DE10029407C2

DE10029407C2 - Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung, Abschlußglied für eine dielektrische und Drahtloskommunikationsvorrichtung

Info

Publication number: DE10029407C2
Application number: DE10029407A
Authority: DE
Inventors: Hiromu Tokudera; Kei Matsutani; Atsushi Saito
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: JP3387452B2; JP2001007606A; DE10029407A1; US6657514B1

Abstract

Ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung, das für eine dielektrische Übertragungsleitung verwendet wird, die mit zwei leitfähigen Platten, die im wesentlichen parallel zueinander sind, und einem dielektrischen Streifen, der zwischen den zwei leitfähigen Platten gehalten ist, versehen ist, umfaßt eine Widerstandsfilmstruktur, die entlang einer geteilten Fläche des dielektrischen Streifen vorgesehen ist, die im wesentlichen parallel zu den zwei leitfähigen Platten ist. Bei dem Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung bilden die Widerstandsfilmstruktur und die zwei leitfähigen Platten eine Übertragungsleitung, wobei die dielektrische Übertragungsleitung und die Übertragungsleitung gekoppelt sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Dämpfungs glied und einem Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung, die in einem Millimeter-Wellenband oder dergleichen eingesetzt werden, und aus der EP 0 752 734 A1 bekannt sind und die bei einer Drahtloskommunikationsvor richtung verwendet werden.

Eine integrierte Schaltung für Millimeter-Wellen, die einen nicht-strahlenden dielektrischen Leiter (NRD-Leiter; NRD = nonradiative dielectric) verwendet, wurde in IEICE Trans. (C-I), Bd. J73-C-I, Nr. 3, S. 87-94 (März 1990), gezeigt.

Der NRD-Leiter ist aufgebaut, indem ein dielektrischer Streifen angeordnet ist, um durch zwei parallele leitfähige Platten gehalten zu werden. Der dielektrische Streifen dient als ein Ausbreitungsbereich für elektromagnetische Wellen, wobei Räume, die zwischen den zwei parallelen leitfähigen Platten an beiden Seiten des dielektrischen Streifens de finiert sind, als Abschneidebereiche für die elektromagne tischen Wellen dienen. Ein Widerstandsfilm zum Absorbieren der elektromagnetischen Wellen ist an dem dielektrischen Streifen als ein Abschlußglied für einen solchen NRD-Leiter vorgesehen.

Fig. 12 zeigt den Aufbau des bekannten dielektrischen Abschlußglieds (die zwei leitfähigen Platten, die den dielektrischen Strei fen halten, sind in Fig. 12 nicht gezeigt). Der dielektri sche Streifen ist in einen oberen und unteren dielektrischen Streifenteil geteilt. Zwischen diesen zwei dielektrischen Streifenteilen wird eine Widerstandsschicht und eine dielek trische Schicht gehalten. Gemäß Fig. 12 verjüngen sich Teile der Widerstandsschicht und der dielektrischen Schicht. Bei diesen Teilen wird eine Impedanzumwandlung des NRD-Leiters durchgeführt. Ferner wird die Energie von elektromagneti schen Wellen, die sich in einer LSM₀₁-Mode über den NRD- Leiter ausbreiten, in der Widerstandsschicht absorbiert. Folglich enden die elektromagnetischen Wellen bei dem Ab schlußglied ohne Reflexionen aber werden in die entgegengesetzte Richtung hart reflektiert, wenn sie sich in die Richtung, die durch einen Pfeil A in Fig. 12 angezeigt ist, ausbreiten.

Da bei dem in Fig. 12 gezeigten herkömmlichen Abschlußglied für einen dielektrischen Wellenleiter bei der sich verjüng enden Widerstandsschicht eine Impedanzumwandlung durchge führt wird, ist es erforderlich, daß die Länge der sich verjüngenden Widerstandsschicht lang ist, um ausreichend niedrige Reflexionscharakteristika zu erhalten. Folglich wird ebenso die Gesamtlänge des Abschlußglieds lang. Ein solches Abschlußglied für einen dielektrischen Wellenleiter ist beispielsweise bei einem vorbestimmten Tor eines Zir kulators, der einen Isolator bildet, oder bei einem vorbe stimmten Tor eines Kopplers, der einen Richtungskoppler bil det, vorgesehen. Da jedoch die Gesamtlänge des Abschluß glieds lang wird, wird das Modul für eine dielektrische Übertragungsleitung, das den Isolator oder den Richtungs koppler verwendet, unweigerlich groß. Für eine Miniatu risierung ist es effektiv, daß eine Biegung in dem NRD- Leiter angeordnet ist, so daß beispielsweise das Abschluß glied, das eine lange Gesamtlänge aufweist, in einer vorbe stimmten Position vorgesehen ist. Die Verluste nehmen jedoch zu, da zwischen LSM-Moden und LSE-Moden an der Biegung eine Modenumwandlung auftritt.

Ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung kann aufgebaut sein, indem der Widerstandsfilm in dem dielektrischen Streifen in der Mitte des NRD-Leiters vorgesehen ist. Um jedoch ausreichend zu verhindern, daß die elektromagnetischen Wellen an dem Widerstandsfilm reflek tiert werden, muß die Widerstandsfilmstruktur auf die gleiche Art und Weise wie bei dem obigen Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung mit einer langen, sich verjüngenden Form gebildet werden. Folglich stößt das Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung auf das gleiche Problem wie das obige Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung.

Die EP 30 752 734 A1 offenbart eine dielektrische Wellenlei tervorrichtung, bei der zwei Leiterplatten parallel zu einander angeordnet sind. Zwischen den Leiterplatten sind dielektrische Streifen angeordnet, wobei eine Schaltungs platine mit Leiterfilmmustern parallel zu den Leiterplatten zwischen denselben angeordnet ist. Die Leiterplatte kann einen Widerstandsfilm aufweisen, der eine sich verjüngende Form aufweist, so daß elektromagnetische Wellen, die sich intern des Wellenleiters ausbreiten, in den Widerstandsfilm eingekoppelt werden, so daß die elektromagnetische Energie der Welle in dem Widerstandsfilm verbraucht wird. Ferner ist eine Schaltungsplatine mit einem Leitermuster vorgesehen, das leitfähige Streifen umfaßt, die sich von außerhalb teilweise in den Bereich des dielektrischen Streifens erstrecken. Ferner ist bei einer Leiterplatte zusätzlich zu dem einen dielektrischen Streifen ein weiterer dielektr ischer Streifen gebildet, wobei sich ein auf der Schaltungs platine angeordneter leitfähiger Streifen sowohl teilweise in den einen dielektrischen Streifen als auch teilweise in den anderen dielektrischen Streifen erstreckt, um eine Kopplung zwischen denselben zu ermöglichen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Dämp fungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung zu schaffen, das eine Miniaturisierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Dämpfungsglied für eine di elektrische Übertragungsleitung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung schafft vorteilhaft ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung und ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung unter Verwendung eines solchen Dämpfungsglieds, bei denen eine Miniaturisierung durch eine Verkürzung der Länge der dielektrischen Übertragungsleitung in der Richtung der Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen über die dielektrische Übertragungsleitung erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereit stellung einer Drahtloskommunikationsvorrichtung, die das Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung und das Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungs leitung verwendet.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung, die aus zwei leitfähigen Platten, die im wesentlichen parallel zueinander sind, und einem dielektrischen Streifen gebildet wird, der zwischen den zwei leitfähigen Platten gehalten wird. Das Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung umfaßt eine Widerstandsfilmstruktur, die entlang einer ge teilten Fläche des dielektrischen Streifens, die im wesent lichen parallel zu den zwei leitfähigen Platten ist, vorge sehen ist. Bei dem Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung bilden die Widerstandsfilmstruktur und die zwei leitfähigen Platten eine Übertragungsleitung, wobei die dielektrische Übertragungsleitung und die Übertragungs leitung gekoppelt sind.

Die Übertragungsleitung bei dem Dämpfungsglied für eine di elektrische Übertragungsleitung kann ein TEM-Mode-Resonator sein, dessen beide Enden offen (leerlaufend) sind, dessen eines Ende offen ist und dessen anderes Ende kurzgeschlossen ist, oder dessen beide Enden kurzgeschlossen sind. Dieser Aufbau ermöglicht es, daß die Charakteristika der Übertragungsleitung in der Nähe der Resonanzfrequenz der Übertragungsleitung erhöht sind. Ein ausreichender Betrag der Abschwächung kann ungeachtet der kleinen Größe des Dämpfungsglieds erreicht werden.

Alternativ sind bei dem Dämpfungsglied für eine dielek trische Übertragungsleitung eine Mehrzahl der Widerstands filmstrukturen vorgesehen, wobei die Strecke zwischen zwei benachbarten Kopplungspositionen zwischen jeder der Wider standsfilmstrukturen und dem dielektrischen Streifen ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertel-Wellenlänge ist. Aufgrund dieses Aufbaus wirken Resonatoren, die eine Mehr zahl von Übertragungsleitungen verwenden, als ein Band eliminationsfilter, wodurch ein beträchtlicher Dämpfungs betrag über eine vorbestimmte Bandbreite sichergestellt ist.

Bei dem Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung kann die Dielektrizitätskonstante des Substrats mit der darauf gebildeten Widerstandsfilmstruktur größer als die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Streifens sein. Folglich nimmt der Wellenlängenreduktionseffekt in dem Substrat zu, und die Länge der Übertragungsleitung nimmt relativ ab. Daher kann das Dämpfungsglied miniaturisiert werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das in der Nähe eines Endes des dielektrischen Streifens vorgesehen ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfaßt eine Drahtloskommunikationsvorrichtung entweder ein Dämp fungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder ein Ab schlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Aufgrund dieses Aufbaus kann eine Drahtloskommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise ein Millimeter-Wellen-Radarmodul, das eine dielektrische Übertragungsleitung als eine Über tragungsleitung verwendet, leicht miniaturisiert werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Abschlußglieds für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Abschlußglieds von Fig. 1;

Fig. 2B eine perspektivische Ansicht, die das Abschluß glied in einem zusammengebauten Zustand zeigt;

Fig. 3A und 3B Querschnittsansichten des Abschlußglieds von Fig. 1;

Fig. 4 eine Darstellung der Kopplung zwischen den Über tragungsmoden von dielektrischen Übertragungslei tungen bei dem Abschlußglied für eine dielektri sche Übertragungsleitung;

Fig. 5 einen Graphen, der die Dämpfung-Frequenz-Charakteri stik zeigt;

Fig. 6A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Abschlußglieds für eine dielektrische Über tragungsleitung gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 6B eine Querschnittsansicht des Abschlußglieds von Fig. 6A;

Fig. 7A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Abschlußglieds für eine dielektrische Über tragungsleitung gemäß einem dritten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 7B eine Querschnittsansicht des Abschlußglieds von Fig. 7A;

Fig. 8A Draufsichten, die ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, wobei eine obere leitfähige Platte und ein unterer dielektrischer Streifen herausgenommen sind;

Fig. 9A eine Draufsicht, die ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 9B einen Graphen, der die Dämpfung-Frequenz-Charakteri stik zeigt;

Fig. 10A eine Draufsicht, die Hauptkomponenten eines Ab schlußglieds für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 10B einen Graphen, der die Dämpfung-Frequenz-Charakteri stik zeigt;

Fig. 11 ein Blockdiagramm, das ein Millimeter-Wellen- Radarmodul gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel zeigt; und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die ein herkömmli ches Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung zeigt.

Ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrie ben.

Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische An sicht von Hauptkomponenten des Abschlußglieds für eine dielektrische Übertragungsleitung. Das Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung umfaßt leitfähige Platten 1 und 2, einen dielektrischen Streifen 3, der zwischen den leitfähigen Platten 1 und 2 gehalten wird, ein Substrat 4, das zwischen den leitfähigen Platten 1 und 2 gehalten wird, und eine Widerstandsfilmstruktur 5, die auf der Oberfläche des Substrats 4 gebildet ist.

Fig. 2A zeigt eine auseinandergezogene perspektivische An sicht des Abschlußglieds von Fig. 1, das entlang einer End fläche des Substrats 4 herausgeschnitten ist, während Fig. 2B eine perspektivische Ansicht des Abschlußglieds in einem zusammengebauten Zustand zeigt. Jede der leitfähigen Platten 1 und 2, weist Rillen mit einer vorbestimmten Tiefe auf, so daß die dielektrischen Streifen 3 und 3' in die entsprechen den Rillen eingepaßt sind. Der dielektrische Streifen 3 weist an einem Ende desselben eine Stufe auf, so daß das Substrat 4 zwischen dem dielektrischen Streifen 3' und der Stufe des dielektrischen Streifens 3 gehalten wird.

In den Fig. 2A und 2B ist für den dielektrischen Steifen 3 Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet, wobei ein Material auf PET-Basis mit einer Tiefe von annähernd 0,1 bis 0,3 mm für das Substrat 4 verwendet wird, während Ni-Cr oder Indiumzinnoxid (ITO; ITO = indium tinoxide) mit einem Schichtwiderstand von mehreren hundert Ohm als die Wider standsfilmstruktur 5 verwendet wird. Wenn ein dielektrisches Material einer hohen relativen Dielektrizitätskonstante, wie beispielsweise Polyimid, als ein Basismaterial des Substrats 4 verwendet wird, kann die Länge der Übertragungsleitung in der Widerstandsfilmstruktur 5 aufgrund des Wellenreduktions effekts, der übereinstimmend mit der Dielektrizitätskon stante erhalten wird, verkürzt werden.

Fig. 3A zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Ebene, die die longitudinale Richtung der in den Fig. 1 und 2A gezeig ten Widerstandsfilmstruktur 5 durchläuft und die senkrecht zu dem Substrat 4 ist. In dieser Figur stellen Wellenformen Beispiele von Stromdichteverteilungen in der Widerstands filmstruktur 5 dar. Fig. 3B zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Ebene, die die longitudinale Richtung des dielek trischen Streifens 3 durchläuft und senkrecht zu dem Sub strat 4 ist. Gemäß den Fig. 3A und 3B ist die Widerstands filmstruktur 5 an einem Ende der dielektrischen Streifen 3 und 3' angeordnet, um sich senkrecht zu der longitudinalen Richtung des dielektrischen Streifens und parallel zu den leitfähigen Platten 1 und 2 zu erstrecken. Aufgrund dieses Aufbaus bildet die Widerstandsfilmstruktur 5 mittels einer Hängeleitung (suspended line) in Räumen, die zwischen den leitfähigen Platten 1 und 2 definiert sind, einen TEM-Resonator. Das andere Ende der dielektrischen Übertragungsleitung kann kurzgeschlossen (wie es bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist) oder offen sein.

Fig. 4 zeigt eine Kopplung zwischen der Übertragungsmode der elektromagnetischen Wellen in dem Abschlußglied für eine di elektrische Übertragungsleitung und derjenigen des TEM- Resonators. H_r stellt ein magnetisches Feld dar, das sich in dem dielektrischen Streifen 3 in der LSM₀₁-Mode aus»reitet, die einer Ebene zugewandt ist, die senkrecht zu der oberen und unteren leitfähigen Platte 1 und 2 und parallel zu der longitudinalen Richtung des dielektrischen Streifens 3 ist. H_s stellt ein magnetisches Feld dar, das in einer TEM-Mode in der Widerstandsfilmstruktur 5 erzeugt ist. Folglich sind die LSM₀₁-Mode und die TEM-Mode magnetisch gekoppelt.

Die Enden des TEM-Mode-Resonators sind offen. Beispielsweise ist der TEM-Mode-Resonator ein Halbwellenlängenresonator. Wie es durch die Wellenform, die der Wellenlänge λ_g/2 entspricht, in Fig. 3A gezeigt ist, werden Knoten der Strom dichteverteilung an den Enden des Resonators erhalten, wäh rend ein Bauch derselben in dem Mittelteil des Resonators erhalten wird. Daher sind die dielektrische Übertragungs leitung in der LSM₀₁-Mode und der Resonator in der TEM-Mode magnetisch gekoppelt, indem der Mittelteil des Resonators in der Nähe des dielektrischen Streifens vorgesehen ist, wie es in den Fig. 2A und 2B bis 4 gezeigt ist.

Die Energie der elektromagnetischen Wellen wird in der Hängeleitung mittels der Widerstandsfilmstruktur 5 aufgrund des Leistungsverlusts aufgebraucht, der auftritt, wenn Hoch frequenzströme entlang der longitudinalen Richtung der Hängeleitung fließen. Aufgrund dessen werden die elektro magnetischen Wellen, die sich durch die dielektrische Über tragungsleitung ausbreiten, bei dem Resonator mittels der Hängeleitung gedämpft. Da die Hängeleitung mittels der Widerstandsfilmstruktur 5 als ein Halbwellenlängenresonator, dessen Enden offen sind, wirkt, wird der Gesamtbetrag der elektromagnetischen Wellen, die von der LSM₀₁-Mode in die TEM-Mode umgewandelt werden, bei der Resonanzfrequenz des Resonators maximiert, wodurch der Gesamtbetrag der Dämpfung ebenso maximiert wird.

Fig. 5 zeigt Dämpfung-Frequenz-Charakteristik der elektro magnetischen Wellen, die sich durch die dielektrische Über tragungsleitung ausbreiten. In diesem Zusammenhang stellt der Betrag der Dämpfung den Betrag der gedämpften elektro magnetischen Wellen dar, da sich dieselben durch die Wider standsfilmstruktur 5, die als die Hängeleitung vorgesehen ist, ausbreiten. Eine Impedanzfehlanpassung der dielek trischen Übertragungsleitung nimmt nicht zu, da es nicht notwendig ist, die Breite der Widerstandsfilmstruktur 5, die den dielektrischen Streifen schneidet, in die longitudinale Richtung des dielektrischen Streifens 3 besonders zu ver breitern. Folglich kann die Reflexion der elektromagneti schen Wellen bei der Widerstandsfilmstruktur 5 auf einen niedrigen Wert reduziert werden. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung, bei dem eine sich verjüngende Wider standsfilmstruktur vorgesehen ist, um sich in die longi tudinale Richtung eines dielektrischen Streifens zu er strecken, ist daher bei dem Abschlußglied für eine di elektrische Übertragungsleitung gemäß der Erfindung eine lange Impedanzumwandlungseinheit nicht erforderlich, wodurch eine Gesamt miniaturisierung ermöglicht wird.

Der Resonator, bei dem die Enden der Widerstandsfilmstruktur 5 offen sind, ist nicht auf den Halb-Wellenlängen-Resonator begrenzt. Wie es in Fig. 3A bei der Wellenform, die der Wellenlänge 3/2λ_g entspricht, gezeigt ist, kann der Re sonator so aufgebaut sein, daß die Resonanzwellenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge ist. In diesem Fall ist der Resonator so aufgebaut, daß ein Teil des Resonators, der eine hohe Stromdichteverteilung (Intensität des magnetischen Felds) aufweist, und die dielektrische Übertragungsleitung magnetisch gekoppelt sind.

Ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6A und 6B beschrieben.

Fig. 6A ist eine teilweise auseinandergezogene perspek tivische Ansicht des Abschlußglieds, die gezeigt ist, um derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, die in Fig. 2A gezeigt ist, zu entsprechen. Fig. 6B ist eine Quer schnittsansicht des Abschlußglieds, das gezeigt ist, um demjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3A gezeigt ist, zu entsprechen. Im Gegensatz zu dem Ab schlußglied gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist dieses Abschlußglied aufgebaut, indem eine elektrische Verbindung über die leitfähigen Platten 1 und 2 an jedem der Enden der Widerstandsfilmstruktur 5 eingerichtet ist. Die Länge der Widerstandsfilmstruktur 5 wird so gewählt, daß sie länger als die Breite L ist, die die Breite des dielektrischen Strei fens 3 und die Breiten der Räume auf beiden Seiten desselben umfaßt. Ansonsten ist der Aufbau des Abschlußglieds iden tisch zu demjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Aufgrund dieses Aufbaus bilden die Widerstandsfilmstruktur 5, das Substrat 4 und die leitfähigen Platten 1 und 2 die Hängeleitung, wodurch ein TEM-Resonator gebildet ist, dessen Enden kurzgeschlossen sind. Beispielsweise ist das Ab schlußglied ein Wellenlängenresonator. Wie es in Fig. 6B durch die Wellenform, die der Wellenlänge λ_g entspricht, gezeigt ist, werden Bäuche der Stromdichteverteilung an den Enden und in dem Mittelteil des Resonators erhalten. Daher sind die dielektrische Übertragungsleitung in der LSM₀₁-Mode und der Resonator in der TEM-Mode durch ein Vorsehen des dielektrischen Streifens 3 in der Nähe des Mittelteils des Resonators magnetisch gekoppelt.

Der Resonator, bei dem die Enden der Widerstandsfilmstruktur 5 kurzgeschlossen sind, ist nicht auf einen Ein-Wellen länge-Resonator begrenzt. Wie es in Fig. 6B durch die Wellenform, die der Wellenlänge 2λ_g entspricht, gezeigt ist, kann der Resonator so aufgebaut sein, daß die Resonanz wellenlänge ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge beträgt.

Ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird unter Bezug nahme auf die Fig. 7A und 7B beschrieben.

Fig. 7A ist eine teilweise auseinandergezogene perspek tivische Ansicht des Abschlußglieds, das gezeigt ist, um dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2A gezeigt ist, zu entsprechen. Fig. 7B ist eine Querschnittsansicht des Ab schlußglieds, das gezeigt ist, um dem ersten Ausführungs beispiel, das in Fig. 3A gezeigt ist, zu entsprechen. Im Gegensatz zu den Abschlußgliedern gemäß dem ersten und zwei ten Ausführungsbeispiel ist dieses Abschlußglied aufgebaut, indem eine elektrische Verbindung über die leitfähigen Plat ten 1 und 2 an einem Ende der Widerstandsfilmstruktur 5 eingerichtet ist (kurzgeschlossen), während an dem anderen Ende desselben keine elektrische Verbindung eingerichtet ist (offen). Ansonsten ist der Aufbau des Abschlußglieds iden tisch zu demjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Aufgrund dieses Aufbaus bilden die Widerstandsfilmstruktur 5, das Substrat 4 und die leitfähigen Platten 1 und 2 die Hängeleitung, wodurch folglich ein Viertel-Wellenlänge-TEM- Resonator gebildet ist. Bei einem solchen Viertel-Wellen länge-Resonator werden ein Knoten und ein Bauch der Strom dichteverteilung an dem offenen Ende bzw. dem kurzgeschlos senen Ende des Resonators erhalten, wie es in Fig. 7B durch die Wellenform, die der Wellenlänge λ_g/4 entspricht, gezeigt ist. Daher sind die LSM-Mode in der dielektrischen Über tragungsleitung und die TEM-Mode in dem Resonator durch ein Vorsehen des dielektrischen Streifens in der Nähe einer vorbestimmten Position des Resonators magnetisch oder elektrisch gekoppelt. Folglich ermöglicht der Aufbau des Viertel-Wellenlänge-Resonators, daß die Widerstandsfilm struktur 5 genauso wie das Substrat 4 weiter miniaturisiert werden kann. Die Miniaturisierung des gesamten Abschlußglieds für eine dielektrische Übertragungsleitung kann erreicht werden.

Der Resonator, bei dem ein Ende der Widerstandsfilmstruktur 5 kurzgeschlossen und das andere Ende derselben offen ist, ist nicht auf einen Viertel-Wellenlänge-Resonator begrenzt. Wie es in Fig. 7B durch die Wellenform, die der Wellenlänge 3/4λ_g entspricht, gezeigt ist, kann der Resonator aufgebaut werden, so daß die Resonanzwellenlänge ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertel-Wellenlänge ist.

Andere Widerstandsfilmstrukturen 5 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 8D als ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Fig. 8A bis 8D zeigen Draufsichten von Abschlußgliedern für eine dielektrische Übertragungsleitung, bei denen die obere leitfähige Platte 2 und der obere dielektrische Strei fen 3' herausgenommen sind. In der Fig. 8A ist die Wider standsfilmstruktur 5 auf dem Substrat 4 vorgesehen, um bezüglich der Mittelachse des dielektrischen Streifens 3 asymmetrisch zu sein. Sogar ein solches Vorsehen der Wider standsfilmstruktur 5 bewirkt, daß die dielektrische Über tragungsleitung in der LSM₀₁-Mode und der Resonator in der TEM-Mode magnetisch gekoppelt sind. In Fig. 8B ist die Widerstandsfilmstruktur 5 bei einer vorbestimmten Position gebogen. Daher kann die Länge des dielektrischen Streifens in der Breitenrichtung desselben vermindert werden. Sogar eine solche Form der Widerstandsfilmstruktur 5 ermöglicht es, daß der Resonator entsprechend der Gesamtlänge der Widerstandsfilmstruktur 5 in Resonanz kommt.

Die Widerstandsfilmstruktur 5 ist in Fig. 8C gebildet, um eine Spirallinie zu sein und in Fig. 8D gebildet, um eine Mäanderlinie zu sein. Bei einer Verwendung dieser Strukturen kann der von der Widerstandsfilmstruktur 5 auf dem Substrat 4 eingenommene Bereich reduziert werden, wodurch ermöglicht wird, daß das gesamte Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung miniaturisiert werden kann.

Bei jedem der in den Fig. 8A bis 8D gezeigten Beispielen kann die Widerstandsfilmstruktur 5 beide Enden offen, beide Enden kurzgeschlossen, oder ein Ende offen und das andere Ende kurzgeschlossen haben. Die Form der Widerstands filmstruktur 5 oder der Aufbau jedes seiner Enden kann gemäß der Größe des Raums, in dem das Substrat 4 untergebracht ist, oder gemäß der Anordnungsbeziehung zwischen Komponenten des Abschlußglieds geeignet konzipiert sein.

Ein Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9A und 9B beschrieben.

Fig. 9A zeigt eine Draufsicht von Hauptkomponenten des Abschlußglieds für eine dielektrische Übertragungsleitung, bei dem die obere leitfähige Platte 2 und der obere dielek trische Streifen 3' herausgenommen sind. Drei Widerstands filmstrukturen 5a, 5b und 5c sind auf dem Substrat 4 ge bildet. Diese Widerstandsfilmstrukturen 5a, 5b und 5c bilden unter Verwendung des Substrats 4 und der oberen und unteren leitfähigen Platte 1 und 2 jeweils Hängeleitungsresonatoren, die offene Enden aufweisen. Jeder dieser drei Resonatoren koppelt mit drei Teilen der dielektrischen Übertragungs leitung, wobei die Strecke zwischen zwei benachbarten Kop plungsteilen, d. h. die Strecke zwischen zwei benachbarten Widerstandsfilmstrukturen, λ_g/4 beträgt. Aufgrund dieses Aufbaus ist ein Bandeliminationsfilter durch eine Kopplung eines Drei-Stufen-Resonators mit der dielektrischen Über tragungsleitung aufgebaut. Da jeder Resonator unter Ver wendung einer Widerstandsfilmstruktur hergestellt ist, wird im Gegensatz zu allgemeinen Bandeliminationsfiltern jedoch eine Resonanz-Energie in dem Widerstand desselben ver braucht. Folglich werden wenige der elektromagnetischen Wellen reflektiert, da der Reflexionsverlust aufgrund eines niedrigen Q-Faktors hoch ist.

Fig. 9B zeigt die Dämpfung-Frequenz-Charakteristik des Abschlußglieds für eine dielektrische Übertragungsleitung. Drei Dämpfungspole entsprechen jeweils den Resonanzfrequen zen der drei Resonatoren in Fig. 9A. Daher kann ein beträcht licher Dämpfungsbetrag über eine vorbestimmte Bandbreite erreicht werden.

Ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10A und 10B beschrieben.

Fig. 10A zeigt eine Draufsicht des Dämpfungsglieds für eine dielektrische Übertragungsleitung, bei dem die obere leit fähige Platte 2 und der obere dielektrische Streifen 3' herausgenommen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Widerstandsfilmstruktur 5, dessen Gesamtlänge ausreichend lang ist, auf dem Substrat 4 gebildet, das bei einer vor bestimmten Position der dielektrischen Übertragungsleitung vorgesehen ist. Mittels dieser Widerstandsfilmstruktur 5 wird es durch eine Kopplung der Hängeleitung mit der di elektrischen Übertragungsleitung in der LSM₀₁-Mode ermög licht, daß sich die elektromagnetischen Wellen in der TEM- Mode in der Hängeleitung ausbreiten. Der Schichtwiderstand und die Länge der Hängeleitung sind derart festgelegt, daß der Übertragungsverlust in der Hängeleitung wesentlich zunimmt.

Fig. 10B zeigt die Dämpfung-Frequenz-Charakteristik, die bei dem Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung auftritt. Es ergibt sich hinsichtlich der in der Hänge leitung auftretenden Frequenz keine Veränderung der Dämp fung. Jedoch existieren Veränderungen der Kopplungsstärke zwischen der Hängeleitung und der dielektrischen Über tragungsleitung hinsichtlich der Frequenz. Das Dämpfungs glied arbeitet über eine beträchtlich breite Frequenzband breite gut, da der Betrag der Dämpfung in der Nähe eines vorbestimmten Frequenzbereichs allmählich abnimmt, wie es in dieser Figur gezeigt ist.

Der Aufbau einer Drahtloskommunikationsvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm eines Millimeter-Wellanradar moduls. Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO; VCO = Voltage-controlled Oscillator) ist unter Verwendung eines Gun-Diode-Oszillators und eines variablen Reaktanzelements, wie beispielsweise einer Varaktor-Diode, gebildet, wobei derselbe ein Millimeter-Wellensignal gemäß einem Modula tionssignal schwingend erzeugt. Ein Zirkulator A und ein Abschlußglied A ermöglichen, daß ein Ausgangssignal von dem VCO zu einem Koppler übertragen wird, wobei das Abschluß glied A ein zu dem VCO reflektiertes Signal absorbiert. Der Zirkulator A und das Abschlußglied A bilden einen Isolator. Der Koppler ermöglicht, daß das Signal von dem Zirkulator A als ein Übertragungssignal Tx zu einem Zirkulator B über tragen wird, und gewinnt einen Teil des Übertragungssignals Tx als ein lokales Signal Lo. Ein Abschlußglied B absorbiert ein von dem Zirkulator B zu dem Koppler reflektiertes Sig nal. Der Koppler und das Abschlußglied B bilden einen Richt koppler. Der Zirkulator B überträgt ein Übertragungssignal Tx zu einer Antenne und ein empfangenes Signal Rx von der Antenne zu einem Mischer. Der Mischer mischt das empfangene Signal Rx mit dem lokalen Signal Lo zu einem Taktsignal als ein Zwischensignal IF.

Die Abschlußglieder für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel können als das Abschlußglied A und das Abschlußglied B, die in Fig. 11 gezeigt sind, verwendet werden.

Bei dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel sind Ab schlußglieder für eine dielektrische Übertragungsleitung als Beispiele gezeigt. Indem ein Substrat 4 bereitgestellt ist, auf dem eine Widerstandsfilmstruktur 5 bei einer vorbestimmten Position (zwischen dem Eingangs- und Ausgangsport) in der Mitte der dielektrischen Übertragungsleitung gebildet ist, ermöglicht das Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung auf die gleiche Art und Weise, wie es in dem sechsten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, daß elektro magnetische Wellen, die sich in der dielektrischen Über tragungsleitung ausbreiten, zwischen dem Eingangs- und Ausgangs-Tor auf einen vorbestimmten Pegel gedämpft werden können.

Bei jedem Ausführungsbeispiel wird die dielektrische Über tragungsleitung verwendet, bei der die Rille zum Einpassen jedes der dielektrischen Streifen 3 und 3' in dieselbe sowohl auf der oberen als auch auf der unteren leitfähigen Platte 1 und 2 gebildet ist. Eine normale dielektrische Übertragungsleitung kann verwendet werden, bei der die Strecke zwischen den leitfähigen Platten in einem Über tragungsbereich gleich derjenigen in einem Nichtübertra gungsbereich ist. Ebenfalls kann, wie es beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 9-64608 offenbart ist, eine geflügelte dielektrische Übertragungs leitung oder eine Bildübertragungsleitung verwendet werden.

Bei jedem Ausführungsbeispiel wird die Stufe an einem Teil eines dielektrischen Streifens gebildet und das Substrat ist angeordnet, um zwischen der Stufe eines dielektrischen Streifens und dem anderen dielektrischen Streifen gehalten zu werden. Alternativ ist der dielektrische Streifen entlang seines Gesamtkörpers in der longitudinalen Richtung in einen oberen und unteren dielektrischen Streifenteil geteilt, wo bei das Substrat, auf dem die Widerstandsfilmstruktur ge bildet ist, zwischen dem oberen und unteren dielektrischen Streifenteil vorgesehen ist.

Claims

1. Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung, das für eine dielektrische Übertragungs leitung verwendet wird, die mit zwei leitfähigen Plat ten (1, 2), die parallel zueinander sind, und einem dielektrischen Streifen (3, 3'), der zwischen den zwei leitfähigen Platten (1, 2) gehalten ist, versehen ist, wobei das Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung eine Widerstands filmstruktur (5) aufweist, die entlang einer geteilten Fläche des dielektrischen Streifens (3, 3'), die parallel zu den zwei leitfähigen Platten (1, 2) ist, vorgesehen ist, wobei die Widerstandsfilm struktur (5) einen länglichen Abschnitt aufweist, der den dielektrischen Streifen (3, 3') schneidet, und wobei
die Widerstandsfilmstruktur (5, 5a, 5b, 5c) und die zwei leitfähigen Platten (1, 2) eine Übertragungs leitung bilden; und
die dielektrische Übertragungsleitung und die Übertra gungsleitung gekoppelt sind.

2. Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß Anspruch 1, bei dem die Übertragungs leitung ein TEM-Mode-Resonator ist, dessen Enden offen sind.

3. Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß Anspruch 1, bei dem die Übertragungs leitung ein TEM-Mode-Resonator ist, dessen eines Ende offen und dessen anderes Ende kurzgeschlossen ist.

4. Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß Anspruch 1, bei dem die Übertragungs leitung ein TEM-Mode-Resonator ist, dessen Endern kurzgeschlossen sind.

5. Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem
eine Mehrzahl der Widerstandsfilmstrukturen (5a, 5b, 5c) vorgesehen ist; und
der Abstand zwischen zwei benachbarten Kopplungsposi tionen von jeder der Widerstandsfilmstrukturen (5a, 5b, 5c) und dem dielektrischen Streifen (3, 3') ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertel-Wellenlänge ist.

6. Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Dielektrizitätskonstante eines Substrats (4), auf dem ,die Widerstandsfilmstruktur (5, 5a, 5b, 5c) gebildet ist, größer als die Dielektrizitätskonstante des di elektrischen Streifens (3, 3') ist.

7. Abschlußglied für eine dielektrische Übertragungs leitung, das ein Dämpfungsglied für eine dielektrische Übertragungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, das in der Nähe eines Endes des dielektri schen Streifens (3, 3') vorgesehen ist.

8. Verwendung eines Dämpfungsgliedes für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eins Abschlußgliedes für eine dielektrische Übertragungs leitung gemäß Anspruch 7 für eine Drahtlos- Kommunikationsvorrichtung.