JP3633593B2

JP3633593B2 - High frequency circuit and shielded loop type magnetic field detector using the high frequency circuit

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Publication number: JP3633593B2
Application number: JP2002215794A
Authority: JP
Inventors: 尚哉玉置; 則夫増田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2003114265A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリップ線路を含む高周波回路に関し、特に、ストリップ線路のシールド性能を強化して周囲電磁ノイズの影響やクロストーク等の電磁的な干渉を抑制する構造、及び該ストリップ線路構造を用いた磁界検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波回路においては、複数の回路素子及び回路素子間を接続する伝送線路等の相互間で電磁波の干渉が発生して、回路の特性劣化を招く可能性があるため、不要な電磁波を放射しやすい回路や外来電磁波の影響を受けやすい回路に関しては、金属の筐体やプリント回路基板の金属パターンを利用して電磁気的にシールドするなどの対策が種々行われている。
【０００３】
また、伝送路のシールド性を高めるために、金属ストリップが表層に露出しているマイクロストリップ線路を、金属ストリップを内層として上下のグランド層で挟んでいるトリプレートのストリップ線路に変更することもある。このトリプレートストリップ線路への変更によって、少なくとも実装された回路素子からの直接の電磁放射や外来電磁波の影響を抑えることができ、回路全体の特性劣化を抑制することに寄与する。
【０００４】
ただし、トリプレートストリップ線路と雖もシールド性能は完全ではなく、例えば、同じ層に形成された隣接するストリップ線路相互間のクロストーク等の問題もあり、その場合には、図１１に示されているように内導体２００１を取り囲むように内導体２００１の両側において上下のグランド２００２をヴィア２００３で電気的に接続し、このヴィアを伝送路方向に複数設けて、隣接するストリップ線路とのアイソレーションを高めるなどの対策が施されることもある。
【０００５】
トリプレートストリップ線路は、マイクロストリップ線路に比べ回路素子を実装する場合には不利であるものの、回路素子間が離れていて比較的長い距離を結ばなければならない場合には、このシールド性の高いトリプレートストリップ線路を適用することが有用である。したがって、実装回路の近傍ではマイクロストリップ線路を用い、比較的長い回路間接続の場合にはトリプレートストリップ線路を用いることが有用である。
【０００６】
また、一つの多層回路基板等で構成された高周波回路モジュールを、別離している他の多層回路基板等で構成された高周波回路モジュールに接続する場合には、互いの送受信端子間に同軸線路などのシールド性の高い伝送路を用いることが多い。
【０００７】
図１２は、同軸線路を、多層回路基板に形成された前述のストリップ線路に接続する最も簡単な方法を示している。
【０００８】
多層回路基板２１００における内導体２１０１を二つのグランド２１０２で挟んだトリプレートストリップ線路２１０３において、内導体２１０１をヴィア２１０４を経由して、最上層２１０５に設けられた一定の面積を持つパッド２１０６に導き、そのパッド２１０６に同軸線路２１０７の中心導体２１０８を半田２１０９等の手段によって電気的に接続している。また、ストリップ線路２１０３のグランド２１０２をヴィア２１１０を経由して、最上層に設けられたパッド２１１１に導き、そのパッド２１１１に同軸線路２１０７の外導体２１１２を半田２１１３等の手段によって電気的に接続している。
【０００９】
また、このようなトリプレートのストリップ線路を用いて構成したシールディドループ型磁界検出器に関する発明が特許出願されている（特願平１０−３４６０３０号）。上記特許出願明細書に開示されているトリプレートのストリップ線路を用いたシールディドループ型磁界検出器の例を図１３に示す。
【００１０】
図１３において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板２２０１の露出していない一つの層に内導体２２０２が形成され、その内導体の上下に絶縁体を挟んでグランド２２０３が形成され、トリプレートのストリップ線路２２０４を構成している。上側のグランドの上及び下側のグランドの下には、その一方または両方に基板の強度を高めるために絶縁体を設ける場合もある。
【００１１】
左端からのびる直線状のストリップ線路がリード部２２０５であり、右側で直角に曲がって方形に形成している部分がループ部２２０６である。ループ部２２０６の終端２２０７は、ストリップ線路２２０４のグランド２２０３に短絡している。ループ部２２０６は、右端に空隙２２０８を設けており、方形のループ開口部２２０９を形成している。
【００１２】
また、内導体２２０２をループ部の第１の半周部２２１０に設けており、グランドの空隙２２０８を横切った後にヴィア２２１１を介して第２の半周部２２１２におけるグランドの端部と電気的に接続している。
【００１３】
以上の構成により、ループ開口部２２０９を鎖交する磁界によって生じた出力がストリップ線路モードとしてリード部２２０５の左端に伝搬する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、トリプレート型のストリップ線路は、内導体が上下のグランド層で挟まれているため、上下方向ではグランド層によりそのシールド性能が高いが、横方向は解放状態であるためにシールド性能は高くなく、回路素子相互間を接続するストリップ線路として用いた場合でも、その電磁気的にシールドは完全ではない。そのため、ストリップ線路の内導体に対するシールド性能を高めるためには、上下のグランド層を広くすることが従来は有効と考えられてきた。
【００１５】
また、図１１に示されているように、内導体の両側において内導体を取り囲むように上下のグランド間をヴィア接続して、隣接するストリップ線路とのアイソレーションを高めることにより、同じ層に形成された隣接するストリップ線路相互間のクロストーク等の問題をある程度解決することができるが、それでもヴィア近傍での電磁界の乱れが存在する場合には、互いに電磁気的干渉が発生するという問題があり、隣接するストリップ線路とのアイソレーションは必ずしも十分ではなかった。
【００１６】
また、図１２に示されているように、ストリップ線路と同軸線路を接続した場合、同軸線路の中心導体２１０８が露出しているために、その近傍に搭載された回路素子や配線等から発せられる電磁界の影響を受けやすい。さらに、外部からの作用によって基板の撓みや同軸線路へのストレスがある場合には、半田や金属パターンの剥離等が生じ、電気的な接続状態が劣化するという問題があった。
【００１７】
また、図１３に示されているような従来のストリップ線路構成のシールディドループ型磁界検出器の右側にＰＣＢを配置し、この磁界検出器によりＰＣＢ配線の近傍磁界を検出する場合、ＰＣＢ近傍、特に多数の回路素子が搭載され高密度配線化されたＰＣＢ近傍の電磁界は一様ではなく非常に乱れていることが多いので、そのような乱れた電磁界中にこの磁界検出器を配置した場合には、いくらシールディドループ構造であるとは言っても目的とする磁界のみを検出することは困難である。
【００１８】
さらに、ストリップ線路の内導体の上下方向はグランドがあるためシールド性能が高いが、横方向は解放となっているためシールド性能が低い。そこにＰＣＢ近傍のような乱れた電磁界が存在する場合には、目的とする磁界以外の不要な電磁界を検出してしまい、計測精度が劣化するという問題があった。
【００１９】
本発明の目的は、ストリップ線路を含む高周波回路において、特にストリップ線路のシールド性能を強化して周囲電磁ノイズの影響やクロストーク等の電磁的な干渉を抑制することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、上記シールド性能を強化したストリップ線路を用いてシールディドループ型磁界検出器を構成することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波回路は、多層回路基板に形成されたトリプレートのストリップ線路が、内導体を挟む二つのグランドのパターン幅を内導体のパターン幅よりも広い有限の幅とし、またグランドの幅方向の両端において二つのグランドをヴィア等を介して短絡し、そのヴィアをストリップ線路の伝送方向となる長手方向に複数設け、したがってヴィアを含む断面において一つの内導体がそれを挟む二つのグランドと両側のヴィアで囲まれて構成されていることを特徴とする。
【００２２】
その結果、隣接するストリップ線路とグランド電流が干渉せず、電磁的な干渉も抑制され、シールド性能が向上する。例えば、従来の多層回路基板で多く見られたベタの電源やグランドを共振器として発生する多層回路基板全体に渡って発生する共振現象が抑制できる。
【００２３】
また、本発明の高周波回路は、上記トリプレートのストリップ線路を含むストリップ線路と同軸線路との電気的な接続に関して、同軸線路の先端に露出している中心導体を、ストリップ線路を形成している多層回路基板の最上層にあるストリップ線路の内導体に電気的に接続しているヴィアのスルーホールに挿入して半田付け等によって電気的に接続し、また同軸線路の先端付近に露出している外導体を、ストリップ線路のグランドに電気的に接続しているパッド等の金属パターンに半田付け等によって電気的に接続したことを特徴とする。
【００２４】
その結果、ストリップ線路と同軸線路の接続不良を低減することができ、また同軸線路の中心導体とストリップ線路の内導体を直接接続した状態に近いため、高周波特性に優れ、広帯域に渡って整合性の高い接続が達成できる。
【００２５】
また、本発明の高周波回路は、上記トリプレートのストリップ線路を含むストリップ線路と同軸線路との電気的な接続において、多層回路基板の最上層に設けたグランドパターンとともに露出している同軸線路の中心導体をシールドする金属筐体を、ストリップ線路のグランド及び同軸線路の外導体に密着して半田付け等により電気的に接続し、かつ前記金属筐体を多層基板の両面からボルトとナットで固定したことを特徴とする。
【００２６】
その結果、露出している同軸線路の中心導体の周囲が導体で囲まれるためシールド性能が向上する。また機械的に強固になり、多層回路基板や同軸線路へのストレスに対しても安定した接続状態を保つことができる。
【００２７】
本発明のシールディドループ型磁界検出器は、トリプレートストリップ線路により構成したシールディドループ型磁界検出器のリード部あるいはループ部のストリップ線路を、本発明の上記ストリップ線路によって構成したことを特徴とする。
【００２８】
その結果、ループ部で検出した磁界による出力がストリップ線路モードとしてリード部に伝搬する際に、ストリップ線路のシールド性能が向上しているために伝搬するモードの漏洩及び周囲ノイズの影響が抑制される。
【００２９】
また、複雑な電磁界分布を示す測定対象物に磁界検出部であるループを接近した場合にも、ループ部のシールド性能が向上しているために、目的とする磁界以外の不要な電磁界成分の影響を抑制し、信頼性の高い磁界計測が可能になる。
【００３０】
また、本発明のシールディドループ型磁界検出器は、上記のシールディドループ型磁界検出器において、さらに内導体を有しないループ半周部に、対向する二つのグランドパターンの幅方向の中央に前記二つのグランドを電気的に短絡するヴィアを形成し、前記ヴィアを前記ループ半周部に渡って複数設けたことを特徴とする。
【００３１】
その結果、ループ部で検出した磁界による出力がストリップ線路モードとしてリード部に伝搬するが、ストリップ線路のシールド性能が向上しているために伝搬するモードの漏洩及び周囲ノイズの影響を抑制することに寄与する。また、複雑な電磁界分布を示す測定対象物に磁界検出部であるループを接近した場合にも、ループ部のシールド性能が向上しているために、目的とする磁界以外の不要な電磁界成分の影響を抑制し、信頼性の高い磁界計測が可能になるとともに、さらに、内導体を有しないループ半周部の二つのグランドの幅方向の両端及び中央をヴィアで接続して短絡することでグランドのインピーダンスが低下して信頼性の高い磁界計測が可能になる。また、測定対象物からの不要な電磁界が二つのグランドの間に入り込み、不要モードを生じさせて特性を劣化させることを抑制する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す高周波回路の分解斜示図である。図１において、層数が少なくとも３層の多層回路基板の露出していない一つの層にストリップ線路の内導体１０１を形成し、その内導体１０１の上下に絶縁体を挟んでグランド１０２を形成して、トリプレートのストリップ線路１０３を構成している。
【００３３】
内導体１０１は、一定の幅を持つ細い金属線あるいは金属膜であり、内導体１０１の上下に形成される二つのグランド１０２は、内導体１０１よりも１０倍以下程度の有限の幅を持った金属パターンによって構成されている。この二つのグランド１０２は同一の幅を有する。しかし、従来の高周波回路のようにプリント回路基板全体、または隣接するストリップ線路１０４や高周波回路等の伝送路と共有されることはない。
【００３４】
同様に、隣接するストリップ線路の内導体１０５も一定の幅を持つ細い金属線あるいは金属膜であり、内導体１０５の上下に形成される二つのグランド１０６は内導体１０５よりも１０倍以下程度の有限の幅を持った金属パターンによって構成され、また、二つのグランド１０６は同一の幅を有している。
【００３５】
これによって、隣接するストリップ線路１０３と１０４のグランド電流は互いに干渉せず、電磁的な干渉も抑制され、シールド性能が向上する。例えば、従来の多層回路基板で多く見られたベタの電源やグランドを共振器として発生する多層回路基板全体に渡って発生する共振現象が抑制できる。
【００３６】
このように、ストリップ線路のグランド１０２を以上述べたような有限の幅にした上で、さらにシールド性能を高めるために、有限な幅を持つふたつのグランドの幅方向の両端部をヴィア１０７によって電気的に短絡している。このヴィア１０７はグランド１０２の幅方向の両端部において、ストリップ線路１０３の伝送方向である長手方向に複数形成してある。ヴィア１０７の横方向の位置については、ヴィアの環状部のすべてまたは一部がグランドパターンと導通していればよいが、内導体１０１を中心として対称の位置に設けることが望ましい。
【００３７】
ヴィア１０７の長手方向の位置については、隣り合うヴィア１０８とのピッチが伝送信号波長の１／６以下であることが望ましい。このように隣接するストリップ線路がアイソレーションを高めるためのヴィアをそれぞれ独立に設けることによって、電磁的干渉が抑制されてシールド性能が向上する。
【００３８】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す高周波回路の分解斜示図であり、本発明の第１実施の形態におけるストリップ線路と、同軸線路との接続構造に関するものである。
【００３９】
図２において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板２００の露出していない一つの層に内導体２０１を形成し、その内導体２０１の上下に絶縁体を挟んでグランド２０２を形成し、トリプレートのストリップ線路２０３を構成している。
【００４０】
内層にある内導体２０１の長手方向の一端をヴィア２０４で経由して、最上層２０５に導き、その最上層２０５に形成しているパッド２０６に電気的に接続している。同様に、ストリップ線路２０３の下側のグランド２０７の長手方向の一端をヴィア２０８で経由して、上側のグランド２０９、つまり最上層２０５に導いて二つのグランドを電気的に接続している。さらに、内導体２０１のシールド性能を高めるために、内導体２０１のヴィア２０４を囲むように複数のヴィア２０８を設けている。
【００４１】
一方、同軸線路２１０は、長手方向の先端において中心導体２１１のみを残して外導体及び絶縁体を適当な長さだけ削除している。同軸線路２１０としては、例えばセミリジッド同軸ケーブルを使用している。この同軸線路２１０を多層回路基板の最上層２０５に平行に置いている。同軸線路２１０の中心導体２１１の先端を丸みを持って曲げて、ストリップ線路の内導体２０１と導通するために設けたヴィア２０４のスルーホールに挿入し、半田付け２１２等の手段によってパッド２０６に電気的に接続している。
【００４２】
なお、この場合、半田２１２をスルーホールに流し込むようにするとより良い電気的接続が得られる。また、同軸線路２１０の外導体２１３は、半田付け２１４等の手段によって多層回路基板の最上層におけるグランドに電気的に接続される。これによって接続不良を減少させることができ、また同軸線路２１０の中心導体２１１とストリップ線路の内導体２０１を直接接続した状態に近いため、高周波特性に優れ、広帯域に渡って整合性の高い接続が達成できる。
【００４３】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す高周波回路の分解斜示図であり、本発明の第１実施の形態におけるストリップ線路と、同軸線路との接続構造に関するものである。
【００４４】
この実施の形態では、層数が４層以上の多層回路基板３００の露出していない一つの層に内導体３０１を形成し、その内導体３０１の上下に絶縁体を挟んでグランド３０２を形成することにより、トリプレートのストリップ線路３０３を構成している。
【００４５】
内層にある内導体３０１の長手方向の一端をヴィア３０４で経由して、最上層３０５に導き、その最上層３０５に形成しているパッド３０６に接続している。同様に、内層にあるグランド３０２の長手方向の一端をヴィア３０７で経由して、最上層３０５に導き、その最上層３０５に形成しているパッド３０８に接続している。さらに、内導体３０１のシールドを高めるために、内導体３０１のヴィア３０４を囲むように複数のヴィア３０７を設けている。
【００４６】
この実施の形態は、多層回路基板の最上層３０５とストリップ線路における上側のグランド３０９を形成している層が同一の層ではなく、それらの間に別の層がある場合である。一方、同軸線路３１０は長手方向の一端において、中心導体３１１のみを残して外導体及び絶縁体を適当な長さだけ削除している。同軸線路３１０としては、例えばセミリジッド同軸ケーブルを使用している。この同軸線路３１０を、多層回路基板の最上層３０５に平行に置いている。
【００４７】
同軸線路３１０の一端の中心導体３１１を丸みを持って曲げて、ストリップ線路の内導体３０１と導通するために設けたヴィア３０４に挿入し、半田付け３１２等の手段によってパッド３０６に電気的に接続している。なお、この場合に半田３１２をスルーホールに流し込むようにするとより良い電気的接続が得られる。また、同軸線路３１０の外導体３１３は、半田付け３１４等の手段によって多層回路基板の最上層３０５におけるグランド用のパッド３０８に電気的に接続している。
【００４８】
図４は、本発明の第４の実施の形態を示す高周波回路の分解斜示図であり、本発明の第２実施の形態において、露出している同軸線路の中心導体のシールド強化を図ったものである。
【００４９】
この実施の形態では、第２の実施の形態におけるストリップ線路と同軸線路の接続構造において、さらにシールド性能を高めるために、半田接続可能な金属筐体または半田接続可能な金属でメッキ等の表面被膜を有する筐体（以下、金属筐体と称す）４０１でストリップ線路と同軸線路の接続部を覆っている。金属筐体４０１としては、例えば銅製の筐体が用いられる。
【００５０】
ストリップ線路４０２が形成された多層回路基板４０３と同軸線路４０４の接続部を、角形に加工された金属筐体４０１で覆い、同軸線路４０４を押さえつけるようにして同軸線路４０４の両側の少なくとも２カ所をボルト４０５とナット４０６で多層回路基板４０３に固定する。金属筐体４０１と多層回路基板４０３のパッド４０７の接触面は平行になっており、良好な密着性を持っている。
【００５１】
さらに、金属筐体４０１は半田４０８付け等の手段によって、中心導体４０９を取り囲むようにパッド４０７に電気的に接続してもよい。金属筐体４０１は同軸線路４０４に電気的に接触するようなサイズ及び構造であり、半田付け等の手段によって両者を電気的に接続することが望ましい。図４では金属筐体４０１が角形となっているが、同軸線路４０４との密着性を高めるために円弧型にできればさらにシールド性能は向上する。
【００５２】
図５は、本発明の第５の実施の形態を示す高周波回路の分解斜示図であり、本発明の第３実施の形態において、露出している同軸線路の中心導体のシールド強化を図ったものであって、基本的構成は、上記第４の実施の形態と同様である。
【００５３】
ストリップ線路５０２が形成された多層回路基板５０３と同軸線路５０４の接続部を、金属筐体５０１で覆い、同軸線路５０４を押さえつけるようにして同軸線路５０４の両側の少なくとも２カ所をボルト５０５とナット５０６で多層回路基板５０３に固定する。金属筐体５０１と多層回路基板５０３のパッド５０７の接触面は平行になっており、良好な密着性を持っている。
【００５４】
金属筐体５０１は半田付け５０８等の手段によって、中心導体５０９を取り囲むようにパッド５０７に電気的に接続してもよい。また、金属筐体５０１は同軸線路５０４に電気的に接触するようなサイズ及び構造であり、半田付け等の手段によって両者を電気的に接続することが望ましい。図では金属筐体５０１が角形となっているが、同軸線路との密着性を高めるために円弧型にできればさらにシールド性能は向上する。
【００５５】
図６は、本発明の第６の実施の形態を示すシールディドループ型磁界センサの分解斜示図であり、本発明の第１の実施の形態によるストリップ線路構造を採用することにより、シールド性能の向上を図ったものである。
【００５６】
図６において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板６０１の露出していない一つの層に内導体６０２が形成され、その内導体の上下に絶縁体を挟んでグランド６０３が形成されて、トリプレートのストリップ線路６０４を構成している。上側のグランドの上及び下側のグランドの下のうちの一方、または両方に基板の強度を高めるために絶縁体を設ける場合もある。
【００５７】
左端からのびる直線状のストリップ線路がリード部６０５であり、右側で直角に曲がって方形に形成している部分がループ部６０６である。ループ部６０６の終端６０７はストリップ線路６０４のグランド６０３に短絡している。リード部６０５の二つのグランド６０３は、その幅方向の両端でヴィア６０８を介して短絡しており、このヴィア６０８は、リード部６０５の長手方向に沿って複数設けられている。
【００５８】
ループ部６０６は、右端に空隙６０９が設けられた方形のループ開口部６１０を形成している。また内導体６０２は、ループ部６０６の第１の半周部６１１に設けられており、グランド６０３の空隙６０９を横切った後にヴィア６１２を介して第２の半周部６１３におけるグランドの端部と電気的に接続している。
【００５９】
以上の構成により、ループ開口部６１０を鎖交する磁界によって生じた出力はストリップ線路モードとしてリード部６０５を経由して左端に伝搬するが、本実施の形態によれば、リード部６０５からのストリップ線路モードの漏洩、及びリード部６０５から侵入する周囲ノイズの影響が抑制され、信頼性の高い磁界計測が可能となる。
【００６０】
図７は、本発明の第７の実施の形態を示すシールディドループ型磁界センサの分解斜示図であり、本発明の第１の実施の形態によるストリップ線路構造をリード部及びループ部の第１の半周部にまで延長して適用することにより、シールド性能のより一層の向上を図ったものである。
【００６１】
図７において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板７０１の露出していない一つの層に内導体７０２が形成され、その内導体の上下に絶縁体を挟んでグランド７０３が形成され、トリプレートのストリップ線路７０４を構成している。上側のグランドの上及び下側のグランドの下には、そのうちの一方または両方に基板の強度を高めるために絶縁体を設ける場合もある。
【００６２】
左端からのびる直線状のストリップ線路がリード部７０５であり、右側で直角に曲がって方形に形成している部分がループ部７０６である。ループ部７０６の終端７０７はストリップ線路７０４のグランド７０３に短絡している。リード部７０５及びループ部７０６の第１の半周部７１１を構成しているストリップ線路の二つのグランド７０３は、その幅方向の両端でヴィア７０８を介して短絡しており、そのヴィア７０８を長手方向に沿って複数設けている。
【００６３】
ループ部７０６は右端に空隙７０９を設けており、方形のループ開口部７１０を形成している。また内導体７０２をループ部の第１の半周部７１１に設けており、グランドの空隙７０９を横切った後にヴィア７１２を介して第２の半周部７１３におけるグランドの端部と電気的に接続している。以上の構成により、ループ開口部７１０を鎖交する磁界によって生じた出力はストリップ線路モードとしてリード部７０５を経由して左端に伝搬する。
【００６４】
本実施の形態によれば、ループ部の第１の半周部７１１及びリード部７０５からのストリップ線路モードの漏洩、あるいはループ部の第１の半周部７１１及びリード部７０５から侵入する周囲ノイズの影響が抑制され、より信頼性の高い磁界計測が可能となる。
【００６５】
図８は、本発明の第８の実施の形態を示すシールディドループ型磁界センサの分解斜示図であり、本発明の第１の実施の形態によるストリップ線路構造を、リード部及びループ部の第１の半周部にまで延長して適用するとともに、ループ部の第２の半周部にも適用することにより、シールド性能のより一層の向上を図ったものである。
【００６６】
図８において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板８０１の露出していない一つの層に内導体８０２が形成され、その内導体の上下に絶縁体を挟んでグランド８０３が形成され、トリプレートのストリップ線路８０４を構成している。上側のグランドの上及び下側のグランドの下には、そのうちの一方または両方に基板の強度を高めるために絶縁体を設ける場合もある。
【００６７】
左端からのびる直線状のストリップ線路がリード部８０５であり、右側で直角に曲がって方形に形成している部分がループ部８０６である。ループ部８０６の終端８０７はストリップ線路８０４のグランド８０３に短絡している。リード部８０５及びループ部８０６の第１の半周部８０８を構成しているストリップ線路の二つのグランド８０３は、その幅方向の両端でヴィア８０９を介して短絡しており、そのヴィア８０９を長手方向に沿って複数設けている。
【００６８】
また、ループ部８０６の第２の半周部８１０の二つのグランドにおける幅方向の両端もヴィア８１１を介して短絡している。ループ部８０６は右端に空隙８１２を設けており、方形のループ開口部８１３を形成している。また内導体８０２をループ部８０６の第１の半周部８０８に設けており、グランドの空隙８１２を横切った後にヴィア８１４を介して第２の半周部８１０におけるグランドの端部と電気的に接続している。以上の構成により、ループ開口部８１３を鎖交する磁界によって生じた出力がストリップ線路モードとして左端に伝搬する。
【００６９】
本実施の形態によれば、ストリップ線路からのストリップ線路モードの漏洩、及びストリップ線路から侵入する周囲ノイズの影響が抑制され、より信頼性の高い磁界計測が可能となる。また、例えば磁界検出器の右側に複雑な放射電磁界を有する磁界発生源があり、磁界検出器が磁界発生源に接近した場合には、不要な電磁界の影響を抑えて目的とする磁界成分のみを検出することができ、信頼性の高い磁界計測が可能となる。
【００７０】
さらに、本実施の形態によれば、内導体を有しない第２のループ半周部８１０の両端でヴィア８１１を介して二つのグランドが短絡されているので、グランドのインピーダンスが低くなって安定した磁界計測ができる。また不要な電磁界が二つのグランドの間に入り込み、不要なモードが生じることによる特性の劣化を抑制することができる。
【００７１】
図９は、本発明の第９の実施の形態を示すシールディドループ型磁界センサの分解斜示図であり、本発明の第１の実施の形態によるストリップ線路構造を、リード部とループ部の第１及び第２の半周部を含めて適用することにより、シールド性能のより一層の向上を図ったものである。
【００７２】
図９において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板９０１の露出していない一つの層に内導体９０２が形成され、その内導体の上下に絶縁体を挟んでグランド９０３が形成され、トリプレートのストリップ線路９０４を構成している。上側のグランドの上及び下側のグランドの下には、そのうちの一方または両方に基板の強度を高めるために絶縁体を設ける場合もある。左端からのびる直線状のストリップ線路がリード部９０５であり、右側で直角に曲がって方形に形成している部分がループ部９０６である。
【００７３】
ループ部９０６の終端９０７はストリップ線路９０４のグランド９０３に短絡している。リード部９０５の二つのグランド９０３は、その幅方向の両端でヴィア９０８を介して短絡しており、そのヴィア９０８を長手方向に複数設けている。また、ループ部９０６の第１の半周部９０９及び第２の半周部９１０の二つのグランドにおける幅方向の両端もヴィア９１１を介して短絡している。
【００７４】
ループ部９０６は右端に空隙９１２を設けており、方形のループ開口部９１３を形成している。また内導体９０２をループ部の第１の半周部９０９に設けており、グランドの空隙９１２を横切った後にヴィア９１４を介して第２の半周部９１０におけるグランドの端部と電気的に接続している。以上の構成により、ループ開口部９１３を鎖交する磁界によって生じた出力がストリップ線路モードとして左端に伝搬する。
【００７５】
本実施の形態によれば、ストリップ線路からのストリップ線路モードの漏洩、及びストリップ線路から侵入する周囲ノイズの影響が抑制され、信頼性の高い磁界計測が可能となる。また、例えば磁界検出器の右側に複雑な放射電磁界を有する磁界発生源があり、磁界検出器が磁界発生源に接近した場合には、不要な電磁界の影響を抑えて目的とする磁界成分のみを検出することができ、信頼性の高い磁界計測が可能となる。
【００７６】
さらに、内導体を有しない第２のループ半周部９１０の両端でヴィア９１１を介して二つのグランドを短絡することで、グランドのインピーダンスが低くなって安定した磁界計測ができる。また不要な電磁界が二つのグランドの間に入り込み、不要なモードを生じさせて特性を劣化させることを抑制する。
【００７７】
図１０は、本発明の第１０の実施の形態を示すシールディドループ型磁界センサの分解斜示図であり、本発明の第１の実施の形態によるストリップ線路構造を、リード部とループ部の第１及び第２の半周部を含めて適用するとともに、内導体を有しないループ部の第２の半周部の幅方向の中央もヴィアを介して短絡することにより、シールド性能のより一層の向上を図ったものである。なお、この構造は第６〜第９の実施の形態に適用可能であるが、ここでは、第９の実施の形態に適用した場合について説明する。
【００７８】
図１０において、層数が少なくとも３層以上の多層回路基板１００１の露出していない一つの層に内導体１００２が形成され、その内導体の上下に絶縁体を挟んでグランド１００３が形成され、トリプレートのストリップ線路１００４を構成している。上側のグランドの上及び下側のグランドの下には、そのうちの一方または両方に基板の強度を高めるために絶縁体を設ける場合もある。
【００７９】
左端からのびる直線状のストリップ線路がリード部１００５であり、右側で直角に曲がって方形に形成している部分がループ部１００６である。ループ部１００６の終端１００７はストリップ線路１００４のグランド１００３に短絡している。リード部１００６の二つのグランド１００３は、その幅方向の両端でヴィア１００８を介して短絡しており、そのヴィア１００８を長手方向に複数設けている。
【００８０】
また、ループ部の第１の半周部１００９及び第２の半周部１０１０の二つのグランドにおける幅方向の両端もヴィア１０１１を介して短絡し、長手方向に複数設けている。さらに、ループ部１００６の内導体を有しない第２の半周部１０１０の二つのグランドにおける幅方向の中央もヴィア１０１２を介して短絡するとともに、該ヴィアを長手方向に複数設けている。
【００８１】
ループ部１００６は、右端に空隙１０１３を設けており、方形のループ開口部１０１４を形成している。また内導体１００２をループ部１００６の第１の半周部１００９に設けており、グランドの空隙１０１３を横切った後にヴィア１０１５を介して第２の半周部１０１０におけるグランドの端部と電気的に接続している。以上の構成により、ループ開口部１０１４を鎖交する磁界によって生じた出力がストリップ線路モードとして左端に伝搬する。
【００８２】
本実施の形態によれば、ストリップ線路からのストリップ線路モードの漏洩、及びストリップ線路から侵入する周囲ノイズの影響が抑制され、信頼性の高い磁界計測が可能となる。また、例えば磁界検出器の右側に複雑な放射電磁界を有する磁界発生源があり、磁界検出器が磁界発生源に接近した場合には、不要な電磁界の影響を抑えて目的とする磁界成分のみを検出することができ、信頼性の高い磁界計測が可能となる。
【００８３】
さらに、内導体を有しない第２のループ半周部１０１０の両端及び中央でヴィア１０１１、１０１２を介して二つのグランドを短絡することで、グランドのインピーダンスが低くなって安定した磁界計測ができる。また不要な電磁界が二つのグランドの間に入り込み、不要なモードが生じることによる特性の劣化を抑制することができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、トリプレートのストリップ線路におけるシールド性能を高めることができ、ストリップ線路と隣接する回路素子または他のストリップ線路との相互間に生じる電磁的干渉、および周囲の電磁ノイズの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図９】本発明の第９の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態を示す分解斜示図である。
【図１１】従来例を示す分解斜示図である。
【図１２】従来例を示す分解斜示図である。
【図１３】従来例を示す分解斜示図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１，６０２，７０２，８０２，９０２，１００２，２００１，２１０１，２２０２内導体
１０２，２０２，３０２，６０３，７０３，８０３，９０３，１００３，２００２，２１０２，２２０３グランド
１０３，２０３，３０３，４０２，５０２，６０４，７０４，８０４，９０４，１００４，２１０３，２２０４ストリップ線路
１０４隣接線路
１０５隣接線路の内導体
１０６隣接線路のグランド
１０７，２０４，２０８，３０４，３０７，６０８，６１２，７０８，７１２，８０９，８１１，８１１，８１４，９０８，９１１，９１４，１００８，１０１１，１０１２，１０１５，２００３，２１０４，２１１０，２２０９ヴィア
１０８隣接するヴィア
２０５，３０５，２１０５最上層
２０６，２０９，３０６，３０８，４０７，５０７，２１０６，２１１１パッド
２０７下側のグランド
２１０，３１０，４０４，５０４，２１０７同軸線路
２１１，３１１，４０９，５０９，２１０８中心導体
２１２，２１４，３１２，３１４，４０８，５０８，２１０９，２１１３半田
２１３，３１３，２１１２外導体
３０９上側のグランド
４０１，５０１金属筐体
４０３，５０３，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，２２０１多層回路基板
４０５，５０５ボルト
４０６，５０６ナット
６０５，７０５，８０５，９０５，１００５リード部
６０６，７０６，８０６，９０６，１００６ループ部
６０７，７０７，８０７，９０７，１００７終端
６０９，７０９，８１２，９１２，１０１３，２２０６空隙
６１０，７１０，８１３，９１３，１０１４，２２０７ループ開口部
６１１，７１１，８０８，９０９，１００９，２２０８第１のループ半周部
６１３，７１３，８１０，９１０，１０１０第２のループ半周部
２２０５直線状線路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency circuit including a strip line, and in particular, a structure for enhancing the shielding performance of the strip line to suppress the influence of ambient electromagnetic noise and electromagnetic interference such as crosstalk, and the strip line structure. The present invention relates to a magnetic field detector.
[0002]
[Prior art]
In a high-frequency circuit, interference of electromagnetic waves may occur between a plurality of circuit elements and transmission lines connecting the circuit elements, which may cause deterioration of circuit characteristics. As for circuits and circuits that are easily affected by external electromagnetic waves, various countermeasures such as electromagnetic shielding using a metal casing or a metal pattern of a printed circuit board have been taken.
[0003]
In addition, in order to improve the shielding performance of the transmission line, the microstrip line with the metal strip exposed on the surface layer may be changed to a triplate strip line sandwiched between the upper and lower ground layers with the metal strip as an inner layer. . By changing to the triplate strip line, at least the influence of the direct electromagnetic radiation from the mounted circuit element and the external electromagnetic wave can be suppressed, which contributes to suppressing the characteristic deterioration of the entire circuit.
[0004]
However, the shielding performance of the triplate strip line and the shield is not perfect. For example, there is a problem such as crosstalk between adjacent strip lines formed in the same layer. In that case, as shown in FIG. The upper and lower grounds 2002 are electrically connected by vias 2003 on both sides of the inner conductor 2001 so as to surround the inner conductor 2001, and a plurality of vias are provided in the transmission line direction to isolate the adjacent strip lines from each other. Measures such as raising it may be taken.
[0005]
Although the triplate strip line is disadvantageous when circuit elements are mounted compared to the microstrip line, when the circuit elements are separated from each other and a relatively long distance needs to be connected, the triplate strip line is highly shielded. It is useful to apply a plate strip line. Therefore, it is useful to use a microstrip line in the vicinity of the mounting circuit, and to use a triplate strip line for a relatively long circuit connection.
[0006]
In addition, when connecting a high-frequency circuit module composed of one multilayer circuit board or the like to a high-frequency circuit module composed of another multilayer circuit board or the like separated from each other, a coaxial line or the like is used between the transmission / reception terminals. Often, a high-shielding transmission line is used.
[0007]
FIG. 12 shows the simplest method of connecting a coaxial line to the aforementioned strip line formed on a multilayer circuit board.
[0008]
In the triplate strip line 2103 in which the inner conductor 2101 in the multilayer circuit board 2100 is sandwiched between two grounds 2102, the inner conductor 2101 is led to a pad 2106 having a certain area provided on the uppermost layer 2105 via the via 2104. The center conductor 2108 of the coaxial line 2107 is electrically connected to the pad 2106 by means such as solder 2109. Further, the ground 2102 of the strip line 2103 is led to the pad 2111 provided in the uppermost layer via the via 2110, and the outer conductor 2112 of the coaxial line 2107 is electrically connected to the pad 2111 by means such as solder 2113. ing.
[0009]
Further, a patent application has been filed for an invention related to a shielded loop type magnetic field detector constructed using such a strip line of a triplate (Japanese Patent Application No. 10-346030). FIG. 13 shows an example of a shielded loop type magnetic field detector using a triplate strip line disclosed in the above patent application specification.
[0010]
In FIG. 13, an inner conductor 2202 is formed on one unexposed layer of a multilayer circuit board 2201 having at least three layers, and a ground 2203 is formed above and below the inner conductor with an insulator interposed therebetween. A plate stripline 2204 is formed. An insulator may be provided on one or both of the upper ground and the lower ground to increase the strength of the substrate.
[0011]
A straight strip line extending from the left end is a lead portion 2205, and a portion bent at a right angle on the right side and formed into a square is a loop portion 2206. The end 2207 of the loop portion 2206 is short-circuited to the ground 2203 of the strip line 2204. The loop portion 2206 is provided with a gap 2208 at the right end to form a square loop opening 2209.
[0012]
Further, the inner conductor 2202 is provided in the first half-circumferential portion 2210 of the loop portion, and is electrically connected to the end of the ground in the second semi-circular portion 2212 through the via 2211 after traversing the ground gap 2208. ing.
[0013]
With the above configuration, the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening 2209 propagates to the left end of the lead portion 2205 as a stripline mode.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the triplate strip line has an inner conductor sandwiched between the upper and lower ground layers, so the shield performance is high in the vertical direction due to the ground layer, but the horizontal direction is open, so the shield is The performance is not high, and even when used as a strip line connecting circuit elements, the shield is not perfect electromagnetically. For this reason, it has been conventionally considered effective to widen the upper and lower ground layers in order to improve the shielding performance against the inner conductor of the strip line.
[0015]
In addition, as shown in FIG. 11, the upper and lower grounds are connected via vias so as to surround the inner conductor on both sides of the inner conductor, thereby improving isolation from adjacent strip lines, thereby forming the same layer. The problem of crosstalk between adjacent strip lines can be solved to some extent, but there is still a problem that electromagnetic interference occurs with each other when electromagnetic field disturbance exists in the vicinity of the via. The isolation between adjacent strip lines was not always sufficient.
[0016]
Further, as shown in FIG. 12, when the strip line and the coaxial line are connected, the central conductor 2108 of the coaxial line is exposed, so that it is emitted from a circuit element or wiring mounted in the vicinity thereof. Susceptible to electromagnetic fields. Furthermore, when there is bending of the substrate or stress on the coaxial line due to an external action, there is a problem that the solder or metal pattern is peeled off and the electrical connection state is deteriorated.
[0017]
Further, when a PCB is arranged on the right side of a shielded loop type magnetic field detector having a conventional stripline configuration as shown in FIG. 13 and a magnetic field near the PCB wiring is detected by this magnetic field detector, In particular, the electromagnetic field in the vicinity of a PCB on which a large number of circuit elements are mounted and densely wired is not uniform and is often very disturbed. Therefore, the magnetic field detector is arranged in such a disturbed electromagnetic field. In some cases, it is difficult to detect only the target magnetic field, even though the shielded loop structure is used.
[0018]
Furthermore, the shielding performance is high because the vertical direction of the inner conductor of the strip line is grounded, but the shielding performance is low because the lateral direction is open. When there is a turbulent electromagnetic field such as the vicinity of the PCB, an unnecessary electromagnetic field other than the target magnetic field is detected, and there is a problem that measurement accuracy deteriorates.
[0019]
An object of the present invention is to enhance the shielding performance of a strip line, particularly in a high-frequency circuit including a strip line, to suppress the influence of ambient electromagnetic noise and electromagnetic interference such as crosstalk.
[0020]
Another object of the present invention is to constitute a shielded loop type magnetic field detector using a strip line with enhanced shielding performance.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In the high-frequency circuit of the present invention, the strip line of the triplate formed on the multilayer circuit board has a finite width wider than the pattern width of the inner conductor, and the width direction of the two grounds sandwiching the inner conductor Two grounds are short-circuited at both ends of the via vias, etc., and a plurality of vias are provided in the longitudinal direction as the transmission direction of the strip line, and therefore, in the cross section including the via, one inner conductor sandwiches the two grounds and both sides It is characterized by being surrounded by vias.
[0022]
As a result, the adjacent strip line does not interfere with the ground current, electromagnetic interference is suppressed, and the shielding performance is improved. For example, it is possible to suppress the resonance phenomenon that occurs over the entire multilayer circuit board, which is often found in conventional multilayer circuit boards, and generates a solid power supply or ground as a resonator.
[0023]
Further, in the high frequency circuit of the present invention, the strip conductor is formed with the central conductor exposed at the tip of the coaxial line with respect to the electrical connection between the strip line including the strip line of the triplate and the coaxial line. Inserted into the through hole of the via that is electrically connected to the inner conductor of the strip line on the uppermost layer of the multilayer circuit board, electrically connected by soldering etc., and exposed near the end of the coaxial line The outer conductor is electrically connected to a metal pattern such as a pad electrically connected to the ground of the strip line by soldering or the like.
[0024]
As a result, it is possible to reduce poor connection between the strip line and the coaxial line, and because it is close to the state where the central conductor of the coaxial line and the inner conductor of the strip line are directly connected, it has excellent high frequency characteristics and consistency over a wide band. High connection can be achieved.
[0025]
The high-frequency circuit according to the present invention provides a center of the coaxial line exposed together with the ground pattern provided on the uppermost layer of the multilayer circuit board in electrical connection between the strip line including the strip line of the triplate and the coaxial line. A metal casing that shields the conductor is in close contact with the ground of the strip line and the outer conductor of the coaxial line and is electrically connected by soldering or the like, and the metal casing is fixed with bolts and nuts from both sides of the multilayer board. It is characterized by that.
[0026]
As a result, since the periphery of the exposed central conductor of the coaxial line is surrounded by the conductor, the shielding performance is improved. Moreover, it becomes mechanically strong and can maintain a stable connection state against stress on the multilayer circuit board and the coaxial line.
[0027]
The shielded loop type magnetic field detector of the present invention is characterized in that the strip line of the lead part or the loop part of the shielded loop type magnetic field detector configured by a triplate strip line is configured by the strip line of the present invention. To do.
[0028]
As a result, when the output from the magnetic field detected in the loop part propagates to the lead part as the strip line mode, the shielding performance of the strip line is improved, so the influence of the propagation mode leakage and ambient noise is suppressed. .
[0029]
In addition, even when a loop that is a magnetic field detection unit approaches a measurement object that exhibits a complex electromagnetic field distribution, the shielding performance of the loop unit is improved, so unnecessary electromagnetic field components other than the target magnetic field This makes it possible to measure the magnetic field with high reliability.
[0030]
Further, the shielded loop magnetic field detector of the present invention is the above shielded loop magnetic field detector, further comprising the two above-described two center patterns in the center in the width direction of the two ground patterns opposed to the half circumference of the loop having no inner conductor. A via that electrically short-circuits two grounds is formed, and a plurality of the vias are provided over the half circumference of the loop.
[0031]
As a result, the output by the magnetic field detected in the loop part propagates to the lead part as the stripline mode, but the shield performance of the stripline is improved, so that the influence of the propagation mode leakage and ambient noise is suppressed. Contribute. In addition, even when a loop that is a magnetic field detection unit approaches a measurement object that exhibits a complex electromagnetic field distribution, the shielding performance of the loop unit is improved, so unnecessary electromagnetic field components other than the target magnetic field It is possible to measure the magnetic field with high reliability and to make a short circuit by connecting the both ends and the center of the two grounds in the width direction of the loop half circumference that do not have an inner conductor with vias. Thus, the magnetic field can be measured with high reliability. Further, it is possible to suppress unnecessary electromagnetic fields from the measurement object from entering between the two grounds and causing unnecessary modes to deteriorate the characteristics.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an exploded perspective view of a high-frequency circuit showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a stripline inner conductor 101 is formed on one unexposed layer of a multilayer circuit board having at least three layers, and a ground 102 is formed above and below the inner conductor 101 with an insulator interposed therebetween. Thus, a strip line 103 of a triplate is configured.
[0033]
The inner conductor 101 is a thin metal wire or metal film having a certain width, and the two grounds 102 formed above and below the inner conductor 101 have a finite width of about 10 times or less than the inner conductor 101. It is comprised by the metal pattern. The two grounds 102 have the same width. However, unlike the conventional high-frequency circuit, it is not shared with the entire printed circuit board or with a transmission line such as the adjacent strip line 104 or high-frequency circuit.
[0034]
Similarly, the inner conductors 105 of adjacent striplines are also thin metal wires or metal films having a certain width, and the two grounds 106 formed above and below the inner conductor 105 are about 10 times less than the inner conductor 105. It is constituted by a metal pattern having a finite width, and the two grounds 106 have the same width.
[0035]
As a result, the ground currents of the adjacent strip lines 103 and 104 do not interfere with each other, electromagnetic interference is also suppressed, and the shielding performance is improved. For example, it is possible to suppress the resonance phenomenon that occurs over the entire multilayer circuit board, which is often found in conventional multilayer circuit boards, and generates a solid power supply or ground as a resonator.
[0036]
In this way, after the strip line ground 102 has a finite width as described above, both ends in the width direction of two grounds having a finite width are electrically connected by vias 107 in order to further improve the shielding performance. Is short-circuited. A plurality of vias 107 are formed at both ends in the width direction of the ground 102 in the longitudinal direction, which is the transmission direction of the strip line 103. As for the position of the via 107 in the lateral direction, all or part of the annular portion of the via may be electrically connected to the ground pattern, but it is desirable to provide the via 107 at a symmetrical position with the inner conductor 101 as the center.
[0037]
Regarding the position of the via 107 in the longitudinal direction, it is desirable that the pitch with the adjacent via 108 is 1/6 or less of the transmission signal wavelength. As described above, vias for increasing the isolation of the adjacent strip lines are provided independently, so that electromagnetic interference is suppressed and shield performance is improved.
[0038]
FIG. 2 is an exploded perspective view of a high-frequency circuit showing a second embodiment of the present invention, and relates to a connection structure between a strip line and a coaxial line in the first embodiment of the present invention.
[0039]
In FIG. 2, an inner conductor 201 is formed on one unexposed layer of the multilayer circuit board 200 having at least three layers, and a ground 202 is formed above and below the inner conductor 201 with an insulator interposed therebetween. A triplate stripline 203 is formed.
[0040]
One end of the inner conductor 201 in the inner layer in the longitudinal direction is led to the uppermost layer 205 via the via 204 and electrically connected to the pad 206 formed on the uppermost layer 205. Similarly, one end in the longitudinal direction of the ground 207 on the lower side of the strip line 203 is led to the upper ground 209, that is, the uppermost layer 205 via the via 208 to electrically connect the two grounds. Further, in order to improve the shielding performance of the inner conductor 201, a plurality of vias 208 are provided so as to surround the via 204 of the inner conductor 201.
[0041]
On the other hand, in the coaxial line 210, the outer conductor and the insulator are deleted by an appropriate length while leaving only the center conductor 211 at the end in the longitudinal direction. For example, a semi-rigid coaxial cable is used as the coaxial line 210. The coaxial line 210 is placed in parallel with the uppermost layer 205 of the multilayer circuit board. The end of the center conductor 211 of the coaxial line 210 is bent with a round shape and inserted into a through hole of the via 204 provided to be electrically connected to the inner conductor 201 of the strip line, and the pad 206 is electrically connected to the pad 206 by means of soldering 212 or the like. Connected.
[0042]
In this case, better electrical connection can be obtained by flowing the solder 212 into the through hole. The outer conductor 213 of the coaxial line 210 is electrically connected to the ground on the uppermost layer of the multilayer circuit board by means such as soldering 214. As a result, connection failures can be reduced, and since the central conductor 211 of the coaxial line 210 and the inner conductor 201 of the strip line are close to the direct connection state, the connection is excellent in high-frequency characteristics and highly consistent over a wide band. Can be achieved.
[0043]
FIG. 3 is an exploded perspective view of a high-frequency circuit showing a third embodiment of the present invention, and relates to a connection structure between a strip line and a coaxial line in the first embodiment of the present invention.
[0044]
In this embodiment, the inner conductor 301 is formed on one unexposed layer of the multilayer circuit board 300 having four or more layers, and the ground 302 is formed above and below the inner conductor 301 with an insulator interposed therebetween. Thus, the strip line 303 of the triplate is configured.
[0045]
One end of the inner conductor 301 in the inner layer in the longitudinal direction is led to the uppermost layer 305 via the via 304 and connected to the pad 306 formed in the uppermost layer 305. Similarly, one end in the longitudinal direction of the ground 302 in the inner layer is led to the uppermost layer 305 via the via 307 and connected to the pad 308 formed in the uppermost layer 305. Further, in order to enhance the shield of the inner conductor 301, a plurality of vias 307 are provided so as to surround the via 304 of the inner conductor 301.
[0046]
In this embodiment, the uppermost layer 305 of the multilayer circuit board and the layer forming the upper ground 309 in the strip line are not the same layer, but there is another layer between them. On the other hand, in the coaxial line 310, the outer conductor and the insulator are deleted by an appropriate length, leaving only the center conductor 311 at one end in the longitudinal direction. For example, a semi-rigid coaxial cable is used as the coaxial line 310. The coaxial line 310 is placed in parallel with the uppermost layer 305 of the multilayer circuit board.
[0047]
The central conductor 311 at one end of the coaxial line 310 is bent with a round shape, inserted into a via 304 provided to conduct with the inner conductor 301 of the strip line, and electrically connected to the pad 306 by means of soldering 312 or the like. doing. In this case, better electrical connection can be obtained by flowing the solder 312 into the through hole. The outer conductor 313 of the coaxial line 310 is electrically connected to the ground pad 308 in the uppermost layer 305 of the multilayer circuit board by means such as soldering 314.
[0048]
FIG. 4 is an exploded perspective view of a high-frequency circuit showing a fourth embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, the shield of the exposed central conductor of the coaxial line is reinforced. Is.
[0049]
In this embodiment, in the connection structure between the strip line and the coaxial line in the second embodiment, in order to further improve the shielding performance, a metal housing that can be soldered or a surface coating such as plating with a metal that can be soldered A connecting portion between the strip line and the coaxial line is covered with a housing 401 (hereinafter, referred to as a metal housing) having a. As the metal casing 401, for example, a copper casing is used.
[0050]
A connecting portion between the multilayer circuit board 403 on which the strip line 402 is formed and the coaxial line 404 is covered with a metal housing 401 processed into a square shape, and at least two places on both sides of the coaxial line 404 are pressed so as to press the coaxial line 404. The multi-layer circuit board 403 is fixed with bolts 405 and nuts 406. The contact surfaces of the metal housing 401 and the pads 407 of the multilayer circuit board 403 are parallel to each other and have good adhesion.
[0051]
Further, the metal casing 401 may be electrically connected to the pad 407 so as to surround the central conductor 409 by means such as soldering 408. The metal housing 401 is sized and structured to be in electrical contact with the coaxial line 404, and it is desirable to electrically connect both by means of soldering or the like. In FIG. 4, the metal casing 401 has a square shape, but if it can be formed into an arc shape in order to improve the adhesion with the coaxial line 404, the shielding performance is further improved.
[0052]
FIG. 5 is an exploded perspective view of a high-frequency circuit showing a fifth embodiment of the present invention. In the third embodiment of the present invention, the shield of the exposed central conductor of the coaxial line is reinforced. The basic configuration is the same as that of the fourth embodiment.
[0053]
A connection part between the multilayer circuit board 503 on which the strip line 502 is formed and the coaxial line 504 is covered with a metal casing 501, and the coaxial line 504 is pressed down so that at least two places on both sides of the coaxial line 504 are bolts 505 and nuts 506. To be fixed to the multilayer circuit board 503. The contact surfaces of the metal casing 501 and the pads 507 of the multilayer circuit board 503 are parallel to each other and have good adhesion.
[0054]
The metal casing 501 may be electrically connected to the pad 507 so as to surround the center conductor 509 by means such as soldering 508. The metal casing 501 is sized and structured so as to be in electrical contact with the coaxial line 504, and it is desirable that the two are electrically connected by means such as soldering. In the figure, the metal casing 501 has a square shape, but if it can be formed into an arc shape in order to improve the adhesion to the coaxial line, the shielding performance is further improved.
[0055]
FIG. 6 is an exploded perspective view of a shielded loop type magnetic field sensor showing a sixth embodiment of the present invention. By adopting the stripline structure according to the first embodiment of the present invention, shielding performance is shown. It is intended to improve.
[0056]
In FIG. 6, the inner conductor 602 is formed on one unexposed layer of the multilayer circuit board 601 having at least three layers, and a ground 603 is formed above and below the inner conductor with an insulator interposed therebetween. A triplate strip line 604 is formed. An insulator may be provided to increase the strength of the substrate on one or both of the upper ground and the lower ground.
[0057]
A straight strip line extending from the left end is a lead portion 605, and a portion bent at a right angle on the right side and formed into a square is a loop portion 606. The end 607 of the loop portion 606 is short-circuited to the ground 603 of the strip line 604. The two grounds 603 of the lead part 605 are short-circuited at both ends in the width direction via vias 608, and a plurality of vias 608 are provided along the longitudinal direction of the lead part 605.
[0058]
The loop portion 606 forms a square loop opening 610 provided with a gap 609 at the right end. The inner conductor 602 is provided in the first half-circular portion 611 of the loop portion 606, and is electrically connected to the end of the ground in the second half-circular portion 613 via the via 612 after crossing the gap 609 of the ground 603. Connected to.
[0059]
With the above configuration, the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening 610 propagates to the left end via the lead portion 605 as a stripline mode, but according to the present embodiment, the strip from the lead portion 605 The influence of leakage in the line mode and ambient noise entering from the lead portion 605 is suppressed, and highly reliable magnetic field measurement becomes possible.
[0060]
FIG. 7 is an exploded perspective view of a shielded loop type magnetic field sensor showing a seventh embodiment of the present invention. The stripline structure according to the first embodiment of the present invention has a lead portion and a loop portion. The shield performance is further improved by extending to 1 half circumference and applying.
[0061]
In FIG. 7, an inner conductor 702 is formed on one unexposed layer of a multilayer circuit board 701 having at least three layers, and a ground 703 is formed above and below the inner conductor with an insulator interposed therebetween. A plate strip line 704 is formed. An insulator may be provided on one or both of the upper ground and the lower ground to increase the strength of the substrate.
[0062]
A straight strip line extending from the left end is a lead portion 705, and a portion bent at a right angle on the right side and formed into a square is a loop portion 706. The end 707 of the loop portion 706 is short-circuited to the ground 703 of the strip line 704. The two grounds 703 of the strip line constituting the first half circumference 711 of the lead part 705 and the loop part 706 are short-circuited via the vias 708 at both ends in the width direction, and the vias 708 are longitudinally connected. A plurality are provided along.
[0063]
The loop portion 706 is provided with a gap 709 at the right end to form a square loop opening 710. Further, the inner conductor 702 is provided in the first half circumference 711 of the loop portion, and is electrically connected to the end of the ground in the second half circumference 713 through the via 712 after traversing the ground gap 709. Yes. With the above configuration, the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening 710 propagates to the left end via the lead portion 705 as a stripline mode.
[0064]
According to the present embodiment, stripline mode leakage from the first half-circular portion 711 and the lead portion 705 of the loop portion or the influence of ambient noise entering from the first half-circular portion 711 and the lead portion 705 of the loop portion. Is suppressed, and more reliable magnetic field measurement becomes possible.
[0065]
FIG. 8 is an exploded perspective view of a shielded loop type magnetic field sensor showing an eighth embodiment of the present invention. The stripline structure according to the first embodiment of the present invention includes a lead portion and a loop portion. While extending to the first half-circumference part and applying to the second half-circumference part of the loop part, the shield performance is further improved.
[0066]
In FIG. 8, an inner conductor 802 is formed on one unexposed layer of a multilayer circuit board 801 having at least three layers, and a ground 803 is formed above and below the inner conductor with an insulator interposed therebetween. A plate strip line 804 is formed. An insulator may be provided on one or both of the upper ground and the lower ground to increase the strength of the substrate.
[0067]
A straight strip line extending from the left end is a lead portion 805, and a portion bent at a right angle on the right side and formed into a square is a loop portion 806. The end 807 of the loop portion 806 is short-circuited to the ground 803 of the strip line 804. The two grounds 803 of the strip line constituting the first half-circumferential portion 808 of the lead portion 805 and the loop portion 806 are short-circuited via the vias 809 at both ends in the width direction, and the vias 809 are arranged in the longitudinal direction. A plurality are provided along.
[0068]
In addition, both ends in the width direction of the two grounds of the second half-circumferential portion 810 of the loop portion 806 are also short-circuited via the vias 811. The loop portion 806 is provided with a gap 812 at the right end to form a square loop opening 813. Further, an inner conductor 802 is provided in the first half circumference 808 of the loop portion 806, and is electrically connected to the end of the ground in the second half circumference 810 via the via 814 after crossing the ground gap 812. ing. With the above configuration, the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening 813 propagates to the left end as the stripline mode.
[0069]
According to the present embodiment, the influence of stripline mode leakage from the stripline and ambient noise entering from the stripline is suppressed, and more reliable magnetic field measurement is possible. In addition, for example, when there is a magnetic field generation source having a complicated radiated electromagnetic field on the right side of the magnetic field detector, and the magnetic field detector approaches the magnetic field generation source, the target magnetic field component is suppressed by suppressing the influence of the unnecessary electromagnetic field. It is possible to detect only the magnetic field, and it is possible to perform highly reliable magnetic field measurement.
[0070]
Furthermore, according to the present embodiment, since the two grounds are short-circuited via the vias 811 at both ends of the second loop half-circular portion 810 having no inner conductor, the impedance of the ground is lowered and a stable magnetic field is obtained. Can measure. In addition, it is possible to suppress deterioration of characteristics due to an unnecessary electromagnetic field entering between the two grounds and generating an unnecessary mode.
[0071]
FIG. 9 is an exploded perspective view of a shielded loop type magnetic field sensor showing a ninth embodiment of the present invention. The stripline structure according to the first embodiment of the present invention includes a lead portion and a loop portion. By applying it including the first and second half-circumferential parts, the shield performance is further improved.
[0072]
In FIG. 9, an inner conductor 902 is formed on one unexposed layer of a multilayer circuit board 901 having at least three layers, and a ground 903 is formed above and below the inner conductor with an insulator interposed therebetween. A plate strip line 904 is formed. An insulator may be provided on one or both of the upper ground and the lower ground to increase the strength of the substrate. A straight strip line extending from the left end is a lead portion 905, and a portion bent at a right angle on the right side and formed into a square is a loop portion 906.
[0073]
The end 907 of the loop portion 906 is short-circuited to the ground 903 of the strip line 904. The two grounds 903 of the lead portion 905 are short-circuited via vias 908 at both ends in the width direction, and a plurality of vias 908 are provided in the longitudinal direction. Further, both ends in the width direction of the two grounds of the first half-circumferential portion 909 and the second half-circular portion 910 of the loop portion 906 are also short-circuited via the via 911.
[0074]
The loop portion 906 is provided with a gap 912 at the right end to form a square loop opening 913. Further, the inner conductor 902 is provided in the first half-circumferential portion 909 of the loop portion, and is electrically connected to the end of the ground in the second half-peripheral portion 910 through the via 914 after traversing the ground gap 912. Yes. With the above configuration, the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening 913 propagates to the left end as the stripline mode.
[0075]
According to the present embodiment, the influence of stripline mode leakage from the stripline and ambient noise entering from the stripline is suppressed, and highly reliable magnetic field measurement is possible. In addition, for example, when there is a magnetic field generation source having a complicated radiated electromagnetic field on the right side of the magnetic field detector, and the magnetic field detector approaches the magnetic field generation source, the target magnetic field component is suppressed by suppressing the influence of the unnecessary electromagnetic field. It is possible to detect only the magnetic field, and it is possible to perform highly reliable magnetic field measurement.
[0076]
Furthermore, by short-circuiting the two grounds via the vias 911 at both ends of the second loop half-circular portion 910 that does not have an inner conductor, the impedance of the ground is lowered and stable magnetic field measurement can be performed. In addition, an unnecessary electromagnetic field enters between the two grounds, and an unnecessary mode is prevented from deteriorating characteristics.
[0077]
FIG. 10 is an exploded perspective view of a shielded loop type magnetic field sensor showing a tenth embodiment of the present invention. The stripline structure according to the first embodiment of the present invention includes a lead portion and a loop portion. Applying including the first and second semi-circular portions, and further shorting the center in the width direction of the second semi-circular portion of the loop portion having no inner conductor through the via, further improving the shielding performance. Is intended. This structure is applicable to the sixth to ninth embodiments, but here, a case where it is applied to the ninth embodiment will be described.
[0078]
In FIG. 10, an inner conductor 1002 is formed on one unexposed layer of a multilayer circuit board 1001 having at least three layers, and a ground 1003 is formed above and below the inner conductor with an insulator interposed therebetween. A plate strip line 1004 is formed. An insulator may be provided on one or both of the upper ground and the lower ground to increase the strength of the substrate.
[0079]
A straight strip line extending from the left end is the lead portion 1005, and a portion bent at a right angle on the right side and formed into a square is a loop portion 1006. The end 1007 of the loop portion 1006 is short-circuited to the ground 1003 of the strip line 1004. The two grounds 1003 of the lead part 1006 are short-circuited at both ends in the width direction via vias 1008, and a plurality of vias 1008 are provided in the longitudinal direction.
[0080]
In addition, both ends in the width direction of the two grounds of the first half-peripheral part 1009 and the second half-peripheral part 1010 of the loop part are also short-circuited via the via 1011, and a plurality of them are provided in the longitudinal direction. Furthermore, the center in the width direction of the two grounds of the second half-circumferential portion 1010 having no inner conductor of the loop portion 1006 is also short-circuited via the via 1012, and a plurality of vias are provided in the longitudinal direction.
[0081]
The loop portion 1006 is provided with a gap 1013 at the right end to form a square loop opening 1014. In addition, an inner conductor 1002 is provided in the first half-circumferential portion 1009 of the loop portion 1006 and is electrically connected to the end of the ground in the second half-peripheral portion 1010 through the via 1015 after traversing the ground gap 1013. ing. With the above configuration, the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening 1014 propagates to the left end as the stripline mode.
[0082]
According to the present embodiment, the influence of stripline mode leakage from the stripline and ambient noise entering from the stripline is suppressed, and highly reliable magnetic field measurement is possible. In addition, for example, when there is a magnetic field generation source having a complicated radiated electromagnetic field on the right side of the magnetic field detector and the magnetic field detector approaches the magnetic field generation source, the target magnetic field component is suppressed by suppressing the influence of the unnecessary electromagnetic field. It is possible to detect only the magnetic field, and it is possible to measure the magnetic field with high reliability.
[0083]
Furthermore, by short-circuiting the two grounds via the vias 1011 and 1012 at both ends and the center of the second loop half-circumferential portion 1010 having no inner conductor, the impedance of the ground is lowered, and stable magnetic field measurement can be performed. In addition, it is possible to suppress deterioration of characteristics due to an unnecessary electromagnetic field entering between the two grounds and generating an unnecessary mode.
[0084]
【The invention's effect】
According to the present invention, the shielding performance of the strip line of the triplate can be improved, and the influence of electromagnetic interference generated between the strip line and adjacent circuit elements or other strip lines, and the influence of surrounding electromagnetic noise can be reduced. Can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a conventional example.
FIG. 12 is an exploded perspective view showing a conventional example.
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301, 602, 702, 802, 902, 1002, 2001, 2101, 2022 Inner conductor
102, 202, 302, 603, 703, 803, 903, 1003, 2002, 2102, 2203 Ground
103, 203, 303, 402, 502, 604, 704, 804, 904, 1004, 2103, 2204 Strip line
104 Adjacent track
105 Inner conductor of adjacent line
106 Ground of adjacent track
107, 204, 208, 304, 307, 608, 612, 708, 712, 809, 811, 811, 814, 908, 911, 914, 1008, 1011, 1012, 1015, 2003, 2104, 2110, 2209 Via
108 Adjacent via
205, 305, 2105 Top layer
206, 209, 306, 308, 407, 507, 2106, 2111 pads
207 Lower ground
210, 310, 404, 504, 2107 Coaxial line
211, 311, 409, 509, 2108 Central conductor
212, 214, 312, 314, 408, 508, 2109, 2113 Solder
213, 313, 2112 Outer conductor
309 Upper ground
401,501 Metal enclosure
403,503,601,701,801,901,1001,201 multilayer circuit board
405, 505 volts
406, 506 nut
605, 705, 805, 905, 1005 Lead part
606,706,806,906,1006 loop part
607, 707, 807, 907, 1007 Termination
609, 709, 812, 912, 1013, 2206
610, 710, 813, 913, 1014, 2207 Loop opening
611,711,808,909,1009,2208 1st loop half circumference part
613, 713, 810, 910, 1010 Second loop half circumference
2205 Straight line

Claims

A lead portion constituted by a strip line of a triplate composed of an inner conductor formed on one unexposed layer of the multilayer circuit board and two grounds sandwiching an insulator above and below the inner conductor; The ground having a loop opening having a gap at the tip thereof, and the first loop half-periphery of the loop opening and a position crossing the gap, and vias after crossing the gap The loop opening having the inner conductor electrically connected to the end of the ground in the second loop half circumference of the loop opening, and the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening. In a shielded loop magnetic field detector that propagates to the lead portion as a stripline mode,
The strip line of the lead part includes the inner conductor, the two grounds having a finite width that is wider than the pattern width of the inner conductor along the inner conductor, and sandwiching the inner conductor, and the strip line A plurality of vias that are provided along the longitudinal direction serving as a transmission direction and that short-circuit the two grounds at both ends in the width direction of the ground, and the inner conductor sandwiches the cross section including the vias. The two grounds and the vias provided on both sides of the ground are enclosed ,
The first loop half circumference of the loop opening is formed from the inner conductor and the two grounds having a finite width along the inner conductor and wider than the pattern width of the inner conductor and sandwiching the inner conductor. Thus, a via that short-circuits the two grounds at the center in the width direction of the two grounds having a finite width extends across the second loop half periphery. A plurality of shielded loop type magnetic field detectors.

2. The shielded loop magnetic field detector according to claim 1, wherein both ends of the two grounds in the width direction of the loop opening are short-circuited by vias, and a plurality of vias are provided along the periphery of the ground. .

A lead portion constituted by a strip line of a triplate composed of an inner conductor formed on one unexposed layer of the multilayer circuit board and two grounds sandwiching an insulator above and below the inner conductor; The ground having a loop opening having a gap at the tip thereof, and the first loop half-periphery of the loop opening and a position crossing the gap, and vias after crossing the gap The loop opening having the inner conductor electrically connected to the end of the ground in the second loop half circumference of the loop opening, and the output generated by the magnetic field interlinking the loop opening. In a shielded loop magnetic field detector that propagates to the lead portion as a stripline mode,
The strip line of the lead part and the first loop half circumference part has the finite width wider than the pattern width of the inner conductor along the inner conductor and the inner conductor, and sandwiches the inner conductor. In a cross section including two vias and a plurality of vias that are provided along the longitudinal direction as the transmission direction of the strip line and that short-circuit the two grounds at both ends in the width direction of the ground. The inner conductor is surrounded by the two grounds sandwiching it and the vias provided on both sides of the ground ,
A plurality of vias that short-circuit the two grounds at the center in the width direction of the two grounds having the finite width are provided in the second loop half-circumference part having no inner conductor over the second loop half-circumference part. A shielded loop magnetic field detector characterized by being provided .

The both ends in the width direction of the two grounds in the second loop half circumference portion having no inner conductor are short-circuited by vias, and a plurality of the vias are provided along the periphery of the loop of the ground. Item 4. A shielded loop magnetic field detector according to item 3.

The shielded loop type according to any one of claims 1 to 4 , wherein a pattern width of two grounds sandwiching the inner conductor is a finite width of about 10 times or less of a pattern width of the inner conductor. Magnetic field detector.

6. The shielded loop magnetic field detector according to claim 1, wherein a pitch interval in the longitudinal direction of the vias is 1/6 or less of a transmission signal wavelength .