JP2017121077A - High frequency module - Google Patents

High frequency module Download PDF

Info

Publication number
JP2017121077A
JP2017121077A JP2017057703A JP2017057703A JP2017121077A JP 2017121077 A JP2017121077 A JP 2017121077A JP 2017057703 A JP2017057703 A JP 2017057703A JP 2017057703 A JP2017057703 A JP 2017057703A JP 2017121077 A JP2017121077 A JP 2017121077A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coaxial line
cavity
module housing
module
inner conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017057703A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
慎一 江口
Shinichi Eguchi
慎一 江口
和則 菅谷
Kazunori Sugaya
和則 菅谷
稲見 和喜
Kazuyoshi Inami
和喜 稲見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2017057703A priority Critical patent/JP2017121077A/en
Publication of JP2017121077A publication Critical patent/JP2017121077A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency module that can facilitate the design of a cavity resonator.SOLUTION: A high frequency module includes a module housing, a coaxial line path which penetrates through the module housing and has an inner conductor and a dielectric body, a substrate which is housed in the module housing and transmits a high frequency signal amplified by an amplifier, a gold ribbon for connecting the coaxial line path and the substrate, and plural cavity resonators which are arranged in alignment with one another along the coaxial line path at one portion in a direction along the coaxial line path at a portion around the coaxial line path in the module housing and connected to one another through the coaxial line path, and have mutually different resonance frequencies. Each of the plural cavity resonators is substantially rectangular when viewed in a cross-section perpendicular to the coaxial line path. An inner conductor and a dielectric body of the coaxial line path are included in each cavity of the plural cavity resonators, and the dielectric body is in contact with the bottom surface of each cavity.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高周波モジュールに関する。   The present invention relates to a high frequency module.

一般的に、マイクロ波増幅器は、増幅処理の対象となる基本波以外にも高調波を発生する。このため、マイクロ波増幅器を含む回路とその増幅された基本波の信号を使用する回路との間を接続するには、不要な高調波を抑制するフィルタが必要となる。   In general, a microwave amplifier generates harmonics in addition to a fundamental wave to be amplified. For this reason, in order to connect between the circuit including the microwave amplifier and the circuit using the amplified fundamental wave signal, a filter for suppressing unnecessary harmonics is required.

特許文献1には、高周波回路において、半導体素子の入力端子に入力整合回路を接続し、半導体素子の出力端子に出力整合回路及び基本波の波長の1/4の長さのラインの一端を接続し、そのラインの他端をキャパシタを介して接地することが記載されている。これにより、特許文献1によれば、半導体素子の出力端子から見て、ラインの一端が、基本波に対してはオープン状態となり、基本波の2倍の波長を持つ2倍波に対してはショート状態となるので、基本波に対して影響を与えることなく、2倍波(高調波)抑圧することができるとされている。   In Patent Document 1, in a high-frequency circuit, an input matching circuit is connected to an input terminal of a semiconductor element, and an output matching circuit and one end of a line having a length of 1/4 of the fundamental wavelength are connected to an output terminal of the semiconductor element. In addition, it is described that the other end of the line is grounded via a capacitor. Thus, according to Patent Document 1, when viewed from the output terminal of the semiconductor element, one end of the line is in an open state with respect to the fundamental wave, and for a double wave having a wavelength twice that of the fundamental wave. Since it is in a short state, it is said that the second harmonic (harmonic) can be suppressed without affecting the fundamental wave.

特許文献2には、電力増幅器において、増幅器の出力の伝送線路に沿って一定間隔を保ち平行に、一端が接地され2倍波の波長の1/4の長さを持つ2倍波共振器と、一端が接地され3倍波の波長の1/4の長さを持つ3倍波共振器とをそれぞれ設けることが記載されている。これにより、特許文献2によれば、2倍波共振器の短絡状態のインピーダンスと3倍波共振器の短絡状態のインピーダンスとにより、それぞれ、2倍波と3倍波の高調波を増幅器に反射させるので、増幅器の出力の基本波に対し無影響な高調波処理回路が得られるとされている。   In Patent Document 2, a power amplifier includes a second harmonic resonator having one end grounded and having a length of ¼ of the wavelength of the second harmonic in parallel with a constant interval along the transmission line of the output of the amplifier. And a third harmonic resonator having one end grounded and a quarter length of the wavelength of the third harmonic is described. Thus, according to Patent Document 2, the second harmonic and the third harmonic are reflected to the amplifier by the short-circuit impedance of the second harmonic resonator and the short-circuit impedance of the third harmonic resonator, respectively. Therefore, it is said that a harmonic processing circuit having no influence on the fundamental wave of the amplifier output can be obtained.

特許文献3には、高周波モジュールにおいて、同軸コネクタの誘電体及び内導体の一端が外導体から突出して金属板及びモジュール筐体を貫通し、金属板とモジュール筐体外壁との間に内導体を中心とし高調波(例えば、2倍波)の1/4の半径を持つ円盤形状の掘り込みを形成することが記載されている。これにより、特許文献3によれば、マイクロ波増幅器の出力端から筐体空間内に放射され筐体空間内を導波管モードとして伝播する高調波信号をモジュール筐体内へと反射させ、高周波モジュールの外部へ漏洩する高調波信号を抑圧することができるとされている。   In Patent Document 3, in a high-frequency module, one end of a dielectric and an inner conductor of a coaxial connector protrudes from an outer conductor and penetrates a metal plate and a module housing, and the inner conductor is disposed between the metal plate and the outer surface of the module housing. It is described that a disk-shaped digging having a radius of a quarter of a harmonic (for example, a second harmonic) at the center is formed. Thus, according to Patent Document 3, a harmonic signal that is radiated from the output end of the microwave amplifier into the housing space and propagates in the housing space as a waveguide mode is reflected back into the module housing, and the high-frequency module It is said that the harmonic signal leaking outside can be suppressed.

特開2001−53510号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-53510 特開平8−139535号公報JP-A-8-139535 特開2009−252794号公報JP 2009-252794 A

特許文献1及び2には、ともに、伝送線路を介して伝播する高調波を抑圧することについてしか記載されておらず、筺体空間内を伝播する高調波をどのように抑制するのかについて一切記載がない。   Patent Documents 1 and 2 both describe only suppression of harmonics propagating through the transmission line, and do not describe at all how to suppress harmonics propagating in the enclosure space. Absent.

しかし、増幅器を金属筺体内に設置した場合、高調波の一部は、筺体空間内に放射され、導波管モードで伝播すると考えられる。筺体空間内を伝播してきた高調波は、モジュールの出力コネクタに結合し、コネクタを介して筺体外に漏洩する可能性がある。   However, if the amplifier is installed in a metal enclosure, some of the harmonics will be radiated into the enclosure space and propagate in the waveguide mode. The harmonics that have propagated in the enclosure space may be coupled to the output connector of the module and leak out of the enclosure through the connector.

一方、特許文献3には、筺体空間内を伝播する高調波を抑制するための構成として、モジュール筐体における掘り込み(空洞共振器)が記載されている。   On the other hand, Patent Document 3 describes a digging (cavity resonator) in a module housing as a configuration for suppressing harmonics propagating in the enclosure space.

しかし、特許文献3に記載の技術は、円盤形状の掘り込み(空洞共振器)を形成するものであるため、空洞共振器の寸法関係が決めにくい。すなわち、特許文献3に記載の空洞共振器の干渉原理は空洞内における導波管モードでの電磁波による共鳴であるが、高調波の1/4の半径を持つ空洞共振器を設計しても、期待する周波数で共振しにくい傾向にある。このため、空洞共振器の設計が困難である。   However, since the technique described in Patent Document 3 forms a disk-shaped digging (cavity resonator), it is difficult to determine the dimensional relationship of the cavity resonator. That is, the interference principle of the cavity resonator described in Patent Document 3 is resonance by electromagnetic waves in the waveguide mode in the cavity, but even if a cavity resonator having a radius of 1/4 of the harmonic is designed, Resonance tends to be difficult at the expected frequency. This makes it difficult to design a cavity resonator.

また、特許文献3に記載の空洞共振器は、狭帯域であるために、加工精度のマージンが小さくなってしまう可能性がある。   Moreover, since the cavity resonator described in Patent Document 3 has a narrow band, there is a possibility that a margin for processing accuracy may be reduced.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空洞共振器の設計を容易にできる高周波モジュールを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a high-frequency module capable of easily designing a cavity resonator.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面にかかる高周波モジュールは、モジュール筐体と、前記モジュール筐体を貫通し、内導体及び誘電体を有する同軸線路と、前記モジュール筐体に収容され、増幅器で増幅された高周波信号を伝送する基板と、前記同軸線路と前記基板とを接続する金リボンと、前記モジュール筐体内の前記同軸線路の周囲の部分における前記同軸線路に沿った方向の一部に、前記同軸線路に沿って並んで配されるとともに、前記同軸線路を介して互いに接続され、かつ互いに異なる共振周波数を有する複数の空洞共振器と、を備え、前記複数の空洞共振器は、前記同軸線路に垂直な断面で見た場合に各々が略矩形状であり、前記複数の空洞共振器それぞれの空洞内には、前記同軸線路の前記内導体及び前記誘電体が含まれるとともに、前記誘電体はそれぞれの前記空洞の底面と接する。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a high-frequency module according to one aspect of the present invention includes a module housing, a coaxial line that penetrates the module housing and includes an inner conductor and a dielectric, A substrate that is housed in the module housing and transmits a high-frequency signal amplified by an amplifier, a gold ribbon that connects the coaxial line and the substrate, and the coaxial in a portion around the coaxial line in the module housing A plurality of cavity resonators that are arranged side by side along the coaxial line in a part of the direction along the line, and are connected to each other via the coaxial line and have different resonance frequencies; Each of the plurality of cavity resonators has a substantially rectangular shape when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line, and the cavity of each of the plurality of cavity resonators includes the coaxial line. Together include conductor and the dielectric, wherein the dielectric is in contact with the bottom surface of each of said cavities.

本発明によれば、空洞共振器が、同軸線路に垂直な断面で見た場合に略矩形状であるので、空洞共振器の寸法関係を一意的に決めることができる。これにより、空洞共振器の設計を容易にできる。   According to the present invention, since the cavity resonator is substantially rectangular when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line, the dimensional relationship of the cavity resonator can be uniquely determined. This facilitates the design of the cavity resonator.

実施の形態1にかかる高周波モジュールの構成を示す図The figure which shows the structure of the high frequency module concerning Embodiment 1. 実施の形態1における空洞共振器の構成を示す図The figure which shows the structure of the cavity resonator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における空洞共振器の構成を示す図The figure which shows the structure of the cavity resonator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における空洞共振器の動作を示す図The figure which shows operation | movement of the cavity resonator in Embodiment 1. 実施の形態1の変形例における空洞共振器の構成を示す図The figure which shows the structure of the cavity resonator in the modification of Embodiment 1. FIG.

以下に、本発明にかかる高周波モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a high-frequency module according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
実施の形態1にかかる高周波モジュール100について図1を用いて説明する。図1は、高周波モジュール100の構成を示す断面図である。
Embodiment 1 FIG.
A high-frequency module 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the high-frequency module 100.

高周波モジュール100は、モジュール筺体1、増幅器9、金リボン42、基板2、キャリア3、金リボン41、同軸線路5、及び複数の空洞共振器13、14を備える。   The high-frequency module 100 includes a module housing 1, an amplifier 9, a gold ribbon 42, a substrate 2, a carrier 3, a gold ribbon 41, a coaxial line 5, and a plurality of cavity resonators 13 and 14.

モジュール筺体1は、例えば、誘電体多層基板を積層し表面に金属めっきを施して箱型に構成した誘電体パッケージや、金属を箱型に構成した金属筐体により構成されたパッケージの形態で構成される。モジュール筺体1は、その内側に筐体空間1aを有する。モジュール筺体1は、その筐体空間1a内に、主として、増幅器9、基板2、及びキャリア3を収容する。また、モジュール筺体1における同軸線路5側の外壁面1bには、空洞11となるべき凹構造が形成されている。また、モジュール筺体1内には、空洞12が形成されている。   The module housing 1 is configured, for example, in the form of a dielectric package in which a dielectric multilayer substrate is laminated and metal plating is applied to the surface to form a box shape, or a package made up of a metal casing in which metal is formed in a box shape. Is done. The module housing 1 has a housing space 1a inside thereof. The module housing 1 mainly accommodates the amplifier 9, the substrate 2, and the carrier 3 in the housing space 1a. Further, a concave structure to be the cavity 11 is formed on the outer wall surface 1 b on the coaxial line 5 side in the module housing 1. A cavity 12 is formed in the module housing 1.

増幅器9は、例えば、電界効果トランジスタや高電子移動度トランジスタ等の半導体素子により構成されたMIC(マイクロ波集積回路)やMMIC(モノリシックマイクロ波集積回路)の形態で構成される。増幅器9は、高周波信号を受けて、その高周波信号を増幅し、増幅された高周波信号を出力端子9bから出力する。高周波信号は、例えば、マイクロ波帯もしくはミリ波帯の信号である。増幅器9で増幅された高周波信号は、所望の周波数から成る基本波の成分と、基本波に対する高調波(例えば、2倍波)の成分とを含む。   The amplifier 9 is configured in the form of, for example, an MIC (microwave integrated circuit) or an MMIC (monolithic microwave integrated circuit) formed of semiconductor elements such as a field effect transistor or a high electron mobility transistor. The amplifier 9 receives the high frequency signal, amplifies the high frequency signal, and outputs the amplified high frequency signal from the output terminal 9b. The high frequency signal is, for example, a signal in a microwave band or a millimeter wave band. The high-frequency signal amplified by the amplifier 9 includes a fundamental wave component having a desired frequency and a harmonic (for example, second harmonic) component with respect to the fundamental wave.

金リボン42は、増幅器9の出力端子9bと基板2の入力端子21aとを電気的に接続する。   The gold ribbon 42 electrically connects the output terminal 9 b of the amplifier 9 and the input terminal 21 a of the substrate 2.

基板2は、金リボン42を介して、増幅器9から出力された高周波信号を受ける。基板2は、高周波信号を伝送して出力する。   The substrate 2 receives the high-frequency signal output from the amplifier 9 via the gold ribbon 42. The substrate 2 transmits and outputs a high frequency signal.

具体的には、基板2は、伝送線路21を有する。伝送線路21は、例えば、一端21a及び他端21bが基板2の表面2aに露出され、一端21a及び他端21bの間の主要部21cが基板2内を延びている。伝送線路21は、一端21aを入力端子として受けた高周波信号を主要部21c経由で伝送し他端21bを出力端子として出力する。   Specifically, the substrate 2 has a transmission line 21. For example, one end 21 a and the other end 21 b of the transmission line 21 are exposed on the surface 2 a of the substrate 2, and a main portion 21 c between the one end 21 a and the other end 21 b extends in the substrate 2. The transmission line 21 transmits a high-frequency signal received at one end 21a as an input terminal via the main part 21c and outputs the other end 21b as an output terminal.

キャリア3は、基板2とモジュール筐体1との間に配されている。キャリア3は、基板2を支持し、基板2をモジュール筐体1に固定する。   The carrier 3 is disposed between the substrate 2 and the module housing 1. The carrier 3 supports the substrate 2 and fixes the substrate 2 to the module housing 1.

金リボン41は、基板2の出力端子21bと同軸線路5の入力端子51aとを電気的に接続する。   The gold ribbon 41 electrically connects the output terminal 21 b of the substrate 2 and the input terminal 51 a of the coaxial line 5.

同軸線路5は、モジュール筺体1の外側から筐体空間1a内へ向かうように、モジュール筺体1を貫通する。同軸線路5は、金リボン41を介して、基板2から出力された高周波信号を受ける。同軸線路5は、高周波信号を伝送して出力する。   The coaxial line 5 penetrates the module housing 1 so as to go from the outside of the module housing 1 into the housing space 1a. The coaxial line 5 receives a high-frequency signal output from the substrate 2 via the gold ribbon 41. The coaxial line 5 transmits and outputs a high frequency signal.

具体的には、同軸線路5は、内導体51、誘電体52、外導体53、及び導体板54を有する。内導体51は、モジュール筺体1の外側から筐体空間1a内へ向かい、その一端51aが筐体空間1a内に位置するように、モジュール筺体1を貫通して延びている。内導体51は、一端51aを入力端子として受けた高周波信号を伝送し他端51bを出力端子として出力する。   Specifically, the coaxial line 5 includes an inner conductor 51, a dielectric 52, an outer conductor 53, and a conductor plate 54. The inner conductor 51 extends from the outside of the module housing 1 into the housing space 1a and extends through the module housing 1 so that one end 51a thereof is located in the housing space 1a. The inner conductor 51 transmits a high frequency signal received at one end 51a as an input terminal and outputs the other end 51b as an output terminal.

誘電体52は、モジュール筺体1の外側から筐体空間1a内へ向かい、その一端が内導体51の一端51aの手前で且つ筐体空間1aに面する位置まで、モジュール筺体1を貫通して延びている。誘電体52は、例えば、内導体51に対して同軸となる略円筒形状を有している。誘電体52は、例えば、内導体51に垂直な断面で見た場合に内導体51を囲うように覆っている(図3参照)。   The dielectric 52 extends from the outside of the module housing 1 into the housing space 1a, and extends through the module housing 1 to a position where one end thereof is in front of the one end 51a of the inner conductor 51 and faces the housing space 1a. ing. The dielectric 52 has, for example, a substantially cylindrical shape that is coaxial with the inner conductor 51. For example, the dielectric 52 covers the inner conductor 51 so as to surround the section when viewed in a cross section perpendicular to the inner conductor 51 (see FIG. 3).

外導体53は、モジュール筺体1の外側から筐体空間1a内へ向かい、導体板54に接続される位置まで延びている。外導体53は、例えば、内導体51及び誘電体52に対して同軸となる略円筒形状を有している。外導体53は、例えば、内導体51に垂直な断面で見た場合に内導体51及び誘電体52を囲うように覆っている。   The outer conductor 53 extends from the outside of the module housing 1 into the housing space 1 a and extends to a position where it is connected to the conductor plate 54. The outer conductor 53 has, for example, a substantially cylindrical shape that is coaxial with the inner conductor 51 and the dielectric 52. The outer conductor 53 covers, for example, the inner conductor 51 and the dielectric 52 when viewed in a cross section perpendicular to the inner conductor 51.

導体板54は、空洞11を塞ぐように、モジュール筺体1における同軸線路5側の外壁面1bを覆っている。導体板54は、外導体53に接続されているとともに外導体53の反対側で外壁面1bに接続されている。導体板54は、その内側に貫通孔54aを有し、貫通孔54aを介して内導体51及び誘電体52により貫通されている。   The conductor plate 54 covers the outer wall surface 1 b on the coaxial line 5 side in the module housing 1 so as to close the cavity 11. The conductor plate 54 is connected to the outer conductor 53 and is connected to the outer wall surface 1 b on the opposite side of the outer conductor 53. The conductor plate 54 has a through hole 54a on the inner side thereof, and is penetrated by the inner conductor 51 and the dielectric 52 through the through hole 54a.

複数の空洞共振器13、14は、それぞれ、モジュール筐体1内の同軸線路5の周囲の部分10における同軸線路5に沿った方向の一部に配されている。例えば、空洞共振器13は、外壁面1bの凹構造が導体板54により塞がれて形成された空洞11を含む。空洞共振器14は、モジュール筐体1内に形成された空洞12を含む。各空洞共振器13、14は、例えば、同軸線路5に垂直な断面で見た場合に略矩形状の空洞11、12を含む(図3参照)。   The plurality of cavity resonators 13 and 14 are respectively arranged in a part of the portion 10 around the coaxial line 5 in the module housing 1 in the direction along the coaxial line 5. For example, the cavity resonator 13 includes the cavity 11 formed by closing the concave structure of the outer wall surface 1 b with the conductor plate 54. The cavity resonator 14 includes a cavity 12 formed in the module housing 1. The cavity resonators 13 and 14 include, for example, substantially rectangular cavities 11 and 12 when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5 (see FIG. 3).

複数の空洞共振器13、14は、モジュール筐体1内の同軸線路5の周囲の部分10にそれぞれ配され、同軸線路5を介して互に接続されている。複数の空洞共振器13、14は、モジュール筐体1内の同軸線路5の周囲の部分10において、同軸線路5に沿った方向に互に離間するように、同軸線路5に沿って並んでいる。これにより、複数の空洞共振器13、14は、同軸線路5の内導体51内を高周波信号が伝送する際に、高周波信号に含まれる高調波(例えば、2倍波)の成分を増幅器9側へ反射し、高周波信号に含まれる基本波の成分を選択的に内導体51内で透過させる。また、複数の空洞共振器13、14は、増幅器9の出力端子9bから筐体空間1aへ放射され導波管モードで伝播する高周波信号を受けた際に、高周波信号に含まれる高調波(例えば、2倍波)の成分を増幅器9側へ反射し、高周波信号に含まれる基本波の成分を選択的に内導体51内へ導く。   The plurality of cavity resonators 13 and 14 are respectively arranged in the portion 10 around the coaxial line 5 in the module housing 1 and are connected to each other via the coaxial line 5. The plurality of cavity resonators 13 and 14 are arranged along the coaxial line 5 so as to be separated from each other in the direction along the coaxial line 5 in the portion 10 around the coaxial line 5 in the module housing 1. . As a result, when the high frequency signal is transmitted through the inner conductor 51 of the coaxial line 5, the plurality of cavity resonators 13 and 14 transmits the harmonic component (for example, second harmonic) included in the high frequency signal to the amplifier 9 side. The fundamental wave component included in the high-frequency signal is selectively transmitted through the inner conductor 51. Further, when the plurality of cavity resonators 13 and 14 receive a high-frequency signal that is radiated from the output terminal 9b of the amplifier 9 to the housing space 1a and propagates in the waveguide mode, harmonics included in the high-frequency signal (for example, The second harmonic wave component is reflected to the amplifier 9 side, and the fundamental wave component included in the high frequency signal is selectively guided into the inner conductor 51.

また、複数の空洞共振器13、14は、互いに異なる共振周波数を有する。具体的には、複数の空洞共振器13、14は、図2及び図3に示すような構成を有している。図2は、空洞共振器13、14の構成を示す斜視透視図である。図3は、モジュール筺体1における同軸線路5側の外壁面1bに沿って切った断面図であり、空洞共振器13、14の構成を示す断面図である。   The plurality of cavity resonators 13 and 14 have different resonance frequencies. Specifically, the plurality of cavity resonators 13 and 14 have a configuration as shown in FIGS. FIG. 2 is a perspective perspective view showing the configuration of the cavity resonators 13 and 14. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the outer wall surface 1 b on the coaxial line 5 side in the module housing 1, and is a cross-sectional view illustrating the configuration of the cavity resonators 13 and 14.

空洞共振器13は、同軸線路5に垂直な断面で見た場合に略矩形状の空洞11を含む。同軸線路5に垂直な断面で見た場合に、空洞11内には、同軸線路5の内導体51及び誘電体52が含まれている。例えば、空洞11の底面11bには、誘電体52が接している。このとき、例えば、空洞11の長辺及び短辺の一方の長さをaとし、他方の長さをbとすると、空洞共振器13の共振周波数に対応した共振波長λc1は、下記の数式1を満たすように設計される。
λc1=1/√((1/(2a))+(1/(2b)))・・・数式1
The cavity resonator 13 includes a substantially rectangular cavity 11 when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5. When viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5, the cavity 11 includes an inner conductor 51 and a dielectric 52 of the coaxial line 5. For example, the dielectric 52 is in contact with the bottom surface 11 b of the cavity 11. At this time, for example, when one length of the long side and the short side of the cavity 11 is a 1 and the other length is b 1 , the resonance wavelength λ c1 corresponding to the resonance frequency of the cavity resonator 13 is It is designed to satisfy Equation 1 below.
λ c1 = 1 / √ ((1 / (2a 1 )) 2 + (1 / (2b 1 )) 2 ) Equation 1

例えば、空洞共振器13の共振波長λc1が基本波の波長の2倍近傍になるように空洞共振器13を設計した場合、空洞共振器13は、図4に示すような透過/反射特性を示す。図4では、基本波の波長に対応した周波数を10GHzとし2倍波の周波数20GHzとした場合について、透過特性を実線で示し、反射特性を破線で示している。図4に示されるように、内導体51内で伝送される高周波信号や筐体空間1aを介して伝播された高周波信号に対して、高調波(2倍波)の成分は、ほぼ全反射されモジュール外へ出力されにくくなっており、基本波の成分は、非常に良い透過特性を維持したままモジュール外へ出力されやすくなっていることが分かる。 For example, when the cavity resonator 13 is designed so that the resonance wavelength λ c1 of the cavity resonator 13 is close to twice the wavelength of the fundamental wave, the cavity resonator 13 has transmission / reflection characteristics as shown in FIG. Show. In FIG. 4, when the frequency corresponding to the wavelength of the fundamental wave is 10 GHz and the frequency of the double wave is 20 GHz, the transmission characteristic is indicated by a solid line and the reflection characteristic is indicated by a broken line. As shown in FIG. 4, the harmonic (second harmonic) component is substantially totally reflected from the high-frequency signal transmitted in the inner conductor 51 and the high-frequency signal propagated through the housing space 1a. It is difficult to output to the outside of the module, and it can be seen that the fundamental wave component is easily output to the outside of the module while maintaining very good transmission characteristics.

空洞共振器14は、同軸線路5に垂直な断面で見た場合に略矩形状の空洞12を含む。同軸線路5に垂直な断面で見た場合に、空洞12内には、同軸線路5の内導体51及び誘電体52が含まれている。例えば、空洞12の底面12bには、誘電体52が接している。このとき、例えば、空洞12の長辺及び短辺の一方の長さをaとし、他方の長さをbとすると、空洞共振器14の共振周波数に対応した共振波長λc2は、下記の数式2を満たすように設計される。
λc2=1/√((1/(2a))+(1/(2b)))・・・数式2
The cavity resonator 14 includes a substantially rectangular cavity 12 when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5. When viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5, the cavity 12 includes an inner conductor 51 and a dielectric 52 of the coaxial line 5. For example, the dielectric 52 is in contact with the bottom surface 12 b of the cavity 12. At this time, for example, when one length of the long side and the short side of the cavity 12 is a 2 and the other length is b 2 , the resonance wavelength λ c2 corresponding to the resonance frequency of the cavity resonator 14 is: It is designed to satisfy Equation 2 below.
λ c2 = 1 / √ ((1 / (2a 2 )) 2 + (1 / (2b 2 )) 2 ) Equation 2

例えば、空洞共振器14の共振波長λc2が基本波の波長の3倍近傍になるように空洞共振器14を設計した場合、空洞共振器14は、図4に示すものと同様な透過/反射特性を示す。すなわち、内導体51内で伝送される高周波信号や筐体空間1aを介して伝播された高周波信号に対して、高調波(3倍波)の成分は、ほぼ全反射されモジュール外へ出力されにくくなっており、基本波の成分は、非常に良い透過特性を維持したままモジュール外へ出力されやすくなっている。 For example, when the cavity resonator 14 is designed so that the resonance wavelength λ c2 of the cavity resonator 14 is close to three times the wavelength of the fundamental wave, the cavity resonator 14 has the same transmission / reflection as that shown in FIG. Show the characteristics. That is, with respect to the high-frequency signal transmitted in the inner conductor 51 and the high-frequency signal propagated through the housing space 1a, the harmonic (third harmonic) component is almost totally reflected and hardly output to the outside of the module. Therefore, the fundamental wave component is easily output outside the module while maintaining very good transmission characteristics.

ここで、下記の数式3及び数式4の少なくとも一方が成り立つように設計することで、下記の数式5を満たすように複数の空洞共振器13、14を構成できる。
≠a・・・数式3
≠b・・・数式4
λc1≠λc2・・・数式5
なお、図3には、上記の数式3及び数式4の両方を満たす場合の複数の空洞共振器13、14の構成が例示的に示されている。
Here, the plurality of cavity resonators 13 and 14 can be configured to satisfy the following expression 5 by designing so that at least one of the following expression 3 and expression 4 is satisfied.
a 1 ≠ a 2 ... Formula 3
b 1 ≠ b 2 ... Formula 4
λ c1 ≠ λ c2 Equation 5
Note that FIG. 3 exemplarily shows the configuration of the plurality of cavity resonators 13 and 14 in the case where both the above Equation 3 and Equation 4 are satisfied.

ここで、仮に、平面回路にオープンスタブやショートスタブを電気的に接続した高調波抑圧回路により、高調波の抑圧を図る場合について考える。この場合、高調波抑圧回路は、増幅器9の出力端子9bから筐体空間1aへ放射され導波管モードで伝播する高周波信号を受けた際に、その高周波信号に対して高調波の抑圧機能を発揮できない。これにより、モジュール外へ高調波が出力されてしまう傾向にある。   Here, suppose a case where harmonics are suppressed by a harmonic suppression circuit in which an open stub or a short stub is electrically connected to a planar circuit. In this case, when receiving a high frequency signal radiated from the output terminal 9b of the amplifier 9 to the housing space 1a and propagating in the waveguide mode, the harmonic suppression circuit has a harmonic suppression function for the high frequency signal. I can't show it. As a result, harmonics tend to be output outside the module.

それに対して、実施の形態1では、複数の空洞共振器13、14が、増幅器9の出力端子9bから筐体空間1aへ放射され導波管モードで伝播する高周波信号を受けた際に、高周波信号に含まれる高調波の成分を増幅器9側へ反射し、高周波信号に含まれる基本波の成分を選択的に内導体51内へ導く。これにより、伝送線路を介して伝送された高周波信号だけでなく、導波管モードで伝播する高周波信号に対しても、高調波を抑圧できる。   On the other hand, in the first embodiment, when the plurality of cavity resonators 13 and 14 receive a high-frequency signal that is radiated from the output terminal 9b of the amplifier 9 to the housing space 1a and propagates in the waveguide mode, The harmonic component included in the signal is reflected to the amplifier 9 side, and the fundamental component included in the high-frequency signal is selectively guided into the inner conductor 51. Thereby, not only the high frequency signal transmitted through the transmission line but also the high frequency signal propagating in the waveguide mode can be suppressed.

あるいは、仮に、各空洞共振器13、14が、同軸線路5に垂直な断面視において、内導体51及び誘電体52を囲む円盤形状である場合について考える。この場合、空洞共振器13、14の寸法関係が決めにくい。すなわち、内導体51を中心として、抑圧すべき高調波の波長の1/4の半径を持つように各空洞共振器13、14を設計しても、期待する周波数で共振しにくい傾向にある。このため、空洞共振器13、14の設計が困難である。   Alternatively, suppose that each of the cavity resonators 13 and 14 has a disk shape surrounding the inner conductor 51 and the dielectric 52 in a cross-sectional view perpendicular to the coaxial line 5. In this case, it is difficult to determine the dimensional relationship between the cavity resonators 13 and 14. That is, even if each of the cavity resonators 13 and 14 is designed to have a radius that is ¼ of the wavelength of the harmonic to be suppressed with the inner conductor 51 as the center, resonance tends to be difficult at the expected frequency. For this reason, it is difficult to design the cavity resonators 13 and 14.

それに対して、実施の形態1では、各空洞共振器13、14が、同軸線路5に垂直な断面で見た場合に略矩形状である。これにより、空洞共振器13、14の寸法関係を一意的に決めることができる。すなわち、上記の数式1、2を満たすように空洞共振器13、14を設計することで、期待する周波数で共振させることができる(図4参照)。例えば、略矩形状の空洞共振器によれば、円盤形状の空洞共振器に比べて、共振のピークを鋭くでき、不要な高調波成分を確実に遮断することができる一方、共振周波数以外、特に基本波では非常に良い透過特性を維持することができる。このため、空洞共振器13、14の設計を容易にできる。   On the other hand, in the first embodiment, each of the cavity resonators 13 and 14 has a substantially rectangular shape when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5. Thereby, the dimensional relationship between the cavity resonators 13 and 14 can be uniquely determined. That is, by designing the cavity resonators 13 and 14 so as to satisfy the above formulas 1 and 2, it is possible to resonate at an expected frequency (see FIG. 4). For example, according to a substantially rectangular cavity resonator, the resonance peak can be sharpened and unnecessary harmonic components can be reliably cut off, compared to a disk-shaped cavity resonator. The fundamental wave can maintain very good transmission characteristics. For this reason, the cavity resonators 13 and 14 can be easily designed.

また、実施の形態1では、複数の空洞共振器13、14が、互いに異なる共振周波数を有するとともに、同軸線路5を介して互に接続されている。これにより、複数の空洞共振器13、14の全体として、内導体51内で伝送される高周波信号や筐体空間1aを介して伝播された高周波信号に対して、広帯域に高調波を抑圧することができる。さらに、遮断周波数を広帯域化できるため、電気特性の個体差が発生した場合でも、不要な高調波を抑圧可能である。   In the first embodiment, the plurality of cavity resonators 13 and 14 have different resonance frequencies and are connected to each other via the coaxial line 5. Thereby, as a whole of the plurality of cavity resonators 13 and 14, harmonics are suppressed in a wide band with respect to the high-frequency signal transmitted in the inner conductor 51 and the high-frequency signal transmitted through the housing space 1a. Can do. Furthermore, since the cut-off frequency can be widened, unnecessary harmonics can be suppressed even when individual differences in electrical characteristics occur.

また、実施の形態1では、各空洞共振器13、14が、モジュール筐体1内の同軸線路5の周囲の部分10における同軸線路5に沿った方向の一部に配されている。また、複数の空洞共振器13、14は、同軸線路5に沿って並んでいる。これにより、新たな部品等を搭載することなくモジュール筐体1を加工することで上記の機能を達成できることから、高周波モジュール100を大型化することなく、高周波モジュール100の機能向上を図ることができる。   In the first embodiment, the cavity resonators 13 and 14 are arranged in a part of the portion 10 around the coaxial line 5 in the module housing 1 in the direction along the coaxial line 5. The plurality of cavity resonators 13 and 14 are arranged along the coaxial line 5. Thereby, since the above-mentioned function can be achieved by processing the module housing 1 without mounting new parts or the like, the function of the high-frequency module 100 can be improved without increasing the size of the high-frequency module 100. .

なお、実施の形態1では、高周波モジュール100が複数の空洞共振器13、14を備える場合について例示的に説明しているが、高周波モジュール100は1つの空洞共振器を備えるものであってもよい。この場合でも、空洞共振器が同軸線路5に垂直な断面で見た場合に略矩形状であれば、空洞共振器の設計を容易にできる。   In the first embodiment, the case where the high-frequency module 100 includes a plurality of cavity resonators 13 and 14 is exemplarily described. However, the high-frequency module 100 may include one cavity resonator. . Even in this case, when the cavity resonator is substantially rectangular when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5, the cavity resonator can be easily designed.

あるいは、高周波モジュール100iにおいて、図5に示すように、各空洞共振器13i、14iに含まれる空洞11i、12iの底面11bには、誘電体52が接していなくてもよい。すなわち、同軸線路5に垂直な断面で見た場合に、空洞11i、12iの内側に誘電体52が含まれていてもよい。この場合でも、複数の空洞共振器13i、14iは、互いに異なる共振周波数を有するように設計できる。   Alternatively, in the high frequency module 100i, as shown in FIG. 5, the dielectric 52 may not be in contact with the bottom surface 11b of the cavities 11i and 12i included in the respective cavity resonators 13i and 14i. That is, when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line 5, the dielectric 52 may be included inside the cavities 11 i and 12 i. Even in this case, the plurality of cavity resonators 13i and 14i can be designed to have different resonance frequencies.

例えば、空洞11iの長辺及び短辺の一方の長さをcとし、他方の長さをdとすると、空洞共振器13iの共振周波数に対応した共振波長λc1iは、下記の数式6を満たすように設計される。
λc1i=1/√((1/(2c))+(1/(2d)))・・・数式6
For example, when one length of the long side and the short side of the cavity 11i is c 1 and the other length is d 1 , the resonance wavelength λ c1i corresponding to the resonance frequency of the cavity resonator 13 i is expressed by the following formula 6: Designed to meet.
λ c1i = 1 / √ ((1 / (2c 1 )) 2 + (1 / (2d 1 )) 2 ) Equation 6

例えば、空洞12iの長辺及び短辺の一方の長さをcとし、他方の長さをdとすると、空洞共振器14iの共振周波数に対応した共振波長λc2iは、下記の数式7を満たすように設計される。
λc2i=1/√((1/(2c))+(1/(2d)))・・・数式7
For example, the long sides and one of the length of the short side of the cavity 12i and c 2, when the other length and d 2, the resonance wavelength lambda c2i corresponding to the resonant frequency of the cavity resonator 14i is the following equation 7 Designed to meet.
λ c2i = 1 / √ ((1 / (2c 2 )) 2 + (1 / (2d 2 )) 2 ) Equation 7

ここで、下記の数式8及び数式9の少なくとも一方が成り立つように設計することで、下記の数式10を満たすように複数の空洞共振器13i、14iを構成できる。
≠c・・・数式8
≠d・・・数式9
λc1i≠λc2i・・・数式10
Here, by designing so that at least one of the following Equation 8 and Equation 9 is satisfied, the plurality of cavity resonators 13i and 14i can be configured to satisfy the following Equation 10.
c 1 ≠ c 2 ... Formula 8
d 1 ≠ d 2 ... Equation 9
λ c1i ≠ λ c2i Expression 10

1 モジュール筐体、2 基板、3 キャリア、5 同軸線路、9 増幅器、10 周囲の部分、11,11i 空洞、12,12i 空洞、13,13i 空洞共振器、14,14i 空洞共振器、21 伝送線路、41 金リボン、42 金リボン、51 内導体、52 誘電体、53 外導体、54 導体板、100,100i 高周波モジュール。   1 module housing, 2 substrate, 3 carrier, 5 coaxial line, 9 amplifier, 10 peripheral part, 11, 11i cavity, 12, 12i cavity, 13, 13i cavity resonator, 14, 14i cavity resonator, 21 transmission line , 41 gold ribbon, 42 gold ribbon, 51 inner conductor, 52 dielectric, 53 outer conductor, 54 conductor plate, 100, 100i high frequency module.

Claims (1)

モジュール筐体と、
前記モジュール筐体を貫通し、内導体及び誘電体を有する同軸線路と、
前記モジュール筐体に収容され、増幅器で増幅された高周波信号を伝送する基板と、
前記同軸線路と前記基板とを接続する金リボンと、
前記モジュール筐体内の前記同軸線路の周囲の部分における前記同軸線路に沿った方向の一部に、前記同軸線路に沿って並んで配されるとともに、前記同軸線路を介して互いに接続され、かつ互いに異なる共振周波数を有する複数の空洞共振器と、を備え、
前記複数の空洞共振器は、前記同軸線路に垂直な断面で見た場合に各々が略矩形状であり、前記複数の空洞共振器それぞれの空洞内には、前記同軸線路の前記内導体及び前記誘電体が含まれるとともに、前記誘電体はそれぞれの前記空洞の底面と接することを特徴とする高周波モジュール。
A module housing;
A coaxial line passing through the module housing and having an inner conductor and a dielectric;
A substrate that is housed in the module housing and transmits a high-frequency signal amplified by an amplifier;
A gold ribbon connecting the coaxial line and the substrate;
In a part of the module casing around the coaxial line, a part of the direction along the coaxial line is arranged side by side along the coaxial line, connected to each other through the coaxial line, and mutually A plurality of cavity resonators having different resonance frequencies,
Each of the plurality of cavity resonators has a substantially rectangular shape when viewed in a cross section perpendicular to the coaxial line, and the cavity of each of the plurality of cavity resonators includes the inner conductor and the coaxial line. A high frequency module comprising: a dielectric, wherein the dielectric is in contact with a bottom surface of each of the cavities.
JP2017057703A 2017-03-23 2017-03-23 High frequency module Pending JP2017121077A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017057703A JP2017121077A (en) 2017-03-23 2017-03-23 High frequency module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017057703A JP2017121077A (en) 2017-03-23 2017-03-23 High frequency module

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012025225A Division JP6144456B2 (en) 2012-02-08 2012-02-08 High frequency module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017121077A true JP2017121077A (en) 2017-07-06

Family

ID=59272511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017057703A Pending JP2017121077A (en) 2017-03-23 2017-03-23 High frequency module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017121077A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020090812A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 株式会社Pmt Microwave device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010213199A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp High frequency module
JP2013162469A (en) * 2012-02-08 2013-08-19 Mitsubishi Electric Corp High frequency module

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010213199A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp High frequency module
JP2013162469A (en) * 2012-02-08 2013-08-19 Mitsubishi Electric Corp High frequency module

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
小西良弘 著, 「実用マイクロ波技術講座 −理論と実際−」, vol. 第1巻, JPN6015030198, 21 February 2001 (2001-02-21), pages 第39−41頁および第62−65頁 *
板倉清保(ほか1名), 「超高周波回路」, JPN6015000834, 25 February 1963 (1963-02-25), pages 第124−130頁 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020090812A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 株式会社Pmt Microwave device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7518472B2 (en) Transmission line connecting structure and transmission/reception device
JP6723076B2 (en) filter
JP2005260570A (en) Microstripline waveguide converter
JP2006191428A (en) Microstrip line waveguide converter
JP3929197B2 (en) High frequency circuit element
JP3786031B2 (en) High frequency circuit device and transmission / reception device
JP2006222664A (en) Coupling structure in coplanar plane circuit, resonator exciting structure, and filter
KR100509508B1 (en) Dielectric resonator device, high frequency filter, and high frequency oscillator
JP6144456B2 (en) High frequency module
JP5457931B2 (en) Communication device using non-waveguide line-waveguide converter and non-waveguide line-waveguide converter
JP2017121077A (en) High frequency module
JPWO2006003747A1 (en) High frequency circuit device and transmission / reception device
JP2008079085A (en) Transmission line waveguide converter
JP3334680B2 (en) High frequency circuit device and communication device
JP2014171040A (en) Polarized bandpass filter
JP2010213199A (en) High frequency module
JP2006157198A (en) Non-waveguide line/waveguide transformer
WO2005020367A1 (en) Planar dielectric line, high-frequency active circuit, and transmitting/receiving device
JP3988498B2 (en) Waveguide filter
JP2006081160A (en) Transmission path converter
JP2020096030A (en) High frequency module
JP2009252794A (en) High-frequency module
JP4275512B2 (en) Dielectric resonator, dielectric filter, and wireless communication device
KR100769535B1 (en) Transmission line connection structure and transmitter/receiver
JP2022160123A (en) antenna device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180320

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20181002