(57)【要約】【課題】方向性結合器のチップサイズを小型化したモノリシックマイクロ波集積回路を提供すること。【解決手段】一方の面に接地導体が設けられた半絶縁性誘電体基板１０と、この半絶縁性誘電体基板１０の他方の面に形成され、互いが平行に伸びる平行区間を有する主伝送線路１１および副伝送線路１２とを具備したモノリシックマイクロ波集積回路において、少なくとも平行区間の主伝送線路１１下方から副伝送線路１２下方に至る範囲に、半絶縁性誘電体基板１０の厚さを部分的に薄くした薄肉部１７を設ける。【選択図】　図２
2004112568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に接地導体が設けられた半絶縁性誘電体基板と、この半絶縁性誘電体基板の他方の面に形成され、互いが平行に伸びる平行区間を有する主伝送線路および副伝送線路とを具備したモノリシックマイクロ波集積回路において、少なくとも前記平行区間の主伝送線路下方から前記副伝送線路下方に至る範囲に、前記半絶縁性誘電体基板の厚さを部分的に薄くした薄肉部を設けたことを特徴とするモノリシックマイクロ波集積回路。
【請求項２】
一方の面に接地導体が設けられた半絶縁性誘電体基板と、この半絶縁性誘電体基板の他方の面に形成され、互いが平行に伸びる平行区間を有する主伝送線路および副伝送線路と、前記主伝送線路および前記副伝送線路間に位置し、前記主伝送線路に接続された少なくとも１つの第１中間導体と、前記主伝送線路と前記第１中間導体の１つとの間に１つが位置し、前記副伝送線路に接続された少なくとも１つの第２中間導体とを具備したモノリシックマイクロ波集積回路において、少なくとも前記平行区間の主伝送線路下方から前記副伝送線路下方に至る範囲に、前記半絶縁性誘電体基板の厚さを部分的に薄くした薄肉部を設けたことを特徴とするモノリシックマイクロ波集積回路。
【請求項３】
一方の面に接地導体が設けられた半絶縁性誘電体基板と、この半絶縁性誘電体基板の他方の面に形成され、互いが平行に伸びる平行区間を有する主伝送線路および副伝送線路と、前記主伝送線路および前記副伝送線路間に位置し、前記主伝送線路に接続された複数の第１中間導体と、前記主伝送線路および複数の前記第１中間導体と交互に位置し、前記副伝送線路に接続された複数の第２中間導体とを具備したモノリシックマイクロ波集積回路において、少なくとも前記平行区間の主伝送線路下方から前記副伝送線路下方に至る範囲に、前記半絶縁性誘電体基板の厚さを部分的に薄くした薄肉部を設けたことを特徴とするモノリシックマイクロ波集積回路。
【請求項４】
薄肉部は、主伝送線路および副伝送線路それぞれの下方部分よりも外側まで設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のモノリシックマイクロ波集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモノリシックマイクロ波集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモノリシックマイクロ波集積回路について、ストリップ導体で構成されたインタデジタル型３ｄＢ方向性結合器を例にとり図３を参照して説明する。
【０００３】
ＧａＡｓなどの半絶縁性誘電体基板３０上に、方向性結合器を構成する主伝送線路３１および副伝送線路３２が設けられている。主伝送線路３１および副伝送線路３２はストリップ導体で形成され、また、１／４波長の長さの平行区間Ｐでは互いに平行に伸びている。
【０００４】
主伝送線路３１と副伝送線路３２との間に、１／４波長の長さをもつ第１および第２の中間線路導体３３、３４が設けられている。第１および第２の中間線路導体３３、３４はストリップ導体で形成され、平行区間Ｐにおいて、主伝送線路３１および副伝送線路３２と平行に設けられている。第１中間線路導体３３は、エアブリッジ３５によって、第２中間線路導体３４を跨いで主伝送線路３１に接続されている。第２中間線路導体３４は、エアブリッジ３６によって、第１中間線路導体３３を跨いで副伝送線路３２に接続されている。
【０００５】
次に、図３の線分ａ−ａで断面にした構造を図４を参照して説明する。図４は図３に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【０００６】
半絶縁性誘電体基板３０上に主伝送線路３１および副伝送線路３２、第１中間線路導体３３、第２中間線路導体３４が設けられ、裏面に接地導体４１が設けられている。
【０００７】
上記の方向性結合器は、たとえば半絶縁性誘電体基板３０の厚さｔは約１００μｍ、主伝送線路３１や副伝送線路３２、第１中間線路導体３３、第２中間線路導体３４の導体幅ａは約６μｍ、導体間隔ｂは約７μｍに形成されている。
【０００８】
上記した構成において、たとえば主伝送線路３１の一端３１ａから信号が入力すると、その信号は、平行区間Ｐにおいて、第１中間線路導体３３を介して、第２中間線路導体３４および副伝送線路３２に結合し、たとえば副伝送線路３２の図示左端３２ａおよび図示右端３２ｂに等分して出力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモノリシックマイクロ波集積回路は、たとえばインタデジタル型方向性結合器の場合、主伝送線路３１や副伝送線路３２、第１中間線路導体３３、第２中間線路導体３４の導体幅および導体間隔が大きくなり、方向性結合器を構成するチップサイズが大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記した欠点を解決し、方向性結合器のチップサイズを小型化したモノリシックマイクロ波集積回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方の面に接地導体が設けられた半絶縁性誘電体基板と、この半絶縁性誘電体基板の他方の面に形成され、互いが平行に伸びる平行区間を有する主伝送線路および副伝送線路とを具備したモノリシックマイクロ波集積回路において、少なくとも前記平行区間の主伝送線路下方から前記副伝送線路下方に至る範囲に、前記半絶縁性誘電体基板の厚さを部分的に薄くした薄肉部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、インタデジタル型３ｄＢ方向性結合器を例にとり図１を参照して説明する。
【００１３】
ＧａＡｓなどからなる半絶縁性誘電体基板１０上に、方向性結合器を構成する主伝送線路１１および副伝送線路１２などが設けられている。主伝送線路１１および副伝送線路１２はたとえばストリップ導体で形成され、１／４波長の長さの平行区間Ｐ内で互いに平行に伸びている。主伝送線路１１の平行区間Ｐに連続する図示左右の隣接部１１ａ、１１ｂ、および、副伝送線路１２の平行区間Ｐに連続する図示左右の隣接部１２ａ、１２ｂは、これら隣接部に接続される回路パターンなどとの関係から、たとえば外側に曲げて設けられている。
【００１４】
主伝送線路１１と副伝送線路１２との間に、１／４波長の長さをもつ第１および第２の中間線路導体１３、１４が設けられている。第１および第２の中間線路導体１３、１４は、たとえばその延長方向における両端位置が互いに一致し、また、平行区間Ｐにおいて主伝送線路１１や副伝送線路１２と平行に設けられている。第１中間線路導体１３は、エアブリッジ１５により、第２中間線路導体１４を跨いで主伝送線路１１に接続されている。第２中間線路導体１４は、エアブリッジ１６により、第１中間線路導体１３を跨いで副伝送線路１２に接続されている。
【００１５】
そして、点線Ｄで囲まれた領域、たとえば平行区間Ｐにおける主伝送線路１１の少し外側から副伝送線路１２の少し外側に至る領域Ｑおよび第１、第２の中間線路導体１３、１４一端の少し外側から他端の少し外側に至る領域Ｒ、主伝送線路１１や副伝送線路１２の各隣接部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの両側領域Ｓそれぞれの下方部分に、半絶縁性誘電体基板１０の厚さを部分的に薄くした薄肉部１７が設けられている。
【００１６】
次に、図１の線分ａ−ａで断面にした構造を図２を参照して説明する。図２は図１に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００１７】
半絶縁性誘電体基板１０上に主伝送線路１１および副伝送線路１２、第１中間線路導体１３、第２中間線路導体１４が設けられ、裏面に接地導体２１が設けられている。また、半絶縁性誘電体基板１０の裏側の一部に凹部２２が形成され、薄肉部１７が設けられている。
【００１８】
薄肉部１７は、図１の点線Ｄで囲まれた領域の下方部分をＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）技術によって削り込んで形成され、半絶縁性誘電体基板１０裏面の接地導体２１はたとえばバスタブ構造に構成されている。
【００１９】
上記した構成において、たとえば主伝送線路１１の図示左側の隣接部１１ａから信号が入力すると、その信号は、平行区間Ｐにおいて、第１中間線路導体１３を介して、第２中間線路導体１４や副伝送線路１２と結合し、副伝送線路１２の図示左右の隣接部１２ａ、１２ｂに、たとえば２分されて出力される。
【００２０】
上記の方向性結合器は、図１の符号Ｄに示すように、主伝送線路１１および副伝送線路１２、第１中間線路導体１３、第２中間線路導体１４が形成されたその下方部分で、半絶縁性誘電体基板１０に薄肉部１７が設けられ、半絶縁性誘電体基板の厚が小さくなっている。したがって、主伝送線路１１や副伝送線路１２などの線路特性たとえば特性インピーダンスなどを、従来技術で説明した図３や図４と同じ条件で構成すると、たとえば半絶縁性誘電体基板１０の厚さｔは約５０μｍ、主伝送線路１１や副伝送線路１２、第１中間線路導体１３、第２中間線路導体１４の導体幅は約３μｍ、導体間隔は約４μｍとなり、方向性結合器のチップサイズが小型化する。
【００２１】
上記した構造の場合、半絶縁性誘電体基板１０は薄肉部１７が部分的に設けられた、いわゆるバスタブ構造となっている。そのため、半絶縁性誘電体基板１０の機械的強度は十分に確保される。
【００２２】
上記の実施形態は、中間線路導体が２個の場合で説明している。しかし、主伝送線路および副伝送線路にそれぞれ接続される中間線路導体が複数の場合にも、本発明を適用できる。それぞれの伝送線路に接続される中間線路導体の数が複数の場合、たとえば副伝送線路に接続される中間線路導体は、主伝送線路および主伝送線路に接続される中間線路導体に挟まれ、主伝送線路あるいは主伝送線路と交互に配置される。
【００２３】
また、主伝送線路および副伝送線路に接続される中間線路導体が複数の場合は、半絶縁性誘電体基板に形成する薄肉部の面積が比較的広くなり、ＲＩＥ技術による薄肉部の形成が容易になる。したがって、本発明は、主伝送線路および副伝送線路にそれぞれ複数の中間線路導体を接続する構成に有効である。
【００２４】
また、上記の実施形態では、主伝送線路や副伝送線路の直下部分よりも少し広くし、たとえば平行区間では、相手の伝送線路と反対側の外側部分にまで設け、良好な電気的特性が得られるようにしている。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、方向性結合器のチップサイズを小型化したモノリシックマイクロ波集積回路が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の上面図である。
【図２】図１の線分ａ−ａにおける断面図である。
【図３】従来例を説明するための概略の上面図である。
【図４】図３の線分ａ−ａにおける断面図である。
【符号の説明】
１１…主伝送線路
１２…副伝送線路
１３…第１中間線路導体
１４…第２中間線路導体
１５…エアブリッジ
１６…エアブリッジ
Ｐ…平行区間
２１…接地導体
２２…凹部
【図１】
2004112568.tif 000003
【図２】
2004112568.tif 000004
【図３】
2004112568.tif 000005
【図４】
2004112568.tif 000006