(57)【要約】【課題】マイクロストリップライン方式の伝送回路において、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で二次高調波成分を除去し波形歪みを軽減した形で出力できる伝送回路を得ること。【解決手段】伝送路２上に、誘電体材料を所定肉厚塗布した塗布区間４と誘電体材料を塗布しない非塗布区間５とが交互する周期構造が形成されている。この周期構造の形成領域はバンドエリミネーションフィルタとして機能する。塗布区間４と非塗布区間５の伝送路２に沿った区間長は、共に伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長である。すなわち、偶数次高調波が重畳され、波形歪みが発生しているディジタル信号が伝送路２に入力されても、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で二次高調波成分を除去し波形歪みを軽減した形で出力できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の一方の基板面に所定の線幅と高さを有する伝送路を構成する線状導体層を配置し、他方の基板面全面に地導体層を配置したマイクロストリップライン方式の伝送回路において、
前記伝送路の全部または一部に、伝送路に沿った区間長が伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長の間隔である高インピーダンス区間と低インピーダンス区間とが交互する周期構造の領域が形成されている
ことを特徴とする伝送回路。
【請求項２】
前記高インピーダンス区間および低インピーダンス区間の前記伝送路を横断する横断長は、当該伝送路の線幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の伝送回路。
【請求項３】
前記周期構造を有する伝送路部分の線幅は、当該周期構造における平均インピーダンスが前記周期構造を有しない伝送路部分の特性インピーダンスと一致するように、当該周期構造を有しない伝送路部分の線幅よりも小さくしてあることを特徴とする請求項１または２に記載の伝送回路。
【請求項４】
前記高インピーダンス区間は誘電体材料を塗布しないことで形成され、前記低インピーダンス区間は誘電体材料を塗布することで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝送回路。
【請求項５】
少なくとも前記周期構造を形成する伝送路部分の配置領域の全面が塗布した誘電体材料で被覆され、前記高インピーダンス区間となる領域の誘電体被膜を除去し、前記低インピーダンス区間となる領域の誘電体被膜は除去しないことで、前記周期構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝送回路。
【請求項６】
前記高インピーダンス区間および低インピーダンス区間は、誘電率の異なる２種類の誘電体材料を塗布することで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝送回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロストリップライン方式の伝送回路に関し、特に高速ディジタル信号の伝送に好適な伝送回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロストリップライン方式の伝送回路は、一般には、伝送信号の反射をできるだけ小さくするために、伝送路のインピーダンスを調整して特性インピーダンスに整合させる措置が講じられている。
【０００３】
そして、伝送路のインピーダンスを調整する方法として、伝送路にレジストなどの誘電体材料を塗布する方法が知られている（例えば特許文献１等）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、マイクロストリップライン方式の伝送回路にディジタル信号を通す場合、そのディジタル信号を伝送路の入力ポートに出力する波形出力回路では、スイッチング特性に依存するハイレベル・ローレベルの非対称性等により、出力するディジタル信号の波形に本来含まれない偶数次高調波が重畳し、さらに共振等により、その偶数次高調波が増幅され波形歪みが発生する場合がある。従来の伝送回路では、その波形歪みが発生したディジタル信号を伝送してしまうという問題がある。
【０００６】
この問題は、ディジタル信号の高速化に伴って顕著になるが、伝送路の特性インピーダンス整合を重視した従来の対処方法では対応できないので、新たな観点からの対策が必要である。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、マイクロストリップライン方式の伝送回路において、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で二次高調波成分を除去し波形歪みを軽減した形で出力できる伝送回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、この発明は、誘電体基板の一方の基板面に所定の線幅と高さを有する伝送路を構成する線状導体層を配置し、他方の基板面全面に地導体層を配置したマイクロストリップライン方式の伝送回路において、前記伝送路の全部または一部に、伝送路に沿った区間長が伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長の間隔である高インピーダンス区間と低インピーダンス区間とが交互する周期構造の領域が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、伝送路上に設けたインピーダンス区間と低インピーダンス区間とが交互する周期構造領域は、バンドエリミネーションフィルタ（帯域除去フィルタ）として機能する。そして、このバンドエリミネーションフィルタは、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で勢力の大きい二次高調波成分の伝送を阻害できる構造になっている。したがって、偶数次高調波が重畳され、波形歪みが発生しているディジタル信号が伝送路に入力されても、周期構造領域を通過する過程で、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で二次高調波成分を除去できるので、その二次高調波成分に起因する波形歪みを軽減した形で伝送路から出力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】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明にかかる伝送回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による伝送回路の構成を示す概念斜視図である。図２は、図１に示すマイクロストリップライン方式の伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。
【００１２】
図１において、符号１は、所定の肉厚を有する誘電体基板である。誘電体基板１の形状は任意であるが、ここでは、理解を容易にするため、誘電体基板１は直方体形状をしているとする。この誘電体基板１の一方の基板面（図示例では上面）には、所定の厚みと幅を有した伝送路２となる線状導体層が、誘電体基板１の短辺側を２分するように一端から他端に跨ってパターン形成されている。そして、誘電体基板１の他方の基板面（図示例では下面）には、地導体層３が全面に形成されている。これが、マイクロストリップライン方式の伝送回路の基本構成である。
【００１３】
図１と図２において、このようなマイクロストリップライン方式の伝送回路において、この実施の形態１では、伝送路２上の全部または一部に、誘電体材料を所定肉厚塗布した塗布区間４と誘電体材料を塗布しない非塗布区間５とが交互する周期構造が形成されている。なお、塗布する誘電体材料は、広く知られたレジスト等である。
【００１４】
そして、塗布区間４および非塗布区間５の伝送路２に沿った方向の区間長は、互いに等しく伝送路２を伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長である。また、塗布区間４は、図示例では、伝送路２を跨いで誘電体基板１の長辺側の一端から他端に渡って形成されているとしているが、塗布区間４の伝送路２を横断する横断長は、伝送路２を跨いだ両側にある程度延在するように、伝送路２の線幅よりも大きければよい。
【００１５】
次に、動作について説明する。伝送路２の一端側から他端側に向かって進行するディジタル信号に対して、上記した周期構造における塗布区間４は、低インピーダンスを呈する区間として作用し、非塗布区間５は、高インピーダンスを呈する区間として作用する。つまり、この周期構造の形成領域では、インピーダンスが周期的に交互に変化する。
【００１６】
この周期的なインピーダンス変動は、バンドエリミネーションフィルタとして働く。そして、インピーダンス変動の間隔は、伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長であるので、伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の周波数の信号成分の伝送を阻害する作用を営む。この場合、塗布区間４の伝送路２を横断する横断長は、伝送路２を跨いだ両側にある程度延在するように伝送路２の線幅よりも大きくしてあるので、塗布区間４の伝送路２を横断する方向への位置ずれのフィルタ特性に与える影響は小さい。
【００１７】
したがって、伝送路２の一端側に接続される波形出力回路におけるハイレベル・ローレベルの非対称性等により、伝送路２の一端側に入力されるディジタル信号の波形に本来含まれない偶数次高調波が重畳し、波形歪みが発生していても、バンドエリミネーションフィルタとして働く周期構造の形成領域を通過する過程で、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で勢力の大きい二次高調波成分を除去できるので、その二次高調波成分に起因する波形歪みを軽減した形で伝送路２の他端側から送出することができる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態１によれば、伝送路２上に、誘電体材料の塗布区間４と非塗布区間５とによる周期構造を設け、各区間の伝送路２に沿った方向の長さを伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長に定めて、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で二次高調波成分の伝送を阻害するようにしたので、その二次高調波成分に起因した波形歪みを軽減して出力することができる。
【００１９】
また、誘電体材料の塗布区間の伝送路を横断する横断長は、伝送路の線幅よりも大きくしてあるので、塗布区間の伝送路を横断する方向への位置ずれの上記した阻害作用への影響が小さくなり、波形歪みを効果的に軽減することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。なお、図３では、図２（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００２１】
図３において、実施の形態２による伝送回路では、伝送路２上に周期構造を形成する配置面上の領域（図例では、伝送路２上の全部が周期構造の形成領域）の全面に誘電体材料を塗布して所定肉厚の全面塗布層６を形成し、全面塗布層６下の伝送路２に沿って所定の間隔で、誘電体被膜を長辺が伝送路２を跨ぐ長四角状に除去して伝送路２の配置面を露出させた多数の除去領域７を形成してある。
【００２２】
各除去領域７の短辺長は、伝送路２を伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長である。長辺の長さは、伝送路２の線幅よりも大きい。したがって、各除去領域７は、実施の形態１にて説明した非塗布区間５に対応している。
【００２３】
また、各除去領域７の形成間隔は、伝送路２を伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長である。したがって、各除去領域７間の非除去領域は、実施の形態１にて説明した塗布区間４に対応している。そして、図示例では、伝送路２の両端側も非除去領域であり、塗布区間４に対応した領域になっている。
【００２４】
要するに、伝送路２上には、実施の形態１と同様に誘電体材料を所定肉厚塗布した塗布区間４と誘電体材料を塗布しない非塗布区間５とが交互する周期構造が形成されている。前記したように、伝送路２上に形成される高インピーダンス区間と低インピーダンス区間とが交互する周期構造は、伝送路２の一端側から他端側に向かって進行するディジタル信号に対して、バンドエリミネーションフィルタとして働く。
【００２５】
そして、実施の形態１と同様に、高インピーダンス区間と低インピーダンス区間の伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長であるので、伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の周波数の信号成分の伝送を阻害する作用を営む。このとき、除去領域７の長辺は伝送路２を跨いで両側に延在しているので、除去領域７の伝送路２を横断する方向への位置ずれのフィルタ特性に与える影響は小さい。
【００２６】
したがって、伝送路２の一端側に接続される波形出力回路におけるハイレベル・ローレベルの非対称性等により、伝送路２の一端側に入力されるディジタル信号の波形に本来含まれない偶数次高調波が重畳し、波形歪みが発生していても、バンドエリミネーションフィルタとして働く周期構造の形成領域を通過する過程で、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で勢力の大きい二次高調波成分を除去できるので、その二次高調波成分に起因する波形歪みを軽減した形で伝送路２の他端側から送出することができる。
【００２７】
また、誘電体材料の非塗布区間である除去領域の伝送路を横断する横断長は、伝送路の線幅よりも大きくしてあるので、除去領域７の伝送路２を横断する方向への位置ずれの上記した阻害作用への影響を小さくなり、波形歪みを効果的に軽減することができる。
【００２８】
この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の作用・効果が得られるのに加えて、伝送路の配置面において、少なくとも周期構造を形成する伝送路部分の配置領域の全面に誘電体材料を塗布するので、対環境性に優れた伝送回路が得られる。
【００２９】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。なお、図４では、図２（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００３０】
図４において、実施の形態３による伝送回路では、伝送路２上に、誘電率の異なる２種類の誘電体材料を塗布した第１の塗布区間８と第２の塗布区間９とが交互する周期構造が形成されている。図示例では、伝送路２の配置面全面に誘電率の異なる２種類の誘電体材料を伝送路２に沿って交互に塗布することで、伝送路２上に、第１の塗布区間８と第２の塗布区間９とが交互する周期構造が形成されている。
【００３１】
第１の塗布区間８および第２の塗布区間９の伝送路２に沿った方向の区間長は、互いに等しく伝送路２を伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長である。そして、第１の塗布区間８および第２の塗布区間９の伝送路２を横断する横断長は、伝送路２を跨いだ両側にある程度延在するように、伝送路２の線幅よりも大きくなっている。
【００３２】
この構成によれば、第１の塗布区間８と第２の塗布区間９は、それぞれ誘電率が異なるので、誘電率の小さいほうが高インピーダンス区間となり、誘電率の大きいほうが低インピーダンス区間となる。
【００３３】
前記したように、伝送路２上に形成される高インピーダンス区間と低インピーダンス区間とが交互する周期構造は、伝送路２の一端側から他端側に向かって進行するディジタル信号に対してバンドエリミネーションフィルタとして働く。そして、第１の塗布区間８および第２の塗布区間９の伝送路２に沿った方向の区間長は、互いに等しく伝送路２を伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の１／４波長であるので、伝送するディジタル信号の基本周波数の２倍の周波数の信号成分の伝送を阻害する作用を営む。このとき、第１の塗布区間８および第２の塗布区間９の伝送路２を横断する横断長は、伝送路２の線幅よりも大きくなっているので、第１の塗布区間８および第２の塗布区間９の伝送路２を横断する方向への位置ずれのフィルタ特性に与える影響は小さい。
【００３４】
したがって、伝送路２の一端側に接続される波形出力回路におけるハイレベル・ローレベルの非対称性等により、伝送路２の一端側に入力されるディジタル信号の波形に本来含まれない偶数次高調波が重畳し、波形歪みが発生していても、バンドエリミネーションフィルタとして働く周期構造の形成領域を通過する過程で、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で勢力の大きい二次高調波成分を除去できるので、その二次高調波成分に起因する波形歪みを軽減した形で伝送路２の他端側から送出することができる。
【００３５】
そして、誘電率の異なる２種類の誘電体材料の塗布区間のそれぞれが伝送路を横断する横断長は、伝送路の線幅よりも大きくしてあるので、両塗布区間の伝送路を横断する方向への位置ずれの上記した阻害作用への影響を小さくなり、波形歪みを効果的に軽減することができる。
【００３６】
この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の作用・効果が得られるのに加えて、伝送路の配置面において、少なくとも周期構造を形成する伝送路部分の配置領域の全面に誘電体材料を塗布するので、実施の形態２と同様に、対環境性に優れた伝送回路が得られる。
【００３７】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。なお、図５では、図２（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。
【００３８】
図５に示すように、この実施の形態４による伝送回路では、図２（実施の形態１）に示した構成において、等線幅の伝送路２に代えて、周期構造の形成領域以外の幅広伝送路１０ａと周期構造の形成領域以内の幅狭伝送路１０ｂとで一つの伝送路を構成するようになっている。
【００３９】
ここで、幅広伝送路１０ａの線幅は、一般の伝送路２と同じ特性インピーダンスを有している。幅狭伝送路１０ｂの線幅は、当該周期構造における平均インピーダンスが周期構造を有しない領域での幅広伝送路１０ａの特性インピーダンスと一致するように、当該幅広伝送路１０ａの線幅よりも小さくした関係にある。
【００４０】
この実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の作用・効果が得られるのに加えて、周期構造の形成領域と非形成領域との境界で、進行するディジタル信号に含まれる低周波成分が反射され難くなるので、伝送特性が改善される。
【００４１】
なお、この実施の形態４では、実施の形態１への適用例を示したが、実施の形態２，３にも同様に適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、この発明にかかる伝送回路は、伝送するディジタル信号に重畳されている偶数次高調波の中で二次高調波成分を除去し波形歪みを軽減した形で出力できるマイクロストリップライン方式の伝送回路として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態１による伝送回路の構成を示す概念斜視図である。
【図２】図１に示す伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による伝送回路の伝送路配置面の状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  誘電体基板
２  伝送路
３  地導体層
４  塗布区間
５  非塗布区間
６  全面塗布層
７  除去領域（非塗布区間）
８  第１の塗布区間
９  第２の塗布区間
１０ａ  周期構造形成領域外の幅広伝送路
１０ｂ  周期構造形成領域内の幅狭伝送路
【図１】
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【図２】
2008252257.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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