DE60209401T2

DE60209401T2 - Übertragungsleitung, integrierte Schaltung und Sender-Empfänger

Info

Publication number: DE60209401T2
Application number: DE60209401T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Sado Murata Manufacturing Co. Nagaokakyo-shi Yamashita; Ltd. Toshiro Murata Manufacturing Co. Nagaokakyo-shi Hiratsuka; Ltd. Atsushi Murata Manufacturing Co. Nagaokakyo-shi Saitoh; Ltd. Takeshi Murata Manufacturing Co. Nagaokakyo-shi Okano
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: DE60209401D1; EP1263078A2; US20020175784A1; EP1263078B1; JP2002353708A; EP1263078A3; US6614332B2; JP3531624B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Übertragungsleitung, die in einem dielektrischen Substrat gebildet ist, eine integrierte Schaltung, die das dielektrische Substrat aufweist, und ein Sende-/Empfangsgerät, wie z. B. eine Radarvorrichtung oder eine Kommunikationsvorrichtung, das die integrierte Schaltung umfasst.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Beispiele für Wellenleiter-Typ-Übertragungsleitungen, die mit dielektrischen Substraten integriert sind, sind in (1) der japanischen ungeprüften Patenanmeldung Veröffentlichungsnummer 6-53711 und (2) der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 10-75108 offenbart.
Gemäß (1) weist ein dielektrisches Substrat zwei oder mehr Leiterschichten und eine Mehrzahl leitfähiger Durchgangslöcher auf, die in zwei Linien ausgerichtet sind, und die die Leiterschichten verbinden. Der Abschnitt zwischen den beiden Leiterschichten und zwischen den beiden Linien von Durchgangslöchern fungiert als ein Wellenleiter (mit Isolatormaterial gefüllter Wellenleiter). In einer Leitung eines dielektrischen Wellenleiters und einem Verdrahtungssubstrat gemäß (2) sind zusätzlich zu dem Aufbau aus (1) Unter-Leiterschichten zwischen zwei Hauptleiterschichten und an beiden äußeren Seiten von Durchgangslöchern gebildet, derart, dass die Unter-Leiterschichten elektrisch mit den Durchgangslöchern verbunden sind.
Eine Oberflächenelektrodenschaltung ist auf den Leiterschichten des dielektrischen Substrats und auf einem dielektrischen Film, der auf den Leiterschichten gebildet ist, gebildet, so dass die Oberflächenelektrodenschaltung mit der Übertragungsleitung an einer Mehrzahl von Punkten gekoppelt ist. Durch ein Befestigen von Elektronikkomponenten auf der Oberflächenelektrodenschaltung wird eine integrierte Schaltung konfiguriert, in der die Leitung des dielektrischen Wellenleiters als ein Übertragungspfad von Eingangs-/Ausgangseinheiten fungiert.
Bei sowohl (1) als auch (2) ist der einzige Strompfad, der als eine Wand entlang der Richtung fungiert, die senkrecht zu dem Wellenleiter ist (und senkrecht zu der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats), jedoch durch die Durchgangslöcher oder Durchkontaktierungslöcher gebildet. Entsprechend konzentriert sich ein Strom an den Durchgangslöchern oder den Durchkontaktierungslöchern und so nimmt ein Leiterverlust nachteilig zu. Ferner fließt aufgrund der Durchgangslöcher oder der Durchkontaktierungslöcher, die in der Richtung gebildet sind, die senkrecht zu der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats ist, ein Strom nur in der Richtung, die senkrecht zu der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats ist, und nicht in einer schrägen Richtung. In diesem Fall können keine geeigneten Übertragungscharakteristika erhalten werden, verglichen mit einem üblichen Wellenleiter oder einem mit Isolatormaterial gefüllten Wellenleiter.
Außerdem kann, da ein Signal direkt von einem Abschnitt des dielektrischen Wellenleiters, der als eine Eingangseinheit fungiert, zu einem Abschnitt des dielektrischen Wellenleiters übertragen wird, der als eine Ausgangseinheit fungiert, die Oberflächenelektrodenschaltung nicht das nötige Signal empfangen. Entsprechend können Schaltungselemente, die an der Oberflächenelektrodenschaltung befestigt sind, nicht die erforderlichen Ausgangscharakteristika erhalten.
Ferner stört das Signal, dass direkt von der Eingangseinheit zu der Ausgangseinheit übertragen wird, ein Ausgangssignal von der Oberflächenelektrodenschaltung und so können keine Übertragungscharakteristika, die geeignet für eine integrierte Schaltung sind, erhalten werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Wellenleiter-Typ-Übertragungsleitung bereitzustellen, die verbesserte Übertragungscharakteristika aufweist, wobei die Übertragungsleitung in einem dielektrischen Substrat gebildet ist, dessen Hauptoberfläche mit einer Elektrodenschaltung zum Anbringen von Elektronikkomponenten, um integriert zu sein, versehen ist, und auf eine integrierte Schaltung und einen Sender-Empfänger, der die Übertragungsleitung umfasst, bereitzustellen.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist eine Dielektrischer-Wellenleiter-Typ-Übertragungsleitung gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Merkmale auf: ein dielektrisches Substrat; Vorsprünge, die in einer Linie, einer nach dem anderen, auf zumindest einer Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats vorgesehen sind; Elektroden, die auf beiden Hauptoberflächen des dielektrischen Substrats und auf den Außenoberflächen der Vorsprünge gebildet sind; eine Mehrzahl von Durchgangslöchern zum Verbinden der Elektroden, wobei die Mehrzahl von Durchgangslöchern entlang beider Seiten der Vorsprünge ausgerichtet ist; eine Unterbrechungseinheit zum Teilen der Übertragungsleitung in Übertragungsleitungssegmente, um ein Übertragungssignal zu unterbrechen; und eine Schaltung zum Koppeln der Übertragungsleitungssegmente, die durch die Unterbrechungseinheit getrennt sind, wobei die Schaltung auf der anderen Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats vorgesehen ist. Mit dieser Anordnung wird ein Signal, das durch die Übertragungsleitung getragen wird, auch durch die Schaltung gelei tet, die auf der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats vorgesehen ist, und ein Lecken des Signals zwischen den Vorsprüngen kann verhindert werden.
Außerdem könnte die Unterbrechungseinheit einen Vorsprung aufweisen, der eine vorbestimmte Länge und eine Höhe aufweist, die kleiner ist als die Höhe der Vorsprünge. Entsprechend überträgt die TE₁₀-Mode nicht zwischen den Übertragungsleitungssegmenten.
Außerdem könnte die Unterbrechungseinheit einen Vorsprung aufweisen, der eine vorbestimmte Länge und eine Breite aufweist, die schmaler ist als die Breite der Vorsprünge. Entsprechend überträgt die TE₁₀-Mode nicht zwischen den Übertragungsleitungssegmenten.
Die Übertragungsleitung könnte ferner andere Durchgangslöcher zum Verbinden der Elektroden aufweisen, wobei die anderen Durchgangslöcher in einem Bereich zum Unterbrechen des Übertragungssignals vorgesehen sind. Mit dieser Anordnung kann die Übertragung des Signals zwischen den Übertragungsleitungssegmenten wirksam unterdrückt werden.
Außerdem könnte einer der Vorsprünge an einem Übertragungsleitungssegment eine unterschiedliche Höhe von dem anderen Vorsprung an dem anderen Übertragungsleitungssegment aufweisen. Entsprechend kann ein Lecken des Signals, das von der Eingangsseite des Übertragungspfads zu der Ausgangsseite des Übertragungspfads übertragen wird, selbst dann unterdrückt werden, wenn die Frequenz des Signals, das in die Elektrodenschaltung eingegeben wird, die auf der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats gebildet ist, sich von der Frequenz des Signals unterscheidet, das aus der Elektrodenschaltung ausgegeben wird.
Ferner weist eine integrierte Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung die oben beschriebene Übertragungsleitung, Elektronikkomponenten, die an der anderen Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats befestigt sind, und eine Schaltung zum Verbinden der Elektronikkomponenten auf. Mit dieser Anordnung kann eine integrierte Schaltung mit hervorragenden Eingangs-/Ausgangscharakteristika und Übertragungscharakteristika erhalten werden.
Ferner weist ein Sender-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung eine der oben beschriebenen Übertragungsleitung und der integrierten Schaltung auf. Entsprechend kann ein Sender-Empfänger mit hervorragenden Übertragungscharakteristika bereitgestellt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zu Zwecken einer Darstellung der Erfindung ist in den Zeichnungen eine Form gezeigt, die gegenwärtig bevorzugt wird, wobei jedoch darauf verwiesen wird, dass die Erfindung nicht auf die genaue durch die Zeichnungen gezeigte Form eingeschränkt ist:
1A und 1B sind perspektivische Ansichten einer Übertragungsleitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ist eine Schnittansicht der Übertragungsleitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3A ist eine Tabelle, die Parameter der Übertragungsleitung zeigt, und 3B ist eine perspektivische Ansicht, die jeden Parameter anzeigt;
4 zeigt eine Trenncharakteristik einer Schaltung, die die Übertragungsleitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
7A und 7B sind perspektivische Ansichten einer Übertragungsleitung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Übertragungsleitung, die Schlitzleitungen als ihre Kopplungsleitungen anstelle von koplanaren Leitungen verwendet;
11 ist eine perspektivische Ansicht einer integrierten Schaltung, die ein dielektrisches Substrat umfasst, das mit einer Mehrzahl von Elektronikkomponenten versehen ist, betrachtet von der Seite der Befestigungsfläche der Elektronikkomponenten; und
12 zeigt eine Äquivalentschaltung der integrierten Schaltung aus 11.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
Im Folgenden wird die Konfiguration einer Übertragungsleitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf die 1A bis 4 beschrieben.
Die 1A und 1B sind perspektivische Ansichten der Übertragungsleitung, wobei 1A eine Unterseite zeigt und 1B eine Oberseite zeigt.
In den 1A und 1B sind ein dielektrisches Substrat 1, eine Unteroberflächenelektrode 2, eine Oberoberflächenelektrode 3, Durchgangslöcher 4, koplanare Leitungen 5, ein Schaltungselement 6, Vorsprünge 101 und ein unterbrochener Abschnitt 102 gezeigt.
Die Vorsprünge 101 erstrecken sich in einer Linie, einer nach dem anderen, in einer Richtung, die senkrecht zu dem Querschnitt ist, in einem Teil des dielektrischen Substrats 1, wobei sich der unterbrochene Abschnitt 102 zwischen denselben befindet. Die Unteroberflächenelektrode 2 ist auf einer Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats 1, das mit den Vorsprüngen 101 versehen ist, und auf den Außenoberflächen (Seitenoberflächen und obere Oberfläche) der Vorsprünge 101 gebildet. Die Oberoberflächenelektrode 3 ist auf im Wesentlichen der gesamten Fläche der Oberfläche gebildet, die gegenüber von der Unteroberflächenelektrode 2 ist. Ferner ist die Mehrzahl von Durchgangslöchern 4 zum Verbinden der Unteroberflächenelektrode 2 und der Oberoberflächenelektrode 3, die auf beiden Oberflächen des dielektrischen Substrats 1 gebildet sind, auf beiden Seiten der Vorsprünge 101 entlang der Richtung, in der sich die Vorsprünge 101 erstrecken, ausgerichtet. Hier beträgt die Breite jedes der Vorsprünge 101 1/2 oder weniger der Wellenlänge bei einer Betriebsfrequenz in dem dielektrischen Substrat 1 und die Höhe, d. h. die Entfernung von der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 zu der unteren Oberfläche der Vorsprünge 101, beträgt 1/2 oder mehr der Wellenlänge bei einer Betriebsfrequenz in dem dielektrischen Substrat 1.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration definiert die ausgerichtete Mehrzahl von Durchganglöchern 4 äquivalent eine Wand eines Übertragungspfads. Entsprechend breiten sich elektromagnetische Wellen in einer Mode, ähnlich der TE₁₀-Mode, aus, wobei zwei einander gegenüberliegende Seitenoberflächen der Vorsprünge 101 als H-Oberflächen definiert sind und die unteren Oberflächen der Vorsprünge 101 und die obere Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 als E-Oberflächen definiert sind. Die effektive Dicke des Übertragungspfad jedoch ist die Dicke des dielektrischen Substrats 1 an dem unterbrochenen Abschnitt 102, wo kein Vorsprung vorliegt. So nimmt an dem unterbrochenen Abschnitt 102 die Grenzfrequenz des Übertragungspfads zu und so werden die elektromagnetischen Wellen bei der Betriebsfrequenz abgeschnitten und breiten sich nicht aus.
Andererseits sind, wie in 1B gezeigt ist, die koplanaren Leitungen 5 auf der Oberoberflächenelektrode 3 derart gebildet, dass die Kanten der koplanaren Leitungen 5 an Positionen angeordnet sind, die den Kanten der Vorsprünge 101 zugewandt sind, die durch den unterbrochenen Abschnitt 102 getrennt sind. Außerdem ist das Schaltungselement 6, das mit den koplanaren Leitungen 5 verbunden ist, an dem dielektrischen Substrat 1 befestigt.
2 ist eine Schnittansicht des dielektrischen Substrats 1 entlang der Richtung, in der sich die Vorsprünge 101 erstrecken.
In 2 sind das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die koplanaren Leitungen 5, die Vorsprünge 101 und der unter brochene Abschnitt 102 gezeigt. Die unterbrochenen Linien zeigen die Magnetfeldverteilung der TE₁₀-Mode an.
Wie in 2 gezeigt ist, werden elektromagnetische Felder in den koplanaren Leitungen 5, die auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 gebildet sind, durch die TE₁₀-Mode induziert, die sich durch den Übertragungspfad ausbreitet, der durch die Vorsprünge 101 gebildet ist. Auf diese Weise ist der Übertragungspfad, der durch die Vorsprünge 101 des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist, durch die elektromagnetischen Felder mit den koplanaren Leitungen 5 gekoppelt, die auf der Oberoberflächenelektrode 3 gebildet sind.
Entsprechend ist die Übertragung eines Signals, das durch den Übertragungspfad übertragen wurde, der durch einen der Vorsprünge 101 gebildet ist, an dem unterbrochenen Abschnitt 102 unterbrochen, das Signal jedoch wird zu einer der koplanaren Leitungen 5 übertragen.
Dann wird das durch die koplanare Leitung 5 übertragene Signal in das Schaltungselement 6 eingegeben und das Schaltungselement 6 gibt ein Ausgangssignal aus. Das Ausgangssignal wird von dem Schaltungselement 6 durch die andere koplanare Leitung 5 an den Übertragungspfad, der durch den anderen Vorsprung 101 gebildet ist, der mit der koplanaren Leitung 5 durch die elektromagnetischen Felder gekoppelt ist, übertragen und an die externe Schaltung ausgegeben.
Wenn z. B. das Schaltungselement 6 ein FET ist, kann ein Verstärker, der eine einfache Konfiguration aufweist, erzielt und an dem Übertragungspfad befestigt werden, indem der Übertragungspfad eine Funktion als Eingangs-/Ausgangsanschlüsse erhält.
Hierin kann aufgrund des Vorliegens des unterbrochenen Abschnitts 102 eine große Dämpfung durch eine Leitungsdurchdringungs- (Trenn-) Charakteristik zwischen der Ein gangsseite des Übertragungspfads und der Ausgangsseite des Übertragungspfads erhalten werden.
3A ist eine Tabelle, die eine Mehrzahl von Parametern der Übertragungsleitung zeigt, und 3B ist eine perspektivische Ansicht, die jeden Parameter anzeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Trenncharakteristik der Schaltung zeigt, wenn die Länge des unterbrochenen Abschnitts (Zwischenraum) in der Übertragungsleitung, die durch die in 3A gezeigten Parameter gebildet ist, verändert wird. In diesem Fall beträgt die Frequenz 76,5 GHz.
Wie in 4 gezeigt ist, wird die Trenncharakteristik mit zunehmender Länge des unterbrochenen Abschnitts (Zwischenraum) verbessert.
Auf diese Weise kann eine große Dämpfung durch ein Erhöhen des Zwischenraums erhalten werden. Deshalb kann z. B. eine anormale Oszillation aufgrund positiver Rückkopplung verhindert werden, wenn das Schaltungselement ein Verstärker ist, der einen großen Gewinn aufweist, wobei so ein Verstärker mit großem Verstärkungsfaktor ohne weiteres erzielt werden kann.
Nachfolgend wird die Konfiguration einer Übertragungsleitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 5 beschrieben.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Übertragungsleitung.
In 5 sind das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die Durchgangslöcher 4, die Vorsprünge 101 und ein Vorsprung 103 gezeigt.
In der in 5 gezeigten Übertragungsleitung ist der Vorsprung 103, dessen Höhe kleiner ist als diejenige der Vorsprünge 101, zwischen den Vorsprüngen 101 vorgesehen. Die Konfiguration der Übertragungsleitung ist anderweitig die gleiche wie diejenige, die in den 1A und 1B gezeigt ist. Der Vorsprung 103 ist derart gebildet, dass die Entfernung von der Oberoberflächenelektrode 3 des dielektrischen Substrats 1 zu der unteren Oberfläche des Vorsprungs 103 kürzer ist als 1/2 der Wellenlänge eines Übertragungssignals. Entsprechend nimmt die Höhe der H-Oberfläche ab, die Grenzfrequenz des Übertragungspfads nimmt zu, die TE₁₀-Mode wird an dem Vorsprung 103 unterbrochen und so werden elektromagnetische Wellen nicht über den Vorsprung 103 zwischen den Vorsprüngen 101 übertragen.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann ein Lecken zwischen den Übertragungspfaden, die durch die Vorsprünge 101 gebildet sind, unterdrückt werden und die Durchdringungscharakteristik der Schaltung, die das Schaltungselement, das an dem dielektrischen Substrat befestigt ist und die Übertragungsleitung umfasst, kann verbessert werden.
Als Nächstes wird die Konfiguration einer Übertragungsleitung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 6 beschrieben.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Übertragungsleitung.
In 6 sind das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die Durchgangslöcher 4, die Vorsprünge 101 und vertiefte Abschnitte 104 gezeigt.
Bei der in 6 gezeigten Übertragungsleitung sind die vertieften Abschnitte 104 zwischen den Vorsprüngen 101 vorgesehen, die sich einer nach dem anderen erstrecken, derart, dass die vertieften Abschnitte 104 an den beiden Seiten in der Breitenrichtung der Vorsprünge 101 zurückgesetzt sind. Die Konfiguration der Übertragungsleitung ist anderweitig die gleiche wie diejenige, die in den 1A und 1B gezeigt ist.
Bei dieser Konfiguration ist die Funktionsweise die gleiche wie diejenige der in 5 gezeigten Übertragungsleitung, unter Verwendung der TE₀₁-Mode, in der die elektromagnetischen Felder um 90 Grad gedreht sind. Die vertieften Abschnitte 104 tragen zu einer Unterdrückung eines Leckens zwischen den Vorsprüngen 101 bei und so kann die Übertragungscharakteristik der Schaltung, die das Schaltungselement, das an dem dielektrischen Substrat 1 befestigt ist, und die Übertragungsleitung umfasst, verbessert werden.
Als Nächstes wird die Konfiguration einer Übertragungsleitung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf die 7A und 7B beschrieben.
Die 7A und 7B sind perspektivische Ansichten der Übertragungsleitung.
In den 7A und 7B sind das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die Durchgangslöcher 4, die Vorsprünge 101 und der unterbrochene Abschnitt 102 gezeigt.
Bei der in den 7A und 7B gezeigten Übertragungsleitung sind auch Durchgangslöcher in dem unterbrochenen Abschnitt 102 vorgesehen. Die Konfiguration der Übertragungsleitung ist anderweitig die gleiche wie diejenige, die in den 1A und 1B gezeigt ist.
Bei dieser Konfiguration fungieren die Durchgangslöcher 4, die äquivalent in dem unterbrochenen Abschnitt 102 vorgesehen sind, als eine Leiterwand und so kann der Unterbrechungseffekt elektromagnetischer Wellen weiter verbessert werden.
Als Nächstes wird die Konfiguration einer Übertragungsleitung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 8 beschrieben.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Übertragungsleitung.
In 8 sind das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die Durchgangslöcher 4, Vorsprünge 101a und 101b und der unterbrochene Abschnitt 102 gezeigt.
Bei der in 8 gezeigten Übertragungsleitung weisen die Vorsprünge 101a und 101b, die durch den unterbrochenen Abschnitt 102 getrennt sind, unterschiedliche Höhen auf. Die Konfiguration der Übertragungsleitung ist anderweitig die gleiche wie diejenige, die in den 1A und 1B gezeigt ist.
Bei dieser Konfiguration können unterschiedliche Grenzfrequenzen in dem Übertragungspfad, der durch den Vorsprung 101a gebildet ist, und dem Übertragungspfad, der durch den Vorsprung 101b gebildet ist, erhalten werden. Wenn z. B. die Frequenz eines Eingangssignals sich von derjenigen eines Ausgangssignals in einem Multiplizierer oder dergleichen unterscheidet, kann durch ein Senken der Höhe des Vorsprungs auf der Eingangsseite, so dass die Grenzfrequenz auf der Ausgangsseite höher ist als die Frequenz eines Eingangssignals, ein Lecken von Wellen direkt zwischen der Eingangsseite des Übertragungspfads und der Ausgangsseite des Übertragungspfads verhindert werden und eine Übertragung einer Eingangssignalfrequenz kann unterbrochen werden.
Als Nächstes wird die Konfiguration einer Übertragungsleitung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 9 beschrieben.
9 ist eine perspektivische Ansicht der Übertragungsleitung.
In 9 sind das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die Durchgangslöcher 4, die Vorsprünge 101a und 101b und ein Vorsprung 105 gezeigt.
Bei der in 9 gezeigten Übertragungsleitung ist der Vorsprung 105 zwischen den Vorsprüngen 101a und 101b, die unterschiedliche Höhen aufweisen, vorgesehen. Der Vorsprung 105 besitzt eine kleinere Höhe und Breite als die Vorsprünge 101a und 101b. Die Konfiguration der Übertragungsleitung ist anderweitig die gleiche wie diejenige, die in 8 gezeigt ist.
Bei dieser Konfiguration können die gleichen Vorteile wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel erhalten werden.
Obwohl koplanare Leitungen bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden, könnten auch Schlitzleitungen, wie in 10 gezeigt ist, verwendet werden. 10 zeigt eine Schaltungsanordnung, die auf jedes der anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung angewendet werden kann.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung und zeigt das dielektrische Substrat 1, die Unteroberflächenelektrode 2, die Oberoberflächenelektrode 3, die Durchgangslöcher 4 und eine Schaltungsanordnung, die Schlitze 7 und ein Schaltungselement 8 aufweist.
Außerdem kann bei einem der offenbarten Ausführungsbeispiele eine Struktur (z. B. eine koplanare Leitung, eine Schlitzleitung und eine Mikrostreifenleitung) auf einem dielektrischen Film gebildet sein, der auf einem anderen Schaltungssubstrat gebildet ist, oder auf der Oberoberflächenelektrode, und die Struktur kann an einer vorbestimmten Position auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats befestigt sein, um so mit dem Übertragungspfad, der durch die Vorsprünge gebildet ist, gekoppelt zu sein.
Als Nächstes wird die Konfiguration einer Radarvorrichtung Bezug nehmend auf die 11 und 12 als ein Beispiel einer integrierten Schaltung und eines Sender-Empfängers, der dieselbe verwendet, beschrieben.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Substrats, betrachtet von der Seite der Befestigungsfläche von Elektronikkomponenten, und 12 ist eine Äquivalentschaltung desselben.
Das dielektrische Substrat 1 weist Vorsprünge (nicht gezeigt), die sich in einer Linie einer nach dem anderen auf der unteren Oberfläche desselben erstrecken, Elektroden auf beiden Oberflächen desselben und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, die entlang der Vorsprünge an beiden Seiten der Vorsprünge ausgerichtet sind, auf, wodurch eine Übertragungsleitung gebildet wird.
Obwohl die Vorsprünge in 11 nicht zu sehen sind, da die Figur die Seite der Befestigungsfläche von Elektronikkomponenten des dielektrischen Substrats 1 zeigt, kann die Übertragungsleitung von der Ausrichtungsstruktur der Durchgangslöcher gesehen werden. Dies bedeutet, dass sechs Übertragungsleitungen, die grob durch G1, G2, G3, G4, G5 und G7 angezeigt sind, gebildet sind. G6 ist ein Abschnitt zum Verbinden von G1 und G2, kein Vorsprung ist jedoch auf dessen unterer Oberfläche gebildet.
In 11 ist ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO), der mit einer koplanaren Leitung verbunden ist, auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 vorgesehen. Die koplanare Leitung ist mit der durch G1 angezeigten Übertragungsleitung gekoppelt.
Zwischen den Übertragungsleitungen G1 und G2 ist eine Verstärkerschaltung, die einen FET umfasst, der durch koplanare Leitungen verbunden ist, vorgesehen. Hierin weist die untere Oberfläche gegenüber der Position von G6 zwischen G1 und G2 keinen Vorsprung auf und so kann ein Signal von G1 zu G2 durch die koplanaren Leitungen ohne Lecken übertragen werden. Dann wird das durch den FET verstärkte Signal von der koplanaren Leitung an G2 übertragen.
Ferner ist eine Schlitzantenne an dem Ende der Übertragungsleitung G3 vorgesehen und die Schlitzantenne strahlt ein Übertragungssignal in der Richtung, die senkrecht zu dem dielektrischen Substrat 1 ist, ab.
Der Abschnitt, an dem die Übertragungsleitungen G2 und G5 nahe aneinander sind, bildet einen Richtkoppler. Das Signal, das durch den Richtkoppler einer Leistungsverteilung unterzogen wird, ist als ein lokales Signal mit einer koplanaren Leitung gekoppelt, mit der eine Diode einer Mischerschaltung verbunden ist. Die andere Leitung G7 ist mit einer koplanaren Leitung gekoppelt und mit einem Widerstand verbunden, wodurch sie als ein Abschlusselement des Richtkopplers fungiert.
Außerdem ist ein Zirkulator (nicht gezeigt) an dem Verzweigungspunkt einer Y-Form vorgesehen, die durch die Übertragungsleitungen G2, G3 und G4 gebildet ist. Der Zirkulator wird durch ein Bereitstellen eines Resonators, der aus einer kreisförmigen Ferritplatte hergestellt ist, und ein Anordnen eines Permanentmagneten zum Anlegen eines statischen Magnetfelds in der Richtung, die senkrecht zu der Ferritplatte ist, gebildet. Die Darstellung des Zirkulators ist in 11 weggelassen. Ein Empfangssignal von der Schlitzantenne kann durch den Zirkulator und die Übertragungsleitung G4 übertragen werden und ist mit einer koplanaren Leitung gekoppelt, mit der die andere Diode der Mischerschaltung verbunden ist. Die zwei Dioden in der Mischerschaltung fungieren als eine symmetrische Mischer schaltung und ein ZF-Signal wird an die externe Schaltung ausgegeben.
12 ist ein Blockdiagramm der Radarvorrichtung. In 12 wird ein Oszillationssignal von dem VCO durch den Verstärker AMP verstärkt und als ein Übertragungssignal über den Richtkoppler CPL und den Zirkulator CIR an die Antenne ANT übertragen. Das Empfangssignal von dem Zirkulator CIR und das lokale Signal von dem Richtkoppler CPL werden an den Mischer MIX übertragen und der Mischer gibt ein Zwischenfrequenzsignal ZF aus.
Wie oben beschrieben wurde, wird durch ein Verwenden einer Übertragungsleitung, die hervorragende Übertragungscharakteristika aufweist, eine Leistungseffizienz verbessert und eine Radarvorrichtung, die einen niedrigen Leistungsverbrauch und eine hohe Erfassungsempfindlichkeit aufweist, kann erzielt werden.
Obwohl eine Radarvorrichtung in dem vorangegangen Beispiel offenbart ist, kann jede Kommunikationsvorrichtung, in der ein Übertragungssignal an eine weitere Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und ein Übertragungssignal von der anderen Kommunikationsvorrichtung empfangen wird, auf die gleiche Weise konfiguriert sein.

Claims

Eine Dielektrischer-Wellenleiter-Typ-Übertragungsleitung mit folgenden Merkmalen: einem dielektrischen Substrat (1), das zwei gegenüberliegende Hauptoberflächen aufweist; einer Mehrzahl von Vorsprüngen (101; 101a, 101b), die einer nach dem anderen auf zumindest einer Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats (1) ausgerichtet sind; Elektroden (2, 3), die auf beiden Hauptoberflächen des dielektrischen Substrats (1) und auf Außenoberflächen der Vorsprünge (101; 101a, 101b) gebildet sind; einer Mehrzahl von Durchgangslöchern (4), die die Elektroden (2, 3) verbinden, wobei die Mehrzahl von Durchgangslöchern (4) entlang beider Seiten der Vorsprünge (101; 101a, 101b) ausgerichtet ist, wobei die Vorsprünge (101; 101a, 101b) als eine Hauptübertragungsleitung fungieren; einer Unterbrechungsstruktur (102; 103; 104; 105), die die Hauptübertragungsleitung in Übertragungsleitungssegmente teilt, um ein Übertragungssignal zu unterbrechen; und einer Schaltung (6; 8), die die Übertragungsleitungssegmente, die durch die Unterbrechungsstruktur (102; 103; 104; 105) getrennt sind, koppelt, wobei die Schaltung (6; 8) auf der anderen Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats (1) vorgesehen ist.
Die Übertragungsleitung gemäß Anspruch 1, bei der die Unterbrechungsstruktur einen zusätzlichen Vorsprung (103; 105) aufweist, der eine vorbestimmte Länge und eine Höhe aufweist, die kleiner ist als eine Höhe der Vorsprünge (101; 101a, 101b).
Die Übertragungsleitung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner zusätzliche Durchgangslöcher (4) aufweist, die die Elektroden (2, 3) verbinden, wobei die zusätzlichen Durchgangslöcher (4) in einem Bereich (102) zwischen zwei benachbarten Übertragungsleitungssegmenten vorgesehen sind.
Die Übertragungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein Vorsprung (101a, 101b), der einem Übertragungsleitungssegment entspricht, eine unterschiedliche Höhe als ein anderer Vorsprung (101a, 101b) aufweist, der einem benachbarten Übertragungsleitungssegment entspricht.
Die Übertragungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Unterbrechungsstruktur einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Übertragungsleitungssegmenten aufweist.
Eine integrierte Schaltung, die die Übertragungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist, wobei Elektronikkomponenten auf der anderen Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats (1) befestigt sind, wobei die Schaltung mit den Elektronikkomponenten verbunden ist.
Ein Sende-/Empfangsgerät, das die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 6 aufweist, wobei die integrierte Schaltung mit zumindest einer einer Sendeschaltung und einer Empfangsschaltung verbunden ist.
Ein Sende-/Empfangsgerät, das die Übertragungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist, wobei die Übertragungsleitung mit zumindest einer einer Sendeschaltung und einer Empfangsschaltung verbunden ist.