JP2003069312A - 高周波用導波路とその製造方法 - Google Patents

高周波用導波路とその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で伝送損失の少ないフォトニック・バン
ド結晶構造の高周波導波路を提供する。 【解決手段】 中空のアルミナ円柱１８を、このアルミ
ナ円柱１８の軸中心が平面的な三角格子配列を有するよ
うに層状に配設した第１誘電体壁１２および第２誘電体
壁１４を、空気１６ａを介して互いに並行して対向さ
せ、この第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４を構
成するアルミナ円柱１８の両端面を介して金属板２０を
互いに対向させるとともに、第１誘電体壁１２および第
２誘電体壁１４と金属板２０とを接着することにより、
放射損失が少なく安価で伝送損失の少ない高周波用導波
路を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高周波用導波路
とその製造方法に係り、特にマイクロ波、ミリ波、サブ
ミリ波帯の電磁波が伝搬する導波路とその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波、ミリ波、サブミリ波帯の電
磁波（以下、高周波という）の導波路として、導波管や
金属と誘電体とを組み合わせたハイブリッド導波路が使
用されている。金属と誘電体とを組み合わせた導波路と
して金属板２枚の間に誘電体を挟んだＮＲＤ（nonradia
tive dielectric）ガイドが使用されている。例えば公
知文献として、IEEE TRANSACTIOS ON MICROWAVE THEORY
AND TECHNIQUES,VOL. MTT-29,NO.11,NOVEMBER 1981, P
P.1188-1192 やIEEE TRANSACTIOS ON MICROWAVETHEORY
AND TECHNIQUES,VOL. MTT-32, NO.8,AUGUST 1984, PP.
943-946、がある。
【０００３】このＮＲＤガイドは導波路の曲がりの部分
での放射損が生じないという特長を有しているが、導波
路の遮断周波数近くで使用するため伝搬損失が大きい。
この他に放射損の少ない導波路としてフォトニック・バ
ンド結晶構造を用いた導波路が研究されている。フォト
ニック・バンド結晶構造とは、結晶が電子をコントロー
ルするのと同じように、高い誘電率比の誘電体周期構造
を有した人工的な結晶を作成し、あるエネルギー領域
で、その伝搬が禁止される事象を起こすことができる構
造のことである。このフォトニック・バンド結晶構造の
一部に周期構造を乱す部分を形成するとこの欠陥部分に
のみ、エネルギーが伝搬し、エネルギーの伝播路とする
ことができる。
【０００４】フォトニック・バンド結晶構造を光伝送の
導波路とする公知文献としては、NATURE, VOL 386, 13
MARCH 1997がある。また、特開２０００−３５２６３１
号公報には、フォトニック結晶及びその製造方法につい
ての記載があり、これは光伝送の分野で用いられるフォ
トニック結晶としての２次元的に蜂の巣格子状に配列さ
れた誘電体からなる完全バンドギャップに、機械的強度
を高めるために三角格子状に配列された円柱状誘電体を
組み合わせたものである。
【０００５】さらに、特開平１１−２１８６２７号公報
には、フォトニック結晶導波路およびその製造方法につ
いての記載があり、これは光通信の分野で用いられるフ
ォトニック結晶導波路をシリコン基板上に石英ガラスや
高分子材料で形成したスラブ光導波路を形成したもので
ある。このスラブ光導波路は中央の光導波領域の両側に
三角格子状や六角格子状に屈折率の異なる材料を配列し
屈折率変化領域を設けたものである。しかしながらこれ
らのフォトニック結晶導波路は光の導波に関する技術で
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図７はフォトニック・
バンド構造による従来の高周波用導波路の斜視図であ
る。図７において、１００は高周波導波路で、１０２は
セラミックなどの誘電体、１０４は空気円柱でこの空気
中の配列がフォトニック・バンド結晶構造をしている。
１０６は空気円柱１０４に直交する方向に、誘電体１０
２の両端面において接合された金属板である。図７にお
いて金属板１０６にハッチングを施しているのは断面を
示すものではなく、２枚の金属板１０６と誘電体１０２
の位置関係を明確にするためのものである。
【０００７】図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面にお
ける高周波導波路１００の断面図である。ＶＩＩＩ−Ｖ
ＩＩＩ断面は空気円柱１０４に直交する断面である。図
８において、１０８は高周波反射領域、１１０は高周波
伝搬領域である。高周波が高周波導波路１００内を伝搬
すると、高周波反射領域１０８はフォトニック・バンド
結晶構造に対応した高周波の伝搬を禁止するが、高周波
伝搬領域１１０は空気円柱１０４が無くフォトニック・
バンド結晶構造の欠陥となるために、この部分を高周波
が伝搬可能となる。
【０００８】電磁波が高周波伝搬領域１１０を伝搬する
と金属板１０６の接線方向の全方向の磁界による高周波
電流が流れ、これがジュール熱の伝送損失になる。しか
し磁界が主として高周波伝搬領域１１０の高周波伝送方
向を持つモードについては、伝送損失は周波数が高くな
るにつれて減少するために、通常は問題とはならない。
しかしながら、高周波伝搬領域１１０は誘電率の高い誘
電体を用いているため誘電体損失が非常に大きくなる。
【０００９】図９は他のフォトニック・バンド構造によ
る従来の高周波用導波路の斜視図である。図７及び図８
と同じ符号は同一のものかまたは相当のものを示す。以
下の図面の記載においても、同じ符号は同一のものかま
たは相当のものを示す。１１２は高周波導波路、１１
４、１１６はセラミックなどの誘電体である。また図１
０は高周波導波路１１２の図９のＸ−Ｘ断面における部
分断面図、図１１は高周波導波路１１２の図９のＸＩ−
ＸＩ断面における断面図である。高周波導波路１１２で
は、高周波反射領域１０８は誘電体１１４，１１６に空
気円柱１０４が規則的に配列された二つの独立した部分
に分けて配設され、高周波伝搬領域１１０は空気の満た
された空間となっているので、この部分の誘電体損失は
小さくすることができる。
【００１０】しかしながら、高周波導波路１００や高周
波導波路１１２のいずれの場合であっても、誘電体に所
望の空気円柱１０４を形成してゆく作業は困難であり、
高周波導波路１１２では高周波伝搬領域１１０を空間に
するため、誘電体を取り除く加工が困難であり、大量生
産に向いていなかった。
【００１１】また電子情報通信学会論文誌 Vol.J84-C N
o.4,pp.324-325,2001年4月にはアルミナを発泡スチロー
ルで覆った円柱棒を三角格子配列にしたフォトニック結
晶導波路を記載されているが、これは損失が多いもので
ある。
【００１２】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、第１の目的は、損失が少なく構成が簡
単で安価な高周波導波路を提供することであり、第２の
目的は損失が少なく構成が簡単な高周波導波路を簡単な
工程で製造する製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波用
導波路は、誘電率の異なる複数の柱体が軸中心側の誘電
率が低くなるように同心状に配設された所定の長さの誘
電体棒が、この誘電体棒の軸中心が平面的な規則性を有
するように複数層の層状に配設された第１の高周波反射
壁と、この第１の高周波反射壁に誘電体を介して並行し
て対向するとともに、誘電率の異なる複数の柱体が軸中
心側の誘電率が低くなるように同心状に配設された所定
の長さの誘電体棒が、この誘電体棒の中心が平面的な規
則性を有するように複数層の層状に配設された第２の高
周波反射壁と、この第１、第２の高周波反射壁を構成す
る誘電体棒の端面を介して互いに対向し、第１、第２の
高周波反射壁を構成する誘電体棒の両端面それぞれに結
合された導体板と、を備えたもので、誘電体棒がフォト
ニック結晶構造を構成し、第１、第２の高周波反射壁が
誘電体棒の軸方向に対して垂直な電界成分をもつ所定の
周波数帯の高周波を全て反射し、放射損失が少なく伝送
損失の少ない高周波用導波路とすることができる。
【００１４】さらに、誘電体棒を円柱状としたもので、
誘電体棒の形状を簡単なものとし、第１、第２の高周波
反射壁の構成を簡単な構成とすることができる。
【００１５】さらに、誘電体棒を中空状としたもので、
誘電体棒の軸中心側の誘電率の低い材料を空気とするこ
とで誘電体棒の構成を簡単にすることができる。またさ
らに第１の高周波反射壁と第２の高周波反射壁との間の
誘電体を空気としたもので、簡単な構成で伝送損失を少
なくすることができる。
【００１６】さらに、第１、第２の高周波反射壁それぞ
れの最外層の誘電体棒の外側に金属壁をさらに配設した
もので、金属壁により誘電体棒の軸方向に平行な電界成
分をもつ高周波を反射することができる。
【００１７】さらに、金属壁を、誘電体棒と同じ長さの
金属棒が誘電体棒に沿って配設された金属棒列で構成し
たもので、金属壁を誘電体棒に沿って配列しやすい簡単
な構成にすることが出来る。
【００１８】またこの発明に係る高周波用導波路の製造
方法は、誘電率の異なる複数の柱体が軸中心側において
誘電率が低くなるように同心状に配設された所定の長さ
の誘電体棒を、この誘電体棒の中心が平面的な規則性を
有する複数層の層状に積層し、第１、第２の高周波反射
壁を形成する工程と、第１、第２の高周波反射壁を所定
の間隔をおいて並行して対向させ、これら第１、第２の
高周波反射壁を構成する誘電体棒の端面を介して導体板
を対向させ、第１、第２の高周波反射壁を構成する誘電
体棒の両端面それぞれに導体板を結合する工程と、を含
むもので、放射損失が少なく伝送損失の少ない高周波用
導波路を簡単な工程で製造することができる。
【００１９】さらに、第１、第２の高周波反射壁それぞ
れの最外層の誘電体棒の外側に金属壁を形成する工程を
さらに含むもので、誘電体棒の軸方向に平行な電界成分
をもつ高周波をも反射することができる高周波用導波路
を簡単な工程で製造することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
一つの実施の形態に係る高周波用導波路の一部透過の部
分斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面における
高周波用導波路の部分断面図、図３は図１のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ断面における高周波用導波路の断面図である。
【００２１】図１において、１０は高周波用導波路で、
フォトニック・バンド結晶構造を用いた導波路で、マイ
クロ波、ミリ波、サブミリ波帯における電磁波を伝搬す
るための導波路である。１２は第１の高周波反射壁とし
ての第１誘電体壁、１４は第２の高周波反射壁としての
第２誘電体壁で、第１誘電体壁１２および第２誘電体壁
１４はフォトニック・バンド結晶構造をなしている。
【００２２】１６は所定の間隔をおいて並行して配設さ
れた第１誘電体壁１２と第２誘電体壁１４との間に挟ま
れた高周波伝搬領域である。この実施の形態１は、この
高周波伝搬領域１６は単なる空間で、誘電体としての空
気１６ａに満たされているが、必ずしも空気１６ａでな
くても良く誘電率の低い材料であれば、高周波を低損失
で伝搬できる。
【００２３】１８は第１誘電体壁１２や第２誘電体壁１
４を構成する基本要素である誘電体棒としてのアルミナ
円柱である。この実施の形態では中心が空気柱１８ａと
その外側を取り巻くアルミナ円筒１８ｂとから構成され
ている。中心側は、空気柱１８ａの替わりにアルミナ円
筒１８ｂより誘電率の低い材料の円柱を持ってきてもよ
い。つまり誘電率の低い中心側円柱の外側を誘電率の高
い材料の円筒で同心円状に取り巻いた、複数層の層構造
であれば良く、また必ずしも円柱でない他の断面形状を
有する柱体でもよい。
【００２４】第１誘電体壁１２や第２誘電体壁１４はア
ルミナ円柱１８を用いてフォトニック・バンド結晶構造
を構成するために、アルミナ円柱１８の軸中心が三角格
子配列を構成するように３層に配列されている。このア
ルミナ円柱１８の格子間隔は伝搬させる高周波の周波数
によって適切な値が決定される。この格子配列は必ずし
も三角格子配列でなくてもよく、６角格子配列など他の
格子配列でも良い。また必ずしも３層である必要はな
く、さらに層数を多くしても構わない。
【００２５】２０は導体板としての金属板で、第１誘電
体壁１２および第２誘電体壁１４を介して対向し、第１
誘電体壁１２および第２誘電体壁１４を構成するアルミ
ナ円柱１８の両端で、金属板２０それぞれが第１誘電体
壁１２および第２誘電体壁１４と接着されている。図１
において金属板２０にハッチングを施しているのは断面
を示すものではなく、２枚の金属板２０と第１誘電体壁
１２や第２誘電体壁１４との位置関係を明確にするため
のものである。後に述べる図４においても同様である。
【００２６】図２において、矢印で示された寸法ａは格
子間隔を示す。次に高周波用導波路１０の製造方法の概
略を説明する。高周波の波長に対応したフォトニック・
バンド結晶構造の格子間隔ａと同じ直径をもち、所定の
金属板２０間隔に相当する高さの中空のアルミナ円柱１
８を用意し、高周波用導波路１０の金属板２０の平面形
状に沿った形状にアルミナ円柱１８の中心を並べ、アル
ミナ円柱１８の外周を接すると共にアルミナ円柱１８の
両端を揃えて第１層のアルミナ円柱列を配列する。
【００２７】次に第１層のアルミナ円柱列を構成する隣
接する二つのアルミナ円柱１８に共に外周で接するよう
に第２層のアルミナ円柱１８を配列してゆくと第２層の
アルミナ円柱列を構成するアルミナ円柱も互いに接す
る。この２層で少なくとも三角格子配列が構成される。
さらに第２層のアルミナ円柱列を構成する隣接する二つ
のアルミナ円柱１８に共に外周で接するように第３層の
アルミナ円柱１８を配列して第３層のアルミナ円柱列を
形成し、これらの第１層、第２層および第３層のアルミ
ナ円柱列を接着材で接着する。これで第１誘電体壁１２
を形成する。
【００２８】次いで同様の方法で、第２誘電体壁１４を
形成し、第１誘電体壁１２と第２誘電体壁１４とを所定
の間隔をあけて、誘電体壁を構成するアルミナ円柱１８
の円柱端面が金属板２０に接するように配設し、金属板
２０と第１誘電体壁１２、第２誘電体壁１４とを接着
し、さらにこの金属板２０に第１誘電体壁１２、第２誘
電体壁１４を介してもう一枚の金属板２０を対向させ、
この金属板２０も第１誘電体壁１２、第２誘電体壁１４
と接着する。
【００２９】また別の製造方法としては、誘電率の低
い、例えば発泡スチロールのような材料で高周波伝搬領
域１６を形成し、この高周波伝搬領域１６の両側に接し
て用意した中空のアルミナ円柱１８を外周を接するよう
に並べ、第１層のアルミナ円柱列を配列する。次いで、
第１層のアルミナ円柱列を構成する隣接する二つのアル
ミナ円柱１８に共に外周で接するように第２層のアルミ
ナ円柱１８を配列してゆくと、第２層のアルミナ円柱列
を構成するアルミナ円柱も各々互いに接した円柱列とな
り三角格子配列が形成される。
【００３０】さらに第２層のアルミナ円柱列を構成する
隣接する二つのアルミナ円柱１８に共に外周で接するよ
うに第３層のアルミナ円柱１８を配列して第３層のアル
ミナ円柱列を形成する。この様にして、高周波伝搬領域
１６に沿って、第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１
４を形成し、所定の導波路形状になるように高周波伝搬
領域１６第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４を整
形し、接着剤で固着すると共に、第１誘電体壁１２、第
２誘電体壁１４を介してもう二枚の金属板２０を対向さ
せ、この金属板２０を第１誘電体壁１２、第２誘電体壁
１４と接着する。
【００３１】これらの製造方法を採用することにより、
伝送損失の少ない高周波用導波路を簡単な工程で製造す
ることができる。すなわちフォトニック・バンド結晶構
造はアルミナ円柱１８を配列することにより構成できる
ので製造方法が簡単である。マイクロ波、ミリ波、サブ
ミリ波においては、フォトニック・バンド結晶構造の結
晶格子間隔はｍｍオーダーとなるので、光のフォトニッ
ク・バンド結晶構造と異なり写真製版技術やエッチング
技術を駆使する必要が無く、アルミナ円柱１８を周期的
に配列するだけでフォトニック・バンド結晶構造を製造
することができ、数十ｃｍや数ｍなどの長距離の高周波
用導波路を容易に製造することができ、大量生産が可能
となる。
【００３２】次に高周波用導波路１０の動作について説
明する。高周波用導波路１０の入力・出力部にはホーン
が結合され、高周波が入・出力される。高周波用導波路
１０の第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４は中空
のアルミナ円柱１８を三角格子配列に配列したフォトニ
ック・バンド結晶構造をしている。従ってこの第１誘電
体壁１２および第２誘電体壁１４では、フォトニック・
バンド結晶構造に対応した周波数帯域の高周波の伝搬が
禁止される。しかし高周波伝搬領域１６では、フォトニ
ック・バンド結晶構造が乱れた状態の欠陥部分に相当す
るため、この高周波伝搬領域１６において入力された高
周波が伝搬させられる。
【００３３】つまり、アルミナ円柱１８の軸方向に対し
て垂直な電界成分をもつ平面電磁波に対しては、フォト
ニック・バンド結晶構造に対応した周波数帯域の高周波
に対して全て反射し、高周波伝搬領域１６に沿って高周
波の電磁波は伝搬せざるを得ない。そしてこの高周波伝
搬領域１６は、空気のような誘電率の低い誘電体で満た
されているので、高周波帯においても、伝送損失が小さ
くなる。
【００３４】また、従来あった誘電率の高い円柱の周り
を誘電率の低い円柱で囲んだ誘電体棒を三角格子状に配
列したＩ型導波路（仮にこの様に名付ける）と、この実
施の形態１に示したような誘電率の低い円柱の周りを誘
電率の高い円柱で囲んだ誘電体棒を構成要素としてフォ
トニック・バンド結晶構造を構成したＩＩ型導波路（仮
にこの様に名付ける）とを比較すると、従来構成のＩ型
導波路では、Ｅ波（電界の向きが誘電体棒の軸方向と同
じ）に対してはギャップが開く、つまり伝搬しない周波
数帯が存在するが、Ｈ波（電界の向きが誘電体棒の軸方
向と直交する方向）にはギャップが開かない。このため
Ｉ型導波路で高周波用導波路を形成しても伝送損失が大
きくなる。
【００３５】これに対して、この実施の形態１に示した
ＩＩ型導波路では、Ｅ波、Ｈ波共にギャップが開き、さ
らに高周波用導波路１０においてはフォトニック・バン
ド結晶構造の格子間隔に対応したある特定の周波数で、
Ｅ波、Ｈ波共にギャップが開き伝送損失の少ない高周波
用導波路を構成することができる。
【００３６】以上のようにこの実施の形態１の高周波用
導波路は、第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４は
中空のアルミナ円柱１８の様な誘電体棒を基本要素とし
て構成されるとともに、高周波伝搬領域１６を誘電率の
低い物質で構成したので、伝送損失を小さくできるとと
もに、簡単な工程で、また大量生産が可能となり、安価
で伝送効率の良い高周波用導波路を構成することができ
る。
【００３７】実施の形態２．図４はこの発明の他の一つ
の実施の形態に係る高周波用導波路の一部透過の部分斜
視図である。図５は図４のＶ−Ｖ断面における高周波用
導波路の部分断面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ断面にお
ける高周波用導波路の断面図である。図４において３０
は高周波用導波路、３２は金属壁としての金属円柱列
で、３２ａは金属円柱列３２を構成する金属棒としての
金属円柱である。この実施の形態２の金属円柱列３２
は、アルミナ円柱１８と同じ直径、同じ長さの金属円柱
３２ａを、第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４の
外側に、第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４の最
外層のアルミナ円柱１８と三角格子配列をなすように配
列されている。
【００３８】この高周波用導波路３０の製造方法は実施
の形態１の高周波用導波路１０の製造方法と基本的に同
じであり、第１誘電体壁１２および第２誘電体壁１４を
形成する際、その最外層にアルミナ円柱１８と三角格子
配列を構成するように、金属円柱３２ａを一層設ければ
よい。高周波伝搬領域１６の両側に配設された第１誘電
体壁１２および第２誘電体壁１４は、フォトニック・バ
ンド結晶構造に対応した周波数帯域の高周波の伝搬が禁
止される。すなわちアルミナ円柱１８の軸方向に対して
垂直な電界成分をもつ平面電磁波に対しては、フォトニ
ック・バンド結晶構造に対応した周波数帯域の高周波に
対して全て反射し、高周波伝搬領域１６を伝搬せざるを
得ない。
【００３９】しかしながら、高周波伝搬領域１６を伝搬
する高周波はアルミナ円柱１８の軸方向に対して垂直方
向の電界成分のみではなく、アルミナ円柱１８の軸方向
に平行な成分を持っておりこの成分は中空のアルミナ円
柱１８を通過することになる。このアルミナ円柱１８を
通過する高周波成分を金属円柱３２ａで全て反射させる
ことになる。このとき金属円柱列３２には電流が流れて
導体損となるが、これは周波数が高くなるにつれて減少
するので、高い周波数ではそれほど問題にはならない。
【００４０】この実施の形態２では、金属壁として金属
円柱列３２を用いたが、他の形状の断面を有する金属柱
列でも良いし、板状の金属壁でも良い。すなわち、この
実施の形態２の高周波導波路では、フォトニック・バン
ド結晶構造を構成するアルミナ円柱１８の軸方向に対し
て垂直方向の電界成分のみならず、軸方向に平行な電界
成分をも反射する低損失な導波路壁を設けることによ
り、高周波の漏れのない低損失な導波路を構成すること
ができる。延いては安価で伝送効率の良い高周波用導波
路を構成することができる。
【００４１】
【発明の効果】この発明に係る高周波用導波路およびそ
の製造方法は以上に説明したような構成を備え、また工
程を含んでいるので、以下のような効果を有する。この
発明に係る高周波用導波路においては、誘電率の異なる
複数の柱体が軸中心側の誘電率が低くなるように同心状
に配設された所定の長さの誘電体棒が、この誘電体棒の
軸中心が平面的な規則性を有するように複数層の層状に
配設された第１の高周波反射壁と、この第１の高周波反
射壁に誘電体を介して並行して対向するとともに、誘電
率の異なる複数の柱体が軸中心側の誘電率が低くなるよ
うに同心状に配設された所定の長さの誘電体棒が、この
誘電体棒の中心が平面的な規則性を有するように複数層
の層状に配設された第２の高周波反射壁と、この第１、
第２の高周波反射壁を構成する誘電体棒の端面を介して
互いに対向し、第１、第２の高周波反射壁を構成する誘
電体棒の両端面それぞれに結合された導体板と、を備え
たもので、誘電体棒がフォトニック結晶構造を構成し、
第１、第２の高周波反射壁が誘電体棒の軸方向に対して
垂直な電界成分をもつ所定の周波数帯の高周波を全て反
射し、放射損失が少なく伝送損失の少ない高周波用導波
路とすることができる。延いては簡単な構成で伝送損失
が少なく安価な高周波用導波路を構成することができ
る。
【００４２】さらに、誘電体棒を円柱状としたもので、
第１、第２の高周波反射壁の構成要素である誘電体棒の
形状を簡単なものとすることができる。延いてはより簡
単で安価な高周波用導波路を構成することができる。
【００４３】さらに、誘電体棒を中空状としたもので、
誘電体棒の軸中心側の誘電率の低い材料を空気とするこ
とで誘電体棒の構成を簡単にすることができる。延いて
は簡単な構成で安価な高周波用導波路を構成することが
できる。またさらに第１の高周波反射壁と第２の高周波
反射壁との間の誘電体を空気としたもので、簡単な構成
で伝送損失を少なくすることができる。延いては簡単な
構成で伝送損失が少なく安価な高周波用導波路を構成す
ることができる。
【００４４】さらに、第１、第２の高周波反射壁それぞ
れの最外層の誘電体棒の外側に金属壁をさらに配設した
もので、金属壁により誘電体棒の軸方向に平行な電界成
分をもつ高周波を反射することが出来る。延いては高周
波の漏れが少なく伝送効率の良い高周波用導波路を構成
することができる。
【００４５】さらに、金属壁を、誘電体棒と同じ長さの
金属棒が誘電体棒に沿って配設された金属棒列で構成し
たもので、金属壁を誘電体棒に沿って配列しやすい簡単
な構成にすることが出来る。延いては安価で伝送効率の
良い高周波用導波路を構成することができる。
【００４６】またこの発明に係る高周波用導波路の製造
方法においては、誘電率の異なる複数の柱体が軸中心側
において誘電率が低くなるように同心状に配設された所
定の長さの誘電体棒を、この誘電体棒の中心が平面的な
規則性を有する複数層の層状に積層し、第１、第２の高
周波反射壁を形成する工程と、第１、第２の高周波反射
壁を所定の間隔をおいて並行して対向させ、これら第
１、第２の高周波反射壁を構成する誘電体棒の端面を介
して導体板を対向させ、第１、第２の高周波反射壁を構
成する誘電体棒の両端面それぞれに導体板を結合する工
程と、を含むもので、放射損失が少なく伝送損失の少な
い高周波用導波路を簡単な工程で製造することができ
る。延いては伝送特性の良い高周波用導波路を安価に提
供することができる。
【００４７】さらに、第１、第２の高周波反射壁それぞ
れの最外層の誘電体棒の外側に金属壁を形成する工程を
さらに含むもので、誘電体棒の軸方向に平行な電界成分
をもつ高周波を反射することが出来る高周波用導波路を
簡単な工程で製造することができる。延いては高周波の
漏れが少なく伝送特性の良い高周波用導波路を安価に提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態に係る高周波用導波
路の一部透過の部分斜視図である。
【図２】 この発明の一実施の形態に係る高周波用導波
路の図１のＩＩ−ＩＩ断面における部分断面図である。
【図３】 この発明の一実施の形態に係る高周波用導波
路の図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における断面図である。
【図４】 この発明の一つの実施の形態に係る高周波用
導波路の一部透過の部分斜視図である。
【図５】 この発明の一実施の形態に係る高周波用導波
路の図４のＶ−Ｖ断面における部分断面図である。
【図６】 この発明の一実施の形態に係る高周波用導波
路の図４のＶＩ−ＶＩ断面における断面図である。
【図７】 従来の高周波用導波路の一部透過の部分斜視
図である。
【図８】 従来の高周波用導波路の図７のＶＩＩＩ−Ｖ
ＩＩＩ断面における部分断面図である。
【図９】 従来の高周波用導波路の一部透過の部分斜視
図である。
【図１０】従来の高周波用導波路の図９のＸ−Ｘ断面に
おける部分断面図である。
【図１１】従来の高周波用導波路の図９のＸＩ−ＸＩ断
面における部分断面図である。
【符号の説明】 １８ アルミナ円柱、 １２ 第１誘電体壁、 １
６ａ 空気、 １４第２誘電体壁、 ２０ 金属
板、 ３２ 金属円柱列、 ３２ａ 金属円柱。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 誘電率の異なる複数の柱体が軸中心側の
    誘電率が低くなるように同心状に配設された所定の長さ
    の誘電体棒が、この誘電体棒の軸中心が平面的な規則性
    を有するように複数層の層状に配設された第１の高周波
    反射壁と、 この第１の高周波反射壁に誘電体を介して並行して対向
    するとともに、誘電率の異なる複数の柱体が軸中心側の
    誘電率が低くなるように同心状に配設された所定の長さ
    の誘電体棒が、この誘電体棒の中心が平面的な規則性を
    有するように複数層の層状に配設された第２の高周波反
    射壁と、 この第１、第２の高周波反射壁を構成する誘電体棒の端
    面を介して互いに対向し、上記第１、第２の高周波反射
    壁を構成する誘電体棒の両端面それぞれに結合された導
    体板と、を備えた高周波用導波路。
  2. 【請求項２】 誘電体棒が円柱状であることを特徴とす
    る請求項１記載の高周波用導波路。
  3. 【請求項３】 誘電体棒を中空状としたことを特徴とす
    る請求項１または２に記載の高周波用導波路。
  4. 【請求項４】 第１の高周波反射壁と第２の高周波反射
    壁との間の誘電体が空気であることを特徴とした請求項
    １または２に記載の高周波用導波路。
  5. 【請求項５】 第１、第２の高周波反射壁それぞれの最
    外層の誘電体棒の外側に金属壁をさらに配設したことを
    特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高
    周波用導波路。
  6. 【請求項６】 金属壁が誘電体棒と同じ長さの金属棒を
    上記誘電体棒に沿って配設した金属棒列で構成されたこ
    とを特徴とする請求項５記載の高周波用導波路。
  7. 【請求項７】 誘電率の異なる複数の柱体が軸中心側に
    おいて誘電率が低くなるように同心状に配設された所定
    の長さの誘電体棒を、この誘電体棒の中心が平面的な規
    則性を有する複数層の層状に積層し、第１、第２の高周
    波反射壁を形成する工程と、 第１、第２の高周波反射壁を誘電体を介して並行して対
    向させ、これら第１、第２の高周波反射壁を構成する誘
    電体棒の端面を介して導体板を対向させ、上記第１、第
    ２の高周波反射壁を構成する誘電体棒の両端面それぞれ
    に上記導体板を結合する工程と、を含む高周波用導波路
    の製造方法。
  8. 【請求項８】 第１、第２の高周波反射壁それぞれの最
    外層の誘電体棒の外側に金属壁を形成する工程をさらに
    含むことを特徴とする請求項７記載の高周波用導波路の
    製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6998942B2 (en) 2002-06-07 2006-02-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Three-dimensional periodic structure, method of producing the same, high frequency element, and high frequency apparatus
JP2012510204A (ja) * 2008-11-25 2012-04-26 ザ・ボーイング・カンパニー 一体型電磁放射経路を有するサンドイッチ輸送手段構造物
JP2019510434A (ja) * 2016-03-28 2019-04-11 コリア アドバンスト インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 電磁波信号伝送のための導波管
CN112198679A (zh) * 2020-09-18 2021-01-08 电子科技大学 一种用于二维光子晶体材料自旋磁场激励的电磁装置
JPWO2022025009A1 (ja) * 2020-07-27 2022-02-03

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441507B1 (ko) * 2002-05-06 2004-07-23 삼성전자주식회사 포토닉 결정구조
US11024933B2 (en) 2016-09-30 2021-06-01 Intel Corporation Waveguide comprising an extruded dielectric waveguide core that is coextruded with an outer conductive layer
US10461388B2 (en) 2016-12-30 2019-10-29 Intel Corporation Millimeter wave fabric network over dielectric waveguides

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1075108A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Kyocera Corp 誘電体導波管線路および配線基板
JPH11218627A (ja) * 1998-02-02 1999-08-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フォトニック結晶導波路およびその製造方法
JP2001188139A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Minolta Co Ltd 光モジュール

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5187461A (en) * 1991-02-15 1993-02-16 Karl Brommer Low-loss dielectric resonator having a lattice structure with a resonant defect
JPH10224120A (ja) * 1997-02-06 1998-08-21 Murata Mfg Co Ltd 誘電体線路
JP3407693B2 (ja) 1999-06-09 2003-05-19 日本電気株式会社 フォトニック結晶

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1075108A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Kyocera Corp 誘電体導波管線路および配線基板
JPH11218627A (ja) * 1998-02-02 1999-08-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フォトニック結晶導波路およびその製造方法
JP2001188139A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Minolta Co Ltd 光モジュール

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6998942B2 (en) 2002-06-07 2006-02-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Three-dimensional periodic structure, method of producing the same, high frequency element, and high frequency apparatus
JP2012510204A (ja) * 2008-11-25 2012-04-26 ザ・ボーイング・カンパニー 一体型電磁放射経路を有するサンドイッチ輸送手段構造物
JP2019510434A (ja) * 2016-03-28 2019-04-11 コリア アドバンスト インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 電磁波信号伝送のための導波管
US10777865B2 (en) 2016-03-28 2020-09-15 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Chip-to-chip interface comprising a waveguide with a dielectric part and a conductive part, where the dielectric part transmits signals in a first frequency band and the conductive part transmits signals in a second frequency band
US10777868B2 (en) 2016-03-28 2020-09-15 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Waveguide comprising first and second dielectric parts, where the first dielectric part comprises two or more separate dielectric parts
JPWO2022025009A1 (ja) * 2020-07-27 2022-02-03
JP7285340B2 (ja) 2020-07-27 2023-06-01 日本碍子株式会社 フォトニック結晶素子
CN112198679A (zh) * 2020-09-18 2021-01-08 电子科技大学 一种用于二维光子晶体材料自旋磁场激励的电磁装置
CN112198679B (zh) * 2020-09-18 2021-12-03 电子科技大学 一种用于二维光子晶体材料自旋磁场激励的电磁装置

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