(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板上にマイクロ波帯やミリ波帯の高周波信号を増幅するための増幅回路を実装した増幅基板と、誘電体基板上に前記増幅回路出力の高周波信号を供給される負荷回路を実装した負荷基板と、誘電体基板上に前記増幅基板と負荷基板との間に介在して前記増幅回路と負荷回路との間で整合を得るためのストリップ線路を実装した線路基板とを、共通の筐体上に固定可能に備え、
前記増幅基板は、任意電気長を有する線路基板のストリップ線路に対して、該増幅基板のストリップ線路を接続させるべく、該増幅基板を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したことを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
誘電体基板上にマイクロ波帯やミリ波帯の高周波信号を増幅するための増幅回路を実装した増幅基板と、誘電体基板上に前記増幅回路出力の高周波信号を導波管内の電磁波に変換する線路変換回路を実装した線路変換基板と、誘電体基板上に前記増幅基板と線路変換基板との間に介在して前記増幅回路と線路変換回路との間で整合を得るためのストリップ線路を実装した線路基板とを、共通の筐体上に固定可能に備え、
前記増幅基板は、任意電気長を有する線路基板のストリップ線路に対して、該増幅基板のストリップ線路を接続させるべく、該増幅基板を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したことを特徴とする高周波回路。
【請求項３】
誘電体基板上に導波管内のマイクロ波帯やミリ波帯の電磁波と結合してストリップ線路上の高周波信号に変換する線路変換回路を実装した線路変換基板と、誘電体基板上にストリップ線路の高周波信号を増幅する増幅回路を実装した増幅基板と、誘電体基板上に前記線路変換基板と増幅基板との間に介在して前記線路変換回路と増幅回路との間で整合を得るためのストリップ線路を実装した線路基板とを、共通の筐体上に固定可能に備え、
前記増幅基板は、任意電気長を有する線路基板のストリップ線路に対して、該増幅基板のストリップ線路を接続させるべく、該増幅基板を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したことを特徴とする高周波回路。
【請求項４】
高周波回路は、誘電体基板を挟んで表面のマイクロストリップ線路と、背面の接地導体とを備えるマイクロストリップ線路により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の高周波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波回路に関し、更に詳しくは、マイクロ波帯やミリ波帯における高周波信号の信号源回路と負荷回路との間で良好なインピーダンス整合を実現するための高周波回路実装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の高周波回路は、例えば移動通信システムにおける基地局の無線回路部とアンテナ間の接続に用いられる。図４、図５は従来技術を説明する図（１），（２）で、図４は高周波増幅回路の出力（信号源）をマイクロストリップ線路から導波管内の電磁波に変換するアンテナ（負荷）に供給する部分の高周波回路を示している。図４（Ａ）は高周波回路の実装平面図、図４（Ｂ）は該回路のａ−ａ’断面図である。
【０００３】
この高周波回路は、大きく分けて、誘電体基板２１に高周波増幅器（アンプ）２４を搭載したアンプ基板３０と、マイクロストリップ線路２２上の高周波信号を導波管１１内の電磁波に変換するアンテナ基板７０とからなっており、これらは、アルミや真鍮等からなる共通の筐体１０に対してネジ１５とワッシャ６により四隅を固定されている。
【０００４】
増幅器２４と、その出力の高周波信号を電磁波に変換する線路変換電極（アンテナ）２５との間はマイクロストリップ線路２２で接続されており、ここで、２１は中間の誘電体基板、２２は表面のマイクロストリップ線路、２３は背面の接地導体である。なお、この接地導体２３は矩形導波管１１の開口部１２の部分が切り欠かれている。
【０００５】
この導波管１１には、例えばＴＥ１０モードの電磁波が伝搬し、その短辺方向（Ｅ面）と平行な向きに電界Ｅが分布し、かつこの電界と垂直な面（Ｈ面）に沿って磁界Ｈが分布する。図示しないが、この導波管１１の上部端部は短絡面、かつ下部端部はアンテナ端子となっており、導波管開口部１２の位置に線路変換電極２５を配置することで、該電極２５は導波管１１を伝搬する電磁波に磁界結合する。
【０００６】
この種の高周波回路では増幅器２４と負荷（線路変換部）２５との間のインピーダンス整合が重要であり、整合が十分に得られないと、反射による損失が増したり、場合によっては発振が生じて回路動作が不安定となってしまう。
【０００７】
従来は、使用周波数（使用帯域の中心周波数）のみを考慮して、マイクロストリップ線路２２の特性インピーダンス（線路幅）と、増幅回路２４及び負荷回路２５との間のインピーダンス整合を実現していた。しかし、使用周波数のみを考慮した設計では、増幅器２４等で生じる高調波成分等の帯域外周波数については十分な整合が得られない場合がある為、回路のパフォーマンスを損なうおそれがある。以下、これを具体的に説明する。
【０００８】
図４（Ｃ）に上記高周波回路の電気回路図を示す。ここでは増幅器２４と負荷２５との間が電気長Ｌのマイクロストリップ線路２２によって接続されている。通常、マイクロストリップ線路２２の特性インピーダンス（線幅）は使用周波数に対して５０Ωとなるように選ばれるため、電気長Ｌが増／減しても線路のインピーダンスに変化はない。即ち、図５（Ａ）のスミスチャートに示す如く、帯域内周波数ではストリップ線路２２の特性インピーダンスは電気長Ｌによらず５０Ωの一定であるため、これに整合させた増幅器２４の出力インピーダンスａも負荷３５の入力インピーダンスｂも電気長Ｌによらず５０Ωの一定に見える。
【０００９】
しかし、図５（Ｂ）のスミスチャートに示す如く、帯域外周波数に対してはマイクロストリップ線路２２の特性インピーダンスがリアクタンス成分を含むため、増幅器２４の出力インピーダンスｃも負荷３５の入力インピーダンスｄも電気長Ｌの増／減によって図示の如く変化して見えてしまう。その結果、高周波回路の性能が十分に発揮できない、或いは発振してしまう、等の思わぬ特性劣化を起こす場合があり、このため、マイクロストリップ線路２２の電気長Ｌはこの種の高周波回路の性能を左右する重要なファクタである。従って、この種の高周波回路では、使用周波数のみならず、帯域外周波数をも考慮した回路設計及び実装設計が必要である。
【００１０】
従来は、基本設計したマイクロストリップ線路２２の電気長Ｌを試行錯誤的に変えたり、又は、必要に応じて段間に使用周波数のみにマッチングしたアイソレータを挿入したり、或いは若干の減衰器を用いて段間のアイソレーションをとる事により対処していた。
【００１１】
図５（Ｃ）に対処後の高周波回路の一例を示す。ここで、３０’はマイクロストリップ線路２２の電気長を短くしたアンプ基板であり、基本的にはアンプ基板３０の線路長を変えて回路を作り直すことにより対処していた。なお、４０は必要に応じて新たに段間に挿入したアイソレータ基板、２７はそのアイソレータ回路、２８は終端器である。
【００１２】
なお、従来は、複数線路に設けた各増幅器に対して各所定の位相調整線路を設けることにより、各増幅器を含む回路のトータルの電気長を実質等しくすることの可能な電力合成増幅器の技術も知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平７−１５２５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記従来技術によると、ストリップ線路の電気長Ｌを変える度に高周波回路を再設計したり、回路を作り直したりする必要があり、所要性能の高周波回路が得られるまでに多大の時間と労力を必要とする問題があった。
【００１４】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とする所は、帯域外周波数成分が含まれる高周波信号についても簡単な構成及び作業で所要の増幅性能が得られる高周波回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）の高周波回路は、誘電体基板上にマイクロ波帯やミリ波帯の高周波信号を増幅するための増幅回路を実装した増幅基板５０と、誘電体基板上に前記増幅回路出力の高周波信号を供給される負荷回路２５を実装した負荷基板７０と、誘電体基板上に前記増幅基板と負荷基板との間に介在して前記増幅回路と負荷回路との間で整合を得るためのストリップ線路を実装した線路基板６０とを、共通の筐体１０上に固定可能に備え、前記増幅基板５０は、任意電気長を有する線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃのストリップ線路に対して、該増幅基板のストリップ線路を接続させるべく、該増幅基板を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したものである。
【００１６】
本発明（１）においては、増幅基板５０を筐体への固定部材（例えばネジ１５）に対してスライド自在に構成したため、負荷基板７０との間に任意電気長（線路長）の線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃを容易に挟み込むことが可能となり、よって、増幅回路と負荷回路間に存在する帯域外周波数成分に対しても所要の抑止効果を有するような電気長（線路長）を容易に実現できる。
【００１７】
また本発明（２）の高周波回路は、誘電体基板上にマイクロ波帯やミリ波帯の高周波信号を増幅するための増幅回路を実装した増幅基板５０と、誘電体基板上に前記増幅回路出力の高周波信号を導波管内の電磁波に変換する線路変換回路２５を実装した線路変換基板７０と、誘電体基板上に前記増幅基板と線路変換基板との間に介在して前記増幅回路と線路変換回路との間で整合を得るためのストリップ線路を実装した線路基板６０とを、共通の筐体１０上に固定可能に備え、前記増幅基板５０は、任意電気長を有する線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃのストリップ線路に対して、該増幅基板のストリップ線路を接続させるべく、該増幅基板を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したものである。
【００１８】
本発明（２）においては、増幅基板５０を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したため、線路変換基板７０との間に任意電気長の線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃを挟み込むことが可能となり、よって、増幅回路と線路変換回路間に存在する帯域外周波数成分に対しても所要の抑止効果を有するような電気長（線路長）を容易に実現できる。
【００１９】
また本発明（３）の高周波回路は、例えば図３に示す如く、誘電体基板上に導波管内のマイクロ波帯やミリ波帯の電磁波と結合してストリップ線路上の高周波信号に変換する線路変換回路８１を実装した線路変換基板８０と、誘電体基板上にストリップ線路の高周波信号を増幅する増幅回路２９を実装した増幅基板９０と、誘電体基板上に前記線路変換基板と増幅基板との間に介在して前記線路変換回路と増幅回路との間で整合を得るためのストリップ線路を実装した線路基板６０とを、共通の筐体上に固定可能に備え、前記増幅基板９０は、任意電気長を有する線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃのストリップ線路に対して、該増幅基板のストリップ線路を接続させるべく、該増幅基板を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したものである。
【００２０】
本発明（３）においては、増幅基板９０を筐体への固定部材に対してスライド自在に構成したため、線路変換基板８０との間に任意電気長の線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃを挟み込むことが容易に可能となり、よって、増幅回路と線路変換回路間に存在する帯域外周波数成分に対しても所要の抑止効果を有するような電気長を容易に実現できる。
【００２１】
本発明（４）では、上記本発明（１）〜（３）において、高周波回路は、誘電体基板を挟んで表面のマイクロストリップ線路と、背面の接地導体とを備えるマイクロストリップ線路により構成されているものである。
【発明の効果】
【００２２】
以上述べた如く本発明によれば、信号源回路と負荷回路間の電気長を容易に変更可能なため、使用帯域内でのインピーダンス整合を損なわずに、かつ帯域外周波数の接続インピーダンスについても回路の再設計や作り直しを行うことなく容易に調整でき、よって高周波回路の設計及び実装の負担を大幅に軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００２４】
図１は第１の実施の形態による高周波回路を説明する図で、上記図４で述べたと同様に、増幅回路の出力をマイクロストリップ線路から導波管内の電磁波に変換する線路変換回路に供給する部分の高周波回路を示している。図１（Ａ）は高周波回路の実装平面図、図１（Ｂ）は該回路のａ−ａ’断面図である。
【００２５】
図において、５０は誘電体基板２１上にマイクロ波帯やミリ波帯の高周波信号を増幅するための増幅回路を実装したアンプ基板（本発明の増幅基板に相当）、２４は増幅器、７０は誘電体基板２１上に増幅回路出力の高周波信号を導波管１１内の電磁波に変換する線路変換回路を実装したアンテナ基板（本発明の線路変換基板に相当）、２５は線路変換電極（アンテナ）、６０は誘電体基板２１上にアンプ基板５０とアンテナ基板７０との間に介在して増幅器２４と線路変換電極２５との間で整合を得るためのマイクロストリップ線路２２を実装した線路基板、２６はストリップ線路間を接続するための接続部材（金箔，銅箔，ボンディングワイヤ等）である。
【００２６】
線路基板６０については、増幅器２４と線路変換電極２５との間を接続するマイクロストリップ線路２２について必要となるかも知れない各種電気長に容易に対処できるように、予め各種電気長のマイクロストリップ線路２２を搭載した複数種の線路基板６０ａ〜６０ｃ等を用意しておく。１７は各種サイズの線路基板６０ａ〜６０ｃを筐体１０の所定位置に取り付ける為のネジ孔であって、各基板６０ａ〜６０ｃの右端からそれぞれ等しい位置に設けられている。こによって、各線路基板６０ａ〜６０ｃをアンテナ基板７０に対して隙間無く接続できると共に、各基板幅に応じた電気長のマイクロストリップ線路２２を提供できる。使用周波数におけるマイクロストリップ線路２２の特性インピーダンスは５０Ωである。
【００２７】
一方、増幅器２４を搭載したアンプ基板５０については、任意電気長を有する線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃのマイクロストリップ線路２２に対して、該アンプ基板５０のマイクロストリップ線路２２を隙間無く接続できるように、該アンプ基板５０を筐体１０への固定ネジ１５に対してスライド自在とするような切り欠き溝５１ａ，５１ｂを構成している。従って、増幅器２４と線路変換電極２５との間を実質任意所要電気長のマイクロストリップ線路２２によって容易かつ確実に接続できる。
【００２８】
図２は第２の実施の形態による高周波回路を説明する図で、アンプ基板に係る高周波回路基板部を金属製の担持体で支持した場合を示している。図２（Ａ）はその実装平面図、図２（Ｂ）はアンプ基板５０’のｂ−ｂ’断面図である。
【００２９】
図において、この例のアンプ基板５０’は、誘電体基板２１上に実装した増幅回路部の全体をアルミや真鍮等からなる基板キャリア５３に密着・固定した構造を備えており、これによって機械的な強度と、接地特性を増している。２２は表面のストリップ線路、２３は基板背面の接地導体である。なお、この接地導体２３を設ける代わりに、基板キャリア５３を接地導体として使用しても良い。
【００３０】
また、この基板キャリア５３の両サイドには、筐体１０に対して該基板キャリア５３の全体を自在にスライド可能とするための切り欠き溝５１ａ，５１ｂが設けられている。この溝５１ａ，５１ｂを介して４つのネジ１５を筐体１０のネジ孔１１ａ，１１ｂにネジ止めし、アンプ基板５０’を所要の位置で筐体１０に密着・固定する。
【００３１】
なお、図示しないが、各種電気長の線路基板６０ａ〜６０ｃについても、上記アンプ基板５０’と同様に、基板キャリア５３を備える。
【００３２】
図３は第３の実施の形態による高周波回路を説明する図で、導波管内の電磁波に結合して得たマイクロストリップ線路上の高周波信号を高周波増幅回路で増幅する部分の高周波回路を示している。図３は高周波回路の実装平面図である。
【００３３】
図において、８０は誘電体基板２１上に導波管１１内のマイクロ波帯やミリ波帯の電磁波と結合してストリップ線路２２上の高周波信号に変換する線路変換回路を実装した線路変換基板、８１はその線路変換電極（アンテナ）、９０は誘電体基板２１上にストリップ線路２２の高周波信号を増幅する増幅回路を実装したアンプ基板（本発明の増幅基板に相当）、２９はその増幅器、６０は誘電体基板２１上に線路変換基板８０とアンプ基板９０との間に介在して線路変換電極８１と増幅器２９との間で整合を得るためのマイクロストリップ線路２２を実装した線路基板である。この線路基板６０については、上記図１で述べたと同様に、予め各種電気長のマイクロストリップ線路２２を搭載した複数種の線路基板６０ａ〜６０ｃ等を用意しておく。
【００３４】
一方、増幅器２９を搭載したアンプ基板９０については、任意電気長を有する線路基板６０ａ／６０ｂ又は６０ｃのマイクロストリップ線路２２に対して、該アンプ基板９０のマイクロストリップ線路２２を隙間無く接続できるように、該アンプ基板９０を筐体１０への固定ネジ１５に対してスライド自在とするような切り欠き溝５１ａ，５１ｂを構成している。従って、増幅器２９と線路変換電極８１との間を実質任意所要電気長のマイクロストリップ線路２２によって容易かつ確実に接続できる。
【００３５】
なお、上記各実施の形態では各種電気長のマイクロストリップ線路２２のみを実装した単純な線路基板６０の例を示したが、これに限らない。必要に応じてアイソレータ回路やフィルタ回路等を付加しても良い。
【００３６】
また、上記実施の形態では本発明のマイクロストリップ線路への適用例を説明したが、これに限らない。本発明はコプラナーストリップライン（coplaner stripline）等の他の様々なストリップ線路にも適用可能である。
【００３７】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施の形態による高周波回路を説明する図である。
【図２】第２の実施の形態による高周波回路を説明する図である。
【図３】第３の実施の形態による高周波回路を説明する図である。
【図４】従来技術を説明する図（１）である。
【図５】従来技術を説明する図（２）である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  筐体
１１  導波管
１２  導波管開口部
１５  ネジ
１７  ネジ穴
２１  誘電体基板
２２  マイクロストリップ線路
２３  接地導体
２４  増幅器（アンプ）
２５  線路変換電極（負荷）
２６  接続部材
２７  アイソレータ
２８  終端器
２９  増幅器
３０，５０，５０’アンプ基板（増幅基板）
５１  切り欠き溝
５３  基板キャリア
６０  線路基板
７０  アンテナ基板
８０  線路変換基板（アンテナ基板）
８１  線路変換電極
９０  アンプ基板（増幅基板）
【図１】
0004707187.tif 000002
【図２】
0004707187.tif 000003
【図３】
0004707187.tif 000004
【図４】
0004707187.tif 000005
【図５】
0004707187.tif 000006