説明

マイクロ波回路

【課題】高利得の増幅器の発振を防止することができるようにする。
【解決手段】キャビティ2,3の外側に配置されており、一方の端子が増幅器5のバイアス端子5cと接続され、他方の端子6aが増幅器4の入力端子4aと同じ側に配置されているローパスフィルタ6と、パッケージ1の接地面1bと接続されている状態で、パッケージ1及びローパスフィルタ6の周囲を覆っている導電性ケース7と、パッケージ1の上面1aに配置され、パッケージ1の接地面1bと電気的に接続されている導電性のキャップ8と、導電性ケース7の上面7aと導電性のキャップ8を接続している導電性の弾性体9とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、例えば、レーダ用のアクティブフェイズドアレイアンテナの送受信モジュールの増幅器に適用されるマイクロ波回路に関するものである。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波回路は、送受信モジュールの増幅器などに適用されるが、高利得の増幅器では、出力端子から出力された増幅後の信号が入力端子に帰還することで発振することがあり、入出力端子間のアイソレーションの確保が重要である。
例えば、以下の特許文献1には、送受信モジュール内で、アイソレーションを確保する方法が開示されているが、この方法は、カットオフブロックを用いることで、増幅器の出力端子と入力端子の間の導波管モードにおける伝播に対するカットオフ周波数を上昇させて、発振を防止する方法である。
【0003】
これにより、増幅器の入出力端子間の空間的なアイソレーションを確保することができるが、バイアス配線経由での信号の帰還については抑えることができない。
バイアス配線に対するアイソレーションの確保の方法として、バイアス配線上にパスコンやチョークコイルを多段に配置して、アイソレーションを確保する方法が一般的に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−170843号公報(段落番号[0010])
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来のマイクロ波回路は以上のように構成されているので、バイアス配線上にパスコンやチョークコイルを多段に配置すれば、バイアス配線経由での信号の帰還を抑えることができる。しかし、バイアス配線のパスコンやチョークコイルと並列に存在する空間的なアイソレーションを確保することができず、高利得の増幅器が発振してしまうことがあるなどの課題があった。
【0006】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、バイアス配線のパスコンやチョークコイルと並列に存在する空間的なアイソレーションを確保して、高利得の増幅器の発振を防止することができるマイクロ波回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明に係るマイクロ波回路は、複数のキャビティを内蔵しているパッケージと、パッケージにおける第1のキャビティ内に配置されている第1の増幅器と、パッケージにおける第2のキャビティ内に配置され、入力端子が第1の増幅器の出力端子と接続されている第2の増幅器と、第1及び第2のキャビティの外側に配置されており、一方の端子が第2の増幅器のバイアス端子と接続され、他方の端子が第1の増幅器の入力端子と同じ側に配置されているローパスフィルタと、パッケージの下面である導電性の接地面と接続されている状態で、パッケージ及びローパスフィルタの周囲を覆っている導電性のケースと、パッケージの上面に配置され、パッケージの接地面と電気的に接続されている導電性のキャップと、導電性のケースの上面とキャップを接続している導電性の弾性体とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【0008】
この発明によれば、複数のキャビティを内蔵しているパッケージと、パッケージにおける第1のキャビティ内に配置されている第1の増幅器と、パッケージにおける第2のキャビティ内に配置され、入力端子が第1の増幅器の出力端子と接続されている第2の増幅器と、第1及び第2のキャビティの外側に配置されており、一方の端子が第2の増幅器のバイアス端子と接続され、他方の端子が第1の増幅器の入力端子と同じ側に配置されているローパスフィルタと、パッケージの下面である導電性の接地面と接続されている状態で、パッケージ及びローパスフィルタの周囲を覆っている導電性のケースと、パッケージの上面に配置され、パッケージの接地面と電気的に接続されている導電性のキャップと、導電性のケースの上面とキャップを接続している導電性の弾性体とを備えるように構成したので、バイアス配線のパスコンやチョークコイルと並列に存在する空間的なアイソレーションを確保して、高利得の増幅器の発振を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明の実施の形態1によるマイクロ波回路を示す構成図である。
【図2】(a)この発明の実施の形態2によるマイクロ波回路を示す断面図、(b)マイクロ波回路のパッケージ内を示す構成図である。
【図3】この発明の実施の形態3によるマイクロ波回路を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるマイクロ波回路を示す構成図である。
図1において、パッケージ1は内部にキャビティ2(第1のキャビティ)とキャビティ3(第2のキャビティ)を有している。
第1の増幅器である増幅器4はパッケージ1におけるキャビティ2内に配置されており、入力端子4a及びバイアス端子4cが図中左側に配置されている。
第2の増幅器である増幅器5はパッケージ1におけるキャビティ3内に配置されており、入力端子5aが増幅器4の出力端子4bと接続され、出力端子5bが図中右側に配置されている。
【0011】
ローパスフィルタ6はキャビティ2,3の外側に配置されており、一方の端子が増幅器5のバイアス端子5cと接続され、他方の端子6aが増幅器4の入力端子4aと同じ図中左側に配置されている。
導電性ケース7は下面7bが、パッケージ1の下面である導電性の接地面1bと接続されている状態で、パッケージ1及びローパスフィルタ6の周囲を覆っている。
導電性のキャップ8はパッケージ1の上面1aに配置され、パッケージ1の下面である導電性の接地面1bと電気的に接続されている。
導電性の弾性体9は導電性ケース7の上面7aとキャップ8を接続している。
【0012】
次に動作について説明する。
増幅器の発振に起因する信号の帰還経路は、主に以下の経路である。
(1)増幅器5の出力端子5bから増幅器4の入力端子4aに、空間を伝播して帰還する経路
(2)増幅器5のバイアス配線を経由して、増幅器4の入力端子4aに帰還する経路
【0013】
増幅器5の出力端子5bから増幅器4の入力端子4aに帰還する経路については、パッケージ1の上面1aに配置されている導電性のキャップ8と、導電性ケース7の上面7aとを導電性の弾性体9で接続することで、パッケージ1の上部の空間の非導電の面積を減少させることができるため、カットオフ周波数が上昇し、アイソレーションを確保することができる。
【0014】
増幅器5のバイアス配線を経由して、増幅器4の入力端子4aに帰還する経路については、増幅器5のバイアス配線にローパスフィルタ6を接続することで対策が可能になる。
しかし、増幅器4,5の利得が高い場合、増幅器4,5と同じキャビティ内にローパスフィルタ6を配置すると、増幅器5の出力端子5bから出力された増幅後の信号が空間を伝播して、ローパスフィルタ6の出力端子と結合し、十分なアイソレーションを確保することができない場合がある。
そこで、この実施の形態1では、ローパスフィルタ6を増幅器4,5が配置されているキャビティ2,3の外側に配置することで、増幅器5の出力端子5aから出力された増幅後の信号の空間伝播を抑圧すると同時に、バイアス配線に結合した漏れ信号を抑圧することができる。
【0015】
上記のように、ローパスフィルタ6を経由したバイアス配線は、漏れ信号が抑圧されているため、そのバイアス配線と入力端子4a間の結合が十分に抑えられない状況でも、増幅器4,5の発振を防止することができる。
なお、漏れ信号が抑圧されているため、増幅器4の入力端子4aと同じ側にバイアス配線を配置している。
増幅器4の入力端子4aとバイアス配線を同じ側に配置することで、増幅器4,5を制御する制御信号や電源回路を、増幅器4の入力端子4a側に一括配置することができ、装置の小型化を実現することができる。
【0016】
実施の形態2.
図2(a)はこの発明の実施の形態2によるマイクロ波回路を示す断面図であり、図2(b)はマイクロ波回路のパッケージ内を示す構成図である。
図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
導線10は増幅器5のバイアス端子5cとローパスフィルタ6の一方の端子を接続している。
【0017】
この実施の形態2では、パッケージ1内の増幅器5の出力端子5bと同じ側に増幅器5のバイアス端子5cを配置するとともに、パッケージ1の上面1aに配置されている導電性のキャップ8の上側にローパスフィルタ6を配置し、増幅器5のバイアス端子5cとローパスフィルタ6の一方の端子とを導線10で接続している。
このとき、ローパスフィルタ6は、導電性の接着剤等で、パッケージ1の上面1aに配置されている導電性のキャップ8と固定して導通を確保している。
また、ローパスフィルタ6については、上面と下面の導通を確保することが可能な導体で構成するとともに、そのローパスフィルタ6の上部に導電性の弾性体9を配置して、ローパスフィルタ6と導電性ケース7の上面7aとの導通を確保している。
【0018】
パッケージ1の上部の空間は、パッケージ1と導通を確保された導電性の構造物であるローパスフィルタ6と、そのローパスフィルタ6の上部の導電性の弾性体9とによって、導電性ケース7の上面7aとの導通が確保されているため、非導電の面積を縮小させることができる。その結果、カットオフ周波数を上昇させて、アイソレーションを確保することができる。
これにより、ローパスフィルタ6の入出力端子間の空間アイソレーションが確保されるため、増幅器の入出力端子間の帰還及びバイアス配線経由の帰還の双方を抑えることが可能になる。
【0019】
実施の形態3.
図3はこの発明の実施の形態3によるマイクロ波回路を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ローパスフィルタ6は図1と同様にキャビティ2,3の外側に配置されているが、図3の例では、第3のキャビティであるキャビティ11内に配置されている。
なお、ローパスフィルタ6の一方の端子は、増幅器5のバイアス端子5c(不図示)とパッケージ1の内層パターンで接続されている。
また、ローパスフィルタ6の他方の端子6a(不図示)は、パッケージ1の内層パターンを通過して、パッケージ1の外部の増幅器4の入力端子4aと同じ辺の端子12に接続されている。
【0020】
この実施の形態3では、ローパスフィルタ6がキャビティ11内に配置されており、キャビティ11は、増幅器5を含むキャビティ3と空間的に遮蔽されているため、アイソレーションが確保されている。
このため、増幅器5の出力信号がローパスフィルタ6の出力端子に結合することが抑えられる。
また、パッケージ1の上面1aは、導電性の弾性体9によって導電性ケース7と接続されているため、非導電の面積を縮小させることができる。その結果、カットオフ周波数を上昇させて、アイソレーションを確保することができる。
【0021】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0022】
1 パッケージ、1a パッケージの上面、1b パッケージの下面、2 キャビティ(第1のキャビティ)、3 キャビティ(第2のキャビティ)、4 増幅器(第1の増幅器)、4a 入力端子、4b 出力端子、4c バイアス端子、5 増幅器(第2の増幅器)、5a 入力端子、5b 出力端子、5c バイアス端子、6 ローパスフィルタ、6a ローパスフィルタの端子、7 導電性ケース、7a 導電性ケースの上面、7b 導電性ケースの下面、8 導電性のキャップ、9 導電性の弾性体、10 導線、11 キャビティ(第3のキャビティ)、12 端子。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のキャビティを内蔵しているパッケージと、上記パッケージにおける第1のキャビティ内に配置されている第1の増幅器と、上記パッケージにおける第2のキャビティ内に配置され、入力端子が上記第1の増幅器の出力端子と接続されている第2の増幅器と、上記第1及び第2のキャビティの外側に配置されており、一方の端子が上記第2の増幅器のバイアス端子と接続され、他方の端子が上記第1の増幅器の入力端子と同じ側に配置されているローパスフィルタと、上記パッケージの下面である導電性の接地面と接続されている状態で、上記パッケージ及び上記ローパスフィルタの周囲を覆っている導電性のケースと、上記パッケージの上面に配置され、上記パッケージの接地面と電気的に接続されている導電性のキャップと、上記ケースの上面と上記キャップを接続している導電性の弾性体とを備えたマイクロ波回路。
【請求項2】
ローパスフィルタの接地面がパッケージの上面に配置されて、上記ローパスフィルタの接地面が導電性のギャップと電気的に接続され、上記キャップが導電性のケースの上面と導電性の弾性体で接続されていることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波回路。
【請求項3】
ローパスフィルタがパッケージにおける第3のキャビティ内に配置されていることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波回路。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−191573(P2012−191573A)
【公開日】平成24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−55462(P2011−55462)
【出願日】平成23年3月14日(2011.3.14)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】