DE19633078C2

DE19633078C2 - Dielektrischer Wellenleiter

Info

Publication number: DE19633078C2
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: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: DE19633078A1; US5861782A; JPH0964608A; JP3166897B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dielektri schen Wellenleiter, der zur Verwendung bei einer Übertra gungsleitung bei einer integrierten Schaltung geeignet ist, die in einer Millimeterwellenband-Ausrüstung implementiert ist.

Fig. 19A, 19B, 19C und 19D zeigen Schnittansichten, die den Aufbau von vier Typen von herkömmlichen dielektrischen Wel lenleitern (NRD-Leitern; NRD = Nonradiative Dielectric) dar stellen. Fig. 19A zeigt eine normale dielektrische Leitung, bei der ein dielektrischer Streifen 100 zwischen leitfähigen Platten 101 und 102 vorgesehen ist, welche parallel zueinan der plaziert sind. Fig. 19B zeigt eine rillenartige dielek trische 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. Eine solche Leitung in Form einer dielektrischen Nutleitung ist beispielsweise bei Erich Pehl: Mikrowellentechnik, 2. Auflage, Dr. A. Hü thig Verlag, 1988, S. 122, 123, und in der DE 44 07 251 A1 offenbart.

Fig. 19C zeigt eine dielektrische Leitung, bei der der di elektrische Streifen 100 zwischen leitfähigen Platten 105 und 106 und insbesondere zwischen dielektrischen Schichten 103 und 104 vorgesehen ist, die eine niedrige Dielektrizi tätskonstante aufweisen. Derartige dielektrische Leitungen sind aus der DE 44 07 251 A1 und der US 4 463 330 bekannt.

Fig. 19D zeigt eine dielektrische, Leitung, bei der Dielek trika 107 und 108 entlang des ebenen Abschnitts von leit fähigen Platten 109 und 110 gebildet sind, wobei jedes Di elektrikum 109, 110 einen vorstehenden Abschnitt aufweist, wobei die vorstehenden Abschnitte einander berühren. Solche Leitungen sind in der DE 44 07 251 A1 und der JP 3-270 401 A beschrieben.

Bei den Wellenleitern weisen dielektrische Wellenleiter ge genüberliegende leitfähige Platten auf, wobei ein dielektri scher Streifen zwischen den Platten eingefügt ist. Dielek trische Schichten können ferner auf den Oberflächen der leitfähigen Platten, die zu einem weg hin gerichtet 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 dielektrischen Wellenleiter wird ein Über tragungsverlust reduziert, indem die Beabstandung zwischen den Leitern kleiner als die Hälfte der Wellenlänge einer sich ausbreitenden elektromagnetischen Welle gemacht wird, wodurch die Strahlungswelle in einen gebogenen Abschnitt oder in einem nicht-kontinuierlichen Abschnitt unterdrückt wird.

Bei der normalen dielektrischen Leitung, die in Fig. 19A gezeigt ist, ist eine sehr genaue Positionierung von dielek trischen Streifen, um einen Weg für eine elektromagnetische Welle zu bilden, relativ schwierig, wobei eine solche Struk tur für Schwingungen und Stöße anfällig ist, da keine Vor richtung zum Positionieren des Dielektrikums in den Leiter ebenen vorgesehen ist.

Die dielektrische Leitung, die in Fig. 19B gezeigt ist, zeichnet sich durch ein Positionieren und die mechanische Stärke des Wellenleiters aus. Es existieren jedoch bei spielsweise Probleme, derart, daß ein Stromfluß, der in den Eckenabschnitten der Rille konzentriert ist, einen großen Übertragungsverlust bewirkt, und daß eine leitfähige Platte mit Rillen im Hinblick auf Massenproduktionskosten nachteil haft ist. Wenn ferner ein dielektrischer Streifen mit einer hohen dielektrischen Konstante εr von mehr als etwa 5 ver wendet wird, kann ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Streifen und der leitfähigen Platte unvorhersagbare Änderun gen der Charakteristika des Wellenleiters bewirken.

Bei der dielektrischen Leitung von Fig. 19C ist, da eine di elektrische Schicht mit einer niedrigen Dielektrizitätskon stante zwischen einem dielektrischen Streifen einer hohen Dielektrizitätskonstante und einer leitfähigen Platte vorge sehen ist, selbst wenn der dielektrische Wellenleiter durch Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante sehr klein gemacht wird, das Pro blem des Verschmälerns der Signalbetriebsregion aufgrund des Auftretens eines höheren Modus nicht vorhanden. Ferner wer den weitere Variationen von Charakteristika aufgrund des Zwischenraums zwischen dem Streifen und der leitfähigen Platte beseitigt. Die dielektrische Leitung, die in Fig. 19C gezeigt ist, weist jedoch die gleichen Nachteile auf, die auch die normale dielektrische Leitung bezüglich der Posi tionierung und der mechanischen Stärke des dielektrischen Streifens aufweist.

Bei der dielektrischen Leitung, die in Fig. 19D gezeigt ist, sind die oben beschriebenen Probleme beseitigt. Je höher je doch die Dielektrizitätskonstante des verwendeten Materials ist, oder je höher die verwendete Frequenz ist, um so dünner muß die Dicke des vorstehenden Abschnitts gewählt werden. Somit wird es schwierig, eine dielektrische Schicht mit ei nem kleinen vorstehenden Abschnitt zu erzeugen, selbst wenn eine Spritzgußtechnologie verwendet wird.

Eine weitere dielektrische Leitung ist aus den Patent Ab stracts of Japan, E-152, 1983, Band 7, Nr. 8 JP 57-166 701 bekannt. Bei dieser bekannten Leitung ist zusätzlich zu dem in Fig. 19A dargestellten Dielektrikum im Übertragungsbereich ferner ein Dielektrikum mit einer kleinen Dielektrizitätskonstante außerhalb des Übertragungsbereichs angeordnet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen neuartigen dielektrischen Wellenleiter mit niedrigem Über tragungsverlust und mit stabilen elektrischen Charakteristi ka zu schaffen, wobei eine Veränderung der elektrischen Cha rakteristika auch an Biegungen des Wellenleiters vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird durch dielektrische Wellenleiter gemäß den Ansprüchen 1 und 2, sowie durch Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Wellenleiters gemäß den Ansprüchen 20 und 22 gelöst.

Das Ziel dieser Erfindung besteht also darin, einen dielek trischen Wellenleiter zu schaffen, welcher die Probleme löst und die Positionierung der dielektrischen Streifen während des Produktionsprozesses verbessert, bei dem der Übertra gungsverlusts reduziert ist, und bei dem Charakteristikaver änderungen an einer Biegung des Wellenleiters vermieden wer den.

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 elektrizitätskonstante 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 dielektrischen Leitung, die vorstehende Abschnitte aufweist. Selbst wenn der dielektri sche Wellenleiter unter Verwendung eines dielektrischen Ma terials mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante größenmäßig reduziert wird, können daher eine dielektrische Schicht und ein Dielektrikum im Ausbreitungsbereich mittels Formen, wie z. B. des Spritzgußverfahrens, einstückig gebil det werden. Da der Ausbreitungsbereich und der Nicht-Aus breitungsbereich gleichzeitig gebildet werden, treten ferner verschiedene Probleme bezüglich der Positionsbestimmung, der Massenproduktion und von Charakteristikavariationen des di elektrischen Streifens wie bei herkömmlichen Wellenleitern nicht auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der dielektrische Wellenleiter ein Fülldielektrikum aufwei sen, das in einen Raum, der durch die erste und die zweite dielektrische Schicht gebildet wird, gefüllt ist. Die Di elektrizitätskonstante des Fülldielektrikums kann kleiner als die des Dielektrikums im Ausbreitungsbereich sein.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen dielektri schen Wellenleiter, bei dem der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter in dem Bereich um das Dielektrikum in dem Ausbreitungsbereich weich verändert wird, um scharfe Ecken bei dem Leiter und bei den Dielektrika zu vermeiden.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen dielektri schen Wellenleiter, bei dem das Dielektrikum im Ausbrei tungsbereich in zumindest einen oberen und einen unteren Ab schnitt 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 dielektri schen Wellenleiter mit einer Schaltungsplatine mit einer Streifenleitung, welche wirksam mit dem Dielektrikum im Aus breitungsbereich verbunden ist, wobei die Schaltungsplatine zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Dielektri kums im Ausbreitungsbereich positioniert ist.

Eine integrierte Schaltung oder eine aktive Komponente kann ohne weiteres gebildet werden, bei der die Leiterschaltung auf der Schaltungsplatine mit dem dielektrischen Wellenlei ter gekoppelt ist.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen dielektri schen Wellenleiter, bei dem entweder die erste oder die zweite dielektrische Schicht eine Struktur mit Lö chern aufweist, um die Dielektrizitätskonstante derselben zu reduzieren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeich nungen unter Bezugnahme auf den Stand der Technik detaillierter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die einen dielektrischen Wel lenleiter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegen den Erfindung darstellt;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines dielektrischen Wellenlei ters gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines dielektrischen Wellenlei ters gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines dielektrischen Wellenlei ters gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines dielektrischen Wellenlei ters gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines dielektrischen Wellenlei ters gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7A und 7B Schnittansichten eines dielektrischen Wel lenleiters gemäß einer Modifikation des dritten As pekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht eines Wellenlei ters gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Er findung;

Fig. 9 eine Schnittansicht des dielektrischen Wellenlei ters gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Er findung;

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

Fig. 11A und 11B Schnittansichten des Aufbaus des dielektri schen Wellenleiters gemäß einer Modifikation des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht eines dielektri schen Wellenleiters gemäß einer Modifikation des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 eine perspektivische Teilansicht eines dielektri schen Wellenleiters gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14A und 14B perspektivische Teilansichten, die ein Bei spiel von Schritten beim Herstellen eines dielek trischen Wellenleiters gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;

Fig. 15 eine perspektivische Teilansicht eines dielektri schen Wellenleiters gemäß einer Modifikation des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine perspektivische Teilansicht eines dielektri schen Wellenleiters gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17A und 17B perspektivische Teilansichten, die die Beziehung zwischen einer Streifenleitung auf einer Schaltungsplatine und dem Ausbreitungsbereich des dielektrischen Wellenleiters darstellen;

Fig. 18 eine perspektivische Teilansicht eines dielektri schen Wellenleiters gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 19A, 19B, 19C und 19D Schnittansichten, die den Aufbau von verschiedenen herkömmlichen dielektrischen Wel lenleitern 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 "Dielektrikum im Aus breitungsbereich" oder als "dielektrischer Streifen" bezeich net wird, des Ausbreitungsbereichs mit einer Dielektrizi tätskonstante 61 erstreckt, wobei eine dielektrische Schicht 5 eine Dielektrizitätskonstante ε2 aufweist, die kleiner als die Dielektrizitätskonstante 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 Dielektrikum im Ausbreitungsbereich", und die dielektri schen Schichten 3' einstückig gebildete Komponenten aus einer dielektrischen Keramik oder aus einem dielektrischen Harz mit der Dielektrizitätskonstante ε1 = 7,3. Elektrisch leitfähige Filme 11 und 12 werden durch Beschichten und Brennen einer Silberpaste oder durch Kupferplattieren je weils auf der oberen und der unteren Oberfläche derselben gebildet. Eine dielektrische Schicht 5 mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante in dem Nicht-Ausbreitungsbereich ist eine Luftschicht mit einer Dielektrizitätskonstante ε0.

Fig. 9 zeigt die Abmessungen der in Fig. 8 gezeigten Teile. Wenn diese dielektrische Leitung als eine Übertragungslei tung 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 Aus breitungsbereich ausbreiten soll. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird bei diesem Beispiel ein Teil (Breite: 1,0 mm) des Nicht-Ausbreitungsbereichs als ein Berechnungsmodell verwen det, wobei die Beziehung zwischen der Grenzfrequenz und h2 mit t als Parameter bestimmt wird, wobei die Resultate in Fig. 10 gezeigt sind. Wenn t eine Konstante 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 beispielsweise auf 0,4 mm ein gestellt 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 einzustellen.

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 dielektri schen Wellenleiter insgesamt kleiner zu machen, indem ein dielektrisches Material mit einer relativ hohen dielektri schen Konstante verwendet wird, wird t nicht sehr klein wer den, wodurch durch Spritzgießen oder dergleichen ein ein stückiges Formen möglich wird. Da der Ausbreitungsbereich und der Nicht-Ausbreitungsbereich gleichzeitig gebildet wer den, werden ferner verschiedene Probleme im Stand der Tech nik bezüglich der Positionierung, der Massenproduktion und von Charakteristikavariationen des dielektrischen 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 dielektrischen Leitung, die in Fig. 19D gezeigt ist, da der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Leiter verklei nert 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 Ausbreitungsbe reich und der Nicht-Ausbreitungsbereich ferner gleichzeitig gebildet werden, werden verschiedene Probleme bezüglich der Positionsbestimmung, der Massenproduktion und bezüglich von Charakteristikavariationen des dielektrischen Streifens, welche beim Stand der Technik auftreten, gleichzeitig ge löst.

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 aus breiten kann, während die Höhe h2 in dem Nicht-Ausbreitungs bereich 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 Dielektrizitätskonstante von 7,3 verwendet wird, und wenn eine Übertragungsleitung in dem 60-GHz-Band hergestellt wer den 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 dielektrischen Wellenlei ters, welche Modifikationen des ersten bzw. zweiten Aspekts sind, und welche das Formen einfacher machen, und welche es einfach machen, eine integrierte Schaltung zusammen mit ei ner Schaltungsplatine zu bilden. Gemäß diesen Aspekten wer den 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 Anordnung sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In den Fig. 3 und 4 bezeichnen die Bezugs zeichen 3 und 4 jeweils Dielektrika mit einer relativen Di elektrizitätskonstante von ε1. Das Bezugszeichen 5 bezeich net beispielsweise Luft, welche eine relative Dielektrizi tätskonstante von ε2 aufweist. Der Leiter 1 ist beispiels weise durch Beschichten oder Brennen einer Silberpaste oder durch Plattieren mit Kupfer auf der oberen Oberfläche des Dielektrikums 3 gebildet, während der Leiter 2 auf der unte ren Oberfläche des Dielektrikums 4 auf ähnliche Art und Wei se gebildet werden kann. Da bei dieser dielektrischen Lei tung das obere und das untere Bauglied kombiniert werden, nachdem sie jeweils separat gebildet worden sind, kann der Leiterfilm ohne weiteres auf nur einer Oberfläche des Di elektrikums gebildet werden. Insbesondere wird das ein stückige Bilden des dielektrischen Materials bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau ebenfalls einfach.

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 Di elektrikums 4 gebildet ist. Die Fig. 14A und 14B zeigen Ver fahren zum Herstellen des dielektrischen Wellenleiters, der in Fig. 13 gezeigt ist. Zuerst wird ein Dielektrikum mit ei ner Form, wie sie in Fig. 14a gezeigt ist, welche als ein "Wellenleiterkörper" bezeichnet wird, gebildet, wonach ein Leiterfilm durch Brennen einer Silberpaste oder durch Plat tieren mit Kupfer auf einer Oberfläche des Dielektrikums, wie es in Fig. 14B gezeigt ist, gebildet wird. Ein Paar die ser Leiterfilme wird in spiegelsymmetrischen Mustern ange ordnet, wonach sie aufeinander plaziert werden, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Ein Paar aus oberem und unterem Bau glied wird beispielsweise in einem Gehäuse eingeschlossen, wodurch dieselben in dem Gehäuse aufeinander plaziert gehal ten werden.

Der obere und untere Abschnitt des Wellenleiters, der in Fig. 13 gezeigt ist, kann Honigwabenstrukturen aufweisen, wie es in Fig. 15 gezeigt ist. Die obere Oberfläche der di elektrischen Schicht 4' in dem Nicht-Ausbreitungsbereich ist in einer Honigwabenstruktur 4h gebildet. Natürlich kann die dielektrische Schicht 4' einen anderen Strukturtyp aufwei sen, der ebenfalls Löcher erzeugt, um ihre wirksame Dielek trizitätskonstante zu reduzieren. Das Dielektrikum 4 und die dielektrische Schicht 4f werden durch Formen einer dielek trischen Keramik oder eines dielektrischen Harzes einstückig gebildet. Ein Leiterfilm 12 wird auf der Gesamtoberfläche sowohl des Ausbreitungsbereichs als auch des Nicht-Ausbrei tungsbereichs auf der hinteren Oberfläche des Dielektrikums 4 gebildet. Ein weiteres Bauglied, wie z. B. das, das in Fig. 15 gezeigt ist, wird gebildet, wonach beide Oberflächen, auf denen kein Leiterfilm gebildet ist, aufeinandergelegt wer den, wodurch ein dielektrischer Wellenleiter, wie er in Fig. 13 gezeigt ist, gebildet ist. Da in diesem Fall die wirksame Dielektrizitätskonstante des Honigwabenstruktur-Abschnitts niedrig ist, ist es möglich, die Dicke t der dielektrischen Schicht 4' in dem Nicht-Ausbreitungsbereich zu erhöhen, wo durch ein einstückiges Herstellen durch Spritzgießen einfach wird, und wodurch die Stärke der dielektrischen Schicht er höht 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 16 ist eine Schaltungsplatine 7 zwischen das obere und das untere Bauglied des dielektrischen Wellenleiters, der in Fig. 3 gezeigt ist, positioniert. In Fig. 6 ist eine Schal tungsplatine 7 zwischen das obere und das untere Bauglied des dielektrischen Wellenleiters, der in Fig. 4 gezeigt ist, positioniert. Bei einem solchen Wellenleiter wird die elek tromagnetische Welle, die sich in dem Ausbreitungsbereich ausbreitet, zu der Streifenleitung 8 gekoppelt, wodurch eine integrierte Schaltung oder eine aktive Komponente gebildet ist, bei der die Leiterschaltung auf der Schaltungsplatine 7 und der 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 dielektrischen Wellenleiters rechtwinkligen Richtung plaziert, um die Streifenleitung 8 und den dielektrischen Wellenleiter miteinander elektromag netisch 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 dielektrischen Wellenleiters plaziert, um diese Streifenleitung 8 mit der elektromagneti schen Welle des dielektrischen Wellenleiters zu koppeln. Auf diese Art und Weise ist eine integrierte Schaltung oder eine aktive Komponente für das Millimeterwellenband 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 dielektrischen Wellenleiter 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 Aus breitungsbereich 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. Dielektrischer Wellenleiter

1. - mit einem ersten und einem zweiten Leiter (1, 2), die einander gegenüberliegend und beabstandet voneinander angeordnet sind,
2. - wobei die Leiter (1, 2) in einem Ausbreitungsbereich der Wellen so ausgebildet sind, daß ihr Abstand (h1) dort größer ist als der Abstand (h2) in einem Nicht- Ausbreitungsbereich und
3. - wobei im Ausbreitungsbereich Dielektrikum (3, ε1) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten und zweiten Leiter (1, 2) auf den ihnen zugewandten Oberflächen eine dielektrische Schicht (3') aufgebracht ist, wobei im Nicht-Ausbrei tungsbereich zwischen den Schichten (3') ein Zwischen raum (5) vorgesehen ist.

2. Dielektrischer Wellenleiter

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter (1, 2) auch der Nicht-Ausbreitungsbereich mit Dielektrikum (3, ∈1) ausgefüllt ist.

3. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 1, bei dem das Dielektrikum im Ausbreitungsbereich (ε1) durch einander zugewandte Erhebungen der auf den ersten und den zweiten Leiter (1, 2) aufgebrachten dielektrischen Schichten gebildet ist.

4. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 3, bei dem die Breite der Erhebungen kleiner ist als die Breite des Bereichs, in dem die Leiter (1, 2) einen vergrößer ten Abstand aufweisen.

5. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 3, bei dem die Breite der Erhebungen größer ist als die Breite des Bereichs, in dem die Leiter (1, 2) einen vergrößerten Abstand aufweisen.

6. Dielektrischer Wellenleiter gemäß einem der Ansprüche 3-5, bei dem das Dielektrikum (ε1) im Ausbreitungsbe reich und die dielektrischen Schichten (3') als eine einstückige Einheit ausgebildet sind.

7. Dielektrischer Wellenleiter gemäß einem der Ansprüche 3-5, bei dem die erste dielektrische Schicht mit der Erhebung derselben und die zweite dielektrische Schicht mit der Erhebung derselben jeweils als getrennte ein stückige Einheiten gebildet sind.

8. Dielektrischer Wellenleiter gemäß einem der Ansprüche 3-7, bei dem in dem Zwischenraum (5) ein Fülldielektri kum (ε2) vorgesehen ist.

9. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 8, bei dem das Fülldielektrikum (5) im wesentlichen aus Luft be steht.

10. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die Dielektrizitätskonstante (ε2) des Füll dielektrikums (5) niedriger ist als die des Dielek trikums (ε1) im Übertragungsbereich.

11. Dielektrischer Wellenleiter gemäß einem der Ansprüche 3-10, bei dem sich der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter benachbart zu den Erhebungen der di elektrischen Schichten weich verändert.

12. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 11, bei den zumindest eine der einander zugewandten Erhebungen der dielektrischen Schichten benachbart zu entweder dem entsprechenden ersten oder zweiten Leiter oder benach bart zu beiden Leitern (1, 2) gekrümmte Oberflächen aufweist.

13. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 11, bei dem zumindest eine der Erhebungen der dielektrischen Schichten benachbart zu entweder dem entsprechenden er sten oder dem zweiten Leiter oder benachbart zu beiden Leitern (1, 2) abgeschrägte Oberflächen aufweist.

14. Dielektrischer Wellenleiter gemäß einem der Ansprüche 3-13, der ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Schaltungsplatine (7) mit einer Streifenleitung (8), die wirksam mit den Erhebungen gekoppelt ist, wo bei die Schaltungsplatine (7) zwischen den Erhebungen positioniert ist.

15. Dielektrischer Wellenleiter gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem entweder die erste oder die zweite dielektrische Schicht oder beide (3, 4) zumindest ein Loch aufweisen.

16. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 15, bei dem das zumindest eine Loch in einer Honigwabenstruktur (4h) enthalten ist.

17. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 2, bei dem das Dielektrikum (3, ε1) im Ausbreitungsbereich und das Dielektrikum (ε2) im Nicht-Ausbreitungsbereich als einstückige Einheit ausgebildet sind.

18. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 2, bei dem das Dielektrikum (3, ε1) im Ausbreitungsbereich und das Dielektrikum (ε2) im Nicht-Ausbreitungsbereich durch zwei Einheiten gebildet sind, derart, daß eine Einheit dem ersten Leiter und die zweite Einheit dem zweiten Leiter zugeordnet ist, wobei die Grenzfläche im wesent lichen mittig zwischen den zwei Leitern (1, 2) ver läuft.

19. Dielektrischer Wellenleiter gemäß Anspruch 18, der fer ner folgendes Merkmal aufweist:
eine Schaltungsplatine (7) mit einer Streifenleitung (8), die wirksam mit dem Dielektrikum (3, ε1) im Aus breitungsbereich verbunden ist, wobei die Schaltungs platine (7) zwischen den beiden Einheiten angeordnet ist.

20. Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Wellen leiters mit folgenden Schritten:
Bilden eines Wellenleiterkörpers mit gegenüberliegenden dielektrischen Platten (3') und mit einem dielektri schen Streifen (3) zwischen denselben, wobei auf äuße ren Oberflächen der Platten (3') gegenüber dem dielek trischen Streifen Erhebungen vorhanden sind; und Aufbringen eines leitfähigen Materials (11, 12) auf die äußeren Oberflächen der Platten (3).

21. Verfahren gemäß Anspruch 20, bei dem der Wellenleiter körper durch Gießen hergestellt wird.

22. Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Wellen leiters, mit folgenden Schritten:
Bilden eines ersten Wellenleiterkörpers mit einer er sten dielektrischen Platte (3'), die eine erste Erhe bung auf einer ersten Oberfläche derselben und eine zweite Erhebung auf einer zweiten Oberfläche derselben im wesentlichen gegenüber der ersten Erhebung aufweist;
Bilden eines zweiten Wellenleiterkörpers mit einer zweiten dielektrischen Platte (3'), die eine erste Er hebung auf einer ersten Oberfläche derselben und eine zweite Erhebung auf einer zweiten Oberfläche derselben im wesentlichen gegenüber der ersten Erhebung aufweist;
Gegenüberstellen des ersten und des zweiten Wellenleit körpers, derart, daß die zweiten Erhebungen nach außen gerichtet sind und die ersten Erhebungen ausgerichtet sind, um einen dielektrischen Streifen zwischen der er sten und der zweiten Platte zu bilden; und
Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials (11, 12) auf die äußeren Oberflächen der Platten.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Plazieren einer Schaltungsplatine (7) zwischen dem er sten und dem zweiten dielektrischen Wellenleiterkörper, wobei die Schaltungsplatine (7) ein Schaltungsmuster (8) aufweist, das wirksam mit dem dielektrischen Strei fen gekoppelt werden soll.