタを形成しても、占有面積が小さく減衰特性の優れた低域通過フィルタが実現できる。
【００４７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６〜図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。図６に本実施の形態のダウンコンバータのブロック図を示す。本実施の形態に示すダウンコンバータは、厚さ１００ミクロンの半絶縁性砒化ガリウム基板２０上に、低雑音アンプ２１、第１の実施の形態で示した低域通過フィルタ２２、ミキサ２３がそれぞれ接続された構成となっている。ここでは低雑音アンプ２１およびミキサ２３は回路ブロックで示しており、詳細なレイアウトに関しては省略しているが、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）やＨＢＴ(Heterojunction Bipolar Transistor)等の集積回路で形成される。
【００４８】
ここで図７の周波数スペクトルを用いて、図６のダウンコンバータの動作原理について説明する。図７において、ＲＦ信号は５９〜６１．３ＧＨｚ、ＬＯ信号は６１．５ＧＨｚ、ＩＦ信号は０．２ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚとする。また、図７の破線は低域通過フィルタ２２の透過係数の周波数依存性を示す。この場合、イメージ帯域は６１．７ＧＨｚ〜６４ＧＨｚとなる。ダウンコンバータに入力されたＲＦ信号は、低雑音アンプ２１で増幅されて低域通過フィルタ２２に入力される。低域通過フィルタ２２において、５９〜６１．３ＧＨｚのＲＦ信号はほとんど損失することなく通過するが、６１．７ＧＨｚ〜６４ＧＨｚのイメージ帯域に存在する不要波や雑音は、低域通過フィルタ２２により抑圧される。低域通過フィルタ２２を通過したＲＦ信号は、ミキサ２３で６１．５ＧＨｚのＬＯ信号と混合され、０．２ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚのＩＦ信号へと周波数変換される。
【００４９】
一方、イメージ帯域に存在する不要波や雑音は、低域通過フィルタ２２によって大きく減衰しているため、ＩＦ信号の帯域にダウンコンバートされた後はごくわずかな電力となり、信号対雑音電力比には影響を及ぼさない。また、低域通過フィルタ２２は、低雑音アンプ２１およびミキサ２３と同一ＩＣチップ上に集積化している。これにより、低域通過フィルタ２２と低雑音アンプ２１の接続点および低域通過フィルタ２２とミキサ２３の接続点での損失を低減できるため、信号対雑音電力比の劣化を抑えることができるのである。
【００５０】
以上のように、本発明の平面型の低域通過フィルタをＩＣ上に低雑音増幅器やミキサと集積化することにより、小型で優れた特性を有するダウンコンバータを実現することができる。
【００５１】
半絶縁性砒化ガリウムは、半導体基板の中でも絶縁性が高く、低損失の低域通過フィルタが実現できるうえ、６０ＧＨｚ帯等の高い周波数で動作するＨＥＭＴやＨＢＴを形成することができるため、高性能のミリ波通信装置等を実現する上で最適である。しかしながら、シリコンの集積回路内部に本発明の低域通過フィルタを搭載しても同様な効果が得られる。
【００５２】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図８〜図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態は、実施の形態２とほぼ同じであるが、ミキサ３３が２端子であることと、ＬＯ信号を用いる代わりに、基準信号をＲＦ信号と重ね合わせて入力する点が異なる。実施の形態２において図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。本ダウンコンバータは、送信機からＲＦ信号と共に基準信号が無線送信されるシステムの受信機に用いる。
【００５３】
図９にミキサ３３の構成を示す。ＨＥＭＴ３４のゲート端子にＲＦ信号と基準信号との整合回路３５が接続され、ドレイン端子にＩＦ信号の整合回路３６とオープンスタブ３７とが接続されている。オープンスタブ３７は、ＲＦ信号と基準信号との周波数に対して約１／４波長の線路長となっている。入力端子３８から入力されたＲＦ信号と基準信号とは整合回路３５を経て、ＨＥＭＴ３４のゲートに入力され、ＨＥＭＴ３４の非線形性により混合され、ＩＦ信号を生成する。ＨＥＭＴ３４内で生成したＩＦ信号は整合回路３６を介して出力端子３９から出力される。一方、ＨＥＭＴ３４から出力端子側へ漏れようとするＲＦ信号および基準信号は、オープンスタブ３７の付け根が低インピーダンスとなっているため、ＨＥＭＴ３４側に反射され、ミキサ３３内での周波数変換効率を高める。
【００５４】
以上に示した通り、本発明の低域通過フィルタを用いることにより、低雑音アンプと低域通過フィルタとミキサとを１チップに集積化することが可能となる。
【００５５】
〔実施の形態４〕
図１０に第４の実施の形態の受信機を示す。図１０（ａ）のＬＴＣＣ基板５１の回路面に、第３の実施の形態で示したダウンコンバータ５０がダイボンドされている。一方、図１０（ｂ）のＬＴＣＣ基板５１のアンテナ面には、パッチアンテナ５２が搭載されている。ダウンコンバータ５０には、直流バイアス端子５９から直流バイアスライン５８を介して低雑音アンプおよびミキサを駆動するための直流電流が供給される。接地端子６０は、本実施の形態の受信機を接続するための基板や線路の接地部（図示しない）に接続する。
【００５６】
送信機から無線送信されたＲＦ信号および基準信号は、パッチアンテナ５２で受信される。それらの信号は貫通孔５３およびマイクロストリップ線路５５を介して、ダウンコンバータ５０に入力される。第３の実施の形態で説明した通り、ＲＦ信号および基準信号はダウンコンバータ５０内で混合され、ＩＦ信号として出力される。このＩＦ信号は、ワイア６１、マイクロストリップ線路５６、貫通孔５４を介して、ＩＦ端子５７へ出力される。
【００５７】
受信機の主な構成部品がＬＴＣＣ基板と１チップのダウンコンバータのみであるため、小型で低コストの受信機が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、小型で減衰特性の優れた低域通過フィルタを実現する上で有効であり、さらに半導体集積回路上に搭載しても充分な減衰特性が得られるため、無線通信装置等に利用可能である。例えば、ミリ波帯やマイクロ波帯での使用に適した平面型の低域通過フィルタに用いることができる。特に、周波数が３０ＧＨｚ以上のミリ波通信装置の高周波無線通信装置等で用いられるのに好適な平面型低域通過フィルタ、およびその平面型低域通過フィルタを備えた半導体装置やダウンコンバータ、および受信機にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施の形態１における低域通過フィルタの構成を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示す低域通過フィルタのＡ−Ａ’間の断面図、図２（ｂ）は図１に示す低域通過フィルタのＢ−Ｂ’間の断面図である。
【図３】上記低域通過フィルタを、集中定数を用いて表現した等価回路図である。
【図４】上記低域通過フィルタに設けられた、隣り合う２本のマイクロストリップ線路の間隔と結合度との関係を示すグラフである。
【図５】上記低域通過フィルタの反射係数と透過係数との周波数依存性を示すグラフである。
【図６】実施の形態２におけるダウンコンバータのブロック図である。
【図７】図６のダウンコンバータに入出力される信号の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図８】実施の形態３におけるダウンコンバータのさらに他の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】図８のダウンコンバータに用いる２端子のミキサの回路図である。
【図１０】図１０（ａ）は実施の形態４におけるＬＴＣＣ基板の回路面を示す平面図、図１０（ｂ）は上記ＬＴＣＣ基板のアンテナ面を示す平面図である。
【図１１】従来の平面型の低域通過フィルタの一例を示す平面図である。
【図１２】図１１の低域通過フィルタの等価回路図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ａ〜１ｇ：メアンダ線路の直線部分
２ａ〜２ｆ：メアンダ線路の折り曲げの先端部分（折り曲げ部分）
３：入力線路
４：出力線路
５、２０、３０：半絶縁性砒化ガリウム基板
６：接地面
１１ａ〜１１ｇ：インダクタ
１２ａ〜１２ｆ：キャパシタ
２１、３１：低雑音アンプ
２２、３２：低域通過フィルタ
２３：３端子のミキサ
３３：２端子のミキサ
３４：ＨＥＭＴ
３５：ＲＦ信号と基準信号との整合回路
３６：ＩＦ信号の整合回路
３７：オープンスタブ
３８：入力端子
３９：出力端子
５０：ダウンコンバータ
５１：ＬＴＣＣ基板
５２：パッチアンテナ
５３、５４：貫通孔
５５、５６：マイクロストリップ線路
５７：ＩＦ端子
５８：直流バイアスライン
５９：直流バイアス端子
６０：接地端子
６１：ワイア
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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