JP3185834B2 - 高周波線路 - Google Patents
高周波線路Info
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- JP3185834B2 JP3185834B2 JP27047893A JP27047893A JP3185834B2 JP 3185834 B2 JP3185834 B2 JP 3185834B2 JP 27047893 A JP27047893 A JP 27047893A JP 27047893 A JP27047893 A JP 27047893A JP 3185834 B2 JP3185834 B2 JP 3185834B2
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- Japan
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- center conductor
- conductor
- ground conductor
- present
- dielectric film
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば１ＧHz以上の高
周波信号を伝送するための高周波線路に関する。
周波信号を伝送するための高周波線路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の高周波線路として用い
られているマイクロ波ストリップ線路の断面構成を示
す。
られているマイクロ波ストリップ線路の断面構成を示
す。
【０００３】図において、誘電体または半導体の基板１
上に誘電体膜２が形成され、その誘電体膜２上に接地導
体３が形成される。さらに、接地導体３上に厚さｈの誘
電体膜４が形成され、その誘電体膜４上に幅ｗのストリ
ップ形状の中心導体５が形成される。ここで、誘電体膜
４を介して互いに対面するように形成された接地導体３
と中心導体５により、マイクロ波ストリップ線路が構成
される。なお、誘電体膜２がなく、基板１上に接地導体
３を直接形成した場合も同様である。
上に誘電体膜２が形成され、その誘電体膜２上に接地導
体３が形成される。さらに、接地導体３上に厚さｈの誘
電体膜４が形成され、その誘電体膜４上に幅ｗのストリ
ップ形状の中心導体５が形成される。ここで、誘電体膜
４を介して互いに対面するように形成された接地導体３
と中心導体５により、マイクロ波ストリップ線路が構成
される。なお、誘電体膜２がなく、基板１上に接地導体
３を直接形成した場合も同様である。
【０００４】このマイクロ波ストリップ線路に高周波信
号を入力したとき、中心導体５と接地導体３との間に電
磁界が生じ、この電磁界が中心導体５の幅方向と直交す
る長さ方向に伝搬する。
号を入力したとき、中心導体５と接地導体３との間に電
磁界が生じ、この電磁界が中心導体５の幅方向と直交す
る長さ方向に伝搬する。
【０００５】マイクロ波ストリップ線路の特性インピー
ダンスは、中心導体５の幅ｗと誘電体膜４の厚さｈとの
比（ｗ／ｈ）によって決定される。すなわち、所定の特
性インピーダンスに対して、中心導体５の幅ｗと誘電体
膜４の厚さｈはほぼ比例関係にあり、誘電体膜４の厚さ
ｈを薄くすれば中心導体５の幅ｗを小さくできる。この
関係により、マイクロ波ストリップ線路は、集積回路に
適する平面的かつ小型形状とすることができる。
ダンスは、中心導体５の幅ｗと誘電体膜４の厚さｈとの
比（ｗ／ｈ）によって決定される。すなわち、所定の特
性インピーダンスに対して、中心導体５の幅ｗと誘電体
膜４の厚さｈはほぼ比例関係にあり、誘電体膜４の厚さ
ｈを薄くすれば中心導体５の幅ｗを小さくできる。この
関係により、マイクロ波ストリップ線路は、集積回路に
適する平面的かつ小型形状とすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のマイク
ロ波ストリップ線路の構造では、接地導体３と中心導体
５との間の誘電体膜４の厚さｈは数μｍから20μｍ程度
が限界である。したがって、特性インピーダンスが決ま
っていれば中心導体３の幅ｗを無制限に広げることはで
きず、そのためにバイアス電流の上限も制限されてい
た。たとえば、高インピーダンスの高周波線路を介して
能動素子にバイアスを印加する場合には、中心導体３の
幅ｗは数μｍ程度となり、その能動素子に十分な電流を
供給できなかった。
ロ波ストリップ線路の構造では、接地導体３と中心導体
５との間の誘電体膜４の厚さｈは数μｍから20μｍ程度
が限界である。したがって、特性インピーダンスが決ま
っていれば中心導体３の幅ｗを無制限に広げることはで
きず、そのためにバイアス電流の上限も制限されてい
た。たとえば、高インピーダンスの高周波線路を介して
能動素子にバイアスを印加する場合には、中心導体３の
幅ｗは数μｍ程度となり、その能動素子に十分な電流を
供給できなかった。
【０００７】本発明は、従来のマイクロ波ストリップ線
路では成しえなかった大きな電流容量を有する高周波線
路を提供することを目的とする。
路では成しえなかった大きな電流容量を有する高周波線
路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
高周波線路は、誘電体または半導体の基板に平行に配置
され、かつ必要な電流容量を実現する幅を有する中心導
体と、その中心導体の片側に前記基板上に直立形成され
た接地導体からなり、さらに前記中心導体は前記基板上
またはその基板の上方かつ前記接地導体の厚さの範囲内
に、前記接地導体から所定の距離だけ離して形成した構
成である。
高周波線路は、誘電体または半導体の基板に平行に配置
され、かつ必要な電流容量を実現する幅を有する中心導
体と、その中心導体の片側に前記基板上に直立形成され
た接地導体からなり、さらに前記中心導体は前記基板上
またはその基板の上方かつ前記接地導体の厚さの範囲内
に、前記接地導体から所定の距離だけ離して形成した構
成である。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の高周波線路において、基板上で接地導体および中心導
体の周囲の一部または全部を誘電体で覆った構成であ
る。
の高周波線路において、基板上で接地導体および中心導
体の周囲の一部または全部を誘電体で覆った構成であ
る。
【００１０】
【作用】本発明の高周波線路における中心導体と接地導
体は、従来のマイクロ波ストリップ線路の中心導体と接
地導体を90度回転させた状態を形成している。この構造
により、特性インピーダンスは、直接的には中心導体の
厚さｔと接地導体と中心導体５の距離ｄとの比によって
決定されるが、中心導体の厚さｔを一定とすると、特性
インピーダンスは接地導体と中心導体の距離ｄと中心導
体の幅ｗで決定することができる。
体は、従来のマイクロ波ストリップ線路の中心導体と接
地導体を90度回転させた状態を形成している。この構造
により、特性インピーダンスは、直接的には中心導体の
厚さｔと接地導体と中心導体５の距離ｄとの比によって
決定されるが、中心導体の厚さｔを一定とすると、特性
インピーダンスは接地導体と中心導体の距離ｄと中心導
体の幅ｗで決定することができる。
【００１１】すなわち、中心導体の幅ｗを大きくして
も、接地導体と中心導体の距離ｄを変えることにより所
定の特性インピーダンスを維持することができる。これ
は、従来のマイクロ波ストリップ線路において、中心導
体の幅ｗを大きくしかつ誘電体膜の厚さｈも厚くするこ
とに比べて製作上の困難性はほとんどない。したがっ
て、本発明の高周波線路では、中心導体の幅ｗの拡張が
容易になり、大きな電流容量を容易に得ることができ
る。
も、接地導体と中心導体の距離ｄを変えることにより所
定の特性インピーダンスを維持することができる。これ
は、従来のマイクロ波ストリップ線路において、中心導
体の幅ｗを大きくしかつ誘電体膜の厚さｈも厚くするこ
とに比べて製作上の困難性はほとんどない。したがっ
て、本発明の高周波線路では、中心導体の幅ｗの拡張が
容易になり、大きな電流容量を容易に得ることができ
る。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例の構成を示す。
(1)は本実施例の各構成物を立体的に表した図であり、
(2)は (1)におけるＡ−Ａ′断面構成を示す図である。
なお、本実施例では、図１０に示す従来のマイクロ波ス
トリップ線路を構成する各部と機能的に同一のものは、
同一名称で同一符号を付して説明する。
(1)は本実施例の各構成物を立体的に表した図であり、
(2)は (1)におけるＡ−Ａ′断面構成を示す図である。
なお、本実施例では、図１０に示す従来のマイクロ波ス
トリップ線路を構成する各部と機能的に同一のものは、
同一名称で同一符号を付して説明する。
【００１３】図において、誘電体または半導体の基板１
上に、厚さｔ１、幅が基板１の幅に比べて十分に小さい
接地導体３が形成される。さらに、基板１上に接地導体
３を挟む形で厚さｈの誘電体膜２が形成され、その誘電
体膜２上に、幅ｗ、厚さｔのストリップ形状の中心導体
５が接地導体３から距離ｄだけ離して形成される。さら
に、誘電体膜２および中心導体５上に、接地導体３を挟
む形で厚さｈ１の誘電体膜４が形成される。
上に、厚さｔ１、幅が基板１の幅に比べて十分に小さい
接地導体３が形成される。さらに、基板１上に接地導体
３を挟む形で厚さｈの誘電体膜２が形成され、その誘電
体膜２上に、幅ｗ、厚さｔのストリップ形状の中心導体
５が接地導体３から距離ｄだけ離して形成される。さら
に、誘電体膜２および中心導体５上に、接地導体３を挟
む形で厚さｈ１の誘電体膜４が形成される。
【００１４】ここで、中心導体５の上面が接地導体３の
上面より低い位置になるように形成することが条件であ
る。すなわち、ｔ１≧ｈ１＞ｔとする。ただし、中心導
体５は接地導体３の左右いずれの位置にあってもかまわ
ない。また、基板１と接地導体３および誘電体膜２との
間に、パッシベーション膜等の誘電体膜を形成してもよ
い。
上面より低い位置になるように形成することが条件であ
る。すなわち、ｔ１≧ｈ１＞ｔとする。ただし、中心導
体５は接地導体３の左右いずれの位置にあってもかまわ
ない。また、基板１と接地導体３および誘電体膜２との
間に、パッシベーション膜等の誘電体膜を形成してもよ
い。
【００１５】このような構成の高周波線路に高周波信号
を入力したとき、従来のマイクロ波ストリップ線路と同
様に、中心導体５と接地導体３との間に電磁界が生じ、
この電磁界が中心導体５の長さ方向に伝搬する。
を入力したとき、従来のマイクロ波ストリップ線路と同
様に、中心導体５と接地導体３との間に電磁界が生じ、
この電磁界が中心導体５の長さ方向に伝搬する。
【００１６】本実施例における中心導体５と接地導体３
は、図１０に示す従来のマイクロ波ストリップ線路の中
心導体５と接地導体３を90度回転させた状態に相当す
る。すなわち、本実施例の中心導体５の厚さｔは、従来
のマイクロ波ストリップ線路の中心導体５の幅ｗに相当
する。また、本実施例の接地導体３と中心導体５の距離
ｄは、従来のマイクロ波ストリップ線路の接地導体３と
中心導体５の距離である誘電体膜４の厚さｈに相当す
る。したがって、本実施例の高周波線路の特性インピー
ダンスは、中心導体５の厚さｔと接地導体３と中心導体
５の距離ｄとの比（ｔ／ｄ）によって決定される（従来
のマイクロ波ストリップ線路ではｗ／ｈ）。
は、図１０に示す従来のマイクロ波ストリップ線路の中
心導体５と接地導体３を90度回転させた状態に相当す
る。すなわち、本実施例の中心導体５の厚さｔは、従来
のマイクロ波ストリップ線路の中心導体５の幅ｗに相当
する。また、本実施例の接地導体３と中心導体５の距離
ｄは、従来のマイクロ波ストリップ線路の接地導体３と
中心導体５の距離である誘電体膜４の厚さｈに相当す
る。したがって、本実施例の高周波線路の特性インピー
ダンスは、中心導体５の厚さｔと接地導体３と中心導体
５の距離ｄとの比（ｔ／ｄ）によって決定される（従来
のマイクロ波ストリップ線路ではｗ／ｈ）。
【００１７】ただし、中心導体５の厚さｔを一定とする
と、特性インピーダンスは接地導体３と中心導体５の距
離ｄと中心導体５の幅ｗで決定される。ここで、中心導
体５の幅ｗ（μｍ）に対する特性インピーダンスＺ
0 （Ω）を有限要素法を用いて計算した結果（ｗ−Ｚ0
の関係）を図２に示す。計算条件は、 誘電体膜２，４の比誘電率 εr ＝3.3 誘電体膜２の厚さ ｈ ＝５μｍ 誘電体膜４の厚さ ｈ１＝５μｍ 中心導体５の厚さ ｔ ＝１μｍ 接地導体３の厚さ ｔ１＝10μｍ 計算周波数 ｆ ＝10ＧHz とし、接地導体３と中心導体５の距離ｄを２μｍ，４μ
ｍ，６μｍとしたときの計算結果である。この計算によ
れば、中心導体５の幅ｗに応じた特性インピーダンスの
値の変動は少なく、かつ距離ｄを変えることにより特性
インピーダンスをほぼ一定に維持できることがわかる。
すなわち、高周波信号に対する線路特性を維持したま
ま、中心導体５の幅ｗを広げて線路の直流の電流容量を
拡大することができる。図３は、特性インピーダンスＺ
0 を一定にしたときのｗ−ｄの関係を示す。
と、特性インピーダンスは接地導体３と中心導体５の距
離ｄと中心導体５の幅ｗで決定される。ここで、中心導
体５の幅ｗ（μｍ）に対する特性インピーダンスＺ
0 （Ω）を有限要素法を用いて計算した結果（ｗ−Ｚ0
の関係）を図２に示す。計算条件は、 誘電体膜２，４の比誘電率 εr ＝3.3 誘電体膜２の厚さ ｈ ＝５μｍ 誘電体膜４の厚さ ｈ１＝５μｍ 中心導体５の厚さ ｔ ＝１μｍ 接地導体３の厚さ ｔ１＝10μｍ 計算周波数 ｆ ＝10ＧHz とし、接地導体３と中心導体５の距離ｄを２μｍ，４μ
ｍ，６μｍとしたときの計算結果である。この計算によ
れば、中心導体５の幅ｗに応じた特性インピーダンスの
値の変動は少なく、かつ距離ｄを変えることにより特性
インピーダンスをほぼ一定に維持できることがわかる。
すなわち、高周波信号に対する線路特性を維持したま
ま、中心導体５の幅ｗを広げて線路の直流の電流容量を
拡大することができる。図３は、特性インピーダンスＺ
0 を一定にしたときのｗ−ｄの関係を示す。
【００１８】なお、特性インピーダンスをほぼ一定に維
持しながら中心導体５の幅ｗを大きくするには、従来の
マイクロ波ストリップ線路では誘電体膜４の厚さｈも厚
くしなければならなかったが、本実施例の構成では図３
に示すように、接地導体３と中心導体５の距離ｄを調整
すればよく、製作上の困難性はほとんどない。
持しながら中心導体５の幅ｗを大きくするには、従来の
マイクロ波ストリップ線路では誘電体膜４の厚さｈも厚
くしなければならなかったが、本実施例の構成では図３
に示すように、接地導体３と中心導体５の距離ｄを調整
すればよく、製作上の困難性はほとんどない。
【００１９】また、本実施例の高周波線路において、接
地導体３の両側に信号線となる中心導体５を並列に配置
したときの２つの信号線間隔は、従来のマイクロ波スト
リップ線路を並列に配置した場合に比べて小さくできる
ので、回路の小型化および高集積化を容易に図ることが
できる。
地導体３の両側に信号線となる中心導体５を並列に配置
したときの２つの信号線間隔は、従来のマイクロ波スト
リップ線路を並列に配置した場合に比べて小さくできる
ので、回路の小型化および高集積化を容易に図ることが
できる。
【００２０】以下、本発明の高周波線路の他の実施例に
ついて、図４〜図９を参照して説明する。図４は、本発
明の第２実施例の断面構成を示す。本実施例は、第１実
施例の構成において、誘電体膜４を空気で置き換えたも
のである。したがって、その動作原理は第１実施例と同
じであり、ほぼ同様の特性を得ることができる。
ついて、図４〜図９を参照して説明する。図４は、本発
明の第２実施例の断面構成を示す。本実施例は、第１実
施例の構成において、誘電体膜４を空気で置き換えたも
のである。したがって、その動作原理は第１実施例と同
じであり、ほぼ同様の特性を得ることができる。
【００２１】図５は、本発明の第３実施例の断面構成を
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、誘電体
膜２および誘電体膜４を空気で置き換え、中心導体５を
エアブリッジ構造で形成したものである。したがって、
その動作原理は第１実施例と同じであり、ほぼ同様の特
性を得ることができる。
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、誘電体
膜２および誘電体膜４を空気で置き換え、中心導体５を
エアブリッジ構造で形成したものである。したがって、
その動作原理は第１実施例と同じであり、ほぼ同様の特
性を得ることができる。
【００２２】図６は、本発明の第４実施例の断面構成を
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、誘電体
膜２を省き、基板１上に中心導体５を直接形成したもの
である。したがって、その動作原理は第１実施例と同じ
であり、ほぼ同様の特性を得ることができる。
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、誘電体
膜２を省き、基板１上に中心導体５を直接形成したもの
である。したがって、その動作原理は第１実施例と同じ
であり、ほぼ同様の特性を得ることができる。
【００２３】図７は、本発明の第５実施例の断面構成を
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、中心導
体５を「コの字形」に形成したものである。したがっ
て、その動作原理は第１実施例と同じであるが、中心導
体５を「コの字形」にしたことにより中心導体５の断面
積が広がり、さらに線路の直流の電流容量を拡大するこ
とができる。
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、中心導
体５を「コの字形」に形成したものである。したがっ
て、その動作原理は第１実施例と同じであるが、中心導
体５を「コの字形」にしたことにより中心導体５の断面
積が広がり、さらに線路の直流の電流容量を拡大するこ
とができる。
【００２４】図８は、本発明の第６実施例の断面構成を
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、中心導
体５を90度回転した「Ｌ字形」に形成したものである。
したがって、その動作原理は第１実施例と同じである
が、中心導体５を「Ｌ字形」にしたことにより中心導体
５の断面積が広がり、さらに線路の直流の電流容量を拡
大することができる。なお、接地導体３から離れた位置
に中心導体５の肉厚部をもってきたことにより、線路特
性に与える影響は少ない。
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、中心導
体５を90度回転した「Ｌ字形」に形成したものである。
したがって、その動作原理は第１実施例と同じである
が、中心導体５を「Ｌ字形」にしたことにより中心導体
５の断面積が広がり、さらに線路の直流の電流容量を拡
大することができる。なお、接地導体３から離れた位置
に中心導体５の肉厚部をもってきたことにより、線路特
性に与える影響は少ない。
【００２５】図９は、本発明の第７実施例の断面構成を
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、中心導
体５を−90度回転した「Ｔ字形」に形成したものであ
る。したがって、その動作原理は第１実施例と同じであ
るが、中心導体５を「Ｔ字形」にしたことにより中心導
体５の断面積が広がり、さらに線路の直流の電流容量を
拡大することができる。なお、接地導体３から離れた位
置に中心導体５の肉厚部をもってきたことにより、線路
特性に与える影響は少ない。
示す。本実施例は、第１実施例の構成において、中心導
体５を−90度回転した「Ｔ字形」に形成したものであ
る。したがって、その動作原理は第１実施例と同じであ
るが、中心導体５を「Ｔ字形」にしたことにより中心導
体５の断面積が広がり、さらに線路の直流の電流容量を
拡大することができる。なお、接地導体３から離れた位
置に中心導体５の肉厚部をもってきたことにより、線路
特性に与える影響は少ない。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波線
路は、接地導体と中心導体の距離ｄを変えれば、特性イ
ンピーダンスをほぼ一定に維持しながら中心導体の幅ｗ
を大きくすることができる。すなわち、高周波信号に対
する線路特性を維持したまま、電流容量を大幅にかつ容
易に拡大することができる。
路は、接地導体と中心導体の距離ｄを変えれば、特性イ
ンピーダンスをほぼ一定に維持しながら中心導体の幅ｗ
を大きくすることができる。すなわち、高周波信号に対
する線路特性を維持したまま、電流容量を大幅にかつ容
易に拡大することができる。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図。
【図２】ｗ−Ｚ0 の関係（ｄ一定）を示すグラフ。
【図３】ｗ−ｄの関係（Ｚ0 一定）を示すグラフ。
【図４】本発明の第２実施例の断面構成を示す図。
【図５】本発明の第３実施例の断面構成を示す図。
【図６】本発明の第４実施例の断面構成を示す図。
【図７】本発明の第５実施例の断面構成を示す図。
【図８】本発明の第６実施例の断面構成を示す図。
【図９】本発明の第７実施例の断面構成を示す図。
【図１０】従来のマイクロ波ストリップ線路の断面構成
を示す図。
を示す図。
１ 基板 ２，４ 誘電体膜 ３ 接地導体 ５ 中心導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鴨川 健司 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−37207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 3/08
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体または半導体の基板に平行に配置
され、かつ必要な電流容量を実現する幅を有する中心導
体と、その中心導体の片側に前記基板上に直立形成され
た接地導体からなり、さらに前記中心導体は前記基板上
またはその基板の上方かつ前記接地導体の厚さの範囲内
に、前記接地導体から所定の距離だけ離して形成された
ことを特徴とする高周波線路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高周波線路において、
基板上で接地導体および中心導体の周囲の一部または全
部を誘電体で覆ったことを特徴とする高周波線路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27047893A JP3185834B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 高周波線路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27047893A JP3185834B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 高周波線路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07131210A JPH07131210A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3185834B2 true JP3185834B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=17486863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27047893A Expired - Lifetime JP3185834B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 高周波線路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185834B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP27047893A patent/JP3185834B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07131210A (ja) | 1995-05-19 |
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