JPH1197912A - 高周波伝送線路 - Google Patents
高周波伝送線路Info
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- JPH1197912A JPH1197912A JP9257295A JP25729597A JPH1197912A JP H1197912 A JPH1197912 A JP H1197912A JP 9257295 A JP9257295 A JP 9257295A JP 25729597 A JP25729597 A JP 25729597A JP H1197912 A JPH1197912 A JP H1197912A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波伝送線路において、低損失化及び低コ
スト化を実現する。 【解決手段】 中心導体と外導体から構成される高周波
伝送線路において、導体の厚みを（１）式を満足する様
に選択した。 ３／８×π≦τｔ≦７／８×π （１） ここに τ＝√（ωμσ／２） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率
スト化を実現する。 【解決手段】 中心導体と外導体から構成される高周波
伝送線路において、導体の厚みを（１）式を満足する様
に選択した。 ３／８×π≦τｔ≦７／８×π （１） ここに τ＝√（ωμσ／２） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波、ミ
リ波もしくはそれ以上の高周波で使用する高周波伝送線
路の損失改善に関する。
リ波もしくはそれ以上の高周波で使用する高周波伝送線
路の損失改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波、ミリ波などの高周波数で使
用する伝送線路は、同軸線路や平面信号線路のように、
ＴＥＭ波を伝送波とする信号線路や、導波管や誘電体線
路等のように、ＴＥ波、ＴＭ波もしくはこれらが混在し
た電磁波を導く導波路に大別される（以下、総称して伝
送線路という）。これらの伝送線路では、信号の乱れ
と、伝送時の損失を少なくすることが求められている。
このうち信号の乱れを少なくするためには、広い周波数
に渡り、一定の特性インピーダンスと遅延特性を有する
ことが条件であり、これを満たす特殊な形態の線路が考
案されている。例えば、最近開発が盛んに行われている
マイクロ波ＩＣでは、マイクロストリップ線路やコプレ
ーナ線路などの伝送線路がよく使われている。
用する伝送線路は、同軸線路や平面信号線路のように、
ＴＥＭ波を伝送波とする信号線路や、導波管や誘電体線
路等のように、ＴＥ波、ＴＭ波もしくはこれらが混在し
た電磁波を導く導波路に大別される（以下、総称して伝
送線路という）。これらの伝送線路では、信号の乱れ
と、伝送時の損失を少なくすることが求められている。
このうち信号の乱れを少なくするためには、広い周波数
に渡り、一定の特性インピーダンスと遅延特性を有する
ことが条件であり、これを満たす特殊な形態の線路が考
案されている。例えば、最近開発が盛んに行われている
マイクロ波ＩＣでは、マイクロストリップ線路やコプレ
ーナ線路などの伝送線路がよく使われている。
【０００３】このような伝送線路では、基本性能として
広い周波数範囲と低損失化が求められている。とくに、
広い周波数範囲を得るためには、伝送モード以外のモー
ドの発生を押さえる必要があり、この条件を満たすた
め、ＴＥＭ波を使う伝送線路ではその大きさを最高使用
周波数の波長に比べて十分小さくする必要がある。例え
ば同軸線路を６０ＧＨｚで用いるとすれば、最大でも直
径〜２．３ｍｍ（電気長換算）以下が必要となる。
広い周波数範囲と低損失化が求められている。とくに、
広い周波数範囲を得るためには、伝送モード以外のモー
ドの発生を押さえる必要があり、この条件を満たすた
め、ＴＥＭ波を使う伝送線路ではその大きさを最高使用
周波数の波長に比べて十分小さくする必要がある。例え
ば同軸線路を６０ＧＨｚで用いるとすれば、最大でも直
径〜２．３ｍｍ（電気長換算）以下が必要となる。
【０００４】一般に、伝送線路内の伝送損失は誘電体損
と導体損の２つがあり、とくにミリ波領域では導体損が
支配的である。導体損（以下、損失という）は基本的に
使用する金属の導電率で決定され、表面安定性等の実用
面の関係から、ＭＭＩＣ等では金、もしくは金メッキし
た銅、同軸線路では銅などがよく用いられている。先に
説明したように、広い周波数範囲の伝送線路とするため
には、信号線路は小型にせざるを得ず、一般的には最高
使用周波数に逆比例した小型化が求められる。すなわ
ち、高い周波数まで使用する伝送線路ほど小型でなけれ
ばならず、結果として金属の有効表面積が減り、損失が
大きくなるという問題点があった。
と導体損の２つがあり、とくにミリ波領域では導体損が
支配的である。導体損（以下、損失という）は基本的に
使用する金属の導電率で決定され、表面安定性等の実用
面の関係から、ＭＭＩＣ等では金、もしくは金メッキし
た銅、同軸線路では銅などがよく用いられている。先に
説明したように、広い周波数範囲の伝送線路とするため
には、信号線路は小型にせざるを得ず、一般的には最高
使用周波数に逆比例した小型化が求められる。すなわ
ち、高い周波数まで使用する伝送線路ほど小型でなけれ
ばならず、結果として金属の有効表面積が減り、損失が
大きくなるという問題点があった。
【０００５】ところで、金属の高周波抵抗は、表面イン
ピーダンスとして知られその値は、導体の厚みｔが使用
周波数の表皮に深さδｓに比べ十分に厚いときには Ｚｓ＝√（ｊωμ／σ） （４） 但し ω＝２πｆ：角周波数、μ：透磁率、σ：導電率 で与えられる。この満たす条件として、一般には表皮の
深さ（δｓ） δｓ＝√（２／（ωμσ）） （５） 但し ω＝２πｆ：角周波数、μ：透磁率、σ：導電率 の３倍以上の導体厚みが必要と言われ、この厚みより薄
ければ抵抗値が上がり、またこれ以上導体の厚みを増し
ても、抵抗値は殆ど下がらず、低損失化は限界と言われ
ている。
ピーダンスとして知られその値は、導体の厚みｔが使用
周波数の表皮に深さδｓに比べ十分に厚いときには Ｚｓ＝√（ｊωμ／σ） （４） 但し ω＝２πｆ：角周波数、μ：透磁率、σ：導電率 で与えられる。この満たす条件として、一般には表皮の
深さ（δｓ） δｓ＝√（２／（ωμσ）） （５） 但し ω＝２πｆ：角周波数、μ：透磁率、σ：導電率 の３倍以上の導体厚みが必要と言われ、この厚みより薄
ければ抵抗値が上がり、またこれ以上導体の厚みを増し
ても、抵抗値は殆ど下がらず、低損失化は限界と言われ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、高い
周波数まで使用する伝送線路ほど小型化の必要があるた
め、結果的に金属の有効断面積が減り、損失は大きくな
るという問題点がある。とくに、今後は情報量の増加に
比例した高周波化は必然であり、伝送線路の低損失化は
大きな技術的課題となっている。しかし、これら高周波
伝送線路の低損失化は、先に説明した通りの理由で物理
的には限界と言われている。ちなみに、伝送線路の形態
変更による低損失化の試みも盛んではあるが、いずれも
コストの点で実用的とは言えない。
周波数まで使用する伝送線路ほど小型化の必要があるた
め、結果的に金属の有効断面積が減り、損失は大きくな
るという問題点がある。とくに、今後は情報量の増加に
比例した高周波化は必然であり、伝送線路の低損失化は
大きな技術的課題となっている。しかし、これら高周波
伝送線路の低損失化は、先に説明した通りの理由で物理
的には限界と言われている。ちなみに、伝送線路の形態
変更による低損失化の試みも盛んではあるが、いずれも
コストの点で実用的とは言えない。
【０００７】この発明の目的は、高い周波数まで使用す
る伝送線路において、低損失化と低コストを実現するこ
とにある。
る伝送線路において、低損失化と低コストを実現するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、先に述べた高周波抵抗となる表面インピーダンス
について検討した。文献 R.E.Collin“Field theory of
guided waves”, McGraw-Hill, New York によると、
金属内にしみ込んだ電磁波は
めに、先に述べた高周波抵抗となる表面インピーダンス
について検討した。文献 R.E.Collin“Field theory of
guided waves”, McGraw-Hill, New York によると、
金属内にしみ込んだ電磁波は
【数２】 特性インピーダンス Ｚｓ＝√（ｊωμ／σ） （６） 伝搬定数 τ＝√（ｊωμσ）＝（１＋ｊ）／δｓ の条件で伝搬することが知られている。また伝搬の方向
は、金属の導電率が誘電率となり、等価的に金属の誘電
率は非常に大きいことから、誘電体部分から金属内に電
磁波が進入する際、スネルの法則に従った屈折が起こ
り、どの様な角度で金属面に電磁波が進入しても、金属
内では金属表面に対しほぼ直角の方向に進む。このた
め、厚みｔの導体の表面インピーダンスＺｉｎ（内部イ
ンピーダンスとも言う）は、終端開放で厚さｔの伝送線
路モデルで表すことができ、次のようになる。
は、金属の導電率が誘電率となり、等価的に金属の誘電
率は非常に大きいことから、誘電体部分から金属内に電
磁波が進入する際、スネルの法則に従った屈折が起こ
り、どの様な角度で金属面に電磁波が進入しても、金属
内では金属表面に対しほぼ直角の方向に進む。このた
め、厚みｔの導体の表面インピーダンスＺｉｎ（内部イ
ンピーダンスとも言う）は、終端開放で厚さｔの伝送線
路モデルで表すことができ、次のようになる。
【０００９】 Ｚｉｎ＝Ｚｓ×ｃｏｔｈ（τｔ） （７） 厚みｔの金属の高周波抵抗は、内部インピーダンスの実
部Ｒｅ（Ｚｉｎ）であり、（７）に（６）を代入し、こ
れを求めると
部Ｒｅ（Ｚｉｎ）であり、（７）に（６）を代入し、こ
れを求めると
【数３】 Ｚｉｎ＝（１＋ｊ）×Ｚｓ×ｃｏｔｈ｛（１＋ｊ）ｔ／δｓ｝ より Ｒｅ（Ｚｉｎ）＝Ｒｉｎ ＝Ｚｓ×（ｓｉｎｈ（ｘ）＋ｓｉｎ（ｘ））／（ｃｏｓｈ（ｘ）−ｃｏｓ（ ｘ）） （８） 但し ｘ＝２×ｔ／δｓ ここにＺｓは、先に述べた導体の厚みｔが表皮の深さδ
ｓに比べ十分に厚い場合の表面インピーダンスであり、
高周波抵抗はこの値より下がらないと言われているもの
である。したがって、導体の厚みによる高周波抵抗Ｒｅ
（Ｚｉｎ）＝Ｒｉｎの変化は、（７）のＺｓ以外の項を
調べれば良い。
ｓに比べ十分に厚い場合の表面インピーダンスであり、
高周波抵抗はこの値より下がらないと言われているもの
である。したがって、導体の厚みによる高周波抵抗Ｒｅ
（Ｚｉｎ）＝Ｒｉｎの変化は、（７）のＺｓ以外の項を
調べれば良い。
【００１０】この関数 ｆ（ｘ）
【数４】 ＝（ｓｉｎｈ（ｘ）＋ｓｉｎ（ｘ））／（ｃｏｓｈ（ｘ）−ｃｏｓ（ｘ））は ｘ＝π すなわち ｔ＝（π／２）×δｓの時に、ｆ（ｘ）＝０．９１７… （９） となる。したがって、高周波抵抗の最小値Ｒｉｎ ｍｉ
ｎは
ｎは
【数５】 Ｒｉｎ ｍｉｎ ＝Ｚｓ×ｓｉｎｈ（π）／（１＋ｃｏｓｈ（π））≒０．９１７×Ｚｓ （１０） となる。すなわち、従来限界と言われてきた抵抗値Ｚｓ
より、約８％以上抵抗が下がることになる。
より、約８％以上抵抗が下がることになる。
【００１１】ここで、導体を金とした場合の高周波抵抗
の周波数に対する変化の様子を導体の厚みをパラメータ
として表したグラフを図５に示す。周波数の１／２乗に
比例したａ線（√（ωμ／２σ）∝√ｆ）は従来言われ
ていた低抵抗化の限界線で、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ線はそれぞ
れ厚みを０．５、０．７、１．０、２．０μｍとした時
のマイクロストリップ線路（ｗ＝６９μｍ、ｈ＝１００
μｍ、εｓ＝１２．９）の抵抗値を示している。それぞ
れのｂ〜ｅ線では、いずれも周波数の１／２乗に比例し
た低抵抗化の限界線よりも低い抵抗値が得られている。
この抵抗値は、１．２倍弱導電率が高い導電材料を使用
したことに相当し、金の導電率（４．１７×１０7 ｓ／
ｍ ａｔ ２０℃）が５．０×１０7 ｓ／ｍまで向上し
たことと等価である（ちなみに銅は５．８×１０7 ｓ／
ｍ）。
の周波数に対する変化の様子を導体の厚みをパラメータ
として表したグラフを図５に示す。周波数の１／２乗に
比例したａ線（√（ωμ／２σ）∝√ｆ）は従来言われ
ていた低抵抗化の限界線で、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ線はそれぞ
れ厚みを０．５、０．７、１．０、２．０μｍとした時
のマイクロストリップ線路（ｗ＝６９μｍ、ｈ＝１００
μｍ、εｓ＝１２．９）の抵抗値を示している。それぞ
れのｂ〜ｅ線では、いずれも周波数の１／２乗に比例し
た低抵抗化の限界線よりも低い抵抗値が得られている。
この抵抗値は、１．２倍弱導電率が高い導電材料を使用
したことに相当し、金の導電率（４．１７×１０7 ｓ／
ｍ ａｔ ２０℃）が５．０×１０7 ｓ／ｍまで向上し
たことと等価である（ちなみに銅は５．８×１０7 ｓ／
ｍ）。
【００１２】以上検討したように、導体の厚みｔを表皮
の深さのπ／２倍（約１．５倍）もしくはその前後に設
定することで、最大導電率が２０％高い材料を使用した
と同様の効果を得ることができる。この結果は、導体の
厚みが従来信じられていた値より、約半分程度の時最適
な厚みとなることを示すもので、抵抗が８％以上下が
る。以後この効果を「高周波抵抗低減効果」と言う。こ
れによれば、導体の厚みを従来の約半分とした場合で
も、ほぼ従来と同等の抵抗値を得ることができるので、
省資源、材料コスト低減、プロセスコスト低減などが可
能となる。
の深さのπ／２倍（約１．５倍）もしくはその前後に設
定することで、最大導電率が２０％高い材料を使用した
と同様の効果を得ることができる。この結果は、導体の
厚みが従来信じられていた値より、約半分程度の時最適
な厚みとなることを示すもので、抵抗が８％以上下が
る。以後この効果を「高周波抵抗低減効果」と言う。こ
れによれば、導体の厚みを従来の約半分とした場合で
も、ほぼ従来と同等の抵抗値を得ることができるので、
省資源、材料コスト低減、プロセスコスト低減などが可
能となる。
【００１３】ここで、上記マイクロストリップ線路にお
いて、Ｇｍａｘ、伝送損αの周波数に対する変化の様子
を導体の厚みをパラメータとして表したグラフを図６に
示す（ａ線は図５と同じく周波数の１／２乗に比例した
線を示している）。図６において、導体ｔが厚い場合
（ｔ＝２．０μｍ）には、低い周波数域（この例では〜
６ＧＨｚ）で伝導損αに高周波抵抗低減効果が現れる
が、Ｇｍａｘが損失を支配しているためこの効果が利用
できない。一方、導体の厚みｔが薄い場合（ｔ＝０．５
μｍ）には、Ｇｍａｘと伝送損αがほぼ一致する高い周
波数域（〜１００ＧＨｚ程度）で高周波抵抗低減効果が
現れるため、この効果を利用することができる。すなわ
ち、Ｇｍａｘと伝送損αが１０％以内の誤差で一致する
高い周波数域においてのみ高周波抵抗低減効果が利用で
きることになる。
いて、Ｇｍａｘ、伝送損αの周波数に対する変化の様子
を導体の厚みをパラメータとして表したグラフを図６に
示す（ａ線は図５と同じく周波数の１／２乗に比例した
線を示している）。図６において、導体ｔが厚い場合
（ｔ＝２．０μｍ）には、低い周波数域（この例では〜
６ＧＨｚ）で伝導損αに高周波抵抗低減効果が現れる
が、Ｇｍａｘが損失を支配しているためこの効果が利用
できない。一方、導体の厚みｔが薄い場合（ｔ＝０．５
μｍ）には、Ｇｍａｘと伝送損αがほぼ一致する高い周
波数域（〜１００ＧＨｚ程度）で高周波抵抗低減効果が
現れるため、この効果を利用することができる。すなわ
ち、Ｇｍａｘと伝送損αが１０％以内の誤差で一致する
高い周波数域においてのみ高周波抵抗低減効果が利用で
きることになる。
【００１４】すなわち、請求項１の発明は、誘電体を挟
んで配置された中心導体と外導体とから構成された高周
波伝送線路において、使用周波数ｆと導体との厚みｔの
関係が下記（１）式を満足する様に選ばれており、 ３／８×π≦τｔ≦７／８×π （１） ここに τ＝√（ωμσ／２） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率 しかも、下記（２）式に示す前記導体の内部インピーダ
ンスＺｉｎ
んで配置された中心導体と外導体とから構成された高周
波伝送線路において、使用周波数ｆと導体との厚みｔの
関係が下記（１）式を満足する様に選ばれており、 ３／８×π≦τｔ≦７／８×π （１） ここに τ＝√（ωμσ／２） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率 しかも、下記（２）式に示す前記導体の内部インピーダ
ンスＺｉｎ
【数６】 Ｚｉｎ＝Ｚｓ×ｃｏｔｈ（τｔ）＝Ｒｉｎ＋ｊ・Ｘｉｎ （２） ここに Ｚｓ＝√（ｊωμ／σ） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率 よりも、伝送線路の構造で決まる外部インピーダンスＺ
ｏｕｔ Ｚｏｕｔ＝√（Ｌｅｘ／Ｃｅｘ） （３） が支配的となる高い周波数で使用することを特徴とす
る。
磁率、σ：導電率 よりも、伝送線路の構造で決まる外部インピーダンスＺ
ｏｕｔ Ｚｏｕｔ＝√（Ｌｅｘ／Ｃｅｘ） （３） が支配的となる高い周波数で使用することを特徴とす
る。
【００１５】また、請求項２の発明は、前記請求項１に
おいて、前記導体の厚みが０．５μｍ以下であることを
特徴とする。
おいて、前記導体の厚みが０．５μｍ以下であることを
特徴とする。
【００１６】さらに、請求項３の発明は、請求項１の条
件を満足する厚みを持つ導体で周囲を囲い、その閉じら
れた内部に特定の波を伝搬させる導波管として構成した
ことを特徴とする。
件を満足する厚みを持つ導体で周囲を囲い、その閉じら
れた内部に特定の波を伝搬させる導波管として構成した
ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる高周波伝
送線路を、マイクロストリップ線路、同軸線路及び導波
管に適用した場合の実施形態を図面を参照しながら説明
する。
送線路を、マイクロストリップ線路、同軸線路及び導波
管に適用した場合の実施形態を図面を参照しながら説明
する。
【００１８】［実施形態１］図１は、実施形態１に係わ
るマイクロストリップ線路の構成を示す概略断面図であ
る。このマイクロストリップ線路は、誘電体１１（ｗ＝
１０μｍ、ｈ＝２．７μｍ、εｓ＝３、ｔａｎｄ＝０．
００１）の上下に、厚さ０．５５μｍ、の導体１２及び
１３を形成したものである。この実施形態１では、導体
１２、１３の厚みを、従来言われてた値より薄くし、前
出の（１）式を満たす様に従来の約半分にした場合のも
のである。導体層（金）の厚みは０．５５μｍである。
ただし、このマイクロストリップ線路では、導体１２、
１３と誘電体１１間の密着を確保するため、誘電体１１
の表裏の面にチタン５０ｎｍ、白金５０ｎｍをそれぞれ
積層し（いずれも図示せず）、その上に先に述べた導体
１２、１３を形成している。チタンと白金からなる密着
導体層の導電率は金に比べ低いため、実際には「総合導
体」の導電率として実測による値（３．６×１０7 ｓ／
ｍ）を用い、厚さ（ｔ）も全膜厚で０．６５μｍとして
用いた。
るマイクロストリップ線路の構成を示す概略断面図であ
る。このマイクロストリップ線路は、誘電体１１（ｗ＝
１０μｍ、ｈ＝２．７μｍ、εｓ＝３、ｔａｎｄ＝０．
００１）の上下に、厚さ０．５５μｍ、の導体１２及び
１３を形成したものである。この実施形態１では、導体
１２、１３の厚みを、従来言われてた値より薄くし、前
出の（１）式を満たす様に従来の約半分にした場合のも
のである。導体層（金）の厚みは０．５５μｍである。
ただし、このマイクロストリップ線路では、導体１２、
１３と誘電体１１間の密着を確保するため、誘電体１１
の表裏の面にチタン５０ｎｍ、白金５０ｎｍをそれぞれ
積層し（いずれも図示せず）、その上に先に述べた導体
１２、１３を形成している。チタンと白金からなる密着
導体層の導電率は金に比べ低いため、実際には「総合導
体」の導電率として実測による値（３．６×１０7 ｓ／
ｍ）を用い、厚さ（ｔ）も全膜厚で０．６５μｍとして
用いた。
【００１９】この場合の伝送損αの周波数に対する変化
を実測値と計算値とで表したグラフを図２に示す。図２
では計算値を細い線で、実測値を太い線でそれぞれ示し
ている。また、計算値も含めａ線は図５と同じく周波数
の１／２乗に比例した線を示している。図２では、とく
にＡで示す範囲において高周波抵抗低減効果が現れてお
り、従来考えられていた値より低い伝送損を、約１／２
薄い導体厚で得ることができた。
を実測値と計算値とで表したグラフを図２に示す。図２
では計算値を細い線で、実測値を太い線でそれぞれ示し
ている。また、計算値も含めａ線は図５と同じく周波数
の１／２乗に比例した線を示している。図２では、とく
にＡで示す範囲において高周波抵抗低減効果が現れてお
り、従来考えられていた値より低い伝送損を、約１／２
薄い導体厚で得ることができた。
【００２０】このように、ＭＭＩＣに使用する平面回路
に本発明の条件を適用すれば伝送損失が改善されるだけ
でなく、従来求められている厚みの半分でも損失低減効
果が高い。したがって、材料コストの低減や、これによ
りプロセス時間が節約され、また薄い導体で十分以上効
果が得られることから積層性が向上するなどの効果が期
待できる。
に本発明の条件を適用すれば伝送損失が改善されるだけ
でなく、従来求められている厚みの半分でも損失低減効
果が高い。したがって、材料コストの低減や、これによ
りプロセス時間が節約され、また薄い導体で十分以上効
果が得られることから積層性が向上するなどの効果が期
待できる。
【００２１】［実施形態２］図３は、実施形態２に係わ
る同軸線路の構成を示す概略断面図である。この同軸線
路は、中心導体２１の心材としてファイバーグラスを用
い、その周囲に銅からなる導体２２を厚さ（ｔ）０．２
μｍにコーティングしている。さらに、ファイバーグラ
スからなる外導体２３の内面に同じく銅からなる導体２
４を厚さ（ｔ）０．２μｍにコーティングしたものであ
る。なお、導体２２と２５の間には、発泡性テフロンか
らなる中間層２５が形成されている。
る同軸線路の構成を示す概略断面図である。この同軸線
路は、中心導体２１の心材としてファイバーグラスを用
い、その周囲に銅からなる導体２２を厚さ（ｔ）０．２
μｍにコーティングしている。さらに、ファイバーグラ
スからなる外導体２３の内面に同じく銅からなる導体２
４を厚さ（ｔ）０．２μｍにコーティングしたものであ
る。なお、導体２２と２５の間には、発泡性テフロンか
らなる中間層２５が形成されている。
【００２２】この場合の伝送損αの周波数に対する変化
の様子は図２とほぼ同じであり、ここでは説明を省略す
る。この実施形態２の同軸線路においても、特性は１０
０ＧＨｚにおいて従来品より約８％損失が改善された。
しかも、従来品に比べ構造材にファイバーグラスのよう
な軽く丈夫な材料が容易に使用できるため、高性能、軽
量安価な超高周波同軸線路を提供することができる。
の様子は図２とほぼ同じであり、ここでは説明を省略す
る。この実施形態２の同軸線路においても、特性は１０
０ＧＨｚにおいて従来品より約８％損失が改善された。
しかも、従来品に比べ構造材にファイバーグラスのよう
な軽く丈夫な材料が容易に使用できるため、高性能、軽
量安価な超高周波同軸線路を提供することができる。
【００２３】［実施形態３］図４は、実施形態３に係わ
る導波管の構成を示す概略断面図である。この導波管
は、ファイバーグラスからなる筒部３１の内面に、銅か
らなる導体３２を上記実施形態２と同じ膜厚条件でコー
ティングしたものである。
る導波管の構成を示す概略断面図である。この導波管
は、ファイバーグラスからなる筒部３１の内面に、銅か
らなる導体３２を上記実施形態２と同じ膜厚条件でコー
ティングしたものである。
【００２４】この場合も、伝送損αの周波数に対する変
化の様子は図２とほぼ同じであり、ここでは説明を省略
する。この実施形態３の導波管においても、従来品より
も約８％損失が改善された。しかも、従来品に比べて軽
量安価な導波管を提供することができる。なお、この導
波管で大きな電力を伝送する場合には放熱が問題となる
が、筒部３１にＡｌＮなどの筒状高放熱性セラミックを
用い、先の条件を満たす膜厚の導体３２を形成すること
により、低損失電力用導波管とすることができる。本実
施形態では、既に実用化されているダイレクトボンド技
術を用い、先に示した膜厚条件の導体３２をＡｌＮから
なる筒部３１に形成して導波管を作成した。これによ
り、高周波損失が従来より少なく、しかも放熱性に優れ
た導波管を提供することができた。
化の様子は図２とほぼ同じであり、ここでは説明を省略
する。この実施形態３の導波管においても、従来品より
も約８％損失が改善された。しかも、従来品に比べて軽
量安価な導波管を提供することができる。なお、この導
波管で大きな電力を伝送する場合には放熱が問題となる
が、筒部３１にＡｌＮなどの筒状高放熱性セラミックを
用い、先の条件を満たす膜厚の導体３２を形成すること
により、低損失電力用導波管とすることができる。本実
施形態では、既に実用化されているダイレクトボンド技
術を用い、先に示した膜厚条件の導体３２をＡｌＮから
なる筒部３１に形成して導波管を作成した。これによ
り、高周波損失が従来より少なく、しかも放熱性に優れ
た導波管を提供することができた。
【００２５】なお、筒部３１は用途により各種の材料を
用いることができる。例えば、一般用としてはファイバ
ーグラスもしくはプラスチックを用いることができ、電
力用としてはＡｌＮ、アルミナなどのセラミックスを用
いることができる。また、導波管の断面形状は、この実
施形態のように長方形であってもよいし、丸形であって
もよい。
用いることができる。例えば、一般用としてはファイバ
ーグラスもしくはプラスチックを用いることができ、電
力用としてはＡｌＮ、アルミナなどのセラミックスを用
いることができる。また、導波管の断面形状は、この実
施形態のように長方形であってもよいし、丸形であって
もよい。
【００２６】以上、この発明に係わる高周波伝送線を伝
送線路や導波管などに適用した実施形態について説明し
たが、先に述べた高周波抵抗低減効果は、ここに示した
各種の伝送線路だけでなく薄膜導体を使用する伝送線路
一般に適用可能であり、例えばストリップ線路、コプレ
ーナ線路などに適用しても程度の差はあっても、同等の
作用効果を得ることができる。
送線路や導波管などに適用した実施形態について説明し
たが、先に述べた高周波抵抗低減効果は、ここに示した
各種の伝送線路だけでなく薄膜導体を使用する伝送線路
一般に適用可能であり、例えばストリップ線路、コプレ
ーナ線路などに適用しても程度の差はあっても、同等の
作用効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
高周波伝送線路によれば、導体の厚みを従来の約半分と
した場合でも、ほぼ従来と同等の抵抗値を得ることがで
きるので、高い周波数まで使用する伝送線路において低
損失化と低コストを実現することができる。
高周波伝送線路によれば、導体の厚みを従来の約半分と
した場合でも、ほぼ従来と同等の抵抗値を得ることがで
きるので、高い周波数まで使用する伝送線路において低
損失化と低コストを実現することができる。
【図１】実施形態１に係わるマイクロストリップ線路の
構成を示す概略断面図。
構成を示す概略断面図。
【図２】実施形態１における伝送損の周波数に対する変
化を実測値と計算値とで表したグラフ。
化を実測値と計算値とで表したグラフ。
【図３】実施形態２に係わる同軸線路の構成を示す概略
断面図。
断面図。
【図４】実施形態３に係わる導波管の構成を示す概略断
面図。
面図。
【図５】導体を金とした場合の高周波抵抗の周波数に対
する変化の様子を導体の厚みをパラメータとして表した
グラフ。
する変化の様子を導体の厚みをパラメータとして表した
グラフ。
【図６】Ｇｍａｘ、伝送損αの周波数に対する変化の様
子を導体の厚みをパラメータとして表したグラフ。
子を導体の厚みをパラメータとして表したグラフ。
１１ 誘電体 １２、１３ 導体 ２１ 中心導体 ２２、２４ 導体 ２３ 外導体 ３１ 筒部 ３２ 導体
Claims (3)
- 【請求項１】 誘電体を挟んで配置された中心導体と外
導体とから構成された高周波伝送線路において、 使用周波数ｆと導体との厚みｔの関係が下記（１）式を
満足する様に選ばれており、 ３／８×π≦τｔ≦７／８×π （１） ここに τ＝√（ωμσ／２） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率 しかも、下記（２）式に示す前記導体の内部インピーダ
ンスＺｉｎ 【数１】 Ｚｉｎ＝Ｚｓ×ｃｏｔｈ（τｔ）＝Ｒｉｎ＋ｊ・Ｘｉｎ （２） ここに Ｚｓ＝√（ｊωμ／σ） 但し ｔ：導体の厚み、ω＝２πｆ：角周波数、μ：透
磁率、σ：導電率よりも、伝送線路の構造で決まる外部
インピーダンスＺｏｕｔ Ｚｏｕｔ＝√（Ｌｅｘ／Ｃｅｘ） （３） が支配的となる高い周波数で使用することを特徴とする
高周波信号線路。 - 【請求項２】 前記導体の厚みが０．５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の高周波信号線路。 - 【請求項３】 請求項１の条件を満足する厚みを持つ導
体で周囲を囲い、その閉じられた内部に特定の波を伝搬
させることを特徴とする高周波伝送線路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257295A JPH1197912A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 高周波伝送線路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257295A JPH1197912A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 高周波伝送線路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197912A true JPH1197912A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17304393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9257295A Pending JPH1197912A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 高周波伝送線路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197912A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012114696A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波回路基板 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9257295A patent/JPH1197912A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012114696A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波回路基板 |
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