JPS59181703A

JPS59181703A - マイクロ波用機能部品

Info

Publication number: JPS59181703A
Application number: JP58054400A
Authority: JP
Inventors: Norihide Kawanami; 川並　紀英; Yukinori Miyake; 三宅　幸則; Toshio Endo; 利雄遠藤
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1984-10-16
Also published as: JPH0218601B2

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】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　　帯のマイクロ波用
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ッチは、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ップ１４に接続され
、その導体ストリノ７’１４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ｌ−＋７ツ７°１６．
１Ｂは、同軸出力部２０．２２の中心導体まで屈曲しな
から延びコンデンサＣを介して接続されている。それら
分岐導体ストリップ１６．１８には、それぞれインダク
タンスＬ、、Ｌを介してスイッチ制御ライン２４．２６
に接続され、更に、区ごとにグイダオード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（ｄ金属ケー７２８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ッチの回路
図を示すと、第Ω図の如くなる。

以上の如くマイクロ成用ダイオードスイッチは、マイク
ロストリッ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 ｉとしなければならず、形状が大きく且つ価格が高くな
らざるを得なかった。この問題は、マイクロ波用ダイオ
ードスイッチに限らず、マイクロストリップライン構造
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ちった。

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　　帝のマイクロ波には使用できなか
った。

そこで、本発明の発明者は、マイクロストリップライン
構造の分布定数回路形式をとらざるを得なかったマイク
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タ？−
／３９！；’／−ｇ号において提案した。

その特願昭３７−／３９にグざ号の発明において、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
適用できるように独特な工夫をした。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、波長の波がのるために接地導体の各部が
入力端子部に接地端子からの距離により電位が異なって
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、マイクロストリップ
ライン状にし、更に、表面にも接地導体において、その
表面の接地導体と信号導体との間に回路素子を接続し、
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っ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１ｉｊｌｔ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。

巾約に配置しても、マイクロストリップ形状のためにイ
ンピーダンス整合をとることができ、捷た、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の不均一によって反射が生
じることを防止することができた。

しかしながら、このよう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って接地導体連
結導体で電気的に接続すると、基板上の回路設計の自由
度が成る程度制約される結果となる。そして、この制約
は、基板を垂直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、入力端子や出力端子や制御端子
を基板の一方の縁に集める場合、大きな問題となり、回
路設計の自由度が大きく損なわれる２、発明の目的そこで、本発明は、マイクロストリップライン構造の分
布定数回路形式をとらざるを得なかったマイクロ波用の
機能部品の大型、高価格の欠点を解決すると共に、広範
囲にわたる接地導体連結導体を使用しない、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せんとするものである。

発明の構成すなわち、本発明によるならば、一方の面を実質的に覆
うように接地導体が設けられ更に他方の面に複数の信号
導体と接地導体とが設けられた他線基板と、接地導体に
電気的に接続された接地端子と信号導体の７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絶縁基板
の縁の一つに設けられている入力端子部と、接地導体に
電気的に接続された接地端子と信号導体の別の一つに電
気的に接続された信号端子との対により構成されて絶縁
基板の前記一つの縁と同じ縁に設けられている出力端子
部と、絶縁基板の他方の面の側において信号溝体間や信
号導体と接地導体との間を接続する複数の回路素子とを
具備し、絶縁基板の一方の面の接地導体と他方の面の・
要地導体とが電気的に接続されたマイクロ波用：％ｔ　
！１１２部品において、前記複数の回路素子の内の埃地
専体に接続されている回路素子は、・絶縁基板の前記一
つの碌の近くに集中するように配置され、信号導体と交
差しない範囲で集中的に接地導体にづ〆続されているこ
とを特徴とするマイクロ波用、歳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、トランゾスタ等の様、々な素子を適当に使用し、
入力から出力までの信号導体の数、位置、形状を適当な
選択することにより、マイクロ波用機能部品を、スイッ
チ、分配器・減衰器、結合器、アイソレータ、サーキュ
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。

第弘図は、本発明による９　００　Ｍｚ用のスイッチ装
置の斜視図であり、第Ｓ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）が覆っている。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＋　４　ａ、４４ｂ、＋　４　ｃ、　４４　ｄ、　
４４　ｅ、　４４　ｆ、　４４　ｇ、制御導体４６ａ、
４６ｂ、が設けられている。そして、入力信号端子４８
ａが信号導体４４ａに接続され、入力接地端子４８ｂが
接地導体◆２ａの信号導体４４ａに近い部分に接続され
て、互に近接してそれぞれ基板の一つの緑５８に固定さ
れて対をなしている。まだ、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
４２ｆｉの信号導体４４ｇに近い部分とにそれぞれ接続
され且つ互に近接して配置されて対をなし、更に、第２
出力接地端子５２ｂと第２出力接地端子５２ｂとが、信
号導体４４ｅと接地導体４２ｂの信号導体４４ｅに近い部分とにそれぞれ接続され、且つ互に近接
して配置されて対をなし、制御端子５４が制御導体４６
ａに接続され、そしてそれぞれ基板４０のＲ５８に固定
されている。

そして、ダイオードＤ工、Ｄ２、Ｄ３、抵抗Ｒ。

インダクタＬ”ＬＬ　　　コンデンサＣ工、Ｃ２，１−
２＼　　　３− ０３−０４〜Ｃ５が、第Ｓ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
５Ｂ付近に果申し、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７
図に図示する如く配置されて接続されている１、更に、
接地導体４２　ａ、　　４２　ｂ、　　４２　ｃが基板
の縁で小さな連結導体５６　ａ、　　５６　ｂ、　　５
６　ｃ、　　５６　ｄによって裏面の接地導体に接続さ
れている。

このように第９図のマイクロ波スイッチにおいては、端
子が接続されている橡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れかるように、接地導体の接地電
位も場所が違うと異なる。そして、７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。従って、そのよう
な反射やインビニ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、／も好ましくは、呂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９図の例では、イン
ダクタンスＬ□、Ｌ２、Ｌ３　　を除いた全ての回路素
子を縁５８から／α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Ｃ３及び
ダイオードＤ３、Ｄ３の接地側は、全て、同じ接地導体
４　’２　ｂに接続した。

以上説明したマイクロ波用スイッチは、制御端子５４に
電圧を印加すると、ダイオ−ドロ工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−ドロ工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、スイッチと
して機能する。そして、そのときのＶＳＷＲは、第１図
に示す従来のスイッチと変らないものが得られた。

具体的に第を図のマイクロ波スイッチの性能を示すと、
第３図のグラフの如くなる。第３図のグラフにおいて、
実線が、第９図のマイクロ波スイッチの挿入減衰量即ち
インサージョンロスを示すものであり、点線は、第Ｓ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
イクロ波スイッチのインサージョンロス忙示すものであ
る。両回線の比較から明らかなよ°うに、９００ＭＨｚ
では、第７図のマイクロ波スイッチのインサージョンロ
スは約２．りｄ８　　程度に極めて低く抑えられている
のに対して、第７図のマイクロ波スイッチのインサージ
ョンロス＋、θｄＢ　　をｆｄるかに越えている。なお
、第７図のマイクロ波スイッチの各部は、第グ図のマイ
クロ波スイッチの各部の参照番号と同一の参照番号に、
「プライム符号」を付して表わしてあり、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、第グ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滲子の接続された縁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ｇ図及び第９図は、第り図の実施例と同様に第３図に
示す如き回路を構成する本発明を実施したもう７つの’
ＺＯＯＭＨｚ用のスイッ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が怪っている。そして、基′
４ｆｙ、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。

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＋４Ａに
接続され、入力接地端子４８Ｂが接地導体４２Ａの信号
導体４４　Ａに近い部分に接続されて、それぞれ互に近
接して基板の一方の長縁５８に固定されて対をなしてい
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４体４４Ｇに近い部分とにそれぞれ接続され且つ互に
近接して配置されて対をなし、更に、第Ω出力信号端子
５２Ａと第１出力接地端子５０Ｂとが、信号導体＋４Ｅ
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゛且つ互に近接して配置されて対をな
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の同じ長縁５８に固定されている。

そして、インダクタ上工、Ｌ２、Ｌ３　　が基板上に形
成され、更に、ダイオードＤ工、Ｄ２、Ｄ３、抵抗Ｒ１
コンデンサＣ工、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が、第Ｓ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３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と裏
面の接地導体との接続は、表面の接地導体４２Ｂ及び４
２Ｃと裏面の接地導体４２とを接続している小さなコ字
形金Ａ３６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃによって行ってもよく、
または、表面の接地導体４２Ａ及び４２Ｂと裏面の接地
導体４２と接続している第７０図に示すような基板の縁
を狭む一対の挟持片６０及び６２を有するＹ型端子６４
で構成される接地端子４８Ｂ、５０８゜５２８によって
行ってもよく、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ッキして表面と裏面の導体を
互に電気的に接続するスルーホールメッキ等を使用して
行ってもよい。

しかし、接地端子の近くで表面の接地導体と裏面の接地
導体とを接続することが重要である。そのためには、Ｙ
Ｗ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。従って、図示の実施例の場合、コ字形金
具５６ａ及び５６Ｆ３、並びに端子６８は、無くてもよ
い。

この第３図のマイクロスイッチは、第９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
Ｄ□が導通すると共にダイオードＤ３、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５“４の電圧印加を除去すると、ダイオードＤ工が
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３図のマイクロ波スイッチのインサージョン
ロスを示すと第１／図のグラフの如くである。第１／図
のグラフにおいて、実線が第３図のマイクロ波スイッチ
のものであり、点線が第７図に示すスイッチのものであ
る。第６図と第１／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型端子により表と裏
の接地導体を端子の部分で接続すると、インサージョン
ロスが更に改善されることがわかろう。

発明の効果以上から明らかなように、本発明により、一方の面を実
質的に覆うように接地導体が設けられ更に他方の面に複
数の信号導体と接地導体とが設けられた絶縁基板と、接
地導体に電気的に接続された接地端子と信号導体の７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
絶縁基板の縁の一つに設けられている入力端子部と、接
地導体に電気的に接続された接地端子と信号導体の別の
一つに電気的に接続された信号端子とめ対により構成さ
れて絶縁基板の前記一つの縁と同じ縁に設けられている
出力端子部と、絶縁基板の他方の面の側において信号導
体間や信号導体と接地導体との間を接続する複数の回路
素子とを具備し、絶縁基板の一方の面の接地導体と他方
の面の接地導体とが′電気的に接続されたマイクロ波用
機能部品において、前記複数の回路素子の内の接地導体
に接続されている回路素子を、絶縁基板の前記一つの縁
の近くに集中するように配置し、信号導体と交差しない
範囲で集中的に接地導体に接続するならば、マイクロス
トリップライン構造の分布定数回路形式をとらざるを得
なかっ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、広範囲にわたる接地導体連結導体を
使用することなく、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成用機能部品が得られ
る。

以上、マイクロ波スイッ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、それらに限らず、分
配器、減衰器、結合器、アイソレータ、サーキュレータ
等の部品としても実現できることは、当業者には明らか
であろう。

【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ッチ装置
の一部切欠斜視図、第一図は、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、第り図は、本発
明によるマイクロ波スイッチの斜視図、第３図は、その
回路図、第４図は、第ｑ図のマイクロ波スイッチのイン
サージョンロスを示す一グラフ、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ッチの斜視図、
第ｇ図及び第９図は、本発明の実施したもう７つのマイ
クロ波スイッチの表と裏の斜視図、第１Ｏ図は、Ｙ型端
子の斜視図、そして、第１／図は、第９図のマイクロ波
スイッチのインサージョンロスを示すグラフである。１０・・・同軸入力部　　１２・・・絶縁基板１４・・
・導体ストリップ１６．１８・・・分岐導体ストリップ２０．２２・・・同軸出力部２４．２６・−・制御ライン　２８・・・ケース３０・
・・プリント基板３２．３４．３６・・・回路素子４０・・・基板４２ａ、４２ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、＋２ｃｍｇ地導体４
４ａ　〜４４ｇ、４４Ａ　〜４４Ｇ・−・信号導体４６
ａ、＋６ｂ、＋６Ａ、４６Ｂ−・・制御導体＋８ａ、４
８Ａ・・・入力信号端子５０ａ、５０Ａ、５２ａ、５２　Ａ−・・出力信号端子
４８ｂ、４８Ｂ、５０ｂ、５０Ｂ、５２ｂ、５２Ｂ・　
４’ｆｉ地端子５４・・・制御端子５６　ａ、　５６　Ａ、　５６　ｂ、５６Ｂ、５６Ｃ−
・・連結導体第１図第２図第４図第６図周波数− 一２３＝第８図第９図ム１第１０図４第１１図（ｄＢ）周液数２４−

Claims

【特許請求の範囲】

一方の面を実質的に覆うように接地導体が設けられ更に
他方の面に複数の信号導体と接地導体とが設けられた絶
縁基板と、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
り構成されて絶縁基板の縁の一つに設けられている入力
端子部と、接地導体に電気的に接続された接地端子と信
号導体の別の一つに電気的に接続された信号端子との対
により構成されて絶縁基板の前記一つの縁と同じ縁に設
けられている出力端子部と、絶縁基板の他方の面の側に
おいて信号導体間や信号導体と接地導体との間を接続す
る複数の回路素子とを具備し、絶縁基板の一方の面の接
地導体と他方の面の接地導体とが電気的に接続されたマ
イクロ波用機能部品において、前記複数の回路素子の内
の接地導体に接続されている回路素子は、絶縁基板の前
記一つの縁の近くに集中するように配置され、信号導体
と交差しない範囲で集中的に接地導体に接続されている
ことを特徴とするマイクロ波用機能部品。