CN113924691A - 模式转换器、rf模块以及便携式终端 - Google Patents
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Abstract
在使柱壁波导路的模式与在和柱壁波导路不同的基板形成有带状导体的线路的模式转换的模式转换器中,难以产生因环境温度的变化而引起的传送不良。模式转换器(10)具备在宽壁(导体层12)设置有开口(121)的柱壁波导路(PW)、在主面形成有带状导体(16)的电介质制的基板(15)以及将宽壁(导体层12)与基板(15)接合的接合部件(焊料18),在俯视时,开口(121)与带状导体(16)重叠。
Description
技术领域
本发明涉及使柱壁波导路中的模式与包含带状导体的线路中的模式转换的模式转换器。另外,本发明涉及具备这样的模式转换器的RF模块以及便携式终端。
背景技术
在非专利文献1中,记载了使柱壁波导路的波导模式与微带线路的波导模式相互转换的模式转换器。
图16、图17表示具备这样的现有的模式转换器110a、110b的RF模块101。图16以及图17分别是RF模块101的分解立体图以及剖视图。
在模式转换器110a、110b中,柱壁波导路PW具备:电介质制的基板111、分别形成于基板111的一对主面的每一个的一对导体层112、113以及形成于基板111的内部的柱壁114。一对导体层112、113中的、在俯视的情况下被柱壁114围起的区域作为从2个方向(例如上下方向)夹住长方体状的波导区域的一对宽壁发挥功能,柱壁作为从4个方向(例如前后左右方向)包围波导区域的一对窄壁以及一对短壁发挥功能。柱壁114是呈柵状配置于基板111的内部的多个通孔,由使一对导体层相互短路的多个通孔构成。
另外,在模式转换器110a、110b中,微带线路MS具备作为信号线发挥功能的带状导体116a、116b、由导体层112构成的接地层以及将信号线与接地层隔开的电介质层115,微带线路MS直接形成于柱壁波导路的一个主面。
并且,为了使柱壁波导路PW的波导模式与微带线路MS的波导模式相互转换,模式转换器110a、110b具备与构成微带线路MS的带状导体116a、116b的一个端部连接的盲孔BVa、BVb。盲孔BVa、BVb作为激振销发挥功能。此外,激振销可以是盲孔,也可以是通孔。
在模式转换器110a、110b中,能够将带状导体116a、116b利用为柱壁波导路PW的输入输出端口。例如,如图16以及图17所示,RF模块101通过在柱壁波导路PW的两端部(短壁附近)分别形成模式转换器110a、110b,在模式转换器110a的带状导体116a安装RFIC(RadioFrequency Integrated Circuit)121,在模式转换器110b的带状导体116b安装天线122而获得。RF模块101是在柱壁波导路PW的一个主面直接安装RFIC121以及天线122而成的RF模块。
在这样的RF模块中,存在欲将RFIC以及天线预先安装于与构成柱壁波导路的基板不同的基板(以下,称为安装基板),将该安装基板与柱壁波导路接合,由此制造RF模块的迫切期望。图18表示具有这样的结构的RF模块101A。图18是RF模块101A的剖视图。
在实现该迫切期望的情况下,如图18所示,考虑使用通孔将带状导体116Aa、116Ab向安装基板的背面侧(接近柱壁波导路PW的一侧)引出,使用凸块Ba、Bb将向安装基板的背面侧被引出的带状导体116Aa、116Ab与盲孔BVa、BVb接合的方式。
非专利文献1:Yusuke Uemichi,et al."A ultra low-loss silica-basedtransformer between microstrip line and post-wall waveguide for millimeter-wave antenna-in-package applications,"IEEE MTT-S IMS,Jun.2014.
然而,作为构成柱壁波导路PW的基板111的电介质,采用石英、陶瓷、蓝宝石、硅等的情况较多。另一方面,作为构成安装基板115A的电介质,采用氟树脂(例如铁氟龙(注册商标))、玻璃环氧树脂、液晶聚合物、聚酰亚胺树脂、环烯烃等的情况较多。在这样的情况下,构成基板111的电介质的线膨胀系数与构成安装基板115A的电介质的线膨胀系数大幅不同。因此,伴随着使用RF模块101A的环境温度的变化,而对凸块Ba、Bb反复施加应力,不久,便会在凸块Ba、Bb的任一方或者双方产生裂缝,由此存在在RFIC121与柱壁波导路PW之间以及天线122与柱壁波导路PW之间的任一方或者双方产生传送不良的情况(参照图18)。
为了使安装基板115A与柱壁波导路PW的接合变得稳固,也考虑使用焊料118将相互对置的安装基板115A的主面与柱壁波导路PW的主面接合的方式(参照图18)。但是,既然构成柱壁波导路PW的基板的电介质的线膨胀系数与构成安装基板的电介质的线膨胀系数大幅不同,即使在凸块Ba、Bb的基础上使用焊料118,也难以防止裂缝的产生。
发明内容
本发明的一个方式是鉴于上述的课题而完成的,其目的在于,提供一种使柱壁波导路中的模式与将形成于和柱壁波导路不同的基板的带状导体设为信号线的线路中的模式转换的模式转换器,即与现有相比难以产生因环境温度的变化而引起的传送不良的模式转换器。另外,提供一种具备这样的模式转换器的RF模块以及便携式终端。
本发明的一个方式的模式转换器具备:在一个宽壁设置有开口的柱壁波导路、在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有带状导体的电介质制的基板以及将上述一个宽壁与上述基板直接或者间接地接合的接合部件,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述开口的至少一部分与上述带状导体的至少一部分重叠。
本发明的一个方式的RF模块具备:柱壁波导路,其在一个宽壁的第1短壁的附近设置有第1开口,并且在上述一个宽壁的第2短壁的附近设置有第2开口;电介质制的基板,其在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有第1带状导体,并且在上述一个主面以及上述另一个主面的至少任一个形成有第2带状导体,且在上述一个主面以及上述另一个主面的至少任一个形成有天线;接合部件,其将上述一个宽壁与上述基板直接或者间接地接合;以及RFIC,其安装于上述基板的一个主面,并且任一个端子与上述第1带状导体电连接,上述天线与上述第2带状导体电连接,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述第1开口的至少一部分与上述第1带状导体的至少一部分重叠,并且上述第2开口的至少一部分与上述第2带状导体的至少一部分重叠。
本发明的一个方式的便携式终端具备本发明的一个方式的RF模块,来作为发送模块、接收模块以及收发模块的至少任一个。
本发明的一个方式的RF模块具备:柱壁波导路,其通过一对宽壁、窄壁、一对短壁形成波导区域,该柱壁波导路配置为(1)在一个宽壁中的包含一个短壁的一个端部区域设置有第1开口,并且(2)在上述一个宽壁中的包含另一个短壁的另一个端部区域设置有第2开口,且(3)上述一个端部区域与上述另一个端部区域平行且接近;电介质制的基板,其在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有第3带状导体以及第4带状导体;接合部件,其将上述一个宽壁与上述基板直接或者间接地接合;以及RFIC,其安装于上述基板的一个主面,并且输出端子以及输入端子分别与上述第3带状导体以及上述第4带状导体电连接,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述第1开口的至少一部分与上述第3带状导体的至少一部分重叠,并且上述第2开口的至少一部分与上述第4带状导体的至少一部分重叠。
根据本发明的一个方式,能够提供一种使柱壁波导路中的模式与将形成于和柱壁波导路不同的基板的带状导体设为信号线的线路中的模式转换的模式转换器,即与现有相比难以产生因环境温度的变化而引起的传送不良的模式转换器。另外,根据本发明的一个方式,能够提供一种具备这样的模式转换器的RF模块以及便携式终端。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的模式转换器的俯视图。
图2是图1所示的模式转换器的剖视图。
图3是图1所示的模式转换器的第1变形例的剖视图。
图4是图1所示的模式转换器的第2变形例的俯视图。
图5是图1所示的模式转换器的第3变形例的剖视图。
图6是本发明的第2实施方式的RF模块的分解立体图。
图7是图6所示的RF模块的剖视图。
图8是表示模拟了作为本发明的第1实施例的模式转换器的转换特性的结果的模式转换器的剖视图。
图9是表示模拟了作为本发明的第1实施例的模式转换器的转换特性的结果的模式转换器的俯视图。
图10是表示作为本发明的第1实施例以及参考例的模式转换器的反射特性以及透过特性的图表。
图11是放大地表示作为本发明的第1实施例以及参考例的模式转换器的透过特性的图表。
图12是表示作为本发明的第2实施例的模式转换器的反射特性以及透过特性与作为本发明的第3实施例的模式转换器的反射特性以及透过特性的图表。
图13是放大地表示作为本发明的第2实施例的模式转换器的透过特性与作为本发明的第3实施例的模式转换器的透过特性的图表。
图14是表示作为本发明的第4实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图15是表示作为本发明的第4实施例组的模式转换器的透过特性的图表。
图16是具备现有的模式转换器的RF模块的分解立体图。
图17是具备现有的模式转换器的RF模块的剖视图。
图18是具备现有的模式转换器的RF模块,且是与图17所示的RF模块不同的方式的RF模块的剖视图。
图19是表示作为本发明的第5实施例的模式转换器的反射特性的图表。
图20是表示作为本发明的第5实施例的模式转换器的透过特性的图表。
图21是表示作为本发明的第6实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图22是表示作为本发明的第6实施例组的模式转换器的透过特性的图表。
图23是图1所示的模式转换器的第4变形例的剖视图。
图24是表示作为本发明的第7实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图25是表示作为本发明的第8实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图26是表示作为本发明的第9实施例的模式转换器的反射特性的图表。
图27是表示作为本发明的第9实施例的模式转换器的透过特性的图表。
图28是图1所示的模式转换器的第5变形例的俯视图。
图29是表示作为本发明的第10实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图30是表示作为本发明的第10实施例组的模式转换器的透过特性的图表。
图31是图1所示的模式转换器的第6变形例的俯视图。
图32是表示作为本发明的第11实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图33是表示作为本发明的第11实施例组的模式转换器的透过特性的图表。
图34是表示作为本发明的第12实施例组的模式转换器的反射特性的图表。
图35是表示作为本发明的第12实施例组的模式转换器的透过特性的图表。
图36是本发明的第3实施方式的RF模块的俯视图。
图37是图1所示的模式转换器的第7变形例的剖视图。
具体实施方式
〔第1实施方式〕
参照图1以及图2,对本发明的第1实施方式的模式转换器10进行说明。图1是模式转换器10的俯视图。图2是模式转换器10的剖视图,且是沿着图1所示的A-A’线的剖面中的剖视图。此外,本发明的各实施方式的模式转换器以及RF模块均将28GHz频带(例如27GHz以上29.5GHz以下的波段)假定为动作波段。
<模式转换器10的结构>
如图1以及图2所示,模式转换器10具备柱壁波导路PW、微带线路MS以及焊料18。对柱壁波导路PW以及微带线路MS后述。焊料18是使柱壁波导路PW的导体层12与微带线路MS的导体层17短路并且接合的接合部件的一个例子。焊料18在导体层12与导体层17相互平行或者大致平行的状态下,使导体层12与导体层17接合。如后所述,导体层17形成于基板15的相互对置的一对主面中的接近导体层12的一侧的主面。因此,也能称为焊料18经由导体层17使导体层12与基板15间接地接合。此外,以下,将基板15的相互对置的一对主面中的、远离导体层12的一侧的主面也称为一个主面,将接近导体层12的一侧的主面也称为另一个主面。以下,将后述的构成短壁14c的通孔14i的中心轴与焊料18的最短距离称为距离D3。距离D3能够适当地决定,但在本实施方式中,D3=850μm。
(柱壁波导路PW)
如图1以及图2所示,柱壁波导路PW具备基板11、导体层12、13以及柱壁14。
基板11是由电介质构成的板状部件,在本实施方式中为石英制。构成基板11的电介质不限定于石英,例如能够与模式转换器10的中心频率等对应地,在采用为柱壁波导路的基板的情况下,从能够抑制传送损失的电介质中适当地选择。此外,基板11的厚度T11能够适当地选择。
导体层12以及导体层13的每一个是分别形成于基板11的相互对置的一对主面的每一个的层状部件。导体层12、13是由导体构成的层状部件,在本实施方式中为铜制。构成导体层12、13的导体不限定于铜,能够适当地选择。另外,导体层12、13的厚度也能够适当地选择,可以是被称为厚度相对薄的导体膜的层状部件,也可以是被称为厚度相对厚的导体板的层状部件。
柱壁14由呈柵状配置于基板11的内部的多个通孔141~14n构成。这里,n是2以上的任意的整数。另外,以下,将通孔141~14n的每一个简化记为通孔14i。这里,i是1以上n以下的整数。柱壁14由相互对置的一对窄壁14a、14b、短壁14c、与短壁14c对置的其他的短壁(在图1以及图2中未图示)构成。各通孔14i由圆筒形状或者圆柱形状(在本实施方式中呈圆筒形状)的导体构成。
各通孔14i从基板11的一个主面到达至另一个主面,将导体层12与导体层13短路。另外,各通孔14i的直径DT(参照图1)能够与柱壁波导路PW的宽度W1、柱壁波导路PW的形状的复杂度等对应地适当决定,但在本实施方式中,形成DT=100μm。
在模式转换器10中,导体层12、13从2个方向(例如上下方向)夹住基板11,并且窄壁14a、14b从2个方向(例如左右方向)夹住基板11的一部分区域,且短壁14c以及上述其他的短壁从2个方向(例如前后方向)夹住基板11的一部分区域。被导体层12、13、窄壁14a、14b、短壁14c、上述其他的短壁从6个方向夹住的基板11的一部分区域作为模式转换器10的波导区域发挥功能。该波导区域在图1中由双点划线图示为包围3方的区域,在图2中图示为比通孔14i靠右侧的区域,即被导体层12与导体层13夹持的区域。此外,在图1中图示的双点划线是通过各通孔14i的中心的直线。如图1所示,窄壁14a与窄壁14b相互平行,短壁14c与窄壁14a、14b的每一个相互正交。以下,将窄壁14a与窄壁14b的间隔称为柱壁波导路PW的宽度W1。宽度W1能够与动作波段等对应地适当决定,但在本实施方式中,W1=4mm。
如图1以及图2所示,在构成柱壁波导路PW的一个宽壁的导体层12设置有开口121。开口121呈长方形,在短壁14c的附近设置为长边沿着短壁14c(在本实施方式中为平行),短边沿着窄壁14a、14b(在本实施方式中为平行)。以下,将开口121与短壁14c的最短距离称为距离D1,将开口121的宽度(沿着短边的长度)称为宽度W2,将长度(沿着长边的长度)称为长度L2。距离D1、宽度W2以及长度L2的每一个能够与动作波段等对应地适当决定,但在本实施方式中,D1=100μm,W2=400μm,L2=3.2mm。这样构成的柱壁波导路PW作为TE线路发挥功能,使经由开口121与波导区域耦合的高频沿着波导区域的长轴方向进行波导。
(微带线路MS)
如图1以及图2所示,微带线路MS具备基板15、带状导体16以及导体层17。
基板15是由电介质构成的板状部件。构成基板15的电介质例如能够与模式转换器10的中心频率等对应地,在采用为微带线路的基板的情况下,从能够抑制传送损失的电介质中适当地选择。此外,基板15的厚度T15能够适当地选择。
另外,也能够将被出售的安装基板(例如,Megtron6(注册商标)、Rogers RT/duroid(注册商标)5880等)的基板部分利用为基板15。在该情况下,能够对安装基板的相互对置的一对主面中的、作为一个主面的导体层进行图案成型,由此形成后述的带状导体16,对作为安装基板的另一个主面的导体层进行图案成型,由此形成后述的导体层17。
带状导体16是形成于基板15的一个主面(在图2中,为远离柱壁波导路PW的导体层12的一侧的主面)的长方形的导体图案,作为微带线路MS的信号线发挥功能。以下,将带状导体16的宽度称为宽度W3,将带状导体16的前端部,即在俯视时从开口121突出的前端部的长度称为长度L3。宽度W3以及长度L3的每一个能够与动作波段等对应地适当决定,但在本实施方式中,W3=600μm,L3=600μm。
长度L3对微带线路MS与柱壁波导路PW的阻抗匹配给予影响。因此,适当地设计长度L3,由此能够提高阻抗匹配,进而能够抑制模式转换器10中的反射损失。
导体层17是形成于基板15的另一个主面(在图2中,为接近柱壁波导路PW的导体层12的一侧的主面)的导体图案,作为微带线路MS的接地层发挥功能。在本实施方式中,如图1所示,导体层17在俯视的情况下形成于柱壁波导路PW的波导区域(即、被柱壁14围起的区域)的外侧。以下,将构成短壁14c的通孔14i的中心轴与导体层17的最短距离称为距离D2。距离D2能够适当地决定,但在本实施方式中,D2=850μm。即,在本实施方式中,D2=D3(参照图1以及图2)。此外,形成导体层17的区域以及距离D2能够与形成有开口121的位置等对应地适当设计,也可以从波导区域的外侧到达至开口121的附近。进一步讲,在俯视的情况下,导体层17只要不形成于基板15的另一个主面中的至少与开口121对置的区域即可,可以形成于与开口121对置的区域以外的区域的一部分,也可以形成于与开口121对置的区域以外的区域的全部。
带状导体16以及导体层17是导体制,在本实施方式中是铜制。构成带状导体16以及导体层17的导体不限定于铜,能够适当地选择。另外,带状导体16的厚度、宽度以及导体层17的厚度能够适当地选择,可以是被称为厚度相对薄的导体膜的层状部件,也可以是被称为厚度相对厚的导体板的层状部件。
在图1所示的区域,带状导体16呈长方形。但是,对于带状导体16而言,只要至少在俯视时与开口121重叠的区域的附近呈带状即可,远离开口121的一侧的端部也可以被图案成型为任何形状。在远离开口121的一侧的端部,例如能够形成用于连接RFIC(RadioFrequency Integrated Circuit)的端子的导体衬垫。另外,在本实施方式中,接近开口121的一侧的端部以具有2个角的方式被图案成型。但是,接近开口121的一侧的端部的形状不被限定。
对于带状导体16而言,在俯视柱壁波导路PW的情况下(参照图1),远离开口121的一侧的端部配置于柱壁波导路PW的波导区域的外侧,带状的部分横穿短壁14c以及开口121,接近开口121的一侧的端部配置于开口121的附近,即配置于上述波导区域。因此,在模式转换器10中,在俯视柱壁波导路PW的情况下,开口121的中央附近的一部分与带状导体16的一部分重叠。
这样构成的微带线路MS是被称为准TEM线路或者双导体线路的线路的一个方式。
此外,在本实施方式中,仅在基板15的一个主面形成有带状导体16,但例如也可以如图5所示的带状导体16C那样,遍布基板15的双方的主面形成有带状导体。
另外,在本实施方式中,作为在基板15的一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有带状导体而成的线路,而使用微带线路MS对模式转换器10进行了说明。但是,在本发明的一个方式中,在基板15的一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有带状导体而成的线路不限定于微带线路MS,可以是条带线路,可以是共面线路,可以是附带接地功能的共面线路,也可以是平行双线路。
(模式的转换)
在模式转换器10中,微带线路MS中的模式与柱壁波导路PW中的模式经由带状导体16的一部分与开口121的一部分在俯视时重叠的区域被耦合。即,模式转换器10能够不使用激振销,而经由不与带状导体16直接接触的开口121,使这些模式转换。
(导体层12与基板15的间隙)
如图2所示,在导体层12与基板15之间也包含开口121的部分,而形成空隙。该空隙可以是保持间隙(即、保持填充空气)不变的状态,也可以被填充树脂材料等的电介质。在向空隙填充树脂材料的情况下,例如,从通孔14i的任一个注入作为固化前的液体状的树脂材料,只要能够确认树脂材料从与注入的通孔14i不同的通孔14i渗出,则可以视为空隙的大部分的区域被树脂材料填充。之后,只要使树脂材料固化即可。
在向空隙填充电介质的情况下,适当地选择要填充的电介质,由此能够缓和在基板11与基板15之间可能产生的相对介电常数的不连续。
(柱壁波导路PW的功能)
在模式转换器10中,柱壁波导路PW也可以以作为滤波器、定向耦合器、双工器以及天线的任一个发挥功能的方式构成波导区域。在使用柱壁波导路PW来实现滤波器、定向耦合器、双工器以及天线的任一个的功能的情况下,只要从现有的滤波器、定向耦合器、双工器以及天线中适当地选择与用途对应的结构即可。此外,天线优选是阵列天线。
<第1变形例>
参照图3,对作为本发明的第1变形例,即图1以及图2所示的模式转换器10的变形例的模式转换器10A进行说明。图3是模式转换器10A的剖视图。
模式转换器10A通过以模式转换器10为基础,从模式转换器10省略导体层17,将焊料18置换成粘合剂18A而获得。粘合剂18A由不具有导电性的树脂材料构成。粘合剂18A将导体层12与基板15直接接合。以下,将粘合剂18A的厚度称为厚度TA。适当地设计厚度TA,由此能够调整微带线路MS中的带状导体16与导体层12的耦合的程度。
即便在省略了导体层17的情况下,柱壁波导路PW的导体层12也作为微带线路MS的接地层发挥功能。因此,能够称为模式转换器10A的微带线路MS具备基板15、带状导体16以及导体层12。
这样构成的模式转换器10A起到与10相同的效果。
另外,在图3中,在导体层12与基板15之间形成有空隙。但是,如上所述,该空隙可以是保持间隙(即、保持填充空气)不变的状态,也可以填充树脂材料等的电介质。在模式转换器10A中,例如,通过在基板15的主面涂覆粘合剂18A,将基板15粘贴于导体层12,能够不形成空隙地将导体层12与基板15接合。
粘合剂18A与焊料18相比弹性模量较高,因此能够缓和伴随着环境温度的变化而可能产生的应力。
<第2变形例>
参照图4,对作为本发明的第2变形例,即图1以及图2所示的模式转换器10的变形例的模式转换器10B进行说明。图4是模式转换器10B的俯视图。
模式转换器10B通过以模式转换器10为基础,将模式转换器10具备的带状导体16置换成带状导体16B而获得。在本变形例中,带状导体16B设计为长度L3比带状导体16的长度L3短,L3=200μm。
如图4所示,带状导体16B具备呈带状的主部16B1与均呈长方形的2个短线16B1、16B2。主部16B1是与带状导体16对应的导体图案,短线16B1、16B2的每一个均是长方形的导体图案。主部16B1以及短线16B1、16B2形成作为单一的导体图案的带状导体16B。
短线16B1、16B2的每一个在俯视时,分别设置于主部16B1中的柱壁波导路PW的波导区域的外侧的区间的任一个位置,即以呈带状的主部16B1的中心轴为对称轴成为线对称的位置。
在本变形例中,短线16B1、16B2呈长方形,且配置为长边与上述对称轴相交(在本实施方式中进行正交),并且短边沿着上述对称轴(在本实施方式中成为平行)。但是,短线16B1、16B2的形状以及进行配置的情况下的方向不限定于本变形例的方式。短线16B1、16B2如图4所示可以是端部被敞开的敞开短线,也可以是被短路的被称为短路短线的短线。
如上所述,在本变形例中,设计为长度L3比带状导体16的长度L3短。因此,当在模式转换器10B中采用了与带状导体16相同地不具有短线的带状导体的情况下,与模式转换器10的情况相比,阻抗匹配变差。这样,在阻抗匹配较差的情况下,适当地设计短线16B1、16B2,由此能够实现微带线路MS与柱壁波导路PW的阻抗匹配,进而能够抑制模式转换器10B中的反射损失。
<第3变形例>
参照图5,对作为本发明的第3变形例,即图1以及图2所示的模式转换器10的变形例的模式转换器10C进行说明。图5是模式转换器10C的剖视图。
模式转换器10C通过以模式转换器10为基础,将模式转换器10具备的带状导体16置换成带状导体16C而获得。
如图5所示,带状导体16C具备第1导体图案16C1与第2导体图案16C2。第1导体图案16C1以及第2导体图案16C2均是带状的导体图案。如后所述,第1导体图案16C1形成于基板15的一个主面(远离导体层12的一侧的主面),第2导体图案16C2形成于基板15的另一个主面(接近导体层12的一侧的主面)。第1导体图案16C1与第2导体图案16C2使用通孔16C3被电连接。
第1导体图案16C1与带状导体16相同地,是形成于基板15的一个主面的带状的导体图案,其前端部配置于柱壁波导路PW的波导区域的外侧。
第2导体图案16C2是形成于基板15的另一个主面的带状的导体图案。第2导体图案16C2的一个前端部配置于柱壁波导路PW的波导区域的外侧,即在俯视时配置为与第1导体图案16C1的一个前端部重叠。第2导体图案16C2的带状的部分在俯视时横穿短壁14c以及开口121,第2导体图案16C2的另一个前端部在俯视时配置于开口121的附近,即波导区域。因此,在模式转换器10C中,在俯视柱壁波导路PW的情况下,开口121的中央附近的一部分与带状导体16C的一部分重叠。即使在带状导体16C中,也将第2导体图案16C2的另一个前端部、即从开口121突出的前端部的长度称为长度L3。
通孔16C3由俯视时形成于波导区域的外侧的区域、且是第1导体图案16C1的一个前端部与第2导体图案16C2的一个前端部重叠的区域的圆筒形状或者圆柱形状(在本实施方式中为圆筒形状)的导体构成。在本变形例中,通孔16C3的直径为300μm。
在模式转换器10中,使用将带状导体16仅形成于基板15的一个主面的单一的导体图案而实现。但是,如模式转换器10C那样,对于带状导体16C而言,第1导体图案16C1以及第2导体图案16C2也可以分别形成于基板15的一个主面以及另一个主面,使用通孔16C3被导通。在该情况下,第1导体图案16C1与导体层17一同形成微带线路,第2导体图案16C2与导体层12一同形成微带线路。在本变形例中,适当地设计焊料18C的厚度TS,由此能够调整微带线路MS中的第2导体图案16C2与导体层12的耦合的程度。
另外,在本发明的一个方式中,与带状导体16对应的带状导体也可以不形成于基板15的一个主面,而形成于另一个主面。在该情况下,使用不具有导电性的粘合剂18A将至少带状导体与导体层12对置的区域接合,由此能够防止带状导体与导体层12被短路。在该情况下,带状导体与导体层12一同形成微带线路。
〔第2实施方式〕
参照图6以及图7,对本发明的第2实施方式的RF模块1进行说明。图6是RF模块1的分解立体图。此外,在图6中,省略了导体层17以及焊料18的图示。图7是RF模块1的剖视图,且是通过与后述的带状导体16a、16b的中心轴一致的直线的剖面中的剖视图。此外,为了便于说明,针对具有与在第1实施方式中说明的部件相同的功能的部件,标注相同的附图标记,不重复其说明。
如图6以及图7所示,具备模式转换器10a、模式转换器10b、RFIC21以及天线22。模式转换器10a以及模式转换器10b的每一个均是图1以及图2所示的模式转换器10的一个具体例,构成为与模式转换器10相同。对构成模式转换器10a的各部件,标注在构成模式转换器10的各部件的附图标记的末尾标注了“a”的附图标记,对构成模式转换器10b的各部件,标注在构成模式转换器10的各部件的附图标记的末尾标注了“b”的附图标记。此外,带状导体16a是第1带状导体的一个方式,带状导体16b是第2带状导体的一个方式。
RF模块1通过(1)在柱壁波导路PW的一对短壁的附近分别形成作为输入输出端口发挥功能的模式转换器10a、10b,(2)在模式转换器10a的带状导体16a安装RFIC21,(3)在模式转换器10b的带状导体16b安装天线22而获得。RF模块1是在基板15的一个主面(远离导体层12的一侧的主面)侧安装RFIC21以及天线22,在柱壁波导路PW的一个主面侧(导体层12的表面)安装基板15的另一个主面侧而成的RF模块。
在本实施方式中,仅对模式转换器10a以及模式转换器10b的结构中的、未对模式转换器10进行说明的结构进行说明。具体而言,仅说明带状导体16a的前端部中的、与从开口121a突出的一个前端部相反侧的另一个前端部(远离开口121a的侧的前端部),和带状导体16b的前端部中的与从开口121b突出的一个前端部相反侧的另一个前端部(远离开口121b的一侧的前端部)。
在带状导体16a的另一个前端部中,在带状导体16a的带状部分连接有宽度比该带状部分宽,且用于与RFIC21的信号端子连接的信号用导体衬垫。另外,在信号用导体衬垫的两侧以夹住信号用导体衬垫的方式形成有2个用于与RFIC21的接地端子连接的接地用导体衬垫。各接地用导体衬垫与导体层12短路。这样,在带状导体16a的另一个前端部附近形成有用于供RFIC21安装的端子、且是按接地用-信号用-接地用的顺序排列导体衬垫而得的GSG配置的端子。RFIC21使用凸块安装于该GSG配置的端子。
在带状导体16b的另一个前端部安装(连接)有天线22。此外,在本实施方式中,天线22的方式不被限定,能够使用导体图案从能够构成放射元件的天线中适当地选择。因此,在图6以及图7中,未图示天线22的具体的形状。此外,作为天线22,优选具备各自由导体图案构成的多个放射元件的贴片天线。在本实施方式中,使带状导体16b与天线22作为单一的导体图案而实现。带状导体16b作为供电线发挥功能。
如以上那样,RF模块1具备:柱壁波导路PW,其在导体层12的作为一个短壁的第1短壁的附近设置有作为第1开口的开口121a,并且在导体层12的作为另一个短壁的第2短壁的附近设置有作为第2开口的开口121b;电介质制的基板15,其在一个主面形成有带状导体16a,并且在一个主面形成有将带状导体16b设为供电线的天线;作为接合部件的焊料18,其在导体层12与基板15的另一个主面相互平行或者大致平行的状态下,将导体层12与形成于基板15的另一个主面的导体层17接合;以及RFIC21,其安装于基板15的一个主面,并且任一个端子连接于与带状导体16a的另一个前端部连接的信号用导体衬垫。在RF模块1中,在俯视柱壁波导路PW的情况下,开口121a的一部分与带状导体16a的一部分重叠,并且开口121b的一部分与带状导体16b的一部分重叠。
RF模块1与RFIC21以及天线22的功能对应地,作为发送模块、接收模块以及收发模块的任一个发挥功能。
另外,在本发明的一个方式中,也包含具备RF模块1的便携式终端。RF模块1具备的、微带线路MSa、MSb、模式转换器10a、10b、柱壁波导路PW均能够将28GHz频带设为动作波段,而抑制传送损失,因此能够适当地使用为5G用的RF模块。
此外,在本实施方式中,作为RF模块1具备的2个模式转换器,采用模式转换器10的结构。但是,RF模块1具备的2个模式转换器的结构不限定于模式转换器10的结构,可以为各变形例所记载的结构,也可以是将第1实施方式以及各变形例中记载的结构适当地组合而成的结构。
〔实施例〕
<第1实施例>
参照图8~图11,对本发明的第1实施例,即图4所示的模式转换器10B的实施例进行说明。图8以及图9分别是表示模拟了本实施例的模式转换器10B的转换特性的结果的模式转换器10B的剖视图以及俯视图。
图10是表示本实施例的模式转换器10B以及参考例的模式转换器的反射特性以及透过特性的图表。图11是放大表示本实施例的模式转换器10B以及参考例的模式转换器的透过特性的图表。此外,反射特性意味着S参数S(1,1)的频率依赖性,透过特性意味着S参数S(2,1)的频率依赖性。该点在后述的各实施例中也相同。
本实施例的模式转换器10B在图4所示的模式转换器10B的基础上,以实现包含28GHz频带的动作波段为目标,采用了以下的设计参数。此外,在本说明书中,若将27GHz以上29.5GHz以下设为动作波段,S参数S(1,1)小于-20dB,且S参数S(2,1)超过-0.5dB,则视为良好的性能。该点在后述的各实施例,即将27GHz以上29.5GHz以下设为动作波段的各实施例中也相同。此外,图10以及图11所示的点划线中的与y轴平行的点划线表示27GHz以及29.5GHz。另外,图10所示的点划线中的与x轴平行的点划线表示-20dB,图11所示的点划线中的与x轴平行的点划线表示-0.5dB。
(设计参数)
·基板11:石英制(T11=0.86mm)
·柱壁波导路PW:W1=4mm
·基板15:Megtron6(注册商标)(T15=300μm)
·导体层12、13,17:铜制(厚度18μm)
·开口121:L2=3.2mm,W2=400μm,D1=100μm,D2=D3=850μm
·带状导体16B:铜制(厚度18μm),L3=200μm,W3=600μm
·短线16B1、16B2:长边的长度600μm,短边的长度300的长方形
·焊料18:TS=30μm
此外,参考例的模式转换器通过从本实施例的模式转换器10B省略短线16B1、16B2而获得。
若参照图8以及图9,则明确在模式转换器10B中,微带线路MS中的准TEM模式与柱壁波导路PW中的TE模式经由开口121被良好地转换。
对于参考例,若参照图10以及图11,则明确反射特性在24GHz以上32GHz以下的整个波段中超过-20dB,透过特性在24GHz以上32GHz以下的整个波段中小于-0.5GHz。即,明确参考例在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中不具有良好的性能。
另一方面,明确在带状导体16B追加了短线16B1、16B2的本实施例的模式转换器10B如图10所示,在25.2GHz以上30.4GHz以下的波段中S参数S(1,1)小于-20dB,如图11所示,在26.3GHz以上32GHz以下的波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB。即,明确本实施例的模式转换器10B在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中具有良好的性能。
<第2实施例、第3实施例>
参照图12以及图13,对本发明的第2实施例、第3实施例,即图1以及图2所示的模式转换器10的实施例进行说明。图12是表示第2实施例的模式转换器10的反射特性以及透过特性与第3实施例的模式转换器10的反射特性以及透过特性的图表。图13是放大表示第2实施例的模式转换器10的透过特性与第3实施例的模式转换器10的透过特性的图表。
第2实施例的模式转换器10采用了以下的设计参数。
(设计参数)
·基板11:石英制((T11=0.86mm)
·柱壁波导路PW:W1=4mm
·基板15:Megtron6(注册商标)(T15=300μm)
·导体层12、13,17:铜制(厚度18μm)
·开口121:L2=3.2mm,W2=400μm,D1=100μm,D2=D3=850μm
·带状导体16B:铜制(厚度18μm),L3=600μm,W3=600μm
·焊料18:TS=30μm
另外,第3实施例的模式转换器10通过以第2实施例的模式转换器10为基础,将基板15的厚度T15从300μm变更为100μm,并且将焊料18的厚度TS变更为TS=150μm而获得。
针对第2实施例,若参照图12以及图13,则明确反射特性在24GHz以上32GHz以下的整体区域小于-20dB,透过特性在24GHz以上32GHz以下的整个区域超过-0.5GHz。即,明确第2实施例在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中具有良好的性能。
针对第3实施例,若参照图12以及图13,则明确反射特性在24GHz以上32GHz以下的整个波段小于-20dB,透过特性在24GHz以上32GHz以下的整个波段超过-0.5GHz。即,明确第3实施例在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中具有良好的性能。
<第4实施例组>
参照图14以及图15,对本发明的第4实施例组,即图1以及图2所示的模式转换器10的实施例组进行说明。图14是表示第4实施例组的各模式转换器10的反射特性的图表。图15是表示第4实施例组的各模式转换器10的透过特性的图表。
第4实施例组的各模式转换器10通过以上述的第3实施例的模式转换器10为基础,使厚度TS在100μm以上300μm以下的范围内变化而获得。因此,图14以及图15所示的各曲线中的TS=150μm的曲线与图12以及图13所示的第3实施例的曲线相同。
针对第4实施例组,若参照图14,则在27GHz以上29.5GHz以下的波段中S参数S(1,1)小于-20dB的是厚度TS为150μm以上225μm以下的模式转换器10。
另外,针对第4实施例组,若参照图15,则在27GHz以上29.5GHz以下的波段中S参数S(2,1)超过-0.5GHz的是TS为100μm以上250μm以下的模式转换器10。
根据以上的结果,明确在第4实施例组中,模式转换器10在厚度TS为150μm以上225μm以下的情况下,在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中具有良好的性能。
<第5实施例>
参照图19以及图20,对本发明的第5实施例,即图1以及图2所示的模式转换器10的实施例进行说明。图19以及图20分别是表示本实施例的模式转换器10的反射特性以及透过特性的图表。
本实施例的模式转换器10在图1以及图2所示的模式转换器10的基础上,以将被称为E波段的71GHz以上86GHz以下的波段设为动作波段为目标,采用了以下的设计参数。具体而言,在本实施例的模式转换器10中,作为截止频率采用了59.62GHz。此外,作为该截止频率的1.5倍的77.5GHz中的管内波长为3.1mm。
此外,如上所述,在本说明书中,若将E波段设为动作波段,S参数S(1,1)小于-20dB,且S参数S(2,1)超过-0.5dB,则视为良好的性能。该点在后述的各实施例,即将E波段设为动作波段的各实施例中也相同。此外,图19以及图20所示的点划线中的与y轴平行的点划线表示71GHz以及86GHz。另外,图19所示的点划线中的与x轴平行的点划线表示-20dB,图20所示的点划线中的与x轴平行的点划线表示-0.5dB。
(设计参数)
·基板11:石英制(T11=0.45mm)
·柱壁波导路PW:W1=1.54mm
·基板15:Megtron6(注册商标)(T15=125μm)
·导体层12、13:铜制(厚度10μm)
·导体层17:铜制(厚度18μm)
·开口121:L2=1.4mm,W2=150μm,D1=75μm,D2=D3=375μm
·带状导体16B:铜制(厚度20μm),L3=275μm,W3=250μm
·焊料18:TS=30μm
明确本实施例的模式转换器10如图19所示,在69.8GHz以上88.2GHz以下的波段中S参数S(1,1)小于-20dB,如图20所示,在68.4GHz以上90GHz以下的波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB。即,明确本实施例的模式转换器10B在作为动作波段的E波段中具有良好的性能。
<第6实施例组>
参照图21以及图22,对本发明的第6实施例组,即图1以及图2所示的模式转换器10的实施例组进行说明。图21是表示第6实施例组的模式转换器10的反射特性的图表。图22是表示第6实施例组的模式转换器10的透过特性的图表。
本实施例组的模式转换器10在图1以及图2所示的模式转换器10的基础上,以实现包含28GHz频带的动作波段为目标,采用了以下的设计参数。具体而言,在本实施例的模式转换器10中,作为截止频率采用了19.68GHz。此外,作为该截止频率的1.42倍的28GHz中的管内波长为7.7mm。
此外,图21以及图22所示的点划线中的与y轴平行的点划线表示27GHz以及29.5GHz。另外,图21所示的点划线中的与x轴平行的点划线表示-20dB。
本实施例组的模式转换器10采用了以下的设计参数。第6实施例组的模式转换器10的每一个通过使基板15的厚度T15在50μm以上300μm以下的范围内变化而获得。另外,伴随着使厚度T15在上述的范围内变化,而使带状导体16的宽度W3以成为厚度T15的2倍的方式进行变化。即,在第6实施例组的模式转换器10中,宽度W3在100μm以上600μm以下的范围内变化。这样,以成为厚度T15的二倍的方式决定宽度W3,由此能够将微带线路MS的输入阻抗大致形成50Ω。
(设计参数)
·基板11:石英制(T11=0.86mm)
·柱壁波导路PW:W1=4mm
·基板15:Megtron6(注册商标)(T15=50,100,200,300μm)
·导体层12、13:铜制(厚度10μm)
·导体层17:铜制(厚度18μm)
·开口121:L2=3.2mm,W2=400μm,D1=100μm,D2=D3=850μm
·带状导体16B:铜制(厚度18μm),L3=600μm,W3=100、200、400、600μm
·焊料18:TS=30μm
明确本实施例组的模式转换器10的每一个如图21所示,在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中S参数S(1,1)小于-20dB,如图22所示,在该动作波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB。即,明确本实施例组的模式转换器10的每一个在上述动作波段中具有良好的性能。
<第4变形例>
参照图23,对本发明的第4变形例,即图1以及图2所示的模式转换器10的变形例的模式转换器10D进行说明。图23是模式转换器10D的剖视图。
模式转换器10D通过以模式转换器10为基础,使导体层17的端边中的接近开口121的一侧的端边的位置与和焊料18对应的焊料18D的端边中的接近开口121的一侧的端边的位置不同而获得。此外,即使在本变形例中,也将构成短壁14c的通孔14i的中心轴与导体层17的最短距离称为距离D2,将构成短壁14c的通孔14i的中心轴与焊料18的最短距离称为距离D3。在图23所示的模式转换器10D中,距离D2以及距离D3以差分ΔD为正,且D3=D2+ΔD即D3>D2的方式被决定。
在本发明的一个方式中,如模式转换器10D那样,距离D2以及距离D3的每一个也可以不同。另外,在本变形例中,使用距离D2以及距离D3满足D3>D2的情况进行了说明。但是,在模式转换器10D的一个方式中,距离D2以及距离D3也可以构成为满足D3<D2。
<第7实施例组>
参照图24,对本发明的第7实施例组,即作为图23所示的第4变形例的实施例组的模式转换器10D进行说明。图24是表示本实施例组的模式转换器10D的反射特性的图表。此外,本实施例组的模式转换器10D设计为以将E波段设为动作波段为目标。
本实施例组的模式转换器10D通过以第5实施例的模式转换器10为基础,作为差分ΔD采用ΔD=100μm,200μm而获得。此外,图24所示的ΔD=0μm的曲线是第5实施例的模式转换器10的反射特性。
若参照图24,则明确差分ΔD越增大,使动作波段的波段宽度越变窄。换言之,为了实现波段宽度尽可能宽的动作波段,优选差分ΔD较小。
<第8实施例组>
参照图25,对本发明的第8实施例组,即作为图23所示的第4变形例的实施例组的模式转换器10D进行说明。图25是表示本实施例组的模式转换器10D的反射特性的图表。此外,本实施例组的模式转换器10D设计为以实现包含28GHz频带的动作波段为目标。
本实施例组的模式转换器10D通过以第6实施例组的模式转换器10中的基板15的厚度T15为300μm的模式转换器10为基础,作为差分ΔD采用ΔD=100μm、200μm而获得。
若参照图25,则明确差分ΔD越变大,使动作波段的波段宽度越变窄。换言之,为了实现波段宽度尽可能宽的动作波段,优选差分ΔD较小。
<第9实施例>
参照图26以及图27,对本发明的第9实施例,即图1以及图2所示的模式转换器10的实施例进行说明。图26是表示第9实施例的模式转换器10的反射特性的图表。图27是表示第9实施例的模式转换器10的透过特性的图表。
本实施例组的模式转换器10在图1以及图2所示的模式转换器10的基础上,以实现包含32GHz频带的动作波段,即波段宽度尽可能宽的动作波段为目标,采用了以下的设计参数。具体而言,在本实施例的模式转换器10中,作为截止频率采用了21.3GHz。此外,作为该截止频率的1.5倍的32GHz中的管内波长为9.38mm。
(设计参数)
·基板11:石英制(T11=0.86mm)
·柱壁波导路PW:W1=4mm
·基板15:Megtron6(注册商标)(T15=100μm)
·导体层12、13:铜制(厚度10μm)
·导体层17:铜制(厚度20μm)
·开口121:L2=3.2mm,W2=400μm,D1=100μm,D2=D3=850μm
·带状导体16B:铜制(厚度20μm),L3=600μm,W3=200μm
·焊料18:TS=30μm
明确本实施例的模式转换器10的每一个如图26所示,在21.5GHz以上44GHz以下的波段中S参数S(1,1)小于-20dB,如图27所示,在22GHz以上44.8GHz以下的波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB。即,明确本实施例组的模式转换器10的每一个在22GHz以上44GHz以下的波段中具有良好的性能。
<第5变形例>
参照图28,对本发明的第5变形例,即作为图1以及图2所示的模式转换器10的变形例的模式转换器10E进行说明。图28是模式转换器10E的俯视图。
模式转换器10E通过以模式转换器10为基础,将带状导体16置换成带状导体16E而获得。
带状导体16E是形成为与带状导体16相同的长方形的导体图案。带状导体16E与带状导体16相比,基板15的一个主面上的位置不同。具体而言,在俯视基板15的一个主面的情况下,带状导体16配置为其中心轴与和柱壁波导路PW的长边方向平行的直线,即作为将柱壁波导路PW的宽度W1二等分的点的集合的直线的B-B’线一致。另一方面,在俯视基板15的一个主面的情况下,带状导体16E配置为从B-B’线平行地偏移与间隙ΔG对应的量。在图28中,利用C-C’线表示与带状导体16E的中心轴一致的直线。
这样,能够将带状导体16E的中心轴设置为从B-B’线错开,由此模式转换器10E能够提高配置带状导体16E的情况下的自由度。
<第10实施例组>
参照图29以及图30,对本发明的第10实施例组,即图28所示的模式转换器10E的实施例组进行说明。图29是表示第10实施例组的各模式转换器10E的反射特性的图表。图30是表示第10实施例组的各模式转换器10E的透过特性的图表。
本实施例组的模式转换器10E在图28所示的模式转换器10E的基础上,以实现包含28GHz频带的动作波段为目标,采用了以下的设计参数。本实施例组的模式转换器10E的每一个通过使间隙ΔG在0μm以上900μm以下的范围内变化而获得。
(设计参数)
·基板11:石英制(T11=0.86mm)
·柱壁波导路PW:W1=4mm
·基板15:Megtron6(注册商标)(T15=100μm)
·导体层12、13:铜制(厚度10μm)
·导体层17:铜制(厚度18μm)
·开口121:L2=3.2mm,W2=400μm,D1=100μm,D2=D3=850μm
·带状导体16B:铜制(厚度18μm),L3=600μm,W3=200μm,ΔG=0、100、200、300、400、500、600、700、800、900μm
·焊料18:TS=30μm
若参照图29,则明确在本实施例组的模式转换器10E中,(1)在间隙ΔG为0μm以上500μm以下的情况下,在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中S参数S(1,1)小于-20dB,(2)在间隙ΔG为600μm的情况下,在上述动作波段的一部分中S参数S(1,1)超过-20dB,(3)在间隙ΔG为700μm以上900μm以下的情况下,在上述动作波段中S参数S(1,1)超过-20dB。
另外,若参照图30,则明确在本实施例组的模式转换器10E中,(4)在间隙ΔG为0μm以上800μm以下的情况下,在上述动作波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB,(5)在间隙ΔG为900μm的情况下,在上述动作波段中S参数S(2,1)小于-0.5dB。
根据以上的结果,明确为了在上述动作波段中表示良好的性能,本实施例组的模式转换器10E优选作为间隙ΔG而采用0μm以上500μm以下的范围内所含的值。
<第6变形例>
参照图31,对本发明的第6变形例,即作为图28所示的模式转换器10E的变形例的模式转换器10F进行说明。图31是模式转换器10F的俯视图。
模式转换器10F通过以模式转换器10E为基础,将开口121置换成开口121F而获得。此外,模式转换器10F具备的带状导体16F构成为与模式转换器10E具备的带状导体16E相同。
开口121F是与开口121相同地设置于构成柱壁波导路PW的一个宽壁的导体层12的开口,但其形状与开口121不同。具体而言,在俯视基板15的一个主面的情况下,开口121的形状是长边与短壁14c平行,短边与窄壁14a、14b平行的长方形。另一方面,开口121F的形状在本变形例中,是将与开口121中的一对短边的每一个对应的部分设为一对底(上底以及下底)的等腰梯形形状。此外,开口121F的形状只要至少是梯形形状即可,优选是等腰梯形。
以下,将开口121F的宽度(沿着短边的长度)的最小值(即、图31所示的配置中的上底的长度)称为宽度W2a,将开口121F的宽度的最大值(即、图31所示的配置中的下底的长度)称为宽度W2b。
以作为将柱壁波导路PW的宽度W1二等分的点的集合的B-B’线为边界,将划分成2个的模式转换器10F的区域中的、(1)配置有带状导体16F的中心轴(也称为C-C’线)的一侧的区域(图31所示的配置中的下侧的区域)称为第1区域,(2)将不配置有带状导体16F的中心轴的一侧的区域(图31所示的配置中的上侧的区域)称为第2区域。开口121F以一对底中的较长的一方的底位于上述第1区域,较短的一方的底位于上述第2区域的方式设置于导体层12。换言之,带状导体16F的从中心轴至上底的距离超过从该中心轴至下底的距离。此外,在图31所示的配置中,上底是一对底中的长度较短的底,下底是一对底中的长度较长的底。
宽度W2a以及宽度W2b的每一个能够与动作波段、间隙ΔG等对应地适当决定,但在本实施方式中,作为宽度W2a、W2b的每一个,采用W2a=100μm以及W2b=400μm。
如图28所示的模式转换器10E那样,在将带状导体16E的中心轴设置为从B-B’线错开的情况下,与该中心轴和B-B’线一致的情况相比,存在反射特性以及透过特性降低的情况。在模式转换器10F中,将带状导体16F的中心轴设置为从B-B’线错开,并且采用等腰梯形形状的开口121F。因此,能够抑制在将带状导体16F的中心轴设置为从B-B’线错开的情况下可能产生的反射特性以及透过特性的降低。即,模式转换器10F能够提高配置带状导体16F的情况下的自由度,并且抑制反射特性以及透过特性的降低。
<第11实施例组>
参照图32以及图33,对本发明的第11实施例组,即图31所示的模式转换器10F的实施例组进行说明。图32是表示第11实施例组的各模式转换器10F的反射特性的图表。图33是表示第11实施例组的各模式转换器10F的透过特性的图表。
本实施例组的模式转换器10F在图31所示的模式转换器10F的基础上,以实现包含28GHz频带的动作波段为目标,将作为第10实施例组的模式转换器10E中的ΔG=600μm的模式转换器10E设为基础。而且,将宽度W2b固定为400μm,使宽度W2a在50μm以上400μm以下的范围内变化,由此能够获得。此外,图32以及图33所示的曲线中的W2a=400μm的曲线与ΔG=600μm的模式转换器10E对应。
若参照图32,则明确在本实施例组的模式转换器10F中,伴随着将宽度W2a从400μm缩小至50μm,而改善反射特性。更具体而言,明确在本实施例组的模式转换器10F中,(1)在宽度W2a为50μm以上300μm以下的情况下,在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中S参数S(1,1)小于-20dB,(2)在宽度W2a为350μm以上400μm以下的情况下,在上述动作波段的一部分中S参数S(1,1)超过-20dB。
另外,若参照图33,则明确在本实施例组的模式转换器10F中,伴随着将宽度W2a从400μm缩小至50μm,而改善透过特性。此外,在本实施例组的模式转换器10F中,在宽度W2a为50μm以上400μm以下的情况下,在上述动作波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB。
根据以上的结果,明确为了在上述动作波段中表示良好的性能,本实施例组的模式转换器10F优选作为宽度W2a而采用50μm以上300μm以下的范围内所含的值。
<第12实施例组>
参照图34以及图35,对本发明的第12实施例组,即图31所示的模式转换器10F的实施例进行说明。图34是表示第12实施例组的各模式转换器10F的反射特性的图表。图35是表示第12实施例组的各模式转换器10F的透过特性的图表。
本实施例的模式转换器10F在图31所示的模式转换器10F的基础上,以实现包含28GHz频带的动作波段为目标,将作为第10实施例组的模式转换器10E中的ΔG=700μm的模式转换器10E设为基础。而且,将宽度W2b固定为400μm,作为宽度W2a采用50μm以及400μm由此获得。此外,图34以及图35所示的曲线中的W2a=400μm的曲线与ΔG=700μm的模式转换器10E对应。
若参照图34,则明确在本实施例组的模式转换器10F中,采用W2a=50μm,由此与采用W2a=400μm的情况相比,能够改善反射特性。更具体而言,明确在本实施例组的模式转换器10F中,(1)在宽度W2a为50μm的情况下,在27GHz以上29.5GHz以下的动作波段中S参数S(1,1)小于-20dB,(2)在宽度W2a为400μm的情况下,在上述动作波段的一部分中S参数S(1,1)超过-20dB。
另外,若参照图35,则明确在本实施例组的模式转换器10F中,采用W2a=50μm,由此与采用W2a=400μm的情况相比,能够改善透过特性。此外,在本实施例组的模式转换器10F中,在宽度W2a为50μm以上400μm以下的情况下,在上述动作波段中S参数S(2,1)超过-0.5dB。
根据以上的结果,明确为了在上述动作波段中表示良好的性能,本实施例组的模式转换器10F优选作为宽度W2a而采用50μm以上不足400μm的范围内所含的值。
〔第3实施方式〕
参照图36,对本发明的第3实施方式的RF模块1F进行说明。图36是RF模块1F的俯视图。
如图36所示,RF模块1F具备作为一对模式转换器的模式转换器10Fa以及模式转换器10Fb与RFIC21F。RFIC21F安装于构成模式转换器10Fa的微带线路MSFa以及模式转换器10Fb的微带线路MSFb的基板15F的一个主面(远离模式转换器10Fa的柱壁波导路PWFa以及模式转换器10Fb的柱壁波导路PWFb的一侧的主面)。
RFIC21F具备输出端口与输入端口。输出端口由信号端子E1a与配置为夹住信号端子E1a的接地端子E2a、E3a构成。输入端口由信号端子E1b与配置为夹住信号端子E1b的接地端子E2b、E3b构成。即,输出端口以及输入端口的每一个是按接地用-信号用-接地用的顺序排列端子而得的GSG配置的端口。
<模式转换器10Fa、10Fb的结构>
模式转换器10Fa以及模式转换器10Fb的每一个均是图31所示的模式转换器10F的一个具体例,构成为与模式转换器10F相同。因此,在本实施方式中,针对模式转换器10Fa、10Fb,限于表示构成模式转换器10Fa、10Fb的每一个的各部件与构成模式转换器10F的各部件的对应关系,省略各部件的说明。
如图36所示,模式转换器10Fa、10Fb分别具备柱壁波导路PWFa、PWFb与微带线路MSFa、MSFb。
(柱壁波导路PWFa、PWFb)
柱壁波导路PWFa与柱壁波导路PWFb配置为各自的延伸方向平行且接近。柱壁波导路PWFa与柱壁波导路PWFb在图36中未图示的区域电磁耦合,由此构成一个柱壁波导路PWF。因此,柱壁波导路PWFa是柱壁波导路PWF的一个端部区域,柱壁波导路PWFb是柱壁波导路PWF的另一个端部区域。俯视柱壁波导路PWF的情况下的形状不被特别地限定而能够适当地决定。
柱壁波导路PWFa包含作为构成柱壁波导路PWF的一对短壁中的一个短壁的短壁14ac。柱壁波导路PWFb包含作为构成柱壁波导路PWF的一对短壁中的另一个短壁的短壁14bc。在柱壁波导路PWFa中,在构成一个宽壁的导体层12F中的短壁14ac的附近设置有开口121Fa(第1开口的一个例子)。在柱壁波导路PWFb中,在构成一个宽壁的导体层12F中的短壁14bc的附近设置有开口121Fb(第2开口的一个例子)。开口121Fa、121Fb与模式转换器10F中的开口121F对应。
开口121Fa、121Fb是等腰梯形形状。此外,开口121Fa、121Fb也可以是梯形形状。在俯视柱壁波导路PWF的情况下,开口121Fa配置为形成等腰梯形形状的一对底与构成柱壁波导路PWFa的窄壁14Faa以及窄壁14Fabb的每一个平行,并且从后述的带状导体16Fa的中心轴至开口121Fa的一对底中的长度较短的底的距离超过从带状导体16Fa的中心轴至开口121Fa的一对底中的长度较长的底的距离。另外,在俯视柱壁波导路PWF的情况下,开口121Fb配置为形成等腰梯形形状的一对底与构成柱壁波导路PWFb的窄壁14Fba以及窄壁14Fabb的每一个平行,并且从后述的带状导体16Fb的中心轴至开口121Fb的一对底中的长度较短的底的距离超过从带状导体16Fb的中心轴至开口121Fb的一对底中的长度较长的底的距离。另外,开口121Fa的一对底中的长度较长的底位于窄壁14Fabb侧,开口121Fb的一对底中的长度较长的底位于窄壁14Fabb侧。
柱壁波导路PWFa、PWFb与微带线路MSFa、MSFb使用图36中未图示的焊料被接合。该焊料是将导体层12F与导体层17F短路并且接合的接合部件的一个例子,与模式转换器10具备的焊料18对应。
柱壁波导路PWF具有依赖于波导区域的形状以及尺寸的截止频率。因此,柱壁波导路PWF作为高通滤波器发挥功能。另外,当在波导区域的内部设置了进行电磁耦合的多个共振器的情况下,柱壁波导路PWF作为带通滤波器发挥功能。因此,RF模块1F能够(1)在对从RFIC21F的输出端口经由微带线路MSFa供给至柱壁波导路PWF的高频实施了规定的滤波处理后,(2)将被实施滤波处理的高频从柱壁波导路PWF经由微带线路MSFb供给至RFIC21F的输入端口。
包含柱壁波导路PWFa、PWFb的柱壁波导路PWF具备基板11F与导体层12F、13F。基板11F以及导体层12F、13F在包含柱壁波导路PWFa、PWFb的柱壁波导路PWF中是共通的部件。另外,柱壁波导路PWFa、PWFb分别具备柱壁14Fa、14Fb。基板11F与模式转换器10的基板11对应,导体层12F、13F与模式转换器10的导体层12、13对应,柱壁14Fa、14Fb与模式转换器10的柱壁14对应。此外,导体层13F在图36中未图示。
在RF模块1F中,柱壁波导路PWFa、PWFb的每一个配置为各自的波导区域延伸的方向成为平行,并且各自的间隔尽可能地变窄。因此,柱壁波导路PWFa、PWFb的每一个共有构成柱壁14Fa、14Fb的窄壁中的将柱壁波导路PWFa、PWFb隔开的窄壁14Fabb。与短壁14Fac一同构成柱壁14Fa的窄壁14Faa与窄壁14Fabb相互平行。另外,与短壁14Fbc一同构成柱壁14Fb的窄壁14Fba与窄壁14Fabb相互平行。
(微带线路MSFa、MSFb)
微带线路MSFa、MSFb具备基板15F与导体层17F。基板15F以及导体层17F是在微带线路MSFa、MSFb中共通的部件。微带线路MSFa、MSFb分别具备带状导体16Fa、16Fb。基板15F与模式转换器10的基板15对应,导体层17F与模式转换器10的导体层17对应,带状导体16Fa、16Fb与模式转换器10的带状导体16对应。另外,带状导体16Fa、16Fb分别是第3带状导体以及第4带状导体的一个例子。
在模式转换器10Fa中,微带线路MSFa中的模式与柱壁波导路PWFa中的模式经由带状导体16Fa的一部分与开口121Fa的一部分在俯视时重叠的区域被耦合。相同地,在模式转换器10Fb中,微带线路MSFb中的模式与柱壁波导路PWFb中的模式经由带状导体16Fb的一部分与开口121Fb的一部分在俯视时重叠的区域被耦合。即,模式转换器10Fa、10Fb能够不使用激振销,而经由不与带状导体16Fa、16Fb直接接触的开口121Fa、121Fb,使这些模式转换。
在RF模块1F中,构成为模式转换器10Fa、10Fb的每一个以包含构成窄壁14Fabb的各通孔的中心轴的平面为对称面成为镜面反射对称。
图36所示的B-B’线与图31所示的B-B’线相同,是将柱壁波导路PWFa的宽度二等分的点的集合的直线,图36所示的C-C’线与图31所示的C-C’线相同,是与带状导体16Fa的中心轴一致的直线。图36所示的D-D’线是作为将柱壁波导路PWFb的宽度二等分的点的集合的直线,图36所示的E-E’线是与带状导体16Fb的中心轴一致的直线。
如图36所示,带状导体16Fa、16Fb分别配置为以B-B’线的位置以及D-D’线的位置为基准,向各自的中心轴彼此的间隔接近的方向平行地偏移间隙与ΔGa、ΔGb对应的量。即,在俯视柱壁波导路PWF的情况下,带状导体16Fa的中心轴以及带状导体16Fb的中心轴均位于B-B’线与D-D’线之间。此外,在RF模块1F中,ΔGa=ΔGb。因此,以下,将间隙ΔGa、ΔGb也简记为间隙ΔG。
<用于安装RFIC21F的结构>
将带状导体16Fa的一对前端部中的、接近开口121Fa且从开口121Fa突出的前端部称为一个前端部,将远离开口121Fa的一侧的前端部称为另一个前端部。带状导体16Fa的另一个前端部作为用于与RFIC21F的信号端子E1a连接的信号用导体衬垫发挥功能。在带状导体16Fa的另一个前端部的两侧以夹住该另一个前端部的方式形成有用于与RFIC21F的接地端子E2a、E3a的每一个连接的接地用导体衬垫G2a、G3a。接地用导体衬垫G2a、G3a的每一个与导体层12F短路。这样,在带状导体16Fa的另一个前端部以及附近形成有用于供RFIC21F的输出端口连接的端子,且按接地用-信号用-接地用的顺序排列导体衬垫而得的GSG配置的端子。
在带状导体16Fa的另一个前端部使用凸块B1a连接有信号端子E1a,在接地用导体衬垫G2a、G3a分别使用凸块B2a、B3a连接有接地端子E2a、E3a的每一个。
相同地,将带状导体16Fb的一对前端部中的、接近开口121Fb且从开口121Fb突出的前端部称为一个前端部,将远离开口121Fb的一侧的前端部称为另一个前端部。在带状导体16Fb的另一个前端部以及附近形成有用于供RFIC21F的输入端口连接的端子,即GSG配置的端子。该GSG配置的端子由带状导体16Fb的另一个前端部与配置为夹住该另一个前端部的接地用导体衬垫G2b、G3b构成。在带状导体16Fb的另一个前端部使用凸块B1b连接有信号端子E1b,在接地用导体衬垫G2b、G3b分别使用凸块B2b、B3b连接有接地端子E2b、E3b的每一个。
根据RF模块1F,与以带状导体16Fa的中心轴与B-B’线一致的方式设置有带状导体16Fa,且以带状导体16Fb的中心轴与D-D’线一致的方式设置有带状导体16Fb的情况相比,能够将带状导体16Fa、16Fb的各自的中心轴彼此的间隔缩窄2ΔG。因此,即便在将构成输出端口的信号端子E1a与构成输入端口的信号端子E1b的间隔比B-B’线与D-D’线的间隔(即,柱壁波导路PWFa、PWFb的宽度)窄的RFIC21F安装于微带线路MSFa、MSFb的情况下,也能够容易地安装。
<第7变形例>
参照图37,对本发明的第7变形例,即作为图1以及图2所示的模式转换器10的变形例的模式转换器10G进行说明。图37是模式转换器10G的剖视图。
模式转换器10G通过以模式转换器10为基础,追加连接器19G而获得。连接器19G只要是能够传送所希望的动作波段所含的高频的连接器即可,例如,能够从出售的连接器中适当地选择。因此,在模式转换器10G中,连接器19G的内部构造不被限定。因此,在图37中,省略了连接器19G的内部构造的图示。在本变形例中,作为连接器19G,采用构成一对同轴连接器的插座侧连接器以及插头侧连接器中的插座侧连接器。
连接器19G在微带线路MS的端部,即与经由开口121和柱壁波导路PW耦合的端部相反侧的端部,固定于基板15G。
作为同轴连接器的连接器19G具备中央导体与外侧导体。中央导体与微带线路MS的带状导体16电连接。外侧导体也被称为壳,与微带线路MS的导体层17电连接。
这样构成的模式转换器10G能够经由微带线路MS使从外部与连接器19G耦合的模式及柱壁波导路PW中的模式转换。并且,模式转换器10G不使用现有的模式转换器具备的激振销,因此起到与模式转换器10相同的效果。
〔总结〕
为了解决上述的课题,本发明的第1方式的模式转换器具备:在一个宽壁设置有开口的柱壁波导路、在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有带状导体的电介质制的基板以及将上述一个宽壁与上述基板直接或者间接地接合的接合部件,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述开口的至少一部分与上述带状导体的至少一部分重叠。
根据上述的结构,能够经由设置于柱壁波导路的一个宽壁的开口,使柱壁波导路中的模式与将形成于和柱壁波导路不同的基板的带状导体设为信号线的线路中的模式耦合。即,本模式转换器能够不使用现有的模式转换器具备的激振销,使柱壁波导路中的模式与将形成于和柱壁波导路不同的基板的带状导体设为信号线的线路中的模式转换。因此,本模式转换器与现有的模式转换器相比难以产生因环境温度的变化而引起的传送不良。
本发明的第2方式的模式转换器在上述第1方式的基础上,上述带状导体构成TEM线路或者准TEM线路的信号线。
本模式转换器如上,优选作为使TEM线路或者准TEM线路中的模式与柱壁波导路中的模式转换的模式转换器。
本发明的第3方式的模式转换器在上述第2方式的基础上,上述TEM线路或者准TEM线路是微带线路、条带线路、共面线路、附带接地功能的共面线路以及平行双线路中的任一个。
本模式转换器如上,优选作为使微带线路、条带线路、共面线路、附带接地功能的共面线路以及平行双线路中的任一个中的模式与柱壁波导路中的模式转换的模式转换器。
本发明的第4方式的模式转换器在上述第1方式~第3方式的任一个的基础上,在俯视上述柱壁波导路的情况下,在上述带状导体中的与上述开口重叠的区域的附近形成有短线。
根据上述的结构,适当地设计短线,由此能够实现阻抗匹配,进而能够抑制本模式转换器中的反射损失。
本发明的第5方式的模式转换器在上述第1方式~第4方式的任一个的基础上,上述柱壁波导路作为滤波器、定向耦合器、双工器以及天线的任一个发挥功能。
根据上述的结构,在使将带状导体设为信号线的线路与滤波器、定向耦合器、双工器以及天线的任一个耦合的情况下,能够与现有相比难以产生因环境温度的变化而引起的传送不良。
本发明的第6方式的模式转换器在上述第1方式~第5方式的任一个的基础上,在俯视上述柱壁波导路的情况下,构成上述柱壁波导路的一对窄壁彼此平行,并且作为将上述柱壁波导路的宽度二等分的点的集合的直线与上述带状导体的中心轴偏移。
根据上述的结构,能够将带状导体的中心轴设置为从作为将柱壁波导路的宽度二等分的点的集合的直线错开。因此,本模式转换器能够提高配置带状导体的情况下的自由度。
本发明的第7方式的模式转换器在上述第6方式的基础上,上述开口呈梯形形状,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述开口配置为:形成上述梯形形状的一对底与上述一对窄壁的每一个平行,并且从上述中心轴至上述一对底中的长度较短的底的距离超过从上述中心轴至上述一对底中的长度较长的底的距离。
根据上述的结构,能够抑制在将带状导体的中心轴设置为从作为将柱壁波导路的宽度二等分的点的集合的直线错开的情况下可能产生的反射特性以及透过特性的降低。即,本模式转换器能够提高配置带状导体的情况下的自由度,并且抑制反射特性以及透过特性的降低。
本发明的第8方式的模式转换器在上述第1方式~第7方式的任一个的基础上,进一步具备同轴连接器,该同轴连接器具备与上述带状导体电连接的中央导体,且至少固定于上述基板。
根据上述的结构,能够经由微带线路使从外部与同轴连接器耦合的模式和柱壁波导路中的模式转换。并且,本模式转换器不使用现有的模式转换器具备的激振销,因此起到与第1方式的模式转换器相同的效果。
为了解决上述的课题,本发明的第9方式的RF模块具备:柱壁波导路,其在一个宽壁的第1短壁的附近设置有第1开口,并且在上述一个宽壁的第2短壁的附近设置有第2开口;电介质制的基板,其在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有第1带状导体,并且在上述一个主面以及上述另一个主面的至少任一个形成有第2带状导体,且在上述一个主面以及上述另一个主面的至少任一个形成有天线;接合部件,其将上述一个宽壁与上述基板直接或者间接地接合;以及RFIC,其安装于上述基板的一个主面,并且任一个端子与上述第1带状导体电连接,上述天线与上述第2带状导体电连接,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述第1开口的至少一部分与上述第1带状导体的至少一部分重叠,并且上述第2开口的至少一部分与上述第2带状导体的至少一部分重叠。
根据上述的结构,本RF模块与本发明的第1方式的模式转换器相同地,不使用现有的模式转换器具备的激振销,能够使柱壁波导路中的模式与将连接有RFIC的带状导体设为信号线的线路中的模式转换,并且能够使柱壁波导路中的模式与天线中的模式转换。因此,本RF模块与现有的RF模块相比难以产生因环境温度的变化而引起的传送不良。
为了解决上述的课题,本发明的第10方式的便携式终端具备上述第9方式的RF模块,来作为发送模块、接收模块以及收发模块的至少任一个。
根据上述的结构,本便携式终端起到与本发明的第6方式的RF模块相同的效果。
为了解决上述的课题,本发明的第11方式的RF模块具备:柱壁波导路,其通过一对宽壁、窄壁、一对短壁形成波导区域,该柱壁波导路配置为(1)在一个宽壁中的包含一个短壁的一个端部区域设置有第1开口,并且(2)在上述一个宽壁中的包含另一个短壁的另一个端部区域设置有第2开口,且(3)上述一个端部区域与上述另一个端部区域平行且接近;电介质制的基板,其在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有第3带状导体以及第4带状导体;接合部件,其将上述一个宽壁与上述基板直接或者间接地接合;以及RFIC,其安装于上述基板的一个主面,并且输出端子以及输入端子分别与上述第3带状导体以及上述第4带状导体电连接,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述第1开口的至少一部分与上述第3带状导体的至少一部分重叠,并且上述第2开口的至少一部分与上述第4带状导体的至少一部分重叠。
根据上述的结构,能够使RFIC的输出端子与柱壁波导路的一个端部区域经由第3带状导体电磁耦合,能够使柱壁波导路的另一个端部区域与RFIC的输入端子经由第4带状导体电磁耦合。因此,本RF模块能够使从RFIC的输出端子供给的模式在通过柱壁波导路后,供给至RFIC的输入端子。并且,本RF模块不使用现有的模式转换器具备的激振销,能够使柱壁波导路中的模式与将形成于和柱壁波导路不同的基板的带状导体设为信号线的线路中的模式耦合。因此,本RF模块起到与第1方式的模式转换器相同的效果。
本发明的第12方式的RF模块在上述第11方式的基础上,构成为上述柱壁波导路作为滤波器发挥功能。
根据上述的结构,能够将相对于从RFIC的输出端子供给的模式实施了滤波处理的模式供给至RFIC的输入端子。
本发明的第13方式的RF模块在上述第11方式或者上述第12方式的基础上,在俯视上述柱壁波导路的情况下,构成上述一个端部区域的上述窄壁彼此以及构成上述另一个端部区域的上述窄壁彼此平行,并且作为将上述一个端部区域的宽度二等分的点的集合的直线与上述第3带状导体的中心轴偏移,且作为将上述另一个端部区域的宽度二等分的点的集合的直线与上述第4带状导体的中心轴偏移。
根据上述的结构,能够将第3带状导体的中心轴设置为从作为将第1端部区域的宽度二等分的点的集合的直线错开,并且能够将第4带状导体的中心轴设置为从作为将第2端部区域的宽度二等分的点的集合的直线错开。因此,本RF模块能够与RFIC的输出端子以及输入端子的端子间距离对应地,提高配置第3带状导体以及第4带状导体的情况下的自由度。
本发明的第14方式的RF模块在上述第13方式的基础上,上述第1开口以及上述第2开口呈梯形形状,在俯视上述柱壁波导路的情况下,(1)上述第1开口配置为:形成上述梯形形状的一对底与构成上述一个端部区域的上述窄壁彼此平行,并且从上述第3带状导体的上述中心轴至上述第1开口的上述一对底中的长度较短的底的距离超过从上述第3带状导体的上述中心轴至上述第1开口的上述一对底中的长度较长的底的距离,(2)上述第2开口配置为:形成上述梯形形状的一对底与构成上述另一个端部区域的上述窄壁彼此平行,并且从上述第4带状导体的上述中心轴至上述第2开口的上述一对底中的长度较短的底的距离超过从上述第4带状导体的上述中心轴至上述第2开口的上述一对底中的长度较长的底的距离。
根据上述的结构,能够抑制在将第3带状导体的中心轴设置为从作为将一个波导区域的宽度二等分的点的集合的直线错开的情况下可能产生的反射特性以及透过特性的降低,并且能够抑制在将第4带状导体的中心轴设置为从作为将另一个波导区域的宽度二等分的点的集合的直线错开的情况下可能产生的反射特性以及透过特性的降低。即,本RF模块能够与RFIC的输出端子以及输入端子的端子间距离对应地,提高配置第3带状导体以及第4带状导体的情况下的自由度,并且抑制反射特性以及透过特性的降低。
本发明的第15方式的RF模块在上述第13方式或者上述第14方式的基础上,在俯视上述柱壁波导路的情况下,上述第3带状导体的上述中心轴以及上述第4带状导体的上述中心轴均位于作为将上述一个端部区域的宽度二等分的点的集合的上述直线与作为将上述另一个端部区域的宽度二等分的点的集合的上述直线之间。
RFIC的输出端子以及输入端子的端子间距离存在比作为将一个波导区域的宽度二等分的点的集合的直线与作为将另一个波导区域的宽度二等分的点的集合的直线之间的距离窄的情况。根据上述的结构,将第3带状导体的中心轴以及第4带状导体的中心轴配置于作为将一个波导区域的宽度二等分的点的集合的直线与作为将另一个波导区域的宽度二等分的点的集合的直线之间,由此能够使第3带状导体的中心轴以及第4带状导体的中心轴的轴间距离更窄。因此,本RF模块能够与RFIC的输出端子以及输入端子的端子间距离对应地,进一步提高配置第3带状导体以及第4带状导体的情况下的自由度。
〔附注事项〕
本发明不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求所示的范围内进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
【附图标记的说明】
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10Fa、10Fb、10G…模式转换器;PW、PWFa、PWFb…柱壁波导路;11…基板;12、13…导体层;121、121F…开口;121Fa、121Fb…开口(第1开口、第2开口);14、14Fa、14Fb…柱壁;14a、14b、14Faa、14Fba、14Fb…窄壁;14c、14Fac、14Fbc…短壁;14i…通孔;15…基板;16、16B、16C、16E、16F…带状导体;16a、16b…带状导体(第1带状导体、第2带状导体);16Fa、16Fb…带状导体(第3带状导体、第4带状导体);16B1、16B2…短线;16C1…第1导体图案;16C2…第2导体图案;16C3…通孔;17…导体层;18、18C、18D…焊料(接合部件);18A…粘合剂(接合部件);19G…连接器;MS、MSFa、MSFb…微带线路;1、1F…RF模块;21、21F…RFIC;22…天线。
Claims (15)
1.一种模式转换器,其特征在于,具备:
在一个宽壁设置有开口的柱壁波导路、
在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有带状导体的电介质制的基板、以及
将所述一个宽壁与所述基板直接或者间接地接合的接合部件,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,所述开口的至少一部分与所述带状导体的至少一部分重叠。
2.根据权利要求1所述的模式转换器,其特征在于,
所述带状导体构成TEM线路或者准TEM线路的信号线。
3.根据权利要求2所述的模式转换器,其特征在于,
所述TEM线路或者准TEM线路是微带线路、条带线路、共面线路、附带接地功能的共面线路以及平行双线路中的任一个。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的模式转换器,其特征在于,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,在所述带状导体中的与所述开口重叠的区域的附近形成有短线。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的模式转换器,其特征在于,
所述柱壁波导路作为滤波器、定向耦合器、双工器以及天线的任一个发挥功能。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的模式转换器,其特征在于,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,构成所述柱壁波导路的一对窄壁彼此平行,并且作为将所述柱壁波导路的宽度二等分的点的集合的直线与所述带状导体的中心轴偏移。
7.根据权利要求6所述的模式转换器,其特征在于,
所述开口呈梯形形状,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,所述开口配置为:形成所述梯形形状的一对底与所述一对窄壁的每一个平行,并且从所述中心轴至所述一对底中的长度较短的底的距离超过从所述中心轴至所述一对底中的长度较长的底的距离。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的模式转换器,其特征在于,
进一步具备同轴连接器,该同轴连接器具备与所述带状导体电连接的中央导体,且至少固定于所述基板。
9.一种RF模块,其特征在于,具备:
柱壁波导路,其在一个宽壁的第1短壁的附近设置有第1开口,并且在所述一个宽壁的第2短壁的附近设置有第2开口;
电介质制的基板,其在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有第1带状导体,并且在所述一个主面以及所述另一个主面的至少任一个形成有第2带状导体,且在所述一个主面以及所述另一个主面的至少任一个形成有天线;
接合部件,其将所述一个宽壁与所述基板直接或者间接地接合;以及
RFIC,其安装于所述基板的一个主面,并且任一个的端子与所述第1带状导体电连接,
所述天线与所述第2带状导体电连接,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,所述第1开口的至少一部分与所述第1带状导体的至少一部分重叠,并且所述第2开口的至少一部分与所述第2带状导体的至少一部分重叠。
10.一种便携式终端,其特征在于,
具备权利要求9所述的RF模块,来作为发送模块、接收模块以及收发模块的至少任一个。
11.一种RF模块,其特征在于,具备:
柱壁波导路,其通过一对宽壁、窄壁、一对短壁形成波导区域,所述柱壁波导路配置为(1)在一个宽壁中的包含一个短壁的一个端部区域设置有第1开口,并且(2)在所述一个宽壁中的包含另一个短壁的另一个端部区域设置有第2开口,且(3)所述一个端部区域与所述另一个端部区域平行且接近;
电介质制的基板,其在一个主面以及另一个主面的至少任一个形成有第3带状导体以及第4带状导体;
接合部件,其将所述一个宽壁与所述基板直接或者间接地接合;以及
RFIC,其安装于所述基板的一个主面,并且输出端子以及输入端子分别与所述第3带状导体以及所述第4带状导体电连接,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,所述第1开口的至少一部分与所述第3带状导体的至少一部分重叠,并且所述第2开口的至少一部分与所述第4带状导体的至少一部分重叠。
12.根据权利要求11所述的RF模块,其特征在于,
所述柱壁波导路作为滤波器发挥功能。
13.根据权利要求11或12所述的RF模块,其特征在于,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,构成所述一个端部区域的所述窄壁彼此以及构成所述另一个端部区域的所述窄壁彼此平行,并且作为将所述一个端部区域的宽度二等分的点的集合的直线与所述第3带状导体的中心轴偏移,且作为将所述另一个端部区域的宽度二等分的点的集合的直线与所述第4带状导体的中心轴偏移。
14.根据权利要求13所述的RF模块,其特征在于,
所述第1开口以及所述第2开口呈梯形形状,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,
所述第1开口配置为:形成所述梯形形状的一对底与构成所述一个端部区域的所述窄壁彼此平行,并且从所述第3带状导体的所述中心轴至所述第1开口的所述一对底中的长度较短的底的距离超过从所述第3带状导体的所述中心轴至所述第1开口的所述一对底中的长度较长的底的距离,
所述第2开口配置为:形成所述梯形形状的一对底与构成所述另一个端部区域的所述窄壁彼此平行,并且从所述第4带状导体的所述中心轴至所述第2开口的所述一对底中的长度较短的底的距离超过从所述第4带状导体的所述中心轴至所述第2开口的所述一对底中的长度较长的底的距离。
15.根据权利要求13或14所述的RF模块,其特征在于,
在俯视所述柱壁波导路的情况下,所述第3带状导体的所述中心轴以及所述第4带状导体的所述中心轴均位于作为将所述一个端部区域的宽度二等分的点的集合的所述直线与作为将所述另一个端部区域的宽度二等分的点的集合的所述直线之间。
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