JPH0218601B2

JPH0218601B2 -

Info

Publication number: JPH0218601B2
Application number: JP58054400A
Authority: JP
Inventors: Norihide Kawanami; Yukinori Myake; Toshio Endo
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1990-04-26
Also published as: JPS59181703A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、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帯で使用
されるシングルインライン型のマイクロ波機能部
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、本発明の発明者は、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号公報参照）において提案した。

その特願昭57−139548号の発明において、本発
明の発明者は、集中定数回路の小型化可能と安価
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な独特な工夫をし
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、波長の波があ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
地導体を置いて、その表面の接地導体と信号導体
との間に回路素子を接地し、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に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。

このように絶縁基板の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構成は、入
力端子部および出力端子部を絶縁基板のどの縁に
設けてもよいような場合、例えば、デユアルイン
ライン型の機能部品の如く、絶縁基板の両側の縁
に入力端子部および出力端子部等の各端子を振り
分けて設けてよいような場合には、絶縁基板の両
縁にそのための充分なスペースをとれるので有効
である。しかしながら、このような構成は、第３
図の従来のプリント板式機能部品の如く、絶縁基
板を、例えば、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、絶縁基板の
１つの縁に、入力端子部および出力端子部等の各
端子を集めて引き出すようにした、いわゆるシン
グルインライン型のマイクロ波用機能部品とする
場合には、絶縁基板の１つの縁にそのための充分
なスペースがとれなくなり、回路設計の自由度が
大きく損なわれ、そのままでは有効に適用できな
いことがわかつた。

発明の目的そこで、本発明の目的は、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、接地導体連結導体を広範
囲にわたつて設ける必要をなくしシングルインラ
イン型に適し且つ使用上支障のない十分な性能を
持ち且つ安価で小型化可能なマイクロ波用機能部
品を提供することである。

発明の構成すなわち、本発明によるならば、絶縁基板と、
該絶縁基板の一方の面を実質的に覆うように設け
られた接地導体と、前記絶縁基板の他方の面に設
けられた複数の信号導体と、前記絶縁基板の１つ
の縁に隣接した前記他方の面の一部分に設けられ
た少なくとも１つの接地導体と、前記接地導体に
電気的に接続された接地端子と信号導体の１つに
電気的に接続された信号端子との対により構成さ
れて前記絶縁基板の前記１つの縁に設けられた平
行２線型入力端子部と、前記接地導体に電気的に
接続された接地端子と前記信号導体の別の１つに
電気的に接続された信号端子との対により構成さ
れて前記絶縁基板の前記１つの縁に設けられた平
行２線型出力端子部と、前記絶縁基板の前記他方
の面の側において前記信号導体間や前記信号導体
の１つと前記接地導体との間に接続された複数の
回路素子と、前記絶縁基板の前記一方の面の前記
接地導体と前記他方の面の前記接地導体とを、前
記絶縁基板の前記１つの縁又はその近傍で且つ前
記入力端子部の接地端子および前記出力端子部の
接地端子の間でそれぞれに近接した位置にて電気
的に接続する接地導体連結導体とを備えており、
前記複数の回路素子の内の前記信号導体と前記接
地導体との間に接続される回路素子は、その他の
信号導体と交差しないように前記絶縁基板の前記
他方の面の前記接地導体に隣接して集中するよう
に配置されていることを特徴とするマイクロ波用
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
子を適用に使用し、入力から出力までの信号導体
の数、位置、形状を適当に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発明によるマイクロ
波用機能部品の実施例を説明する。

第４図は、本発明による900Mz用のスイツチ装
置の斜視図であり、第５図は、その回路図であ
る。絶縁性の基板４０は、その裏面の端子装着部
分を除く全てを接地導体（不図示）が覆つてい
る。そして、基板４０の表面には、図示の如く、
接地導体４２ａ，４２ｂ、信号導体４４ａ，４４
ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ，４４ｇ、
制御導体４６ａ，４６ｂが設けられている。そし
て、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４２ａの信
号導体４４ａに近い部分に接続されて、互いに近
接してそれぞれ基板の一つの縁５８に固定されて
対をなしていて、平行２線型入力端子を構成して
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４
２ａの信号導体４４ｇに近い部分とをそれぞれ接
続され且つ互いに近接して配置されて対をなして
いて、第１の平行２線型出力端子部を構成し、更
に、第２出力端子５２ａと第２出力接地端子５２
ｂとが、信号導体４４ｅと接地導体４２ｂの信号
導前体４４ｅに近い部分とにそれぞれ接続され、
且つ互いに近接して配置されて対をなしていて、
第２の平行２線型出力端子部を構成し、制御端子
５４が制御導体４６ａに接続され、そしてそれぞ
れ基板４０の縁５８に固定されている。

そして、ダイオードD₁，D₂，D₃、抵抗Ｒイン
ダクタL₁，L₂，L₃、コンデンサC₁，C₂，C₃，C₄，
C₅が、第５図の回路を構成すると共に、回路素
子の可能な限り多くのものが端子の接続された縁
５８付近に集中し、且つ接地されている回路素子
（この場合C₂，D₂，D₃）を信号導体と交差しない
ようにして端子の接続されたその縁近くの同一の
接地導体（この場合、接地導体４２ｂ）に接続さ
れるように、第４図に図示する如く配置されて接
続されている。更に、接地導体４２ａ，４２ｂ，
４２ｃが基板の縁で小さな連結導体５６ａ，５６
ｂ，５６ｃ，５６ｄによつて裏面の接地導体に接
続されている。

このように第４図のマイクロ波スイツチにおい
ては、端子が接続されている縁５８の近くに回路
素子が集められ、特に、信号導体と接地導体との
間に接続されている回路素子が、その縁５８に近
い接地導体４２ｂに集中して接続されている。信
号のピーク値点と零電位点とは四分の一波長違う
ことからわかるように、接地導体の接地電位も場
所が違うと異なる。そして、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、回路素子の集中は、好ましく
は、集中すべき縁から1/16波長の範囲内に、そし
て最も好ましくは1/32波長の範囲に集中させると
共に、同一の接地導体に集中的に接地する。第４
図の例では、インダクタンスL₁，L₂，L₃を除い
て全ての回路素子を縁５８から１cmの範囲に集中
的に配置し、且つ信号導体と接地導体との間に接
続されたコンデンサC₂およびダイオードD₂，D₃
の接地側は、全て同じ接地導体４２ｂに接続し
た。

以上説明したマイクロ波用スイツチは、制御端
子５４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
に供給されたマイクロ波は出力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開放されるので、入力マイク
ロ波が出力２から出力される。かくして、スイツ
チとして機能する。そして、そのときのVSWR
は、第１図に示す従来のスイツチと変わらないも
のが得られた。

具体的に第４図のマイクロ波スイツチの性能を
示すと、第６図のグラフの如くなる。第６図のグ
ラフにおいて、実線が、第４図のマイクロ波スイ
ツチの挿入減衰量即ちインサーシヨンロスを示す
ものであり、点線は、第５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
いに近接して対をなすようには配置することなく
回路素子を全体に分散して配置した第７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
ものである。両曲線の比較から明らかなように、
900MHzでは、第４図のマイクロ波スイツチのイ
ンサーシヨンロスは、約2.4dB程度に極めて低く
抑えられているのに対し、第７図のマイクロ波ス
イツチのインサーシヨンロスは、4.0dBをはるか
に越えている。なお、第７図のマイクロ波スイツ
チの各部は、第４図のマイクロ波スイツチの各部
の参照番号と同一の参照番号に「プライム符号」
を付して表してあり、回路素子が分散して配置さ
れ、それに伴い導体の基板上のパターンが異なる
点等を除いて、第４図のものと全く同じである。

以上から明らかなように絶縁基板上の回路素子
の可能な限り多くのものが端子の接続された絶縁
５８付近に集中し、且つ接地されている回路素子
を信号導体と交差しないようにして端子の接続さ
れたその縁近くの同一の接地導体に接続されるよ
うにすることにより、損失の少ないマイクロ波用
機能部品が得られる。

第８図及び第９図は、第４図の実施例と同様に
第５図に示す如き回路を構成する本発明を実施し
たもう１つの900MHz用のスイツチ装置の表と裏
からの斜視図である。

絶縁性の基板４０は、第９図に示す如く、その
裏面の端子装着部分とプリントされたインダクタ
の裏側部分４１を除く全てを接地導体４２が覆つ
ている。そして、基板４０の表面には、図示の如
く、接地導体４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ、信号導体
４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４
Ｆ，４４Ｇ、制御導体４６Ａ，４６Ｂが設けられ
ている。そして、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４２Ａの信号導体４４Ａに近い部分に接続され
て、それぞれ互いに近接して基板の一方の長縁５
８に固定されて対をなしていて、平行２線型入力
端子部を構成している。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いに近接し
て配置されて対をなしていて、第１の平行２線型
出力端子部を構成し、更に、第２出力信号端子５
２Ａ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いに近接
して配置されて対をなしていて第２の平行２線型
出力端子部を構成している。制御端子５４が制御
導体４６Ａに接続され、そして、それぞれ基板４
０の同じ長縁５８に固定されている。

そして、インダクタL₁，L₂，L₃が基板上に形
成され、更に、ダイオードダイオードD₁，D₂，
D₃、抵抗Ｒ、コンデンサC₁，C₂，C₃，C₄，C₅が、
第５図の回路を構成すると共に、接続端子が固定
されている基板４０の縁５８の方に、特に、その
縁５８に近い接地導体に部品が集中するように、
第８図に示す如く接続されている。

更に、表面の接地導体と裏面の接地導体とが電
気的に接続される。この実施例の場合、この表面
の接地導体の裏面の接地導体との接続は、表面の
接地導体４２Ｂ及び４２Ｃ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，５６
Ｂ，５６Ｃによつて行つてもよく、または、表面
の接地導体４２Ａ及び４２Ｂと裏面の接地導体４
２と接続している第１０図に示すような基板の縁
を挟む一体の挟持片６０及び６２を有するＹ型端
子６４で構成される接地端子４８Ｂ，５０Ｂ，５
２Ｂによつて行つてもよく、更にまたは、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いに電気的に接続す
るスル−ホールメツキ等を使用して行つてもよ
い。しかし、接地端子の近くで表面の接地導体と
裏面導体とを接続することが重要である。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６８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５
６ａ及び５６ｂ、並びに端子６８は、無くてもよ
い。

この第８図のマイクロスイツチは、第４図のも
のと同じように、制御端子５４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。

そして、第８図のマイクロ波スイツチのインサ
ーシヨンロスを示すと第１１図のグラフの如くで
ある。第１１図のグラフにおいて、実線が第８図
のマイクロ波スイツチのものであり、点線が第７
図に示すスイツチのものである。第６図と第１１
図とを比較するならば、部品を端子側の基板の縁
近くに集中させ且つＹ形端子により表と裏も接地
導体を端子の部分で接続すると、インサーシヨン
ロスが更に改善されることがわかろう。

以上、マイクロ波スイツチの実施例を説明した
が、本発明によるマイクロ波用機能部品は、それ
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実現できるこ
とは、当業者には明らかであろう。

発明の効果本発明のマイクロ波用機能部品は、前述したよ
うに、信号導体と接地導体との間に接続されるべ
き回路素子を、他の信号導体と交差しないように
して絶縁基板の１つの縁の一部分に設けた接地導
体に接続できるように、その接地導体に隣接して
集中するように配置し、しかも、その接地導体と
絶縁基板の反対面の接地導体とを、そこに接続さ
れた入力端子部の接地端子および出力端子部の接
地端子の間でそれぞれに近接した位置にて接地導
体連結導体にて電気的に接続したことにより、損
失の少ないマイクロ波用機能部品とすることがで
きる。その上、本発明のマイクロ波用機能部品の
構成によれば、入力端子部および出力端子部の接
地端子が接続される接地導体は、絶縁基板の１つ
の縁の一部分にわたつて設けるだけでよいので、
その絶縁基板のその１つの縁の他の部分には、信
号端子や制御端子等の他の端子を設ける十分なス
ペースをとることができ、従つて、すべての端子
を絶縁基板の１つの縁から引き出すことが簡単に
でき、シングルインライン型のマイクロ波用機能
部品とすることが容易にできる。

【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、本発明によるマイクロ波スイツ
チの斜視図、第５図は、その回路図、第６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、第７図は、入出力端子の信号端
子と接地端子を近接配置して対にすることなく且
つ接地端子で表と裏の接地導体を接続することな
く部品を基板全体に配置したマイクロ波スイツチ
の斜視図、第８図及び第９図は、本発明を実施し
たもう１つのマイクロ波スイツチの表の裏の斜視
図、第１０図は、Ｙ型端子の斜視図、そして、第
１１図は、第９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、４２ａ，４２ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，
４２Ｃ……接地導体、４４ａ〜４４ｇ，４４Ａ〜
４４Ｇ……信号導体、４６ａ，４６ｂ，４６Ａ，
４６Ｂ……制御導体、４８ａ，４８Ａ……入力信
号端子、５０ａ，５０Ａ，５２ａ，５２Ａ……出
力信号端子、４８ｂ，４８Ｂ，５０ｂ，５０Ｂ，
５２ｂ，５２Ｂ……接地端子、５４……制御端
子、５６ａ，５６Ａ，５６ｂ，５６Ｂ，５６Ｃ…
…連結導体。

Claims

【特許請求の範囲】

１絶縁基板と、該絶縁基板の一方の面を実質的
に覆うように設けられた接地導体と、前記絶縁基
板の他方の面に設けられた複数の信号導体と、前
記絶縁基板の１つの縁に隣接した前記他方の面の
一部分に設けられた少なくとも１つの接地導体
と、前記接地導体に電気的に接続された接地端子
と信号導体の１つに電気的に接続された信号端子
との対により構成されて前記絶縁基板の前記１つ
の縁に設けられた平行２線型入力端子部と、前記
接地導体に電気的に接続された接地端子と前記信
号導体の別の１つに電気的に接続された信号端子
との対により構成されて前記絶縁基板の前記１つ
の縁に設けられた平行２線型出力端子部と、前記
絶縁基板の前記他方の面の側において前記信号導
体間や前記信号導体の１つと前記接地導体との間
に接続された複数の回路素子と、前記絶縁基板の
前記一方の面の前記接地導体と前記他方の面の前
記接地導体とを、前記絶縁基板の前記１つの縁又
はその近傍で且つ前記入力端子部の接地端子およ
び前記出力端子部の接地端子の間でそれぞれに近
接した位置にて電気的に接続する接地導体連結導
体とを備えており、前記複数の回路素子の内の前
記信号導体と前記接地導体との間に接続される回
路素子は、その他の信号導体と交差しないように
前記絶縁基板の前記他方の面の前記接地導体に隣
接して集中するように配置されていることを特徴
とするマイクロ波用機能部品。