KR100381853B1 - 고주파회로소자 - Google Patents

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KR100381853B1
KR100381853B1 KR10-1998-0016339A KR19980016339A KR100381853B1 KR 100381853 B1 KR100381853 B1 KR 100381853B1 KR 19980016339 A KR19980016339 A KR 19980016339A KR 100381853 B1 KR100381853 B1 KR 100381853B1
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아키라 에노키하라
겐타로 세츠네
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 손실의 증가나 임피던스의 불균일을 발생시키지 않고 큰 입출력 결합도를 실현할 수 있는 고주파 회로소자를 제공하는 것으로서, 유전체 단결정 등으로 이루어지는 기판(1)의 위에, 도체막으로 이루어지는 원형의 공진기(2)를 형성한다. 또, 기판(1)의 공진기(2)가 형성된 면과 동일한 면에, 도체막으로 이루어지는 선로폭이 한결같은 입출력 선로(3)를 형성한다. 입출력 선로(3)의 측단의 일부분을 공진기(2)의 외주상의 결합부분(4)과 간극부(5)를 통하여 공진기(2)의 외주부를 따라 배치한다.

Description

고주파 회로소자
본 발명은 통신시스템 등의 고주파 신호처리장치에 이용되는 공진기, 필터 등을 시작으로 하는 고주파 회로소자에 관한 것이다.
고주파 통신시스템에 있어서는, 공진기, 필터 등을 시작으로 하는 고주파 회로소자는 불가결의 요소이다. 현재 이용되고 있는 공진기, 필터 등의 고주파 회로소자로서는 유전체 공진기를 이용한 것, 전송선로구조(마이크로 스트립 구조 또는 스트립 선로구조)를 이용한 것, 표면탄성파 소자를 이용한 것 등이 주류로 되어 있다. 이 중, 전송선로구조를 이용한 것은 소형으로, 마이크로파, 밀리파 영역의 고주파까지 적용할 수 있고, 또한 기판 상에 형성하는 2차원적인 구조이고, 다른 회로나 소자와의 조합이 용이하기 때문에, 넓게 이용되고 있다. 종래, 이 타입의 공진기로서는 전송선로에 의한 1／2파장 공진기가 가장 일반적으로 이용되고 있고, 또한 이 1／2파장 공진기를 복수개 결합시킴으로써, 필터 등의 고주파 회로소자가 구성되어 있다(상해(詳解) 예제·연습 마이크로파 회로 도쿄덴키다이가쿠 출판국).
또, 전송선로구조의 다른 종래예로서 평면회로구조를 이용한 것이 있다. 그 대표예로서는 원판형 공진기를 이용함으로써, 다양한 고주파 회로를 구성하려고 하는 것이 있다(덴시츠우신가쿠카이 논문지 72／8 Vol. 55-B No.8 『마이크로파 평면회로의 해석적 취급(Analysis of Microwave Planar Circuit)』 미요시 단로쿠, 오코시 다카케이).
그러나, 1／2파장 공진기 등의 전송선로구조의 공진기에서는 도체 중에 있어서의 고주파 전류가 부분적으로 집중하기 때문에, 도체의 저항에 의한 손실이 비교적 크고, 공진기에서는 Q치의 열화를 초래하고, 필터를 구성한 경우에는 손실의 증가를 초래해버린다. 또, 통상 자주 이용되고 있는 마이크로 스트립 구조의 1／2파장 공진기를 이용한 경우에는 회로로부터 공간에의 방사에 의한 손실의 영향도 문제가 된다.
또, 평면회로구조의 공진기로서 원형의 공진기 등을 이용한 경우에는 입출력 선로와 공진기와의 결합부분에 있어서, 필터 설계 파라미터를 만족하는 정도의 큰 결합도를 얻는 것은 곤란하다. 큰 입출력 결합도를 얻기 위한 방법으로서는 이하와 같은 기술이 제안되고 있다(도12, 도13). 즉, 도12에 도시하는 바와 같이, 공진기(30)에는 그 일부에 절결(30a)이 형성되어 있고, 이 절결(30a)에 입출력 선로(31)의 선단부가 삽입되어 있다. 이로써, 결합용량을 증가시켜서 입출력 결합도를 증가시킬 수 있다(T.Hayashi 외, Electronics Letters, Vol.30, No.17, pp1424). 또, 도13에 도시하는 바와 같이, 입출력 선로(31)는 그 선단부(31a)의 선로폭이 넓어져 있고, 선로폭이 넓어진 선단부(31a)는 공진기(30)의 외주부에 대향시킨 상태로 배치되어 있다. 이로써, 결합용량을 증가시켜서 입출력 결합도를 증가시킬 수 있다.
그러나, 이들 방법으로도 입출력 결합도의 증가에는 한계가 있다. 또, 전자의 방법(도12)에서는, 공진기(30)의 일부에 절결(30a)이 형성되는 점에서, 이 부분에서 전류집중이 발생하고, 손실 증가의 원인이 된다. 또, 후자의 방법(도13)에서는, 입출력 선로(31)의 선단부(31a)에서의 선로폭의 증가에 의해 임피던스의 불균일이 일어나고, 선단부의 선로폭을 너무 크게 하면, 역으로 입출력 결합도가 감소해버린다.
본 발명은 종래기술에 있어서의 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 손실의 증가나 임피던스의 불균일을 발생시키지 않고 큰 입출력 결합도를 실현할 수 있는 고주파 회로소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 제1의 실시형태를 도시하는 평면도,
도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도,
도3은 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 반사특성도,
도4는 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 제1의 실시형태의 다른 구성을 도시하는 평면도,
도5는 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 다른 구성의 반사특성도,
도6은 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 다른 구성의 결합부분의 길이와 입출력 결합도와의 관계를 도시하는 도면,
도7은 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 또다른 구성을 도시하는 평면도,
도8은 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 제2의 실시형태를 도시하는 평면도,
도9는 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 고주파회로소자의 입출력 특성도,
도10은 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 삽입손실의 입력전력 의존특성도,
도11은 본 발명의 스트립 선로구조를 가지는 고주파 회로소자를 도시하는 단면도,
도12는 종래기술에 있어서의 고주파 회로소자의 일례를 도시하는 평면도,
도13은 종래기술에 있어서의 고주파 회로소자의 다른 예를 도시하는 평면도,
도14는 고주파 회로소자의 결합부분의 길이와 입출력 결합도와의 관계의 비교예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 8, 15a, 15b : 기판,
2, 9, 16 : 공진기,
3, 10a, 10b : 입출력 선로,
4, 11a, 11b : 결합부분,
5, 14a, 14b : 간극부,
6, 17a, 17b : 그랜드플레인,
7 : 단자부,
12 : 장축,
13 : 단축
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 구성은 적어도 하나의 평면회로구조의 공진기와, 적어도 하나의 입출력 선로를 구비한 고주파 회로소자로서, 상기 입출력 선로가 측단을 가지고, 상기 입출력 선로의 상기 측단의 일부분이 상기 공진기의 외주상의 결합부분과 간극부를 통하여 공진기의 외주부를 따라 배치하는 것을 특징으로 한다. 이 고주파 회로소자의 구성에 의하면, 입출력 선로의 측단의 일부분을, 공진기의 외주상의 결합부분과 간극부를 통하여 공진기의 외주부를 따라 배치함으로써, 분포결합을 행하게 할 수 있다. 그 결과, 종래의 고주파 회로소자와 같이 결합부분에 있어서 공진기의 외주형상이나 입출력 선로의 선로폭을 변화시키지 않고, 즉 손실의 증가나 임피던스의 불균일을 발생시키지 않고 큰 입출력 결합도를 실현할 수 있다.
상기 본 발명의 고주파 회로소자의 구성에 있어서는, 입출력 선로가 실질적으로 동일한 폭을 가지는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 고주파 회로소자의 구성에 있어서는 평면회로구조의 공진기로서 원형의 공진기, 타원형상의 공진기, 다각형상의 공진기 등 임의의 형상의 공진기를 이용할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 고주파 회로소자의 구성에 있어서는, 공진기의 중심에서 본 각도에 따라 결합부분의 길이가 규정되고, 상기 각도가 5∼30°의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 본 발명의 고주파 회로소자의 구성에 있어서는 간극부의 간격이 10∼500㎛의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 고주파 회로소자는 마이크로 스트립 구조 또는 스트립 선로구조를 가지는 것이 바람직하다. 마이크로 스트립 구조는 구조가 간단하고, 또한 다른 회로와의 정합성도 좋다. 스트립 선로구조는 방사손실이 극히 작기 때문에, 손실이 작은 고주파 회로소자를 실현할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 고주파 회로소자의 구성에 있어서는, 평면회로구조의 공진기로서 타원형상의 공진기가 이용되고, 또한 상기 공진기에 대해 2개의 입출력 선로가 결합되고, 그 결합부분이 상기 공진기의 외주와 장축 및 단축과의 교점 근방으로서, 상기 공진기의 중심에서 보아 거의 90° 다른 위치에 배설되어 있는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 대역통과필터로서 동작시킬 수 있다. 이것은 타원형상의 공진기의 2개의 공진모드 간의 결합을 이용함으로써 2단의 공진기 결합형 필터로서 동작시킬 수 있기 때문이라고 생각된다.
또, 상기 본 발명의 고주파 회로소자의 구성에 있어서는, 공진기의 재료로서 초전도체가 이용되는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 저손실이고 또한 내전력특성이 우수한 고주파 회로소자를 실현할 수 있다.
이하, 실시형태를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
〈제1의 실시형태〉
도1은 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 제1의 실시형태를 나타내는 평면도, 도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ단면도이다. 도1, 도2에 도시하는 바와 같이, 유전체 단결정 등으로 이루어지는 기판(1)의 위에는, 그 중앙에 예를 들면 진공증착법과 에칭 등을 이용하여 도체막으로 이루어지는 원형의 공진기(2)가 형성되어 있다. 또, 기판(1)에는 공진기(2)가 형성된 면과 동일한 면에 예를 들면 진공증착법과 에칭 등을 이용하여 도체막으로 이루어지는 입출력 선로(3)가 형성되어 있다. 여기서, 입출력 선로(3)는 측단을 가지고, 그 선로폭은 똑같이 되어 있다. 그리고, 입출력 선로(3)의 일부분은 공진기(2)의 외주상의 결합부분(4)과 간극부(5)를 통하여 공진기(2)의 외주부를 따라 배치되어 있다. 또, 기판(1)의 이면에는, 그 전면에 예를 들면 진공증착법과 에칭 등을 이용하여 도체막으로 이루어지는 그랜드 플레인(6)이 형성되어 있다. 이로써, 마이크로스트립구조를 가지는 고주파 회로소자가 실현되어 있다.
도체막의 재료로서는 YBa2Cu3Ox등의 이트륨(Y)계, Bi2Sr2Ca2Cu3Ox등의 비스마스(Bi)계, Tl2Ba2CaCu2Ox등의 타륨(Tl)계 등으로 대표되는 고온산화물 초전도체, Nb등의 금속초전도체 및 금, 동 등의 금속 등을 이용할 수 있다.
이상과 같은 구성을 가지는 고주파 회로소자의 입출력 선로(3)의 단자부분(7)으로부터 고주파 신호를 입력시키면, 이 고주파신호가 결합부분(4)에있어서 공진기(2)와 결합하고, 공진동작이 유기된다. 이 경우, 도3에 도시하는 바와 같이, 공진기(2)의 공진주파수로 큰 흡수가 있는 공진회로 특유의 특성이 얻어진다.
도12, 도13에 도시하는 종래의 고주파 회로소자에 있어서는, 결합부분(32)에서의 용량에 의한 용량성 결합만의 효과가 이용되고 있었지만, 본 실시형태의 고주파 회로소자에 있어서는, 자계에 의한 분포결합의 효과도 가해지고 있고, 종래의 고주파 회로소자에 비하여 큰 결합도가 얻어진다. 즉, 본 실시형태와 같이 입출력 선로(3)의 측단의 일부분을, 공진기(2)의 외주상의 결합부분(4)과 간극부(5)를 통하여 공진기(2)의 외주부를 따라 배치함으로써, 분포결합을 행하게 할 수 있다. 그 결과, 도12, 도13에 도시하는 종래의 고주파 회로소자와 같이 결합부분(4)에 있어서 공진기(2)의 외주형상이나 입출력 선로(3)의 선로폭을 변화시키지 않고, 즉 손실의 증가나 임피던스의 불균일을 발생시키지 않고 큰 입출력 결합도를 실현할 수 있다.
이하에 본 실시형태의 구체예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도4는 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 제1의 실시형태의 다른 구성을 나타내는 평면도이다. 도4에 도시하는 바와 같이, 두께 0.5㎜의 란탄알루미늄(LaAlO3) 단결정으로 이루어지는 기판(1)의 위에는, 그 중앙에 두께 0.7㎛의 타륨계 고온산화물 초전도체로 이루어지는 원형의 공진기(2)가 형성되어 있다. 여기서, 공진기(2)의 반경은 9.53㎜이다. 또, 기판(1)에는 공진기(2)가 형성된 면과 동일한면에 두께 0.7㎛, 선로폭 0.175㎜와 같이 타륨계 고온산화물 초전도체로 이루어지는 입출력 선로(3)가 형성되어 있다. 입출력 선로(3)의 측단의 일부분은 공진기(2)의 외주상의 결합부분(4)과 간극부(5)를 통하여 공진기(2)의 외주부를 따라 배치되어 있다. 여기서, 간극부(5)의 간격은 20㎛이다. 또, 결합부분(4)의 길이는 공진기(2)의 중심에서 본 각도(θ)에 의해 표시되어 있다. 또, 기판(1)의 이면에는 그 전면에 두께 0.7㎛의 동일하게 타륨게 고온산화물 초전도체로 이루어지는 그랜드플레인(도시 안함)이 형성되어 있다.
도5에 θ=10°인 경우의 반사특성을 나타낸다. 도5에 도시하는 바와 같이, 공진기(2)의 공진주파수가 큰 흡수가 있는 공진회로 특유의 특성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다.
도6에 θ를 변화시켰을 때의 입출력 결합도의 변화를 도시한다. 입출력 결합도는 공진회로의 외부 Q가 작은 만큼 커지기 때문에, 여기서는 입출력 결합도를 공진회로의 외부 Q에 의해 나타나고 있다. 도6에 도시하는 바와 같이, θ=20°인 경우, 약 120의 외부 Q가 얻어지고 있고, 또한 θ=30° 정도까지 증가시켜도, 입출력 결합도는 증가하는 것을 알 수 있다. 비교를 위해, 도14에, 도13에 도시하는 종래의 고주파 회로소자에 있어서의 입출력 결합도의 변화를 도시한다. 여기서, 입출력 선로(31)의 선단부의 오픈각도는 원판공진기(30)의 중심에서 본 각도(ψ)에 의해 나타나고 있다. 또, 입출력 선로(31)의 선단부와 원판공진기(30)와의 사이의 간극부의 간격은 도4와 마찬가지로 20㎛로 설정되어 있다. 또한, 입출력 결합부 이외의 구조는 도4와 마찬가지이다. 도14에 도시하는 바와 같이, 도13에 도시하는 종래의고주파 회로소자에 있어서는 각도(ψ)를 크게 해가면, 20°부근에서 가장 큰 입출력 결합도(외부 Q가 약 450)가 얻어진다. 그리고, 그것을 경계로 그 이상 ψ를 크게 하면, 역으로 외부 Q가 커진다. 즉, 각도(ψ)를 20°보다도 크게 하면, 입출력 결합도가 작아진다. 이와 같이 각도(ψ)를 크게 한 경우에 입출력 결합도가 작아지는 것은 입출력 선로(31)의 선단부의 선로폭이 커지면, 입출력 선로(31)의 특성 임피던스가 급격하게 변화하고, 그에 따라 입출력신호가 반사되기 때문이라고 생각된다. 따라서, 같은 조건하에서 비교하면, 본 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 구조에서는 외부 Q가 100 전후까지 내리는 것이 가능하지만, 도13에 도시하는 종래의 고주파 회로소자의 구조에서는 외부 Q가 450 이하의 큰 입출력 결합도를 얻는 것은 불가능한다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 있어서의 고주파 회로소자의 구조를 채용하면, 종래의 구조에서는 실현가능하였던 큰 입출력 결합도를 얻는 것이 가능하게 된다. 일반적으로 공진기 결합형의 고주파 필터에서는 비교적 큰 입출력 결합도가 요구되므로, 본 실시형태의 구조는 매우 유효하다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 평면회로구조의 공진기로서 원형 공진기(2)를 이용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 평면회로구조의 공진기로서는 원형 공진기 외에, 예를 들면 도7(a)에 도시하는 바와 같은 타원형상의 공진기나, 도7(b)에 도시하는 바와 같은 다각형상의 공진기를 필두로 하는 임의의 형상의 공진기를 이용할 수 있다. 이와 같은 형상의 공진기를 이용한 고주파 회로소자도, 상기의 이유와 같은 이유 때문에 마찬가지로 유효하다.
또, 본 실시형태에 있어서는 하나의 공진기(2)와 하나의 입출력 선로(3)로 이루어지는 고주파 회로소자를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 복수의 공진기나 복수의 입출력 선로를 이용한 다단 필터 등의 고주파 회로소자나 공진기와 입출력 선로를 그 일부에 포함하는 고주파 회로소자의 경우에도 본 발명을 적용할 수 있고, 마찬가지로 그 유효성이 발휘된다.
〈제2의 실시형태〉
도8은 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 제2의 실시형태를 도시하는 평면도이다. 도8에 도시하는 바와 같이, 유전체 단결정 등으로 이루어지는 기판(8) 위에는, 그 중앙에 예를 들면 진공증착법과 에칭 등을 이용하여 도체막으로 이루어지는 타원형상의 공진기(9)가 형성되어 있다. 타원형상의 공진기(9)의 장축(12) 및 단축(13)의 길이는 각각 19.07㎜, 18.93㎜로 설정되어 있다. 또, 기판(8)에는 공진기(9)가 형성된 면과 동일한 면에 예를 들면 진공증착법과 에칭 등을 이용하여 도체막으로 이루어지는 입출력 선로(10a, 10b)가 형성되어 있다. 여기서, 입출력 선로(10a, 10b)의 선로폭은 한결같이 되어 있다. 입출력 선로(10a, 10b)의 일부분은 각각 공진기(9)의 외주상의 결합부분(11a, 11b)과 간극부(14a, 14b)를 통하여 공진기(9)의 외주부를 따라 배치되어 있다. 이 경우, 결합부분(11a, 11b)은 공진기(9)의 외주과 장축(12), 단축(13)과의 교점근방으로서, 공진기(9)의 중심에서 보아 90° 다른 위치에 배설되어 있다. 또, 결합부분(11a, 11b)의 길이는 모두 공진기(9)의 중심에서 보아 각도 18°에 상당하는 길이로 설정되어 있다. 또, 기판(8)의 이면에는 그 전면에 예를 들면 진공증착법과 에칭 등을 이용하여 도체막으로 이루어지는 그랜드플레인(도시 안함)이 형성되어 있다. 이로써, 마이크로 스트립구조를 가지는 고주파 회로소자가 실현되어 있다.
도9에 이상과 같은 구성을 가지는 고주파 회로소자의 입출력특성을 도시한다. 도9에 도시하는 바와 같이, 이 소자는 1.9㎓ 부근에서 평탄한 투과특성이 얻어지고, 대역통과필터로서 동작하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 타원형상의 공진기의 2개의 공진모드간의 결합을 이용함으로써, 2단의 공진기 결합형 필터로서 동작시킬 수 있는 것을 나타내고 있다. 이 타입의 필터는 타원형상의 공진기의 외주부가 매우 부드럽고, 공진기 내에서의 전류집중의 영향이 적은 점에서, 공진기의 재료로서 통상의 금속을 이용한 경우에는 종래의 구조보다도 손실이 작다.
도10에 상기와 같은 구성을 가지는 고주파 회로소자의 통과대역에서의 삽입손실의 입력전력의존성을 도시한다. 측정에는 휴렛팩커드사제 HP85108A펄스드RF네트워크어넬라이저시스템을 이용하였다. 이 경우, 소자부분으로의 신호 입출력용 케이블 등에서의 발열의 영향을 받는 일이 없도록, 펄스폭 2μ초의 펄스상의 파워신호를 이용하여 측정을 행하였다. 측정온도는 20켈빈이다. 도10에서 알 수 있듯이, ＋50㏈m(100W)까지의 입력파워에 대해서는 삽입손실의 명확한 변화는 확인되지 않는다. 종래의 구조의 초전도필터에서는 기껏해야 수십mW(약 ＋15㏈m) 정도의 레벨의 입력신호에 대해서도, 초전도성이 파괴되고, 동작이 불가능하게 된다고 되어 있는 점에서, 본 고주파 회로소자의 내전력성능은 극히 우수하다는 것을 알 수 있다.이것은 본 고주파 회로소자가 입출력 선로부분 및 공진기부분에서의 전류집중이 매우 적게 억제되고 있는 것, 및 소자 전체의 손실이 매우 작기 때문에 손실에 따르는 발열의 영향이 극히 작은 것 등에 의한 것이고, 본 고주파 회로소자의 유효성을 명확히 나타내는 것이다.
한편, 본 실시형태의 고주파 회로소자의 결합부분에 도13에 도시하는 종래의 입출력 결합구조를 이용한 경우에는 필요한 입출력 결합도(외부 Q=약 130)를 얻을 수 없으므로, 도9에 도시하는 바와 같은 입출력특성을 얻을 수 없다. 이것은 도6과 도14의 비교에서 용이하게 이해할 수 있다. 또, 도12에 도시하는 종래의 입출력결합구조를 이용한 경우에는 공진기의 외주부에 급격한 변화가 부여되기 때문에, 공진기내에서의 전류의 국소적인 집중이 발생하고, 손실 증가의 원인이 된다.
이상의 결과에서 도8에 도시하는 본 실시형태의 고주파 회로소자의 구조는 매우 유효하다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 마이크로스트립구조를 가지는 고주파 회로소자를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이 구조를 가지는 고주파 회로소자만에 적용되는 것은 아니다. 예를 들면, 도11에 도시하는 바와 같은 스트립선로구조를 가지는 고주파 회로소자에 대해서도 본 발명의 구성은 유효하다. 도11에 있어서, 15a, 15b는 기판, 16은 공진기, 17a, 17b는 그랜드플레인을 나타내고 있다. 스트립 선로구조는 마이크로 스트립구조에 비하여 구조가 복잡하지만, 방사손실이 작아지므로 소자특성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서는 공진기의 재료로서 통상의 금속을 이용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 공진기의 재료로서는 통상의 금속 외에 초전도체를 이용할 수도 있다. 공진기의 재료로서 초전도체를 이용하면, 저손실이며 또한 내전력특성이 우수한 고주파회로소자를 실현할 수 있다. 또한, 공진기의 재료로서 초전도체를 이용하고, 또한 도12에 도시하는 종래의 입출력 결합구조를 이용한 경우에는 내전력특성의 열화의 원인이 된다.
초전도체로서는 금속계재료(예를 들면, Pb, PbIn 등의 Pb계 재료, Nb, NbN, Nb3Ge등의 Nb계 재료)라도 좋지만, 실용적으로는 온도조건이 비교적 완만한 고온산화물 초전도체(예를 들면, Ba2YCu3O7)를 이용하는 것이 바람직하다.
그러나, 공진기의 재료로서 초전도체를 이용할 경우에는 임계전류밀도의 값을 넘어 초전도전류를 흘릴 수는 없다. 이것은 큰 전력의 고주파신호를 취급할 경우에 문제가 된다. 본 발명의 고주파회로소자에 있어서는 종래의 구조에서는 가장 전류집중이 급격한 공진기의 외주부에의 고주파전류의 집중을 효과적으로 완화할 수 있는 평면회로구조의 공진기를 이용하고 있고, 또한 그 외주형상에 변화를 주지 않고 큰 입출력 결합도가 얻어지기 때문에, 같은 전력의 고주파신호를 취급한 경우의 최대전류밀도는 종래보다도 작아진다. 이 때문에, 같은 임계전류밀도를 가지는 초전도체에 의해 본 발명의 고주파 회로소자를 구성한 경우에는 더욱 큰 전력의 고주파신호를 취급하는 것이 가능해지고, 본 발명의 유효성은 매우 크다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 고주파 회로소자의 구조를 채용하면, 평면회로구조의 공진기에 대해 종래의 구조에 비하여 큰 입출력 결합도가 얻어지고, 고주파회로 설계의 자유도가 증가하는 점에서, 고성능의 고주파 회로소자를 실현할 수 있다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 평면회로구조의 공진기와, 적어도 하나의 입출력 선로를 구비한 고주파 회로소자로서, 상기 입출력 선로가 측단을 가지고, 상기 입출력 선로의 상기 측단의 일부분이 상기 공진기의 외주상의 결합부분과 간극부를 통하여 상기 공진기의 외주부를 따라 배치된 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  2. 제1항에 있어서, 입출력 선로가 실질적으로 동일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  3. 제1항에 있어서, 평면회로구조의 공진기로서, 윤곽이 원형에서 가운데가 막힌 원판형 공진기가 이용된 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  4. 제1항에 있어서, 평면회로구조의 공진기로서, 윤곽이 타원형에서 가운데가 막힌 타원형 공진기가 이용된 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  5. 제1항에 있어서, 평면회로구조의 공진기로서, 다각형상의 공진기가 이용된 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  6. 제1항에 있어서, 공진기의 중심에서 본 각도에 의해 결합부분의 길이가 규정되고, 상기 각도가 5∼30°의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  7. 제1항에 있어서, 간극부의 간격이 10∼500㎛의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  8. 제1항에 있어서, 마이크로 스트립 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  9. 제1항에 있어서, 스트립 선로 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  10. 제1항에 있어서, 평면회로구조의 공진기로서 윤곽이 타원형에서 가운데가 막힌 타원형 공진기가 이용되고, 또한 상기 공진기에 대해 2개의 입출력 선로가 결합되고, 그 결합부분이 상기 공진기의 외주과 장축 및 단축과의 교점 근방으로서, 상기 공진기의 중심에서 보아 거의 90° 다른 위치에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
  11. 제1항에 있어서, 공진기의 재료로서 초전도체가 이용된 것을 특징으로 하는 고주파 회로소자.
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