JP2007036469A

JP2007036469A - 高周波回路装置

Info

Publication number: JP2007036469A
Application number: JP2005214623A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Kanari; 健太郎金成
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】高さ方向の位置が異なる配線領域の伝送線路を低損失に接続する。
【解決手段】第１の基台１及び第２の基台２は、高さ方向の位置が異なる配線領域の間がスロープで連結されている。そして、第１の基台１と第２の基台２との間に伝送線路となる銅箔３がパターニングされている誘電体フィルム４を配置する。さらに、第１の基台１及び第２の基台２において、銅箔３の周囲を溝状に切削し、銅箔３を中空に固定したエア・ストリップ線路を形成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、伝送線路を備える高周波回路装置に関する。

従来の高周波回路装置は、例えば印刷基板をベースとし、エッチング技術と積層化技術によって、２つの地導体板や地導体板間に位置する伝送線路を形成したものが、多く用いられてきた。積層基板において、高さ方向の位置が異なる伝送線路を接続するために、一般的には、基板を貫通させた穴の側面に金属メッキを施したビアホール（又は、スルーホールと称する）が用いられている。また、伝送損失を低減させることを目的とした伝送線路として、空気を誘電体として用いるエア・ストリップ伝送線路が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開平７−９４９４１号公報

ところが、積層基板において、ビアホールにより高さ方向の位置が異なる伝送線路を接続する場合、信号伝送モードが異なるため、伝送線路とビアホールとの整合を取るのが困難であった。また、誘電体基板中に信号を伝送させるため、電力損失が大きいことが問題であった。一方、低損失な伝送線路として知られているエア・ストリップ伝送線路は、空気を誘電体として利用しているため、ビアホールを構成することが困難である。そのため、２層構造のエア・ストリップ伝送線路で構成された回路の高さ方向の位置が異なる２つの出力端子を、１層構造で構成されたエア・ストリップ伝送線路で構成された回路の高さ方向の位置が等しい２つの入力端子に接続するためには、高さ方向の位置を変えることができないため、同軸ケーブルで接続する必要があった。これにより、電力損失が発生し、また２層構造の回路からの２つの出力信号を同位相に制御することが困難であった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、高さ方向の位置が異なる配線領域の伝送線路を低損失に接続することができる高周波回路装置を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明に係わる高周波回路装置は、互いに高さの異なる第１の配線領域と、第２の配線領域とを備える第１の基台に対し、前記第１の配線領域と前記第２の配線領域との間の少なくとも一部をスロープ状に形成し、前記第１の配線領域に形成される第１の伝送線路と前記第２の配線領域に形成される第２の伝送線路とを前記スロープ形成部に沿って形成される第３の伝送線路により接続する。

さらに、前記第１の基台に対して、それぞれ前記第１、第２の配線領域及び前記スロープ形成部と対面する高さの第３、第４の配線領域及びスロープ形成部を有する第２の基台を対峙させ固定するものである。

また、前記第１の基台及び第２の基台にはそれぞれ前記第１乃至第３の伝送線路の形成部分に溝が形成され、前記第１乃至第３の伝送線路は誘電体フィルム上に形成され、前記誘電体フィルムが前記第１及び第２の基台で挟持されることでエア・ストリップ線路として機能するようにする。

上記構成による高周波回路装置では、互いに高さの異なる第１の配線領域と第２の配線領域との間の少なくとも一部をスロープ状に形成して、第１の配線領域及び第２の配線領域にそれぞれに形成される伝送線路を上記スロープ形成部に沿って接続している。さらに、上記第１の基台に対して、それぞれ第１、第２の配線領域及びスロープ形成部と対面する高さの第３、第４の配線領域及びスロープ形成部を有する第２の基台を対峙させ固定する。また、第１及び第２の基台にはそれぞれ第１乃至第３の伝送線路の形成部分に溝が形成され、これらの伝送線路は誘電体フィルム上に形成され、この誘電体フィルムが第１及び第２の基台で挟持されることでエア・ストリップ線路として機能するようにしたものである。

これにより、従来のビアホールと比較して、伝送モードを変える必要がないため整合を取りやすく、高さ方向の位置が異なる伝送線路を低損失に接続することが可能である。また、このように構成することで、２層構造回路からの２つの出力端子をそれぞれ１層構造回路の入力端子の高さに合わせることができるため、両者の回路をコネクタで直接接続することが可能となる。コネクタによる接続は、同軸ケーブルによる接続と比較して、ケーブルによる損失が発生しないため損失が少なく、ケーブルの曲がりによる位相変動が発生しないため、２層構造の回路からの２つの出力信号を同位相で１層構造の回路へ低損失に入力することが可能である。

したがってこの発明によれば、高さ方向の位置が異なる配線領域の伝送線路を低損失に接続することができる高周波回路装置を提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、この発明に係わる高周波回路装置の一実施形態を示す外観図である。この高周波回路装置は、アルミニウム等の金属製の第１の基台１及び第２の基台２を備える。図２は、第２の基台２を取り外した状態の第１の基台１の構成図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ´の点破線による切断面を示す断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ´の点破線による切断面を示す断面図である。第１の基台１及び第２の基台２には、高さ方向の位置が異なる配線領域ａ，ｂの間がスロープｃで連結されている。第１の基台１と第２の基台２の間には、伝送線路となる銅箔３がパターニングされている厚さ５０ミクロン程の誘電体フィルム４が挟持されている。また、第１の基台１及び第２の基台２は、それぞれ誘電体フィルム４上の銅箔３の配線パターンの周囲が溝状に切削加工されており、これによって銅箔３は中空に固定され、エア・ストリップ線路が形成される。

上記構造によれば、高さの異なる配線領域ａ，ｂに形成される伝送線路１１，１２を接続する場合に、各領域間にスロープｃを形成して、このスロープｃに沿って形成される伝送線路１３で両線路１１，１２を接続するようにしているので、従来の同軸ケーブルによる接続方式と比較して接続部分による損失がなく、また、ケーブルの曲がりによる位相変動が発生しないという効果が得られる。また、電力損失が少ないエア・ストリップ伝送線路をスロープ状に折り曲げることになるので、従来のビアホール方式と比較して低損失に高さの異なる伝送線路を接続することが可能である。また、従来のビアホール方式は、高さ方向の位置が誘電体基板厚により決定されてしまうことに対して、本発明の構成によれば自由に高さ方向の位置を設定することが可能である。

（実施例）
実施例として、図５及び図６に本発明の高周波回路装置の構造を用いたアレイ・アンテナの給電回路網の構成図を示す。この給電回路網は、図５に示すように、誘電体フィルムに導体パターンによる伝送線路が形成された合成回路５２及び合成回路５４を備え、合成回路５２がアルミニウム板５１とアルミニウム板５３との間、合成回路５４がアルミニウム板５３とアルミニウム板５５との間に挟持される。各アルミニウム板には、切削加工によりチャネル・パターンの溝が形成され、合成回路５２及び合成回路５４とそれぞれエア・ストリップ伝送線路を構成する。

ここで、上記構造において、図６に示すように、合成回路Ａは、互いに高さが異なる配線領域Ａ１，Ａ２，Ａ３を備え、配線領域Ａ２と配線領域Ａ３との間にスロープ部Ａ４を形成することで、合成回路Ａの出力をポートＰＡに入力する。同様に、合成回路Ｂは、互いに高さが異なる配線領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を備え、配線領域Ｂ２と配線領域Ｂ３との間にスロープ部Ｂ４を形成することにより合成回路Ｂの出力をポートＰＢに入力している。これにより、高さの異なる配線領域Ａ３及びＢ３にそれぞれ形成されるエア・ストリップ伝送線路の出力を合成出力側に設けられる同じ高さの２つの入力ポートＰＡ，ＰＢにそれぞれ接続することが可能となる。

このように構成すると、２層構造の回路からの高さの異なる２つの出力端子を１層構造の回路の入力端子に高さを合わせることにより、両者の回路をコネクタで直接接続できるため、２層構造の回路からの２つの出力信号を低損失かつ同位相で１層構造の回路と接続することが可能である。この場合、先に述べた効果により、低損失で、かつ設計の自由度を良好に確保することが可能である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記実施形態では、エア・ストリップ伝送線路を有する高周波回路装置について説明したが、この発明はエア・ストリップ伝送線路に限定されるものではなく、一般のストリップ伝送線路の場合にも同様に実施可能である。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明に係わる高周波回路装置の一実施形態を示す概観図。図１に示す第１の基台の構成図。図１に示す高周波回路装置のＡ−Ａ´の点破線による切断面を示す断面図。図１に示す高周波回路装置のＢ−Ｂ´の点破線による切断面を示す断面図。本発明の高周波回路装置を用いたアレイ・アンテナの給電回路網の構成図。本発明の高周波回路装置を用いたアレイ・アンテナの給電回路網の構成図。

符号の説明

１…第１の基台、ａ，ｂ…配線領域、ｃ…スロープ、１１，１２，１３…伝送線路、２…第２の基台、３…銅箔、４…誘電体フィルム。

Claims

互いに高さの異なる第１の配線領域と、第２の配線領域とを備える第１の基台に対し、
前記第１の配線領域と前記第２の配線領域との間の少なくとも一部をスロープ状に形成し、前記第１の配線領域に形成される第１の伝送線路と前記第２の配線領域に形成される第２の伝送線路とを前記スロープ形成部に沿って形成される第３の伝送線路により接続することを特徴とする高周波回路装置。
前記第１の基台に対して、それぞれ前記第１、第２の配線領域及び前記スロープ形成部と対面する高さの第３、第４の配線領域及びスロープ形成部を有する第２の基台を対峙させ固定することを特徴とする請求項１記載の高周波回路装置。
前記第１の基台及び第２の基台にはそれぞれ前記第１乃至第３の伝送線路の形成部分に溝が形成され、前記第１乃至第３の伝送線路は誘電体フィルム上に形成され、前記誘電体フィルムが前記第１及び第２の基台で挟持されることでエア・ストリップ線路として機能することを特徴とする請求項２記載の高周波回路装置。