WO2004075337A1 - 誘電体共振器及び誘電体共振器の周波数調整方法並びに誘電体共振器を有する集積回路 - Google Patents

誘電体共振器及び誘電体共振器の周波数調整方法並びに誘電体共振器を有する集積回路 Download PDF

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transmission line
dielectric
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Masaharu Ito
Kenichi Maruhashi
Shuya Kishimoto
Keiichi Ohata
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Definitions

  • Dielectric resonator and method of adjusting frequency of dielectric resonator Dielectric resonator and method of adjusting frequency of dielectric resonator
  • the present invention relates to a dielectric resonator used in a microwave band or a millimeter wave band, a frequency adjustment method thereof, and an integrated circuit using the dielectric resonator.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of an oscillator (DRO) having a dielectric resonator according to a conventional example.
  • DRO oscillator
  • a capacitive microstrip line 28b is connected to the source of the transistor FET.
  • the microstrip line 28a extending from the gate of the transistor FET 14 is inductively coupled to the cylindrical TE01 ⁇ 5 mode dielectric resonator 1. At this time, the degree of coupling is adjusted by the distance between the dielectric resonator 1 and the microstrip line 28a.
  • the electromagnetic wave from the transistor FET 14 is reflected, and at other than the resonance frequency, is absorbed by the terminating resistor 15a. Therefore, it has a large negative resistance value at the resonance frequency.
  • a matching circuit 16 (comprised of a transmission line and a capacitor) designed to satisfy the oscillation conditions is connected to the drain of the transistor FET.
  • the gate bias 17a of the transistor FET is applied via a resistor 15b of up to several ⁇ ⁇ , and the drain bias 17b is applied via a matching circuit 16.
  • the resonance frequency is finely adjusted by the diode 20 connected to one end of the microstrip line 28c inductively coupled to the dielectric resonator 1.
  • the capacitor 21a having a low reactance at the operating frequency is connected to one end of the diode 20, and the other end is DC-connected to the ground.
  • a number of resistors 15c are connected.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a coupling structure between a dielectric resonator and a transmission line according to another conventional example.
  • the dielectric resonator 1 includes a dielectric substrate 30 and conductive plates 29a and 29b. On both upper and lower surfaces of the dielectric substrate 30, conductive layers 31a and 31b having circular opposing openings are formed.
  • the dielectric layer 32 is formed on the conductor layer 31a by a thin film forming technique. Further, a signal conductor layer 33 is formed on the dielectric layer 32.
  • the region of the dielectric substrate 30 where the opening is formed operates as a resonator.
  • the degree of coupling is adjusted by the distance between the resonator and the signal conductor layer 33. Since the position of 33 can be controlled with high accuracy, the dispersion of the coupling degree is small.
  • An object of the present invention is to provide a dielectric resonator free from the problems described above.
  • a further object of the present invention is to provide an integrated circuit having a dielectric resonator free from the problems described above. It is in.
  • a dielectric resonator having an effective resonance region having a three-dimensional spread for confining an electromagnetic wave, wherein the dielectric resonator includes at least one coupling element;
  • the at least one coupling element has at least one slot formed in at least one conductor surface extending two-dimensionally on at least a part of a peripheral surface of the effective resonance region, and is adjacent to the at least one slot.
  • a dielectric resonator is provided that includes at least one patch conductor region.
  • the inside of the effective resonance region is made of a dielectric material, while the periphery of the effective resonance region extends two-dimensionally so as not to form a gap having a dimension exceeding 1 Z2 of the wavelength of the electromagnetic wave at the resonance frequency.
  • the at least one conductor surface forms a part of the conductor structure.
  • the conductor structure extending around the effective resonance region includes a first conductor layer extending on a first surface of the dielectric substrate, and a first conductor layer extending on a second surface of the dielectric substrate.
  • the second conductor layer comprises at least one buried conductor buried in the dielectric substrate.
  • the at least one buried conductor is composed of a plurality of buried conductors extending discontinuously in an annular shape when viewed in the plane of the dielectric substrate, and a distance between the plurality of buried conductors is equal to the wavelength. It is preferably at most 1/2.
  • the plurality of embedded conductors are a plurality of via plugs formed in a plurality of via holes penetrating the dielectric substrate so as to connect the first and second conductor layers, It is preferable that an interval between the plurality of via plugs is equal to or less than 1/2 of the wavelength.
  • the at least one buried conductor may be constituted by a buried conductor that extends continuously in a ring shape when viewed in a plane of the dielectric substrate.
  • the at least one slot can be formed in at least one of the first and second conductor layers.
  • the at least one conductive surface is formed of the first conductive layer, and the second conductive layer corresponds to a region on the first conductive layer where the at least one coupling element exists, as viewed in a plane of the dielectric substrate.
  • At least one opening may be formed in the region of the conductive layer.
  • the at least one opening may comprise a plurality of openings that are not uniform in size. Further, the plurality of openings may be arranged on concentric circles.
  • the at least one opening may be embedded with a conductive material.
  • the slot may be formed to at least partially surround the patch conductor region.
  • the slot may be formed to completely surround the patch conductor region.
  • the at least one coupling element may be composed of a plurality of coupling elements.
  • the plurality of coupling elements may be composed of a plurality of coupling elements of the same type.
  • the plurality of coupling elements may be composed of different types of coupling elements.
  • the dielectric resonator may further include at least one coplanar line formed outside the effective resonance region.
  • the dielectric resonator may further include at least one coplanar line formed in the effective resonance region.
  • the dielectric resonator may further include at least one coplanar line formed in a region where the coupling element is formed.
  • the dielectric resonator further includes at least one signal conductor layer formed in a region where the coupling element exists so as to be adjacent to the at least one slot, wherein the at least one signal conductor layer is at least one.
  • One coplanar line may be configured.
  • the at least one signal conductor layer further comprises at least one patch conductor region May also be adjacent.
  • the at least one signal conductor layer may further at least partially overlap the at least one patch conductor region.
  • the at least one coupling element may be connected to a negative resistance generating circuit via at least one conductive connection.
  • the conductive contact may be a conductive bump.
  • a dielectric resonator having an effective resonance region having a three-dimensional spread for confining an electromagnetic wave, wherein the dielectric resonator includes at least one coupling element;
  • the at least one coupling element has at least one slot formed in at least one conductor surface extending two-dimensionally on at least a part of a peripheral surface of the effective resonance region, and is adjacent to the at least one slot.
  • An integrated circuit comprising: a dielectric resonator including at least one patch conductor region; and at least one negative resistance generating circuit connected to the at least one coupling element via at least one conductive contact. Is provided.
  • the conductive contact may be constituted by a conductive bump.
  • the at least one negative resistance generating circuit may be configured to include a first transmission line formed on a first circuit board and directly in contact with the at least one conductive contact.
  • the at least one negative resistance generating circuit further includes a diode formed on the first circuit board, and the at least one coupling element includes a first transmission contact via a first conductive contact. It may be configured to include a first coupling element connected to a line and a second coupling element connected to the parade diode via a second conductive contact.
  • the at least one negative resistance generation circuit may constitute an active element including at least one oscillation circuit.
  • the at least one conductive contact is connected to a central portion of the first transmission line; a first end of the first transmission line is connected to the active element; The second end may be configured to be connected to a terminating resistor.
  • the at least one coupling element includes a first coupling element connected to an output side of the active element via a first conductive contact and the first transmission line, and a second conductive contact. And a second coupling element connected to a terminating resistor via the first transmission line.
  • the at least one coupling element includes a first coupling element connected to an output side of the active element via a first conductive contact and the first transmission line, and a second transmission line. And a second coupling element connected to the output side of the active element via the second coupling element.
  • the first transmission line and a third transmission line formed on the first circuit board may be connected via a conductive bump.
  • the first transmission line and the fourth transmission line formed on the second circuit board may be connected via a conductive bump.
  • a recess may be formed in the second circuit board, and the first circuit board mounted on the dielectric resonator may be accommodated in the recess.
  • the first circuit board may be sealed in a concave portion of the second circuit board with a resin film sealing a gap between the second circuit board and the dielectric resonator.
  • the inside of the effective resonance region is made of a dielectric material, while the periphery of the effective resonance region extends with a two-dimensional spread so as not to form a gap having a size exceeding 1/2 of the wavelength of the electromagnetic wave at the resonance frequency.
  • a conductor structure, and the at least one conductor surface may be configured to form a part of the conductor structure.
  • the conductor structure extending around the effective resonance region includes a first conductor layer extending on a first surface of the dielectric substrate, and a first conductor layer extending on a second surface of the dielectric substrate. It can be configured to include two conductor layers and at least one buried conductor buried in the dielectric substrate.
  • the at least one buried conductor is formed of a plurality of buried conductors extending discontinuously in an annular shape when viewed in a plane of the dielectric substrate, and a distance between the plurality of buried conductors is equal to the wavelength of 12 It can be configured as follows.
  • the plurality of buried conductors are a plurality of via plugs formed in a plurality of via holes penetrating the dielectric substrate so as to connect the first and second conductor layers, and an interval between the plurality of via plugs is It may be configured to be / or less of the wavelength.
  • a dielectric substrate a first conductor layer formed on a first surface of the dielectric substrate, and a first conductor layer formed on a second surface of the dielectric substrate And a plurality of via holes that are arranged discontinuously in a ring as viewed in the plane of the dielectric substrate at intervals of 1 Z2 or less of the wavelength of the electromagnetic wave at the resonance frequency, and penetrate the dielectric substrate.
  • the at least one conductive surface is formed of the first conductive layer, and the second conductive layer corresponds to a region on the first conductive layer where the at least one coupling element exists, as viewed in a plane of the dielectric substrate.
  • At least one opening may be formed in the region of the conductor layer.
  • the at least one opening may comprise a plurality of openings that are not uniform in size.
  • the plurality of openings may be arranged on concentric circles.
  • the at least one opening may be filled with a conductive material.
  • the at least one coupling element may be configured to include a plurality of coupling elements of the same type.
  • the at least one coupling element may be configured to include a plurality of different types of coupling elements.
  • It may be configured to further include at least one coplanar line formed outside the effective resonance region.
  • the dielectric resonator has at least one coplanar formed in the effective resonance region. It may be configured to further include one line.
  • the dielectric resonator may be configured to further include at least one coplanar line formed in a region where the coupling element is formed.
  • the dielectric resonator further includes at least one signal conductor layer formed in a region where the coupling element exists so as to be adjacent to the at least one slot, and the at least one signal conductor layer has at least one signal conductor layer. It can be configured to constitute one coplanar line.
  • the at least one signal conductor layer may be further configured to be adjacent to the at least one patch conductor region. Further, the at least one signal conductor layer may be further configured to at least partially overlap with the at least one patch conductor region.
  • the at least one coupling element may be configured to be connected to a negative resistance generating circuit via at least one conductive contact.
  • the conductive contact may be composed of a conductive pump.
  • a dielectric substrate a first conductor layer formed on a first surface of the dielectric substrate, and a first conductor layer formed on a second surface of the dielectric substrate And a plurality of via holes that are annularly discontinuously arranged in a plane of the dielectric substrate at intervals of 12 or less of the wavelength of the electromagnetic wave at the resonance frequency and penetrate the dielectric substrate.
  • An integrated circuit is provided.
  • the oscillation circuit further includes a barak diode formed on the first circuit board,
  • the at least one coupling element is connected to the first coupling element connected to the first transmission line via a first conductive bump, and to the barak diode via a second conductive bump. And a second coupling element to be connected.
  • a first end of the first transmission line may be connected to the oscillation circuit, and a second end of the first transmission line may be connected to a terminating resistor.
  • the at least one coupling element includes a first coupling element connected to an output side of the oscillation circuit via a first conductive bump and the first transmission line, and a second conductive element. And a second coupling element connected to a terminating resistor via the first transmission line.
  • the at least one coupling element includes a first coupling element connected to an output side of the oscillation circuit via a first conductive bump and the first transmission line, and a second transmission line. And a second coupling element connected to the output side of the oscillation circuit through the second coupling element.
  • the first transmission line and a third transmission line formed on the first circuit board may be connected via a conductive bump.
  • the first transmission line and the fourth transmission line formed on the second circuit board may be connected via a conductive bump.
  • a recess may be formed in the second circuit board, and the first circuit board mounted on the dielectric resonator may be accommodated in the recess.
  • the first circuit board may be sealed in a concave portion of the second circuit board by a resin film sealing a gap between the second circuit board and the dielectric resonator.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of an oscillator (DRO) having a dielectric resonator according to a conventional example.
  • DRO oscillator
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a coupling structure between a dielectric resonator and a transmission line according to another conventional example.
  • FIG. 3A is a perspective view showing a dielectric resonator according to the first configuration example of the first embodiment according to the present invention.
  • Figure 3B shows an oscillator with a dielectric resonator (DR
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 3C is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DRO) having the dielectric resonator of FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a plan view showing a resonator section in the second configuration example of the first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 4B is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DRO) having the dielectric resonator of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a plan view showing a resonator section in the third configuration example of the first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 6A is a plan view showing a dielectric resonator according to the first configuration example of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DR ⁇ ) having the dielectric resonator of FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a plan view showing a dielectric resonator according to a first configuration example of Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7B is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DRO) having the dielectric resonator of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a plan view showing a dielectric resonator according to the second configuration example of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an oscillator (DRO) having a dielectric resonator in the first configuration example of the fourth embodiment according to the present invention.
  • DRO oscillator
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an oscillator (DR #) having a dielectric resonator in a second configuration example of the fourth embodiment according to the present invention.
  • FIG. 11A is a perspective view showing a dielectric resonator according to a first configuration example of Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 11B is a longitudinal sectional view showing an oscillator (DRO) having a dielectric resonator mounted by flip-chip at a dashed line BB ′ in FIG. 11A.
  • FIG. 12A is a diagram showing a calculation result of a change in resonance frequency with respect to the number of openings formed in the dielectric resonator according to the present invention.
  • FIG. 12B is a diagram showing a calculation result of a change in unloaded Q with respect to the number of openings formed in the dielectric resonator according to the present invention.
  • FIG. 3A is a perspective view showing a dielectric resonator according to the first configuration example of the first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 3B is a longitudinal sectional view showing an oscillator (DRO) having a dielectric resonator taken along a dashed line AA ′ in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DR ⁇ ) having the dielectric resonator of FIG. 3A.
  • the dielectric resonator 1 is formed by forming ground conductor layers 3a and 3b on both surfaces of a dielectric substrate 2 and connecting both conductor layers by plug conductors 4b filling the via holes 4a arranged in a ring. You.
  • the interval between the via holes 4a is desirably 1/2 or less, preferably / 4 or less, of the wavelength in the dielectric substrate in order to suppress leakage from between the via holes.
  • the area surrounded by the via hole and the ground conductor layers 3a and 3b is called an effective resonance area.
  • the dielectric resonator 1 becomes a ⁇ 0 mode resonator in the base operation.
  • the dielectric resonator 1 is inductively coupled to the slot 5a at the center of the ground conductor layer 3a, the coupling element 7a composed of the patch 6a surrounded by the slot 5a, and the dielectric resonator 1.
  • the coupling degree is adjusted by the width of the slot 5a, the size of the patch 6a, and the position where the patch 6a is formed.
  • the coupling element 7a is formed using lithography or the like, the controllability of the degree of coupling is high.
  • the electromagnetic wave is substantially confined within the effective resonance region of dielectric substrate 2. Therefore, the oscillation circuit 9 can be flip-chip mounted on the upper portion of the resonator as shown in FIG. 3B without affecting the characteristics of the resonator, and the size can be reduced.
  • the patch 6a and the transmission line 13a on the oscillation circuit 9 are connected via the bump 8. Specifically Is flip-chip mounted.
  • the transmission line 13a is connected to j via the terminating resistor 15a. Therefore, only the resonance frequency is reflected, and electromagnetic waves of other frequencies are absorbed by the terminating resistor 15a.
  • the transmission line 13a is connected to the gate of the transistor FET 14, which is an active element.
  • a capacitive transmission line 13b for applying a positive feedback is connected to obtain a negative resistance.
  • the drain of the transistor FET 14 is connected to an output transmission line 13c via a matching circuit 16 including a transmission line and a capacitor.
  • the gate bias 17a of the transistor FET 14 is applied via a resistor 15b of up to several ⁇ ⁇ , and the drain bias 17b is applied via a matching circuit 16.
  • the output transmission line 13c of the oscillation circuit 9 is a coplanar line 12a composed of a signal conductor layer 11a formed at the substrate end of the dielectric resonator 1 and a ground conductor layer 3a arranged with the slot 10a interposed therebetween. Is bump connected. As a result, an oscillator (DRO) signal is output from the coplanar line 12a.
  • DRO oscillator
  • the output coplanar line 12a is provided in a region outside the effective resonance region of the dielectric substrate surrounded by the through-hole array 4a. For this reason, on the resonator, the opening is only in the coupling element 7a, and a reduction in the Q of the resonator due to disturbance of the electromagnetic field in the opening can be minimized.
  • FIG. 4A is a plan view showing a resonator section in the second configuration example of the first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 4B is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DRO) having the dielectric resonator of FIG. 4A.
  • the coupling element is a coupling element 7b in which two coplanar lines 19 each consisting of a signal conductor layer 18a and a ground conductor layer 3a arranged with a slot 5b interposed therebetween are connected to a patch 6b. Is also good.
  • the coupling element 7b is connected in series to the transmission line 13a connected to the gate of the transistor FET14.
  • FIG. 5 is a plan view showing a resonator section in the third configuration example of the first embodiment according to the present invention.
  • the coupling element may be a coupling element 7c formed by providing a patch 6c by forming a slot 5c in the ground conductor layer 3a.
  • the patch 6c may be connected to a signal conductor layer 18b that forms a coplanar line together with the ground conductor layer 3a.
  • the coupling element 7c since reflection occurs at all frequencies, care must be taken so that oscillation does not occur at an unnecessary frequency, but the terminating resistor 15a is not required.
  • a resonator using a higher-order mode such as the TE210 mode may be used.
  • FIG. 6A is a plan view showing a dielectric resonator according to the first configuration example of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DRO) having the dielectric resonator of FIG. 6A.
  • Embodiment 2 As Embodiment 2 of the present invention, there is shown a configuration in which the frequency of an oscillator (DR #) having a dielectric resonator can be electrically adjusted.
  • Two coupling elements 7d and 7e are formed on the ground conductor layer 3a. The coupling element 7d is connected to a transmission line 13a extending from the gate of the transistor FET 14, and the coupling element 7e is connected to a balak diode 20 formed on the oscillation circuit IC9.
  • the coupling element 7e side is DC-connected to the ground via a resistor 15c of a few ⁇ .
  • a capacitor 21a having a low reactance at the operating frequency is connected to the opposite side of the coupling element 7e.
  • the control voltage 17c By changing the control voltage 17c, the capacitance of the varactor diode 20 changes, and the resonance frequency (oscillation frequency) of the resonator can be adjusted.
  • a transmission line can be interposed between the coupling element 7e and the varactor diode 20. Further, although the example in which the coupling element 7e is used as the coupling element with the varactor diode 20 is shown here, the coupling element 7c may be used.
  • FIG. 7A is a plan view showing a dielectric resonator according to a first configuration example of Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7B is an equivalent circuit diagram of the oscillator (DRO) having the dielectric resonator of FIG. 7A.
  • the output of the oscillation circuit 9 is connected to a coupling element 7f formed by forming a slot 5d in the ground conductor layer 3a via a capacitor 21b having a low reactance at an operating frequency for cutting a DC bias.
  • a coupling element 7g is provided in the ground conductor layer 3a by forming a slot 5e.
  • FIG. 8 is a plan view showing a dielectric resonator according to the second configuration example of the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, two output coplanar lines may be provided.
  • the dielectric resonator 1 has a two-division function.
  • the dielectric resonator 1 can be used as a signal source for a local oscillator of a transmitter and a receiver.
  • an example of two distributions is shown, but by increasing the number of coupling elements, multiple distributions of three or more can be performed.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an oscillator (DRO) having a dielectric resonator in the first configuration example of the fourth embodiment according to the present invention. Since the electromagnetic waves are almost completely confined in the dielectric resonator 1, the dielectric resonator 1 in which the oscillation circuit 9 is flip-chip mounted is further mounted on a mounting board 22 such as a package as shown in FIG. Even if implemented, It is expected that the oscillation frequency will not change.
  • a recess 23 is formed in the mounting board 22, and the oscillation circuit 9 is built in the recess 23.
  • the ground conductor layer 3d is formed on the back surface of the mounting board 22, and the ground conductor layer 3c is formed on the surface except for the signal conductor layer 24.
  • the coplanar line 12a on the dielectric resonator 1 is connected to the coplanar line composed of the signal conductor layer 24 and the ground conductor layer 3c on the mounting board 22 by the bump 8.
  • the ground conductor layers 3c and 3d are connected by a plug conductor 4d buried in the via hole 4c and arranged along the outer periphery of the depression 23. As a result, the inside of the recess 23 in which the oscillation circuit 9 is built is electromagnetically shielded.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an oscillator (DRO) having a dielectric resonator in a second configuration example of the fourth embodiment according to the present invention.
  • the outer peripheral portion of the dielectric resonator 1 may be reinforced with a thermosetting resin 25 or the like.
  • the resin 25 since the recess 23 is provided in the mounting substrate 22, even when the resin 25 is applied to the outer peripheral portion, the resin 25 does not easily enter the oscillation circuit MMIC9. Therefore, it can be expected that there is almost no change in the oscillation characteristics due to the use of the resin 25.
  • FIG. 11A is a perspective view showing a dielectric resonator according to a first configuration example of the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a vertical cross-sectional view showing an oscillator (DRO) having a dielectric resonator mounted by flip-chip at a dashed line BB ′ in FIG. 11A.
  • DRO oscillator
  • the dielectric resonator 1 is flip-chip mounted on the mounting board 22
  • the back surface of the dielectric resonator 1 faces the air layer.
  • a plurality of openings 26 are formed in the ground conductor layer 3b on the back surface of the dielectric substrate 1.
  • FIG. 12A is a diagram showing a calculation result of a change in resonance frequency with respect to the number of openings formed in the dielectric resonator according to the present invention. The results of calculating the change in resonance frequency when the number of apertures 26 is changed in a 38 GHz band resonator are shown.
  • the resonance frequency can be adjusted stepwise.
  • the openings are arranged concentrically with respect to the center of the resonator, the amount of adjustment of the resonance frequency per one opening of the concentric openings becomes almost the same, and the adjustment becomes easy.
  • the size of the opening 26 the adjustment amount of the resonance frequency per one can be changed.
  • openings having different adjustment amounts per one are formed, and fine adjustment of the resonance frequency is possible.
  • FIG. 12B is a diagram showing a calculation result of a change in unloaded Q with respect to the number of openings formed in the dielectric resonator according to the present invention.
  • Figure 12 shows the calculation results of no-load Q in the case of 12A, but no particular deterioration is observed.
  • an example has been shown in which the openings 26 are formed in advance and are filled one by one.
  • a laser may be used to sequentially form the openings 26 to adjust the resonance frequency.
  • the present invention is not limited to these embodiments, and appropriate changes can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the field effect transistor FET has been described as an example of the active element, but a bipolar transistor or the like may be used.
  • a conductor layer is formed only on the inner wall surface of the via hole such as a plated through hole. Can be used.
  • the present invention by controlling the coupling in an oscillator using a dielectric resonator by flip-chip connecting an oscillation circuit to a coupling element formed by forming a slot in the ground conductor layer above the dielectric resonator. Performance and reproducibility can be improved, and the circuit can be downsized. Further, according to the embodiment in which a plurality of openings having different sizes are formed in the ground conductor layer opposite to the coupling element, the frequency can be adjusted with high accuracy by adjusting the number thereof.
  • the dielectric resonator is connected to the oscillation circuit as an example of the negative resistance generating circuit.
  • the effect of the present invention can be obtained by connecting a shaker.
  • bumps have been described as an example of a means for connecting the negative resistance generating circuit and the dielectric resonator, but those having a long distance, such as wiring, are not so preferable. Any substance that acts as a sexual contact may be used. Industrial potential
  • the present invention can be applied to any dielectric resonator used in a microwave band or a millimeter wave band, a method for adjusting the frequency thereof, and an integrated circuit using the dielectric resonator. It does not limit the possibility of its use.

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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

誘電体共振器(DR)を使用した発振器において、誘電体共振器(DR)と発振回路との結合の制御性と再現性を高くし、且つ、集積回路を小型化する。誘電体共振器(DR)1は誘電体基板2の両面にグランド導体層3a、3bを形成し、両導体層間をビアホール4aで接続することで構成される。グランド導体層3aの中央部のスロット5aと、スロット5aにより囲まれたパッチ6aから成る結合素子7aと誘電体共振器(DR)1とが結合する。パッチ6aと発振回路9上の伝送線路13aとはバンプ8を介して接続される。伝送線路13aは終端抵抗15aを介してグランドに接続される。発振回路MMIC9上において、伝送線路13aはトランジスタFET14のゲートに接続される。トランジスタFET14には正帰還をかける容量性の伝送線路13bが接続される。トランジスタFET14の出力は、整合回路16を介して出力用の伝送線路13cに接続される。発振回路9の出力用の伝送線路13cは、誘電体共振器(DR)1の基板端に形成された信号導体層11aとグランド導体層3aとから構成されるコプレーナ線路12aにバンプ接続される。

Description

誘電体共振器及び誘電体共振器の周波数調整方法
並びに誘電体共振器を有する集積回路 技術分野
本発明は、 マイクロ波帯やミリ波帯で使用される誘電体共振器、 その周波数調整 方法およびその誘電体共振器を用いた集積回路に関するものである。 背景技術
本発明に関する現時点での技術水準をより十分に説明する目的で、 本願で引用さ れ或いは特定される特許、 特許出願、 特許公報、 科学論文等の全てを、 ここに、 参 照することでそれらの全ての説明を組入れる。
マイクロ波帯やミリ波帯で使用される発振器においては、 位相雑音、 及び、 周波 数安定度を高めるために、 誘電体共振器 (D R) が使用される。 図 1は、 一従来例 による誘電体共振器を有する発振器 (D R O) の構成を示す等価回路図である。 負 性抵抗を得るため、 トランジスタ F E T のソースには容量性のマイクロストリッ プ線路 28bが接続される。 トランジスタ F E T 14のゲートから延びるマイクロスト リップ線路 28aは、 円筒形の TE01 <5モードの誘電体共振器 1と誘導性結合する。 この 時、 結合度は、 誘電体共振器 1とマイクロストリップ線路 28aとの距離により調整さ れる。 誘電体共振器 1の共振周波数において、 トランジスタ F E T 14側からの電磁 波は反射され、 共振周波数以外では、 終端抵抗 15aに吸収される。 従って、 共振周 波数において、 大きな負性抵抗値を持つ。 トランジスタ F E T のドレインには、 発振条件を満足するように設計した整合回路 16 (伝送線路とキャパシ夕により構成 ) が接続される。 トランジスタ F E T のゲートバイアス 17aは、 〜数 ΙίΩの抵抗 15 bを介して、 また、 ドレインバイアス 17bは、 整合回路 16を介して加えられる。 また、 誘電体共振器 1と誘導性結合するマイクロストリツプ線路 28cの一端に接続されたバ ラク夕ダイオード 20によって、 共振周波数が微調整される。 制御電圧 17cをバラク 夕ダイオード 20に加えるため、 バラク夕ダイオード 20の一端には、 動作周波数にお いて低リアクタンスであるキャパシタ 21 aが、 もう一端には、 DC的にグランドに接 続される〜数 の抵抗 1 5cが接続される。 このような構成では、 誘電体共振器 1の 共振周波数は外形寸法で決まるため、 高い加工精度が要求される。 また、 結合度は、 誘電体共振器 1とマイクロストリップ線路 28aとの距離により調整されるため、 誘電 体共振器 1の位置合わせに対して高い精度 (〜0. 1匪) が要求される。 加えて、 電磁 界は共振器の外側にも拡がるため、 パッケージに実装した際に発振周波数が変化し 易いという課題がある。
そこで、 誘電体共振器と伝送線路との接続構造として、 特開平 1 1一 1 4 5 7 0 9号公報には、 図 2に示す構造が提案されている。 図 2は、 他の従来例による誘電 体共振器と伝送線路との結合構造を示す分解斜視図である。 誘電体共振器 1は、 誘 電体基板 30と導電体板 29a、 29bとから構成されている。 誘電体基板 30の上部と下部 の両面には、 円形状の対向する開口部を持つ導体層 31 a、 31 bが形成される。 導体層 31 a上部には、 薄膜形成技術により誘電体層 32が形成される。 更に、 誘電体層 32上 部には、 信号導体層 33が形成される。 このような構成では、 誘電体基板 30の開口部 の形成された領域が、 共振器として動作する。 この特許文献 1の場合も、 図 1の構 成と同様に、 結合度は、 共振器と信号導体層 33との距離によって調整されるが、 薄 膜形成技術を使用することで、 信号導体層 33の位置を高精度に制御できるため、 結 合度のばらつきは小さい。
しかしながら、 上記特開平 1 1— 1 4 5 7 0 9号公報の例では、 円筒形の誘電体 共振器に比べると、 共振器外部への電磁界の拡がりは小さいが、 上部、 及び、 下部 方向へは同様に拡がるため、 発振器を構成するその他の線路やトランジス夕 F E T 等を共振器から離して配置する必要があった。 即ち上部、 及び、 下部には配置でき ない。 その結果、 回路が大きくなるという課題があった。 また、 電気的にシールド するため、 図 2に示すように、 共振器部を覆う導電体板 29a、 29bが別途必要となる 課題があった。 発明の開示
本発明の目的は、 前述したような問題のない誘電体共振器を提供することにある 本発明の更なる目的は、 前述したような問題のない誘電体共振器を有する集積回 路を提供することにある。
本発明の第一の側面によれば、 電磁波を閉じ込める三次元的広がりをもった有効 共振領域を有する誘電体共振器であって、 前記誘電体共振器は少なくとも 1つの結 合素子を含み、 更に前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記有効共振領域の周囲面 の少なくとも一部に二次元的広がりをもって延在する少なくとも 1つの導体面に形 成した少なくとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少 なくとも 1つのパッチ導体領域とを含む誘電体共振器が提供される。
前記有効共振領域の内部は誘電体からなり、 一方前記有効共振領域の周囲は、 共 振周波数における電磁波の波長の 1 Z 2を越える寸法の間隙を形成しないよう二次 元的広がりをもつて延在する導体構造体からなり、 前記少なくとも 1つの導体面は 前記導体構造体の一部を構成することが好ましい。
更に、 前記有効共振領域の周囲に延在する前記導体構造は、 誘電体基板の第一の 面上に延在する第一の導体層と、 前記誘電体基板の第二の面上に延在する第二の導 体層と、 前記誘電体基板中に埋込まれた少なくとも 1つの埋込導体とからなること が好ましい。
更に、 前記少なくとも 1つの埋込導体は、 前記誘電体基板の平面でみて、 環状に 不連続的に延在する複数の埋込導体からなり、 前記複数の埋込導体間の距離は前記 波長の 1 / 2以下であることが好ましい。
更に、 前記複数の埋込導体は、 前記第一及び第二の導体層間を接続するよう前記 誘電体基板を貫通する複数のビアホール中に形成された複数のビアプラグであって、 前記複数のビアプラグの間隔は前記波長の 1 / 2以下であることが好ましい。
前記少なくとも 1つの埋込導体は、 前記誘電体基板の平面でみて、 環状に連続的 に延在する埋込導体で構成し得る。
前記少なくとも 1つのスロットは、 前記第一及び第二の導体層の少なくともいず れか一方に形成することが可能である。
前記少なくとも 1つの導体面は前記第一の導体層からなり、 前記第一の導体層上 の前記少なくとも 1つの結合素子が存在する領域に対し、 前記誘電体基板の平面で みて対応する前記第二の導体層の領域に少なくとも 1つの開口部を形成してもよい。 前記少なくとも 1つの開口部は、 サイズが均一でない複数の開口部から構成しても よい。 また、 前記複数の開口部は同心円上に配置しても良い。 前記少なくとも 1つ の開口部は、 導電性材料で埋め込んでもよい。
前記スロットは前記パッチ導体領域を少なくとも部分的に囲むよう形成してもよ い。 前記スロットは前記パッチ導体領域を完全に囲むよう形成してもよい。
前記少なくとも 1つの結合素子は、 複数の結合素子から構成してもよい。 前記複 数の結合素子は、 同一種類の複数の結合素子から構成してもよい。 前記複数の結合 素子は、 異なる種類の複数の結合素子から構成してもよい。
前記誘電体共振器は、 前記有効共振領域外に形成された少なくとも 1つのコプレ ナ一線路を更に含んでもよい。
前記誘電体共振器は前記有効共振領域内に形成された少なくとも 1つのコプレナ 一線路を更に含んでもよい。
前記誘電体共振器は前記結合素子が形成された領域内に形成された少なくとも 1 つのコプレナ一線路を更に含んでもよい。
前記誘電体共振器は、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接するよう前記結合素 子が存在する領域内に形成された少なくとも 1つの信号導体層を更に含み、 前記少 なくとも 1つの信号導体層は少なくとも 1つのコプレナ一線路を構成してもよい。 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパッチ導体領域に も隣接してもよい。 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つ のパッチ導体領域と少なくとも部分的に重複してもよい。
前記少なくとも 1つの結合素子は、 少なくとも 1つの導電性コン夕クトを介して 負性抵抗発生回路に接続されてもよい。 前記導電性コンタクトは導電性バンプであ つてもよい。
本発明の第二の側面によれば、 電磁波を閉じ込める三次元的広がりをもった有効 共振領域を有する誘電体共振器であって、 前記誘電体共振器は少なくとも 1つの結 合素子を含み、 更に前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記有効共振領域の周囲面 の少なくとも一部に二次元的広がりをもって延在する少なくとも 1つの導体面に形 成した少なくとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少 なくとも 1つのパッチ導体領域とを含む誘電体共振器と、 少なくとも 1つの導電性 コンタクトを介して前記少なくとも 1つの結合素子に接続される少なくとも 1つの 負性抵抗発生回路とを含む集積回路が提供される。
前記導電性コンタクトは導電性バンプで構成し得る。
前記少なくとも 1つの負性抵抗発生回路は第一の回路基板に形成されると共に前 記少なくとも 1つの導電性コンタクトに直接接する第一の伝送線路を含むよう構成 し得る。
前記少なくとも 1つの負性抵抗発生回路は更に前記第一の回路基板に形成された バラク夕ダイオードを含み、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性コン タクトを介して前記第一の伝送線路に接続される第一の結合素子と、 第二の導電性 コンタクトを介して前記パラク夕ダイォ一ドに接続される第二の結合素子とからな るよう構成し得る。
前記少なくとも 1つの負性抵抗発生回路は、 少なくとも 1つの発振回路を含む能 動素子を構成し得る。 前記少なくとも 1つの導電性コンタクトは前記第一の伝送線 路の中央部に接続され、 前記第一の伝送線路の第一の端部は前記能動素子に接続さ れ、 前記第一の伝送線路の第二の端部は終端抵抗に接続されるよう構成し得る。 ま た、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性コンタクト及び前記第一の伝 送線路を介して前記能動素子の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二の導電 性コンタクト及び前記第一の伝送線路を介して終端抵抗に接続される第二の結合素 子とからなるよう構成し得る。 また、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導 電性コンタクト及び前記第一の伝送線路を介して前記能動素子の出力側に接続され る第一の結合素子と、 第二の伝送線路を介して前記能動素子の出力側に接続される 第二の結合素子とからなるよう構成し得る。
前記第一の伝送線路と前記第一の回路基板に形成された第三の伝送線路とが導電 性のバンプを介して接続され得る。
前記第一の伝送線路と第二の回路基板に形成された第四の伝送線路とが導電性の バンプを介して接続され得る。
前記第二の回路基板には凹部が形成され、 該凹部内には前記誘電体共振器に搭載 された前記第一の回路基板が収容されるよう構成し得る。 前記第二の回路基板及び 前記誘電体共振器との間隙を封止する樹脂膜により前記第一の回路基板を前記第二 の回路基板の凹部内で封止するよう構成し得る。
前記有効共振領域の内部は誘電体からなり、 一方前記有効共振領域の周囲は、 共 振周波数における電磁波の波長の 1 / 2を越える寸法の間隙を形成しないよう二次 元的広がりをもって延在する導体構造体からなり、 前記少なくとも 1つの導体面は 前記導体構造体の一部を構成するよう構成し得る。
前記有効共振領域の周囲に延在する前記導体構造は、 誘電体基板の第一の面上に 延在する第一の導体層と、 前記誘電体基板の第二の面上に延在する第二の導体層と、 前記誘電体基板中に埋込まれた少なくとも 1つの埋込導体とからなるよう構成し得 る。
前記少なくとも 1つの埋込導体は、 前記誘電体基板の平面でみて、 環状に不連続 的に延在する複数の埋込導体からなり、 前記複数の埋込導体間の距離は前記波長の 1 2以下であるよう構成し得る。 前記複数の埋込導体は、 前記第一及び第二の導体層間を接続するよう前記誘電体 基板を貫通する複数のビアホール中に形成された複数のビアプラグであって、 前記 複数のビアブラグの間隔は前記波長の 1 / 2以下であるよう構成し得る。
本発明の第三の側面によれば、 誘電体基板と、 前記誘電体基板の第 1の面上に形 成された第 1の導体層と、 前記誘電体基板の第 2の面上に形成された第 2の導体層 と、 共振周波数における電磁波の波長の 1 Z 2以下の間隔で前記誘電体基板の平面 でみて環状に不連続的に配置され且つ前記誘電体基板を貫通する複数のビアホール を埋め込む複数のビアプラグと、 前記第 1及び第 2の導体層と前記複数の埋込導体 とで画定され電磁波を閉じ込める三次元的広がりをもった有効共振領域と、 前記有 効共振領域内であって前記第 1の導体層に形成した少なくとも 1つの結合素子とを 含み、 更に、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記第 1の導体層に形成した少な くとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少なくとも 1 つのパッチ導体領域とを含む誘電体共振器が提供される。
前記少なくとも 1つの導体面は前記第一の導体層からなり、 前記第一の導体層上 の前記少なくとも 1つの結合素子が存在する領域に対し、 前記誘電体基板の平面で みて対応する前記第二の導体層の領域に少なくとも 1つの開口部が形成されるよう 構成し得る。 前記少なくとも 1つの開口部は、 サイズが均一でない複数の開口部で 構成し得る。 前記複数の開口部は同心円上に配置し得る。 前記少なくとも 1つの開 口部は、 導電性材料により埋め込まれてもよい。
前記少なくとも 1つの結合素子は、 同一種類の複数の結合素子からなるよう構成 し得る。
前記少なくとも 1つの結合素子は、 異なる種類の複数の結合素子からなるよう構 成し得る。
前記有効共振領域外に形成された少なくとも 1つのコプレナ一線路を更に含むよ う構成し得る。
前記誘電体共振器は前記有効共振領域内に形成された少なくとも 1つのコプレナ 一線路を更に含むよう構成し得る。
前記誘電体共振器は前記結合素子が形成された領域内に形成された少なくとも 1 つのコプレナ一線路を更に含むよう構成し得る。
前記誘電体共振器は、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接するよう前記結合素 子が存在する領域内に形成された少なくとも 1つの信号導体層を更に含み、 前記少 なくとも 1つめ信号導体層は少なくとも 1つのコプレナ一線路を構成するよう構成 し得る。 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパッチ導 体領域にも隣接するよう構成し得る。 また、 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパッチ導体領域と少なくとも部分的に重複するよう構成 し得る。
前記少なくとも 1つの結合素子は、 少なくとも 1つの導電性コンタク卜を介して 負性抵抗発生回路に接続されるよう構成し得る。 前記導電性コンタクトは導電性パ ンプで構成し得る。
本発明の第四の側面によれば、 誘電体基板と、 前記誘電体基板の第 1の面上に形 成された第 1の導体層と、 前記誘電体基板の第 2の面上に形成された第 2の導体層 と、 共振周波数における電磁波の波長の 1 2以下の間隔で前記誘電体基板の平面 でみて環状に不連続的に配置され且つ前記誘電体基板を貫通する複数のビアホール を埋め込む複数のビアプラグと、 前記第 1及び第 2の導体層と前記複数の埋込導体 とで画定され電磁波を閉じ込める三次元的広がりをもつた有効共振領域と、 前記有 効共振領域内であって前記第 1の導体層に形成した少なくとも 1つの結合素子とを 含み、 更に、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記第 1の導体層に形成した少な くとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少なくとも 1 つのパッチ導体領域とを含む誘電体共振器と、 第一の回路基板に形成されると共に 導電性バンプを介して前記少なくとも 1つの結合素子に接続される第一の伝送線路 を含む発振回路とを含む集積回路が提供される。
前記発振回路は更に前記第一の回路基板に形成されたバラク夕ダイォードを含み、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性バンプを介して前記第一の伝送線 路に接続される第一の結合素子と、 第二の導電性バンプを介して前記バラク夕ダイ ォードに接続される第二の結合素子とで構成し得る。 前記第一の伝送線路の第一の 端部は前記発振回路に接続され、 前記第一の伝送線路の第二の端部は終端抵抗に接 続されるよう構成し得る。
また、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性バンプ及び前記第一のィ云 送線路を介して前記発振回路の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二の導電 性バンプ及び前記第一の伝送線路を介して終端抵抗に接続される第二の結合素子と で構成し得る。
また、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性バンプ及び前記第一の伝 送線路を介して前記発振回路の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二の伝送 線路を介して前記発振回路の出力側に接続される第二の結合素子とで構成し得る。 前記第一の伝送線路と前記第一の回路基板に形成された第三の伝送線路とが導電 性のバンプを介して接続されるよう構成し得る。
前記第一の伝送線路と第二の回路基板に形成された第四の伝送線路とが導電性の バンプを介して接続されるよう構成し得る。
前記第二の回路基板には凹部が形成され、 該凹部内には前記誘電体共振器に搭載 された前記第一の回路基板が収容されるよう構成し得る。 前記第二の回路基板及び 前記誘電体共振器との間隙を封止する樹脂膜により前記第一の回路基板が前記第二 の回路基板の凹部内で封止されるよう構成し得る。 図面の簡単な説明
図 1は、 一従来例による誘電体共振器を有する発振器 (D R O) の構成を示す等 価回路図である。
図 2は、 他の従来例による誘電体共振器と伝送線路との結合構造を示す分解斜視 図である。 図 3 Aは、 本発明による実施の形態 1の第一構成例における誘電体共振器を示す 斜視図である。
図 3Bは、 図 3 Aの一点鎖線 A-A'における誘電体共振器を有する発振器 (DR
〇) を示す縦断面図である。
図 3Cは、 図 3 Aの誘電体共振器を有する発振器 (DRO) の等価回路図である。 図 4 Aは、 本発明による実施の形態 1の第二構成例における共振器部を示す平面 図である。
図 4Bは、 図 4 Aの誘電体共振器を有する発振器 (DRO) の等価回路図である。 図 5は、 本発明による実施の形態 1の第三構成例における共振器部を示す平面図 である。
図 6 Aは、 本発明による実施の形態 2の第一構成例における誘電体共振器を示す 平面図である。
図 6Bは、 図 6 Aの誘電体共振器を有する発振器 (DR〇) の等価回路図である。 図 7 Aは、 本発明による実施の形態 3の第一構成例における誘電体共振器を示す 平面図である。
図 7Bは、 図 7 Aの誘電体共振器を有する発振器 (DRO) の等価回路図である。 図 8は、 本発明による実施の形態 3の第二構成例における誘電体共振器を示す平 面図である。
図 9は、 本発明による実施の形態 4の第一構成例における誘電体共振器を有する 発振器 (DRO) を示す縦断面図である。
図 10は、 本発明による実施の形態 4の第二構成例における誘電体共振器を有す る発振器 (DR〇) を示す縦断面図である。
図 11Aは、 本発明による実施の形態 5の第一構成例における誘電体共振器を示 す斜視図である。
図 11Bは、 図 1 1 Aの一点鎖線 B-B'におけるフリップチップ実装した誘電体 共振器を有する発振器 (DRO) を示す縦断面図である。 図 1 2 Aは、 本発明による誘電体共振器に形成した開口の数に対する共振周波数 の変化の計算結果を示す図である。
図 1 2 Bは、 本発明による誘電体共振器に形成した開口の数に対する無負荷 Qの 変化の計算結果を示す図である。 発明を実施の形態
次に、 本発明の実施の形態について、 図面を参照して詳細に説明する。
<実施の形態 1 >
図 3 Aは、 本発明による実施の形態 1の第一構成例における誘電体共振器を示す 斜視図である。 図 3 Bは、 図 3 Aの一点鎖線 A- A'における誘電体共振器を有する 発振器 (D R O) を示す縦断面図である。 図 3 Cは、 図 3 Aの誘電体共振器を有す る発振器 (D R〇) の等価回路図である。 誘電体共振器 1は誘電体基板 2の両面にグ ランド導体層 3a、 3bを形成し、 両導体層間を環状に配列されたビアホール 4a内を充 填するプラグ導体 4bで接続することで構成される。 ビアホール 4aの間隔は、 ビアホ —ル間からの漏洩を抑制するために、 誘電体基板内の波長の 1/2以下、 できれば 1/4 以下が望ましい。 このビアホール及びグランド導体層 3a、 3bに囲まれた領域を有効 共振領域と呼ぶことにする。 ここで、 誘電体共振器 1は、 基底動作で、 ΤΕΠ 0モード 共振器となる。 グランド導体層 3aの中央部のスロット 5aと、 スロット 5aにより囲ま れたパッチ 6aから成る結合素子 7aと誘電体共振器 1とは誘導性結合する。 結合度は、 スロット 5aの幅、 パッチ 6aのサイズ、 パッチ 6aを形成する位置によって調整される。 結合素子 7aはリソグラフィ等を使用して形成するため、 結合度の制御性は高い。 本 実施の形態では、 電磁波は、 ほぼ誘電体基板 2の有効共振領域内に閉じこめられて いる。 従って、 共振器の特性に影響を与えることなく、 図 3 Bに示すように、 共振 器上部に発振回路 9をフリップチップ実装でき、 小型化できる。
次に、 本実施の形態の誘電体共振器を有する発振器 (D R O) について説明する。 パッチ 6aと発振回路 9上の伝送線路 13aとはバンプ 8を介して接続される。 具体的に は、 フリップチップ実装が行われる。 伝送線路 13aは終端抵抗 15aを介 j に接続される。 このため、 共振周波数のみが反射され、 その他の周波数の電磁波は 終端抵抗 15aにより吸収される。 発振回路匪 IC9上において、 伝送線路 13aは能動素 子であるトランジスタ F E T 14のゲートに接続される。 トランジスタ F E T には、 負性抵抗を得るために、 正帰還をかける容量性の伝送線路 13bが接続される。 トラ ンジス夕 F E T 14のドレインは、 伝送線路とキャパシ夕から成る整合回路 16を介し て出力用の伝送線路 13cに接続される。 トランジスタ F E T 14のゲートバイアス 17a は、 〜数 ΙίΩの抵抗 15bを介して、 また、 ドレインバイアス 17bは、 整合回路 16を介 して加えられる。 発振回路 9の出力用の伝送線路 13cは、 誘電体共振器 1の基板端に 形成された信号導体層 11 aとスロット 10aを挟んで配置されたグランド導体層 3aとか ら構成されるコプレーナ線路 12aにバンプ接続される。 これにより、 コプレーナ線 路 12aから発振器 (D R O) の信号が出力される。 このように、 本実施の形態の構 成では、 出力用のコプレーナ線路 12aは、 スルーホール列 4aで囲まれた誘電体基板 の有効共振領域の外側の領域に設けられている。 このため、 共振器上において、 開 口部は結合素子 7aのみにあり、 開口部の電磁界の乱れによる共振器の Qの低下を最 小限にできる。
図 4 Aは、 本発明による実施の形態 1の第二構成例における共振器部を示す平面 図である。 図 4 Bは、 図 4 Aの誘電体共振器を有する発振器 (D R O) の等価回路 図である。 結合素子は、 図 4 Aに示すように、 パッチ 6bに信号導体層 18aとスロッ ト 5bを挟んで配置されたグランド導体層 3aとから成るコプレーナ線路 19を 2つ接続 した結合素子 7bであってもよい。 この場合には、 図 4 Bに示すように、 結合素子 7b がトランジス夕 F E T 14のゲートに接続された伝送線路 13aに対してシリ一ズに接 続される。 そのため、 インダクタンス成分を持つバンプを介してシャントに接続さ れる場合 (結合素子 7a) に比べて、 大きい結合度を得易い。 更に、 結合素子 7bには、 コプレーナ線路 19が接続されているため、 発振回路 MMIC9を誘電体共振器 1に実装す る前に、 オンウェハ評価しやすい利点がある。 - 図 5は、 本発明による実施の形態 1の第三構成例における共振器部を示す平面図 である。 結合素子は、 図 5に示すように、 グランド導体層 3aにスロット 5cを形成す ることによりパッチ 6cを設けて構成した結合素子 7cであってもよい。 パッチ 6cには、 グランド導体層 3aと共にコプレーナ線路を構成する信号導体層 18bが接続されてい てもよい。 この結合素子 7cの場合には、 全周波数で反射となるため、 不要な周波数 での発振が起こらないように注意する必要があるが、 終端抵抗 15aが不要になる。 ここでは、 TE110モード共振器の場合を示したが、 もちろん TE210モード等の高次 モードを用いた共振器でもよい。
<実施の形態 2 >
図 6 Aは、 本発明による実施の形態 2の第一構成例における誘電体共振器を示す 平面図である。 図 6 Bは、 図 6 Aの誘電体共振器を有する発振器 (D R O) の等価 回路図である。 本発明の実施の形態 2として、 誘電体共振器を有する発振器 (D R 〇) の周波数を電気的に調整できる構成を示す。 グランド導体層 3a上に、 2つの結 合素子 7d、 7eを形成する。 結合素子 7dは、 トランジスタ F E T 14のゲートから延び る伝送線路 13aに接続され、 結合素子 7eは、 発振回路刚 IC9上に形成されたバラク夕 ダイォ一ド 20に接続される。 バラク夕ダイオード 20に制御電圧 17cを加えるために、 結合素子 7e側を〜数 ΙίΩの抵抗 15cを介して DC的にグランドに接続する。 また、 結合 素子 7eと反対側には、 動作周波数において低リアクタンスなキャパシタ 21 aを接続 する。 制御電圧 17cを変化させることにより、 バラクタダイオード 20の容量が変化 し、 共振器の共振周波数 (発振周波数) を調整することができる。 結合素子 7eとバ ラクタダイオード 20との間には伝送線路を介在させることができる。 また、 ここで は、 バラクタダイオード 20との結合素子として、 結合素子 7eを用いた例を示したが、 結合素子 7cを用いてもよい。 この場合には、 パラク夕ダイオード 20の結合素子 7c側 はグランド電位となるため、 抵抗 15cが不要になる利点がある。 もちろん、 結合素 子 7dの代わりに結合素子 7bの構成をとってもよい。 <実施の形態 3 >
図 7 Aは、 本発明による実施の形態 3の第一構成例における誘電体共振器を示す 平面図である。 図 7 Bは、 図 7 Aの誘電体共振器を有する発振器 (D R O) の等価 回路図である。 発振回路 9の出力は、 DCバイアスをカットする動作周波数において 低リアクタンスなキャパシタ 21 bを介して、 グランド導体層 3aにスロット 5dを形成 することにより構成した結合素子 7fに接続される。 更に、 グランド導体層 3aには、 スロット 5eを形成することにより結合素子 7gが設けられる。 結合素子 7gは、 共振器 の内側と外側を跨いで、 信号導体層 l i bとスロット 10bを挟んで配置されたグランド 導体層 3aとから成るコプレ一ナ線路 12bと接続される。 この時、 誘電体共振器 1は、 共振周波数のみを出力させ、 共振周波数以外を反射させる。 本実施の形態の構成で は、 発振回路 9部の構成は基本的な発振器の構成となり、 回路設計が容易になる。 図 8は、 本発明による実施の形態 3の第二構成例における誘電体共振器を示す平 面図である。 出力用のコプレーナ線路は、 図 8に示すように 2つ設けられていても よい。 この場合には、 誘電体共振器 1に結合素子 7hを介して入力された信号は、 一 部が結合素子 7 iを介してコプレーナ線路 12cに出力され、 残りが結合素子 7jを介し てコプレーナ線路 12dに出力される。 このように、 誘電体共振器 1が 2分配の機能を 持ち、 例えば、 ヘテロダイン方式の場合には、 送信機、 及び、 受信機の局部発振器 用の信号源として使用できる。 ここでは、 2分配の例を示したが、 結合素子の数を 増やすことにより、 3分配以上の多分配もできる。
<実施の形態 4 >
図 9は、 本発明による実施の形態 4の第一構成例における誘電体共振器を有する 発振器 (D R O) を示す縦断面図である。 電磁波は誘電体共振器 1内にほぼ完全に 閉じこめられるため、 発振回路 9がフリップチップ実装された誘電体共振器 1を、 更 に、 図 9に示すようなパッケージなどの実装基板 22にフリップチップ実装しても、 発振周波数は変化しないことが期待される。 実装基板 22には、 窪み 23が形成され、 この窪み 23内に発振回路 9が内蔵される。 実装基板 22の裏面にはグランド導体層 3d が、 表面には信号導体層 24を除いた部分にグランド導体層 3cが形成される。 誘電体 共振器 1上のコプレーナ線路 12aは、 バンプ 8によって、 実装基板 22上の信号導体層 2 4とグランド導体層 3cとから成るコプレーナ線路に接続される。 グランド導体層 3c と 3dとは、 窪み 23の外周に沿って配列された、 ビアホール 4cに埋設されたプラグ導 体 4dで接続される。 これにより、 発振回路 9が内蔵された窪み 23内は電磁的にシー ルドされる。
図 1 0は、 本発明による実施の形態 4の第二構成例における誘電体共振器を有す る発振器 (D R O) を示す縦断面図である。 図 1 0に示すように、 誘電体共振器 1 の外周部を熱硬化性の樹脂 25等で補強してもよい。 本発明の構成では、 実装基板 22 には窪み 23が設けられているため、 樹脂 25を外周部に塗布した場合でも、 発振回路 MMIC9部には樹脂 25が入り込みにくい。 そのため、 樹脂 25を使用することによる発 振特性の変化がほとんど無いことが期待できる。
<実施の形態 5 >
図 1 1 Aは、 本発明による実施の形態 5の第一構成例における誘電体共振器を示 す斜視図である。 図 1 1 Bは、 図 1 1 Aの一点鎖線 B- B 'におけるフリップチップ 実装した誘電体共振器を有する発振器 (D R O) を示す縦断面図である。 誘電体共 振器 1を実装基板 22にフリップチップ実装した場合、 誘電体共振器 1の裏面は空気層 に面する。 図 1 1 Aに示すように、 誘電体基板 1裏面のグランド導体層 3bに複数の 開口 26を形成する。 この開口 26を導電ペースト 27aやボンディングワイヤ 27b等を使 用して埋めていくことで、 誘電体共振器 1の共振周波数を調整することができる。 図 1 2 Aは、 本発明による誘電体共振器に形成した開口の数に対する共振周波数 の変化の計算結果を示す図である。 38GHz帯共振器において、 開口 26の数を変化さ せた時の共振周波数の変化を計算した結果を示す。 開口 26の個数を変えることで、 W
16
段階的に共振周波数を調整できることが分かる。 共振器の中心に対して、 同心円状 に開口を配置すると、 同心円上の開口については、 1個当たりの共振周波数の調整 量がほぼ同じになり、 調整が容易になる。 また、 開口 26のサイズを変えることで、 1個当たりの共振周波数の調整量を変えることができる。 複数のサイズを形成した 場合には、 1個当たりの調整量が異なる開口ができ、 共振周波数の微調整が可能と なる。
図 1 2 Bは、 本発明による誘電体共振器に形成した開口の数に対する無負荷 Qの 変化の計算結果を示す図である。 図 1 2 Aの場合における無負荷 Qの計算結果を示 すが、 特に劣化は見られない。 ここでは、 開口 26を前もって形成しておき、 1個ず つ埋めていく例を示したが、 例えば、 レーザを使用して、 開口 26を順次形成し共振 周波数を調整してもよい。
以上好ましい実施の形態について説明したが、 本発明はこれら実施の形態に限定 されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変 更が可能なものである。 実施の形態では、 能動素子として、 電界効果型トランジス タ F E Tの例を示したが、 バイポーラトランジスタ等を用いてもよい。 また、 基板 両面のグランド導体層 3a、 3b; 3c, 3dを接続するのに、 プラグ導体 4b、 4dを用いる のに代え、 プレーテツドスルーホールのようなビアホール内壁面のみに導体層が形 成された構造を用いることができる。
本発明によれば、 誘電体共振器上部のグランド導体層にスロットを形成すること により構成した結合素子に発振回路をフリップチップ接続することにより、 誘電体 共振器を使用した発振器において、 結合の制御性と再現性を高くすることができ、 且つ、 回路を小型化することができる。 また、 結合素子の反対のグランド導体層に 複数のサイズの異なる開口を形成する実施の形態によれば、 その数を調整すること により、 精度の高い周波数調整が可能となる。
本発明によれば、 負性抵抗発生回路の一例としての発振回路に誘電体共振器を接 続したが、 発振回路に限らず負性抵抗を発生させる回路であれば本発明の誘電体共 振器を接続することで本発明の効果が得られる。 また、 負性抵抗発生回路と誘電体 共振器とを接続する手段としてバンプを例に挙げたが、 配線のように距離のあるも のはあまり好ましくないが、 必ずしもバンプに限定する必要はなく導電性コンタク トとして作用するものであればよい。 産業上の利用の可能性
本発明は、 マイクロ波帯やミリ波帯で使用される誘電体共振器、 その周波数調整 方法およびその誘電体共振器を用いた集積回路に関するものであれば、 あらゆるも のに適用することが可能であり、 その利用の可能性において何ら限定するものでは ない。
幾つかの好適な実施の形態及び実施例に関連付けして本発明を説明したが、 これ ら実施の形態及び実施例は単に実例を挙げて発明を説明するためのものであって、 限定することを意味するものではないことが理解できる。 本明細書を読んだ後であ れば、 当業者にとって等価な構成要素や技術による数多くの変更および置換が容易 であることが明白であるが、 このような変更および置換は、 添付の請求項の真の範 囲及び精神に該当するものであることは明白である。

Claims

請求の範囲
1 . 電磁波を閉じ込める三次元的広がりをもつた有効共振領域を有する 誘電体共振器であって、 前記誘電体共振器は少なくとも 1つの結合素子を含み、 更 に前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記有効共振領域の周囲面の少なくとも一部 に二次元的広がりをもって延在する少なくとも 1つの導体面に形成した少なくとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少なくとも 1つのパ ッチ導体領域とを含む誘電体共振器。
2 . 前記有効共振領域の内部は誘電体からなり、 一方前記有効共振領域 の周囲は、 共振周波数における電磁波の波長の 1 Z 2を越える寸法の間隙を形成し ないよう二次元的広がりをもって延在する導体構造体からなり、 前記少なくとも 1 つの導体面は前記導体構造体の一部を構成する請求項 1に記載の誘電体共振器。
3 . 前記有効共振領域の周囲に延在する前記導体構造は、 誘電体基板の 第一の面上に延在する第一の導体層と、 前記誘電体基板の第二の面上に延在する第 二の導体層と、 前記誘電体基板中に埋込まれた少なくとも 1つの埋込導体とからな る請求項 2に記載の誘電体共振器。
4. 前記少なくとも 1つの埋込導体は、 前記誘電体基板の平面でみて、 環状に不連続的に延在する複数の埋込導体からなり、 前記複数の埋込導体間の距離 は前記波長の 1 2以下である請求項 3に記載の誘電体共振器。
5 . 前記複数の埋込導体は、 前記第一及び第二の導体層間を接続するよ う前記誘電体基板を貫通する複数のビアホール中に形成された複数のビアブラグで あって、 前記複数のビアプラグの間隔は前記波長の 1 Z 2以下である請求項.4に記 載の誘電体共振器。
6 . 前記少なくとも 1つの埋込導体は、 前記誘電体基板の平面でみて、 環状に連続的に延在する埋込導体からなる請求項 3に記載の誘電体共振器。
7 . 前記少なくとも 1つのスロットは、 前記第一及び第二の導体層の少 なくともいずれか一方に形成される請求項 3に記載の誘電体共振器。
8 . 前記少なくとも 1つの導体面は前記第一の導体層からなり、 前記第 一の導体層上の前記少なくとも 1つの結合素子が存在する領域に対し、 前記誘電体 基板の平面でみて対応する前記第二の導体層の領域に少なくとも 1つの開口部が形 成されている請求項 3に記載の誘電体共振器。
9 . 前記少なくとも 1つの開口部は、 サイズが均一でない複数の開口部 からなる請求項 8に記載の誘電体共振器。
1 0 . 前記複数の開口部は同心円上に配置されている請求項 9に記載の誘 電体共振器。
1 1 . 前記少なくとも 1つの開口部は、 導電性材料により埋め込まれてい る請求項 8に記載の誘電体共振器。
1 2 . 前記スロッ卜は前記パッチ導体領域を少なくとも部分的に囲む請求 項 1に記載の誘電体共振器。
1 3 . 前記スロットは前記パッチ導体領域を完全に囲む請求項 1 2に記載 の誘電体共振器。
1 4. 前記少なくとも 1つの結合素子は、 複数の結合素子からなる請求項 1に記載の誘電体共振器。
1 5 . 前記複数の結合素子は、 同一種類の複数の結合素子からなる請求項 1 4に記載の誘電体共振器。
1 6 . 前記複数の結合素子は、 異なる種類の複数の結合素子からなる請求 項 1 4に記載の誘電体共振器。
1 7 . 前記有効共振領域外に形成された少なくとも 1つのコプレナ一線路 を更に含む請求項 1に記載の誘電体共振器。
1 8 . 前記誘電体共振器は前記有効共振領域内に形成された少なくとも 1 つのコプレナ一線路を更に含む請求項 1に記載の誘電体共振器。
1 9 . 前記誘電体共振器は前記結合素子が形成された領域内に形成された 少なくとも 1つのコプレナ一線路を更に含む請求項 1 7に記載の誘電体共振器。
2 0 . 前記誘電体共振器は、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接するよ う前記結合素子が存在する領域内に形成された少なくとも 1つの信号導体層を更に 含み、 前記少なくとも 1つの信号導体層は少なくとも 1つのコプレナ一線路を構成 する請求項 1 8に記載の誘電体共振器。
2 1 . 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパ ツチ導体領域にも隣接している請求項 2 0に記載の誘電体共振器。
2 2 . 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパ ツチ導体領域と少なくとも部分的に重複している請求項 2 0に記載の誘電体共振器。
2 3 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 少なくとも 1つの導電性コンタ クトを介して負性抵抗発生回路に接続される請求項 1に記載の誘電体共振器。
2 4. 前記導電性コンタクトは導電性バンプからなる請求項 2 3に記載の 誘電体共振器。
2 5 . 電磁波を閉じ込める三次元的広がりをもった有効共振領域を有する 誘電体共振器であって、 前記誘電体共振器は少なくとも 1つの結合素子を含み、 更 に前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記有効共振領域の周囲面の少なくとも一部 に二次元的広がりをもって延在する少なくとも 1つの導体面に形成した少なくとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少なくとも 1つのパ ッチ導体領域とを含む誘電体共振器と、
少なくとも 1つの導電性コンタクトを介して前記少なくとも 1つの 結合素子に接続される少なくとも 1つの負性抵抗発生回路とを含む集積回路。
2 6 . 前記導電性コンタクトは導電性バンプからなる請求項 2 5に記載の
2 7 . 前記少なくとも 1つの負性抵抗発生回路は第一の回路基板に形成さ れると共に前記少なくとも 1つの導電性コンタクトに直接接する第一の伝送線路を 含む請求項 2 5に記載の集積回路。
2 8 . 前記少なくとも 1つの負性抵抗発生回路は更に前記第一の回路基板 に形成されたバラク夕ダイオードを含み、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一 の導電性コンタクトを介して前記第一の伝送線路に接続される第一の結合素子と、 第二の導電性コンタクトを介して前記バラクタダイオードに接続される第二の結合 素子とからなる請求項 2 7に記載の集積回路。
2 9 . 前記少なくとも 1つの負性抵抗発生回路は、 少なくとも 1つの発振 回路を含む能動素子を構成する請求項 2 7に記載の集積回路。
3 0 . 前記少なくとも 1つの導電性コンタクトは前記第一の伝送線路の中 央部に接続され、 前記第一の伝送線路の第一の端部は前記能動素子に接続され、 前 記第一の伝送線路の第二の端部は終端抵抗に接続される請求項 2 9に記載の集積回 路。
3 1 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性コンタクト及び前 記第一の伝送線路を介して前記能動素子の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二の導電性コンタクト及び前記第一の伝送線路を介して終端抵抗に接続される第 二の結合素子とからなる請求項 2 9に記載の集積回路。
3 2 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性コンタクト及び前 記第一の伝送線路を介して前記能動素子の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二の伝送線路を介して前記能動素子の出力側に接続される第二の結合素子とから なる請求項 2 9に記載の集積回路。
3 3 . 前記第一の伝送線路と前記第一の回路基板に形成された第三の伝送 線路とが導電性のバンプを介して接続されている請求項 2 7に記載の集積回路。
3 4. 前記第一の伝送線路と第二の回路基板に形成された第四の伝送線路 とが導電性のバンプを介して接続されている請求項 2 7に記載の集積回路。
3 5 . 前記第二の回路基板には凹部が形成され、 該凹部内には前記誘電体 共振器に搭載された前記第一の回路基板が収容されている請求項 3 4に記載の集積 回路。
3 6 . 前記第二の回路基板及び前記誘電体共振器との間隙を封止する樹脂 膜により前記第一の回路基板が前記第二の回路基板の凹部内で封止されている請求 項 3 5に記載の集積回路。
3 7 . 前記有効共振領域の内部は誘電体からなり、 一方前記有効共振領域 の周囲は、 共振周波数における電磁波の波長の 1 2を越える寸法の間隙を形成し ないよう二次元的広がりをもつて延在する導体構造体からなり、 前記少なくとも 1 つの導体面は前記導体構造体の一部を構成する請求項 2 5に記載の集積回路。
3 8 . 前記有効共振領域の周囲に延在する前記導体構造は、 誘電体基板の 第一の面上に延在する第一の導体層と、 前記誘電体基板の第二の面上に延在する第 二の導体層と、 前記誘電体基板中に埋込まれた少なくとも 1つの埋込導体とからな る請求項 3 7に記載の集積回路。
3 9. 前記少なくとも 1つの埋込導体は、 前記誘電体基板の平面でみて、 環状に不連続的に延在する複数の埋込導体からなり、 前記複数の埋込導体間の距離 は前記波長の 1 / 2以下である請求項 3 8に記載の集積回路。
4 0. 前記複数の埋込導体は、 前記第一及び第二の導体層間を接続するよ う前記誘電体基板を貫通する複数のビアホール中に形成された複数のビアプラグで あって、 前記複数のビアプラグの間隔は前記波長の 1 Z 2以下である請求項 3 9に 記載の誘電体共振器。
4 1 . 誘電体基板と、 前記誘電体基板の第 1の面上に形成された第 1の導 体層と、 前記誘電体基板の第 2の面上に形成された第 2の導体層と、 共振周波数に おける電磁波の波長の 1 Z 2以下の間隔で前記誘電体基板の平面でみて環状に不達 続的に配置され且つ前記誘電体基板を貫通する複数のビアホールを埋め込む複数の ビアプラグと、 前記第 1及び第 2の導体層と前記複数の埋込導体とで画定され電磁 波を閉じ込める三次元的広がりをもった有効共振領域と、 前記有効共振領域内であ つて前記第 1の導体層に形成した少なくとも 1つの結合素子とを含み、
更に、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 前記第 1の導体層に形成 した少なくとも 1つのスロットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少な くとも 1つのパッチ導体領域とを含む誘電体共振器。
4 2 . 前記少なくとも 1つの導体面は前記第一の導体層からなり、 前記第 一の導体層上の前記少なくとも 1つの結合素子が存在する領域に対し、 前記誘電体 基板の平面でみて対応する前記第二の導体層の領域に少なくとも 1つの開口部が形 成されている請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
4 3 . 前記少なくとも 1つの開口部は、 サイズが均一でない複数の開口部 からなる請求項 4 2に記載の誘電体共振器。
4 4 . 前記複数の開口部は同心円上に配置されている請求項 4 3に記載の 誘電体共振器。
4 5 . 前記少なくとも 1つの開口部は、 導電性材料により埋め込まれてい る請求項 4 3に記載の誘電体共振器。
4 6 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 同一種類の複数の結合素子から なる請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
4 7 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 異なる種類の複数の結合素子か らなる請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
4 8 . 前記有効共振領域外に形成された少なくとも 1つのコプレナ一線路 を更に含む請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
4 9 . 前記誘電体共振器は前記有効共振領域内に形成された少なくとも 1 つのコプレナ一線路を更に含む請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
5 0 . 前記誘電体共振器は前記結合素子が形成された領域内に形成された 少なくとも 1つのコプレナ一線路を更に含む請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
5 1 . 前記誘電体共振器は、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接するよ う前記結合素子が存在する領域内に形成された少なくとも 1つの信号導体層を更に 含み、 前記少なくとも 1つの信号導体層は少なくとも 1つのコプレナ一線路を構成 する請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
5 2 . 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパ ツチ導体領域にも隣接している請求項 5 1に記載の誘電体共振器。
5 3 . 前記少なくとも 1つの信号導体層は、 更に前記少なくとも 1つのパ ツチ導体領域と少なくとも部分的に重複している請求項 5 1に記載の誘電体共振器。
5 4. 前記少なくとも 1つの結合素子は、 少なくとも 1つの導電性コン夕 ク卜を介して負性抵抗発生回路に接続される請求項 4 1に記載の誘電体共振器。
5 5 . 前記導電性コン夕クトは導電性バンプからなる請求項 5 に記載の 誘電体共振器。
5 6 . 誘電体基板と、 前記誘電体基板の第 1の面上に形成された第 1の導 体層と、 前記誘電体基板の第 2の面上に形成された第 2の導体層と、 共振周波数に おける電磁波の波長の 1 / 2以下の間隔で前記誘電体基板の平面でみて環状に不達 続的に配置され且つ前記誘電体基板を貫通する複数のピアホールを埋め込む複数の ビアプラグと、 前記第 1及び第 2の導体層と前記複数の埋込導体とで画定され電磁 波を閉じ込める三次元的広がりをもつた有効共振領域と、 前記有効共振領域内であ つて前記第 1の導体層に形成した少なくとも 1つの結合素子とを含み、 更に、 前記 少なくとも 1つの結合素子は、 前記第 1の導体層に形成した少なくとも 1つのスロ ットと、 前記少なくとも 1つのスロットに隣接する少なくとも 1つのパッチ導体領 域とを含む誘電体共振器と、
第一の回路基板に形成されると共に導電性バンプを介して前記少な くとも 1つの結合素子に接続される第一の伝送線路を含む発振回路とを含む集積回 路。
5 7 . 前記発振回路は更に前記第一の回路基板に形成されたバラク夕ダイ オードを含み、 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性バンプを介して前 記第一の伝送線路に接続される第一の結合素子と、 第二の導電性バンプを介して前 記バラクタダイォ一ドに接続される第二の結合素子とからなる請求項 5 6に記載の
5 8 . 前記第一の伝送線路の第一の端部は前記発振回路に接続され、 前記 第一の伝送線路の第二の端部は終端抵抗に接続される請求項 5 7に記載の集積回路。
5 9 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性バンプ及び前記第 一の伝送線路を介して前記発振回路の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二 の導電性バンプ及び前記第一の伝送線路を介して終端抵抗に接続される第二の結合 素子とからなる請求項 5 7に記載の集積回路。
6 0 . 前記少なくとも 1つの結合素子は、 第一の導電性バンプ及び前記第 一の伝送線路を介して前記発振回路の出力側に接続される第一の結合素子と、 第二 の伝送線路を介して前記発振回路の出力側に接続される第二の結合素子とからなる 請求項 5 7に記載の集積回路。
6 1 . 前記第一の伝送線路と前記第一の回路基板に形成された第三の伝送 線路とが導電性のバンプを介して接続されている請求項 5 7に記載の集積回路。
6 2 . 前記第一の伝送線路と第二の回路基板に形成された第四の伝送線路 とが導電性のバンプを介して接続されている請求項 5 7に記載の集積回路。
6 3 . 前記第二の回路基板には凹部が形成され、 該凹部内には前記誘電体 共振器に搭載された前記第一の回路基板が収容されている請求項 6 2に記載の集積 回路。
6 4. 前記第二の回路基板及び前記誘電体共振器との間隙を封止する樹月旨 膜により前記第一の回路基板が前記第二の回路基板の凹部内で封止されている請求 項 6 3に記載の集積回路。
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