JPS5930323B2 - ストリツプ線路用無反射終端 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロ波ＩＣ等に使扇されるスｔ−ＩＪツブ
線路用無反射終端に関する。

現在マイクロ波装置は、マイク西ストリップ線路等を用
いたＩＣ化により大幅な小形化、高信頼化が計られつつ
ある。

このようなセイクロ波ＩＣ回路中にはサーキュレータを
アイシレータ化するため、あるいは方向性結合器のアブ
ツレ−ジョンポート等に非常に厳密な特性の無反射終端
が必要である。

例えばサーキュレータをアイソし一夕化する場合の無反
射終端では無反射終端の反射特性がそのままアイソレー
ション特性になり、□非常に良好な特性のものが要求さ
れる。

例えば無反射終端の入力Ｖｇ（１，２であれば、もはや
２０ｄＢ以上のアイソレーションは得られない。

また同軸−ストリップ線路変換部の特性を測定する場合
にＩＣ化無反射終端が使用できると良いが、その場合こ
れらの変換部の反射ＶＳＷＲＬＩ〜１．２程度よりはる
かに良好な無反射終端が必要である。

第１図は従来の薄膜無反射終端を示すもので、誘電体基
板１上の下面に接地用導体膜２および線路導体膜３を形
成したマイクロストリップ線路の終端に特性インピーダ
ンス（通常は５０Ω）に等しい抵抗値を有する薄膜抵抗
４を形成し短絡用導体５を用いて、接地を行っていた。

この場合、薄膜抵抗の形状は高周波特性と無関係に設計
されており、（ａ）のようにマイクロストリップ導体と
同じ幅にして、簡単化したり、（ｂ）のように網目状の
菱形として電力特性を良好にしていた。

しかし、抵抗膜自体にも微少なインダクタンス分があり
、また、それと接地導体間にも微少な容量分が存在する
。

従って非常に低い周波数では、これらの不要リアクタン
ス分は無視できるが、マイクロ波のような高周波におい
ては、抵抗値に対して無視できなくなり、不要な反射を
生ずるので問題である。

ＵＨＦ帯のような低い周波数においても、大電力用無反
射終端は、寸法が大きくなり、それにともなって、その
不要インダクタンスあるいは不要容量は無視できなくな
る。

従丸 これらを含めた無反射終端の設計法が不明であっ
たため、マイクロ波帯で充分良好な、保証された特性の
ＩＣ用無反射終端を用いることができなかった。

従って、第１図のような無反射終端は、それほど厳密な
特性を要求されない箇所でのみ使用され、厳密な特性の
必要な所では一度コネクタを用いて同軸に変換した後、
同軸型無反射終端を用いる場合が多かった。

本願の目的は、不要リアクタンス分を含めた無反射終端
の設計法に基づき、回路的にも、製作的にもマイクロ波
ＩＣに適用が可能な、極めて良好な特性の無反射終端を
提供することにある。

本発明によれば、特性インピーダンスＺｏのストリップ
線路の終端を薄膜抵抗を通して短絡した無反射終端に２
いて薄膜抵抗の抵抗値を特性インピーダンスＺｏに合せ
、かつ該薄膜抵抗を同一形状の導体膜で置き換えたとき
の薄膜抵抗部の特性インピーダンスがＺｏ／、／’ｒ程
度となるようにしたことを特徴とするストリップ線路無
反射終端が得られる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第２図は本発明の第１の実施例を示す図でａはその斜視
図、ｂはその詳細断面図、Ｃは一部を変形した平面図で
ある。

同図ａにおいて、本実施例の構成要求は第１図の従来例
と同じく、誘電体基板１、接地用導体膜２、線路用導体
膜３、薄膜抵抗４、短絡用導体５からなっている。

今、長さｔの図ａのような薄膜抵抗を損失ある分布定数
線路と考え、その入力インピーダンスＺｉを計算すると
、 Ｚ ｉ ＝ＺＢ ｔａｎｈ γｔ（１）となる。

但し、ＺＲはこの抵抗値特性インピーダンス、γはその
伝播定数であり角周波数をω、薄膜抵抗の単位当りの抵
抗をＲｏ、インダクタンスｆＬ。

、接地との容量をＣＯとすればとなる。

但し、「］−−ｊである。今ｔは充分小さく、薄膜抵抗
が集中定数的と考え、γｔ（１とすれば（２） 、 （
３）式を用いて（１）式は次のように変形される。

さらに、先に仮定した集中定数的な条件 ω２ＣｏＬｏｔ２く〈１を用いると（４）式はさらに次
のようになる。

したがって入力側線路の特性インピーダンスをＺｏとし
たとき薄膜抵抗の抵抗値Ｒｏ、／、２よび薄膜抵抗を同
一形状の導体膜で置き換えたときの特性インピーダンス
５〒πをそれぞれ とすれば、特性インピーダンスＺｏに対して、周波数特
性のない、非常に良好な無反射終端が得られる。

通常の特性インピーダンス５０Ωの線路に対しては、抵
抗値を５０Ω、導体膜で置き換えたときの特性インピー
ダンスを５ＯＡ４Ｆ約２８．９Ωにすればよい。

第２図ａの第１の実施例においては、上記の設計法によ
り、抵抗体の幅Ｗを線路導体膜の幅より広げ、ｚｏ／Ｖ
１−Ｑになるような形状としである。

厚みｔの誘電体基板として比誘電率９のアルミナ基板を
用いた場合、５０Ωのマイクロストリップ線路は、線路
導体膜の幅を厚みｔと同じ程度にすることにより得られ
るが、薄膜抵抗の幅Ｗは約２．７ｔ、Ｌすれば自い一 種々の誘電体基板に対して５０Ωマイクロストリップ線
路幅と、本発明による無反射終端薄膜抵抗の幅を第１表
にまとめて示した。

第２図すは上記のような実施例の薄膜材料を詳しく説明
するための、第２図ａ線ＡＡ′での断面図である。

ａにおける接地用導体幅、線路導体膜、短絡用導体膜は
それぞれ、クロム、ニクロム、チタン等の接着用薄膜２
１．３１．５１と、金、銅等の主要良導体膜２２，３２
．５２からなっている。

無反射終端用薄膜抵抗は窒化メンタル、タンタル、ニク
ロム等の抵抗膜４１とその保護、調整膜４２からなって
いる。

そしてこれらの全体が回路ケースあるいは接地導体６の
ように乗せられている。

図において、シート抵抗１０００／ｌＩの抵抗膜４１を
用いたので、Ｗ／ｌ＝２として５０Ω抵抗を得ているが
、Ｗ／ｌはシート抵抗値により、集中定数的な長さの範
囲で変える必要がある。

第２図Ｃは、第１の実施例の一変形である。

上記の設計法では薄膜抵抗を一様な分布定数素子と考え
たが、短絡用導体５は物理的な大きさを有し、その付近
に近づくと並列分布容量が増大するので、図Ｃではここ
に近づくに従って、薄膜抵抗４０幅を４０のように縮め
ている。

第１の実施例はマイクロストリップ型式のものであるが
本実施例をトリプレート型あるいはサスペンド型ストリ
ップ線路型式のもので構成できることはもちろんである
。

第３図は本発明の第２の実施例で、ａはその基板の平面
図、ｂはケース内に入れた状態での中心線上の断面図で
ある。

第１の実施例と同一の構成要素は同一記号で示した。

（以下同様）この実施側では入力側ストリップ線路導体
膜３と、薄膜抵抗４０幅は同一であるが、サスペンド型
ストリップ線路型式の接地導体６，６′の間隔が、抵抗
体部分では６１．６１’と狭くなっており、薄膜抵抗を
導体膜に置き換えたときの特性インピーダンスをＺｏ／
＞υにしている。

線路導体膜３と薄膜抵抗４の幅が同一であるので、製作
パターンが簡単であり、さらにこの接続部にて第１の実
施例のようなパターンステップが生じず、それによって
生ずる不要リアクタンスが無い。

この実施例のように接地導体を薄膜抵抗に港づけること
は、誘電体基板の厚みを変えて、マイクロストリップ型
式でも可能である。

また、線路導体膜の幅と薄膜抵抗の幅を完全に一致させ
ず、接地導体間隔をｂ図はど近づけなくても、（６）、
（７）式の関係を保てば、良好な無反射終端が得られる
ことに変わりはない。

第４図はさらに第３の実施例を示すものであり、第１の
実施例の短絡導体の代りに、長さｔ３を１／４ 波長に
した終端開放ストリップ線路Ｉとすることにより薄膜抵
抗４の終端で、電気的な接地短絡となるようにしている
。

第５図は第４の実施例を示すもので、ａはその平面図、
ｂはその中心線上の断面図である。

この実施例では薄膜抵抗４および接地用導体膜２の一部
２３が、入力側スｔ−ＩＪツブ線路の誘電体基板１と別
のチップ誘電体８の上に形成さ狽、薄膜抵抗４０入出力
電極４３．４４と線路導体膜３および接地導体６が接続
導体３３．５３でそれぞれ接続されている。

このように誘電体を別個にしても、抵抗を線路インピー
ダンスに合せＷ／ｌ ｇよびチップ状誘電体８の比誘電
率ε、を調整して薄膜抵抗４形状は、これを導体膜に置
き換えたときＺｏ／Ｊ￥の特性インピーダンスになるよ
うにスレ； ば、本発明による良好な無反射終端が得ら
れる。

とくに本実施例においては誘電体基板１として石英、ア
ルミナ、サファイアを用いたときチップ誘電体８として
それぞれアルミナ、高誘電率基板、高誘電率基板を用い
れば、第１表に示したようにすべての誘電体厚みが同一
でも、５０Ω線路導体膜３０幅と、薄膜抵抗４の幅はほ
ぼ等しくなり、形状ステップによる不要リアクタンスが
入らない。

またチップ誘電体８として熱伝導率の大きなベリリア等
を用いれば大電力用として使用できる。

第４図、第５図においてマイクロストリップ型式の実施
例を示したが、本願の原理がトリプレート型式のものに
も適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄膜無反射終端を示す図で、ａ。 ｂは別々の平面図、Ｃはそれらの中心線Ａ八′に関する
断面図である。 １は誘電体基板、２は接地用導体膜、８は線路導体膜、
４は薄膜抵抗、５は短絡用導体膜である。 第２図は第１の実施例を示す図でａは斜視図、ｂは線Ａ
Ａに関する詳細な断面図、Ｃは一部を変形した平面図で
ある。 第１図と同一の構成要素は同一記号を付して示した。 （以下同様）２１゜３１．５１は接着用薄膜、２２，３
２．５２は良導体膜、４１は抵抗膜、４２は保護調整膜
である。 第３図は第２の実施例であり、ａは一部の平面図、ｂは
全体の断面図である。 ６，６′は接地導体６１゜６１′は間隔を縮めた接地導
体の一部である。 第４図は第３の実施例を示す平面図、７はＶ４波長スト
リップ線路である。 第５図は第４の実施例を示す図でａは平面図、ｂは断面
図である。 ８はチップ誘導体、３３゜５３は接続導体である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特性インピーダンスＺ。 のストリップ線路の終端を薄膜抵抗を通して短絡した無
   反射終端において薄膜抵抗の抵抗値を特性インピーダン
   スＺに合せ、かつ該薄膜抵抗を同一形状の導体膜で置き
   換えたときの薄膜抵抗部の特性インピーダンスがＺ。 ／ｆｉ程度となるようにしたことを特徴とするストリッ
   プ線路用無反射終端。