(57)【要約】【課題】小型化で簡素な構成とすることができ、これにより低価格化を実現することができ、しかも、動作の安定化を実現することができ信頼性を向上させることができるマイクロ波回路基板を提供する。【解決手段】表面に形成されたマイクロストリップライン１４２にて接続された複数のマイクロ波回路１０１〜１２０が搭載されたマイクロ波領域１００並びに複数の送受信ＩＦ回路２０１と監視制御部２０３とが搭載されたＩＦ領域２００を備えた一つの基板Ａを備え、一つの基板Ａの裏面は略全面にわたってフレームグランド層で被覆され、マイクロ波領域１００にはマイクロストリップライン１４２に沿って表面グランド層（マイクロ波領域１００で兼用）が被覆され、フレームグランド層と表面グランド層とは複数のビアホールにて導通されていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成されたマイクロストリップラインにて接続された複数のマイクロ波回路が搭載されたマイクロ波領域並びに複数の送受信ＩＦ回路と制御回路が搭載されたＩＦ領域を備えた一つの基板を備え、
該一つの基板の裏面は略全面にわたってフレームグランド層で被覆され、
前記マイクロ波領域には前記マイクロストリップラインに沿って表面グランド層が被覆され、
前記フレームグランド層と前記表面グランド層とは複数のビアホールにて導通されていることを特徴とするマイクロ波回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ波回路基板において、前記一つの基板に設けられ、マイクロ波電気素子を収納する収納室が前記マイクロ波回路の周波数帯域で導波管伝送路として機能しない小部屋に分割されていることを特徴とするマイクロ波回路基板。
【請求項３】
前記マイクロ波回路に設けられたバイアス回路を前記基板の内層に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロ波回路基板。
【請求項４】
表面に形成されたマイクロストリップラインにて接続された複数のマイクロ波回路が搭載されたマイクロ波領域並びに複数の送受信ＩＦ回路と制御回路が搭載されたＩＦ領域を備え、裏面に略全面にわたってフレームグランド層が被覆され且つ前記マイクロ波領域に前記マイクロストリップラインに沿って表面グランド層が被覆されると共に前記フレームグランド層と前記表面グランド層とが複数のビアホールにて導通された一つの基板と、
前記マイクロ波領域を覆うシールド蓋とを備えていることを特徴とするマイクロ波送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送受信装置に実装されるマイクロ波回路基板及びマイクロ波送受信装置、特に、小型送受信装置に適したマイクロ波回路及びマイクロ波送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、各種高周波送受信装置には、制御回路等を備えた回路ユニットとミキサ等を備えた回路ユニットとを備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５乃至図１０は、このような高周波送受信装置の一例（特許文献１に開示のレーダ装置用のミリ波ユニット）を示し、図５は、ミリ波ユニットを備えたレーダ装置の全体構成を示すブロック図、図６はミリ波ユニットをアンテナに取り付けた状態を示す斜視図、図７は図６のミリ波ユニットからカバーを取り外した状態を示す斜視図、図８は図７のミリ波ユニットのベースシャーシから電気回路基板を取り外した状態を示す斜視図、図９は図８のベースシャーシに電気信号の処理回路を内蔵する集積回路を取り付ける状態を示す組立斜視図、図１０はアンテナに電気回路基板を取り付けたベースシャーシを固定する様子を示す組立斜視図である。
【０００４】
図５において、高周波送受信装置は、信号処理部１、ミリ波ユニット２、アンテナ１０を備えている。
【０００５】
信号処理部１は、マイコン（制御回路）１１、ＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）１２、送信・受信制御回路１４と受信回路１５とを備えたアナログ回路１３、電源１６が内蔵されている。また、信号処理部１はフラットケーブル１７を介してミリ波ユニット２と接続される。さらに、電源１６は、フラットケーブル１７を通じてミリ波ユニット２にも電源を供給する。
【０００６】
ミリ波ユニット２は、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、ミキサ９が内蔵されている。このミリ波ユニット２は、通常はカバー（後述するカバー２０）内に収められてアンテナ１０に取り付けられる。
【０００７】
図６において、アンテナ１０はミリ波ユニット２よりも大きな平板状をしている。ミリ波ユニット２はカバー２０の中に収納されており、このカバー２０の中に、ベースシャーシ３０と電気回路基板４０がある。
【０００８】
図５に示したフラットケーブル１７は、カバー２０に設けられた開口２７を通じて電気回路基板４０の上に取り付けられたコネクタ４１に接続している。この実施例ではカバー２０はねじ２９により３ヵ所でベースシャーシ３０に取り付けられている。
【０００９】
２６はカバー２０の中に設けられたベースシャーシ３０の一部をカバー２０の外部に出すための切欠である。また、２８はカバー２０の内面側に突出する膨出部（後述）の裏面側に位置していてカバー２０の重量を低減する凹部である。
【００１０】
図７において、３９はねじ２９のねじ孔である。カバー２０の内部にはアンテナ１０にねじ止めされたベースシャーシ３０があり、このベースシャーシ３０に電気回路基板４０がねじ４８によってねじ止めされている。
【００１１】
また、図５で説明した発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９がベースシャーシ３０の上に実装されている。
【００１２】
電気回路基板４０には逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の駆動回路が設けられている。
【００１３】
アンテナ共用回路６にはマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０が接続されており、その先端部がベースシャーシ３０に設けられた導波管３１に重なるようになっている。
【００１４】
図８において、３８はねじ４８のねじ孔を示している。ベースシャーシ３０の外周部には段差部３４が設けられており、電気回路基板４０はこの段差部３４に載置された後に４つのねじ４８でベースシャーシ３０に取り付けられるようになっている。
【００１５】
図９において、４２は、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能を内蔵する集積回路（ＭＭＩＣ：モノリシックマイクロウェーブＩＣ）である。
【００１６】
ベースシャーシ３０上には、発振器３を取り付ける発振器ＩＣ取付孔３３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能を備えたＭＭＩＣ４２を収納するための６つのＭＭＩＣ収納孔３２が設けられている。
【００１７】
発振器ＩＣ取付孔３３側のベースシャーシ３０の端部には、ベースシャーシ３０をアンテナ１０から浮かして取り付けるための第２のアンテナ取付部としての支持脚３５が設けられており、他端側には導波管３１が設けられた第１のアンテナ取付部としてのポスト３６が設けられている。なお、支持脚３５とポスト３６に設けられたねじ孔３７は、ベースシャーシ３０をアンテナ１０に取り付けるためのものである。
【００１８】
ポスト３６に設けられた導波管３１内にその先端が重なるように、マイクロストリップ線路／導波管変換基板５０がベースシャーシ３０に取り付けられてアンテナ共用回路６に接続される。
【００１９】
図１０において、まず、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が取り付けられたベースシャーシ３０の周囲の段差部３４に、電気回路基板４０がねじ４８をねじ孔３８にねじ込むことにより固定される。
【００２０】
この状態では電気回路基板４０の表面と逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の表面とが略面一になる。
【００２１】
次いで、ベースシャーシ３０の支持脚３５とポスト３６のねじ孔３７に、アンテナ１０側からねじ１８がねじ込まれることにより、ベースシャーシ３０がアンテナ１０に固定される。この状態が図７に示した状態である。これにカバー２０が取り付けられると図６に示した状態となる。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００１−９９９１５号公報（段落番号００１６〜００２３、第１図〜図６）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如く構成されたマイクロ波回路基板にあっては、電源１６やマイコン（制御回路）１１等を備えた回路ユニット用の基板と、ミキサ９等を備えた回路ユニット用の基板（電気回路基板４０）とが別々の基板となっており、これらをフラットケーブル１７により接続している。
【００２４】
従って、小型なマイクロ波送受信装置等に用いるには不向きであるという問題が生じていた。
【００２５】
また、マイクロストリップライン４３は、特許文献１には具体的な記載が無いものの、電気回路基板４０とは別の分割された駒状の基板、即ち、増幅器５、６，７やミキサ９等の各電気素子と一体の基板に設けられ、しかも、これらの各駒状の基板をベースシャーシ３０に搭載したうえで電気回路基板４０をベースシャーシ３０に組み付けるといった複雑な構成を採用していることから、基板ユニット全体が大型化してしまうといった問題も生じていた。
【００２６】
本発明は、上記問題を解決するため、小型化で簡素な構成とすることができ、これにより低価格化を実現することができ、しかも、動作の安定化を実現することができ信頼性を向上させることができるマイクロ波回路基板を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、本発明のマイクロ波回路基板は、表面に形成されたマイクロストリップラインにて接続された複数のマイクロ波回路が搭載されたマイクロ波領域並びに複数の送受信ＩＦ回路と制御回路が搭載されたＩＦ領域を備えた一つの基板を備え、該一つの基板の裏面は略全面にわたってフレームグランド層で被覆され、前記マイクロ波領域には前記マイクロストリップラインに沿って表面グランド層が被覆され、前記フレームグランド層と前記表面グランド層とは複数のビアホールにて導通されていることを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明のマイクロ波回路基板は、前記一つの基板に設けられ、マイクロ波電気素子を収納する収納室が前記マイクロ波回路の周波数帯域で導波管伝送路として機能しない小部屋に分割されていることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明のマイクロ波回路基板は、前記マイクロ波回路に設けられたバイアス回路を前記基板の内層に設けたことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明のマイクロ波送受信装置は、表面に形成されたマイクロストリップラインにて接続された複数のマイクロ波回路が搭載されたマイクロ波領域並びに複数の送受信ＩＦ回路と制御回路が搭載されたＩＦ領域を備え、裏面に略全面にわたってフレームグランド層が被覆され且つ前記マイクロ波領域に前記マイクロストリップラインに沿って表面グランド層が被覆されると共に前記フレームグランド層と前記表面グランド層とが複数のビアホールにて導通された一つの基板と、前記マイクロ波領域を覆うシールド蓋とを備えていることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のマイクロ波回路基板の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明のマイクロ波回路基板のブロック図、図２は要部の拡大平面図、図３はマイクロ波回路基板とケースとの関係を示す斜視図である。
【００３３】
図１において、マイクロ波回路基板Ａは、その表面に設けられたマイクロ波領域１００と、このマイクロ波領域１００を除く表面に設けられたＩＦ領域２００とを備えている。
【００３４】
マイクロ波領域１００には、後述する各マイクロ波回路１０１〜１２０のうちマイクロ波電気素子１０１〜１１６を収納する収納室１２１〜１３４と、これら各収納室１２１〜１３４並びに他の各マイクロ波回路１１４〜１２０に跨って設けられた通路室１４１とが形成され、この通路室１４１には図示太線で示すマイクロストリップライン１４２が設けられている。なお、マイクロストリップライン１４２ではない接続ラインは実線若しくは破線で示す。
【００３５】
なお、各マイクロ波回路１０１〜１２０は、ＬＮＡ１０１、フィルタ１０２、ミキサ１０３、フィルタ１０４、バッファアンプ１０５、フィルタ１０６、受信用局部発信器（受信用局発）１０７、送信用局部発信器（発信用局発）１０８、フィルタ１０９、バッファアンプ１１０、ミキサ１１１、フィルタ１１２、ＡＴＴ１１３、ＦＥＴ１１４〜１１６、アイソレーター１１７、ＦＥＴ１１８，１１９、アイソレーター１２０となっており、ＦＥＴ１１４〜アイソレータ１２０によりパワーアンプ（ＡＰ）を構成している。
【００３６】
また、ＬＮＡ１０１〜受信用局発１０７は受信回路を構成しており、送信用局発１０８〜アイソレータ１２０は送信回路を構成している。
【００３７】
収納室１２１〜１３４は、上述した各マイクロ波回路１０１〜１２０の周波数帯域で導波管伝送路として機能しないように分割され、これにより動作の安定化を実現することができ信頼性を向上することができる。
【００３８】
一方、ＩＦ領域には、受信用ＩＦ回路２０１、送信用ＩＦ回路２０２、監視制御部２０３、周辺回路部２０４〜２０７を備えている。なお、周辺回路部２０４〜２０７はその近傍の各マイクロ波回路１０１〜１２０用の各種電気回路である。
【００３９】
図２は、例えば、ＬＮＡ１０１が実装される前の要部の拡大平面図である。マイクロストリップライン１４２は、ＬＮＡ１０１用のＦＥＴ１４３，１４３の入力マッチングパターン１４４及び出力マッチングパターン１４５と接続されている。この接続には、マイクロ波回路基板Ａの中間層（多層・積層等を問わない）に設けられた内層パターンであるＧＮＤパターン１４６によりバイアス回路（ＤＣバイアス回路）を構成している。ＬＮＡ１０１のバイアス回路は、伝送するＲＦ信号に対して影響が無いように完全反射に見えなければならない。よって、通常伝送ラインからλ／４だけ離れたところにラジアルスタブを配置してＤＣバイアス回路側の高周波インピーダンスをオープンにする。しかしながら、これらλ／４のライン、ラジアルスタブは占有面積が大きく、１層パターンに配置すると、ＧＮＤパターンが回路パターン等に近接し難い。このため、λ／４のライン、ラジアルスタブを内層化してその上の１層パターンにＧＮＤパターン１４６を設けることで伝送ライン（マイクロストリップライン１４２）、ＦＥＴ素子１４３、入出力マッチングパターン１４４，１４５に沿ったＧＮＤパターン１４６を形成し、図３に示すようにこれに対応したシールドカバーＣでマイクロ波領域１００を覆った構成を実現することができる。
【００４０】
なお、ＧＮＤパターン１４６は、例えば、ＦＥＴ１１４の場合には伝送する信号が大信号であるためにλ／４のライン、ラジアルスタブの組み合わせを２段従属接続してＲＦ信号のリークを極力抑えるなどの変形も可能である。
【００４１】
また、マイクロ波領域１００は表面グランド層を形成しており、その表面グランド層と基板裏面のグランド層とは、通路室１４１並びに各収納室１２１〜１３４並びに各マイクロ波回路１１７〜１２０の周囲（図２では収納室１２１の周囲のみ図示）には、λ／２以下の間隔で多数のビアホール１４７が設けられ、このビアホール１４７によりフレームグランド層と導通されている。
【００４２】
さらに、シールドカバーＣの裏面には、マイクロ波領域１００に沿うシールドパターン１５０が設けられている。
【００４３】
ところで、上記実施の形態に示したマイクロ波回路基板Ａの他、例えば、図４に示すように、ＩＦ領域２００に変復調部２０８や電源部２０９を拡張配置したものにも対応可能である（他の構成は図１に示したものと同一である）。
【００４４】
この例は、近年のＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ）の技術傾向としての屋外ユニットと屋内ユニットの一体型への適合が可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のマイクロ波回路基板にあっては、以上説明したように構成したことにより、小型化で簡素な構成とすることができ、これにより低価格化を実現することができ、しかも、動作の安定化を実現することができ信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるマイクロ波回路基板のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるマイクロ波回路基板の要部の拡大平面図である。
【図３】本発明のマイクロ波回路基板とシールドカバーとの関係を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わるマイクロ波回路基板の変形例のブロック図である。
【図５】従来のミリ波ユニットを備えたレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】従来の一実施例のミリ波ユニットをアンテナに取り付けた状態を示す斜視図である。
【図７】図６のミリ波ユニットからカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図８】図７のミリ波ユニットのベースシャーシから電気回路基板を取り外した状態を示す斜視図である。
【図９】図８のベースシャーシに電気信号の処理回路を内蔵する集積回路を取り付ける状態を示す組立斜視図である。
【図１０】アンテナに電気回路基板を取り付けたベースシャーシを固定する様子を示す組立斜視図である。
【符号の説明】
Ａ  マイクロ波回路基板（基板）、Ｃ  シールドカバー、１００  マイクロ波領域、１０１〜１２０  マイクロ波回路（１０１〜１１６  マイクロ波電気素子）、１２１〜１３４  収納室、１４１  通路室、１４２  マイクロストリップライン、１４７  ビアホール、２００  ＩＦ領域、２０１  受信用ＩＦ回路、２０２  送信用ＩＦ回路、２０３  監視制御部（制御回路）。
【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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【図９】
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【図１０】
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