DE112018006818T5

DE112018006818T5 - Wellenleiter-mikrostreifenleitungs-wandler und antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE112018006818T5
Application number: DE112018006818.8T
Authority: DE
Inventors: Takashi Maruyama; Shigeo Udagawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-09-17
Also published as: JP6896107B2; JP6896109B2; US20210376438A1; JPWO2019138468A1; US11469511B2; JPWO2019138603A1; US11316273B2; US20200388926A1; DE112018006815T5; WO2019138468A1; WO2019138603A1

Abstract

Ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler (10) umfasst einen Wellenleiter (14), ein dielektrisches Substrat (11), einen Erdungsleiter mit einem Schlitz (15) und einen Linienleiter (13). Der Linienleiter (13) enthält einen ersten Abschnitt, der eine Mikrostreifenleitung (35) mit einer ersten Leitungsbreite ist, eine Wandlereinheit (31), die ein zweiter Abschnitt ist, der unmittelbar über dem Schlitz (15) positioniert ist und eine zweite Leitungsbreite aufweist, die größer als die erste Leitungsbreite ist, und einen dritten Abschnitt, der sich von dem zweiten Abschnitt in einer ersten Richtung erstreckt und eine Impedanzanpassung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt durchführt. Eines der gegenüberliegenden Enden des dritten Abschnitts in der ersten Richtung ist mit dem zweiten Abschnitt verbunden. Der erste Abschnitt erstreckt sich in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung durchgehend vom anderen Ende (38) der gegenüberliegenden Enden des dritten Abschnitts aus.

Description

Feld
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler und eine Antennenvorrichtung, die in der Lage sind, Energie zu Energie, die sich durch einen Wellenleiter ausbreitet, und zu Energie, die sich durch eine Mikrostreifenleitung ausbreitet, umzuwandeln.
Hintergrund
Ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler verbindet einen Wellenleiter und eine Mikrostreifenleitung, um ein Signal vom Wellenleiter auf die Mikrostreifenleitung oder von der Mikrostreifenleitung auf den Wellenleiter zu übertragen. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler wird häufig für Antennenvorrichtungen verwendet, die ein Hochfrequenzsignal im Mikrowellen- oder Millimeterwellenbereich übertragen.
Es ist ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler bekannt, bei dem ein Erdungsleiter auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen eines dielektrischen Substrats angeordnet ist, während auf der anderen Oberfläche eine Mikrostreifenleitung angeordnet ist. Ein Öffnungsende des Wellenleiters ist mit dem Erdungsleiter verbunden. Aus der Patentliteratur 1 ist ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler bekannt, bei dem ein Erdungsleiter und eine mit einer Mikrostreifenleitung verbundene Leiterplatte durch eine in einem dielektrischen Substrat eingebettete leitende Struktur elektrisch verbunden sind. Die leitende Struktur wird aus einer Vielzahl von Durchgangslöchern gebildet, die so angeordnet sind, dass sie ein Öffnungsende eines Wellenleiters umgeben.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Veröffentlichungs Nr. 5289551
Zusammenfassung
Technisches Problem
Ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler ist erforderlich, um eine hohe elektrische Leistung auf stabile Weise zu erzielen und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben Gesagte ausgearbeitet, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler bereitzustellen, der auf stabile Weise eine hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig eine Verbesserung der Zuverlässigkeit ermöglicht.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: einen Wellenleiter mit einem Öffnungsende; ein dielektrisches Substrat mit einer ersten Oberfläche, die dem Öffnungsende zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche abgewandt ist; einen Erdungsleiter, der auf der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei das Öffnungsende mit dem Erdungsleiter verbunden ist und der Erdungsleiter mit einem Schlitz in einem Bereich versehen ist, der von einem Randabschnitt des Öffnungsendes umgeben ist; und einen Linienleiter, der auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist. Der Linienleiter umfasst einen ersten Abschnitt, der eine Mikrostreifenleitung mit einer ersten Leitungsbreite aufweist, einen zweiten Abschnitt, der unmittelbar über dem Schlitz positioniert ist und eine zweite Leitungsbreite aufweist, die größer als die erste Leitungsbreite ist, und einen dritten Abschnitt, der sich vom zweiten Abschnitt in einer ersten Richtung erstreckt und eine Impedanzanpassung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt durchführt. Ein Ende der gegenüberliegenden Enden des dritten Abschnitts in der ersten Richtung ist mit dem zweiten Abschnitt verbunden. Der erste Abschnitt erstreckt sich in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung durchgehend von einem anderen Ende der entgegengesetzten Enden des dritten Abschnitts ausgehend.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach der vorliegenden Erfindung hat den Effekt, wo es möglich ist, auf stabile Weise eine hohe elektrische Leistung zu erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die eine externe Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine interne Konfiguration des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers gemäß dem ersten dargestellten Wandler darstellt.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine externe Konfiguration eines Wellenleiters umfasst, der in dem in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
4 ist eine Draufsicht auf einen Erdungsleiter, der in dem in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
5 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in dem in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
6 ist ein Diagramm, das eine Modifikation eines Schlitzes umfasst, der in dem in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
7 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein Anwendungsbeispiel des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler entsprechend einer ersten Ausführungsform enthalten ist.
9 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einer zweiten Ausführungsform der ersten Ausführungsform enthalten ist.
10 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform enthalten ist.
11 ist eine Draufsicht, die eine äußere Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in dem in 11 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
13 ist eine Draufsicht, die eine äußere Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in dem in 13 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
15 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler gemäß einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform enthalten ist.
16 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler gemäß einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform enthalten ist.
17 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler gemäß einer dritten Modifikation der dritten Ausführungsform enthalten ist.
18 ist eine Draufsicht, die eine äußere Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
19 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter, der in dem in 18 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler enthalten ist.
20 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung gemäß einer Modifikation der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
22 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Strahlungsdiagramms eines Antennenelements, das in der in 22 dargestellten Antennenvorrichtung enthalten ist, darstellt.
24 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der sechsten Ausführungsform.
25 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der sechsten Ausführungsform.
26 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung gemäß einer dritten Modifikation der sechsten Ausführungsform.
27 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
28 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung entsprechend einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung nach einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung nach einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler und eine Antennenvorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine Draufsicht, die eine externe Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 10 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine innere Konfiguration des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 10 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. In 1 wird die Konfiguration, die sich unterhalb der durch eine durchgezogene Linie dargestellten Konfiguration befindet, durch eine gepunktete Linie in der Zeichnungsebene dargestellt.
Es gibt drei Achsen, und zwar eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse, die senkrecht zueinander stehen. Die zur X-Achse parallele Richtung wird als eine X-Achsenrichtung definiert, die eine erste Richtung ist. Die zur Y-Achse parallele Richtung wird als Y-Achsenrichtung definiert, die eine zweite Richtung ist. Die zur Z-Achse parallele Richtung wird als Z-Achsenrichtung definiert, die eine dritte Richtung ist. Die in den Zeichnungen durch einen Pfeil dargestellte Richtung in Richtung der X-Achse ist als positive X-Richtung definiert, während eine der positiven X-Richtung entgegengesetzte Richtung als negative X-Richtung definiert ist. Die Richtung, die in den Zeichnungen in Richtung der Y-Achse durch einen Pfeil dargestellt wird, ist als positive Y-Richtung definiert, während eine der positiven Y-Richtung entgegengesetzte Richtung als negative Y-Richtung definiert ist. Die Richtung, die in den Zeichnungen in Richtung der Z-Achse durch einen Pfeil dargestellt ist, wird als positive Z-Richtung definiert, während eine der positiven Z-Richtung entgegengesetzte Richtung als negative Z-Richtung definiert ist.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 umfasst einen Wellenleiter 14 mit einem Öffnungsende 16 und ein dielektrisches Substrat 11 mit einer ersten Oberfläche S1, die dem Öffnungsende 16 zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche S2, die der ersten Oberfläche S1 gegenüberliegt. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 umfasst einen Erdungsleiter 12, der auf der ersten Oberfläche S1 angeordnet ist und mit dem das Öffnungsende 16 verbunden ist, und einen Linienleiter 13, der auf der zweiten Oberfläche S2 angeordnet ist. 2 stellt einen Teil der Querschnittskonfiguration des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 10 um den Wellenleiter 14 herum entlang der in 1 dargestellten Linie II-II dar.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 ist in der Lage, Energie zu Energie, die sich durch den Wellenleiter 14 ausbreitet, und zu Energie, die sich durch den Linienleiter 13 ausbreitet, umzuwandeln. Der Wellenleiter 14 und der Linienleiter 13 sind Übertragungswege, über die ein Hochfrequenzsignal übertragen wird. Der Erdungsleiter 12 umfasst einen Schlitz 15, der in einem Bereich ausgebildet ist, der von einem Öffnungs-Randbereich 18 umgeben ist, der ein Randbereich des Öffnungsendes 16 ist. Sowohl die erste Fläche S1 als auch die zweite Fläche S2 sind als Fläche parallel zur X-Achse und zur Y-Achse definiert. Die Rohraxialrichtung des Wellenleiters 14 ist als Z-Achsenrichtung definiert. Die Rohrachse ist die Mittellinie des Wellenleiters 14.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine externe Konfiguration des Wellenleiters 14 umfasst, der in dem in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 enthalten ist. Der Wellenleiter 14 ist ein rechteckiger Wellenleiter mit einem rechteckigen X-Y-Querschnitt und besteht aus einem hohlen Metallrohr. Der Wellenleiter 14 hat einen rechteckigen X-Y-Querschnitt mit längeren Seiten parallel zur Y-Achse und kürzeren Seiten parallel zur X-Achse. Elektromagnetische Wellen breiten sich durch den Innenraum des Wellenleiters 14 aus, der von einer Rohrwand 19 aus einem Metallmaterial umgeben ist. Das Öffnungsende 16 ist ein axiales Ende des Rohrs des Wellenleiters 14 und umfasst den Öffnungs-Randbereich 18, der die gleiche Form wie der X-Y-Querschnitt des Wellenleiters 14 hat. Der Öffnungs-Randbereich 18 dient als Kurzschlussebene, die mit dem Erdungsleiter 12 verbunden ist. An einem Eingangs-Ausgangs-Ende 17, das das andere axiale Ende des Rohrs des Wellenleiters 14 ist, wird ein Hochfrequenzsignal eingegeben, das sich durch den Wellenleiter 14 ausbreiten soll, oder ein Hochfrequenzsignal, das sich durch den Wellenleiter 14 ausgebreitet hat, ausgegeben.
Die Verbindung des Öffnungs-Randbereichs 18 und des Erdungsleiters 12 ist nicht auf die Verbindung beschränkt, die dadurch hergestellt ist, dass der Erdungsleiter 12 und der Öffnungs-Randbereich 18 in direkten Kontakt miteinander gebracht sind. Es reicht aus, wenn der Öffnungs-Randbereich 18 und der Erdungsleiter 12 so verbunden sind, dass die Umwandlung eines Hochfrequenzsignals möglich ist, und sie können sich in einem kontaktlosen Zustand befinden. Es ist auch zulässig, dass der Öffnungs-Randbereich 18 und der Erdungsleiter 12 durch eine Drosselstruktur o.ä. miteinander verbunden sind, die zwischen dem Öffnungs-Randbereich 18 und dem Erdungsleiter 12 vorgesehen ist.
In der ersten Ausführungsform wird für den Wellenleiter 14 eine beliebige Konfiguration angenommen. Es ist zulässig, dass der Wellenleiter 14 ein dielektrisches Substrat umfasst, das mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern ausgebildet ist, anstelle der Rohrwandung 19, die aus einem Metallmaterial besteht. Es ist auch zulässig, dass das Innere des Wellenleiters 14, das von der Rohrwandung 19 umgeben ist, mit einem dielektrischen Material gefüllt ist. Es ist zulässig, dass der Wellenleiter 14 an Ecken der X-Y-Querschnittsform eine Krümmung aufweist oder eine ovale Querschnittsform hat. Alternativ kann der Wellenleiter 14 ein Steghohlleiter sein.
Das dielektrische Substrat 11 ist ein flaches Plattenelement aus einem Harzmaterial. Der Erdungsleiter 12 ist auf der Gesamtheit der ersten Oberfläche S1 des dielektrischen Substrats 11 angeordnet. Der Schlitz 15 wird durch Entfernen eines Leiters gebildet, der ein Material des Erdungsleiters 12 innerhalb des X-Y-Bereichs des Erdungsleiters 12 ist, der vom Öffnungs-Randbereich 18 des Öffnungsendes 16 umgeben ist. In einem Beispiel wird der Erdungsleiter 12 durch Pressverkleben einer Kupferfolie, die eine leitende Metallfolie ist, auf die erste Oberfläche S1 gebildet. Der Schlitz 15 wird durch Musterung der Kupferfolie gebildet, die auf die erste Oberfläche S1 gepresst wird. Der Linienleiter 13 ist auf der zweiten Oberfläche S2 des dielektrischen Substrats 11 so angeordnet, dass der Linienleiter 13 unmittelbar über der Öffnung des Wellenleiters 14 verläuft. Der Linienleiter 13 wird durch Strukturierung einer Kupferfolie gebildet, die auf die zweite Oberfläche S2 gepresst wird. Es ist zulässig, dass es sich bei dem Erdungsleiter 12 und dem Linienleiter 13 um Metallplatten handelt, die im Voraus gebildet und dann auf dem dielektrischen Substrat 11 aufgebracht wurden.
4 ist eine Draufsicht auf den Erdungsleiter 12, der den in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 umfasst. Der Schlitz 15 ist ein Öffnungsabschnitt, der durch Entfernen eines Teils des Erdungsleiters 12 gebildet wird. Der Schlitz 15 hat eine planare Form mit einer größeren Länge in Richtung der Y-Achse als die Länge in Richtung der X-Achse. Der Schlitz 15 umfasst Endabschnitte 22, die an gegenüberliegenden Enden des Schlitzes 15 in Richtung der Y-Achse angeordnet sind, und einen Zentralbereich 21 zwischen den Endabschnitten 22. Die Endabschnitte 22 haben in Richtung der X-Achse eine Breite, die größer ist als die Breite des Zentralbereichs 21 in Richtung der X-Achse. Die in 4 dargestellte Form des Schlitzes 15 wird gegebenenfalls als „H-Form“ bezeichnet. Der Zentralbereich 21 befindet sich unmittelbar unter dem Linienleiter 13.
Die Breite der Endabschnitte 22 in Richtung der X-Achse ist größer als die Breite des Mittelabschnitts 21 in Richtung der X-Achse, so dass das elektrische Feld an den Endabschnitten 22 geschwächt wird, während es am Zentralbereich 21 verstärkt wird. Da das elektrische Feld im Zentralbereich 21 des Schlitzes 15, der unmittelbar unter dem Linienleiter 13 liegt, verstärkt wird, wird die elektromagnetische Kopplung zwischen dem Linienleiter 13 und dem Öffnungsende 16 des Wellenleiters 14 verstärkt. Aufgrund dieser Konfiguration kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 die Energie zwischen dem Wellenleiter 14 und dem Linienleiter 13 effizienter umwandeln.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Linienleiter 13 einen ersten Abschnitt, bei dem es sich um eine Mikrostreifenleitung 35 handelt, einen zweiten Abschnitt, bei dem es sich um eine unmittelbar über dem Schlitz 15 positionierte Wandlereinheit 31 handelt, und einen dritten Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt. Der dritte Abschnitt umfasst eine erste Impedanz-Transformationseinheit 32, eine zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 und eine dritte Impedanz-Transformationseinheit 33, bei denen es sich um eine Vielzahl von Impedanz-Transformationseinheiten handelt, die eine Impedanzanpassung zwischen der Mikrostreifenleitung 35 und der Wandlereinheit 31 durchführen. Der Linienleiter 13 umfasst zwei Stichleitungen 36, die von der Wandlereinheit 31 abzweigende Zweigabschnitte sind.
Die Wandlereinheit 31 ist in der Mitte des Linienleiters 13 in Richtung der X-Achse positioniert. Die Wandlereinheit 31 ist ein Abschnitt des Linienleiters 13, um die Leistungsumwandlung zwischen dem Wellenleiter 14 und dem Linienleiter 13 durchzuführen. Die erste Impedanz-Transformationseinheit 32 ist in X-Achsen-Richtung neben der Wandlereinheit 31 positioniert. Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 ist neben der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32 in X-Achsen-Richtung auf der der Wandlereinheit 31 gegenüberliegenden Seite angeordnet, bezogen auf die erste Impedanz-Transformationseinheit 32. Die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 ist zwischen der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 und der Mikrostreifenleitung 35 angeordnet. In der ersten Ausführungsform dient die Mikrostreifenleitung 35 als Leitung, über die ein Hochfrequenzsignal von der Außenseite des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 10 in den Linienleiter 13 eingegeben wird und über die ein Hochfrequenzsignal vom Linienleiter 13 zur Außenseite des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 10 ausgegeben wird.
Die beiden Stichleitungen 36 sind in der Mittelposition der Wandlereinheit 31 in Richtung der X-Achse angeordnet. Eine der Stichleitungen 36 erstreckt sich in positiver Y-Richtung von einem Ende der Wandlereinheit 31, das sich auf der Seite der positiven Y-Richtung befindet. Die andere Stichleitung 36 erstreckt sich in negativer Y-Richtung von einem Ende der Wandlereinheit 31, das sich auf der Seite der negativen Y-Richtung befindet. Jede der Stichleitungen 36 umfasst auf der der Wandlereinheit 31 gegenüberliegenden Seite eine Stichleitung 37, die ein offenes Ende ist. Die Mittelposition der Stichleitungen 36 in Richtung der X-Achse stimmt mit der Mittelposition des Schlitzes 15 in Richtung der X-Achse überein. Ein Ende 38 bezeichnet das Ende der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in Richtung der X-Achse. Ein Ende 39 kennzeichnet das Ende der Mikrostreifenleitung 35 in Richtung der X-Achse.
5 ist eine Draufsicht auf den Linienleiter 13, der in dem in 1 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 umfasst. 5 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Linienleiter 13 ist mit dem dritten Abschnitt auf der einen Seite in X-Achsenrichtung, d.h. auf der positiven X-Richtungsseite, der Wandlereinheit 31 angeordnet und ebenfalls mit dem dritten Abschnitt auf der anderen Seite in X-Achsenrichtung, d.h. auf der negativen X-Richtungsseite, der Wandlereinheit 31. Der dritte Abschnitt, der auf der positiven X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 angeordnet ist, umfaßt eine erste Impedanz-Transformationseinheit 32-1, eine zweite Impedanz-Transformationseinheit 34-1 und eine dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-1. Der dritte Abschnitt, der auf der negativen X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 angeordnet ist, umfaßt eine erste Impedanz-Transformationseinheit 32-2, eine zweite Impedanz-Transformationseinheit 34-2 und eine dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-2. Die ersten Impedanz-Transformationseinheiten 32-1 und 32-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „erste Impedanz-Transformationseinheit 32“ bezeichnet. Die zweiten Impedanz-Transformationseinheiten 34-1 und 34-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „zweite Impedanz-Transformationseinheit 34“ bezeichnet. Die dritten Impedanz-Transformationseinheiten 33-1 und 33-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, kollektiv als „dritte Impedanz-Transformationseinheit 33“ bezeichnet.
Der Linienleiter 13 umfasst eine Mikrostreifenleitung 35-1, die sich in Richtung der Y-Achse von dem dritten Abschnitt aus erstreckt, der auf der positiven X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 positioniert ist, und eine Mikrostreifenleitung 35-2, die sich in Richtung der Y-Achse von dem dritten Abschnitt aus erstreckt, der auf der negativen X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 positioniert ist. Die Mikrostreifenleitung 35-1 erstreckt sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-1 in der positiven Y-Richtung. Die Mikrostreifenleitung 35-2 erstreckt sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-2 in positiver Y-Richtung.
Die Mikrostreifenleitung 35-1 ist eine erste Mikrostreifenleitung, die den Linienleiter 13 umfasst und auf einer Seite in X-Achsenrichtung, d.h. auf der positiven X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 positioniert ist. Die Mikrostreifenleitung 35-2 ist eine zweite Mikrostreifenleitung, die im Linienleiter 13 enthalten ist und auf der anderen Seite in X-Achsenrichtung, und zwar auf der negativen X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31, angeordnet ist. Die Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, zusammen als „Mikrostreifenleitung 35“ bezeichnet.
Der dritte Abschnitt, der auf der Seite der positiven X-Richtung der Wandlereinheit 31 positioniert ist, umfasst entgegengesetzte Enden in Richtung der X-Achse. Eines der gegenüberliegenden Enden ist ein Ende der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32-1 auf der negativen X-Richtungsseite und ist mit der Wandlereinheit 31 verbunden. Das andere der entgegengesetzten Enden des dritten Abschnitts ist ein Ende 38-1 der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-1 auf der Seite der positiven X-Richtung. Die Mikrostreifenleitung 35-1 erstreckt sich durchgehend vom Ende 38-1 in Richtung der Y-Achse. In der in 5 dargestellten planaren Konfiguration bilden das Ende 38-1 und ein Ende 39-1 der Mikrostreifenleitung 35-1, das sich auf der positiven X-Richtungsseite befindet, eine einzige gerade Linie in Richtung der Y-Achse.
Der dritte Abschnitt, der auf der negativen X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 positioniert ist, umfasst entgegengesetzte Enden in Richtung der X-Achse. Eines der gegenüberliegenden Enden ist ein Ende der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32-2 auf der Seite der positiven X-Richtung und ist mit der Wandlereinheit 31 verbunden. Das andere der entgegengesetzten Enden des dritten Abschnitts ist ein Ende 38-2 der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-2 auf der negativen X-Richtungsseite. Die Mikrostreifenleitung 35-2 erstreckt sich durchgehend vom Ende 38-2 in Richtung der Y-Achse. In der in 5 dargestellten planaren Konfiguration bilden das Ende 38-2 und ein Ende 39-2 der Mikrostreifenleitung 35-2, das sich auf der negativen X-Richtungsseite befindet, eine einzige gerade Linie in Richtung der Y-Achse.
In der ersten Ausführungsform erstreckt sich die Mikrostreifenleitung 35 durchgehend vom Ende 38 des dritten Abschnitts in Richtung der Y-Achse. Dies bedeutet, dass die Mikrostreifenleitung 35 so vorgesehen ist, dass das Ende 39 der Mikrostreifenleitung 35 und das Ende 38 des dritten Abschnitts eine einzige gerade Linie bilden. Die Enden 38-1 und 38-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Ende 38“ bezeichnet. Die Enden 39-1 und 39-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Ende 39“ bezeichnet.
Die Breite des Linienleiters 13 in der Richtung senkrecht zur Richtung der Übertragungsstrecke wird als Leitungsbreite definiert. Die Länge des Linienleiters 13 in Richtung der Übertragungsstrecke ist als Linienlänge definiert. Im Linienleiter 13 bilden die Wandlereinheit 31 und die ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheiten 32, 34 und 33 den Übertragungspfad, der sich in Richtung der X-Achse erstreckt. Die Leitungsbreite der Wandlereinheit 31 und der ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33 stellt eine Breite in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungslänge dieser Einheiten stellt eine Länge in Richtung der X-Achse dar. Im Linienleiter 13 stellt die Mikrostreifenleitung 35 den Übertragungsweg dar, der sich in Richtung der Y-Achse erstreckt. Die Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 stellt eine Breite in Richtung der X-Achse dar. Die Linienlänge der Mikrostreifenleitung 35 stellt eine Länge in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungsbreite der Stichleitung 36 stellt eine Breite in Richtung der X-Achse dar. Die Linienlänge der Stichleitung 36 stellt eine Länge in Richtung der Y-Achse dar.
Die Wandlereinheit 31, die erste, zweite und dritte Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33, die Mikrostreifenleitung 35 und die Stichleitung 36 bestehen aus einer Metallfolie oder einer Metallplatte, die aus einem einzigen Stück Metall bestehen. Die Wandlereinheit 31, die erste, zweite und dritte Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33 sowie die Mikrostreifenleitung 35 sind so ausgebildet, dass die benachbarten Abschnitte unterschiedliche Leitungsbreiten voneinander haben.
Wenn die Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 als eine erste Leitungsbreite WO und die Leitungsbreite der Wandlereinheit 31 als eine zweite Leitungsbreite W1 dargestellt wird, ist W1 größer als W0. Das heißt, W1 und WO erfüllen die Beziehung W1>W0. Wenn die Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals, das sich durch den Linienleiter 13 ausbreitet, als λ dargestellt wird, hat die Wandlereinheit 31 eine Linienlänge, die λ/2 entspricht. Für die Mikrostreifenleitung 35 wird eine beliebige Leitungslänge angenommen.
Die erste Impedanz-Transformationseinheit 32 hat eine Leitungsbreite WA, die größer als W0 und kleiner als W1 ist. Das heißt, WA, WO und W1 erfüllen die Beziehung W1>WA>W0. Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 hat eine Leitungsbreite WB, die gleich W0 und kleiner als WA ist. Das heißt, WB, W0 und WA erfüllen die Beziehung WA>WB=W0. Die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 hat eine Leitungsbreite WC, die größer als WB und größer als W0 ist. WC ist kleiner als WA. Das heißt, WC, WB, W0 und WA erfüllen die Beziehung WA>WC>WB=W0.
WA und WC sind größer als W0. WA und WC sind kleiner als W1. Das heißt, WA, WC, W0 und W1 erfüllen die Beziehung W1>WA>WC>W0. Jede der ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheiten 32, 34 und 33 hat eine Leitungslänge, die λ/4 entspricht. Die Stichleitung 36 hat eine Leitungslänge äquivalent zu λ/4.
Als nächstes wird ein Betrieb des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverters 10 unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. Als Beispiel wird ein Fall beschrieben, in dem ein Hochfrequenzsignal, das sich durch den Wellenleiter 14 ausgebreitet hat, auf die Mikrostreifenleitung 35 übertragen wird.
Elektromagnetische Wellen, die sich durch das Innere des Wellenleiters 14 ausgebreitet haben, erreichen den Erdleiter 12. Nachdem die elektromagnetischen Wellen den Erdleiter 12 erreicht haben, breiten sie sich durch den Schlitz 15 zur Wandlereinheit 31 aus. Es wird angenommen, dass der Ausdruck „elektromagnetische Wellen breiten sich zur Wandlereinheit 31 aus“ auch die Bedeutung beinhaltet, dass die Energie der elektromagnetischen Wellen zwischen dem Erdleiter 12 und der Wandlereinheit 31 erzeugt wird. Die elektromagnetischen Wellen, die sich zur Wandlereinheit 31 ausgebreitet haben, breiten sich von der Wandlereinheit 31 in der positiven X-Richtung und in der negativen Y-Richtung aus.
Die elektromagnetischen Wellen, die sich von der Wandlereinheit 31 durch die erste Impedanz-Transformationseinheit 32-1, die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-1 und die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34-1 in der positiven X-Richtung ausgebreitet haben, breiten sich dann durch die Mikrostreifenleitung 35-1 in der positiven Y-Richtung aus. Nachdem sich die elektromagnetischen Wellen von der Wandlereinheit 31 durch die erste Impedanz-Transformationseinheit 32-2, die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-2 und die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34-2 in der negativen X-Richtung ausgebreitet haben, breiten sie sich dann durch die Mikrostreifenleitung 35-2 in der positiven Y-Richtung aus. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 gibt ein Hochfrequenzsignal aus, das von der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Mikrostreifenleitung 35-2 in der positiven Y-Richtung übertragen wird. Die Phase eines Hochfrequenzsignals, das von der Mikrostreifenleitung 35-1 ausgegeben wird, ist entgegengesetzt zur Phase eines Hochfrequenzsignals, das von der Mikrostreifenleitung 35-2 ausgegeben wird.
Es gibt eine Konfiguration, bei der ein Teil des Leiters, der der Wandlereinheit 31 entspricht, mit einem feinen Spalt versehen ist, um die Leitung zu unterteilen, und ein Hochfrequenzsignal durch elektromagnetische Kopplung übertragen wird. Wenn in dieser Konfiguration der Spalt während der Bearbeitung unsachgemäß gebildet wird, kann dies zu Fehlern in der Leitungslänge führen. Im Gegensatz dazu sind beim Linienleiter 13 nach der ersten Ausführungsform die jeweiligen Abschnitte von der Wandlereinheit 31 bis zur Mikrostreifenleitung 35 aus einem einzigen Stück Metallteil gebildet. Da es bei der ersten Ausführung nicht notwendig ist, auf dem Linienleiter 13 einen Spalt zu bilden, kann bei der ersten Ausführung das Problem der unsachgemässen Spaltbildung während der Bearbeitung vermieden und die Bearbeitung des Linienleiters 13 erleichtert werden.
Die Wandlereinheit 31, die erste, zweite und dritte Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33 sowie die Mikrostreifenleitung 35 haben eine charakteristische Impedanz, die der Leitungsbreite entspricht. Die charakteristische Impedanz der Wandlereinheit 31 wird als Z1 dargestellt, die der Leitungsbreite W1 der Wandlereinheit 31 entspricht. Der Wellenwiderstand der Mikrostreifenleitung 35 wird als Z0 entsprechend der Leitungsbreite W0 der Wandlereinheit 31 dargestellt. Mikrostreifenleitung 35. Z1 ist kleiner als Z0. Das heißt, Z1 und Z0 erfüllen die Beziehung Z1<Z0. Es besteht ein signifikanter Unterschied in der Leitungsbreite zwischen der Wandlereinheit 31 und der Mikrostreifenleitung 35. Wenn daher die Mikrostreifenleitung 35 direkt neben die Wandlereinheit 31 gebracht wird, führt eine Fehlanpassung des Wellenwiderstandes zwischen der Wandlereinheit 31 und der Mikrostreifenleitung 35 zu einer Zunahme unerwünschter elektromagnetischer Strahlung und zu einem Anstieg der Verlustleistung.
The first, second, and third impedance transformation units 32, 34, and 33 perform impedance matching between the conversion unit 31 and the microstrip line 35. The characteristic impedance of the first impedance transformation unit 32 is represented as ZA corresponding to the line width WA of the first impedance transformation unit 32. ZA is smaller than Z0 and is greater than Z1. That is, ZA, Z0, and Z1 satisfy the relation Z1<ZA<Z0.
Der Wellenwiderstand der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 wird als ZB entsprechend der Leitungsbreite WB der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 dargestellt. ZB ist gleich Z0 und größer als ZA. Das heißt, ZB, Z0 und ZA erfüllen die Beziehung ZA<ZB=Z0. Der Wellenwiderstand der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 wird als ZC entsprechend der Leitungsbreite WC der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 dargestellt. ZC ist kleiner als ZB und kleiner als Z0 und ist größer als ZA. Das heißt, ZC, ZB, Z0 und ZA erfüllen die Beziehung ZA<ZC<ZB=Z0.
In der ersten Ausführungsform ist der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 mit der ersten und zweiten Impedanz-Transformationseinheit 32 und 34 versehen, die jeweils eine gegenüber der Mikrostreifenleitung 35 erhöhte Leitungsbreite aufweisen, um eine Impedanzanpassung zwischen der Wandlereinheit 31 und der Mikrostreifenleitung 35 zu erreichen. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 kann den Leistungsverlust durch Impedanzanpassung zwischen der Wandlereinheit 31 und der Mikrostreifenleitung 35 verringern.
Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 und die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 haben die Aufgabe, die Impedanzfehlanpassung zu reduzieren, die durch den Unterschied in der Leitungsbreite zwischen der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32 und der Mikrostreifenleitung 35 verursacht wird. Der Linienleiter 13 umfasst die erste, zweite und dritte Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33, die Abschnitte mit stufenweise unterschiedlichen Leitungsbreiten sind, so dass es möglich ist, die steile Impedanzänderung bei der Übertragung elektromagnetischer Wellen zu mildern. Aufgrund dieser Konfiguration kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 den Leistungsverlust wirksam reduzieren. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 kann die Impedanzänderung des Linienleiters 13 dämpfen und ist somit in der Lage, Signale in einem breiteren Frequenzband zu verarbeiten.
Es ist zulässig, dass die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 eine Leitungsbreite hat, die sich von der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 unterscheidet. Es ist ausreichend, wenn die Leitungsbreite WB der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 WA>WB und WC>WB erfüllt. Die Leitungsbreite WB kann sich von der Leitungsbreite W0 der Mikrostreifenleitung 35 unterscheiden. Die Anzahl der Impedanz-Transformationseinheiten, das sind die Abschnitte mit einer gegenüber der Mikrostreifenleitung 35 erhöhten Leitungsbreite, ist nicht auf zwei begrenzt, sondern kann eine oder drei oder mehr sein.
In der ersten Ausführungsform erstreckt sich die Mikrostreifenleitung 35 vom Ende 38 der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in Richtung der Y-Achse, so dass das Ende 38 und das Ende 39 der Mikrostreifenleitung 35 eine einzige gerade Linie bilden. Zwischen der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und der Mikrostreifenleitung 35 ist ein Abschnitt mit unregelmässigen Leitungsbreiten zwischen der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und der Mikrostreifenleitung 35 mit dem gebogenen Teil des Übertragungspfades integriert.
Wenn die Mikrostreifenleitung 35 mit konstanter Leitungsbreite einen gebogenen Teil enthält, der aus dem sich in X-Achsenrichtung erstreckenden Abschnitt und dem sich in Y-Achsenrichtung erstreckenden Abschnitt gebildet wird, kann unerwünschte elektromagnetische Strahlung an dem Abschnitt mit unregelmäßigen Leitungsbreiten zwischen der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und der Mikrostreifenleitung 35 und an dem gebogenen Teil des Übertragungsweges auftreten. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10, bei dem der Abschnitt mit unregelmäßigen Leitungsbreiten integral mit dem gebogenen Teil des Übertragungspfades ist, kann die Anzahl der Stellen reduzieren, an denen unerwünschte elektromagnetische Strahlung auftreten kann. So kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 den Leistungsverlust reduzieren, der durch unerwünschte elektromagnetische Strahlung in der Konfiguration zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals in einer Y-Achsen-Richtung senkrecht zu einer X-Achsen-Richtung, die die Übertragungsrichtung von der Wandlereinheit 31 ist, verursacht wird.
In 5 stimmt die Mittenposition der Stichleitungen 36 in X-Achsenrichtung mit der Mittenposition des Schlitzes 15 in X-Achsenrichtung überein. Da in diesem Fall der Linienleiter 13 in Bezug auf die Mitte des Schlitzes 15 symmetrisch ist, breitet sich die Energie nicht auf die beiden Stichleitungen 36 aus. Die Mittenposition des Schlitzes 15 in Richtung der X-Achse und die Mittenposition der Stichleitungen 36 in Richtung der X-Achse können jedoch aufgrund von Herstellungsfehlern o.ä. des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverters 10 falsch ausgerichtet werden.
Aufgrund einer Fehlausrichtung zwischen dem Linienleiter 13 und dem Schlitz 15 wird in den Stichleitungen 36 ein elektrisches Feld erzeugt. Da das Ende 37 der Stichleitung 36 ein offenes Ende ist, ist die Randbedingung erfüllt, dass das elektrische Feld an einem Verbindungsteil der Stichleitung 36 und der Wandlereinheit 31 Null ist. Dadurch wird die elektrische Symmetrie im Linienleiter 13 sichergestellt, so dass die von zwei Mikrostreifenleitungen 35 ausgegebenen Hochfrequenzsignale entgegengesetzte Phasen haben. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 wird in der oben beschriebenen Weise mit den Stichleitungen 36 versehen und kann so den Einfluss einer Fehlausrichtung zwischen dem Linienleiter 13 und dem Schlitz 15 auf die Hochfrequenzsignale reduzieren. Durch Sicherstellung der elektrischen Symmetrie mit den beiden Stichleitungen 36 kann der Linienleiter 13 die Phasenschwankungen eines Hochfrequenzsignals auf den Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 reduzieren. Es ist zulässig, dass der Linienleiter 13 nur mit einer Stichleitung 36 versehen ist. In dem Fall, daß der Linienleiter 13 mit einer Stichleitung 36 versehen ist, ist es zulässig, daß die Stichleitung 36 entweder an einem Ende der Wandlereinheit 31 auf der Seite der positiven Y-Richtung oder an einem Ende der Wandlereinheit 31 auf der Seite der negativen Y-Richtung vorgesehen ist.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 ist auch in der Lage, ein Hochfrequenzsignal zu übertragen, das sich durch die Mikrostreifenleitung 35 zum Wellenleiter 14 ausgebreitet hat. Ein in negativer Y-Richtung zu übertragendes Hochfrequenzsignal wird in die Mikrostreifenleitung 35-1 und die Mikrostreifenleitung 35-2 eingespeist. Die Phase eines Hochfrequenzsignals, das in die Mikrostreifenleitung 35-1 eingegeben wird, ist entgegengesetzt zur Phase eines Hochfrequenzsignals, das in die Mikrostreifenleitung 35-2 eingegeben wird. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 kann auch den Leistungsverlust bei der Ausbreitung eines Hochfrequenzsignals von der Mikrostreifenleitung 35 zum Wellenleiter 14 verringern, ähnlich wie die Ausbreitung eines Hochfrequenzsignals vom Wellenleiter 14 zur Mikrostreifenleitung 35.
Bei der Wandlereinheit 31 ist die Leitungsbreite W1 kleiner als die längere Seite des Öffnungsendes 16 und kleiner als die Länge des Schlitzes 15 in Richtung der Y-Achse. Wenn eine ausreichende elektromagnetische Kopplung zwischen dem Wellenleiter 14 und der Wandlereinheit 31 sichergestellt ist, kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 unabhängig von den physikalischen Abmessungen des Wellenleiters 14 und der Wandlereinheit 31 einen hohen Leistungsumwandlungswirkungsgrad zwischen dem Wellenleiter 14 und der Wandlereinheit 31 erzielen.
Nach der ersten Ausführungsform ist der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 mit den ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheiten 32, 34 und 33 versehen, die eine Impedanz-Anpassung zwischen der Wandlereinheit 31 und der Mikrostreifenleitung 35 durchführen und dadurch elektromagnetische Strahlung und Leistungsverluste reduzieren können. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 ist mit dem Schlitz 15 in H-Form versehen, so dass die elektromagnetische Kopplung unmittelbar unterhalb der Wandlereinheit 31 verstärkt wird und somit der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 effizienter Leistung zwischen dem Wellenleiter 14 und dem Linienleiter 13 austauschen kann. Aufgrund dieser Konfiguration kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 eine hohe elektrische Leistung erzielen, ohne dass ein Durchgangsloch im dielektrischen Substrat 11 vorgesehen werden muss.
Ferner erstrecken sich im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 die Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 in Richtung der Y-Achse durchgehend vom Ende 38-1 des dritten Abschnitts, der auf der Seite der positiven X-Richtung positioniert ist, bzw. vom Ende 38-2 des dritten Abschnitts, der auf der Seite der negativen X-Richtung positioniert ist. Bei gleichzeitiger Reduzierung unerwünschter elektromagnetischer Strahlung kann mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 eine Konfiguration erreicht werden, in der sich die Mikrostreifenleitung 35 in Richtung der längeren Seite des Öffnungsendes 16 erstreckt. Aufgrund dieser Konfiguration kann mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 eine hohe elektrische Leistung erzielt werden.
Da der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 kein Durchgangsloch im dielektrischen Substrat 11 benötigt, ist es möglich, die Herstellungsprozesse zu vereinfachen und die Herstellungskosten durch den Wegfall der Bearbeitung zur Bildung des Durchgangslochs zu reduzieren. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 kann auch eine Verschlechterung der elektrischen Leistung durch Bruch des Durchgangslochs vermeiden und somit die Zuverlässigkeit verbessern und eine stabile elektrische Leistung erzielen. In einem Fall, in dem der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 in einem Speisekreis eines Antennengeräts verwendet wird, kann das Antennengerät eine stabile Sendeleistung und Empfangsleistung erhalten. Durch die oben beschriebene Konfiguration erreicht der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 die Effekte des Erreichens einer stabilen und hohen elektrischen Leistung und ermöglicht gleichzeitig eine Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 kann unerwünschte elektromagnetische Strahlung aus dem Schlitz 15 oder aus einem Teil des Linienleiters 13 mit unregelmäßigen Leitungsbreiten auftreten. Beim Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 ist es möglich, die Phase der abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen durch Anpassung der Abmessungen des Schlitzes 15 oder der Abmessungen jedes Abschnitts des Linienleiters 13 einzustellen. Es ist zulässig, dass unerwünschte elektromagnetische Strahlung in einer bestimmten Richtung des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverters 10, d.h. in der positiven Z-Richtung, durch Einstellung der Phase der abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen reduziert wird. Es ist auch zulässig, die abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen so einzustellen, dass sich die elektromagnetische Strahlung gleichmäßig in alle Richtungen ausbreitet, so dass ein Ungleichgewicht in der elektromagnetischen Strahlung, bei dem die elektromagnetische Strahlung in einer bestimmten Richtung intensiver wird als in allen anderen Richtungen, verringert wird. Durch die oben beschriebene Einstellung kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 auch hohe elektrische Leistungen erzielen.
Es ist zulässig, dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 einen Schlitz mit beliebiger Form aufweist, solange sich die elektromagnetische Strahlung auf einem zulässigen Niveau befindet. 6 ist ein Diagramm, das eine Modifikation eines Schlitzes im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 illustriert, der in 1 dargestellt ist. Ein Schlitz 25 hat gemäß der Modifikation eine rechteckige, ebene Form mit längeren Seiten parallel zur Y-Achse und kürzeren Seiten parallel zur X-Achse. Um eine elektrische Leistung zu erzielen, die der durch Verwendung des Schlitzes 15 in H-Form erzielten elektrischen Leistung entspricht, kann der Schlitz 25 längere Seiten haben, deren Länge größer ist als die Breite des Schlitzes 15 in Richtung der Y-Achse.
7 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein Anwendungsbeispiel des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverters 10 nach der ersten Ausführungsform zeigt. In dem in 7 dargestellten Anwendungsbeispiel ist der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 10 auf einem dielektrischen Substrat 26 montiert. 7 zeigt eine Querschnittskonfiguration, bei der das dielektrische Substrat 26 zu der in 2 dargestellten Querschnittskonfiguration hinzugefügt wurde. Das dielektrische Substrat 26 ist ein flaches Plattenelement aus einem Harzmaterial.
Der Erdungsleiter 12 ist auf der Oberseite des dielektrischen Substrats 26 gestapelt. Der Wellenleiter 14 ist so angeordnet, dass er durch das dielektrische Substrat 26 zwischen der oberen Fläche und der hinteren Fläche verläuft. Das Eingangs-Ausgangsende 17 ist zur Rückseite des dielektrischen Substrats 26 hin offen. Es ist zulässig, dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 anstelle des Wellenleiters 14 mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern versehen ist, die so angeordnet sind, dass sie durch das dielektrische Substrat 26 zwischen der oberen Oberfläche und der Rückfläche hindurchgehen. Die Durchgangslöcher befinden sich entlang der Form, wie z.B. einer rechteckigen Form oder einer ovalen Form. Selbst wenn die Durchgangslöcher vorhanden sind, ist der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 immer noch in der Lage, ein Hochfrequenzsignal in der gleichen Weise zu übertragen, wie wenn der Wellenleiter 14 angeordnet ist.
8 ist eine Draufsicht eines Linienleiters 52, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 51 nach einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform umfasst. 8 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 51 hat eine ähnliche Konfiguration wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, außer dass der Linienleiter 52 nicht mit den Stichleitungen 36 versehen ist.
Wenn die Fehlausrichtung zwischen dem Linienleiter 52 und dem Schlitz 15 in X-Achsen-Richtung reduziert werden kann und somit die Phasenschwankungen eines Hochfrequenzsignals auf den Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 verringert werden können, können die Stichleitungen 36 weggelassen werden. Durch diese Konfiguration kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 51 eine stabile und hohe elektrische Leistung ähnlich wie der oben beschriebene Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 erreichen. Darüber hinaus können bei der Übertragung eines Hochfrequenzsignals unabhängig davon, ob auf den Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 Phasenschwankungen eines Hochfrequenzsignals auftreten, die Stichleitungen 36 weggelassen werden. Bei einer anderen Modifikation als der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform und bei den später beschriebenen zweiten bis fünften Ausführungsformen können die Stichleitungen 36 ähnlich wie bei der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform weggelassen werden.
9 ist eine Draufsicht eines Linienleiters 54, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 53 gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform enthalten ist. 9 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 53 hat eine ähnliche Konfiguration wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, mit dem Unterschied, dass zwei Mikrostreifenleitungen 35 im Linienleiter 54 von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in entgegengesetzter Richtung zueinander verlaufen. Die Mikrostreifenleitung 35-1 erstreckt sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-1 in negativer Y-Richtung. Die Mikrostreifenleitung 35-2 erstreckt sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-2 in der positiven Y-Richtung.
Elektromagnetische Wellen, die sich von der Wandlereinheit 31 durch die erste Impedanz-Transformationseinheit 32-1, die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-1 und die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34-1 in der positiven X-Richtung ausgebreitet haben, werden dann durch die Mikrostreifenleitung 35-1 in der negativen Y-Richtung übertragen. Elektromagnetische Wellen, die sich von der Wandlereinheit 31 durch die erste Impedanz-Transformationseinheit 32-2, die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-2 und die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34-2 in negativer X-Richtung ausgebreitet haben, werden dann durch die Mikrostreifenleitung 35-2 in positiver Y-Richtung übertragen. Ein in der positiven Y-Richtung zu übertragendes Hochfrequenzsignal wird in die Mikrostreifenleitung 35-1 eingegeben. Ein Hochfrequenzsignal, das in negativer Y-Richtung übertragen werden soll, wird in die Mikrostreifenleitung 35-2 eingespeist. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 53 kann eine stabile und hohe elektrische Leistung ähnlich wie der oben beschriebene Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 erzielen.
10 ist eine Draufsicht eines Linienleiters 56, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55 gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform umfasst. 10 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55 hat eine ähnliche Konfiguration wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, mit der Ausnahme, dass die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 die Leitungsbreite WC gleich der Leitungsbreite WB der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 im Linienleiter 56 hat.
Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 hat die Leitungsbreite WB gleich der Leitungsbreite WO der Mikrostreifenleitung 35. Die Leitungsbreite WA der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32, die Leitungsbreite WB der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33, die Leitungsbreite WC der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und die Leitungsbreite W0 der Mikrostreifenleitung 35 betreffen die Beziehung WA>WB=WC=W0.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55 ist die Leitungsbreite der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 gleich der Leitungsbreite der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33. Daher wird keine Impedanzanpassung zwischen der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 durchgeführt. Unter der Voraussetzung, dass die elektromagnetische Strahlung auf einem zulässigen Pegel liegt, ist es zulässig, dass die nebeneinander liegenden Transformationseinheiten der dritten Sektion gleiche Leitungsbreite haben, ähnlich wie beim Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55.
Die Leitungsbreite der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und die Leitungsbreite der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 sind gleich der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35, so dass sich ein Hochfrequenzsignal durch die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 und die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 in der gleichen Weise ausbreitet wie die Mikrostreifenleitung 35. Es ist zulässig, dass sich die Leitungsbreite der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 und die Leitungsbreite der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 von der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 unterscheiden.
Beim Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55 ist es zulässig, die Position des Endes 38 in Richtung der X-Achse durch Anpassung der Leitungslänge der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 oder der Leitungslänge der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 zu justieren. Die Amplitude und die Phase der abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen werden durch Anpassung der Position des Endes 38 eingestellt, so dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55 die abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen reduzieren kann. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 55 kann ähnlich wie der oben beschriebene Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen.
Zweite Ausführungsform.
11 ist eine Draufsicht, die eine externe Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In einem dritten Abschnitt des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 erstrecken sich die erste und zweite Impedanz-Transformationseinheit 32 und 34 in Richtung der X-Achse, während sich die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 in einer diagonalen Richtung zwischen der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung erstreckt. In der zweiten Ausführungsform werden einzelne Elemente, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
12 ist eine Draufsicht auf einen Linienleiter 58, der in dem in 11 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 enthalten ist. 12 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Die erste Impedanz-Transformationseinheit 32-1 ist auf der Seite der positiven X-Richtung der Wandlereinheit 31 positioniert. Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-1 erstreckt sich von der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32-1 in einer diagonalen Richtung zwischen der positiven X-Richtung und der positiven Y-Richtung. Die Mitte der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-1 in Richtung der Y-Achse ist relativ zur Mitte der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32-1 in Richtung der Y-Achse zur Seite der positiven Y-Richtung hin verschoben. Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-1 stellt einen Übertragungsweg dar, der sich in diagonaler Richtung zwischen der Richtung der X-Achse und der Richtung der Y-Achse erstreckt. Die Leitungsbreite der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33-1 stellt eine Breite in der Richtung senkrecht zur Diagonalrichtung dar. Die Leitungslänge der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33-1 stellt eine Länge in diagonaler Richtung dar. Es wird angenommen, dass die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-1 eine beliebige Leitungslänge hat.
Die erste Impedanz-Transformationseinheit 32-2 ist auf der negativen X-Richtungsseite der Wandlereinheit 31 positioniert. Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-2 erstreckt sich von der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32-2 in einer diagonalen Richtung zwischen der negativen X-Richtung und der positiven Y-Richtung. Die Mitte der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-2 in Richtung der Y-Achse ist relativ zur Mitte der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32-2 in Richtung der Y-Achse zur Seite der positiven Y-Richtung hin verschoben. Die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-2 stellt einen Übertragungsweg dar, der sich in diagonaler Richtung zwischen der Richtung der X-Achse und der Richtung der Y-Achse erstreckt. Die Leitungsbreite der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33-2 stellt eine Breite in der Richtung senkrecht zur Diagonalrichtung dar. Die Leitungslänge der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33-2 stellt eine Länge in diagonaler Richtung dar. Es wird angenommen, dass die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33-2 eine beliebige Leitungslänge hat.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 bildet die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 mit der kleinsten Leitungsbreite unter den ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheiten 32, 34 und 33 den in diagonaler Richtung verlaufenden Übertragungsweg. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 kann leichter eine Konfiguration aufweisen, bei der der dritte Abschnitt einen Übertragungspfad umfasst, der sich in diagonaler Richtung erstreckt, als in dem Fall, in dem die erste Impedanz-Transformationseinheit 32 oder die zweite Impedanz-Transformationseinheit 34 den Übertragungspfad bildet, der sich in diagonaler Richtung erstreckt.
Beim Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 ist es zulässig, die Position des Endes 38 in Richtung der X-Achse durch Einstellen der Leitungslänge der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 zu justieren. Die Amplitude und die Phase der abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen werden durch Anpassung der Position des Endes 38 eingestellt, so dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 die abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen reduzieren kann.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 ist die Position der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 im Gegensatz zur Ausführungsform nach der ersten Ausführungsform in positiver Y-Richtung verschoben. In der Konfiguration, in der sich die Mikrostreifenleitung 35 von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in positiver Y-Richtung erstreckt, ist die Position der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in positiver Y-Richtung verschoben, so dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 die Länge des Übertragungsweges von der Wandlereinheit 31 zur Mikrostreifenleitung 35 reduzieren kann. Der Leistungsverlust, der auf Materialeigenschaften des dielektrischen Substrats 11 zurückzuführen ist, und der Leistungsverlust, der auf die Leitfähigkeit des Linienleiters 58 zurückzuführen ist, sind im wesentlichen proportional zur Leitungslänge des Linienleiters 58 in seiner Gesamtheit. Dementsprechend kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 die Länge des Übertragungsweges von der Wandlereinheit 31 bis zum Ende der Mikrostreifenleitung 35, die auf der Seite der positiven Y-Richtung positioniert ist, verringern und dementsprechend den Leistungsverlust aufgrund der Übertragung eines Hochfrequenzsignals reduzieren.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 kann Leistungsverluste aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung ähnlich wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 nach der ersten Ausführungsform reduzieren. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 kann die Zuverlässigkeit verbessern und auch eine stabile elektrische Leistung ähnlich wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10 nach der ersten Ausführungsform erreichen. Dementsprechend erzielt der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 die Effekte der Realisierung einer stabilen und hohen elektrischen Leistung und ermöglicht gleichzeitig eine Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 können sich eine oder beide Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 von den zweiten Impedanz-Transformationseinheiten 34-1 bzw. 34-2 in negativer Y-Richtung erstrecken. In dem Fall kann sich die dritte Impedanz-Transformationseinheit 33 innerhalb des dritten Abschnitts neben der Mikrostreifenleitung 35, die sich in negativer Y-Richtung erstreckt, von der ersten Impedanz-Transformationseinheit 32 in diagonaler Richtung zwischen der Richtung der X-Achse und der negativen Y-Richtung erstrecken. Aufgrund dieser Konfiguration kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 die Länge des Übertragungspfades reduzieren.
Dritte Ausführungsform.
13 ist eine Draufsicht, die eine externe Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Linienleiter 60 des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 umfasst einen fünften Abschnitt, an den ein Übertragungsweg, der eine Mikrostreifenleitung 35 umfasst, und ein Übertragungsweg, der eine weitere Mikrostreifenleitung 35 umfasst, angeschlossen sind. Der fünfte Abschnitt dient als ein Abschnitt, durch den ein Hochfrequenzsignal von der Außenseite des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 in den Linienleiter 60 eingegeben wird und durch den ein Hochfrequenzsignal vom Linienleiter 60 zur Außenseite des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 ausgegeben wird. In der dritten Ausführungsform werden Konstituenten, die mit denen der ersten bis zweiten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis zweiten Ausführungsform unterscheiden.
Im Linienleiter 60 des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59, der Wandlereinheit 31, der ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33 sowie der Mikrostreifenleitung 35 sind entsprechend der obigen zweiten Ausführungsform ähnlich wie im Linienleiter 58 konfiguriert. Der Linienleiter 60 umfasst ferner eine Mikrostreifenleitung 40, eine vierte Impedanz-Transformationseinheit 41, eine fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 und eine Mikrostreifenleitung 43, die den fünften Abschnitt darstellt..
14 ist eine Draufsicht auf den Linienleiter 60, der den in 13 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 umfasst. 14 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Die Mikrostreifenleitung 40 ist ein vierter Abschnitt, der durchgehend von der Mikrostreifenleitung 35-2 vorgesehen ist, und ist eine dritte Mikrostreifenleitung, die im Linienleiter 60 vorgesehen ist.
Die Mikrostreifenleitung 35-2 ist ein erster Abschnitt, der von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-2 ausgeht, die auf einer Seite in X-Achsenrichtung, nämlich auf der negativen X-Richtungsseite, der Wandlereinheit 31 angeordnet ist. Die Mikrostreifenleitung 40 umfasst einen ersten Bereich 44, der sich durchgehend von der Mikrostreifenleitung 35-2 in der positiven Y-Richtung erstreckt, einen zweiten Bereich 45, der sich vom ersten Bereich 44 zur anderen Seite in X-Achsenrichtung, nämlich in der positiven X-Richtung, erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt 46 zwischen dem ersten Bereich 44 und dem zweiten Bereich 45. Ein gebogener Abschnitt 47, der einen stumpfen Winkel bildet, ist im zweiten Bereich 45 vorgesehen.
Der erste Bereich 44 ist ein Abschnitt zwischen der Mikrostreifenleitung 35-2 und dem gebogenen Abschnitt 46 und erstreckt sich in Richtung der Y-Achse. Der Abschnitt des zweiten Bereichs 45 zwischen dem gebogenen Abschnitt 46 und dem gebogenen Abschnitt 47 erstreckt sich in einer diagonalen Richtung, die leicht zur Richtung der X-Achse geneigt ist, so dass sich dieser Abschnitt in der positiven Y-Richtung erstreckt, da sich dieser Abschnitt in der positiven X-Richtung erstreckt. Der Abschnitt des zweiten Bereichs 45, der sich auf der Seite des gebogenen Abschnitts 47 in positiver X-Richtung befindet, erstreckt sich in Richtung der X-Achse. Die Leitungsbreite des ersten Bereichs 44 stellt eine Breite in Richtung der X-Achse dar. Die Linienlänge des ersten Bereichs 44 stellt eine Länge in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungsbreite des Abschnitts des zweiten Bereichs 45 zwischen dem gebogenen Abschnitt 46 und dem gebogenen Abschnitt 47 stellt eine Breite in der Richtung senkrecht zur Diagonalrichtung dar, und die Linienlänge dieses Abschnitts stellt eine Länge in der Diagonalrichtung dar. Die Leitungsbreite des Abschnitts des zweiten Bereichs 45, der sich auf der Seite des gebogenen Abschnitts 47 in positiver X-Richtung befindet, stellt eine Breite in Richtung der Y-Achse dar, und die Linienlänge dieses Abschnitts stellt eine Länge in Richtung der X-Achse dar.
Die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 ist auf der positiven X-Richtungsseite der zweiten Fläche 45 positioniert. Die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 führt die Impedanzanpassung zwischen der Mikrostreifenleitung 43 und den Mikrostreifenleitungen 35-2 und 40 durch. Die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 erstreckt sich in Richtung der X-Achse. Die Leitungsbreite der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 stellt eine Breite in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungslänge der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 stellt eine Länge in Richtung der X-Achse dar.
Die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 ist auf der positiven Y-Richtungsseite der Mikrostreifenleitung 35-1 positioniert. Die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 führt eine Impedanzanpassung zwischen der Mikrostreifenleitung 43 und der Mikrostreifenleitung 35-1 durch. Die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 erstreckt sich in Richtung der Y-Achse. Die Leitungsbreite der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42 stellt eine Breite in Richtung der X-Achse dar. Die Leitungslänge der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42 stellt eine Länge in Richtung der Y-Achse dar.
Die Mikrostreifenleitung 43 erstreckt sich von der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 in der positiven X-Richtung. Ein Endabschnitt der Mikrostreifenleitung 43, der sich auf der negativen X-Richtungsseite befindet, und ein Endabschnitt der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42, der sich auf der positiven Y-Richtungsseite befindet, sind rechtwinklig zueinander verbunden. Die Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 43 stellt eine Breite in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungslänge der Mikrostreifenleitung 43 stellt eine Länge in Richtung der X-Achse dar.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 sind ein Übertragungspfad der Mikrostreifenleitung 35-1 und die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 sowie ein Übertragungspfad der Mikrostreifenleitung 35-2, die Mikrostreifenleitung 40 und die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 mit einem einzigen Übertragungspfad, der Mikrostreifenleitung 43, verbunden. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 bilden die Wandlereinheit 31, die erste bis fünfte Impedanz-Transformationseinheit 32, 34, 33, 41 und 42 sowie die Mikrostreifenleitungen 35 und 40 einen schleifenförmigen Übertragungspfad.
Der erste Bereich 44 und der zweite Bereich 45 der Mikrostreifenleitung 40 haben eine Leitungsbreite W0, die der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 entspricht. Wenn die Wellenlänge eines durch den Linienleiter 60 zu übertragenden Hochfrequenzsignals als λ dargestellt wird, ist eine Gesamtlinienlänge L0 der Mikrostreifenleitung 35-1 und der ersten Fläche 44 ungefähr gleich λ/4 oder gleich oder kleiner als λ/4. Die Mikrostreifenleitung 35-1 hat eine beliebige Leitungslänge, so dass eine Gesamtleitungslänge der Mikrostreifenleitung 35-1 und der ersten Fläche 44 L0≤λ/4 erfüllt. Die Leitungslänge der Mikrostreifenleitung 35-2 ist gleich der Leitungslänge der Mikrostreifenleitung 35-1.
Es wird angenommen, dass die Mikrostreifenleitung 43 eine beliebige Leitungsbreite und eine beliebige Linienlänge hat. Die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 und die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 haben jeweils eine Leitungslänge, die λ/4 entspricht. Die Leitungsbreite der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 und der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42 ist jeweils kleiner als die Leitungsbreite WO der Mikrostreifenleitungen 35 und 40.
Als nächstes wird ein Betrieb des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Als Beispiel wird ein Fall beschrieben, in dem ein Hochfrequenzsignal, das sich durch den Wellenleiter 14 ausgebreitet hat, auf die Mikrostreifenleitung 43 übertragen wird. Ein Hochfrequenzsignal breitet sich vom Wellenleiter 14 zu den Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 auf die gleiche Weise aus wie in der zweiten Ausführungsform. Die Phase eines Hochfrequenzsignals an einer Grenze 48-2 zwischen der Mikrostreifenleitung 35-2 und der Mikrostreifenleitung 40 ist entgegengesetzt zu der Phase eines Hochfrequenzsignals an einer Grenze 48-1 zwischen der Mikrostreifenleitung 35-1 und der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42.
Ein Hochfrequenzsignal, das die Grenze 48-2 durchlaufen hat, breitet sich über die Mikrostreifenleitung 40 und die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 zur Mikrostreifenleitung 43 aus. Ein Hochfrequenzsignal, das die Grenze 48-1 durchlaufen hat, breitet sich über die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 zur Mikrostreifenleitung 43 aus. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 gibt ein Hochfrequenzsignal aus, das in der positiven X-Richtung von der Mikrostreifenleitung 43 übertragen wird. Die Leitungslänge der Mikrostreifenleitung 40 ist so eingestellt, dass an einem Schnittpunkt der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 und der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42 ein über die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 übertragenes Hochfrequenzsignal die gleiche Phase hat wie ein über die fünfte Impedanz-Transformationseinheit 42 übertragenes Hochfrequenzsignal.
Es ist zulässig, dass die Länge L0 auf die kleinstmögliche Länge eingestellt wird, solange der gebogene Abschnitt 46 einen Biegewinkel nahe dem rechten Winkel zwischen der Mikrostreifenleitung 35-2 und dem ersten Bereich 44, die sich beide in Richtung der Y-Achse erstrecken, und dem zweiten Bereich 45, der sich vom ersten Bereich 44 in diagonaler Richtung erstreckt, erreichen kann. Die Länge L0 ist gleich oder kleiner als λ/4 eingestellt und wird weiterhin so kurz wie möglich in Bezug auf λ/4 eingestellt, so dass der gebogene Abschnitt 46 näher an das Ende 38-2 kommt. Aufgrund dieser Konfiguration werden auf dem schleifenförmigen Übertragungsweg ein gebogener Abschnitt, der zwischen der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-2 und der Mikrostreifenleitung 35-2 gebildet wird, und ein gebogener Abschnitt, der zwischen der Mikrostreifenleitung 35-2 und der Mikrostreifenleitung 40 gebildet wird, näher zueinander gebracht.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59, bei dem die gebogenen Teile auf der Übertragungsstrecke näher zueinander gebracht werden, kann die Anzahl der Stellen reduzieren, an denen unnötige elektromagnetische Strahlung auftreten kann. Dementsprechend kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 den Leistungsverlust aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung im Linienleiter 60 einschliesslich des schleifenförmigen Übertragungspfades reduzieren.
Da die Mikrostreifenleitung 40 am gebogenen Abschnitt 47 in relativ geringem Maße gebogen ist, kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 die elektromagnetische Strahlung reduzieren, die durch die Bereitstellung des gebogenen Abschnitts 47 verursacht wird. Die Mikrostreifenleitung 40 muss nicht unbedingt den gebogenen Teil 47 umfassen. Es ist zulässig, dass sich der zweite Bereich 45 vom gebogenen Teil 46 in Richtung der X-Achse erstreckt und dann mit der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 verbunden wird. Es ist auch zulässig, dass sich die zweite Fläche 45 vom gebogenen Teil 46 in diagonaler Richtung erstreckt und dann an die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 angeschlossen wird. In der Konfiguration, in der sich die zweite Fläche 45 in diagonaler Richtung erstreckt, kann sich die vierte Impedanz-Transformationseinheit 41 in der gleichen diagonalen Richtung wie die zweite Fläche 45 erstrecken und dann an die Mikrostreifenleitung 43 angeschlossen werden.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 sind die vierte und fünfte Impedanz-Transformationseinheit 41 und 42 in den schleifenförmigen Übertragungsweg einbezogen. Beim Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 ist es möglich, die Konfiguration zu verkleinern, im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Impedanz-Transformationseinheiten nicht in den schleifenförmigen Übertragungspfad eingeschlossen sind.
Es ist zulässig, dass sich die Mikrostreifenleitung 43 vom Endteil der vierten Impedanz-Transformationseinheit 41 und vom Endteil der fünften Impedanz-Transformationseinheit 42 in einer anderen Richtung als der X-Achsen-Richtung erstreckt. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 kann jede Richtung einstellen, in der ein Hochfrequenzsignal vom Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 ausgegeben wird und in der ein Hochfrequenzsignal in den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 eingegeben wird.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 kann Leistungsverluste aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung reduzieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern und eine stabile elektrische Leistung erzielen, ähnlich wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 gemäß der zweiten Ausführungsform. Darüber hinaus stellt der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 die Länge L0 gleich oder kleiner als λ/4 ein und kann so den Leistungsverlust aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung auf dem geschleiften Übertragungsweg reduzieren. Durch diese Konfiguration erreicht der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 die Effekte, die eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig eine Verbesserung der Zuverlässigkeit ermöglichen.
15 ist eine Draufsicht eines Linienleiters 62, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 gemäß einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform enthalten ist. 15 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 hat eine ähnliche Konfiguration wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59, mit dem Unterschied, dass sich die relative Position des Linienleiters 62 zum Schlitz 15 in Richtung der X-Achse von der oben beschriebenen Position im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 unterscheidet.
Bei dem oben beschriebenen Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 stimmt die Mittenposition der Stichleitungen 36 in X-Achsenrichtung mit der Mittenposition des Schlitzes 15 in X-Achsenrichtung überein. Im Gegensatz dazu befindet sich beim in 15 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 die Mittenposition der Stichleitungen 36 in X-Achsen-Richtung auf der negativen X-Richtungsseite der Mittenposition des Schlitzes 15 in X-Achsen-Richtung.
Ähnlich wie die erste Ausführungsform ist der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 mit den Stichleitungen 36 versehen, um den Einfluss des Versatzes zwischen dem Linienleiter 62 und dem Schlitz 15 in X-Achsen-Richtung auf die Phase eines Hochfrequenzsignals zu verringern. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 kann ein Positionsversatz zwischen dem Linienleiter 62 und dem Schlitz 15 zu unerwünschter elektromagnetischer Strahlung führen. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 ist es zulässig, dass ein Positionsversatz zwischen dem Linienleiter 62 und dem Schlitz 15 so eingestellt wird, dass die elektromagnetische Strahlung, die auf eine asymmetrische Form des Linienleiters 62 zurückzuführen ist, reduziert wird. Durch diese Einstellung kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61 den Leistungsverlust aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung reduzieren.
16 ist eine Draufsicht eines Linienleiters 64, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 entsprechend einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform enthalten ist. 16 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 hat eine ähnliche Konfiguration wie der oben beschriebene Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59, mit dem Unterschied, dass anstelle der vierten und fünften Impedanz-Transformationseinheiten 41 und 42 und der Mikrostreifenleitung 43 eine Mikrostreifenleitung 70 und eine Mikrostreifenleitung 71, die den fünften Abschnitt darstellt, vorgesehen sind.
Die Mikrostreifenleitung 70 ist auf der positiven Y-Richtungsseite der Mikrostreifenleitung 35-1 positioniert. Die Mikrostreifenleitung 70 erstreckt sich in Richtung der Y-Achse. Die Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 70 stellt eine Breite in Richtung der X-Achse dar. Die Linienlänge der Mikrostreifenleitung 70 stellt eine Länge in Richtung der Y-Achse dar.
Die Mikrostreifenleitung 71 befindet sich auf der positiven X-Richtungsseite des zweiten Bereichs 45 der Mikrostreifenleitung 40. Die Mikrostreifenleitung 71 erstreckt sich in Richtung der X-Achse. Ein Endabschnitt der Mikrostreifenleitung 71, der sich auf der negativen X-Richtungsseite befindet, und ein Endabschnitt der Mikrostreifenleitung 70, der sich auf der positiven Y-Richtungsseite befindet, sind senkrecht zueinander verbunden. Die Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 71 stellt eine Breite in Richtung der Y-Achse dar. Die Linienlänge der Mikrostreifenleitung 71 stellt eine Länge in Richtung der X-Achse dar. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 sind ein Übertragungspfad der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Mikrostreifenleitung 70 und ein Übertragungspfad der Mikrostreifenleitung 35-2 und der Mikrostreifenleitung 40 mit einem einzigen Übertragungspfad, der Mikrostreifenleitung 71, verbunden.
Die Mikrostreifenleitung 70 hat eine Leitungsbreite W0, die gleich der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 ist. Die Mikrostreifenleitung 71 hat eine Leitungsbreite W2, die größer ist als die Leitungsbreite W0 der Mikrostreifenleitung 35 und der Mikrostreifenleitung 70. Das heißt, W0 und W2 erfüllen die Beziehung W2>W0. Es wird angenommen, dass sowohl die Mikrostreifenleitung 70 als auch die Mikrostreifenleitung 71 eine beliebige Leitungslänge haben.
Die Phase eines Hochfrequenzsignals an der Grenze 48-2 zwischen der Mikrostreifenleitung 35-2 und der Mikrostreifenleitung 40 ist entgegengesetzt zu der Phase eines Hochfrequenzsignals an der Grenze 48-1 zwischen der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Mikrostreifenleitung 70. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 gibt ein Hochfrequenzsignal aus, das in der positiven X-Richtung von der Mikrostreifenleitung 71 zu übertragen ist. Es ist zulässig, dass sich die Mikrostreifenleitung 71 vom Endabschnitt der Mikrostreifenleitung 40 und vom Endabschnitt der Mikrostreifenleitung 70 in einer anderen Richtung als der X-Richtung erstreckt. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 kann jede Richtung einstellen, in der ein Hochfrequenzsignal vom Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 ausgegeben wird und in der ein Hochfrequenzsignal in den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 eingegeben wird.
Die charakteristische Impedanz der Mikrostreifenleitung 71 wird als Z2 entsprechend der Leitungsbreite W2 der Mikrostreifenleitung 71 dargestellt. Da die Leitungsbreite W2 größer als die Leitungsbreite W0 jeder der Mikrostreifenleitungen 40 und 70 ist, ist der Wellenwiderstand Z2 kleiner als der Wellenwiderstand Z0 jeder der Mikrostreifenleitungen 40 und 70. Wenn die Anpassung des Wellenwiderstandes auch dann noch erreicht wird, wenn keine Impedanz-Transformationseinheit zwischen der Mikrostreifenleitung 40 und der Mikrostreifenleitung 71 oder zwischen der Mikrostreifenleitung 70 und der Mikrostreifenleitung 71 vorgesehen ist, ist es zulässig, dass die Mikrostreifenleitungen 40 und 70 ähnlich wie beim Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 direkt an die Mikrostreifenleitung 71 angeschlossen werden. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 kann den Leistungsverlust durch unnötige elektromagnetische Strahlung durch eine Anpassung des Wellenwiderstandes zwischen den Mikrostreifenleitungen 40, 70 und 71 reduzieren.
17 ist eine Draufsicht eines Linienleiters 66, der in einem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 65 gemäß einer dritten Modifikation der dritten Ausführungsform enthalten ist. 17 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 65 hat eine ähnliche Konfiguration wie der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 63 gemäß der obigen zweiten Modifikation, mit der Ausnahme, dass anstelle der Mikrostreifenleitung 71 eine sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 und eine Mikrostreifenleitung 73 vorgesehen sind. Die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 und die Mikrostreifenleitung 73 sind der fünfte Abschnitt, an den ein Übertragungspfad mit einer Mikrostreifenleitung 35 und ein Übertragungspfad mit einer weiteren Mikrostreifenleitung 35 angeschlossen sind. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 65 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 dadurch, dass die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 außerhalb des schleifenförmigen Übertragungspfades vorgesehen ist. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 sind die vierte und fünfte Impedanz-Transformationseinheit 41 und 42 innerhalb des schleifenförmigen Übertragungspfades vorgesehen.
Die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 befindet sich auf der positiven X-Richtungsseite der zweiten Fläche 45 der Mikrostreifenleitung 40. Die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 erstreckt sich in Richtung der X-Achse. Ein Endteil der sechsten Impedanz-Transformationseinheit 72, die auf der negativen X-Richtungsseite positioniert ist, und ein Endteil der Mikrostreifenleitung 70, die auf der positiven Y-Richtungsseite positioniert ist, sind rechtwinklig zueinander verbunden. Die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 führt eine Impedanzanpassung zwischen der Mikrostreifenleitung 73 und den Mikrostreifenleitungen 35-2 und 40 sowie eine Impedanzanpassung zwischen der Mikrostreifenleitung 70 und der Mikrostreifenleitung 73 durch.
Die Mikrostreifenleitung 73 befindet sich auf der positiven X-Richtungsseite der sechsten Impedanz-Transformationseinheit 72. Die Mikrostreifenleitung 73 erstreckt sich in Richtung der X-Achse. Die Leitungsbreite der sechsten Impedanz-Transformationseinheit 72 und der Mikrostreifenleitung 73 stellt jeweils eine Breite in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungslänge der sechsten Impedanz-Transformationseinheit 72 und der Mikrostreifenleitung 73 stellt jeweils eine Länge in Richtung der X-Achse dar.
Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 65 sind ein Übertragungspfad der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Mikrostreifenleitung 70 sowie ein Übertragungspfad der Mikrostreifenleitung 35-2 und der Mikrostreifenleitung 40 mit einem einzigen Übertragungspfad verbunden, der die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 und die Mikrostreifenleitung 73 umfasst.
Die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 hat eine Leitungsbreite, die kleiner als die Summe 2W0 der Leitungsbreite W0 der Mikrostreifenleitung 40 und der Leitungsbreite W0 der Mikrostreifenleitung 40 und größer als die Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 73 ist. Wenn die Wellenlänge eines durch den Linienleiter 66 zu übertragenden Hochfrequenzsignals als λ dargestellt wird, hat die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 eine Leitungslänge, die λ/4 entspricht. Die Mikrostreifenleitung 73 hat eine beliebige Leitungsbreite, solange die Leitungsbreite kleiner ist als die Leitungsbreite der sechsten Impedanz-Transformationseinheit 72. Es wird angenommen, dass die Mikrostreifenleitung 73 eine beliebige Leitungslänge hat.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 65 gibt ein Hochfrequenzsignal aus, das in der positiven X-Richtung von der Mikrostreifenleitung 73 übertragen wird. Es ist zulässig, dass sich die sechste Impedanz-Transformationseinheit 72 und die Mikrostreifenleitung 73 in Richtung der Y-Achse vom Endteil der Mikrostreifenleitung 40 und vom Endteil der Mikrostreifenleitung 70 erstrecken. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 65 kann den Leistungsverlust aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung durch eine charakteristische Impedanzanpassung zwischen den Mikrostreifenleitungen 40, 70 und 73 reduzieren, die durch die Bereitstellung der sechsten Impedanz-Transformationseinheit 72 erreicht wird.
Vierte Ausführungsform.
18 ist eine Draufsicht, die eine externe Konfiguration eines Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 67 nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 werden in gleicher Richtung zu übertragende Hochfrequenzsignale aus zwei Übertragungspfaden ausgegeben. Die beiden Übertragungspfade sind ein Übertragungspfad mit einer Mikrostreifenleitung 35 und ein Übertragungspfad mit einer weiteren Mikrostreifenleitung 35. In diese beiden Übertragungspfade des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 67 werden Hochfrequenzsignale eingegeben, die in der gleichen Richtung übertragen werden sollen. Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 unterscheidet sich von den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlern 61, 63 und 65 entsprechend der obigen dritten Ausführungsform dadurch, dass ein schleifenförmiger Übertragungspfad nicht enthalten ist. In der vierten Ausführungsform werden die Bestandteile, die mit denen der ersten bis dritten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis dritten Ausführungsform unterscheiden.
Im Linienleiter 68 des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 67, der Wandlereinheit 31, der ersten, zweiten und dritten Impedanz-Transformationseinheit 32, 34 und 33 sowie der Mikrostreifenleitung 35 sind entsprechend der obigen zweiten Ausführungsform ähnlich wie im Linienleiter 58 konfiguriert. Der Linienleiter 68 enthält ferner die Mikrostreifenleitungen 74 und 75.
19 ist eine Draufsicht auf den Linienleiter 68, der in dem in 18 dargestellten Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 enthalten ist. 19 stellt zu Referenzzwecken den Schlitz 15 durch eine gepunktete Linie dar. Die Mikrostreifenleitung 74 ist der vierte Abschnitt, der durchgehend von der Mikrostreifenleitung 35-2 gebildet ist, und ist die dritte Mikrostreifenleitung, die im Linienleiter 68 vorgesehen ist. In der vierten Ausführungsform dienen die Mikrostreifenleitungen 74 und 75 als eine Leitung, durch die ein Hochfrequenzsignal von außerhalb des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 67 in den Linienleiter 68 eingegeben und ein Hochfrequenzsignal vom Linienleiter 68 nach außerhalb des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 67 ausgegeben wird.
Die Mikrostreifenleitung 74 umfasst den ersten Bereich 44, der sich durchgehend von der Mikrostreifenleitung 35-2 in der positiven Y-Richtung erstreckt, den zweiten Bereich 45, der sich vom ersten Bereich 44 zur anderen Seite in Richtung der X-Achse, d.h. in der positiven X-Richtung, erstreckt, und den gebogenen Abschnitt 46 zwischen dem ersten Bereich 44 und dem zweiten Bereich 45. Der gebogene Abschnitt 47, der einen stumpfen Winkel bildet, ist im zweiten Bereich 45 vorgesehen. In der oben beschriebenen Weise hat die Mikrostreifenleitung 74 eine ähnliche Konfiguration wie die Mikrostreifenleitung 40, die in den Linienleitern 62, 64 und 66 gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform vorgesehen ist. Die Definitionen der Leitungsbreite und der Leitungslänge der Mikrostreifenleitung 74 sind ähnlich wie die der Mikrostreifenleitung 40. Die Mikrostreifenleitung 74 unterscheidet sich von der Mikrostreifenleitung 40 dadurch, dass der Endabschnitt der Mikrostreifenleitung 74, der sich auf der Seite der positiven X-Richtung befindet, nicht mit einem anderen Abschnitt des Linienleiters 68 verbunden ist.
Die Mikrostreifenleitung 75 ist mit einem gebogenen Abschnitt 76 versehen, der einen rechten Winkel bildet. Zwischen dem gebogenen Abschnitt 76 und der Grenze 48-1 zwischen der Mikrostreifenleitung 75 und der Mikrostreifenleitung 35-1 ist ein Abschnitt 77 vorgesehen, der sich leicht in Richtung der Y-Achse erstreckt. Ein Abschnitt 78 der Mikrostreifenleitung 75, der sich auf der Seite des gebogenen Abschnitts 76 in positiver X-Richtung befindet, erstreckt sich in Richtung der X-Achse. Die Leitungsbreite des Abschnitts 77 der Mikrostreifenleitung 75, der sich in Richtung der Y-Achse erstreckt, stellt eine Breite in Richtung der X-Achse dar. Die Leitungslänge des Abschnitts 77 stellt eine Länge in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungsbreite des Abschnitts 78 der Mikrostreifenleitung 75, der sich in Richtung der X-Achse erstreckt, stellt eine Breite in Richtung der Y-Achse dar. Die Leitungslänge des Abschnitts 78 stellt eine Länge in Richtung der X-Achse dar.
Der erste Bereich 44 und der zweite Bereich 45 der Mikrostreifenleitung 74 haben eine Leitungsbreite W0, die gleich der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35 ist. Die Bereiche 77 und 78 der Mikrostreifenleitung 75 haben die Leitungsbreite WO entsprechend der Leitungsbreite der Mikrostreifenleitung 35. Es wird angenommen, dass sowohl die Mikrostreifenleitung 74 als auch die Mikrostreifenleitung 35 eine beliebige Leitungslänge haben.
Als nächstes wird ein Betrieb des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 67 unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. Als Beispiel wird ein Fall beschrieben, in dem ein Hochfrequenzsignal, das sich durch den Wellenleiter 14 ausgebreitet hat, auf die Mikrostreifenleitungen 74 und 75 übertragen wird. Ein Hochfrequenzsignal breitet sich vom Wellenleiter 14 zu den Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 in der gleichen Weise aus wie in der zweiten Ausführungsform. Die Phase eines Hochfrequenzsignals an der Grenze 48-2 zwischen der Mikrostreifenleitung 35-2 und der Mikrostreifenleitung 74 ist entgegengesetzt zu der Phase eines Hochfrequenzsignals an der Grenze 48-1 zwischen der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Mikrostreifenleitung 75. Ein Hochfrequenzsignal breitet sich durch die Mikrostreifenleitung 74 in der gleichen Weise aus wie die Mikrostreifenleitung 40 gemäß der dritten Ausführungsform.
Ein Hochfrequenzsignal, das die Grenze 48-1 durchlaufen hat, breitet sich durch die Mikrostreifenleitung 75 aus. Die Mikrostreifenleitung 74 und die Mikrostreifenleitung 75 geben ein Hochfrequenzsignal aus, das in der positiven X-Richtung zu übertragen ist.
Es ist zulässig, dass die Leitungslänge der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Abschnitt 77 der Mikrostreifenleitung 75 auf die kleinstmögliche Länge eingestellt wird. Dadurch rückt der gebogene Abschnitt 76 näher an das Ende 38-1. Durch diese Anordnung werden Biegeteile, die sich auf dem Übertragungspfad zwischen der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34-1 und der Mikrostreifenleitung 35-1 sowie zwischen der Mikrostreifenleitung 35-1 und der Mikrostreifenleitung 75 bilden, näher zueinander gebracht.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67, bei dem die gebogenen Teile auf dem Übertragungspfad näher zueinander gebracht werden, kann die Anzahl der Stellen verringern, an denen unerwünschte elektromagnetische Strahlung auftreten kann. Dementsprechend kann der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 den Leistungsverlust aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung im Linienleiter 68 einschliesslich der Mikrostreifenleitungen 74 und 75, von denen ein Hochfrequenzsignal in der gleichen Richtung ausgegeben wird, reduzieren. Die Mikrostreifenleitung 75 umfasst nicht unbedingt den Abschnitt 77, der sich in Richtung der Y-Achse erstreckt. Im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 wird die sich in Richtung der Y-Achse erstreckende Mikrostreifenleitung 35-1 mit der sich in Richtung der X-Achse erstreckenden Mikrostreifenleitung 75 verbunden, so dass die gebogenen Teile näher zueinander gebracht werden können.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 kann Leistungsverluste aufgrund unerwünschter elektromagnetischer Strahlung reduzieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern und eine stabile elektrische Leistung erzielen, ähnlich wie die Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 61, 63 und 65 gemäß der dritten Ausführungsform. Dementsprechend erzielt der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 67 die Effekte des Erhaltens einer stabilen und hohen elektrischen Leistung und ermöglicht gleichzeitig eine Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Fünfte Ausführungsform.
20 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 100 nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 100 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 100 enthält den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 entsprechend der obigen dritten Ausführungsform. In der fünften Ausführungsform werden die Bestandteile, die mit denen der ersten bis vierten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis vierten Ausführungsform unterscheiden.
Die Antennenvorrichtung 100 umfasst den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 und eine Antenne 101. Die Antenne 101 umfasst eine Vielzahl von Antennenelementen 103, die mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 verbunden sind. Die Antennenelemente 103 sind in Richtung der X-Achse angeordnet. Die in X-Achsen-Richtung nebeneinander angeordneten Antennenelemente 103 sind durch eine in X-Achsen-Richtung verlaufende Mikrostreifenleitung 102 miteinander verbunden. Das Ende auf der negativen X-Richtungsseite der Mikrostreifenleitung 102, das an einem Ende auf der negativen X-Richtungsseite in der Antenne 101 positioniert ist, ist mit einem Ende auf der positiven X-Richtungsseite der Mikrostreifenleitung 43 im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 verbunden.
Die Anzahl der in der Antenne 101 vorgesehenen Antennenelemente 103 ist nicht, wie in 20 dargestellt, auf fünf begrenzt, sondern kann beliebig groß sein. Es ist zulässig, dass die in der Antenne 101 vorgesehenen Antennenelemente 103 in Richtung der Y-Achse und nicht in Richtung der X-Achse angeordnet sind. Es ist auch zulässig, dass die in der Antenne 101 vorgesehenen Antennenelemente 103 in einer Matrix in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse angeordnet sind. Es ist zulässig, dass die Antenne 101 mit der Mikrostreifenleitung 102 einschließlich einer Verzweigung versehen ist. Es ist auch zulässig, dass drei oder mehr Antennenelemente 103 mit der Mikrostreifenleitung 102 einschließlich einer Verzweigung verbunden sind. Die Flachantenne der Antennenelemente 103 ist nicht auf eine rechteckige Form beschränkt, sondern kann eine andere als die rechteckige Form sein.
Der Linienleiter 60 und die Antenne 101 sind auf der zweiten Oberfläche S2 des dielektrischen Substrats 11 ausgebildet. Der Linienleiter 60 und die Antenne 101 sind aus einem einzigen Stück Metall gebildet und werden durch Strukturierung einer Kupferfolie gebildet, die auf die zweite Oberfläche S2 gepresst wird. Auf die gleiche Weise wie in 2 dargestellt, ist der Erdungsleiter 12 auf der gesamten ersten Oberfläche S1 des dielektrischen Substrats 11 auf der negativen Z-Richtungsseite angebracht.
Der Linienleiter 60 und die Antenne 101 befinden sich auf der gemeinsamen zweiten Fläche S2 und können so durch ein gemeinsames Verfahren geformt werden. In einem Beispiel können der Linienleiter 60 und die Antenne 101 durch ein gemeinsames Folienformverfahren und ein gemeinsames Strukturierungsverfahren geformt werden. Die Antennenvorrichtung 100 erfordert keinen Prozess zur Formung der Antenne 101 getrennt vom Prozess zur Formung des Linienleiters 60. Dadurch ist es möglich, die Herstellungsprozesse zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren. Es ist zulässig, dass der Linienleiter 60 und die Antenne 101 eine Metallplatte sind, die im Voraus geformt und dann auf dem dielektrischen Substrat 11 befestigt wird.
In der fünften Ausführungsform ist ein Durchgangsloch im dielektrischen Substrat 11 zwischen der Antenne 101 und dem Erdungsleiter 12 nicht erforderlich. Darüber hinaus benötigt der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59, ähnlich wie die obige dritte Ausführungsform, kein Durchgangsloch im dielektrischen Substrat 11. Da bei der Antennenvorrichtung 100 auf die Bearbeitung zur Bildung eines Durchgangslochs verzichtet werden kann, ist es möglich, die Herstellungsprozesse zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren. Die Antennenvorrichtung 100 erhält eine stabile Sende- und Empfangsleistung und kann somit eine stabile Kommunikationsleistung erzielen.
Gemäss der fünften Ausführungsform ist die Antennenvorrichtung 100 mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 versehen und kann dementsprechend eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern. Die Antennenvorrichtung 100 ist mit dem Linienleiter 60 und der Antenne 101 auf der zweiten Fläche S2 versehen. Dies ermöglicht es, die Herstellungsprozesse zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
21 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 110 nach einer Modifikation der fünften Ausführungsform. Die Antennenvorrichtung 110 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 110 enthält eine Mehrzahl von Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlern 59 und Antennen 101, die jeweils für die Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 vorgesehen sind.
Der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 und die Antenne 101 sind in Richtung der X-Achse angeordnet und miteinander verbunden. Mehrere Kombinationen des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 und der Antenne 101 sind in Richtung der Y-Achse angeordnet. Die Anzahl der Kombinationen des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 und der Antenne 101, die in der Antennenvorrichtung 110 vorgesehen sind, ist nicht auf vier begrenzt, wie in 21 dargestellt, sondern kann beliebig groß sein.
Die Antennenvorrichtung 110 ist mit den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlern 59 versehen und ist somit in der Lage, die Phase eines durch den Wellenleiter 14 übertragenen Hochfrequenzsignals in jedem der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 zu steuern. Wenn die Antennenvorrichtung 110 elektromagnetische Wellen überträgt, steuert die Antennenvorrichtung 110 die Phase eines Hochfrequenzsignals, so dass es möglich ist, eine Strahlabtastung in Richtung der Y-Achse durchzuführen.
In jedem der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 sind im Bereich des Wellenleiters 14 in Richtung der Y-Achse einzelne Elemente einschließlich eines Paares von Stichleitungen 36 untergebracht. Es ist ausreichend, wenn der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 in Richtung der Y-Achse groß genug ist, um den Wellenleiter 14 und eine Mikrostreifenleitung 40 aufzunehmen. Dadurch kann die Größe jedes Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 in Richtung der Y-Achse reduziert werden. Da jeder Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 59 in Richtung der Y-Achse eine reduzierte Größe hat, kann das Layout der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Konverter 59 in der Antennenvorrichtung 110 weniger eingeschränkt werden. In der Antennenvorrichtung 110 können die Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 59 näher beieinander angeordnet werden.
Die Antennenvorrichtung 110 gemäß der vorliegenden Modifikation ist ebenfalls mit den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlern 59 versehen und kann dementsprechend eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig eine Verbesserung der Zuverlässigkeit ermöglichen. Die Antennenvorrichtung 110 ist mit dem Linienleiter 60 und der Antenne 101 auf der zweiten Fläche S2 versehen. Dies ermöglicht es, die Herstellungsprozesse zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Es ist zulässig, dass jede der Antennenvorrichtungen 100 und 110 gemäß der fünften Ausführungsform anstelle des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 59 einen beliebigen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler gemäß den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen enthält. Es ist zulässig, dass die Konfiguration der Antennenvorrichtung 100 oder 110 in einem Radargerät enthalten ist. Das Radargerät kann eine stabile Sende- und Empfangsleistung und damit ein stabiles Detektionsverhalten erreichen.
Sechste Ausführungsform.
22 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 120 nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 120 enthält den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 entsprechend der obigen zweiten Ausführungsform. In der sechsten Ausführungsform werden die Bestandteile, die mit denen der ersten bis fünften Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis fünften Ausführungsform unterscheiden.
Die Antennenvorrichtung 120 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 120 umfasst zwei Antennenelemente 121-1 und 121-2, die die Antenne bilden. Die Antennenelemente 121-1 und 121-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Antennenelement 121“ bezeichnet. Der Linienleiter 58 und das Antennenelement 121 sind auf der zweiten Oberfläche S2 des dielektrischen Substrats 11 vorgesehen. Die Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 haben eine lineare Form, die sich in Richtung der Y-Achse von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 aus erstreckt.
Das Antennenelement 121-1 ist mit einem der gegenüberliegenden Enden der Mikrostreifenleitung 35-1 in Richtung der Y-Achse verbunden, wobei das eine Ende auf der Seite der positiven Y-Richtung liegt und dem Ende gegenüberliegt, das mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden ist. Das Antennenelement 121-2 ist mit einem der entgegengesetzten Enden der Mikrostreifenleitung 35-2 in Richtung der Y-Achse verbunden, wobei das eine Ende auf der Seite der positiven Y-Richtung positioniert ist und dem Ende gegenüberliegt, das mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden ist. In der oben beschriebenen Weise dient das Ende jeder der auf der positiven Y-Richtungsseite positionierten Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 als Anschluß des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57, der an das Antennenelement 121 anschließbar ist.
Der Linienleiter 58 und das Antennenelement 121 befinden sich auf der gemeinsamen zweiten Fläche S2 und können somit durch ein gemeinsames Verfahren gebildet werden. In einem Beispiel können der Linienleiter 58 und das Antennenelement 121 durch einen gemeinsamen Filmbildungsprozess und ein gemeinsames Strukturierungsverfahren geformt werden. Für die Antennenvorrichtung 120 ist es nicht erforderlich, das Antennenelement 121 getrennt vom Prozess der Bildung des Linienleiters 58 zu formen. Dadurch ist es möglich, die Herstellungsprozesse zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren. Es ist zulässig, dass der Linienleiter 58 und das Antennenelement 121 eine Metallplatte sind, die im Voraus geformt und dann auf dem dielektrischen Substrat 11 befestigt wurde. Die Flachantenne des Antennenelements 121 ist nicht auf eine rechteckige Form beschränkt, sondern kann auch eine andere als die rechteckige Form sein.
Unter der Annahme, dass die Position auf der zweiten Fläche S2 durch zweidimensionale Koordinaten dargestellt wird, die auf der Basis der X-Achse und der Y-Achse definiert sind, wird die Position auf der zweiten Fläche S2 in Richtung der Y-Achse als Y-Koordinate und die Position auf der zweiten Fläche S2 in Richtung der X-Achse als X-Koordinate definiert. Die X-Koordinate in der Mitte des Antennenelements 121-1 in Richtung der X-Achse entspricht der X-Koordinate in der Mitte der Mikrostreifenleitung 35-1 in Richtung der X-Achse. Die X-Koordinate in der Mitte des Antennenelements 121-2 in Richtung der X-Achse entspricht der X-Koordinate in der Mitte der Mikrostreifenleitung 35-2 in Richtung der X-Achse.
Als nächstes wird der Einfluss unerwünschter elektromagnetischer Strahlung auf das Strahlungsdiagramm der Antennenvorrichtung 120 beschrieben. Im Allgemeinen nimmt der Leistungsverlust im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57, der auf den dielektrischen Verlusttangens des dielektrischen Substrats 11 oder die Leitfähigkeit des Linienleiters 58 zurückzuführen ist, mit zunehmender Leitungslänge zu. An einer Stelle, wie z.B. einer Biegestelle oder einer Abzweigstelle im Übertragungspfad, kann unerwünschte elektromagnetische Strahlung auftreten. Wenn die Leitungslänge des Linienleiters 58 zunimmt oder die elektromagnetische Strahlung auf dem Übertragungspfad zunimmt, nehmen die vom Antennenelement 121 abzustrahlenden elektromagnetischen Wellen in der Antennenvorrichtung 120 ab.
Die Quelle der elektromagnetischen Strahlung vom Antennenelement 121 und die Quelle der elektromagnetischen Strahlung auf dem Übertragungspfad befinden sich an unterschiedlichen Positionen voneinander auf der zweiten Fläche S2, die eine X-Y-Ebene parallel zur X-Achsenrichtung und zur Y-Achsenrichtung ist. Aus diesem Grund überlagern sich unerwünschte elektromagnetische Wellen aus dem Übertragungspfad mit dem Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121. Die Phasendifferenz zwischen den vom Antennenelement 121 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen und den unerwünschten elektromagnetischen Wellen aus dem Übertragungspfad variiert mit jedem Richtungswinkel auf der X-Y-Ebene. Dies kann zu Wellen führen, die periodische Schwankungen im Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121 darstellen.
23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121 darstellt, das in der in 22 dargestellten Antennenvorrichtung 120 enthalten ist. Das in 23 dargestellte Diagramm betrifft den Zusammenhang zwischen dem Richtungswinkel in der X-Y-Ebene und der Verstärkung. Die Verstärkung wird durch eine beliebige Maßeinheit dargestellt. Die Richtung, in der die Verstärkung maximal wird, ist als Referenz-Richtungswinkel definiert, der null Grad beträgt. 23 stellt eine Änderung der Verstärkung bei jedem Richtungswinkel in drei Fällen dar, einschließlich eines Falls, in dem keine Wellen auftreten, und zwei Fällen, in denen Wellen aufgetreten sind. Ein Diagramm G1 stellt den Fall dar, in dem keine Wellen auftreten. Ein Diagramm G2 stellt einen der beiden Fälle dar, in denen Wellen aufgetreten sind, in dem länger andauernde Wellen aufgetreten sind. Das Diagramm G3 stellt den anderen Fall dar, in dem kürzerperiodische Wellen aufgetreten sind.
Beim Entwurf der Antennenvorrichtung 120 wird davon ausgegangen, dass die Y-Koordinate des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 und die Y-Koordinate des Antennenelements 121 entsprechend den Entwurfsbegrenzungen im Voraus festgelegt worden sind. Die Einstellung der Leitungslänge jedes Abschnitts des Linienleiters 58 und die Einstellung der Neigung der dritten Impedanz-Transformationseinheit 33 in Bezug auf die X-Achse ermöglichen eine größere Flexibilität beim Entwurf des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57. In der Antennenvorrichtung 120 wird die Konfiguration des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 so eingestellt, dass das Antennenelement 121 direkt an die Mikrostreifenleitung 35 mit einer linearen Form angeschlossen werden kann. Durch die Anpassung beim Entwurf des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 kann die Antennenvorrichtung 120 auch unerwünschte elektromagnetische Strahlung reduzieren.
In der Antennenvorrichtung 120 ist das Antennenelement 121 direkt mit der Mikrostreifenleitung 35 in linearer Form verbunden, so dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 und das Antennenelement 121 durch einen Draht der kürzest möglichen Leitungslänge verbunden sind. Die Antennenvorrichtung 120 kann die Länge des Drahtes, der für die Verbindung des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 und des Antennenelements 121 verwendet wird, verringern und somit die auf die Leitungslänge dieses Drahtes zurückzuführende Verlustleistung reduzieren. In der Antennenvorrichtung 120 gibt es mit Ausnahme des gebogenen Teils auf dem Übertragungspfad des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 keinen zusätzlichen gebogenen Teil, der sich aus der Verbindung des Antennenelements 121 mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 ergibt. Die Antennenvorrichtung 120 kann unerwünschte elektromagnetische Strahlung, die auf die Krümmung des Übertragungspfads zurückzuführen ist, nur auf die Strahlung im Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 begrenzen und kann so eine Zunahme unerwünschter elektromagnetischer Strahlung reduzieren. Dementsprechend ist die Antennenvorrichtung 120 in der Lage, unerwünschte elektromagnetische Wellen zu reduzieren, die das Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121 überlagern können, und kann somit die Wellen reduzieren. Durch die Reduzierung der Wellen und die Verringerung der Verlustleistung kann die Antennenvorrichtung 120 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen.
Ein Übertragungspfad der Antennenvorrichtung 120 ist in Richtung der X-Achse symmetrisch. Der in X-Achsenrichtung symmetrische Übertragungspfad zeigt an, dass der Übertragungspfad symmetrisch in Bezug auf eine Linie ist, die sich so erstreckt, dass sie durch die Mitte des Linienleiters 58 in X-Achsenrichtung und parallel zur Y-Achse verläuft, d.h. der Übertragungspfad ist symmetrisch in seitlicher Richtung in 22. Die Antennenvorrichtung 120 hat eine Konfiguration, bei der der Übertragungspfad in Richtung der X-Achse symmetrisch ist, und kann daher die Unausgewogenheit der elektromagnetischen Strahlung, bei der die elektromagnetische Strahlung in einer bestimmten Richtung intensiver wird als in allen anderen Richtungen, reduzieren und dementsprechend eine hohe elektrische Leistung erzielen.
Gemäß der sechsten Ausführungsform enthält die Antennenvorrichtung 120 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57, und das Antennenelement 121 ist mit der Mikrostreifenleitung 35 verbunden, die eine lineare Form hat. Auf diese Weise kann die Antennenvorrichtung 120 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern.
Es ist zulässig, dass eine Vielzahl von Antennenelementen 121 an die Mikrostreifenleitung 35 angeschlossen werden. 24 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 122 gemäß einer ersten Modifikation der sechsten Ausführungsform. Die Antennenvorrichtung 122 enthält zwei Gruppenantennen 123-1 und 123-2. Jede der Gruppenantennen 123-1 und 123-2 ist eine Antenne mit einer Vielzahl von Antennenelementen 121, die in Richtung der Y-Achse angeordnet sind. Die Gruppenantennen 123-1 und 123-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Gruppenantenne 123“ bezeichnet.
In 24 sind in der Gruppenantenne 123 vier Antennenelemente 121 vorhanden. Die in Richtung der Y-Achse nebeneinander liegenden Antennenelemente 121 sind durch eine Mikrostreifenleitung 124 miteinander verbunden, die eine lineare, in Richtung der Y-Achse verlaufende Form aufweist. Das Antennenelement 121, das am Ende auf der Seite der negativen Y-Richtung in der Gruppenantenne 123-1 positioniert ist, ist auf die gleiche Weise mit der Mikrostreifenleitung 35-1 verbunden wie das in 22 dargestellte Antennenelement 121-1. Das Antennenelement 121, das am Ende auf der negativen Y-Richtungsseite in der Gruppenantenne 123-2 positioniert ist, wird mit der Mikrostreifenleitung 35-2 auf die gleiche Weise verbunden wie das in 22 dargestellte Antennenelement 121-2.
Die Anzahl der Antennenelemente 121, die in der Gruppenantenne 123 enthalten sind, ist nicht auf vier begrenzt, sondern kann beliebig groß sein. Es ist auch zulässig, dass die in der Gruppenantenne 123 enthaltenen Antennenelemente 121 in einer Matrix in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse angeordnet sind. Es ist zulässig, dass die in einer Matrix angeordneten Antennenelemente 121 an eine Mikrostreifenleitung mit einer Verzweigung angeschlossen werden. Die Antennenelemente 121 können mit einer Mikrostreifenleitung verbunden werden, die in mehrere Abschnitte verzweigt ist, die sich in der X-Y-Ebene in jede Richtung erstrecken.
Es ist zulässig, dass die Mikrostreifenleitung 35 mit einem Teil des Antennenelements 121 an einer anderen Position als der Mitte in Richtung der X-Achse verbunden ist. 25 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 125 gemäß einer zweiten Modifikation der sechsten Ausführungsform. Die Antennenvorrichtung 125 umfasst zwei Antennenelemente 121-1 und 121-2, die die Antenne bilden. Die Mikrostreifenleitung 35-1 ist mit einem Endteil des Antennenelements 121-1 verbunden, das sich auf der negativen X-Richtungsseite befindet. Die Mikrostreifenleitung 35-2 ist mit einem Endabschnitt des Antennenelements 121-2 verbunden, der sich auf der positiven X-Richtungsseite befindet. Die Mikrostreifenleitung 35 ist mit einem Abschnitt des Antennenelements 121 an einer beliebigen Position in X-Richtung verbunden.
Es ist zulässig, dass mehrere Antennenelemente 121, die in X-Achsenrichtung angeordnet sind, an die Mikrostreifenleitung 35 angeschlossen werden. 26 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 126 gemäß einer dritten Modifikation der sechsten Ausführungsform. Die Antennenvorrichtung 126 enthält zwei Gruppenantennen 127-1 und 127-2. Jede der Gruppenantennen 127-1 und 127-2 ist eine Antenne mit einer Vielzahl von Antennenelementen 121, die in Richtung der X-Achse angeordnet sind. Die Gruppenantennen 127-1 und 127-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Gruppenantenne 127“ bezeichnet.
In 26 sind in der Gruppenantenne 127 vier Antennenelemente 121 vorgesehen. Die in X-Achsenrichtung nebeneinander liegenden Antennenelemente 121 sind durch eine Mikrostreifenleitung 128 miteinander verbunden, die eine lineare, in X-Achsenrichtung verlaufende Form hat. Das Antennenelement 121, das am Ende auf der Seite der negativen X-Richtung in der Gruppenantenne 127-1 positioniert ist, ist auf die gleiche Weise mit der Mikrostreifenleitung 35-1 verbunden wie das in 25 dargestellte Antennenelement 121-1. Das Antennenelement 121, das am Ende auf der Seite der positiven X-Richtung in der Gruppenantenne 127-2 positioniert ist, wird auf die gleiche Weise mit der Mikrostreifenleitung 35-2 verbunden wie das in 25 dargestellte Antennenelement 121-2.
Die Anzahl der Antennenelemente 121, die in der Gruppenantenne 127 vorhanden sind, ist nicht auf vier begrenzt, sondern kann beliebig groß sein. Es ist auch zulässig, dass die in der Gruppenantenne 127 vorhandenen Antennenelemente 121 in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung in einer Matrix angeordnet sind. Es ist zulässig, dass die in einer Matrix angeordneten Antennenelemente 121 an eine Mikrostreifenleitung mit einer Verzweigung angeschlossen werden. Die Antennenelemente 121 können mit einer Mikrostreifenleitung verbunden werden, die in mehrere Abschnitte verzweigt ist, die sich in der X-Y-Ebene in jede Richtung erstrecken.
Die Antennenvorrichtungen 122, 125 und 126 entsprechend den jeweiligen Modifikationen der sechsten Ausführungsform können ebenfalls stabile und hohe elektrische Leistungen aufgrund einer Verringerung der Wellen und einer Verringerung der Verlustleistung ähnlich wie die in 22 dargestellte Antennenvorrichtung 120 erzielen.
Es ist zulässig, dass jede der Antennenvorrichtungen 120, 122, 125 und 126 gemäß der sechsten Ausführungsform anstelle des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 gemäß der obigen ersten Ausführungsform enthält. Die Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 haben eine gemeinsame Konfiguration mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 insofern, als das Antennenelement 121 an ein Ende jeder der beiden Mikrostreifenleitungen 35 anschließbar ist, die sich in Richtung der Y-Achse erstrecken. In dem Fall, in dem jede der Antennenvorrichtungen 120, 122, 125 und 126 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 enthält, können die Antennenvorrichtungen 120, 122, 125 und 126 ebenfalls eine stabile und hohe elektrische Leistung aufgrund einer Verringerung der Wellen und einer Verringerung des Leistungsverlusts erzielen, ähnlich wie in dem Fall, in dem jede der Antennenvorrichtungen 120, 122, 125 und 126 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 enthält.
Siebte Ausführungsform.
27 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 130 nach einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 130 enthält Mikrostreifenleitungen 131-1 und 131-2 anstelle der Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 gemäß der sechsten Ausführungsform. Jede der Mikrostreifenleitungen 131-1 und 131-2 enthält einen gebogenen Teil 134. In der siebten Ausführungsform werden einzelne Elemente, die mit denen der ersten bis sechsten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis sechsten Ausführungsform unterscheiden.
Die Antennenvorrichtung 130 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 130 umfasst zwei Antennenelemente 121-1 und 121-2, die die Antenne bilden. Die Mikrostreifenleitungen 131-1 und 131-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Mikrostreifenleitung 131“ bezeichnet.
Die Mikrostreifenleitung 131-1 wird am gebogenen Abschnitt 134 zwischen einem Abschnitt 132-1 und einem Abschnitt 133-1 gebogen. Der Abschnitt 132-1 erstreckt sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung. Der Abschnitt 133-1 erstreckt sich vom Abschnitt 132-1 in einer diagonalen Richtung zwischen der positiven Y-Richtung und der positiven X-Richtung. Auf der Mikrostreifenleitung 131-1 bildet der gebogene Abschnitt 134 die Grenze zwischen dem Abschnitt 132-1 und dem Abschnitt 133-1. Der gebogene Abschnitt 134 bildet einen stumpfen Biegewinkel. Ein Ende 136 des Abschnitts 133-1, das sich auf der Seite der positiven Y-Richtung befindet, ist mit dem Antennenelement 121-1 verbunden. Ein Ende 135 des Abschnitts 132-1, das sich auf der negativen Y-Richtungsseite befindet, wird mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden.
Die Mikrostreifenleitung 131-2 wird am gebogenen Abschnitt 134 zwischen einem Abschnitt 132-2 und einem Abschnitt 133-2 gebogen. Der Abschnitt 132-2 erstreckt sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung. Der Abschnitt 133-2 erstreckt sich vom Abschnitt 132-2 in einer diagonalen Richtung zwischen der positiven Y-Richtung und der negativen X-Richtung. Auf der Mikrostreifenleitung 131-2 bildet der gebogene Abschnitt 134 die Grenze zwischen dem Abschnitt 132-2 und dem Abschnitt 133-2. Der gebogene Abschnitt 134 bildet einen stumpfen Biegewinkel. Ein auf der Seite der positiven Y-Richtung liegendes Ende 136 des Abschnitts 133-2 ist mit dem Antennenelement 121-2 verbunden. Ein Ende 135 des Abschnitts 132-2, das auf der Seite der negativen Y-Richtung liegt, wird mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden.
Die Mikrostreifenleitung 131 umfasst den gebogenen Teil 134, der einen stumpfen Biegewinkel bildet. Im Vergleich zu dem Fall, in dem der Biegewinkel des gebogenen Abschnitts 134 ein rechter Winkel oder ein spitzer Biegewinkel ist, ist die Mikrostreifenleitung 131 daher in der Lage, die Richtungsänderung des Übertragungspfads am gebogenen Abschnitt 134 zu moderieren. Die Antennenvorrichtung 130 kann die Richtungsänderung des Übertragungspfads, der zur Verbindung mit dem Antennenelement 121 vorgesehen ist, dämpfen und so unerwünschte elektromagnetische Strahlung reduzieren.
Beim Entwurf der Antennenvorrichtung 130 wird davon ausgegangen, dass die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 und die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Antennenelements 121 entsprechend den Entwurfsbegrenzungen im Voraus festgelegt wurden. Die Länge und der Biegewinkel jedes Abschnitts der Mikrostreifenleitung 131 werden so eingestellt, dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 und das Antennenelement 121 verbunden werden können. Bei der Einstellung der Länge und des Biegewinkels werden die Mikrostreifenleitung 131-1 und die Mikrostreifenleitung 131-2 in Richtung der X-Achse symmetrisch gestaltet. Wenn der gebogene Abschnitt 134 näher an das Ende der Mikrostreifenleitung 131 auf der negativen Y-Richtungsseite positioniert wird, nähert sich der Biegewinkel 180 Grad. Je näher der Biegewinkel auf 180 Grad kommt, desto geringer ist die Richtungsänderung des Übertragungspfads, so dass die Antennenvorrichtung 130 die elektromagnetische Strahlung am gebogenen Abschnitt 134 reduzieren kann.
Die Antennenvorrichtung 130 ist in der Lage, unerwünschte elektromagnetische Wellen zu reduzieren, die sich dem Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121 überlagern, und kann daher die Wellen reduzieren. Durch die Reduzierung der Wellen und die Verringerung der Verlustleistung kann die Antennenvorrichtung 130 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen.
Da die Mikrostreifenleitung 131-1 und die Mikrostreifenleitung 131-2 in X-Achsen-Richtung symmetrisch sind, ist der Übertragungspfad der Antennenvorrichtung 130 in der X-Achsen-Richtung in seiner Gesamtheit symmetrisch. Die Antennenvorrichtung 130 hat eine symmetrische Konfiguration des Übertragungspfads in X-Achsen-Richtung und kann daher die Unausgewogenheit der elektromagnetischen Strahlung reduzieren und dementsprechend eine hohe elektrische Leistung erzielen.
Gemäß der siebten Ausführungsform umfasst die Antennenvorrichtung 130 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57, und das Antennenelement 121 ist mit der Mikrostreifenleitung 131 einschließlich des gebogenen Abschnitts 134, der einen stumpfen Biegewinkel bildet, verbunden. Auf diese Weise kann die Antennenvorrichtung 130 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern.
Es ist zulässig, dass die Antennenvorrichtung 130 gemäß der siebten Ausführungsform anstelle des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 gemäß der obigen ersten Ausführungsform umfasst. In dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 130 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 umfasst, kann die Antennenvorrichtung 130 ebenfalls eine stabile und hohe elektrische Leistung aufgrund einer Verringerung der Wellen und einer Verringerung des Leistungsverlustes erzielen, ähnlich wie in dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 130 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 umfasst.
Achte Ausführungsform.
28 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 140 nach einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 140 umfasst die Mikrostreifenleitungen 141-1 und 141-2 anstelle der Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 gemäß der sechsten Ausführungsform. Jede der Mikrostreifenleitungen 141-1 und 141-2 enthält die gebogenen Abschnitte 145 und 146. In der achten Ausführungsform werden einzelne Elemente, die mit denen der ersten bis siebten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis siebten Ausführungsform unterscheiden.
Die Antennenvorrichtung 140 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 140 umfasst zwei Antennenelemente 121-1 und 121-2, die die Antenne bilden. Die Mikrostreifenleitungen 141-1 und 141-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, zusammen als „Mikrostreifenleitung 141“ bezeichnet.
Die Mikrostreifenleitung 141-1 umfasst einen Abschnitt 142-1, der sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung erstreckt, einen Abschnitt 143-1, der sich von dem Abschnitt 142-1 in der positiven X-Richtung erstreckt, und einen Abschnitt 144-1, der sich von dem Abschnitt 143-1 in der positiven Y-Richtung erstreckt. Ein auf der Seite der positiven Y-Richtung liegendes Ende 148 des Abschnitts 144-1 ist mit dem Antennenelement 121-1 verbunden. Ein auf der Seite der negativen Y-Richtung liegendes Ende 147 des Abschnitts 142-2 ist mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden. Die Mikrostreifenleitung 141-1 wird an dem gebogenen Abschnitt 145 zwischen dem Teil 142-1 und dem Teil 143-1 gebogen, und sie wird auch an dem gebogenen Abschnitt 146 zwischen dem Teil 143-1 und dem Teil 144-1 gebogen. Der Biegewinkel jedes der gebogenen Abschnitte 145 und 146 ist ein rechter Winkel. Auf der Mikrostreifenleitung 141-1 ist der gebogene Abschnitt 145 die Grenze zwischen dem Abschnitt 142-1 und dem Abschnitt 143-1. Auf der Mikrostreifenleitung 141-1 ist der gebogene Abschnitt 146 die Grenze zwischen dem Teil 143-1 und dem Teil 144-1.
Die Mikrostreifenleitung 141-2 umfasst einen Abschnitt 142-2, der sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung erstreckt, einen Abschnitt 143-2, der sich von dem Abschnitt 142-2 in der negativen X-Richtung erstreckt, und einen Abschnitt 144-2, der sich von dem Abschnitt 143-2 in der positiven Y-Richtung erstreckt. Ein auf der Seite der positiven Y-Richtung liegendes Ende 148 des Abschnitts 144-2 ist mit dem Antennenelement 121-2 verbunden. Ein auf der Seite der negativen Y-Richtung liegendes Ende 147 des Abschnitts 142-2 ist mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden. Die Mikrostreifenleitung 141-2 ist an dem gebogenen Abschnitt 145 zwischen Teil 142-2 und Teil 143-2 gebogen, und sie ist auch an dem gebogenen Abschnitt 146 zwischen Teil 143-2 und Teil 144-2 gebogen. Der Biegewinkel jedes der gebogenen Abschnitte 145 und 146 ist ein rechter Winkel. Auf der Mikrostreifenleitung 141-2 ist der gebogene Abschnitt 145 die Grenze zwischen dem Teil 142-2 und dem Teil 143-2. Auf der Mikrostreifenleitung 141-2 ist der gebogene Abschnitt 146 die Grenze zwischen dem Teil 143-2 und dem Teil 144-2.
Die Y-Koordinate der gebogenen Abschnitte 145 und 146 der Mikrostreifenleitung 141-1 ist gleich der Y-Koordinate der gebogenen Abschnitte 145 und 146 der Mikrostreifenleitung 141-2. Auf der Mikrostreifenleitung 141 ist eine Leitungslänge L2 in Richtung der Y-Achse vom Ende 148 bis zu den gebogenen Abschnitten 145 und 146 kürzer als eine Länge L1 in Richtung der Y-Achse vom Ende 147 bis zu den gebogenen Abschnitten 145 und 146. Das heißt, die gebogenen Abschnitte 145 und 146 befinden sich auf der positiven Y-Richtungsseite der Mitte zwischen dem Ende 147 und dem Ende 148 in Richtung der Y-Achse.
An der Position der gebogenen Abschnitte 145 und 146 der Mikrostreifenleitung 141 wird die Richtung des Übertragungspfades um 90 Grad geändert, so dass unerwünschte elektromagnetische Strahlung auftreten kann. Da die Quelle der elektromagnetischen Strahlung vom Antennenelement 121 weiter von der Quelle der elektromagnetischen Strahlung auf dem Übertragungspfad entfernt ist, gibt es bei jedem Richtungswinkel in der X-Y-Ebene eine größere Änderung der Phasendifferenz zwischen den elektromagnetischen Wellen vom Antennenelement 121 und den elektromagnetischen Wellen auf dem Übertragungspfad. Da sich die Phasendifferenz zwischen den elektromagnetischen Wellen vom Antennenelement 121 und den elektromagnetischen Wellen auf dem Übertragungspfad stärker ändert, werden im Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121 Wellen mit kürzerer Periode erzeugt.
Auf dem Übertragungspfad der Antennenvorrichtung 140 sind, da die Länge L2 kleiner als die Länge L1 ist, die gebogenen Abschnitte 145 und 146 an einer Position näher am Antennenelement 121 relativ zur Mitte zwischen dem Ende 147 und dem Ende 148 vorgesehen. Da die gebogenen Abschnitte 145 und 146 an einer Position näher am Antennenelement 121 vorgesehen sind, wird die Periode der im Strahlungsdiagramm des Antennenelements 121 erzeugten Wellen lang. Die Wellenperiode wird länger, so dass das Antennenelement 140 eine Änderung der Verstärkung bei jedem Richtungswinkel reduzieren kann. Aufgrund einer verringerten Änderung der Verstärkung bei jedem Richtungswinkel kann die Antennenvorrichtung 140 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen.
Beim Entwurf des Antennengeräts 140 wird davon ausgegangen, dass die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 und die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Antennenelements 121 entsprechend den Entwurfsbegrenzungen im Voraus festgelegt worden sind. Die Länge jedes Abschnitts der Mikrostreifenleitung 141 wird so eingestellt, dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 und das Antennenelement 121 angeschlossen werden können. Bei der Einstellung der Länge werden die Mikrostreifenleitung 141-1 und die Mikrostreifenleitung 141-2 in Richtung der X-Achse symmetrisch gestaltet.
Die Antennenvorrichtung 140 umfasst die Mikrostreifenleitung 141-1 und die Mikrostreifenleitung 141-2, die in X-Achsenrichtung symmetrisch sind, so dass der Übertragungspfad der Antennenvorrichtung 140 in der X-Achsenrichtung in seiner Gesamtheit symmetrisch ist. Die Antennenvorrichtung 140 hat eine Konfiguration, bei der der Übertragungspfad in X-Achsen-Richtung symmetrisch ist, und kann so die Störungen der elektromagnetischen Strahlung reduzieren und dementsprechend eine hohe elektrische Leistung erzielen.
Gemäß der achten Ausführungsform umfasst die Antennenvorrichtung 140 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57, und das Antennenelement 121 ist mit der Mikrostreifenleitung 141 verbunden, deren Länge L2 kleiner als die Länge L1 ist. Auf diese Weise kann die Antennenvorrichtung 140 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern.
Es ist zulässig, dass die Antennenvorrichtung 140 gemäß der achten Ausführungsform anstelle des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 gemäß der obigen ersten Ausführungsform umfasst. In einem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 140 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 umfasst, kann die Antennenvorrichtung 140 ebenfalls eine stabile und hohe elektrische Leistung aufgrund einer Verringerung der Wellen und einer Verringerung des Leistungsverlustes erzielen, ähnlich wie in dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 140 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 umfasst.
Neunte Ausführungsform.
29 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 150 nach einer neunten Verkörperung der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 150 umfasst die Mikrostreifenleitungen 151-1 und 151-2 anstelle der Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Jede der Mikrostreifenleitungen 151-1 und 151-2 weist einen gebogenen Teil 154 auf. In der neunten Ausführungsform werden einzelne Elemente, die mit denen der ersten bis achten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis achten Ausführungsform unterscheiden.
Die Antennenvorrichtung 150 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 150 umfasst zwei Antennenelemente 121-1 und 121-2, die die Antenne bilden. Die Mikrostreifenleitungen 151-1 und 151-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Mikrostreifenleitung 151“ bezeichnet.
Die Mikrostreifenleitung 151-1 umfasst einen Abschnitt 152-1, der sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung erstreckt, und einen Abschnitt 153-1, der sich vom Abschnitt 152-1 in der positiven X-Richtung erstreckt. Ein auf der Seite der positiven X-Richtung liegendes Ende 156 des Abschnitts 153-1 ist mit dem Antennenelement 121-1 verbunden. Ein Ende 155 des Abschnitts 152-1, das sich auf der Seite der negativen Y-Richtung befindet, ist mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden. Die Mikrostreifenleitung 151-1 enthält den gebogenen Abschnitt 154 zwischen dem Teil 152-1 und dem Teil 153-1. Der Biegewinkel des gebogenen Abschnitts 154 ist ein rechter Winkel. Auf der Mikrostreifenleitung 151-1 ist der gebogene Abschnitt 154 die Grenze zwischen dem Teil 152-1 und dem Teil 153-1.
Die Mikrostreifenleitung 151-2 umfasst einen Abschnitt 152-2, der sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung erstreckt, und einen Abschnitt 153-2, der sich von dem Abschnitt 152-2 in der negativen X-Richtung erstreckt. Ein auf der Seite der negativen X-Richtung liegendes Ende 156 des Abschnitts 153-2 ist mit dem Antennenelement 121-2 verbunden. Ein Ende 155 des Abschnitts 152-2, das sich auf der Seite der negativen Y-Richtung befindet, ist mit der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 verbunden. Die Mikrostreifenleitung 151-2 wird an dem gebogenen Abschnitt 154 zwischen dem Teil 152-2 und dem Teil 153-2 gebogen. Der Biegewinkel des gebogenen Abschnitts 154 ist ein rechter Winkel. Bei der Mikrostreifenleitung 151-2 ist der gebogene Abschnitt 154 die Grenze zwischen dem Abschnitt 152-2 und dem Abschnitt 153-2.
Das Ende 156 ist in Richtung der Y-Achse mit der Mitte des Antennenelements 121 verbunden. Die Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 ist gleich der Y-Koordinate des Zentrums des Antennenelements 121 in Richtung der Y-Achse. Die Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 der Mikrostreifenleitung 151-1 ist gleich der Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 der Mikrostreifenleitung 151-2.
An der Position des gebogenen Abschnitts 154 wird die Richtung des Übertragungspfads um 90 Grad geändert, wodurch unerwünschte elektromagnetische Strahlung auftreten kann. Da die Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 gleich der Y-Koordinate des Zentrums des Antennenelements 121 ist, ist auf der Y-Z-Ebene keine Phasendifferenz zwischen den vom Antennenelement 121 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen und den vom gebogenen Abschnitt 154 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen zu erwarten. Die Antennenvorrichtung 150 kann die auf der Y-Z-Ebene zu erzeugende Welle reduzieren, die auf elektromagnetische Strahlung vom gebogenen Teil 154 zurückzuführen ist. Durch eine Reduzierung der Wellen kann die Antennenvorrichtung 150 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen.
Es ist zulässig, dass das Ende 156 mit einem Teil des Antennenelements 121 an einer anderen Position als der Mitte in Richtung der Y-Achse verbunden ist. Das Ende 156 ist mit dem Antennenelement 121 verbunden, und folglich fällt die Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 in Richtung der Y-Achse in den Bereich des Antennenelements 121. Da die Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 in Richtung der Y-Achse in den Bereich des Antennenelements 121 fällt, kann die oben beschriebene Phasendifferenz in der Y-Z-Ebene verringert werden. Da das Ende 156 mit dem Antennenelement 121 verbunden ist, kann die Antennenvorrichtung 150 die auf der Y-Z-Ebene zu erzeugenden Wellen reduzieren.
Beim Entwurf der Antennenvorrichtung 150 wird davon ausgegangen, dass die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 und die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Antennenelements 121 entsprechend den Entwurfsbegrenzungen im Voraus festgelegt worden sind. Die Länge jedes Abschnitts der Mikrostreifenleitung 151 wird so eingestellt, dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 und das Antennenelement 121 verbunden werden können. Bei der Einstellung der Länge werden die Mikrostreifenleitung 151-1 und die Mikrostreifenleitung 151-2 in Richtung der X-Achse symmetrisch gemacht.
Die Antennenvorrichtung 150 umfasst die Mikrostreifenleitung 151-1 und die Mikrostreifenleitung 151-2, die in X-Achsenrichtung symmetrisch sind, so dass der Übertragungspfad der Antennenvorrichtung 150 in der X-Achsenrichtung in seiner Gesamtheit symmetrisch ist. Die Antennenvorrichtung 150 hat eine Konfiguration, bei der der Übertragungspfad in X-Achsen-Richtung symmetrisch ist, und kann somit die Unausgewogenheit der elektromagnetischen Strahlung reduzieren und dementsprechend eine hohe elektrische Leistung erzielen.
Nach der neunten Ausführungsform enthält die Antennenvorrichtung 150 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57, und die Y-Koordinate des gebogenen Abschnitts 154 fällt in Richtung der Y-Achse in den Bereich des Antennenelements 121. Auf diese Weise kann die Antennenvorrichtung 150 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern.
Es ist zulässig, dass die Antennenvorrichtung 150 gemäß der neunten Ausführungsform anstelle des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 gemäß der obigen ersten Ausführungsform umfasst. In dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 150 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 umfasst, kann die Antennenvorrichtung 150 ebenfalls eine stabile und hohe elektrische Leistung aufgrund einer Verringerung der Wellen und einer Verringerung des Leistungsverlustes erzielen, ähnlich wie in dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 150 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 umfasst.
Zehnte Ausführungsform.
30 ist eine Draufsicht auf eine Antennenvorrichtung 160 nach einer zehnten Verkörperung der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 160 enthält die Mikrostreifenleitungen 162-1 und 162-2 anstelle der Mikrostreifenleitungen 35-1 und 35-2 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Jede der Mikrostreifenleitungen 162-1 und 162-2 hat Verzweigungen. In der zehnten Ausführungsform werden einzelne Elemente, die mit denen der ersten bis neunten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von denen der ersten bis neunten Ausführungsform unterscheiden.
Die Antennenvorrichtung 160 ist eine Flachantenne, die Mikrowellen oder Millimeterwellen sendet und empfängt. Die Antennenvorrichtung 160 umfasst zwei Gruppenantennen 161-1 und 161-2. Jede der Gruppenantennen 161-1 und 161-2 ist eine Antenne mit zwei Antennenelementen 121, die in Richtung der X-Achse angeordnet sind. Die Gruppenantennen 161-1 und 161-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Gruppenantenne 161“ bezeichnet. Die Mikrostreifenleitungen 162-1 und 162-2 werden, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden, gemeinsam als „Mikrostreifenleitung 162“ bezeichnet.
Die Mikrostreifenleitung 162-1 umfasst einen Abschnitt 163-1, der sich von der zweiten Impedanztransformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung erstreckt, und Verzweigungen, die sich jeweils von dem Abschnitt 163-1 zu den beiden Antennenelementen 121 erstrecken. Ein Ende des Abschnitts 163-1, das sich auf der Seite der positiven Y-Richtung befindet, ist zwischen den beiden Antennenelementen 121 positioniert, die in der Gruppenantenne 161-1 enthalten sind. Die Mikrostreifenleitung 162-1 umfasst einen Abschnitt 164-1, der sich vom Ende des Abschnitts 163-1 in der positiven X-Richtung erstreckt, und einen Abschnitt 165-1, der sich vom Ende des Abschnitts 163-1 in der negativen X-Richtung erstreckt. Ein Verzweigungsabschnitt 166 an einer Stelle, von der die Mikrostreifenleitung 162-1 abzweigt, ist die Grenze zwischen dem Abschnitt 163-1, dem Abschnitt 164-1 und dem Abschnitt 165-1. Eines der beiden Antennenelemente 121, die in der Gruppenantenne 161-1 enthalten sind, ist mit einem Ende 167 des Abschnitts 164-1 verbunden, das sich auf der Seite der positiven X-Richtung befindet. Das andere der beiden Antennenelemente 121 ist mit einem Ende 168 des Abschnitts 165-1 verbunden, das sich auf der Seite der negativen X-Richtung befindet.
Die Mikrostreifenleitung 162-2 umfasst einen Abschnitt 163-2, der sich von der zweiten Impedanz-Transformationseinheit 34 in der positiven Y-Richtung erstreckt, und Verzweigungen, die sich jeweils von dem Abschnitt 163-2 zu den beiden Antennenelementen 121 erstrecken. Ein Ende des Abschnitts 163-2, das sich auf der Seite der positiven Y-Richtung befindet, ist zwischen den beiden Antennenelementen 121 positioniert, die in der Gruppenantenne 161-2 enthalten sind. Die Mikrostreifenleitung 162-2 umfasst einen Abschnitt 164-2, der sich vom Ende des Abschnitts 163-2 in der positiven X-Richtung erstreckt, und einen Abschnitt 165-2, der sich vom Ende des Abschnitts 163-2 in der negativen X-Richtung erstreckt. Ein Verzweigungsabschnitt 166 an einer Stelle, von der die Mikrostreifenleitung 162-2 abzweigt, ist die Grenze zwischen dem Abschnitt 163-2, dem Abschnitt 164-2 und dem Abschnitt 165-2. Eines der beiden Antennenelemente 121, die in der Gruppenantenne 161-2 enthalten sind, ist mit einem Ende 167 des Abschnitts 164-2 verbunden, das sich auf der Seite der positiven X-Richtung befindet. Das andere der beiden Antennenelemente 121 ist mit einem Ende 168 des Abschnitts 165-2 verbunden, das sich auf der Seite der negativen X-Richtung befindet.
Jedes der Enden 167 und 168 ist in Richtung der Y-Achse mit der Mitte des Antennenelements 121 verbunden. Die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 ist gleich der Y-Koordinate des Zentrums des Antennenelements 121 in Richtung der Y-Achse. Die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 der Mikrostreifenleitung 162-1 ist gleich der Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 der Mikrostreifenleitung 162-2.
An der Position des Verzweigungsabschnitts 166 wird die Richtung des Übertragungspfades um 90 Grad geändert, so dass unerwünschte elektromagnetische Strahlung auftreten kann. Da die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 gleich der Y-Koordinate des Zentrums des Antennenelements 121 ist, wird auf der Y-Z-Ebene keine Phasendifferenz zwischen den vom Antennenelement 121 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen und den vom Verzweigungsabschnitt 166 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen erzeugt. Die Antennenvorrichtung 160 kann die auf der Y-Z-Ebene erzeugte Welle reduzieren, die auf elektromagnetische Strahlung vom Verzweigungsabschnitt 166 zurückzuführen ist. Aufgrund der Reduzierung der Wellen kann die Antennenvorrichtung 160 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen.
Es ist zulässig, dass jedes der Enden 167 und 168 mit einem Teil des Antennenelements 121 an einer anderen Position als der Mitte in Richtung der Y-Achse verbunden ist. In einem Zustand, in dem jedes der Enden 167 und 168 mit dem Antennenelement 121 verbunden ist, fällt die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 in Richtung der Y-Achse in den Bereich des Antennenelements 121. Da die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 in der Y-Achsenrichtung in den Bereich des Antennenelements 121 fällt, kann die oben beschriebene Phasendifferenz auf der Y-Z-Ebene verringert werden. Da die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 in Richtung der Y-Achse in den Bereich des Antennenelements 121 fällt, kann die Antennenvorrichtung 160 die auf der Y-Z-Ebene zu erzeugende Welle reduzieren.
Beim Entwurf der Antennenvorrichtung 160 wird davon ausgegangen, dass die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 sowie die X-Koordinate und die Y-Koordinate des Antennenelements 121 entsprechend den Entwurfsbegrenzungen im Voraus festgelegt worden sind. Die Länge jedes Abschnitts der Mikrostreifenleitung 162 wird so eingestellt, dass der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 und das Antennenelement 121 verbunden werden können. Bei der Einstellung der Länge werden die Mikrostreifenleitung 162-1 und die Mikrostreifenleitung 162-2 in Richtung der X-Achse symmetrisch gestaltet.
Die Antennenvorrichtung 160 umfasst die Mikrostreifenleitung 162-1 und die Mikrostreifenleitung 162-2, die in Richtung der X-Achse symmetrisch sind, so dass der Übertragungspfad der Antennenvorrichtung 160 in der Richtung der X-Achse in seiner Gesamtheit symmetrisch ist. Die Antennenvorrichtung 160 hat eine Konfiguration, bei der der Übertragungspfad in Richtung der X-Achse symmetrisch ist, und kann somit die Unausgewogenheit der elektromagnetischen Strahlung reduzieren und dementsprechend eine hohe elektrische Leistung erzielen.
Gemäß der zehnten Ausführungsform umfasst die Antennenvorrichtung 160 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57, und die Y-Koordinate des Verzweigungsabschnitts 166 liegt in Y-Achsenrichtung innerhalb des Bereichs des Antennenelements 121. Auf diese Weise kann die Antennenvorrichtung 160 eine stabile und hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessern.
Es ist zulässig, dass die Antennenvorrichtung 160 gemäß der zehnten Ausführungsform anstelle des Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandlers 57 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 gemäß der obigen ersten Ausführungsform enthält. In dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 160 einen der Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 10, 51, 53 und 55 enthält, kann die Antennenvorrichtung 160 ebenfalls eine stabile und hohe elektrische Leistung aufgrund einer Verringerung der Wellen und einer Verringerung des Leistungsverlustes erzielen, ähnlich wie in dem Fall, in dem die Antennenvorrichtung 160 den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler 57 enthält.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind nur Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, und ein Abschnitt jeder der Konfigurationen kann weggelassen oder modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67: Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler,
11, 26: dielektrisches Substrat,
12: Erdungsleiter,
13, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68: Linienleiter,
14: Wellenleiter,
15, 25: Schlitz,
16: Öffnungsende,
17: Eingangs-Ausgangs-Ende,
18: Öffnungs-Randbereich,
19: Rohrwand,
21: Zentralbereich,
22: Endbereich,
31: Wandlereinheit,
32, 32-1, 32-2: erste Impedanz-Transformationseinheit,
33, 33-1, 33-2: dritte Impedanz-Transformationseinheit,
34, 34-1, 34-2: zweite Impedanz-Transformationseinheit,
35-1, 35-2, 40, 43, 70, 71, 73, 74, 75, 102, 124, 128, 131, 131-1, 131-2, 141, 141-2, 151, 151-1, 151-2, 162, 162-1, 162-2: Mikrostreifenleitung,
36: Stichleitung,
37, 38, 38-1, 38-2, 39, 39-1, 39-2, 135, 136, 147, 148, 155, 156, 167, 168: Ende,
41: vierte Impedanz-Transformationseinheit,
42: fünfte Impedanz-Transformationseinheit,
44: erster Bereich,
45: zweiter Bereich,
46, 47, 76, 134, 145, 146, 154: gebogener Abschnitt,
48-1, 48-2: Grenze,
72,: sechste Impedanz-Transformationseinheit,
77, 78: Abschnitt,
100, 110, 120, 120, 122, 125, 126, 130, 140, 150, 160: Antennenvorrichtung,
101: Antenne,
103, 121, 121-1, 121-2: Antennenelement,
123, 123-1, 123-2, 127, 127-1, 127-2, 161, 161-1, 161-2: Gruppenantenne,
132-1, 132-2, 133-1, 133-2, 142-1, 142-2, 143-1, 143-2, 144-1, 144-2, 152-1, 152-2, 153-1, 153-2, 163-1, 163-2, 164-1, 164-2, 165-1, 165-2: Abschnitt,
166: Zweigabschnitt,
S1: erste Fläche,
S2: zweite Fläche.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5289551 [0004]

Claims

Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler umfassend: einen Wellenleiter mit einem Öffnungsende; ein dielektrisches Substrat mit einer ersten Oberfläche, die dem Öffnungsende zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt; einen Erdungsleiter, der auf der ersten Oberfläche vorgesehen ist, wobei das Öffnungsende mit dem Erdungsleiter verbunden ist und der Erdungsleiter mit einem Schlitz in einem Bereich versehen ist, der von einem Randbereich des Öffnungsendes umgeben ist; und einem Linienleiter, der auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist und einen ersten Abschnitt, der eine Mikrostreifenleitung mit einer ersten Leitungsbreite aufweist, einen zweiten Abschnitt, der unmittelbar über dem Schlitz positioniert ist und eine zweite Leitungsbreite aufweist, die größer als die erste Leitungsbreite ist, und einen dritten Abschnitt umfasst, der sich von dem zweiten Abschnitt in einer ersten Richtung erstreckt und eine Impedanzanpassung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt durchführt, wobei ein Ende der gegenüberliegenden Enden des dritten Abschnitts in der ersten Richtung mit dem zweiten Abschnitt verbunden ist, und der erste Abschnitt sich in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung durchgehend von einem anderen Ende der gegenüberliegenden Enden des dritten Abschnitts aus erstreckt.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 1, wobei der dritte Abschnitt eine Vielzahl von Impedanz-Transformationseinheiten zur Durchführung der Impedanzanpassung umfasst, und unter den Impedanz-Transformationseinheiten nebeneinander liegende Impedanz-Transformationseinheiten unterschiedliche Leitungsbreiten aufweisen.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 2, wobei eine Leitungsbreite jeder der Impedanz-Transformationseinheiten kleiner als die zweite Leitungsbreite ist.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Impedanz-Transformationseinheiten eine Impedanz-Transformationseinheit mit einer Leitungsbreite umfassen, die größer als die erste Leitungsbreite ist.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Impedanz-Transformationseinheiten eine Impedanz-Transformationseinheit, die einen Übertragungspfad in der ersten Richtung bildet, und eine Impedanz-Transformationseinheit, die einen Übertragungspfad bildet, der sich in einer diagonalen Richtung zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung erstreckt, umfassen.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 5, wobei die Impedanz-Transformationseinheiten eine erste Impedanz-Transformationseinheit, eine zweite Impedanz-Transformationseinheit und eine dritte Impedanz-Transformationseinheit umfassen, wobei die dritte Impedanz-Transformationseinheit zwischen der ersten Impedanz-Transformationseinheit und der zweiten Impedanz-Transformationseinheit vorgesehen ist und eine Leitungsbreite aufweist, die kleiner als eine Leitungsbreite der ersten Impedanz-Transformationseinheit und kleiner als eine Leitungsbreite der zweiten Impedanz-Transformationseinheit ist, und die dritte Impedanz-Transformationseinheit einen Übertragungspfad bildet, der sich in diagonaler Richtung erstreckt.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Linienleiter den dritten Abschnitt umfasst, der auf einer Seite des zweiten Abschnitts in der ersten Richtung angeordnet ist, und der dritte Abschnitt auf einer anderen Seite des zweiten Abschnitts in der ersten Richtung angeordnet ist und der Linienleiter ferner einen vierten Abschnitt umfasst, der einen ersten Bereich, der sich in der zweiten Richtung durchgehend von dem ersten Abschnitt aus erstreckt, der sich von dem dritten Abschnitt aus erstreckt, der auf der einen Seite angeordnet ist, einen zweiten Bereich, der sich von dem ersten Bereich zu der anderen Seite hin erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich aufweist.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 7, wobei eine Gesamtleitungslänge des vierten Abschnitts und des ersten Bereichs gleich oder kleiner als ein Viertel einer Wellenlänge eines durch den Linienleiter zu übertragenden Hochfrequenzsignals ist.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Linienleiter einen fünften Abschnitt umfasst, mit dem ein Übertragungspfad, einschließlich des ersten Abschnitts, der sich von dem auf der einen Seite positionierten dritten Abschnitt aus erstreckt, und ein Übertragungspfad, einschließlich des ersten Abschnitts, der sich von dem auf der anderen Seite positionierten dritten Abschnitt aus erstreckt, verbunden sind, eine vierte Impedanz-Transformationseinheit zur Durchführung der Impedanzanpassung zwischen dem vierten Abschnitt und dem fünften Abschnitt umfasst, und eine fünfte Impedanz-Transformationseinheit zur Durchführung der Impedanzanpassung zwischen dem fünften Abschnitt und dem ersten Abschnitt, die sich von dem auf der anderen Seite positionierten dritten Abschnitt aus erstreckt, umfasst.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Linienleiter einen von dem zweiten Abschnitt abzweigenden Zweigabschnitt umfasst, der auf einer dem zweiten Abschnitt gegenüberliegenden Seite ein offenes Ende aufweist.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach Anspruch 10, wobei der Zweigabschnitt sich von einem Ende des zweiten Abschnitts in die zweite Richtung erstreckt, und eine Mittelposition des Zweigabschnitts in der ersten Richtung von der ersten Richtung von einer Mittelposition des Schlitzes in der ersten Richtung versetzt ist.
Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler umfassend: einen Wellenleiter mit einem Öffnungsende; ein dielektrisches Substrat mit einer ersten Oberfläche, die dem Öffnungsende zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt; einen Erdungsleiter, der auf der ersten Oberfläche vorgesehen ist, wobei das Öffnungsende mit dem Erdungsleiter verbunden ist und der Erdungsleiter einen Schlitz aufweist, der in einem Bereich ausgebildet ist, der von einem Öffnungs-Randbereich des Öffnungsendes umgeben ist; und einen Linienleiter, der auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist und eine Wandlereinheit aufweist, die ein Abschnitt ist, der unmittelbar über dem Schlitz positioniert ist und einen Übertragungspfad in einer ersten Richtung bildet, eine erste Mikrostreifenleitung, die auf einer Seite der Wandlereinheit in der ersten Richtung positioniert ist und einen Übertragungspfad in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung bildet, und eine zweite Mikrostreifenleitung, die auf einer anderen Seite der Wandlereinheit in der ersten Richtung positioniert ist und einen Übertragungspfad in der zweiten Richtung bildet, wobei der Linienleiter eine dritte Mikrostreifenleitung umfasst, die einen ersten Bereich, der sich durchgehend von der ersten Mikrostreifenleitung in die zweite Richtung erstreckt, einen zweiten Bereich, der sich vom ersten Bereich zur anderen Seite erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich umfasst, und eine Gesamtleitungslänge der ersten Mikrostreifenleitung und der ersten Fläche gleich oder kleiner als ein Viertel einer Wellenlänge eines durch den Linienleiter zu übertragenden Hochfrequenzsignals ist.
Antennenvorrichtung, umfassend: den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und eine Antenne mit einem Antennenelement, das mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler verbunden ist.
Antennenvorrichtung, umfassend: den Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und eine Antenne mit einem Antennenelement, das mit dem Wellenleiter-Mikrostreifenleitungs-Wandler verbunden ist, wobei das Antennenelement mit einem Ende des ersten Abschnitts verbunden ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Abschnitt eine lineare Form aufweist, die sich vom dritten Abschnitt in die zweite Richtung erstreckt, und das Antennenelement mit einem Ende der gegenüberliegenden Enden des ersten Abschnitts in der zweiten Richtung verbunden ist, wobei das eine Ende dem anderen Ende der gegenüberliegenden Enden gegenüberliegt und das andere Ende mit dem dritten Abschnitt verbunden ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Abschnitt an einem gebogenen Abschnitt zwischen einem Abschnitt, der sich von dem dritten Abschnitt in die zweite Richtung erstreckt, und einem anderen Abschnitt, der sich von dem Abschnitt in einer diagonalen Richtung zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung erstreckt, gebogen ist und der gebogene Abschnitt einen stumpfen Biegewinkel bildet.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Abschnitt an einem gebogenen Abschnitt zwischen einem Abschnitt, der sich in die zweite Richtung erstreckt, und einem anderen Abschnitt, der sich in die erste Richtung erstreckt, gebogen ist, und eine Länge des ersten Abschnitts in der zweiten Richtung von einem Ende, das mit dem Antennenelement verbunden ist, bis zu dem gebogenen Abschnitt kleiner ist als eine Länge des ersten Abschnitts in der zweiten Richtung von einem Ende, das mit dem dritten Abschnitt verbunden ist, bis zu dem gebogenen Abschnitt.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Abschnitt an einem gebogenen Abschnitt zwischen einem sich in die zweite Richtung erstreckenden Abschnitt und einem anderen Abschnitt, der sich von dem Abschnitt bis zu dem mit dem Antennenelement verbundenen Ende erstreckt, gebogen ist, und eine Position des gebogenen Abschnitts in der zweiten Richtung in einen Bereich des Antennenelements in der zweiten Richtung liegt.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Abschnitt einen Zweigabschnitt aufweist, der sich von einem Abschnitt, der sich in die zweite Richtung erstreckt, zu jedem von mehreren Antennenelementen erstreckt, und eine Position des Zweigabschnitts in der zweiten Richtung in einen Bereich der Antennenelemente in der zweiten Richtung liegt.