JPH01284001A - インピーダンス調整回路を備えたインピーダンス整合マイクロストリツプ回路 - Google Patents

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〕 本発明は、超高周波、マイクロ波信号を扱う送信機、受
信機、通信機等に適用して好適な、インピーダンス調整
回路を備えたインピーダンス整合マイクロストリップ回
路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、インピーダンス調整回路を備えたインピーダ
ンス整合マイクロストリップ回路に関し、伝送ラインに
接続された、屈曲導電層及び集中定数容量素子の直列回
路と、屈曲導電層の線路長を変更する線路長変更手段と
を設けたことにより、容易且つ広範囲にインピーダンス
を調整できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

以下に、第５図及び第６図を参照して、インピーダンス
調整回路を備えたインピーダンス整合マイクロスト９７
７回路の従来例について説明する。

この第５図及び第６図では、超高周波、マイクロ波用増
幅回路の入力側及び出力側に、夫々インピーダンス整合
マイクロストリップ回路を設けた場合である。第５図及
び第６図において、（３）は増幅素子としてのＮＰＮ形
トランジスタで、そのベースが接地されている。入力端
子（１）が、入力側インピーダンス整合マイクロストリ
ップ回路（以下、単に入力側整合回路と言う）（２）を
通じて、トランジスタ（３）のエミツタに接続される。

又、トランジスタ（３）のコレクタが、出力側インピー
ダンス整合マイクロストリップ回路（以下、単に出力側
整合回路と言う）（４）を通じて、出力端子（５）に接
続される。

これら入力側及び出力側整合回路（２）、（４）は、裏
面全体に接地導電層（例えば、銅箔）が被着形成された
絶縁基板（誘電体基板）の表面に被着形成された導電ｒ
ｒｉ（例えば、銅箔）にて構成される。入力側整合回路
（２）は、伝送ライン（２ａ）と、その両側に張出す如
く形成された張出し導電層（張出しスタブ’）　　（２
ｂ）〜（２ｅ）から構成され、その張出し導電層（２ｂ
）〜（２ｅ）の幅、長さ、形状、間隔等によって、その
インピーダンスが設定される。又、出力側整合回路（４
）は、張出し導電層（４ｂ）、（４ｄ）、（４ｅ）を備
えている。

第５図及び第６図においては、出力側整合回路（４）に
インピーダンス調整回路（６）を設けて、インピーダン
スを調整し得るようにしている。第５図では、出力側整
合回路（４）の伝送ライン（４ａ）と接地（接地導電層
）との間に、屈曲導電層（屈曲スタブ）（７）を接続し
、その各部を短絡線ａ、ｂ又はＣで選択的に短絡するこ
とによって、その屈曲導電層（７）の線路長を変え、そ
れによって、その屈曲導電層（７）のインピータンス、
特にその誘導性（Ｌ性）インビアダンスをｍ整するよう
にして、出力側整合回路（４）全体の・インピーダンス
を調整するインピーダンス調整回路（６）を設けた場合
である。

又、第６図では、出力側整合回路（４）の伝送ライン（
４ａ）に張出し導電層（張出しスタブ）（４Ｃ）を設け
ると共に、その張出し導電層（４Ｃ）に近接して、列状
に順次配列された島状導電Ｆｉ（島状スタブ）（８）、
（９）を設け、張出し導電層（４Ｃ）及び島状導電ｒｆ
ｉ（８）間又は島状導電ＪＷ　（８）及び（９）間を短
絡線ａ又はｂで選択的に短絡することによって、張出し
導電層（４Ｃ）のインピーダンス、特に容量性（Ｃ性）
インピーダンスを調整するようにして、出力（則整合回
路（４）全体のインピーダンスを調整するインピーダン
ス調整回路（６）を設けた場合である。

尚、第６図において、島状導電層（８）、（９）だけで
足りないときは、島状導電層（９）の端部に重なる如く
、破線で示した延長導電層（延長スタブ）（９ａ）を半
田付は等によって接続する。

又、他の従来例として、特開昭６０−１８０２０２号公
報に、基板アース面に片端を半田付けした絶縁被覆線材
を線路パターンの近傍に設け、その線材を調整棒でパタ
ーンの適当な位置に近づけることによって、等測的に線
路長が変えられ、これによってインピーダンスを微調整
する、インピーダンス調整回路を備えたインピーダンス
整合マイクロストリップ回路が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図及び第６図について説明した従来のインピーダン
ス調整回路を備えたインピーダンス整合マイクロストリ
ップ回路では、インピーダンスの調整範囲が狭いという
欠点がある。即ち、第５図の場合では、インピーダンス
調整回路（６）は、誘導性インピーダンスの範囲でし調
整できず、第６図の場合では、インピーダンス調整回路
（６）は、容量性インピーダンスの範囲でしか調整でき
ない。又、第５図及び第６図の場合、インピーダンスの
調整範囲をある程度法（しようとする場合には、短絡線
の接続個所が多く成り、調整が面倒に成る。更に、第６
図の場合のように、島状導電層に延長導電層を接続する
場合は、その延長導電層の遊端が機械的に不安定と成り
、これによりインピーダンス調整回路のインピーダンス
も不安定と成る。

又、上述の特開昭６０−１８０２０２号公報に開示され
た、インピーダンス調整回路を備えたインピーダンス整
合マイクロストリ７１回路は、インピーダンスの調整範
囲が頗る狭いという欠点がある。

かかる点に鑑み、本発明は、容易且つ広範囲にインピー
ダンスを調整することのできる、インピーダンス調整回
路を備えたインピーダンス整合マイクロストリップ回路
を提案しようとするものである。

〔譚題を解決するための手段〕

本発明によるインピーダンス調整回路を備えたインピー
ダンス整合マイクロストリップ回路は、伝送ライン（４
ａ）に接続された、屈曲導電層（７）及び集中定数容量
素子（１２）の直列回路と、屈曲導電層（７）の線路長
を変更する線路長変更手段３−ｗ　ｇとを有する。

〔作用〕

かかる本発明によれば、屈曲導電Ｎ（７）の線路長を、
線路長変更手段、１　ｘ　ｇで変更することによって、
インピーダンス調整回路のインピーダンス、従って、イ
ンピーダンス整合マイクロストリップ回路全体のインピ
ーダンスを調整することができる。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明するも、第１図において、第５図及び第６図と対応す
る部分には、同一符号を付して説明する。この第１図の
実施例においても、第５図及び第６図の従来例と同様に
、高周波、マイクロ波用増幅回路の入力側及び出力側に
、夫々インピーダンス整合マイクロストリップ回路を設
けた場合である。第１図において、（３）は増幅素子と
してのＮＰＮ形トランジスタで、そのベースが接地され
ている。入力端子（１）が、入力側インピーダンス整合
マイクロストリップ回路（以下、単に入力側整合回路と
言う）（２）を通じて、トランジスタ（３）のエミッタ
に接続される。又、トランジスタ（３）のコレクタが、
出力側インピーダンス整合マイクロストリップ回路（以
下、単に出力側整合回路と言う）（４）を通じて、出力
端子（５）に接続される。

これら入力側及び出力側整合回路（２）、（４）は、裏
面全体に接地導電層（例えば、銅箔）が被着形成された
絶縁基板（誘電体基板）の表面に被着形成された導電層
（例えば、銅箔）にて構成される。入力側導電層（２）
は、伝送ライン（２ａ）と、その両側に張出す如く形成
された張出し導電層（張出しスタブ）　　（２ｂ）〜（
２ｅ）から構成され、その張出し導電Ｎ（２ｂ）〜（２
ｅ）の幅、長さ、形状、間隔等によって、そのインピー
ダンスが設定される。又、出力側整合回路（４）は、張
出し導電層（４ｂ）、（４ｄ）、（４ｅ）を備えている
。

この実施例では、出力側整合回路（４）にインピーダン
ス調整回路（６）を設けて、インピーダンスを調整し得
るようになされている。出力側整合回路（４）の伝送ラ
イン（４ａ）と接地（接地導電層）との間に、屈曲導電
層（屈曲スタブ）（７）及び集中定数容量素子としての
チップコンデンサ（１２）の直列回路を接続すると共に
、その屈曲導電層（７）の近傍に、島状導電層（島状ス
タブ）　　（８）〜（１１）を配し、屈曲導電層（７）
の各部間、又は、屈曲導電層（７）の各部と島状導電層
（８）〜（ｌＯ）との間を、０字、Ｌ字形等の短絡線（
銅線等に錫等の鍍金を施したもの）　ａ−ｇ等で、選択
的に短絡することによって、その屈曲導電Ｎ（７）の線
路長を変え、それによって、屈曲導電層（７）及びチッ
プコンデンサ（１２）の直列回路のインピーダンスを、
誘導性（Ｌ性）〜直列共振〜容量性を呈するように広範
囲に調整し、これによって、出力側整合回路（４）全体
のインピーダンスを広範囲に調整できるようにしている
。

屈曲導電層（７）は、互いに平行で等間隔の矩形部（７
ａ）　〜（７ｄ）並びに矩形部（７ａ）、（７ｂ）の図
において各左端間を連結する正方形の連結部（７ｅ）、
矩形部（７ｂ）、（７ｃ）の図において各右端間を連結
する正方形の連結部（７ｆ）、及び矩形部（７ｃ）、（
７ｄ）の図において各左端間を連結する正方形の連結部
（７ｇ）から構成されている。

（１３）は接地用導電層で、絶縁基板を貫通する導電性
スルーホール（１４）を通じて、絶縁基板（誘電体基板
）の裏面の接地導電層に接続されている。そして、上記
の屈曲導電層（７）の図において下端の矩形部（７ｄ）
と接地用導電層（１３）との間に、上述のチップコンデ
ンサ（１２）が接続される。このチップコンデンサ（１
２）の容量は、信号周波数において無視し得ない程度の
インピーダンスを呈するような値で、出力側整合回路（
４）の調整可能範囲を考慮した値に選定される。

そして、屈曲導電層（７）の矩形部（７ａ）、（７ｂ）
間、矩形部（７ｂ）、（７Ｃ）間、矩形部（７ｃ）、（
７ｄ）間、矩形部（７ｂ）及び島状導電層（８）間、矩
形部（７Ｃ）及び島状導電層（９）間、矩形部（７ｂ）
及び島状導電層（１０）間又は矩形部（７Ｃ）及び島状
導電層（１１）間の任意の１個所又は複数個所を、短絡
線２−ｇで選択的に短絡することによって、その屈曲導
電層（７）の線路長を変え、これによってその屈曲導電
層（７）及びチ・ノブコンデンサ（１２）の直列回路の
インピーダンスを、誘導性（Ｌ性）インビーダンスル直
列共振〜容量性（Ｃ性）インピーダンスに亙って調整す
るようにしている。

島状導電層（８）〜（１１）はなくても良いが、あれば
容量性インピーダンスの可変範囲がより広く成る。又、
誘導性インピーダンスの可変範囲を広くするには、屈曲
性導電層（７）の長さを十分に長くすれば良い。

かくして、このｆｆ１１図のインピーダンス調整回路（
６）は、第２図Ｃに示す如く、可変線路長導電層（可変
線路長スタブ）（１５Ｖ）の一端を、伝送ライン（図示
せず）に接続すると共に、他端をチップコンデンサ（１
２）を通じて接地したものと等価と成り、第２図Ａの他
端を開放とした導電層（オープンスタブ）（１５）及び
第２図Ｂの他端を接地した導電層（ショートスタブ）（
１５）の両方を実現できることが分かる。

次に、第１図のインピーダンス調整回路（６）において
、島状導電層（８）〜（１１）を省略すると共に、屈曲
導電層（７）の矩形部（７ａ）、（７ｂ）間又は及び矩
形部（７ｂ）、（７Ｃ）間を短絡線ａ、ｃで選択的に短
絡した場合のインピーダンスの変化について説明する。

この場合の屈曲導電層（７）の寸法は、第３図に示す如
く、矩形部（７ａ）〜（７ｄ）の夫々長さ及び幅が夫々
６ｍｍ、２１、正方形の連結部（７ｅ）　〜（７ｇ）の
−辺が２ｎＩｌ１１である。又、チップコンデンサ（１
２）の容量を２ｐＦに設定する。又、この屈曲導電Ｎ（
７）及びチップコンデンサ（１２）の直列回路の特性イ
ンピーダンスを５０Ωとする。

さて、かかる第３図図示の屈曲導電層（７）に短絡線を
全く接続しない場合には、その屈曲導電層（７）は、第
４図Ａの形状の屈曲導電層（７Ａ）と等価と成る。この
屈曲導電層（７Ａ）は、第３図の屈曲導電層（７）の連
結部（７ｅ）〜（７ｇ）間を、屈曲導電Ｎ（７）の中心
りに沿って引き伸ばしたもので、屈曲導電層（７Ａ）は
幅が２１１１１％縦が２２ｍｍ、横が６＋１Ｒ１のコ字
形と成る。この第４図Ａの場合のインピーダンス調整回
路のアドミッタンスは、信号周波数の変化に応じて、第
４図りのアドミッタンススミスチャートの１　／　５０
　ｗｈ。

（そ−）のコンダクタンスに対応する正規化コンダクタ
ンスＧ−１の円の上半円上の２つの×点間を移動し、そ
のアドミッタンスのサセプタンスは負と成り、従って、
そのインピーダンスはそのリアクタンスが正と成って、
誘導性（Ｌ性）を呈する。

又、第３図図示の屈曲導電層（７）の矩形部（７ａ）、
（７ｂ）の右端間にのみ短絡線ａを接続した場合には、
その屈曲導電層（７）は、第４図Ｂの形状の屈曲導電層
（７Ｂ）と等価と成る。

この屈曲導電層（７Ｂ）は、第３図の屈曲導電層（７）
の矩形部（７ａ）、（７ｂ）及び連結部（７ｅ）を含む
一辺が６ｍｍの正方形と、幅が２ｍｍ、縦が１２ｍｒａ
、横が６ｍｒａのＬ字状部から構成される。

この第４図Ｂの場合のインピーダンス調整回路のアドミ
ッタンスは、信号周波数の変化に応じて、第４図Ｅのア
ドミッタンススミスチャートの１１５０ｍｈｏ（そ−）
のコンダクタンスに対応する正規化コンダクタンスＧ＝
１の円の２つの×点間を移動し、そのアドミッタンスの
サセプタンスは無限大と成り、従って、そのインピーダ
ンスはそのリアクタンスが略零と成って、直列共振と成
る。

更に、第３図図示の屈曲導電層（７）の矩形部（７ａ）
、（７ｂ）の右端間及び矩形部（７ｂ）、（７Ｃ）間を
、夫々短絡線ａ、ｂで短絡した場合には、その屈曲導電
層（７）は、第４図Ｃの形状の屈曲導電層（７Ｃ）と等
価と成る。この屈曲導電Ｊｉ（７Ｃ）は、第３図の屈曲
導電層（７）の連結部（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）及
び連結部（７ｅ）、（７ｆ）を含む横が６ｍｍ、紺が１
０ｍｍの矩形及び幅が２１縦が４ｍｍ横が６ｍｍのＬ字
状部から構成される。この第４図Ｃの場合のインピーダ
ンス調整回路のアドミッタンスは、信号周波数の変化に
応じて、第４図Ｆのアドミッタンススミスチャートの１
１５０ｍｈｏ　　（そ−）のコンダクタンスに対応する
正規化コンダクタンスＧ＝１の円の下半円上の２つの×
点間を移動し、そのアドミッタンスのサセプタンスは正
と成り、従って、そのインピーダンスはそのリアクタン
スが負と成って、容量正（Ｃ性）を呈する。

上述せる実施例によれば、整合回路（４）の伝送ライン
（４ａ）及び接地間に接続された、屈曲導電層（７）及
びチップコンデンサ（１２）の直列回路並びに短絡線ａ
−ｃによって、誘導性インビーダンスル直列共振〜容量
性インピーダンスを呈するインピーダンス調整回路（６
）を備えたインピーダンス整合マイクロストリップ回路
（４）を得ることができる。

上述の実施例においては、インピーダンス調整回路（６
）を出力側整合回路（４）の伝送ライン（４ａ）に対し
、並列接続した場合であるが、直列接続しても良い。

又、屈曲導電層（７）の形状は、コ字あるいはＵ字又は
複数のコ字あるいはＵ字をジグザグに連結したもの等そ
の形状は任意である。

更に、チップコンデンサ（１２）の代わりに、他の種類
の集中定数容量素子（集中定数コンデンサ）でも良い。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、容易且つ広範囲にインピーダ
ンスを調整することのできる、インピーダンス調整回路
を備えたインピーダンス整合マイクロストリップ回路を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図はその説
明図、第３図はインピーダンス調整回路を示す回路図、
第４図は本発明の詳細な説明図、第５図及び第６図は夫
々従来例を示す回路図である。 （４）は、インピーダンス調整回路を備えたインピーダ
ンス整合マイクロストリップ回路、（６）はインピーダ
ンス調整回路、（７）は屈曲導電層、ａ−ｇは短絡線、
（１２）はチップコンデンサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 伝送ラインに接続された、屈曲導電層及び集中定数容量
   素子の直列回路と、 上記屈曲導電層の線路長を変更する線路長変更手段とを
   有することを特徴とするインピーダンス調整回路を備え
   たインピーダンス整合マイクロストリップ回路。