(57)【要約】【課題】高周波領域まで良好な特性を有し、抵抗体の設計が容易であるアッテネータを提供する。【解決手段】入力信号電極００３と出力信号電極００４との所定距離を結び、第１抵抗値τ１が分布する第１シート膜抵抗部００１と、第１膜抵抗部００１の該所定距離方向の辺と該辺に並行するアースとの間に、該辺とアースに電気的に接続され、第２抵抗値τ２の抵抗が分布する第２シート膜抵抗部００２とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2008206072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号電極と出力信号電極との所定距離を結び、第１シート抵抗値τ１（Ω／□）の抵抗が分布する第１膜抵抗部と、
前記第１膜抵抗部の該所定距離方向の辺と該辺に並行するアースとの間に、該辺とアースに電気的に接続され、第２シート抵抗値τ２（Ω／□）の抵抗が分布する第２膜抵抗部と
を備えたことを特徴とする分布定数型アッテネータ。
【請求項２】
前記第２の膜抵抗部は、２つあり、前記第１の膜抵抗部の前記所定距離方向の相対する２つの辺のそれぞれに接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の分布定数型アッテネータ。
【請求項３】
特性インピーダンスＺ０＝｛（τ１／Ｗｓ）×（τ２×Ｗｐ）／２｝１／２（Ω）
単位長さ当たりの減衰量α＝｛２（τ１／（τ２×Ｗｓ×Ｗｐ）｝１／２（Nepers）
ただし、
Ｗｓ：前記第１膜抵抗部の幅（前記所定距離方向と直交する方向の幅）
Ｗｐ：前記第２膜抵抗部の幅（前記第１膜抵抗部の辺と前記アース間の距離）
で表わされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分布定数型アッテネータ。
【請求項４】
前記第１膜抵抗部及び前記第２膜抵抗部は、誘電体基板に設けられており、
前記第１膜抵抗部の前記所定距離方向と直交する方向の幅Ｗｓは、前記特性インピーダンスＺ０で形成されるときのストリップラインの信号ラインの幅と同じ幅に形成されること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の分布定数型アッテネータ。
【請求項５】
前記第１シート抵抗値τ１又は前記第２シート抵抗値τ２のいずれか一方、もしくは双方が、温度依存を有するように、前記第１膜抵抗部又は前記第２膜抵抗部のいずれか一方、もしくは双方が構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の分布定数型アッテネータ。
【請求項６】
前記第１第１シート抵抗値τ１の温度依存特性と前記第２シート抵抗値τ２の温度依存特性とは、基準温度Ｔ０に対する温度変化（Ｔ−Ｔ０）によって基準温度時のそれぞれの基準抵抗値に対して抵抗値が増減するときの増減方向が互いに逆で、基準抵抗値に対する抵抗値の増減量の絶対値がほぼ同じになるように、前記第１膜抵抗部及び前記第２膜抵抗部が構成されることを特徴とする請求項５に記載の分布定数型アッテネータ。
【請求項７】
裏面がアースの表面上に所定距離Ｌだけ離れて設けられた入力信号電極及び出力信号電極と、
特性インピーダンスＺ０で形成されるときのストリップラインの信号ラインの幅と同じ幅Ｗｓで前記入力信号電極と前記出力信号電極との間に、第１シート抵抗値τ１（Ω／□）の抵抗が分布する第１膜抵抗部と、
前記第１膜抵抗部の幅Ｗｓを形成する２つの辺と該辺に所定幅Ｗｐで並行するアースとの間に、該それぞれの辺と該アースとに電気的に接して設けられ、第２シート抵抗値τ２（Ω／□）の抵抗が分布する２つの第２膜抵抗部とを備え
特性インピーダンスＺ０＝｛（τ１／Ｗｓ）×（τ２×Ｗｐ）／２｝１／２（Ω）
減衰量ＡＴ＝Ｌ×｛２τ１／（τ２×Ｗｓ×Ｗｐ）｝１／２（Nepers）
で表わされることを特徴とする分布定数型アッテネータ。
【請求項８】
前記第１膜抵抗部の抵抗値である第１抵抗値Ｒ１（Ｒ１＝（τ１／ｗ１）・Ｌ）、前記第１膜抵抗部に関する温度依存特性Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）、前記第２膜抵抗部の抵抗値である第２抵抗値Ｒ２（Ｒ２＝（τ２ｗ２／２）／Ｌ）、及び前記第２膜抵抗部に関する温度依存特性Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）によって、
Ｒ１＝Ｒ１０×Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）
Ｒ２＝Ｒ２０×Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）
微分値｛ΔＦ１（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ｝≒微分値｛−ΔＦ２（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ｝
ただし、Ｔ０：基準温度、Ｔ：使用温度
Ｒ１０、Ｒ２０は、Ｔ＝Ｔ０のときのＲ１、Ｒ２の値（基準抵抗値）
つまり、Ｔ＝Ｔ０のときは、Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）＝Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）＝１
として表わされ、
前記第１抵抗値Ｒ１及び前記第２抵抗値Ｒ２の２つの温度依存係数が所定範囲に亘って絶対値が同じで極性が異なるように、前記第１膜抵抗部及び前記第２膜抵抗部が構成されることにより、前記減衰量ＡＴを温度（Ｔ−Ｔ０）の変化にほぼ比例させ、かつ特性インピーダンスの温度依存の影響を軽減できる構成にした
ことを特徴とする請求項７に記載の分布定数型アッテネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を減衰させるアッテネータに関する。さらに詳しくは、高周波特性を改善できる分布定数型のアッテネータに関し、さらには、高周波特性を維持しつつ所望の温度特性を有することのできるアッテネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子機器において信号を減衰させるために減衰器（アッテネータ：Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）が使用されている。例えば、大きい信号を感度の高い測定器に直接接続した場合、測定器が飽和してしまう。そこで、減衰器を使って信号をある程度減衰させてから測定器に入力することにより、測定器の飽和を回避することが可能となる。また、発振器からレベルの小さな出力を得ようとする場合にも、発振器からある程度大きな信号を出力させ、その信号を減衰器で減衰させることで必要なレベルの信号を得ることが行われている。
【０００３】
そして、減衰器としては、Ｔ型（図９（Ａ）参照）、π型（図９（Ｂ）参照）、又はブリッジＴ型の集中定数型の減衰器がある。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）で示すように減衰器は３個の抵抗で構成される。
【０００４】
図９（Ａ）は、Ｔ型アッテネータの回路図であり、抵抗ｒ1、ｒ2、ｒ3 がＴ字型に接続された回路構成となっている。この場合、抵抗ｒ1 とｒ2 は同じ抵抗値（ｒ1 ＝ｒ2 ）の抵抗を用い、抵抗Ｒ3 の一端をＧＮＤ電位とする。
【０００５】
図９（Ｂ）は、π型アッテネータの回路図であり、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 がπ字型に接続された回路構成となっている。この場合、抵抗Ｒ1 とＲ３ は同じ抵抗値（Ｒ1 ＝Ｒ３ ）の抵抗を用い、抵抗Ｒ1 及びＲ３ の一端をＧＮＤ電位とする。
【０００６】
例えば、π型の集中定数型の減衰器としては特許文献１のような減衰器が提案されている。
【０００７】
ここで、π型の減衰器の特性インピーダンスと減衰量は以下の式で求まる。
特性インピーダンスＺ０＝（Ｒ１２×Ｒ２／２Ｒ１＋Ｒ２）１／２（Ω）
減衰量α＝２０ｌｏｇ［｛Ｒ１＋Ｒ２−（２Ｒ１Ｒ２＋Ｒ２２）１／２｝／Ｒ１］（ｄＢ）
【０００８】
これにより、このときの抵抗値Ｒ１、Ｒ２は次のように表わせる。
Ｒ１＝Ｚ０×{（１０−α／１０−１）／（１０−α／２０−１）２}（Ω）
Ｒ２＝Ｚ０×{（１０−α／１０−１）／２×１０−α／２０}（Ω）
【０００９】
特許文献１の技術は、薄膜抵抗素子を用いた表面実装型の高周波用アッテネータで、使用温度範囲で、減衰量に温度特性を持たせるとともに、各素子の温度係数を選ぶことにより、アッテネータのインピーダンスを一定に保持しようとする技術である。
【００１０】
【特許文献１】Ｕ．Ｓ．Ｐ  ５３３２９８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上述のような減衰器では、特性インピーダンスＺ０と減衰量αとの関係が複雑であり、特性インピーダンスＺ０が一定（例えば５０Ω）で所定の減衰量を得るための抵抗値Ｒ１、Ｒ２の設計工程での調整が複雑であった。
【００１２】
また近年、通信関係などデータの転送速度が速くなってきているが、薄膜抵抗素子を用いた従来の集中型の減衰器では高周波特性を満足することが困難である。
【００１３】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高周波領域まで良好な特性を有し、抵抗体の設計が容易なアッテネータを提供することを目的としている。
【００１４】
さらに、本発明は、減衰量が所望の温度特性を有しインピーダンスが一定であるアッテネータを提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のアッテネータは、入力信号電極と出力信号電極との所定距離を結び、第１シート抵抗値τ１（Ω／□）の抵抗が分布する第１膜抵抗部と、前記第１膜抵抗部の該所定距離方向の辺と該辺に並行するアースとの間に、該辺とアースに電気的に接続され、第２シート抵抗値τ２（Ω／□）の抵抗が分布する第２膜抵抗部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分布定数型アッテネータであって、前記第２の膜抵抗部は、２つあり、前記第１の膜抵抗部の前記所定距離方向の相対する２つの辺のそれぞれに接して設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の分布定数型アッテネータであって、
特性インピーダンスＺ０＝｛（τ１／Ｗｓ）×（τ２×Ｗｐ）／２｝１／２（Ω）
単位長さ当たりの減衰量α＝｛２（τ１／（τ２×Ｗｓ×Ｗｐ）｝１／２（Nepers）
ただし、
Ｗｓ：前記第１膜抵抗部の幅（前記所定距離方向と直交する方向の幅）
Ｗｐ：前記第２膜抵抗部の幅（前記第１膜抵抗部の辺と前記アース間の距離）
で表わされることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の分布定数型アッテネータであって、前記第１膜抵抗部及び前記第２膜抵抗部は、誘電体基板に設けられており、前記第１膜抵抗部の前記所定距離方向と直交する方向の幅Ｗｓは、前記特性インピーダンスＺ０で形成されるときのストリップラインの信号ラインの幅と同じ幅に形成されることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の分布定数型アッテネータであって、前記第１シート抵抗値τ１又は前記第２シート抵抗値τ２のいずれか一方、もしくは双方が、温度依存を有するように、前記第１膜抵抗部又は前記第２膜抵抗部のいずれか一方、もしくは双方が構成されることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の分布定数型アッテネータであって、前記第１シート抵抗値τ１の温度依存特性と前記第２シート抵抗値τ２の温度依存特性とは、基準温度Ｔ０に対する温度変化（Ｔ−Ｔ０）によって基準温度時のそれぞれの基準抵抗値に対して抵抗値が増減するときの増減方向が互いに逆で、基準抵抗値に対する抵抗値の増減量の絶対値がほぼ同じになるように、前記第１膜抵抗部及び前記第２膜抵抗部が構成されることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７に記載の分布定数型アッテネータは、裏面がアースの表面上に所定距離Ｌだけ離れて設けられた入力信号電極及び出力信号電極と、特性インピーダンスＺ０で形成されるときのストリップラインの信号ラインの幅と同じ幅Ｗｓで前記入力信号電極と前記出力信号電極との間に、第１シート抵抗値τ１（Ω／□）の抵抗が分布する第１膜抵抗部と、前記第１膜抵抗部の幅Ｗｓを形成する２つの辺と該辺に所定幅Ｗｐで並行するアースとの間に、該それぞれの辺と該アースとに電気的に接して設けられ、第２シート抵抗値τ２（Ω／□）の抵抗が分布する２つの第２膜抵抗部とを備え
特性インピーダンスＺ０＝｛（τ１／Ｗｓ）×（τ２×Ｗｐ）／２｝１／２（Ω）
減衰量ＡＴ＝Ｌ×｛２τ１／（τ２×Ｗｓ×Ｗｐ）｝１／２（Nepers）
で表わされることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の分布定数型アッテネータであって、前記第１膜抵抗部の抵抗値である第１抵抗値Ｒ１（Ｒ１＝（τ１／ｗ１）・Ｌ）、前記第１膜抵抗部に関する温度依存特性Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）、前記第２膜抵抗部の抵抗値である第２抵抗値Ｒ２（Ｒ２＝（τ２ｗ２／２）／Ｌ）、及び前記第２膜抵抗部に関する温度依存特性Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）によって、
Ｒ１＝Ｒ１０×Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）
Ｒ２＝Ｒ２０×Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）
微分値｛ΔＦ１（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ｝≒微分値｛−ΔＦ２（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ｝
ただし、Ｔ０：基準温度、Ｔ：使用温度
Ｒ１０、Ｒ２０は、Ｔ＝Ｔ０のときのＲ１、Ｒ２の値（基準抵抗値）
つまり、Ｔ＝Ｔ０は、Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）＝Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）＝１
として表わされ、
前記第１抵抗値Ｒ１及び前記第２抵抗値Ｒ２の２つの温度依存係数が所定範囲に亘って絶対値が同じで極性が異なるように、前記第１膜抵抗部及び前記第２膜抵抗部が構成されることにより、前記減衰量ＡＴを温度（Ｔ−Ｔ０）の変化にほぼ比例させ、かつ特性インピーダンスの温度依存の影響を軽減できる構成にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る分布定数型アッテネータによると、簡単な抵抗値を求める式を使用して、分布定数型のアッテネータを作成することができる。これにより、抵抗体の設計を容易にすることができるとともに、ＤＣから高周波領域まで良好な特性を得ることが可能となる。
【００２４】
さらに、本発明に係る分布定数型アッテネータによると、減衰量の温度特性が温度変化に対して比例の関係を有し、特性インピーダンスの温度依存性のないアッテネータを容易に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態に係る分布定数型アッテネータについて説明する。図１は本発明に係る分布定数型アッテネータ（以下では、単に「アッテネータ」という。）の模式図である。図２はマイクロストリップラインの模式図である。
【００２６】
本発明に係る分布定数型アッテネータは図１に示すように、第１膜抵抗部００１（濃いドットで示された部材）、第２膜抵抗部００２（斜め線で示された部材）、入力信号電極００３（向かって左側の横縞で示された部材）、出力信号電極００４（向かって右側の横縞で示された部材）、及びアース００５（縦縞で示された部分）が誘電基板００６（薄いドットで示された部材）上に配置された構成である。また、誘電基板００６の裏側は全面アースである。
【００２７】
入力信号電極００３及び出力信号電極００４は、厚さｔＭ（ｍｍ）、幅方向（図１における縦方向）の長さｗ１（ｍｍ）を有する。また、入力信号電極００３及び出力信号電極００４は、電気伝導度σ（Ｓ／ｍ）を有する。入力信号電極００３及び出力信号電極００４は、金、銀、銅、錫などの厚膜又は薄膜で構成されている。
【００２８】
第１膜抵抗部００１は、厚さｔ１（ｍｍ）、幅方向の長さｗ１（ｍｍ）、長さ方向（図１における横方向）の長さＬ１（ｍｍ）を持つ。また、第１膜抵抗部００１は、シート抵抗値τ１（Ω／□）を持つ。そして、第１膜抵抗部００１は自己の長さ方向の一端の辺が入力信号電極００３と、他端の辺が出力信号電極００４と接する。そして、その状態で誘電基板００６の上に形成される。第１膜抵抗部００１は、例えば、ニクロム、窒化タンタル、酸化ルテニウムなどの厚膜又は薄膜で構成されている。
【００２９】
第２膜抵抗部００２は、厚さｔ２（ｍｍ）、幅方向の長さｗ２（ｍｍ）、長さ方向の長さＬ１ｍｍを持つ。また、第２膜抵抗部００２は、シート抵抗値τ２（Ω／□）を持つ。そして、第２膜抵抗部００２は、自己の幅方向の一端の辺が第１膜抵抗部００１の幅方向の一端の辺と接し、かつ他端の辺がアース００５に接するように、第１膜抵抗部００１の幅方向の両辺（図１における上下）に２つ配置され、その状態で誘電基板００６の上に形成される。第２膜抵抗部００２は、例えば、ニクロム、窒化タンタル、酸化ルテニウムなどの厚膜又は薄膜で構成されている。
【００３０】
アース００５は、厚さｔＧ、長さ方向の長さＬ１（ｍｍ）を有する。そして、アース００５は電気伝導度σ（Ｓ／ｍ）を有する。さらに、アース００５は上下から第２膜抵抗部００２を挟み、自己の幅方向の一端の辺と第２膜抵抗部００２の幅方向の一端の辺（第１幕抵抗部００１に接していない辺）と接し、幅方向に第２膜抵抗部００２を挟むように（図１における上下）２つ配置され、その状態で誘電基板００６の上に形成される。本実施形態では、幅方向のいずれのアース００５も幅方向の長さをｗ３（ｍｍ）としている。そして、アース００５は誘電基板００６の裏面のアースと、スルーホール又は誘電基板００６の側面で電気的に結合している。
【００３１】
誘電基板００６は、厚さｔ（ｍｍ）、幅方向の長さＷ０（ｍｍ）、長さ方向の長さＬ０（ｍｍ）を有する。また、誘電基板００６は、比誘電率εｒを有する。このような誘電基板００６は、例えばアルミナ、窒化アルミ、テフロン（登録商標）などの材質で構成される。
【００３２】
以上の部材には、それぞれ、ガラス、樹脂などの保護膜を設けてもよい。
【００３３】
（構成）
以下で、所望の特性インピーダンスＺ０（Ω）及び減衰量α（ｄＢ）を構成するための各構成要素を説明する。
【００３４】
（Ａ１）まず、誘電体基板００６の材質（比誘電率以下εｒ）及びそのサイズ（厚さｔ（ｍｍ）、幅方向の長さＷ０（ｍｍ）、長さ方向の長さＬ０（ｍｍ））を決定する。次に、必要とする特性インピーダンスＺ０及び減衰量αを決定する。ここで、実際には、図２に示すようなマイクロストリップライン００７における特性インピーダンスＺ０を求める場合、及び、図１に示すアッテネータにおける特性インピーダンスＺ０を考える場合には、無限遠の理想的な誘電体基板００６を使用するため誘電体基板００６の幅方向の長さ及び長さ方向の長さは特には必要としない。
【００３５】
（Ａ２）次に、決定した誘電体基板００６の材質及びサイズ、並びに必要とする高周波特性インピーダンスＺ０を基にマイクロストリップライン００７幅ｗｓを算出し、これを第１膜抵抗部００１の幅方向の長さｗ１とする。以下その方法を説明する。
【００３６】
図２に示すマイクロストリップライン００７において、そのマイクロストリップライン００７の幅方向の長さｗｓは、
〈式１〉
ｗｓ／ｔ≦１のとき
Ｚ０＝（６０／εeff１／２）・ｌｎ（８ｔ／ｗｓ＋ｗｓ／４ｔ）
εeff＝（εｒ＋１）／２＋｛（εｒ−１）／２｝［｛１／（１＋１２ｔ／ｗｓ）＋０．０４（１−ｗｓ／ｔ）２｝］
〈式２〉
ｗｓ／ｔ≧１のとき
Ｚ０＝（１２０π／εeff１／２）／｛ｗｓ／ｔ＋１．３９３＋（２／３）ｌｎ（ｗｓ／ｔ＋１．４４４）｝
εeff＝（εｒ＋１）／２＋｛（εｒ−１）／２｝｛１／（１＋１２ｔ／ｗｓ）｝
という関係を有するので、ｗｓを求めることができる。
【００３７】
このマイクロストリップライン００７の幅方向の長さｗｓを本発明における第１膜抵抗部００１の幅方向の長さｗ１とする。つまり、ｗｓ＝ｗ１とする。
【００３８】
（Ａ３）決定した誘電体基板の材質及びサイズ、必要とする高周波特性インピーダンスＺ０、求めた第１膜抵抗部００１の幅方向の長さｗ１、並びに決定した減衰量αを基に、第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の長さ方向の長さＬ１、第２膜抵抗体００２の幅方向の長さｗ２、第１膜抵抗部００１のシート抵抗値τ１（Ω／□）、並びに第２膜抵抗体００２のシート抵抗値τ２（Ω／□）の以下の関係式からそれぞれの値を求める。
【００３９】
図１に示すアッテネータにおいて、まず、高周波成分による影響であるインダクタンス及びキャパシタンスを除いた、直流的特性インピーダンスＺＤＣを用いて関係式を作成する。
【００４０】
図１に示すアッテネータにおいて、第１膜抵抗部００１の入力信号電極００３と出力信号電極００４の間に分布する抵抗値をＲ（Ω）とし、第２膜抵抗部００２の入力信号電極００３及び出力信号電極００４とアース００５との間に分布するコンダクタンスをＧ（Ｓ）とすると、伝送線路理論から、直流的特性インピーダンスＺＤＣと減衰量αは以下の式で表わされる。
〈式３‐１〉直流的特性インピーダンス  ＺＤＣ＝（Ｒ／Ｇ）１／２（Ω）
〈式３‐２〉減衰量  α＝（ＲＧ）１／２（Nepers）＝８．６８６（ＲＧ）１／２（ｄＢ）
ここで、Ｒ＝（τ１／ｗ１）・Ｌ１、Ｇ＝（２／τ２ｗ２）・Ｌ１である。
【００４１】
そこで、上述のＺ０及びαの式にＲ、Ｇを代入すると、
〈式４〉
ＺＤＣ＝｛（τ１τ２／２）・（ｗ２／ｗ１）｝１／２
α＝８．６８６｛２・（τ１／τ２）・（１／ｗ１ｗ２）｝１／２・Ｌ１
したがって、単位長さ当たりの減衰量は８．６８６｛２・（τ１／τ２）・（１／ｗ１ｗ２）｝１／２である。
【００４２】
ここで、ＺＤＣ、αは予め決定しており、さらにｗ１は求まっているので、第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の長さ方向の長さＬ１、第２膜抵抗体００２の幅方向の長さｗ２を決定すれば、第１膜抵抗部００１におけるシート抵抗値τ１（Ω／□）、第２膜抵抗部００２におけるシート抵抗値τ２（Ω／□）を以下の式で求めることができる。
〈式５〉
τ１＝（ＺＤＣ・α・ｗ１）／（８．６８６・Ｌ１）
τ２＝１７．３７２（ＺＤＣ・Ｌ１）／（α・ｗ２）
【００４３】
また、逆に第１膜抵抗部００１のシート抵抗値τ１（Ω／□）、及び第２膜抵抗部００２のシート抵抗値τ２（Ω／□）を決定すれば、第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の長さ方向の長さＬ１（ｍｍ）、第２膜抵抗体００２の幅方向の長さｗ２（ｍｍ）を求めることができる。
【００４４】
（Ａ４）このように求めた関係式を用いて、第１膜抵抗部００１のシート抵抗値τ１（Ω／□）、第２膜抵抗部００２のシート抵抗値τ２（Ω／□）、第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の長さ方向の長さＬ１、並びに第２膜抵抗体００２の幅方向の長さｗ２を決定し、図１に示すアッテネータを作成する。そして、作成したアッテネータにより、高周波信号を入力して減衰量とＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）を計測した場合、減衰量及びＶＳＷＲのいずれにおいても良好な結果が得られる。
【００４５】
したがって、（特性インピーダンスＺ０）＝（直流的特性インピーダンスＺＤＣ）とすることが可能である。以下は、統一して特性インピーダンスＺ０で説明する。
【００４６】
すなわち、高周波特性インピーダンスＺ０における、第１膜抵抗部００１のシート抵抗値τ１（Ω／□）、第２膜抵抗部００２のシート抵抗値τ２（Ω／□）、第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の長さ方向の長さＬ１、並びに第２膜抵抗体００２の幅方向の長さｗ２の関係式は以下の式で表わされる。
【００４７】
Ｚ０＝｛（τ１τ２／２）・（ｗ２／ｗ１）｝１／２
α＝８．６８６｛２・（τ１／τ２）・（１／ｗ１ｗ２）｝１／２・Ｌ１
したがって、単位長さ当たりの減衰量は
８．６８６｛２・（τ１／τ２）・（１／ｗ１ｗ２）｝１／２である。
【００４８】
（実施例）
以下の説明における（Ｂ１）〜（Ｂ４）は、それぞれ（構成）における（Ａ１）〜（Ａ４）に対応する。
【００４９】
（Ｂ１）図１におけるアッテネータとして、特性インピーダンスＺ０＝５０（Ω）、誘電体基板００６の材質をアルミナ基板とし、その比誘電率をεｒ＝９．３４、基板厚ｔ＝０．５ｍｍとする。さらに、減衰量α（ｄＢ）を、α＝６（ｄＢ）とする。
【００５０】
（Ｂ２）マイクロストリップライン００７の幅ｗｓを求めることで、第１膜抵抗部００１の幅方向の長さｗ１を求める。すなわち、〈式１〉より、ｗｓ＝５．０６９×１０−４（ｍ）（ｗｓ／ｔ≦１）と求められる。したがって、ｗｓ≒０．５（ｍｍ）であり、ｗｓ＝ｗ１なので、ｗ１＝０．５（ｍｍ）である。
【００５１】
（Ｂ３）第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の長さ方向の長さＬ１を、Ｌ１＝４（ｍｍ）、第２膜抵抗部００２の幅方向の長さｗ２を、ｗ２＝１（ｍｍ）とする。
そこで、Ｚ０＝５０（Ω）、α＝６（ｄＢ）、Ｌ１＝４（ｍｍ）、ｗ１＝０．５（ｍｍ）、及びｗ２＝１（ｍｍ）を〈式５〉に代入すると、
τ１＝４．３１５（Ω／□）
τ２＝５７９．２（Ω／□）
と求めることができる。
【００５２】
（Ｂ４）図３は入力信号電極００３及び出力信号電極００４の長さを１ｍｍとして、シミュレーションを行い、各周波数における減衰量及びＶＳＷＲの測定値をあらわしたグラフの図である。図３のグラフは左側の縦軸を減衰量（ｄＢ）、右側の縦軸をＶＳＷＲ、横軸を入力信号の周波数（ＧＨｚ）に採ったグラフである。線３０１がｔ＝０．５（ｍｍ）における減衰量を表わすグラフであり、線３０２がｔ＝０．５（ｍｍ）におけるＶＳＷＲを表わしている。また、同様の計算により、誘電体基板００６の基板厚をｔ＝０．６（ｍｍ）に変えた場合の各値を算出し、そのシミュレーション結果を図３に表した。線３０３がｔ＝０．６（ｍｍ）における減衰量を表わし、線３０４がｔ＝０．６（ｍｍ）におけるＶＳＷＲを表わしている。
【００５３】
そして、図３のグラフを参照すると、誘電体基板００６の基板圧が０．５ｍｍ及び０．６ｍｍのいずれの場合においても、周波数１〜９（ＧＨｚ）では、減衰量は得ようとした減衰量６（ｄＢ）に対し、５．５（ｄＢ）以上６．５（ｄＢ）以下というほぼ一定の値を維持しており、また、ＶＳＷＲについても最大１．１５で収まっている。したがって、減衰量及びＶＳＷＲのいずれにおいても良好な値が得られている。
【００５４】
以上のように、（特性インピーダンスＺ０）＝（直流的特性インピーダンスＺＤＣ）として、直流的特性インピーダンスＺＤＣにおける関係式を基に計算した値で設計した図１に示すアッテネータは、高周波信号を入力した場合においても良好な値を示す。
【００５５】
また、本実施形態では図１に示すような型の分布定数型アッテネータで説明したが、これは、分布定数型アッテネータであれば他の形でもよく、図４に示すように誘電体基板の全面に第１膜抵抗部、第２膜抵抗部、及びグランド電極を配置し、第１膜抵抗部の上に信号電極を配置する構成でもよいし、図５に示すように第１膜抵抗部の片側にのみ第２膜抵抗部を配置した構成でもよい。図４及び図５に示すような分布定数型アッテネータの場合にも、（高周波特性インピーダンスＺ０）＝（直流的特性インピーダンスＺＤＣ）として、直流的特性インピーダンスＺＤＣにおける関係式を基に計算した値で設計したアッテネータは高周波信号を入力した場合においても良好な値を示す。
【００５６】
本発明に係る分布定数型アッテネータによると、直流的特性インピーダンスにおける簡単な抵抗値を求める式を使用して、高周波信号を使用する分布定数型のアッテネータを作成することができる。これにより、抵抗体の設計を容易にすることができるとともに、その作成した分布定数型のアッテネータにおいてＤＣから高周波領域まで良好な特性を得ることが可能となる。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
以下、第２の実施形態に係る分布定数型アッテネータ（アッテネータ）について説明する。本実施形態に係るアッテネータは、第１の実施形態に係るアッテネータにおいて第１膜抵抗部００１の抵抗値である第１抵抗値Ｒ１及び第２抵抗部００２の抵抗値である第２抵抗値Ｒ２のそれぞれを、温度変化によってその抵抗値が変化するよう構成したもの（以下、「温度可変アッテネータ」という。）である。以下の温度可変アッテネータの構成の説明では、構成が付加された第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の構成について特に説明する。
【００５８】
ここで、第１抵抗値Ｒ１及び第２抵抗値Ｒ２は〈式３−１〉におけるＲが第１抵抗値Ｒ１であり、〈式３−１〉における１／Ｇが第２抵抗値Ｒ２／２である。
【００５９】
第１膜抵抗部００１は、厚さｔ１（ｍｍ）、幅方向の長さｗ１（ｍｍ）、長さ方向の長さＬ１（ｍｍ）を持つ。また、第１膜抵抗部００１は抵抗値として第１抵抗値Ｒ１（Ω）を持つ。さらに、第１膜抵抗部００１は抵抗温度係数ｒ１（Ω／Ω／℃）を有する。ここで、抵抗温度係数とは１℃の温度変化に対して変化する抵抗値の比率を表わすものである。ここで、抵抗温度係数ｒ１は第１膜抵抗部００１のシート抵抗値τ１（Ω／□）の温度係数である。
【００６０】
これは、基準温度をＴ０とした場合、１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）が第１膜抵抗部００１の温度依存特性を表わす関数であるＦ１（Ｔ−Ｔ０）であり、１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）が第２膜抵抗部００２の温度依存特性を表わす関数であるＦ２（Ｔ−Ｔ０）であり、
微分値{ΔＦ１（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ}＝ｒ１
微分値{ΔＦ２（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ}＝ｒ２
となる。
【００６１】
また、以下では、温度依存特性として抵抗温度係数を用いて説明しているが、これは第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２のそれぞれのＢ定数であるＢ１、Ｂ２を用いて求めることもできる。その場合には、exp｛Ｂ１（１／Ｔ−１／Ｔ０）｝が第１膜抵抗部００１の温度依存特性Ｆ１（Ｔ−Ｔ０）であり、exp｛Ｂ２（１／Ｔ−１／Ｔ０）｝が第２膜抵抗部００２の温度依存特性Ｆ２（Ｔ−Ｔ０）であり、
微分値{ΔＦ１（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ}＝Ｂ１
微分値{ΔＦ２（Ｔ−Ｔ０）／ΔＴ}＝Ｂ２
となる。
【００６２】
第１膜抵抗部００１は、自己の長さ方向の一端の辺が入力信号電極００３と、他端の辺が出力信号電極００４と接する。そして、その状態で誘電基板００６の上に形成される。
【００６３】
第２膜抵抗部００２は、厚さｔ２（ｍｍ）、幅方向の長さｗ２（ｍｍ）、長さ方向の長さＬ１（ｍｍ）を持つ。また、第２膜抵抗部００２は抵抗値として第２抵抗値Ｒ２（Ω）を持つ。さらに、第２膜抵抗部００２は抵抗温度係数ｒ２（Ω／Ω／℃）を有する。ここで、抵抗温度係数ｒ２は第２膜抵抗部００２のシート抵抗値τ２の温度係数である。
【００６４】
そして、第２膜抵抗部００２は、自己の幅方向の一端の辺が第１膜抵抗部００１の長さ方向の一端の辺と接し、かつ他端の辺がアース００５に接するように、第１膜抵抗部００１を幅方向の両辺に２つ配置され、その状態で誘電基板００６の上に形成される。
【００６５】
次に、得ようとする温度可変アッテネータの減衰量温度係数に対して、設定する第１膜抵抗部００１及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数の求める方法を説明する。ここで、減衰量温度係数とは１℃の温度変化に対して変化する減衰量の比率を表わすものである。
【００６６】
（構成）
以下で、上述した各抵抗値と高周波特性インピーダンス及び減衰量などとの関係を説明するとともに、所望の抵抗温度係数ｒ１及び抵抗温度係数ｒ２を構成するための、各構成要素を説明する。
【００６７】
（Ｃ１）まず、得ようとする温度可変アッテネータの減衰量温度係数ｒ（ｄＢ／ｄＢ／℃）を決定する。
【００６８】
（Ｃ２）次に、基準温度Ｔ０（℃）のときの減衰量をＡ０（ｄＢ）、第１抵抗値Ｒ１をＲ１０（Ω）、第２抵抗値Ｒ２をＲ２０（Ω）とする。また、使用温度Ｔ（℃）のときの減衰量をＡ（ｄＢ）、第１抵抗値Ｒ１をＲ１（Ω）、第２抵抗値Ｒ２をＲ２（Ω）とした場合の、特性インピーダンスＺ０を一定にしたい。
【００６９】
特性インピーダンスＺ０は〈式３‐１〉より、
Ｚ０＝（Ｒ１Ｒ２／２）１／２
＝［Ｒ１０Ｒ２０｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝／２］１／２
で表わされる。
【００７０】
そこで、特性インピーダンスＺ０の温度依存をなくすために抵抗温度係数ｒ１及び抵抗温度係数ｒ２を、
〈式６〉ｒ１＝−ｒ２
とする。
【００７１】
このように選択した場合、ｒ１、ｒ２の小さい範囲では、
｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝＝１
となる。
【００７２】
したがって〈式６〉のようにｒ１、ｒ２を選択すれば、
〈式７〉Ｚ０＝（Ｒ１０Ｒ２０／２）１／２＝（Ｒ１Ｒ２／２）１／２
を満たすといえる。
【００７３】
したがって、〈式６〉を満たすようにアッテネータを設計した場合、高周波特性インピーダンスＺ０が温度変化に対して一定になる。
【００７４】
さらに、抵抗温度係数ｒ１及び抵抗温度係数ｒ２を
〈式８〉
ｒ１≒ｒ
ｒ２≒−ｒ
とする。
【００７５】
また、〈式３‐２〉より、
Ａ＝（２Ｒ１／Ｒ２）１／２
＝８．６８６［２Ｒ１０｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝／Ｒ２０｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝］１／２
である。
【００７６】
これは、
〈式９〉
Ａ＝Ａ０[｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝／｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝] １／２
Ａ０＝８．６８６（２Ｒ１０／Ｒ２０）１／２
と表わせる。
【００７７】
したがって、抵抗温度係数ｒ１及び抵抗温度係数ｒ２を〈式８〉のように選択した場合、ｒ１及びｒ２が小さい範囲では、
〈式１０〉
Ａ＝Ａ０｛１＋ｒ（Ｔ−Ｔ０）｝
Ａ０＝８．６８６（２Ｒ１０／Ｒ２０）１／２
を満たすことがわかる。
また、この場合〈式６〉も満たす。
【００７８】
したがって、抵抗温度係数ｒ１及び抵抗温度係数ｒ２を〈式８〉を満たすように作成した温度可変アッテネータの減衰量は、減衰量温度係数がｒ（ｄＢ／ｄＢ／℃）の温度可変アッテネータとほぼ一致する。これにより、抵抗温度係数ｒ１及び抵抗温度係数ｒ２を〈式８〉のように選択し温度可変アッテネータを作成することにより、減衰量が温度変化にほぼ比例の関係となる温度特性を有し、インピーダンスＺ０が一定である温度可変アッテネータを作成することができる。
【００７９】
また、〈式７〉より、ＶＳＷＲを求めると
〈式１１〉
ＶＳＷＲ＝［１＋｜［｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝１／２｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝１／２−１］／［｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝１／２｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝１／２＋１］｜］／［１−｜［｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝１／２｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝１／２−１］／［｛１＋ｒ１（Ｔ−Ｔ０）｝１／２｛１＋ｒ２（Ｔ−Ｔ０）｝１／２＋１］｜］
と表わせる。
【００８０】
（Ｃ３）以上で求めた式、〈式８〉〈式９〉〈式１１〉を使用して温度変化に対応する減衰量及びＶＳＷＲのグラフを作成する。この場合、温度変化に対して減衰量がほぼ比例したグラフが得られる。さらにこの場合、温度変化に対するＶＳＷＲの変化も良好な値が得られる。
【００８１】
したがって、以上の式で表わされる値を基に、温度可変アッテネータを作成することで、温度変化に対して減衰量がほぼ比例する温度可変アッテネータを作成することができる。
【００８２】
（実施例）
以下の説明における（Ｄ１）〜（Ｄ３）は、それぞれ（構成）における（Ｃ１）〜（Ｃ３）に対応する。
【００８３】
（Ｄ１）温度可変アッテネータの得ようとする減衰量温度係数ｒ（ｄＢ／ｄＢ／℃）を、
ｒ＝−０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）とする。
【００８４】
また、基準温度Ｔ０＝２５（℃）での温度可変アッテネータの減衰量Ａ０を、
Ａ０＝３（ｄＢ）とする。
【００８５】
さらに、ｒ＝−０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）を〈式１０〉に代入し、第１膜抵抗部００１の抵抗温度係数ｒ１及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数ｒ２を求める。
ｒ１＝−１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）
ｒ２＝１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）
と表わされる。
【００８６】
上記決定した、ｒ＝−０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）、Ｔ０＝２５（℃）、Ａ０＝３（ｄＢ）、ｒ１＝−１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）、及びｒ２＝１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）を、〈式８〉〈式９〉〈式１１〉に代入しグラフを作成する。この作成されたグラフが図６に示すグラフである。図６は減衰量温度係数を−０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）、基準温度を２５（℃）、基準温度における減衰量を３（ｄＢ）としたときの温度変化に対する減衰量及びＶＳＷＲを表わしたグラフの図である。図６のグラフは、左側の縦軸を減衰量、右側の縦軸をＶＳＷＲ、横軸を温度に採ったグラフである。
【００８７】
図６に示すように、第１膜抵抗部００１の抵抗温度係数ｒ１を−１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数ｒ２を１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）とした場合、〈式９〉に代入することにより、作成する温度可変アッテネータの温度特性は線６０２で表わされる。そして、減衰量温度係数を−０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）を〈式１０〉に代入することにより、理想的な温度可変アッテネータの温度特性は線６０１で表わされる。そして、線６０２と線６０１はほぼ重なっており、両者の温度特性がほぼ一致していることが分かる。さらに、この場合の温度変化に対するＶＳＷＲは〈式１１〉に代入することにより、線６０３で表わされる。このＶＳＷＲは最大でも１．００５程度という良好な値を示している。
【００８８】
したがって、第１膜抵抗部００１の抵抗温度係数ｒ１を−１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数ｒ２を１０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）として図１に示すような温度可変アッテネータを作成した場合、減衰量温度係数がほぼ０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）の温度可変アッテネータといえる。
【００８９】
同様にして、図７に示す、減衰量温度係数を−０．００３（ｄＢ／ｄＢ／℃）、基準温度を２５（℃）、基準温度における減衰量を３（ｄＢ）としたときの温度変化に対する減衰量及びＶＳＷＲを表わしたグラフ、及び、図８に示す、減衰量温度係数を−０．００５（ｄＢ／ｄＢ／℃）、基準温度を２５（℃）、基準温度における減衰量を３（ｄＢ）としたときの温度変化に対する減衰量及びＶＳＷＲを表わしたグラフも作成する。図７及び図８ともに、図６と同様に左側の縦軸を減衰量、右側の縦軸をＶＳＷＲ、横軸を温度に採っている。
【００９０】
図７及び図８においても、上記関係式を用いて求めた温度可変アッテネータの温度特性を表す線７０１及び線８０１が、それぞれに対応した理想とする減衰量温度係数を持つ温度可変アッテネータの温度特性を表わす線７０２及び線８０２にほぼ一致する。また、図７及び図８における温度変化に対するＶＳＷＲの値を表わす線７０３及び線８０３も１．２以下であることから良好な値であるといえる。
【００９１】
したがって、第１膜抵抗部００１の抵抗温度係数ｒ１を−３０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数ｒ２を３０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）として図１に示すような温度可変アッテネータを作成した場合、減衰量温度係数がほぼ−０．００３（ｄＢ／ｄＢ／℃）の温度可変アッテネータといえる。また、第１膜抵抗部００１の抵抗温度係数ｒ１を−５０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数ｒ２を５０００ｐｐｍ（Ω／Ω／℃）として図１に示すような温度可変アッテネータを作成した場合、減衰量温度係数がほぼ−０．００５（ｄＢ／ｄＢ／℃）の温度可変アッテネータといえる。
【００９２】
以上のように、第１膜抵抗部００１の抵抗温度係数ｒ１を−ｒ（Ω／Ω／℃）及び第２膜抵抗部００２の抵抗温度係数ｒ２をｒ（Ω／Ω／℃）として図１に示すような温度可変アッテネータを作成することで、減衰量温度係数がほぼｒ（ｄＢ／ｄＢ／℃）の温度可変アッテネータを作成することができる。これにより、簡単に温度変化に減衰量が比例する温度可変アッテネータを設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る分布定数型アッテネータの模式図
【図２】マイクロストリップラインの模式図
【図３】入力信号電極及び出力信号電極の長さを１ｍｍとした場合の、各周波数における減衰量及びＶＳＷＲの測定値をあらわしたグラフの図
【図４】第１の実施形態以外の型の分布定数型アッテネータの一例の図
【図５】第２膜抵抗部が片側にだけ配置されている型の分布定数型アッテネータの図
【図６】減衰量温度係数を−０．００１（ｄＢ／ｄＢ／℃）、基準温度を２５（℃）、基準温度における減衰量を３（ｄＢ）としたときの温度変化に対する減衰量及びＶＳＷＲを表わしたグラフの図
【図７】減衰量温度係数を−０．００３（ｄＢ／ｄＢ／℃）、基準温度を２５（℃）、基準温度における減衰量を３（ｄＢ）としたときの温度変化に対する減衰量及びＶＳＷＲを表わしたグラフの図
【図８】減衰量温度係数を−０．００５（ｄＢ／ｄＢ／℃）、基準温度を２５（℃）、基準温度における減衰量を３（ｄＢ）としたときの温度変化に対する減衰量及びＶＳＷＲを表わしたグラフの図
【図９】（Ａ）Ｔ型アッテネータの回路図（Ｂ）π型アッテネータの回路図
【符号の説明】
【００９４】
００１  第１膜抵抗部
００２  第２膜抵抗部
００３  入力信号電極
００４  出力信号電極
００５  アース
００６  誘電基板
００７  マイクロストリップライン
【図１】
2008206072.tif 000003
【図２】
2008206072.tif 000004
【図３】
2008206072.tif 000005
【図４】
2008206072.tif 000006
【図５】
2008206072.tif 000007
【図６】
2008206072.tif 000008
【図７】
2008206072.tif 000009
【図８】
2008206072.tif 000010
【図９】
2008206072.tif 000011