JPH0377681B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロ波回路の接続構造に関し、特
に組立てが容易で特性のバラツキの小さいマイク
ロ波回路の接続構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、マイクロ波回路はMIC（Microwave
Integrated Circuit）と呼ばれる集積化された
HIC（Hybrid Integrated Circuit）の一種として
実現されている。特に、最近ではMMIC
（Monolithic Microwave Integrated Circuit）
と称される１枚の半導体基板上に集積化された回
路も用いられつつある。これらの単位回路を組合
わせてより大きなマイクロ波回路、例えば通信装
置の送信機、受信機等を構成する場合、生産を容
易にするため、また環境による信頼性の低下を防
ぐため、更に電磁シールド及び不要波の励振を防
ぐために、シールドケース内に封入することが一
般的になされている。これらのケース入りコンポ
ーネントは、応用時には複数個が組合わせられて
より大規模回路として構成される。

この場合、コンポーネント間接続が必要になる
が、その構造としてよく用いられているのは、
RF端子部を同軸線路構造として厚い板を貫通し
て板の反対面に導出し、これらのFR端子間をマ
イクロストリツプ線路にて接続する方法である。

即ち、第１４図ａ，ｂに示すように、ケース４
３内に収容されたケース入のマイクロ波回路コン
ポーネント４１のRF端子４２のリード線をマイ
クロ波ストリツプ基板４４に穿つた挿入穴４５を
介してマイクロストリツプ線路の導体上に導き出
して半田付けすることによつて接続されていた。
この構造が最も一般的であるが、従来のこの種の
接続構造には種々の問題があつた。第一に組立時
に上下両面からのアクセスを必要とし、その上お
おきなケースを取り扱うために手間がかかる問題
がある。第二に半田付け作業が必要でこの半田付
けは狭い場所で手持ちの半田鏝に頼るしかなく、
非常に時間を費やすこと、また半田の量によつて
マイクロ波伝送線路の不連続が変化し、特性が変
動する問題がある。第三に構造的にRF端子部に
繋がる同軸線路からマイクロ波ストリツプ線路部
の変換点における電気的不連続を小さくすること
が顕著になり、それを改善するためにマイクロ波
ストリツプ線路の中心導体部分に同調用のスタブ
を用を形成するような金属薄片を半田付けする等
して調整する必要を生じていた。この時間が非常
にかかり、コストを押し上げる大きな要因の一つ
となつていた。第四にマイクロ波ストリツプ線路
部分のストリツプ上の空間、即ちキヤビテイ部分
が小さな容積にできないために不要なモードを励
振したり或いは他の回路との不要な結合を生じた
りする問題がある。

このような問題点は、マイクロ波通信装置等を
廉価にし普及させるのに際し非常な制約となつて
いた。かかる問題を解決すべく、本出願人はいま
までにいくつか接続技術を提案している。

先ず、第一に提案した技術は、線路の外導体と
して働くケースに穿設された溝の中に誘電体で支
持された板ばね状の中心導体と板ばね状の中心導
体の先端と接触接続するコンポーネントのRF端
子に配設された固定接点とを包有してなる新規な
マイクロ波回路の接続構造である。ここでは、板
ばね状の可撓性の中心導体と、この中心導体を支
持する絶縁材製の支持部材と、被接続ユニツトの
RF端子に配設された固定接点と、この中心導体
と支持部材と固定接点とを収容する溝状外導体と
を包有しており、前記中心導体と固定接点とが接
触することによつて被接続ユニツト間を接続した
構造としたものである。

第１５図及び第１６図はその断面図及び斜視図
であつて接続されるマイクロ波回路コンポーネン
ト５１の接続端子５２に固定接点５３を取り付け
（固定接点５３ははじめから接続端子５２と一体
であつてもよい）、互いに接続すべき固定接点間
を板ばね状の中心導体２１にて接触接続する。２
２及び２２Ａは板ばね状中心導体２１を所定の位
置に保持するホルダであつて、誘電体でできてお
り中心導体２１の位置を保つている。また、ホル
ダ２２の両端部にある棒状突起５５は、ホルダの
溝５６の深さ方向における位置をきめるためにあ
つて溝の底に当たることで位置を決まる。５４は
被接続コンポーネントの接続端子５２（固定接点
５３）が挿入される穴である。

以上の接続部品は、MIC化されたコンポーネ
ントが取付けられるケース５８に設けた溝５６に
挿入されている。

なお、５７は薄い金属板のシールドカバーであ
つて、ホルダ２２の上面に取付けられ、溝５６に
入つている接続機構をシールドする。但し、この
シールドカバーは常に必要であるとは限られな
い。

また、第二の技術は、切削加工等高精度加工法
によらずとも第一の提案技術の目的を達成する手
段を提供するものであつて、第一の提案技術の接
続機構そのものをシールドケース内に収容したも
のである。

第１７図は、第二の提案技術の断面を示してい
る。可動の中心導体２１とそのホルダ２２及び２
２Ａ等の接続部品をシールドケース２０の内部に
収容したものである。第１８図はこのマイクロ波
回路接続子を上方から見た図で、３１はシールド
カバーであつて、３１ａは外導体の安定な接触を
得るためのシム（shim）の働きを成すように形
成されたばね状接触部である。第１９図は、その
マイクロ波回路接続子１０を実装する構造の説明
図で、ケース５８の穴５６に接続子を落とし込ん
で用いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明した本出願人による第一の提案技術は
マイクロ波信号線路として不連続が少なく、かつ
不要モードの励振の無い安定なマイクロ波帯接続
技術であるが、ケースに掘つた溝の寸法精度は高
くなければならない。ところが、新たにケースを
鋳造法によつて低コストで製造したいという必要
性が生じる場合には好ましくはない。

このために、第二の技術が提案されているが、
この第二の提案技術のマイクロ波接続子は、鋳造
法によつて製造された必ずしも高精度ではないケ
ースを用いて安定で高性能、更に組立てが容易な
マイクロ波コンポーホント間接続子を提案してい
る。

しかしながら、この技術では、マイクロ波回路
構造全体を改善する点については示唆されていな
い。即ち、この技術は単にマイクロ波モジユール
間の接続を高精度でバラツキ無く、かつ簡単に接
続することが可能とされるが、この技術のみによ
つてはより大きな回路単位に関する新たな接続、
実装構造を得ることはできない。より大きな回路
単位とは、例えば送信ユニツト、受信ユニツト、
大電力増幅ユニツト等であり、一般的に中間周波
数帯の増幅回路や、MICに所定のバイアス電圧
を供給するための回路や、或いは回路全体の働き
を制御するための回路等を含んでいる。勿論、回
路全体としてはマイクロ波やミリ波の機能が中心
とされている。

従来、このような大きな回路単位を構成する場
合には、内部が複数の小さな部屋に仕切られた複
雑で高価な金属ケースに収容することが行われて
いる。これは、外部に対する電磁シールドや回路
内での不要な電磁結合を防ぐために金属ケース及
びカバーが必要とされているためである。このこ
とは、第１４図に示した通りであるが、前記した
ように大きな回路単位をこのように構成したとき
には、同図のような簡単な構成で済まされるもの
ではなく、シールドケースが極めて複雑でかつ大
型化されることになる。

このシールドケースは、一般にはアルミニウム
合金等の大きなブロツクから機械加工によつて製
作されるため、製造の容易化及び低価格化を実現
することは困難であり、しかもシールドケースを
偏平に形成することが難しく、したがつてマイク
ロ波回路の外形も高さ寸法の大きなものにならざ
るを得ないという問題がある。

本発明はこのような従来の問題に鑑み、複数の
仕切られたシールドケースを不要にして製造の容
易化、低価格化を実現するとともに、高さ寸法を
可及的に小さくした平面的な構造のマイクロ波回
路構造を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のマイクロ波回路構造は、マイクロ波回
路コンポーネント、マイクロ波回路接続子、入力
コネクタ、出力コネクタ等の高周波信号を取扱う
要素をベースプレート上に搭載してマイクロ波信
号回路を構成する。又、マイクロ波信号回路を包
含するより大規模な回路単位に含まれる他の回路
である中間周波数信号回路、制御回路、バイアス
電圧・電流供給回路等の回路をプリント配線板に
構成する。そして、マイクロ波信号回路とプリン
ト配線板とを密接させて機械的に結合すると共
に、マイクロ波回路コンポーネントの中間周波数
信号端子、制御端子、バイアス端子等とプリント
配線板とを電気的に接続する構成とする。

更に、前記マイクロ波回路接続子は、板ばね状
の中心導体と、この中心導体を支持する絶縁性の
ホルダと、マイクロ波回路コンポーネントのRF
端子に配設した固定接点と、前記中心導体、ホル
ダ及び固定接点を収納するシールドケースとで構
成され、前記中心導体と固定接点を接触させてマ
イクロ波回路コンポーネント間を接続するように
構成する。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のマイクロ波回路構造の一実施
例の断面図であつて、１は被接続物からなる
MIC、MMICのマイクロ波モジユール（コンポ
ーネント）であり、ここでは３個のMICコンポ
ーネントを直列接続して一つのマイクロ波電力増
幅回路を回路ユニツトとして構成した例を示して
いる。

２はこれらMICコンポーネント１を取付ける
ベースプレートであり、これはMICコンポーネ
ントから発生する熱をより大きな放熱板に伝える
役目を担つている。１０はコンポーネント間接続
のためのマイクロ波回路接続子でユニツト両側の
コネクタ１１とコンポーネント１の間並びにコン
ポーネント１の相互間に挿入されマイクロ波回路
を接続している。

これによれば、マイクロ波信号はコネクタ１１
から入り、マイクロ波回路接続子１０を通りRF
端子１２からコンポーネント１に入る。以下、同
様にマイクロ波信号はいずれかの操作を受けなが
ら伝播していく。即ち、マイクロ波信号はコンポ
ーネント１とマイクロ波回路接続子１０の内部の
みを伝わり、それ以外に漏れることはない。

したがつて、一枚のベースプレート２上にコン
ポーネント１とマイクロ波回路接続子１０を交互
に取付けることによつてマイクロ波の存在する空
間を局部に限定することができる。

また、第１図にはバイアス電源をプリント配線
板から供給する構成を示している。コンポーネン
ト１のバイアス端子４はベースプレート２の穴を
貫通しプリント配線板３に挿入され半田付けによ
つてバイアス回路に接続されている。第２図はそ
れを一層詳しく説明するための図で、第１図の
AA線に沿う断面図である。３はバイアス回路の
含まれるプリント配線板であり、これはベースプ
レート２と機械的に結合されている。５はラジエ
ータ（放熱板）で、これにベースプレートが強固
に締結してあり、マイクロ波回路コンポーネント
１で発生する熱はベースプレート２に伝わり、更
に拡がりつつラジエータ５へ伝導し、ここから空
中に拡散していく。

第３図はマイクロ波回路コンポーネント１とマ
イクロ波回路接続子１０の接続状態を説明する図
である。マイクロ波回路接続子１０はベースプレ
ート２に設けた穴に挿入され（落とし込まれ）て
いる。マイクロ波回路接続子１０は、上述したよ
うにシールドケース３０の中にプラスチツク製
（即ち、誘電体）のサポート２２，２２Ａで保持
された板ばね状の中心導体２１を有したものであ
つて、これにカバー３１がなされている。カバー
３１には外導体の接触を良好に維持するために、
多数のばね状接触片３１ａが形成されている。こ
の部分が接続されるマイクロ波回路コンポーネン
ト１の底面に接触することによつてマイクロ波伝
送線路の外導体が接続される。前記中心導体２１
はマイクロ波回路コンポーネントのRF端子１２
に取付けられた電極２３にに接触して接続がなさ
れる。電極２３は後からRF端子１２に取付けて
もよいが始めから一体になつていてもよい。

次に、本発明の他の種々の実施例を説明する。

第４図は、バイアス端子４の周辺が前実施例と
異なる例である。上述のように、マイクロ波回路
コンポーネント１のバイアス端子４はマイクロ波
信号回路からフイルタ等の手段によつてアイソレ
ートされているが、何分にも小さなスペースに詰
められているために十分なフイルタリング効果が
得られないことが多い。その場合、バイアス端子
４を経由するマイクロ波信号の不要な結合が生じ
てマイクロ波回路の正常な動作を妨げることにな
る。それを防ぐために、この実施例ではバイアス
端子４の回りに円筒状のマイクロ波吸収体（或い
はマイクロ波損失体）６を挿入している。

第５図は入出力のインピーダンスマツチング改
善のためにアイソレータを組込む例を示してい
る。アイソレータ７はコネクタの代わりに端部の
マイクロ波回路接続子１０に接続している。この
ように非常に簡単にアイソレータを回路に組込む
ことができる。

第６図はバイアス端子の接続を半田付けからコ
ネクタに変えた実施例である。組立性を改善した
り、あるいは修理の場合等には半田付けでなくコ
ネクタ接続であることは非常に好都合である。図
中、８がバイアス端子用のコネクタである。この
構造を用いれば、予めプリントプレート２を組立
て半田付けするときにバイアス端子用コネクタ８
を同時に組付けておけば、マイクロ波回路コンボ
ーネント１の組付け時には半田付けは不要にな
り、生産工程が非常に単純化される。

なお、第７図に第６図のBB線断面を示すよう
に、マイクロ波回路コンポーネント１は金具乃至
は自分自身のフランジによつてベースプレート２
にねじ止め等着脱可能な構成で固定するのが好ま
しい。

第８図は回路全体を更に厳重にシールドする構
造を示している。入出力のコネクタを外に出して
シールドケース９で全体を覆うことにより、更に
良好なシールド効果が得られる。一般にマイクロ
波回路は非常に大きなダイナミツクレンジを必要
とするため、大きなシールド効果が要求される場
合が多い。

第９図はベースプレートを用いず、ラジエータ
５にベースプレートの機能を持たせた実施例を示
す。この場合には、ベースプレートが不要になる
とともに、熱伝導が若干改善される。但し、大き
なラジエータ５とプリント配線板３が直接結合さ
れるため、組立てあるいは検査時の取扱が若干低
減されることがあるが、特に支障となるものでは
ない。

第１０図及び第１１図はマイクロ波回路コンポ
ーネント１が特に大きな発熱をしない場合の実施
例を示す。ベースプレート２は薄い金属板で十分
である。こうするとマイクロ波回路のイメージが
プリント配線板そのものという扱いになり、実際
の取扱いが著しく容易になる。

ここでベースプレート２は必ずしも金属である
必要はなく、プラスチツク等でもよい。この構造
では、マイクロ波信号はマイクロ波回路コンポー
ネント１の内部とマイクロ波回路接続子１０及び
入出力コネクタ１１乃至その種のコンポーネント
の内部にしか存在せず、よつてベースプレート２
は単に保持器の機能を有していればよい。

第１２図はマイクロ波回路接続子１０を実装す
る構造としての他の構成を示す。これまでの構造
ではマイクロ波回路接続子１０はベースプレート
２に開けた穴に落とし込んであつたがフランジ部
分の厚みを逃げるために座ぐり部を必要としてい
た。単なる長穴（あるいは長いスロツト）であれ
ば、簡単に汎用プレス機で穴をあけることができ
る。しかし、座ぐり部つきの穴は少しばかり手間
がかかる。

このため、第１２図の構造ではマイクロ波回路
接続子１０の底には板ばね１３が付加されてい
る。板ばね１３はマイクロ波回路接続子１０のシ
ールドケース３０の底にスポツト溶接等の方法で
接合されている。この構造によれば、マイクロ波
回路接続子１０はベースプレート２の穴に落とし
込むだけでよくマイクロ波回路コンポーネント１
を取付けたときにばねの力によつてマイクロ波回
路接続子１０はマイクロ波回路コンポーネント１
の底面に押し付けられ良好な外導体の接触が保た
れるようになつている。即ち、第１２図の構造で
はベースプレート２の構造が一段と簡素化された
だけでなく、マイクロ波回路コンポーネント１と
マイクロ波回路接続子１０の接触がより安定にな
り改良できる。

第１３図はその組立構造を説明するための分解
斜視図である。この図を見れば、先に第１４図に
示した従来構造のように機械加工で非常にコスト
の高いものであつたシヤーシの中にマイクロ波回
路コンポーネントを埋込み、マイクロ波ストリツ
プ線路を取り付け半田付けしていたのを、ここで
はプリント配線板３を主とする配線に変えてい
る。これは、シヤーシ等のコストを殆ど零にし、
かつ組立てのコストを圧倒的に低減するものであ
つて、その効果は非常に大きいものである。

したがつて、この例では、マイクロ波回路接続
子１０によつてマイクロ波信号を局部に押し込み
かつ簡便で信頼性の高いマイクロ波接続技術を具
体化し、それを平面板上に実装することを可能に
したもので、プリント板配線技術との組合わせに
よつてマイクロ波回路を含む回路ユニツト全体を
一種のプリント板回路と同等の扱いを可能にした
ものである。それによつてケース（シヤーシ）の
コスト、組立てのコストの低減更に小型化という
特徴も出てくる。またケース不要によるユニツト
の著しい重量軽減は装置の簡易化、軽量化に寄与
するところは大である。

なお、本発明におけるプリント板配線技術に
は、通常のエポキシグラスプリント板、フエノー
ル樹脂プリント板は勿論のことフレキシブルプリ
ント板、厚膜印刷配線板等を含むものであること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、マイクロ波信号
回路と他の回路を含む大規模な回路単位を構成す
る場合でも、ベースプレートにマイクロ波信号回
路を構成し、プリント配線板に他の回路を構成
し、これらベースプレートとプリント配線板とを
密接させ、かつマイクロ波回路コンポーネント間
をマイクロ波回路接続子によつて接続すること
で、複数個の部屋に区分されたシールドケースを
用いなくとも大規模なマイクロ波回路を構成する
ことが可能となる。したがつて、シールドケース
を製作する必要がなくマイクロ波回路の構造の簡
易化、低価格化が実現できる一方で、高さの小さ
な偏平に近い平面的な構造を実現し、小型化が可
能となる。

又、マイクロ波回路コンポーネントの接続に
は、中心導体、絶縁性ホルダ、固定接点、及びこ
れらを収納するシールドケースとで構成されるマ
イクロ波回路接続子を利用することで、前記した
平面的構造を構成することを助長するとともに、
マイクロ波回路コンポーネントの接続に際しての
半田付けが不要とされ、端子接続部における特性
劣化を極めて小さくし、マイクロ波帯での安定化
を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマイクロ波回路構造の一実施
例の断面図、第２図は第１図のAA線に沿う断面
図、第３図はマイクロ波回路コンポーネント間の
接続構造の部分詳細断面図、第４図は本発明の他
の実施例の縦断面図、第５図は本発明を部分的に
変形した実施例の断面図、第６図はバイアス端子
接続構造の他の変形例の断面図、第７図は第６図
のBB線に沿う断面図、第８図は本発明の更に他
の実施例の断面図、第９図は本発明の放熱構造に
関する部分的な変形を示す断面図、第１０図は本
発明のベースプレートの構造に関する変形例の断
面図、第１１図その横断面図、第１２図は本発明
の取付け構造に関する変形例の断面図、第１３図
はその分解斜視図、第１４図は従来構造を示し、
同図ａは断面図、同図ｂは平面図、第１５図は先
に提案している従来構造の縦断面図、第１６図は
その分解斜視図、第１７図は他の従来構造の縦断
面図、第１８図はその部分平面図、第１９図はそ
の使用方法を説明する図である。 １……マイクロ波回路コンポーネント、２……
ベースプレート、３……プリント配線板、４……
バイアス端子、５……ラジエータ、６……マイク
ロ波吸収体、７……アイソレータ、８……接続端
子、９……シールドケース、１０……マイクロ波
回路接続子、１１……コネクタ、１２……RF端
子、１３……板ばね、２１……中心導体、２２，
２２Ａ……ホルダ、２３……電極、３０……シー
ルドケース、３１……シールドカバー、４１……
コンポーネント、４２……接続端子、４４……基
板、５１……コンポーネント、５２……接続端
子、５３……固定接点、５６……溝、５７……シ
ールドカバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波回路コンポーネント、マイクロ波
   回路接続子、入力コネクタ、出力コネクタ等の高
   周波信号を取扱う要素をベースプレート上に搭載
   してマイクロ波信号回路を構成する一方、前記マ
   イクロ波信号回路を包含するより大規模な回路単
   位に含まれる他の回路である中間周波数信号回
   路、制御回路、バイアス電圧・電流供給回路等の
   回路をプリント配線板に構成し、前記マイクロ波
   信号回路と前記プリント配線板とを密接させて機
   械的に結合すると共に、前記マイクロ波回路コン
   ポーネントの中間周波数信号端子、制御端子、バ
   イアス端子等とプリント配線板とを電気的に接続
   する構成とし、前記マイクロ波回路接続子は、板
   ばね状の中心導体と、この中心導体を支持する絶
   縁性のホルダと、マイクロ波回路コンポーネント
   のRF端子に配設した固定接点と、前記中心導体、
   ホルダ及び固定接点を収納するシールドケースと
   構成され、前記中心導体と固定接点を接触させて
   マイクロ波コンポーネント間を接続することを特
   徴とするマイクロ波回路構造。 ２ マイクロ波回路コンポーネントの中間周波数
   信号端子、制御端子、バイアス端子等とプリント
   配線板との電気的接続は、プリント配線板上に設
   けたコネクタにより行うようにした特許請求の範
   囲第１項記載のマイクロ波回路構造。 ３ マイクロ波回路コンポーネントの中間周波数
   信号端子、制御端子、バイアス端子等とプリント
   配線板との接続部には、前記端子の周辺にマイク
   ロ波吸収体を配設してなる特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載のマイクロ波回路構造。