JPH0434323B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0434323B2 JPH0434323B2 JP63195716A JP19571688A JPH0434323B2 JP H0434323 B2 JPH0434323 B2 JP H0434323B2 JP 63195716 A JP63195716 A JP 63195716A JP 19571688 A JP19571688 A JP 19571688A JP H0434323 B2 JPH0434323 B2 JP H0434323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- conductor
- coplanar
- lines
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はマイクロ波回路として用いられ、共
平面線路で構成された共平面回路に関するもので
ある。
平面線路で構成された共平面回路に関するもので
ある。
従来の共平面線路を用いて構成した回路は第１
図に示すように誘電体基板１１の一面にマイクロ
ストリツプ線路１２が形成され、誘電体基板１１
の他面に互に連結された結合スロツト線路１３，
１４が形成され、誘電体基板１１内に設けたスル
ーホール内の導体１５によつてマイクロストリツ
プ線路１２と結合スロツト線路１３，１４とが結
合されていた。例えばボート１６からの入力波は
マイクロストリツプ線路１２を伝搬し、スルーホ
ール内導体１５によつて結合スロツト線路１３，
１４の伝搬（奇モードで伝搬）に変換され、それ
ぞれボート１７，１８から出力が得られる。
図に示すように誘電体基板１１の一面にマイクロ
ストリツプ線路１２が形成され、誘電体基板１１
の他面に互に連結された結合スロツト線路１３，
１４が形成され、誘電体基板１１内に設けたスル
ーホール内の導体１５によつてマイクロストリツ
プ線路１２と結合スロツト線路１３，１４とが結
合されていた。例えばボート１６からの入力波は
マイクロストリツプ線路１２を伝搬し、スルーホ
ール内導体１５によつて結合スロツト線路１３，
１４の伝搬（奇モードで伝搬）に変換され、それ
ぞれボート１７，１８から出力が得られる。
誘電体基板１１のスルーホールは通常はドリル
またはレーザ等により形成される。このため、高
い工作精度が要求され、製造コストが高くなる問
題がある。また、使用周波数が高くなつた場合ス
ルーホール内導体１５の寄生素子により伝送特性
が劣化するため適用周波数には限界があつた。ま
たこの構成を半導体基板上で形成するモノリシツ
ク集積回路に適用した場合、半導体基板の裏面に
対してもパターンを形成しなければならないた
め、エツチング工程数の増加、裏面を用いること
による基板寸法の増加等によりモノリシツク化に
よるマイクロ波回路の経済化、小形化を実現する
ことは難しい。
またはレーザ等により形成される。このため、高
い工作精度が要求され、製造コストが高くなる問
題がある。また、使用周波数が高くなつた場合ス
ルーホール内導体１５の寄生素子により伝送特性
が劣化するため適用周波数には限界があつた。ま
たこの構成を半導体基板上で形成するモノリシツ
ク集積回路に適用した場合、半導体基板の裏面に
対してもパターンを形成しなければならないた
め、エツチング工程数の増加、裏面を用いること
による基板寸法の増加等によりモノリシツク化に
よるマイクロ波回路の経済化、小形化を実現する
ことは難しい。
この発明はこれらの欠点を除去するため半導体
基板上のみで回路を構成できる共平面回路を提供
することを目的とするものである。
基板上のみで回路を構成できる共平面回路を提供
することを目的とするものである。
第２図はこの発明の実施例を示し、半導体基板
２１の一面上に導体層が形成され、その導体層に
対し、結合スロツト線路４１，４２がほぼ延長す
るように形成され、その結合スロツト線路４１，
４２の接続点と交差してコプレナー線路２４が形
成され、コプレナー線路２４の中心導体２５は連
結片４９を通じて結合スロツト線路４１，４２の
中心導体４３，４４に接続した連結片４５に接続
される。さらにその接続部において結合スロツト
線路４１，４２を構成する外側導体２８，２９，
３０がストリツプ導体５２，５３で接続される。
また、コプレナー線路２４の外側導体２８，２９
もストリツプ導体５１で接続される。連結片４９
の幅は中心導体２５の幅より狭くされ集中定数的
な接続とされてこれら線路４１，４２と２４との
インピーダンス整合がなされる。連結片４５，４
９とストリツプ線路５１，５２，５３及びそれら
ストリツプ線路によつて囲まれた溝１９との間に
例えばSiO2のような絶縁層５４が介在される。
連結片４５，４９とストリツプ線路５１，５２，
５３との対向面積はなるべく小さくしてこれら間
の静電容量が小さくなるようにされる。結合スロ
ツト線路４１，４２とコプレナー線路２４との各
結合部と反対の端はそれぞれ入出力ボート３７，
３８，３９とされる。
２１の一面上に導体層が形成され、その導体層に
対し、結合スロツト線路４１，４２がほぼ延長す
るように形成され、その結合スロツト線路４１，
４２の接続点と交差してコプレナー線路２４が形
成され、コプレナー線路２４の中心導体２５は連
結片４９を通じて結合スロツト線路４１，４２の
中心導体４３，４４に接続した連結片４５に接続
される。さらにその接続部において結合スロツト
線路４１，４２を構成する外側導体２８，２９，
３０がストリツプ導体５２，５３で接続される。
また、コプレナー線路２４の外側導体２８，２９
もストリツプ導体５１で接続される。連結片４９
の幅は中心導体２５の幅より狭くされ集中定数的
な接続とされてこれら線路４１，４２と２４との
インピーダンス整合がなされる。連結片４５，４
９とストリツプ線路５１，５２，５３及びそれら
ストリツプ線路によつて囲まれた溝１９との間に
例えばSiO2のような絶縁層５４が介在される。
連結片４５，４９とストリツプ線路５１，５２，
５３との対向面積はなるべく小さくしてこれら間
の静電容量が小さくなるようにされる。結合スロ
ツト線路４１，４２とコプレナー線路２４との各
結合部と反対の端はそれぞれ入出力ボート３７，
３８，３９とされる。
第３図は本発明の他の実施例を示している。第
２図におけるストリツプ導体５１，５２，５３の
幅を広くして互いに接続する大きさとして導体３
１を形成している。第２図に示した溝１９が導体
３１に置き換わつても、コプレナーモードは中心
導体から左右対称に分布する不平衡モードである
ため、伝搬モードの影響は無い。
２図におけるストリツプ導体５１，５２，５３の
幅を広くして互いに接続する大きさとして導体３
１を形成している。第２図に示した溝１９が導体
３１に置き換わつても、コプレナーモードは中心
導体から左右対称に分布する不平衡モードである
ため、伝搬モードの影響は無い。
第４図は第２〜３図の動作原理を線路の伝搬モ
ードを用いて説明するための図である。コプレナ
ー線路２４の伝搬モードの電界の方向４７は中心
導体２５から外側接地導体２８，２９の方向を向
いており、両側の接地導体の電位は零ポランシヤ
ルとなつている。そのため、第４図に示す様に両
側の導体をストリツプ導体５１を用いて接続して
も伝搬モードへの影響は無い。すなわち、コプレ
ナー線路から結合スロツト線路への変換部はこの
特性を利用している。ストリツプ導体５２，５３
は結合スロツト線路４１，４２の外側導体２８，
２９，３０のポランシヤルを等しくするためのも
のであり、これにより結合スロツト線路内の電界
は５５で示した様に中心導体から左右対称に分布
する奇モード（コプレナー線路の不平衡モードと
同一である）となつている。これはコプレナー線
路２５の伝搬モードが並列分岐された後、結合ス
ロツト線路の奇モードに変換されることを示して
いる。すなわち、本回路は奇モード励振回路と言
うことができる。結合スロツト線路４１，４２の
特性インピーダンスを適当に選択することによつ
て、出力ボート３７，３８からは同振幅、同位相
の出力が得られる。
ードを用いて説明するための図である。コプレナ
ー線路２４の伝搬モードの電界の方向４７は中心
導体２５から外側接地導体２８，２９の方向を向
いており、両側の接地導体の電位は零ポランシヤ
ルとなつている。そのため、第４図に示す様に両
側の導体をストリツプ導体５１を用いて接続して
も伝搬モードへの影響は無い。すなわち、コプレ
ナー線路から結合スロツト線路への変換部はこの
特性を利用している。ストリツプ導体５２，５３
は結合スロツト線路４１，４２の外側導体２８，
２９，３０のポランシヤルを等しくするためのも
のであり、これにより結合スロツト線路内の電界
は５５で示した様に中心導体から左右対称に分布
する奇モード（コプレナー線路の不平衡モードと
同一である）となつている。これはコプレナー線
路２５の伝搬モードが並列分岐された後、結合ス
ロツト線路の奇モードに変換されることを示して
いる。すなわち、本回路は奇モード励振回路と言
うことができる。結合スロツト線路４１，４２の
特性インピーダンスを適当に選択することによつ
て、出力ボート３７，３８からは同振幅、同位相
の出力が得られる。
第５図に第２図の等価回路を示す。結合スロツ
ト線路４１，４２とコプレナー線路２４とが互に
接続される。コプレナー線路２４が結合スロツト
線路４１，４２に互いの中心導体を接続して並列
分岐された構成になつている。ストリツプ線路５
１，５２，５３、連結片４５，４９の交差部は半
導体技術て用いられるエツチングで製作され、高
い精度でパターンを作ることができる。また、絶
縁層５４の厚みは線路間の結合が最小となるよう
に、即ちストリツプ線路５１，５２，５３と連結
片４５，４９との容量結合が小さく、かつ不連続
部による寄生素子を最小となるように製作するこ
とができる。したがつて、この構成による回路は
高い周波数帯に適用可能であり、また半導体基板
２１の片面のみを使用しているため、片面のみの
エツチングでパターンを製作でき、更に結合スロ
ツト線路４１，４２とコプレナー線路２４との接
続部を多層構造で構成しているため、回路の寸法
を十分小さくできる。そのため回路の経済化、小
形化を達成できるモノリシツク集積回路を高周波
帯で実現できる利点がある。例えばハイブリツト
集積回路の場合は精度は数十μm〜数百μm程度で
あるが、半導体製造技術（エツチング技術）では
1μm以下の精度とすることができる。
ト線路４１，４２とコプレナー線路２４とが互に
接続される。コプレナー線路２４が結合スロツト
線路４１，４２に互いの中心導体を接続して並列
分岐された構成になつている。ストリツプ線路５
１，５２，５３、連結片４５，４９の交差部は半
導体技術て用いられるエツチングで製作され、高
い精度でパターンを作ることができる。また、絶
縁層５４の厚みは線路間の結合が最小となるよう
に、即ちストリツプ線路５１，５２，５３と連結
片４５，４９との容量結合が小さく、かつ不連続
部による寄生素子を最小となるように製作するこ
とができる。したがつて、この構成による回路は
高い周波数帯に適用可能であり、また半導体基板
２１の片面のみを使用しているため、片面のみの
エツチングでパターンを製作でき、更に結合スロ
ツト線路４１，４２とコプレナー線路２４との接
続部を多層構造で構成しているため、回路の寸法
を十分小さくできる。そのため回路の経済化、小
形化を達成できるモノリシツク集積回路を高周波
帯で実現できる利点がある。例えばハイブリツト
集積回路の場合は精度は数十μm〜数百μm程度で
あるが、半導体製造技術（エツチング技術）では
1μm以下の精度とすることができる。
以上述べたように、この発明による共平面回路
は半導体基板上でコプレナー線路と結合スロツト
線路とを結合する回路を簡易な構成で、しかも高
周波特性が良く、エツチング工程のみで製作でき
る利点がある。
は半導体基板上でコプレナー線路と結合スロツト
線路とを結合する回路を簡易な構成で、しかも高
周波特性が良く、エツチング工程のみで製作でき
る利点がある。
以上説明したように、この発明による共平面回
路は半導体基板上に構成され、共平面線路、すな
わち結合スロツト線路及びコプレナー線路間の結
合回路を機械工作なしでエツチング工程のみで製
作でき、更にパターン寸法もエツチング精度で規
定できるため、寄生素子、線路間結合等を避ける
ことが可能であり、したがつてマイクロ波、ミリ
波回路の小形化、経済化を達成するモノリシツク
集積回路として応用できる利点がある。
路は半導体基板上に構成され、共平面線路、すな
わち結合スロツト線路及びコプレナー線路間の結
合回路を機械工作なしでエツチング工程のみで製
作でき、更にパターン寸法もエツチング精度で規
定できるため、寄生素子、線路間結合等を避ける
ことが可能であり、したがつてマイクロ波、ミリ
波回路の小形化、経済化を達成するモノリシツク
集積回路として応用できる利点がある。
第１図は従来の共平面回路を示す斜視図、第
２，３図はこの発明の実施例を示す斜視図、第４
図は動作原理を説明するための図、第５図はその
等価回路図である。 ２１……半導体基板、２４……コプレナー線
路、２５……コプレナー線路の中心導体、５１，
５２，５３……ストリツプ導体、４５，４９……
絶縁層上ストリツプ導体よりなる連結片、５４…
…絶縁層、３７，３８，３９……入出力ボート、
４１，４２……結合スロツト線路、４７，５５…
…電界の方向。
２，３図はこの発明の実施例を示す斜視図、第４
図は動作原理を説明するための図、第５図はその
等価回路図である。 ２１……半導体基板、２４……コプレナー線
路、２５……コプレナー線路の中心導体、５１，
５２，５３……ストリツプ導体、４５，４９……
絶縁層上ストリツプ導体よりなる連結片、５４…
…絶縁層、３７，３８，３９……入出力ボート、
４１，４２……結合スロツト線路、４７，５５…
…電界の方向。
Claims (1)
- １ 半導体基板上に第１、第２及び第３導体層に
より結合スロツト線路が形成され、上記半導体基
板上にコプレナー線路が形成され、そのコプレナ
ー線路の中心導体は上記第２導体層に接続され、
上記コプレナー線路の外側２導体は上記第３導体
層に接続され、その接続部において第１及び第３
導体層が互いに接続され、上記中心導体と上記第
２導体層との連結部、上記第１及び第３導体層の
接続部、さらに上記第３導体層との間に絶縁層が
介在されている共平面回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19571688A JPH01117402A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 共平面回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19571688A JPH01117402A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 共平面回路 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010498A Division JPS60153603A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 共平面回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117402A JPH01117402A (ja) | 1989-05-10 |
| JPH0434323B2 true JPH0434323B2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=16345782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19571688A Granted JPH01117402A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 共平面回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117402A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112005439B (zh) * | 2018-04-13 | 2023-09-19 | Ａｇｃ株式会社 | 缝隙阵列天线 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153603A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 共平面回路 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19571688A patent/JPH01117402A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153603A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 共平面回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01117402A (ja) | 1989-05-10 |
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