JP6135290B2 - Transmission line - Google Patents
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Description
本発明は、主としてマイクロ波帯およびミリ波帯で用いる、伝送線路に関するものである。 The present invention relates to a transmission line mainly used in a microwave band and a millimeter wave band.
マイクロ波帯およびミリ波帯で用いることができる、低損失な伝送線路としてサスペンデッド線路が知られている。例えば、特許文献1に示されるような構造が知られている。
A suspended line is known as a low-loss transmission line that can be used in the microwave band and the millimeter wave band. For example, a structure as shown in
特許文献1に示される従来のサスペンデッド線路は、他のマイクロ波帯及びミリ波帯にて使用される伝送線路(マイクロストリップ線路、トリプレート線路等)よりも、低損失な伝送特性が実現できるという特徴を有している。
しかしながら、サスペンデッド線路間の接続は、通常、RFコネクタとRFケーブルにより行われており、例えばフェーズドアレイアンテナの給電回路のような、複数の給電回路層で構成される大規模な合成分配回路を、サスペンデッド線路を用いて形成しようとした場合、多数のRFコネクタとRFケーブルを用いて給電回路層間を接続することとなり、構成が非常に複雑になるとともに給電回路が大型化するという課題があった。
The conventional suspended line shown in
However, the connection between the suspended lines is usually made by an RF connector and an RF cable. For example, a large-scale synthesis distribution circuit composed of a plurality of power supply circuit layers such as a phased array antenna power supply circuit, In the case of forming using a suspended line, a large number of RF connectors and RF cables are used to connect the feeder circuit layers, which causes a problem that the configuration becomes very complicated and the feeder circuit becomes large.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、積層されたサスペンデッド線路において、RFコネクタやRFケーブルを用いることなく、サスペンデッド線路間を接続する接続構造を備えた伝送線路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a transmission line having a connection structure for connecting the suspended lines in the laminated suspended lines without using an RF connector or an RF cable. The purpose is to provide.
この発明に係る伝送線路は、第1のサスペンデッド線路と第2のサスペンデッド線路を積層した伝送線路であって、前記第1のサスペンデッド線路と接続され、前記第1のサスペンデッド線路から伝送モードが変換された第1のマイクロストリップ線路と、前記第2のサスペンデッド線路と接続され、前記第2のサスペンデッド線路から伝送モードが変換された第2のマイクロストリップ線路と、前記第1のマイクロストリップ線路と前記第2のマイクロストリップ線路を結合する結合構造とを備える。 The transmission line according to the present invention is a transmission line in which a first suspended line and a second suspended line are laminated, and is connected to the first suspended line, and a transmission mode is converted from the first suspended line. A first microstrip line connected to the second suspended line, a second microstrip line having a transmission mode converted from the second suspended line, the first microstrip line, and the first microstrip line. And a coupling structure for coupling two microstrip lines.
この発明によれば、低損失なサスペンデッド線路を積層し、積層したサスペンデッド線路の層間接続を必要とする伝送線路において、RFコネクタやRFケーブルを使用することなく、サスペンデッド線路間の層間接続が可能な伝送線路を得ることができる。
これにより、RFコネクタやRFケーブル等の部品削減による伝送線路のコスト低減、サスペンデッド線路間を接続する接続作業性の改善、更に、サスペンデッド線路間の層間接続部を有する伝送線路の小型化を図ることができる。
According to the present invention, a low-loss suspended line is laminated, and in a transmission line that requires an interlayer connection between the laminated suspended lines, an interlayer connection between the suspended lines is possible without using an RF connector or an RF cable. A transmission line can be obtained.
As a result, the cost of the transmission line can be reduced by reducing the number of components such as RF connectors and RF cables, the connection workability for connecting the suspended lines can be improved, and the transmission line having the interlayer connection portion between the suspended lines can be reduced. Can do.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る伝送線路について図を用いて説明する。ここでは伝送線路の一例として、2層のサスペンデッド線路からなる伝送線路について説明する。
The transmission line according to
図1は、実施の形態1に係る2層サスペンデッド線路100の構造を表した斜視図である。図2は2層サスペンデッド線路100の断面図であり、図1のストリップ導体2、3、5、6を含む幅狭面に沿って切断をした断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a two-layer suspended
図1、図2において、2層サスペンデッド線路100は、誘電体基板1、誘電基板1の表面および裏面に設けられたストリップ導体2およびストリップ導体3、誘電体基板4、誘電体基板4の表面および裏面に設けられたストリップ導体5およびストリップ導体6、ストリップ導体2の上部に空気層50aが設けられるように一部が切削された金属板7、ストリップ導体6の上部に空気層51aが設けられるように一部が切削された金属板8、ストリップ導体3の上部に空気層50bが設けられ、また、ストリップ導体5の上部に空気層51bが設けられるように一部を切削された金属板9、誘電体基板1および誘電体基板2に設けられるスルーホール11、金属板9に設けられ、金属板9の両面を貫通する結合孔10、から構成される。
1 and 2, a two-layer suspended
なお、ストリップ導体2の上部に空気層50aが設けられるように一部が切削された金属板7は、ストリップ導体2が設けられていない箇所で誘電体基板1と接して固定される。また、ストリップ導体6の上部に空気層51aが設けられるように一部が切削された金属板8は、ストリップ導体6が設けられていない箇所で誘電体基板2と接して固定される。また、ストリップ導体3の上部に空気層50bが設けられると共にストリップ導体5の上部に空気層51bが設けられるように一部が切削された金属板9は、ストリップ導体3が設けられていない箇所で誘電体基板1と接して固定されると共にストリップ導体5が設けられていない箇所で誘電体基板4と接して固定される。
The
ここで図2に示すように、誘電体基板1と、スルーホール11により接続されたストリップ導体2およびストリップ導体3と、金属板7と、金属板9により構成されるサスペンデッド線路を、サスペンデッド線路(第1層)12とする。
また、サスペンデッド線路(第1層)12の入出力端子を、入出力端子P1とする。
また、誘電体基板1と、ストリップ導体2と、金属板7と、金属板9により構成されるマイクロストリップ線路を、マイクロストリップ線路13とする。
また、誘電体基板4と、スルーホール11により接続されたストリップ導体5およびストリップ導体6と、金属板8と、金属板9により構成されるサスペンデッド線路を、サスペンデッド線路(第1層)14とする。
また、サスペンデッド線路(第2層)14の入出力端子を、入出力端子P2とする。
また、誘電体基板4と、ストリップ導体6と、金属板8と、金属板9により構成されるマイクロストリップ線路を、マイクロストリップ線路15とする。
Here, as shown in FIG. 2, a suspended line composed of the
The input / output terminal of the suspended line (first layer) 12 is defined as an input / output terminal P1.
A microstrip line composed of the
A suspended line composed of the
The input / output terminal of the suspended line (second layer) 14 is referred to as an input / output terminal P2.
A microstrip line composed of the
マイクロストリップ線路13とマイクロストリップ線路15は、結合孔10を介して電磁気的に結合される。
The microstrip line 13 and the
次に、2層サスペンデッド線路100の動作について説明する。
入出力端子P1から入力されたマイクロ波もしくはミリ波帯のRF信号は、サスペンデッド線路(第1層)12を伝搬した後、マイクロストリップ線路13の伝搬モードにモード変換されて、マイクロストリップ線路13を伝搬する。
マイクロストリップ線路13とマイクロストリップ線路15は、結合孔10により電磁結合されており、マイクロストリップ線路13を伝搬するRF信号は、マイクロストリップ線路15に移行して伝搬する。
マイクロストリップ線路15を伝搬するRF信号は、サスペンデッド線路(第2層)14の伝搬モードに変換されてサスペンデッド線路(第2層)14を伝搬し、入出力端子P2から出力される。
Next, the operation of the two-layer suspended
The microwave or millimeter-wave band RF signal input from the input / output terminal P1 propagates through the suspended line (first layer) 12 and is then mode-converted to the propagation mode of the microstrip line 13 to cause the microstrip line 13 to pass through. Propagate.
The microstrip line 13 and the
The RF signal propagating through the
このように、従来は、マイクロ波帯やミリ波帯での低損失な伝送線路として、サスペンデッド線路が知られていたが、サスペンデッド線路を用いて、複数の層を積層する必要がある大型の合成分配回路を構成しようとした場合、従来、サスペンデッド線路の層間接続にRFコネクタやRFケーブル等を用いるため回路が大型化し、また、構造が複雑となって製造コストの低減が難しいという課題があった。 As described above, the suspended line is conventionally known as a low-loss transmission line in the microwave band and the millimeter wave band. However, a large-scale synthesis in which a plurality of layers need to be stacked using the suspended line. When trying to construct a distribution circuit, there has been a problem that the circuit has been increased in size because of the use of an RF connector, an RF cable, or the like for the interlayer connection of the suspended line, and the structure has become complicated and it is difficult to reduce the manufacturing cost. .
これに対し、この発明の実施の形態1に係る2層サスペンデッド線路(伝送線路)100は、誘電体基板1、誘電基板1の表面および裏面に設けられたストリップ導体2およびストリップ導体3、誘電体基板4、誘電体基板4の表面および裏面に設けられたストリップ導体5およびストリップ導体6、ストリップ導体2の上部に空気層50aが設けられるように一部を切削された金属板7、ストリップ導体6の上部に空気層51aが設けられるように一部を切削された金属板8、ストリップ導体3の上部に空気層50bが設けられ、また、ストリップ導体5の上部に空気層51bが設けられるように一部を切削された金属板9、誘電体基板1および誘電体基板2に設けられるスルーホール11、金属板9に設けられ、金属板9の両面を貫通する結合孔10、から構成されるようにした。
In contrast, a two-layer suspended line (transmission line) 100 according to
これにより、従来サスペンデッド線路の入出力端子においてRFコネクタやRFケーブル等の伝送部品を用いて接続していた層間接続を、二層のサスペンデッド線路の各々について、サスペンデッド線路とマイクロストリップ線路の間で伝送モードの変換を行うようにし、各々変換されたマイクロストリップ線路の間を結合孔により電磁気的に結合するようにした。
これによって、RFコネクタやRFケーブル等の伝送部品が不要となって部品点数の削減によるコスト低減が図れ、また、層間接続に係る作業性の改善や、伝送線路自体の小型化を図ることができる。
As a result, the interlayer connection that has been conventionally connected using transmission components such as RF connectors and RF cables at the input / output terminals of the suspended line is transmitted between the suspended line and the microstrip line for each of the two suspended layers. Mode conversion is performed, and the converted microstrip lines are electromagnetically coupled by coupling holes.
This eliminates the need for transmission components such as RF connectors and RF cables, thereby reducing costs by reducing the number of components, improving workability related to interlayer connection, and reducing the size of the transmission line itself. .
実施の形態2.
図3は実施の形態2に係る2層サスペンデッド線路101の構造を表した斜視図である。図4は2層サスペンデッド線路101の断面図であり、図3のストリップ導体2、3、5、6を含む幅狭面に沿って切断をした断面図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the two-layer suspended line 101 according to the second embodiment. 4 is a cross-sectional view of the two-layer suspended line 101, and is a cross-sectional view taken along a narrow surface including the
実施の形態1に係る伝送線路との比較では、図3、図4に示すように、実施の形態2に係る伝送線路は、誘電体16と導体17からなる同軸線路、ストリップ導体3、5の上部に各々空気層が設けられるように一部が切削され、かつ、誘電体16と導体17からなる同軸線路を挿入できる貫通孔が設けられた金属板19を用いる点で相違する。
In comparison with the transmission line according to the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the transmission line according to the second embodiment includes a coaxial line composed of a dielectric 16 and a
実施の形態2では、誘電体基板1、4の一部に孔があけられ、マイクロストリップ線路13を構成するストリップ導体2とマイクロストリップ線路15を構成するストリップ導体6とは、孔に挿入された導体17によって接続されている。なお、実施の形態1と同じ構成については、同一の番号を付してその説明を省略する。
In the second embodiment, holes are formed in a part of the
次に、2層サスペンデッド線路(伝送線路)101の動作について説明する。
入出力端子P1から入力されたマイクロ波もしくはミリ波帯のRF信号は、サスペンデッド線路(第1層)12を伝搬した後、マイクロストリップ線路13の伝搬モードにモード変換されて、マイクロストリップ線路13を伝搬する。
マイクロストリップ線路13とマイクロストリップ線路15は、導体17によって電気的に接続されているため、RF信号は、マイクロストリップ線路13からマイクロストリップ線路15に、さらに、マイクロストリップ線路15からサスペンデッド線路(第2層)14に伝搬し、入出力端子P2から出力される。
なお、導体17と誘電体16で構成される同軸部のインピーダンスをマイクロストリップ線路13及び15のインピーダンスと同程度となるような寸法としておく。
Next, the operation of the two-layer suspended line (transmission line) 101 will be described.
The microwave or millimeter-wave band RF signal input from the input / output terminal P1 propagates through the suspended line (first layer) 12 and is then mode-converted to the propagation mode of the microstrip line 13 to cause the microstrip line 13 to pass through. Propagate.
Since the microstrip line 13 and the
In addition, the impedance of the coaxial portion formed by the
実施の形態2に係る2層サスペンデッド線路101は、誘電体基板1、誘電基板1の表面および裏面に設けられたストリップ導体2およびストリップ導体3、誘電体基板4、誘電体基板4の表面および裏面に設けられたストリップ導体5およびストリップ導体6、ストリップ導体2の上部に空気層50aが設けられるように一部を切削された金属板7、ストリップ導体6の上部に空気層51aが設けられるように一部を切削された金属板8、ストリップ導体3、ストリップ導体5の上部に空気層(50b、51b)が設けられるように一部を切削され、かつ、誘電体16と導体17を挿入できる穴があいた金属板19、誘電体基板1および誘電体基板2に設けられるスルーホール11、金属板19に設けられ同軸線路を構成する導体17と誘電体16、から構成されるようにした。
A two-layer suspended line 101 according to the second embodiment includes a
これにより、従来サスペンデッド線路の入出力端子においてRFコネクタやRFケーブル等の伝送部品を用いて接続していた層間接続を、二層のサスペンデッド線路の各々について、サスペンデッド線路とマイクロストリップ線路の間で伝送モードの変換を行うようにし、各々変換されたマイクロストリップ線路の間を誘電体16と導体17からなる簡易同軸により接続するようにした。
これによって、RFコネクタやRFケーブル等の伝送部品が不要となって部品点数の削減によるコスト低減が図れ、また、層間接続に係る作業性の改善や、伝送線路自体の小型化を図ることができる。
As a result, the interlayer connection that has been conventionally connected using transmission components such as RF connectors and RF cables at the input / output terminals of the suspended line is transmitted between the suspended line and the microstrip line for each of the two suspended layers. Mode conversion is performed, and the converted microstrip lines are connected by a simple coaxial line composed of a dielectric 16 and a
This eliminates the need for transmission components such as RF connectors and RF cables, thereby reducing costs by reducing the number of components, improving workability related to interlayer connection, and reducing the size of the transmission line itself. .
1、4 誘電体基板、2、3、5、6 ストリップ導体、7、8、9、18 金属板、10 結合孔、11 スルーホール、12、14 サスペンデッド線路、13、15 マイクロストリップ線路、16 誘電体、17 導体、P1、P2 入出力端子、50a、50b、51a、51b 空気層、100、101 2層サスペンデッド線路。 1, 4 Dielectric substrate, 2, 3, 5, 6 Strip conductor, 7, 8, 9, 18 Metal plate, 10 Coupling hole, 11 Through hole, 12, 14 Suspended line, 13, 15 Microstrip line, 16 Dielectric Body, 17 conductors, P1, P2 input / output terminals, 50a, 50b, 51a, 51b Air layer, 100, 101 Two-layer suspended line.
Claims (2)
空孔を有する第2の金属板と、
第3の金属板と、
第1の誘電体基板と、
第2の誘電体基板と、
を備え、
前記第1の誘電体基板および前記第1、第2の金属板は、前記第1の誘電体基板の一方の面と前記第1の金属板の間及び前記第1の誘電体基板の他方の面と前記第2の金属板の間にそれぞれ空間が形成され、前記第1の誘電体基板の両面に互いに導通したストリップ導体を当該空間にそれぞれ有して第1のサスペンデッド線路を形成し、
前記第2の誘電体基板および前記第2、第3の金属板は、前記第2の誘電体基板の一方の面と前記第3の金属板の間及び前記第2の誘電体基板の他方の面と前記第2の金属板の間にそれぞれ空間が形成され、前記第2の誘電体基板の両面に互いに導通したストリップ導体を当該空間にそれぞれ有し、前記第1のサスペンデッド線路と積層される第2のサスペンデッド線路を形成し、
前記第1の誘電体基板および第2の金属板は、前記第1の誘電体基板の一方の面と前記第1の金属板の間の空間に、前記第1のサスペンデット線路に接続されたストリップ導体を有して第1のマイクロストリップ線路を形成し、
前記第2の誘電体基板および第2の金属板は、前記第2の誘電体基板の一方の面と前記第3の金属板の間の空間に、前記第2のサスペンデット線路に接続されたストリップ導体を有して第2のマイクロストリップ線路を形成し、
前記第1のマイクロストリップ線路の一部と前記第2のマイクロストリップ線路の一部との間に、前記第2の金属板の前記空孔が配置されたことを特徴とする伝送装置。 A first metal plate;
A second metal plate having pores;
A third metal plate;
A first dielectric substrate;
A second dielectric substrate;
With
The first dielectric substrate and the first and second metal plates are between one surface of the first dielectric substrate and the first metal plate and the other surface of the first dielectric substrate. A space is formed between each of the second metal plates, and a strip conductor that is electrically connected to each other on both surfaces of the first dielectric substrate is provided in the space to form a first suspended line,
The second dielectric substrate and the second and third metal plates are disposed between one surface of the second dielectric substrate and the third metal plate and the other surface of the second dielectric substrate. Spaces are formed between the second metal plates, and strip conductors that are electrically connected to each other on both surfaces of the second dielectric substrate are provided in the spaces, and the second suspended layers are stacked with the first suspended lines. Forming a track,
The first dielectric substrate and the second metal plate include a strip conductor connected to the first suspended line in a space between one surface of the first dielectric substrate and the first metal plate. Forming a first microstrip line,
The second dielectric substrate and the second metal plate include a strip conductor connected to the second suspended line in a space between one surface of the second dielectric substrate and the third metal plate. To form a second microstrip line,
The transmission apparatus , wherein the hole of the second metal plate is disposed between a part of the first microstrip line and a part of the second microstrip line .
前記第1のマイクロストリップ線路は、前記第1の誘電体基板と、前記第1のストリップ導体と、前記第1のストリップ導体の上部に空気層が設けられるように一部に空隙を有した前記第1の金属板と、前記第1の誘電体基板の前記他方の面に設けられた前記第2の金属板からなり、
前記第2のサスペンデッド線路は、前記第2の誘電体基板と、前記第2の誘電基板の片方の面に設けられた第3のストリップ導体と、前記第2の誘電基板の他方の面に設けられ、前記第3のストリップ導体とスルーホールで電気的に接続された第4のストリップ導体と、前記第3のストリップ導体の上部に空気層が設けられるように一部に空隙を有した前記第3の金属板と、前記第4のストリップ導体の上部に空気層が設けられるように一部に空隙を有した前記第2の金属板からなり、
前記第2のマイクロストリップ線路は、前記第2の誘電体基板と、前記第3のストリップ導体と、前記第3のストリップ導体の上部に空気層が設けられるように一部に空隙を有した前記第3の金属板と、前記第2の誘電体基板の前記他方の面に設けられた前記第2の金属板からなり、
前記第1のマイクロストリップ線路と前記第2のマイクロストリップ線路とは前記第2の金属板を間に介して対向することを特徴とする請求項1記載の伝送線路。 Said first suspended line is provided on the first dielectric substrate, a first strip conductor provided on one surface of said first dielectric substrate, the other surface of said first dielectric substrate The second strip conductor electrically connected to the first strip conductor through a through hole, and the first strip conductor having an air gap in part so that an air layer is provided on the top of the first strip conductor. 1 metal plate and the second metal plate partially having a gap so that an air layer is provided on the second strip conductor,
The first microstrip line includes the first dielectric substrate, the first strip conductor, and an air gap in part so that an air layer is provided on an upper portion of the first strip conductor. A first metal plate and the second metal plate provided on the other surface of the first dielectric substrate;
It said second suspended line is provided on the second dielectric substrate, and a third strip conductor provided on one surface of said second dielectric substrate, the other surface of the second dielectric substrate And a fourth strip conductor electrically connected to the third strip conductor through a through hole, and a part of the first strip conductor having a gap so that an air layer is provided on the upper portion of the third strip conductor. 3 metal plates and the second metal plate having a gap in part so that an air layer is provided on the upper portion of the fourth strip conductor,
The second microstrip line includes the second dielectric substrate, the third strip conductor, and a gap in part so that an air layer is provided on an upper portion of the third strip conductor. A third metal plate and the second metal plate provided on the other surface of the second dielectric substrate,
2. The transmission line according to claim 1, wherein the first microstrip line and the second microstrip line are opposed to each other with the second metal plate interposed therebetween.
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