CN109643836B - 传输线路 - Google Patents
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Abstract
传输线路具有：柱壁波导路，该柱壁波导路具有形成有一对柱壁的电介质基板、以及经由该电介质基板而彼此对置的第一导体层和第二导体层，由所述一对柱壁、所述第一导体层和所述第二导体层包围的区域为波导区域；中空方形的波导管，该波导管以所述第一导体层覆盖形成于侧壁的开口部的方式与所述第一导体层连接，该波导管的管内经由形成于所述第一导体层的开口而与所述波导区域连通；盲孔，该盲孔以一端配设于所述开口的内部的方式形成于所述电介质基板；以及杆部件，该杆部件具有与所述盲孔的所述一端连接的柱部件、以及支承所述柱部件的支承部件，该杆部件以所述柱部件与所述盲孔成同轴的方式配置在所述波导管内。
Description
技术领域
本发明涉及传输线路。
本申请基于2016年8月26日在日本申请的日本申请2016-165770号主张优先权，这里引用该内容。
背景技术
以往，作为传输从微波段(0.3～30[GHz])到毫米波段(30～300[GHz])的高频信号的传输线路，使用波导管。并且，近年来，作为传输这样的高频信号的传输线路，还使用柱壁波导路(PWW：Post-Wall Wave guide)。柱壁波导路是由一对导体层和一对柱壁形成的方形状的波导路，其中，一对导体层形成于电介质基板的两面，一对柱壁是将形成为贯通电介质基板的多个导体柱排列成2列而成的。
上述的波导管和柱壁波导路有时单独使用，但也有时组合使用。例如，在通信模块中，作为发送接收电路与天线之间的传输线路，使用将波导管和柱壁波导路组合得到的传输线路。在这样的通信模块中，例如从发送接收电路输出的高频信号在被柱壁波导路传输之后被引导到波导管，在被波导管传输之后从天线发送。
在以下的专利文献1～7中，公开了将种类不同的传输线路组合得到的以往的传输线路。例如，在以下的专利文献1～5中，公开了将波导管和柱壁波导路组合得到的以往的传输线路。在以下的专利文献6中公开了将波导管和印刷基板组合得到的以往的传输线路。在以下的专利文献7中公开了将微带线路和柱壁波导路组合得到的以往的传输线路。
专利文献1：日本特许第5885775号公报
专利文献2：日本特开2015-80100号公报
专利文献3：日本特开2015-226109号公报
专利文献4：日本特开2012-195757号公报
专利文献5：日本特许第4395103号公报
专利文献6：日本特许第4677944号公报
专利文献7：日本特许第3464104号公报
但是，近年来，使用了E频带(70～90[GHz]频带)的通信受到关注。在这样的通信中，相对于例如双工器(与天线连接并分离出2个频带的3端口的滤波器元件)的共用端口(天线连接端子)输入输出71～86[GHz]频带的宽频带高频信号。因此，传输这样的高频信号的传输线路要求反射损失在71～86[GHz]频带的宽频带范围低(例如，反射损失为-15[dB]以下)。
这里，例如在上述的专利文献1中公开的传输线路(将波导管和柱壁波导路组合得到的传输线路)中，反射损失变低的频带为例如57～67[GHz]频带。这样，在上述的专利文献1中公开的传输线路中，反射损失变低的频带为10[GHz]左右，要想传输上述的71～86[GHz]频带这样的宽频带的高频信号，存在频带不够这样的问题。
并且，上述的专利文献1所公开的传输线路采用波导管与构成柱壁波导路的电介质基板垂直安装的结构，使高频信号的传输方向在柱壁波导路与波导管之间正交。因此，就上述的专利文献1所公开的传输线路而言，若对例如波导管施加外力，则产生扭矩而对波导管相对于柱壁波导路的安装部位作用有大的力。在构成柱壁波导路的电介质基板由玻璃等脆的材料形成的情况下，存在强度方面的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种反射损失在宽的频带范围低的牢固的传输线路。
本发明的一个方式的传输线路具有：柱壁波导路，该柱壁波导路具有形成有一对柱壁的电介质基板、以及经由该电介质基板而彼此对置的第一导体层和第二导体层，由所述一对柱壁、所述第一导体层和所述第二导体层所包围的区域为波导区域；中空方形的波导管，该波导管以所述第一导体层覆盖形成于侧壁的开口部的方式与所述第一导体层连接，该波导管的管内经由形成于所述第一导体层的开口而与所述波导区域连通；盲孔，该盲孔以一端配设于所述开口的内部的方式形成于所述电介质基板；以及杆部件，该杆部件具有与所述盲孔的所述一端连接的柱部件、以及支承所述柱部件的支承部件，该杆部件以所述柱部件与所述盲孔成同轴的方式配置在所述波导管内。
在上述一个方式中，也可以是，所述盲孔和所述柱部件通过导电性连接部件而连接。
在上述一个方式中，也可以是，在所述盲孔的所述一端形成有第一连接盘，该第一连接盘的外径比所述盲孔的外径大，供所述导电性连接部件配设，在所述柱部件的配置在所述盲孔侧的一端形成有第二连接盘，该第二连接盘的外径比所述柱部件的外径大，供所述导电性连接部件配设。
在上述一个方式中，也可以是，所述导电性连接部件是在表面形成有焊料层的球状部件。
在上述一个方式中，也可以是，所述盲孔沿着从所述开口侧形成到所述电介质基板的中途部分的孔的内壁形成，具有带底的圆筒形状。
在上述一个方式中，也可以是，在所述第一导体层上，具有在多处支承所述支承部件的多个凸起。
在上述一个方式中，也可以是，所述支承部件呈与所述波导管的轴向正交的方向上的长度比所述波导管的轴向上的长度短的长方体形状。
在上述一个方式中，也可以是，所述波导管的轴向是与所述柱壁波导路的所述波导区域所延伸的方向相同的方向。
在上述一个方式中，也可以是，所述一对柱壁分别具有朝向所述波导区域突出的柱突出部。
在上述一个方式中，也可以是，各所述柱壁具有隔开间隔而排列的多个导体柱，通过朝向所述波导区域移位的所述多个导体柱中的一部分导体柱来形成所述柱突出部。
在上述一个方式中，也可以是，各所述柱壁具有隔开间隔而排列的多个导体柱，通过与所述多个导体柱相邻的其他导体柱来形成所述柱突出部。
在上述一个方式中，也可以是，所述波导区域是沿规定的方向延伸而形成的，所述一对柱壁中的所述柱突出部配置在所述规定的方向上的同等的位置。
在上述一个方式中，也可以是，从所述波导区域的所述规定方向上的端部到所述柱突出部为止的距离，根据在所述传输线路中传输的信号的管内波长而设定。
根据本发明的上述方式，以经由形成于柱壁波导路的第一导体层的开口而使波导管的管内和柱壁波导路的波导区域连通的方式将柱壁波导路和波导管连接，在柱壁波导路的电介质基板形成有一端配设于上述开口内部的盲孔，在波导管的管内设置有杆部件，该杆部件被配置为使导体柱与盲孔同轴。由此，能够得到反射损失在宽的频带范围低的牢固的传输线路。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的传输线路的主要部分结构的立体图。
图2是图1中的A-A线向视剖视图。
图3是图1中的B-B线剖视图。
图4是图2中的C-C线向视剖视图。
图5是图2的盲孔和杆部件的放大示出的剖视图。
图6是示出本发明的第一实施方式的盲孔的结构例的剖视图。
图7是示出本发明的第一实施方式的盲孔的结构例的剖视图。
图8是示出本发明的第一实施方式所涉及的传输线路的第一变形例的侧视图。
图9是示出本发明的第一实施方式所涉及的传输线路的第二变形例的剖视图。
图10是与图2中的C-C线向视剖视图相当的第二实施方式的剖视图。
图11是与图2中的C-C线向视剖视图相当的第二实施方式的变形例的剖视图。
图12是示出通过实施例1的传输线路而传输的高频信号的电场强度分布的模拟结果的图。
图13是示出实施例的传输线路的反射特性和透过特性的模拟结果的图。
图14是示出实施例2的传输线路的反射特性的模拟结果的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第一实施方式的传输线路进行详细说明。另外，为了容易理解，以下根据需要参照图中设定的XYZ直角坐标系(原点的位置适当变更)对各部件的位置关系进行说明。并且，在以下参照的附图中，为了容易理解，根据需要而适当改变各部件的尺寸进行图示。
图1是示出本发明的第一实施方式的传输线路的主要部分结构的立体图。图2是图1中的A-A线的剖视图。图3是图1中的B-B线的剖视图。在上述图1～图3中的XYZ直角坐标系中，X轴被设定为传输线路1的长度方向(前后方向)，Y轴被设定为传输线路1的宽度方向(左右方向)，Z轴被设定为传输线路1的高度方向(上下方向)。
如图1～图3所示，传输线路1具有柱壁波导路10、波导管20、盲孔30以及杆部件40，沿着传输线路1的长度方向(X方向)传输高频信号。另外，在本实施方式中，为了容易理解，举例说明传输线路1在从-X侧朝向+X侧的方向上传输高频信号的情况，但传输线路1也可以在从+X侧朝向-X侧的方向上传输高频信号。
并且，传输线路1所传输的高频信号例如是E频带(70～90[GHz]频带)的高频信号。
柱壁波导路10为如下所述的波导路，即，具有电介质基板11、第一导体层12a、第二导体层12b、以及柱壁13，并且将第一导体层12a和第二导体层12b以及柱壁13所包围的区域作为波导区域G。电介质基板11例如是由玻璃、树脂、陶瓷或者它们的复合体等电介质所形成的平板状的基板。电介质基板11被配置为其厚度方向与Z轴平行。第一导体层12a和第二导体层12b例如是通过铜、铝等金属、或者它们的合金等导电体而分别形成在电介质基板11的上表面和底面上的薄膜层，被配置为隔着电介质基板11而彼此对置。另外，该第一导体层12a和第二导体层12b能够与外部连接以成为接地(earthing)电位。第一导体层12a配置在+Z侧，第二导体层12b配置在-Z侧。
柱壁13是通过排列多个导体柱P而形成的壁部件，该多个导体柱P形成为贯通电介质基板11而将第一导体层12a与第二导体层12b之间连接。这里，导体柱P例如是通过对在厚度方向(沿着Z轴的方向)上贯通电介质基板11的孔部(通孔)实施铜等金属镀敷而形成的。另外，柱壁波导路10也可以对印刷电路基板(PCB：Print Circuit Board)这样的双面铜层压板进行加工而制作的。
图4是图2中的C-C线向视剖视图。如图4所示，柱壁13具有：与柱壁波导路10的长度方向(X方向)平行地延伸的一对第一柱壁13a、13b、以及在柱壁波导路10的宽度方向(Y方向)上延伸的第二柱壁13c(短壁)。一对第一柱壁13a、13b是通过将多个导体柱P在宽度方向上隔开预定的间隔并沿着长度方向排成2列而形成的。即，第一柱壁13a是通过沿X方向排列的多个导体柱P而形成的，第一柱壁13b是通过在与第一柱壁13a在Y方向上构成不同位置的地方沿X方向排列的多个导体柱P而形成的。第二柱壁13c是通过在一对第一柱壁13a、13b的+X侧的端部之间将多个导体柱P排成1列而形成的。
如上所述，在柱壁波导路10中，第一导体层12a和第二导体层12b以及柱壁13所包围的区域是波导区域G。因此，构成柱壁13的多个导体柱P的间隔被设定成：能够使在波导区域G中传播的高频信号不会泄漏到柱壁波导路10的外部的间隔。例如，彼此相邻的导体柱P的间隔(中心间距离)(第一柱壁13a中的相邻导体柱P的间隔、第一柱壁13b中的相邻导体柱P的间隔、第二柱壁13c中的相邻导体柱P的间隔)，优选被设定为导体柱P的直径的2倍以下。并且，波导区域G在X方向上延伸。
这里，在构成柱壁波导路10的一部分的第一导体层12a中，例如形成有俯视观察时的形状为圆形形状的开口H。其中，开口H的俯视观察时的形状也可以是除圆形形状以外的形状(例如，矩形形状、多边形形状)。该开口H形成在一对第一柱壁13a、13b的Y方向上的之间且从第二柱壁13c向-X侧分开了预定距离的位置。另外，开口H优选形成在距宽度方向上的一对第一柱壁13a、13b各自的距离(Y方向上的距离)变得相等的位置。
波导管20是在X方向上延伸的中空方形部件，具有上下一对宽壁(侧壁)21a、21b、左右一对窄壁(侧壁)21c、21d以及一端部(-X侧的端部)的窄壁21e。波导管20在其一端部被去掉宽壁21b，而在宽壁21b形成有开口部OP(参照图2、图3)。例如，宽壁21b在宽度方向的中央部被去掉与柱壁波导路10的宽度相同程度的宽度，在长度方向上被去掉能够至少将形成于第一导体层12a的开口H和杆部件40收容在管内的长度大小，在上下方向上则至少使波导管20的管内裸露于外部的方式被去掉。
在波导管20，以覆盖形成于宽壁21b的开口部OP、且使波导管20的轴向与柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向成为相同方向的方式，连接柱壁波导路10的第一导体层12a。由此，波导管20处于在与柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向相同的方向(X方向)上延伸、且经由形成于第一导体层12a的开口H而与柱壁波导路10的波导区域G连通的状态。其中，波导管20的轴向是指与波导管20的长度方向平行的方向，本发明中的“侧壁”是指沿着波导管20的长度方向的壁部。
具体地说，如图2所示，柱壁波导路10以端部(接近第二柱壁13c的端部)与宽壁21b抵接、且第一导体层12a与宽壁21b的内壁处于一个面的方式安装于波导管20。如图2和图3所示，柱壁波导路10的第一导体层12a以开口H的三侧被波导管20的左右一对窄壁21c、21d和一端部的窄壁21e包围的方式焊接于窄壁21c、21d、21e。
如图3所示，波导管20的管内的宽度被设定得比一对第一柱壁13a、13b的间隔稍大，如图2、图3所示，波导管20的内表面中的与下方对置的面的高度被设定得比后述的杆部件40的高度(准确地说，包含导电性连接部件50的高度)高。即，在波导管20的上述内表面中的与下方对置的面与杆部件40的上端之间形成有间隙。并且，如上所述，由于窄壁21e焊接于第一导体层12a，因此波导管20的管内形成为从窄壁21e向+X方向延伸。另外，波导管20的管内的宽度和高度根据传输线路1的期望特性而适当设定。
盲孔30是以第一端(一端)配设在第一导电体层12a的开口H的内部(径向内侧)、第二端配设在电介质基板11内部的方式形成的沿上下方向延伸的通孔。盲孔30虽然优选形成为第一端配设在开口H的中心部，但也可以从中心部稍微偏移。盲孔30的长度被严格地设定成预定的长度。图5是本发明的第一实施方式的盲孔和杆部件的放大示出的剖视图。另外，图5是将图2的一部分放大的图。
如图5所示，在盲孔30的第一端形成有外径比盲孔30大的连接盘L1(第一连接盘)。在该连接盘L1的上部配设有连接杆部件40时所使用的导电性连接部件50。连接盘L1是为了增大与导电性连接部件50的接触面积而提高与杆部件40的连接强度而设置的。上述的盲孔30和连接盘L1，例如与形成于柱壁波导路10的导体柱P相同地，例如通过对电介质基板11的一部分实施铜等金属的镀敷而形成的。另外，在连接盘L1与第一导体层12a之间形成具有圆形环形状的隔离盘AP。
图6和图7是示出本发明的第一实施方式的盲孔的结构例的剖视图。如图6所示，盲孔30例如是沿着从开口H侧形成到电介质基板11的厚度方向的中途部分的孔11a的内壁而形成的、具有带底圆筒形状的部件。
或者，如图7所示，盲孔30例如是以填埋从开口H侧形成到电介质基板11的厚度方向的中途部分的孔11a的方式形成的圆柱形状的部件。
盲孔30不论采用图6和图7中的哪个结构，都与连接盘L1一同形成。并且，盲孔30不论采用图6和图7中的哪个结构，都在孔11a的内壁形成基底层(由钛或钨等形成的基底层)之后形成。在图6和图7中省略基底层的图示。另外，盲孔30的形状也可以是除带底圆筒形状(或者，圆柱形状)以外的形状(例如，四方筒形状、四棱柱形状)。
如图5所示，杆部件40是具有导体柱41(柱部件)和支承部件42的长方体形状的部件，并且以使导体柱41与盲孔30成为同轴的方式配置在波导管20的管内。导体柱41例如由铜、铝等金属、或者它们的合金等形成。导体柱41是外径形成为与盲孔30同径(或者，相同程度的外径)的圆柱形状或者圆筒形状的部件，通过导电性连接部件50而与盲孔30连接。
与盲孔30相同地，导体柱41的长度被严格地设定成预定的长度。另外，导体柱41的形状也可以是除圆柱形状或者圆筒形状以外的形状(例如，四棱柱形状或者四方筒形状)。
如图5所示，在导体柱41的一端(配置在盲孔30侧的一端(下端))形成有外径比导体柱41大的连接盘L2(第二连接盘)。在连接盘L2的底部配设有与盲孔30连接时所使用的导电性连接部件50。连接盘L2与连接盘L1为同径(或者，相同程度的外径)，是为了增大与导电性连接部件50的接触面积而提高与盲孔30的连接强度而设置的。
支承部件42是由玻璃或者树脂等形成的长方体形状的部件，是为了支承导体柱41并且容易进行导体柱41的安装(在柱壁波导路10上的安装)而设置的。上述的导体柱41例如以通过支承部件42的中心(重心)的方式埋入支承部件42内。导体柱41除了形成有连接盘L2的端部之外，整体埋入支承部件42的内部。即，支承部件42被设置为包围导体柱41的除了形成有连接盘L2的端部之外的部分。导体柱41的长度比支承部件42的上下方向的长度小。由此，导体柱41的上端位于比支承部件42的上表面靠下方的位置。
这里，支承部件42优选构成为，宽度方向(Y方向)上的长度比长度方向(波导管20的轴向)上的长度短。其原因如下。即，在波导管20的管内传播的高频信号一边被波导管20的左右一对窄壁21c、21d反射一边沿长度方向(波导管20的轴向)传播。高频信号在支承部件42的内部传播时，与在波导管20的管内传播时相比，波长变短。因此，若支承部件42的宽度方向上的长度长，则有时产生多余的相位旋转而产生不良影响。为了极力减少这样的多余的相位旋转，优选支承部件42的宽度方向上的长度比长度方向上的长度短。
导电性连接部件50是为了将盲孔30和杆部件40的导体柱41连接而使用的部件。具体地说，导电性连接部件50是为了将盲孔30和导体柱41电连接且将盲孔30的第一端和导体柱41的上述一端固定而使用的。作为该导电性连接部件50，能够使用例如焊料、银胶等导电性粘接剂、表面形成有焊料层的球状部件(例如，铜制球状部件)等。
这里，在盲孔30为图6所示结构的情况下，若作为导电性连接部件50使用例如焊料，则由于加热而熔融的焊料会流入盲孔30的内部，有可能产生连接不良。因此，在盲孔30为图6所示结构的情况下，优选使用具有比盲孔30的内径大的外径的上述球状部件。如果使用这样的连接部件，则在球状部件停留在盲孔30的第一端(上端)的状态下，通过形成于球状部件的表面的焊料将球状部件焊接于盲孔30的一端，因此防止上述的连接不良。
在上述结构的传输线路1中，从-X侧引导到柱壁波导路10的高频信号在柱壁波导路10的第一导体层12a和第二导体层12b以及柱壁13(一对第一柱壁13a、13b)所包围的波导区域G在从-X侧朝向+X侧的方向上传播。若在柱壁波导路10的波导区域G中传播的高频信号到达盲孔30的形成位置，则经由借助导电性连接部件50连接于盲孔30的杆部件40将高频信号引导到波导管20的管内。引导到杆部件40的高频信号从在波导管20的管内以比柱壁波导路10突出的状态配置的导体柱41向波导管20的管内放射，而在波导管20的管内在从-X侧朝向+X侧的方向上传播。
如上所述，在本实施方式中，以经由形成于柱壁波导路10的第一导体层12a的开口H而使波导管20的管内和柱壁波导路10的波导区域G连通的方式将柱壁波导路10和波导管20连接。并且，在柱壁波导路10的电介质基板11形成有第一端配设于开口H内部的盲孔30，在波导管20的管内配置有杆部件40，该杆部件40具有导体柱41和支承部件42，并且形成为使导体柱41与盲孔30成同轴。
这里，认为形成于电介质基板11的盲孔30承担如下功能：暂时解除在柱壁波导路10的波导区域G传播的高频信号的模式，然后引导到柱壁波导路10的外部(波导管20的管内)。并且，认为在波导管20的管内以突出的状态配置的导体柱41承担用于形成被盲孔30引导到柱壁波导路10的外部的高频信号的、波导管20内的模式的起点功能。在本实施方式中，认为能够通过这些功能而在宽频带范围降低反射损失。
并且，在本实施方式中，以使波导管20的轴向与柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向处于相同方向的方式，将柱壁波导路10的第一导体层12a和波导管20连接。因此，如果通过未图示的支承部来支承例如柱壁波导路10和波导管20的底部(位于-Z侧的各底部)，则能够比以往的结构(波导管相对于构成柱壁波导路的电介质基板垂直安装的结构)牢固地保持波导管20和柱壁波导路10。
以上，对本发明的第一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够在本发明的范围内自由地变更。例如，考虑以下的第一～第四变形例。
〈第一变形例〉
图8是示出本发明的第一实施方式所涉及的传输线路的第一变形例的剖视图。其中，在图8中，对与图5中示出的部件相同的部件标注相同的符号。在上述的实施方式中，杆部件40为在柱壁波导路10上仅被导电性连接部件50支承的结构。然而，也可以如图8所示，杆部件40在柱壁波导路10上在多处被支承。
如图8所示，在本变形例中，在构成杆部件40的一部分的支承部件42的底部的四个角形成连接盘L20。该连接盘L20例如是通过对上述底部实施铜等金属的镀敷而形成的、例如俯视观察时的形状为圆形形状的部件。另外，连接盘L20的俯视观察时的形状也可以是除圆形形状以外的形状(例如，四边形状)。
并且，在柱壁波导路10上形成有4个连接盘L10。这些连接盘L10形成在以使导体柱41与盲孔30成同轴的方式将杆部件40配置在柱壁波导路10上的状态下在沿上下方向与各个连接盘L20对置的位置。连接盘L10例如是由与连接盘L20相同的材质形成的、形状与连接盘L20相同的部件。另外，连接盘L10可以由与连接盘L20不同的材质形成，也可以是与连接盘L20不同的形状。
在对置的连接盘L10与连接盘L20之间分别设置有凸起BP。凸起BP是在柱壁波导路10上支承杆部件40的底部的球形状的部件。作为凸起BP，能够使用例如球形状的焊料(所谓的焊球)、或者与导电性连接部件50相同地表面形成有焊料层的球状部件等。另外，凸起BP的形状也可以是除球形以外的形状。
另外，在图8所示的杆部件40中，导体柱41形成为从支承部件42的底面延伸到上表面，在支承部件42的上表面形成有外径比导体柱41大的连接盘L3。连接盘L3是由与形成于支承部件42的底面的连接盘L2相同的材质形成的、形状与连接盘L2相同的部件。另外，连接盘L3可以由与连接盘L2不同的材质形成，也可以是与连接盘L2不同的形状。此外，也可以省略连接盘L3。
如上所述，在本变形例中，在柱壁波导路10上，杆部件40被导电性连接部件50和多个凸起BP支承。因此，与上述的实施方式相比，能够在柱壁波导路10上稳定且牢固地支承杆部件40。
〈第二变形例〉
图9是示出本发明的第一实施方式所涉及的传输线路的第二变形例的剖视图。图9是与图1的B-B线的向视剖视图相当的第二变形例的剖视图。在上述的实施方式中，波导管20的宽度被设定得比柱壁波导路10的宽度宽。(参照图3)。另一方面，在本变形例中，也可以如图9所示，使波导管20的宽度与柱壁波导路10的宽度相同(或者，大致相同)。若比较图9和图3，则在本变形例中，减少波导管20的左右一对窄壁21c、21d的厚度，而使波导管20的宽度与柱壁波导路10的宽度相同。另外，只要在波导管20的管内传播的高频信号不泄漏到外部，则也可以将波导管20的宽度设定得比柱壁波导路10的宽度窄。
〈第三变形例〉
在上述的实施方式所说明的传输线路1中，柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向与波导管20的轴向是相同的方向。然而，柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向与波导管20的轴向也可以在俯视观察时交叉(例如，正交)。只要通过未图示的支承部来支承柱壁波导路10和波导管20的底部(位于-Z侧的各底部)，则即使柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向与波导管20的轴向在俯视观察时交叉，也能够与上述的实施方式(柱壁波导路10的波导区域G所延伸的方向与波导管20的轴向为相同方向的方式)相同地，比以往的结构牢固地保持波导管20和柱壁波导路10。
〈第四变形例〉
并且，在上述的实施方式中，举例说明构成配设在波导管20管内的杆部件40的一部分的支承部件42是长方体形状的情况。然而，支承部件42并不限于长方体形状，也可以是其他的形状(例如球形状、圆柱形状)。
以下，参照附图对本发明的第二实施方式所涉及的传输线路1进行说明。以下，对具有与第一实施方式相同的结构的结构要素标注与第一实施方式相同的符号，省略详细的说明。在本实施方式中，柱壁波导路的柱壁的结构与上述的第一实施方式不同。
图10是与图2中的C-C线向视剖视图相当的第二实施方式的剖视图。如图10所示，本实施方式的传输线路1具有柱壁波导路60、波导管20、盲孔30以及杆部件40，沿着传输线路1的长度方向(X方向)传输高频信号。另外，在本实施方式中，为了容易理解，举例说明传输线路1在从-X侧朝向+X侧的方向上传输高频信号的情况，但传输线路1也可以在从+X侧朝向-X侧的方向上传输高频信号。
并且，传输线路1所传输的高频信号例如是E频带(70～90[GHz]频带)的高频信号。
本实施方式的柱壁波导路60为如下所述的波导路，即，具有电介质基板11、第一导体层12a、第二导体层12b以及柱壁63，并且将第一导体层12a和第二导体层12b以及柱壁63(后述的一对第一柱壁63a、63b、第二柱壁63c)所包围的区域作为波导区域G。
柱壁63是通过排列多个导体柱P而形成的壁部件，该多个导体柱P形成为贯通电介质基板11而将第一导体层12a与第二导体层12b之间连接。这里，导体柱P例如是通过对在厚度方向(沿着Z轴的方向)上贯通电介质基板11的孔部(透孔)实施铜等金属的镀敷而形成的。另外，柱壁波导路60也可以是对印刷电路基板(PCB：Print Circuit Board)这样的双面铜层压板进行加工而制作的。
柱壁63具有：与柱壁波导路60的长度方向(X方向)平行地延伸的一对第一柱壁63a、63b、以及在柱壁波导路10的宽度方向(Y方向)上延伸的第二柱壁63c(短壁)。一对第一柱壁63a、63b是通过将多个导体柱P在宽度方向上隔开预定的间隔并沿着长度方向排成2列而形成的。第二柱壁63c是通过在一对第一柱壁63a、63b的+X侧的端部之间将多个导体柱P排成1列而形成的。
在本实施方式中，一对第一柱壁63a、63b分别具有朝向波导区域G(波导区域G的内侧)突出的柱突出部Pa、Pb。即，柱突出部Pa、Pb以彼此接近的方式从第一柱壁63a、63b突出。与第一实施方式相同地，各柱壁63a、63b具有隔开间隔排列的多个导体柱P。在本实施方式中，通过朝向波导区域G(波导区域G的内侧)移位的多个导体柱P中的一部分导体柱P而形成柱突出部Pa、Pb。一对柱壁63a、63b中的柱突出部Pa、Pb配置在波导区域G所延伸的方向(规定的方向、X方向)上的同等的位置。这里，从波导区域G的规定方向(X方向)上的端部(靠近第二柱壁63c的端部)到柱突出部Pa、Pb为止的上述规定方向上的距离D1，根据在传输线路1中传输的高频信号的管内波长而适当设定。在本实施方式中，距离D1是高频信号的管内波长的29～45％的长度。
例如，在E频带中心频率78.5GHz下的传输线路1的管内波长为2604μm的情况下，距离D1被设定在769～1169μm的范围内。通过将距离D1设定在上述范围内，使波导路的一部分宽度极其窄，从而能够改善阻抗匹配，在宽频带范围降低反射损失。
只要柱突出部Pa、Pb朝向波导区域G突出的距离D2处于在波导区域传播的高频信号不泄漏到柱壁波导路60外部的间隔的范围内，则可以适当设定。
如图10所示，在本实施方式中，通过朝向波导区域G移位的多个导体柱P中的一部分导体柱P来形成柱突出部Pa、Pb。然而，柱突出部Pa、Pb的结构不限于此。
图11是与图2中的C-C线向视剖视图相当的第二实施方式的变形例的剖视图。如图11所示，也可以通过与隔开间隔排列的多个导体柱P相邻的其他导体柱Pc、Pd来形成柱突出部Pa、Pb。在图11中，在X方向上相邻的2个导体柱P之间且靠近波导区域G的位置，配置有上述其他导体柱Pc、Pd。另外，上述其他导体柱Pc、Pd也可以配置在X方向上与1个导体柱P同等的位置、且靠近波导区域G的位置。
并且，在本实施方式中，针对每个柱壁63a、63b，分别使多个导体柱P中的1个导体柱P朝向波导区域G移位，但也可以通过朝向波导区域G移位的多个导体柱P而分别形成柱突出部Pa、Pb。并且，在本实施方式的变形例中，针对每个柱壁63a、63b，分别设置了与多个导体柱P相邻的1个其他导体柱Pc(或者Pd)，但也可以通过多个其他导体柱Pc(或者Pd)而分别形成柱突出部Pa、Pb。
以上，对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限于上述实施方式，能够在本发明的范围内自由地变更。并且，上述的第一实施方式的第一～第四变形例也可以应用于第二实施方式。
实施例1
本申请的发明者实际设计上述的第一实施方式的传输线路而进行了模拟，并求出通过传输线路而传输的高频信号的强度分布、以及传输线路的反射特性和透过特性。进行模拟的传输线路1的设计参数如下。
·柱壁波导路10
电介质基板11的厚度：520[μm]
电介质基板11的相对介电常数：3.82
第一柱壁13a、13b的间隔(中心间距离)：1540[μm]
第二柱壁13c与盲孔30的间隔(中心间距离)：480[μm]
开口H(隔离盘AP)的直径：340[μm]
·波导管20
管内的高度：1149[μm]
管内的宽度：2500[μm]
从导体柱41的中心到窄壁21e的距离：985[μm]
·盲孔30
直径：100[μm]
长度：420[μm]
连接盘L1的直径：200[μm]
·杆部件40
长度方向的长度：1000[μm]
宽度：970[μm]
高度：700[μm]
导体柱41的直径：100[μm]
连接盘L2的直径：200[μm]
·导电性连接部件50
高度：100[μm]
图12是示出通过实施例的传输线路而传输的高频信号的电场强度分布的模拟结果的图。图12所示的模拟结果是将某频率(例如，80[GHz])的高频信号从纸面右侧(-X侧)引导到柱壁波导路10再向纸面左方向(+X方向)传输的情况下的结果。其中，引导到柱壁波导路10的高频信号在被引导到波导管20之后在波导管20的管内向纸面左方向(+X方向)传输。
参照图12，在柱壁波导路10的纸面右侧部分，高频信号的电场强度在从纸面右侧朝向纸面左侧的方向(传输方向)上呈条纹状变化。由此，可知引导到柱壁波导路10的高频信号在柱壁波导路10的内部按照某个模式在传输方向上传输。同样，在波导管20的纸面左侧部分，高频信号的电场强度也在传输方向上呈条纹状变化。由此，可知引导到波导管20的管内的高频信号在波导管20的管内按照某个模式在传输方向上传输。
并且，参照图12，高频信号的电场强度在柱壁波导路10的设置有盲孔30的位置不是以条纹状变化，高频信号的电场强度在盲孔30的第二端与柱壁波导路10的底面(第二导体层12b)之间明显变强。认为这样的电场强度是通过由盲孔30暂时解除在柱壁波导路10的波导区域G传播的高频信号的模式而得到的。
并且，参照图12，高频信号的电荷强度在杆部件40与柱壁波导路10之间也明显提高。具体地说，高频信号的电荷强度在形成有圆形环形状的隔离盘AP的部分(参照图5)的上方的部分明显提高。认为通过得到这样的电场强度，而形成以设置于杆部件40的导体柱41为起点的模式。
图13是示出实施例1的传输线路的反射特性和透过特性的模拟结果的图。在图13中，标注了符号R的曲线是表示传输线路的反射特性的曲线，标注了符号T的曲线是表示传输线路的透过特性的曲线。参照图13中的曲线R，S参数为-15[dB]以下的频带(反射损失低的频带)为约73～90[GHz]。这样，可知本实施例的传输线路在宽频带范围内反射损失低，能够以低损失传输例如E频带(70～90[GHz]频带)的高频信号。
实施例2
此外，本申请的发明者实际设计上述的第二实施方式的传输线路而进行了模拟，并求出传输线路的反射特性。进行模拟的传输线路1的设计参数如下。
·柱壁波导路60
电介质基板11的厚度：520[μm]
电介质基板11的相对介电常数：3.82
第一柱壁63a、63b的间隔(中心间距离)：1540[μm]
第二柱壁63c与盲孔30的间隔(中心间距离)：480[μm]
开口H(隔离盘AP)的直径：340[μm]
·波导管20
管内的高度：1149[μm]
管内的宽度：2500[μm]
从导体柱41的中心到窄壁21e的距离：985[μm]
导体柱P的外径：100[μm]
彼此相邻的导体柱P的间隔(中心间距离)：200[μm]
E频带的中心频率78.5GHz下的柱壁波导路的管内波长：2604[μm]
从波导区域G的规定方向(X方向)上的端部到柱突出部Pa、Pb为止的规定方向上的距离D1：870[μm]
柱突出部Pa、Pb朝向波导区域G的内侧突出的距离D2：55[μm]
·盲孔30
直径：100[μm]
长度：420[μm]
连接盘L1的直径：200[μm]
·杆部件40
长度方向的长度：1000[μm]
宽度：970[μm]
高度：700[μm]
导体柱41的直径：100[μm]
连接盘L2的直径：200[μm]
·导电性连接部件50
高度：100[μm]
图14是示出实施例2的传输线路的反射特性的模拟结果的图表。在图14中，标注了符号R的曲线是表示传输线路的反射特性的曲线。参照图14中的曲线R能够确认，至少在71～86[GHz]的频带下S参数成为-20[dB]以下，反射损失在宽的频带范围低。这样，可知实施例2的传输线路其反射损失在宽频带范围低，能够以低损失传输例如E频带(70～90[GHz]频带)的高频信号。
附图标记的说明
1...传输线路，10；60...柱壁波导路；11...电介质基板；12a...第一导体层；12b...第二导体层；13a、13b、63a、63b...第一柱壁；20...波导管；21b...宽壁；30...盲孔；40...杆部件；41...导体柱；42...支承部件；50...导电性连接部件；BP...凸起；H...开口；L1、L2...连接盘；OP...开口部；G...波导区域；Pa、Pb...柱突出部；P、Pc、Pd...导体柱。
Claims (13)
1.一种传输线路，其中，该传输线路具有：
柱壁波导路，该柱壁波导路具有形成有一对柱壁的电介质基板、以及经由该电介质基板而彼此对置的第一导体层和第二导体层，由所述一对柱壁、所述第一导体层和所述第二导体层包围的区域为波导区域；
中空方形的波导管，该波导管以所述第一导体层覆盖形成于侧壁的开口部的方式与所述第一导体层连接，该波导管的管内经由形成于所述第一导体层的开口而与所述波导区域连通；
盲孔，该盲孔以一端配设于形成在所述第一导体层的所述开口的内部的方式形成于所述电介质基板；以及
杆部件，该杆部件具有与所述盲孔的所述一端连接的柱部件、以及支承所述柱部件的支承部件，该杆部件以所述柱部件与所述盲孔成同轴的方式配置在所述波导管内。
2.根据权利要求1所述的传输线路，其中，
所述盲孔和所述柱部件通过导电性连接部件而连接。
3.根据权利要求2所述的传输线路，其中，
在所述盲孔的所述一端形成有第一连接盘，该第一连接盘的外径比所述盲孔的外径大，供所述导电性连接部件配设，
在所述柱部件的配置在所述盲孔侧的一端形成有第二连接盘，该第二连接盘的外径比所述柱部件的外径大，供所述导电性连接部件配设。
4.根据权利要求2或3所述的传输线路，其中，
所述导电性连接部件是在表面形成有焊料层的球状部件。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的传输线路，其中，
所述盲孔沿着从所述电介质基板的靠近所述开口的一侧形成到所述电介质基板的中途部分的孔的内壁形成，具有带底的圆筒形状。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的传输线路，其中，
在所述第一导体层上，具有在多处支承所述支承部件的多个凸起。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的传输线路，其中，
所述支承部件呈与所述波导管的轴向正交的方向上的长度比所述波导管的轴向上的长度短的长方体形状。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的传输线路，其中，
所述波导管的轴向是与所述柱壁波导路的所述波导区域所延伸的方向相同的方向。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的传输线路，其中，
所述一对柱壁分别具有朝向所述波导区域突出的柱突出部。
10.根据权利要求9所述的传输线路，其中，
各所述柱壁具有隔开间隔而排列的多个导体柱，通过朝向所述波导区域移位的所述多个导体柱中的一部分导体柱来形成所述柱突出部。
11.根据权利要求9所述的传输线路，其中，
各所述柱壁具有隔开间隔而排列的多个导体柱，通过与所述多个导体柱相邻且位于比所述多个导体柱靠近所述波导区域的其他导体柱来形成所述柱突出部。
12.根据权利要求9所述的传输线路，其特征在于，
所述波导区域是沿规定方向延伸而形成的，所述一对柱壁中的所述柱突出部配置在所述规定方向上的同等的位置。
13.根据权利要求12所述的传输线路，其中，
从所述波导区域的所述规定方向上的端部到所述柱突出部为止的距离，根据在所述传输线路中传输的信号的管内波长而设定。
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