(57)【要約】【課題】構造が単純で生産性に優れる高周波用回路装置を提供する。【解決手段】誘電体基板２の、第１の接地導体６とは反対側の面上にはサスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体１が設けられ、誘電体基板２の、第１の接地導体６とは反対側の面上には信号導体１に接続されているマイクロストリップ線路の信号導体９が設けられ、誘電体基板２の、第１の接地導体側の面上にはマイクロストリップ線路の接地導体である第２の接地導体４が設けられ、第１の接地導体６と第２の接地導体４とが容量結合されている。【選択図】図１
2004235740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と第１の接地導体とが備えられており、
該誘電体基板と第１の接地導体とは所定間隔を隔てて配設されており、
該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上にはサスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
さらに、該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上には該サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体に接続されているマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
該誘電体基板の、第１の接地導体側の面上には該マイクロストリップ線路の接地導体である第２の接地導体が設けられており、
第１の接地導体と第２の接地導体とが容量結合されていることを特徴とする高周波用回路装置。
【請求項２】
誘電体基板と第１の接地導体とが備えられており、
該誘電体基板と第１の接地導体とは所定間隔を隔てて配設されており、
該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上にはサスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上には該サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体に接続されているマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
該誘電体基板の、第１の接地導体側の面上には該マイクロストリップ線路の接地導体である第２の接地導体が設けられており、
第１の接地導体と第２の接地導体とが容量結合されており、
該誘電体基板の、第１の接地導体側の面上には該サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体に接続されているインバーデッドマイクロストリップ線路の信号導体が設けられていることを特徴とする高周波用回路装置。
【請求項３】
該誘電体基板と該第１の接地導体との間に合成樹脂を含む組成物及び気体から選ばれる少なくとも一方が設けられている請求項１又は２に記載の高周波用回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、０．８〜３０ＧＨｚの周波数の通信装置等に用いるのに適する高周波用回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ミリ波用の通信装置に用いるミリ波モジュール用基板として、図３の分解図に示すものが報告されている（例えば、特許文献１参照）。この従来のミリ波モジュール用基板では、図３に示すフィルム状のポリイミド樹脂１０１の上面にコプレナ線路１０３を設け、ポリイミド樹脂１０１の下面にインバーデッドマイクロストリップ線路１０２を設け、両者をスルーホール１０４で接続するとともに、その上下に選択的に穴や凹形状を設けた金属導体１０５ｂ、１０６ｂを導電性接着剤１０７で接着し、インバーデッドマイクロストリップ線路１０２の周辺を空気で囲んだ構造としている。なお、図３において、１０５ａ、１０６ａはそれぞれ金属導体、１０８、１０９はそれぞれ貫通孔、１１０、１１１は非貫通孔である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１５１９１５号公報（特許請求の範囲、図６、図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のとおり、図３に示す従来例は構造が複雑で生産性が悪い問題があった。本発明は、従来技術の有する前述の欠点を解消する高周波用回路装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電体基板と第１の接地導体とが備えられており、
該誘電体基板と第１の接地導体とは所定間隔を隔てて配設されており、
該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上にはサスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
さらに、該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上には該サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体に接続されているマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
該誘電体基板の、第１の接地導体側の面上には該マイクロストリップ線路の接地導体である第２の接地導体が設けられており、
第１の接地導体と第２の接地導体とが容量結合されていることを特徴とする高周波用回路装置を提供する。
【０００６】
また、誘電体基板と第１の接地導体とが備えられており、
該誘電体基板と第１の接地導体とは所定間隔を隔てて配設されており、
該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上にはサスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
該誘電体基板の、第１の接地導体とは反対側の面上には該サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体に接続されているマイクロストリップ線路の信号導体が設けられており、
該誘電体基板の、第１の接地導体側の面上には該マイクロストリップ線路の接地導体である第２の接地導体が設けられており、
第１の接地導体と第２の接地導体とが容量結合されており、
該誘電体基板の、第１の接地導体側の面上には該サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体に接続されているインバーデッドマイクロストリップ線路の信号導体が設けられていることを特徴とする高周波用回路装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に従って詳細に説明する。図１は本発明の高周波用回路装置の基本的構成図である。図１は本発明の高周波用回路装置の一実施例の構成図であり、図２は図１とは別の実施例の構成図である。
【０００８】
図１、２において、１はサスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体、２は誘電体基板、３は下側誘電体基板、４は第１の接地導体、６は第２の接地導体、７は介在物、９はマイクロストリップ線路の信号導体である。また、図２において、５はインバーデッドマイクロストリップ線路の信号導体、８はスルーホールである。
【０００９】
図１、２に示すとおり、本発明では、誘電体基板２と第１の接地導体４とが備えられており、誘電体基板２と第１の接地導体４とは所定間隔を隔てて配設されている。すなわち、誘電体基板２と、第１の接地導体４と、誘電体基板２と第１の接地導体４との間に設けられている介在物７とが備えられている。誘電体基板２と第１の接地導体４とは平行又は略平行が好ましいが、これに限定されず、平行又は略平行でなくとも使用できる。
【００１０】
誘電体基板２の、第１の接地導体４とは反対側の面上には信号導体１が設けられている。さらに、誘電体基板２の、第１の接地導体４とは反対側の面上には信号導体１に接続されている信号導体９が設けられている。誘電体基板２の、第１の接地導体側の面上にはマイクロストリップ線路の接地導体である第２の接地導体６が設けられている。
【００１１】
本発明では、第１の接地導体４と第２の接地導体６とが容量結合されている。特性インピーダンスが５０Ωになるように本発明の高周波用回路装置を設定した場合、
第１の接地導体４と第２の接地導体６とで形成される容量Ｃの値の範囲は、（１．６／ｆ）≦Ｃ（ｐＦ）≦１０００が好ましい。ただし、ｆは周波数である。Ｃが（１．６／ｆ）以上である場合には、Ｃが（１．６／ｆ）ｐＦ未満である場合と比較して挿入損失特性が向上する。Ｃが１０００ｐＦ以下である場合には、Ｃが１０００ｐＦ超である場合と比較して第２の接地導体６の面積が小さくでき、小型化が可能となる。
【００１２】
第１の接地導体と第２の接地導体との間隔は、第１の接地導体と第２の接地導体の短絡防止及び薄型化を考慮して０．１〜２．０ｍｍが好ましい。
【００１３】
図１、２に示す例において、信号導体９と第２の接地導体６とでマイクロストリップ線路を構成し、信号導体１と第１の接地導体４とでサスペンデッドマイクロストリップ線路を構成する。
【００１４】
第２の接地導体６が設けられる、誘電体基板２の第１の接地導体４側の面の領域は、第２の接地導体６がマイクロストリップ線路の接地導体として機能できる領域であれば、どのような領域であってもよいが、電気的諸特性を向上させるには、誘電体基板２の第１の接地導体４側の面の領域であって、信号導体９の設けられている領域と相対向している領域を含む領域に設けられることが好ましい。
【００１５】
図２に示す例において、信号導体５は誘電体基板２の、信号導体９が設けられている側の面とは反対側の面上に設けられている。信号導体５と第１の接地導体４とでインバーデッドマイクロストリップ線路を構成する。誘電体基板２にはスルーホール８が設けられており、信号導体５と信号導体９とはスルーホール８により接続されている。
【００１６】
図１、２に示す例では、第１の接地導体４は、下側誘電体基板３の、誘電体基板２側の面上に設けられているが、これに限定されず、下側誘電体基板３が設けられていなくてもよく、第１の接地導体４が単独で設けられていてもよい。この場合には、第１の接地導体４は、通常、導電性の板状体が好ましい。
【００１７】
挿入損失特性を向上させるためには、第１の接地導体４は接地に接続されないことが好ましい。挿入損失特性を向上させるためには、第２の接地導体６が接地に接続されることが好ましい。
【００１８】
本発明の高周波用回路装置を自動車に利用する場合には、第１の接地導体４の面積を広さを確保するために、かつ、実装の便宜のために、下側誘電体基板３を自動車の窓ガラス板とすることが好ましい。また、第２の接地導体６が接地である金属製の車体に接続されることが好ましい。
【００１９】
本発明の高周波用回路装置をアンテナ装置に利用する場合には、図１に示す例では、信号導体１をアンテナ（不図示）に接続することが好ましい。図２に示す例では、信号導体５をアンテナに接続することが好ましい。
【００２０】
図１、２に示す例において、信号導体９は、通常、送信機（不図示）側又は受信機（不図示）側に接続される。この場合、信号導体９にコネクタを接続し、コネクタを介して送信機又は受信機と信号導体９との信号のやり取りが行なわれる。
【００２１】
介在物７は絶縁性を有することが好ましく、介在物７としては、通常、合成樹脂を含む組成物及び気体から選ばれる少なくとも一方が用いられる。介在物７として気体が用いられる場合には、通常コスト的に安価な空気層を用いるが、これに限定されず、窒素、アルゴン等の不活性ガスでもよい。
【００２２】
介在物７として合成樹脂を含む組成物が用いられる場合には、合成樹脂を含む組成物として絶縁性を有する接着剤（例えばエポキシ樹脂等を含有する接着剤）、又は、絶縁性を有し、シリコンを含有する充填剤等が用いられる。しかし、これに限定されず、誘電体基板２と第１の接地導体４との間に絶縁性を有し、充填し易いものであればどのようなものも用いることができる。
【００２３】
図４は図１に示す本発明の高周波用回路装置の平面図であり、図５は図１に示す本発明の高周波用回路装置の側面図である。図４、５において、Ｌ５は誘電体基板２の厚さ、Ｌ６は第１の接地導体４と誘電体基板２との間隔、Ｌ１１は信号導体９の巾、Ｌ１２は信号導体１の幅、Ｌ１３は第２の接地導体６の縦方向の長さ、Ｌ１４は第２の接地導体６の横方向の長さ、Ｌ１５は信号導体１の長さである。
【００２４】
図１、４、５に示す本発明の高周波用回路装置について、電磁界シュミレーションにてＳパラメータを計算した。計算空間は図４、５及び以下に示すとおりであり、各諸数値は以下のとおりである。
計算空間                      縦×横×高さ＝１００×８０×５０ｍｍ、
Ｌ５                                                      ０．８ｍｍ、
Ｌ６                                                      ０．２ｍｍ、
Ｌ１１                                                    １．８ｍｍ、
Ｌ１２                                                    ２．８ｍｍ、
Ｃの値                                              ４４３００ｐＦ、
誘電体基板２の比誘電率                                      ３．４、
介在物（空気）の比誘電率                                    １．０。
【００２５】
上記諸数値に基づいて、Ｌ１４を定数（１０ｍｍ）にし、Ｌ１３の値を変化させて電磁界シュミレーションにてＳパラメータを計算し、その計算結果に基づいて反射損失（Ｓ１１）を縦軸とし、周波数を横軸とする反射損失の特性を図６に示す。なお、図６及び後述する図７において、Ｌ１３を単に巾、Ｌ１４を単に長さと表示している。
【００２６】
上記諸数値に基づいて、Ｌ１３を定数（１０ｍｍ）にし、Ｌ１４の値を変化させて電磁界シュミレーションにてＳパラメータを計算し、その計算結果に基づいて反射損失を縦軸とし、周波数を横軸とする反射損失の特性を図７に示す。
【００２７】
本発明において、本発明の高周波用回路装置に入力された高周波信号の電力に対する反射信号の電力が１％以下であることが挿入損失を少なくし良好な伝送特性を得る上で好ましい。反射信号の電力が１％とは反射損失が−２０ｄＢであることであり、したがって、反射損失を−２０ｄＢ以下にすることが好ましい。この条件及び図６に示す反射損失の特性を考慮すると、周波数ｆ（ＧＨｚ）とＬ１３（ｍｍ）との間に以下に示す式（１）が成立することが好ましい。式（１）において、ｎは自然数であり、ｎが１であることが反射損失が少なくなり好ましい。
【００２８】
【数１】
2004235740.tif 000003
【００２９】
式（１）を導き出した考え方と同様に、図７から周波数ｆ（ＧＨｚ）とＬ１４（ｍｍ）との間に以下に示す式（２）が成立することが好ましい。式（２）において、ｎが１であることが反射損失が少なくなり好ましい。
【００３０】
【数２】
2004235740.tif 000004
【００３１】
上記諸数値に基づいて、電磁界シュミレーションにてＳパラメータを計算し、反射損失を縦軸とし、第２の接地導体６の面積を横軸とする反射損失の特性を図８に示す。図８において、周波数は０．５ＧＨｚ、１．０ＧＨｚ及び１．５ＧＨｚである。
【００３２】
式（１）を導き出した考え方と同様に、図７から周波数ｆ（ＧＨｚ）とＬ１４（ｍｍ）との間に以下に示す式（３）が成立することが好ましい。
【００３３】
【数３】
2004235740.tif 000005
【００３４】
以上、述べたとおり、式（１）、式（２）、かつ、式（３）を満たすことが反射損失が少なくなりより好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では、構造が単純で生産性に優れている。また、誘電体基板に半導体等のアクティブ素子を設ける場合であっても、このアクティブ素子の接地用端子をスルーホール等を用いて第２の接地導体に接続できるため、このアクティブ素子の実装が容易である効果も認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波用回路装置の一実施例の構成図。
【図２】図１の高周波用回路装置とは別の実施例の構成図。
【図３】従来例の構成図。
【図４】図１に示す本発明の高周波用回路装置の平面図。
【図５】図１に示す本発明の高周波用回路装置の側面図。
【図６】反射損失を縦軸とし、周波数を横軸とする反射損失の特性図。
【図７】反射損失を縦軸とし、周波数を横軸とする反射損失の特性図。
【図８】反射損失を縦軸とし、第２の接地導体６の面積を横軸とする反射損失の特性図。
【符号の説明】
１：サスペンデッドマイクロストリップ線路の信号導体
２：誘電体基板
３：下側誘電体基板
４：第１の接地導体
５：インバーデッドマイクロストリップ線路の信号導体
６：第２の接地導体
７：介在物
８：スルーホール
９：マイクロストリップ線路の信号導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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