(57)【要約】【課題】  本発明は内設されたマイクロ波回路を電磁的にシールドする金属フレームを有したマイクロ波装置に関し、金属ケースからの電磁波の漏れを確実に防止することを課題とする。【解決手段】  増幅デバイス２１，２３等が配設された回路基板１２と、この回路基板１２を収納する金属ケース１１と、増幅デバイス２１，２３等をシールドする金属フレーム１３とを有したマイクロ波装置において、金属フレーム１３を構成する側壁部４０と蓋体部４２とを一体化した構成とする。また、金属フレーム１３と金属ケース１１を被う天板１４との間に導電性シート１５を配設する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波回路及び接地導体を有する回路基板と、
該回路基板を収納する金属ケースと、
前記回路基板と当接し前記接地導体と接続される側壁部と、該側壁部を覆う蓋体部とを設けてなり、前記マイクロ波回路をシールドする金属フレームとを有したマイクロ波装置において、
前記金属フレームを、前記側壁部と前記蓋体部とが一体化された構成としたことを特徴とするマイクロ波装置。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロ波装置において、
前記金属ケースの開口部を覆う天板と、前記金属フレームの蓋体部との間に導電性シートを配設したことを特徴とするマイクロ波装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のマイクロ波装置において、
前記金属フレームに、信号を内部に入力するための入力部と、信号を外部に出力するための出力部とを設け、かつ、前記入力部と前記出力部とが非対向位置に位置するよう構成したことを特徴とするマイクロ波装置。
【請求項４】
請求項３記載のマイクロ波装置において、
前記入力部を通る線分と前記出力部を通る線分との交角が、８０°以上１００°以下となるよう設定したことを特徴とするマイクロ波装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロ波装置において、
前記金属フレームに形成された外部に信号を出力するための出力部に鍔部を形成したことを特徴とするマイクロ波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ波装置に係り、特に内設されたマイクロ波回路を電磁的にシールドする金属フレームを有したマイクロ波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される携帯端末の普及に伴い、携帯端末用の基地局が多く接地されるようになってきている。この携帯端末用の基地局には、送受信信号の増幅を行なうためのマイクロ波装置（マイクロ波増幅装置）が設けられている。
【０００３】
図１は、従来の一例である特許文献１に開示されたマイクロ波装置１００を示している。このマイクロ波装置１００は、金属ケース１０１内に回路基板１０２を設けた構成とされている。また、金属ケース１０１の上部開口部は天板１０４により閉蓋された構成とされている。
【０００４】
金属ケース１０１に内設される回路基板１０２には、例えば上記した送受信信号の増幅を行なうためのマイクロ波回路１０５が形成されている。このマイクロ波回路１０５は金属フレーム１０３によりシールドされており、マイクロ波回路１０５で発生する電磁放射ノイズが外部空間に放射されるのを防止している。
【０００５】
従来、この金属ケース１０１は、側壁部１０６と蓋部１０７とにより構成されていた。そして、側壁部１０６の底部が回路基板１０２に形成されている接地ランド（図示せず）と電気的に接続されるよう金属ケース１０１に固定すると共に、この側壁部１０６の上端部に蓋部１０７をネジ１０８によりネジ止めする構成とされていた。
【特許文献１】特開平０４−０９６２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年ではマイクロ波装置１００が高性能化し、例えばマイクロ波装置１００として増幅器を例に挙げる、従来では利得が３０ｄＢである増幅器を用いていたものが、近年では複数の増幅器の総利得が６０ｄＢを超えるようになってきている。これに伴い、これを用いた各高周波用デバイスから強い電磁波が発生するようになってきている。
【０００７】
このように、強い電磁波が発生する電子デバイスに対し、図１に示した従来の金属フレーム１０３でシールドを行っても、確実なシールドを行なうことができないという問題点があった。
【０００８】
具体的には、蓋部１０７がネジ１０８により側壁部１０６にネジ止めされた位置は確実なシールドが行なわれているが、このネジ１０８がネジ止めされている間の位置においては、蓋部１０７は側壁部１０６の上端面に確実に固定されておらず、この部位から電磁波が金属フレーム１０３の外部に漏れ出してしまう。
【０００９】
また、従来のマイクロ波装置１００では、蓋部１０７と天板１０４との間に間隙部１１０が存在している。この間隙部１１０では、電磁波による導波管モードにより信号伝播が発生するおそれがある。この信号伝播が発生した場合、回路基板１０２に形成された高周波回路に悪影響を及ぼし、マイクロ波装置１００としての高周波特性が劣化してしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、金属ケースからの電磁波の漏れを確実に防止しうるマイクロ波装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明は、
マイクロ波回路及び接地導体を有する回路基板と、
該回路基板を収納する金属ケースと、
前記回路基板と当接し前記接地導体と接続される側壁部と、該側壁部を覆う蓋体部とを設けてなり、前記マイクロ波回路をシールドする金属フレームとを有したマイクロ波装置において、
前記金属フレームを、前記側壁部と前記蓋体部とが一体化された構成としたことを特徴とするものである。
【００１３】
上記発明によれば、金属フレームを構成する側壁部と蓋体部とを一体化した構成としたため、従来のように側壁部と蓋体部とをネジ止めしていた構成に比べ、側壁部と蓋体部との隙間から電磁波が漏れることを確実に防止することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のマイクロ波装置において、
前記金属ケースの開口部を覆う天板と、前記金属フレームの蓋体部との間に導電性シートを配設したことを特徴とするものである。
【００１５】
上記発明によれば、金属ケースの開口部を覆う天板と金属フレームの蓋体部との間に導電性シートを配設したことにより、天板と蓋体部との間の空間部分は導電性シートで塞がれるため、この空間部を電波伝播することを防止できる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のマイクロ波装置において、
前記金属フレームに、信号を内部に入力するための入力部と、信号を外部に出力するための出力部とを設け、かつ、前記入力部と前記出力部とが非対向位置に位置するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
上記発明によれば、入力部と出力部との間のアイソレーションを高めることができるため、信号の特性劣化を防止することができる。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、
請求項３記載のマイクロ波装置において、
前記入力部を通る線分と前記出力部を通る線分との交角が、８０°以上１００°以下となるよう設定したことを特徴とするものである。
【００１９】
上記発明にように、入力部を通る線分と出力部を通る線分との交角を８０°以上１００°以下となるよう設定することにより、信号の特性劣化を有効に防止することができる。
【００２０】
また、請求項５記載の発明は、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロ波装置において、
前記金属フレームに形成された外部に信号を出力するための出力部に鍔部を形成したことを特徴とするものである。
【００２１】
上記発明によれば、金属フレームに形成された外部に信号を出力するための出力部に鍔部を形成したことにより、出力部の外部に対するアイソレーションが高まるため、出力部における信号の特性劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
上述の如く本発明によれば、金属フレームから電磁波が漏れることを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００２４】
図２乃至図６は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置１０を示している。本実施例では、このマイクロ波装置１０として、携帯端末用の基地局に設けられるマイクロ波増幅装置を例に挙げている。また、本発明の要部は金属フレーム１３にあるため、各図においてはマイクロ波装置１０の特に金属フレーム１３の配設される位置の近傍のみを図示している。
【００２５】
マイクロ波装置１０は、大略すると金属ケース１１，回路基板１２，金属フレーム１３，天板１４，及び導電性シート１５等により構成されている。金属ケース１１は上部が開口された筐体であり、例えばアルミニウムより形成されている。この金属ケース１１には、回路基板１２及び金属フレーム１３等が内設される。
【００２６】
回路基板１２は、図７に示される各種電子部品が配設されている。即ち、回路基板１２には、入力コネクタ３０から出力コネクタ３２に向け、アイソレータ２０，第１の増幅デバイス２１，可変減衰器２２，第２の増幅デバイス２３，アイソレータ２４，第３の増幅デバイス２５，アイソレータ２６，等が配設された構成とされている。また、この各電子部品の他に、回路基板１２の上部には接地されたシールド用アースパターン３１（接地導体）が後述する所定のパターンで形成されている。
【００２７】
この各電子部品の内、アイソレータ２０，第１の増幅デバイス２１，可変減衰器２２，及び第２の増幅デバイス２３は、金属フレーム１３の内部に収納されてシールドが行われる構成とされている。また、各電子部品２１〜２３及び２５は、バイアス及び制御信号端子２８を介して外部回路或は外部装置に接続される構成とされている。尚、マイクロ波装置１０の外部に配設された電子機器への電磁波の影響を防止するため、金属ケース１１のバイアス及び制御信号端子２８が配設される位置には、ＥＭＩフィルタ２７が設けられている。
【００２８】
上記した各分子部品２０〜２６の内、電磁波の影響を特に考慮する必要があるのは、第１の増幅デバイス２１と第２の増幅デバイス２３である。即ち、本実施例では第１の増幅デバイス２１として２５ｄＢの利得を有するものを使用しており、また第２の増幅デバイス２３として３４ｄＢの利得を有するものを使用している。そして、全ての増幅デバイス２１，２３，２５としては、６０ｄＢを超える高利得を実現している。
【００２９】
このように、各増幅デバイス２１，２３，２５の利得が増大すると、これに伴い発生するＥＭＩの影響も大きくなる。そこで本実施例では、第１及び第２の増幅デバイス２１，２３を金属フレーム１３内に収納することによりシールドする構成としている。また、第１の増幅デバイス２１と第２の増幅デバイス２３との間で発振が発生しないよう、金属フレーム１３内に第１の収納室４３と第２の収納室４４を設け（図８参照）、各増幅デバイス２１，２３を電磁的に隔離した構成としている。
【００３０】
次に、この金属フレーム１３の構成について説明する。
【００３１】
金属フレーム１３は、大略すると側壁部４０と蓋体部４２とにより構成されている。側壁部４０は、図８（Ａ）に示すように、底面視した状態において略Ｌ字状となる枠体形状を有している。蓋体部４２は、この側壁部４０を被うように設けられている。
【００３２】
本実施例では、側壁部４０と蓋体部４２とを一体的に形成した構成としたことを特徴としている。具体的には、本実施例に係る金属フレーム１３は、鋳造法を用いることにより側壁部４０と蓋体部４２とを一体的に形成した構成としている。尚、本実施例では、鋳造法を用いることにより側壁部４０と蓋体部４２とを一体的となるよう形成しているが、側壁部４０と蓋体部４２とを別部材とし、溶接法等を用いて一体化することとしてもよい。
【００３３】
また、金属フレーム１３は、隔壁４１を形成することにより、その内部に第１の収納室４３と第２の収納室４４を形成した構成としている（図８（Ａ），（Ｄ）参照）。後述するように、この第１の収納室４３には回路基板１２に配設された第１の増幅デバイス２１が収納され、第２の収納室４４には第２の増幅デバイス２３が収納される。
【００３４】
第１の収納室４３を構成する側壁部４０には、入力部４５が形成されている。入力コネクタ３０からの入力信号は、この入力部４５を介して第１の収納室４３内に位置する第１の増幅デバイス２１等に供給される。また、第２の収納室４４を構成する側壁部４０には、出力部４６が形成されている。第２の収納室４４内において所定の処理が行われた信号は、出力部４６を介して金属フレーム１３の外部に引き出される。また、第１の収納室４３内に配設された可変減衰器２２と、第２の収納室４４内に配設された第２の増幅デバイス２３は、隔壁４１に形成された連通部４７を介して接続された構成とされている（図７参照）。
【００３５】
この入力部４５，出力部４６，及び連通部４７は、側壁部４０に形成された凹部である。この入力部４５，出力部４６，及び連通部４７は、後述するように金属フレーム１３が回路基板１２に固定された際、側壁部４０により回路基板１２に形成されている配線パターンが損傷するのを防止するために設けられている。
【００３６】
またここで、入力部４５を通る直線（図８（Ａ）に矢印Ｘで示す）と、出力部４６を通る直線（図８（Ａ）に矢印Ｙで示す）とを想定すると、この入力部４５を通る直線Ｘと出力部４６を通る直線Ｙのなす角度（図中、θで示す）は、略９０°となるよう設定されている。即ち、入力部４５と出力部４６は、対向しない位置（非対向位置）に位置するよう構成されている。
【００３７】
更に、側壁部４０の出力部４６の上部位置には、鍔部４８が形成されている。この鍔部４８は、側壁部４０の出力部４６の上部位置より前方に向けて長く延出形成された構成とされている。従って、出力部４６は、長く延出する鍔部４８により覆われるような構成となっている。尚、金属フレーム１３の所定位置には、金属ケース１１にネジ止めするためのフレーム固定ネジ３４（図５参照）が挿通される貫通孔４９が形成されている。
【００３８】
導電性シート１５は、金属フレーム１３の蓋体部４２の上部に配設された構成とされている。この導電性シート１５は、スポンジ状の樹脂にカーボンを混入させたものであり、導電性を有した構成とされている。従って、導電性シート１５は、可撓性を有すると共に導電性をも有する構成とされている。また、導電性シート１５の平面形状は、図８を用いて説明した金属フレーム１３の平面形状と同一或いはそれより大きな形状とされている。
【００３９】
この導電性シート１５（各図に梨地で示す）は、導電性接着剤を用いて金属フレーム１３の蓋体部４２上に接着される。よって、導電性シート１５と金属フレーム１３は、導電性接着剤を介して電気的に導通された構成となっている。この導電性シート１５の厚さは、金属フレーム１３を回路基板１２上に載置した際、導電性シート１５が外周壁１７の上端部より若干突出する程度の厚さとされている。
【００４０】
天板１４は、前記した金属ケース１１の上部開口を閉蓋するものである。図４は、天板１４を金属ケース１１に取り付けた状態を示している。同図に示すように、天板１４は天板固定ネジ３３を用いて金属ケース１１に固定される。このため、金属ケース１１の外周壁１７には、図５及び図６に示すようにネジ孔１８が形成されている。この天板１４を金属ケース１１に固定することにより、回路基板１２は金属ケース１１及び天板１４により囲まれた空間内に密閉された状態となる。
【００４１】
続いて、上記構成とされたマイクロ波装置１０の組み立て手順について説明する。マイクロ波装置１０を組み立てるには、金属ケース１１の底部１６上に回路基板１２を固定する。この回路基板１２には、既に上記した各電子部品２０〜２６が配設されているものとする。
【００４２】
図６は、回路基板１２が金属ケース１１に固定された状態を示している。同図において、一点鎖線で示すのが金属フレーム取付け領域１９であり、この金属フレーム取付け領域１９に沿って回路基板１２にはシールド用アースパターン３１が形成されている。このシールド用アースパターン３１は、回路基板１２上の接地された端子に接続されている。このシールド用アースパターン３１上に、金属フレーム１３が固定される。
【００４３】
また図６において、金属フレーム１３が固定された際に矢印ＰＩＮで示す位置が入力部４５の位置となり、矢印ＰＯＵＴで示す位置が出力部４６の位置となる。ここで、出力部４６の位置となる回路基板１２上の位置ＰＯＵＴに注目する。この回路基板１２上の位置ＰＯＵＴには、第２の増幅デバイス２３からの出力パターン５０が形成されている。出力部４６（側壁部４０に形成された凹部）は、この出力パターン５０を保護するために形成されている。
【００４４】
しかしながら、第２の増幅デバイス２３の近傍には、図７に示されるように、バイアスライン２９Ａ，２９Ｂを形成する必要がある。従って、回路基板１２上の位置ＰＯＵＴには、バイアスライン２９Ａ，２９Ｂと出力パターン５０の３本の配線を配設する必要がある。この３本の配線２９Ａ，２９Ｂ，５０を全て出力部４６介して第２の収納室４４から引き出す構成とすると、出力部４６を大きくする必要があり、金属フレーム１３としてのカットオフによる減衰効果が低減してしまう。
【００４５】
そこで本実施例では、出力パターン５０のみを回路基板１２の表面に形成し、バイアスライン２９Ａ，２９Ｂを回路基板１２の背面側に形成する構成とした（回路基板１２の背面に位置するバイアスライン２９Ａ，２９Ｂを図６に破線で示す）。この構成とすることにより、出力部４６を大きくする必要はなくなり、金属フレーム１３のシールド性が低下することを防止することができる。また本実施例の構成によれば、バイアスライン２９Ａ，２９Ｂと出力パターン５０とが略平行に位置する構成となるため、不用意にバイアスライン２９Ａ，２９Ｂに高周波信号が結合することを防止することもできる。
【００４６】
続いて、回路基板１２が組み込まれた金属ケース１１に、金属フレーム１３を固定する。図５は、金属ケース１１に金属フレーム１３を固定した状態を示している。この際、金属フレーム１３には、予め前記した導電性シート１５を導電性接着剤により接着しておく。
【００４７】
この金属フレーム１３の金属ケース１１への固定は、フレーム固定ネジ３４を用いて行なう。金属ケース１１には予めネジ孔３５（図６参照）が形成されており、金属フレーム１３には貫通孔４９（図８参照）が形成されており、更に導電性シート１５にも貫通孔５１（図９参照）が形成されている。この各孔３５，４９，５１は対応する位置に形成されているため、フレーム固定ネジ３４はネジ孔３５に締結される。これにより、金属フレーム１３は金属ケース１１に固定される。
【００４８】
金属フレーム１３が金属ケース１１に固定された状態において、第１の増幅デバイス２１は金属フレーム１３に形成された第１の収納室４３内に収納され、第２の増幅デバイス２３は第２の収納室４４内に収納される。これにより、第１の増幅デバイス２１と第２の増幅デバイス２３が互いに影響を及ぼし発振することを防止できる。
【００４９】
また、金属フレーム１３が金属ケース１１に固定された状態において、金属フレーム１３に接着された導電性シート１５は、金属ケース１１の外周壁１７の先端よりも若干量突出した状態となっている。
【００５０】
上記のように金属ケース１１に金属フレーム１３が固定されると、続いて天板固定ネジ３３を用いて天板１４が金属ケース１１に固定される。これにより図４に示すように金属ケース１１は天板１４により閉蓋された状態となるが、この際、前記のように導電性シート１５は金属ケース１１の外周壁１７の先端よりも突出した状態となっている。従って、天板１４を金属ケース１１に固定することにより、導電性シート１５は押圧されて可撓変形（圧縮変形）される。
【００５１】
これにより、図３に示されるように、金属フレーム１３の蓋体部４２と天板１４との間の間隙部分は、導電性シート１５により埋められた状態となる。仮に、従来のように金属フレーム１３の蓋体部４２と天板１４との間に導電性シート１５が存在しない構成を想定すると、利用する周波数帯においてこの間隙に電波伝播が発生し、各増幅器（特に第３の増幅デバイス２５）に影響を及ぼすことが考えられる。しかしながら、本実施例のように蓋体部４２と天板１４との間に導電性シート１５を配設したことにより、この間隙（空間部）を電波伝播することを防止でき、増幅器２１，２３，２５に悪影響が発生することを防止できる。
【００５２】
上記のようにして製造されるマイクロ波装置１０は、金属フレーム１３を構成する側壁部４０と蓋体部４２が一体化した構成であるため、従来のように側壁部１０６と蓋部１０７とをネジ止めしていた構成（図１参照）に比べ、側壁部４０と蓋体部４２との隙間から電磁波が漏れることを確実に防止でき、よってマイクロ波装置１０の信頼性を高めることができる。
【００５３】
また本実施例では、金属フレーム１３に形成される入力部４５と出力部４６が非対向位置に位置するよう構成されている。即ち、図８（Ａ）に示すように、入力部４５を通る直線Ｘと出力部４６を通る直線Ｙとがなす角度θが略９０°となるよう設定されている。これにより、入力部４５と出力部４６との間のアイソレーションを高めることができ、よってマイクロ波装置１０の信号特性の劣化を防止することができる。尚、この入力部４５を通る直線Ｘと出力部４６を通る直線Ｙとがなす角度θは、８０°以上１００°以下の範囲において、有効に信号特性の劣化を防止することができる。
【００５４】
更に、本実施例においては、金属フレーム１３の出力部４６が形成された位置の上部に鍔部４８が形成されている。この鍔部４８は、出力部４６が形成された側壁部４０から長く延出した構成とされているため、これによっても出力部４６の外部に対するアイソレーションを固めることができる。よって、鍔部４８を形成することによっても、マイクロ波装置１０の信号特性の劣化を防止することが可能となる。
【００５５】
尚、上記した実施例では、マイクロ波装置１０として携帯端末用の基地局に設けられるマイクロ波増幅装置を例に挙げて説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、電磁波をシールドする必要がある各種マイクロ波装置に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、従来の一例であるマイクロ波装置の断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置の要部を示す分解側断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置の要部を示す側断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置の天板を取り付けた状態の平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置の天板を取り外した状態の平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置の天板及び金属フレームを取り外した状態の平面図である
【図７】図７は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置の回路構成図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置を構成する金属ケースを説明するための図であり、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例であるマイクロ波装置を構成する導電性シートを説明するための図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  マイクロ波装置
１１  金属ケース
１２  回路基板
１３  金属フレーム
１４  天板
１５  導電性シート
１９  金属フレーム取付け領域
２１  第１の増幅デバイス
２３  第２の増幅デバイス
２５  第３の増幅デバイス
２９Ａ，２９Ｂ  バイアスライン
３１  シールド用アースパターン
４０  側壁部
４２  蓋体部
４３  第１の収納室
４４  第２の収納室
４５  入力部
４６  出力部
４８  鍔部
【図１】
2005244067.tif 000003
【図２】
2005244067.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005244067.tif 000006
【図５】
2005244067.tif 000007
【図６】
2005244067.tif 000008
【図７】
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【図８】
2005244067.tif 000010
【図９】
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