CN113169434A - 波导管平面线路转换器和高频模块 - Google Patents

Abstract

以具有方形波导管(1)的方式构成波导管平面线路转换器，该方形波导管(1)的第1开口(2a)侧的管路处的截面形状即第1截面形状和第2开口(2b)侧的管路处的截面形状即第2截面形状不同，第1截面形状的长边方向(4a)和第2截面形状的短边方向(5b)平行地配置，第1截面形状的短边方向(4b)和第2截面形状的长边方向(5a)平行地配置。

Description

波导管平面线路转换器和高频模块

技术领域

本发明涉及具有方形波导管和平面线路的波导管平面线路转换器和高频模块。

背景技术

在以下的专利文献1中公开有平面线路与波导管的连接构造。

专利文献1公开的连接构造具有形成于电介质基板的杆壁波导，杆壁波导的端部被插入到波导管的中空部。

此外，专利文献1公开的连接构造在杆壁波导中的上部侧的接地导体层与波导管的上部宽壁之间的间隙配置有金属等导体(以下称作“封闭导体”)，以防止高频信号从该间隙向外部泄漏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-80101号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1公开的连接构造中，伴随着杆壁波导的制造误差、波导管的制造误差或封闭导体的制造误差，有时在封闭导体与杆壁波导之间产生间隙。在封闭导体与杆壁波导之间产生间隙的情况下，间隙的宽度为波导管的宽度尺寸且为高频信号的有效波长的半波长以上，因此，该连接构造不会成为高频信号的遮断构造，存在高频信号有时向外部泄漏这样的课题。

本发明正是为了解决上述这种课题而完成的，其目的在于，得到不使用封闭导体就能够防止电磁波向外部泄漏的波导管平面线路转换器和高频模块。

用于解决课题的手段

本发明的波导管平面线路转换器具有：方形波导管，其第1开口侧的管路处的截面形状即第1截面形状和第2开口侧的管路处的截面形状即第2截面形状不同，第1截面形状的长边方向和第2截面形状的短边方向平行地配置，第1截面形状的短边方向和第2截面形状的长边方向平行地配置；杆壁波导，其一部分配置于第2开口侧的管路内；平衡探针，其末端配置于第1开口侧的管路内，基端与杆壁波导的第1开口侧的端部连接；以及平面线路，其配置于方形波导管的第2开口的外侧，一端与杆壁波导的第2开口侧的端部连接。

发明效果

根据本发明，以具有方形波导管的方式构成波导管平面线路转换器，该方形波导管的第1开口侧的管路处的截面形状即第1截面形状和第2开口侧的管路处的截面形状即第2截面形状不同，第1截面形状的长边方向和第2截面形状的短边方向平行地配置，第1截面形状的短边方向和第2截面形状的长边方向平行地配置。因此，本发明的波导管平面线路转换器不使用封闭导体就能够防止电磁波向外部泄漏。

附图说明

图1是示出实施方式1的波导管平面线路转换器的立体透视图。

图2是图1所示的波导管平面线路转换器的分解立体透视图。

图3是图1所示的波导管平面线路转换器的俯视透视图。

图4是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₁-x₁’截面的剖视图。

图5是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₂-x₂’截面的剖视图。

图6是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₃-x₃’截面的剖视图。

图7是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₄-x₄’截面的剖视图。

图8是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₅-x₅’截面的剖视图。

图9是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₆-x₆’截面的剖视图。

图10是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₇-x₇’截面的剖视图。

图11是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₈-x₈’截面的剖视图。

图12是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₉-x₉’截面的剖视图。

图13是示出在空间3b中以TE10模传播的电磁波的衰减常数的电磁场分析结果的说明图。

图14是示出图1所示的波导管平面线路转换器中的电磁波的反射振幅的电磁场分析结果的说明图。

图15是示出实施方式2的波导管平面线路转换器的剖视图。

图16是示出实施方式3的高频模块的剖视图。

图17是示出实施方式3的另一个高频模块的剖视图。

图18是示出实施方式4的高频模块的剖视图。

图19是示出实施方式5的波导管平面线路转换器的立体透视图。

图20是示出作为图19所示的波导管平面线路转换器的比较对象的波导管平面线路转换器的立体透视图。

图21是示出图20所示的波导管平面线路转换器中的电磁波的通过相位的电磁场分析的说明图。

图22是示出图20所示的波导管平面线路转换器中的电磁波的反射振幅的电磁场分析的说明图。

具体实施方式

下面，为了更加详细地说明本发明，按照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1是示出实施方式1的波导管平面线路转换器的立体透视图。图2是图1所示的波导管平面线路转换器的分解立体透视图。

图3是图1所示的波导管平面线路转换器的俯视透视图。

图4是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₁-x₁’截面的剖视图，图5是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₂-x₂’截面的剖视图。

图6是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₃-x₃’截面的剖视图，图7是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₄-x₄’截面的剖视图。

图8是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₅-x₅’截面的剖视图，图9是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₆-x₆’截面的剖视图。

图10是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₇-x₇’截面的剖视图，图11是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₈-x₈’截面的剖视图。

图12是示出图3所示的波导管平面线路转换器中的x₉-x₉’截面的剖视图。

在图1～图12中，方形波导管1具有第1金属块1a和第2金属块1b。

以在第1金属块1a与第2金属块1b之间分别形成空间3a和空间3b的方式连接第1金属块1a和第2金属块1b。

空间3a是方形波导管1的第1开口2a侧的管路。

空间3b是方形波导管1的第2开口2b侧的管路。

空间3b包含空间3c，如图8所示，空间3c是第2开口2b侧的管路的内壁面1a’与杆壁波导6之间的空间。

第1开口2a侧的管路处的与y-z面平行的方向的截面形状和第2开口2b侧的管路处的与y-z面平行的方向的截面形状即第2截面形状不同。

例如，x₁-x₁’截面、x₂-x₂’截面和x₃-x₃’截面(参照图3)处的各个空间3a的形状是第1截面形状。

例如，x₄-x₄’截面和x₅-x₅’截面(参照图3)处的各个空间3b的形状是第2截面形状。第2截面形状是长边方向为5a且短边方向为5b的矩形。

如图4～图6所示，第1截面形状的长边方向4a和短边方向4b彼此垂直。

如图7和图8所示，第2截面形状的长边方向5a和短边方向5b彼此垂直。

如图4～图8所示，第1截面形状的长边方向4a和第2截面形状的短边方向5b彼此平行地配置。

如图4～图8所示，第1截面形状的短边方向4b和第2截面形状的长边方向5a彼此平行地配置。

如图7和图8所示，杆壁波导6的一部分以y-z面中的长边方向与第2截面形状的长边方向5a平行的方式配置于空间3b。如图9所示，杆壁波导6也可以延伸到方形波导管1的第2开口2b的外侧。

杆壁波导6具有电介质基板7、第1接地导体8、第2接地导体9、第1柱状导体10和第2柱状导体11。

电介质基板7以y-z面中的长边方向与长边方向5a平行的方式配置在空间3b中，电介质基板7以y-z面中的长边方向与第1截面形状的短边方向4b平行的方式配置在空间3a的一部分中。此外，电介质基板7以y-z面中的长边方向与y轴方向平行的方式配置在方形波导管1的第2开口2b的外侧。

第1平面7a是电介质基板7的2个x-y面中的-z轴方向侧的x-y面。

第2平面7b是电介质基板7的2个x-y面中的+z轴方向侧的x-y面。

第1接地导体8形成于电介质基板7的第1平面7a。

第2接地导体9形成于电介质基板7的第2平面7b。电介质基板7以第2接地导体9与第2金属块1b相接的方式配置。

第1柱状导体10使第1接地导体8与第2接地导体9之间导通。

第1柱状导体10存在多个，多个第1柱状导体10大致沿着x轴方向并排配置。

第2柱状导体11配置于比第1柱状导体10更靠+y轴方向侧的位置，使第1接地导体8与第2接地导体9之间导通。

第2柱状导体11存在多个，多个第2柱状导体11大致沿着x轴方向并排配置。

杆壁波导6的波导宽度6a是第1柱状导体10与第2柱状导体11之间的长度。

螺钉12a、12b是用于将电介质基板7固定于第2金属块1b的部件。

平衡探针13具有第1探针13a和第2探针13b。

平衡探针13的末端配置于空间3a，基端与杆壁波导6的第1开口2a侧的端部连接。

第1探针13a以末端配置于空间3a且基端与第1接地导体8的第1开口2a侧的端部8a连接的方式，形成于电介质基板7中的配置于空间3a的部分的电介质基板7的第1平面7a。

第1探针13a的末端是-x轴侧的端部，第1探针13a的基端是+x轴侧的端部。

第2探针13b以末端配置于空间3a且基端与第2接地导体9的第1开口2a侧的端部9a连接的方式，形成于电介质基板7中的配置于空间3a的部分的电介质基板7的第2平面7b。

第2探针13b的末端是-x轴侧的端部，第2探针13b的基端是+x轴侧的端部。

第1探针13a的基端的y轴方向的位置和第2探针13b的基端的y轴方向的位置是大致相同的位置。

第1探针13a的末端的y轴方向的位置和第2探针13b的末端的y轴方向的位置是不同的位置，关于第1探针13a和第2探针13b，越是从基端朝向末端的方向，彼此之间的距离越宽。

平面线路14具有信号线导体14a和接地导体14b。平面线路14配置于方形波导管1的第2开口2b的外侧，一端与杆壁波导6的第2开口2b侧的端部连接。

信号线导体14a例如通过微带线路实现。

信号线导体14a形成于电介质基板7中的配置于第2开口2b外侧的部分的电介质基板7的第1平面7a。

接地导体14b形成于电介质基板7中的配置于第2开口2b外侧的部分的电介质基板7的第2平面7b。

螺钉15a、15b是用于将电介质基板7中的配置于第2开口2b外侧的部分的电介质基板7固定于第2金属块1b的部件。

空间16a是以螺钉12a不与第1金属块1a接触的方式形成的空洞。

空间16b是以螺钉12b不与第1金属块1a接触的方式形成的空洞。

第1截面形状的长边方向4a的尺寸是由方形波导管1传播的电磁波的半波长以上的长度。

第2截面形状的长边方向5a的尺寸是由方形波导管1传播的电磁波的半波长以下的长度。

杆壁波导6的波导宽度6a是由方形波导管1传播的电磁波的有效波长的半波长以上的长度。

另外，杆壁波导6具有电介质基板7，电磁波穿过电介质基板7，因此，有效波长比穿过空间3a等空间的电磁波的波长短。

形成空间3b的第1金属块1a的内壁面中的与杆壁波导6对置的内壁面1a’与杆壁波导6中的第1接地导体8之间的长度5c是电介质基板7的基板厚度的一半以上的长度。

电介质基板7的基板厚度除了包含电介质基板7的厚度以外，还包含第1接地导体8的导体厚度和第2接地导体9的导体厚度双方。

接着，对图1所示的波导管平面线路转换器的动作进行说明。

如图4～图8所示，第1截面形状的长边方向4a和第2截面形状的短边方向5b彼此平行地配置。

此外，如图4～图8所示，第1截面形状的短边方向4b和第2截面形状的长边方向5a彼此平行地配置。

因此，空间3a中的宽壁面和空间3b中的宽壁面垂直，空间3a中的窄壁面和空间3b中的窄壁面垂直。此外，在空间3b配置有杆壁波导6。

由此，空间3a中的基本模是TE01模，空间3b中的基本模是TE10模。TE01模和TE10模是彼此正交的模，因此，TE01模与TE10模的耦合小。

TE01模与TE10模的耦合小，因此，能够防止电磁波从方形波导管1的第2开口2b向外部泄漏。

而且，第1截面形状的长边方向4a的尺寸是由方形波导管1传播的电磁波的半波长以上的长度，因此，从外部输入到第1开口2a的电磁波以TE01模在空间3a中传播。

空间3a中的TE01模被配置于空间3a的平衡探针13即第1探针13a和第2探针13b，转换成具有第1接地导体8和第2接地导体9作为平衡线路的、杆壁波导6能够传播的模。

杆壁波导6的波导宽度6a是该电磁波的有效波长的半波长以上的长度，因此，该电磁波以TE10模在杆壁波导6中传播。

另一方面，第2截面形状的长边方向5a的尺寸是由方形波导管1传播的电磁波的半波长以下的长度，因此，空间3b在该电磁波的频率下是遮断构造。因此，该电磁波在空间3b内实质上未传播。

配置于方形波导管1的第2开口2b外侧的平面线路14的一端与杆壁波导6的y轴方向的中央部连接，因此，在杆壁波导6中传播的电磁波以准TEM模在平面线路14中传播。

图13是示出在空间3b中以TE10模传播的电磁波的衰减常数的电磁场分析结果的说明图。

在电磁场分析中使用有限要素法。图13的横轴是由方形波导管1传播的电磁波的中心频率，电磁波的中心频率通过9.7GHz频带即X频带来归一化。图13的纵轴是以TE10模传播的电磁波的衰减常数[N·s/m]。

在电磁场分析中，将包含第1接地导体8的导体厚度和第2接地导体9的导体厚度在内的电介质基板7的基板厚度固定在0.54[mm]。

此外，在电磁场分析中，将图8所示的长度5c设为0.2[mm]～0.8[mm]的范围。

在图13中，30示出长度5c为0.2[mm]的情况下的分析结果，31示出长度5c为0.27[mm]的情况下的分析结果，32示出长度5c为0.3[mm]的情况下的分析结果，33示出长度5c为0.4[mm]的情况下的分析结果，34示出长度5c为0.5[mm]的情况下的分析结果，35示出长度5c为0.6[mm]的情况下的分析结果，36示出长度5c为0.7[mm]的情况下的分析结果，37示出长度5c为0.8[mm]的情况下的分析结果。

分析结果31的0.27[mm]的长度5c是电介质基板7的基板厚度即0.54[mm]的一半的长度。

在长度5c是比电介质基板7的基板厚度的一半的长度短的0.2[mm]的情况下，如分析结果30所示，归一化频率为1的衰减常数大约为0[N·s/m]。因此，包含电介质基板7的空间3b无法遮断归一化频率为1的电磁波。

在长度5c是电介质基板7的基板厚度的一半以上的长度的情况下，如分析结果31～37所示，归一化频率为1的衰减常数大约为50以上[N·s/m]。因此，包含电介质基板7的空间3b能够实质地遮断归一化频率为1的电磁波。

实施方式1的波导管平面线路转换器的第2截面形状的长边方向5a的尺寸是由方形波导管1传播的电磁波的半波长以下的长度，并且，长度5c是电介质基板7的基板厚度的一半以上的长度。

因此，该电磁波在除了杆壁波导6以外的空间3b中几乎不以TE10模传播，但是，在杆壁波导6中以TE10模传播。

图14是示出图1所示的波导管平面线路转换器中的电磁波的反射振幅的电磁场分析结果的说明图。

在电磁场分析中使用有限要素法。图14的横轴是由方形波导管1传播的电磁波的中心频率，电磁波的中心频率通过X频带来归一化。图14的纵轴是该电磁波的反射振幅[dB]。

在电磁场分析中，设长度5c是0.5[mm]。

反射振幅为-20[dB]的相对带宽是归一化频率大约为0.95～1.05的范围，在归一化频率大约为0.95～1.05的范围内，反射振幅是大约-20～-40[dB]的范围。因此，可知在归一化频率大约为0.95～1.05的范围内，由方形波导管1传播的电磁波的反射非常小。

以上的实施方式1以具有方形波导管1的方式构成波导管平面线路转换器，该方形波导管1的第1开口2a侧的管路处的截面形状即第1截面形状和第2开口2b侧的管路处的截面形状即第2截面形状不同，第1截面形状的长边方向4a和第2截面形状的短边方向5b平行地配置，第1截面形状的短边方向4b和第2截面形状的长边方向5a平行地配置。因此，波导管平面线路转换器不使用封闭导体就能够防止电磁波向外部泄漏。

实施方式2

在实施方式2中，对具有使第1金属块1a与第1接地导体8之间导通的导通部件40的波导管平面线路转换器进行说明。

图15是示出实施方式2的波导管平面线路转换器的剖视图。

图15所示的波导管平面线路转换器中的y₁-y₁’截面对应于图3所示的波导管平面线路转换器中的y₁-y₁’截面。

在图15中，与图1～图12相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

导通部件40通过导电性的海绵或导电性的结合剂等实现。

导通部件40设置于空间3b的一部分，使第1金属块1a与第1接地导体8之间导通。

导通部件40的y轴方向的位置例如配置于平面线路14的y轴方向的位置。

设置于空间3b的一部分的导通部件40的数量可以是1个，也可以是多个。

导通部件40不是对空间3b的整体进行遮蔽的封闭导体。但是，导通部件40例如作为使电磁波反射的遮蔽部件发挥作用，因此，能够遮蔽电磁波。

因此，实施方式2的波导管平面线路转换器与实施方式1的波导管平面线路转换器相比，能够进一步抑制向外部泄漏的电磁波。

实施方式3

在实施方式3中，对具有波导管平面线路转换器的发送系统的高频模块进行说明。

图16是示出实施方式3的高频模块的剖视图。

图16所示的高频模块包含波导管平面线路转换器，该波导管平面线路转换器中的y₁-y₁’截面对应于图3所示的波导管平面线路转换器中的y₁-y₁’截面。

在图16中，与图1～图12相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

空间51由第1金属块1a和第2金属块1b形成，以设置高频放大器55和隔离器56。

对电介质基板52的一个平面施加接地导体53，对另一个平面施加接地导体54。电介质基板52以接地导体54与第2金属块1b相接的方式配置于空间51。

高频放大器55设置于电介质基板52的接地导体53。

当在平面线路14中传播的电磁波通过隔离器56时，高频放大器55对该电磁波进行放大。

隔离器56以位于电介质基板7与高频放大器55之间的方式设置于第2金属块1b。

隔离器56是使电磁波在正方向上通过而不使电磁波在反方向上通过的高频部件。

隔离器56使以准TEM模在平面线路14中传播的电磁波通过，阻止从高频放大器55输出的电磁波通过。

在图16所示的高频模块中，隔离器56使在平面线路14中传播的电磁波通过，阻止从高频放大器55输出的电磁波通过。但是，这只不过是一例，也可以是如下的隔离器56：使从高频放大器55输出的电磁波通过，阻止在平面线路14中传播的电磁波通过。

散热翅片57设置于与形成空间51的第2金属块1b的内壁面101对置的第2金属块1b的外壁面102，以将从高频放大器55等产生的热散发到高频模块的外部。

图16所示的高频模块在电介质基板7与电介质基板52之间具有隔离器56。图16所示的高频模块具有隔离器56，因此，即使具有高频放大器55，也能够防止以准TEM模在平面线路14中传播的电磁波与由高频放大器55放大的高频之间的干扰。

在第2金属块1b的外壁面102设置有第2金属块1b，因此，从高频放大器55等产生的热被散发到高频模块的外部。

图16所示的高频模块将高频放大器55和隔离器56设置于空间51。因此，图16所示的高频模块能够防止在平面线路14中传播的电磁波和由高频放大器55放大的高频分别向高频模块的外部辐射。

在图16所示的高频模块中，用于设置高频放大器55和隔离器56的空间51由第1金属块1a和第2金属块1b形成。

但是，这只不过是一例，例如，如图17所示，也可以是用于设置高频放大器55和隔离器56的空间51由屏蔽部件58形成的高频模块。

图17是示出实施方式3的另一个高频模块的剖视图。

屏蔽部件58的一端与第1接地导体8连接，另一端与接地导体53连接，覆盖高频放大器55和隔离器56。

图17所示的高频模块具有屏蔽部件58，因此，能够防止在平面线路14中传播的电磁波和由高频放大器55放大的高频分别向高频模块的外部辐射。

实施方式4

在实施方式4中，对在第1金属块1a的内壁面中的与杆壁波导6对置的内壁面1a’形成有扼流构造60的高频模块进行说明。

图18是示出实施方式4的高频模块的剖视图。

图18所示的高频模块包含波导管平面线路转换器，该波导管平面线路转换器中的y₁-y₁’截面对应于图3所示的波导管平面线路转换器中的y₁-y₁’截面。

在图18中，与图1～图12、图16和图17相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

扼流构造60形成于第1金属块1a的内壁面中的与杆壁波导6对置的内壁面1a’。

扼流构造60的长度60a是从扼流构造60的开口位置到扼流构造60的底部60b的z轴方向的长度，长度60a是希望抑制空间3b中传播的电磁波的波长的四分之一的奇数倍的长度。

图18所示的高频模块中包含的波导管平面线路转换器与实施方式1的波导管平面线路转换器同样，第2截面形状的长边方向5a的尺寸是由方形波导管1传播的电磁波的半波长以下的长度。因此，空间3b在该电磁波的频率下是遮断构造。

具有该电磁波的波长的四分之一的奇数倍的长度60a的扼流构造60以抑制该电磁波的方式发挥作用。

因此，图18所示的高频模块中包含的波导管平面线路转换器与实施方式1的波导管平面线路转换器相比，能够进一步抑制该电磁波在空间3b中传播。

实施方式5

在实施方式5中，对具有2个实施方式1～4的波导管平面线路转换器中的任意实施方式的波导管平面线路转换器的波导管平面线路转换器进行说明。

图19是示出实施方式5的波导管平面线路转换器的立体透视图。在图19中，与图1相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

2个波导管平面线路转换器中的一个波导管平面线路转换器即第1波导管平面线路转换器是图中标记于分配合成器70左上方的波导管平面线路转换器。

另一个波导管平面线路转换器即第2波导管平面线路转换器是图中标记于分配合成器70右下方的波导管平面线路转换器。

分配合成器70是具有输入输出端口70a、70b、70c的E面分支的T型波导管。

分配合成器70的输入输出端口70a与第1波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a连接，输入输出端口70b与第2波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a连接。

分配合成器70在从第1波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a向输入输出端口70a输入电磁波时，将电磁波分支成2个电磁波，将一个电磁波输出到输入输出端口70b，将另一个电磁波输出到输入输出端口70c。输入到输入输出端口70a的电磁波的相位和输出到输入输出端口70b、70c的电磁波的相位是相反的相位。

此外，分配合成器70在从第2波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a向输入输出端口70b输入电磁波时，将电磁波分支成2个电磁波，将一个电磁波输出到输入输出端口70a，将另一个电磁波输出到输入输出端口70c。输入到输入输出端口70b的电磁波的相位和输出到输入输出端口70a、70c的电磁波的相位是相反的相位。

此外，分配合成器70在向输入输出端口70c输入电磁波时，将电磁波分支成2个电磁波，将一个电磁波输出到输入输出端口70a，将另一个电磁波输出到输入输出端口70b。输出到输入输出端口70a的电磁波的相位和输出到输入输出端口70b的电磁波的相位是相反的相位。

在图19所示的波导管平面线路转换器中，第1波导管平面线路转换器中的第1探针13a和第2波导管平面线路转换器中的第2探针13b对置地配置。

此外，第1波导管平面线路转换器中的第2探针13b和第2波导管平面线路转换器中的第1探针13a对置地配置。

接着，对图19所示的波导管平面线路转换器的动作进行说明。

图20是示出作为图19所示的波导管平面线路转换器的比较对象的波导管平面线路转换器的立体透视图。

在图20所示的波导管平面线路转换器中，第1波导管平面线路转换器中的第1探针13a和第2波导管平面线路转换器中的第1探针13a对置地配置。

此外，第1波导管平面线路转换器中的第2探针13b和第2波导管平面线路转换器中的第2探针13b对置地配置。

设对图20所示的第1波导管平面线路转换器的平面线路14赋予的电磁波的相位和对第2波导管平面线路转换器的平面线路14赋予的电磁波的相位是相同相位。

在图20所示的波导管平面线路转换器中，从第1波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a输出的电磁波的相位和从第2波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a输出的电磁波的相位成为相反相位。

图21是示出图20所示的波导管平面线路转换器中的电磁波的通过相位的电磁场分析的说明图。

在电磁场分析中使用有限要素法。图21的横轴是从2个波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a输出的各个电磁波的中心频率，电磁波的中心频率通过X频带来归一化。图21的纵轴是电磁波的通过相位[deg]。

在图21中，81是第1波导管平面线路转换器中的电磁波的通过相位，82是第2波导管平面线路转换器中的电磁波的通过相位。

通过相位81和通过相位82的相位180度反转。

图22是示出图20所示的波导管平面线路转换器中的电磁波的反射振幅的电磁场分析的说明图。

在电磁场分析中使用有限要素法。图22的横轴是从2个波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a输出的各个电磁波的中心频率，电磁波的中心频率通过X频带来归一化。图22的纵轴是反射振幅[dB]。

在图22中，91是第1波导管平面线路转换器中的电磁波的反射振幅，92是第2波导管平面线路转换器中的电磁波的反射振幅。

反射振幅91和反射振幅92大致相同。

在图20所示的波导管平面线路转换器中，在颠倒第1波导管平面线路转换器中的第1探针13a和第2探针13b的情况下，成为图19所示的波导管平面线路转换器。

设对图20所示的第1波导管平面线路转换器的平面线路14赋予的电磁波的相位和对第2波导管平面线路转换器的平面线路14赋予的电磁波的相位是相同相位。

在颠倒图20所示的第1波导管平面线路转换器中的第1探针13a和第2探针13b的情况下，根据图21所示的电磁场分析结果可知，2个波导管平面线路转换器中各个电磁波的通过相位成为相同相位。

即使颠倒图20所示的第1波导管平面线路转换器中的第1探针13a和第2探针13b，根据图22所示的电磁场分析结果可知，2个波导管平面线路转换器中各个电磁波的反射振幅大致相同。

图19所示的波导管平面线路转换器与颠倒图20所示的第1波导管平面线路转换器中的第1探针13a和第1波导管平面线路转换器中的第2探针13b的情况下的波导管平面线路转换器相同。

设对图19所示的第1波导管平面线路转换器的平面线路14赋予的电磁波的相位和对第2波导管平面线路转换器的平面线路14赋予的电磁波的相位是相同相位。

因此，在图19所示的波导管平面线路转换器中，从第1波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a输出的电磁波的相位和从第2波导管平面线路转换器中的方形波导管1的第1开口2a输出的电磁波的相位成为相同相位。此外，各个电磁波的反射振幅大致相同。

图19所示的波导管平面线路转换器的分配合成器70对通过相位为相同相位且反射振幅大致相同的2个电磁波进行合成，将合成后的电磁波从输入输出端口70a输出到外部。

图19所示的波导管平面线路转换器不设置用于使从2个波导管平面线路转换器输出的各个电磁波的相位成为相同相位的延迟线路，就能够对通过相位为相同相位的2个电磁波进行合成。

另外，本申请能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合或各实施方式的任意结构要素的变形，或者在各实施方式中省略任意结构要素。

产业上的可利用性

本发明适用于具有方形波导管和平面线路的波导管平面线路转换器和高频模块。

标号说明

1：方形波导管；1a：第1金属块；1a’：内壁面；1b：第2金属块；2a：第1开口；2b：第2开口；3a：空间；3b：空间；3c：空间；4a：第1截面形状的长边方向；4b：第1截面形状的短边方向；5a：第2截面形状的长边方向；5b：第2截面形状的短边方向；5c：内壁面1与第1接地导体之间的长度；6：杆壁波导；6a：波导宽度；7：电介质基板；7a：第1平面；7b：第2平面；8：第1接地导体；8a：第1接地导体中的第1开口侧的端部；9：第2接地导体；9a：第2接地导体中的第1开口侧的端部；10：第1柱状导体；11：第2柱状导体；12a、12b：螺钉；13：平衡探针；13a：第1探针；13b：第2探针；14：平面线路；14a：信号线导体；14b：接地导体；15a、15b：螺钉；16a、16b：空间；30：0.2[mm]的情况下的分析结果；31：0.27[mm]的情况下的分析结果；32：0.3[mm]的情况下的分析结果；33：0.4[mm]的情况下的分析结果；34：0.5[mm]的情况下的分析结果；35：0.6[mm]的情况下的分析结果；36：0.7[mm]的情况下的分析结果；37：0.8[mm]的情况下的分析结果；40：导通部件；51：空间；52：电介质基板；53、54：接地导体；55：高频放大器；56：隔离器；57：散热翅片；58：屏蔽部件；60：扼流构造；60a：扼流构造的长度；60b：扼流构造的底部；70：分配合成器；70a、70b、70c：输入输出端口；81、82：通过相位；91、92：反射振幅；101：内壁面；102：外壁面。

Claims (11)

1.一种波导管平面线路转换器，该波导管平面线路转换器具有：

方形波导管，其第1开口侧的管路处的截面形状即第1截面形状和第2开口侧的管路处的截面形状即第2截面形状不同，所述第1截面形状的长边方向和所述第2截面形状的短边方向平行地配置，所述第1截面形状的短边方向和所述第2截面形状的长边方向平行地配置；

杆壁波导，其一部分配置于所述第2开口侧的管路内；

平衡探针，其末端配置于所述第1开口侧的管路内，基端与所述杆壁波导的所述第1开口侧的端部连接；以及

平面线路，其配置于所述方形波导管的所述第2开口的外侧，一端与所述杆壁波导的所述第2开口侧的端部连接。

2.根据权利要求1所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

在所述第2开口侧的管路的内壁面与所述杆壁波导之间设置有空间，

所述第1截面形状的长边方向的尺寸是由所述方形波导管传播的电磁波的半波长以上的长度，所述第2截面形状的长边方向的尺寸是所述电磁波的半波长以下的长度，

所述杆壁波导的波导宽度是所述电磁波的有效波长的半波长以上的长度。

3.根据权利要求1所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述杆壁波导具有：

电介质基板；

第1接地导体，其形成于所述电介质基板的第1平面；

第2接地导体，其形成于所述电介质基板的第2平面；

第1柱状导体，其连接所述第1接地导体和所述第2接地导体；以及

第2柱状导体，其连接所述第1接地导体和所述第2接地导体，

所述杆壁波导的波导宽度是所述第1柱状导体与所述第2柱状导体之间的长度。

4.根据权利要求3所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述平衡探针具有：

第1探针，其末端配置于所述第1开口侧的管路内，基端与所述第1接地导体的所述第1开口侧的端部连接；以及

第2探针，其末端配置于所述第1开口侧的管路内，基端与所述第2接地导体的所述第1开口侧的端部连接，

关于所述第1探针和所述第2探针，越是从基端朝向末端的方向，彼此之间的距离越宽。

5.根据权利要求3所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述第2开口侧的管路的内壁面中的与所述杆壁波导对置的内壁面与所述杆壁波导之间的长度是所述电介质基板的基板厚度的一半以上的长度。

6.根据权利要求3所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述方形波导管具有第1金属块和第2金属块，所述第1金属块和所述第2金属块以在所述第1金属块与所述第2金属块之间形成作为所述管路的空间的方式连接，

所述电介质基板配置于所述空间内，通过螺钉固定于所述第2金属块。

7.根据权利要求3所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述方形波导管具有第1金属块和第2金属块，所述第1金属块和所述第2金属块以在所述第1金属块与所述第2金属块之间形成作为所述管路的空间的方式连接，

所述电介质基板以所述第2接地导体与所述第2金属块相接的方式配置于所述空间，

所述波导管平面线路转换器具有导通部件，该导通部件使所述第1金属块与所述第1接地导体之间导通。

8.根据权利要求1所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述方形波导管具有第1金属块和第2金属块，所述第1金属块和所述第2金属块以在所述第1金属块与所述第2金属块之间形成作为所述管路的空间的方式连接，

在与形成所述空间的所述第2金属块的内壁面对置的所述第2金属块的外壁面形成有散热翅片。

9.根据权利要求1所述的波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述方形波导管具有第1金属块和第2金属块，所述第1金属块和所述第2金属块以在所述第1金属块与所述第2金属块之间形成作为所述管路的空间的方式连接，

在所述第1金属块的内壁面中的与所述杆壁波导对置的内壁面形成有扼流构造。

10.一种波导管平面线路转换器，其特征在于，

所述波导管平面线路转换器具有2个权利要求4所述的波导管平面线路转换器，2个波导管平面线路转换器中的一个波导管平面线路转换器是第1波导管平面线路转换器，另一个波导管平面线路转换器是第2波导管平面线路转换器，

所述第1波导管平面线路转换器中的所述方形波导管的第1开口和所述第2波导管平面线路转换器中的所述方形波导管的第1开口经由分配合成器连接，

所述第1波导管平面线路转换器中的第1探针和所述第2波导管平面线路转换器中的第2探针对置地配置，

所述第1波导管平面线路转换器中的第2探针和所述第2波导管平面线路转换器中的第1探针对置地配置。

11.一种高频模块，其特征在于，所述高频模块具有：

波导管平面线路转换器；

高频放大器，其对发送用的高频进行放大；以及

隔离器，其防止由所述波导管平面线路转换器中包含的平面线路传播的电磁波与由所述高频放大器放大的高频之间的干扰，

所述波导管平面线路转换器具有：

方形波导管，其第1开口侧的管路处的截面形状即第1截面形状和第2开口侧的管路处的截面形状即第2截面形状不同，所述第1截面形状的长边方向和所述第2截面形状的短边方向平行地配置，所述第1截面形状的短边方向和所述第2截面形状的长边方向平行地配置；

杆壁波导，其一部分配置于所述第2开口侧的管路内；

平衡探针，其末端配置于所述第1开口侧的管路内，基端与所述杆壁波导的所述第1开口侧的端部连接；以及

平面线路，其配置于所述方形波导管的所述第2开口的外侧，一端与所述杆壁波导的所述第2开口侧的端部连接。

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