CN1499668A - 高频模块及模转换结构与方法 - Google Patents

Abstract

本发明的高频模块设有，作为传输TEM模电磁波的第一波导的TEM波导10，及与该第一波导耦合并作为传输与TEM模不同的其它模的电磁波的第二波导的多层结构的波导管型波导20。第一波导的端部从接地电极的层叠方向侧，直接与第二波导的一个接地电极导通。在H面内，使第一波导和第二波导的磁场方向一致，从而进行磁场耦合，因此，在各波导之间，能够良好地进行TEM模与其它模之间的模转换。

Description

高频模块及模转换结构与方法

技术领域

本发明涉及用以传输微波或毫米波等高频带信号的高频模块及用以转换不同波导之间的模的模转换结构和方法。

背景技术

作为用以传输微波带和毫米波带等高频信号的传输线，带状线、微带线、同轴线、波导管以及电介质波导管等，一直以来为人所知。这些还可以作为构成高频用谐振器和滤波器的构件为人所知。作为将这些高频用结构部件模块化后的器件，有MMIC(MonolithicMicrowave Integrated Circuit：单片微波集成电路)等。以下，将构成高频用传输线和滤波器等的微带线和波导管等总称为波导。

这里，就波导的电磁波的传输模进行说明。图18(A)、(B)表示在矩形波导管中的被称为TE(Transverse Electric：横向电场)模(TE₁₀模)状态下的电场分布(同图(A))和磁场分布(同图(B))。在图18(A)、(B)中，截面S1～S5的位置分别对应。另外，图19表示截面S1的电磁场分布。如这些图所示，只在截面方向上存在电场分量，电磁波的行进方向(管轴方向)Z上不存在电场分量的状态称为“TE模”。

另外，在图20(A)、(B)表示在被称为TM(Transverse Magnetic：横向磁场)模(TM₁₁模)的状态下的电磁场分布。图20(A)表示与管轴方向Z垂直的XY截面内的电磁场分布，图20(B)表示侧面的YZ截面内的电磁场分布。如这些图所示，只在截面方向上存在磁场分量，电磁波的行进方向Z上不存在磁场分量的状态称为“TM模”。

另外，在这些各模中，与电场E平行的面称为“E面”，与磁场H平行的面称为“H面”。在图18(A)、(B)的TE模的例中，与XY平面平行的面为E面，与XZ平面平行的面为H面。

另一方面，如在图21(A)、(B)所示的微带线和同轴线等中，存在被称为TEM模的状态。这里，如图21(A)所示，微带线是通过使接地(Ground)导体101和由线状导体形成的线路图案103夹着电介质102相对配置构成。如图21(B)所示，同轴线是通过用圆筒形接地导体112包围中心导体111的周围构成。

图22(A)、(B)分别表示微带线和同轴线中的TEM(TransverseElectromagnetic Wave：横向电磁波)模的电磁场分布。如这些图所示，只有在截面内存在电场分量和磁场分量两种分量，电磁波的行进方向Z上不存在这些分量的状态称为“TEM模”。

在设有多个波导的高频模块中，需要一种相互连接各波导的结构。特别是在连接不同模的波导时，需要一种在各波导之间进行模转换的结构。

一直以来，作为连接微带线和波导管的结构，例如在图23中所示，在管的中央设置脊部121来构成所谓的脊波导管的方法被人们所知。微带线的线路图案103，插入到设有脊部121的部分。该场合，如果假设微带线为TEM模，脊波导管为TE模，则微带线的电场分布就变成如图24(A)所示，脊部121的电场分布变成如图24(B)所示。在连接部分，通过使双方的电场分布合成，在微带线和脊波导管之间进行模转换。

最近，有一种在多层结构的布线衬底内，通过层叠技术形成电介质波导管线的结构为人所知。该结构中设有，夹着电介质层叠设置的多个接地导体和其内面被金属化且在接地导体之间导通的通孔，并且，在由这些接地导体和通孔包围的区域内传输电磁波。作为连接该多层结构的波导管与微带线的结构，例如，在以下的日本专利文献1中有记载。在该日本专利文献1中所记载的结构，基本上与采用脊波导管的结构相同，即在波导的中央部用通孔形成阶梯形的准脊部。

此外，作为连接不同种类的波导的结构，有一种在电介质谐振器底边的端部设置输入输出端子电极，将该输入输出端子电极与印刷电路板上的线路图案耦合的例(日本专利文献2)。

[日本专利文献1]

特开2000-216605号公报

[日本专利文献2]

特开2002-135003号公报

据知，传统技术中有若干种连接不同波导的结构，但另一方面，多层结构的波导管是比较新的技术，因此，关于不同种类波导之间的连接结构的开发尚未充分。特别是在连接TEM模的波导和多层结构的波导管的结构中，用以在其之间进行适当的模转换的转换结构还存在有待改善的地方。

发明内容

本发明鉴于以上问题而提出，其目在于提供一种能够在多个波导之间良好地进行TEM模与其它模之间的模转换的高频模块及模转换结构和方法。

依据本发明的高频模块，设有传输TEM模电磁波的第一波导和与该第一波导耦合并传输与TEM模不同的其它模的电磁波的第二波导。第二波导设有，相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，电磁波在该区域内传输。第一波导在接地电极的层叠方向延伸，其端部从层叠方向侧与第二波导的一个接地电极直接导通。而且，在第一波导传输的电磁波的磁场方向与在第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，第一波导和第二波导在第二波导的H面被磁场耦合。

依据本发明的模转换结构，是一种在不同的波导之间，即在传输TEM模电磁波的第一波导和与该第一波导耦合并传输与TEM模不同的其它模的电磁波的第二波导之间，进行模转换的模转换结构，在该模转换结构中：第二波导设有，相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，电磁波在该区域内传输；第一波导在接地电极的层叠方向延伸，其端部从层叠方向侧与第二波导的一个接地电极直接导通；而且，通过在第一波导传输的电磁波的磁场方向与在第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，使第一波导和第二波导在第二波导的H面磁场耦合，来进行模转换。

依据本发明的模转换方法，是一种设有传输TEM模电磁波的第一波导和与该第一波导耦合并传输与TEM模不同的其它模的电磁波的第二波导的结构物中的模转换方法，其中的第二波导设有相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，电磁波在该区域内传输，在该模转换方法中：第一波导在接地电极的层叠方向延伸，其端部从层叠方向侧与第二波导的一个接地电极直接导通；而且，通过在第一波导传输的电磁波的磁场方向与在第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，使第一波导和第二波导在第二波导的H面磁场耦合，来进行模转换。

依据本发明的高频模块及模转换结构与方法中，在第一波导传输TEM模的电磁波。在第二波导中的相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，传输与TEM模不同的其它模的电磁波。第一波导的端部从接地电极的层叠方向侧与第二波导的一个接地电极直接导通。而且，在第一波导传输的电磁波的磁场方向与在第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，第一波导和第二波导在第二波导的H面被磁场耦合。由此，在第一波导和第二波导的连接部分，进行TEM模与其它模之间的模转换。

在依据本发明的高频模块结构中，也可以在第一波导和第二波导之间的耦合部分，在接地电极上设置局部地对电极进行切口的窗。

另外，在依据本发明的高频模块中，可以使第二波导具有设置了将电磁波在不同方向上传输的多个传输区域的结构，使第一波导的端部在第二波导中的多个传输区域的边界部分被磁场耦合。

这时，也可以使第一波导的端部在第二波导中的多个传输区域的边界部分被磁场耦合，以使在第一波导传输的电磁波向第二波导中的多个传输区域分岔传输。

附图说明

图1是表示本发明实施例的高频模块一结构例的截面图。

图2是图1中所示的高频模块的透视图。

图3是图1中所示的高频模块的平面图。

图4是图1中所示的高频模块的耦合调整说明图。

图5是图1中所示的高频模块的耦合调整的另一说明图。

图6是表示本发明实施例的高频模块的另一结构例的截面图。

图7是图6中所示的高频模块的透视图。

图8是图6中所示的高频模块中间层的平面图。

图9是表示多边形波导管的磁场分布例的说明图。

图10是表示对本发明实施例的高频模块的比较例的说明图。

图11是表示第一变更例的高频模块结构的透视图。

图12是图11中所示的高频模块的平面图。

图13是表示图11中所示的高频模块的磁场分布模的说明图。

图14是表示双重模的另一例的说明图。

图15是表示第二变更例的高频模块结构的透视图。

图16是表示图15中所示的高频模块的各层结构的平面图。

图17是图15中所示的高频模块的截面图。

图18是TE模波导管的电磁场分布的说明图。

图19是表示TE模波导管的在E面内的电磁场分布的说明图。

图20是TM模波导管的电磁场分布的说明图。

图21是微带线和同轴线的结构图。

图22是表示微带线和同轴线的TEM模电磁场分布的说明图。

图23是表示传统的微带线与波导管之间的连接结构例的透视图。

图24是表示图23中所示连接结构的电场分布的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图就本发明的实施例进行详细的说明。

图1～图3表示本发明实施例的高频模块的第一结构例。图1对应于图2和图3的AA线部分的截面。图3中，为了简化省略了最上层的厚度并加了阴影。该高频模块具有TEM模与其它模之间的转换结构，例如可以使用于高频信号用的传输线和滤波器等。该高频模块设有，能够传输TEM模的电磁波的波导(以下，称为TEM波导)10和与该TEM波导10耦合并传输与TEM模不同的其它模的电磁波的多层结构的波导管型波导20。在该结构例中，TEM波导10对应于本发明的“第二波导”的一个具体例，波导管型波导20对应于本发明的“第二波导”的一个具体例。

波导管型波导20中设有：夹着电介质衬底12相互对置的接地电极21、23，作为导通这些接地电极21、23之间的导通体的多个通孔22。在波导管型波导20的由这些接地电极21、23和通孔22包围的区域内，例如在图中S方向上传输电磁波。另外，波导管型波导20可以是其电磁波的传输区域被电介质填满的电介质波导管结构，也可以是在内部设有空腔的空腔波导管结构。为了防止被传输的电磁波漏出，以不大于预定值(例如不大于信号波长的1/4)的间隔设置通孔22。通孔22的内面被实施金属化处理。通孔22的截面形状不一定是圆形，也可以是多边形或椭圆等其它形状。

在波导管型波导20中，在与TEM波导10的连接位置P1附近设有与TEM波导10的耦合调整用的耦合窗11。在图中所示的例中，在上侧的接地电极23设置耦合窗11，使TEM波导10与该耦合窗11的周边耦合。耦合窗11是通过在接地电极23上局部地进行例如矩形的切口来形成。另外，也可以在下侧的接地电极21设置耦合窗11，使TEM波导10与下侧的接地电极21侧耦合。另外，可以将连接位置P1设置在相对耦合窗11的与图示位置相反侧(对称位置侧)。也就是说，在图中所示的例中，从耦合窗11看连接位置P1被设置在靠波导管型波导20的内侧，但也可以设置在从耦合窗11看靠外侧(周边侧)。

TEM波导10是例如由微带线或同轴线等构成的波导，但只要能够传输TEM模的电磁波，对它并无特别的限定。TEM波导10在波导管型波导20的接地电极21、23的层叠方向(Y方向)上延伸，而且，其端部从层叠方向侧直接与一个接地电极23连接并导通。另外，在波导管型波导20的H面(与磁场平行的面)，TEM波导10与磁场耦合。另外，波导管型波导20为TE模，电磁波的行进方向S为图1的Z方向时，波导管型波导20的H面与图中的XZ平面平行。

在该高频模块中，TEM波导10与波导管型波导20之间的连接部和其附近的H面内的磁场分布，如略图3所示。由于TEM波导10是TEM模，因此，其磁场在TEM波导10的周围以环状分布。但是，在连接部附近，由于端部与接地电极23导通，因此，TEM波导10的磁场H1主要分布于设在连接部周边的耦合窗11附近。另一方面，如假设波导管型波导20的磁场H2例如为最低次的TE模(TE₁₀模)，则磁场H2在H面内沿着管壁涡状分布。因此，如图所示，在波导管型波导20的H面内，通过使在TEM波导10的耦合窗11内的磁场H1方向和波导管型波导20的磁场H2方向一致，实现在耦合窗11附近的磁场耦合，并且，实现从TEM模到TE模的转换。

图6～图8表示本发明实施例的高频模块的第二结构例。图6对应于图7和图8的BB线部分的截面。在图7中，为了简化省略了中间层的厚度并加了阴影。该高频模块与图1～图3中所示的高频模块相同，具有TEM模与其它模之间的转换结构。该高频模块与图1～图3中所示的高频模块不同之处在于波导管型波导30部分。在该结构例中，波导管型波导30对应于本发明的“第二波导”的一个具体例。

波导管型波导30设有：两个电介质衬底42、43，设置在这些电介质衬底42、43之上的相互对置的三层接地电极31、33、34，以及作为将这些接地电极31、33、34中至少两层之间导通的导通体的多个通孔32、45。在下侧电介质衬底42的底面同样地设置下侧接地电极31。在上侧电介质衬底43的上面同样地设置上侧接地电极33。在电介质衬底42、43之间设置中间接地电极34。

为了使被传输的电磁波不漏出，以不大于预定值(例如不大于信号波长的1/4)的间隔设置通孔32、45。对于通孔32、45的内面，则实施了金属化。通孔32、45的截面形状不一定是圆形，可以是多边形或椭圆等其它形状。通孔45导通上侧接地电极33和中间接地电极34。通孔32导通下侧接地电极31和中间接地电极34。通孔45以包围与TEM波导10的连接位置P1的周围的方式加以配置。

在该波导管型波导30的由下侧接地电极31、中间接地电极34及通孔32包围的区域内，例如在图中的S方向上传输电磁波。另外，波导管型波导30可以是其电磁波的传输区域被电介质填满的电介质波导管结构，也可以是在内部设有空腔的空腔波导管结构。

在该结构例中，TEM波导10在波导管型波导30的接地电极31、33、34的层叠方向(Y方向)上延伸，而且，其端部从层叠方向侧经由上侧接地电极33直接与中间接地电极34连接并导通。为了实现该连接，在上侧接地电极33设置使TEM波导10插入通过的插通孔44。另外，在中间接地电极34的与TEM波导10的连接位置P1附近，设有耦合调整用耦合窗41。耦合窗41通过对中间接地电极34局部地进行例如矩形的切口形成。由图8等可知，插通孔44和耦合窗41设置在被通孔45包围的区域内。

此结构例中，TEM波导10在波导管型波导30的H面内被磁场耦合。在该高频模块中，TEM波导10与波导管型波导30之间的连接部和其附近的H面内的磁场分布，如略图8所示。与上述的第一结构例相同，在连接部附近的TEM波导10的磁场H1主要分布于设在连接部周边的耦合窗41附近。另一方面，如假设波导管型波导30的磁场H2例如为最低次的TE模(TE₁₀模)，则磁场H2在H面内沿着管壁涡状分布。因此，如图所示，在波导管型波导30的H面内，通过使在TEM波导10的耦合窗41内的磁场H1方向和波导管型波导30的磁场H2方向一致，实现在耦合窗41附近的磁场耦合，并且，实现从TEM模到TE模的转换。

这样，在以上各种结构的高频模块中，向作为第一波导的TEM波导10传输TEM模的电磁波。TEM模的电磁波，被传输到传输TEM模以外的模的第二波导(波导管型波导20、30)。在第一波导和第二波导的连接部分，如图3和图8所示，在第二波导的H面内，使在第一波导被传输的电磁波的磁场H1方向和在第二波导被传输的电磁波的磁场H2方向一致地实现磁场耦合，由此实现从TEM模到其它模的转换。

这里，以图1～图3的第一结构例为例，就磁场耦合程度的调整方法进行说明。

首先，作为第一调整方法，有一种用耦合窗11的宽度W(图3)进行调整的方法。这时，如果宽度W变小，耦合程度就变弱。

其次，作为第二调整方法，还有考虑到波导管型波导20的磁场强度分布，由连接TEM波导10的位置本身来进行调整的方法。如图9(A)、(B)所示，在多边形的波导管(空腔谐振器)中，一般多边形各边的中央附近的磁场强度最大。而且，图9(A)、(B)分别表示了H面方向的截面形状为四边形和三角形的波导管在其H面内的磁场分布。在图中，加上阴影的区域即是磁场强度大的区域。

因此，如图3所示，如果将TEM波导10连接在波导管型波导20的边(由通孔22形成的侧壁面)中央附近，耦合窗11也设置在其周边，则该处的磁场强度就变大，因此，耦合程度被提高。另一方面，如果将连接位置P1和耦合窗11在例如图4(A)、(B)的箭头方向移动，并在远离边中央的位置进行耦合，则耦合程度就相应程度地减弱。图4(A)是将连接位置P1和耦合窗11配置在边的端部的例，图4(B)是将连接位置P1和耦合窗11配置在波导管中心部的例。

其次，作为第三调整方法，还有如图5所示的在与耦合窗11的设置位置不同的位置上，设置另行耦合调整用的调整窗13的方法。与耦合窗11相同，调整窗13通过对接地电极23局部地进行例如矩形切口形成。调整窗13例如夹着连接位置P1配置在与耦合窗11相对侧的位置。

这时，在连接位置P1周边，由TEM波导10产生的磁场主要分布在耦合窗11与调整窗13的附近。而且，其磁场H11、H12的方向相反。因此，耦合窗11的磁场H11的方向与波导管型波导20的磁场H2的方向一致。另一方面，调整窗13的磁场H12的方向与磁场H2的方向相反，在磁场耦合相抵消的方向起作用。因此，可通过调节耦合窗11的宽度W1和调整窗13的宽度W2来进行耦合调整。例如，若保持耦合窗11的宽度W1不变，使调整窗13的宽度W2变大时，耦合就逐渐减弱。

另外，在以上的说明中，电磁波从第一波导传输到第二波导侧，但也可以与此相反地，使电磁波从第二波导传输到第一波导侧。

如上所述，依据本实施例，将第一波导的端部从接地电极的层叠方向侧直接与第二波导接地电极中的一个导通，并且，使第一波导和第二波导的磁场方向在H面内一致来进行磁场耦合，因此，能够在各波导之间良好地进行TEM模与其它模之间的模转换。

另外，依据本实施例，将第一波导直接与导接地电极导通或者间接与第二波导接地电极导通，因此，能够不改变其连接位置地在较宽频带中实施最高效率的耦合。

对此，参照图10(A)、(B)中所示的模转换结构的比较例进行说明。图10(A)是表示该模转换结构的平面图，图10(B)表示其侧面方向的结构。在该模转换结构中，在第二波导320中的接地电极321的一部分形成耦合窗322。这里，考虑使端部为开放(Open)端的微带线等第一波导310最大效率地与该第二波导320耦合的场合。如图所示，这时通过使耦合窗322位于从第一波导310的开放端离λ/4(λ：信号波长)长度的位置，来实现最大程度的耦合。但是，如果要在这样的模转换结构中实现最大效率的耦合，必须按照信号频率修正第一波导310与耦合窗322之间的位置关系。

与此形成对照，在本实施例的模转换结构中，在连接部分使第一波导和第二波导直接导通，因此，即使改变了信号频率，也不需要调整连接位置，而且，能够常时以最大效率耦合(模转换)。也就是说，能够在较宽频带中实现最大效率的耦合。

[变更例]

接着，就以上的高频模块、模转换结构和方法的变更例进行说明。

第一变更例

图11表示本变更例中的高频模块的结构。图12表示该高频模块的平面图。在图11中，为了简化省略了最上层的厚度并加了阴影。本变更例是将第二波导作为多重模(双重模)的波导管型波导90的结构例。本结构例中，在双重模的波导管型波导90的信号输入输出部上，连接了TEM波导10。

波导管型波导90设有：电介质衬底72，相互对置的接地电极91、93，作为使这些接地电极91、93之间导通的导通体的多个通孔92；在被这些接地电极91、93和通孔92包围的区域内，例如在图中的S1、S2方向上传输两种模的电磁波。全部通孔92例如大致排列成正方形。

TEM波导10与波导管型波导90之间的连接结构，基本上与图1～图3中所示的第一结构例相同，在波导管型波导90的与TEM波导10的连接位置P11、P12附近，设有与TEM波导10的耦合调整用耦合窗71、81。在图中所示的例中，在上侧的接地电极93上设置耦合窗71、81，使TEM波导10与其周边耦合。另外，也可以在下侧的接地电极91设置耦合窗71、81，使TEM波导10与下侧的接地电极91侧耦合。

在本变更例中，TEM波导10也在波导管型波导90的接地电极91、93的层叠方向(Y方向)上延伸，其端部从层叠方向侧直接与一个接地电极93连接并导通。并且，TEM波导10在波导管型波导90的H面被磁场耦合。本变更例中，例如，信号被输入到连接位置P11侧，并且从连接位置P12侧输出信号。

在图13(A)、(B)表示该波导管型波导90的两种模的磁场分布。该波导管型波导90中存在：与结构上的对称面96平行生成磁场分布的第一模(图13(A))和与对称面96垂直生成磁场分布的第二模(图13(B))。另外，在该波导管型波导90的与对称面96相对侧的对角位置94、95，通过改变电磁波传输区域的形状，能够调整信号频带。例如，通过使传输区域的形状作成如图中所示的削掉棱角的形状，能够将频带扩大。

再者，双重模的波导除了以上结构还有各种结构。例如，如图14(A)、(B)所示的由两种磁场分布模进行激励的波导。该波导中也存在：与结构上的对称面97平行产生磁场分布的第一模(图14(B))和与对称面97垂直产生磁场分布的第二模(图14(A))。对于这样其它结构的双重模波导，也可以采用本实施例的模转换结构。

这样，依据本变更例，能够将TEM模的波导与双重模的波导管型波导90连接，并能够进行TEM模与其它模之间的转换。

第二变更例

图15～图17表示本变更例中高频模块的结构。在图15中，为了简化省略了中间层的厚度并加了阴影。图17对应于图15的CC线部分的截面。

在到此为止的各结构例的高频模块中，第二波导侧的电磁波传输区域只有一个，但在本变更例中，作为第二波导的多层结构的波导管型波导60有多个电磁波传输区域。

波导管型波导60设有：两个电介质衬底52、53，在这些电介质衬底52、53上设置的相互对置的三层接地电极61、63、64，以及作为导通这些接地电极61、63、64中至少两层之间的导通体的多个通孔55、62。在下侧电介质衬底52的底面同样设置下侧接地电极61。在上侧电介质衬底53的上面同样设置上侧接地电极63。在电介质衬底52、53之间同样设置中间接地电极64。这些下侧接地电极61、中间接地电极64以及上侧接地电极63的各层平面结构，分别在图16(A)～(C)表示。

为了防止被传输的电磁波漏出，以不大于预定值(例如不大于信号波长的1/4)的间隔设置通孔55、62。对于通孔55、62的内面，则实施了金属化。通孔55、62的截面形状不一定是圆形，也可以是多边形或椭圆等其它形状。通孔62导通上侧接地电极63和中间接地电极64。通孔55导通下侧接地电极6 1和中间接地电极64。在上侧接地电极63与中间接地电极64之间，例如以H字形配置通孔62。通孔55例如被配置成包围与TEM波导10的连接位置P21的周围。

在该波导管型波导60中的由上侧接地电极63、中间接地电极64及通孔62包围的两个传输区域50A、50B内，电磁波以不同方向S11、S12传输。另外，该波导管型波导60可以是其电磁波的传输区域50A、50B被电介质填满的电介质波导管结构，也可以是在内部设有空腔的空腔波导管结构。

在本结构例中，TEM波导10在波导管型波导60的接地电极61、63、64的层叠方向(Y方向)上延伸，而且，其端部从层叠方向侧经由下侧接地电极61直接与中间接地电极64连接并导通。为此，在下侧接地电极61上设置使TEM波导10插入通过的插通孔54。另外，在中间接地电极64上与TEM波导10的连接位置P21附近设有耦合调整用耦合窗51A、51B。耦合窗51A、51B通过对中间接地电极64局部地进行例如矩形的切口形成。插通孔54和耦合窗51A、51B设置在被通孔55包围的区域内。

在本变更例中，连接位置P21设置在中间接地电极64上的两个传输区域50A、50B的边界部分。另外，耦合窗51A设在与第一传输区域50A对应的位置，耦合窗51B设在与第二传输区域50B对应的位置。通过这种结构，TEM波导10在两个传输区域50A、50B的各H面中实现磁场耦合，在TEM波导10中被传输的电磁波，向两个传输区域50A、50B分岔传输。

也就是说，如图16(B)所示，由TEM波导10产生的磁场，在连接位置P21周边主要分布在耦合窗51A、51B附近。而且，其磁场H11、H12成相反方向。这里，如果将在连接部分的波导管型波导60的各传输区域50A、50B的磁场H21、22方向，设定成与TEM波导10的磁场H11、H12方向相同，则在各传输区域50A、50B的H面内，实现良好的磁场耦合，并从TEM模转换到其它模。

依据本变更例，能够将一种以TEM模传输的高频信号，以其它的模分岔成多路进行传输。该变更例的模转换结构，也能够适用于双工器等。

另外，本发明不仅限于以上所述的实施例，可以有多种变更例。例如，在上述的实施例中，作为导通第二波导(波导管型波导)的接地电极之间的结构，举了采用通孔的例子，但也可以采用具有与通孔不同结构的导通体。例如，代替通孔，可以设置沟状结构部分并对其内面加以金属化，从而作成金属壁结构。这样的金属壁，例如可以通过显微机械加工方法形成。

如上所述，依据本发明的高频模块、模转换结构或模转换方法，将第一波导的端部从接地电极的层叠方向侧直接与第二波导接地电极中的一个导通，并且，在第一波导传输的电磁波的磁场方向与在第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，使第一波导和第二波导在第二波导的H面磁场耦合，因此，在各波导之间能够良好地进行TEM模与其它模之间的模转换。

Claims (8)

1.一种高频模块，其中：

设有传输TEM模电磁波的第一波导，以及

与该第一波导耦合，传输与TEM模不同的其它模的电磁波的第二波导；

所述第二波导设有相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，电磁波在该区域内传输；

所述第一波导在所述接地电极的层叠方向延伸，其端部从所述层叠方向侧与所述第二波导的一个接地电极直接导通；

而且，在所述第一波导传输的电磁波的磁场方向与在所述第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，所述第一波导和所述第二波导在所述第二波导的H面被磁场耦合。

2.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于：

所述第二波导传输TE模的电磁波。

3.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于：

在所述第一波导和所述第二波导之间的耦合部分，在所述接地电极上设置局部地对电极进行切口的窗。

4.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于：

所述第二波导形成具有使电磁波在不同方向上传输的多个传输区域的结构；

所述第一波导的端部，在所述第二波导的多个传输区域的边界部分被磁场耦合。

5.如权利要求4所述的高频模块，其特征在于：

所述第一波导的端部，在所述第二波导的多个传输区域的边界部分被磁场耦合，以便在所述第一波导传输的电磁波，向所述第二波导的多个传输区域分岔传输。

6.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于：

所述第二波导以多重模传输电磁波。

7.一种在传输TEM模电磁波的第一波导和与该第一波导耦合并传输与TEM模不同的其它模电磁波的第二波导这样的不同波导之间，进行模转换的模转换结构，其特征在于：

所述第二波导设有相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，电磁波在该区域内传输；

所述第一波导在所述接地电极的层叠方向延伸，其端部从所述层叠方向侧与所述第二波导的一个接地电极直接导通；

而且，在所述第一波导传输的电磁波的磁场方向与在所述第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，所述第一波导和所述第二波导在所述第二波导的H面被磁场耦合，从而实现模转换。

8.一种设有传输TEM模电磁波的第一波导和与该第一波导耦合并传输与TEM模不同的其它模的电磁波的第二波导的结构物的模转换方法，其中的所述第二波导设有相互对置的至少两层接地电极和由导通至少两层接地电极之间的导通体包围的区域，电磁波在该区域内进行传输，该方法的特征在于：

所述第一波导在所述接地电极的层叠方向延伸，其端部从所述层叠方向侧与所述第二波导的一个接地电极直接导通；

而且，在所述第一波导传输的电磁波的磁场方向与在所述第二波导传输的电磁波的磁场方向相一致地，所述第一波导和所述第二波导在所述第二波导的H面被磁场耦合，从而实现模转换。

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