JP6905608B2 - ポスト壁導波路及びフィルタモジュール - Google Patents
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Description
(ポスト壁導波路1の構成)
本発明の第1の実施形態に係るポスト壁導波路1の構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、ポスト壁導波路1の斜視図である。図2の(a)及び(b)の各々は、それぞれ、ポスト壁導波路1の平面図及び模式図である。図3は、ポスト壁導波路1の拡大断面図であって、ポスト壁導波路1が備えている励振ピン6及び帯状導体8の拡大断面図である。なお、本発明の各実施形態に係るポスト壁導波路及びフィルタモジュールは、何れも、28GHz帯(例えば27GHz以上29.5GHz以下の帯域)を動作帯域として想定している。ただし、本発明の一態様に係るポスト壁導波路及びフィルタモジュールにおいて、その動作帯域は、28GHz帯に限定されるものではなく適宜定めることができる。28GHz帯以外の動作帯域の例としては、Eバンドと呼ばれる71GHz以上86GHz以下の帯域が挙げられる。
ポスト壁導波路1におけるポスト壁5を構成する導体ポスト5iの配置パターンについて、図2の(a)及び(b)を参照して説明する。なお、図2の(b)には、基板2、導体層3,4、及び誘電体層10の図示を省略している。
・結合窓AP1を介して励振領域RE1と電磁気的に結合された共振領域R1、
・結合窓AP2を介して共振領域R1と電磁気的に結合された共振領域R2、
・結合窓AP3を介して共振領域R2と電磁気的に結合された共振領域R3、
・結合窓AP4を介して共振領域R3と電磁気的に結合された共振領域R4、
・結合窓AP5を介して共振領域R4と電磁気的に結合された共振領域R5、
・結合窓AP6を介して共振領域R5と電磁気的に結合された励振領域RE2。
励振ピン6,7及びマイクロストリップ線路MS1,MS2について、図1〜図3を参照して説明する。上述したように、図1は、ポスト壁導波路1の斜視図であり、図2は、ポスト壁導波路1の平面図及び模式図である。図3は、ポスト壁導波路1の拡大断面図であって、励振ピン6及びマイクロストリップ線路MS1の拡大断面図である。図3の拡大断面図は、図2の平面図に示したAA’線に沿った断面であるAA’断面における拡大断面図である。
図2の平面図に示すように、ポスト壁導波路1は、距離DEが距離DWより短くなるように構成されている。距離DEは、励振ピン6の中心C6と、励振ピン7の中心C7との距離である励振部間距離の一例であり、距離DWは、最初段の共振領域である共振領域R1と、最後段の共振領域である共振領域R5との中心間距離(すなわち中心C1と中心C5との距離)の一例である。ただし、本発明の一態様において、距離DEは、距離DW以下であればよい。
〔発明が解決しようとする課題〕の欄にも記載したように、無線通信用のICの種類が様々であるため、ポスト壁導波路1に様々なICを実装するためには、距離DEをICの出力端子と入力端子との距離に応じて設計変更することが求められる。
以上のように、ポスト壁導波路1は、非特許文献1に記載のポスト壁導波路と同程度又はそれ以下に距離DEを短くすることができる。そのうえで、ポスト壁導波路1は、距離DEを容易に設計変更することができる。したがって、ポスト壁導波路1は、距離DEを従来よりも長くすることなく、且つ、距離DEを容易に設計変更することができる。
図4の(a)及び(b)の各々は、それぞれ、ポスト壁導波路1Aの模式図及びポスト壁導波路1Bの模式図である。ポスト壁導波路1Aは、ポスト壁導波路1の第1の変形例であり、ポスト壁導波路1Bは、ポスト壁導波路1の第2の変形例である。なお、図4においては、励振ピン6,7が点で示されている。そのため、図4には、励振ピンを示す符号「6」及び「7」を図示せず、中心を示す符号「C6」及び「C7」のみを図示している。また、図4の(a)及び(b)においては、帯状導体8の端部8a及び端部8c、並びに、帯状導体9の端部9a及び端部9cの符号の図示を省略している。また、図4の(a)及び(b)においては、ポスト壁5の形状及び配置を分かりやすくするために、IC11を仮想線(二点鎖線)にて示している。
図5は、ポスト壁導波路1の第3の変形例であるポスト壁導波路1Cの拡大平面図であって、ポスト壁導波路1Cが備えている開口3d及び帯状導体8の拡大平面図である。図6は、ポスト壁導波路1Cの拡大断面図であって、開口3d及び帯状導体8の拡大断面図である。図6の拡大断面図は、図5の平面図に示したBB’線に沿った断面であるBB’断面における拡大断面図である。
図7は、ポスト壁導波路1の第4の変形例であるポスト壁導波路1Dの拡大平面図であって、ポスト壁導波路1Dが備えている開口3d及び帯状導体8Dの拡大平面図である。ポスト壁導波路1Dは、ポスト壁導波路1Cの変形例でもある。第4の変形例においては、ポスト壁導波路1Dにおけるポスト壁導波路1Cからの変更点について説明する。
本発明の第1の実施例群であり、図7に示したポスト壁導波路1Dの実施例群について、図8及び図9を参照して説明する。図8は、第1の実施例群の各ポスト壁導波路1DのSパラメータS(1,1)の周波数依存性(以下において、反射特性と称する)を示すグラフである。図9は、第1の実施例群の各ポスト壁導波路1DのSパラメータS(2,1)の周波数依存性(以下において、透過特性と称する)を示すグラフである。なお、第1の実施例群においては、帯状導体8Dの端部8Dcを第1ポートとし、励振領域RE1のx軸正方向側の端部を第2ポートとして、SパラメータS(1,1)及びSパラメータS(2,1)をシミュレーションした。
・基板2:石英製(T11=0.86mm)
・W1=4mm
・基板15:Megtron6(登録商標)(T15=100μm)
・導体層3,4:銅製(厚さ10μm)
・導体層17:銅製(厚さ18μm)
・開口3d:長辺の長さ=3.2mm、短辺の長さ=400μm、ショート壁5cとの間隔=100μm
・帯状導体8D:銅製(厚さ18μm)、幅=200μm、ΔG=0,100,200,300,400,500,600,700,800,900μm
・半田18:厚さ=30μm
図8を参照すれば、第1の実施例群のポスト壁導波路1Dにおいて、(1)ギャップΔGが0μm以上500μm以下である場合、27GHz以上29.5GHz以下の動作帯域においてSパラメータS(1,1)が−20dBを下回り、(2)ギャップΔGが600μmである場合、上記動作帯域の一部においてSパラメータS(1,1)が−20dBを上回り、(3)ギャップΔGが700μm以上900μm以下である場合、上記動作帯域においてSパラメータS(1,1)が−20dBを上回ることが分かった。
図10は、ポスト壁導波路1の第5の変形例であるポスト壁導波路1Eの拡大平面図であって、ポスト壁導波路1Eが備えている開口3dE及び帯状導体8Eの拡大平面図である。ポスト壁導波路1Eは、ポスト壁導波路1Dの変形例でもある。第5の変形例においては、ポスト壁導波路1Eにおけるポスト壁導波路1Dからの変更点について説明する。
本発明の第2の実施例群であり、図10に示したポスト壁導波路1Eの実施例群について、図11及び図12を参照して説明する。図11は、第2の実施例群の各ポスト壁導波路1Eの反射特性を示すグラフである。図12は、第2の実施例群の各ポスト壁導波路1Eの透過特性を示すグラフである。なお、第2の実施例群においては、帯状導体8Eの端部8Ecを第1ポートとし、励振領域RE1のx軸正方向側の端部を第2ポートとして、SパラメータS(1,1)及びSパラメータS(2,1)をシミュレーションした。
本発明の第3の実施例群であり、図10に示したポスト壁導波路1Eの実施例について、図13及び図14を参照して説明する。図13は、第3の実施例群のポスト壁導波路1Eの反射特性を示すグラフである。図14は、第3の実施例群のポスト壁導波路1Eの透過特性を示すグラフである。
本発明の第2の実施形態に係るフィルタモジュールFMについて、図15を参照して説明する。図15は、フィルタモジュールFMの拡大平面図であって、第2の実施形態に係るフィルタモジュールFMを構成するポスト壁導波路1Eが備えている開口3dEa,3dEb及び帯状導体8E,9Eの拡大平面図である。
ポスト壁導波路1Eは、図10に示したポスト壁導波路1Eと同様に構成されている。そのため、第2の実施形態においては、ポスト壁導波路1Eについて簡単な説明に留める。
励振領域RE1と、励振領域RE2とは、各々の延伸方向が平行且つ近接して配置されている。
マイクロストリップ線路MS1,MS2は、基板15Fと、導体層17Fとを備えている。基板15F及び導体層17Fは、マイクロストリップ線路MS1,MS2において共通の部材である。マイクロストリップ線路MS1,MS2の各々は、それぞれ、帯状導体8E,9Eを備えている。基板15Fは、ポスト壁導波路1Cの基板15に対応し、導体層17Fは、ポスト壁導波路1Cの導体層17に対応し、帯状導体8E,9Eは、ポスト壁導波路1Cの帯状導体8に対応する。また、帯状導体8E,9Eの各々は、それぞれ、第3の帯状導体及び第4の帯状導体の一例である。
帯状導体8Eの一対の先端部のうち、開口3dEaに近く且つ開口3dEaから突出している先端部を一方の先端部とし、開口3dEaから遠い側の先端部を他方の先端部と称する。帯状導体8Eの他方の先端部は、RFIC21Fの信号端子E1aと接続するための信号用導体パッドとして機能する。帯状導体8Eの他方の先端部の両脇には、該他方の先端部を挟み込むように、RFIC21Fのグランド端子E2a,E3aの各々と接続するためのグランド用導体パッドG2a,G3aが形成されている。グランド用導体パッドG2a,G3aの各々は、導体層3と短絡されている。このように、帯状導体8Eの他方の先端部及び近傍には、RFIC21Fの出力ポートを接続するための端子であって、グランド用−信号用−グランド用の順番で導体パッドが配列されたGSG配置の端子が形成されている。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
RE1,RE2 励振領域(第1励振領域,第2励振領域)
2 基板
3,4 導体層(第1広壁、第2広壁)
3a 開口
3b 導体パッド(第1導体パッド)
3c アンチパッド(第1アンチパッド)
3d,3dE,3dEa 開口(第1開口)
3dEb 開口(第2開口)
5 ポスト壁(狭壁)
5i 導体ポスト
6,7 励振ピン(第1励振部,第2励振部)
8,8D,8E 帯状導体(第1帯状導体)
9,9E 帯状導体(第2帯状導体)
8a 領域(第1励振部)
10 誘電体層
Claims (11)
- 誘電体製の基板と、上記基板の一対の主面の各々にそれぞれ形成された第1広壁及び第2広壁と、上記基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、
上記第1広壁、上記第2広壁、及び上記ポスト壁は、直列に接続された複数の共振領域と、最初段の共振領域に隣接する第1励振領域及び最後段の共振領域に隣接する第2励振領域とを構成し、
上記第1励振領域と上記第2励振領域とは、上記複数の共振領域のみを介して接続されており、
平面視した場合に、
上記複数の共振領域の各々は、円形状であり、
上記複数の共振領域のうち互いに隣接している2つの共振領域の各々は、これら2つの共振領域の各々の半径をr1及びr2とし、これら2つの共振領域の中心間距離をD12とした場合に、D12<r1+r2となるように配置されており、
上記第1励振領域に設けられた第1励振部と上記第2励振領域に設けられた第2励振部との距離である励振部間距離は、上記最初段の共振領域と上記最後段の共振領域との中心間距離未満である、
ことを特徴とするポスト壁導波路。 - 誘電体製の基板と、上記基板の一対の主面の各々にそれぞれ形成された第1広壁及び第2広壁と、上記基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、
上記第1広壁、上記第2広壁、及び上記ポスト壁は、直列に接続された複数の共振領域と、最初段の共振領域に隣接する第1励振領域及び最後段の共振領域に隣接する第2励振領域とを構成し、
上記第1励振領域と上記第2励振領域とは、上記複数の共振領域のみを介して接続されており、
平面視した場合に、
上記複数の共振領域の各々は、円形状であり、
上記複数の共振領域のうち互いに隣接している2つの共振領域の各々は、これら2つの共振領域の各々の半径をr 1 及びr 2 とし、これら2つの共振領域の中心間距離をD 12 とした場合に、D 12 <r 1 +r 2 となるように配置されており、
上記第1励振領域に設けられた第1励振部と上記第2励振領域に設けられた第2励振部との距離である励振部間距離は、上記最初段の共振領域と上記最後段の共振領域との中心間距離以下であり、
上記第1励振部及び上記第2励振部の少なくとも何れかは、最初段の共振領域と最後段の共振領域との間に位置する、
ことを特徴とするポスト壁導波路。 - 上記第1広壁の上記第1励振領域に対応する部分には第1アンチパッドが形成されており、
上記第1励振部は、上記第1アンチパッドに囲まれた第1導体パッドから上記第1励振領域の内部に至る第1励振ピンであり、
上記第1広壁の上記第2励振領域に対応する部分には第2アンチパッドが形成されており、
上記第2励振部は、上記第2アンチパッドに囲まれた第2導体パッドから上記第2励振領域の内部に至る第2励振ピンである、
ことを特徴とする請求項2に記載のポスト壁導波路。 - 一方の端部が上記第1導体パッドに導通し、且つ、上記第1広壁とともに二導体線路を構成する第1帯状導体と、
一方の端部が上記第2導体パッドに導通し、且つ、上記第1広壁とともに二導体線路を構成する第2帯状導体と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項3に記載のポスト壁導波路。 - 上記第1広壁の上記第1励振領域に対応する部分には第1開口が形成されており、
上記第1広壁の上記第2励振領域に対応する部分には第2開口が形成されており、
上記第1広壁とは離間して設けられた第1帯状導体であって、平面視した場合に、一部が上記第1開口の少なくとも一部と重畳している第1帯状導体と、
上記第1広壁とは離間して設けられた第2帯状導体であって、平面視した場合に、一部が上記第2開口の少なくとも一部と重畳している第2帯状導体と、を更に備え、
上記第1励振部は、上記第1帯状導体のうち上記第1開口と重畳している部分であり、
上記第2励振部は、上記第2帯状導体のうち上記第2開口と重畳している部分である、ことを特徴とする請求項2に記載のポスト壁導波路。 - 上記第1帯状導体は、上記第1広壁とともに二導体線路を構成し、
上記第2帯状導体は、上記第1広壁とともに二導体線路を構成する、
ことを特徴とする請求項5に記載のポスト壁導波路。 - 平面視した場合に、
上記第1励振領域を構成する一対の狭壁同士は、平行であり、且つ、上記第1励振領域の幅を二等分する点の集合である直線と、上記第1帯状導体の中心軸とは、ずれており、
上記第2励振領域を構成する一対の狭壁同士は、平行であり、且つ、上記第2励振領域の幅を二等分する点の集合である直線と、上記第2帯状導体の中心軸とは、ずれている、ことを特徴とする請求項5又は6に記載のポスト壁導波路。 - 平面視した場合に、
上記第1開口及び上記第2開口の各々は、台形状であり、
上記第1開口は、上記台形状を形成する一対の底が上記第1励振領域を構成する上記一対の狭壁の各々と平行になるように、且つ、上記第1帯状導体の上記中心軸から、上記第1開口の上記一対の底のうち長さが短い底までの距離が、上記第1帯状導体の上記中心軸から、上記第1開口の上記一対の底のうち長さが長い底までの距離を上回る、ように配置されており、
上記第2開口は、上記台形状を形成する一対の底が上記第2励振領域を構成する上記一対の狭壁の各々と平行になるように、且つ、上記第2帯状導体の上記中心軸から、上記第2開口の上記一対の底のうち長さが短い底までの距離が、上記第2帯状導体の上記中心軸から、上記第2開口の上記一対の底のうち長さが長い底までの距離を上回る、ように配置されている、
ことを特徴とする請求項7に記載のポスト壁導波路。 - 誘電体製の基板と、上記基板の一対の主面の各々にそれぞれ形成された第1広壁及び第2広壁と、上記基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、
上記第1広壁、上記第2広壁、及び上記ポスト壁は、直列に接続された複数の共振領域と、最初段の共振領域に隣接する第1励振領域及び最後段の共振領域に隣接する第2励振領域とを構成し、
上記第1励振領域と上記第2励振領域とは、上記複数の共振領域のみを介して接続されており、
平面視した場合に、
上記複数の共振領域の各々は、円形状であり、
上記複数の共振領域のうち互いに隣接している2つの共振領域の各々は、これら2つの共振領域の各々の半径をr 1 及びr 2 とし、これら2つの共振領域の中心間距離をD 12 とした場合に、D 12 <r 1 +r 2 となるように配置されており、
上記第1励振領域に設けられた第1励振部と上記第2励振領域に設けられた第2励振部との距離である励振部間距離は、上記最初段の共振領域と上記最後段の共振領域との中心間距離以下であり、
上記第1広壁の上記第1励振領域に対応する部分には第1アンチパッドが形成されており、
上記第1励振部は、上記第1アンチパッドに囲まれた第1導体パッドから上記第1励振領域の内部に至る第1励振ピンであり、
上記第1広壁の上記第2励振領域に対応する部分には第2アンチパッドが形成されており、
上記第2励振部は、上記第2アンチパッドに囲まれた第2導体パッドから上記第2励振領域の内部に至る第2励振ピンであり、
一方の端部が上記第1導体パッドに導通し、且つ、上記第1広壁とともに二導体線路を構成する第1帯状導体と、
一方の端部が上記第2導体パッドに導通し、且つ、上記第1広壁とともに二導体線路を構成する第2帯状導体と、を更に備えており、
平面視した場合に、上記第1帯状導体と、該第1帯状導体と交わる第1励振領域を構成するポスト壁とのなす角、及び、上記第2帯状導体と、該第2帯状導体と交わる第2励振領域を構成するポスト壁とのなす角の少なくとも何れかは、45°未満である、
ことを特徴とするポスト壁導波路。 - 請求項1〜9の何れか1項に記載のポスト壁導波路と、
上記第1広壁の上に実装された集積回路であって、出力端子が上記第1励振部に接続され、入力端子が上記第2励振部に接続されている集積回路と、を備えている、
ことを特徴とするフィルタモジュール。 - 平面視した場合に、上記集積回路は、少なくとも一部が上記複数の共振領域、上記第1励振領域、及び上記第2励振領域の少なくとも一部に重なるように、上記第1広壁の上に実装されている、
ことを特徴とする請求項10に記載のフィルタモジュール。
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