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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
zur Verwendung bei einem Hochfrequenzband wie z. B. einem Mikrowellenband,
einem Millimeterwellenband oder dergleichen, auf ein Hochfrequenzmodul,
das mit der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur versehen
ist, und auf eine Kommunikationsvorrichtung, die das Modul verwendet.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Wenn
ein Hochfrequenzmodul aus gesonderten Teilen besteht, ist es üblicherweise
notwendig, Übertragungsleitungen
zwischen die jeweiligen Teile zu verbinden. Herkömmlicherweise werden Verbindungen
zwischen Mikrostreifenleitungen und Verbindungen zwischen Schlitzleitungen
durch Draht- oder Bandbonden
oder dergleichen ausgeführt.
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11A und 11B zeigen
eine herkömmliche
Verbindungsstruktur zwischen Mikrostreifenleitungen. 11A ist eine perspektivische Ansicht der Verbindungsstruktur. 11B ist eine Draufsicht auf dieselbe. Hier sind
Streifen 5a und 5b, die aus Leiterstrukturen hergestellt
sind, auf den oberen Flächen
der dielektrischen Substrate 1a bzw. 1b gebildet,
und Masseelektroden sind auf den unteren Flächen gebildet, wodurch Mikrostreifenleitungen
gebildet werden. Die Endflächen
der dielektrischen Substrate, die die zwei Mikrostreifenleitungen
bilden, liegen einander gegenüber,
und die Streifen 5a und 5b sind durch Bonden mit
einem Draht 15 verbunden.
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12A und 12B veranschaulichen eine
Verbindungsstruktur zwischen Schlitzleitungen. 12A ist eine perspektivische Ansicht der Verbindungsstruktur. 12B ist eine Draufsicht derselben. Elektroden 2a und 2b,
die Schlitze 3a und 3b aufweisen, sind auf den
oberen Flächen
der dielektrischen Substrate 1a bzw. 1b gebildet,
wodurch Schlitzleitungen gebildet werden. Die Endflächen der zwei
dielektrischen Substrate 1a und 1b, die die Schlitzleitungen
bilden, liegen einander gegenüber, und
die Elektroden sind durch die Drähte 12 verbunden.
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Die 13 zeigt
die Rückflussdämpfungscharakteristika
von Übertragungsleitungsverbindungsstrukturen,
bei denen die Verbindungsdrähte
in zwei unterschiedlichen Positionen vorgesehen sind.
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Die
Verbindungsstruktur, bei der die Übertragungsleitungen anhand
von Draht- oder Bandbonden verbunden sind, wie oben beschrieben,
wird stark durch eine parasitäre
Komponente beeinflusst, die durch die Verbindung des Drahtes oder
Bandes bewirkt wird. Beispielsweise können die Impedanzen der Übertragungsleitungen
in dem Verbindungsabschnitt fehlangepasst sein, und die elektromagnetische
Feldverteilung des Übertragungsmodus
kann gestört
sein. Folglich erfahren die elektrischen Charakteristika des Verbindungsabschnitts
eine Verschlechterung, und die Rückflussdämpfung wird
bedeutend, wie in 13 zu sehen ist. Insbesondere
in einem Hochfrequenzband wie z. B. einem Millimeterwellenband oder
dergleichen verschlechtern sich die Charakteristika in dem Verbindungsabschnitt
der Übertragungsleitungen
beträchtlich.
Dies ist einer der Faktoren, die die Leistungsfähigkeit eines Moduls oder einer
ganzen Vorrichtung, die das Modul umfasst, verringern.
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Überdies
kann die Struktur, in der Übertragungsleitungen
durch Draht- oder Bandbonden verbunden sind, Beanspruchungen in
dem Verbindungsabschnitt erfahren, die durch Umweltveränderungen oder
dergleichen bewirkt werden. Folglich wird der Draht oder das Band
durchschnitten, und die Verbindungscharakteristik wird verändert. Dies
kann ein weiterer Faktor sein, der bewirkt, dass die Zuverlässigkeit
abnimmt.
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Im
Fall der Verbindungsstruktur, die durch Draht- oder Bandbonden erhalten
wird, ist die Verbindung zwischen den Übertragungsleitungen überdies feststehend.
Demgemäss
können,
nachdem die Übertragungsleitungen
miteinander verbunden wurden, Teile, die mit den Übertragungsleitungen
ausgestattet sind, nicht zerschnitten und voneinander getrennt werden.
Problematischerweise ist somit eine Anpassung oder ein Auswechseln
auf der Ebene einer Teileinheit unmöglich.
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In „Integrierte
Mikrowellenschaltungen", Springer
Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo, 1983, 92 – 96, 309 – 311, 321 – 322, ISBN 3-540-12352-0,
XP002171109, offenbart Hoffmann Reinmut K. Verbindungen zwischen
koaxialen Leitungen und Mikrostreifenleitungen sowie Resonator- und
Antennenstrukturen. In den Fig. 1.41a – c sind Verbindungen zwischen
koaxialen Leitern und Schlitz-/koplanaren Leitern gezeigt, wobei
Bondingdrähte
angelegt sind, um die jeweiligen Leiter zu verbinden. In den Fig.
11.1a – c
werden Strahlungseffekte bei integrierten Mikrowellenschaltungen
demonstriert. Fig. 11.1a zeigt Verbindungen zwischen koaxialen Leitern
und einer Mikrostreifenleitung, wobei die koaxialen Leiter mit den
jeweiligen Enden der Mikrostreifenleitung elektrisch verbunden sind.
Die Mikrostreifenleitung ist auf einem Substrat angeordnet. Fig.
11.1b demonstriert eine parasitäre
elektromagnetische Kopplung zwischen Teilen einer Mikrowellenschaltung über Gehäuseresonanzen.
Die Mikrowellenschaltung ist auf einem planaren Substrat angeordnet,
wobei auf demselben angeordnete Mikrostreifenleitungen mit einem
Mikrowellenbauelement verbunden sind. Fig. 11.1c zeigt Resonatoren
als Strahlungsquellen, die auf einem jeweiligen Substrat angeordnet
sind, wobei als beispielhafte Mikrostreifenresonatoren ein Ringresonator
und ein Scheibenresonator betrachtet werden. Fig. 11.6a zeigt einen mit
einer Mikrostreifenleitung verbundenen rechteckigen Resonator, die
beide auf demselben Substrat angeordnet sind. Fig. 11.6b zeigt eine
Patch-Antennen-Struktur, die eine Mikrostreifenleitung und einen mit
derselben verbundenen kreisförmigen
Scheibenresonator aufweist, die beide auf demselben Substrat angeordnet
sind. Fig. 11.6c zeigt einen dreieckigen Resonator, der mit einer
Mikrostreifenleitung verbunden ist, wobei der dreieckige Resonator
und die Mikrostreifenleitung auf demselben Substrat angeordnet sind.
Fig. 11.6d – e
zeigen Wanderwellenantennen.
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In
der DE-A-3426565 ist eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
zum Verbinden von Übertragungsleitungen
offenbart, die auf den Hauptoberflächen zweier getrennter Strukturkörper auf
Substraten gebildet sind. Ein flacher metallischer Leiter ist mit
dem ersten Ende einer Übertragungsleitung
galvanisch gekoppelt und liegt über
der anderen Übertragungsleitung,
wobei eine dünne
isolierende Schicht zwischen denselben vorliegt, um dadurch eine
impedanzarme Verbindung für
Hochfrequenzsignale zu bilden.
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Die
US-A-5986519 offenbart eine Kopplung zwischen zwei Übertragungsleitungen,
wobei die Übertragungsleitungen
in verschiedenen Schichten einer mehrschichtigen Platine angeordnet
sind. Es wird eine kapazitive Kopplung zwischen jeweiligen Patches
bereitgestellt, die an den Enden der Übertragungsleitungen durch
die dielektrische Schicht zwischen denselben angeordnet sind.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß Anspruch
1, ein Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch
6 und eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst.
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Um
die vorstehenden Probleme anzugehen, liefert die vorliegende Erfindung
eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur,
die eine Verschlechterung der Charakteristik in dem Verbindungsabschnitt zwischen Übertragungsleitungen
verhindert, Probleme wie z. B. die Abnahme der Zuverlässigkeit
in einem Bondabschnitt, die Änderung
der Verbindungscharakteristik oder dergleichen, die durch Umweltveränderungen
bewirkt werden, löst,
und ermöglicht, dass
wiederholt eine Verbindung oder Trennung zwischen den Übertragungsleitungen
durchgeführt
wird. Die Erfindung liefert ferner ein Hochfrequenzmodul, das mit
der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
versehen ist, und eine Kommunikationsvorrichtung, die das Modul
verwendet.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
vorgesehen, bei der Übertragungsleitungen, von
denen jede einen vorbestimmten Strukturkörper aufweist, miteinander
verbunden sind. Resonatoren, die mit den Enden der Übertragungsleitungen
verbunden sind, sind an den Endabschnitten der jeweiligen Strukturkörper angeordnet,
und die Endabschnitte der Strukturkörper der zu verbindenden Übertragungsleitungen
sind nahe beieinander positioniert, wodurch die Resonatoren miteinander
elektromagnetisch gekoppelt sind. Bei dieser Struktur ist es unnötig, die
Leiter der zwei Übertragungsleitungen durch
Verwendung eines Drahtes oder Bandes zu verbinden. Das heißt, dass
die Übertragungsleitungen
verbunden werden können,
ohne dass sie durch eine parasitäre
Komponente, die durch den Draht oder das Band bewirkt wird, beeinflusst
werden. Überdies
sind die Übertragungsleitungen
bei der Struktur derart angeordnet, dass die Resonatoren an den
Enden der Übertragungsleitungen
nahe beieinander positioniert sind. Somit kann die Verbindung und
Trennung der Übertragungsleitungen
wiederholt durchgeführt
werden.
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Die Übertragungsleitungen
können
vorteilhafterweise jeweils eine Elektrode aufweisen, die ein auf
einem dielektrischen Substrat gebildetes Schlitzmuster aufweist,
z. B. als Schlitzleitungen, Fin-Leitungen, ebene dielektrische Übertragungsleitungen (hiernach
kurz PDTL, plane dielectric transmission live, genannt), die jeweils
ein dielektrisches Substrat aufweisen, das Schlitzmuster aufweist,
das auf beiden Flächen
des Substrats auf einander gegenüberliegende
Weise gebildet ist, und so weiter.
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Vorteilhafterweise
können
die Übertragungsleitungen
ferner jeweils streifenförmige
Elektroden aufweisen, die auf einem dielektrischen Substrat gebildet
sind, z. B. Streifenleitungen, Mikrostreifenleitungen, koplanare
Leiteinrichtungen, Schwebeleitungen und so weiter.
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Überdies
können
die Übertragungsleitungen vorteilhafterweise
jeweils einen dielektrischen Streifen aufweisen, der zwischen zwei
im wesentlichen parallelen Leiterebenen angeordnet ist, wodurch
dielektrische Übertragungsleitungen
gebildet werden.
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Die
zwei zu verbindenden Übertragungsleitungen
können
jede der obigen Strukturen aufweisen. Es können auch andere Arten von Übertragungsleitungen
verbunden werden. Beispielsweise können eine Schlitzleitung und
eine Mikrostreifenleitung miteinander verbunden werden.
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Überdies
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Hochfrequenzmodul gebildet werden, bei dem die oben
beschriebene Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
auf Übertragungsleitungen
angewendet wird, die zwischen die verschiedenen Modulkomponenten
verbunden werden sollen.
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Überdies
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Kommunikationsvorrichtung wie z. B. eine Mobilkommunikationsvorrichtung,
eine Millimeterwellenradarvorrichtung oder dergleichen gebildet werden,
die das oben beschriebene Hochfrequenzmodul verwendet.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung,
die sich auf die beiliegen den Zeichnungen bezieht, in denen gleiche
Bezugszeichen gleiche Elemente und Teile benennen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)
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1A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 1B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 2B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristik der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur zeigt;
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4A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 4B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 5B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 6B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 7B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8A veranschaulichen
die Konfiguration einer Übertra- und 8B gungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration eines Hochfrequenzmoduls gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung
gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11A veranschaulichen die Konfiguration einer herkömm- und 11B lichen Übertragungsleitungsverbindungsstruktur;
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12A veranschaulichen die Konfiguration einer weiteren
und 11B herkömmlichen Übertragungsleitungsverbindungsstruktur;
und
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13 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristik der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
zeigt;
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14 veranschaulicht
die Konfiguration eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf 1A und B wird eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur eines
ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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1A ist
eine perspektivische Ansicht des Hauptteils der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur,
und 1B ist eine Draufsicht auf dieselbe. Hier sind
Elektroden 2a und 2b, die Schlitzmuster 3a und 3b aufweisen,
auf den oberen Flächen
der dielektrischen Substrate 1a bzw. 1b gebildet.
Die Elektroden 2a und 2b, die die Schlitzmuster 3a und 3b aufweisen,
und die dielektrischen Substrate 1a und 1b stellen
jeweils Schlitzleitungen dar.
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In
den einander gegenüberliegenden
Endabschnitten der dielektrischen Substrate 1a und 1b sind
in den Enden der Schlitze jeweils Bereiche gebildet, die zu kreisrunden
Gestalten vergrößert sind.
Die Bereiche bilden Resonatoren 4a und 4b, die
in einem HE110-Mode betreibbar sind. Diese zwei Resonatoren 4a und 4b sind
direkt miteinander elektromagnetisch gekoppelt, wenn sie nahe beieinander
positioniert sind. Die Schlitzleitungen und die in den Enden derselben
vorgesehenen Resonatoren sind jeweils direkt verbunden. Das heißt, dass
die Schlitzleitungen über
eine Kopplung zwischen den Resonatoren miteinander verbunden sind.
In diesem Fall können die
Enden der dielektrischen Substrate 1a und 1b einander
berühren,
oder sie können
einen vorbestimmten Zwischenraum voneinander getrennt sein. In beiden
Fällen
sind die Enden der dielektrischen Substrate an vorbestimmten relativen
Positionen angeordnet, wenn die zwei Übertragungsleitungen verbunden
sind. Zum Zweck einer Trennung können
die beiden dielektrischen Substrate einfach so positioniert werden,
dass sie einen Abstand voneinander aufweisen.
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2A und 2B sind
eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht, die eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen. Resonatormuster 4a und 4b sind jeweils
in rechteckigen Mustern gebildet, im Gegensatz zu den in 1A und 1B gezeigten
kreisförmigen
Mustern. Das heißt,
dass die Resonatormuster 4a und 4b gebildet sind,
um in einem Resonanzwellentyp zu schwingen, der sich von dem der kreisförmigen Muster
der 1A und 1B unterscheidet.
In den Grenzbereichen zwischen den Resonatormustern 4a und 4b und
den Schlitzmustern 3a und 3b sind die Schlitzbreiten
graduell verbreitert, so dass die Verbindung zwischen den Resonatoren und
den Leitungen jeweils optimiert ist. Da die Resonatormuster in den
oben beschriebenen rechteckigen Formen gebildet sind, sind die gegenüberliegenden
Bereiche zwischen den Resonatoren vergrößert, was den Kopplungsgrad
verstärkt.
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3 zeigt
die Frequenzcharakteristika der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
der 2A und 2B, die
erhalten werden, wenn die Abmessungen der in 2B gezeigten
jeweiligen Teile wie folgt bestimmt werden.
Wr = 1,5 mm
Lr
= 0,75 mm
Wq = 0,5 mm
Lq = 0,4 mm
Zw.raum = 0,1 mm
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Hier
beträgt
die Entwurfsfrequenz 28,2 GHz. Die Resonanzfrequenzen der zwei Resonatoren
sind auf 28,2 GHz eingestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt das Band,
in dem die Rückflussdämpfung RD
geringer als 20 dB ist, 26 GHz bis 30,7 GHz. Das Bandbreitenverhältnis beträgt (30,7 – 26)/28,2
= 0,166. Somit kann die niedrige Dämpfungscharakteristik in einem
breiten Band, das ein Bandbreitenverhältnis von etwa 17 % aufweist,
erhalten werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, sind die Resonatoren in den Endabschnitten
der Strukturkörper
der Übertragungsleitungen
angeordnet. Wenn die zwei Übertragungsleitungen
verbunden werden, nähern sich
die Resonatoren aneinander an und werden direkt gekoppelt. Somit
sind die Resonatoren auf starke Weise gekoppelt, so dass in einem
breiten Band eine niedrige Dämpfungscharakteristik
vorliegt.
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In
den Beispielen der 1A und 1B sowie 2A und 2B sind
die Elektroden 2a und 2b lediglich auf den oberen
Flächen,
aus der Sichtweise der 1A und 1B sowie 2A und 2B,
der dielektrischen Substrate gebildet, um die Schlitzleitungen bzw.
die Resonatoren zu bilden. Jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung auch
auf den Fall anwenden, bei dem Muster, die ähnlich den auf den oberen Flächen gebildeten Schlitzmustern
und Resonatormustern sind, auf den denselben gegenüberliegenden
unteren Flächen
angeordnet sind, wodurch die Übertragungsleitungsteile
jeweils PDTLs umfassen.
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Überdies
können
Masseelektroden im wesentlichen auf den gesamten unteren Flächen der
dielektrischen Substrate gebildet sein, um jeweils geerdete Schlitzleitungen
zu bilden.
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Desgleichen
können
die in 1A und 1B sowie 2A und 2B gezeigten
Konfigurationen auf Fin-Leitungen angewendet werden, die dielektrische
Substrate umfassen, die Schlitzmusterelektroden aufweisen, die auf
denselben gebildet sind und in einem Wellenleiter angeordnet sind. In 14 sind
die zwei dielektrischen Substrate 1a und 1b, die
die in 1A und 1B gezeigten Elektrodenmuster 2a und 2b aufweisen,
in Wellenleitern 20a und 20b angeordnet, um Fin-Leitungen 30a bzw. 30b zu
bilden. Die Fin-Leitungen 30a und 30b sind so
konfiguriert, dass die Resonatormuster 4a und 4b nahe
beieinander positioniert sind, während die Öffnungsflächen 40a und 40b der
zwei Fin-Leitungen 30a und 30b einander gegenüberliegen.
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Hiernach
wird unter Bezugnahme auf 4A und 4B eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4A ist
eine perspektivische Ansicht, die den Hauptteil der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
zeigt, und 4B ist eine Draufsicht darauf. In 4A und 4B bezeichnen
die Bezugszeichen 1a und 1b jeweils dielektrische
Substrate. Anders als bei dem in 1A und 1B gezeigten Beispiel
sind Streifenmuster 5a und 5b, die Elektroden
darstellen, auf den oberen Flächen
der dielektrischen Substrate 1a und 1b gebildet,
und Masseelektroden sind jeweils auf den unteren Flächen gebildet, wodurch
Mikrostreifenleitungen gebildet werden. Resonatormuster 6a und 6b,
die jeweils aus der zu einer kreisförmigen Gestalt gebildeten Elektrode
bestehen, sind in den Endabschnitten der Streifenmuster 5a und 5b vorgesehen.
Die Resonatormuster 6a und 6b, die Masseelektroden
auf den unteren Flächen
und die dielektrischen Substrate bilden Resonatoren, die in einem
TM110-Mode betreibbar sind. Die zwei Mikrostreifenleitungen und
die Resonatoren sind jeweils direkt verbunden, und die Resonatoren
sind miteinander elektromagnetisch gekoppelt. Somit sind die zwei
Streifenleitungen über
eine Kopplung der Resonatoren miteinander verbunden.
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5A und 5B sind
eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht, die eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen. Anders als bei der Verbindungsstruktur
der 4A und 4B sind
die Resonatormuster 6a und 6b zu rechteckigen
Gestalten geformt, so dass die gegenüberliegenden Flächen der
Resonatoren erhöht
sind, was den Kopplungsgrad zwischen den Resonatoren verbessert.
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Bei
den Beispielen der 4A und 4B sowie 5A und 5B sind
die Streifenmuster auf den oberen Flächen dielektrischen Substrate
gebildet, und die Masseelektroden sind auf den unteren Flächen gebildet,
wodurch Mikrostreifenleitungen gebildet werden. Jedoch lässt sich
die oben beschriebene Konfiguration auch auf eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
anwenden, bei der Mikrostreifenleitungen jeweils ein Streifenmuster,
das in einer dielektrischen Schicht gebildet ist, und Masseelektroden,
die auf den oberen und unteren Flächen derselben gebildet sind,
umfas sen. Das heißt,
dass die Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
so konfiguriert sein kann, dass andere dielektrische Platten, die
auf den oberen Oberflächen
derselben gebildete Masseelektroden aufweisen, auf die oberen Flächen der
in den 4A und 4B bzw. 5A und 5B gezeigten
dielektrischen Substrate 1a und 1b laminiert sind.
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Überdies
lässt sich
die vorliegende Erfindung auf eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
anwenden, bei der dielektrische Substrate, die jeweils ein Streifenmuster
aufweisen, das lediglich auf einer Fläche angeordnet ist, zwischen
parallelen Leiterebenen angeordnet sind, um eine Schwebeleitung
zu bilden. Das heißt,
dass die Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
die Konfiguration aufweisen kann, bei der die Masseelektrodenplatten über und
unter den in 4A und 4B oder 5A und 5B gezeigten
dielektrischen Substraten in vorbestimmten Abständen von denselben angeordnet
sind.
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich ferner auf eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur anwenden,
bei der ein Elektrodenmuster lediglich auf einer Fläche jedes
dielektrischen Substrats gebildet ist, um eine koplanare Leiteinrichtung
zu bilden. Das heißt,
dass eine Masseelektrode auf der oberen Fläche jedes dielektrischen Substrats
gebildet ist, ein Streifenmuster in einem vorbestimmten Abstand
von dem Ende der Masseelektrode gebildet ist und ein Resonator,
der ähnlich
dem in 4A und 4B sowie 5A und 5B gezeigten
Resonator ist, in dem Endabschnitt des Streifenmusters gebildet
ist.
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Bezüglich der
Konfiguration der oben beschriebenen koplanaren Leiteinrichtung
kann die Masseelektrode überdies
auf der unteren Fläche
der dielektrischen Platte gebildet sein, wodurch eine geerdete koplanare
Leiteinrichtung gebildet wird.
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Hiernach
wird unter Bezugnahme auf 6A und 6B eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6A ist
eine perspektivische Ansicht, die den Hauptteil der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
zeigt, wobei die oberen Leiterplatten getrennt sind. 6B ist
eine Draufsicht auf die Übertragungsleitungsverbindungsstruktur,
bei der die oberen Leiter entfernt sind. Wie in 6A und 6B gezeigt
ist, sind die dielektrischen Streifen 9a und 9b zwischen
unteren Leiterplatten 8a und 8b und oberen Leiterplatten 7a und 7b angeordnet.
Die parallelen Leiterebenen, die aus den oberen und den unteren
Leiterplatten hergestellt sind, und die dielektrischen Streifen,
die zwischen den parallelen Leiterebenen angeordnet sind, bilden
dielektrische Übertragungsleitungen.
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Die
Endabschnitte der dielektrischen Streifen 9a und 9b sind
jeweils in einer säulenartigen
Gestalt (bei diesem Ausführungsbeispiel
zylindrisch) gebildet. Diese Abschnitte und die oberen und unteren Leiterplatten
bilden dielektrische Resonatoren. Diese zwei dielektrischen Resonatoren
sind in den Endabschnitten der Leiterplatten bzw. in den Enden der dielektrischen Übertragungsleitungen
angeordnet. Die zwei dielektrischen Übertragungsleitungen sind derart
angeordnet, dass die dielektrischen Resonatoren nahe beieinander
positioniert sind. Somit sind die zwei Resonatoren miteinander elektromagnetisch gekoppelt.
Da die Resonatoren direkt mit den entsprechenden dielektrischen
Leitungen verbunden sind, sind die zwei Übertragungsleitungen über die zwei
Resonatoren verbunden.
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7A und 7B sind
eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht, die eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen. Anders als bei der in den 6A und 6B gezeigten Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
sind die Endabschnitte der dielektrischen Streifen bei diesem Beispiel
jeweils in einer Prismagestalt gebildet, um die lektrische Resonatoren
zu bilden. Die dielektrischen Substrate schwingen in einem Mode,
der sich von dem der 6 unterscheidet, gemäß den Gestalten
derselben, und sind miteinander elektromagnetisch gekoppelt. Da diese
Resonatoren und die relevanten dielektrischen Leitungen direkt miteinander
verbunden sind, sind die zwei dielektrischen Leitungen über die
zwischen denselben vorgesehenen zwei Resonatoren verbunden.
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Bei
den Beispielen der 6A und 6B sowie 7A und 7B ist
der Abstand zwischen den oberen und den unteren Leiterplatten in
den jeweiligen dielektrischen Streifenabschnitten gleich dem Abstand
zwischen den Leiterplatten in beiden Räumen an den Seiten der dielektrischen
Streifen, wodurch eine sogenannte normale NRD-Leiteinrichtung gebildet
wird. Es kann auch eine sogenannte Hyper-NRD-Leiteinrichtung gebildet
werden, bei der der Abstand zwischen den Leiterplatten in dem Sperrbereich
(Nicht-Ausbreitung-Bereich) kleiner ist als der Abstand zwischen
den Leiterplatten in den jeweiligen dielektrischen Streifenabschnitten
(Ausbreitungsbereich), in denen eine Welle in einem LSM01-Einmode
ausgebreitet werden kann. In diesem letztgenannten Fall kann der
Abstand zwischen den Leiterplatten an den Peripherien der dielektrischen
Resonatoren erhöht
sein, so dass die dielektrischen Resonatoren eine verringerte Fähigkeit
aufweisen, ein elektromagnetisches Feld zu begrenzen, was den Kopplungsgrad
zwischen den benachbarten dielektrischen Resonatoren verbessert.
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Hiernach
wird unter Bezugnahme auf 8A und 8B eine Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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8A und 8B sind
eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht, die den Hauptteil der Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
zeigen. Hier sind ein Streifenmuster 5a und ein Resonatormuster 6a auf
der oberen Fläche
eines der dielektrischen Substrate 1a gebildet, und eine
Masseelekt rode ist auf der unteren Fläche derselben gebildet. Eine
Elektrode 2b, die ein Schlitzmuster 3b und ein Resonatormuster 4b aufweist,
ist auf der oberen Fläche
des anderen dielektrischen Substrats 1b gebildet. Der Resonator,
der das Resonatormuster 6a aufweist, und der Resonator,
der das Resonatormuster 4b aufweist, sind nahe beieinander
positioniert. Bei dieser Struktur sind unterschiedliche Typen der
Resonatoren miteinander elektromagnetisch gekoppelt. Demgemäss sind
die Mikrostreifenleitung und die Schlitzleitung, die unterschiedliche
Arten von Übertragungsleitungen
sind, miteinander verbunden.
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Zusätzlich zu
der Kombination der unterschiedlichen Arten von Übertragungsleitungen, die in 8A und 8B gezeigt
sind, können
die Resonatoren, die in einer Kombination von verschiedenen Typen
von Übertragungsleitungen,
z. B. Mikrostreifenleitungen, Schlitzleitungen, koplanaren Leiteinrichtungen,
PDTL, Fin-Leitungen, Schwebeleitungen, dielektrischen Leitungen
usw., enthalten sind, desgleichen gekoppelt sein, so dass die verschiedenen Typen
von Übertragungsleitungen
miteinander verbunden sein können.
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Hiernach
wird unter Bezugnahme auf 9 ein Beispiel
der Konfiguration eines Hochfrequenzmoduls gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In 9 sind
eine Empfangs-/Sendeantenne ANT, ein Duplexer DPX, Bandpassfilter
BPFa und BPFb, Verstärkungsschaltungen
AMPa und AMPb, Mischer MIXa und MIXb, ein Oszillator OSC sowie ein
Frequenzgenerator SYN gezeigt.
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Der
Mischer MIXa mischt ein Zwischenfrequenzsignal ZF mit einem Signal,
das aus dem Frequenzgenerator SYN ausgegeben wird. Das Bandpassfilter
BPFa sendet lediglich ein Signal in einem Übertragungsfrequenzband der
aus dem Mischer MIXa ausgegebenen gemischten Signale. Die Verstärkungsschaltung
AMPa führt
eine Leistungsverstärkung
des Signals durch und sendet es über
die Antenne ANT. Die Verstärkungsschaltung AMPb
verstärkt
ein aus dem Duplexer DPX ausgegebenes Empfangssignal. Das Bandpassfilter
BPFb sendet lediglich ein Signal in dem Empfangsfrequenzband in dem
Signal. Der Mischer MIXb mischt ein aus dem Generator SYN ausgegebenes
Frequenzsignal mit dem Empfangssignal und gibt ein Zwischenfrequenzsignal
ZF aus.
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Bei
dem Hochfrequenzmodul wird die Übertragungsleitungsverbindungsstruktur,
die eine der obigen Strukturen aufweist, an die Verbindungsabschnitte
zwischen Übertragungsleitungen
in beliebigen der jeweiligen Teile des Hochfrequenzmoduls angelegt.
Dadurch kann bei dem Hochfrequenzmodul ohne weiteres eine Anpassung
und ein Austausch auf einer Komponentenebene durchgeführt werden. Überdies
wird die Produktionseffizienz des Hochfrequenzmoduls verbessert.
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10 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung
gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Als Hochfrequenzmodul wird hier eine
Schaltung verwendet, die die in 9 gezeigte Anordnung
aufweist. Als Signalverarbeitungsschaltung ist eine Schaltung zum
Senden/Empfangen eines Signals und zum Verarbeiten von Sende- und -Empfangssignalen
vorgesehen. Die gesamte Konfiguration der 10 führt eine
Funkwellenkommunikation eines analogen Signals oder von digitalen
Daten in einem Mikrowellen- oder Millimeterwellenband durch.
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Die
oben beschriebene Kommunikationsvorrichtung wird eventuell nicht
nur als Vorrichtung zum Durchführen
einer Funkwellenkommunikation zwischen Vorrichtungen einer Entsprechung
von Eins-zu-Eins oder Eins-zu-Vielen angewendet, sondern als auch
Einweg-Kommunikationsvorrichtung wie z. B. ein Millimeterwellenradar.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es unnötig,
die Leiter zweier Übertragungsleitungen
durch Verwendung eines Drahtes oder Bandes zu verbinden. Das heißt, dass
die Übertragungs leitungen
verbunden sein können,
ohne durch eine parasitäre Komponente,
die durch den Draht oder das Band bewirkt wird, beeinträchtigt zu
werden. Da die Übertragungsleitungen überdies
derart angeordnet sind, dass die Resonatoren in den Endabschnitten
der Übertragungsleitungen
nahe beieinander positioniert sind, kann die Verbindung/Freigabe
der Übertragungsleitungen
wiederholt durchgeführt
werden. Ferner sind die Resonatoren in den Endabschnitten der Strukturkörper der Übertragungsleitungen
angeordnet. Wenn die zwei Übertragungsleitungen
miteinander verbunden sind, sind die Resonatoren nahe beieinander
positioniert und direkt gekoppelt. Somit sind die Resonatoren auf
starke Weise gekoppelt, so dass in einem breiten Band ein geringer
Einfügungsverlust erzielt
werden kann.
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Vorteilhafterweise
können
verschiedene Arten von Übertragungsleitungen,
die verschiedene Transmissionsmoden verwenden, verbunden werden.
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Ferner
kann das Hochfrequenzmodul gebildet werden, bei dem die Übertragungsleitungsverbindungsstruktur
der vorliegenden Erfindung zum Verbinden der Übertragungsleitungen verwendet
wird, die die Komponenten des Hochfrequenzmoduls verbinden. Somit
wird eine Anpassung oder ein Austausch der Teile möglich. Es
kann ohne weiteres ein Hochfrequenzmodul erhalten werden, das eine
vorbestimmte Funktion aufweist.
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Ferner
kann durch Verwendung des obigen Hochfrequenzmoduls eine Kommunikationsvorrichtung
wie z. B. eine Mobilkommunikationsvorrichtung, eine Millimeterwellenradarvorrichtung
oder dergleichen gebildet werden. Somit kann eine Vorrichtung erhalten
werden, die eine hohe Zuverlässigkeit
einer Verbindung zwischen Übertragungsleitungen
aufweist. Überdies
kann die Produktionseffizienz der gesamten Vorrichtung verbessert
werden.