CN101847769A - 介质波导管-微波传输带变换结构 - Google Patents
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Abstract
一种介质波导管-微波传输带变换结构。在介质波导管向印刷线路板上的安装结构中,保持对于非接触结合的位置偏离影响少的情况不变而把现有的结构更小型化。具备:介质波导管,其由除了信号的输入输出部分以外而整个面被导体膜覆盖的介质块构成,且在底面具有使介质露出的长孔;微波传输带,其前端部分是敞开的终端,其敞开的终端的前端部分与介质波导管的所述长孔有间隔地相对;腔室,其包括导体壁,除了用于与微波传输带的外部电路连接的引出部分之外,该导体壁包围介质波导管的所述长孔和微波传输带的所述前端部分周围。
Description
技术领域
本发明涉及在形成有微波传输带线路的印刷线路板上安装介质波导管的介质波导管-微波传输带变换结构,以及利用它的支路。
背景技术
作为在印刷线路板上安装介质波导管的结构有(日本)特许第4133747号的安装结构等。该安装结构把在介质波导管的底面部形成的结合电极图形与在微波传输带的终端形成的结合电极图形经由隔片而设置有空隙地相对,通过收容在腔室内而使产生电磁结合,是在微波传输带与介质波导管之间能够传送高频能量的结构。
上述安装结构由于是使微波传输带的导体图形与介质波导管的导体图形非接触,所以有与导体图形的接触状态无关地能够稳定进行能量传送的优点。
但该安装结构需要有比较长的尺寸值。例如由介电常数4.5的介质来制作截面面积4.5mm×2.5mm的介质波导管,在设计安装结构时为了在23GHz到28GHz的频带进行变换,则在介质波导管的底面设置的结合导体图形的长度就是6.6mm。这是由于在介质波导管内传播的TE模式电磁波的管内波长在23GHz是9.7mm,在28GHz是6.5mm,所以相对管内波长就成为从0.7到1.0左右的长度。作为在印刷线路板上装配的零件由于尽可能地希望小型化,所以进一步实现小型的安装结构就是重要的课题。
专利文献1:(日本)特开平8-148913号公报
专利文献2:(日本)特许第3493265号公报
专利文献3:(日本)特许第3517148号公报
发明内容
本发明在介质波导管向印刷线路板上的安装结构中,保持对于非接触结合的位置偏离影响少的情况不变,把使用现有结合电极图形的介质波导管-微波传输带变换结构进行更小型化。
本发明的介质波导管-微波传输带变换结构具备:介质波导管,其由除了信号的输入输出部分以外而整个面被导体膜覆盖的介质块构成,且在底面具有使介质露出的长孔(slot);微波传输带,其前端部分是敞开的终端,其敞开的终端的前端部分与介质波导管的所述长孔有间隔地相对;腔室,其包括导体壁,除了用于与微波传输带的外部电路连接的引出部分之外,该导体壁包围介质波导管的所述长孔和微波传输带的所述前端部分周围。
通过使微波传输带的终端部与介质波导管底面的长孔接近而使两者电磁结合,能够在微波传输带与介质波导管之间传送高频能量。由于上述的电磁结合部被收容在腔室内,所以电磁能量没有泄漏,损失少。在结合部仅夹有空气层而不产生介质等的损失,所以损失低。
由于结合结构不是物理接触,所以不被两者的接触状态左右,能够防止由安装时的位置偏离而引起的传送特性恶化,能够缓和介质波导管的定位精度。现有结合电极图形的长度方向尺寸需要大致有与波长相等的长度,相对于此,介质波导管设置的电极图形仅是最小限度大小的长孔,所以整体结构能够小型化。
在介质波导管的底面形成长孔。在装配该介质波导管的印刷线路板上形成的微波传输带呈终端敞开状态。在把介质波导管向印刷线路板上装配时,在介质波导管底面形成的长孔不与微波传输带接触,并且保持距离不变地接近。
为了收容上述长孔和微波传输带而形成有腔室地设置导体壁。周围的导体壁仅是把有微波传输带线路进入的一部分除外。在结合部的印刷基板周边也设置有导体壁,与由印刷基板和介质波导管的底面形成的平行面一起来构成腔室。
附图说明
图1是表示本发明使用的介质波导管的立体图;
图2是表示本发明实施例的分解立体图;
图3是表示本发明使用的介质波导管的立体图;
图4是表示本发明其他实施例的立体图;
图5是表示本发明变换结构特性的说明图;
图6是表示本发明使用的其他介质波导管的立体图;
图7是表示本发明使用的介质波导管的立体图;
图8是表示本发明变换结构特性的说明图;
图9是表示本发明使用的介质波导管的立体图。
符号说明
10、30介质波导管 11长孔 14、34印刷线路板
15、35微波传输带 16导体壁 37通路孔 38隔片
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例。图1是本发明使用的介质波导管10的立体图。在介质波导管的底面形成与进行方向正交的长孔11。介质波导管仅在长孔部使介质露出,其他的整个面被导电膜所覆盖。
如图2所示,介质波导管10被向印刷线路板14装配。印刷线路板上的微波传输带15呈终端敞开状态,对于介质波导管的底面保持一定间隔不变地相对配置。在该部位的周围设置导体壁16,印刷线路板14和介质波导管10经由由导体壁16产生的间隙而被贴紧固定。
微波传输带15和介质波导管10利用相对的导体图形而电磁结合,在两者之间能够进行电磁波的传送。长孔11与微波传输带15的位置关系是,从微波传输带15的敞开终端部开始在成为四分之一波长左右的磁场强度最大的部位配置长孔11,则能够得到充分的结合。磁场强度最大的位置在理论上是从敞开端开始四分之一波长的位置,但由于微波传输带15的敞开端有边缘端效应,所以比四分之一波长的位置短。说到介质波导管10底面的长孔11的形成位置,由于从介质波导管10的短路终端部大约半波长的位置成为磁场最大,所以在该位置形成长孔11。
在高频,由于传送线路结合部的不连续部而产生大的辐射损失,有传送特性显著恶化的倾向,在此所使用的连接结构中,由于不连续部被收容在由导体壁形成的空洞内,所以难于产生电磁场向空间中辐射。
图3是实际连接结构的构成图,图4表示组装后的状态。在形成有微波传输带35的印刷线路板34内部在连接部的周围设置有通路孔37的列,代替印刷线路板端面的导体壁。介质波导管30经由隔片38而固定在印刷线路板34上。隔片38也可以使用是使用了导电性材料之物,也能够使用在树脂材料或印刷线路板材料制作的内壁把导体作为镀层之物。总之,只要是能够把微波传输带的敞开终端部和长孔的相对部分由导体壁收容的形式便可。
把上述变换结构由电磁场模拟器计算所得到的结果表示在图5。该计算中,作为印刷线路板是使用0.254mm厚度的基板(介电常数2.2),把截面尺寸4.5mm×2.5mm的介质波导管(介电常数4.5)经由0.4mm厚度的隔片固定在印刷线路板上。在大约23GHz到27GHz的频率范围得到回波损耗10dB左右的变换特性。
为了传送特性的宽区域化和阻抗匹配的改善,还考虑把介质波导管设置的长孔形状如图6所示那样变成哑铃形(H形)。图7的例中,为了取得阻抗匹配而使结合部的微波传输带图形不是简单的敞开终端,而是经由短带(スタブ)而使前端的约四分之一波长的相应长度的线路宽度变窄。把由图7那样的长孔形状和微波传输带的终端结构最优化所得到的变换特性表示在图8。这是由电磁场模拟器计算所得到的结果,在23GHz到28GHz的频率范围得到比24dB良好的回波损耗。插入损失也减少,成为0.3dB以下。
在上述的变换结构中,介质波导管把长度方向的一方作为短路终端。另一方面,使介质波导管的端部不短路地把两端作为输入输出口时,能够作为分配从长孔输入的电力的支路来利用。由于介质波导管底面的长孔相对两个口能够成对称的形状,所以如图9所示,在配置在中央位置的情况下,当把来自长孔的输入各一半地分配时,能够同时把相位对齐。
本发明能够广泛利用在高频带使用的介质波导管与外部电路的连接结构,或作为分波器等利用的结合结构中。
Claims (6)
1.一种介质波导管-微波传输带变换结构,其中,具备:
介质波导管,其由除了信号的输入输出部分以外而整个面被导体膜覆盖的介质块构成,且在底面具有使介质露出的长孔;
微波传输带,其前端部分是敞开的终端,其敞开的终端的前端部分与介质波导管的所述长孔有间隔地相对;
腔室,其包括导体壁,除了用于与微波传输带的外部电路连接的引出部分之外,该导体壁包围介质波导管的所述长孔和微波传输带的所述前端部分周围。
2.一种介质波导管-微波传输带变换结构,其中,具备:
介质波导管,其由除了信号的输入输出部分以外而整个面被导体膜覆盖的介质块构成,且在底面具有使介质成H形露出的长孔;
微波传输带,其前端部分是敞开的终端,其敞开的终端的前端部分与介质波导管的所述长孔有间隔地相对,且该前被端分路而与该长孔阻抗匹配;
腔室,其包括导体壁,除了用于与微波传输带的外部电路连接的引出部分之外,该导体壁包围介质波导管的所述长孔和微波传输带的所述前端部分周围。
3.如权利要求1或权利要求2所述的介质波导管-微波传输带变换结构,其中,该微波传输带设置在印刷线路板上,包围其周围的导体膜被反面的接地导体和通路孔连接并形成腔室。
4.如权利要求1或权利要求2所述的介质波导管-微波传输带变换结构,其中,该微波传输带设置在印刷线路板上,包围微波传输带前端周围的导体被反面的接地导体和通路孔连接,而且在介质波导管与印刷线路板之间与长孔相对的位置配置具有空隙的导体板的隔片而形成腔室。
5.一种支路,使用把来自所述微波传输带的信号进行分路的介质波导管-微波传输带变换结构,其中,具备:
介质波导管,其由除了信号的输入输出部分以外而整个面被导体膜覆盖的介质块构成,且在底面具有使介质露出的长孔;
微波传输带,其前端部分是敞开的终端,其敞开的终端的前端部分与介质波导管的所述长孔有间隔地相对;
腔室,其包括导体壁,除了用于与微波传输带的外部电路连接的引出部分之外,该导体壁包围介质波导管的所述长孔和微波传输带的所述前端部分周围。
6.一种支路,使用把来自所述微波传输带的信号进行分路的介质波导管-微波传输带变换结构,其中,具备:
介质波导管,其由除了信号的输入输出部分以外而整个面被导体膜覆盖的介质块构成,且在底面具有使介质成H形露出的长孔;
微波传输带,其前端部分是敞开的终端,其敞开的终端的前端部分与介质波导管的所述长孔有间隔地相对,且该前端分路而与该长孔阻抗匹配;
腔室,其包括导体壁,除了用于与微波传输带的外部电路连接的引出部分之外,该导体壁包围介质波导管的所述长孔和微波传输带的所述前端部分周围。
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