JP6176242B2 - Ebg特性を有する導波路構造 - Google Patents
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Description
初めに、本発明の第1実施形態によるEBG特性を有する導波路構造について、説明する。図1は、本発明の第1実施形態の導波路構造を示す平面図である。図2は、図1のI-I線に沿った断面図である。図3は、本発明の第1実施形態の導波路構造の別の例を示す、図1のI-I線に沿った断面図である。図4は、本発明の第1実施形態の導波路構造のさらに別の例を示す、図1のI-I線に沿った断面図である。図5は、図1の分割リング状の共振器が複数配列されたプリント基板の平面図である。
E:一次元伝送線路の電磁波の電場成分
E0:一次元伝送線路の電磁波の電場成分の振幅
γ:一次元伝送線路中の伝搬定数
とする。図7と図8の等価回路図を比較することにより、次式の関係式が導かれる。
j:虚数単位
ω:角周波数
ZTL:一次元伝送線路の直列インピーダンス
YTL:一次元伝送線路の並列アドミタンス
LPPW:平行平板導波路のインダクタンス
CPPW:平行平板導波路のキャパシタンス
LSRR:分割リング状の共振器のインダクタンス
CSRR:分割リング状の共振器のキャパシタンス
L’SRR:図6の等価回路図を図7としたときの分割リング状の共振器より生じる実効的なインダクタンス
C’SRR:図6の等価回路図を図7としたときの分割リング状の共振器より生じる実効的なキャパシタンス
である。
また、L’SRR、C’SRR、LSRR、CSRRは、以下の関係式であらわされる。
M:平行平板線路のインダクタンスと分割リング状の共振器のインダクタンスとの間の相互インダクタンス
である。
次に、本発明の第2実施形態によるEBG特性を有する導波路構造について、説明する。図10は、本発明の第2実施形態の導波路構造を示す平面図である。図11は、図10のII-II線に沿った断面図である。図12は、本発明の第2実施形態の導波路構造の別の例を示す、図10のII-II線に沿った断面図である。図10乃至図12は、分割リング状の共振器が1つ配置された領域の周囲を示すものである。第1実施形態と同様な構成については同じ参照番号を付けて、その詳細な説明は省略することにする。
次に、本発明の第3実施形態によるEBG特性を有する導波路構造について、説明する。図13は、本発明の第3実施形態の導波路構造を示す断面図である。図14は、本発明の第3実施形態の導波路構造の別の例を示す断面図である。図15は、本発明の第3実施形態の導波路構造のさらに別の例を示す断面図である。図13乃至図15は、分割リング状の共振器が1つ配置された領域の周囲を示すものである。本実施形態は、第1実施形態の変形例であるので、第1実施形態と同様な構成については同じ参照番号を付けて、その詳細な説明は省略することにする。
次に、本発明の第4実施形態によるEBG特性を有する導波路構造について説明する。図16及び図17は、本実施形態による導波路構造を示す平面図である。図20は、本実施形態の導波路構造のさらに別の例を説明するための断面図である。本実施形態は、第1実施形態の変形例であるので、第1実施形態と同様な構成については同じ参照番号を付けて、その詳細な説明は省略することにする。
次に本実施形態に係る導波路構造の第5実施形態について、図面を参照して説明する。図21は、本発明の第5実施形態の導波路構造を示す平面図である。本実施形態は第1実施形態の変形例であるため、第1実施形態と同様の箇所についてはその詳細な説明は省略する。本実施形態は、ある分割リング状の共振器の上記第一の導体プレーン102と平行な面内にある直線であり、第一の導体ビア105と第二の導体ビア106とを結ぶ直線を考えた際に、その直線と、上記第一の導体プレーン102と平行な面内にある直線であり、別の分割リング状の共振器の第一の導体ビア105と第二の導体ビア106とを結ぶ直線が有限の角度を有するような、ある分割リング状の共振器110とは別の分割リング状の共振器110を持つことを特徴とする。この角度とは、図21において「θ」と記載した箇所である。図21では、一例としてθ=90度の場合を示したが、有限の角度であれば、本実施形態の効果を有するので、必ずしもθ=90度である必要はない。例えば、θ=30度、60度でもよい。ただし、θの大きさは90度に近い方が望ましい。
次に本発明の第6実施形態に係る導波路構造について、図面を参照して説明する。本実施形態は第1実施形態の変形例であるため、第1実施形態と同様の箇所についてはその詳細な説明は省略する。図22は、本発明の第6実施形態の導波路構造を示す平面図である。図23は、本発明の第6実施形態の導波路構造の別の例を示す平面図である。
次に本発明の第7実施形態に係る導波路構造について、図面を参照して説明する。本実施形態は第1実施形態の変形例であるので、第1実施形態と同様の箇所についてはその詳細な説明は省略する。図24は本実施形態による導波路構造の平面図である。図25は、図24のV-V線に沿った断面図である。図26は、図24のVI-VI線に沿った断面図である。
次に本発明の第8実施形態に係る導波路構造について、図面を参照して説明する。本実施形態は、第7実施形態の変形例であるので、第7実施形態と同様の箇所についてはその詳細な説明は省略する。図28は本実施形態による導波路構造の平面図である。図29は、図28のVII-VII線に沿った断面図である。図30は、図28のVIII-VIII線に沿った断面図である。図31は本実施形態による導波路構造の他の例の平面図である。図32は、図31のIX-IX線に沿った断面図である。図33は、図31のX-X線に沿った断面図である。
(付記1)基板と、お互いに実質的に平行になるよう前記基板に設けられた第一及び第二の導体プレーンと、分割リング状の共振器とを備え、前記分割リング状の共振器は、環状部と、前記環状部が途切れた少なくとも一組の開放端対とを有しており、前記一組の開放端対を構成する各々の開放端が近接しており、前記第一及び第二の導体プレーンに挟まれる領域に前記分割リング状の共振器の前記環状部の少なくとも一部が存在しており、前記第一及び第二の導体プレーンの主表面に対し実質的に平行でない向きに前記環状部が設けられていることを特徴とする、EBG特性を有する導波路構造。
(付記2)前記分割リング状の共振器の前記環状部は、互いに平面視で重ならない位置に設けられた第一及び第二の導体ビアと、前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとの間を接続する第一の接続部と、前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとの間を接続する前記第一の接続部の上方または下方に設けられた第二の接続部とを有して構成され、前記分割リング状の共振器の前記開放端対は、前記第一の接続部及び前記第二の接続部の少なくとも一方に空隙部が形成されて構成されていることを特徴とする、付記1に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記3)前記第一の接続部と前記第二の接続部に形成されている少なくとも一つの空隙部が、前記第一及び前記第二の接続部どうしが前記第一及び第二の導体プレーンの主表面に対し実質的に垂直な方向で重なる部分を有することにより形成されていることを特徴とする、付記2に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記4)前記第一の接続部と前記第二の接続部に形成されている少なくとも一つの空隙部が、前記第一及び前記第二の接続部が前記第一及び前記第二の導体プレーンの主表面に対し実質的に平行な面内で分断されることにより形成されていることを特徴とする、付記2に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記5)前記第一の接続部と前記第二の接続部の少なくとも一方は、前記第一の導体プレーン及び前記第二の導体プレーンと実質的に同一の面に配置され、前記第一及び前記第二の導体プレーンの少なくとも一方には、前記第一の接続部及び第二の接続部と接触しないようにクリアランスホールが設けられていることを特徴とする、付記2乃至付記4の何れか一つに記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記6)前記第一の接続部と前記第二の接続部の少なくとも一方が、前記第一及び前記第二の導体プレーンに挟まれる領域外に存在する部分を有し、前記第一及び前記第二の導体プレーンの少なくとも一方には、前記分割リング状の共振器と接触しないようにクリアランスホールが設けられていることを特徴とする、付記2乃至付記4の何れか一つに記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記7)前記分割リング状の共振器の前記環状部に囲まれる領域には、前記第一及び第二の導体プレーンが存在していないことを特徴とする、付記6に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記8)前記分割リング状の共振器の前記開放端対を構成する各々の開放端の少なくとも一方に、補助導体を有しており、前記補助導体が前記開放端対を構成する各々の開放端が近接する部分の面積を増加していることを特徴とする、付記1乃至付記7の何れか一つに記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記9)前記分割リング状の共振器が前記基板に複数配置されており、一つの分割リング状の共振器の前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとを結ぶ、第一及び第二の導体プレーンと実質的に平行な面内にある第一の直線と、他の一つの分割リング状の共振器の前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとを結ぶ、第一及び第二の導体プレーンと実質的に平行な面内にある第二の直線とが有限の角度をなすことを特徴とする、付記2乃至付記8の何れか一つに記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記10)第一の直線と第二の直線とが90度の角度をなすことを特徴とする、付記9に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記11)前記分割リング状の共振器が前記基板に複数配置されており、複数配置された分割リング状の共振器のうち、構成要素を共有している分割リング共振器の組が少なくとも1組あることを特徴とする、付記1乃至付記10の何れか一つに記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記12)前記分割リング状の共振器が前記基板に複数配置されており、複数の分割リング状の共振器のうち、ある一つの分割リング状の共振器の前記第一の導体ビア又は前記第二の導体ビアと、他の一つの分割リング状の共振器の前記第一の導体ビア又は前記第二の導体ビアとが共有されている分割リング状の共振器の組が少なくとも1組あることを特徴とする、付記11に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記13)前記分割リング状の共振器が前記基板に複数配置されており、複数の分割リング状の共振器のうち、ある一つの分割リング状の共振器の前記第一の接続部又は前記第二の接続部と、他の一つの分割リング状の共振器の前記第一の接続部又は前記第二の接続部とが接続されている分割リング状の共振器の組が少なくとも1組あることを特徴とする、付記11に記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記14)前記分割リング状の共振器に近接して、所定距離だけ平行移動した位置にリング状の導体が配置されており、前記リング状の導体は、前記分割リング状の共振器、もしくは前記分割リング状の共振器において開放端対の存在しない環状部のみにより構成される構造であることを特徴とする、付記1乃至付記13の何れか1つに記載のEBG特性を有する導波路構造。
(付記15)前記分割リング状の共振器、もしくは前記リング状の導体の少なくとも一方に第二の補助導体を有しており、前記第二の補助導体は前記分割リング状の共振器と前記リング状の共振器とが対向する部分の面積を増加していることを特徴とする、付記14に記載のEBG特性を有する導波路構造。
102 第一の導体プレーン
103 第二の導体プレーン
104 第一の領域
105 第一の導体ビア
106 第二の導体ビア
107、107a、107b 第一の接続部
108、108a、108b、108c 第二の接続部
109 空隙部
110 分割リング状の共振器(単位構造)
111 電子機器
112 第一の補助導体
113 第二の補助導体
114 共振器(単位構造)
Claims (10)
- 基板と、お互いに実質的に平行になるよう前記基板に設けられた第一及び第二の導体プレーンと、分割リング状の共振器とを備え、
前記分割リング状の共振器は、環状部と、前記環状部が途切れた箇所に形成される少なくとも一つの開放端対とを有しており、前記一つの開放端対を構成する各々の開放端が近接しており、
前記第一及び第二の導体プレーンに挟まれる領域に前記分割リング状の共振器の前記環状部の少なくとも一部が存在しており、前記第一及び第二の導体プレーンの主表面に対し実質的に平行でない向きに前記環状部が設けられていることを特徴とする、EBG特性を有する導波路構造。 - 前記分割リング状の共振器の前記環状部は、互いに平面視で重ならない位置に設けられた第一及び第二の導体ビアと、前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとの間を接続する第一の接続部と、前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとの間を接続する前記第一の接続部の上方または下方に設けられた第二の接続部とを有して構成され、
前記分割リング状の共振器の前記開放端対は、前記第一の接続部及び前記第二の接続部の少なくとも一方に空隙部が形成されて構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のEBG特性を有する導波路構造。 - 前記第一の接続部と前記第二の接続部に形成されている少なくとも一つの空隙部が、前記第一及び前記第二の接続部どうしが前記第一及び第二の導体プレーンの主表面に対し実質的に垂直な方向で重なる部分を有することにより形成されていることを特徴とする、請求項2に記載のEBG特性を有する導波路構造。
- 前記第一の接続部と前記第二の接続部に形成されている少なくとも一つの空隙部が、前記第一及び前記第二の接続部が前記第一及び前記第二の導体プレーンの主表面に対し実質的に平行な面内で分断されることにより形成されていることを特徴とする、請求項2に記載のEBG特性を有する導波路構造。
- 前記第一の接続部と前記第二の接続部の少なくとも一方は、前記第一の導体プレーン又は前記第二の導体プレーンと実質的に同一の面に配置され、
前記第一及び前記第二の導体プレーンの少なくとも一方には、前記第一の接続部及び第二の接続部と接触しないようにクリアランスホールが設けられていることを特徴とする、請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載のEBG特性を有する導波路構造。 - 前記第一の接続部と前記第二の接続部の少なくとも一方が、前記第一及び前記第二の導体プレーンに挟まれる領域外に存在する部分を有し、
前記第一及び前記第二の導体プレーンの少なくとも一方には、前記分割リング状の共振器と接触しないようにクリアランスホールが設けられていることを特徴とする、請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載のEBG特性を有する導波路構造。 - 前記分割リング状の共振器の前記開放端対を構成する各々の開放端の少なくとも一方に、補助導体を有しており、
前記補助導体が前記開放端対を構成する各々の開放端が近接する部分の面積を増加していることを特徴とする、請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載のEBG特性を有する導波路構造。 - 前記分割リング状の共振器が前記基板に複数配置されており、
一つの分割リング状の共振器の前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとを結ぶ、第一及び第二の導体プレーンと実質的に平行な面内にある第一の直線と、他の一つの分割リング状の共振器の前記第一の導体ビアと前記第二の導体ビアとを結ぶ、第一及び第二の導体プレーンと実質的に平行な面内にある第二の直線とが有限の角度をなすことを特徴とする、請求項2乃至請求項7の何れか一項に記載のEBG特性を有する導波路構造。 - 前記分割リング状の共振器が前記基板に複数配置されており、
複数配置された分割リング状の共振器のうち、構成要素を共有している分割リング共振器の組が少なくとも1組あることを特徴とする、請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載のEBG特性を有する導波路構造。 - 前記分割リング状の共振器に近接して、所定距離だけ平行移動した位置にリング状の導体が配置されており、
前記リング状の導体は、前記分割リング状の共振器、もしくは前記分割リング状の共振器において開放端対の存在しない環状部のみにより構成される構造であることを特徴とする、請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載のEBG特性を有する導波路構造。
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