JP3051430B2 - マイクロ波集積回路 - Google Patents
マイクロ波集積回路Info
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- JP3051430B2 JP3051430B2 JP2206334A JP20633490A JP3051430B2 JP 3051430 B2 JP3051430 B2 JP 3051430B2 JP 2206334 A JP2206334 A JP 2206334A JP 20633490 A JP20633490 A JP 20633490A JP 3051430 B2 JP3051430 B2 JP 3051430B2
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- Japan
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- circuit
- ground
- microwave integrated
- integrated circuit
- microwave
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コプレナ型およびユニプレナ型のマイクロ
波集積回路（MIC）に関する。
波集積回路（MIC）に関する。
なお、モノリシックマイクロ波集積回路（MMIC）にも
本発明の適用は可能である。
本発明の適用は可能である。
従来のマイクロ波集積回路は、マイクロストリップ線
路を用いた構成が主流となっている。
路を用いた構成が主流となっている。
一方、コプレナ線路を用いた構成のマイクロ波集積回
路（文献、M.Riaziat et al,“Coplanar waveguides fo
r MMICs",Microwave Journal,pp.125−131,June 198
7）、あるいはさらに高集積化を目指すユニプレナ型の
マイクロ波集積回路（文献、M.Muraguchi et al,“Unip
lanar MMICs and their applications",IEEE Trans.Mic
rowave Theory Tech.,vol.MMT−36,pp.1896−1901,Dec.
1988）も提案されている。
路（文献、M.Riaziat et al,“Coplanar waveguides fo
r MMICs",Microwave Journal,pp.125−131,June 198
7）、あるいはさらに高集積化を目指すユニプレナ型の
マイクロ波集積回路（文献、M.Muraguchi et al,“Unip
lanar MMICs and their applications",IEEE Trans.Mic
rowave Theory Tech.,vol.MMT−36,pp.1896−1901,Dec.
1988）も提案されている。
これらのコプレナ型やユニプレナ型のマイクロ波集積
回路は、回路基板表面に高周波グランド（接地導体）を
備えているために、接地をとるバイアホールが不要とな
り、また回路面積が小さく、集積度を高くすることが容
易である特徴を有している。したがって、このようなマ
イクロ波集積回路は、マイクロ波無線装置その他の小型
軽量化および低廉化に有望な集積回路になっている。
回路は、回路基板表面に高周波グランド（接地導体）を
備えているために、接地をとるバイアホールが不要とな
り、また回路面積が小さく、集積度を高くすることが容
易である特徴を有している。したがって、このようなマ
イクロ波集積回路は、マイクロ波無線装置その他の小型
軽量化および低廉化に有望な集積回路になっている。
第３図は、回路基板表面に高周波グランドを有する従
来のマイクロ波集積回路の構成例を示す。
来のマイクロ波集積回路の構成例を示す。
図に示すように、符号31、32は、それぞれ回路基板33
上に形成される回路素子34の入力端子および出力端子で
ある。このような回路素子34をパッケージ、シャーシそ
の他の導体基板に実装する場合には、表面グランド35の
他に床グランド36が形成される。なお、回路素子34は、
トランジスタその他の能動素子、抵抗、容量、インダク
タその他のインピーダンス整合素子、さらにバイアス回
路素子が集積されたものであり、表面グランド35に２次
元的に囲まれた状態で搭載される。
上に形成される回路素子34の入力端子および出力端子で
ある。このような回路素子34をパッケージ、シャーシそ
の他の導体基板に実装する場合には、表面グランド35の
他に床グランド36が形成される。なお、回路素子34は、
トランジスタその他の能動素子、抵抗、容量、インダク
タその他のインピーダンス整合素子、さらにバイアス回
路素子が集積されたものであり、表面グランド35に２次
元的に囲まれた状態で搭載される。
入出力端子31、32は、回路素子34に導通する中心導体
と、表面グランド35の一部を構成する両脇のグランド導
体からなるコプレナ線路構造になっている。なお、入出
力端子31、32には、両脇のグランド導体を接続するため
に導体ブリッジ37、38が設けられる。
と、表面グランド35の一部を構成する両脇のグランド導
体からなるコプレナ線路構造になっている。なお、入出
力端子31、32には、両脇のグランド導体を接続するため
に導体ブリッジ37、38が設けられる。
このような構成において、他の回路から入力されるマ
イクロ波信号は、入力端子31のコプレナ線路を伝搬して
回路素子34に供給され、回路素子34で所定の信号処理
（増幅、周波数変換）を行ったのちに、出力端子32のコ
プレナ線路を伝搬して別の回路へ出力される。
イクロ波信号は、入力端子31のコプレナ線路を伝搬して
回路素子34に供給され、回路素子34で所定の信号処理
（増幅、周波数変換）を行ったのちに、出力端子32のコ
プレナ線路を伝搬して別の回路へ出力される。
ところで、このような構造では、表面グランド35と床
グランド36は、マイクロストリップ線路の構造を呈して
いる。したがって、回路基板33が取りつけられている床
グランド36の電位と、回路基板33の表面グランド35の電
位との間に高周波的に差があると、表面グランド35がマ
イクロストリップモードの共振現象を起こすことが知ら
れている。なお、表面グランド35の寸法は、マイクロ波
集積回路の場合で数cm、モノリシックマイクロ波集積回
路の場合で数mmとなり、回路基板33の誘電率が10程度で
あるので、数ＧHzの周波数で表面グランド35に定在波が
発生する。すなわち、表面グランド35が半波長（または
その整数倍）の共振器になってしまう。
グランド36は、マイクロストリップ線路の構造を呈して
いる。したがって、回路基板33が取りつけられている床
グランド36の電位と、回路基板33の表面グランド35の電
位との間に高周波的に差があると、表面グランド35がマ
イクロストリップモードの共振現象を起こすことが知ら
れている。なお、表面グランド35の寸法は、マイクロ波
集積回路の場合で数cm、モノリシックマイクロ波集積回
路の場合で数mmとなり、回路基板33の誘電率が10程度で
あるので、数ＧHzの周波数で表面グランド35に定在波が
発生する。すなわち、表面グランド35が半波長（または
その整数倍）の共振器になってしまう。
しかし、この共振現象は、排除することが困難となっ
ている。たとえば、第４図に示すように、金ワイヤ41あ
るいは金リボンを用いて、表面グランド35と床グランド
36とを短絡する方法が試みられているが、その短絡接続
は回路基板33の淵でしかできない。したがって、回路基
板33の中央付近でマイクロストリップモードの電界が発
生し、基板寸法が半波長程度となるような周波数に対し
ては、共振現象の発生は避けられなかった。
ている。たとえば、第４図に示すように、金ワイヤ41あ
るいは金リボンを用いて、表面グランド35と床グランド
36とを短絡する方法が試みられているが、その短絡接続
は回路基板33の淵でしかできない。したがって、回路基
板33の中央付近でマイクロストリップモードの電界が発
生し、基板寸法が半波長程度となるような周波数に対し
ては、共振現象の発生は避けられなかった。
このような共振現象は、マイクロ波集積回路として周
波数特性に著しい劣化をもたらす。たとえば、マイクロ
波集積回路を増幅器として用いた場合には、利得の周波
数特性にピークやディップが現れ、さらに不要発振が起
こったりすることがあった。
波数特性に著しい劣化をもたらす。たとえば、マイクロ
波集積回路を増幅器として用いた場合には、利得の周波
数特性にピークやディップが現れ、さらに不要発振が起
こったりすることがあった。
このように、共振周波数付近では、入力端子31または
出力端子32からみたインピーダンスの周波数特性が急峻
となり、広帯域に平坦な周波数特性を得るには、この定
在波による共振を抑制しなければならない。
出力端子32からみたインピーダンスの周波数特性が急峻
となり、広帯域に平坦な周波数特性を得るには、この定
在波による共振を抑制しなければならない。
このような問題点に対して、従来は使用帯域内にこの
共振が入らないように、金ワイヤその他の接続箇所を回
路ごとに調整することが行われている。しかし、このよ
うな調整は、マイクロ波集積回路を狭い帯域で使用する
場合には対処可能であるが、広帯域で使用できるマイク
ロ波集積回路を実現することは困難であった。
共振が入らないように、金ワイヤその他の接続箇所を回
路ごとに調整することが行われている。しかし、このよ
うな調整は、マイクロ波集積回路を狭い帯域で使用する
場合には対処可能であるが、広帯域で使用できるマイク
ロ波集積回路を実現することは困難であった。
本発明は、集積度の高いコプレナ型あるいはユニプレ
ナ型の特長を保持し、さらに広帯域で良好な周波数特性
を得ることができるマイクロ波集積回路を提供すること
を目的とする。
ナ型の特長を保持し、さらに広帯域で良好な周波数特性
を得ることができるマイクロ波集積回路を提供すること
を目的とする。
請求項１に記載の発明は、所定の厚さを有する回路基
板上に回路素子が集積形成され、該回路基板の表面に表
面グランドを有し、該回路基板が実装される基板に床グ
ランドを有し、該回路素子の入出力端でコプレナ線路構
造あるいはユニプレナ線路構造をとるマイクロ波集積回
路において、前記表面グランドと前記床グランドとの間
に、高周波用のＱダンプ回路を挿入接続して構成する。
板上に回路素子が集積形成され、該回路基板の表面に表
面グランドを有し、該回路基板が実装される基板に床グ
ランドを有し、該回路素子の入出力端でコプレナ線路構
造あるいはユニプレナ線路構造をとるマイクロ波集積回
路において、前記表面グランドと前記床グランドとの間
に、高周波用のＱダンプ回路を挿入接続して構成する。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマイクロ
波集積回路において、Ｑダンプ回路が回路素子と同一回
路基板上に集積して構成する。
波集積回路において、Ｑダンプ回路が回路素子と同一回
路基板上に集積して構成する。
本発明において、表面グランドと床グランドとを接続
するＱダンプ回路は、マイクロストリップモードの電界
に対して、減衰回路あるいは吸収回路として動作する。
するＱダンプ回路は、マイクロストリップモードの電界
に対して、減衰回路あるいは吸収回路として動作する。
したがって、表面グランドと床グランドの間隙を伝搬
してきたマイクロストリップモードのマイクロ波は、こ
のＱダンプ回路で終端されるので、表面グランドでの反
射が抑えられ、定在波を抑制して共振現象を抑圧するこ
とができる。
してきたマイクロストリップモードのマイクロ波は、こ
のＱダンプ回路で終端されるので、表面グランドでの反
射が抑えられ、定在波を抑制して共振現象を抑圧するこ
とができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、請求項１に記載の発明の一実施例構成を示
す。
す。
なお、第３図に示す従来と同様の構成については、同
一符号を付して説明に代える。
一符号を付して説明に代える。
第１図において、本実施例では、Ｑダンプ回路とし
て、表面グランド35から床グランド36に抵抗器11を接続
する。なお、この抵抗器11の抵抗値は、マイクロストリ
ップモードの特性インピーダンス（通常は数十オーム程
度）に近い値に設定される。このような抵抗器11は、表
面グランドと床グランドの間隙を伝搬してきたマイクロ
ストリップモードのマイクロ波を終端し、表面グランド
35での反射を抑える。すなわち、この抵抗器11はモード
選択性のＱダンプ回路として動作し、共振現象を抑圧す
ることができる。
て、表面グランド35から床グランド36に抵抗器11を接続
する。なお、この抵抗器11の抵抗値は、マイクロストリ
ップモードの特性インピーダンス（通常は数十オーム程
度）に近い値に設定される。このような抵抗器11は、表
面グランドと床グランドの間隙を伝搬してきたマイクロ
ストリップモードのマイクロ波を終端し、表面グランド
35での反射を抑える。すなわち、この抵抗器11はモード
選択性のＱダンプ回路として動作し、共振現象を抑圧す
ることができる。
なお、抵抗器11の抵抗値としては、マイクロストリッ
プモードの特性インピーダンスに近い値の場合が効果も
大きいが、必ずしもそれに限定されるものではない。
プモードの特性インピーダンスに近い値の場合が効果も
大きいが、必ずしもそれに限定されるものではない。
第２図は、請求項２に記載の発明の一実施例構成を示
す。
す。
なお、第３図に示す従来と同様の構成については、同
一符号を付して説明に代える。
一符号を付して説明に代える。
第２図において、本実施例では、Ｑダンプ回路とし
て、表面グランド35と床グランド36とを接続する抵抗器
21を回路基板33上に集積化して形成する。また、回路基
板33とほぼ等しい厚さを有し、床グランド36上に接続さ
れる導体柱23を抵抗器21と近接する位置に配置し、一端
が表面グランド35に接続される抵抗器21の他端を短い複
数本の金ワイヤ25で接続する。
て、表面グランド35と床グランド36とを接続する抵抗器
21を回路基板33上に集積化して形成する。また、回路基
板33とほぼ等しい厚さを有し、床グランド36上に接続さ
れる導体柱23を抵抗器21と近接する位置に配置し、一端
が表面グランド35に接続される抵抗器21の他端を短い複
数本の金ワイヤ25で接続する。
このような構造では、Ｑダンプ回路に寄生するインダ
クタンスが第１図に示す例よりも小さいので、より高い
周波数帯において広帯域特性を実現することが容易であ
る。
クタンスが第１図に示す例よりも小さいので、より高い
周波数帯において広帯域特性を実現することが容易であ
る。
なお、以上示した実施例では、抵抗器11、21を表面グ
ランド35の角部に接続したが、角部に限らず定在波の電
圧が高くなる場所であれば、十分な効果を得ることがで
きる。さらに、複数の抵抗器を複数箇所に備えてもよ
い。
ランド35の角部に接続したが、角部に限らず定在波の電
圧が高くなる場所であれば、十分な効果を得ることがで
きる。さらに、複数の抵抗器を複数箇所に備えてもよ
い。
また、Ｑダンプ回路として抵抗器のみではなく、表面
グランド35と床グランド36との間を直流的に導通させた
い場合には、抵抗器とインダンクを並列接続する構成が
有効であり、表面グランド35と床グランド36との間を直
流的に絶縁させたい場合には、抵抗器とキャパシタを直
列接続する構成が有効である。さらに、これらの回路を
組み合わせて用いてもよい。
グランド35と床グランド36との間を直流的に導通させた
い場合には、抵抗器とインダンクを並列接続する構成が
有効であり、表面グランド35と床グランド36との間を直
流的に絶縁させたい場合には、抵抗器とキャパシタを直
列接続する構成が有効である。さらに、これらの回路を
組み合わせて用いてもよい。
また、Ｑダンプ回路に用いる抵抗器は、リード線タイ
プあるいはチップ形状のいずれでもよい。
プあるいはチップ形状のいずれでもよい。
上述したように、本発明は、コプレナ型あるいはユニ
プレナ型のマイクロ波集積回路をパッケージその他に実
装する場合に、高集積度に伴う超小型の特徴を損なうこ
となく、広帯域で良好な周波数特性を有するマイクロ波
機器を実現することができる。
プレナ型のマイクロ波集積回路をパッケージその他に実
装する場合に、高集積度に伴う超小型の特徴を損なうこ
となく、広帯域で良好な周波数特性を有するマイクロ波
機器を実現することができる。
したがって、マイクロ波汎用測定器あるいはレーダ装
置その他の広い周波数帯域特性を必要とする機器の小型
軽量化および低廉化に寄与することができる。
置その他の広い周波数帯域特性を必要とする機器の小型
軽量化および低廉化に寄与することができる。
第１図は請求項１に記載の発明の一実施例構成を示す
図。 第２図は請求項２に記載の発明の一実施例構成を示す
図。 第３図は回路基板表面に高周波グランドを有する従来の
マイクロ波集積回路の構成例を示す図。 第４図は従来のマイクロ波集積回路で共振現象を排除す
るための構成例を示す図。 11、21……抵抗器、23……導体柱、25……金ワイヤ、31
……入力端子、32……出力端子、33……回路基板、34…
…回路素子、35……表面グランド、36……床グランド、
37、38……導体ブリッジ、41……金ワイヤ。
図。 第２図は請求項２に記載の発明の一実施例構成を示す
図。 第３図は回路基板表面に高周波グランドを有する従来の
マイクロ波集積回路の構成例を示す図。 第４図は従来のマイクロ波集積回路で共振現象を排除す
るための構成例を示す図。 11、21……抵抗器、23……導体柱、25……金ワイヤ、31
……入力端子、32……出力端子、33……回路基板、34…
…回路素子、35……表面グランド、36……床グランド、
37、38……導体ブリッジ、41……金ワイヤ。
フロントページの続き (72)発明者 村口 正弘 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−209309（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−104605（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−51303（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−84204（ＪＰ，Ｕ) Ｍｕｒａｇｕｃｇｃｈｉ ｅｔ ａ ｌ．“Ｕｎｉｐｌａｎａｒ ＭＭＩＣ’ ｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃ ａｔｉｏｎｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａ ｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅｓ，Ｖｏｌ 36，ｐｐ．1896 −1901，Ｄｅｃ．1988 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/162 H01P 1/22 - 1/24 H01P 3/08 H01P 5/02 - 5/08 H01L 27/04
Claims (2)
- 【請求項１】所定の厚さを有する回路基板上に回路素子
が集積形成され、該回路基板の表面に表面グランドを有
し、該回路基板が実装される基板に床グランドを有し、
該回路素子の入出力端でコプレナ線路構造あるいはユニ
プレナ線路構造をとるマイクロ波集積回路において、 前記表面グランドと前記床グランドとの間に、高周波用
のＱダンプ回路を挿入接続したことを特徴とするマイク
ロ波集積回路。 - 【請求項２】請求項１に記載のマイクロ波集積回路にお
いて、 Ｑダンプ回路が回路素子と同一回路基板上に集積された
ことを特徴とするマイクロ波集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2206334A JP3051430B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | マイクロ波集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2206334A JP3051430B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | マイクロ波集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0490601A JPH0490601A (ja) | 1992-03-24 |
| JP3051430B2 true JP3051430B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=16521583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2206334A Expired - Lifetime JP3051430B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | マイクロ波集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3051430B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6046652A (en) * | 1997-03-31 | 2000-04-04 | International Business Machines Corporation | Loading element for EMI prevention within an enclosure |
| US6016085A (en) * | 1998-09-28 | 2000-01-18 | Emc Technology Llc | Flat cable load |
-
1990
- 1990-08-03 JP JP2206334A patent/JP3051430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｍｕｒａｇｕｃｇｃｈｉ ｅｔ ａｌ．"Ｕｎｉｐｌａｎａｒ ＭＭＩＣ’ｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ"，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ｖｏｌ ３６，ｐｐ．１８９６−１９０１，Ｄｅｃ．１９８８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0490601A (ja) | 1992-03-24 |
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