JP7475219B2 - High Frequency Circuits - Google Patents
High Frequency Circuits Download PDFInfo
- Publication number
- JP7475219B2 JP7475219B2 JP2020113931A JP2020113931A JP7475219B2 JP 7475219 B2 JP7475219 B2 JP 7475219B2 JP 2020113931 A JP2020113931 A JP 2020113931A JP 2020113931 A JP2020113931 A JP 2020113931A JP 7475219 B2 JP7475219 B2 JP 7475219B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal line
- board
- frequency signal
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 37
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 37
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 37
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 8
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 101100112673 Rattus norvegicus Ccnd2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
本開示は、高周波回路に関する。 This disclosure relates to high-frequency circuits.
従来、種々の高周波回路が開発されている。高周波回路は、高周波信号用の伝送線路（以下「高周波信号線路」という。）を含むものであり、かつ、高周波用の回路素子等（以下「高周波回路要素」という。）を含むものである。高周波信号線路及び高周波回路要素は、プリント基板に設けられている。かかるプリント基板は、誘電体基板を用いたものである（例えば、特許文献１参照。）。 Various high-frequency circuits have been developed in the past. High-frequency circuits include transmission lines for high-frequency signals (hereinafter referred to as "high-frequency signal lines") and also include high-frequency circuit elements (hereinafter referred to as "high-frequency circuit elements"). The high-frequency signal lines and high-frequency circuit elements are provided on a printed circuit board. Such printed circuit boards use a dielectric substrate (see, for example, Patent Document 1).
従来の高周波回路においては、高周波信号線路及び高周波回路要素が互いに同一のプリント基板に設けられている。このため、かかるプリント基板において、高周波信号線路を配置するための領域を確保するとともに、高周波回路要素を配置するための領域を確保することが要求される。ここで、かかるプリント基板の板面に沿う方向（以下「板面方向」という。）に対する高周波回路要素のサイズは、使用される高周波信号の周波数に応じて定まるものであり、かつ、かかるプリント基板における誘電体基板の材料が有する誘電率に応じて定まるものである。このため、板面方向に対する高周波回路の小型化が困難であるという問題があった。 In conventional high-frequency circuits, high-frequency signal lines and high-frequency circuit elements are provided on the same printed circuit board. For this reason, it is necessary to secure an area on the printed circuit board for arranging the high-frequency signal lines as well as an area for arranging the high-frequency circuit elements. Here, the size of the high-frequency circuit elements in the direction along the board surface of the printed circuit board (hereinafter referred to as the "board surface direction") is determined according to the frequency of the high-frequency signal used, and also according to the dielectric constant of the material of the dielectric substrate in the printed circuit board. For this reason, there has been a problem in that it is difficult to reduce the size of the high-frequency circuit in the board surface direction.
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、板面方向に対する小型化が容易な構造を有する高周波回路を提供することを目的とする。 This disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a high-frequency circuit with a structure that is easy to miniaturize in the plate surface direction.
本開示に係る高周波回路は、高周波信号線路が設けられたメイン基板と、高周波回路要素が設けられたサブ基板と、メイン基板とサブ基板との間に設けられた誘電体シートと、メイン基板とサブ基板との間に設けられた導電性スペーサと、を備え、メイン基板、サブ基板及び導電性スペーサがねじにより貫通されてキャリアに固定されており、導電性スペーサによりサブ基板のグラウンド部がメイン基板のグラウンド部と電気的に接続されており、メイン基板とサブ基板との間における誘電体シートを介した共振結合部により高周波回路要素が高周波信号線路と電気的に接続されるものである。 The high-frequency circuit according to the present disclosure comprises a main board on which a high-frequency signal line is provided, a sub-board on which high-frequency circuit elements are provided, a dielectric sheet provided between the main board and the sub-board, and a conductive spacer provided between the main board and the sub-board, the main board, the sub-board and the conductive spacer being fixed to a carrier by screws penetrating through them, the conductive spacer electrically connecting the ground part of the sub-board to the ground part of the main board, and the high-frequency circuit elements being electrically connected to the high-frequency signal line by a resonant coupling part between the main board and the sub-board via the dielectric sheet.
本開示によれば、上記のように構成したので、板面方向に対する小型化が容易な構造を有する高周波回路を得ることができる。 According to the present disclosure, by configuring as described above, it is possible to obtain a high-frequency circuit having a structure that is easily miniaturized in the plate surface direction.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る高周波回路の要部を示す分解断面図である。図２は、実施の形態１に係る高周波回路の要部を示す断面図である。図３は、実施の形態１に係る高周波回路に対応する等価回路を示す回路図である。図１～図３を参照して、実施の形態１に係る高周波回路について説明する。
Fig. 1 is an exploded cross-sectional view showing a main part of the high-frequency circuit according to
図１及び図２に示す如く、プリント基板（以下「メイン基板」という。）１の表面部に他のプリント基板（以下「サブ基板」という。）２の裏面部が対向配置されている。メイン基板１の表面部とサブ基板２の裏面部との間には、誘電体製のシート（以下「誘電体シート」という。）３が設けられている。ここで、誘電体シート３は、放熱用の低硬度シリコーンゴム製のシート（以下「低硬度放熱シリコーンゴムシート」という。）を用いたものである。具体的には、例えば、誘電体シート３は、信越化学工業株式会社による「ＴＣ－ＣＡ」シリーズを用いたものである。
As shown in Figures 1 and 2, the front surface of a printed circuit board (hereinafter referred to as the "main board") 1 faces the rear surface of another printed circuit board (hereinafter referred to as the "sub-board") 2. A dielectric sheet (hereinafter referred to as the "dielectric sheet") 3 is provided between the front surface of the
メイン基板１及びサブ基板２の各々は、誘電体基板を用いたものである。メイン基板１及びサブ基板２の各々における誘電体基板の材料は、所定の誘電率ε１を有するものである。これに対して、誘電体シート３の材料は、誘電率ε１と異なる誘電率ε２を有するものである。より具体的には、誘電体シート３の材料は、誘電率ε１よりも大きい誘電率ε２を有するものである。
Each of the
誘電体シート３に複数個の貫通孔が設けられており、当該複数個の貫通孔の各々に導電性を有するスペーサ（以下「導電性スペーサ」という。）４が設けられている。これにより、メイン基板１の表面部とサブ基板２の裏面部との間に複数個の導電性スペーサ４が設けられている。図１及び図２に示す例においては、２個の導電性スペーサ４＿１，４＿２が設けられている。
A plurality of through holes are provided in the
個々の導電性スペーサ４は、所定の肉厚Ｔ１を有するものである。これにより、メイン基板１とサブ基板２の間隔Ｄは、肉厚Ｔ１と同等の値に設定されている。また、メイン基板１とサブ基板２間に挟まれた状態における誘電体シート３の肉厚Ｔ２も、肉厚Ｔ１と同等の値に設定されている。このように、複数個の導電性スペーサ４は、間隔Ｄを所定の値に設定する機能を果たすものである。
Each
メイン基板１及びサブ基板２は、複数個の導電性スペーサ４に対応する複数本のねじ５により、導体製（例えば金属製）のキャリア６に固定されている。すなわち、個々のねじ５は、サブ基板２を貫通しており、かつ、対応する導電性スペーサ４を貫通しており、かつ、メイン基板１を貫通している。また、個々のねじ５の先端部は、キャリア６のねじ穴（不図示）に螺合している。図１及び図２に示す例においては、２個の導電性スペーサ４＿１，４＿２に対応する２本のねじ５＿１，５＿２により、メイン基板１及びサブ基板２がキャリア６に固定されている。
The
図１及び図２に示す例において、メイン基板１は、両面基板を用いたものである。すなわち、メイン基板１の表面部及びメイン基板１の裏面部の各々に導体製（例えば金属製）のパターンが設けられている。これらのパターンは、適宜、メイン基板１のスルーホールにより互いに電気的に接続されている。
In the example shown in Figures 1 and 2, the
図１及び図２に示す例において、サブ基板２は、両面基板を用いたものである。すなわち、サブ基板２の表面部及びサブ基板２の裏面部の各々に導体製（例えば金属製）のパターンが設けられている。これらのパターンは、適宜、サブ基板２のスルーホールにより互いに電気的に接続されている。
In the example shown in Figures 1 and 2, the
サブ基板２に高周波電力増幅器Ｅ＿１が設けられている。図１及び図２に示す例においては、サブ基板２の表面部に高周波電力増幅器Ｅ＿１が設けられている。高周波電力増幅器Ｅ＿１は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたものである。高周波電力増幅器Ｅ＿１は、例えば、複数個の高周波電力増幅器を有するＨＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）モジュールにおける個々の高周波電力増幅器に対応するものである。
The radio frequency power amplifier E_1 is provided on the
ここで、メイン基板１におけるパターンは、以下のような部位を含むものである。また、サブ基板２におけるパターンは、以下のような部位を含むものである。
Here, the pattern on the
第一に、メイン基板１におけるパターンは、グラウンドの機能を果たす部位を含むものである。また、サブ基板２におけるパターンは、グラウンドの機能を果たす部位を含むものである。以下、これらの部位を総称して「グラウンド部」という。メイン基板１のグラウンド部とサブ基板２のグラウンド部とは、個々の導電性スペーサ４により互いに電気的に接続されている。換言すれば、個々の導電性スペーサ４により、サブ基板２のグラウンド部がメイン基板１のグラウンド部と電気的に接続されている。
First, the pattern on the
第二に、サブ基板２におけるパターンは、高周波電力増幅器Ｅ＿１用の入力整合回路Ｅ＿２の機能を果たす部位Ｐ１を含むものである（図２参照）。すなわち、サブ基板２におけるパターンは、入力整合回路Ｅ＿２に対応する形状を有する部位Ｐ１を含むものである。以下、かかる部位Ｐ１を「入力整合回路部」という。図２に示す例において、入力整合回路部Ｐ１は、サブ基板２の表面部に設けられている。
Secondly, the pattern on the
第三に、サブ基板２におけるパターンは、高周波電力増幅器Ｅ＿１用の出力整合回路Ｅ＿３の機能を果たす部位Ｐ２を含むものである（図２参照）。すなわち、サブ基板２におけるパターンは、出力整合回路Ｅ＿３に対応する形状を有する部位Ｐ２を含むものである。以下、かかる部位Ｐ２を「出力整合回路部」という。図２に示す例において、出力整合回路部Ｐ２は、サブ基板２の表面部に設けられている。
Thirdly, the pattern on the
第四に、メイン基板１におけるパターンは、入力整合回路Ｅ＿２に対する電力入力用の高周波信号線路（以下「第１高周波信号線路」という。）Ｌ＿１の機能を果たす部位を含むものである。以下、かかる部位を「第１高周波信号線路部」という。図中、Ｓ＿１は、第１高周波信号線路部における高周波信号を示している。すなわち、Ｓ＿１は、高周波電力増幅器Ｅ＿１による増幅前の高周波信号を示している。高周波信号Ｓ＿１は、所定の周波数ｆを有するものである。
Fourthly, the pattern on the
第五に、メイン基板１におけるパターンは、出力整合回路Ｅ＿３による電力出力用の高周波信号線路（以下「第２高周波信号線路」という。）Ｌ＿２の機能を果たす部位を含むものである。以下、かかる部位を「第２高周波信号線路部」という。図中、Ｓ＿２は、第２高周波信号線路部における高周波信号を示している。すなわち、Ｓ＿２は、高周波電力増幅器Ｅ＿１による増幅後の高周波信号を示している。高周波信号Ｓ＿２は、所定の周波数ｆを有するものである。
Fifth, the pattern on the
第六に、メイン基板１の表面部におけるパターンの一部とサブ基板２の裏面部におけるパターンの一部との間にて、誘電体シート３を介した共振結合が発生する（図中Ｐ３＿１）。以下、これらの部位Ｐ３＿１を総称して「第１共振結合部」という。第１共振結合部Ｐ３＿１は、第１高周波信号線路Ｌ＿１と入力整合回路Ｅ＿２との間における直流成分遮断用のキャパシタ（以下「第１キャパシタ」という。）Ｃ＿１の機能を果たすものである。
Sixth, resonant coupling occurs between a portion of the pattern on the front surface of the
第七に、メイン基板１の表面部におけるパターンの一部とサブ基板２の裏面部におけるパターンの一部との間にて、誘電体シート３を介した共振結合が発生する（図中Ｐ３＿２）。以下、これらの部位Ｐ３＿２を総称して「第２共振結合部」という。第２共振結合部Ｐ３＿２は、出力整合回路Ｅ＿３と第２高周波信号線路Ｌ＿２との間における直流成分遮断用のキャパシタ（以下「第２キャパシタ」という。）Ｃ＿２の機能を果たすものである。
Seventh, resonant coupling occurs via the
このようにして、高周波回路１００の要部が構成されている。すなわち、高周波回路１００においては、メイン基板１に高周波信号線路Ｌが設けられている。高周波信号線路Ｌは、第１高周波信号線路Ｌ＿１及び第２高周波信号線路Ｌ＿２を含むものである。また、高周波回路１００においては、サブ基板２に高周波回路要素Ｅが設けられている。高周波回路要素Ｅは、高周波電力増幅器Ｅ＿１、入力整合回路Ｅ＿２及び出力整合回路Ｅ＿３を含むものである。また、高周波回路１００においては、メイン基板１とサブ基板２との間に誘電体シート３を介した共振結合部Ｐ３が形成されるものである。共振結合部Ｐ３は、第１共振結合部Ｐ３＿１及び第２共振結合部Ｐ３＿２を含むものである。
In this manner, the main components of the high-
図３は、高周波回路１００に対応する等価回路を示している。図３に示す如く、高周波電力増幅器Ｅ＿１に対する入力側に入力整合回路Ｅ＿２が設けられており、かつ、高周波電力増幅器Ｅ＿１に対する出力側に出力整合回路Ｅ＿３が設けられている。入力整合回路Ｅ＿２は、直流成分遮断用の第１キャパシタＣ＿１を介して第１高周波信号線路Ｌ＿１と電気的に接続されている。出力整合回路Ｅ＿３は、直流成分遮断用の第２キャパシタＣ＿２を介して第２高周波信号線路Ｌ＿２と電気的に接続されている。
Figure 3 shows an equivalent circuit corresponding to the high-
図中、Ｓｉｎは、高周波回路１００における高周波信号Ｓ＿１が入力される部位を示している。また、Ｓｏｕｔは、高周波回路１００における高周波信号Ｓ＿２が出力される部位を示している。また、Ｖｉｎ１は、高周波回路１００における高周波電力増幅器Ｅ＿１用のゲート電圧が入力される部位を示している。また、Ｖｉｎ２は、高周波回路１００における高周波電力増幅器Ｅ＿１用のドレイン電圧が入力される部位を示している。
In the figure, Sin indicates the portion in the high-
次に、従来の高周波回路１００’（不図示）における課題について説明する。また、高周波回路１００を用いることによる効果について説明する。
Next, we will explain the problems with the conventional high-frequency circuit 100' (not shown). We will also explain the effects of using the high-
従来の高周波回路１００’は、メイン基板１に相当するプリント基板１’を有するものである。プリント基板１’における誘電体基板の材料は、誘電率ε１と同等の誘電率ε１’を有するものである。
The conventional high-frequency circuit 100' has a printed circuit board 1' that corresponds to the
従来の高周波回路１００’においては、プリント基板１’に高周波回路要素Ｅ’が設けられている。高周波回路要素Ｅ’は、高周波電力増幅器Ｅ＿１に相当する高周波電力増幅器Ｅ’＿１、入力整合回路Ｅ＿２に相当する入力整合回路Ｅ’＿２、出力整合回路Ｅ＿３に相当する出力整合回路Ｅ’＿３、第１キャパシタＣ＿１に相当するキャパシタＣ’＿１、及び第２キャパシタＣ＿２に相当するキャパシタＣ’＿２を含むものである。 In the conventional high-frequency circuit 100', a high-frequency circuit element E' is provided on a printed circuit board 1'. The high-frequency circuit element E' includes a high-frequency power amplifier E'_1 corresponding to the high-frequency power amplifier E_1, an input matching circuit E'_2 corresponding to the input matching circuit E_2, an output matching circuit E'_3 corresponding to the output matching circuit E_3, a capacitor C'_1 corresponding to the first capacitor C_1, and a capacitor C'_2 corresponding to the second capacitor C_2.
従来の高周波回路１００’においては、プリント基板１’に高周波信号線路Ｌ’が設けられている。高周波信号線路Ｌ’は、第１高周波信号線路Ｌ＿１に相当する高周波信号線路Ｌ’＿１、及び第２高周波信号線路Ｌ＿２に相当する高周波信号線路Ｌ’＿２を含むものである。高周波信号線路Ｌ’＿１においては、高周波電力増幅器Ｅ’＿１による増幅前の高周波信号Ｓ’＿１が伝送する。高周波信号線路Ｌ’＿２においては、高周波電力増幅器Ｅ’＿１による増幅後の高周波信号Ｓ’＿２が伝送する。高周波信号Ｓ’＿１及び高周波信号Ｓ’＿２の各々は、周波数ｆと同等の周波数ｆ’を有するものである。 In the conventional high-frequency circuit 100', a high-frequency signal line L' is provided on a printed circuit board 1'. The high-frequency signal line L' includes a high-frequency signal line L'_1 corresponding to the first high-frequency signal line L_1, and a high-frequency signal line L'_2 corresponding to the second high-frequency signal line L_2. The high-frequency signal line L'_1 transmits a high-frequency signal S'_1 before amplification by the high-frequency power amplifier E'_1. The high-frequency signal line L'_2 transmits a high-frequency signal S'_2 after amplification by the high-frequency power amplifier E'_1. Each of the high-frequency signal S'_1 and the high-frequency signal S'_2 has a frequency f' equal to the frequency f.
従来の高周波回路１００’においては、以下のような課題があった。 The conventional high-frequency circuit 100' had the following problems:
第一に、高周波電力増幅器Ｅ’＿１は、他の高周波回路要素（Ｅ’＿２，Ｅ’＿３，Ｃ’＿１，Ｃ’＿２）に比して破損しやすいものである。かかる破損が発生したとき、高周波回路１００’を修理する観点から、高周波電力増幅器Ｅ’＿１を交換することが要求される。ここで、高周波電力増幅器Ｅ’＿１は、プリント基板１’にはんだ付けされている。このため、高周波電力増幅器Ｅ’＿１を交換する作業に時間がかかる問題があった。または、かかる破損が発生したとき、高周波回路１００’を修理する観点から、プリント基板１’全体を交換することが要求される。プリント基板１’全体を交換することにより、修理費用が増加する問題があった。 First, the high frequency power amplifier E'_1 is more susceptible to damage than the other high frequency circuit elements (E'_2, E'_3, C'_1, C'_2). When such damage occurs, in order to repair the high frequency circuit 100', it is required to replace the high frequency power amplifier E'_1. Here, the high frequency power amplifier E'_1 is soldered to the printed circuit board 1'. This has led to a problem that the work of replacing the high frequency power amplifier E'_1 takes time. Alternatively, when such damage occurs, in order to repair the high frequency circuit 100', it is required to replace the entire printed circuit board 1'. There has been a problem that the repair costs increase by replacing the entire printed circuit board 1'.
第二に、プリント基板１’において、高周波信号線路Ｌ’を配置するための領域を確保するとともに、高周波回路要素Ｅ’を配置するための領域を確保することが要求される。ここで、板面方向に対する個々の整合回路（Ｅ’＿２，Ｅ’＿２）のサイズは、周波数ｆ’に応じて定まるものであり、かつ、誘電率ε１’に応じて定まるものである。このため、板面方向に対する高周波回路１００’の小型化が困難であるという問題があった。 Secondly, in the printed circuit board 1', it is required to secure an area for arranging the high-frequency signal line L' and an area for arranging the high-frequency circuit element E'. Here, the size of each matching circuit (E'_2, E'_2) in the board surface direction is determined according to the frequency f' and the dielectric constant ε1'. For this reason, there was a problem in that it was difficult to reduce the size of the high-frequency circuit 100' in the board surface direction.
第三に、個々のキャパシタ（Ｃ’＿１，Ｃ’＿２）は、対応する高周波信号線路（Ｌ’＿１，Ｌ’＿２）に対して電気的に直列に設けられており、かつ、はんだ付けによりプリント基板１’に実装されている。このため、かかる実装の状態に応じて、高周波回路１００’における特性が変動する問題があった。 Thirdly, each capacitor (C'_1, C'_2) is electrically connected in series with the corresponding high-frequency signal line (L'_1, L'_2) and is mounted on the printed circuit board 1' by soldering. Therefore, there is a problem that the characteristics of the high-frequency circuit 100' vary depending on the mounting state.
これに対して、高周波回路１００の構造は、以下のような効果を有するものである。
In response to this, the structure of the high-
第一に、高周波電力増幅器Ｅ＿１が破損したとき、サブ基板２全体を交換することにより、高周波回路１００を修理することができる。ここで、ねじ５により固定されているサブ基板２の交換は、はんだ付けにより固定されている高周波電力増幅器Ｅ’＿１の交換に比して容易である。このため、高周波電力増幅器Ｅ’＿１を交換する場合に比して、修理時間を短縮することができる。また、通常、サブ基板２全体は、プリント基板１’全体に比して安価である。このため、プリント基板１’全体を交換する場合に比して、修理費用を低減することができる。
First, when the high frequency power amplifier E_1 is damaged, the
第二に、メイン基板１において、高周波回路要素Ｅを配置するための領域を確保することが不要である。ここで、誘電体シート３における誘電率ε２を大きくすることにより、板面方向に対する個々の整合回路（Ｅ＿２，Ｅ＿３）の小型化を図ることができる。具体的には、例えば、誘電率ε２の値を３から９に変更することにより、板面方向に対する個々の整合回路（Ｅ＿２，Ｅ＿３）のサイズを約３５％小型にすることができる。このようにして、板面方向に対する高周波回路１００の小型化を図ることができる。
Secondly, there is no need to reserve an area on the
第三に、高周波回路１００においては、キャパシタＣ’＿１に代えて第１共振結合部Ｐ３＿１が直流成分の遮断に用いられるものであり、かつ、キャパシタＣ’＿２に代えて第２共振結合部Ｐ３＿２が直流成分の遮断に用いられるものである。これにより、個々のキャパシタ（Ｃ’＿１，Ｃ’＿２）の実装の状態に応じた特性の変動の発生を回避することができる。換言すれば、かかる特性の変動を低減することができる。
Thirdly, in the
第四に、高周波回路１００においては、個々の導電性スペーサ４の肉厚Ｔ１を変更することにより、メイン基板１とサブ基板２の間隔Ｄを容易に変化させることができる。これにより、共振結合部Ｐ３における結合量を容易に変化させることができる。
Fourthly, in the high-
第五に、誘電体シート３に低硬度放熱シリコーンゴムシートが用いられている。これにより、高周波電力増幅器Ｅ＿１の熱をサブ基板２、誘電体シート３及びメイン基板１を介してキャリア６に逃がすとき、かかる放熱を効率良くすることができる。
Fifth, a low-hardness heat-dissipating silicone rubber sheet is used for the
なお、高周波回路１００の用途は、ＨＰＡモジュールにおける個々の高周波電力増幅器に限定されるものではない。高周波回路１００は、高周波電力増幅器Ｅ＿１、入力整合回路Ｅ＿２及び出力整合回路Ｅ＿３を含む回路であれば、如何なる回路に用いられるものであっても良い。
The use of the high-
以上のように、実施の形態１に係る高周波回路１００は、高周波信号線路Ｌが設けられたメイン基板１と、高周波回路要素Ｅが設けられたサブ基板２と、メイン基板１とサブ基板２との間に設けられた誘電体シート３と、メイン基板１とサブ基板２との間に設けられた導電性スペーサ４と、を備え、メイン基板１、サブ基板２及び導電性スペーサ４がねじ５により固定されており、導電性スペーサ４によりサブ基板２のグラウンド部がメイン基板１のグラウンド部と電気的に接続されており、メイン基板１とサブ基板２との間における誘電体シート３を介した共振結合部Ｐ３により高周波回路要素Ｅが高周波信号線路Ｌと電気的に接続されるものである。これにより、高周波回路要素Ｅ（例えば高周波電力増幅器Ｅ＿１）が破損したとき、修理を容易にすることができるとともに、修理にかかる時間を短縮することができる。また、板面方向に対する高周波回路１００の小型化を図ることができる。また、高周波回路１００における特性の変動を低減することができる。
As described above, the high-
また、誘電体シート３は、低硬度放熱シリコーンゴムシートを用いたものである。これにより、高周波回路要素Ｅ（例えば高周波電力増幅器Ｅ＿１）の放熱を効率良くすることができる。
The
また、高周波回路要素Ｅは、高周波電力増幅器Ｅ＿１、高周波電力増幅器Ｅ＿１用の入力整合回路Ｅ＿２、及び高周波電力増幅器Ｅ＿１用の出力整合回路Ｅ＿３を含み、高周波信号線路Ｌは、入力整合回路Ｅ＿２に対する電力入力用の第１高周波信号線路Ｌ＿１、及び出力整合回路Ｅ＿３による電力出力用の第２高周波信号線路Ｌ＿２を含み、共振結合部Ｐ３は、第１高周波信号線路Ｌ＿１と入力整合回路Ｅ＿２との間における直流成分遮断用の第１キャパシタＣ＿１の機能を果たす第１共振結合部Ｐ３＿１、及び出力整合回路Ｅ＿３と第２高周波信号線路Ｌ＿２との間における直流成分遮断用の第２キャパシタＣ＿２の機能を果たす第２共振結合部Ｐ３＿２を含む。これにより、例えば、かかる構造をＨＰＡモジュールにおける個々の高周波電力増幅器に用いることができる。 The high-frequency circuit element E includes a high-frequency power amplifier E_1, an input matching circuit E_2 for the high-frequency power amplifier E_1, and an output matching circuit E_3 for the high-frequency power amplifier E_1, the high-frequency signal line L includes a first high-frequency signal line L_1 for power input to the input matching circuit E_2, and a second high-frequency signal line L_2 for power output by the output matching circuit E_3, and the resonant coupling portion P3 includes a first resonant coupling portion P3_1 that functions as a first capacitor C_1 for blocking DC components between the first high-frequency signal line L_1 and the input matching circuit E_2, and a second resonant coupling portion P3_2 that functions as a second capacitor C_2 for blocking DC components between the output matching circuit E_3 and the second high-frequency signal line L_2. This allows, for example, such a structure to be used for each high-frequency power amplifier in the HPA module.
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る高周波回路の要部を示す分解斜視図である。図５は、実施の形態２に係る高周波回路の要部を示す分解断面図である。図６は、実施の形態２に係る高周波回路の要部を示す断面図である。図７は、実施の形態２に係る高周波回路の要部を示す平面図である。図８は、実施の形態２に係る高周波回路に対応する等価回路を示す回路図である。図４～図８を参照して、実施の形態２に係る高周波回路について説明する。なお、図４～図８において、図１～図３に示す要素と同様の要素には同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a main part of the high frequency circuit according to the second embodiment. FIG. 5 is an exploded cross-sectional view showing a main part of the high frequency circuit according to the second embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of the high frequency circuit according to the second embodiment. FIG. 7 is a plan view showing a main part of the high frequency circuit according to the second embodiment. FIG. 8 is a circuit diagram showing an equivalent circuit corresponding to the high frequency circuit according to the second embodiment. The high frequency circuit according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 8. Note that in FIGS. 4 to 8, elements similar to those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
高周波回路１００ａは、メイン基板１、サブ基板２、誘電体シート３、導電性スペーサ４、ねじ５及びキャリア６を含むものである。ここで、メイン基板１におけるパターンは、以下のような部位を含むものである。また、サブ基板２におけるパターンは、以下のような部位を含むものである。
The high-
第一に、メイン基板１におけるパターンは、グラウンドの機能を果たす部位（すなわちグラウンド部）を含むものである。また、サブ基板２におけるパターンは、グラウンドの機能を果たす部位（すなわちグラウンド部）を含むものである。メイン基板１のグラウンド部とサブ基板２のグラウンド部とは、個々の導電性スペーサ４により互いに電気的に接続されている。換言すれば、個々の導電性スペーサ４により、サブ基板２のグラウンド部がメイン基板１のグラウンド部と電気的に接続されている。
First, the pattern on the
第二に、メイン基板１におけるパターンは、高周波信号線路（以下「第３高周波線路」という。）Ｌ＿３の機能を果たす部位Ｐ４を含むものである。以下、かかる部位Ｐ４を「第３高周波線路部」という。第３高周波信号線路Ｌ＿３は、例えば、後述するバンドパスフィルタＦに対する入力側又は出力側に設けられている。すなわち、第３高周波信号線路Ｌ＿３は、バンドパスフィルタＦにおける入力側の端部（以下「第１端部」という。）又はバンドパスフィルタＦにおける出力側の端部（以下「第２端部」という。）と電気的に接続されている。
Secondly, the pattern on the
第三に、サブ基板２におけるパターンは、第３高周波信号線路Ｌ＿３に対するショートスタブ型の共振器（以下「ショートスタブ型共振器」ということがある。）ＲにおけるショートスタブＥ＿４の機能を果たす部位（以下「ショートスタブ部」という。）Ｐ５を含むものである。
Thirdly, the pattern on the
第四に、メイン基板１の表面部におけるパターンの一部とサブ基板２の裏面部におけるパターンの一部との間にて、誘電体シート３を介した共振結合が発生する（図中Ｐ３＿３）。以下、かかる部位Ｐ３＿３を「第３共振結合部」という。第３共振結合部Ｐ３＿３は、共振器Ｒにおけるキャパシタ（以下「第３キャパシタ」という。）Ｃ＿３の機能を果たすものである。
Fourthly, resonant coupling occurs between a part of the pattern on the front surface of the
このようにして、高周波回路１００ａの要部が構成されている。すなわち、高周波回路１００ａにおいては、メイン基板１に高周波信号線路Ｌが設けられている。高周波信号線路Ｌは、第３高周波信号線路Ｌ＿３を含むものである。また、高周波回路１００ａにおいては、サブ基板２に高周波回路要素Ｅが設けられている。高周波回路要素Ｅは、ショートスタブＥ＿４を含むものである。また、高周波回路１００ａにおいては、メイン基板１とサブ基板２との間に誘電体シート３を介した共振結合部Ｐ３が形成されるものである。共振結合部Ｐ３は、第３共振結合部Ｐ３＿３を含むものである。
In this manner, the main components of the high-
図８は、高周波回路１００ａに対応する等価回路を示している。図８に示す如く、第３高周波信号線路Ｌ＿３に対して、ショートスタブ型の共振器Ｒが設けられている。共振器Ｒは、第３キャパシタＣ＿３及びショートスタブＥ＿４を含むものである。
Figure 8 shows an equivalent circuit corresponding to the high-
図中、Ｓ１１及びＳ２１の各々は、高周波回路１００ａにおけるＳパラメータに対応している。より具体的には、Ｓ１１は、高周波回路１００ａに入力される電力に対する高周波回路１００ａにより反射される電力を示す特性（以下「反射特性」という。）に対応している。また、Ｓ１２は、高周波回路１００ａに入力される電力に対する高周波回路１００ａにより出力される電力を示す特性（以下「通過特性」という。）に対応している。
In the figure, S11 and S21 each correspond to an S parameter in the high-
ここで、共振器Ｒにおける共振周波数は、誘電体シート３の肉厚Ｔ２に応じて異なる値となる。実施の形態１にて説明したとおり、誘電体シート３の肉厚Ｔ２は、個々の導電性スペーサ４の肉厚Ｔ１により設定することができる。すなわち、高周波回路１００ａにおいては、個々の導電性スペーサ４の肉厚Ｔ１により、共振器Ｒにおける共振周波数を容易に変更することができる。
The resonant frequency of the resonator R varies depending on the thickness T2 of the
図９は、高周波回路１００ａにおける反射特性Ｓ１１及び通過特性Ｓ２１の例を示している。図中、特性線Ｉは、Ｔ１＝Ｔ２＝０．３ｍｍに設定されているときの反射特性Ｓ１１を示している。特性線ＩＩは、Ｔ１＝Ｔ２＝０．３ｍｍに設定されているときの通過特性Ｓ２１を示している。特性線ＩＩＩは、Ｔ１＝Ｔ２＝０．５ｍｍに設定されているときの反射特性Ｓ１１を示している。特性線ＩＶは、Ｔ１＝Ｔ２＝０．５ｍｍに設定されているときの通過特性Ｓ２１を示している。図９に示す如く、肉厚Ｔ１に応じて、共振器Ｒにおける共振周波数が変化することがわかる。
Figure 9 shows an example of the reflection characteristic S11 and the pass characteristic S21 in the high-
高周波回路１００ａの構造は、以下のような効果を有するものである。
The structure of the high-
第一に、高周波回路１００ａにおける共振器Ｒの周波数特性の変更が要求されたとき、サブ基板２全体を交換することにより、かかる変更を容易にすることができる。
First, when a change in the frequency characteristics of the resonator R in the high-
第二に、メイン基板１において、ショートスタブＥ＿４を配置するための領域を確保することが不要である。また、誘電体シート３における誘電率ε２を大きくすることにより、板面方向に対する共振器Ｒの小型化を図ることができる。このようにして、板面方向に対する高周波回路１００ａの小型化を図ることができる。
Secondly, there is no need to reserve an area on the
第三に、高周波回路１００においては、第３共振結合部Ｐ３＿３が第３キャパシタＣ＿３の機能を果たすものである。これにより、第３キャパシタＣ＿３の実装の状態に応じた特性の変動の発生を回避することができる。
Thirdly, in the high-
第四に、高周波回路１００ａにおいては、個々の導電性スペーサ４の肉厚Ｔ１を変更することにより、メイン基板１とサブ基板２の間隔Ｄを容易に変化させることができる。これにより、共振結合部Ｐ３における結合量を容易に変化させることができる。
Fourthly, in the high-
次に、高周波回路１００ａの用途の具体例について説明する。
Next, specific examples of applications of the high-
いま、図１０に示す如く、メイン基板１にバンドパスフィルタＦが設けられているものとする。図１１は、バンドパスフィルタＦに対応する等価回路を示している。図１２における特性線Ｖは、バンドパスフィルタＦにおける通過特性Ｓ２１を示している。
As shown in FIG. 10, it is assumed that a bandpass filter F is provided on the
これに対して、図１３は、バンドパスフィルタＦの両端部に共振器Ｒを配置してなる高周波回路２００を示している。個々の共振器Ｒは、高周波回路１００ａを用いたものである。図１３において、高周波回路１００ａの各部の符号は図示を省略している。図１４は、高周波回路２００に対応する等価回路を示している。図１４において、共振器Ｒの各部の符号は図示を省略している。図１５における特性線ＶＩは、高周波回路２００における通過特性Ｓ２１を示している。
In contrast, FIG. 13 shows a high-
図１２及び図１５に示す如く、バンドパスフィルタＦの両端部に共振器Ｒを設けることにより、いわゆる「スカート特性」を急峻することができる（図１２及び図１５の各々における領域Ａ参照）。このように、高周波回路１００ａは、バンドパスフィルタＦにおけるスカート特性の向上に用いることができる。
As shown in Figures 12 and 15, by providing resonators R at both ends of the bandpass filter F, the so-called "skirt characteristics" can be made steeper (see area A in each of Figures 12 and 15). In this way, the high-
なお、高周波回路１００ａの用途は、バンドパスフィルタＦにおけるスカート特性の向上に限定されるものではない。高周波回路１００ａは、スタブ（例えばショートスタブＥ＿４）及びキャパシタ（例えば第３キャパシタＣ＿３）を含む回路であれば、如何なる回路に用いられるものであっても良い。
The use of the high-
以上のように、実施の形態２に係る高周波回路１００ａは、高周波信号線路Ｌが設けられたメイン基板１と、高周波回路要素Ｅが設けられたサブ基板２と、メイン基板１とサブ基板２との間に設けられた誘電体シート３と、メイン基板１とサブ基板２との間に設けられた導電性スペーサ４と、を備え、メイン基板１、サブ基板２及び導電性スペーサ４がねじ５により固定されており、導電性スペーサ４によりサブ基板２のグラウンド部がメイン基板１のグラウンド部と電気的に接続されており、メイン基板１とサブ基板２との間における誘電体シート３を介した共振結合部Ｐ３により高周波回路要素Ｅが高周波信号線路Ｌと電気的に接続されている。これにより、実施の形態１にて説明したものと同様の効果を得ることができる。
As described above, the high-
また、高周波回路要素Ｅは、高周波信号線路Ｌに対するショートスタブ型共振器ＲにおけるショートスタブＥ＿４を含み、共振結合部Ｐ３は、ショートスタブ型共振器Ｒにおける第３キャパシタＣ＿３の機能を果たす第３共振結合部Ｐ３＿３を含む。これにより、かかる構造をショートスタブ型の共振器Ｒに用いることができる。 The high-frequency circuit element E also includes a short stub E_4 in the short stub-type resonator R for the high-frequency signal line L, and the resonant coupling portion P3 includes a third resonant coupling portion P3_3 that performs the function of the third capacitor C_3 in the short stub-type resonator R. This allows this structure to be used in the short stub-type resonator R.
また、メイン基板１にバンドパスフィルタＦが設けられており、高周波信号線路Ｌは、バンドパスフィルタＦの第１端部又はバンドパスフィルタＦの第２端部と電気的に接続された第３高周波信号線路Ｌ＿３を含む。これにより、共振器ＲをバンドパスフィルタＦにおけるスカート特性の向上に用いることができる。
In addition, a bandpass filter F is provided on the
なお、本願開示はその開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In addition, within the scope of the disclosure of this application, it is possible to freely combine each embodiment, modify any component of each embodiment, or omit any component of each embodiment.
１ メイン基板、２ サブ基板、３ 誘電体シート、４ 導電性スペーサ、５ ねじ、６ キャリア、１００，１００ａ 高周波回路。 1 Main board, 2 Sub board, 3 Dielectric sheet, 4 Conductive spacer, 5 Screw, 6 Carrier, 100, 100a High frequency circuit.
Claims (5)
高周波回路要素が設けられたサブ基板と、
前記メイン基板と前記サブ基板との間に設けられた誘電体シートと、
前記メイン基板と前記サブ基板との間に設けられた導電性スペーサと、を備え、
前記メイン基板、前記サブ基板及び前記導電性スペーサがねじにより貫通されてキャリアに固定されており、
前記導電性スペーサにより前記サブ基板のグラウンド部が前記メイン基板のグラウンド部と電気的に接続されており、
前記メイン基板と前記サブ基板との間における前記誘電体シートを介した共振結合部により前記高周波回路要素が前記高周波信号線路と電気的に接続されるものである
ことを特徴とする高周波回路。 A main board on which a high-frequency signal line is provided;
a sub-substrate on which high-frequency circuit elements are provided;
a dielectric sheet provided between the main substrate and the sub-substrate;
A conductive spacer is provided between the main board and the sub board,
the main board, the sub board, and the conductive spacer are fixed to a carrier by screws penetrating the main board, the sub board, and the conductive spacer;
the conductive spacer electrically connects the ground portion of the sub-substrate to the ground portion of the main substrate,
a resonant coupling portion between the main board and the sub-board via the dielectric sheet, the high-frequency circuit element being electrically connected to the high-frequency signal line.
前記高周波信号線路は、前記入力整合回路に対する電力入力用の第１高周波信号線路、及び前記出力整合回路による電力出力用の第２高周波信号線路を含み、
前記共振結合部は、一端側が前記第１高周波信号線路に接続され且つ他端側が前記入力整合回路の他端側に接続され、前記第１高周波信号線路と前記入力整合回路との間における直流成分遮断用の第１キャパシタの機能を果たす第１共振結合部、及び一端側が前記出力整合回路の他端側に接続され且つ他端側が前記第２高周波信号線路に接続され、前記出力整合回路と前記第２高周波信号線路との間における直流成分遮断用の第２キャパシタの機能を果たす第２共振結合部を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波回路。 the high-frequency circuit elements include a high-frequency power amplifier, an input matching circuit having one end connected to an input side of the high-frequency power amplifier, and an output matching circuit having one end connected to an output side of the high-frequency power amplifier,
the high-frequency signal line includes a first high-frequency signal line for power input to the input matching circuit and a second high-frequency signal line for power output by the output matching circuit,
3. The high-frequency circuit according to claim 1 or 2, wherein the resonant coupling section includes a first resonant coupling section having one end connected to the first high-frequency signal line and the other end connected to the other end of the input matching circuit, functioning as a first capacitor for blocking DC components between the first high-frequency signal line and the input matching circuit, and a second resonant coupling section having one end connected to the other end of the output matching circuit and the other end connected to the second high-frequency signal line, functioning as a second capacitor for blocking DC components between the output matching circuit and the second high-frequency signal line.
前記共振結合部は、前記ショートスタブ型共振器における第３キャパシタの機能を果たす第３共振結合部を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波回路。 the high-frequency circuit element includes a short stub in a short stub type resonator for the high-frequency signal line,
3. The high-frequency circuit according to claim 1, wherein the resonant coupling portion includes a third resonant coupling portion that functions as a third capacitor in the short stub resonator.
前記高周波信号線路は、前記バンドパスフィルタの第１端部又は前記バンドパスフィルタの第２端部と電気的に接続された第３高周波信号線路を含む
ことを特徴とする請求項４記載の高周波回路。 A bandpass filter is provided on the main substrate,
5. The high frequency circuit according to claim 4, wherein the high frequency signal line includes a third high frequency signal line electrically connected to the first end of the band pass filter or the second end of the band pass filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020113931A JP7475219B2 (en) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | High Frequency Circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020113931A JP7475219B2 (en) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | High Frequency Circuits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022012243A JP2022012243A (en) | 2022-01-17 |
| JP7475219B2 true JP7475219B2 (en) | 2024-04-26 |
Family
ID=80148605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020113931A Active JP7475219B2 (en) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | High Frequency Circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7475219B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005217579A (en) | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | High frequency power amplification module and mobile terminal |
| JP2018157395A (en) | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | High-frequency circuit |
-
2020
- 2020-07-01 JP JP2020113931A patent/JP7475219B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005217579A (en) | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | High frequency power amplification module and mobile terminal |
| JP2018157395A (en) | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | High-frequency circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022012243A (en) | 2022-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5631807A (en) | Electronic circuit structure with aperture suspended component | |
| KR100527223B1 (en) | High-frequency power amplifier circuit and high-frequency power amplifier module | |
| US20060202764A1 (en) | Bias circuit | |
| US20070197091A1 (en) | Printed circuit board assembly | |
| JP4882974B2 (en) | High frequency module | |
| CN110875722B (en) | High frequency amplifier | |
| JP7475219B2 (en) | High Frequency Circuits | |
| KR20070037332A (en) | Capacitor and electronic apparatus thereof | |
| EP1349271B1 (en) | Electronic device for supplying DC power comprising a noise filter | |
| JPH10135749A (en) | High frequency amplifier | |
| JP2005303551A (en) | Dc cut-out structure | |
| US7196909B2 (en) | AC coupling circuit having a large capacitance and a good frequency response | |
| US11533026B2 (en) | Amplifier module | |
| JP2000106501A (en) | Power distribution circuit and power synthesizing circuit | |
| US20100019870A1 (en) | Microwave device, high-frequency device, and high-frequency equipment | |
| CN112737515A (en) | DOHERTY amplifier device | |
| JP5720261B2 (en) | Electronic circuit and transmission / reception system | |
| JPH03278701A (en) | High frequency amplifier | |
| JP5003214B2 (en) | High-frequency device and high-frequency device | |
| JP2004312217A (en) | Waveguide dielectric filter | |
| JPH11122009A (en) | Impedance converter | |
| JPS5811746B2 (en) | Ultra high frequency transistor amplifier | |
| JPH04322502A (en) | Distributed constant type matching circuit | |
| JP2004289749A (en) | Frequency equalizer | |
| JP2004289352A (en) | Waveguide type dielectric filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230314 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231108 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231121 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240319 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240416 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7475219 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |