JPH09172303A - マイクロストリップ線路の結合構造 - Google Patents

マイクロストリップ線路の結合構造

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JPH09172303A
JPH09172303A JP7333359A JP33335995A JPH09172303A JP H09172303 A JPH09172303 A JP H09172303A JP 7333359 A JP7333359 A JP 7333359A JP 33335995 A JP33335995 A JP 33335995A JP H09172303 A JPH09172303 A JP H09172303A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のマイクロストリップ線路の結合構造で
は、低周波または高周波のいずれかにおいて伝送損失が
大きくなるという問題があった。 【解決手段】導体層からなるグランド層1と、グランド
層1の一方の面に第1の誘電体層2を介して形成された
第1のストリップ導体路3と、グランド層1の他方の面
に第2の誘電体層5を介して形成された第2のストリッ
プ導体路6とを具備し、グランド層1に第1の孔部10
を形成するとともに、孔部10を挟む対向位置にストリ
ップ導体路3、6とが平面的に重なるように配置すると
ともに、ストリップ導体3とストリップ導体6とを、誘
電体層2、孔部10内および誘電体層5を貫通する導体
線11により電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路基板に
おけるマイクロストリップ線路間の結合構造に関するも
のである。
【0002】
【従来技術】従来より、高周波回路基板において、信号
を伝送するための線路として、マイクロソトリップ線路
が知られている。また、マイクロストリップ線路間を接
続する技術は、回路基板の回路設計上、重要なものとな
っている。
【0003】従来からのマイクロストリップ線路間を接
続する方法について図5〜図8をもとに説明する。図
5,6において、導体層からなるグランド層(地導体層
または接地層ともいう。)21と、グランド層21の一
方の面に誘電体層22を介して形成された第1のストリ
ップ導体路23からなる第1のマイクロストリップ線路
24が形成されている。一方、グランド層21の反対の
面には、グランド層21の他方の面に形成された誘電体
層25を介して形成された第2のストリップ導体路26
からなる第2のマイクロストリップ線路27が形成され
ている。
【0004】そして、第1のマイクロストリップ線路2
4と、第2のマイクロストリップ線路27を接続する方
法として、図5によれば、グランド層21に孔部28が
形成されており、この孔部28を貫通する導体路29に
よって、第1のストリップ導体路23と、第2のストリ
ップ導体路26とが電気的に接続されている。
【0005】一方、他の接続方法として、図6によれ
ば、第1のストリップ導体路23および第2のストリッ
プ導体路26はいずれも開放された終端部30、31を
有するものであり、グランド層21に長孔(スロット)
32が形成されており、このスロット32を挟むように
第1のストリップ導体路23と第2のストリップ導体路
26が信号波長の1/2波長の長さで平面的に重なるよ
うに配置することにより、スロット32を介して電磁結
合により接続されている。この時、スロット32は、1
/2波長の長さをもち、導体路23、26に対して、平
面上、直角になるように形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
5の方法によれば、直流電流は損失無く透過するもの
の、図7の透過係数の周波数特性図から明らかなよう
に、信号の周波数が高くなるに従い損失が著しく増大す
るという問題があった。
【0007】また、図6のように電磁結合による方法で
は、図8から明らかなように、高周波領域では損失は小
さいが、低周波数の領域において損失が著しく大きくな
るという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記の問
題点に対して検討を重ねた結果、マイクロストリップ線
路間の接続を電磁結合させると同時に、導体線によって
ストリップ導体路間を接続することにより、接続間で低
周波から高周波領域まで損失のない良好な特性が得られ
ることを知見に本発明に至った。
【0009】即ち、本発明のマイクロストリップ線路の
結合構造は、導体層からなるグランド層と、該グランド
層の一方の面に第1の誘電体層を介して形成された第1
のストリップ導体路と、該グランド層の他方の面に第2
の誘電体層を介して形成された第2のストリップ導体路
とを具備し、該グランド層に第1の孔部を形成し、該第
1の孔部を挟むように前記第1のストリップ導体路と前
記第2のストリップ導体路が平面的に重なるように配置
するとともに、第1のストリップ導体と第2のストリッ
プ導体とを、第1の孔部内を通ずる導体線により電気的
に接続したことことを特徴とするものである。
【0010】また、本発明の他の結合構造は、導体層か
らなるグランド層と、該グランド層の一方の面に第1の
誘電体層を介して形成された第1のストリップ導体路
と、該グランド層の他方の面に第2の誘電体層を介して
形成された第2のストリップ導体路とを具備し、該グラ
ンド層に第1の孔部と、第2の孔部を形成し、該第1の
孔部を挟む対向位置に前記第1のストリップ導体路と前
記第2のストリップ導体路とが平面的に重なるように配
置するとともに、第1のストリップ導体の端部と第2の
ストリップ導体とを、第2の孔部内を通ずる導体線によ
り電気的に接続したことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明の結合構造によれば、低周波の信号は信
号導体路間に接続された導体線を経由して直流電流のよ
うに透過することができる。高周波の信号は、マイクロ
ストリップ線路とグランド層のスロット間での電磁結合
により、高周波数の信号を伝送することができる。この
時、本発明の構造によれば、信号導体路の先端から引き
出した導体線はこの高周波数の信号の透過に悪影響を与
えないように置かれるとき、低周波と高周波の両領域に
おいて信号を透過することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の結合構造を図1乃至図4
をもとに説明する。
【0013】図1は、本発明の結合構造の概略配置図で
ある。図1によれば、導体層からなるグランド層1が全
面に形成され、グランド層1の一方の面には第1の誘電
体層2を介して第1のストリップ導体路3が形成され、
これらにより第1のマイクロストリップ線路4が形成さ
れている。このマイクロストリップ線路においては、グ
ランド層1とストリップ導体路3との電磁結合により、
信号が伝送される。
【0014】一方、グランド層1の他方の面には、第2
の誘電体層5を介して第2のストリップ導体路6が形成
され、これらにより第2のマイクロストリップ線路7が
形成されている。
【0015】そして、第1のマイクロストリップ線路4
と第2のマイクロストリップ線路7との結合構造とし
て、図1によれば、第1のストリップ導体路3および第
2のストリップ導体路6は、いずれも開放端8、9を有
しており、これらは、平面的にみて重なるように配置さ
れている。この重なりは、望ましくは伝送信号の1/2
波長の長さで重なるように配置される。
【0016】また、グランド層1には、一端が長い長孔
(スロット)からなる第1の孔部10が形成されてい
る。この第1の孔部10は、第1のストリップ導体路3
および第2のストリップ導体路6の重なる部分における
中間位置に形成されている。従って、第1のストリップ
導体路3および第2のストリップ導体路6が伝送信号の
1/2波長の長さで重なるように配置される場合、孔部
10から第1のストリップ導体路3および第2のストリ
ップ導体路6の開放端8、9までの長さは信号波長の1
/4波長の長さになる。また、この長孔の幅は、ストリ
ップ導体路3、6とほぼ同一の幅からなり、その長さは
信号波長の1/2波長の長さに設定されることが望まし
い。
【0017】そして、第1のストリップ導体路3および
第2のストリップ導体路6は、第1の誘電体層2と、孔
部10内と、第2の誘電体層5とを貫通する導体線11
により接続されている。この導体線11は、グランド層
1とは電気的には接続されていない。
【0018】かかる図1の構造によれば、例えば、スト
リップ導体路3から入力された信号が低周波の場合は、
ストリップ導体路3、6間に接続された導体線11を経
由して直流電流のように透過し、ストリップ導体路6に
伝送される。また、高周波の信号の場合は、孔部10を
挟むストリップ導体路3、6間の電磁結合により、スト
リップ導体路6に信号が伝送されることになる。
【0019】次に、図2は、本発明の他の結合構造の概
略図である。図2によれば、グランド層1には、図1で
説明したように第1の孔部10と、第2の孔部12が形
成されている。そして、ストリップ導体路路3の端部7
と、ストリップ導体路路6とが、第1の誘電体層2と、
孔部12内と、第2の誘電体層5とを貫通する導体線1
1により接続されている。なお、孔部12の形状は、導
体線11がグランド層1と電気的には接続されないレベ
ルであればいかなる形状でもよい。
【0020】図2の構造によれば、例えば、ストリップ
導体路3から入力された信号が低周波の場合は、ストリ
ップ導体路3、6間に接続された導体線11を経由して
ストリップ導体路6に伝送される。また、高周波の信号
の場合は、孔部10を挟むストリップ導体路3、6間の
電磁結合により、ストリップ導体路6に信号が伝送され
ることになる。
【0021】上述した図1および図2の結合構造におい
て、第1の孔部10の形状は上記の形状に限定するもの
ではなく、特に長辺の長さや幅は、電磁結合による線路
の接続特性を阻害しない範囲であれば、他の形状であっ
ても何ら問題はない。
【0022】上記の結合構造において、誘電体層として
は、とりわけ限定するものではないが、例えば、アルミ
ナ系、窒化アルミニウム系、ガラスセラミックス系焼結
体など周知の材料により形成される。
【0023】また、ストリップ導体路、グランド層は、
いずれも公知の多層化技術により形成されるもので、例
えば、誘電体層に対するメタライズにより形成するか、
または誘電体層成形体にメタライズペーストを塗布した
後、同時焼成することによっても形成できる。なお、導
体層はW,Mo,Ag、Cu、Au等の導体により形成
できるが、高周波領域までの信号の伝送特性の点からは
良電気伝導性に優れたCu、Ag、Auなどが好適に使
用される。
【0024】また、導体線11は、上記導体層と同様な
メタライズ法によりスルーホールを形成してメタライズ
を充填することにより形成できる他、金属線を埋設して
形成することも可能である。
【0025】次に、上記の結合構造の伝送特性について
調べた。誘電体層として誘電率3.67のガラスセラミ
ックス基板を用いて、Cuメタライズ法により図1およ
び図2に示すような回路を形成した。なお、ストリップ
導体路の線幅は1.85mm、第1の孔部(スロット)
の長辺は7.83mm、短辺は1.55mmとし、スト
リップ導体路3、6の重なる長さを7.92mmとし、
スロットは、重なる部分の中間位置に形成した。なお、
導体線径は0.6mmとした。
【0026】各基板に対して、ストリップ導体路3から
信号を入力し、ストリップ導体路6から出力される信号
の強さを測定し、入力信号強度に対する出力信号強度の
比率(透過係数)と、28GHzまでの信号の周波数と
の関係を調べた。その結果を図3および図4に示した。
なお、従来例である図7および図8の回路を形成し、同
様に伝送特性を評価した。
【0027】図7乃至図8の結果によれば、従来例で
は、低周波または高周波のいずれかで損失が大きくなっ
ているのに対して、本発明に基づく図3および図4で
は、低周波から高周波まで伝送損失の小さいものであっ
た。とりわけ、図4については、その伝送損失が小さく
良好な伝送特性を示した。
【0028】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のマイクロス
トリップ線路の結合構造によれば、低周波から高周波ま
で伝送損失の小さい結合が可能となる。これにより、回
路の信頼性と回路設計の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロストリップ線路の結合構造の
一実施例を示す概略配置図であり、(a)は平面図、
(b)は断面図である。
【図2】本発明のマイクロストリップ線路の結合構造の
他の実施例を示す概略配置図であり、(a)は平面図、
(b)は断面図である。
【図3】図1のマイクロストリップ線路の結合構造にお
ける透過係数と伝送周波数との関係を示す図である。
【図4】図2のマイクロストリップ線路の結合構造にお
ける透過係数と伝送周波数との関係を示す図である。
【図5】従来のマイクロストリップ線路の結合構造の概
略配置図であり、(a)は平面図、(b)は断面図であ
る。
【図6】従来のマイクロストリップ線路の他の結合構造
の概略配置図であり、(a)は平面図、(b)は断面図
である。
【図7】図5のマイクロストリップ線路の結合構造にお
ける透過係数と伝送周波数との関係を示す図である。
【図8】図6のマイクロストリップ線路の結合構造にお
ける透過係数と伝送周波数との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 グランド層 2 第1の誘電体層 3 第1のストリップ導体路 4 第1のマイクロストリップ線路 5 第2の誘電体層 6 第2のストリップ導体路 7 第2のマイクロストリップ線路 8,9 開放端 10 第1の孔部 11 導体線 12 第2の孔部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体層からなるグランド層と、該グランド
    層の一方の面に第1の誘電体層を介して形成された第1
    のストリップ導体路と、該グランド層の他方の面に第2
    の誘電体層を介して形成された第2のストリップ導体路
    とを具備し、該グランド層に第1の孔部を形成し、該第
    1の孔部を挟むように前記第1のストリップ導体路と前
    記第2のストリップ導体路とが平面的に重なるように配
    置するとともに、第1のストリップ導体と第2のストリ
    ップ導体とを、前記第1の誘電体層、第1の孔部内およ
    び第2の誘電体層を貫通する導体線により電気的に接続
    したことことを特徴とするマイクロストリップ線路の結
    合構造。
  2. 【請求項2】導体層からなるグランド層と、該グランド
    層の一方の面に第1の誘電体層を介して形成された第1
    のストリップ導体路と、該グランド層の他方の面に第2
    の誘電体層を介して形成された第2のストリップ導体路
    とを具備し、該グランド層に第1の孔部と、第2の孔部
    を形成し、該第1の孔部を挟む対向位置に前記第1のス
    トリップ導体路と前記第2のストリップ導体路とが平面
    的に重なるように配置するとともに、第1のストリップ
    導体の端部と第2のストリップ導体とを、前記第1の誘
    電体層、第1の孔部内および第2の誘電体層を貫通する
    導体線により電気的に接続したことを特徴とするマイク
    ロストリップ線路の結合構造。
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