JPH10270959A - マイクロ波回路 - Google Patents

マイクロ波回路

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JPH10270959A
JPH10270959A JP8868397A JP8868397A JPH10270959A JP H10270959 A JPH10270959 A JP H10270959A JP 8868397 A JP8868397 A JP 8868397A JP 8868397 A JP8868397 A JP 8868397A JP H10270959 A JPH10270959 A JP H10270959A
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JP
Japan
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microwave
dielectric substrate
ground
hemt
strip lines
Prior art date
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Pending
Application number
JP8868397A
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English (en)
Inventor
Yasutomo Konishi
康友 小西
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Nippon Antenna Co Ltd
Original Assignee
Nippon Antenna Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】スルーホールのインダクタンスに基づく異常発
振を防止する。 【解決手段】HEMT10のソースリード11−1,1
1−2はそれぞれストリップライン3,4に接続され
る。ストリップライン3,4は誘電体基板1の下面に形
成されたグラウンド2にスルーホール8,9により接続
されている。ストリップライン3,4間を短絡ライン7
により短絡して接続することにより、スルーホール8,
9のインダクタンスに基づく、ソースリード11−1,
11−2間の電位差を除去することができる。したがっ
て、異常発振を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はBS(broadcasting
satellite)放送用コンバータ、CS(communications
satellite)放送用コンバータ、LNB(low noise bl
ock converter)等のマイクロ波機器に用いられるマイ
クロ波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波帯において低雑音の増幅器を
構成するための半導体デバイスとして、GasFET
(ガリウム・ヒ素電界効果トランジスタ)やHEMT
(High Electron Mobility Transistor;高電子移動
度トランジスタ)のようなマイクロ波能動素子が、一般
に用いられている。HEMTとは、化合物半導体のヘテ
ロ接合面に蓄積する高移動度の電子をキャリアとした半
導体デバイスであり、高周波増幅、高速演算に適してい
るトランジスタである。これらのマイクロ波能動素子
は、一般にマイクロストリップラインとされた回路パタ
ーンが形成されている誘電体基板の面上に表面実装され
ると共に、この誘電体基板は金属ケース内に収納されて
シールドされている。
【0003】一例として、マイクロ波回路が内蔵された
BS(CS)放送用コンバータ200の構成を図2に示
す。ただし、コンバータ200において、導電性の本体
ケース201から導電性の蓋部211が取りはずされて
いる状態が示されている。図2に示すように、本体ケー
ス201内には回路パターンの形成されたテフロン製等
の誘電体基板100が収納されており、この誘電体基板
100上にHEMT102,102が実装されている。
なお、202は中間周波数に周波数変換されたBS−I
F信号、あるいはCS−IF信号が出力される端子であ
る。
【0004】また、本体ケース201に嵌合されてシー
ルドケースを構成する蓋部211の内側には、図示する
ように複数のシールドルーム212,213,214を
形成する凹部がそれぞれ形成されている。このシールド
ルームは入出力の空間的な結合をアイソレーションする
ために形成されており、HEMT102,102の入出
力は、シールドルームを形成する壁部によりアイソレー
ションされている。ただし、このアイソレーションは本
体ケース201に蓋部211を嵌合した状態において行
われるものである。
【0005】このようなHEMT等のマイクロ波能動素
子は、接地用電極として一般にソース電極が使用され、
信号入力電極としてゲート電極が使用され、信号出力電
極としてドレイン電極が使用されている。すると、この
マイクロ波能動素子を動作させた際に入出力間の空間的
結合が生じていると、ゲート電極に供給される入力信号
と、ドレイン電極から出力される出力信号との相対位相
の関係から、異常発振や不安定な増幅動作となることが
あった。このような異常動作を防止するために、入力側
と出力側とを高周波的に分離する金属製のセパレータを
用いることが従来行われている。この一例が特開平5−
121975号公報に示されている。この防止手段を図
3ないし図5に示し、これらの図を参照しながら従来例
を説明する。
【0006】図3において、誘電体基板100上にはマ
イクロストリップラインとされた回路パターンが形成さ
れており、この回路パターン上にHEMT102が実装
されている。そして、このHEMT102をまたぐよう
に切欠きの設けられた金属製のセパレータ101が、H
EMT102の接地されるソース電極に沿って配置され
ている。また、図4に示す他の従来例においては、HE
MT102をまたぐように設けられたセパレータ101
がHEMT102のソース電極にハンダ付けされてい
る。ところで、上記した図3に示す手段において、発振
防止の効果を高めるにはHEMT102のソース電極1
03に直接セパレータ101を接触させる必要がある
が、HEMT102実装時の寸法較差から接触させるこ
とは困難であり、発振防止の効果が低い欠点があった。
また、セパレータ101により確実な接地を得るには、
セパレータ101を基板100に対して押圧する必要が
あるが、押圧した時の応力によりHEMT102が破壊
される恐れがあった。また、図4に示す手段において
は、大きな体積のセパレータ101のハンダ付けが困難
であると共に、HEMT102を容易に交換することが
できない欠点があった。
【0007】そこで、これらの欠点を解消した、さらに
他の従来例を図5に示す。この従来例においては、同図
(a)に示す上面図のように、誘電体基板100上に形
成された回路パターン105にHEMT102のゲート
電極106、およびドレイン電極107が接続されてお
り、接地されるソース電極103には、セパレータ10
1に挟み込まれる金具108の下部が接触している。こ
の金具108は、同図(c)に示すようにセパレータ1
01が挟み込まれる挟み片109が上部に形成され、ソ
ース電極103に接触されると共に弾性を有する脚片1
10が下部に形成されて構成されている。すなわち、金
具108がセパレータ101に挟み込まれて、その脚片
110がソース電極に同図(b)に示すよう接触した場
合、脚片110が弾性を有しているため、HEMT10
2を破壊することなく確実に接地効果を得ることができ
る。このため、異常発振や不安定な動作を防止すること
ができる。また、脚片110はHEMT102の電極に
接触しているだけなので、HEMT102を容易に交換
することができるようになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来行
われていたマイクロ波増幅器の発振防止手段において
は、入出力の空間的な結合を断ち切るために、セパレー
タや金具という特別な機構部品を使用しているため、コ
ストが上昇するという問題点があった。さらに、前記図
5に示す発振防止手段においては、金具の弾性を利用し
ているため、耐久性に乏しいという問題点もあった。ま
た、従来のマイクロ波回路では、図6を参照して説明す
る以下の問題点があった。
【0009】図6に示すように、誘電体基板100上に
はストリップラインが形成されており、マイクロ波能動
素子としてHEMT102の各電極がストリップライン
121,122,123・・に接続されている。ただ
し、ストリップラインの形状を明確にするために、図6
においてはHEMT102を誘電体基板100から浮か
して示している。また、ストリップライン121,12
2にはスルーホール124,125が形成されて、スト
リップライン121,122は誘電体基板100の下面
の全面に形成されたグラウンド120に接続されてい
る。HEMT102からは、2本のソースリード126
−1,126−2とゲートリード127、および図示を
省略したドレインリードが引き出されている。
【0010】そして、ゲートリード127はストリップ
ライン123に接続されると共に、接地用とされた2本
のソースリード126−1,126−2はストリップラ
イン121,122にそれぞれ接続されている。この場
合、誘電体基板100の厚さをL1とし、HEMT10
2から引き出される各リードの高さ方向の長さをL2と
すると、L1>L2なる関係となる。上記したように2
本のソースリード126−1,126−2は、スルーホ
ール124,125によりグラウンドレベルとされてい
るストリップライン121,122に接続されて接地さ
れるが、ソースリード126−1,126−2の長さL
2とスルーホール121,122の長さL1に基づくイ
ンダクタンスにより、HEMT102の2本のソースリ
ード間には電位差が生じるようになる。
【0011】本来、2本のソース電極は同電位とされる
ものであるが、上記のようにソースリード126−1,
126−2とスルーホール124,125のインダクタ
ンスによりソース電極間に電位差が生じると、この電位
差が原因となって異常発振が生じるという問題点があっ
た。そこで、本発明はソース電極間に電位差を生じさせ
ないようにして、異常発振を防止するようにしたマイク
ロ波回路を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマイクロ波回路は、下面の全面にグラウン
ドが形成されている誘電体基板の上面に形成されたスト
リップラインに接続されるマイクロ波能動素子を備える
マイクロ波回路において、前記誘電体基板の上面に形成
されていると共に、前記マイクロ波能動素子から引き出
された複数本の接地用リードがそれぞれ接続される、前
記グラウンドに接続された複数のストリップラインと、
前記誘電体基板の上面に形成された、前記複数のストリ
ップライン間を短絡する短絡ラインとを備えるようにし
ている。
【0013】また、前記マイクロ波回路において、前記
複数のストリップラインの各々に、前記グラウンド間と
接続するためのスルーホールが形成されているようにし
ている。
【0014】このような本発明によれば、接地用リード
が接続される複数のストリップライン間を短絡ラインで
接続するようにしたので、接地電極間に電位差が生じる
ことを極力抑止することができ、このため、異常発振を
防止することができるという作用を奏することができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明のマイクロ波回路の実施の
形態の一構成例を図1に示す。図1において、テフロン
製等の誘電体基板1の下面には全面にグラウンド2とし
て作用する金属薄膜が形成されている。また、誘電体基
板1の上面にはマイクロストリップライン3,4,5,
6・・・が形成されている。このうち、マイクロストリ
ップライン3,4にはスルーホール8,9が形成され
て、グラウンド2と接続されている。この誘電体基板1
上にはHEMT10が実装されるが、HEMT10の両
側からは、グラウンドレベルとされる接地用の2本のソ
ースリード11−1,11−2が引き出されている。さ
らに、ソースリード11−1,11−2に直交するよう
に、入力用のゲートリード12、および、図示を省略し
た出力用のドレインリードがそれぞれ引き出されてい
る。
【0016】そして、ソースリード11−1はマイクロ
ストリップライン3に、ソースリード11−2はマイク
ロストリップライン4に、ゲートリード12はマイクロ
ストリップライン5に、ドレインリードはマイクロスト
リップライン6にそれぞれ接続される。そして、本発明
においてはマイクロストリップライン3とマイクロスト
リップライン4とを接続する短絡ライン7が誘電体基板
1上に形成されている。これにより、マイクロストリッ
プライン3とマイクロストリップライン4とが同電位と
されることから、これらのマイクロストリップライン
3,4に接続されるソースリード11−1,11−2が
同電位となる。したがって、HEMT10のソース電極
間は同電位とされて電位差が生じないため、異常発振等
の異常動作が生起されることを防止することができるよ
うになる。
【0017】なお、ソースリード11−1,11−2の
内の高さ方向の長さL2に基づくインダクタンスによ
り、ソース電極間には電位差が生じる可能性があるが、
長さL2は微少長さとされているため、ソースリード1
1−1,11−2における長さL2に基づいて生じる電
位差は、他に悪影響を与えない程度の大きさにすぎない
ものである。したがって、ソースリード11−1,11
−2の内の高さ方向の長さL2に基づくインダクタンス
により、マイクロ波回路が異常発振を起こすことはな
い。なお、誘電体基板1の厚さL2は0.6mmないし
0.8mmとされ、HEMT10のソースリード11−
1,11−2の内の高さ方向の長さL2は0.2mmな
いし0.3mmとされている。
【0018】ところで、上記したマイクロ波回路は、B
S(broadcasting satellite)放送用コンバータ、CS
(communications satellite)放送用コンバータ、LN
B(low noise block converter)等のマイクロ波機器
に用いることができる。以下、図2に示す金属製の本体
ケース201と金属製の蓋部211とにより形成される
シールド空間内に、本発明のマイクロ波回路が収納され
るものとして説明する。この図に示すコンバータ200
は、BS放送受信用のコンバータあるいはCS放送受信
用のコンバータとして用いられるものであり、導電性の
本体ケース201から導電性の蓋部211が取りはずさ
れた状態が示されている。この図に示すように、本体ケ
ース201内にはマイクロ波回路が組まれたテフロン製
の誘電体基板100が収納されており、この誘電体基板
100上にHEMT102,102が実装されている。
なお、周波数変換されたBS−IF信号、あるいはCS
−IF信号は端子202から出力される。
【0019】また、本体ケース201に嵌合されてシー
ルドケースを構成する蓋部211の内側には、図示する
ように複数のシールドルーム212,213,214を
形成する凹部がそれぞれ形成されている。このシールド
ルームは入出力の空間的な結合をアイソレーションする
ために形成されており、この図においては明確ではない
が、HEMT102,102の入出力は、シールドルー
ムを形成する壁部によりアイソレーションされている。
ただし、このアイソレーションは本体ケース201に蓋
部211を嵌合した状態において行われるものである。
【0020】なお、上記の説明においては、誘電体基板
としてテフロン基板を用いるものとして説明したが、テ
フロン基板に限らず高周波特性の良好な基板であればど
のような基板を用いても良い。また、上記の説明におい
てはHEMTをマイクロ波デバイスとして用いるとして
説明したが、これに限らず、GasFET等のマイクロ
波能動素子を用いてもよいことは当然のことである。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上のように、接地用リードが
接続される複数のマイクロストリップライン間を短絡ラ
インで接続するようにしたので、接地電極間に電位差が
生じることを極力抑止することができ、このため、異常
発振を防止することができるという作用を奏することが
できる。また、マイクロ波回路を本体ケースと蓋部とか
らなるシールドケース内に収納するようにすると、該シ
ールドケースを構成する蓋部に形成した壁部を利用し
て、マイクロ波能動素子の入出力のアイソレーションを
確実に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロ波回路の実施の形態の一構成
例を示す図である。
【図2】マイクロ波の周波数変換を行うコンバータの構
成を示す図である。
【図3】従来のマイクロ波増幅器の構成を示す図であ
る。
【図4】従来のマイクロ波増幅器の他の構成を示す図で
ある。
【図5】従来のマイクロ波増幅器のさらに他の構成を示
す図である。
【図6】従来のマイクロ波回路における問題点を説明す
るための図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板 2 グラウンド 3,4,5,6 マイクロストリップライン 7 短絡ライン 8,9 スルーホール 10 HEMT 11−1,11−2 ソースリード 12 ゲートリード 100 誘電体基板 101 セパレータ 102 HEMT 103 ソース電極 104 半田付け 105 回路パターン 106 ゲート電極 107 ドレイン電極 108 金具 109 挟み片 110 脚片 200 コンバータ 201 本体ケース 202 端子 211 蓋部 212,213,214 シールドルーム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下面の全面にグラウンドが形成されてい
    る誘電体基板の上面に形成されたストリップラインに接
    続されるマイクロ波能動素子を備えるマイクロ波回路に
    おいて、 前記誘電体基板の上面に形成されていると共に、前記マ
    イクロ波能動素子から引き出された複数本の接地用リー
    ドがそれぞれ接続される、前記グラウンドに接続された
    複数のストリップラインと、 前記誘電体基板の上面に形成された、前記複数のストリ
    ップライン間を短絡する短絡ラインとを備えるようにし
    たことを特徴とするマイクロ波回路。
  2. 【請求項2】 前記複数のストリップラインの各々に、
    前記グラウンド間と接続するためのスルーホールが形成
    されていることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波
    回路。
JP8868397A 1997-03-25 1997-03-25 マイクロ波回路 Pending JPH10270959A (ja)

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JP8868397A JPH10270959A (ja) 1997-03-25 1997-03-25 マイクロ波回路

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JP8868397A JPH10270959A (ja) 1997-03-25 1997-03-25 マイクロ波回路

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Legal Events

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010424