(57)【要約】【課題】伝送線路の挿入損失を、容易に所望のものに調整できる高周波伝送線路を提供する。【解決手段】信号線路層のほぼ真上の位置上に、λ／４の間隔でグラウンド層を一部選択的に除去させて窪み部を形成し、該窪み部に電波吸収体を貼付する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の表面に形成された信号線路と、前記誘電体基板の内部または基板裏面に形成されたグラウンド層とからなるマイクロストリップ線路を構成する高周波基板線路であって、前記マイクロストリップ線路上に、電波吸収体を少なくとも２個、λ／４（λ＝使用する周波数帯域の中心周波数の波長)の間隔で貼付されていることを特徴とする高周波基板線路。
【請求項２】
前記電波吸収体は、略円形、楕円形、矩形のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の高周波基板線路。
【請求項３】
前記電波吸収体は、２の倍数で貼付されていることを特徴とする請求項１記載の高周波基板線路。
【請求項４】
前記電波吸収体の幅は、該マイクロストリップ線路の２倍以上である特徴とする請求項１記載の高周波基板線路。
【請求項５】
前記電波吸収体は、該マイクロストリップ線路の中心からずれていることを特徴とする請求項１記載の高周波基板線路。
【請求項６】
誘電体基板の内部に形成された信号線路と、この信号線路の上下に設けられた一対のグラウンド層から成るトリプレート線路を構成する高周波基板線路であって、片方の前記グラウンド層の前記信号線路から略鉛直線方向をなしている位置に、前記グラウンド層を一部選択的に除去した窪み部が少なくとも２個、λ／４（λ＝使用する周波数帯域の中心周波数の波長)の間隔で形成されていることを特徴とする高周波基板線路。
【請求項７】
前記窪み部は、略円形、楕円形、矩形であることを特徴とする請求項６記載の高周波基板線路。
【請求項８】
前記窪み部は、２の倍数で形成されていることを特徴とする請求項６記載の高周波基板線路。
【請求項９】
前記窪み部には、電波吸収体が貼付されていることを特徴とする請求項６記載の高周波基板線路。
【請求項１０】
前記電波吸収体は、フェライト製、あるいはカーボン製であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項または請求項９記載の高周波基板線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波基板線路に関し、特に基板の高周波線路での挿入損失を調整可能な高周波基板線路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高周波用（周波数が１ＧＨｚ以上）の伝送線路として、マイクロストリップ線路、トリプレート線路等が知られている。これらの伝送線路は、複数の誘電体層上に線路となる導体を印刷してこれらを積層する積層化技術によって比較的簡単に形成することができ、マイクロ波領域の周波数をもった電気信号の伝送に比較的優れた特性を有していることから、高周波用の伝送線路として幅広く用いられている。
【０００３】
一般に、マイクロストリップ線路は、誘電体と、その誘電体の下面（下層）に形成されたグラウンド導体（グラウンド層）と、その誘電体の上面（上層）に形成された信号線路とによって構成される。
【０００４】
また、トリプレート線路は、誘電体と、その誘電体の上面及び下面（上層及び下層）に形成されたグラウンド導体（グラウンド層）と、その上下のグラウンド導体によって挟まれるように誘電体の内層に埋設された信号線路とによって構成される。
【０００５】
このような、マイクロストリップ線路あるいはトリプレート線路は、信号線路とグラウンド導体との電磁的な結合によって、高周波信号を信号線路の方向に沿って伝送する。
【０００６】
例えば、高周波増幅器等において、入力電力を一定範囲に設定する場合等、所望の線路損失を要求されることがある。高周波回路をマイクロストリップ線路で構成する場合、線路損失は、高周波回路基板の材質、線路の長さ等に依存する。
【０００７】
高周波伝送線路に関し、伝送損失あるいは挿入損失を抑制する手法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。すなわち、特許文献１では、誘電体基体中に貫通穴を形成するとともに該貫通穴の内壁に導体膜を被着させて成り、該導体膜に囲まれた領域により、電気信号を伝送する高周波伝送線路が提案されている。また、特許文献２では、半導体基板又は誘電体基板上に、線路用導体が離間して延設された高周波伝送線路の構造において、線路用導体の間における半導体基板又は誘電体基板の表面に溝を形成したものが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９０３１７号公報
【特許文献２】特開２００１−７７６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高周波伝送線路では、伝送先で所望のエネルギー値を得るために伝送線路の挿入損失を調整することが行われている。このとき、同軸線路の場合については、アッテネーターなどのコンポーネント部位品をコネクタで接続することが可能であるが、基板線路の場合には、内部に損失を意図的に挿入する機構を設けることが困難である。
【０００９】
線路幅を変更することで損失を増減することはできるが、製造上、線路幅は０．１ｍｍ以下とすることは難しく、損失を容易には増やすことができず、損失の調整量が小さいこと、線路幅の変更はその線路の特性インピーダンスの変化につながり、他の回路との整合を得るために、インピーダンス整合回路が必要となり、基板が大きくなってしまうことなどが問題である。
【００１０】
また、上記した従来技術においては、専ら伝送損失あるいは挿入損失を抑制する観点からの提案であり、伝送線路の挿入損失を増やす方向に調整するものではなかった。
【００１１】
そこで、本発明は、伝送線路の挿入損失を、容易に所望のものに調整できる高周波伝送線路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】
【００１２】
本発明の一態様によれば、誘電体基板の表面に形成された信号線路と、前記誘電体基板の内部または基板裏面に形成されたグラウンド層とからなるマイクロストリップ線路を構成する高周波基板線路であって、前記マイクロストリップ線路上に、電波吸収体を少なくとも２個、λ／４（λ＝使用する周波数帯域の中心周波数の波長)の間隔で貼付されていることを特徴とする高周波基板線路が提供される。
【００１３】
本発明の高周波基板線路においては、前記電波吸収体の幅は、該マイクロストリップ線路の２倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の別の一態様によれば、誘電体基板の内部に形成された信号線路と、この信号線路の上下に設けられた一対のグラウンド層から成るトリプレート線路を構成する高周波基板線路であって、片方の前記グラウンド層の前記信号線路から略鉛直線方向をなしている位置に、前記グラウンド層を一部選択的に除去した窪み部が少なくとも２個、λ／４（λ＝使用する周波数帯域の中心周波数の波長)の間隔で形成されていることを特徴とする高周波基板線路が提供される。
【００１５】
また、本発明の高周波基板線路においては、前記窪み部には、電波吸収体が貼付されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、伝送線路の挿入損失を、容易に所望のものに調整することができるので、伝送線路を通過するエネルギーを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる高周波基板線路の構成を示す斜視図である。図１に示すように、この高周波基板線路は、大別すると、マイクロストリップ線路１０と、箔状の電波吸収体２０から成っている。
【００１９】
マイクロストリップ線路は、信号線路の導体層１１と、グラウンドの導体層１２、及び信号線路層１１とグラウンド層１２の間に配置される誘電体層１３から成っている。
【００２０】
信号線路層１１とグラウンド層１２からなる導電体層には、伝送する高周波によって電磁界が生じる。この電磁界は導電体層の中に閉じ込められるが、電磁界の電気力線は、図２の信号線路の断面図に示すように空間に漏洩する領域がある。この領域の電磁界を例えば導電体層の外に逃がすことにより、信号線路の通過特性、即ち挿入損失を変化させることができる。
【００２１】
そこで、本発明に係る本実施形態では、図１に示すように、信号線路層１１上に電波吸収体２０を貼付している。貼付される電波吸収体２０は、例えばフェライトなどの磁性体を含ませ、近傍電磁界を吸収する効果のある材料とするのが好適である。あるいはカーボン製であってもよい。また、貼付される電波吸収体２０の形状は、例えば円形、楕円形、矩形のいずれであってもよい。これによって、電波吸収体２０を貼付された領域の電磁界は変化し、線路インピーダンスが変化する。そして、挿入損失を減少させることができる。
【００２２】
しかし、線路インピーダンスが変化することは、同時に同時に、電圧定在波の極大値と極小値の比である電圧定在波比（VSWR：Voltage Standing Wave Ratio）を悪化させることになる。そこで、上記した電波吸収体２０の貼付位置から、λ／４（λ＝使用する周波数帯域の中心周波数f0のときの波長)離れた位置に同様の電波吸収体２０を貼付する。これにより、２つの電波吸収体２０間で整合回路が完成し、VSWRを生じさせる反射波を打ち消すことができる。尚、２つの電波吸収体２０の中心間で、λ／４離れていれば良く、電波吸収体２０が互いに接していても支障がない。さらに、電波吸収体２０は、信号線路層１１上に位置するが、オフセット、すなわち、信号線路層１１の中心からずれて貼付されていてもよい。すなわち、少なくとも電波吸収体２０の一部が信号線路層１１上に架かっていればよい。これらの位置関係は、調整する挿入損失によって、適宜選ばれることになる。電波吸収体２０の大きさ自体も調整する挿入損失及び信号線路層１１の幅によって、適宜設計値として決められるが、マイクロストリップ線路１０から漏洩する電磁界を吸収するために、電波吸収体２０の幅はマイクロストリップ線路１０の信号線幅の２倍以上とするのが好適である。
【００２３】
次に、マイクロストリップ線路１０への電波吸収体２０の貼付による効果について説明する。図３は、マイクロストリップ線路１０の挿入損失の周波数特性を示すものである。図３において、横軸は周波数、縦軸は入出力信号間の挿入損失を示している。また、初期状態とは、電波吸収体を貼付していない状態をいう。図３に示すように、マイクロストリップ線路１０の信号線路層１１へ電波吸収体２０を貼付することによって、ある周波数区間にわたり、挿入損失がΔｄＢだけ増加していることがわかる。また、挿入損失が増加しながら、λ／４の整合回路により不要な反射波が抑圧され、VSWRが悪化してないことがわかる。
【００２４】
上述したように、マイクロストリップ線路１０において、信号線路層１１上に電波吸収体２０をλ／４の間隔で貼付することにより、反射波を発生させないで挿入損失を増加させることができる。挿入損失量を所望の値に調整する場合には、λ／４の間隔で貼付する電波吸収体を直列に配置することで、ΔｄＢの逓倍で、挿入損失量を得ることができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態にかかる高周波基板線路の構成を示す斜視図で、図５は、その断面図である。この高周波基板線路はトリプレート線路３０であり、誘電体１３と、その誘電体１３の上面及び下面（上層及び下層）に形成されたグラウンド導体１２（グラウンド層）の３層構造で、信号線路１１がその上下のグラウンド導体１２によって挟まれるように誘電体１３の内層に埋設されている。
【００２６】
信号線路層１１とグラウンド層１２で挟まれている導電体層１３には、伝送する高周波によって電磁界が生じる。この電磁界は導電体層１３の中に閉じ込められるが、電磁界の電気力線は、図６に示す信号線路の断面図のように空間に漏洩する領域がある。この領域の電磁界を例えば導電体層の外に逃がすことにより、線路の通過特性、即ち挿入損失を変化させることができる。
【００２７】
そこで、本発明に係る本実施形態では、図７に示すように、信号線路層１１のほぼ真上（鉛直線方向）に位置する片方のグラウンド層１２を一部選択的に除去させて窪み部１４を形成している。窪み部１４の形状は特段問わず、円形であっても楕円形であっても矩形であってもよい。また、窪み部１４は、２の倍数の数だけ形成される。そして、窪み部１４と窪み部１４の間隔は、窪み部１４の中心間で、λ／４（λ＝使用する周波数帯域の中心周波数f0のときの波長)とする。さらに、窪み部１４は、信号線路層１１のほぼ真上に位置するが、オフセット、すなわち、信号線路層１１のほぼ真上からずれて窪み部が形成されていてもよい。すなわち、少なくとも窪み部１４の一部が、信号線路層１１からグラウンド層１２方向への延長線上に架かっていればよい。これらの位置関係は、調整する挿入損失によって、適宜選ばれることになる。窪み部１４の大きさ自体も調整する挿入損失及び信号線路の幅によって、適宜設計値として決められる。
【００２８】
尚、窪み部１４は例えば、基板製造時のエッチング工程で、この部分の導体を剥離するように形成することができる。
【００２９】
基板内には伝送する高周波によって電磁界が生じる。この電磁界の電気力線は図５の線路の断面図に示すように基板の表面をグラウンド層１２で挟み込まれているため外部には電磁界が生じない。しかし、本実施形態では、グラウンド層１２の一部をλ/4間隔で剥離して窪み部１４を形成しているから、図６に示すように窪み部１４から電磁界が漏洩する。
【００３０】
そこで、誘電体層１３の外に逃がす、すなわち漏洩する電磁界が高周波回路に影響を与えないようにするため、本実施形態では、窪み部１４を覆うように電波吸収体２０を貼り付けている（図４参照）。これによって、電波吸収体２０を貼り付けた領域の電磁界は変化し、線路インピーダンスが変わり挿入損失を所望にものに調整することができる。
【００３１】
しかし、線路インピーダンスが変わることは同時に、電圧定在波の極大値と極小値の比であるVSWRを悪化させることになる。そこで、一方の窪み部１４に対する電波吸収体の貼付位置からλ/4離れた位置に形成されているもう一方の窪み部１４に対して、同じく電波吸収体２０を貼付する。これにより、二つの電波吸収体２０間で整合回路が完成し、VSWRを生じさせる反射波を打ち消すことができる。尚、信号線路１１から漏洩する電磁界を吸収するために、電波吸収体２０の幅は信号線路１１の幅の2倍以上とするのが好適である。
【００３２】
窪み部１４に貼付される電波吸収体２０は、例えばフェライトなどの磁性体を含ませ、近傍電磁界を吸収する効果のある材料とするのが好適である。
【００３３】
次に、窪み部１４への電波吸収体２０の貼付による効果について説明する。図３は、マイクロストリップ線路の挿入損失の周波数特性を表わしたものである。図３に示すように、電波吸収体を貼付することによって、ある周波数区間に亘り、入力−出力間の挿入損失が△dBだけ増加していることがわかる。また、挿入損失は増加しながら、λ/4の整合線路により不要な反射を抑圧しているのでVSWRは変わらない。
【００３４】
以上のことから、マイクロストリップ線路において、窪み部に対して電波吸収体をλ/4間隔で貼付することにより、反射波を発生させないまま挿入損失を低下させることができる。さらに挿入損失量を調整する必要がある場合には、窪み部に対してλ/4間隔で貼付した電波吸収体を直列に配置することで、△dBの逓倍で、挿入損失を得ることができる。
【００３５】
なお、挿入損失の調整が不要の場合は、導電体薄膜等でこの開口面を塞げば挿入損失が失われることはない。
【００３６】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態にかかる高周波基板線路の構成を示す斜視図である。
【図２】マイクロストリップ線路の断面図である。
【図３】マイクロストリップ線路の挿入損失の周波数特性を表わした図である。
【図４】第２の実施形態にかかる高周波基板線路の構成を示す斜視図である。
【図５】トリプレート線路の断面図である。
【図６】空間に漏洩する電磁界を説明する図である。
【図７】グラウンド層に形成する窪み部を説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・マイクロストリップ線路、２０・・・電波吸収体、１１・・・信号線路層、１２・・・グラウンド層、１３・・・誘電体層、１４・・・窪み部。
【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】
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【図７】
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