JP4507619B2

JP4507619B2 - 高周波モジュール

Info

Publication number: JP4507619B2
Application number: JP2004032240A
Authority: JP
Inventors: 亨土地
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-02-09
Also published as: JP2005223267A

Description

この発明は、シールド構造を要する高周波シールド回路、例えば高出力増幅器と低雑音増幅器が近接して存在する送受信回路など、及びこの回路を金属ケースに収納した高周波モジュールに関する。

高出力増幅器と低雑音増幅器が近接して存在する送受信回路などは、高出力増幅器部で増幅された高出力の信号が低雑音増幅器部へリークした場合に回路の誤動作等を招くため、高出力増幅器と低雑音増幅器との間は十分にシールド性を確保しておく必要がある。そのために、例えば高出力増幅器の回路上に金属カバーを配置し、高出力増幅器で増幅された高出力の信号の放射を抑えるといった処置が必要となる。

高周波回路基板上に金属カバーを取付ける際は、通常、金属カバーの側壁部が基板表面上のＧＮＤパターンと接触するようにネジを用いて固定される。基板表面上のＧＮＤパターンはスルーホールによって基板裏面の接地導体と導通しており、そのスルーホールは、ＧＮＤパターンが高周波回路の動作周波数にとって十分ＧＮＤに見えるように密な間隔で配置されている。また、金属カバー取付け用ネジを貫通させるための穴もスルーホールであることが多い。但し前記ネジ用貫通穴の径は、ネジをスムーズに通すためにネジの径よりも若干大きめに空けられている。

金属カバーを基板上に取付ける際、取付け用ネジを金属カバー、基板を介して金属ケースのネジ穴に締め付けることにより、金属カバーの側壁部が基板表面のＧＮＤパターンに強く押さえつけられことでシールド構造が達成される。また下記特許文献１のように、基板裏面にも回路が存在し、基板両面に金属カバーを取付ける際は、両方の金属カバーで基板を挟むようにしてネジにて締め付けることにより、金属カバーの側壁部と基板両面のＧＮＤパターンとが接触するようになり、シールド構造が達成される。

特開２００３−１８８５７１号公報。

特に高周波で高出力な回路を有する高周波モジュールの場合、シールド構造をより強く保つ必要があり、そのために金属カバー取付け用のネジの数を増やして金属カバーと基板のＧＮＤパターンとの密着性を上げて対処していた。しかし、取付け用ネジの数を増やすことにより取付けの工数が多くなるため、作業性が悪く、また作業コストもかかるといった弊害が生じていた。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、取付け用ネジの数を減らしても金属カバーと基板のＧＮＤパターンとの接触を強く保つことが出来るシールド構造を提供することを課題とする。

この発明の請求項１に係る高周波モジュールは、高周波シールド回路と金属ケースとで構成される高周波モジュールであって、上記高周波シールド回路は、大信号を伝送する高周波大信号ライン、この高周波大信号ラインに沿いその両側に設けられた第１及び第２の接地ライン、この第１または第２の接地ラインをはさみ上記高周波大信号ラインの側とは反対側に設けられた小信号を伝送する高周波小信号ラインが表面側に形成され、接地パターンが裏面側に形成され、上記の両接地ラインと上記接地パターンとを電気的に導通する複数のスルーホールが貫通形成された誘電体基板と、上記誘電体基板と平行に上記高周波大信号ラインを覆う天板、この天板の両端に上記誘電体基板と垂直にその一端が結合された第１及び第２の側壁板、この両側壁板の他端に上記スルーホールの形成位置に対応させ設けられた複数の突起部、この複数の突起部の中央位置に上記誘電体基板の垂直方向に上記側壁板を貫通する貫通穴を有し、上記突起部が上記スルーホールに圧入され上記誘電体基板に固定される金属カバーとで構成され、上記高周波シールド回路が上記金属カバーに形成された貫通穴と上記誘電体基板に形成されたスルーホールとを通して上記金属ケースにネジ止めされることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明による高周波モジュールでは、突起部内に形成されたネジ穴にネジを通して金属ケースと高周波シールド回路とを固定するため、シールド性能を高くすることができる。

実施例１．
以下、本発明に係る高周波モジュールのシールド構造を具体化した実施例を、図面を基に説明する。図１は高出力増幅器と低雑音増幅器が近接して存在する送受信回路を収納した高周波モジュールの主要部分を示すもので、１は高周波モジュールの金属ケース、２は表面に高周波回路、裏面に接地導体を持ち、裏面側を金属ケース１に接触させるようにして取付けられる誘電体基板、３は誘電体基板表面の高出力増幅器部を覆うように誘電体基板２を介して金属ケース１に取付けられる金属カバーである。この金属カバーは、上記誘電体基板と平行に上記高周波大信号ラインを覆う天板、この天板の両端に上記誘電体基板と垂直にその一端が結合された第１及び第２の側壁板、上記の両側壁板の他端に上記スルーホールの形成位置に対応させ設けられた複数の突起部３ａ（後述）を有している。４は金属カバー３を取付けるためのネジ、５は誘電体基板２表面の高周波回路部に使用されているチップ部品、６は誘電体基板２表面の高周波回路部の高出力増幅器部に使用されている中出力トランジスタである。

７は誘電体基板２表面のＧＮＤパターン、８は誘電体基板２表面のＧＮＤパターンにあり、当該パターンを誘電体基板２の裏面の接地導体と導通させるスルーホール、９は誘電体基板２表面の高周波回路部の高出力増幅器部に使用されている高出力トランジスタ、１０は誘電体基板２表面の送受信回路の送受を切り分けるためのサーキュレータ、１１は誘電体基板２表面の高周波回路部の低雑音増幅器部に使用されている低雑音トランジスタ、１２は誘電体基板２表面の高周波回路部の低雑音増幅器部に使用されているゲインブロック用トランジスタである。

金属カバー３においては、その誘電体基板２表面のＧＮＤパターンとの接触側に突起部３ａがあり、突起部３ａの間隔は誘電体基板２表面のＧＮＤパターンにあるスルーホール８の間隔に合わせて形成されている。スルーホール８は誘電体基板２表面のＧＮＤパターンが当該高周波回路の動作周波数において十分ＧＮＤとなり得るように出来るだけ密な間隔で配置されている。

図２は、金属カバー３の突起部３ａの拡大図（図１のＡ部の拡大図）であり、突起部３ａの内部には、金属カバー３取付け用のネジ４用の貫通穴３ｂがある。突起部３ａの根元の径であるＢ寸法はスルーホール８の径よりやや大きめとなっており、また突起部３ａの先端の径であるＣ寸法はスルーホール８の径よりやや小さめとなっている。

次に動作について図３を用いて説明する。図３は金属カバー３をネジ４を用いて取付ける場合の、当該箇所の断面を表しており、図中の符号は図１のものと同一であるのでここでは説明を省略する。

金属カバー３をネジ４で取付ける際、ネジ４を金属カバー３の貫通穴３ｂ、誘電体基板２のスルーホール８を介して金属ケース１のネジ穴に締めつけていくと、金属カバー３の突起部３ａはスルーホール８に挿入（圧入）されていくが、突起部３ａの先端の径であるＣ寸法はスルーホール８の径よりやや小さく、また突起部３ａの根元の径であるＢ寸法はスルーホール８の径よりやや大きめとなっているため、突起部３ａがスルーホール８に挿入されていくに従って食い込んでいくような形となり、突起部３ａとスルーホール８が十分に密着することとなる。このことは、ネジ４の有る突起部３ａだけではなく、ネジ４の無い突起部３ａにも共通して言えることである。よって金属カバー３と誘電体基板２のＧＮＤパターン７とは十分に接触することとなる。

次に本発明の具体的な効果について説明する。ここでは、同じ高周波モジュールを複数台製作する場合を想定する。金属カバー３をネジ４で取付ける際、最初のモジュールではネジをネジ穴数ヶ所間隔でのみ使用する。（図１、図３はネジ穴１ヶ所おきでの実施例である。）金属カバー３の取付け後、電気性能を確認し回路のシールド性が不足しているようであれば、ネジ４の無い箇所にネジ４を追加していく。逆に十分なシールド性が得られているようであれば、ネジ４を徐々に削除していけばよい。このようにして、ネジ４の最適箇所が決まれば、残りのモジュールを製造する際は、最初からその箇所にのみネジ４を使用して金属カバー３を取付ければよい。こうして必要最低限のネジ本数と作業工数で済むこととなる。

上記説明では、金属カバー３を用いていたが、金属カバー３に突起部３ａを設ける加工コストが上がるようであれば、金属カバーの代わりに導電性樹脂を用いて成形したカバーや非導電性樹脂を用いて成形したものに導電性メッキを施したカバーを用いても同様の効果がえられる。

図４は、上記実施例のシールド構造を有し、更に制御回路部１５と電源回路部１６、高周波信号用の同軸コネクタ１７、制御信号及び電源供給用の多極コネクタ１８を具備した高周波モジュールの一例である。それ以外の符号は図１と同じであるので、説明は省略する。また、通常は金属ケース１にはモジュール用カバーが取付けられているが、ここでは説明をわかり易くするために図への記載は省略してある。上記実施例シールド構造を設けることにより、高出力増幅器部で増幅された高周波信号が、制御回路１５や電源回路１６に悪影響を及ぼすことが無くなり、電気的に安定した性能を低コストで達成することが出来る。

本発明に係る高周波モジュールのシールド構造の実施例を示す、高周波モジュールの主要部分を表した図である。図１のＡ部の拡大図である。金属カバーの突起部と誘電体基板のＧＮＤパターン上のスルーホールとの関係を表した断面図である。本発明に係る高周波モジュールの実施例を示す、制御回路部と電源回路部、高周波信号用の同軸コネクタ、制御信号及び電源供給用の多極コネクタを具備した高周波モジュールを表した図である。

符号の説明

１金属ケース、２誘電体基板、３金属カバー、４ネジ、５チップ部品、６中出力トランジスタ、７ＧＮＤパターン、８スルーホール、９高出力トランジスタ、１０サーキュレータ、１１低雑音トランジスタ、１２ゲインブロック用トランジスタ、１５制御回路部、１６電源回路部、１７高周波信号用同軸コネクタ、１８制御信号及び電源供給用多極コネクタ。

Claims

高周波シールド回路と金属ケースとで構成される高周波モジュールであって、上記高周波シールド回路は、大信号を伝送する高周波大信号ライン、この高周波大信号ラインに沿いその両側に設けられた第１及び第２の接地ライン、この第１または第２の接地ラインをはさみ上記高周波大信号ラインの側とは反対側に設けられた小信号を伝送する高周波小信号ラインが表面側に形成され、接地パターンが裏面側に形成され、上記の両接地ラインと上記接地パターンとを電気的に導通する複数のスルーホールが貫通形成された誘電体基板と、上記誘電体基板と平行に上記高周波大信号ラインを覆う天板、この天板の両端に上記誘電体基板と垂直にその一端が結合された第１及び第２の側壁板、この両側壁板の他端に上記スルーホールの形成位置に対応させ設けられた複数の突起部、この複数の突起部の中央位置に上記誘電体基板の垂直方向に上記側壁板を貫通する貫通穴を有し、上記突起部が上記スルーホールに圧入され上記誘電体基板に固定される金属カバーとで構成され、上記高周波シールド回路が上記金属カバーに形成された貫通穴と上記誘電体基板に形成されたスルーホールとを通して上記金属ケースにネジ止めされることを特徴とする高周波モジュール。