(57)【要約】 【課題】  容易かつ高精度にインピーダンスの調整を図ることができる整合回路、この整合回路を備える送信器、受信器、送受信器およびレーダ装置を提供することである。【解決手段】  整合回路１は、ボンディングワイヤ３を介して電子部品２と電気的に接続される。整合回路１は、誘電体基板５に形成され、第１〜第３伝送線路６，７，８と、第１移相回路１１と、第２移相回路１２とを含んで構成される。第１および第２移相回路１１，１２は、それぞれ電圧を印加することによってインピーダンスが変化し、それぞれ電圧を印加することによって通過する電磁波の位相を調整可能である。【選択図】      図１
2008160785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１伝送線路と、
第２伝送線路と、
２つの第１接続端を有し、前記第１伝送線路の一端部に２つの前記第１接続端のうちの一方の第１接続端が接続され、前記第２伝送線路の一端部に他方の第１接続端が接続され、電圧を印加することによって通過する電磁波の位相を調整可能な第１移相回路と、
前記第２伝送線路から分岐して延在する第３伝送線路と、
少なくとも１つの第２接続端を有し、前記第３伝送線路の一端部に前記第２接続端が接続され、電圧を印加することによって反射する電磁波の位相を調整可能な第２移相回路とを含むことを特徴とする整合回路。
【請求項２】
前記第１〜第３伝送線路ならびに前記第１および第２移相回路が設けられ、電気絶縁性を有する基板と、
前記基板の厚み方向の一表面上に形成され、導電性を有し、電子部品が配置される部品配置部と、
前記一表面上において、前記部品配置部から前記第１伝送線路が設けられる領域に向けて延在して形成され、導電性を有する突出部と、
前記基板の厚み方向の他表面上に形成される裏面電極と、
前記突出部と前記裏面電極とを電気的に接続する接続部とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の整合回路。
【請求項３】
前記第１伝送線路に前記電子部品が電気的に接続され、前記電子部品から電磁波が入力されるとき、
前記電子部品から前記第１伝送線路に入力される電磁波が、前記電子部品と前記第１伝送線路とを接続する接続体で反射される反射係数をΓ１とし、
前記第１伝送線路に入力された電磁波が、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部まで通過する透過係数の大きさを│ＴＭ１│とし、
前記第１伝送線路に入力された電磁波が、前記分岐部まで進むときに変化する位相をθとし、
前記第２伝送線路に入力された電磁波が、前記分岐部で反射される反射係数をΓ２とすると、
Γ２が、前記第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、
【数１】
2008160785.tif 000011
式（１）を満たすように、前記第１および第３伝送線路の線路長ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれることを特徴とする請求項１または２記載の整合回路。
【請求項４】
前記第１伝送線路は、この第１伝送線路と前記電子部品とを接続する前記接続体の一端が接続される接続部位と、前記第１接続端に接続される前記一端部との間に、前記接続部位とはインピーダンスの異なるインピーダンス変化部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項５】
前記接続体を介して前記電子部品から電磁波が入力されるとき、
前記接続体と、前記第１伝送線路のうちの遊端部から前記インピーダンス変化部までのコネクタ部と、インピーダンス変化部とによって構成される接続ブロックに、電子部品側から入力される電磁波の反射係数をΓ３とし、
前記第１伝送線路のうちのコネクタ部およびインピーダンス変化部を除く残余の部分に前記接続ブロックから入力された電磁波が、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部まで通過する透過係数の大きさを｜ＴＭ２｜とすると、
Γ３が、前記第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、
｜Γ３｜＜｜ＴＭ２｜                                              …（２）
式（２）を満たすように前記第１および第３伝送線路の線路長、インピーダンス変化部のインピーダンス、ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれることを特徴とする請求項４記載の整合回路。
【請求項６】
前記第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、前記接続体と前記整合回路とによって構成される接続回路に電子部品から入力される電磁波が前記接続回路によって反射される反射係数が０となるように、前記第１および第３伝送線路の線路長、インピーダンス変化部のインピーダンス、ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれることを特徴とする請求項５記載の整合回路。
【請求項７】
前記第２伝送線路のうち、前記第３伝送線路が分岐する分岐部よりも前記第１移相回路から離間する部分、および前記第１伝送線路のうちの少なくともいずれか一方は、直流阻止用コンデンサを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項８】
前記第１移相回路は、
前記第１接続端から入力される電磁波の波長をλとしたときに、一周の長さが３（２ｎ−１）λ／２に設定されたリング状伝送線路、および前記リング状伝送線路において周方向の一方向きに順に設けられる第１〜第４入出力端子を有し、前記第１および第２入出
力端子の間の線路長、前記第２および第３入出力端子の間の線路長、前記第３および第４入出力端子の間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれ、前記第４および第１入出力端子の間の線路長が、３（２ｎ−１）λ／４に選ばれるラットレースと（ｎは自然数を表す）、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第４入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第４入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項９】
前記第１移相回路は、
前記第１接続端から入力される電磁波の波長をλとしたときに、一周の長さが３（２ｎ−１）λ／２に設定されたリング状伝送線路、および前記リング状伝送線路において周方向の一方向きに順に設けられる第１〜第４入出力端子を有し、前記第１および第２入出力端子の間の線路長、前記第２および第３入出力端子の間の線路長、前記第３および第４入出力端子の間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれ、前記第４および第１入出力端子の間の線路長が、３（２ｎ−１）λ／４に選ばれるラットレースと（ｎは自然数を表す）、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第４入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第４入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項１０】
前記第１移相回路は、
前記リング状伝送線路の前記第４入出力端子から前記一方向に（２ｎ−１）λ／４の線路長となる位置に第５入出力端子と（ｎは自然数を表す）、
前記第５入出力端子に接続され、前記第１〜第３可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極とをさらに含むことを特徴とする請求項５または９記載の整合回路。
【請求項１１】
前記第１移相回路は、
第１〜第４入出力端子を有し、第１入出力端子から入力された電磁波が第２および第４入出力端子から分配されて出力されるマジックＴと、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第４入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第４入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項１２】
前記第４入出力端子と前記第２可変容量素子との間の線路長が、前記第２入出力端子と前記第１可変容量素子との間の線路長と、（２ｎ−１）λ／４の長さ分、異なるように選ばれることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の整合回路（ｎは自然数を表す）。
【請求項１３】
前記第１移相回路は、
前記第１接続端から入力される電磁波の波長をλとしたときに、一周の長さが（２ｎ−１）λに設定された四角状伝送線路、および前記四角状伝送線路の各頂点において周方向の一方向きに順に設けられる第１〜第４入出力端子を有し、相互に隣接する各出力端子間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれるブランチラインと（ｎは自然数を表す）、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第３入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第３入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第４入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項１４】
前記第１移相回路は、
第１〜第４入出力端子を有し、第１入出力端子から入力された電磁波が第２および第３入出力端子から分配されて出力される方向性結合器と、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第３入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第３入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第４入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項１５】
前記第２入出力端子と前記第１可変容量素子との間の線路長は、前記第３入出力端子と前記第２可変容量素子との間の線路長と略等しい長さ、またはｎλ／２の長さ分、異なるように選ばれることを特徴とする請求項１３または１４記載の整合回路（ｎは自然数を表す）。
【請求項１６】
前記第１伝送線路から分岐して延在し、前記第１〜第３可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極をさらに含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項１７】
前記第１移相回路は、
第１〜第３入出力端子を有し、前記第１入出力端子から入力された電磁波が前記第２入出力端子から出力され、前記第２入出力端子から入力された電磁波が前記第３入出力端子から出力されるサーキュレータと、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
延在部から分岐して延在し、前記第１可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第３電極と、
前記第２伝送線路のうち、前記第３伝送線路が分岐する分岐部よりも前記第１移相回路から離間する部分から延在し、前記第２可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項１８】
延在部のうち、前記第３電極が分岐する分岐部と前記サーキュレータとの間と、
前記第２伝送線路のうち、前記第３伝送線路が分岐する分岐部と前記サーキュレータとの間と、
前記第２伝送線路のうち、前記第４電極が分岐する分岐部よりも前記第１移相回路から離間する部分と、に直流阻止用コンデンサをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の整合回路。
【請求項１９】
前記第１移相回路および前記第２移相回路のうちの少なくともいずれか一方は、
印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、電磁波が伝播する誘電体線路と、
前記誘電体線路を挟持する一対の平板導電体部とを含んで構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の整合回路。
【請求項２０】
高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に挿入される請求項１〜１９のいずれか１つに記載の整合回路と、
前記伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナとを含むことを特徴とする送信器。
【請求項２１】
高周波信号を捕捉するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に挿入される請求項１〜１９のいずれか１つに記載の整合回路と、
前記伝送線路に接続され、前記伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器とを含むことを特徴とする受信器。
【請求項２２】
高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第４伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第５伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第６伝送線路と、
前記第６伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第７伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第８伝送線路と、
前記第７および第８伝送線路に接続され、前記第７および第８伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
前記第４〜第８伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される請求項１〜１９のいずれか１つに記載の整合回路とを含むことを特徴とする送受信器。
【請求項２３】
高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第４伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
前記第５伝送線路に接続され、高周波信号を放射する送信用アンテナと、
高周波信号を捕捉する受信用アンテナと、
前記受信用アンテナに接続され、捕捉した高周波信号を伝送する第６伝送線路と、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第７伝送線路と、
前記第６および第７伝送線路に接続され、前記第６および第７伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
前記第４〜第７伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される請求項１〜１９のいずれか１つに記載の整合回路とを含むことを特徴とする送受信器。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の送受信器と、
前記送受信器からの中間周波信号に基づいて、前記送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波およびマイクロ波などの高周波回路において用いられるインピーダンス調整機能を有する整合回路、この整合回路を備える送信器、受信器、送受信器およびレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会では、大容量のデータを高速で伝達するために、１〜３０ＧＨｚのマイクロ波領域から３０〜３００ＧＨｚのミリ波領域までの高周波数を利用した情報通信装置などの応用システムが提案されるようになってきている。たとえば車間距離を計測するためのレーダ装置のようなミリ波を用いたシステムが提案されている。
【０００３】
このような高周波数を利用したシステムでは、高周波用の回路が用いられる。高周波回路の技術分野では、用いられる信号の周波数が高いことに起因して、高周波部品の接続部においてインピーダンスの不整合が生じ、高周波信号の反射が大きくなるという問題がある。たとえばボンディングワイヤは、周波数が高くなるほどインダクタンス成分に起因してリアクタンスが大きくなるので、ＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated 
Circuit）などの高周波部品と、５０Ωに設計された伝送線路とをボンディングワイヤによって接続する場合、インピーダンスに不整合が生じ、高周波信号の反射が大きくなるという問題がある。この接続部分での反射の低減を図るために、伝送線路側にインピーダンスの整合をとるための整合回路を設けたり、ボンディングワイヤの長さを調整したりしている。
【０００４】
このような整合回路を設けたとしても、高周波回路を製造するときに整合回路を構成するパターンの寸法がばらついたり、ＭＭＩＣの実装位置がずれてボンディングワイヤのインダクタンス成分の大きさがばらついたりすることによって、製造した高周波回路が設計値から外れ、インピーダンスの不整合が生じるという問題がある。また高周波回路を製造するときに、ボンディングワイヤの長さが設計値から外れた場合には、ボンディングワイヤのインダクタンス成分の大きさが設計値から外れ、インピーダンスの不整合が生じるという問題がある。
【０００５】
高周波回路の製造時のばらつきによって生じるインピーダンスの不整合を解消するために、インピーダンスの調整可能な整合回路がある。従来の技術では、インピーダンスの調整工程を設けて、整合回路のインピーダンスの調整を行なっている。
【０００６】
第１の従来の技術では、インピーダンスの異なる複数のインピーダンス素子を予め形成しておき、インピーダンスを調整する工程において特定のインピーダンス素子を整合回路に接続して、インピーダンスの整合を図っている（たとえば特許文献１参照）。
【０００７】
第２の従来の技術では、マイクロストリップラインが延びる方向に溝が形成され、この溝に沿って移動自在に係合された球状導体を有する整合回路を用いている。この技術では、インピーダンスを調整する工程において、溝に沿って球状導体の位置を調整することによってインピーダンスを調整し、インピーダンスが整合する位置に球状導体を非導電性接着剤によって固定している（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
第３の従来の技術では、基板上にインピーダンス補正用の複数のパッドを予め形成しておき、インピーダンスを調整する工程において半田を用いて特定のパッドを整合回路に接続して、インピーダンスの整合を図っている（たとえば特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１７１１１号公報
【特許文献２】特開平９−２５２２０７号公報
【特許文献３】特開２００５−５７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１の従来の技術では、インピーダンスの調整を行なうときに、特定のインピーダンス素子を整合回路に接続する工程を必要とするので、インピーダンスの調整に要する時間が長くなる。さらにインピーダンス素子を接続した後に、インピーダンスの整合が図れているか否かを確認し、インピーダンスが不整合であればさらに他のインピーダンス素子を整合回路に接続するという工程を繰返す必要があるので、インピーダンスの調整に要する時間が長くなり、生産性が低下することによって、製造コストが増大する。また予め設けたインピーダンス素子を整合回路に接続することによってインピーダンスの調整を行なうので、インピーダンスを連続的に変化させて調整することができず、高精度にインピーダンスの調整を行なうことができないという問題がある。
【００１１】
第２の従来の技術では、球状導体の位置を移動させて、インピーダンスの整合が図れているか否かを確認し、インピーダンスが不整合であればさらに他のインピーダンス素子を整合回路に接続するという工程を繰返す必要がある。さらに、球状導体の位置の調整が終了すると、非導電性接着剤で球状導体の位置を固定する工程を必要とするので、インピーダンスの調整に要する時間が長くなり、生産性が低下することによって、製造コストが増大する。
【００１２】
第３の従来の技術では、インピーダンスの調整を行なうときに、特定のパッドを整合回路に半田で接続する工程を必要とするので、インピーダンスの調整に要する時間が長くなる。さらにパッドを接続した後に、インピーダンスの整合が図れているか否かを確認し、インピーダンスが不整合であればさらに他のパッドを整合回路に接続するという工程を繰返す必要があるので、インピーダンスの調整に要する時間が長くなり、生産性が低下することによって、製造コストが増大する。また予め設けたパッドを整合回路に接続することによってインピーダンスの調整を行なうので、インピーダンスを連続的に変化させて調整することができず、高精度にインピーダンスの調整を行なうことができないという問題がある。
【００１３】
したがって本発明の目的は、容易かつ高精度にインピーダンスの調整を図ることができる整合回路、この整合回路を備える送信器、受信器、送受信器およびレーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第１伝送線路と、
第２伝送線路と、
２つの第１接続端を有し、前記第１伝送線路の一端部に２つの前記第１接続端のうちの一方の第１接続端が接続され、前記第２伝送線路の一端部に他方の第１接続端が接続され、電圧を印加することによって通過する電磁波の位相を調整可能な第１移相回路と、
前記第２伝送線路から分岐して延在する第３伝送線路と、
少なくとも１つの第２接続端を有し、前記第３伝送線路の一端部に前記第２接続端が接続され、電圧を印加することによって反射する電磁波の位相を調整可能な第２移相回路とを含むことを特徴とする整合回路である。
【００１５】
また本発明は、前記第１〜第３伝送線路ならびに前記第１および第２移相回路が設けられ、電気絶縁性を有する基板と、
前記基板の厚み方向の一表面上に形成され、導電性を有し、電子部品が配置される部品配置部と、
前記一表面上において、前記部品配置部から前記第１伝送線路が設けられる領域に向けて延在して形成され、導電性を有する突出部と、
前記基板の厚み方向の他表面上に形成される裏面電極と、
前記突出部と前記裏面電極とを電気的に接続する接続部とをさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明は、前記第１伝送線路に前記電子部品が電気的に接続され、前記電子部品から電磁波が入力されるとき、
前記電子部品から前記第１伝送線路に入力される電磁波が、前記電子部品と前記第１伝送線路とを接続する接続体で反射される反射係数をΓ１とし、
前記第１伝送線路に入力された電磁波が、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部まで通過する透過係数の大きさを│ＴＭ１│とし、
前記第１伝送線路に入力された電磁波が、前記分岐部まで進むときに変化する位相をθとし、
前記第２伝送線路に入力された電磁波が、前記分岐部で反射される反射係数をΓ２とすると、
Γ２が、前記第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、
【００１７】
【数２】
2008160785.tif 000003
【００１８】
式（１）を満たすように、前記第１および第３伝送線路の線路長ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明は、前記第１伝送線路は、この第１伝送線路と前記電子部品とを接続する前記接続体の一端が接続される接続部位と、前記第１接続端に接続される前記一端部との間に、前記接続部位とはインピーダンスの異なるインピーダンス変化部を含むことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明は、前記接続体を介して前記電子部品から電磁波が入力されるとき、
前記接続体と、前記第１伝送線路のうちの遊端部から前記インピーダンス変化部までのコネクタ部と、インピーダンス変化部とによって構成される接続ブロックに、電子部品側から入力される電磁波の反射係数をΓ３とし、
前記第１伝送線路のうちのコネクタ部およびインピーダンス変化部を除く残余の部分に前記接続ブロックから入力された電磁波が、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部まで通過する透過係数の大きさを｜ＴＭ２｜とすると、
Γ３が、前記第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、
｜Γ３｜＜｜ＴＭ２｜                                              …（２）
式（２）を満たすように前記第１および第３伝送線路の線路長、インピーダンス変化部のインピーダンス、ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれることを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明は、前記第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、前記接続体と前記整合回路とによって構成される接続回路に電子部品から入力される電磁波が前記接続回路によって反射される反射係数が０となるように、前記第１および第３伝送線路の線路長、インピーダンス変化部のインピーダンス、ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明は、前記第２伝送線路のうち、前記第３伝送線路が分岐する分岐部よりも前記第１移相回路から離間する部分、および前記第１伝送線路のうちの少なくともいずれか一方は、直流阻止用コンデンサを含むことを特徴とする。
【００２３】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
前記第１接続端から入力される電磁波の波長をλとしたときに、一周の長さが３（２ｎ−１）λ／２に設定されたリング状伝送線路、および前記リング状伝送線路において周方向の一方向きに順に設けられる第１〜第４入出力端子を有し、前記第１および第２入出力端子の間の線路長、前記第２および第３入出力端子の間の線路長、前記第３および第４入出力端子の間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれ、前記第４および第１入出力端子の間の線路長が、３（２ｎ−１）λ／４に選ばれるラットレースと（ｎは自然数を表す）、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第４入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第４入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１
電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
前記第１接続端から入力される電磁波の波長をλとしたときに、一周の長さが３（２ｎ−１）λ／２に設定されたリング状伝送線路、および前記リング状伝送線路において周方向の一方向きに順に設けられる第１〜第４入出力端子を有し、前記第１および第２入出力端子の間の線路長、前記第２および第３入出力端子の間の線路長、前記第３および第４入出力端子の間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれ、前記第４および第１入出力端子の間の線路長が、３（２ｎ−１）λ／４に選ばれるラットレースと（ｎは自然数を表す）、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第４入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第４入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
前記リング状伝送線路の前記第４入出力端子から前記一方向に（２ｎ−１）λ／４の線路長となる位置に第５入出力端子と（ｎは自然数を表す）、
前記第５入出力端子に接続され、前記第１〜第３可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００２６】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
第１〜第４入出力端子を有し、第１入出力端子から入力された電磁波が第２および第４入出力端子から分配されて出力されるマジックＴと、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第４入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第４入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００２７】
さらに本発明は、前記第４入出力端子と前記第２可変容量素子との間の線路長が、前記第２入出力端子と前記第１可変容量素子との間の線路長と、（２ｎ−１）λ／４の長さ分、異なるように選ばれることを特徴とする（ｎは自然数を表す）。
【００２８】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
前記第１接続端から入力される電磁波の波長をλとしたときに、一周の長さが（２ｎ−１）λに設定された四角状伝送線路、および前記四角状伝送線路の各頂点において周方向の一方向きに順に設けられる第１〜第４入出力端子を有し、相互に隣接する各出力端子間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれるブランチラインと（ｎは自然数を表す）、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第３入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第３入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第４入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、前記第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００２９】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
第１〜第４入出力端子を有し、第１入出力端子から入力された電磁波が第２および第３入出力端子から分配されて出力される方向性結合器と、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第１延在部と、
前記第３入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子を前記第３入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する第２延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第４入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極
と、
前記第３可変容量素子に接続され、前記第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００３０】
さらに本発明は、前記第２入出力端子と前記第１可変容量素子との間の線路長は、前記第３入出力端子と前記第２可変容量素子との間の線路長と略等しい長さ、またはｎλ／２の長さ分、異なるように選ばれることを特徴とする（ｎは自然数を表す）。
【００３１】
さらに本発明は、前記第１伝送線路から分岐して延在し、前記第１〜第３可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極をさらに含むことを特徴とする。
【００３２】
さらに本発明は、前記第１移相回路は、
第１〜第３入出力端子を有し、前記第１入出力端子から入力された電磁波が前記第２入出力端子から出力され、前記第２入出力端子から入力された電磁波が前記第３入出力端子から出力されるサーキュレータと、
前記第２入出力端子から延在し、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を前記第２入出力端子が接続される端部とは反対側の端部に有する延在部とを含んで構成され、
前記第１伝送線路は、前記第１入出力端子に接続され、
前記第２伝送線路は、前記第３入出力端子に接続され、
前記第２移相回路は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子から成り、
前記第１可変容量素子に接続され、第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極と、
前記第２可変容量素子に接続され、前記第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極と、
延在部から分岐して延在し、前記第１可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第３電極と、
前記第２伝送線路のうち、前記第３伝送線路が分岐する分岐部よりも前記第１移相回路から離間する部分から延在し、前記第２可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極とをさらに含むことを特徴とする。
【００３３】
さらに本発明は、延在部のうち、前記第３電極が分岐する分岐部と前記サーキュレータとの間と、
前記第２伝送線路のうち、前記第３伝送線路が分岐する分岐部と前記サーキュレータとの間と、
前記第２伝送線路のうち、前記第４電極が分岐する分岐部よりも前記第１移相回路から離間する部分と、に直流阻止用コンデンサをさらに含むことを特徴とする。
【００３４】
さらに本発明は、前記第１移相回路および前記第２移相回路のうちの少なくともいずれか一方は、
印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、電磁波が伝播する誘電体線路と、
前記誘電体線路を挟持する一対の平板導電体部とを含んで構成されることを特徴とする。
【００３５】
さらに本発明は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に挿入される前記整合回路と、
前記伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナとを含むことを特徴とする送信器である。
【００３６】
さらに本発明は、高周波信号を捕捉するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に挿入される前記整合回路と、
前記伝送線路に接続され、前記伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器とを含むことを特徴とする受信器である。
【００３７】
さらに本発明は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第４伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第５伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第６伝送線路と、
前記第６伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第７伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第８伝送線路と、
前記第７および第８伝送線路に接続され、前記第７および第８伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
前記第４〜第８伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される前記整合回路とを含むことを特徴とする送受信器である。
【００３８】
さらに本発明は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第４伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
前記第５伝送線路に接続され、高周波信号を放射する送信用アンテナと、
高周波信号を捕捉する受信用アンテナと、
前記受信用アンテナに接続され、捕捉した高周波信号を伝送する第６伝送線路と、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第７伝送線路と、
前記第６および第７伝送線路に接続され、前記第６および第７伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
前記第４〜第７伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される前記整合回路とを含むことを特徴とする送受信器である。
【００３９】
さらに本発明は、前記送受信器と、
前記送受信器からの中間周波信号に基づいて、前記送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置である。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、第３伝送線路に第２移相回路が接続される。この第３伝送線路と第２移相回路とによって構成される伝送線路は、たとえばスタブとして機能する。スタブのインピーダンスは、通過する電磁波の周波数との関係で、長さに依存する。具体的には、スタブの電気長に依存する。第２移相回路は、印加する電圧に応じて移相量が変化するので、第２移相回路の電気長は、印加する電圧に応じて変化する。つまり通過する電磁波の位相を単位にして考えると、印加する電圧に応じて第２移相回路の長さが変化する。したがって、第３伝送線路と第２移相回路とによって構成される伝送線路の電気長も、印加する電圧に応じて変化する。これによって、作製した第３伝送線路の長さが、設計値から外れていたとしても、第２移相回路に印加する電圧を調整するだけで、第３伝送線路と第２移相回路とによって構成される伝送線路のインピーダンスを設計値通りに調整することができる。
【００４１】
また第１伝送線路と第２伝送線路との間に第１移相回路が設けられる。前述と同様に、第１伝送線路と、第１移相回路と、第２伝送線路のうちの第３伝送線路が分岐する分岐部から第１移相回路よりの部分とによって構成される伝送線路の電気長は、第１移相回路に印加する電圧に応じて変化する。したがって、作製した第１伝送線路と、第２伝送線路の分岐部から第１移相回路寄りの部分との長さが設計値から外れていたとしても、第１移相回路に印加する電圧を調整するだけで、第１伝送線路と、第１移相回路と、第２伝送線路の分岐部から第１移相回路寄りの部分とによって構成される伝送線路の電気長を設計値通りに調整することができる。
【００４２】
このように第１および第２移相回路にそれぞれ印加する電圧を調整することによって、整合回路全体のインピーダンスを調整することができる。
【００４３】
さらに、電子部品をボンディングワイヤで第１伝送線路に接続する場合、ボンディングワイヤと、整合回路とを含めた回路のインピーダンスは、電子部品の実装状態と、ボンディングワイヤの長さおよびボンディングワイヤの配置などのボンディングワイヤの接続状態に依存する。このように電子部品を実装し、ボンディングワイヤで接続した後においても、第１移相回路および第２移相回路にそれぞれ印加する電圧を調整することによって整合回路のインピーダンスを調整することができるので、電子部品からボンディングワイヤおよび整合回路を見たときのインピーダンスを調整することができる。たとえばボンディングワイヤおよび整合回路を含めた回路と、電子部品とのインピーダンスを整合するように第１移相回路および第２移相回路に印加する電圧を調整することによって、電子部品から出力される電力が整合回路によって反射されることを防ぐことができる。ここで、ボンディングワイヤからスタブまでの電気長を第１移相回路によって、スタブの電気長を第２移相回路によって、それぞれ独立に調整できるため、ボンディングワイヤのインピーダンスがどのように変化しても、第１移相回路および第２移相回路に印加する電圧をそれぞれ調整することによってインピーダンスを整合することができる。
【００４４】
また電圧は、連続的に変化するので、第１および第２移相回路に印加する電圧を連続的に変化すると、整合回路のインピーダンスを連続的に変化させることができる。これによって、整合回路のインピーダンスを不連続に変化させることができる第１および第３の従来の技術に比べて、高精度に整合回路のインピーダンスを調整することができる。
【００４５】
さらに、第１〜第３の従来の技術のように、非導電性接着剤で接着する工程、および半田付け工程などのような工程を必要としないので、従来の技術に比べてインピーダンスの
調整を簡易に行なうことができ、インピーダンスの調整に要する時間を短縮して、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
また本発明によれば、基板の厚み方向の一表面上に形成される部品配置部から、第１伝送線路が設けられる領域に向けて延在して形成され、導電性を有する突出部が形成される。この突出部と、基板の厚み方向の他表面上に形成される裏面電極とは、接続部を介して電気的に接続される。仮に突出部を設けない場合には、伝送モードが部品配置部と裏面電極とで形成される平行平板モードに結合してしまい、漏れとなって、伝送損失が大きくなる。突出部を設けることによって、平行平板モードの伝送を抑制することができ、伝送損失を抑えることができるため、効率的に高周波信号を伝送することができる。
【００４７】
さらに本発明によれば、分岐部で反射される反射係数Γ２が、第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、式（１）を満たすように、第１および第３伝送線路の線路長ならびに第２伝送線路の第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれる。このような線路長の第１〜第３伝送線路を形成すると、第１移相回路および第２移相回路に印加する電圧を調整することによって、式（１）を満たす整合回路を実現することができる。整合回路が式（１）を満たす場合、第１伝送線路に接続体を介して電子部品の入出力端子を接続すると、入出力端子から入力される高周波信号が接続体で反射される反射係数と、第２伝送線路から第３伝送線路が分岐する分岐部で反射される反射係数が等しく、かつ接続体で反射される反射波と、分岐部で反射される反射波とが、位相差がπｒａｄで重ねあわされる。すなわち、接続体と第１伝送線路との接続部位で反射される反射波と、分岐部で反射される反射波とが重なり合って打ち消される。これによって電子部品から入力される高周波信号の反射を低減することができる。
【００４８】
さらに本発明によれば、第１伝送線路にインピーダンス変化部が設けられる。このインピーダンス変化部は、第１伝送線路と電子部品とを接続する接続体の一端が接続される第１伝送線路の接続部位とはインピーダンスが異なる。すなわち接続部位から第１移相回路に接続される一端部までに到る経路において、第１伝送線路のインピーダンスが変化する。このインピーダンスが変化するインピーダンス変化部で、電子部品から接続体を介して入力される電磁波の一部が反射され、一部が透過する。インピーダンス変化部を透過した電磁波のうちの一部は、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部などで反射されてインピーダンス変化部に戻ってくる。インピーダンス変化部で反射された電磁波と、インピーダンス変化部を透過した後に反射された電磁波とは、重ね合わされる。インピーダンス変化部を透過した後に反射されてインピーダンス変化部に戻る電磁波の位相は、第１伝送線路と、第１移相回路と、第２伝送線路の分岐部から第１移相回路寄りの部分とによって構成される伝送線路の電気長、および第３伝送線路と第２移相回路とによってスタブとして機能する伝送線路のインピーダンスの２つのパラメータに依存する。これら２つのパラメータは、第１および第２移相回路に印加する電圧を調整することによって意図した値に設定することができる。これによって、インピーダンス変化部を透過した後に反射されてインピーダンス変化部に戻る電磁波の位相を調整し、重ね合わされた電磁波を弱めることができ、結果として接続体を介して電子部品から整合回路に入力される電磁波の反射係数を小さくすることができる。インピーダンス変化部の役割を説明する。電子部品から入力される電磁波は、一部が接続体で反射され、一部は透過する。接続体を透過した電磁波のうちの一部は、インピーダンス変化部で反射されて接続体に戻ってくる。接続体で反射された電磁波と、接続体を透過した後にインピーダンス変化部で反射された電磁波とは、重ね合わされ、接続体を透過した後にインピーダンス変化部で反射されて接続体に戻る電磁波の位相を適切に選べば、反射波の大きさを、インピーダンス変化部がない場合に比べて小さくすることができる。そうすると整合するときの、スタブとして機能する第３伝送線路と第２移相回路とによって構成される伝送線路からの反射の大きさが小さくてよいので、損失が小さく、広帯域な整合ができる。
【００４９】
さらに本発明によれば、第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、式（２）を満たすように第１および第３伝送線路の線路長、インピーダンス変化部のインピーダンス、ならびに第２伝送線路の第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれる。
【００５０】
式（２）を満たす整合回路の特性について説明する。接続体と、第１伝送線路のうちの遊端部からインピーダンス変化部までのコネクタ部と、インピーダンス変化部とによって構成される接続ブロックの電子部品から見た反射係数をΓ３とし、接続ブロックの第１移相回路から見た反射係数をΓ４とし、接続ブロックの電子部品側から第１移相回路側への透過係数をΤ４３とし、接続ブロックの第１移相回路側から電子部品側への透過係数をＴ３４とし、接続ブロックから入力された電磁波が、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部まで通過する透過係数の大きさを｜ＴＭ２｜、位相をθ１とし、第３伝送線路と第２移相回路からなるスタブの第１移相回路側から見た反射係数をΓ２とし、接続ブロックの電子部品側の入力端をポート１とし、第２伝送線路の第１移相回路と反対側の出力端をポート２として、電子部品から接続体と整合回路とによって構成される接続回路を見たときの反射係数Ｓ１１を０にできる条件を求める。まず式を簡単にするための準備として、Γ３、Γ４、Τ３４、Τ４３の間に成立つ関係式を導く。式の導出を簡単にするために、接続ブロックには損失項がなく、リアクタンス成分のみの負荷の条件を求めておく。
【００５１】
図１７は、接続ブロックの反射係数、透過係数を説明するための図である。リアクタンス成分Ｘのみの負荷の場合、反射係数、透過係数に次の式（３）、（４）、（５）、（１１）の関係が成り立つ。ポート３側から見た場合とポート４側から見た場合は対称なので、次式（３）が成立つ。
Γ４＝Γ３                                                        …（３）
【００５２】
また可逆回路の条件によると、次式（４）が成立つ。
Τ３４＝Τ４３                                                    …（４）
【００５３】
図１８は、スミス図である。Γ３は、特性インピーダンスＲ０の伝送線路にインピーダンスＲ０＋ｊＸの負荷が接続された場合の反射係数とみなせる（図１７参照）ので、スミス図上では規格化インピーダンス１の定抵抗円（図１８の破線）上に存在する。２Γ３および２Γ３−１はそれぞれ図１８の実線上、一点鎖線上に存在し、次式（５）で表される。
｜２Γ３−１｜＝１                                                …（５）
無損失回路の条件によると、次式（６），（７）が成立つ。
｜Γ３｜２＋｜Τ４３｜２＝１                                      …（６）
Γ３＊Τ３４＋Τ４３＊Γ４＝０                                    …（７）
【００５４】
式（７）においてΓ３＊，Τ４３＊は、それぞれΓ３，Τ４３の共役複素数を表す。式（３）を式（７）に代入すると、次式（８）が成立つ。
Γ３＊Τ４３＋Τ４３＊Γ３＝０                                    …（８）
【００５５】
式（８）を絶対値と位相とに分けて書き表すと、次式（９）に変形される。
|Γ３||Τ４３|ｅｘｐ｛ｊ（∠Τ４３−∠Γ３）｝
＋|Γ３||Τ４３|ｅｘｐ｛ｊ（∠Γ３−∠Τ４３）｝＝０            …（９）
【００５６】
式（９）において∠Τ４３，∠Γ３は、それぞれΤ２１，Γ３の位相角を表し、記号「ｊ」は、虚数単位を表す。式（９）より、次式（１０）が成立つ。
∠Τ４３＝∠Γ３−π／２                                          …（10）
【００５７】
Γ３はスミス図上では図１８の破線上に存在し、式（６）と式（１０）より、ベクトルΓ３とベクトルΤ２１とベクトル１とが直角三角形をなすことから（図１８参照）、次式（１１）が成立つ。
Γ３＋Τ４３＝１                                                  …（11）
電子部品から接続回路を見たときの反射係数Ｓ１１は、次式（１２）で表される。
【００５８】
【数３】
2008160785.tif 000004
【００５９】
｜ｘ｜＜１に対して次式（１３）が成立つので、式（３）、式（４）、式（１１）および式（１３）を用いて式（１２）を変形すると、式（１４）となる。
【００６０】
【数４】
2008160785.tif 000005
【００６１】
【数５】
2008160785.tif 000006
【００６２】
この式（１４）をΓ２に関して整理すると、反射係数Ｓ１１を０にできる条件として、式（１）においてΓ１，ＴＭ１，θをそれぞれΓ３，ＴＭ２，θ１に置き換えた次式（１５）が導出される。
【００６３】
【数６】
2008160785.tif 000007
【００６４】
両辺の絶対値をとり、式（５）を用いると、次式（１６）が成立つ。
【００６５】
【数７】
2008160785.tif 000008
【００６６】
|Γ２|＜１でなければポート１からポート２に電磁波が透過することができないので、この条件を式（１６）に代入すると、式（２）が導出される。この式（２）が反射係数Ｓ１１を０にするための必要条件である。本発明では第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、式（２）を満たすように整合回路を作製するので、電子部品から接続体と整合回路とによって構成される接続回路を見たときの反射係数Ｓ１１を０に調整することができる。これによって、電子部品を設計した通りの負荷に接続して使用することができ、電子部品の設計どおりの特性を得ることができる。
【００６７】
さらに本発明によれば、第１および第２移相回路の移相量が可変な範囲において、前記接続体と前記整合回路とによって構成される接続回路に電子部品から入力される電磁波が前記接続回路によって反射される反射係数Ｓ１１が０となるように、前記第１および第３伝送線路の線路長、インピーダンス変化部のインピーダンス、ならびに前記第２伝送線路の前記第１移相回路と分岐部との間の線路長が選ばれる。これによって反射係数Ｓ１１を０に調整することができ、電子部品から入力された電磁波がポート２に出力されるまでの減衰を小さくすることができる。
【００６８】
さらに本発明によれば、第２伝送線路のうち、第３伝送線路が分岐する分岐部よりも第１移相回路から離間する部分、および第１伝送線路のうちの少なくともいずれか一方は、直流阻止用コンデンサを含む。すなわち、整合回路を通過する高周波信号の入力端および出力端のうちのいずれか一方に直流阻止用コンデンサが設けられる。これによって、第１および第２移相回路に印加している電圧が、整合回路に接続される電子部品に印加されることを防ぐことができ、電子部品に電圧が印加されることによって生じる電子部品の破壊や特性が不安定になることを避けることができる。
【００６９】
さらに本発明によれば、第１移相回路を構成するラットレースは、第１入出力端子から入力される電磁波が、第２および第４入出力端子から分配して出力され、第３入出力端子から出力されないように構成される。また第２入出力端子から出力される電磁波の位相と、第４入出力端子から出力される電磁波の位相とは、πｒａｄ異なる。第１移相回路には、このようなラットレースの第２入出力端子から延在する第１延在部と、第４入出力端子から延在する第２延在部とが設けられる。第１延在部と第２延在部とは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１および第２可変容量素子をそれぞれ備える。さらに整合回路は、第１および第２可変容量素子にそれぞれ電圧を印加するための第１および第２電極を備える。この第１および第２電極に与える電圧を調整することによって、第１および第２延在部のインピーダンスを調整することができる。この第１および第２延在部のインピーダンスを調整することによって、第１および第２延在部によって反射される電磁波の位相を変化させることができる。これによって、第１移相回路を通過する電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００７０】
また第２移相回路は、第３可変容量素子から成り、整合回路は、この第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極を有する。第３電極に印加する電圧を調整することによって第３可変容量素子のインピーダンスを調整することができ、これによって第２移相回路で反射される電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００７１】
さらに本発明によれば、第１移相回路を構成するラットレースは、第３入出力端子から入力される電磁波が、第２および第４入出力端子から分配して出力され、第１入出力端子から出力されないように構成される。また第２入出力端子から出力される電磁波の位相と、第４入出力端子から出力される電磁波の位相とは、πｒａｄ異なる。第１移相回路には、このようなラットレースの第２入出力端子から延在する第１延在部と、第４入出力端子から延在する第２延在部とが設けられる。第１延在部と第２延在部とは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１および第２可変容量素子をそれぞれ備える。さらに整合回路は、第１および第２可変容量素子にそれぞれ電圧を印加するための第１および第２電極を備える。この第１および第２電極に与える電圧を調整することによって、第１および第２延在部のインピーダンスを調整することができる。この第１および第２延在部のインピーダンスを調整することによって、第１および第２延在部によって反射される電磁波の位相を変化させることができる。これによって、第１移相回路を通過する電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００７２】
また第２移相回路は、第３可変容量素子から成り、整合回路は、この第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極を有する。第３電極に印加する電圧を調整することによって第３可変容量素子のインピーダンスを調整することができ、これによって第２移相回路で反射される電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００７３】
さらに本発明によれば、リング状伝送線路の、第４入出力端子から周方向の一方向に（２ｎ−１）λ／４の線路長となる位置に第５入出力端子が設けられる（ｎは自然数を表す）。第１入出力端子から入力された電磁波は、リング状伝送線路の周方向の一方向と他方向とに分岐され、第５入出力端子において位相差がπｒａｄとなって合流する。したがって、第１入出力端子から入力された電磁波は、第５入出力端子からは出力されない。この第５入出力端子に接続される第４電極には、第１〜第３可変容量素子に印加される電圧を定める基準電位が与えられる。このように、第１入出力端子から入力される電磁波が出力されない第５入出力端子に第４電極を接続するので、第４電極を設けることによって、電磁波の伝送に影響を与えることがない。これによって第１移相回路のインピーダンスに影響を与えることなく、基準電位を定めるための第４電極を設けることができる。
【００７４】
さらに本発明によれば、第１移相回路を構成するマジックＴは、第１入出力端子から入力される電磁波が、第２および第４入出力端子から分配して出力され、第３入出力端子から出力されない。また第２入出力端子から出力される電磁波の位相と、第４入出力端子から出力される電磁波の位相とは、πｒａｄ異なる。第１移相回路には、このようなマジックＴの第２入出力端子から延在する第１延在部と、第４入出力端子から延在する第２延在部とが設けられる。第１延在部と第２延在部とは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１および第２可変容量素子をそれぞれ備える。さらに整合回路は、第１および第２可変容量素子にそれぞれ電圧を印加するための第１および第２電極を備える。この第１および第２電極に与える電圧を調整することによって、第１および第２延在部のインピーダンスを調整することができる。この第１および第２延在部のインピーダンスを調整することによって、第１および第２延在部によって反射される電磁波の位相を変化させることができる。これによって、第１移相回路を通過する電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００７５】
また第２移相回路は、第３可変容量素子から成り、整合回路は、この第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極を有する。第３電極に印加する電圧を調整することによって第３可変容量素子のインピーダンスを調整することができ、これによって第２移相回路で反射される電磁波の位相を調整することができる。
【００７６】
さらに本発明によれば、第４入出力端子と前記第２可変容量素子との間の線路長が、前記第２入出力端子と前記第１可変容量素子との間の線路長と、（２ｎ−１）λ／４の長さ分、異なるように選ばれる。したがって第１延在部に入力されて反射した電磁波と、第２延在部に入力されて反射された電磁波との位相は、πｒａｄ異なる。そして、第１延在部で反射して第３入出力端子から出力される電磁波と、第２延在部で反射して第３入出力端子から出力される電磁との位相は等しくなり、重ね合わされて第３入出力端子から出力される。このように設計された第１移相回路を用いると、反射波の位相変化を生じさせる第１および第２可変容量素子を用いても、第１入出力端子から入力された電磁波が第３入出力端子から出力する移相回路を実現することができる。
【００７７】
さらに本発明によれば、第１移相回路を構成するブランチラインは、第１入出力端子から入力される電磁波が、第２および第３入出力端子から分配して出力され、第４入出力端子から出力されない。また第２入出力端子から出力される電磁波の位相と、第３入出力端子から出力される電磁波の位相とは、π／２ｒａｄ異なる。第１移相回路には、このようなブランチラインの第２入出力端子から延在する第１延在部と、第３入出力端子から延在する第２延在部とが設けられる。第１延在部と第２延在部とは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１および第２可変容量素子をそれぞれ備える。さらに整合回路は、第１および第２可変容量素子にそれぞれ電圧を印加するための第１および第２電極を備える。この第１および第２電極に与える電圧を調整することによって、第１および第２延在部のインピーダンスを調整することができる。この第１および第２延在部のインピーダンスを調整することによって、第１および第２延在部によって反射される電磁波の位相を変化させることができる。これによって、第１移相回路を通過する電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００７８】
また第２移相回路は、第３可変容量素子から成り、整合回路は、この第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極を有する。第３電極に印加する電圧を調整することによって第３可変容量素子のインピーダンスを調整することができ、これによって第２移相回路で反射される電磁波の位相を調整することができる。
【００７９】
さらに本発明によれば、第１移相回路を構成する方向性結合器は、第１入出力端子から入力される電磁波が、第２および第３入出力端子から分配して出力され、第４入出力端子から出力されない。また第２入出力端子から出力される電磁波の位相と、第３入出力端子から出力される電磁波の位相とは、π／２ｒａｄ異なる。第１移相回路には、このような方向性結合器の第２入出力端子から延在する第１延在部と、第３入出力端子から延在する第２延在部とが設けられる。第１延在部と第２延在部とは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１および第２可変容量素子をそれぞれ備える。さらに整合回路は、第１および第２可変容量素子にそれぞれ電圧を印加するための第１および第２電極を備える。この第１および第２電極に与える電圧を調整することによって、第１および第２延在部のインピーダンスを調整することができる。この第１および第２延在部のインピーダンスを調整することによって、第１および第２延在部によって反射される電磁波の位相を変化させることができる。これによって、第１移相回路を通過する電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００８０】
また第２移相回路は、第３可変容量素子から成り、整合回路は、この第３可変容量素子に電圧を印加するための第３電極を有する。第３電極に印加する電圧を調整することによって第３可変容量素子のインピーダンスを調整することができ、これによって第２移相回路で反射される電磁波の位相を調整することができる。
【００８１】
さらに本発明によれば、第２入出力端子と第１可変容量素子との間の線路長は、第３入出力端子と第２可変容量素子との間の線路長と略等しい長さに選ばれるか、またはｎλ／
２の長さ分、異なるように選ばれる。したがって第１延在部に入力されて反射した電磁波と、第２延在部に入力されて反射された電磁波との位相は、π／２ｒａｄ異なる。そして、第１延在部で反射して第４入出力端子から出力される電磁波と、第２延在部で反射して第４入出力端子から出力される電磁との位相は等しくなり、重ね合わされて第４入出力端子から出力される。このように設計された第１移相回路を用いると、反射波の位相変化を生じさせる第１および第２可変容量素子を用いても、第１入出力端子から入力された電磁波が第４入出力端子から電磁波が出力する移相回路を実現することができる。
【００８２】
さらに本発明によれば、第１伝送線路から分岐して延在して設けられる第４電極に与える電圧によって、第１〜第３可変容量素子に印加される電圧の基準電位を定めることができる。
【００８３】
さらに本発明によれば、第１移相回路を構成するサーキュレータは、第１入出力端子から入力される電磁波が、第２入出力端子から出力され、第２入出力端子から入力される電磁波が、第３入出力端子から出力される。第１移相回路には、このようなサーキュレータの第２入出力端子から延在する延在部が設けられる。延在部は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第１可変容量素子を備える。さらに整合回路は、第１可変容量素子に電圧を印加するための第１電極を備える。この第１電極に与える電圧を調整することによって、延在部のインピーダンスを調整することができる。延在部によって反射される電磁波は、第２入出力端子からサーキュレータに入力され、第３入出力端子から出力される。また延在部のインピーダンスを調整することによって、第１移相回路を通過する電磁波の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【００８４】
また第２移相回路は、第２可変容量素子から成り、整合回路は、この第２可変容量素子に電圧を印加するための第２電極を有する。第２電極に印加する電圧を調整することによって第２可変容量素子のインピーダンスを調整することができ、これによって第２移相回路で反射される電磁波の位相を調整することができる。
【００８５】
また第３および第４電極に与える電圧によって、第１および第２可変容量素子に印加される電圧の基準電位を定めることができる。
【００８６】
さらに本発明によれば、整合回路は、延在部のうち、第３電極が分岐する分岐部とサーキュレータとの間と、第２伝送線路のうち、第３伝送線路が分岐する分岐部とサーキュレータとの間と、第２伝送線路のうち、第４電極が分岐する分岐部よりも第１移相回路から離間する部分とに直流阻止用コンデンサをさらに含む。これによって、移相回路に印加している電圧が、接続されている電子部品に印加されることによる破壊や特性が不安定になることを避けることができる。
【００８７】
さらに本発明によれば、第１移相回路および第２移相回路のうちの少なくともいずれか一方は、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、電磁波が伝播する誘電体線路と、誘電体線路を挟持する一対の平板導電体部とを含んで構成される。すなわち非放射誘電体線路によって第１移相回路および第２移相回路のうちの少なくともいずれか一方が形成される。誘電率が変化すると、誘電体線路を通過する電磁波の波長が変化するので、誘電体線路の誘電率を調整することによって、移相回路を通過する電磁波、または移相回路によって反射される電磁波の位相を調整することができる。これによって、印加する電圧に応じて通過する、または反射される電磁波の位相の変化量を調整可能な移相回路を実現することができる。
【００８８】
さらに本発明によれば、伝送線路には、整合回路が挿入されるので、たとえば高周波発振器を接続するためのボンディングワイヤやバンプの形状ばらつきや伝送線路の配線幅の
ばらつきなどによって伝送線路に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ送信器を実現することができる。
【００８９】
さらに本発明によれば、アンテナによって捕捉した高周波信号は、伝送線路に伝送されて高周波検波器によって検波される。本発明では、伝送線路には、整合回路が挿入されるので、たとえば高周波検波器を接続するためのボンディングワイヤやバンプの形状ばらつきや伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ受信器を実現することができる。
【００９０】
さらに本発明によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、第４伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第５伝送線路に与えられ、分波器の第４端子に与えられて、分波器の第５端子から第６伝送線路に与えられて、アンテナから放射される。またアンテナによって受信した高周波信号は、第６伝送線路に与えられて、分波器の第５端子に与えられ、分波器の第６端子から第８伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第７伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。
【００９１】
第４〜第８伝送線路のうち少なくともいずれかの１つに、整合回路が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ送受信器を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ送受信器を実現することができ受信した高周波信号の信頼性を向上させることができ、また、たとえばミキサによって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。
【００９２】
さらに本発明によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、第４伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第５伝送線路に与えられ送信用アンテナから放射される。また受信用アンテナによって受信した高周波信号は、第６伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第７伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号と受信用アンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。
【００９３】
第４〜第７伝送線路のうち少なくともいずれかの１つに、整合回路が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ送受信器を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ送受信器を実現することができ受信した高周波信号の信頼性を向上させることができ、また、たとえばミキサによって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。
【００９４】
さらに本発明によれば、送受信器からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が送受信器から探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出するこ
とができるレーダ装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９５】
図１は、本発明の実施の一形態の整合回路１を示す斜視図である。整合回路１は、ボンディングワイヤ３を介して電子部品２と電気的に接続される。整合回路１は、接続体に相当するボンディングワイヤ３を介して電子部品２から入力される電磁波（以下、高周波信号という）が、ボンディングワイヤ３との接続部位４で反射されないようにインピーダンスが調整される。
【００９６】
整合回路１は、本実施の形態では誘電体基板５に形成され、第１〜第３伝送線路６，７，８と、第１移相回路１１と、第２移相回路１２とを含んで構成される。
【００９７】
第１移相回路１１は、２つの第１接続端１３ａ，１３ｂを有する。第１伝送線路６は、一方の第１接続端１３ａに接続され、この第１接続端１３ａから電子部品２が配置される部品配置台１４に向けて延在して形成される。第２伝送線路７は、他方の第１接続端１３ｂに接続され、この第１接続端１３ｂから部品配置台１４に対して離間する向きに延在して形成される。
【００９８】
第２移相回路１２は、少なくとも１つの第２接続端を有し、本実施の形態では２つの第２接続端１５ａ，１５ｂを有する。第３伝送線路８は、第２伝送線路７から分岐して延在し、第２移相回路１２の一方の第２接続端１５ａに接続される。
【００９９】
第１移相回路１１は、電圧を印加することによって通過する電磁波の位相を調整可能である。第２移相回路１２は、電圧を印加することによって反射する電磁波の位相を調整可能である。
【０１００】
誘電体基板５は、電気絶縁性を有し、誘電体によって形成され、ガラス、単結晶、セラミックス、樹脂またはそれらの複合体によって形成される。ガラスとしては、石英ガラス、結晶化ガラスなどが用いられる。単結晶としては、Ｓｉ、ＧａＡｓ、水晶、サファイア、ＭｇＯまたはＬａＡｌＯ３などが用いられる。セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、ガラスセラミックス、フォルステライトまたはコーディライトなどが用いられる。樹脂としては、エポキシ樹脂または含フッ素樹脂、液晶ポリマーなどが用いられる。誘電体基板５は、単層基板または多層基板によって実現され、多層基板の場合には、各層の厚み方向Ｚの厚みが、１００μｍ〜１５０μｍに選ばれる。
【０１０１】
誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方Ｚ１の表面上には、導電性を有し、部品配置台１４を構成する部品配置部１６が形成される。この部品配置部１６は、本実施の形態では薄膜板状であって、厚み方向Ｚの表面が四角状に形成され、第１伝送線路６に可能な限り近接して配置される。このように部品配置部１６を第１伝送線路６に近接して配置することによって、ボンディングワイヤ３の長さを可能な限り短くすることができる。ボンディングワイヤ３の長さは、３００μｍ〜７００μｍ程度に設計され、直径が２５μｍ程度である。電子部品２は、この部品配置部１６に配置される。電子部品２は、たとえばＭＭＩＣによって実現される高周波発振器、ミキサ、および増幅器などである。誘電体基板５の厚み方向Ｚの他方Ｚ２の表面上には、導電性を有する裏面電極１７が一面に形成される。部品配置台１４は、部品配置部１６に加えて、部品配置部１６と裏面電極１７とを電気的に接続する複数の接続部１８、および裏面電極１７をさらに含んで構成される。接続部１８は、誘電体基板５を厚み方向Ｚに貫通して延びるバイアに導電性材料が充填されることによって形成される。複数の接続部１８は、電子部品２が配置されたときに、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方Ｚ１から見て、電子部品２を囲むように配置される。
【０１０２】
第１〜第３伝送線路６，７，８は、それぞれマイクロストリップライン、コプレーナ線路、ストリップライン、誘電体導波管、イメージガイド、および非放射性誘電体線路などによって実現される。本実施の形態において第１〜第３伝送線路６，７，８は、マイクロストリップラインによって実現され、それぞれ導電性を有する線路と、誘電体基板５と、裏面電極１７とを含んで構成される。導電性を有する線路は、伝送する高周波信号の伝送損失が小さくなるように線幅が１００μｍ〜５００μｍ程度に選ばれる。
【０１０３】
部品配置部１６、裏面電極１７、接続部１８および第１〜第３伝送線路６，７，８を構成する導電性を有する線路は、おもにＣｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）およびＡｕ（金）などの導電性を有する金属によって形成される。
【０１０４】
本実施の形態では、第３伝送線路８と、第２移相回路１２とによって構成される伝送線路が、スタブとして機能する。スタブのインピーダンスは、線路長に依存して変化する。換言すればスタブのインピーダンスは電気長に依存して変化する。第２移相回路１２は、前述したように電圧を印加することによって反射する電磁波の位相を調整可能なので、反射波の位相が変化することによって、第３伝送線路８と、第２移相回路１２とによって構成される伝送線路の全体の電気長が変化する。すなわち、第２移相回路１２によって反射される電磁波の位相を変化させることは、擬似的にスタブとして機能する伝送線路の線路長を変化させることに等しい。このように、第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって、スタブとして機能する第３伝送線路８と、第２移相回路１２とによって構成される伝送線路の全体のインピーダンスを調整することができる。
【０１０５】
また同様に、第１移相回路１１に印加する電圧を調整することによって、第１伝送線路６と、第１移相回路１１と、第２伝送線路７のうちの、第３伝送線路８が分岐する分岐部１９から第１移相回路１１寄りの部分（以下、第２伝送線路７の一方という）７ａとによって構成される伝送線路の全体の擬似的な長さを調整し、インピーダンスを調整することができる。
【０１０６】
第１および第３伝送線路６，８の線路長ならびに第２伝送線路７の一方７ａの線路長は、第１および第２移相回路１１，１２の移相量が可変な範囲において、次式（１）を満たすように選ばれる。
【０１０７】
【数８】
2008160785.tif 000009
【０１０８】
式（１）においてΓ１は、電子部品２から第１伝送線路６に入力される高周波信号が、電子部品２と第１伝送線路６とを接続する接続体に相当するボンディングワイヤ３で反射される反射係数を表し、│ＴＭ１│は、第１伝送線路６に入力された電磁波が、分岐部１９まで通過する透過係数を表し、θは、第１伝送線路６に入力された高周波信号が、分岐部１９まで進むときに変化する位相を表し、Γ２は、第２伝送線路７に入力された電磁波が、分岐部１９で反射される反射係数を表す。
【０１０９】
図２は、整合回路１を示す平面図である。第１移相回路１１は、第１〜第４入出力端子２１〜２４を有するラットレース２６と、第２入出力端子２２から延在して形成される第１延在部２７と、第４入出力端子２４から延在して形成される第２延在部２８とを含んで構成される。
【０１１０】
ラットレース２６は、第１入出力端子２１から入力される電磁波、すなわち電子部品２から出力される高周波信号の波長をλとすると、一周の長さが３（２ｎ−１）λ／２に形成されるリング状伝送線路３１と第５入出力端子２５とをさらに含む（ｎは自然数を表す）。リング状伝送線路３１は、マイクロストリップラインによって実現され、円形状および楕円形状を含む略円形状などに形成され、本実施の形態では円形状に形成される。第１〜第５入出力端子２１〜２５は、リング状伝送線路３１において周方向の一方向きにそれぞれこの順に設けられる。第１および第２入出力端子２１，２２の間の線路長、第２および第３入出力端子２２，２３の間の線路長、第３および第４入出力端子２３，２４の間の線路長、第４および第５入出力端子２４，２５の間の線路長が、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれ、第４および第１入出力端子２４，２１の間の線路長が、３（２ｎ−１）λ／４に選ばれる。なお、各端子間の線路長は２通りあり、一方の線路長をｘとすると、他方の線路長が、３λ／２−ｘとなるが、前述の各端子間の線路長は、短い方の線路長について説明している。本実施の形態において記号「ｎ」は、数値「１」に選ばれる。
【０１１１】
このような構成のラットレース２６では、第１入出力端子２１から波長λの高周波信号が入力されると、入力された高周波信号が第２入出力端子２２と第４入出力端子２４とに分配されて出力され、第３および第５入出力端子２３，２５からは出力されない。
【０１１２】
第１伝送線路６のボンディングワイヤ３に接続される端部とは反対側の端部は、一方の第１接続端１３ａに相当する第１入出力端子２１に接続される。また第２伝送線路７は、他方の第１接続端１３ｂに相当する第３入出力端子２３に接続される。
【０１１３】
第１延在部２７は、第２入出力端子２２から延びる伝送線路２７ａと、この伝送線路２７ａがラットレース２６に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第１可変容量素子２７ｂとを含んで構成される。第２延在部２８は、第４入出力端子２４から延びる伝送線路２８ａと、この伝送線路２８ａがラットレース２６に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第２可変容量素子２８ｂとを含んで構成される。本実施の形態では、第１および第２延在部２７，２８をそれぞれ構成する伝送線路２７ａ，２８ａは、マイクロストリップラインによって実現され、第１および第２可変容量素子２７ｂ，２８ｂは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する素子から成る。
【０１１４】
本実施の形態において第２移相回路１２は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子３２から成る。第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２は、バラクタダイオードなどの半導体素子や、強誘電体素子、圧電素子、およびＭＥＭＳ（
Microelectromechanical system）素子を含む電圧制御可変コンデンサなどによって実現され、本実施の形態では、バラクタダイオードによって実現される。
【０１１５】
整合回路１は、第１可変容量素子２７ｂに電圧を印加するための第１電極３３と、第２可変容量素子２８ｂに電極を印加するための第２電極３４と、第３可変容量素子３２に電圧を印加するための第３電極３５と、第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加される電圧を定める基準電位が与えられるための第４電極に相当する基準電極３６とをさらに含む。この基準電極３６と、第１〜第３電極３３，３４，３５との間の電位差が、第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加される電圧となる。
【０１１６】
第１〜第３電極３３，３４，３５は、第１可変容量素子２７ｂ、第２可変容量素子２８ｂ、第２移相回路１２の第２接続端１５ｂからそれぞれ延在し、それぞれの端部に電極パッドが形成される。第１電極３３の電極パッドと、第１可変容量素子２７ｂとの間、第２電極３４の電極パッドと第２可変容量素子２８ｂとの間、および第３電極３５の電極パッドと第２移相回路１２（第３可変容量素子３２）の第２接続端１５ｂとの間には、扇形状のラジアルスタブが設けられる。このラジアルスタブは、高周波信号の漏洩を防止するとともに、第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２のリアクタンス成分をそれぞれ０付近にすることで大きな位相変化量を得るために設けられる。第１〜第３電極３３，３４，３５にラジアルスタブを設ける代わりに、低域通過フィルタをそれぞれ設けてもよい。
【０１１７】
基準電極３６は、第５入出力端子２５から延在し、端部に電極パッドが形成される。電極パッドと第５入出力端子２５との間には、高周波信号を遮断する低域通過フィルタ３８が形成される。この低域通過フィルタ３８は、少なくとも電子部品２から出力される高周波信号を遮断するように形成される。この低域通過フィルタ３８は、伝送線路において、線路幅が広がって四角形状に形成される２つの四角部分を含んで構成される。基準電極３６に低域通過フィルタを設ける代わりに、ラジアルスタブを設けてもよい。基準電極３６は、誘電体基板５を厚み方向Ｚに貫通して形成され、電極パッドと裏面電極１７とを電気的に接続する貫通電極３７を含む。したがって、第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加する電圧の基準電圧は、裏面電極１７の電圧と同じ値に設定される。
【０１１８】
低域通過フィルタ３８を設けることによって、第５入出力端子２５から基準電極３６に高周波信号が入力することを確実に防ぐことができる。これによって、高周波信号の伝送損失を抑制することができる。また第１入出力端子２１から入力される高周波信号が出力されない第５入出力端子２５に基準電極３６を接続するので、基準電極３６を設けることによって、高周波信号の伝送に影響を与えることがない。これによって第１移相回路１１のインピーダンスに影響を与えることなく、基準電圧を定めるための基準電極３６を設けることができる。
【０１１９】
第１延在部２７は、第１入出力端子２１を通って第２入出力端子２２から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。また第２延在部２８は、第１入出力端子２１を通って第４入出力端子２４から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。第１延在部２７のインピーダンスは、第１延在部２７の伝送線路２７ａの線路長と、第１可変容量素子２７ｂの電気容量に依存する。この第１可変容量素子２７ｂの電気容量は、印加する電圧に応じて可変なので、第１電極３３に印加する電圧を調整することによって調整可能である。また同様に、第２電極３４に印加する電圧を調整することによって、第２延在部２８のインピーダンスを調整することができる。
【０１２０】
第４入出力端子２４と第２可変容量素子２８ｂとの間の伝送線路２８ａの線路長は、第２入出力端子２２と第１可変容量素子２７ｂとの間の伝送線路２７ａの線路長と、（２ｎ−１）λ／４の長さ分、異なるように選ばれる。本実施の形態では、第４入出力端子２４と第２可変容量素子２８ｂとの間の伝送線路２８ａの線路長は、第２入出力端子２２と第１可変容量素子２７ｂとの間の伝送線路２７ａの線路長より、λ／４の長さ分、長く選ばれる。前述したように、第１延在部２７または第２延在部２８によって反射されることなく、第１入出力端子２１から入力されてリング状伝送線路３１を周方向の一方と他方に分かれて伝送し、第３入出力端子２３において合流する高周波信号の位相は、互いにπｒａｄ異なるが、第１延在部２７の伝送線路２７ａと、第２延在部２８の伝送線路２８ａとが、前述のような線路長に形成されるので、第１入出力端子２１から入力されて分岐し、第１延在部２７および第２延在部２８によってそれぞれ反射されて第３入出力端子２３で合流する高周波信号の位相は等しくなる。これによって、第１入出力端子２１から入力された高周波信号が、第３入出力端子２３から出力される。
【０１２１】
第１および第２延在部２７，２８のインピーダンスは、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧に応じて変化するので、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路１１を通過する高周波信号の位相を調整することが
できる。これによって、第１移相回路１１を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【０１２２】
また第３電極３５に印加する電圧に応じて第３可変容量素子３２の電気容量が変化するので、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２によって反射する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。
【０１２３】
第２伝送線路７のうち、分岐部１９よりも第１移相回路１１から離間する部分（以下、第２伝送線路７の他方という）７ｂ、および第１伝送線路６のうちの少なくともいずれか一方は、直流阻止用コンデンサを有する。本実施の形態では、第１伝送線路６と第２伝送線路７の他方７ｂとの両方に、直流阻止用コンデンサ３９が設けられる。直流阻止用コンデンサ３９は、電子部品２から出力される高周波信号を通過させ、直流信号を遮断するフィルタとして機能する。直流阻止用コンデンサ３９は、窒化シリコンおよび酸化シリコンなどによって形成される薄膜の絶縁膜を伝送線路で挟む構成、インタディジタルキャパシタ、セラミックコンデンサ、単板コンデンサ、薄膜コンデンサなどによって実現される。本実施の形態では、直流阻止用コンデンサ３９は、インタディジタルキャパシタによって実現される。
【０１２４】
本実施の形態では、電子部品２が接続される部分の線路の特性インピーダンスと、ラットレース２６の第１入出力端子２１の特性インピーダンスとが異なるように設計されるので、第１伝送線路６は、インピーダンス変成器を含んで構成される。たとえば本実施の形態では電子部品２が接続される部分の線路の特性インピーダンスが５０Ωに設計され、ラットレース２６の第１入出力端子２１の特性インピーダンスが３５Ωに設計される。第１伝送線路６の線幅は、第１入出力端子２１付近では、５０Ωになるように選ばれ、第１伝送線路６のボンディングワイヤ３が接続される部分では、３５Ωになるように選ばれる。第１伝送線路６は、３５Ωの伝送線路と、５０Ωの伝送線路とを整合して接続するために、中央部にλ／４インピーダンス変成器が設けられる。
【０１２５】
図３は、ＳパラメータのうちのＳ１１（電子部品２から見た反射係数）を表すグラフである。図３において中心は、数値「０」を表し、横軸は、実軸を表し、縦軸は、虚軸を表す。Ｓ１１は、電子部品２からボンディングワイヤ３を介して整合回路１に高周波信号を入力したときに、電子部品２とボンディングワイヤ３との接続部で高周波信号が反射される割合、すなわち反射係数を表す。インピーダンスの整合がとれていれば、Ｓ１１が小さいので、測定値はグラフの中心に近づく。図３では、整合回路１に入力される高周波信号の周波数範囲を含む周波数範囲でのＳ１１の測定値を図示している。
【０１２６】
図３（１）は、整合回路を用いない場合の７６．５ＧＨｚにおけるＳ１１を表すグラフであり、図３（２）は、本実施の形態の整合回路を用いて第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を変化させた場合の７６．５ＧＨｚにおけるＳ１１を表すグラフである。図３（１）よりも、図３（２）の方が、測定データが中心に近づいているので、整合回路を設けない場合に比べてインピーダンスの整合がとれ、反射が低減していることを表す。具体的には、本実施の形態の整合回路を用いることによって、電子部品２から見た反射係数の絶対値が、−７ｄＢから−１２ｄＢに改善されたことが示された。さらに、第１移相回路１１および第２移相回路１２の電圧を変化させることで、Ｓ１１が変化していることがわかる。具体的には、第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を変化させることによって、電子部品２から見た反射係数の絶対値が−９．５ｄＢ〜−１３．５ｄＢ、位相が−１４８°〜１６７°に変化することが示された。これによって、高周波回路を製造するときに整合回路を構成するパターンの寸法がばらついたり、ＭＭＩＣの実装位置がずれてボンディングワイヤのインダクタンス成分の大きさがばらついたりすることによって、製造した高周波回路が設計値から外れた場合でも、第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を変化させることによって、調整が可能であることがわかる。
【０１２７】
以上説明した本実施の形態の整合回路１によれば、第１移相回路１１に印加する電圧を調整することによって、第１伝送線路６と、第１移相回路１１と、第２伝送線路７の一方７ａとによって構成される伝送線路の全体の擬似的な長さを調整し、インピーダンスを調整することができる。また第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって、スタブとして機能する第３伝送線路８と、第２移相回路１２とによって構成される伝送線路の全体のインピーダンスを調整することができる。すなわち第１移相回路１１および第２移相回路１２にそれぞれ印加する電圧を調整することによって、整合回路１全体のインピーダンスを調整することができる。
【０１２８】
さらに、電子部品２をボンディングワイヤ３で第１伝送線路６に接続する場合、ボンディングワイヤ３と、整合回路１とを含めた回路のインピーダンスは、電子部品２の実装状態と、ボンディングワイヤ３の長さおよびボンディングワイヤ３の配置などのボンディングワイヤ３の接続状態に依存する。このように電子部品２を実装し、ボンディングワイヤ３で接続した後においても、第１移相回路１１および第２移相回路１２にそれぞれ印加する電圧を調整することによって整合回路１のインピーダンスを調整することができるので、電子部品２からボンディングワイヤ３および整合回路１を見たときのインピーダンスを調整することができる。たとえばボンディングワイヤ３および整合回路１を含めた回路と、電子部品２とのインピーダンスを整合するように第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって、電子部品２から出力される電力が整合回路１によって反射されることを防ぐことができる。
【０１２９】
また電圧は、連続的に変化するので、第１および第２移相回路１１，１２に印加する電圧を連続的に変化すると、整合回路１のインピーダンスを連続的に変化させることができる。これによって、整合回路１のインピーダンスを不連続に変化させることができる第１および第３の従来の技術に比べて、高精度に整合回路１のインピーダンスを調整することができる。ここで、ボンディングワイヤ３からスタブまでの電気長を第１移相回路１１によって、スタブの電気長を第２移相回路１２によって、それぞれ独立に調整できるため、ボンディングワイヤ３のインピーダンスがどのように変化しても、第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧をそれぞれ調整することによってインピーダンスを整合することができる。
【０１３０】
また本実施の形態の整合回路１は、第１および第３伝送線路６，８の線路長ならびに第２伝送線路７の一方７ａの線路長は、第１および第２移相回路１１，１２の移相量が可変な範囲において、式（１）を満たすように選ばれる。整合回路１が式（１）を満たす場合、第１伝送線路６にボンディングワイヤ３を介して電子部品２の入出力端子を接続すると、入出力端子から入力される高周波信号がボンディングワイヤ３で反射される反射係数と、第２伝送線路７から第３伝送線路８が分岐する分岐部で反射される反射係数が等しく、かつボンディングワイヤ３で反射される反射波と、分岐部で反射される反射波とが、位相差がπｒａｄで重ねあわされる。すなわち、ボンディングワイヤ３で反射される反射波と、分岐部で反射される反射波とが重なり合って打ち消される。これによって電子部品２から入力される高周波信号の反射を低減することができる。
【０１３１】
また本実施の形態の整合回路１は、直流阻止用コンデンサ３９を含むので、整合回路１を通る低周波数および直流の信号を除去することができ、第１および第２移相回路１１，１２に印加している電圧が、整合回路１に接続される電子部品２に印加されることを防ぐことができる。これによって電子部品２に電圧が印加されることによって生じる電子部品２の破壊や特性が不安定になることを避けることができる。
【０１３２】
さらに本実施の形態の整合回路１によれば、第４入出力端子２４と第２可変容量素子２８ｂとの間の伝送線路２８ａの線路長は、第２入出力端子２２と第１可変容量素子２７ｂとの間の伝送線路２７ａの線路長よりも、λ／４の長さ分、長く選ばれる。したがって、第１延在部２７に入力されて反射した高周波信号と、第２延在部２８に入力されて反射された高周波信号との位相の変化量は、πｒａｄ異なる。そして、第１延在部２７で反射して第３入出力端子２３から出力される電磁波と、第２延在部２８で反射して第３入出力端子２３から出力される電磁との位相は等しくなり、重ね合わされて第３入出力端子２３から出力される。このように設計された第１移相回路１１を用いると、反射波の位相変化を生じさせる第１および第２可変容量素子２７ｂ，２８ｂを用いても、第１入出力端子２１から入力された電磁波が第３入出力端子２３から出力する移相回路を実現することができる。
【０１３３】
本実施の形態では、整合回路１と電子部品２とを接続する接続体として、ボンディングワイヤ３について説明したが、接続体としては、ボンディングワイヤ３に限らない。たとえば電子部品２の誘電体基板５に対向する面に接続体としてバンプを形成しておき、フリップチップなどの表面実装によって、バンプと整合回路１の第１伝送線路６とを接続してもよい。この場合でも、前述したように電子部品２を表面実装した後に整合回路１の特性インピーダンスを容易に調整することができる、電子部品２と整合回路１との間において生じる高周波信号の反射を低減することができる。
【０１３４】
図４は、本発明の他の実施の形態の整合回路４０を示す平面図である。本実施の形態の整合回路４０は、前述の実施の形態の整合回路１の構成と、第１伝送線路６および第２伝送線路７のラットレース２６への接続部位が異なるのみなので、対応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、第１伝送線路６および第２伝送線路７のラットレース２６への接続部位についてのみ説明する。
【０１３５】
本実施の形態の第１および第２伝送線路６，７は、前述の実施の形態の整合回路１の第１および第２伝送線路６，７と同様の構成である。第１伝送線路６のボンディングワイヤ３と接続する端部と反対側の端部は、第３入出力端子２３に接続される。第２伝送線路７の一方７ａは、第１入出力端子２１に接続される。
【０１３６】
本実施の形態の整合回路４０は、前述の実施の形態の整合回路１と同様に第１延在部２７および第２延在部２８を備える。電子部品２から出力される高周波信号は、第３入出力端子２３に入力されて分岐する。この第３入出力端子２３で分岐した高周波信号が、リング状伝送線路３１を周方向の一方と他方とにそれぞれ伝送して、第１入出力端子２１で合流すると、互いの位相がπｒａｄ異なるが、前述したように第１延在部２７および第２延在部２８によってそれぞれ反射されて、第１入出力端子２１で合流する場合には、互いに等しい位相となる。これによって、第３入出力端子２３から入力された高周波信号が、第１入出力端子２１から出力される。
【０１３７】
前述したように第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって整合回路４０のインピーダンスの調整を容易に行なうことができるので、電子部品２から出力される電力がボンディングワイヤ３および整合回路４０によって反射されることを防ぐことができる。
【０１３８】
図５は、本発明のさらに他の実施の形態の整合回路４１を示す平面図である。本実施の形態の整合回路４１は、電子部品２が配置される部品配置台４２を含み、この部品配置台４２と合わせて電子部品２とのインピーダンスの整合を行なう。本実施の形態の整合回路４１は、前述の実施の形態の整合回路１の構成と部品配置台４２が異なるのみなので、対
応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、部品配置台４２についてのみ説明する。
【０１３９】
部品配置台４２は、誘電体基板５と、導電性を有し、電子部品２が配置される部品配置部４３と、導電性を有する突出部４４と、裏面電極１７と、突出部４４および裏面電極１７を電気的に接続する第１接続部４５とを含んで構成される。
【０１４０】
部品配置部４３は、薄板の方形状に形成され、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一表面上において、第１伝送線路６の延びる方向Ｙと、誘電体基板５の厚み方向Ｚとに垂直な方向Ｘに延びる。部品配置部４３は、長手方向Ｘの中心が第１伝送線路６の延長線上に重なるように配置され、可能な限り第１伝送線路６に近接して配置される。部品配置部４３の長手方向Ｘの幅は、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方Ｚ１から見て、電子部品２が配置されたときに長手方向Ｘの一方と他方に電子部品２が重ならない領域４７ａ，４７ｂが形成されるように、電子部品２よりも幅広に選ばれる。電子部品２は、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方Ｚ１から見て、入出力端子４６が第１伝送線路６の延長線上に重なり、かつ部品配置部４３において第１伝送線路６に近接する端部寄りに配置される。これによって、ボンディングワイヤ３の長さを可能な限り短くすることができる。
【０１４１】
部品配置台４２は、部品配置部４３と裏面電極１７とを電気的に接続する１または複数の第２接続部４８を含む。第２接続部４８は、裏面電極１７と部品配置部４３との間において誘電体基板５を貫通して形成されるバイアに導電性を有する材料を充填することによって形成される。本実施の形態において第２接続部４８は、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方から見て、部品配置部４３全体に所定の間隔をあけて配置される。これによって、部品配置部４３は、裏面電極１７と同電位に設定される。
【０１４２】
突出部４４は、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一表面上において、部品配置部４３から第１伝送線路６が設けられる領域に向けて延在して形成される。本実施の形態では、突出部４４は、第１伝送線路６の延びる方向Ｙと誘電体基板５の厚み方向Ｚとにそれぞれ垂直な部品配置部４３の長手方向Ｘに間隔をあけて配置され、部品配置部４３の短手方向Ｙに延びる複数の突出部分４９から成る。本実施の形態では、突出部４４は、４本の突出部分４９を含んで構成される。４本の突出部分４９は、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方Ｚ１から見て、第１伝送線路６の延長線に対して線対称に配置される。４本の突出部分４９のうちの、内側に配置される１対の突出部分４９をそれぞれ第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂと記載し、外側に配置される１対の突出部分４９をそれぞれ第３および第４突出部分４９ｃ，４９ｄと記載する。
【０１４３】
第１接続部４５は、各突出部分４９と裏面電極１７とを電気的に接続する。第１接続部４５は、各突出部分４９と裏面電極１７との間において誘電体基板５を貫通する貫通孔に導電性を有する材料を充填することによって形成される。これによって、各突出部分４９は、裏面電極１７と同電位に設定される。
【０１４４】
第１伝送線路６の線幅Ｗ１および第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂと、第１伝送線路６とのそれぞれの間隔Ｗ３は、第１伝送線路６を信号線、第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂをグラウンドとしたコプレーナ線路と見たときに、第１伝送線路６側から見た特性インピーダンスがボンディングワイヤ３も含めて５０Ωになるように設定される。また、３本のボンディングワイヤ３が平行にできるように設定される。したがって、この第１伝送線路６の線幅Ｗ１および第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂと、第１伝送線路６とのそれぞれの間隔Ｗ３は、電子部品２の出力パット間隔に依存する。
【０１４５】
第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂの延びる方向Ｙの幅Ｗ２は、ボンディングワイ
ヤ３と整合回路４１とを含めたインピーダンスが、電子部品２と整合し、電子部品２の入出力端子４６での反射を低減するように設定される。第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂの延びる方向Ｙの幅Ｗ２は、第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂによって、少なくとも第１伝送線路６の部品配置部４３寄りの端部を挟むように選ばれる。好ましくは、第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂの延びる方向Ｙの幅Ｗ２は、電子部品２から出力される高周波信号の波長λのλ／４よりも少し大きい程度に選ばれる。たとえば高周波信号の波長が１５００μｍのとき、第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂの延びる方向Ｙの幅Ｗ２は、４１０μｍに選ばれる。
【０１４６】
また第１突出部分４９ａと、第３突出部分４９ｃとの間隔Ｗ４、および第２突出部分４９ｂと第４突出部分４９ｄとの間隔Ｗ４は、ボンディングワイヤ３と整合回路４１とを含めたインピーダンスが、電子部品２と整合し、電子部品２の入出力端子４６での反射を低減するように設定され、たとえばλ／８以上かつλ／４未満程度に選ばれる。本実施の形態では、突出部分４９が配列される方向Ｘにおいて、第１および第２突出部分４９ａ，４９ｂの外側に一対の第３および第４突出部分４９ｃ，４９ｄを設けたけれども、複数の対の突出部分４９を設けてもよく、その場合の各突出部分４９の間隔も、Ｗ４と同様に設定される。
【０１４７】
第３および第４突出部分４９ｃ，４９ｄの延びる方向Ｙの幅Ｗ５は、たとえばλ／４程度に選ばれる。たとえば高周波信号の波長が１５００μｍのとき、第３および第４突出部分４９ｃ，４９ｄの延びる方向Ｙの幅Ｗ５は、３８０μｍに選ばれる。
【０１４８】
以上説明した本実施の形態の整合回路４１によれば、仮に突出部４４を設けない場合には、伝送モードが部品配置部４３と裏面電極１７とで形成される平行平板モードに結合してしまい、漏れとなって、伝送損失が大きくなる。突出部４４を設けることによって、平行平板モードの伝送を抑制することができ、伝送損失を抑えることができるため、効率的に高周波信号を伝送することができる。ここで部品配置部４３は、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一表面上に配置しているが、誘電体基板５内部であってもよい。
【０１４９】
図６は、本発明のさらに他の実施の形態の整合回路５１を示す平面図である。本実施の形態の整合回路５１は、前述の各実施の形態の整合回路１，４０，４１の構成と第１移相回路５２が異なるのみなので、対応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１５０】
第１移相回路５２は、第１〜第４入出力端子５３〜５６を有するブランチライン５７と、第２入出力端子５４から延在して形成される第１延在部２７と、第３入出力端子５５から延在して形成される第２延在部２８とを含んで構成される。
【０１５１】
ブランチライン５７は、第１入出力端子５３から入力される電磁波、すなわち電子部品２から出力される高周波信号の波長をλとすると、一周の長さが（２ｎ−１）λに形成される四角状伝送線路５８を含む。四角状伝送線路５８は、マイクロストリップラインによって実現され、四角状および丸みを帯びた略四角状などに形成され、本実施の形態では、四角状に形成される。第１〜第４入出力端子５３〜５６は、四角状伝送線路５８において周方向の一方向きにそれぞれこの順に設けられる。相互に隣接する各出力端子間の線路長は、（２ｎ−１）λ／４にそれぞれ選ばれる。本実施の形態において記号「ｎ」は、数値「１」に選ばれる。第１入出力端子５３と、第２入出力端子５４との間の伝送線路の特性インピーダンスをＺ１とし、第２入出力端子５４と、第３入出力端子５５との間の伝送線路の特性インピーダンスをＺ２とし、第３入出力端子５５と、第４入出力端子５６との間の伝送線路の特性インピーダンスをＺ３とし、第４入出力端子５６と、第１入出力端子５３との間の伝送線路の特性インピーダンスをＺ４とすると、四角状伝送線路５８は、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４がそれぞれ次式（１７）の関係を満たすように形成される。
【０１５２】
【数９】
2008160785.tif 000010
【０１５３】
このような構成のブランチライン５７では、第１入出力端子５３から波長λの高周波信号が入力されると、入力された高周波信号が第２入出力端子５４と第３入出力端子５５とに分配されて出力され、第４入出力端子５６からは出力されない。また、第２入出力端子５４から出力される高周波信号の位相と、第３入出力端子５５から出力される高周波信号の位相とは、π／２ｒａｄ異なる。
【０１５４】
第１伝送線路６のボンディングワイヤ３に接続される端部とは反対側の端部は、一方の第１接続端１３ａに相当する第１入出力端子５３に接続される。また第２伝送線路７は、他方の第１接続端１３ｂに相当する第４入出力端子５６に接続される。
【０１５５】
第１延在部２７は、第２入出力端子５４から延びる伝送線路２７ａと、この伝送線路２７ａがブランチライン５７に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第１可変容量素子２７ｂとを含んで構成される。第２延在部２８は、第３入出力端子５５から延びる伝送線路２８ａと、この伝送線路２８ａがブランチライン５７に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第２可変容量素子２８ｂとを含んで構成される。
【０１５６】
第１〜第３電極３３，３４，３５は、前述の第１〜第３電極３３，３４，３５と同様の構成なので、重複する説明を省略する。また第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加される電圧の基準電圧を定めるための基準電極３６は、接続個所が前述の実施の形態の基準電極３６と異なるのみなので、接続個所についてのみ説明する。基準電極３６は、第１伝送線路６の直流阻止用コンデンサ３９と第１入出力端子５３との間から分岐して延びる。
【０１５７】
第１延在部２７は、第１入出力端子５３を通って第２入出力端子５４から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。また第２延在部２８は、第１入出力端子５３を通って第３入出力端子５５から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。第１および第２延在部２７，２８は、各伝送線路２７ａ，２８ａの線路長が前述の実施の形態の第１および第２延在部２７，２８と異なるのみなので、線路長についてのみ説明する。
【０１５８】
第２入出力端子５４と第１可変容量素子２７ｂとの間の伝送線路２７ａの線路長は、第３入出力端子５５と第２可変容量素子２８ｂとの間の伝送線路２８ａの線路長と略等しい長さ、またはｎλ／２の長さ分、異なるように選ばれる。第１延在部２７の伝送線路２７ａと、第２延在部２８の伝送線路２８ａとが、前述のような線路長に形成されるので、第１入出力端子５３から入力され、第１延在部２７および第２延在部２８によってそれぞれ反射されて第４入出力端子５６で合流する高周波信号の位相は等しくなる。これによって、第１入出力端子５３から入力された高周波信号が、第４入出力端子５６から出力される。このように設計された第１移相回路５２を用いると、反射波の位相変化を生じさせる第１および第２可変容量素子２７ｂ，２８ｂを用いても、第１入出力端子から入力された電磁波が第４入出力端子５６から電磁波が出力する移相回路を実現することができる。
【０１５９】
第１および第２延在部２７，２８のインピーダンスは、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧に応じて変化するので、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を
調整することによって、第１移相回路５２を通過する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。
【０１６０】
また第３電極３５に印加する電圧に応じて第３可変容量素子３２の電気容量が変化するので、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。したがって、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、スタブとして機能する第３伝送線路８と、第２移相回路１２とから成る伝送線路のインピーダンスを調整することができる。
【０１６１】
以上説明した本実施の形態の整合回路５１によれば、ブランチライン５７を用いることによって、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路５２を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。また第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。これによって、前述したように第１移相回路５２および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって整合回路５１のインピーダンスの調整を容易に行なうことができ、電子部品２から出力される電力が整合回路５１によって反射されることを防ぐことができる。
【０１６２】
図７は、本発明のさらに他の実施の形態の整合回路６１を示す平面図である。本実施の形態の整合回路６１は、前述の各実施の形態の整合回路１，４０，４１，５１の構成と第１移相回路６２が異なり、かつ第２基準電極８１を加えた構成なので、対応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１６３】
第１移相回路６２は、第１〜第４入出力端子６３〜６６を有する方向性結合器６７と、第２入出力端子６４から延在して形成される第１延在部２７と、第３入出力端子６５から延在して形成される第２延在部２８とを含んで構成される。
【０１６４】
方向性結合器６７は、第１入出力端子６３から波長λの高周波信号が入力されると、入力された高周波信号が第２入出力端子６４と第３入出力端子６５とに分配されて出力され、第４入出力端子６６からは出力されないように構成される。また第２入出力端子６４から出力される高周波信号の位相と、第３入出力端子６５から出力される高周波信号の位相とは、π／２ｒａｄ異なる。本実施の形態の方向性結合器６７の結合度は、２ｄＢ以上かつ４ｄＢ以下に選ばれ、好ましくは３ｄＢに選ばれる。
【０１６５】
方向性結合器６７は、本実施の形態ではＬａｎｇｅ型方向性結合器によって実現される。第１〜第４入出力端子６３〜６６は、四角形の頂点にそれぞれ設けられ、第１入出力端子６３と第３入出力端子６５とは、それぞれ対角に設けられる。本実施の形態において第１入出力端子６３と第２入出力端子６４とを結ぶ直線の延びる方向を、横方向Ｘと記載し、第１入出力端子６３と第４入出力端子６６とを結ぶ直線の延びる方向を、縦方向Ｙと記載する。
【０１６６】
第１入出力端子６３と第３入出力端子６５とは、伝送線路によって接続される。この伝送線路は、第１入出力端子６３から、第１入出力端子６３および第２入出力端子６４の中間まで横方向Ｘに延びる伝送線路６８と、第１入出力端子６３と第２入出力端子６４との中間から、第４入出力端子６６と第３入出力端子６５の中間まで縦方向Ｙに延びる第１縦伝送線路６９と、第４入出力端子６６と第３入出力端子６５との中間から、第３入出力端子６５まで横方向Ｘに延びる伝送線路７０とからなる。
【０１６７】
第２入出力端子６４からは、第１入出力端子６３から延びる伝送線路６８に接続しない程度に近接する位置まで横方向Ｘに伝送線路７１が延び、この伝送線路７１の先端から、第１縦伝送線路６９に沿って縦方向Ｙに第２縦伝送線路７２が延びる。この第２縦伝送線路７２の先端は、第３入出力端子６５から延びる伝送線路７０に接続しない程度に縦方向Ｙに延びる。
【０１６８】
第４入出力端子６６からは、第３入出力端子６５から延びる伝送線路７０に接続しない程度に近接する位置まで横方向Ｘに伝送線路７３が延び、この伝送線路７３の先端から、第１縦伝送線路６９に沿って縦方向Ｙに第３縦伝送線路７４が延びる。この第３縦伝送線路７４の先端は、第１入出力端子６３から延びる伝送線路６８に接続しない程度に縦方向Ｙに延びる。
【０１６９】
第１入出力端子６３から横方向Ｘに延びる伝送線路６８からは、第４縦伝送線路７５が縦方向Ｙに分岐して延びる。第４縦伝送線路７５は、第３縦伝送線路７４を第１縦伝送線路６９とによって挟むように第３縦伝送線路７４に近接して設けられる。
【０１７０】
第３入出力端子６５から横方向Ｘに延びる伝送線路７０からは、第５縦伝送線路７６が縦方向Ｙに分岐して延びる。第５縦伝送線路７６は、第２縦伝送線路７２を第１縦伝送線路６９とによって挟むように第２縦伝送線路７２に近接して設けられる。
【０１７１】
第１〜第３縦伝送線路６９，７２，７４の線路長は、λ／４程度に選ばれ、第４および第５縦伝送線路７５，７６の線路長は、λ／８程度に選ばれる。各伝送線路は、マイクロストリップラインによって実現される。
【０１７２】
方向性結合器６７は、第１縦伝送線路６９の縦方向Ｙの中間と、第４縦伝送線路７５の遊端と、第５縦伝送線路７６の遊端とを電気的に接続するワイヤ状のブリッジ７７をさらに含む。また方向性結合器６７は、第３縦伝送線路７４の遊端と、第２縦伝送線路７２の遊端とは反対側の端部とを電気的に接続するワイヤ状のブリッジ７８をさらに含む。さらに方向性結合器６７は、第３縦伝送線路７４の遊端とは反対側の端部と、第２縦伝送線路７２の遊端とを電気的に接続するワイヤ状のブリッジ７９をさらに含む。
【０１７３】
第１伝送線路６のボンディングワイヤ３に接続される端部とは反対側の端部は、一方の第１接続端１３ａに相当する第１入出力端子６３に接続される。また第２伝送線路７は、他方の第１接続端１３ｂに相当する第４入出力端子６６に接続される。
【０１７４】
第１延在部２７は、第２入出力端子６４から延びる伝送線路２７ａと、この伝送線路２７ａが方向性結合器６７に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第１可変容量素子２７ｂとを含んで構成される。第２延在部２８は、第３入出力端子６５から延びる伝送線路２８ａと、この伝送線路２８ａが方向性結合器６７に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第２可変容量素子２８ｂとを含んで構成される。
【０１７５】
第１〜第３電極３３，３４，３５は、前述の第１〜第３電極３３，３４，３５と同様の構成なので、重複する説明を省略する。また第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加される電圧の基準電圧を定めるための基準電極３６は、前述の実施の形態の構成と同様の構成であって、第１伝送線路６の直流阻止用コンデンサ３９と第１入出力端子６３との間から分岐して延びる。整合回路６１は、前述の各実施の形態の整合回路１，４０，４１，５１に加えて、第２基準電極８１を含む。この第２基準電極８１は、基準電極３６と同様の構成であって、第２伝送線路７の他方７ｂにおいて、分岐部１９と直流阻止用コンデンサ３９との間から分岐して延びる。第２基準電極８１は、基準電極３６と同様に、第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加される電圧の基準電圧を定める。
【０１７６】
第１延在部２７は、第１入出力端子６３を通って第２入出力端子６４から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。また第２延在部２８は、第１入出力端子６３を通って第３入出力端子６５から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。第２入出力端子６４と第１可変容量素子２７ｂとの間の伝送線路２７ａの線路長は、第３入出力端子６５と第２可変容量素子２８ｂとの間の伝送線路２８ａの線路長と略等しい長さに選ばれるか、またはｎλ／２の長さ分、異なるように選ばれる。第１延在部２７の伝送線路２７ａと、第２延在部２８の伝送線路２８ａとが、前述のような線路長に形成されるので、第１入出力端子６３から入力され、第１延在部２７および第２延在部２８によってそれぞれ反射されて第４入出力端子６６で合流する高周波信号の位相は等しくなる。これによって、第１入出力端子６３から入力された高周波信号が、第４入出力端子６６から出力される。このように設計された第１移相回路６２を用いると、反射波の位相変化を生じさせる第１および第２可変容量素子２７ｂ，２８ｂを用いても、第１入出力端子から入力された電磁波が第４入出力端子６６から電磁波が出力する移相回路を実現することができる。
【０１７７】
第１および第２延在部２７，２８のインピーダンスは、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧に応じて変化するので、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路６２を通過する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。
【０１７８】
また第３電極３５に印加する電圧に応じて第３可変容量素子３２の電気容量が変化するので、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２を通過する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。したがって、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、スタブとして機能する第３伝送線路８と、第２移相回路１２とから成る伝送線路のインピーダンスを調整することができる。
【０１７９】
以上説明した本実施の形態の整合回路６１によれば、方向性結合器６７を用いることによって、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路６２を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。また第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。これによって、前述したように第１移相回路６２および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって整合回路６１のインピーダンスの調整を容易に行なうことができ、電子部品２から出力される電力が整合回路６１によって反射されることを防ぐことができる。
【０１８０】
図８は、本発明のさらに他の実施の形態の整合回路８４を示す平面図である。本実施の形態の整合回路８４は、前述の各実施の形態の整合回路１，４０，４１，５１，６１の構成と第１移相回路８５が異なるので、対応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１８１】
第１移相回路８５は、第１〜第３入出力端子８６，８７，８８を有するサーキュレータ８９と、第２入出力端子８７から延在して形成される延在部９１とを含んで構成される。
【０１８２】
サーキュレータ８９は、第１入出力端子８６から波長λの高周波信号が入力されると、入力された高周波信号が第２入出力端子８７から出力され、第３入出力端子８８からは出力されないように構成される。また第２入出力端子８７から入力される高周波信号は、第３入出力端子８８から出力され、第１入出力端子８６からは出力されない。サーキュレータ８９は、たとえば伝送線路を挟むフェライトに適当な強度の静磁界を印加することによ
って実現される。
【０１８３】
第１伝送線路６のボンディングワイヤ３に接続される端部とは反対側の端部は、一方の第１接続端１３ａに相当する第１入出力端子８６に接続される。また第２伝送線路７は、他方の第１接続端１３ｂに相当する第３入出力端子８８に接続される。
【０１８４】
延在部９１は、第２入出力端子８７から延びる伝送線路９１ａと、この伝送線路９１ａがサーキュレータ８９に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第１可変容量素子９１ｂとを含んで構成される。本実施の形態では、延在部９１を構成する伝送線路９１ａは、マイクロストリップラインによって実現され、第１可変容量素子９１ｂは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する素子から成り、たとえばバラクタダイオードによって実現される。
【０１８５】
第２移相回路１２は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第２可変容量素子９２から成り、たとえばバラクタダイオードによって実現される。
【０１８６】
第１電極３３は、前述の第１電極３３と同様の構成であって、第１可変容量素子９１ｂに接続され、第１可変容量素子９１ｂに電圧を印加する。第２電極３４は、前述の第２電極３４と同様の構成であって、第２可変容量素子９２に接続され、第２可変容量素子９２に電圧を印加する。
【０１８７】
延在部９１の伝送線路９１ａからは、前述の基準電極３６と同様の構成であって、第１可変容量素子９１ｂに印加される電圧の基準電圧を定めるための第３電極に相当する基準電極３６が分岐して延びる。また第２伝送線路７の他方７ｂからは、前述の第２基準電極８１と同様の構成であって、第２可変容量素子９２に印加される電圧の基準電圧を定めるための第４電極に相当する第２基準電極８１が延在する。
【０１８８】
整合回路８４は、整合回路８４を通過する高周波信号よりも周波数の低い低周波数信号および直流の信号を遮断する直流阻止用コンデンサ９３をさらに含む。直流阻止用コンデンサ９３は、延在部９１のうち、前記第３電極に相当する基準電極３６が分岐する分岐部と前記サーキュレータ８９との間に設けられる。また直流阻止用コンデンサ９３は、第２伝送線路７のうち、第３伝送線路８が分岐する分岐部とサーキュレータ８９との間に設けられる。さらに直流阻止用コンデンサ９３は、第２伝送線路７のうち、第４電極に相当する第２基準電極８１が分岐する分岐部よりも第１移相回路８５から離間する部分に設けられる。
【０１８９】
延在部９１は、第１入出力端子８６を通って第２入出力端子８７から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。これによって、第１入出力端子８６を通って第２入出力端子８７から入力される高周波信号は、延在部９１で反射されて再び第２入出力端子８７に入力され、第３入出力端子８８から出力される。
【０１９０】
延在部９１のインピーダンスは、第１電極３３に印加する電圧に応じて変化するので、第１電極３３に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路８５を通過する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。
【０１９１】
また第２電極３４に印加する電圧に応じて第２可変容量素子９２の電気容量が変化するので、第２電極３４に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。したがって、第２電極３４に印加する電圧を調整することによって、スタブとして機能する第３伝送線路８と、第２移相回路１２とから成る伝送線路のインピーダンスを調整することができる。
【０１９２】
以上説明した本実施の形態の整合回路８４によれば、サーキュレータ８９を用いることによって、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路８５を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。また第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。これによって、前述したように第１移相回路８５および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって整合回路８４のインピーダンスの調整を容易に行なうことができ、電子部品２から出力される電力が整合回路６１によって反射されることを防ぐことができる。
【０１９３】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態の整合回路１０１を示す斜視図である。本実施の形態の整合回路１０１は、前述の各実施の形態の整合回路１，４０，４１，５１，６１，８４の構成と第１移相回路１０２が異なるので、対応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１９４】
第１移相回路１０２は、第１〜第４入出力端子１０３〜１０６を有するマジックＴ１０７と、第２入出力端子１０４から延在して形成される第１延在部２７と、第４入出力端子１０６から延在して形成される第２延在部２８とを含んで構成される。
【０１９５】
マジックＴ１０７は、第１入出力端子１０３から波長λの高周波信号が入力されると、入力された高周波信号が第２入出力端子１０４と第４入出力端子１０６とに分配されて出力され、第３入出力端子１０５からは出力されない。マジックＴ１０７は、誘電体基板５に形成される導波管によって実現される。本実施の形態では、導波管には、誘電体基板５と同じ材料からなる誘電体が充填される。さらに第１入出力端子１０３から入力されて、第２および第４入出力端子１０４，１０６からそれぞれ出力される高周波信号の位相は、互いにπｒａｄ異なる。
【０１９６】
第１，第２，第４入出力端子１０３，１０４，１０６は、それぞれ誘電体基板５の厚み方向Ｚの一表面上に形成される。第１入出力端子１０３は、第２入出力端子１０４と、第４入出力端子１０６との中間に形成される。本実施の形態において、第１，第２，第４入出力端子１０３，１０４，１０６が形成される方向を、横方向Ｘと記載する。また本実施の形態において横方向Ｘと、誘電体基板５の厚み方向Ｚとに垂直な方向を縦方向Ｙと記載する。
【０１９７】
マジックＴ１０７は、第１，第２，第４入出力端子１０３，１０４，１０６の厚み方向Ｚの他方Ｚ２において横方向Ｘに延びる導波管１０８と、この導波管１０８から第１，第２，第４入出力端子１０３，１０４，１０６に向けて厚み方向Ｚの一方Ｚ１にそれぞれ延びる導波管１０９，１１０，１１１とを含んで構成される。マジックＴ１０７は、横方向Ｘの中心を通り、横方向Ｘに垂直な仮想平面に対して面対称に形成される。第３入出力端子１０５は、横方向Ｘに延びる導波管１０８の横方向Ｘの中間において、縦方向Ｙの一方に形成される。
【０１９８】
第１伝送線路６のボンディングワイヤ３に接続される端部とは反対側の端部は、一方の第１接続端１３ａに相当する第１入出力端子１０３に接続される。また第２伝送線路７は、他方の第１接続端１３ｂに相当する第３入出力端子１０５に接続される。第２伝送線路７は、本実施の形態では第３入出力端子１０５から縦方向Ｙの一方に延びる導波管によって実現される。この第２伝送線路７の厚み方向Ｚの他方の底面部１１３は、裏面電極１７の一部によって構成される。したがって、各導波管は、裏面電極１７と同じ電圧に設定される。
【０１９９】
第１延在部２７は、第２入出力端子１０４から延びる伝送線路２７ａと、この伝送線路２７ａがマジックＴ１０７に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第１可変容量素子２７ｂとを含んで構成される。第２延在部２８は、第４入出力端子１０６から延びる伝送線路２８ａと、この伝送線路２８ａがマジックＴ１０７に接続される端部とは反対側の端部に設けられる第２可変容量素子２８ｂとを含んで構成される。本実施の形態では、第１および第２延在部２７，２８をそれぞれ構成する伝送線路２７ａ，２８ａは、マイクロストリップラインによって実現され、第１および第２可変容量素子２７ｂ，２８ｂは、印加する電圧に応じて電気容量が変化する素子から成り、たとえばバラクタダイオードによって実現される。
【０２００】
本実施の形態において第３伝送線路８は、第２伝送線路７から、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一方Ｚ１に分岐して延びる導波管１１２と、この導波管１１２の遊端部から延びる伝送線路１１４とを含んで構成される。この第３伝送線路８を構成する伝送線路１１４は、たとえばマイクロストリップラインによって実現される。
【０２０１】
本実施の形態において第２移相回路１２は、印加する電圧に応じて電気容量が変化する第３可変容量素子３２から成り、たとえばバラクタダイオードによって実現される。
【０２０２】
整合回路１は、第１可変容量素子２７ｂに電圧を印加するための第１電極３３と、第２可変容量素子２８ｂに電極を印加するための第２電極３４と、第３可変容量素子３２に電圧を印加するための第３電極３５とをさらに含む。本実施の形態では、各導波管の電圧が裏面電極１７と同じ電圧に設定されるので、第１〜第３可変容量素子２７ｂ，２８ｂ，３２に印加する電圧の基準となる基準電圧は、裏面電極１７と同じ電圧になり、前述の各実施の形態のように基準電極３６を設ける必要がない。
【０２０３】
第１延在部２７は、第１入出力端子１０３を通って第２入出力端子１０４から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。また第２延在部２８は、第１入出力端子１０３を通って第４入出力端子１０６から入力される高周波信号を反射するスタブとして機能するように形成される。第１延在部２７のインピーダンスは、第１延在部２７の伝送線路２７ａの線路長と、第１可変容量素子２７ｂの電気容量に依存する。この第１可変容量素子２７ｂの電気容量は、印加する電圧に応じて可変なので、第１電極３３に印加する電圧を調整することによって調整可能である。また同様に、第２電極３４に印加する電圧を調整することによって、第２延在部２８のインピーダンスを調整することができる。
【０２０４】
第４入出力端子１０６と第２可変容量素子２８ｂとの間の伝送線路２８ａの線路長は、第２入出力端子１０４と第１可変容量素子２７ｂとの間の伝送線路２７ａの線路長よりも、λ／４の長さ分、長く選ばれる。第１延在部２７の伝送線路２７ａと、第２延在部２８の伝送線路２８ａとが、前述のような線路長に形成されるので、第１入出力端子１０３から入力されて分岐し、第１延在部２７および第２延在部２８によってそれぞれ反射されて第３入出力端子１０５で合流する高周波信号の位相は等しくなる。これによって、第１入出力端子１０３から入力された高周波信号が、第３入出力端子１０５から出力される。このように設計された第１移相回路１０２を用いると、反射波の位相変化を生じさせる第１および第２可変容量素子２７ｂ，２８ｂを用いても、第１入出力端子から入力された電磁波が第３入出力端子１０５から電磁波が出力する移相回路を実現することができる。
【０２０５】
第１および第２延在部２７，２８のインピーダンスは、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧に応じて変化するので、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路１０２を通過する高周波信号の位相の変化量を調整
することができる。
【０２０６】
また第３電極３５に印加する電圧に応じて第３可変容量素子３２の電気容量が変化するので、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相の変化量を調整することができる。したがって、第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、スタブとして機能する第３伝送線路８と、第２移相回路１２とから成る伝送線路のインピーダンスを調整することができる。
【０２０７】
各導波管の側壁は、電気伝導性を有する金属によって形成されてもよく、また導電性を有する材料によって形成される柱状の複数の導体柱を、側壁が形成される領域に相互に間隔をあけて配置して形成されてもよい。
【０２０８】
以上説明した本実施の形態の整合回路１０１によれば、マジックＴ１０７を用いることによって、第１および第２電極３３，３４に印加する電圧を調整することによって、第１移相回路１０２を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。また第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２で反射する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。これによって、前述したように第１移相回路１０２および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって整合回路１０１のインピーダンスの調整を容易に行なうことができ、電子部品２から出力される電力が整合回路１０１によって反射されることを防ぐことができる。
【０２０９】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態の整合回路１２１の第１移相回路１２２を示す斜視図である。本実施の形態の整合回路１２１では、第１移相回路および第２移相回路のうちの少なくともいずれか一方は、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、電磁波が伝播する誘電体線路と、誘電体線路を挟持する一対の平板導電体部とを含んで構成される。本実施の形態では、第１移相回路１２２が、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）によって構成される。移相回路は、非放射性誘電体線路のほか、誘電体導波管、イメージガイド、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路、ストリップ線路等でもよい。
【０２１０】
一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの一方１２３ａは、誘電体基板５の厚み方向Ｚの一表面上に形成される導体によって実現され、一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの他方１２３ｂは、裏面電極１７によって実現される。一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの一方１２３ａは、おもに金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）およびＮｉ（ニッケル）などの導電性を有する金属によって形成される。一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂに挟持される誘電体線路１２４は、誘電体基板５の厚み方向Ｚに垂直な方向に延びて形成される。誘電体線路１２４は、誘電体線路１２４の延びる方向と、誘電体基板５の厚み方向Ｚとに垂直な側面を、誘電体基板５によって挟持される。
【０２１１】
本実施の形態において誘電体線路１２４は、変化部によって形成され、印加電界に応じて誘電率が変化する誘電体によって形成される。また誘電体線路１２４は、高周波信号を閉じ込めるために、誘電体線路１２４の延びる方向と、誘電体基板５の厚み方向Ｚとに垂直な側面に接する物質よりも誘電率の高い物質によって形成される。本実施の形態では、誘電体線路１２４は、誘電体基板５よりも誘電率の高い物質によって実現され、たとえばＢａ（１−ｘ）ＳｒｘＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウムバリウム、略称ＢＳＴ）、Ｍｇ（１−ｘ）ＣａｘＴｉＯ３、Ｚｎ（１−ｘ）ＳｎｘＴｉＯ３、ＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ３、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９またはＢｉ１．５Ｚｎ１．０Ｎｂ１．５Ｏ７などによって形成される。誘電体線路１２４は、印加電界が大きくなるに連れて、すなわち印加される電界強度が高くなるに連れて、誘電率が低くなる。
【０２１２】
誘電体線路１２４に印加する電圧は、たとえば一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの一方１２３ａに印加する電圧によって調整可能である。高周波信号は、誘電体線路１２４に閉じ込められて、誘電体線路１２４の延びる方向に伝播する。誘電体線路１２４を伝播する高周波信号の波長は、誘電体線路１２４の誘電率に依存し、一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの一方１２３ａに印加する電圧に依存する。したがって、第１移相回路１２２を通過する高周波信号の位相は、一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの一方１２３ａに印加する電圧によって調整可能であり、通過する高周波信号の位相を調整可能な第１移相回路１２２を実現することができる。
【０２１３】
以上説明した本実施の形態の整合回路１２１によれば、ＮＲＤガイドによって実現される第１移相回路１２２を用いることによって、一対の平板導体部１２３ａ，１２３ｂの一方１２３ａに印加する電圧を調整することによって、第１移相回路５２を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。また第３電極３５に印加する電圧を調整することによって、第２移相回路１２を通過する高周波信号の位相を調整することが可能な移相回路を実現することができる。これによって、前述したように第１移相回路１２２および第２移相回路１２に印加する電圧を調整することによって整合回路１２１のインピーダンスの調整を容易に行なうことができ、電子部品２から出力される電力が整合回路１２１によって反射されることを防ぐことができる。また第２移相回路１２を、第１移相回路１２２と同様に変化部を含むＮＲＤによって構成すると、第３伝送線路８とともにスタブとして機能し、第２移相回路１２に印加する電圧に応じて反射する電磁波の位相を調整可能な移相回路を実現することができる。
【０２１４】
図１１は、本実施のさらに他の実施の形態の整合回路２０１を示す斜視図である。本実施の形態の整合回路２０１は、前述の各実施の形態の整合回路１，４０，４１，５１，６１，８４，１０１，１２１の構成とは第１伝送線路６が異なるので、対応する構成については同一の参照符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０２１５】
第１伝送線路６は、インピーダンス変化部２０２をさらに含む。このインピーダンス変化部２０２は、接続体に相当するボンディングワイヤ３の一端が接続される接続部位４と、第１接続端１３ａに接続される一端部との間に設けられる。さらにインピーダンス変化部２０２は、接続部位４とはインピーダンスが異なる。
【０２１６】
インピーダンス変化部２０２は、第１伝送線路６のうちの遊端部６ａからインピーダンス変化部２０２までのコネクタ部２０３とは特性インピーダンスが異なる部分である。インピーダンス変化部２０２とコネクタ部２０３との特性インピーダンスを異ならせるためには、たとえばコネクタ部２０３とインピーダンス変化部２０２との線幅を異ならせたり、インピーダンス変化部２０２としてスタブを形成したり、伝送線路の延びる方向に第１伝送線路６を２つの部分に分断するギャップを形成したり、インピーダンス変化部２０２と裏面電極１７との間の誘電体基板５の比誘電率を、コネクタ部２０３と裏面電極１７との間の誘電体基板５の比誘電率と異ならせたり、インピーダンス変化部２０２の誘電体基板５とは反対側の表面部に空気とは異なる比誘電率の部材を配置したりしてもよい。本実施の形態におけるインピーダンス変化部２０２は、スタブを形成することによって実現される。
【０２１７】
インピーダンス変化部２０２を設けることによって、接続部位４から第１移相回路１１に接続される一端部までに到る経路において、第１伝送線路６のインピーダンスが変化する。このインピーダンスが変化するインピーダンス変化部２０２で、電子部品２からボンディングワイヤ３を介して入力される高周波信号の一部が反射され、一部が透過する。インピーダンス変化部２０２を透過した高周波信号のうちの一部は、前記第２伝送線路の前記第３伝送線路が分岐する分岐部１９などで反射されてインピーダンス変化部２０２に戻ってくる。インピーダンス変化部２０２で反射された高周波信号と、インピーダンス変化部２０２を透過した後に反射された高周波信号とは、重ね合わされる。インピーダンス変化部２０２を透過した後に反射されてインピーダンス変化部２０２に戻る高周波信号の位相は、第１伝送線路６と、第１移相回路１１と、第２伝送線路の分岐部１９から第１移相回路１１寄りの部分とによって構成される伝送線路の電気長、および第３伝送線路８と第２移相回路１２とによってスタブとして機能する伝送線路のインピーダンスの２つのパラメータに依存する。これら２つのパラメータは、第１および第２移相回路１１，１２に印加する電圧を調整することによって意図した値に設定することができる。これによって、インピーダンス変化部２０２を透過した後に反射されてインピーダンス変化部２０２に戻る高周波信号の位相を調整し、重ね合わされた高周波信号を弱めることができ、結果としてボンディングワイヤ３を介して電子部品２から整合回路２０１に入力される高周波信号の反射係数を小さくすることができる。
【０２１８】
本実施の形態における第１および第３伝送線路６，８の線路長、インピーダンス変化部２０２のインピーダンス、ならびに第２伝送線路７の一方７ａの線路長は、第１および第２移相回路１１，１２の移相量が可変な範囲において、次式（２）を満たすように選ばれる。
｜Γ３｜＜｜ＴＭ２｜                                              …（２）
【０２１９】
式（２）においてΓ３は、ボンディングワイヤ３と、コネクタ部２０３と、インピーダンス変化部２０２とによって構成される接続ブロック２０４に、電子部品２側から入力される電磁波の反射係数を表し、｜ＴＭ２｜は、第１伝送線路６のうちのコネクタ部２０３およびインピーダンス変化部２０２を除く残余の部分２０５に接続ブロック２０４から入力された電磁波が、第２伝送線路７の第３伝送線路８が分岐する分岐部１９まで通過する透過係数の大きさを表す。
【０２２０】
さらに本実施の形態における第１および第３伝送線路６，８の線路長、インピーダンス変化部２０２のインピーダンス、ならびに第２伝送線路７の一方７ａの線路長は、第１および第２移相回路１１，１２の移相量が可変な範囲において、ボンディングワイヤ３と整合回路２０１とによって構成される接続回路２０６に電子部品２から入力される高周波信号が接続回路２０６によって反射される反射係数Ｓ１１が０となるように選ばれる。
【０２２１】
式（２）を満たすように整合回路２０１を製造すると、［発明の効果］の項目において前述したように第１および第２移相回路１１，１２に印加される電圧を調整することによって、ボンディングワイヤ３と整合回路２０１とによって構成される接続回路２０６に電子部品２から入力される高周波信号が接続回路２０６によって反射される反射係数Ｓ１１を０となるように調整することができる。このように反射係数Ｓ１１を０に調整することによって、電子部品２を設計した通りの負荷（たとえば５０Ω）に接続して使用することができ、電子部品２の設計どおりの特性を得ることができる。さらに、反射係数Ｓ１１を０に調整することによって、電子部品２から入力された高周波信号が整合回路２０１を通って出力されるまでの減衰を小さくすることができる。
【０２２２】
図１２は、ＳパラメータのうちのＳ１１（電子部品２から見た反射係数）を表すグラフであり、図２に示す整合回路１にインピーダンス変化部２０２を設けた本実施の形態の整合回路２０１とボンディングワイヤ３とによって構成される接続回路２０６の電子部品２から見た反射係数Ｓ１１を表す。図１２には、第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を変化させた場合の７６．５ＧＨｚにおけるＳ１１を示している。図３（２）と比較すると、図１２の測定データの方が中心に近づいているので、インピーダンス変化部２０２を設けることによって電子部品２と接続回路２０６とのインピーダンスの整合がさらにとれ、反射がより低減することが示された。さらに、第１移相回路１１および第２移相回路１２へ印加する電圧を変化させることでＳ１１が変化することがわかる。これによって、接続回路２０６を製造するときに整合回路を構成するパターンの寸法（第１〜第３伝送線路の幅や長さ）がばらついたり、電子部品２の実装位置がずれてボンディングワイヤの長さがばらついたりすることによって、製造した接続回路２０６が設計値から外れた場合でも、第１移相回路１１および第２移相回路１２に印加する電圧を変化させることによって、調整が可能であることがわかる。
【０２２３】
図１３は、本発明の実施の一形態の送信器１６０の構成を示す模式図である。送信器１６０は、前述した図１に示す実施の形態の整合回路１と、高周波発振器１６１と、伝送線路１６２と、送信用アンテナ１６３とを含んで構成される。高周波発振器１６１は、ガンダイオードを利用したガン発振器、またはインパットダイオードを利用したインパット発振器またはＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのトランジスタを利用したＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit）発振器などを含んで構成され高周波信号を発生する。伝送線路１６２は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路、コプレーナ線路によって構成される。伝送線路１６２の高周波信号の伝送方向の第１端部１６２ａは高周波発振器１６１に接続され、伝送線路１６２の高周波信号の伝送方向の第２端部１６２ｂは送信用アンテナ１６３に接続される。送信用アンテナ１６３は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。高周波信号の伝送方向は、電磁波の伝播方向である。第１端部１６２ａは、マイクロストリップ線路またはストリップ線路、コプレーナ線路によって構成されるとしたけれども、高周波発振器１６１と整合回路１とを電気的に接続するボンディングワイヤ３によって構成されてもよい。
【０２２４】
整合回路１は、高周波信号が通過するように、伝送線路１６２に挿入される。さらに具体的に述べると、伝送線路１６２は、第１伝送線路６および高周波発振器１６１を電気的に接続する伝送線路と、第２伝送線路７の他方７ｂおよび送信用アンテナ１６３を電気的に接続する伝送線路とを含んで構成される。伝送線路１６２は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路、コプレーナ線路によって構成されるとしたけれども、第１伝送線路６および高周波発振器１６１を電気的に接続する伝送線路は、前述のボンディングワイヤ３によって構成されてもよい。
【０２２５】
高周波発振器１６１で発生した高周波信号は、伝送線路１６２および整合回路１を通過して送信用アンテナ１６３に与えられ、送信用アンテナ１６３から電波として放射される。
【０２２６】
このように伝送線路１６２には、整合回路１が挿入されるので、たとえば高周波発振器１６１を接続するためのボンディングワイヤやバンプの形状ばらつきや伝送線路１６２の配線幅のばらつきなどによって伝送線路１６２に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ送信器１６０を実現することができる。
【０２２７】
送信器１６０では、整合回路１を用いているが、前述した各実施の形態の整合回路のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また送信器１６０において、前記伝送線路１６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
【０２２８】
図１４は、本発明の実施の一形態の受信器１７０の構成を示す模式図である。図１３に示す前述した実施の形態の送信器１６０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。
【０２２９】
受信器１７０は、前述した実施の形態の整合回路１と、高周波検波器１７１と、伝送線路１６２と、受信用アンテナ１７３とを含んで構成される。高周波検波器１７１は、たとえば、ショットキーバリアダイオード検波器、ビデオ検波器またはミキサＭＭＩＣなどによって実現される。
【０２３０】
伝送線路１６２の高周波信号の伝送方向の第１端部１６２ａは、高周波検波器１７１に接続され、伝送線路１６２の高周波信号の伝送方向の第２端部１６２ｂは、受信用アンテナ１７３に接続される。受信用アンテナ１７３は、パッチアンテナなどの平面アンテナまたはホーンアンテナやロッドアンテナなどによって実現される。
【０２３１】
整合回路１は、高周波信号が整合回路１を通過するように、伝送線路１６２に挿入される。
【０２３２】
受信用アンテナ１７３によって外部から到来する電波を捕捉すると、受信用アンテナ１７３は電波に基づく高周波信号を伝送線路１６２に与え、整合回路１を通過して、高周波検波器１７１に受信した高周波信号が与えられる。高周波検波器１７１は、高周波信号を検波して、高周波信号に含まれる情報を検出する。
【０２３３】
受信器１７０では、受信用アンテナ１７３によって捕捉した高周波信号は、伝送線路１６２に伝送されて高周波検波器１７１によって検波される。
【０２３４】
このように伝送線路１６２には、整合回路１が挿入されるので、たとえば高周波検波器１７１を接続するためのボンディングワイヤやバンプの形状ばらつきや伝送線路１６２の配線幅のばらつきなどによって伝送線路１６２に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ受信器１７０を実現することができる。
【０２３５】
受信器１７０では、整合回路１を用いているが、前記整合回路１に変えて、前述した実施の形態の整合回路１のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また受信器１７０において、前記伝送線路１６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
【０２３６】
図１５は、本発明の実施の一形態の送受信器１８０を備えるレーダ装置１９０の構成を示す模式図である。レーダ装置１９０において、図１３および図１４に示す前述した実施の形態の送信器１６０および受信器１７０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。レーダ装置１９０は、送受信器１８０と、距離検出器１９１を含んで構成される。
【０２３７】
送受信器１８０は、前述した実施の形態の整合回路１と、高周波発振器１６１と、第４〜第８伝送線路１８１，１８２，１８３，１８４，１８５と、分岐器１８６と、分波器１８７と、送受信用アンテナ１８８と、ミキサ１８９とを含んで構成される。送受信用アンテナ１８８は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。第４〜第８伝送線路１８１，１８２，１８３，１８４，１８５は、前述した伝送線路１６２と同様の構成を有する。
【０２３８】
第４伝送線路１８１の高周波信号の伝送方向の第１端部１８１ａは、高周波発振器１６１に接続され、第４伝送線路１８１の高周波信号の伝送方向の第２端部１８１ｂは、分岐器１８６に接続される。整合回路１は、高周波信号が整合回路１を通過するように、第４伝送線路１８１に挿入される。
【０２３９】
分岐器（切替器）１８６は、第１、第２および第３端子１８６ａ，１８６ｂ，１８６ｃを有し、第１端子１８６ａに与えられる高周波信号を、第２端子１８６ｂおよび第３端子１８６ｃに選択的に出力する。分岐器１８６は、たとえば高周波スイッチ素子によって実現される。分岐器１８６には、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第１端子１８６ａおよび第２端子１８６ｂ、または第１端子１８６ａおよび第３端子１８６ｃを選択的に接続する。レーダ装置１９０は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第１端子１８６ａおよび第２端子１８６ｂを接続して、パルス状の高周波信号を第２端子１８６ｂから出力させた後、第１端子１８６ａおよび第３端子１８６ｃを接続して、高周波信号を第３端子１８６ｃから出力させる。第２端子１８６ｂには、第５伝送線路１８２の高周波信号の伝送方向の第１端部１８２ａが接続される。前記第３端子１８６ｃには、第７伝送線路１８４の高周波信号の伝送方向の第１端部１８４ａが接続される。レーダ装置１９０は発振器に電圧制御型発振器を用い、ＦＭ−ＣＷレーダによって実現してもよい。
【０２４０】
分波器１８７は、第４、第５および第６端子１８７ａ，１８７ｂ，１８７ｃを有し、第４端子１８７ａに与えられる高周波信号を第５端子１８７ｂに出力し、第５端子１８７ｂに与えられる高周波信号を第６端子１８７ｃに出力する。第５伝送線路１８２の高周波信号の伝送方向の第２端部１８２ｂは、前記第４端子１８７ａに接続される。前記第５端子１８７ｂには、第６伝送線路１８３の高周波信号の伝送方向の第１端部１８３ａが接続される。第６伝送線路１８３の高周波信号の伝送方向の第２端部１８３ｂは、送受信用アンテナ１８８に接続される。
【０２４１】
前記第６端子１８７ｃには、第８伝送線路１８５の高周波信号の伝送方向の第１端部１８５ａが接続される。第７伝送線路１８４の高周波信号の伝送方向の第２端部１８４ｂと、第８伝送線路１８５の高周波信号の伝送方向の第２端部１８５ｂとは、ミキサ１８９に接続される。分波器１８７は、ハイブリッド回路によって実現される。ハイブリッド回路は、方向性結合器、ブランチライン、マジックＴまたはラットレースなどによって実現される。
【０２４２】
高周波発振器１６１で発生した高周波信号は、第４伝送線路１８１および整合回路１を通過して、分岐器１８６、第５伝送線路１８２、分波器１８７ならびに第６伝送線路１８３を介して送受信用アンテナ１８８に与えられ、送受信用アンテナ１８８から電波として放射される。また、高周波発振器１６１で発生した高周波信号は、第４伝送線路１８１および整合回路１を通過して、分岐器１８６ならびに第７伝送線路１８４を介してミキサ１８９にローカル信号として与えられる。
【０２４３】
送受信用アンテナ１８８によって外部から到来する電波を受信すると、送受信用アンテナ１８８は電波に基づく高周波信号を第６伝送線路１８３に与え、分波器１８７、第８伝送線路１８５を介してミキサ１８９に与えられる。
【０２４４】
ミキサ１８９は、第７および第８伝送線路１８４，１８５から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力する。ミキサ１８９から出力される中間周波信号は、距離検出器１９１に与えられる。
【０２４５】
距離検出器１９１は、前述した高周波検波器１７１を含んで構成され、送受信器１８０から放射され、測定対象物によって反射された電波（エコー）を受信して得られる前記中間周波信号に基づいて、測定対象物までの距離を算出する。距離検出器１９１は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。
【０２４６】
送受信器１８０では、高周波信号が整合回路１を通過するように、前記第４伝送線路１８１に、整合回路１が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路１６２に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ送受信器１８０を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ送受信器１８０を実現することができ、また、たとえばミキサ１８９によって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。
【０２４７】
レーダ装置１９０では、前記送受信器１８０からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が送受信器１８０から探知対象物までの距離、たとえば送受信用アンテナ１８８と探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができる。
【０２４８】
前記分岐器１８６は、方向性結合器などのハイブリッド回路やパワーディバイダによって実現されてもよく、この場合第１端子１８７ａに与えられる高周波信号は、第２端子１８６ｂおよび第３端子１８６ｃに分岐して出力される。この場合には、前述した構成と比較して、送受信用アンテナ１８８から出力される電波の電力が低くなるが、分岐器１８６を制御する必要がないので装置の制御が簡単になる。
【０２４９】
本実施の形態では、第４伝送線路１８１に整合回路１が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、整合回路１は、第４〜第８伝送線路１８１〜１８５の少なくともいずれか１つに、高周波信号が整合回路１を通過するように挿入されてもよい。このような構成であっても、同様の効果を達成することができる。
【０２５０】
また送受信器１８０では、整合回路１を用いているが、前述した各実施の形態の整合回路のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。
【０２５１】
また本発明の実施のさらに他の形態では、前記分波器１８７は、サーキュレータや高周波スイッチ素子によって実現されてもよく、この様な構成であっても、同様の効果を達成することができる。
【０２５２】
図１６は、本発明の他の実施の形態の送受信器１９５を備えるレーダ装置１９６の構成を示す模式図である。レーダ装置１９６において、図１３および図１４に示す前述した実施の形態の送信器１６０および受信器１７０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。レーダ装置１９６は、送受信器１９５と、距離検出器１９１とを含んで構成される。
【０２５３】
送受信器１９５は、前述した実施の形態の整合回路１と、高周波発振器１６１と、第４〜第７伝送線路１８１，１８２，１８３，１８４と、分岐器１８６と、送信用アンテナ１６３と、受信用アンテナ１７３と、ミキサ１８９とを含んで構成される。送信用アンテナ１６３および受信用アンテナ１７３は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。第４〜第７伝送線路１８１，１８２，１８３，１８４は、前述した伝送線路１６２と同様の構成を有する。
【０２５４】
第４伝送線路１８１の高周波信号の伝送方向の第１端部１８１ａは、高周波発振器１６１に接続され、第４伝送線路１８１の高周波信号の伝送方向の第２端部１８１ｂは、分岐器１８６に接続される。整合回路１は、高周波信号が整合回路１を通過するように、第４伝送線路１８１に挿入される。
【０２５５】
分岐器（切替器）１８６は、第１、第２および第３端子１８６ａ，１８６ｂ，１８６ｃを有し、第１端子１８６ａに与えられる高周波信号を、第２端子１８６ｂおよび第３端子１８６ｃに選択的に出力する。分岐器１８６は、たとえば高周波スイッチ素子によって実現される。分岐器１８６には、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第１端子１８６ａおよび第２端子１８６ｂ、または第１端子１８６ａおよび第３端子１８６ｃを選択的に接続する。レーダ装置１９６は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第１端子１８６ａおよび第２端子１８６ｂを接続して、パルス状の高周波信号を第２端子１８６ｂから出力させた後、第１端子１８６ａおよび第３端子１８６ｃを接続して、高周波信号を第３端子１８６ｃから出力させる。第２端子１８６ｂには、第５伝送線路１８２の高周波信号の伝送方向の第１端部１８２ａが接続される。前記第３端子１８６ｃには、第７伝送線路１８４の高周波信号の伝送方向の第１端部１８４ａが接続される。レーダ装置１９６は発振器に電圧制御型発振器を用い、ＦＭ−ＣＷレーダによって実現してもよい。
【０２５６】
第５伝送線路１８２の高周波信号の伝送方向の第２端部１８２ｂは、送信用アンテナ１６３に接続される。
【０２５７】
受信用アンテナ１７３と、ミキサ１８９とは、第６伝送線路１８３によって接続される。また第７伝送線路１８４の高周波信号の伝送方向の第２端部１８４ｂは、ミキサ１８９に接続される。
【０２５８】
高周波発振器１６１で発生した高周波信号は、第４伝送線路１８１および整合回路１を通過して、分岐器１８６、第５伝送線路１８２を介して送信用アンテナ１６３に与えられ、送信用アンテナ１６３から電波として放射される。また、高周波発振器１６１で発生した高周波信号は、第４伝送線路１８１および整合回路１を通過して、分岐器１８６ならびに第７伝送線路１８４を介してミキサ１８９にローカル信号として与えられる。
【０２５９】
受信用アンテナ１７３によって外部から到来する電波を受信すると、受信用アンテナ１７３は電波に基づく高周波信号を第６伝送線路１８３を介してミキサ１８９に与える。
【０２６０】
ミキサ１８９は、第６および第７伝送線路１８３，１８４から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力する。ミキサ１８９から出力される中間周波信号は、距離検
出器１９１に与えられる。
【０２６１】
距離検出器１９１は、前述した高周波検波器１７１を含んで構成され、送受信器１９５から放射され、測定対象物によって反射された電波（エコー）を受信して得られる前記中間周波信号に基づいて、測定対象物までの距離を算出する。距離検出器１９１は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。
【０２６２】
送受信器１９５では、高周波信号が整合回路１を通過するように、前記第４伝送線路１８１に、整合回路１が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路１６２に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ送受信器１９５を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ送受信器１９５を実現することができ、また、たとえばミキサ１８９によって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。
【０２６３】
レーダ装置１９６では、前記送受信器１９５からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が送受信器１９５から探知対象物までの距離、たとえば送信用および受信用アンテナ１６３，１７３と探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができる。
【０２６４】
前記分岐器１８６は、方向性結合器などのハイブリッド回路やパワーディバイダによって実現されてもよく、この場合第５伝送線路１８２に与えられる高周波信号は、第２端子１８６ｂおよび第３端子１８６ｃに分岐して出力される。この場合には、前述した構成と比較して、送信用アンテナ１６３から出力される電波の電力が低くなるが、分岐器１８６を制御する必要がないので装置の制御が簡単になる。
【０２６５】
本実施の形態では、第４伝送線路１８１に整合回路１が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、整合回路１は、第４〜第７伝送線路１８１〜１８４の少なくともいずれか１つに、高周波信号が整合回路１を通過するように挿入されてもよい。このような構成であっても、同様の効果を達成することができる。
【０２６６】
また送受信器１９５では、整合回路１を用いているが、前述した各実施の形態の整合回路のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２６７】
【図１】本発明の実施の一形態の整合回路１を示す斜視図である。
【図２】整合回路１を示す平面図である。
【図３】ＳパラメータのうちのＳ１１を表すグラフである。
【図４】本発明の他の実施の形態の整合回路４０を示す平面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態の整合回路４１を示す平面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態の整合回路５１を示す平面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態の整合回路６１を示す平面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態の整合回路８４を示す平面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態の整合回路１０１を示す斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態の整合回路１２１の第１移相回路１２２を示す斜視図である。
【図１１】本実施のさらに他の実施の形態の整合回路２０１を示す斜視図である。
【図１２】ＳパラメータのうちのＳ１１を表すグラフである。
【図１３】本発明の実施の一形態の送信器１６０の構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の実施の一形態の受信器１７０の構成を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施の一形態の送受信器１８０を備えるレーダ装置１９０の構成を示す模式図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態の送受信器１９５を備えるレーダ装置１９６の構成を示す模式図である。
【図１７】接続ブロックの反射係数、透過係数を説明するための図である。
【図１８】スミス図である。
【符号の説明】
【０２６８】
１，４０，４１，５１，６１，８４，１０１，１２１，２０１  整合回路
２  電子部品
３  ボンディングワイヤ
５  誘電体基板
６  第１伝送線路
７  第２伝送線路
８  第３伝送線路
１１，５２，６２，８５，１０２，１２２  第１移相回路
１２  第２移相回路
１３ａ  一方の第１接続端
１３ｂ  他方の第１接続端
１４，４２  部品配置台
１５ａ  一方の第２接続端
１５ｂ  他方の第２接続端
１６，４３  部品配置部
１７  裏面電極
１８  接続部
１９  分岐部
２１，５３，６３，８６，１０３  第１入出力端子
２２，５４，６４，８７，１０４  第２入出力端子
２３，５５，６５，８８，１０５  第３入出力端子
２４，５６，６６，１０６  第４入出力端子
２５  第５入出力端子
２６  ラットレース
２７  第１延在部
２７ａ  伝送線路
２７ｂ  第１可変容量素子
２８  第２延在部
２８ａ  伝送線路
２８ｂ  第２可変容量素子
３１  リング状伝送線路
３２  第３可変容量素子
３３  第１電極
３４  第２電極
３５  第３電極
３６  基準電極
３９，９３  直流阻止用コンデンサ
４４  突出部
４５  第１接続部
４６  入出力端子
４８  第２接続部
４９  突出部分
５７  ブランチライン
５８  四角状伝送線路
６７  方向性結合器
８１  第２基準電極
８９  サーキュレータ
９１  延在部
９１ａ  伝送線路
９１ｂ  第１可変容量素子
９２  第２可変容量素子
１０７  マジックＴ
１２３ａ  一対の平板導体部の一方
１２３ｂ  一対の平板導体部の他方
１６０  送信器
１６１  高周波発振器
１６２  伝送線路
１７０  受信器
１７１  高周波検波器
１７３  受信用アンテナ
１８０，１９５  送受信器
１８１  第４伝送線路
１８２  第５伝送線路
１８３  第６伝送線路
１８４  第７伝送線路
１８５  第８伝送線路
１８６  分岐器
１８６ａ  第１端子
１８６ｂ  第２端子
１８６ｃ  第３端子
１８７  分波器
１８７ａ  第４端子
１８７ｂ  第５端子
１８７ｃ  第６端子
１８８  送信用アンテナ
１８９  ミキサ
１９０，１９６  レーダ装置
１９１  距離検出器
２０２  インピーダンス変化部
２０３  コネクタ部
２０４  接続ブロック
２０５  残余の部分
２０６  接続回路
【図１】
2008160785.tif 000012
【図２】
2008160785.tif 000013
【図３】
2008160785.tif 000014
【図４】
2008160785.tif 000015
【図５】
2008160785.tif 000016
【図６】
2008160785.tif 000017
【図７】
2008160785.tif 000018
【図８】
2008160785.tif 000019
【図９】
2008160785.tif 000020
【図１０】
2008160785.tif 000021
【図１１】
2008160785.tif 000022
【図１２】
2008160785.tif 000023
【図１３】
2008160785.tif 000024
【図１４】
2008160785.tif 000025
【図１５】
2008160785.tif 000026
【図１６】
2008160785.tif 000027
【図１７】
2008160785.tif 000028
【図１８】
2008160785.tif 000029