JPS603202A - 高周波インピ−ダンス変成器 - Google Patents
高周波インピ−ダンス変成器Info
- Publication number
- JPS603202A JPS603202A JP58111254A JP11125483A JPS603202A JP S603202 A JPS603202 A JP S603202A JP 58111254 A JP58111254 A JP 58111254A JP 11125483 A JP11125483 A JP 11125483A JP S603202 A JPS603202 A JP S603202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance
- dielectric constant
- substrate
- low
- transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
- H01P5/022—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
- H01P5/028—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between strip lines
Landscapes
- Waveguides (AREA)
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。
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−にの利用分野
本発明は電力増巾器等に利用される高周波インピーダン
ス変成器に関するものである。
ス変成器に関するものである。
従来の構成と問題点
ＵＨＦＨＦ上の高周波帯に用いる半導体素子は一般に低
インピーダンス素子が多く、特に電力増巾器用のトラン
ジスタの入出力インピーダンスは数Ω程度となっている
。通常高周波装置の入出力インピーダンスは６ｏΩある
いは７６Ωとなっているため、整合回路として、低イン
ピーダンスを高インピーダンスに変換するインピーダン
ス変成器が必要となる。この変成器は、周波数が低いと
集中定数で構成されるが、高周波になると寄生効果が大
きく使用できないため、マイクロストリップ線路を用い
た分巾定数回路で構成されることが多い。１ず最初にマ
イクロストリソゲ線路について簡単に触れる。
インピーダンス素子が多く、特に電力増巾器用のトラン
ジスタの入出力インピーダンスは数Ω程度となっている
。通常高周波装置の入出力インピーダンスは６ｏΩある
いは７６Ωとなっているため、整合回路として、低イン
ピーダンスを高インピーダンスに変換するインピーダン
ス変成器が必要となる。この変成器は、周波数が低いと
集中定数で構成されるが、高周波になると寄生効果が大
きく使用できないため、マイクロストリップ線路を用い
た分巾定数回路で構成されることが多い。１ず最初にマ
イクロストリソゲ線路について簡単に触れる。
第１図ａにマイクロストリップ線路り構造を示す。
誘電体基板１０１０片面全面に接地導体１０２を設け、
他の面に中心導体（ストリッグ導体）１０３を設けた構
造金とる。この線路の電気的特性は基板の誘電率ε、と
、導体幅Ｗと基板高さＨとの比Ｗ／Ｈ″′Ｃあられされ
る。第１図すはＷ／Ｈと特性インピーダンスＺＯの関係
を示すグラフである。
他の面に中心導体（ストリッグ導体）１０３を設けた構
造金とる。この線路の電気的特性は基板の誘電率ε、と
、導体幅Ｗと基板高さＨとの比Ｗ／Ｈ″′Ｃあられされ
る。第１図すはＷ／Ｈと特性インピーダンスＺＯの関係
を示すグラフである。
ある特定のインピーダンスを実現するためには、ε１が
大きいほどＷ／Ｈは少くてよい。即ち基板高さＨが同一
ならば導体幅ｗｌ小さく設計できることを表わす。例え
ばＺ ｏ ＝ ５０９．Ｈ＝１．０■のときε、＝２．
０でＷ＝ ３．２ ｍｍ ＋ε ＝１６．○でＷ＝＝ｏ
、６咽となる。寸たＺＯ＝２０９とするとそれぞ２ｔＷ
＝１２箇、３＋ｎｍとなる。以上より比誘電率ε、が大
きいと線路中が小さく設計できる。また違った観点から
考えるとε、が大きいと低インピーダンス線路、ε、が
小さいと高インピーダンス線路が実現しやすいといえる
。
大きいほどＷ／Ｈは少くてよい。即ち基板高さＨが同一
ならば導体幅ｗｌ小さく設計できることを表わす。例え
ばＺ ｏ ＝ ５０９．Ｈ＝１．０■のときε、＝２．
０でＷ＝ ３．２ ｍｍ ＋ε ＝１６．○でＷ＝＝ｏ
、６咽となる。寸たＺＯ＝２０９とするとそれぞ２ｔＷ
＝１２箇、３＋ｎｍとなる。以上より比誘電率ε、が大
きいと線路中が小さく設計できる。また違った観点から
考えるとε、が大きいと低インピーダンス線路、ε、が
小さいと高インピーダンス線路が実現しやすいといえる
。
ＣはＷ／Ｈと波長短縮率λ／λ０の関係を示す。
Ｗ／Ｈを犬さくするとλ／λ０も小さくなるが、この変
化は小さくε１による違いのほうがはるかに大きめ。５
０９線路の場合ε、＝２．○でλ／λ０＝０．７．εｒ
＝９．０で０．３となる。したがってε、が大きいほど
回路の小型化が期待できる。
化は小さくε１による違いのほうがはるかに大きめ。５
０９線路の場合ε、＝２．○でλ／λ０＝０．７．εｒ
＝９．０で０．３となる。したがってε、が大きいほど
回路の小型化が期待できる。
ところで、マイクロストリップ線路で低インピーダンス
の変成器を構成する場合、回路も低インピーダンス線路
で実現したほうが設計しやすいし前述の理由で小型化も
実現しやすいために高誘電率基板がしばしば用いられて
いた。しかし高誘電率基板のみでは変成器の変成比（イ
ンピーダンス比）を大きくとれないこと、出力側に必要
となる５０Ω線路は線路幅が狭すぎて導体損失の増大を
伴うこと、広帯域設計が困難なこと、さらには集中定数
素子の実現が困難であることなどの欠点を有していた。
の変成器を構成する場合、回路も低インピーダンス線路
で実現したほうが設計しやすいし前述の理由で小型化も
実現しやすいために高誘電率基板がしばしば用いられて
いた。しかし高誘電率基板のみでは変成器の変成比（イ
ンピーダンス比）を大きくとれないこと、出力側に必要
となる５０Ω線路は線路幅が狭すぎて導体損失の増大を
伴うこと、広帯域設計が困難なこと、さらには集中定数
素子の実現が困難であることなどの欠点を有していた。
発明の目的
本発明の目的は、変成比が大きくとれ広帯域でしかも回
路損失が小さく、かつ集中定数回路を組込むことの可能
な、１ｏ、Ｑ以下の低インピーダンス素子を５００ある
いはそれ以上の高インピーダンスに変換するためのイン
ピーダンス変成器を提供することにある。
路損失が小さく、かつ集中定数回路を組込むことの可能
な、１ｏ、Ｑ以下の低インピーダンス素子を５００ある
いはそれ以上の高インピーダンスに変換するためのイン
ピーダンス変成器を提供することにある。
発明の構成
本発明は上記目的を達成するもので、誘電率の異なる複
数個の誘電体基板を接続し、前記誘電体基板上にマイク
ロストリソゲ線路よシなる回路が設けられており、前記
回路の一方が低インピーダンス端子に他方が高インピー
ダンス端子に接続される構成を有し、前記複数個の誘電
体基板の誘電率を、低・インピーダンス端子側を最も高
くシ、高インピーダンス端子イ１】すに向かって順次低
くしたこと全特徴とする高周波インピーダンス変成器を
枡供するものである。
数個の誘電体基板を接続し、前記誘電体基板上にマイク
ロストリソゲ線路よシなる回路が設けられており、前記
回路の一方が低インピーダンス端子に他方が高インピー
ダンス端子に接続される構成を有し、前記複数個の誘電
体基板の誘電率を、低・インピーダンス端子側を最も高
くシ、高インピーダンス端子イ１】すに向かって順次低
くしたこと全特徴とする高周波インピーダンス変成器を
枡供するものである。
図において、２０１は低インピーダンス素子、２０２は
、アルミナ・セラミック等の高誘電率基板、２０３はエ
ポキシ・ガラス、テフロン・ガラス等の積層板、あるい
は石英等の低誘電率基板、２０４ｔｊ：コネクタ、２０
５は高誘電率基板２０２上に形成さγシタ分布定数によ
る変成器のパターン、同じく２０６も低誘電率基板２０
３上に形成された変成器のパターンを示す。
、アルミナ・セラミック等の高誘電率基板、２０３はエ
ポキシ・ガラス、テフロン・ガラス等の積層板、あるい
は石英等の低誘電率基板、２０４ｔｊ：コネクタ、２０
５は高誘電率基板２０２上に形成さγシタ分布定数によ
る変成器のパターン、同じく２０６も低誘電率基板２０
３上に形成された変成器のパターンを示す。
い寸、低インピーダンス素子２０１の入力インピーダン
スをＺＬ、コネクタ２０４イ則からみｆｔインピーダン
スをＺＨとする。高誘電率基板２０２上実現し、低誘電
率基板２０３てはｒからＺＨへ変換する回路すなわち変
成比ｚＨ／ζτ５蛋＝ｐ ６恕鵡汁を構成するようにす
ると広帯域な設計も容易で、かつ高誘電率基板２０２で
は低インピーダンス線路、低誘電率基板２０３では高イ
ンピーダンス線路を用いて回路を実現することが可能で
基板の特性全有効に利用できる。廿た線路中を広く設計
できるため導体損失の低減も可能となる。
スをＺＬ、コネクタ２０４イ則からみｆｔインピーダン
スをＺＨとする。高誘電率基板２０２上実現し、低誘電
率基板２０３てはｒからＺＨへ変換する回路すなわち変
成比ｚＨ／ζτ５蛋＝ｐ ６恕鵡汁を構成するようにす
ると広帯域な設計も容易で、かつ高誘電率基板２０２で
は低インピーダンス線路、低誘電率基板２０３では高イ
ンピーダンス線路を用いて回路を実現することが可能で
基板の特性全有効に利用できる。廿た線路中を広く設計
できるため導体損失の低減も可能となる。
ＺＬが１０Ω以下、ｚＨが６００あるいはそｎ以上とす
る変成器においては、高誘電率基板の比誘電率が９以上
、低誘電率基板の比誘電率を４以下とするが実用上好捷
しい。
る変成器においては、高誘電率基板の比誘電率が９以上
、低誘電率基板の比誘電率を４以下とするが実用上好捷
しい。
この例では説明の便宜上二種類の誘電体基板を用いた場
合を示したが、種類は二種以上であれは良い。
合を示したが、種類は二種以上であれは良い。
第３図に本発明をトランジスタを用いた高周波電力増１
］器に応用した例を示す。大電力トランジスタの入出力
インピーダンスは通常きわめて低く５９程度以下になる
ことが多い。このため入出力整合回路に本発明の変成器
を適用できる。図において３Ｃ１ｊは高誘電率基板３０
２，３０３は低誘電率基板、百〇４，３０５は入力およ
び出力コネクタ、３０６１ｄ、 ＴＫ電力用トランジス
タ３０７．３０８Ｕ ＋−ランジスタに直流を加えるた
めの集中定数によるバイアス回路を示す。
］器に応用した例を示す。大電力トランジスタの入出力
インピーダンスは通常きわめて低く５９程度以下になる
ことが多い。このため入出力整合回路に本発明の変成器
を適用できる。図において３Ｃ１ｊは高誘電率基板３０
２，３０３は低誘電率基板、百〇４，３０５は入力およ
び出力コネクタ、３０６１ｄ、 ＴＫ電力用トランジス
タ３０７．３０８Ｕ ＋−ランジスタに直流を加えるた
めの集中定数によるバイアス回路を示す。
この例では、トランジスタの入出力の低インピーダンス
部を高誘電率基板３０１上でインピーダンスを上げる回
路全実現したのち、低誘電率基板３０２．３０３で５ｏ
Ωに整合する回路を付加するとともに、高誘電率基板３
０１上で構成しにくいバイアス回路等の集中定数回路を
も組込むことか可能となる。一般に高誘電率基板はアル
ミナセラミック等の焼結体を用いることが多く、値段も
高いため、本発明の如く高誘電率の要求される部分にの
み使用し、他の部分はコスト的に安い低誘電率の積層板
の基板を用いることにより、装置全体の低廉化全実現で
きる。
部を高誘電率基板３０１上でインピーダンスを上げる回
路全実現したのち、低誘電率基板３０２．３０３で５ｏ
Ωに整合する回路を付加するとともに、高誘電率基板３
０１上で構成しにくいバイアス回路等の集中定数回路を
も組込むことか可能となる。一般に高誘電率基板はアル
ミナセラミック等の焼結体を用いることが多く、値段も
高いため、本発明の如く高誘電率の要求される部分にの
み使用し、他の部分はコスト的に安い低誘電率の積層板
の基板を用いることにより、装置全体の低廉化全実現で
きる。
第４図は本発明の他の実椎例で、多段の４分の一波長変
成器である。４０１は低インピーダンス側の出力端子、
４０２は高インピーダンス側の出力端であり、４０３〜
４０６は誘電率の異なる厚が設けられそのインピーダン
スヲ２１〜Ｚ４とする。
成器である。４０１は低インピーダンス側の出力端子、
４０２は高インピーダンス側の出力端であり、４０３〜
４０６は誘電率の異なる厚が設けられそのインピーダン
スヲ２１〜Ｚ４とする。
いまε１〉ε２〉ε３〉ε４とする。基板の長さを４分
の一波長に選び基板４０３〜４０６上における長さをａ
１〜Ｑ４とするとＱｌ〈Ｑ２〈Ｑ３〈Ｑ、４とナル。
の一波長に選び基板４０３〜４０６上における長さをａ
１〜Ｑ４とするとＱｌ〈Ｑ２〈Ｑ３〈Ｑ、４とナル。
また線路ｄ］をほぼ等しく選ぶとＺｌ〈Ｚ２＜Ｚ３＜Ｚ
、４となる。ところで端子４０１に負荷インピーダンス
ＺＬをつないだ場合端子４０２からみたインピーダンス
Ｚｉは、 となる。基本比誘電率はε１〉ε２〉ε３〉ε４であり
、線路巾がほぼ等しくかつ基板厚さも同一であるとスル
とＺｌ〈Ｚ２〈Ｚ３〈Ｚ４で、Ｚ２／Ｚ１〉１．Ｚ４／
ｚ３〉１が成立するから Ｚｌ）ＺＬ となり大きなインピーダンス変成器が得られる。
、４となる。ところで端子４０１に負荷インピーダンス
ＺＬをつないだ場合端子４０２からみたインピーダンス
Ｚｉは、 となる。基本比誘電率はε１〉ε２〉ε３〉ε４であり
、線路巾がほぼ等しくかつ基板厚さも同一であるとスル
とＺｌ〈Ｚ２〈Ｚ３〈Ｚ４で、Ｚ２／Ｚ１〉１．Ｚ４／
ｚ３〉１が成立するから Ｚｌ）ＺＬ となり大きなインピーダンス変成器が得られる。
丑た４分−波長型であるからきわめて広帯域でかつ、線
路巾をほぼ一定にできるから、電流分布が一様で電力を
扱うデバイスに用いると熱設計がきわめて容易となる。
路巾をほぼ一定にできるから、電流分布が一様で電力を
扱うデバイスに用いると熱設計がきわめて容易となる。
なお以上の説明では線路巾を一定としたが、さらに大き
な変成比が必要な場合は線路１１〕ヲ適宜かえ扛はよい
。また基板の数も４枚の例をとりあげたが、２枚以上で
あれば枚数には制限はない。
な変成比が必要な場合は線路１１〕ヲ適宜かえ扛はよい
。また基板の数も４枚の例をとりあげたが、２枚以上で
あれば枚数には制限はない。
発明の効果
以上のように本発明は、誘電率の異なる複数個の誘電体
基板を接続し、前記誘電体基板上にマイクロストリップ
線路よりなる回路が設けられており、前記回路の一方が
低インピーダンス端子に他方が高インピーダンス端子に
接続さ肚る構成を有し、前記少数個の誘電体基板の誘電
率を、低インピーダンス端子（ｔｉｌｌ ’を最も高く
シ、高インピーダンス端子側に向かって順次低くしたこ
とを特徴とする高周波インピーダンス変成器を提供する
ものでインピーダンス変成比が大きく、かつ広帯域、低
損失の変成器あるいは組合回路が構成可能となり高周波
電力増幅器の安定化、広帯域化、低コスト −化が実現
できその工業的価値は極めて太きい。
基板を接続し、前記誘電体基板上にマイクロストリップ
線路よりなる回路が設けられており、前記回路の一方が
低インピーダンス端子に他方が高インピーダンス端子に
接続さ肚る構成を有し、前記少数個の誘電体基板の誘電
率を、低インピーダンス端子（ｔｉｌｌ ’を最も高く
シ、高インピーダンス端子側に向かって順次低くしたこ
とを特徴とする高周波インピーダンス変成器を提供する
ものでインピーダンス変成比が大きく、かつ広帯域、低
損失の変成器あるいは組合回路が構成可能となり高周波
電力増幅器の安定化、広帯域化、低コスト −化が実現
できその工業的価値は極めて太きい。
第１図ａはマイクロストリップ線路の断面図、第１図す
、ｃばその特性を説明する図、第２図は本発明の一実施
例である高周波インピーダンス変成器の平面図、第３図
は本発明の応用例である高周波電力増幅器の平面図、第
４図は本発明の他の実施例である多段四分の一波長変成
器の平面図である。 ２０１・・・・・・低インピーダンス素子、２０２・・
・・・・高誘電率基板、２Ｑ３・・・・・低誘電率基板
、３０１・・・・・・高誘電率基板、３０２．３０３・
・・・・低誘電率基板、３０６・・・・・・電力用トラ
ンジスタ、３０７゜３０８・・・・・直流バイアス回路
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｗん 駿 第３図
、ｃばその特性を説明する図、第２図は本発明の一実施
例である高周波インピーダンス変成器の平面図、第３図
は本発明の応用例である高周波電力増幅器の平面図、第
４図は本発明の他の実施例である多段四分の一波長変成
器の平面図である。 ２０１・・・・・・低インピーダンス素子、２０２・・
・・・・高誘電率基板、２Ｑ３・・・・・低誘電率基板
、３０１・・・・・・高誘電率基板、３０２．３０３・
・・・・低誘電率基板、３０６・・・・・・電力用トラ
ンジスタ、３０７゜３０８・・・・・直流バイアス回路
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｗん 駿 第３図
Claims (2)
- （１）誘電率の異なる複数個の誘電体基板全接続し前記
誘電体基板上にマイクロストリップ線路よりなる回路が
設けら汎ており、前記回路の一方が低インピーダンス端
子に、他方が高インピーダンス端子に接続され、前記複
数個の誘電体基板の誘電率を、低インピーダンス端子側
を最も高クシ、高インピーダンス端子側に向かって順次
低りシタことを特徴とする高周波インピーダンス変成器
。 - （２）旨インピーダンス端子側の誘電体基板上に、バイ
アス供給回路等の回ｉを集中定数回路で形成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高周波インピー
ダンス変成器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58111254A JPS603202A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 高周波インピ−ダンス変成器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58111254A JPS603202A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 高周波インピ−ダンス変成器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603202A true JPS603202A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14556518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58111254A Pending JPS603202A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 高周波インピ−ダンス変成器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603202A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114525U (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-21 | ||
| JPS62154501U (ja) * | 1986-03-24 | 1987-10-01 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5439551A (en) * | 1977-09-02 | 1979-03-27 | Nec Corp | Matching circuit of microwave transistor |
| JPS5757014A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Nec Corp | Superwide-band high output transistor amplifier |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58111254A patent/JPS603202A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5439551A (en) * | 1977-09-02 | 1979-03-27 | Nec Corp | Matching circuit of microwave transistor |
| JPS5757014A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Nec Corp | Superwide-band high output transistor amplifier |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114525U (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-21 | ||
| JPS62154501U (ja) * | 1986-03-24 | 1987-10-01 |
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