JPH02172303A - 長手方向および幅方向の不整列を許容する共面伝送線間の重なりインターフェース - Google Patents

長手方向および幅方向の不整列を許容する共面伝送線間の重なりインターフェース

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JPH02172303A
JPH02172303A JP1278778A JP27877889A JPH02172303A JP H02172303 A JPH02172303 A JP H02172303A JP 1278778 A JP1278778 A JP 1278778A JP 27877889 A JP27877889 A JP 27877889A JP H02172303 A JPH02172303 A JP H02172303A
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • H01P5/022Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
    • H01P5/028Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between strip lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
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    • H01P1/04Fixed joints
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  • Waveguides (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は伝送線の相互接続に関連し、接続された要素の
あり得る横方向および/または縦方向不整列(tran
sverse andlor longitudina
l misalgnment)  による相互接続のイ
ンピーダンスの変動を最小にするように共面伝送線(c
oρ1anar transm*5sion 1ine
)(あるいは共面導波管)の重なり相互接続(over
lapped 1nterconnection)に特
に関連している。
(背景技術) 高周波試験取付器(high−frequency t
est fixture)、プローブおよびそれと同様
なものにおいて、そしてまた高周波チップ、デバイスあ
るいは回路のパンケージングあるいはマウンティングに
おいて、共面伝送線間の一時的あるいは永久的接続がし
ばしば必要となる。しばしばこれらの相互接続は通常の
コネクタを用いて得られるものより小型あるいは安価で
なければならない。そのような場合、一対の共面伝送線
をそれらを端から端まで(end−to−end)隣接
させ、かつ誘電性基板上に乗せられた薄い接近して間隔
の置かれた導電性ス) IJツブの平行アレイを用いて
それらの連結点を橋絡し、かつ伝送線の信号線と接地線
(ground 1ine )の双方を重ならせる(o
verlap )ことによりその共面伝送線を相互接続
するのはしばしば便利である。しかし、この構造は薄い
導電性ス)IJツブを含む別々の接続片(connec
tingpiece)を必要とする。代案のタイプの接
続は1つの伝送線の上向きに対面する(upwarcl
−facing )接地線および信号線と他の伝送線の
下向きに対面する(downward−facing 
)接地線および信号線の間のインターフェースを縦方向
に重ならせることである。このタイプのインターフェー
スはそれが余分の接続片を必要としないという理由でさ
らに魅力的である。
しかし、端から端まで隣接し縦方向に重なるタイプ(l
ongitudianlly overlapping
 type )のインターフェースは、伝送線の横方向
あるいは縦方向整列の任意の変動がインターフェースの
特性インピーダンスの対応する変動となり、伝送線で通
常望ましい一定特性インピーダンスを無効にし、かつ高
周波信号の望ましくない反射とひずみを生じる。たとえ
この問題が例えば米国特許第3.218.584号に示
されるように誘電性基板の反対側に信号導体と接地導体
を有するストリップライン伝送線に対して電気要素との
関係である程度取り扱かれていても、ス) IJツブラ
イン伝送線に関連する問題と解決方法は共面伝送線の相
互接続に適用できない。従って、必要なことはインター
フェースの特性インピーダンスに著しい変化を生じるこ
となくその横方向および/または縦方向不整列を許容す
る一対の縦方向重なり共面伝送線を接続するインターフ
ェース構造である。
(発明の開示) 本発明は一対あるいは多対の縦方向重なり共面制御イン
ピーダンス伝送線(longitudinally o
verlappingcoplanar contro
lled−impedance transmissi
on 1ine)  に対してインターフェース構造を
備えることにより前述の必要性を満足し、ここで相互接
続された信号線および/または接地線の重なり端B(o
veBapplng end portion )は異
なる形状を有し、従って1つの端部は各伝送線の平面に
対して平行方向に別の端部の導電性材料を越えて延在し
ている過剰導電性材料(excess conduct
ivematerial)を有している。これらの異な
る形状の端部は、不整列にもかかわらず、インターフェ
ースのインピーダンスを決定する寸法の変化を妨げるこ
とによるか、あるいは変化を打ち消すことによりそのよ
うな変化を補償することによるかのいずれかでインター
フェースの特性インピーダンスをほぼ一定に維持してい
る。(後者の場合、たとえインピーダンス個別成分が変
化しても、インターフェースのインピーダンスはもし重
なりが信号の波長に比べて短いなら集中されている(l
 umped)ものと考えられ、それにより全特性イン
ピーダンスを維持するようインピーダンス変化の補償の
実効的な使用を可能にしている。) 伝送線の横方向整列の変動によるインピーダンスの変動
を最小にするた必に、1つの伝送線の信号線と接地線の
各端部の各々は、他の伝送線の対応線の重なり端部の横
方向寸法より大きい各横方向寸法を有することが好まし
い。そのような構造は2つの相互接続された信号線の結
合された重なり端部の横方向寸法と、横方向整列の変動
にもがかわらずほぼ一定である信号線端部と接地線端部
との間の横方向間隔を維持しよう。これらの2つの横方
向寸法をほぼ一定に維持することは横方向整列の変動に
もかかわらずインターフェースのインピーダンスをほぼ
一定に維持する。
他方、縦方向不整列によるインターフェースインピーダ
ンスの変動は接地線あるいは信号線の端部を整形してそ
れらが他の伝送線に向かう方向に大きさを増大する横方
向寸法を有するようにして最小になることが好ましい。
1つの実施例において、各接地線端部の横方向寸法の漸
進的な増大は接地線が縦方向に別々に移動するにつれて
重なり端部のインダクタンスを減少するよう作用し、そ
れによって打ち消し作用は縦方向に線を別々に移動させ
ることから通常生じるインダクタンスを増大しくあるい
はキャパシタンスを減少し)、その逆も真である。別の
実施例において、接地線端部の横方向寸法のもっと急峻
な増大は、線が縦方向に別々に移動するにつれて、信号
線端部と接地線端部の間の並列キャパシタンスをそれぞ
れ増大するよう作用し、それによってインダクタンスの
通常の増大しを打ち消し、その逆も真である。
他の実施例において、横方向と縦方向の双方の不整列の
許容度(tolerance )は各市なり信号線端部
の整形により与えられ、従ってそれらの横方向寸法は他
の伝送線に向かう方向で増大し、一方、1つの伝送線の
線の端部の横方向寸法を他のものより同時に大きくして
いる。
本発明の前述のおよび別の目的、特徴および利点は添付
図面と共に取り上げられた本発明の以下の詳細な説明を
考慮することによりさらに容易に理解されよう。
(実施例) 第1A図は相互接続に先立つ端から端まで示された従前
の技術の一対の共面伝送線の部分平面図であり、 第1B図と第1C図はそれぞれ縦方向に重なって相互接
続された第1A図の共面伝送線の側面図と平面図であり 第2A図は本発明に従って横方向不整列を許容するそれ
らの相互接続に先立つ端から端までの共面伝送線の典型
的な対の部分平面図であり、第2B図と第2C図はそれ
ぞれ縦方向に重なって相互接続された第2A図の伝送線
の側面図と平面図であり、 第3Δ図は本発明に従って縦方向不整列を許容するそれ
らの相互接続に先立つ端から端までの共面伝送線の典型
的な対の部分平面図であり、第3B図と第3C図はそれ
ぞれ縦方向に重なって相互接続された第3A図の伝送線
の側面図と平面図であり、 第4A図は本発明に従って縦方向不整列を許容するそれ
らの相互接続に先立つ端から端までの一対の共面伝送線
の別の典型的な実施例の部分平面図であり、 第4B図と第4C図はそれぞれ縦方向に重なって相互接
続された第4A図の伝送線の側面図と平面図であり、 第5Δ図は本発明に従って横方向と縦方向の不整列の双
方を許容するそれらの相互接続に先立つ端から端までの
共面伝送線の典型的な対の部分平面図であり、 第5B図と第5C図はそれぞれ縦方向に重なって相互接
続された第5A図の伝送線の側面図と平面図である。
第1.A、、lB、  IC図は一対の共面伝送線10
および10.aの従前の縦方向型なりインターフェース
構造を描いている。伝送線の各々は各誘電性基板12あ
るいは12aの上に堆積された一対の細長い平面接地線
11あるいはllaを具え、これはその間にお互いに横
方向に間隔を置いた並行共面関係を持つ細長い信号線1
3あるいは1.3aを備えている。各接地線の重なり対
応端部14.14aは、信号線の対応型なり端部15.
 15aがそうであるようにお互いに同じに整形されて
いる。信号線の端部15.15aの横方向寸法は誘電性
基板の縦方向重なりから由来するキャパシタンスの増大
を補償するために信号線端部と接地線端部それぞれの間
のキャパシタンスを減少させるよう等しく減少されてい
る。たとえ前述の構造がその重なりインターフェースに
おける伝送線の特性インピーダンスを維持することがで
きても、もし2つの伝送線が横方向あるいは縦方向に不
整列にされているなら1つの問題が生起する。横方向の
不整列の場合には、信号線の結合された端部13.13
aの横方向寸法j6は大きくなり、一方、信号線端部1
3.13aと接地線端部1414aの間の横方向間隔1
7は小さくなる。寸法16と17のこれら双方の変化は
インターフェースにおけるキャパシタンスの増大を引き
起こし、これはインピルダンスを減少し、従ってもはや
伝送線10゜1、Oaのインピーダンスと整合しない。
同様に、過剰型なり(excessive overl
ap )を生じる方向の伝送線の縦方向不整列は誘電性
基板12.12aの重なりを増大することによりインタ
ーフェースのキャパシタンスを増大し、一方、不十分な
重なりはインターフェースのキャパシタンスを減少する
(あるいはインダクタンスを増大する)。双方の変動は
インターフェースにおける望ましくないインダクタンス
変動を生じる。
第2A、2B、2C図は第1A、IB、IC図の伝送線
の改善を描いており、ここで改善された伝送線20.2
0aは横方向不整列(縦方向の不整列ではない)を許容
し、ずなわらそれらは横方向整列の変動によるインター
フェースのインピーダンスの変動を最小にする。横方向
不整列のこの許容度は、伝送線20の線の各端部24あ
るいは25が他の伝送線20aの対応線の端部24aあ
るいは25aの寸法より大きい各横方向寸法を有し、端
部24aと25aは各線の残りに対して著しく減少され
た横方向寸法を有しているという事実によって達成され
ている。このように、第2C図に示されたように狭い対
応端部24aあるいは25aを重ねる場合に、各端部2
4.25は重なり端部24aあるいは25aの導電性材
料を越えて伝送線20の平面に平行に延在する過剰導電
性材料21’ 、 23’を有している。従って、もし
各伝送線21.21aが横方向に不整列であるなら、信
号線端部25.25aの横方向寸法26と、信号線端部
と接地線端部との間の横方向間隔27は不整列の妥当な
限界内で一定に止まる。それ故、インターフェースにお
けるインピーダンス変動は横方向整列の変動にもかかわ
らず最小である。
第3A、3B、3C図は縦方向く横方向ではない)整列
の変動によるインターフェースのインピーダンスの変動
を最小にすることにより縦方向不整列を許容する一対の
伝送線30.30aを描いている。各伝送線はそれぞれ
一対の接地線31あるいは31aおよび信号線33ある
いは33aをそれぞれ有している。各接地線31,31
aの端部34.34aは、角度の付いた切り込み(an
gled cutout )35.35aにより各接地
線の長さに沿って漸近的に他の伝送線に向かう方向で増
大する横方向寸法を有している。
このように、伝送線が第3C図に示されたように縦方向
に重なる場合、各端部34.34aは他の対応端部の導
電性材料を越える各伝送線の平面内に延在する過剰導電
性材料を有している。この材料はV型繰部36を有し、
その実効長は伝送線が別々に縦方向に引っ張られるにつ
れて減少し、それによって接地線端部34.34aのイ
ンダクタンスを対応的に減少する。インダクタンスのこ
の減少は通常伝送線を別々に引っ張ることから生じるイ
ンダクタンスの増大(あるいはキャパシタンスの減少)
を打ち消す。もし要素が一緒に押されると対応する反対
の補償が起こる。それ故、インターフェースのインピー
ダンスの変動は縦方向重なりの変動にもかかわらず最小
にされ、かつインターフェースはこのように縦方向不整
列を許容する。
比較できる縦方向許容インターフェース構造は第4A、
4B、4C図の伝送線40.40aに示されている。こ
の実施例において、接地線41.41aの端部44.4
4aそれぞれは内側に方向付けられた突出部45.45
aを有し、これは縦方向に別に置かれ、従って伝送線が
第4C図に示されるように縦方向に重なる場合、各突出
部45.45aは他の接地線の端部の材料を越えて延在
する導電性材料を含んでいる。信号線43.43aの重
なり端部に対面する結合された突出部45.45aの縁
846は伝送線が別々に引っ張られるかあるいは共に押
されるにつれて長さを変化する。これは重なり接地線端
部44.44aと重なり信号線端部との間のキャパシタ
ンスに対応する可変効果を有し、そのようなキャパシタ
ンスは縁部46の長さに比例して変化する。このように
、伝送線が別々に引っ張られるにつれて、各重B46の
長さは増大し、それによりキャパシタンスを増大し、伝
送線を別々に引っ張ることにより通常起こるインダクタ
ンスの増大(キャパシタンスの減少)を補償する。対応
する反対の補償は伝送線を共に押す場合に生起する。
第5A、5B、5C図は整列の横方向変動と縦方向変動
の双方から生じるインピーダンスの変化を最小にするの
に有効な伝送線50.503を具える別の実施例を示し
ている。この実施例において、伝送線50aの接地線端
部54aと信号線端部55aの各々は他の伝送線50の
対応端部54あるいは55よりも大きい横方向寸法を有
し、第2A、  2B、  2C図の実施例の原理に従
う横方向整列によるインターフェースのインピーダンス
の変動を最小にする。
広い端部54.54aの過剰導電性材料は重なり端部5
5、55aの横方向寸法56と、重なり信号線端部と重
なり接地線端部の間の横方向間隔57を横方向整列の変
動にもかかわらず一定に保つ。同時に、信号線の重なり
端部55,55aの各々は、他の伝送線に向かう方向で
大きさを増大し、かつ各々がその各誘電性基板52.5
2aそれぞれに対して短縮される横方向寸法を有してい
る。それ故、各伝送線の平面に平行でありかつ誘電性基
板の重なり内の結合された面積は伝送線が別々に引っ張
られるにつれて増大し、それによりインダクタンスの増
大(キャパシタンスの減少) (これは通常伝送線を別
々に引っ張ることから生じるであろう)を補償するよう
信号線端部と接地線端部との間のキャパシタンスを増大
する。もし伝送線50.50aが共に押されるなら対応
する反対の補償が起こる。
前述の任意の実施例の幾何学的配列の正確な大きさと形
状は伝送線の特性インピーダンスと各市なり基板の誘電
率と共に変化しよう。たとえ図面が類似の誘電率を有す
る重なり基板を示していても、そのような誘電率は異な
ることができる。
般に縦方向の不整列が最も許容できる構造と、最小の幾
何学的補償をこのように要求することは誘電率が最小化
されるところのものである。
多数の別の幾何学的配列あるいは上述の幾何学的配列の
異なる組合せは本発明から逸脱すること無く図面に示さ
れたもので置換できることが評価されよう。そのような
代案は伝送線の整列の変動から生じるインピーダンスの
変動を最小にするという点で本発明の範囲内にある。ま
た、そのような幾何学的配列は異なる数の接地線と信号
線を有する共面伝送線に等しく適用でき、また多重伝送
線のアレイならびに単一の対の相互接続にも等しく適用
できる。ここで使用されたように、「接地線」という用
語は他の目的に使用された同様な線も含んでいる。
前述の明細書に用いられている用語と表現はそこでは説
明のための用語であって限定するものではなく、そして
そのような用語と表現の使用において、示され説明され
た特徴の等催物あるいはその一部分を除外する意図は無
く、本発明の範囲はクレームによってのみ規定されかつ
限定されでいることが認識されよう。
(要約) お互いに端から端まで重なっている一対の共面伝送線を
接続するインターフェース構造が伝送線の各信号線およ
び/または接地線の異なる形状の重なり端部を用いてい
る。この異なる形状の端部は、各伝送線の重なり端部の
横方向および/または縦方向整列の変動によるインター
フェース構造のインピーダンスの変動を最小にするのに
有効であり、それによってインターフェースの不整列を
許容する。
【図面の簡単な説明】
第1A図は従前の技術の一対の共面伝送線の部分平面図
であり、 第1.B、1.C図は第1A図の共面伝送線の側面図と
平面図であり、 第2A図は本発明による横方向不整列を許容する共面伝
送線の部分平面図であり、 第2B、2C図は第2A図の伝送線の側面図と平面図で
あり、 第3Δ図は本発明による縦方向不整列を許容する共面伝
送線の部分平面図であり、 第3B、3C図は第3Δ図の伝送線の側面図と平面図で
あり、 第4A図は本発明による縦方向不整列を許容する共面伝
送線の別の実施例の部分平面図であり、第4B、4C図
は第4Δ図の伝送線の側面図と平面図であり、 第5A図は本発明による横方向と縦方向の不整列を許容
する共面伝送線の部分平面図であり、第5B、5C図は
第5A図の伝送線の側面図と平面図である。 1.0 10a  ・共面伝送線 1.1.、1.]、a・・・細長い平面接地線12 1
.2a・・・誘電性基板 13、13a・・・細長い信号線 14、14a・・接地線の重なり対応端部15、15a
・・信号線の重なり対応端部16・・・横方向寸法  
  17・・横方向間隔20.208・・・改善された
伝送線 2]、、、 21.a・・伝送線 21’ 、 23’・・・導電性材料 24、24a・・・端部    25,25a・・端部
26・・・横方向寸法    27・横方向間隔30、
303・・・伝送線   3L31.a・・接地線33
、33a・・信号線   34.34.a・端部35、
35a  ・角度の付いた切り込み36・・・V型繰部
     40.4.0a・伝送線4L41a  ・接
地線   43.4.33・・・信号線44、44a 
 端部 45、45a・・・内側に向かった突出部あるいは結合
された突出部 46・・縁部       50.50a  伝送線5
2、52a・・誘電性基板 54、.54a・・・端部 56・・・横方向寸法 55、55a  端部 57・・横方向間隔

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.お互いに端から端まで重なっているインピーダンス
    を制御した一対の細長い共面伝送線を接続するインター
    フェース構造であって、a)一対の誘電性基板であって
    、各基板はその間に上記の伝送線を形成するようお互い に横方向に間隔をおいた並行共面関係で少 なくとも細長い平面接地線を少なくとも一 対の平面信号線に取り付け、上記の信号線 と接地線は各伝送線の平面を規定し、上記 の接地線と信号線の各々は結合された各重 なり対応端部と各重なり誘電性基板の領域 を形成するように可変整列で他の伝送線の 線の対応端部を電気的に接触しかつ重ねる 導電性材料の平面端部を有し、上記の基板 の双方が上記の重なり対応端部を共に重ね るものにおいて、 b)上記の1つの伝送線の少なくとも1つの線の端部が
    、各伝送線の整列の変動のため に上記のインターフェース構造のインピー ダンスの変動を最小にするために、上記の 重なり対応端部の導電性材料を越えて上記 の伝送線の上記の1つの平面で延在してい る過剰導電性材料を有するように別の伝送 線の線の重なり対応端部に対して整形され ていること、 を特徴とするインターフェース構造。
  2. 2.上記の過剰導電性材料が各伝送線の横方向整列の変
    動による上記のインターフェース構造のインピーダンス
    の変動を最小にする手段を含む請求項1に記載のインタ
    ーフェース構造。
  3. 3.上記の過剰導電性材料が上記の信号線の結合された
    重なり対応端部の横方向寸法を維持する手段を含み、か
    つ上記の信号線の上記の結合された重なり対応端部と上
    記の接地線の結合された各重なり対応端部との間の横方
    向間隔が各伝送線の横方向整列の変動にかかわらず実質
    的に一定である請求項2に記載のインターフェース構造
  4. 4.上記の伝送線の上記の1つの信号線と接地線の各端
    部の各々が各横方向寸法を有し、この寸法が上記の別の
    伝送線の信号線と接地線の各対応端部の各横方向寸法よ
    り大きい請求項2に記載のインターフェース構造。
  5. 5.上記の別の伝送線の信号線と接地線の各々が、各信
    号線あるいは接地線の主要部の横方向寸法より小さい横
    方向寸法を有する端部を有する請求項4に記載のインタ
    ーフェース構造。
  6. 6.上記の過剰導電性材料が各伝送線の縦方向整列の変
    動により上記のインターフェース構造のインピーダンス
    の変動を最小にする手段を含む請求項1に記載のインタ
    ーフェース構造。
  7. 7.上記の過剰導電性材料が、上記の接地線が縦方向に
    別々に移動するように、各伝送線の接地線の重なり対応
    端部のインダクタンスを低減する手段を含む請求項6に
    記載のインターフェース構造。
  8. 8.上記の過剰導電性材料が、上記の信号線と接地線が
    縦方向に別々に移動するように、上記の信号線の重なり
    対応端部と上記の接地線の重なり対応端部との間のキャ
    パシタンスを増大する手段を含む請求項6に記載のイン
    ターフェース構造。
  9. 9.上記の過剰導電性材料が、上記の信号線が縦方向に
    別々に移動するように、上記の信号線の結合された対応
    端部の上記の平面に平行しかつ上記の伝送線の重なり領
    域内の区域を増大する手段を含む請求項6に記載のイン
    ターフェース構造。
  10. 10.少なくとも一対の対応接地線の各重なり端部の各
    々が、他の伝送線に向かう方向で大きさを増大する横方
    向寸法を有する請求項6に記載のインターフェース構造
  11. 11.上記の横方向寸法の大きさが上記の別の伝送線に
    向かって漸進的に増大する請求項10に記載のインター
    フェース構造。
  12. 12.上記の信号線の各重なり端部の各々が他の伝送線
    に向かう方向で大きさを増大する横方向寸法を有する請
    求項6に記載のインターフェース構造。
  13. 13.上記の過剰導電性材料が、各伝送線の横方向およ
    び縦方向整列双方の変動により上記のインターフェース
    構造のインピーダンスの変動を最小にする手段を含む請
    求項1に記載のインターフェース構造。
  14. 14.上記の伝送線の上記の1つの信号線と接地線の各
    端部の各々が各横方向寸法を有し、その寸法は上記の他
    の伝送線の線の対応端部の各々の各横方向寸法より大き
    く、かつ各伝送線の信号線の各重なり対応端部が横方向
    の寸法を有し、その寸法は他の伝送線に向かう方向で大
    きさを増大する横方向寸法を有する請求項13に記載の
    インターフェース構造。
  15. 15.お互いに端から端まで重なっているインピーダン
    スを制御した一対の細長い共面伝送線を接続するインタ
    ーフェース構造であって、a)上記の伝送線の各々でそ
    の間にお互いに横方向に間隔をおいた並行共面関係で少
    な くとも細長い平面信号線を持つ少なくとも 一対の平面接地線であって、上記の接地線 と信号線の各々は結合された各重なり対応 端部の領域を形成するように可変整列で他 の伝送線の各対応線の対応端部を電気的に 接触しかつ重ねる導電性材料の平面端部を 有し、 b)上記のインターフェース構造の一部分が上記の整列
    の変動に応じて、上記のインタ ーフェース構造の上記の部分のインピーダ ンスの変化を生じる第1の寸法変化に影響 されやすいもの、 において c)整形された導電性手段が、上記の変動に応じて、イ
    ンピーダンスの上記の変化を打 ち消す上記のインターフェース構造の第2 の寸法変化を生じる手段を含むこと、 を特徴とするインターフェース構造。
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