JPH01251902A - 伝送回路 - Google Patents

伝送回路

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JPH01251902A
JPH01251902A JP63076346A JP7634688A JPH01251902A JP H01251902 A JPH01251902 A JP H01251902A JP 63076346 A JP63076346 A JP 63076346A JP 7634688 A JP7634688 A JP 7634688A JP H01251902 A JPH01251902 A JP H01251902A
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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１ 本発明は、マイクロ波、ミリ波、サブミリ波などの極め
て波長の短い電磁波を伝送するのに適する伝送回路に関
する。
［従来の技術１ 従来、この種の電磁波を伝送する伝送手段としては、同
軸線路、導波管、マイクロストリップ線路、スロット線
路、あるいは誘電体線路などが知られている。このうち
誘電体線路は誘電体材料を波動エネルギの伝送媒体とし
たものであり、従来では、誘電率の異なる２種類の誘電
体をコアとクラッドとして組み合わせた構造のものが提
案されている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記した従来の伝送線路は、伝送速度や伝送
損失の点、あるいは構造上の点から、いずれもマイクロ
波装置、ミリ波装置、あるいはコンピュータ等に組み込
む高密度回路基板を製造する上では利用が困難であった
。
すなわち、同軸線路や導波管はいずれも小型化、集積化
が困難である上、プリント基板のように平面的に回路を
展開することが不可能であった。この点で、従来知られ
ている上述の構造の誘電体線路ら同様であった。また、
マイクロストリップ線路や、スロット線路は平面的な展
開は可能であるが、伝送損失や伝送速度の点で高性能回
路を作るにはまだ改善の余地が残されていた。
本発明は、プリント基板のような平面的な回路展開が可
能で、しかも伝送損失の減少や伝送速度のアップを図り
得、それによって高性能回路を製作することのできる伝
送回路を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、第１の発明の伝送回路にお
いては、誘電体の一部を圧縮することにより、圧縮部分
の誘電率を非圧縮部分より高め、その誘電率を高めた部
分を電磁波の伝送部分としている。
また、第２の発明の伝送回路においては、誘電体の表面
に凹溝を形成し、その凹溝内又はその近傍に、該凹溝に
沿って少なくとも２本の電気伝導体を平行かつ互いに離
間させて配設している。
さらに、第３の発明の伝送回路においては、誘電体の表
面に凹溝を形成し、その凹溝内に該誘電体より誘電率の
高い部材を施して電磁波の伝送部分としている。
［作用Ｊ 第１の発明において、圧縮部分と非圧縮部分には誘電率
の差ができる。したがって、圧縮して誘電率を高めた部
分に電磁波が送られると、電磁波はその部分に閉じ込め
られながら、減衰が少ない状態で伝送される。
また、第２の発明においては、凹溝のある部分の誘電率
が空気のそれになることにより、電磁波は対向する電気
伝導体間に集中し、他への放射が少ない状態で、しかも
小さい減衰量で伝送される。
第３の発明においても、同様に高誘電率部分が電磁波伝
送路となる。
［実施例］ 以下、本発明の各実施例を図面を参照しながら説明する
。
第１図は第１実施例の伝送回路を示す。この伝送回路は
、圧力を加えることにより形状の変化する平板状の誘電
体１の表裏面を、伝送線路を形成しようとする経路に従
って厚さ方向に圧縮し、凹溝２を形成したものである。
こうすることにより、図中点々を付した圧縮部分ＩＡの
誘電率が非圧縮部分ＩＢの誘電率より高められており、
そして、この誘電率が高められた圧縮部分ＩＡが電磁波
を伝送する伝送線路となっている。
この例の場合、圧縮は誘電体１の表裏面側で均等に行わ
れており、圧縮部分ＩＡは誘電体１の厚さ方向のほぼ中
央に位置し、その断面形状は矩形にされている。また、
凹溝２は表裏面に対称的に形成されている。そして、こ
のような構造の伝送線路が平面的に複数展開されている
。なお、第１図の例は、圧縮部分ＩＡの断面形状が矩形
であったが、第２図に示すように凹レンズ状、あるいは
第３図に示すように凸レンズ状であってもよい。
また、第１図に示した例は平板状の誘電体１に対して、
その面方向に幾つかの伝送線路を展開形成した場合を示
したが、第４図の第２実施例に示すように、帯状ないし
は棒状の誘電体１に伝送線路を形成してもよい。
第５図の第３実施例は圧縮部分ＩＡの中央部に寸法安定
層３を設けた場合の例を示している６圧縮の際には、圧
縮部分ＩＡの横方向（面方向）への変形が生じるが、寸
法安定層３によりこれを押さえるようにしている。寸法
安定層３の材料としては、ガラスクロスや樹脂フィルム
等のように面方向への変形の小さい材料を用いることが
望ましく、誘電体１を成形する際に同時に組み込むよう
にする。
また、第１図の例では圧縮部分ＩＡが誘電体】の厚さ方
向中央部に位置する場合を示したが、誘電体１の表裏い
ずれかに偏って位置していてもよい。第６図の第４実施
例は裏面側に偏っている例を示し、第７図の第５実施例
は完全に裏面側に偏っていて裏面側には凹溝のない例を
示している。
また、第８図の第６実施例は裏面側の凹溝２が２つの伝
送線路に共通の例を示している。
また、上記においては圧縮部分ＩＡの圧縮率の程度には
言及していないが、第９図（ａ　）の第７実施例に示す
ように伝送線路の延びる方向、っまつ伝送方向に沿って
圧縮率を変化させてもよい。
第９図（ａ　）の例においては、図中左端側が圧縮率大
であり、右端に行くに従い圧縮率を小さくしている。し
たがって、圧縮部分ＩＡの断面形状は左端が第９図（ｂ
　）に示すように薄形であり、右端が第９図（ｃ　）に
示すように厚形になっている。そして、断面の変化とと
もに密度が変わり、よって誘電率が変化している。第９
図（ａ　）の伝送回路の場合、左端にいくほど圧縮の程
度が大きくなっているので、その端部からスムーズに電
波が出やすい。また右端にいくほど圧縮の程度が小さく
なっているので、導波管に接続する場合電波が導波管内
にスムーズに入りやすい。なお、圧縮部分ＩＡの断面形
状を第９図（ｄ　）に示すように矩形から円形等に徐々
に相互変化させてもよい。
第１０図の第８実施例は、誘電体１を部分的に圧縮、切
除、あるいは溶解等して形成した凹溝２を、池に用意し
た誘電体１よりも誘電率の高い誘電体４で埋め戻して、
誘電体１表面を平坦にした例を示している。このように
しても勿論よい。この場合、埋め込む誘電体４の誘電率
を適当に選ぶことにより、圧縮部分ＩＡ周辺の総合誘電
率を調整することができる。
この第１０図の例の場合、他の誘電体４を埋め込んで誘
電体１表面を平滑にした場合を示したが、予め変形相当
分を誘電体１の成形時に凸状に盛り上げておき、圧縮し
た段階で、圧縮面がちょうど平坦になるようにすること
も可能である。
なお、以上述べた誘電体１の材料としては、圧縮により
変形する多孔質ふっ素樹脂等の多孔質体であることが望
ましく、特に、孔が連続につながっていて圧縮により気
体が外部へ漏れやすく、圧縮しやすい延伸多孔質４ふっ
化エチレンが最適である。この場合、誘電体１に酸化チ
タンやチタン酸バリウム（ＢａＴｉ　○、）、あるいは
熱硬化性樹脂等の材料を、混合ないしは含浸により含有
させて、誘電率や固さを調整するようにしてもよい。
また、誘電体１として、エポキシ樹脂、ＢＴ　　（変成
ポリイミド）樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂
などの樹脂、あるいは誘電体セラミックスを混合ないし
は含浸により含有させているものを用いてもよい。
次に、上述の伝送回路を形成する場合の方法について幾
つか述べる。
圧縮の仕方としては、例えば、■外周に凸条のあるロー
ルを用いて誘電体の表面を変形させる方法、■回路パタ
ーンを表した凹凸のある型を用いてプレスにより誘電体
の表面を変形させる方法、■まず全体を圧縮し、ついで
伝送線路を形成しようとする部分を固定した状態で他の
部分を真空法などによって膨張させることにより、圧縮
部分と非圧縮部分を作り誘電率の変化を得る方法、■誘
電体の表面に適当な厚さに伝送線路のパターンをエツチ
ングで形成しておぎ、その後、突出した未エツチング部
分（回路パターン）のみ圧縮し、未エツチング部分を化
学エツチング等で除去して伝送回路を得る方法、等を採
用することができる。
なお、■の方法においては、パターンを電気伝導体で構
成してもよいし、他の誘電体で構成してもよい。そして
、パターンを除去することなく残しそれ自体を伝送線路
として用いるようにしてもよい。
また、圧縮する場合、圧縮部分と非圧縮部分の境界を明
瞭化するために、第１１図（ａ　）に示すように予め境
界となる部分に切れ目５を入れておき、その状態で圧縮
変形させるようにしてもよい。
そうすることにより形成される第１１図（ｂ　）に示す
第９実施例の伝送回路においては、圧縮部分ＩＡと非圧
縮部分ＩＢの境界が明確になり、電磁波の集中度が高ま
る。この場合、切れ目５は勿論全部に設けてもよいし、
一部分だけに設けてもよい。
次に、上記のように誘電体１を圧縮することにより構成
した誘電体線路と電気伝導体を用いた伝送線路を組み合
わせた伝送回路の例について説明する。
ｆ：ｐ、１２図は第１０実施例を示し、この例において
は、誘電体線路Ｙを形成した誘電体１の表裏面に電気伝
導体の板６．６が配設されている。このような構造の伝
送回路によれば、電気伝導体の板６．６の作用により電
磁波の漏れが減少する。また、ＮＤＲ線路になるよう電
磁波モードを適正化し、電磁波を伝送してもよい。なお
、電気伝導体の板６は表裏面の一方のみに設けるように
してもよい。
第１３図は第１１実施例を示し、この例においては、誘
電体線路Ｙを形成した誘電体１の表面に、平行離間させ
て一対の帯状の電気伝導体７．７が設けられ、これら電
気伝導体７．７によって別の系統の電磁波伝送線路が構
成されている。この場合、電気伝導体７．７は誘電体線
路Ｙを構成する凹溝２を跨ぐように、非圧縮部分ＩＢの
上面に橋渡しされて配置されている。
この例では、誘電体１の表面側のみに電気伝導体７．７
を配置した場合を示したが、裏面側にも同様に電気伝導
体を配してよいし、裏面側のみに配してもよい。
第１４図は第１２実施例を示し、この例においては、誘
電体１の表裏面に各々配した電気伝導体７．７で電磁波
を伝送する伝導体の対を構成している。
また、第１５図は第１３実施例を示し、この例において
は、誘電体１上面の、圧縮により変形した凹溝２の囲周
縁部に、電気伝導体７．７が配設されている。この場合
の電気伝導体７．７は互いに平行に配置され、その側端
面同士が凹溝２により形成される空間を挟んで対向して
おり、両電気伝導体７．７間で電磁波を伝送することが
できるようになっている。このように、対をなす電気伝
導体７．７の間に凹溝２の空間が存在することにより、
伝送される電磁波が減衰しにくくなるとともに、伝送速
度が速くなる。
第１６図は第１５図の実施例の変形例である。
この例においては、電気伝導体７．７の対向縁が凹溝２
の上方に迫り出しており、両電気伝導体７．７間距離が
狭められている。なお、第１１〜第１３実施例の場合、
他の誘電体を充填するなどして誘電体表面を平らにする
処理をしてから、もしくは凹凸のある誘電体表面に平ら
な別の誘電体シートを配設し、その上に導体シートを化
学エツチングなどし、伝送線路を構成してもよい。
第１７図は第１４実施例を示し、この例においては、凹
溝２の両内側面に、互いに対向するように電気伝導体７
．７が配設されている。そして、凹溝２内空間を挾んで
平行に対峙する両電気伝導体７．７により伝送線路が構
成されている。
第１８図は第１５実施例を示し、この例においては、誘
電体１の表裏面に形成された凹溝２．２の内底面に電気
導電体７がそれぞれ配設されている。そして、表裏で対
向し合う電気導電体７．７が対となって伝送線路が構成
されている。この場合は、両電気伝導体７．７間に誘電
体の圧縮部分ＩＡが挟まれている。
第１９図は第１６実施例を示し、この例においては、誘
電体１の上面のみに凹溝２が圧縮により形成されており
、その凹溝２の内底面に信号ラインとしての電気伝導体
７が配設されるとともに、誘電体１の上面が接地伝導体
８により覆われている。そして、電気伝導体７と接地伝
導体８が対向しており、この両者によって電磁波が伝送
されるようになっている。なお、接地伝導体８の代わり
に隣接する凹溝２．２間距離を狭めて凹溝２内の電気伝
導体７．７間士で電磁波を伝送するようにすることもで
ｂる。
第２０図は第１７実施例を示し、この例においては、誘
電体１には上面、下面に凹溝２が圧縮により形成されて
いる。そして、誘電体１の上面及び下面の両方が接地伝
導体８．８で覆われ、上面側の凹溝２の内底面に信号ラ
インとしての電気伝導体７が配設されている。
第２１図は第１８実施例を示し、この例においては、圧
縮により誘電体１上面に形成した凹溝２の内底面に、凹
溝２の延びる方向に沿って小凸部２Ａを設けて、その小
凸部２Ａの周辺に空間ができるようにし、その小凸部２
Ａの上面に信号ラインとしての電気伝導体７を配設して
、その電気伝導体７と誘電体１上面を覆う接地伝導体８
とで電磁波を伝送するようになっている。この例のよう
に凹溝２内の電気伝導体７の周辺の支持部分の空間が広
くなると、その分電磁波が電気伝導体７と接地伝導体８
間の空間中に集中するようになり、伝送速度がアップし
しかも伝送損失が少なくなる。
第２２図は第１９実施例を示し、この例においては誘電
体１の上下面に凹溝２が形成され、上面側の凹溝２と下
面側の凹溝２が伝送線路の並び方向に沿ってずらされて
おり、上下の凹溝２が交互に千鳥状に配置されている。
そして、各凹溝２内の内側面には互いに対向させて電気
伝導体７．７が対に配設されている。この実施例のよう
に上下の凹溝２が交互に配置されていると、隣接する伝
送線路間距離が長くなるため、クロストークが減少する
。
第２３図は第２０実施例を示し、この例においては、上
下で千鳥配置された凹溝２の内底面に電気伝導体７が配
置され、これら電気伝導体７が誘電体１の上下面を覆う
接地伝導体８．８と組みをなしており、各組み間で電磁
波を伝送することができるようになっている。
以上第１５図〜第２３図に示した実施例は、いずれも誘
電体１を圧縮して形成した誘電体線路と電気伝導体線路
との組み合わせ構造となるので、信号伝送性能が極めて
向上する。
また、上述の各実施例の伝送回路は、その主伝送線路を
誘電体の一部を表面から圧縮すること等により形成した
ものであるから、プリント配線板のように平面的に回路
を展開することが容易にできる。
以下、平面的に展開させた回路の実施例について説明す
る。
第２４図は第２１実施例として示す伝送回路である。こ
の例では、誘電体１は平板状であり、その面に沿って所
定の経路を描くように幾つかの誘電体線路Ｙ１〜Ｙ３が
形成されている。これら誘電体線路Ｙ１〜Ｙ３は同種の
ものであり、互いに関連付けて配置されている。例えば
誘電体線路Ｙ１とＹ２は交差しており、誘電体線路Ｙ２
とＹ３は互いの湾曲部が近接して配置されている。Ｙ４
はリング共振器であり、誘電体線路Ｙ２に供給される信
号がリング共振器Ｙ４の作用により増幅されて誘電体線
路Ｙ２にフィルター機能を与えるようになっている。
＠２５図は第２２実施例を示し、この例の回路中には異
種伝送線路間を連絡する変換器が設けられている。この
例の場合、誘電体１を圧縮することにより形Ｉ＃、され
る誘電体線路Ｙ　（図中左側部分）と電気伝導体線路Ｍ
（図中右側部分）を接続するために、両者の間にモード
変換器１０が設けられている。
すなわち、誘電体線路Ｙは前述した通り誘電体１を圧縮
することにより形成され、表裏面に凹溝２．２が形成さ
れているが、その電気伝導体線路Ｍへの接続端側は圧縮
の程度が徐々に弱められて凹溝２の底面が傾斜し、誘電
体１の上下面に連続している。一方、誘電体１の上下面
には誘電体１を挟んで対向するように、電気伝導体線路
Ｍを構成する一対の電気伝導体７．７が配置されている
。
そして、この電気伝導体７．７の端部が前記傾斜面にま
で延長して配置され、この傾斜面に電気伝導体７．７を
配設した部分がモード変換部をなっている。このように
構成されていることにより、誘電体線路Ｙと電気伝導体
線路Ｍの間で信号が円滑に伝送されることになる。
第２６図は、プリント配線板状として構成した第２３実
施例を示している。この例においては、平板状の誘電体
１の一部に、材料に圧縮を加えることによって、圧縮部
分ＩＡを主体とする誘電体線路Ｙが形成され、誘電体線
路Ｙを形成しない非圧縮部分ＩＢに池のモードの伝送線
路として電気伝導体７が配線され、また誘電体線路Ｙと
交差するようにさらに池の電気伝導体７が配線され、必
要筺所にコンデンサ１１、抵抗１２、あるいは増幅器１
３等の回路素子が組み入れられている。
このような平面的な回路展開は従来のプリント配線板と
同様の方法で実施することができる。そして、そのよう
に平面的に回路を構成することによって、量産化や伝送
回路の多層化もできる。
なお、以上に述べた電気伝導体として、超伝導物質を用
いることらでき、そうした場合には伝送性能がさらに向
上することは言うもでもない。また、電気伝導体の少な
くとも一部を抵抗体で構成すること等、電気伝導体の選
択は自由である。また、誘電体表面に電気伝導体を固着
する場合、間に熱溶融性ふっ素樹脂等の接着層を介在さ
せてもよく、さらに池の例としては、エポキシ樹脂、Ｂ
Ｔ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を介在させて
もよい。なお、凹溝２に伝送線路を橋渡しする場合に、
凹溝２に他の誘電体を充填し平らにするか、誘電体シー
トを表面に配設し、その表に金属シートを張り、それを
化学エツチングすることにより伝送回路を設けるなど量
産化のための工夫を加えてもよい。また、回路パターン
はまず触媒でパターン形成し、そこに金属によりパター
ンを作る、いわゆるアディティブ法により形成してもよ
い。
次に、第２の発明の詳細な説明する。
第２７図〜第３５図は第２の発明の各実施例を示してい
る。これら各実施例は第１３図〜第２０図に示したもの
とそれぞれ対応している。両者の基本的な違いは、第１
の発明の実施例の場合は、凹溝２の底壁部が圧縮部分Ｉ
Ａとなっており誘電率が非圧縮部分より高くなっている
が、第２の発明の実施例の場合は、特に圧縮により凹溝
２を形成したものに限られないことである。したがって
、凹溝２の底壁部の誘電率の大小はここでは問題として
いない。それ以外の各実施例の構造及び作用は前述した
通りであるので、ここではその説明は省略する。いずれ
にしろ、凹溝２の底壁部が圧縮されている場合もいない
場合も、凹溝２に沿って電気伝導体を配設したことによ
り、気中伝送線路が形成され伝送損失が小さくなり、か
つまた伝送速度が速くなり、その結果高密度回路基板を
作る場合の有用性が高まる。
［発明の効果１ 以上説明したように、第１の発明の伝送回路は誘電体の
一部を圧縮するだけで形成することのできるものである
から、誘電体の表面に極めて容易に平面的な回路を展開
させることができる。したがって、同種の伝送線路ある
いは異種の伝送線路と組み合わせたりすることにより、
容易にプリント配線板状として構成することができ、マ
イクロ波装置、ミリ波装置、あるいはコンピュータに組
み込む回路基板としての有用性が高まる。　　゛また、
第２の発明においては、電気伝導体を単に誘電体表面に
設けるのではなく、凹溝に沿って配設しているから、伝
送しようとする電磁波が電気伝導体間に集中し、他への
放射が少ない状態でかつ小さい減衰量で伝送される。し
たがって、伝送速度が高くなるとともに伝送損失が減少
し、コンピュータ等に組み込む高性能高密度の回路基板
を製作することが可能となる。第３の発明においても、
ｐＡｌの発明と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第２６図は第１の発明の実施例を示す図面であ
り、第１図は第１実施例の斜視図、第２図、第３図はそ
れぞれ圧縮部分ＩＡの他の例を示す横断面図、第４図は
第２実施例の斜視図、第５図は第３実施例の横断面図、
第６図は第４実施例の概略横断面図、第７図は第５実施
例の概略横断面図、第８図は第６実施例の概略横断面図
、第９図（ａ　）は第７実施例の斜視図、第９図（ｂ　
）、（ｃ　）はそれぞれ第９図（、ｌ　）の伝送回路の
左端面図及び右端面図、第９図（ｄ　）は圧縮部分の断
面形状の変化の仕方の他の例を説明するための図、第１
０図は第８実施例の概略斜視図、第１１図は第９実施例
の製造方法を説明するための図で、図（ａ　）は圧縮前
の状態を示す斜視図、図（ｂ　）は圧縮後の状態を示す
斜視図、第１２図は第１０実施例の概略斜視図、第１３
図は第１１実施例の概略斜視図、第１４図は第１２実施
例の概略斜視図、第１５図は第１３実施例の概略斜視図
、＠１６図は第１３実施例の変形例の概略斜視図、第１
７図は第１４実施例の概略斜視図、第１８図は第１５実
施例の概略斜視図、第１９図は第１６実施例の概略斜視
図、第２０図は第１７実施例の概略斜視図、第２１図は
第１８実施例の概略斜視図、第２２図は第１９実施例の
概略斜視図、第２３図は第２０実施例の概略斜視図、第
２４図は第２１実施例の概略斜視図、第２５図は第２２
実施例の概略斜視図、第２６図は第２３実施例の概略斜
視図である。 また、第２７図〜第３５図はそれぞれ第２の発明の各実
施例を示す概略斜視図である。 １・・・・・・誘電体、ＩＡ・・・・・・圧縮部分、Ｉ
Ｂ・・・・・・非圧縮部分、２・・・・・・凹溝、７・
・・・・・電気伝導体、８・・・・・・接地伝導体ｅＹ
、Ｙ１〜Ｙ４・・・・・・誘電体線路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）誘電体の一部を圧縮することにより、圧縮部分の
    誘電率を非圧縮部分より高め、その誘電率を高めた部分
    を電磁波の伝送部分としたことを特徴とする伝送回路。
  2. （２）誘電体の表面に凹溝を形成し、その凹溝内又はそ
    の近傍に、該凹溝に沿って少なくとも２本の電気伝導体
    を平行かつ互いに離間させて配設したことを特徴とする
    伝送回路。
  3. （３）誘電体の表面に凹溝を形成し、その凹溝内に該誘
    電体より誘電率の高い部材を施して電磁波の伝送部分と
    したことを特徴とする伝送回路。
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