JPH11103176A - 多層高周波回路基板及びこれを用いた高周波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ波帯、ミリ波帯などの高い周波数に
おいて、平行平板モードによる不要結合や不要共振を抑
えた高周波回路の特性劣化の少ない多層高周波回路基板
を得ること。 【解決手段】 地導体層１を挟む誘電体基板２ａ，２ｂ
の外面にマイクロストリップ線路パターン３ａ，３ｂを
配置して第１，第２の高周波回路を構成し、地導体層１
を貫き第１，第２の高周波回路間を高周波的に接続する
少なくとも１つの層間接続手段を有し、誘電体基板２ａ
の上面の上記マイクロストリップ線路パターンが存在し
ない領域に、電源・制御信号を伝送する複数のストリッ
プ状導体パターンを挟む複数の誘電体基板積層部６０ａ
〜６０ｃを設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多層高周波回路
基板及びこれを用いた高周波装置に関し、特にマイクロ
波帯およびミリ波帯における平行平板モードによる不要
結合や不要共振の発生を抑え高周波回路の特性の向上に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として例えば、特開
平５−２９９９０６号公報に示されたものがあり、図１
９は上記文献に示されたものである。図において、１ａ
〜１ｃは地導体層、２は誘電体基板、５は層間接続用ビ
アホール、９は高周波回路素子、１１は電源・制御信号
配線パターン、１８は電源・制御信号接続用ビアホー
ル、３４は電源・制御信号用回路素子、３６は誘電体基
板、３７ａ、３７ｂはストリップ導体パターンである。
ストリップ導体パターン３７ａ、３７ｂはそれぞれ、地
導体層１ａ，１ｂ及び１ｂ，１ｃの間に誘電体基板２を
介して支持されて、２層のトリプレート線路形の高周波
回路を構成している。２つの層の高周波回路の間は、層
間接続用ビアホールを用いて接続されている。また、基
板２に開けたキャビティ状の穴の底面に、高周波回路素
子が実装されストリップ導体パターン３７ｂで構成され
た高周波回路に接続されている。また、誘電体基板３６
の上面に設けられた電源・制御信号パターン１１及び電
源・制御信号用回路素子３４で高周波回路に電源及び制
御信号を供給する電源・制御回路が構成され、高周波回
路部分と電源・制御信号接続用ビアホール１８で接続さ
れている。

【０００３】このような構造の多層高周波回路基板にお
いては、高周波回路を構成する線路が上下を地導体層で
挟まれたトリプレート線路構造であるため、高周波回路
同士の不要な結合や高周波信号の不要放射がなく、この
ため、高周波回路の実装密度を高くすることが可能とな
り、小形の高周波回路を実現することができる。また、
このような構造の多層高周波回路基板は、セラミックの
グリーンシートに導体パターンのパターンニングを施し
て積層した後に同時焼成する多層セラミック基板製造技
術によって実現されいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の多層高周波回路
基板は以上のように構成されいて、多層のトリプレート
線路形高周波回路では、複数の地導体層が存在して、通
常、上下の地導体層の間の電位差を０Ｖに保ち、ストリ
ップ導体パターンと地導体層の間に高周波信号の電圧を
加えて使用される。しかし、このような構成の高周波回
路基板においては、高周波回路素子を実装するための誘
電体基板２に設けた穴の部分において地導体層１ｃにも
穴があいた構造になっており、また、高周波信号の層間
接続のためのビアホールの部分や電源・制御信号を接続
するためのビアホールの部分においても、地導体層１ｂ
や１ｃに穴があいた構造になっているため、これらの部
分で上下の地導体層の間に高周波信号の電位差が生じや
すい。このように、上下の地導体層の間に高周波信号の
電位差が生じた場合、上下の地導体層の間を伝搬する平
行平板モードが励振されて、高周波信号がストリップ導
体パターンとは関係なく伝搬して、回路内で不要な結合
を生じたり、不要な共振を起こして、高周波回路の特性
を劣化させるという問題が起こる。このような上下の地
導体に電位差が生じやすい部分において、上下の地導体
層の間をビアホールで短絡して平行平板モードの発生を
抑える方法もあるが、使用する高周波信号の周波数が高
くなると、ビアホールの有するインダクタンス成分によ
って、上下の地導体の間の電位差が完全に０Ｖとはでき
なくなるため、特にミリ波帯などの高い周波数帯ににお
いては良好な特性を実現することが困難であるという課
題があった。

【０００５】また、従来の多層のトリプレート線路形高
周波回路のような構造の多層高周波回路基板を外部の高
周波回路と接続して用いる場合、複数ある地導体層のう
ちの１つの層のみを外部回路の地導体と接続すると、他
の地導体層に流れる電流を十分に外部回路に流すことが
できずに、接続部分における反射特性が劣化したり、地
導体層の間に電位差が生じて平行平板モードが発生して
不要結合や不要共振を生じるという課題があった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、マイクロ波帯やミリ波帯などの
高い周波数において、平行平板モードによる不要結合や
不要共振の発生を抑え、高周波回路の特性劣化の少ない
多層高周波回路基板を得ることを目的とする。また、こ
の多層高周波回路基板を用いてさらに平面的かつ小形の
高周波装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明の多層高周波回路基板は、地
導体層を挟んで第１及び第２の誘電体基板を積層し、上
記第１の誘電体基板の上記地導体層と反対側の面にマイ
クロストリップ線路パターンを配置して第１の高周波回
路を構成し、上記第２の誘電体基板の上記地導体層と反
対側の面にマイクロストリップ線路パターンを配置して
第２の高周波回路を構成し、上記地導体層を貫いて上記
第１の高周波回路と第２の高周波回路の間を高周波的に
接続する少なくとも１つの層間接続手段を有し、上記第
１の誘電体基板における上記第１の高周波回路を構成す
るマイクロストリップ線路パターンを設けた面の上記マ
イクロストリップ線路パターンが存在しない領域に、電
源及び制御信号を伝送する複数のストリップ状導体パタ
ーンを層間に挟んで積層した誘電体基板積層部を設けた
ことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明の多層高周波回
路基板は、請求項１記載の発明の多層高周波回路基板に
おける第１の誘電体基板のマイクロストリップ線路パタ
ーンを設けた面から地導体層までの間をくりぬいてキャ
ビティを設け、上記キャビティの底面の地導体層の上に
高周波回路素子を実装したことを特徴とする。

【０００９】また、請求項３記載の発明の多層高周波回
路基板は、請求項１または２に記載の多層高周波回路基
板における第１の誘電体基板面に配置されたマイクロス
トリップ線路パターンで構成された第１の高周波回路の
高周波信号の入出力全てを層間結合手段によって第２の
誘電体基板面に配置された第２の高周波回路に接続し、
上記第１の誘電体基板における上記マイクロストリップ
線路パターンを設けた面の上記マイクロストリップ線路
パターンが存在しない領域に設けた誘電体基板積層部に
よって上記第１の高周波回路を構成するマイクロストリ
ップ線路パターンの周囲全体を取り囲む枠状の壁を形成
し、この枠状の壁の上面に蓋を設けて、上記第１の高周
波回路を構成するマイクロストリップ線路パターンを被
ったことを特徴とする。

【００１０】また、請求項４記載の発明の多層高周波回
路基板は、請求項３記載の多層高周波回路基板における
第１の誘電体基板面に配置された第１の高周波回路を構
成するマイクロストリップ線路パターンの周囲全体を取
り囲む枠状の壁を形成する誘電体基板積層部の上記マイ
クロストリップ線路パターン側の側面全面に、第１と第
２の誘電体基板に挟まれた地導体層に電気的に接続され
た導体膜を設け、上記枠状の壁の上面に設けた上記第１
の高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パター
ンを被う蓋が、上記導体膜と電気的に接続された導電性
を有する蓋であることを特徴とする。

【００１１】また、請求項５記載の発明の多層高周波回
路基板は、請求項１または２に記載の多層高周波回路基
板における第１の誘電体基板面に配置されたマイクロス
トリップ線路パターンで構成された第１の高周波回路の
高周波信号の入出力全てを層間結合手段によって第２の
誘電体基板面に配置された第２の高周波回路に接続し、
上記第１の誘電体基板における上記マイクロストリップ
線路パターンを設けた面に、上記第１の高周波回路を構
成するマイクロストリップ線路パターンの周囲全体を取
り囲む枠状で、第１と第２の誘電体基板に挟まれた地導
体層に電気的に接続された金属壁を設け、上記枠状の金
属壁の上面に設けた上記第１の高周波回路を構成するマ
イクロストリップ線路パターンを被う蓋が、上記金属壁
と電気的に接続された導電性を有する蓋であることを特
徴とする。

【００１２】また、請求項６記載の発明の多層高周波回
路基板は、請求項１または２に記載の多層高周波回路基
板における第１の高周波回路を構成するマイクロストリ
ップ線路パターンの一部と第２の高周波回路を構成する
マイクロストリップ線路パターンの一部を地導体層を挟
んで平行に対向して配置し、上記２本のマイクロストリ
ップ線路パターンを平行に対向して配置した部分におい
て上記２本のマイクロストリップ線路パターンの間の地
導体層に結合孔を設け、上記２本のマイクロストリップ
線路パターン同士を電磁結合させ、第１の高周波回路と
第２の高周波回路の間を接続する層間接続手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１３】また、請求項７記載の発明の多層高周波回
路基板は、請求項１または２に記載の多層高周波回路基
板における第１の高周波回路を構成するマイクロストリ
ップ線路パターンの一部と第２の高周波回路を構成する
マイクロストリップ線路パターンの一部を地導体層を挟
んで少なくとも高周波信号のマイクロストリップ線路上
の波長の１／４の長さにわたり平行に対向して配置し、
上記２本のマイクロストリップ線路パターンを平行に対
向して配置した部分において上記２本のマイクロストリ
ップ線路パターンの間の地導体層にマイクロストリップ
線路パターンの線路方向の長さが高周波信号のマイクロ
ストリップ線路上の波長の１／４の長さの結合孔を設
け、上記２本のマイクロストリップ線路パターン同士を
電磁結合させ、第１の高周波回路と第２の高周波回路の
間に方向性をもつ層間接続手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１４】また、請求項８記載の発明に係る多層高周
波回路基板は、請求項１または２に記載の多層高周波回
路基板における第１または第２の一方の誘電体基板面に
配置された高周波回路を構成するマイクロストリップ線
路パターンに対向して平行に、他方の誘電体基板面に配
置された高周波回路を構成する導体パターンとして、使
用する高周波信号の誘電体基板内の伝搬波長の１／２以
上の幅を有する帯状の導体パターンを配置し、上記帯状
の導体パターンの縁に沿って、使用する高周波信号の誘
電体基板内の伝搬波長の１／４以下の間隔で列状に配置
したビアホールにより、上記帯状の導体パターンと地導
体層とを接続して、第１または第２の誘電体基板内部に
方形導波管を構成し、上記帯状導体パターンとマイクロ
ストリップ線路パターンが対向して平行に配置された部
分における地導体層に結合孔を設け、上記結合孔を介し
て上記方形導波管と上記高周波回路を構成するマイクロ
ストリップ線路パターンの間を電磁結合させる層間接続
手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、請求項９記載の発明に係わる高周波
装置は、地導体層を挟んで２つの誘電体基板を積層し、
Ｎ及びＭをそれぞれ２以上の整数として、一方の誘電体
基板の上記地導体層と反対側の面にマイクロストリップ
線路パターンで形成された第１から第ＮまでのＮ組の高
周波電力Ｍ分配回路を配置し、他方の誘電体基板の上記
地導体層と反対側の面にマイクロストリップ線路パター
ンで形成された第１から第ＭまでのＭ組の高周波電力Ｎ
合成回路を配置し、１からＮの全ての整数Ｋに対して上
記第１から第Ｎまでの高周波電力Ｍ分配回路のうちのＫ
番目の高周波電力Ｍ分配回路のＭ個の出力それぞれが、
上記第１から第Ｍまでの高周波電力Ｎ合成回路それぞれ
のＫ番目の入力端子に層間接続手段を介して接続し、Ｎ
×Ｍのマトリクス状高周波回路を、請求項１〜８記載の
少なくとも１つの多層高周波回路基板を用いて構成した
ことを特徴とする。

【００１６】また、請求項１０記載の発明に係わる高周
波装置は、請求項９記載の高周波装置におけるＮ組の高
周波電力Ｍ分配回路の出力端子と、Ｍ組の高周波電力Ｎ
合成回路の入力端子の間それぞれに、可変移相器が挿入
されていることを特徴とする。

【００１７】また、請求項１１記載の発明に係わる高周
波装置は、請求項９記載の高周波装置におけるＮ組の高
周波電力Ｍ分配回路の出力端子と、Ｍ組の高周波電力Ｎ
合成回路の入力端子の間それぞれに、高周波スイッチ回
路が挿入されていることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】 実施の形態１．図１はこの発明の多層高周波回路基板の
実施の形態１を示す基板断面図である。図において、１
は地導体層、２ａ，２ｂは誘電体基板、３ａ，３ｂ及
び、４ａ〜４ｃはマイクロストリップ線路パターン、５
ａ，５ｂは層間接続手段として層間接続ビアホール、６
ａ〜６ｄは誘電体基板、７ａ〜７ｄは電源・制御信号用
配線パターン、６０ａ〜６０ｃは誘電体基板積層部であ
る。誘電体基板２ａと誘電体基板２ｂは地導体層１を挟
んで積層されており、地導体層１と誘電体基板２ａ及び
マイクロストリップ線路パターン３ａ，３ｂによって第
１層のマイクロストリップ線路形高周波回路が構成さ
れ、地導体層１と誘電体基板２ｂ及びマイクロストリッ
プ線路パターン４ａ〜４ｃによって第２層のマイクロス
トリップ線路形高周波回路が構成されている。第１層の
高周波回路と第２層の高周波回路の間は、層間接続用ビ
アホール５ａ，５ｂによって高周波的に接続されてい
る。誘電体基板２ａの上面のうち、マイクロストリップ
線路パターンが存在しない領域に、誘電体基板２ａの上
面にさらに複数の誘電体基板６ａ〜６ｄを積層し、誘電
体基板積層部６０ａ〜６０ｃを構成している。この誘電
体基板積層部６０ａ〜６０ｃの内層の各誘電体基板の間
には、電源・制御信号用配線パターンが設けられ、高周
波回路に電源や制御信号を供給するための配線として用
いられる。

【００１９】図１の多層高周波回路基板では、電源・制
御信号用配線パターンを、誘電体基板２ａ上に設けた誘
電体基板積層部６０ａ〜６０ｃの内部に複数の層にわた
って密集して配置することにより、多層高周波回路基板
上における電源・制御信号配線用パターンの占有面積を
減らしている。これにより、高周波回路を構成するスト
リップ線路パターンの上部には、誘電体基板や導体パタ
ーンを配置する必要がなくなり、高周波回路全てをマイ
クロストリップ線路で構成することができる。

【００２０】マイクロストリップ線路形高周波回路は、
１層の地導体層と１層のマイクロストリップ線路パター
ンから構成され、地導体層とマイクロストリップ線路パ
ターンの間に高周波信号の電圧を印加して用いられる。
このため、トリプレート線路形の高周波回路のように複
数の地導体が存在しないので、平行平板モードのような
不要な伝搬モードは存在できない。さらに、図１に示し
た多層高周波回路基板においては、１つの地導体層を共
通に用いて２層のマイクロストリップ線路形高周波回路
を両面に配置しているため、高周波回路の地導体層が１
層のみの構成となり、多層高周波回路基板全体において
も平行平板モードは存在できない。従って、地導体層に
穴を開けるなどしても、平行平板モードが発生すること
はなく、不要結合や不要共振による高周波回路の特性劣
化が生じないという効果がある。

【００２１】一方、マイクロストリップ線路はトリプレ
ート線路の場合と異なり、マイクロストリップ線路パタ
ーンの片側にのみ地導体層がある解放形の線路であるた
め、高周波信号が空間に放射されて他の高周波回路に結
合して特性劣化の原因となることがある。しかし、ここ
で示した実施の形態においては、結合によって影響を与
える恐れのある回路同士を地導体層を挟んで裏表に配置
することによって、不要結合を防ぐことが可能である。
また、第１の高周波回路においては、２本のマイクロス
トリップ線路パターン３ａ，３ｂの間に設けた誘電体基
板積層部６０ｂが、上記パターン間に配置された隔壁構
造となるため、２本のマイクロストリップ線路パターン
間の結合を減らすという効果もある。

【００２２】また、このような多層高周波回路基板を基
板外部の回路と接続する場合、地導体層が１層のみであ
るため、この地導体層と外部回路の地導体を接続するこ
とによって良好な特性が得られ、従来の多層高周波回路
基板のように反射特性が劣化したり、平行平板モードが
発生することもない。

【００２３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、多層基板内に平行平板モードの発生を防ぐととも
に、マイクロストリップ線路間の結合を低減し、良好な
特性を有する、また外部の高周波回路との接続部におい
ても、良好な反射特性を有する多層高周波回路基板を得
ることができる。なお、この説明では、誘電体基板積層
部６０ａ〜６０ｃを構成する誘電体基板の層数が４層の
場合について説明したが、これに限るものでなく、ま
た、それぞれの誘電体基板２ａ，２ｂ上に設けられたマ
イクロストリップ線路パターンの数や、それによって同
じ誘電体基板上に設けられる高周波回路の数もこれに限
るものでなく、多くても同様の効果が得られる。

【００２４】実施の形態２．図２はこの発明の多層高周
波回路基板の実施の形態２を示す基板断面図、図３は図
２の基板上面から見たパターン図である。図において、
８は誘電体基板２ａに設けたキャビティ、９は高周波回
路素子、１０は接続用ワイヤ、１１は電源・制御信号配
線パターンである。その他実施の形態１に示したものと
同様のものには同一符号を付している。この実施の形態
においては、誘電体基板２ａのマイクロストリップ線路
パターンをもうけた面から地導体層１までくりぬいた方
形のキャビティ８を設け、キャビティ８の底面に地導体
層１を露出させている。高周波回路素子９は、キャビテ
ィ８の底面の地導体層１の上に半田付けなどによって固
定され、接続用ワイヤ１０によって、誘電体基板２ａ上
面のマイクロストリップ線路パターン３ａ，３ｂ及び、
電源・制御信号配線用パターン１１と接続されている。
マイクロストリップ線路パターン３ａ，３ｂはそれぞれ
層間接続手段である層間接続用ビアホール５ａ，５ｂに
よって誘電体基板２ｂ上に設けられたマイクロストリッ
プ線路パターン４ａ，４ｂに接続されている。電源・制
御信号配線パターン１１は誘電体基板積層部６０ａ，６
０ｃの下部まで導かれ、ビアホールなどによって、誘電
体基板積層部６０ａ，６０ｃの内層に設けられた電源・
制御信号配線パターン７ａ〜７ｄに接続されている。

【００２５】このように、誘電体基板２ａにキャビティ
８を設けてその底面に地導体層１を露出させることによ
り、ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波ＩＣ）などのマ
イクロストリップ線路で構成されて裏面に地導体が存在
する構造の高周波回路素子を容易に実装することができ
る。また、誘電体基板２ａの厚さを高周波回路素子の厚
さとほぼ等しければ、基板上のマイクロストリップ線路
パターンと高周波回路素子の接続部に段差が無くなり、
良好な反射特性を実現することができる。

【００２６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、ＭＭＩＣなどの高周波回路素子を容易かつ良好な特
性で実装することが可能な多層高周波回路基板を得るこ
とができる。

【００２７】なお、図３においては、誘電体基板にキャ
ビティを２個設けた構成を例示したが、キャビティの数
はこれに限るものではない。

【００２８】実施の形態３ 図４はこの発明の多層高周波回路基板の実施の形態３を
示す基板断面図、図５は図４の基板上面から見たパター
ン図である。図において、１３は蓋、６０は誘電体基板
積層部である。その他実施の形態１，２に示したものと
同様のものには同一符号を付している。この実施の形態
においては、誘電体基板積層部６０が誘電体基板２ａの
２つのキャビティ８ａ，８ｂそれぞれに高周波回路素子
９ａ，９ｂを実装して構成された２組の高周波回路それ
ぞれの周りを取り囲むように枠状の隔壁を構成してい
る。電源・制御信号配線パターン１１は誘電体基板積層
部６０で構成された枠状の隔壁の下部まで延びて、ビア
ホール等により誘電体基板積層部の内層の電源・制御信
号配線パターン７に接続されている。マイクロストリッ
プ線路パターン３ａ，３ｂはすべて、層間接続用ビアホ
ール５ａ，５ｂで誘電体基板２ｂ上に構成された第２の
高周波回路に接続され、誘電体基板積層部６０で構成さ
れた隔壁の下部には存在しない。蓋１３は誘電体基板積
層部６０で構成された枠状の隔壁の内寸より大きく、誘
電体基板積層部６０の上面に接着剤などによって取り付
けられている。

【００２９】このように、高周波回路部分を取り囲むよ
うに誘電体基板積層部６０によって枠状の隔壁を構成し
て、上面に蓋を設けることにより、キャビティ内に実装
したＭＭＩＣなどの高周波半導体素子を気密封止するこ
とができる。これにより、高周波回路の耐環境性及び信
頼性をを高めることができる。蓋としては、金属板やセ
ラミック板等、気密封止構造に耐える素材であればよ
い。

【００３０】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、高周波回路素子としてＭＭＩＣなどの高周波半導体
素子を気密封止して実装し、耐久性及び信頼性の向上を
図ったた多層高周波回路基板を得ることができる。

【００３１】実施の形態４．図６はこの発明の多層高周
波回路基板の実施の形態４を示す基板断面図、図７は図
６の基板上面から見たパターン図である。図において、
１４は導電性蓋、１５は壁側面導体膜、１６は接地用ビ
アホール、１７は電源・制御信号用配線パターン、１８
は電源・制御信号接続用ビアホールである。その他実施
の形態３に示したものと同様なものには同一符号を付し
ている。この実施の形態においては、実施の形態３と同
様に、複数の誘電体基板を積層して構成された誘電体基
板積層部６０が誘電体基板２ａの２つのキャビティ８
ａ，８ｂそれぞれに高周波回路素子９ａ，９ｂを実装し
て構成された２組の高周波回路それぞれの周りを取り囲
むように枠状の隔壁を構成している。枠状の隔壁の内側
の側面の全面に壁側面導体膜１５が設けられており、こ
の壁側面導体膜１５は接地用ビアホール１６によって誘
電体基板２ａの裏面の地導体層１に接続されている。

【００３２】電源・制御信号配線パターン１１は誘電体
基板積層部６０で構成された枠状の隔壁の内側で、一
旦、電源・制御信号接続用ビアホール１８によって誘電
体基板２ａ，２ｂ及び地導体層１をつらぬいて、誘電体
基板２ｂの裏面に取り出され、誘電体基板２ｂの裏面に
配置された電源・制御信号配線パターン１７によって、
誘電体基板積層部６０の下部まで導かれている。ここで
再び、電源・制御信号接続用ビアホール１８によって誘
電体基板２ａ，２ｂ及び地導体層１を貫いて誘電体基板
積層部６０の内層の電源・制御信号配線パターン７に接
続されている。これにより、電源・制御信号の配線が、
隔壁の側面に設けられた壁側面導体膜と干渉せずに接続
できる。一方、マイクロストリップ線路パターン３ａ，
３ｂはすべて、実施の形態３と同様に、層間接続用ビア
ホール５ａ，５ｂで誘電体基板２ｂ上に構成された第２
層の高周波回路に接続され、誘電体基板積層部６０で構
成された隔壁の下部には存在しない。導体蓋は枠状の隔
壁の側面に設けられた壁側面導体膜と電気的な導通が確
保できるように、半田付けや導電性接着剤などによっ
て、誘電体基板積層部６０の上面に取り付けられてい
る。

【００３３】このように、枠状の隔壁の側面に導体膜を
設け、この導体膜をビアホールによって基板内部の地導
体層１と接続するとともに、この導体膜と導通のとれた
導電性の蓋をすることによって、枠状の隔壁の内部を電
気的にシールドする効果が得られ、隔壁は気密封止の機
能の他にシールド機能を有している。これにより、高周
波回路からの高周波信号の放射を抑えることができ、高
周波回路間の不要結合による特性劣化を防ぐことができ
る。

【００３４】以上のようにこの実施の形態４によれば、
実装したＭＭＩＣなどの高周波回路素子を気密封止する
とともに、高周波回路部分をシールドすることができ、
不要結合等による高周波回路の特性劣化を抑え、且つ耐
久性及び信頼性の向上を図った多層高周波回路基板を得
ることができる。

【００３５】実施の形態５．図８はこの発明の多層高周
波回路基板の実施の形態５を示す基板断面図である。図
において、１９は金属壁である。その他実施の形態４に
示したものと同様なものには同一符号を付している。こ
の実施の形態においては、誘電体基板２ａのキャビティ
８に高周波回路素子９を実装して構成された高周波回路
の周りを取り囲むように枠状の金属壁１９を配置し、そ
の下部はビアホールによって地導体層１に接続されてい
る。また、金属壁１９の上部には溶接や半田付け、導電
性接着剤などにより導通を確保して導電性の蓋１４が取
り付けられている。

【００３６】このように、高周波回路をシールドする構
成として金属壁を用いているため、誘電体基板２ａ上面
にロウ付けや半田付けまたは接着によってシールド構造
を設けることができ、誘電体基板側面に導体膜を設ける
場合より加工が容易となる。また、誘電体基板積層部６
０の高さや幅などの形状によらず、任意の形状のシール
ド構造を設けることも可能となる。

【００３７】以上のように、この実施の形態によれば、
シールド構造を容易な加工で設けることができるととも
に、シールド構造の形状を誘電体基板積層部の形状と関
係なく決めることができるという効果がある。

【００３８】実施の形態６．図９はこの発明の多層高周
波回路基板の実施の形態６を示す基板断面図、図１０は
図９の多層高周波回路基板を説明する基板構成図であ
る。図１０（ａ）でこの多層高周波回路基板の層間接続
手段を説明する図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）
のＡ−Ａ断面図である。図９，図１０において、２０
ａ，２０ｂは、結合孔である。その他は実施の形態１に
示したものと同様なものには同一符号を付している。図
９，図１０（ａ），図１０（ｂ）において、誘電体基板
２ａの２本の先端オープンのマイクロストリップ線路パ
ターン３ａ，３ｂと、誘電体基板２ｂの２本の先端オー
プンのマイクロストリップ線路パターン４ａ，４ｂのそ
れぞれの一部（長さ２Ｌ部分）が地導体層１を挟んで平
行に対向して配置されている。この長さ２Ｌ部分のほぼ
中央の地導体層１に、マイクロストリップ線路パターン
の長さ方向に対し直角方向にスリット状の結合孔２０
ａ、２０ｂを設け、それぞれのマイクロストリップ線路
パターンのオープン端から結合孔の中心までの距離は、
すべて等しくＬとしている。

【００３９】このような構成において、Ｌの長さを、使
用する高周波信号のマイクロストリップ線路上の波長の
１／４にすると、それぞれのマイクロストリップ線路パ
ターンが先端オープンとなっているため、平行に対向し
て配置されている一方のマイクロストリップ線路パター
ンに加えられた高周波信号は結合孔の位置で電流が最大
の定在波を生じ、結合孔に強く電磁結合する。結合孔に
電磁結合した高周波信号は、さらに地導体層１の反対側
のマイクロストリップ線路パターンに電磁結合する。こ
のため、誘電体基板２ａ上に設けられた高周波回路と誘
電体基板２ｂ上に設けられた高周波回路の間で、電磁結
合による層間接続手段が構成される。

【００４０】ビアホールを用いた層間接続手段において
は、高周波信号の周波数が高くなるにつれて、ビアホー
ルのインダクタンスが大きく影響して、反射特性が劣化
してくる。これに対して、この実施の形態６による電磁
結合を用いた構成では、マイクロストリップ線路パター
ンの形状や結合孔の大きさなどを適当に選べば、高い周
波数においても良好な特性を得ることができる。従来の
トリプレート線路において、このような構成の電磁結合
を実現しようとすると、平行平板モードが励振されて特
性が大きく劣化する。

【００４１】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、良好な反射特性を有する層間接続手段を有する多層
高周波回路基板を得ることができる。

【００４２】実施の形態７．図１１はこの発明の多層高
周波回路基板の実施の形態７を示す基板構成図である。
図において、２１ａ，２１ｂはマイクロストリップ線路
パターン３ａの両端の端子であり、２２ａ，２２ｂはマ
イクロストリップ線路パターン４ａの両端の端子であ
る。その他実施の形態１で示したものと同様なものには
同一符号を付している。この実施の形態においては、地
導体層１を挟んだ２つの誘電体基板上のマイクロストリ
ップ線路パターン３ａと４ａを長さＬにわたって平行に
対向して配置し、その間の地導体１に長さがＬの結合孔
２０ａを設けて、上記の対向して配置された２つの誘電
体基板上のマイクロストリップ線路パターン３ａと４ａ
同士を結合させている。この際に、上記のマイクロスト
リップ線路パターン３ａと４ａが長さがＬの結合孔２０
ａと重なる部分において、結合による線路インピーダン
スの変化を補正するため、線路幅を変化させている。

【００４３】このような構成において２つのマイクロス
トリップ線路パターン３ａ，４ａは結合線路形方向性結
合器を構成し、結合部分の長さＬを使用する高周波信号
のマイクロストリップ線路上の波長の１／４にすると、
最大の結合度が得られる。このとき、端子２１ａからマ
イクロストリップ線路パターン３ａに高周波信号を加え
た場合、信号の一部は誘電体基板２ｂ上のマイクロスト
リップ線路パターン４ａに結合して端子２２ａから出力
される。残りの信号はマイクロストリップ線路パターン
３ａを伝搬して端子２１ｂから出力される。

【００４４】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、地導体層１を挟んで配置した誘電体基板２ａ，２ｂ
の上にそれぞれマイクロストリップ線路パターン３ａ，
４ａで構成された高周波回路の間を、結合線路形方向性
結合器を用いて結合させることができ、多層高周波回路
基板を用いて電力分配回路や電力合成回路などの回路を
構成する際に、層間接続手段を兼ねることにより回路を
小型化する多層高周波回路基板を得ることができる。

【００４５】実施の形態８．図１２はこの発明の多層高
周波回路基板の実施の形態８を示す基板断面図、図１３
は図１２に示した基板裏面から見たパターン図である。
図において、２３ａ，２３ｂは導体パターン、２４ａ，
２４ｂは方形導波管、２５はビアホール列である。その
他実施の形態１に示したものと同様のものは同一符号を
付している。この実施の形態においては、誘電体基板２
ａ上にマイクロストリップ線路パターン３ａ、３ｂを設
けてマイクロストリップ線路形の高周波回路を形成して
いる。一方、誘電体基板２ｂ上には、使用する高周波信
号の誘電体基板内の波長の１／２以上の幅を有する帯状
の導体パターン２３ａ，２３ｂを配置し、この帯状の導
体パターン２３ａ，２３ｂの周囲を、使用する高周波信
号の誘電体基板内の波長の１／４以下の間隔で列状に配
置したビアホールによって地導体層１と接続して方形導
波管２４ａ、２４ｂを形成している。マイクロストリッ
プ線路パターン３ａ、３ｂと方形導波管２４ａ、２４ｂ
を、形成している。上記マイクロストリップ線路パター
ン３ａ、３ｂと上記方形導波管２４ａ、２４ｂとを部分
的に地導体層１を介して対向して配置し、その間の地導
体層１にスリット状の結合孔を設け、誘電体基板２ａ上
の高周波回路と方形導波管の間を電磁結合させている。

【００４６】通常、マイクロストリップ線路は、マイク
ロストリップ線路パターンが狭いため導体による損失が
非常に大きい。このように帯状の導体パターンとビアホ
ール列及び地導体層１によって構成した方形導波管の場
合は、導体を流れる電流密度がマイクロストリップ線路
に比べて非常に小さくなるため損失を低減できる。従っ
て、このような導波管を用いて高周波回路を構成するこ
とにより、低損失な多層高周波回路基板を得ることがで
きる。なお、実施の形態では図１２，１３においては、
誘電体基板２ｂに方形導波管を形成した例について説明
したが、誘電体基板２ａに、また、誘電体基板２ａ，２
ｂの両方に方形導波管を形成してもよい。また、図１
２，１３においては、方形導波管を設けた側の誘電体基
板上にマイクロストリップ線路パターンを設けていない
が、同じ誘電体基板上に、方形導波管による高周波回路
とマイクロストリップ線路による高周波回路の両方を設
けてもよい。

【００４７】以上のように、この実施の形態８による
と、方形導波管有し低損失な多層高周波回路基板を得る
ことができる。

【００４８】実施の形態９．図１４はこの発明の高周波
装置の実施の形態９を示す基板上面パターン図である。
図１５は図１４に示す高周波装置の回路構成を説明する
図である。図において、２６ａ〜２６ｈは高周波電力４
合成回路、２７ａ〜２７ｄは高周波電力８分配回路、２
８ａ〜２８ｄは入力端子、２９ａ〜２９ｈは出力端子で
ある。その他実施の形態４で示したものと同様なものに
は同一符号を付している。８組の高周波電力４合成回路
２６ａ〜２６ｈは誘電体基板２ｂ上にマイクロストリッ
プ線路パターンによって構成されており、ここではＷｉ
ｌｋｉｎｓｏｎ形電力分配器を入出力を逆にして２段の
トーナメント状に接続した回路構成となっている。ま
た、４組の高周波電力８分配回路２７ａ〜２７ｄは誘電
体基板２ａ上にマイクロストリップ線路パターンによっ
て構成されており、ここではＷｉｌｋｉｎｓｏｎ形電力
分配器を３段のトーナメント状に接続した回路構成とな
っている。これらの高周波電力８分配回路２７ａ〜２７
ｄはそれぞれ誘電体基板積層部６０によって構成された
枠状の隔壁の内部に配置され、その入力は層間接続手段
を介してそれぞれ誘電体基板２ｂ上のマイクロストリッ
プ線路パターンに接続され、入力端子２８ａ〜２８ｄに
接続されている。一方、各高周波電力８分配回路の８組
の出力は、層間接続手段を介して、それぞれ、誘電体基
板２ｂ上に設けられた８個の高周波電力４合成回路の４
つの入力端子のうちの一つに接続されている。図１４に
示すこの多層高周波回路基板は、図１５に示すようなマ
トリクス状の高周波装置を平面的に小型に形成したもの
である。通常、図１５に示すようなマトリクス状の高周
波装置を、平面的に構成すると、線路同士が交差する部
分が生ずるが、図１４に示すような多層高周波回路基板
を用いることによって、マイクロストリップ線路パター
ンが交差する部分がなく、平面的なマトリクス回路を構
成することができる。

【００４９】図１４，１５に示す高周波装置の動作につ
いて説明する。入力端子２８ａより加えられた高周波信
号は、高周波電力８分配回路２７ａによって８分配さ
れ、それぞれ８個の高周波回路２６ａ〜２６ｈに加えら
れ、同じように入力端子２８ｂ〜２８ｄに加えられて分
配された３つの信号と合成され出力端子２９ａ〜２９ｈ
に出力される。このような回路は、高周波信号を入力す
る端子によって出力端子から出力される高周波信号の振
幅位相を異ならせる高周波装置を実現できる。このよう
な用途としては、例えばマルチビームのアレーアンテナ
の給電回路装置があげられる。この場合、４つの入力端
子２８ａ〜２８ｄは４つのビームそれぞれに対応した高
周波信号の入力端子となり、８つの出力端子２９ａ〜２
９ｈは、８個のアレー素子への出力端子となる。４組の
電力８分配回路２７ａ〜２７ｄそれぞれの分配振幅位相
の分布を、それぞれのアレー放射パターンを実現するた
めに必要なアレー素子の励振振幅位相分布にしておけ
ば、入力する端子に応じてマルチビームの放射パターン
が得られる。

【００５０】なお、ここでは、電力分配回路の分配数を
８、電力合成回路の合成数を４とした場合について説明
したが、それぞれの数は任意に選ぶことが可能であり、
任意の分配数、合成数の回路についても、この実施の形
態と同様に実現することが可能である。

【００５１】以上のように、この実施の形態９によれ
ば、多層高周波回路基板を用いて、平面的に小型に構成
した、２以上の任意の整数Ｎ，Ｍとして、Ｎ×Ｍのマト
リクス状の高周波装置を得ることができる。

【００５２】実施の形態１０ 図１６はこの発明の高周波装置の実施の形態１０を示す
構成ブロック図である。図１７は図１６に示した高周波
装置を構成する基板上面パターン図である。図におい
て、３０は可変移相器である。その他実施の形態９で示
したものと同様なものには同一符号を付している。２６
ａ〜２６Ｍは電力Ｎ合成回路、２７ａ〜２７Ｎは電力Ｍ
分配回路、２８ａ〜２８Ｎは入力端子、２９ａ〜２９Ｍ
は出力端子である。この実施の形態においては、電力Ｍ
分配回路の出力端子と電力Ｎ合成回路の入力端子の間そ
れぞれに、可変移相器３０を挿入しているため、入力端
子２８ａ〜２８Ｎから入力された高周波信号に対して、
任意の位相分布の高周波信号を出力端子から取り出すこ
とが可能であるとともに、可変移相器３０の設定を変え
ることにより、出力信号の位相分布を任意に可変するこ
とができる。このような高周波装置は、マルチビームの
フェーズドアレーアンテナの給電回路として用いること
が可能である。

【００５３】図１７は図１６に示した高周波装置を構成
する多層高周波回路基板の基板上面パターン図である。
但しこの図ではＮを５、Ｍを４の場合を例に示す。図に
おいて、２６ａ〜２６ｄは高周波電力５合成回路、２７
ａ〜２７ｅは高周波電力４分配回路、３０は可変移相
器、３１は結合線路形方向性結合器、３２は無反射終端
器、３３は電力２合成器、３４は制御用ＩＣ、２８，２
９はそれぞれ入力端子，出力端子である。２０は結合孔
で図１１と同一である。２ａは誘電体基板、５は層間接
続ビアホールである。６０は誘電体基板積層部であり、
図６，７と同一である。この高周波装置を構成する多層
高周波回路基板は、ビーム数５、放射素子数４のフェー
ズドアレーアンテナの給電回路の構成例であり、５組の
電力４分配回路は、裏面の誘電体基板２ｂ上にマイクロ
ストリップ線路で構成され、各出力は層間接続手段によ
って表面の誘電体基板２ａ上に取り出され、それぞれＭ
ＭＩＣで構成された半導体可変移相器３０の入力に加え
られる。半導体可変移相器３０で任意の位相分布に設定
された信号は、再び層間接続手段によって裏面の誘電体
基板２ｂ上に取り出され、誘電体基板２ａ及び２ｂの両
面を用いて構成された４組のマイクロストリップ線路で
構成された高周波電力５合成回路に加えられる。高周波
電力５合成回路は、５つの入力端子のうちの２つづつ２
組の入力をＷｉｌｋｉｎｓｏｎ形電力２分配器３３によ
って２合成し、この合成出力２組及び、残りの１つの入
力を誘電体基板２ａ及び２ｂの両側のマイクロストリッ
プ線路パターンを地導体層にあけた結合孔により２０に
より結合させて構成した結合線路形方向性結合器３１に
よって合成し、出力端子２９に出力する。

【００５４】また、半導体可変移相器を駆動する電源及
び制御信号は、一旦、ビアホールによって裏面の誘電体
基板２ｂ上に取り出され、誘電体基板積層部６０の下部
間で配線されて、再びビアホールで誘電体基板積層部の
内層に配置された電源・制御信号配線パターンによって
配線される。この配線は、誘電体基板積層部の上面に配
置された、制御用ＩＣに接続されている。また、制御用
ＩＣに対する入力信号などは、基板端部に設けられた制
御信号接続部の端子から入力される。なお、各結合線路
形方向性結合器３１のアイソレーション端子は無反射終
端器３２によって終端させている。なお、入力端子、出
力端子及び制御信号接続部は、多層高周波回路基板の外
部の回路との接続を容易にするために、誘電体基板２ａ
の上面の基板端部に設けられており、入力端子から高周
波電力４分配回路へは層間接続手段を介して接続されて
いる。

【００５５】また、半導体可変移相器の周りは、誘電体
基板積層部によって枠状の隔壁が設けられており、図示
は省略しているが、それぞれの隔壁に対して気密封止用
の蓋を取り付けて、半導体可変移相器を保護する。従っ
て、この多層高周波回路基板を用いることにより、５組
の高周波電力４分配回路、４組の高周波電力５合成回
路、２０組の半導体可変移相器及び制御用のＩＣの全て
を配置して構成できるとともに、半導体可変移相器の気
密封止も行うことができる。

【００５６】以上のように、この実施の形態１０では、
Ｎを５、Ｍを４の場合を例として説明したが、多層高周
波回路基板を用いて、Ｎ個のビームを形成する放射素子
数Ｍのフェースドアレーアンテナ（高周波装置）の給電
回路を平面的に小形に構成することができる。なお、こ
の実施の形態１０では、結合線路型方向性結合器を層間
接続手段として有する多層高周波回路基板を用いた例を
示したが、これに限らず実施の形態１〜８に説明した多
層高周波回路基板を用いて同様に平面的に小形に構成す
ることができる。

【００５７】実施の形態１１．図１８はこの発明の高周
波装置の実施の形態１１を示す構成ブロック図である。
図において、２８，２９はそれぞれ入力端子、出力端子
で、図１４、図１５と同一である。３５は高周波半導体
スイッチである。この実施の形態においては、電力Ｍ分
配回路の出力端子と電力Ｎ合成回路の入力端子の間それ
ぞれに、高周波半導体スイッチを挿入しているため、各
入力端子２８に入力された高周波信号を任意の１つの出
力端子に接続するというスイッチマトリクスを実現する
ことが可能である。この場合も、実施の形態１０の場合
と同様に、多層高周波回路基板を用いて、全ての回路を
配置して構成できるとともに、高周波半導体スイッチの
気密封止を行うことができる。

【００５８】以上のように、この実施の形態１１によれ
ば、多層高周波回路基板を用いて、任意の２以上の整数
Ｎ，Ｍとして、Ｎ×Ｍの高周波スイッチマトリクスを平
面的に小型に構成する高周波装置を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、地導体層を挟んで第１及び第２の誘電体基板を積層
し、その両面にマイクロストリップ線路パターンを配置
してそれぞれ第１，２の高周波回路を構成し、上記接地
導体層を貫いて上記第１の高周波回路と第２の高周波回
路の間を高周波的に接続する少なくとも１つの層間接続
手段を設け、上記第１の誘電体基板面の上記第１の高周
波回路を構成するマイクロストリップ線路パターンが存
在しない領域に、電源及び制御信号を伝送する複数のス
トリップ状導体パターンを挟み積層した複数の誘電体基
板積層部を設けたので、多層基板内に平行平板モードに
よる不要結合や不要共振の発生を抑え、高周波回路の特
性劣化の少ない多層高周波回路基板を得ることができ
る。

【００６０】また、請求項２の発明によれば、請求項１
の発明に加えて、第１の誘電体基板のマイクロストリッ
プ線路パターン面から地導体層までの間をくりぬいてキ
ャビティ設け、上記キャビティの底面の地導体層の上に
高周波回路素子を実装したので、ＭＭＩＣなど入出力端
子がマイクロストリップ線路で構成され、裏面に地導体
が存在する高周波回路素子を容易に実装でき、その接続
部で良好な特性をもつ多層高周波回路基板を得ることが
できる。

【００６１】また、請求項３の発明によれば、請求項１
または請求項２の効果に加えて、第１の誘電体基板面に
配置されたマイクロストリップ線路パターンで構成され
た第１の高周波回路の高周波信号の入出力全てを層間結
合手段によって第２の誘電体基板面に配置された第２の
高周波回路に接続し、上記第１の高周波回路を構成する
マイクロストリップ線路パターンの周囲全体を取り囲む
枠状の壁を、電源及び制御信号を伝送する複数のストリ
ップ状導体パターンを挟み積層した誘電体基板積層部で
形成し、枠状の壁の上面に蓋を取り付け、第１の高周波
回路を構成するマイクロストリップ線路パターンを被っ
たので、多層高周波回路基板面に実装したＭＭＩＣなど
の高周波半導体素子を含み高周波回路部分を気密封止す
ることができ、高周波回路の耐久性及び信頼性の向上が
図れる多層高周波回路基板を得ることができる。

【００６２】また、請求項４の発明によれば、請求項３
の効果に加えて、第１の誘電体基板面に配置されたマイ
クロストリップ線路パターンの周囲全体を取り囲む誘電
体基板積層部により形成した枠状の壁の内側の側面全面
に導体膜を設け、上記枠状の壁の上面に取り付けた上記
第１の高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パ
ターンを被う蓋を上記導体膜と電気的に接続された導電
性としたので、多層高周波回路基板上に実装したＭＭＩ
Ｃなどの高周波半導体素子を含み高周波回路部分をシー
ルドすることができ、不要結合等による高周波回路の特
性劣化を抑えることができる多層高周波回路基板を得る
ことができる。

【００６３】また、請求項５の発明によれば、請求項１
または請求項２の効果に加えて、第１の誘電体基板面に
配置された第１の高周波回路を構成するマイクロストリ
ップ線路パターンの周囲全体を取り囲む枠状の金属壁を
設け、上記金属壁の上面に導電性を有する蓋を設けたの
で、シールド構造を容易に設けることができるととも
に、シールド構造の形状を誘電体基板積層部の形状と関
係なく決めることができる多層高周波回路基板を得るこ
とができる。

【００６４】また、請求項６の発明によれば、請求項１
または請求項２の効果に加えて、第１の高周波回路を構
成するマイクロストリップ線路パターンの一部と第２の
高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パターン
の一部を地導体層を挟んで平行に対向して配置し、その
対向した部分の上記２本のマイクロストリップ線路パタ
ーン間の地導体層に結合孔を設け、上記２本のマイクロ
ストリップ線路パターン同士を電磁結合させることによ
り、第１の高周波回路と第２の高周波回路の間に良好な
反射特性をもつ層間接続手段を備えた多層高周波回路基
板を得ることができる。

【００６５】また、請求項７の発明によれば、請求項１
または請求項２の効果に加えて、第１の高周波回路を構
成するマイクロストリップ線路パターンの一部と第２の
高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パターン
の一部を地導体層を挟んで少なくとも高周波信号のマイ
クロストリップ線路上の１／４波長の長さにわたり平行
に対向して配置し、その対向した部分の上記２本のマイ
クロストリップ線路パターン間の地導体層にマイクロス
トリップ線路パターンの線路方向の長さが高周波信号の
マイクロストリップ線路上の１／４波長の長さの結合孔
を設け、上記２本のマイクロストリップ線路パターン同
士を電磁結合させ、結合線路形方向性結合器を構成する
ことにより、上記第１，２の高周波回路間を方向性結合
させて、電力分配回路や電力合成回路などの回路構成を
小形化する多層高周波回路基板を得ることができる。

【００６６】また、請求項８の発明によれば、請求項１
の効果に加えて、第１または第２の一方の誘電体基板面
に配置された高周波回路を構成するマイクロストリップ
線路パターンに対向して平行に、他方の誘電体基板面に
配置された使用する高周波信号の誘電体基板内の伝搬波
長の１／２以上の幅を有する帯状の導体パターンを配置
し、上記帯状の導体パターンの縁と地導体層とを、使用
する高周波信号の誘電体基板内の伝搬波長の１／４以下
の間隔で列状に配置したビアホールにより接続して、第
１または第２の誘電体基板内部に方形導波管を構成し、
上記帯状導体パターンとマイクロストリップ線路パター
ンが対向して平行に配置された部分において地導体層に
結合孔を設け、上記結合孔を介して上記方形導波管と上
記高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パター
ンの間を電磁結合させる層間接続手段を有し、低損失の
方形導波管を備えた多層高周波回路基板を得ることがで
きる。

【００６７】また、請求項９の発明によれば、地導体層
を挟んで２つの誘電体基板を積層し、Ｎ及びＭをそれぞ
れ２以上の整数として、一方の誘電体基板の上記地導体
層と反対側の面にマイクロストリップ線路パターンで形
成された第１から第ＮまでのＮ組の高周波電力Ｍ分配回
路を配置し、他方の誘電体基板の上記地導体層と反対側
の面にマイクロストリップ線路パターンで形成された第
１から第ＭまでのＭ組の高周波電力Ｎ合成回路を配置
し、１からＮの全ての整数Ｋに対して上記第１から第Ｎ
までの高周波電力Ｍ分配回路のうちのＫ番目の高周波電
力Ｍ分配回路のＭ個の出力それぞれを、上記第１から第
Ｍまでの高周波電力Ｎ合成回路それぞれのＫ番目の入力
端子に層間接続手段を介して接続し、請求項１〜８記載
の少なくとも１つの多層高周波回路基板を用いることに
より、平面的に小型に構成した、２以上の任意の整数
Ｎ，Ｍとして、Ｎ×Ｍのマトリクス状の高周波装置を得
ることができる。

【００６８】また、請求項１０の発明によれば、請求項
９記載の高周波装置のＮ組の高周波電力Ｍ分配回路の出
力端子と、Ｍ組の高周波電力Ｎ合成回路の入力端子の間
それぞれに、可変移相器を挿入することにより、各入力
端子に入力する高周波信号に対して、任意の位相分布の
高周波信号を出力端子から取り出すことが可能であると
ともに、可変移相器の設定を変えることにより出力信号
の位相分布を任意に可変できる、平面的かつ小形に構成
した高周波装置を得ることができる。

【００６９】また、請求項１１の発明によれば、請求項
９記載の高周波装置のＮ組の高周波電力Ｍ分配回路の出
力端子と、Ｍ組の高周波電力Ｎ合成回路の入力端子の間
それぞれに、高周波スイッチ回路を挿入することによ
り、各入力端子に入力される高周波信号を任意の１つの
出力端子に接続することが可能なＮ×Ｍの高周波スイッ
チマトリクス回路を平面的に小型に構成した高周波装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形態
１を示す基板断面図である。

【図２】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形態
２を示す基板断面図である。

【図３】 図２の多層高周波回路基板の基板上面パター
ン図である。

【図４】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形態
３を示す基板断面図である。

【図５】 図４の多層高周波回路基板の基板上面パター
ン図である。

【図６】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形態
４を示す基板断面図である。

【図７】 図６の多層高周波回路基板の基板上面パター
ン図である。

【図８】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形態
５を示す基板断面図である。

【図９】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形態
６を示す基板断面図である。

【図１０】 図９の多層高周波回路基板を説明する基板
構成図である。

【図１１】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形
態７を示す基板構成図である。

【図１２】 この発明の多層高周波回路基板の実施の形
態８を示す基板断面図である。

【図１３】 図１２の多層高周波回路基板の基板下面パ
ターン図である。

【図１４】 この発明の高周波装置の実施の形態９を示
す基板上面パターン図である。

【図１５】 図１４に示した高周波装置の回路構成を説
明する図である。

【図１６】 この発明の高周波装置の実施の形態１０を
示す構成ブロック図である。

【図１７】 図１６の高周波装置を構成する多層高周波
回路基板の基板上面パターン図である。

【図１８】 この発明の高周波装置の実施の形態１１を
示す構成ブロック図である。

【図１９】 従来の多層高周波回路基板を示す基板断面
図である。

【符号の説明】

１ 地導体層、２ａ，２ｂ 誘電体基板、３ａ〜３ｄ
マイクロストリップ線路パターン、４ａ〜４ｄ マイク
ロストリップ線路パターン、５ａ〜５ｄ 層間接続ビア
ホール、６ａ〜６ｄ 誘電体基板、７ａ〜７ｄ 電源・
制御信号用配線パターン、８ キャビティ、９，９ａ，
９ｂ 高周波回路素子、１０ 接続用ワイヤ、１１ 電
源・制御信号用配線パターン、１２ 電源・制御信号用
接続部、１３，１３ａ，１３ｂ 蓋、１４ 導電性蓋、
１５ 壁側面導体膜、１６ 接地用ビアホール、１７
電源・制御信号用配線パターン、１８ 電源・制御信号
接続用ビアホール、１９ 金属壁、２０ａ〜２０ｂ 結
合孔、２１ａ〜２１ｄ 端子、２２ａ〜２２ｄ 端子、
２３ａ，２３ｂ 導体パターン、２４ａ，２４ｂ方形導
波管、２５ ビアホール列、２６，２６ａ，２６ｈ（２
６ａ〜２６Ｍ）高周波電力Ｎ合成回路、２７，２７ａ〜
２７ｄ（２７ａ〜２７Ｎ） 高周波電力Ｍ分配回路、２
８，２８ａ〜２８ｄ（２８ａ〜２８Ｎ） 入力端子２
９，２９ａ〜２９ｈ（２９ａ〜２９Ｍ） 出力端子、３
０ 可変移相器、３１ 結合線路形方向性結合器、３２
無反射終端器、３３ 電力２合成器、３４制御用Ｉ
Ｃ、３５ 高周波半導体スイッチ、３７ ストリップ導
体パターン、６０，６０ａ〜６０ｃ 誘電体基板積層
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｑ 3/34 Ｈ０１Ｑ 3/34

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地導体層を挟んで第１及び第２の誘電体
   基板を積層し、 上記第１の誘電体基板の上記地導体層と反対側の面にマ
   イクロストリップ線路パターンを配置して第１の高周波
   回路を構成し、 上記第２の誘電体基板の上記地導体層と反対側の面にマ
   イクロストリップ線路パターンを配置して第２の高周波
   回路を構成し、 上記地導体層を貫いて上記第１の高周波回路と第２の高
   周波回路の間を高周波的に接続する少なくとも１つの層
   間接続手段を有し、 上記第１の誘電体基板における上記第１の高周波回路を
   構成するマイクロストリップ線路パターンを設けた面の
   上記マイクロストリップ線路パターンが存在しない領域
   に、電源及び制御信号を伝送する複数のストリップ状導
   体パターンを層間に挟んで積層した誘電体基板積層部を
   設けたことを特徴とする多層高周波回路基板。
2. 【請求項２】 第１の誘電体基板のマイクロストリップ
   線路パターンを設けた面から地導体層までの間をくりぬ
   いてキャビティを設け、上記キャビティの底面の地導体
   層の上に高周波回路素子を実装したことを特徴とする請
   求項１記載の多層高周波回路基板。
3. 【請求項３】 第１の誘電体基板面に配置されたマイク
   ロストリップ線路パターンで構成された第１の高周波回
   路の高周波信号の入出力全てを層間結合手段によって第
   ２の誘電体基板面に配置された第２の高周波回路に接続
   し、 上記第１の誘電体基板における上記マイクロストリップ
   線路パターンを設けた面の上記マイクロストリップ線路
   パターンが存在しない領域に設けた誘電体基板積層部に
   よって上記第１の高周波回路を構成するマイクロストリ
   ップ線路パターンの周囲全体を取り囲む枠状の壁を形成
   し、この枠状の壁の上面に蓋を設けて、上記第１の高周
   波回路を構成するマイクロストリップ線路パターンを被
   ったことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   多層高周波回路基板。
4. 【請求項４】 第１の誘電体基板面に配置された第１の
   高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パターン
   の周囲全体を取り囲む枠状の壁を形成する誘電体基板積
   層部の上記マイクロストリップ線路パターン側の側面全
   面に、第１と第２の誘電体基板に挟まれた地導体層に電
   気的に接続された導体膜を設け、 上記枠状の壁の上面に設けた上記第１の高周波回路を構
   成するマイクロストリップ線路パターンを被う蓋が、上
   記導体膜と電気的に接続された導電性を有する蓋である
   ことを特徴とする請求項３記載の多層高周波回路基板。
5. 【請求項５】 第１の誘電体基板面に配置されたマイク
   ロストリップ線路パターンで構成された第１の高周波回
   路の高周波信号の入出力全てを層間結合手段によって第
   ２の誘電体基板面に配置された第２の高周波回路に接続
   し、 上記第１の誘電体基板における上記マイクロストリップ
   線路パターンを設けた面に、上記第１の高周波回路を構
   成するマイクロストリップ線路パターンの周囲全体を取
   り囲む枠状で、第１と第２の誘電体基板に挟まれた地導
   体層に電気的に接続された金属壁を設け、上記枠状の金
   属壁の上面に設けた上記第１の高周波回路を構成するマ
   イクロストリップ線路パターンを被う蓋が、上記金属壁
   と電気的に接続された導電性を有する蓋であることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の多層高周波回
   路基板。
6. 【請求項６】 第１の高周波回路を構成するマイクロス
   トリップ線路パターンの一部と第２の高周波回路を構成
   するマイクロストリップ線路パターンの一部を地導体層
   を挟んで平行に対向して配置し、 上記２本のマイクロストリップ線路パターンを平行に対
   向して配置した部分において上記２本のマイクロストリ
   ップ線路パターンの間の地導体層に結合孔を設け、上記
   ２本のマイクロストリップ線路パターン同士を電磁結合
   させ、第１の高周波回路と第２の高周波回路の間を接続
   する層間接続手段を備えたことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の多層高周波回路基板。
7. 【請求項７】 第１の高周波回路を構成するマイクロス
   トリップ線路パターンの一部と第２の高周波回路を構成
   するマイクロストリップ線路パターンの一部を地導体層
   を挟んで少なくとも高周波信号のマイクロストリップ線
   路上の波長の１／４の長さにわたり平行に対向して配置
   し、 上記２本のマイクロストリップ線路パターンを平行に対
   向して配置した部分において上記２本のマイクロストリ
   ップ線路パターンの間の地導体層にマイクロストリップ
   線路パターンの線路方向の長さが高周波信号のマイクロ
   ストリップ線路上の波長の１／４の長さの結合孔を設
   け、上記２本のマイクロストリップ線路パターン同士を
   電磁結合させ、第１の高周波回路と第２の高周波回路の
   間に方向性をもつ層間接続手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の多層高周波回路基
   板。
8. 【請求項８】 第１または第２の一方の誘電体基板面に
   配置された高周波回路を構成するマイクロストリップ線
   路パターンに対向して平行に、他方の誘電体基板面に配
   置された高周波回路を構成する導体パターンとして、使
   用する高周波信号の誘電体基板内の伝搬波長の１／２以
   上の幅を有する帯状の導体パターンを配置し、 上記帯状の導体パターンの縁に沿って、使用する高周波
   信号の誘電体基板内の伝搬波長の１／４以下の間隔で列
   状に配置したビアホールにより、上記帯状の導体パター
   ンと地導体層とを接続して、第１または第２の誘電体基
   板内部に方形導波管を構成し、 上記帯状導体パターンとマイクロストリップ線路パター
   ンが対向して平行に配置された部分における地導体層に
   結合孔を設け、上記結合孔を介して上記方形導波管と上
   記高周波回路を構成するマイクロストリップ線路パター
   ンの間を電磁結合させる層間接続手段を備えたことを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の多層高周波回
   路基板。
9. 【請求項９】 地導体層を挟んで２つの誘電体基板を積
   層し、Ｎ及びＭをそれぞれ２以上の整数として、 一方の誘電体基板の上記地導体層と反対側の面にマイク
   ロストリップ線路パターンで形成された第１から第Ｎま
   でのＮ組の高周波電力Ｍ分配回路を配置し、 他方の誘電体基板の上記地導体層と反対側の面にマイク
   ロストリップ線路パターンで形成された第１から第Ｍま
   でのＭ組の高周波電力Ｎ合成回路を配置し、 １からＮの全ての整数Ｋに対して上記第１から第Ｎまで
   の高周波電力Ｍ分配回路のうちのＫ番目の高周波電力Ｍ
   分配回路のＭ個の出力それぞれが、上記第１から第Ｍま
   での高周波電力Ｎ合成回路それぞれのＫ番目の入力端子
   に層間接続手段を介して接続し、Ｎ×Ｍのマトリクス状
   高周波回路を、請求項１〜８記載の少なくとも１つの多
   層高周波回路基板を用いて構成したことを特徴とする高
   周波装置。
10. 【請求項１０】 Ｎ組の高周波電力Ｍ分配回路の出力端
    子と、Ｍ組の高周波電力Ｎ合成回路の入力端子の間それ
    ぞれに、可変移相器が挿入されていることを特徴とする
    請求項９記載の高周波装置。
11. 【請求項１１】 Ｎ組の高周波電力Ｍ分配回路の出力端
    子と、Ｍ組の高周波電力Ｎ合成回路の入力端子の間それ
    ぞれに、高周波スイッチ回路が挿入されていることを特
    徴とする請求項９記載の高周波装置。