JPH04227101A - マイクロ波モジュール及びその接続システム - Google Patents
マイクロ波モジュール及びその接続システムInfo
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- JPH04227101A JPH04227101A JP3215467A JP21546791A JPH04227101A JP H04227101 A JPH04227101 A JP H04227101A JP 3215467 A JP3215467 A JP 3215467A JP 21546791 A JP21546791 A JP 21546791A JP H04227101 A JPH04227101 A JP H04227101A
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Classifications
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- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/04—Fixed joints
- H01P1/047—Strip line joints
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- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
-
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- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
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- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
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- Microwave Amplifiers (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Waveguides (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にマイクロ波増
幅器アセンブリに関し、特に、１８ＧＨｚ以上において
低い電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を有するモジュールアセ
ンブリ相互接続方法及び装置に関する。
幅器アセンブリに関し、特に、１８ＧＨｚ以上において
低い電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を有するモジュールアセ
ンブリ相互接続方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】０．５ＧＨｚから２０ＧＨｚ帯域で動作
しかつ２Ｗまでの出力を有する、ガリウム−ヒ素（以下
、ＧａＡｓ）電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ）マ
イクロ波増幅器は、ワトキンス−ジョンソン（Ｗａｔｋ
ｉｎｓ−Ｊｏｈｎｓｏｎ）社、シレーリテク（Ｃｅｌｅ
ｒｉｔｅｋ）社、及びアバンテク（Ａｖａｎｔｅｋ）社
を含む、いくつかの製造会社から入手可能である。平衡
及び帰還の両技術が、広帯域性能を達成するために、薄
膜のマイクロ波集積回路（以下、ＭＩＣ）及び薄膜のモ
ノリシックマイクロ波集積回路（以下、ＭＭＩＣ）と共
に使用される。典型的な増幅器設計は、米国軍用規格の
ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３（宇宙）、ＭＩＬ−Ｅ−５４０
０（航空）、ＭＩＬ−Ｅ−１６４００（船舶）、及びＭ
ＩＬ−Ｅ−４１５８（地上）の規定する環境において資
格が与えられかつ運用される。或るユニットは、宇宙及
び戦略放射線量許容レベルに対して硬さ保証ロット受入
れ試験（Ｈａｒｄｎｓｓ Ａｓｓｕｒａｎｃｅ Ｌ
ｏｔ Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ Ｔｅｓｔ：ＨＡＬＡ
Ｔ）に付されることもある。
しかつ２Ｗまでの出力を有する、ガリウム−ヒ素（以下
、ＧａＡｓ）電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ）マ
イクロ波増幅器は、ワトキンス−ジョンソン（Ｗａｔｋ
ｉｎｓ−Ｊｏｈｎｓｏｎ）社、シレーリテク（Ｃｅｌｅ
ｒｉｔｅｋ）社、及びアバンテク（Ａｖａｎｔｅｋ）社
を含む、いくつかの製造会社から入手可能である。平衡
及び帰還の両技術が、広帯域性能を達成するために、薄
膜のマイクロ波集積回路（以下、ＭＩＣ）及び薄膜のモ
ノリシックマイクロ波集積回路（以下、ＭＭＩＣ）と共
に使用される。典型的な増幅器設計は、米国軍用規格の
ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３（宇宙）、ＭＩＬ−Ｅ−５４０
０（航空）、ＭＩＬ−Ｅ−１６４００（船舶）、及びＭ
ＩＬ−Ｅ−４１５８（地上）の規定する環境において資
格が与えられかつ運用される。或るユニットは、宇宙及
び戦略放射線量許容レベルに対して硬さ保証ロット受入
れ試験（Ｈａｒｄｎｓｓ Ａｓｓｕｒａｎｃｅ Ｌ
ｏｔ Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ Ｔｅｓｔ：ＨＡＬＡ
Ｔ）に付されることもある。
【０００３】ワトキンス−ジョンソン社（米国，カルフ
ォルニア州，ペローアルト（Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ））
は、米国電気電子学会（以下、ＩＥＥＥ）のマイクロ波
理論及び技術（以下、ＭＴＴ）技術報告、１９８７年３
月号に報告された” マトリックス増幅器”を使用する
２〜１８ＧＨｚ帯域の超広帯域小信号及び電力増幅器を
製造している。Ｋ・Ｂ・ニクラス（Ｋ．Ｂ Ｎｉｃｌ
ａｓ），Ｒ・Ｒ・ペレイア（Ｒ．Ｒ．Ｐｅｒｅｉａ），
Ａ・Ｊグレーヴェン（Ｒ．Ｂ．Ｇｒａｖｅｎ），及びＡ
・Ｐ・チャン（Ａ．Ｐ．Ｃｈａｎｇ），” 新マルチオ
クターブ高利得増幅器の設計及び性能（Ｄｅｓｉｇｎ
ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ
Ｎｅｗ Ｍｕｌｔｉ−ｏｃｔａｖｅ Ｈｉｇｈ−
ｇａｉｎＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）”，１９８７年，ＩＥＥ
Ｅ ＭＴＴ−Ｓ 国際マイクロ波シンポジウムダイ
ジェスト（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｉｃｒｏ
ｗａｖｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔ），８２９〜
８３２頁を参照されたい。 ＭＭＩＣ及び交換可能なコネクタが、このような増幅器
に典型的に使用される。
ォルニア州，ペローアルト（Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ））
は、米国電気電子学会（以下、ＩＥＥＥ）のマイクロ波
理論及び技術（以下、ＭＴＴ）技術報告、１９８７年３
月号に報告された” マトリックス増幅器”を使用する
２〜１８ＧＨｚ帯域の超広帯域小信号及び電力増幅器を
製造している。Ｋ・Ｂ・ニクラス（Ｋ．Ｂ Ｎｉｃｌ
ａｓ），Ｒ・Ｒ・ペレイア（Ｒ．Ｒ．Ｐｅｒｅｉａ），
Ａ・Ｊグレーヴェン（Ｒ．Ｂ．Ｇｒａｖｅｎ），及びＡ
・Ｐ・チャン（Ａ．Ｐ．Ｃｈａｎｇ），” 新マルチオ
クターブ高利得増幅器の設計及び性能（Ｄｅｓｉｇｎ
ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ
Ｎｅｗ Ｍｕｌｔｉ−ｏｃｔａｖｅ Ｈｉｇｈ−
ｇａｉｎＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）”，１９８７年，ＩＥＥ
Ｅ ＭＴＴ−Ｓ 国際マイクロ波シンポジウムダイ
ジェスト（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｉｃｒｏ
ｗａｖｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔ），８２９〜
８３２頁を参照されたい。 ＭＭＩＣ及び交換可能なコネクタが、このような増幅器
に典型的に使用される。
【０００４】シレーリテク社（米国，カルフォルニア州
，サンホセ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ））は、” ＭＩＣ技
術で製造された平衡増幅器”設計の系列、モデルＣＭＡ
及びＣＭＴを販売している。平坦利得応答を維持しなが
ら高利得を達成するために、いくつかの利得段をカスケ
ードすることができるように段間整合（ｉｎｔｅｒｓｔ
ａｇｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）を改善するべく、平衡技
術がシレーリテク社によって推進されている。１８〜２
６ＧＨｚ、２６〜４０ＧＨｚ、及び全１６〜４０ＧＨｚ
の帯域幅での動作に対しては、３つの品種の増幅器が入
手可能である。使用者が特定の用途に必要な利得の大き
さを選択できるように、ユニットは交換可能の利得モジ
ュールで組み立てられる。２つの型式のシレーリテクの
ＦＥＴが前記増幅器内に使用され、これらのＦＥＴは、
すなわち、段当たり５ｄＢ利得を生じる１５０μｍデバ
イス、及び約４ｄＢ利得を生じる３００μｍデバイスで
ある。モデルＣＭＴ及びＣＭＡ増幅器に対するケースは
、溶接シール、ガラス−金属フィードスルー、及び”
Ｋ”型現地交換可能コネクタを使用し、２．４ｍｍ同軸
接続器及び導波インタフェースコネクタをオプションと
して利用可能である。
，サンホセ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ））は、” ＭＩＣ技
術で製造された平衡増幅器”設計の系列、モデルＣＭＡ
及びＣＭＴを販売している。平坦利得応答を維持しなが
ら高利得を達成するために、いくつかの利得段をカスケ
ードすることができるように段間整合（ｉｎｔｅｒｓｔ
ａｇｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）を改善するべく、平衡技
術がシレーリテク社によって推進されている。１８〜２
６ＧＨｚ、２６〜４０ＧＨｚ、及び全１６〜４０ＧＨｚ
の帯域幅での動作に対しては、３つの品種の増幅器が入
手可能である。使用者が特定の用途に必要な利得の大き
さを選択できるように、ユニットは交換可能の利得モジ
ュールで組み立てられる。２つの型式のシレーリテクの
ＦＥＴが前記増幅器内に使用され、これらのＦＥＴは、
すなわち、段当たり５ｄＢ利得を生じる１５０μｍデバ
イス、及び約４ｄＢ利得を生じる３００μｍデバイスで
ある。モデルＣＭＴ及びＣＭＡ増幅器に対するケースは
、溶接シール、ガラス−金属フィードスルー、及び”
Ｋ”型現地交換可能コネクタを使用し、２．４ｍｍ同軸
接続器及び導波インタフェースコネクタをオプションと
して利用可能である。
【０００５】アバンテク社（米国，カルフォルニア州，
サンホセ）は、ＡＭＴ／ＡＷＴ系列として知られる広帯
域ミリメータ増幅器を製造している。この系列は、オク
ターブ（ＡＭＴ）帯域及びマルチ−オクターブ（ＡＷＴ
）帯域で動作する。アバンテクＩＫ系列のパッキングは
、オプショナル導波管及び現地交換可能３ミリメータ同
軸接続器を有する、密閉シールされた機械仕上げアルミ
ニウムハウジングである。そのケース長さは、利得の大
きさ及びその含む機能数によって変わる。
サンホセ）は、ＡＭＴ／ＡＷＴ系列として知られる広帯
域ミリメータ増幅器を製造している。この系列は、オク
ターブ（ＡＭＴ）帯域及びマルチ−オクターブ（ＡＷＴ
）帯域で動作する。アバンテクＩＫ系列のパッキングは
、オプショナル導波管及び現地交換可能３ミリメータ同
軸接続器を有する、密閉シールされた機械仕上げアルミ
ニウムハウジングである。そのケース長さは、利得の大
きさ及びその含む機能数によって変わる。
【０００６】前記先行技術においては、１８ＧＨｚより
高い周波数で” モジュール構造”を使用する増幅器及
びサブシステムを設計することは、モジュール間の無線
周波数（以下、ＲＦ）整合の問題に起因して、困難であ
った。（”モジュール構造”は、簡単な一般的な機能を
遂行するように設計されたモジュールであって、独立し
て組み立てられ、同調させられ、かつ試験された前記モ
ジュールの供給から、複雑な仕様に適合する１つのユニ
ットを構築することを意味する）。金属担体（ｍｅｔａ
ｌ ｃａｒｒｉｅｒ）上に取り付けられた基板構成要
素及びチップ構成要素からなるモジュールは、モジュー
ル間領域内において５０Ωインピーダンスを維持する問
題を抱えている。（前記金属担体は、機械的及び熱的ベ
ースであり、並びにＲＦ接地面である）。
高い周波数で” モジュール構造”を使用する増幅器及
びサブシステムを設計することは、モジュール間の無線
周波数（以下、ＲＦ）整合の問題に起因して、困難であ
った。（”モジュール構造”は、簡単な一般的な機能を
遂行するように設計されたモジュールであって、独立し
て組み立てられ、同調させられ、かつ試験された前記モ
ジュールの供給から、複雑な仕様に適合する１つのユニ
ットを構築することを意味する）。金属担体（ｍｅｔａ
ｌ ｃａｒｒｉｅｒ）上に取り付けられた基板構成要
素及びチップ構成要素からなるモジュールは、モジュー
ル間領域内において５０Ωインピーダンスを維持する問
題を抱えている。（前記金属担体は、機械的及び熱的ベ
ースであり、並びにＲＦ接地面である）。
【０００７】図１（ａ）〜（ｄ）は、全体的に符号１０
で示される典型的な同軸ケースを示す。ケース１０は、
ハウジング１１、入力同軸コネクタ１２、出力同軸コネ
クタ１４、及び直流電力入力端子１６を有する。図１（
ｂ）及び（ｃ）において、一連の３つの増幅器モジュー
ル１８，２０，２２が、ハウジング１１の内部にある。 モジュール１８は、ワイヤボンド２４で同軸コネクタ１
２及びモジュール２０にボンディングされている。 モジュール２０と２２、及び同軸コネクタ１４は、同様
にワイヤボンド２４で相互接続されている。モジュール
１８，２０，及び２２は、金属担体上の誘電体基板を含
んでもよいし、まさに基板そのものでよい。いずれの場
合においても、モジュール１８，２０，及び２２はハウ
ジング１１内の床に接着される。
で示される典型的な同軸ケースを示す。ケース１０は、
ハウジング１１、入力同軸コネクタ１２、出力同軸コネ
クタ１４、及び直流電力入力端子１６を有する。図１（
ｂ）及び（ｃ）において、一連の３つの増幅器モジュー
ル１８，２０，２２が、ハウジング１１の内部にある。 モジュール１８は、ワイヤボンド２４で同軸コネクタ１
２及びモジュール２０にボンディングされている。 モジュール２０と２２、及び同軸コネクタ１４は、同様
にワイヤボンド２４で相互接続されている。モジュール
１８，２０，及び２２は、金属担体上の誘電体基板を含
んでもよいし、まさに基板そのものでよい。いずれの場
合においても、モジュール１８，２０，及び２２はハウ
ジング１１内の床に接着される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図２において、モジュ
ール１８，２０，及び２２間のワイヤボンド２４による
接続が、さらに詳細に示されている。その先行技術にお
いては、ワイヤボンド２４は、通常の丸形ゲージボンデ
ィングワイヤであるが、もっともリボン又はメッシュも
使用される。ワイヤボンド２４は、単に、モジュール１
８，２０，及び２２間の間隔の上に架け渡されている。 接地路は、矢印２６によって示されている。モジュール
１８，２０，及び２２の各々は、基板２８及び担体３０
を含む。１８ＧＨｚ以上では、図２に示された先行技術
の構成方法は、もはや満足に動作しない。ワイヤボンド
２４は、誘電体として働くモジュール間の空気、小さい
ワイヤボンド２４の寸法、ハウジング１１内の接地まで
の距離、及び基板２８間の距離に起因して、禁止される
べきである高いインピーダンスを有する。多数のリボン
又はワイヤボンド２４は、いくらかはインピーダンスを
減少させるが、しかしそれでも５０Ωより充分に高いま
まとする。接地路２６は、電気的に非常に長く、接地路
を短く保つために担体３０の厚さを最適化しなければな
らないという問題を含めていろいろな問題を起こす。前
記担体が薄いほど前記接地路にとってはよいが、担体３
０を余り薄くすると、担体３０が充分に堅牢な支持体で
なくなるゆえに、基板２８のクラッキングを招くおそれ
がある。或る場合においては、担体３０は除去されてお
り、基板２８がハウジング１１に直接に取り付けられる
。これによって接地路２６はいくらか短くなるが、ワイ
ヤボンド２４のインピーダンスは高いままである。基板
２８を各種のはんだでハウジング１１に直接に取り付け
ることに伴う１つの問題は、もしどれか１つのモジュー
ル１８，２０，又は２２に欠陥があれば、そのモジュー
ルの取り外し及び交換は実際的ではなく、ケース１０の
アセンブリもまた欠陥があることになって廃棄される、
ということである。もし導電性エポキシ取付けが使用さ
れるならば、モジュールは取り外し可能であるが、基板
２８とハウジング１１とのインタフェースにおけるエポ
キシ接合部の導電率が重要になり、信頼性を以て製造す
ることが困難になる。
ール１８，２０，及び２２間のワイヤボンド２４による
接続が、さらに詳細に示されている。その先行技術にお
いては、ワイヤボンド２４は、通常の丸形ゲージボンデ
ィングワイヤであるが、もっともリボン又はメッシュも
使用される。ワイヤボンド２４は、単に、モジュール１
８，２０，及び２２間の間隔の上に架け渡されている。 接地路は、矢印２６によって示されている。モジュール
１８，２０，及び２２の各々は、基板２８及び担体３０
を含む。１８ＧＨｚ以上では、図２に示された先行技術
の構成方法は、もはや満足に動作しない。ワイヤボンド
２４は、誘電体として働くモジュール間の空気、小さい
ワイヤボンド２４の寸法、ハウジング１１内の接地まで
の距離、及び基板２８間の距離に起因して、禁止される
べきである高いインピーダンスを有する。多数のリボン
又はワイヤボンド２４は、いくらかはインピーダンスを
減少させるが、しかしそれでも５０Ωより充分に高いま
まとする。接地路２６は、電気的に非常に長く、接地路
を短く保つために担体３０の厚さを最適化しなければな
らないという問題を含めていろいろな問題を起こす。前
記担体が薄いほど前記接地路にとってはよいが、担体３
０を余り薄くすると、担体３０が充分に堅牢な支持体で
なくなるゆえに、基板２８のクラッキングを招くおそれ
がある。或る場合においては、担体３０は除去されてお
り、基板２８がハウジング１１に直接に取り付けられる
。これによって接地路２６はいくらか短くなるが、ワイ
ヤボンド２４のインピーダンスは高いままである。基板
２８を各種のはんだでハウジング１１に直接に取り付け
ることに伴う１つの問題は、もしどれか１つのモジュー
ル１８，２０，又は２２に欠陥があれば、そのモジュー
ルの取り外し及び交換は実際的ではなく、ケース１０の
アセンブリもまた欠陥があることになって廃棄される、
ということである。もし導電性エポキシ取付けが使用さ
れるならば、モジュールは取り外し可能であるが、基板
２８とハウジング１１とのインタフェースにおけるエポ
キシ接合部の導電率が重要になり、信頼性を以て製造す
ることが困難になる。
【０００９】したがって、本発明の目的は、１８ＧＨｚ
より高い周波数においてモジュール構造をとることがで
き、かつ、モジュール間のＲＦ整合問題を生じることの
ないモジュールを提供することにある。
より高い周波数においてモジュール構造をとることがで
き、かつ、モジュール間のＲＦ整合問題を生じることの
ないモジュールを提供することにある。
【００１０】本発明のさらに他の目的は、金属担体上に
取り付けられた基板及びチップ構成要素を含み、モジュ
ール間領域において５０Ωインピーダンスを維持するモ
ジュールを構築することにある。
取り付けられた基板及びチップ構成要素を含み、モジュ
ール間領域において５０Ωインピーダンスを維持するモ
ジュールを構築することにある。
【００１１】本発明のさらに他の目的は、簡単な一般的
な機能を遂行するように設計されたモジュールを独立に
、組み立て、同調させ、かつ試験することができるよう
にすることにある。
な機能を遂行するように設計されたモジュールを独立に
、組み立て、同調させ、かつ試験することができるよう
にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】要約すると、本発明の好
適実施例は、５０Ω伝送線路及び接地接続の両方のため
のリボン導体を備えた金属のマイクロ波回路担体を有す
る、増幅器モジュールを含む。前記担体は、その外側イ
ンタフェーシングエッジにおいて前記担体（ｃａｒｒｉ
ｅｒ）の床（ｆｌｏｏｒ）からの立ち上げられたリップ
（ｌｉｐ）を有する。リボン導体は、上部アセンブリに
アクセス可能な一様な接地面を形成するために、隣接す
る担体上の前記立ち上げられたリップ間に溶接される。 第２のリボン導体が、前記各担体の上の基板上のＲＦ（
無線周波数）導体間に溶接され、前記インタフェース及
び前記リボン導体の接地面の上に架け渡される。前記第
２のリボン導体の幅と前記接地面の上の前記架け渡す高
さとを適当に選択することによって、５０Ωのインピー
ダンスを維持することができる。
適実施例は、５０Ω伝送線路及び接地接続の両方のため
のリボン導体を備えた金属のマイクロ波回路担体を有す
る、増幅器モジュールを含む。前記担体は、その外側イ
ンタフェーシングエッジにおいて前記担体（ｃａｒｒｉ
ｅｒ）の床（ｆｌｏｏｒ）からの立ち上げられたリップ
（ｌｉｐ）を有する。リボン導体は、上部アセンブリに
アクセス可能な一様な接地面を形成するために、隣接す
る担体上の前記立ち上げられたリップ間に溶接される。 第２のリボン導体が、前記各担体の上の基板上のＲＦ（
無線周波数）導体間に溶接され、前記インタフェース及
び前記リボン導体の接地面の上に架け渡される。前記第
２のリボン導体の幅と前記接地面の上の前記架け渡す高
さとを適当に選択することによって、５０Ωのインピー
ダンスを維持することができる。
【００１３】本発明の利点は、５０Ωのインピーダンス
を、ケース又はハウジング内にモジュールを接合する際
に維持することができ、その結果、低ＶＳＷＲを得るこ
とができる、ということである。
を、ケース又はハウジング内にモジュールを接合する際
に維持することができ、その結果、低ＶＳＷＲを得るこ
とができる、ということである。
【００１４】本発明の他の利点は、ＶＳＷＲ性能が一層
広いモジュール間隔及び一層長いリボン導体によって劣
化されず、アセンブリ内のモジュール間隔変化の許容量
が一層大きくなり、取り外しのためのモジュール担体へ
のアクセスが可能になる、ということである。
広いモジュール間隔及び一層長いリボン導体によって劣
化されず、アセンブリ内のモジュール間隔変化の許容量
が一層大きくなり、取り外しのためのモジュール担体へ
のアクセスが可能になる、ということである。
【００１５】本発明の他の利点は、上部アセンブリが実
際的であり、したがって、製造が容易化される、という
ことである。
際的であり、したがって、製造が容易化される、という
ことである。
【００１６】本発明の他の利点は、標準の薄膜設計及び
製造技術を使用することができる、ということである。
製造技術を使用することができる、ということである。
【００１７】本発明の他の利点は、接地帰路を短くする
目的以外の目的のために、回路基板を有するモジュール
担体を厚くかつ最適化できる、ということである。
目的以外の目的のために、回路基板を有するモジュール
担体を厚くかつ最適化できる、ということである。
【００１８】本発明の他の利点は、接地電流が担体間の
前記リボン導体を通して流れるので、前記ハウジングへ
の前記担体の取り付けはマイクロ波周波数においてもは
や重要でない、ということである。
前記リボン導体を通して流れるので、前記ハウジングへ
の前記担体の取り付けはマイクロ波周波数においてもは
や重要でない、ということである。
【００１９】本発明の他の利点は、接地アクセスが、そ
れが普通は有効でなかった所のモジュールの上部エッジ
にあり、これによって、入力同軸コネクタ、出力同軸コ
ネクタ、及びその他のコネクタが簡単化しかつ改良する
、ということである。
れが普通は有効でなかった所のモジュールの上部エッジ
にあり、これによって、入力同軸コネクタ、出力同軸コ
ネクタ、及びその他のコネクタが簡単化しかつ改良する
、ということである。
【００２０】本発明のこれら及び他の目的と利点は、多
様な図に示されている本発明の好適実施例の次の詳細な
説明を読んだ後は、当業者にとって疑いもなく明白にな
るであろう。
様な図に示されている本発明の好適実施例の次の詳細な
説明を読んだ後は、当業者にとって疑いもなく明白にな
るであろう。
【００２１】
【実施例】本発明の好適実施例は、５０Ω伝送線路接続
及びモジュール間接地接続の両方のためのリボン導体を
備えた担体を有する、多数のモジュールを含む。図３（
ａ）及び（ｂ）において、全体的引用符号５０によって
示された増幅器は、３つ組のモジュール５１を有する。 各モジュール５１は担体５２を備え、担体５２はこの担
体の上部上の床５６から立ち上げられた一対のリップ５
４を有する。担体５２は、１つのハウジング、例えば、
ハウジング１１の内部に取り付けられている。リップ５
４は、一対の外側インタフェーシングエッジ５８に配置
されている。床５６の上方にリップ５６を立ち上がらせ
ることは、ろう付け材料の流れを制御すること、及び上
にあるモジュール５１から接地に大きなアクセスを与え
ることを、助ける。アルミナ、プラスチック、ベリリア
（ｂｅｒｙｌｌｉａ）、セラミック等のような、なんら
かの適当な誘電体材料で作られた基板６０は、担体５２
に取り付けられる。リボン導体６２は、モジュール５１
間の間隔内に一様な接地面を形成するように、１群のモ
ジュール５１の内の隣接するモジュール上のリップ５４
間にギャップ溶接（ｇａｐ ｍｅｌｄ）されるか又は
導電的に取り付けられている。第２の導体リボン６４は
、基板６０上のＲＦ導体に溶接されている。リボン導体
６４は、空気の誘電体とともにマイクロストリップ伝送
線路を形成するリボン導体６２の上の重要な距離で、イ
ンタフェーシングエッジ５８の上を、架け渡されている
。この伝送媒体を支配する理論及び等式は、周知である
。リボン導体６４の幅及びリボン導体６２の上の架け渡
し高さを適当に選択することによって、５０Ωのインピ
ーダンスが維持される。０．５０８ｍｍの幅のリボンと
０．１０２ｍｍのスパン高さによって、約５０Ωインピ
ーダンスが得られる。リップ５４は、０．２５４ｍｍの
厚さの基板６０の場合、典型的には、床５６から０．１
２７ｍｍ立ち上がる。担体５２は、典型的には、（リッ
プ５４を含めて）０．７６２ｍｍの厚さ、４．９５３ｍ
ｍの長さ、及び３．４２９ｍｍの幅である。担体５２は
、典型的には、アルミナ又は溶融シリカ基板に対する正
確な熱膨張整合を保証するために化学組成が狭い範囲内
に制御された、鉄−ニッケル−コバルト合金で作られ、
例えば、カーペンタコバール（ＣａｒｐｅｎｔｅｒＫｏ
ｖａｒ，登録商標）（以下単に、” コバール”と称す
る）で作られる。リボン導体６２は、０．５０８ｍｍの
幅の、かつ担体５２等の間をブリッジするに必要な或る
長さの金リボンである。リボン導体６４も金リボンであ
り、０．０２５４ｍｍの厚さ、０．５０８ｍｍ幅の、か
つ基板６０等の間を架け渡たすのに必要な或る長さであ
る。リボン導体６４は、平衡増幅器を相互接続するため
にモジュール５１と約４５°の角度でモジュール５１間
の距離を横断している。これらの平衡増幅器は対角線的
に交差して配置されたそれらの入力と出力を有する。 ０°（一列）を含むいかなる相互接続角にも、前記リボ
ン導体の角度を変更することによって適合させることが
できる。これは前記インピーダンスがこの影響を受けな
いからである。
及びモジュール間接地接続の両方のためのリボン導体を
備えた担体を有する、多数のモジュールを含む。図３（
ａ）及び（ｂ）において、全体的引用符号５０によって
示された増幅器は、３つ組のモジュール５１を有する。 各モジュール５１は担体５２を備え、担体５２はこの担
体の上部上の床５６から立ち上げられた一対のリップ５
４を有する。担体５２は、１つのハウジング、例えば、
ハウジング１１の内部に取り付けられている。リップ５
４は、一対の外側インタフェーシングエッジ５８に配置
されている。床５６の上方にリップ５６を立ち上がらせ
ることは、ろう付け材料の流れを制御すること、及び上
にあるモジュール５１から接地に大きなアクセスを与え
ることを、助ける。アルミナ、プラスチック、ベリリア
（ｂｅｒｙｌｌｉａ）、セラミック等のような、なんら
かの適当な誘電体材料で作られた基板６０は、担体５２
に取り付けられる。リボン導体６２は、モジュール５１
間の間隔内に一様な接地面を形成するように、１群のモ
ジュール５１の内の隣接するモジュール上のリップ５４
間にギャップ溶接（ｇａｐ ｍｅｌｄ）されるか又は
導電的に取り付けられている。第２の導体リボン６４は
、基板６０上のＲＦ導体に溶接されている。リボン導体
６４は、空気の誘電体とともにマイクロストリップ伝送
線路を形成するリボン導体６２の上の重要な距離で、イ
ンタフェーシングエッジ５８の上を、架け渡されている
。この伝送媒体を支配する理論及び等式は、周知である
。リボン導体６４の幅及びリボン導体６２の上の架け渡
し高さを適当に選択することによって、５０Ωのインピ
ーダンスが維持される。０．５０８ｍｍの幅のリボンと
０．１０２ｍｍのスパン高さによって、約５０Ωインピ
ーダンスが得られる。リップ５４は、０．２５４ｍｍの
厚さの基板６０の場合、典型的には、床５６から０．１
２７ｍｍ立ち上がる。担体５２は、典型的には、（リッ
プ５４を含めて）０．７６２ｍｍの厚さ、４．９５３ｍ
ｍの長さ、及び３．４２９ｍｍの幅である。担体５２は
、典型的には、アルミナ又は溶融シリカ基板に対する正
確な熱膨張整合を保証するために化学組成が狭い範囲内
に制御された、鉄−ニッケル−コバルト合金で作られ、
例えば、カーペンタコバール（ＣａｒｐｅｎｔｅｒＫｏ
ｖａｒ，登録商標）（以下単に、” コバール”と称す
る）で作られる。リボン導体６２は、０．５０８ｍｍの
幅の、かつ担体５２等の間をブリッジするに必要な或る
長さの金リボンである。リボン導体６４も金リボンであ
り、０．０２５４ｍｍの厚さ、０．５０８ｍｍ幅の、か
つ基板６０等の間を架け渡たすのに必要な或る長さであ
る。リボン導体６４は、平衡増幅器を相互接続するため
にモジュール５１と約４５°の角度でモジュール５１間
の距離を横断している。これらの平衡増幅器は対角線的
に交差して配置されたそれらの入力と出力を有する。 ０°（一列）を含むいかなる相互接続角にも、前記リボ
ン導体の角度を変更することによって適合させることが
できる。これは前記インピーダンスがこの影響を受けな
いからである。
【００２２】ここで、図４（ａ）及び（ｂ）を参照する
と、リボン導体６４は、熱膨張及び熱収縮によって起こ
される応力逃しを助けるとともにアセンブリの際の位置
決めを助ける一対の曲り部６６を有する。幅寸法６８は
、モジュール５１間のリボン導体６２の上のリボン導体
６４が５０Ωインピーダンスを達成するために、重要で
ある。
と、リボン導体６４は、熱膨張及び熱収縮によって起こ
される応力逃しを助けるとともにアセンブリの際の位置
決めを助ける一対の曲り部６６を有する。幅寸法６８は
、モジュール５１間のリボン導体６２の上のリボン導体
６４が５０Ωインピーダンスを達成するために、重要で
ある。
【００２３】本発明の実施例が図５（ａ），（ｂ）及び
（ｃ）に示されている。全体的引用符号７０で示される
ハウジングは、３つの空洞７２，７４，及び７６を有し
ている。同軸入力フィードスルー７８及び出力フィード
スルー８０が、ハウジング７０の両端にはんだ付けされ
ている。標準のマイクロ波コネクタが使用されて前記フ
ィードスルーに嵌め合わされる。空洞７４は、一連のモ
ジュールを収容でき、これらのモジュールは、１８〜４
０ＧＨｚ帯域内で動作し、低周波数電源と空洞７２，７
６内に各側に収容される制御モジュールによって支援さ
れる。空洞７４は、動作周波数に対して導波管として働
かないように充分狭いか、又はそうでなければマイクロ
波吸収材料を前記空洞内に有しなければならない。この
ことは、空洞７４内に置かれるモジュールが約５．０８
ｍｍ×３．５５６ｍｍ以下の寸法を有することを、意味
する。複数の浅いスロット８２が小形のセラミック誘電
体コンデンサをこれら内に取り付け可能とし、また、ス
ロット８２は空洞７４と空洞７２，７６との間に低周波
数導体を接着するのに使用される。図６は、モジュール
５１のリップ５４と機能上及び使用上類似のハウジング
７０内のリップ８４を示す。リボン導体６２を隣合うリ
ップ８４と５４との間、５４と５４との間、及び５４と
５８との間に溶接できるように、多数のモジュール５１
は、空洞７４内でリップ８４の列から外れ、かつ端と端
で向かい合わせに配置される。
（ｃ）に示されている。全体的引用符号７０で示される
ハウジングは、３つの空洞７２，７４，及び７６を有し
ている。同軸入力フィードスルー７８及び出力フィード
スルー８０が、ハウジング７０の両端にはんだ付けされ
ている。標準のマイクロ波コネクタが使用されて前記フ
ィードスルーに嵌め合わされる。空洞７４は、一連のモ
ジュールを収容でき、これらのモジュールは、１８〜４
０ＧＨｚ帯域内で動作し、低周波数電源と空洞７２，７
６内に各側に収容される制御モジュールによって支援さ
れる。空洞７４は、動作周波数に対して導波管として働
かないように充分狭いか、又はそうでなければマイクロ
波吸収材料を前記空洞内に有しなければならない。この
ことは、空洞７４内に置かれるモジュールが約５．０８
ｍｍ×３．５５６ｍｍ以下の寸法を有することを、意味
する。複数の浅いスロット８２が小形のセラミック誘電
体コンデンサをこれら内に取り付け可能とし、また、ス
ロット８２は空洞７４と空洞７２，７６との間に低周波
数導体を接着するのに使用される。図６は、モジュール
５１のリップ５４と機能上及び使用上類似のハウジング
７０内のリップ８４を示す。リボン導体６２を隣合うリ
ップ８４と５４との間、５４と５４との間、及び５４と
５８との間に溶接できるように、多数のモジュール５１
は、空洞７４内でリップ８４の列から外れ、かつ端と端
で向かい合わせに配置される。
【００２４】図８において、ハウジング７０は、空洞７
４内に、端と端で向かい合わせに配置された１８〜４０
ＧＨｚモジュールを有する。支援回路は、空洞７２及び
７６内に各側にある。リボン導体６４は、モジュール５
１を相互接続している。図９は、ＧａＡｓ ＦＥＴ増
幅器モジュール５１（その詳細は図の明確のために省略
）及びリボン導体６４の拡大図である。リボン導体６４
は、モジュール５１に対してある角度で溶接により取り
付けられている。図１０において、担体５２は２つのリ
ップ５４を有する。担体５２は、典型的には、コバール
、モリブデン、又はその他の金属で作られる。１つの基
板、例えば、基板６０は、担体５２に接着される。金め
っき担体５２は、モジュール５１のアセンブリにおいて
必要なはんだ付け、溶接、及び接着の作業を容易にする
。
４内に、端と端で向かい合わせに配置された１８〜４０
ＧＨｚモジュールを有する。支援回路は、空洞７２及び
７６内に各側にある。リボン導体６４は、モジュール５
１を相互接続している。図９は、ＧａＡｓ ＦＥＴ増
幅器モジュール５１（その詳細は図の明確のために省略
）及びリボン導体６４の拡大図である。リボン導体６４
は、モジュール５１に対してある角度で溶接により取り
付けられている。図１０において、担体５２は２つのリ
ップ５４を有する。担体５２は、典型的には、コバール
、モリブデン、又はその他の金属で作られる。１つの基
板、例えば、基板６０は、担体５２に接着される。金め
っき担体５２は、モジュール５１のアセンブリにおいて
必要なはんだ付け、溶接、及び接着の作業を容易にする
。
【００２５】本発明の代替実施例が、図１１に示されて
いる。この実施例は、一列に並んだ入力及び出力を備え
るモジュールに好適である。全体的引用符号９０によっ
て示された接続システムはリボン導体９２を有している
。該リボン導体９２の幅９４は幅６８とほぼ同じである
。一対の応力逃し曲り部９６が、リボン導体９２内に含
まれている。
いる。この実施例は、一列に並んだ入力及び出力を備え
るモジュールに好適である。全体的引用符号９０によっ
て示された接続システムはリボン導体９２を有している
。該リボン導体９２の幅９４は幅６８とほぼ同じである
。一対の応力逃し曲り部９６が、リボン導体９２内に含
まれている。
【００２６】上述の１８〜４０ＧＨｚ増幅器の性能及び
製造性は本発明によって極めて強化されるけれども、多
くの他のマイクロ波製品も同様の方法で利益を得るであ
ろう。本発明は、一般に、１つ以上のマイクロ波ストリ
ップ伝送線の入力又は出力を備えるいかなる能動的又は
受動的マイクロ波モジュールにも適用可能である。この
ようなモジュールとしては、以下に限定される訳ではな
いが、増幅器、減衰器、制限器、フィルタ、スイッチ、
混合器、電力分割器、検出器、発振器、乗算器（ｍｕｌ
ｔｉｐｌｉｅｒ）、及びこれらの２つ以上のカスケード
又は組み合わせがある。これらのモジュールは、１つ以
上のモノリシック集積回路を組み込むことができる。こ
れらのモジュールのカスケード又は組合わせであるマイ
クロ波サブシステムは、先行技術では限界であった周波
数においてモジュール間のＶＳＷＲ性能を向上するため
に本発明を使用することができ、かつモジュール構造の
性能を少なくとも４０ＧＨｚまで拡張するであろう。
製造性は本発明によって極めて強化されるけれども、多
くの他のマイクロ波製品も同様の方法で利益を得るであ
ろう。本発明は、一般に、１つ以上のマイクロ波ストリ
ップ伝送線の入力又は出力を備えるいかなる能動的又は
受動的マイクロ波モジュールにも適用可能である。この
ようなモジュールとしては、以下に限定される訳ではな
いが、増幅器、減衰器、制限器、フィルタ、スイッチ、
混合器、電力分割器、検出器、発振器、乗算器（ｍｕｌ
ｔｉｐｌｉｅｒ）、及びこれらの２つ以上のカスケード
又は組み合わせがある。これらのモジュールは、１つ以
上のモノリシック集積回路を組み込むことができる。こ
れらのモジュールのカスケード又は組合わせであるマイ
クロ波サブシステムは、先行技術では限界であった周波
数においてモジュール間のＶＳＷＲ性能を向上するため
に本発明を使用することができ、かつモジュール構造の
性能を少なくとも４０ＧＨｚまで拡張するであろう。
【００２７】本発明は現在の好適実施例によって説明さ
れたけれども、本開示は限定するものとして解釈される
べきではないことは、云うまでもない。多様な代替及び
変更は、上掲の開示を読んだ後は当業者にとって疑いも
なく明白になるであろう。したがって、特許請求の範囲
は本発明の真の精神と範囲に包含される全ての代替及び
変更に及ぶものと解釈されることを、主張する。
れたけれども、本開示は限定するものとして解釈される
べきではないことは、云うまでもない。多様な代替及び
変更は、上掲の開示を読んだ後は当業者にとって疑いも
なく明白になるであろう。したがって、特許請求の範囲
は本発明の真の精神と範囲に包含される全ての代替及び
変更に及ぶものと解釈されることを、主張する。
【図１】先行技術のＧａＡｓ ＦＥＴ増幅器マイクロ
波組立のケースを示す図であって、（ａ）はその底面図
、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのケースのカバーを
外して内部のモジュールを見せた上面図、（ｄ）はその
端面図である。
波組立のケースを示す図であって、（ａ）はその底面図
、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのケースのカバーを
外して内部のモジュールを見せた上面図、（ｄ）はその
端面図である。
【図２】図１における前記モジュール及びワイヤボンド
の詳細を示す側面図である。
の詳細を示す側面図である。
【図３】本発明により構築された３つのモジュールを示
す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその斜視図であ
る。
す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその斜視図であ
る。
【図４】図３のリボン導体を示す図で、（ａ）はその上
面図、（ｂ）はその側面図である。
面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】本発明により作製されたハウジングの実施例を
示す図で、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図、
（ｃ）はその端面図である。
示す図で、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図、
（ｃ）はその端面図である。
【図６】図５に示したハウジングの図５中の線６−６に
沿う断面図である。
沿う断面図である。
【図７】図５に示したハウジングの図５中の線７−７に
沿う断面図である。
沿う断面図である。
【図８】図５に示したハウジングの１／３の上部組立図
であって、中央空洞内に取り付けられたマイクロ波モジ
ュールを外側空洞内に取り付けられた支援回路と共に示
すものである。
であって、中央空洞内に取り付けられたマイクロ波モジ
ュールを外側空洞内に取り付けられた支援回路と共に示
すものである。
【図９】図８内の円で囲まれかつ９で示された前記モジ
ュールの部分の詳細を示す上面図である。
ュールの部分の詳細を示す上面図である。
【図１０】本発明を構成する担体を示す図で、（ａ）は
その上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその端面図
である。
その上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその端面図
である。
【図１１】列をなした入力及び出力コネクタを備えるモ
ジュールに対する本発明の好適実施例の上面図である。
ジュールに対する本発明の好適実施例の上面図である。
５０ 増幅器
５１ モジュール
５２ 担体
５４ リップ
５６ 床
５８ インタフェーシングエッジ
６０ 基板
６２ リボン導体
６４ 第２のリボン導体
６６ 曲り部
６８ リボン導体（６４）の幅
７０ ハウジング
７２，７４，７６ 空洞
７８ 入力フィードスルー
８０ 出力フィードスルー
８２ スロット
８４ リップ
９０ 接続システム
９２ リボン導体
９４ リボン導体（９２）の幅
９６ 曲り部
Claims (14)
- 【請求項１】 インタフェーシングエッジにおいて担
体の床から上方へ立ち上げられた少なくとも１つのリッ
プを有する前記担体であって、前記立上がりリップは第
１の無線周波数導体を取り付け可能に受けるように使用
可能であり、前記第１の無線周波数導体は接地導体であ
る前記担体と、前記担体に取り付けられた基板であって
、第２の無線周波数導体が該第２の無線周波数導体の配
置及び寸法によって１００オーム未満の特性インピーダ
ンスを有するように前記第２の無線周波数導体を取付け
可能に受けるように使用可能である無線周波数導体伝送
線路を有する前記基板と、を含むことを特徴とするマイ
クロ波モジュール。 - 【請求項２】 請求項１記載のマイクロ波モジュール
において、前記第１の無線周波数導体は第１のリボン導
体であることを特徴とするマイクロ波モジュール。 - 【請求項３】 請求項２記載のマイクロ波モジュール
において、前記担体は導電めっきされた板であり、これ
によって前記第１の無線周波数導体の導電的な取付けが
容易化されることを特徴とするマイクロ波モジュール。 - 【請求項４】 請求項２記載のマイクロ波モジュール
において、前記担体は導体であり、これによって前記第
１の無線周波数導体の導電的な取り付けが容易化される
ことを特徴とするマイクロ波モジュール。 - 【請求項５】 請求項２記載のマイクロ波モジュール
において、前記第２のリボン導体は、前記基板に対して
ある角度で取り付けられるとともに前記第１のリボン導
体の面に平行に取り付けられることを特徴とするマイク
ロ波モジュール。 - 【請求項６】 請求項２記載のマイクロ波モジュール
において、前記立ち上げられたリップは前記担体の本体
から少なくとも０．１２７ｍｍ立ち上げられていること
を特徴とするマイクロ波モジュール。 - 【請求項７】 第１の金属担体のエッジにおける該第
１の金属担体の第１の立上がりリップと、第２の金属担
体のエッジにおける該第２の金属担体の第２の立上がり
リップと、前記第１の立上がりリップと前記第２の立上
がりリップとの間の距離がブリッジされるように、前記
第１の立上がりリップに取り付けられた第１のエッジと
前記第２の立上がりリップに取り付けられた第２のエッ
ジとを有する第１のリボン導体と、前記第１の金属担体
の上の第１の基板上の第１の無線周波数導体に取り付け
られた第１のエッジを有するとともに、前記第２の金属
担体の上の第２の基板上の第２の無線周波数導体に取り
付けられた第２のエッジを有し、かつ一定インピーダン
スが維持されるように前記第１のリボン導体の上を架け
渡される幅及び高さの組合わせを有する第２のリボン導
体と、を含むことを特徴とするマイクロ波回路モジュー
ル間の接続システム。 - 【請求項８】 請求項７記載の接続システムにおいて
、前記一定インピーダンスは実質的に５０オームである
ことを特徴とする接続システム。 - 【請求項９】 請求項７記載の接続システムにおいて
、前記第１のリボン導体及び前記第２のリボン導体は導
電性取付け手段によって取り付けられることを特徴とす
る前記システム。 - 【請求項１０】 請求項７記載の接続システムにおい
て、前記第２のリボン導体は前記第１のリボン導体に対
して約４５度の角度で前記第１のリボン導体の上の距離
を架け渡たされることを特徴とする接続システム。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の接続システムにお
いて、前記第２のリボン導体は約０．５０８ｍｍの幅で
あることを特徴とする接続システム。 - 【請求項１２】 請求項７記載の接続システムにおい
て、前記第２のリボン導体は、金リボンであり、約０．
０２５４ｍｍの厚さ及び約０．５０８ｍｍの幅であるこ
とを特徴とする接続システム。 - 【請求項１３】 請求項７記載の接続システムにおい
て、前記第２のリボン導体は該第２のリボン導体の取付
け点間の熱膨張応力及び熱圧縮応力を吸収する撓み手段
を含むことを特徴とする接続システム。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の接続システムにお
いて、前記撓み手段は前記第２のリボン導体の幅を横切
って少なくとも１箇所に形成された曲り部を含むことを
特徴とする接続システム。
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|---|---|
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