JPH0774518A - マイクロ波回路モジュールとマイクロストリップ線路との接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インピーダンスの不整合が小さく、また、複
雑な機械加工を必要としないマイクロ波回路モジュール
とストリップ線路との接続構造を提供すること。 【構成】 マイクロ波回路を内部に収納するマイクロ波
回路モジュール１２とこのマイクロ波回路モジュール１
２が配置される金属構体１１との間に間隙Ｇを形成し、
また、マイクロ波回路モジュール１２に形成された入出
力端子１５をマイクロストリップ線路に接続する。そし
て、入出力端子１５から間隙Ｇの先端までの長さａを、
使用周波数の波長の約１／２の整数倍にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波回路を内部
に収納するマイクロ波回路モジュールとマイクロストリ
ップ線路との接続装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波帯で使用される上位機能のコ
ンポーネントやサブシステム、例えば送受信機や周波数
変換器は、通常、基本的な機能を持つマイクロ波回路モ
ジュール、例えば増幅器やミキサ、フィルタをいくつか
組み合わせて構成される。

【０００３】したがって、増幅器やミキサ、フィルタな
ど基本的な機能を持つマイクロ波回路が、先ず、マイク
ロ波集積回路で形成される。そして、これらマイクロ波
回路を、モジュールケースに収納しマイクロ波回路モジ
ュールを構成する。マイクロ波回路モジュールに構成し
た段階でそれぞれの性能を確認し、その後、いくつかの
マイクロ波回路モジュールを互いに接続し、上位機能の
コンポーネントやサブシステム、例えば送受信機や周波
数変換器に組み立てている。

【０００４】ところで、いくつかのマイクロ波回路モジ
ュールを互いに接続する場合、マイクロストリップ線路
が使用される。例えば、１つのマイクロ波回路モジュー
ルをマイクロストリップ線路に接続し、次に、このマイ
クロストリップ線路に他のマイクロ波回路モジュールを
接続する方法である。

【０００５】ここで、マイクロ波回路モジュールとマイ
クロストリップ線路とを接続する従来の装置について、
図４を参照して説明する。

【０００６】４１は金属構体で、１つの金属容器（図示
せず）の一部を構成している。金属構体４１上には、例
えば複数箇所に凹部４２が形成され、この凹部４２に合
わせてマイクロ波回路モジュール４３が配置される。マ
イクロ波回路モジュール４３は、マイクロ波回路（図示
せず）が内部に収納され、そして、そのモジュールケー
ス４４を貫通して入出力端子４５が設けられている。入
出力端子４５は内部のマイクロ波回路と電気的に接続さ
れ、マイクロ波回路に信号を入力し、あるいは出力して
いる。なお、入出力端子４５はモジュールケース４４と
電気的に接触しないように絶縁される。

【０００７】また、金属構体４１上に誘電体基板４６が
配置され、誘電体基板４６の表面には金属線路４７が、
そして裏面には接地導体４８が形成されマイクロストリ
ップ線路が構成されている。

【０００８】また、マイクロ波回路モジュール４３の入
出力端子４５とマイクロストリップ線路の金属線路４７
は、半田付けもしくはウエルディングで接続され、マイ
クロ波回路モジュール４３とマイクロストリップ線路が
接続される。なお、マイクロストリップ線路の接地導体
４８は、金属構体４１を通してモジュールケース４４と
点Ａで接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
回路モジュール４３を金属構体４１の凹部４２に配置す
る場合、マイクロ波回路モジュール４３の形に合わせて
凹部４２を形成し、その凹部４２内にマイクロ波回路モ
ジュール４３を嵌め込むこむように配置する。

【００１０】このとき、マイクロ波回路モジュール４３
と凹部４２壁面４２ａの間に隙間がないようにするに
は、高い加工精度や組立技術が要求される。したがっ
て、このような要求を満たす装置を実現すると、装置全
体が高価なものになってしまう。このため、金属構体４
１の凹部４２は、通常、マイクロ波回路モジュール４３
より少し大きめに形成し、そこにマイクロ波回路モジュ
ール４３を配置している。したがって、マイクロ波回路
モジュール４３を凹部４２内に配置した場合、マイクロ
波回路モジュール４３と凹部４２壁面４２ａとの間に小
さな間隙Ｗが残ってしまう。

【００１１】このような間隙Ｗは、周波数が低い場合は
問題は少ないものの、周波数が高くなると問題が出てく
る。

【００１２】間隙Ｗ部分では、入出力端子４５と接地面
までの距離Ｌが、例えばマイクロストリップ線路の金属
線路４７と接地導体４８との距離、即ち誘電体基板４６
の厚さＴより大きくなる。このため、この間隙Ｗ部分に
おける入出力端子４５を等価的に伝送線路とみなしたと
き、その特性インピーダンスは、マイクロストリップ線
路の特性インピーダンス、あるいはマイクロ波回路モジ
ュール内部のマイクロ波回路のインピーダンスより高く
なり、不整合を起こす。このような不整合は、通過損失
の増大や不要な共振現象を引き起こす。

【００１３】したがって、マイクロ波回路モジュール４
３が単体の場合に、例え特性を満足していても、金属構
体４１に組み込んだ際に上記した不整合が原因して、通
過損失が増大したり不要な共振を起こし、全体として目
標とする性能が得られないことがある。

【００１４】上記したインピーダンスの不整合を解決す
るために、例えば図５に示すように金属構体４１に形成
する凹部４２の底面を階段状４２ｂに形成する方法があ
る。この場合、マイクロ波回路モジュール４３の底も、
凹部４２底面の階段状４２ｂに合わせて階段状に形成さ
れる。なお、図５では、図４と同一部分には同一符号を
付し、重複する説明は省略する。

【００１５】この方法によれば、マイクロ波回路モジュ
ール４３とマイクロストリップ線路との接続部分で、入
出力端子４５と接地面までの距離が小さくなり、また、
特性インピーダンスの変化も緩やかになるため回路特性
が改善される。

【００１６】しかしこの方法は、マイクロ波回路モジュ
ール４３のモジュールケース４４や金属構体４１の加工
が複雑になり、また、高い加工精度も必要であるため、
コストアップになり実用的でない。また、この方法の場
合、入出力端子４５と凹部４２底面が接近した構造にな
る。しかし、入出力端子４２と接地面は絶縁しなければ
ならず、入出力端子４５と接地面を近付けるにも限界が
あり、ある程度まで高い周波数帯域にしか用いることが
できない。

【００１７】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、インピーダンスの不整合が小さく、また、複雑な機
械加工を必要としないマイクロ波回路モジュールとスト
リップ線路との接続装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波回
路を内部に収納し、金属構体上に配置されるマイクロ波
回路モジュールと、このマイクロ波回路モジュール内部
の前記マイクロ波回路と電気的に接続され、先端が前記
マイクロ波回路モジュールを構成するモジュールケース
から外に伸びる入出力端子と、前記金属構体上に設けら
れる誘電体基板と、この誘電体基板の表面および裏面に
それぞれ形成される金属線路および接地導体からなり、
前記金属線路が前記入出力端子に接続されるマイクロス
トリップ線路とを具備したマイクロ波回路モジュールと
マイクロストリップ線路との接続装置において、前記モ
ジュールケースの外面とこれに向き合う前記金属構体と
の間に間隙を形成し、前記入出力端子から前記間隙の先
端までの長さが、使用周波数の波長の約１／２の整数倍
にしている。

【００１９】

【作用】上記の構成によれば、マイクロ波回路を内部に
収納するマイクロ波回路モジュールとこのマイクロ波回
路モジュールが配置される金属構体との間に間隙を形成
し、また、マイクロ波回路モジュールに形成された入出
力端子をマイクロストリップ線路に接続している。そし
て、前記入出力端子から前記間隙の先端までの長さが、
使用周波数の波長の約１／２の整数倍にしている。した
がって、接続部の接地面が等価的にマイクロストリップ
線路の接地面と同一面となり、マイクロ波回路モジュー
ルとマイクロストリップ線路の接続部分のインピーダン
スの不整合を小さくできる。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例について、その主要部を断
面で示した図１を参照して説明する。１１は金属構体
で、例えば１つの容器（図示せず）の一部を構成してい
る。また、金属構体１１の例えば複数箇所に、マイクロ
波回路モジュール１２の底面の形に合わせて凹部１３が
形成される。そして、その凹部１３にマイクロ波回路モ
ジュール１２が配置される。また、凹部１３を形成する
際、マイクロ波回路モジュール１２底面と接する凹部１
３表面の一部に、深さが深くなった部分１３ａを形成す
る。したがって、マイクロ波回路モジュール１２を凹部
１３に配置した場合、マイクロ波回路モジュール１２の
外面と金属構体１１表面の間に、深さが深く形成された
部分１３ａなどによって間隙Ｇが形成される。

【００２１】なお、マイクロ波回路モジュール１２の内
部にはマイクロ波回路（図示せず）が収納される。ま
た、マイクロ波回路モジュール１２にはモジュールケー
ス１４を貫通して外に伸びる入出力端子１５が設けられ
る。入出力端子１５は、マイクロ波回路モジュール１２
内部のマイクロ波回路と電気的に接続され、マイクロ波
回路に信号を入力し、あるいは出力している。なお、入
出力端子１５はモジュールケース１４と電気的に接触し
ないように絶縁される。

【００２２】また、マイクロ波回路モジュール１２の外
面と金属構体１１表面の間に形成される間隙Ｇの長さａ
は、入出力端子１５部分から使用周波数の波長λの約１
／２の整数倍に設定される。

【００２３】また、金属構体１１上に誘電体基板１６が
配置され、誘電体基板１６の表面には金属線路１７が、
そして裏面には接地導体１８がそれぞれ形成され、マイ
クロストリップ線路が構成される。そして、マイクロ波
回路モジュール１２の入出力端子１５とマイクロストリ
ップ線路の金属線路１７は、半田付けもしくはウエルデ
ィングで接続され、マイクロ波回路モジュール１２とマ
イクロストリップ線路が接続される。なお、マイクロス
トリップ線路の接地導体１８は、金属構体１１を介して
モジュールケース１４と点Ａで接続される。

【００２４】上記した構成によれば、マイクロ波回路モ
ジュール１２の外面と金属構体１１の間に間隙Ｇがある
ため、入出力端子１５部分を伝送するマイクロ波は間隙
Ｇの中を伝搬する。このとき、間隙Ｇの長さａが使用周
波数の波長λの約１／２の整数倍であるため、間隙Ｇは
等価的に先端が短絡された１／２波長の整数倍の長さを
持つ線路とみなせる。したがって、基準面（マイクロス
トリップ線路の接地導体面１８）において短絡状態とな
り、使用周波数において等価的に間隙Ｇは短絡される。

【００２５】このとき、マイクロ波回路モジュール１２
とマイクロストリップ線路の接続部の特性インピーダン
スは、その接続部分を挟む両側のインピーダンスと一致
する。したがって、マイクロ波回路モジュール１２とマ
イクロストリップ線路間を伝搬するマイクロ波は反射す
ることなく伝達され、伝送特性は劣化しない。

【００２６】上記した構成の場合、金属構体１１に凹部
を形成する加工には、高い精度を必要としないため、簡
単な機械加工で形成できる。

【００２７】次に、本発明の他の実施例について図２を
参照して説明する。なお、図２では図１と対応する部分
には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【００２８】図２の実施例は、マイクロ波回路モジュー
ル１２を構成するモジュールケースの底に段差１２ａを
形成している。そして、マイクロ波回路モジュール１２
を金属構体１１の凹部１３に配置した場合に、モジュー
ルケース１４の底部分に形成された段差１２ａなどによ
って、マイクロ波回路モジュール１２の外面と金属構体
１１との間に、入出力端子１５部分から延びる間隙Ｇが
形成される。

【００２９】また、本発明のもう１つの他の実施例につ
いて図３を参照して説明する。なお、図３でも図１に対
応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略
する。図３の実施例では、マイクロ波回路モジュール１
２と金属構体１１との間に形成された間隙Ｇの先端部分
に、金属製ブロック３１を配置し、使用周波数の波長λ
に応じて間隙Ｇの長さａを調整し、インピーダンス整合
を取る構造である。なお、金属製ブロック３１の数は１
つでも複数でもよく、間隙Ｇの長さや金属製ブロック３
１の大きさなどで決定される。

【００３０】なお、上記した各実施例において、マイク
ロ波回路モジュールとマイクロストリップ線路とを接続
するために、マイクロ波回路モジュールに形成される入
出力端子は、同軸フィードスルー（同軸ピン）や偏平な
タブ、あるいはマイクロストリップ導体などで構成でき
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波回路モジュ
ールとマイクロストリップ線路との接続部のインピーダ
ンス整合が向上し、したがって、伝送特性の劣化が少な
いマイクロ波回路モジュールとマイクロストリップ線路
との接続装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【図５】従来の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１…金属構体 １２…マイクロ波回路モジュール １２ａ…段差 １３…凹部 １３ａ…深くなった部分 １４…モジュールケース １５…入出力端子 １６…誘電体基板 １７…金属線路 １８…接地導体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波回路を内部に収納し、金属構
   体上に配置されるマイクロ波回路モジュールと、このマ
   イクロ波回路モジュール内部の前記マイクロ波回路と電
   気的に接続され、先端が前記マイクロ波回路モジュール
   を構成するモジュールケースから外に伸びる入出力端子
   と、前記金属構体上に設けられる誘電体基板と、この誘
   電体基板の表面および裏面にそれぞれ形成される金属線
   路および接地導体からなり、前記金属線路が前記入出力
   端子に接続されるマイクロストリップ線路とを具備した
   マイクロ波回路モジュールとマイクロストリップ線路と
   の接続装置において、前記モジュールケースの外面とこ
   れに向き合う前記金属構体との間に間隙を形成し、前記
   入出力端子から前記間隙の先端までの長さが、使用周波
   数の波長の約１／２の整数倍にしたことを特徴とするマ
   イクロ波回路モジュールとマイクロストリップ線路との
   接続装置。