JPH07249907A - ミリ波集積回路用伝送路 - Google Patents
ミリ波集積回路用伝送路Info
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- JPH07249907A JPH07249907A JP6038011A JP3801194A JPH07249907A JP H07249907 A JPH07249907 A JP H07249907A JP 6038011 A JP6038011 A JP 6038011A JP 3801194 A JP3801194 A JP 3801194A JP H07249907 A JPH07249907 A JP H07249907A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低伝送損失、低放射、平面回路構造のミリ波
集積回路用伝送路を得る。 【構成】 接地板４上の誘電体層１上に第１、第２のス
トリップ導体２、３を形成し、ストリップ導体間の誘電
体部分に高周波給電し、誘電体層１の厚さの電気長を高
周波給電波長の１／２未満にする。
集積回路用伝送路を得る。 【構成】 接地板４上の誘電体層１上に第１、第２のス
トリップ導体２、３を形成し、ストリップ導体間の誘電
体部分に高周波給電し、誘電体層１の厚さの電気長を高
周波給電波長の１／２未満にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無線ＬＡＮや自動車レ
ーダ等のミリ波帯の高周波機器に適用されるミリ波集積
回路用伝送路に関するものである。
ーダ等のミリ波帯の高周波機器に適用されるミリ波集積
回路用伝送路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電磁波資源有限性の制限から、無線手段
を用いる電気機器に新規に割り当てられる周波数帯は、
上昇する傾向にある。特に無線通信機器に要求される情
報処理量の増加や、無線伝送電力収束性の向上の点か
ら、ミリ波帯の電気機器開発の必要性が増加しつつあ
る。このようなミリ波機器市場の要求を満足するために
は、安価な製品を多量に供給するための手段の確立が不
可欠であり、その回答の１つとしては、ミリ波帯の電気
機器に集積回路技術を適用することである。従来、ミリ
波帯集積回路の基本構成要素である伝送路には、マイク
ロストリップ線路（ジェイ・リベラ他著、アイ・イー・
イー・イー、インターナショナル・マイクロウェイブ・
シンポジウム・ダイジェスト、２７６頁から２７８頁、
１９８０年６月：J.Rivera et.al IEEE International
Microwave Symposium Digest,pp276-278,June 1980）、
イメージ線路（シンイチロウ・シンドウ、タカオ・イタ
ナミ著「ローロス・レクタンギュラ・ダイエレクトリッ
ク・イメージ・ライン・フォ・ミリメーターウェイブ・
インテグレーテッド・サーキッド」アイ・イー・イー・
イー、トランザクション・オン・マイクロウェーブ・セ
オリィ・アンド・テクニクス、７４７頁から７５１頁、
１９７８年１０月：S.Shindo,T.Itanami“Low-lossRect
angulur Dielectric Image Line for Millimeter-Wave
Integrated Circuid”IEEE Transaction on Microwave
Theory and Techniques,pp747-751,October 1978）、Ｎ
ＲＤ線路（米山務他著、「ミリ波集積回路用放射性誘電
体線路」、１９８１年電気情報通信学会技術研究報告、
マイクロ波分科会第５５号）が提案されて用いられてい
る。
を用いる電気機器に新規に割り当てられる周波数帯は、
上昇する傾向にある。特に無線通信機器に要求される情
報処理量の増加や、無線伝送電力収束性の向上の点か
ら、ミリ波帯の電気機器開発の必要性が増加しつつあ
る。このようなミリ波機器市場の要求を満足するために
は、安価な製品を多量に供給するための手段の確立が不
可欠であり、その回答の１つとしては、ミリ波帯の電気
機器に集積回路技術を適用することである。従来、ミリ
波帯集積回路の基本構成要素である伝送路には、マイク
ロストリップ線路（ジェイ・リベラ他著、アイ・イー・
イー・イー、インターナショナル・マイクロウェイブ・
シンポジウム・ダイジェスト、２７６頁から２７８頁、
１９８０年６月：J.Rivera et.al IEEE International
Microwave Symposium Digest,pp276-278,June 1980）、
イメージ線路（シンイチロウ・シンドウ、タカオ・イタ
ナミ著「ローロス・レクタンギュラ・ダイエレクトリッ
ク・イメージ・ライン・フォ・ミリメーターウェイブ・
インテグレーテッド・サーキッド」アイ・イー・イー・
イー、トランザクション・オン・マイクロウェーブ・セ
オリィ・アンド・テクニクス、７４７頁から７５１頁、
１９７８年１０月：S.Shindo,T.Itanami“Low-lossRect
angulur Dielectric Image Line for Millimeter-Wave
Integrated Circuid”IEEE Transaction on Microwave
Theory and Techniques,pp747-751,October 1978）、Ｎ
ＲＤ線路（米山務他著、「ミリ波集積回路用放射性誘電
体線路」、１９８１年電気情報通信学会技術研究報告、
マイクロ波分科会第５５号）が提案されて用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ミリ波集積回路適用伝
送路にはつぎの３条件が要求される。すなわち、直線部
における低損失性と、屈曲部における低放射損失性、お
よびトランジスタ等のインピーダンス素子の接合を容易
にするとともに量産性に富む平面回路形態とである。し
かしながら上記従来技術では、これら３条件のすべてが
満足されることはなく、例えば、マイクロストリップ線
路は直線部の銅損が大きく低損失性に問題があり、イメ
ージ線路は屈曲部における放射損失が大きいという問題
があり、また、ＮＲＤ線路では構造が無限平面銅板であ
るため上記構造の上下を密着性よく挟み込む必要があ
り、平面回路ではない。このため、上記従来技術を用い
たミリ波集積回路は、低損失性と量産による低コスト化
とを同時に満足できなかった。
送路にはつぎの３条件が要求される。すなわち、直線部
における低損失性と、屈曲部における低放射損失性、お
よびトランジスタ等のインピーダンス素子の接合を容易
にするとともに量産性に富む平面回路形態とである。し
かしながら上記従来技術では、これら３条件のすべてが
満足されることはなく、例えば、マイクロストリップ線
路は直線部の銅損が大きく低損失性に問題があり、イメ
ージ線路は屈曲部における放射損失が大きいという問題
があり、また、ＮＲＤ線路では構造が無限平面銅板であ
るため上記構造の上下を密着性よく挟み込む必要があ
り、平面回路ではない。このため、上記従来技術を用い
たミリ波集積回路は、低損失性と量産による低コスト化
とを同時に満足できなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、導体接地板
上に一定厚さの層状誘電体層を形成し、上記誘電体層の
上面に、第１の有限幅ストリップ導体と、該第１のスト
リップ導体に平行で互いに電気的接触することがない一
定間隔を置き第２の有限幅ストリップ導体とを形成し、
上記第１および第２のストリップ導体間の下に存在する
誘電体部分を電磁波の導波路として高周波給電し、上記
誘電体部分の厚さの電気長（誘電体厚さの物理長を誘電
率の平方根で除した値）が上記高周波給電する波長の１
／２未満であることにより達成される。また、上記スト
リップ導体と接地板とに挟まれた部分の誘電体層の誘電
率が、他の部分の誘電体層の誘電率よりも高いことによ
り、また、上記第１、第２のストリップ導体間にあり上
記ストリップ導体の接地板に垂直な側面と誘電体層上面
とで形成される凹部を、該凹部直下の誘電体層と同じ誘
電体層で上記接地板に対し平行に埋め込むことにより達
成される。上記凹部に埋め込まれた誘電体層の上面が、
上記第１、第２のストリップ導体上面と同一平面内にあ
ることにより、また、上記第１、第２のストリップ導体
が多晶質シリコンで形成され、上記接地板上の誘電体
は、上記第１、第２ストリップ導体と接地板とに挟まれ
た部分が窒化シリコンで形成され、他の部分が単結晶シ
リコンで形成されていることにより達成される。さら
に、上記第１および第２のストリップ導体の間隔が給電
波長の電気長の１／２以上であることにより、あるいは
上記ストリツプ導体の幅が上記誘電体の厚さの１／√
（ストリップ導体直下の誘電体誘電率−１）倍より大き
いことにより達成される。
上に一定厚さの層状誘電体層を形成し、上記誘電体層の
上面に、第１の有限幅ストリップ導体と、該第１のスト
リップ導体に平行で互いに電気的接触することがない一
定間隔を置き第２の有限幅ストリップ導体とを形成し、
上記第１および第２のストリップ導体間の下に存在する
誘電体部分を電磁波の導波路として高周波給電し、上記
誘電体部分の厚さの電気長（誘電体厚さの物理長を誘電
率の平方根で除した値）が上記高周波給電する波長の１
／２未満であることにより達成される。また、上記スト
リップ導体と接地板とに挟まれた部分の誘電体層の誘電
率が、他の部分の誘電体層の誘電率よりも高いことによ
り、また、上記第１、第２のストリップ導体間にあり上
記ストリップ導体の接地板に垂直な側面と誘電体層上面
とで形成される凹部を、該凹部直下の誘電体層と同じ誘
電体層で上記接地板に対し平行に埋め込むことにより達
成される。上記凹部に埋め込まれた誘電体層の上面が、
上記第１、第２のストリップ導体上面と同一平面内にあ
ることにより、また、上記第１、第２のストリップ導体
が多晶質シリコンで形成され、上記接地板上の誘電体
は、上記第１、第２ストリップ導体と接地板とに挟まれ
た部分が窒化シリコンで形成され、他の部分が単結晶シ
リコンで形成されていることにより達成される。さら
に、上記第１および第２のストリップ導体の間隔が給電
波長の電気長の１／２以上であることにより、あるいは
上記ストリツプ導体の幅が上記誘電体の厚さの１／√
（ストリップ導体直下の誘電体誘電率−１）倍より大き
いことにより達成される。
【０００５】さらに、上記第１、第２のストリップ導体
と並び、上記ストリップ導体間隔と同間隔で上記ストリ
ップ導体の幅以上の幅を有する第３、第４のストリップ
導体を、第１、第２ストリップ導体の外側に形成するこ
とにより、また、上記第１、第２のストリップ導体は、
同一の間隔を保ちながら屈曲部を有することにより、さ
らに、上記第１、第２、第３、第４のストリップ導体
が、同一間隔を保ちながら、それぞれ屈曲部を有するこ
とにより達成され、また、上記ストリップ導体の屈曲部
が不連続であることにより、さらに上記不連続屈曲部の
屈曲角度が９０度または１３５度であることにより、あ
るいはまた、上記ストリップ導体の屈曲部が連続的屈曲
部であることにより達成される。
と並び、上記ストリップ導体間隔と同間隔で上記ストリ
ップ導体の幅以上の幅を有する第３、第４のストリップ
導体を、第１、第２ストリップ導体の外側に形成するこ
とにより、また、上記第１、第２のストリップ導体は、
同一の間隔を保ちながら屈曲部を有することにより、さ
らに、上記第１、第２、第３、第４のストリップ導体
が、同一間隔を保ちながら、それぞれ屈曲部を有するこ
とにより達成され、また、上記ストリップ導体の屈曲部
が不連続であることにより、さらに上記不連続屈曲部の
屈曲角度が９０度または１３５度であることにより、あ
るいはまた、上記ストリップ導体の屈曲部が連続的屈曲
部であることにより達成される。
【０００６】
【作用】２つのストリップ導体間の下に存在する誘電体
層の部分は、下部を接地板とすれば上部は開空間であり
側面が誘電体であるため、この部分を伝送する電磁波が
銅損を被る部分は、上記誘電体層の上面に接するストリ
ップ導体側端部と接地板に接する部分であり、イメージ
線路と同様に、マイクロストリップ線路やＮＲＤ線路に
較べて極めて少なく、したがって、伝送路直線部の損失
は極めて小さい。本発明からなるミリ波集積回路用伝送
路が上記断面構造を保ちながら屈曲する場合に、電磁波
は上記２つのストリップ導体間に存在する誘電体層の部
分から、上記ストリップ直下の誘電体層の部分へと伝搬
する傾向を示すが、上記ストリップ直下の誘電体層部分
は、接地板と上記ストリップ導体とで厚さが給電波長の
１／２未満の電気長を有する誘電体を支持するカットオ
フ平行平板線路になっているため、上記電磁波はストリ
ップ導体直下の誘電体層部分を通過することができず、
２つのストリップ導体間に存在する誘電体層の部分に閉
じ込められ、放射損失は極めて小さい。また、カットオ
フ平行平板線路内では電磁波は急激に減衰するので、カ
ットオフ平行平板線路を形成する上記ストリツプ導体の
幅は大きく取る必要がなく、本構造の伝送路は極めて近
接した状態で並設することが可能であり、要素回路の集
積化に極めて適している。さらに本構造は、マイクロス
トリップ線路と同様に平面回路構造であり、通常の半導
体プロセスを用いて製作することが可能であり、量産性
に富むとともに集積回路製作コストを大幅に低減するこ
とができる。
層の部分は、下部を接地板とすれば上部は開空間であり
側面が誘電体であるため、この部分を伝送する電磁波が
銅損を被る部分は、上記誘電体層の上面に接するストリ
ップ導体側端部と接地板に接する部分であり、イメージ
線路と同様に、マイクロストリップ線路やＮＲＤ線路に
較べて極めて少なく、したがって、伝送路直線部の損失
は極めて小さい。本発明からなるミリ波集積回路用伝送
路が上記断面構造を保ちながら屈曲する場合に、電磁波
は上記２つのストリップ導体間に存在する誘電体層の部
分から、上記ストリップ直下の誘電体層の部分へと伝搬
する傾向を示すが、上記ストリップ直下の誘電体層部分
は、接地板と上記ストリップ導体とで厚さが給電波長の
１／２未満の電気長を有する誘電体を支持するカットオ
フ平行平板線路になっているため、上記電磁波はストリ
ップ導体直下の誘電体層部分を通過することができず、
２つのストリップ導体間に存在する誘電体層の部分に閉
じ込められ、放射損失は極めて小さい。また、カットオ
フ平行平板線路内では電磁波は急激に減衰するので、カ
ットオフ平行平板線路を形成する上記ストリツプ導体の
幅は大きく取る必要がなく、本構造の伝送路は極めて近
接した状態で並設することが可能であり、要素回路の集
積化に極めて適している。さらに本構造は、マイクロス
トリップ線路と同様に平面回路構造であり、通常の半導
体プロセスを用いて製作することが可能であり、量産性
に富むとともに集積回路製作コストを大幅に低減するこ
とができる。
【０００７】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明によるミリ波集積回路用伝送路の第１
実施例を示す斜視図、図２は上記第１実施例の断面図、
図３は本発明の第２実施例を示す断面図、図４は本発明
の第３実施例を示す断面図、図５は本発明の第４実施例
を示す断面図、図６は本発明の第５実施例を示す断面
図、図７は本発明の第６実施例を示す斜視図、図８は本
発明の第７実施例を示す斜視図、図９は本発明の第８実
施例を示す斜視図、図１０は本発明の第９実施例を示す
斜視図である。
る。図１は本発明によるミリ波集積回路用伝送路の第１
実施例を示す斜視図、図２は上記第１実施例の断面図、
図３は本発明の第２実施例を示す断面図、図４は本発明
の第３実施例を示す断面図、図５は本発明の第４実施例
を示す断面図、図６は本発明の第５実施例を示す断面
図、図７は本発明の第６実施例を示す斜視図、図８は本
発明の第７実施例を示す斜視図、図９は本発明の第８実
施例を示す斜視図、図１０は本発明の第９実施例を示す
斜視図である。
【０００８】第１実施例 図１は本発明のミリ波集積回路用伝送路における第１実
施例の構造を示す斜視図で、図２は上記構造の断面を示
す図である。導体接地板４上に層状に一定厚さの誘電体
層１が形成され、上記誘電体層１の上面に第１の有限幅
ストリップ導体２と、該ストリップ導体２と電気的に互
いに接触することなく、平行に一定間隔を置いて第２の
有限幅ストリップ導体３が形成され、上記第１および第
２のストリップ導体２、３の間の下に存在する誘電体層
１の部分が、電磁波の導波路として、電界成分が接地板
４に対して平行になるように高周波波源５により給電さ
れている。上記誘電体層１の厚さａの電気長（誘電体層
の物理長を誘電率の平方根で除したもの）は給電波長の
１／２未満である。本構成によれば、ストリップ導体２
または３の下に存在する誘電体層部では、給電電磁界の
電界成分がカットオフ状態になり、高周波波源５から生
じる電磁界は、ストリップ導体２または３の下部に侵入
することがほとんどできず、その結果２つのストリップ
導体で形成される間隙下に存在する誘電体の部分を伝送
する。電磁界のエネルギーのうち導体と接する部分は、
接地板上と上記２つのストリップ導体の対向する端部に
限られるため、銅損による伝送損失が極めて小さいとい
う特徴を有する。上記実施例の構造は従来技術の半導体
集積回路技術で容易に実現可能な平面構造であって、低
損失なミリ波集積回路用伝送線路の実現を可能にする効
果を有する。
施例の構造を示す斜視図で、図２は上記構造の断面を示
す図である。導体接地板４上に層状に一定厚さの誘電体
層１が形成され、上記誘電体層１の上面に第１の有限幅
ストリップ導体２と、該ストリップ導体２と電気的に互
いに接触することなく、平行に一定間隔を置いて第２の
有限幅ストリップ導体３が形成され、上記第１および第
２のストリップ導体２、３の間の下に存在する誘電体層
１の部分が、電磁波の導波路として、電界成分が接地板
４に対して平行になるように高周波波源５により給電さ
れている。上記誘電体層１の厚さａの電気長（誘電体層
の物理長を誘電率の平方根で除したもの）は給電波長の
１／２未満である。本構成によれば、ストリップ導体２
または３の下に存在する誘電体層部では、給電電磁界の
電界成分がカットオフ状態になり、高周波波源５から生
じる電磁界は、ストリップ導体２または３の下部に侵入
することがほとんどできず、その結果２つのストリップ
導体で形成される間隙下に存在する誘電体の部分を伝送
する。電磁界のエネルギーのうち導体と接する部分は、
接地板上と上記２つのストリップ導体の対向する端部に
限られるため、銅損による伝送損失が極めて小さいとい
う特徴を有する。上記実施例の構造は従来技術の半導体
集積回路技術で容易に実現可能な平面構造であって、低
損失なミリ波集積回路用伝送線路の実現を可能にする効
果を有する。
【０００９】第２実施例 図３に示す本発明の第２実施例は、２つのストリップ導
体２および３と接地板４と挟まれた誘電体層６の部分
が、他の誘電体層１と異なった誘電率であることが、上
記第１実施例と異なっている。本実施例では２つのスト
リップ導体２および３で形成される間隙下に存在する誘
電体層１の部分と、上記各ストリップ導体２および３と
接地板４とで挟まれる誘電体層の部分６において、伝送
する電磁波の反射が生じ、上記両ストリップ間隙下の誘
電体層１に高周波波源５から給電されて生じる電磁界
は、上記ストリップ導体下に存在する誘電体部分６への
広がりが一層抑制されるため、同一の電磁波エネルギー
を閉じ込めるために必要な、２つのストリップ導体の間
隙部の距離を減少できる。このため、本実施例の伝送路
をミリ波集積回路に適用する際に、線路寸法の減少に伴
う集積度の向上に効果がある。
体２および３と接地板４と挟まれた誘電体層６の部分
が、他の誘電体層１と異なった誘電率であることが、上
記第１実施例と異なっている。本実施例では２つのスト
リップ導体２および３で形成される間隙下に存在する誘
電体層１の部分と、上記各ストリップ導体２および３と
接地板４とで挟まれる誘電体層の部分６において、伝送
する電磁波の反射が生じ、上記両ストリップ間隙下の誘
電体層１に高周波波源５から給電されて生じる電磁界
は、上記ストリップ導体下に存在する誘電体部分６への
広がりが一層抑制されるため、同一の電磁波エネルギー
を閉じ込めるために必要な、２つのストリップ導体の間
隙部の距離を減少できる。このため、本実施例の伝送路
をミリ波集積回路に適用する際に、線路寸法の減少に伴
う集積度の向上に効果がある。
【００１０】第３実施例 図４に示す本発明の第３実施例は、接地板４上の誘電体
層１の表面上で２つのストリップ導体２および３に挟ま
れた間隙部分を、上記誘電体層１で一部埋め込まれてい
る点が上記第２実施例と異なっている。上記２つのスト
リップ導体２および３の幅ｂは、誘電体層１の厚さａお
よび上記ストリップ導体と接地板４とに挟まれた上記誘
電体層１とは誘電率が異なる誘電体層６の比誘電率εに
対して、ｂ＞ａ／√（ε−１）の関係を満足する。スト
リップ導体下に存在する接地板４面に平行平面電界成分
を有する電磁波の波長は、給電波長λに対してλ√（ε
−１）となるので、上記関係はストリップ導体下に存在
する波の高次モード抑制の条件になる。このため、伝送
路の基本設計が基本モードによって可能になり、設計が
容易になるという特徴がある。本実施例ではストリップ
導体と誘電体層との接着面が増し、誘電体層に対する接
着強度が増加する。したがって、本実施例の構造をミリ
波集積回路に適用すれば、導体剥離に対する信頼度を向
上させることができる。
層１の表面上で２つのストリップ導体２および３に挟ま
れた間隙部分を、上記誘電体層１で一部埋め込まれてい
る点が上記第２実施例と異なっている。上記２つのスト
リップ導体２および３の幅ｂは、誘電体層１の厚さａお
よび上記ストリップ導体と接地板４とに挟まれた上記誘
電体層１とは誘電率が異なる誘電体層６の比誘電率εに
対して、ｂ＞ａ／√（ε−１）の関係を満足する。スト
リップ導体下に存在する接地板４面に平行平面電界成分
を有する電磁波の波長は、給電波長λに対してλ√（ε
−１）となるので、上記関係はストリップ導体下に存在
する波の高次モード抑制の条件になる。このため、伝送
路の基本設計が基本モードによって可能になり、設計が
容易になるという特徴がある。本実施例ではストリップ
導体と誘電体層との接着面が増し、誘電体層に対する接
着強度が増加する。したがって、本実施例の構造をミリ
波集積回路に適用すれば、導体剥離に対する信頼度を向
上させることができる。
【００１１】第４実施例 図５に示す本発明の第４実施例は、接地板４上に形成し
た誘電体層１の表面上で、２つのストリップ導体２およ
び３で挟まれて形成される間隙の部分を、上記誘電体層
１によって完全に埋め込まれ、該埋め込み誘電体層の表
面が上記ストリップ導体２および３の表面と同一表面に
なるように充填することが、上記第３実施例と異なって
いる。したがって、本実施例ではストリップ導体と誘電
体層との接着面に一層の増加が図られ、導体剥離に対す
る信頼度向上の効果はさらに大きくなる。
た誘電体層１の表面上で、２つのストリップ導体２およ
び３で挟まれて形成される間隙の部分を、上記誘電体層
１によって完全に埋め込まれ、該埋め込み誘電体層の表
面が上記ストリップ導体２および３の表面と同一表面に
なるように充填することが、上記第３実施例と異なって
いる。したがって、本実施例ではストリップ導体と誘電
体層との接着面に一層の増加が図られ、導体剥離に対す
る信頼度向上の効果はさらに大きくなる。
【００１２】第５実施例 図６に示す本発明の第５実施例は、誘電体層を形成する
誘電体に単結晶シリコン９を用い、上記実施例のストリ
ップ導体に対しては、第１の多結晶シリコン７および第
２の多結晶シリコン８を配し、上記第１および第２の多
結晶シリコン７および８の下に存在する誘電体に窒化シ
リコン結晶１０を用い、上記２つの多結晶シリコン７お
よび８の下面が上記単結晶シリコン９の上面より低く、
窒化シリコン結晶１０内に一部埋没している。本実施例
は従来の半導体技術によって容易に実現でき、高温プロ
セスが採用できるので誘電体部の結晶性が向上し、結晶
欠陥による電磁波散乱が抑制され、電磁波伝送のコヒー
レンシー向上に対して効果がある。
誘電体に単結晶シリコン９を用い、上記実施例のストリ
ップ導体に対しては、第１の多結晶シリコン７および第
２の多結晶シリコン８を配し、上記第１および第２の多
結晶シリコン７および８の下に存在する誘電体に窒化シ
リコン結晶１０を用い、上記２つの多結晶シリコン７お
よび８の下面が上記単結晶シリコン９の上面より低く、
窒化シリコン結晶１０内に一部埋没している。本実施例
は従来の半導体技術によって容易に実現でき、高温プロ
セスが採用できるので誘電体部の結晶性が向上し、結晶
欠陥による電磁波散乱が抑制され、電磁波伝送のコヒー
レンシー向上に対して効果がある。
【００１３】第６実施例 図７に示す本発明の第６実施例は、第１実施例に示した
第１、第２のストリップ導体２、３の両側に並んで、上
記第１、第２のストリップ導体間の間隔とほぼ同じ間隔
を保って、上記ストリップ導体の幅以上の幅をそれぞれ
有する第３のストリップ導体１１および第４のストリッ
プ導体１２を、上記誘電体層１上面の第１、第２ストリ
ップ導体の外側に形成し、上記第３のストリップ導体１
１と第１のストリップ導体２とが形成する間隙下の誘電
体層、および上記第２のストリップ導体３と上記第４の
ストリップ導体１２とが形成する間隙下の誘電体層を、
それぞれ第２の高周波波源１３および第３の高周波波源
１４によって、上記第１、第２のストリップ導体間隙下
の第１高周波波源５とともに給電する。上記第３のスト
リップ導体１１および第４のストリップ導体１２の幅
を、それぞれ第１のストリップ導体２および第２のスト
リップ導体３の幅よりも大きくしたのは、上記第２およ
び第３の高周波波源１３、１４から給電される電磁波
が、それぞれの導波路から拡散するのを防止するためで
ある。
第１、第２のストリップ導体２、３の両側に並んで、上
記第１、第２のストリップ導体間の間隔とほぼ同じ間隔
を保って、上記ストリップ導体の幅以上の幅をそれぞれ
有する第３のストリップ導体１１および第４のストリッ
プ導体１２を、上記誘電体層１上面の第１、第２ストリ
ップ導体の外側に形成し、上記第３のストリップ導体１
１と第１のストリップ導体２とが形成する間隙下の誘電
体層、および上記第２のストリップ導体３と上記第４の
ストリップ導体１２とが形成する間隙下の誘電体層を、
それぞれ第２の高周波波源１３および第３の高周波波源
１４によって、上記第１、第２のストリップ導体間隙下
の第１高周波波源５とともに給電する。上記第３のスト
リップ導体１１および第４のストリップ導体１２の幅
を、それぞれ第１のストリップ導体２および第２のスト
リップ導体３の幅よりも大きくしたのは、上記第２およ
び第３の高周波波源１３、１４から給電される電磁波
が、それぞれの導波路から拡散するのを防止するためで
ある。
【００１４】上記のようにして、本実施例では同時に独
立して３つの高周波信号を伝送する伝送路を形成するこ
とができ、多くの高周波信号を処理するミリ波集積回路
の伝送路として好適である。また、本実施例において
は、第３および第４のストリップ導体の幅を大きく形成
するので、上記大きな幅のストリップ導体を、マイクロ
波の波長以下である低い周波数信号を取扱う回路のアー
ス面として用いることができるため、ミリ集積回路中
に、マイクロ波集積回路や低周波集積回路を形成する際
に、ミリ波回路以外のアース形成を容易にするという効
果がある。
立して３つの高周波信号を伝送する伝送路を形成するこ
とができ、多くの高周波信号を処理するミリ波集積回路
の伝送路として好適である。また、本実施例において
は、第３および第４のストリップ導体の幅を大きく形成
するので、上記大きな幅のストリップ導体を、マイクロ
波の波長以下である低い周波数信号を取扱う回路のアー
ス面として用いることができるため、ミリ集積回路中
に、マイクロ波集積回路や低周波集積回路を形成する際
に、ミリ波回路以外のアース形成を容易にするという効
果がある。
【００１５】第７実施例 図８に示す本発明の第７実施例は、接地板４上の誘電体
層１上に形成した第１のストリップ導体１５と第２のス
トリップ導体１６とが、同一の間隔を一定に保ちながら
連続的に屈曲したことを除いては前記第１実施例と同じ
である。本実施例の構造では、電磁波を伝送する断面構
造が上記第１実施例の図２に等しいため、第１および第
２のストリップ導体と接地板とで構成される構造のカッ
トオフ条件はやはり成立するので、上記屈曲による電磁
波放射はほとんど生じない。本実施例では伝送路の形状
に自由度を有するため、集積回路に適用する際には諸回
路の配置の自由度が増し、集積度を向上するとともに回
路設計を容易にすることができる効果がある。
層１上に形成した第１のストリップ導体１５と第２のス
トリップ導体１６とが、同一の間隔を一定に保ちながら
連続的に屈曲したことを除いては前記第１実施例と同じ
である。本実施例の構造では、電磁波を伝送する断面構
造が上記第１実施例の図２に等しいため、第１および第
２のストリップ導体と接地板とで構成される構造のカッ
トオフ条件はやはり成立するので、上記屈曲による電磁
波放射はほとんど生じない。本実施例では伝送路の形状
に自由度を有するため、集積回路に適用する際には諸回
路の配置の自由度が増し、集積度を向上するとともに回
路設計を容易にすることができる効果がある。
【００１６】第８実施例 図９に示す本発明の第８実施例は、誘電体層１上の第１
ストリップ導体１５と第２ストリップ導体１６と第３の
ストリップ導体１７と第４のストリップ導体１８とが、
それぞれ同一の間隔を保ちながら連続的に屈曲している
点が上記第６実施例と異なっている。本実施例における
効果は、図８に示した第７実施例と同じく、集積回路に
適用する際における諸回路の配置の自由度が増加するこ
とによって集積度が向上し、回路設計が容易になるとい
うことである。
ストリップ導体１５と第２ストリップ導体１６と第３の
ストリップ導体１７と第４のストリップ導体１８とが、
それぞれ同一の間隔を保ちながら連続的に屈曲している
点が上記第６実施例と異なっている。本実施例における
効果は、図８に示した第７実施例と同じく、集積回路に
適用する際における諸回路の配置の自由度が増加するこ
とによって集積度が向上し、回路設計が容易になるとい
うことである。
【００１７】第９実施例 図１０に示す本発明の第９実施例は、図９に示す第８実
施例における第１のストリップ導体１５と、第２のスト
リップ導体１６と、第３のストリップ導体１７および第
４のストリップ導体１８にそれぞれ対応する各ストリッ
プ導体１９、２０、２１、２２が、同一の間隔を保ちな
がら不連続的に屈曲している。本実施例では伝送路の形
状の自由度が低下するけれども、全伝送路を直線状構造
の集合によって構成できるので、現状技術による計算機
を用いた集積回路の設計に際して必要になる、幾何学的
図形の要素パタンの種類を減少することができる。さら
にこの際、上記各ストリップ導体の不連続的な屈曲部に
おける屈曲角度を、９０度または１３５度にすることに
よって、集積回路パタンの電子計算機に対する入力工数
を、一段と低減することが可能になるという効果が得ら
れる。
施例における第１のストリップ導体１５と、第２のスト
リップ導体１６と、第３のストリップ導体１７および第
４のストリップ導体１８にそれぞれ対応する各ストリッ
プ導体１９、２０、２１、２２が、同一の間隔を保ちな
がら不連続的に屈曲している。本実施例では伝送路の形
状の自由度が低下するけれども、全伝送路を直線状構造
の集合によって構成できるので、現状技術による計算機
を用いた集積回路の設計に際して必要になる、幾何学的
図形の要素パタンの種類を減少することができる。さら
にこの際、上記各ストリップ導体の不連続的な屈曲部に
おける屈曲角度を、９０度または１３５度にすることに
よって、集積回路パタンの電子計算機に対する入力工数
を、一段と低減することが可能になるという効果が得ら
れる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によるミリ波集積回路用伝送路
は、導体接地板上に一定厚さの層状誘電体層を形成し、
上記誘電体層の上面に、第１の有限幅ストリップ導体
と、該第１のストリップ導体に平行で互いに電気的接触
することがない一定間隔を置き第２の有限幅ストリップ
導体を形成し、上記第１および第２のストリップ導体間
の下に存在する誘電体部分を電磁波の導波路として高周
波給電し、上記誘電体部分の厚さの電気長（誘電体厚さ
の物理長を誘電率の平方根で除した値）が上記高周波給
電する波長の１／２未満であることにより、直線伝送損
失が少なく、屈曲部における放射損失が極めて小さいミ
リ波帯の伝送路が平面回路構造によって実現できるの
で、低損失であり、かつ量産性にとむミリ波集積回路用
伝送路を実現することができる。
は、導体接地板上に一定厚さの層状誘電体層を形成し、
上記誘電体層の上面に、第１の有限幅ストリップ導体
と、該第１のストリップ導体に平行で互いに電気的接触
することがない一定間隔を置き第２の有限幅ストリップ
導体を形成し、上記第１および第２のストリップ導体間
の下に存在する誘電体部分を電磁波の導波路として高周
波給電し、上記誘電体部分の厚さの電気長（誘電体厚さ
の物理長を誘電率の平方根で除した値）が上記高周波給
電する波長の１／２未満であることにより、直線伝送損
失が少なく、屈曲部における放射損失が極めて小さいミ
リ波帯の伝送路が平面回路構造によって実現できるの
で、低損失であり、かつ量産性にとむミリ波集積回路用
伝送路を実現することができる。
【図１】本発明によるミリ波集積回路用伝送路の第１実
施例を示す斜視図である。
施例を示す斜視図である。
【図２】上記第１実施例の断面を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の第５実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の第６実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第７実施例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第８実施例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第９実施例を示す斜視図である。
１ 誘電体層 ２ 第１ストリップ
導体 ３ 第２ストリップ導体 ４ 接地板 ５ 高周波波源 ９ 単結晶シリコン
層 １０ 窒化シリコン結晶 １１ 第３ストリッ
プ導体 １２ 第４ストリップ導体 １５ 第１連続屈曲ストリップ導体 １６ 第２連続屈曲ストリップ導体 １７ 第３連続屈曲ストリップ導体 １８ 第４連続屈曲ストリップ導体 １９ 第１不連続屈曲ストリップ導体 ２０ 第２不連続屈曲ストリップ導体 ２１ 第３不連続屈曲ストリップ導体 ２２ 第４不連続屈曲ストリップ導体
導体 ３ 第２ストリップ導体 ４ 接地板 ５ 高周波波源 ９ 単結晶シリコン
層 １０ 窒化シリコン結晶 １１ 第３ストリッ
プ導体 １２ 第４ストリップ導体 １５ 第１連続屈曲ストリップ導体 １６ 第２連続屈曲ストリップ導体 １７ 第３連続屈曲ストリップ導体 １８ 第４連続屈曲ストリップ導体 １９ 第１不連続屈曲ストリップ導体 ２０ 第２不連続屈曲ストリップ導体 ２１ 第３不連続屈曲ストリップ導体 ２２ 第４不連続屈曲ストリップ導体
Claims (13)
- 【請求項１】導体接地板上に一定厚さの層状誘電体層を
形成し、上記誘電体層の上面に、第１の有限幅ストリッ
プ導体と、該第１のストリップ導体に平行で互いに電気
的接触することがない一定間隔を置き第２の有限幅スト
リップ導体を形成し、上記第１および第２のストリップ
導体間の下に存在する誘電体部分を電磁波の導波路とし
て高周波給電し、上記誘電体部分の厚さの電気長（誘電
体厚さの物理長を誘電率の平方根で除した値）が上記高
周波給電する波長の１／２未満であるミリ波集積回路用
伝送路。 - 【請求項２】請求項１記載のミリ波集積回路用伝送路に
おいて、上記誘電体層は、上記第１、第２のストリップ
導体と接地板とに挟まれる部分の誘電率が、他の部分の
誘電率よりも高いことを特徴とするミリ波集積回路用伝
送路。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載のミリ波集積
回路において、上記第１、第２のストリップ導体の間に
あり、上記第１、第２のストリップ導体の接地板に垂直
なそれぞれの側面と誘電体層上面とで形成される凹部
を、該凹部直下の誘電体層と同じ誘電体層で、上記接地
板に対し平行に埋め込むことを特徴とするミリ波集積回
路用伝送路。 - 【請求項４】請求項３記載のミリ波集積回路用伝送路に
おいて、上記凹部に埋め込まれた誘電体層の上面が、上
記第１、第２のストリップ導体の上面と同一平面内にあ
ることを特徴とするミリ波集積回路用伝送路。 - 【請求項５】請求項１から請求項４のいずれかに記載の
ミリ波集積回路用伝送路において、上記第１および第２
のストリップ導体が多晶質シリコンで形成され、上記接
地板上の誘電体層は、上記第１および第２のストリップ
導体と接地板とに挟まれた部分が窒化シリコンで形成さ
れ、他の部分が単結晶シリコンで形成されていることを
特徴とするミリ波集積回路用伝送路。 - 【請求項６】請求項１から請求項５のいずれかに記載の
ミリ波集積回路用伝送路において、上記第１および第２
のストリップ導体間の間隔は、給電波長の電気長の１／
２以上であることを特徴とするミリ波集積回路用伝送
路。 - 【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載の
ミリ波集積回路用伝送路において、上記第１および第２
のストリップ導体の幅は、上記誘電体層の厚さの１／√
（ストリップ導体直下の誘電体の誘電率−１）倍より大
きいことを特徴とするミリ波集積回路用伝送路。 - 【請求項８】請求項１から請求項７のいずれかに記載の
ミリ波集積回路用伝送路において、上記第１および第２
のストリップ導体と並んで、上記ストリップ導体間の間
隔と同間隔で上記第１、第２ストリップ導体の幅以上の
幅を有する第３および第４のストリップ導体を、それぞ
れ上記ストリップ導体の外側の誘電体層上に形成するこ
とを特徴とするミリ波集積回路用伝送路。 - 【請求項９】請求項１から請求項７のいずれかに記載の
ミリ波集積回路用伝送路において、上記第１および第２
のストリップ導体は、同一の間隔を保ちながら屈曲部を
有することを特徴とするミリ波集積回路用伝送路。 - 【請求項１０】請求項８記載のミリ波集積回路用伝送路
において、上記第１、第２、第３、第４のストリップ導
体が、上記各ストリップ導体の間隔を同一間隔に保ちな
がら、それぞれ屈曲部を有することを特徴とするミリ波
集積回路用伝送路。 - 【請求項１１】請求項９または請求項１０記載のミリ波
集積回路用伝送路において、上記ストリップ導体の各屈
曲部が不連続であることを特徴とするミリ波集積回路用
伝送路。 - 【請求項１２】請求項１１記載のミリ波集積回路用伝送
路において、上記不連続屈曲部の屈曲角度が９０度また
は１３５度であることを特徴とするミリ波集積回路用伝
送路。 - 【請求項１３】請求項９または請求項１０記載のミリ波
集積回路用伝送路において、上記各ストリップ導体の屈
曲部が連続的屈曲部であることを特徴とするミリ波集積
回路用伝送路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038011A JPH07249907A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | ミリ波集積回路用伝送路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038011A JPH07249907A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | ミリ波集積回路用伝送路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249907A true JPH07249907A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12513642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038011A Pending JPH07249907A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | ミリ波集積回路用伝送路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249907A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100327535B1 (ko) * | 1998-09-01 | 2002-03-14 | 무라타 야스타카 | 고주파 저손실 전극 |
| US6800929B1 (en) | 1998-07-14 | 2004-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP6038011A patent/JPH07249907A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800929B1 (en) | 1998-07-14 | 2004-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device |
| KR100327535B1 (ko) * | 1998-09-01 | 2002-03-14 | 무라타 야스타카 | 고주파 저손실 전극 |
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