(57)【要約】【課題】  高調波抑圧回路を付加したマイクロ波増幅器において、マイクロ波増幅器の出力端から電磁波の一部がモジュール筐体空間内に放射されると、放射波が導波管モードで伝播し、モジュール出力コネクタとの接続部に結合してしまい、高調波が漏洩するという問題が生じていた。【解決手段】  モジュール筐体３に同軸コネクタ２０の内導体９を中心とする半径が高調波における１／４波長程度の円盤状の掘り込み１１を形成し、金属板１０を取り付けることで円盤状の空洞共振器３０を構成し、空洞共振器３０によって高調波をモジュール内部に反射させる。【選択図】      図１
2009252794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージと、
内導体、当該内導体の一部を内包する誘電体、および当該誘電体の一部を内包する外導体から成り、当該誘電体の一端部が外導体から突出し、当該突出した誘電体が上記パッケージ内外を貫通する同軸コネクタと、
上記外導体から突出した誘電体の一部分の周囲を取り囲む導電体と、
を備え、
上記導電体と上記誘電体との間に、空洞共振器が形成されたことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
上記空洞共振器の半径は、上記パッケージに収容される半導体素子から出力される基本信号の高調波の１／４波長の大きさを有したことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項３】
パッケージと、
内導体、外導体、および内導体と外導体の間に配置された誘電体から成り、当該誘電体の一端部が外導体から突出し、当該突出した誘電体が上記パッケージ内外を貫通する同軸コネクタと、
上記外導体から突出した誘電体の一部分が貫通し、上記パッケージの外部に取り付けられた導体板と、
を備え、
上記導体板とパッケージ外壁との間に、空洞が形成されたことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項４】
上記空洞の半径は、上記パッケージに収容される半導体素子から出力される基本信号の高調波の１／４波長の大きさを有したことを特徴とする高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パッケージの空間内を伝播する高調波が、外部に漏洩することを抑制する高周波モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波増幅器においては、基本波以外の高調波の信号が発生するため、基本波での高出力増幅器等の特性に影響を与えることなく、高調波を抑制する必要がある。
このような高調波を抑圧する回路として、マイクロ波増幅器の出力側に高調波に対してショートの状態を実現するショートスタブやオープンスタブを接続し、高調波を反射させる高調波抑圧回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、マイクロ波増幅器の出力側に高調波に共振する結合線路を設けて、高調波を反射させる高調波抑圧回路が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５３５１０号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平８−１３９５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記高調波抑圧回路を基板上に付加したマイクロ波増幅器においても、モジュールの筐体に当該基板を搭載した場合に、マイクロ波増幅器の出力端から出た電磁波の一部が筐体空間内に放射される。この筐体空間内に放射された電磁波は、筐体内を導波管モードで伝播し、モジュールの出力コネクタとマイクロ波増幅器との接続部に結合してしまい、出力コネクタを介して高調波信号がモジュールの筐体外部に漏洩するという問題が生じていた。
【０００７】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、高周波モジュールの出力コネクタを介して、高周波モジュールのパッケージ外部に漏洩する高調波信号を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る高周波モジュールは、パッケージと、内導体、当該内導体の一部を内包する誘電体、および当該誘電体の一部を内包する外導体から成り、当該誘電体の一端部が外導体から突出し、当該突出した誘電体が上記パッケージ内外を貫通する同軸コネクタと、上記外導体から突出した誘電体の一部分の周囲を取り囲む導電体とを備え、上記導電体と上記誘電体との間に、空洞共振器が形成されたものである。
【０００９】
また、空洞共振器の半径は、上記パッケージに収容される半導体素子から出力される基本信号の高調波（例えば、２倍波）の１／４波長の大きさを有すると良い。
【００１０】
また、パッケージと、内導体、外導体、および内導体と外導体の間に配置された誘電体から成り、当該誘電体の一端部が外導体から突出し、当該突出した誘電体が上記パッケージ内外を貫通する同軸コネクタと、上記外導体から突出した誘電体の一部分が貫通し、上記パッケージの外部に取り付けられた導体板とを備え、上記導体板とパッケージ外壁との間に、空洞が形成されても良い。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、パッケージに設けられた同軸コネクタに、パッケージに収容される半導体素子から出力される基本信号の高調波で共振する空洞共振器を設けることにより、パッケージ内部で発生する高調波を、パッケージ内部に反射させて、パッケージ外部への漏洩を抑圧する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明に係る実施の形態１による高周波モジュールについて、図を用いて説明する。図１は、実施の形態１による高周波モジュールの構成を示す図である。
【００１３】
図において、高周波モジュールは、マイクロ波増幅器１と、高周波抑圧回路２と、モジュール筐体３と、カバー４と、同軸コネクタ２０と、導電体である金属板１０と、を備えて構成される。
マイクロ波増幅器１は、電界効果トランジスタや高電子移動度トランジスタ等の半導体素子により構成されたＭＩＣ（マイクロ波集積回路）やＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路）から成る。マイクロ波増幅器１は、マイクロ波帯もしくはミリ波帯の高周波信号を出力する。この高周波信号には、マイクロ波増幅器１が増幅する所望の周波数から成る基本信号と、基本信号の高調波（例えば、２倍波）が含まれている。
【００１４】
高周波抑圧回路２は、誘電体基板上に装荷されたインダクタやキャパシタ等から構成される。高周波抑圧回路２は、マイクロ波増幅器１の出力信号における基本波での高出力増幅器等の特性に影響を与えることなく、基本波の高調波を抑制するために、高調波を反射もしくは減衰させる高調波抑圧回路が用いられる。高周波抑圧回路２の具体的な回路構成については、特許文献１、２に記載されるような様々な構成があるので、ここではその詳細説明を省く。
【００１５】
同軸コネクタ２０は、外導体７と、外導体７の内側に設けられた内導体９と、外導体７と内導体９の間に充填された誘電体８とからなる、出力コネクタである。同軸コネクタ２０の誘電体８は、外導体７の一端部から突出し、内導体９は誘電体８の一端部から突出する。同軸コネクタ２０の誘電体８の他端部は外導体７により被覆されている。
【００１６】
モジュール筐体３は、誘電体多層基板を積層し表面に金属めっきを施して箱型に構成した誘電体パッケージや、金属を箱型に構成した金属筐体により構成されたパッケージである。マイクロ波増幅器１と誘電体基板上の高調波抑圧回路２は、モジュール筐体３の内部に収納される。モジュール筐体３の外壁には、掘り込み１１が設けられている。導体板１０は、モジュール筐体３の外部に設けられた掘り込み１１に接して、掘り込み１１の周縁で外壁に接合されている。導体板１０の中央部には、同軸コネクタ２０の内導体９が挿入される貫通孔が設けられている。同軸コネクタ２０は、導体板１０を介してモジュール筐体３の外部に取り付けられ、同軸コネクタ２０の内導体９を覆う誘電体８の一部がモジュール筐体３の外壁に嵌め込まれる。この際、同軸コネクタ２０の誘電体８の一部分は、導体板１０の貫通孔に挿入される。モジュール筐体３の内部空間はカバー（蓋体）４で蓋をして閉鎖されている。
【００１７】
マイクロ波増幅器１と誘電体基板上の高調波抑圧回路２の間は、金リボン５により接続される。基板上の高調波抑圧回路２と同軸コネクタの内導体９の間は、金リボン６により接続される。これによって、マイクロ波増幅器１の出力端と高調波抑圧回路２の入力端が電気的に接続され、高調波抑圧回路２の出力端と同軸コネクタ２０の内導体９の一端部とが電気的に接続される。マイクロ波増幅器１、高調波抑圧回路２、および同軸コネクタ２０が接続された後、モジュール筐体３の上面にカバー４が接合される。
かくして、マイクロ波増幅器１および高調波抑圧回路２は、モジュール筐体３およびカバー４により、電磁的に遮蔽されることとなる。
【００１８】
図２は空洞共振器の形状を示す正面図である。
図１、２に示すように、金属板１０と接合されるモジュール筐体３には、同軸コネクタの内導体９を中心とする円盤形状の掘り込み（空洞）１１が形成されている。掘り込み１１における内導体９を中心とする半径は、高調波における１／４波長程度の大きさとなっている。この掘り込み１１に金属板１０を取り付けて蓋をし、掘り込み１１を金属板１０で遮蔽することで、円盤状の空洞共振器３０が形成される。この際、同軸コネクタ２０における外導体７から突出した誘電体８の一端部は、その一部分が掘り込み１１の空間内に内包され、空洞共振器３０の内部を貫通することとなる。
【００１９】
この実施の形態１は以上のように構成され、次のように動作する。
マイクロ波増幅器１の出力信号は、高調波抑圧回路２を介して同軸コネクタ２０の内導体９に出力され、同軸コネクタ２０を介してモジュール筐体３の外部に出力される。高調波抑圧回路２は、マイクロ波増幅器１の出力信号に含まれる高調波を反射もしくは減衰させる。
【００２０】
また、マイクロ波増幅器１の出力端からモジュール筐体３の内部空間に放射された高調波信号は、モジュール筐体内部を導波管モードで伝播し、基板上の高調波抑圧回路２にて抑圧されることなく金リボン６で結合して、軸コネクタ２０の一端部を介して漏洩する。しかし、同軸コネクタ２０を介して漏洩した高調波信号は、共振器３０により基本信号の特性に影響を与えることなく、モジュール筐体３の内部に反射する。
このように、同軸コネクタ２０における誘電体８の周囲に共振器３０を設けることにより、高調波の漏洩を抑圧する効果（例えば、２倍波を１０ｄＢ程度抑圧する効果）を得ることができる。
【００２１】
以上説明したとおり、実施の形態１による高周波モジュールは、パッケージを構成するモジュール筐体３と、内導体９、内導体９の一部を内包する誘電体８、および誘電体８の一部を内包する外導体７から成り、誘電体８の一端部が外導体７から突出し、この突出部がモジュール筐体内外を貫通する同軸コネクタ２０と、外導体７から突出した誘電体８の一部分の周囲を取り囲む金属板（導電体）１０とを備え、金属板１０と誘電体８との間に、空洞共振器３０が形成されて、構成される。この際、空洞共振器３０の半径は、モジュール筐体３に収容されるマイクロ波増幅器１から出力される基本信号の所望の抑制すべき高調波（例えば、２倍波）の自由空間伝搬波長の１／４波長の大きさを有すると良い。また、空洞共振器３０は誘電体が充填されていても良く、この場合は、誘電体伝搬波長の空洞共振器３０の半径は、モジュール筐体３に収容されるマイクロ波増幅器１から出力される基本信号の所望の抑制すべき高調波（例えば、２倍波）の、誘電体を伝搬する実効波長の１／４波長の大きさとするのが良い。
【００２２】
また、パッケージを構成するモジュール筐体３と、内導体９、外導体７、および内導体９と外導体７の間に配置された誘電体８から成り、誘電体８の一端部が外導体７から突出し、突出した誘電体８がモジュール筐体内外を貫通する同軸コネクタ２０と、外導体７から突出した誘電体８の一部分が貫通して、モジュール筐体外部に取り付けられた金属板（導電板）１０とを備え、金属板１０とモジュール筐体外壁との間に、空洞を成す掘り込み１１が形成されても良い。
【００２３】
このような構成により、高周波モジュールのパッケージに設けた出力側同軸コネクタの接合部において、高調波に共振する半径が１／４λ程度の円盤状の空洞共振器を設けることにより、高周波モジュールのパッケージ空間内で導波管モードとして伝播する高調波信号を反射させ、高周波モジュールのパッケージ外部へ漏洩する高調波信号を抑圧することができる。
【００２４】
なお、上記説明では、モジュール筐体の同軸コネクタに共振器を設けた構造について説明したが、同軸コネクタの形状についてはこれに限ることはなく、同軸コネクタの内導体および外導体を、多層誘電体基板の内部に一体的に構成しても良く、また同軸コネクタと共振器とを多層誘電体基板により一体的に構成ていも良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による高周波モジュールの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による空洞共振器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  マイクロ波増幅器（半導体素子）、２  高周波抑圧回路、３  モジュール筐体（パッケージ）、４  カバー（蓋体）、１０  金属板（導電体）、１１  掘り込み（空洞）、２０  同軸コネクタ、３０  空洞共振器。
【図１】
2009252794.tif 000003
【図２】
2009252794.tif 000004