JPH01147901A

JPH01147901A - 伝送線路変換回路

Info

Publication number: JPH01147901A
Application number: JP30587387A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Senda; 宏明仙田; Kenji Tanaka; 健二田中
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、誘電体線路を用いたマイクロ波帯の伝送線
路変換回路、特に平衡型ｉ路と不平衡型ＩＰ路との変換
回路に関するも“のである。

〔従来の技術〕

マイクロ波集積回路（以下ＭＩＣ回路と称する）では、
平衡型線路を必要とする場合、スロット線路が多く用い
られていた。しかし、そのＭＩｅ回路の入出力部分には
一般に同軸ｉ路のような不平衡型線路が接続されるため
、ＭＩＣ１ｉ！Ｉ路上で平衡型線路を不平衡型Ｓ路に変
換接続することが必要であった。

従来、平衡型線ｗ６（スロット線路）を不平衡型線路に
接続する回路として、第４図（ａ）〜（４１））に示す
ように構成されたものがあった。

第４図（ａ）は平面図、第４図（ｂ）は、第４図（ａ）
の横断面図、第４図（ｃ）は、第４図（ａ）のＡ−Ａ’
から見た縦断面図、第４図（ｄ）は、第４図（ａ）の動
作原理図、第４図（ｅ）は、第４図（ｄ）の等価回路図
である。

これらの図において、１は誘電体基板、２は前記＃Ａ′
Ｆ４体基板１のＪＡＩｆｉ−向に張られた導体向、２０
は前記導体向２にスロットを設けて作られた平衡型線路
としてのスロット線路、２１は誘電体基板１の表側に形
成された不平衡型線路としてのマイクロストリップ線路
（以トストリップ線路と称す）である。

このように、スロット線路２０とストリップ線路２１を
直交するようにし、この交点から使用波長の約１７４波
長の長さでスロット線路２０の一端を短絡し、同様にス
トリップ線路２１の一端をオープンになるように構成し
ていた。このような構成にすれば、スロット綿路２０を
構成する導体向２はストリップ線路２１の接地面として
作用しており、しかも両線路２０．２１の交点から両路
端部を見た場合、スロット線路２０側はオープン。

ストリップ線路２１側はシフートの状態になっているの
で、一方の線路から他方の線路へ信号はほぼ無損失で伝
送されることになる。これを動作原理図で示したのが第
４図（ｄ）、さらに第４図（ｄ）において、使用波長を
λ。とじたときの等価回路図が第４図（ｅ）である。な
お、Ｄ　ｏ、　Ｄ　１．　ｈ：　０．　Ｅ。

はスロット線路２０の辺とストリップ線路２１の辺との
交点で、スロット線路２０の辺上＜＊側）に位置する点
である。同様にＦ。、Ｆｌ、Ｇｏ、Ｇ□もスロット線＃
！Ｉ２０の辺とストリップ線路２１の辺との交点で、ス
トリップ線路２１側（表側）に位置している。また、ｘ
、ｙ、ｖ、ｗはスロワ１、線路２０の構造の節々を示す
点である。Ｒ１／ｓ１゜Ｒｏ／　ｓ、、　Ｔｔ／　Ｕｘ
ｐ　Ｔｏ／　Ｕｏ　（Ｌ’ずれも表側／裏側を示す）は
ストリップ線路２１の構造の節々を示す点である。上記
いずれの付層も構造と動作原理図および等価回路図を対
応させるための便宜上の点である。

第５図（ａＬ　（ｂ）は従来技術の他の例で、誘電体部
材２２を誘電体基板１とその表面の導体面２の上に積み
重ねてストリップ線路２１を構成し、スロット線路２０
を導体向２に形成し、誘電体基板１の一面に回路を集中
して構成したものである。

この動作は第４図（ａ）と全く同じである。

また、第６図は、第４図（ａ）のスロット線路２０をオ
ープンにし、このオープン端で同軸線路２３の外導体２
５をスロワｌ−１）４２０を挾んだ一方の導体向２に、
同軸ｉ路の中心導体２４を他方の導体向２に接続したも
ので、この中心導体２４の長さを適切に選ぶ、つまり調
整することにより、良好な変換特性が得られるというも
のであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来技術のいずれも製作、あるいは実装に際
し、次のような問題点を持っていた。

まず、第４図（ａ）の構成では、誘電体基板１　（７）
両面に回路パターンを制作する必要があり、作業工程が
多かった。また、これらのパターンに半導体部品等を実
装する場合、例えば部品の一端を誘電体基板１の表側の
ストリップ線路２１に取り付け、前記部品の他方を誘電
体基板１の裏側の導体面２（アースパターン）に取り付
ける必要があった。つまり、両面からの同時作業が必要
であり、部品の実装そのものが困難であった。

次に、第５図（ａ）の構成では、誘電体基板１の片面の
み回路パターンを製作すればよく、また片面からのみ部
品取付は作業ができるが、ストリップ線路２１を形成す
るために誘電体部材２２を別工程で製作しておき、これ
を誘電体基板１に張り合わせなければならず、やはり工
程が多く、複雑になる。しかもその張り合わせの際、隙
間ができ、さらに接着剤を使用する場合はその誘電率変
化等がストリップ線路２１の特性インピーダンスのばら
つき要因となっていた。

まｔコ、一般にＭＩＧ回路は、他の回路との電磁波干渉
を避けるために金属製ケースに収容されていｔコが、第
６図の構成では実装が困難であり、他回路との接続作業
も困難であった。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、誘電体基板の同一平面上に容易に回路パターンを構
成でき、かつ部品取付は作業および調整なども容易に実
現できる、平衡型線＊（スロット線路）と不平衡型線路
との変換を行う伝送線路変換回路を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る伝送線路変換回路は、誘電体基板の同一
の導体向上に形成され、先端を終端回路で終端されたス
ロワＩ−ｉ４！路と、２本のスロットの間に導体面を挾
んだコプレナ線路とからなり、スロワ７−　ｓ路が終端
ｐｌ！路で終端される前で、コプレナＤ　Ｎ　ｈ＜スロ
ットｗ、路の一辺と交差し、かつスロット線路の他辺で
終端されて配置されたものである。。

〔作用〕

この発明においては、平衡型線路としてスロワ、１−ｉ
１）路を用い、不平衡型′ｆｓ路としてコプレナ線路を
用い、かつコプレナ線路とスロット線路との交点から終
端回路側のインピーダンスは非常に＾くなるようにされ
ているので、コプレナ線路を伝送されてきた信号はスロ
ット線絡へ伝送され、スロワｌ−線路へ伝送されてきた
イｄ弓はコプレナ線路へ伝送される。つまり、誘電体基
板の同−導体面上に伝送線路変換回路が構成される。

〔実施例〕

この発明による実施例を第１図（ａ）、第１図（ｂ）お
よび第１図（ｅ）に示す。

第１図（ａ）は平衡型Ｐ＄路としてスロット線路を、不
平衝型線路としてコプレナ線路（ＣＯＰＥ、ＡＮＡＲＬ
ＩＮＥ：互いに共通する導体面を挾んだ２つのスロット
で構成される！１４）を用いて誘電体基板の同一平面上
に伝送線路変換回路を構成した例で、その−１Ｖ面図で
ある。第１図（ｂ）はその動作原理図で、第１図（ｅ）
は、第１図（ｂ）において便用波長がλ０のときの等価
回路図ある。

これらの図において、１は誘電体基板、２は導体面、３
はスロット線絡、４，５は第１．第２のスロットで、導
体面６を挾み互いに平行なスロットである。７はコプレ
ナ線路で、前記の導体面ｓ、　第ｉのスロット４．第２
のスロット５で１つの線路としての特性を持つように設
計されたものである。８は終端回路としての１７４波長
線で、スロット線路３と同一構造を有し、使用波長（＋
）１７４波長の長さで短絡されている。９は導線テ、っ
プレナ線路７で切られているス目ツト線路３０辺を接続
している。、なお、Ｂｏ、　Ｂ、、ｃ、、ｃユは；ｌ、
０ッｌ−ｌｓ路３およびその延長線上の辺とコプレナ線
路７の各辺との交点、Ｍ、　Ｎ　、　Ｐ、　Ｑ、　Ｊ　
ｏ、　Ｊ　、。

Ｋ　Ｏｐ　Ｋ　１は上記各線路の構造上の節々の点で、
第１図（ｂ）の動作原理図を説明するうえでの便宜上設
けた点である。

この発明の構成では、導体面２上において１７４波長Ｎ
８で終端されたスロワＩ−ｖＪ、路３の一辺をコプレナ
線Ｍ８７がほぼ直角に横切り、スロット線路３の他辺で
終端（短絡）するようにされている。

つまり、コプレナｉ路７の第１．第２のスロット４．５
がスロット綿路３の一辺に接続され、中心導体である導
体面６がスロワ】・線路３の他辺に接続される（従来技
術で行っているような先端をオープンにした１／４ｆＢ
１．長線を用いて、前記他辺で短絡終端されるような構
成はとっていない）。このように、いわばコプレナ線＃
ｔ７がスロワｌ−１５ｔ　ｔｊ８３を分断するようにし
て両ｉ路７，３を同一平面上で構成しているが、コプレ
ナ線路７およびコプレナｉ路７を構成する導体面６等の
幅が使用波長（＾０）に対し十分小さければ、導線９の
インダクタンスが無視でき、さらにはスロワ１、Ｉｓ略
３およびスロット線路３を形成する両側の導体面υま１
／４波長線８の方まで電気的に連続しているとみなせる
。乙の結果、第１図（ｂ）のように、点ｃ０と００が接
続され、これらの点Ｃ１，Ｃ０には、さらにコプレナ線
路７のアースライン（点Ｊｘ、Ｊｏ）が接続され、点Ｂ
□ｙ１３ｏにはコプレナ線路７の中心導体を形成する導
体面６（点ＫＩＰＫＯ）が接続されることになる。また
、この構成で点［３゜（Ｂ□）およびＣ０（ｃｍ）から
１７４波長線８をみたインピーダンスは使用波長λ０に
おいて理想的に（よ無限大となる１、つまり］７４波長
線８ば等両前に第１図（Ｃ）に示すようにオープンとな
る。

したがって、コプレナ線路７を伝送されてきた信号のほ
とんどはスロット線路３へ伝送され、逆にスロット線絡
３を伝送されてきた４ａ号；４【、そのほとんどがコプ
レナＩＩｉ回路７へ伝送されることになる。すなわち、
誘電体基板１の同一平面上に、スロット線路と３とコプ
レナｆＪｔ略７との変換回路が構成されたことになる。

なお、上記の導線９を外した場合、スロット綿＃Ｉ８３
　カコプレナ線路７で分断されることにより、い（らか
のエラーを生ずるが、使用可能である。

第２図に示した実施例は終端回路として共振特性を有す
るスロット空胴１０を用いたもので、点ｃｏおよびＢｏ
からみたスロット空胴１ｏ側のインピーダンスは共振周
波数付近で理想的には無限大になり、前記実施例と同様
の変換回路が構成される。

第３図に示した実施例は終端回路として先端が終端され
たｌ／４波長線８の途中に無反射型終端回路としての抵
抗体１）を設けたものである。第１図（ａ）および第２
図の例では、変換特性の帯域が１７４波長１５ｔ８．お
よびスロット空胴１ｏの共振特性で法定づけられ、かな
り狭かった。しかし、前記のように抵抗体１）を設ける
ことにより、１／４波長ｓ８に伝送されてきた信号の一
部は抵抗体１）で吸収されるため、変換特性の帯域が広
がる。

したがって、変換回路の伝送損失ｉよ増加するが、平坦
な周波数特性を得ることができる効果がある。

この抵抗体１）の抵抗値を変えることにより、変換回路
を所要の損失特性２周波数特性等に調整することができ
る。また、これら抵抗体１）等の部品取付けも容易であ
る。

なお、第３図に示す抵抗体１）を複数本に分割し、１／
４波長線８の複数個所に挿入するようにすることは、広
範囲の周波数帯域において良好な特性を得るために有効
である。この例では、無反射型終端回路として抵抗体１
）を用いたが、他に電波吸収体等からなる回路を用いて
もよい。

さらに上記例で用いた終端回路として、あるいはその中
に１７４波長線８を用いたが、１７４波長の奇数倍の長
さを有するスロット線路３であってもよい。

なお、終端回路はスロワ）・線路３と同じ構造で廷長さ
れ、その先端に増幅器等の他の回路のインピーダンスで
終端されるようにしてもよい。乙の場合、コプレナ線路
７から伝送される個とは終端回路とスロワｌ−線＃ｊ８
３の双方へ分岐される乙とになる１、このように、乙の
発明を分岐回路、つまり１つの伝送線路から２方向へ信
号を分岐させるための伝送線路変換回路として用いるこ
ともできる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、誘電体基板の同一の導
体面上に形成され、先端を終端回路で終端されたスロワ
ｌ−１回路と、２本のスロットの間に導体面を挾んだコ
プレナｍｓとからなり、スロット線路が終端回路で終端
される前で、コプレナ線路がスロット線路の一辺と交差
し、かつスロット線路の他辺で終端されて配置されたの
で、平衡型線路と不平衡型線路は同一平面上に形成でき
、その回路パターンの製造が早く容易になり、仕上り精
度も改善され、ばらつきが少なくなり、再現性が良くな
る。また、回路を構成するための他の部品の実装におい
ても作業性が良くなり、特性の調整も容易になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａＬ　（ｂＬ　（Ｃ）はこの発明の実施例の構
造を示す平面図、Ｗｈ作原理図およびその等価回路図、
第２図、第３図は、第１図（ａ）における実施例の実施
態様を示す図、第４図（ａ）〜（８）は従来例の構成を
示し、第４図（ａｌは平向図、第４図（ｂ）は、第４図
（ａ）の横断面図、第４図（ｅ）は、第４図（ａ）の縦
断面図、第４図（ｄ）は、第４図（ａ）の動作脈理図、
第４図（ｅ）は、第４図（ｄ）の等価１Ｌ１）略図、第
５図（ａ）、（ｂ）は従来例の構成を示す平向図および
その横断面図、第６図は、第４図（ａ）に同軸線路を接
続した例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体基板（１）の同一の導体面上に形成され、
先端を終端回路（８，１０）で終端されたスロット線路
（３）と、２本のスロットの間に導体面を挾んだコプレ
ナ線路（７）とからなり、前記スロット線路が前記終端
回路で終端される前で、前記コプレナ線路が前記スロッ
ト線路の一辺と交差し、かつ前記スロット線路の他辺で
終端されて配置されたことを特徴とする伝送線路変換回
路。
（２）終端回路（８，１０）が、スロット線路とコプレ
ナ線路とが交差する点から先端まで信号波長の１／４波
長の奇数倍の長さを有し、その先端を短絡終端したスロ
ット線路を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の伝送線路変換回路。
（３）終端回路（８，１０）が、無反射型終端回路（８
）を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の伝送線路変換回路。
（４）終端回路（８，１０）が、スロット空胴を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の伝送線
路変換回路。