JP4795826B2 - 電波吸収体 - Google Patents
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Description
そこで従来から、下記特許文献1に記載されているように、パッケージ内のトランジスタと対向する面に電波吸収性のある所定の材質の電波吸収体を配置することが考えられている。
また、本発明によれば、前記アンテナは、パッチアンテナとする電波吸収体である。
本発明の実施態様1の電波吸収体は、アンテナ素子としてパッチアンテナを採用し、同一基板上に作製されたアンテナ素子と抵抗素子の組み合わせからなるものである。アンテナ素子は空気中の電波を薄膜基板上の配線上の高周波信号に変換することができる。また、変換された高周波信号は給電線を介して抵抗素子で吸収することができる。
図1は上記実施態様1の実施例を説明する図であり、図1(a)は全体斜視図、図1(b)は正面図と断面図である。
上記のような構成の本実施例の電波吸収体においては、セラミック薄膜基板50に比誘電率εr=10のアルミナを用いると、10GHzの周波数のセラミック薄膜基板50内の波長は約9.3mmで、セラミック薄膜基板50の厚さはその30分の1の0.31mm、すなわち310μmとすることができる。
図2は図1に示したパッチアンテナ1、給電線20、抵抗膜30の等価回路であり、パッチアンテナ1は、伝送線路11と、その一端とアース及びに他端とアースにそれぞれ接続され、パッチアンテナ10の放射アドミタンスを表すRC並列回路(12,13)で表され、給電線20は特性インピーダンスの抵抗成分が120Ωの伝送線路21で表されている。抵抗膜30は、120Ω程度の抵抗素子31として表されている。
次に本発明による電波吸収体の使用形態について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の電波吸収体の使用形態を説明する模式図である。
図4に示した使用例では、電波吸収体110をパワートランジスタ120に対向する位置に配置したが、それは、電波吸収体110を図1に示した実施例のものと仮定したからである。図1に示した実施例では、方形パッチアンテナ1が用いられており、図5に示すように、その指向性がパッチアンテナ10の中心からアンテナ面の垂直方向に向かって鋭くなっているからである。すなわち、電波を効率よく吸収するためには、用いるアンテナの指向性の鋭い方向を最も強い不要輻射発生源に向けて使用する必要があるからである。
上記本発明の第1の実施態様の実施例に係る電波吸収体から給電線20と抵抗膜30を除いた部分であるパッチアンテナ1単体の特性について説明する。
パッチアンテナ1は、伝送線路11と、その一端であるポート1とアースの間に接続されたパッチアンテナ1の放射アドミタンスを表すRC並列回路12及び他端であるポート2とアースの間に接続されたパッチアンテナ1の放射アドミタンスを表すRC並列回路13で表される。
図8(a)は反射特性S11のグラフであり、縦軸が反射特性S11(dB)、横軸が周波数(GHz)であり、縦軸は0dBから−20dBまで、横軸は0GHzから20GHzまで示されている。図8(a)のグラフは先に示した図3の反射特性のグラフとほぼ同様であり、左右それぞれが略台形であって10GHz付近を中心としてほぼ対称なものである。2GHz付近から8GHz付近まで、及び12GHz付近から18GHz付近までは、反射特性S11は0dBであり、したがってそれらの帯域の電波は反射される。一方、10GHz付近では急激に反射特性S11が減少しており、10GHzでは−20dBに達している。
図9は、本実施例1のパッチアンテナ200の構造を示す図である。
外形的には図6に示したパッチアンテナ1と同様で、パッチアンテナ200は高損失セラミック薄膜基板250の裏面全体を覆う接地導体260と、一辺の長さがセラミック薄膜基板中の波長λの2分の1である方形の放射導体210から構成されるアンテナであり、波長λの高周波信号の共振器となっている。
パッチアンテナ200は、伝送線路211と、その一端であるポート1とアースの間に接続されたパッチアンテナ200の放射アドミタンスを表すRC並列回路212、他端であるポート2とアースの間に接続された、パッチアンテナ200での誘電損失成分を与えるCR直列回路214及びパッチアンテナ210の放射アドミタンスを表すRC並列回路213で表される。図6に示した等価回路とは、パッチアンテナ200での誘電損失成分を与えるCR直列回路214が追加されている点で異なる。
図11(a)は反射特性S11のグラフであり、図8(a)の無損失アンテナのグラフと同様に、縦軸が反射特性S11(dB)、横軸が周波数(GHz)であり、縦軸は0dBから−20dBまで、横軸は0GHzから20GHzまで示されている。図11(a)のグラフは、先に示した図8(a)の反射特性のグラフと、左右それぞれが略台形であって10GHz付近を中心としてほぼ対称なものであり、2GHz付近から8GHz付近まで、及び12GHz付近から18GHz付近までは、反射特性S11は0dBである点はほぼ同様であるが、10GHz付近では異なり、反射特性S11は10GHzでは−3dB程度である。したがって、入射電波の47%は反射することになる。
次に、図12〜図14を参照して、上記実施態様2の実施例2を説明する。
外形的には、図9に示した実施例1の場合のように、図6に示したパッチアンテナ1と同様で、パッチアンテナ300はセラミック薄膜基板350の裏面全体を覆う接地導体360と、一辺の長さがセラミック薄膜基板中の波長λの2分の1である方形の高損失放射導体310から構成される。
等価回路は、パッチアンテナ300を表す伝送線路311と、その一端であるポート1とアースの間に接続されたパッチアンテナ300の放射アドミタンスを表すRC並列回路312と、伝送線路311の他端に一端を接続されパッチアンテナ300での導体損失成分を与える抵抗315と、抵抗315の他端であるポート2とアースの間に接続されたパッチアンテナ300の放射アドミタンスを表すRC並列回路313で構成される。図6に示した等価回路とは、パッチアンテナ300での導体損失成分を与える抵抗315が追加されている点で異なる。
図14(a)は反射特性S11のグラフであり、図8(a)の無損失アンテナのグラフと同様に、縦軸が反射特性S11(dB)、横軸が周波数(GHz)であり、縦軸は0dBから−20dBまで、横軸は0GHzから20GHzまで示されている。図14(a)のグラフは、図11(a)のグラフと同様に、先に示した図8(a)の反射特性のグラフと、左右それぞれが略台形であって10GHz付近を中心としてほぼ対称なものであり、2GHz付近から8GHz付近まで、及び12GHz付近から18GHz付近までは、反射特性S11は0dBである点はほぼ同様であるが、10GHz付近では異なり、反射特性S11は10GHzでは−2.5dB程度である。したがって、入射電波の52%は反射することになる。
以上、本発明の実施態様2について、その実施例1と実施例2を例示して説明したが、実施例1と実施例2を組み合わせて実施することも可能である。すなわち、誘電損失と導体損失を有するアンテナ単体で電波吸収体を構成することができる。
高出力半導体が実装されたパッケージ内の電波を吸収する電波吸収体において、
アンテナの電波受信特性による特定の周波数帯域に対する電波吸収手段を備えたことを特徴とする電波吸収体。
(付記2)
前記アンテナは、パッチアンテナであることを特徴とする付記1に記載の電波吸収体。
(付記3)
前記パッチアンテナは、方形パッチアンテナであることを特徴とする付記2に記載の電波吸収体。
(付記4)
前記パッチアンテナの放射導体は、損失性の素子に接続されたことを特徴とする付記2又は付記3に記載の電波吸収体。
(付記5)
前記損失性の素子は、前記パッチアンテナを構成する基板と同一の基板上に作製された抵抗膜であり、前記放射導体と前記抵抗膜は、前記同一の基板上に作製された給電線により接続されたことを特徴とする付記4に記載の電波吸収体。
(付記6)
前記パッチアンテナを形成する基板は、前記特定の周波数帯域において誘電損失が発生するものであることを特徴とする付記2又は付記3に記載の電波吸収体。
(付記7)
前記パッチアンテナを形成する放射導体は、前記特定の周波数帯域において導体損失が発生するものであることを特徴とする付記2又は付記3に記載の電波吸収体。
(付記8)
前記パッチアンテナを形成する基板は、前記特定の周波数帯域において誘電損失が発生するものであり、前記パッチアンテナを形成する放射導体は、前記特定の周波数帯域において導体損失が発生するものであることを特徴とする付記2又は付記3に記載の電波吸収体。
(付記9)
前記高出力半導体パッケージの金属蓋を、当該電波吸収体の接地導体としたことを特徴とする付記2乃至付記8に記載の電波吸収体。
(付記10)
付記2乃至付記8に記載の電波吸収体の接地導体を、当該高出力半導体パッケージの金属蓋としたことを特徴とする高出力半導体パッケージ。
(付記11)
付記1乃至付記3に記載の電波吸収体の使用方法において、前記アンテナの指向性の鋭い方向を前記高出力半導体が前記特定の周波数帯域の電波を放射する方向に向けたことを特徴とする電波吸収体の使用方法。
(付記12)
付記1乃至付記3に記載の電波吸収体を内部に配置した高出力半導体パッケージにおいて、前記アンテナの指向性の鋭い方向を前記高出力半導体が前記特定の周波数帯域の電波を放射する方向に向けたことを特徴とする高出力半導体パッケージ。
10 放射導体
20 給電線
30 抵抗膜
40 ビア
50 セラミック薄膜基板
60 接地導体
100 高出力増幅器パッケージ
110 本発明の電波吸収体
120 パワートランジスタ
250 高損失セラミック薄膜基板
310 高損失放射導体
400 高出力増幅器パッケージ
410 放射導体
450 薄膜基板
460 金属板
500 電波吸収体と一体化した蓋
600 4分の1波長電波吸収体
Claims (3)
- 高出力半導体が実装されたパッケージ内の電波を吸収する電波吸収体において、
パッチアンテナの電波受信特性による特定の周波数帯域に対する電波吸収手段を備え、
前記パッチアンテナは基板上に作製され、前記パッチアンテナの放射導体は、前記基板上に作製された給電線により前記基板上に作製された抵抗膜に接続され、前記パッケージの金属蓋を、当該電波吸収体の接地導体としたことを特徴とする電波吸収体。 - 高出力半導体が実装されたパッケージ内の電波を吸収する電波吸収体において、
パッチアンテナの電波受信特性による特定の周波数帯域に対する電波吸収手段を備え、
前記パッチアンテナは基板上に作製され、前記基板は、前記特定の周波数帯域において誘電損失が発生するものであり、前記パッケージの金属蓋を、当該電波吸収体の接地導体としたことを特徴とする電波吸収体。 - 高出力半導体が実装されたパッケージ内の電波を吸収する電波吸収体において、
パッチアンテナの電波受信特性による特定の周波数帯域に対する電波吸収手段を備え、
前記パッチアンテナを形成する放射導体は、前記特定の周波数帯域において導体損失が発生するものであり、ニッケルクロムで作製され、前記パッケージの金属蓋を、当該電波吸収体の接地導体としたことを特徴とする電波吸収体。
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