JPH0376301A - インピーダンス変換回路 - Google Patents
インピーダンス変換回路Info
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- JPH0376301A JPH0376301A JP1211956A JP21195689A JPH0376301A JP H0376301 A JPH0376301 A JP H0376301A JP 1211956 A JP1211956 A JP 1211956A JP 21195689 A JP21195689 A JP 21195689A JP H0376301 A JPH0376301 A JP H0376301A
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- Japan
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- line
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- circuit
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインピーダンス変換回路に係り、特に高周波伝
送線路を用いてインピーダンスＺＯと２１との間のイン
ピーダンス変換を行なうインピーダンス変換回路に関す
る。
送線路を用いてインピーダンスＺＯと２１との間のイン
ピーダンス変換を行なうインピーダンス変換回路に関す
る。
第４図は高周波通信装置に利用される従来のインピーダ
ンス変換回路を示す。同図中、伝送線路６の線路長は使
用周波数で４分の１波長（Ｉｆ気長で９０°）であり、
その特性インピーダンスＺ２は以下の関係を満足してい
る。
ンス変換回路を示す。同図中、伝送線路６の線路長は使
用周波数で４分の１波長（Ｉｆ気長で９０°）であり、
その特性インピーダンスＺ２は以下の関係を満足してい
る。
Ｚ２−ＦＴ７７７７ ０）ここで
、４は特性インピーダンスＺｏの伝送線路またはインピ
ーダンスが２０の接続用端子、５は特性インピーダンス
Ｚ１の伝送線路またはインピーダンスがＺ＋の接続用端
子、あるいは、入力インピーダンスが２１の回路素子で
ある。
、４は特性インピーダンスＺｏの伝送線路またはインピ
ーダンスが２０の接続用端子、５は特性インピーダンス
Ｚ１の伝送線路またはインピーダンスがＺ＋の接続用端
子、あるいは、入力インピーダンスが２１の回路素子で
ある。
例えば、Ｚｏを５００ 、 Ｚ ＋ ４ｒ Ｉ Ｑ ト
ｔ ルト、伝送線路６の特性インピーダンスＺ２は０）
式より約７０となる。この例のように、５０Ωと１Ω程
度の超低インピーダンスとの同のインピーダンス変ｍ回
路は、高出力増幅器内部の整合回路中でしばしば必要と
なる。というのは、高出力増幅器の入出力インピーダン
スが一般に５００であるのに対して、それに用いる高出
力ＦＥＴの入カインビ−ダンスの実部は一般に１Ω程度
の超低インピーダンスとなるからである。
ｔ ルト、伝送線路６の特性インピーダンスＺ２は０）
式より約７０となる。この例のように、５０Ωと１Ω程
度の超低インピーダンスとの同のインピーダンス変ｍ回
路は、高出力増幅器内部の整合回路中でしばしば必要と
なる。というのは、高出力増幅器の入出力インピーダン
スが一般に５００であるのに対して、それに用いる高出
力ＦＥＴの入カインビ−ダンスの実部は一般に１Ω程度
の超低インピーダンスとなるからである。
ところが、特性インピーダンスが１０Ω以下であるよう
な伝送線路を用いて高周波回路を設計、製造することは
容易でない。例えば、伝送線路として最も一般的なマイ
クロストリップ線路を使用した高周波回路の設計では、
伝送線路モデル（線路の幅方向の大きさやその効果を考
慮しない１次元的なモデル）で回路設置ができるマイク
ロストリップ線路の特性インピーダンス範囲は２００以
上に限られる。また、コプレーづ線路では、使用可能な
特性インピーダンスの範囲は通常３０Ω〜１００Ωであ
り、スロット線路では通常４０Ω〜１５０Ωである。
な伝送線路を用いて高周波回路を設計、製造することは
容易でない。例えば、伝送線路として最も一般的なマイ
クロストリップ線路を使用した高周波回路の設計では、
伝送線路モデル（線路の幅方向の大きさやその効果を考
慮しない１次元的なモデル）で回路設置ができるマイク
ロストリップ線路の特性インピーダンス範囲は２００以
上に限られる。また、コプレーづ線路では、使用可能な
特性インピーダンスの範囲は通常３０Ω〜１００Ωであ
り、スロット線路では通常４０Ω〜１５０Ωである。
マイクロストリップ線路において、特性インピーダンス
が１０Ω以下であるような線路を製作することは物理的
に不可能ではないが、線路幅が４分の１彼長と同程度の
寸法になってしまうため、もはや伝送線路モデルでは回
路設計ができなくなり、線路輪方向に２次元的な広がり
を持った平面回路の設計となる。この場合、回路設置は
極めて難しくなり、しかも設計性は乏しい。従って、入
出力整合回路中に第４図に示すインピーダンス変換回路
を使用した高出力増幅器の製造では、一般に、試行錯誤
的な特性調整が必要となっている。
が１０Ω以下であるような線路を製作することは物理的
に不可能ではないが、線路幅が４分の１彼長と同程度の
寸法になってしまうため、もはや伝送線路モデルでは回
路設計ができなくなり、線路輪方向に２次元的な広がり
を持った平面回路の設計となる。この場合、回路設置は
極めて難しくなり、しかも設計性は乏しい。従って、入
出力整合回路中に第４図に示すインピーダンス変換回路
を使用した高出力増幅器の製造では、一般に、試行錯誤
的な特性調整が必要となっている。
さらに、−枚のガリウムひ素基板上に高出力ＦＥｒと入
出力整合回路を一緒に竹り込んだモノリシック・マイク
ロ波集積回路の場合、４分の１波長インピーダンス変換
回路を用いたので４チップ寸法が大きくなってしまう。
出力整合回路を一緒に竹り込んだモノリシック・マイク
ロ波集積回路の場合、４分の１波長インピーダンス変換
回路を用いたので４チップ寸法が大きくなってしまう。
例えば、１０Ｇｌ−Ｉｚにおける４分の１波長伝送線路
はマイクロストリップ線路やコプレーナ線路を用いた場
合で約３１１１１Ｉとなり、伝送線路と同時に作り込ま
れるＦＥＴの寸法が通常０．５ｍ角以下であるのと比較
して相対的に大きな寸法となる。
はマイクロストリップ線路やコプレーナ線路を用いた場
合で約３１１１１Ｉとなり、伝送線路と同時に作り込ま
れるＦＥＴの寸法が通常０．５ｍ角以下であるのと比較
して相対的に大きな寸法となる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、高出力ＦＥ
下等の数Ω程度の超低インピーダンス回路素子と高周波
回路の入出力の標準インピーダンスである５００などと
の間の整合を行うためのインピーダンス変Ｊｆ路の設Ｎ
１性を向上させ、かつ、製作が容易で、小型なインピー
ダンス変換回路を提供することを目的とする。
下等の数Ω程度の超低インピーダンス回路素子と高周波
回路の入出力の標準インピーダンスである５００などと
の間の整合を行うためのインピーダンス変Ｊｆ路の設Ｎ
１性を向上させ、かつ、製作が容易で、小型なインピー
ダンス変換回路を提供することを目的とする。
第１図は本発明の原即構成図を示す。同図中、１は特性
インピーダンスＺの伝送線路、２及び３は夫々互いに等
しい容ＩＣを有するキャパシタ、４は特性インピーダン
スＺｏの伝送線路又はインピーダンスがＺｏの接続用端
子、５は特性インピーダンスｚ１の伝送線路又はインピ
ーダンスがＺ＋の接続用端子又は入力インピーダンスが
Ｚ＋の回路素子である。
インピーダンスＺの伝送線路、２及び３は夫々互いに等
しい容ＩＣを有するキャパシタ、４は特性インピーダン
スＺｏの伝送線路又はインピーダンスがＺｏの接続用端
子、５は特性インピーダンスｚ１の伝送線路又はインピ
ーダンスがＺ＋の接続用端子又は入力インピーダンスが
Ｚ＋の回路素子である。
伝送線路１の線路長は使用周波数の４分の１波長より短
く、かつ、その特性インピーダンスＺがｆフ「７−＝ン
］−以上に設定されている。また、伝送線路１の両端は
、各キャパシタ２．５を介して接地導体に接続されてい
る。
く、かつ、その特性インピーダンスＺがｆフ「７−＝ン
］−以上に設定されている。また、伝送線路１の両端は
、各キャパシタ２．５を介して接地導体に接続されてい
る。
伝送線路１の特性インピーダンス２．及びキャパシタ２
及び３の各容量Ｃは夫々次式で表わされる。
及び３の各容量Ｃは夫々次式で表わされる。
Ｚ −Ｆ７丁：］］／ ｓｔｎ ＆
（２）Ｃ−＝ｃｏｓ ｆｌ／ （２ｙｒ ｒ ｒｊ’
：丁：］］） ■ここで、θは伝送線路１の電気
長で、伝送線路１の線路長が使用周波数ｆの４分の１波
長より短いため、０°〈θ〈９０°となる。従って、特
性インピーダンスＺは０式よりＦ−＝ζ口以上となる。
（２）Ｃ−＝ｃｏｓ ｆｌ／ （２ｙｒ ｒ ｒｊ’
：丁：］］） ■ここで、θは伝送線路１の電気
長で、伝送線路１の線路長が使用周波数ｆの４分の１波
長より短いため、０°〈θ〈９０°となる。従って、特
性インピーダンスＺは０式よりＦ−＝ζ口以上となる。
いま、−例としてＺｏが５０Ω、Ｚ＋が１Ω。
使用周波数「が１０ＧＨｚの場合を考える。先ず、伝送
線路の長さを４５分の１波長としてみる３、この場合、
電気長θは８°であるから、伝送線路１の特性インピー
ダンスＺは０式より５１０となり、０式より引算される
キャパシタ２，３の容量Ｃは２、２３ＯＦとなる。伝送
線路１の長さが４５分の１波長というのは、従来のイン
ピーダンス変換回路の伝送線路６の長さ４分の１波長と
比較して１０分の１以下に短縮したことに相当する。し
かも、伝送線路１の特性インピーダンスｌは、従来例の
７０から５１０にすることができ、この線路インビーダ
ンスはマイクロストリップ線路やコプレーナ線路によっ
て容易に製作できる。
線路の長さを４５分の１波長としてみる３、この場合、
電気長θは８°であるから、伝送線路１の特性インピー
ダンスＺは０式より５１０となり、０式より引算される
キャパシタ２，３の容量Ｃは２、２３ＯＦとなる。伝送
線路１の長さが４５分の１波長というのは、従来のイン
ピーダンス変換回路の伝送線路６の長さ４分の１波長と
比較して１０分の１以下に短縮したことに相当する。し
かも、伝送線路１の特性インピーダンスｌは、従来例の
７０から５１０にすることができ、この線路インビーダ
ンスはマイクロストリップ線路やコプレーナ線路によっ
て容易に製作できる。
一方、使用したい伝送線路１の特性インピーダンスＺを
先に与えてもよい。例えば、使用したい伝送線路１の特
性インピーダンスＺを７００とした場合は、電気長θを
５．８°とすれば良く、このとき、キャパシタの容量Ｃ
は２．２４ｐＦである。
先に与えてもよい。例えば、使用したい伝送線路１の特
性インピーダンスＺを７００とした場合は、電気長θを
５．８°とすれば良く、このとき、キャパシタの容量Ｃ
は２．２４ｐＦである。
このように本発明では、従来の４分の１波長インピーダ
ンス変換回路の伝送線路６の特性インピーダンスが０）
式で示す値に一義的に決定されたのとは異なり、特性イ
ンピーダンスＺと線路長の取り方に自由度がある。
ンス変換回路の伝送線路６の特性インピーダンスが０）
式で示す値に一義的に決定されたのとは異なり、特性イ
ンピーダンスＺと線路長の取り方に自由度がある。
このように、本発明は、従来例のインピーダンス変換回
路で用いている４分の１波長の伝送線路の長さより短い
伝送線路を用いて回路を小型化し、かつキャパシタを付
加して伝送線路の特性インピーダンスを上げることによ
り、マイクロストリップ線路やコプレーナ線路、スロッ
ト線路を用いたインピーダンス変！！！５回路の設置性
および製作性を良好かつ容易にせしめる線路インピーダ
ンス範囲（一般に４０Ω〜７０Ω〉で製作できる自由度
を持つことが従来と異なる。ただし、木発朗は使用周波
数において、従来例のインピーダンス変換回路と同等の
特性を得ることができる。
路で用いている４分の１波長の伝送線路の長さより短い
伝送線路を用いて回路を小型化し、かつキャパシタを付
加して伝送線路の特性インピーダンスを上げることによ
り、マイクロストリップ線路やコプレーナ線路、スロッ
ト線路を用いたインピーダンス変！！！５回路の設置性
および製作性を良好かつ容易にせしめる線路インピーダ
ンス範囲（一般に４０Ω〜７０Ω〉で製作できる自由度
を持つことが従来と異なる。ただし、木発朗は使用周波
数において、従来例のインピーダンス変換回路と同等の
特性を得ることができる。
なお伝送線路１は一つのガリウムひ素基板等の誘電体基
板上に形成されたコブレープ線路であり、キャパシタ２
．３はこのコプレーナ線路の接地導体と、この接地導体
に絶縁体を介して対向する導体とを含む構造とすること
ができる。また、この伝送線路１を一つのガリウムひ素
基板等の誘電体基板上に形成されたスロット線路とし、
上記［ヤバシタ２．３はスロット線路の２つの導体と絶
縁体を介して対向する第３の導体からなる構造とするこ
とができる。
板上に形成されたコブレープ線路であり、キャパシタ２
．３はこのコプレーナ線路の接地導体と、この接地導体
に絶縁体を介して対向する導体とを含む構造とすること
ができる。また、この伝送線路１を一つのガリウムひ素
基板等の誘電体基板上に形成されたスロット線路とし、
上記［ヤバシタ２．３はスロット線路の２つの導体と絶
縁体を介して対向する第３の導体からなる構造とするこ
とができる。
第２Ｆ！！Ｉは本発明になるインピーダンス変換回路の
第１実施例の斜視図を示す。本実施例は伝送線路として
コプレーナ線路を用いて、モノリシック・マイクロ波集
Ｍ回路に適した構成にしたものである。同図中、１０は
ガリウムひ素基板などの誘電体基板、１１はインピーダ
ンス変換回路を構成する」プレープ線路、１２および１
３はコプレーナ線路の接地導体と絶縁膜を介してこれと
対向する導体板によって構成されたキャパシタである。
第１実施例の斜視図を示す。本実施例は伝送線路として
コプレーナ線路を用いて、モノリシック・マイクロ波集
Ｍ回路に適した構成にしたものである。同図中、１０は
ガリウムひ素基板などの誘電体基板、１１はインピーダ
ンス変換回路を構成する」プレープ線路、１２および１
３はコプレーナ線路の接地導体と絶縁膜を介してこれと
対向する導体板によって構成されたキャパシタである。
また、１４および１５は接続用コプレーナ線路または接
続用端子あるいＧ１ＦＥＴなどの回路素子を示す。
続用端子あるいＧ１ＦＥＴなどの回路素子を示す。
本実施例によれば、従来コプレーナ線路を用いた４分の
１波長インピーダンス変換回路では実現できなかった超
低インピーダンスと５００との間のインピーダンス変換
回路を容易に製作できる。
１波長インピーダンス変換回路では実現できなかった超
低インピーダンスと５００との間のインピーダンス変換
回路を容易に製作できる。
第３図は本発明の第２実施例の斜視図を示す。
本実施例は伝送線路としてスロット線路を用いる例で、
２０はガリウムひ素基板などの誘電体基板、２１はイン
ピーダンス変換回路を構成するスロット線路、２２およ
び２３はスロット線路２１の２つの導体と、これら２つ
の導体と絶縁膜を介してこれと対向する第３の導体板に
よって構成されたキャパシタである。この第３の導体板
は電位的に接地導体と等しくなり、接地導体と同様な振
る舞いをする。２４および２５は接続用スロット線路ま
たは接続用端子あるいはＦＥＴなとの回路素子を示す。
２０はガリウムひ素基板などの誘電体基板、２１はイン
ピーダンス変換回路を構成するスロット線路、２２およ
び２３はスロット線路２１の２つの導体と、これら２つ
の導体と絶縁膜を介してこれと対向する第３の導体板に
よって構成されたキャパシタである。この第３の導体板
は電位的に接地導体と等しくなり、接地導体と同様な振
る舞いをする。２４および２５は接続用スロット線路ま
たは接続用端子あるいはＦＥＴなとの回路素子を示す。
本実施例によれば、従来スロット線路を用いた４分の１
波長インピ一ダンスｌｌｌ換回路では実現が［！であっ
た超低インピーダンスと５０Ωとの間のインピーダンス
変換回路を容易に製伺できる。
波長インピ一ダンスｌｌｌ換回路では実現が［！であっ
た超低インピーダンスと５０Ωとの間のインピーダンス
変換回路を容易に製伺できる。
尚、キャパシタは高い周波数においても設Ｈ，ｌ性が良
いため、本発明のインピーダンス変換回路は超高周波帯
でも使用可能である。
いため、本発明のインピーダンス変換回路は超高周波帯
でも使用可能である。
以上説明したように、本発明によれば、インピーダンス
変換回路の伝送線路を短縮して装愉を小型化するととも
に、その伝送線路の特性インピーダンスを製作が容易で
回路段重性の良い範囲〈−般に４０Ω〜７０Ω〉に設定
できる自由度を持つ。
変換回路の伝送線路を短縮して装愉を小型化するととも
に、その伝送線路の特性インピーダンスを製作が容易で
回路段重性の良い範囲〈−般に４０Ω〜７０Ω〉に設定
できる自由度を持つ。
また、キャパシタは高周波においても設訓竹が良いため
、本発明のインピーダンス変換回路は高周波帯において
も精度の高い回路数Ｊ１ができ、か゛）、設計どうりの
特性が得られる利点がある。本発明を用いることにより
各種高周波回路の整合回路部を、特性劣化を招くことな
く小型化できる。特に高出力増幅器では、超低入出力イ
ンピーダンスのトランジスタやＦＥＴと増幅器の入出力
インピーダンス（一般に５００）との間の整合回路が必
要で、本発明のインピーダンス変換回路を用いて整合回
路を構成すれば増幅器の小型化と設計性の向上を同時に
実現できる。さらに、本発明は集積化に適しており、モ
ノリシック・マイクロ波集積回路等、小型で酸４性の良
いことが必要な高周波回路に適用するに有効である。
、本発明のインピーダンス変換回路は高周波帯において
も精度の高い回路数Ｊ１ができ、か゛）、設計どうりの
特性が得られる利点がある。本発明を用いることにより
各種高周波回路の整合回路部を、特性劣化を招くことな
く小型化できる。特に高出力増幅器では、超低入出力イ
ンピーダンスのトランジスタやＦＥＴと増幅器の入出力
インピーダンス（一般に５００）との間の整合回路が必
要で、本発明のインピーダンス変換回路を用いて整合回
路を構成すれば増幅器の小型化と設計性の向上を同時に
実現できる。さらに、本発明は集積化に適しており、モ
ノリシック・マイクロ波集積回路等、小型で酸４性の良
いことが必要な高周波回路に適用するに有効である。
第１図は本発明の原理構成図、第２図はコブレープ線路
を用いた本発明の第１実施例の斜視図、第３図はスロッ
ト線路を用いた本発明の第゛２実施例の斜視図、第４図
は従来のインピーダンス変換回路の一例を示す図である
。 １・・・伝送線路、２．３．１２．１３．２２゜２３・
・・キャパシタ、４．５・・・接続用伝送線路、接続端
子又は回路素子、１０．２０・・・誘電体基板、１・・
・コブレープ線路、 ２１・・・スロット線路。 第 図 第 図
を用いた本発明の第１実施例の斜視図、第３図はスロッ
ト線路を用いた本発明の第゛２実施例の斜視図、第４図
は従来のインピーダンス変換回路の一例を示す図である
。 １・・・伝送線路、２．３．１２．１３．２２゜２３・
・・キャパシタ、４．５・・・接続用伝送線路、接続端
子又は回路素子、１０．２０・・・誘電体基板、１・・
・コブレープ線路、 ２１・・・スロット線路。 第 図 第 図
Claims (1)
- 第１のインピーダンスＺ＿０と第２のインピーダンス
Ｚ＿１との間のインピーダンス変換を伝送線路を用いて
行なうインピーダンス変換回路において、上記伝送線路
の線路長を使用周波数の４分の１波長より短くすると共
に、該伝送線路の特性インピーダンスを√（Ｚ＿０・Ｚ
＿１）以上に設定し、かつ、該伝送線路の両端を、互い
に容量の等しい第１及び第２のキャパシタを別々に介し
て接地導体に接続したことを特徴とするインピーダンス
変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211956A JP2669066B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | インピーダンス変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211956A JP2669066B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | インピーダンス変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376301A true JPH0376301A (ja) | 1991-04-02 |
| JP2669066B2 JP2669066B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16614486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1211956A Expired - Fee Related JP2669066B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | インピーダンス変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669066B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06338712A (ja) * | 1993-05-31 | 1994-12-06 | Nec Corp | 高周波集積回路 |
| JPH08274510A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-18 | Miri Wave:Kk | マイクロ波・ミリ波集積回路用の終端抵抗回路 |
| WO2005020367A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 平面誘電体線路、高周波能動回路および送受信装置 |
| WO2005069428A1 (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-28 | Molex Incorporated | Transmission line having a transforming impedance |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP1211956A patent/JP2669066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06338712A (ja) * | 1993-05-31 | 1994-12-06 | Nec Corp | 高周波集積回路 |
| JPH08274510A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-18 | Miri Wave:Kk | マイクロ波・ミリ波集積回路用の終端抵抗回路 |
| WO2005020367A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 平面誘電体線路、高周波能動回路および送受信装置 |
| GB2419746A (en) * | 2003-08-22 | 2006-05-03 | Murata Manufacturing Co | Planar dielectric line, high frequency active circuit, and transmitting/receiving device |
| GB2419746B (en) * | 2003-08-22 | 2007-04-25 | Murata Manufacturing Co | Planar dielectric line, high frequency active circuit, and transmitter-receiver |
| WO2005069428A1 (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-28 | Molex Incorporated | Transmission line having a transforming impedance |
| US7157987B2 (en) | 2003-12-24 | 2007-01-02 | Molex Incorporated | Transmission line having a transforming impedance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2669066B2 (ja) | 1997-10-27 |
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