JP2003110311A - 高周波回路基板 - Google Patents

高周波回路基板

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JP2003110311A
JP2003110311A JP2001302676A JP2001302676A JP2003110311A JP 2003110311 A JP2003110311 A JP 2003110311A JP 2001302676 A JP2001302676 A JP 2001302676A JP 2001302676 A JP2001302676 A JP 2001302676A JP 2003110311 A JP2003110311 A JP 2003110311A
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Masaaki Ishida
正明 石田
Koichiro Gomi
宏一郎 五味
Norio Matsui
紀夫 松井
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な伝送特性を有する高周波回路基板を提
供すること。 【解決手段】 線路パターン16a〜16cおよび接地
パターン17a〜17cが対になったマイクロストリッ
プ線路と、この線路パターン16a〜16cが表面に形
成された基板部11とを具備した高周波回路基板におい
て、線路パターン16a〜16cの線路幅が複数の大き
さに形成され、かつ、その線路幅の大きさの相違によ
り、線路パターン16a〜16cとこれと対になる接地
パターン17a〜17cとの間隔が相違している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】衛星通信や地上通信などに用
いられる通信機器を構成する高周波回路基板に関する。
【0002】
【従来の技術】衛星通信や地上通信など高い周波数を利
用する通信機器は、いろいろな機能を有する信号処理回
路を組み合わせて構成されている。また、それぞれの信
号処理回路は、その機能に合わせて、複数の回路部品た
とえば増幅素子などの能動素子やマイクロストリップ線
路などの受動素子を回路基板上の配置した高周波回路基
板などから構成されている。
【0003】ここで、従来の高周波回路基板について、
周波数変換回路を例にとり図4を参照して説明する。図
4(a)は斜視図、図4(b)は図4(a)の線分a−
aにおける断面図で、所定厚さをもった回路基板31上
に、中間周波信号を増幅する中間周波増幅回路32およ
び局発信号を発生する発振回路33、中間周波信号と局
発信号を混合するミキサ回路34、ミキサ回路34で周
波数変換された高周波信号を増幅する高周波増幅回路3
5などが配置されている。
【0004】中間周波増幅回路32の入力側、中間周波
増幅回路32とミキサ回路34間、発振回路33とミキ
サ回路34間、ミキサ回路34と高周波増幅回路35
間、高周波増幅回路35の出力側などに、線路パターン
36が設けられている。また、回路基板31のたとえば
裏面全体に接地パターン37が設けられている。線路パ
ターン36および接地パターン37は対になって上下に
所定間隔で対向し、マイクロ波信号が伝送するマイクロ
ストリップ線路を形成している。
【0005】上記した構成において、中間周波増幅回路
32で増幅された中間周波信号と局発信号がミキサ回路
34で混合され、周波数変換された高周波信号が高周波
増幅回路35で増幅され、後段の信号処理回路へと出力
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の高周波回路基
板、たとえば周波数変換回路を構成する高周波回路基板
の場合、所定厚さの1つの回路基板上に、中間周波回路
や局発回路、高周波回路などの各回路が構成されてい
る。この場合、各回路間を接続するマイクロストリップ
線路のインピーダンスは同じ値に設定され、それぞれの
線路パターンの線路幅は同じ大きさになっている。
【0007】ところで、中間周波回路や局発回路、高周
波回路など各回路は処理する信号の周波数が相違し、通
常、それぞれの回路を構成する回路部品の大きさが相違
している。たとえば中間周波信号、局発信号、高周波信
号の順に周波数が高くなり、中間周波回路を構成する回
路部品は、それよりも高い周波数を処理する高周波回路
や局発回路を構成する回路部品よりも大きくなる。
【0008】回路部品の大きさが相違する場合、各回路
とも線路パターンの線路幅が同じであるため、回路部品
と線路幅との相対的な大きさが各回路ごとに相違し、各
回路すべての伝送特性を最適な状態に設定することが困
難になる。
【0009】この場合、線路パターンの線路幅と回路部
品の大きさを最適な状態に設定しようとすると、周波数
が相違するために、たとえば回路ごとに回路基板の材質
や厚みを変えなければならず、各回路を共通の回路基板
上に形成できなくなる。
【0010】また、処理する周波数が高くなると、一般
に、線路パターンの線路幅が狭くなる。このような場
合、寸法公差に対する要求が厳しくなり、線路パターン
の製造が困難になり、良好な伝送特性が得られなくな
る。
【0011】本発明は、上記した欠点を解決し、良好な
伝送特性を有する高周波回路基板を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、線路パターン
および接地パターンが対になったマイクロストリップ線
路と、前記線路パターンが表面に形成された基板部とを
具備した高周波回路基板において、前記線路パターンの
線路幅が複数の大きさに形成され、かつ、その線路幅の
大きさの相違により、前記線路パターンとこれと対にな
る前記接地パターンとの間隔が相違していることを特徴
とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、周波
数変換回路を例にとり図1の概略の斜視図を参照して説
明する。図1は全体の構造を示す斜視図で、基板部11
はたとえば第1〜第3の複数の基板111、112、1
13を上下に順に重ね、隣接どうしを接合した多層基板
で構成されている。
【0014】基板部11の表面たとえば第1基板111
の表面に、中間周波信号を増幅する中間周波増幅回路1
2および局発信号を発生する発振回路13、中間周波信
号と局発信号を混合するミキサ回路14、ミキサ回路1
4で周波数変換された高周波信号を増幅する高周波増幅
回路15などが配置されている。
【0015】中間周波増幅回路12の入力側および中間
周波増幅回路12とミキサ回路14間に、線路幅がW1
の線路パターン16aが形成されている。また、発振回
路13とミキサ回路14間などに、線路パターン16a
よりも小さい線路幅W2の線路パターン16bが形成さ
れている。ミキサ回路14と高周波増幅回路15間、高
周波増幅回路15の出力側に、線路パターン16bより
も小さい線路幅W3の線路パターン16cが形成されて
いる。
【0016】第1基板111と第2基板112との間た
とえば第2基板112の第1基板111側の面には、高
周波増幅回路15や線路パターン16cなどが設けられ
た高周波回路の直下に相当する位置に接地パターン17
cが形成されている。接地パターン17cはたとえば線
路パターン16cと対になって高周波信号を伝送するマ
イクロストリップ線路を構成している。
【0017】第2基板112と第3基板113との間た
とえば第3基板113の第2基板112側の面には、発
振回路13や線路パターン16bなどが設けられた局発
回路の直下に相当する位置に接地パターン17bが形成
されている。接地パターン17bはたとえば線路パター
ン16bと対になって局発信号を伝送するマイクロスト
リップ線路を構成している。
【0018】また、第3基板113の裏面、たとえば中
間周波増幅回路12や線路パターン16aなどが設けら
れた中間周波回路の直下に相当する位置に接地パターン
17aが形成されている。接地パターン17aはたとえ
ば線路パターン16aと対になって中間周波信号を伝送
するマイクロストリップ線路を構成している。
【0019】上記した構成の高周波回路基板は、たとえ
ば第3基板113裏面の接地パターン17aの部分を利
用してケース10などに接合されている。
【0020】次に、基板部11を構成する第1〜第3の
基板111〜113について図2を参照して説明する。
図2は、図1に対応する部分には同じ符号を付し重複す
る説明を一部省略する。
【0021】図2(b)は第2基板112を示してい
る。第2基板112の表面には、高周波増幅回路15や
線路パターン16cなどが設けられた高周波回路部分の
直下に相当する位置に接地パターン17cが形成されて
いる。また、第2基板112の一部たとえば接地パター
ン17cが形成された部分に、第2基板11bの裏面に
通じるスルーホール18bが形成されている。
【0022】図2(c)は第3基板113を示してい
る。第3基板113の表面には、発振回路13や線路パ
ターン16bなどが設けられた局発回路部分の直下に相
当する位置に接地パターン17aが形成されている。接
地パターン17aは線路パターン16aと対になって中
間周波信号を伝送するマイクロストリップ線路を構成し
ている。接地パターン17bは、接地パターン17cよ
りも広い面積に形成され、局発回路部分の直下の領域だ
けでなく、たとえば接地パターン17cの直下の領域の
少なくとも一部、この場合は全体を含んで形成されてい
る。
【0023】また、第3基板113の裏面には、中間周
波増幅回路12や線路パターン16aなどが設けられた
中間周波回路部分の直下に相当する位置に接地パターン
17aが形成されている。接地パターン17aは線路パ
ターン16aと対になって中間周波信号を伝送するマイ
クロストリップ線路を構成している。接地パターン17
aは、接地パターン17cや接地パターン17bよりも
広い面積に形成され、中間周波回路部分の直下の領域だ
けでなく、接地パターン17cや接地パターン17bの
直下の領域の少なくとも一部、この場合は全体を含んで
第3基板113の裏面全体に形成されている。また、第
3基板11bの一部たとえば接地パターン17bおよび
接地パターン17aが対向する部分に、第3基板113
の表面と裏面に通じるスルーホール18bが形成されて
いる。
【0024】上記した構成において、中間周波増幅回路
12で増幅された中間周波信号と局発信号がミキサ回路
14で混合され、周波数変換された高周波信号が高周波
増幅回路15で増幅され、後段の高周波回路基板へと出
力される。
【0025】上記の構成によれば、高周波回路部分の線
路パターン16cと接地パターン17cの間隔は第1基
板111の厚さt1で決まる。局発回路部分の線路パタ
ーン16bと接地パターン17bとの間隔は第1基板1
11の厚さt1と第2基板112の厚さt2の和で決ま
る。また、中間周波回路部分の線路パターン16aと接
地パターン17aとの間隔は第1基板111の厚さt
1、第2基板112の厚さt2、第3基板113の厚さ
t3の和で決まる。
【0026】上記した構成の場合、周波数が一番高い高
周波回路部分を構成する基板の実質的な厚さが一番薄
く、周波数が一番低い中間周波回路部分を構成する基板
の実質的な厚さが一番厚くなる。したがって、各回路部
分のマイクロストリップ線路のインピーダンスが同じ場
合でも、高周波回路部分の線路パターンの線路幅を小さ
くでき、中間周波回路部分の線路パターンの線路幅を大
きくできる。そのため、それぞれの基板の厚さを調整す
れば、線路パターンの線路幅を回路部品の大きさなどに
対応した最適な大きさに設定でき、良好な伝送特性が実
現される。
【0027】上記の実施形態の場合、それぞれの接地パ
ターン17c、17b、17aが基板を挟んで少なくと
も一部が対向する形になっている。この場合、各接地パ
ターン17c、17b、17a間を結ぶスルーホールの
長さが短くなり、インダクタンス分の増大が抑えられ
る。そのため、それぞれの接地パターンを確実に接地状
態に設定でき、良好な伝送特性が得られる。
【0028】また、上記の実施形態の場合、高周波回路
部分の接地パターン17cを第2基板112の表面に形
成しているが、同じ位置の第1基板111の裏面に形成
することもできる。また、局発回路部分の接地パターン
17bを同じ位置の第2基板112の裏面に形成するこ
ともできる。中間周波回路部分の接地パターン17a
は、たとえば第3基板113の裏面に第4の基板を接合
し、第4の基板の第3基板側の面に形成することもでき
る。
【0029】上記した構成によれば、高周波回路部分や
局発回路部分、中間周波回路部分などのように、処理す
る周波数が相違する回路を共通の1枚の回路基板上に構
成する場合でも、回路部品の大きさや周波数に合わせて
線路パターンの線路幅を最適な大きさに設定でき、良好
な伝送特性が実現される。また、多層基板を構成する各
基板の厚さを調整し、たとえば線路パターンの線路幅を
小さくすれば、実装密度を向上させることができ、無線
通信機を小型化でき、量産化や低価格化が容易になる。
【0030】次に、本発明の他の実施形態について、フ
ィルターに適用した場合を例にとり図3を参照して説明
する。
【0031】図3はサイドエッジカプルドフィルタを示
し、多層基板で形成された回路基板20上に、たとえば
入力線路21および出力線路22、入力線路21と出力
線路22間に位置する結合部23などが、それぞれ所定
の線路パターンで形成されている。結合部23は入力線
路21に接続された第1線路231および出力線路22
に接続する第2線路232、第1線路231および第2
線路232間を結合させる2つの中間線路241、24
2などから構成されている。
【0032】上記の第1線路231と中間線路241、
中間線路241と中間線路242、中間線路242と第
2線路232は、それぞれ所定長さたとえば1/4λの
長さで対向し、入力線路21に入力した信号のうち所定
周波数成分の信号が出力線路22に出力する構造になっ
ている。
【0033】上記したサイドエッジカプルドフィルタの
場合、結合部23を構成する線路パターンに高い精度が
求められる場合がある。このような場合、たとえば回路
基板20を構成する複数の基板面を利用して、結合部2
3の線路と対になる接地パターンを回路基板20の表面
から遠い位置に設け、入力線路21や出力線路22と対
になる接地パターンを回路基板20の表面から近い位置
に設ければ、結合部23を構成する各線路の線路パター
ンの線路幅を大きくでき、相対的に高精度の線路パター
ンが容易に実現され、良好な伝送特性が得られる。
【0034】上記の各実施形態は、回路基板を構成する
各基板の一方の側に接地パターンを設ける構造になって
いる。しかし、線路パターンと接地パターンとの間隔を
大きくするために、そのいずれの側にも接地パターンが
設けられない基板を、接地パターンが設けられている基
板間に挟むこともできる。
【0035】また、上記の実施形態は周波数変換回路お
よびフィルタの場合で説明しているが、本発明はその他
の回路にも適用できる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば良好な伝送特性を有する
高周波回路基板が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための斜視図であ
る。
【図2】本発明を構成する各基板の構造を説明するため
の斜視図である。
【図3】本発明の他の実施形態を説明するための上面図
である。
【図4】従来例を説明するための構造図である。
【符号の説明】
10…ケース 11…基板部 111…第1基板 112…第2基板 113…第3基板 12…中間周波増幅回路 13…発振回路 14…ミキサ回路 15…高周波増幅回路 16a…中間周波回路部分の線路パターン 16b…局発回路部分の線路パターン 16c…高周波回路部分の線路パターン 17a…中間周波回路部分の接地パターン 17b…局発回路部分の接地パターン 17c…高周波回路部分の接地パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 紀夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内 Fターム(参考) 5E338 AA03 BB02 BB13 BB25 CC02 CC06 CD01 CD14 CD32 EE11 5E346 AA12 AA15 AA35 AA41 BB02 BB03 BB04 BB06 BB11 BB15 FF01 HH01 5J006 HB03 HB05 HB12 JA01 LA12 LA25 5J014 CA00 CA56

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線路パターンおよび接地パターンが対に
    なったマイクロストリップ線路と、前記線路パターンが
    表面に形成された基板部とを具備した高周波回路基板に
    おいて、前記線路パターンの線路幅が複数の大きさに形
    成され、かつ、その線路幅の大きさの相違により、前記
    線路パターンとこれと対になる前記接地パターンとの間
    隔が相違していることを特徴とする高周波回路基板。
  2. 【請求項2】 線路パターンおよび接地パターンが対に
    なったマイクロストリップ線路と、前記線路パターンが
    表面に形成され複数の基板を重ねて構成した基板部とを
    具備した高周波回路基板において、前記線路パターンの
    線路幅が複数の大きさに形成され、かつ、前記線路パタ
    ーンと対になる接地パターンが、その線路幅の大きさの
    相違により、前記基板部の表面からの距離が相違する所
    定の基板面に形成されていることを特徴とする高周波回
    路基板。
  3. 【請求項3】 接地パターンが形成された所定の基板面
    は、基板部の表面からの距離が小さい第1基板面および
    前記基板部の表面からの距離が前記第1基板面よりも大
    きい第2基板面を有し、かつ、前記第2基板面に形成さ
    れた第2接地パターンは、前記第1基板面に形成された
    第1接地パターンよりも面積が広く、前記第1接地パタ
    ーンの直下領域の少なくとも一部を含んでいる請求項2
    記載の高周波回路基板。
  4. 【請求項4】 第1接地パターンおよび第2接地パター
    ンが対向する位置に、前記第1接地パターンおよび前記
    第2接地パターン間を電気的に接続するスルーホールを
    設けた請求項3記載の高周波回路基板。
  5. 【請求項5】 線路幅が相違する第1線路パターンおよ
    び第2線路パターンが表面に形成された第1基板と、こ
    の第1基板の裏面に接合された第2基板とを具備した高
    周波回路基板において、前記第1基板の裏面と前記第2
    基板の前記第1基板側の面との間に、前記第1伝送線路
    パターンと対になる第1接地パターンを設け、前記第2
    基板の前記第1基板と反対側に前記第2伝送線路パター
    ンと対になる第2接地パターンを設けたことを特徴とす
    る高周波回路基板。
  6. 【請求項6】 第2接地パターンは第1接地パターンよ
    りも面積が広く、かつ、前記第1接地パターンの直下領
    域の少なくとも一部を含み、前記第1接地パターンおよ
    び前記第2接地パターンが対向する位置に、前記第1接
    地パターンおよび前記第2接地パターン間を電気的に接
    続するスルーホールを設けた請求項5記載の高周波回路
    基板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8957325B2 (en) 2013-01-15 2015-02-17 Fujitsu Limited Optimized via cutouts with ground references
WO2022030238A1 (ja) * 2020-08-07 2022-02-10 住友電気工業株式会社 高周波回路および無線装置

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