JP2001085912A - Ｒｆ遷移、ｒｆ回路、および導波管伝送線路で伝搬するエネルギをマイクロストリップ伝送線路で伝搬するエネルギに結合させるための方法 - Google Patents
Ｒｆ遷移、ｒｆ回路、および導波管伝送線路で伝搬するエネルギをマイクロストリップ伝送線路で伝搬するエネルギに結合させるための方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
- H01P5/107—Hollow-waveguide/strip-line transitions
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導波管伝送線路で伝搬するエネルギをモノリ
シックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）で伝搬するエネ
ルギに結合させるためのＲＦ遷移を提供する。 【解決手段】 このＲＦ遷移２０は、背面にメタライゼ
ーションを有し、正面にマイクロストリップ２８を有す
るＭＭＩＣ基板２６を含む。背面メタライゼーションは
絞り３２を規定し、マイクロストリップ２８は絞り３２
に近接して形成されるマイクロストリップフィード３０
を含む。ＲＦ遷移２０はまた、絞り３２のまわりのメタ
ライゼーション層で終わる導波管３４を含み、それによ
って導波管３４で伝搬するエネルギをマイクロストリッ
プ２８で伝搬するエネルギに変換する。本発明により、
壊れやすく薄い基板、および高周波装置のより小さな装
置部品を有する場合でも、ミリメートル波周波数などの
より高いＲＦ周波数での導波管からＭＭＩＣへの遷移を
構築することが可能になる。
シックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）で伝搬するエネ
ルギに結合させるためのＲＦ遷移を提供する。 【解決手段】 このＲＦ遷移２０は、背面にメタライゼ
ーションを有し、正面にマイクロストリップ２８を有す
るＭＭＩＣ基板２６を含む。背面メタライゼーションは
絞り３２を規定し、マイクロストリップ２８は絞り３２
に近接して形成されるマイクロストリップフィード３０
を含む。ＲＦ遷移２０はまた、絞り３２のまわりのメタ
ライゼーション層で終わる導波管３４を含み、それによ
って導波管３４で伝搬するエネルギをマイクロストリッ
プ２８で伝搬するエネルギに変換する。本発明により、
壊れやすく薄い基板、および高周波装置のより小さな装
置部品を有する場合でも、ミリメートル波周波数などの
より高いＲＦ周波数での導波管からＭＭＩＣへの遷移を
構築することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の背景】１ＧＨｚから１００ＧＨｚの間の周波数
で動作する電磁システムは、多種多様の通信、レーダ、
リモートセンシングおよびその他への適用に採用されて
いる。これらのシステムのフロントエンドは、典型的に
は、さまざまな機能をもたらすＲＦ信号処理回路を含
む。このＲＦ回路は、方形導波管、マイクロストリッ
プ、およびストリップライン伝送線路を含む、種々の伝
送媒体において実現され得る。マイクロストリップ構造
物は、離散型マイクロ波集積回路（ＭＩＣ）およびモノ
リシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）の両方におい
て広く採用される。
で動作する電磁システムは、多種多様の通信、レーダ、
リモートセンシングおよびその他への適用に採用されて
いる。これらのシステムのフロントエンドは、典型的に
は、さまざまな機能をもたらすＲＦ信号処理回路を含
む。このＲＦ回路は、方形導波管、マイクロストリッ
プ、およびストリップライン伝送線路を含む、種々の伝
送媒体において実現され得る。マイクロストリップ構造
物は、離散型マイクロ波集積回路（ＭＩＣ）およびモノ
リシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）の両方におい
て広く採用される。
【０００２】ＭＩＣおよびＭＭＩＣ回路は、小さなサイ
ズ、高レベルの回路集積化、および半導体制御装置の組
込を要求する適応例において有用である。ＭＩＣおよび
ＭＭＩＣ回路はマイクロストリップ伝送線路を採用し、
これらは典型的には、導電性の接地面によって支持され
る一定の厚さのＭＭＩＣ基板上に堆積される薄い導電ス
トリップを含む。ＲＦエネルギは、マイクロストリップ
中を、準ＴＥＭモードで伝搬する。一方、導波管構造物
は、低い回路損失または高いパワーハンドリングの要求
が、設計の要求より優位を占める場合に採用される。Ｒ
ＦエネルギはＴＥおよび／またはＴＭモードで導波路を
介して伝搬する。
ズ、高レベルの回路集積化、および半導体制御装置の組
込を要求する適応例において有用である。ＭＩＣおよび
ＭＭＩＣ回路はマイクロストリップ伝送線路を採用し、
これらは典型的には、導電性の接地面によって支持され
る一定の厚さのＭＭＩＣ基板上に堆積される薄い導電ス
トリップを含む。ＲＦエネルギは、マイクロストリップ
中を、準ＴＥＭモードで伝搬する。一方、導波管構造物
は、低い回路損失または高いパワーハンドリングの要求
が、設計の要求より優位を占める場合に採用される。Ｒ
ＦエネルギはＴＥおよび／またはＴＭモードで導波路を
介して伝搬する。
【０００３】多くの電磁システムにおいて、導波管伝送
媒体からＭＭＩＣ媒体への遷移が必要とされる。ＴＥモ
ードまたはＴＭモードのエネルギを準ＴＥＭモードのエ
ネルギに変換することは本来困難であるので、ＭＭＩＣ
／導波管の遷移は簡単には達成されない。より高いＲＦ
周波数（たとえばミリメートル波周波数）で動作するシ
ステムによって決定される薄いＭＭＩＣ基板のジオメト
リは、結果的に、壊れやすいＭＭＩＣ構造物を生じるこ
とが多く、よってＲＦ遷移の設計作業はさらに複雑にな
る。
媒体からＭＭＩＣ媒体への遷移が必要とされる。ＴＥモ
ードまたはＴＭモードのエネルギを準ＴＥＭモードのエ
ネルギに変換することは本来困難であるので、ＭＭＩＣ
／導波管の遷移は簡単には達成されない。より高いＲＦ
周波数（たとえばミリメートル波周波数）で動作するシ
ステムによって決定される薄いＭＭＩＣ基板のジオメト
リは、結果的に、壊れやすいＭＭＩＣ構造物を生じるこ
とが多く、よってＲＦ遷移の設計作業はさらに複雑にな
る。
【０００４】ＭＭＩＣまたはＭＩＣ―導波管の遷移の設
計に対する現存のアプローチの１つは、ゲラー（Gelle
r）他に対する米国特許第４，６３６，７５３号（「ゲ
ラー」）に開示される。ゲラーは、方形の導波管内に、
その導波管の狭い壁に平行な面において、長さ方向に挿
入された薄い金属化基板を開示する。この基板の金属化
表面上で、導波管モードからスロットラインモードへの
フィンライン遷移が形成される。広帯域バルンが基板上
に形成され、スロットラインモードのエネルギを、基板
上に形成されたマイクロストリップで伝搬するエネルギ
へ変換する。ＭＭＩＣまたはＭＩＣ構成要素は、それぞ
れ基板上に形成されるか、または装着され、マイクロス
トリップによって給電される。この装置は、導波管の伝
搬方向に関して対称であるので、導波管からのおよび導
波管への両方のＭＩＣ遷移が基板上にもたらされる。ゲ
ラーによって開示された技術は、たとえば、フィンライ
ン遷移を組み入れ、かつ空の方形導波管の狭い壁に平行
な一部に基板を挿入する、基板上のＭＩＣまたはＭＭＩ
Ｃ増幅器を形成することによって導波管増幅器を構築す
る際に、有用となるかもしれない。耐性要求およびワイ
ヤボンド接続の使用により、ゲラーの技術はより低いマ
イクロ波周波数の適用に限定されている。
計に対する現存のアプローチの１つは、ゲラー（Gelle
r）他に対する米国特許第４，６３６，７５３号（「ゲ
ラー」）に開示される。ゲラーは、方形の導波管内に、
その導波管の狭い壁に平行な面において、長さ方向に挿
入された薄い金属化基板を開示する。この基板の金属化
表面上で、導波管モードからスロットラインモードへの
フィンライン遷移が形成される。広帯域バルンが基板上
に形成され、スロットラインモードのエネルギを、基板
上に形成されたマイクロストリップで伝搬するエネルギ
へ変換する。ＭＭＩＣまたはＭＩＣ構成要素は、それぞ
れ基板上に形成されるか、または装着され、マイクロス
トリップによって給電される。この装置は、導波管の伝
搬方向に関して対称であるので、導波管からのおよび導
波管への両方のＭＩＣ遷移が基板上にもたらされる。ゲ
ラーによって開示された技術は、たとえば、フィンライ
ン遷移を組み入れ、かつ空の方形導波管の狭い壁に平行
な一部に基板を挿入する、基板上のＭＩＣまたはＭＭＩ
Ｃ増幅器を形成することによって導波管増幅器を構築す
る際に、有用となるかもしれない。耐性要求およびワイ
ヤボンド接続の使用により、ゲラーの技術はより低いマ
イクロ波周波数の適用に限定されている。
【０００５】ＭＩＣ―導波管の遷移の一例は、ガマンド
（Gamand）他に対する米国特許第５，４１４，３９４号
（「ガマンド」）によって提供され、これは、基板の一
方側に形成されたマイクロストリップと、基板に垂直に
配向され、かつフィールドプローブとして作用するマイ
クロストリップの端部近傍で終わる導波管とを開示す
る。導波管からマイクロストリップへの遷移は、プロー
ブの近傍で導波管の直径を短縮し、導波管キャビティの
端部をプローブから４分の１波長の距離に位置づけるこ
とにより、達成される。マイクロストリップを有する基
板は、この遷移において導電性の導波管の壁を与える、
複数部分を有する金属ハウジングアセンブリに形成され
るチャネルとなる。このハウジングはまた、基板上にも
延び、その上に形成された回路を保護する。
（Gamand）他に対する米国特許第５，４１４，３９４号
（「ガマンド」）によって提供され、これは、基板の一
方側に形成されたマイクロストリップと、基板に垂直に
配向され、かつフィールドプローブとして作用するマイ
クロストリップの端部近傍で終わる導波管とを開示す
る。導波管からマイクロストリップへの遷移は、プロー
ブの近傍で導波管の直径を短縮し、導波管キャビティの
端部をプローブから４分の１波長の距離に位置づけるこ
とにより、達成される。マイクロストリップを有する基
板は、この遷移において導電性の導波管の壁を与える、
複数部分を有する金属ハウジングアセンブリに形成され
るチャネルとなる。このハウジングはまた、基板上にも
延び、その上に形成された回路を保護する。
【０００６】別の導波管遷移のアプローチでは、ＭＭＩ
Ｃ回路および別の導波管／マイクロストリップ遷移を、
ＭＩＣパッケージの共通基板に取付け、これら２つの基
板をリボン溶接またはワイヤボンディングにより相互接
続する。この一般的なＭＩＣ技術は、より低い周波数で
は広く用いられるが、より高い周波数（たとえばミリメ
ートル波周波数）では、リボン溶接およびワイヤボンデ
ィングの寄生容量が著しくなるので、ＲＦ性能が悪くな
る。
Ｃ回路および別の導波管／マイクロストリップ遷移を、
ＭＩＣパッケージの共通基板に取付け、これら２つの基
板をリボン溶接またはワイヤボンディングにより相互接
続する。この一般的なＭＩＣ技術は、より低い周波数で
は広く用いられるが、より高い周波数（たとえばミリメ
ートル波周波数）では、リボン溶接およびワイヤボンデ
ィングの寄生容量が著しくなるので、ＲＦ性能が悪くな
る。
【０００７】導波管−ＭＭＩＣの遷移をもたらす既存の
アプローチは、より高いＲＦ周波数（たとえばミリメー
トル波周波数）に対してはうまく合わせることができな
い。これは、より高周波数の装置は、基板がより薄く、
装置の構成がより小さいことにより、装置がより壊れや
すいものになるからである。さらに、高周波数の装置を
製造するために要求される製造公差により、複数の複合
ハウジング部分のアライメントがより難しくなり、さら
に、分離した基板を、ＭＩＣの実現において、ワイヤボ
ンディングまたはリボン溶接で相互接続するが必要があ
るので、より高い周波数におけるＲＦ性能は低下する。
アプローチは、より高いＲＦ周波数（たとえばミリメー
トル波周波数）に対してはうまく合わせることができな
い。これは、より高周波数の装置は、基板がより薄く、
装置の構成がより小さいことにより、装置がより壊れや
すいものになるからである。さらに、高周波数の装置を
製造するために要求される製造公差により、複数の複合
ハウジング部分のアライメントがより難しくなり、さら
に、分離した基板を、ＭＩＣの実現において、ワイヤボ
ンディングまたはリボン溶接で相互接続するが必要があ
るので、より高い周波数におけるＲＦ性能は低下する。
【０００８】
【発明の概要】本発明に従って、導波管伝送線路で伝搬
するエネルギをマイクロストリップ伝送線路で伝搬する
エネルギに結合させるための、ＲＦ遷移が提供される。
このＲＦ遷移は、裏面にメタライゼーションを有するＭ
ＭＩＣ基板と、表面のマイクロストリップとを含む、マ
イクロストリップ構造物を含む。この裏面のメタライゼ
ーションは絞りを規定し、マイクロストリップは、この
絞りに近接して形成されたマイクロストリップフィード
を含む。本発明のＲＦ遷移はまた、絞りのまわりのメタ
ライゼーション層で終わる導波管も含み、それによって
導波管で伝搬するエネルギをマイクロストリップで伝搬
するエネルギに変換する。この独特な構造の結果、ＲＦ
遷移は、より高いＲＦ周波数（たとえばミリメートル波
周波数）で優れたＲＦ性能をもたらす。さらに、本発明
のＲＦ遷移は、頑丈で製造可能なパッケージにおいて、
より高いＲＦ周波数（たとえばミリメートル波周波数）
で、導波管によって信号を通信するように適合されるＲ
Ｆ回路の構築を可能にする。
するエネルギをマイクロストリップ伝送線路で伝搬する
エネルギに結合させるための、ＲＦ遷移が提供される。
このＲＦ遷移は、裏面にメタライゼーションを有するＭ
ＭＩＣ基板と、表面のマイクロストリップとを含む、マ
イクロストリップ構造物を含む。この裏面のメタライゼ
ーションは絞りを規定し、マイクロストリップは、この
絞りに近接して形成されたマイクロストリップフィード
を含む。本発明のＲＦ遷移はまた、絞りのまわりのメタ
ライゼーション層で終わる導波管も含み、それによって
導波管で伝搬するエネルギをマイクロストリップで伝搬
するエネルギに変換する。この独特な構造の結果、ＲＦ
遷移は、より高いＲＦ周波数（たとえばミリメートル波
周波数）で優れたＲＦ性能をもたらす。さらに、本発明
のＲＦ遷移は、頑丈で製造可能なパッケージにおいて、
より高いＲＦ周波数（たとえばミリメートル波周波数）
で、導波管によって信号を通信するように適合されるＲ
Ｆ回路の構築を可能にする。
【０００９】一実施例では、ＲＦ遷移のＭＭＩＣ基板
は、シリコン、砒化ガリウム、リン化インジウムなどの
半導体材料であり、ＲＦ信号処理回路は基板上にモノリ
シックに形成される。本発明はしたがって、薄く壊れや
すいＭＭＩＣ回路に対して頑丈で製造可能な高性能のＲ
Ｆ遷移を提供する。
は、シリコン、砒化ガリウム、リン化インジウムなどの
半導体材料であり、ＲＦ信号処理回路は基板上にモノリ
シックに形成される。本発明はしたがって、薄く壊れや
すいＭＭＩＣ回路に対して頑丈で製造可能な高性能のＲ
Ｆ遷移を提供する。
【００１０】導波管と連結し、かつ導波管で信号を通信
するように適合されたＲＦ回路もまた、本発明によって
提供される。このＲＦ回路は、導波管を終わらせ、かつ
導波管で伝搬するエネルギをマイクロストリップで伝搬
するエネルギに変換するように適合された、マイクロス
トリップ構造物を含む。ある有利な実施例に従うと、Ｒ
Ｆ回路は、マイクロストリップ構造物の一部として形成
された、ＲＦ回路などの電子回路を含む。
するように適合されたＲＦ回路もまた、本発明によって
提供される。このＲＦ回路は、導波管を終わらせ、かつ
導波管で伝搬するエネルギをマイクロストリップで伝搬
するエネルギに変換するように適合された、マイクロス
トリップ構造物を含む。ある有利な実施例に従うと、Ｒ
Ｆ回路は、マイクロストリップ構造物の一部として形成
された、ＲＦ回路などの電子回路を含む。
【００１１】本発明はさらに、導波管で伝搬するエネル
ギをマイクロストリップで伝搬するエネルギと結合させ
るための方法を提供する。本発明によれば、この方法
は、マイクロストリップ構造物を設けるステップと、こ
のマイクロストリップ構造物の裏面のメタライゼーショ
ンによって形成された絞りにおいて導波管を終わらせる
ことにより、導波管で伝搬するエネルギをマイクロスト
リップ構造物で伝搬するエネルギに変換するステップと
を含む。ある有利な実施例では、この方法はさらに、マ
イクロストリップ構造物をＲＦ信号処理サブシステムに
統合するステップを含む。
ギをマイクロストリップで伝搬するエネルギと結合させ
るための方法を提供する。本発明によれば、この方法
は、マイクロストリップ構造物を設けるステップと、こ
のマイクロストリップ構造物の裏面のメタライゼーショ
ンによって形成された絞りにおいて導波管を終わらせる
ことにより、導波管で伝搬するエネルギをマイクロスト
リップ構造物で伝搬するエネルギに変換するステップと
を含む。ある有利な実施例では、この方法はさらに、マ
イクロストリップ構造物をＲＦ信号処理サブシステムに
統合するステップを含む。
【００１２】本発明のＲＦ遷移は、したがって、頑強で
製造可能な遷移設計をもたらすことにより、より高いＲ
Ｆ周波数（ミリメートル波周波数など）での優れたＲＦ
性能に必要な精密な寸法公差および薄い基板の場合でさ
え、先行技術のＲＦ遷移が本来有する限界を克服する。
さらに、本発明のＲＦ遷移は、ワイヤボンディングまた
はリボン溶接なしに達成されるので、ＲＦ性能が向上す
る。
製造可能な遷移設計をもたらすことにより、より高いＲ
Ｆ周波数（ミリメートル波周波数など）での優れたＲＦ
性能に必要な精密な寸法公差および薄い基板の場合でさ
え、先行技術のＲＦ遷移が本来有する限界を克服する。
さらに、本発明のＲＦ遷移は、ワイヤボンディングまた
はリボン溶接なしに達成されるので、ＲＦ性能が向上す
る。
【００１３】
【詳細な説明】本発明は、これ以降、本発明の好ましい
実施例を示す添付の図面を参照してより完全に述べられ
る。しかしながら、この発明は多種多様な形態で具体化
され得るものであり、ここに述べる実施例に限定して解
釈されるべきではなく、これらの実施例は、この開示を
完成させ、完全なものにし、また当業者に本発明の範囲
を十分伝えるように、提供されるものである。全体を通
じて、同様の参照番号は同様の要素を示す。
実施例を示す添付の図面を参照してより完全に述べられ
る。しかしながら、この発明は多種多様な形態で具体化
され得るものであり、ここに述べる実施例に限定して解
釈されるべきではなく、これらの実施例は、この開示を
完成させ、完全なものにし、また当業者に本発明の範囲
を十分伝えるように、提供されるものである。全体を通
じて、同様の参照番号は同様の要素を示す。
【００１４】本発明の一実施例に従ったＲＦ遷移２０の
斜視図が図１に示される。このＲＦ遷移は、ＭＭＩＣ基
板２６上に形成されたＲＦ回路２４を含むマイクロスト
リップ構造物２２を含む。マイクロストリップ構造物２
２はまた、マイクロストリップジオメトリを有するＲＦ
伝送線路も提供する。これに関して、細線のメタライゼ
ーションがＭＭＩＣ基板２６の第２の面に堆積されてマ
イクロストリップ２８を形成し、接地面などのメタライ
ゼーション層が基板の対向する第１の面に形成される。
動作においては、ＲＦ信号はマイクロストリップ構造物
２２によって、ＲＦ回路およびマイクロストリップ構造
物の他の構成へ、またそれらから伝達される。当業者に
は公知のように、ＭＭＩＣ基板２６の第１の面は、典型
的には、接地面を形成するために裏面メタライゼーショ
ンが上に堆積される基板の裏面によって形成される。同
様に、当該技術分野では周知のように、ＭＭＩＣ基板の
第２の面は、上にマイクロストリップ２８が形成される
基板の表面によって形成される。
斜視図が図１に示される。このＲＦ遷移は、ＭＭＩＣ基
板２６上に形成されたＲＦ回路２４を含むマイクロスト
リップ構造物２２を含む。マイクロストリップ構造物２
２はまた、マイクロストリップジオメトリを有するＲＦ
伝送線路も提供する。これに関して、細線のメタライゼ
ーションがＭＭＩＣ基板２６の第２の面に堆積されてマ
イクロストリップ２８を形成し、接地面などのメタライ
ゼーション層が基板の対向する第１の面に形成される。
動作においては、ＲＦ信号はマイクロストリップ構造物
２２によって、ＲＦ回路およびマイクロストリップ構造
物の他の構成へ、またそれらから伝達される。当業者に
は公知のように、ＭＭＩＣ基板２６の第１の面は、典型
的には、接地面を形成するために裏面メタライゼーショ
ンが上に堆積される基板の裏面によって形成される。同
様に、当該技術分野では周知のように、ＭＭＩＣ基板の
第２の面は、上にマイクロストリップ２８が形成される
基板の表面によって形成される。
【００１５】本発明のＲＦ遷移２０では、マイクロスト
リップ構造物２２で伝搬するＲＦエネルギが、マイクロ
ストリップ２８に近接して形成されたマイクロストリッ
プフィード３０を介して、ＭＭＩＣ基板の裏面のメタラ
イゼーション層に形成された絞り３２を通じて、導波管
３４に結合される。図２に関連してより詳細に論じられ
るように、導波管３４は、絞り３２のまわりの裏面メタ
ライゼーションと整合し、そこで終わる。この導波管
は、繰返し可能な、低損失のマイクロストリップフィー
ドへのエネルギの結合をもたらすために、好ましくは、
導電性エポキシで裏面メタライゼーション層にはんだ付
けまたはボンディングされている。当該技術分野で公知
のように、本発明の範囲から離れることなく導波管を裏
面メタライゼーション内で終わらせるための他の技術を
採用してもよい。
リップ構造物２２で伝搬するＲＦエネルギが、マイクロ
ストリップ２８に近接して形成されたマイクロストリッ
プフィード３０を介して、ＭＭＩＣ基板の裏面のメタラ
イゼーション層に形成された絞り３２を通じて、導波管
３４に結合される。図２に関連してより詳細に論じられ
るように、導波管３４は、絞り３２のまわりの裏面メタ
ライゼーションと整合し、そこで終わる。この導波管
は、繰返し可能な、低損失のマイクロストリップフィー
ドへのエネルギの結合をもたらすために、好ましくは、
導電性エポキシで裏面メタライゼーション層にはんだ付
けまたはボンディングされている。当該技術分野で公知
のように、本発明の範囲から離れることなく導波管を裏
面メタライゼーション内で終わらせるための他の技術を
採用してもよい。
【００１６】絞りに対するマイクロストリップフィード
３０のジオメトリは、本発明のＲＦ遷移の性能に対して
重要である。マイクロストリップフィード３０、絞り３
２、およびＭＭＩＣ基板２６の寸法および特徴により、
マイクロストリップ構造物と導波管との間のインピーダ
ンス整合が決定され、また、通常、ＲＦ遷移２０のＲＦ
性能も決定される。絞り３２は導波管３４と同軸である
のが好ましく、マイクロストリップフィード３０は、絞
り３２および導波管３４の両者に対して対称に位置づけ
られることが好ましい。マイクロストリップフィード３
０の特徴および寸法の調整は、ＲＦ遷移を同調させて、
特定の狭いＲＦ周波数範囲にわたって動作させるため
に、またはＲＦ遷移２０が動作する帯域を広げるため
に、用いられ得る。
３０のジオメトリは、本発明のＲＦ遷移の性能に対して
重要である。マイクロストリップフィード３０、絞り３
２、およびＭＭＩＣ基板２６の寸法および特徴により、
マイクロストリップ構造物と導波管との間のインピーダ
ンス整合が決定され、また、通常、ＲＦ遷移２０のＲＦ
性能も決定される。絞り３２は導波管３４と同軸である
のが好ましく、マイクロストリップフィード３０は、絞
り３２および導波管３４の両者に対して対称に位置づけ
られることが好ましい。マイクロストリップフィード３
０の特徴および寸法の調整は、ＲＦ遷移を同調させて、
特定の狭いＲＦ周波数範囲にわたって動作させるため
に、またはＲＦ遷移２０が動作する帯域を広げるため
に、用いられ得る。
【００１７】本発明のＲＦ遷移２０の有利な一実施例が
図２に示され、これは、キャビティ４０を含むＲＦ遷移
の側面図である。キャビティ４０は導波管３４を終わら
せ、ＭＭＩＣ基板２６の表面に近接したマイクロストリ
ップ構造物２２に装着される。キャビティ４０は、好ま
しくは、絞り３２および導波管３４に対して対称に位置
づけられる。結合を最適化するために、キャビティ４０
の寸法は、すべてのキャビティの共振周波数がＲＦ遷移
２０の設計帯域の外になるように調整される。導波管３
４およびキャビティ４０は、好ましくは、図２に示すよ
うに、基板２６の端縁をいくらか越えて延びる。キャビ
ティ４０は、したがって、従来技術で公知のように、導
電性エポキシによって、基板を越える領域において導波
管３４の端部にはんだ付けされるか、またはボンディン
グされる。キャビティ４０はまた、導電性エポキシを用
いて、図２に示すように、ＭＭＩＣ基板２６の表面の部
分にはんだ付けされるか、またはボンディングされる。
キャビティ４０は、導波管３４をより効果的に終わらせ
ることにより、ＲＦ遷移の結合性能を向上させるという
役割を果たす。
図２に示され、これは、キャビティ４０を含むＲＦ遷移
の側面図である。キャビティ４０は導波管３４を終わら
せ、ＭＭＩＣ基板２６の表面に近接したマイクロストリ
ップ構造物２２に装着される。キャビティ４０は、好ま
しくは、絞り３２および導波管３４に対して対称に位置
づけられる。結合を最適化するために、キャビティ４０
の寸法は、すべてのキャビティの共振周波数がＲＦ遷移
２０の設計帯域の外になるように調整される。導波管３
４およびキャビティ４０は、好ましくは、図２に示すよ
うに、基板２６の端縁をいくらか越えて延びる。キャビ
ティ４０は、したがって、従来技術で公知のように、導
電性エポキシによって、基板を越える領域において導波
管３４の端部にはんだ付けされるか、またはボンディン
グされる。キャビティ４０はまた、導電性エポキシを用
いて、図２に示すように、ＭＭＩＣ基板２６の表面の部
分にはんだ付けされるか、またはボンディングされる。
キャビティ４０は、導波管３４をより効果的に終わらせ
ることにより、ＲＦ遷移の結合性能を向上させるという
役割を果たす。
【００１８】本発明のＲＦ遷移２０の有利な一実施例で
は、ＭＭＩＣ基板２６は、当業者には公知のように、半
導体材料を含み、ＲＦ回路２４は基板上にモノリシック
に形成される。半導体材料は、シリコン、砒化ガリウ
ム、リン化インジウム、またはＭＭＩＣおよび従来技術
で公知の電子回路のモノリシックな形成に好適な他の材
料を含み得る。
は、ＭＭＩＣ基板２６は、当業者には公知のように、半
導体材料を含み、ＲＦ回路２４は基板上にモノリシック
に形成される。半導体材料は、シリコン、砒化ガリウ
ム、リン化インジウム、またはＭＭＩＣおよび従来技術
で公知の電子回路のモノリシックな形成に好適な他の材
料を含み得る。
【００１９】本発明の有利な一実施例に従ったＭＭＩＣ
―導波管のＲＦ遷移２０の平面図が図３に示され、ここ
では、好ましい一実施例のマイクロストリップフィード
のジオメトリの詳細が示される。マイクロストリップフ
ィード３０は、好ましくは、図３に示すように、裏面絞
り３２にわたって延び、マイクロストリップ放射状スタ
ブ３６で終わる。２つの対向するマイクロストリップア
ーム３８が、好ましくは、図３に示すように、マイクロ
ストリップフィード３０の絞り３２に近接し、かつ絞り
３２の中心に対してマイクロストリップ放射状スタブに
対向する部分から延びる。マイクロストリップフィード
３０、マイクロストリップ放射状スタブ３６、およびマ
イクロストリップアームの寸法は、特定のＲＦ動作周波
数で高性能のＲＦ遷移をもたらすように、導波管、絞り
開口およびキャビティの寸法に関連して注意深く選択さ
れる。たとえば、中心周波数１００ＧＨｚで動作するよ
うに設計された有利な一実施例では、それぞれ、砒化ガ
リウムで作られた基板は厚さ３ミル（０．７６×１０-4
ｍ）および誘電率１２．８であり、導波管３４の内部寸
法は１０ミル（２．５４×１０-4ｍ）×５ミル（１．２
７×１０-4ｍ）であり、キャビティ４０の内部寸法は１
３０ミル（３．３０×１０-3ｍ）×１００ミル（２．５
４×１０-3ｍ）×２５ミル（６．３５×１０-4ｍ）であ
り、マイクロストリップフィード３０の幅は５ミル
（１．２７×１０-4ｍ）であり、マイクロストリップア
ーム３８の長さおよび幅は、それぞれ２８ミル（７．１
１×１０-4ｍ）および０．３７ミル（９．４×１０
-6ｍ）であり、絞り３２の寸法は、２０ミル（５．０８
×１０-4ｍ）×５０ミル（１．２７×１０-3ｍ）であ
る。結果として生じるＲＦ遷移２０は、中心を１００Ｇ
Ｈｚとする７ＧＨｚの帯域幅となり、その帯域幅にわた
って１０ｄＢより優れた反射減衰量、および０．２５ｄ
Ｂより低い挿入損を有する。
―導波管のＲＦ遷移２０の平面図が図３に示され、ここ
では、好ましい一実施例のマイクロストリップフィード
のジオメトリの詳細が示される。マイクロストリップフ
ィード３０は、好ましくは、図３に示すように、裏面絞
り３２にわたって延び、マイクロストリップ放射状スタ
ブ３６で終わる。２つの対向するマイクロストリップア
ーム３８が、好ましくは、図３に示すように、マイクロ
ストリップフィード３０の絞り３２に近接し、かつ絞り
３２の中心に対してマイクロストリップ放射状スタブに
対向する部分から延びる。マイクロストリップフィード
３０、マイクロストリップ放射状スタブ３６、およびマ
イクロストリップアームの寸法は、特定のＲＦ動作周波
数で高性能のＲＦ遷移をもたらすように、導波管、絞り
開口およびキャビティの寸法に関連して注意深く選択さ
れる。たとえば、中心周波数１００ＧＨｚで動作するよ
うに設計された有利な一実施例では、それぞれ、砒化ガ
リウムで作られた基板は厚さ３ミル（０．７６×１０-4
ｍ）および誘電率１２．８であり、導波管３４の内部寸
法は１０ミル（２．５４×１０-4ｍ）×５ミル（１．２
７×１０-4ｍ）であり、キャビティ４０の内部寸法は１
３０ミル（３．３０×１０-3ｍ）×１００ミル（２．５
４×１０-3ｍ）×２５ミル（６．３５×１０-4ｍ）であ
り、マイクロストリップフィード３０の幅は５ミル
（１．２７×１０-4ｍ）であり、マイクロストリップア
ーム３８の長さおよび幅は、それぞれ２８ミル（７．１
１×１０-4ｍ）および０．３７ミル（９．４×１０
-6ｍ）であり、絞り３２の寸法は、２０ミル（５．０８
×１０-4ｍ）×５０ミル（１．２７×１０-3ｍ）であ
る。結果として生じるＲＦ遷移２０は、中心を１００Ｇ
Ｈｚとする７ＧＨｚの帯域幅となり、その帯域幅にわた
って１０ｄＢより優れた反射減衰量、および０．２５ｄ
Ｂより低い挿入損を有する。
【００２０】本発明の有利な一実施例に従ったＲＦ回路
４８もまた図３に示され、これは、ＲＦ回路２４などの
電子回路の構成、および単一基板上のマイクロストリッ
プ伝送線路構造物を表わす。この有利な実施例に従う
と、ＲＦ回路４８は、メタライゼーションによって形成
された絞りのまわりの基板の裏面メタライゼーションに
取付けられるか、またはそこに近接して装着される界面
導波管で、信号を通信するように適合される。
４８もまた図３に示され、これは、ＲＦ回路２４などの
電子回路の構成、および単一基板上のマイクロストリッ
プ伝送線路構造物を表わす。この有利な実施例に従う
と、ＲＦ回路４８は、メタライゼーションによって形成
された絞りのまわりの基板の裏面メタライゼーションに
取付けられるか、またはそこに近接して装着される界面
導波管で、信号を通信するように適合される。
【００２１】一実施例では、本発明のＲＦ回路４８は、
界面導波管の裏面メタライゼーション装着場所と同心の
基板の頂部側に装着されたキャビティを含む。裏面メタ
ライゼーション層によって形成される絞りは、好ましく
は、表面マイクロストリップフィードおよび界面導波管
の装着場所に対して対称である。好ましくは、この基板
は半導体材料であり、電子回路は、従来技術で公知のよ
うに、半導体基板上にモノリシックに形成される。
界面導波管の裏面メタライゼーション装着場所と同心の
基板の頂部側に装着されたキャビティを含む。裏面メタ
ライゼーション層によって形成される絞りは、好ましく
は、表面マイクロストリップフィードおよび界面導波管
の装着場所に対して対称である。好ましくは、この基板
は半導体材料であり、電子回路は、従来技術で公知のよ
うに、半導体基板上にモノリシックに形成される。
【００２２】図４は、本発明の一実施例に従って、エネ
ルギを導波管モードからマイクロストリップモードへ結
合させるための方法を示す提供するフローチャートを表
わす。まず、マイクロストリップ構造物がステップ５０
に従って上述のように設けられる。このマイクロストリ
ップ構造物は、好ましくは、ＭＭＩＣ基板と、その基板
の裏面に形成されたメタライゼーション層と、その基板
の表面上に形成されたマイクロストリップとを含む。こ
のメタライゼーション層は絞りを規定し、マイクロスト
リップは絞りに近接して位置づけられたマイクロストリ
ップフィードを含む。本発明によれば、この方法はさら
に、導波管を絞りのまわりのメタライゼーション層で終
わらせることにより、導波管モードで伝搬するエネルギ
をマイクロストリップモードで伝搬するエネルギに変換
するステップ５８を含む。
ルギを導波管モードからマイクロストリップモードへ結
合させるための方法を示す提供するフローチャートを表
わす。まず、マイクロストリップ構造物がステップ５０
に従って上述のように設けられる。このマイクロストリ
ップ構造物は、好ましくは、ＭＭＩＣ基板と、その基板
の裏面に形成されたメタライゼーション層と、その基板
の表面上に形成されたマイクロストリップとを含む。こ
のメタライゼーション層は絞りを規定し、マイクロスト
リップは絞りに近接して位置づけられたマイクロストリ
ップフィードを含む。本発明によれば、この方法はさら
に、導波管を絞りのまわりのメタライゼーション層で終
わらせることにより、導波管モードで伝搬するエネルギ
をマイクロストリップモードで伝搬するエネルギに変換
するステップ５８を含む。
【００２３】本発明に従った方法の有利な一実施例にお
いて、ＲＦ信号インターフェイスおよびＤＣ電力インタ
ーフェイスが、ＤＣ電力に対してはワイヤボンディン
グ、およびＲＦに対してはリボン溶接を介して、ステッ
プ５２に従ってマイクロストリップ構造物に与えられ
る。ＲＦ回路などの電子回路は、好ましくは、ステップ
５４に従ってＭＭＩＣ基板上に形成され、信号処理機能
をもたらす。有利な一実施例では、ステップ５６に従っ
て絞りに近接した界面導波管を終わらせるためにキャビ
ティが設けられる。この方法は、好ましくは、絞りで界
面導波管を終わらせ、構造物全体をＲＦサブシステムま
たはシステム内に統合させるステップ、それぞれ５８お
よび６０をさらに含む。
いて、ＲＦ信号インターフェイスおよびＤＣ電力インタ
ーフェイスが、ＤＣ電力に対してはワイヤボンディン
グ、およびＲＦに対してはリボン溶接を介して、ステッ
プ５２に従ってマイクロストリップ構造物に与えられ
る。ＲＦ回路などの電子回路は、好ましくは、ステップ
５４に従ってＭＭＩＣ基板上に形成され、信号処理機能
をもたらす。有利な一実施例では、ステップ５６に従っ
て絞りに近接した界面導波管を終わらせるためにキャビ
ティが設けられる。この方法は、好ましくは、絞りで界
面導波管を終わらせ、構造物全体をＲＦサブシステムま
たはシステム内に統合させるステップ、それぞれ５８お
よび６０をさらに含む。
【００２４】本発明のＲＦ遷移は、従来のＲＦ遷移の設
計が本来有していた限界を克服する。本発明のＲＦ遷移
は、より高いＲＦ周波数（ミリメートル波周波数など）
での優れたＲＦ性能に対して必要な、精密な寸法公差お
よび薄い基板を有する場合でさえ、頑丈で製造可能であ
る。さらに、本発明のモノリシックＲＦ遷移は、ワイヤ
ボンディングまたはリボン溶接なしに達成されるので、
ＲＦ性能が向上する。
計が本来有していた限界を克服する。本発明のＲＦ遷移
は、より高いＲＦ周波数（ミリメートル波周波数など）
での優れたＲＦ性能に対して必要な、精密な寸法公差お
よび薄い基板を有する場合でさえ、頑丈で製造可能であ
る。さらに、本発明のモノリシックＲＦ遷移は、ワイヤ
ボンディングまたはリボン溶接なしに達成されるので、
ＲＦ性能が向上する。
【００２５】前述の詳細な説明およびそれに関連する図
面に提示された教示の恩恵を受ける対象である当業者に
は、本発明の多くの変形例および他の実施例が考えられ
るであろう。したがって、当然、本発明は、開示された
特定の実施例に限定されるのではなく、変形例および他
の実施例も前掲の請求の範囲に含むことが意図される。
ここでは特定の用語が採用されているが、それらは単に
一般的および説明的に用いられているだけであり、限定
の目的はない。
面に提示された教示の恩恵を受ける対象である当業者に
は、本発明の多くの変形例および他の実施例が考えられ
るであろう。したがって、当然、本発明は、開示された
特定の実施例に限定されるのではなく、変形例および他
の実施例も前掲の請求の範囲に含むことが意図される。
ここでは特定の用語が採用されているが、それらは単に
一般的および説明的に用いられているだけであり、限定
の目的はない。
【図１】 本発明の一実施例に従った、マイクロストリ
ップ−導波管のＲＦ遷移の斜視図である。
ップ−導波管のＲＦ遷移の斜視図である。
【図２】 キャビティおよびＭＭＩＣ基板上に形成され
たＲＦ回路を表わす、マイクロストリップ−導波管のＲ
Ｆ遷移の側面図である。
たＲＦ回路を表わす、マイクロストリップ−導波管のＲ
Ｆ遷移の側面図である。
【図３】 本発明の一実施例に従ったマイクロストリッ
プ−導波管のＲＦ遷移の平面図であり、マイクロストリ
ップフィードジオメトリの詳細を表わす図である。
プ−導波管のＲＦ遷移の平面図であり、マイクロストリ
ップフィードジオメトリの詳細を表わす図である。
【図４】 本発明の一実施例に従った、導波管からマイ
クロストリップへエネルギを結合させるための方法を表
わすフローチャート図である。
クロストリップへエネルギを結合させるための方法を表
わすフローチャート図である。
２０ ＲＦ遷移、２２ マイクロストリップ構造物、２
４ ＲＦ回路、２８マイクロストリップ、３０ マイク
ロストリップフィード、３２ 絞り、３４導波管。
４ ＲＦ回路、２８マイクロストリップ、３０ マイク
ロストリップフィード、３２ 絞り、３４導波管。
フロントページの続き (72)発明者 エミリオ・エイ・ソベロ アメリカ合衆国、91360 カリフォルニア 州、サウザンド・オークス、ロータス・ア ベニュ、610
Claims (20)
- 【請求項１】 導波管伝送線路で伝搬するエネルギをマ
イクロストリップ伝送線路で伝搬するエネルギへ結合さ
せるためのＲＦ遷移であって、前記遷移は、 モノリシックマイクロ波集積回路（「ＭＭＩＣ」）基板
と、ＭＭＩＣ基板の第１の面上に形成されたメタライゼ
ーション層と、ＭＭＩＣ基板の対向する第２の面上に形
成されたマイクロストリップとを含むマイクロストリッ
プ構造物を含み、前記メタライゼーション層は絞りを規
定し、前記マイクロストリップは前記絞りに近接するマ
イクロストリップフィードを含み、前記遷移はさらに、 前記絞りのまわりのメタライゼーション層で終わること
により、導波管で伝搬するエネルギをマイクロストリッ
プで伝搬するエネルギに変換する導波管を含む、ＲＦ遷
移。 - 【請求項２】 前記絞りが、導波管と同心である、請求
項１に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項３】 前記マイクロストリップフィードが前記
絞りにわたって延び、前記絞りの中心に対して対称であ
る、請求項１に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項４】 前記マイクロストリップフィードが、２
つの対向するマイクロストリップアームを含む、請求項
１に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項５】 前記マイクロストリップ構造物が、ＲＦ
信号を処理するためのＲＦ回路をさらに含む、請求項１
に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項６】 ＭＭＩＣ基板が半導体材料を含む、請求
項１に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項７】 前記導波管と同心のＭＭＩＣ基板の第２
の面に近接して位置づけられるキャビティをさらに含
む、請求項１に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項８】 ＭＭＩＣ基板の第２の面に近接して位置
づけられ、かつ前記導波管と同心であるキャビティをさ
らに含み、 前記絞りが前記導波管と同心であり、 前記マイクロストリップフィードが前記絞りにわたって
延び、かつ前記絞りの中心に対して対称であり、 前記マイクロストリップ構造物がＲＦ信号を処理するた
めのＲＦ回路をさらに含み、 ＭＭＩＣ基板が半導体材料を含む、 請求項１に記載のＲＦ遷移。 - 【請求項９】 導波管で信号を通信するように適合され
たＲＦ回路であって、前記回路は、 ＭＭＩＣ基板と、ＭＭＩＣ基板の第１の面に形成された
メタライゼーション層と、ＭＭＩＣ基板の対向する第２
の面に形成されたマイクロストリップとを含むマイクロ
ストリップ構造物を含み、前記メタライゼーション層は
絞りを規定し、前記マイクロストリップは前記絞りに近
接したマイクロストリップフィードを含み、 前記マイクロストリップ構造物は、前記絞りのまわりの
前記メタライゼーション層に位置づけられた導波管を終
わらせるように適合され、 前記マイクロストリップフィードは、前記導波管で伝搬
するエネルギを前記マイクロストリップで伝搬するエネ
ルギに変換するように適合される、ＲＦ回路。 - 【請求項１０】 前記マイクロストリップフィードが、
前記絞りにわたって延び、かつ絞りの中心に対して対称
である、請求項９に記載のＲＦ回路。 - 【請求項１１】 前記マイクロストリップフィードが、
２つの対向するマイクロストリップアームを含む、請求
項９に記載のＲＦ回路。 - 【請求項１２】 前記マイクロストリップ構造物が、Ｒ
Ｆ信号を処理するためのＲＦ回路をさらに含む、請求項
９に記載のＲＦ回路。 - 【請求項１３】 前記ＭＭＩＣ基板が半導体材料を含
む、請求項９に記載のＲＦ回路。 - 【請求項１４】 前記ＭＭＩＣ基板の前記第２の面に近
接して位置づけられるキャビティをさらに含む、請求項
９に記載のＲＦ回路。 - 【請求項１５】 前記ＭＭＩＣ基板の前記第２の面に近
接して位置づけられるキャビティをさらに含み、 前記マイクロストリップフィードは前記絞りにわたって
延び、かつ前記絞りの中心に対して対称であり、 前記マイクロストリップ構造物は、ＲＦ信号を処理する
ためのＲＦ回路をさらに含み、 前記ＭＭＩＣ基板は半導体材料を含む、請求項９に記載
のＲＦ回路。 - 【請求項１６】 導波管伝送線路で伝搬するエネルギを
マイクロストリップ伝送線路で伝搬するエネルギに結合
させるための方法であって、前記方法は、 ＭＭＩＣ基板と、ＭＭＩＣ基板の第１の面上に形成され
たメタライゼーション層と、ＭＭＩＣ基板の対向する第
２の面上に形成されたマイクロストリップとを含むマイ
クロストリップ構造物を設けるステップを含み、前記メ
タライゼーション層は絞りを規定し、前記マイクロスト
リップは前記絞りに近接したマイクロストリップフィー
ドを含み、前記方法はさらに、 導波管を前記絞りのまわりのメタライゼーション層で終
わらせることにより、導波管で伝搬するエネルギをマイ
クロストリップで伝搬するエネルギに変換するステップ
を含む、方法。 - 【請求項１７】 前記ＭＭＩＣ基板の前記第２の面に近
接して位置づけられ、かつ前記導波管と同心である、キ
ャビティを設けるステップをさらに含む、請求項１６に
記載の方法。 - 【請求項１８】 前記ＭＭＩＣ基板上にＲＦ回路を形成
し、それによってＲＦ信号を処理するステップをさらに
含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記マイクロストリップ構造物に信号
インターフェイスを与えるステップをさらに含む、請求
項１６に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記マイクロストリップ構造物をＲＦ
信号処理サブシステムに統合するステップをさらに含
む、請求項１６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37582499A | 1999-08-16 | 1999-08-16 | |
| US09/375824 | 1999-08-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085912A true JP2001085912A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=23482511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000246376A Withdrawn JP2001085912A (ja) | 1999-08-16 | 2000-08-15 | Ｒｆ遷移、ｒｆ回路、および導波管伝送線路で伝搬するエネルギをマイクロストリップ伝送線路で伝搬するエネルギに結合させるための方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1077502A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001085912A (ja) |
| CN (1) | CN1192453C (ja) |
| CA (1) | CA2312128A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006191077A (ja) * | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Valeo Raytheon Systems Inc | 導波管‐プリント基板（ｐｗｂ）相互接続 |
| JP2008524887A (ja) * | 2004-12-20 | 2008-07-10 | ユナイテッド モノリシック セミコンダクターズ エスアーエス | マイクロ波用途のための小型電子部品 |
| US20130127562A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Delphi Technologies, Inc. | Surface mountable microwave signal transition block for microstrip to perpendicular waveguide transition |
| US10615481B2 (en) | 2015-08-24 | 2020-04-07 | Nec Corporation | Millimeter wave semiconductor apparatus including a microstrip to fin line interface to a waveguide member |
Families Citing this family (20)
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|---|---|---|---|---|
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