JP2002111331A - 高周波モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】性能を低下させずに安価にストリップラインの
電気長を延ばした又は物理長を短くした高周波モジュー
ルを提供する。 【解決手段】誘電体基板２と、誘電体基板２の表面又は
内部に形成された回路パターン６及びグランド導体４
と、一端が回路パターンに、他端がグランド導体に各々
接続されたストリップラインＳＬ４とを備える高周波モ
ジュールにおいて、前記ストリップラインの幅は、回路
パターンとの接続部で最大となり、グランド導体４との
接続部に至るまで連続的に又は段階的に減少することを
特徴とする。

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、高周波モジュー
ルに属し、特に電気長を変えずに物理長を短くしたか又
は物理長を変えずに電気長を長くしたストリップライン
を有する高周波モジュールに属する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話、コードレス電話などの移動体
通信機器には、誘電体基板の表面又は内部に回路パター
ンが形成され、表面にコンデンサなどのチップ状の電子
部品が搭載された、アンテナ共用器、電圧制御発振器な
どの高周波モジュールが多く用いられている。高周波モ
ジュールには大別して「小型化」、「低価格化」及び
「高性能化」の３つの課題が常に要求されている。

【０００３】このうち「小型化」及び「低価格化」のた
めに、回路パターンの一部としてインダクタ成分の機能
を果たすストリップラインが誘電体基板の内部に形成さ
れている。ストリップラインの形状は、使用される周波
数帯に応じて異なるが、一般には電磁気学の理論上周波
数が低くなるにつれて電気長を長くする必要があり、通
常はその分物理長を長くしなければならない。従って、
「小型化」の要請を充足するために採用されたストリッ
プラインといえども、周波数帯の低下に伴ってその形状
が小型化要請に対する大きな壁となっている。

【０００４】従来、そのストリップラインの電気長を延
ばすために線幅を細くして、ストリップラインのインダ
クタ成分を増加させたり、分布容量を大きくしたり、あ
るいはストリップラインにコンデンサなどの他の電子部
品を接続させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、線幅を細くす
ることは、ストリップラインの抵抗成分の増加や線幅の
ばらつきの増加を伴うし、線路間を狭くすることは線路
間のアイソレーションを低下させることとなり「高性能
化」に反するので、いずれも限界がある。また、ストリ
ップラインにコンデンサなどの他の電子部品を接続する
ことは、結局その電子部品の分だけ大型化することにな
るし、「低価格化」にも反する。それ故、この発明の課
題は、性能を低下させずに安価にストリップラインの電
気長を延ばした又は物理長を短くした高周波モジュール
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
に、この発明の高周波モジュールは、誘電体基板と、誘
電体基板の表面又は内部に形成された所定回路パターン
及びグランド導体と、一端が所定回路パターンに、他端
がグランド導体に各々接続するように誘電体基板に形成
されたストリップラインとを備える高周波モジュールに
おいて、前記ストリップラインの導体幅は、回路パター
ンとの接続部で最大となり、グランド導体との接続部に
至るまで連続的または段階的に減少することを特徴とす
る。

【０００７】このようにグランド導体との接続部(以
下、短絡端部)の幅に比べて所定回路パターンとの接続
部(以下、信号端部)の幅を大きくすることで、信号端部
から短絡端部までが一様な導体幅の従来のストリップラ
インと比べてグランドとのストリップラインの分布容量
が増す。容量が増すことでストリップラインの自己共振
周波数が下がり、電気長が延ばされたことになる。

【０００８】この発明によれば、電気長を延ばすために
線幅を細くすることはしていないので、線幅のばらつき
に伴う品質のばらつきはないし、線路間を狭くすること
もしていないので、線路間アイソレーションが劣化する
こともない。

【０００９】

【発明の実施の形態】−実施形態１− この発明の高周波モジュールを電圧制御発振器に適用し
た実施形態を図面と共に説明する。図１は電圧制御発振
器の構成を示す回路図である。この電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）は、Ｖｔ端子から入力される制御電圧によりバリ
キャップダイオードＤｖの容量を変え、その容量とスト
リップラインＳＬ１との並列共振によって共振周波数を
定める共振回路部Ａと、結合コンデンサＣ５を介して共
振回路部Ａと接続し、エミッタ接地形のトランジスタＱ
２及びコンデンサＣ６により帰還ループを形成する負性
抵抗回路部Ｂと、エミッタがトランジスタＱ２のコレク
タに接続されたベース接地形のトランジスタＱ１を含む
増幅回路部Ｃとからなる。

【００１０】そして、電源電圧Ｖccを加えることで微小
のノイズ信号が上記帰還ループ内で発生し、所定の周波
数信号のみが反射されて増幅回路部Ｃにて増幅されて出
力される。上記トランジスタＱ２のエミッタ端子に接続
されている抵抗Ｒ６とグランドとの間にはストリップラ
インＳＬ４が直列に接続されている。このストリップラ
インＳＬ４は、ＶＣＯの「位相雑音」の特性の抑制に大
きな効果を示し、トランジスタＱ２のエミッタ端子側の
インピーダンスが任意の周波数帯で高くなるような形状
を採る必要がある。ストリップラインＳＬ４は、図２に
断面図で示すように、誘電率１８の誘電体層２を積層し
てなる多層配線基板１の内部配線の一部として形成さ
れ、一端がビア導体３を介してグランド導体４に、他端
が別のビア導体５を介して回路パターン６（抵抗Ｒ６）
に接続されている。

【００１１】従来のストリップラインＳＬ４は、図略の
平面視で幅０．２ｍｍ、物理長１０ｍｍの長方形をして
おり、これによると図３にスミスチャートで示すように
インピーダンス特性が２ＧＨｚ付近で共振点を持つ。

【００１２】これに対して、ストリップラインＳＬ４
を、図４に平面図で示すように、全体の物理長１０ｍｍ
のうち接地側の６ｍｍ分の幅を従来通り０．２ｍｍと
し、残る回路パターン６側の４ｍｍ分の幅を０．４ｍｍ
に拡げると、図５にスミスチャートで示すようにインピ
ーダンス特性が１７００ＭＨｚ付近で共振点をもつよう
になる。これにより図３と比べて共振周波数が低くなり
一様に０．２ｍｍの幅を有する従来のストリップライン
よりも電気長が長くなっていることが明らかである。逆
に０．２ｍｍの一様な幅で図５のようなインピーダンス
特性を持たせようとすると１４ｍｍの物理長を必要と
し、この発明により約３０％物理長を短縮できることが
判る。また、Ｑ特性などの劣化もほとんどない。共振周
波数が低くなることで、共振周波数より低い周波数帯に
おいては同一周波数のインピーダンスは高くなる。

【００１３】更にこの発明により線路幅のばらつきを改
善する効果については次の通りである。現在、誘電体基
板における回路パターンの導体印刷技術はガラスエポキ
シ基板の場合はエッチング、セラミック基板の場合はス
クリーン印刷が用いられている。いずれの印刷技術にも
共通してマスクが用いられ、そのマスクの寸法精度が印
刷された導体の線路幅の精度に大きく影響している。そ
して、マスクの寸法公差は印刷される導体の線路幅によ
らず一定となっている。マスクの公差を±０．０２ｍｍ
とすると、この公差は線路幅が１ｍｍであっても０．５
ｍｍであっても一定であるから、線路幅の上下限での変
化率は前者が±２％、後者が±４％となり、線路幅を細
くするほどばらつきによる変化率が大きくなる。

【００１４】この発明によれば電気長を延ばすために線
路幅を細くする必要はないので、線路幅のばらつきによ
る変化率を抑制することができる。また、電気長を延ば
すために線路間を細くする必要もないので、線路間アイ
ソレーションが劣化することもない。

【００１５】−実施形態２− 図６は、この発明の第２実施形態の高周波モジュールに
用いられるストリップラインを示す平面図である。この
ストリップラインは、回路パターン側端部で最大幅、接
地側端部で最小幅を有し、その間は同一勾配をもって連
続的に幅が変化している。

【００１６】−実施形態３− 図７は、この発明の第３実施形態の高周波モジュールに
用いられるストリップラインを示す平面図である。この
ストリップラインは、回路パターン側端部で最大幅を有
し、接地側に向かって中間部まで幅が漸減し、中間部よ
り接地側端部の間は一様幅となっている。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば線路幅
ばらつきを増やさず線路間アイソレーションを劣化させ
ることなく、同一物理長で電気長を延ばすことができる
又は同一電気長で物理長を短縮することができる。よっ
て、通過帯域幅が広がっても小型化要請を充足すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の高周波モジュールの構成を示す回
路図である。

【図２】 上記高周波モジュールに用いられるストリッ
プラインを示す断面図である。

【図３】 従来のストリップラインのスミスチャートで
ある。

【図４】 上記高周波モジュールに用いられるストリッ
プラインを示す平面図である。

【図５】 実施形態のストリップラインのスミスチャー
トである。

【図６】 第２実施形態のストリップラインを示す断面
図である。

【図７】 第３実施形態のストリップラインを示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 多層配線基板 ２ 誘電体層 ３、５、７ ビア導体 ４、４１ グランド導体 ６ 回路パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J006 HB05 HB17 HB22 JA31 LA07 LA22 NA07 5J081 AA03 AA11 BB01 CC42 DD03 DD21 EE09 EE18 FF17 FF21 FF23 GG05 JJ14 JJ15 JJ29 KK02 KK09 KK22 MM01 MM05 MM07 MM09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体基板と、誘電体基板の表面又は内部
   に形成された所定回路パターン及びグランド導体と、一
   端が所定回路パターンに、他端がグランド導体に各々接
   続するように誘電体基板に形成されたストリップライン
   とを備える高周波モジュールにおいて、 前記ストリップラインの導体幅は、回路パターンとの接
   続部で最大となり、前記グランド導体との接続部に至る
   まで連続的または段階的に減少することを特徴とする高
   周波モジュール。