KR0177909B1 - 평면 유전체 선로 및 이를 이용한 집적 회로 - Google Patents

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무라따 야스따까
가부시키가이샤 무라따 세이사꾸쇼
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Abstract

소형의 저렴한 평면 유전체 선로는 ICs처럼 전자 부품에 쉽게 접속될 수 있고, 낮은 전도 손실을 갖는다. 평면 유전체 선로는 서로 대향하는 제1표면과 제2표면을 갖은 유전체 기판을 포함한다. 소정의 폭을 갖는 제1슬롯은 상기한 유전체 기판의 제1표면 상에 있는 제1전극과 제2전극 사이에 배치된다. 상기한 제1슬롯과 동일한 폭을 갖는 제2슬롯은 상기한 유전체 기판의 제2표면상에 있는 제3전극과 제4전극 사이에 배치된다. 상기한 제1슬롯과 제2슬롯은 서로 대향하고 있다. 상기한 유전체 기판의 유전율과 두께는 평면 전자기파가 상기한 제1슬롯과 제2슬롯 사이에 배치된 기판의 전파 영역에서 전파될 수 있고, 제1슬롯에 근접한 기판의 제1표면과 제2슬롯 근방의 제2표면에서 전반사되도록 수치가 설정된다. 제1도체판과 제2도체판은 평면 유전체 선로의 양면에 간격 배치된다. 또 하나의 유전체 재료는 평면 유전체 선로와 각각의 도체판들 사이에 위치한다. 상술한 평면 유전체 선로는 집적 회로의 일부분을 이룰수 있다.

Description

평면 유전체 선로 및 이를 이용한 집적 회로
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 평면 유전체 선로 LN10의 사시도이다.
제2도는 제1도의 A-A' 선을 절단하여 바라본 종단면도이다.
제3도는 제1실시예와 제2실시예의 유전체 선로 LN10과 LN20 각각의 작동을 설명하기 위해 사용된 유전체 장착형 도파관 선로 LN30의 사시도이다.
제4a도는 입사각 θ가 임계각 θC와 같아지는 임계 주파수 fa 이상의 주파수에서의 전자기장 분포를 설명하는, 제3도의 C-C'선을 절단하여 바라본 횡단면도이다.
제4b도는 임계 주파수 fa 이상의 주파수에서의 전자기장 분포를 설명하는, 제3도의 B-B'선을 절단하여 바라본 종단면도이다.
제5도는 제3도에서 나타난 도파관 선로 LN30의 유전체 기판 33의 유전율 εr33이 각각의 수치들에 따라 다양하게 설정될 때, 위상 상수 β30대 주파수의 관계를 보여주는 도식도이다.
제6도는 제3도에서 보여준 유전체 기판 33의 두께 t33이 각각의 수치들에 따라 다양하게 설정될 때, 위상 상수 β30대 주파수의 관계를 명시하는 도식도이다.
제7도는 유전체 장착형 도파관 선로 LN30의 유전체 기판 33의 유전율 εr33대 임계 주파수 fa의 관계를 명시하는 도식도이다.
제8도는 유전체 장착형 도파관 선로 LN30의 유전체 기판 33의 두께 t33 대 임계 주파수 fa의 관계를 나타내는 도식도이다.
제9도는 제2실시예의 유전체 선로 LN20의 유전체 기판 23의 유전율 εr23이 각각의 수치들에 따라 여러개로 설정될 때, 위상 상수 β20대 주파수의 관계를 보여주는 도식도이다.
제10도는 유전체 선로 LN20의 슬롯(slot)24와 슬롯 25의 폭 W가 각각의 수치들에 따라 여러개로 설정될 때, 위상 상수 β20대 주파수의 관계를 가리키는 도식도이다.
제11a도는 임계 주파수 fa보다 높은 주파수에서의 전자기장 분포를 명시하는, 제3도의 C-C'선을 절단하여 바라본 횡단면도이다.
제11b도는 임계 주파수 fa보다 낮은 주파수에서의 전자기장 분포를 명시하는, 제3도의 B-B'선을 절단하여 바라본 종단면도이다.
제12도는 본 발명의 제2실시예에 따른 유전체 선로 LN20의 횡단면도이다.
제13도는 제2실시예의 유전체 선로 LN20의 임계 주파수 fa보다 낮은 주파수에서의 전자기장 분포를 명시하는 유전체 기판 23의 사시도이다.
제14도는 제2실시예의 유전체 선로 LN20의 임계 주파수 fa이상의 주파수에서의 전자기장의 분포를 명시하는 유전체 기판 23의 사시도이다.
제15도는 평면 유전체 선로들 서로가 근접한 곳에 위치하고 있을 때, 임계 주파수 fa이상의 주파수에서의 전기장 분포를 명시하는, 제2실시예의 두 평면 유전체 선로들의 횡단면도이다.
제16도는 유전체 선로들 서로가 근접한 곳에 위치하고 있을 때, 임계 주파수 fa보다 낮은 주파수에서의 전기장 분포를 명시하는 제2실시예의 두 평면 유전체 선로들의 횡단면도이다.
제17도는 본 발명에 따른 유전체 선로들의 활용 예에 대한 사시도이다.
제18도는 제17도의 E-E'선을 절단하여 바라본 단면도이다.
제19도는 종래의 슬롯 선로의 사시도이다,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
LN10, LN20 : 평면 유전체 선로
21a, 21b, 22a, 22b, 28, 29, 121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d : 전극
23c : 전파영역 23, 26, 27, 123 : 유전체 기판
23a, 23b, 26a, 26b, 27a, 27b, 42a, 42b, 43a, 43b : 차단 영역
24, 25, 124a, 124b, 124c, 125a, 125b, 125c : 슬롯(slot)
41a : 상도체판 41b : 하도체판
본 발명은 마이크로파(microwave) 또는 밀리미터파(millimeter-wave)대에서 사용하기 위한 평면 유전체 선로에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 유전체 선로를 사용하는 집적 회로에 관한 것이다.
300MHz에서 300GHz까지의 매우 폭 넓은 범위 대의 전자기파들인 마이크로파와 밀리미터파는 다양한 종류의 레이다, 장거리 전화망, 텔레비젼 중계방송, 위성통신 등에서 사용된다. 이런 파들은 또한 이동 통신 분야에서도 폭 넓게 사용되고 있다. 한편, MMICs의 개발을 위한 연구는 활발하게 진행되고 있고, 마이크로파와 밀리미터파 범위의 전자기파를 이용하는 기계의 소형화 과정도 진행되고 있다. 따라서, 마이크로파와 밀리미터파는 그 사용 범위가 폭 넓게 증가하고 있다.
지금까지는 전송 선로의 몇 가지 종류들, 예컨대 도파관, 동축 선로들, 마이크로스트립(microstrip) 선로들, 코플라나(coplanar) 선로들, 슬롯 선로들 등등이 마이크로파와 밀리미터파의 범위에서 주로 사용되어 왔다. 상기한 전송 선로들은 유전체 기판상에 소정의 전극들을 형성하는 것에 의해 구성된다. 도파관들은 낮은 수준의 전도 손실이 요구되는 분야에서 사용된다. 동축 선로는 기계 사이의 접속 케이블로서 폭 넓게 사용된다. 코플라나 선로들, 마이크로 스트립 선로들, 슬롯 선로들 등은 ICs같은 전자 부품 끼리의 접속을 형성하기 위해 주로 사용되는데, 이는 이들 선로들이 전자 부품에 쉽게 접속되기 때문이다. 제19도에 도시된 바와 같이, 슬롯 선로는 전극 421a와 전극 421b가 소정의 두께 h400을 갖는 유전체 기판 423의 상면 상에 소정의 간격으로 대향하여 위치하는 방법으로 구성된다. 상기한 소정의 간격에는 전극 421a와 전극 421b사이에 위치한 소정의 폭 W400을 갖은 슬롯 424가 형성된다. 상술된 바와같이 구성된 슬롯 선로에서, 전자기파는 슬롯 424의 폭과 평행한 전기장 E400과, 슬롯 424의 종 방향에 평행한 자기장 H400을 갖은 슬롯 424의 종 방향으로 전파되는 모드로 형성된다. 게다가 상술한 전송 선로들에 덧붙여, 비방사성 유전체 선로(nonradiative dieiectric waveguide : NRD)들이 사용된다. NRD는 도체판들 사이에 사각형 프리즘 형상의 유전체 부재를 개재시키는 것에 의해 구성되고, 낮은 수준의 전도 손실만을 발생한다.
상기된 전송 선로들은 마이크로파와 밀리미터파 내에서 여러 가지 다양한 결점을 갖는다. 대형 도파관들은 소형화 및 경량화가 어렵고, ICs같은 전자 부품과의 접속이 어렵다. 동축 선로의 경우에는, 동축 선로들의 횡단 구성에 의해 설정된 특정한 주파수 이상의 주파수에서, 불필요한 고차수 모드가 발생하여 전도 손실이 증가되고, 결국은 선로들을 작동할 수 없게 만든다. 이 문제점들을 없애기 위해서, 밀리미터파 대에서 60GHz 높이의 주파수로 사용될 때, 동축 선로의 직경을 대략 1㎜로 줄이는 것이 필요한데, 이런 선로는 제조가 어렵다.
마이크로스트립 선로, 코플라나 선로 및 슬롯 선로는 상당히 큰 전도 손실을 보인다. 거기에다, NRD 선로들은 ICs같은 전자 부품과의 접속이 어렵다.
따라서, 상술한 결점을 극복하기 위해서, 본 발명의 목적은 ICs등의 전자 부품과의 접속이 쉽고, 종래의 마이크로스트립 선들, 코플라나 선로들, 슬롯 선로들 등등보다 훨씬 낮은 수준의 전도 손실을 나타내는 소형의 저렴한 평면 유전체 선로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상당히 향상된 소형화와 강도가 상당히 개선된 집적 회로를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1국면에 의하면, 서로 대향하여 위치한 제1표면과 제2표면을 갖은 유전체 기판; 상기한 유전체 기판의 제1표면 상에 형성되어 있고 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 위치한 제1전극과 제2전극의 사이에 위치해 있으며, 소정의 폭을 갖는 제1슬롯; 및 상기한 유전체 기판의 제2표면 상에 형성되어 있고, 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 위치한 제3전극과 제4전극의 사이에 위치해 있으며, 상기한 제1슬롯과 실질적으로 동일한 폭을 갖고, 서로 대향하는 제2슬롯을 포함하는 평면 유전체 선로에 있어서, 소정의 주파수를 갖고, 상기한 제1슬롯과 제2슬롯 사이에 위치한 유전체 기판의 전파 영역에서 전파되는 평면 전자기파가 제1슬롯과 제2슬롯 각각에 근접한 유전체 기판의 제1표면과 제2표면에 전반사되도록 유전체 기판의 유전율과 두께가 결정되는 것을 특징으로 하는 평면 유전체 선로가 제공된다.
본 발명의 제2국면에 의하면, 유전체 기판의 제1표면과 소정의 거리를 두고 대향하여 위치한 제1도체판, 및 유전체 기판의 제2표면과 소정의 거리를 두고 대향하여 위치한 제2도체판을 더 포함하는 평면 유전체 선로가 제공된다.
본 발명의 제3국면에 의하면, 유전체가 유전체 기판의 제1표면과 제1도체판 사이, 및 유전체 기판의 제2표면과 제2도체판 사이에 위치하여 있고, 이 유전체 기판보다 낮은 유전율을 갖는 평면 유전체 선로가 제공된다.
본 발명의 제4국면에 의하면, 전송 선로, 및 전송 선로와 접속하는 고주파수 장치를 포함하는 집적 회로로서, 상기한 전송 선로가 상술한 평면 유전체 선로들 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로가 제공된다.
본 발명의 제1국면에 따른 평면 유전체 선로에서는, 소정의 주파수 이상의 주파수를 갖은 전자기파는, 유전체 기판의 전파 영역에서 제1슬롯에 근접한 기판의 제1표면과, 제2슬롯 근처 기판의 제2표면에서 전반사된다. 한편, 기판 중 전파 영역 이외의 부분은 제1전극과 제2전극 사이에 위치하고, 평면 전자기파를 감쇠시킨다. 따라서, 소정의 주파수 이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 전파 영역의 내부와 근방에서 집중되면서, 유전체 선로를 따라 전파된다.
본 발명의 제2국면에 따른 평면 유전체 선로는, 본 발명의 제1국면에 의해 구현된 유전체 선로에 제1도체판과 제2도체판이 추가하여 구성한다. 이것은 제1전극과 제1도체판 사이의 차단 영역과, 제2전극과 제1도체판 사이의 차단 영역을 형성하고, 상기한 두 차단 영역에서 평면 전자기파는 감쇠된다. 평면 전자기파가 감쇠되도록 제3전극과 제2도체판 사이에도 추가적인 차단 영역이 형성된다. 전자기파가 감쇠되도록 제4전극과 제2도체판 사이에도 또 다른 차단 영역이 형성된다. 이것은 상술된 평면 유전체 선로에서 전파되는 고주파수 신호들이 외부로 누출되는 것을 막아주고, 또한 유전체 선로의 외부로부터 오는 고주파수 신호들의 불필요한 입사를 배제해준다.
본 발명의 제3국면에 따른 평면 유전체 선로는, 본 발명의 제2국면에 따른 유전체 선로로서 다음의 특징들을 더 갖는다. 즉, 한 유전체는 유전체 기판의 제1표면과 제1도체판 사이에 위치하고, 다른 유전체는 기판의 제2표면과 제2도체판 사이에 위치해 있으며, 상기한 각각의 유전체는 유전체 기판보다 낮은 유전율을 갖는다. 이렇게 함으로써, 기판의 제1표면과 제1도체판 사이의 간격과, 제2표면과 제2도체판 사이의 간격을 줄이고, 전 평면 유전체 선로를 얇게 제조하는 것이 가능하다.
본 발명의 제4국면에 따른 집적 회로는 전송 선로와 상기한 전송 선로에 접속되는 고주파수 장치를 포함한다. 상술한 전송 선로는 상술한 유전체 선로 종류들 중에서 적어도 하나는 포함한다.
[제1실시예]
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 평면 유전체 서로 LN10에 대해 보다 상세히 설명한다.
제1도에서, 유전체 기판23은 소정의 두께 t23과 소정의 폭 W20을 갖는다. 유전체 기판 23의 상면에, 전극 21a와 전극 21b는 소정의 간격을 두고 서로 대향하며 위치해 있다. 이 배치에서 폭 W을 갖은 슬롯 24는 전극 21a와 전극 21b 사이에 형성된다. 상기한 슬롯은 그것의 폭을 따라 유전체 기판 23의 중앙부와 유전체 기판 23의 종방향에 평행하게 위치해 있다. 또한 유전체 기판 23의 하면에서, 전극 22a와 전극 22b는 소정의 간격을 두고 서로 대향하며 위치해 있다. 이 배치에서, 상기한 슬롯 24와 동일한 폭 W를 갖은 슬롯 25는 그것의 폭을 따라서 유전체 기판 23의 중앙부와 기판 23의 종방향에 평행하게 위치하도록 상기한 전극 22a와 전극 22b 사이에 형성된다. 상기한 슬롯 24와 슬롯 25는 서로 대향하며 형성된다. 상기한 슬롯 24와 슬롯 25 사이에 위치한 상기한 유전체 기판 23은 원하는 전파 주파수 fb를 갖은 고주파수 신호가 전송되는 전파 영역 23c로 작용하는데, 이에 대한 보다 상세한 설명은 하기할 것이다.
전극 21a와 전극 21b가 실장된 유전체 기판 23의 상면 상에는 유전체 기판 23과 동일한 폭 W20과 길이를 갖은 또 다른 유전체 기판 26이 형성되어 있다.
그리고 전극 28이 유전체 기판 26의 상면 전체에 걸쳐 배치된다. 또한 전극 22a와 전극 22b가 실장된 유전체 기판 23의 하면 상에는 유전체 기판 23과 동일한 폭 W20과 길이를 갖은 유전체 기판 27이 형성되어 있다. 그리고 전극 29가 유전체 기판 27의 하면 전체에 걸쳐 위치해 있다.
유전체 기판 26의 유전율 εr26은 유전체 기판 27의 유전율 εr27과 동일하게 설정된다. 다시 말하면, 유전체 기판 23의 유전율 εr23은 후술하는 것처럼 유전율 εr26과 유전율 εr27보다 크게 설정된다.
제2도는 슬롯 24내에서 입사각 θ로 유전체 기판 23의 상면에 입사되고, 입사각과 동일한 반사각 θ로 반사되는 평면 전자기파 pw23을 보여준다. 슬롯 24내 있는 유전체 기판 23의 상면은 유전체 기판 23과 기판 26 사이에 경계를 형성한다. 슬롯 24내에서 유전체 기판 23의 상면에 반사된 평면 전자기파 pw23은 슬롯 25의 입사각 θ로 유전체 기판 23의 하면 상에 입사되고, 입사각과 동일한 반사각 θ로 반사된다. 슬롯 25내의 유전체 기판 23의 하부 표면은 유전체 기판 23과 기판 27 사이에 경계를 형성한다. 그 후에 전자기파 pw23은 슬롯 24내에서 유전체 기판 23의 상면과 슬롯 25내에서 유전체 기판 23의 하면이 번갈아서 반복적으로 반사되면서, 유전체 기판 23의 전파 영역 23c의 내부에서 횡축 전기(TE) 모드로서 전파된다. TE모드에서 전파되는 전자기파는 이하에서 TE파라고 불리어진다.
각 θ는 평면 전자기파 pw23의 전파 상수 k와 유전체 기판 23내의 종방향으로 전파되는 TE파의 위상 상수 β를 사용하여 다음 방정식 (1)에 의해 표현된다.
입사각 θ가 다음 방정식 (2)에 의해 표현되는 임계각 θdc보다 크다면, 전자기파 pw23은 슬롯 24내에서 유전체 기판 23의 상면과, 슬롯 25내에서 유전체 기판 23의 하면에서 전반사되므로, 유전체 기판 23의 전파 영역 23c 내부에서의 전파는 감쇠되는 일이 없다.
다시 말하면, 입사각 θ가 임계각 θdc보다 작다면, 전자기파 pw23은 유전체 기판 26 또는 기판 27에 부분적으로 침투하고, 그것에 의해서 pw23파는 감쇠된다.
전파 상수 k는 평면 전자기파 pw23의 주파수와 유전체 기판 23의 유전율 εr23에 의해 설정된다. 위상 상수 β는 전자기파 pw23의 주파수와 유전체 기판의 유전율 εr23과 두께 t로 설정된다. 제2도에 명시된 바와 같이 설정되고, x, y 및 z축이, TE파는 전기장 Ey의 y성분을 가진 채로 z축을 따라서 움직인다고 가정한다. 유전체 기판 23을 통해서 전파되는 평면파의 전파 상수 k1은 유전체 기판 23의 유전율 εr23을 이용하여 다음 방정식 (3)에 의해 표현될 수 있다.
비슷하게, 유전체 기판 26을 통하여 전파되는 평면파의 전파 상수 k2는 유전체 기판 26의 유전율 εr26을 이용하여 다음 방정식 (4)에 의해 표현될 수 있다.
k0는 진공에서의 평면파의 전파 상수를 나타낸다. 유전체 기판 23에서 전파되는 평면파의 위상 상수 β는 유전체 기판 26에서와 동일하므로, 다음 방정식 (5)는 진실이 된다.
kx1과 kx2각각은 유전체 기판 23과 기판 26을 통하여 전파되는 평면파들의 전파 상수 k1과 k2의 x성분을 가리킨다. 전파 상수 kx1과 kx2사이의 관계는 다음 방정식 (6)에 의해 표현될 수 있다.
방정식 (5)와 (6)을 풀어서, 전파 상수 kx1과 kx2및 위상 상수 β를 얻을수 있다.
평면 전자기파 pw23의 주파수가 낮을수록 압시각 θ도 작아진다. 그러므로 평면 전자기파 pw23은 임계각 θdc와 동일한 입사각 θ에서, 임계 주파수 fda 이상의 주파수를 갖는다. 상기 파는 슬롯 24내에서 유전체 기판 23의 표면과, 슬롯 25내에서 기판 23의 하면에서 반복되어 전반사되는 유전체 기판을 통하여 전파될 것이다. 유전체 기판 23의 유전율 εr23과 두께 t23, 및 기판 26과 기판 27의 유전율 εr26과 εr27 각각은 전파 주파수 fb가 임계 주파수 fda 이상의 수치가 되도록 설정된다. 다시 말하면, 유전체 기판 23의 유전율 εr23과 두께 t23, 및 기판 26과 기판 27의 유전율 εr26과 εr27 각각은 전파 주파수 fb를 갖은 평면파가 슬롯 24내에서 유전체 기판 23의 상면과 슬롯 25에 가까운 유전체 기판 23의 하면에서 전반사되도록 수치가 설정된다.
유전체 기판 23상에 서로 대향하여 형성된 전극 21a와 전극 22a는 TE파에 대해 전파 주파수 fb보다 실질적으로 높은 차단 주파수를 갖은 평면 평행 도파관을 구성한다. 이것은 유전체 기판 23에서 TE파 차단 영역 23a를 형성한다. 마찬가지로, 서로 대향하여 위치한 전극 21b와 전극 22b는 TE파에 대해 전파 주파수 fb보다 실질적으로 높은 차단 주파수를 갖은 평면 평행 도파관으로 작용한다. 이것은 차단 영역 23a와 마주보며 위치한 유전체 기판 23의 폭을 따라 TE파 차단 영역 23b를 형성한다.
서로 대향하는 전극 21a와 전극 28의 일부분은 평면 평행 도파관을 구성한다. 기판 26의 두께 t26은 평면 평행 도파관을 통해서 통과되는 TE파에 대해 차단 주파수가 전파 주파수가 fb보다 실질적으로 높게 되도록 설정된다. 따라서, TE파 차단 영역 26a는 유전체 기판 26내에서 형성된다. 비슷하게, 서로 대향하는 전극 21b와 전극 28의 일부분은 평면 평행 도파관을 구성한다. 그러나, TE파 차단 영역 26b는 차단 영역 26a의 마주보는 위치에 있는 유전체 기판 26내에서 형성된다. 더욱이 유전체 기판 27에서, 평면 평행 도파관은 서로 대향하는 전극 22a와 전극 29의 일부분에 의해 정의된다. 유전체 기판 27의 두께 t27은 평면 평행 도파관의 TE파 차단 주파수가 전파 주파수 fb보다 실질적으로 높도록 설정된다. 이것은 유전체 기판 27에서 TE파 차단 영역 27a를 형성한다. 마찬가지로, TE파 차단 영역 27b는 유전체 기판 27내에 형성되고, 서로 대향하는 전극 22b와 전극 29 사이에 위치하고, 차단 영역 27a와 마주보는 위치에 형성된다.
제1실시예의 평면 유전체 선로 LN10에서, 전파 영역 23c는 임계 주파수 fda 이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 슬롯 24내에서 유전체 기판 23의 상면과, 슬롯 25내에서 기판 23의 하면에서 번갈아서 전반사가 반복되도록 정의된다. 한편, 차단 영역 23a, 23b, 26a, 26b, 27a 및 27b는 고주파수 신호를 감쇠시키도록 형성된다. 선로 LN10을 이렇게 구성함으로써, 임계 주파수 fda 이상의 주파수를 갖은 TE파는 전파 영역 23c의 내부와 근방에서 전자기장 에너지를 집중하면서, 유전체 선로 LN10의 유전체 기판 23을 통하여 종방향으로 전파된다.
또한, 평면 유전체 선로 LN10은 유전체 기판 23, 26 및 27을 포함하기 때문에, 자유 공간에서 보다 짧은 파장의 전자기파가 유전체 기판 23, 26 및 27에서 전파되는 것이 가능하다. 또한 유전체 선로 LN10의 폭과 두께를 줄이는 것이 가능하기 때문에, 사각형의 도파관보다 작고 가벼운 유전체 선로를 제조하는 것이 가능하다.
평면 유전체 선로 LN10은 유전체 기판 23의 상면에 실장된 전극 21a와 전극 21b, 및 유전체 기판 23의 하면에 실장된 전극 22a와 전극 22b를 포함한다.
슬롯 24와 슬롯 25의 폭 W를 보다 좁게 설정하여, 종래의 슬롯 선로에서 가능했던 것처럼, 다른 종류의 전자 부품, 예컨대 ICs 등을 전극 21a와 전극 21b 또는 전극 22a와 전극 22b에 직접적으로 접속시킴으로써 평면 유전체 선로 LN10과 예컨대 ICs와 같은 다른 전자 부품들 사이에 쉽게 접속될수 있다.
[제2실시예]
제12도는 본 발명의 제2실시예에 따른 평면 유전체 선로 LN20의 횡단면도이다. 유전체 선로 LN20은 상하 도체판 41a와 41b가 전극 28과 전극 29를 갖은 유전체 기판 26과 기판 27 대신에 사용된다는 점에서 유전체 선로 LN10과 다르다.
유전체 23의 상면에는 전극 21a와 전극과 21b를 서로 대향하는 위치로 배치하여 슬롯 24를 형성한다. 또한, 유전체 기판 23의 하면에는 전극 22a와 전극 22b를 서로 대향하는 위치로 배치하여 슬롯 25를 형성한다. 상하 도체판 41a와 41b는 간격 h41을 사이에 두고 서로 마주보며 평행하게 위치하도록 제공된다. 슬롯 24와 슬롯 25에 제공된 유전체 기판 23은 상하 도체판 41a와 41b에 평행하게 위치해 있다. 상도체판 41a와 유전체 23의 상면 사이의 거리와, 하도체판 41b와 유전체 23의 하면 사이의 거리는 동일하게 설정된다.
유전체 선로 LN20에서, 유전체 기판 23의 유전율 εr23은 다음과 같이 설정되었다. 슬롯 24내의 기판 23의 상면 상과, 슬롯 25내에서 기판 23의 하면상에 전자기파의 반사가 제1실시예와는 다르게 유전체 기판 23과 자유 공간 사이의 경계에서 발생한다. 따라서 임계각 θc는 자유 공간의 유전율 εr=1을 이용하여 다음 방정식 (7)로 표현된다.
따라서, 상기 실시예의 평면 유전체 선로 LN20에서, 반사각 θ가 임계각 θc와 동일한 임계 주파수 fa 이상의 주파수를 갖은 전자기파 pw23은, 슬롯 24내의 유전체 기판 23의 상면 상과, 슬롯 25내에서 유전체 23의 하면 상에서 전반사를 반복하면서 전파한다. 유전체 23의 유전율 εr23과 두께 t23은 전파 주파수 fb가 임계 주파수 fa이상이 되도록 설정된다.
평면 평행 도파관은 서로 대향하는 전극 21a와 상도체판 41a에 의해서 정의된다. 상하 도체판41a와 41b 사이의 간격 h41은 상기한 평면 평행 도파관의 TE파 차단 주파수가 전파 주파수 fb보다 실질적으로 높게 되도록 설정된다.
서로 대향하는 전극 21a와 상도체판 41a사이에 위치한 TE파 차단 영역 42a는 유전체 기판 23과 상도체판 41a 사이에 위치한 자유 공간의 일부분에 형성된다.
마찬가지로, 평면 평행 도파관은 서로 대향하는 전극 21b와 상도체판 41a에 의해 구체화된다. 전극 21b와 상도체판 41a 사이의 TE파 차단 영역 42b는, 차단 영역 42a와 마주보는 위치에서 기판 23과 상도체판 41a 사이에 위치한 자유 공간이 형성된다.
상술된 바와 같이, 상도체판 41a와 유전체 기판 23의 상면 사이의 거리는 하도체판 41b와 기판 23의 하면 사이의 거리와 동일하게 설정된다. 따라서, 전파 주파수 fb보다 실질적으로 높은 TE파 차단 주파수를 갖은 평면 평행 도파관은 서로 대향하는 전극 22a와 하도체판 41b에 의해 정의된다. 전극 22a와 하도체판 41b 사이에 죄어진 TE파 차단 영역 43a는 기판 23과 상도체판 41b 사이에 위치한 자유 공간의 일부분으로 형성된다. 비슷하게, 서로 대향하는 전극 22b와 하도체판 41b 사이에 위치한 TE파 차단 영역 43b는 자유 공간 내에 차단 영역 43a와 마주보는 위치에서 정의된다.
평면 유전체 선로 LN20에서, 전파 영역 23c는 임계 주파수 fa이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 슬롯 24 내에서 기판 23의 상면 상과, 슬롯 25내에서 기판 23의 하면상에서 전반사를 반복하면서 유전체 기판 23에 전파되도록 구성된다. 다시 말하면, 차단 영역 23a, 23b, 42a, 42b, 43a 및 43b에서, 상기한 고주파수 신호가 감쇠된다. 상기 구성에서, 임계 주파수 fa이상의 주파수를 갖은 신호는 전파 영역 23c의 내부와 근방에서 그것의 전자기 에너지를 집중시키면서, 평면 유전체 선로 LN20에 전파한다.
제2실시예에서, 상하 도체판 41a와 41b는 제1실시예에서 사용한 유전체 기판 26과 기판 27 대신에 사용된다. 이것은 제2실시예의 유전체 선로 LN10 보다 유전체 선로 LN20의 구성을 보다 쉽게 하고, 가격을 떨어뜨릴 수 있게 한다.
제2실시예에 따른 유전체 선로 LN20의 작동 원리에 대한 상세한 설명은 후술한다. 상기한 선로 LN20의 설명에 앞서, 선로 LN20과 작동이 유사한 유전체 장착형 도파관 선로 LN30의 설명을 먼저 기술할 것이다.
제3도에서 명시된 바와같이, 유전체 장착형 도파관 선로 LN30은 내부 폭 W36과 내부 높이 h36을 갖은 사각형 도파관 36과, 두께 t33과 도파관 36의 폭 W36과 동일한 두께를 갖은 유전체 기판 33을 포함한다. 상기한 유전체 기판 33은 도파관 36의 상하 도체판이 평행하게 위치하도록, 사각형 도파관 36의 높이에 대해 중앙부에 위치해 있다. 상기한 유전체 기판 33의 유전율 εr33은 제2실시예의 유전체 기판 23의 유전율 εr23과 동일하게 설정된다.
임계 주파수 fa 이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호는 제3도에 도시된 바와 같이, 도파관 선로 LN30에 입력되고, 기판 33의 근방과 내부에서 그것의 전자기 에너지를 집중시키면서, 종방향으로 기판 33에 전파된다. 도파관 36에서 신호가 전파되면서, 얻어진 전자기장 분포는 제4a도와 제4b도에 나타난다.
제4a도는 제3도의 C-C'선을 절단하여 바라본 횡단면도에서 전기장 E30과 자기장 H30을 명시한다. 제4b도는 제3도의 B-B'선을 절단하여 바라본 종단면도에서 전기장 E30과 자기장 H30을 명시한다. 제4a도와 제4b도는 유전체 기판 33의 근방과 내부에 분포된 전기장 E30과 자기장 H30을 확실하게 보여준다. 전기장 E30은 기판 33의 폭방향으로 한 성분만을 갖고, 자기장 H30은 유전체 33의 종방향에서 두 성분 즉, 도파관 36의 종방향과 기판 33의 상면 또는 하면에 평행한 성분을 갖는다.
대조적으로 제11a도와 제11b도는 임계 주파수 fa보다 낮은 주파수를 갖은 고주파수 신호가 유전체 장착형 도파관 선로 LN30에 입력될 때, 얻어진 전자기장 분포를 명시한다. 제11a도는 제3도의 C-C'선을 절단하여 바라본 전기장 E30과 자기장 H30을 명시한 횡단면도이다. 제11b도는 제3도의 B-B' 선을 절단하여 바라본 전기장 E30 과 자기장 H30을 명시한 종단면도이다. 제11a도와 제11b에 도시된 바와같이, 자기장 H30은 제4a도와 제4b도에 도시된 임계 주파수 fa 이상의 주파수를 갖은 자기장보다는 기판 33으로부터 멀리 떨어져서 분포되고, 제11a도에 도시된 바와같이, 전기장 E30은 지판 33의 외부에 성분을 갖는다.
제5도는 기판 33의 유전율 εr33이 2, 5, 9.3 및 24의 수치로 설정되었을 때, 유전체 장착형 도파관 선로 LN30의 주파수 대 위상 상수 β30 사이의 관계를 나타내는 도식도이다. 제5도에서 나타난 수치들은 방정식 (5)와 (6)으로 계산되었다. 도파관 선로 LN30의 구조 매개 변수들은 다음처럼 설정되었다
(1) 기판 33의 두께 t33 = 0.33㎜
(2) 도파관 36의 높이 h36 = 2.25㎜
제5도는 주파수가 높아질수록 위상 상수 β30도 커지고, 동일한 주파수의 조건하에서 유전율 εr33이 커질수록 위상 상수 β30도 커진다는 것을 보여준다.
제6도는 기판 33의 두께 t가 0.1㎜, 0.33㎜, 0.5㎜ 및 1㎜의 수치로 설정되었을 때, 도파관 선로 LN30의 주파수 대 위상 상수 β30 사이의 관계를 표현하는 도식도이다. 제6도에 도시된 수치들은 방정식 (5)와 (6)으로 계산되었다. 도파관 선로 LN30의 구조 매개 변수들은 다음처럼 설정되었다:
(1) 기판의 유전율 εr33 = 9.3
(2) 도파관 36의 내부 높이 h36 = 2.25㎜
제6도는 동일한 주파수의 조건하에서, 기판 33의 두께 t33이 커질수록 위상 상수 β30이 커진다는 것을 보여준다.
다음으로 임계각 θc와 동일한 입사각 θ에서, 임계 주파수 fa는 유전체 장착형 도파관 선로 LN30을 사용하여 계산되었다. 제7도는 임계각 θc와 동일한 입사각 θ에서, 임계 주파수 fa대 기판 33의 유전율 εr33 사이의 관계를 보여주는 도식도이다. 도파관 선로 LN30의 구조 매개 변수들은 다음처럼 설정되었다.
(1) 기판 33의 두께 t33 = 0.33㎜
(2) 도파관 36의 내부 폭 W36 = 2.0㎜
(3) 도파관 36의 내부 높이 h36 = 2.25㎜
제7도에 도시된 바와같이, 기판 33의 유전율 εr33이 커질수록, 임계 주파수 fa는 낮아진다는 것을 알 수 있다. 즉, 보다 높은 유전율 εr33을 갖은 유전체 기판 33과 상기한 고주파수 신호가 전반사되는 최소 전파 주파수 fb는 낮은 수준에서 감소될 수 있다.
제8도는 임계각 θc와 동일한 입사각 θ에서, 임계 주파수 fa대 기판 33의 두께 t33 사이의 관계를 표현하는 도식도이다. 도파관 선로 LN30의 구조 매개 변수들은 다음처럼 설정되었다:
(1) 기판 33의 유전율 εr33 = 9.3
(2) 도파관 36의 내부 폭 W36 = 2.0㎜
(3) 도파관 36의 내부 높이 h36 = 2.25㎜
제8도는 기판 33의 두께 t33이 커질수록, 임계각 θc와 동일한 입사각 θ에서, 임계 주파수 fa가 낮아진다는 것을 보여준다. 즉, 증가되는 기판 33의 두께 t33과 고주파수 신호가 전반사되는 최소 전파 주파수 fb는 낮은 수준에서 감소될 수 있다.
상술한 도파관 선로 LN30의 동작 원리를 기초로 하여, 제2실시예의 평면 유전체 선로 LN20(제12도)의 동작에 대해 설명한다. 유전체 선로 LN20의 임계 주파수 fa는 선로 LN20의 매개 변수들이 다음과 같이 설정되었을 때, 유전체 선로 LN30의 임계 주파수 fa로부터 계산되었다:
(1) 기판 23의 두께 t23 = 0.33㎜
(2) 기판 23의 폭 W20 = 8㎜
(3) 슬롯 24와 25의 폭 W = 2㎜
기판 23의 유전율 εr23과 두께 t23 각각은 기판 33의 유전율 εr33과 두께 t33과 동일하게 설정된다. 또한, 기판 23의 슬롯 24와 슬롯 25의 폭 W는 도파관 36의 내부 폭 W와 동일하도록 설정된다. 상하 도체판 41a와 41b 사이의 간격 h41은 도파관 36의 내부 높이 h36과 동일하도록 설정된다.
제9도는 기판 23의 유전율 εr23이 2, 5, 9.3 및 24의 수치들로 설정되었을 때, 유전체 선로 LN20의 주파수 대 위상 상수 β20 사이의 관계를 나타내는 도식도이다. 제9도에 도시된 수치들은 유한 요소법으로 계산되었다. 제9도는 주파수가 높을수록 유전율 β20도 커지고, 동일한 주파수의 조건하에서, 유전율 εr33이 커질수록 위상 상수 β20도 커진다는 것을 보여준다.
제10도는 기판 23의 슬롯 24와 슬롯 25의 폭 W가 0.5㎜, 1㎜, 2㎜ 및 3㎜의 수치들로 설정되었을 때, 유전체 선로 LN20의 주파수 대 위상 상수 β20 사이의 관계를 나타내는 도식도이다. 제10도에 도시된 수치들은 유한 요소법으로 계산되었다. 유전체 선로 LN20의 구조 매개 변수들은 다음처럼 설정되었다:
(1) 기판 23의 유전율 εr23 = 9.3
(2) 기판 23의 폭 W20 = 8㎜
(3) 상하 도체판 41a와 41b 사이에 간격 h41 = 2.25㎜
제10도는 동일한 주파수의 조건하에서, 슬롯 24와 슬롯 25의 폭 W가 커질수록, 위상 상수 β20도 작아진다는 것을 보여준다.
제2실시예에 따른 유전체 선로 LN20(제 12도)의 전자기장 분포에 대한 보다 상세한 설명을 한다. 제13도는 임계 주파수 fa보다 낮은 주파수를 갖은 고주파수 신호가 유전체 선로 LN20에 입력될 때의 유전체 기판 23의 사시도에서 전자기장 분포를 비교예로서 명시한다. 제13도는 상하 도체판 41a와 41b는 생략되고, 단지 유전체 기판 23만 보여준다. 또한 제13도의 사시도에서, 전극 21a와 전극 21b의 상부분은 차이점이 쉽게 안출된다. 제13도로부터 명백해지듯이, 전기장 E30과 자기장 H20은 제14도처럼 임계 주파수 fa이상의 주파수에서 실시된 전자기장 분포보다는 기판 23의 내부와 근방으로부터 멀리 떨어져서 분포한다.
제14도는 임계 주파수 fa이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 유전체 선로 LN20에 입력될 때의 전자기 분포를 명시한다. 제13도와 마찬가지로 제14도에서도, 상하 도체판 41a와 41b는 생략되고, 단지 유전체 기판 23만 보여진다. 또한 제14도의 사시도에서, 전극 21a와 전극 21b의 상면도 차이점이 쉽게 안출된다. 제14도는 기판23d의 전파 영역23c의 내부와 근방에서만 집중되는 전기장 E20과 자기장 H20을 보여준다. 더욱 구체적으로, 임계 주파수 fa이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 슬롯 24에 접근한 기판 23의 상면과 슬롯 25의 근방에서 기판 23의 하면에서 전반사되는 것을 알 수 있다.
비록 상기에서는 유전체 선로 LN20의 작동만 설명되었지만, 제1실시예의 유전체 선로 LN10은 선로 LN20과 유사한 방법으로 작동된다. 상세히 상술된 바와같이, 제1실시예의 평면 유전체 선로 LN10과 제2실시예의 선로 LN20은 유전체 장착형 도파관 선로 LN30과 유사한 방법으로 작동되고, 임계 주파수 fa 이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 전송되도록 사용된다.
본 발명자들은 둘 이상의 평면 유전체 선로 서로가 근접하게 위치하고 있을 때, 수행되는 동작을 시험하기 위해서 제15도에 도시된 모형을 사용하여 전가기장 분포를 관찰하였다. 모형의 구성과 결과에 대해 설명한다. 제15도에 도시된 모형에서, 전극 121a, 121b, 121c 및 121d와 슬롯 124a, 124b 및 124c는 그것의 폭을 따라 기판의 상면에 번갈아서 형성된다. 더욱 명확히 하면, 슬롯 124a는 전극 121a와 전극 121b 사이에 위치해 있고, 슬롯 124b는 전극 121b와 전극 121c 사이에 죄어지고, 슬롯 124c는 전극 121c와 전극 121d 사이에 배치된다. 슬롯 124a, 124b 및 124c는 기판 23의 종방향에 평행하게 형성되고, 또한 동일한 폭을 갖는다. 전극 121b와 전극 121c도 동일한 폭을 갖는다.
기판 123과 마주보는 전극 121a와 전극 121b 각각과 서로 대향하는 전극 122a와 122b는 기판 123의 하면 상에 형성된다. 또한 전극 122c와 전극 122d 각각은 기판 123과 마주보는 전극 121c와 전극 121d와 대향하며 위치해 있다.
이 배치에서, 슬롯 125a, 125b 및 125c 각각은 슬롯 124a, 124b 및 124c와 마주보며 위치한다. 기판 123은 평행하게 위치하도록 서로가 평행한 상하 도체판 141a와 141b 사이에 위치하고 있다. 기판 123의 상면과 상도체판 141a 사이의 거리는 기판 123의 하면과 하도체판 141b 사이의 거리와 동일할 수 있다. 게다가 상하 도체판 141a와 141b는 제2실시예와 유사한 방법으로 서로 간격 배치되어 있다. 서로 평행한 세 개의 평면 유전체 선로들도 이런 방법으로 구성된다.
제15도는 임계 주파수 fa이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호가 세 개의 평면 유전체 선로들 내에 전송될 때 얻어진 전기장 E120를 명시한다. 제15도는 서로에 대한 간섭 없이, 기판 123의 종방향으로 전송되는 신호들을 보여준다. 제16도는 임계 주파수 fa보다 낮은 주파수를 갖은 고주파수 신호들이 세 개의 선로들 내에 전송될 때 형성되는 전기장 E12를 나타낸다. 제16도는 전자기장 결합 즉, 전자기장 간섭이 있는 고주파수 신호를 보여준다.
상세히 상술한 바와같이, 제1실시예와 제2실시예의 평면 유전체 선로 LN10과 LN20 각각에서, 임계 주파수 fa 이상의 주파수를 갖은 고주파수 신호는 슬롯 24에 근접한 기판 23의 상면 상과, 슬롯 25의 근방에서 기판 23의 하면 상에서 전반사되는 것을 보여주고, 기판 23의 전파 영역 23c의 내부와 근방에서 그것의 전자기장 에너지가 집중되는 동안, 신호는 전파될 수 있다. 상기 실시예들을 더욱 발전시키기 위해서, 기판 123의 폭을 따라 서로 평행한 복수개의 평면 유전체 선로를 배치하여 고집적 회로들을 형성할 수 있다.
[제3실시예]
제17도는 본 발명에 따른 평면 유전체 선로의 활용으로 제조된 집적 사시도이다. 상기한 집적 회로는 유전체 선로의 복수개들이 제공된 일반적인 사각형 유전체 기판 323을 갖고 구성된다. 소정의 형상인 전극 321은 기판 323의 상면에 위치하고, 소정의 형상인 전극 322는 기판 323의 하면에 형성되고, 전극 321과 전극 322는 서로 대향하며 형성된다. 따라서, 평면 유전체 선로 LN301, LN302, LN303 및 LN304, 고주파 대역통과 필터 310, 바이어싱(biasing) 선로 307과 308은 유전체 기판 323상에 형성된다. 기판 323의 상면 상에서, 회로 부품 모듈(module) 305는 상기한 유전체 선로 LN302와 LN303 사이에 접속되고, 회로 부품 모듈 306은 상기한 유전체 선로 LN301과 상기한 바이어싱 선로 307 사이에 접속된다. 상기한 선로 LN301과 LN303의 휜 부분들은 좁은 술롯들에 의해 형성된 선로 부분들 301a와 303a 각각을 포함한다. 다른 모드인 선로 LN301과 LN303에서 일반적으로 사용되는 전파 모드로부터의 변화 없이 유전체 선로 LN301과 LN303이 휘어지는 것이 가능하다.
상기한 고주파 대역통과 필터 301에 대해 설명한다. 제18도는 제17도의 E-E'선을 절단하여 바라본 단면도이다. 제17도와 제18도에 도시된 바와같이, 동일한 직경을 갖은 두 원형 개구부 4c와 4d는 기판 323의 상면에 형성된다. 다시 말하면, 개구부 4c와 4d처럼 동일한 크기의 두 원형 개구부 5c와 5d는 기판 323의 하면에 형성된다. 개구부 4c와 4d는 소정의 간격을 두고 서로 마주보며 평행하게 위치하도록 유전체 선로 LN303과 LN304 사이에 위치해 있다. 또한 개구부 4d와 5d 서로 대향하며 동축으로 형성된다. 상기한 구성에서, 동일한 형상의 두 원통 공진기 형성 영역 66과 69는 유전체 선로 LN303과 LN304 사이에 위치해 있다. 기판 323의 일부분인 상기한 공진기 영역 66은 기판 323에서 개구부 4c의 표면 67과, 기판 323에서 개구부 5c의 표면 68을 갖은 원통 영역으로 정의된다. 다시 말하면, 기판 323의 일부분인 상기한 공진기 영역 69는 기판 323에서 개구부 4d의 표면 70과, 기판 323에서 개구부 5d의 표면 71을 갖은 원통 영역으로 정의된다.
기판 323의 유전율과 두께, 개구부 4c, 4d, 5c 및 5d의 직경은 공진기 영역 66과 69가 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖은 고주파수 신호에 의해 여진될 때, 정상파가 발생되도록 설정된다. 게다가 상기한 공진기 영역 66과 69 이외의 영역과 전파 영역들에서 즉, 유전체 선로 LN301, LN302, LN303 및 LN304, 평면 평행 도파관은 전극 321과 전극 322에 의해 형성된다. 기판 323의 유전율과 두께는 평면 평행 도파관의 차단 주파수가 원하는 공진 주파수보다 높게 되도록 수치들이 설정된다. 상기한 배치에서, 공진기 영역 66과 근접한 자유공간 및, 공진기 영역 69와 그것에 의한 근방에서 자유 공간 각각은 TE10모드 유전체 공진기를 구성한다. 상기한 영역 66과 영역 69는 유전체 선로 LN303과 TE10모드 유전체 공진기가 유도적으로 결합되는 영역 66에 의해 형성되도록 서로 대향하여 소정의 간격을 두고 분리되어 있다. 유전체 선로 LN304과 영역 69 사이의 거리는 유전체 선로 LN304와 TE10모드 유전체 공진기가 유도적으로 결합되는 영역 69에 의해 형성되도록 수치가 설정된다.
상기한 방법에서, 고주파 대역통과 필터 310은 유전체 선로 LN303과 LN304 사이에 있는 두TE10모드 유전체 공진기들의 직렬 접속으로 구성된다.
이것은 유전체 선로 LN303을 통하여 통과되는 소정의 주파수를 갖은 고주파수 신호가, 두 TE10모드 유전체 공진기들을 통하여 선로LN304에 전송되는 원인이 된다.
[변형예]
본 발명의 변형예에 대해 설명한다.
제1실시예의 평면 유전체 선로 LN10은 유전체 기판 26과 기판 27을 포함하고, 제2실시예의 유전체 선로 LN20은 상하 도체판 41a와 41b를 사용하여 형성된다. 그러나 항상 이런 것은 아니고, 유전체 선로는 슬롯 24와 슬롯 25가 구비된 유전체 기판만을 사용할 수도 있다. 상기한 변형은 또한 제1실시예와 제2실시예와 유사한 방법으로 작동이 가능하고, 보다 단순한 구성으로 유사한 잇점을 제공한다.
비록 상하 도체판 41a와 41b가 상술된 바와같이, 제2실시예의 유전체 선로 LN20에 사용되지만, 본 발명이 이것에만 국한되는 것이 아니다. 대신에 상하 도체판 41a와 41b 및 측면 도체들에 의해 정의된 사각형 도파관을 이용하여 선로를 형성할 수 있다. 이렇게 변형함으로써, 제1실시예와 제2실시예와 유사한 방법으로 작동이 가능하고, 유사한 잇점을 제공한다.
제2실시예의 유전체 선로 LN20에서, 상도체판 41a와 기판 23의 상면 사이의 거리는 하도체판 41b와 기판 23의 하면 사이의 거리와 동일하도록 수치가 설정된다. 그러나 반드시 이런 것은 아니고, 상도체판 41a와 기판 23의 상면 사이의 거리를 하도체판 41b와 기판 23의 하면 사이의 거리와 다르게 형성할 수도 있다. 상기 변형예에 의해 얻어진 선로는 제1실시에와 제2실시예와 유사한 방법으로 작동되고, 유사한 잇점을 제공할 수 있다.
게다가, 비록 유전체 기판 26의 유전율 εr26이 기판 27의 유전율 εr27과 동일하게 설정되었지만, 두 상수를 서로 다르게 설정할 수도 있다.
상술한 설명으로부터 자명하게 이해된 바와같이, 본 발명은 다음 잇점들을 제공한다.
본 발명의 제1국면에 따른 평면 유전체 선로에서, 소정의 폭을 갖은 제1슬롯은 유전체 기판의 제1표면 상에 형성되고, 제2슬롯은 기판의 제2표면 상에 위치하고, 두 슬롯들은 서로 대향하여 위치한다. 이렇게 함으로써, ICs등의 전자 부품들 사이의 접속이 쉽고, 마이크로스트립 선로들, 코플라나 선로들 및 슬롯 선로들보다 더 낮은 수준의 전도 손실이 나타나는 소형의 저렴한 평면 유전체 선로를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 제2국면에 따른 평면 유전체 선로는 본 발명의 제1국면에 의해 구현된 평면 유전체 선로에 제1도체판과 제2도체판이 추가되어 구성된다.
상술된 유전체 선로에 전파되는 고주파수 신호들의 외부로의 누출을 막고, 또한 유전체 선로의 외부로부터 고주파수 신호들의 개입을 배제하는 것이 가능하다.
본 발명의 제3국면에 따른 평면 유전체 선로에서, 본 발명의 제2국면에 의해 구현된 유전체 선로에 다음 특징들이 첨가된다. 즉, 한 유전체는 유전체 기판의 제1표면과 제1도체판 사이에서 충전되고, 또한 다른 유전체는 기판의 제2표면과 제2도체판 사이에 위치하고, 각각의 유전체는 유전체 기판보다 더 작은 정도의 유전율을 갖는다. 따라서, 평면 유전체 선로를 더 얇게 제조할 수 있다.
본 발명의 제4국면에 따른 집적 회로는 전송 선로 및 전송 선로와 접속되는 고주파수 장치를 포함한다. 상기한 전송 선로는 본 발명의 제1국면과 제3국면에 의해 구현된 평면 유전체 선로들 중에서 적어도 하나는 포함한다. 따라서, 고집적 회로를 구성할 수 있다.

Claims (6)

  1. 서로 대향(對向)하는 제1표면과, 제2표면을 갖는 유전체 기판; 상기한 유전체 기판의 제1표면 상에 형성되어 있고, 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 위치한 제1전극과 제2전극의 사이에 위치해 있으며, 소정의 폭을 갖는 제1슬롯 및, 상기 유전체 기판의 제2표면 상에 형성되어 있고, 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 위치한 제3전극과 제4전극의 사이에 위치해 있으며, 상기한 제1슬롯과 실질적으로 동일한 폭을 갖고, 서로 대향하는 제2슬롯을 포함하는 평면 유전체 선로에 있어서, 소정의 주파수를 갖고, 상기한 제1슬롯과 제2슬롯 사이에 배치된 상기한 유전체 기판의 전파 영역에서 전파되는 평면 전자기파가, 상기한 제1슬롯과 제2슬롯에서 상기한 유전체 기판의 제1표면과 제2표면에서 전반사되도록 유전체 기판의 유전율과 두께가 결정되는 것을 특징으로 하는 평면 유전체 선로.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 유전체 기판의 제1표면과 소정의 간격을 두고 배치된 제1도체판; 및 상기한 유전체 기판의 제2표면과 소정의 간격을 두고 배치된 제2도체판을 더 포함함을 특징으로 하는 평면 유전체 선로.
  3. 제2항에 있어서, 하나의 유전체가 상기한 유전체 기판의 제1표면과 제1도체판 사이와, 상기한 유전체 기판의 제2표면과 제2도체판 사이에 위치하고, 상기한 유전체는 상기한 유전체 기판보다 더 낮은 유전율을 갖는 것을 특징으로 하는 평면 유전체 선로.
  4. 전송 선로; 및 상기한 전송 선로와 접속되는 고주파수 장치를 포함하는 집적 회로에 있어서, 상기 전송 선로는 서로 대향하는 제1표면과, 제2표면을 갖는 유전체 기판; 상기한 유전체 기판의 제1표면 상에 형성되어 있고, 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 위치한 제1전극과 제2전극의 사이에 위치해 있으며, 소정의 폭을 갖는 제1슬롯 및, 상기 유전체 기판의 제2표면 상에 형성되어 있고, 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 위치한 제3전극과 제4전극의 사이에 위치해 있으며, 상기한 제1슬롯과 실질적으로 동일한 폭을 갖고, 서로 대향하는 제2슬롯을 포함하는 전송 선로에 있어서, 소정의 주파수를 갖고, 상기한 제1슬롯과 제2슬롯 사이에 배치된 상기한 유전체 기판의 전파 영역에서 전파되는 평면 전자기파가, 상기한 제1슬롯과 제2슬롯에서 상기한 유전체 기판의 제1표면과 제2표면에서 전반사되도록 유전체 기판의 유전율과 두께가 결정되는 집적 회로.
  5. 제4항에 있어서, 소정의 거리를 두고 상기한 유전체 기판의 제1표면과 떨어져서 배치된 제1도체판; 및 소정의 거리를 두고 상기한 유전체 기판의 제2표면과 떨어져서 배치된 제2도체판을 더 포함하는 집적 회로.
  6. 제5항에 있어서, 하나의 유전체가 상기한 유전체 기판의 제1표면과 제1도체판 사이와, 상기한 유전체 기판의 제2표면과 제2도체판 사이에 위치하고, 상기한 유전체는 상기한 유전체 기판보다 더 낮은 유전율을 갖는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
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