JP2006295393A

JP2006295393A - 高周波回路

Info

Publication number: JP2006295393A
Application number: JP2005111080A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hamamatsu; 美博濱松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】基板間にわたり高周波信号が通過するときにも、不整合損による出力損失の発生を防ぐ高周波回路を提供することを目的とする。
【解決手段】基板上にある銅箔３の特性インピーダンス（Ｚ_ｓ）と空間（銅箔―台座間）中にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ₀）が同じ特性インピーダンスになるようにフォーミングした銅箔３により第１高周波回路基板２１と第２高周波回路基板２２に接続することにより、不整合損失を低減するものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、高周波回路を実装した基板間の接続方法に関する。

従来の基板間にわたる高周波回路接続方法は、同軸線で直線的に接続している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−０２２７０６号公報

従来の基板間にわたる高周波回路接続方法は、同軸線で直線的に接続しているため、高価な同軸が必要であった。また安価な銅箔で基板間の高周波回路を接続した場合は誘電率の異なる空間を通過するときの不整合損が発生する課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、基板間にわたり高周波信号が通過するときにも、不整合損による出力損失の発生を防ぐ高周波回路を提供することを目的とする。

この発明に係る高周波回路は、金属材料でなる台座（以下、台座）と、この台座と接地部分が電気的に接続され、高周波信号が伝送される第１高周波回路基板と、台座と接地部分が電気的に接続され、高周波信号が伝送される第２高周波回路基板と、第１高周波回路基板と、第２高周波回路基板とを接続する銅箔とを備え、台座と銅箔との距離を、第１高周波回路基板または第２高周波回路基板上にある銅箔の特性インピーダンスと、台座と銅箔との間の空間中にある銅箔の特性インピーダンスがほぼ同じになるように設定することを特徴とする。

この発明によれば、上記構成により、高周波信号が基板間（基板−空間−基板）を通る場合でも反射を少なくして不整合損を少なくすることができる。

実施の形態１．
以下、本発明の異なる基板間を通る高周波回路実装方法の実施の形態について説明する。

図１は実施の形態１を示す図で、基板間を通る高周波回路の実装図である。図１において、例えば、銅またはアルミ等の金属材料でなる台座１と第１高周波回路基板２１の接地部分は電気的に接続されており、かつ台座１と第２高周波回路基板２２の接地部分が電気的に接続されており、第１高周波回路基板２１と第２高周波回路基板２２をフォーミングされた銅箔３で接続されている。銅箔３は高周波回路基板のマイクロストリップ・ライン（基板上に分布定数回路を作成する場合に、最も良く使われるもので、イメージとしては、高周波の伝送に使われる同軸ケーブルを切り開いて、中心導体を押しつぶしたもの）に接続された構成である。

高周波信号は第１高周波回路基板２１から曲げ加工された銅箔３を通り、第２高周波回路基板２２に伝送される。

図１に示すように、基板上にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ_ｓ）と空間（銅箔―台座間）中にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ₀）が同じ特性インピーダンスになるように銅箔３を曲げ加工して第１高周波回路基板２１と第２高周波回路基板２２に接続する。図２は実施の形態１を示す上面図で、高周波回路実装図である。図において、第１高周波回路基板２１には第１高周波回路２３が実装され、第２高周波回路基板２２には第２高周波回路２４が実装されている。第１高周波回路２３と第２高周波回路２４は銅箔３により接続されている。

特性インピーダンスとは、伝送線路を高周波電力が伝播するときの電圧と電流の比である。

銅箔３の幅（図２のｗ）を高周波回路基板のストリップライン幅（図２の第１高周波回路２３と第２高周波回路２４の銅箔３との接続部付近の幅）と同じにする場合には、銅箔３―台座１間の距離は図１のように狭くなる。

基板上にある銅箔３の特性インピーダンス（Ｚ_ｓ）と、空間（銅箔３―台座１間）中にある銅箔３の特性インピーダンス（Ｚ₀）が同じ特性インピーダンスになる銅箔３―台座１間の距離ｈ［ｍｍ］は、基板厚（距離ｈと同方向の基板の厚さ）＝ｔ［ｍｍ］、空間誘電率ε₀、基板誘電率ε_sのとき、ストリップライン幅が同じであることが条件の時、
ｈ＝ｔ＊√ε₀／√ε_s
と簡易的に考えられる。

例えば、ガラエポ基板（ε_ｓ＝４．７、厚さｔ＝２．０ｍｍ）の場合の台座１と銅箔３との距離ｈ［ｍｍ］は、
ｈ＝２［ｍｍ］＊１／√４．７＝０．９２［ｍｍ］となる。

従来の基板間の高周波接続形態は、図４のように直線的な銅箔５を接続すると、基板と空間の誘電率が異なるために、基板と空間の境目において直線的な銅箔５の特性インピーダンスが異なることから反射が起こり、不整合損が生じる。基板上にある直線的な銅箔５の特性インピーダンス（Ｚ_ｓ）と空間（直線的な銅箔５―台座１間）中にある直線的な銅箔５の特性インピーダンス（Ｚ₀）とを同じ特性インピーダンスにするために、図１のように銅箔を曲げ加工することにより、基板と空間の境目において銅箔の特性インピーダンスをほぼ同じにすることができ、不整合損失を低減することができる。

実施の形態２．
図３は実施の形態２を示す図で、基板間を通る高周波回路の実装図である。図３において、台座４と第１高周波回路基板２１の接地部分は電気的に接続されており、かつ台座４と第２高周波回路基板２２の接地部分が電気的に接続されており、第１高周波回路基板２１と第２高周波回路基板２２を直線的な銅箔５で接続されている。直線的な銅箔５は高周波回路基板のストリップラインに接続された構成である。

図３に示すように、基板上にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ_ｓ）と空間（銅箔―台座間）中にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ₀）が同じ特性インピーダンスになるように台座４を図３のような形状に加工（空間部分を盛り上げる）する。

直線的な銅箔５の幅を高周波回路基板のストリップライン幅と同じにする場合には、直線的な銅箔５―台座４間の距離は図３のように狭くなる。直線的な銅箔５―台座４間の距離ｈは、実施の形態１で述べた距離ｈと同じである。

本実施の形態は、基板上にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ_ｓ）と空間（銅箔―台座間）中にある銅箔の特性インピーダンス（Ｚ₀）が同じ特性インピーダンスになるように台座４を空間部分を盛り上げるような形状に加工することで、直線的な銅箔５の基板と空間の境目において特性インピーダンスをほぼ同じにすることができ、不整合損失を低減することができる。

この発明の活用例として、接地は共通であるが、異なる基板間にストリップラインで高周波信号を接続する構造を持つ高周波回路に利用できる。

実施の形態１を示す側面図で、高周波回路実装図である。実施の形態１を示す上面図で、高周波回路実装図である。実施の形態２を示す側面図で、高周波回路実装図である。従来の高周波回路実装図である。

符号の説明

１台座、２１第１高周波回路基板、２２第２高周波回路基板、２３第１高周波回路、２４第２高周波回路、３銅箔、４台座、５直線的な銅箔。

Claims

金属材料でなる台座（以下、台座）と、
この台座と接地部分が電気的に接続され、高周波信号が伝送される第１高周波回路基板と、
前記台座と接地部分が電気的に接続され、高周波信号が伝送される第２高周波回路基板と、
前記第１高周波回路基板と、前記第２高周波回路基板とを接続する銅箔とを備え、前記台座と前記銅箔との距離を、前記第１高周波回路基板または前記第２高周波回路基板上にある前記銅箔の特性インピーダンスと、前記台座と前記銅箔との間の空間中にある前記銅箔の特性インピーダンスがほぼ同じになるように設定することを特徴とする高周波回路。
前記銅箔を成形して、前記第１高周波回路基板または前記第２高周波回路基板上にある前記銅箔の特性インピーダンスと、前記台座と前記銅箔との距離を、前記台座と前記銅箔との間の空間中にある前記銅箔の特性インピーダンスがほぼ同じになるように設定することを特徴とする請求項１記載の高周波回路。
前記台座の前記第１高周波回路基板と前記第２高周波回路基板との間における高さを変えて、前記台座と前記銅箔との距離を、前記第１高周波回路基板または前記第２高周波回路基板上にある前記銅箔の特性インピーダンスと、前記台座と前記銅箔との間の空間中にある前記銅箔の特性インピーダンスがほぼ同じになるように設定することを特徴とする請求項１記載の高周波回路。