(57)【要約】【課題】  マイクロ波の伝送されるマイクロ波線路基板の間を電磁的に結合する、より小型な接続構造を得ることを目的とする。【解決手段】  誘電体基板の表面に設けたマイクロ波線路導体の端部が、誘電体基板側面に設けた線路導体の一端に接続し、上記誘電体基板側面に設けた線路導体の他の一端が、誘電体基板の他の表面に設けた地導体に短絡して第１のマイクロ波線路基板と、誘電体基板の裏面に設けたマイクロ波線路導体の端部が誘電体基板側面に設けた線路導体の一端に接続し誘電体基板側面に設けた線路導体の他の一端が地導体に短絡した第２のマイクロ波線路基板を設け、上記第１のマイクロ波線路基板と上記第２のマイクロ波線路基板が、それら側面の線路導体がマイクロ波線路導体から地導体へ短絡する方向を反転させ、第１、第２のマイクロ波線路基板に所定の間隙を設けて対向配置した。【選択図】      図１
2013162263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波線路導体が表面に形成され、地導体が裏面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに上記地導体の端部を短絡する線路導体が側端面に形成された第１の誘電体基板と、
マイクロ波線路導体が裏面に形成され、地導体が表面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに上記地導体の端部を短絡する線路導体が側端面に形成された第２の誘電体基板と、
を備え、
上記第１の誘電体基板の線路導体と上記第２の誘電体基板の線路導体は、離間して近接配置されるとともに、
上記第１の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部が、上記第２の誘電体基板の地導体と線路導体との短絡部に対向し、上記第１の誘電体基板の地導体と線路導体との短絡部が、上記第２の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部に対向するように配置されたマイクロ波装置。
【請求項２】
マイクロ波線路導体が表面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに他端部が開放端をなす線路導体が側端面に形成された第１の誘電体基板と、
マイクロ波線路導体が裏面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに他端部が開放端をなす線路導体が側端面に形成された第２の誘電体基板と、
を備え、
上記第１の誘電体基板の線路導体と上記第２の誘電体基板の線路導体は、離間して近接配置されるとともに、
上記第１の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部が、上記第２の誘電体基板の線路導体の開放端に対向し、上記第１の誘電体基板の線路導体の開放端が、上記第２の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部に対向するように配置されたマイクロ波装置。
【請求項３】
上記第１の誘電体基板と上記第２の誘電体基板の間隙に誘電体を挿入したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロ波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波の伝送されるマイクロ波線路導体の間を電気的に接続するマイクロ波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波装置は、増幅器、減衰器、分配器等のマイクロ波回路を複数組み合わせて構成される。この組み合わせにあたっては、各マイクロ波回路間を接続することが必要となる。マイクロ波回路の接続方法としては、マイクロ波回路の実装されたマイクロ波線路基板端部のマイクロストリップ線路導体の間を、ワイヤや金属リボン等の導体で機械的に接続する方法が広く用いられている。しかしこの接続方法では、機械的に接続するためのボンディング工程及びボンディング装置（例えばワイヤボンダ）が必要となる。
【０００３】
一方、２つの基板端部のマイクロストリップ線路導体を用いてインタデジタル結合回路を形成し、マイクロ波線路基板間を電磁的に結合して接続するマイクロ波装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−５９１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示すマイクロ波装置は、２つのマイクロ波線路基板にそれぞれ形成されたマイクロストリップ線路導体の間を、インタデジタル結合回路によって接続して、マイクロ波を伝送している。このインタデジタル結合回路はマイクロストリップ線路導体の設けられた基板の表面（１面）にのみ形成されており、概ね４分の１波長の電気長を有した線路を必要とする。また、２つのマイクロ波線路基板の突合せ部においては、インタデジタル結合回路を配置するために舌状の突出部が設けられる。このため、マイクロ波装置の回路規模が大きくなるという問題があった。
【０００６】
この発明は係る課題を解決することを目的としたものであり、マイクロ波の伝送されるマイクロ波線路導体の間を電磁的に結合する、より小型な接続構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるマイクロ波装置は、マイクロ波線路導体が表面に形成され、地導体が裏面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに上記地導体の端部を短絡する線路導体が側端面に形成された第１の誘電体基板と、マイクロ波線路導体が裏面に形成され、地導体が表面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに上記地導体の端部を短絡する線路導体が側端面に形成された第２の誘電体基板と、を備え、上記第１の誘電体基板の線路導体と上記第２の誘電体基板の線路導体は、離間して近接配置されるとともに、上記第１の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部が、上記第２の誘電体基板の地導体と線路導体との短絡部に対向し、上記第１の誘電体基板の地導体と線路導体との短絡部が、上記第２の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部に対向するように配置されたものである。
【０００８】
また、マイクロ波線路導体が表面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに他端部が開放端をなす線路導体が側端面に形成された第１の誘電体基板と、マイクロ波線路導体が裏面に形成され、上記マイクロ波線路導体の端部が接続されるとともに他端部が開放端をなす線路導体が側端面に形成された第２の誘電体基板と、を備え、上記第１の誘電体基板の線路導体と上記第２の誘電体基板の線路導体は、離間して近接配置されるとともに、上記第１の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部が、上記第２の誘電体基板の線路導体の開放端に対向し、上記第１の誘電体基板の線路導体の開放端が、上記第２の誘電体基板のマイクロ波線路導体と線路導体との接続部に対向するように配置されたものであっても良い。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、マイクロ波の伝送されるマイクロ波線路導体の間を電磁的に結合する、より小型な接続構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１によるマイクロ波装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１によるマイクロ波装置の構成を示す図（下面図）である。
【図３】実施の形態１によるマイクロ波装置の電気特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による第１の態様のマイクロ波装置の構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。図２は、実施の形態１によるマイクロ波装置の構成を示す下面図である。図１、２において、マイクロ波装置は、マイクロ波を伝送する第１のマイクロ波線路基板１０と、マイクロ波を伝送する第２のマイクロ波線路基板２０から構成される。第１のマイクロ波線路基板１０は第１の誘電体基板である誘電体基板１から構成され、第２のマイクロ波線路基板２０は第２の誘電体基板である誘電体基板１１から構成される。
【００１２】
誘電体基板１は、表面にストリップ導体からなるマイクロ波線路導体２が形成されている。マイクロ波線路導体２の一端部は誘電体基板１の表面に実装されたマイクロ波回路またはマイクロ波端子（図示せず）に接続されている。誘電体基板１は、裏側の表面（裏面）に地導体４が形成されている。マイクロ波線路導体２と地導体４はマイクロストリップ線路またはコプレーナ線路を構成する配線回路である。また、誘電体基板１は、基板端部の側面に線路導体３が配線回路として形成されている。この線路導体３は、一方の端部がマイクロ波線路導体２の他端部に接続されるとともに、他方の端部が地導体４の端部に接続されて、マイクロ波線路導体２を地導体４に短絡する。
【００１３】
誘電体基板１１は、裏面にストリップ導体からなるマイクロ波線路導体１２が形成されている。マイクロ波線路導体１２の一端部は誘電体基板１１の裏面に実装されたマイクロ波回路またはマイクロ波端子（図示せず）に接続されている。誘電体基板１１は、表面に地導体１４が形成されている。マイクロ波線路導体１２と地導体１４はマイクロストリップ線路またはコプレーナ線路を構成する配線回路である。また、誘電体基板１１は、基板端部の側面に線路導体１３が配線回路として形成されている。この線路導体１３は、一方の端部が地導体１４の端部に接続されるとともに、他方の端部がマイクロ波線路導体１２の他端部に接続されて、マイクロ波線路導体１２を地導体１４に短絡する。線路導体１３は、線路導体３と電磁的に結合される結合線路として作用する。
【００１４】
なお、地導体４及び地導体１４は、マイクロ波回路及び第１のマイクロ波線路基板１０、２０を収めた金属ケース（図示せず）を通じて、相互に電気的に接続されているものとする。
【００１５】
ここで、第１のマイクロ波線路基板１０上の線路導体３と第２のマイクロ波線路基板２０上の線路導体１３は、互いに対向して近接して配置される。
このとき、第１のマイクロ波線路基板１０の端部と第２のマイクロ波線路基板２０の端部との間、即ち線路導体３と線路導体１３との間には、所定の距離を有した若干の間隙５が設けられている。この所定の距離は、線路導体３と線路導体１３とが電磁結合して、平行平板モードによりマイクロ波信号を十分に伝送可能ならしめる距離に設定されており、マイクロ波線路導体２、１２の線路幅と比較してより狭い距離に保たれている。また、線路導体３と線路導体１３とが互いに対向している長さは、上記マイクロ波信号の波長λについて、λ／４の奇数倍とすると良いが、λ／４より短い長さでもよい。
【００１６】
また、線路導体３におけるマイクロ波線路導体２から地導体４へ短絡する方向に対して、線路導体１３におけるマイクロ波線路導体１２から地導体１４へ短絡する方向が反転するように、第１のマイクロ波線路基板１０と第２のマイクロ波線路基板２０が配置されている。即ち図１（ｂ）に示すように、第１のマイクロ波線路基板１０に対してマイクロ波線路導体１２の形成された誘電体基板１の表面を裏返すかの如く、第２のマイクロ波線路基板２０の誘電体基板１１を配置している。
【００１７】
実施の形態１によるマイクロ波装置は以上のように構成され、次のように動作する。
マイクロ波線路導体２の一端部から、マイクロ波回路から出力される特定の周波数ｆ０のマイクロ波信号が入力する。マイクロ波線路導体２の一端部から入力したマイクロ波信号は、マイクロ波線路導体２の他端部において線路導体３の上端部に伝送される。
【００１８】
このとき、対向して配置した線路導体３及び線路導体１３は、対向した２つの平板において特定の周波数ｆ０で相互に電磁結合を行うマイクロ波伝送線路として動作する。これによって、線路導体３の上端部から入力したマイクロ波信号は線路導体１３に結合して、線路導体１３の下端部に伝送される。即ち、線路導体３及び線路導体１３は特定の周波数ｆ０のマイクロ波信号を低損失で通過させる。
【００１９】
かくして、線路導体１３の下端部に伝送されたマイクロ波信号は、マイクロ波線路導体１２の一端部から他端部に伝送される。
【００２０】
このように、マイクロ波装置は、第１のマイクロ波線路基板１０にて伝送される特定の周波数のマイクロ波を、低損失で通過させて、第２のマイクロ波線路基板２０に伝送することができる。このため、実施の形態１によるマイクロ波装置は、第１のマイクロ波線路基板１０、第２のマイクロ波線路基板２０を機械的に接続することなしに、マイクロ波回路を接続することができる。
【００２１】
図３は、実施の形態１によるマイクロ波装置の電気特性を例示する図であり、縦軸は通過損失または反射損失（単位はデジベルｄＢ）を示し、横軸は基本波ｆ０で無次元化した周波数を示している。また、図３の符号３１、３２の線図は、図１、２に示すマイクロ波線路導体２とマイクロ波線路導体１２との間の通過損失または反射損失について、電磁界解析ソフトウェア（ＡＮＳＹＳ社の高周波３次元電磁界シミュレータ「ＨＦＳＳ」）を用いてシミュレーションした計算結果を示している。ここで、符号３１は通過損失を示し、符号３２は反射損失を示す。図３から分かるように、特定の周波数ｆ０の周波数帯域で、低損失及び低反射を示す通過特性が得られていることがわかる。
【００２２】
以上説明した通り、実施の形態１によるマイクロ波装置は、マイクロ波線路導体２が表面に形成され、地導体４が裏面に形成され、上記マイクロ波線路導体２の端部が接続されるとともに上記地導体４の端部を短絡する線路導体３が側端面に形成された第１の誘電体基板１と、マイクロ波線路導体１２が裏面に形成され、地導体１４が表面に形成され、上記マイクロ波線路導体１２の端部が接続されるとともに上記地導体１４の端部を短絡する線路導体１３が側端面に形成された第２の誘電体基板１１と、を備え、上記第１の誘電体基板１の線路導体３と上記第２の誘電体基板１１の線路導体１３は、離間して近接配置されるとともに、上記第１の誘電体基板１のマイクロ波線路導体２と線路導体３との接続部が、上記第２の誘電体基板１１の地導体１４と線路導体１３との短絡部に対向し、上記第１の誘電体基板１の地導体４と線路導体３との短絡部が、上記第２の誘電体基板１１のマイクロ波線路導体１２と線路導体１３との接続部に対向するように配置されたことを特徴とする。
【００２３】
このようにして、２つのマイクロ波回路は、２つのマイクロ波線路基板の側面に対向して設けられた線路間で電磁的に結合して接続される。また、ワイヤ、金属リボン等の導体を用いて機械的に接続する方法と比較すると、接続のためのボンディング工程及びボンディング装置が不要となる利点がある。
【００２４】
また、特許文献１に示されるような、電磁的な結合を利用してマイクロ波線路基板間を接続する他の方法と比較して、マイクロ波線路基板の側面に設けた導体線路を用いて電磁的な結合を行うことで、マイクロ波装置の配線回路を小型に構成できる利点がある。
【００２５】
従って、マイクロ波の伝送されるマイクロ波線路導体の間を電磁的に結合する、より小型な接続構造を得ることができる。
【００２６】
なお、実施の形態１によるマイクロ波装置の他の第２の態様として、第１のマイクロ波線路基板１０の線路導体３における他方の端部（図１（ｂ）の下側の端部）を地導体４の端部に短絡することなく、開放端（オープンスタブ）にしても良い。
この場合は同時に、第２のマイクロ波線路基板２０の線路導体１３における一方の端部（図１（ｂ）の上側の端部）を地導体４の端部に短絡することなく、開放端（オープンスタブ）にすると良い。
またこの場合、地導体４を誘電体基板１の裏面ではなく内層に設け、地導体１４を誘電体基板１の表面ではなく内層に設けても良い。
【００２７】
即ち、誘電体基板１の側面に設けた線路導体３の他の一端を開放端とし、誘電体基板２の側面に設けた線路導体３の他の一端を開放端とするとともに、誘電体基板２の側面に設けた線路導体１３におけるマイクロ波線路導体１２から地導体１４へ向かう方向を、誘電体基板1に対して反転して対向配置し、間隙を設けて配置する。
【００２８】
このように、マイクロ波線路導体２が表面に形成され、地導体４が裏面もしくは内層に形成され、上記マイクロ波線路導体２の端部が接続されるとともに他端部が開放端をなす線路導体３が側端面に形成された第１の誘電体基板１と、マイクロ波線路導体１２が裏面に形成され、地導体１４が表面もしくは内層に形成され、上記マイクロ波線路導体１２の端部が接続されるとともに他端部が開放端をなす線路導体１３が側端面に形成された第２の誘電体基板１１と、を備え、上記第１の誘電体基板１の線路導体３と上記第２の誘電体基板１１の線路導体１３とは、離間して近接配置されるとともに、上記第１の誘電体基板１のマイクロ波線路導体２と線路導体３との接続部が、上記第２の誘電体基板１１の線路導体１３の開放端に対向し、上記第１の誘電体基板１の線路導体３の開放端が、上記第２の誘電体基板１１のマイクロ波線路導体１２と線路導体１３との接続部に対向するように配置しても良い。これによって、地導体の位置が誘電体基板の表面または裏面に制約されなくなるので、第１のマイクロ波線路基板１０と、第２のマイクロ波線路基板２０の配線を比較的自由に設計することが可能となる。
【００２９】
さらに、実施の形態１によるマイクロ波装置の他の第３の態様として、上記第１の誘電体基板１と上記第２の誘電体基板１１の間隙に誘電体（図示せず）を挿入しても良い。これによって、線路導体３と線路導体１３の間隔を安定して設定することができるとともに、線路導体３と線路導体１３の間隙をより短くすることができる。
【００３０】
さらに、実施の形態１によるマイクロ波装置の他の第４の態様として、第２のマイクロ波線路基板２０を、更に第３のマイクロ波線路基板に接続しても良い。この場合、第３のマイクロ波線路基板を第１のマイクロ波線路基板１０のように構成し、第１のマイクロ波線路基板１０と第２のマイクロ波線路基板２０の接続構造と同様の構成にして、第２のマイクロ波線路基板２０及び第３のマイクロ波線路基板の互いに対向する線路導体間の電磁結合によって、マイクロ波を伝送する構成としても良い。また同様にして、更に複数のマイクロ波線路基板同士を接続する構成としても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１  マイクロ波装置、２  マイクロ波線路導体、３  線路導体、４  地導体、５  間隙、１０  第１のマイクロ波線路基板、１２  マイクロ波線路導体、１３  線路導体、１４  地導体、２０  第２のマイクロ波線路基板。
【図１】
2013162263.tif 000003
【図２】
2013162263.tif 000004
【図３】
2013162263.tif 000005