CN109196713A - 双工器及信号收发系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种比现有的双工器小型且轻型的双工器。双工器(10)具备滤波器对(20)、第一及第二定向耦合部(30、40)以及第一及第二转换部对(50、60)，构成上述各部(20、30、40、50、60)的波导路是设置于单一电介质基板(11)的两面的一对导体板各自为第一宽壁(13)及第二宽壁(12)、有贯通电介质基板(11)的多个导体柱(211i、221i、23i、311i、321i、33i、411i、421i、43i、511i、521i、53i、611i、621i、63i)构成的柱壁为窄壁(211、221、23、311、321、33、411、421、43、511、521、53、611、621、63)的柱壁波导路。

Description

双工器及信号收发系统
技术领域
本发明涉及双工器及具备双工器的信号收发系统。
背景技术
在采用FDD(Frequency Division Duplex：频分双工)方式的无线通信设备或雷达装置等中，追求在发送电路与接收电路共用一个天线电路的状态下收发作为微波或毫米波的高频信号。为了满足该期望，利用双工器。
双工器由转换部、定向耦合部以及滤波器构成，上述转换部是用于连接发送电路、接收电路以及天线电路的接口，上述定向耦合部使一个波导路与另一个波导路耦合，上述滤波器对穿过的高频信号的频带进行限制。
例如，在专利文献1或非专利文献1、2等记载了如下技术，即通过对多个金属材料实施切削等加工来成形滤波器、定向耦合部以及转换部各部，通过将上述滤波器、定向耦合部以及转换部各部组合来实现双工器。
专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2010-187420号公报(2010年8月26日公开)”
非专利文献1：PLANAR INTEGRATED WAVEGUIDE DIPLEXER FOR LOW-LOSSMILLIMETER-WAVE APPLICATIONS，Microwave Conference,1997,27th European(Volume-2)8-12September 1997,pp.676-680.
非专利文献2：E-Plane Double Ridge Waveguide Filters and Diplexers forCommunication Systems,Microwave Conference,2001,31st European,24-26September2001,pp.1-4.
非专利文献3：Y.Uemichi,el.al,Compact and Low-Loss Bandpass FilterRealized in Silica-Based Post-Wall Waveguide for 60-GHz applications,IEEEMTT-S IMS,May 2015.
然而，通过加工多个金属材料而制成的现有的双工器具有尺寸较大且重量也增加的课题。
另一方面，作为对微波以及毫米波进行导波的波导路所涉及的技术，公知有利用柱壁波导路技术。与通过加工金属材料而制成的现有的波导路相比，使用柱壁波导路技术制成的波导路能够实现小型化及轻型化。例如在非专利文献3记载了一种使用柱壁波导路技术制成的滤波器。滤波器是波导路的一种类型，是能够限制传播的高频信号的频带的波导路。
然而，未实现构成双工器的滤波器、定向耦合部以及转换部全部应用柱壁波导路技术制成且统一成一个的双工器。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种比现有的双工器小型且轻型的双工器。
为了解决上述课题，本发明的一个形态所涉及的双工器具备：滤波器对，其由并列配置且均具有第一端口及第二端口的第一滤波器及第二滤波器构成；第一定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，第一定向耦合部的上述第一端口与上述第一滤波器的第一端口连接，第一定向耦合部的上述第二端口与上述第二滤波器的第一端口连接；第二定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，第二定向耦合部的上述第一端口与上述第一滤波器的上述第二端口连接，第二定向耦合部的上述第二端口与上述第二滤波器的上述第二端口连接；第一转换部对，其由第一转换部及第二转换部构成，它们并列配置且均具有第一端口及第二端口，各自的上述第一端口与第一定向耦合部的上述第三端口及上述第四端口分别连接；以及第二转换部对，其由第三转换部及第四转换部构成，上述第三转换部及第四转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，上述第三转换部及第四转换部的上述第一端口与第二定向耦合部的上述第三端口及上述第四端口分别连接。
在该双工器中，构成上述滤波器对的波导路、构成上述第一定向耦合部的波导路、构成第二定向耦合部的波导路、构成上述第一转换部对的波导路以及构成第二转换部对的波导路是柱壁波导路，该柱壁波导路以设置于单一电介质基板的两面的一对导体板分别作为第一宽壁及第二宽壁，并以由贯通上述电介质基板的多个导体柱构成的柱壁为窄壁。
为了解决上述课题，本发明的一个形态所涉及的信号收发系统是具备双工器、发送电路、接收电路以及天线电路的信号收发系统。
上述双工器具备：滤波器对，其由并列配置且均具有第一端口及第二端口的第一滤波器及第二滤波器构成；第一定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，上述第一定向耦合部的上述第一端口与上述第一滤波器的第一端口连接，上述第一定向耦合部的上述第二端口与上述第二滤波器的第一端口连接；第二定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，上述第二定向耦合部的上述第一端口与上述第一滤波器的上述第二端口连接，上述第二定向耦合部的上述第二端口与上述第二滤波器的上述第二端口连接；第一转换部对，其由第一转换部及第二转换部构成，上述第一转换部及第二转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，上述第一转换部及第二转换部的上述第一端口与第一定向耦合部的上述第三端口及上述第四端口分别连接；第二转换部对，其由第三转换部及第四转换部构成，上述第三转换部及第四转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，上述第三转换部及第四转换部的上述第一端口与第二定向耦合部的上述第三端口及上述第四端口分别连接。
在该双工器中，构成上述滤波器对的波导路、构成上述第一及第二定向耦合部的各波导路以及构成上述第一及第二转换部对的各波导路是柱壁波导路，该柱壁波导路以设置于单一电介质基板的两面的一对导体板分别作为第一宽壁及第二宽壁，并以由贯通上述电介质基板的多个导体柱构成的柱壁作为窄壁。
在该信号收发系统中，上述发送电路与作为输入转换部的上述第一转换部或上述第二转换部连接，上述接收电路与作为输出转换部的上述第三转换部或上述第四转换部连接，上述天线电路与上述第一～第四转换部中的某一个和上述输入转换部及上述输出转换部不同的、作为输入输出转换部的转换部连接。
本发明能够提供一种比以往小型、轻型的双工器。
附图说明
图1中的(a)是本发明的第一实施方式所涉及的双工器的俯视图。图1中的(b)及(c)是图1中的(a)所示的双工器的剖视图。
图2是图1所示的双工器所具备的定向耦合部的俯视图。
图3中的(a)是图1所示的双工器所具备的转换部的俯视图。图3中的(b)是图3中的(a)所示的转换部的剖视图。
图4中的(a)是作为第一变形例的双工器所具备的终端部的俯视图。图4中的(b)是图4中的(a)所示的终端部的剖视图。
图5是作为第二变形例的双工器所具备的终端部的俯视图。
图6是作为第三变形例的双工器所具备的定向耦合部的俯视图。
图7中的(a)是本发明的第二实施方式所涉及的信号收发系统的框图。图7中的(b)是图7中的(a)所示的信号收发系统的变形例的框图。
图8是表示作为本发明的第一实施例的信号收发系统中的S参数的图表。
图9中的(a)及(b)是表示作为本发明的第二及第三实施例组的信号收发系统所具备的转换部的反射损耗的图表。
图10是表示作为本发明的第四及第五实施例的信号收发系统所具备的转换部的反射损耗的图表。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
参照图1～图2对本发明的第一实施方式所涉及的双工器10进行说明。
图1中的(a)是双工器10的俯视图。图1中的(b)及(c)是双工器10的剖视图。图1中的(b)表示沿着图1中的(a)所示的A-A线的剖面的剖视图。图1中的(c)表示沿着图1中的(a)所示的B-B线的剖面处的剖视图。图2是双工器10所具备的滤波器对20的俯视图。图3中的(a)是双工器10所具备的转换部50A、50B的俯视图。图3中的(b)是转换部50A的剖视图，是沿着图3中的(a)所示的C-C线的剖面的剖视图。
(构成双工器10的部件)
如图1中的(a)所示，双工器10包括滤波器对20、定向耦合部30、40以及转换部对50、60。如图1中的(b)及(c)所示，双工器10所包括的上述各部使用电介质基板11、导体板12、13以及电介质层14构成。
电介质基板11是在双工器10所包括的滤波器对20、定向耦合部30、40以及转换部对50、60共通的石英制单一基板。此外，电介质基板11并不限定于石英制，也可以是石英以外的玻璃材料制，也可以是玻璃环氧树脂等树脂材料制。
在电介质基板11规则地形成有从其表面贯通至背面的多个贯通孔。在上述多个贯通孔的内壁呈柱状地形成有金属制(例如铜制)的导体膜。即，贯通孔的内部形成有金属制的导体柱。在本实施方式中，导体柱的直径为100微米，邻接的导体柱之间的间隔(中心间距离)为200微米。
这样规则地配置的多个导体柱作为对在电介质基板11的内部传播的电磁波亦即高频信号进行反射的柱壁发挥功能。具体而言，上述多个导体柱构成形成滤波器对20、定向耦合部30、40以及转换部对50、60各自的窄壁。稍后对在滤波器对20、定向耦合部30、40以及转换部对50、60各自中多个柱壁配置为何种形状进行叙述。
作为一对导体板的导体板12、13是分别设置于电介质基板11的两面(表面以及背面)的一对导体板，是铜制的导体板。此外，导体板12、13并不限定于铜制，也可以是铜以外的金属材料制(例如铝制)。
对于分别构成滤波器对20、定向耦合部30、40以及转换部对50、60的波导路而言，将导体板13作为第一宽壁，将导体板12作为第二宽壁。
如上所述，滤波器对20以及定向耦合部30、40分别通过上述窄壁与一对宽壁围起六方中的四方。另外，转换部对50、60分别通过上述窄壁与一对宽壁围起六方中的五方。将转换部对50、60各自的窄壁中的与第一端口501A、501B、601A、601B对置的窄壁特别称为短壁54A、54B、64A、64B。
电介质层14是形成为作为第一宽壁的导体板13的表面的聚酰亚胺树脂制的导体层。此外，构成电介质层14的材料也可以是聚酰亚胺树脂以外的树脂材料制。
(滤波器对20)
如图1中的(a)所示，滤波器对20是作为第一滤波器的滤波器21与作为第二滤波器的滤波器22并列配置的结构。滤波器21与滤波器22共有窄壁23。另外，滤波器21具备与窄壁23对置的窄壁211。同样，滤波器22具备与窄壁23对置的窄壁221。
(滤波器21)
滤波器21是被构成一对宽壁的导体板12、13与作为一对窄壁的窄壁211、23围起四方的波导路(矩形波导路)的一种。
构成滤波器21的6个面中的除了由导体板12、13与窄壁211、23构成的面之外的2个面(滤波器21的两端面)作为将滤波器21的外部与滤波器21电磁连接的端口201A、202A发挥功能。端口201A及202A分别与权利要求中记载的第一端口及第二端口对应。如图1中的(c)所示，作为滤波器21的一个端面的端口201A呈长方形。
如图2所示，在滤波器21的内部形成有6个隔壁212、213、214、215、216、217。隔壁212、213、214、215、216、217分别形成为相对于导体板12、13大致垂直地相交，且相对于窄壁211、23大致垂直地相交。因此，滤波器21被隔壁212、213、214、215、216、217分割为7个区间。在滤波器21中，该7个区间分别作为共振器发挥功能。
隔壁212由贯通电介质基板11的4根导体柱212i(i＝1、2、3、4)构成。在4根导体柱212i中，(1)2根导体柱2121、2122配置为从窄壁23朝向窄壁211突出，(2)2根导体柱2123、2124配置为从窄壁211朝向窄壁23突出，(3)导体柱2122与导体柱2123的间隔设定得比其他宽。即，在导体柱2122与导体柱2123之间设置有空隙212a。
隔壁213由4根导体柱213i(i＝1、2、3、4)构成。在4根导体柱213i中，(1)2根导体柱2131、2132配置为从窄壁23朝向窄壁211突出，(2)2根导体柱2133、2134配置为从窄壁211朝向窄壁23突出，(3)导体柱2132与导体柱2133的间隔设定得比其他宽。即，在导体柱2132与导体柱2133之间设置有空隙213a。
隔壁214由6根导体柱214i(i＝1、2、3、4、5、6)构成。在6根导体柱214i中，(1)3根导体柱2141～2143配置为从窄壁23朝向窄壁211突出，(2)3根导体柱2144～2146配置为从窄壁211朝向窄壁23突出，(3)导体柱2143与导体柱2144的间隔设定得比其他宽。即，在导体柱2143与导体柱2144之间设置有空隙214a。
隔壁215构成为与隔壁214同样。即，在隔壁215设置有具有与空隙214a共通的宽度的空隙215a。
隔壁216构成为与隔壁213同样。即，在隔壁216设置有具有与空隙213a共通的宽度的空隙216a。
隔壁217构成为与隔壁212同样。即，在隔壁217设置有具有与空隙212a共通的宽度的空隙217a。
空隙212a、213a、214a、215a、216a、217a分别作为对在邻接的共振器间产生的耦合的强度进行控制的感应性窗(inductive window)发挥功能。空隙212a、213a、214a、215a、216a、217a各自的宽度越宽，越使邻接的共振器彼此强烈耦合。
在本实施方式中，空隙212a、213a、214a、215a、216a、217a各自的宽度构成为随着远离滤波器21的两端面亦即端口201A及端口202A而变窄。
这样构成的滤波器21在将相对于端口201A从滤波器21的外部耦合后的高频信号朝向端口202A传播的过程中，使规定的频带亦即通过频带所包含的频率的高频信号穿过。另外，滤波器21反射该通过频带中不含的频率的高频信号。因此，滤波器21作为使上述通过频带所包含的频率的高频信号穿过的带通滤波器(BPF)发挥功能。
滤波器21的穿过特性能够将滤波器所包括的共振器的数量以及/或在邻接的共振器间产生的耦合的强度等作为参数进行控制。即，通过对滤波器21所具备的隔壁的数量和/或空隙的宽度进行控制，能够将滤波器21设计成上述通过频带的下限频率与上限频率为所希望的值。
(滤波器22)
滤波器22构成为与滤波器21同样。因此，这里仅示出滤波器22与滤波器21的对应关系，省略其详细的说明。
滤波器22是被构成一对宽壁的导体板12、13与作为窄壁的窄壁221、23围起四方的波导路(矩形波导路)的一种。
构成滤波器22的6个面中的未被导体板12、13与窄壁221、23围起的2个面(滤波器22的两端面)作为端口201B、202B发挥功能。端口201B以及202B分别与权利要求中记载的第一端口及第二端口对应。如图1中的(c)所示，作为滤波器22的一个端面的端口201B均呈长方形。
因此，(1)滤波器22的窄壁221与滤波器21的窄壁211对应，(2)滤波器22的端口201B、202B与滤波器21的端口201A、202A对应。
如图2所示，在滤波器22的内部形成有6个隔壁222、223、224、225、226、227。因此，滤波器22被隔壁222、223、224、225、226、227分割为7个区间。滤波器22的隔壁222、223、224、225、226、227分别与滤波器21的隔壁212、213、214、215、216、217一一对应。
即，在隔壁222、223、224、225、226、227分别设置有空隙222a、223a、224a、225a、226a、227a。并且，空隙222a、223a、224a、225a、226a、227a各自的宽度构成为随着远离滤波器22的两端面亦即端口201B及端口202B而变窄。
滤波器21、22的穿过特性根据与双工器10连接的发送机及接收机的工作频带适当地决定即可。例如，像图7中的(a)所示的信号收发系统1那样，构成为在双工器10的转换部50A、50B、60B分别连接天线2、发送电路(Tx)5、接收电路(Rx)4各自的情况下，滤波器21、22使Rx4的工作频带所包含的高频信号穿过、反射Tx5的工作频带所包含的高频信号即可。
此外，Rx4的工作频带及Tx5的工作频带相互不同。作为Rx4的工作频带及Tx5的工作频带，例如在使用E波段的情况下，作为Rx4的工作频带采用71～76GHz频段(中心频率73.5GHz)、作为Tx5的工作频带采用81～86GHz频段(中心频率83.5GHz)即可。
(定向耦合部30)
作为第一定向耦合部的定向耦合部30具有并列配置的第一及第二端口亦即端口301及端口302和并列配置的第三及第四端口亦即端口303及端口304。
如图1中的(a)所示，端口301与滤波器21的端口201A连接，端口302与滤波器22的端口201B连接。另外，端口303与后述的转换部50A的端口501A连接，端口304与后述的转换部50B的端口501B连接。
定向耦合部30具有作为矩形波导路的波导路31与作为矩形波导路的波导路32。波导路31与波导路32共有在长度方向的中央形成有空隙331(参照图1中的(b))的窄壁33(第一窄壁)。另外，波导路31、32分别具有与窄壁33对置的窄壁311、321(第二窄壁)。即，波导路31与波导路32为柱壁波导路。
在波导路31中，一对宽壁由导体板12、13构成。另外，在波导路31中，窄壁33及窄壁311分别由多个导体柱33i以及311i构成。同样，在波导路32中，一对宽壁由导体板12、13构成。另外，作为一对窄壁的窄壁33及窄壁321分别由多个导体33i及321i构成。
导体柱33i、311i、321i分别构成为与构成滤波器对20的导体柱23i、211i、221i同样。
位于空隙331的两端的导体柱33i之间的间隔比其他宽。空隙331作为使波导路31与波导路32耦合的感应性窗发挥功能。在窄壁33形成有空隙331，由此例如与端口301耦合的高频信号在从端口301向端口303传播的过程中，经由空隙331从波导路31还向波导路32分布。其结果是，与端口301耦合的高频信号除了到达端口303之外还到达端口304。
通过使空隙331的宽度以及/或波导路31、32的形状等最佳化，能够使在波导路31与波导路32之间产生的耦合的耦合度为3dB。定向耦合部30是指耦合度为3dB的3dB式定向耦合部。在3dB式定向耦合部中，在使端口301耦合高频信号的情况下，到达端口303的高频信号的电场强度与到达端口304的高频信号的电场强度相等。
此外，定向耦合部30的结构并不限定于图1中的(a)所示的方式。即，只要是使用柱壁波导路技术制成的定向耦合部，无论是怎样的定向耦合部，均能够采用为定向耦合部30。
(定向耦合部40)
作为第二定向耦合部的定向耦合部40构成为与定向耦合部30同样。因此，这里仅示出定向耦合部40与定向耦合部30的对应关系，省略其详细的说明。
定向耦合部40具有并列配置的第一及第二端口亦即端口401及端口402与并列配置的第三及第四端口亦即端口403及端口404。定向耦合部40的端口401～404分别与定向耦合部30的端口301～304各自对应。
端口401与滤波器21的端口202A连接，端口402与滤波器22的端口202B连接。另外，端口403与后述的转换部60A的端口601A连接，端口404与后述的转换部60B的端口601B连接。
定向耦合部40具有作为第一矩形波导路的波导路41与作为第二矩形波导路的波导路42。定向耦合部40的波导路41、42分别与定向耦合部30的波导路31、32一一对应。即，定向耦合部40的窄壁43、411、421分别与定向耦合部30的窄壁33、311i、321i一一对应。
定向耦合部40与定向耦合部30同样，是3dB式定向耦合部。
(转换部对50)
作为第一转换部对的转换部对50由相互并列配置的转换部50A及转换部50B构成。转换部50A、50B分别是权利要求中记载的第一及第二转换部。
(转换部50A)
如图1中的(a)所示，转换部50A具有作为第一端口的端口501A与作为第二端口的端口502A。端口501A与定向耦合部30的端口303连接。
转换部50A具有被构成一对宽壁的导体板12、13、作为一对窄壁的窄壁53、511以及短壁54A围起五方的波导路(矩形波导路)。短壁54A是构成转换部50A的窄壁的柱壁的一个，但为了与相互对置的一对窄壁53、511区别而称为短壁。短壁54A是与端口501A对置的窄壁。该波导路是柱壁波导路。短壁54A与窄壁53、511同样，是由多个导体柱54Ai构成的柱壁。
构成转换部50A的波导路的6个面中的除了由导体板12、13、窄壁511、53以及短壁54A构成的面之外的一个面(转换部50A的一端面)作为将转换部50A的外部与转换部50A电磁连接的端口501A发挥功能。
如图3中的(a)及(b)所示，转换部50A具备电介质层14、信号线55A、焊盘56A、盲导孔(blind via)57A以及电极58A、59A。
电介质层14形成于作为第一宽壁的导体板13的表面。电介质层14形成为覆盖导体板13的表面。电介质层14是在后述的转换部50B、转换部60A以及转换部60B的每一个中都共通的单一的电介质层。在电介质层14设置有与构成转换部50A的波导路重叠的开口14aA。
另外，在作为转换部50A的第一宽壁的导体板13设置有与开口14aA重叠的开口13aA。在本实施方式中，开口13aA设置为包含开口14aA。开口13aA作为隔离盘(anti pad)发挥功能。如上所述，开口14aA及开口13aA分别设置在与转换部50A的波导路重叠的区域。
信号线55A是形成于电介质层14的表面的带状导体。信号线的一端部形成于包围开口14aA且与开口13aA重叠的区域。此外，信号线55A与导体板13形成微带线路。
焊盘56A是形成于电介质基板11的表面中的设置有导体板13的表面的圆形的导体层。焊盘56A以与导体板13绝缘的状态配置于设置在导体板13的开口13aA内。
在电介质基板11的表面形成有非贯通孔，该非贯通孔从设置有导体板13的表面朝向电介质基板11的内部。盲导孔57A由形成于该非贯通孔的内壁的柱上的导体膜构成。盲导孔57A与信号线55A的一端部连接为经由焊盘56A导通。即，盲导孔57A与信号线55A的一端部连接，并经由开口13aA、14aA插入至电介质基板11的内部。
电极58A、59A是形成于电介质层14的表面的电极。电极58A、59A各自以夹着信号线55A的另一端部的方式配置于信号线55A的另一端部附近。
在与电介质层14的电极58A重叠的区域设置有多个贯通孔。在上述多个贯通孔填充有作为导通孔581A发挥功能的导体。导通孔581A将电极58A与导体板13短路。
构成为与导通孔581A同样的导通孔591A将电极59A与导体板13短路。
这样构成的信号线55A的另一端与电极58A、59A构成转换部50A的端口502A。转换部50A能够将与端口501A耦合的高频信号(在波导路31传播来的高频信号)的模式转换为在作为微带线路的信号线55A及导体板13传播的高频信号的模式。
如图3中的(a)所示，端口502A由构成微带线路的信号线55A与夹入信号线55A的另一端部且接地的电极58A、59A构成。因此，在端口502A能够容易地连接发送高频信号的发送电路、接收高频信号的接收电路以及发送或接收高频信号的天线电路中的任一者。此外，优选信号线55A的另一端与电极58A、59A各自的间隔被决定成和与端口502A连接的发送电路、接收电路或天线电路的端子的形状匹配。以下，(1)将供发送电路连接的转换部称为输入转换部，(2)将供接收电路连接的转换部称为输出转换部，(3)将供天线电路连接的转换部称为输入输出转换部。
另外，优选在发送电路、接收电路以及天线电路均不与端口502A连接的情况下，端口502A还具备电阻器(图3中未图示)。该电阻器使构成端口502A的信号线55A的另一端部与电极58A、59A导通。通过使用电阻器使信号线55A的另一端部与电极58A、59A导通，能够使端口502A成为终端。因此，还具备电阻器的端口502作为隔离端口发挥功能。
根据该结构，端口502能够抑制在隔离端口产生的无用的高频信号的反射。
(转换部50B)
转换部50B构成为与上述转换部50A同样。因此，这里仅示出转换部50B与转换部50A的对应关系，省略其详细的说明。
如图1中的(a)所示，转换部50B具有端口501B与端口502B。转换部50B的端口501B、502B分别与转换部50A的端口501A、502A一一对应。端口501B与定向耦合部30的端口304连接。
转换部50B具有被构成一对宽壁的导体板12、13、作为一对窄壁的窄壁53、521以及短壁54B围起五方的波导路(矩形波导路)。短壁54B是构成转换部50B的窄壁的柱壁的一个，但为了与相互对置的一对窄壁53、521区别而称为短壁。短壁54B是与端口502A对置的窄壁。该波导路是柱壁波导路。短壁54B与窄壁53、521同样，是由多个导体柱54Bi构成的柱壁。
转换部50B具备与转换部50A的信号线55A、焊盘56A、盲导孔57A以及电极58A、59A对应的结构。端口502B由与转换部50A的信号线55A对应的信号线的另一端部和与转换部50A的电极58A、59A对应的电极构成。
与端口502A的情况同样，能够在端口502B连接发送电路、接收电路以及天线电路中的任一者或电阻器。
(转换部对60)
作为第二转换部对的转换部对60由相互并列配置的转换部60A及转换部60B构成。转换部60A、60B各自为权利要求中记载的第三及第四转换部。
转换部对60构成为与上述转换部对50同样。因此，这里仅示出转换部对60与转换部对50的对应关系，省略其详细的说明。
转换部对60的转换部60A与转换部对50的转换部50A对应，转换部对60的转换部60B与转换部对50的转换部50B对应。
如图1中的(a)所示，转换部60A具有端口601A与端口602A。端口601A与定向耦合部40的端口403连接。
转换部60A具有被构成一对宽壁的导体板12、13、作为一对窄壁的窄壁63、611以及短壁64A围起五方的波导路(矩形波导路)。
转换部60A具备与转换部50A的信号线55A、焊盘56A、盲导孔57A以及电极58A、59A对应的结构。端口602A由与转换部50A的信号线55A对应的信号线的另一端部和与转换部50A的电极58A、59A对应的两个电极构成。
与端口502A的情况同样，能够在端口602A连接发送电路、接收电路以及天线电路中的任一者或电阻器。
同样，转换部60B具有端口601B与端口602B。端口601B与定向耦合部40的端口404连接。
转换部60B具有被构成一对宽壁的导体板12、13、作为一对窄壁的窄壁63、621以及短壁64B围起五方的波导路(矩形波导路)。
转换部60B具备与转换部50A的信号线55A、焊盘56A、盲导孔57A以及电极58A、59A对应的结构。端口602B由与转换部50A的信号线55A对应的信号线的另一端部和与转换部50A的电极58A、59A对应的两个电极构成。
与端口502A的情况同样，能够在端口602B连接发送电路、接收电路以及天线电路中的任一者或电阻器。
在双工器10中，像以上那样构成的转换部50A、50B、60A、60B各自所具有的端口502A、502B、602A、602B分别作为用于连接双工器10与外部设备的端口发挥功能。
(盲导孔的长度h)
另外，在上述输入转换部中，优选盲导孔57A的长度h(参照图3中的(b))为管内波长λgt的13％以上20％以下。通过这样构成输入转换部，能够进一步抑制作为相对于具有发送电路的中心频率的高频信号的反射系数的|S11|。
另外，优选上述输出转换部的上述盲导孔的长度为管内波长λgr的13％以上20％以下。通过这样构成输出转换部，能够进一步抑制作为相对于具有接收电路的中心频率的高频信号的反射系数的|S11|。
作为第一及第三实施例组，稍后参照图9对改变了长度h的情况下获得的反射系数的频率依赖性(以下称为反射特性)进行叙述。
(盲导孔与短壁的距离L)
如后所述，作为使用双工器10的情况下的结构，考虑相对于转换部50A、50B、60A、60B连接发送电路、接收电路、天线电路以及电阻器的形态。稍后参照图7对相对于双工器10连接了发送电路、接收电路、天线电路以及电阻器的情况下的工作进行叙述。
在供发送电路连接的输入转换部中，优选盲导孔57A与短壁54A的距离L(参照图3中的(b))为具有发送电路的工作频带中的中心频率的高频信号的管内波长λgt的14％以上20％以下。
另外，在供接收电路连接的输出转换部中，优选距离L为具有接收电路的工作频带中的中心频率的高频信号的管内波长λgr的14％以上20％以下。
这样构成输入转换部及输出转换部，由此，在(1)发送电路与输入转换部连接且(2)接收电路与输出转换部连接的状态下运用本双工器的情况下，(1)能够抑制接收电路的工作频带及发送电路的工作频带中的任一个工作频带的反射损耗，且(2)使发送电路的工作频带及接收电路的工作频带中的一个工作频带的反射损耗增大。即，能够扩大接收电路的工作频带的反射损耗与发送电路的工作频带的反射损耗的差。因此，能够使输入转换部与输出转换部之间的隔离特性提高。
稍后参照图10对改变了距离L的情况下获得的反射系数的频率依赖性(以下称为反射特性)进行叙述。
此外，在供天线电路连接的输入输出转换部中，也优选距离L为具有天线电路的工作频带中的中心频率的高频信号的管内波长λga的14％以上20％以下。根据该结构，能够抑制天线电路的工作频带下的输入输出转换部的反射损耗。天线电路的工作频带是包含接收电路及发送电路各自的工作频带在内的工作频带。例如，在作为Rx4的工作频带采用71～76GHz频段(中心频率73.5GHz)、作为Tx4的工作频带采用81～86GHz频段(中心频率83.5GHz)的情况下，天线电路的工作频带成为71GHz以上86GHz以下。因此，天线电路的工作频带的中心频率成为78.5GHz。
〔第一变形例〕
如上所述，在相对于转换部50A、50B、60A、60B连接发送电路、接收电路以及天线的情况下，优选将未连接发送电路、接收电路以及天线任何部件的端口作为终端。该未连接任何部件的端口被用于防止无用的反射产生。
作为一个例子，为了使图3中的(a)所示的转换部50A成为终端，可以使用电阻器将构成端口502A的信号线55A的另一端部与电极58A及电极59A中的至少一个电极连接(导通)。这样构成的端口502A作为隔离端口发挥功能。
作为本发明的第一变形例的双工器10A具备作为上述转换部(例如转换部50A)的变形例的终端部70。终端部70是相对于上述转换部50A、50B、60A、60B中的任一转换部附加了使信号线与电极导通的电阻器的结构。即，终端部70是成为终端后的转换部。在此基础上，终端部70还具备抑制反射的结构。
参照图4中的(a)对这样的终端部70进行说明。图4中的(a)是终端部70的俯视图。
在本变形例中，以将转换部60A变形为终端部70的情况作为例子。如图4中的(a)所示，终端部70具有端口701与端口702。终端部70的端口701、702分别与转换部50A的端口501A、502A一一对应。
终端部70具有被构成一对宽壁的导体板12、13、作为一对窄壁的窄壁711、73以及短壁74围起五方的波导路(矩形波导路)。
终端部70具备与转换部50A的信号线55A、焊盘56A、盲导孔57A以及电极58A、59A对应的结构亦即信号线75、焊盘76、盲导孔77以及电极79。焊盘76及盲导孔77分别是与焊盘56A及盲导孔57A一一对应的结构，因而省略说明。
此外，在电介质层14设置有与图3所示的开口14aA对应的开口14a。另外，在导体板13设置有与图3所示的开口13aA对应的开口13a。
信号线75具备：宽幅部751，其构成信号线75的一端部；窄幅部752，其构成信号线75的中途区间；以及导体焊盘755，其构成信号线75的另一端部。
宽幅部751由呈圆形的头部与宽度比头部的直径窄的颈部构成。窄幅部752是与宽幅部751连接的带状导体，是宽度比宽幅部751的颈部窄的带状导体。导体焊盘755是长方形的导体片。
电极79是比电极58A、59A形成于更宽的区域的长方形的导体片。这是用于进一步抑制在电极79与导体板13之间可能产生的电阻、进一步使电极79的电位(已接地的状态的电位)稳定的结构。此外，在与电介质层14的电极79重叠的区域设置有多个贯通孔。在上述多个贯通孔填充有作为导通孔781i发挥功能的导体。由多个导通孔781i构成的导通孔组781将电极79与导体板13短路。
终端部70还具备用于使导体焊盘755与电极79导通的电阻器760。电阻器760的两端分别使用连接部件(例如焊锡)与导体焊盘755及电极79连接。因此，终端部70是成为终端后的转换部。此外，作为电阻器760，能够适当地使用芯片电阻。
并且，在窄幅部752的中途插入有开路短截线753与曲折部754。开路短截线753是带状导体。开路短截线753的一端部与窄幅部752的中途连接，开路短截线753的另一端部开放。曲折部754是具有与窄幅部752相同的宽度的带状导体，为了将窄幅部752的路径长度确保得更长而曲折。
终端部70通过调节开路短截线753的长度与曲折部的长度，能够将沿从波导路朝向终端部的方向(从端口701朝向端口702的方向)观察时的输入阻抗控制为所希望的值。换言之，这样构成的终端部70能够进一步抑制反射。因此，终端部70能够抑制从定向耦合部40的端口403耦合后的高频信号在终端部70被反射并作为反射信号返回至双工器10内。
〔第二变形例〕
作为本发明的第二变形例的双工器10A具备终端部80来代替终端部70。终端部80是终端部70的一个变形例，通过将终端部70所具备的信号线75变更为信号线85而获得。即，除了信号线85之外，终端部80构成为与终端部70同样。因此，这里对信号线85进行说明，省略除此以外的部件的相关说明。
图5是双工器10A所具备的终端部80的俯视图。如图5所示，信号线85具备：圆形的头部，其构成信号线85的一端部；窄幅部851，其构成信号线85的中途区间；以及导体焊盘855，其构成信号线85的另一端部。窄幅部851与终端部70的窄幅部752对应，导体焊盘855与终端部70的导体焊盘755对应，电极89与终端部70的电极79对应，由多个导通孔881i构成的导通孔组881与终端部70的导通孔组781对应，电阻器860与终端部70的电阻器760对应。导体焊盘855与电极89经由电阻器860导通。
在窄幅部851的中途插入有开路短截线853。开路短截线853与终端部70的开路短截线753对应。
而且，在窄幅部851的中途插入有曲折部854。曲折部854是具有与窄幅部851相同的宽度的带状导体。曲折部854的一端部与窄幅部851的中途连接。另外，在曲折部854的另一端部形成有导体焊盘856。导体焊盘856与电极89同样，是长方形的导体片，经由多个导通孔856i与导体板13短路。
曲折部854与曲折部754同样，为了将窄幅部851的路径长度确保得更长而曲折，且其另一端部经由导体焊盘856接地。这样构成的曲折部854及导体焊盘856作为短路短截线发挥功能。
终端部80除了调节开路短截线853的长度之外还调节短路短截线中的曲折部854的长度，由此能够将形成于信号线85与导体板13之间的阻抗控制为所希望的值。换言之，这样构成的终端部80比终端部70能够进一步抑制反射。
〔第三变形例〕
作为本发明的第三变形例的双工器10B具备作为上述定向耦合部30、40的变形例的定向耦合部130、140。定向耦合部130、140通过将定向耦合部30、40所具备的窄壁33及窄壁311、321变形并且追加导体柱而获得。
以下，参照图6对定向耦合部130进行说明。图6是定向耦合部130的俯视图。定向耦合部130所具备的波导路131、132分别与定向耦合部30所具备的波导路31、32对应。另外，定向耦合部130所具备的端口1301～1304分别与定向耦合部30所具备的端口301～304对应。另外，定向耦合部130所具备的空隙1331与定向耦合部30所具备的空隙331对应。
构成定向耦合部130的波导路131、132分别共有设置有空隙1331的窄壁133，且各自包括与窄壁133对置的窄壁1311、1321。空隙1331形成于窄壁133的、距端口1301、1302及端口1303、1304的每一端口相等距离的位置。
在俯视观察定向耦合部130的情况下，波导路131被作为一对窄壁的窄壁133与窄壁1311夹着，波导路132被作为一对窄壁的窄壁133与窄壁1321夹着。此外，窄壁133、1311、1321分别由多个导体柱133i、1311i、1321i构成。
在图6中，通过假想线(双点划线)将导体柱133i的中心彼此、导体柱1311i的中心彼此、以及导体柱1321i的中心彼此相连。上述假想线与构成波导路131、132的每一波导路的柱壁对应。
(一对突出部)
如图6所示，在构成波导路131的窄壁133或窄壁1311，在比空隙1331更靠端口1303侧以及比空隙1331更靠端口1301侧的相对于空隙1331对称的位置形成有一对突出部。在本实施方式中，采用形成于窄壁133且从窄壁133朝向窄壁1311突出的一对突出部。然而，一对突出部也可以构成为设置于窄壁1311并从窄壁1311朝向窄壁133突出。
在本实施方式中，一对突出部由一对导体柱1332构成。在本实施方式中，一对导体柱1332分别由1根导体柱构成。然而，一对导体柱1332可以与一对突出部从窄壁133朝向窄壁1311突出的突出量相应地由多个导体柱构成。一对导体柱1332配置于窄壁133的附近，构成从窄壁133突出的一对突出部。
同样，在构成波导路132的窄壁133或窄壁1321，在比空隙1331更靠端口1304侧以及比空隙1331更靠端口1302侧的相对于空隙1331对称的位置形成有一对突出部。在本实施方式中，采用形成于窄壁133且从窄壁133朝向窄壁1321突出的一对突出部。然而，一对突出部也可以构成为设置于窄壁1321并从窄壁1321朝向窄壁133突出。
在本实施方式中，一对突出部由一对导体柱1333构成。一对导体柱1333构成为与上述一对导体柱1332同样。
因此，从窄壁133朝向窄壁1311突出的一对突出部(波导路131中的一对突出部)之间的间隔与从窄壁133朝向窄壁1321突出的一对突出部(波导路132中的一对突出部)之间的间隔共通。
在像以上那样构成的定向耦合部130中，波导路131的宽度W131以及波导路132的宽度W132各自在形成有一对突出部的位置离散地变窄。
(窄壁1311、1321中的突出)
如图6所示，构成波导路131的窄壁1311构成为随着从波导路131的两端(端口1301及端口1303)接近波导路131的中央而逐渐接近窄壁133。换言之，在波导路131中，窄壁1311朝向窄壁133突出的突出量P相比端口1301以及端口1303而在波导路131的中央较大。
另外，在窄壁1311的中央(窄壁1311的突出量P最大且与波导路131的中央对应的位置)形成有从窄壁1311朝向窄壁133突出的单一突出部。在本实施方式中，单一突出部由1根导体柱1312构成。然而，导体柱1312可以与单一突出部从窄壁1311朝向窄壁133突出的突出量P相应地由多个导体柱构成。导体柱1312配置于窄壁1311的附近，构成从窄壁1311突出的单一突出部。
构成波导路132的窄壁1321构成为与上述窄壁1311同样。即，窄壁1321构成为随着从波导路132的两端(端口1302及端口1304)接近波导路132的中央而逐渐接近窄壁133。
在窄壁1321的中央(窄壁1321的突出量P最大且与波导路132的中央对应的位置)形成有从窄壁1321朝向窄壁133突出的单一突出部。形成于窄壁1321的单一突出部构成为与形成于窄壁1311的单一突出部同样。在本实施方式中，单一突出部由1根导体柱1322构成。
在像以上那样构成的波导路131中，对于其宽度W131而言，除了形成有上述一对突出部的位置以及形成有上述单一突出部的位置之外，(1)随着从端口1301接近波导路131的中央而连续地变窄且(2)随着从端口1303朝向波导路131的中央而连续地变窄。此外，在形成有上述一对突出部的位置以及形成有上述单一突出部的位置，宽度W131离散地变窄。
波导路132的窄壁1321构成为与波导路131的窄壁1311同样。因此，对于波导路132的宽度W132而言，除了形成有上述一对突出部的位置以及形成有上述单一突出部的位置之外，(1)随着从端口1302接近波导路132的中央而连续地变窄且(2)随着从端口1304接近波导路132的中央而连续地变窄。此外，在形成有上述一对突出部的位置以及形成有上述单一突出部的位置，宽度W132离散地变窄。
这样构成的定向耦合部130比定向耦合部30更能够抑制工作频带下的反射损耗。
〔第二实施方式〕
参照图7中的(a)对本发明的第二实施方式所涉及的信号收发系统1进行说明。图7中的(a)是信号收发系统1的框图。
如图7中的(a)所示，信号收发系统1具备第一实施方式所涉及的双工器10、天线2、电阻器3、接收电路(Rx)4以及发送电路(Tx)5。
在信号收发系统1中，(1)天线2与转换部50A的端口502A连接，(2)电阻器3与端口602A连接以使转换部60A的端口602A成为终端，(3)Rx4与转换部60B的端口602B连接，(4)Tx5与转换部50B的端口502B连接。即，转换部50A为输入输出转换部，转换部50B为输入转换部，转换部60B为输出转换部。
信号收发系统1能够作为能够相对于微波或毫米波利用的信号收发系统适当地使用。假定信号收发系统1使用称为60GHz频段、71～76GHz频段、或81～86GHz频段等的毫米波的高频信号、即相互不同的频带的高频信号进行发送及接收。71～76GHz频段及81～86GHz频段被称为E波段，作为下一代移动通信用工作频带而被关注。
在本实施方式中，Rx4的工作频带为71～76GHz频段，Tx5的工作频带为81～86GHz频段。在使用这样的Rx4及Tx5的情况下，双工器10的滤波器对20为使71～76GHz频段的高频信号穿过、反射81～86GHz频段的高频信号的BPF即可。
此外，Rx4的工作频带及Tx5的工作频带各自并不限定于上述E波段。例如，Rx4及Tx5作为工作频带可以选择60GHz频段，也可以选择60GHz频段与E波段的组合。
从连接有天线2的转换部50A(输入输出转换部)至连接有Rx4的转换部60B(输出转换部)为止的路径存在2个。第一路径是从定向耦合部30的端口303起经由端口301、滤波器21以及定向耦合部40的端口401到达端口404的路径。第二路径是从定向耦合部30的端口303起经由端口302、滤波器22以及定向耦合部40的端口402到达端口404的路径。
如上述那样构成的信号收发系统1能够将天线2接收到的高频信号经由转换部50A、60B供给至Rx4。
同样，从连接有Tx5的转换部50B(输入转换部)至连接有天线2的转换部50A为止的路径也存在2个。第一路径是被定向耦合部30的端口302与滤波器22的界面反射之后到达端口303的路径。第二路径是在被定向耦合部30的端口301与滤波器21的界面反射之后到达端口303的路径。
如上述那样构成的信号收发系统1能够将从Tx5输出的高频信号经由转换部50B、50A供给至天线2。
这样构成的信号收发系统1起到与双工器10同样的效果。
此外，对于作为各实施例组(或各实施例)而制成的双工器10A中的管内波长而言，在60GHz的情况下为3388μm，在73.5GHz的情况下为2933μm，在83.5GHz的情况下为2343μm。如上所述，在作为Rx4的工作频带采用71～76GHz频段、作为Tx5的工作频带采用81～86GHz频段、且采用后述的各实施例组(或各实施例)中记载的结构的情况下，对于双工器10A中的管内波长λgr而言，λgr＝2933μm，对于双工器10A中的管内波长λgt而言，λgt＝2343μm。
〔第三变形例〕
参照图7中的(b)对作为本发明的第三变形例的信号收发系统1A进行说明。图7中的(b)是信号收发系统1A的框图。
信号收发系统1A通过在图4中的(a)所示的信号收发系统1的基础上(1)将第一实施方式所涉及的双工器10置换为作为第一变形例的双工器10A、(2)更换连接Rx4的端口与连接Tx5的端口而获得。即，如图7中的(b)所示，信号收发系统1A作为双工器10A所具备的转换部的一个而具备成为终端后的转换部亦即终端部70。另外，Rx4与转换部50B的端口502B连接，Tx5与转换部60B的端口602B连接。
像参照图4说明过的那样，终端部70的端口702因电阻器760连接导体焊盘755与电极79而形成为终端。
此外，信号收发系统1A所具备的双工器10A的滤波器对20构成为使Tx5的工作频带的高频信号穿过、反射Rx4的工作频带的高频信号即可。
另外，从连接有Tx5的转换部60B起至连接有天线2的转换部50A为止的路径以及从连接有天线2的转换部50A起至连接有Rx4的转换部50B为止的路径与图7中的(a)所示的信号收发系统1的情况同样。因此，这里省略其说明。
〔第一实施例〕
作为本发明的第一实施例，使用图7中的(b)所示的信号收发系统1A所具备的双工器10A的结构进行了模拟。此外，在本实施例中，将端口303作为第一端口、端口403作为第二端口、端口404作为第三端口、端口304作为第四端口模拟了各S参数。因此，本实施例的模拟结果不包括转换部50A、50B、60B、70的特性。
在本实施例的双工器10A中，作为滤波器21、22的通过频带采用71～76GHz频段。另外，在本实施例的双工器10A中，转换部50A为输入输出转换部，转换部50B为输出转换部，转换部60B为输入转换部。即，假定双工器10A运用为在端口502A连接有天线2、在端口502B连接有Rx4、在端口602B连接有Tx5。因此，在本实施例的双工器10A中，上述天线电路与作为输入输出转换部的上述第三～第四转换部中的任一个且和上述输出转换部不同的转换部连接。
另外，在本实施例中，作为Rx4的工作频带采用81～86GHz频段，作为Tx5的工作频带采用71～76GHz频段。
此外，在本实施例的双工器10A中，电介质基板11的厚度为520μm，相对介电常数为3.823。另外，在本实施例的双工器10A中，作为一对窄壁的窄壁511与窄壁53的间隔为1.54mm，盲导孔57A与短壁54A的距离L为484μm。
上述结构是为了使E波段所包含的两个频带即71～76GHz频段(中心频率73.5GHz)以及81～86GHz频段(中心频率83.5GHz)成为工作频带而选择的结构。在本实施例中，假定将71～76GHz频段作为Tx5的工作频带使用、将81～86GHz频段作为Rx4的工作频带运用。上述本实施例的双工器10A的各设计参数被决定成工作频带的中心频率大致为78.5GHz即截止频率为51.5GHz。
使用这样构成的信号收发系统1A进行了模拟的S参数(S11、S13、S34、S14)的频率依赖性如图8所示。在图8所示的各S参数中，(1)S11表示端口502A中的反射特性，(2)S13表示端口502A与端口602B之间的穿过特性，(3)S34表示端口502B与端口602B之间的穿过特性，(4)S14表示端口502A与端口502B之间的穿过特性。
以下将S34称为隔离特性。Rx4将Tx5输出的高频(以下称为发送波)与天线2输出的高频(以下称为接收波)一同接收。在发送波以具有较高的功率的状态到达Rx4的情况下，谋求Rx4可进行接收埋于发送波的接收波的接收处理。作为其结果，难以对接收波准确地实施接收处理。为了Rx4更准确地实施接收处理，优选在Rx4的工作频带下到达端口502B的发送波的功率衰减。换言之，优选S34在Rx4的工作频带下较小。
参照图8可知：S13在71～76GHz频段(Tx5的工作频带)下大致为0dB，且S14在81～86GHz频段(Rx4的工作频带)下大致为0dB。因此，可知双工器10A是很好地抑制端口303、端口404以及端口304中的反射损耗的低损耗双工器。
在此基础上，参照图8可知：与71～76GHz频段下的S34的值相比，在81～86GHz频段下能够更好地将S34抑制为-60dB以下。这是因为：因将天线2、Rx4以及Tx5像图7中的(b)所示的那样相对于双工器10A连接而导致作为滤波器21、22的通过频带采用71～76GHz频段。即便在Tx5输出81～86GHz频段所包含的发送波的情况下，81～86GHz频段所包含的发送波的大部分被滤波器21、22反射。
因此，在作为滤波器21、22的通过频带采用71～76GHz频段的情况下，如图7中的(a)所示，与(1)在端口502B连接Tx5、(2)在端口602B连接Rx4的信号收发系统相比，本实施例的信号收发系统1A能够使Rx4中的隔离特性提高。
此外，即便在采用工作频带为71～76GHz频段的Rx4、并采用工作频带为81～86GHz频段的Tx5的情况下，作为滤波器21、22的通过频带也采用81～86GHz频段，由此能够采用图7中的(b)所示的双工器10A的结构，能够使Rx4中的隔离特性提高。
另外，在日本的电波法中，禁止从设备辐射规定的频带外的高频。根据本实施例的双工器10A，从天线2发射的发送波必然通过通过频带为71～76GHz频段的滤波器21、22。因此，根据本实施例的双工器10A，能够防止发射电波法中规定的频带外的高频。从该观点考虑，图7中的(b)所示的信号收发系统1A的结构也比图7中的(a)所示的信号收发系统1的结构优选。
〔第二实施例组〕
作为本发明的第二实施例组，制成了具备将盲导孔57A的长度h(参照图3中的(b))分别设定为420μm、440μm、460μm、480μm以及500μm的转换部50A的双工器10A。本实施例组各自的转换部50A的面向71～76GHz频段的反射特性(|S11|的频率依赖性)的模拟结果如图9中的(a)所示。
此外，在本实施例组的各双工器10A中，电介质基板11的厚度为520μm，相对介电常数为3.823。另外，在本实施例组的各双工器10A中，作为一对窄壁的窄壁511与窄壁53的间隔为1.54mm，盲导孔57A与短壁54A的距离L为484μm。
上述结构是为了使E波段所包含的两个工作频带即71～76GHz频段(中心频率73.5GHz)以及81～86GHz频段(中心频率83.5GHz)成为工作频带而选择的结构。作为一对窄壁的窄壁511与窄壁53的间隔考虑所使用的电介质基板11的相对介电常数来决定，使得截止频率为51.5GHz即工作频带的中心频率大致为78.5GHz。
以下，将工作频带(例如71～76GHz频段)的中心频率(例如73.5GHz)下的反射损耗为-10dB以下的转换部判定为该工作频带下反射损耗较少的转换部。
参照图9中的(a)可知：本实施例组的各双工器10A所具备的转换部50A均能够将71～76GHz频段的中心频率亦即73.5GHz下的|S11|抑制为-10dB以下。因此，h＝420μm、440μm、460μm、480μm、500μm的转换部50A均为反射损耗较少的转换部。
特别是h＝440μm、460μm的转换部50A能够将中心频率亦即73.5GHz下的|S11|抑制为-20dB以下。此外，在对h＝440μm、460μm的转换部50A进行比较的情况下，可知h＝460μm的转换部50A更能够抑制71～76GHz频段下的反射损耗。460μm相当于中心频率亦即73.5GHz的管内波长的15.7％。
本申请的发明人发现：在长度h为具有工作频带的中心频率的高频信号的管内波长的13％以上20％以下的情况下，能够获得能够抑制所希望的工作频带的中心波长下的反射损耗的转换部50A。
〔第三实施例组〕
作为本发明的第三实施例组，制成了具备盲导孔57A的长度h(图3中的(b)参照)设定为450μm、470μm、490μm以及510μm各自的转换部50A的双工器10A。本实施例组各自的转换部50A的面向60GHz频段的反射特性(|S11|的频率依赖性)的模拟结果如图9中的(b)所示。
此外，在本实施例组的各双工器10A中，电介质基板11的厚度为520μm，相对介电常数为3.823。另外，在本实施例组的各双工器10A中，作为一对窄壁的窄壁511与窄壁53的间隔为2mm，盲导孔57A与短壁54A的距离L为575μm。上述结构被决定成工作频带的中心频率为60GHz即截止频率为39GHz的结构。因此，本实施例组的双工器10A能够传播60GHz频段的高频信号。
参照图9中的(b)可知：本实施例组的各双工器10A所具备的转换部50A均能够将60GHz频段的中心频率亦即60.0GHz下的|S11|抑制为-10dB以下。因此，h＝450μm、470μm、490μm、510μm的转换部50A均是反射损耗较少的转换部。
特别是h＝490μm的转换部50A最能够抑制中心频率亦即60GHz下的反射损耗。490μm相当于中心频率为60GHz的管内波长的14.5％。
本申请的发明人发现：在长度h为具有工作频带的中心频率的高频信号的管内波长的13％以上20％以下的情况下，能够获得能够抑制所希望的工作频带下的反射损耗的转换部50A。
〔第四及第五实施例〕
作为本发明的第四及第五实施例，制成了具备盲导孔57A与短壁54A的距离L(参照图3中的(b))被分别设定为410μm及484μm的转换部50A的双工器10A。针对第四及第五实施例各自的转换部50A模拟过的71GHz以上86GHz以下的工作频带下的反射特性如图10所示。
此外，在第四及第五实施例的各双工器10A中，电介质基板11的厚度为520μm，相对介电常数为3.823。另外，在第四及第五实施例的各双工器10A中，作为一对窄壁的窄壁511与窄壁53的间隔为1.54mm，盲导孔57A的长度h为460μm。如第二实施例组中记载的那样，上述结构以使中心频率大致为78.5GHz的方式被决定。
参照图10可知：L＝410μm、484μm的转换部50A均在71～76GHz频段的中心频率亦即73.5GHz以及81～86GHz频段的中心频率亦即83.5GHz中的任一频率下也表现出-10dB以下的|S11|。
而且，如表1所示，与73.5GHz下的|S11|相比，L＝410μm的转换部50A能够显著地抑制83.5GHz下的|S11|。另外，与83.5GHz下的|S11|相比，L＝484μm的转换部50A能够显著地抑制73.5GHz下的|S11|。这样，通过适当地选择距离L，转换部50A能够抑制一个工作频带的中心频率下的反射损耗并使另一个工作频带的中心频率下的反射损耗为-10dB左右。
[表1]
中心频率 L＝410μm L＝484μm |ΔS11|
73.5GHz -11.71dB -28.86dB 17.15
83.5GHz -27.49dB -17.66 9.84
其结果是，73.5GHz下的、L＝410μm的转换部50A的|S11|与L＝484μm的转换部50A的|S11|的差量|ΔS11|大致为17dB。另外，83.5GHz下的差量|ΔS11|大致为10dB。这样，转换部50A通过适当地控制距离L能够使差量|ΔS11|增大。
因此，例如在图7中的(b)所示的信号收发系统1A中，(1)将L＝410μm的转换部50A的结构应用于作为输入转换部的转换部50B，(2)将L＝484μm的转换部50A的结构应用于作为输出转换部的转换部60B，由此能够使输入转换部与输出转换部之间的隔离特性提高。
本申请的发明人知晓：在距离L为具有工作频带的中心频率的高频信号的管内波长的14％以上20％以下的情况下，抑制一个工作频带下的反射损耗，且能够使另一个工作频带下的反射损耗增大。
在上述结构应用于信号收发系统1的情况下，Tx5的工作频带为81～86GHz频段，因而Tx5的工作频带的中心频率为83.5GHz。另外，Rx4的工作频带为71～76GHz频段，因而Rx4的工作频带的中心频率为73.5GHz。如上所述，在将L＝410μm应用于输入转换部的情况下，L＝410μm相当于管内波长λgt(＝2343μm)的17.5％。另一方面，在将L＝484μm应用于输出转换部的情况下，L＝484μm相当于管内波长λgr(＝2933μm)的16.5％。
此外，虽然图表中未图示，但测定L＝504μm的转换部50A的反射特性可知：既充分抑制73.5GHz下的|S11|，又能够比L＝484μm的转换部50A更缩小83.5GHz下的|S11|。因此，可知作为应用于输出转换部的距离L，与484μm相比优选504μm。在将L＝504μm应用于输出转换部的情况下，L＝504μm相当于管内波长λgr(＝2933μm)的17.2％。
因此，更优选应用于输入转换部的距离L相对于管内波长λgt的比例与应用于输出转换部的距离L相对于管内波长λgr的比例为相同程度。相同程度是指应用于输入转换部的距离L相对于管内波长λgt的比例与应用于输出转换部的距离L相对于管内波长λgr的比例的差量为0.5％以下的情况。
(总结)
第一实施方式所涉及的双工器(10)及作为第一变形例的双工器(10A)具备：滤波器对(20)，其由并列配置且均具有第一端口(201A、201B)及第二端口(202A、202B)的第一滤波器(21)及第二滤波器(22)构成；第一定向耦合部(30)，其具有并列配置的第一端口(301)及第二端口(302)以及并列配置的第三端口(303)及第四端口(304)，第一定向耦合部(30)的上述第一端口(301)与上述第一滤波器(21)的第一端口(201A)连接，且第一定向耦合部(30)的上述第二端口(302)与上述第二滤波器(22)的第一端口(201B)连接；第二定向耦合部(40)，其具有并列配置的第一端口(401)及第二端口(402)以及并列配置的第三端口(403)及第四端口(404)，第二定向耦合部(40)的上述第一端口(401)与上述第一滤波器(21)的上述第二端口(202A)连接，第二定向耦合部(40)的上述第二端口(402)与上述第二滤波器(22)的上述第二端口(202B)连接；第一转换部对(50)，其由第一转换部(50A)及第二转换部(50B)构成，第一转换部(50A)及第二转换部(50B)并列配置且均具有第一端口(501A、501B)及第二端口(502A、502B)，第一转换部(50A)及第二转换部(50B)的上述第一端口(501A、501B)与第一定向耦合部(30)的上述第三端口(303)及上述第四端口(304)分别连接；第二转换部对(60)，其由第三转换部(60A)及第四转换部(60B、70、80)构成，第三转换部(60A)及第四转换部(60B、70、80)并列配置且均具有第一端口(601A、601B)及第二端口(602A、602B)，第三转换部(60A)及第四转换部(60B、70、80)的上述第一端口(601A、601B)与第二定向耦合部(40)的上述第三端口(403)及上述第四端口(404)分别连接。
在该双工器(10、10A)中，构成上述滤波器对(20)的波导路、构成上述第一定向耦合部(30)的波导路、构成第二定向耦合部(40)的波导路、构成上述第一转换部对(50)的波导路以及构成第二转换部对(60)的波导路是柱壁波导路，该柱壁波导路以设置于单一电介质基板(11)的两面的一对导体板(12、13)分别作为第一宽壁(导体板13)及第二宽壁(导体板12)、并以由贯通上述电介质基板(11)的多个导体柱(211i，221i，23i，311i，321i，33i，411i、421i、43i、511i、521i、53i、611i、621i、63i、711i、73i、811i、83i)构成的柱壁为窄壁(211i、221i、23i、311i、321i、33i、411i、421i、43i、511i、521i、53i、611i、621i、63i、711i、73i、811i、83i)。
在这样构成的双工器(10、10A)中，滤波器对(20)、第一定向耦合部(30)、第二定向耦合部(40)、第一转换部对(50)以及第二转换部对(60)分别使用单一电介质基板(11)和设置于该电介质基板(11)的两面的一对导体板(12、13)制成。即，该双工器(10、10A)是通过使用柱壁波导路技术将滤波器对(20)、第一定向耦合部(30)、第二定向耦合部(40)、第一转换部对(50)以及第二转换部对(60)分别整合为一个的双工器。
因此，与现有的双工器相比，该双工器(10、10A)能够实现小型化及轻型化。
在第一实施方式所涉及的双工器(10、10A)中，优选在上述第一～第四转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)各自的上述第一宽壁(导体板13)设置有开口(13aA、13a)。上述第一～第四转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)均还具备：电介质层(14)，其形成于该转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)的上述第一宽壁(导体板13)的表面且具有与该第一宽壁(导体板13)的上述开口(13aA、13a)重叠的开口(14aA、14a)；信号线(55A、75、85)，其形成于上述电介质层(14)的表面且其一端部与该第一宽壁(导体板13)的上述开口(13aA、13a)及上述电介质层(14)的上述开口(14aA、14a)重叠；电极(58A、59A、79、89)，其形成于上述电介质层(14)的表面且经由设置于上述电介质层(14)的导通孔(581A、591A、781i、881i)与该第一宽壁(导体板13)导通；以及盲导孔(57A、77、87)，其与上述信号线(55A、75、85)的上述一端部电连接，形成于上述电介质基板(11)的内部。
根据上述结构，第一～第四转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)各自的信号线(55A、75、85)与第一宽壁(导体板13)一同构成微带线路。该微带线路与该转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)的波导路经由盲导孔(57A、77、87)电磁耦合。因此，该转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)能够将在该波导路传播的高频信号的模式转换为在微带线路传播的高频信号的模式。
另外，在该转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)的电介质层(14)的表面，和信号线(55A、75、85)一同设置有与第一宽壁(导体板13)导通的电极(58A、59A、79、89)。因此，与现有的双工器相比，双工器(10、10A)能够相对于该转换部(50A、50B、60A、60B、70、80)容易地安装各种电路(例如，发送电路(5)、接收电路(4)以及天线电路(天线2))。
在第一实施方式所涉及的双工器(10)及作为第一变形例的双工器(10A)中，优选上述第一转换部(50A)或上述第二转换部(50B)是连接发送电路(5)的输入转换部(例如转换部50B)，上述第三转换部(60A)或上述第四转换部(60B)是连接接收电路(4)的输出转换部(例如转换部60B)，上述输入转换部(例如转换部50B)的上述盲导孔(例如转换部50B的盲导孔)的长度为具有上述发送电路(5)的中心频率的高频信号的管内波长λgt的13％以上20％以下，上述输出转换部(例如转换部60B)的上述盲导孔(例如转换部60B的盲导孔)的长度为具有上述接收电路(4)的中心频率的高频信号的管内波长λgr的13％以上20％以下。
根据上述结构，能够抑制输入转换部及输出转换部中的反射损耗。结果是能够使输入转换部与输出转换部之间的隔离特性提高。
在第一实施方式所涉及的双工器(10)及作为第一变形例的双工器(10A)中，上述输入转换部(例如转换部50B)中的盲导孔(例如转换部50B的盲导孔)与短壁(例如54B)的距离为上述管内波长λgt的14％以上20％以下，上述输出转换部(例如转换部60B)中的盲导孔(例如转换部60B的盲导孔)与短壁(例如64B)的距离为上述管内波长λgr的14％以上20％以下。
根据上述结构，在发送电路(5)与输入转换部连接且接收电路(4)与输出转换部连接的状态下运用本双工器(10、10A)的情况下，能够抑制发送电路(5)的工作频带以及接收电路(4)的工作频带中任一工作频带的反射损耗，且使发送电路(5)的工作频带及接收电路(4)的工作频带中的另一者的工作频带的反射损耗增大。结果是能够使输入转换部与输出转换部之间的隔离特性提高。
在作为第一变形例的双工器(10A)中，优选上述第一～第四转换部(50A、50B、60B、70、80)中的某一个与上述输入转换部(例如转换部50B)及上述输出转换部(例如转换部60B)不同的转换部是连接天线电路(天线2)的输入输出转换部(例如转换部50A)，上述第一～第四转换部(50A、50B、60B、70、80)中的某一个与上述输入转换部(例如转换部50B)、上述输出转换部(例如转换部60B)以及输入输出转换部(例如转换部50A)不同的转换部是作为终端的转换部(70、80)，上述作为终端的转换部(70、80)还具备使上述信号线(75、85)的另一端部与上述电极(79、89)导通的电阻器(760、860)。
根据上述结构，能够使用电阻器(760、860)容易地使上述第一～第四转换部(50A、50B、60B、70、80)中的任一个转换部(70、80)的信号线(75、85)的另一端与电极(79、89)导通。即，能够容易地使该转换部(70、80)作为终端。与未作为终端的转换部(例如信号线(55A)的另一端保持开放状态的转换部(50A))相比，该作为终端的转换部(70、80)能够能够抑制反射。因此，该成为终端后的转换部(70、80)能够抑制从任一定向耦合部耦合后的高频信号在该转换部被反射并作为反射信号返回至双工器(10A)的内部。
在第一实施方式所涉及的双工器(10)及作为第一变形例的双工器(10A)中，优选上述输入输出转换部(例如转换部50A)中的盲导孔(例如57A)与短壁(例如54A)的距离为具有上述天线电路(天线2)的工作频带的中心频率的高频信号的管内波长λga的14％以上20％以下。
根据上述结构，能够抑制天线电路(天线2)的工作频带下的输入输出转换部的反射损耗。
在作为第一变形例的双工器(10A)中，优选上述作为终端的转换部(70、80)还具备形成于上述信号线(75、85)的中途的开路短截线(753、853)。
根据上述结构，能够进一步抑制从任一定向耦合部耦合后的高频信号作为反射信号返回至双工器(10A)的内部。
在作为第一变形例的双工器(10A)中，优选上述作为终端的转换部(80)还具备形成于上述信号线(85)的中途的短路短截线(曲折部854及导体焊盘856)。
根据上述结构，能够进一步抑制从任一定向耦合部耦合后的高频信号作为反射信号返回至双工器(10A)的内部。
在第一实施方式所涉及的双工器(10)及作为第一变形例的双工器(10A)中，优选构成上述第一滤波器(21)的上述波导路以及构成上述第二滤波器(22)的上述波导路分别被多个隔壁(212～217、222～227)分割为多个共振器，该多个隔壁由贯通上述电介质基板(11)的多个导体柱(212i～217i、222i～227i)构成，且在各个隔壁设置有导体柱(212i～217i、222i～227i)之间的间隔比其他部分的间隔宽的空隙(212a～217a、222a～227a)。
根据上述结构，能够应用柱壁波导路技术形成具有所希望的穿过特性的滤波器。
第二实施方式所涉及的信号收发系统(1、1A)是具备双工器(10、10A)、发送电路(5)、接收电路(4)以及天线电路(天线2)的信号收发系统(1)。
上述双工器(10、10A)具备：滤波器对(20)，其由并列配置且均具有第一端口(201A、201B)及第二端口(202A、202B)的第一滤波器(21)及第二滤波器(22)构成；第一定向耦合部(30)，其具有并列配置的第一端口(301)及第二端口(302)以及并列配置的第三端口(303)及第四端口(304)，第一定向耦合部(30)的上述第一端口(301)与上述第一滤波器(21)的第一端口(201A)连接，第一定向耦合部(30)的上述第二端口(302)与上述第二滤波器(22)的第一端口(201B)连接；第二定向耦合部(40)，其具有并列配置的第一端口(401)及第二端口(402)以及并列配置的第三端口(403)及第四端口(404)，第二定向耦合部(40)的上述第一端口(401)与上述第一滤波器(21)的上述第二端口(202A)连接，第二定向耦合部(40)的上述第二端口(402)与上述第二滤波器(22)的上述第二端口(202B)连接；第一转换部对(50)，其由第一转换部(50A)及第二转换部(50B)构成，第一转换部(50A)及第二转换部(50B)并列配置且均具有第一端口(501A、501B)及第二端口(502A、502B)，第一转换部(50A)及第二转换部(50B)的上述第一端口(501A、501B)与第一定向耦合部(30)的上述第三端口(3030)及上述第四端口(304)分别连接；以及第二转换部对(60)，其由第三转换部(60A)及第四转换部(60B、70、80)构成，第三转换部(60A)及第四转换部(60B、70、80)并列配置且均具有第一端口(601A、601B)及第二端口(602A、602B)，第三转换部(60A)及第四转换部(60B、70、80)的上述第一端口(601A、601B)与第二定向耦合部(40)的上述第三端口(403)及上述第四端口(404)分别连接。
在该双工器(10、10A)中，构成上述滤波器对(20)的波导路、构成上述第一及第二定向耦合部(30、40)的各波导路以及构成上述第一及第二转换部对(50、60)的各波导路是柱壁波导路，该柱壁波导路以设置于单一电介质基板(11)的两面的一对导体板(12、13)分别作为第一宽壁(导体板13)及第二宽壁(导体板12)，并以由贯通上述电介质基板(11)的多个导体柱(211i，221i，23i，311i，321i，33i，411i、421i、43i、511i、521i、53i、611i、621i、63i、711i、73i、811i、83i)构成的柱壁作为窄壁(211i、221i、23i、311i、321i、33i、411i、421i、43i、511i、521i、53i、611i、621i、63i、711i、73i、811i、83i)。
在该信号收发系统(例如信号收发系统1)中，上述发送电路(5)与作为输入转换部的上述第一转换部(例如转换部50A)或上述第二转换部(例如转换部50B)连接，上述接收电路(4)与作为输出转换部的上述第三转换部(例如转换部60A)或上述第四转换部(例如转换部60B、70、80)连接，上述天线电路(天线2)与上述第一～第四转换部(50A、50B、60A、60B)中的某一个和上述输入转换部及上述输出转换部不同的、作为输入输出转换部的转换部(例如转换部50A)连接。
如上述那样构成的信号收发系统(1、1A)起到与本发明的一个形态所涉及的双工器(10、10A)同样的效果。
在第二实施方式在所涉及的信号收发系统(1A)中，优选上述天线电路(天线2)与作为输入输出转换部的上述第三～第四转换部(信号收发系统1A中的转换部50A、50B)中的任一个且和上述输出转换部(50B)不同的转换部(50A)连接。
根据上述结构，与像信号收发系统1那样相对于第一～第二转换部(信号收发系统1中的转换部50A、50B)中的某一个且与输入转换部(50B)不同的转换部(50A)连接天线电路(天线2)的情况相比，能够使输入转换部(60B)与输出转换部(50B)之间的隔离特性提高。
在第二实施方式所涉及的信号收发系统(1A)中，优选在上述第一～第四转换部(50A、50B、60B、70、80)中的某一个与上述输入转换部(60B)、上述输出转换部(50B)以及上述输入输出转换部(50A)不同的转换部(70、80)的宽壁(导体板13)设置有开口(13a)。
优选该转换部(70、80)还具备：电介质层(14)，其形成于该转换部(70、80)的上述第一宽壁(导体板13)的表面且具有与该第一宽壁(导体板13)的上述开口(13a)重叠的开口(14a)；信号线(75、85)，其形成于上述电介质层(14)的表面且其一端部与该第一宽壁(导体板13)的上述开口(13a)及上述电介质层(14)的上述开口(14a)重叠；电极(79、89)，其形成于上述电介质层(14)的表面且经由设置于上述电介质层(14)的导通孔(781、881)与该第一宽壁(导体板13)导通；盲导孔(77、87)，其与上述信号线(75、85)的上述一端部连接，经由该第一宽壁(导体板13)的上述开口(13a)及上述电介质层(14)的上述开口(14a)插入至上述电介质基板(11)的内部；以及电阻器(760)，其使上述信号线(75、85)与上述电极(79、89)导通。
如上述那样构成的信号收发系统(1)具有与第一实施方式所涉及的双工器(10)同样的效果。
本发明并不限定于上述各实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更，通过适当地组合不同的实施方式中分别公开的技术机构获得的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
附图标记说明：
1、1A…信号收发系统；2…天线；…3…电阻器；…4…接收电路(Rx)；…5…发送电路(Tx)；10、10A…双工器；11…电介质基板；12、13…导体板(一对宽壁)；13aA、13a…开口；14…电介质层；14aA、14a…开口；20…滤波器对；21～22…滤波器(第一～第二滤波器)；201A～202A、201B～202B…端口(第一～第二端口)；211i、221i、23i、311i、321i、33i、411i、421i、43i、511i、521i、53i、611i、621i、63i、54Ai、54Bi、64Ai、64Bi、212i～217i、222i～227i、74i、84i…导体柱；211、221、23、311、321、33、411、421、43、511、521、53、611、621、63、…窄壁(柱壁)；54A、54B、64A、64B、74、84…短壁(柱壁)；212～217、222～227…隔壁(柱壁)；212a～217a、222a～227a…空隙；30～40…定向耦合部(第一～第二定向耦合部)；301～304、401～404…端口(第一～第四端口)；50～60…转换部对(第一～第二转换部对)；50A～50B…转换部(第一、第二转换部)；501A～502A、501B～502B…端口(第一～第二端口)；55A、75、85…信号线；60A、60B…转换部(第三、第四转换部)；601A～602A、601B～602B…端口(第一～第二端口)；70…终端部(成为终端的转换部)；701～702…端口(第一～第二端口)；760、860…电阻器；80…终端部(成为终端的转换部)；801～802…端口(第一～第二端口)。

Claims (12)

1.一种双工器，其特征在于，具备：
滤波器对，其由并列配置且均具有第一端口及第二端口的第一滤波器及第二滤波器构成；
第一定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，所述第一定向耦合部的所述第一端口与所述第一滤波器的第一端口连接，所述第一定向耦合部的所述第二端口与所述第二滤波器的第一端口连接；
第二定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，所述第二定向耦合部的所述第一端口与所述第一滤波器的所述第二端口连接，所述第二定向耦合部的所述第二端口与所述第二滤波器的所述第二端口连接；
第一转换部对，其由第一转换部及第二转换部构成，所述第一转换部及所述第二转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，所述第一转换部及所述第二转换部的所述第一端口与第一定向耦合部的所述第三端口及所述第四端口分别连接；以及
第二转换部对，其由第三转换部及第四转换部构成，所述第三转换部及所述第四转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，所述第三转换部及所述第四转换部的所述第一端口与第二定向耦合部的所述第三端口及所述第四端口分别连接，
构成所述滤波器对的波导路、构成所述第一定向耦合部的波导路、构成第二定向耦合部的波导路、构成所述第一转换部对的波导路以及构成第二转换部对的波导路是柱壁波导路，该柱壁波导路以设置于单一电介质基板的两面的一对导体板分别作为第一宽壁及第二宽壁，并以由贯通所述电介质基板的多个导体柱构成的柱壁作为窄壁。
2.根据权利要求1所述的双工器，其特征在于，
在所述第一～第四转换部各自的所述第一宽壁设置有开口，
所述第一～第四转换部均还具备：
电介质层，其形成于该转换部的所述第一宽壁的表面且具有与该第一宽壁的所述开口重叠的开口；
信号线，其形成于所述电介质层的表面且其一端部与该第一宽壁的所述开口及所述电介质层的所述开口重叠；
电极，其形成于所述电介质层的表面且经由设置于所述电介质层的导通孔与该第一宽壁导通；以及
盲导孔，其与所述信号线的所述一端部电连接，形成于所述电介质基板的内部。
3.根据权利要求2所述的双工器，其特征在于，
所述第一转换部或所述第二转换部是连接发送电路的输入转换部，
所述第三转换部或所述第四转换部是连接接收电路的输出转换部，
所述输入转换部的所述盲导孔的长度为具有所述发送电路的工作频带的中心频率的高频信号的管内波长λgt的13％以上且20％以下，
所述输出转换部的所述盲导孔的长度为具有所述接收电路的工作频带的中心频率的高频信号的管内波长λgr的13％以上且20％以下。
4.根据权利要求3所述的双工器，其特征在于，
所述输入转换部中的盲导孔与短壁的距离为所述管内波长λgt的14％以上且20％以下，
所述输出转换部中的盲导孔与短壁的距离为所述管内波长λgr的14％以上且20％以下。
5.根据权利要求3或4所述的双工器，其特征在于，
所述第一～第四转换部中的某一个与所述输入转换部及所述输出转换部不同的转换部是连接天线电路的输入输出转换部，
所述第一～第四转换部中的某一个与所述输入转换部、所述输出转换部以及输入输出转换部不同的转换部是被作为终端的转换部，
所述被作为终端的转换部还具备使所述信号线的另一端部与所述电极导通的电阻器。
6.根据权利要求5所述的双工器，其特征在于，
所述输入输出转换部中的盲导孔与短壁的距离为具有所述天线电路的工作频带的中心频率的高频信号的管内波长λga的14％以上且20％以下。
7.根据权利要求5或6所述的双工器，其特征在于，
所述被作为终端的转换部还具备形成于所述信号线的中途的开路短截线。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的双工器，其特征在于，
所述被作为终端的转换部还具备形成于所述信号线的中途的短路短截线。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的双工器，其特征在于，
构成所述第一滤波器的所述波导路以及构成所述第二滤波器的所述波导路分别被多个隔壁分割为多个共振器，该多个隔壁由贯通所述电介质基板的多个导体柱构成，且在各个隔壁分别设置有导体柱之间的间隔比其他部分的间隔宽的空隙。
10.一种信号收发系统，其具备双工器、发送电路、接收电路以及天线电路，
所述信号收发系统的特征在于，
所述双工器具备：
滤波器对，其由并列配置且均具有第一端口及第二端口的第一滤波器及第二滤波器构成；
第一定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，所述第一定向耦合部的所述第一端口与所述第一滤波器的第一端口连接，所述第一定向耦合部的所述第二端口与所述第二滤波器的第一端口连接；
第二定向耦合部，其具有并列配置的第一端口及第二端口以及并列配置的第三端口及第四端口，所述第二定向耦合部的所述第一端口与所述第一滤波器的所述第二端口连接，所述第二定向耦合部的所述第二端口与所述第二滤波器的所述第二端口连接；
第一转换部对，其由第一转换部及第二转换部构成，所述第一转换部及所述第二转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，所述第一转换部及所述第二转换部的所述第一端口与第一定向耦合部的所述第三端口及所述第四端口分别连接；以及
第二转换部对，其由第三转换部及第四转换部构成，所述第三转换部及所述第四转换部并列配置且均具有第一端口及第二端口，所述第三转换部及所述第四转换部的所述第一端口与第二定向耦合部的所述第三端口及所述第四端口分别连接，
构成所述滤波器对的波导路、构成所述第一及第二定向耦合部的各波导路、以及构成所述第一及第二转换部对的各波导路是柱壁波导路，该柱壁波导路以设置于单一电介质基板的两面的一对导体板分别作为第一宽壁及第二宽壁，并以由贯通所述电介质基板的多个导体柱构成的柱壁作为窄壁，
所述发送电路与作为输入转换部的所述第一转换部或所述第二转换部连接，
所述接收电路与作为输出转换部的所述第三转换部或所述第四转换部连接，
所述天线电路与所述第一～第四转换部中的某一个与所述输入转换部及所述输出转换部不同的、作为输入输出转换部的转换部连接。
11.根据权利要求10所述的信号收发系统，其特征在于，
所述天线电路与所述第三～第四转换部中的某一个与所述输出转换部不同的、作为输入输出转换部的转换部连接。
12.根据权利要求10或11所述的信号收发系统，其特征在于，
在所述第一～第四转换部中的某一个与所述输入转换部、所述输出转换部以及所述输入输出转换部不同的转换部的宽壁设置有开口，
该转换部还具备：
电介质层，其形成于该转换部的所述第一宽壁的表面且具有与该第一宽壁的所述开口重叠的开口；
信号线，其形成于所述电介质层的表面且其一端部与该第一宽壁的所述开口及所述电介质层的所述开口重叠；
电极，其形成于所述电介质层的表面且经由设置于所述电介质层的导通孔与该第一宽壁导通；
盲导孔，其与所述信号线的所述一端部连接，经由该第一宽壁的所述开口及所述电介质层的所述开口插入至所述电介质基板的内部；以及
电阻器，其使所述信号线与所述电极导通。
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