JPH0443703A - 対称型ストリップライン共振器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、数百ＭＨｚ〜数Ｇ）（ｚのマイクロ波帯にお
いて共振回路を構成する対称型ストリップライン共振器
に係り、特にバンドパスフィルターやデュプレクサ、発
振器等に好適に利用され得る、小型で且つ低損失な対称
型ストリップライン共振器に関するものである。

（背景技術） 一般に、低周波帯における共振器としては、集中定数素
子のコイルとコンデンサとからなる集中形のＬＣ共振器
が用いられているが、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚのマイクロ
波帯においては集中定数素子のコイルやコンデンサを得
ることが極めて難しいために、マイクロ波帯における共
振器としては、通常、分布定数回路の終端を開放若しく
は短絡せしめることによって共振回路を構成せしめて成
る構造のものが用いられている。

そして、そのような分布定数回路を用いた共振器の一種
として、従来から、互いに同軸的に配された中心導体と
外部導体との間に誘電体を充填せしめて成る構造の同軸
線路を用いた、所謂１／２波長型或いは１／４波長型の
同軸共振器が、知られている。

ところが、かかる同軸共振器にあっては、通常、その同
軸線路におけるｇＸ　１体が、セラミンクス粉末を用い
た乾式プレス法によって成形されることとなるために、
該誘電体の肉厚や内径が生産上の制約を受け、余り小型
化できないといった不具合があり、特に、近年のチップ
部品に比べて、基板への取付状態での突出高さが著しく
大きいといった問題を有していたのである。

そのために、携帯電話などの移動通信機器の小型化が進
んで、内部の電子部品の実装密度が急激に増加してきて
おり、実装基板同士の隙間も狭くなる傾向にある、近年
の状況下において、そのような背の高い同軸共振器は、
実装基板同士の隙間を決定してしまい、結果として、機
器全体の実装密度の向上を妨げてしまうこととなる。

そこで、近年では、分布定数回路を用いた共振器として
、そのような同軸共振器に代わって、接地導体上に誘電
体を介してストリップ導体を配してなる不平衡形のマイ
クロストリップ線路や、誘電体を挾んで所定距離を隔て
て対向位置せしめられた一対の接地導体間に、ストリッ
プ導体を配してなる平衡形のストリップ線路（対称型ス
トリップライン）を用いた、所謂ストリップライン共振
器が、使用されるようになってきている。

そして、なかでも、特に、平衡形のストリップ線路を用
いたものにあっては、不平衡形のマイクロストリップ線
路を用いたものに比して、ａ１体の誘電率を大きく設定
することが出来、共振器の大きさを平面的にも小型化す
ることが可能であると共に、ストリップ導体が基板内部
に埋設されて、基板表面における占有面積を抑えること
ができるのであり、実装基板同士の隙間の縮小化、延い
ては機器全体の実装密度の向上に対して、より有効に貢
献し得ることとなる。

ところが、かかる平衡形のマイクロストリップ線路を用
いた共振器（対称型ストリップライン共振器）において
は、前述の同軸線路を用いた共振器に比じて、導体損が
大きいために回路の無負荷Ｑが低いという問題点を有し
ていたのであり、そのために、例えば自動車電話用電圧
制御発振器における共振回路のりアクタンス素子等の余
り高いＱが必要とされない用途に、小型化や製造の容易
さ、低コスト化を主眼に採用されているのが現状であり
、マイクロ波用フィルターなどの低損失であることが要
求される用途には、使用することが困難であったのであ
る。

ところで、このような共振回路における無負荷Ｑは、良
く知られているように、主に、基板の誘電体による損失
（誘電体損）とストリップ導体による損失（導体損）と
によって決定されるが、近年では、誘電率が高く低損失
な材料が開発されていることから、マイクロ波以下の周
波数帯においては、誘電体損よりも導体損の方が、回路
の無負荷Ｑに対して支配的である。それ故、かかる無負
荷Ｑを向上するには、例えば、（ａ）ストリップ導体を
形成する材料として比抵抗の小さいものを使用したり、
（ｂ）ストリップ導体の幅や厚みを大きくすることによ
って、導体損を抑えたり、或いは（ｃ）誘電体を厚くす
ることが考えられる。

しかしながら、ストリップ導体の比抵抗を下げることは
、材料およびコスト面からの制約によって、自ずから限
界があり、また、ストリップ導体の幅の拡大は、基板内
での占有面積の増加を伴うと共に、不要共振が生しる恐
れがあるために難しく、更に、ストリップ導体の厚肉化
も、表皮効果が大きいマイクロ波帯では、表皮深さ以上
に厚肉化しても、導体損の低下には余り寄与し得ないの
であり、また、誘電体の厚みを大きくすることは、前述
の実装密度の向上に反している。それ故、それらの何れ
の手法にあっても、共振回路における無負荷Ｑの向上に
関して、充分な効果を得ることが出来なかったのである
。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
導体損が効果的に低酸され得て、高い無負荷Ｑを得るこ
との出来る、改良された対称型ストリップライン共振器
を掃供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、誘電体を挾んで所定距離を隔てて対同位置せしめら
れた一対の接地導体間に、ストリップ導体を配した対称
型ストリップラインによって、共振回路を構成せしめて
成る対称型ストリップライン共振器において、前記スト
リップ導体を、前記一対の接地導体間において、該接地
導体と平行に複数枚、前記誘電体を介して互いに所定間
隔を隔てて積層状に配置せしめるようにしたことを、そ
の特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。

先ず、第１図乃至第３図には、本発明に従って構成され
た１／４波長型の対称型ストリップライン共振器の一実
施例が示されている。これらの図中、１０は、両面基板
であって、所定厚さの誘電体１２を挟んで、その両面に
対して、それぞれ、薄肉平板状の接地導体１４が配設さ
れ、一体的に固着されて成る構造とされている。なお、
かかる両面基板１０を構成する誘電体１２および接地導
体１４の材質としては、従来から公知のものが、何れも
使用可能であるが、特に、誘電体１２にあっては、誘電
体損を抑えるために、誘電正接の小さい材質を用いて形
成することが望ましい。

さらに、これらの接地導体１４．１４間には、二枚のス
トリップ導体１６．１６が配設サレテ、誘電体１２内に
埋設せしめられている。これらのストリップ導体１６．
１６は、それぞれ、目的とする線路の特性インピーダン
スを与えるように、誘電体１２の比誘電率や厚さ等を考
慮して幅：Ｗが決定されていると共に、その長さ：ｉ！
、が、目的とする共振周波数の波長の略１／４となるよ
うに設定されている。

そして、かかる二枚のストリップ導体１６．１６は、互
いに所定間隔を隔てて位置する状態で、接地導体１４．
１４の中間部分において、該接地導体１４に対して平行
に延びるようにして位置せしめられており、それら接地
導体１４．１４間において、誘電体１２を介して、積層
状に配設せしめられている。

なお、これらのストリップ導体１６．１６の材質として
は、従来から公知のものが、何れも採用可能であるが、
特に、導体損を抑えるために、比抵抗の小さい材質を用
いて形成することが望ましい。また、かかるストリップ
導体１６の厚さ：ｔは、特に限定されるものではないが
、導体損を有効に抑えるためには、表皮深さの３倍か或
いはそれよりも大きな厚さをもって形成することが望ま
しい。

また、これら二枚のストリップ導体１６．１６にあって
は、その一端側において、かかるストリップ導体１６．
１６の対向面間に形成されたスルーホール】８によって
、互いに導通されている一方、その他端側において、両
面基板１０の接地導体】４、】４間を貫通して形成され
たスルーホール２０によって、互いに導通され、且つ両
投地導体１４．１４に対して短絡せしめられている。

そして、それによって、一端開放で他端短絡の１／４波
長型の対称型ストリップライン共振器が構成されている
のである。また、このような共振器にあっては、図示は
されていないが、従来の共振器と同様、例えば、ストリ
ップ導体１６．１６の開放端に対して、一つの信号が入
力されることとなる。そして、それら二枚のストリップ
導体１６．１６は、スルーホール１８．２０によって互
いに導通されていることから、かかる信号が、同位相で
有利に入力せしめられ得るのである。

また、そこにおいて、上述の如き構造とされた対称型ス
トリップライン共振器にあっては、互いに平行に延びる
二枚のストリップ導体１６．１６を有していることから
、その電界分布は、第３図に示されている如き形態をも
って発生することとなる。要するに、かかる共振器にお
いては、二枚のストリップ導体１６．１６において、接
地導体１４．１４に対する対向面のみならず、それらス
トリップ導体１６．１６の対向面からも電界が生ずるこ
ととなるのであり、それによって、ストリップ導体１６
の幅：Ｗを実質的に拡大することなく、マイクロ波帯の
高周波電流が流れる表皮部分を増大せしめ、ストリップ
導体における実効断面積を有利に確保することが可能と
なるのである。

従って、このような対称型ストリップライン共振器によ
れば、導体損を極めて有効に低減せしめることができ、
それによって無負荷Ｑが有利に向上され得るのであり、
以てマイクロ波用フィルターやデュプレクサ−１発振器
等にも有利に利用され得る低損失な共振器が、有利に実
現され得ることとなるのである。

また、かかる構造の対称型ストリップライン共振器にあ
っては、ストリップ導体の幅を拡げるものではないこと
から、小型のものを有利に得ることが出来ると共に、不
要共振の発生等の問題が惹起されるようなこともないの
である。

さらに、本実施例における対称型ストリップライン共振
器にあっては、二枚のストリップ導体１６．１６が、そ
れらの両端部において、それぞれ、スルーホール］８．
２０によって、互いに導通されていることから、かかる
二枚のストリップ導体１６．１６の形状が形成誤差等に
よって僅かに異なっている場合でも、それら両ストリッ
プ導体１６．１６に対して、信号が同位相で有利に入力
され得るといった効果をも有しているのである。

次に、第４図及び第５図には、本発明の別の実施例とし
ての対称型ストリップライン共振器が示されている。即
ち、これらの図から明らかなように、本実施例は、単体
にて構成されて基板の表面に実装されるタイプの対称型
ストリップライン共振器に対して、本発明を適用したも
のの一具体例である。

かかる本実施例における対称型ストリップライン共振器
にあっては、全体として略矩形のチップ形状を呈する誘
電体２２を備えており、該誘電体２２における一方向で
対向する両側表面に対して、それぞれ、それらの表面を
覆うように、一対の接地導体２４．２４が配されて固着
せしめられている。

また、かかる一対の接地導体２４．２４の間には、略中
央部分において、三枚のストリップ導体２６・、２６．
２６が、互いに所定間隔を隔てて、誘電体２２の長手方
向全長に亘って延びる状態で、それら接地導体２４．２
４に対して平行に配されており、且つそれらの間に誘電
体２２が介在せしめられでいることムこよって、全体と
して積層構造をもって配置されている。

なお、かかるストリップ導体２６にあっては、前記実施
例と同様、目的とする線路の特性インピーダンスを与え
るように、その幅（Ｗ）が決定されていると共に、その
長さ（ｆｆ）が、目的とする共振周波数の波長の略１／
４となるように設定されている。

また、前記誘電体２２およびストリップ導体２６の材質
としても、前記実施例と同様、誘電体損および導体損を
抑えるために、それぞれ、誘電正接の小さい材質および
比抵抗の小さい材質が、好Ｊζこ用いられることとなる
。

さらに、これら三枚のストリップ導体２６．２６．２６
にあっては、それらの一端側において、連結導体２８に
よって互いに導通されている一方、それらの他端側にお
いて、接続導体３０によって、互いに導通され、且つ両
投地導体２４．２４に対して短絡せしめられている。

それによって、一端開放で他端短絡の１／４波長型の対
称型ストリップライン共振器が構成されているのである
。

また、かかる対称型ストリップライン共振器にあっては
、図示されている如く、基板３２の表面上において、該
基板３２上に形成されたグラウンド・パッド３４に対し
で、その接地導体２４が導通された状態で固定され、更
に連結導体２８に対してリード３６が接続されることに
より、実装せしめられることとなる。

そして、基板３２上乙こ形成された配線（パターン）３
８を通じて導かれる信号が、リード３６を通して連結導
体２８から、各ストリップ導体２６Ｇ二対して人力され
るのであり、そこにおいて、それら各ストリップ導体２
６にあっては、互いに導通されていることから、かかる
信号が、同位相で有利に入力せしめられ得るのである。

従って、このような構造とされた対称型ストリップライ
ン共振器にあっても、前記実施例と同様、ストリップ導
体２６．２６．２６の対向面によって、ストリップ導体
の幅を実質的に拡大することなく、ストリップ導体にお
ける実効断面積が有利に確保され得るのであり、それに
よって、導体損が有利に低減され得ることから、小型で
且つ無負荷Ｑの高い共振器が、有利に実現され得ること
となるのである。

以上、本発明の実施例について詳述してきたが、これら
は文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例に
のみ限定して解釈されるものではない。

例えば、前記実施例においては、ストリップ導体が二枚
のものと三枚のものとを、それぞれ示したが、四枚以上
のストリップ導体を配設することも可能である。

また、前記実施例における対称型ストリップライン共振
器にあっては、それら複数枚のストリップ導体が、互い
に導通されていたが、それらのストリップ導体に対して
導通をとることは、必ずしも必要ではない。

更にまた、前記実施例では、何れも、１／４波長型の対
称型ストリップライン共振器に対して本発明を適用した
ものの具体例を示したが、両終端を共に開放若しくは短
絡せしめた構造の１／２波長型の対称型ストリップライ
ン共振器に対しても、本発明が有利に適用され得ること
は、勿論である。

さらに、前記実施例では、何れも、ストリップ導体が、
接地導体間における略中央部分に配されていたが、用途
によっては、かかるストリップ導体を、何れか一方の接
地導体側に偏倚して配するようにしても良い。

その他、−々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
において実施され得るものであり、またそのような実施
形態が、本発明の主旨を逸脱しない限り、何れも、本発
明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもな
いところである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従って構成さ
れた対称型ストリップライン共振器にあっては、接地導
体間に配された複数枚のストリップ導体により、ストリ
ップ導体の幅を実質的ムこ拡大することなく、実効断面
積が有利に確保され得るのであり、それによって、導体
損が有効に低減され得るところから、小型で且つ無負荷
Ｑの高い共振器が、有利に、実現され得ることとなるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う構造とされた対称型ストリ・ノ
ブライン共振器の一実施例を示す斜視図であり、第２図
は、第１図に示されている対称型ストリップライン共振
器の縦断面図であり、第３図は、第２図におけるＩ［Ｉ
−Ｉ［Ｉ断面図である。また、第４図は、本発明に従う
構造とされた対称型ストリンプライン共振器の別の実施
例を示す斜視図であり、第５図は、第４図に示されてい
る対称型ストリップライン共振器の縦断面図である。 １０：両面基板　　　　　１２，２２：誘電体１４．２
４：接地導体 １６．２６：ストリップ導体 第２図 ｍ４−。 第３図 第５図 手続補正書 （自発） 平成３年９月９日 平成２年　特許願　第１５１１５４号 発明の名称 対称型ストリップライン共振器 補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　誘電体を挟んで所定距離を隔てて対向位置せしめられ
   た一対の接地導体間に、ストリップ導体を配した対称型
   ストリップラインによって、共振回路を構成せしめて成
   る対称型ストリップライン共振器において、 前記ストリップ導体を、前記一対の接地導体間において
   、該接地導体と平行に複数枚、前記誘電体を介して互い
   に所定間隔を隔てて積層状に配置せしめたことを特徴と
   する対称型ストリップライン共振器。