JP5057854B2 - 高周波プローブ - Google Patents

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本発明は、高周波回路基板を評価するために、この高周波回路基板における高周波信号を測定する際に使用する高周波プローブに関する。
従来の高周波プローブは、高周波回路基板の部品に端子を接触させて高周波信号を測定するものであった。これらは高周波回路基板の部品に、より確実に端子を接触させると言う点に着目して開発されてきた。
例えば、高周波プローブの端子を、バネを用いて上下方向にスライド可能に構成した高周波プローブが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平６−３３７１号公報
しかし、特許文献１に記載の高周波プローブは、高周波回路基板の部品に接触させて用いるため、この部品を傷つけてしまうという問題点があった。
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、高周波回路基板の部品を傷つけずに高周波信号を検出する高周波プローブを提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、誘電体基板上に設けられたマイクロストリップ線路と；誘電体基板の内部の前記マイクロストリップ線路の一端の下方に前記マイクロストリップ線路と非接触に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器と；マイクロストリップ線路と前記１／４波長共振器とに非接触に設けられた接地導体と；マイクロストリップ線路の他端と接地導体に接続する高周波同軸ケーブルと；を有することを特徴とする高周波プローブを提供する。
本発明によれば、評価しようとする高周波回路のマイクロストリップ線路に１／４波長共振器を非接触に近接させて配置し、高周波回路の高周波信号を共振させて検出する。このため、本実施形態の高周波プローブは高周波回路基板の部品を傷つけずに高周波信号を検出することが可能であるという効果がある。
以下、本発明による高周波プローブの一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
＜実施形態の概要＞
本実施形態の高周波プローブは、誘電体基板上に設けられたマイクロストリップ線路と；このマイクロストリップ線路の一端にこのマイクロストリップ線路非接触に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器と；このマイクロストリップ線路とこの１／４波長共振器とに非接触に設けられた接地導体と；このマイクロストリップ線路の他端とこの接地導体に接続される高周波同軸ケーブルと；を有する。
測定する高周波回路のマイクロストリップ線路と、本実施形態の高周波プローブの１／４波長共振器とを非接触に近接させて配置し、この１／４波長共振器において共振した高周波信号のうち本実施形態の高周波プローブのマイクロストリップ線路に移動した高周波信号を検出する。以下、詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態の高周波プローブの構成を示す概要図である。図１に示すように、本実施形態の高周波プローブ１００は、誘電体基板１０１上に設けられたマイクロストリップ線路１０３と；マイクロストリップ線路１０３の一端にマイクロストリップ線路１０３と間隔をあけて、すなわち非接触に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器１０４と；マイクロストリップ線路１０３と１／４波長共振器１０４とに非接触に設けられた接地導体１０２と；マイクロストリップ線路１０３の他端と接地導体１０２に接続する高周波同軸ケーブルと；を有する。
マイクロストリップ線路１０３と１／４波長共振器１０４とは、通常の高周波回路に用いる材質、例えば金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などを用いることができる。
１／４波長共振器１０４の長さは、例えば次のように算出する。１／４波長共振器１０４が誘電体基板１０１上に構成されたとき、Ｗを１／４波長共振器１０４の幅、ｄを誘電体基板１０１の厚さ、εｒをこの誘電体基板１０１の誘電体の比誘電率、ｆを高周波信号の周波数とすると、実効誘電率εeは以下の式（１）又は（２）のように表すことができ、よって波長λは以下の式（３）のように表される。
Figure 0005057854
Figure 0005057854
このλに１／４を掛けたものが１／４波長共振器１０４の長さとなる。
次に、本実施形態の高周波プローブの使用形態について説明する。図２は、本実施形態の高周波プローブの使用例を表した図である。
図２（ａ）は、図１における本実施形態の高周波プローブ１００を矢印Ｘの方向、すなわち上方から見た図である。図２（ａ）に示すように、本実施形態の高周波プローブ１００は、評価しようとする高周波回路２００のマイクロストリップ線路２０３の端部に、本実施形態の高周波プローブ１００の１／４波長共振器１０４を非接触に近接させて配置し、高周波回路２００の接地導体２０２と高周波プローブ１００の接地導体１０２とを接触させる。
図２（ｂ）は、図１における本実施形態の高周波プローブ１００のＡＡ線断面図である。図２（ｂ）に示すように、使用する際は高周波回路２００のアルミ基板２０４と高周波プローブ１００の接地導体１０２が接触するように配置してもよい。
次に、本実施形態の高周波プローブ１００の作用について述べる。本実施形態の高周波プローブ１００を図２に示すように配置すると、高周波基板２００のマイクロストリップ線路２０３における測定しようとする高周波信号が、１／４波長共振器１０４において共振する。この共振した高周波信号が、１／４波長共振器１０４からマイクロストリップ線路１０３に移動し、この移動した高周波信号を高周波同軸ケーブルに接続した測定器によって測定する。
＜第１の実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の高周波プローブ１００は、誘電体基板１０１上にマイクロストリップ線路１０３と；マイクロストリップ線路１０３の一端にマイクロストリップ線路１０３と間隔をあけて、すなわち非接触に設けられ、測定しようとする高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器１０４と；を有する。評価しようとする高周波回路２００のマイクロストリップ線路２０３に１／４波長共振器１０４を非接触に近接させて配置し、高周波回路の高周波信号を共振させて検出する。このため、本実施形態の高周波プローブ１００は高周波回路基板の部品を傷つけずに高周波信号を検出することが可能であるという効果がある。
＜第２の実施形態＞
図３は、本実施形態の高周波プローブの構成を示す概要図である。図３に示すように、本実施形態の高周波プローブ３００は、誘電体基板１０１上に設けられたマイクロストリップ線路３０３と；誘電体基板１０１の内部のマイクロストリップ線路３０３の一端の下方にマイクロストリップ線路３０３と非接触かつ平行に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器３０４と；マイクロストリップ線路３０３と１／４波長共振器３０４とに非接触に設けられた接地導体３０２と；マイクロストリップ線路３０３の他端と接地導体３０２に接続する高周波同軸ケーブルと；を有する。
マイクロストリップ線路３０３と１／４波長共振器３０４とは、通常の高周波回路に用いる材質、例えば金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などを用いることができる。
１／４波長共振器３０４の長さは、第１の実施形態の１／４波長共振器１０４の長さの求め方と同様に求めることができる。
本実施形態の高周波プローブ３００は、さらに誘電体基板１０１に評価しようとする高周波回路基板のマイクロストリップ線路に誘電体基板１０１が接触しないように、間隙３０５を設けることもできる。
間隙３０５を設けない場合には、誘電体基板１０１の測定しようとする高周波回路基板のマイクロストリップ線路に接触する面に、例えばポリウレタンのような柔軟性のある材質をコーティングしてもよい。
次に、本実施形態の高周波プローブの使用形態について説明する。図４は、本実施形態の高周波プローブの使用例を表した図である。
図４は、図３における本実施形態の高周波プローブ３００を矢印Ｘの方向、すなわち上方から見た図である。図４に示すように、本実施形態の高周波プローブ３００は、評価しようとする高周波回路２００のマイクロストリップ線路２０３の端部に、本実施形態の高周波プローブ３００の１／４波長共振器３０４を非接触に、かつ１／４波長共振器３０４の全長が高周波回路２００のマイクロストリップ線路２０３に重なるように近接させて配置する。さらに、図示しないが、高周波回路２００の接地導体２０２と高周波プローブ１００の接地導体３０２とを接触させる。
次に、本実施形態の高周波プローブ３００の作用について述べる。本実施形態の高周波プローブ３００を図４に示すように配置すると、高周波基板３００のマイクロストリップ線路２０３における測定しようとする高周波信号が、１／４波長共振器３０４において共振する。この共振した高周波信号が、１／４波長共振器３０４からマイクロストリップ線路３０３に移動し、この移動した高周波信号を高周波同軸ケーブルに接続した測定器によって測定する。
＜第２の実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の高周波プローブ３００は、１／４波長共振器３０４を誘電体基板１０１の内部に設けた。このため、本実施形態の高周波プローブ３００はよりコンパクトに構成することが可能であるという効果がある。
＜第３の実施形態＞
図５は、本実施形態の高周波プローブの構成を示す概要図である。図５に示すように、本実施形態の高周波プローブ５００は、誘電体基板上１０１に設けられたマイクロストリップ線路５０３と；マイクロストリップ線路５０３の一端に、マイクロストリップ線路５０３と平行にマイクロストリップ線路５０３と非接触に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器５０４と；マイクロストリップ線路５０３と１／４波長共振器５０４とに非接触に設けられた接地導体５０２と；マイクロストリップ線路５０３の他端と接地導体５０２に接続する高周波同軸ケーブルと；を有する。
マイクロストリップ線路５０３と１／４波長共振器５０４とは、通常の高周波回路に用いる材質、例えば金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などを用いることができる。
高周波同軸ケーブルは、例えば中心導体１０５がマイクロストリップ線路５０３に、外部導体１０６が接地導体５０２に接続されるが、逆の組み合わせによって接続してもよい。
１／４波長共振器５０４の長さは、第１の実施形態の１／４波長共振器１０４の長さの求め方と同様に求めることができる。
誘電体基板１０１の測定しようとする高周波回路基板のマイクロストリップ線路に接触する面に、例えばポリウレタンのような柔軟性のある材質をコーティングしてもよい。
次に、本実施形態の高周波プローブの使用形態について説明する。図６は、本実施形態の高周波プローブの使用例を表した図である。
図６は、図５における本実施形態の高周波プローブ５００を矢印Ｘの方向、すなわち上方から見た図である。図６に示すように、本実施形態の高周波プローブ５００は、評価しようとする高周波回路２００のマイクロストリップ線路２０３の端部に、本実施形態の高周波プローブ５００の１／４波長共振器３０４を非接触に、かつ１／４波長共振器３０４の全長が高周波回路２００のマイクロストリップ線路２０３に略平行となるように近接させて配置する。さらに、高周波回路２００の接地導体２０２と高周波プローブ５００の接地導体５０２とを接触させる。
次に、本実施形態の高周波プローブ５００の作用について述べる。本実施形態の高周波プローブ５００を図６に示すように配置すると、高周波基板２００のマイクロストリップ線路２０３における測定しようとする高周波信号が、１／４波長共振器５０４において共振する。この共振した高周波信号が、１／４波長共振器５０４からマイクロストリップ線路５０３に移動し、この移動した高周波信号を高周波同軸ケーブルに接続した測定器によって測定する。
＜第３の実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の高周波プローブ５００は、１／４波長共振器５０４をマイクロストリップ線路５０３の一端に、マイクロストリップ線路５０３と平行に設けた。このため、本実施形態の高周波プローブ５００はさらにコンパクトに構成することが可能であるという効果がある。
＜本発明の具体化における可能性＞
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
第１の実施形態の高周波プローブの構成を示す概要図である。 第１の実施形態の高周波プローブの使用例を表した図である。 第２の実施形態の高周波プローブの構成を示す概要図である。 第２の実施形態の高周波プローブ上方から見た図である。 第３の実施形態の高周波プローブの構成を示す概要図である。 第３の実施形態の高周波プローブ上方から見た図である。
符号の説明
１００，３００，５００：高周波プローブ、
１０１：誘電体基板、
１０２，３０２，５０２：接地導体、
１０３，３０３，５０３：マイクロストリップ線路、
１０４，３０４，５０４：１／４波長共振器。

Claims (2)

  1. 誘電体基板上に設けられたマイクロストリップ線路と；
    前記誘電体基板の内部の前記マイクロストリップ線路の一端の下方に前記マイクロストリップ線路と非接触に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器と；
    前記マイクロストリップ線路と前記１／４波長共振器とに非接触に設けられた接地導体と；
    前記マイクロストリップ線路の他端と前記接地導体に接続する高周波同軸ケーブルと；
    を有することを特徴とする高周波プローブ。
  2. 誘電体基板上に設けられたマイクロストリップ線路と；
    前記マイクロストリップ線路の一端に前記マイクロストリップ線路と平行に前記マイクロストリップ線路と非接触に設けられ、測定する高周波の１／４波長の長さを有する１／４波長共振器と；
    前記マイクロストリップ線路と前記１／４波長共振器とに非接触に設けられた接地導体と；
    前記マイクロストリップ線路の他端と前記接地導体に接続する高周波同軸ケーブルと；
    を有することを特徴とする高周波プローブ。
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