JP4410193B2 - 伝送ライン - Google Patents

Description

本発明は伝送ラインに関し、特に、特性インピーダンスの制御と伝送ラインの電気的長さの制御を行なう方法、伝送ライン、及び前記方法を実施する伝送ラインを基礎とする部品に関するものである。

マイクロ波帯より高い周波数帯の高周波回路は適切に伝送ラインや、共振器、マッチングネットワーク、及び電力分配器のような伝送ラインを基礎とする部品を用いている。伝送ラインを基礎とする回路を設計するとき、その伝送ラインの重要なパラメータは特性インピーダンスとその伝送ラインの電気長である。電気長は、関与する材料、通常は基板の物理的な長さと誘電率とによって与えられる。物理的な長さや用いられている基板材料を変更する必要なく、その電気長を変化させることが望まれる。これを達成する方法は、複数の集中キャパシタを周期的に接続して、その伝送ラインの実効誘電率を上げることである。集中キャパシタを接続すると残念なことにその伝送ラインのインピーダンスが低下する原因となる。なぜなら、伝送ラインの特性インピーダンスはその伝送ラインのキャパシタンスに逆比例するからである。即ち、その特性キャパシタンスが大きくなると、その特性インピーダンスは低下する。これを抑えるために、そして、基板が任意の特性インピーダンスレベルを得ることが難しい場合、信号ストリップの幅を小さくして特性インダクタンスを大きくし、それによって特性インピーダンスを大きくすることができる。

しかしながら、信号ストリップの幅を小さくしなければならないことには問題がある。例えば、製造不可能な幅にまでその幅を小さくすることが必要なこともある。より狭くなった信号ストリップはまた、損失が大きくなり、これは大抵の場合、非常に望ましいことではない。ある伝送ラインでは、その特性インピーダンスは信号ストリップと帰線／接地面との間の距離を短くすることによって大きくできる。これは、その伝送ラインの電気長を変えることはない。残念なことに、大抵の場合、このことはまた、その伝送ラインの特性インダクタンスと他の特性に悪い影響を与える。伝送ラインの電気長と特性インピーダンスの制御の方法に関して改善の余地があるように思われる。

本発明の目的は、上記欠点を克服する方法と伝送ラインを規定することである。

本発明の別の目的は、特性インピーダンスと電気長を制御できる方法と伝送ラインを規定することである。

本発明のさらに別の目的は、特性インダクタンスと特性キャパシタンスとを互いに独立に大きく制御できる方法と伝送ラインを規定することである。

上記目的は、本発明に従う伝送ラインの特性インピーダンスを制御する方法によって達成される。

本発明の基本的な構成によれば、長手方向の電流間の距離が制御され、これにより、伝送ラインの特性インダクタンスを制御する。特性キャパシタンスが依存する横方向の電流の流れを妨げることなく、このことはなされる。これは、複数の長手方向の電流間の最小距離内で長手方向の電流を遮断し、その最小距離より大きな距離のある長手方向の電流だけを残すことにより達成される。このことは、横方向の電流を著しい程度にまで遮断することなくなされる。その長手方向の電流は、その伝送ラインのタイプに依存して、帰線と信号ストリップとの内、少なくともいずれかにおいて遮断される。その方法に従う伝送ラインが開示される。

上記目的はまた、伝送ラインの特性インピーダンスを制御する方法により達成される。その伝送ラインは信号ストリップと所定距離離れた帰線とを有している。その特性インピーダンスは特性インダクタンス部と特性キャパシタンス部とを含む。その特性インダクタンス部は信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の距離に依存している。その特性キャパシタンス部はその信号ストリップと帰線との有効対面領域の横方向の電流に依存する。本発明によれば、その方法は、信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御し、これによってその特性インダクタンス部を制御することを含む。このことは、その信号ストリップと帰線との間を同じ所定距離に保持しながら、前記帰線に少なくとも２つの非伝導性の不連続部、即ち、絶縁部を創成することにより成し遂げられる。少なくとも２つの不連続部は、その信号ストリップに最も近接した前記帰線の一部から伸長して、その信号ストリップの長手方向の電流から帰線の長手方向の電流が離れる動きのために、その信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御可能に大きくするのに十分な長さ、その信号ストリップから離れる。それら少なくとも２つの不連続部は、その不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長する。例えば、マイクロストリップ型の伝送ラインにおいて、非伝導性の不連続部は信号ストリップの全突出部を横切って接地平面へと伸長し、そして、さらに少し伸びて最近接の長手方向の電流間の距離を大きくでき始めるまでにならねばならない。

その方法は、適切にも、その伝送ラインの帰線に沿って複数の非伝導性の不連続部を分布させることを含む。その複数の非伝導性の不連続部は、好ましくは幅があり、複数の非伝導性の不連続部を通る望ましくない輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離れているべきである。本発明に従う方法は、非伝導性の不連続部を通る輻射やそのような輻射の結果である効果に関するものではない。本発明は損失を最小限にし、従って、非伝導性の不連続部を通る何らかの輻射を最小にするか、完全に回避することに関するものである。非伝導性の不連続部間の幅と距離の利用可能な範囲は、用いられる周波数範囲、信号ストリップと帰線のサイズ、及び両者の距離に依存している。

適切にも、この方法はさらに、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御し、従って、非伝導性の不連続部の長さを変化させることにより、特性インダクタンス部を変化させることを含んでいる。その長さは、ある範囲内で変化し、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の最近接距離が変化するようにすべきである。その長さはまた、前記長手方向の電流とは垂直の長さの最大ベクトルが前記帰線の幅よりも短くするようにすべきであり、即ち、前記帰線は遮断されるべきではない。

ある態様では、この方法はさらに、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御し、前記非伝導性の不連続部の間の距離を変化させることにより、インダクタンスを変化させること含む。その時、ある態様では、前記非伝導性の不連続部の間の距離は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した前記非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより変えられる。その時、最も適切には、前記非伝導性の不連続部の幅は、その非伝導性の不連続部が前記帰線の長手方向の電流に最も近接したところでより広くなるように、その帰線の長手方向の電流に最も近接したところで変えられる。

ある態様では、この方法はさらに、前記信号ストリップと帰線との有効対面領域を制御し、これにより、前記非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより、特性キャパシタンス部を制御することを含む。この方法はさらに、前記信号ストリップと帰線との有効対面領域を制御し、これにより、前記非伝導性の不連続部の中央部と中央部の距離を変化させることにより、特性キャパシタンス部を制御することを含む。大抵の態様において、前記非伝導性の不連続部は横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットである。

進んだある態様では、この方法はさらに、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御し、これによって、その信号ストリップに少なくとも２つの非伝導性の不連続部を創成することにより特性インダクタンス部を制御する一方、その信号ストリップと帰線との間を同じ所定距離に保持することを含む。その信号ストリップの少なくとも２つの不連続部は、その帰線の長手方向の電流に最も近接した信号ストリップの一部から伸長して、その帰線の長手方向の電流から信号ストリップの長手方向の電流が離れる動きのために、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御可能に大きくするためにその信号ストリップから離れる。その信号ストリップの少なくとも２つの不連続部は、その信号ストリップの不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長する。適切にも、この方法は、その伝送ラインの信号ストリップに沿ってその信号ストリップの複数の非伝導性の不連続部を分布させることを含む。その信号ストリップの複数の非伝導性の不連続部は幅があり、そして、その信号ストリップの複数の非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離れている。この方法は、その信号ストリップの帰線に対する有効対面領域を最大にするようにして、信号ストリップの非伝導性の不連続部を帰線の非伝導性の不連続部にマッチングさせること含むことが好ましい。大抵の態様では、その信号ストリップの非伝導性の不連続部は、横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットである。

上述した異なる方法の１つ以上の特徴は、それらの特徴が矛盾しない限り、所望の方法で組み合わせることができる。

上述の目的はまた、伝送ラインの電気長を制御する方法により達成される。その伝送ラインは、信号ストリップと所定距離離れた帰線とを有している。本発明によれば、その方法は、伝送ラインの特性インピーダンスを上述したいずれかの方法に従って制御することを含み、これにより、その伝送ラインの電気長を制御する。

上述の目的は、本発明に従って制御可能な特性インピーダンスをもつ伝送ラインによっても達成される。その伝送ラインは、信号ストリップと所定距離離れた帰線とを有している。その特性インピーダンスは特性インダクタンス部と特性キャパシタンス部とを含んでいる。その特性インダクタンス部は前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の距離に依存する。その特性キャパシタンス部は前記信号ストリップと帰線との有効対面領域の横方向の電流に依存する。本発明に従えば、伝送ラインの特性インピーダンスは、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を変化させることで制御され、これによって、前記帰線に少なくとも２つの非伝導性の、絶縁した不連続部を導入することにより特性インダクタンス部を制御する一方、前記信号ストリップと帰線との間を同じ所定距離に保持する。これら少なくとも２つの不連続部は、前記信号ストリップに最も近接した帰線の一部から伸長して、前記信号ストリップの長手方向の電流から帰線の長手方向の電流が離れる動きのために、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御可能に大きくするのに十分な長さ、前記信号ストリップから離れる。これら少なくとも２つの不連続部は、これら不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長する。

たいていの実施例では、この伝送ラインは、帰線に沿って分布する複数の非伝導性の不連続部を有している。それら複数の非伝導性の不連続部は、最も適切には幅があり、これらの非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離されている。

ある実施例では、この伝送ラインの特性インピーダンスはさらに、これら非伝導性の不連続部の長さを変化させることにより制御される。それらの長さはある範囲内で適切に変えられて、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離が変化し、前記長手方向の電流とは垂直の前記長さの最大ベクトルが前記帰線の幅よりも短くなる。

適切なことに、ある実施例では、この伝送ラインの特性インピーダンスはさらに、これら非伝導性の不連続部の間の距離を変化させることにより制御される。その時、これら非伝導性の不連続部の間の距離は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより変えられる。もし、これがその場合にあたるなら、たいてい、これら非伝導性の不連続部の幅は、これら非伝導性の不連続部が前記帰線の長手方向の電流に最も近接したところでより広くなるように、その帰線の長手方向の電流に最も近接したところで変えられる。

加えて、ある実施例では、この伝送ラインの特性インピーダンスはさらに、前記信号ストリップと帰線との有効対面領域を変化させることにより制御され、これにより、これら非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより、特性キャパシタンス部を制御する。しばしば、この伝送ラインの特性インピーダンスはさらに、前記信号ストリップと帰線との有効対面領域を変化させることにより制御され、これにより、これら非伝導性の不連続部の中央部と中央部の距離を変化させることにより、特性キャパシタンス部を制御する。

たいていの実施例では、これら非伝導性の不連続部は横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットである。

進んだある実施例では、この伝送ラインの特性インピーダンスはさらに、前記信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を変化させることにより制御され、これによって、前記信号ストリップに少なくとも２つの非伝導性の不連続部を導入することにより特性インダクタンス部を制御する一方、その信号ストリップと帰線との間を同じ所定距離に保持する。前記信号ストリップの少なくとも２つの不連続部は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した信号ストリップの一部から伸長して、前記帰線の長手方向の電流から信号ストリップの長手方向の電流が離れる動きのために、その信号ストリップの長手方向の電流と帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御可能に大きくするために信号ストリップから離れる。この信号ストリップの少なくとも２つの不連続部は、これら不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長する。最も適切には、この伝送ラインは、前記信号ストリップに沿って分布した複数の非伝導性の不連続部を有している。この信号ストリップの複数の非伝導性の不連続部は幅があり、そして、その信号ストリップの複数の非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、これら中央部と中央部の間の距離が離れていることが好ましい。その信号ストリップの帰線に対する有効対面領域を最大にするようにして、前記信号ストリップの非伝導性の不連続部は、前記帰線の非伝導性の不連続部に適切にマッチングさせられる。たいていの実施例では、その信号ストリップの非伝導性の不連続部は横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットである。

本発明に従う伝送ラインの上述した異なる実施例の特徴は、矛盾が生じない限り、いかようにも組み合わせることができる。

上述の目的はまた、本発明に従って制御可能な電気長をもつ伝送ラインによって達成される。本発明に従えば、その伝送ラインは、上述した伝送ラインの実施例のいずれかに従う制御可能な特性インピーダンスをもつ伝送ラインを有し、これにより、その電気長を制御する。

上述の目的はまた、本発明に従って伝送ラインを基礎とする、共振器、マッチングネットワーク、或は電力分配器のような部品によって達成される。本発明に従えば、その伝送ラインを基礎とする部品は、上述した伝送ラインの実施例のいずれかに従う伝送ラインを有している。

本発明に従う、伝送ラインの特性インピーダンスと電気長とを制御する方法と、伝送ラインと、制御可能な特性インピーダンスと電気長とをもつ伝送ラインを基礎とする部品とを提供することにより、従来の方法やシステムを超える複数の利点が得られる。本発明の第１の目的は、物理的な寸法を変えたり、信号ストリップから帰線までの内部距離を変えたり、或は基板材料を変えたりする必要なく、特性インピーダンスと電気長とを変更／制御することができることである。本発明によれば、このことは基本的には、信号ストリップと帰線の長手方向の電流を距離を置くように動かすことにより可能になる。本発明によれば、このことは、信号ストリップと帰線を離すように移動させる必要なく、そして、特性キャパシタンスが依存する横方向の電流に何らかの実質的な影響を与えることなく成し遂げられる。即ち、特性インダクタンスの増加が通常は存在した特性キャパシタンスの低下なく達成される。実質的に特性キャパシタンスに影響を与えることなく特性インピーダンスの変更を可能にすることにより、電気長が効率的に制御される。このことは特に、電気長を増やす、即ち、特性インピーダンスを増加させて物理的に小型で短い伝送ライン、特に、伝送ラインを基礎とする部品を可能にする必要があるときに重要である。本発明の他の利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明についてさらに詳細に非限定的な方法で添付図面を参照して説明する。

本発明に従う方法とデバイスとを明瞭に示すために、その使用例のいくつかを図１〜図５に関連して説明する。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは本発明が適切に適用される伝送ラインの異なる例を図示している。図１Ａはマイクロストリップタイプの伝送ラインを図示している。図１Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）タイプの伝送ラインを図示している。図１Ｃは同平面ストリップライン（ＣＰＳ）タイプの伝送ラインを図示している。伝送ラインは、信号ストリップ１１０と帰線１９０とを有している。信号ストリップ１１０は厚さ１３４、幅１３２、長手方向への伸び１３６があり、帰線１９０からは距離１２０だけ離れて配置されている。帰線１９０は最も一般的には接地平面、部分的接地平面、複数の部分的接地平面、或は回帰ストリップである。信号ストリップ１１０は、信号ストリップ１１０の伸び１３６に沿って長手方向の電流１６０を搬送する。即ち、長手方向の電流１６０は伝播方向の電流である。帰線は量的には同等であるが方向が長手方向に逆方向の電流１６５を搬送する。特性インダクタンス、即ち、単位長のインダクタンスは長手方向の電流１６０、１６５、特にそれらの最小距離に依存している。長手方向の電流１６０、１６５が近づけば近づくほど、その特性インダクタンスはより小さくなる。信号ストリップ１１０と帰線１９０とはまた、横方向の電流も含んでいるが、それは図示されておらず、それらは長手方向の電流１６０、１６５に垂直であり、信号ストリップ１１０と帰線１９０との間に電場１５０が生じる原因となり、特性キャパシタンス、即ち、単位長のキャパシタンスはその電場に依存している。

特性インピーダンス、即ち、単位長のインピーダンスは特性インダクタンスに比例し、特性キャパシタンスに逆比例する。このことは、特性インダクタンスの増加は特性インピーダンスを増加させ、特性キャパシタンスの増加は特性インピーダンスを減少させることを意味する。電気長は特性インダクタンスに比例し、特性キャパシタンスにも比例する。このことは、特性インダクタンスの増加が電気長を増加させ、特性キャパシタンスの増加も電気長を増加させることを意味している。それによって、高い特性インピーダンスと長い電気長とを得るために、特性インダクタンスは増加させ、特性キャパシタンスを実質的に同じレベルに保持すべきである。

特性インダクタンスを増加させる１つの方法は、信号ストリップ１１０を帰線１９０から遠くに分離すること、即ち、信号ストリップ１１０と帰線１９０との間の距離を大きくすることである。別の方法は図２Ａと図２Ｂとに開示されている。それらの図は信号ストリップ２１０の下部に帰線／接地平面２９０をもたないマイクロストリップタイプの伝送ラインを図示している。垂直距離２２０は同じに保たれ、帰線は信号ストリップ２１０の投影から余裕分の距離２２２だけ移動させられている。この結果、長手方向の電流２６０と２６５の間の最小距離が増加することになる。もし、帰線２９０が信号ストリップの直下或は信号ストリップの幅より短い範囲から取り除かれるだけであるなら、その最小距離２２４は垂直距離２２０と同じである。長手方向の電流２６０、２６５が離れるように動かされると、その結果、特性インダクタンスが増加することになる。しかしながら、同時に、信号ストリップ２６０の下部の横方向電流を取り除いたので、その結果、電場２５０は弱くなり、従って、特性キャパシタンスは小さくなる。これにより、（たいていの場合にはそうであるように、特性キャパシタンスの減少が特性インダクタンスの増加と同じオーダであると仮定すると）特性インピーダンスは大きくなるが、一方、その電気長を実質的に同じに保持する結果になる。

多くの応用分野では、信号ストリップと帰線とが離れており、高い特性インダクタンスを達成し、同時に互いに近接して同じ或はより高い特性キャパシタンスを達成する必要がある。本発明に従えば、このことは、横方向の電流に関する限り、信号ストリップと帰線とを互いに近接させることにより、そして同時に、長手方向の電流に関する限り、信号ストリップと帰線とを遠くに離れて配置させることにより達成される。このことは本発明に従えば、帰線に伝播方向に直角に穴を設けることにより達成され、それにより互いに近接している長手方向の電流を遮断して、横方向の電流をいわば実質的に残す。図３Ａ〜図３Ｃは本発明の基本的な実施例に従う伝送ラインの例を図示している。図３Ａはマイクロストリップタイプの伝送ラインを図示している。図３Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）タイプの伝送ラインを図示している。図３Ｃは同平面ストリップライン（ＣＰＳ）タイプの伝送ラインを図示している。各伝送ラインは単一の帰線或は複数の帰線３９２から離間して置かれた信号ストリップ３１０を有している。信号ストリップ３１０の長手方向の電流３６０は本発明のこれら基本的な実施例では影響を受けない。本発明によれば、信号ストリップ３１０の長手方向の電流３６０に最も近接した長手方向の電流は遮断されて、３６８で示すようにより遠くに離された長手方向の電流３６６のみを残すだけとなる。帰線３９２の長手方向の電流は、本発明によれば、非伝導性の不連続部／スロット３８０、３８２によって遮断される。この例では、スロット３８０、３８２は、幅３８７、相互離間距離３８４、長さ３８５、３８６となっている。相互離間距離３８４により、より大きな対面実効領域と横方向電流で電場３５０を創成することができ、それにより、特性キャパシタンスを保持する。それは主として、スロット３８０、３８２の長さ３８５、３８６であり、これらが、長手方向の電流３６６が信号ストリップ３１０の長手方向の電流３６０から３６８で示すようにどれほど離れて押し出されているのかを決定する。スロット３８０、３８２の間の距離３８４は同様に重要な因子である。

図２Ａ、図２Ｂの説明と類似しているが、もし、その伝送ラインがマイクロストリップタイプであるなら、スロット３８０、３８２は、接地平面３９２において、信号ストリップの投影部を超えて伸びるような長さ３８５でなければならない。スロット３８０、３８２は常に、長手方向の電流３６６を３６８で示すように互いから引き離すことができるような長さ３８５、３８６がなければならない。

本発明の第１の基本的な例は、帰線における長手方向の電流のシフトが関与するだけである。本発明によれば、付加的に、或はそれに代えて、帰線の長手方向の電流から信号ストリップの長手方向の電流を押し離す可能性がある。図４Ａ〜図４Ｃは本発明の更なる実施例に従う伝送ラインの例を図示しており、信号ストリップの長手方向の電流の遮断に関与する。図４Ａはマイクロストリップタイプの伝送ラインを図示している。マイクロストリップの幾何学的形状のために、長手方向の電流４６６は信号ストリップ４１２の下部から４６８に示すように切り欠きの前に押し出されなければならないか、或は、信号ストリップ４１２の長手方向の電流４６１が４６３のように押し込まれることも何らかの効果がある。図４Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）タイプの伝送ラインを図示しており、それは、信号ストリップ４１２の長手方向の電流４６１を４６３のように押し込むだけである。図４Ｃは同平面ストリップライン（ＣＰＳ）タイプの伝送ラインを図示しており、それは、信号ストリップ４１２の長手方向の電流４６１を４６３のように押し出すだけである。帰線４９２の長手方向の電流４６６の押し出し４６８に関し、これはスロット４８１、４８３で成し遂げられるのか好ましい。これらのスロットは問題となっている伝送ラインの幾何学的形状に依存してわずかに異なる物理的な配置となっている。スロット４８１、４８３は帰線４９２の長手方向の電流４６６に最も近接した信号ストリップ４１２上の場所から伸長している。スロット４８１、４８３は、信号ストリップ４１２の長手方向の電流４６１が４６３のように押し込まれたり／移動させられたりする必要がある限り、信号ストリップ４１２の全ての長手方向の電流４６１を遮断することなく、伸長する。信号ストリップ４１２のスロット４８１、４８３は、それがあるなら、適切にも帰線４９２のスロット４８０、４８２に合わせられており、これにより、電場４５０を破壊することをできるだけ小さくしている。

本発明に従って、長手方向の電流が互いに離れるように押し出し／移動させることを一層進める一方、同時に信号ストリップと帰線との間の電場破壊をできるだけ小さくすることの更なる方法が図５Ａと図５Ｂとに図示されている。図５Ａは本発明の更なる実施例に従うマイクロストリップタイプの伝送ラインの例を図示している。図５Ｂは本発明の更なる実施例に従う同平面導波管（ＣＰＷ）タイプの伝送ラインの例を図示している。５６８のように押し出されることになる長手方向の電流５６６に最も近接したところだけでスロット５８０、５８２の幅５７０、５７２を大きくすることによって、信号ストリップ５１０と帰線５９４の対面実効領域ができる限り小さくされる一方、同時に５６８に示すようにより効果的に長手方向の電流５６６を押し出す。長手方向の電流５６６が拡がり５７０、５７２の間の間隔５７５に逸れていくのにより多くの時間がかかるので、長手方向の電流５６６が５６８のようにより効果的に押し出される。横方向の電流のために開口部５７５がなければならず、その電流は実質的にはほとんど影響を受けず、適正な電場５５０を可能にしている。拡がりの長さ５７７は大抵の応用分野では、容量結合問題により支配される一方、同時にそれをできるだけ小さく維持して特性キャパシタンスへの影響をより小さくするであろう。

この説明では、どのように特性キャパシタンスがほとんど影響を受けないで残されるのかを説明した。これはほとんどの応用分野で最も望ましい効果である。しかしながら、その特性キャパシタンスは、タイプ、スロット全長にわたるスロット幅を変化させることにより、実効対面領域を変化させることで制御される。

要約すると、本発明は基本的には、過度に特性キャパシタンスに変化をもたらすことなく伝送ラインの特性インダクタンスを制御する効果的な方法を提供する方法として説明することができる。これは、長手方向の電流の相対位置を制御する一方、同時に横方向の電流をほとんど変更することなく残すことにより達成される。

本発明は上述の実施例によって限定されるものではなく、添付した請求の範囲内で変形することが可能である。

図１Ａ〜図１Ｃは伝送ラインの例を図示しており、図１Ａはマイクロストリップ、図１Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）、図１Ｃは同平面ストリップライン（ＣＰＳ）である。
１１０ 信号ストリップ、
１２０ 信号ストリップと接地平面／回帰ストリップとの間の距離、
１３２ 信号ストリップの幅、
１３４ 信号ストリップの厚さ、
１３６ 信号ストリップの延び、
１５０ 横方向の電流による電場、
１６０ 信号ストリップにおける信号電流、長手方向の電流、
１６５ 接地平面／回帰ストリップにおける回帰信号電流、長手方向の電流、
１９０ 接地平面／回帰ストリップ。

図２Ａ〜図２Ｂは信号ストリップの下部に接地平面をもたないマイクロストリップを図示している。
２１０ 信号ストリップ、
２２０ 信号ストリップと接地平面との間の垂直距離、
２２２ 信号ストリップと接地平面との間の水平距離、
２２４ 信号ストリップと接地平面との間の結果として得られる距離、
２５０ 横方向の電流による電場、
２６０ 信号ストリップにおける信号電流、長手方向の電流、
２６５ 接地平面／回帰ストリップにおける回帰信号電流、長手方向の電流、
２９０ 接地平面／回帰ストリップ。

図３Ａ〜図３Ｃは本発明の基本的な実施例に従う伝送ラインの例を図示しており、図３Ａはマイクロストリップ、図３Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）、図３Ｃは同平面ストリップライン（ＣＰＳ）である。
３１０ 信号ストリップ、
３５０ 横方向の電流による電場、
３６０ 信号ストリップにおける信号電流、長手方向の電流、
３６６ 接地平面／回帰ストリップにおける移動／プッシュされた回帰電流、変形された
長手方向の電流、
３６８ 信号ストリップの長手方向電流から離れる方向、
３８０ 本発明に従う第１の非伝導性の不連続／スロット、
３８２ 本発明に従う第２の非伝導性の不連続／スロット、
３８４ 非伝導性の不連続／スロット間の接地平面／回帰ストリップでの距離、
３８５ 非伝導性の不連続／スロットの長さ、
３８６ 同一平面構造の非伝導性の不連続／スロットの長さ、
３８７ 非伝導性の不連続／スロットの幅
３９２ 本発明に従う接地平面／回帰ストリップ。

図４Ａ〜図４Ｃは本発明の更なる実施例に従う伝送ラインの例を図示しており、図４Ａはマイクロストリップ、図４Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）、図４Ｃは同平面ストリップライン（ＣＰＳ）である。
４１２ 本発明に従う信号ストリップ、
４５０ 横方向の電流による電場、
４６１ 信号ストリップにおける移動／プッシュされた信号電流、
変形された長手方向の電流、
４６３ 接地平面／回帰ストリップの長手方向電流から離れる方向、
４６６ 接地平面／回帰ストリップにおける移動／プッシュされた回帰信号電流、
変形された長手方向の電流、
４６８ 信号ストリップの長手方向電流から離れる方向、
４８０ 接地平面／回帰ストリップにおける本発明に従う第１のスロット、
４８２ 接地平面／回帰ストリップにおける本発明に従う第２のスロット、
４８３ 信号ストリップにおける本発明に従う第２のスロット、
４９２ 本発明に従う接地平面／回帰ストリップ。

図５Ａ〜図５Ｂは本発明のまた更なる実施例に従う伝送ラインの例を図示しており、図５Ａはマイクロストリップ、図５Ｂは同平面導波管（ＣＰＷ）である。
５１０ 信号ストリップ、
５５０ 横方向の電流による電場、
５６０ 信号ストリップにおける信号電流、長手方向の電流、
５６６ 接地平面／回帰ストリップにおける移動／プッシュされた回帰電流、
変形された長手方向の電流、
５６８ 信号ストリップの長手方向電流から離れる方向、
５７０ ストリップの第１の展開部、
５７２ ストリップの第２の展開部、
５７５ 展開部間の接地平面の幅／通路、
５７７ 展開部幅／通路長、
５８０ 本発明に従う第１のスロット、
５８２ 本発明に従う第２のスロット、
５９４ 本発明に従う更なる接地平面／回帰ストリップ。

、 、 マイクロストリップ、同平面導波管（ＣＰＷ）、同平面ストリップライン（ＣＰＳ）の形をした伝送ラインの例を図示している。 、 下部に接地平面をもたないマイクロストリップを図示している。 、 、 マイクロストリップ、同平面導波管（ＣＰＷ）、同平面ストリップライン（ＣＰＳ）の形をした本発明の基本的な実施例に従う伝送ラインの例を図示している。 、 、 マイクロストリップ、同平面導波管（ＣＰＷ）、同平面ストリップライン（ＣＰＳ）の形をした本発明の更なる実施例に従う伝送ラインの例を図示している。 、 マイクロストリップ、及び同平面導波管（ＣＰＷ）の形をした本発明のまた更なる実施例に従う伝送ラインの例を図示している。

Claims (25)

1. 信号ストリップと所定距離離れた帰線とを有した伝送ラインの特性インピーダンスを制御する方法であって、
   前記特性インピーダンスは特性インダクタンス部と特性キャパシタンス部とを含み、
   前記特性インダクタンス部は前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の距離に依存し、
   前記特性キャパシタンス部は前記信号ストリップと前記帰線との有効対面領域の横方向の電流に依存し、
   前記方法は、
   前記信号ストリップと前記帰線との間を近接距離に保持し、
   前記帰線に少なくとも２つの非伝導性の不連続部を創成することにより、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御して前記特性インダクタンス部を制御し、
   前記帰線の少なくとも２つの不連続部は、前記信号ストリップに最も近接した前記帰線の一部から伸長して、前記信号ストリップの長手方向の電流から前記帰線の長手方向の電流が離れる動きのために、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御可能に大きくするのに十分な長さをもって前記信号ストリップから離れ、
   前記帰線の少なくとも２つの不連続部は、前記不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長しており、
   前記伝送ラインの帰線に沿って前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を分布させ、
   前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部は夫々、前記帰線の長手方向に幅があり、前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離れており、
   前記信号ストリップに少なくとも２つの非伝導性の不連続部を創成することにより、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御して前記特性インダクタンス部を制御し、
   前記信号ストリップの前記少なくとも２つの不連続部は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した前記信号ストリップの一部から伸長して、前記帰線の長手方向の電流から前記信号ストリップの長手方向の電流が離れる動きのために、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御可能に大きくするために前記信号ストリップから離れ、
   前記信号ストリップの前記少なくとも２つの不連続部は、前記信号ストリップの前記不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長することを特徴とする方法。
2. 前記方法はさらに、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御し、ある範囲内で前記帰線の非伝導性の不連続部の長さを変化させ、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離が変化することにより、前記特性インダクタンス部を変化させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記方法はさらに、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御し、前記帰線の非伝導性の不連続部の間の距離を変化させることにより、前記特性インダクタンス部を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記帰線の非伝導性の不連続部の間の距離は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した前記帰線の非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより変えられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記帰線の非伝導性の不連続部の幅は、前記帰線の非伝導性の不連続部が前記帰線の長手方向の電流に最も近接したところでより広くなるように、前記帰線の長手方向の電流に最も近接したところで変えられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記方法はさらに、前記信号ストリップと前記帰線との有効対面領域を制御し、
   これにより、前記帰線の非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより、前記特性キャパシタンス部を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 前記方法はさらに、前記信号ストリップと前記帰線との有効対面領域を制御し、
   これにより、前記帰線の非伝導性の不連続部の中央部と中央部の距離を変化させることにより、前記特性キャパシタンス部を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 前記帰線の非伝導性の不連続部は前記横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 前記伝送ラインの前記信号ストリップに沿って前記信号ストリップの前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を分布させ、
   前記信号ストリップの前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部は夫々、前記信号ストリップの長手方向に幅があり、そして、前記信号ストリップの前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離れていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記方法は、前記信号ストリップの前記帰線に対する前記有効対面領域を最大にするようにして、前記信号ストリップの前記非伝導性の不連続部を前記帰線の前記非伝導性の不連続部にそろえることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記信号ストリップの前記非伝導性の不連続部は前記横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
12. 信号ストリップと所定距離離れた帰線とを有した伝送ラインの電気長を制御する方法であって、
    前記方法は、前記伝送ラインの特性インピーダンスを請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法に従って制御し、これにより、前記伝送ラインの前記電気長を制御することを特徴とする方法。
13. 信号ストリップと所定距離離れた帰線とを有した、制御可能な特性インピーダンスをもつ伝送ラインであって、
    前記特性インピーダンスは特性インダクタンス部と特性キャパシタンス部とを含み、
    前記特性インダクタンス部は前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の距離に依存し、
    前記特性キャパシタンス部は前記信号ストリップと前記帰線との有効対面領域の横方向の電流に依存し、
    前記伝送ラインの前記特性インピーダンスは、
    前記信号ストリップと前記帰線との間を近接距離に保持する一方、
    前記帰線に少なくとも２つの非伝導性の不連続部を導入することにより、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御して、前記特性インダクタンス部を制御することにより制御され、
    前記帰線の少なくとも２つの不連続部は、前記信号ストリップに最も近接した前記帰線の一部から伸長して、前記信号ストリップの長手方向の電流から前記帰線の長手方向の電流が離れる動きのために、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御可能に大きくするのに十分な長さをもって前記信号ストリップから離れ、
    前記帰線の少なくとも２つの不連続部は、前記不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長し、
    前記伝送ラインはさらに前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を前記伝送ラインの帰線に沿って分布させ、
    前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部は夫々、前記帰線の長手方向に幅があり、前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離れており、
    前記伝送ラインの前記特性インピーダンスはさらに、
    前記信号ストリップと前記帰線との間を前記近接距離に保持する一方、
    前記信号ストリップに少なくとも２つの非伝導性の不連続部を導入することにより、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の最近接距離を制御して前記特性インダクタンス部を制御することにより制御され、
    前記信号ストリップの前記少なくとも２つの不連続部は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した前記信号ストリップの一部から伸長して、前記帰線の長手方向の電流から前記信号ストリップの長手方向の電流が離れる動きのために、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離を制御可能に大きくするために前記信号ストリップから離れ、
    前記信号ストリップの前記少なくとも２つの不連続部は、前記不連続部の間で横方向の電流の流れを可能にするように伸長することを特徴とする伝送ライン。
14. 前記伝送ラインの前記特性インピーダンスはさらに、ある範囲内で前記帰線の非伝導性の不連続部の長さを変化させることにより制御され、前記信号ストリップの長手方向の電流と前記帰線の長手方向の電流との間の前記最近接距離が変化することを特徴とする請求項１３に記載の伝送ライン。
15. 前記伝送ラインの前記特性インピーダンスはさらに、前記帰線の非伝導性の不連続部の間の距離を変化させることにより制御されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の伝送ライン。
16. 前記帰線の非伝導性の不連続部の間の距離は、前記帰線の長手方向の電流に最も近接した前記非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより変えられることを特徴とする請求項１５に記載の伝送ライン。
17. 前記帰線の非伝導性の不連続部の幅は、前記帰線の非伝導性の不連続部が前記帰線の長手方向の電流に最も近接したところでより広くなるように、前記帰線の長手方向の電流に最も近接したところで変えられることを特徴とする請求項１６に記載の伝送ライン。
18. 前記伝送ラインの前記特性インピーダンスはさらに、前記信号ストリップと前記帰線との有効対面領域を変化させることにより制御され、これにより、前記帰線の非伝導性の不連続部の幅を変化させることにより、前記特性キャパシタンス部を制御することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれかに記載の伝送ライン。
19. 前記伝送ラインの前記特性インピーダンスはさらに、前記信号ストリップと前記帰線との有効対面領域を変化させることにより制御され、これにより、前記帰線の非伝導性の不連続部の中央部と中央部の距離を変化させることにより、前記特性キャパシタンス部を制御することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれかに記載の伝送ライン。
20. 前記帰線の非伝導性の不連続部は前記横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットであることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の伝送ライン。
21. 前記信号ストリップの少なくとも２つの非伝導性の不連続部は前記信号ストリップに沿って分布し、
    前記信号ストリップの前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部は夫々、前記信号ストリップの長手方向に幅があり、そして、前記信号ストリップの前記少なくとも２つの非伝導性の不連続部を通る輻射による損失が回避される或は最小にされるように、中央部と中央部の間の距離が離れていることを特徴とする請求項１３に記載の伝送ライン。
22. 前記信号ストリップの前記帰線に対する前記有効対面領域を最大にするようにして、前記信号ストリップの前記非伝導性の不連続部を前記帰線の前記非伝導性の不連続部にそろえることを特徴とする請求項２１に記載の伝送ライン。
23. 前記信号ストリップの前記非伝導性の不連続部は前記横方向の電流の流れに少なくとも実質的に平行であるスロットであることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の伝送ライン。
24. 制御可能な電気長をもつ伝送ラインであって、
    前記伝送ラインは、請求項１３乃至２３のいずれかに記載の制御可能な特性インピーダンスをもつ伝送ラインを有し、これにより、前記電気長を制御することを特徴とする伝送ライン。
25. 伝送ラインを基礎とする、共振器、マッチングネットワーク、或は電力分配器のような部品であって、
    前記伝送ラインを基礎とする部品は、請求項１３乃至２４のいずれかに記載の伝送ラインを有していることを特徴とする部品。

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