JP2003318610A - High frequency plane circuit - Google Patents

High frequency plane circuit

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JP2003318610A
JP2003318610A JP2002125736A JP2002125736A JP2003318610A JP 2003318610 A JP2003318610 A JP 2003318610A JP 2002125736 A JP2002125736 A JP 2002125736A JP 2002125736 A JP2002125736 A JP 2002125736A JP 2003318610 A JP2003318610 A JP 2003318610A
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transmission line
air bridge
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width
spacer
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耕司 井川
Kiyoshi Oshima
清志 大島
Koichiro Takahashi
幸一郎 高橋
Katsuhisa Nakayama
勝寿 中山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate a high-frequency plane circuit for deterioration of its transmission characteristics which is provided on a dielectric board such as glass sheets for cars, etc., and has a transmission line having a width of 0.5 mm or larger between ground conductors and an air bridge crossing the transmission line. <P>SOLUTION: The high-frequency plane circuit 10 comprises a coplanar transmission line 15, having a necked portion 14 longer than the traverse width of an air bridge 17, a dielectric board 11 has a relative dielectric constant of 6.0-7.5, the distance between ground conductors 13 is 0.8-3.8 mm, and a central conductor 12 has a width of 0.6-2.4 mm, thus forming the transmission line 15. It has a spacer 18, having a relative dielectric constant of 4-17 and a thickness of 21-40 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を伝送
する伝送線路、例えば0.8〜10GHzの高周波信号
を伝送するコプレーナ伝送線路およびこの伝送線路上を
横断するエアーブリッジを備えた高周波平面回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency plane circuit having a transmission line for transmitting microwaves, for example, a coplanar transmission line for transmitting a high-frequency signal of 0.8 to 10 GHz and an air bridge crossing the transmission line. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マイクロ波を用いた通信分野にお
いて、平面アンテナを設けた平面回路にFET(電界効
果トランジスタ)等の能動素子を実装し、供給された電
力信号を増幅して平面アンテナから電波として放射する
能動集積アンテナが提案されている。そして、この能動
集積アンテナを実用的に用いることが望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of communication using microwaves, an active element such as an FET (field effect transistor) is mounted on a plane circuit provided with a plane antenna, and a supplied power signal is amplified to be transmitted from the plane antenna. Active integrated antennas that emit as radio waves have been proposed. Then, it is desired to practically use this active integrated antenna.

【0003】例えば、比誘電率が6.0〜7.5のガラ
スから成る自動車用ガラス板上に伝送線路および平面ア
ンテナを設けた能動集積アンテナを作製し、自動料金収
受システム(ETCシステム)における送信装置として
用いられることが考えられる。この場合、能動集積アン
テナにおける信号の伝送には、回路の構成を簡素化する
ために、コプレーナ伝送線路が好適に用いられ、例え
ば、接地導体間の距離を略0.5〜数mmとしてコプレ
ーナ伝送線路が構成される。
For example, in an automatic toll collection system (ETC system), an active integrated antenna in which a transmission line and a plane antenna are provided on an automobile glass plate made of glass having a relative dielectric constant of 6.0 to 7.5 is manufactured. It may be used as a transmitter. In this case, for the signal transmission in the active integrated antenna, a coplanar transmission line is preferably used in order to simplify the configuration of the circuit. For example, the distance between the ground conductors is set to about 0.5 to several mm and the coplanar transmission is performed. The track is constructed.

【0004】一方、今日マイクロ波を使った通信技術が
進歩し、特に、スパッタリング、ドライエッチングまた
ウェットエッチング等の半導体プロセス技術を用いて、
GaAs(ガリウム・ヒ素)やアルミナ等の誘電体基板
に能動素子や受動素子を設けたモノリシック集積回路
(MMIC)を微細に作り込む技術が種々提案されてい
る。例えば特開平11−346105号公報は、誘電体
基板上の中心導体とこの中心導体を両側から離間して挟
むように設けた接地導体とを有するコプレーナ伝送線路
にエアーブリッジを設けたマイクロ波平面回路を開示し
ている。すなわち、当該公報は、コプレーナ伝送線路の
中心導体とエアーブリッジとの間の容量が増加すること
によって生じる特性インピーダンスの低下を補償するよ
うに、エアーブリッジの構成およびこのエアーブリッジ
が横断するコプレーナ伝送線路の対応部分の構成を具体
的な寸法とともに開示している。
On the other hand, communication technology using microwaves has advanced today, and in particular, semiconductor process technologies such as sputtering, dry etching and wet etching have been used.
Various techniques for finely fabricating a monolithic integrated circuit (MMIC) in which active elements and passive elements are provided on a dielectric substrate such as GaAs (gallium arsenide) or alumina have been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-346105 discloses a microwave planar circuit in which an air bridge is provided in a coplanar transmission line having a center conductor on a dielectric substrate and a ground conductor provided so as to sandwich the center conductor from both sides. Is disclosed. That is, the publication discloses a structure of an air bridge and a coplanar transmission line traversed by the air bridge so as to compensate for a decrease in characteristic impedance caused by an increase in capacitance between the center conductor of the coplanar transmission line and the air bridge. The configuration of the corresponding portion of is disclosed with specific dimensions.

【0005】エアーブリッジとは、回路基板に設けられ
ているコプレーナ伝送線路の上方で、コプレーナ伝送線
路の中心導体を横断し、この中心導体の両側に離間して
隣接する接地導体の電位を等しくするように両側の接地
導体を電気的に接続するブリッジ状の導体である。特
に、コプレーナ伝送線路の屈曲部分、T字分岐部分およ
びクロス分岐等の不連続部分には高次モードが生じるた
め、エアーブリッジを設けて両側の接地導体を同電位に
する必要がある。
The air bridge crosses over the central conductor of the coplanar transmission line above the coplanar transmission line provided on the circuit board, and separates both sides of the central conductor to equalize the potentials of the adjacent ground conductors. It is a bridge-shaped conductor that electrically connects the ground conductors on both sides. In particular, since higher-order modes occur in discontinuous portions such as bent portions, T-shaped branch portions, and cross branches of the coplanar transmission line, it is necessary to provide an air bridge to make the ground conductors on both sides have the same potential.

【0006】また、‘Theoretical and Experimental S
tudy of Various Types of Compensated Dielectric Br
idges for Millimeter-Wave Coplanar Application ’
(Eric Rius etal. , IEEE Trans. Microwave Theory T
ech.,vol.48, No.1, pp.152-156 , Jan.2000)は、エア
ーブリッジとコプレーナ伝送線路の間に厚さが20μm
の誘電体層からなるスペーサを設け、エアーブリッジの
高さを20μmとした高周波回路を開示している。ま
た、‘Three-Dimensional High-Frequency Distributio
n Networks−Part 1:Optimization of CPW Discontinui
ties’(Thomas M.Weller etal. , IEEE Trans. Microw
ave Theory Tech.,vol.48, No.10, pp.1635-1642 , Oc
t.2000 )は、コプレーナ伝送線路に対するエアーブリ
ッジの高さを3μmとした高周波回路を開示している。
これらは、いずれもエアーブリッジとコプレーナ伝送線
路の中心導体とが近接することによって発生する特性イ
ンピーダンスの低下およびこれによって生じるコプレー
ナ伝送線路の伝送特性の悪化を補償するために、コプレ
ーナ伝送線路は、エアーブリッジの横断する中心導体の
対応部分に中心導体の幅が狭くなったくびれ部を有する
構成となっている。
In addition, 'Theoretical and Experimental S
tudy of Various Types of Compensated Dielectric Br
idges for Millimeter-Wave Coplanar Application ''
(Eric Rius et al., IEEE Trans. Microwave Theory T
ech., vol.48, No.1, pp.152-156, Jan.2000) has a thickness of 20 μm between the air bridge and the coplanar transmission line.
Discloses a high frequency circuit in which a spacer made of a dielectric layer is provided and the height of the air bridge is 20 μm. Also, 'Three-Dimensional High-Frequency Distributio
n Networks-Part 1: Optimization of CPW Discontinui
ties' (Thomas M. Weller et al., IEEE Trans. Microw
ave Theory Tech., vol.48, No.10, pp.1635-1642, Oc
t.2000) discloses a high frequency circuit in which the height of the air bridge with respect to the coplanar transmission line is 3 μm.
In order to compensate for the decrease in characteristic impedance caused by the proximity of the air bridge and the center conductor of the coplanar transmission line and the resulting deterioration of the transmission characteristics of the coplanar transmission line, the coplanar transmission line is The bridge has a constricted portion in which the width of the center conductor is narrowed at a corresponding portion of the center conductor which the bridge crosses.

【0007】一方、特開2001−144177号公報
は、感光性レジストを用いたドライエッチング処理およ
びウェットエッチング処理の半導体集積回路のプロセス
技術を用いて、上述のエアーブリッジとコプレーナ伝送
線路を備えた回路を製造する方法を開示している。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-144177 discloses a circuit provided with the above-mentioned air bridge and coplanar transmission line by using the process technology of the semiconductor integrated circuit of the dry etching process and the wet etching process using a photosensitive resist. Discloses a method of manufacturing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のMMICにおけ
るコプレーナ伝送線路は、半導体製造プロセス技術を用
いて作製されたものであり、比誘電率が12.9のGa
Asからなる誘電体基板または比誘電率が9.6のアル
ミナからなる誘電体基板を微細加工することにより作製
されたもので、エアーブリッジの高さはいずれも20μ
m以下であり、接地導体間の距離はいずれも260μm
(0.26mm)以下となっている。これに対して、上
述の能動集積アンテナの場合、例えば、誘電率が6.0
〜7.5のガラス板に接地導体間の距離が略0.5〜数
mmといった接地導体間の距離の長いコプレーナ伝送線
路を作製する。一方、コプレーナ伝送線路の特性インピ
ーダンスは、接地導体間の距離によって変化するため、
上述の略0.5〜数mmといった接地導体間の距離を持
つコプレーナ伝送線路は、GHz帯域の高周波信号にと
って、上述のMMICの技術を用いて作製された接地導
体間の距離の短いコプレーナ伝送線路とは全く異なった
ものであるといえる。
The above-described coplanar transmission line in the MMIC is manufactured by using the semiconductor manufacturing process technology, and has a relative dielectric constant of Ga of 12.9.
It was manufactured by finely processing a dielectric substrate made of As or a dielectric substrate made of alumina with a relative permittivity of 9.6, and the height of the air bridge was 20 μm in each case.
m or less, and the distance between the ground conductors is 260 μm
(0.26 mm) or less. On the other hand, in the case of the above-mentioned active integrated antenna, for example, the dielectric constant is 6.0.
A coplanar transmission line having a long distance between the ground conductors, such as a distance between the ground conductors of approximately 0.5 to several mm, is produced on a glass plate of ˜7.5. On the other hand, the characteristic impedance of the coplanar transmission line changes depending on the distance between the ground conductors.
The above-mentioned coplanar transmission line having a distance between the ground conductors of about 0.5 to several mm is a coplanar transmission line having a short distance between the ground conductors produced by using the above-described MMIC technology for high frequency signals in the GHz band. Can be said to be completely different.

【0009】従って、接地導体間の距離が広いコプレー
ナ伝送線路において、エアーブリッジの高さ等について
上述の従来技術で開示した値をそのまま用いたのでは、
特性インピーダンスを適正にすることができず伝送特性
の悪化を補償することはできない。しかも、放射効率の
高い能動集積アンテナを得るには、特性インピーダンス
の数値を正確に調整しなければならない。特に、通信技
術の分野で利用が増大する0.8〜10GHzの電波の
周波数帯域に対応して0.8〜10GHzの高周波信号
の伝送特性を補償した高周波平面回路を提供することは
重要である。
Therefore, in the coplanar transmission line having a large distance between the ground conductors, if the values disclosed in the above-mentioned prior art for the height of the air bridge are used as they are,
The characteristic impedance cannot be made appropriate and the deterioration of the transmission characteristic cannot be compensated. Moreover, in order to obtain an active integrated antenna with high radiation efficiency, the numerical value of the characteristic impedance must be adjusted accurately. In particular, it is important to provide a high-frequency planar circuit that compensates for the transmission characteristics of a high-frequency signal of 0.8-10 GHz corresponding to the frequency band of radio waves of 0.8-10 GHz that is increasingly used in the field of communication technology. .

【0010】また、上述の従来技術で開示するコプレー
ナ伝送線路の寸法とエアーブリッジの寸法との組み合わ
せは、1つの実施例あるいは、数個の実施例を示してい
るだけであり、コプレーナ伝送線路の寸法に対するエア
ーブリッジの寸法の調整方法を開示しているものでもな
い。そのため、比誘電率を6.0〜7.5とし接地導体
間の距離が従来に比べて長いコプレーナ伝送線路に安定
した伝送特性を持たせるように高周波平面回路を設計す
ることはできない。
Further, the combination of the dimensions of the coplanar transmission line and the dimensions of the air bridge disclosed in the above-mentioned prior art shows only one embodiment or several embodiments, and the combination of the dimensions of the coplanar transmission line is not shown. It does not disclose a method of adjusting the size of the air bridge with respect to the size. Therefore, it is impossible to design a high-frequency plane circuit so that the relative permittivity is 6.0 to 7.5 and the distance between the ground conductors is longer than that of the conventional coplanar transmission line so as to have stable transmission characteristics.

【0011】これに対して、コプレーナ伝送線路の構成
とエアーブリッジの構成を種々変えながら、伝送特性の
良いコプレーナ伝送線路の構成とエアーブリッジの構成
との組み合わせを見つけ出すことも考えられる。しか
し、コプレーナ伝送線路の構成を設定する場合、例え
ば、接地導体間の距離、中心導体の幅、エアーブリッジ
が横断する中心導体のくびれ部の幅およびくびれ部の長
さを定める必要がある他、エアーブリッジの導体幅およ
びエアーブリッジの高さ、エアーブリッジを保持する誘
電体からなるスペーサを設ける場合には、このスペーサ
の比誘電率およびこのスペーサの幅を定める必要があ
る。このように、伝送効率の良いコプレーナ伝送線路の
構成とエアーブリッジの構成との組み合わせは無限にあ
るため、この中から所定の周波数の高周波信号に対して
良好かつ安定した伝送特性を持つコプレーナ伝送線路お
よびエアーブリッジの構成を見出すことは極めて難し
い。
On the other hand, it is conceivable to find a combination of the configuration of the coplanar transmission line and the configuration of the air bridge, which have good transmission characteristics, while variously changing the configuration of the coplanar transmission line and the configuration of the air bridge. However, when setting the configuration of the coplanar transmission line, for example, it is necessary to determine the distance between the ground conductors, the width of the central conductor, the width of the constricted portion of the central conductor crossed by the air bridge, and the length of the constricted portion. When the conductor width of the air bridge, the height of the air bridge, and the spacer made of a dielectric material holding the air bridge are provided, it is necessary to determine the relative permittivity of the spacer and the width of the spacer. As described above, since there are an unlimited number of combinations of the configuration of the coplanar transmission line with good transmission efficiency and the configuration of the air bridge, among these, the coplanar transmission line having a good and stable transmission characteristic for a high frequency signal of a predetermined frequency. And it is extremely difficult to find the configuration of the air bridge.

【0012】また、このような能動集積アンテナを、自
動車用ガラス板を基板として構成する場合、大量生産に
適した方法で作製することが必要であるが、半導体デバ
イスに用いる基板等に比べて極めて大面積の自動車用ガ
ラス板を基板とするので、上述の公報(特開2001−
144177号公報)のような半導体プロセス技術を用
いて、大面積の自動車用ガラス板にコプレーナ伝送線路
等を備えた小面積の高周波平面回路を実用的に作製する
ことはできない。
Further, when such an active integrated antenna is constructed by using a glass plate for an automobile as a substrate, it is necessary to manufacture it by a method suitable for mass production, but it is much more difficult than a substrate used for a semiconductor device. Since a large-area automobile glass plate is used as the substrate, the above-mentioned publication (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2001
It is impossible to practically manufacture a small-area high-frequency plane circuit including a coplanar transmission line and the like on a large-area glass plate for automobiles by using a semiconductor process technique such as Japanese Patent No. 144177).

【0013】そこで、本発明は、上述の問題を解決すべ
く、自動車用ガラス板等の比誘電率が6.0〜7.5の
誘電体基板と、この誘電体基板上の中心導体の両側に接
地導体を設け、接地導体間の幅がMMICで作製される
ものに比べて比較的大きな寸法を持つ伝送線路と、この
伝送線路の中心導体を横断し、両側の接地導体間を接続
した導体からなるエアブリッジとを備えた高周波平面回
路において、伝送特性の悪化を補償するとともに、半導
体プロセス技術を用いることなく容易に製造できる高周
波平面回路、特に0.8〜10GHzや0.8〜6GH
zの周波数帯域の高周波信号を効率よく伝送する高周波
平面回路を提供することを目的とする。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention solves the above problems by using a dielectric substrate having a relative permittivity of 6.0 to 7.5 such as a glass plate for automobiles and both sides of the center conductor on the dielectric substrate. A ground line is provided with a ground conductor, and the width between the ground conductors is relatively large compared to that made by MMIC, and a conductor that crosses the center conductor of this transmission line and connects the ground conductors on both sides. In a high-frequency plane circuit including an air bridge, the high-frequency plane circuit can compensate for deterioration of transmission characteristics and can be easily manufactured without using a semiconductor process technology, particularly 0.8 to 10 GHz and 0.8 to 6 GH.
It is an object of the present invention to provide a high frequency plane circuit that efficiently transmits a high frequency signal in the z frequency band.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明者らは種々の検討を行った結果、高周波平
面回路における伝送線路において伝送特性を良好とする
構成に一定の好適な範囲があることを見出して、本発明
に至ったものである。すなわち、本発明は、比誘電率が
6.0〜7.5の誘電体基板と、この誘電体基板上に設
けられた中心導体およびこの中心導体を離間して挟むよ
うにこの中心導体の両側に隣接する前記誘電体基板上に
設けられた接地導体を有し、前記中心導体の幅が部分的
に狭くなったくびれ部を持つ伝送線路と、前記くびれ部
上に設けられた誘電体からなるスペーサと、このスペー
サによって保持され、前記くびれ部の上方で前記中心導
体を横断し、前記中心導体の両側の前記接地導体間を接
続した導体からなるエアーブリッジと、を備えた高周波
平面回路であって、前記くびれ部の長さが前記エアーブ
リッジの横断幅に比べて長く、前記伝送線路の前記接地
導体間の距離が0.8〜3.8mmかつ前記くびれ部以
外の前記中心導体の幅が0.6〜2.4mmであり、さ
らに前記スペーサの比誘電率が4〜17で厚さが21〜
40μmであることを特徴とする高周波平面回路を提供
する。
In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention have conducted various studies and as a result, have found that the transmission line in a high-frequency plane circuit has a certain preferable range for the transmission line with good transmission characteristics. The present invention has been made by finding that there is such a problem. That is, according to the present invention, a dielectric substrate having a relative permittivity of 6.0 to 7.5, a center conductor provided on the dielectric substrate, and both sides of the center conductor so as to sandwich the center conductor with a space therebetween. A transmission line having a constricted part in which the width of the center conductor is partially narrowed, and a dielectric provided on the constricted part. A high-frequency plane circuit comprising a spacer and an air bridge that is held by the spacer and that crosses the central conductor above the constricted portion and that connects the ground conductors on both sides of the central conductor. The length of the constricted portion is longer than the transverse width of the air bridge, the distance between the ground conductors of the transmission line is 0.8 to 3.8 mm, and the width of the central conductor other than the constricted portion is 0.6-2.4 M, and further the dielectric constant of the spacer 21 to a thickness in the 4-17
A high-frequency planar circuit having a thickness of 40 μm is provided.

【0015】その際、前記エアーブリッジを設けたこと
による前記伝送線路の容量特性に関する容量特性パラメ
ータをαとし、前記くびれ部を設けたことによる前記伝
送線路の誘導性に関する誘導特性パラメータをβとし、
前記容量特性パラメータαを横軸に、前記誘導性パラメ
ータβを縦軸に持つα−β座標平面を定めたとき、前記
容量性パラメータαおよび前記誘導性パラメータβが、
下記式(1)〜(4)で表される直線で囲まれた範囲に
存在するように、前記伝送線路および前記ブリッジを構
成するのが好ましい。 α = 4 (1) α = 5.5/L7 1/2+15.77 (2) β = 0.32・α + 0.71・L7 − 2.05 (3) β = 0.32・α + 0.29・L7 + 1.25 (4) 但し、前記容量特性パラメータαは、α=εr ・L3
4 /L2 、前記誘導特性パラメータβは、β=L5
loge (L7 /L4 )であり、L7 は前記接地導体間
の距離(mm)、εr は前記スペーサの比誘電率、L2
は前記エアーブリッジの高さ(mm)、L3 は前記エア
ーブリッジの幅(mm)、L4 は前記くびれ部の前記中
心導体の幅(mm)、およびL5 は前記くびれ部の長さ
(mm)である。上記式(1)〜(4)に基づいて行わ
れる前記容量特性パラメータαおよび前記誘導特性パラ
メータβの設定は、前記伝送線路に0.8〜6GHzの
高周波信号を伝送させる際に用いるのが好ましい。
At this time, the capacitance characteristic parameter relating to the capacitance characteristic of the transmission line due to the provision of the air bridge is α, and the induction characteristic parameter relating to the inductivity of the transmission line due to the provision of the constricted portion is β,
When the α-β coordinate plane having the capacitance characteristic parameter α on the horizontal axis and the inductive parameter β on the vertical axis is determined, the capacitive parameter α and the inductive parameter β are
It is preferable to configure the transmission line and the bridge so that the transmission line and the bridge exist within a range surrounded by a straight line represented by the following formulas (1) to (4). α = 4 (1) α = 5.5 / L 7 1/2 +15.77 (2) β = 0.32 · α + 0.71 · L 7 − 2.05 (3) β = 0.32 · α + 0.29 · L 7 + 1.25 (4) However, the capacitance characteristic parameter α is α = ε r · L 3 ·
L 4 / L 2 , the induction characteristic parameter β is β = L 5 ·
log e (L 7 / L 4 ), L 7 is the distance (mm) between the ground conductors, ε r is the relative permittivity of the spacer, L 2
Is the height (mm) of the air bridge, L 3 is the width (mm) of the air bridge, L 4 is the width (mm) of the center conductor of the constricted portion, and L 5 is the length of the constricted portion ( mm). The setting of the capacitance characteristic parameter α and the induction characteristic parameter β performed based on the above equations (1) to (4) is preferably used when transmitting a high frequency signal of 0.8 to 6 GHz on the transmission line. .

【0016】また、前記α−β座標平面において、上記
式(1)および(4)と下記式(5) および(6)で表
される直線で囲まれる領域の範囲に、前記容量性パラメ
ータαおよび前記誘導性パラメータβが存在するよう
に、前記伝送線路および前記ブリッジを構成するのが好
ましい。 α = 10.6/L7 1/2+0.92 (5) β = 0.32・α + 0.58・L7 − 1.2 (6) 上記式(1),(4)(5)および(6)に基づいて行
われる前記容量特性パラメータαおよび前記誘導特性パ
ラメータβの設定は、前記伝送線路に0.8〜10GH
zの高周波信号を伝送させる際に用いるのが好ましい。
Further, in the α-β coordinate plane, the capacitive parameter α is set in a range of a region surrounded by a straight line represented by the above equations (1) and (4) and the following equations (5) and (6). And the transmission line and the bridge are preferably arranged such that the inductive parameter β is present. α = 10.6 / L 7 1/2 +0.92 (5) β = 0.32 · α + 0.58 · L 7 −1.2 (6) The above formulas (1), (4) and (5) The capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β are set on the basis of (6) and 0.8-10 GH for the transmission line.
It is preferably used when transmitting a high frequency signal of z.

【0017】また、前記スペーサの厚さが25〜35μ
mであるのがより好ましい。前記誘電体基板上の前記伝
送線路の端には、例えば、平面アンテナが設けられ、前
記誘電体基板上に、さらに、能動素子が設けられる。ま
た、前記誘電体基板は、例えば、透明性を有するガラス
である。このような高周波平面回路は、例えば、前記接
地導体、前記中心導体、前記スペーサおよび前記エアー
ブリッジとなる各構成部材を転写用フィルム上にスクリ
ーン印刷で積層して所定のパターンを形成した後、前記
誘電体基板に転写して作製する。
The spacer has a thickness of 25 to 35 μm.
More preferably m. For example, a planar antenna is provided at the end of the transmission line on the dielectric substrate, and an active element is further provided on the dielectric substrate. The dielectric substrate is, for example, transparent glass. Such a high-frequency plane circuit is formed, for example, by laminating each constituent member to be the ground conductor, the center conductor, the spacer, and the air bridge by screen printing on a transfer film to form a predetermined pattern, It is produced by transferring to a dielectric substrate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波平面回路
を、添付の図面に示される好適実施形態に基づいて詳細
に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The high-frequency planar circuit of the present invention will be described below in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0019】図1は、本発明の高周波平面回路の一例で
ある高周波平面回路10の一部分を切り出した斜視図で
ある。図2は、図1に示すA−B切断線に沿って切断し
た高周波平面回路10の断面図であり、図3は、図1に
示すX−Y切断線に沿って切断した高周波平面回路10
の断面図である。図4は、図1に示す高周波平面回路1
0の平面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a high frequency plane circuit 10 which is an example of the high frequency plane circuit of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the high frequency plane circuit 10 taken along the line AB shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a high frequency plane circuit 10 taken along the line XY shown in FIG.
FIG. FIG. 4 is a high-frequency plane circuit 1 shown in FIG.
It is a top view of 0.

【0020】高周波平面回路10は、誘電体基板11
と、この誘電体基板11上に設けられた中心導体12を
離間して挟むように中心導体12の両側に接地導体13
(13a,13b)が隣接し、中心導体12の幅が部分
的に狭くなったくびれ部14を持つコプレーナ伝送線路
15と、このくびれ部14の中心導体16を誘電体基板
11の上方で横断し、中心導体12の両側の接地導体1
3の間を電気的に接続した導体からなるエアーブリッジ
17と、くびれ部14上に設けられ、エアーブリッジ1
7を保持するスペーサ18とを備えている。スペーサ1
8は、エアーブリッジ17を保持するための誘電体から
なる部材で、図3に示すようにくびれ部16の上方に接
触して設けられる。図1ではくびれ部16を隠すため、
スペーサ18を点線で示している。
The high frequency plane circuit 10 includes a dielectric substrate 11
And the ground conductors 13 on both sides of the center conductor 12 so as to sandwich and sandwich the center conductor 12 provided on the dielectric substrate 11.
(13a, 13b) are adjacent to each other, and the coplanar transmission line 15 having the constricted portion 14 in which the width of the central conductor 12 is partially narrowed, and the central conductor 16 of the constricted portion 14 are crossed above the dielectric substrate 11. , The ground conductor 1 on both sides of the center conductor 12
The air bridge 17 formed of a conductor electrically connecting the three and the constricted portion 14 is provided.
And a spacer 18 for holding 7. Spacer 1
Reference numeral 8 is a member made of a dielectric material for holding the air bridge 17, and is provided in contact with the upper portion of the constricted portion 16 as shown in FIG. In FIG. 1, in order to hide the waist 16,
The spacer 18 is shown by a dotted line.

【0021】誘電体基板11は、比誘電率が6.0〜
7.5であり、厚さが例えば1〜10mm、より好まし
くは2〜6mmの板状の誘電体であり、この誘電体基板
11の基板面にコプレーナ伝送線路が設けられる。誘電
体基板11としては、例えば自動車用ガラス板が挙げら
れる。また、合わせガラスまたは複層ガラスであっても
よい。この場合、合わせガラス板または複層ガラス板の
いずれのガラス面を誘電体基板11の基板面としてもよ
い。
The dielectric substrate 11 has a relative dielectric constant of 6.0 to 6.0.
The plate-shaped dielectric has a thickness of 7.5 and a thickness of, for example, 1 to 10 mm, more preferably 2 to 6 mm, and a coplanar transmission line is provided on the substrate surface of the dielectric substrate 11. Examples of the dielectric substrate 11 include a glass plate for automobiles. It may also be laminated glass or double glazing. In this case, either the glass surface of the laminated glass plate or the double-layer glass plate may be the substrate surface of the dielectric substrate 11.

【0022】コプレーナ伝送線路15は、誘電体基板1
1上に設けた中心導体12と、この中心導体12の両側
に一定の間隔をあけて隣接する接地導体13a,13b
との間に作られるスロット部19に沿って高周波信号が
伝送する公知の伝送線路である。中心導体12の両側に
設けられる接地導体13a,13bの間の距離は、0.
8〜3.8mmである。一方、中心導体12の幅は0.
6〜2.4mm、スロット部19の幅は0.2〜0.6
mmであり、中心導体12の両側に等しい幅のスロット
部19が設けられている。なお、コプレーナ伝送線路1
5の一方の端は、例えば、誘電体基板11上に実装され
たFET(電界効果型トランジスタ)のドレイン端子と
接続され、他方の端は、例えば、誘電体基板11上に設
けられた平面アンテナと接続され、FETで増幅された
高周波信号を電波として放射するように構成される。
The coplanar transmission line 15 is the dielectric substrate 1
1 and the ground conductors 13a, 13b that are adjacent to each other on both sides of the center conductor 12 with a constant gap.
It is a known transmission line through which a high-frequency signal is transmitted along the slot portion 19 formed between and. The distance between the ground conductors 13a and 13b provided on both sides of the center conductor 12 is 0.
It is 8 to 3.8 mm. On the other hand, the width of the central conductor 12 is 0.
6 to 2.4 mm, the width of the slot portion 19 is 0.2 to 0.6
mm, and the slot portions 19 having the same width are provided on both sides of the center conductor 12. In addition, coplanar transmission line 1
One end of 5 is connected to, for example, the drain terminal of an FET (field effect transistor) mounted on the dielectric substrate 11, and the other end is, for example, a planar antenna provided on the dielectric substrate 11. And is configured to emit a high frequency signal amplified by the FET as a radio wave.

【0023】コプレーナ伝送線路15は、接地導体13
a,13b間を接続するエアーブリッジ17の横断する
部分に対応して、中心導体12が部分的に細くなったく
びれ部14を有する。エアーブリッジ17が設けられる
ことによって伝送線路の容量が増加し、この増加によっ
てコプレーナ伝送線路15の特性インピーダンスが低下
するが、このくびれ部14は、この特性インピーダンス
の低下を補償すべく、中心導体12の幅に対して狭くし
て特性インピーダンスを増大させる機能を有する。ま
た、くびれ部14の長さは、後述するエアーブリッジ1
7の幅よりも長く、くびれ部14の一部分をエアーブリ
ッジ17が横断するようにくびれ部14の中心導体16
の長さが設定されている。くびれ部14は、例えば、中
心導体16の幅が0.2〜0.8mmで、中心導体16
の長さが少なくともエアーブリッジ17の幅よりも長
く、6.0mm以下である。なお、接地導体13a,1
3bおよび中心導体12,16は、金、銀等の導体材料
が用いられ、導体材料は特に制限されない。
The coplanar transmission line 15 includes the ground conductor 13
The central conductor 12 has a narrowed portion 14 corresponding to a crossing portion of the air bridge 17 connecting between the a and 13b. The provision of the air bridge 17 increases the capacitance of the transmission line, and the increase reduces the characteristic impedance of the coplanar transmission line 15. However, the constricted portion 14 compensates for the decrease in the characteristic impedance of the central conductor 12. Has a function of increasing the characteristic impedance by making the width narrower than the width. The length of the constricted portion 14 is the same as that of the air bridge 1 described later.
7, the center conductor 16 of the constricted portion 14 is arranged so that the air bridge 17 crosses a part of the constricted portion 14.
Has been set. The constricted portion 14 has, for example, a width of the central conductor 16 of 0.2 to 0.8 mm, and
Is longer than the width of the air bridge 17 and is 6.0 mm or less. The ground conductors 13a, 1
A conductive material such as gold or silver is used for 3b and the central conductors 12 and 16, and the conductive material is not particularly limited.

【0024】エアーブリッジ17は、接地導体13a、
13bを接続する導体であり、スペーサ18で保持され
てくびれ部14の中心導体16を横断する。エアーブリ
ッジ17は、金、銀等の導体材料が用いられ、導体材料
は特に制限されない。スペーサ18は、比誘電率εr
4〜17、高さを21〜40μmとする誘電体である。
スペーサ18の誘電体材料は特に制限されないが、例え
ば、B2 3−SiO2 −PbO系ガラスが用いられ
る。
The air bridge 17 includes a ground conductor 13a,
A conductor connecting 13b, which is held by a spacer 18 and crosses the central conductor 16 of the constricted portion 14. A conductive material such as gold or silver is used for the air bridge 17, and the conductive material is not particularly limited. The spacer 18 is a dielectric having a relative permittivity ε r of 4 to 17 and a height of 21 to 40 μm.
The dielectric material of the spacer 18 is not particularly limited, but for example, B 2 O 3 —SiO 2 —PbO based glass is used.

【0025】このような高周波平面回路10は、例え
ば、特開2000−151080号公報に記載される転
写式印刷パターン形成方法を用いて作製される。すなわ
ち、基材紙と基材紙上に形成される易剥離層とを備えた
転写紙等のフィルム上に、エアーブリッジ17となる導
体材料のペーストを、その上にスペーサ18となる誘電
体材料のペーストを所定の位置に積層した後、図1に示
すような接地導体13(13a,13b)、中心導体1
2,16の導体となる導体材料のペーストを積層して回
路パターンを形成し、転写すべき回路パターンを作製す
る。各種ペーストの積層は、フィルム上の易剥離層の上
に公知のスクリーン印刷法によって行う。一方、誘電体
基板11の表面に接着材を公知のスクリーン印刷によっ
て積層する。この後、フィルムに積層した回路パターン
を誘電体基板11となる基板にプレス板を用いて所定の
圧力で加圧し、さらに加熱した後、基材紙のみを剥離す
ることによって回路パターンを誘電体基板11に転写す
る。さらに、回路パターンの転写された誘電体基板11
を所定の温度で焼成する。こうして高周波平面回路10
を作製することができる。
Such a high-frequency plane circuit 10 is manufactured by using, for example, the transfer type print pattern forming method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-151080. That is, on a film such as a transfer paper having a base paper and an easily peelable layer formed on the base paper, a paste of a conductive material to be the air bridge 17 and a dielectric material to be the spacer 18 are formed. After laminating the paste at a predetermined position, the ground conductor 13 (13a, 13b) and the center conductor 1 as shown in FIG.
The circuit patterns are formed by laminating the pastes of the conductor materials to be the conductors 2 and 16 to prepare the circuit patterns to be transferred. Lamination of various pastes is performed by a known screen printing method on the easily peelable layer on the film. On the other hand, an adhesive is laminated on the surface of the dielectric substrate 11 by known screen printing. After that, the circuit pattern laminated on the film is pressed on the substrate to be the dielectric substrate 11 with a predetermined pressure using a press plate, further heated, and then only the base paper is peeled off to form the circuit pattern on the dielectric substrate. Transfer to 11. Furthermore, the dielectric substrate 11 on which the circuit pattern is transferred
Is fired at a predetermined temperature. Thus, the high frequency plane circuit 10
Can be produced.

【0026】なお、スペーサ18をガラスで構成する場
合、スペーサ18の誘電体材料のペーストには、例え
ば、軟化点が520〜580℃のB2 3 −SiO2
PbO系ガラスフリットを用いる。誘電体基板11がガ
ラス板である場合、このガラス板の焼成する条件で十分
に軟化流動するガラスフリットを用いるとよい。また、
スペーサ18の熱膨張率の抑制、また強度の向上のため
にAl2 3 またはZrO2 等のフィラー材料を上述の
軟化流動を妨げない範囲で添加してもよい。
When the spacers 18 are made of glass, the dielectric material paste of the spacers 18 contains, for example, B 2 O 3 --SiO 2 --having a softening point of 520 to 580 ° C.
A PbO-based glass frit is used. When the dielectric substrate 11 is a glass plate, it is preferable to use a glass frit that is sufficiently softened and fluidized under the conditions for firing the glass plate. Also,
A filler material such as Al 2 O 3 or ZrO 2 may be added within a range that does not hinder the above-mentioned softening flow in order to suppress the thermal expansion coefficient of the spacer 18 and improve the strength.

【0027】このように高周波平面回路10は、誘電体
基板11の比誘電率が6.0〜7.5の範囲にあり、接
地導体13a,13bの間の距離が0.8〜3.8mm
かつ中心導体12の幅が0.6〜2.4mmの範囲でコ
プレーナ伝送線路15が構成され、比誘電率εr が4〜
17かつ厚さが21〜40μmの範囲でスペーサ18が
構成されている。このような構成において、くびれ部1
4の長さをエアーブリッジ17の横断幅に比べて長く設
定し、くびれ部14の長さ(図4におけるL5 )を設定
することができるので、以降で示すように、特性インピ
ーダンスを効率よく調整することができ、高周波平面回
路における伝送特性が良好となる。しかも、所定の周波
数帯域において安定した伝送特性を得ることができる。
なお、図1および図3における高周波平面回路10の構
成において、エアーブリッジ17またはスペーサ18の
理解を容易にするために、高さ方向を拡大して表してい
る。
As described above, in the high frequency plane circuit 10, the dielectric substrate 11 has a relative permittivity in the range of 6.0 to 7.5, and the distance between the ground conductors 13a and 13b is 0.8 to 3.8 mm.
In addition, the coplanar transmission line 15 is formed in the range where the width of the central conductor 12 is 0.6 to 2.4 mm, and the relative permittivity ε r is 4 to.
The spacer 18 is composed of 17 and a thickness of 21 to 40 μm. In such a configuration, the waist portion 1
Since the length of 4 can be set longer than the cross width of the air bridge 17 and the length of the constricted portion 14 (L 5 in FIG. 4) can be set, the characteristic impedance can be efficiently set as shown below. It can be adjusted, and the transmission characteristics in the high frequency plane circuit are improved. Moreover, stable transmission characteristics can be obtained in a predetermined frequency band.
In the structure of the high-frequency planar circuit 10 shown in FIGS. 1 and 3, the height direction is enlarged to facilitate understanding of the air bridge 17 or the spacer 18.

【0028】ところで、高周波信号を伝送するコプレー
ナ伝送線路等の伝送線路は、特性インピーダンスが一定
値、例えば50Ωになるように構成される。この特性イ
ンピーダンスは、周知のように、抵抗による損失を考慮
しない場合、伝送線路の容量特性(キャパシタンス)と
誘導特性(インダクダンス)とを用いて特徴付けられ
る。高周波平面回路10では、エアーブリッジ17を設
けてもコプレーナ伝送線路15の伝送特性が悪化するこ
とがないように、容量特性パラメータαと誘導特性パラ
メータβとが定められて、コプレーナ伝送線路15、エ
アーブリッジ17およびスペーサ18が構成されてい
る。すなわち、本願発明者らは、下記に示す容量特性パ
ラメータαおよび誘導特性パラメータβを用いた場合、
0.8〜6GHzの周波数帯域、また0.8〜10GH
zの周波数帯域で、伝送特性が良好となる容量特性パラ
メータαおよび誘導特性パラメータβの領域を見出して
本発明に至っている。
By the way, a transmission line such as a coplanar transmission line for transmitting a high frequency signal is constructed so that the characteristic impedance becomes a constant value, for example, 50Ω. As is well known, this characteristic impedance is characterized by using the capacitance characteristic (capacitance) and the inductive characteristic (inductance) of the transmission line when the loss due to resistance is not considered. In the high-frequency plane circuit 10, the capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β are determined so that the transmission characteristics of the coplanar transmission line 15 are not deteriorated even if the air bridge 17 is provided, and the coplanar transmission line 15 and the air characteristic are set. The bridge 17 and the spacer 18 are configured. That is, when the present inventors use the capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β shown below,
0.8-6 GHz frequency band, 0.8-10 GH
The present invention has been completed by finding the regions of the capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β in which the transmission characteristic becomes good in the z frequency band.

【0029】ここで、容量特性パラメータαおよび誘導
特性パラメータβは、 α=εr ・L3 ・L4 /L2 、 β=L5 ・loge (L7 /L4 )と定義する。 図3および4に示すように、L7 は接地導体13a,1
3b間の距離(mm)、εr はスペーサ18の比誘電
率、L2 はエアーブリッジ17の高さ(mm)、L3
エアーブリッジ17の幅(mm)、L4 はくびれ部14
の中心導体16の幅(mm)、およびL5 はくびれ部1
4の長さ(mm)である。
Here, the capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β are defined as α = ε r · L 3 · L 4 / L 2 and β = L 5 · log e (L 7 / L 4 ). As shown in FIGS. 3 and 4, L 7 is a ground conductor 13a, 1
Distance (mm) between 3b, ε r is the relative permittivity of the spacer 18, L 2 is the height (mm) of the air bridge 17, L 3 is the width (mm) of the air bridge 17, and L 4 is the constricted portion 14.
The width (mm) of the central conductor 16 of L and the constricted portion 1 is L 5.
The length is 4 (mm).

【0030】ここで、高周波平面回路10における容量
性パラメータαおよび誘導特性パラメータβは、容量特
性パラメータαを横軸に、誘導性パラメータβを縦軸に
持つα−β座標平面を定めた場合、0.8〜6GHzの
高周波信号に対して、下記式(1)〜(4)で表される
直線によって囲まれた範囲に存在するのが好ましい。 α = 4 (1) α = 5.5/L7 1/2+15.77 (2) β = 0.32・α + 0.71・L7 − 2.05 (3) β = 0.32・α + 0.29・L7 + 1.25 (4)
Here, regarding the capacitive parameter α and the inductive characteristic parameter β in the high frequency plane circuit 10, when an α-β coordinate plane having the capacitive characteristic parameter α on the horizontal axis and the inductive parameter β on the vertical axis is determined, It is preferable for the high frequency signal of 0.8 to 6 GHz to exist in the range surrounded by the straight lines represented by the following formulas (1) to (4). α = 4 (1) α = 5.5 / L 7 1/2 +15.77 (2) β = 0.32 · α + 0.71 · L 7 − 2.05 (3) β = 0.32 · α + 0.29 · L 7 + 1.25 (4)

【0031】このような容量性パラメータαおよび誘導
特性パラメータβを持つコプレーナ伝送線路15、エア
ーブリッジ17およびスペーサ18を構成することで、
0.8〜6GHzの高周波信号に対して、リターンロス
を−20dB以下とすることができる。上述したように
エアーブリッジ17を設けることによってコプレーナ伝
送線路15の特性インピーダンスが変化し、一部の高周
波信号が反射するが、リターンロスとは、この特性イン
ピーダンスの変化によって生じる反射信号の、入射され
る高周波信号に対する電力の比率をいう。従って、−2
0dB以下とは、入力された高周波信号の電力に対する
反射信号の電力が1%以下になることをいい、良好な伝
送特性であることを示す。特に、入射した高周波信号の
電力に対する反射信号の電力の比率を用いて伝送特性の
良否を判断する−20dBという数値は、伝送特性が良
好であると判断する際の基準となる値であり、当業者に
一般的に用いられる値である。
By constructing the coplanar transmission line 15, the air bridge 17, and the spacer 18 having such a capacitive parameter α and inductive characteristic parameter β,
The return loss can be -20 dB or less for a high frequency signal of 0.8 to 6 GHz. By providing the air bridge 17 as described above, the characteristic impedance of the coplanar transmission line 15 changes and a part of the high frequency signal is reflected. The return loss is the reflection signal generated by the change of the characteristic impedance. The ratio of power to high frequency signals. Therefore, -2
0 dB or less means that the power of the reflected signal with respect to the power of the input high frequency signal is 1% or less, which means that the transmission characteristics are good. In particular, the value of -20 dB, which is used to judge the quality of the transmission characteristic by using the ratio of the power of the reflected signal to the power of the incident high frequency signal, is a reference value when it is determined that the transmission characteristic is good. This value is commonly used by traders.

【0032】例えば、εr =12.5,L2 =0.03
(mm),L3 =0.2(mm),L4 =0.2(m
m),L5 =2.8(mm)およびL7 =1.6(m
m)において、容量特性パラメータα=16.67(m
m),誘導特性パラメータβ=5.822(mm)とな
り、α−β座標平面において式(1)〜(4)で表され
る直線によって囲まれた範囲に存在する。このように、
高周波平面回路10は、0.8〜6GHzの高周波信号
に対して、容量特性パラメータα,誘導特性パラメータ
βが上記式(1)〜(4)で表される直線によって囲ま
れた範囲に位置するようにコプレーナ伝送線路15の構
成、エアーブリッジ17の構成およびスペーサ18の構
成を定める。これにより、0.8〜6GHzの高周波信
号に対して、リターンロスを−20dB以下とすること
ができ、安定した伝送特性を得ることができる。リター
ンロスが−20dB以下となる点については後述する。
For example, ε r = 12.5, L 2 = 0.03
(Mm), L 3 = 0.2 (mm), L 4 = 0.2 (m
m), L 5 = 2.8 (mm) and L 7 = 1.6 (m
m), the capacitance characteristic parameter α = 16.67 (m
m) and the induction characteristic parameter β = 5.822 (mm), which exists in the range surrounded by the straight lines represented by the formulas (1) to (4) on the α-β coordinate plane. in this way,
The high-frequency plane circuit 10 is located in a range surrounded by the straight lines represented by the above equations (1) to (4) for the high-frequency signal of 0.8 to 6 GHz and the capacitance characteristic parameter α and the induction characteristic parameter β. Thus, the configuration of the coplanar transmission line 15, the configuration of the air bridge 17, and the configuration of the spacer 18 are determined. This makes it possible to reduce the return loss to −20 dB or less for a high frequency signal of 0.8 to 6 GHz, and to obtain stable transmission characteristics. The point that the return loss becomes -20 dB or less will be described later.

【0033】さらに、高周波平面回路10における容量
性パラメータαおよび誘導特性パラメータβは、0.8
〜10GHzの高周波信号に対して、α−β座標平面に
おいて上記式(1)、上記式(4)、下記式(5)およ
び下記式(6)で表される直線によって囲まれた範囲に
存在するのが好ましい。 α = 10.6/L7 1/2+0.92 (5) β = 0.32・α + 0.58・L7 − 1.2 (6)
Further, the capacitive parameter α and the inductive characteristic parameter β in the high frequency plane circuit 10 are 0.8.
Exists in a range surrounded by straight lines represented by the above formula (1), the above formula (4), the following formula (5) and the following formula (6) on the α-β coordinate plane for a high frequency signal of 10 GHz. Preferably. α = 10.6 / L 7 1/2 +0.92 (5) β = 0.32 · α + 0.58 · L 7 − 1.2 (6)

【0034】例えば、εr =4,L2 =0.03(m
m),L3 =0.2(mm),L4 =0.2(mm),
5 =1.1(mm)およびL7 =1.6(mm)にお
いて、容量特性パラメータαは5.33(mm)、誘導
特性パラメータβは2.29(mm)となり、α−β座
標平面において式(1)、(4)、(5)および(6)
で表される直線によって囲まれた範囲に存在する。この
ように、0.8〜10GHzの高周波信号の場合、容量
特性パラメータαおよび誘導特性パラメータβが、α−
β座標平面において、上記式(1)、(4)、(5)お
よび(6)で表される直線によって囲まれた範囲に位置
するように、コプレーナ伝送線路15の構成、エアーブ
リッジ17の構成およびスペーサ18の構成を定める。
これにより、0.8〜10GHzの高周波信号における
リターンロスを−20dB以下とすることができ、安定
した伝送特性を得ることができる。リターンロスが−2
0dB以下となる点については後述する。
For example, ε r = 4, L 2 = 0.03 (m
m), L 3 = 0.2 (mm), L 4 = 0.2 (mm),
At L 5 = 1.1 (mm) and L 7 = 1.6 (mm), the capacitance characteristic parameter α was 5.33 (mm), the induction characteristic parameter β was 2.29 (mm), and the α-β coordinate was obtained. Equations (1), (4), (5) and (6) in the plane
It exists in the range surrounded by the straight line represented by. Thus, in the case of a high frequency signal of 0.8 to 10 GHz, the capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β are α−
The configuration of the coplanar transmission line 15 and the configuration of the air bridge 17 are located in the range surrounded by the straight lines represented by the above formulas (1), (4), (5) and (6) on the β coordinate plane. And the configuration of the spacer 18 is defined.
As a result, the return loss in a high frequency signal of 0.8 to 10 GHz can be set to -20 dB or less, and stable transmission characteristics can be obtained. Return loss is -2
The point at which it becomes 0 dB or less will be described later.

【0035】このように、誘電体基板11の比誘電率が
6.0〜7.5の範囲にあり、接地導体13a,13b
の間の距離が0.8〜3.8mmかつ中心導体12の幅
が0.6〜2.4mmの範囲でコプレーナ伝送線路15
が構成され、比誘電率εr が4〜17かつ厚さが21〜
40μmの範囲でスペーサ18が構成されている場合、
リターンロスが−20dB以下となる条件が容量性パラ
メータαおよび誘導特性パラメータβを用いて定められ
ることを、実際の挙動を定量的にしかも正確にシミュレ
ートする公知のFDTD(Finite Difference Time Dom
ain )法を用いて確かめることができる。
As described above, the relative permittivity of the dielectric substrate 11 is in the range of 6.0 to 7.5, and the ground conductors 13a and 13b.
In the range of 0.8 to 3.8 mm and the width of the center conductor 12 in the range of 0.6 to 2.4 mm.
And the relative permittivity ε r is 4 to 17 and the thickness is 21 to
When the spacer 18 is formed in the range of 40 μm,
The well-known FDTD (Finite Difference Time Dom) that quantitatively and accurately simulates the actual behavior that the condition that the return loss is -20 dB or less is determined using the capacitive parameter α and the inductive characteristic parameter β
ain) method.

【0036】FDTD法とは、電磁波の過渡的な挙動
を、電子計算機を用いて数値シミュレーションによって
解析する方法の1つである。この方法は、例えば、解析
対象とする回路およびこの回路を取り巻く空間を所望の
セルで分割し、各セル毎に支配方程式であるマクスウェ
ルの方程式またはマクスウェルの方程式を積分形式で表
した方程式を用いて、各セルおよび各時間ステップにお
ける電界と磁界に関する差分スキームを作成し、この差
分スキームを用いて電磁波の過渡的な挙動を計算する方
法である。詳細については、例えば、「FDTD法によ
る電磁界およびアンテナ解析」(宇野 享著、株式会社
コロナ社出版)に記載されている。
The FDTD method is one of the methods for analyzing the transient behavior of electromagnetic waves by numerical simulation using an electronic computer. This method, for example, divides the circuit to be analyzed and the space surrounding this circuit by the desired cells, and uses Maxwell's equation, which is the governing equation, or the equation expressing Maxwell's equations in an integral form for each cell. , A method of creating a difference scheme for the electric field and the magnetic field in each cell and each time step, and calculating the transient behavior of electromagnetic waves using this difference scheme. Details are described in, for example, “Electromagnetic field and antenna analysis by FDTD method” (Kou Uno, published by Corona Publishing Co., Ltd.).

【0037】図5は、幅20mm、長さ10mmの基板
面を備える高周波平面回路10の回路モデル20を幅2
0mm、長さ10mm、高さ20mmの直方体の解析空
間22の中に解析モデルを配した斜視図である。この解
析モデルは、この後、直方体形状にメッシュ分割されて
800000セルに分割される。
FIG. 5 shows a circuit model 20 of a high frequency plane circuit 10 having a substrate surface having a width of 20 mm and a length of 10 mm.
It is a perspective view which arranged the analysis model in the analysis space 22 of a rectangular parallelepiped of 0 mm, 10 mm in length, and 20 mm in height. This analytical model is then mesh-divided into a rectangular parallelepiped shape and divided into 800,000 cells.

【0038】図6(a)は、メッシュ分割された解析モ
デルのうち、回路モデル20の基板面に沿って切断した
切断面の一部分を示した断面図である。この断面図は、
幅8mm、長さ10mmの基板面上の一部分の領域の解
析モデルの様子を示している。図6(a)には、接地導
体13a,13bに対応して解析モデルの接地導体13
a’,13b’が、中心導体12に対応して解析モデル
の中心導体12’が、くびれ部14に対応して解析モデ
ルのくびれ部14’が、コプレーナ伝送線路15に対応
して解析モデルのコプレーナ伝送線路15’が示されて
いる。
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a part of a cut surface of the analysis model divided into meshes, which is cut along the substrate surface of the circuit model 20. This cross section is
It shows a state of an analytical model of a partial region on the substrate surface having a width of 8 mm and a length of 10 mm. FIG. 6A shows the ground conductor 13 of the analytical model corresponding to the ground conductors 13a and 13b.
a ′ and 13 b ′ correspond to the center conductor 12, the center conductor 12 ′ of the analytical model corresponds to the constricted portion 14, and the constricted portion 14 ′ of the analytical model corresponds to the constricted transmission line 15. Coplanar transmission line 15 'is shown.

【0039】図6(b)は、図6(a)中のU−V線に
沿って解析モデルを切断したときの断面図であり、くび
れ部14’を中心として拡大したものである。図6
(b)には、誘電体基板11に対応して解析モデルの誘
電体基板11’が、くびれ部14の中心導体16に対応
して解析モデルのくびれ部14’の中心導体16’が、
エアーブリッジ17に対応して解析モデルのエアーブリ
ッジ17’が、スペーサ18に対応して解析モデルのス
ペーサ18’が示されている。
FIG. 6 (b) is a sectional view of the analytical model taken along the line UV in FIG. 6 (a), which is enlarged with the constricted portion 14 'as the center. Figure 6
In (b), the dielectric substrate 11 ′ of the analytical model corresponding to the dielectric substrate 11, the central conductor 16 ′ of the constricted portion 14 ′ of the analytical model corresponding to the central conductor 16 of the constricted portion 14,
An analysis model air bridge 17 ′ is shown corresponding to the air bridge 17, and an analysis model spacer 18 ′ is shown corresponding to the spacer 18.

【0040】[0040]

【実施例】(実施例1)このような解析モデルについ
て、下記表1((その1)〜(その5))に示すよう
に、中心導体12の幅L6 =1、接地導体13a’,1
3b’の間の距離をL7 =1.6mm、スリット部19
の幅を0.3mmに固定して、図3および図4に示す寸
法L2 、L3 、L4 、L5 、L8 を種々変化させて解析
モデルを132個(M111 〜M301 )を作成し、解析モ
デルにおけるリターンロスS11を算出した。算出したリ
ターンロスS11は、0.8〜2GHz、0.8〜4GH
z、0.8〜6GHz、0.8〜8GHz、0.8〜1
0GHzの各周波数帯域のリターンロスS11が−20d
B以下であるか否かを判別して6種類に分類した、それ
と同時に、各解析モデルにおける容量特性パラメータα
および誘導特性パラメータβを算出した。
Example 1 With respect to such an analytical model, as shown in Table 1 ((1) to (5)) below, the width L 6 of the center conductor 12 is 1, the ground conductor 13a ′, 1
The distance between 3b ′ is L 7 = 1.6 mm, the slit portion 19
With the width of 0.3 mm fixed and the dimensions L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , and L 8 shown in FIGS. 3 and 4 changed variously to obtain 132 analysis models (M 111 to M 301 ). Was created and the return loss S 11 in the analytical model was calculated. The calculated return loss S 11 is 0.8 to 2 GHz, 0.8 to 4 GH
z, 0.8-6 GHz, 0.8-8 GHz, 0.8-1
Return loss S 11 of each frequency band of 0 GHz is -20d
Whether or not it is B or less is discriminated and classified into 6 types. At the same time, the capacity characteristic parameter α in each analysis model
And the induction characteristic parameter β was calculated.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【0042】ここで、リターンロスS11は解析空間22
(図5参照)に入力された電力に対する反射した電力の
比率である。コプレーナ伝送線路15’の一方の端と接
する解析空間22の一端面においてコプレーナ伝送線路
15’の伝送モードの中で最も支配的な1次モードを計
算し、この1次モードの電磁波を入力波源信号として解
析モデルに入力し、FDTD法により解析空間22の電
磁場を解析する。この解析から、コプレーナ伝送線路1
5’の入力波源信号を入力した解析空間22の、同じ一
端面に戻ってきた、反射されて来た信号を算出すること
によりリターンロスS11を算出する。リターンロスS11
が0dBであるとは、入力された高周波信号が完全に反
射して伝送されない状態をいい、リターンロスS11が小
さくなるほど入力された高周波信号の電力が損失するこ
となく伝送されることをいう。
Here, the return loss S 11 is the analysis space 22.
It is the ratio of the reflected power to the power input to (see FIG. 5). The most dominant first-order mode among the transmission modes of the coplanar transmission line 15 ′ is calculated on one end surface of the analysis space 22 that is in contact with one end of the coplanar transmission line 15 ′, and the electromagnetic wave of this first-order mode is input to the source signal. Is input to the analysis model and the electromagnetic field in the analysis space 22 is analyzed by the FDTD method. From this analysis, the coplanar transmission line 1
The return loss S 11 is calculated by calculating the reflected signal that has returned to the same one end face of the analysis space 22 to which the 5 ′ input wave source signal has been input. Return loss S 11
Is 0 dB means that the input high frequency signal is completely reflected and is not transmitted, and the smaller the return loss S 11, the more the power of the input high frequency signal is transmitted without loss.

【0043】図7は、M111 〜M301 の計132個の解
析モデルにおけるリターンロスS11の結果を所定の分類
毎に分けてプロットした散布図である。すなわち、図7
は、容量特性パラメータαを横軸、誘導特性パラメータ
βを縦軸に持つα−β座標平面上でM111 〜M301 の解
析モデルのリターンロスS11の分類結果に基づいて、
「▲」、「■」、「●」、「△」、「○」および「×」
でプロットしたものである。
FIG. 7 is a scatter diagram in which the results of the return loss S 11 in a total of 132 analytical models of M 111 to M 301 are divided and plotted for each predetermined classification. That is, FIG.
Is based on the classification result of the return loss S 11 of the analytical model of M 111 to M 301 on the α-β coordinate plane having the capacitance characteristic parameter α on the horizontal axis and the induction characteristic parameter β on the vertical axis.
"▲", "■", "●", "△", "○" and "×"
It is plotted in.

【0044】図7中の「▲」は、0.8〜10GHzの
周波数帯域でリターンロスS11が−20dB以下である
ことを示す。「■」は、0.8〜10GHzの周波数帯
域でリターンロスS11が−20dB以下の条件を満たさ
ず、0.8〜8GHzの周波数帯域でリターンロスS11
が−20dB以下であることを示す。「●」は、0.8
〜8GHzの周波数帯域でリターンロスS11が−20d
B以下の条件を満たさず、0.8〜6GHzの周波数帯
域でリターンロスS11が−20dB以下であることを示
す。「△」は、0.8〜6GHzの周波数帯域でリター
ンロスS11が−20dB以下の条件を満たさず、0.8
〜4GHzの周波数帯域でリターンロスS11が−20d
B以下であることを示す。「○」は、0.8〜4GHz
の周波数帯域でリターンロスS11が−20dB以下の条
件を満たさず、0.8〜2GHzの周波数帯域でリター
ンロスS11が−20dB以下であることを示す。「×」
は、0.8〜2GHzの周波数帯域でもリターンロスS
11が−20dB以下の条件を満たさないことを示す。
In FIG. 7, “▲” indicates that the return loss S 11 is −20 dB or less in the frequency band of 0.8 to 10 GHz. "■" is, return loss S 11 in a frequency band of 0.8~10GHz does not meet the following conditions -20dB, return loss S 11 in a frequency band of 0.8~8GHz
Is -20 dB or less. "●" is 0.8
Return loss S 11 is -20d in the frequency band of ~ 8 GHz.
It shows that the condition of B or less is not satisfied, and the return loss S 11 is −20 dB or less in the frequency band of 0.8 to 6 GHz. “Δ” indicates that the return loss S 11 does not satisfy the condition of −20 dB or less in the frequency band of 0.8 to 6 GHz and is 0.8.
Return loss S 11 is -20d in the frequency band of ~ 4 GHz.
B or less is shown. "○" means 0.8 to 4 GHz
The return loss S 11 does not satisfy the condition that the return loss S 11 is −20 dB or less in the frequency band of, and the return loss S 11 is −20 dB or less in the frequency band of 0.8 to 2 GHz. "X"
Is a return loss S even in the frequency band of 0.8 to 2 GHz.
11 indicates that the condition of -20 dB or less is not satisfied.

【0045】図8は、図7にプロットされている解析モ
デルM133 、M154 およびM252 の周波数に対するリタ
ーンロスS11の変化を示している。解析モデルM133
0.8〜10GHzにおいて−20dB以下のリターン
ロスS11を有する。従って、解析モデルM133 は、図7
において「▲」でプロットされている。一方、解析モデ
ルM154 は0.8〜6GHzにおいて−20dB以下の
リターンロスS11を有するが、7GHz〜10GHzに
おいて−20dBより大きなリターンロスS11を有す
る。従って、解析モデルM154 は、図7において「●」
でプロットされている。また、解析モデルM252 は0.
8〜2GHzにおいて−20dBを越えるリターンロス
11を有する。従って、解析モデルM252 は、図7にお
いて「×」でプロットされている。
FIG. 8 shows changes in the return loss S 11 with respect to the frequencies of the analytical models M 133 , M 154 and M 252 plotted in FIG. The analytical model M 133 has a return loss S 11 of −20 dB or less at 0.8 to 10 GHz. Therefore, the analysis model M 133 is shown in FIG.
Are plotted with “▲”. On the other hand, the analytical model M 154 has a return loss S 11 of −20 dB or less at 0.8 to 6 GHz, but has a return loss S 11 of greater than −20 dB at 7 GHz to 10 GHz. Therefore, the analysis model M 154 is represented by “●” in FIG.
Is plotted in. Further, the analytical model M 252 is 0.
It has a return loss S 11 of more than −20 dB at 8 to 2 GHz. Therefore, the analytical model M 252 is plotted with “x” in FIG. 7.

【0046】また、図7におけるT11、T13、T14およ
びT16はそれぞれ下記に示す式で表された直線であっ
て、L7 =1.6mmとしたときの上述の式(1)〜
(4)で表された直線に対応する。また、図7における
12およびT15もそれぞれ下記に示す式で表された直線
であって、L7 =1.6mmとしたときの上述の式
(5)および(6)で表された直線に対応する。 T11 :α = 4 T13 :α = 20.12 T14 :β = 0.32・α − 0.91 T16 :β = 0.32・α + 1.71 T12 :α = 8.30 T15 :β = 0.32・α − 0.27
Further, T 11 , T 13 , T 14 and T 16 in FIG. 7 are straight lines represented by the following equations, respectively, and the above equation (1) when L 7 = 1.6 mm is set. ~
This corresponds to the straight line represented by (4). Further, T 12 and T 15 in FIG. 7 are also straight lines represented by the formulas shown below, and the straight lines represented by the above formulas (5) and (6) when L 7 = 1.6 mm. Corresponding to. T 11 : α = 4 T 13 : α = 20.12 T 14 : β = 0.32 · α − 0.91 T 16 : β = 0.32 · α + 1.71 T 12 : α = 8.30 T 15 : β = 0.32 · α-0.27

【0047】これより、リターンロスS11が0.8〜6
GHzの周波数帯域で−20dB以下となる範囲は、点
11,P13,P14,P15を頂点とする四角形で囲まれた
範囲にあり、この範囲は上述の式(1)〜(4)で表さ
れた直線(L7 =1.6mm)で囲まれた範囲である。
同様に、リターンロスS11が0.8〜10GHzの周波
数帯域で−20dB以下となる範囲は点P11,P12,P
16,P17を頂点とする四角形で囲まれた範囲にあり、上
述の式(1),(4),(5)および(6)で表された
直線(L7 =1.6mm)で囲まれた範囲である。
From this, the return loss S 11 is 0.8 to 6
The range of −20 dB or less in the GHz frequency band is a range surrounded by a quadrangle having points P 11 , P 13 , P 14 , and P 15 as vertices, and this range is defined by the above formulas (1) to (4). ) Is a range surrounded by a straight line (L 7 = 1.6 mm).
Similarly, the range in which the return loss S 11 is −20 dB or less in the frequency band of 0.8 to 10 GHz is points P 11 , P 12 , P.
16 and P 17 are in a range surrounded by a quadrangle having vertices and are surrounded by a straight line (L 7 = 1.6 mm) represented by the above formulas (1), (4), (5) and (6). The range is

【0048】(実施例2)さらに、下記表2((その
1)および(その2))に示すように、中心導体12の
幅L6 =0.6mm、接地導体13a’,13b’の間
の距離をL7 =1mm、スリット部19の幅を0.2m
mに固定して、図3および図4に示す寸法L 2 、L3
4 、L5 およびL8 を種々変化させて解析モデルを5
3個(M511〜M619 )を作成し、解析モデルにおける
リターンロスS11を計算した。
Example 2 Furthermore, the following Table 2 ((
As shown in 1) and (2)),
Width L6= 0.6 mm, between ground conductors 13a 'and 13b'
The distance of L7= 1 mm, the width of the slit portion 19 is 0.2 m
Fixed to m, the dimension L shown in FIGS. 3 and 4 2, L3,
LFour, LFiveAnd L8And change the analysis model to 5
3 (M511~ M619), And in the analysis model
Return loss S11Was calculated.

【0049】[0049]

【表6】 [Table 6]

【表7】 [Table 7]

【0050】図9は、M511 〜M619 の計53個の解析
モデルにおけるリターンロスS11の結果を、図7と同様
に6種類の分類毎に分け、「▲」、「■」、「●」、
「△」、「○」および「×」でプロットした散布図であ
る。すなわち、0.8〜2GHz、0.8〜4GHz、
0.8〜6GHz、0.8〜8GHz、0.8〜10G
Hzの各周波数帯域のリターンロスS11が−20dB以
下であるか否かを判別して6種類に分類するとともに、
各解析モデルにおける容量特性パラメータαと誘導特性
パラメータβとを算出し、α−β座標平面上でM511
619 の解析モデルのリターンロスS11を6分類の分類
別に分けてプロットしている。
FIG. 9 shows the results of the return loss S 11 in a total of 53 analysis models of M 511 to M 619 , which are divided into 6 types as in the case of FIG. 7, and are represented by "▲", "■", " ● ”,
It is a scatter diagram plotted by "△", "○", and "x". That is, 0.8 to 2 GHz, 0.8 to 4 GHz,
0.8-6GHz, 0.8-8GHz, 0.8-10G
While determining whether the return loss S 11 of each frequency band of Hz is -20 dB or less and classifying into 6 types,
The capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β in each analysis model are calculated, and M 511 ~ on the α-β coordinate plane.
The return loss S 11 of the analytical model of M 619 is divided into 6 categories and plotted.

【0051】図9におけるT51、T53、T54およびT56
はそれぞれ下記に示す式で表された直線であって、L7
=1mmとしたときの上述の式(1)〜(4)で表され
た直線に対応する。また、図9におけるT52およびT55
もそれぞれ下記に示す式で表された直線であって、L7
=1mmとしたときの上述の式(5)および(6)で表
された直線に対応する。 T51 :α = 4 T53 :α = 21.27 T54 :β = 0.32・α − 1.34 T56 :β = 0.32・α + 1.54 T52 :α = 11.52 T55 :β = 0.32・α − 0.62
T 51 , T 53 , T 54 and T 56 in FIG.
Are straight lines represented by the formulas shown below and L 7
It corresponds to the straight lines represented by the above formulas (1) to (4) when = 1 mm. In addition, T 52 and T 55 in FIG.
Are also straight lines represented by the formulas shown below, and L 7
It corresponds to the straight lines represented by the above equations (5) and (6) when = 1 mm. T 51 : α = 4 T 53 : α = 21.27 T 54 : β = 0.32 · α-1.34 T 56 : β = 0.32 · α + 1.54 T 52 : α = 11.52 T 55 : β = 0.32 · α-0.62

【0052】これより、リターンロスS11が0.8〜6
GHzの周波数帯域で−20dB以下となる範囲は点P
51,P53,P54,P55を頂点とする四角形で囲まれた範
囲にあり、上述の式(1)〜(4)で表された直線(L
7 =1mm)で囲まれた範囲に対応する。同様に、リタ
ーンロスS11が0.8〜10GHzの周波数帯域で−2
0dB以下となる範囲は点P51,P52,P56,P57を頂
点とする四角形で囲まれた範囲にあり、この範囲は上述
の式(1),(4),(5)および(6)で表された直
線(L7 =1mm)で囲まれた範囲に対応する。
From this, the return loss S 11 is 0.8 to 6
The range below -20 dB in the frequency band of GHz is point P.
51 , P 53 , P 54 , and P 55 are in a range surrounded by a rectangle having vertices as vertices, and the straight line (L
7 = 1 mm). Similarly, the return loss S 11 is −2 in the frequency band of 0.8 to 10 GHz.
The range of 0 dB or less is a range surrounded by a quadrangle having points P 51 , P 52 , P 56 , and P 57 as vertices, and this range is defined by the above formulas (1), (4), (5), and ( It corresponds to the range surrounded by the straight line (L 7 = 1 mm) represented by 6).

【0053】(実施例3)さらに、下記表3((その
1)および(その2))に示すように、中心導体12の
幅L6 =2.4mm、接地導体13a’,13b’の間
の距離をL7 =3.6mm、スリット部19の幅を0.
6mmに固定して、図3および図4に示す寸法L2 、L
3 、L4 、L5 およびL8 を種々変化させて解析モデル
を34個(M 711 〜M821 )を作成し、解析モデルにお
けるリターンロスS11を計算した。
(Example 3) Furthermore, the following Table 3 ((
As shown in 1) and (2)),
Width L6= 2.4 mm, between the ground conductors 13a 'and 13b'
The distance of L7= 3.6 mm, the width of the slit portion 19 is 0.
Fixed to 6 mm, the dimension L shown in FIGS. 3 and 42, L
3, LFour, LFiveAnd L8Analysis model
34 (M 711~ M821) Is created and added to the analysis model.
Return loss S11Was calculated.

【0054】[0054]

【表8】 [Table 8]

【表9】 [Table 9]

【0055】図10は、M711 〜M821 の計34個の解
析モデルにおけるリターンロスS11の結果を、図7と同
様に6種類の分類毎に分け、「▲」、「■」、「●」、
「△」、「○」および「×」でプロットした散布図であ
る。すなわち、0.8〜2GHz、0.8〜4GHz、
0.8〜6GHz、0.8〜8GHz、0.8〜10G
Hzの各周波数帯域のリターンロスS11が−20dB以
下であるか否かを判別して6種類に分類するとともに、
各解析モデルにおける容量特性パラメータαと誘導特性
パラメータβとを算出し、α−β座標平面上でM511
619 の解析モデルのリターンロスS11を6分類の分類
別に分けてプロットしている。
FIG. 10 shows the results of the return loss S 11 in a total of 34 analytical models of M 711 to M 821 , which are divided into 6 types as in the case of FIG. ● ”,
It is a scatter diagram plotted by "△", "○", and "x". That is, 0.8 to 2 GHz, 0.8 to 4 GHz,
0.8-6GHz, 0.8-8GHz, 0.8-10G
While determining whether the return loss S 11 of each frequency band of Hz is -20 dB or less and classifying into 6 types,
The capacitance characteristic parameter α and the inductive characteristic parameter β in each analysis model are calculated, and M 511 ~ on the α-β coordinate plane.
The return loss S 11 of the analytical model of M 619 is divided into 6 categories and plotted.

【0056】図10におけるT71、T73、T74およびT
76はそれぞれ下記に示す式で表された直線であって、L
7 =3.6mmとしたときの上述の式(1)〜(4)で
表された直線に対応する。また、図10におけるT72
よびT75もそれぞれ下記に示す式で表された直線であっ
て、L7 =3.6mmとしたときの上述の式(5)およ
び(6)で表された直線に対応する。 T71 :α = 4 T73 :α = 18.67 T74 :β = 0.32・α + 0.51 T76 :β = 0.32・α + 2.29 T72 :α = 6.51 T75 :β = 0.32・α + 0.89
T 71 , T 73 , T 74 and T in FIG.
76 are straight lines represented by the formulas shown below, respectively.
It corresponds to the straight lines represented by the above equations (1) to (4) when 7 = 3.6 mm. Further, T 72 and T 75 in FIG. 10 are also the straight lines represented by the formulas shown below, and the straight lines represented by the above formulas (5) and (6) when L 7 = 3.6 mm. Corresponding to. T 71 : α = 4 T 73 : α = 18.67 T 74 : β = 0.32 · α + 0.51 T 76 : β = 0.32 · α + 2.29 T 72 : α = 6.51 T 75 : β = 0.32 · α + 0.89

【0057】これより、リターンロスS11が0.8〜6
GHzの周波数帯域で−20dB以下となる範囲は、ほ
ぼ、点P71,P73,P74,P75を頂点とする四角形で囲
まれた範囲にあり、この範囲は上述の式(1)〜(4)
で表された直線(L7 =3.6mm)で囲まれた範囲に
対応する。同様に、リターンロスS11が0.8〜10G
Hzの周波数帯域で−20dB以下となる範囲は、点P
71,P72,P76,P77を頂点とする四角形で囲まれた範
囲にあり、上述の式(1),(4),(5)および
(6)で表された直線(L7 =3.6mm)で囲まれた
範囲に対応する。
From this, the return loss S 11 is 0.8 to 6
The range of −20 dB or less in the frequency band of GHz is substantially within a range surrounded by a quadrangle having points P 71 , P 73 , P 74 , and P 75 as vertices, and this range is defined by the above formula (1) to (4)
Corresponds to the range surrounded by the straight line (L 7 = 3.6 mm). Similarly, return loss S 11 is 0.8-10G
The range below -20 dB in the frequency band of Hz is the point P.
71 , P 72 , P 76 , and P 77 are in a range surrounded by a quadrangle having vertices, and the straight lines (L 7 = L 7 = (4), (5), and (6)) (3.6 mm).

【0058】(実施例4)さらに、表1に示す解析モデ
ルM133 、M154 、M252 のそれぞれにおいて誘電体基
板11の比誘電率を変化させたときのリターンロスS11
の変化を調べた。誘電体基板11の比誘電率を6.0,
6.5,7.0,7.5と4水準に振って、リターンロ
スS11を算出した。図11(a)〜(c)は、その結果
を示している。いずれの場合においても、リターンロス
11の0.8〜6GHzで−20dB以下となる分類結
果、および0.8〜10GHzで−20dB以下となる
分類結果に変化がないことがわかった。また、誘電体基
板11の厚さを2〜6mmの範囲で変えても、0.8〜
6GHzで−20dB以下となる分類結果、および0.
8〜10GHzで−20dB以下となる分類結果に変化
がないことがわかった。
(Embodiment 4) Further, in each of the analytical models M 133 , M 154 and M 252 shown in Table 1, the return loss S 11 when the relative permittivity of the dielectric substrate 11 is changed.
I examined the change of. The dielectric constant of the dielectric substrate 11 is 6.0,
The return loss S 11 was calculated by swinging to four levels of 6.5, 7.0 and 7.5. 11 (a) to 11 (c) show the results. In any case, it was found that there is no change in the classification result of the return loss S 11 being −20 dB or less at 0.8 to 6 GHz and the classification result of being −20 dB or less at 0.8 to 10 GHz. Even if the thickness of the dielectric substrate 11 is changed within the range of 2 to 6 mm,
Classification result of -20 dB or less at 6 GHz, and 0.
It was found that there was no change in the classification result of -20 dB or less at 8 to 10 GHz.

【0059】このように高周波平面回路10は、くびれ
部14の長さが、エアーブリッジ17の横断幅に比べて
長く設けられるとともに、誘電体基板11の比誘電率が
6.0〜7.5の範囲にあり、接地導体13a,13b
の間の距離が0.8〜3.8mmかつ中心導体12の幅
が0.6〜2.4mmの範囲でコプレーナ伝送線路15
が構成され、比誘電率εr が4〜17かつ厚さが21〜
40μmの範囲でスペーサ18が構成されているので、
特性インピーダンスを効率よく調整することができ、安
定した伝送特性を有する高周波平面回路を提供すること
ができる。
As described above, in the high frequency flat circuit 10, the constricted portion 14 is provided longer than the cross width of the air bridge 17, and the dielectric constant of the dielectric substrate 11 is 6.0 to 7.5. The ground conductors 13a, 13b
In the range of 0.8 to 3.8 mm and the width of the center conductor 12 in the range of 0.6 to 2.4 mm.
And the relative permittivity ε r is 4 to 17 and the thickness is 21 to
Since the spacer 18 is formed in the range of 40 μm,
It is possible to efficiently adjust the characteristic impedance and provide a high frequency plane circuit having stable transmission characteristics.

【0060】以上、本発明の高周波平面回路について詳
細に説明したが、本発明は上記実施例や実施形態に限定
はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各
種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんであ
る。
Although the high-frequency planar circuit of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and various improvements and changes are made without departing from the gist of the present invention. Of course it is okay.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、高周波平
面回路は、くびれ部の長さが、エアーブリッジの横断幅
に比べて長く設けられるとともに、誘電体基板の比誘電
率が6.0〜7.5の範囲にあり、接地導体の間の距離
が0.8〜3.8mmかつ中心導体12の幅が0.6〜
2.4mmの範囲で伝送線路が構成され、比誘電率が4
〜17かつ厚さが21〜40μmの範囲でスペーサが構
成されているので、特性インピーダンスを効率よく調整
することができ安定した伝送特性を有する高周波平面回
路を提供することができる。特に、自動車用ガラス板に
好適に用いることができ、公知の転写式印刷パターン形
成方法を用いて容易にしかも大量に作製することができ
る。
As described above in detail, in the high-frequency flat circuit, the constricted portion is provided longer than the cross width of the air bridge, and the dielectric constant of the dielectric substrate is 6.0. ˜7.5, the distance between the ground conductors is 0.8 to 3.8 mm, and the width of the center conductor 12 is 0.6 to
The transmission line is constructed in the range of 2.4 mm and the relative permittivity is 4
Since the spacer is formed in a range of -17 to 21 and a thickness of 21 to 40 μm, it is possible to efficiently adjust the characteristic impedance and provide a high-frequency planar circuit having stable transmission characteristics. In particular, it can be suitably used for a glass plate for automobiles, and can be easily manufactured in a large amount by using a known transfer-type printing pattern forming method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の高周波平面回路の一例を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a high-frequency plane circuit of the present invention.

【図2】 図1に示すA−B切断線に沿って切断した高
周波平面回路の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the high-frequency planar circuit taken along the line A-B shown in FIG.

【図3】 図1に示すX−Y切断線に沿って切断した高
周波平面回路の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the high-frequency planar circuit taken along the line XY shown in FIG.

【図4】 図1に示す高周波平面回路の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the high-frequency planar circuit shown in FIG.

【図5】 図1に示す高周波平面回路の解析モデルを説
明する図である。
5 is a diagram illustrating an analytical model of the high-frequency planar circuit shown in FIG.

【図6】 (a)および(b)は、図5に示すメッシュ
分割された解析モデルの断面図である。
6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views of the mesh-divided analysis model shown in FIG.

【図7】 図5に示す解析モデルを用いて算出されたリ
ターンロスの結果の一例を示す散布図である。
7 is a scatter diagram showing an example of a result of return loss calculated using the analytical model shown in FIG.

【図8】 図5に示す解析モデルを用いて算出されたリ
ターンロスの周波数特性の一例を示す図である。
8 is a diagram showing an example of frequency characteristics of return loss calculated using the analytical model shown in FIG.

【図9】 図5に示す解析モデルを用いて算出されたリ
ターンロスの結果の他の例を示す散布図である。
9 is a scatter diagram showing another example of the result of the return loss calculated using the analytical model shown in FIG.

【図10】 図5に示す解析モデルを用いて算出された
リターンロスの結果の他の例を示す散布図である。
10 is a scatter diagram showing another example of the result of the return loss calculated using the analytical model shown in FIG.

【図11】 (a)〜(c)は、図5に示す解析モデル
を用いて算出されたリターンロスの周波数特性の他の例
を示す図である。
11A to 11C are diagrams showing another example of frequency characteristics of return loss calculated using the analytical model shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 高周波平面回路 11 誘電体基板 12,16 中心導体 13 接地導体 14 くびれ部 15 コプレーナ伝送線路 17 エアーブリッジ 18 スペーサ 19 スロット部 20 回路モデル 22解析空間 10 High frequency plane circuit 11 Dielectric substrate 12, 16 center conductor 13 Ground conductor 14 Constriction 15 Coplanar transmission line 17 Air Bridge 18 Spacer 19 slots 20 circuit model 22 analysis space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 幸一郎 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 中山 勝寿 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 5J014 CA02 CA08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Koichiro Takahashi             1150 Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Asahi Glass Co., Ltd. (72) Inventor Katsutoshi Nakayama             1150 Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Asahi Glass Co., Ltd. F-term (reference) 5J014 CA02 CA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】比誘電率が6.0〜7.5の誘電体基板
と、 この誘電体基板上に設けられた中心導体およびこの中心
導体を離間して挟むようにこの中心導体の両側に隣接す
る前記誘電体基板上に設けられた接地導体を有し、前記
中心導体の幅が部分的に狭くなったくびれ部を持つ伝送
線路と、 前記くびれ部上に設けられた誘電体からなるスペーサ
と、 このスペーサによって保持され、前記くびれ部の上方で
前記中心導体を横断し、前記中心導体の両側の前記接地
導体間を接続した導体からなるエアーブリッジと、を備
えた高周波平面回路であって、 前記くびれ部の長さが前記エアーブリッジの横断幅に比
べて長く、 前記伝送線路の前記接地導体間の距離が0.8〜3.8
mmかつ前記くびれ部以外の前記中心導体の幅が0.6
〜2.4mmであり、 さらに前記スペーサの比誘電率が4〜17で厚さが21
〜40μmであることを特徴とする高周波平面回路。
1. A dielectric substrate having a relative dielectric constant of 6.0 to 7.5, a center conductor provided on the dielectric substrate, and both sides of the center conductor so as to sandwich the center conductor with a space therebetween. A transmission line having a ground conductor provided on the adjacent dielectric substrate, and a transmission line having a constricted portion in which the width of the central conductor is partially narrowed, and a spacer made of a dielectric material provided on the constricted portion. A high-frequency planar circuit comprising: an air bridge that is held by the spacer and that crosses the central conductor above the constricted portion and that connects the ground conductors on both sides of the central conductor. The length of the constricted portion is longer than the transverse width of the air bridge, and the distance between the ground conductors of the transmission line is 0.8 to 3.8.
mm and the width of the central conductor other than the constricted portion is 0.6
Is about 2.4 mm, and the spacer has a relative dielectric constant of 4 to 17 and a thickness of 21.
A high-frequency planar circuit having a thickness of -40 μm.
【請求項2】前記エアーブリッジを設けたことによる前
記伝送線路の容量特性に関する容量特性パラメータをα
とし、前記くびれ部を設けたことによる前記伝送線路の
誘導性に関する誘導特性パラメータをβとし、前記容量
特性パラメータαを横軸に、前記誘導性パラメータβを
縦軸に持つα−β座標平面を定めたとき、前記容量性パ
ラメータαおよび前記誘導性パラメータβが、下記式
(1)〜(4)で表される直線で囲まれた範囲に存在す
るように、前記伝送線路および前記ブリッジを構成した
請求項1に記載の高周波平面回路。 α = 4 (1) α = 5.5/L7 1/2+15.77 (2) β = 0.32・α + 0.71・L7 − 2.05 (3) β = 0.32・α + 0.29・L7 + 1.25 (4) 但し、前記容量特性パラメータαは、α=εr ・L3
4 /L2 、 前記誘導特性パラメータβは、β=L5 ・loge (L
7 /L4 )であり、 L7 は前記接地導体間の距離(mm)、 εr は前記スペーサの比誘電率、 L2 は前記エアーブリッジの高さ(mm)、 L3 は前記エアーブリッジの幅(mm)、 L4 は前記くびれ部の前記中心導体の幅(mm)、 およびL5 は前記くびれ部の長さ(mm)である。
2. A capacitance characteristic parameter relating to the capacitance characteristic of the transmission line due to the provision of the air bridge is α
And an induction characteristic parameter relating to the inductive property of the transmission line due to the provision of the constricted portion is β, an a-β coordinate plane having the capacitance characteristic parameter α on the horizontal axis and the inductive parameter β on the vertical axis. When determined, the transmission line and the bridge are configured such that the capacitive parameter α and the inductive parameter β are in a range surrounded by a straight line represented by the following formulas (1) to (4). The high frequency plane circuit according to claim 1. α = 4 (1) α = 5.5 / L 7 1/2 +15.77 (2) β = 0.32 · α + 0.71 · L 7 − 2.05 (3) β = 0.32 · α + 0.29 · L 7 + 1.25 (4) However, the capacitance characteristic parameter α is α = ε r · L 3 ·
L 4 / L 2, the inductive characteristic parameter beta is, β = L 5 · log e (L
7 / L 4 ), L 7 is the distance between the ground conductors (mm), ε r is the relative permittivity of the spacer, L 2 is the height of the air bridge (mm), and L 3 is the air bridge. (Mm), L 4 is the width (mm) of the central conductor of the constricted portion, and L 5 is the length (mm) of the constricted portion.
【請求項3】前記α−β座標平面において、上記式
(1)および(4)と下記式(5)および(6)で表さ
れる直線で囲まれる領域の範囲に、前記容量性パラメー
タαおよび前記誘導性パラメータβが存在するように、
前記伝送線路および前記ブリッジを構成した請求項2に
記載の高周波平面回路。 α = 10.6/L7 1/2+0.92 (5) β = 0.32・α + 0.58・L7 − 1.2 (6)
3. On the α-β coordinate plane, the capacitive parameter α is within a range of a region surrounded by a straight line represented by the above formulas (1) and (4) and the following formulas (5) and (6). And so that the inductive parameter β exists,
The high frequency plane circuit according to claim 2, wherein the transmission line and the bridge are configured. α = 10.6 / L 7 1/2 +0.92 (5) β = 0.32 · α + 0.58 · L 7 − 1.2 (6)
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