JP2001185917A - 高周波回路 - Google Patents
高周波回路Info
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- JP2001185917A JP2001185917A JP37164399A JP37164399A JP2001185917A JP 2001185917 A JP2001185917 A JP 2001185917A JP 37164399 A JP37164399 A JP 37164399A JP 37164399 A JP37164399 A JP 37164399A JP 2001185917 A JP2001185917 A JP 2001185917A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、部品点数が大幅に増えることな
く、簡単な構造で、所望する特性インピーダンスを有す
る低損失の伝送線路を有する高周波回路を提供する。 【解決手段】 本発明は、伝送線路として動作するスト
リップ線路2の一端にスルーホール導体3が形成され、
他端に所定回路が接続されてなり、伝送される高周波信
号によって、スルーホール導体3が、スミスチャート上
の容量性、誘導性に周期的に変化して成る高周波回路に
おいて、前記ストリップ線路2の他端と所定回路との間
に、前記スルーホール導体3の容量性、誘導性の変動に
同期して動作するスタブ導体膜5を配置した。
く、簡単な構造で、所望する特性インピーダンスを有す
る低損失の伝送線路を有する高周波回路を提供する。 【解決手段】 本発明は、伝送線路として動作するスト
リップ線路2の一端にスルーホール導体3が形成され、
他端に所定回路が接続されてなり、伝送される高周波信
号によって、スルーホール導体3が、スミスチャート上
の容量性、誘導性に周期的に変化して成る高周波回路に
おいて、前記ストリップ線路2の他端と所定回路との間
に、前記スルーホール導体3の容量性、誘導性の変動に
同期して動作するスタブ導体膜5を配置した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一端部がスルーホ
ール導体を形成され、他端が所定高周波で動作する回路
が接続されたストリップ線路からなる伝送線路を有する
高周波回路に関するものである。
ール導体を形成され、他端が所定高周波で動作する回路
が接続されたストリップ線路からなる伝送線路を有する
高周波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高い周波数(例えば、数百MHz
帯上の信号)が処理される所定回路と、入出力端子との
間には、その高周波信号の伝送特性を考慮して、伝送線
路として機能するストリップ線路を介して接続してい
た。
帯上の信号)が処理される所定回路と、入出力端子との
間には、その高周波信号の伝送特性を考慮して、伝送線
路として機能するストリップ線路を介して接続してい
た。
【0003】即ち、伝送線路として機能するストリップ
線路は、その一端が入出力用端子に接続され、他端が所
定回路に接続されていることになる。
線路は、その一端が入出力用端子に接続され、他端が所
定回路に接続されていることになる。
【0004】しかも、近年、高周波回路の小型化、高密
度化に対応し、多層誘電体基板に、これらの所定回路、
伝送線路として機能するストリップ線路、端子を内蔵、
または表面に形成していた。この場合、端子は、外部の
回路に接続するための接続端子や同一基板の他の回路に
接続するための接続端子であり実際の多層基板では、ス
ルーホール導体などで形成されていた。
度化に対応し、多層誘電体基板に、これらの所定回路、
伝送線路として機能するストリップ線路、端子を内蔵、
または表面に形成していた。この場合、端子は、外部の
回路に接続するための接続端子や同一基板の他の回路に
接続するための接続端子であり実際の多層基板では、ス
ルーホール導体などで形成されていた。
【0005】このように、多層基板に伝送線路として動
作するストリップ線路を構成した場合、ストリップ線路
に、必然的に所定長さのスルーホール導体が付加される
ことになり、実際の伝送線路では、スルーホール導体の
影響により、伝送線路のインピーダンスの不整合が発生
してしまう。
作するストリップ線路を構成した場合、ストリップ線路
に、必然的に所定長さのスルーホール導体が付加される
ことになり、実際の伝送線路では、スルーホール導体の
影響により、伝送線路のインピーダンスの不整合が発生
してしまう。
【0006】しかも、スルーホール導体の影響としは、
単純に伝送される信号の周波数によって、スミスチャー
ト上、等価キャパシタンス成分、等価インダクタンス成
分と周期的に変動する。さらに、基板の材料やスルーホ
ール導体の形状、寸法、周囲のグランド導体膜との距離
などにより、その成分は大きく異なる。
単純に伝送される信号の周波数によって、スミスチャー
ト上、等価キャパシタンス成分、等価インダクタンス成
分と周期的に変動する。さらに、基板の材料やスルーホ
ール導体の形状、寸法、周囲のグランド導体膜との距離
などにより、その成分は大きく異なる。
【0007】これより、動作周波数を考慮して、伝送線
路として動作するストリップラインを設計したとして
も、実際には、端子である例えばスルーホール導体での
等価キャパシタンス成分(または等価インダクタンス成
分)の影響により、伝送線路を通過して入出力を行う信
号では、その部分でインピーダンスの不整合が発生し、
信号の伝送損失が発生していた。
路として動作するストリップラインを設計したとして
も、実際には、端子である例えばスルーホール導体での
等価キャパシタンス成分(または等価インダクタンス成
分)の影響により、伝送線路を通過して入出力を行う信
号では、その部分でインピーダンスの不整合が発生し、
信号の伝送損失が発生していた。
【0008】例えば、図5は、上述の高周波回路の主要
部分の等価回路図である。
部分の等価回路図である。
【0009】即ち、ストリップ線路2の一端は、端子P
2に接続している。そして、ストリップ線路2の一端と
端子P2との間には、等価キャパシタンス成分C1がグ
ランド電位との間に配置されている。ここで、端子P2
は、一端のスルーホール導体が接続手段であることを示
している。また、C1は、上述したように、スルーホー
ル導体が高周波的にキャパシタンスとして動作している
ことを示している。尚、端子P1は、ストリップ線路2
の一端側の高周波回路に接続する端子を示す。
2に接続している。そして、ストリップ線路2の一端と
端子P2との間には、等価キャパシタンス成分C1がグ
ランド電位との間に配置されている。ここで、端子P2
は、一端のスルーホール導体が接続手段であることを示
している。また、C1は、上述したように、スルーホー
ル導体が高周波的にキャパシタンスとして動作している
ことを示している。尚、端子P1は、ストリップ線路2
の一端側の高周波回路に接続する端子を示す。
【0010】この状態では、図6のスミスチャートに示
すように、仮に、伝送線路として動作するストリップ線
路2の特性インピーダンスが50Ωに設計されていた
(点X)としても、スルーホール導体3の等価キャパシ
タンス成分が、ストリップ線路2に影響して、点Xは、
スミスチャートの中心線より容量性の領域の点Yに変動
してしまい、その結果、ストリップ線路2単体の特性イ
ンピーダンスが変動してしまう。
すように、仮に、伝送線路として動作するストリップ線
路2の特性インピーダンスが50Ωに設計されていた
(点X)としても、スルーホール導体3の等価キャパシ
タンス成分が、ストリップ線路2に影響して、点Xは、
スミスチャートの中心線より容量性の領域の点Yに変動
してしまい、その結果、ストリップ線路2単体の特性イ
ンピーダンスが変動してしまう。
【0011】このような状態では、ストリップ線路2の
両端部分で、不整合による信号の伝送損失が発生してし
まうことになる。
両端部分で、不整合による信号の伝送損失が発生してし
まうことになる。
【0012】このような問題を解決するためには、伝送
線路2と入出力用の端子、例えば端子P1との間に、チ
ップコンデンサやチップインダクタ等により構成された
インピーダンス変換回路を挿入配置し、インピーダンス
の整合をとっていた。これにより、高周波信号の伝送損
失を押さえていた。
線路2と入出力用の端子、例えば端子P1との間に、チ
ップコンデンサやチップインダクタ等により構成された
インピーダンス変換回路を挿入配置し、インピーダンス
の整合をとっていた。これにより、高周波信号の伝送損
失を押さえていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、伝送線路2と
入出力用の端子P1との間に、インピーダンス変換回路
を用いると、上述した高周波信号の不整合を解消でき、
伝送損失を抑えることができる。しかし、インピーダン
ス変換回路の構成のためには、チップコンデンサやチッ
プインダクタを使用するため、部品点数が増加したり、
コストアップとなってしまう。
入出力用の端子P1との間に、インピーダンス変換回路
を用いると、上述した高周波信号の不整合を解消でき、
伝送損失を抑えることができる。しかし、インピーダン
ス変換回路の構成のためには、チップコンデンサやチッ
プインダクタを使用するため、部品点数が増加したり、
コストアップとなってしまう。
【0014】仮に、コンデンサやインダクタを基板に内
蔵したとしても、他に内蔵しているストリップラインや
フィルタと干渉したりし、特性劣化の可能性もある。
蔵したとしても、他に内蔵しているストリップラインや
フィルタと干渉したりし、特性劣化の可能性もある。
【0015】本発明は、上述の問題に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、部品点数が大幅に増えること
なく、簡単な構造で、所望する特性インピーダンスを有
するような低損失の伝送線路を有する高周波回路を提供
することにある。
ものであり、その目的は、部品点数が大幅に増えること
なく、簡単な構造で、所望する特性インピーダンスを有
するような低損失の伝送線路を有する高周波回路を提供
することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
伝送線路として動作するストリップ線路の一端にスルー
ホール導体を接続するとともに、他端に所定回路を接続
して成り、伝送される高周波信号によって前記スルーホ
ール導体が、スミスチャート上の容量性、誘導性に周期
的に変化する高周波回路において、前記ストリップ線路
の他端と所定回路との間に、前記スルーホール導体のス
ミスチャート上の容量性、誘導性の変動に同期して動作
するスタブ導体膜が配置されていることを特徴とする高
周波回路である。
伝送線路として動作するストリップ線路の一端にスルー
ホール導体を接続するとともに、他端に所定回路を接続
して成り、伝送される高周波信号によって前記スルーホ
ール導体が、スミスチャート上の容量性、誘導性に周期
的に変化する高周波回路において、前記ストリップ線路
の他端と所定回路との間に、前記スルーホール導体のス
ミスチャート上の容量性、誘導性の変動に同期して動作
するスタブ導体膜が配置されていることを特徴とする高
周波回路である。
【0017】ここで、前記スタブ導体をオープンスタブ
で用い、その長さをL、高周波信号の動作周波数の波長
をλとした時、スルーホール導体が容量性の時には、長
さLを0<L<λ/4に設定し、また、スルーホール導
体が誘導性の時には、長さLをλ/4<L<λ/2に設
定する。
で用い、その長さをL、高周波信号の動作周波数の波長
をλとした時、スルーホール導体が容量性の時には、長
さLを0<L<λ/4に設定し、また、スルーホール導
体が誘導性の時には、長さLをλ/4<L<λ/2に設
定する。
【0018】また、前記スタブ導体をショートスタブで
用い、スルーホール導体が容量性の時には、λ/4<L
<λ/2に設定し、また、スルーホール導体が誘導性の
時には、0<L<λ/4に設定する。
用い、スルーホール導体が容量性の時には、λ/4<L
<λ/2に設定し、また、スルーホール導体が誘導性の
時には、0<L<λ/4に設定する。
【0019】
【作用】本発明の第1の発明では、上述のように、スト
リップ線路の一端に、このストリップ線路の端子となる
スルーホール導体が配置している。そして、ストリップ
線路の他端側の高周波で動作する所定回路との間に、ス
タブ導体が形成されている。そして、このスルーホール
導体は、信号の周波数、スルーホール導体の形状、基板
の材料などによって、スミスチャート上( 高周波的に)
、等価的キャパシタンス成分として、また、等価イン
ダクタンス成分として動作する。
リップ線路の一端に、このストリップ線路の端子となる
スルーホール導体が配置している。そして、ストリップ
線路の他端側の高周波で動作する所定回路との間に、ス
タブ導体が形成されている。そして、このスルーホール
導体は、信号の周波数、スルーホール導体の形状、基板
の材料などによって、スミスチャート上( 高周波的に)
、等価的キャパシタンス成分として、また、等価イン
ダクタンス成分として動作する。
【0020】そして、本発明では、ストリップ線路の他
端側に、スルーホール導体の高周波的に等価的な成分(
キャパシタンスまたはインダクタンス成分) となり、
同一の値( キャパシタンス値またとインダクタンス値)
となるスタブ導体を形成している。このため、従来のよ
うに、スルーホール導体による特性インピーダンスの変
動を、他端に付加してスタブ導体によって、キャンセル
することができる。
端側に、スルーホール導体の高周波的に等価的な成分(
キャパシタンスまたはインダクタンス成分) となり、
同一の値( キャパシタンス値またとインダクタンス値)
となるスタブ導体を形成している。このため、従来のよ
うに、スルーホール導体による特性インピーダンスの変
動を、他端に付加してスタブ導体によって、キャンセル
することができる。
【0021】その結果、高周波で動作する所定回路と端
子との間の特性インピーダンスを所定値にすることがで
きる。
子との間の特性インピーダンスを所定値にすることがで
きる。
【0022】しかも、従来のように、インピーダンスの
整合を行うインピーダンス変換回路を用いる必要がな
く、ストリップ線路の周囲の部品点数を減少することが
できる。
整合を行うインピーダンス変換回路を用いる必要がな
く、ストリップ線路の周囲の部品点数を減少することが
できる。
【0023】その結果、部品点数が大幅に増えることな
く、簡単な構造で、所望する特性インピーダンスを有す
るような低損失の伝送線路を有する高周波回路となる。
く、簡単な構造で、所望する特性インピーダンスを有す
るような低損失の伝送線路を有する高周波回路となる。
【0024】第2の発明及び第3の発明は、スタブ導体
の設定に関する。例えば、端子として機能するスルーホ
ール導体が、高周波的に等価キャパシタンスで動作する
場合、スタブ導体の設計条件をオープンスタブ導体で考
えると、その長さをL、動作周波数の波長をλとした時
は、0<L<λ/4の範囲中で等価的容量値を有するよ
うに設定する。また、ショートスタブ導体で考えると、
λ/4<L<λ/2の範囲中で等価的容量値を有するよ
うに設定する。このため、スタブ導体を確実に高周波的
に等価キャパシタンス成分として動作させることができ
る。尚、このスタブ導体のキャパシタンス値は、スタブ
導体の長さによって制御することができる。このため、
スタブ導体は、その先端がトリミング可能な構造となっ
ている。
の設定に関する。例えば、端子として機能するスルーホ
ール導体が、高周波的に等価キャパシタンスで動作する
場合、スタブ導体の設計条件をオープンスタブ導体で考
えると、その長さをL、動作周波数の波長をλとした時
は、0<L<λ/4の範囲中で等価的容量値を有するよ
うに設定する。また、ショートスタブ導体で考えると、
λ/4<L<λ/2の範囲中で等価的容量値を有するよ
うに設定する。このため、スタブ導体を確実に高周波的
に等価キャパシタンス成分として動作させることができ
る。尚、このスタブ導体のキャパシタンス値は、スタブ
導体の長さによって制御することができる。このため、
スタブ導体は、その先端がトリミング可能な構造となっ
ている。
【0025】また、例えば、端子として機能するスルー
ホール導体が、高周波的に等価インダクタンスで動作す
る場合のスタブ導体の設計条件としては、オープンスタ
ブ導体を用いるものとすると、その長さをL、動作周波
数の波長をλとした時、λ/4<L<λ/2の範囲中で
等価的誘導値を有するように設定する。また、ショート
スタブ導体を用いる場合は、0<L<λ/4の範囲中で
等価的誘導値を有するように設定する。このため、スタ
ブ導体を確実に高周波的に等価インダクタンス成分とし
て動作させることができる。このため、スタブ導体を確
実に高周波的に等価インダクタンス成分として動作させ
ることができる。尚、このスタブ導体のインダクタンス
値は、スタブ導体の長さによって制御することができ
る。
ホール導体が、高周波的に等価インダクタンスで動作す
る場合のスタブ導体の設計条件としては、オープンスタ
ブ導体を用いるものとすると、その長さをL、動作周波
数の波長をλとした時、λ/4<L<λ/2の範囲中で
等価的誘導値を有するように設定する。また、ショート
スタブ導体を用いる場合は、0<L<λ/4の範囲中で
等価的誘導値を有するように設定する。このため、スタ
ブ導体を確実に高周波的に等価インダクタンス成分とし
て動作させることができる。このため、スタブ導体を確
実に高周波的に等価インダクタンス成分として動作させ
ることができる。尚、このスタブ導体のインダクタンス
値は、スタブ導体の長さによって制御することができ
る。
【0026】これにより、ストリップ線路の他端に、ス
タブ導体を形成し、スルーホール導体の高周波的動作に
応じて、スタブ導体をスルーホール導体の高周波的動作
に合致させることができるため、ストリップ線路の特性
インピーダンスの変動が防止でき、伝送特性を劣化する
ことがない極めて安定した動作が可能な高周波回路とな
る。
タブ導体を形成し、スルーホール導体の高周波的動作に
応じて、スタブ導体をスルーホール導体の高周波的動作
に合致させることができるため、ストリップ線路の特性
インピーダンスの変動が防止でき、伝送特性を劣化する
ことがない極めて安定した動作が可能な高周波回路とな
る。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波回路を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【0028】図1(a)、(b)は、本発明の高周波回
路を具備した多層回路基板の断面図及びその一部平面図
であり、図2(a)は、ストリップ線路を中心にスルー
ホール導体、スタブ導体を含んだ等価図であり、図2
(b)は、図2(a)のスタブ導体を高周波的成分に置
き換えた等価回路図である。
路を具備した多層回路基板の断面図及びその一部平面図
であり、図2(a)は、ストリップ線路を中心にスルー
ホール導体、スタブ導体を含んだ等価図であり、図2
(b)は、図2(a)のスタブ導体を高周波的成分に置
き換えた等価回路図である。
【0029】図1において、1は多層回路基板であり、
2は伝送線路として動作するストリップ線路、3はスト
リップ線路2の一端側の端子として動作するスルーホー
ル導体であり、4は高周波で動作する所定回路を構成す
る電子部品素子であり、5はストリップ線路2の他端に
接続されたスタブ導体である。
2は伝送線路として動作するストリップ線路、3はスト
リップ線路2の一端側の端子として動作するスルーホー
ル導体であり、4は高周波で動作する所定回路を構成す
る電子部品素子であり、5はストリップ線路2の他端に
接続されたスタブ導体である。
【0030】多層回路基板1は、複数の誘電体層1a〜
1eから成り、誘電体層1a〜1eの層間には、高周波
で動作する所定回路の一部を構成する内部配線導体11
が形成されている。また、誘電体層1a〜1eの厚み方
向には、内部配線導体11と接続する内部スルーホール
導体12が形成されている。
1eから成り、誘電体層1a〜1eの層間には、高周波
で動作する所定回路の一部を構成する内部配線導体11
が形成されている。また、誘電体層1a〜1eの厚み方
向には、内部配線導体11と接続する内部スルーホール
導体12が形成されている。
【0031】また、多層回路基板1の表面には、高周波
で動作する所定回路を構成する表面配線導体13、それ
に接続される電子部品素子4、伝送線路として動作する
ストリップ線路2及びスタブ導体と5が形成されてい
る。また、多層回路基板1の端面には、ストリップ線路
2の一端に接続し、且つ外部回路と接続する端子である
半円形状のスルーホール導体3が形成されている。
で動作する所定回路を構成する表面配線導体13、それ
に接続される電子部品素子4、伝送線路として動作する
ストリップ線路2及びスタブ導体と5が形成されてい
る。また、多層回路基板1の端面には、ストリップ線路
2の一端に接続し、且つ外部回路と接続する端子である
半円形状のスルーホール導体3が形成されている。
【0032】また、多層回路基板1の表面配線導体13
上には、高周波で動作する所定回路を構成するダイオー
ド、トランジスタ、抵抗、コンデンサなどの電子部品素
子4が配置されている。この高周波で動作する所定回路
とは、例えば、通信機器のアンテナ切り換え回路、受信
回路、送信回路、フィルタ回路、増幅回路などが例示で
きる。
上には、高周波で動作する所定回路を構成するダイオー
ド、トランジスタ、抵抗、コンデンサなどの電子部品素
子4が配置されている。この高周波で動作する所定回路
とは、例えば、通信機器のアンテナ切り換え回路、受信
回路、送信回路、フィルタ回路、増幅回路などが例示で
きる。
【0033】このような高周波回路を具備する多層回路
基板1は、例えば、誘電体層1a〜1 eとなるグリーン
シートを用いて、貫通孔の加工処理、AgやCuを主成
分とする導電性ペーストの印刷処理、グリーンシートの
積層処理、焼成処理などによって形成される。
基板1は、例えば、誘電体層1a〜1 eとなるグリーン
シートを用いて、貫通孔の加工処理、AgやCuを主成
分とする導電性ペーストの印刷処理、グリーンシートの
積層処理、焼成処理などによって形成される。
【0034】尚、内部配線導体11、スルーホール導体
12、表面配線導体13、ストリップ線路2、半円形状
スルーホール導体3は、高周波特性に優れた低抵抗金属
材料のAgやCuを主成分とした導体により形成されて
いる。
12、表面配線導体13、ストリップ線路2、半円形状
スルーホール導体3は、高周波特性に優れた低抵抗金属
材料のAgやCuを主成分とした導体により形成されて
いる。
【0035】このような高周波回路において、高周波で
動作する所定回路と外部回路との接続手段であるスルー
ホール導体3との間の伝送特性は、上述のように、スト
リップ線路2の伝送特性のみならず、スルーホール導体
3の成分(容量性、誘導性)によっても変動する。即
ち、スルーホール導体3がスミスチャート上(高周波
的)のキャパシタンス成分またはインダクタンス成分で
動作するかを考慮する必要がある。
動作する所定回路と外部回路との接続手段であるスルー
ホール導体3との間の伝送特性は、上述のように、スト
リップ線路2の伝送特性のみならず、スルーホール導体
3の成分(容量性、誘導性)によっても変動する。即
ち、スルーホール導体3がスミスチャート上(高周波
的)のキャパシタンス成分またはインダクタンス成分で
動作するかを考慮する必要がある。
【0036】図2(a)は、図1の高周波回路部分にお
いて、高周波で動作する所定回路を省略した状態の等価
回路図である。尚、等価回路図において、端子として動
作するスルーホール導体3を、等価キャパシタンス成分
C1として示している。
いて、高周波で動作する所定回路を省略した状態の等価
回路図である。尚、等価回路図において、端子として動
作するスルーホール導体3を、等価キャパシタンス成分
C1として示している。
【0037】図2(a)において、ストリップ線路2の
一端は、端子P2に接続している。
一端は、端子P2に接続している。
【0038】そして、ストリップ線路2の一端と端子P
2との間には、等価キャパシタンス成分C1がグランド
電位との間に配置されている。
2との間には、等価キャパシタンス成分C1がグランド
電位との間に配置されている。
【0039】ここで、端子P2は、スルーホール導体3
が接続手段であることを示している。また、C1は、上
述したように、スルーホール導体3が高周波的にキャパ
シタンスとして動作していることを示している。
が接続手段であることを示している。また、C1は、上
述したように、スルーホール導体3が高周波的にキャパ
シタンスとして動作していることを示している。
【0040】また、ストリップ線路2の他端の端子P1
は、高周波で動作する所定回路に接続する部位であり、
このストリップ線路2の他端と端子P1との間には、ス
タブ導体5が配置されている。
は、高周波で動作する所定回路に接続する部位であり、
このストリップ線路2の他端と端子P1との間には、ス
タブ導体5が配置されている。
【0041】この図2(a)のスタブ導体5を、さらに
スミスチャート(高周波的動作)上の成分で示した等価
回路図が図2(b)である。
スミスチャート(高周波的動作)上の成分で示した等価
回路図が図2(b)である。
【0042】ここで、スタブ導体5またはスルーホール
導体3は、その形状などより、また、動作する周波数に
より、容量性、抵抗性(1ポイント)、誘導性、抵抗性
(1ポイント)、容量性、抵抗性(1ポイント)、誘導
性と周期的に変化する。
導体3は、その形状などより、また、動作する周波数に
より、容量性、抵抗性(1ポイント)、誘導性、抵抗性
(1ポイント)、容量性、抵抗性(1ポイント)、誘導
性と周期的に変化する。
【0043】即ち、図2では、このスルーホール導体3
は、高周波的には容量性で動作して、所定の等価キャパ
シタンス成分C1を有している。
は、高周波的には容量性で動作して、所定の等価キャパ
シタンス成分C1を有している。
【0044】そこで、本発明は、ストリップ線路2の一
端側のスルーホール導体3の等価キャパシタンス成分C
1に平衡となるように、ストリップ線路2の他端側、即
ち、ストリップ線路2と高周波で動作する所定回路(端
子P1)との間に、等価キャパシタンス成分C2として
動作するスタブ導体(オープンスタブ導体)5を付加し
ている。
端側のスルーホール導体3の等価キャパシタンス成分C
1に平衡となるように、ストリップ線路2の他端側、即
ち、ストリップ線路2と高周波で動作する所定回路(端
子P1)との間に、等価キャパシタンス成分C2として
動作するスタブ導体(オープンスタブ導体)5を付加し
ている。
【0045】これより、スルーホール導体3の等価キャ
パシタンス成分C1が、スタブ導体5の等価キャパシタ
ンス成分C2でキャンセルされることにより、ストリッ
プ線路2の特性インピーダンス(一般的に50Ω)は、
変動することがなくなる。これより、ストリップ線路2
の設計において、スルーホール導体3の影響を考慮する
ことなく、純粋なストリップ線路2の伝送特性のみを考
慮して設計すればよく、その設計が非常に簡単になる。
また、高周波で動作する所定回路と外部の回路との間の
特性インピーダンスが伝送線路として動作するストリッ
プ線路2の50Ωとなり、ストリップ線路2の両端部分
で、不整合による信号の伝送損失がなくなることにな
る。
パシタンス成分C1が、スタブ導体5の等価キャパシタ
ンス成分C2でキャンセルされることにより、ストリッ
プ線路2の特性インピーダンス(一般的に50Ω)は、
変動することがなくなる。これより、ストリップ線路2
の設計において、スルーホール導体3の影響を考慮する
ことなく、純粋なストリップ線路2の伝送特性のみを考
慮して設計すればよく、その設計が非常に簡単になる。
また、高周波で動作する所定回路と外部の回路との間の
特性インピーダンスが伝送線路として動作するストリッ
プ線路2の50Ωとなり、ストリップ線路2の両端部分
で、不整合による信号の伝送損失がなくなることにな
る。
【0046】上述の動作を、図3に示す伝送線路として
動作するストリップ線路のスミスチャートで説明する。
動作するストリップ線路のスミスチャートで説明する。
【0047】図2(a)、(b)の伝送線路として動作
するストリップ線路2の単体では、点Aで示すように、
スミスチャート上の中心点(インピーダンス50Ω)上
に位置する。
するストリップ線路2の単体では、点Aで示すように、
スミスチャート上の中心点(インピーダンス50Ω)上
に位置する。
【0048】そして、ストリップ線路2とスルーホール
導体3とを加えた状態では、点Bに示す位置となる。即
ち、点Aから点Bに至る間に、容量性の領域を通過し
て、誘導性領域に存在してしまう。その後、さらに、等
価キャパシタンス成分C2として動作するスタブ導体5
を付加することにより、誘導性領域に位置した点Bが点
Aと同様に、スミスチャート上の中心点上に返すことが
できる。
導体3とを加えた状態では、点Bに示す位置となる。即
ち、点Aから点Bに至る間に、容量性の領域を通過し
て、誘導性領域に存在してしまう。その後、さらに、等
価キャパシタンス成分C2として動作するスタブ導体5
を付加することにより、誘導性領域に位置した点Bが点
Aと同様に、スミスチャート上の中心点上に返すことが
できる。
【0049】このスタブ導体5の等価キャパシタンス成
分の容量値C2は、スタブ導体5の長さによって、点C
を完全に中心点上に制御することができる。尚、スタブ
導体5の等価キャパシタンス成分の容量値C2が、スル
ーホール導体3の等価キャパシタンス成分の容量値C1
に対して不足する場合は、点Cが誘導性の領域になって
しまい、等価キャパシタンス成分の容量値C2が大きす
ぎると、点Cが容量性領域に行き過ぎてしまい、結果と
して、伝送線路として動作するストリップ線路2の特性
インピーダンスが変動してしまい、不整合による信号の
伝送損失が発生する。
分の容量値C2は、スタブ導体5の長さによって、点C
を完全に中心点上に制御することができる。尚、スタブ
導体5の等価キャパシタンス成分の容量値C2が、スル
ーホール導体3の等価キャパシタンス成分の容量値C1
に対して不足する場合は、点Cが誘導性の領域になって
しまい、等価キャパシタンス成分の容量値C2が大きす
ぎると、点Cが容量性領域に行き過ぎてしまい、結果と
して、伝送線路として動作するストリップ線路2の特性
インピーダンスが変動してしまい、不整合による信号の
伝送損失が発生する。
【0050】以上の説明では、図1に示すスルーホール
導体3が高周波的に等価キャパシタンス成分として動作
する場合を前提で説明したが、スミスチャート上でも理
解できるように、同一形状のスルーホール導体3であっ
ても、動作周波数(流れる信号の周波数)によって、そ
のスルーホール導体3は、誘導性で動作する場合もあ
る。また、同一の形状のスルーホール導体3であって、
さらに周波数も一定であっても、多層回路基板1の誘電
体層の誘電率、周囲にグランド電位が存在するか否かに
よっても、そのスルーホール導体3は、容量性から誘導
性に変わる。
導体3が高周波的に等価キャパシタンス成分として動作
する場合を前提で説明したが、スミスチャート上でも理
解できるように、同一形状のスルーホール導体3であっ
ても、動作周波数(流れる信号の周波数)によって、そ
のスルーホール導体3は、誘導性で動作する場合もあ
る。また、同一の形状のスルーホール導体3であって、
さらに周波数も一定であっても、多層回路基板1の誘電
体層の誘電率、周囲にグランド電位が存在するか否かに
よっても、そのスルーホール導体3は、容量性から誘導
性に変わる。
【0051】従って、図4に示すに、スルーホール導体
3が誘導性、即ち、等価インダクタンス成分L1として
動作する。この場合、スタブ導体5を、この等価インダ
クタンス成分L2に対応させる必要がある。
3が誘導性、即ち、等価インダクタンス成分L1として
動作する。この場合、スタブ導体5を、この等価インダ
クタンス成分L2に対応させる必要がある。
【0052】このように、ストリップ線路2と端子P1
(高周波で動作する所定回路)との間に配置するスタブ
導体5は、等価キャパシタンス成分に、また、等価イン
ダクタンス成分に制御する必要がある。
(高周波で動作する所定回路)との間に配置するスタブ
導体5は、等価キャパシタンス成分に、また、等価イン
ダクタンス成分に制御する必要がある。
【0053】前記スタブ導体5をオープンスタブ(先端
が開放状態)を用い、その長さをL、動作周波数の波長
をλとした時、スルーホール導体3が容量性領域で動作
する場合には、オープンスタブ導体5の長さLを0<L
<λ/4に設定する。また、また、スルーホール導体3
が誘導性の時には、長さLをλ/4<L<λ/2に設定
する。
が開放状態)を用い、その長さをL、動作周波数の波長
をλとした時、スルーホール導体3が容量性領域で動作
する場合には、オープンスタブ導体5の長さLを0<L
<λ/4に設定する。また、また、スルーホール導体3
が誘導性の時には、長さLをλ/4<L<λ/2に設定
する。
【0054】また、前記スタブ導体5をショートスタブ
(先端をグランド電位に短絡させた状態)で用い、スル
ーホール導体が容量性の時には、λ/4<L<λ/2に
設定し、また、スルーホール導体が誘導性の時には、0
<L<λ/4に設定する。
(先端をグランド電位に短絡させた状態)で用い、スル
ーホール導体が容量性の時には、λ/4<L<λ/2に
設定し、また、スルーホール導体が誘導性の時には、0
<L<λ/4に設定する。
【0055】即ち、スタブ導体5の長さを周波数によっ
て制御することにより、容量性C2、インダクタンス成
分L2の切り換えが容易となる。
て制御することにより、容量性C2、インダクタンス成
分L2の切り換えが容易となる。
【0056】尚、等価キャパシタンス成分の容量値、等
価インダクタンス成分のインダクタンス値は、スタブ5
の長さに大きく依存するため、スタブ導体5の先端や先
端部付近のスタブ導体幅を部分的に減少するように、レ
ーザートリミングを行うことが重要である。
価インダクタンス成分のインダクタンス値は、スタブ5
の長さに大きく依存するため、スタブ導体5の先端や先
端部付近のスタブ導体幅を部分的に減少するように、レ
ーザートリミングを行うことが重要である。
【0057】これらのスタブ導体5の容量性動作、誘導
性動作の選択により、簡単に且つ確実に伝送線路として
動作するストリップ線路2の特性インピーダンスを変動
させることなく、安定した動作で、且つ部品点数の少な
い高周波回路が実現である。
性動作の選択により、簡単に且つ確実に伝送線路として
動作するストリップ線路2の特性インピーダンスを変動
させることなく、安定した動作で、且つ部品点数の少な
い高周波回路が実現である。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、伝送線路として動
作するストリップ線路の一端に、高周波信号の入出力用
端子となるスルーホール導体と、他端に、このスルーホ
ール導体の高周波的な性質(等価キャパシタンス成分ま
たは等価インダクタンス成分)に対応するスタブ導体を
形成したので、高周波で動作する所定回路と入出力用の
端子との間の伝送線路として動作するストリップ線路の
特性インピーダンスを安定的に維持でき、インピーダン
ス変換回路を挿入しなくても、伝送線路の特性インピー
ダンスを所望の値を有する低損失の伝送線路を得ること
ができる。
作するストリップ線路の一端に、高周波信号の入出力用
端子となるスルーホール導体と、他端に、このスルーホ
ール導体の高周波的な性質(等価キャパシタンス成分ま
たは等価インダクタンス成分)に対応するスタブ導体を
形成したので、高周波で動作する所定回路と入出力用の
端子との間の伝送線路として動作するストリップ線路の
特性インピーダンスを安定的に維持でき、インピーダン
ス変換回路を挿入しなくても、伝送線路の特性インピー
ダンスを所望の値を有する低損失の伝送線路を得ること
ができる。
【0059】さらに、第2の発明では、第1の発明のス
タブ導体の接続状態、物理的長さを制御することによ
り、容易かつ高精度に伝送線路の特性インピーダンスの
調整を実施可能ならしめた伝送線路を得ることができ
る。
タブ導体の接続状態、物理的長さを制御することによ
り、容易かつ高精度に伝送線路の特性インピーダンスの
調整を実施可能ならしめた伝送線路を得ることができ
る。
【図1】本発明の高周波回路を具備した多層回路基板の
断面図である。
断面図である。
【図2】本発明の高周波回路の主要部分の等価回路図で
あり、(a)はスルーホール導体部分を高周波動作に置
き換えた等価回路図であり、(b)はさらにスタブ導体
を高周波動作に置き換えた等価回路図である。
あり、(a)はスルーホール導体部分を高周波動作に置
き換えた等価回路図であり、(b)はさらにスタブ導体
を高周波動作に置き換えた等価回路図である。
【図3】図2に示す伝送線路として動作するストリップ
線路の伝送特性を示すスミスチャート図である。
線路の伝送特性を示すスミスチャート図である。
【図4】本発明の別の高周波回路の主要部分の等価回路
図である。
図である。
【図5】従来の高周波回路の主要部分の等価回路図であ
る。
る。
【図6】図5に示す伝送線路として動作するストリップ
線路の伝送特性を示すスミスチャート図である。
線路の伝送特性を示すスミスチャート図である。
2:ストリップ線路 3:スルーホール導体 4:所定回路を構成する電子部品素子 5:スタブ導体膜 P1:端子 P2:端子
Claims (3)
- 【請求項1】 伝送線路として動作するストリップ線路
の一端にスルーホール導体を接続するとともに、他端に
所定回路を接続して成り、伝送される高周波信号によっ
て前記スルーホール導体が、スミスチャート上の容量
性、誘導性に周期的に変化する高周波回路において、 前記ストリップ線路の他端と所定回路との間に、前記ス
ルーホール導体のスミスチャート上の容量性、誘導性の
変動に同期して動作するスタブ導体膜が配置されている
ことを特徴とする高周波回路。 - 【請求項2】前記スタブ導体をオープンスタブで用い、
その長さをL、高周波信号の動作周波数の波長をλとし
た時、スルーホール導体が容量性の時には、長さLを0
<L<λ/4に設定し、また、スルーホール導体が誘導
性の時には、長さLをλ/4<L<λ/2に設定したこ
とを特徴とする請求項1記載の高周波回路。 - 【請求項3】前記スタブ導体をショートスタブで用い、
スルーホール導体が容量性の時には、λ/4<L<λ/
2に設定し、また、スルーホール導体が誘導性の時に
は、0<L<λ/4に設定したことを特徴とする請求項
1記載の高周波回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37164399A JP2001185917A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 高周波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37164399A JP2001185917A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 高周波回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001185917A true JP2001185917A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18499060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37164399A Pending JP2001185917A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 高周波回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001185917A (ja) |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP37164399A patent/JP2001185917A/ja active Pending
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