DE10350346B4 - Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter und Hochfrequenzpaket - Google Patents

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Abstract

Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter mit einer Hochfrequenzleitung (71) mit einer dielektrischen Schicht (72), einer auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Leitung (73) und einer so auf der gleichen Oberfläche angeordneten ersten Erdleiterschicht (74), daß sie ein Ende der Leitung umgibt, einem so in der ersten Erdleiterschicht (74) ausgebildeten Schlitz (75), daß er im wesentlichen rechtwinklig zu dem einen Ende der Leitung (73) und mit der Hochfrequenzleitung (71) gekoppelt ist, einem so auf der Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht (72) angeordneten Abschirmleiterteil (77), daß es das eine Ende der Leitung und den Schlitz umgibt, und einem elektrisch mit dem Abschirmleiterteil (77) verbundenen und so auf der Seite der anderen Oberfläche der dielektrischen Schicht (42) angeordneten Wellenleiter (76), daß eine Öffnung dem einen Ende der Leitung (73) und dem Schlitz (75) gegenüberliegt, einer im Inneren der dielektrischen Schicht (72) zwischen der ersten Erdleiterschicht (74) und dem Wellenleiter...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Technischer Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter, bei dem eine Hochfrequenzleitung, wie eine koplanare Leitung oder eine geerdete koplanare Leitung, die eine Hochfrequenzschaltung bildet und im Mikrowellen- oder Millimeterwellenbereich verwendet wird, in einen Wellenleiter umgewandelt wird und über den Wellenleiter eine Verbindung zwischen der Hochfrequenzschaltung und einer Antenne oder zwischen Hochfrequenzschaltungen hergestellt wird, so daß die Montage eines Systems leicht ausgeführt werden kann.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Hochfrequenzpaket zum leichten Anschließen einer im Mikrowellen- oder Millimeterwellenbereich verwendeten elektronischen Hochfrequenzkomponente an einen Wellenleiter.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • In den jüngsten Jahren treten wir in ein fortschrittliches Informationszeitalter ein, und hinsichtlich eines zur Informationsübertragung verwendeten Hochfrequenzsignals wurden die Nutzung von Frequenzen im Bereich von einer Mikrowelle von 1 bis 30 GHz bis zu einer Millimeterwelle von 30 bis 300 GHz betreffende Studien ausgeführt, und ein Anwendungssystem, bei dem ein Hochfrequenzsignal im Millimeterwellenbereich verwendet wird, wie ein Fahrzeugverbindungsradar, wird ebenfalls vorgeschlagen.
  • Bei einem derartigen Hochfrequenzsystem tritt das Problem auf, daß die Dämpfung des Hochfrequenzsignals in der eine Schaltung bildenden Hochfrequenzleitung aufgrund der hohen Frequenz eines Hochfrequenzsignals groß wird. Wenn die Hochfrequenzleitung beispielsweise einen Mikrostreifenleiteraufbau aufweist, nimmt die dielektrische Verlustleistung in einem dielektrischen Substrat proportional zur Frequenz zu (wenn die Tangente der dielektrischen Verlustleistung frequenzunabhängig ist), und der Leiterverlust in der Leitung nimmt proportional zur Quadratwurzel zu. Dadurch wird die dielektrische Verlustleistung selbst bei der Verwendung der gleichen Mikrostreifenleitung zehnmal so hoch, wenn die Höhe der verwendeten Frequenz 1 bis 10 GHz beträgt, der Leiterverlust beträgt ca. das 3,2-fache, und es tritt das Problem auf, daß zur Kompensation des Verlusts verstärkt aufwendige Hochfrequenzkomponenten mit geringem Rauschen, einer hohen Effizienz und hoher Verstärkung verwendet werden müssen und das System teuer wird.
  • Es ist bekannt, daß der Übertragungsverlust eines Hochfrequenzsignals in einem Wellenleiter im Vergleich zu der vorstehend erwähnten Hochfrequenzleitung mit dem Mikrostreifenleitungsaufbau gering ist. Die Verlustleistung des in einem Band von 26 bis 40 GHz verwendeten Wellenleiters WR-28 beträgt bei 40 GHz beispielsweise ca. 0,005 dB/cm, was erheblich geringer als der Verlust von ca. 1 dB/cm bei einer Mikrostreifenleitung ist, für die ein Aluminiumsubstrat verwendet wird. Dies liegt daran, daß im Vergleich zu einer normalen Hochfrequenzleitung, d. h. einer Mikrostreifenleitung oder dergleichen (die im allgemeinen eine Impedanz von 50 Ω aufweist), die Impedanz eines Wellenleiters hoch ist (obwohl sie sich entsprechend der Frequenz ändert, liegt sie im Bereich von ca. 500 Ω), und obwohl die Verteilung der Energie des über die dielektrische Substanz übertragenen elektrischen Felds bei der normalen Hochfrequenzleitung im Verhältnis zu der übertragenen Signalenergie groß ist, hat der Wellenleiter einen Aufbau, bei dem Luft mit einer dielektrischen Verlusttangente von annähernd 0 als dielektrische Substanz verwendet wird; der durch die Wand des Wellenleiters fließende Strom, der eine verhältnismäßig geringe magnetische Energie verursacht, kann klein sein; und da der Strom durch einen relativ breiten Bereich der Wand des Wellenleiters fließt, werden der elektrische Widerstand und der Leiterverlust gering.
  • Im Übrigen sind Wellenleiter normalerweise durch Schrauben miteinander verbunden. Daher können sie leicht befestigt und abgenommen werden. Wird der Wellenleiter beispielsweise zum Verbinden eines Hochfrequenzschaltungsmoduls und einer Antenne verwendet, werden deren jeweilige Wellenleiteranschlüsse zu ihrer jeweiligen Überprüfung vor dem Zusammenbau verwendet, und ein Hochfrequenzeingang kann durch Kombinieren guter Komponenten zusammengesetzt werden, wodurch der Ertrag bei der Herstellung gesteigert werden kann. Hierbei wird der Eingang, für den der Wellenleiter verwendet wird, herkömmlicher Weise häufig zur Übertragung zwischen dem Hochfrequenzschaltungsmodul und der Antenne verwendet, wobei der Übertragungsabstand häufig weit wird.
  • 14 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines derartigen Hochfrequenzeingangs. Gemäß 14 wird der Eingang 10 durch Verbinden eines Moduls 11 und einer Antenne 12 über ein Wellenleiterelement 13 gebildet. Das Modul 11 ist auf einem Metallrahmen 15 mit einer Wellenleiteröffnung 14 montiert. Außerdem sind in den Eingang 10 ein Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter 18 mit einem Mikrostreifensubstrat 16, auf dem eine als Hochfrequenzleitung dienende Mikrostreifenleitung ausgebildet sind, und ein aus der Wellenleiteröffnung 14 und einem Kurzschluß-Abschlußelement 17 bestehender Wellenleiter eingebaut. Ein Verdrahtungssubstrat 19, auf dem eine Hochfrequenzkomponente montiert ist, ist durch Drahtbonden mit der Mikrostreifenleitung des Mikrostreifensubstrats 16 verbunden.
  • Der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter 18 im Eingang 10 gehört dem Typ an, bei dem an einer um einen Abstand von einem Viertel der Wellenlänge (Führungswellenlänge) einer durch ein Hochfrequenzsignal erregten elektromagnetischen Welle von der Kurzschluß-Ausgangsfläche des Kurzschluß-Abschlußelement 17 entfernten Position von der Seite des Wellenleiters eine auf dem Mikrostreifensubstrat 16 ausgebildete Sonde (ein Abschnitt, an dem kein Erdleiter ausgebildet ist, obwohl ein Leiter erweitert ist) um eine Strecke von ca. einem Viertel der Signalwellenlänge in den Wellenleiter eingeführt wird. Diese Sonde fungiert als Antenne im Wellenleiter und strahlt ein Hochfrequenzsignal als elektromagnetische Welle in den Wellenleiter. Die in den Wellenleiter gestrahlte Hälfte der elektromagnetischen Welle wird direkt an das untere Wellenleiterelement 13 gesendet, und die andere Hälfte wird zum oberen Kurzschluß-Abschlußelement 17 gesendet. Die Phase der zum Kurzschluß-Abschlußelement 17 gesendeten elektromagnetischen Welle wird an der Kurzschluß-Abschlußfläche invertiert und vollständig reflektiert. Die vollständig reflektierte elektromagnetische Welle wird zum Sondenabschnitt zurückgesendet und mit der von der Sonde direkt nach unten gestrahlten elektromagnetischen Welle kombiniert. Wenn der Abstand zwischen der Sonde und der Kurzschluß-Abschlußfläche hierbei auf ein Viertel der Führungswellenlänge eingestellt ist, beträgt die Länge des optischen Pfads in beiden Richtungen beginnend bei der Sonde und über die Kurzschluß-Abschlußfläche zurück zur Sonde die Hälfte der Wellenlänge, und die Phase der von der Kurzschluß-Abschlußfläche reflektierten elektromagnetischen Welle ist der der direkt von der Sonde abgestrahlten elektromagnetischen Welle durch die Differenz der optischen Pfade entgegengesetzt. Schließlich wird die Phase der von der Kurzschluß-Abschlußfläche reflektierten elektromagnetischen Welle invertiert, wenn sie von der Kurzschluß-Abschlußfläche reflektiert wird, und ferner wird die Phase durch die Differenz der optischen Pfade umgekehrt und stimmt mit der Phase der von der Sonde direkt nach unten gestrahlten, elektromagnetischen Welle überein, und die elektromagnetische Welle wird zum unteren Wellenleiterelement 13 gesendet.
  • Um zu veranlassen, daß die Sonde zu diesem Zeitpunkt als Antenne fungiert, muß die Länge der in den Wellenleiter eingeführten Sonde genau ein Viertel der Wellenlänge der Übertragungsleitung betragen. Im Übrigen muß der Abstand zwischen der Sonde und der Kurzschluß-Abschlußfläche auf genau ein Viertel der Führungswellenlänge eingestellt werden, um zu veranlassen, daß die Phase der von der Sonde nach oben gestrahlten und von der Kurzschluß-Abschlußflähe reflektierten elektromagnetischen Welle mit der Phase der von der Sonde nach unten gestrahlten elektromagnetischen Welle übereinstimmt. Dementsprechend werden die Eigenschaften durch die Position, an der das als Antenne fungierende Mikrostreifensubstrat 16 in den Wellenleiter eingesetzt wird, und die Beziehung zwischen der Position des Mikrostreifensubstrats 16 und der Position der Kurzschluß-Abschlußfläche des Kurzschluß-Abschlußelements 17 erheblich verändert.
  • Da der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter 18 beim Zusammenbau zusammen mit dem Verdrahtungssubstrat 19 auf dem Metallrahmen 15 montiert wird, tritt das Problem auf, daß die Baugruppe mangelhaft wird und sämtliche verwendeten Elemente Ausschuß sind, wenn der Umwandlungsverlust der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters aufgrund einer Verschiebung der Position der jeweiligen Elemente groß wird. Im Übrigen ist die verwandte Technik in der WO 96/27913 A1 und in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP 2001 177 312 A (2001) offenbart.
  • 15 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters. Gemäß 15 wird ein Eingang 20 konstruiert, indem ein Hochfrequenzpaket 21 über einen Wellenleiter 23 mit einer Antenne 22 verbunden wird. Das Hochfrequenzpaket 12 ist so aufgebaut, daß ein Umwandlungssubstrat 26 mit einem eingebauten Wellenleiterkonverter 25 mit einem Metallrahmen 24 verbunden ist. Der Wellenleiterkonverter 25 wandelt eine ebene Schaltung 28 zum Senden eines von einer an dem Hochfrequenzpaket 21 montierten elektronischen Hochfrequenzkomponente 27 verarbeiteten Hochfrequenzsignals über einen in der Erdschicht 29 im Inneren des Umwandlungssubstrats 26 ausgebildeten Schlitz 30 in einen Wellenleitermodus 31 um.
  • Bei diesem Hochfrequenzpaket 21 muß Raum für die Montage der elektronischen Hochfrequenzkomponente 27 und den Wellenleiterkonverter 25 auf dem Umwandlungssubstrat 26 geschaffen werden, und es tritt das Problem auf, daß die Größe zunimmt, wenn die Anzahl der Teile der elektronischen Hochfrequenzkomponente 27 erhöht wird, und beim Zusammenbau des Pakets aufgrund einer nicht übereinstimmenden Wärmeausdehnung des Umwandlungssubstrats 26 und des Metallrahmens 24 eine Verdrehung oder ein Bruch auftreten kann. Im Übrigen ist die verwandte Technik in der USP6 239 669 B1 offenbart.
  • Zum Lösen des oben dargelegten Problems ist in der WO96/27913 A1 ein Mikrostreifenwellenleiterübergang vorgeschlagen, der eine auf der oberen Oberfläche eines dielektrischen Substrats ausgebildete Mikrostreifenleitung und einen in einer unteren Erdleiterschicht ausgebildeten, als Antenne fungierenden Schlitz umfaßt. Bei dem in der WO96/27913 A1 vorgeschlagenen Mikrostreifenwellenleiterübergang beträgt die Dicke der dielektrischen Substanz vom Schlitz zu einem Wellenleiter ein Viertel der Signalwellenlänge eines Hochfrequenzsignals. Es verhält sich so, daß die Impedanzdifferenz zwischen dem Schlitz und dem Wellenleiter durch eine Viertelwellenlängenabgleichvorrichtung aus der dielektrischen Substanz eingestellt wird.
  • Bei diesem Aufbau wird eine von dem Schlitz abgestrahlte und an der Grenze zwischen der Abgleichvorrichtung aus der dielektrischen Substanz und dem Wellenleiter reflektierte elektromagnetische Welle von der Erdleiterschicht reflektiert, in der der Schlitz ausgebildet ist, und kehrt zu der Grenze zwischen der Abgleichvorrichtung und dem Wellenleiter zurück. Wenn die Dicke der Abgleichvorrichtung zu diesem Zeitpunkt auf ein Viertel der Signalwellenlänge eingestellt ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der an der Grenze reflektierten und zurückgeworfenen elektromagnetischen Welle (der reflektierten Welle) und der vom Schlitz direkt zur Grenze gesendeten elektromagnetischen Welle (der direkten Welle) die Hälfte der Signalwellenlänge, die Phase wird invertiert, wenn die reflektierte Welle an der Erdleiterschicht reflektiert wird, und dementsprechend haben die direkte Welle und die reflektierte Welle an der Grenze die gleiche Phase, wodurch sie einander intensivieren, und werden an den Wellenleiter übertragen.
  • Durch diese Umwandlungsstruktur wird es in diesem Fall möglich, die Schwankungen der Dicke der dielektrischen Substanz zu verringern, obwohl die Umwandlungseigenschaften durch die Dicke der Abgleichvorrichtung erheblich verändert werden, da die Abgleichvorrichtung einstückig in dem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, und die Schwankungen der Umwandlungseigenschaften können gering gehalten werden. Wenn das dielektrische Substrat auf der Seite der Mikrostreifen durch eine Abdeckung bedeckt ist, wird es nebenbei auch möglich, die Seite der Mikrostreifen gleichzeitig mit der Umwandlung in den Wellenleiter luftdicht abzudichten.
  • Bei diesem Aufbau wird die elektromagnetische Kopplung zwischen unterschiedlichen Schichten zum Koppeln der Hochfrequenzleitung und des Schlitzes verwendet. Die elektromagnetische Kopplung spielt zusammen mit der vorstehend beschriebenen Abgleichvorrichtung eine wichtige Rolle bei dem Umwandlungsvorgang. Die Eigenschaften der elektromagnetischen Kopplung werden jedoch durch die Größe des Schlitzes und die Länge einer Stichleitung (eines Abschnitts, an dem die Hochfrequenzleitung aus dem Schlitz ragt), d. h. das relative Positionsverhältnis zwischen der Hochfrequenzleitung und dem Schlitz, verändert. Dementsprechend werden die Umwandlungseigenschaften bei diesem Aufbau durch die Größe des Schlitzes und die Länge der Stichleitung erheblich verändert, und da die Hochfrequenzleitung und der Schlitz in unterschiedlichen Schichten angeordnet sind, tritt das Problem auf, daß die durch die relative Beziehung zwischen ihren Positionen bestimmte Länge der Stichleitung zu Schwankungen und damit die Umwandlungseigenschaften zu Veränderungen neigen.
  • Da der Schlitz bei diesem Aufbau im Inneren des dielektrischen Substrats angeordnet ist, tritt im Übrigen das Problem auf, daß es schwierig ist, die Länge des Schlitzes, die Breite des Schlitzes und die Länge der Stichleitung von außen zu überprüfen und daß es auch schwierig ist, die Merkmale durch eine Überprüfung zu stabilisieren.
  • Die US 6 060 959 A beschreibt einen kleinen Wandler, der zwischen einem Streifenleiter und einem Wellenleiterrohr schaltbar ist und für hybride integrierte Schaltungen verfügbar ist. Der Wandler weist über einer Öffnung des Wellenleiterrohrs ein Antennenelement auf, das zwischen die Mikrostreifenleitung und eine Erdebene geschaltet ist, wobei eine Zwischen-Leitungsplatte um den Bereich der Öffnung herum ausgebildet ist, so dass der Bereich elektromagnetische Wellen zwischen dem Wellenleiterrohr und der Mikrostreifenleitung leitet.
  • Die EP 0 905 814 A2 beschreibt einen Übergang zwischen einer Schaltungs-Übertragungsleitung und einen Mikrowellen-Wellenleiter. Der Übergang weist drei koplanare Leiter auf, die mit dem koplanaren Wellenleiter einteilig ausgebildet sind und sich davon weg erstrecken. Der Übergang erstreckt sich durch einen Schlitz in den Mikrowellen-Wellenleiter, wobei die Übergangsebene rechtwinklig zur Ausbreitungsrichtung des elektrischen Feldes im Wellenleiter ist.
  • Die DE 101 34 204 C1 beschreibt einen Hohlleiter-Mikrostreifen-Übergang für elektromagnetische Wellen im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich mit einer aus einer ersten und mindestens einer zweiten dielektrischen Schicht mit dazwischen liegenden leitenden Schichten aufgebauten Mehrlagekeramik. In den dielektrischen Schichten ausgeführten Vias bilden einen dielektrisch gefüllten Hohlleiter, eine leitfähige Beschichtung auf der Oberseite der ersten dielektrischen Schicht weist eine Aussparung im Bereich der Öffnung des dielektrisch gefüllten Hohlleiters auf. Eine Mikrostreifenleitung ist auf der Oberseite der ersten dielektrischen Schicht angeordnet.
  • Die US 5 982 256 A beschreibt eine Verdrahtungsplatte mit einem laminierten Wellenleiter als Übertragungsleitung für ein Hochfrequenzsignal. Der laminierte Wellenleiter enthält ein dielektrisches Substrat, ein auf der Oberseite und der Unterseite des dielektrischen Substrats laminiertes Paar Hauptleiterschichten, eine Vielzahl an Durchgangslöchern, die sich in Richtung der Dicke des dielektrischen Substrats erstrecken und eine in dem dielektrischen Substrat vorgesehene Teilleiterschicht, die parallel zu den Hauptleiterschichten angeordnet ist und mit den Durchgangslöchern elektrisch verbunden ist.
  • Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems ist beispielsweise ein Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter vorstellbar, bei dem ein als Antenne fungierender Schlitz an der Spitze einer koplanaren Leitung auf der Oberfläche eines dielektrischen Substrats ausgebildet ist, an einer Position gegenüber dem Schlitz ein Wellenleiter mit der hinteren Oberfläche des dielektrischen Substrats verbunden ist und entlang einer Öffnung des Wellenleiters ein Abschirmleiter zum Verbinden des Wellenleiters und einer Erdleiterschicht der koplanaren Leitung vorgesehen ist. Die koplanare Leitung besteht aus einer Leitung und an ihren beiden Enden angeordneten Erdleiterschichten, die in diesem Fall als Erde der koplanaren Leitung und ebenso als Reflexionsplatten zum erneuten Reflektieren einer von dem Schlitz abgestrahlten, an der Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat und dem Wellenleiter reflektierten und zur Seite des Schlitzes zurückgeworfenen elektromagnetischen Welle (der reflektierten Welle) dienen. Wenn der Abstand zwischen dem Schlitz und der Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat und dem Wellenleiter bei diesem Konverter auf ein Viertel der Wellenlänge der über die dielektrische Schicht übertragenen elektromagnetischen Welle eingestellt ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der von dem Schlitz abgestrahlten, an der Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat und dem Wellenleiter reflektierten und an der Erdleiterschicht erneut zurückgeworfenen reflektierten Welle, die die Grenze erreicht, und der vom Schlitz direkt zur Grenze gesendeten elektromagnetischen Welle (der direkten Welle) die Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, und die Phase des Magnetfelds der reflektierten elektromagnetischen Welle wird invertiert, wenn sie an der Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat und dem Wellenleiter reflektiert wird, und dementsprechend haben die direkte Welle und die reflektierte Welle an der Grenze die gleiche Phase, wodurch sie einander intensivieren, und werden an den Wellenleiter übertragen. Dies bedeutet, daß das dielektrische Substrat, das zwischen dem Schlitz und dem Wellenleiter angeordnet ist und eine Dicke von einem Viertel der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle aufweist, als Abgleichvorrichtung des Schlitzes und des Wellenleiters fungiert, deren Impedanzen sich voneinander unterscheiden.
  • Da die koplanare Leitung bei diesem Aufbau jedoch in Kontakt mit der Abgleichvorrichtung des dielektrischen Substrats steht, wird ein Teil der elektromagnetischen Welle des über die koplanare Leitung übertragenen Signals in der Abgleichvorrichtung verteilt und erzeugt eine (hier als Modus bezeichnete) unnötige Verteilung der elektromagnetischen Welle in der Abgleichvorrichtung, und es besteht die Gefahr, daß die Übertragung des Hochfrequenzsignals an den Wellenleiter behindert wird. Unmittelbar unter der Leitung der koplanaren Leitung wird das Magnetfeld des Signals beispielsweise parallel zur Oberfläche des dielektrischen Substrats. Dieses Magnetfeld erregt als Resonanzmodus einen TM-Modus, wenn die Abgleichvorrichtung zum dielektrischen Wellenleiter wird, und die Signalenergie eines TE-Modus als Übertragungsmodus verschiebt sich zum TM-Modus und verursacht eine Resonanz, das Signal wird reflektiert, und dementsprechend tritt der Fall ein, daß die Umwandlung in den Wellenleiter nicht ausgezeichnet ausgeführt werden kann.
  • Zur Lösung des vorstehend dargelegten Problems ist es beispielsweise vorstellbar, ein Konversionssubstrat 26 herzustellen, daß nur den Wellenleiter-Konverter 25 umfaßt und an die Metallbasis 24 angeschlossen ist. Dadurch wird es möglich, das Konversionssubstrat 26 zu verkleinern, die auf die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Konversionssubstrats 26 und der Metallbasis 24 zurückzuführende Restspannung nach dem Zusammenbau wird gering, und eine Verwindung oder ein Bruch des Hochfrequenzpakets 21 kann verhindert werden.
  • Wenn bei diesem Aufbau jedoch die Oberfläche der Konversionsplatte 26 und die obere Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 27 die gleiche Oberfläche sind, wird die Verbindungsstrecke zwischen der Erde an den jeweiligen unteren Oberflächen länger als die Verbindung zwischen den Signalleitern, obwohl die jeweiligen Signalleitungen durch Drahtbonden oder Bandbonden in einem verhältnismäßig geringen Abstand angeschlossen werden können, da die Dicke des Konversionssubstrats 26 mit dem Wellenleiter-Konverter 2 im allgemeinen erheblich größer als die Dicke der im Mikrowellen- oder Millimeterwellenbereich verwendeten elektronischen Hochfrequenzkomponente 27 ist, es tritt der Fall ein, daß die Phase des elektrischen Potentials des Signalleiters von der Phase des elektrischen Potentials des Erdleiters am Verbindungsteil abweicht, und das Hochfrequenzsignal kann nicht ausgezeichnet übertragen werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend dargelegten Probleme entwickelt, und eine ihrer Aufgaben ist es, einen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter mit einer hohen Umwandlungseffizienz und geringen Schwankungen der Konversionseigenschaften zu schaffen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter zu schaffen, bei dem nicht leicht ein unnötiger Modus auftritt und die Konversionseffizienz hoch ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochfrequenzpaket zu schaffen, bei dem ein Konversionssubstrat mit nur einem Wellenleiter-Konverter 65 an eine Metallbasis angeschlossen ist, wodurch eine Verwindung oder ein Riß des Hochfrequenzpakets verhindert wird, und die Übertragung eines Hochfrequenzsignals an einem Verbindungsteil zwischen dem Konversionssubstrat und einer elektronischen Hochfrequenzkomponente ausgezeichnet ist.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter mit
    einer Hochfrequenzleitung mit einer dielektrischen Schicht, einer auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Leitung und einer so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiterschicht, daß sie ein Ende der Leitung umgibt,
    einem so in der Erdleiterschicht ausgebildeten Schlitz, daß er im wesentlichen rechtwinklig zu dem einen Ende der Leitung und mit der Hochfrequenzleitung gekoppelt ist,
    einem so auf der Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht angeordneten Abschirmleiterteil, daß es das eine Ende der Leitung und den Schlitz umgibt, und
    einem elektrisch mit dem Abschirmleiterteil verbundenen und so auf einer Seite der anderen Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Wellenleiter geschaffen, daß eine Öffnung dem einen Ende der Leitung und dem Schlitz gegenüberliegt.
  • Da die Hochfrequenzleitung mit der auf der einen Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Leitung und der so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiterschicht, daß sie das eine Ende der Leitung umgibt, erfindungsgemäß mit dem so in der Erdleiterschicht ausgebildeten Schlitz gekoppelt ist, daß er im wesentlichen rechtwinklig zu dem einen Ende der Leitung ist, sind die Hochfrequenzleitung und der Schlitz auf der gleichen Oberfläche ausgebildet, wodurch ihre relative Positionsbeziehung nur schwer verändert und Schwankungen der Länge einer Stichleitung, die ein in bezug auf den Schlitz vorstehender Abschnitt der Hochfrequenzleitung ist, klein gehalten werden können, und dementsprechend Schwankungen der Eigenschaften der elektromagnetischen Kopplung und Veränderungen der Umwandlungseigenschaften der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung klein gehalten werden können.
  • Außerdem umfaßt das Abschirmleiterteil erfindungsgemäß vorzugsweise mehrere im Inneren der dielektrischen Schicht angeordnete Abschirmungsdurchgangsleiter.
  • Wenn das Abschirmleiterteil erfindungsgemäß die mehreren, im Inneren der dielektrischen Schicht angeordneten Abschirmungsdurchgangsleiter umfaßt, können die Abschirmungsdurchgangsleiter bei der Herstellung der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters gleichzeitig mit der Leitung und der Erdleiterschicht erzeugt werden, und der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter kann leicht hergestellt werden. Da nebenbei die Form des von den Abschirmungsdurchgangsleitern umgebenen Bereichs der dielektrischen Schicht beliebig gestaltet werden kann, kann in einem Fall, in dem in dem von den Abschirmungsdurchgangsleitern umgebenen Bereich der dielektrischen Schicht eine unnötige Resonanz auftritt, die unnötige Resonanz beispielsweise durch Einstellen der Anordnung des Abschirmleiterteils aus dem Band der Signalumwandlung verschoben werden.
  • Außerdem beträgt die Dicke der dielektrischen Schicht erfindungsgemäß vorzugsweise ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  • Wenn die die Dicke der dielektrischen Schicht erfindungsgemäß ca. ein Viertel der Wellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt, beträgt der Abstand zwischen dem Schlitz und der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter ca. ein Viertel der Signalwellenlänge, die Differenz zwischen den optischen Pfaden einer reflektierten Welle, die von dem Schlitz abgestrahlt wird, an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter reflektiert wird, an der Erdleiterschicht, in der der Schlitz ausgebildet ist, erneut reflektiert wird und wieder zur Grenze zurückgeworfen wird, und einer direkt von dem Schlitz zur Grenze gesendeten direkten Welle beträgt die Hälfte der Signalwellenlänge, und die Phase wird invertiert, wenn die reflektierte Welle an der Erdleiterschicht reflektiert wird, und dementsprechend haben die direkte Welle und die reflektierte Welle an der Grenze die gleiche Phase, wodurch sie einander intensivieren und das Signal effektiv an den Wellenleiter übertragen wird. Wenn die Dicke der dielektrischen Schicht zu diesem Zeitpunkt auf (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle (n – 1)/2 der Signalwellenlänge, und da die Differenz zwischen den optischen Pfaden n-Mal so lang wie die Signalwellenlänge ist, was einem Fall entspricht, in dem keine Differenz zwischen den optischen Pfaden vorliegt, beträgt sie im wesentlichen die Hälfte der Signalwellenlänge, und die gleiche Wirkung wird erzielt.
  • Wenn die Dicke der dielektrischen Schicht erfindungsgemäß ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt, wobei n eine natürliche Zahl ist, beträgt außerdem der Abstand zwischen dem Schlitz und der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge, und da die Länge des optischen Pfads, auf dem die an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter reflektierte Welle an der Erdleiterschicht vollständig reflektiert und zur Grenze zurückgeworfen wird, im wesentlichen die Hälfte der Signalwellenlänge beträgt, wird die Phase umgekehrt, wenn die Welle zurückgeworfen wird, und in Kombination mit der Phasenumkehrung durch die vollständige Reflexion an der Erdleiterschicht erhält die reflektierte Welle die gleiche Phase wie die direkt von dem Schlitz zur Grenze übertragene direkte Welle, beide werden miteinander kombiniert, und das Signal wird effektiv an den Wellenleiter übertragen. Außerdem wird zusätzlich dazu die Signalfrequenz hoch, die Signalwellenlänge wird kurz, und wenn die Festigkeit der dielektrischen Schicht verringert wird, wenn die Dicke der dielektrischen Schicht auf ein Viertel der Signalwellenlänge eingestellt wird, kann die Verringerung der Festigkeit der dielektrischen Schicht durch Einstellen der Dicke der dielektrischen Schicht auf drei Viertel, fünf Viertel oder dergleichen der Signalwellenlänge unterdrückt werden.
  • Außerdem ist die Spitze des einen Endes der Leitung erfindungsgemäß vorzugsweise geöffnet, und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz beträgt ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  • Wenn die Spitze des einen Endes der Leitung erfindungsgemäß geöffnet ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. ein Viertel der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist), wird das über die Hochfrequenzleitung übertragene Signal (die Wanderwelle) am offenen Ende vollständig reflektiert und wird zu einer regressiven Welle, die in der entgegengesetzten Richtung übertragen wird. Da die Spitze geöffnet ist, kann gleichzeitig kein Strom in der Spitze fließen, und der Strom der regressiven Welle wird in diesem Abschnitt reflektiert, während die Phase invertiert wird, wodurch der Strom der Wanderwelle aufgehoben wird. Die Synthese des Stroms der Wanderwelle und des Stroms der regressiven Welle, die die Phase umkehrt, erzeugt eine stehende Welle, bei der die offene Spitze einen Knoten darstellt und der der Knotenabstand die Hälfte der Signalwellenlänge beträgt. Da hierbei der Abstand zwischen der offenen Spitze und dem Schlitz ein Viertel der Signalwellenlänge beträgt, wird ein Abschnitt der Hochfrequenzleitung unmittelbar über dem Schlitz der Spannungsbauch der stehenden Welle, der Strom wird maximal, und das durch den Strom erzeugte Magnetfeld wird maximal. Das Magnetfeld, das maximal wird, bewegt sich zum Schlitz, eine ausgezeichnete elektromagnetische Kopplung wird ausgeführt, und das Signal wird schließlich effektiv an den Wellenleiter übertragen. Wenn der Abstand zwischen dem offenen Ende und dem Schlitz zu diesem Zeitpunkt auf (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, ist der Schlitz an der Position des Spannungsbauchs der durch die Synthese der Wanderwelle und der regressiven Welle erzeugten stehenden Welle angeordnet, und es wird die gleiche Wirkung erzielt, wie in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem offenen Ende und dem Schlitz ein Viertel der Signalwellenlänge beträgt.
  • Wenn die Spitze der Hochfrequenzleitung erfindungsgemäß geöffnet und der Abstand zwischen der offenen Spitze und dem Schlitz auf (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, kann die durch eine Synthese der über die Hochfrequenzleitung übertragenen Wanderwelle und der an der offenen Spitze reflektierten, regressiven Welle erzeugte stehende Welle so eingestellt werden, daß das Magnetfeld an dem Abschnitt des Schlitzes am höchsten wird, und die elektromagnetische Kopplung zwischen der Hochfrequenzleitung und dem Schlitz über das Magnetfeld wird ausgezeichnet ausgeführt, und dementsprechend kann die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung hoch gehalten werden.
  • Außerdem ist die Spitze des einen Endes der Leitung erfindungsgemäß vorzugsweise mit der Erdleiterschicht kurzgeschlossen, und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz beträgt ca. (2n – 1)/2 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals, wobei n eine natürliche Zahl ist.
  • Wenn die Spitze des einen Endes der Leitung erfindungsgemäß mit der Erdleiterschicht kurzgeschlossen ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. (2n – 1)/2 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt, wird das über die Hochfrequenzleitung übertragene Signal (die Wanderwelle) am kurzgeschlossenen Ende vollständig reflektiert und wird zu einer regressiven Welle, die in die andere Richtung übertragen wird. Da die Spitze kurzgeschlossen ist, fließt zu diesem Zeitpunkt ein maximaler Strom in diesem Abschnitt, und in diesem Abschnitt wird der Strom der regressiven Welle mit der gleichen Phase wie der Strom der Wanderwelle reflektiert. Die Synthese des Stroms der Wanderwelle und des Stroms der regressiven Welle, deren Phase nicht verändert wird, erzeugt eine stehende Welle, bei der die offene Spitze ein Spannungsbauch ist und der Spannungsbauchabstand die Hälfte der Signalwellenlänge beträgt. Da der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und dem Schlitz hierbei die Hälfte der Signalwellenlänge beträgt, wird ein Abschnitt der Hochfrequenzleitung unmittelbar über dem Schlitz der Spannungsbauch der stehenden Welle, der Strom wird maximal, und das durch den Strom erzeugte Magnetfeld wird maximal. Das maximale Magnetfeld bewegt sich zu dem Schlitz, eine ausgezeichnete elektromagnetische Kopplung wird ausgeführt, und schließlich wird das Signal effizient an den Wellenleiter übertragen. Wenn der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und dem Schlitz hierbei auf (2n – 1)/2 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, ist der Schlitz an der Position des Spannungsbauchs der durch die Synthese der Wanderwelle und der regressiven Welle erzeugten stehenden Welle angeordnet, und es wird die gleiche Wirkung erzielt, wie in dem Fall, in dem der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und dem Schlitz die Hälfte der Signalwellenlänge beträgt.
  • Wenn die Spitze der Hochfrequenzleitung erfindungsgemäß mit der Erdleiterschicht kurzgeschlossen ist und der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und dem Schlitz auf (2n – 1)/2 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, kann die durch die Synthese der über die Hochfrequenzleitung übertragenen Wanderwelle und der an der kurzgeschlossenen Spitze reflektierten regressiven Welle erzeugte stehende Welle so eingestellt werden, daß das Magnetfeld am Abschnitt des Schlitzes am höchsten wird, die elektromagnetische Kopplung zwischen der Hochfrequenzleitung und dem Schlitz über das Magnetfeld ausgezeichnet ausgeführt wird und dementsprechend die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung erhöht werden kann.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter mit
    einer Hochfrequenzleitung mit einer dielektrischen Schicht, einer auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Leitung und einer so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche, daß sie das eine Ende der Leitung umgibt;
    einem so auf der Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche ausgebildeten Schlitz, daß er im wesentlichen rechtwinklig zum einen Ende der Leitung und mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist;
    einem so auf einer Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht angeordneten Abschirmleiterteil, daß es das eine Ende der Leitung und den Schlitz umgibt;
    einem so auf einer Seite der anderen Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Wellenleiter, daß dem einen Ende der Leitung und dem Schlitz eine Öffnung gegenüberliegt, die elektrisch mit dem Abschirmleiterteil verbunden ist; und
    einer zwischen der Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche und dem Wellenleiter im Inneren der dielektrischen Schicht angeordneten, internen Erdleiterschicht mit einer Übertragungsöffnung zum Veranlassen einer Übertragung einer über die Hochfrequenzleitung übertragenen elektromagnetischen Welle eines Signals zwischen dem Schlitz und dem Wellenleiter geschaffen.
  • Erfindungsgemäß ist ein aus der Hochfrequenzleitung an den Wellenleiter übertragener, elektromagnetischer Modus in einem von der so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche, daß sie den auf der einen Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Leitung umgibt, und dem einen Ende der Leitung umgebenen Abschnitt der dielektrischen Schicht, dem so auf der Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht angeordneten Abschirmleiterteil, daß es den Schlitz umgibt, und dem Wellenleiteröffnungsteil auf der Seite der anderen Oberfläche der dielektrischen Schicht sowie in einem Abschnitt entlang der Wellenleiteröffnung mit dem höchsten Magnetfeld eines TM-Modus, der der Resonanzmodus ist, nicht mit dem TM-Modus gekoppelt, der der Resonanzmodus ist, da das Hochfrequenzleitungsteil und das Wellenleiteröffnungsteil durch die interne Erdleiterschicht getrennt sind, dadurch wird die über die Hochfrequenzleitung übertragene Signalenergie nicht an den Resonanzmodus übertragen, und die Erzeugung einer Signalreflexion durch Resonanz wird schwierig, so daß eine exzellente Signalumwandlung aus der Hochfrequenzleitung zum Wellenleiter ausgeführt werden kann.
  • Außerdem beträgt der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht und der Öffnung des Wellenleiters erfindungsgemäß vorzugsweise ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  • Wenn der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht und der Öffnung des Wellenleiters erfindungsgemäß ca. ein Viertel der Wellenlänge der durch das über die Hochfrequenzleitung übertragene Signal in der dielektrischen Schicht erregten elektromagnetischen Welle beträgt, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden einer von dem Schlitz abgestrahlten, an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter reflektierten, an der internen Erdleiterschicht erneut reflektierten und erneut zur Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter zurückgeworfenen reflektierten Welle und einer direkt von dem Schlitz zur Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter übertragenen direkten Welle ca. die Hälfte der Wellenlänge der durch das Signal in der dielektrischen Schicht erregten elektromagnetischen Welle, und ferner wird die Phase des Magnetfelds invertiert, wenn die reflektierte Welle an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter reflektiert wird, und dementsprechend haben die direkte Welle und die reflektierte Welle an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter die gleiche Phase, wodurch sie einander intensivieren, und das elektromagnetische Wellensignal wird effizient an den Wellenleiter übertragen. Wenn der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht und dem Wellenleiter zu diesem Zeitpunkt auf ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge der durch das Signal in der dielektrischen Schicht erregten elektromagnetischen Welle eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle ca. (2n – 1)/2 der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, und es wird die gleiche Wirkung erzielt, wie in dem Fall, in dem die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle ca. die Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle beträgt.
  • Außerdem betragen die Abmessungen der Übertragungsöffnung erfindungsgemäß vorzugsweise die Hälfte oder weniger der Abmessungen eines vom Abschirmleiterteil umgebenen Bereichs.
  • Erfindungsgemäß betragen die Abmessungen der Übertragungsöffnung die Hälfte oder weniger der Abmessungen des vom Abschirmleiterteil umgebenen Bereichs, und dadurch nimmt die interne Erdleiterschicht die Hälfte oder mehr des von dem Abschirmleiterteil umgebenen Bereichs ein, so daß die Hälfte oder mehr der vom Schlitz abgestrahlten und an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiter reflektierten, reflektierten Welle an der internen Erdleiterschicht erneut reflektiert wird, die reflektierte Welle und die direkte Welle vom Schlitz einander intensivieren und die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung gesteigert werden kann.
  • Außerdem umfaßt das Abschirmleiterteil erfindungsgemäß vorzugsweise mehrere im Inneren der dielektrischen Schicht angeordnete Abschirmdurchgangsleiter.
  • Erfindungsgemäß umfaßt das Abschirmleiterteil die mehreren, im Inneren der dielektrischen Schicht angeordneten Abschirmdurchgangsleiter, und bei der Herstellung der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters können diese Durchgangsleiter gleichzeitig mit der Leitung, der Erdleiterschicht und der internen Erdleiterschicht erzeugt werden, und der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter kann leicht hergestellt werden.
  • Außerdem ist die Spitze des einen Endes der Leitung erfindungsgemäß vorzugsweise geöffnet, und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz beträgt ca. (2n – 1)/4 der der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  • Wenn die Spitze des einen Endes der Leitung erfindungsgemäß geöffnet ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. 1/4 der der Signalwellenlänge beträgt, beträgt die Länge des optischen Pfads des vom Schlitz an die offene Spitze übertragenen, an der offenen Spitze vollständig reflektierten und zum Schlitz zurückgeworfenen Hochfrequenzsignals ca. die Hälfte der Signalwellenlänge, und die Phase des Magnetfelds wird durch die vollständige Reflexion an der offenen Spitze invertiert, und dementsprechend hat das zurückgeworfene Hochfrequenzsignal die gleiche Phase wie das über die Hochfrequenzleitung übertragene Hochfrequenzsignal, und sie intensivieren einander und werden fest mit dem Schlitz gekoppelt, und die Umwandlungseffizienz von der Hochfrequenzleitung zum Wellenleiter kann erhöht werden. Wenn der Abstand zwischen der offenen Spitze und dem Schlitz zu diesem Zeitpunkt auf ca. (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt wird, wobei n eine natürliche Zahl ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle ca. (2n – 1)/2 der Signalwellenlänge, und es kann die gleiche Wirkung erzielt werden, wie in dem Fall, in dem die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle ca. die Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle beträgt.
  • Außerdem ist die Spitze des einen Endteils der Leitung erfindungsgemäß vorzugsweise mit der Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche kurzgeschlossen, und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz beträgt ca. (n – 1)/2 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  • Wenn die Spitze des einen Endteils der Leitung erfindungsgemäß mit der Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche kurzgeschlossen ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. die Hälfte der Signalwellenlänge beträgt, stimmt die Länge des optischen Pfads des vom Schlitz an die kurzgeschlossene Spitze übertragenen, an der kurzgeschlossenen Spitze vollständig reflektierten und zum Schlitz zurückgeworfenen Hochfrequenzsignals im wesentlichen mit der Länge der Signalwellenlänge überein, und da die Phase des Magnetfelds bei der vollständigen Reflexion an der kurzgeschlossenen Spitze nicht verändert wird, hat das zurückgeworfene Hochfrequenzsignal die gleiche Phase wie das über die Hochfrequenzleitung übertragene Hochfrequenzsignal, sie intensivieren einander und sind fest mit dem Schlitz gekoppelt, und die Umwandlungseffizienz von der Hochfrequenzleitung zum Wellenleiter kann erhöht werden. Wenn der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und dem Schlitz zu diesem Zeitpunkt auf (n – 1)/2 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, hat das vom Schlitz an die kurzgeschlossene Spitze übertragene, an der kurzgeschlossenen Spitze vollständig reflektierte und zum Schlitz zurückgeworfene Hochfrequenzsignal die gleiche Phase wie das über die Hochfrequenzleitung übertragene Hochfrequenzsignal, sie intensivieren einander und sind fest mit dem Schlitz gekoppelt, und die Umwandlungseffizienz von der Hochfrequenzleitung zum Wellenleiter kann erhöht werden. Außerdem ist die Leitung am Schlitzteil kurzgeschlossen, wenn n = 1 gilt, und da die Reflexion durch den Kurzschluß die Phase des Magnetfelds nicht verändert, hat es die gleiche Phase wie das über die Hochfrequenzleitung übertragene Hochfrequenzsignal, und sie intensivieren einander.
  • Außerdem sind die Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche und die interne Erdleiterschicht erfindungsgemäß vorzugsweise über einen Verbindungsleiter verbunden, der so angeordnet ist, daß er entlang der Übertragungsöffnung durch die dielektrische Schicht verläuft.
  • Erfindungsgemäß sind die Erdleiterschicht der Hochfrequenzleitung und die interne Erdleiterschicht entlang der Übertragungsöffnung über einen Verbindungsleiter verbunden, und es wird möglich, einen Hochfrequenzleitungsabschnitt außerhalb des von dem Verbindungsleiter umgebenen Bereichs effektiv zu nutzen, wodurch ein System miniaturisiert werden kann, für das der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter verwendet wird.
  • Außerdem ist erfindungsgemäß vorzugsweise eine zweite dielektrische Schicht auf die dielektrische Schicht gestapelt, und eine Erdleiterschicht auf einer Oberfläche ist so auf der einen Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht vorgesehen, daß sie die Leitung bedeckt, wodurch eine geerdete, koplanare Leitungsstruktur erzeugt wird.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket geschaffen, bei dem in einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzvorrichtung auf einer Oberfläche eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die neben dem Montageteil angeordnet ist und eine auf einer Seite einer anderen Oberfläche mit einem Wellenleiter verbundene Öffnung aufweist, auf einer Seite der Durchgangsbohrung ein Verbindungsanschlußteil mit einer Hochfrequenzleitung, die sich auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem in der Nähe der Hochfrequenzleitung angeordnetem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche ausgebildet ist, auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ein Rahmenerdleiter mit einer Form, die einer Öffnung der Durchgangsbohrung auf der einen Seite entspricht, so ausgebildet ist, daß er auf der Seite des mittleren Teils einem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt, zwischen dem Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils im Inneren des dielektrischen Substrats und dem Rahmenerdleiter ein interner Erdleiter mit einem auf der Seite des mittleren Teils mit dem Ende der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelten Schlitz ausgebildet ist und ein Umwandlungssubstrat, in dem der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche über einen ersten Verbindungsleiter mit dem internen Erdleiter verbunden ist und der Rahmenerdleiter über einen zweiten Verbindungsleiter mit dem internen Erdleiter verbunden ist, auf der einen Seite der Durchgangsbohrung so angelenkt ist, daß der Verbindungsanschlußteil auf der Seite des Montageteils angeordnet ist und der Rahmenerdleiter der Öffnung der Durchgangsbohrung auf der einen Seite entspricht.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit
    einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf seiner einen Oberfläche und einer neben dem Montageteil angeordneten Durchgangsbohrung mit einer mit einem Wellenleiter verbundenen Öffnung auf ihrer anderen Seite und einem Umwandlungssubstrat mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einem Verbindungsanschlußteil mit einer Hochfrequenzleitung, die so angeordnet ist, daß sie sich auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, der in der Nähe der Hochfrequenzleitung auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordnet ist,
    einem auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer Form, die einer Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung entspricht, so daß er auf der Seite des mittleren Teils einem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einem zwischen dem Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils und dem Rahmenerdleiter im Inneren des dielektrischen Substrats ausgebildeten internen Erdleiter mit einem auf der Seite des mittleren Teils mit dem Ende der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelten Schlitz,
    einem ersten Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des internen Erdleiters,
    einem zweiten Verbindungsleiter zum Verbinden des Rahmenerdleiters und des internen Erdleiters geschaffen,
    wobei das Umwandlungssubstrat auf der einen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis so angelenkt ist, daß das Verbindungsanschlußteil auf der Seite des Montageteils der Metallbasis angeordnet ist und der Rahmenerdleiter der Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis entspricht.
  • Da der neben dem Montageteil der elektronischen Hochfrequenzkomponente angeordnete Verbindungsanschlußteil mit der Hochfrequenzleitung, die sich auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats vom äußeren Randteil zum mittleren Teil erstreckt, und dem nahe an der Hochfrequenzleitung ausgebildeten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche ausgebildet ist, kann der Verbindungsabstand zwischen den Hochfrequenzleitungen im wesentlichen mit dem Verbindungsabstand zwischen den Erdleitern auf der gleichen Oberfläche in Übereinstimmung gebracht werden, wenn die Hochfrequenzleitung des Umwandlungssubstrats, die elektronische Hochfrequenzkomponente und ihre Erdleiter auf der gleichen Oberfläche jeweils durch Drahtbonden miteinander verbunden sind, und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, bei dem die Phasen des Hochfrequenzsignals und das Erdpotential am Verbindungsteil zwischen dem Umwandlungssubstrat und der elektronischen Hochfrequenzkomponente nicht verzögert sind und die Signalübertragung ausgezeichnet ist.
  • Außerdem wird durch die Erfindung ein Hochfrequenzpaket geschaffen, bei dem in einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf ihrer einen Oberfläche neben dem Montageteil eine Durchgangsbohrung mit einer auf der Seite der anderen Oberfläche mit einem Wellenleiter verbundenen Öffnung ausgebildet ist, auf einer Seite der Durchgangsbohrung ein Verbindungsanschlußteil mit einer Hochfrequenzleitung, die sich auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf einer Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt, ausgebildet ist, auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ein Rahmenerdleiter mit einer Form, die einer Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung entspricht, so ausgebildet ist, daß er auf der Seite des mittleren Teils einem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt, in dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche auf der Seite des mittleren Teils ein zum Ende der Hochfrequenzleitung rechtwinkliger Schlitz ausgebildet ist, der mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist, und ein Umwandlungssubstrat, in dem der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche über einen Verbindungsleiter mit dem Rahmenerdleiter verbunden ist, auf der einen Seite der Durchgangsbohrung so angelenkt ist, daß das Verbindungsanschlußteil auf der Seite des Montageteils angeordnet ist und der Rahmenerdleiter der Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis entspricht.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit
    einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf einer Oberfläche und einer neben dem Montageteil angeordneten Durchgangsbohrung mit einer mit einem Wellenleiter verbundenen Öffnung auf einer Seite und
    einem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungssubstrat auf einer Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung geschaffen, wobei das Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungssubstrat
    eine Hochfrequenzleitung mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einer Hochfrequenzleitung, die sich auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt,
    einem so auf der gleichen Oberfläche als der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf der Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt,
    einen auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung entsprechenden Form, der auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einen auf dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche vorgesehenen Schlitz, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils ausgebildet und mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist, und
    einen Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des Rahmenerdleiters umfaßt,
    wobei das Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungssubstrat auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung so angelenkt ist, daß die Hochfrequenzleitung auf einer Seite des Montageteils angeordnet ist und der Rahmenleiter mit der Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung übereinstimmt.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit
    einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf ihrer einen Oberfläche, in der neben dem Montageteil eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, deren Öffnung auf der unteren Seite mit dem Wellenleiter verbunden ist, und
    einem Umwandlungssubstrat mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einem Verbindungsanschlußteil mit einer auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Hochfrequenzleitung, die so angeordnet ist, daß sie sich auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem auf der gleichen Oberfläche als der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats so ausgebildeten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf der Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt, wobei der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche einen Schlitz aufweist, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils ausgebildet und mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist,
    einem auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung entsprechenden Form, der auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einem Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des Rahmenerdleiters geschaffen,
    wobei das Umwandlungssubstrat auf der einen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis so angelenkt ist, daß das Verbindungsanschlußteil auf der Seite des Montageteils der Metallbasis angeordnet ist und der Rahmenleiter mit der Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung übereinstimmt.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf einer Oberfläche, in der eine neben dem Montageteil angeordnete Durchgangsbohrung mit einer Öffnung auf einer Seite ausgebildet ist, die mit einem Wellenleiter verbunden ist, und
    einem Umwandlungssubstrat mit
    einer Hochfrequenzleitung mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einer Hochfrequenzleitung, die auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildet ist und sich auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und
    einem so auf der gleichen Oberfläche als der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf der Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt,
    einem auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung entsprechenden Form, der auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einem auf dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche vorgesehenen Schlitz, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils ausgebildet und mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist, und
    einem Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und der Rahmenerdleiter geschaffen,
    wobei das Umwandlungssubstrat auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis so angelenkt ist, daß die Hochfrequenzleitung auf der Seite des Montageteils der Metallbasis angeordnet ist und der Rahmenleiter mit der Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung übereinstimmt.
  • Da erfindungsgemäß das neben dem Montageteil für die elektronische Hochfrequenzkomponente angeordnete Verbindungsanschlußteil vorgesehen ist, das die Hochfrequenzleitung, die sich auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats von dem äußeren Randteil zum mittleren Teil erstreckt, und den so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche umfaßt, daß er das Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils umgibt, kann der Verbindungsabstand zwischen den Hochfrequenzleitungen im wesentlichen mit dem Verbindungsabstand zwischen den Erdleitern auf der gleichen Oberfläche in Übereinstimmung gebracht werden, wenn die Hochfrequenzleitungen des Umwandlungssubstrats und der elektronischen Hochfrequenzkomponente sowie ihre Erdleiter auf der gleichen Oberfläche jeweils durch Drahtbonden miteinander verbunden sind, und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, bei dem die Phasen des Hochfrequenzsignals und das Erdpotential am Verbindungsteil zwischen dem Umwandlungssubstrat und der elektronischen Hochfrequenzkomponente nicht verzögert sind und die Signalübertragung ausgezeichnet ist.
  • Außerdem wird durch die Erfindung ein Hochfrequenzpaket geschaffen, bei dem in einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf einer Oberfläche eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die neben dem Montageteil angeordnet ist und auf einer Seite der anderen Oberfläche eine mit einem Wellenleiter verbundene Öffnung aufweist, ein Verbindungsanschlußteil mit einer Hochfrequenzleitung, die sich auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf einer Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt, auf einer Seite der Durchgangsbohrung ausgebildet ist, ein Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung der Durchgangsbohrung auf der einen Seite entsprechenden Form so auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrat ausgebildet ist, daß er auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt, ein auf der Seite des mittleren Teils rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung ausgebildeter Schlitz, der mit dem Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist, in dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche ausgebildet ist, ein interner Erdleiter mit einer Übertragungsöffnung gegenüber dem Schlitz, die größer als der Schlitz ist, zwischen der Hochfrequenzleitung im Inneren des dielektrischen Substrats und dem Rahmenerdleiter ausgebildet ist und ein Umwandlungssubstrat, bei dem der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche über einen ersten Verbindungsleiter mit dem internen Erdleiter verbunden ist und der Rahmenerdleiter über einen zweiten Verbindungsleiter mit dem internen Erdleiter verbunden ist, so an die eine Seite der Durchgangsbohrung angelenkt ist, daß das Verbindungsanschlußteil auf einer Seite des Montageteils angeordnet ist und der Rahmenerdleiter mit der Öffnung der Durchgangsbohrung auf der einen Seite übereinstimmt.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit
    einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf einer Oberfläche und einer neben dem Montageteil angeordneten Durchgangsbohrung mit einer mit einem Wellenleiter verbundenen Öffnung auf einer Seite und
    einem auf einer Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung angelenkten Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungssubstrat geschaffen, wobei das Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungssubstrat
    eine Hochfrequenzleitung mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einer Hochfrequenzleitung, die sich auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt,
    einem so auf der gleichen Oberfläche als der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf der Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt,
    einen auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung entsprechenden Form, der auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einen auf dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche vorgesehenen Schlitz, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils ausgebildet und mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist,
    einen zwischen der Hochfrequenzleitung im Inneren des dielektrischen Substrats und dem Rahmenerdleiter ausgebildeten internen Erdleiter mit der dem Schlitz gegenüberliegenden Übertragungsöffnung, die größer als der Schlitz ist,
    einen ersten Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des internen Erdleiters und
    einen zweiten Verbindungsleiter zum Verbinden des Rahmenerdleiters und des internen Erdleiters umfaßt,
    wobei das Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungssubstrat auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung so angelenkt ist, daß die Hochfrequenzleitung auf einer Seite des Montageteils angeordnet ist und der Rahmenleiter mit der Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung übereinstimmt.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit
    einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf einer Oberfläche, in der neben dem Montageteil die Durchgangsbohrung mit einer Öffnung auf ihrer anderen Seite ausgebildet ist, die mit einem Wellenleiter verbunden ist, und
    einem Umwandlungssubstrat mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einem Verbindungsanschlußteil mit einer so angeordneten Hochfrequenzleitung, daß sie auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats sich von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem so auf der gleichen Oberfläche als der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er ein Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils umgibt, wobei der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche auf der Seite des mittleren Teils einen zum Ende der Hochfrequenzleitung rechtwinklig ausgebildeten Schlitz aufweist, der mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist,
    einem auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung auf einer Seite der Durchgangsbohrung entsprechenden Form, der auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einem zwischen der Hochfrequenzleitung im Inneren des dielektrischen Substrats und dem Rahmenerdleiter ausgebildeten internen Erdleiter mit der dem Schlitz gegenüberliegenden Übertragungsöffnung, die größer als der Schlitz ist,
    einem ersten Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des internen Erdleiters und
    einem zweiten Verbindungsleiter zum Verbinden des Rahmenerdleiters und des internen Erdleiters geschaffen,
    wobei das Umwandlungssubstrat auf der einen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis so angelenkt ist, daß das Verbindungsanschlußteil auf der Seite des Montageteils der Metallbasis angeordnet ist und der Rahmenerdleiter mit der Öffnung auf der einen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis übereinstimmt.
  • Durch die Erfindung wird ein Hochfrequenzpaket mit
    einer Metallbasis mit einem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente auf ihrer einen Oberfläche, in der neben dem Montageteil eine Durchgangsbohrung mit einer Öffnung auf ihrer einen Seite ausgebildet ist, die mit dem Wellenleiter verbunden ist, und
    einem Umwandlungssubstrat mit
    einer Hochfrequenzleitung mit
    einem dielektrischen Substrat,
    einer Hochfrequenzleitung, die sich auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt,
    einem so auf der gleichen Oberfläche als der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordneten Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, daß er auf der Seite des mittleren Teils ein Ende der Hochfrequenzleitung umgibt,
    einem auf der anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Rahmenerdleiter mit einer einer Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung entsprechenden Form, der auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung gegenüberliegt,
    einem auf dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche vorgesehenen Schlitz, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung auf der Seite des mittleren Teils ausgebildet und mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzgekoppelt ist,
    einem zwischen der Hochfrequenzleitung im Inneren des dielektrischen Substrats und dem Rahmenerdleiter ausgebildeten internen Erdleiter mit der dem Schlitz gegenüberliegenden Übertragungsöffnung, die größer als der Schlitz ist,
    einem ersten Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des internen Erdleiters und
    einem zweiten Verbindungsleiter zum Verbinden des Rahmenerdleiters und des internen Erdleiters geschaffen,
    wobei das Umwandlungssubstrat auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung der Metallbasis so angelenkt ist, daß die Hochfrequenzleitung auf einer Seite des Montageteils der Metallbasis angeordnet ist und der Rahmenleiter mit der Öffnung auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung übereinstimmt.
  • Da erfindungsgemäß das Verbindungsleiterteil vorgesehen ist, das neben dem Montageteil der elektronischen Hochfrequenzkomponente angeordnet ist und die Hochfrequenzleitung, die sich auf der einen Oberfläche des dielektrischen Substrats vom äußeren Randteil zum mittleren Teil erstreckt, und den Erdleiter auf der gleichen Oberfläche umfaßt, der so auf der gleichen Oberfläche angeordnet ist, daß er auf der Seite des mittleren Teils das Ende der Hochfrequenzleitung umgibt, kann der Verbindungsabstand zwischen den Hochfrequenzleitungen im wesentlichen mit dem Verbindungsabstand zwischen den Erdleitern auf der gleichen Oberfläche in Übereinstimmung gebracht werden, wenn die Hochfrequenzleitungen des Umwandlungssubstrats und der elektronischen Hochfrequenzkomponente sowie deren Erdleiter auf der gleichen Oberfläche jeweils durch Drahtbonden miteinander verbunden sind, und es kann das Hochfrequenzpaket geschaffen werden, bei dem die Phasen des Hochfrequenzsignals und das Erdpotential am Verbindungsteil zwischen dem Umwandlungssubstrat und der elektronischen Hochfrequenzkomponente nicht verzögert werden und die Signalübertragung ausgezeichnet ist.
  • Im übrigen beträgt der Abstand zwischen dem Hochfrequenzleitung und dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche erfindungsgemäß vorzugsweise ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Hochfrequenzsignals.
  • Wenn der Abstand zwischen dem Hochfrequenzleitung und dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau erfindungsgemäß ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Hochfrequenzsignals beträgt, kann der Abstand zwischen dem Draht zum Verbinden der Hochfrequenzleitungen und dem Draht zum Verbinden der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche auf ca. ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des Hochfrequenzsignals eingestellt werden, wenn die Hochfrequenzleitungen des Umwandlungssubstrats und der elektronischen Hochfrequenzkomponente sowie deren Erdleiter auf der gleichen Oberfläche jeweils durch Drahtbonden miteinander verbunden sind, die jeweiligen Drähte sind zur Erzeugung des Hochfrequenzübertragungspfads elektromagnetisch miteinander gekoppelt, und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, das hinsichtlich der Übertragung von Hochfrequenzsignalen ausgezeichnet ist.
  • Im Übrigen können das Umwandlungssubstrat miniaturisiert, die Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats und der Metallbasis reduziert und eine Verwindung oder ein Springen des Pakets verhindert werden, da das Teil zur Montage der elektronischen Hochfrequenzkomponente und das Umwandlungssubstrat erfindungsgemäß getrennt vorgesehen sein können.
  • Außerdem wird erfindungsgemäß der von dem internen Erdleiter und dem zweiten Verbindungsleiter umgebene, dielektrische Wellenleiterteil durch den internen Erdleiter gegenüber dem in dem Hochfrequenzleitungsteil auf der einen Oberfläche erzeugten elektromagnetischen Hochfrequenzfeld abgeschirmt. Obwohl das durch die Hochfrequenzleitung zirkulierende Magnetfeld in dem Hochfrequenzleitungsteil erzeugt wird, stimmt beispielsweise ein Teil des Magnetfelds mit dem Magnetfeld des TM-Modus als einem der Resonanzmodi im dielektrischen Wellenleiterteil überein, und diese beiden Magnetfelder werden von dem internen Erdleiter abgeschirmt, so daß die Möglichkeit der Verursachung einer unnötigen Resonanz in dem dielektrischen Wellenleiterteil verringert wird und eine ausgezeichnete Umwandlung zum Wellenleiter ausgeführt werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung, in der auf die Zeichnungen bezug genommen wird, deutlicher hervor. Es zeigen:
  • 1A eine Draufsicht, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; 1B eine Schnittansicht entlang der I-I in 1A und 1C eine Schnittansicht, die eine Variante eines Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2A eine Draufsicht, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt; 2B eine Schnittansicht entlang der II-II in 2A und 2C eine Schnittansicht, die eine Variante eines Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3A eine Draufsicht, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, und 3B eine Schnittansicht entlang der III-III in 3A;
  • 4A eine Draufsicht, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, und 4B eine Schnittansicht entlang der IV-IV in 4A;
  • die 5A bis 5C ein Bewertungssubstrat eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters, wobei 5A eine Ansicht von oben, 5B eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 5A und 5C eine Ansicht von unten ist;
  • 6A eine Draufsicht, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt; 6B eine Schnittansicht entlang der VI-VI in 6A und 6C eine Schnittansicht, die eine Variante eines Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 7A eine perspektivische Ansicht eines Falls, in dem bei dem in den 6A und 6B gezeigten Beispiel ein TE-Modus in einer dielektrischen Schicht auftritt, und 7B eine perspektivische Ansicht eines Falls, in dem ein TM-Modus in der dielektrischen Schicht auftritt;
  • die 8A bis 8C Draufsichten, die eine Leitung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 8A ein Beispiel zeigt, bei dem die Spitze der Leitung geöffnet ist, 8B ein Beispiel zeigt, bei dem die Spitze der Leitung kurzgeschlossen ist, und 8C ein Beispiel gemäß 8B zeigt, bei dem n auf 1 gesetzt ist;
  • die 9A bis 9C ein Bewertungssubstrat eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters, wobei 9A eine Ansicht von oben, 9B eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 9A und 9C eine Ansicht von unten ist;
  • die 10A und 10B Ansichten, die ein Hochfrequenzpaket gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 10A eine Draufsicht und 10B eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 10A ist;
  • die 11A und 11B Ansichten, die ein Hochfrequenzpaket gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 11A eine Draufsicht und 11B eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 11A ist;
  • die 12A und 12B Ansichten, die ein Hochfrequenzpaket gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 12A eine Draufsicht und 12B eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 12A ist;
  • 13 eine Draufsicht, die eine Hochfrequenzleitung des Hochfrequenzpakets gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 14 eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters zeigt; und
  • 15 eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nun werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • Die 1A und 1B sind Ansichten, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 1A eine Draufsicht und 1B eine Schnittansicht entlang der I-I in 1A ist. Außerdem sind die 2A und 2B Ansichten, die eine Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 2A eine Draufsicht und 2B eine Schnittansicht entlang der II-II in 2A ist. In den 1A und 1B und in den 2A und 2B bezeichnen das Bezugszeichen 41 eine Hochfrequenzleitung, das Bezugszeichen 42 eine dielektrische Schicht, das Bezugszeichen 43 eine Leitung, das Bezugszeichen 44 eine Erdleiterschicht, das Bezugszeichen 45 einen in der Erdleiterschicht 44 ausgebildeten Schlitz, das Bezugszeichen 46 einen Wellenleiter und die Bezugszeichen 47a, 47b und 47c Abschirmleiterteile.
  • Bei den Beispielen des erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters ist als Hochfrequenzleitung 41 eine koplanare Leitung aus der dielektrischen Schicht 42, dem auf der oberen Oberfläche angeordneten Leitung 43 und der Erdleiterschicht 44 ausgebildet, die so auf der gleichen Oberfläche (der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 42) angeordnet ist, daß sie ein Ende der Leitung 43 umgibt. Außerdem ist der Schlitz 45, der so ausgebildet ist, daß er im wesentlichen rechtwinklig zu dem einen Ende der Leitung 43 ist, auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 der Erdleiterschicht 44 angeordnet und elektromagnetisch mit dem einen Ende der Hochfrequenzleitung 41 gekoppelt. Dadurch wird ein an die Hochfrequenzleitung 41 übertragenes Hochfrequenzsignal vom Schlitz 45 als elektromagnetische Welle in den Wellenleiter 46 abgestrahlt, dessen Öffnung so auf der Seite der unteren Oberfläche als der anderen Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 angeordnet ist, daß sie dem einen Ende der Leitung 43 und dem Schlitz 45 gegenüberliegt, und der so angeordnet ist, daß er sich nach unten erstreckt.
  • Die seitliche Richtung der dielektrischen Schicht 42 ist durch die Abschirmleiterteile 47a, 47b und 47c abgeschirmt, die, wie im Zusammenhang mit dem Beispiel gemäß den 1A und 1B gezeigt, so auf der Seite der dielektrischen Schicht 42 oder, wie im Zusammenhang mit dem Beispiel gemäß den 2A und 2B gezeigt, im inneren der dielektrischen Schicht 42 angeordnet sind, daß sie das eine Ende der Leitung 43 und den Schlitz 45 umgeben und ein Austreten der vom Schlitz 45 zur dielektrischen Schicht 42 abgestrahlten elektromagnetischen Welle und der an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 42 und dem Wellenleiter 46 reflektierten elektromagnetischen Welle sowie eine Verringerung der Umwandlungseffizienz verhindert werden.
  • Da die Leitung 43 und die Erdleiterschicht 44, die die koplanare Leitung bilden, die die Hochfrequenzleitung 41 bildet, und der Schlitz 45 durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Aufbaus auf der gleichen Oberfläche erzeugt werden können, tritt im Vergleich zu einem Fall, in dem die Leitung 43, die Erdleiterschicht 44 und der Schlitz 45 in unterschiedlichen Schichten ausgebildet sind, keine Verschiebung der relativen Positionen beider aufgrund einer Schichtverschiebung auf, die Steuerung der elektromagnetischen Kopplungseigenschaften der Hochfrequenzleitung 41 und des Schlitzes 45 wird leicht, wodurch eine Steuerung ausgeführt werden kann, bei der die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung gesteigert wird und die Schwankungen der Umwandlungseigenschaften so unterdrückt werden können, daß sie gering werden.
  • Da die Hochfrequenzleitung 41 durch die auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 angeordnete Leitung 43 und die Erdleiterschicht 44 gebildet wird und die Leitung 43 und die Erdleiterschicht 44, die die Hochfrequenzleitung 41 bilden, und der Schlitz 45 auf der gleichen Oberfläche der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 angeordnet sind, ist es außerdem leicht, die relativen Positionen der Hochfrequenzleitung 41 und des Schlitzes 45 nach ihrer Herstellung von außen zu überprüfen, und es ist leicht, die relativen Positionen an einen Herstellungsprozeß zurückzuführen, so daß die elektromagnetischen Kopplungseigenschaften zwischen der Hochfrequenzleitung 41 und dem Schlitz 45 ausgezeichnet werden, oder den Herstellungsertrag durch die Auswahl mangelhafter Produkte durch eine Überprüfung zu verbessern und die Produktionsmenge der mangelhaften Produkte zu unterdrücken.
  • Als dielektrischer Werkstoff zur Herstellung der dielektrischen Schicht 42 wird Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, ein als Hauptbestandteil Mullit oder dergleichen enthaltender Keramikwerkstoff, Glas, ein durch Brennen eines Gemischs aus Glas und einem keramischen Füllmittel hergestellter Glaskeramikwerkstoff, Epoxidharz, Polyimidharz, ein organischer Harzwerkstoff, wie Fluorharz, einschließlich Tetrafluorethylenharz, ein organischer Harz-Keramik (einschließlich Glas) Verbundwerkstoff oder dergleichen verwendet.
  • Als Leitermaterial zur Herstellung der Leitung 43, der Erdleiterschicht 44, des Abschirmleiterteils 47c des Durchgangsleiters oder dergleichen werden ein als Hauptbestandteil Wolfram, Molybdän, Gold, Silber, Kupfer oder dergleichen enthaltender, metallisierter Werkstoff oder eine als Hauptbestandteil Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder dergleichen enthaltende Metallfolie verwendet.
  • Insbesondere wenn der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter in ein Verdrahtungssubstrat integriert ist, auf dem eine Hochfrequenzkomponente montiert ist, hat der dielektrische Werkstoff, aus dem die dielektrische Schicht 42 ausgebildet ist, vorzugsweise eine geringe dielektrische Verlusttangente, und es ist eine luftdichte Abdichtung möglich. Als besonders zweckmäßiger dielektrischer Werkstoff kann zumindest eine Art von aus einer aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Glaskeramikwerkstoffen bestehenden Gruppe ausgewähltem, anorganischem Werkstoff genannt werden. Wenn ein derartiger harter Werkstoff verwendet wird, ist die dielektrische Verlusttangente gering, und die montierte Hochfrequenzkomponente kann luftdicht abgedichtet werden, so daß ein derartiger Werkstoff zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der montierten Hochfrequenzkomponente zweckmäßig ist. In diesem Fall ist hinsichtlich der luftdichten Abdichtung und der Produktivität die Verwendung eines metallisierten Leiters wünschenswert, der gleichzeitig mit dem dielektrischen Werkstoff gebrannt werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter wird hergestellt, wie nachstehend beschrieben. Wird beispielsweise ein gesinterter Aluminiumoxidkörper als dielektrischer Werkstoff verwendet, wird zunächst ein geeignetes organisches Lösungsmittel zu einem Rohmaterialpulver aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen hinzugefügt und mit diesem vermischt, um eine Aufschlämmung zu erzeugen, und aus dieser wird zur Herstellung einer Rohplatte aus Keramik mittels eines allgemein bekannten Streichmesserverfahrens oder eines Kalanderwalzverfahrens eine Platte geformt. Außerdem wird ein geeignetes organisches Lösungsmittel zu einem Rohmaterialpulver aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Wolfram oder Molybdän, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen, hinzugefügt und mit diesem gemischt, um eine Metallisierungspaste herzustellen. Als nächstes werden beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens Durchgangsbohrungen zur Erzeugung von als Abschirmleiterteil 47c dienenden Durchgangsleitern in der Rohplatte aus Keramik erzeugt, die Metallisierungspaste wird beispielsweise mittels eines Druckverfahrens in die Durchgangsbohrungen implantiert, und anschließend wird die Metallisierungspaste so aufgedruckt, daß sie die Form des Erdleiters 44 mit der Leitung 43 und dem Schlitz 45 erhält. Wenn die dielektrische Schicht 42 aus einer Laminatstruktur mit mehreren dielektrischen Schichten gefertigt ist, werden Rohplatten aus Keramik, in die diese Leiter implantiert und auf die sie aufgedruckt sind, geschichtet und unter Druck gesetzt, um sie einem Druckverbinden zu unterziehen, und bei einer hohen Temperatur (von ca. 1600°C) gebrannt. Ferner wird die auf der Oberfläche der Leitung 43, des Erdleiters 44 oder dergleichen freiliegende Oberfläche des Leiters mit Nickel und Gold plattiert.
  • Die Abschirmleiterteile 47a, 47b und 47c werden so auf der Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht 42 angeordnet, daß sie das eine Ende der Leitung 43 und den Schlitz 45 umgeben und zur Erdung elektrisch an die Erdleiterschicht 44 angeschlossen sind.
  • Die 1A und 1B zeigen ein Beispiel, bei dem die Abschirmleiterteile 47a und 47b auf der Seite der dielektrischen Schicht 42 angeordnet sind und eine Rohrwand an einem Ende des Wellenleiters 46 auch als Abschirmleiterteil 47b dient. Die Abschirmleiterteile 47a und 47b können in diesem Fall auf der Seite der dielektrischen Schicht 42 ausgebildete, metallisierte Schichten sein, und die metallisierten Schichten auf der Seite müssen zu diesem Zeitpunkt nur so gebildet werden, daß sie elektrisch mit dem Wellenleiter 46 verbunden sind. In bezug auf die Verbindung des Wellenleiters 46 mit den metallisierten Schichten auf der Seite wird der Wellenleiter 46 in diesem Fall zur Unterdrückung eines Austretens der elektromagnetischen Welle vorzugsweise so eingestellt, daß die untere Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 im Inneren der Öffnung des Wellenleiters 46 angeordnet ist, wie in den 1A und 1B gezeigt, obwohl die Verbindung auch hergestellt werden kann, indem die Öffnung des Wellenleiters 46 auf der unteren Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 angeordnet wird. Außerdem kann die Erzeugung der metallisierten Schichten auf der Seite der dielektrischen Schicht 42 mittels eines Verfahrens, bei dem die Metallisierungspaste bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren nach dem Preßverbinden der Rohplatte aus Keramik durch Bedrucken eines Abschnitts der Seite des Schichtkörpers aufgebracht wird, der die dielektrische Schicht 42 bildet, oder mittels eines Verfahrens erfolgen, bei dem die Metallisierungspaste nach einem den Erfordernissen entsprechenden Polieren der Seite der dielektrischen Schicht 42 nach dem Brennen auf die Seite aufgebracht und gebrannt wird.
  • Wie in den 2A und 2B gezeigt, kann das Abschirmleiterteil 47c geeigneter Weise durch mehrere, im Inneren der dielektrischen Schicht 42 angeordnete Abschirmdurchgangsleiter gebildet werden. Bei dem in den 2A und 2B gezeigten Beispiel sind die mehreren Abschirmdurchgangsleiter so in der dielektrischen Schicht 42 angeordnet, daß sie ein Ende der Leitung 43 und den Schlitz 45 umgeben und das Abschirmleiterteil 47c bilden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Abschirmdurchgangsbohrungen vorzugsweise so eingestellt, daß sie so im Inneren der Öffnung des Wellenleiters 46 angeordnet sind, daß keine unnötige Resonanz auftritt. Wenn das Abschirmleiterteil 47c aus den mehreren Abschirmdurchgangsleitern ausgebildet ist, wie vorstehend dargelegt, können diese bei ihrer Herstellung gleichzeitig mit dem Leitung 43 auf der oberen Oberfläche und der Erdleiterschicht 44 erzeugt werden. Dementsprechend kann der Schritt der separaten Erzeugung des Abschirmleiterteils 47c auf der Seite der dielektrischen Schicht 42 wegfallen, und anders als bei dem in den 1A und 1B gezeigten Beispiel ist es nicht erforderlich, die äußere Form der dielektrischen Schicht 42 einzustellen, indem die dielektrische Schicht in der Öffnung des Wellenleiters 46 angeordnet wird, und der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter kann leicht hergestellt werden. Da die Form des von dem Abschirmleiterteil 47c umgebenen Bereichs der dielektrischen Schicht 42 beliebig gestaltet werden kann, wird die Anordnung des Abschirmleiterteils 47c eingestellt, wenn in dem von dem Abschirmleiterteil 47c umgebenen Bereich der dielektrischen Schicht 42 beispielsweise eine unnötige Resonanz auftritt, und die unnötige Resonanz kann aus dem Band der Signalumwandlung verschoben werden.
  • Vorzugsweise ist ein (in 2A durch G bezeichneter) Spalt zwischen den Abschirmdurchgangsleitern auf weniger als ein Viertel der Signalwellenlänge eingestellt. Der Grund dafür ist, daß die elektromagnetische Welle nur schwer aus dem Spalt zwischen den Abschirmdurchgangsleitern austreten kann und die Abschirmwirkung verbessert werden kann, wenn der Spalt auf weniger als ein Viertel der Signalwellenlänge eingestellt ist.
  • Im Übrigen kann der Abschirmdurchgangsleiter, der das Abschirmleiterteil 47c bildet, ein sogenannter Durchgangsbohrungsleiter, bei dem die Innenwand der Durchgangsbohrung mit einer leitenden Schicht beschichtet ist, oder ein sogenannter Durchgangsleiter sein, bei dem das Innere der Durchgangsbohrung mit einem Leiter gefüllt ist.
  • Zur Verbesserung der Umwandlungseffizienz des Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters wird die (in 1B durch H bezeichnete) Dicke der dielektrischen Schicht 42 vorzugsweise auf ca. ein Viertel der Wellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung 41 übertragenen Signals eingestellt. Ist die Dicke der dielektrischen Schicht 42 auf ca. ein Viertel der Wellenlänge des Signals eingestellt, beträgt der Abstand zwischen dem Schlitz 45 und der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 42 und dem Wellenleiter 46 ca. ein Viertel der Signalwellenlänge, und die Länge des optischen Pfads, auf dem die an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 42 und dem Wellenleiter 46 reflektierte, reflektierte Welle an der Erdleiterschicht 44 vollständig reflektiert und zur Grenze zurückgeworfen wird, beträgt ca. die Hälfte der Signalwellenlänge. Dementsprechend wird die Phase umgekehrt, wenn die reflektierte Welle zurückgeworfen wird, und in Kombination mit der Phasenumkehrung durch die vollständige Reflexion an der Erdleiterschicht 44 erhält die reflektierte Welle die gleiche Phase wie die vom Schlitz 45 direkt an die Grenze übertragene, direkte Welle, beide werden miteinander kombiniert, und das Signal wird effizient an den Wellenleiter 46 übertragen. Wird die Dicke der dielektrischen Schicht 42 auf (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt, wobei n eine natürliche Zahl ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle im wesentlichen die Hälfte der Signalwellenlänge, und die gleiche Wirkung, wie oben beschrieben, kann erzielt werden. Im Zusammenhang hiermit wird die Signalfrequenz hoch, und die Signalwellenlänge wird kurz, und wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 42 auf ein Viertel der Signalwellenlänge eingestellt ist, kann bei einer Abnahme der Festigkeit der dielektrischen Schicht 42 die Abnahme der Festigkeit der dielektrischen Schicht 42 unterdrückt werden, indem die Dicke der dielektrischen Schicht 42 auf drei Viertel, fünf Viertel oder dergleichen der Signalwellenlänge eingestellt wird.
  • Die Dicke der dielektrischen Schicht 42 kann bei dem vorstehend beschriebenen Fertigungsverfahren durch Einstellen der Dicke der Rohplatte aus Keramik eingestellt werden, aus der nach dem Brennen die dielektrische Schicht 42 wird. Hierbei kann die Einstellung über die Dicke der Rohplatte aus Keramik oder durch Aufeinanderschichten mehrerer Rohplatten aus Keramik erfolgen.
  • Als nächstes sind die 3A und 3B Ansichten, die einen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 3A eine Draufsicht und 3B eine Schnittansicht entlang der III-III in 3A ist. In den 3A und 3B bezeichnen das Bezugszeichen 51 eine als Hochfrequenzleitung dienende Hochfrequenzleitung, das Bezugszeichen 52 eine dielektrische Schicht, das Bezugszeichen 53 eine Leitung, das Bezugszeichen 54 eine Erdleiterschicht, das Bezugszeichen 55 einen in der Erdleiterschicht 54 ausgebildeten Schlitz, das Bezugszeichen 56 einen Wellenleiter und das Bezugszeichen 47c ein Abschirmleiterteil. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die als Hochfrequenzleitung 51 dienende koplanare Leitung die dielektrische Schicht 52, den auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht 52 angeordneten Leitung 53 und die an der selben Stelle um ein Ende der Leitung 53 ausgebildete Erdleiterschicht 54.
  • Bei dem Beispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters ist die Spitze der Leitung 53 der als Hochfrequenzleitung 51 dienenden koplanaren Leitung geöffnet, d. h. von der Erdleiterschicht 54 getrennt, und der Abstand zwischen der offenen Spitze der Leitung 53 und der Mitte des Schlitzes 55 ist auf (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt, wobei n eine natürliche Zahl ist. Dadurch wird das Magnetfeld einer durch die Synthese einer über die koplanare Leitung übertragenen Wanderwelle und einer an der offenen Spitze reflektierten, regressiven Welle erzeugten stehenden Welle an einem Abschnitt des Schlitzes 45 am höchsten, wodurch die elektromagnetische Kopplung zwischen der koplanaren Leitung und dem Schlitz 55 durch das Magnetfeld ganz ausgezeichnet ausgeführt wird und die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung verbessert werden kann.
  • Als nächstes sind die 4A und 4B Ansichten, die einen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 4A eine Draufsicht und 4B eine Schnittansicht entlang der IV-IV in 4A ist. In den 4A und 4B bezeichnen das Bezugszeichen 61 eine als Hochfrequenzleitung dienende koplanare Leitung, das Bezugszeichen 52 eine dielektrische Schicht, das Bezugszeichen 63 eine Leitung, das Bezugszeichen 54 eine Erdleiterschicht, das Bezugszeichen 45 einen in der Erdleiterschicht 54 ausgebildeten Schlitz, das Bezugszeichen 46 einen Wellenleiter und das Bezugszeichen 47c ein Abschirmleiterteil. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die als Hochfrequenzleitung 61 dienende koplanare Leitung die dielektrische Schicht 52, die auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 52 angeordnete Leitung 63 und die auf der selben Oberfläche um ein Ende der Leitung 63 ausgebildete Erdleiterschicht 54.
  • Bei dem Beispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters ist die Spitze der Leitung 63 der als Hochfrequenzleitung 61 dienenden koplanaren Leitung mit der Erdleiterschicht 54 kurzgeschlossen, und der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und der Mitte des Schlitzes 45 ist auf (2n – 1)/2 der Signalwellenlänge eingestellt, wobei n eine natürliche Zahl ist. Dadurch wird das Magnetfeld in einer durch die Synthese einer über die koplanare Leitung übertragenen Wanderwelle und einer an der kurzgeschlossenen Spitze reflektierten, regressiven Welle erzeugten stehenden Welle an einem Abschnitt des Schlitzes 45 am höchsten, die elektromagnetische Kopplung zwischen der koplanaren Leitung und dem Schlitz 45 durch das Magnetfeld wird ganz ausgezeichnet ausgeführt, und die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung kann verbessert werden. Im Übrigen entsprechen die in den 1A und 1B und in den 2A und 2B gezeigten Beispiele einem Fall, in dem n bei diesem Beispiel auf 1 eingestellt ist.
  • Die Form des Wellenleiters 46 ist nicht besonders eingeschränkt, und wenn beispielsweise eine normalisierte WR-Serie als rechteckiger Wellenleiter verwendet wird, wird die Bewertung verschiedener Charakteristika leicht, da ein Meßkorrektursatz entscheidend ist. Zur Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung eines Systems entsprechend der Frequenz eines zu verwendenden Hochfrequenzsignals kann innerhalb des Bereichs, in dem keine Abschaltung des Wellenleiters auftritt, ein miniaturisierter rechteckiger Wellenleiter verwendet werden. Im Übrigen kann ein kreisförmiger Wellenleiter verwendet werden.
  • Der Wellenleiter 46 ist aus Metall ausgebildet, und die Wand der Röhre ist zur Verringerung eines Leiterverlusts aufgrund von Strom und zum Verhindern einer Korrosion mit einem neuartigen Metall, wie Gold oder Silber, beschichtet. Außerdem wird Harz zu einer erforderlichen Wellenleiterform geformt, und die Wand der Röhre kann, ähnlich wie bei Metall, mit einem neuartigen Metall, wie Gold oder Silber, beschichtet sein. Die Befestigung des Wellenleiters 46 am Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter erfolgt durch Verbinden mit Lot, Verschrauben oder dergleichen.
  • Zur Anbringung des Wellenleiters 46 an dem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter durch Verbinden mit Lot wird geeigneter Weise vorab ein elektrisch an die Erdleiterschicht 54 und das Abschirmleiterteil 47c angeschlossener Wellenleiterverbindungsleiter erzeugt, der der Öffnung des zu befestigenden Wellenleiters 46 entspricht. Wie in den 2A und 2B gezeigt, wird zweckmäßiger Weise vorab ein Wellenleiterverbindungsleiter 48 aus einer an das durch den Abschirmdurchgangsleiter gebildete Abschirmleiterteil 47c angeschlossenen, metallisierten Schicht auf der unteren Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 erzeugt. Im Übrigen wird zweckmäßiger Weise auch in einem Fall, in dem das Abschirmleiterteil eine auf der Seite der dielektrischen Schicht 42 ausgebildete metallisierte Schicht ist, der aus einer metallisierten Schicht gefertigte Wellenleiterverbindungsleiter 48 so auf der unteren Oberfläche der dielektrischen Schicht 42 erzeugt, daß er auf der Seite mit der metallisierten Schicht verbunden ist, die das Abschirmleiterteil bildet. Wenn der Wellenleiterverbindungsleiter 48, wie vorstehend ausgeführt, vorab erzeugt wird, wird die elektrische Verbindung zwischen dem Wellenleiter 46, dem Abschirmleiter und der Erdleiterschicht 44 zum Zeitpunkt der Befestigung des Wellenleiters 46 auf dem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter sicherer, und dementsprechend ist dies dahingehend vorzuziehen, daß ein hoch zuverlässiger Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter konstruiert werden kann.
  • Der Wellenleiterverbindungsleiter 48 kann bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren durch ein der Erzeugung der Leitung 43, 53, 63 und der Erdleiterschicht 44, 54 ähnliches Aufdrucken einer Metallisierungspaste in der Form des Wellenleiterverbindungsleiters 48 gleichzeitig erzeugt werden. Ferner wird, ähnlich wie bei einem auf der Oberfläche freiliegenden Leiter, wie der Leitung 43, 53, 63 und der Erdleiterschicht 44, 54, im Falle einer Verbindung durch Lötmittel bei einer Plattierung mit Nickel oder Gold die Benetzbarkeit mit dem Lötmittel verbessert, wodurch dies dementsprechend zweckmäßiger ist.
  • Obwohl in den 1A und 1B und den 2A und 2B Beispiele gezeigt sind, bei denen die Hochfrequenzleitung eine koplanare Leitungsstruktur aufweist, kann auch eine geerdete, koplanare Leitungsstruktur, bei der eine untere Erdschicht zwischen der Leitung 43, 53, 63 und dem Wellenleiter 46 vorgesehen ist, oder eine geerdete, koplanare Leitungsstruktur verwendet werden, bei der ferner eine dielektrische Schicht 42a auf die dielektrische Schicht 42 geschichtet ist und eine obere Erdleiterschicht 44a so auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 42a vorgesehen ist, daß sie die Leitung 43 bedeckt, wie in den 1C und 2C gezeigt. In jedem Fall kann die gleiche Wirkung erzielt werden, wenn die Positionsbeziehung zwischen der dielektrischen Schicht 42, 52, der Leitung 43, 53, 63, der Erdleiterschicht 44, 54, dem Schlitz 45, dem Wellenleiter 45 und dem Abschirmteil 47a, 47b, 47c ebenso eingestellt wird, wie bei dem in den 1A und 1B oder dem in den 2A und 2B dargestellten Beispiel.
  • Obwohl im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Beispiel der Ausführungsform das Herstellungsverfahren für einen Fall beschrieben wurde, in dem ein gesinterter Aluminiumoxidkörper als dielektrischer Werkstoff verwendet wird, wird ferner ein Pulver aus einer Glaskeramikkomponente als Rohmaterialpulver für eine Rohplatte aus Keramik verwendet, wenn bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren ein gesinterter Glaskeramikkörper als dielektrischer Werkstoff verwendet wird; und wenn als Rohmaterialpulver für die Metallisierungspaste zusätzlich zu der Verwendung eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt, wie Silber, Kupfer oder Gold, eine Rohplatte aus einer anorganischen Komponente, die bei einer Temperatur, bei der der Glaskeramikwerkstoff gesintert wird, im wesentlichen nicht gesintert wird und schrumpft, beispielsweise aus Aluminiumoxid, auf beide Oberflächen eines Laminats geschichtet und gebrannt wird, kann ein Schrumpfen aufgrund des Brennens in der Richtung einer X-Y-Ebene unterdrückt werden, so daß Schwankungen der Größe eines Keramikverdrahtungssubstrats aufgrund von Schwankungen eines durch das Brennen verursachten Schrumpfens unterdrückt werden können, und es kann ein Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter hergestellt werden, durch den Schwankungen der Größe eines Schlitzes und der Länge einer Stichleitung weiter unterdrückt werden, was vorteilhaft ist.
  • Beispiel
  • Als nächstes wurde zur Bestätigung der Wirkung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters das nachstehend beschriebene Experiment ausgeführt.
  • Zunächst wurde unter Verwendung einer Keramikrohplatte aus Aluminiumoxidkeramik, deren dielektrische Verlusttangente bei 10 GHz nach dem Brennen 0,0006 betrug, und einer Metallisierungspaste zur Wolframmetallisierung mittels einer normalen Rohplattenlaminierungstechnik und einer simultanen Brenntechnik das in den 5A bis 5C gezeigte Bewertungssubstrat hergestellt. Im Übrigen ist 5A eine Ansicht von oben, 5B eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 5A und 5C eine Ansicht von unten.
  • Nach dem Brennen wurden die Oberflächen der jeweiligen metallisierten Schichten der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Bewertungssubstrats mit Nickel und Gold plattiert. Hierbei wurde der entsprechende Wellenleiter bei dem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter auf dem Bewertungssubstrat für ein W-Band (75 bis 110 GHz) auf WR-10 eingestellt und für eine mittlere Frequenz von 76 GHz konstruiert. Das Bewertungssubstrat umfaßt gemäß der Zeichnung zwei erfindungsgemäße Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter auf den beiden Seiten, die jeweils eine dielektrische Schicht 42, eine Leitung 43, eine Erdleiterschicht 44, einen Schlitz 45, ein aus den Abschirmdurchgangsleitern ausgebildetes Abschirmleiterteil 47c und den Wellenleiterverbindungsleiter 48 umfassen, wie in den 2A und 2B gezeigt, wobei die beiden Konverter einen Aufbau aufweisen, bei dem die Leitung 43 und die Erdleiterschichten 44 beider jeweils integriert sind. Die integrierte Leitung 43 und die integrierte Erdleiterschicht 44 bilden zusammen mit der dielektrischen Schicht 42 die koplanare Verbindungsleitung 49. Der Abstand zwischen den Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konvertern auf beiden Seiten wurde auf 20 mm eingestellt, damit jeweils Meßwellenleiter angeschlossen werden konnten. Dadurch weist das Bewertungssubstrat einen Aufbau auf, bei dem die beiden Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter durch die koplanare Verbindungsleitung mit einer Länge von 20 mm verbunden sind.
  • Als Nächstes wurde mittels eines Verfahrens, bei dem eine Wellenleiteröffnung eines Meßwellenleiters mit dem Wellenleiterverbindungsleiter 48 jedes der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter des Bewertungssubstrats in Übereinstimmung gebracht und durch Verschrauben verbunden wurde, der Einführungsverlust innerhalb des Bereichs von 75 bis 110 GHz gemessen, ein Signal wurde über einen der Wellenleiter eingegeben, und das von dem anderen der Wellenleiter ausgegebene Signal wurde gemessen. Anhand des Resultats und der getrennt gemessenen Verlustleistung der koplanaren Verbindungsleitung 49 wurde der Umwandlungsverlust des Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters geschätzt.
  • Das Ergebnis war, daß der Umwandlungsverlust bei 76 GHz ca. 0,7 dB betrug, und es wurde bestätigt, daß der Umwandlungsverlust für die Herstellung eines praxistauglichen Hochfrequenzmoduls ausreichend klein war.
  • Nun werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • Die 6A und 6B sind Ansichten, die einen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 6A eine Draufsicht und 6B eine Schnittansicht entlang der VI-VI in 6A sind.
  • Die 7A und 7B sind Ansichten, die Modi in den jeweiligen Teilen des in 6A gezeigten Beispiels zeigen, wobei 7A einen Fall zeigt, in dem ein TE-Modus in einer dielektrischen Schicht auftritt und die Umwandlung ausgezeichnet ausgeführt wird, und 7B einen Fall zeigt, in dem ein TM-Modus in der dielektrischen Schicht auftritt und ein Signal reflektiert wird. In den 6A und 6B und den 7A und 7B bezeichnen das Bezugszeichen 71 eine als Hochfrequenzleitung dienende koplanare Leitung, das Bezugszeichen 72 eine dielektrische Schicht, das Bezugszeichen 73 eine Leitung, das Bezugszeichen 74 eine Erdleiterschicht, das Bezugszeichen 75 einen in der Erdleiterschicht 74 ausgebildeten Schlitz, das Bezugszeichen 76 einen Wellenleiter, das Bezugszeichen 77 ein Abschirmleiterteil, das Bezugszeichen 78 eine interne Erdleiterschicht, das Bezugszeichen 79 eine in der internen Erdleiterschicht ausgebildete Übertragungsöffnung und das Bezugszeichen 80 einen Verbindungsleiter zum Verbinden der Erdleiterschicht 74 und der internen Erdleiterschicht 78.
  • Bei dem Beispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters ist die als Hochfrequenzleitung 71 dienende koplanare Leitung aus der dielektrischen Schicht 72, der auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 72 ausgebildeten Leitung 73 und der Erdleiterschicht 74 ausgebildet. Im Übrigen ist der Schlitz 75 in der Erdleiterschicht 74 auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 72 angeordnet und mit einem Ende der Hochfrequenzleitung 71 hochfrequenzgekoppelt. Dadurch wird ein an die Hochfrequenzleitung 71 übertragenes Hochfrequenzsignal von dem Schlitz 75 als elektromagnetische Welle in den Wellenleiter 76 abgestrahlt, der so angeordnet ist, daß er sich nach unten erstreckt. Die seitliche Richtung der dielektrischen Schicht 72 wird durch einen auf der Seite ausgebildeten Leiter oder das im Inneren angeordnete Abschirmleiterteil 77 abgeschirmt, wie in den 6A und 6B gezeigt, wodurch ein Austritt der vom Schlitz 75 an die dielektrische Schicht 72 abgestrahlten elektromagnetischen Welle und der an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 reflektierten elektromagnetischen Welle und eine Verringerung der Umwandlungseffizienz verhindert werden. Außerdem ist die interne Erdleiterschicht 78 zwischen der Erdleiterschicht 74 und dem Wellenleiter 76 angeordnet, und die Erdleiterschicht 74 und die interne Erdleiterschicht 78 sind über den Verbindungsleiter 80 verbunden.
  • Durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Aufbaus werden, wie in 7B gezeigt, Abschnitte, in denen die Magnetfeldverteilung 83 der als Hochfrequenzleitung 71 dienenden koplanaren Leitung und eine Magnetfeldverteilung 85 eines unnötigen Modus in der dielektrischen Schicht vorhanden sind, durch die interne Erdleiterschicht 78 von der Seite der dielektrischen Schicht 72 getrennt, an der der Wellenleiter 76 angebracht ist, und das Auftreten eines unnötigen Modus in dem Abschnitt der internen Erdleiterschicht 78 auf der Seite des Wellenleiters 76 wird unterdrückt, wodurch das Auftreten einer Reflexion aufgrund der Resonanz des unnötigen Modus bei der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung unterdrückt werden kann.
  • Wenn der der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 auf ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge der durch das über die Hochfrequenzleitung 71 übertragene Signal in der dielektrischen Schicht 72 erregten elektromagnetischen Welle eingestellt ist (wobei n eine natürliche Zahl ist), wird außerdem die Differenz zwischen den optischen Pfaden einer vom Schlitz 75 abgestrahlten, an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 reflektierten, an der internen Erdleiterschicht 78 erneut reflektierten und an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 wieder zurückgeworfenen reflektierten Welle und einer vom Schlitz 75 direkt an die Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 übertragenen direkten Welle die Summe etwa der Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle und eines integrierten Vielfachen der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, und wenn die reflektierte Welle an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 reflektiert wird, wird die Phase des Magnetfelds invertiert, und dementsprechend haben die direkte Welle und die reflektierte Welle an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 die gleiche Phase und intensivieren einander, und das Signal wird effizient an den Wellenleiter übertragen.
  • Wenn die Abmessungen der Übertragungsöffnung 79 auf die Hälfte oder weniger der Abmessungen des vom Abschirmleiterteil 77 umgebenen Bereichs eingestellt sind, nimmt die interne Erdleiterschicht 78 außerdem die Hälfte oder mehr der Abmessungen des von dem Abschirmleiterteil 77 umgebenen Bereichs ein, die Hälfte oder mehr der vom Schlitz 75 abgestrahlten und an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 reflektierten Welle wird an der internen Erdleiterschicht 78 erneut reflektiert, diese reflektierte Welle und die direkte Welle vom Schlitz 75 haben die gleiche Phase und intensivieren einander, und schließlich verbessert die Übertragungsöffnung 79 die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters.
  • Wenn das Abschirmleiterteil 77 aus den mehreren Durchgangsleitern ausgebildet ist, können bei der Herstellung des Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters außerdem die Durchgangsleiter gleichzeitig mit der Leitung 73, der Erdleiterschicht 74 und der internen Erdleiterschicht 78 erzeugt werden, und der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter kann leicht hergestellt werden.
  • Wenn die Spitze der Leitung 73 der Hochfrequenzleitung 71a, wie in 8A in einer Draufsicht eines Leitung 73a dargestellt, geöffnet ist und der Abstand zwischen der offenen Spitze und dem mittleren Tel des Schlitzes 75 im wesentlichen auf ca. (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist), wird außerdem die Länge des optischen Pfads einer von im wesentlichen dem mittleren Teil des Schlitzes 75 zur offenen Spitze übertragenen, an der offenen Spitze vollständig reflektierten und im wesentlichen zum mittleren Teil des Schlitzes 75 zurückgeworfenen reflektierten Welle die Summe etwa der Hälfte der Signalwellenlänge und eines integrierten Vielfachen der Signalwellenlänge, und ferner wird die Phase des Magnetfelds durch die vollständige Reflexion an der offenen Spitze invertiert, schließlich haben die reflektierte Welle und das über die Hochfrequenzleitung 71a übertragene Hochfrequenzsignal die gleiche Phase und intensivieren einander, wodurch sie hochgradig mit dem Schlitz 75 gekoppelt sind, und die Umwandlungseffizienz von der Hochfrequenzleitung zum Wellenleiter kann verbessert werden.
  • Wenn die Spitze der Leitung 73b einer Hochfrequenzleitung 71b, wie in 8B in einer Draufsicht einer Leitung 73b dargestellt, kurzgeschlossen ist und der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze und im wesentlichen dem mittleren Teil eines Schlitzes 75 der Leitung 73b auf ca. (n – 1)/2 der Signalwellenlänge eingestellt ist (wobei n eine natürliche Zahl ist), wird außerdem die Länge des optischen Pfads einer von im wesentlichen dem mittleren Teil des Schlitzes 75 zur kurzgeschlossenen Spitze übertragenen, an der kurzgeschlossenen Spitze vollständig reflektierten und im wesentlichen zum mittleren Teil des Schlitzes 75 zurückgeworfenen reflektierten Welle ein integriertes Vielfaches der Signalwellenlänge, die Phase des Magnetfelds wird durch die vollständige Reflexion an der kurzgeschlossenen Spitze nicht verändert, die reflektierte Welle und das über die Hochfrequenzleitung 71b übertragene Hochfrequenzsignal haben die gleiche Phase und intensivieren einander, wodurch sie hochgradig mit dem Schlitz 75 gekoppelt sind, und die Umwandlungseffizienz von der Hochfrequenzleitung 71b in den Wellenleiter 76 kann verbessert werden.
  • Daneben ist 8C eine Draufsicht, die eine Leitung 73c zeigt, bei dem n bei dem Beispiel, bei dem die Spitze der Leitung 73c kurzgeschlossen ist, auf 1 gesetzt ist. Die Spitze der Leitung ist im Schlitzteil kurzgeschlossen, und die Reflexion durch den Kurzschluß verändert die Phase des Magnetfelds nicht, so daß die reflektierte Welle und das über die Hochfrequenzleitung übertragene Hochfrequenzsignal die gleiche Phase haben und einander intensivieren, wodurch sie hochgradig an den Schlitz 75 gekoppelt sind, und die Umwandlungseffizienz von der Hochfrequenzleitung 71c zum Wellenleiter 76 kann verbessert werden.
  • Wenn die Erdleiterschicht 74 der Hochfrequenzleitung 71 und die interne Erdleiterschicht 78 entlang der Übertragungsöffnung 79 über den Verbindungsleiter 80 verbunden sind, kann ein Bereich beispielsweise durch die Montage eines Hochfrequenzelements auf einem Abschnitt der Hochfrequenzleitung 71, der außerhalb des von dem Verbindungsleiter 80 umgebenen Bereichs liegt, effektiv genutzt werden, wodurch ein System, für das der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter verwendet wird, miniaturisiert werden kann.
  • Das dielektrische Material, aus dem die dielektrische Schicht 72 ausgebildet ist, stimmt mit dem der dielektrischen Schicht 42 und 52 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform überein, und auf seine genaue Beschreibung wird verzichtet.
  • Als Leitermaterial zur Herstellung der Leitung 73, der Erdleiterschicht 74, des Abschirmleiterteils 77 des Durchgangsleiters oder dergleichen, der internen Erdleiterschicht 78 und des Verbindungsleiters 80 wird ein metallisierter Werkstoff, der als Hauptbestandteil Wolfram, Molybdän, Gold, Silber, Kupfer oder dergleichen enthält, oder eine Metallfolie verwendet, die als Hauptbestandteil Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder dergleichen enthält.
  • Insbesondere wenn der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter in ein Verdrahtungssubstrat eingebaut ist, auf dem eine Hochfrequenzkomponente montiert ist, sind bei dem dielektrischen Werkstoff zur Herstellung der dielektrischen Schicht 72, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die dielektrische Verlusttangente niedrig und eine luftdichte Abdichtung möglich. Als besonders zweckmäßiger Werkstoff kann zumindest eine Art von aus der aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und einem Glaskeramikwerkstoff bestehenden Gruppe ausgewähltem anorganischem Werkstoff genannt werden. Wird ein derartiger harter Werkstoff verwendet, ist die dielektrische Verlusttangente klein, und die montierte Hochfrequenzkomponente kann luftdicht abgedichtet werden, so daß ein derartiger Werkstoff zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der montierten Hochfrequenzkomponente zu bevorzugen ist. In diesem Fall wird im Hinblick auf die Luftdichtigkeit und die Produktivität als Leitermaterial vorzugsweise ein metallisierter Leiter verwendet, der gleichzeitig mit dem dielektrischen Werkstoff gebrannt werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter wird hergestellt, wie nachstehend beschrieben. Wird beispielsweise ein gesinterter Aluminiumoxidkörper als dielektrischer Werkstoff verwendet, wird zunächst ein geeignetes organisches Lösungsmittel zu einem Rohmaterialpulver aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen hinzugefügt und mit diesem vermischt, um eine Aufschlämmung zu erzeugen, und aus dieser wird zur Herstellung einer Rohplatte aus Keramik mittels eines allgemein bekannten Streichmesserverfahrens oder eines Kalanderwalzverfahrens eine Platte geformt. Außerdem wird ein geeignetes organisches Lösungsmittel zu einem Rohmaterialpulver aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Wolfram oder Molybdän, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen, hinzugefügt und mit diesem vermischt, um eine Metallisierungspaste herzustellen. Als nächstes werden beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens Durchgangsbohrungen zur Erzeugung von als Abschirmleiterteil 77 dienenden Durchgangsleitern in der Rohplatte aus Keramik erzeugt, die Metallisierungspaste wird beispielsweise mittels eines Druckverfahrens in die Durchgangsbohrungen implantiert, und anschließend wird die Metallisierungspaste so aufgedruckt, daß sie die Form des Erdleiters 74 und der internen Erdleiterschicht 78 mit der Leitung 73 und dem Schlitz 75 erhält. Wenn die dielektrische Schicht 72 aus einer Laminatstruktur aus mehreren dielektrischen Schichten gefertigt ist, werden Rohplatten aus Keramik, in die diese Leiter implantiert und auf die sie aufgedruckt sind, geschichtet und unter Druck gesetzt, um sie einem Druckverbinden zu unterziehen, und bei einer hohen Temperatur (von ca. 1600°C) gebrannt. Ferner wird die auf der Oberfläche der Leitung 43, des Erdleiters 44 oder dergleichen freiliegende Oberfläche des Leiters mit Nickel und Gold plattiert.
  • Die Abschirmleiterteile 77 sind so auf der Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht 72 angeordnet, daß sie das eine Ende der Leitung 73 und den Schlitz 75 umgeben und zur Erdung elektrisch mit der Erdleiterschicht 74 verbunden sind.
  • Der Verbindungsleiter 80 ist so in der dielektrischen Schicht 72 angeordnet, daß er die Übertragungsöffnung 79 umgibt, und verbindet die Erdleiterschicht 74 und die interne Erdleiterschicht 78 elektrisch.
  • Vorzugsweise ist ein (in 6A durch G1 bezeichneter) Spalt zwischen den Verbindungsleitern 80 auf weniger als ein Viertel der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle in der dielektrischen Schicht 72 eingestellt. Der Grund dafür ist, daß die elektromagnetische Welle nur schwer aus dem Spalt zwischen den Verbindungsleitern austreten kann, wenn der Spalt auf weniger als ein Viertel der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle eingestellt ist, so daß die elektromagnetische Welle nur schwer aus dem von den Verbindungsleitern 80 umgebenen, zwischen der Erdleiterschicht 74 und der internen Erdleiterschicht 78 angeordneten Bereich austreten kann und das Auftreten eines parallelen Plattenmodus als unnötigem Modus, der in diesem Bereich auftreten kann, unterdrückt werden kann.
  • Im Übrigen müssen der Durchgangsleiter, der den Verbindungsleiter 80 bildet, und der Durchgangsleiter, der den Abschirmleiter 77 bildet, nur die Erdleiterschicht 74 und die interne Erdleiterschicht 78 oder den Wellenleiterverbindungsleiter 81 elektrisch verbinden, und sie können sogenannte Durchgangsbohrungsleiter, bei denen die Innenwand der Durchgangsbohrung mit einer leitenden Schicht beschichtet ist, oder sogenannte Durchgangsleiter sein, bei denen das Innere der Durchgangsbohrung mit einem Leiter gefüllt ist.
  • Zur Verbesserung der Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlung ist der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 vorzugsweise auf ca. ein Viertel der Wellenlänge der durch das über die Hochfrequenzleitung 71 übertragene Signal in der dielektrischen Schicht 72 erregten elektromagnetischen Welle eingestellt. Wenn der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 auf ca. ein Viertel der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle eingestellt ist, wird die Phase umgekehrt, wenn die reflektierte Welle zurückgeworfen wird, da die Länge des optischen Pfads, auf dem eine an der Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 reflektierte Welle an der internen Erdleiterschicht 78 vollständig reflektiert und zur Grenze zurückgeworfen wird, ca. die Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle beträgt, und ferner wird die Phase durch die vollständige Reflexion an der internen Erdleiterschicht 78 umgekehrt. Daher hat die reflektierte Welle die gleiche Phase, wie die vom Schlitz 75 direkt an die Grenze zwischen der dielektrischen Schicht 72 und dem Wellenleiter 76 übertragene direkte Welle, und das Signal wird effizient an den Wellenleiter 76 übertragen. Wenn der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 auf (2n – 1)/4 der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle eingestellt wird, wobei n eine natürliche Zahl ist, beträgt die Differenz zwischen den optischen Pfaden der reflektierten Welle und der direkten Welle außerdem im wesentlichen die Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, es wird die gleiche Wirkung erzielt, wie vorstehend beschrieben, ferner wird die Frequenz hoch, die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle wird kurz, um den Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 auf ein Viertel der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle einzustellen, muß die Dicke der dielektrischen Schicht 72 gering gehalten werden, und wenn die Festigkeit der dielektrischen Schicht abnimmt, wird der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 auf drei Viertel, fünf Viertel oder dergleichen der Signalwellenlänge eingestellt, wodurch die Verringerung der Festigkeit der dielektrischen Schicht 72 unterdrückt werden kann.
  • Der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht 78 und dem Wellenleiter 76 kann bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren durch Einstellen der Dicke der Rohplatte aus Keramik eingestellt werden, die nach dem Brennen die dielektrische Schicht 72 bildet. Hierbei kann die Einstellung über die Dicke einer Rohplatte aus Keramik erfolgen, oder die Einstellung kann durch Schichten mehrerer Rohplatten aus Keramik vorgenommen werden.
  • Die Kopplung der Hochfrequenzleitung 71 und des Schlitzes 75 ist nicht besonders eingeschränkt, und die Spitze der Hochfrequenzleitung 71 kann, wie in 6A gezeigt, beispielsweise kurzgeschlossen und mit der Erdleiterschicht 74 gekoppelt sein, wobei in diesem Fall ein Magnetfeld in einer durch die Synthese einer über die Hochfrequenzleitung übertragenen Wanderwelle und einer an der kurzgeschlossenen Spitze reflektierten Welle erzeugten stehenden Welle im wesentlichen im mittleren Teil des Schlitzes 75 am höchsten wird, wenn der Abstand zwischen der kurzgeschlossenen Spitze der Hochfrequenzleitung 71 und im wesentlichen dem mittleren Teil des Schlitzes 75 auf ca. (n – 1)/2 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, die elektromagnetische Kopplung von der Hochfrequenzleitung 71 zum Schlitz 75 ganz ausgezeichnet ausgeführt wird und die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters verbessert werden kann.
  • Wenn die Spitze der Hochfrequenzleitung 71 geöffnet ist und der Abstand zwischen der offenen Spitze und im wesentlichen der Mitte des Schlitzes 75 auf ca. (2n – 1)/4 der Signalwellenlänge eingestellt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist, wird außerdem ein Magnetfeld in einer durch die Synthese einer über die Hochfrequenzleitung übertragenen Wanderwelle und einer an der offenen Spitze reflektierten Welle erzeugten stehenden Welle im wesentlichen im mittleren Teil des Schlitzes 75 am höchsten, die elektromagnetische Kopplung von der koplanaren Leitung zum Schlitz 75 wird von dem Magnetfeld ganz ausgezeichnet ausgeführt, und die Umwandlungseffizienz der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters kann gesteigert werden.
  • Die Form des Wellenleiters 76 ist nicht besonders eingeschränkt, und wenn beispielsweise die geregelte WR-Serie als rechteckiger Wellenleiter verwendet wird, wird die Bewertung verschiedener Charakteristika leicht, da ein Meßkorrektursatz entscheidend ist. Zur Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung eines Systems entsprechend der Frequenz eines zu verwendenden Hochfrequenzsignals kann jedoch innerhalb des Bereichs, in dem keine Abschaltung des Wellenleiters auftritt, ein miniaturisierter rechteckiger Wellenleiter verwendet werden. Ansonsten kann ein kreisförmiger Wellenleiter verwendet werden.
  • Der Wellenleiter 76 stimmt mit dem Wellenleiter 46 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform überein, und auf seine genaue Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Wellenleiter 76 wird wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch Verbinden mit einem Lötmaterial an dem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter befestigt, und auf eine genaue Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Wellenleiterverbindungsleiter 81 kann bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren durch ein der Erzeugung der Leitung 73, der Erdleiterschicht 74 und der internen Erdleiterschicht 78 ähnliches Aufdrucken einer Metallisierungspaste in der Form des Wellenleiterverbindungsleiters 81 gleichzeitig erzeugt werden. Ferner wird, ähnlich wie bei einem auf der Oberfläche freiliegenden Leiter, wie der Leitung 73 und der Erdleiterschicht 74, im Falle einer Verbindung durch Lötmittel bei einer Plattierung der Oberfläche mit Nickel oder Gold die Benetzbarkeit mit dem Lötmittel verbessert, wodurch dies dementsprechend zweckmäßiger ist.
  • Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele der Ausführungsform beschränkt, und innerhalb des Rahmens des Wesentlichen der Erfindung können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
  • Obwohl die 6A und 6B Beispiele zeigen, bei denen die Hochfrequenzleitung einen koplanaren Leitungsaufbau aufweist, kann beispielsweise eine geerdete, koplanare Leitungsstruktur verwendet werden, bei der ferner eine dielektrische Schicht 72a auf die dielektrische Schicht 72 geschichtet ist und eine obere Erdleiterschicht 74a so auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht 72a vorgesehen ist daß sie die Leitung 73 bedeckt, wie in 6C gezeigt. In jedem Fall kann die gleiche Wirkung erzielt werden, wenn die Positionsbeziehung zwischen der dielektrischen Schicht 72, dem Leitung 73, der Erdleiterschicht 74, dem Schlitz 75, dem Wellenleiter 76, dem Abschirmleiterteil 77 und der internen Erdleiterschicht 78 so eingestellt wird, wie bei dem in den 6A und 6B gezeigten Beispiel.
  • Außerdem wird beispielsweise die Breite der Leitung 73 zwischen der Spitze der Leitung 73 und dem Schlitz 75 verändert, um die effektive Dielektrizitätskonstante zu verändern, und der Abstand zwischen der Spitze der Leitung und dem Schlitz kann im Falle eines Kurzschlusses auch auf ca. (n – 1)/2 der Wellenlänge des zu übertragenden Signals oder im Falle einer offenen Schaltung auf ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge des zu übertragenden Signals eingestellt werden.
  • Beispiel
  • Als nächstes wurde zur Bestätigung der Wirkung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters das nachstehend beschriebene Experiment ausgeführt.
  • Zunächst wurde unter Verwendung einer Keramikrohplatte aus Aluminiumoxidkeramik, deren dielektrische Verlusttangente bei 10 GHz nach dem Brennen 0,0006 betrug, und einer Metallisierungspaste zur Wolframmetallisierung mittels einer normalen Rohplattenlaminierungstechnik und einer simultanen Brenntechnik das in den 9A bis 9C gezeigte Bewertungssubstrat hergestellt. Im Übrigen ist 9A eine Ansicht des Bewertungssubstrats von oben, 9B eine Schnittansicht entlang der Linie V – V in 9A und 9C eine Ansicht von unten.
  • Nach dem Brennen wurden die Oberflächen der jeweiligen metallisierten Schichten der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Bewertungssubstrats mit Nickel und Gold plattiert. Hierbei wurde der entsprechende Wellenleiter bei dem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter auf dem Bewertungssubstrat für ein W-Band (75 bis 110 GHz) auf WR-10 eingestellt und für eine mittlere Frequenz von 76 GHz konstruiert. Das Bewertungssubstrat umfaßt gemäß der Zeichnung zwei erfindungsgemäße Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter auf den beiden Seiten, die jeweils eine dielektrische Schicht 72, eine Leitung 73, eine Erdleiterschicht 74, einen Schlitz 75, ein aus den Abschirmdurchgangsleitern ausgebildetes Abschirmleiterteil 77, die interne Erdleiterschicht 78, die Übertragungsöffnung 79, den Verbindungsleiter 80 und den Wellenleiterverbindungsleiter 81 umfassen, wie in den 6A und 6B gezeigt, wobei die beiden Konverter einen Aufbau aufweisen, bei dem die Leitung 73, die Erdleiterschichten 74 und die internen Erdleiterschichten 78 beider jeweils integriert sind. Die integrierte Leitung 73 und die Erdleiterschicht 74 bilden zusammen mit der dielektrischen Schicht 72 die koplanare Verbindungsleitung 86. Der Abstand zwischen den Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konvertern auf beiden Seiten wurde auf 20 mm eingestellt, damit jeweils Meßwellenleiter angeschlossen werden konnten. Dadurch weist das Bewertungssubstrat einen Aufbau auf, bei dem die beiden Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter durch die koplanare Verbindungsleitung 86 mit einer Länge von 20 mm verbunden sind.
  • Als Nächstes wurde mittels eines Verfahrens, bei dem eine Wellenleiteröffnung eines Meßwellenleiters mit dem Wellenleiterverbindungsleiter 81 jedes der Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter des Bewertungssubstrats in Übereinstimmung gebracht und durch Verschrauben verbunden wurde, die Reflexion innerhalb des Bereichs von 75 bis 110 GHz gemessen, ein Signal wurde über einen der Wellenleiter eingegeben, und das von dem anderen der Wellenleiter ausgegebene Signal wurde gemessen.
  • Das Ergebnis war, daß die Reflexion bei 76 GHz ca. –16 dB betrug, wobei keine durch einen unnötigen Modus in einem Paßband verursachte steile Reflexionsspitze zu erkennen war und ausgezeichnete Umwandlungseigenschaften festgestellt wurden. Außerdem betrug das Band der Reflexion von –15 dB 75 GHz bis 84 GHz, die Bandbreite betrug 9 GHz, und relative Breitbandeigenschaften waren festzustellen.
  • Die 10A und 10B sind Ansichten, die ein Hochfrequenzpaket gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 10A eine Draufsicht und 10B eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 10A ist. In den 10A und 10B bezeichnen das Bezugszeichen 101 eine elektronische Hochfrequenzkomponente, das Bezugszeichen 102 ein Montageteil, das Bezugszeichen 103 eine Metallbasis, das Bezugszeichen 104 einen Wellenleiter, das Bezugszeichen 105 eine Durchgangsbohrung, das Bezugszeichen 106 ein dielektrisches Substrat, das Bezugszeichen 107 eine Hochfrequenzleitung, das Bezugszeichen 108 einen Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, das Bezugszeichen 109 ein Verbindungsanschlußteil, das Bezugszeichen 110 einen Rahmenerdleiter, das Bezugszeichen 111 einen Schlitz, das Bezugszeichen 112 einen internen Erdleiter, das Bezugszeichen 113 einen ersten Verbindungsleiter, das Bezugszeichen 114 einen zweiten Verbindungsleiter und das Bezugszeichen 115 ein Umwandlungssubstrat.
  • Bei einem Beispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzpakets ist eine neben einem Montageteil 102 angeordnete Durchgangsbohrung 105 mit einer mit einem Wellenleiter 104 verbundenen unteren Öffnung in einer Metallbasis 103 mit dem Montageteil für eine elektronische Hochfrequenzkomponente 101 auf der oberen Oberfläche ausgebildet, ein Verbindungsanschlußteil 109 mit einer Hochfrequenzleitung 107, die sich auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 106 von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und ein nahe bei der Hochfrequenzleitung 107 angeordneter Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche sind auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 105 ausgebildet, ein Rahmenerdleiter 110 mit einer Form, die der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 105 entspricht, ist so auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 106 ausgebildet, daß er auf der Seite des mittleren Teils einem Ende der Hochfrequenzleitung 107 gegenüberliegt, und zwischen dem Ende der Hochfrequenzleitung 107 auf der Seite des mittleren Teils im Inneren des dielektrischen Substrats 106 und dem Rahmenerdleiter 110 ist ein interner Erdleiter 112 mit einem auf der Seite des mittleren Teils mit dem Ende der Hochfrequenzleitung 107 hochfrequenzgekoppelten Schlitz 111 ausgebildet. Ein Umwandlungssubstrat 115, in dem der Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche über einen ersten Verbindungsleiter 113 mit dem internen Erdleiter 112 und der Rahmenerdleiter 110 über einen zweiten Verbindungsleiter 114 mit dem internen Erdleiter 112 verbunden sind, ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 105 der Metallbasis 103 so angelenkt, daß das Verbindungsanschlußteil 109 auf einer Seite des Montageteils 102 angeordnet ist und der Rahmenerdleiter 110 mit der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 105 übereinstimmt.
  • Dies bedeutet, daß das Hochfrequenzpaket gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine Metallbasis 103 und ein Umwandlungssubstrat 115 umfaßt. Die Metallbasis 103 weist auf ihrer oberen Oberfläche das Montageteil 102 für die elektronische Hochfrequenzkomponente 101 auf. Die neben dem Montageteil 102 angeordnete Durchgangsbohrung 105, deren untere Öffnung mit dem Wellenleiter 104 verbunden ist, ist in der Metallbasis 103 ausgebildet.
  • Das Umwandlungssubstrat 115 umfaßt das dielektrische Substrat 106, das Verbindungsanschlußteil 109, den Rahmenerdleiter 110, den internen Erdleiter 112, den ersten Verbindungsleiter 113 und den zweiten Verbindungsleiter 114. Das Verbindungsanschlußteil 109 umfaßt die Hochfrequenzleitung 107, die sich auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 106 vom äußeren Randteil zum mittleren Teil erstreckt, und den nahe bei der Hochfrequenzleitung 107 auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 106 angeordneten Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche.
  • Der Rahmenerdleiter 110 mit der der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 105 entsprechenden Form ist so auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 106 ausgebildet, daß er auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung 107 gegenüberliegt. Der interne Erdleiter 112 ist im Inneren des dielektrischen Substrats 106 und zwischen dem Ende der Hochfrequenzleitung 107 auf der Seite des mittleren Teils und dem Rahmenerdleiter 110 ausgebildet. Der interne Erdleiter 112 weist einen mit dem Ende der Hochfrequenzleitung 107 auf der Seite des mittleren Teils hochfrequenzgekoppelten Schlitz 111 auf. Der erste Verbindungsleiter 113 verbindet den Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche und den interner Erdleiten 112. Der zweite Verbindungsleiter 114 verbindet den Rahmenerdleiter 110 mit dem internen Erdleiter 112.
  • Das Umwandlungssubstrat 115 ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 105 der Metallbasis 103 so angelenkt, daß das Verbindungsanschlußteil 109 auf der Seite des Montageteils 102 der Metallbasis 103 angeordnet ist, und der Rahmenerdleiter 110 stimmt mit der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 105 der Metallbasis 103 überein.
  • Bei der Verwendung des vorstehend beschriebenen Aufbaus werden das Umwandlungssubstrat 115 und die elektronische Hochfrequenzkomponente 101 separat gefertigt, anschließend können die Erde des Umwandlungssubstrats 115 und die Erde der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 von außen durch Drahtbonden verbunden werden, und anders als bei der verwandten Technik muß der interne Erdleiter 112 des Umwandlungssubstrats 115 nicht erweitert werden, um das Montageteil für die elektronische Hochfrequenzkomponente 101 zu erzeugen, das auf der Oberfläche freiliegt, und die Erde des Umwandlungssubstrats 115 und die Erde der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 müssen nicht vorab intern über den internen Erdleiter 112 verbunden werden. Dadurch kann das Umwandlungssubstrat 115 miniaturisiert werden, und die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Umwandlungssubstrats 115 und der Metallbasis 103 kann beim Prozeß der Herstellung des Hochfrequenzpakets klein gehalten werden, wodurch eine Verwindung oder ein Reißen des Pakets verhindert werden kann.
  • Wenn die Hochfrequenzleitung 107 des Umwandlungssubstrats 115 durch Drahtbonden mit der Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 und der Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 115 durch Drahtbonden mit dem Erdleiter der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 verbunden werden, können außerdem der Verbindungsabstand zwischen den Hochfrequenzleitern und der Verbindungsabstand zwischen den Erdleitern auf der gleichen Oberfläche im wesentlichen in Übereinstimmung gebracht werden, es kann eine Übertragung erfolgen, ohne eine Differenz zwischen der Phase des Signalpotentials des Hochfrequenzsignals und der Phase des Erdpotentials im Verbindungsteil der beiden zu verursachen, und eine ausgezeichnete Übertragung des Hochfrequenzsignals wird möglich.
  • Wenn das Umwandlungssubstrat 115 andererseits keinen Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche aufweist, erreicht ein Hochfrequenzsignal den internen Erdleiter 112, wodurch sich das Erdpotential eines über die Hochfrequenzleitung 107 des Umwandlungssubstrats 115 von dem als Erdteil der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 dienenden Montageteil 102 über die Metallbasis 103, den Rahmenerdleiter 110 und den zweiten Verbindungsleiter 114 übertragenen Hochfrequenzsignals ergibt, obwohl die Hochfrequenzleitung 107 des Umwandlungssubstrats 115 und die Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 in einem relativ kurzen Abstand durch Draht verbunden sind; der Abstand wird im Vergleich zu dem Verbindungsabstand zwischen den Hochfrequenzleitungen sehr weit; die Phase des Erdpotentials in der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 ist gegenüber der Phase des Signalpotentials um die Länge des erweiterten Verbindungsabstands verzögert; und es tritt der Fall ein, daß das Hochfrequenzsignal nicht exakt übertragen werden kann.
  • Gemäß dem Aufbau des herkömmlichen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters ist die elektronische Hochfrequenzkomponente 101 auf dem Abschnitt montiert, auf dem sich der interne Erdleiter 112 des Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverters erstreckt und auf der Oberfläche freiliegt; das Erdpotential der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 wird über den internem Erdleiter 112 direkt an den Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter übertragen, so daß kaum eine Verzögerung des Signalpotentials auftritt; und es ist nicht erforderlich, den Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche auf der oberen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 115 vorzusehen und eine Verbindung herzustellen. In diesem Fall muß jedoch der interne Erdleiter 112 des dielektrischen Substrats 106 erweitert und auf der Oberfläche freigelegt werden; das Montageteil zur Montage der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 muß einstückig mit dem Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter ausgebildet sein; und dementsprechend wird das dielektrische Substrat 106 groß und es tritt der Fall ein, daß an der Verbindung zur Metallbasis 103 eine Verwindung oder ein Riß auftritt. Bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket ist der Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche auf dem Umwandlungssubstrat 115 ausgebildet, so daß die Verbindung der Erden des Umwandlungssubstrats 115 und der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 ebenfalls durch Drahtbonden erfolgen kann, und es erübrigt sich, das Montageteil der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 vorzusehen, das durch Erweitern des internen Erdleiters 112 des Umwandlungssubstrats 115 erzeugt wird, und es auf der Oberfläche freizulegen; das Umwandlungssubstrat 115 wird miniaturisiert, und Verwindungen oder Risse an der Verbindung zur Metallbasis 103 können unterdrückt werden.
  • Wenn der Abstand zwischen der Hochfrequenzleitung 107 und dem Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket auf ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des über die Hochfrequenzleitung 107 übertragenen Hochfrequenzsignals eingestellt ist und die Hochfrequenzleitung 107 des Umwandlungssubstrats 115 und die Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 und der Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 115 und der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 jeweils durch Drahtbonden verbunden sind, kann außerdem der Abstand zwischen dem Draht zum Verbinden der Hochfrequenzleitungen und dem Draht zum Verbinden der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche auf ca. ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des Hochfrequenzsignals eingestellt werden; die jeweiligen Drähte sind zur Erzeugung eines Hochfrequenzübertragungspfads elektromagnetisch miteinander gekoppelt; und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, das das Hochfrequenzsignal ausgezeichnet überträgt.
  • Wenn bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket der Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche auf beiden Seiten der Hochfrequenzleitung 107 angeordnet ist, sind außerdem der Draht zum Verbinden der Hochfrequenzleitungen des Umwandlungssubstrats 115 und der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 und der Draht zum Verbinden ihrer Erdleiter miteinander gekoppelt und übertragen das Hochfrequenzsignal als Hochfrequenzübertragungspfad nach einem der koplanaren Leitung ähnlichen Signalübertragungsprinzip; und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, das das Hochfrequenzsignal ausgezeichnet überträgt.
  • Da das Umwandlungssubstrat 115 bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket mit der Metallbasis 103 mit dem Montageteil 102 für die elektronische Hochfrequenzkomponente 101 verbunden ist, ist außerdem die elektronische Hochfrequenzkomponente 101 direkt mit der Metallbasis 103 verbunden; die Hitzeentwicklung aufgrund des Betriebs der elektronischen Hochfrequenzkomponente 101 kann über die Metallbasis 103 zerstreut werden; und es kann ein Hochfrequenzpaket mit ausgezeichneter Wärmedissipation geschaffen werden.
  • Da der Erdleiter 108 auf der gleichen Oberfläche über den ersten Verbindungsleiter 113 mit dem internen Erdleiter 112 verbunden ist, wird das Hochfrequenzsignal vom äußeren Randteil der Hochfrequenzleitung 107 entlang dem internen Erdleiter 112 zum mittleren Teil des dielektrischen Substrats 106 und über den auf der Seite des mittleren Teils des dielektrischen Substrats 106 mit der Hochfrequenzleitung 107 hochfrequenzgekoppelten Schlitz 111 an die Durchgangsbohrung 105 übertragen, mit der der Wellenleiter 104 auf der unteren Seite verbunden ist. Der interne Erdleiter 112 mit dem Schlitz 111 ist über den zweiten Verbindungsleiter 114 mit dem Rahmenerdleiter 110 verbunden, und das Hochfrequenzsignal wird an den Wellenleiter 104 übertragen.
  • Wenn die Länge (die Schlitzlänge) des Schlitzes 111 in der zur Hochfrequenzleitung 107 rechtwinkligen Richtung hierbei allgemein auf ca. die Hälfte der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals eingestellt wird, so daß der Schlitz 111 mit der Hochfrequenzleitung 107 hochfrequenzgekoppelt ist, entsteht im Schlitz 111 eine stehende Welle, in der die Magnetfeldintensität am mittleren Teil des Schlitzes 111 maximal wird, und die Kopplungseffizienz mit der Hochfrequenzleitung 107 wird durch das Magnetfeld gesteigert. Wenn der Abstand zwischen dem internen Erdleiter 112 und dem Rahmenerdleiter 110 auf ca. ein Viertel des Hochfrequenzsignals im dielektrischen Substrat 106 oder ein ungerades Vielfaches dieser Länge eingestellt wird, stimmen außerdem die Phase einer vom Schlitz 111 abgestrahlten, vom dielektrischen Substrat 106 direkt an den Wellenleiter 104 übertragenen, direkten Welle mit der Phase einer an der Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat 106 und dem Wellenleiter 104 reflektierten, am internen Erdleiter 112 erneut reflektierten, und die Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat 106 und dem Wellenleiter 104 erreichenden reflektierten Welle überein, und sie intensivieren einander, so daß die Kopplungseffizienz des Schlitzes 111 und des Wellenleiters 104 gesteigert wird.
  • Die 11A und 11B sind Ansichten, die ein Hochfrequenzpaket gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 11A eine Draufsicht und 11B eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 11A ist. In den 11A und 11B bezeichnen das Bezugszeichen 120 eine elektronische Hochfrequenzkomponente, das Bezugszeichen 121 ein Montageteil, das Bezugszeichen 122 eine Metallbasis, das Bezugszeichen 123 einen Wellenleiter, das Bezugszeichen 124 eine Durchgangsbohrung, das Bezugszeichen 125 ein dielektrisches Substrat, das Bezugszeichen 126 eine Hochfrequenzleitung, das Bezugszeichen 127 einen Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, das Bezugszeichen 128 ein Verbindungsanschlußteil, das Bezugszeichen 129 einen Rahmenerdleiter, das Bezugszeichen 130 einen Schlitz, das Bezugszeichen 131 einen Verbindungsleiter und das Bezugszeichen 132 ein Umwandlungssubstrat.
  • Bei einem Beispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzpakets ist eine neben einem Montageteil 121 angeordnete Durchgangsbohrung 124 mit einer mit einem Wellenleiter 123 verbundenen unteren Öffnung in einer Metallbasis 122 mit dem Montageteil 121 für eine elektronische Hochfrequenzkomponente 120 auf der oberen Oberfläche ausgebildet; ein Verbindungsanschlußteil 128 mit einer Hochfrequenzleitung 126, die sich auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 125 von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und einem so auf der gleichen Oberfläche angeordneten Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche, daß er ein Ende der Hochfrequenzleitung 126 auf der Seite des mittleren Teils umgibt, ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 124 ausgebildet; ein Rahmenerdleiter 129 mit einer Form, die der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 124 entspricht, ist so auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 125 ausgebildet, daß er auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung 126 gegenüberliegt; und in dem Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche ist ein auf der Seite des mittleren Teils zum Ende der Hochfrequenzleitung 126 rechtwinkliger und mit der Hochfrequenzleitung 126 hochfrequenzgekoppelter Schlitz 130 vorgesehen. Ein Umwandlungssubstrat 132, in dem der Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche über einen Verbindungsleiter 129 mit dem Rahmenerdleiter 129 verbunden ist, ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 124 der Metallbasis 103 so angelenkt, daß das Verbindungsanschlußteil 128 auf einer Seite des Montageteils 121 angeordnet ist und der Rahmenerdleiter 129 mit der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 124 übereinstimmt.
  • Dies bedeutet, daß das Hochfrequenzpaket gemäß der Ausführungsform der Erfindung die Metallbasis 122 und das Umwandlungssubstrat 132 umfaßt. Die Metallbasis 122 weist auf ihrer oberen Oberfläche das Montageteil 121 für die elektronische Hochfrequenzkomponente 120 auf. Die neben dem Montageteil 121 angeordnete Durchgangsbohrung 124, deren untere Öffnung mit dem Wellenleiter 123 verbunden ist, ist in der Metallbasis 122 ausgebildet.
  • Das Umwandlungssubstrat 132 umfaßt das dielektrische Substrat 125, das Verbindungsanschlußteil 128, den Rahmenerdleiter 129 und den Verbindungsleiter 131. Das Verbindungsanschlußteil 128 umfaßt die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 125 ausgebildete Hochfrequenzleitung 126, die sich auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 125 vom äußeren Randteil zum mittleren Teil erstreckt, und den so auf der gleichen Oberfläche, die die obere Oberfläche des dielektrischen Substrats 125 ist, angeordneten Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche, daß er das Ende der Hochfrequenzleitung 126 auf der Seite des mittleren Teils umgibt. Der Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche weist den Schlitz 130 auf, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung 126 auf der Seite des mittleren Teils vorgesehen und mit der Hochfrequenzleitung 126 hochfrequenzgekoppelt ist.
  • Der Rahmenerdleiter 129 mit der der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 124 entsprechenden Form ist so auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 125 ausgebildet, daß er auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung 126 gegenüberliegt. Der Verbindungsleiter 131 verbindet den Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche mit dem Rahmenerdleiter 129.
  • Das Umwandlungssubstrat 132 ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 124 der Metallbasis 122 so angelenkt, daß das Verbindungsanschlußteil 128 auf der Seite des Montageteils 121 der Metallbasis 122 angeordnet ist und der Rahmenerdleiter 129 mit der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 124 der Metallbasis 122 übereinstimmt.
  • Bei der Verwendung des vorstehend beschriebenen Aufbaus können die Erde des Umwandlungssubstrats 132 und die Erde der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 durch Drahtbonden verbunden werden; das durch Erweitern des dielektrischen Substrats 125 erzeugte Montageteil für die elektronische Hochfrequenzkomponente 120 muß nicht, wie bei der verwandten Technik, vorgesehen sein; das Umwandlungssubstrat 132 kann miniaturisiert werden; und die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Umwandlungssubstrats 132 und der Metallbasis 122 kann beim Prozeß der Herstellung des Hochfrequenzpakets klein gehalten werden, wodurch eine Verwindung oder ein Reißen des Pakets verhindert werden kann.
  • Wenn die Hochfrequenzleitung 126 des Umwandlungssubstrats 132 durch Drahtbonden mit der Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 verbunden ist und der Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 132 durch Drahtbonden mit dem Erdleiter der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 verbunden ist, können außerdem der Verbindungsabstand zwischen den Hochfrequenzleitungen und der Verbindungsabstand zwischen den Erdleitern auf der gleichen Oberfläche im wesentlichen in Übereinstimmung gebracht werden; es kann eine Übertragung erfolgen, ohne eine Differenz zwischen der Phase des Signalpotentials des Hochfrequenzsignals und der Phase des Erdpotentials im Verbindungsteil der beiden zu verursachen; und eine ausgezeichnete Übertragung des Hochfrequenzsignals wird möglich.
  • Wenn der Abstand zwischen der Hochfrequenzleitung 126 und der Erdleiterschicht 127 auf der gleichen Oberfläche bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket auf ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des über die Hochfrequenzleitung 126 übertragenen Hochfrequenzsignals eingestellt wird und die Hochfrequenzleitung 126 des Umwandlungssubstrats 132 und die Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 und der Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 132 und der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 jeweils durch Drahtbonden verbunden sind, kann außerdem der Abstand zwischen dem Draht zum Verbinden der Hochfrequenzleitungen und dem Draht zum Verbinden der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche auf ca. ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des Hochfrequenzsignals eingestellt werden; die jeweiligen Drähte sind zur Erzeugung eines Hochfrequenzübertragungspfads elektromagnetisch miteinander gekoppelt; und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, das das Hochfrequenzsignal ausgezeichnet überträgt.
  • Da bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket die aus der Hochfrequenzleitung 126 und dem Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche zusammengesetzte koplanare Leitung als Hochfrequenzleitung auf der oberen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 132 verwendet wird, kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, bei dem bei der Übertragung des Signalpotentials der Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 keine Verzogerung auftritt und das hinsichtlich der Übertragung des Hochfrequenzsignals ausgezeichnet ist, wenn die Hochfrequenzleitung 126 des Umwandlungssubstrats 132 und die Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 und die Erdleiterschicht 127 auf der gleichen Oberfläche und der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 jeweils durch Drahtbonden miteinander verbunden werden, da das Erdpotential des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 120 über den Draht direkt an den Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche der koplanaren Leitung des Umwandlungssubstrats 132 übertragen wird.
  • Außerdem ist der Schlitz 130, der eine wesentliche Rolle spielt, wenn die Hochfrequenzleitung auf der oberen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 132 in den Wellenleiter 123 umgewandelt wird, bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket auf der oberen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 132 ausgebildet. Die Länge und Breite des Schlitzes 130 beeinflussen die Umwandlungseffizienz bei der Umwandlung der Hochfrequenzleitung in den Wellenleiter 123, und wenn die Länge des Schlitzes 130 auf ca. die Hälfte der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals eingestellt ist, entsteht im Schlitz 130 eine stehende Welle, in der die Magnetfeldintensität am mittleren Teil des Schlitzes 130 maximal wird; und die Kopplungseffizienz mit der Hochfrequenzleitung 107 wird durch das Magnetfeld verbessert. Wenn die Breite des Schlitzes 130 so eingestellt wird, daß er eine Impedanz aufweist, die mit der Impedanz der Hochfrequenzleitung übereinstimmt, wird die mangelnde Übereinstimmung zwischen der Impedanz der Hochfrequenzleitung und der Impedanz des Schlitzes eliminiert, und die Kopplungseffizienz mit der Hochfrequenzleitung wird bei der Signalfrequenz verbessert.
  • Wenn die Breite des Schlitzes 130 so eingestellt ist, daß seine Impedanz größer als die Impedanz der Hochfrequenzleitung ist, weicht außerdem der Zustand bei der Signalfrequenz von dem Zustand mit passender Impedanz ab, und die Kopplungseffizienz der Hochfrequenzleitung wird geringfügig verringert. Selbst wenn die Frequenz in der Nähe der Signalfrequenz verändert wird, wird jedoch nur die Phase der Impedanzfehlanpassung verändert, die Größe der Impedanzfehlanpassung wird nicht erheblich verändert, und die Kopplung wird ausgeführt, während ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem die Kopplungseffizienz mit der Hochfrequenzleitung hoch ist, so daß das Frequenzband erweitert wird.
  • Durch die Verwendung eines Pakets mit diesem Aufbau können außerdem die Größe des Schlitzes von außen überprüft und ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, dessen Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Umwandlungseffizienz ausgezeichnet ist.
  • Das über den Schlitz 130 von der Hochfrequenzleitung umgewandelte Hochfrequenzsignal wird ähnlich wie bei dem Beispiel der Ausführungsform der Erfindung an den Wellenleiter 123 übertragen. Wenn der Abstand zwischen dem Erdleiter 127 auf der gleichen Oberfläche, der Hochfrequenzleitung 126 und dem Rahmenerdleiter 129 auf ca. ein Viertel oder ein ungerades Vielfaches der Länge der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals in dem dielektrischen Substrat 125 eingestellt ist, werden die Phase einer von dem Schlitz 130 abgestrahlten, direkt vom dielektrischen Substrat 125 an den Wellenleiter 123 übertragenen direkten Welle und die Phase einer an der Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat 125 und dem Wellenleiter 123 reflektierten, an der Erdleiterschicht 127 auf der gleichen Oberfläche erneut reflektierten Welle, die die Grenze zwischen dem dielektrischen Substrat 125 und dem Wellenleiter 123 erreicht hat, identisch, und sie intensivieren einander, so daß das Hochfrequenzsignal effizient umgewandelt und an den Wellenleiter übertragen wird.
  • Die 12A und 12B Ansichten, die ein Hochfrequenzpaket gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 12A eine Draufsicht und 12B eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 12A ist. In den 12A und 12B bezeichnen das Bezugszeichen 140 eine elektronische Hochfrequenzkomponente, das Bezugszeichen 141 eine zweite elektronische Hochfrequenzkomponente, das Bezugszeichen 142 ein Montageteil, das Bezugszeichen 143 eine Metallbasis, das Bezugszeichen 144 einen Wellenleiter, das Bezugszeichen 145 eine Durchgangsbohrung, das Bezugszeichen 146 ein dielektrisches Substrat, das Bezugszeichen 147 eine Hochfrequenzleitung, das Bezugszeichen 148 einen Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, das Bezugszeichen 149 ein Verbindungsanschlußteil, das Bezugszeichen 150 einen Rahmenerdleiter, das Bezugszeichen 151 einen Schlitz, das Bezugszeichen 152 eine Übertragungsöffnung, das Bezugszeichen 153 einen internen Erdleiter, das Bezugszeichen 154 einen ersten Verbindungsleiter, das Bezugszeichen 155 einen zweiten Verbindungsleiter und das Bezugszeichen 156 ein Umwandlungssubstrat.
  • Bei dem Beispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzpakets ist eine neben einem Montageteil 142 angeordnete Durchgangsbohrung 145 mit einer mit einem Wellenleiter 144 verbundenen unteren Öffnung in einer Metallbasis 143 mit dem Montageteil 142 für eine elektronische Hochfrequenzkomponente 140 und 141 auf der oberen Oberfläche ausgebildet, ein Verbindungsanschlußteil 149 mit einer Hochfrequenzleitung 147, die sich auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 146 von einem äußeren Randteil zu einem mittleren Teil erstreckt, und ein so auf der gleichen Oberfläche angeordneter Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche, daß er ein Ende der Hochfrequenzleitung 147 auf der Seite des mittleren Teils umgibt, sind auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 145 ausgebildet, ein Rahmenerdleiter 150 mit einer Form, die der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 145 entspricht, ist so auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 146 ausgebildet, daß er auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung 147 gegenüberliegt, in dem Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche ist auf der Seite des mittleren Teils ein zum Ende der Hochfrequenzleitung 147 rechtwinkliger und mit der Hochfrequenzleitung 147 hochfrequenzgekoppelter Schlitz 151 vorgesehen, der interne Erdleiter 153 mit der Übertragungsöffnung 152 gegenüber dem Schlitz 151, die größer als der Schlitz 151 ist, ist zwischen der Hochfrequenzleitung 147 im Inneren des dielektrischen Substrats 146 und dem Rahmenerdleiter 150 ausgebildet, und das Umwandlungssubstrat 156, in dem der Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche über den ersten Verbindungsleiter 154 mit dem internen Erdleiter 153 und der Rahmenerdleiter 150 über den zweiten Verbindungsleiter 155 mit dem internen Erdleiter 153 verbunden ist, ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 145 der Metallbasis 103 so angelenkt, daß der Rahmenerdleiter 150 mit der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 145 zusammenfällt.
  • Dies bedeutet, daß das Hochfrequenzpaket gemäß der Ausführungsform der Erfindung die Metallbasis 143 und das Umwandlungssubstrat 156 umfaßt. Die Metallbasis 143 weist auf ihrer oberen Oberfläche das Montageteil 142 für die elektronische Hochfrequenzkomponente 140 und 141 auf. Die neben dem Montageteil 142 angeordnete Durchgangsbohrung 145, deren untere Öffnung mit dem Wellenleiter 144 verbunden ist, ist in der Metallbasis 143 ausgebildet.
  • Das Umwandlungssubstrat 156 umfaßt das dielektrische Substrat 146, das Verbindungsanschlußteil 149, den Rahmenerdleiter 150, den internen Erdleiter 153, den ersten Verbindungsleiter 154 und den zweiten Verbindungsleiter 155. Das Verbindungsanschlußteil 149 umfaßt die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 146 ausgebildete Hochfrequenzleitung 147, die sich auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 146 vom äußeren Randteil zum mittleren Teil erstreckt, und den so auf der gleichen Oberfläche, die die obere Oberfläche des dielektrischen Substrats 146 ist, angeordneten Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche, daß er das Ende der Hochfrequenzleitung 147 auf der Seite des mittleren Teils umgibt. Der Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche weist den Schlitz 151 auf, der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung 147 auf der Seite des mittleren Teils vorgesehen und mit der Hochfrequenzleitung 147 hochfrequenzgekoppelt ist.
  • Der Rahmenerdleiter 150 mit der der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 145 entsprechenden Form ist so auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 146 ausgebildet, daß er auf der Seite des mittleren Teils dem Ende der Hochfrequenzleitung 147 gegenüberliegt. Der interne Erdleiter 153 ist zwischen der Hochfrequenzleitung 147 im Inneren des dielektrischen Substrats 146 und dem Rahmenerdleiter 150 ausgebildet. Außerdem weist der interne Erdleiter 153 gegenüber dem Schlitz 151 die Übertragungsöffnung 152 auf, die größer als der Schlitz 151 ist. Der erste Verbindungsleiter 154 verbindet den Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche mit dem internen Erdleiter 153. Der zweite Verbindungsleiter 155 verbindet den Rahmenerdleiter 150 mit dem internen Erdleiter 153.
  • Das Umwandlungssubstrat 156 ist auf der Oberseite der Durchgangsbohrung 145 der Metallbasis 143 so angelenkt, daß das Verbindungsanschlußteil 149 auf der Seite des Montageteils 142 der Metallbasis 143 angeordnet ist und der Rahmenerdleiter 150 mit der oberen Öffnung der Durchgangsbohrung 145 der Metallbasis 143 zusammenfällt.
  • Bei der Verwendung des vorstehend beschriebenen Aufbaus können die Erde des Umwandlungssubstrats 156 und die Erde der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 und 141 durch Drahtbonden verbunden werden, und das durch derartiges Erweitern des internen Erdleiters 153 des Umwandlungssubstrats 156, daß er auf der Oberfläche freiliegt, erzeugte Montageteil für die elektronische Hochfrequenzkomponente 140 und 141 muß nicht, wie bei der verwandten Technik, vorgesehen sein; das Umwandlungssubstrat 156 kann miniaturisiert werden, und die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Umwandlungssubstrats 156 und der Metallbasis 143 kann beim Prozeß der Herstellung des Hochfrequenzpakets klein gehalten werden, wodurch eine Verwindung oder ein Reißen des Pakets verhindert werden kann.
  • Außerdem können der Verbindungsabstand zwischen der Hochfrequenzleitung 147 des Umwandlungssubstrats 156 und der Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 und der Verbindungsabstand zwischen dem Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 156 und dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 im wesentlichen in Übereinstimmung gebracht werden; es kann eine Übertragung erfolgen, ohne eine Differenz zwischen der Phase des Signalpotentials des Hochfrequenzsignals und der Phase des Erdpotentials im Verbindungsteil der beiden zu verursachen; und eine ausgezeichnete Übertragung des Hochfrequenzsignals wird möglich.
  • In diesem Fall wird der von dem internen Erdleiter 153 und dem zweiten Verbindungsleiter 155 umgebene dielektrische Wellenleiterteil von dem internen Erdleiter 153 gegenüber dem aus der Hochfrequenzleitung 147 und dem Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche zusammengesetzten Hochfrequenzübertragungspfad des koplanaren Leitungstyps abgeschirmt, und der elektromagnetische Resonanzmodus im dielektrischen Wellenleiterteil ist von dem elektromagnetischen Übertragungsmodus getrennt, der im Hochfrequenzübertragungspfad auftritt. Dadurch wird die Möglichkeit ausgeschlossen, daß das über den aus der Hochfrequenzleitung 147 und dem Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche zusammengesetzten Hochfrequenzübertragungspfad des koplanaren Leitungstyps übertragene Hochfrequenzsignal in dem von dem internen Erdleiter 153 und dem zweiten Verbindungsleiter 155 umgebenen, dielektrischen Wellenleiterteil eine unnötige Resonanz verursacht, und eine ausgezeichnete Umwandlung vom Hochfrequenzübertragungspfad des koplanaren Leitungstyps zum Wellenleiter wird möglich.
  • Wenn bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket eine Abschirmplatte mit einer kleinen Öffnung (einer Öffnung, in der die Grenzfrequenz höher als die Signalfrequenz ist), durch die keine elektromagnetische Welle mit der Signalfrequenz gelangen kann, in einem der Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 entsprechenden Abschnitt auf der oberen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 montiert ist, sind außerdem der Montagebereich des Umwandlungssubstrats 156 und der Montagebereich der elektronischen Hochfrequenzkomponente 141 bei hohen Frequenzen abgeschirmt, und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, das ausgezeichnete Isolationseigenschaften gegen unnötige Signale aufweist.
  • Selbst wenn eine zweite elektronische Hochfrequenzkomponente 141 ohne Erdleiter auf der gleichen Oberfläche montiert ist, kann eine ausgezeichnete Übertragung eines Hochfrequenzsignals zwischen dem Umwandlungssubstrat 156 und der zweiten elektronischen Hochfrequenzkomponente 141 ausgeführt werden, wenn eine Komponente mit einem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche, wie die elektronische Hochfrequenzkomponente 140, zwischen dem Umwandlungssubstrat 156 und der zweiten elektronischen Hochfrequenzkomponente 141 angeordnet ist und sie jeweils durch Drahtbonden verbunden sind.
  • Wenn der Abstand zwischen der Hochfrequenzleitung 147 und der Erdleiterschicht 148 auf der gleichen Oberfläche bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzpaket auf ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des über die Hochfrequenzleitung 147 übertragenen Hochfrequenzsignals eingestellt ist und die Hochfrequenzleitung 147 des Umwandlungssubstrats 156 und die Hochfrequenzleitung der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 und der Erdleiter 148 auf der gleichen Oberfläche des Umwandlungssubstrats 156 und der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche der elektronischen Hochfrequenzkomponente 140 jeweils durch Drahtbonden verbunden sind, kann außerdem der Abstand zwischen dem Draht zum Verbinden der Hochfrequenzleitungen und dem Draht zum Verbinden der Erdleiter auf der gleichen Oberfläche auf ca. ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge des Hochfrequenzsignals eingestellt werden; die jeweiligen Drähte sind zur Erzeugung eines Hochfrequenzübertragungspfads elektromagnetisch miteinander gekoppelt; und es kann ein Hochfrequenzpaket geschaffen werden, das das Hochfrequenzsignal ausgezeichnet überträgt.
  • Als dielektrischer Werkstoff zur Herstellung der dielektrischen Schicht 106, 125 und 146 werden Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, ein als Hauptbestandteil Mullit oder dergleichen enthaltender Keramikwerkstoff, Glas, ein durch Brennen eines Gemischs aus Glas und einem keramischen Füllmittel hergestellter Glaskeramikwerkstoff, Epoxidharz, Polyimidharz, ein organischer Harzwerkstoff, wie Fluorharz, einschließlich Tetrafluorethylenharz, ein organischer Harz-Keramik(einschließlich Glas)-Verbundwerkstoff oder dergleichen verwendet.
  • Als Leitermaterial zur Herstellung der Hochfrequenzleitung 107, 126 und 147, der Erdleiterschicht 108, 127 und 148 auf der gleichen Oberfläche, des Rahmenerdleiters 110, 129 und 150, des internen Erdleiters 112 und 153, des ersten Verbindungsleiters 113 und 154, des zweiten Verbindungsleiters 114 und 155 und des Verbindungsleiters 131 werden ein als Hauptbestandteil Wolfram, Molybdän, Gold, Silber, Kupfer oder dergleichen enthaltender, metallisierter Werkstoff oder eine als Hauptbestandteil Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder dergleichen enthaltende Metallfolie verwendet.
  • Insbesondere wenn in dem Hochfrequenzpaket eine elektronische Komponente enthalten und abgedichtet ist, hat der dielektrische Werkstoff, aus dem die dielektrischen Substrate 106, 125 und 146 ausgebildet sind, vorzugsweise eine geringe dielektrische Verlusttangente, und es ist eine luftdichte Abdichtung möglich. Als besonders zweckmäßiger dielektrischer Werkstoff kann zumindest eine Art von aus einer aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Glaskeramikwerkstoffen bestehenden Gruppe ausgewähltem, anorganischem Werkstoff genannt werden. Wenn ein derartiger harter Werkstoff verwendet wird, ist die dielektrische Verlusttangente gering, und die montierte Hochfrequenzkomponente kann luftdicht abgedichtet werden, so daß ein derartiger Werkstoff zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der montierten Hochfrequenzkomponente günstig ist. In diesem Fall ist hinsichtlich der luftdichten Abdichtung und der Produktivität die Verwendung eines metallisierten Leiters wünschenswert, der gleichzeitig mit dem dielektrischen Werkstoff gebrannt werden kann.
  • Als Werkstoff zur Herstellung der Metallbasis 103, 122 und 143 wird eine Legierung, eine chemische Verbindung, ein Verbundwerkstoff oder dergleichen verwendet, die bzw. der als Hauptbestandteil Eisen, Kobalt, Wolfram, Molybdän, Kupfer oder dergleichen enthält.
  • Der erfindungsgemäße Hochfrequenzpaketkonverter wird hergestellt, wie nachstehend beschrieben. Wird beispielsweise ein gesinterter Aluminiumoxidkörper als Werkstoff für das dielektrische Substrat verwendet, wird zunächst ein geeignetes organisches Lösungsmittel zu einem Rohmatertalpulver aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen hinzugefügt und mit diesem vermischt, um eine Aufschlämmung zu erzeugen, und aus dieser wird zur Herstellung einer Rohplatte aus Keramik mittels eines allgemein bekannten Streichmesserverfahrens oder eines Kalanderwalzverfahrens eine Platte geformt. Außerdem wird ein geeignetes organisches Lösungsmittel zu einem Rohmaterialpulver aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Wolfram oder Molybdän, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen hinzugefügt und mit diesem gemischt, um eine Metallisierungspaste herzustellen. Als nächstes werden beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens Durchgangsbohrungen zur Erzeugung des ersten Verbindungsleiters 113 und 154, des zweiten Verbindungsleiters 114 und 155 und des Verbindungsleiters 131, die Durchgangsbohrungsleiter sind, in der Rohplatte aus Keramik erzeugt, die Metallisierungspaste wird beispielsweise mittels eines Druckverfahrens in die Durchgangsbohrungen implantiert, und anschließend wird die Metallisierungspaste so aufgedruckt, daß sie die Form der Hochfrequenzleitung 107, 126 und 147, der Erdleiterschicht 108, 127 und 148 auf der gleichen Oberfläche, des Rahmenerdleiters 110, 129 und 150 und des internen Erdleiters 112 und 153 erhält. Wenn das dielektrische Substrat 106, 125 und 146 aus einer Laminatstruktur mit mehreren dielektrischen Schichten gefertigt ist, werden Rohplatten aus Keramik, in die diese Leiter implantiert und auf die sie aufgedruckt sind, geschichtet und unter Druck gesetzt, um sie einem Druckverbinden zu unterziehen, und bei einer hohen Temperatur (von ca. 1600°C) gebrannt. Ferner werden die auf den Oberflächen beispielsweise der Hochfrequenzleitungen 107, 126 und 147, der Erdleiterschichten 108, 127 und 148 auf der gleichen Oberfläche und der Rahmenerdleiter 110, 129 und 150 freiliegenden Oberflächen der Leiter entsprechend dem anschließenden Zusammenbau zur Herstellung der Umwandlungssubstrate 115, 132 und 156 mit Nickel oder Gold plattiert.
  • Die Umwandlungssubstrate 115, 132 und 156 werden durch Lötmittel, wie Silber-Kupfer-Lötmittel oder Gold-Zinn-Lötmittel, mit den oberen Öffnungen der Durchgangsbohrungen 105, 124 und 145 verbunden, mit denen die Wellenleiter 104, 123 und 144 der Metallbasen 103, 122 und 143 verbunden sind. Wenn das Lötmittel das Silber-Kupfer-Lötmittel ist, wird nach dem Verbinden zur Fertigstellung eine Vernickelung oder Vergoldung aufgebracht, da die Umwandlungssubstrate 115, 132 und 156 und die Metallbasen 103, 122 und 143 im Stadium einer Vernickelungsendbearbeitung verbunden werden. Ist das Lötmittel das Gold-Zinn-Lötmittel, wird nach dem Verbinden mit der Metallbasis keine besondere Plattierung aufgebracht, da die Umwandlungssubstrate 115, 132 und 156 und die Metallbasen 103, 122 und 143 im Stadium einer Vernickelungs- oder Vergoldungsendbearbeitung verbunden werden.
  • Obwohl im Zusammenhang mit dem Beispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzpakets ein Fall beschrieben wurde, in dem die Wellenleiter 104, 123 und 144 rechteckige Wellenleiter sind, ist die Form der Wellenleiter 104, 123 und 144 nicht besonders eingeschränkt, und es können beispielsweise kreisförmige Wellenleiter verwendet werden.
  • Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele gemäß der Ausführungsform beschränkt, und es können innerhalb des Rahmens des Kernpunkts der Erfindung verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
  • Obwohl im Zusammenhang mit den 10A und 10B ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem das Ende der Hochfrequenzleitung 107 auf der Seite der Mitte des dielektrischen Substrats 106 zum Herstellen einer elektromagnetischen Kopplung der Hochfrequenzleitung 107 und des Schlitzes 111 offen ist, kann das Ende der Hochfrequenzleitung 107 auf der Seite der Mitte des dielektrischen Substrats 106 zur Herstellung der elektromagnetischen Kopplung über den Durchgangsbohrungsleiter oder dergleichen in der Nähe des Schlitzes 111 mit dem internen Erdleiter 112 kurzgeschlossen sein.
  • Obwohl im Zusammenhang mit den 11A und 11B ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem das Ende der Hochfrequenzleitung 126 auf der Seite der Mitte des dielektrischen Substrats 125 zur Herstellung einer elektromagnetischen Kopplung der Hochfrequenzleitung 126 und des Schlitzes 130 mit dem Schlitz 130 kurzgeschlossen ist, kann das Ende der Hochfrequenzleitung 126 auf der Seite der Mitte des dielektrischen Substrats 125 zur Herstellung der elektromagnetischen Kopplung offen sein, wie in 13 gezeigt.

Claims (12)

  1. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter mit einer Hochfrequenzleitung (71) mit einer dielektrischen Schicht (72), einer auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordneten Leitung (73) und einer so auf der gleichen Oberfläche angeordneten ersten Erdleiterschicht (74), daß sie ein Ende der Leitung umgibt, einem so in der ersten Erdleiterschicht (74) ausgebildeten Schlitz (75), daß er im wesentlichen rechtwinklig zu dem einen Ende der Leitung (73) und mit der Hochfrequenzleitung (71) gekoppelt ist, einem so auf der Seite oder im Inneren der dielektrischen Schicht (72) angeordneten Abschirmleiterteil (77), daß es das eine Ende der Leitung und den Schlitz umgibt, und einem elektrisch mit dem Abschirmleiterteil (77) verbundenen und so auf der Seite der anderen Oberfläche der dielektrischen Schicht (42) angeordneten Wellenleiter (76), daß eine Öffnung dem einen Ende der Leitung (73) und dem Schlitz (75) gegenüberliegt, einer im Inneren der dielektrischen Schicht (72) zwischen der ersten Erdleiterschicht (74) und dem Wellenleiter (76) angeordneten zweiten Erdleiterschicht (78), die eine Übertragungsöffnung (79) für ein Hochfrequenzsignal aufweist, wodurch ein Hochfrequenzsignal von der Hochfrequenzleitung (71) über den Schlitz (75) durch die dielektrischen Schicht (72) in den Wellenleiter (76) strahlt, wobei die Fläche der Übertragungsöffnung (79) die Hälfte oder weniger der Fläche des vom Abschirmleiterteil (77) umgebenen Bereichs beträgt.
  2. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem die Dicke der dielektrischen Schicht ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  3. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem die Spitze des einen Endes der Leitung mit der Erdleiterschicht kurzgeschlossen ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. (n – 1)/2 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  4. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem der Abstand zwischen der internen Erdleiterschicht und der Öffnung des Wellenleiters ca. (2n – 1)/4 der Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  5. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem das Abschirmleiterteil mehrere im Inneren der dielektrischen Schicht angeordnete Abschirmdurchgangsleiter umfaßt.
  6. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem die Spitze des einen Endes der Leitung geöffnet ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. (2n – 1)/4 der der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  7. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem die Spitze des einen Endteils der Leitung mit der Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche kurzgeschlossen ist und der Abstand zwischen der Spitze und dem Schlitz ca. (n – 1)/2 der Wellenlänge des über die Hochfrequenzleitung übertragenen Signals beträgt (wobei n eine natürliche Zahl ist).
  8. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, bei dem die Erdleiterschicht auf der gleichen Oberfläche und die interne Erdleiterschicht über einen Verbindungsleiter verbunden sind, der so angeordnet ist, daß er entlang der Übertragungsöffnung durch die dielektrische Schicht verläuft.
  9. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter nach Anspruch 1, der ferner eine auf die dielektrische Schicht, auf der die Leitung angeordnet ist, geschichtete zweite dielektrische Schicht und eine auf einer Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht vorgesehene Oberflächenerdleiterschicht umfaßt, wodurch eine Hochfrequenzleitung als koplanare Leitungsstruktur mit Erdung ausgebildet ist.
  10. Hochfrequenzpaket mit einer Metallbasis (143) mit einem Montageteil (142) für eine elektronische Hochfrequenzkomponente (140, 141) auf ihrer oberen Seite, in der neben dem Montageteil (142) eine Durchgangsbohrung (145) ausgebildet ist, deren Öffnung auf der unteren Seite der Metallbasis mit einem Wellenleiter (144) verbunden ist; einem Umwandlungssubstrat (156) auf der oberen Seite der Metallbasis mit einer Hochfrequenzleitung mit einem dielektrischen Substrat (146); einem auf einer ersten Oberfläche des dielektrischen Substrats (146) ausgebildeten Hochfrequenzleitungsleiter (147), der sich auf der ersten Oberfläche von deren Rand zu einem mittleren Bereich erstreckt; einem so auf der ersten Oberfläche angeordneten ersten Erdleiter (148) der ersten Oberfläche, daß er im mittleren Bereich ein Ende der Hochfrequenzleitung (147) umgibt; einem auf der zweiten Oberfläche des dielektrischen Substrats (146) ausgebildeten Rahmenerdleiter (150) mit einer der Öffnung auf der unteren Seite der Durchgangsbohrung (145) entsprechenden Form, der im mittleren Bereich dem Ende der Hochfrequenzleitung (147) gegenüberliegt, einem im ersten Erdleiter (148) der ersten Oberfläche vorgesehenen Schlitz (151), der rechtwinklig zum Ende der Hochfrequenzleitung (147) im mittleren Bereich ausgebildet und mit der Hochfrequenzleitung (147) hochfrequenzgekoppelt ist, einer im Inneren des dielektrischen Substrats (146) zwischen der ersten Erdleiterschicht (148) und dem Rahmenerdleiter (150) angeordneten zweiten Erdleiterschicht (153), die eine Übertragungsöffnung (152) für ein Hochfrequenzsignal aufweist, einem ersten Verbindungsleiter (154) zum Verbinden des ersten Erdleiters (148) auf der ersten Oberfläche und des Rahmenerdleiters (150), und einem zweiten Verbindungsleiter (155) zum Verbinden des zweiten Erdleiters (153) und des Rahmenerdleiters (150), wobei das Umwandlungssubstrat (156) auf der oberen Seite der Durchgangsbohrung (145) der Metallbasis so angebracht ist, daß die Hochfrequenzleitung seitlich des Montageteils (142) der Metallbasis (143) angeordnet ist und der Rahmenerdleiter (150) mit der Öffnung auf der unteren Seite der Durchgangsbohrung (145) der Metallbasis (143) übereinstimmt, wobei ein Hochfrequenzsignal vom Schlitz (151) durch das dielektrische Substrat (146) in den Wellenleiter (144) strahlt, wobei die Fläche der Übertragungsöffnung (152) die Hälfte oder weniger der Fläche des vom zweiten Verbindungsleiter (155) umgebenen Bereichs beträgt.
  11. Hochfrequenzpaket nach Anspruch 10, mit einem zwischen der Hochfrequenzleitung im Inneren des dielektrischen Substrats und dem Rahmenerdleiter ausgebildeten internen Erdleiter mit der dem Schlitz gegenüberliegenden Übertragungsöffnung, die größer als der Schlitz ist, einem ersten Verbindungsleiter zum Verbinden des Erdleiters auf der gleichen Oberfläche und des internen Erdleiters und einem zweiten Verbindungsleiter zum Verbinden des Rahmenerdleiters und des internen Erdleiters.
  12. Hochfrequenzpaket nach Anspruch 10 oder 11, bei dem der Abstand zwischen der Hochfrequenzleitung und dem Erdleiter auf der gleichen Oberfläche ein Viertel oder weniger der Signalwellenlänge eines über die Hochfrequenzleitung übertragenen Hochfrequenzsignals beträgt.
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