JPH0136321Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、マイクロ波用機能部品に関するもの
であり、更に詳しく述べるならば、ＧHz帯のマイ
クロ波用機能部品に関するものである。

従来技術 従来のマイクロ波用機能部品、例えば、ＧHz帯
のマイクロ波用ダイオードスイツチは、第１図の
ように構成されるのが普通である。第１図におい
て、同軸入力部１０の中心導体は、裏面全体が接
地導体で覆われた絶縁基板１２の表面に形成され
た導体ストリツプ１４に接続され、その導体スト
リツプ１４にコンデンサＣ，Ｃを介してそれぞれ
結合された分岐導体ストリツプ１６，１８は、同
軸出力部２０，２２の中心導体まで屈曲しながら
延びコンデンサＣを介して接続されている。それ
ら分岐導体ストリツプ１６，１８には、それぞれ
インダクタンスＬ，Ｌを介してスイツチ制御ライ
ン２４，２６に接続され、更に、λ／４ごとにダイ オードＤにより絶縁基板の裏面の接地導体に接続
されている。そして、全体は金属ケース２８に収
容されている。その第１図のマイクロ波ダイオー
ドスイツチの回路図を示すと、第２図の如くな
る。

以上の如くマイクロ波用ダイオードスイツチ
は、マイクロストリツプライン構造をとる分布定
数回路となる。そのため、分岐部やダイオード間
隔をλ／４としなければならず、形状が大きく且つ 価格が高くならざるを得なかつた。この問題は、
マイクロ波用ダイオードスイツチに限らず、マイ
クロストリツプライン構造の分布定数回路の形を
とるマイクロ波用機能部品に共通した避けられな
い問題であつた。

一方、それより低い周波数に使用する機能部品
は、第３図に示す如く、片面に回路パターンが印
刷されたプリント基板３０の一方の面の側に複数
の回路素子３２，３４，３６等が配置されて、集
中定数回路として構成されている。これは、集中
定数回路であるので、安価にでき且つ小型化が可
能である反面、集中定数回路のため高い周波数、
特にＧHz帯のマイクロ波には使用できなかつた。

そこで、本考案の考案者は、マイクロストリツ
プライン構造の分布定数回路形式をとらざるを得
なかつたマイクロ波用の機能部品の大型、高価格
の欠点を解決して、安価で小型化可能なマイクロ
波用機能部品を特願昭57−139548号（特開昭59−
30301号公報）において提案した。

その特願昭57−139548号の発明において、本考
案の考案者は、集中定数回路の小型化可能性と安
価の特徴に着目して、集中定数回路化をＧHz帯の
マイクロ波に適用できるように独特な工夫をし
た。即ち、集中定数回路がＧHz帯のマイクロ波に
使用できない理由は、マイクロ波に使用したと
き、各部でインピーダンス整合がとれないこと
と、波長が短いために回路に四分の一波長以上の
波長の波がのるために接地導体の各部が入力端子
部の接地端子からの距離により電位が異なつてく
るためと考えた。そこで、絶縁基板の裏面を接地
導体で覆い、表面に信号導体を置いて、マイクロ
ストリツプライン状にし、更に、表面にも接地導
体をおいて、その表面の接地導体と信号導体との
間に回路素子を接続し、更に、表面の接地導体と
裏面の接地導体とを、絶縁基板の縁で広範囲にわ
たつて接地導体連結導体で電気的に接続して、入
力端子部の接地端子からの距離に関係なく絶縁基
板表面の接地導体がどこでも同電位にあるように
した。このようにすると、回路素子をλ／４ごとに 配置せずに、集中的に配置しても、マイクロスト
リツプ形状のためにインピーダンス整合をとるこ
とができ、また、接地導体に接続されている回路
素子の接地電位がすべて同じであるので、各回路
素子の接地電位の不均一によつて反射が生じるこ
とを防止することができた。

しかしながら、このように表面の接地導体と裏
面の接地導体とを、絶縁基板の縁で広範囲にわた
つて接地導体連結導体で電気的に接続すると、基
板上の回路設計の自由度が或る程度制約される結
果となる。そして、この制約は、基板を垂直にし
てそのマイクロ波機能部品をプリント板に配置で
きるように、入力端子や出力端子や制御端子を基
板の一方の縁に集める場合、大きな問題となり、
回路設計の自由度が大きく損なわれる。また、た
とえ基板を垂直にしてプリント板等に接続する場
合、基板の幅がそのまま高さとなり、相当な高さ
になるのが避けられない。

考案の目的 そこで、本考案は、マイクロストリツプライン
構造の分布定数回路形式をとらざるを得なかつた
マイクロ波用の機能部品の大型、高価格の欠点を
解決すると共に、広範囲にわたる接地導体連結導
体を使用せずに、また、使用上支障のない十分な
性能を持ち且つ安価で、更に基板を垂直にして使
用できると共にその高さの低い小型化可能なマイ
クロ波用機能部品を提供せんとするものである。

考案の構成 即ち、本考案によるならば、裏の面を実質的に
覆うように接地導体が設けられ更に表面に複数の
信号導体と接地導体とが設けられた第１の部分
と、該第１の部分の裏面側に裏面が位置するよう
に置かれて、前記第１の部分の信号導体の一部と
接続された信号導体が表面に設けられた第２の部
分とからなる絶縁基板と；該絶縁基板の前記第１
の部分の信号導体の１つに電気的に接続された第
１の信号端子と該第１の信号端子の近くに位置し
て前記絶縁基板の前記第１の部分の接地導体に電
気的に接続された第１の接地端子との対により構
成されて前記絶縁基板の前記第１の部分の１つの
縁に設けられている入力端子部と；前記絶縁基板
の前記第１の部分の信号導体の別の一つに電気的
に接続された第２の信号端子と前記第１の接地端
子とは別に設けられて前記第２の信号端子の近く
に位置して前記絶縁基板の前記第１の部分の接地
導体に電気的に接続された第２の接地端子との対
により構成されて前記絶縁基板の前記第１の部分
の前記１つの縁に設けられている出力端子部と；
前記絶縁基板の前記第１の部分の表面の側におい
て信号導体間や信号導体と接地導体との間を接続
する複数の回路素子と；前記絶縁基板の前記第２
の部分の表面の側において信号導体間を接続する
少くとも１つの回路素子とを具備し；前記絶縁基
板の前記第１の部分の前記複数の回路素子の内の
接地導体に接続されている回路素子は、前記絶縁
基板の前記第１の部分の前記一つの縁の近くに集
中するように配置されて、信号導体と交差しない
範囲で集中的に接地導体に接続されており；ま
た、前記入力端子部と前記出力端子部の各接地端
子は、前記絶縁基板の前記第１の部分の裏面の接
地導体と、当該接地端子が接続された該第１の部
分の表面の接地導体とを前記絶縁基板の前記第１
の部分の前記一つの縁で電気的に接続しているＹ
型端子で構成されているマイクロ波用機能部品が
提供される。

このようなマイクロ波用機能部品において、使
用する回路素子として、抵抗、コンデンサ、イン
ダクタ、ダイオード、トランジスタ等の様々な素
子を適当に使用し、入力から出力までの信号導体
の数、位置、形状を適当な選択することにより、
マイクロ波用機能部品を、スイツチ、分配器、減
衰器、結合器、アイソレータ、サーキユレータ等
の様々なマイクロ波用の単位部品に構成すること
ができる。

実施例 以下添付図面を参照して本考案によるマイクロ
波用機能部品の実施例を説明する。

第４図は、本考案による900Mz用のスイツチ装
置の表側の斜視図であり、第５図は、第４図のス
イツチ装置の裏側の斜視図であり、そして、第６
図及び第７図は、第４図のスイツチ装置の展開状
態の表側と裏側の斜視図であり、更に、第８図
は、その回路図である。絶縁性の基板４０は、第
１の部分４０Ａと第２の部分４０Ｂとを有してお
り、その第１の部分４０Ａは、第７図からわかる
ようにその裏面の信号端子と制御端子の装着部分
を除く全てが接地導体４２で覆われている。そし
て、基板４０の第１の部分４０Ａの表面には、第
４図及び第６図に図示の如く、接地導体４２Ａ，
４２Ｂ，４２Ｃ、信号導体４４Ａ，４４Ｂ，４４
Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ，４４Ｇ、制御導体
４６Ａ，４６Ｂが設けられている。更に、図示の
如く、入力信号端子４８Ａが信号導体４４Ａに接
続され、入力接地端子４８Ｂが接地導体４２Ｂの
信号導体４４Ａに近い部分に接続されて、それぞ
れ互に近接して基板の第１の部分４０Ａの一方の
長縁５８に固定されて対をなしている。また、第
１出力信号端子５０Ａと第１出力接地端子５０Ｂ
とが、信号導体４４Ｇと接地導体４２Ａのその信
号導体４４Ｇに近い部分とにそれぞれ接続され且
つ互に近接して対をなして長縁５８に配置され、
更に、第２出力信号端子５２Ａと第２出力接地端
子５２Ｂとが、信号導体４４Ｅと接地導体４２Ｂ
のその信号導体４４Ｅに近い部分とにそれぞれ接
続され且つ互に近接して対をなして長縁５８に配
置され、制御端子５４Ａが制御導体４６Ａに接続
され、そして、それと対をなす接地端子５４Ｂが
接地導体４２Ｃに接続されて同じ長縁５８に固定
されている。更に、接地端子６８と７０が、図示
の如く、接地導体４２Ｂと４２Ａに接続されて同
じ長縁５８に固定されている。

一方の絶縁基板４０の第２の部分４０Ｂは、第
１の部分４０Ａと同じ幅Ｗを有しており、また、
その高さhBは、第１の部分４０Ａの高さhAとほ
ぼ同じか又は多少低くなつている。そして、第２
の部分４０Ｂは、第７図に示す如く、その裏面に
は導体は一切なく、その表面に第６図に示す如く
インダクタL₁，L₂，L₃を構成すると共に信号導
体も兼ねる導体６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃが設けら
れている。更に、これら導体６６Ａ，６６Ｂ，６
６Ｃの各端は、それぞれ、第１の部分４０Ａの信
号導体４４Ｆと制御導体４６Ｂ、信号導体４４Ｂ
と４４Ｃ、そして、信号導体４４Ｃと４４Ｄに延
びている。

そして、ダイオードD₁，D₂，D₃、抵抗Ｒ、コ
ンデンサC₁，C₂，C₃，C₄，C₅が、前記のインダ
クタL₁，L₂，L₃と共に、第８図の同路を構成す
ると共に、接続端子が固定されている基板４０の
第１部分４０Ａの縁５８の方に、特に、その縁５
８に近い接地導体に部品が集中するように、第４
図及び第６図に示す如く接続されている。

信号のピーク値と零電圧とは４分の１波長違う
ことからわかるように、接地導体の接地電位も場
所が違うと異なつていき、１つの素子の接地電位
が他の素子の接地電位と異なると、それら素子間
で反射やインピーダンスの変化が生じる。従つ
て、そのような反射やインピーダンスの変化を防
止するためには、部品の集中は、好ましくは、集
中すべき縁から1/16波長の範囲に、最も好ましく
は1/32波長の範囲に集中させる。第４図及び第５
図の例では、基板の第２の部分４０Ｂにプリント
されたインダクタL₁，L₂，L₃を除いた全ての素
子を縁５８から１cmの範囲内に集中させた。

更に、基板４０の第１の部分４０Ａの表面の接
地導体が裏面の接地導体に電気的に接続されて、
表面の互に独立した接地導体が互に電気的に接続
されると共にほぼ同じ接地電位に維持される。即
ち、この表面の接地導体と裏面の接地導体との接
続は、表面の接地導体４２Ａ，４２Ｂ及び４２Ｃ
と裏面の接地導体４２と接続している第９図に示
すような基板の縁を狭む一対の狭持片６０及び６
２を有するＹ型端子６４で構成される接地端子４
８Ｂ，５０Ｂ，５２Ｂによつて行なわれる。この
表面と裏面との接地導体の接続は付加的に、表面
の接地導体４２Ｂと裏面の接地導体４２とを接続
している小さなコ字形金具５６Ａ，５６Ｂによつ
て行つてもよい。この表面と裏面の接地導体の相
互接続は、表面の導体から貫通孔を形成してその
貫通孔を金属メツキして表面と裏面の導体を互に
電気的に接続するスルーホールメツキ等を使用し
て行うことも考えられるが、接地端子の近くで表
面の接地導体と裏面の接地導体とを接続すること
が重要であり、そのためには、Ｙ型端子を利用す
れば、表と裏の接地導体を相互に接続する手段を
別に設ける必要がなく便利である。なお、端子６
８は、接地端子であり、図示のマイクロ波スイツ
チ装置をプリント板に実装するとき、そのプリン
ト板の接地導体に接続するためのものである。ま
た、接地端子７０は、端子列に方向性を持たせる
と共に、端子列がコネクタに接続されたときの基
板支持力を高めるために設けられている。従つ
て、図示の実施例の場合、コ字形金具５６Ａ及び
５６Ｂ、並びに端子７０は、無くてもよい。

そして、基板４０の第１部分４０Ａと第２部分
４０Ｂとは、第６図の点線８０の所で分離してお
り、第４図及び第５図に示すように裏面が互に接
するように折り重ねられ、切断された導体６６
Ａ，６６Ｂ，６６Ｃは、コ字形金具７２Ａ，７２
Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，７２Ｅ，７２Ｆによつて、
それぞれ信号導体４４Ｆと制御導体４６Ｂ、信号
導体４４Ｂと４４Ｃ、そして、信号導体４４Ｃと
４４Ｄに接続されている。

この第４図と第５図に示すマイクロスイツチ
は、第８図からわかるように、制御端子５４Ａに
電圧を印加すると、ダイオードD₁が導通すると
共にダイオードD₂，D₃が導通して出力２への信
号ラインがアースされるので、入力端子に供給さ
れるマイクロ波は出力１に出力され、反対に制御
端子５４の電圧印加を除去すると、ダイオード
D₁が不導通となると共に出力２への信号ライン
がアースから解放されるので、入力マイクロ波が
出力２から出力される。

次に、第４図と第５図に示すマイクロ波スイツ
チのインサーシヨンロスを示すと、第１０図のグ
ラフの如くである。第１０図のグラフにおいて、
実線が第４図と第５図に示すマイクロ波スイツチ
のものであり、点線は、第８図に示す回路と全く
同じ回路を構成するが、信号端子と接地端子とを
互に近接して対をなすようには配置することな
く、且つ表と裏の接地導体を接地端子で接続せ
ず、そして回路素子の接地側を基板の一方の側の
接地導体に集中するようには接続しないで、一枚
の絶縁基板に全体に部品を配置して回路を構成し
た従来技術で考えられるマイクロ波用スイツチの
インサーシヨンロスを示すものである。両曲線の
比較から明らかなように900Mzでは、第４図のマ
イクロ波用スイツチのインサーシヨンロスは
1.0dB以下に極めて低く抑えられているのに対し
て、従来技術によるマイクロ波用スイツチのイン
サーシヨンロス4.0dBをはるかに越えている。

なお、上述した実施例においては、インダクタ
L₁，L₂，L₃を基板の第２の部分４０Ｂの表面に
導体をプリントして形成したが、別体のコイルを
接続してもよい。また、図示の実施例は、入力を
２つの出力に分ける切換スイツチを構成している
が、例えば、出力２に何も接続せず即ち第２出力
信号端子５２Ａと第２出力接地端子５２Ｂとを設
けないようにすることにより、入力と出力１との
間をオンオフするオンオフスイツチに構成するこ
ともできる。

考案の効果 以上から明らかなように、本考案により、裏の
面を実質的に覆うように接地導体が設けられ更に
表面に複数の信号導体と接地導体とが設けられた
第１の部分と、該第１の部分の裏面側に裏面が位
置するように置かれて、前記第１の部分の信号導
体の一部と接続された信号導体が表面に設けられ
た第２の部分とからなる絶縁基板と；該絶縁基板
の前記第１の部分の信号導体の１つに電気的に接
続された第１の信号導体と該第１の信号端子の近
くに位置して前記絶縁基板の前記第１の部分の接
地導体に電気的に接続された第１の接地端子との
対により構成されて前記絶縁基板の前記第１の部
分の１つの縁に設けられている入力端子部と；前
記絶縁基板の前記第１の部分の信号導体の別の一
つに電気的に接続された第２の信号端子と前記第
１の接地端子とは別に設けられて前記第２の信号
端子の近くに位置して前記絶縁基板の前記第１の
部分の接地導体に電気的に接続された第２の接地
端子との対により構成されて前記絶縁基板の前記
第１の部分の前記１つの縁に設けられている出力
端子部と；前記絶縁基板の前記第１の部分の表面
の側において信号導体間や信号導体と接地導体と
の間を接続する複数の回路素子と；前記絶縁基板
の前記第２の部分の表面の側において信号導体間
を接続する少くとも１つの回路素子とを具備し；
前記絶縁基板の前記第１の部分の前記複数の回路
素子の内の接地導体に接続されている回路素子
は、前記絶縁基板の前記第１の部分の前記一つの
縁の近くに集中するように配置されて、信号導体
と交差しない範囲で集中的に接地導体に接続され
ており；また、前記入力端子部と前記出力端子部
の各接地端子は、前記絶縁基板の前記第１の部分
の裏面の接地導体と、当該接地端子が接続された
該第１の部分の表面の接地導体とを前記絶縁基板
の前記第１の部分の前記一つの縁で電気的に接続
しているＹ型端子で構成されているマイクロ波用
機能部品が提供される。

このように、絶縁基板を第１の部分と第２の部
分とに分けて互に重ね、端子が設けられない第２
の部分に、接地導体には接続されない回路素子の
一部を配置する一方、第１の部分においては、人
出力端子の信号端子と接地端子とを互に近接配置
して対をなすようにして全て同一の縁に設け且つ
接地端子で表と裏の接地導体を接続してまた、接
地導体に接続されている回路素子を上記同一の縁
の近くに集中するように配置することにより、マ
イクロストリツプライン構造の分布定数回路形式
をとらざるを得なかつたマイクロ波用の機能部品
の大型、高価格の欠点を解決すると共に、広範囲
にわたる接地導体連結導体を使用せずに、また、
使用上支障のない十分な性能を持ち且つ安価で、
更に、基板を垂直にして使用できると共にその高
さを必要とされる基板の高さの半分近くにできる
小型化可能なマイクロ波用機能部品が得られる。

以上、マイクロ波スイツチの実施例を説明した
が、本考案によるマイクロ波用機能部品は、それ
らに限らず、分配器、減衰器、結合器、アイソレ
ータ、サーキユレータ等の部品としても実現でき
ることは、当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のマイクロ波用ダイオードスイ
ツチ装置の一部切欠斜視図、第２図は、その回路
図、第３図は、従来のプリント板式機能部品の斜
視図、第４図は、本考案によるマイクロ波スイツ
チの表側の斜視図、第５図は、第４図のスイツチ
装置の裏側の斜視図、第６図及び第７図は、それ
ぞれ、第４図のスイツチ装置の展開状態の表側と
裏面の斜視図、第８図は、第４図に示すスイツチ
装置の回路図、第９図はＹ型端子の斜視図、そし
て、第１０図は、第４図のマイクロ波スイツチの
インサーシヨンロスを示すグラフである。 １０……同軸入力部、１２……絶縁基板、１４
……導体ストリツプ、１６，１８……分岐導体ス
トリツプ、２０，２２……同軸出力部、２４，２
６……制御ライン、２８……ケース、３０……プ
リント基板、３２，３４，３６……回路素子、４
０……基板、４０Ａ……の第１部分、４０Ｂ……
基板の第２部分、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ……接
地導体、４４Ａ〜４４Ｇ……信号導体、４６Ａ，
４６Ｂ……制御導体、４８Ａ……入力信号端子、
５０Ａ，５２Ａ……出力信号端子、４８Ｂ，５０
Ｂ，５２Ｂ……接地端子、５４Ａ……制御端子、
５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ……連結導体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 裏の面を実質的に覆うように接地導体が設けら
   れ更に表面に複数の信号導体と接地導体とが設け
   られた第１の部分と、該第１の部分の裏面側に裏
   面が位置するように置かれて、前記第１の部分の
   信号導体の一部と接続された信号導体が表面に設
   けられた第２の部分とからなる絶縁基板と；該絶
   縁基板の前記第１の部分の信号導体の１つに電気
   的に接続された第１の信号端子と該第１の信号端
   子の近くに位置して前記絶縁基板の前記第１の部
   分の接地導体に電気的に接続された第１の接地端
   子との対により構成されて前記絶縁基板の前記第
   １の部分の１つの縁に設けられている入力端子部
   と；前記絶縁基板の前記第１の部分の信号導体の
   別の一つに電気的に接続された第２の信号端子と
   前記第１の接地端子とは別に設けられて前記第２
   の信号端子の近くに位置して前記絶縁基板の前記
   第１の部分の接地導体に電気的に接続された第２
   の接地端子との対により構成されて前記絶縁基板
   の前記第１の部分の前記１つの縁に設けられてい
   る出力端子部と；前記絶縁基板の前記第１の部分
   の表面の側において信号導体間や信号導体と接地
   導体との間を接続する複数の回路素子と；前記絶
   縁基板の前記第２の部分の表面の側において信号
   導体間を接続する少くとも１つの回路素子とを具
   備し；前記絶縁基板の前記第１の部分の前記複数
   の回路素子の内の接地導体に接続されている回路
   素子は、前記絶縁基板の前記第１の部分の前記一
   つの縁の近くに集中するように配置されて、信号
   導体と交差しない範囲で集中的に接地導体に接続
   されており；また、前記入力端子部と前記出力端
   子部の各接地端子は、前記絶縁基板の前記第１の
   部分の裏面の接地導体と、当該接地端子が接続さ
   れた該第１の部分の表面の接地導体とを前記絶縁
   基板の前記第１の部分の前記一つの縁で電気的に
   接続しているＹ型端子で構成されているマイクロ
   波用機能部品。