JP2000349503A - 高周波回路装置および通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリアスモードの伝搬を阻止するための部
分でのスプリアスモードの反射による問題を回避し、且
つパラレルプレートモードなどのスプリアスモードの伝
搬を阻止する。 【解決手段】 平行な少なくとも２つの平面導体を有す
る伝送線路などから放射され漏洩するスプリアスモード
波を反射するスプリアスモード反射回路を、伝送線路に
平行に設け、伝送線路とスプリアスモード反射回路との
間隔ｗを、スプリアスモード反射回路で反射された波が
伝送線路部で相殺される関係とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２つの平行平面
導体を有する導波路や共振器などの高周波回路装置およ
びそれを用いた通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】誘電体板の一方の面にほぼ全面の接地電
極を形成し、他方の面にコプレーナ線路を形成したグラ
ウンデッドコプレーナ線路や、誘電体板の一方の面に接
地電極を形成し、他方の面にスロット線路を形成したグ
ラウンデッドスロット線路や、誘電体板の両面に、誘電
体板を挟んで対向するスロットを形成した平面誘電体線
路などの各種伝送線路がマイクロ波帯やミリ波帯におけ
る伝送線路として用いられている。

【０００３】これらの伝送線路は、いずれも２つの平行
な平面導体を含む構造であるため、たとえば線路の入出
力部やベンドなどで電磁界が乱れると、いわゆるパラレ
ルプレートモード（平行平板モード）等のスプリアスモ
ードの波が２つの平行な平面導体間に誘起され、そのス
プリアスモードの波が平面導体間を伝搬するという問題
があった。そのため隣接する線路間で上記スプリアスモ
ードの漏洩波で干渉が生じて、信号のリークなどの問題
が生じる場合がある。

【０００４】図１９はグラウンデッドコプレーナ線路の
主伝搬モードとそれに付随して発生するパラレルプレー
トモードの電磁界分布の例を示している。図１９におい
て２０は誘電体板であり、その下面のほぼ全面に電極２
１を形成し、上面にストリップ導体１９と電極２２を形
成している。ここで電極２１，２２は接地電極として用
い、これらの電極と誘電体板２０およびストリップ導体
１９によってグラウンデッドコプレーナ線路を構成して
いる。このようなグラウンデッドコプレーナ線路では、
その端部において電磁界の乱れが生じ、誘電体板２０の
上下面の電極２１，２２を縦方向に走る電界を誘起し、
これにより図に示すようにパラレルプレートモードの電
磁界が生じる。図中実線の矢印は電界、破線は磁界、２
点鎖線は電流の分布を示している。

【０００５】このようなスプリアスモードの伝搬を防ぐ
ために、従来は、伝送線路の両脇に伝送線路に沿って伝
搬モードの波長に対して充分短い間隔で、誘電体板の上
下面の電極を導通させるスルーホールを設けるなどし
て、電気的壁（以下「電気壁」という。）を形成するよ
うにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように伝送線路の
電磁波伝搬方向に沿って電気壁を形成すれば、この電気
壁によりパラレルプレートモード等のスプリアスモード
の波の伝搬が阻止される。しかし、上記スプリアスモー
ドの波は、上記電気壁で反射して再び伝送線路へ戻っ
て、伝送線路のモードにモード変換されるおそれがあっ
た。

【０００７】この発明の目的は、スプリアスモードの伝
搬を阻止するための部分でのスプリアスモードの反射に
よる問題を回避し、且つパラレルプレートモードなどの
スプリアスモードの伝搬を阻止するようにした高周波回
路装置およびそれを用いた通信装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】たとえば、グラウンデッ
ドコプレーナ線路のストリップ導体と、その脇に設けら
れた電極との電磁界の乱れによりパラレルプレートモー
ドなどのスプリアスモードの電磁波が２つの平行な導体
間を伝搬していき、ある導体パターンの境界面に到達す
ると、その境界面より先では伝搬路形状が異なるため、
一部の電磁波は境界面で反射する。本願発明はこの作用
を利用して、パラレルプレートモードなどのスプリアス
モードを抑圧するようにしたものである。

【０００９】すなわち、この発明は、平行な少なくとも
２つの平面導体を有し、該２つの平面導体間に電磁波を
励振させる電磁波励振回路を備えた高周波回路装置にお
いて、前記２つの平面導体間を伝搬するスプリアスモー
ド波を反射するスプリアスモード反射回路を、当該スプ
リアスモード反射回路で反射された波が前記電磁波励振
回路部で相殺される距離だけ、前記電磁波励振回路から
離れた位置に設ける。これにより、２つの平行平面導体
間を伝搬するスプリアスモード波がスプリアスモード反
射回路により反射し、再び電磁波励振回路部まで戻った
際に相殺される。このスプリアスモード反射回路は、前
記平行平面導体の導体パターンによって設ける。

【００１０】上記スプリアスモード反射回路と電磁波励
振回路部間の距離ｗはたとえば次式の関係とする。

【００１１】ｗ＝｛ｍπ−ａｒｇ（Γ）｝／〔２ｋ√
｛１−（β／ｋ）² ｝〕 ここで、ｍは１以上の奇数、ａｒｇ（Γ）は前記反射回
路における反射位相、ｋは前記スプリアスモード波の伝
搬方向に対するｋベクトル、βは前記電磁波を励振させ
る回路の主伝搬モードの位相定数、とする。

【００１２】また、この発明は、前記スプリアスモード
反射回路を、前記電磁波の波長より短い間隔を隔てた複
数のマイクロストリップ状線路から構成する。

【００１３】また、この発明は、前記スプリアスモード
反射回路を、前記２つの平面導体を形成した誘電体板に
生じる磁気壁または電気壁とする。

【００１４】また、この発明は前記電磁波を励振させる
回路を伝送線路とし、たとえば隣接する伝送線路間での
スプリアスモード波の干渉や伝送線路と共振器との間で
のスプリアスモード波の干渉を防止する。

【００１５】また、この発明は、前記電磁波励振回路を
共振器とし、隣接する共振器間でのスプリアスモード波
の干渉や共振器と伝送線路との間でのスプリアスモード
波の干渉を防止する。

【００１６】また、この発明は、前記高周波回路装置
を、通信信号を伝搬する伝搬部や、通信信号の所定周波
数帯域を通過させたり阻止するフィルタなどの信号処理
部に用いて通信装置を構成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず伝送線路としてグラウンデッ
ドコプレーナ線路に適用した例を図１に示す。図１にお
いて２０は誘電体板であり、その図における上面にスト
リップ導体１９とこのストリップ導体から所定距離離れ
た両側に電極２２を形成している。また裏面には全面の
グランド電極２１を形成している。この構造により、１
で示す部分がグラウンデッドコプレーナ線路として作用
する。

【００１８】ここで、パラレルプレートモードの抑圧の
機構について図２を参照して説明する。図２において、
伝送線路のａ点で発生したパラレルプレートモードは、
伝送線路から放射されるように伝搬していくが、この伝
送線路に平行にスプリアスモード反射回路を設けている
ため、パラレルプレートモードの波はスプリアスモード
反射回路で全反射して、平行平面導体間を伝搬してい
き、再び伝送線路に到達する。この点をｂ点とする。こ
のｂ点でもそこからパラレルプレートモードの波が励振
されて放射されるので、この励振されたパラレルプレー
トモードの波と、反射されてきたパラレルプレートモー
ドの波とが干渉することになる。これら２つの波の干渉
が、電界を強め合う方向に作用すればパラレルプレート
モードへの変換が促進され、弱め合う方向に作用すれば
パラレルプレートモードが抑圧されることになる。

【００１９】上記発生したパラレルプレートモードの波
（以下「漏洩波」という。）と反射されたパラレルプレ
ートモードの波（以下「反射波」という。）との干渉条
件は、伝送線路とパラレルプレートモードの伝搬特性に
より決定され、平行平面導体構造の領域の幅ｗによって
変化する。

【００２０】次に、上記パラレルプレートモードの抑圧
の条件について説明する。一般に、線波源から励振され
る電磁波は、ある一定の指向性を有する。このことはア
ンテナの解析手法を用いて導くことができ、たとえば図
１に示したグラウンデッドコプレナー線路の場合には、
その指向性は次式によって与えられる。

【００２１】 θ＝ｃｏｓ^-1（ｋ／β） …(1) ここで、ｋは発生する漏れ波の伝搬方向に対するｋベク
トルであり、βは伝送線路中を伝搬する主伝搬モードの
位相定数である。

【００２２】上記コプレーナ線路を伝搬していく波は、
主伝搬モードとそれに付随して発生するスプリアスモー
ドの漏洩波とに分離され、漏洩波は伝搬方向に対してθ
の方向へ伝搬する。しかし、線路と平行に設けられたス
プリアスモード反射回路はスプリアスモード波を伝送線
路の方へと全反射させる。主伝搬モードの経路を、ス
プリアスモード波の経路をとし、これらの伝搬方向へ
の位相変化量をそれぞれφ１，φ２とすると、 φ１＝β（２ｗ）／ｔａｎθ φ２＝２ｋo ｗ／ｓｉｎθ＋ａｒｇ（Γ） …(2) となる。

【００２３】ここで、ｋo は漏洩波の位相定数であり、
ａｒｇ（Γ）はスプリアスモード反射回路の反射位相で
ある。

【００２４】よって、これら２波の位相差は次式で表さ
れる。

【００２５】 Δφ＝φ２−φ１ ＝２ｋo ｗ／ｓｉｎθ＋ａｒｇ（Γ）−β（２ｗ）／ｔａｎθ ＝（２ｋo ｗ／ｓｉｎθ）（１−βｃｏｓθ／ｋo ）＋ａｒｇ（Γ） ここで、ｃｏｓθ＝β／ｋo ｓｉｎθ＝√｛１−（β／ｋo ）² ｝の関係を代入し
て、 Δφ＝２ｋo ｗ√｛１−（β／ｋo ）² ｝＋ａｒｇ（Γ） …(3) となる。

【００２６】これら２波（以下「干渉２波」という。）
は干渉が同位相の場合には電界同士が強め合い、逆相の
場合には弱め合うことになる。主伝搬モードからスプリ
アスモードへの変換量は電界強度の２乗に比例するた
め、上記干渉２波の干渉が同位相の場合にスプリアスモ
ード波の発生が最大となり、逆相の場合にスプリアスモ
ード波の発生が最小となる。

【００２７】そのため、Δφ＝ｍπ，ｋo ＝ｋとして、
スプリアスモード反射回路の位置に関するスプリアスモ
ード波の抑圧条件として次式が得られる。

【００２８】 ｍπ−ａｒｇ（Γ）＝２ｋo ｗ√｛１−（β／ｋo ）² ｝ ｗ＝｛ｍπ−ａｒｇ（Γ）｝／〔２ｋ√｛１−（β／ｋ）² ｝〕 …(4) ここで、ｍは１以上の奇数である。

【００２９】したがって図１に示した構造の高周波回路
装置では、誘電体板２０の、コプレーナ線路１に平行な
端面が、電極の無い磁気壁となり、これが上記スプリア
スモード波に対する全反射壁として作用するため、コプ
レーナ線路１から誘電体板２０の端面までの距離ｗを
(4) 式で表される寸法とすれば、パラレルプレートモー
ドなどの所定のスプリアスモードを最も効率良く抑圧す
ることができる。

【００３０】次に、図１に示した構造の高周波回路装置
を有限要素法を用いて計算し、上述の設計手法の妥当性
を示す。検討モデルとして、図１に示した誘電体板の比
誘電率を３．２、厚みを０．３ｍｍとし、誘電体板上に
構成されたストリップ導体１９およびその両脇の電極２
２および下面のグランド電極２１は完全導体と仮定して
いる。また、ストリップ導体１９と電極２２との間隙
は、スプリアスモード波のカップリングを発生させるた
めに、０．１ｍｍと極短い距離に選んでいる。また、周
波数は３０ＧＨｚとし、全反射条件を満足する壁を磁気
壁としている。上記構造パラメータで、マイクロストリ
ップ線路（主伝搬モードの電界は、ストリップ導体１９
と下面の電極２１との間に生じるので、「コプレーナ線
路」ではなく「マイクロストリップ線路」である。）の
入出力端子を５０Ωに選んだ場合、線路中央を伝搬する
準ＴＥＭモードの位相定数は１０６０〔ｒａｄ／ｍ〕と
なる。一方、スプリアスモードモードのｋベクトルは９
９６〔ｍ／ｓ〕となる。これらの値を基に、３次元電磁
界シミュレータ（ＨＦＳＳ）による有限要素法による数
値解析を行った結果、指向性の最大方向は、パラレルプ
レートモードの進行方向に対して約２０°の向きとな
る。

【００３１】図３は、上記干渉２波の位相を変化させた
ときの、ＨＦＳＳにより求めた電磁界強度分布を示して
いる。ここで、（Ａ）はグラウンデッドコプレーナ線路
と、その上部のシールド空間の構造を示す斜視図であ
る。（Ｂ）および（Ｃ）はパラレルプレートモードの電
磁界強度のコンター図であり、（Ｂ）は主伝搬モードと
反射波との干渉位相が逆相の場合について、（Ｃ）は主
伝搬モードと反射波との干渉位相が同相の場合につい
て、それぞれ示している。このように、干渉位相が同相
の場合には、伝送線路全体からスプリアスモード波が発
生するが、逆相の場合には、スプリアスモード波の発生
が抑圧されることがわかる。

【００３２】図４は上記の現象を定量的に求めた結果で
ある。ここでは周波数を３０ＧＨｚに限定し、干渉２波
の位相差と伝送損失（挿入損失）の関係を示している。
なお、誘電体および電極は無損失と仮定しているため、
ここでの損失は主伝搬モードからスプリアスモード波へ
の変換損失量と見なせる。

【００３３】図４において、横軸は干渉２波の位相差、
縦軸は挿入損失である。全反射条件を満足する壁として
磁気壁を仮定し、反射位相を０としているため、スプリ
アスモード波の発生源から壁までの距離ｗが０のとき、
干渉２波は最も強め合い、ｗが大きくなって干渉２波の
位相差がπとなるまで弱め合いが続く。それから更にｗ
が大きくなるに従って干渉２波は強め合い、スプリアス
モード波へのモード変換量が多くなる。したがって、干
渉２波の位相差がπとなるに相当する距離だけ、スプリ
アスモード波の発生源から壁までの間隔を定めれば、ス
プリアスモードが最も抑圧される。以上の結果から前述
の設計手法の妥当性が証明できた。

【００３４】次に、第２の実施形態に係る高周波回路装
置の構成を図５を参照して説明する。図５において、２
０は誘電体板であり、その図における上面にストリップ
導体１９と、このストリップ導体から所定距離離れた両
側に電極２２を形成している。また裏面には全面のグラ
ンド電極２１を形成している。この構造により、１で示
す部分がグラウンデッドコプレーナ線路として作用す
る。ここでは、誘電体板２０のグラウンデットコプレー
ナ線路１に平行な端面に電極２３を設けて、この面を電
気壁としている。したがって、(2) 式における反射位相
ａｒｇ（Γ）はπ（１８０度）であり、この条件で(4)
式で、コプレーナ線路１から、それに平行な誘電体板２
０の端部までの距離ｗを定める。

【００３５】図６は第３の実施形態に係る高周波回路装
置の主要部の斜視図である。図６において、２０は誘電
体板であり、その図における上面にストリップ導体１９
と、このストリップ導体から所定距離離れた両側に電極
２２を形成している。また裏面には全面のグランド電極
２１を形成している。この構造により、１で示す部分が
グラウンデッドコプレーナ線路として作用する。この場
合、電極２２のコプレーナ線路１に平行な縁が磁気壁と
して作用し、コプレーナ線路１から磁気壁までの距離ｗ
を図１に示した第１の実施形態の場合と同様に定めれば
よい。

【００３６】次に、第４の実施形態に係る高周波回路の
構成を図７および図８を参照して説明する。図７は高周
波回路装置の主要部の上面図である。図７の（Ａ）に示
すように、誘電体板の上面には、誘電体板上面の電極を
パターンニングすることによって、コプレーナ線路１お
よび、その両脇にスプリアスモード反射回路３を構成し
ている。（Ｂ）はそのスプリアスモード反射回路の部分
拡大図である。

【００３７】このようなグラウンデットコプレーナ線路
の不連続部などでパラレルプレートモードが誘起され、
スプリアスモード反射回路でＴＥ０１０モード、スロッ
トモード、マイクロストリップモードなどの各種モード
に変換される。ここでは特にマイクロストリップの準Ｔ
ＥＭモードが所望の周波数で全反射するようなパターン
にする。図７の（Ｂ）において、Ｗａ＝０．３ｍｍ、Ｗ
ｂ＝１．５ｍｍ、Ｗｓ＝１．５ｍｍ、基板厚みは０．３
ｍｍである。ここで、線路幅Ｗｂの部分が低インピーダ
ンス線路、線路幅Ｗａの部分が高インピーダンス線路で
ある。このスプリアスモード反射回路の１つのマイクロ
ストリップ線路は、等価的には、一定の電気長を有する
２種の異なる特性インピーダンスの繰り返しによる回路
である。

【００３８】図８はこれを等価回路として示したもので
ある。ここでＺａ，Ｚｂは線路の特性インピーダンスで
あり、図８の（Ａ）は高インピーダンスの線路から始ま
って高インピーダンスの線路で終わるマイクロストリッ
プ線路の等価回路、（Ｂ）は低インピーダンスの線路か
ら始まって低インピーダンスの線路で終わるマイクロス
トリップ線路の等価回路（Ｚａ＞Ｚｂ）である。図７の
（Ｂ）においてＷｓは１．５ｍｍとして、マイクロスト
リップ線路上での波長の１／４（３０ＧＨｚ）としてい
る。したがって図８における等価回路上で電気長θａ，
θｂはそれぞれπ／２である。

【００３９】このようにそれぞれのマイクロストリップ
線路を構成したことにより、その所望の周波数の信号が
所定の反射位相で全反射するという特性を示す。上記複
数のマイクロストリップ線路を配列する場合、隣接する
マイクロストリップ線路の間隔Ｗｐがパラレルプレート
モードの波長に比べて十分に短い間隔となるようにして
いる。この例では、Ｗｐ＝１．５ｍｍとしている。この
ことにより、これらのマイクロストリップ線路の間をす
り抜けてパラレルプレートモードが漏洩することがな
い。

【００４０】図９は第５の実施形態に係る高周波回路装
置の主要部の上面図である。図７に示した例では、グラ
ウンデッドコプレーナ線路の両脇にスプリアスモード反
射回路を設けたが、この図９に示す例では、２つのグラ
ウンデッドコプレーナ線路１，２の間にスプリアスモー
ド反射回路３を設けることによって、グラウンデットコ
プレーナ線路１，２間の干渉を防止する。すなわち、２
つのグラウンデットコプレーナ線路１，２からスプリア
スモード反射回路３までの間隔ｗを上述した条件で定め
る。

【００４１】図１０は第６の実施形態に係る高周波回路
装置の主要部の斜視図である。この例ではグラウンデッ
ドスロット線路４を構成して、その両脇に、(4) 式で定
まる間隔ｗを隔ててスプリアスモード反射回路３を設け
ている。

【００４２】図１１は第７の実施形態に係る高周波回路
装置の主要部の構成を示す図であり、（Ａ）はその斜視
図、（Ｂ）は誘電体板部分の下面図である。誘電体板２
０の上下面には誘電体板２０を挟んで対向するスロット
を有する電極２３，２４を形成している。誘電体板２０
の上下には所定間隔を隔てて導体板２７，２８を平行に
配置している。この構成によって平面誘電体線路（ＰＤ
ＴＬ）を構成している。なお、平面誘電体線路について
は特開平８−２６５００７号（特願平７−６９８６７
号）にて出願している。

【００４３】誘電体板２０には、その上面の電極２４，
２４をパターンニングすることによって、図１０などに
示したものと同様のスプリアスモード反射回路３，３
を、スロット２６に平行に所定間隔ｗを隔てて設けてい
る。

【００４４】この構成により、誘電体板２０の上下の電
極２３−２４間を伝搬するパラレルプレートモード、電
極２４と導体板２８との間の空間を伝搬するパラレルプ
レートモード、電極２３との導体板２７との間の空間を
伝搬するパラレルプレートモードのいずれのモードにつ
いても、スプリアスモード反射回路３，３で全反射さ
れ、これが平面誘電体線路部に戻ることによって相殺さ
れ抑圧される。

【００４５】図１２は第８の実施形態に係る高周波回路
装置の構成を示す図であり、（Ａ）はその主要部の部分
破断斜視図、（Ｂ）は断面図である。図において３５，
３６はそれぞれ誘電体ストリップ、３３は上面に電極３
４を設けた誘電体板であり、これらを導体板３１，３２
の間に設けることによって、誘電体ストリップ３５，３
６部分に電磁界エネルギーを閉じ込めて電磁波の伝搬を
行う非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）を構成してい
る。

【００４６】一般に、誘電体線路においては、誘電体ス
トリップのつなぎ目部分やベンドなどの不連続部分にお
いて電磁界が乱れて、上下の導体板間にパラレルプレー
トモードなどのスプリアスモードが伝搬する。

【００４７】誘電体板３３には、その上面の電極３４を
パターンニングすることによって、誘電体ストリップ３
５，３６の両脇に、(4) 式で定まる間隔ｗを隔ててスプ
リアスモード反射回路３を設けている。これにより、同
図の（Ｂ）に示すように、電極３４と上部の導体板３２
との間（Ａ１）、および電極３４と下部の導体板３１と
の間（Ａ２）をそれぞれ伝搬するパラレルプレートモー
ドの電磁波がスプリアスモード反射回路３のマイクロス
トリップ線路により準ＴＥＭモードに変換されて全反射
される。

【００４８】次に、第９の実施形態として、スプリアス
モード反射回路の他の例を図１３に示す。この回路はそ
れぞれの終端を開放させた複数のマイクロストリップ線
路を平行に配列したものであり、この例では図において
左から右方向への伸びるマイクロストリップ線路１７と
右から左方向への伸びるマイクロストリップ１８とが交
互に配列されるように向かい合わせに配置している。図
１３においてスプリアスモード反射回路３の左右の縦方
向にグラウンデッドコプレーナ線路などの線路（不図
示）を形成していて、それらの線路から漏洩するパラレ
ルプレートモードの電磁波を全反射する。

【００４９】隣接するマイクロストリップ線路の間隔Ｗ
ｐはパラレルプレートモードの波長に比べて十分に短い
間隔としている。このようにＷｐを定めたことにより、
これらのマイクロストリップ線路の間をすり抜けてパラ
レルプレートモードが漏洩することがない。また、各マ
イクロストリップ線路の線路長Ｗｓは所望の周波数（隣
接するマイクロストリップ線路間に誘起されるスロット
モードの周波数）における波長の１／２より短くしてい
る。これによりスロットモードのカットオフ周波数が十
分に高くなり、パラレルプレートモードなどのスプリア
スモードがスロットモードに変換されることがない。そ
のため、スロットモードを経由して再びパラレルプレー
トモードにモード変換されてパラレルプレートモードが
伝搬されていくようなことがない。誘電体板の上下の電
極間を伝搬するパラレルプレートモード等のスプリアス
モードの電磁波はマイクロストリップ線路部分でマイク
ロストリップの準ＴＥＭモードにモード変換されて伝搬
するが、各マイクロストリップ線路の終端は開放されて
いるため、その部分で全反射する。

【００５０】次に共振器を備えた高周波回路装置の例を
図１４〜図１６を参照して説明する。図１４の例では、
誘電体板２９の上下面の電極に、誘電体板２９を挟んで
互いに対向する円形の電極非形成部を設けている。３０
は図における上面の電極に設けた電極非形成部である。
この構造により、電極非形成部を磁気壁とする誘電体共
振器を構成している。この例ではＴＥ０１０モードの共
振器として作用する。誘電体板２９の上面の電極にはス
プリアスモード反射回路３をパターンニングしている。
このスプリアスモード反射回路は図１に示したような高
インピーダンス線路と低インピーダンス線路とを交互に
直列接続したマイクロストリップ線路を共振器を中心と
して放射状に配列したものである。すなわち、図１４に
おけるスプリアスモード反射回路３のパターンは、図７
に示したスプリアスモード反射回路のパターンを直角座
標とした場合に、これを極座標に座標変換したパターン
に相当する。但し、各マイクロストリップ線路の線路幅
の広い部分と狭い部分の寸法は、１つのマイクロストリ
ップ線路上で同一となるようにしてもよい。図において
はその一部を表していて他の部分を省略している。

【００５１】誘電体共振器部分に閉じ込められる電磁界
エネルギーの一部はパラレルプレートモードとして誘電
体板２９の上下の電極間を、誘電体共振器を中心として
放射方向に広がるが、そのパラレルプレートモードはス
プリアスモード反射回路３によって準ＴＥＭモードにモ
ード変換され全反射する。このスプリアスモード反射回
路３と誘電体共振器間の間隔を(4) 式で定まるｗとして
いる。但し、ＴＥ０１０モード共振器の円周方向の電磁
界は全て同相であるから、β＝０となり、式はさらに簡
略化され、ｗ＝｛ｍπ−ａｒｇ（Γ）｝／２ｋの関係と
なる。これにより、スプリアスモードが効果的に抑圧さ
れる。また、反射回路３より外側へスプリアスモードが
漏洩することもない。

【００５２】図１５に示す例でも、誘電体板２９の上下
面の電極に、誘電体板２９を挟んで互いに対向する円形
の電極非形成部を設けている。３０は図における上面の
電極に設けた電極非形成部であり、この構造により、電
極非形成部を磁気壁とするＴＥ０１０モードの共振器と
して作用する。誘電体板２９の上面または上下面には、
電極非形成部３０から所定間隔ｗだけ広がったリング状
の電極を形成して、これをスプリアスモード反射回路３
としている。このスプリアスモード反射回路は、その外
回りの境界部分が磁気壁として作用し、この磁気壁と共
振器との間隔を(4) 式で定まるｗとすることによって、
共振器から漏洩するパラレルプレートモードはスプリア
スモード反射回路３で全反射し、スプリアスモードの漏
洩波と反射波とが相殺する。これにより、スプリアスモ
ードが抑圧される。

【００５３】図１６に示す例では、誘電体２９の下面に
全面電極を形成していて、上面に円形の共振器用電極３
７を形成している。これにより共振器用電極３７を電気
壁とするＴＭモードの誘電体共振器として用いている。
この例では、誘電体板２９の上面の電極にスプリアスモ
ード反射回路３をパターンニングしている。

【００５４】このようなＴＭモード共振器については、
共振モードを特定して、スプリアスモード反射回路３
と、その電極内周との間隔ｗを式で表すことは困難であ
るので、スプリアスモードが効果的に抑圧されるよう
に、間隔ｗを実験的に定める。

【００５５】次に、電圧制御発振器の構成例を図１７を
参照して説明する。図１７は電圧制御発振器の構成を示
す分解斜視図である。４１、４４は上下の導体板であ
り、その間に誘電体板２０を配置している。（図におい
ては、上部の導体板４１を誘電体板２０から大きく離し
て表している。）誘電体板２０にはその上下面に各種導
電体パターンを形成している。この誘電体板２０の上面
にはスロット線路入力型のＦＥＴ（ミリ波ＧａＡｓＦＥ
Ｔ）５０を実装している。６２，６３はそれぞれ２つの
電極を一定間隔で配してなる誘電体板２０上面のスロッ
トであり、誘電体板２０の下面のスロットとともに平面
誘電体線路を構成する。また４５はコプレーナ線路であ
り、ＦＥＴ５０に対してゲートバイアス電圧およびドレ
インバイアス電圧を供給する。

【００５６】６１は薄膜抵抗であり、誘電体板２０の上
面に形成したスロット６２の終端部分を先細り形状にす
るとともに、その上部にこの薄膜抵抗６１を設けてい
る。６５は誘電体板２０の上面に設けた他のスロットで
あり、誘電体板２０を挟んでその裏面側にもスロットを
設けて平面誘電体線路を構成している。６０はスロット
６５を跨ぐように実装した可変容量素子であり、印加電
圧に応じてキャパシタンスが変化する。また図中６４は
誘電体板２０の上面に設けた誘電体共振器用導体非形成
部であり、この誘電体共振器用導体非形成部と、誘電体
板２０を挟んでその裏面側に対向する誘電体共振器用導
電体非形成部とによって、この部分にＴＥ０１０モード
の誘電体共振器を構成する。

【００５７】図１７においてクロスハッチングで示す部
分は電極から成るスプリアスモード反射回路３である。
誘電体板２０の下面側にも、上面と対称のスプリアスモ
ード反射回路を形成している。これらのスプリアスモー
ド反射回路３は、上記平面誘電体線路、コプレーナ線
路、および誘電体共振器等から、スプリアスモードの漏
洩波と反射波とが相殺されるに要する距離だけ離れた位
置に設けている。このように、スプリアスモード反射回
路３を形成することにより、スプリアスモードを効果的
に抑圧し、たとえばスロット６３による平面誘電体線路
とスロット６５による平面誘電体線路や６４部分の誘電
体共振器との間での漏洩波による干渉を防止する。

【００５８】図１８は、上記電圧制御発振器を用いた通
信装置の構成例を示すブロック図である。図１８におい
てＤＰＸはアンテナ共用器であり、パワーアンプＰＡか
ら送信信号が入力される。またＤＰＸから受信信号がロ
ーノイズアンプＬＮＡおよびＲＸフィルタ（受信フィル
タ）を通ってミキサへ与えられる。一方、ＰＬＬによる
局部発振器はオシレータＯＳＣと、その発振信号を分周
する分周器ＤＶから成り、ローカル信号が上記ミキサへ
与えられる。ここで、ＯＳＣとして上記電圧制御発振器
を用いる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、２
つの平行平面導体間を伝搬するスプリアスモードの波が
効率良く抑圧され、主伝搬モードからスプリアスモード
へのモード変換損失の問題およびスプリアスモードを介
しての線路間、回路間または線路と回路との間の不要な
結合を防止することができる。

【００６０】請求項３に記載の発明によれば、電極をパ
ターンニングするだけでスプリアスモード反射回路を構
成できるので、その製造が容易となる。

【００６１】請求項４，５に記載の発明によれば、誘電
体板の端部または誘電体板上の電極端部をスプリアスモ
ード反射回路として用いることができるので、微細な電
極パターンを設けることなくスプリアスモード反射回路
を容易に構成することができる。

【００６２】請求項６に記載の発明によれば、伝送線路
と他の伝送線路との間での漏洩波による干渉や、伝送線
路と共振器との間での漏洩波による干渉が防止される。

【００６３】請求項７に記載の発明によれば、共振器と
他の伝送線路との間、または共振器と他の共振器との間
での漏洩波による干渉が防止される。

【００６４】請求項８に記載の発明によれば、通信信号
を伝搬する伝搬部や、通信信号の所定周波数帯域を通過
または阻止するフィルタなどの信号処理部において、線
路や共振器の配置間隔を狭めても、線路間または線路と
共振器との間における干渉が確実に防止されるので、全
体に小型化された通信装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る高周波回路装置の構成を
示す斜視図

【図２】スプリアスモードの抑圧の原理を示す図

【図３】主伝搬モードと漏洩波の干渉位相が逆相の場合
と同相の場合についての電界強度分布を示す図

【図４】同干渉２波の位相差と挿入損失との関係を示す
図

【図５】第２の実施形態に係る高周波回路装置の構成を
示す斜視図

【図６】第３の実施形態に係る高周波回路装置の構成を
示す斜視図

【図７】第４の実施形態に係る高周波回路装置の構成を
示す平面図

【図８】同高周波回路装置におけるスプリアスモード反
射回路の等価回路図

【図９】第５の実施形態に係る高周波回路装置の構成を
示す平面図

【図１０】第６の実施形態に係る高周波回路装置の構成
を示す斜視図

【図１１】第７の実施形態に係る高周波回路装置の構成
を示す斜視図および誘電体板の下面図

【図１２】第８の実施形態に係る高周波回路装置の構成
を示す斜視図および断面図

【図１３】第９の実施形態に係るスプリアスモード反射
回路の平面図

【図１４】第１０の実施形態に係る高周波回路装置の構
成を示す斜視図

【図１５】第１１の実施形態に係る高周波回路装置の構
成を示す斜視図

【図１６】第１２の実施形態に係る高周波回路装置の構
成を示す斜視図

【図１７】第１３の実施形態に係る電圧制御発振器の構
成を示す斜視図

【図１８】第１４の実施形態に係る通信装置の構成を示
すブロック図

【図１９】パラレルプレートモードの様子を示す一部破
断斜視図

【符号の説明】 １，２−グラウンデッドコプレーナ線路 ３−スプリアスモード反射回路 ４−グラウンデッドスロット線路 １９−ストリップ導体 ２０−誘電体板 ２１〜２４−電極 ２５，２６−スロット ２７，２８−導体板 ２９−誘電体板 ３０−電極非形成部 ３１，３２−導体板 ３３−誘電体板 ３４−電極 ３５，３６−誘電体ストリップ ３７−共振器用電極 ５０−ＦＥＴ ６０−可変容量素子 ６１−薄膜抵抗 ６２，６３−スロット ６４−誘電体共振器用導体非形成部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行な少なくとも２つの平面導体を有
   し、該２つの平面導体間に電磁波を励振させる電磁波励
   振回路を備えた高周波回路装置において、 前記２つの平面導体間を伝搬するスプリアスモード波を
   反射するスプリアスモード反射回路を、当該スプリアス
   モード反射回路で反射された波が前記電磁波励振回路部
   で相殺される距離だけ、前記電磁波励振回路から離れた
   位置に設けたことを特徴とする高周波回路装置。
2. 【請求項２】 前記距離を、次に示すｗとしたことを特
   徴とする請求項１に記載の高周波回路装置。 ｗ＝｛ｍπ−ａｒｇ（Γ）｝／〔２ｋ√｛１−（β／
   ｋ）² ｝〕 ここで、 ｍは１以上の奇数、 ａｒｇ（Γ）は前記反射回路における反射位相、 ｋは前記スプリアスモード波の伝搬方向に対するｋベク
   トル、 βは前記電磁波を励振させる回路の主伝搬モードの位相
   定数、とする。
3. 【請求項３】 前記スプリアスモード反射回路は、前記
   電磁波の波長より短い間隔を隔てた複数のマイクロスト
   リップ状線路から成る請求項１または２に記載の高周波
   回路装置。
4. 【請求項４】 前記スプリアスモード反射回路は、前記
   ２つの平面導体を形成した誘電体板に生じる磁気壁であ
   る請求項１または２に記載の高周波回路装置。
5. 【請求項５】 前記スプリアスモード反射回路は、前記
   ２つの平面導体を形成した誘電体板に形成した電気壁で
   ある請求項１または２に記載の高周波回路装置。
6. 【請求項６】 前記電磁波励振回路は伝送線路である請
   求項１〜５のうちいずれかに記載の高周波回路装置。
7. 【請求項７】 前記電磁波励振回路は共振器である請求
   項１〜５のうちいずれかに記載の高周波回路装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のうちいずれかに記載の高
   周波回路装置を通信信号の伝搬部または通信信号の信号
   処理部に用いた通信装置。