(57)【要約】【課題】誘電体導波管線路と信号伝送用貫通導体とを低損失で電磁結合させるとともにこの接続構造の低背化を行なうこと。【解決手段】一対の主導体層２，３と、２列の側壁用貫通導体群４と、端面用貫通導体群５とで囲まれた誘電体導波管線路１０に、誘電体層９を介して配設された高周波伝送線路６を結合するための誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造であって、高周波伝送線路６は、端面用貫通導体群５から管内波長の４分の１の距離の誘電体導波管線路１０内に先端が挿入されるように、高周波伝送線路１０の端部から主導体層２，３と接続することなく延設された信号伝送用貫通導体７を有しており、信号伝送用貫通導体７は、誘電体導波管線路１０内に位置する部位に信号伝送用貫通導体７と同心状に円形状の突出部８が形成されている。【選択図】  図１
2005051330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板を上下から挟持する一対の主導体層と、高周波信号の伝送方向に該高周波信号の管内波長の２分の１未満の繰り返し間隔で形成された、前記一対の主導体層間を電気的に接続する２列の側壁用貫通導体群と、該２列の側壁用貫通導体群の一方の端に前記側壁用貫通導体群間を前記繰り返し間隔で１列に形成された、前記一対の主導体層間を電気的に接続する端面用貫通導体群とで囲まれた領域によって前記高周波信号を伝送するための誘電体導波管線路の上下のいずれか一方に、誘電体層を介して前記伝送方向に平行に配設された高周波伝送線路を結合するための誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造であって、前記高周波伝送線路は、前記端面用貫通導体群が形成された前記誘電体導波管線路の端面から前記管内波長の４分の１の距離の前記誘電体導波管線路内に先端が挿入されるように、前記高周波伝送線路の端部から前記主導体層と接続することなく延設された信号伝送用貫通導体を有しており、該信号伝送用貫通導体は、前記誘電体導波管線路内に位置する部位に前記信号伝送用貫通導体と同心状に円形状の突出部が形成されていることを特徴とする誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造。
【請求項２】
前記突出部は、上側の前記主導体層との間の距離が下側の前記主導体層との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造。
【請求項３】
前記突出部は、前記信号伝送用貫通導体の下端よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造。
【請求項４】
誘電体基板に、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造と、高周波素子を搭載するための搭載部とを設けたことを特徴とする高周波回路基板。
【請求項５】
請求項４記載の高周波回路基板の前記搭載部を覆うように蓋体が取着されることを特徴とする高周波素子搭載用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波およびミリ波等の高周波信号を伝達するための誘電体導波管線路と他の高周波伝送線路とを結合するための接続構造およびその接続構造を用いた高周波回路基板ならびに高周波素子搭載用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりマイクロ波やミリ波の高周波信号を伝達するための線路としては、同軸線路、導波管、誘電体導波管、マイクロストリップ線路等が知られている。また、配線回路内に種類の異なる線路が複数配設され、これら相互間の電磁結合によって信号を伝達する結合技術が知られており、例えば、図１２に示す信号伝送用貫通導体ピン３７と金属導波管４０との接続構造では、金属導波管４０に形成された貫通孔４０ａに挿入された信号伝送用貫通導体ピン３７と金属導波管４０との電磁結合によって信号の伝達が行なわれ、高周波伝送線路３６から金属導波管４０に信号が伝達される。なお、図１２において、３１は誘電体基板である。
【０００３】
また近年、多層構造の配線基板内に誘電体導波管線路を積層技術によって形成することが行なわれており、例えば、図１０の斜視図，図１１の断面図に示す誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造が提案されている。このような接続構造では、誘電体基板２１を一対の主導体層２２，２３で挟み、さらに主導体層２２，２３を接続する２列の側壁用貫通導体群２４によって形成した誘電体導波管線路３０内に、高周波伝送線路２６の端部から信号伝送用貫通導体２７を挿入することで、誘電体導波管線路３０と高周波伝送線路２６とを電気的に接続することができる。なお、図１０において、２５は端面用貫通導体群である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１３５７１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の誘電体導波管線路３０と線路導体２６との接続構造では、図１０に示すように、線路導体２６が主導体層２２，２３に形成されたコプレーナ線路の場合、線路導体２６を伝達する信号と誘電体導波管線路３０内を伝達する信号が干渉等を生じ、伝送特性が劣化するという問題点があった。
【０００６】
また、近時の電子機器の小型化、薄型化にともなって配線基板を薄くする必要性が生じ、その配線基板に形成された誘電体導波管線路３０と高周波伝送線路２６との接続構造を低背化する必要が生じてきた。このような要求に対して、従来の積層技術によって形成された誘電体導波管線路３０と高周波伝送線路２６との接続構造を低背化するために、誘電体基板２１を薄くすると、信号伝送用貫通導体２７の下端部と主導体層２３との間に電気的な容量が発生し、所望の周波数における伝送特性が劣化するという問題点があった。
【０００７】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、従来の多層化技術によって容易に作製することのできる誘電体導波管線路と、信号伝送用貫通導体とを低損失で電磁結合させるとともに誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造の低背化を行なうことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、誘電体基板を上下から挟持する一対の主導体層と、高周波信号の伝送方向に該高周波信号の管内波長の２分の１未満の繰り返し間隔で形成された、前記一対の主導体層間を電気的に接続する２列の側壁用貫通導体群と、該２列の側壁用貫通導体群の一方の端に前記側壁用貫通導体群間を前記繰り返し間隔で１列に形成された、前記一対の主導体層間を電気的に接続する端面用貫通導体群とで囲まれた領域によって前記高周波信号を伝送するための誘電体導波管線路の上下のいずれか一方に、誘電体層を介して前記伝送方向に平行に配設された高周波伝送線路を結合するための誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造であって、前記高周波伝送線路は、前記端面用貫通導体群が形成された前記誘電体導波管線路の端面から前記管内波長の４分の１の距離の前記誘電体導波管線路内に先端が挿入されるように、前記高周波伝送線路の端部から前記主導体層と接続することなく延設された信号伝送用貫通導体を有しており、該信号伝送用貫通導体は、前記誘電体導波管線路内に位置する部位に前記信号伝送用貫通導体と同心状に円形状の突出部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、高周波伝送線路が、端面用貫通導体群が形成された誘電体導波管線路の端面から管内波長の４分の１の距離の誘電体導波管線路内に先端が挿入されるように、高周波伝送線路の端部から主導体層と接続することなく延設された信号伝送用貫通導体を有していることから、信号伝送用貫通導体で励振されて誘電体基板内に放射された高周波信号と、その高周波信号が端面用貫通導体群で反射された高周波信号とが電気的に打ち消し合うことによる高周波信号の損失を有効に低減することができる。従って、高周波信号を前方（端面用貫通導体群と反対側）へ効率的に放射させて外部に低損失で取り出すことができる。
【００１０】
また、信号伝送用貫通導体は、誘電体導波管線路内に位置する部位に信号伝送用貫通導体と同心状に円形状の突出部が形成されていることから、誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造の低損失な電気的特性を保持しながらこの接続構造の低背化を行なうことができる。即ち、信号伝送用貫通導体と主導体層との間で励振する周波数ｆはｆ＝１／２π（ＬＣ）１／２（Ｌ：信号伝送用貫通導体のリアクタンス量、Ｃ：信号伝送用貫通導体と主導体層との間に生じる容量）で表される。信号伝送用貫通導体の挿入長さを短くすると、信号伝送用貫通導体のＬが減り、励振する周波数は求むべき周波数より高周波側にシフトしようとするが、突出部によって信号伝送用貫通導体と主導体層との間に生じるＣを大きくすることができ、励振する周波数を低周波側へシフトさせることができる。その結果、積ＬＣ値を変化させることなく一定にすることができるため、周波数ｆを求むべき値に維持することができ、信号伝送用貫通導体の電気的特性を保持しつつ短くして誘電体導波管線路を低背化することができる。
【００１１】
このように、本発明によれば、誘電体導波管線路とマイクロストリップ線路、コプレーナ線路との接続を容易に行うことができる。また、従来周知のセラミックスの多層化技術を用いて容易に作製できることから、低コストで信頼性の高い低背化の結合構造を構成することができる。
【００１２】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造において、好ましくは、前記突出部は、上側の前記主導体層との間の距離が、下側の前記主導体層との間の距離よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、突出部と上側の主導体層との間の距離が、突出部と下側の主導体層との間の距離よりも大きいことから、突出部と誘電体導波管線路よりも上側に位置する導体との間に不要な浮遊容量が発生して伝送特性が劣化するのを有効に抑制することができる。即ち、誘電体導波管線路は下面の全面が主導体層によって覆われているため、突出部は誘電体導波管線路よりも下側に位置する導体とは電気的に遮断されているが、突出部の直上の主導体層においては、信号伝送用貫通導体を誘電体導波管線路の内部に導入するための穴が形成されており、この穴の部分において、突出部と誘電体導波管線路よりも上側に位置する導体との電気的な遮断が不完全となり、これらの間に不要な浮遊容量が発生し易いため、上側の主導体層と突出部との間の距離を大きくすることにより、この浮遊容量の発生を抑制することができる。
【００１４】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造において、好ましくは、前記突出部は、前記信号伝送用貫通導体の下端よりも上側に位置していることを特徴とする。
【００１５】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、突出部が信号伝送用貫通導体の下端よりも上側に位置していることから、信号伝送用貫通導体の下端における反射損失を有効に抑制して、伝送特性を非常に良好なものとすることができる。即ち、信号伝送用貫通導体の下端に突出部を設けると、信号伝送用貫通導体の下端の直径が急激に大きくなることにより、下端で反射する高周波信号の損失が非常に大きくなり易いため、下端に突出部を設けず、信号伝送用貫通導体の直径とすることで、反射損失を有効に抑制することができる。
【００１６】
本発明の高周波回路基板は、誘電体基板に、上記構成の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造と、高周波素子を搭載するための搭載部とを設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の高周波回路基板は、上記構成により、低損失な電気特性を有するとともに薄型化が容易なものとなる。
【００１８】
本発明の高周波素子搭載用パッケージは、上記構成の高周波回路基板の前記搭載部を覆うように蓋体が取着されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の高周波素子搭載用パッケージは、上記構成により、低損失な電気特性を有する薄型の高周波素子搭載用パッケージを提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造について以下に詳細に説明する。図１は本発明の接続構造の実施の形態の例を示す斜視図、図２は図１の接続構造の平面図、図３は図１の接続構造の断面図である。これらの図において、１は誘電体基板、２，３は主導体層、４は側壁用貫通導体群、５は端面用貫通導体群、６は高周波伝送線路、７は信号伝送用貫通導体、８は突出部、９は誘電体層、１０は誘電体導波管線路、１１は同一面接地導体層である。
【００２１】
図１に示すように、厚みｔの誘電体基板１は、それを挟持するように一対の主導体層２，３が設けられている。主導体層２，３は、誘電体基板１の少なくとも誘電体導波管線路１０を形成する位置を挟むように上下面に各々形成されている。また、主導体層２，３間には、それらを電気的に接続する側壁用貫通導体群４が２列設けられている。側壁用貫通導体群４は、所定間隔ｓをもって２列に形成されている。また、これらの側壁用貫通導体群４は線路方向に管内波長の２分の１未満の繰り返し間隔をもって形成されている。この繰り返し間隔で設定されることで電気的な壁（導体壁）を形成しており、その結果、導波管と同様な構造、即ち誘電体導波管線路１０が形成される。
【００２２】
本発明によれば、高周波伝送線路６を、誘電体導波管線路１０の端面用貫通導体群５から信号伝送方向に４分の１の位置まで形成し、その端部から信号伝送用貫通導体７を形成し、信号伝送用貫通導体７の下端部を誘電体導波管線路１０内に挿入することにより高周波伝送線路６と誘電体導波管線路１０とを電磁結合する。
【００２３】
誘電体導波管線路１０の上面は主導体層２となっており、主導体層２に信号伝送用貫通導体７の径より大きな穴２ａを設けることにより、主導体層２と信号伝送用貫通導体７とが電気的に絶縁された状態で、信号伝送用貫通導体７が誘電体導波管線路１０に挿入される。
【００２４】
さらに、信号伝送用貫通導体７は、誘電体導波管線路１０内に位置する部位に信号伝送用貫通導体７と同心状に円形状の突出部８を具備している。
【００２５】
このとき、信号伝送用貫通導体７および突出部８は下面の主導体層３に電気的に接続しないように形成する。これは、信号伝送用貫通導体７および突出部８を下面の主導体層３に接続すると伝送特性が劣化するためである。このため、図３に示すように、信号伝送用貫通導体７の誘電体導波管線路１０への挿入長さが、誘電体導波管線路１０を構成する誘電体基板１の厚みｔよりも短くなるように形成する。
【００２６】
信号伝送用貫通導体７および突出部８に対して上側には大きな主導体層２が形成されているので、信号伝送用貫通導体７および突出部８は、容量装荷のモノポールアンテナの機能を有するものとなる。
【００２７】
また、信号伝送用貫通導体７の誘電体導波管線路１０への長さを、伝送される高周波信号の波長の４分の１程度とすれば、高周波伝送線路６を伝搬してきた電磁波は信号伝送用貫通導体７によって誘電体導波管線路１０内に放射される。ただし、高周波信号の波長、および突出部８の形成位置により、信号伝送用貫通導体７の径の大きさや長さ及び突出部８の径の大きさを調整する必要がある。そこで、誘電体導波管線路１０の厚みｔを２列の側壁用貫通導体群４の間隔ｓの半分程度にすることにより、信号伝送用貫通導体７から放射された高周波信号はＴＥ１０モードを主モードとして誘電体導波管線路１０内を効率的に伝搬することができる。
【００２８】
本発明の誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造は、高周波伝送線路６が、端面用貫通導体群５が形成された誘電体導波管線路１０の端面から管内波長の４分の１の距離の誘電体導波管線路１０内に先端が挿入されるように、高周波伝送線路１０の端部から主導体層２，３と接続することなく延設された信号伝送用貫通導体７を有していることから、信号伝送用貫通導体７で励振されて誘電体基板１内に放射された高周波信号と、その高周波信号が端面用貫通導体群５で反射された高周波信号とが電気的に打ち消し合うことによる高周波信号の損失を有効に低減することができる。従って、高周波信号を前方（端面用貫通導体群５と反対側）へ効率的に放射させて外部に低損失で取り出すことができる。
【００２９】
また、信号伝送用貫通導体７は、誘電体導波管線路１０内に位置する部位に信号伝送用貫通導体７と同心状に円形状の突出部８が形成されていることから、誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造の低損失な電気的特性を保持しながらこの接続構造の低背化を行なうことができる。即ち、信号伝送用貫通導体７と主導体層２，３との間で励振する周波数ｆはｆ＝１／２π（ＬＣ）１／２（Ｌ：信号伝送用貫通導体７に生じるリアクタンス量、Ｃ：信号伝送用貫通導体７と主導体層２，３との間に生じる容量）で表されるため、信号伝送用貫通導体７の挿入長さを短くすると、信号伝送用貫通導体７と主導体層２，３との間でＬが減り、励振する周波数は求むべき周波数より高周波側にシフトしようとするが、突出部８によって信号伝送用貫通導体７と主導体層２，３との間に生じるＣを大きくすることができ、励振する周波数を低周波側へシフトさせることができる。その結果、積ＬＣ値を変化させることなく一定にすることができるため、周波数ｆを求むべき値に維持することができ、信号伝送用貫通導体７の電気的特性を保持しつつ短くして誘電体導波管線路１０を低背化することができる。
【００３０】
なお、誘電体基板１と誘電体層９とは、それぞれ誘電体導波管線路１０および高周波伝送線路６、例えばマイクロストリップ線路やコプレーナ線路を構成するのに最も適した材料から成っていれば良く、必ずしも同じ材料から成っている必要はない。
【００３１】
また、突出部８と上側の主導体層２との間の距離は、突出部８と下側の主導体層３との間の距離よりも大きいことが好ましい。これにより、突出部８と誘電体導波管線路１０よりも上側に位置する導体との間に不要な浮遊容量が発生して伝送特性が劣化するのを有効に抑制することができる。即ち、誘電体導波管線路１０は下面の全面が主導体層３によって覆われているため、突出部８は誘電体導波管線路１０よりも下側に位置する導体とは電気的に遮断されているが、突出部８の直上の主導体層２においては、信号伝送用貫通導体７を誘電体導波管線路１０の内部に導入するための穴２ａが形成されており、この穴２ａの部分において、突出部８と誘電体導波管線路１０よりも上側に位置する導体との電気的な遮断が不完全となり、これらの間に不要な浮遊容量が発生し易いため、上側の主導体層２と突出部８との間の距離を大きくすることにより、この浮遊容量の発生を抑制することができる。
【００３２】
さらに、突出部８は複数形成されているのが好ましい。これにより、複数の突出部８が上下の主導体層２，３と容量結合することが可能となり、より大きな容量値Ｃを得ることができる。その結果、信号伝送用貫通導体７の誘電体導波管線路１０への挿入長さをより短くすることが可能となり、誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造をより低背化することができる。
【００３３】
突出部８が複数形成されている場合、最も上に位置する突出部８と上側の主導体層２との間の距離が、最も下に位置する突出部８と下側の主導体層３との間の距離よりも大きくなっているのがよい。これにより、突出部８と誘電体導波管線路１０よりも上側に位置する導体との間に不要な浮遊容量が発生して伝送特性が劣化するのを有効に抑制することができる。即ち、誘電体導波管線路１０は下面の全面が主導体層３によって覆われているため、突出部８は誘電体導波管線路１０よりも下側に位置する導体とは電気的に遮断されているが、突出部８の直上の主導体層２においては、信号伝送用貫通導体７を誘電体導波管線路１０の内部に導入するための穴２ａが形成されており、この穴２ａの部分において、突出部８と誘電体導波管線路１０よりも上側に位置する導体との電気的な遮断が不完全となり、これらの間に不要な浮遊容量が発生し易いため、上側の主導体層２と突出部８との間の距離を大きくすることにより、この浮遊容量の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、突出部８は、信号伝送用貫通導体７の下端よりも上側に位置しているのがよい。これにより、信号伝送用貫通導体７の下端における反射損失を有効に抑制して、伝送特性を非常に良好なものとすることができる。即ち、信号伝送用貫通導体７の下端に突出部８を設けると、信号伝送用貫通導体７の下端の直径が急激に大きくなることにより、下端で反射する高周波信号の損失が非常に大きくなり易いため、下端に突出部８を設けず、信号伝送用貫通導体７の直径とすることで、反射損失を有効に抑制することができる。
【００３５】
次に、図４〜図６は本発明の接続構造について実施の形態の他の好ましい例を示すものであり、図４は接続構造の斜視図、図５は図４の接続構造の平面図、図６は図４の接続構造の断面図である。これらの図において、１２は接地貫通導体群であり、他は図１〜図３の場合と同様でありその詳細な説明は省略する。
【００３６】
なお、図４では、誘電体基板１、主導体層３、側壁用貫通導体群４および端面用貫通導体群５、誘電体層９は説明の便宜上省略し、主導体層２、高周波伝送線路６、信号伝送用貫通導体７、突出部８、同一面接地導体層１１および接地貫通導体群１２の配置関係のみを示した。
【００３７】
この例では、図４に示すように、誘電体導波管線路１０の上側に位置する誘電体層９上に高周波伝送線路６および同一面接地導体層１１が形成されている。
【００３８】
図４の接続構造は、本発明の好ましい態様を示すものであり、信号伝送用貫通導体７を管内波長の２分の１以下の間隔で平面視で円形に囲むように、上側の主導体層２と電気的に接続された複数の接地貫通導体群１２が高周波伝送線路６の下方を除いて誘電体層９に形成されている構成である。これにより、信号伝送用貫通導体７に対する外部の電磁波の影響を小さくすることができ、信号伝送用貫通導体７における伝送損失が小さくなるので、良好な伝送特性を有するものとなる。
【００３９】
また、図４の接続構造によって、高周波伝送線路６を伝搬してきた電磁波は、信号伝送用貫通導体７において同軸線路を伝搬することとなる。このとき、高周波伝送線路６および同軸線路における伝搬モードは、準ＴＥＭモードおよびＴＥＭモードを主モードとしたものとなるため、高周波伝送線路６と信号伝送用貫通導体７との間での伝搬モードの変換による損失を抑えることができる。さらに、信号伝送用貫通導体７および突出部８が容量装荷モノポールアンテナとして作用し、信号伝送用貫通導体７および突出部８の周囲に発生する電磁界と誘電体導波管線路１０を伝搬する電磁界とが良好に結合するので、高周波信号は誘電体導波管線路１０内へ低損失で伝搬されることになる。
【００４０】
さらに、本発明の接続構造において、高周波伝送線路６の両側に所定間隔をもって同一面接地導体層１１が形成されるとともに同一面接地導体層１１が高周波伝送線路６の端部を取り囲むように延設されており、複数の接地貫通導体群１２が同一面接地導体層１１に電気的に接続されていることが好ましい。この場合、信号伝送用貫通導体７を電気的にアイソレートすることができ、信号伝送用貫通導体７に対する外部の電磁波の影響をより小さくすることができる。その結果、信号伝送用貫通導体７における高周波信号の伝送損失が小さくなるので、良好な伝送特性を有するものとなる。
【００４１】
次に、図７は本発明の誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造を具備する高周波回路基板５０の一実施例を示すものであり、高周波伝送線路６と同一平面上に高周波素子の搭載部１３を配置することで誘電体基板３１のクラックを回避できる。即ち、図１２に示す従来構造の金属導波管４０と誘電体基板３１とを接合した場合、これらの熱膨張係数の差により誘電体基板３１にクラックが発生し易くなるのに対し、本発明の接続構造の場合、従来周知のセラミックスの多層化技術のみを利用するため、誘電体導波管線路１０が形成された誘電体基板１と高周波回路が形成された誘電体層９との熱膨張係数の差は小さくなり、誘電体基板１や誘電体層９にクラックは発生し難くなる。よって容易に低コストで信頼性の高い本発明の誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造を具備する高周波回路基板５０が作製できる。
【００４２】
次に、図８は高周波回路基板５０上にある高周波素子の搭載部１３を覆うような蓋体１４を設ける高周波素子搭載用パッケージの一実施例を示すものである。ただし、図８については、蓋体１４の一部分を省略した図としている。蓋体１４には凹形状の金属体、凹形状のセラミックス等が望ましい。搭載部１３を蓋体１４で覆うことにより外部の電磁波による干渉等の影響を受けないようにすることができ、信頼性の高い高周波素子搭載用パッケージを作製することができる。また、搭載部１３に気密性が必要な場合は、高周波回路基板５０と蓋体１４を半田材を利用して接合すれば良い。
【００４３】
【実施例】
本発明の誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造の実施例について以下に説明する。
【００４４】
図１の構成の接続構造を以下のようにして構成した。まず、比誘電率εｒが８．８からなる厚み１．９ｍｍの誘電体基板１を用意し、この誘電体基板１に縦断面の大きさが３．３７ｍｍ×１．６９ｍｍの誘電体導波管線路１０を形成した。また、誘電体層９の上面にインピーダンスが５０Ωとなるような高周波伝送線路６を形成し、その端部から直径が０．１ｍｍの信号伝送用貫通導体７を誘電体導波管線路１０内への挿入長さが０．９１ｍｍになるように設けた。
【００４５】
また、信号伝送用貫通導体７の誘電体導波管線路１０内に直径が０．３ｍｍの、信号伝送用貫通導体７と同心状に円形状の突出部８を形成した。
【００４６】
このとき、伝送用貫通導体７から信号伝送方向と反対側に２４ＧＨｚの高周波信号の管内波長の４分の１の距離に相当する１．３４ｍｍの位置に、端面用貫通導体群５を形成して短絡端を形成した。
【００４７】
なお、主導体層２には信号伝送用貫通導体７と電気的に接続しないように穴２ａを設けた。これにより、本発明の誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造のサンプルを作製した。
【００４８】
また、比較例として、突出部８を設けないこと以外は上記サンプルと同様にして比較サンプルを作製した。
【００４９】
そして、これらサンプルについて、高周波伝送線路６の端部と誘電体導波管線路１０との間の結合特性を電磁界シミュレータで解析し、それぞれの反射係数Ｓ１１および透過係数Ｓ２１を求めた。本発明の誘電体導波管線路１０と高周波伝送線路６との接続構造のサンプルについての電気特性の結果を図９に示す。図９はＳパラメータの周波数特性を示すグラフであり、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸はＳ１１、Ｓ２１（単位：ｄＢ）を表わす。なお、図９において、実線は本発明例でのＳ１１の結果を、点線は本発明例でのＳ２１の結果を示す。また、三角印を付加した実細線は比較例でのＳ１１の結果を、×印を付加した実細線は比較例でのＳ２１の結果を示す。
【００５０】
図９より、本発明の接続構造では、２４ＧＨｚでＳ１１は−３５ｄＢ程度、Ｓ２１は−０．３ｄＢ程度を満たしており、良好な伝送特性を有していることが判った。
【００５１】
一方、比較例の接続構造では、２４ＧＨｚでＳ１１は−１０ｄＢ程度、Ｓ２１は−１ｄＢ程度と劣るものであった。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、高周波伝送線路が、端面用貫通導体群が形成された誘電体導波管線路の端面から管内波長の４分の１の距離の誘電体導波管線路内に先端が挿入されるように、高周波伝送線路の端部から主導体層と接続することなく延設された信号伝送用貫通導体を有していることから、信号伝送用貫通導体で励振されて誘電体基板内に放射された高周波信号と、その高周波信号が端面用貫通導体群で反射された高周波信号とが電気的に打ち消し合うことによる高周波信号の損失を有効に低減することができる。従って、高周波信号を前方（端面用貫通導体群と反対側）へ効率的に放射させて外部に低損失で取り出すことができる。
【００５４】
また、信号伝送用貫通導体は、誘電体導波管線路内に位置する部位に信号伝送用貫通導体と同心状に円形状の突出部が形成されていることから、誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造の低損失な電気的特性を保持しながらこの接続構造の低背化を行なうことができる。即ち、信号伝送用貫通導体と主導体層との間で励振する周波数ｆはｆ＝１／２π（ＬＣ）１／２（Ｌ：信号伝送用貫通導体に生じるリアクタンス量、Ｃ：信号伝送用貫通導体と主導体層との間に生じる容量）で表されるため、信号伝送用貫通導体の挿入長さを短くすると、信号伝送用貫通導体と主導体層との間でＬが減り、励振する周波数は求むべき周波数より高周波側にシフトしようとするが、突出部によって信号伝送用貫通導体と主導体層との間に生じるＣを大きくすることができ、励振する周波数を低周波側へシフトさせることができる。その結果、積ＬＣ値を変化させることなく一定にすることができるため、周波数ｆを求むべき値に維持することができ、信号伝送用貫通導体の電気的特性を保持しつつ短くして誘電体導波管線路を低背化することができる。
【００５５】
このように、本発明によれば、誘電体導波管線路とマイクロストリップ線路、コプレーナ線路との接続を容易に行うことができる。また、従来周知のセラミックスの多層化技術を用いて容易に作製できることから、低コストで信頼性の高い低背化の結合構造を構成することができる。
【００５６】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、突出部と上側の主導体層との間の距離が、突出部と下側の主導体層との間の距離よりも大きいことから、突出部と誘電体導波管線路よりも上側に位置する導体との間に不要な浮遊容量が発生して伝送特性が劣化するのを有効に抑制することができる。即ち、誘電体導波管線路は下面の全面が主導体層によって覆われているため、突出部は誘電体導波管線路よりも下側に位置する導体とは電気的に遮断されているが、突出部の直上の主導体層においては、信号伝送用貫通導体を誘電体導波管線路の内部に導入するための穴が形成されており、この穴の部分において、突出部と誘電体導波管線路よりも上側に位置する導体との電気的な遮断が不完全となり、これらの間に不要な浮遊容量が発生し易いため、上側の主導体層と突出部との間の距離を大きくすることにより、この浮遊容量の発生を抑制することができる。
【００５７】
本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造は、突出部が信号伝送用貫通導体の下端よりも上側に位置していることから、信号伝送用貫通導体の下端における反射損失を有効に抑制して、伝送特性を非常に良好なものとすることができる。即ち、信号伝送用貫通導体の下端に突出部を設けると、信号伝送用貫通導体の下端の直径が急激に大きくなることにより、下端で反射する高周波信号の損失が非常に大きくなり易いため、下端に突出部を設けず、信号伝送用貫通導体の直径とすることで、反射損失を有効に抑制することができる。
【００５８】
本発明の高周波回路基板は、誘電体基板に、上記構成の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造と、高周波素子を搭載するための搭載部とを設けたことにより、低損失な電気特性を有するとともに薄型化が容易なものとなる。
【００５９】
本発明の高周波素子搭載用パッケージは、上記構成の高周波回路基板の搭載部を覆うように蓋体が取着されることにより、低損失な電気特性を有する薄型の高周波素子搭載用パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造について実施の形態の例を示す斜視図である。
【図２】図１の接続構造の平面図である。
【図３】図１の接続構造のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図４】本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造について実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【図５】図４の接続構造の平面図である。
【図６】図４の接続構造のＹ−Ｙ’線における断面図である。
【図７】本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造を具備する高周波回路基板の実施の形態の例を示す斜視図である。
【図８】本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造を具備する高周波素子搭載用パッケージの実施の形態の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造についてＳパラメータの測定結果を示す図である。
【図１０】従来の誘電体導波管線路と高周波伝送線路との接続構造を示す斜視図である。
【図１１】図１０の接続構造のＺ−Ｚ’線における断面図である。
【図１２】従来の金属導波管と信号伝送用貫通導体ピンとの接続構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：誘電体基板
２，３：主導体層
４：側壁用貫通導体群
５：端面用貫通導体群
６：高周波伝送線路
７：信号伝送用貫通導体
８：突出部
９：誘電体層
１０：誘電体導波管線路
１１：同一面接地導体層
１２：接地貫通導体群
１３：搭載部
１４：蓋体
５０：高周波回路基板
【図１】
2005051330.tif 000003
【図２】
2005051330.tif 000004
【図３】
2005051330.tif 000005
【図４】
2005051330.tif 000006
【図５】
2005051330.tif 000007
【図６】
2005051330.tif 000008
【図７】
2005051330.tif 000009
【図８】
2005051330.tif 000010
【図９】
2005051330.tif 000011
【図１０】
2005051330.tif 000012
【図１１】
2005051330.tif 000013
【図１２】
2005051330.tif 000014