JP2010147540A - マイクロ波回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＷＲを容易に精度よく調整できるマイクロ波回路を提供する。
【解決手段】誘電体基板１０２の下層に金属により構成される変成子１１１と、変成子１１１と変成子１１１を上下させることにより誘電体基板１０２と変成子１１１との空隙１１２の空気層を増減させる上下移動機構１１０を有する。上下移動機構１１０を作動させて変成子１１１を上下させることにより主線路１０１に設けられた変成部分１２０のインピーダンスＺｔが変化し、Ｚｔが変化することにより定在波比（ＳＷＲ）を変化させることが可能となる。主線路１０１の上方に非接触に上下可能な変成子２１１を有し、誘電体基板１０２を挟んで変成部分１２０の下方に空隙１１２を有し、変成子２１１を上下させることにより変成部分１２０のインピーダンスを変化させるように構成することもできる。マイクロ波回路は多層基板であってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波回路に係り、特に定在波比（ＳＷＲ）を調整可能とする変成器に関する。

従来の変成器は伝送線路の幅により変成器部分の特性インピーダンスが決定されていた。しかし、ＳＷＲを調整する場合、金属箔を主線路にはんだ付けする必要があり、微調整が困難な上、作業効率も良くなかった。

この点に関し、地導体を切削したり形成したりすることによりＳＷＲを調整する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

また、ビスにより容量を変更する技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開平５−２９８０８号公報 特開２０００−２２４３４号公報

しかし、特許文献１に記載の技術においては、微調整が容易でないという問題点があった。また、特許文献２に記載の技術においては、調整できる容量の幅が限られているという問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ＳＷＲを容易に精度よく調整できるマイクロ波回路を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、誘電体基板と、誘電体基板の第１の面に設けられ、線路部分の幅より広い幅を有し、長さが伝送する高周波の波長の１／４以下の変成部分を有する主線路と、誘電体基板の第１の面と対向する第２の面に、変成部分の下方に切り欠きを有する地導体と、地導体の下層に、変成部分の下方に空隙を有するケースと、 金属により形成された変成子と、変成子を先端に備え、変成子と主線路との間の空気層の厚さを変化させる上下移動機構と、上下移動機構を保持する保持体と、を備えることを特徴とするマイクロ波回路を提供する。

本発明によれば、ＳＷＲを容易に精度よく調整できるという効果がある。

以下、本発明によるマイクロ波回路の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は第１の実施形態のマイクロ波回路１００の斜視図である。図２は、マイクロ波回路１００の図１におけるＡＡ線断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態のマイクロ波回路１００は誘電体基板１０２の第１の面に主線路１０１を有する。

主線路１０１は線路部分の幅Ｌ１よりも広い幅Ｌ２を有する変成部分１２０を有する。変成部分１２０の長さＷ１は主線路１０１が伝送する高周波の波長をλとするときλ／４以下である。

マイクロ波回路１００は誘電体基板１０２の第１の面と対向する第２の面に地導体１０３を有する。地導体１０３は変成部分１２０の下層において切り欠き部を有する。

マイクロ波回路１００は地導体１０３の下層に、金属によって形成されたケース１０４と、アーチ形の保持体１０５と、例えばビスなどによって構成される上下移動機構１１０を有する。ケース１０４は変成部分１２０の下層において空隙１１２を有する。空隙１１２の長さＷ１はλ／４以下であることが望ましい。

保持体１０５は上下移動機構１１０を保持する。上下移動機構１１０の先端には金属によって形成された変成子１１１が設けられている。変成子１１１の一部は保持体１０５のくぼみの部分に収容される。変成子１１１の長さＷ２はλ／４以下が望ましい。

上下移動機構１１０を下方に作動させると変成子１１１は徐々に下方に移動し、誘電体基板１０２との間に空隙１１２の空気層が生じる。上下移動機構１１０を上方に作動させると変成子１１１は徐々に上方に移動し、変成子１１１が最も上方に移動したときは誘電体１０２と接触する。

空隙１１２の空気層が増すと変成部分１２０の特性インピーダンスが高くなり、空隙１１２の空気層が減少すると変成部分１２０の特性インピーダンスが低くなる。すなわち、マイクロ波回路１００は誘電体基板１０２と変成子１１１との間の空隙１１２の空気層の厚さを調節することにより変成部分１２０の特性インピーダンスを調節できる。

主線路１０１の特性インピーダンスをＺｔ、変成子１１１が最も下方に移動したときの変成部分１２０の特性インピーダンスをＺ１、最も上方に移動したときの特性インピーダンスをＺ２とするとき、変成子１１１の厚さｄはＺ２＜Ｚｔ＜Ｚ１となるように定められる。

上下移動機構１１０を作動させて変成子１１１を上下させることによりＺｔが変化し、Ｚｔが変化することにより定在波比（ＳＷＲ）を変化させることが可能となる。

以上述べたように、本実施形態のマイクロ波回路１００は、誘電体基板１０２の下層に金属により構成される変成子１１１と、変成子１１１を上下させることにより誘電体基板１０２と変成子１１１との空隙１１２の空気層を増減させる上下移動機構１１０を有する。

このため、本実施形態のマイクロ波回路１００はＳＷＲを容易に精度よく調整できるという効果がある。

図３は第２の実施形態のマイクロ波回路２００の斜視図である。図４は、マイクロ波回路２００の図３におけるＢＢ線断面図である。図３及び図４に示すように、本実施形態のマイクロ波回路２００は誘電体基板１０２の第１の面に主線路１０１を有する。

主線路１０１は線路部分の幅Ｌ１よりも広い幅Ｌ２を有する変成部分１２０を有する。変成部分１２０の長さＷ１は主線路１０１が伝送する高周波の波長をλとするときλ／４以下である。

マイクロ波回路２００は誘電体基板１０２の第１の面と対向する第２の面に地導体１０３と金属からなるケース１０４とを有する。地導体１０３は変成部分１２０の下層において切り欠き部を有する。この切り欠きの下方にはケース２０４に空隙１１２が設けられる。空隙１１２の長さＷ４はλ／４以下であることが望ましい。

マイクロ波回路２００は、主線路１０１の上方にアーチ形の保持体２０５と、例えばビスなどによって構成される上下移動機構１１０を有する。保持体２０５は上下移動機構１１０を保持する。上下移動機構１１０の先端には金属によって形成された変成子２１１が設けられている。変成子２１１の一部は保持体２０５のくぼみの部分に収容される。変成子２１１の長さＷ３はλ／４以下が望ましい。

上下移動機構１１０を下方に作動させると変成子２１１は徐々に下方に移動し、主線路１０１との距離が縮まり、主線路１０１との間の空隙の空気層が減少する。上下移動機構１１０を上方に作動させると変成子２１１は徐々に上方に移動し、主線路１０１との距離が広がり、主線路１０１との間の空隙の空気層が増加する。

変成子２１１と主線路１０１との間の空隙の空気層が増すと変成部分１２０のインピーダンスが高くなり、空隙１１２の空気層が減少すると変成部分１２０のインピーダンスが低くなる。すなわち、マイクロ波回路１００は誘電体基板１０２と変成子１１１との間の空隙１１２の空気層の厚さを調節することにより変成部分１２０のインピーダンスを調節できる。

主線路１０１の特性インピーダンスをＺｔ、変成子２１１が最も上方に移動したときの変成部分１２０の特性インピーダンスをＺ３、最も下方に移動したときの特性インピーダンスをＺ４とするとき、変成子の厚さｄはＺ４＜Ｚｔ＜Ｚ３となるように定められる。

上下移動機構１１０を作動させて変成子２１１を上下させることによりＺｔが変化し、Ｚｔが変化することにより定在波比（ＳＷＲ）を変化させることが可能となる。

以上述べたように、本実施形態のマイクロ波回路２００は主線路１０１の上方に非接触に上下可能な変成子２１１を有し、誘電体基板１０２を挟んで変成部分１２０の下方に空隙１１２を有し、変成子２１１を上下させることにより変成部分１２０のインピーダンスが変化する。

このため、マイクロ波回路１００は、ケース２０４の下方にスペース的余裕のない場合であっても、ＳＷＲを容易に精度よく調整できるという効果がある。

図５は第３の実施形態のマイクロ波回路３００の斜視図である。図６は、マイクロ波回路３００の図５におけるＣＣ線断面図である。

第３の実施形態のマイクロ波回路３００が第１の実施形態のマイクロ波回路１００と異なる点は、マイクロ波回路３００のマイクロストリップ線路が多層基板となっていることである。

図５及び図６に示すように、本実施形態のマイクロ波回路３００は誘電体基板１０２の第１の面に主線路１０１を有する。マイクロ波回路３００は主線路１０１を包み込むように誘電体層５０６を有し、この誘電体層５０６の上層に地導体５０７を有する。マイクロ波回路３００のマイクロストリップ線路はさらに多層化することもできる。

主線路１０１は線路部分の幅Ｌ１よりも広い幅Ｌ２を有する変成部分１２０を有する。変成部分１２０の長さＷ１は主線路１０１が伝送する高周波の波長をλとするときλ／４以下である。

マイクロ波回路３００は誘電体基板１０２の第１の面と対向する第２の面に地導体１０３を有する。地導体１０３は変成部分１２０の下層において切り欠き部を有する。

マイクロ波回路３００は地導体１０３の下層に、金属によって形成されたケース１０４と、アーチ形の保持体１０５と、例えばビスなどによって構成される上下移動機構１１０を有する。ケース１０４は変成部分１２０の下層において空隙１１２を有する。空隙１１２の長さＷ１はλ／４以下であることが望ましい。

保持体１０５は上下移動機構１１０を保持する。上下移動機構１１０の先端には金属によって形成された変成子１１１が設けられている。変成子１１１の一部は保持体１０５のくぼみの部分に収容される。変成子１１１の長さＷ２はλ／４以下が望ましい。

上下移動機構１１０を下方に作動させると変成子１１１は徐々に下方に移動し、誘電体基板１０２との間に空隙１１２の空気層が生じる。上下移動機構１１０を上方に作動させると変成子１１１は徐々に上方に移動し、変成子１１１が最も上方に移動したときは誘電体１０２と接触する。

空隙１１２の空気層が増すと変成部分１２０のインピーダンスが高くなり、空隙１１２の空気層が減少すると変成部分１２０のインピーダンスが低くなる。すなわち、マイクロ波回路３００は誘電体基板１０２と変成子１１１との間の空隙１１２の空気層の厚さを調節することにより変成部分１２０のインピーダンスを調節できる。

主線路１０１の特性インピーダンスをＺｔ、変成子１１１が最も下方に移動したときの変成部分１２０の特性インピーダンスをＺ１、最も上方に移動したときの特性インピーダンスをＺ２とするとき、変成子１１１の厚さｄはＺ２＜Ｚｔ＜Ｚ１となるように定められる。

上下移動機構１１０を作動させて変成子１１１を上下させることによりＺｔが変化し、Ｚｔが変化することにより定在波比（ＳＷＲ）を変化させることが可能となる。

以上述べたように、本実施形態のマイクロ波回路３００は、多層基板の誘電体基板１０２の下層に金属により構成される変成子１１１と、変成子１１１を上下させることにより誘電体基板１０２と変成子１１１との空隙１１２の空気層を増減させる上下移動機構１１０を有する。

このため、本実施形態のマイクロ波回路１００は多層基板間のＳＷＲを容易に精度よく調整できるという効果がある。

第１の実施形態のマイクロ波回路１００の斜視図である。 マイクロ波回路１００の図１におけるＡＡ線断面図である。 第２の実施形態のマイクロ波回路２００の斜視図である。 マイクロ波回路２００の図３におけるＢＢ線断面図である。 第３の実施形態のマイクロ波回路３００の斜視図である。 マイクロ波回路３００の図５におけるＣＣ線断面図である。

符号の説明

１００：第１の実施形態のマイクロ波回路、
１０１：主線路、
１０２：誘電体基板、
１０３：地導体、
１０４：ケース、
１０５：保持体、
１１０：上下移動機構、
１１１：変成子、
１１２：空隙、
１２０：変成部分、
２０５：保持体、
２１１：変成子。

Claims (4)

1. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の第１の面に設けられ、線路部分の幅より広い幅を有し、長さが伝送する高周波の波長の１／４以下の変成部分を有する主線路と、
   前記誘電体基板の第１の面と対向する第２の面に、前記変成部分の下方に切り欠きを有する地導体と、
   前記地導体の下層に、前記変成部分の下方に空隙を有するケースと、
   金属により形成された変成子と、
   前記変成子を先端に備え、前記変成子と前記主線路との間の空気層の厚さを変化させる上下移動機構と、
   前記上下移動機構を保持する保持体と、
   を備えることを特徴とするマイクロ波回路。
2. 前記保持体が前記誘電体基板の下方に位置し、前記変成子が前記変成部の下方に位置することを特徴とする請求項１記載のマイクロ波回路。
3. 前記保持体が前記主線路の上方に位置し、
   前記変成子が前記変成部分の上方に、前記主線路と接触しないように位置することを特徴とする請求項１記載のマイクロ波回路。
4. マイクロストリップ線路が多層基板であることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波回路。

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