JPH05211402A - Distributed constant circuit - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

(57)【要約】【目的】 線幅のバラツキによる特性の変化を小さく抑
えることができ、安定した分布定数型回路を得る。【構成】 所定誘電率の誘電体基板１０上に主線路１４
ａ，１４ｂ，１４ｃと、トランスフォーマー１２とを配
設してストリップラインを形成した分布定数型回路にお
いて、誘電体セラミックス基板１０の少なくとも一部
を、当該誘電体セラミックス基板１０の所定誘電率とは
異なる誘電率の誘電体セラミックス基板１０ａで形成さ
せる。(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a stable distributed-constant circuit that can suppress changes in characteristics due to variations in line width. [Configuration] A main line 14 is formed on a dielectric substrate 10 having a predetermined dielectric constant.
In a distributed constant circuit in which a, 14b, 14c and the transformer 12 are arranged to form a strip line, at least a part of the dielectric ceramic substrate 10 is different from the predetermined dielectric constant of the dielectric ceramic substrate 10. It is formed of a dielectric ceramic substrate 10a having a dielectric constant.

Description

Translated fromJapanese

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高周波伝送に用いられ
る分布定数型回路に関し、特に誘電率の異なる誘電体基
板で形成される分布定数型回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed constant type circuit used for high frequency transmission, and more particularly to a distributed constant type circuit formed of dielectric substrates having different permittivities.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、高周波伝送に用いられる分布定数
型回路には、主線路に先端開放型４分の１波長スタブを
設け特定周波数を阻止するバンドエリミネーションフィ
ルタ等があり、ストリップラインで構成されることが多
い。上記フィルタ回路に用いられる誘電体基板は、所定
の誘電率のセラミックス等からなっており、例えば、上
記セラミックスを所定の型に入れ、焼結成形をして、一
様な誘電率をもつ基板を得ていた。また、上記基板上に
銅または銀パラジウム等の印刷により導体線路を形成す
るとともに、上記導体線路を形成する対称面にアース面
を設けてストリップラインを構成していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a distributed constant type circuit used for high frequency transmission includes a band elimination filter for blocking a specific frequency by providing an open-ended quarter-wave stub on a main line, and is composed of a strip line. It is often done. The dielectric substrate used in the filter circuit is made of ceramics having a predetermined dielectric constant. For example, the ceramics is put in a predetermined mold and sintered to form a substrate having a uniform dielectric constant. I was getting. Further, a strip line is formed by forming a conductor line on the substrate by printing copper, silver palladium, or the like, and providing a ground plane on the symmetric surface forming the conductor line.

【０００３】上記フィルタでは、その設計において、一
般的に特性インピーダンスがＺ_out＝50［Ω］で設計さ
れている他の回路と整合させる必要がある。ここで、比
誘電率ε_r＝90，厚みh ＝0.5 ［mm］のセラミックス基
板を用いて特性インピーダンスＺ_inが他の回路と同じＺ
_out＝50［Ω］で設計しようとすると、周波数と関係な
く、以下に述べる(1) 〜(6) 式から主線路の線幅 W
_inは、 W_in＝0.012 ［mm］ となり、ストリップラインの製造は線幅が細すぎて困難
となる。また、たとえ上記の線幅のストリップラインが
実現できても、設計値より少しでも線幅 W_inがずれる
と、特性インピーダンスＺ_inが大きく変化してしまい、
所望の特性が得られなくなってしまう。In the design of the above filter, it is necessary to match it with another circuit whose characteristic impedance is generally designed with Z_out = 50 [Ω]. Here, using a ceramic substrate having a relative permittivity ε_r = 90 and a thickness h = 0.5 [mm], the characteristic impedance Z_in is the same as that of other circuits.
_If we try to design with_out = 50 [Ω], the line width W of the main line will be calculated from Eqs. (1) to (6) below, regardless of the frequency.
_{Since in} is W_in = 0.012 [mm], it is difficult to manufacture strip lines because the line width is too thin. Further, even if the strip line having the above line width can be realized, if the line width W_in deviates from the design value by a little, the characteristic impedance Z_in changes greatly,
The desired characteristics cannot be obtained.

【０００４】[0004]

【数１】[Equation 1]

【０００５】 但し、ε_re：基板の等価誘電率 ε_r：基板の比誘電率 W ：ストリップラインの線幅［mm］ h ：基板の厚み［mm］ λg ：基板上での管内波長［mm］ λ₀：電波の自由空間波長［mm］ Ｚ ：特性インピーダンス［Ω］ そこで、本出願人は、特願平３−３２６０４２号に示す
ように、λg/4 長のトランスフォーマーを用いて、実際
のフィルタのインピーダンスを下げ、線幅を広げて従来
からの印刷やエッヂング等で回路構成が容易なフィルタ
を提案した。上記提案のフィルタでは、線幅が太くなっ
たので、従来の特性インピーダンスＺ_in＝50［Ω］での
設計に比べて線幅のバラツキに対する特性インピーダン
スの変化を小さく抑えることができ、安定した特性を得
ることができた。Where ε_{re is} the equivalent dielectric constant of the substrate ε_{r is} the relative permittivity of the substrate W is the line width of the strip line [mm] h is the thickness of the substrate [mm] λg is the guide wavelength on the substrate [mm] λ₀ : Free-space wavelength of radio wave [mm] Z: Characteristic impedance [Ω] Therefore, the present applicant uses an actual filter using a λg / 4-length transformer as shown in Japanese Patent Application No. 3-326042. We proposed a filter whose circuit configuration is easy by reducing the impedance and widening the line width by conventional printing and etching. In the filter proposed above, the line width becomes thicker, so that it is possible to suppress the change in the characteristic impedance due to the variation in the line width to be small compared to the conventional design with the characteristic impedance Z_in = 50 [Ω], and the stable characteristic can be obtained. I was able to get

【０００６】またトランスフォーマーの特性インピーダ
ンスＺ_tは、The characteristic impedance Z_{t of the} transformer is

【０００７】[0007]

【数２】[Equation 2]

【０００８】 但し、Ｚ_out：外部の特性インピーダンス［Ω］ Ｚ_in ：フィルタの主線路の特性インピーダンス［Ω］ となる。However, Z_{out is} an external characteristic impedance [Ω] Z_{in is} a characteristic impedance [Ω] of the main line of the filter.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、一様な誘電
率の基板上に上記トランスフォーマーとフィルタ回路を
形成する場合、上記提案を達成するためにフィルタの主
線路の線幅に比べトランスフォーマーの線幅は必然的に
細くなってしまう。たとえば、比誘電率ε_r＝90、厚み
h ＝0.5 ［mm］のセラミックス基板を用いてフィルタの
主線路の特性インピーダンスをＺ_in＝10［Ω］とする
と、トランスフォーマーの特性インピーダンスＺ_t＝2
2.4［Ω］となる。このとき、フィルタの主線路とトラ
ンスフォーマーの線幅は、それぞれ W_in＝1.45［mm］と
W_t＝0.25［mm］となる。However, when the transformer and the filter circuit are formed on a substrate having a uniform dielectric constant, in order to achieve the above proposal, the line width of the transformer is smaller than that of the main line of the filter. Will inevitably become thinner. For example, relative permittivity ε_r = 90, thickness
If the characteristic impedance of the main line of the filter is Z_in = 10 [Ω] using a ceramic substrate of h = 0.5 [mm], the characteristic impedance of the transformer Z_t = 2
It becomes 2.4 [Ω]. At this time, the line widths of the main line of the filter and the transformer are W_in = 1.45 [mm], respectively.
W_t = 0.25 [mm].

【００１０】ここで、上記トランスフォーマー及びフィ
ルタを導体の印刷やエッチング等で形成する場合、その
製造公差を線幅のバラツキによる特性インピーダンスの
変化の大きいトランスフォーマーを考慮して厳しくしな
ければならない問題点があった。本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、製造における線幅のバラツキに
よる特性の変化を従来に比べ抑えることができ、これに
より製造公差に余裕をもたせ、特性の安定した分布定数
型回路を提供することを目的とする。Here, when the above-mentioned transformer and filter are formed by printing or etching a conductor, there is a problem that the manufacturing tolerance must be made strict in consideration of the transformer in which the characteristic impedance changes largely due to the variation of the line width. there were. The present invention has been made in view of the above problems, and can suppress changes in characteristics due to variations in line width in manufacturing as compared with conventional ones, thereby giving a margin to manufacturing tolerance and a distributed constant type circuit with stable characteristics. The purpose is to provide.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明では、所定誘電率の誘電体基板上に導体線路
を配設してストリップラインを形成した分布定数型回路
において、前記誘電体基板の少なくとも一部を、当該誘
電体基板の所定誘電率とは異なる誘電率の誘電体で形成
する分布定数型回路が提供される。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a distributed constant type circuit in which a conductor line is arranged on a dielectric substrate having a predetermined dielectric constant to form a strip line. Provided is a distributed constant circuit in which at least a part of a substrate is formed of a dielectric having a dielectric constant different from a predetermined dielectric constant of the dielectric substrate.

【００１２】[0012]

【作用】この上記構成により、線幅の細いトランスフォ
ーマー部にはフィルタ部に比べて誘電率ε_rの低い誘電
体を用いることで、トランスフォーマーの特性インピー
ダンスＺ_inを変えずに線幅 W_tを太くし、ストリップラ
インの製造による線幅のバラツキに対して特性の安定化
を図ることができる。With this structure, the transformer having a narrow line width is made of a dielectric material having a lower permittivity ε_r than the filter, so that the line width W_t can be increased without changing the characteristic impedance Z_in of the transformer. However, the characteristics can be stabilized against variations in the line width due to the manufacturing of the strip line.

【００１３】[0013]

【実施例】本発明の実施例を図１の図面に基づき説明す
る。図１は、本発明に係る分布定数型回路をバンドエリ
ミネーションフィルタとして用いた場合の構成を示す斜
視図である。図において、１０，１０ａは厚みh が同じ
で比誘電率ε_rの異なる誘電体セラミックス基板、１２
はフィルタ回路と他の回路を整合させるトランスフォー
マー、１３は上記トランスフォーマー１２の間に構成さ
れたフィルタ回路、１１はアース面である。このフィル
タ回路１３は、１４ａ，１４ｂ，１４ｃの主線路と、１
５，１６，１７，１８の先端開放スタブで構成されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawing of FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration in which the distributed constant circuit according to the present invention is used as a band elimination filter. In the figure, 10 and 10a are dielectric ceramic substrates having the same thickness h and different relative permittivity ε_r , 12
Is a transformer for matching the filter circuit with other circuits, 13 is a filter circuit formed between the transformers 12, and 11 is a ground plane. The filter circuit 13 includes a main line 14a, 14b, 14c and a main line 1
It is composed of 5, 16, 17, and 18 open-end stubs.

【００１４】誘電体セラミックス基板１０，１０ａは、
焼結成形する前に、それぞれを所定の大きさに型抜きし
て、組み合わせた後に焼結成形している。また、それぞ
れ別々に焼結成形した後に接着してもよい。さらに、上
記方法等で一体化された誘電体セラミックス基板上に、
銅または銀パラジウムの印刷もしくは銅メッキ後のエッ
チングにより、トランスフォーマー１２、フィルタ回路
１３、アース面１１を形成している。The dielectric ceramic substrates 10 and 10a are
Before sinter-molding, each is die-cut into a predetermined size, combined, and then sinter-molded. Alternatively, they may be separately sintered and then adhered. Furthermore, on the dielectric ceramic substrate integrated by the above method,
The transformer 12, the filter circuit 13, and the ground plane 11 are formed by printing copper or silver-palladium or etching after copper plating.

【００１５】例えば、誘電体セラミックス基板１０は、
従来例と同様に、比誘電率ε_r＝90、厚みh ＝0.5 ［m
m］のセラミックスからなり、その基板上には、フィル
タ回路１３が構成されている。フィルタ回路１３は、主
線路１４ａ，１４ｂ，１４ｃをそれぞれ特性インピーダ
ンスＺ_in＝10［Ω］とし、線幅 W_in＝1.45［mm］、長さ
l_inが通過周波数 f₀ のλg/4 となっており、また、先
端開放スタブ１５〜１８をそれぞれの阻止周波数 f₁〜
f₄のλg/4 長で、線幅がフィルタ回路１３の入力端か
らみた特性インピーダンスＺ_inが10［Ω］となるように
設計されている。さらに、誘電体セラミックス基板１０
ａは、比誘電率ε_r＝35、厚みh ＝0.5 ［mm］のセラミ
ックスからなり、その基板上には、トランスフォーマー
１２が構成されている。トランスフォーマー１２の特性
インピーダンスＺ_tは、他の外部回路の特性インピーダ
ンスＺ_out＝50［Ω］と上記フィルタ回路の特性インピ
ーダンスＺ_in＝10［Ω］を整合するため、(7) 式からＺ
_t＝22.4［Ω］とし、その線幅 W_tは(1) 〜(6) 式から
W_t＝0.79［mm］、長さ l_tは通過周波数 f₀のλg/4
となっている。図１では、トランスフォーマー１２を形
成する誘電体セラミックス基板１０ａの比誘電率がフィ
ルタ回路を形成する誘電体セラミックス基板１０と比べ
て低くなっていて、管内波長λg が長くなりトランスフ
ォーマー長 l_tが長くなるので、小型化のためにトラン
スフォーマー１２を折り曲げて配設している。For example, the dielectric ceramic substrate 10 is
Similar to the conventional example, relative permittivity ε_r = 90, thickness h = 0.5 [m
m] of ceramics, and the filter circuit 13 is formed on the substrate. The filter circuit 13 has characteristic impedances Z_in = 10 [Ω] for the main lines 14a, 14b, 14c, a line width W_in = 1.45 [mm], and a length.
l_in is λg / 4 of the passing frequency f₀ , and the open-end stubs 15 to 18 have blocking frequencies f₁ to
The length of f₄ is λg / 4, and the line width is designed so that the characteristic impedance Z_in seen from the input end of the filter circuit 13 is 10 [Ω]. Furthermore, the dielectric ceramic substrate 10
a is made of ceramics having a relative permittivity ε_r = 35 and a thickness h = 0.5 [mm], and the transformer 12 is formed on the substrate. Since the characteristic impedance Z_t of the transformer 12 matches the characteristic impedance Z_out = 50 [Ω] of the other external circuit and the characteristic impedance Z_in = 10 [Ω] of the above filter circuit, Z from Equation (7).
_{With t} = 22.4 [Ω], the line width W_t can be calculated from equations (1) to (6).
W_t = 0.79 [mm], length l_t is λg / 4 with pass frequency f₀
Has become. In FIG. 1, the relative dielectric constant of the dielectric ceramics substrate 10a forming the transformer 12 is lower than that of the dielectric ceramics substrate 10 forming the filter circuit, so that the guide wavelength λg becomes longer and the transformer length l_t becomes longer. Therefore, the transformer 12 is arranged in a bent state for downsizing.

【００１６】上記本実施例では、従来例での比誘電率ε
_r＝90で一様な誘電体セラミックス基板を用いたときに
比べ、トランスフォーマー１２の線幅 W_tが太くなり、
製造における線幅 W_tのバラツキによる特性の変化を抑
えることができ、より安定した分布定数型回路が得られ
る。In this embodiment, the relative permittivity ε in the conventional example is
The line width W_t of the transformer 12 becomes thicker than when a uniform dielectric ceramic substrate with_r = 90 is used.
It is possible to suppress changes in characteristics due to variations in the line width W_{t during} manufacturing, and obtain a more stable distributed constant type circuit.

【００１７】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、所定
誘電率の誘電体基板上に導体線路を配設してストリップ
ラインを形成した分布定数型回路において、前記誘電体
基板の少なくとも一部を、当該誘電体基板の所定誘電率
とは異なる誘電率の誘電体で形成するので、線幅のバラ
ツキによる特性の変化を小さく抑えることができ、安定
した分布定数型回路を提供できる。As described above, according to the present invention, in a distributed constant type circuit in which conductor lines are arranged on a dielectric substrate having a predetermined dielectric constant to form strip lines, at least a part of the dielectric substrate is provided. Is formed of a dielectric material having a dielectric constant different from the predetermined dielectric constant of the dielectric substrate, it is possible to suppress changes in characteristics due to variations in line width, and to provide a stable distributed constant type circuit.

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

【図１】本発明に係る分布定数型回路をバンドエリミネ
ーションフィルタとして用いた場合の構成を示す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration when a distributed constant circuit according to the present invention is used as a band elimination filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 誘電体セラミックス基板 １０ａ 誘電率が異なる誘電体セラミックス基板 １１ アース面 １２ トランスフォーマー １３ フィルタ回路 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 主線路 １５，１６，１７，１８ 先端開放スタブ 10 Dielectric Ceramic Substrate 10a Dielectric Ceramic Substrate with Different Permittivity 11 Ground Plane 12 Transformer 13 Filter Circuit 14a, 14b, 14c Main Line 15, 16, 17, 18 Open-end Stub

Claims (1)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]【請求項１】 所定誘電率の誘電体基板上に導体線路を
配設してストリップラインを形成した分布定数型回路に
おいて、前記誘電体基板の少なくとも一部を、当該誘電
体基板の所定誘電率とは異なる誘電率の誘電体で形成す
ることを特徴とする分布定数型回路。1. A distributed constant circuit in which conductor lines are arranged on a dielectric substrate having a predetermined dielectric constant to form a strip line, wherein at least a part of the dielectric substrate has a predetermined dielectric constant of the dielectric substrate. A distributed constant circuit characterized by being formed of a dielectric material having a dielectric constant different from that of.