特許 7466671 無線周波数（ＲＦ）エネルギー伝送線路の遷移構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-04

(45)【発行日】2024-04-12

(54)【発明の名称】無線周波数（ＲＦ）エネルギー伝送線路の遷移構造

(51)【国際特許分類】

   H01P 1/04 20060101AFI20240405BHJP

【ＦＩ】

H01P1/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022549604

(86)(22)【出願日】2020-12-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-21

(86)【国際出願番号】 US2020063698

(87)【国際公開番号】W WO2021167676

(87)【国際公開日】2021-08-26

【審査請求日】2022-10-11

(31)【優先権主張番号】16/794,487

(32)【優先日】2020-02-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503455363

【氏名又は名称】レイセオン カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ライトン，クリストファー，エム．

(72)【発明者】

【氏名】トルッリ，スーザン，シー．

(72)【発明者】

【氏名】ハーパー，エリシア，ケー．

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２１７１７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１３１７１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｐ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線周波数エネルギーを結合するための無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造であって：
一対の無線周波数伝送線路セクションであり、一対の導電性部材のうち対応する導電性部材の交差する各表面に配置された一対の無線周波数伝送線路セクション、
を含み、
前記一対の導電性部材のうちの第１導電性部材が、ジョグを備える壁を有し、該壁は前記一対の導電性部材のうちの第２導電性部材の端部を受け、
前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクションの導電性ストリップの端部は、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第２セクションの導電性ストリップに配置され電気的に接続されている、
無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造。

【請求項2】

ジョグが直交する複数の壁を持つ、請求項１に記載された無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造。

【請求項3】

交差する一対の表面上に配置された一対の無線周波数伝送線路セクション間で無線周波数エネルギーを結合するための無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造であって：
(a)前記一対の表面のうちの第１表面に配置された、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクションであり：
第１導電性部材；
前記第１導電性部材上に配置された第１誘電体；及び
前記第１誘電体上に配置された第１導電性ストリップ;
を含む第１セクションと、
(b)前記一対の表面のうちの第２表面に配置された、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第２セクションであり：
前記一対の表面のうちの前記第１表面に配置された第１表面部分、及び前記一対の表面のうちの前記第２表面に配置された第２表面部分を有する第２導電性部材；
前記第２導電性部材の前記第１表面部分及び前記第２表面部分に配置された第２誘電体；及び
前記第２誘電体の第１表面部分及び前記第２誘電体の第２表面部分の両方に配置された端部部分を有する第２導電性ストリップ；
を含む第２セクションと、
を含み、
前記第２誘電体の前記第１表面部分に配置された、第２導電性ストリップの前記端部部分が、前記第１導電性ストリップに配置され電気的に接続されており、
前記第２導電性部材が導電性材料のブロックを含み、該ブロックは、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクションの前方部分を受けるジョグを伴う壁を有し、前記ジョグの前記壁は、前記第２誘電体の前記第１表面部分に配置され前記第１導電性ストリップに配置され電気的に接続されている第２導電性ストリップの前記端部部分を有する、
無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造。

【請求項4】

前記の交差する一対の表面が直交表面である、請求項３に記載された無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般的に無線周波数（RF）エネルギー伝送線路構造に関するものであり、より具体的には、異なる高さに配置された1対のRF伝送線路間でRFエネルギーを結合するための遷移構造を有するRFエネルギー伝送線路構造に関するものである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

当技術分野で知られているように、あるRF伝送線路を別のRF伝送線路に接続するためにRF遷移が使用される。ワイヤボンディングを使用する手法もある。ただし、ボンディングワイヤの長さによってインダクタンスが追加され、遷移のパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性がある。また、既知のように、RF伝送線路構造の形成を容易にするために、加算製造技術（３Ｄプリント）を使用する潮流がある。

【課題を解決するための手段】

【0003】

本開示に従って、無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造は、異なる高さに配置されたRF伝送線路のペア間で無線周波数エネルギーを結合するために提供される。無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造は、一対の無線周波数伝送線路セクションを含み、これらは一対の導電性部材のうち対応する導電性部材の交差する各表面に配置される。前記一対の導電性部材のうちの第１導電性部材1が、ジョグ1を備える壁を有し、該壁は前記一対の導電性部材のうちの第２導電性部材の端部を受ける。前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクションの導電性ストリップの端部は、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第２セクションの導電性ストリップに配置され電気的に接続されている、
一実施形態では、ジョグは直交する壁を持つ。

【0004】

一実施形態では、無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造は： (a)前記一対の表面のうちの第１表面に配置された、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクションであり： 第１導電性部材； 前記第１導電性部材上に配置された第１誘電体；及び 前記第１誘電体上に配置された第１導電性ストリップ; を含む第１セクションと、 (b)前記一対の表面のうちの第２表面に配置された、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第２セクションであり： 前記一対の表面のうちの前記第１表面に配置された第１表面部分、及び前記一対の表面のうちの前記第２表面に配置された第２表面部分を有する第２導電性部材； 前記第２導電性部材の前記第１表面部分及び前記第２表面部分に配置された第２誘電体；及び 前記第２誘電体の第１表面部分及び前記第２誘電体の第２表面部分の両方に配置された端部部分を有する第２導電性ストリップ； を含む第２セクションと、 を含む。 前記第２誘電体の前記第１表面部分に配置された、第２導電性ストリップの前記端部分が、前記第１導電性ストリップに配置され電気的に接続されている。

【0005】

一実施形態では、前記第２導電性部材が導電性材料のブロックを含み、該ブロックは、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクションの前方部分を受けるジョグを伴う壁を有し、前記ジョグの前記壁は、前記第２誘電体の前記第１表面部分に配置され前記第１導電性ストリップに配置され電気的に接続されている第２導電性ストリップの前記端部部分を有する。

【0006】

一実施形態では、無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造が開示される。遷移構造は： (a)第１無線周波数伝送線路セクションであり： 水平表面を有する第１導電性部材； 前記水平表面上に配置された第１誘電体；及び 前記第１誘電体の水平表面上に配置された第１導電性ストリップ; を含む第１無線周波数伝送線路セクションと、 (b)第２無線周波数伝送線路セクションであり： 垂直表面部分及び水平表面部分を有する第２導電性部材； 前記第２導電性部材の前記垂直表面部分及び水平表面部分上に配置された第２誘電体；及び 前記第２誘電体の垂直表面部分及び水平表面部分上に配置された第２導電性ストリップ； を含む第２無線周波数伝送線路セクションと、 (c)遷移領域であり、前記第２誘電体の前記水平表面部分上に配置された前記第２導電性ストリップの端部部分が前記第１導電性ストリップに電気的に接続されている、遷移領域； を含む。

【0007】

本開示の１つ以上の実施例の詳細が、添付図面及び以下の説明に記載されている。本開示の他の特徴、対象及び利点は、明細書及び図面並びにクレームから明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示に従って上部マイクロ波伝送線路セクションを下部マイクロ波伝送線路セクションに結合するための、ヒートシンクに結合された無線周波数伝送遷移構造の斜視図である。

【図1A】図1の遷移構造の拡大部分の斜視図であり、この拡大部分は図１の矢印１Ａ－１Ａで囲まれている領域である。

【図2】図２部分は本開示に従った図１の遷移構造の断面図であり、図２Ａ部分は、図２部分の遷移構造の拡大部分の断面図であり、この拡大部分は図２部分の矢印２Ａ－２Ａで囲まれている領域である。

【図3】本開示による図１の無線周波数伝送遷移構造の分解斜視図である。

【図4A】図１の遷移構造の断面図であり、この断面は図１の線４Ａ－４Ａに沿って取られている。

【図4B】図１の遷移構造の断面図であり、この断面は図１の線４Ｂ－４Ｂに沿って取られている。

【図5A】本開示に従って図１の遷移構造に使用されるブロックを処理するために使用される順次ステップを示す。

【図5B】本開示に従って図１の遷移構造に使用されるブロックを処理するために使用される順次ステップを示す。

【図5C】本開示に従って図１の遷移構造に使用されるブロックを処理するために使用される順次ステップを示す。

【図6A】本開示に従って図１の遷移構造に使用される別のブロックを処理するために使用される順次ステップを示す。

【図6B】本開示に従って図１の遷移構造に使用される別のブロックを処理するために使用される順次ステップを示す。

【図6C】本開示に従って図１の遷移構造に使用される別のブロックを処理するために使用される順次ステップを示す。 さまざまな図面中の参照記号は、同様な要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ここで図１、図１Ａ、図２、図３を参照すると、無線周波数伝送遷移構造10が示されており、導電性の、ベースプレートまたは実装媒体、例えばここではヒートシンク11に配置され、結合されていることが示されている。遷移構造10は、第１の上部マイクロ波伝送線路セクション14、ここではマイクロストリップ伝送線路を、遷移領域または遷移セクション18を介して、第２の下部マイクロ波伝送線路セクション16、ここではマイクロストリップ伝送線路に結合する。第１の上部マイクロ波伝送線路セクション14は、X-Y （水平）平面内に配置され、Z軸に沿ってある標高で配置される。第２の下部マイクロ波伝送線路セクション16は、X-Y （水平）平面内に配置され、Z軸に沿って異なる低い標高で配置される。

【0010】

より具体的には、無線周波数伝送遷移構造10は、一対の導電性ブロック13及び15を含み、これらは熱伝導性であってもよい。ブロック13は、図に示すように、ブロック15の前方端部を受けるジョグ（jog）19を備える垂直壁17を有する。より具体的には、例えば、第２無線周波数伝送線路セクション16はマイクロストリップ伝送線路であり、第１水平導電性部材、ここではブロック15を有する。ブロック15は、第２マイクロストリップ伝送線路セクション16のための接地面導体として機能し、（X-Y平面内に配置された）水平表面21を有する。ブロック15は、ブロック15の水平表面21上に配置された第１の誘電体20、ここでは誘電ストリップ；及びそして、第１誘電体20の水平表面上に配置された第１導電性ストリップ22を有する。第１導電性ストリップ22は、信号伝導体マイクロストリップ伝送線路セクション16として機能する。

【0011】

遷移セクション18（図１、図１Ａ、図２）は、下部マイクロストリップ伝送線路16の接地面導体の延長である、ジョグ19に配置されたブロック15の前方端部15F （図２、図３）を含むことに注意されたい。図２及び図３により明確に示されているように、遷移セクション18はさらに、下部マイクロストリップ伝送線路16の誘電体の延長である、ジョグ19に配置された誘電体20の前方部分、及び下部マイクロストリップ伝送線路16の信号ストリップ導体の延長である導電性ストリップ導体22の前方部分を含む。

【0012】

遷移構造10は、（図２で）逆向きＬ字型の第２無線周波数伝送線路セクション24を含む。第２無線周波数伝送線路セクション24は、ここでは、例えば、マイクロストリップ伝送線路であり、図２でより明確に示されているように、ここではブロック13である第２導電性部材26を有する。第２導電性部材26は、マイクロストリップ伝送線路セクション24の接地平面として機能し、上部マイクロストリップ伝送線路14の接地平面導体としても機能する。第２導電性部材26は、（X-Z平面内に配置されている）垂直表面部分26V と、X-Y平面内に配置された水平表面部分26H とを有する。遷移構造10はさらに、第２導電性部材26の垂直表面部分26V 及び水平表面部分26H に配置された、ここでは誘電ストリップである第２誘電体30を含む。遷移構造10はさらに、第２誘電体30の垂直表面部分30V と水平部分30H 上に配置された第２導電性ストリップ32を含む。第２導電性ストリップ32は、信号伝導体マイクロストリップ伝送線路セクション24として機能する。図１Ａ及び図２により明確に示されているように、遷移構造10は、RF伝送線路セクション16、24のペア間でRFエネルギーを結合し、このような伝送線路セクション16、24は、ここでは直交平面などの交差平面内に配置されていることに注意されたい。したがって遷移構造10はここでは90度遷移構造である。

【0013】

遷移セクション又は遷移領域18は、図１Ａ及び図２により明確に示されているように、（図２において）逆向きＬ字型の第２無線周波数伝送線路セクション24の端部24F と、ブロック15の前端部15F （図３）とを含む。ストリップ導体32の水平部分32H の底部部分は、ここでは導電性ボンディング材料40（図３）を用いて、ストリップ導体22の端部部分22F 上に配置され、電気的に接続される。或いは、加算製造法（３Ｄ印刷）を使用して遷移構造10を製造する場合には導電性インクを用いても良い。これらの様子が図１Ａ、図３、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂにより明確に示されている。また、図３、図４Ａ及び図４Ｂにより明確に示されているように、誘電体取付材料42が、誘電体20上に堆積または３Ｄ印刷されることにも留意されたい。なお、ストリップ導体32の水平部分32H の端部とストリップ導体22の前方部分22F の端部は、図２及び図３に示すように、ブロック15の後壁15Bから間隔を空けて配置されているため、壁17の垂直なジョグ部分19から間隔を空けて配置されており、これらが接触するのを防止し、それにより、壁17の底部のより狭い部分への電気的短絡を防止する。他の方法は、それらが接触することを防止し、それにより壁17の底部のより狭い部分（領域17B ）への電気的短絡を防止するために使用できる配置であることを理解すべきである。

【0014】

次に、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを参照すると、ブロック13を処理するために使用される順次ステップが示されており、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを参照するとブロック15を処理するために使用される順次ステップが示されている。かくして、図５Ａを参照すると、ブロック13は、誘電体が３Ｄ印刷され、図５Ｂに示すように誘電体上にストリップ導体が３Ｄ印刷されている。かくして、図６Ａを参照すると、ブロック15は、誘電体が３Ｄ印刷され、図６Ｂに示すように誘電体にストリップ導体が印刷されている。ブロック13、15は、加算製造法を使用して創作でき、真の90度の角度遷移構造10を形成するために重ね合わせる／合わせることができる２つのピースを作成することができることに注意されたい。

【0015】

本開示によれば、無線周波数エネルギーを結合するための無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造10は： 一対の無線周波数伝送線路セクション24, 16であり、一対の導電性部材13, 15のうち対応する導電性部材の交差する各表面17, 21に配置された一対の無線周波数伝送線路セクション24, 16、 を含み、 前記一対の導電性部材のうちの第１導電性部材13が、ジョグ19を備える壁17を有し、該壁は前記一対の導電性部材のうちの第２導電性部材15の端部15Fを受け、 前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクション24の導電性ストリップ32の端部32Hは、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第２セクション16の導電性ストリップ22に配置され電気的に接続されている。無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造は、ジョグが直交する複数の壁を持つ。

【0016】

本開示によれば、交差する一対の表面21, 17上に配置された一対の無線周波数伝送線路セクション間16, 24で無線周波数エネルギーを結合するための無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造10は： (a)前記一対の表面のうちの第１表面21に配置された、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクション16であり： 第１導電性部材15； 前記第１導電性部材上に配置された第１誘電体20；及び 前記第１誘電体上に配置された第１導電性ストリップ22; を含む第１セクション16と、 (b)前記一対の表面のうちの第２表面17に配置された、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第２セクション24であり： 前記一対の表面のうちの前記第１表面21に配置された第１表面部分26H、及び前記一対の表面のうちの前記第２表面17に配置された第２表面部分26Vを有する第２導電性部材13； 前記第２導電性部材13の前記第１表面部分26H及び前記第２表面部分26Vに配置された第２誘電体30；及び 前記第２誘電体30の第１表面部分30H及び前記第２誘電体30の第２表面部分30Vの両方に配置された端部部分を有する第２導電性ストリップ32； を含む第２セクション24と、 を含み、 前記第２誘電体30の前記第１表面部分30Hに配置された、第２導電性ストリップ32の前記端部分32Hが、前記第１導電性ストリップ22に配置され電気的に接続されている。無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造では、前記の交差する一対の表面が直交表面である。

【0017】

本開示によれば、無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造において： 前記第２導電性部材13が導電性材料のブロックを含み、該ブロックは、前記一対の無線周波数伝送線路セクションのうちの第１セクション16の前方部分を受けるジョグ19を伴う壁を有し、前記ジョグ19の前記壁は、前記第２誘電体30の前記第１表面部分30Hに配置され前記第１導電性ストリップ22に配置され電気的に接続されている第２導電性ストリップ32の前記端部部分32Hを有する。

【0018】

本開示によれば、無線周波数エネルギー伝送線路遷移構造10は： (a)第１無線周波数伝送線路セクション16であり： 水平表面21を有する第１導電性部材15； 前記水平表面15上に配置された第１誘電体20；及び 前記第１誘電体20の水平表面上に配置された第１導電性ストリップ22; を含む第１無線周波数伝送線路セクション16と、 (b)第２無線周波数伝送線路セクション24であり： 垂直表面部分26V及び水平表面部分26Hを有する第２導電性部材13； 前記第２導電性部材13の前記垂直表面部分26V及び水平表面部分26H上に配置された第２誘電体30；及び 前記第２誘電体30の垂直表面部分30V及び水平表面部分30H上に配置された第２導電性ストリップ32； を含む第２無線周波数伝送線路セクション24と、 (c)遷移領域18であり、前記第２誘電体30の前記水平表面部分30H上に配置された前記第２導電性ストリップ32の端部部分が前記第１導電性ストリップ22に電気的に接続されている、遷移領域18と； を含む。

【0019】

本開示の多くの実施例が記載されてきた。それにもかかわらず、本開示の精神と範囲から逸脱することなく、様々な修正が加えられることがあることが理解されるであろう。例えば、上部と下部は、モノリシックマイクロ波集積回路 （MMIC） のような電気部品に接続されている場合もあれば、他の３Ｄ構造に使用されている場合もあり、そのような構造は、2019年10月10日に公開された特許出願公開第２019/0313522A号 「CIRCUIT SUPPORT AND COOLING STRUCTURE」と題され、本特許出願と同じ譲受人に譲渡された発明家Trulli氏らの出願内で説明されている。また、90度以外の角度を使用してもよい。従って、他の実施形態は、以下のクレームの範囲内にある。

【図1】

【図1A】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A-5C】

【図6A-6C】