KR100540933B1 - 고주파 회로 장치 및 송수신 장치 - Google Patents

고주파 회로 장치 및 송수신 장치 Download PDF

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KR100540933B1 KR1020030012078A KR20030012078A KR100540933B1 KR 100540933 B1 KR100540933 B1 KR 100540933B1 KR 1020030012078 A KR1020030012078 A KR 1020030012078A KR 20030012078 A KR20030012078 A KR 20030012078A KR 100540933 B1 KR100540933 B1 KR 100540933B1
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Abstract

불필요파의 전파를 저지하면서 소형화가 가능한 고주파 회로 장치 및 송수신 장치를 제공한다.
유전체 기판(1)의 양면에는 평면 도체(2)를 형성함과 아울러, 표면(1A)에는 슬롯 라인을 형성한다. 또한, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에는 슬롯 라인을 개재하여 복수단의 대역저지 필터(6)로 이루어지는 불필요파 전파 저지 회로(5)를 형성한다. 또한, 대역저지 필터(6)는 2개의 도체 선로(7A, 7B)와, 도체 선로(7A)의 도중 부위에 소용돌이형상으로 형성된 스파이럴 선로(8A, 8B)로 이루어지는 공진기(8)에 의해 구성된다. 이에 따라, 공진기(8)의 공진 주파수를 중심으로 하여 대역의 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
고주파 회로 장치, 송수신 장치, 스파이럴 선로, 공진기, 대역저지 필터, 평면 도체, 슬롯 라인

Description

고주파 회로 장치 및 송수신 장치{High-frequency circuit device and transmitter/receiver}
도 1은 제1 실시형태에 의한 고주파 회로 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1 중의 화살표 II-II 방향에서 본 단면도.
도 3은 도 1 중의 불필요파 전파 저지 회로를 확대하여 나타낸 주요부 확대 평면도.
도 4는 도 3 중의 단일 불필요파 전파 저지 회로를 확대하여 나타낸 주요부 확대 평면도.
도 5는 제1 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로의 등가 회로를 나타낸 전기회로도.
도 6은 제1 실시형태의 공진기를 확대하여 나타낸 확대 평면도.
도 7은 도 6 중의 스파이럴 선로를 화살표 VII-VII 방향에서 본 확대 단면도.
도 8은 도 6 중의 공진기와 등가의 헤어핀형 공진기를 나타낸 평면도.
도 9는 도 8 중의 화살표 IX-IX 방향에서 본 확대 단면도.
도 10은 제1 실시형태에 의한 공진기의 한 변의 길이 칫수, 공진 주파수, 및 무부하 Q의 관계를 나타낸 특성선도.
도 11은 제1 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로의 전송 특성을 나타낸 특성선도.
도 12는 제2 실시형태에 의한 공진기를 나타낸 도 6과 동일한 확대 평면도.
도 13은 변형예에 의한 공진기를 나타낸 도 6와 동일한 확대 평면도.
도 14는 제3 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로를 확대하여 나타낸 주요부 확대 평면도.
도 15는 도 14 중의 단일 불필요파 전파 저지 회로를 확대하여 나타낸 주요부 확대 평면도.
도 16은 제3 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로의 등가 회로를 나타낸 전기회로도.
도 17은 제4 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로를 확대하여 나타낸 주요부확대 평면도.
도 18은 도 17 중의 단일 불필요파 전파 저지 회로를 확대하여 나타낸 주요부 확대 평면도.
도 19는 제4 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로의 등가 회로를 나타낸 전기 회로도.
도 20은 제4 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로의 전송특성을 나타낸 특성선도.
도 21은 제5 실시형태에 의한 통신 장치를 분해하여 나타낸 분해 사시도.
도 22는 제5 실시형태에 의한 통신 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도.
(도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명)
1, 45: 유전체 기판
2, 3, 46, 47: 평면 도체
4: 슬롯 라인(회로)
5, 21, 31, 54: 불필요파 전파 저지 회로
6, 22, 32: 대역저지 필터
7A, 7B, 23A, 23B, 33A, 33B: 도체 선로
8, 11, 11′, 24, 34: 공진기
8A, 8B, 11A, 11B, 11A′, 11B′, 24A, 24B, 34A ,34B: 스파이럴 선로
본 발명은 2개의 평행한 평면 도체를 갖는 도파로나 공진기 등의 고주파 회로 장치 및 이것을 사용한 송수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 마이크로파, 밀리파 등의 고주파 신호를 사용하는 고주파 회로 장치로서, 예를 들면 유전체판의 후면에 접지 전극을 형성함과 아울러 표면에 코플래너를 형성한 접지 코플래너 선로, 유전체판의 후면에 접지 전극을 형성함과 아울러 표면에 슬롯을 형성한 접지 슬롯 선로, 유전체판의 양면에 유전체판을 사이에 두고 대향하는 슬롯을 형성한 평면 유전체 선로(이하, "PDTL"이라고 함) 등의 각종 전송 선로가 알려져 있다.
이들 전송 선로는 모두 2개의 평행한 평면 도체를 포함하는 구조이기 때문에, 예를 들면 전송 선로의 입출력부나 벤드(bend) 등에서 전자계가 흐트러지면, 소위 퍼렐럴 플레이트 모드 등의 스퓨리어스 모드로 이루어지는 불필요파가 2개의 평행한 평면 도체 사이에 유기되기도 한다. 이에 따라, 불필요파가 평면 도체 사이를 전파함과 아울러, 인접하는 전송 선로 사이에서 불필요파의 간섭이 발생하여, 신호의 누설(leak) 등의 문제가 생기는 경우가 있다.
이러한 불필요파의 전파를 막기 위하여, 종래 기술에서는, 예를 들면 표면측의 평면 도체에는, 후면측의 평면 도체와의 사이에 정전용량을 발생시키는 전극과, 상기 전극에 접속되고 인덕터를 구성하는 복수의 선로로 이루어지는 도체 패턴을 사용하여 스퓨리어스 모드 전파 저지 회로를 구성한 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2000-101301호 공보 등).
그런데, 상술한 종래 기술에서는, 예를 들면 표면측의 평면 도체에 전극과 선로로 이루어지는 도체 패턴을 형성하고, 전극의 정전용량과 선로의 인덕턴스를 조합시킴으로써 저역 통과 필터를 구성하여, 불필요파의 전파를 저지하고 있었다. 그러나, 이와 같은 다른 종래 기술에서는, 예를 들면 불필요파의 주파수가 낮아짐에 따라서, 전극의 정전용량 또는 선로의 인덕턴스를 크게 할 필요가 있다.
이 때, 전극은 후면측의 평면 도체와의 사이에서 정전용량을 발생시키기 때문에, 정전용량을 크게 할 경우에는, 전극의 면적을 크게 할 필요가 있다. 한편, 인덕턴스를 크게 하는 경우에는, 선로의 폭 칫수를 작게 하거나, 또는 선로의 길이 칫수를 크게 할 필요가 있다. 여기에서, 선로의 폭 칫수는 가공정밀도 상의 제한이 있기 때문에, 인덕턴스를 크게 하는 경우에는, 선로의 길이 칫수를 크게 할 필요가 있다.
따라서, 종래 기술에서는, 도체 패턴의 면적이 커지는 경향이 있기 때문에, 유전체판 전체가 대형화하여 제조 비용이 증대하기 쉽다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 불필요파의 전파를 저지하면서 소형화가 가능한 고주파 회로 장치 및 송수신 장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 평행한 적어도 2개의 평면 도체와, 이들 2개의 평면 도체 중에서 적어도 어느 한쪽에 형성되고 상기 2개의 평면 도체 사이를 전파하는 불필요파와 결합하여 상기 불필요파의 전파를 저지하는 불필요파 전파 저지 회로로 이루어지는 고주파 회로 장치에 적용된다.
그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 불필요파 전파 저지 회로는 복수단의 대역저지 필터에 의해 구성하고, 상기 각 단의 대역저지 필터는 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로와, 상기 2개의 도체 선로 중에서 적어도 어느 한쪽의 도중 부위가 소용돌이형상을 이루어 서로 평행하게 연장되는 2개의 스파이럴 선로에 의해 형성되고 상기 2개의 스파이럴 선로의 선단이 서로 접속된 공진기에 의해 구성한 것에 있다.
이와 같이 구성함으로써, 2개의 스파이럴 선로의 선단을 접속함으로써 헤어 핀형의 공진기를 구성할 수 있다. 이 때, 공진기는 2개의 스파이럴 선로 사이에 생기는 정전용량과 각 분기 선로에 의한 인덕턴스가 병렬접속된 병렬 공진 회로를 등가적으로 구성할 수 있기 때문에, 공진기의 공진 주파수 주변의 대역에서 불필요파의 전파를 차단할 수 있다.
또한, 2개의 스파이럴 선로를 소용돌이형상으로 형성하여 공진기를 구성했기 때문에, 공진기의 면적을 작게 할 수 있음과 아울러, 소용돌이형상의 중심측에 자계를 집중시킬 수 있고, 다른 회로 등에 의한 영향을 받지 않고 불필요파를 차단할 수 있다.
본 발명은 각 스파이럴 선로가 갖는 선로폭 칫수를 전체 길이에 걸쳐서 동일한 값으로 설정하고, 상기 2개의 스파이럴 선로간에 형성되는 간격 칫수를 전체 길이에 걸쳐서 동일한 값으로 설정한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선로폭 칫수와 간격 칫수를 작은 값으로 설정함으로써, 공진기가 차지하는 면적을 작게 할 수 있다.
본 발명은 각 스파이럴 선로가 갖는 선로폭 칫수를 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 자계 강도가 강한 소용돌이의 중심측에서 스파이럴 선로의 선로폭 칫수를 크게 할 수 있고, 전류의 집중을 완화하고, 공진기의 무부하 Q를 향상할 수 있다.
본 발명은 2개의 스파이럴 선로 사이에 형성되는 간격 칫수를 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 자계 강도가 강한 소용돌이의 중심측에서 2개의 스파이럴 선로의 간격 칫수를 크게 할 수 있고, 전류의 집중을 완화하고, 공진기의 무부하 Q를 향상할 수 있다.
본 발명은 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 상기 각 공진기를 2개의 도체 선로 중의 어느 한쪽측의 도체 선로에 형성한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 불필요파가 2개의 도체 선로 사이를 전파할 때에는, 이 불필요파를 각 단에서 동일한 한쪽측의 도체 선로에 형성된 공진기에 의해 차단할 수 있다.
본 발명은 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 상기 각 공진기를 2개의 도체 선로 중에서 이웃하는 단에서 서로 다른 도체 선로에 형성한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 2개의 도체 선로에 대하여 공진기를 각 단마다에 번갈아 배치할 수 있다. 이로써, 불필요파가 2개의 도체 선로 사이를 전파할 때에는, 이들 번갈아 배치된 공진기를 사용하여 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
본 발명은 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 상기 각 공진기를 2개의 도체 선로에 각각 형성한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 불필요파가 2개의 도체 선로 사이를 전파할 때에는, 이 불필요파를 2개의 도체 선로에 각각 형성된 공진기에 의해 차단할 수 있다. 특히, 각 단의 대역저지 필터에 각각 2개의 공진기를 접속할 수 있기 때문에, 도체 선로에 접속되는 공진기의 수를 증가시킬 수 있고, 불필요파를 더욱 확실하게 차단할 수 있다.
본 발명은 2개의 스파이럴 선로 사이에 형성되는 간격 칫수를 2개의 평면 도체 사이에 형성되는 간격 칫수에 비하여 10분의 1 이하의 값으로 설정한 것을 특징 으로 한다.
이에 따라, 스파이럴 선로에 의해 2개의 평면 도체 사이에 생기는 정전용량에 비하여 2개의 스파이럴 선로 사이에 생기는 정전용량을 크게 할 수 있기 때문에, 평면 도체 사이에 생기는 정전용량을 사용하는 것에 비하여, 공진기의 공진 주파수를 용이에 저하시킬 수 있고, 공진기의 면적을 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 고주파 회로 장치를 사용하여 송수신 장치를 구성해도 좋다.
게다가, 본 발명의 고주파 회로 장치는 평행한 적어도 2개의 평면 도체와, 이들 2개의 평면 도체 중에서 적어도 어느 한쪽에 형성되고 상기 2개의 평면 도체 사이를 전파하는 불필요파와 결합하여 상기 불필요파의 전파를 저지하는 불필요파 전파 저지 회로로 이루어지는 고주파 회로 장치에 있어서, 상기 불필요파 전파 저지 회로는 복수단의 대역저지 필터에 의해 구성하고, 상기 각 단의 대역저지 필터는 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로와, 공진기에 의해 구성되고, 상기 공진기는 상기 2개의 도체 선로 중에서 적어도 어느 한쪽의 도체 선로로부터 연장되는 제1 스파이럴 선로와, 제1 스파이럴 선로의 단부로부터 연장되고 제1 스파이럴 선로에 평행한 제2의 스파이럴 선로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 2개의 도체 선로와 공진기를 포함하는 상기 각 단의 대역저지 필터는 서로 대각선 상에 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터는 상기 2개의 도체 선로 각각에 형성된 공진기를 구비하고, 각각의 공진기가 서로 다른 방향으로 번갈아 배치 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터는 상기 2개의 도체 선로 각각에 형성된 공진기를 구비하고, 각각의 공진기가 병렬배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
이하에서는, 본 발명의 실시형태에 의한 고주파 회로 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 11은 제1 실시형태를 나타내고, 도면에 있어서, 참조번호 1은 수지 재료, 세라믹스 재료, 또는 이들을 혼합하여 소결한 복합재료로 이루어지는 유전체 기판으로, 상기 유전체 기판(1)은 예를 들면 24정도의 비유전율 εr이고 0.6㎜정도의 두께 칫수 T를 갖는 평판형상으로 형성되어 있다.
참조번호 2는 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 형성된 평면 도체를 나타내고, 참조번호 3은 유전체 기판(1)의 후면(1B)에 형성된 접지 전극으로서의 평면 도체를 나타낸다. 그리고, 평면 도체(2, 3)는 예를 들면 1∼3㎛정도의 두께 칫수를 갖는 도전성의 금속박막으로 이루어지고, 유전체 기판(1)의 표면(1A), 후면(1B)를 거의 전체면에 걸쳐서 덮고 있다.
참조번호 4는 예를 들면 마이크로파, 밀리파 등의 고주파의 전자파(고주파 신호)를 여진하는 회로로서의 슬롯 라인으로, 상기 슬롯 라인(4)은 평면 도체(2)에 형성된 전후방향으로 연장되는 홈형상의 개구로 이루어지고, 접지 전극을 이루는 평면 도체(3)와 대면함으로써 접지 슬롯 라인을 구성하고 있다.
참조번호 5는 평면 도체(2)에 형성된 불필요파 전파 저지 회로로, 상기 불필요파 전파 저지 회로(5)는 예를 들면 슬롯 라인(4)을 사이에 두고 좌우 양측에 배치되어 있다. 또한, 불필요파 전파 저지 회로(5)는 후술하는 복수단의 대역저지 필터(6)를 연결함으로써 구성되고, 도 4에 나타낸 바와 같이 거의 띠형상으로 되어 있다. 또한, 유전체 기판(1)의 표면에는, 복수개의 대역저지 필터(6)가 서로 인접, 접촉하여 배치되고, 전체적으로 거의 직사각형의 평면형상으로 되어 있다.
참조번호 6은 불필요파 전파 저지 회로(5)를 구성하는 대역저지 필터로, 상기 대역저지 필터(6)는, 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로(7A, 7B)와, 상기 2개의 도체 선로(7A, 7B) 중의 한쪽측의 도체 선로(7A)의 도중 부위에 형성된 공진기(8)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 대역저지 필터(6)는 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 그물코형상으로 배치됨과 아울러, 슬롯 라인(4)과 평행한 전후방향에 대하여 경사지게 변위하면서 좌우방향을 향하여 연결되어 있다.
또한, 2개의 도체 선로(7A, 7B)는 평면 도체(2)와 동일한 도전성 금속재료로 이루어지는 세선 형상에 의해 구성되어 있다. 그리고, 도체 선로(7A, 7B)는 그 기단측이 평면 도체(2)에 접속됨과 아울러, 유전체 기판(1)의 전후 방향 또는 좌우방향의 어느 한쪽에 개구되고, 이들 사이를 전파하는 전계 E를 갖는 불필요파를 그물코형상으로 배치된 어느 하나의 공진기(8)에 안내하고 있다.
여기서, 공진기(8)는 도체 선로(7A)의 도중 부위에 형성되고, 직사각형의 소용돌이형상을 이루어 서로 평행하게 연장되는 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B)에 의해 구성되고, 상기 스파이럴 선로(8A, 8B)는 도체 선로(7A)와 마찬가지로 도전성 금속 재료의 세선에 의해 형성되어 있다. 또한, 각 스파이럴 선로(8A, 8B)가 갖는 선로폭 칫수 W는 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정됨과 아울러, 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B) 사이에 형성되는 간격 칫수 S도 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정되어 있다. 그리고, 선로폭 칫수 W, 간격 칫수 S는 예를 들면 1∼10㎛정도의 값으로 각각 설정되어 있다. 이에 따라, 간격 칫수 S는 2개의 평면 도체(2, 3) 사이의 간격 칫수를 이루는 유전체 기판(1)의 두께 칫수 T에 비하여 10분의 1(S≤T/10)이하의 값으로 설정되어 있다.
또한, 스파이럴 선로(8A, 8B)는 그 기단측이 도체 선로(7A, 7B) 사이에 개구되고, 선단이 접속부(8C)가 되어서 서로 접속된, 전체적으로 헤어핀형 공진기를 구성하고 있다(도 8 참조). 이에 따라, 평면 도체(2, 3) 사이에 발생한 평행평판 모드(불필요파)가 도체 선로(7A, 7B)와 결합하고, 상기 불필요파가 도체 선로(7A, 7B) 사이를 전파할 때에는, 불필요파의 일부는 스파이럴 선로(8A, 8B) 사이에 안내된다. 그리고, 공진기(8)는 기단으로부터 선단까지의 길이 칫수 L0 등에 의해 설정된 공진 주파수 f0를 갖기 때문에, 이 공진 주파수 f0의 고주파 신호를 반사한다. 이에 따라, 공진기(8)는 불필요파의 전파를 저지하고 있다.
또한, 도체 선로(7A, 7B) 중에서 이웃하는 2개의 공진기(8) 사이의 길이 칫수는 전파를 저지하는 불필요파(공진기(8)의 공진 주파수에 대응)에 대하여 전기각 θ가 90°가 되는 길이 칫수, 즉 불필요파의 유전체 기판(1)내의 파장에 대하여 예를 들면 1/4정도의 값으로 설정되어 있다. 이에 따라, 2개의 공진기(8) 사이에는 전기각 θ가 90°(θ=90°)로 된 위상기(9)를 형성할 수 있고, 위상기(9)는 복수의 공진기(8)에 의한 불필요파의 저지 특성을 포개어 합치고 있다.
본 실시형태에 의한 고주파 회로 장치는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음으로 그 작동에 대하여 설명하겠다.
먼저, 슬롯 라인(4)에 고주파 신호를 입력하면, 고주파 신호는 슬롯 라인(4)을 따라서 유전체 기판(1)의 전후 방향을 향하여 전파한다. 여기서, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 슬롯 라인(4)에 근접하여 예를 들면 직사각형 공진기(도시하지 않음)가 형성되어 있는 경우에는, 슬롯 라인(4)과 직사각형 공진기 사이의 불연속 부위로부터 평행평판 모드 등의 불필요파가 발생하고, 평면 도체(2, 3) 사이를 전파한다.
이 때, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에는, 복수단의 대역저지 필터(6)로 이루어지는 불필요파 전파 저지 회로(5)가 형성되어 있기 때문에, 불필요파는 불필요파 전파 저지 회로(5)의 대역저지 필터(6)에 입력된다. 이 때, 대역저지 필터(6)는 공진기(8)의 공진 주파수 f0를 중심으로 한 대역의 불필요파를 반사하기 때문에, 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
이어서, 공진기(8)의 작용에 대하여 도 5 내지 도 10을 참조하면서 설명하겠다. 여기서, 공진기(8)는 도 6에 나타낸 바와 같이 전체적으로 대략 정방형 형상을 이루는 것으로 한다.
공진기(8)는 선단이 접속된 소용돌이형상의 스파이럴 선로(8A, 8B)에 의해 구성되어 있기 때문에, 공진기(8)는 도 8에 나타낸 바와 같이 스파이럴 선로(8A, 8B)를 직선형상으로 연장시킨 헤어핀형 공진기(8′)와 거의 동일한 작용을 발휘하고, 도 5에 나타낸 등가 회로와 같이 커패시터(C)와 인덕터(L)가 병렬접속된 병렬 공진 회로로 이루어지는 대역저지 필터(6)를 구성한다. 이로써, 공진기(8)는 이하의 수학식 1로 나타낸 공진 주파수 f0를 중심으로 한 주변 대역의 불필요파를 반사한다.
Figure 112003006746279-pat00001
이 때, 스파이럴 선로(8A, 8B)간의 간격 칫수 S가 유전체 기판 1의 두께 칫수 T에 대하여 10분의 1 이하의 값으로 설정되어 있기 때문에, 스파이럴 선로(8A, 8B) 사이에 생기는 정전용량 Cs이 스파이럴 선로(8A, 8B)와 평면 도체(3) 사이에 생기는 정전용량 Cg에 비하여 충분히 큰 값이 된다(도 9 참조).
이 결과, 공진기(8)의 커패시터(C)는 거의 스파이럴 선로(8A, 8B) 사이에 생기는 정전용량 Cs에 의해 결정된다. 여기서, 스파이럴 선로(8A, 8B)간의 간격 칫수 S가 작아짐에 따라서, 스파이럴 선로(8A, 8B)간의 정전용량 Cs는 큰 값이 된다. 이로써, 공진기(8)를 소형화하면서 공진 주파수 f0를 저하시킬 수 있다.
또한, 스파이럴 선로(8A, 8B)의 길이 칫수 L0이 커짐에 따라서, 인덕터(L)가 커질 뿐만 아니라, 정전용량 Cs도 커진다. 이로써, 종래 기술과 같이, 커패시터(C) 와 인덕터(L)를 독립하여 증가시키는 경우에 비하여, 공진기(8)의 면적증가를 억제하면서 커패시터(C)(정전용량 Cs)와 인덕터(L)를 증가시킬 수 있다. 따라서, 동일주파수의 불필요파를 차단할 경우에는, 종래 기술의 저역 통과 필터를 구성하는 도체 패턴의 면적에 비하여, 공진기(8)를 포함한 대역저지 필터(6)의 면적을 예를 들면 60∼80%정도까지 작게 할 수 있다.
다음으로, 공진기(8) 및 불필요파 전파 저지 회로(5)에 의한 대역 저지 특성에 대하여 검토하겠다.
먼저, 도 6 중의 공진기(8)에 있어서, 각 스파이럴 선로(8A, 8B)의 선로폭 칫수 W를 2㎛, 스파이럴 선로(8A, 8B)간의 간격 칫수 S를 2㎛, 스파이럴 선로(8A, 8B)의 소용돌이의 권회수를 3회 권회로 하여 전자계 시뮬레이션을 행하고, 도 10에 나타낸 바와 같이 공진기(8)의 한 변의 길이 칫수 L1을 80∼110㎛정도까지 변화시켰을 때의 공진 주파수 f0와 무부하 Q(Q0)를 구하였다.
이에 따라, 공진기(8)의 한 변의 길이 칫수 L1이 작을 때에는, 공진 주파수 f0가 높아지고, 길이 칫수 L1이 클 때에는, 공진 주파수 f0가 낮아진다. 또한, 공진기(8)의 무부하 Q는 공진기(8)의 한 변의 길이 칫수 L1이 커짐에 따라서 저하하는 경향이 있지만, 거의 5정도의 값이 된다.
따라서, 도 5의 등가 회로를 사용하여, 공진기(8)의 공진 주파수 f0를 예를 들면 21㎓, 무부하 Q를 5, 대역저지 필터(6)를 4단 접속한 상태에서 불필요파 전파 저지 회로(5)의 회로해석을 행한 결과, 도 11에 나타낸 전송특성을 얻을 수 있다.
이에 따라, 공진 주파수 f0를 중심으로 하여 반사계수 S11에 비하여 투과계수 S21이 크게 저하하기 때문에, 불필요파 전파 저지 회로(5)는 공진 주파수 f0를 중심으로 한 대역의 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
이렇게 하여, 본 실시형태에서는, 불필요파 전파 저지 회로(5)의 대역저지 필터(6)를 2개의 도체 선로(7A, 7B)와, 도체 선로(7A)의 도중 부위에 형성된 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B)로 이루어지는 공진기(8)에 의해 구성했기 때문에, 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B)의 선단을 접속함으로써 헤어핀형의 공진기(8)를 구성할 수 있고, 공진기(8)에 의해 공진 주파수 f0를 중심으로 한 대역의 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
또한, 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B)를 소용돌이형상으로 형성하여 공진기(8)를 구성했기 때문에, 공진기(8)를 거의 직사각형 형상의 작은 면적내에 수용할 수 있다. 특히, 헤어핀형의 공진기(8)는 스파이럴 선로(8A, 8B)가 접속된 선단측의 자계강도가 다른 부위의 자계강도에 비하여 강하기 때문에, 소용돌이형상을 이루는 공진기(8)의 중심측에 자계를 집중시킬 수 있다. 이 결과, 다른 회로와 공진기(8) 사이에서 자계 결합이 생기지 않기 때문에, 다른 회로 등에 의한 영향을 받지 않고 불필요파를 차단할 수 있다.
게다가, 스파이럴 선로(8A, 8B)의 선로폭 칫수 W를 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정함과 아울러, 2개의 스파이럴 선로간(8A, 8B)의 간격 칫수 S를 전체길 이에 걸쳐서 동일 값으로 설정했기 때문에, 스파이럴 선로(8A, 8B)의 선로폭 칫수 W, 간격 칫수 S를 작은 값으로 설정함으로써, 공진기(8)의 커패시터(C), 인덕터(L)를 크게 할 수 있고, 공진기(8)의 면적 증가를 억제하면서 차단가능한 불필요파의 주파수 대역을 저하시킬 수 있다.
또한, 각 단의 공진기(8)를 2개의 도체 선로(7A, 7B) 중의 한쪽측의 도체 선로(7A)에 형성했기 때문에, 불필요파가 2개의 도체 선로(7A, 7B) 사이를 전파할 때에는, 이 불필요파를 도체 선로(7A)에 형성된 공진기(8)에 안내할 수 있고, 공진기(8)에 의해 차단할 수 있다.
게다가, 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B)간의 간격 칫수 S를 2개의 평면 도체 (2, 3) 사이의 간격 칫수를 이루는 유전체 기판(1)의 두께 칫수 T에 비하여 10분의 1 이하의 값으로 설정했기 때문에, 스파이럴 선로(8A, 8B)와 평면 도체(3) 사이에 생기는 정전용량 Cg에 비하여 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B) 사이에 생기는 정전용량 Cs를 크게 할 수 있다. 이로써, 2개의 스파이럴 선로(8A, 8B)간의 간격 칫수 S를 작게 함으로써, 공진기(8)의 공진 주파수 f0를 저하시킬 수 있고, 스파이럴 선로(8A, 8B)의 길이 칫수 L0을 짧게 함으로써, 공진기(8)의 공진 주파수 f0를 상승시킬 수 있다. 따라서, 동일 주파수의 불필요파를 차단할 경우에는, 종래 기술의 저역 통과 필터를 구성하는 도체 패턴의 면적에 비하여, 공진기(8)를 포함한 대역저지 필터(6)의 면적을 작게 할 수 있고, 불필요파 전파 저지 회로(5)를 소형화할 수 있다. 이 결과, 유전체 기판(1)을 작게 할 수 있기 때문에, 제조 비용을 저감할 수 있다.
다음으로, 도 12는 본 발명의 제2 실시형태를 나타내고, 본 실시형태의 특징은 공진기를 구성하는 스파이럴 선로의 선로폭 칫수를 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
참조번호 11은 본 실시형태에 의한 공진기에서, 상기 공진기(11)는 도체 선로(7A)의 도중 부위에 형성되고, 직사각형의 소용돌이 형상을 이루어 서로 평행하게 연장되는 2개의 스파이럴 선로(11A, 11B)에 의해 구성되어 있다. 또한, 스파이럴 선로(11A, 11B)는 제1 실시형태에 의한 공진기(8)와 거의 동일하게, 그 선단측이 서로 접속된 접속부(11C)를 이루고, 아울러 그 기단측이 도체 선로(7A, 7B) 사이에 개구된 개구부(11D)를 이루어, 전체적으로 헤어핀형 공진기를 구성하고 있다.
여기서, 각 스파이럴 선로(11A, 11B)가 갖는 선로폭 칫수 W1는 소용돌이 형상을 이루는 공진기(11)의 중심측(접속부(11C)의 주변측)이 외주측(개구부(11D)측)에 비하여 큰 값으로 설정되어 있다. 한편, 2개의 스파이럴 선로(11A, 11B) 사이에 형성된 간격 칫수 S1은 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정되어 있다.
이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 스파이럴 선로(11A, 11B)의 선로폭 칫수 W1을 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정했기 때문에, 자계 강도가 강한 소용돌이의 중심측에서 스파이럴 선로(11A, 11B)의 선로폭 칫수 W1을 크게 하여 전류의 유로를 넓힐 수 있으며, 전류의 집중을 완화하고, 공진기(11)의 무부하 Q를 향 상(손실을 저감)할 수 있다.
한편, 제2 실시형태에서는, 공진기(11)의 스파이럴 선로(11A, 11B)의 선로폭 칫수 W1을 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정하는 구성으로 했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 예를 들면 도 13에 나타낸 변형예와 같이, 공진기(11′)의 2개의 스파이럴 선로(11A′, 11B′) 사이의 간격 칫수 S1′를 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정하는 구성으로 하더라도, 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 14 내지 도 16은 본 발명의 제3 실시형태를 나타내고, 본 실시형태의 특징은 각 단의 대역저지 필터(22)를 구성하는 각 공진기를, 2개의 도체 선로 중에서 이웃하는 단에서 서로 다른 도체 선로에 형성한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
참조번호 21은 평면 도체(2)에 형성된 불필요파 전파 저지 회로로, 상기 불필요파 전파 저지 회로(21)는 후술하는 복수단의 대역저지 필터(22)에 의해 구성되어 있다.
참조번호 22는 불필요파 전파 저지 회로(21)를 구성하는 대역저지 필터로, 상기 대역저지 필터(22)는, 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로(23A, 23B)와, 상기 2개의 도체 선로(23A, 23B) 중에서 이웃하는 단에서 서로 다른 도체 선로에 형성된 공진기(24)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 대역저지 필터(22)는 제1 실시형태에 의한 대역저지 필터(6)와 마찬가지로 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 그물코형상으로 배치됨과 아울러, 유전체 기판(1)의 전후방향에 대하여 경사지게 변위되면서 좌우방향을 향하여 연결되어 있다.
여기서, 공진기(24)는 도체 선로(23A, 23B) 중의 어느 한쪽의 도중 부위에 형성되고, 직사각형의 소용돌이형상으로 되어 서로 평행하게 연장되는 2개의 스파이럴 선로(24A, 24B)에 의해 형성되어 있다. 또한, 스파이럴 선로(24A, 24B)는 그 기단측이 도체 선로(23A, 23B) 사이에 개구되고, 선단이 접속부(24C)가 되어서 서로 접속되고, 전체적으로 헤어핀형 공진기를 구성하고 있다.
게다가, 도체 선로(23A, 23B) 중에서 이웃하는 2개의 공진기(24) 사이의 길이 칫수는 전파를 저지하는 불필요파에 대하여 전기각 θ가 90°가 되는 길이 칫수로 설정되어 있다. 이에 따라, 2개의 공진기(24) 사이에는 전기각 θ가 90°(θ=90°)로 된 위상기(25)를 형성할 수 있고, 위상기(25)는 복수의 공진기(24)에 의한 불필요파의 저지 특성을 포개어 합치고 있다.
이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 각 단의 대역저지 필터(22)를 구성하는 공진기 (24)를 2개의 도체 선로(23A, 23B) 중에서 이웃하는 단에서 서로 다른 도체 선로에 형성했기 때문에, 2개의 도체 선로(23A, 23B)에 대하여 공진기(24)를 각 단마다에 번갈아 배치할 수 있다. 이로써, 불필요파가 2개의 도체 선로(23A, 23B) 사이를 전파할 때에는, 이들 번갈아 배치된 공진기(24)를 사용하여 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
다음으로, 도 17 내지 도 20은 본 발명의 제4 실시형태를 나타내고, 본 실시 형태의 특징은 각 단의 대역저지 필터(32)를 구성하는 각 공진기를, 2개의 도체 선로에 각각 형성한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
참조번호 31은 평면 도체(2)에 형성된 불필요파 전파 저지 회로로, 상기 불필요파 전파 저지 회로(31)는 후술하는 복수단의 대역저지 필터(32)에 의해 구성되어 있다.
참조번호 32는 불필요파 전파 저지 회로(31)를 구성하는 대역저지 필터로, 상기 대역저지 필터(32)는 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로(33A, 33B)와, 상기 2개의 도체 선로(33A, 33B)에 각각 형성된 공진기(34)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 대역저지 필터(32)는 제1 실시형태에 의한 대역저지 필터(6)와 마찬가지로 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 그물코형상으로 배치됨과 아울러, 유전체 기판(1)의 전후방향에 대하여 경사지게 변위되면서 좌우방향을 향하여 연결되어 있다.
여기서, 공진기(34)는 도체 선로(33A, 33B)의 도중 부위에 각각 형성되고, 직사각형의 소용돌이 형상을 이루어 서로 평행하게 연장되는 2개의 스파이럴 선로(34A, 34B)에 의해 구성되어 있다. 또한, 스파이럴 선로(34A, 34B)는 그 기단측이 도체 선로(33A, 33B) 사이에 개구되고, 선단이 접속부(34C)로 되어 서로 접속되고, 전체적으로 헤어핀형 공진기를 구성하고 있다. 그리고, 각 단의 대역저지 필터(32)를 구성하는 2개의 공진기(34)는 도체 선로(33A, 33B)를 사이에 두고 거의 대칭이 되는 위치에 배치되어 있다.
게다가, 도체 선로(33A, 33B) 중에서 이웃하는 2개의 공진기(34) 사이의 길이 칫수는 전파를 저지하는 불필요파에 대하여 전기각 θ가 90°가 되는 길이 칫수로 설정되어 있다. 이에 따라, 2개의 공진기(34) 사이에는 전기각 θ가 90°(θ=90°)로 된 위상기(35)를 형성할 수 있고, 위상기(35)는 복수의 공진기(34)에 의한 불필요파의 저지 특성을 포개어 합치고 있다.
이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 각 단의 대역저지 필터(32)를 구성하는 공진기(34)를 2개의 도체 선로(33A, 33B)에 각각 형성했기 때문에, 불필요파가 2개의 도체 선로(33A, 33B) 사이를 전파할 때에는, 이 불필요파를 2개의 도체 선로(33A, 33B)에 각각 형성된 공진기(34)에 의해 차단할 수 있다. 특히, 각 단의 대역저지 필터(32)에 각각 2개씩의 공진기(34)를 형성했기 때문에, 도체 선로(33A, 33B)에 접속되는 공진기(34)의 수를 증가시킬 수 있다.
이로써, 도 19의 등가 회로에 있어서, 공진기(34)의 공진 주파수 f0를 예를 들면 21㎓, 무부하 Q를 5, 대역저지 필터(32)를 4단 접속한 상태에서 불필요파 전파 저지 회로(31)의 회로 해석을 행한 결과, 도 20에 나타낸 전송 특성을 얻을 수 있다.
이에 따라, 공진 주파수 f0를 중심으로 하여 반사계수 S11에 비하여 투과계수 S21이 크게 저하하기 때문에, 불필요파 전파 저지 회로(31)는 공진 주파수 f0를 중심으로 한 대역의 불필요파의 전파를 저지할 수 있음과 아울러, 제1 실시형태에 비하여 불필요파를 차단하는 대역을 넓힐 수 있다.
다음으로, 도 21 및 도 22는 본 발명의 제5 실시형태를 나타내고, 본 실시형태의 특징은 송수신 장치로서의 통신 장치에 불필요파 전파 저지 회로를 적용한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
참조번호 41은 통신 장치의 외형을 이루는 수지 패키지로, 상기 수지 패키지(41)는 표면측이 개구된 박스형상의 케이싱(42)과, 상기 케이싱(42)의 개구측을 덮는 대략 사각형의 판형상으로 된 뚜껑체(43)에 의해 구성되어 있다. 또한, 뚜껑체(43)의 중앙부에는, 거의 사각형의 개구부(43A)가 형성됨과 아울러, 상기 개구부(43A)내에는, 전자파가 투과가능한 폐색판(44)이 배치되어 있다.
참조번호 45는 케이싱(42)내에 수용된 유전체 기판으로, 상기 유전체 기판(45)은 예를 들면 5개의 분할 기판(45A∼45E)에 의해 구성되고, 이들 분할기판 (45A∼45E)의 양면은 평면 도체(46, 47)에 의해 각각 덮어져 있다. 그리고, 각 분할기판(45A∼45E)에는 기능 블록으로서, 후술하는 안테나 블록(48), 공용기 블록(49), 송신 블록(50), 수신 블록(51), 발진기 블록(52)가 각각 형성되어 있다.
참조번호 48는 송신 전파를 송신하고 수신 전파를 수신하는 안테나 블록으로, 상기 안테나 블록(48)은 유전체 기판(45)의 중앙부측에 위치하는 분할기판(45A)에 형성되고, 평면 도체(46)에 형성된 사각형상의 개구를 이루는 방사 슬롯(48A)에 의해 구성되어 있다. 또한, 상기 방사 슬롯(48A)은 후술하는 전송 선로(53)에 의해 공용기 블록에 접속되어 있다.
참조번호 49는 안테나 공용기를 이루는 공용기 블록으로, 상기 공용기 블록(49)은 분할기판(45B)의 평면 도체(46)에 형성된 사각형상의 개구로 이루어지는 공진기(49A) 등에 의해 구성되어 있다. 그리고, 공진기(49A)는 후술하는 전송 선로(53)에 의해 안테나 블록(48), 송신 블록(50), 수신 블록(51)에 각각 접속되어 있다.
참조번호 50은 안테나 블록(48)을 향하여 송신 신호를 출력하는 송신 블록으로, 상기 송신 블록(50)은 분할기판(45C)에 실장된 전계효과 트랜지스터 등의 전자부품을 사용하여 형성되고 발진기 블록(52)으로부터 출력되는 반송파에 중간 주파신호(IF)를 혼합하여 송신 신호로 업-컨버트하는 혼합기(50A)와, 상기 혼합기(50A)에 의한 송신 신호로부터 잡음을 제거하는 대역통과 필터(50B)와, 바이어스 전압(Vd)에 의해 작동하는 전자 부품을 이용하여 형성되고 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기(50C)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 이들 혼합기(50A), 대역통과 필터(50B), 전력증폭기(50C)는 후술하는 전송 선로(53)를 사용하여 서로 접속됨과 아울러, 혼합기(50A)는 전송 선로(53)에 의해 발진기 블록(52)에 접속되고, 전력 증폭기(50C)는 전송 선로(53)에 의해 공용기 블록(49)에 접속되어 있다.
참조번호 51은 분할기판(45D)에 형성되고, 안테나 블록(48)에 의해 수신한 수신 신호를 입력하고, 상기 수신 신호와 발진기 블록(52)으로부터 출력되는 반송파를 혼합하여 중간 주파 신호(IF)로 다운-컨버트하는 수신 블록으로, 상기 수신 블록(51)은 바이어스 전압(Vd)에 의해 작동하는 전자부품을 사용하여 형성되고 수 신 신호를 저잡음으로 증폭하는 저잡음 증폭기(51A)와, 상기 저잡음 증폭기(51A)에 의한 수신 신호로부터 잡음을 제거하는 대역통과 필터(51B)와, 발진기 블록(52)으로부터 출력되는 반송파와 상기 대역통과 필터(51B)로부터 출력되는 수신 신호를 혼합하여 중간 주파 신호(IF)로 다운-컨버트하는 혼합기(51C)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 이들 저잡음 증폭기(51A), 대역통과 필터(51B), 혼합기(51C)는 후술하는 전송 선로(53) 사용하여 서로 접속됨과 아울러, 저잡음 증폭기(51A)는 전송 선로(53)에 의해 공용기 블록(49)에 접속되고, 혼합기(51C)는 전송 선로(53)에 의해 발진기 블록(52)에 접속되어 있다.
참조번호 52는 분할기판(45E)에 형성되고, 송신 블록(50)과 수신 블록(51)에 접속되고 반송파가 되는 소정 주파수의 신호(예를 들면 마이크로파, 밀리파 등의 고주파 신호)을 발진하는 발진기 블록으로, 상기 발진기 블록(52)은 바이어스 전압(Vd)에 의해 작동하는 전자 부품 등을 사용하여 형성되고 제어 신호(Vc)에 상응한 주파수의 신호를 발진하는 전압 제어 발진기(52A)와, 상기 전압 제어 발진기(52A)에 의한 신호를 송신 블록(50)과 수신 블록(51)에 공급하기 위한 분기회로(52B)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 이들 전압 제어 발진기(52A), 분기 회로(52B)는 후술하는 전송 선로 (53)를 사용하여 서로 접속됨과 아울러, 분기 회로(52B)는 전송 선로(53)에 의해 송신 블록(50)과 수신 블록(51)에 접속되어 있다.
참조번호 53은 각 분할기판(45A∼45E)에 형성된 예를 들면 접지 슬롯 라인 등으로 이루어지는 전송 선로로, 상기 전송 선로(53)는 평면 도체(46)에 형성된 띠형상의 노치에 의해 구성되고, 그 길이 방향을 향하여 고주파의 신호를 전송하는 것이다.
참조번호 54는 각 분할기판(45A∼45E)의 표면측에 형성된 불필요파 전파 저지 회로로, 상기 불필요파 전파 저지 회로(54)는 예를 들면 제1 내지 제4 실시형태에 의한 불필요파 전파 저지 회로(5, 21, 31)의 어느 하나에 의해 구성되고, 도 21중에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 방사 슬롯(48A), 공진기(49A), 대역통과 필터(50B), 대역통과 필터(51B), 전압 제어 발진기(52A), 전송 선로(53) 등의 주위에 배치되어 있다.
본 실시형태에 의한 통신 장치는 상술한 바와 같이 구성되는 것이며, 다음으로 그 작동에 대하여 설명하겠다.
먼저, 통신 장치를 사용하여 송신을 행할 때에는, 송신 블록(50)에 대하여 발진기 블록(52)을 사용하여 반송파로서의 소정 주파수의 신호를 입력함과 아울러, 중간 주파 신호(IF)를 입력한다. 이에 따라, 송신 블록(50)은 발진기 블록(52)에 의한 반송파와 중간 주파 신호(IF)를 혼합하여 업-컨버트하고, 이 업-컨버트된 송신 신호를 공용기 블록(49)을 거쳐 안테나 블록(48)을 향하여 출력한다. 이 결과, 안테나 블록(48)은 방사 슬롯(48A)을 통하여 고주파의 송신 신호를 방사하고, 뚜껑체(43)의 개구부(43A)를 통하여 외부를 향하여 송신한다.
한편, 통신 장치를 사용하여 수신을 행할 때에는, 안테나 블록(48)으로부터 수신한 수신 신호는 공용기 블록(49)을 거쳐 수신 블록(51)에 입력된다. 이 때, 수 신 블록(51)에 대하여 발진기 블록(52)을 사용하여 반송파로서의 소정 주파수의 신호를 입력한다. 이에 따라, 수신 블록(51)은 발진기 블록(52)에 의한 반송파와 수신 신호를 혼합하여 중간 주파 신호(IF)로 다운 컨버트한다.
그런데, 본 실시형태에서는, 각 분할기판(45A∼45E)에 불필요파 전파 저지 회로(54)를 형성했기 때문에, 유전체 기판(45)의 평면 도체(46, 47) 사이를 전파하는 불필요파를 차단할 수 있다. 이로써, 예를 들면 평행평판 모드 등의 불필요파가 분할기판(45A∼45E) 사이에서 결합하는 것을 방지하여 아이솔레이션을 향상할 수 있고, 불필요파에 의한 전력 손실을 억압하여 고효율화할 수 있음과 아울러, 불필요파에 의한 잡음을 저감할 수 있다.
한편, 상기 제1 내지 제4 실시형태에서는, 공진기(8, 11, 11′, 24, 34)를 거의 직사각형의 소용돌이 형상으로 형성하는 것으로 하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 공진기를 예를 들면 원형, 타원형의 소용돌이형상으로 형성하는 것으로 해도 좋다.
또한, 상기 제1, 제3, 제4 실시형태에서는, 공진 주파수가 동일한 복수의 공진기(8, 24, 34)를 사용하여 불필요파 전파 저지 회로(5, 21, 31)를 구성하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 공진 주파수가 각각 다른 복수의 공진기를 사용하여 불필요파 전파 저지 회로를 구성해도 좋다. 이에 따라, 불필요파 전파 저지 회로의 저지 대역을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 평면 도체 사이에 전자파를 여진시키는 회로로서 접지 슬롯 라인(4), 전송 선로(53)를 사용하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 PDTL, 코플래너 선로 등의 전송 선로, FET 등의 반도체 소자, 공진기, 필터 등이어도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 유전체 기판(1, 45)의 표면에 불필요파 전파 저지 회로(5, 21, 31, 54)를 형성하는 구성으로 하였으나, 유전체 기판의 후면에 불필요파 전파 저지 회로를 형성하는 구성으로 해도 되고, 유전체 기판의 표면과 후면의 양면에 불필요파 전파 저지 회로를 형성하는 구성으로 해도 좋다.
게다가, 상기 각 실시형태에서는, 2개의 평면 도체(2, 3, 46, 47)를 갖는 고주파 회로 장치에 적용하는 것으로 하였으나, 예를 들면 3개이상의 평면 도체를 갖는 고주파 회로 장치에 적용하는 것으로 해도 좋다.
상기 제5 실시형태에서는, 송수신 장치로서 통신 장치를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 레이더 장치 등의 송수신 장치에 널리 적용할 수 있는 것이다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 불필요파 전파 저지 회로의 대역저지 필터를, 2개의 도체 선로와, 상기 2개의 도체 선로의 한쪽 또는 양쪽에 형성된 2개의 스파이럴 선로로 이루어지는 공진기에 의해 구성했기 때문에, 2개의 스파이럴 선로의 선단을 접속함으로써 헤어핀형의 공진기를 구성할 수 있고, 공진기의 공진 주파수 주변의 대역에서 불필요파의 전파를 차단할 수 있다. 또한, 2개의 스파이럴 선로를 소용돌이형상으로 형성하여 공진기를 구성했기 때문에, 공진기의 면적을 작게 할 수 있음과 아울러, 소용돌이형상의 중심측에 자계를 집중시킬 수 있고, 다른 회로 등에 의한 영향을 받지 않고 불필요파를 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 스파이럴 선로가 갖는 선로폭 칫수를 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정함과 아울러, 2개의 스파이럴 선로 사이에 형성된 간격 칫수를 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정했기 때문에, 이들 선로폭 칫수, 간격 칫수를 작은 값으로 설정함으로써, 공진기의 커패시터, 인덕터를 크게 할 수 있고, 공진기의 면적을 작게 하면서 차단가능한 불필요파의 주파수대역을 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 스파이럴 선로의 선로폭 칫수를 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정했기 때문에, 자계 강도가 강한 소용돌이의 중심측에서 전류의 집중을 완화하고, 공진기의 손실을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 2개의 스파이럴 선로간의 간격 칫수를 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정했기 때문에, 자계 강도가 강한 소용돌이의 중심측에서 전류의 집중을 완화하고, 공진기의 손실을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 각 공진기를 2개의 도체 선로 중에서 이웃하는 단에서 서로 동일한 어느 한쪽의 도체 선로에 형성했기 때문에, 불필요파가 2개의 도체 선로 사이를 전파할 때에는, 이 불필요파를 한쪽의 도체 선로에 접속된 공진기에 의해 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 각 공진기를 2개의 도체 선로 중에서 이웃하는 단에서 서로 다른 도체 선로에 형성했기 때문에, 불필요파가 2개의 도체 선로 사이를 전파할 때에는, 2개의 도체 선로에 대하여 번 갈아 배치된 공진기를 사용하여 불필요파의 전파를 저지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 각 공진기를 2개의 도체 선로에 각각 형성했기 때문에, 불필요파가 2개의 도체 선로 사이를 전파할 때에는, 이 불필요파를 2개의 도체 선로에 각각 형성된 공진기에 의해 차단할 수 있다. 특히, 각 단의 대역저지 필터에 각각 2개의 공진기를 형성했기 때문에, 공진기의 수를 증가시킬 수 있고, 차단가능한 불필요파의 대역을 넓힐 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 2개의 스파이럴 선로간의 간격 칫수를 2개의 평면 도체 간의 간격 칫수에 비하여 10분의 1 이하의 값으로 설정했기 때문에, 스파이럴 선로에 의해 2개의 평면 도체 사이에 생기는 정전용량에 비하여 2개의 스파이럴 선로 사이에 생기는 정전용량을 크게 할 수 있다. 이로써, 2개의 스파이럴 선로간의 간격 칫수를 작게 함으로써, 공진기의 공진 주파수를 저하시킬 수 있고, 스파이럴 선로의 길이 칫수를 짧게 함으로써, 공진기의 공진 주파수를 상승시킬 수 있다. 따라서, 동일 주파수의 불필요파를 차단할 경우에는, 종래 기술의 저역 통과 필터를 구성하는 도체 패턴의 면적에 비하여, 공진기를 포함한 대역저지 필터의 면적을 작게 할 수 있고, 불필요파 전파 저지 회로를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명에 의한 고주파 회로 장치를 사용하여 송수신 장치를 구성했기 때문에, 송수신 장치의 유전체 기판에 불필요파 전파 저지 회로를 형성할 수 있고, 유전체 기판을 전파하는 불필요파를 차단할 수 있다. 이로써, 불필요파에 의한 전력손실을 억압하여 고효율화할 수 있음과 아울러, 불필요파에 의한 잡음을 저감할 수 있다.

Claims (13)

  1. 평행한 적어도 2개의 평면 도체와, 이들 2개의 평면 도체 중에서 적어도 어느 한쪽에 형성되고 상기 2개의 평면 도체 사이를 전파하는 불필요파와 결합하여 상기 불필요파의 전파를 저지하는 불필요파 전파 저지 회로로 이루어지는 고주파 회로 장치로,
    상기 불필요파 전파 저지 회로는 복수단의 대역저지 필터에 의해 구성하고,
    상기 각 단의 대역저지 필터는 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로와; 상기 2개의 도체 선로 중에서 적어도 어느 한쪽의 도중 부위가 소용돌이형상을 이루어 서로 평행하게 연장되는 2개의 스파이럴 선로에 의해 형성되고 상기 2개의 스파이럴 선로의 선단이 서로 접속된 공진기;에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 스파이럴 선로가 갖는 선로폭 칫수는 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정하고, 상기 2개의 스파이럴 선로 사이에 형성되는 간격 칫수는 전체길이에 걸쳐서 동일 값으로 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 스파이럴 선로가 갖는 선로폭 칫수는 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2개의 스파이럴 선로 사이에 형성되는 간격 칫수는 소용돌이의 중심측이 외주측에 비하여 크게 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 상기 각 공진기는 상기 2개의 도체 선로 중의 어느 한쪽측의 도체 선로에 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 상기 각 공진기는 상기 2개의 도체 선로 중에서 이웃하는 단에서 서로 다른 도체 선로에 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터를 구성하는 상기 각 공진기는 상기 2개의 도체 선로에 각각 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 2개의 스파이럴 선로 사이에 형성되는 간격 칫수는 상기 2개의 평면 도체 사이에 형성되는 간격 칫수에 비하여 10분의 1 이하의 값으로 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  9. 제1항에 기재된 고주파 회로 장치를 채용한 송수신 장치.
  10. 평행한 적어도 2개의 평면 도체와, 이들 2개의 평면 도체 중에서 적어도 어느 한쪽에 형성되고 상기 2개의 평면 도체 사이를 전파하는 불필요파와 결합하여 상기 불필요파의 전파를 저지하는 불필요파 전파 저지 회로로 이루어지는 고주파 회로 장치로,
    상기 불필요파 전파 저지 회로는 복수단의 대역저지 필터에 의해 구성하고,
    상기 각 단의 대역저지 필터는 각 단 사이에서 서로 접속되는 2개의 도체 선로와, 공진기에 의해 구성되고, 상기 공진기는 상기 2개의 도체 선로 중에서 적어도 어느 한쪽의 도체 선로로부터 연장되는 제1 스파이럴 선로와, 제1 스파이럴 선로의 단부로부터 연장되고 제1 스파이럴 선로에 평행한 제2 스파이럴 선로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 2개의 도체 선로와 공진기를 포함하는 상기 각 단의 대역저지 필터는 서로 대각선 상에 배열되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터는 상기 2개의 도체 선로 각각 에 형성된 공진기를 구비하고, 각각의 공진기가 서로 다른 방향으로 번갈아 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 각 단의 대역저지 필터는 상기 2개의 도체 선로 각각에 형성된 공진기를 구비하고, 각각의 공진기가 나란히 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 장치.
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