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KR19980063967A - 입체적으로 스트립선로를 사용한 전송회로 - Google Patents

입체적으로 스트립선로를 사용한 전송회로 Download PDF

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KR19980063967A
KR19980063967A KR1019970067182A KR19970067182A KR19980063967A KR 19980063967 A KR19980063967 A KR 19980063967A KR 1019970067182 A KR1019970067182 A KR 1019970067182A KR 19970067182 A KR19970067182 A KR 19970067182A KR 19980063967 A KR19980063967 A KR 19980063967A
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South Korea
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strip
conductor
dielectric substrate
transmission circuit
hole
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Inventor
쥬니찌 소메이
Original Assignee
쯔지 하루오
샤프 가부시끼가이샤
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Publication date
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Abstract

간단한 구성 및 저가격으로 높은 신뢰도를 얻을 수 있고 입체적으로 형성될수 있는 스트립 선로를 사용한 전송회로가 제공된다. 유전체 기판(1)의 상면에 제공된 제 1 스트립 도체(2)와 상기 유전체 기판(1)의 저면에 제공된 제 1 접지 도체(3)간에 상기 유전체 기판(1)을 개재시킴으로써 제 1 마이크로스트립 선로가 형성된다. 또한, 유전체 기판(1)의 저면에 제공된 제 2 스트립 도체(4)와 상기 유전체 기판(1)의 상면에 제공된 제 2 접지 도체(5)간에 상기 유전체 기판(1)을 개재시킴으로써 제 2 마이크로스트립 선로가 형성된다. 상기 제 1 스트립 도체(2)와 제 2 스트립 도체(4)는 상기 유전체 기판(1)에 제공된 접속용 스루홀(11)에 의해 서로 전기적으로 접속된다.

Description

입체적으로 스트립선로를 사용한 전송회로
본 발명은 마이크로파 등을 전송하기 위한 전송선로를 사용하는 전송회로에 관한 것이다.
최근, 마이크로파를 응용한 장치의 발전에 따라, 스트립 선로를 탑재한 전송 회로가 급증하고 있다. 이 스트립 선로의 일예로서, 도 6에 보인 바와 같이, 스트립도체(92)와 접지 도체(93)간에 유전체 기판(91)을 끼워 구성한 마이크로스트립 선로(90)가 있다. 상기 마이크로스트립 선로(90)는, 평행평판형 도파관의 변형으로, 스트립 도체(92)와 접지 도체(93)간에 전계 E와 자계 H를 부여하여, 전자파를 마이크로스트립 선로(90)를 따라 도 6의 도로잉시트에 수직한 방향으로 전파시킨다. 상기 마이크로스트립 선로(90)의 임피던스는, 스트립 도체(92)의 폭 W와 유전체 기판(91)의 두께 h 및 유전체 기판(91)의 유전율 ε 등에 의해 결정된다. 이와 같은 형태의 마이크로스트립 선로(90)는 평면구조로 소형경량이기 때문에, 경제적인 전송회로를 제작하는데에 적합하고, 또한 반도체 부품과의 적합성에도 우수하기 때문에, 마이크로파용의 전송회로로서 통상적으로 널리 사용되고 있다.
도 7은 이 스트립 선로를 사용한 전송회로의 단면도이다. 상기 전송회로는, 내부 금속 샤시(101), 상기 내부 금속 샤시(101)의 상면측에 제공된 제 1 접지 도체(102), 상기 제 1 접지 도체(102)의 상면측에 제공된 제 1 유전체 기판(103), 상기 내부 금속 샤시(101)의 저면측에 제공된 제 2 접지 도체(104) 및 상기 제 2 접지 도체(104)의 상면측에 제공된 제 2 유전체 기판(105)을 구비한다. 상기 내부 금속 샤시(101), 제 1 접지 도체(102), 제 1 유전체 기판(103), 제 2 접지 도체(104) 및 제 2 유전체 기판(105)에 소정 간격을 두어 제공된 관통공(151, 152)에 접속핀(121,122)이 각각 삽입된다. 다음, 상기 제 1 유전체 기판(103)상의 관통공(151,152)의 거의 대략 중앙에 마이크로파를 차단하는 금속 차단판(140)이 입설되어 있다. 상기 내부 금속 샤시(101)는 제 1 접지 도체(102) 및 제 2 접지 도체(104)를 강화함과 동시에, 접속핀(121, 122)의 접속에 의한 강도를 확보한다. 또한, 상기 접속핀(121,122)에는, 합성수지로 이루어지는 원통형 절연부(141,142)가 상기 내부 금속 샤시(101) 및 제 1, 제 2 접지 도체(102,104)와의 접촉을 방지한다.
또한, 납땜부(131)에 의해 상기 제 1 유전체 기판(103)의 상면측상에 제공된 스트립 도체(111)의 일단이 접속핀(121)의 상단에 접속되며, 납땜부(132)에 의해 상기 제 2 유전체 기판(105)의 저면측상에 제공된 스트립 도체(112)의 일단이 접속핀(121)의 하단에 접속된다. 또한, 납땜부(134)에 의해 상기 스트립 도체(112)의 타단이 접속핀(122)의 하단에 접속되고, 납땜부(133)에 의해 상기 접속핀(122)의 상단이 상기 제 1 유전체 기판(103)의 상면측상에 제공된 스트립 도체(113)의 일단에 접속된다.
전술한 바와 같이, 스트립 선로를 사용한 상기 전송회로에 있어서, 스트립 도체(111)와 제 1 접지 도체(102)간에 제 1 유전체 기판(103)을 개재시킴으로써 형성되는 마이크로스트립 선로와, 스트립 도체(112)와 제 2 접지 도체(104)간에 제 2 유전체 기판(105)을 개재시킴으로써 형성되는 마이크로스트립 선로, 및 스트립 도체(113)와 제 1 접지 도체(102)간에 제 1 유전체 기판(103)을 개재시킴으로써 형성되는 마이크로스트립 선로는 접속핀(121,122)을 통해 크랭크형으로 서로 접속된다. 이에 따라, 3차원 전송회로가 이루어지며, 이에 의해 금속 차폐판(140)을 회피하도록 마이크로파 신호가 전송된다.
도 7에 보인 스트립 선로를 사용한 전송회로에 있어서는, 금속 차폐판(140)을 회피하도록 접속핀(121,122)을 사용함으로써 마이크로스트립 선로가 크랭크형으로 절곡된다. 따라서, 전송 특성이 안정되지 않고, 접속핀(121,122), 상기 접속핀(121,122)에 외부적으로 끼워지는 절연부(141,142)의 부착위치 및 재료, 접속핀(121,122)이 삽입되는 관통공(151,152)의 내경, 상기 내부 금속 샤시(101)의 두께 등에 따라 변동된다. 이는 임피던스 오정합의 주요 원인으로 된다. 접속핀(121,122)을 스트립 도체(111∼113)에 접속시키는 납땜부의 땜납량도 임피던스 오정합의 원인으로 될 수 있다. 따라서, 스트립 선로를 사용한 이 전송회로에 있어서는, 전송회로를 형성할때 마다 스트립의 임피던스가 상이하게 됨에 따라, 임피던스의 미세 조정이 필요하게 되어, 대향생산의 효율이 현저히 떨어지는 문제가 있다. 또한, 스트립 선로를 사용한 상기 전송회로는, 내부 금속 샤시(101)를 상하로부터 유전체 기판으로 끼워 이종재료를 적층한 구조이기 때문에, 각 재료의 열팽창률이 상이하여 접속핀(121,122)에 기계적 스크레스가 집중하여, 패턴박리 등의 큰 문제로 발전할 염려가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 간단한 구성 및 저가로 입체적으로 형성할 수 있고, 또한 신뢰성이 높은 스트립 선로를 사용한 전송회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 임피던스 정합이 용이하고, 양호한 전송특성이 얻어지는 스트립 선로를 사용한 전송회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 마이크로스트립 선로의 다층기판화에 대응할 수 있는 스트립 선로를 사용한 전송회로를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은;
유전체 기판;
상기 유전체 기판의 상면에 제공된 제 1 스트립 도체와 상기 유전체 기판의 저면에 제공된 제 1 접지 도체를 갖는 제 1 스트립 선로;
상기 유전체 기판의 저면에 제공된 제 2 스트립 도체와 상기 유전체 기판의 상면에 제공된 제 2 접지 도체를 갖는 제 2 스트립 선로; 및
상기 유전체 기판에 제공되고, 상기 제 1 스트립 도체의 일단에 그의 일단이 전기적으로 접속되고 상기 제 2 스트립 도체의 일단에 그의 타단이 전기적으로 접속된 접속용 스루홀(connecting through hole)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송 회로를 제공한다.
본 발명에 의한 스트립 선로를 사용한 상기 전송회로에 의하면, 상기 제 1 스트립 도체의 일단과 상기 제 2 스트립 도체의 일단을 접속용 스루홀에 의해 접속함으로써, 제 1 스트립 도체를 갖는 제 1 스트립 선로와 제 2 스트립 도체를 갖는 제 2 스트립 선로를 결합하고, 마이크로파 등의 신호를 전송하는 경로를 크랭크형태로 절곡하여, 예컨대 유전체 기판의 상면에 제공된 금속차폐판을 회피한다. 따라서, 내부 금속 샤시나 접속핀 등을 사용하지 않고, 간단한 구성 및 저가로 전송로를 입체화할 수 있어, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
또한, 상기 접속용 스루홀의 직경을 조정함으로써 상기 접속용 스루홀의 임피던스 조정이 이루어진다.
이 실시예에 의하면, 상기 접속용 스루홀의 직경을 조정함으로써 상기 접속용 스루홀의 전송회로의 임피던스가 조정된다. 따라서, 제 1 스트립 도체를 갖는 제 1 스트립 선로와 제 2 스트립 도체를 갖는 제 2 스트립 선로간의 임피던스 정합이 용이하게 달성될 수 있어, 전송 특성이 스트립 선로의 임피던스에 따라 용이하게 최적화될 수 있다.
1 실시예에 있어서, 상기 제 1 스트립 선로 및 상기 제 2 스트립 선로의 적어도 일방에, 임피던스 정합부가 제공된다.
이 실시예에 의하면, 임피던스 정합부로서, 분기부가 상기 제 1 및 제 2 스트립 도체에 제공되고, 미세 조정을 위한 도체 패턴이 소정 간격을 두고 상기 분기부의 일단에 대향하여 제공되며, 이에 의해 각각 제 1, 제 2 스트립 도체를 갖는 제 1, 제 2 스트립 선로과 그에 접속된 외부회로간의 임피던스 정합, 또는 각각 제 1, 제 2 스트립 도체를 갖는 제 1, 제 2 스트립 선로과 접속용 스루홀간의 임피던스 정합이 용이하게 달성될 수 있다.
1 실시예는 상기 유전체 기판에 상기 접속용 스루홀을 포위하도록 제공되고, 상기 제 1 스트립 선로 및 상기 제 2 스트립 선로의 적어도 일방의 접지 도체에 전기적으로 접속된 복수의 접지용 스루홀을 더 포함한다.
이 실시예에 의하면, 상기 접속용 스루홀과 상기 접지용 스루홀간에 유전체를 협지하여 원통형 유전체 선로에 상당하는 전송 선로가 구성된다. 따라서, 접속용 스루홀의 전송로의 임피던스 특성을 안정시켜, 고주파 및 광대역에 양호한 전송 특성을 얻을 수 있다.
1 실시예에 있어서, 접속용 스루홀의 중심으로부터 상기 제 1 및 제 2 접지 도체까지의 거리는 λ/4(λ:신호의 파장)이다.
이 실시예에 의하면, 제 1 스트립 선로를 따라 전파하는 신호가 예컨대 제 2 접지 도체에 의해 반사되더라도, 접속용 스루홀의 중심에서 제 2 접지 도체까지의 거리가 λ/4이기 때문에, 상기 신호는 반사파에 전혀 영향을 받지 않는다. 따라서, 제 1 및 제 2 접지 도체와 접속용 스루홀간의 갭에 있어서의 불연속부로 인해 전송특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 유전체 기판을 소정 간격을 두어 적층시킨 다층 기판;
상기 다층기판의 상면과 저면의 적어도 일방에 제공된 스트립 도체와 이 스트립 도체가 제공된 유전체 기판의 면과 반대측의 면에 제공된 접지도체를 갖는 스트립 선로;
상기 유전체 기판들간의 적어도 하나에 제공된 스트립도체와 이 스트립 도체가 제공된 유전체 기판의 면과 반대측의 면에 제공된 접지도체를 갖는 스트립 선로; 및
상기 다층기판을 관통하도록 제공되고, 상기 스트립도체를 서로 접속하는 접속용 스루홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송회로를 제공한다.
이 발명에 의하면, 스트립 도체가 접속용 스루홀에 의해 서로 접속되기 때문에, 스트립 도체를 사용하여 형성된 스트립 선로들이 서로 결합되어, 마이크로파 등의 신호가 전송되는 경로가 예컨대, 유전체 기판의 상면에 제공된 금속 차폐판을 피하도록 절곡된다. 이에 따라, 내부 금속 샤시 또는 접속핀 등을 사용하지 않고, 간단한 구성으로 또한 저가격으로 고신뢰도를 얻을 수 있는 입체적인 전송회로를 형성할 수 있다. 또한, 전송특성이 안정되어, 임피던스의 무조정화가 용이하다. 따라서, 상기 스트립 선로를 사용한 전송회로를 마이크로파 전송회로의 다층화기술에 응용하여, 회로면적을 크게 감소시킬 수 있어, 고밀도 실장화에 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 사시도이다.
도 4은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 사시도이다.
도 5은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 사시도이다.
도 6은 마이크로스트립 선로를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 7은 종래기술에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 사시도이다. 이 전송회로에 있어서, 제 1 스트립 도체(2) 및 제 3 스트립 도체(6)는 소정 거리를 두어 떨어져 있도록 PTFE(polyetrafluoroethylene)으로 형성된 유전체 기판(1)의 상면측의 선상에 제공되고, 제 2 스트립 도체(4)는 제 1 스트립 도체(2)의 일단과 제 3 스트립 도체(6)의 일단에 대향하여 각각 그의 양단이 제공되도록 상기 유전체 기판(1)의 저면측에 제공되어 있다. 제 2 스트립 도체(4)와 그의 주변부를 제외한 상기 유전체 기판(1)의 일부에는 제 1 접지 도체(제 1 접지 패턴)(3)이 제공되며(도 1에서는 도면을 잘 볼수 있도록 하기 위해 제 2 스트립 도체(4)의 주변부의 일부가 생략되어 있다). 한편, 제 1 스트립 도체(2)와 제 3 스트립 도체(6) 및 그의 주변부를 제외한 상기 유전체 기판(1)의 상면측 일부에는 제 2 접지 도체(제 2 접지 패턴)(5)이 제공되어 있다. 상기 제 1 스트립 도체(2)의 일단과 상기 제 2 스트립 도체(4)의 일단은 접속용 스루홀(11)에 의해 서로 전기적으로 접속되며, 상기 제 2 스트립 도체(4)의 타단과 상기 제 3 스트립 도체(6)의 일단은 접속용 스루홀(12)에 의해 서로 전기적으로 접속되어 있다. 상기 접속용 스루홀(11,12)는 각각 내주에 제공된 원통형 도체를 갖는다.
상기 전송회로는, 스트립 선로의 일예로서, 상기 제 1 스트립 도체(2)와 상기 제 1 접지용 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 협지된 상태로 형성된 제 1 마이크로스트립 선로, 상기 제 2 스트립 도체(4)와 상기 제 2 접지용 도체(5)간에 유전체 기판(1)이 협지된 상태로 형성된 제 2 마이크로스트립 선로, 및 상기 제 3 스트립 도체(6)와 상기 제 1 접지용 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 협지된 상태로 형성된 제 3 마이크로스트립 선로를 구비한다. 상기 제 2 접지 도체(5)의 상면측의 제 1 스트립 도체(2)와, 제 3 스트립 도체(6)간에는 금속 차폐판(20)이 입설되어 있다. 상기 접속용 스루홀(11)로부터 멀리 이격되어 있는 제 1 스트립 도체(2)의 일단은 신호 입력부이고, 상기 접속용 스루홀(12)로부터 멀리 이격되어 있는 제 3 스트립 도체(6)의 일단은 신호 출력부이며, 상기 제 1, 제 2 접지 도체(3,5)는 이 전송회로가 채용되는 기기(도시되지 않음)의 샤시 등에 전기적으로 접속된다.
도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다. 제 1 접지 도체(3)와 상기 접속용 스루홀(11,12)의 상단간, 및 제 2 접지 도체(5)와 상기 접속용 스루홀(11,12)의 하단간에는 각각 갭이 존재하여, 마이크로스트립 선로로서 전송특성의 불연속부가 발생하고 있다. 그러나, 제 1, 제 2 접지도체(3,5)의 단면에서 접속용 스루홀(11,12)의 중심점 까지의 거리는 각각 λ/4(λ:신호파장)으로 설정되기 때문에, 제 1, 제 2 접지도체(3,5)와 접속용 스루홀(11,12)간의 불연속부로 인한 전송특성의 열화가 억제된다.
즉, 제 1 스트립 도체(2)와 제 1 접지 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 샌드위치되어 형성된 제 1 스트립 선로를 따라 전파하는 신호가 제 2 접지 도체(5)에 의해 반사되더라도, 제 2 접지 도체(5)의 중심에서 접속용 스루홀(11)의 중심점까지의 거리가 λ/4이기 때문에, 상기 전자파 신호는 상기 반사파에 영향을 받지 않고 제 1 마이크로스트립 선로에서 접속용 스루홀(11)로 전파한다. 또한, 상기와 마찬가지로 신호가 접속용 스루홀(12)로 전파한다.
이와 같이 구성된 스트립 선로를 사용한 전송회로에 있어서, 신호입력부(21)로 입력된 신호는 제 1 스트립 도체(2)와 제 1 접지 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 샌드위치되어 형성된 제 1 마이크로스트립 선로를 따라 전파하고, 또한 상기 접속용 스루홀(11)을 통해 제 2 스트립 도체(4)와 제 2 접지 도체(5)간에 유전체 기판(1)이 샌드위치되어 형성된 제 2 마이크로스트립 선로로 전파한다. 다음, 상기 신호는, 상기 제 2 마이크로스트립 선로로 부터 접속용 스루홀(12)을 통해 상기 제 3 스트립 도체(6)와 제 1 접지 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 샌드위치되어 형성된 제 3 마이크로스트립 선로로 전파한다. 이에 따라, 상기 신호는 제 3 스트립 도체(6)의 신호 출력부(22)로부터 출력된다.
이와 같이 하여, 제 1 스트립 도체(2)의 일단과 제 2 스트립 도체(4)의 일단이 접속용 스루홀(11)을 통해 서로 전기적으로 접속되고, 제 2 스트립 도체(4)의 타단과 제 3 스트립 도체(6)의 일단이 접속용 스루홀(12)을 통해 서로 전기적으로 접속됨으로써, 제 1 마이크로스트립 선로, 제 2 마이크로스트립 선로 및 제 3 마이크로스트립 선로가 서로 결합되어 마이크로파 신호를 전송하기 위한 전송회로가 도 2의 화살표로 표시한 바와 같은 형상으로 절곡되어 유전체 기판(1)의 상면측상에 제공된 금속 차페판(20)을 회피하게 된다. 이에 따라, 내부 금속 샤시 또는 접속핀 등을 사용하지 않고, 간단한 구성으로 또한 저가격으로 고신뢰도를 얻을 수 있는 입체적인 전송회로를 형성할 수 있다. 또한, 전송특성이 안정되어, 임피던스의 무조정화가 용이하다.
또한, 상기 전송회로에서, 상기 제 1 스트립 도체(2)와 제 1 접지 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 샌드위치되어 형성된 제 1 마이크로스트립 선로의 임피던스와 상기 제 3 스트립 도체(6)와 제 1 접지 도체(3)간에 유전체 기판(1)이 샌드위치되어 형성된 제 3 마이크로스트립 선로의 임피던스가 상이한 경우, 예컨대 제 1 마이크로스트립 선로의 임피던스가 75Ω이고 제 3 마이크로스트립 선로의 임피던스가 50Ω일때, 제 1 마이크로스트립 선로과 제 3 마이크로스트립 선로간의 임피던스 정합은 접속용 스루홀(11,12)의 직경을 변경시킴으로써 상기 접속용 스루홀(11,12)의 전송회로의 임피던스를 변경시켜 달성된다. 예컨대, 상기 유전체 기판(1)의 유전율 ε=2.6로 하고 두께 h=0.6mm로 한 실험결과에 의하면, 접속용 스루홀(11,12)의 전송회로의 임피던스는 접속용 스루홀(11,12)의 직경을 0.5mm에서 0.6mm로 변경함으로써 70Ω에서 50Ω으로 변경되며, 이에 따라, 임피던스 정합이 이루어진다(그러나, 접속용 스루홀(11,12)의 전송회로의 임피던스 정합은 유전체 기판(1)의 유전율 ε 및 두께 h에 영향받는다). 이와 같이, 마이크로스트립 선로의 임피던스에 따라 접속용 스루홀의 직경을 조정함으로써 전송 특성이 최적화될 수 있다.
[제 2 실시예]
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 사시도이다. 제 1 스트립 도체(32)는 PTFE로 형성된 유전체 기판(31)의 상면측에 제공되고, 그의 일단이 접속용 스루홀(33)을 통해 제 1 스트립 도체(32)의 일단에 접속된 제 2 스트립 도체(34)는 유전체 기판(31)의 저면측에 제공된다. 상기 유전체 기판(31)의 저면측에는 제 1 접지 도체(도시되지 않음)가 제공되고, 상기 유전체 기판(31)의 상면측에는 제 2 접지 도체(35)가 제공된다. 상기 제 1 스트립 도체(32)와 제 1 접지도체간에 유전체 기판(31)이 샌드위치된 상태로 제 1 마이크로스트립 선로가 형성되고, 상기 제 2 스트립 도체(34)와 제 2 접지 도체(35)간에 유전체 기판(31)이 샌드위치되어 제 2 마이크로스트립 선로가 형성된다. 또한, 접속용 스루홀(33) 부근의 제 1 스트립 도체(32)의 일부에 있어서, 임피던스 정합용 분기부(32a)가 제 1 스트립 도체(32)의 길이 방향에 대해 거의 수직으로 연장되도록 제공됨과 동시에, 미세 조정용 도체 패턴(36)이 소정 간격을 두어 분기부(32a)의 일단에 대향하여 제공된다. 상기 분기부(32a)와 미세 조정용 도체 패턴(36)은 임피던스 정합부를 구성한다. 또한, 상기 접속용 스루홀(33)은 내주에 제공된 원통형 도체를 갖는다.
상기 전송회로의 제 1 스트립 도체(32)의 신호입력부(30)와 제 2 스트립 도체(34)의 신호출력부(도시되지 않음)에는 증폭기, 필터 또는 믹서와 같은 도시되지 않은 외부 회로가 접속된다. 이 경우, 전송회로의 마이크로스트립 선로과 각 회로간의 임피던스 정합이 필요하다. 따라서, 상기 분기부(32a)와 미세 조정용 도체 패턴(36)으로 구성된 임피던스 정합부를 제 1 스트립 도체(32)의 접속용 스루홀(33) 근방에 제공하는 구성에 의해, 제 1 마이크로스트립 선로과 외부회로간의 임피던스 정합을 이룰 수 있어, 양호한 전송 특성을 얻을 수 있다. 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 접속용 스루홀(33)에서 90° 절곡하는 것은 반사를 야기하기 쉬우나, 마이크로스트립 선로의 주파수가 높을 수록 반사파의 영향이 커져, 제 1 스트립 도체와 접속용 스루홀(33)간의 임피던스 정합도 상기 임피던스 정합부에 의해 달성될 수 있다.
[제 3 실시예]
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 주요부 사시도이다. 제 1 스트립 도체(42)는 PTFE로 형성된 유전체 기판(41)의 상면측에 제공되고, 그의 일단이 접속용 스루홀(43)을 통해 제 1 스트립 도체(42)의 일단에 전기적으로 접속된 제 2 스트립 도체(44)는 유전체 기판(41)의 저면측에 제공된다. 상기 유전체 기판(41)의 저면측에는 제 1 접지 도체(도시되지 않음)가 제공되고, 상기 유전체 기판(41)의 상면측에는 제 2 접지 도체(45)가 제공된다. 상기 제 1 스트립 도체(42)와 제 1 접지도체간에 유전체 기판(41)이 샌드위치된 상태로 제 1 마이크로스트립 선로가 형성되고, 상기 제 2 스트립 도체(44)와 제 2 접지 도체(45)간에 유전체 기판(41)이 샌드위치되어 제 2 마이크로스트립 선로가 형성된다. 또한, 그의 상단이 제 2 접지 도체(45)에 접속된 복수의 접지용 스루홀(46)이 상기 접속용 스루홀(43)을 포위하도록 제공된다. 상기 접속용 스루홀(43)과 상기 복수의 접지용 스루홀(46)은 그 내주에 제공된 원통형 도체를 각각 갖는다.
이와 같이 구성된 스트립 선로를 사용한 전송회로에 있어서, 상기 접속용 스루홀(43)이 복수의 접속용 스루홀(46)로 둘러싸인 구성에 의해, 상기 접속용 스루홀(43)과 상기 복수의 접속용 스루홀(46)로부터 유전체 선로와 동등한 전송 특성이 얻어질 수 있다. 이에 따라, 접속용 스루홀(43)의 전송회로의 임피던스가 안정되어 고주파 및 광대역에서 양호한 전송특성이 얻어질 수 있다.
또한, 본 전송회로에 있어서, 실험결과에 의하면, 복수의 접속용 스루홀(46)의 직경을 감소시키고 접속용 스루홀(43) 주위에 가능한한 많은 접속용 스루홀(46)을 제공함으로써, 상기 접속용 스루홀(43)의 보다 양호한 전송 특성을 얻을 수 있다. 또한, 상기 복수의 접속용 스루홀(46)의 일단이 제 2 접지 도체(45)에 전기적으로 접속되었으나, 제 1 접지 도체에 접속될수도 있고, 또는 상기 접속용 스루홀(43)은 상기 제 1 접지 도체와 제 2 접지 도체(45) 모두에 접속된 접지용 스루홀에 의해 둘러싸일 수 있다.
[제 4 실시예]
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 스트립 선로를 사용한 전송회로의 단면도이다. 이 전송회로는 소정 간격을 갖고, PTFE로 형성된 유전체 기판(51∼53)을 적층시킴으로써 형성된 다층 기판을 갖는다. 상기 다층 기판에는 접속용 스루홀(61∼63)이 소정 간격을 두어 형성되며, 그의 일단이 상기 접속용 스루홀(61)의 상단에 접속된 스트립 도체(71) 상기 유전체 기판(51)의 상면측에 제공된다. 상기 유전체 기판(51)과 유전체 기판(52)간에는 상기 접속용 스루홀(61)과 접속용 스루홀(62)을 서로 접속하는 스트립 도체(72)가 제공되고, 상기 유전체 기판(52)과 유전체 기판(53)간에는 상기 접속용 스루홀(62)과 접속용 스루홀(63)을 서로 접속하는 스트립 도체(73)가 제공된다. 또한, 상기 유전체 기판(53)의 저면측에는, 상기 접속용 스루홀(63)과 접속용 스루홀(64)을 서로 접속하는 스트립 도체(74)가 제공되고, 그의 일단이 상기 접속용 스루홀(64)에 접속되어 있는 스트립 도체(75)가 상기 유전체 기판(51)의 상면측에 제공된다. 또한, 상기 제 1, 제 5 스트립도체(71, 75) 및 상기 접속용 스루홀(61∼64)과 그의 주변부를 제외한 상기 유전체 기판(51)의 상면측 일부에는 접지 도체(81)가 제공되고, 상기 유전체 기판(51)과 유전체 기판(52)간에, 상기 접속용 스루홀(61∼64) 및 그의 주변부는 물론 상기 제 2 스트립 도체(72)와 그의 주변부를 제외한 부분에는 접지 도체(82)가 제공된다. 또한, 상기 유전체 기판(52)과 유전체 기판(53)간에, 상기 접속용 스루홀(61∼64)과 그의 주변부는 물론 상기 제 3 스트립 도체(73)와 그의 주변부를 제외한 부분에는 접지 도체(83)가 제공되고, 상기 접속용 스루홀(61∼64) 및 그의 주변부는 물론 상기 제 4 스트립도체(74)와 그의 주변부를 제외한 상기 유전체 기판(53)의 저면측의 일부에는 접지 도체(84)가 제공된다. 또한, 상기 접지 도체(81∼84)는 샤시 등의 도시되지 않은 제품에 전기적으로 접속된다.
이와 같이 구성된 스트립 선로를 사용한 전송회로에 있어서, 스트립 도체(71)의 미도시된 신호입력부로 입력된 마이크로파 신호는 스트립 도체(71)와 접지도체(82)간에 유전체 기판(51)이 샌드위치되어 있는 제 1 마이크로스트립 선로를 따라 전파하고, 또한 상기 접속용 스루홀(61)을 통해, 상기 스트립 도체(72)와 접지도체(81)간에 유전체 기판(51)이 샌드위치되어 있고, 상기 스트립 도체(72)와 접지도체(83)간에 유전체 기판(52)이 샌드위치되어 있는 제 2 마이크로스트립 선로로 전파한다. 다음, 상기 신호는, 상기 제 2 마이크로스트립 선로로부터, 접속용 스루홀(62)을 통해, 상기 스트립 도체(73)와 접지도체(82)간에 유전체 기판(52)이 샌드위치되고 또한 상기 스트립 도체(73)와 접지도체(84)간에 유전체 기판(53)이 샌드위치되어 있는 제 3 마이크로스트립 선로로 전파한다. 다음, 상기 신호는, 상기 제 3 마이크로스트립 선로로 부터, 접속용 스루홀(63)을 통해, 상기 스트립 도체(74)와 접지도체(83)간에 유전체 기판(53)이 샌드위치되어 있는 제 4 마이크로스트립 선로로 전파한다. 다음, 상기 신호는, 상기 제 4 마이크로스트립 선로로부터, 접속용 스루홀(64)을 통해, 상기 스트립 도체(75)와 접지도체(82)간에 유전체 기판(51)이 샌드위치되어 있는 제 5 마이크로스트립 선로로 전파한다. 상기 제 5 스트립 도체(75)의 미도시된 신호출력부로부터 상기 신호는 출력된다. 이에 따라, (도 5에 화살표로 표시한 바와 같이, 입체적 전송회로를 따라 마이크로파신호가 전파한다.
이와 같이, 상기 접속용 스루홀(61∼64)에 의해 각각의 스트립 도체(71∼75)를 서로 접속함으로써, 스트립 도체(71∼75)를 사용하여 형성된 제 1 ∼ 제 5 마이크로스트립 선로를 서로 결합함으로써, 상기 마이크로파 신호를 전송하기 위한 전송회로가 절곡되어, 예컨대 다층기판상에 제공된 금속 차폐판 등을 회피하도록 된다. 따라서, 내부 금속 샤시 또는 접속핀 등을 사용하지 않고, 간단한 구성으로 또한 저가격으로 고신뢰도를 얻을 수 있는 입체적인 전송회로를 형성할 수 있다. 또한, 상기 스트립 선로를 사용한 전송회로는, 마이크로파 전송회로의 다층 기술에 응용시, 회로면적을 크게 감소시킬 수 있어, 고밀도 실장을 가능케 한다.
상기 전송회로에 있어서, 내층의 제 2, 제 3 스트립 도체(72,73)에 대한 상부 및 하부 접지 도체중 어느 하나를 선택하여 마이크로스트립 선로를 구성할 수도 있으나, 실험결과, 10GHz이상의 마이크로파에서는 상하 접지 도체의 커플링 영향을 받기 때문에, 상하 접지 도체의 모두를 선택하여 마이크로스트립 선로를 구성하는 편이 보다 안정된 전송특성을 얻을 수 있었다. 또한, 각 층의 스트립 도체(71∼75)를 서로 접속하는 접속용 스루홀(61∼64)의 전송회로의 임피던스는 유전체 기판(51∼53)의 유전율 ε 및 두께 h에 크게 영향을 받기 때문에, 제 1 실시예와 같이 상기 접속용 스루홀의 직경의 최적화를 행할 필요가 있다.
상기 제 1 ∼제 4 실시예는 스트립 선로의 일예로서 마이크로스트립 선로를 사용한 전송회로에 대해 기술하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 스트립 선로는 코플래너 선로 등을 사용해도 좋다.
또한, 상기 제 1 ∼ 제 4 실시예에 있어서, PTFE(polyetrafluoroethylene)로 형성된 유전체 기판(1,31,41,51∼53)이 사용되었으나, 유전체 기판의 재료가 PTFE에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 제 2 실시예에 있어서, 임피던스 정합부로서 분기부(32a)와 미세조정용 도체 패턴(36)이 사용되었으나, 상기 임피던스 정합부는 분기부(32a) 또는 미세조정용 도체 패턴(36)중 어느 하나를 사용할수도 있다. 또한, 임피던스 정합부의 위치는 제 1, 제 2 스트립 도체의 접속용 스루홀 근방이외로 될수도 있다.
상기 제 5 실시예는 4층 다층기판으로 기술되었으나, 본 발명은 2층, 3층, 5층 또는 그 이상의 다층기판에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 스트립 선로를 사용한 전송회로에 의하면, 제 1 스트립 도체를 갖는 제 1 스트립 선로과 제 2 스트립 도체를 갖는 제 2 스트립 선로가 접속용 스루홀에 의해 서로 결합되기 때문에, 마이크로파 등의 신호를 전송하기 위한 전송 회로가 크랭크 형태로 굽혀져, 내부 금속 샤시 또는 접속핀 등을 사용하지 않고, 간단한 구성으로 또한 저가격으로 고신뢰도를 얻을 수 있는 입체적인 전송회로를 형성할 수 있다. 또한, 이와 같은 스트립 선로를 사용한 전송회로는 전송특성이 안정되어, 임피던스의 무조정화가 용이하다. 또한 본 발명의 스트립 선로를 사용한 전송회로는, 소정 간격을 두어 복수의 유전체 기판을 적층함으로써 형성된 다층 기판의 상하면측중 적어도 일방에 제공된 스트립 도체를 갖는 스트립 선로, 및 상기 유전체 기판들간의 갭중 적어도 하나에 제공된 스트립 도체를 구비하며, 상기 스트립 도체는, 상기 다층 기판을 통과하도록 제공되는 접속용 스루홀을 통해 서로 접속된다.
따라서, 본 발명의 스트립 선로를 사용한 전송회로에 의하면, 스트립 도체는 접속용 스루홀에 의해 서로 접속되며, 이에 따라 상기 스트립 도체를 사용하여 형성된 스트립 선로가 서로 결합되어 마이크로파 등의 신호를 전송하기 위한 전송선이 굽혀지게 된다. 이에 따라, 내부 금속 샤시 또는 접속핀 등을 사용하지 않고, 간단한 구성으로 또한 저가격으로 고신뢰도를 얻을 수 있는 입체적인 전송회로를 형성할 수 있다. 또한, 전송특성이 안정되어, 임피던스의 무조정화가 용이하다. 또한, 본 발명의 스트립 선로를 사용한 전송회로는, 마이크로파 전송 회로의 다층화 기술에 적용시, 회로의 면적을 크게 감소시켜 고밀도 실장화를 이룰수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 여러가지로 변경될 수 있다. 이와 같은 변경도 본발명의 정신과 관점에 속하며, 또한, 이와 같은 모든 변경도 첨부된 특허청구범위에 들어감을 당업자들은 이해할 것이다.
내용없음.

Claims (6)

  1. 유전체 기판;
    상기 유전체 기판의 상면에 제공된 제 1 스트립 도체와 상기 유전체 기판의 저면에 제공된 제 1 접지 도체를 갖는 제 1 스트립 선로;
    상기 유전체 기판의 저면에 제공된 제 2 스트립 도체와 상기 유전체 기판의 상면에 제공된 제 2 접지 도체를 갖는 제 2 스트립 선로; 및
    상기 유전체 기판에 제공되고, 상기 제 1 스트립 도체의 일단에 그의 일단이 전기적으로 접속되고 상기 제 2 스트립 도체의 일단에 그의 타단이 전기적으로 접속된 접속용 스루홀(connecting through hole)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접속용 스루홀의 직경을 조정함으로써 상기 접속용 스루홀의 임피던스 조정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스트립 선로 및 상기 제 2 스트립 선로의 적어도 일방에, 임피던스 정합부가 제공된 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판에 상기 접속용 스루홀을 포위하도록 제공되고, 상기 제 1 스트립 선로 및 상기 제 2 스트립 선로의 적어도 일방의 접지 도체에 전기적으로 접속된 복수의 접지용 스루홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송회로.
  5. 제 1항에 있어서, 접속용 스루홀의 중심으로부터 상기 제 1 및 제 2 접지 도체까지의 거리가 λ/4(λ:신호의 파장)인 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송회로.
  6. 복수의 유전체 기판을 소정 간격을 두어 적층시킨 다층 기판;
    상기 다층기판의 상면과 저면의 적어도 일방에 제공된 스트립 도체와 이 스트립 도체가 제공된 유전체 기판의 면과 반대측의 면에 제공된 접지도체를 갖는 스트립 선로;
    상기 유전체 기판들간의 적어도 하나에 제공된 스트립도체와 이 스트립 도체가 제공된 유전체 기판의 면과 반대측의 면에 제공된 접지도체를 갖는 스트립 선로; 및
    상기 다층 기판을 관통하도록 제공되고, 상기 스트립도체를 서로 접속하는 접속용 스루홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 스트립 선로를 사용한 전송회로.
KR1019970067182A 1996-12-12 1997-12-10 입체적으로 스트립선로를 사용한 전송회로 KR100282274B1 (ko)

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