DE19633078A1

DE19633078A1 - Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter

Info

Publication number: DE19633078A1
Application number: DE19633078A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Saitoh
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: US5861782A; DE19633078C2; JP3166897B2; JPH0964608A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter, der zur Verwendung bei einer Übertragungsleitung bei einer integrierten Schaltung geeignet ist, die in einer Millimeterwellenband-Ausrüstung implementiert ist.

Fig. 19A, 19B, 19C und 19D sind Schnittansichten, die den Aufbau von vier Typen von herkömmlichen nichtstrahlenden di elektrischen Wellenleitern (NRD-Leitern; NRD = Nonradiative Dielectric) darstellen. Fig. 19A zeigt eine normale nicht strahlende dielektrische Leitung, bei der ein dielektrischer Streifen 100 zwischen leitfähigen Platten 101 und 102 vorge sehen ist, welche parallel zueinander plaziert sind. Fig. 19B zeigt eine rillenartige nichtstrahlende dielektrische Leitung, bei der eine Rille in jeder der leitfähigen Platten 101 und 102 gebildet sind, wobei der dielektrische Streifen 100 in die Rille eingepaßt ist. Fig. 19C zeigt eine nicht strahlende dielektrische Leitung vom Isolationstyp, bei der der dielektrische Streifen 100 zwischen leitfähigen Platten 105 und 106 und insbesondere zwischen dielektrischen Schich ten 103 und 104 vorgesehen ist, die eine niedrige dielektri sche Konstante aufweisen. Fig. 19D zeigt eine nichtstrahlen de dielektrische Leitung vom Flügel-Typ, bei der Dielektrika 107 und 108 entlang des ebenen Abschnitts von dielektrischen Streifen 109 und 110 gebildet sind, wobei jedes Dielektrikum 109, 110 einen vorstehenden Flügelabschnitt aufweist, wobei die Flügelabschnitte sich einander berühren.

Bei den Wellenleitern weisen nichtstrahlende dielektrische Wellenleiter gegenüberliegende leitfähige Platten auf, wobei ein dielektrischer Streifen zwischen den Platten eingefügt ist. Dielektrische Schichten können ferner auf den Ober flächen der leitfähigen Platten, die zu einem Weg hin ge richtet sind, der durch die Platten gebildet ist, vorgesehen sein.

Eine elektromagnetische Welle mit einer Polarisationsebene parallel zu der Oberfläche der leitfähigen Platten breitet sich in einer "Ausbreitungsregion" in dem dielektrischen Streifen aus, wobei die Ausbreitung einer solchen Welle in der anderen Region, d. h. "der Grenzregion" zwischen den Platten abgeschnitten wird.

Bei einem solchen nichtstrahlenden dielektrischen Wellenlei ter wird ein Übertragungsverlust reduziert, indem die Beab standung zwischen den Leitern kleiner als die Hälfte der Wellenlänge einer sich ausbreitenden elektromagnetischen Welle gemacht wird, wodurch die Strahlungswelle in einem ge bogenen Abschnitt oder in einem nicht-kontinuierlichen Ab schnitt unterdrückt wird.

Bei der normalen nichtstrahlenden dielektrischen Leitung, die in Fig. 19A gezeigt ist, ist eine sehr genaue Positio nierung von dielektrischen Streifen, um einen Weg für eine elektromagnetische Welle zu bilden, relativ schwierig, wobei eine solche Struktur für Schwingungen und Stöße anfällig ist, da keine Vorrichtung zum Positionieren des Dielektri kums in den Leiterebenen vorgesehen ist.

Die nichtstrahlende dielektrische Leitung vom Rillentyp, die in Fig. 19B gezeigt ist, zeichnet sich durch ein Positio nieren und die mechanische Stärke des Wellenleiters aus. Es existieren jedoch beispielsweise Probleme, derart, daß ein Stromfluß, der in den Eckenabschnitten der Rille konzen triert ist, einen großen Übertragungsverlust bewirkt, und daß eine leitfähige Platte mit Rillen im Hinblick auf Mas senproduktionskosten nachteilhaft ist. Wenn ferner ein di elektrischer Streifen mit einer hohen dielektrischen Kon stante εr von mehr als etwa 5 verwendet wird, kann ein klei ner Zwischenraum zwischen dem Streifen und der leitfähigen Platte unvorhersagbare Änderungen der Charakteristika des Wellenleiters bewirken.

Bei der nichtstrahlenden dielektrischen Leitung vom Isolationstyp aus Fig. 19C ist, da eine dielektrische Schicht mit einer niedrigen dielektrischen Konstante zwischen einem di elektrischen Streifen einer hohen dielektrischen Konstante und einer leitfähigen Platte vorgesehen ist, selbst wenn der nichtstrahlende dielektrische Wellenleiter durch Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer hohen dielektri schen Konstante sehr klein gemacht wird, das Problem des Verschmälerns der Einzelbetriebsregion aufgrund des Auftre tens eines höheren Modus nicht vorhanden. Ferner werden weitere Variationen von Charakteristika aufgrund des Zwi schenraums zwischen dem Streifen und der leitfähigen Platte beseitigt. Die nichtstrahlende dielektrische Leitung vom Isolationstyp weist jedoch die gleichen Nachteile auf, die auch die nichtstrahlende dielektrische Leitung vom normalen Typ bezüglich der Positionierung und der mechanischen Stärke des dielektrischen Streifens aufweist.

Bei der nichtstrahlenden dielektrischen Leitung vom Flügel typ, die in Fig. 19D gezeigt ist, sind die oben beschriebe nen Probleme beseitigt. Je höher jedoch die dielektrische Konstante des verwendeten Materials ist, oder je höher die verwendete Frequenz ist, um so dünner muß die Dicke des Flügelabschnitts gewählt werden. Somit wird es schwierig, eine dielektrische Schicht mit einem kleinen Flügelabschnitt zu erzeugen, selbst wenn eine Spritzgußtechnologie verwendet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiter mit niedrigem Übertragungsverlust, einfacher Herstellbarkeit und mit stabilen elektrischen Charakteristika des Wellenleiters zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen nichtstrahlenden dielektri schen Wellenleiter gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfah ren zum Herstellen eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß Anspruch 19 oder 21 gelöst.

Das Ziel dieser Erfindung besteht also darin, einen nicht strahlenden dielektrischen Wellenleiter zu schaffen, welcher die Probleme löst und die Positionierung der dielektrischen Streifen während des Produktionsprozesses verbessert, bei dem der Übertragungsverlusts reduziert ist, und bei dem Cha rakteristikaveränderungen an einer Biegung des Wellenleiters vermieden werden.

Um diese Ziele zu erreichen, schafft die vorliegende Erfin dung einen nichtstrahlenden Wellenleiter mit folgenden Merk malen: einem oberen Leiter; einem unteren Leiter, der von dem oberen Leiter entfernt positioniert ist, wobei Haupt oberflächen des oberen und des unteren Leiters einander gegenüber liegen; einer ersten dielektrischen Schicht an einer unteren Oberfläche des oberen Leiters; einer zweiten dielektrischen Schicht an einer oberen Oberfläche des unte ren Leiters; einem Überbrückungsdielektrikum, welches jewei ligen Teile der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht verbindet, um einen Ausbreitungsbereich zu bilden, wobei der Abstand zwischen dein oberen und dem unteren Leiter in dem Ausbreitungsbereich an dem Überbrückungsdielektrikum größer als der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Leiter an anderen Teilen der ersten und der zweiten Schicht in einer Nicht-Ausbreitungsregion ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei dem nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiter die obere und die untere dielektrische Schicht und das Über brückungsdielektrikum einstückig geformt.

Da bei einem solchen Wellenleiter der Abstand zwischen den Leitern in dem Nicht-Ausbreitungsbereich kleiner als der Ab stand zwischen den Leitern in dem Ausbreitungsbereich ist, und da eine dielektrische Schicht mit einer niedrigen di elektrischen Konstante in dem Nicht-Ausbreitungsbereich vor gesehen ist, ist es möglich, die Dicke der dielektrischen Schicht in dem Nicht-Ausbreitungsbereich zu erhöhen, damit sie größer als die der bekannten nichtstrahlenden dielek trischen Leitung vom Flügeltyp ist. Selbst wenn der nicht strahlende dielektrische Wellenleiter unter Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer relativ hohen dielektri schen Konstante größenmäßig reduziert wird, können daher eine dielektrische Schicht und ein Überbrückungsdielektrikum mittels Formen, wie z. B. des Spritzgußverfahrens, einstückig gebildet werden. Da der Ausbreitungsbereich und der Nicht-Ausbreitungsbereich gleichzeitig gebildet werden, treten ferner verschiedene Probleme bezüglich der Positionsbestim mung, der Massenproduktion und von Charakteristikavariatio nen des dielektrischen Streifens wie bei herkömmlichen Wel lenleitern nicht auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der nichtstrahlende dielektrische Wellenleiter ein Fülldi elektrikum aufweisen, das in einen Raum, der durch die erste und die zweite dielektrische Schicht gebildet wird, gefüllt ist. Die dielektrische Konstante des Fülldielektrikums kann kleiner als die des Überbrückungsdielektrikums sein.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter, bei dem der Abstand zwischen dem ersten und dein zweiten Leiter in dem Bereich um das Überbrückungsdielektrikum weich verändert wird, um scharfe Ecken bei dem Leiter und bei den Dielektrika zu vermeiden.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter, bei dem das Über brückungsdielektrikum in zumindest einen oberen und einen unteren Abschnitt aufteilbar ist.

Bei einem solchen Wellenleiter kann ein Leiterfilm ohne wei teres auf nur eine der Oberflächen jedes Dielektrikums ge bildet werden, da sowohl das obere als auch das untere Bau glied kombiniert werden, nachdem sie separat gebildet worden sind, wodurch das Formen des dielektrischen Materials ein fach wird.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter mit einer Schaltungspla tine mit einer Streifenleitung, welche wirksam mit dem Über brückungsdielektrikum verbunden ist, wobei die Schaltungs platine zwischen dem oberen und dem unteren dielektrischen Überbrückungsbauglied positioniert ist.

Eine integrierte Schaltung oder eine aktive Komponente kann ohne weiteres gebildet werden, bei der die Leiterschaltung auf der Schaltungsplatine mit dem nichtstrahlenden dielek trischen Wellenleiter gekoppelt ist.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter, bei dem zumindest ent weder die erste oder die zweite dielektrische Schicht eine Struktur mit Löchern aufweist, um die dielektrische Konstan te derselben zu reduzieren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die bei liegenden Zeich nungen detaillierter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die einen nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 7A und 7B Schnittansichten eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einer Modifikation des dritten Aspekts der vor liegenden Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht eines nichtstrahlenden Wellenleiters gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Schnittansicht des nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß dem er sten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 die Beziehung zwischen der Höhe h2 und der Grenzfrequenz fc in dem Nicht-Ausbrei tungsbereich mit der Dicke t des Dielek trikums in dem Nicht-Ausbreitungsbereich als Parameter;

Fig. 11A und 11B Schnittansichten des Aufbaus des nicht strahlenden dielektrischen Wellenleiters gemäß einer Modifikation des ersten As pekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellen leiters gemäß einer Modifikation des er sten Aspekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 eine perspektivische Teilansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellen leiters gemäß dem dritten Aspekt der vor liegenden Erfindung;

Fig. 14A und 14B perspektivische Teilansichten, die ein Beispiel von Schritten beim Herstellen ei nes nichtstrahlenden dielektrischen Wel lenleiters gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;

Fig. 15 eine perspektivische Teilansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellen leiters gemäß einer Modifikation des vier ten Aspekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine perspektivische Teilansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellen leiters gemäß dem fünften Aspekt der vor liegenden Erfindung;

Fig. 17 eine perspektivische Teilansicht, die die Beziehung zwischen einer Streifenleitung auf einer Schaltungsplatine und dem Aus breitungsbereich des nichtstrahlenden di elektrischen Wellenleiters darstellt;

Fig. 18 eine perspektivische Teilansicht eines nichtstrahlenden dielektrischen Wellen leiters gemäß dem sechsten Aspekt der vor liegenden Erfindung; und

Fig. 19A, 19B, 19C und 19D Schnittansichten, die den Aufbau von ver schiedenen herkömmlichen nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleitern darstellen.

Erstes Ausführungsbeispiel

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist der Abstand h1 zwischen dem obe ren und dem unteren Leiter 1 und 2 in einem Ausbreitungsbe reich größer als der Abstand h2 zwischen dem oberen und dem unteren Leiter 1 und 2 in dem Nicht-Ausbreitungsbereich. Ferner sind die Leiterabschnitte in dem Nicht-Ausbreitungs bereich von einer dielektrischen Schicht 3′ bedeckt, welche sich von einem Dielektrikum 3, das als "Überbrückungsdielek trikum" oder als "dielektrischer Steifen" bezeichnet wird, des Ausbreitungsbereichs mit einer dielektrischen Konstante ε1 erstreckt, wobei eine dielektrische Schicht 5 eine di elektrische Konstante ε2 aufweist, die kleiner als die di elektrische Konstante ε1 des dielektrischen Streifens ist.

Die Dicke t der dielektrischen Schicht 3′ ist dicker als die von anderen Abschnitten. Die Beziehung zwischen h2, t und der Grenzfrequenz wird nachfolgend beschrieben.

Bezugnehmend auf Fig. 8 sind das Dielektrikum 3, d. h. das "Überbrückungsdielektrikum", und die dielektrischen Schich ten 3′ einstückig gebildete Komponenten aus einer dielek trischen Keramik oder aus einem dielektrischen Harz mit der dielektrischen Konstante ε1 = 7,3. Elektrisch leitfähige Filme 11 und 12 werden durch Beschichten und Brennen einer Silberpaste oder durch Kupferplattieren jeweils auf der oberen und der unteren Oberfläche derselben gebildet. Eine dielektrische Schicht 5 mit einer niedrigen dielektrischen Konstante in dem Nicht-Ausbreitungsbereich ist eine Luft schicht mit einer dielektrischen Konstante ε0.

Fig. 9 zeigt die Abmessungen der in Fig. 8 gezeigten Teile. Wenn diese nichtstrahlende dielektrische Leitung als eine Übertragungsleitung im 60-GHz-Band verwendet wird, werden die Abmessungen beispielsweise folgendermaßen eingestellt: h1 = 2,0 mm, h2 = 1,2 mm, t = 0,4 mm und w = 1,0 mm, wobei die Abmessungen h2 und t derart eingestellt sind, um die elektromagnetische Welle bei einer Frequenz abzuschneiden, die sich in dem Ausbreitungsbereich ausbreiten soll. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird bei diesem Beispiel ein Teil (Breite: 1,0 mm) des Nicht-Ausbreitungsbereichs als ein Be rechnungsmodell verwendet, wobei die Beziehung zwischen der Grenzfrequenz und h2 mit t als Parameter bestimmt wird, wo bei die Resultate in Fig. 10 gezeigt sind. Wenn t eine Kon stante ist, bedeutet dies, daß mit kleiner werdendem h2 die Grenzfrequenz höher wird. Wenn h2 konstant ist, wird mit größer werdendem t die Grenzfrequenz kleiner. Wenn t bei spielsweise auf 0,4 mm eingestellt ist, um die Grenzfrequenz über 60 GHz zu bringen, sollte h2 kleiner als etwa 1,65 mm sein. Wenn beispielsweise für h2 = 1,65 mm gilt, sollte t = 0,4 mm betragen, um die Grenzfrequenz auf 60 GHz einzustel len.

Fig. 11A und 11B zeigen die Beziehung zwischen der Breite w1 eines Teils, welcher vertikal in den Ausbreitungsbereich des Dielektrikums 3 vorsteht, und der Breite w2 des Zwischenab schnitts. Obwohl bei dem in den Fig. 8 und 9 gezeigten Bei spiel w1 gleich w2 ist, ist es auch möglich, daß w1 < w2 ist, wie es in Fig. 11A gezeigt ist, oder daß w1 < w2 ist, wie es in Fig. 11B gezeigt ist.

Wenn daher ein Versuch unternommen wird, um den nichtstrah lenden dielektrischen Wellenleiter insgesamt kleiner zu ma chen, indem ein dielektrisches Material mit einer relativ hohen dielektrischen Konstante verwendet wird, wird t nicht sehr klein werden, wodurch durch Spritzgießen oder derglei chen ein einstückiges Formen möglich wird. Da der Ausbrei tungsbereich und der Nicht-Ausbreitungsbereich gleichzeitig gebildet werden, werden ferner verschiedene Probleme im Stand der Technik bezüglich der Positionierung, der Massen produktion und von Charakteristikavariationen des dielektri schen Streifens gleichzeitig gelöst.

Zweites Ausführungsbeispiel

Bezugnehmend auf Fig. 2 ist der Abstand h1 zwischen dem obe ren und dem unteren Leiter 1 und 2 in dem Ausbreitungsbe reich größer als der Abstand h2 zwischen dem oberen und dem unteren Leiter 1 und 2 in dem Nicht-Ausbreitungsbereich, wo bei das Dielektrikum 3 und die dielektrischen Schichten 3′ in dem im wesentlichen gesamten Raum zwischen den beiden Leitern 1 und 2 vorgesehen sind. Da der Abstand h2 zwischen den Leitern in dem Nicht-Ausbreitungsbereich auf diese Art und Weise kleiner als der Abstand h1 zwischen den Leitern in dem Ausbreitungsbereich ist, kann sich aufgrund der Einstel lung von e1, h1 und h2 eine elektromagnetische Welle aus ei nem vorbestimmten Frequenzband in dem Ausbreitungsbereich ausbreiten, während die elektromagnetische Welle dieses Fre quenzbandes in dem Nicht-Ausbreitungsbereich abgeschnitten wird. Die Dicke h2 der dielektrischen Schichten 3′ in dem Nicht-Ausbreitungsbereich kann daher größer als die Summe der Dicken des oberen und des unteren dielektrischen Ab schnitts 107 und 108 in dem Nicht-Ausbreitungsbereich der nichtstrahlenden dielektrischen Leitung vom Flügeltyp sein, der in Fig. 19D gezeigt ist, da der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Leiter verkleinert ist. Im Vergleich zu Fig. 1 wird h2 von Fig. 2 ferner größer als t von Fig. 1, wodurch ein einstückiges Formen durch Spritzgießen einfacher wird. Da der Ausbreitungsbereich und der Nicht-Ausbreitungs bereich ferner gleichzeitig gebildet werden, werden ver schiedene Probleme bezüglich der Positionsbestimmung, der Massenproduktion und bezüglich von Charakteristikavariati onen des dielektrischen Streifens, welche beim Stand der Technik auftreten, gleichzeitig gelöst.

Bezugnehmend auf Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 3 eine einstückig geformte Komponente, die aus einer dielektrischen Keramik oder einem dielektrischen Harz gebildet ist, wobei leitfähige Filme 11 und 12 jeweils auf der gesamten oberen und unteren Oberfläche des Harzes oder der Keramik gebildet sind. Die Höhenabmessung h1 des Dielektrikums 3, welches vertikal in den Ausbreitungsbereich vorsteht, ist derart eingestellt, daß sich eine elektromagnetische Welle eines vorbestimmten Frequenzbandes in dem Ausbreitungsbereich ausbreiten kann, während die Höhe h2 in dem Nicht-Ausbrei tungsbereich auf eine Höhe eingestellt ist, bei der sich eine elektromagnetische Welle des Frequenzbandes in diesem Nicht-Ausbreitungsbereich nicht ausbreiten kann. Wenn bei spielsweise eine dielektrische Keramik mit einer relativen dielektrischen Konstante von 7,3 verwendet wird, und wenn eine Übertragungsleitung in dem 60-GHz-Band hergestellt werden soll, lauten n1 = 2,0 mm, h2 = 1,2 mm und w = 1,0 mm. Das Dielektrikum 3 kann ohne Spritzgießen durch mechanisches Bearbeiten hergestellt werden. Ferner können die leitfähigen Filme 11 und 12 derart gebildet werden, daß das Dielektrikum 3 ohne die Verwendung des Plattierens oder Brennens zwischen geformte metallische Platten gelegt wird.

Drittes und viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 3 und 4 zeigen Aspekte des nichtstrahlenden dielektri schen Wellenleiters, welche Modifikationen des ersten bzw. zweiten Aspekts sind, und welche das Formen einfacher ma chen, und welche es einfach machen, eine integrierte Schal tung zusammen mit einer Schaltungsplatine zu bilden. Gemäß diesen Aspekten werden zwei Bauglieder kombiniert, von denen jedes aus einem Leiter und einem Dielektrikum gebildet ist und eine Form aufweist, derart, daß der dielektrische Abschnitt in zwei Abschnitte in der Ebene parallel zu den Leitern aufgeteilt ist. Beispiele des Aufbaus dieser Anord nung sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In den Fig. 3 und 4 bezeichnen die Bezugszeichen 3 und 4 jeweils Dielektrika mit einer relativen dielektrischen Konstante von ε1. Das Bezugs zeichen 5 bezeichnet beispielsweise Luft, welche eine rela tive dielektrische Konstante von ε2 aufweist. Der Leiter 1 ist beispielsweise durch Beschichten oder Brennen einer Sil berpaste oder durch Plattieren mit Kupfer auf der oberen Oberfläche des Dielektrikums 3 gebildet, während der Leiter 2 auf der unteren Oberfläche des Dielektrikums 4 auf ähnli che Art und Weise gebildet werden kann. Da bei dieser nicht strahlenden dielektrischen Leitung das obere und das untere Bauglied kombiniert werden, nachdem sie jeweils separat ge bildet worden sind, kann der Leiterfilm ohne weiteres auf nur einer Oberfläche des Dielektrikums gebildet werden. Ins besondere wird das einstückige Bilden des dielektrischen Ma terials bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau ebenfalls ein fach.

Das dritte Ausführungsbeispiel ist ferner in den Fig. 13, 14A und 14B dargestellt. Fig. 13 ist eine perspektivische Gesamtansicht. Die Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnen jeweils aus einer dielektrischen Keramik oder aus einem dielektri schen Harz gebildete Komponenten, wobei ein Leiterfilm 11 auf der oberen Oberfläche des Dielektrikums 3 gebildet ist, während ein Leiterfilm 12 auf der unteren Oberfläche des Dielektrikums 4 gebildet ist. Die Fig. 14A und 14B zeigen Verfahren zum Herstellen des nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters, der in Fig. 13 gezeigt ist. Zuerst wird ein Dielektrikum mit einer Form, wie sie in Fig. 14a gezeigt ist, welche als dein "Wellenleiterkörper" bezeichnet wird, gebildet, wonach ein Leiterfilm durch Brennen einer Silber paste oder durch Plattieren mit Kupfer auf einer Oberfläche des Dielektrikums, wie es in Fig. 14B gezeigt ist, gebildet wird. Ein Paar dieser Leiterfilme wird in spiegelsymmetri schen Mustern angeordnet, wonach sie aufeinander plaziert werden, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Ein Paar aus oberem und unterem Bauglied wird beispielsweise in einem Gehäuse eingeschlossen, wodurch dieselben in dem Gehäuse aufeinander plaziert gehalten werden.

Der obere und untere Abschnitt des nichtstrahlenden Wellen leiters, der in Fig. 13 gezeigt ist, kann Honigwabenstruk turen aufweisen, wie es in Fig. 15 gezeigt ist. Die obere Oberfläche der dielektrischen Schicht 4′ in dem Nicht-Aus breitungsbereich ist in einer Honigwabenstruktur 4h gebil det. Natürlich kann die dielektrische Schicht 4′ einen an deren Strukturtyp aufweisen, der ebenfalls Löcher erzeugt, um ihre wirksame dielektrische Konstante zu reduzieren. Das Dielektrikum 4 und die dielektrische Schicht 4′ werden durch Formen einer dielektrischen Keramik oder eines dielektri schen Harzes einstückig gebildet. Ein Leiterfilm 12 wird auf der Gesamtoberfläche sowohl des Ausbreitungsbereichs als auch des Nicht-Ausbreitungsbereichs auf der hinteren Ober fläche des Dielektrikums 4 gebildet. Ein weiteres Bauglied, wie z. B. das, das in Fig. 15 gezeigt ist, wird gebildet, wo nach beide Oberflächen, auf denen kein Leiterfilm gebildet ist, aufeinandergelegt werden, wodurch ein nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter, wie er in Fig. 13 gezeigt ist, gebildet ist. Da in diesem Fall die wirksame dielektrische Konstante des Honigwabenstruktur-Abschnitts niedrig ist, ist es möglich, die Dicke t der dielektrischen Schicht 4′ in dem Nicht-Ausbreitungsbereich zu erhöhen, wodurch ein einstücki ges Herstellen durch Spritzgießen einfach wird, und wodurch die Stärke der dielektrischen Schicht erhöht wird.

Fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel

Bezugnehmend auf die Fig. 5, 6 und 16 bezeichnet ein Bezugs zeichen 7 eine Schaltungsplatine mit einer Streifenleitung 8, die in einem Teil derselben gebildet ist. In Fig. 5 und 15 ist eine Schaltungsplatine 7 zwischen das obere und das untere Bauglied des nichtstrahlenden dielektrischen Wellen leiters, der in Fig. 3 gezeigt ist, positioniert. In Fig. 6 ist eine Schaltungsplatine 7 zwischen das obere und das un tere Bauglied des nichtstrahlenden dielektrischen Wellenlei ters, der in Fig. 4 gezeigt ist, positioniert. Bei einem solchen Wellenleiter wird die elektromagnetische Welle, die sich in dem Ausbreitungsbereich ausbreitet, zu der Streifen leitung 8 gekoppelt, wodurch eine integrierte Schaltung oder eine aktive Komponente gebildet ist, bei der die Leiter schaltung auf der Schaltungsplatine 7 und der nichtstrah lende dielektrische Wellenleiter miteinander gekoppelt sind.

Fig. 17A und 17B zeigen die Kopplungsbeziehung zwischen dem Dielektrikum in dem Ausbreitungsbereich und dem Leiter auf der Schaltungsplatine. Fig. 17A zeigt die elektromagnetische Feldverteilung des LSM01-Modus. Fig. 17B zeigt die elektro magnetische Feldverteilung des LSE01-Modus. Bei diesen Zeichnungen sind die dielektrische Schicht und der Leiter film in dem Nicht-Ausbreitungsbereich der Dielektrika 3 und 4 weggelassen. In den Fig. 17A und 17B zeigen die durchgezo genen Linien das elektrische Feld an, während die gestri chelten Linien das magnetische Feld anzeigen. Wenn der LSM-Modus verwendet wird, wird eine Streifenleitung 8 auf der Schaltungsplatine 7 in einer zu der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle des nichtstrahlenden dielektri schen Wellenleiters rechtwinkligen Richtung plaziert, um die Streifenleitung 8 und den nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiter miteinander elektromagnetisch zu koppeln. Wie es in Fig. 17B gezeigt ist, ist die Streifenleitung 8, wenn der LSE-Modus verwendet wird, auf der Schaltungsplatine 7 entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle des nichtstrahlenden dielektrischen Wellenleiters pla ziert, um diese Streifenleitung 8 mit der elektromagneti schen Welle des nichtstrahlenden dielektrischen Wellenlei ters zu koppeln. Auf diese Art und Weise ist eine inte grierte Schaltung oder eine aktive Komponente für das Milli meterwellenband gebildet.

Bezugnehmend auf Fig. 18 ist bei den Dielektrika 3 und 4 des sechsten Ausführungsbeispiels die Höhe des Nicht-Ausbrei tungsbereichs kleiner als die Höhe des Ausbreitungsbereichs gemacht, wobei ein Leiterfilm 11 auf der bezüglich Fig. 18 oberen Oberfläche des Dielektrikums 3 gebildet ist, während ein Leiterfilm 12 auf der bezüglich Fig. 18 unteren Oberflä che des Dielektrikums 4 gebildet ist. Die Schaltungsplatine 7 liegt zwischen diesen beiden Dielektrika. Eine Streifen leitung, wie z. B. die, die in Fig. 17A und 17B gezeigt ist, ist auf der Schaltungsplatine 7 vorgesehen, wobei diese Streifenleitung mit der elektromagnetischen Welle gekoppelt ist, die sich durch den nichtstrahlenden dielektrischen Wel lenleiter ausbreitet.

Siebtes Ausführungsbeispiel

In den Fig. 7A und 7B wurde das dritte Ausführungsbeispiel derart modifiziert, daß alle Ecken des Dielektrikums oder des Leiters in dem Ausbreitungsbereich modifiziert wurden, um eine gekrümmte Gestalt aufzuweisen. In Fig. 7B wurden die scharfen Ecken des Leiters und des Dielektrikums in dem Aus breitungsbereich modifiziert, um eine abgeschrägte Gestalt aufzuweisen. Da der Abschnitt des Dielektrikums, der den Grat des Dielektrikums bildet, der in den Leiter in dem Ausbreitungsbereich vorsteht, mit abgeschrägten Ecken oder mit gekrümmten Ecken gebildet ist, kann die Konzentration eines elektrischen Stroms in diesem Abschnitt unterdrückt werden, wodurch der Übertragungsverlust reduziert werden kann.

Claims

1. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter mit fol genden Merkmalen:
einem oberen Leiter (1);
einem unteren Leiter (2), der von dem oberen Leiter (1) beabstandet ist;
einer ersten dielektrischen Schicht (3′; 3), die auf einer unteren Oberfläche des oberen Leiters (1) vorge sehen ist; und
einer zweiten dielektrischen Schicht (3′; 4), die auf einer oberen Oberfläche des unteren Leiters (2) vorge sehen ist;
wobei jede Schicht (3′; 3, 4) ein jeweiliges dielektri sches Überbrückungsbauglied aufweist, das dicker als andere Abschnitte der entsprechenden dielektrischen Schichten ist, wobei das dielektrische Überbrückungs bauglied der ersten dielektrischen Schicht (3′; 3) ei nen inneren Abschnitt aufweist, der einem entsprechen den inneren Abschnitt des dielektrischen Überbrückungs bauglieds der zweiten dielektrischen Schicht (3′; 4) gegenübersteht, um eine Ausbreitungsregion zu bilden, und
wobei ein Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Leiter (1, 2) neben den dielektrischen Überbrückungs baugliedern größer als in einer Nicht-Ausbreitungs region neben anderen Abschnitten der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht (3′; 3, 4) ist.

2. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 1, bei dem die inneren Abschnitte der dielektrischen Über brückungsbauglieder breitenmäßig schmäler als andere Abschnitte der dielektrischen Überbrückungsbauglieder sind.

3. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 1, bei dem die inneren Abschnitte der dielektrischen Über brückungsbauglieder breitenmäßig größer als andere Ab schnitte der dielektrischen Überbrückungsbauglieder sind.

4. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste (3; 3) und die zweite (3; 4) dielek trische Schicht und die dielektrischen Überbrückungs bauglieder in einer einstückig geformten Einheit ent halten sind.

5. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste und die zweite dielektrische Schicht (3, 4) voneinander getrennt sind.

6. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 5, der ferner ein Fülldielektrikum (5) aufweist, das in einen Raum gefüllt ist, der zwischen Abschnitten der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht (3′; 3, 3′; 4) definiert ist, die von den dielektrischen Über brückungsbaugliedern entfernt sind.

7. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 6, bei dem das Fülldielektrikum (5) im wesentlichen aus Luft besteht.

8. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 6 oder 7, bei dem eine dielektrische Konstante des Fülldielektri kums (5) niedriger als die der dielektrischen Über brückungsbauglieder ist.

9. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Leiter (1, 2) neben den dielektrischen Über brückungsbaugliedern weich verändert.

10. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 9, bei dem zumindest ein dielektrisches Überbrückungs bauglied neben entweder dem entsprechenden oberen oder unteren Leiter oder neben beiden Leitern (1, 2) ge krümmte Oberflächen aufweist.

11. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 9, bei dem mindestens ein dielektrisches Überbrückungsbau glied neben entweder dem unteren oder dem oberen Leiter oder neben beiden Leitern (1, 2) abgeschrägte Oberflä chen aufweist.

12. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die beiden dielektrischen Überbrückungsbauglie der in einer einstückig geformten Einheit enthalten sind.

13. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dielektrischen Überbrückungsbauglieder je weils einstückig gebildete Einheiten mit der ersten (3) und der zweiten (4) dielektrischen Schicht bilden.

14. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die erste dielektrische Schicht (3) und die zweite dielektrische Schicht (4) berühren.

15. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, der ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Schaltungsplatine (7) mit einer Streifenleitung (8), welche wirksam mit den dielektrischen Über brückungsbaugliedern verbunden ist, wobei die Schal tungsplatine (7) zwischen den dielektrischen Über brückungsbaugliedern positioniert ist.

16. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 15, bei dem entweder die erste dielektrische Schicht (3) oder die zweite dielektrische Schicht (4) oder beide die Schaltungsplatine (7) berühren.

17. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß ei nem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem entweder die erste oder die zweite dielektri sche Schicht oder beide (3, 4) zumindest ein Loch auf weisen.

18. Nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter gemäß An spruch 17, bei dem das zumindest eine Loch in einer Honigwaben struktur (4h) enthalten ist.

19. Verfahren zum Herstellen eines nichtstrahlenden dielek trischen Wellenleiters mit folgenden Schritten:
Bilden eines Wellenleiterkörpers mit gegenüberliegenden dielektrischen Platten (3′) und mit einem dielektri schen Streifen (3) zwischen denselben, wobei (3′) auf äußeren Oberflächen der Platten (3′) neben dem dielektrischen Streifen (3) Vorstände vorhanden sind; und
Aufbringen eines leitfähigen Materials (11, 12) auf die äußeren Oberflächen der Platten (3).

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem der Wellenleiterkörper durch Formen hergestellt wird.

21. Verfahren zum Herstellen eines nichtstrahlenden dielek trischen Wellenleiters, mit folgenden Schritten:
Bilden eines ersten Wellenleiterkörpers mit einer er sten dielektrischen Platte (3′) und einem dielektri schen Streifen, der an einer Oberfläche der dielektri schen Platte (3′) angebracht ist, wobei die erste Plat te (3′) einen ersten Vorstand auf einer anderen Ober fläche der ersten Platte (3′) neben dem dielektrischen Streifen aufweist;
Bilden eines zweiten Wellenleiterkörpers mit einer zweiten dielektrischen Platte (3′) und mit einem zwei ten Vorstand, welcher dem dielektrischen Streifen ent spricht;
Gegenüberstellen des ersten und des zweiten Wellenlei terkörpers, derart, daß der erste und der zweite Vor stand nach außen berichtet sind, wobei der dielektri sche Streifen (3) zwischen der ersten und der zweiten Platte (3′) positioniert ist; und
Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials (11, 12) auf die äußeren Oberflächen der Platten (3).

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Plazieren einer Schaltungsplatine (7) zwischen den er sten und den zweiten dielektrischen Wellenleiterkörper, wobei die Schaltungsplatine (7) ein Schaltungsmuster (8) aufweist, welches wirksam mit dem dielektrischen Streifenmuster (3) verbunden werden soll.