(57)【要約】【課題】  高周波整合回路における伝送線路の電気長を容易に調整できるようにする。【解決手段】  チップ型素子１を二つの金属ガイドレール２、３で機械的に保持し、チップ型素子１がこの金属ガイドレール２、３に沿って移動できる構造とする。チップ型素子１の電極は金属ガイドレール２、３に電気的に接続され、この金属ガイドレール２、３がプリント基板上のマイクロストリップラインとグランドパターンに半田付けされる。【選択図】  図２
2007174036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に電極が設けられたチップ型素子と、このチップ型素子を前記両端からそれぞれ機械的に挟み込んで、前記電極に電気的に接続されるとともに前記チップ型素子を可動に保持する二つの金属ガイドレールとを備えたことを特徴とする素子モジュール。
【請求項２】
前記二つの金属ガイドレールはその断面形状が互いに向き合ったコの字型である請求項１記載の素子モジュール。
【請求項３】
前記チップ型素子はコンデンサである請求項１記載の素子モジュール。
【請求項４】
前記チップ型素子はコイルである請求項１記載の素子モジュール。
【請求項５】
マイクロストリップラインおよびグランドパターンが形成されたプリント配線板において、
チップ型素子が可動に挿入される構造の二つの金属レールが前記マイクロストリップラインと前記グランドパターンとにそれぞれ互いに向き合って取り付けられた
ことを特徴とするプリント配線板。
【請求項６】
前記二つの金属レールの間に所定のチップ型素子があらかじめ挿入された請求項５記載のプリント配線板。
【請求項７】
プリント基板上に形成されたマイクロストリップラインおよびグランドパターンと、
前記マイクロストリップラインに半田付けされた第一の金属ガイドレールと、
この第一の金属ガイドレールに向き合って前記グランドパターンに半田付けされた第二の金属ガイドレールと、
前記第一の金属ガイドールと前記第二の金属ガイドレールとの間に電気的に接続されて可動に保持されたチップ型素子と
を備えたことを特徴とする高周波回路。
【請求項８】
請求項１記載の素子モジュールの一方の金属ガイドレールをプリント基板上に形成されたマイクロストリップラインに、他方の金属ガイドレールを前記マイクロストリップラインの周辺に配置されたグランドパターンにそれぞれ半田付けすることを特徴とする高周波回路の製造方法。
【請求項９】
プリント基板上に形成されたマイクロストリップラインに第一の金属ガイドレールを、前記プリント基板上の前記マイクロストリップラインの周辺に配置されたグランドパターンに第二の金属ガイドレールをそれぞれ半田付けし、
前記第一の金属ガイドレールと前記第二の金属ガイドレールとの間にチップ型素子を挿入する
ことを特徴とする高周波回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波用の素子に関し、特に、実装後の調整が容易な構造の素子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムに使用されるマイクロ波帯増幅器等の高周波回路では、トランジスタ等の能動素子の入出力に、コンデンサあるいはコイルとマイクロストリップライン等の伝送線路とを組み合わせて整合回路を形成し、要求仕様を満足するような周波数特性をつくることが一般的である。整合回路の特性は、コンデンサあるいはコイルの定数のみならず、コンデンサあるいはコイルとトランジスタ等の能動素子とを接続する伝送線路のインピーダンスや電気長にも依存する。コンデンサ、コイル、トランジスタ、伝送線路のインピーダンスは個体によって特性ばらつきがあるため、最適な整合回路を実現するためには、整合回路毎に伝送線路の電気長や受動素子の定数を調整する必要がある。
【０００３】
マイクロ波帯増幅器の整合回路では、伝送線路としてプリント基板上に形成されたマイクロストリップラインを使用し、伝送線路上にコンデンサあるいはコイルを半田付けすることが一般的である。従来、最適な整合回路を実現するために、伝送線路の電気長の調整は、コンデンサあるいはコイルの位置をマイクロストリップライン上で変更していた。
【０００４】
【特許文献１】実開平０５−０１３０９５
【特許文献２】特開平０１−１３７９０９
【特許文献３】特開平０３−０６１８１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来の電気長の調整方法では、コンデンサあるいはコイルの位置を変更するたびに、半田付けを外し、移動し、再度半田付けする必要がある。このため、半田を外して再度半田付けする際に、半田の融点程度の高温までコンデンサあるいはコイルの電極に熱的ストレスが加わり、信頼性上好ましくない。また、実際に作業する手間もかかる。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決し、伝送線路の電気長の調整を簡単に行うことのできる素子モジュールを提供することを目的とする。さらに本発明は、このような素子モジュールを実装したプリント配線板および高周波回路ならびにそのような高周波回路の製造方法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】
【０００７】
本発明の第一の観点によると、両端に電極が設けられたチップ型素子と、このチップ型素子を前記両端からそれぞれ機械的に挟み込み、前記電極に電気的に接続されるとともに前記チップ型素子を可動に保持する二つの金属ガイドレールとを備えたことを特徴とする素子モジュールが提供される。前記二つの金属ガイドレールはその断面形状が互いに向き合ったコの字型であることが望ましい。前記チップ型素子はコンデンサあるいはコイルである。
【０００８】
本発明の第二の観点によると、マイクロストリップラインおよびグランドパターンが形成されたプリント配線板において、チップ型素子が可動に挿入される構造の二つの金属レールが前記マイクロストリップラインと前記グランドパターンとにそれぞれ互いに向き合って取り付けられたことを特徴とするプリント配線板が提供される。前記二つの金属レールの間には、所定のチップ型素子があらかじめ挿入されていてもよく、後から挿入してもよい。
【０００９】
本発明の第三の観点によると、プリント基板上に形成されたマイクロストリップラインおよびグランドパターンと、前記マイクロストリップラインに半田付けされた第一の金属ガイドレールと、この第一の金属ガイドレールに向き合って前記グランドパターンに半田付けされた第二の金属ガイドレールと、前記第一の金属ガイドールと前記第二の金属ガイドレールとの間に電気的に接続されて可動に保持されたチップ型素子とを備えたことを特徴とする高周波回路、具体的には、高周波整合回路およびそのような高周波整合回路を使用した増幅器、発振器、フィルタその他の回路が提供される。
【００１０】
素子モジュールをプリント基板上に取り付けるには、チップ型素子および二つの金属ガイドレールからなるモジュールのまま金属ガイドレールの部分だけを半田付けすることもできるが、金属ガイドレールだけを最初に半田付けしておき、後からチップ型素子を取り付けることもできる。
【００１１】
すなわち、本発明の第四の観点によると、上述した素子モジュールの一方の金属ガイドレールをプリント基板上に形成されたマイクロストリップラインに、他方の金属ガイドレールを前記マイクロストリップラインの周辺に配置されたグランドパターンにそれぞれ半田付けすることを特徴とする高周波回路の製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の第五の観点によると、プリント基板上に形成されたマイクロストリップラインに第一の金属ガイドレールを、前記プリント基板上の前記マイクロストリップラインの周辺に配置されたグランドパターンに第二の金属ガイドレールをそれぞれ半田付けし、前記第一の金属ガイドレールと前記第二の金属ガイドレールとの間にチップ型素子を挿入することを特徴とする高周波回路の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、チップ型素子の電極と機械的に接触するようなガイドレールを設け、そのガイドレールをマイクロストリップライン等の伝送線路に半田付けすることで、チップ型素子が伝送線路上を移動でき、伝送線路の電気長を調整して最適な整合回路を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明第一実施例の素子モジュールの構造を示す斜視図であり、図２は側面図である。この素子モジュールは、両端に電極１１、１２が設けられたチップ型素子１と、このチップ型素子１を電極１１、１２側からをそれぞれ機械的に挟み込み、電極１１、１２に電気的に接続されるとともにチップ型素子１を可動に保持する二つの金属ガイドレール２、３とを備える。金属ガイドレール２、３の断面形状は互いに向き合ったコの字型である。チップ型素子１としては、コンデンサあるいはコイルが用いられる。
【００１６】
図３は図１に示した素子モジュールを用いた高周波整合回路の構成例を示す。プリント基板４上にマイクロストリップライン５および高周波グランドパターン６が形成され、金属ガイドレール２、３の一方がマイクロストリップライン５に、他方が高周波グランドパターン６にそれぞれ半田付けされている。この半田付けはチップ型素子１を金属ガイドレール２、３に挟んだ状態で行ってもよいが、金属ガイドレール２、３だけで半田付けを行った後にチップ型素子１を挿入することもできる。
【００１７】
図４はチップ型素子１としてコンデンサを用いた場合の図３の回路の等価回路を示す。入力ポート３１と出力ポート３２との間の伝送線路３３、３４の接続点がコンデンサ３５を介して接地され、整合回路として機能する。チップ型素子１を金属ガイドレール２、３内で移動させることにより、図４の電気長Ｌを変化させることができる。
【００１８】
図５および図６を参照して本実施例の動作について説明する。図５は高周波整合を説明するスミスチャートであり、図６は高周波整合によるゲイン特性の改善例を示す図である。ここで、伝送線路のインピーダンスが特性インピーダンスＺ０に等しい場合を例に説明する。
【００１９】
図５内の点Ａ０にインピーダンスがある増幅器回路が図４の入力ポート３１に接続された場合、電気長Ｌおよびコンデンサの定数を適切に選ぶことによって、伝送線路によりスミスチャート上を点Ａ０から点Ｂ０に移動し、そこに搭載されたコンデンサによって、点Ｂ０から点Ｃ０にインピーダンス変換される。この動作はある１点の周波数に関するものであるが、実際の回路では、増幅器回路のインピーダンスは、周波数に関し、点Ａ０の周辺に広がりを持っており、例えば図５のＡ−Ａ’のようになっている。これが、図３に示した高周波整合回路により、Ｂ−Ｂ’を経由してＣ−Ｃ’のようにインピーダンス変換される。その結果、増幅器回路のゲイン特性は、図２の整合回路がない場合には図６中の「Ａ−Ａ’の場合」に示すごとくとなるが、整合回路により、「Ｃ−Ｃ’の場合」に示す通りとなり、２．５ｄＢ〜４ｄＢ程度のゲイン向上が得られる。また、Ａ−Ａ’の場合には１．５ｄＢ程度あった周波数特性が、Ｃ−Ｃ’では０．５ｄＢ程度と改善する。
【００２０】
比較のため、図７および図８に、電気長Ｌを調整できない場合のスミスチャートおよびゲイン特性の例を示す。
【００２１】
入力ポート３１に接続される素子あるいは回路のインピーダンスにばらつきがある場合、つまり、図７においてたとえばインピーダンスがＡ−Ａ’からａ−ａ’のように変わった場合、電気長Ｌが固定長の場合には、ｃ−ｃ’に至り、整合が取れない。その結果、増幅器回路のゲイン特性は図８のようになる。ゲインの周波数特性は３ｄＢ程度ある。
【００２２】
しかしながら、本発明により受動素子の位置を変えることができれば、電気長Ｌを変えることができる。Ａ−Ａ’とａ−ａ’間の電気長に相当する量だけ電気長Ｌを短くすれば、Ｂ−Ｂ’を経由してＣ−Ｃ’にインピーダンス変換することができる。
【００２３】
以上の動作説明ではチップ型素子１がコンデンサの場合を例に説明したが、チップ型素子１としてコイルを用いた場合には、スミスチャート上を半時計回りにインピーダンス変換することができる。
【００２４】
本実施例において、チップ型素子１の電極１１、１２と金属ガイドレール２、３は機械的な接触であり、チップ型素子１の移動は容易である。従来のように半田付けを外し、素子を移動、再度半田付けする必要がなく、作業性が改善する。
【実施例２】
【００２５】
図９は本発明第二実施例の素子モジュールの構造を示す斜視図である。この実施例は、第一実施例におけるチップ型素子１に代えて、可変コンデンサ２１を用いる。このような可変コンデンサ２１を用いることにより、容量ばらつきを吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明第一実施例の素子モジュールの構造を示す斜視図。
【図２】側面図。
【図３】高周波整合回路の構成例を示す斜視図。
【図４】等価回路を示す図。
【図５】高周波整合を説明するスミスチャート。
【図６】高周波整合によるゲイン特性の改善例を示す図。
【図７】従来のインピーダンス変換を示すスミスチャート。
【図８】従来の高周波整合によるゲイン特性の改善例を示す図。
【図９】本発明第二実施例の素子モジュールの構造を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１  チップ型素子
１１、１２  電極
２、３  金属ガイドレール
４  プリント基板
５  マイクロストリップライン
６  高周波グランドパターン
２１  可変コンデンサ
３１  入力ポート
３２  出力ポート
３３、３４  伝送線路
３５  コンデンサ
【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】
2007174036.tif 000008
【図７】
2007174036.tif 000009
【図８】
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【図９】
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