(57)【要約】マイクロ波回路は、その基体上においてプリント導電性パターンにより形成されるフィルタ（４０）のような受動コンポーネントを含む回路が製作されるプリント回路基板（ＰＣＢ）を有する。この回路の性能を高めるために、フィルタのような選択されたコンポーネントが、プリント回路基板材料の誘電率よりも高い誘電率をもつアルミナのような基材（４１）においてより高い精度で作られる。完成したコンポーネントがプリント回路基板上に搭載され、その導電性パターンは、プリント回路基板のマイクロストリップトラック（５１）へのワイヤボンディング（４８，５０）により接続される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面にメタルバッキングを有するとともに、他方の表面に少なくとも１つのマイクロストリップトラックを有する基体と、上に搭載される少なくとも１つのサブ回路とから構成されるプリント回路基板を有し、
前記サブ回路が、前記プリント回路基板の基体の誘電率よりも高い前記誘電率をもつとともに、上に導電性パターンをもつ基体を有し、前記導電性パターンが、前記少なくとも１つのマイクロストリップトラックに電気的に結合されているマイクロ波回路アセンブリ。
【請求項２】
前記サブ回路基体が、アルミナを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波回路。
【請求項３】
前記サブ回路が、別個のコンポーネントとして製作されるとともに、前記プリント回路基板に搭載される少なくとも１つのフィルタを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ波回路。
【請求項４】
前記少なくとも１つのフィルタが、一方の表面においてプリント導電性パターンをもつアルミナ基体を有することを特徴とする請求項３に記載のマイクロ波回路。
【請求項５】
前記サブ回路が、ある長さの誘電性基体における導電性トラックにより形成されるプローブを有し、
前記プローブが、前記メタルバッキングと、前記マイクロストリップトラックに電気的に接続されるとともに、前記スルー孔を覆って配置される終端を有する前記導電性トラックを備える前記プリント回路基体とにおけるスルー孔を覆って搭載されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波回路。
【請求項６】
前記少なくとも１つの導電性トラックが、導電性エポキシレジンを用いる前記マイクロストリップトラックにボンディングされていることを特徴とする請求項５に記載のマイクロ波回路。
【請求項７】
ローカルオシレータリジェクトフィルタに結合されるＲＦ出力部をもつ周波数アップコンバータと、周波数ダウンコンバータのＲＦ入力部に結合されるイメージリジェクトフィルタとを有するＲＦ段が、上に製作されるプリント回路基板を有し、
前記ローカルオシレータリジェクトフィルタと、前記イメージリジェクトフィルタとが、それぞれ、前記プリント回路基板の基体の誘電率よりも高い前記誘電率をもつとともに、前記基板上においてプリント導電性パターンをもつ基体を具備するサブ回路を有し、前記導電性パターンが、前記プリント回路基板上に設けられる少なくとも１つのマイクロストリップトラックに電気的に結合されているマイクロ波回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波回路に関し、特に限定されないが、ＲＦプリント回路基板（ＰＣＢ）上に製作される回路への用途を有する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ＬバンドからＲＦに、又はＲＦからＬバンドに変換する周波数コンバータのようなマイクロ波回路は、フィルタのような受動コンポーネントを含む。便宜上、フィルタは、ＰＣＢのメタル層におけるパターンとして規定され得ることが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現行使用の業務用のＰＣＢパターン形成（パターニング）技法は、１５０μｍの隙間（ギャップ）をもつ回路トラック、及び±２０μｍの精度でトラック幅を規定することのみが可能である。この精度水準では粗すぎるので、所要の性能をもつフィルタを規定することはできない。
【０００４】
本発明の目的は、ＰＣＢにおいて所望の性能をもつマイクロ波回路を経済的に提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様によると、一方の表面にメタルバッキングを有するとともに、他方の表面に少なくとも１つのマイクロストリップトラックを有する基体と、上に搭載される少なくとも１つのサブ回路とから構成されるプリント回路基板を有するマイクロ波回路であって、このサブ回路が、プリント回路基板の基体の誘電率よりも高い誘電率をもつとともに、上に導電性パターンをもつ基体を有し、この導電性パターンが、少なくとも１つのマイクロストリップトラックに電気的に結合されているマイクロ波回路が提供される。
【０００６】
本発明の別の態様によると、ローカルオシレータリジェクトフィルタに結合されるＲＦ出力部をもつ周波数アップコンバータと、周波数ダウンコンバータのＲＦ入力部に結合されるイメージリジェクトフィルタとを有するＲＦ段が製作されるプリント回路基板を有するマイクロ波回路であって、ローカルオシレータリジェクトフィルタ及びイメージリジェクトフィルタが、それぞれ、プリント回路基板の基体の誘電率よりも高い誘電率をもつとともに、基板上においてプリント導電性パターンをもつ基体を具備するサブ回路を有し、この導電性パターンが、プリント回路基板上に設けられる少なくとも１つのマイクロストリップトラックに電気的に結合されているマイクロ波回路が供給される。
【０００７】
プリント回路基板の基体の誘電率よりも高い誘電率をもつ基体によって、上記サブ回路は、ＰＣＢ材料で作られる類似の回路と比較して物理的により小さくすることができる。このマイクロ波回路のある実施形態において、誘電性基体は、ＰＣＢ材料の誘電率εｒ＝２．２と比較して、εｒ＝９．９をもつアルミナを有する。このより高い誘電率により、アルミナのサブ回路は、ＰＣＢ材料のサブ回路のサイズの半分になることが可能となる。パターン形成技法は、所要の解像精度を実現することが可能であるとともに、数百ものサブ回路が同時に作られることを可能にする技法において実施されることができる。このように、本発明による方法は、２つの異なる技法が有利な性能の利得及び経済性を兼ね備えて組み合わされることを可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、この場合、以下に添付図面を参照して例示により説明されるであろう。
【０００９】
各図面において、類似する参照符号は、対応する特徴を表わすために用いられている。
【００１０】
図１は、例えば２３ＧＨｚ乃至４２．５ＧＨｚのミリ波帯において動作することが可能な双方向のＬバンドからＲＦへ、またその逆の回路を示す。アップストリーム経路１０は、第１の周波数アップコンバータ１２を含み、このアップコンバータ１２からの出力が、バンドパスフィルタ１４と、その後のローパスフィルタ１６とにおいてフィルタリングされる。このフィルタ１６の出力部は、第２の周波数アップコンバータ１８に設けられている。ローカルオシレータリジェクトフィルタ２０は、第２の周波数アップコンバータ１８の出力部に結合され、このフィルタ２０からの出力が、増幅器２２及び２４において増幅され、ミリ波ダイプレクサ２８を経由してアンテナ３０に入力される前に、バンドパスフィルタ２６においてフィルタリングされる。
【００１１】
ダウンストリーム経路３２は、周波数ダウンコンバージョン段３６に結合されているイメージリジェクトバンドパスフィルタ３４を含む。この周波数ダウンコンバージョン段３６からの出力は、低周波ダイプレクサ３８に入力される前に、フィルタリングされるとともに増幅されている。このダイプレクサ３８は、更に第１の周波数アップコンバータ１２の入力部に接続されている。
【００１２】
ローカルオシレータリジェクトフィルタ２０及びイメージリジェクトフィルタ３４は、他のコンポーネントが製作されているプリント回路基板から別個に作られたパッシブフィルタであるドロップインフィルタと呼ばれるものを有している。このドロップインフィルタは、現行使用の業務用のＰＣＢパターン形成技法で用いられる精度よりも更に高い所要の精度でフィルタパターンを実現することが可能な技法を用いて作られている。
【００１３】
図２はドロップインフィルタ４０の平面図を示し、図３はＰＣＢに搭載されるドロップインフィルタ４０の概略断面図をそれぞれ示している。このフィルタ４０は、その誘電率が、ドロップインフィルタを小さくさせることを可能にするのに十分に高い誘電率εｒ＝９．９のアルミナ基体４１上に作られており、通常、約２６ＧＨｚにおける周波数に関して設計される３極フィルタが、２．５ｍｍ×５ｍｍの面積を占めている。何百ものフィルタが、この同じアルミナ基体上に製造されることができる。
【００１４】
上記ドロップインフィルタ４０は、アルミナ基体４１の一方の表面のプリントフィルタパターンＦＰと、反対側の表面のマイクロ波グランド電極４２とにより形成されるパッシブフィルタである。このグランド電極４２は、ビアホール４６を経由してＰＣＢのマイクロ波グランド４４に電気的に結合されている。ワイヤボンディング４８及び５０は、上記プリントフィルタパターンをＰＣＢの導電性トラック５１に接続させる。
【００１５】
このようにドロップインフィルタを入れ替えることを可能にすることによって、同じ低コストの基体ＰＣＢが、異なる用途及び異なる動作周波数に対して構成されることができる。このマイクロ波回路は、よりコストのかかる処理がより高い性能を要するコンポーネントにおいて実行されるので、経済的である。
【００１６】
ＰＣＢのマイクロストリップトラックがアンテナに結合されている別の用途では、従来、マイクロストリップトラックが導波路内に延在する位置において、導波路プローブはＰＣＢ上にプリントされている。高周波用途に関する従来のカップリング方法を概略的に示す図４を参照すると、ＰＣＢ５２は、メタルバッキング５４で支えられることができる薄い基体である。導波路プローブ５６は、ＰＣＢトラック５８の終端部分を有する。このカップリング装置の効率を最大限にするために、バックショート（図示略）が上記プローブ５６の後ろに適切な距離をおいて置かれている。このバックショートは、一般に長さλ／４の閉じられた導波路であり、実際には回路の蓋のような別のメタル部分において形成され、上記プローブ５６を背にして押し上げられている。このメタルバッキング５４及びＰＣＢ基体５２の層は、上記バックショートと上記プローブ５６との間にある。
【００１７】
上記プローブ５６をバックショートに触れさせるために、メタルバッキング５４は、このプローブ５６自身を傷つけないように選択的に取り除かれなければならない。上記メタルバッキング５４において、一般に矩形穴６０を加工することは、かなり困難な作業であり、したがってコストがかかる。
【００１８】
別個に作られたサブ回路を用いる経済的な装置を示す図５を参照すると、プリント回路基板ＰＣＢは、一方の表面に導電性のメタルバッキング５４を有するとともに、反対側の表面に少なくとも１つのＰＣＢトラック５８を有する相対的に薄い誘電性基体を有している。バックショートの所期の位置において、矩形のスルー孔（アパーチャ）６２が、メタルバッキング５４の層と、基体５２と、存在する場合はＰＣＢトラック５８の終端とを貫通して加工することによって作られている。別個のプローブ６４が、サブ回路として設けられている。このプローブ６４は、スルー孔６２の断面の寸法よりも大きい長さをもつアルミナ基体６６の構成要素と、その基体の長さのほぼ半分に対してプリント導電性トラック６８とを有する。このプローブ６４は、導電性トラック６８の終端がスルー孔６２の中央に配置されるとともに、他方の終端がＰＣＢトラック５８と電気的に接触して配置される態様で、スルー孔６２の上方に配置されている。導電性エポキシレジンが、導電性トラック６８と、ＰＣＢトラック５８との間の恒久的な電気的接触をもたらすように使用される。
【００１９】
同じ樹脂（レジン）が、ＰＣＢ基体５２の位置において、サブ回路の反対側の終端を保持するための支持パッド７０を形成するために用いられてもよい。
【００２０】
本明細書及び請求項において、構成要素に先行する冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、このような構成要素が複数存在することを除外するものではない。更に、動詞「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（有する）」は、列挙されたもの以外の他の構成要素又はステップの存在を除外するものではない。
【００２１】
本開示を読み取ることから、他の変形例は当業者にとって明らかである。そのような変形例は、マイクロ波ＰＣＢ及びそのコンポーネント部分の設計、製造及び使用において既知であるとともに、ここですでに記述されている形態の代わりに、又はそれらに加えて使用され得る他の形態を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】双方向のＬバンドからＲＦへの回路基板のブロック概略図である。
【図２】ドロップインフィルタのある例の平面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩで切り取られた断面図において図示されるドロップインフィルタをもつ回路基板の一部分の概略断面図である。
【図４】アンテナのような出力装置にマイクロストリップトラックを結合する従来の方法を図示するＰＣＢによる概略断面図である。
【図５】サブ回路を用いるカップリング装置の実施形態を図示するＰＣＢによる概略断面図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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