(57)【要約】【課題】  金属キャリア間で高周波線路を用いて相互接続する高周波回路において、各金属キャリア上に構成された部分回路の単独検査、組立て容易性、単独交換可能という金属キャリアの利点を損なうことなく、接続部の高周波伝送特性の劣化を低減した高周波回路が提供する。【解決手段】  少なくとも２個の金属キャリアを並べる際に、第１金属キャリアの一端から第１の高周波線路基板ははみ出る長さとし、第２の高周波線路基板は第２金属キャリアの上面の一部が露出する長さとし、第１の高周波線路基板のはみ出た部分の接地面を前記第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分に重ねて、第１の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体と、第２の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体をワイヤ、またはリボンにより接続し、金属ベース板上のストリップ導体の長手方向と直角一方向に、第２金属キャリアをスライドすることが可能な移動可能領域を、金属ベース板上に設ける。【選択図】    図２
2012100125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フタと共に金属シールドを形成する金属ベース板上に少なくとも２個の金属キャリアを並べ、各金属キャリア上に構成した各高周波部分回路の扱う高周波信号を前記金属キャリア間で高周波線路を用いて相互接続する高周波回路であって、
第１の誘電体基板表面に設けられた、少なくともストリップ導体と裏面に設けられた接地導体を有した第１の高周波線路基板を表面に装着した第１金属キャリアと、
第２の誘電体基板表面に設けられた、少なくともストリップ導体と裏面に設けられた接地導体を有した第２の高周波線路基板を表面に装着した第２金属キャリアとを有し、
前記第１の高周波線路基板は、前記第１金属キャリアの一端からはみ出る長さとし、
前記第２の高周波線路基板は、前記第２金属キャリアの上面の一部を露出する長さとし、
前記第１の高周波線路基板のはみ出た部分の接地面を前記第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分に重ねて、前記第１の高周波線路基板端部と前記第２の高周波線路基板端部を相対して近接させ、少なくとも前記第１の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体と、前記第２の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体を、各々ワイヤ、またはリボンにより接続し、
前記第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分と重なる前記第１の高周波線路基板の幅以上に渡って、前記金属ベース板上の前記ストリップ導体の長手方向と非平行の少なくとも一方向に、前記第２金属キャリアがスライドできる移動可能領域を設けていることを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
請求項１記載の高周波回路であって、前記ストリップ導体の長手方向と非平行の少なくとも一方向が、ストリップ導体の長手方向と直角なストリップ導体の幅方向であることを特徴とする高周波回路。
【請求項３】
請求項２記載の高周波回路であって、前記第１の高周波線路基板のはみ出た部分に重なる前記第２金属キャリアの部分を少なくとも内包する領域を切り取ったことを特徴とする高周波回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波回路であって、前記高周波線路が該誘電体基板表面に設けられた該ストリップ導体とそれに並行して両側に設けられたグランド導体、及び裏面に設けられた該接地導体を有したグラウンデッドコプレーナ線路であり、
前記第１のグラウンデッドコプレーナ線路基板端部近傍のストリップ導体とそれに並行して両側に設けられたグランド導体と、前記第２のグラウンデッドコプレーナ線路基板端部近傍のストリップ導体とそれに並行して両側に設けられたグランド導体を、各々ワイヤボンディング、またはリボンボンディングすることにより接続し、
さらに、当該グラウンデッドコプレーナ線路の特性インピーダンスと、該ストリップ導体に並行して両側に設けられた該グランド導体を除いた際のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスが、各々４１．７オーム以上、６０．０オーム以下となることを特徴とする高周波回路。
【請求項５】
請求項４記載の高周波回路であって、前記グラウンデッドコプレーナ線路の特性インピーダンスと、該ストリップ導体に並行して両側に設けられた該グランド導体を除いた際の前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの差が、各々０．５オーム以上、２．０オーム以下となることを特徴とする高周波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として、マイクロ波、ミリ波帯の高周波回路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、必要に応じて高周波回路は、部分回路を単独で検査することが出来て、容易に組立てられ、且つリペアの際に部分回路ごとに単独で交換可能となるように構成されている。このような高周波回路として、金属キャリア上に部分回路を搭載し、その金属キャリアを金属シールドケース中に収めたり、金属ベース板上に配置したりする。さらに、その周囲に配置したプリント基板やアルミナ基板上に高周波伝送線路やバイアスラインを作成し、ワイヤ接続またはリボン接続により構成する高周波回路の構造が知られている。
【０００３】
このような高周波回路においては、高周波を伝送するためにプリント基板やアルミナ基板を用いて構成されたマイクロストリップ線路を用いることが多い。その際、金属キャリア間の線路の接続部においては、金属キャリア間に隙間を生じる。その隙間上でマイクロストリップ線路間をワイヤ接続すると、金属キャリアの厚み分グランドが遠のくため、反射損失が大きくなることがあった。これに対して、特許文献１には、金属キャリア間に接地導体の突起を設け、この突起上でマイクロストリップ線路間を結線する方法が開示されている。また、類似の技術が特許文献２、特許文献３、特許文献４に示されている。
【０００４】
これらの従来例では、マイクロストリップ基板を金属キャリアの一端からはみ出る長さとしている。金属ベース板に設けた突起の上でマイクロストリップ基板端部を対向させ、突起の上でマイクロストリップ線路をワイヤにより相互接続している。この構造により、金属キャリア間の隙間の上で接続した場合に比べて、挿入損失や反射損失を低減できる。しかしながら、これら公報開示の技術では、金属シールドケースや金属ベース板に突起を設けて結線部分を作成しているため、その分マイクロストリップ線路が長くなるという問題があった。このため、線路の損失が大きくなったり、回路が大きくなったりするという問題を生じていた。また、金属シールドケースや金属ベース板に突起を設けて、高周波回路全体の寸法が大きくなると、その高周波回路の価格が高くなる。さらに、シールドケース内の不要共振を起こしやすくなり、そのために増幅器が発振するなど、回路の特性や安定性を劣化させる要因となっていた。
【０００５】
それに対して、特許文献１の図２には、各々異なる金属キャリア上の相互接続するマイクロストリップ線路基板の長さを一方は金属キャリアの一端からはみ出る長さとし、他方は金属キャリアの上面の一部を露出する長さとしている。マイクロストリップ線路基板を相互接続する際には露出した金属キャリア上面でマイクロストリップ線路基板端部を対向させ、ワイヤで接続する構成が示されている。この場合、先に記したマイクロストリップ線路が長くなるという問題を生じない。しかしながら、特許文献１の図１６に開示されているようなボックス上のシールドケースを用いた場合、はみ出したマイクロストリップ線路基板を搭載する金属キャリアをはずさなければ、他方のマイクロストリップ線路基板を搭載する金属キャリアをはずすことが出来ない。即ち、金属キャリアを用いる利点の一つである、リペアの際に部分回路ごとに単独で交換可能であるという利点が失われている。また、後に示すように、マイクロストリップ線路のストリップ導体のみを接続しただけでは、接続部で反射損失を十分に抑えることが出来ないという問題も生じていた。
【０００６】
また、このような金属キャリア間で途切れる高周波線路を結線する際に、コプレーナ線路で結線する場合もある。コプレーナ線路では、ストリップ導体とグランド導体が同一基板表面上に存在する。そのため、高周波線路基板の厚みより十分にストリップ導体とグランドの間の間隙を狭めておくことにより電磁界を基板表面に集中させて、高周波線路基板下でグランド面が途切れることの影響を回避することが出来る。しかしながらこの場合、特性インピーダンスを一定に保った場合、マイクロストリップ線路のストリップ導体幅と比較して、コプレーナ線路のストリップ導体幅は細くならざるを得なくなる。導体幅が細くなることで、特に１０ＧＨｚ以上の高周波領域においては顕著に現れる導体損の影響により、線路そのものの伝送損失が大きくなるという問題を生じていた。
【０００７】
また、線路接続部に近い部分のみコプレーナ線路としそれ以外の部分はマイクロストリップ線路とする場合、コプレーナ線路部分で生じる導体損に起因する伝送損失の影響は抑制できる。しかしながら、この場合はマイクロストリップ線路からコプレーナ線路への変換部分で生じる不連続に起因する反射損失が大きくなるという問題があった。さらに、コプレーナ線路とマイクロストリップ線路双方に類似のグラウンデッドコプレーナ線路が用いられる場合がある。この場合においても、高周波線路基板下でグランド面が途切れることの影響を少なくするためには、高周波線路基板下のグランド面より、ストリップ導体と同一基板表面上に存在するグランド導体を近づけることが必要になる。したがって、コプレーナ線路と同様の問題を生じていた。
【０００８】
また、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、グランド導体の経路の長さを短くし、特性の劣化を防止するための方法が開示されている。これらの文献では、金属キャリア上でマイクロストリップ線路が結線されている。しかしながら、このような金属キャリアから高周波線路基板を突出したり、あるいは逆に高周波線路基板を狭くして金属キャリアの上面の一部分を露出したりする構成では、特許文献１と同様に、組み立てや、リペアの作業が困難になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−９１８０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８７６２号公報
【特許文献３】特開２００３−２０９４０１号公報
【特許文献４】特開平１１−２８４４０１号公報
【特許文献５】特開２００８−９８９０３号公報
【特許文献６】特開２００２−１８５２０２号公報
【特許文献７】実開平０２−１２０９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、マイクロストリップ線路を結線する場合には、伝送特性の安定性を失ったり、損失が増加したり、あるいは組み立て、リペアの作業が困難になる等、いろいろな問題が発生する。また、損失増加を抑えるために、一方のマイクロストリップ線路を突出させて金属キャリア上でマイクロストリップ線路を結線した場合には、組み立てや、リペアの作業が困難になるという問題がある。
【００１１】
本発明は、各金属キャリア上に構成する各高周波部分回路の扱う高周波信号を金属キャリア間で高周波線路を用いて相互接続する場合において、係る課題を解決するために成されたものである。本発明によれば、各金属キャリア上に構成された部分回路を単独で検査することが出来、容易に組立て可能で、且つリペアの際に各金属キャリア上の部分回路ごとに単独で交換可能であるので、金属キャリアを用いる利点を損なうことがない。さらに接続部における高周波伝送特性の劣化を低減した、高性能で低価格な高周波回路を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの観点によれば、金属ふたと共にシールドを形成する金属ベース板上に少なくとも２個の金属キャリアを並べ、各金属キャリア上に構成した各高周波部分回路の扱う高周波信号を前記金属キャリア間で高周波線路を用いて相互接続する高周波回路であって、第１の誘電体基板表面に設けられた、少なくともストリップ導体と裏面に設けられた接地導体を有した第１の高周波線路基板を表面に装着した第１金属キャリアと、第２の誘電体基板表面に設けられた、少なくともストリップ導体と裏面に設けられた接地導体を有した第２の高周波線路基板を表面に装着した第２金属キャリアとを有し、前記第１の高周波線路基板は、前記第１金属キャリアの一端からはみ出る長さとし、前記第２の高周波線路基板は、前記第２金属キャリアの上面の一部を露出する長さとし、前記第１の高周波線路基板のはみ出た部分の接地面を前記第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分に重ねて、前記第１の高周波線路基板端部と前記第２の高周波線路基板端部を相対して近接させることにより、少なくとも前記第１の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体と、前記第２の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体を、各々ワイヤ、またはリボンにより接続し、前記第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分と重なる前記第１の高周波線路基板の幅以上に渡って、前記金属ベース板上の前記ストリップ導体の長手方向と非平行の少なくとも一方向に、前記第２金属キャリアが平行移動できる移動可能領域を設けていることを特徴とする高周波回路が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、主として、少なくとも２個の金属キャリアを並べる際に、第１の高周波線路基板は第１金属キャリアの一端からはみ出る長さとし、第２の高周波線路基板は第２金属キャリアの上面の一部を露出する長さとする。そして第１の高周波線路基板のはみ出た部分の接地面を第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分に重ね合わせる。さらに第１の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体と、第２の高周波線路基板端部近傍のストリップ導体をワイヤ、またはリボンにより接続する。
【００１４】
さらに本発明においては、金属ベース板上のストリップ導体の長手方向と非平行の少なくとも一方向（例えば直角方向）には、第２金属キャリアをスライドさせて移動が可能な移動可能領域を設ける。そのため第２金属キャリアは、この移動可能領域を用いて第１の高周波線路基板のはみ出した部分の下側に位置する第２金属キャリアの部分を横にスライドさせることで、第１の高周波線路基板と第２金属キャリアの重なりを解消することにより、第２金属キャリアを単独に組み立て、あるいは交換可能となる。このように金属キャリア間で高周波線路を用いて相互接続する場合においても、各金属キャリア上に構成された部分回路の単独での検査や、組立て、リペアの際の交換が可能になる。
【００１５】
本発明においては、金属キャリア間で相互接続する場合でも、各高周波部分回路の単独交換可能であるという金属キャリアを用いる利点を損なうことなく、さらに高周波線路の接続部における伝送特性の劣化を低減した高周波回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の望ましい高周波線路の三次元電磁界シミュレーション結果を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す高周波回路の上面図と断面図である。
【図３】図２の高周波回路で、金属キャリアを取り外す際の上面図である。
【図４】本発明の別の実施の形態を示す高周波回路の上面図である。
【図５】図４の高周波回路で、金属キャリアを取り外す際の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第一の実施の形態）
本発明の上記の目的、特徴および利点を明確にすべく、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を以下に詳述する。図１は、本発明の望ましい高周波線路の三次元電磁界シミュレーション結果を示す図である。図２は、本発明の第１の実施の形態を示す高周波回路の上面図と断面図であり、図３は、図２の高周波回路で、金属キャリアを取り外す際の上面図である。図４は、本発明の別の実施の形態を示す高周波回路の上面図であり、図５は、図４の高周波回路で、金属キャリアを取り外す際の上面図である。
【００１８】
図２に示すように金属フタ（不図示）と共にシールドを形成する金属ベース板1０１上に少なくとも２個の金属キャリア（図では、金属キャリア１０２と１０３）が並べて配置されている。これら金属キャリア上には高周波部分回路、例えば最も単純には、図に示すように高周波デバイスと、誘電体基板上に入出力電極が形成される。高周波デバイス１０４と１０５としては、マイクロ波モノリシック集積回路（ＭＭＩＣ：microwave monolithic integrated circuit）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：field effect transistor）などの能動素子に限らず、フィルタなどの受動素子も含まれる。
【００１９】
入出力電極としてはＤＣバイアスを掛ける電極基板１０６や１０７と、高周波線路基板１０８、１０９、１１０、１１１が実装される。これらの基板は、誘電体からなる誘電体基板である。ここで、高周波線路基板１０８、１０９は金属キャリア１０２上に導電性接着剤や各種ハンダで固定され、金属キャリア１０２の一端からはみ出る長さとなっている。また、高周波線路基板１１０と１１１は金属キャリア１０３上に導電性接着剤や各種ハンダで固定されている。その高周波線路基板１１０の長さは金属キャリア１０３の端辺よりも短く、金属キャリアの上面の一部が露出している。一方、高周波線路基板１１１の長さは、金属キャリア１０３の一端からはみ出る長さとなっている。
【００２０】
このうち高周波線路基板１０８と１１１とは、各々金属キャリア１０２と１０３上の部分回路と外部回路を接続する高周波線路基板１１２と１１３とに対向して配置されている。それぞれの高周波線路基板上のストリップ導体を、金属ベース板１０１上でワイヤかリボンで接続する。また、高周波線路基板１０９と１１０は互いに対向して配置され、金属キャリア１０２と１０３上の部分回路を金属キャリア１０３上でワイヤかリボンで各々のストリップ導体１１４と１１５の基板端部近傍を相互接続する。本実施の形態では、ボンディングワイヤ１１６と１１７で接続している。２本のワイヤで接続している理由は、ストリップ導体に対して細いワイヤはインダクタンスが大きいため、複数本で接続することによりワイヤ部分のインダクタンスを低減し、反射損失を抑制するためである。なお、高周波線路基板端部近傍とは、当該高周波回路の扱う信号の周波数に依存して決まり、通常、高周波線路基板端部を中心として波長の１／１０以下の距離の領域、さらに望ましくは波長の１／２０以下の距離の領域を意味する。
【００２１】
このような構造の場合、金属キャリア１０２は四隅の固定ネジ１１８〜１２１をはずせば上方に単独で取り出すことが出来る。一方、金属キャリア１０３は四隅の固定ネジ１２２〜１２５をはずしても、高周波線路基板１０９が上に乗っているため、上方に取り出すことが出来ない。このような取り出す際に金属キャリア１０３を平行移動させた場合を図３に示した。本発明では、まず固定ネジ１２２〜１２５（図３には不図示）をはずす。そののち、金属キャリア１０３を金属ベース板１０１上の高周波線路の長手方向と非平行の、図２の黒矢印の方向（図では、長手方向とに直角方向）にスライドさせる。金属キャリア１０３と、高周波回路基板１０９との重なりがなくなるようにスライドしたあと、上方に取り出す。高周波線路の長手方向と非平行の方向とは、例えば高周波線路の長手方向と直角方向であり、ストリップ導体の幅方向である。また図３では直角方向で真下に移動しているが、図の右下側方向に移動させることもできる。
【００２２】
そのために、本発明の金属ベース板１０１上には図２の破線１２６で示したように、金属キャリア１０３を平行移動させることができるように障害物の無い、控え室のような移動可能領域１２６を設けている。即ち、金属キャリア１０３や高周波線路基板１１１を収める金属ベース板１０１上のザグリを広げ、移動可能領域１２６の領域とする。図２の上面図は、金属キャリア１０３が所定位置に固定された状態を示し、図３は金属キャリア１０３が、移動可能領域に移動した状態で取り外し可能な状態である。そして、取り外す場合には、図２に示す金属キャリア１０３を所定の設置位置から、図３に示す領域に平行移動させ、この領域から金属キャリア１０３を取り外す。取り付ける場合には、逆に図３に示す領域に、金属キャリア１０３を前もって置き、その金属キャリア１０３を図２に示す所定の設置位置まで平行移動させ、所定の設置位置に固定ネジで固定する。
【００２３】
そのため、移動可能領域１２６は、金属キャリア１０３の上面の一部が露出した部分と重なる高周波線路基板１０９の幅以上に渡って、金属ベース板１０１上の金属キャリア１０３がスライドできるように設ける必要がある。移動する場合には、金属キャリア１０３の上面の一部が露出している部分が、金属キャリア１０２からはみ出している高周波線路基板１０９の下側を移動することになる。また、移動可能領域１２６は、金属キャリア１０３がスライドするのに障害となる突起が無ければ、さらに深く掘り込まれていても良いし、穴等あけられていても良い。
【００２４】
なお、本発明の金属ベース板には例えばアルミ素材を使用することができる。さらに、最近ではセラミック素材の表面に金属をコーティングしたものなども使用されることもある。金属の素材としてもさまざまなものがあるが、例えば銅モリブデンや銅タングステンは半導体基板と熱膨張率が近く、熱伝導率も高いため、金属キャリアの素材として良く用いられる。これらの素材で作製された金属キャリアは、半導体チップや回路基板のダイボンディングのため、さらに表面を金メッキすることも多い。電極基板にはＦＲ４などのプリント基板やセラミック基板などが用いられ、その中でも誘電損失の小さなもの、例えばアルミナや、フッ素樹脂が高周波線路基板に使用される。なお、通常、高周波デバイス１０４や１０５、あるいは高周波線路基板１０８〜１１３の裏面は図２断面図の１２７〜１３４のように金メッキされ、確実なグランドが取れるようにグランド配線が設けられている。
【００２５】
次に本発明を実施するための別の実施の形態を、図４と５を使用しながら説明する。図４は、本発明の別の実施の形態を示す高周波回路の上面図であり、図５は、図４の高周波回路で、金属キャリアを取り外す際に、スライドした状態の上面図である。なお、図２と３と共通する要素には同一の番号を付加している。
【００２６】
本実施の形態では、まず、高周波線路基板１０８〜１１３が長方形となっている。特にアルミナ基板の場合にはダイシングで切り出して作製することも多く、上から見て長方形形状が作りやすく、低価格で作製できる。図にも見られるとおり、通常、高周波線路のストリップ導体はこの一辺に沿って直線状にレイアウトされることが多い。本実施の形態でも、ストリップ導体１１４と１１５をそのようにレイアウトしている。高周波線路基板１０８、１０９の長さは、金属キャリア１０２より長く、はみ出る長さである。高周波線路基板１１０の長さは、金属キャリア１０３より短く、金属キャリアの上面の一部が露出する長さである。高周波線路基板１１１の長さは、金属キャリア１０３より長く、はみ出る長さである。
【００２７】
ここで、金属キャリア１０３上で、相互接続される高周波線路基板１０９と１１０の端部が対向し、ストリップ導体１１４と１１５も、その端部で対向し、ストリップ導体の幅方向に切れている。この状態で、金属ベース板１０１上で金属キャリア１０３を図面下方に平行移動する。この場合には、基板１０９や１１３が平行移動の障害となることが無いことから、金属ベース板１０１上で金属キャリア１０３を図面下方にスライドすることができる。即ち、金属キャリア１０３を単独で取り外すことができ、容易に交換可能となる。
【００２８】
次に本実施の形態では、二点鎖線で囲まれた部分１３５が金属キャリア１０３から切りかかれて、非凸形状となっている。図５を見ると分かるとおり、この切り欠き部分１３５は、金属キャリア１０３を取り外すときのスライド後に高周波線路基板１０９と重なる部分である。例えば金属キャリア１０３を取り外す場合には、図５の紙面の上下方向の下側方向に、金属キャリア１０３をスライドさせる。このとき高周波線路基板１０９の下辺の端部と、高周波線路基板１１０の上辺の端部とが、図５に示すように同じ位置になるまでスライドさせる。この状態では、高周波線路基板１０９の下側にある金属キャリア１０３の領域は切り欠き部分であり、高周波線路基板１０９と金属キャリア１０３とは重なる領域がない。従って図５の位置までスライドさせた後では、金属キャリア１０３を金属ベース板１０１から上方に取り外すことができる。
【００２９】
この切り欠き部分１３５を設けたことにより、金属キャリア１０３をスライドさせる距離は切り欠き部分１３５の距離だけ短縮され、シールドケースを小さくすることが出来る。シールドケースを小さく出来ると、低価格にできるだけではなく、シールドケース内の不要共振を抑制でき、回路の安定性を向上させることが出来る。なお、金属キャリア１０３の固定用ネジ穴はＵ字型にしており、ネジ１２３と１２５は取り外す必要があるが、ネジ１２２と１２４は緩めるだけで金属キャリア１０３を取り外すことが出来る。
【００３０】
さらに、本実施の形態では高周波線路がグラウンデッドコプレーナ線路となっている。高周波線路基板１１３を例にとると、基板上面はコプレーナ構造で、基板下面には図２の１３４で示したグランド面（接地導体）が配置されている。基板上面のコプレーナ構造は、上面の中心にストリップ導体１３６があり、その両脇に誘電体がむき出しとなったスペース１３７と１３８が、さらにその外側にグランド導体１３９と１４０が配置されている。このようなグラウンデッドコプレーナ線路の接続時には図に示している通り、ストリップ導体とそれに並行して両側に設けられたグランド導体を各々、ワイヤ、またはリボンにより接続する。
【００３１】
なお、本実施の形態では特にグラウンデッドコプレーナ線路の特性インピーダンスと、ストリップ導体に並行して両側に設けられたグランド導体を除いた際のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスが、各々４１．７オーム以上、６０．０オーム以下とすることが好ましい。さらに望むべくはグラウンデッドコプレーナ線路の特性インピーダンスと、ストリップ導体に並行して両側に設けられたグランド導体を除いた際のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの差を、各々０．５オーム以上、２．０オーム以下とする。例えば、比誘電率９．６、厚み２５４ミクロンのアルミナ基板を用いて高周波線路基板を作製する。このとき、ストリップ導体１３６の幅を２４０ミクロン、スペース１３７と１３８の幅を２３０ミクロンとすれば、グラウンデッドコプレーナ線路の特性インピーダンスは４９．９オーム、グランド導体１３９と１４０を除いてマイクロストリップ線路とした場合の特性インピーダンスは５０．８オームとなる。
【００３２】
従って、上記の条件を満足するように、高周波回路を構成する。この構成により、定在波比が１．２以下となる低反射の条件となると共に、ストリップ導体幅はマイクロストリップ線路とほぼ同じ幅を有することで、線路部分での導体損を最低のレベルに出来る。従って伝送特性の良い高周波回路を提供できる。また金属キャリア間接続も、この高周波線路を用いることにより、図1に示したとおり、反射損失を小さくすることが出来る。
【００３３】
図１は横軸に周波数、縦軸にＳパラメータをｄＢ単位で取っている。基板表面上のグランド導体を接続した場合が、グランド間接続有りの結果であり、基板表面上のグランド導体を接続しない場合が、グランド間接続無しの結果である。特に２０ＧＨｚ以上で、反射損失（Ｓ１１）に差が出てきており、グランド間接続無しでは顕著に劣化している。
【００３４】
本発明の高周波回路は、金属キャリア上で第１の高周波線路基板上のストリップ導体と第２の高周波線路基板上のストリップ導体とをワイヤ、またはリボンにより相互接続する。金属キャリア上で接続することで、金属キャリア間の隙間の上で接続した場合に比べて、挿入損失や反射損失を改善できる。さらに、金属キャリア間を不要に離すことになるような、金属シールドケースや金属ベース板上の突起が金属キャリア間に無いため、金属キャリア間を近づけることが出来、特にマイクロストリップ線路が長くなることや、シールドケースが大きくなることがなくなる。
【００３５】
また、それぞれの金属キャリアは単独で取り外すことができる。例えば第２金属キャリアの場合には、ボンディングワイヤまたはボンディングリボンをはずして、通常ネジ止めなどで固定されている第２金属キャリアの固定をはずす。高周波線路基板の長手方向と直角の方向にスライドさせ、第１の高周波線路基板と第２金属キャリアの上面の一部が露出した部分の重なりを解消し、第２金属キャリアを取り外す。このように第１金属キャリアは固定したままで、第２金属キャリアをはずすことが出来る。なお、第１金属キャリアは固定をはずすだけで、第２金属キャリアを固定したままで、取り外すことが出来る。即ち、各金属キャリア上の部分回路ごとに単独で容易に交換可能であり、当然、各金属キャリア上に構成された部分回路を単独で検査することが出来る。
【００３６】
したがって、本発明によれば、各金属キャリア上に構成された部分回路を単独で検査することが出来て、容易に組立てられ、且つリペアの際に各金属キャリア上の部分回路ごとに単独で交換可能である。このように金属キャリアを用いる利点を損なうことなく、さらに高周波線路の接続部における伝送特性の劣化を低減した高周波回路を提供することができる。
【００３７】
通常、高周波線路基板は加工のしやすさから、直方体の平板形状をしており、その中の一辺に沿ってストリップ導体がレイアウトされることが多い。したがって、相互接続される、対向した基板端部は、ストリップ導体に対して幅方向に切れている場合が多く、且つ低価格に実現できる。この幅方向に切れていることを利用して、第２金属キャリアをスライドすれば、高周波線路基板が移動の障害になることがない。即ち、第２金属キャリアを単独で容易に交換可能となる。
【００３８】
本発明によれば、第２金属キャリアを取り出す際に、第２金属キャリアの第１の高周波線路基板の下部に重なる部分を少なくとも内包する領域が切り欠かれている。そのため第２金属キャリアをストリップ導体の長手方向と直角方向に沿って、わずかにスライドさせただけで、第２金属キャリアと第１の高周波線路基板との重なりが解消され、第２金属キャリアを上方に取り出すことが出来る。即ち、この場合、第２金属キャリアを移動させる長さが短くなるため、シールドケースを小さくすることが出来る。シールドケースを小さく出来ると、低価格にできるだけではなく、シールドケース内の不要共振を抑制でき、回路の安定性を向上させることが出来る。
【００３９】
本発明によれば、基板表面に存在するグランド導体を除いた、マイクロストリップ線路構造とした場合でも６０.０オーム以下の特性インピーダンスを有しており、５０オーム系で設計した場合に定在波比が１．２以下となる。一方で、実際に用いるグラウンデッドコプレーナ線路としても４１.７オーム以上の特性インピーダンスを有し、定在波比が１．２以下となる。従って、反射損失の少ない伝送特性の良好な回路が得られる。さらに、ストリップ導体幅はマイクロストリップ線路とほぼ同じ幅を有するため、線路部分での導体損を最低のレベルに出来、従って伝送特性の良い高周波回路が得られる。
【００４０】
さらに、従来、このような場合に用いるグラウンデッドコプレーナ線路は、高周波線路基板の厚みより十分に同一基板表面上に存在するストリップ導体とグランド導体の間の間隙を狭めておく、コプレーナ線路に近い構造を採っていた。このようにストリップ導体とグランド導体の間の間隙を狭めておくことにより電磁界を基板表面に集中させ、高周波線路基板下でグランド面が途切れることの影響を回避させている。
【００４１】
しかしながら本発明では、基板表面に存在するグランド導体を除いた、マイクロストリップ線路構造とした場合でも６０.０オーム以下の特性インピーダンスを有している。一方で、グラウンデッドコプレーナ線路としても４１.７オーム以上の特性インピーダンスを有している。さらに望ましくは、グラウンデッドコプレーナ線路の特性インピーダンスと、該ストリップ導体に並行して両側に設けられた該グランド導体を除いた際のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの差が、各々０.５オーム以上、２.０オーム以下とする。この場合、高周波線路の電磁界分布はどちらかといえば基板表面上に存在するグランド導体の影響の少ないマイクロストリップ線路に近い電磁界分布をしている。しかしながら、接続部の誘電体基板の切れた隙間において電磁界が広がろうとする場合においては、誘電率１の空気に誘電体が変わる。そのため、特性インピーダンスに基板表面上に存在するグランド導体がより強く関るようになり、コプレーナ線路の電磁界分布に近づくため、伝送損失を低減できる。
【００４２】
さらに、基板下部のグランドが途切れることにより、グランドを流れる電流の経路が長くなる。その分インダクタンス成分が増加する影響も、基板表面上のグランド導体を接続してできるインダクタンス成分と並列になることで、増加を抑制される。実際、三次元電磁界シミュレーションによると、図1に示したとおり、反射損失を小さくすることが出来る。
【００４３】
本発明によれば、各金属キャリア上に構成された部分回路を単独で検査することが出来て、容易に組立てられ、且つリペアの際に各金属キャリア上の部分回路ごとに単独で交換可能である。さらに接続部における高周波線路の接続時における伝送特性の劣化を低減した高周波回路を提供することができる。
【００４４】
以上、本発明を好ましい実施の形態、実施例として詳細に説明したが、本発明はこれら実施の形態、実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００４５】
１０１    金属ベース板
１０２、１０３    金属キャリア
１０４、１０５    高周波デバイス
１０６、１０７    電極基板
１０８〜１１３    高周波線路基板
１１４、１１５    ストリップ導体
１１６、１１７    ボンディングワイヤ
１１８〜１２５    固定ネジ
１２６    移動可能領域
１２７〜１３４    グランド配線
１３５    切り欠き部分
１３６    ストリップ導体
１３７、１３８    スペース
１３９、１４０    グランド導体
【図１】
2012100125.tif 000003
【図２】
2012100125.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012100125.tif 000006
【図５】
2012100125.tif 000007