JPH02177702A - マイクロストリップライン回路の構成方法 - 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】 〔１既要］ 多重無線装置等に用いられる分布定数の混成集積回路旧
Ｃの主な実現方法のマイクロ波ミリ波のマイクロストリ
ップラインの構成方法に関し、マイクロストリップライ
ン回路の要求特性を損なうことなく、より一層の実装密
度の向上による小形化の要求を満足する事を目的とし、
１）誘電体基板の厚さの中間に回路の接地面となる導体
パターン面と該導体パターン面の両側の誘電体層の一方
の外面に増幅素子等を含むストリノブ線路で形成される
増幅器等の主高周波回路と該誘電体層の他方の外面に該
主高周波回路に対する高周波チジークを含む電源供給回
路やバイアス回路等の副回路を設け、該主高周波回路と
該副回路の相互の影響を該誘電体基板の両面に分離する
事により低減し両回路の実装密度を大にするように構成
する。

２）誘電体基板の厚さの中間に設けられ回路の接地面と
なる導体パターン面の両側の誘電体層の一方の厚さを薄
くし他方の厚さを厚くし、厚さを厚くした誘電体層の外
面に電源供給回路等の比較的に高いインピーダンスの回
路を設け、厚さを薄くした誘電体層の外面に比較的に低
いインピーダンスの回路を設け、低いインピーダンスの
回路と高いインピーダンスの回路の相互の影響を誘電体
基板の両面に分離する事により低減し該両面の回路の実
装密度を大にするように構成する。

〔産業上の利用分野〕 本発明は地上通信や衛星通信の多重無線装置などに用い
られている分布定数を用いたマイクロ波ミリ波の混成集
積回路ＭＩＣの主な実現方法であるマイクロストリップ
ラインの構成方法に関する。

近年、上記用途の多重無線装置は、その小形化の要求に
より回路の集積度を上げる事が要求されている。このた
め、同軸回路、導波管回路に代ってマイクロストリップ
ライン回路により旧Ｃ化が進められているが、該回路の
要求特性を損なうことなく、より一層の実装密度の向上
による小形化の要求が生じている。

〔従来の技術〕

従来のマイクロストリップライン回路の構成は、第４図
の構造図に示す如く、下面に接地用の導体パターンを設
けたプリント板などの誘電体基板５＾の上面に増幅素子
■や小形コンデンサ■（直流カット用、バイアス回路用
）等の個別部品を実装するとともに、分布定数のストリ
ップ線路の回路パターンにより主高周波回路の整合回路
Ｃや電源供給回路の高周波チョークＤを形成し、金属筐
体■にネジ■でネジ止めしている。そして金属のフタ■
を該金属筺体■に被せてストリップライン回路の全体を
遮蔽し外部からの悪い影響を防ぐ構成となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来のマイクロストリップライン回路の構成方法
は、（１）誘電体基板録の上面の２つのストリップ線路
の回路パターンが近接すると結合が生じるのでストリッ
プライン回路の小形化に限界があり、特にストリップ線
路が分布定数回路であるためその影響が大きい。（２）
実現できるストリップ線路の幅−の細さに、エツチング
方法などで、限界があるので、高インピーダンスのスト
リップライン回路が出来ない。（３）ストリップ線路で
形成する電源供給回路の高周波チョークＤや主高周波回
路の整合回路Ｃなど全ての構成回路が誘電体基板５Ａの
同一面上に構成されるので、それらの回路の実装面を広
（する必要があり、ストリップライン回路の一層の小形
化ができず、又、ストリップライン回路の金属筺体■の
共振モードによる回路への悪影響がある等の不都合があ
った。

本発明は所謂マイクロ波より高周波の準マイクロ波乃至
ミリ波で用いられるマイクロストリップライン回路の、
より一層の高密度化による小形化及び高インピーダンス
化を可能とし、より理想的な電源供給回路の高周波チョ
ーク回路を形成できる様にする事を課題とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

これらの課題は、第１図に示す如く、誘電体基板５の厚
さ方向の中間部に回路の接地面となる導体パターン面３
と、該導体パターン面３の両側の誘電体層の一方５１ｄ
の外面５１ｓにストリップ線路で構成する増幅器等の主
高周波回路１と、他方５２ｄの外面５２ｓに高周波チョ
ークを含む電源供給回路やバイアス回路等の副回路２を
設け、主高周波回路１と副回路２の相互の影響を誘電体
基板５の両面に分離する事により低減し、実装密度を増
し小形化するようにした本発明の第１発明によって解決
される。

また、接地用導体パターン面３の両側の誘電体層の一方
５１ｄの厚さＬｌを薄くし、他方５２ｄの厚さ（２を厚
くし、該厚さを薄くした誘電体層５１ｄの外面ＪＩＳに
電源供給回路等の比較的に低いインピーダンスの回路へ
を設け、厚さを厚くした誘電体層５２ｄの外面５２ｓに
比較的に高いインピーダンスの回路Ｂを設け、電源供給
回路等の高周波チジークのうち比較的に低いインピーダ
ンスの回路Ａと比較的に高いインピーダンスの回路Ｂと
の相互の影響を誘電体基板５の両面に分離する事により
低減し、両面５１ｓ、５２ｓの回路の実装密度を増し小
形化するようにした本発明の第２発明によって解決され
る。

本発明のマイクロストリップライン回路の構成方法を示
す第１図の原理図において、 １は、誘電体基板５の誘電体層の厚さ方向の中間部に設
けた接地用の導体パターン面３の両側の誘電体層の一方
の外面５１ｓにストリップ線路で形成した増幅器等の主
高周波回路である。

２は、主高周波回路１を形成した一方の誘電体層５１ｄ
の面５１ｓと反対側５２ｄの面５２ｓにストリップ線路
で形成された高周波チョークを含む電源供給回路やバイ
アス回路等の副回路である。

３は、誘電体基板５の誘電体層の厚さ方向の中間部に設
けた接地用の導体パターン面である。

５ば、ストリップライン回路の誘電体基板であって、そ
の一方の面５１ｓにストリップ線路で形成した主高周波
回路１を有し１．他方の面５２ｓに高周波チョークを含
む電源供給回路やバイアス回路の副回路２を有し、その
誘電体層の厚さの中間部に主高周波回路ｌと副回路２に
対する共通の接地用の導体パターン面３を有する誘電体
基板である。

５１ｓは、誘電体基板５の接地用の導体パターン面３の
一方の側の誘電体層５１ｄの外面、５２ｓは、誘電体層
５１ｄと反対側の誘電体層５２ｄの外面である。

５１ｄは、誘電体基板５の中心部の接地用導体パターン
面３の両側の誘電体層のうち、一方の厚さＬの薄い誘電
体層である。

５２ｄは、厚さの薄い誘電体層５１ｄと反対側の厚さｔ
２の厚い誘電体層である。

〔作用〕

本発明の第１発明では、誘電体基板５の誘電体層の中間
に設けた接地用の導体パターン面３の一方の側の誘電体
層５１ｄの外面５１ｓにストリップ線路で作った主高周
波回路１と、他方の側の誘電体層５２ｄの外面５２ｓに
同様にストリップ線路で作った高周波チョークを含む電
源供給回路やバイアス回路等の副回路２とが、前記接地
用導体パターン面３の両側の誘電体層５１ｄ、５２ｄの
２つの面５１ｓ、５２Ｓに分離して配置されるので、主
高周波回路１と副回路２の相互の影響が誘電体基板５に
より低減される。また、主高周波回路１と副回路２が夫
々基板５の２つの片面５１ｓ、５２ｓに分けて配置され
るので、基板５の各面５１ｓ、５２ｓの、より一層の実
装密度の向上が可能となり、結果としてス１−リップラ
イン回路全体が一層小形化されるので問題は解決される
。

そして本発明の第２発明では、誘電体基Ｆｉ５の誘電体
層の中間の接地用導体パターン面３の両側の誘電体層５
１ｄ、５２ｄの厚さｔ＋、　　Ｌ２を変え、そのうち、
厚さの薄い一方の誘電体層５１ｄの外面５１ｓに電源供
給回路等の比較的に低いインピーダンスの回路Ａを設け
、厚さの厚い他方の誘電体１５２ｄの外面５２ｓに高い
インピーダンスの回路Ｂを設けるので、電源供給回路の
低インピーダンス回路Ａと高インピーダンス回路Ｂが、
誘電体基板５の両面５１ｓ、５２ｓに分離して配置され
るので、相互の影響が低減され性能が向上する。また、
回路Ａ、Ｂが夫々−枚の誘電体基板５の２つの片面５１
ｓ、５２ｓに分けて実装されるので、各面５１ｓ、５２
ｓの夫々の実装密度が向上し、結果としてストリップラ
イン回路全体も一層の小形化が可能となるので問題は解
決される。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１発明と第２発明に対する第１実施
例のマイクロストリップライン回路の構成力法を示す構
造図であり、第３図は本発明の第２実施例の構成方法を
示す構造図である。

第２図の＾は、ＧａＡｓ　ＦＥＴやバイポーラＴｒやダ
イオード等の半導体素子の増幅素子■やインピーダンス
整合回路（Ｃ）や直流カット用超小形コンデンサ■を設
けた誘電体基板■の一方の片面５１ｓを上から見たパタ
ーン図である。増幅素子■の近くの端子（Ｇ）は、該基
板５の誘電体層の両面及び中間の各パターンを適宜接続
するためのスルーボールである。第２図のＢは、誘電体
基板■の両面５１ｓ、５２Ｓと各部品■■■′及び中間
の接地用導体パターン３の面（Ｐ）の断面図を示し、そ
の接地用導体パターン３の面（Ｆ）は誘電体基板■の誘
電体層の厚さの中間で、基板５の一方の片面５１ｓに近
く、他方の片面５２ｓに遠い部分に設けられている。第
２図のＣは、主として増幅素子■への電源供給回路を実
装する誘電体基板■の片面５２ｓを見たパターン図を示
し、前記第２図へのスルーホール（Ｇ）が第２図Ｃのく
Ｇ′）の部分に接続されている。この時、基板５の厚さ
の中間の接地用導体パターン面３の面（Ｆ）には接続さ
れないように位置を逃げである。第２図のＤは、第２図
Ｃの電源供給回路の分布定数回路の（Ｇ′）部分の一部
を拡大した図であって、第２図へのスルーホール（Ｇ）
は、第２図Ｂの接地用の導体パターン面（Ｆ）には接続
されず、第２図Ｃの電源供給回路の（Ｇ′）部分の一部
のスルーホール端（Ｇ）に接続される。

第２図りの拡大された電源供給回路の分布定数のストリ
ップライン回路は、その４面パターンの導体幅が大きい
ストリップ導体の分岐点から０面パターンの電源供給回
路の低インピーダンスのストリップ導体（Ａ）との接続
点までの高インピーダンスのストリップ導体（Ｂ）の等
側型気長し、及び０面パターンの電源供給回路のストリ
ップ導体（＾）の電気長ＬＡを夫々λ／４（但しλは使
用周波数帯域の中心周波数の波長）に選ぶことにより、
４面のストリップラインの増幅回路から外部の電源側へ
の超高周波信号の漏出を防ぐ高周波チョークを形成して
いる。又０面パターンの電源供給回路の低インピーダン
スのストリップ導体（Ａ）と高インピーダンスのストリ
ップ導体（Ｂ）　も、第２図Ｃのバイアス用抵抗■、コ
ンデンサ■′と共に、誘電体基板５の下面５２ｓの０面
に実装される事により、誘電体基板５の下面５２ｓの実
装効率が向上する。そのため、ストリップライン回路全
体の小形化が計れ、該回路を収容する金属筺体■を小さ
くし該金属筺体■の幅を小さく出来るので、ストリップ
ライン回路の金属筐体■による不要な導波管モードの共
振が使用周波数帯域で起こらない様にすることも可能と
なる。

第２図の第１実施例では、整合回路（Ｃ）など比較的に
低インピーダンスの回路が誘電体基板■の一方の片面５
１ｓの４面に形成され、高周波チジークなど高インピー
ダンスの回路が誘電体基板■の他方の片面５２ｓの０面
に分離して形成され、基板■の一方の１面と他方の０面
の各面と中間の接地導体パターン面３のＦ面との間の一
方の誘電体層５■ｄと他方の誘電体層５２ｄの厚みｔＩ
ｎ　　ｔｚを変えることにより、容易に所要のインピー
ダンスの各チョーク回路が構成可能のようにしである。

特に大電流の高周波チョーク（Ａ）は電流容量の点から
はパターン幅を広くする必要があるが、高周波チョーク
としては高インピーダンスが望ましく極力細い方が有利
である。このため、本例の如く、パターン幅が同じなら
高インピーダンスを得る為に、誘電体層５２ｄの厚みを
誘電体層５１ｄよりも厚くする事により実現している。

第３図の第２実施例は、高周波チョークが低インピーダ
ンスと高インピーダンスの両者からなる電源供給回路の
高周波チョークの特性を改善する為、第２図の誘電体基
板５の片面５２ｓの０面パターンの低インピーダンスの
ストリップ導体（Ａ）を別の片面５１ｓの４面側に戻し
て実現した例であって、４面に高周波チョークの低イン
ピーダンスのストリップ導体（Ａ）を置き、０面に高イ
ンピーダンスのストリップ導体（Ｂ）を置（ことにより
、両者のインピーダンス差を大とする事が出来て、電源
供給回路の高周波チョークの特性改善が出来る。

上記の第１実施例と第２実施例は共にマイクロストリッ
プライン回路のマイクロ波増幅器について説明したが、
他の機能のマイクロ波能動回路にも適用可能な事は明ら
かである。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、マイクロストリン
ブラインによるマイクロ波能動回路の主高周波回路の整
合回路などを形成する線路と、高周波チョークなど電源
供給回路やその他の制御回路の線路とを誘電体基板の両
面に互に分離して置く事により各面の実装密度の増加に
よる回路の小形化ができると共に、該誘電体基板の誘電
体層の中間に設ける共通の接地用導体面の位置を必要に
応じて一方の面に近く他方の面に遠く変化させ一１誘電
体基板の両面の線路のインピーダンスを高低に変化させ
る事により、マイクロストリップラインによるマイクロ
波能動回路の電源供給回路の高周波チョークの漏洩阻止
特性を高性能化できる効果が得られる。

第１図は本発明のマイクロストリンプライン回路の構成
方法を示す原理図、 第２図は本発明の第１実施例のマイクロストリップライ
ン回路の構成方法を示す構造図、第３図は本発明の第２
実施例のマイクロストリップライン回路の構成方法を示
す構造図、第４図は従来のマイクロストリップライン回
路の構造図である。

図において、 １は主高周波回路、２は副回路、３は接地用導体パター
ン面、５は誘電体基板、八は低インピーダンス線路、Ｂ
は高インピーダンス線路である。

【図面の簡単な説明】

Ｃ （下面ン Ｑ金４広人図 Ａづごｅ月ｎ売１づＦ方己脅・ｖマイ２０スＹす、ブブ
ライン回加講）へ≧左シー？示゛１°、４１道りろ第 図 侮 部今垢人図 木イしｇ月／ｌ第２実記イク・ｊのフイ２Ｑストリッブ
ライソ度路の４４戚ｆ沃乏示１槙基図 第　　　３　　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．誘電体基板（５）の厚さの中間に回路の接地面とな
   る導体パターン面（３）と、該導体パターン面の両側の
   誘電体層（５１ｄ，５２ｄ）の一方（５１ｄ）の外面（
   ５１ｓ）に増幅素子などを含むストリップ線路で形成さ
   れる増幅器などの主高周波回路（１）と、該誘電体層の
   他方（５２ｄ）の外面（５２ｓ）に該主高周波回路に対
   する高周波チョーク（Ｄ）を含む電源供給回路やバイア
   ス回路等の副回路（２）とを設け、該主高周波回路（１
   ）と該副回路（２）を該誘電体基板（５）の両面に分離
   したことを特徴とするマイクロストリップライン回路の
   構成方法。
2. ２．誘電体基板（５）の厚さの中間に設けられ回路の接
   地面となる導体パターン面（３）の両側の誘電体層（５
   １ｄ，５２ｄ）の一方（５１ｄ）の厚さ（ｔ＿１）を薄
   くし他方（５２ｄ）の厚さ（ｔ＿２）を厚くし、該厚さ
   を厚くした誘電体層（５２ｄ）の外面（５２ｓ）に電源
   供給回路等の比較的に高いインピーダンスの回路（Ｂ）
   を設け、厚さを薄くした誘電体層（５１ｄ）の外面（５
   １ｓ）に比較的に低いインピーダンスの回路（Ａ）を設
   け、該電源供給回路等の低いインピーダンスの回路（Ａ
   ）と高いインピーダンスの回路（Ｂ）を該誘電体基板（
   ５）の両面に分離したことを特徴とするマイクロストリ
   ップライン回路の構成方法。