-
Diese
Erfindung basiert auf der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-181085, die am 18. Juni 2004
eingereicht worden ist, und beansprucht die Vorzüge der Priorität von dieser,
wobei die gesamten Inhalte von dieser hierin durch Verweis eingeschlossen
sind.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
zum Wandeln von elektromagnetischer Energie in Mikrowellen- oder
Millimeterwellenbereichen des elektromagnetischen Spektrums zwischen
einem Wellenleiter und einer Übertragungsleitung.
-
Herkömmliche
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
sind zum Beispiel aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2002-359508 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H10-126114
bekannt.
-
Die
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler,
die in den vorhergehenden Offenlegungsschriften offenbart sind,
werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1(a) bis 1(b) und 2(a) bis 2(d) der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
-
Die 1(a) bis 1(d) zeigen einen Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler, wie
er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-359508
offenbart ist. 1(a) zeigt
eine perspektivische Ansicht des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, 1(b) zeigt eine Querschnittsansicht
des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, 1(c) zeigt eine Draufsicht
des Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
und 1(d) zeigt eine
Unteransicht eines dielektrischen Substrats des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers.
-
Wie
es in den 1(a) bis 1(d) gezeigt ist, weist der
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
ein längliches
rechteckiges dielektrisches Substrat J1 mit einer Streifenleitung
J2, die auf einer Oberfläche
von ihm angeordnet ist, und einen Wellenleiter J3 auf, der mit einer
sich zwischen dem dielektrischen Substrat J1 und dem Wellenleiter
J2 befindenden Massemetallschicht auf das dielektrische Substrat
J1 montiert ist. Die Masseleitungsschicht J4 weist die Form eines
mittig offenen rechteckigen Rahmens auf, der eine Breite aufweist,
welche im Wesentlichen die gleiche wie die Dicke der Seitenwände des
Wellenleiters J3 ist.
-
Der
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
weist ebenso eine Kurzschlussplatte J5 auf, die fest auf die Oberfläche des dielektrischen
Substrats J1 von dem Wellenleiter J3 entfernt montiert ist. Die
Kurzschlussplatte J5 weist ein Außenprofil auf, welches im Wesentlichen
das gleiche wie das Außenprofil
des rechteckigen dielektrischen Substrats J1 ist. Die Kurzschlussplatte
J5 weist eine Vertiefung auf, welche mittig darin definiert ist,
welche an einer Längsseitenkante
von dieser offen ist. Wenn die Kurzschlussplatte J5 fest an das
dielektrische Substrat J1 montiert ist, ist die Streifenleitung
J2 in der Vertiefung angeordnet und steht von dieser hervor.
-
Ein
Anpassungselement J6, welches eine im Wesentlichen quadrati sche
Metallschicht aufweist, ist mittig auf die andere Oberfläche des
dielektrischen Substrats J1 entfernt von der Streifenleitung J2
montiert. Das Anpassungselement J6 ist einen vorbestimmten Abstand
von der Streifenleitung J2 und der Kurzschlussplatte J5 beabstandet
und ist über
das dielektrische Substrat elektromagnetisch mit der Streifenleitung
J2 gekoppelt.
-
Die 2(a) bis 2(d) zeigen einen Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler, wie
er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. N10-126114 offenbart
ist. 2(a) zeigt eine
perspektivische Explosionsansicht des Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, 2(b) zeigt eine Querschnittsansicht
des Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, 2(c) zeigt eine Draufsicht
des Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers und 2(d) zeigt eine Unteransicht
eines dielektrischen Substrats des Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers.
-
Wie
es in den 2(a) bis 2(d) gezeigt ist, weist der
Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
ein rechteckiges dielektrisches Substrat J11 mit einer Streifenleitung
J12, die auf einer Oberfläche
von ihm angeordnet ist, und einen Wellenleiter J13 auf, der eine Öffnung aufweist,
die in einem Ende von ihm definiert ist. Das dielektrische Substrat
J11 ist mit einer sich zwischen dem dielektrischen Substrat J11
und der offenen Kante des Wellenleiters J13 befindenden Massemetallschicht
J14 auf die offene Kante des Wellenleiters J13 montiert. Der Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
weist ebenso einen Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 auf,
der mit den sich dazwischen befindenden dielektrischen Substrat
J11 auf die offene Kante des Wellenleiters J13 montiert ist.
-
Die
herkömmlichen
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler,
die in den 1(a) bis 1(d) und 2(a) bis 2(d) gezeigt
sind, sind imstande, elekt romagnetische Energie, die von den Wellenleitern
J3, J13 übertragen
wird, und elektromagnetische Energie, die von den Streifenleitungen
J2, J12 übertragen wird,
untereinander auszutauschen.
-
Die
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
sollten wünschenswert
imstande sein, elektromagnetische Energie mit einem hohen Verhältnis mit
minimaler Energiereflexion durchzulassen, um zuzulassen, dass die
elektromagnetische Energie, die von dem Wellenleiter übertragen
wird, und die elektromagnetische Energie, die von den Übertragungsleitungen übertragen
wird, mit einer niedrigen Energiedämpfung untereinander ausgetauscht
werden.
-
Die
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
weisen ihre Durchlass- und
Reflexionscharakteristiken der elektromagnetischen Energie auf,
die abhängig
von der Frequenz der elektromagnetischen Energie, die von dem Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
gewandelt wird, veränderbar
ist. Wenn ein Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
angewendet wird, um elektromagnetische Energie in den Millimeterwellenbereich
zu wandeln, dann sollte, da die elektromagnetische Energie eine
Frequenz in dem Bereich von zum Beispiel 76 bis 76 GHz aufweist,
der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler erwünscht imstande
sein, elektromagnetische Energie mit einem hohen Verhältnis mit
einer niedrigen Energiereflexion in diesem Frequenzbereich durchzulassen.
-
Jedoch
ist es bestätigt
worden, dass die herkömmlichen
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler,
die in den vorhergehenden Offenlegungsschriften offenbart sind,
darin problematisch sind, das sie aufgrund von Montagefehlern versagen,
elektromagnetische Energie mit einem hohen Verhältnis mit einer niedrigen Energiereflexion
durchzulassen. Dieses Problem wird nachstehend unter Bezugnahme
auf die 3(a), 3(b) und 4(a) bis 4(d) der
beiliegenden Zeichnung beschrieben.
-
3(a) zeigt einen Querschnitt
des herkömmlichen
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2002-359508
offenbart ist, wobei die Ansicht einen Montagefehler zeigt, der
auf dem Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt. Wie es in 3(a) gezeigt
ist, sind das Anpassungselement J6 und die Massemetallschicht J4
einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Wenn das dielektrische
Substrat J1 positionell in genauer Ausrichtung mit dem Wellenleiter
J3 zusammengebaut ist, wie es in 1(b) gezeigt
ist, dann entsteht, da die Kanten des Anpassungselements J6 einen
kürzesten
Abstand von den Kanten der Massemetallschicht 4 beabstandet
sind, kein Problem bei der Ausbreitung von elektromagnetischer Energie.
Wenn jedoch das dielektrische Substrat J1 außer Ausrichtung mit dem Wellenleiter
J3 zusammengebaut ist, wie es in 3(a) gezeigt
ist, ist eine Kante J6a des Anpassungselements J6 einen kürzesten
Abstand von einer oberen inneren Ecke J3a einer Seitenwand des Wellenleiters
J3, nicht von einer Kante J4a der Massemetallschicht J4, beabstandet.
Deshalb tritt eine Konzentration eines elektrischen Felds in einer umkreisten
Fläche
E in 3(a), d.h. einer
Fläche, die
die Kante J6a und die obere innere Ecke J3a beinhaltet, auf, was
zu einer Änderung
der Durchlass- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie des Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
neigt.
-
3(b) zeigt einen Querschnitt
des herkömmlichen
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. N10-126114
offenbart ist, wobei die Ansicht einen Zusammenbaufehler zeigt,
der auf dem Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt. Wie es in 3(b) gezeigt
ist, sind die Streifenleitung J12 und der Kurzschluss-Wellenleiterblock
J15 einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Wenn das
dielektrische Substrat J11 positionell in genauer Ausrichtung mit
dem Wellenleiter J13 zusammengebaut ist, wie es in 2(b) gezeigt ist, dann tritt, da eine
Kante der Streifenleitung J11 einen kürzesten Abstand von der inneren
Oberfläche
einer Seitenwand des Kurzschluss-Wellenleiterblocks J15 beabstandet
ist, kein Problem bei der Ausbreitung von elektromagnetische Energie
auf. Wenn jedoch das dielektrische Substrat J11 außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter J13 zusammengebaut ist, wie es in 3(b) gezeigt ist, ist die
Kante der Streifenleitung J12 einen kürzesten Abstand von einer oberen
inneren Ecke J13a einer Seitenwand des Wellenleiters J13, nicht
von einem inneren Oberflächenabschnitt J15a
der Seitenwand des Kurzschluss-Wellenleiterblocks J15, beabstandet.
Deshalb tritt eine Konzentration eines elektrischen Felds in einer
umkreisten Fläche
F in 3(b), d.h. einer
Fläche,
die die Kante J12a und die obere innere Ecke J13a beinhaltet auf, was
zu einer Änderung
der Durchlass- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie des Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers neigt.
-
Die 4(a) bis 4(d) zeigen die Beziehung auf der Grundlage
von experimentellen numerischen Berechnungen zwischen Zusammenbaufehlern
des Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-359508
offenbart ist und Änderungen
der Durchlass- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie von diesen. In jeder der 4(a) bis 4(b) stellt eine Kurve, die
durch Verbindungssymbole Δ aufgetragen
ist, die Amplitude einer reflektierten elektromagnetischen Energie
dar, wenn eine elektromagnetische Energie von der Streifenleitung
J2 zu dem Wellenleiter J3 übertragen
wird, stellt eine Kurve, die durch Verbindungssymbole O aufgetragen
ist, die Amplitude einer reflektierten elektromagnetischen Energie
dar, wenn eine elektromagnetische Energie von dem Wellenleiter J3
zu der Streifenleitung J2 übertragen
wird, und stellt eine Kurve, die durch Zwischenverbindungssymbole ☐ aufgetragen
ist, die Amplitude von durchgelassener elektromagnetischer Energie
dar, wenn eine elektromagnetische Energie von dem Wellenleiter J3
zu der Streifenleitung J2 übertragen
wird. 4(a) zeigt die
Beziehung, die aufge tragen ist, wenn das dielektrische Substrat
J1 nicht außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter J3 versetzt worden ist, d.h. das
dielektrische Substrat J1 ist um eine Verschiebung von a0 außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter J3 versetzt worden. 4(b) zeigt eine Beziehung, die aufgetragen
ist, wenn das dielektrische Substrat J1 um eine Verschiebung von
a1, welche größer als
keine Verschiebung von a0 gewesen ist, außer Ausrichtung mit dem Wellenleiter
J3 versetzt worden ist. 4(c) zeigt
eine Beziehung, die aufgetragen ist, wenn das dielektrische Substrat
J1 um eine Verschiebung von a2, welche größer als die Verschiebung von
a1 gewesen ist, außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter J3 versetzt worden ist. 4(d) zeigt die Beziehung,
die aufgetragen ist, wenn das dielektrische Substrat J1 um eine
Verschiebung von a3, welche größer als
die Verschiebung von a2 gewesen ist, außer Ausrichtung mit dem Wellenleiter
J3 versetzt worden ist.
-
Es
kann aus den 4(a) bis 4(d) gesehen werden, dass
dann, wenn es keine Verschiebung zwischen den dielektrischen Substrat
J1 und dem Wellenleiter J3 gibt, jede Reflexion von elektromagnetischer
Energie in dem Frequenzbereich klein ist, in welchem der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
verwendet wird, aber die Amplitude der Reflexion von elektromagnetischer
Energie sich außerhalb
dieses Frequenzbereichs stark ändert.
Es kann ebenso verstanden werden, dass dann, wenn das dielektrische
Substrat J1 außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter J3 versetzt wird, die kleine Reflexion
von elektromagnetischer Energie abhängig von der Verschiebung an
unterschiedlichen Frequenzen auftritt. Zum Beispiel wird dann, wenn
das dielektrische Substrat J1 um die Verschiebung von a1 außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter versetzt wird, die Amplitude jeder Reflexion
von elektromagnetischer Energie in dem Millimeterwellenbereich von
76 bis 77 GHz stark unterschiedlich zu der Amplitude von jeder Reflexion
von elektromagnetischer Energie in dem Millimeterwellenbereich,
der auftritt, wenn das dielektrische Substrat J1 nicht außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter J3 versetzt worden ist (siehe die 4(a) und 4(b)).
-
KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
zum Wandeln von elektromagnetischer Energie zu schaffen, um auch
dann, wenn der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
einem Zusammenbaufehler unterliegt, elektromagnetische Energie mit einem
hohen Verhältnis
mit einer niedrigen Energiereflexion durchzulassen.
-
Um
die vorhergehende Aufgabe zu erzielen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
geschaffen, der einen Wellenleiter, der eine hohle Form mit einem
darin definierten Hohlraum, ein dielektrisches Substrat, das auf
einem offenen Ende des Wellenleiters angeordnet ist, eine Streifenleitung,
die auf einer Oberfläche
des dielektrischen Substrats fern von dem Wellenleiter angeordnet
ist und sich von einer Seite des Wellenleiters nach innen in den
Hohlraum des Wellenleiters ausdehnt, eine Massemetallschicht, die
auf einer Oberfläche
des dielektrischen Substrats fern der Oberfläche von diesem, auf welchem
der Streifenleiter angeordnet ist, wobei sich die Massemetallschicht
entlang einer Außenkante
des dielektrischen Substrats ausdehnt, und ein Anpassungselement aufweist,
das auf der Oberfläche
des dielektrisches Substrats angeordnet ist, auf welcher die Massemetallschicht
angeordnet ist, wobei das Anpassungselement weg von der Außenkante
des dielektrischen Substrats nach innen von der Massemetallschicht beabstandet
ist, wobei das dielektrische Substrat mit der sich dazwischen befinden
Massemetallschicht auf das offene Ende des Wellenleiters montiert
ist, wodurch der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
elektromagnetische Energie, die von dem Wellenleiter übertragen
wird, und elektromagnetische Energie, die von dem Streifenleiter übertragen wird,
untereinander wandeln kann, wobei der Wellenleiter eine abgefaste
innere Kante einer Seitenwand von ihm an dem of fenen Ende des Wellenleiters
aufweist und der Hohlraum an der abgefasten inneren Ecke eine größere Abmessung
als ein anderer Abschnitt der Seitenwand des Wellenleiters aufweist.
-
Der
vorhergehende Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
wird als ein Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
bezeichnet. Auch dann, wenn das dielektrische Substrat aufgrund
eines Zusammenbaufehlers außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter zusammengebaut ist, liegt eine
Kante der Massemetallschicht auf dem dielektrischen Substrat von
der abgefasten inneren Ecke an dem offenen Ende des Wellenleiters
frei. Die abgefaste innere Ecke hält den Wellenleiter von einer Kante
des Anpassungselements auf dem dielektrischen Substrat weit beabstandet,
was verhindert, dass eine Konzentration eines elektrisches Felds zwischen
dem Wellenleiter und dem Anpassungselement auftritt. Der Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
weist Durchlass- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie auf, von denen es verhindert wird, dass sie sich ändern.
-
In
den Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
kann die abgefaste innere Ecke der Seitenwand des Wellenleiters
in der Nähe der
Seite des Wellenleiters angeordnet sein, auf welcher die Streifenleitung
an dem offenen Ende des Wellenleiters angeordnet ist, und kann der
Wellenleiter eine andere abgefaste innere Ecke einer Seitenwand
von diesem aufweisen, welche in der Nähe einer anderen Seite des
Wellenleiters angeordnet ist, welche der Seite des Wellenleiters
an dem offenen Ende des Wellenleiters gegenüberliegt. Die abgefasten inneren
Ecken, die derart in der Nähe
der jeweiligen Seiten des Wellenleiters angeordnet sind, sind wirkungsvoller,
um zu verhindern, dass eine Konzentration eines elektrischen Felds
zwischen dem Wellenleiter und dem Anpassungselement auftritt.
-
Bei
dem Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler kann
ein Kreis, der einen Radius aufweist, der gleich dem Abstand von
einer Kante des Anpassungselements zu einer Kante der Massemetallschicht
ist, um die Kante des Anpassungselements gezogen werden und kann
die abgefaste innere Ecke des Wellenleiters eine Oberfläche aufweisen,
die von der Kante des Anpassungselements um einen Abstand beabstandet
ist, der größer als
der Radius des Kreises ist. Wenn die Oberfläche der abgefasten inneren
Ecke von der Kante des Anpassungselements um einen Abstand beabstandet ist,
der größer als
der Radius des Kreises ist, ist der Abstand zwischen der Kante des
Anpassungselements und der Oberfläche der abgefasten inneren Ecke
größer als
der Abstand zwischen dem Anpassungselement und der Kurzschluss-Metallschicht. Demgemäß ist die
abgefaste innere Ecke wirkungsvoller, um zu verhindern, dass eine
Konzentration eines elektrischen Felds zwischen dem Wellenleiter und
dem Anpassungselement auftritt.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ebenso ein Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
geschaffen, der einen Wellenleiter, der eine hohle Form mit einem
darin definierten Hohlraum aufweist, einen Kurzschluss-Wellenleiterblock,
der auf einem offenen Ende des Wellenleiters angeordnet ist, ein
dielektrisches Substrat, das fest zwischen dem offenen Ende des
Wellenleiters und dem Kurzschluss-Wellenleiterblock angeordnet ist
und zwischen dem Wellenleiter und dem Kurzschluss-Wellenleiterblock beidseitig
umfasst wird, eine Streifenleitung, die auf einer Oberfläche des
dielektrischen Substrats fern von dem Wellenleiter angeordnet ist
und sich von einer Seite des Wellenleiters nach innen in den Hohlraum
des Wellenleiters ausdehnt, und eine Massemetallschicht aufweist,
die auf einer Oberfläche
des dielektrischen Substrats fern von der Oberfläche von diesem angeordnet ist,
auf welcher die Streifenleitung angeordnet ist, wobei sich die Massemetallschicht
entlang einer Außenkante
des dielektrischen Substrats ausdehnt, das dielektrische Substrat
mit der sich dazwischen befindenden Massemetallschicht auf das offene
Ende des Wellenleiters montiert ist, wo durch der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
elektromagnetische Energie, die von dem Wellenleiter übertragen
wird, und elektromagnetische Energie, die von der Streifenleitung übertragen wird,
untereinander wandeln kann, wobei der Wellenleiter eine abgefaste
innere Ecke einer Seitenwand von ihm an dem offenen Ende des Wellenleiters
aufweist, und der Hohlraum an der abgefasten inneren Ecke eine größere Abmessung
als ein anderer Abschnitt der Seitenwand des Wellenleiters aufweist.
-
Der
vorhergehende Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
wird als ein Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler bezeichnet.
Bei dem Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
hält die
abgefaste innere Ecke den Wellenleiter weit von einer Kante der Streifenleitung
auf dem dielektrischen Substrat beabstandet, was verhindert, dass
eine Konzentration eines elektrischen Felds zwischen dem Wellenleiter und
der Streifenleitung auftritt. Der Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler weist
Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie auf, die daran gehindert werden, sich zu ändern.
-
Bei
dem Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
kann die abgefaste innere Ecke der Seitenwand des Wellenleiters
in der Nähe einer
Seite des Wellenleiters angeordnet sein, welche der Seite des Wellenleiters
gegenüberliegt,
auf welcher die Streifenleitung an dem offenen Ende des Wellenleiters
angeordnet ist. Die abgefaste innere Ecke, die daher in der Nähe der Seite
des Wellenleiters angeordnet ist, ist wirkungsvoller, um zu verhindern,
dass eine Konzentration eines elektrischen Felds zwischen dem Wellenleiter
und dem Anpassungselement auftritt.
-
Bei
dem Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
kann ein Kreis, der einen Radius aufweist, der gleich dem Abstand
von einer Kante der Streifenleitung zu einem nächsten Oberflächenabschnitt
des Kurzschluss-Wellenleiterblocks ist, um die Kante der Streifenleitung
gezogen werden, und kann die innere Ecke des Wellenleiters eine Oberfläche aufweisen,
die von der Kante der Streifenleitung um einen Abstand beabstandet
ist, der größer als
der Radius des Kreises ist. Wenn die Oberfläche der abgefasten inneren
Ecke von der Kante der Streifenleitung um einen Abstand beabstandet
ist, der größer als
der Radius des Kreises ist, wird der Abstand zwischen der Kante
der Streifenleitung und der Oberfläche der abgefasten inneren Ecke
größer als
der Abstand zwischen der Streifenleitung und der Kurzschluss-Metallschicht.
Demgemäß ist die
abgefaste innere Ecke wirkungsvoller, um zu verhindern, dass eine
Konzentration eines elektrischen Felds zwischen dem Wellenleiter
und der Streifenleitung auftritt.
-
Bei
dem Patchresonator-, oder Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler kann
die abgefaste innere Ecke eine konische Oberfläche, eine rechtwinklige abgestufte
Oberfläche, eine
gekrümmt
konkave Oberfläche
oder eine unregelmäßig konkave
Oberfläche
aufweisen.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird weiterhin ein Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler zum
Wandeln von elektromagnetischer Energie zwischen einem Wellenleiter
und einer Übertragungsleitung
geschaffen, der einen Wellenleiter, der ein offenes Ende aufweist,
ein dielektrisches Substrat, das auf dem offenen Ende des Mittelleiters
angeordnet ist und eine erste Oberfläche aufweist, die von dem Wellenleiter
weg steht, und eine zweite Oberfläche aufweist, die zu dem Wellenleiter
hin steht, eine Streifenleitung, die auf der ersten Oberfläche des
dielektrischen Substrats montiert ist und sich von einer Seite des
Wellenleiters zu einer gegenüberliegenden
Seite des Wellenleiters ausdehnt, eine Massemetallschicht, die auf
der zweiten Oberfläche
des dielektrischen Substrats angeordnet ist und sich entlang einer äußeren Kante
des dielektrischen Substrats ausdehnt, wobei sich die Massemetallschicht
zwischen dem dielektrischen Substrat und dem Wellenleiter befindet,
und ein Anpassungselement aufweist, das auf der zweiten Oberfläche des
dielektrischen Substrats angeordnet ist und nach innen von der Massemetallschicht
beabstandet ist, wobei der Wellenleiter eine Seitenwand aufweist,
die eine konische innere Oberfläche
an dem offenen Ende von ihm aufweist. Die konische innere Oberfläche kann
von der nächsten
Kante des Anpassungselements um einen Abstand beabstandet sein,
der größer als
der Abstand zwischen der nächsten
Ecke des Anpassungselements und einer Kante der Massemetallschicht
ist, welche am nächsten
an dem Anpassungselement ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird weiterhin ein Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler zum
Wandeln von elektromagnetischer Energie zwischen einem Wellenleiter
und einer Übertragungsleitung
geschaffen, die einen Wellenleiter, der ein offenes Ende aufweist,
einem Kurzschluss-Wellenleiterblock, der auf einem offenen Ende
des Wellenleiters angeordnet ist, ein dielektrisches Substrat, das
zwischen dem offenen Block des Wellenleiters und dem Kurzschluss-Wellenleiterblock
fest angeordnet ist, wobei das dielektrische Substrat eine erste
Oberfläche,
die von dem Wellenleiter weg steht und eine zweite Oberfläche aufweist,
die zu dem Wellenleiter hin steht, eine Streifenleitung, die auf
der ersten Oberfläche
des dielektrischen Substrats angeordnet und sich von einer Seite
des Wellenleiters nach innen in das offene Ende des Wellenleiters
ausdehnt, und eine Massemetallschicht aufweist, die auf der zweiten
Oberfläche
des dielektrischen Substrats angeordnet ist, wobei sich die Massemetallschicht
entlang einer äußeren Kante
des dielektrischen Substrats ausdehnt, das dielektrische Substrat
mit der sich dazwischen befindenden Massemetallschicht auf das offene
Ende des Wellenleiters montiert ist, wobei der Wellenleiter eine
Seitenwand aufweist, die eine konische innere Oberfläche an dem
offenen Ende von ihm aufweist. Die konische innere Oberfläche kann von
einer nächsten
Kante der Streifenleitung um einen Abstand beabstandet sein, die
größer als
der Abstand zwischen der nächsten
Kante der Streifenleitung und einem Oberflächenabschnitt des Kurzschluss-Wellenleiterblocks
ist, welcher sich am nächsten
an der Streifenleitung befindet.
-
Die
vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich,
wenn diese in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung genommen
wird, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beispielhaft darstellt.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
1(a) zeigt eine perspektivische Ansicht eines
herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers;
-
1(b) zeigt eine Querschnittsansicht des herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in 1(a) gezeigt ist;
-
1(c) zeigt eine Draufsicht des herkömmlichen
Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, der
in 1(a) gezeigt ist;
-
1(d) zeigt eine Unteransicht eines dielektrischen
Substrats des herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, der
in 1(a) gezeigt ist;
-
2(a) zeigt eine perspektivische Explosionsansicht
eines herkömmlichen
Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers;
-
2(b) zeigt eine Querschnittsansicht des herkömmlichen
Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in 2(a) gezeigt ist;
-
2(c) zeigt eine Draufsicht eines dielektrischen
Substrats des her kömmlichen
Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, der
in 2(a) gezeigt ist;
-
2(d) zeigt eine Unteransicht des dielektrischen
Substrats des herkömmlichen
Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers, der
in 2(a) gezeigt ist;
-
3(a) zeigt eine Querschnittsansicht eines Zusammenbaufehlers,
der auf dem herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt, der in den 1(a) bis 1(d) gezeigt ist;
-
3(b) zeigt eine Querschnittsansicht eines Zusammenbaufehlers,
der auf einem herkömmlichen
Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt, der in den 2(a) bis 2(d) gezeigt ist;
-
4(a) bis 4(d) zeigen
Darstellungen, die die Beziehung auf der Grundlage von experimentellen
numerischen Berechnungen zwischen Zusammenbaufehlern des herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in den 1(a) bis 1(d) gezeigt
ist, und Änderungen
der Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie von diesem zeigen;
-
5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
-
6 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Zusammenbausfehlers, der auf dem
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt, der in 5 gezeigt ist, wenn ein dielektrisches
Substrat außer
Ausrichtung mit einem Wellenleiter zusammengebaut ist;
-
7(a) bis 7(d) zeigen
Darstellungen, die die Beziehung auf der Grundlage von experimentellen
numerischen Berechnungen zwischen Zusammenbaufehlern des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in 5 gezeigt ist, und Änderungen der Durchlauf- und
Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer Energie von diesem
zeigen;
-
8 zeigt
eine Darstellung, die die Beziehung zwischen Verschiebungen zwischen
dem dielektrischen Substrat und dem Wellenleiter und den Amplituden
von durchlaufenden und reflektierten elektromagnetischen Energien
zeigt, wenn die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters konisch
und nicht konisch sind;
-
9 zeigt
eine vergrößerte Teil-Querschnittsansicht,
die die positionelle Beziehung zwischen einer konischen inneren
Oberfläche
von einer der seitlichen Ecken des Wellenleiters an dem Öffnungsende
von diesem und einer Ecke eines Anpassungselements des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
zeigt, der in 5 gezeigt ist;
-
10 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
-
11 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Zusammenbaufehlers, der auf den Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler, der
in 10 gezeigt ist, auftritt, wenn ein dielektrisches
Substrat außer
Ausrichtung mit einem Wellenleiter zusammengebaut ist; und
-
12(a) bis 12(e) zeigen
Querschnittsansichten von Seitenwän den von verschiedenen Wellenleitern
gemäß Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Ähnliche
oder entsprechende Teile werden durchgängig durch die Ansichten mit
gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
-
Erstes Ausführungsbeispiel:
-
5 zeigt
im Querschnitt einen Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Der Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
weist strukturelle Details auf, die ähnlich zu denjenigen des herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
sind, der in den 1(a), 1(c) und 1(d) gezeigt ist. Für derartige ähnliche
strukturelle Details sollte deshalb Bezug auf die 1(a), 1(c) und 1(d) genommen werden.
-
Wie
es in 5 gezeigt ist, weist der Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
ein dielektrisches Substrat 1, eine Streifenleitung, die
auf das dielektrische Substrat 1 montiert ist, einen Wellenleiter 3,
der mit einer sich dazwischen befindenden Massemetallschicht 4 mit
dem dielektrischen Substrat 1 verbunden ist, eine Kurzschlussplatte 5, die
auf das dielektrische Substrat montiert ist, und ein Anpassungselement 6 auf,
das fern von der Streifenleitung 2 und der Kurzschlussplatte 5 auf
das dielektrische Substrat 1 montiert ist.
-
Das
dielektrische Substrat 1 besteht aus einer länglichen
rechteckigen Form und die Streifenleitung 2 ist auf einer
Oberfläche
(Seitenfläche)
des dielektrischen Substrats 1 angeordnet. Die Streifenleitung 2 dehnt
sich senkrecht zu einer Längsseite
des dielektrischen Substrats 1 aus, d.h., dehnt sich von einer
Seite eines offenen Endes des Wellenleiters 3, welcher
aus einer hohlen Form besteht, nach innen in die Öffnung des
Wellenleiters 3 aus.
-
Der
Wellenleiter 3 einer hohlen Form weist einen darin definierten
Hohlraum auf. Der Wellenleiter 3 weist eine längliche
rechteckige Querschnittsform entlang seiner Achse auf, welche sich
in 5 vertikal ausdehnt, wobei die längliche
rechteckige Querschnittsform im Wesentlichen die gleiche wie die längliche
rechteckige Form des dielektrischen Substrats 1 ist. Das
dielektrische Substrat 1 ist mit der sich dazwischen befindenden
Massemetallschicht an dem offenen Ende des Wellenleiters 3 befestigt.
Der Wellenleiter 3 weist gegenüberliegende Seitenwände auf,
welche im Allgemeinen eine im Wesentlichen konstante Dicke aufweisen.
Jedoch weisen die Seitenwände
des Wellenleiters 3 in der Nähe des offenen Endes, an welchen
das dielektrische Substrat 1 befestigt ist, dünnere Abschnitte
auf. Deshalb weist der Hohlraum in dem Wellenleiter 3 an
derartigen dünneren
Abschnitten der Seitenwände
von diesem eine größere Abmessung
als an den anderen Abschnitten der Seitenwände auf. Genauer gesagt, sind die
inneren Ecken der Seitenwände
des Wellenleiters 3, die in der Nähe einer Längsseite des Wellenleiters 3 angeordnet
sind, auf welcher die Streifenleitung 2 angeordnet ist,
und einer gegenüberstehenden Längsseite
des Wellenleiters 3 an dem offenen Ende des Wellenleiters 3 angeordnet
sind, derart abgefast, dass die inneren Ecken der Seitenwände zu der
Massemetallschicht 4 konisch sind, was konische innere Oberflächen 3a vorsieht.
-
Die
Massemetallschicht 4, welche die Form eines mittig offenen
rechteckigen Rahmens aufweist, weist ausgenommen für die konischen
inneren Ecken von ihr eine Breite auf, die im Wesentlichen die gleiche
wie die Dicke von jeder der Seitenwände des Wellenleiters 3 ist.
Die Massemetallschicht 4 ist auf der Oberfläche (Rückseite)
des dielektrischen Substrats 1 fern von der Oberfläche von
diesem angeordnet, auf welchen die Streifenleitung 2 montiert
ist. Die Massemetallschicht 4 dehnt sich entlang der Außenkanten
des dielektrischen Substrats auf, welche aus einer länglichen
rechteckigen Form besteht. Das dielektrische Substrat 1 ist
sicher an dem offenen Ende des Wellenleiters 3 mit der
sich dazwischen befindenden Massemetallschicht 4 befestigt.
-
Die
Kurzschlussplatte 5 besteht aus einem Außenprofil,
welches im Wesentlichen das gleiche wie die längliche rechteckige Form des
dielektrischen Substrats 1 ist. Die Kurzschlussplatte 5 ist
durch Schweißen
an dem dielektrischen Substrat 1 befestigt. Die Kurzschlussplatte 5 weist
eine mittig darin definierte Vertiefung auf, welche an einer Längsseitenkante
von dieser offen ist. Wenn die Kurzschlussplatte 5 fest
auf das dielektrische Substrat 1 montiert ist, ist die
Streifenleitung 2 in der Vertiefung angeordnet und von
dieser freigelegt. Die Kurzschlussplatte 5 weist ebenso
eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 7 auf,
die darin entlang der äußeren Kanten
von dieser definiert sind. Die Kurzschlussplatte 5 ist
elektrisch durch die Durchgangslöcher
mit der Massemetallschicht 4 verbunden.
-
Das
Anpassungselement 6 ist mittig auf die Oberfläche des
dielektrischen Substrats 1 fern von der Streifenleitung 2 und
der Kurzschlussplatte 5 montiert und mittig in dem Hohlraum
in dem Wellenleiter 3 angeordnet. Das Anpassungselement 6 weist eine
im Wesentlichen quadratische Metallschicht auf. Das Anpassungselement 6 ist
einen vorbestimmten Abstand von der Streifenleitung 2 beabstandet
und über
das dielektrische Substrat 1 elektromagnetisch mit der
Streifenleitung 2 gekoppelt.
-
6 zeigt
im Querschnitt einen Zusammenbaufehler, der auf dem Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt, der in 5 gezeigt ist, wenn das dielektrische
Substrat außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter zusammengebaut ist. Wie es in 6 gezeigt
ist, ist, wenn das dielektrische Substrat 1 und der Wellenleiter 3 zusammengebaut
sind, das dielektrische Substrat möglicherweise auf Grund eines
Zusammenbaufehlers außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter 3 versetzt.
-
Auch
dann, wenn das dielektrische Substrat 1 außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter 3 zusammengebaut ist, weist jedoch,
da die inneren Ecken der Seitenwände
des Wellenleiters 3 an dem offenen Ende von diesen abgefast
oder konisch sind, die Massemetallschicht 4 innere Kanten 4a auf,
die von den inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3 an
dem offenen Ende von diesem freiliegen. Das Anpassungselement 6 weist
gegenüberliegende Kanten 6a,
die von einem kürzesten
Abstand von den freiliegenden inneren Ecken 4a der Massemetallschicht 4,
aber nicht von den Seitenwänden
des Wellenleiters 3 freiliegen. Folglich tritt zwischen
dem Anpassungselement und dem Wellenleiter 3 keine übermäßige Konzentration
eines elektrischen Felds auf und weist daher der Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
Durchlass- und Reflextionscharakteristiken von elektromagnetischer Energie
auf, die daran gehindert wird, sich zu ändern.
-
Die 7(a) bis 7(d) zeigen
die Beziehung auf der Grundlage von experimentellen numerischen
Berechnungen zwischen Zusammenbaufehlern des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
und Änderungen
der Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie von diesem. In jeder der 7(a) bis 7(d) stellt eine Kurve, die durch Verbindungssymbole Δ aufgetragen
ist, die Amplitude einer reflektierten elektromagnetischen Energie
dar, wenn eine elektromagnetische Energie von der Streifenleitung
zu dem Wellenleiter 3 übertragen
wird, stellt eine Kurve, die durch Verbindungssymbole O aufgetragen
ist, die Amplitude einer reflektierten elektromagnetischen Energie
dar, wenn eine elektromagnetische Energie von dem Wellenleiter 3 zu
der Streifenleitung 2 übertragen
wird, und stellt eine Kurve, die durch Verbindungssymbole ☐ aufgetragen
ist, eine Amplitude einer durchgelassenen elektromagnetischen Energie dar,
wenn eine elektromagnetische Energie von dem Wellenleiter 3 zu
der Übertragungsleitung 2 übertragen
wird. 7(a) zeigt die Beziehung, die
aufgetragen ist, wenn das dielektrische Substrat 1 nicht
außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter 3 versetzt worden ist, d.h., das dielektrische
Substrat 1 durch eine Versetzung von a0 außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter 3 versetzt worden ist. 7(b) zeigt die Beziehung, die aufgetragen ist,
wenn das dielektrische Substrat 1 um eine Verschiebung
von a1, welche größer als
keine Verschiebung von a0 gewesen ist, außer Ausrichtung mit dem Wellenleiter 3 versetzt
worden ist. 7(c) zeigt die Beziehung, die
aufgetragen ist, wenn das dielektrische Substrat 1 um eine Verschiebung
von a2, welche größer als
die Verschiebung von a1 ist, außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter 3 versetzt worden ist. 7(d) zeigt die Beziehung, die aufgetragen ist,
wenn das dielektrische Substrat 1 um eine Verschiebung
von a3, welche größer als
die Verschiebung von a2 ist, außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter 3 versetzt worden ist.
-
Ein
Vergleich zwischen den 7(a) bis 7(d) und den 4(a) bis 4(d) zeigt, dass Änderungen der Durchlauf- und
Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer Energie, d.h.
positionelle Änderungen
der Spitzen niedrigster Reflexion des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
für die
gleichen Verschiebungen kleiner als diejenigen des herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers
sind. Da die Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie im Wesentlichen auf der Grundlage der Spitzen niedrigster
Reflexion bestimmt werden, sind Reflexionen von elektromagnetische
Energie in dem Soll-Frequenzbereich von 76 bis 77 GHz verringert,
da positionelle Änderungen von
Spitzen niedrigster Reflexion verringert sind.
-
8 zeigt
die Beziehung zwischen Verschiebungen zwischen dem dielektrischen
Substrat und dem Wellenleiter 3 und der Amplitude von durchgelassenen
und reflektierten elektromagnetischen Energien, wenn die inneren
Ecken der Seitenwände des
Wellenleiters 3 konisch und nicht konisch sind. In 8 stellt
eine gestrichelte Kurve A die Amplitude einer reflektierten elektromagnetischen
Energie dar, wenn die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3 nicht
konisch sind, und eine durchgezogene Kurve B die Amplitude einer
reflektierten elektromagnetischen Energie dar, wenn die inneren Ecken
der Seitenwände
des Wellenleiters 3 konisch sind. Eine gestrichelte Kurve
C stellt die Amplitude einer durchgelassenen elektromagnetischen
Energie dar, wenn die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3 nicht
konisch sind, und eine durchgezogene Kurve D stellt die Amplitude
einer durchgelassenen elektromagnetischen Energie dar, wenn die inneren
Ecken der Seitenwände
des Wellenleiters 3 konisch sind. Eine Studie von 8 macht
deutlich, dass die Amplitude der durchgelassenen elektromagnetischen
Energie größer und
die Amplitude der reflektierten elektromagnetischen Energie kleiner
sind, wenn die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3 konisch
sind, als wenn die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3 nicht
konisch sind.
-
Wie
es zuvor beschrieben worden ist, ist der Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
imstande, auch dann, wenn der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
einen Zusammenbaufehler erduldet, elektromagnetische Energie bei
einem hohen Verhältnis
mit einer niedrigen Energiereflexion durchzulassen.
-
Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
ist es, da scharfe Ecken von den Seitenwänden des Wellenleiters 3 an
das Öffnungsende
von diesem durch die konischen inneren Oberflächen 3a der Seitenwände des
Wellenleiters 3 beseitigt sind, genug für die inneren Ecken der Seitenwände des
Wellenleiters an dem Öffnungsende
von diesem, abgefast zu sein, wie es in 5 gezeigt
ist. Jedoch sollten für bessere
Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3 an
dem Öffnungsende
von diesem vorzugsweise wie folgt abgefast sein:
9 zeigt
die positionelle Beziehung zwischen den abgefasten inneren Oberflächen 3a von
einer der Seitenwände
des Wellenleiters 3 an dem Offnungsende von diesen und
einer Kante des Anpassungselements 6 des Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers,
der in 5 gezeigt ist. Wie es in 8 gezeigt
ist, ist ein Kreis R, der einen Radius r von der Kante 6a des
Anpassungselements 6 zu der Kante 4a der Massemetallschicht 4 aufweist, um
die Kante 6a des Anpassungselements 6 gezogen,
und ist die konische innere Oberfläche 3a des Wellenleiters 3 außerhalb
des Kreises R angeordnet, d.h. ist von der Mitte des Kreises R um
einen Abstand entfernt, der größer als
der Radius r ist. Auf diese Weise ist der minimale Abstand zwischen
der Kante 6a des Anpassungselements 6 und der
konischen inneren Oberfläche 3a des
Wellenleiters 3 größer als der
Abstand zwischen der Kante 6a des Anpassungselements 6 und
der Kante 4a der Massemetallschicht 4. Jede der
inneren Ecken der Seitenwände des
Wellenleiters 3 an dem Öffnungsende
von diesem ist abgefast, um die vorhergehende positionelle Beziehung
auch dann zu erfüllen,
wenn die Kante 6a des Anpassungselements 6 aufgrund
einer maximal möglichen
Verschiebung oder eines maximal möglichen Abstands, um welchen
das dielektrische Substrat 1 aufgrund eines Zusammenbaufehlers
außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter 3 versetzt ist, am nächsten zu
der konischen inneren Oberfläche 3a des
Wellenleiters 3 ist. Der Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler,
der derart aufgebaut ist, ist auch dann, wenn der Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
einen Zusammenbaufehler erduldet, imstande, elektromagnetische Energie
mit einem hohen Verhältnis
mit einer niedrigen Energiereflexion durchzulassen.
-
Zweites Ausführungsbeispiel:
-
10 zeigt
im Querschnitt einen Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Der Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
weist strukturelle Details auf, die zu denjenigen des herkömmlichen
Patchresonator-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandlers ähnlich sind,
der in den 2(a), 2(c) und 2(d) gezeigt ist. Für derartige ähnliche
strukturelle Details sollte deshalb Bezug auf die 2(a), 2(c) und 2(d) genommen werden.
-
Wie
es in 10 gezeigt ist, weist der Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler gemäß dem zweiten
Ausführungsform
ein dielektrisches Substrat, eine Streifenleitung 12, die
auf das dielektrische Substrat montiert ist, einen Wellenleiter 13,
der mit einer sich dazwischen befindenden Massemetallschicht 14 mit
dem dielektrischen Substrat 11 verbunden ist, und einen
Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 auf, der auf dem Wellenleiter 13 montiert ist.
-
Das
dielektrische Substrat 11 weist eine längliche rechteckige Form auf
und die Streifenleitung 12 ist auf einer Oberfläche (Flächenseite)
des dielektrischen Substrats angeordnet. Die Streifenleitung dehnt
sich senkrecht zu einer Seite des dielektrischen Substrats 11 aus,
d.h., dehnt sich von einer Seite eines offenen Endes des Wellenleiters 11,
welche eine hohle Form aufweist, nach innen in die Öffnung des
Wellenleiters 13 aus.
-
Der
Wellenleiter 13 einer hohlen Form weist einen darin definierten
Hohlraum auf. Der Wellenleiter 13 weist eine längliche
rechteckige Querschnittsform entlang seiner Achse auf, welche sich
in 10 vertikal ausdehnt. Das dielektrische Substrat 11 mit der
darauf montierten Streifenlei tung 12 ist fest auf ein offenes
Ende eines Wellenleiters 13 montiert und dehnt sich von
einer Seite des Wellenleiters 13 aus und endet kurz vor
der gegenüberliegenden
Seitenwand des Wellenleiters 13. Das dielektrische Substrat 11 ist
zwischen den Wellenleiter 13 und dem Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 beidseitig
umfasst.
-
Der
Wellenleiter 13 weist gegenüberliegende Seitenwände auf,
welche im Allgemeinen eine im Wesentlichen konstante Dicke aufweisen.
Jedoch weist die Seitenwand des Wellenleiters 13, welche der
Seitenwand von diesem gegenüberliegt,
auf welcher das dielektrische Substrat 11 montiert ist,
in der Nähe
des offenen Endes einen dünneren
Abschnitt auf, an welchem der Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 befestigt
ist. Deshalb weist der Hohlraum in dem Wellenleiter 13 an
dem dünneren
Abschnitt der Seitenwand von diesem eine größere Abmessung als der andere
Abschnitt der Seitenwand auf. Genauer gesagt, ist eine innere Ecke
der Seitenwand des Wellenleiters 3, die in der Nähe von einer
Längsseite
des Wellenleiters 13 angeordnet ist, auf welcher der Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 an
dem offenen Ende des Wellenleiters 3 angeordnet ist, derart
abgefast, dass die innere Ecke der Seitenwand zu dem Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 konisch
ist, was eine konische innere Oberfläche 13a vorsieht.
-
Die
Massemetallschicht 14 weist die Form eines schmalen Streifens
auf, der eine Breite aufweist, welche im Wesentlichen die gleiche
wie die Dicke der Seitenwand des Wellenleiters 13 ist,
welche der Seitenwand mit der konischen inneren Oberfläche 13a gegenüberliegt.
Die Massemetallschicht 14 ist auf der Oberfläche (Rückseite)
des dielektrischen Substrats fern von der Oberfläche (Flächenseite) von diesem angeordnet,
auf welcher die Streifenleitung 12 montiert ist. Das dielektrische
Substrat 11 ist mit der sich dazwischen befindenden Massemetallschicht 14 sicher
an einer Seite des offenen Ende des Wellenleiters 13 befestigt.
-
Der
Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 weist ein becherförmiges Teil
auf, das die gleiche Querschnittsform wie der Wellenleiter 13 aufweist,
und ist durch Schweißen
an dem Wellenleiter 13 befestigt. Der Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 weist
eine mittig in der unteren Kante einer Seitenwand von diesem definierte
Vertiefung auf. Die Vertiefung 15 ist groß genug,
um darin die Seitenabmessungen des dielektrischen Substrats 11 mit
der darauf montierten Streifenleitung 12 unterzubringen.
Wenn der Kurzschluss-Wellenleiterblock 15 auf den Wellenleiter 13 montiert
ist, ist die Streifenleitung 12 in der Vertiefung 15b angeordnet.
-
11 zeigt
im Querschnitt einen Zusammenbaufehler, der auf dem Hinterschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
auftritt, der in 10 gezeigt ist, wenn das dielektrische
Substrat 11 außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter 13 zusammengebaut ist.
Wie es in 11 gezeigt ist, ist, wenn das
dielektrische Substrat 11 und der Wellenleiter 13 zusammengebaut
werden, das dielektrische Substrat 11 aufgrund eines Zusammenbaufehlers möglicherweise
außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter 13 versetzt.
-
Auch
dann, wenn das dielektrische Substrat 11 außer Ausrichtung
mit dem Wellenleiter 13 zusammengebaut ist, weist jedoch,
da die innere Ecke von einer der Seitenwände des Wellenleiters 13 an dem
offenen Ende von diesem abgefast oder konisch ist, die Streifenleitung 12 eine
innere Kante 12a auf, die einen bestimmten Abstand von
der konischen inneren Oberfläche 13a der
Seitenwand des Wellenleiters 13 an dem offenen Ende von
diesem beabstandet ist. Folglich tritt keine übermäßige Konzentration eines elektrischen
Felds zwischen der Streifenleitung 12 und dem Wellenleiter 13 auf,
da diese relativ weit voneinander beabstandet sind, und daher weist
der Kurzschluss-Wellenleiter/Übertragungsleitungswandler
Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer
Energie auf, die daran gehindert werden, sich zu ändern.
-
Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel kann,
da eine spitze Ecke von einer der Seitenwände des Wellenleiters 13 an
dem Öffnungsende
von diesem durch die konische innere Oberfläche 13a der Seitenwand
des Wellenleiters 13 beseitigt ist, einfach durch die konische
innere Oberfläche 13a verhindert werden,
das eine Konzentration eines elektrisches Felds auftritt. Jedoch
wird für
bessere Durchlauf- und Reflexionscharakteristiken von elektromagnetischer Energie
ein Kreis, der einen Radius aufweist, der gleich dem Abstand von
der inneren Kante 12a der Streifenleitung 12 zu
einem nächsten
Oberflächenabschnitt 15a (s. 10)
auf der Seitenwand ist, welche der Seitenwand mit der Vertiefung 15a gegenüberliegt,
des Kurzschluss-Wellenleiterblocks 15 um die Kante 12a der
Streifenleitung 12 gezogen und ist die konische innere
Oberfläche 13a des
Wellenleiters 13 außerhalb
des Kreises angeordnet, d.h. ist von der Mitte des Kreises um einen
Abstand beabstandet, der größer als
der Radius ist. Die innere Ecke der Seitenwand des Wellenleiters 3 an
dem Öffnungsende
von diesem ist abgefast, um die vorhergehende positionelle Beziehung
auch dann zu erfüllen,
wenn die Kante 12a der Streifenleitung 12 aufgrund
einer maximal möglichen
Verschiebung oder eines maximal möglichen Abstands, um welchen
das dielektrische Substrat 11 aufgrund eines Zusammenbaufehlers
außer
Ausrichtung mit dem Wellenleiter 13 versetzt ist am nächsten zu
der konischen inneren Oberfläche 13a des
Wellenleiters 13 ist.
-
Ausgestaltungen:
-
In
den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen
beinhaltet jeder der Wellenleiter 3, 13 eine Seitenwand,
die eine konische innere Oberfläche 3, 13a aufweist,
die durch Abfasen einer inneren Ecke erzeugt wird. Jedoch kann die
Seitenwand von jedem der Wellenleiter 3, 13, eine
steile konische innere Oberfläche 3b, 13b,
wie es in 12(a) gezeigt ist, oder eine
allmählich
konische innere Oberfläche 3c, 13c aufweisen,
wie es in 12(b) gezeigt ist. Alternativ
kann die Seitenwand von jedem der Wellenleiter 3, 13 eine
rechteckig abgestufte innere Oberfläche 3, 13b,
wie es in 12(c) gezeigt ist, eine gebogen
konkave innere Oberfläche 3, 13e,
wie es in 12(d) gezeigt ist oder eine
unregelmäßig konkave
innere Oberfläche 3f, 13f aufweisen,
wie es in 12(e) gezeigt ist.
-
In
jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
weist jeder der Wellenleiter 3, 13 einen länglichen
rechteckigen Querschnitt auf. Jedoch kann jeder der Wellenleiter 3, 13 einen
rechteckigen Querschnitt, wie zum Beispiel einen quadratischen Querschnitt
oder einen länglichen
rechteckigen Querschnitt mit vier runden Ecken oder einen rechteckigen
Querschnitt mit vier runden Ecken aufweisen.
-
In
den ersten Ausführungsbeispielen
sind die inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3, die
in der Nähe
einer Längsseite
des Wellenleiters 3 angeordnet sind, auf welchem die Streifenleitung 2 angeordnet
ist, und eine gegenüberliegende
gegenüberstehende
Längsseite
des Wellenleiters 3 abgefast. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die innere Ecke der Seitenwand des Wellenleiters 3,
die in der Nähe
von einer Längsseite
des Wellenleiters 13 angeordnet ist, welche der Längsseite
von diesem gegenüberliegt,
auf welcher die Streifenleitung 2 angeordnet ist, abgefast.
Jedoch können
alle der inneren Ecken der Seitenwände des Wellenleiters 3, 13, die
in der Nähe
von allen der Seiten der Wellenleiter 3, 13 angeordnet
sind, die die Öffnung
von diesem umgeben, abgefast sein.
-
Obgleich
bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben worden
sind, sollte es verstanden werden, dass verschiedene Änderungen und
Ausgestaltungen in diesen durchgeführt werden können, ohne
den Umfang der beiliegenden Ansprüche zu verlassen.