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JP3512668B2 - Electromagnetic field coupling structure and electric circuit device using the same - Google Patents

Electromagnetic field coupling structure and electric circuit device using the same

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JP3512668B2
JP3512668B2 JP06764199A JP6764199A JP3512668B2 JP 3512668 B2 JP3512668 B2 JP 3512668B2 JP 06764199 A JP06764199 A JP 06764199A JP 6764199 A JP6764199 A JP 6764199A JP 3512668 B2 JP3512668 B2 JP 3512668B2
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slot
electromagnetic field
coupling
ring
electric circuit
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義久 天野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多層電気回路基板
における層間の電気的接続の構造、特にマイクロ波帯〜
ミリ波帯の高い周波数帯で使用されるスロット結合と呼
ばれる電磁界結合構造に関する。また、それを用いた電
気回路装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for electrical connection between layers in a multilayer electric circuit board, and particularly to a microwave band.
The present invention relates to an electromagnetic field coupling structure called slot coupling used in a high frequency band of the millimeter wave band. Further, the present invention relates to an electric circuit device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】多層電気回路基板の層間の電気的接続方
法としては、低い周波数帯ではVIAホールが用いられ
るのが普通である。これに対し、マイクロ波帯〜ミリ波
帯の高い周波数帯では、新しい層間接続方法として、電
磁界結合を用いた方式が提案されている。電磁界結合を
用いた具体的な構造としては様々な構造の可能性がある
が、その中でも特に、いわゆる「スロット結合」と呼ば
れる構造が実用性が高いことで知られている。一般的な
スロット結合に関しては、例えば文献IEEE1993
International Microwave
Symposium、pp.1321−1324、”S
lot−Coupled Double−Sided
Microstrip Interconnects
AndCouplers”等で述べられている。
2. Description of the Related Art As a method of electrically connecting layers of a multilayer electric circuit board, a VIA hole is usually used in a low frequency band. On the other hand, in the high frequency band from the microwave band to the millimeter wave band, a method using electromagnetic field coupling has been proposed as a new interlayer connection method. There are various possibilities as a concrete structure using electromagnetic field coupling, and among them, the so-called “slot coupling” is known to have high practicality. For general slot coupling, see, for example, the document IEEE1993.
International Microwave
Symposium, pp. 1321-1324, "S
lot-Coupled Double-Sided
Microstrip Interconnects
AndCouplers "and the like.

【0003】図6は、従来技術によるスロット結合の、
典型的な構造の模式図である。図6(a)は、多層基板
を横から見た断面図、図6(b)は、多層基板の各層上
のメタルパターンを別々に取り出して並べた平面図であ
る。図に於いて、1aと1bは、セラミックなどの絶縁
材料から成る基板である。1aと1bが計2層積層され
て、多層基板が構成されている。2aと2bは、電気的
に接続されるべき高周波伝送線路である。3aは、多層
基板の内部のベタパターンであり、グランド層として働
く。4は、グランド層3aの中に開けられたスロット状
の開口部であり、この開口部を通じて、高周波伝送線路
2aと2bが電磁界結合する。5aと5bは、高周波伝
送線路2aと2bの先端の、開放端である。スロット4
から開放端5aと5bまでの距離は、おおむねλ/4程
度である。
FIG. 6 shows a slot coupling according to the prior art.
It is a schematic diagram of a typical structure. FIG. 6A is a cross-sectional view of the multilayer substrate viewed from the side, and FIG. 6B is a plan view in which the metal patterns on each layer of the multilayer substrate are separately taken out and arranged. In the figure, 1a and 1b are substrates made of an insulating material such as ceramics. A total of two layers 1a and 1b are laminated to form a multilayer substrate. 2a and 2b are high-frequency transmission lines to be electrically connected. Reference numeral 3a is a solid pattern inside the multilayer substrate, which functions as a ground layer. Reference numeral 4 denotes a slot-shaped opening formed in the ground layer 3a, through which the high-frequency transmission lines 2a and 2b are electromagnetically coupled. 5a and 5b are open ends of the tips of the high-frequency transmission lines 2a and 2b. Slot 4
To the open ends 5a and 5b is approximately λ / 4.

【0004】本明細書に於いては、実際にミリ波帯(6
0GHz帯)で試作したスロット結合の測定結果のグラ
フを幾つか示す。その際、測定方法としては、文献IE
EE1998 International Micr
owave Symposium、pp.1087−1
090、”Development Of A Pac
kage Utilizing An Electro
magneticCoupling Structur
e”に示された方法を用いた。即ち、スロット結合は基
板のおもてと裏の両面に配線が別れているために、その
ままではウェハープローバ等を使って高周波測定をする
ことが困難である。そのため、図9の模式図に示すよう
に、2個のスロット結合を直列に2個接続することで、
プロービングによる測定を可能にした。そのため、後出
のグラフに示す特性はすべて、スロット結合2個分の特
性であることに留意しなければならない。本来のスロッ
ト結合1個分の挿入損失は、後出のグラフの挿入損失
の、おおむね半分である。
In this specification, the millimeter wave band (6
Several graphs of measurement results of slot coupling prototyped in the 0 GHz band) are shown. At that time, as a measuring method, reference IE
EE1998 International Micro
owave Symposium, pp. 1087-1
090, "Development Of A Pac
Kage Utilizing An Electro
magneticCoupling Structur
The method shown in e ”was used. That is, since the slot coupling has separate wiring on both the front and back sides of the substrate, it is difficult to perform high-frequency measurement using a wafer prober or the like as it is. Therefore, by connecting two slot couplings in series, as shown in the schematic diagram of FIG.
Allowed measurement by probing. Therefore, it should be noted that all the characteristics shown in the graphs below are characteristics of two slot combinations. The original insertion loss for one slot coupling is about half of the insertion loss in the graph described later.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のスロット結合構造では、挿入損失にまだまだ更なる
改善が望まれていた。
However, in the conventional slot-coupling structure, further improvement in insertion loss has been desired.

【0006】特に、層数が多い多層基板でスロット結合
を設計する場合、従来技術のスロット結合では、挿入損
失の悪化が顕著であった。特にミリ波帯のような高い周
波数帯の場合、以下のような理由から、層数が多い多層
基板が使用されることが珍しくない。即ち、基板の1層
当たりの厚みは、高次モードや放射等の好ましくない現
象を避けるためには波長λに対して十分に小さくする必
要があり、そのためミリ波帯では0.1mm程度まで薄
くなることが珍しくない。その一方で、多層基板全体の
厚みとしては、薄くても0.3mm程度の厚みが無い
と、機械的強度が弱いために破損し易くなってしまう。
そのため、例えば、0.1mmの厚みの基板を3層積層
して全体の厚みを0.3mmにするような方法が取られ
る。その結果、スロット結合もまた、3層以上の積層基
板に於いても挿入損失が十分に低減できることが求めら
れている。
Particularly, when the slot coupling is designed on a multi-layer substrate having a large number of layers, the insertion loss is significantly deteriorated in the conventional slot coupling. Particularly in the case of a high frequency band such as a millimeter wave band, it is not uncommon to use a multilayer substrate having a large number of layers for the following reasons. That is, the thickness of each layer of the substrate needs to be sufficiently small with respect to the wavelength λ in order to avoid undesired phenomena such as higher-order modes and radiation. Therefore, it is as thin as about 0.1 mm in the millimeter wave band. It is not uncommon to become On the other hand, if the thickness of the entire multilayer substrate is thin, even if it is thin, about 0.3 mm, the mechanical strength is weak and the multilayer substrate is easily damaged.
Therefore, for example, a method is adopted in which three substrates having a thickness of 0.1 mm are laminated to make the total thickness 0.3 mm. As a result, slot coupling is also required to be able to sufficiently reduce the insertion loss even in a laminated substrate having three or more layers.

【0007】図7は、従来技術によるスロット結合を、
前記説明のように、3層積層構造の多層基板に適用した
場合の、典型的な構造の模式図である。図7(a)は、
多層基板を横から見た断面図、図7(b)は、多層基板
の各層上のメタルパターンを別々に取り出して並べた平
面図である。図に於いて、3aと3bは、多層基板内部
に隠れたグランド層であり、4aと4bは、そのグラン
ド層の上に設けられたスロット状開口部である。図8
は、図7の構造を実際に試作して測定した結果(S21
パラメータ)のグラフである。測定に於いては、既に述
べたように、前記文献に示された実験方法を用いた。即
ち、図7のグラフに示す特性は、スロット結合2個分の
特性である。60GHz帯を中心に設計したスロット結
合なのだが、図8から、挿入損失は5〜6dBにもなる
ことが分かる。
FIG. 7 shows a slot coupling according to the prior art.
As described above, it is a schematic diagram of a typical structure when applied to a multilayer substrate having a three-layer laminated structure. FIG. 7A shows
FIG. 7B is a cross-sectional view of the multilayer substrate viewed from the side, and FIG. 7B is a plan view in which the metal patterns on each layer of the multilayer substrate are separately taken out and arranged. In the figure, 3a and 3b are ground layers hidden inside the multilayer substrate, and 4a and 4b are slot-like openings provided on the ground layers. Figure 8
Is the result of actual trial manufacture of the structure of FIG. 7 (S21
Parameter) graph. In the measurement, as described above, the experimental method shown in the above literature was used. That is, the characteristic shown in the graph of FIG. 7 is the characteristic of two slot couplings. Although the slot coupling is designed around the 60 GHz band, it can be seen from FIG. 8 that the insertion loss is 5 to 6 dB.

【0008】図8の実験に於ける、図7の構造の設計値
を説明する。基板材料は、比誘電率が9程度のアルミナ
セラミック材料であり、1層当たり0.15mmの厚み
の基板を3層積層した。伝送線路2aと2bは、50Ω
に設計したマイクロストリップ線路である。スロット4
aと4bの寸法は、約0.8mm×0.1mmである。
Design values of the structure of FIG. 7 in the experiment of FIG. 8 will be described. The substrate material was an alumina ceramic material having a relative dielectric constant of about 9, and three layers each having a thickness of 0.15 mm were laminated. Transmission lines 2a and 2b are 50Ω
It is a microstrip line designed for. Slot 4
The dimensions of a and 4b are about 0.8 mm × 0.1 mm.

【0009】このように、従来技術のスロット結合で、
特に3積層以上の多層基板で挿入損失が大きく悪化する
原因としては、大きく2つの原因がある。第1の理由
は、図7のスロット結合の端の部分6aと6bに於ける
電流集中が原因で、グランド層3a、3bの金属膜の抵
抗成分による損失が発生することである。図7の構造の
ようにグランド層が2層ある場合は、各層毎に損失が発
生するために、電流集中による抵抗成分の損失は2倍に
増えることになる。第2の理由は、図7の構造では、伝
送線路2aと2bの間の電磁界結合が弱まることにあ
る。電磁界結合が弱まる理由は、更に2つある。第1
は、伝送線路2aと2bの間の距離が、多層基板の厚み
の分だけ遠くなるためである。第2に、図7の構造で
は、「鏡像」関係を利用して電磁界結合を強める設計法
が取れないためである。即ち、図6のような通常のスロ
ット結合では、伝送線路2aと2bの上の電磁界モード
がグランド層3を挟んで鏡像の関係にあることによって
安定し、強いモード結合を得ている。それに対し図7の
構造では、伝送線路2aと2bの鏡像関係の中心の位置
(多層基板の厚み方向の中央)にはグランド層が無いた
めに、鏡像原理によってモード結合を強めることができ
ないためである。
As described above, in the conventional slot coupling,
In particular, there are two major causes for the deterioration of the insertion loss in a multi-layer substrate having three or more layers. The first reason is that loss due to the resistance component of the metal films of the ground layers 3a and 3b occurs due to the current concentration in the end portions 6a and 6b of the slot coupling in FIG. When there are two ground layers as in the structure of FIG. 7, a loss occurs in each layer, so that the loss of the resistance component due to the current concentration is doubled. The second reason is that in the structure of FIG. 7, the electromagnetic field coupling between the transmission lines 2a and 2b is weakened. There are two additional reasons for weakening electromagnetic coupling. First
This is because the distance between the transmission lines 2a and 2b is increased by the thickness of the multilayer substrate. Secondly, in the structure of FIG. 7, a design method for strengthening electromagnetic field coupling by utilizing the “mirror image” relationship cannot be taken. That is, in the normal slot coupling as shown in FIG. 6, the electromagnetic field modes on the transmission lines 2a and 2b are in a mirror image relationship with the ground layer 3 interposed therebetween, and are stable, and strong mode coupling is obtained. On the other hand, in the structure of FIG. 7, since there is no ground layer at the central position of the mirror image relationship between the transmission lines 2a and 2b (the center in the thickness direction of the multilayer substrate), mode coupling cannot be strengthened by the mirror image principle. is there.

【0010】本発明の目的は、上記のようなスロット結
合構造における挿入損失を低減することにあり、特に3
層積層以上の多層基板でも良好な電磁界結合を得ること
にある。
An object of the present invention is to reduce the insertion loss in the slot coupling structure as described above, and particularly to 3
It is to obtain a good electromagnetic field coupling even in a multi-layer substrate having more layers.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の電磁界結合構造
は、高周波電気回路を構成する多層基板の層間を電気的
に接続する手段としてスロット結合型の電磁界結合方式
を用い、スロットの形状としてリング形状のスロットを
用い、前記リング形状のスロットに於いて、複数のリン
グ形状のスロットが、あるリングの内側に別のリングが
配置され、全体が入れ子状に配置されていることを特徴
とする。
The electromagnetic field coupling structure of the present invention uses a slot coupling type electromagnetic field coupling method as means for electrically connecting the layers of a multi-layer substrate forming a high frequency electric circuit, and the shape of the slot. As a ring-shaped slot, a plurality of ring-shaped slots are used in the ring-shaped slot.
-Shaped slots, inside one ring and another
It is characterized in that they are arranged in a nested manner .

【0012】ここで言うリング形状とは、通常は帯(お
び)の形をしているスロットを、その両端の端と端をつ
ないで閉じたことを特徴としており、この趣旨に沿った
すべての形状を含む。例えば、楕円形に近いリング形状
や、矩形に近いリング形状等もすべて含まれる。
The ring shape referred to here is characterized by closing a slot, which is usually in the form of a band, by connecting the ends of both ends and closing all the slots. Including shape. For example, a ring shape close to an ellipse and a ring shape close to a rectangle are all included.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】また、上記入れ子状とは、その内部に類似
形状を包含するものをいう。形が円形の場合、同心円状
のものはもちろん、内側の円が偏っていてもよく外側の
円よりはみ出していなければよい。また、それぞれの形
は円形に限られず、楕円や各種の変形した形であっても
よい。
The term " nested" means that it has a similar shape inside. When the shape is circular, not only concentric circles but also the inner circle may be deviated as long as it does not protrude from the outer circle. Further, each shape is not limited to a circle, and may be an ellipse or various deformed shapes.

【0016】複数の異なる円周長のリング形状スロット
を入れ子状に配置することで、異なる波長λで共振を起
こさせて、それによって複数の異なる周波数帯で挿入損
失を改善することができる。
By arranging a plurality of ring-shaped slots having different circumferential lengths in a nested manner, resonance can be caused at different wavelengths λ, thereby improving the insertion loss in a plurality of different frequency bands.

【0017】さらに、本発明の電気回路装置は、上記の
スロット結合型の電磁界結合構造を、多層電気回路基板
の層間の電気的接続手段として用いることを特徴とす
る。
Further, the electric circuit device of the present invention is characterized in that the above-mentioned slot-coupling type electromagnetic field coupling structure is used as an electrical connecting means between layers of a multilayer electric circuit board.

【0018】特にマイクロ波帯からミリ波帯の高い周波
数帯で使用される無線通信回路やレーダなどの電気回路
装置において、多層基板の層間の電気的接続に用いると
有効である。
Particularly, in an electric circuit device such as a radio communication circuit or a radar used in a high frequency band from a microwave band to a millimeter wave band, it is effective to use it for electrical connection between layers of a multi-layer substrate.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて具体的に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態である。
図1(a)は、多層基板を横から見た断面図、図1
(b)は、多層基板の各層上のメタルパターンを別々に
取り出して並べた平面図である。図に於いて、1aと1
bは、セラミックなどの絶縁材料から成る基板である。
1aと1bが計2層積層されて、多層基板が構成されて
いる。2aと2bは、電気的に接続されるべき高周波伝
送線路である。3は、多層基板の内部のベタパターンで
あり、グランド層として働く。4は、グランド層3の中
に開けられたスロット状の開口部であり、この開口部を
通じて、高周波伝送線路2aと2bが電磁界結合する。
5aと5bは、高周波伝送線路2aと2bの先端の、開
放端である。スロット4から開放端5aと5bまでの距
離Lは、おおむねλ/4程度であるが、この距離の設計
方法に関しては文献等で述べられた従来技術と同じで良
い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 1A is a cross-sectional view of the multilayer substrate viewed from the side, FIG.
(B) is a plan view in which the metal patterns on each layer of the multilayer substrate are separately taken out and arranged. In the figure, 1a and 1
b is a substrate made of an insulating material such as ceramic.
A total of two layers 1a and 1b are laminated to form a multilayer substrate. 2a and 2b are high-frequency transmission lines to be electrically connected. Reference numeral 3 is a solid pattern inside the multilayer substrate, which functions as a ground layer. Reference numeral 4 denotes a slot-shaped opening formed in the ground layer 3, and the high frequency transmission lines 2a and 2b are electromagnetically coupled to each other through the opening.
5a and 5b are open ends of the tips of the high-frequency transmission lines 2a and 2b. The distance L from the slot 4 to the open ends 5a and 5b is approximately λ / 4, but the method of designing this distance may be the same as the prior art described in the literature and the like.

【0020】図1のリング形状のスロットは、図3の従
来技術の構造で用いられた矩形形状のスロットよりも、
一般的にQ値が高い。その主な理由は、リング形状の内
導体と外導体が電気的に短絡されていないために、図6
や図7に於ける6aと6bのような電流集中が起こる端
部が存在しない。したがって、抵抗成分による損失が少
なく、挿入損失を低減できる。 (実施の形態2)図2は、3層積層以上の多層基板に於
ける実施の形態である。図2(a)は、多層基板を横か
ら見た断面図、図2(b)は、多層基板の各層上のメタ
ルパターンを別々に取り出して並べた平面図である。図
2に於いて、1aと1bと1cは、多層基板を構成する
3層の基板である。3aと3bは、多層基板内部のグラ
ンド層である。グランド層3aと3bには、それぞれリ
ング形状のスロット4aと4bが開けられている。高周
波伝送線路2aと2bの上の電気信号は、多層基板の厚
み方向に向かって、2個のスロット4aと4bを通し
て、結合することになる。
The ring-shaped slot of FIG. 1 is more than the rectangular-shaped slot used in the prior art structure of FIG.
Generally, the Q value is high. The main reason for this is that the ring-shaped inner conductor and outer conductor are not electrically short-circuited.
There is no end where current concentration occurs like 6a and 6b in FIG. Therefore, the loss due to the resistance component is small, and the insertion loss can be reduced. (Embodiment 2) FIG. 2 shows an embodiment of a multi-layer substrate having three or more layers. FIG. 2A is a cross-sectional view of the multilayer substrate viewed from the side, and FIG. 2B is a plan view in which the metal patterns on each layer of the multilayer substrate are separately taken out and arranged. In FIG. 2, reference numerals 1a, 1b, and 1c are three-layer substrates constituting a multilayer substrate. 3a and 3b are ground layers inside the multilayer substrate. Ring-shaped slots 4a and 4b are opened in the ground layers 3a and 3b, respectively. The electric signals on the high frequency transmission lines 2a and 2b are coupled in the thickness direction of the multilayer substrate through the two slots 4a and 4b.

【0021】図2の構造の設計値を説明する。基板材料
は、図7の構造と同じ比誘電率が9程度のアルミナセラ
ミック材料であり、1層当たり0.15mmの厚みの基
板を3層積層した。伝送線路2aと2bは、50Ωに設
計したマイクロストリップ線路である。リング形状のス
ロット4aと4bの寸法は、幅が0.1mm、内径が
0.27mmである。
Design values of the structure of FIG. 2 will be described. The substrate material is an alumina ceramic material having the same relative dielectric constant of about 9 as in the structure of FIG. 7, and three layers each having a thickness of 0.15 mm are laminated. The transmission lines 2a and 2b are microstrip lines designed to have 50Ω. The dimensions of the ring-shaped slots 4a and 4b are 0.1 mm in width and 0.27 mm in inner diameter.

【0022】図2のスロット構造について、その効果を
実験で確認した結果を図3に示す。横軸は周波数、縦軸
はS21(透過)パラメータである。測定に於いては、
既に述べたように、前記文献に示された実験方法を用い
た。即ち、図3のグラフに示す特性は、スロット結合2
個分の特性である。このスロット構造は60GHz帯を
中心に設計したスロット結合であり、図3から、その6
0GHz帯での挿入損失は3〜4dB程度である。従来
のスロットを用いた図8と比較すると、挿入損失が改善
されていることがわかる。
FIG. 3 shows the result of experimental confirmation of the effect of the slot structure of FIG. The horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents S21 (transmission) parameter. In the measurement,
As already mentioned, the experimental method given in said document was used. That is, the characteristic shown in the graph of FIG.
It is the characteristic of each piece. This slot structure is a slot coupling designed mainly in the 60 GHz band.
The insertion loss in the 0 GHz band is about 3 to 4 dB. It can be seen that the insertion loss is improved as compared with FIG. 8 using the conventional slot.

【0023】本実施の形態のようにスロット自体の共振
を積極的に利用することによって、図3に示すように、
多層基板の積層数が多い場合でも強い電磁界結合を得る
ことができる。従来技術によるスロット結合は、既に説
明したようにスロットを通した鏡像原理による電磁界結
合を利用したものであって、必ずしもスロットそのもの
の共振現象を利用したものではない。しかし、図1の本
発明の構造では、前記のようなQ値が高いリング形状ス
ロットそのものの共振現象も効果的に活用できるため
に、鏡像関係によるモード結合が起こらないような図3
のような多層基板構造に於いても、スロット自体の共振
現象によって電磁界エネルギーが層間で強く結合するた
め、従来技術よりも挿入損失を改善できる。 (実施の形態3)図4は、本発明の別の実施の形態を示
し、本発明の趣旨に沿ったリング形状スロットの一例で
ある。図4(a)は、多層基板を横から見た断面図、図
4(b)は、多層基板の各層上のメタルパターンを別々
に取り出して並べた平面図である。
By positively utilizing the resonance of the slot itself as in this embodiment, as shown in FIG.
Strong electromagnetic field coupling can be obtained even when the number of stacked multilayer substrates is large. The slot coupling according to the conventional technique utilizes the electromagnetic field coupling based on the mirror image principle through the slot as described above, and does not necessarily utilize the resonance phenomenon of the slot itself. However, in the structure of the present invention shown in FIG. 1, since the resonance phenomenon of the ring-shaped slot itself having a high Q value as described above can be effectively utilized, the mode coupling due to the mirror image relationship does not occur.
Even in such a multi-layer substrate structure, since the electromagnetic field energy is strongly coupled between layers due to the resonance phenomenon of the slot itself, the insertion loss can be improved as compared with the prior art. (Embodiment 3) FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, which is an example of a ring-shaped slot in accordance with the gist of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view of the multilayer substrate viewed from the side, and FIG. 4B is a plan view in which the metal patterns on each layer of the multilayer substrate are separately taken out and arranged.

【0024】本発明はこのように、真円のリング形状で
なくても、リング形状の変形による形状もすべて含む。 (実施の形態4)図5は、本発明の別の実施の形態を示
し、複数のリング形状のスロットを設けた。各リングの
周囲長を変えることで、複数の異なる周波数帯でリング
形状スロットを共振させ、その結果、複数の異なる周波
数帯でスロット結合の挿入損失を改善できる。
As described above, the present invention includes not only a perfect circular ring shape, but also a shape obtained by deforming the ring shape. (Embodiment 4) FIG. 5 shows another embodiment of the present invention in which a plurality of ring-shaped slots are provided. By changing the perimeter of each ring, the ring-shaped slot is made to resonate in a plurality of different frequency bands, and as a result, the insertion loss of slot coupling can be improved in a plurality of different frequency bands.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明のリング形状のスロットを用いる
ことにより、スロット結合の挿入損失を低減することが
できる。
By using the ring-shaped slot of the present invention, the insertion loss of slot coupling can be reduced.

【0026】また、本発明によれば、複数のリング形状
のスロットを設けることにより、複数の異なる周波数帯
でスロット結合の挿入損失を改善できる。
Also, according to the present invention, by providing a plurality of ring-shaped slots, it is possible to improve the insertion loss of slot coupling in a plurality of different frequency bands.

【0027】本発明のスロットを電気回路装置に用いる
ことにより、信号を効率よく伝達できる。
By using the slot of the present invention in an electric circuit device, signals can be efficiently transmitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるスロット結合の第1の実施例であ
る。
FIG. 1 is a first embodiment of slot coupling according to the present invention.

【図2】本発明によるスロット結合の第2の実施例であ
る。
FIG. 2 is a second embodiment of slot coupling according to the present invention.

【図3】図2の実施例の特性を表す実験結果である。FIG. 3 is an experimental result showing the characteristics of the embodiment of FIG.

【図4】本発明によるスロット結合の第3の例である。FIG. 4 is a third example of slot coupling according to the present invention.

【図5】本発明によるスロット結合の第4の例である。FIG. 5 is a fourth example of slot coupling according to the present invention.

【図6】従来技術によるスロット結合の第1の例であ
る。
FIG. 6 is a first example of slot coupling according to the prior art.

【図7】従来技術によるスロット結合の第2の例であ
る。
FIG. 7 is a second example of slot coupling according to the prior art.

【図8】図7の例の特性を表す実験結果である。FIG. 8 is an experimental result showing the characteristics of the example of FIG.

【図9】図3と図8の実験の条件を表す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the conditions of the experiment of FIGS. 3 and 8.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b、1c セラミックなどの絶縁材料から成る
基板 2a、2b 高周波伝送線路 3、3a、3b 多層基板内部のグランド層 4 スロット形状(矩形)の開口部 4a、4b スロット形状(リング形状)の開口部 5a、5b 高周波伝送線路の開放端 6a、6b スロット形状(矩形)の端部
1a, 1b, 1c Substrates 2a, 2b made of an insulating material such as ceramics High-frequency transmission lines 3, 3a, 3b Ground layer 4 inside a multilayer substrate Slot-shaped (rectangular) openings 4a, 4b Slot-shaped (ring-shaped) openings Parts 5a, 5b Open ends 6a, 6b of high-frequency transmission line Slot-shaped (rectangular) ends

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−233802(JP,A) 特開 平9−293826(JP,A) 特開 平11−261308(JP,A) 特開 昭52−144946(JP,A) 米国特許3974462(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/02 603 JICSTファイル(JOIS)─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-4-233802 (JP, A) JP-A-9-293826 (JP, A) JP-A-11-261308 (JP, A) JP-A-52-1 144946 (JP, A) US Patent 3974462 (US, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01P 5/02 603 JISST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高周波電気回路を構成する多層基板の層
間を電気的に接続する手段としてスロット結合型の電磁
界結合方式を用い、スロットの形状としてリング形状の
スロットを用い、前記リング形状のスロットに於いて、
複数のリング形状のスロットが、あるリングの内側に別
のリングが配置され、全体が入れ子状に配置されている
ことを特徴とする電磁界結合構造。
1. A slot-coupling type electromagnetic field coupling system is used as a means for electrically connecting layers of a multi-layer substrate constituting a high-frequency electric circuit, and a ring-shaped slot is used as the shape of the slot. At
Multiple ring-shaped slots separate inside one ring
The electromagnetic field coupling structure is characterized in that the rings are arranged, and the whole is arranged in a nested manner .
【請求項2】 請求項1に記載のスロット結合型の電磁
界結合構造を、多層電気回路基板の層間の電気的接続手
段として用いたことを特徴とする電気回路装置。
2. An electric circuit device using the slot coupling type electromagnetic field coupling structure according to claim 1 as means for electrically connecting layers of a multilayer electrical circuit board.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4946150B2 (en) * 2006-02-08 2012-06-06 日立化成工業株式会社 Electromagnetic coupling structure and multilayer wiring board
CN107681244B (en) * 2014-04-26 2021-12-07 安溪县海宏生物科技有限公司 C-band coupler with rectangular notch

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3974462A (en) 1972-03-07 1976-08-10 Raytheon Company Stripline load for airborne antenna system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52144946A (en) * 1976-05-28 1977-12-02 Nec Corp Dc interruption circuit for micro wave
FR2664432B1 (en) * 1990-07-04 1992-11-20 Alcatel Espace TRIPLATE HYPERFREQUENCY MODULE.
JP3457802B2 (en) * 1996-04-26 2003-10-20 京セラ株式会社 High frequency semiconductor device
JP3965762B2 (en) * 1998-03-13 2007-08-29 日立化成工業株式会社 Triplate line interlayer connector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3974462A (en) 1972-03-07 1976-08-10 Raytheon Company Stripline load for airborne antenna system

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