JP3780394B2 - 高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品 - Google Patents
高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品、例えば遅延線路部品、高周波スイッチ部品、高周波フィルタ部品、又は分波フィルタ部品等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば高周波伝送線路部品として、図１５に示すものが提案されている。この高周波伝送線路部品１５１は、一つの伝送線路導体からなる１本の伝送線路１５２を表面に設けた誘電体シート１５３と、グランド導体１５４を表面に設けた誘電体シート１５３と、保護用シート１５３等を積層したものである。伝送線路１５２を表面に設けた誘電体シート１５３は、グランド導体１５４を表面に設けた２枚の誘電体シート１５３の間に配設されている。従って、この高周波伝送線路部品１５１は、二つのグランド導体１５４の間に、所定の特性インピーダンスを有する１本の伝送線路１５２を１層で構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波伝送線路部品１５１は、二つのグランド導体１５４の間に伝送線路１５２を１層で構成するものであったため、一層当たりの伝送線路の長さが長くなり、部品サイズが大きくなるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、所定の特性インピーダンスを確保し、かつ、小型化が可能な高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明に係る高周波伝送線路は、複数の誘電体層と複数の伝送線路導体を積層して、前記複数の伝送線路導体を、積層方向に誘電体層を介して略対向させると共に、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせ、かつ、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する波長λの高周波信号の進行方向が相互に逆方向であって、伝送線路導体の重なり合った部分の線路長の合計がλ／４以下となるように電気的に直列に接続して１本の伝送線路を形成し、かつ、この伝送線路を内蔵した積層体を構成したことを特徴とする。
【０００６】
さらに、高周波伝送線路は、伝送線路に対して積層方向に誘電体層を介して対向したグランド導体を前記積層体に設けると共に、このグランド導体が前記伝送線路と非導通状態であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る高周波伝送線路を有した電子部品は、前述の高周波伝送線路と、この高周波伝送線路に電気的に接続された電気機能素子とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
以上の構成により、伝送線路が複数層で構成されるため、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは、従来より短くてすむ。従って、部品のサイズが従来より小さくなる。
【０００９】
さらに、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせているため、積層ずれによる特性インピーダンスの変動を抑えることができる。また、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する高周波信号の進行方向が相互に逆方向であるため、伝送線路導体のそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となる。従って、隣り合う二つの伝送線路導体の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体間の結合が小さくなる。さらに、高周波信号の波長をλとすると、伝送線路導体の重なり合った部分の線路長の合計をλ／４以下としたため、伝送線路を伝播する高周波信号のうちで最も大きな結合を得られる中心周波数を高くすることができ、この中心周波数より低い周波数での結合を小さく抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１実施形態、図１〜図３］
図１に示すように、高周波伝送線路部品１は、伝送線路導体２ａ，２ｂ及びビアホール６をそれぞれ設けた誘電体シート５と、グランド導体４を設けた誘電体シート５と、保護用誘電体シート５等にて構成されている。
【００１２】
伝送線路導体２ａ，２ｂは、それぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体２ａの引出し部３ａはシート５の手前側の辺の左側部に露出し、伝送線路導体２ｂの引出し部３ｂはシート５の奥側の辺の左側部に露出している。さらに、伝送線路導体２ａ，２ｂは、引出し部３ａ，３ｂを残して、シート５を挟んで対向している。第１実施形態では、伝送線路導体２ａ，２ｂは積層方向に完全に重なり合うように配置されている（図３参照）。ただし、伝送線路導体２ａ，２ｂの配置は必ずしもこれに限るものではなく、例えば、導体幅の略半分が重なり合うように伝送線路導体２ａ，２ｂを配置してもよい。伝送線路導体２ａ，２ｂは、ビアホール６を介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路（例えば１／４波長の分布定数線路）２を形成する。
【００１３】
グランド導体４は、シート５の表面に広面積に設けられている。グランド導体４の引出し部４ａはシート５の左辺に露出し、引出し部４ｂはシート５の右辺に露出し、引出し部４ｃはシート５の手前側の辺の右側部に露出し、引出し部４ｄはシート５の奥側の辺の右側部に露出している。
【００１４】
導体２ａ，２ｂ，４はＡｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ等からなり、シート５の表面に、周知の印刷法やスパッタリング法や真空蒸着法等の方法によって形成される。矩形状誘電体シート５は、誘電体セラミック粉末を結合剤等と共に混練したものをシート状にしたものである。
【００１５】
以上の構成からなる各シート５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図２に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれ入力端子１１及びグランド端子１３が形成され、奥側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれ出力端子１２及びグランド端子１４が形成される。さらに、積層体の左右の側面部には、それぞれグランド端子１５，１６が形成される。これらの端子１１〜１６は、スパッタリング法、真空蒸着法、あるいは塗布焼付等の方法にて形成される。
【００１６】
入力端子１１は伝送線路２の一方の端部、具体的には伝送線路導体２ａの引出し部３ａに電気的に接続している。出力端子１２は伝送線路２の他方の端部、具体的には伝送線路導体２ｂの引出し部３ｂに電気的に接続している。グランド端子１３，１４，１５，１６は、それぞれグランド導体４の引出し部４ｃ，４ｄ，４ａ，４ｂに電気的に接続している。
【００１７】
こうして得られた高周波伝送線路部品１は、図３に示すように、上下に配置された二つのグランド導体４，４の間に、１本の伝送線路２が伝送線路導体２ａと２ｂの２層で構成されている。従って、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは、従来の略１／２となる。この結果、伝送線路部品１は、従来の高周波伝送線路部品と比較して、小さい部品サイズで所定の特性インピーダンスを確保することができる。
【００１８】
また、入力端子１１に入った高周波信号が、伝送線路２を伝播して出力端子１２から出力される場合、図１に示すように、伝送線路導体２ａを伝播する高周波信号の進行方向ａと、伝送線路導体２ｂを伝播する高周波信号の進行方向ｂとが逆方向となる。従って、図３に示すように、伝送線路導体２ａ，２ｂのそれぞれの周囲に発生する磁束φ１，φ２の周回方向が逆方向となり、伝送線路導体２ａと２ｂはこの相互に逆方向に周回する磁束φ１とφ２によって磁気的に打消し合い、容量結合することになる。このため、例えば伝送線路導体２ａと２ｂの間隔を１００μｍ程度に設定することにより、伝送線路導体２ａと２ｂ間の結合を小さくすることができ、５０Ω等の所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００１９】
さらに、伝送線路２において、伝送線路導体２ａ，２ｂが積層方向に重なっている部分の線路長をＬとすると、Ｌ＝λ／４となる波長λの高周波信号が伝送線路２を伝播した際に、最も大きな結合が生じる。従って、この重なっている部分の線路長Ｌを短くすることで、伝送線路２を伝播する高周波信号のうちで最も大きな結合が得られる高周波信号の周波数（以下、中心周波数と記す）を高くすることができ、この中心周波数より低い周波数の使用周波数での結合を小さく抑えることができる。
【００２０】
また、伝送線路部品１は、積層方向において伝送線路２の上下にグランド導体４，４を配設しているので、外部の電磁界ノイズから伝送線路２を遮蔽する効果も有している。さらに、伝送線路導体２ａ，２ｂの導体幅、あるいは伝送線路導体２ａ，２ｂとグランド導体４の間隔、あるいは伝送線路導体２ａと２ｂの重なり面積、あるいは伝送線路導体２ａ，２ｂ相互の間隔を任意に設定することにより、特性インピーダンスを所望の値に調整することができる。
【００２１】
［第２実施形態、図４〜図７］
図４に示すように、高周波伝送線路部品２１は、伝送線路導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及びビアホール２６ａ，２６ｂをそれぞれ設けた誘電体シート２５と、グランド導体２４を設けた誘電体シート２５と、保護用誘電体シート２５等にて構成されている。
【００２２】
伝送線路導体２２ａ〜２２ｃは、それぞれ大略ミアンダ形状をしている。伝送線路導体２２ａ，２２ｃの引出し部２３ａ，２３ｃは、それぞれシート２５の手前側の辺の左側部及び右側部に露出している。さらに、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃは、引出し部２３ａ、２３ｃを残して、シート２５を挟んで対向し、電磁気的に結合している。伝送線路導体２２ａ〜２２ｃは、ビアホール２６ａ，２６ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路２２を形成する。
【００２３】
グランド導体２４は、シート２５の表面に広面積に設けられている。グランド導体２４の引出し部２４ａ，２４ｂはそれぞれシート２５の左辺及び右辺に露出し、引出し部２４ｃ，２４ｄはそれぞれシート２５の奥側の辺の左側部及び右側部に露出している。
【００２４】
以上の構成からなる各シート２５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図５に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左寄り及び右寄りの位置には、それぞれ入力端子３１及び出力端子３２が形成され、奥側の側面部の左寄り及び右寄りの位置には、それぞれグランド端子３５，３６が形成され、左右の側面部には、それぞれグランド端子３３，３４が形成される。
【００２５】
入力端子３１は伝送線路２２の一方の端部、具体的には伝送線路導体２２ａの引出し部２３ａに電気的に接続している。出力端子３２は伝送線路２２の他方の端部、具体的には伝送線路導体２２ｃの引出し部２３ｃに電気的に接続している。グランド端子３３，３４，３５，３６は、それぞれグランド導体２４の引出し部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに電気的に接続している。
【００２６】
こうして得られた高周波伝送線路部品２１は、図６（Ａ）に示すように、上下に配置された二つのグランド導体２４，２４の間に、１本の伝送線路２２が伝送線路導体２２ａと２２ｂと２２ｃの３層で構成されているので、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは従来の１／３となる。従って、伝送線路部品２１を従来の高周波伝送線路部品と比較して小型にすることができる。
【００２７】
ここで、図６（Ｂ）に示すように、一対のグランド導体２４の間に、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃのうちの一つしか配置しない構造を有する伝送線路部品と比較する。グランド導体２４と伝送線路導体２２ａ（又は２２ｂ，２２ｃ）の間隔Ｔ１を１５０μｍ程度とすると、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ相互の間隔Ｔ２は１００μｍ程度にできる。従って、図６（Ｂ）に示されている構造の伝送線路部品の寸法Ｔ４は９００μｍ程度となるのに対して、第２実施形態の伝送線路部品２１の寸法Ｔ３は５００μｍ程度に抑えることができる。
【００２８】
また、図４に示すように、伝送線路導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ伝播する高周波信号の進行方向ａとｂ、並びにｂとｃが逆方向となる。従って、図６（Ａ）に示すように、伝送線路導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれの周囲に発生する磁束φ１，φ２，φ３において、磁束φ１とφ２の周回方向が相互に逆方向となり、磁束φ２とφ３の周回方向が相互に逆方向となる。この結果、伝送線路部品２１は、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ相互の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ間の結合を小さくすることができ、所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００２９】
また、特性インピーダンスを所定値に調整するため、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃの導体幅、あるいは伝送線路導体２２ａ〜２２ｃとグランド導体２４の間隔、あるいは伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ相互の間隔を任意に設定することができる。特に、図７に示すように、積層方向において、最も外側に位置している伝送線路導体２２ａ，２２ｃと内側に位置している伝送線路導体２２ｂのそれぞれの導体幅を異ならせておけば、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃの積層ずれによる特性インピーダンスの変動を抑えることができるので、有効である。
【００３０】
［第３実施形態、図８及び図９］
図８に示すように、高周波伝送線路部品４１は、伝送線路導体４２ａ，４２ｃを設けた誘電体シート４５と、伝送線路導体４２ｂを設けた誘電体シート４５と、グランド導体４４を設けた誘電体シート４５と、保護用誘電体シート４５等にて構成されている。
【００３１】
伝送線路導体４２ａ〜４２ｃは、それぞれ大略ミアンダ形状をしている。伝送線路導体４２ａ，４２ｃの引出し部４３ａ，４３ｃは、それぞれシート４５の手前側の辺の中央左寄りの位置及び中央右寄りの位置に露出している。さらに、伝送線路導体４２ａ〜４２ｃは、引出し部４３ａ，４３ｃを残してシート４５を挟んで対向し、電磁気的に結合している。伝送線路導体４２ａ〜４２ｃは、ビアホール４６ａ，４６ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路４２を形成する。
【００３２】
グランド導体４４は、シート４５の表面に広面積に設けられている。グランド導体４４の引出し部４４ａ，４４ｂはそれぞれシート４５の左辺及び右辺に露出し、引出し部４４ｃ，４４ｄはそれぞれシート４５の奥側の辺の中央左寄りの位置及び中央右寄りの位置に露出している。
【００３３】
以上の構成からなる各シート４５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図９に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の中央左寄り及び中央右寄りの位置には、それぞれ入力端子５１及び出力端子５２が形成され、奥側の側面部の中央左寄り及び右寄りの位置には、それぞれグランド端子５５，５６が形成され、左右の側面部にはそれぞれグランド端子５３，５４が形成される。
【００３４】
入力端子５１は伝送線路４２の一方の端部、具体的には伝送線路導体４２ａの引出し部４３ａに電気的に接続している。出力端子５２は伝送線路４２の他方の端部、具体的には伝送線路導体４２ｃの引出し部４３ｃに電気的に接続している。グランド端子５３，５４，５５，５６は、それぞれグランド導体４４の引出し部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに電気的に接続している。
【００３５】
こうして得られた高周波伝送線路部品４１は、上下に配置された二つのグランド導体４４，４４の間に、１本の伝送線路４２が、伝送線路導体４２ａ，４２ｃの層と、伝送線路導体４２ｂの層の２層で構成されている。従って、特性インピーダンスが一定であれば、一層あたりの伝送線路導体の長さは、従来の長さより短くなる。この結果、伝送線路部品４１は、従来の高周波伝送線路部品と比較して小型にすることができる。
【００３６】
また、図８に示すように、伝送線路導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃをそれぞれ伝播する高周波信号の進行方向ａとｂ、並びにｂとｃが逆方向となる。従って、伝送線路導体４２ａ，４２ｂのそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となり、同様に、伝送線路導体４２ｂ，４２ｃのそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となる。この結果、伝送線路部品４１は、伝送線路導体４２ａ〜４２ｃ相互の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体４２ａ〜４２ｃ間の結合を小さくすることができ、所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００３７】
［第４実施形態、図１０及び図１１］
図１０に示すように、高周波伝送線路部品６１は、伝送線路導体６２ａ，６２ｂ及びビアホール６６をそれぞれ設けた誘電体シート６５と、グランド導体６４を設けた誘電体シート６５と、保護用誘電体シート６５等にて構成されている。
【００３８】
伝送線路導体６２ａの引出し部６３ａはシート６５の手前側の辺の左側部に露出し、伝送線路導体６２ｂの引出し部６３ｂはシート６５の奥側の辺の左側部に露出している。さらに、伝送線路導体６２ａ，６２ｂは、引出し部６３ａ，６３ｂを残してシート６５を挟んで対向している。伝送線路導体６２ａ，６２ｂはビアホール６６を介して直列に電気的に接続され、１本の伝送線路６２を形成する。
【００３９】
グランド導体６４は、シート６５の表面に広面積に設けられている。グランド導体６４の引出し部６４ａ，６４ｂはそれぞれシート６５の左辺及び右辺に露出し、引出し部６４ｃはシート６５の手前側の辺の右側部に露出し、引出し部６４ｄ，６４ｅはそれぞれシート６５の奥側の辺の右側部及び左側部に露出している。
【００４０】
以上の構成からなる各シート６５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図１１に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれ入出力端子７１及びグランド端子７３が形成され、奥側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれグランド端子７２，７４が形成され、左右の側面部には、それぞれグランド端子７５，７６が形成される。
【００４１】
入出力端子７１は、伝送線路６２の一方の端部、具体的には伝送線路導体６２ａの引出し部６３ａに電気的に接続している。グランド端子７２は伝送線路６２の他方の端部、具体的には伝送線路導体６２ｂの引出し部６３ｂおよびグランド導体６４の引出し部６４ｅに電気的に接続している。グランド端子７３，７４，７５，７６は、それぞれグランド導体６４の引出し部６４ｃ、６４ｄ、６４ａ，６４ｂに電気的に接続している。なお、この実施形態においては、伝送線路導体６２ｂの引出し部６３ｂとグランド導体６４とが電気的に接続されているが、回路構成上必要な場合に限って接続されるものである。
【００４２】
こうして得られた高周波伝送線路部品６１は、前記第１実施形態の伝送線路部品１と同様の作用効果を奏する。
【００４３】
［第５実施形態、図１２〜図１４］
第５実施形態は、高周波伝送経路を有した電子部品の一例として、高周波スイッチ部品を例にして説明する。
【００４４】
図１２に示すように、高周波スイッチ部品８１は、伝送線路導体８２ａ，８２ｂ等を設けた誘電体シート９５と、グランド導体８４を設けた誘電体シート９５と、コンデンサ導体８５，８６を設けた誘電体シート９５と、伝送線路導体８７ａ〜８７ｃ，８８ａ〜８８ｃをそれぞれ設けた誘電体シート９５と、ビアホール付きパッド１０７ａ〜１１０ｂを設けた誘電体シート９５等にて構成されている。
【００４５】
伝送線路導体８７ａ，８７ｂ，８７ｃは、それぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体８７ａの引出し部８９ａはシート９５の奥側の辺の左側部に露出し、伝送線路導体８７ｃの引出し部８９ｃはシート９５の手前側の辺の左側部に露出している。さらに、伝送線路導体８７ａ〜８７ｃは、引出し部８９ａ，８９ｃを残してシート９５を挟んで対向している。これらの伝送線路導体８７ａ〜８７ｃは、シート９５に設けたビアホール１２０ａ、１２０ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路８７を形成する。
【００４６】
同様に、伝送線路導体８８ａ，８８ｂ，８８ｃはそれぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体８８ａの引出し部９０ａはシート９５の奥側の辺の右側部に露出し、伝送線路導体８８ｃの引出し部９０ｃはシート９５の手前側の辺の中央部に露出している。さらに、伝送線路導体８８ａ〜８８ｃは、引出し部９０ａ，９０ｃを残してシート９５を挟んで対向している。これらの伝送線路導体８８ａ〜８８ｃは、シート９５に設けたビアホール１２１ａ，１２１ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路８８を形成する。伝送線路８７，８８の線路長は、λ／１６以上λ／２以下の範囲とされ、通常は略λ／４である。λは使用周波数の波長である。
【００４７】
伝送線路導体８２ａ，８２ｂはそれぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体８２ｂの引出し部８３はシート９５の手前側の辺の中央部に露出している。さらに、伝送線路導体８２ａ，８２ｂは、引出し部８３を残してシート９５を挟んで対向している。これらの伝送線路導体８２ａ，８２ｂは、シート９５に設けたビアホール１２２を介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路８２を形成する。
【００４８】
グランド導体８４は、シート９５の表面に広面積に設けられている。グランド導体８４の引出し部８４ａはシート９５の左辺に露出し、引出し部８４ｂはシート９５の右辺に露出し、引出し部８４ｃはシート９５の奥側の辺の中央部に露出している。
【００４９】
コンデンサ導体８５，８６は、それぞれシート９５の表面の左側及び右側に設けられている。コンデンサ導体８５の引出し部８５ａはシート９５の手前側の辺の左側部に露出している。これらのコンデンサ導体８５，８６はそれぞれシート９５を挟んでグランド導体８４に対向しており、グランド導体８４と共にコンデンサＣ１，Ｃ２を形成する。
【００５０】
さらに、伝送線路導体８２ａが設けられているシート９５の表面には、引出し導体１００，１０１，１０２，１０３及び中継導体１０４が設けられている。引出し導体１００，１０１の一端は、それぞれシート９５の奥側の辺の左側部及び右側部に露出し、引出し導体１０２，１０３の一端はそれぞれシート９５の手前側の辺の中央部及び右側部に露出している。そして、伝送線路導体８２ａはビアホール付きパッド１０９ｂに電気的に接続され、引出し導体１０１，１０２，１０３はそれぞれビアホール付きパッド１０８ｂ，１０７ａ，１１０ａに電気的に接続される。中継導体１０４はビアホール付きパッド１１０ｂ及び１０８ａに電気的に接続されると共に、シート９５に設けたビアホール１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃを介してコンデンサ導体８６に電気的に接続される。
【００５１】
以上の構成からなる各シート９５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図１３に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側、中央及び右側の位置には、それぞれ電圧制御用端子Ｖｃ１、アンテナ用端子ＡＮＴ及び電圧制御用端子Ｖｃ２が形成される。積層体の奥側の側面部の左側、中央及び右側の位置には、それぞれ送信回路用端子ＴＸ、グランド端子Ｇ３及び受信回路用端子ＲＸが形成される。さらに、積層体の左右の側面部には、それぞれグランド端子Ｇ１，Ｇ２が形成される。
【００５２】
送信回路用端子ＴＸは、伝送線路８７の一方の端部、具体的には伝送線路導体８７ａの引出し部８９ａと、引出し導体１００とに電気的に接続している。受信回路用端子ＲＸは、伝送線路８８の一方の端部、具体的には伝送線路導体８８ａの引出し部９０ａと、引出し導体１０１とに電気的に接続している。アンテナ用端子ＡＮＴは、伝送線路８２の一方の端部、具体的には伝送線路導体８２ｂの引出し部８３と、引出し導体１０２と、伝送線路８８の他方の端部、具体的に伝送線路導体８８ｃの引出し部９０ｃとに電気的に接続している。電圧制御用端子Ｖｃ１は、伝送線路８７の他方の端部、具体的には伝送線路導体８７ｃの引出し部８９ｃと、コンデンサ導体８５の引出し部８５ａとに電気的に接続している。電圧制御用端子Ｖｃ２は、引出し導体１０３に電気的に接続している。グランド端子Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３はそれぞれグランド導体８４の引出し部８４ａ，８４ｂ，８４ｃに電気的に接続している。
【００５３】
さらに、積層体の上面のパッド１０７ａ，１０７ｂにはそれぞれダイオード素子Ｄ１のカソード電極及びアノード電極が半田付けされ、パッド１０８ａ，１０８ｂにはそれぞれダイオード素子Ｄ２のカソード電極及びアノード電極が半田付けされ、パッド１０９ａ，１０９ｂにはそれぞれコンデンサ素子Ｃ３の端子電極が半田付けされ、パッド１１０ａ、１１０ｂにはそれぞれ抵抗素子Ｒの端子電極が半田付けされる。
【００５４】
図１４は、以上の構成からなる高周波スイッチ部品８１の電気等価回路図である。送信回路用端子ＴＸにはダイオード素子Ｄ１のアノードが接続されている。ダイオード素子Ｄ１のアノードは、伝送線路８７及びコンデンサＣ１の直列回路を介し、グランドに接地している。伝送線路８７とコンデンサＣ１との中間点には電圧制御用端子Ｖｃ１が接続している。この電圧制御用端子Ｖｃ１には、高周波スイッチ部品８１の伝送路切り換えを行うためのコントロール回路が接続される。ダイオード素子Ｄ１の両端（アノード・カソード間）には、伝送線路８２及びコンデンサ素子Ｃ３の直列回路が接続している。伝送線路８２及びコンデンサ素子Ｃ３は、ダイオード素子Ｄ１がＯＦＦ状態のときのアイソレーションを確保するためのものである。さらに、ダイオード素子Ｄ１のカソードは、アンテナ用端子ＡＮＴに接続している。
【００５５】
アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路８８を介して受信回路用端子ＲＸが接続している。さらに、受信回路用端子ＲＸには、ダイオード素子Ｄ２のアノードが接続している。ダイオード素子Ｄ２のカソードは、コンデンサＣ２を介し、グランドに接地している。ダイオード素子Ｄ２とコンデンサＣ２との中間点には、抵抗素子Ｒを介して電圧制御用端子Ｖｃ２が接続している。この電圧制御用端子Ｖｃ２には、前記電圧制御用端子Ｖｃ１と同様に、高周波スイッチ部品８１の伝送路切り換えを行うためのコントロール回路が接続される。
【００５６】
なお、図１４の中で点線で表示しているように、ダイオード素子Ｄ１に対して並列に、逆バイアス印加時の電圧安定化のための抵抗素子Ｒａを接続したり、ＯＦＦ状態のときのアイソレーションを確保するためのコンデンサ素子Ｃａを接続してもよい。また、ダイオード素子Ｄ２についても、ダイオード素子Ｄ１と同様に、抵抗素子Ｒａ、コンデンサ素子Ｃａ、伝送線路８２及びコンデンサ素子Ｃ３を接続してもよいことは言うまでもない。そして、高周波スイッチ部品８１を使用する際には、送信回路用端子ＴＸ、受信回路用端子ＲＸ及びアンテナ用端子ＡＮＴのそれぞれを、別部品のバイアスカット用のカップリングコンデンサ素子を介して送信回路、受信回路及びアンテナに接続する。
【００５７】
次に、この高周波スイッチ部品８１を用いての送受信について説明する。
送信を行う場合には、電圧制御用端子Ｖｃ１とＶｃ２の間に正の電位差を与える。この電圧は、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２に対して順方向のバイアス電圧として働くため、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２をＯＮ状態にする。このとき、コンデンサＣ１〜Ｃ３によって直流分がカットされ、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２を含む回路にのみ電圧制御用端子Ｖｃ１，Ｖｃ２に加えられた電圧が印加される。従って、伝送線路８８がダイオード素子Ｄ２により接地されて送信周波数で共振し、インピーダンスが略無限大となる。この結果、送信回路用端子ＴＸに入った送信信号は、受信回路用端子ＲＸに殆んど伝送されることなく、ダイオード素子Ｄ１を経てアンテナ用端子ＡＮＴに伝送される。一方、伝送線路８７はコンデンサＣ１を介して接地されているため、送信周波数で共振してインピーダンスが略無限大となり、送信信号がグランド側へ漏れることを防止している。
【００５８】
受信を行う場合は、電圧制御用端子Ｖｃ１とＶｃ２の間に負の電位差を与える。この電圧は、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２に対して逆方向のバイアス電圧として働くため、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２はＯＦＦ状態になり、アンテナ用端子ＡＮＴに入った受信信号は、伝送線路８８を経て受信回路用端子ＲＸに伝送され、送信回路用端子ＴＸには殆ど伝送されない。このように、高周波スイッチ部品８１は、電圧制御用端子Ｖｃ１，Ｖｃ２に印加するバイアス電圧をコントロールすることにより、送受の信号の伝送路を切り換えることができる。
【００５９】
以上の構成からなる高周波スイッチ部品８１は、二つのグランド導体８４，８４の間に、２本の伝送線路８７，８８が並設され、かつ、それぞれの伝送線路８７，８８が伝送線路導体８７ａ〜８７ｃ，８８ａ〜８８ｃの３層で構成されている。さらに、１本の伝送線路８２が伝送線路８２ａ，８２ｂの２層で構成されている。従って、一定の特性インピーダンスを確保する場合、一層当たりの伝送線路の長さは従来より短くてすみ、高周波スイッチ部品８１の小型化を図ることができる。具体的には、９００ＭＨｚ帯の高周波スイッチ部品８１で、従来８×５×３ｍｍのサイズであったものが、５×４×２．５ｍｍに小型化することができた。
【００６０】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
高周波伝送線路は、占有面積や所望の特性インピーダンスの仕様によってミアンダ形状の他に、スパイラル形状のもの、あるいは、ミアンダ形状とスパイラル形状を組み合わせたもの等であってもよい。さらに、前記実施形態は、それぞれ導体が形成された誘電体シートを積み重ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。シートは予め焼結されたものを用いてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、伝送線路が複数層で構成されているので、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは、従来より短くてすむ。この結果、高周波伝送線路は、従来と比較して小さいサイズで所定の特性インピーダンスを確保することができる。
【００６２】
さらに、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせているため、積層ずれによる特性インピーダンスの変動を抑えることができる。また、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する高周波信号の進行方向が相互に逆方向であるため、伝送線路導体のそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となる。従って、隣り合う二つの伝送線路導体の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体間の結合を小さくすることができ、所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００６３】
また、伝送線路において、伝送線路導体が積層方向に重なっている部分の線路長を短くすることで、伝送線路を伝播する高周波信号のうちで最も大きな結合が得られる高周波信号の周波数（中心周波数）を高くすることができ、この中心周波数より低い周波数の使用周波数での結合を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波伝送線路の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】本発明に係る高周波伝送線路の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図５】図４に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図６】（Ａ）は図５のＶＩ−ＶＩ断面図、（Ｂ）は比較例を示す断面図。
【図７】図４に示されている高周波伝送線路の変形例を示す分解斜視図。
【図８】本発明に係る高周波伝送線路の第３実施形態を示す分解斜視図。
【図９】図８に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図１０】本発明に係る高周波伝送線路の第４実施形態を示す分解斜視図。
【図１１】図１０に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図１２】本発明に係る高周波伝送線路を有した電子部品の実施形態を示す分解斜視図。
【図１３】図１２に示されている電子部品の外観を示す斜視図。
【図１４】図１２に示されている電子部品の電気等価回路図。
【図１５】従来の高周波伝送線路を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１，２１，４１，６１…高周波伝送線路部品
２，２２，４２，６２…伝送線路
２ａ，２ｂ，２２ａ〜２２ｃ，４２ａ〜４２ｃ，６２ａ，６２ｂ…伝送線路導体
４，２４，４４，６４…グランド導体
５，２５，４５，６５…誘電体シート
８１…高周波スイッチ部品
８２，８７，８８…伝送線路
８２ａ，８２ｂ，８７ａ〜８７ｃ，８８ａ〜８８ｃ…伝送線路導体
８４…グランド導体
９５…誘電体シート
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ
Ｃ３…コンデンサ素子
Ｄ１，Ｄ２…ダイオード素子
Ｒ…抵抗素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品、例えば遅延線路部品、高周波スイッチ部品、高周波フィルタ部品、又は分波フィルタ部品等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば高周波伝送線路部品として、図１５に示すものが提案されている。この高周波伝送線路部品１５１は、一つの伝送線路導体からなる１本の伝送線路１５２を表面に設けた誘電体シート１５３と、グランド導体１５４を表面に設けた誘電体シート１５３と、保護用シート１５３等を積層したものである。伝送線路１５２を表面に設けた誘電体シート１５３は、グランド導体１５４を表面に設けた２枚の誘電体シート１５３の間に配設されている。従って、この高周波伝送線路部品１５１は、二つのグランド導体１５４の間に、所定の特性インピーダンスを有する１本の伝送線路１５２を１層で構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波伝送線路部品１５１は、二つのグランド導体１５４の間に伝送線路１５２を１層で構成するものであったため、一層当たりの伝送線路の長さが長くなり、部品サイズが大きくなるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、所定の特性インピーダンスを確保し、かつ、小型化が可能な高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明に係る高周波伝送線路は、複数の誘電体層と複数の伝送線路導体を積層して、前記複数の伝送線路導体を、積層方向に誘電体層を介して略対向させると共に、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせ、かつ、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する波長λの高周波信号の進行方向が相互に逆方向であって、伝送線路導体の重なり合った部分の線路長の合計がλ／４以下となるように電気的に直列に接続して１本の伝送線路を形成し、かつ、この伝送線路を内蔵した積層体を構成したことを特徴とする。
【０００６】
さらに、高周波伝送線路は、伝送線路に対して積層方向に誘電体層を介して対向したグランド導体を前記積層体に設けると共に、このグランド導体が前記伝送線路と非導通状態であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る高周波伝送線路を有した電子部品は、前述の高周波伝送線路と、この高周波伝送線路に電気的に接続された電気機能素子とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
以上の構成により、伝送線路が複数層で構成されるため、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは、従来より短くてすむ。従って、部品のサイズが従来より小さくなる。
【０００９】
さらに、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせているため、積層ずれによる特性インピーダンスの変動を抑えることができる。また、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する高周波信号の進行方向が相互に逆方向であるため、伝送線路導体のそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となる。従って、隣り合う二つの伝送線路導体の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体間の結合が小さくなる。さらに、高周波信号の波長をλとすると、伝送線路導体の重なり合った部分の線路長の合計をλ／４以下としたため、伝送線路を伝播する高周波信号のうちで最も大きな結合を得られる中心周波数を高くすることができ、この中心周波数より低い周波数での結合を小さく抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１実施形態、図１〜図３］
図１に示すように、高周波伝送線路部品１は、伝送線路導体２ａ，２ｂ及びビアホール６をそれぞれ設けた誘電体シート５と、グランド導体４を設けた誘電体シート５と、保護用誘電体シート５等にて構成されている。
【００１２】
伝送線路導体２ａ，２ｂは、それぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体２ａの引出し部３ａはシート５の手前側の辺の左側部に露出し、伝送線路導体２ｂの引出し部３ｂはシート５の奥側の辺の左側部に露出している。さらに、伝送線路導体２ａ，２ｂは、引出し部３ａ，３ｂを残して、シート５を挟んで対向している。第１実施形態では、伝送線路導体２ａ，２ｂは積層方向に完全に重なり合うように配置されている（図３参照）。ただし、伝送線路導体２ａ，２ｂの配置は必ずしもこれに限るものではなく、例えば、導体幅の略半分が重なり合うように伝送線路導体２ａ，２ｂを配置してもよい。伝送線路導体２ａ，２ｂは、ビアホール６を介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路（例えば１／４波長の分布定数線路）２を形成する。
【００１３】
グランド導体４は、シート５の表面に広面積に設けられている。グランド導体４の引出し部４ａはシート５の左辺に露出し、引出し部４ｂはシート５の右辺に露出し、引出し部４ｃはシート５の手前側の辺の右側部に露出し、引出し部４ｄはシート５の奥側の辺の右側部に露出している。
【００１４】
導体２ａ，２ｂ，４はＡｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ等からなり、シート５の表面に、周知の印刷法やスパッタリング法や真空蒸着法等の方法によって形成される。矩形状誘電体シート５は、誘電体セラミック粉末を結合剤等と共に混練したものをシート状にしたものである。
【００１５】
以上の構成からなる各シート５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図２に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれ入力端子１１及びグランド端子１３が形成され、奥側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれ出力端子１２及びグランド端子１４が形成される。さらに、積層体の左右の側面部には、それぞれグランド端子１５，１６が形成される。これらの端子１１〜１６は、スパッタリング法、真空蒸着法、あるいは塗布焼付等の方法にて形成される。
【００１６】
入力端子１１は伝送線路２の一方の端部、具体的には伝送線路導体２ａの引出し部３ａに電気的に接続している。出力端子１２は伝送線路２の他方の端部、具体的には伝送線路導体２ｂの引出し部３ｂに電気的に接続している。グランド端子１３，１４，１５，１６は、それぞれグランド導体４の引出し部４ｃ，４ｄ，４ａ，４ｂに電気的に接続している。
【００１７】
こうして得られた高周波伝送線路部品１は、図３に示すように、上下に配置された二つのグランド導体４，４の間に、１本の伝送線路２が伝送線路導体２ａと２ｂの２層で構成されている。従って、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは、従来の略１／２となる。この結果、伝送線路部品１は、従来の高周波伝送線路部品と比較して、小さい部品サイズで所定の特性インピーダンスを確保することができる。
【００１８】
また、入力端子１１に入った高周波信号が、伝送線路２を伝播して出力端子１２から出力される場合、図１に示すように、伝送線路導体２ａを伝播する高周波信号の進行方向ａと、伝送線路導体２ｂを伝播する高周波信号の進行方向ｂとが逆方向となる。従って、図３に示すように、伝送線路導体２ａ，２ｂのそれぞれの周囲に発生する磁束φ１，φ２の周回方向が逆方向となり、伝送線路導体２ａと２ｂはこの相互に逆方向に周回する磁束φ１とφ２によって磁気的に打消し合い、容量結合することになる。このため、例えば伝送線路導体２ａと２ｂの間隔を１００μｍ程度に設定することにより、伝送線路導体２ａと２ｂ間の結合を小さくすることができ、５０Ω等の所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００１９】
さらに、伝送線路２において、伝送線路導体２ａ，２ｂが積層方向に重なっている部分の線路長をＬとすると、Ｌ＝λ／４となる波長λの高周波信号が伝送線路２を伝播した際に、最も大きな結合が生じる。従って、この重なっている部分の線路長Ｌを短くすることで、伝送線路２を伝播する高周波信号のうちで最も大きな結合が得られる高周波信号の周波数（以下、中心周波数と記す）を高くすることができ、この中心周波数より低い周波数の使用周波数での結合を小さく抑えることができる。
【００２０】
また、伝送線路部品１は、積層方向において伝送線路２の上下にグランド導体４，４を配設しているので、外部の電磁界ノイズから伝送線路２を遮蔽する効果も有している。さらに、伝送線路導体２ａ，２ｂの導体幅、あるいは伝送線路導体２ａ，２ｂとグランド導体４の間隔、あるいは伝送線路導体２ａと２ｂの重なり面積、あるいは伝送線路導体２ａ，２ｂ相互の間隔を任意に設定することにより、特性インピーダンスを所望の値に調整することができる。
【００２１】
［第２実施形態、図４〜図７］
図４に示すように、高周波伝送線路部品２１は、伝送線路導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及びビアホール２６ａ，２６ｂをそれぞれ設けた誘電体シート２５と、グランド導体２４を設けた誘電体シート２５と、保護用誘電体シート２５等にて構成されている。
【００２２】
伝送線路導体２２ａ〜２２ｃは、それぞれ大略ミアンダ形状をしている。伝送線路導体２２ａ，２２ｃの引出し部２３ａ，２３ｃは、それぞれシート２５の手前側の辺の左側部及び右側部に露出している。さらに、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃは、引出し部２３ａ、２３ｃを残して、シート２５を挟んで対向し、電磁気的に結合している。伝送線路導体２２ａ〜２２ｃは、ビアホール２６ａ，２６ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路２２を形成する。
【００２３】
グランド導体２４は、シート２５の表面に広面積に設けられている。グランド導体２４の引出し部２４ａ，２４ｂはそれぞれシート２５の左辺及び右辺に露出し、引出し部２４ｃ，２４ｄはそれぞれシート２５の奥側の辺の左側部及び右側部に露出している。
【００２４】
以上の構成からなる各シート２５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図５に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左寄り及び右寄りの位置には、それぞれ入力端子３１及び出力端子３２が形成され、奥側の側面部の左寄り及び右寄りの位置には、それぞれグランド端子３５，３６が形成され、左右の側面部には、それぞれグランド端子３３，３４が形成される。
【００２５】
入力端子３１は伝送線路２２の一方の端部、具体的には伝送線路導体２２ａの引出し部２３ａに電気的に接続している。出力端子３２は伝送線路２２の他方の端部、具体的には伝送線路導体２２ｃの引出し部２３ｃに電気的に接続している。グランド端子３３，３４，３５，３６は、それぞれグランド導体２４の引出し部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに電気的に接続している。
【００２６】
こうして得られた高周波伝送線路部品２１は、図６（Ａ）に示すように、上下に配置された二つのグランド導体２４，２４の間に、１本の伝送線路２２が伝送線路導体２２ａと２２ｂと２２ｃの３層で構成されているので、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは従来の１／３となる。従って、伝送線路部品２１を従来の高周波伝送線路部品と比較して小型にすることができる。
【００２７】
ここで、図６（Ｂ）に示すように、一対のグランド導体２４の間に、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃのうちの一つしか配置しない構造を有する伝送線路部品と比較する。グランド導体２４と伝送線路導体２２ａ（又は２２ｂ，２２ｃ）の間隔Ｔ１を１５０μｍ程度とすると、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ相互の間隔Ｔ２は１００μｍ程度にできる。従って、図６（Ｂ）に示されている構造の伝送線路部品の寸法Ｔ４は９００μｍ程度となるのに対して、第２実施形態の伝送線路部品２１の寸法Ｔ３は５００μｍ程度に抑えることができる。
【００２８】
また、図４に示すように、伝送線路導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ伝播する高周波信号の進行方向ａとｂ、並びにｂとｃが逆方向となる。従って、図６（Ａ）に示すように、伝送線路導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれの周囲に発生する磁束φ１，φ２，φ３において、磁束φ１とφ２の周回方向が相互に逆方向となり、磁束φ２とφ３の周回方向が相互に逆方向となる。この結果、伝送線路部品２１は、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ相互の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ間の結合を小さくすることができ、所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００２９】
また、特性インピーダンスを所定値に調整するため、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃの導体幅、あるいは伝送線路導体２２ａ〜２２ｃとグランド導体２４の間隔、あるいは伝送線路導体２２ａ〜２２ｃ相互の間隔を任意に設定することができる。特に、図７に示すように、積層方向において、最も外側に位置している伝送線路導体２２ａ，２２ｃと内側に位置している伝送線路導体２２ｂのそれぞれの導体幅を異ならせておけば、伝送線路導体２２ａ〜２２ｃの積層ずれによる特性インピーダンスの変動を抑えることができるので、有効である。
【００３０】
［第３実施形態、図８及び図９］
図８に示すように、高周波伝送線路部品４１は、伝送線路導体４２ａ，４２ｃを設けた誘電体シート４５と、伝送線路導体４２ｂを設けた誘電体シート４５と、グランド導体４４を設けた誘電体シート４５と、保護用誘電体シート４５等にて構成されている。
【００３１】
伝送線路導体４２ａ〜４２ｃは、それぞれ大略ミアンダ形状をしている。伝送線路導体４２ａ，４２ｃの引出し部４３ａ，４３ｃは、それぞれシート４５の手前側の辺の中央左寄りの位置及び中央右寄りの位置に露出している。さらに、伝送線路導体４２ａ〜４２ｃは、引出し部４３ａ，４３ｃを残してシート４５を挟んで対向し、電磁気的に結合している。伝送線路導体４２ａ〜４２ｃは、ビアホール４６ａ，４６ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路４２を形成する。
【００３２】
グランド導体４４は、シート４５の表面に広面積に設けられている。グランド導体４４の引出し部４４ａ，４４ｂはそれぞれシート４５の左辺及び右辺に露出し、引出し部４４ｃ，４４ｄはそれぞれシート４５の奥側の辺の中央左寄りの位置及び中央右寄りの位置に露出している。
【００３３】
以上の構成からなる各シート４５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図９に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の中央左寄り及び中央右寄りの位置には、それぞれ入力端子５１及び出力端子５２が形成され、奥側の側面部の中央左寄り及び右寄りの位置には、それぞれグランド端子５５，５６が形成され、左右の側面部にはそれぞれグランド端子５３，５４が形成される。
【００３４】
入力端子５１は伝送線路４２の一方の端部、具体的には伝送線路導体４２ａの引出し部４３ａに電気的に接続している。出力端子５２は伝送線路４２の他方の端部、具体的には伝送線路導体４２ｃの引出し部４３ｃに電気的に接続している。グランド端子５３，５４，５５，５６は、それぞれグランド導体４４の引出し部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに電気的に接続している。
【００３５】
こうして得られた高周波伝送線路部品４１は、上下に配置された二つのグランド導体４４，４４の間に、１本の伝送線路４２が、伝送線路導体４２ａ，４２ｃの層と、伝送線路導体４２ｂの層の２層で構成されている。従って、特性インピーダンスが一定であれば、一層あたりの伝送線路導体の長さは、従来の長さより短くなる。この結果、伝送線路部品４１は、従来の高周波伝送線路部品と比較して小型にすることができる。
【００３６】
また、図８に示すように、伝送線路導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃをそれぞれ伝播する高周波信号の進行方向ａとｂ、並びにｂとｃが逆方向となる。従って、伝送線路導体４２ａ，４２ｂのそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となり、同様に、伝送線路導体４２ｂ，４２ｃのそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となる。この結果、伝送線路部品４１は、伝送線路導体４２ａ〜４２ｃ相互の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体４２ａ〜４２ｃ間の結合を小さくすることができ、所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００３７】
［第４実施形態、図１０及び図１１］
図１０に示すように、高周波伝送線路部品６１は、伝送線路導体６２ａ，６２ｂ及びビアホール６６をそれぞれ設けた誘電体シート６５と、グランド導体６４を設けた誘電体シート６５と、保護用誘電体シート６５等にて構成されている。
【００３８】
伝送線路導体６２ａの引出し部６３ａはシート６５の手前側の辺の左側部に露出し、伝送線路導体６２ｂの引出し部６３ｂはシート６５の奥側の辺の左側部に露出している。さらに、伝送線路導体６２ａ，６２ｂは、引出し部６３ａ，６３ｂを残してシート６５を挟んで対向している。伝送線路導体６２ａ，６２ｂはビアホール６６を介して直列に電気的に接続され、１本の伝送線路６２を形成する。
【００３９】
グランド導体６４は、シート６５の表面に広面積に設けられている。グランド導体６４の引出し部６４ａ，６４ｂはそれぞれシート６５の左辺及び右辺に露出し、引出し部６４ｃはシート６５の手前側の辺の右側部に露出し、引出し部６４ｄ，６４ｅはそれぞれシート６５の奥側の辺の右側部及び左側部に露出している。
【００４０】
以上の構成からなる各シート６５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図１１に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれ入出力端子７１及びグランド端子７３が形成され、奥側の側面部の左側及び右側の位置には、それぞれグランド端子７２，７４が形成され、左右の側面部には、それぞれグランド端子７５，７６が形成される。
【００４１】
入出力端子７１は、伝送線路６２の一方の端部、具体的には伝送線路導体６２ａの引出し部６３ａに電気的に接続している。グランド端子７２は伝送線路６２の他方の端部、具体的には伝送線路導体６２ｂの引出し部６３ｂおよびグランド導体６４の引出し部６４ｅに電気的に接続している。グランド端子７３，７４，７５，７６は、それぞれグランド導体６４の引出し部６４ｃ、６４ｄ、６４ａ，６４ｂに電気的に接続している。なお、この実施形態においては、伝送線路導体６２ｂの引出し部６３ｂとグランド導体６４とが電気的に接続されているが、回路構成上必要な場合に限って接続されるものである。
【００４２】
こうして得られた高周波伝送線路部品６１は、前記第１実施形態の伝送線路部品１と同様の作用効果を奏する。
【００４３】
［第５実施形態、図１２〜図１４］
第５実施形態は、高周波伝送経路を有した電子部品の一例として、高周波スイッチ部品を例にして説明する。
【００４４】
図１２に示すように、高周波スイッチ部品８１は、伝送線路導体８２ａ，８２ｂ等を設けた誘電体シート９５と、グランド導体８４を設けた誘電体シート９５と、コンデンサ導体８５，８６を設けた誘電体シート９５と、伝送線路導体８７ａ〜８７ｃ，８８ａ〜８８ｃをそれぞれ設けた誘電体シート９５と、ビアホール付きパッド１０７ａ〜１１０ｂを設けた誘電体シート９５等にて構成されている。
【００４５】
伝送線路導体８７ａ，８７ｂ，８７ｃは、それぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体８７ａの引出し部８９ａはシート９５の奥側の辺の左側部に露出し、伝送線路導体８７ｃの引出し部８９ｃはシート９５の手前側の辺の左側部に露出している。さらに、伝送線路導体８７ａ〜８７ｃは、引出し部８９ａ，８９ｃを残してシート９５を挟んで対向している。これらの伝送線路導体８７ａ〜８７ｃは、シート９５に設けたビアホール１２０ａ、１２０ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路８７を形成する。
【００４６】
同様に、伝送線路導体８８ａ，８８ｂ，８８ｃはそれぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体８８ａの引出し部９０ａはシート９５の奥側の辺の右側部に露出し、伝送線路導体８８ｃの引出し部９０ｃはシート９５の手前側の辺の中央部に露出している。さらに、伝送線路導体８８ａ〜８８ｃは、引出し部９０ａ，９０ｃを残してシート９５を挟んで対向している。これらの伝送線路導体８８ａ〜８８ｃは、シート９５に設けたビアホール１２１ａ，１２１ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路８８を形成する。伝送線路８７，８８の線路長は、λ／１６以上λ／２以下の範囲とされ、通常は略λ／４である。λは使用周波数の波長である。
【００４７】
伝送線路導体８２ａ，８２ｂはそれぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体８２ｂの引出し部８３はシート９５の手前側の辺の中央部に露出している。さらに、伝送線路導体８２ａ，８２ｂは、引出し部８３を残してシート９５を挟んで対向している。これらの伝送線路導体８２ａ，８２ｂは、シート９５に設けたビアホール１２２を介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路８２を形成する。
【００４８】
グランド導体８４は、シート９５の表面に広面積に設けられている。グランド導体８４の引出し部８４ａはシート９５の左辺に露出し、引出し部８４ｂはシート９５の右辺に露出し、引出し部８４ｃはシート９５の奥側の辺の中央部に露出している。
【００４９】
コンデンサ導体８５，８６は、それぞれシート９５の表面の左側及び右側に設けられている。コンデンサ導体８５の引出し部８５ａはシート９５の手前側の辺の左側部に露出している。これらのコンデンサ導体８５，８６はそれぞれシート９５を挟んでグランド導体８４に対向しており、グランド導体８４と共にコンデンサＣ１，Ｃ２を形成する。
【００５０】
さらに、伝送線路導体８２ａが設けられているシート９５の表面には、引出し導体１００，１０１，１０２，１０３及び中継導体１０４が設けられている。引出し導体１００，１０１の一端は、それぞれシート９５の奥側の辺の左側部及び右側部に露出し、引出し導体１０２，１０３の一端はそれぞれシート９５の手前側の辺の中央部及び右側部に露出している。そして、伝送線路導体８２ａはビアホール付きパッド１０９ｂに電気的に接続され、引出し導体１０１，１０２，１０３はそれぞれビアホール付きパッド１０８ｂ，１０７ａ，１１０ａに電気的に接続される。中継導体１０４はビアホール付きパッド１１０ｂ及び１０８ａに電気的に接続されると共に、シート９５に設けたビアホール１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃを介してコンデンサ導体８６に電気的に接続される。
【００５１】
以上の構成からなる各シート９５は積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、図１３に示すように積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側、中央及び右側の位置には、それぞれ電圧制御用端子Ｖｃ１、アンテナ用端子ＡＮＴ及び電圧制御用端子Ｖｃ２が形成される。積層体の奥側の側面部の左側、中央及び右側の位置には、それぞれ送信回路用端子ＴＸ、グランド端子Ｇ３及び受信回路用端子ＲＸが形成される。さらに、積層体の左右の側面部には、それぞれグランド端子Ｇ１，Ｇ２が形成される。
【００５２】
送信回路用端子ＴＸは、伝送線路８７の一方の端部、具体的には伝送線路導体８７ａの引出し部８９ａと、引出し導体１００とに電気的に接続している。受信回路用端子ＲＸは、伝送線路８８の一方の端部、具体的には伝送線路導体８８ａの引出し部９０ａと、引出し導体１０１とに電気的に接続している。アンテナ用端子ＡＮＴは、伝送線路８２の一方の端部、具体的には伝送線路導体８２ｂの引出し部８３と、引出し導体１０２と、伝送線路８８の他方の端部、具体的に伝送線路導体８８ｃの引出し部９０ｃとに電気的に接続している。電圧制御用端子Ｖｃ１は、伝送線路８７の他方の端部、具体的には伝送線路導体８７ｃの引出し部８９ｃと、コンデンサ導体８５の引出し部８５ａとに電気的に接続している。電圧制御用端子Ｖｃ２は、引出し導体１０３に電気的に接続している。グランド端子Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３はそれぞれグランド導体８４の引出し部８４ａ，８４ｂ，８４ｃに電気的に接続している。
【００５３】
さらに、積層体の上面のパッド１０７ａ，１０７ｂにはそれぞれダイオード素子Ｄ１のカソード電極及びアノード電極が半田付けされ、パッド１０８ａ，１０８ｂにはそれぞれダイオード素子Ｄ２のカソード電極及びアノード電極が半田付けされ、パッド１０９ａ，１０９ｂにはそれぞれコンデンサ素子Ｃ３の端子電極が半田付けされ、パッド１１０ａ、１１０ｂにはそれぞれ抵抗素子Ｒの端子電極が半田付けされる。
【００５４】
図１４は、以上の構成からなる高周波スイッチ部品８１の電気等価回路図である。送信回路用端子ＴＸにはダイオード素子Ｄ１のアノードが接続されている。ダイオード素子Ｄ１のアノードは、伝送線路８７及びコンデンサＣ１の直列回路を介し、グランドに接地している。伝送線路８７とコンデンサＣ１との中間点には電圧制御用端子Ｖｃ１が接続している。この電圧制御用端子Ｖｃ１には、高周波スイッチ部品８１の伝送路切り換えを行うためのコントロール回路が接続される。ダイオード素子Ｄ１の両端（アノード・カソード間）には、伝送線路８２及びコンデンサ素子Ｃ３の直列回路が接続している。伝送線路８２及びコンデンサ素子Ｃ３は、ダイオード素子Ｄ１がＯＦＦ状態のときのアイソレーションを確保するためのものである。さらに、ダイオード素子Ｄ１のカソードは、アンテナ用端子ＡＮＴに接続している。
【００５５】
アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路８８を介して受信回路用端子ＲＸが接続している。さらに、受信回路用端子ＲＸには、ダイオード素子Ｄ２のアノードが接続している。ダイオード素子Ｄ２のカソードは、コンデンサＣ２を介し、グランドに接地している。ダイオード素子Ｄ２とコンデンサＣ２との中間点には、抵抗素子Ｒを介して電圧制御用端子Ｖｃ２が接続している。この電圧制御用端子Ｖｃ２には、前記電圧制御用端子Ｖｃ１と同様に、高周波スイッチ部品８１の伝送路切り換えを行うためのコントロール回路が接続される。
【００５６】
なお、図１４の中で点線で表示しているように、ダイオード素子Ｄ１に対して並列に、逆バイアス印加時の電圧安定化のための抵抗素子Ｒａを接続したり、ＯＦＦ状態のときのアイソレーションを確保するためのコンデンサ素子Ｃａを接続してもよい。また、ダイオード素子Ｄ２についても、ダイオード素子Ｄ１と同様に、抵抗素子Ｒａ、コンデンサ素子Ｃａ、伝送線路８２及びコンデンサ素子Ｃ３を接続してもよいことは言うまでもない。そして、高周波スイッチ部品８１を使用する際には、送信回路用端子ＴＸ、受信回路用端子ＲＸ及びアンテナ用端子ＡＮＴのそれぞれを、別部品のバイアスカット用のカップリングコンデンサ素子を介して送信回路、受信回路及びアンテナに接続する。
【００５７】
次に、この高周波スイッチ部品８１を用いての送受信について説明する。
送信を行う場合には、電圧制御用端子Ｖｃ１とＶｃ２の間に正の電位差を与える。この電圧は、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２に対して順方向のバイアス電圧として働くため、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２をＯＮ状態にする。このとき、コンデンサＣ１〜Ｃ３によって直流分がカットされ、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２を含む回路にのみ電圧制御用端子Ｖｃ１，Ｖｃ２に加えられた電圧が印加される。従って、伝送線路８８がダイオード素子Ｄ２により接地されて送信周波数で共振し、インピーダンスが略無限大となる。この結果、送信回路用端子ＴＸに入った送信信号は、受信回路用端子ＲＸに殆んど伝送されることなく、ダイオード素子Ｄ１を経てアンテナ用端子ＡＮＴに伝送される。一方、伝送線路８７はコンデンサＣ１を介して接地されているため、送信周波数で共振してインピーダンスが略無限大となり、送信信号がグランド側へ漏れることを防止している。
【００５８】
受信を行う場合は、電圧制御用端子Ｖｃ１とＶｃ２の間に負の電位差を与える。この電圧は、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２に対して逆方向のバイアス電圧として働くため、ダイオード素子Ｄ１，Ｄ２はＯＦＦ状態になり、アンテナ用端子ＡＮＴに入った受信信号は、伝送線路８８を経て受信回路用端子ＲＸに伝送され、送信回路用端子ＴＸには殆ど伝送されない。このように、高周波スイッチ部品８１は、電圧制御用端子Ｖｃ１，Ｖｃ２に印加するバイアス電圧をコントロールすることにより、送受の信号の伝送路を切り換えることができる。
【００５９】
以上の構成からなる高周波スイッチ部品８１は、二つのグランド導体８４，８４の間に、２本の伝送線路８７，８８が並設され、かつ、それぞれの伝送線路８７，８８が伝送線路導体８７ａ〜８７ｃ，８８ａ〜８８ｃの３層で構成されている。さらに、１本の伝送線路８２が伝送線路８２ａ，８２ｂの２層で構成されている。従って、一定の特性インピーダンスを確保する場合、一層当たりの伝送線路の長さは従来より短くてすみ、高周波スイッチ部品８１の小型化を図ることができる。具体的には、９００ＭＨｚ帯の高周波スイッチ部品８１で、従来８×５×３ｍｍのサイズであったものが、５×４×２．５ｍｍに小型化することができた。
【００６０】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る高周波伝送線路及び高周波伝送線路を有した電子部品は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
高周波伝送線路は、占有面積や所望の特性インピーダンスの仕様によってミアンダ形状の他に、スパイラル形状のもの、あるいは、ミアンダ形状とスパイラル形状を組み合わせたもの等であってもよい。さらに、前記実施形態は、それぞれ導体が形成された誘電体シートを積み重ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。シートは予め焼結されたものを用いてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、伝送線路が複数層で構成されているので、特性インピーダンスが一定であれば、一層当たりの伝送線路導体の長さは、従来より短くてすむ。この結果、高周波伝送線路は、従来と比較して小さいサイズで所定の特性インピーダンスを確保することができる。
【００６２】
さらに、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせているため、積層ずれによる特性インピーダンスの変動を抑えることができる。また、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する高周波信号の進行方向が相互に逆方向であるため、伝送線路導体のそれぞれの周囲に発生する磁束の周回方向が逆方向となる。従って、隣り合う二つの伝送線路導体の間隔を所定量確保することにより、伝送線路導体間の結合を小さくすることができ、所望の特性インピーダンスを容易に得ることができる。
【００６３】
また、伝送線路において、伝送線路導体が積層方向に重なっている部分の線路長を短くすることで、伝送線路を伝播する高周波信号のうちで最も大きな結合が得られる高周波信号の周波数（中心周波数）を高くすることができ、この中心周波数より低い周波数の使用周波数での結合を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波伝送線路の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】本発明に係る高周波伝送線路の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図５】図４に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図６】（Ａ）は図５のＶＩ−ＶＩ断面図、（Ｂ）は比較例を示す断面図。
【図７】図４に示されている高周波伝送線路の変形例を示す分解斜視図。
【図８】本発明に係る高周波伝送線路の第３実施形態を示す分解斜視図。
【図９】図８に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図１０】本発明に係る高周波伝送線路の第４実施形態を示す分解斜視図。
【図１１】図１０に示されている高周波伝送線路の外観を示す斜視図。
【図１２】本発明に係る高周波伝送線路を有した電子部品の実施形態を示す分解斜視図。
【図１３】図１２に示されている電子部品の外観を示す斜視図。
【図１４】図１２に示されている電子部品の電気等価回路図。
【図１５】従来の高周波伝送線路を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１，２１，４１，６１…高周波伝送線路部品
２，２２，４２，６２…伝送線路
２ａ，２ｂ，２２ａ〜２２ｃ，４２ａ〜４２ｃ，６２ａ，６２ｂ…伝送線路導体
４，２４，４４，６４…グランド導体
５，２５，４５，６５…誘電体シート
８１…高周波スイッチ部品
８２，８７，８８…伝送線路
８２ａ，８２ｂ，８７ａ〜８７ｃ，８８ａ〜８８ｃ…伝送線路導体
８４…グランド導体
９５…誘電体シート
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ
Ｃ３…コンデンサ素子
Ｄ１，Ｄ２…ダイオード素子
Ｒ…抵抗素子
Claims (3)
- 複数の誘電体層と複数の伝送線路導体を積層して、前記複数の伝送線路導体を、積層方向に誘電体層を介して略対向させると共に、隣り合う二つの伝送線路導体の導体幅を互いに異ならせ、かつ、隣り合う二つの伝送線路導体を伝播する波長λの高周波信号の進行方向が相互に逆方向であって、伝送線路導体の重なり合った部分の線路長の合計がλ／４以下となるように電気的に直列に接続して１本の伝送線路を形成し、かつ、この伝送線路を内蔵した積層体を構成したことを特徴とする高周波伝送線路。
- 前記伝送線路に対して積層方向に誘電体層を介して対向したグランド導体を前記積層体に設けると共に、このグランド導体が前記伝送線路と非導通状態であることを特徴とする請求項１記載の高周波伝送線路。
- 請求項１または請求項２のいずれか一方に記載の高周波伝送線路と、前記高周波伝送線路に電気的に接続された電気機能素子とを備えたことを特徴とする高周波伝送線路を有した電子部品。
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