JP2000278006A - 超高周波回路 - Google Patents
超高周波回路Info
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Abstract
した超高周波回路の量産性を向上させる。 【解決手段】 LSE01モード伝送型のNRDガイドの
誘電体ストリップ1の側面に共平面線路4を形成し、該
共平面線路4に表面実装型のガンダイオード5を実装す
る。共平面線路4の中心ストリップ導体43の端部を開
放端として、前記NRDガイドに結合させる。誘電体ス
トリップ1をセラミックス等の高誘電率材料で形成す
る。
Description
送型のNRDガイド(Nonradiative DielecticWaveguid
e :非放射性誘電体ガイド)にマイクロ波回路素子を搭
載して構成した超高周波回路に関するものである。
からマイクロストリップ線路が従来から広く使われてき
たが、周波数の高い例えば30GHz以上のミリ波領域
では伝送損失が大きくなり、使用に不向きであるところ
から、そのミリ波領域での伝送損失の小さな線路とし
て、誘電体線路、特に不要輻射を抑制したNRDガイド
(IEEE MTT-29,11,pp1188-1192,Nov.1981)が注目されて
いる。
電磁波が伝搬する誘電体ストリップ1を導電性金属から
なる2枚の平行平板2,3で挟んだ構造であり、この平
行平板2,3の対面間隔を使用周波数の波長の1/2以下
に設定することにより、この誘電体ストリップ1以外の
場所での電磁波を遮断してその放射を抑制し、その電磁
波を誘電体ストリップ1に沿って低損失で伝搬させるこ
とができる。
として、その低伝送損失性から、LSM01モードが使用
されてきたが、誘電体ストリップとして近年発展の目覚
ましいセラミックス等の高誘電率材料を用いた場合に
は、予想以上に伝送損失が大きく、また不要モードが発
生し易いという問題が明らかになってきた。
果的に使用できれば、回路の小型化や伝送損失の低減が
実現可能であり、そのメリットが大きいところから、近
年の研究において、伝送損失が大きいと一般的に考えら
れ、使用されることの少なかったLSE01モードが注目
されてきた。
りも遮断周波数が低く、NRDガイドの非放射モードと
しては最低次のモードであり、他モードとのモード結合
を起こしにくく、その取り扱いは比較的容易であるが、
従来一般に使用されてきたテフロン、ポリスチレン等の
低誘電率材料を誘電体ストリップとして用いた場合に
は、伝送帯域が狭いという問題があった。
ップとして前記したセラミック等の高誘電率材料を用い
た場合には、LSE01モードの伝送帯域幅や損失等は、
LSM01モードにまさる特性を有することが判明してき
た。
ードを伝送波としたNRDガイドを使用して超高周波回
路を構成する場合、半導体デバイス、MMIC等のマイ
クロ波回路素子をいかに装着して回路を構成するかが重
要な課題となる。
に示すような電磁界分布を持っているので、NRDガイ
ドとマイクロ波回路素子の結合方法として、マイクロ波
回路素子の出力を同軸出力とし、図5に示すように誘電
体ストリップ1の側面に同軸線路21の中心導体211
を押し当てるようにした構造が考えられている。22は
同軸線路21の取付用及びインピーダンスマッチング用
として働く金属ブロックである。
路素子の入出力線路に同軸線路を使用するものであり、
バラツキやコスト高を招き、量産性が悪く現実的でな
い。
産性良くLSE01モード伝送NRDガイドに装着可能に
した超高周波回路を提供することである。
の第1の発明は、導電性の平行平板により誘電体ストリ
ップを挟み込んで構成したLSE01モード伝送型のNR
Dガイドを使用する超高周波回路において、前記誘電体
ストリップの側面に共平面線路を形成し、該共平面線路
に表面実装型のマイクロ波回路素子を実装して構成し
た。
共平面線路を一対の接地導体と該両接地導体の間に配置
した中心ストリップ導体とから構成し、該中心ストリッ
プ導体の端部を開放端として、前記NRDガイドに結合
させるよう構成した。
て、前記誘電体ストリップをセラミックス等の高誘電率
材料で形成して構成した。
て、前記マイクロ波回路素子に電圧を供給する電源供給
部を、前記共平面線路に形成して構成した。
高周波回路をガン発振器に適用した実施形態1の構成を
示す図である。図3と同様に、1は誘電体ストリップ、
2、3はこの誘電体ストリップ1を両側から挟持する導
電性金属からなる平行平板であり、これらによりNRD
ガイドが構成されている。
により形成した共平面線路であり、インピーダンスマッ
チング用のテーパ部411、421を有する接地導体4
1,42、その接地導体41,42の中間に配置され一
端が開放端431に形成された中心ストリップ導体43
から構成されている。接地導体41,42と中心ストリ
ップ導体43は同一平面内に形成されている。なお、接
地導体81,82は平行平板2,3と導通する。
トリップ導体43には表面実装型のガンダイオード5が
搭載されている。6は直流電源導入部、7はこの直流電
源導入部6と中心ストリップ導体43の他端との間に配
置したチョークである。
ドの寸法(平行平板2,3の対向間隔等)を、使用周波
数帯域でLSE01モードが伝送可能で、且つLSM01モ
ードが遮断される寸法に設定する。なお、共平面線路4
の接地導体41,42、中心ストリップ導体43の金属
薄膜の形成には、どのような方法でも適用でき、例え
ば、誘電体ストリップ1の側面をメタライズしてそれに
エッチング技術を用いてパターン描画して形成する方法
がある。
ガンダイオード5に対して直流電源導入部6から所定の
直流電圧が印加され発振動作が開始する。そして、ここ
で発振したマイクロ波は、共平面線路4からその中心ス
トリップ導体43の開放端431においてNRDガイド
と結合し、伝送損失の少ないNRDガイドによって他の
図示しない素子に伝送される。このとき、直流電源導入
部6の方向へ漏洩するマイクロ波は、チョーク7によっ
て大きく抑制され、その直流電源部6の保護が図られ
る。
イドの誘電体ストリップ1の側面に共平面線路4を構成
し、そこに表面実装型のガンダイオード5を搭載するこ
とで、NRDガイドのLSE01モードにそのガンダイオ
ード5を結合可能であり、よってガン発振器の量産性に
向き、その製造コストを低く抑えることができる。
として、セラミックス等(例えばアルミナでは比誘電率
が9程度)の高誘電率材料を用いることで小形化が可能
であり、このセラミックス等の高誘電率材料は低誘電率
材料であるテフロンやポリスチレン等(比誘電率が2〜
4)に比べて熱伝導率が高いので、ガンダイオード5で
発生した熱を誘電体ストリップ1を経由させて平行平板
2,3に効率良く伝達させることができ、そのガンダイ
オード5の温度上昇を効果的にお抑えることができる。
路を低雑音増幅器に適用した実施形態2の構成を示す図
である。
により形成した共平面線路であり、インピーダンスマッ
チング用のテーパ部811、812を両端に有する接地
導体81、同様にインピーダンスマッチング用のテーパ
部821、822を両端に有する接地導体82、その接
地導体81,82の中間に配置され両端が開放端83
1、832に形成された中心ストリップ導体83から構
成されている。9は表面実装型の低雑音増幅素子であ
り、共平面線路8上に搭載され、接地導体81に分離形
成された直流電源導入部10から電源が供給されるよう
になっている。
心ストリップ導体83の一方の開放端831がマイクロ
波の入力端子(又は出力端子)、他方の開放端832が
出力端子(又は入力端子)として、NRDガイドと結合
している。なお、接地導体81,82は平行平板2,3
と導通する。低雑音増幅素子9への電圧は、平板2に形
成した貫通孔から直流電源導入部10にリード線で供給
する。この電圧供給経路にはチョーク(図示せず)を設
けて電源を保護することが好ましい。
素子10であっても、NRDガイドに容易に搭載可能で
ある。また、この低雑音増幅器でも、誘電体ストリップ
1にセラミックス等の高誘電率材料を使用することで、
低雑音増幅素子10に発生する熱を平板2,3に効果的
に放熱できる。
モード伝送型のNRDガイドの誘電体ストリップに共平
面線路を形成し、そこに表面実装型のマイクロ波回路素
子を実装するので、同軸線路を使用することなく、共平
面線路を介してマイクロ波回路素子とNRDガイドとを
結合することができ、製造が容易で量産性に適する構成
を実現できる。
高誘電率材料を使用することで、NRDガイドを小型化
させたり、共平面線路に表面実装したマイクロ波回路素
子で発生する熱を効果的に平行平板に放熱させることが
できる。
す図である。
示す図である。
界分布の説明図である。
線路との結合の構成を示す図である。
1:テーパ部、43:中心ストリップ導体、431:開
放端 5:ガンダイオード(表面実装型のマイクロ波回路素
子) 6:直流電源導入部 7:チョーク 8:共平面線路、81:接地導体、811,812:テ
ーパ部、82:接地導体、821,822:テーパ部、
83:中心ストリップ導体、831,832:開放端 9:低雑音増幅素子(表面実装型のマイクロ波回路素
子) 10:直流電源導入部
Claims (4)
- 【請求項1】導電性の平行平板により誘電体ストリップ
を挟み込んで構成したLSE01モード伝送型のNRDガ
イドを使用する超高周波回路において、 前記誘電体ストリップの側面に共平面線路を形成し、該
共平面線路に表面実装型のマイクロ波回路素子を実装し
たことを特徴とする超高周波回路。 - 【請求項2】前記共平面線路を一対の接地導体と該両接
地導体の間に配置した中心ストリップ導体とから構成
し、該中心ストリップ導体の端部を開放端として、前記
NRDガイドに結合させたことを特徴とする請求項1に
記載の超高周波回路。 - 【請求項3】前記誘電体ストリップをセラミックス等の
高誘電率材料で形成したことを特徴とする請求項1又は
2に記載の超高周波回路。 - 【請求項4】前記マイクロ波回路素子に電圧を供給する
電源供給部を、前記共平面線路に形成したことを特徴と
する請求項1乃至3に記載の超高周波回路。
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JP08533499A JP3946377B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 超高周波回路 |
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1999
- 1999-03-29 JP JP08533499A patent/JP3946377B2/ja not_active Expired - Fee Related
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