JPS59181702A - マイクロ波用機能部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野　一 本発明は、妥イクロ波用機能部品に関するものであり、
更に詳しく述べるならば、ＧＨ２帯のマイクロ波用機能
部品に関するものである。

従来技術 従来のマイクロ波用機能部品、例えば、ＧＨｚ帝のマイ
クロ波用ダイオードスイッチは、第１図のように構成さ
れるのが普通である。第１図において、同軸入力部１０
の中心導体は、裏面全体が接地導体で覆われた＋１８縁
基板１２０表面に形成された導体ストリッ７’１４に接
続され、その導体ストリップ１４にコンデンサｃ５　ｃ
を介してそれぞれ結合された分岐導体ストＩＪッゾ１６
．１８は、同軸出力部２０．２２の中心４体まで屈曲し
ながら延びコンデンサＣを介して接続されている。それ
ら分岐導体ヌ）　ＩＪツゾ１６．１８には、それぞれイ
ンダクタンスＬ、Ｌを介してス１ツチ制御ライン２４．
２６に接続され、更に、Ｉごとに夛イオードＤにより絶
縁基板の裏面の接地導体に接続されている。そして、全
体は金属ケー７２８に収容されている。その第１図のマ
イクロ波ダイオードスイッチの回路図を示すと、第２図
の如くなる。

以上の如くマイクロ波用ダイオードスイッチは、マイク
ロストリップライン構造をとる分布定数回路となる。そ
のため、分岐部やダイオード間隔をλ ダとしなければならず、形状が大きく且つ価格が置くな
らざるを得なかった。この問題は、マイクロ波用ダイオ
ードスイッチに限らス、マイクロストリップライン構造
の分布定数回路の形をとるマイクロ波用機能部品に共通
した避けられない問題であった。

一方、それより低い周波数に使用する機能部品は、第３
図に示す如く、片面に回路ノ４ターンが印刷されたグリ
ント基板３０の一方の面の側に複数の回路素子３２．３
４．３６等が配置されて、集中定数回路として構成され
ている。これは、集中定数回路であるので、安価にでき
且つ小型化が可能である反面、集中定数回路のため高い
周波数、特にＧＨ２帝のマイクロ波には使用できなかっ
た。

そこで、本発明の発明者は、マイクロストリップライン
構造の分布定数回路形式をとらざるを得なかったマイク
ロ波用の機能部品の大型、高価格の欠点を解決して、安
価で小型化可能なマイクロ波用機能部品を特願昭５７−
／３９汐１１．ｇ号において提案した。

その特願昭り７−／３９夕４ｔｇ号の発明において、本
発明の発明者は、集中定数回路の小型化可能と安価の特
徴に着目して、集中定数回路化をＧＨｚ帯のマイクロ波
に適用できるように独特な工夫をした。即ち、集中定紋
回路がＧＨｚ　＠のマイクロ波に使用できない理由は、
マイクロ波に使用したとき、各部でインピーダンス整合
がとれないことと、波長の波がのるために接地導体の各
部が入力端子部の接地端子からの距離により電位が異な
ってくるためと考えた。そこで、４５縁基板の裏面を接
地導体で覆い、表面に信号導体を置いて、マイクロスト
リップライン状に、し、更に、表面にも接地導体をおい
て、その表面の接地導体と信号導体との間に回路素子を
接続し、更に、表面の接地導体と裏面の接地導体とを、
絶縁基板の縁で広範囲にわたって接地導体連結導体で電
気的に接続して、入力端子部の接地端子からの距離に関
係なく絶縁基板表面の接地導体がどこでも同電位にある
ようにした。このようにすると、回路素子を女ごとに配
置せずに、集中的に配置しても、マイフロストリラグ形
状のためにインピーダンス整合をとることができ、また
、接地導体に接続されている回路素子の接地電位がすべ
て同じであるので、各回路素子の接地電位の不均一によ
って反射が生じることを防止することができた。

しかしながら、このように表面の接地導体と裏面の接地
導体とを、絶縁基板の縁で広範囲にわたって接地導体連
結導体で電気的に接続すると、基板上の回路設計の自由
度が成る程度制約される結果となる。そして、この制約
は、基板を垂直してそのマイクロ波機能部品をプリント
板に配置できるように、入力端子や出方端子や制御端子
を基板の一方の縁に集める場合、大きな問題となり、回
路設計の自由度が大きく損なわれる。

発明の目的 そこで、発明ＢＡｒｒｆｒ、　、マイクロストリップラ
イン構造の分布定数回路形式をとらざるを荘なかったマ
イクロ波用の機能部品の大型、高価格の欠点を解決する
と共に、広範囲にわたる接地導体連結導体を使用しない
、使用上支障のない十分な性能を持ち且つ安価で小型化
可能なマイクロ波用機能部品を提供せんとするものであ
る。

発明の構成 即ち、本発明によるならば、一方の面を実質的に覆うよ
うに接地導体が設けられ更ＶＣ＠方の面に複数の信号導
体と接地導体とが設けられた絶縁基板と、接地導体に電
気的に接続された接地端子と信号導体の１つに′電気的
に接続された信号端子との対により構成されて絶縁基板
の縁に設けられている入力端子部と、接地導体に電気的
に接続された接地端子と信号導体の別の一つに電気的に
接続された信号端子との対により構成されて絶縁基板の
縁に設けられている出力端子部と１．１８縁基板の他方
の面の（４＋１においてイぎ号尋体間や信号導体と接地
導体との間を接続する複数の回路素子とを具備し、前記
入力端子部と前記出力端子部の各接地端子は・・絶縁基
板の一方の面の接地導体と、当該接地端子が接続された
他方の面σ接地導体とを絶縁基板の縁で電気的に接続し
ているＹ捜端子で構成されているマイクロ波用機能部品
が提供される。

このようなマイクロ波用機能部品において、使用する回
路素子として、抵抗、コンデンサ、インダクタ、ダイオ
ード、トランジ′スタ等の様々な素子を適当に使用し、
入力から出力までの信号導体の数、位置、形状を適当な
選択することにより、マイクロ波用機能部品を、スイッ
チ、分配器、減衰器、結合器、アイソレータ、サーキュ
レータ等の様々なマイクロ波用の単位部品に構成するこ
とができる。

実施例 以下添付図面を参照して本発明によるマイクロ波用機能
部品の実施例を説明する。

第り図は、本発明による９０ｃＭｚ用のスイッチ装置の
斜視図であり、第Ｓ図は、その回路図である。絶縁性の
基板４０は、その裏面の端子装着部分を除く全てを接地
導体（不図示）が覆っている。そして、基板４０の表面
には、図示の如く、接地導体４２ａＸ４２ｂ、信号導体
４４　ａ　％　　４４　ｂ−４４ｃ、＋４ｄ、４４ｅ、
４４ｆ、４４ｇ１制御導体４８８％　４６　ｂ、が設け
られている。そして、入力信号端子４８ａが信号導体４
４ａに接続され、入力接地端子４８ｂが接地導体４２ａ
に接続されて、それぞれ基板の縁に固定されている。ま
た、第１出力信号端子５０ａと第７出力接地端子５０ｂ
とが、信号導体４４ｇと接地導体４２ｂとにそれぞれ接
続され、更に、第コ出力信号端子５２ａと第７出力接地
端子５０ｂ）とが、信号導体４４ｅと接地導体４２ｂと
にそれぞれ接続され、制御端子５４が制御導体４６ａに
接続され、そしてそれぞれ基板４０の縁に固定されてい
る。そして、ダイオードＤ□、０２、Ｄ５、　抵抗Ｒ，
インダクタＬよ、Ｌ２、し３、コンデンサＣ工、Ｃ３、
Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、が、第Ｓ図の回路を構成するように
第９図に示す如く接続されている。更に、接地端子４８
ｂ５５０ｂ、５２ｂとして、第７０図に示すような基板
の縁を狭む一対の挟持片６０及び６２を有するＹ型端子
６４が使用され、それら接地端子４８ｂ１５０ｂ、５２
ｂが接続している表面の接地導体が表面の接地導体に接
続されている。このように接地端子の部分で表と裏の接
地導体とが接続されることにより、入力端子と出力端子
の各接地端子が接続された表面の接地導体が、抵抗もイ
ンダクタンスも零といえる裏面の接地導体により相互に
接続されて、絶縁基板表面の接地導体がどこでも同電位
に保たれる。このようにすると、回路素子をλ ｌごとに配置せずに、集中的に配置しても、マイクロス
トリップ形状のためにインビーダンヌ整合をとることが
でき、また、それら表面の接地導体に接続されている回
路素子の接地電位がすべて同、じに保たれるので、各回
路素子の接地電位の不均一によって反射が生じることを
貼止することかできる。そして、Ｙ型端子は、表面と裏
面の接地導体の相互接続のだめの手段を別に設ける必要
なく行うことができ、便利である。

以上説明したマイクロ波用スイッチは、１ぢ＋１１１１
９ｗ１子５４に電圧を印加すると、ダイオードＤ□が導
通すると共にダイオードＤ２、Ｄ３が導通して出力２へ
の信号ラインがアースされるので、入力端子に供給され
たマイクロ波は出力１に出力され、戊対に制御端子５４
の電圧印加を除去すると、ダイオードＤ　が不導通とな
ると共に出力２への信号ラインがアースから開放される
ので、入力マイクロ波が出力２から出力される。かくし
て、スイッチとして機能する。そして、そのときのＶＳ
ＷＲは、第１図に示す従来のスイッチと変らないものが
得られた。

具体的に第を図のマイクロ波スイッチの性能を示すと、
第６図のグラフの如くなる。第り図のグラフにおいて、
実線が、第９図のマイクロ波スイッチの挿入減衰量即ち
インサージョンロスを示すものであり、点線は、第Ｓ図
に示す回路と全く同じ回路を構成するが、信号端子と接
地端子とを互に近接して対をなすようには配置するこ°
となく且つ表と裏の接地導体を接地端子で接続していな
い第７図に示すマイクロ波スイッチのインサージョンロ
スを示すものである０両曲線の比較から明らかなように
、９．００　ＭＨｚ　　では、第グ図のマイクロ波スイ
ッチのインサージョンロスは約２．０ｃＪＦ３程度に極
めて低く抑えられているのに対して、第７図のマイクロ
波スイッチのインサージョンロス＋、０（ＩＳをはるか
に越えている。なお、第７図のマイクロ波スイッチの各
部は、第り図のマイクロ波スイッチの各部の参照番号と
同一の参照番号に「プライム符号」を付して表わしてあ
り、接地端子により表面と裏面の接地導体を相互接続し
ている代りに、接地端子の場所と異なる所でコ字形金具
５６ａ’　、５６ｂ’　　により表面と裏面の接地導体
を相互接続していることを除いて、第を図のものと全く
同じである。

以上から明らかなように、入力端子及び出力端子の各々
の接地端子をＹ型端子で構成し、入力端子部と出力端子
部で表面と裏面の接地導体を相互接続することにより、
損失の少ないマイクロ波機能部品が得られる。

第５図及び第７図は、第り図の実施例と同様に第５図に
示す如き回路を構成する本発明を笑施したもう７つの９
００　ＭＨｚ　　用のスイ゛ノチ装（泄の表と裏からの
斜視図である。

絶縁性の基板４０は、第７図Ｖこ示す如く、その裏面の
端子装着部分とプリントさえしたインタ゛クタの裏側部
分４１を除く全てを接地導体４２が覆っている。そして
、基板４００表面には、図示のプロく、接地導体４２．
Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ，信号導体４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ
，４４Ｄ、４４Ｅ。

４４Ｆ、４４Ｇ、制御導体４６Ａ、４６Ｂが設けられて
いる。そして、入力信号端子４８Ａが信号導体４４Ａに
接続され、入力接地端子４８Ｂが接地導体＋２Ａの信号
導体４４Ａに近い部分に接続されて、それぞれ互に近接
して基板の一方の良縁５８に固定されて対をなしている
。また、第１出力信号端子５０Ａと第１出力接地嬬子５
０Ｂと力；、信号導体４４Ｇと接地導体４２Ａのその信
号導体４４Ｇに近い部分とにそれぞれ接続され゛且つ互
に近接して配置されて対をなし、更に、第２出力接地端
子５２Ｂと第２出力接地端子５２Ｂとが、信号導体４４
Ｅと接地導体４２Ｂのその信号導体４４Ｅに近い部分と
にそれぞれ接続され且つ互に近接して配置されて対をな
し、制御端子５４が制御導体４６Ａに接続され、そして
、それぞれ基板４０の同じ長縁５８に固定されている。

そして、インダクタＬよ、Ｌ２、Ｌ３　　が基板上に形
成され、更に、ダイオードＤＤＤ　　　抵抗１−２へ３
ゝ Ｒ１コンデンサＣ工、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ，、Ｃ５が、第Ｓ
図の回路を構成すると共に、接続端子が固定されている
基板４０の縁５８の方に、特に、その縁５８に近い接地
導体に部品が集中するように、第５図に示す如く接続さ
れている。信号のピーク値と零電圧とはｔ分の／波長違
うことかられかるように、接地導体の接地電位も場所が
違うと異なっていき、７つの素子の接地電位が他の素子
の接地電位と異なると、それら素子間で反射やインピー
ダンスの変化が生じる。従って、そのような反射やイン
ピーダンスの変化を防止するためには、部品の集中は、
好ましくは、集中すべき縁からｈ／ 波長の範囲に、最も好寸しくはシ波長の範囲に集中させ
る。第５図の例では、基板にプリントされたインダクタ
Ｌ工、Ｌ２、Ｌ３　　を除いた全ての素子を縁５８から
／ｃｒｎの範囲内に集中させた。

更に、表面の接地導体と裏面の接地導体とが電気的に接
続される。この実施例の場合、この表面の接地導体と裏
面の接地導体との接続は、表面の接地導体４２Ｂ及び４
２Ｃと黒面の接地導体４２とを接続している小さなコ字
形金具５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃによって行なわれ、また
、表面の接地導体４２Ａ及び４２Ｂと薬面の接地導体４
２と接続している第１０図に示すような基板の縁を狭む
一対の挟持片６０及び６２を有するＹ型端子６４で構成
される接地端子４８Ｂ、５０Ｂ、５２Ｂによって行なわ
れているが、コ字形金具５６Ａ。

５６Ｂは必要のものでは々い、、なお、端子６８は、端
子列に方向性を持たせると共に、端子列がコネクタに接
続さ′れたときの基板支持力を高めるために設けられて
いる。従って、端子６８も゛無くてもよい。

この第３図のマイクロスイッチは、第９図のものと同じ
ように、制御端子５４に電圧を印加すると、ダイオード
Ｄ工が導通すると共にダイオードＤ、Ｄ３が導通して出
力２への信号ラインがアースされるので、入力端子に供
給されるマイクロ波は出力１に出力され、反対に制御端
子５４の電圧印加を除去すると、ダイオードＤ□が不導
通となると共に出力２への信号ラインがアースから解放
されるので、入力マイクロ波が出力２から出力される。

そして、第３図のマイクロ波スイッチのインサージョン
ロスを示すと第１／図のグラフの如くである。第１／図
のグラフにおいて、実酸が第３図のマイクロ波スイッチ
のものであり、点線が第７図に示すスイッチのものであ
る。第を図と第１／図とを比較するならば、出力端子部
と入力端子部の各々の信号端子と接地端子を互、に近接
して対をなすように配置し、且つ部品を端子側の基板の
縁近くに集中させると、インサージョンロスが更に改善
されることがわかろう。

発明の効果 印、上から明らかガように、本発明により、一方の面を
実質的に覆うように接地導体が設けられ更に他方の面の
複数の信号導体と接地導体とが設けられた絶縁基板と、
接地導体に電気的に接続された接地端子と信号導体の７
つに電気的に接続された信号端子との対により構成され
て絶縁基板の縁に設けられている入力端子部と、接地導
体に電気的に接続された接地端子と信号導体の別の一つ
に電気的に接続された信号端子との対により構成されて
絶縁基板の縁に設けられている。出力唱子部と、絶縁基
板の他方の面の側において信号導体間や信号導体と接地
導体との間を接続する複数の回路素子とを具備し、前記
入力端子部と前記出力端子部の各接地端子を、絶縁基板
の一方の面の接地導体と、当該接地端子が接続された他
方の面の接地導体とを絶縁基板の緑で電気的に接続して
いるＹ型端子で構成するならば、マイクロストリップラ
イン構造の分布定数回路形式をとらざるを得なかったマ
イクロ波用の機能部品の大型、高価格の欠点を解決する
と共に、広範囲にわたる接地導体連結導体全便用するこ
となく、使用上支障のない十分な性能を持ち且つ安価で
小型化可能なマイクロ波用機能部品が得られる。

以上・マイクロ波スイッチの実施例を説明しだが・本発
明によるマイクロ波用機能部品は、それらに限らず、分
配器、減衰器、結合器、アイソレータ、サーキュレータ
等の部品としても実現できることは、当業者には明らか
であろう、

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のマイクロ波用ダイオードスイッチ装置
の一部切欠斜視図、第２図は、その回路図、第３図は、
従来のプリント板式機能部品の斜視図、第９図は、本発
明によるマイクロ波スイッチの斜視図、第５図は、その
回路図、第６図は、ｖｌｆＪｑ図のマイクロ波スイッチ
のインサージョンロスを示すグラフ、第７図は、入出力
端子の信号端子と接地端子を近接配置して対にすること
なく且つ接地端子で表と裏の接地導体を接経することな
く部品を基板全体に配置したマイクロ波スイッチの斜視
図、第ｇ南及びン°惧９ν１は、不発明の実施したもう
７つのマイクロ波スイッチの茨と昼の斜視図、第１θ図
は、Ｙ型端子の斜視図、そして、第７７図は、第９図の
マイク０７反スイッチのインサージョンロスを示すグラ
フであ２：Ｉ。 １０・・・同軸入力部　　１２・・・絶）依基板１４・
・・導体ストリッゾ １Ｇ、１８・・・分岐導体ス）　ＩＪツブ２０．２２／
・；・、同棚］出力部 ２４．２６・・・ＩＩＩ　Ｐａライン　２８・・・ケー
ス３０・・・プリント基板 ３２．３４．３６・・・回路素子 ４０・・・基板 ４２ａ、ヰ２ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ−ｉ＆地導体
４４ａ−４４ｇ、４４Ａ−４４Ｇ−＝Ｍ号導体＋６ａ、
＋６ｂ、　＋６Ａ、　４６Ｂ　・・・ｉｔ＋＋＋御導体
４８ａ、＋８Ａ・・・入力信号端子 ５０ａ、５０Ａ、５２ａ、５２Ａ＝−出力信号端子４８
ｔ）、４８Ｂ、５０ｂ、５０Ｂ、５２ｂ、５２Ｂ！・・
接地端子５４・・・制御端子　　５６Ａ、５６Ｂ、５６
Ｃ・・連結導体第１図 第２図 第　４　図 第６国 司８ｆＬ− 第８図 第９図 ム１ 第１０ｖ！Ｊ ４ 第１１図 （ｄＢ） 〜 ロ ス 司；皮（匁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方の面を実質的に覆うように接地導体が設けられ更に
   他方の面に複数の信号導体と接地導体とが設けられた絶
   縁基板と、接地導体に電気的に接続された接地端子と信
   号導体の７つに電気的に接続された信号端子との対によ
   り構成されて絶縁基板の縁に設けられている入力端子部
   と、接地導体に電気的に接続された接地端子と信号導体
   の別の一つに電気的に接続された信号端子との対により
   構成されて絶縁基板の縁に設けられている出力端子部と
   、絶縁基板の他方の面の側において信号導体間や信号導
   体と接地導体との間を接続する複数の回路素子とを具備
   し、−前記入力端子部と前記出力端子部の各−接地端子
   は、絶Ｒ基板の一方の面の接地導体と、当該接地端子が
   接続された他方の面の接地導体とを絶縁基板の縁で電気
   的に接続しているＹ型動子で構成されているマイクロ波
   用機能−部品。