JPS59221102A - マイクロ波集積回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、マイクロ波通信機器やＳＨＦ受信機等の低雑
音増幅器や低雑音コンバータに利用されるマイクロ波集
積回路（ＭＩＣと略記）に関する。

従来例の構成とその問題点 低雑音コンバータの入力構造は、低雑音コンバータとア
ンテナとの接続を考慮すると、導波管入力が一般的構造
となる。従ってＭＩＣ化コンバータの入力構造は、マイ
クロス］・リップ線路と導波管との線路変換器である導
波管−ストリップ線路変換器をＭＩＣ化コンバータの信
号入力側に付加して、導波管入力構造とする手段が一般
的にとられている。しかし、ＭＩＣ化コンバータを構成
する各回路（ＳＨＦＨＦ増幅器１数波数混１局部発振器
等の回路）の寸法や各回路の接続方法、あるいは導波管
−ストリップ線路変換器の構成や導波管−ストリップ線
路変換器とＭＩＣ化コンバータの接続方法等により、そ
れぞれの回路単体では十分な特性が得られていても、各
回路を接続してＭＩＣ化コンバータとして組立てると、
ＭＩＣ化コンバータの諸特性（入力ＶＳＷＲ，雑音指数
。

局発漏えい、イメージ抑圧比、変換利得等々）に、各回
路の特性が素直に反映されず、ＭＩＣ化コンバータとし
ては不十分な特性しか得られないことが多々ある。

従来はそれらの諸特性を十分に考慮せずにＭＩＣ化コン
バータのシールドケースをも含めた各回路の構成や、導
波管−ス）　１１ソゲ線路変換器の配置構成が決定され
ることが、多かった。

発明の目的 本発明の目的は、ＭＩＣ化コンバータを構成する各回路
が本来もっている特性が、導波管入力構造を有するＭＩ
Ｃ化コンバータとして各回路が相互に接続され組立てら
れた際に、゛各回路が本来持っている特性が素直にＭＩ
Ｃ化コンバータの特性に反映されるようなＭＩＣを提供
することにある。

発明の構成 本発明では、マイクロ波集積回路で構成されたＳＨＦＨ
Ｆ増幅器２数波数混９局部発振器からなるＭＩＣ化コン
バータをシールドケース内に配置するとともに、上記Ｓ
ＨＦ増幅器の入力ストリップ線路に、導波管−ストリッ
プ線路変換器を接続し、上記入カスｌ−ＩＪツブ線路と
上記導波管−ストリップ線路変換器との接続点を上記シ
ールドケースの端壁面より約λｇ／２（λ９はシールド
ケース内の伝搬波長）離れた位置に設けるようにしたも
のである。

実施例の説明 第１図ａ、ｂに本発明によるＭＩＣ化コンバータの一実
施例の平面断面図、側面断面図を示す。

ＭＩＣで構成されたＳＨＦＨＦ増幅器１披成され、ＳＨ
Ｆ増幅器１は周波数混合器２と、周波数混合器２は局部
発振器３と、それぞれ接続され、同一のシールドケース
５内に配置されている。

６はＳＨＦ増幅器１の入力ストリップ線路で、誘電体基
板４（例えばアルミナ基板、テフロングラスファイバー
基板等）上にＳＨＦ増幅器１とともに形成されており、
入力ストリップ線路６の一端はＳＨＦ増幅器１に接続さ
れ、他端は導体ボスト７に接続されている。そして導体
ボスト７の一端は導波管８内に突出した状態になってい
る。導体ボストγにより導波管８から入力ストリング線
路６への線路変換器が実現されている。導体ポスト７と
入カストリップ線路６の接続点Ａからシールドケース５
の端壁面Ｂ−Ｂ／（局部発振器３から最も離れていて、
ＳＨＦ増幅器１とは最も近接しているシールドケース５
の壁面のことを言う）壕での距離４が、シールドケース
５内の入力信号や局部発振信号の伝搬波長λ９の約半分
になるように＜ｅ＝λｇ／２）導体ポスト７の位置が選
ばれている。ここでシールドケース５内の伝搬波長λ９
とは、信号が誘電体基板４上に形成されたストリップ線
路６上を伝搬する波長、あるいは信号がシールドケース
５内を直接伝搬する時の波長のことを言う。

第１図の実施例では、導体ポスト７の位置をｌ＆λ９々
になるように選ぶことにより、ＳＨＦ増幅器１の入力イ
ンピーダンスが安定になる。つまり、シールドケース５
がかぶさった状態と、取り除かれた状態とでのＳＨＦ増
幅器１の入力インピーダンスの変化が極めて少なくなる
。従ってシールドケース６をかぶせない状態でＳＨＦ増
幅器１の入力インピーダンスの設計が行なえることにな
ｐ、ＳＨＦ増幅器１の設計が安易になる。同時に、局部
発振器３の導波管８側への不要輻射漏えいを減少させる
効果を有する。

第２図ａ、ｂは本発明によるＭＩＣ化コンバータの別の
実施例で、第１図ａ、ｂと同一ケ所には同一番号を付し
て説明する。ＭＩＣで構成されたＳＨＦＨＦ増幅器１渡 が一枚の誘電体基板４上に形成され、ＳＨＦ増幅器１は
周波数混合器２と、周波数混合器２は局部発振器３と、
それぞれ接続され同一のシールドケース５内に配置され
ている。９，１０は金属仕切板で、シールドケース６内
に配置され金属仕切板９でＳＨＦ増幅器１と周波数混合
器２とを空間的に分離しており、金属仕切板１０でＳＨ
Ｆ増幅器１を構成する前段増幅器１ａと後段増幅器１ｂ
とを空間的に分離している。それ以外は第１図と同じで
ある。

本発明の実施例では、第１図の実施例による効果、つ１
す、ＳＨＦ増幅器１の設計が安易になる効果、不要輻射
漏えいを減少させる効果に加え、局部発振器３の局発電
力の一部がシールドケース５内を直接伝搬し導体ポスト
７を介して導波管８側へ漏えいするのを防止するので不
要輻射漏えいを一層減少させる効果を有する。更にＳＨ
Ｆ増幅器１の段数が多段になった場合には出力側から入
力側１の信号の戻りに帰因する増幅器の不安定性を防止
する効果も有するものである。

第３図ａ，ｂは本発明によるＭＩＣ化コンバータの別の
実施例で第２図ａ，ｂと同一箇所には同一番号を伺して
説明する。１１　、１２．１３はフェライトゴム等で作
られた電波吸収体である。電波吸収体１１は前段増幅器
１ａが囲まれた空間１４内に、しかも入力信号の伝搬線
路からは遠ざけて配置されている。電波吸収体１２は後
段増幅器１ｂが囲まれた空間１５内に、しかも入力信号
の伝搬線路からは遠ざけて配置されている。電波吸収体
１３は周波数混合器２および局部発振器３が囲まれた空
間１６内に配置されている。特に周波数混合器２がイメ
ージ信号阻止フィルタを含む場合には電波吸収体１３は
周波数混合器２のイメージ信号阻止フィルタの近傍に配
置されている。例えば、第３図Ｃはイメージ信号阻止フ
ィルタを含む周波数混合器２部分のみを示しだものであ
るが、イメージ信号阻止フィルタは３本の終端開放スタ
ブで構成されている。そして、電波吸収体１３は、終端
開放スタブの開放端の近傍に配置されている。

それ以外は第２図と構成は全く同じである。

本発明の実施例では第２図ａ，ｂの実施例による効果、
つまりＳＨＦ増幅器１の設計が安易になる効果、不要輻
射漏えいを減少させる効果に加え、シールドケース６や
金属仕切板９．１０により生じるシールドケース６内の
不要共振現象が電波吸収体１１，１２．１３により抑圧
されるため、ＳＨＦ増幅器１に対しては入力ＶＳＷＲや
利得の周波数特性が、周波数混合器２に対ｌ〜では変換
損失やイメージ抑圧比の周波数特性が不安定になったり
不要共振特性を持ったりしないようにする効果を有する
。同時に、局部発振器３に対しては周波数混合器２のミ
キサ・ダイオードに局発電力が十分に印加されなくなる
ような現象を抑圧する効果を有する５、マた電波吸収体
１１．１２には局部発振器３の導波管８側への不要輻射
漏えいを少なくする効果もある。

第４図ａ、ｂは本発明によるＭＩＣ化コンバータの別の
実施例で第３図ａ、ｂと同一箇所には同一番号を付して
説明する。１７は金属ブロックで前段増幅器１ａが囲ま
れたシールドケース５内の空間１４′の幅を狭くするた
めに設けられている。

そして第３図ａ、ｂでは配置されている電波吸収体１１
が第４図ａ、ｂの実施例では配置されていない。それ以
外は第３図ａ、ｂと構成は全く同じである。

本発明の実施例では第２図ａ、ｂの実施例による効果に
加え、金属ブロック１７により、シールドケース５内の
空間１４′の幅ｄが狭くなるため、空間１４′内で生じ
る不要共振周波数はＭＩＣ化コンバータの使用周波数帯
域内あるいは帯域近傍から帯域外遠くへ移動し、ＭＩＣ
化コンバータの入力ＶＳＷＲや利得の周波数特性に対す
る不要共振現象の悪影響が除去される。同時にＭＩＣ化
コンバータの雑音指数の劣化が防止される効果を有する
。電波吸収体１２には後段増幅器１ｂが収容されている
空間１５内で生じる不要共振現象を抑圧すると同時に、
局部発振器３の不要輻射漏えいを少なくする効果がある
。電波吸収体１３には周波数混合器２や局部発振器３が
収容されている空間１６内で生じる不要共振現象を抑圧
する効果があるため、周波数混合器２の変換損失やイメ
ージ抑圧比が悪影響を受けないようにしたり、局部発振
器３の局発電力が周波数混合器２のミキサ・ダイオード
に十分印加されなくなる現象を除去する効果がある。例
えば使用周波数１１．７〜１２　、５ＧＨｚのＭＩＣ化
コンバータにおいてシールドケース５の幅が３０ＭＬ、
高さが９１１１１１１．空間１４′の長さが２３．６８
の時に１２．５ＧＨｚ付近にあった不要共振周波数は７
１Ｂ幅の金属ブロック１７を設けることにより１２．９
ＧＨｚの帯域外へ移動させられる。そして雑音指数は、
電波吸収体１１の替わりに金属ブロック１７を使用する
ことによりｏ、ｉ〜０．２ｄＢ改善される。

第６図ａ、ｂは本発明によるＭＩＣ化コンノく一タの別
の実施例で第４図ａ、ｂと同一ケ所には同一番号を付し
て説明する。Ｊ１７，１８は金属ブロックで、金属ブロ
ック１７は前段増幅器１ａが囲まれたシールドケース５
内の空間１４′の幅を狭くするために設けられており、
金属ブロック１８は後段増幅器１ｂが囲まれたシールド
ケース５内の空間１５′の幅を狭くするために設けられ
ている。

そして第４図ａ、ｂでは配置されている電波吸収体１２
が第５図ａ、ｂの実施例では配置されていない。それ以
外は第４図ａ、ｂと構成は全く同じである。

本発明による第６図ａ、ｂの実施例では第２の実施例に
よる効果に加え、金属ブロック１７．１８によりＳＨＦ
増幅器１が収容されている空間１４′。

１５′内で生じる不要共振周波数がＭＩＣ化コンノ（−
タの使用周波数帯域外遠くへ移動するため、ＳＨＦ増幅
器１の入力ＶＳＷＲや利得および雑音指数の周波数特性
に対する悪影響が除去される。

また電波吸収体１２による効果は第３図ａ、ｂ又は第４
図ａ　、、ｂの実施例による効果と同じである。

第６図は本発明によるＭＩＣ化コンバータの別の実施例
で第１図ａ、ｂと同一ケ所には同一番号を付して説明す
る。ＭＩＣで構成されたＳＨＦＨＦ増幅器１彼 誘電体基板４上に形成され、ＳＨＦ増幅器１は周波数混
合器２と、周波数混合器２は局部発振器３と、それぞれ
接続され、同一のシールドケース６内に配置されている
。６′はＳＨＦ増幅器１の入力ストリップ線路で、誘電
体基板４上にＳＨＦ増幅器１とともに形成されており、
入力ストリップ線路６′の一端はＳＨＦ増幅器１に接続
され、他端は導波管８′内に突出した状態になっている
。そして入カス１；リッグ線路６′の導波管８′内に突
出した部分では、誘電体基板４の接地導体は除去されて
いる。このように入力ストリップ線路６′自体が導波管
８′から入力ストリップ線路６′への線路変換器を構成
している。入力ストリップ線路６′が導波管８′内に突
出している点Ｃから７−ルドケース５の端壁面Ｂ　　ｇ
／までの距離４′の長さは、シールドケース５内の入力
信号や局部発振信号の伝搬波長λ９の約％に選ばれてい
る。ここでシールドケース５内の伝搬波長λ９とは、信
号が誘電体基板４上に形成されたス］・リップ線路上を
伝搬する波長、あるいはシールドケース５内を直接伝搬
する波長のことを言う。

本発明による第６図の実施例の効果は、第１図ａ、ｂの
実施例による効果と同じく、ＳＨＦ増幅器１の入力イン
ピーダンスがシールドケース５から受ける影響を軽減で
きるため、ＳＨＦ増幅器１の設言１がシールドケース５
の有無に関係なく安易に行なえる。同時に、局部発振器
３の導波管８′側への不要輻射漏えいを減少させる効果
を有する。

第７図は本発明によるＭＩＣ化コンバータの別の実施例
で、特にシールドケース６の構成に関するものであり、
第６図ａ、ｂと同一箇所には同一番号を付して説明する
。第５図ａ、ｂにおけるシールドケース５は底面ケース
１９と上蓋ケース２゜とに２分割されている。そして平
らな底面ケース１９上に誘電体基板４が配置され、上蓋
ケース２゜が誘電体基板４を囲むように底面ケース１９
上に配置されている。金属仕切板９，１０および金属ブ
ロック１７．１８は上蓋ケース２０と一体になって構成
されている。

第８図は上蓋ケース２０の斜視図で、図に示すように金
属仕切板９，１０および金属プ０７り１７゜１８が上蓋
ケース２ｏと一体になっている。金属仕切板９，１ｏに
設けられた凹部９′、１０′にストリップ線路が通るよ
うになっており、凹部９’、　１０’の寸法は仕切の効
果をよくするためにλｇ／２より小さく選び、またスト
リップ線路の特性インピーダンスを大きく乱さないため
に、凹部９’、１０’の寸法はストリップ線路の幅方向
にはストリップ線路の幅の約２倍以上に広く、高さ方向
には誘電体基板４の厚さｄの約３倍以上に高く選ばれて
いる。

上蓋ケース２０に一体化された金属仕切板９，１Ｑと金
属ブロック１７．１８は誘電体基板４の厚みｄだけ上蓋
ケースの底より持ち上がっている。

第８図の実施例では、金属仕切板９，１Ｑおよび金属ブ
ロック１７．１８が上蓋ケース２０と一体化されている
ので、金属仕切板９，１ｏにより分割されている空間ご
とに誘電体基板を分割する必要がなくなる。従って、一
枚の誘電体基板上にＳＨＦ増幅器１９周波数混合器２お
よび局部発振器３をずべて形成することができ、誘電体
基板４」二に構成されたマイクロ波集積回路の量産性が
向上する効果を有する。同時に、金属仕切板９．１０や
金属ブロック１７．１８が上蓋ケース２０と一体化され
、底面ケース１９は平らになっているので、シールドケ
ースの取扱いや誘電体基板４の底面ケース１９への取り
付は作業が安易になる。また、上蓋ケース２０により誘
電体基板４を底面ケース１９上に圧着させられるので、
底面ケース１９上に誘電体基板４を固着させる信頼性が
向上する効果も有する。

第９図は本発明によるＭＩＣ化コンバータの別の実施例
の要部で、特に金属仕切板９，１０の凹部９’、１０’
のストリップ線路に対する位置関係に関するものである
。２１は直流阻止回路で、２本の終端開放ス）　ＩＪツ
ブ線路が終端開放ストリップ線路の開放端から入力信号
の約％波長（々％λ８）の長さにわたり分布結合した％
波長線路結合型インクディジタル直流阻止回路が使われ
ており、この直流阻止回路２１の位置に金属仕切板９，
１゜の凹部９’、１０’が位置するように金属仕切板９
゜１ｏが配置されている。そしてこの直流阻止回路２１
はＳＨＦ増幅器１と周波数混合器２とを直流的に分離す
る直流阻止回路としても、あるいは、ＳＨＦ増幅器１を
構成する前段増幅器１ａと後段増幅器１ｂとを直流的に
分離する直流阻止回路としても用いられている。

第９図の実施例では、金属仕切板９，１Ｑの凹部９’、
１０’の寸法が同一でも、金属仕切板９，１０がストリ
ップ線路の特性インピーダンスに与える影響は、金属仕
切板９，１０の凹部９’、１０’が通常のストリップ線
路上にある時に比べて、第９図の実施例の方が少ないこ
とが実験的に認められる。

従って、仕切の効果が同じでも、第９図の実施例の方が
金属仕切板９，１ｏがストリップ線路の特性インピーダ
ンス、最終的にはマイクロ波集積回路の特性に掬える影
響を少なくできる効果を有する。逆に金属仕切板９，１
０のストリップ線路に与える影響を少なく保ちながら仕
切の効果を向」二できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ＳＨＦ増幅器、あるいは
ＭＩＣ化コンバータの入力インピーダンスが、シールド
ケースの有る時と無い時とで変化することが少なくなる
ため、シールドク゛、−スを除いた状態でＳＨＦ増幅器
の設計をしたものにシールドケースをかぶぜてもＳ　Ｈ
Ｆ増幅器の入力インピーダンスの特性が影響を受けない
。従ってＳＨＦ増幅器の設計が安易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｇ、ｔｂ＋は本発明のＭＩＣの一実施例を示
す平面断面図及び側面断面図、第２図Ｃａｌ、（ｂ／は
本発明のＭＩＣの他の実施例を示す平面断面図及び側面
断面図、第３図（６１〜ｔｃ）は本発明のＭＩＣの更に
他の実施例を示す平面断面図、側面断面図及び要部平面
図、第４図（ａｇ　、　ｔｂ＋及び第５図（ａｔ　、　
ｔｂｌハ本発明のＭＩＣのまた更に他の各実施例を示す
平面１・・・・・・ＳＨＦ増幅器、２・・・・・・周波
数混合器、３・・・・・・局部発振器、５・・・・・・
シールドケース、６，６′・・・・・・入カストリソゲ
線路、７・・・・・・導体ポスト、８゜８′・・・・・
・導波管、９．１０・・・・・・金属仕切板、１１゜１
２．１３・・・・・・電波吸収体、１４．１４’、１５
゜１５’、１６・・・・・・空間、１７．１８・・・・
・・金属ブロック、２０・・・・・・上蓋ケース、２１
・・・・・直流阻止回路。 代３′！Ｊ！人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが
１名第１図 第２図 第３図 第４図 ム、７図 第８図 りする９図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波集積回路基板上に、ＳＨＦ増幅器。 周波数混合器９局部発振器をこの順に接続し、少なくと
   も前記ＳＨＦ増幅器をシールドケース内に配置し、前記
   ＳＨＦ増幅器の入力ストリップ線路に、他の線路への線
   路変換器を接続するとともに、前記入カス）　ＩＪツブ
   線路と前記線路変換器の接続点を前記シールドケースの
   端壁面より約λ９／２（λ９はシールドケース内の伝搬
   波長）離れた位置に設けたことを特徴とするマイクロ波
   集積回路。
2. （２）　　シールドケース内に、ＳＨＦ増幅器と周波数
   混合器とを空間的に仕切る金属仕切板を配置するととも
   に、前記ＳＨＦ増幅器を構成する増幅素子間にも金属仕
   切板を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のマイクロ波集積回路。
3. （３）金属仕切板により仕切られたシールドケース内の
   各空間に電波吸収体を配置したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載のマイクロ波集積回路。
4. （４）金属仕切板により仕切られたシールドケース内の
   各空間のうち、ＳＨＦ増幅器の入力ストリップ線路が配
   置された空間以外の前記各空間に電波吸収体を配置する
   とともに、前記入力ストリップ線路が配置される空間の
   幅を狭くしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載のマイクロ波集積回路。
5. （５）周波数混合器がイメージ信号阻止フィルタを有し
   、電波吸収体が前記イメージ信号阻止フィルタの近傍に
   配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   のマイクロ波集積回路。
6. （６）シールドケースを、マイクロ波集積回路基板を搭
   載する底面ケースと、前記シールドケースの側面部分お
   よび上面部分を一体化した上蓋ケースとに分割するとと
   もに、金属仕切板を前記上蓋ケースと一体化したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のマイクロ波集積
   回路。
7. （７）　　シールドケースを、マイクロ波集積回路基板
   を搭載する底面ケースと、前記７−ルドケースの側面部
   分および上面部分を一体化した上蓋ケースとに分割する
   とともに、金属仕切板および、空間の幅を狭くする導体
   板捷たは金属ブロックを前記上蓋ケースと一体化したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のマイクロ波
   集積回路。 （ｓ）ＳＨＦ増幅器と周波数混合器とを空間的に仕切る
   金属仕切板は、前記ＳＨＦ増幅器と前記周波数混合器と
   を直流的に分離するス）　ＩＪッグ線路で形成された直
   流阻止回路上に配置され、前記ＳＨＦ増幅器を構成する
   増幅素子間にある金属仕切板は前記増幅素子間を直流的
   に分離するス］・リング線路で形成された直流阻止口・
   路上に配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載のマイクロ波集積回路。