DE4407251A1

DE4407251A1 - Nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter und Herstellungsverfahren für diesen

Info

Publication number: DE4407251A1
Application number: DE4407251A
Authority: DE
Inventors: Youhei Ishikawa; Hiroshi Nishida; Atsushi Saito
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2014-03-05
Also published as: JP3123293B2; GB2275826A; DE4407251C2; JPH06260814A; US5473296A; GB2275826B; GB9404117D0

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen dielek trischen Hohlleiter und insbesondere auf einen nicht strah lenden dielektrischen Hohlleiter, der im Millimeter-Wellen bandbereich verwendet wird und für integrierte Schaltungen im Millimeter-Wellenbereich geeignet ist, und auch auf ein Ver fahren zur Herstellung eines derartigen nicht strahlenden di elektrischen Hohlleiters.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines herkömmlichen, nicht strahlenden, dielektrischen Hohlleiters, der ein Paar ebener plattenartiger Leitungselektroden 101, 102, die im allgemeinen parallel zueinander angeordnet sind, und eine di elektrische Streifenleitung 103, die zwischen den Leitungs elektroden 101 und 102, wie gezeigt, gehalten wird, enthält. Die dielektrische Streifenleitung 103 wird aus einem dielek trischen Material wie einem Harz, Keramik oder dgl. und mit annähernd kubischem rechtwinkligem Aufbau und einem Quer schnitt, z. B. mit einer Breite b und einer Höhe c jeweils von einigen Millimetern in Längsrichtung gebildet.

Wenn der Abstand zwischen den Leitungselektroden 101 und 102, und die Wellenlänge der zu übermittelnden Millimeter-Welle durch λ dargestellt wird, wird die Ausbreitung der pola risierten Wellen parallel zu den Leitungselektroden 101 und 102 in einem Bereich außerhalb der dielektrischen Streifen leitung 103 zwischen den Leitungselektroden abgeschnitten, wenn für den Abstand a die Beziehung gilt a < λ/2. Dagegen wird der abgeschnittene Zustand in einem Bereich, in dem die dielektrische Streifenleitung 103 eingesetzt ist, beseitigt. Die elektromagnetischen Wellen breiten sich entlang der di elektrischen Streifenleitung 103 aus. Hier ist festzuhalten, daß der Übertragungsmodus weitgehend in den LSE-Modus und den LSM-Modus getrennt werden kann, und beim LSE₀₁-Modus und beim LSM₀₁-Modus für die Modi geringster Ordnung wird normaler weise der LSM₀₁-Modus im Hinblick auf geringen Verlust ver wendet.

Da die Breite b der dielektrischen Streifenleitung 103 klein ist, ist es übrigens nicht leicht, die dielektrische Strei fenleitung 103 mit den Leitungselektroden 101 und 102 zur Fi xierung zu verbinden und daher war eine wirksame Vorrichtung zur Sicherung der dielektrischen Streifenleitung 103 an den ebenen Leitungselektroden 101 und 102 nicht verfügbar. Wenn die dielektrische Streifenleitung 103 aus einem dielektri schen Material wie Teflonharz oder dgl. besteht, ist es fer ner insbesondere schwierig, die Bindung zu bewirken. An dererseits ist ein Fall denkbar, in dem die Schaltungskom ponenten wie ein Zirkulator, ein Isolator etc. zwischen den Leitungselektroden 101 und 102 angeordnet sind, die zusammen mit den Leitungselektroden 101 und 102 und der dielektrischen Streifenleitung 103 eine integrierte Schaltung bilden. In einem derartigen Fall können die Schaltungskomponenten zwi schen den Leitungselektroden 101 und 102 leichter eingesetzt werden, wenn die Leitungselektroden 101 und 102 und die dielektrische Streifenleitung 103 voneinander getrennt sind, als wenn sie miteinander verbunden sind. Dementsprechend ist der vorstehend erwähnte, nicht strahlende dielektrische Hohl leiter so aufgebaut, daß die Leitungselektroden 101 und 102 und die dielektrische Streifenleitung 103, so wie sie sind, voneinander getrennt verbleiben und die dielektrische Strei fenleitung 103 in einer geeigneten Stellung auf eine Lei tungselektrode 101 gesetzt wird, so daß die Leitungselektrode 102 auf die dielektrische Streifenleitung 103 gesetzt wird, wodurch die dielektrische Streifenleitung 103 zwischen den Leitungselektroden 101 und 102 gehalten wird.

Jedoch kann in dem bisher unter Bezugnahme auf Fig. 10 be schriebenen, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter die Positionierung der dielektrischen Streifenleitung 103 nicht leicht durchgeführt werden, da sich die dielektrische Strei fenleitung 103 leicht auf der Leitungselektrode 101 bewegt. Dagegen ist bei der Ausbildung einer integrierten Schaltung die Positionierung der dielektrischen Streifenleitung 103 selbst und die gegenseitige Positionierung zwischen der di elektrischen Streifenleitung 103 und den Schaltungskomponen ten erforderlich und eine derartige Positionierung kann auch nicht leicht durchgeführt werden. Entsprechend gab es auch ein weiteres Problem bezüglich geringer Produktivität, da die vorstehend beschriebene Einstellung und die Einstellung zur geeigneten Befestigung der dielektrischen Streifenleitung 103 zwischen den Leitungselektroden 101 und 102 vielfach wieder holt werden muß, um die gewünschten Eigenschaften zu errei chen. Darüber hinaus ergibt sich leicht eine Abweichung in der Position der dielektrischen Streifenleitung 103 durch mecha nische Schwingungen, Stöße etc., selbst wenn die Einstellung der dielektrischen Streifenleitung 103 auf geeignete Weise durchgeführt wird, da die dielektrische Streifenleitung 103 nur durch die Leitungselektroden 101 und 102 gehalten wird, und so besteht auch das Problem, daß die ursprünglichen Ei genschaften nicht vollständig aufrechterhalten werden können, wodurch sich mangelnde Zuverlässigkeit ergibt.

Da die Leitungselektroden 101 und 102 nicht mit der dielek trischen Streifenleitung 103 verbunden sind, bilden sich dar über hinaus in einigen Fällen sogenannte Seitenlücken zwischen der Leitungselektrode 101 und der Streifenleitung 103 und auch zwischen der Streifenleitung 103 und der Leitungselek trode 102.

Fig. 11 ist ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven zeigt, wenn sich Seitenlücken in dem nicht strahlenden di elektrischen Hohlleiter der Fig. 10 gebildet haben. Es ist festzustellen, daß in Fig. 11 ω eine Winkelfrequenz (Frequenz f = ω/2) darstellt, β eine Phasenkonstante ist und k/0 die Wellenzahl im Vakuum bedeutet und daß β/k0 gleich dem Ver hältnis der Wellenlänge im Vakuum zur Leitungswellenlänge ist und das Quadrat davon als relative wirksame dielektrische Konstante angesehen werden kann. In der Beziehung β/k0 = 1 ist die Leitungswellenlänge gleich der Wellenlänge im Vakuum und in der Beziehung β/k0 < 1 wird die Leitungswellenlänge kleiner als die Wellenlänge im Vakuum, wogegen in der Bezie hung β/k0 < 1 die Leitungswellenlänge größer als die Wellen länge im Vakuum wird.

Φ0 zeigt die ω-β/k0-Kurve des LSM₀₁-Modus bei einer Seiten lücke von d = 0. Dagegen zeigen Φ1, Φ2 und Φ3 jeweils die ω β/k0-Kurven im LSM₀₁-Modus, wenn die Seitenlücke d jeweils 0,01 mm, 0,05 mm und 0,1 mm beträgt. Im LSM₀₁-Modus ist die an der Seitenlücke d akkumulierte Energie nicht sehr groß, da das elektrische Feld in der Nähe der Seitenlücke d schwach ist und parallel zu den Leitungselektroden 101 und 102 ver läuft. Daher verschiebt sich im LSM₀₁-Modus die ω-β/k0-Kurve in Richtung höherer Frequenz, wenn die Seitenlücke d größer wird. Andererseits ist die ω-β/k0-Kurve des LSE₀₁-Modus bei einer Seitenlücke d = 0 bei ψ0 gezeigt. Auch sind die ω-β/k0- Kurven im LSE₀₁-Modus bei einer Seitenlücke d von jeweils 0,01 mm, 0,05 mm und 0,1 mm jeweils durch ψ1, ψ2 und ψ3 dar gestellt. Im LSE₀₁-Modus ist die an der Seitenlücke d akkumu lierte Energie groß, da das elektrische Feld nahe der Seiten lücke d stark ist und das elektrische Feld senkrecht zu den Leitungselektroden 101 und 102 verläuft. Dementsprechend wird im LSE₀₁-Modus die Neigung der ω-β/k0-Kurve bei leichten Kur ven kleiner, wenn die Seitenlücke d vergrößert wird. Daher nähern sich die Phasenkonstanten des LSM₀₁-Modus und des LSE₀₁-Modus in unerwünschter Weise einander an (siehe in Fig. 11). Ursprünglich schneiden sich der LSM₀₁-Modus und der LSE₀₁-Modus im rechten Winkel ohne Moduskopplung, aber die Kopplung wird aufgrund der asymmetrischen Beschaffenheit durch Arbeitsfehler bewirkt. Jedoch wird fast keine Kopplung erzeugt, wenn der Unterschied der Phasenkonstanten groß ist, wogegen im Gegensatz dazu die Kopplung leicht erzeugt wird, wenn der Unterschied der Phasenkonstanten klein ist. Mit an deren Worten wird die Moduskopplung leicht gebildet, da die Phasenkonstanten des LSM₀₁-Modus und des LSE₀₁-Modus sich einander annähern, wobei sich folglich die Übertragungsverlu ste erhöhen und die Übertragungseigenschaften verschlechtert werden.

Fig. 12 zeigt den Aufbau eines weiteren herkömmlichen, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters, der in der japani schen Patentoffenlegungsschrift Tokkohei Nr. 1-51202 offen bart ist. Wenn ein Material mit großer Dielektrizitätskon stante als dielektrische Streifenleitung 103 verwendet wird, wird die Leitungswellenlänge λg klein und daher kann die Länge der dielektrischen Streifenleitung 103 verringert wer den, so daß der nicht strahlende dielektrische Hohlleiter oder die integrierte Schaltung kompakte Abmessungen aufweisen können, aber im Gegensatz dazu wird der Einzelbetriebsbereich aufgrund der Erzeugung neuer Modi höherer Ordnung klein. Dar über hinaus treten abweichende Eigenschaften durch die Seiten lücken d zwischen den Leitungselektroden 101 und 102 und der dielektrischen Streifenleitung 103 deutlich sichtbar auf. Da her wird in dem nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 12 ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante als dielektrische Streifenleitung 103 verwendet und die mit ebener plattenartiger Form aus einem dielektrischen Material mit einer kleineren Dielektrizitätskonstante als der der Streifenleitung 103 gebildeten dielektrischen Schichten 105 werden zwischen die dielektrische Streifenleitung 103 und die Leitungsschichten 101 und 102 eingesetzt, wodurch der Einzel betriebsbereich vergrößert wird, während die Abweichung in den Eigenschaften durch die Seitenlücke verringert wird. Fer ner kann in dem bisher beschriebenen nicht strahlenden di elektrischen Hohlleiter der Fig. 12 eine große Bindungsfläche zwischen den Leitungselektroden 101 und 102 und den dielek trischen Schichten 105 aufgrund der großen Fläche der dielek trischen Schichten 105 gewonnen werden, so daß diese leicht miteinander verbunden werden können, und nicht leicht vonein ander getrennt werden. Dementsprechend können die Probleme in Bezug auf die Positionsabweichung oder die Seitenlücken zwi schen den Leitungselektroden 101 und 102 und den dielektri schen Schichten 105 vorteilhaft gelöst werden.

Jedoch ist es bei dem bekannten nicht strahlenden dielektri schen Hohlleiter der Fig. 12 nicht leicht, die dielektrische Streifenleitung 103 mit den dielektrischen Schichten 105 zu verbinden, da die dielektrische Streifenleitung 103 und die dielektrischen Schichten 105 getrennt voneinander aus verschiedenen dielektrischen Materialien gebildet werden, und daher ist es unvermeidlich, die dielektrische Streifenleitung 103 zwischen den dielektrischen Schichten 105 festzuhalten. Dementsprechend entstehen bei diesem nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter auch ähnliche Probleme wie bei dem nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 10, d. h. Probleme bei der Produktivität, Zuverlässigkeit und den Übertragungseigenschaften.

Fig. 13 zeigt den Aufbau eines weiteren herkömmlichen, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters. Zur Lösung der Pro duktivitäts- und Zuverlässigkeitsprobleme der bekannten nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter, die bisher unter Be zugnahme auf die Fig. 10 und 12 beschrieben wurden, ist der nicht strahlende dielektrische Hohlleiter der Fig. 13 mit Vertiefungen 104 mit einer Tiefe d ausgebildet, um die di elektrische Streifenleitung 103 an vorbestimmten entsprechen den Positionen der Leitungselektroden 101 und 102 aufzuneh men. Daher kann der Zusammenbau des Hohlleiters zur Verbesse rung der Produktivität vereinfacht werden, da die dielektri sche Streifenleitung 103 auf geeignete Weise eingesetzt wird, indem die Streifenleitung 103 lediglich in die Vertiefungen 104 eingepaßt wird, ohne daß besondere Überlegungen hinsicht lich deren Positionierung angestellt werden. Darüber hinaus besteht keine Möglichkeit zur Positionsabweichung durch me chanische Schwingungen und Stöße, etc., obwohl die Streifen leitung 103 lediglich zwischen den Leitungselektroden 101 und 102 gehalten wird, da die Streifenleitung 103 in die Vertie fungen 104 eingepaßt ist und so die ursprünglichen Eigen schaften des Hohlleiters bei höherer Zuverlässigkeit auf rechterhalten werden können.

Jedoch entstand bei dem nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 13 ein weiteres Problem, da sich Hochfre quenzstrom in Eckbereichen ξ der Vertiefungen 104 durch die Eigenschaften der Hochfrequenzwelle konzentrieren, wodurch sich ein Anstieg der Übertragungsverluste ergibt. Darüber hinaus wurde das Problem der Verschlechterung der Übertra gungseigenschaften, das der Moduskopplung zugeschrieben wird, in dem Hohlleiter der Fig. 13 nicht gelöst. Fig. 14 ist ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven für den nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 13 zeigt. In Fig. 14 stellt Φ0 die ω-β/k0-Kurve im LSM₀₁-Modus bei einer Aussparungstiefe d = 0 dar, während Φ1 die ω-β/k0-Kurve im LSM₀₁-Modus bei einer Aussparungstiefe d = 0,2 mm zeigt, wo bei beobachtet wurde, daß im LSM₀₁-Modus selbst bei Vergröße rung der Aussparungstiefe die ω-β/k0-Kurve nur leicht in Richtung niedrigerer Frequenz verschoben wird. Dagegen zeigt ψ0 die ω-β/k0-Kurve im LSE₀₁-Modus bei einer Aussparungstiefe d = 0, während ψ1 die ω-β/k0-Kurve im LSE₀₁-Modus bei einer Aussparungstiefe von 0,2 mm zeigt, wodurch ersichtlich ist, daß die ω-β/k0-Kurve in Richtung höherer Frequenz verschoben wird, wenn die Tiefe d der Aussparung erhöht wird. Dement sprechend nähern sich die ω-β/k0-Kurven für den LSM₀₁-Modus und den LSE₀₁-Modus einander an und überlappen sich schließ lich (siehe in Fig. 14). Mit anderen Worten besteht immer noch das Problem, daß sich leicht eine Moduskopplung bildet, da die Phasenkonstanten für den LSM₀₁-Modus und den LSE₀₁- Modus nahe beieinander liegen, wodurch sich folglich die Übertragungsverluste vergrößern und die Übertragungseigen schaften verschlechtern.

Fig. 15 zeigt den Aufbau eines weiteren bekannten, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters, der in der japani schen Patentoffenlegungsschrift Tokkaihei Nr. 3-270401 offen bart ist. Der nicht strahlende dielektrische Hohlleiter der Fig. 15 ist mit einer dielektrischen Einheit 107 und Lei tungselektroden 101 und 102 versehen, um die Zuverlässig keitsprobleme zu lösen, die sich aus der Positionsabweichung und der Verschlechterung der Übertragungseigenschaften, die der Moduskopplung zugeschrieben wird, ergeben. Die dielektri sche Einheit 107 enthält eine dielektrische Streifenleitung 103, die an einer vorbestimmten Position angeordnet ist und eine vertikale Höhe H besitzt, die sich mit der Längsrichtung im rechten Winkel schneidet und so eingestellt ist, daß sie kleiner als die halbe Wellenlänge ist, und ebene Bereiche 106 sind mit der Streifenleitung 103 einstückig ausgebildet und erstrecken sich links und rechts längs den oberen und unteren Kanten der Streifenleitung 103, so daß ein H-förmiger Quer schnitt ausgebildet wird. Die Leitungselektroden 101 und 102 sind mit engem Kontakt zu den Außenflächen der oberen und un teren gegenüberliegenden Kanten des dielektrischen Teils mit den gezeigten ebenen Bereichen 106 ausgebildet.

Bei dem bisher beschriebenen, nicht strahlenden dielektri schen Hohlleiter der Fig. 15 besteht keine Möglichkeit, daß die dielektrische Streifenleitung 103 und die ebenen Bereiche 106 von den Leitungselektroden 101 und 102 getrennt werden, da die Kontaktfläche zwischen der dielektrischen Streifenlei tung 103, den ebenen Bereichen 106 und den Leitungselektroden 101 und 102 ausreichend groß sind, um mit den Leitungselek troden eng kontaktiert zu werden. Ferner ist es nicht nötig, der Positionierung der Streifenleitung 103 oder deren Positi onsabweichung aufgrund mechanischer Schwingungen und Stöße besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da die dielektrische Streifenleitung 103 an einer vorbestimmten Position angeord net ist, und so wird die Verbesserung der Produktivität und Zuverlässigkeit möglich.

Darüber hinaus besteht keine Möglichkeit, daß eine Seitenlücke zwischen den Leitungselektroden 101, 102 und der dielektri schen Streifenleitung 103 erzeugt wird.

Fig. 16 ist ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven für den nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 15 zeigt. In Fig. 16 stellt Φ0 die ω-β/k0-Kurve im LSM₀₁- Modus bei einer Dicke e des ebenen Bereichs 106 von 0 dar, während Φ1, Φ2 und Φ3 jeweils ω-β/k0-Kurve im LSM₀₁-Modus bei einer Dicke e des ebenen Bereichs 106 von jeweils 0,1 mm, 0,2 mm und 0,3 mm darstellen, wodurch ersichtlich ist, daß im LSM₀₁-Modus die ω-β/k0-Kurven in Richtung niedrigerer Frequenz verschoben werden, wenn sich die Dicke des Flanschbereichs 106 erhöht. Andererseits stellt ψ0 die ω-β/k0-Kurve im LSE₀₁- Modus bei einer Dicke e des ebenen Bereichs 106 von 0 dar, wogegen ψ1, ψ,2 und ψ3 jeweils die ω-β/k0-Kurven im LSE₀₁-Modus bei einer Dicke e des ebenen Bereichs 106 von jeweils 0,1 mm, 0,2 mm und 0,3 mm zeigen, wodurch ersichtlich ist, daß im LSE₀₁-Modus die ω-β/k0-Kurven nur leicht in Richtung niedri gerer Frequenz verschoben werden, wenn die Dicke e des ebenen Bereichs 106 erhöht wird. Jedoch wird keine Moduskopplung oder Übertragungsverlust erzeugt, da die ω-β/k0-Kurven für den LSM₀₁-Modus und den LSE₀₁-Modus ausreichend voneinander getrennt sind, so daß stabile Leistungsfähigkeit als Übertragungshohlleiter sichergestellt ist und so die Probleme der Übertragungseigenschaften, die sich durch die Seiten lücken ergeben, vorteilhaft gelöst werden können.

Wenn eine Schaltungskomponente zwischen den Leitungselektro den 101 und 102 eingesetzt werden soll, kann die Befestigung einer derartigen Komponente zwischen diesen jedoch in dem herkömmlichen, nicht strahlenden dielektrischen, in Fig. 15 gezeigten Hohlleiter nicht leicht durchgeführt werden, da die dielektrische Streifenleitung 103 und der ebene Bereich 106 fest miteinander verbunden sind und daher besteht ein wei teres Problem, da die Anordnung zur Bildung einer integrier ten Schaltung nicht geeignet ist.

Insgesamt tritt in den herkömmlichen, nicht strahlenden di elektrischen Hohlleitern eines der Probleme in Bezug auf die Produktivität, Zuverlässigkeit und Übertragungseigenschaften auf.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, einen nicht strahlen den dielektrischen Hohlleiter bereitzustellen, der hohe Zu verlässigkeit und überlegene Übertragungseigenschaften auf weist und mit dem eine integrierte Schaltung mit verbesserter Produktivität leicht gebildet werden kann, wobei im wesentli chen die Nachteile des herkömmlichen Aufbaus dieser Art ver mieden werden können.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines nicht strahlenden dielektrischen Hohllei ters vom vorstehend beschriebenen Typ wirksam mit geringen Kosten herzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter bereitgestellt mit einem Satz ebener plattenartiger Lei tungselektroden, die im allgemeinen parallel zueinander ange ordnet sind, und mit einer dielektrischen Streifenleitung aus einem dielektrischen Material, die zwischen den Leitungselek troden angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen den Leitungselektroden so eingestellt wird, daß er kleiner als die halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen ist, die sich entlang der dielektrischen Streifenleitungen ausbreiten. Der nicht strahlende dielektrische Hohlleiter umfaßt ein erstes und zweites Gehäuse, wobei das erste Gehäuse ferner eine erste dielektrische Einheit mit einem ersten ebenen Bereich und einem ersten mit diesem einstückig ausgebildeten dielektrischen Streifenleitungsbereich enthält, der einen Teil der dielektrischen Streifenleitungen darstellt und sich nach oben von dem ersten ebenen Bereich an einer vorbestimm ten Position mit vorbestimmter Höhe erstreckt, wobei eine im allgemeinen parallel zu den Leitungselektroden verlaufende Auflagefläche an deren oberem Bereich vorgesehen ist und eine Elektrode der Leitungselektroden in engem Kontakt mit einer Fläche der ersten dielektrischen Einheit an einer der Aufla gefläche gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, und das zweite Gehäuse ferner eine zweite dielektrische Einheit mit einem zweiten ebenen Bereich und einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich enthält, der mit diesem einstückig ausgebildet ist und das übrige Teil der dielektrischen Strei fenleitungen darstellt, das sich nach oben von dem zweiten ebenen Bereich an einer vorbestimmten Position mit vorbe stimmter Höhe erstreckt, wobei eine im allgemeinen parallel zu den Leitungselektroden verlaufende Auflagefläche an deren oberem Bereich vorgesehen ist und die andere Elektrode der Leitungselektroden im engen Kontakt mit einer Fläche der zweiten dielektrischen Einheit an einer der Auflagefläche gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, wodurch die Aufla gefläche des ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichs der Auflage des zweiten Streifenleitungsbereichs zwischen den Leitungselektroden gegenüberliegt, wobei sich das erste und zweite Gehäuse überlappen, so daß der erste und zweite dielektrische Streifenleitungsbereich zur Ausbreitung elek tromagnetischer Wellen zusammenwirken.

Bei dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter kann auf die Einstell arbeit verzichtet werden, indem der erste und zweite dielek trische Streifenleitungsbereich an den vorbestimmten Positio nen der ersten und zweiten dielektrischen Einheit bereitge stellt wird, während durch Ausbildung der Leitungselektroden in engem Kontakt mit der ersten und zweiten dielektrischen Einheit das Einsetzen des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs für verbesserte Produktivität über flüssig wird. Darüber hinaus besteht keine Möglichkeit, daß der erste und zweite dielektrische Streifenleitungsbereich in seiner Position durch mechanische Schwingungen und Stöße, etc. verschoben wird, da die Kontaktfläche zwischen dem ersten und zweiten Streifenleitungsbereich, dem ersten und zweiten ebenen Bereich und den beiden Leitungselektroden ver größert werden kann, und so die ursprünglichen Eigenschaften aufrechterhalten werden können, so daß die Zuverlässigkeit verbessert wird, während die Bildung von Seitenlücken zwi schen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungs bereich und den Leitungselektroden in vorteilhafter Weise vermieden wird, wodurch die Verschlechterung der Über tragungseigenschaften aufgrund derartiger Seitenlücken ver hindert wird. Ferner kann die Anordnung von Schaltungskompo nenten zwischen den Leitungselektroden zur Bildung einer in tegrierten Schaltung erleichtert werden, da das Gehäuse in ein erstes und zweites Gehäuse untergeteilt ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines nicht strahlenden dielektri schen Hohlleiters bereitgestellt, der aufweist: ein erstes dielektrisches Teil mit einer ersten und zweiten Fläche, die sich gegenüberliegen, ein zweites dielektrisches Teil mit einer dritten und vierten Fläche, die sich gegenüberliegen, und das als Teil getrennt vom ersten dielektrischen Teil her gestellt wird, wobei die dritte Fläche so angeordnet ist, daß sie der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt, einen dielektri schen Streifenleitungsbereich, daß sich zwischen dem ersten dielektrischen Teil und dem zweiten dielektrischen Teil befindet und durch vorstehende Teile sowohl des ersten als auch des zweiten dielektrischen Teils oder eines Teils, ent weder des ersten oder des zweiten dielektrischen Teils gebil det wird, eine erste Leitungselektrode, die mit engem Kontakt zu der ersten Fläche des ersten dielektrischen Teils gebildet ist, und eine zweite Leitungselektrode, die mit engem Kontakt zu der vierten Fläche des zweiten dielektrischen Teils gebil det ist, und wobei das erste dielektrische Teil und das zweite dielektrische Teil ein Paar Auflageflächen besitzen, die sich entlang des dielektrischen Streifenleitungsbereichs erstrecken, wobei das erste und zweite dielektrische Teil mit Hilfe des dielektrischen Streifenleitungsbereichs durch engen Kontakt an den Auflageflächen in einer Einheit ausgebildet sind, und das Herstellungsverfahren umfaßt die folgenden Schritte: Bereitstellung einer Schaltungskomponente zwischen der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils und der dritten Fläche des zweiten dielektrischen Teils mit einem Verfahren, bei das Paar der Auflageflächen sich nicht in engem Kontakt befindet, und anschließend enges Kontaktieren des Paars der Auflageflächen miteinander.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung des er findungsgemäßen nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters erleichtert die Anordnung der Schaltungskomponenten, da es so aufgebaut ist, daß in dem Verfahren, in dem das Paar der Auf lageflächen sich nicht in engem Kontakt miteinander befindet, die Auflageflächen nach Bereitstellung der Schaltungskompo nenten zwischen der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils und der dritten Fläche des zweiten dielektrischen Teils geeigneterweise fest miteinander kontaktiert werden, so daß der in der integrierten Schaltung gebildete nicht strahlende dielektrische Hohlleiter leicht hergestellt werden kann.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Merkmale unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genau beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1A bis 1C perspektivische Teilansichten, die den Aufbau eines nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung zeigen;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab des nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters der Fig. 1A, wobei elektromagnetische Kraftlinien des LSE₀₁-Modus gezeigt sind,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab des nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters der Fig. 1A bis 1C, wobei die elek tromagnetischen Kraftlinien des LSM₀₁-Modus ge zeigt sind,

Fig. 4 ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven des nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters in Bezug auf die Ausführungsform der Fig. 1A bis 1C zeigt,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei nes nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters für den Fall zeigt, in dem das Vorderende eines Empfängers als integrierte Schaltung ausgebildet ist,

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das eine gleichwertige Schaltung des Vorderendes des Empfängers für den nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 5 zeigt,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei ner dielektrischen Einheit zur Verwendung für einen nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung zeigt,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei nes nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung zeigt,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei nes nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung zeigt,

Fig. 10 eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel des Aufbaus eines herkömmlichen, nicht strahlen den dielektrischen Hohlleiters zeigt,

Fig. 11 ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven für den Fall zeigt, in dem Seitenlücken in dem herkömmlichen, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 10 gebildet sind,

Fig. 12 eine seitliche Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Aufbaus eines herkömmlichen, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters zeigt,

Fig. 13 eine seitliche Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Aufbaus eines herkömmlichen, nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters zeigt,

Fig. 14 ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven für den herkömmlichen, nicht strahlenden dielek trischen Hohlleiter der Fig. 13 zeigt,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei nes weiteren herkömmlichen, nicht strahlenden di elektrischen Hohlleiters zeigt, und

Fig. 16 ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven des nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 15 zeigt.

Vor Beschreibung der Erfindung ist festzustellen, daß in den begleitenden Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen angegeben sind.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in den Fig. 1A bis 1C ein nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der im allgemeinen ein erstes Gehäuse 2 und ein zweites Gehäuse 4 aufweist (Fig. 1A). Das erste Gehäuse 2 enthält ferner eine erste dielektrische Einheit 10 und eine Leitungselektrode 16 (Fig. 1B). Die erste dielektrische Einheit 10 besitzt einen ersten ebenen Bereich 14 und einen ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12, der mit dem ebenen Bereich 14 einstückig ausgebildet ist (Fig. 1C). Diese erste dielektri sche Einheit 10 wird durch Einspritzguß eines dielektrischen Harzmaterials, das plattiert werden kann (z. B. Vectora (Handelsbezeichnung), Teflon (eingetragenes Warenzeichen)) etc., unter Verwendung einer Metallform mit vorbestimmter Gestalt hergestellt. Der vorstehende erste ebene Bereich 14 wirkt als erstes ebenes dielektrisches Teil und ist im allge meinen mit konstanter Dicke e (z. B. 0,2 mm) ausgebildet. Der erste dielektrische Streifenleitungsbereich 12 besitzt an einer vorbestimmten Position eine vorbestimmte Breite b (z. B. 1,7 mm) und erstreckt sich von einer zweiten Fläche 14b des ebenen Bereichs 14 nach außen mit einer spezifischen Höhe h (z. B. 0,8 mm), wobei eine ebene Auflagefläche 18 an dessen oberen Bereich vorgesehen ist. Daher entsteht eine Dicke d des ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 von h + e (z. B. 1 mm). Auf der der Auflagefläche 18 gegenüberliegen den Fläche der ersten dielektrischen Einheit 10, d. h. auf ei ner ersten Fläche 14a von dieser, wird die Leitungselektrode 16 durch Plattieren von Kupfer, Silber, etc., gebildet, wo durch die Leitungselektrode 16 durch feste Kontaktierung mit der ersten dielektrischen Einheit bereitgestellt wird (Fig. 1B).

Ähnlich wie das erste Gehäuse 2 enthält das zweite Gehäuse 4, eine zweite dielektrische Einheit 20 und eine Leitungselek trode 26 (Fig. 1B). Die zweite dielektrische Einheit 20 be sitzt einen zweiten ebenen Bereich 24 und eine zweiten di elektrischen Streifenleitungsbereich 22, der mit dem ebenen Bereich 24 auf ähnliche Weise wie die erste dielektrische Einheit 10 einstückig ausgebildet ist (Fig. 1C). Diese zweite dielektrische Einheit 20 wird durch Einspritzguß eines ähnli chen Materials wie dem der ersten dielektrischen Einheit 10 unter Verwendung einer Metallform in einer Ebene symmetrisch zu der ersten dielektrischen Einheit 10 hergestellt. Der vor stehende zweite ebene Bereich 24 wirkt als zweites ebenes dielektrisches Teil und ist vom ersten ebenen Bereich 14 ge trennt mit plattenartiger Form und im allgemeinen einer kon stanten Dicke e (z. B. 0,2 mm) ausgebildet. Der zweite dielek trische Streifenleitungsbereich 22 besitzt an einer vorbe stimmten Position eine vorbestimmte Breite b (z. B. 1,7 mm) und erstreckt sich mit einer spezifischen Höhe h (z. B. 0,8 mm) von einer dritten Fläche 24b des zweiten ebenen Bereichs 24 nach außen, wobei eine ebene Auflagefläche 28 an deren oberen Bereich vorgesehen ist. Daher entsteht auch eine Dicke c des zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 22 von h + e (z. B. 1 mm). Auf der der Auflagefläche 28 gegenüberlie genden Fläche der zweiten dielektrischen Einheit 20, d. h. auf einer vierten Fläche 24b von dieser, wird die Leitungselek troden 26 durch Plattierung von Kupfer, Silber etc. gebildet, wodurch die Leitungselektrode 26 durch feste Kontaktierung mit der zweiten dielektrischen Einheit 20 bereitgestellt wird (Fig. 1B). So besteht eine dielektrische Streifenleitung aus dem ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12 und dem zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22.

Das erste Gehäuse 2 und das zweite Gehäuse 4 werden überein ander gelegt, so daß sie sich überlappen, wodurch die Aufla gefläche 18 des ersten Streifenleitungsbereichs 12 der Aufla gefläche 28 des zweiten dielektrischen Streifenleitungsbe reichs 23 zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 gegen überliegt, so daß sich die Auflageflächen 18 und 28 gegensei tig kontaktieren. Da die Dicke jeweils des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 und 22 gleich c ist, befinden sich die entsprechenden Auflageflächen 18 und 28 im mittleren Bereich zwischen den Leitungselektroden 16 und 26. Hier ist festzustellen, daß der Abstand a zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 mit einer Beziehung von a λ/2 ausgewählt wird, wobei die Wellenlänge der elektromagne tischen Welle durch λ dargestellt wird. Mit der vorstehenden Anordnung wird die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen an dem Bereich abgeschnitten, an dem die dielektrischen Streifenleitungsbereiche 12 und 22 nicht vorhanden sind. Dagegen wird das Abschneiden bzw. Aussperren in dem Bereich, in dem die dielektrischen Streifenleitungen 12 und 22 vorhan den sind, verhindert und der erste dielektrische Streifenlei tungsbereich 12 und der zweite dielektrische Streifenlei tungsbereich 22 wirken zur Ausbreitung der elektromagneti schen Wellen zusammen. Hier ist festzustellen, daß normaler weise der LSM₀₁-Modus hinsichtlich der geringen Verlusteigen schaften verwendet wird, obwohl der LSE₀₁-Modus und der LSM₀₁-Modus etc., als Modus der elektromagnetischen Wellen verfügbar sind. Es sollte auch festgehalten werden, daß in einigen Fällen eine Kopplung aufgrund der asymmetrischen Beschaffenheit durch Bearbeitungsfehler auftritt, obwohl sich der LSE₀₁-Modus und LSM₀₁-Modus im rechten Winkel schneiden. In diesem Fall wird problemlos fast keine Energie übertragen, wenn der Unterschied der Phasenkonstanten der zwei Modi groß ist, aber wenn der Unterschied der Phasenkonstanten klein ist, kann sich leicht eine Kopplung bilden.

Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht, die die elektro magnetischen Kraftlinien des LSE₀₁-Modus für den nicht strah lenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 1A bis 1C zeigt. Der LSE₀₁-Modus bezieht sich auf die elektromagnetische Wel le, wobei das elektrische Feld E parallel zu einer Grenz fläche zwischen den dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12 und 22 und Luft ist. Beim ersten dielektrischen Streifen leitungsbereich 12 besitzt das elektrische Feld E eine Kompo nente senkrecht zu der Leitungselektrode 16 und eine Kompo nente parallel zu der Leitungselektrode 16, die in der Nähe der Auflagefläche 18 vorbeiläuft und in Längsrichtung des ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 weiter ver läuft. Beim zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22 besitzt das elektrische Feld E eine Komponente senkrecht zu der Leitungselektrode 26 und eine Komponente parallel zu der Leitungselektrode 26, die in dem Nähe der Auflagefläche 28 vorbeiläuft und in Längsrichtung des zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 22 weiter verläuft. Das magnetische Feld H wird um das elektrische Feld E des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 und 22 herum erzeugt, wodurch der erste dielektrische Streifenleitungsbe reich 12 und der zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 22 zur Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen des LSE₀₁- Modus zusammenwirken.

Fig. 3 ist eine perspektivische Teilansicht, die die elektro magnetischen Kraftlinien des LSM₀₁-Modus für den nicht strah lenden dielektrischen Hohlleiter der Fig. 1A bis 1C zeigt. Der LSM₀₁-Modus bezieht sich auf die elektromagnetische Welle, wobei das magnetische Feld H parallel zu einer Grenz fläche zwischen den dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12 und 22 und Luft ist. Beim ersten und zweiten dielektri schen Streifenleitungsbereich 12 und 22 besitzt das magneti sche Feld H eine Komponente senkrecht zu den Leitungselektro den 16 und 26 und eine Komponente parallel zu den Leitungs elektroden 16 und 26, die in Längsrichtung des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 und 22 weiter verläuft. Das elektrische Feld E wird um das magneti sche Feld H des ersten und zweiten dielektrischen Streifen leitungsbereichs 12 und 22 herum erzeugt, wodurch der erste dielektrische Streifenleitungsbereich 12 und der zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 22 zur Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen des LSM₀₁-Modus zusammenwirken.

Bei der vorstehenden Ausführungsform kann auf eine Einstell arbeit vollständig verzichtet werden, da der erste und zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 12 und 22 an vorbe stimmten Positionen auf der ersten und zweiten dielektrischen Einheit 10 und 20 vorgesehen sind. Darüber hinaus wird auch der Einsatz des ersten und zweiten dielektrischen Streifen leitungsbereichs 12 und 22 vollständig überflüssig, da die Leitungselektroden 16 und 26 mit engem Kontakt zu der ersten und zweiten dielektrischen Einheit 10 und 20 gebildet werden, wodurch folglich die Produktivität verbessert wird. Aufgrund der Anordnung, bei der eine große Kontaktfläche zwischen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12 und 22 und dem ersten und zweiten ebenen Bereich 14 und 24 und den beiden Leitungselektroden 16 und 26 eingenommen werden kann, besteht des weiteren keine Möglichkeit, daß der erste und zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 12 und 22 durch mechanische Schwingungen, Stöße etc., in seiner Po sition abweicht, und so können die ursprünglichen Eigenschaf ten in vorteilhafter Weise aufrechterhalten werden, so daß die Zuverlässigkeit verbessert wird. Ferner werden keine Sei tenlücken zwischen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12 und 22 und den Leitungselektroden 16 und 26 gebildet und so kann auch die Verschlechterung der Übertragungseigenschaften verhindert werden, die durch die Seitenlücken entsteht. Zusätzlich kann aufgrund der Untertei lung in das erste und zweite Gehäuse 2 und 4 der Aufbau von Schaltungskomponenten zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 erleichtert werden, so daß eine integrierte Schaltung ge bildet wird.

Im vorstehenden Aufbau ist es wünschenswert, daß der Abstand a zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 gleich der Summe 2c der Dicke c jeweils der dielektrischen Streifenleitungsbe reiche 12 und 22 ist und daß keine Mittellücke (Fig. 4) zwi schen der Auflagefläche 18 des dielektrischen Streifenlei tungsbereichs 12 und der Auflagefläche 28 des dielektrischen Streifenleitungsbereichs 22 gebildet wird. Wenn die Schal tungskomponente größer als eine Standardkomponente ist, kann jedoch die Mittellücke d unerwünscht auftreten. Nachstehend werden die Übertragungseigenschaften eines derartigen nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters beschrieben.

Fig. 4 ist ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven des nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters der Ausfüh rungsform der Fig. 1A bis 1C zeigt.

Es wird angenommen, daß eine kleine Mittellücke d (d = 0, 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm) zwischen dem dielektrischen Streifenlei tungsbereich 12 und dem dielektrischen Streifenleitungsbe reich 22 gebildet wird. In diesem Fall werden im LSM₀₁-Modus die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Feldes E pa rallel zu den Auflageflächen 18 und 28 erzeugt (Fig. 2). Dementsprechend ist das Ausmaß der Energiekonzentration zwi schen den Mittellücken nicht groß und so wird die wirksame Dielektrizitätskonstante, so wie sie ist, aufrechterhalten, wobei die Phasenkonstante β auch, so wie sie ist, aufrechter halten wird. Währenddessen wird die Grenzfrequenz größer, wo durch im LSM₀₁-Modus die ω-β/k0-Eigenschaften nach rechts verschoben werden, ohne daß sie nach unten geneigt sind, wenn der Abstand der Mittellücken vergrößert wird. Andererseits werden im LSE₀₁-Modus auch die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Feldes E parallel zu den Auflageflächen 18 und 28 erzeugt (Fig. 3). Daher tritt der Einfluß der Lücke auf ähnliche Weise sowohl im LSM₀₁-Modus als im LSE₀₁-Modus auf und die ω-β/k0-Eigenschaften werden nach rechts verschoben, ohne daß sie nach unten geneigt sind. Dementsprechend besteht keine Möglichkeit, daß der LSM₀₁-Modus und der LSE₀₁-Modus sich gegenseitig überlappen, und so können günstige Übertra gungseigenschaften unabhängig von der Erzeugung der Mittel lücke d aufrechterhalten werden.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters für den Fall zeigt, in dem das Vorderende eines Empfängers als integrierte Schaltung ausgebildet ist, und Fig. 6 ist ein Schaltungsdia gramm, das eine äquivalente Schaltung des Vorderendes des Empfängers des nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters in Fig. 5 zeigt.

In Fig. 6 wird das von einer (nicht gezeigten) Antenne em pfangene RF-Signal des Millimeter-Wellenbandes in den Mischer 32 eingegeben. Währenddessen wird das von einem lokalen Oszillator 34 ausgegebene Signal dem Mischer 32 durch einen als Isolator wirkenden Zirkulator 36 zugeführt. Der Mischer 32 unterwirft das RF-Signal einer Frequenzumwandlung in eine mittlere Frequenz im Mikrowellenband.

In Fig. 5 enthält die erste dielektrische Einheit 10 des er sten Gehäuses 2 den ersten ebenen Bereich 14, einen ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12a zur Weiterleitung der RF-Signale des Millimeterbandes, einen ersten dielek trischen Streifenleitungsbereich 12b zur Weiterleitung des Signals vom Oszillator 34 zu einem Zirkulator 36, einen ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12c zur Weiter leitung der Signale vom Zirkulator 36, einen ersten dielek trischen Streifenleitungsbereich 12d, wodurch der Zirkulator 36 als Isolator wirkt, und einen Rahmen 19. In den ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12a, 12b und 12c sind jeweils Lücken 13a, 13b und 13c zur Anbringung eines Teflon-Substrats 42, des Oszillators 34 und eines Teflon-Sub strats 44 vorgesehen. Zwischen den ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12b, 12c und 12d ist eine Lücke 13d zur Anbringung des Zirkulators 36 vorgesehen. Die Leitungs elektrode 16 ist so ausgebildet, daß sie fest an der rückwär tigen Fläche der ersten dielektrischen Einheit 10 befestigt ist.

Die zweite dielektrische Einheit 20 des zweiten Gehäuses 4 ist in einer Ebene symmetrisch zu der ersten dielektrischen Einheit 10 ausgebildet und enthält den zweiten ebenen Bereich 24, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22a zur Weiterleitung der RF-Signale des Millimeterbandes, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22b zur Wei terleitung des Signals vom Oszillator 34 zum Zirkulator 36, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22c zur Weiterleitung der Signale vom Zirkulator 36, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22d, wodurch der Zir kulator 36 als Isolator wirkt, und einen Rahmen 29. In den zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 22a, 22b und 22c sind jeweils Lücken 23a, 23b und 23c zur Anbringung des Teflon-Substrats 42, des Oszillators 34 und des Teflon-Sub strats 44 vorgesehen. Zwischen den zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 22b, 22c und 22d ist eine Lücke 23d zur Anbringung des Zirkulators 36 vorgesehen. Die Leitungs elektrode 26 ist so ausgebildet, daß sie fest an der rückwär tigen Fläche der zweiten dielektrischen Einheit 20 befestigt ist.

Zur Kopplung des elektromagnetischen Feldes, das durch die entsprechenden ersten dielektrischen Streifenleitungsbereiche 12a, 12b, 12c und 12d weitergeleitet wird, mit dem elektro magnetischen Feld des Oszillators 34, des Zirkulators 36 und der Teflon-Substrate 42 und 44 werden die unteren Bereiche des Teflon-Substrats 42, des Oszillators 34, des Teflon-Sub strates 44 und des Zirkulators 36 jeweils an den entsprechen den Lücken 13a, 13b, 13c und 13d befestigt. An der den Teflon-Substraten 42 und 44 entsprechenden Seite der Leitungselektrode 16 ist ein Mixer 32 zur Frequenzumwandlung von Millimeterwellen in Mikrowellen vorgesehen (nicht ge zeigt).

In dem vorstehenden Zustand, in dem das zweite Gehäuse 4 über das erste Gehäuse 2 gesetzt wird, wird der obere Bereich des Oszillators 34 in der Lücke 23b und der obere Bereich des Zirkulators 36 in der Lücke 23d angebracht. Die oberen Berei che der Teflon-Substrate 42 und 44 werden jeweils in den Lücken 23a und 23c befestigt. Währenddessen liegen die entsprechenden Auflageflächen 18 der ersten dielektrischen Streifenleitungsbereiche 12a1, 12a2, 12b1, 12b2, 12c1, 12c2 und 12d den entsprechenden Auflageflächen 28 der zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereiche 22a1, 22a2, 22b1, 22b2, 22c1, 22c2 und 22d gegenüber, so daß sie miteinander in Kontakt stehen. Wenn Verbindungsstücke in die entsprechenden Löcher 46 und 48 eingepaßt werden, die in dem ersten Gehäuse 2 und dem zweiten Gehäuse 4 vorgesehen sind, werden die ent sprechenden Auflageflächen 18 und 28 fester miteinander kon taktiert, wodurch verhindert wird, daß der Oszillator 34, der Zirkulator 36, die Teflon-Substrate 42 und 44 von ihrer Posi tion abweichen. Dementsprechend kann die Produktivität und Zuverlässigkeit durch Aufrechterhaltung der Übertragungsei genschaften verbessert werden und darüber hinaus die Bildung einer integrierten Schaltung mit dem Hohlleiter erleichtert werden.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer dielektrischen Einheit zur Verwendung für einen nicht strahlenden dielektri schen Hohlleiter einer weiteren Ausführungsform. In dieser Ausführungsform besitzt die dielektrische Einheit 50 eine wa benartige Struktur 54a in ihrem ebenen Bereich 54. Hier ist unter Bezugnahme auf Fig. 16 ersichtlich, daß die ω-β/k0-Kur ven für den LSM-Modus etwas weiter von den ω-β/k0-Kurven für den LSE-Modus entfernt liegen, so daß die Moduskopplung nicht leicht erzeugt wird, wenn die Dicke d des ebenen Bereichs 54 verringert wird. Mit anderen Worten ist die ω-β/k0-Kurve für den LSM-Modus etwas weiter von der ω-β/k0-Kurve des LSE-Modus entfernt, wenn die Dielektrizitätskonstante im ebenen Bereich kleiner wird, wodurch die Erzeugung der Moduskopplung er schwert wird. Wenn die dielektrische Einheit 50 durch Ausbil dung des dielektrischen Streifenleitungsbereichs 52 und des ebenen Bereichs 54 in einer Einheit durch Einspritzguß eines dielektrischen Harzmaterials aufgebaut wird, ist es anderer seits schwierig, die Dielektrizitätskonstante des ebenen Be reichs 54 auf einen Wert zu verringern, der geringer ist als der des dielektrischen Streifenleitungsbereichs 52, da das dielektrische Material für den dielektrischen Streifenlei tungsbereich 52 und das für den ebenen Bereich 54 nicht leicht verändert werden kann. Daher erwägt man, die wirksame Dielektrizitätskonstante des ebenen Bereichs 54 durch Verrin gerung der Dicke des ebenen Bereichs 54 zu verkleinern. Jedoch besteht beim Einspritzguß eine Grenze für das Ausdün nen (z. B. 0,1 mm) und ein derartiger ebener Bereich 54 kann aufgrund der Notwendigkeit zur festen Kontaktierung der Lei tungselektrode mit diesem auch nicht entfernt werden. Wenn der ebene Bereich 54 zu dünn gemacht wird, können die Schal tungskomponenten in einigen Fällen nicht befestigt werden, da die mechanische Festigkeit des ebenen Bereichs 54 nicht auf rechterhalten wird oder Mittellücken unerwünscht gebildet werden.

Die vorstehende Ausführungsform der Fig. 7 ist so angeordnet, daß die wabenartige Struktur 54a mit 0,2 mm Dicke mit dem ebenen Bereich des Hauptkörpers 54b mit 0,1 mm Dicke einstückig ausgebildet ist. Ein derartiger Gut kann leicht durch Einspritzguß ausgeführt werden. Wenn die wabenartige Struktur 54a auf den ebenen Bereich 54 aufgebracht wird, kann dement sprechend die Dicke des ebenen Bereichs 54 unter Beibehaltung dessen mechanischer Festigkeit verringert werden. Durch die tiefer liegenden Strukturen oder Aussparungen 54c, die durch die wabenartige Struktur 54a gebildet werden, kann ferner die wirksame Dielektrizitätskonstante des ebenen Bereichs 54 ver ringert werden.

Es ist hier festzustellen, daß in der vorstehenden Ausfüh rungsform ein derartiges dielektrisches Material durch eines aus Keramik ersetzt werden kann, obwohl die dielektrische Einheit so angeordnet ist, daß sie unter Verwendung des dielektrischen Harzmaterials gebildet wird. Wenn Keramik ver wendet wird, kann darüber hinaus die Dielektrizitätskonstante des ebenen Bereichs durch Zugabe einer Mischung verringert werden, da die Dielektrizitätskonstanten für den dielektri schen Streifenleitungsbereich und den ebenen Bereich durch Zugabe dieser Mischung leicht geändert werden können. Obwohl die Leitungselektrode durch Plattierung mit festem Kontakt zu der dielektrischen Einheit ausgebildet ist, kann in der vor stehenden Ausführungsform eine derartige Leitungselektrode ferner durch Abscheidung, Flammsprühbeschichtung und Sin tern, etc., mit festem Kontakt zu der dielektrischen Einheit gebildet werden. Zusätzlich kann in der vorstehenden Ausfüh rungsform die Höhe des ersten dielektrischen Streifenlei tungsbereichs 12, der sich von dem ersten ebenen Bereich 14 nach außen erstreckt, gleich der Höhe des zweiten dielektri schen Streifenleitungsbereichs 22 sein, der sich von dem zweiten ebenen Bereich 24 nach außen erstreckt, aber die Höhen können auch unterschiedlich voneinander sein, obwohl gleiche Höhen bevorzugt sind, wenn die Ausbildung einer Mit tellücke berücksichtigt wird.

Obwohl die vorstehende Ausführungsform so angeordnet ist, daß ein Teil jeweils des ersten ebenen Bereichs 14 und des zwei ten ebenen Bereichs 24 unter Ausbildung des ersten dielektri schen Streifenleitungsbereichs 12 und des zweiten dielektri schen Streifenleitungsbereichs 22 vorsteht, wobei die Auflageflächen 18 und 28 sich geeigneterweise zwischen der zweiten Fläche 14b und der dritten Fläche 24a befinden, kann diese beispielsweise so abgeändert werden, daß ein Teil ent weder des ersten ebenen Bereichs 14 oder des zweiten ebenen Bereichs 24 unter Ausbildung der dielektrischen Streifenlei tung vorsteht, wobei sich die Auflageflächen geeigneterweise zwischen der ersten Fläche 14a und der zweiten Fläche 14b oder zwischen der zweiten Fläche 14b und der dritten Fläche 24a oder zwischen der dritten Fläche 24a und der vierten Flä che 24b befinden. Wenn sich die Auflageflächen zwischen der ersten Fläche 14a und der zweiten Fläche 14b oder zwischen der dritten Fläche 24a und der vierten Fläche 24b befinden sollen, kann entweder im ersten ebenen Bereich 14 oder im zweiten ebenen Bereich 24 eine U-förmige Vertiefung zur Ein passung in den dielektrischen Streifenleitungsbereich mit einer vorbestimmten Tiefe ausgebildet sein.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der ein dielek trischer Streifenleitungsbereich durch ein nach außen vorste hendes Teil des zweiten ebenen Bereichs 24 ausgebildet ist und die Auflageflächen 18 und 28 sich geeigneterweise auf der zweiten Fläche 14b befinden, während Fig. 9 eine weitere Ausführungsform zeigt, bei der ein dielektrischer Streifen leitungsbereich durch ein vorstehendes Teil des ersten ebenen Bereichs 14 ausgebildet ist und die Auflageflächen 18 und 28 sich geeigneterweise zwischen der dritten Fläche 24a und der vierten Fläche 24b befinden, wobei eine U-förmige Vertiefung 24c in dem zweiten ebenen Bereich 24 zur Aufnahme des elek trischen Streifenleitungsbereichs ausgebildet ist.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung auf die Ein stellarbeit verzichtet werden, da der erste und zweite di elektrische Streifenleitungsbereich an vorbestimmten Positio nen der ersten und zweiten dielektrischen Einheit vorgesehen sind, und da die Leitungselektroden mit festem Kontakt zu der ersten und zweiten dielektrischen Einheit ausgebildet sind, wird der Einsatz des ersten und zweiten dielektrischen Strei fenleitungsbereichs überflüssig, wodurch die Produktivität verbessert wird. Da eine größere Kontaktfläche zwischen dem ersten und zweiten Streifenleitungsbereich, dem ersten und zweiten ebenen Bereich und beiden Leitungselektroden verfüg bar ist, weichen der erste und zweite dielektrische Streifenbereich durch mechanische Schwingungen und Stöße, etc., nicht von ihrer Position ab und so können die ursprüng lichen Eigenschaften aufrechterhalten werden, wodurch die Zu verlässigkeit verbessert wird. Ferner wird die Bildung von Seitenlücken zwischen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich und den Leitungselektroden in vor teilhafter Weise vermieden, wodurch die Verschlechterung der Übertragungseigenschaften, die sich durch derartige Seiten lücken ergeben, verhindert wird. Aufgrund der Struktur, die in das erste und zweite Gehäuse unterteilt ist, kann die An ordnung von Schaltungskomponenten zwischen den Leitungselek troden zur Ausbildung einer integrierten Schaltung zusätzlich erleichtert werden.

Da die Auflageflächen des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs so gebildet werden, daß sie sich im allgemeinen im mittleren Bereich zwischen beiden Leitungs elektroden befinden, tritt im nicht strahlenden dielektri schen Hohlleiter gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung keine Moduskopplung, kein Übertragungsverlust und keine Verschlechterung der Übertragungseigenschaften auf, selbst wenn Lücken zwischen den Auflageflächen der ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitung gebildet werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann die Dicke der ebenen Bereiche unter Beibehaltung deren mechani scher Festigkeit verringert werden, da die wabenartige Struk tur auf dem ersten und zweiten ebenen Bereich aufgebracht wird, und darüber hinaus können die wirksamen Dielektrizitäts konstanten der ebenen Bereiche verringert werden, so daß die Moduskopplung verhindert wird und die Übertragungseigenschaf ten verbessert werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung können bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen nicht strahlenden dielektrischen Hohlleiters in dem Verfahrens schritt, bei dem das Paar der Auflageflächen sich in nicht festem Kontakt miteinander befindet, die Auflageflächen sich gegenseitig fest kontaktieren, nachdem die Schaltungskompo nenten zwischen der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils und der dritten Fläche des zweiten dielektrischen Teils vorgesehen sind, und daher wird die Anordnung der Schaltungskomponenten erleichtert und der nicht strahlende dielektrische Hohlleiter, mit dem die integrierte Schaltung gebildet wird, kann leicht hergestellt werden.

Claims

1. Nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter, der aufweist einen Satz dünner plattenartiger Leitungselektroden, die im allgemeinen parallel zueinander angeordnet sind, und elektrische Streifenleitungen aus einem dielektrischen Material, die zwischen den Leitungselektroden angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Leitungselektroden so eingestellt wird, daß er kleiner als die halbe Wellen länge der sich entlang der dielektrischen Streifenleitun gen ausbreitenden elektromagnetischen Wellen ißt, wobei der nicht strahlende dielektrische Hohlleiter gekenn zeichnet ist durch:

- ein erstes (2) und zweites Gehäuse (4), wobei das er ste Gehäuse (2) ferner eine erste dielektrische Ein heit (10) mit einem ersten ebenen Bereich (14) und einem mit diesem einstückig ausgebildeten ersten di elektrischen Streifenleitungsbereich (12) enthält, der einen Teil der dielektrischen Streifenleitungen bildet, wobei dieser sich von dem ersten ebenen Bereich (14) an einer vorbestimmten Position mit vor bestimmter Höhe nach außen erstreckt und eine Aufla gefläche (18) im allgemeinen parallel zu den Lei tungselektroden an dessen oberen Bereich vorgesehen ist, und
- eine Elektrode (16) der Leitungselektroden in festem Kontakt mit einer Fläche der ersten dielektrischen Einheit (10) an einer der Auflagefläche (18) gegen überliegenden Seite ausgebildet ist,
- wobei das zweite Gehäuse (4) ferner eine zweite di elektrische Einheit (20) mit einem zweiten ebenen Be reich (24) und einem mit diesem einstückig ausgebilde ten zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich (22) enthält, der das übrige Teil der dielektrischen Streifenleitungen bildet, wobei sich dieser von dem zweiten ebenen Bereich (24) an einer vorbestimmten Position mit vorbestimmter Höhe nach außen erstreckt und eine Auflagefläche (28) im allgemeinen parallel zu den Leitungselektroden an dessen oberen Bereich vorgesehen ist, und die andere Elektrode (26) der Leitungselektroden mit festem Kontakt zu einer Fläche der zweiten dielektrischen Einheit (20) an einer der Auflagefläche (28) gegenüberliegenden Seite ausgebil det ist, wodurch die Auflagefläche (18) des ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichs (12) der Auf lagefläche (28) des zweiten Streifenleitungsbereichs (22) zwischen den Leitungselektroden (16, 26) durch Überlappung des ersten (2) und zweiten Gehäuses (4) gegenüberliegt, so daß der erste und zweite dielek trische Streifenleitungsbereich (12, 22) zur Ausbrei tung der elektromagnetischen Wellen zusammenwirken.

2. Nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (18, 28) des ersten und zweiten dielektrischen Streifenlei tungsbereichs (12, 22) so ausgebildet sind, daß sie sich im allgemeinen in einem Zentralbereich zwischen den Lei tungselektroden (16, 26) befinden.

3. Nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wabenartige Struktur auf dem ersten und zweiten ebenen Bereich aufge bracht wird.

4. Nicht strahlender dielektrischer Hohlleiter, gekennzeich net durch:

- ein erstes dielektrisches Teil (10) mit einer ersten (14a) und zweiten Fläche (14b), die sich gegenüber liegen,
- ein zweites dielektrisches Teil (20) mit einer drit ten (24a) und vierten Fläche (24b), die sich gegen über liegen, und das als von dem ersten dielektri schen Teil (10) getrenntes Teil hergestellt wird, wo bei die dritte Fläche (24a) so angeordnet ist, daß sie der zweiten Fläche (14b) des ersten dielektri schen Teils (10) mit einem vorbestimmten Abstand ge genüber liegt,
- einen dielektrischen Streifenleitungsbereich, der sich zwischen dem ersten dielektrischen Teil (10) und dem zweiten dielektrischen Teil (20) befindet und durch ein vorstehendes Teil jeweils des ersten und zweiten dielektrischen Teils (10, 20) oder durch ein Teil entweder des ersten oder des zweiten dielektri schen Teils (10, 20) gebildet wird,
- eine erste Leitungselektrode (16), die mit festem Kontakt zu der ersten Fläche (14a) des ersten dielek trischen Teils (10) ausgebildet ist, und
- eine zweite Leitungselektrode (26), die mit festem Kontakt zu der vierten Fläche (24b) des zweiten di elektrischen Teils (20) ausgebildet ist,
- wobei das erste dielektrische Teil (10) und das zweite dielektrische Teil (20) ein Paar Auflageflä chen (18, 28) aufweisen, die sich entlang des dielek trischen Streifenleitungsbereichs erstrecken, und das erste und zweite dielektrische Teil mittels der di elektrischen Streifenleitungsbereiche durch festen Kontakt zwischen diesen an den Auflageflächen in einer Einheit ausgebildet sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines nicht strahlenden dielek trischen Hohlleiters, der aufweist: ein erstes dielektri sches Teil (10) mit einer ersten Fläche (14a) und einer zweiten Fläche (14b), die sich gegenüberliegen, ein zwei tes dielektrisches Teil (20) mit einer dritten Fläche (24a) und einer vierten Fläche (24b), die sich gegenüber liegen, und das als von dem ersten dielektrischen Teil (10) getrenntes Teil hergestellt wird, wobei die dritte Fläche (24a) so angeordnet ist, daß sie der zweiten Flä che (14b) des ersten dielektrischen Teils (10) mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt, einen dielektri schen Streifenleitungsbereich, der sich zwischen dem ersten dielektrischen Teil (10) und dem zweiten dielek trischen Teil (20) befindet und durch ein vorstehendes Teil sowohl des ersten als auch des zweiten dielektri schen Teils (10, 20) oder durch ein Teil entweder des ersten oder des zweiten dielektrischen Teils (10, 20) ge bildet wird, eine erste Leitungselektrode (16), die mit festem Kontakt zu der ersten Fläche (14a) des ersten dielektrischen Teils (10) ausgebildet ist, und eine zweite Leitungselektrode (26), die mit festem Kontakt zu der vierten Fläche (24b) des zweiten dielektrischen Teils (20) ausgebildet ist, wobei das erste dielektrische Teil (10) und das zweite dielektrische Teil (20) ein Paar Auf lageflächen (18, 28) besitzen, die sich entlang des dielektrischen Streifenleitungsbereichs erstrecken, und das erste und zweite dielektrische Teil mittels des dielektrischen Streifenleitungsbereichs durch festen Kon takt an den Auflageflächen in einer Einheit ausgebildet sind, wobei des Herstellungsverfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Bereitstellung einer Schaltungskomponente zwischen der zweiten Fläche (14b) des ersten dielektrischen Teils (10) und der dritten Fläche (24a) des zweiten dielektrischen Teils (20) mit einem Verfahrensschritt, bei dem das Paar der Auflageflächen (18, 28) sich nicht in festem Kontakt befindet, und danach feste Kontaktierung des Paares der Auflageflächen (18, 28) miteinander.