JP6996948B2 - 高周波伝送線路 - Google Patents

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Description

本開示は、高周波信号を伝送する技術に関する。
下記の特許文献1には、多層の配線基板の両面に形成された信号線パターンを信号ビアで接続し、信号ビアを中心とした円に沿って、接地電位を有するグランドビアを配置することによって、高周波伝送線路を形成する技術が記載されている。このように形成された高周波伝送線路を用いると、高周波信号を配線基板の積層方向へ低損失で伝送することができる。
特開2015-50680号公報
信号ビアを介して伝送されてきた信号を基板表面で2分配して2つのアンテナへ伝送したい場合、別途、分配回路を設ける必要が生じ、高周波伝送線路全体の大型化を招く。
本開示は、入力信号を2分配する高周波伝送線路において、当該高周波伝送線路の大型化を抑えつつ入力信号を低損失で2分配することが可能な技術を提供する。
本開示の高周波伝送線路(1,31,41,51,61,71,91,121,141)は、多層誘電体基板(2,42,72,92,122,142)と、第1信号線路(3)と、接続導体(4)と、2つの第2信号線路(5,6,65,66)と、少なくとも1つの放射抑制部材(7,8,77,78,97,98,147,148)と、を備える。
多層誘電体基板は、グランドプレーン(20,22,23,73~76)が配置された内層を1層以上含む。第1信号線路は、多層誘電体基板における第1の表面に設けられ、信号が入力されるように構成されている。接続導体は、第1端が第1信号線路の一端に接続される。2つの第2信号線路は、多層誘電体基板における第2の表面に設けられる。これら2つの第2信号線路は、各々の一端が接続導体の第2端に接続される。少なくとも1つの放射抑制部材は、第1信号線路及び第2信号線路のうち少なくとも一方から信号が放射されるのを抑制するように構成される。少なくとも1つの放射抑制部材は、第1の表面及び第2の表面の少なくとも一方に設けられ、接続導体の第1端及び第2端のうちの何れかに接続される。
このような構成の高周波伝送線路によれば、多層誘電体基板の第2の表面において、接続導体から伝送されてきた信号が2つの第2信号線路に分岐される部位、即ち接続導体の第2端に、放射抑制部材が接続されている。放射抑制部材は、高周波信号の放射が抑制されるように機能する。そのため、別途分配回路を設けることなく、入力された信号を低損失で各第2信号線路へ分配することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
第1実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第1実施形態の高周波伝送線路の底面図である。 第1実施形態の高周波伝送線路のIII-III断面図である。 第1実施形態の高周波伝送線路のIV-IV断面図である。 第1実施形態の高周波伝送線路のV-V断面図である。 第2実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第3実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第3実施形態の高周波伝送線路のVIII-VIII断面図である。 第3実施形態の高周波伝送線路のIX-IX断面図である。 第3実施形態の高周波伝送線路の伝送損失を説明する説明図である。 第4実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第4実施形態の高周波伝送線路のXII-XII断面図である。 第5実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第6実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第6実施形態の高周波伝送線路のXV-XV断面図である。 第7実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 第7実施形態の高周波伝送線路における内層P14の平面図である。 第7実施形態の高周波伝送線路のXVIII-XVIII断面図である。 第8実施形態の高周波伝送線路の平面図である。 高周波伝送線路の他の実施形態の平面図である。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[1.第1実施形態]
第1実施形態の高周波伝送線路1は、例えば、2つのアンテナ素子を備える広角アンテナにおける各アンテナ素子への給電に適用可能である。また、高周波伝送線路1は、例えば、周波数が50GHz以上の信号(以下、「高周波信号」と称する)の伝送に適用可能である。
高周波伝送線路1の構成について、図1~図5を参照して説明する。高周波伝送線路1は、多層誘電体基板2と、線路部10と、グランドプレーン20とを備える。以下の説明では、多層誘電体基板2の板面に平行な方向をx方向及びy方向とし、多層誘電体基板2の板面に垂直な方向をz方向とする。x方向とy方向は互いに垂直な方向である。
多層誘電体基板2は、図3~図5に示すように、導体パターンが配置される3層以上(本実施形態では3層)のパターン層P1,P11,P2と、これらパターン層P1,P11,P2に挟まれるように配置される複数層(本実施形態では2層)の誘電体層L1,L2とを備える。
3つのパターン層P1,P11,P12のうち、パターン層P11は、2つの誘電体層L1,L2に挟まれるように配置されるパターン層、即ち内層である。よって、以下の説明では、パターン層P11を内層P11とも称する。内層P11には、接地電位に接続された導体パターンであるグランドプレーン20が配置される。
3つのパターン層P1,P2,P3のうち、パターン層P1は、多層誘電体基板2における、外部に露出する面であってxy平面に平行な第1の表面及び第2の表面のうち、第1の表面上に配置されるパターン層であり、パターン層P2は、第2の表面上に配置されるパターン層である。以下の説明では、パターン層P1を外層P1と称し、パターン層P2を外層P2と称する。
線路部10は、高周波信号を伝送する導波路となる、第1信号線路3、信号ビア4、及び2つの第2信号線路5,6を備える。本実施形態では、第1信号線路3に高周波信号が入力される。第1信号線路3に入力された高周波信号は、第1信号線路3から信号ビア4へ伝送され、信号ビア4から、2つの第2信号線路5,6のそれぞれに分岐して伝送される。
第1信号線路3は、多層誘電体基板2における第1の表面上、即ち外層P1に配置された導体パターンである。2つの第2信号線路5,6は、多層誘電体基板2における第2の表面上、即ち外層P2に配置された導体パターンである。
第1信号線路3及び2つの第2信号線路5,6は、第1信号線路3の一端と2つの第2信号線路5,6の一端とが多層誘電体基板2の厚さ方向(即ち、z方向)において互いに対向するように配置されている。なお、第1信号線路3、2つの第2信号線路5,6、及びグランドプレーン20は、例えば、銅箔をエッチング処理等することによって形成されたものであってもよい。
信号ビア4は、例えば金属製の導体であり、図3及び図5に示すように、多層誘電体基板2の内部において、第1の表面と前記第2の表面との間を貫通するように設けられている。多層誘電体基板2の第1の表面及び第2の表面において、信号ビア4の両端の周囲には、ランドが形成されている。
信号ビア4の両端のうち、多層誘電体基板2の第1の表面に面する第1端には、第1信号線路3の一端が接続されている。信号ビア4の両端のうち、多層誘電体基板2の第2の表面に面する第2端には、2つの第2信号線路5,6の各々の一端が接続されている。つまり、信号ビア4は、第1信号線路3と2つの第2信号線路5,6とを接続する。
なお、本実施形態では、第1信号線路3の線幅及び2つの第2信号線路5,6の線幅は、同じである。ただし、各信号線路3,5,6の線幅は同じでなくてもよく、それぞれ適宜決めてよい。また、信号ビア4の外径は、本実施形態では、各信号線路3,5,6の線幅よりも大きい。ただし、信号ビア4の外径を各信号線路3,5,6の線幅よりも大きくすることは必須ではない。
ここで、第1信号線路3について延設方向とは、信号ビア4の第1端から第1信号線路3が延設される方向、即ち、信号ビア4の第1端を起点とした第1信号線路3の接線方向を意味する。同様に、2つの第2信号線路5,6のそれぞれについて延設方向とは、信号ビア4の第2端から第2信号線路5,6が延設される方向、即ち、信号ビア4の第2端を起点とした各第2信号線路5,6の接線方向を意味する。
2つの第2信号線路5,6の延設方向は、第1信号線路3の延設方向を対称軸とした線対称の関係となるように構成されている。具体的に、第1信号線路3の延設方向はy方向である。第1信号線路3は、信号ビア4の第1端からy方向に沿って延設されている。2つの第2信号線路5,6の延設方向はx方向である。2つの第2信号線路5,6は、信号ビア4の第2端からx方向に沿って延設されている。より具体的に、2つの第2信号線路5,6は、信号ビア4の第2端から、x方向に沿って互いに反対方向へ延設されている。
グランドプレーン20は、例えば内層P11のほぼ全体に渡って配置される平面状の導体パターンであるが、信号ビア4が配置される部位には、信号ビア4がグランドプレーン20に接触しないように信号ビア4を挿通させる孔部20aが設けられている。孔部20aは、例えば、信号ビア4の軸心と同心の円形状に設けられている。なお、孔部20aが信号ビア4の軸心と同心であること、及び円形状であることは、いずれも必須ではない。
多層誘電体基板2には、さらに、複数(本実施形態では4つ)のグランドビア11が設けられている。複数のグランドビア11は、線路部10を伝送される高周波信号が信号ビア4を伝送される際に、高周波信号が信号ビア4の周囲から漏洩するのを抑制して高周波信号を信号ビア4の周囲の伝送領域に閉じ込めるための、導体(例えば金属)製の部材である。つまり、信号ビア4とその周囲に配置される複数のグランドビア11とによって、擬似的な同軸線路が形成される。
各グランドビア11は、図4に示すように、多層誘電体基板2をその厚さ方向に貫通し、且つ、グランドプレーン20と導通するように設けられる。各グランドビア11の両端の周囲には、ランドが形成されている。
各グランドビア11の外径は、本実施形態では、いずれも同じであって、信号ビア4の外径よりも大きい。ただし、各グランドビア11の外径を信号ビア4の外径よりも大きくすることは必須ではない。また、各グランドビア11の外径をいずれも同じにすることも必須ではない。
複数のグランドビア11は、信号ビア4を囲むように、且つ信号ビア4の軸心からのxy面上における距離がいずれも等しい距離となるように配置される。具体的に、複数のグランドビア11は、信号ビア4の軸心と同心の円Cの外周に沿って90度間隔で配置される。
また、複数のグランドビア11は、第1信号線路3におけるその延設方向の中心線を対称軸として線対称の位置関係になるよう、且つ、2つの第2信号線路5,6におけるその延設方向の中心線を対称軸として線対称の位置関係になるように、配置される。
なお、グランドビア11の数や、信号ビア4に対するグランドビア11の位置、各信号線路3,5,6に対するグランドビア11の位置は、適宜決めてよい。
多層誘電体基板2には、さらに、放射抑制部材7が設けられている。放射抑制部材7は、 第1信号線路3及び2つの第2信号線路5,6のうち少なくとも一方から高周波信号が放射されるのを抑制するために設けられている。
放射抑制部材7は、多層誘電体基板2における第2の表面(即ちP2層)において、信号ビア4の第2端から延設されている。本実施形態の放射抑制部材7は、一定方向に直線状に延設されたいわゆるオープンスタブである。即ち、放射抑制部材7の第1端は信号ビア4の第2端に接続され、放射抑制部材7の第2端は電気的に開放されている。放射抑制部材7のy方向の長さ、即ちスタブ長は、Rである。
ここで、放射抑制部材7について延設方向とは、信号ビア4における当該放射抑制部材7が接続される端部(本実施形態では第2端)から放射抑制部材7が延設される方向、即ち、信号ビア4の第2端を起点とした放射抑制部材7の接線方向を意味する。
放射抑制部材7の延設方向は、当該放射抑制部材7が設けられている第2の表面とは反対側の第1の表面に設けられている第1信号線路3の延設方向と平行である。また、放射抑制部材7の延設方向は、第2の表面に設けられている2つの第2信号線路5,6の延設方向に対しては垂直である。
このように構成された高周波伝送線路1を不図示の2つのアンテナの給電に用いる場合、例えば、2つの第2信号線路5,6のそれぞれを2つのアンテナのうちの一方に接続する。そして、第1信号線路3における入力端から高周波信号を入力すると、その高周波信号は、第1信号線路3から信号ビア4を経て各第2信号線路5,6へ分岐して伝送され、各第2信号線路5,6から各アンテナへ給電される。
また、本実施形態では、第1信号線路3から信号ビア4を経て伝送されてきた高周波信号が、2つの第2信号線路5,6において等分配される。
従って、本実施形態の高周波伝送線路1によれば、次の(1a)~(1e)の効果を奏する。
(1a)多層誘電体基板2の第2の表面において、信号ビア4から伝送されてきた高周波信号が2つの第2信号線路5,6に分岐される部位、即ち信号ビア4の第2端に、放射抑制部材7が接続されている。放射抑制部材7は、線路部10の特性インピーダンスの整合をとり、これにより線路部10からの高周波信号の放射が抑制されるように機能する。
放射抑制部材7が接続されることにより、別途分配回路を設けることなく、高周波信号を低損失で各第2信号線路5,6へ分配することができる。
(1b)また、同じ構造、特性の2つの第2信号線路5,6が第1信号線路3に対して線対称に配置されている。そのため、第1信号線路3に入力された高周波信号が、2つの第2信号線路5,6に等分配される。つまり、別途分配回路を必要としない簡素な構成ながら、高周波信号を低損失で等分配させることができる。
(1c)また、高周波信号を低損失で分配させるために別途分配回路を必要としないため、高周波伝送線路1の小型化が可能となる。そのため、分配された高周波信号が供給される複数のアンテナを近接して配置することが可能となる。
(1d)また、放射抑制部材7は、本実施形態では、第2の表面において導体パターンにて形成されたオープンスタブである。放射抑制部材7としてこのようなオープンスタブを採用することで、2つの第2信号線路5,6及び放射抑制部材7を含む外層P2を効率的に形成することができ、ひいては、高周波伝送線路1を効率的に製造することができる。
(1e)また、放射抑制部材7は、第2の表面において、第1の表面側における第1信号線路3の延設方向と平行な方向に延設されている。そのため、線路部10からの放射をより効果的に抑制でき、高周波信号をより低損失で各第2信号線路5,6へ分配させることができる。
[2.第2実施形態]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第1実施形態の高周波伝送線路1では、多層誘電体基板2における第2の表面に、1つの放射抑制部材7が設けられていた。これに対し、図6に示す第2実施形態の高周波伝送線路31では、多層誘電体基板2における第2の表面に2つの放射抑制部材7,8が設けられている点で、第1実施形態と相違する。
即ち、第2実施形態の線路部30は、多層誘電体基板2における第2の表面に設けられた2つの放射抑制部材7,8を備える。放射抑制部材8は、例えば、放射抑制部材7と同じ構造、特性を有するオープンスタブであり、放射抑制部材7と同様、信号ビア4の第2端から延設されている。
放射抑制部材8の延設方向は、放射抑制部材7と同様、第1の表面における第1信号線路3の延設方向と平行である。より具体的に、2つの放射抑制部材7,8は、信号ビア4の第2端からy方向に沿って互いに反対方向へ延設されている。2つの放射抑制部材7,8のスタブ長はいずれもRである。
このように構成された第2実施形態の高周波伝送線路31によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)~(1e)を奏する。特に、本実施形態では、2つの放射抑制部材7,8が設けられていることで、高周波信号の放射をより抑制して、高周波信号の伝送損失をより低く抑えることが可能となる。
[3.第3実施形態]
第3実施形態は、基本的な構成は第2実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第2実施形態の高周波伝送線路31では、多層誘電体基板2が、3つのパターン層P1~P3及び2つの誘電体層L1,L2を備えていた。これに対し、図7~図9に示す第3実施形態の高周波伝送線路41では、主に、多層誘電体基板42におけるパターン層の積層数が異なる点、及び4つの層間ビア46が設けられている点で、第2実施形態と相違する。
多層誘電体基板42は、図8、図9に示すように、4層のパターン層P1,P11,P12,P2と、これらパターン層P1,P11,P12,P2に挟まれるように配置される3層の誘電体層L1,L2,L3とを備える。パターン層P12は、内層である。
2つの誘電体層L1,L2の間、即ち内層P11には、グランドプレーン23が配置される。2つの誘電体層L2,L3の間、即ち内層P12には、グランドプレーン22が配置される。
2つのグランドプレーン22,23はいずれも、基本的に第1,第2実施形態のグランドプレーン20と同じ構成である。即ち、グランドプレーン23は、信号ビア4がグランドプレーン23に接触しないように信号ビア4を挿通させる孔部23aが設けられている。グランドプレーン22も、信号ビア4がグランドプレーン22に接触しないように信号ビア4を挿通させる孔部22aが設けられている。また、各孔部22a,23aは、いずれも、信号ビア4の軸心と同心且つ同径の円形状に設けられている。なお、2つの孔部22a,23aが同心であること、及び同径であること、円形状であることは、いずれも必須ではない。2つの孔部22a,23aがそれぞれ異なる形状、異なる大きさであってもよい。
複数のグランドビア44は、図7及び図9に示すように、多層誘電体基板42をその厚さ方向に貫通し、且つ、各グランドプレーン22,23と導通するように設けられる。複数のグランドビア44の外径や形状などは第1実施形態のグランドビア11と基本的に同じである。また、信号ビア4に対する複数のグランドビア44の位置関係についても、第1実施形態における信号ビア4に対する複数のグランドビア11の位置関係と同じである。
さらに、第3実施形態では、多層誘電体基板42の内部に、4つの層間ビア46が設けられている。各層間ビア46は、2つのグランドプレーン22,23の間において、誘電体層L2をその厚さ方向に貫通し、且つ、両端がそれぞれ各グランドプレーン22,23に接続されるように設けられる。
各層間ビア46は、各グランドビア11と同じ機能を有する。即ち、各層間ビア46は、線路部30を伝送される高周波信号が信号ビア4を伝送される際に、高周波信号が信号ビア4の周囲から漏洩するのを抑制して高周波信号を信号ビア4の周囲の伝送領域に閉じ込めるための、導体(例えば金属)製の部材である。つまり、信号ビア4と、その周囲に配置される複数のグランドビア11及び複数の層間ビア46とによって、擬似的な同軸線路が形成される。
また、各層間ビア46は、グランドビア44と同様、円Cの外周に沿って90度間隔で配置される。より具体的に、第3実施形態では、グランドビア44と層間ビア46とが円Cの外周に沿って45度間隔で交互に配置される。
また、各層間ビア46は、それぞれ、図7に示すように、多層誘電体基板42の厚さ方向において、第2信号線路5、第2信号線路6、放射抑制部材7及び放射抑制部材8に重なる位置に配置される。つまり、各層間ビア46は、外層P1,P2に導体パターンが設けられていることによって多層誘電体基板42を貫通させることができない位置に形成されている。
なお、各層間ビア46を円Cに沿って配置することは必須ではない。層間ビア46の数や、信号ビア4に対する層間ビア46の位置、各信号線路3,5,6に対する層間ビア46の位置は、適宜決めてよい。
このように構成された第3実施形態の高周波伝送線路41によれば、前述した第1、第2実施形態の効果(1a)~(1e)を奏する。特に、第3実施形態では、4つのグランドビア44に加えてさらに4つの層間ビア46が設けられていることで、第2実施形態よりもさらに高周波信号の放射を抑制して伝送損失を低く抑えることが可能となる。
図10に、第3実施形態の高周波伝送線路41における高周波信号の伝送損失の周波数特性例を示す。図10において、「スタブあり」と表示されている特性波形は、第3実施形態の高周波伝送線路41における伝送損失を示し、「スタブなし」と表示されている特性波形は、第3実施形態の高周波伝送線路41から2つの放射抑制部材7,8を取り除いた場合の伝送損失を示す。
図10から明らかなように、2つの放射抑制部材7,8を設けることによって、伝送損失が効果的に低減されている。図10の例の場合、特に、高周波信号の周波数が77GHzの場合に、伝送損失の低減効果が大きい。
[4.第4実施形態]
第4実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第1実施形態の高周波伝送線路1では、多層誘電体基板2における第1の表面には放射抑制部材が設けられていなかった。これに対し、図11,図12に示す第4実施形態の高周波伝送線路51では、多層誘電体基板2における第1の表面及び第2の表面の双方に放射抑制部材が設けられている点で、第1実施形態と相違する。
即ち、第4実施形態の線路部50は、多層誘電体基板2における第2の表面に設けられた2つの放射抑制部材7,8に加えて、さらに、第1の表面に設けられた2つの放射抑制部材55,56を備える。
第1の表面における2つの放射抑制部材55,56は、例えば、第2の表面における放射抑制部材7、8と同じ構造、特性を有するオープンスタブである。第1の表面における2つの放射抑制部材55,56は、信号ビア4の第1端から延設されている。
各放射抑制部材55,56の延設方向は、第2の表面における2つの第2信号線路5,6の延設方向と平行である。より具体的に、第1の表面における放射抑制部材55は、信号ビア4の第1端から、第2の表面における第2信号線路5の延設方向と同方向へ、且つ第2信号線路5と多層誘電体基板2の厚さ方向において重なるように設けられる。第1の表面における放射抑制部材56は、信号ビア4の第1端から、第2の表面における第2信号線路6の延設方向と同方向へ、且つ第2信号線路6と多層誘電体基板2の厚さ方向において重なるように設けられる。
なお、第1の表面において、放射抑制部材を2つ設けることは必須ではなく、例えば1つだけ設けてもよい。
このように構成された第4実施形態の高周波伝送線路51によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)~(1e)を奏する。特に、本実施形態では、第2の表面だけでなく第1の表面にも放射抑制部材55,56が設けられていることで、第1実施形態に比べて高周波信号の放射をより抑制し、伝送損失をより低く抑えることが可能となる。
[5.第5実施形態]
第5実施形態は、基本的な構成は第2実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第2実施形態の高周波伝送線路31では、多層誘電体基板2における第2の表面に設けられた2つの第2信号線路5,6が、いずれもx方向に延設されていた。これに対し、図13に示す第5実施形態の高周波伝送線路61では、主に、2つの第2信号線路65,66がx方向とは異なる方向へ延設されている点、及び4つのグランドビア11が配置される位置が異なる点で、第2実施形態と相違する。
第5実施形態の線路部60において、各第2信号線路65,66は、信号ビア4の第2端から、x方向及びy方向の双方に非平行な方向へ延設されている。ただし、各第2信号線路65,66は、第1~第4実施形態の各第2信号線路5,6と同様、第1信号線路3の延設方向を対称軸とした線対称の関係となるように構成されている。
つまり、本開示における2つの第2信号線路は、双方ともにy方向と平行になるように設けることは必須ではなく、また、双方が平行になるように設けること自体も必須ではない。2つの第2信号線路は、それぞれ、信号ビア4の第2端から、任意の延設方向へ延設されてもよい。
また、第5実施形態では、図13に示すように、4つのグランドビア11が、円Cに沿って配置されているものの、その具体的配置位置が第2実施形態とは異なる。これは、2つの第2信号線路65,66の延設方向が第2実施形態と異なっていることに起因する。
このように構成された第5実施形態の高周波伝送線路61によれば、第2実施形態と同様の効果を奏する。
[6.第6実施形態]
第6実施形態は、基本的な構成は第2実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第2実施形態の高周波伝送線路31では、多層誘電体基板2が、3つのパターン層P1~P3及び2つの誘電体層L1,L2を備えていた。これに対し、図14,図15に示す第6実施形態の高周波伝送線路71では、主に、多層誘電体基板72におけるパターン層の積層数が異なる点、4つの層間ビア86が設けられている点、及び線路部70に接続された放射抑制部材77,78の構成が異なる点で、第2実施形態と相違する。
第6実施形態の多層誘電体基板72は、図15に示すように、6層のパターン層P1,P11~P14,P2と、これらパターン層P1,P11~P14,P2に挟まれるように配置される5層の誘電体層L1~L5とを備える。パターン層P11~P14は、内層である。
内層P11にはグランドプレーン73が配置され、内層P12にはグランドプレーン74が配置され、内層P13にはグランドプレーン75が配置され、内層P14にはグランドプレーン76が配置される。
内層P11~P13に配置される3つのグランドプレーン73~75はいずれも、基本的に第1実施形態のグランドプレーン20と同じ構成である。即ち、3つのグランドプレーン73~75はそれぞれ、信号ビア4が接触しないように信号ビア4を挿通させる孔部73a~75aが設けられている。内層P14に配置されるグランドプレーン76は、他の各グランドプレーン73~75と比較して、孔部の外径が大きい。即ち、内層P14に配置されるグランドプレーン76は、信号ビア4に加えて後述する内層スタブ部77c,78cも配置可能な程度の大きな孔部が形成されている。
4つのグランドビア88は、図14に示すように、多層誘電体基板72をその厚さ方向に貫通し、且つ、各グランドプレーン73~76と導通するように設けられる。また、多層誘電体基板72の内部には、第3実施形態と同様、4つの層間ビア86が設けられている。各層間ビア86は、P12層のグランドプレーン74とP13層のグランドプレーン75との間において、誘電体層L3をその厚さ方向に貫通し、且つ、両端がそれぞれ各グランドプレーン74,75に接続されるように設けられる。
放射抑制部材77は、表面スタブ部77aと、ビア部77bと、内層スタブ部77cとを備える。表面スタブ部77aは、第1端が信号ビア4の第2端に接続されて、信号ビア4の第2端からy方向へ延設されている。ビア部77bは、第1端が表面スタブ部77aの第2端に接続され、表面スタブ部77aの第2端から多層誘電体基板72における内層P14へ貫通するように設けられている。内層スタブ部77cは、内層P14に配置された導体パターンである。内層スタブ部77cの第1端はビア部77bの第2端に接続され、内層スタブ部77cの第2端は電気的に開放されている。
放射抑制部材78は、基本的に、放射抑制部材77と同じ構成である。即ち、放射抑制部材78は、表面スタブ部78aと、ビア部78bと、内層スタブ部78cとを備える。表面スタブ部78aは、第1端が信号ビア4の第2端に接続されて、信号ビア4の第2端から、y方向且つ放射抑制部材77の延設方向とは反対方向へ延設されている。ビア部78bは、第1端が表面スタブ部78aの第2端に接続され、表面スタブ部78aの第2端から多層誘電体基板72における内層P14へ貫通するように設けられている。内層スタブ部78cは、内層P14に配置された導体パターンである。内層スタブ部78cの第1端はビア部78bの第2端に接続され、内層スタブ部78cの第2端は電気的に開放されている。
このように構成された第6実施形態の高周波伝送線路71によれば、前述した第1、第2実施形態の効果(1a)~(1e)を奏する。特に、第6実施形態の高周波伝送線路71では、2つの放射抑制部材77、78が、外層P2から内層P14に渡って三次元的に形成されている。そのため、外層P2における表面スタブ部77a,78aの専有面積を低減できる。或いは、外層P2における放射抑制部材の専有面積は第1実施形態と同じにしつつ、放射抑制部材全体の長さを第1実施形態よりも長くすることができる。
なお、各内層スタブ部77c、78cは、それぞれ異なる内層に配置されてもよい。また、各表面スタブ部77a,77bの長さが異なっていてもよい。
[7.第7実施形態]
第7実施形態は、基本的な構成は第6実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第6実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図16~図18に示す第7実施形態の高周波伝送線路91は、第6実施形態の高周波伝送線路71と比較して、線路部90に接続された2つの放射抑制部材97,98の構成が一部異なる。
第7実施形態において、放射抑制部材97は、表面スタブ部97aと、ビア部97bと、内層スタブ部97cとを備える。このうち表面スタブ部97a及びビア部97bは、第6実施形態における表面スタブ部77a及びビア部77bと同じである。ただし、表面スタブ部97aの長さは、第6実施形態の表面スタブ部77aの長さよりも短くてもよい。
一方、内層スタブ部97cは、第6実施形態の内層スタブ部77cとは異なり、図16,図17に示すように、ビア部97bの第2端から、P14層においてy方向及びx方向の何れにも非平行な方向へ延設されている。
放射抑制部材98も、放射抑制部材97と同様、表面スタブ部98aと、ビア部98bと、内層スタブ部98cとを備える。このうち表面スタブ部98a及びビア部98bは、第6実施形態における表面スタブ部78a及びビア部78bと同じである。一方、内層スタブ部98cは、第6実施形態の内層スタブ部78cとは異なり、図16,図17に示すように、ビア部98bの第2端から、P14層においてy方向及びx方向の何れにも非平行であって且つ放射抑制部材97の内層スタブ部97cの延設方向と平行な方向へ延設されている。
y方向に対する、放射抑制部材97の内層スタブ部97cの延設方向がなす角と、y方向に対する、放射抑制部材98の内層スタブ部98cの延設方向がなす角とは、本実施形態では同じ角度である。ただし、これら両角が異なる角度であってもよい。また、各内層スタブ部97c,98cの長さは、本実施形態では同じ長さであるが、異なっていてもよい。
このように構成された第7実施形態の高周波伝送線路91によれば、前述した第6実施形態と同様の効果を奏する。また、第7実施形態の高周波伝送線路91では、内層P14に配置される内層スタブ部97c,98cの長さが長くても、y方向とは異なる方向2円設されていることで、後述する図19に例示するように、複数の線路部90を例えばy方向へ狭間隔(例えば高周波信号の実効波長の1/2の間隔)で隣接配置させることが可能となる。
[8.第8実施形態]
図19に示す第8実施形態の高周波伝送線路121は、基本的に、図16~図18に示した第7実施形態の高周波伝送線路91がy方向に2つ隣接配置され且つ一体化された構成となっている。なお、図19において、第8実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第8実施形態の高周波伝送線路121は、多層誘電体基板122の外層P2において、2つの線路部90におけるそれぞれの2つの第2信号線路5,6が、y方向へ配置間隔D隔てて配置されている。多層誘電体基板122の層数は、第7実施形態の多層誘電体基板92(図18参照)の層数と同じである。
ただし、2つの線路部90の間における2つのグランドビア88については、2つの線路部90のそれぞれにおいて共通化されている。つまり、一方の線路部90における4つのグランドビア88のうち、他方の線路部90に隣接する2つのグランドビア88と、他方の線路部90における4つのグランドビア88のうち、一方の線路部90に隣接する2つのグランドビア88は、物理的に同じ2つのグランドビア88である。
さらに、2つの線路部90のそれぞれにおける第1信号線路3が信号ビア4の第1端から延設される方向は、互いに逆方向である。
2つの線路部90の、y方向における配置間隔Dは、本実施形態では例えば高周波信号の実効波長の1/2である。
このように構成された第8実施形態の高周波伝送線路121によれば、各内層スタブ部97c,98cがy方向とは異なる方向へ延設されていることで、2つの線路部90をy方向へ狭間隔で配置できる。そのため、これら2つの線路部90に接続される不図示のアンテナを狭間隔で配置することができる。
[9.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(9-1)第8実施形態において、y方向へ隣接配置される2つの線路部がそれぞれ異なる構成であってもよい。具体的な例を図20に示す。図20に示す高周波伝送線路141において、多層誘電体基板142に設けられた2つの線路部30,140のうち一方の線路部30においては、図6に示した第2実施形態の線路部30と全く同じ構成、即ち、信号ビア4の第2端から2つの放射抑制部材7,8が延設された構成となっている。
これに対し、2つの線路部30,140のうち他方の線路部140においては、一方の線路部30に接続された2つの放射抑制部材7,8とは異なる2つの放射抑制部材147,148が、いずれもy方向に沿って且つ互いに逆方向へ延設されている。
放射抑制部材147は、表面スタブ部147aと、ビア部147bと、内層スタブ部147cとを備える。このうち表面スタブ部147a及びビア部147bは、第6実施形態における表面スタブ部77a及びビア部77bと基本的に同じ構成である。ただし、表面スタブ部147aの長さは、第6実施形態の表面スタブ部77aの長さよりも短くてもよい。
一方、内層スタブ部147cは、第6実施形態の内層スタブ部77cとは異なり、図20に示すように、ビア部147bの第2端から、P14層においてy方向に平行な方向へ延設されている。
放射抑制部材148も同様の構成であり、表面スタブ部148aと、ビア部148bと、内層スタブ部148cとを備える。そして、内層スタブ部148cが、第6実施形態の内層スタブ部78cとは異なり、図20に示すように、ビア部148bの第2端から、P14層においてy方向に平行且つ放射抑制部材147の内層スタブ部147cとは逆方向へ延設されている。
図20に示す構成の高周波伝送線路141においても、図19に示した第8実施形態の高周波伝送線路121と同様の効果を奏する。
(9-2)放射抑制部材は、多層誘電体基板における第1の表面及び第2の表面のうち一方のみに設けてもよい。
また、第1の表面及び第2の表面のそれぞれ、放射抑制部材を設ける場合は、放射抑制部材をいくつ設けてもよい。
また、第1の表面に設ける放射抑制部材の数と第2の表面に設ける放射抑制部材の数は、同数であってもよいし、異なっていてもよい。
また、放射抑制部材が複数設けられる場合、例えば、全ての放射抑制部材がオープンスタブであってもよいし、一部の放射抑制部材のみオープンスタブであって他の放射抑制部材はオープンスタブ以外の構成であってもよいし、全ての放射抑制部材がオープンスタブ以外の構成であってもよい。
(9-3)第2の表面に設けられる放射抑制部材の延設方向は、第1の表面に設けられる第1信号線路の延設方向と非平行であってもよい。
(9-4)信号ビア4は、基板の厚さ方向において空洞となっていて内壁に導体が形成された構成であってもよいし、空洞部分が導体以外の他の素材(例えば樹脂)で充填された構成であってもよいし、内壁を含み、空間全体が導体で充填された構成であってもよい。つまり、信号ビアは、導通させるべき導体を導通させることが可能な様々な構成が採用されていてもよい。内層ビアやグランドビアについても同様である。
なお、上記実施形態の信号ビア4は、本開示の接続導体の一例であり、接続導体として信号ビア4とは異なる構成を採用してもよい。
(9-5)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
1,31,41,51,61,71,91,121,141…高周波伝送線路、2,42,72,92,122,142…多層誘電体基板、3…第1信号線路、4…信号ビア、5,6,65,66…第2信号線路、7,8,55,56,77,78,97,98,147,148…放射抑制部材、11,44,88…グランドビア、20,22,23,73~76…グランドプレーン、46,86…層間ビア、77a,78a,97a,98a,147a,148a…表面スタブ部、77b,78b,97b,98b,147b,148b…ビア部、77c,78c,97c,98c,147c,148c…内層スタブ部、C…円。

Claims (7)

  1. グランドプレーン(22,23,73~76)が配置された内層を1層以上含む多層誘電体基板(42,72,92,122,142)と、
    前記多層誘電体基板における第1の表面に設けられ、信号が入力されるように構成された第1信号線路(3)と、
    第1端が前記第1信号線路の一端に接続された接続導体(4)と、
    前記多層誘電体基板における第2の表面に設けられた2つの第2信号線路であって、各々の一端が前記接続導体の第2端に接続された2つの第2信号線路(5,6)と、
    前記第1信号線路及び前記第2信号線路のうち少なくとも一方から前記信号が放射されるのを抑制するように構成された少なくとも1つの放射抑制部材であって、前記第1の表面及び前記第2の表面の少なくとも一方に設けられ、前記接続導体の前記第1端及び前記第2端のうちの何れかに接続された、少なくとも1つの放射抑制部材(7,8,77,78,97,98,147,148)と、
    前記多層誘電体基板をその厚さ方向に前記第1の表面から前記第2の表面まで貫通するように設けられ、且つ前記1層以上の内層それぞれの前記グランドプレーンと導通するように設けられたビアである、グランドビア(44,88)と、
    を備え
    前記1層以上の内層は、第1のグランドプレーン(23,74)が配置された第1の内層、及び第2のグランドプレーン(22,75)が配置された第2の内層を含み、
    さらに、前記第1のグランドプレーンと前記第2のグランドプレーンとの間を前記多層誘電体基板の厚さ方向に貫通するように設けられ、且つ両端がそれぞれ前記第1のグランドプレーン及び前記第2のグランドプレーンに接続されるように設けられたビアである、層間ビア(46,86)と、
    を備え
    前記層間ビアは、前記第1信号線路、前記2つの第2信号線路及び前記少なくとも1つの放射抑制部材、のうちのいずれかと前記多層誘電体基板の厚さ方向において重なる位置に、配置されている、
    高周波伝送線路(4,61,71,91,121,141)。
  2. 請求項1に記載の高周波伝送線路であって、
    前記接続導体は、前記多層誘電体基板の内部において前記第1の表面と前記第2の表面との間を貫通するように設けられた信号ビアであり、
    前記1層以上の内層に配置される前記グランドプレーンは、それぞれ、前記接続導体に接触しないように構成されている、
    高周波伝送線路。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の高周波伝送線路であって、
    前記少なくとも1つの放射抑制部材は、第1端が前記接続導体に接続されて第2端が電気的に開放されたオープンスタブである、高周波伝送線路。
  4. 請求項3に記載の高周波伝送線路であって、
    前記オープンスタブの前記接続導体からの延設方向は、前記第1の表面及び前記第2の表面のうち当該オープンスタブが設けられている方とは反対側に設けられた前記第1信号線路又は前記第2信号線路の前記接続導体からの延設方向と平行である、高周波伝送線路。
  5. 請求項3又は請求項4に記載の高周波伝送線路であって、
    少なくとも1つの前記オープンスタブは、
    前記第1の表面又は前記第2の表面に設けられ、第1端が前記接続導体に接続された表面スタブ部(77a,78a,97a,98a,147a,148a)と、
    第1端が前記表面スタブ部の第2端に接続され、前記表面スタブ部の第2端から前記多層誘電体基板におけるいずれかの前記内層へ貫通するように設けられたビア部(77b,78b,97b,98b,147b,148b)と、
    前記多層誘電体基板における前記いずれかの内層に設けられ、第1端が前記ビア部に接続されて第2端が電気的に開放された内層スタブ部(77c,78c,97c,98c,147c,148c)と、
    を備える高周波伝送線路。
  6. 請求項1~請求項5の何れか1項に記載の高周波伝送線路であって、
    前記第1の表面及び前記第2の表面のうち少なくとも一方には、2つの前記放射抑制部材が設けられている、高周波伝送線路。
  7. 請求項1~請求項6の何れか1項に記載の高周波伝送線路であって、
    前記2つの第2信号線路における前記接続導体の第2端からの延設方向は、前記第1信号線路における前記接続導体の第1端からの延設方向を対称軸とした線対称の関係となるように構成されている、高周波伝送線路。
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