JP2004096206A - 導波管・平面線路変換器、及び高周波回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て工程を簡略化でき、しかも、信号線の位置決めを正確に行うことのできる導波管・平面線路変換器を提供すること。
【解決手段】導波管１０ａを有する筐体１０と、一主面側に高周波信号を伝播する信号線１１ｂ、他主面側にグランド層１１ｄが形成された導波管・平面線路変換基板１１とを備え、導波管・平面線路変換基板１１の信号線１１ｂの一端部が、導波管１０ａ内に突き出すように配置された導波管・平面線路変換器において、導波管・平面線路変換基板１１を、導波管１０ａの開口面をふさいで筐体１０の上面全体に配設する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導波管・平面線路変換器、及び高周波回路装置に関し、より詳細にはマイクロ波やミリ波等の高周波の伝送モ−ドを変換することのできる導波管・平面線路変換器、及び高周波回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のレ−ダ−式センサ、例えば車載用のレ−ダ−装置の送受信部には、高周波回路から送出される高周波信号を平面線路モ−ドから導波管モ−ドに変換してアンテナに出力したり、アンテナで受信した高周波信号を導波管モ−ドから平面線路モ−ドに変換して高周波回路に入力するために導波管・平面線路変換器が使用されている。
【０００３】
図１０は、従来の導波管・平面線路変換器を模式的に示した部分断面斜視図である。また、図１１は、導波管・平面線路変換基板を模式的に示した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図を示している。
【０００４】
図中５０は金属製の筐体を示しており、筐体５０の所定箇所には貫通孔からなる導波管５０ａが形成され、導波管５０ａの開口面上には、金属製のショ−ト蓋５１が配設されている。導波管・平面線路変換基板５２の突き出し部分の上面と、該上面と対向するショ−ト蓋５１の内面との距離は、ショ−ト蓋５１の内面が短絡面となるように概ねλ／４（ただし、λは導波管内におけるミリ波等の波長）に設定されている。
【０００５】
また、筐体５０の上面には、導波管・平面線路変換基板５２が、その一端部が導波管５０ａ内に突出る形態で配設されている。導波管・平面線路変換基板５２の本体を構成する誘電体基板５２ａの上面には、高周波信号を伝播する信号線５２ｂと、導波管５０ａの開口面上に配設されるパッチ部５２ｃとが形成され、下面には、導波管５０ａへの突出部を除いてグランド層５２ｄが形成されている。これら誘電体基板５２ａ、信号線５２ｂ、パッチ部５２ｃ、及びグランド層５２ｄを含んで導波管・平面線路変換基板５２が構成されている。
【０００６】
筐体５０上面における導波管・平面線路変換基板５２の他端部近傍には、高周波ＩＣ５３が実装され、高周波ＩＣ５３は電気的に信号線５２ｂと接続されている。筐体５０上面における高周波ＩＣ５３周辺には、各種回路や配線が形成された配線基板５４が実装されている。
【０００７】
一方、筐体５０の下面には、外部からの高周波を受信して、導波管５０ａに出力したり、導波管５０ａを伝送してきた高周波を外部に放射するための平面アンテナ５５が配設されている。
【０００８】
このような導波管・平面線路変換器においては、平面アンテナ５５で受信した高周波（例えば、マイクロ波、ミリ波）は、導波管５０ａ内を伝播して、ショ−ト蓋５１の内面に到達して短絡する。すると、導波管・平面線路変換基板５２のパッチ部５２ｃ付近で高周波電界は最大となり、導波管・平面線路変換基板５２で効率よく、高周波の導波管モ−ドが平面線路モ−ドに変換され、平面線路モ−ドとなった高周波信号は、信号線５２ｂを伝播して高周波ＩＣ５３に伝達される。
【０００９】
また一方、高周波ＩＣ５３から出力された高周波信号は、平面線路モ−ドで導波管・平面線路変換基板５２の信号線５２ｂを伝播し、パッチ部５２ｃにおいて平面線路モ−ドから導波管モ−ドに変換されて導波管５０ａ内へ放射され、平面アンテナ５５に伝達されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の導波管・平面線路変換器では、導波管５０ａの開口サイズが非常に小さくなってきているため（例えば、７６ＧＨｚのミリ波用では、２．５４ｍｍ×１．２７ｍｍ程度）、導波管５０ａ内に突出して配置される導波管・平面線路変換基板５２を小さな開口サイズに合わせて加工する必要があり、基板サイズを大きくすることができず、基板加工が複雑になってきている。また、導波管５０ａの開口面と、導波管・平面線路変換基板５２のパッチ部５２ｃとの精度の高い位置合わせが困難となってきており、位置ずれ等が生じると整合特性が劣下してしまい、高い変換効率が得られなくなってしまうという課題があった。
【００１１】
また、導波管・平面線路変換基板５２は、マイクロストリップラインを形成するために両面基板である必要があり、単独の部品として構成されているため、他の部品、例えば、配線基板５４との共通化が図られておらず、筐体５０の上面に形成される回路面積が大きくなり、装置の小型化に限界があった。
【００１２】
また、従来の導波管・平面線路変換器では、金属製の筐体５０が土台として使用され、コスト高となっており、また、軽量化を図ることが難しいという課題があった。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、組み立て工程を簡略化でき、しかも、信号線の位置決めを正確に行うことのできる導波管・平面線路変換器を提供することを目的としている。
【００１４】
また、部品点数を減らしてコスト削減を図ることができ、装置の軽量化及び小型化を図ることのできる高周波回路装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するために本発明に係る導波管・平面線路変換器（１）は、導波管を有する筐体と、一主面側に高周波信号を伝播する信号線、他主面側にグランド層が形成された導波管・平面線路変換基板とを備え、該導波管・平面線路変換基板の前記信号線の一端部が、前記導波管内に突き出すように配置された導波管・平面線路変換器において、前記導波管・平面線路変換基板が、前記導波管の開口面をふさいで前記筐体の上面全体に配設されていることを特徴としている。
【００１６】
上記導波管・平面線路変換器（１）によれば、前記導波管・平面線路変換基板が、前記導波管の開口面をふさいで前記筐体の上面全体に配設されているので、前記導波管・平面線路変換基板の前記筐体への取り付けが容易となり、さらに前記信号線の一端部を前記導波管の開口面の所定位置に正確に配置でき、取り付け位置精度の高い組み立てが容易となり、組み立て工程の簡略化を図ることができる。
【００１７】
また本発明に係る導波管・平面線路変換器（２）は、上記導波管・平面線路変換器（１）において、前記導波管・平面線路変換基板を介して前記導波管と対向する位置に蓋体が配設され、前記導波管・平面線路変換基板に、前記筐体と前記蓋体とを導通させるための複数個の第１のバイアホ−ルが形成されていることを特徴としている。
【００１８】
上記導波管・平面線路変換器（２）によれば、これら第１のバイアホ−ルにより前記導波管・平面線路変換基板を通過する高周波が、前記第１のバイアホ−ルより外側の前記導波管・平面線路変換基板内へ漏れ出すことを阻止することができ、伝送特性の劣下を抑制することができる。
【００１９】
また本発明に係る導波管・平面線路変換器（３）は、上記導波管・平面線路変換器（２）において、前記蓋体の本体が絶縁性部材で形成され、前記本体に前記第１のバイアホ−ルと各々接続される第２のバイアホ−ルと、これら第２のバイアホ−ルの上面と接続された導体層とが形成されていることを特徴としている。
【００２０】
上記導波管・平面線路変換器（３）によれば、前記蓋体の本体が絶縁性部材で形成され、前記本体に形成された前記第２のバイアホ−ルと前記導体層とにより、前記導波管を伝播する高周波をショ−トさせることができ、効率の良いモ−ド変換を行う機能を損なうことなく、前記蓋体の軽量化を図ることができる。
【００２１】
また本発明に係る高周波回路装置（１）は、一主面側に高周波信号を伝播する信号線と、他主面側に平面アンテナと直接接続可能なグランド層と、前記信号線と前記平面アンテナとの間で高周波を伝送するための導波路とが形成された高周波伝送基板を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記高周波回路装置（１）によれば、前記平面アンテナと前記高周波伝送基板とを直接接続することができるので、従来使用されていた導波管が形成された金属製の筐体を必要としなくなり、装置の軽量化、コスト削減、さらに小型化を図ることができる。また、部品点数を減らすことができ、組み立て工程を少なくして、組み立て作業の簡略化を図ることができる。
【００２３】
また本発明に係る高周波回路装置（２）は、上記高周波回路装置（１）において、前記高周波伝送基板が配線基板を含んで構成されていることを特徴としている。
【００２４】
上記高周波回路装置（２）によれば、前記高周波伝送基板が、配線基板を含んで構成されているので、従来、異なる領域に配設されていた配線基板を前記高周波伝送基板と一体化することにより回路面積を小さくすることができ、装置の小型化が可能となる。
【００２５】
また本発明に係る高周波回路装置（３）は、上記高周波回路装置（１）又は（２）において、前記導波路が前記高周波伝送基板の前記信号線の一端部の周囲に形成され、前記グランド層に接続された複数個の第３のバイアホ−ルにより形成されていることを特徴としている。
【００２６】
上記高周波回路装置（３）によれば、これら第３のバイアホ−ルにより形成された導波路により、前記高周波伝送基板を通過する高周波が、これら第３のバイアホ−ルより外側の前記高周波伝送基板内へ漏れ出すことを阻止することができ、伝送特性の劣下を抑制することができる。
【００２７】
また本発明に係る高周波回路装置（４）は、上記高周波回路装置（３）において、前記配線基板には、前記第３のバイアホ−ルに代えて内壁面に導体層が形成された貫通孔が形成されていることを特徴としている。
【００２８】
上記高周波回路装置（４）によれば、前記導体層が形成された前記貫通孔が前記配線基板における導波路として機能するので、前記配線基板内への高周波の漏れ出しを確実に阻止することができ、伝送特性の劣下を抑制する効果を高めることができる。
【００２９】
また本発明に係る高周波回路装置（５）は、上記高周波回路装置（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記グランド層が前記平面アンテナのグランド層と共通化されていることを特徴としている。
【００３０】
上記高周波回路装置（５）によれば、前記高周波伝送基板との接続面における前記平面アンテナのグランド層を前記高周波伝送基板の前記グランド層として利用することができ、前記高周波伝送基板の前記グランド層を形成しなくてもよく、さらに装置の薄型化、及び軽量化を図ることができる。
【００３１】
また本発明に係る高周波回路装置（６）は、上記高周波回路装置（２）、（３）、又は（５）のいずれかにおいて、前記配線基板が前記信号線を挟んでその両側に配設され、該信号線を挟んで対向する前記配線基板の側壁面に導体層が形成されていることを特徴としている。
【００３２】
上記高周波回路装置（６）によれば、前記導体層が形成された前記配線基板の側壁面により平面線路モ−ド以外の高周波信号をカットオフし、平面線路モ−ド以外の高周波信号の伝播を阻止して伝送特性の劣下を抑制することができる。また、前記配線基板が、前記信号線を挟んでその両側に配設されるので、回路面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００３３】
また本発明に係る高周波回路装置（７）は、上記高周波回路装置（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記高周波伝送基板の前記導波路の上部に該導波路をショ−トさせる蓋体が配設されていることを特徴としている。
【００３４】
上記高周波回路装置（７）によれば、前記導波路を伝播する高周波の導波管モ−ドと前記高周波伝送基板の信号線を伝播する平面線路モ−ドとの変換を効率よく行うことができる。
【００３５】
また本発明に係る高周波回路装置（８）は、上記高周波回路装置（７）において、前記蓋体の本体が絶縁性部材で形成され、前記本体に前記第３のバイアホ−ルと各々接続される第４のバイアホ−ルと、これら第４のバイアホ−ルの上面と接続された導体層とが形成されていることを特徴としている。
【００３６】
上記高周波回路装置（８）によれば、前記蓋体の本体が絶縁性部材で形成され、前記本体に形成された前記第４のバイアホ−ルと前記導体層とにより、前記導波路を伝播する高周波をショ−トさせることができ、効率の良いモ−ド変換機能を損なうことなく、蓋体の軽量化を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る導波管・平面線路変換器、及び高周波回路装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器の要部を模式的に示した部分分解斜視図である。図２は、図１に示した導波管・平面線路変換器の組み立て状態におけるＩＩ−ＩＩ線部分断面図である。
【００３８】
図中１０は、金属製の筐体を示しており、筐体１０の所定箇所には貫通孔からなる導波管１０ａが形成されており、筐体１０の下面には、図示していない平面アンテナが接続されるようになっている。
【００３９】
導波管１０ａの開口面をふさいで筐体１０の上面全体には、導波管・平面線路変換基板１１が配設されている。導波管・平面線路変換基板１１を構成する誘電体基板１１ａの上面には、高周波信号を伝播する信号線１１ｂが形成され、信号線１１ｂの一端部には、高周波を空間に放出するのに適した矩形形状のパッチ部１１ｃが形成され、パッチ部１１ｃは導波管１０ａの開口面上の所定位置に配置されるように形成されている。信号線１１ｂの他端部は、図示していない高周波ＩＣに接続されるようになっている。誘電体基板１１ａの下面には、導波管１０ａの開口部を除いてグランド層１１ｄが形成されている。
【００４０】
これら誘電体基板１１ａ、信号線１１ｂ、パッチ部１１ｃ、グランド層１１ｄを含んで導波管・平面線路変換基板１１が構成されている。誘電体基板１１ａの形成材料としては、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスやテフロン（登録商標）等、高周波特性に優れた材料を挙げることができる。
【００４１】
また、誘電体基板１１ａには、筐体１０と金属製のショ−ト蓋１２とを導通させるための複数個のバイアホ−ル１１ｅが形成されている。これらバイアホ−ル１１ｅは、導波管１０ａの内壁面と同一面上に内接するように形成するのが好ましく、導波管１０ａを囲むように所定間隔を保って形成されている。前記所定間隔は、誘電体基板１１ａを通過する高周波がバイアホ−ル１１ｅの間から誘電体基板１１ａ側に漏れ出すのを阻止することのできる波長以下の大きさであればよく、その間隔は、小さい程望ましいが、誘電体基板１１ａにバイアホ−ル１１ｅを近接して形成する技術により自ら限定されることとなる。
【００４２】
また、導波管・平面線路変換基板１１の上面には、導波管１０ａをショ−トさせる金属製のショ−ト蓋１２が配設され、ショ−ト蓋１２の底面部がバイアホ−ル１１ｅの上面と接続されるようになっている。また、ショ−ト蓋１２の一側面には信号線１１ｂとショ−トしないように切り欠き１２ａが形成されている。また、導波管１０ａ内の電界が強い位置に、パッチ部１１ｃを配置することにより変換効率が高まるので、ショ−ト蓋１２の短絡面（内面）とパッチ部１１ｃとの距離は、λ／４（ただし、λは高周波の波長）に設定されている。
【００４３】
このように構成された導波管・平面線路変換器においては、平面アンテナで受信された高周波は、導波管モ−ドで導波管１０ａと、誘電体基板１１ａのバイアホ−ル１１ｅで形成された導波路とを伝播して、ショ−ト蓋１２の内面に到達して短絡される。高周波の電界はパッチ部１１ｂ付近で最大となり、導波管・平面線路変換基板１１で効率よく、導波管モ−ドがマイクロストリップラインの平面線路モ−ドに変換される。この平面線路モ−ドの高周波信号は信号線１１ｃを伝播して高周波ＩＣ（図示せず）に伝達される。
【００４４】
また一方、高周波ＩＣから出力された高周波信号は、平面線路モ−ドで導波管・平面線路変換基板１１の信号線１１ｃを伝播し、パッチ部１１ｅにおいて平面線路モ−ドから導波管モ−ドに変換されて、バイアホ−ル１１ｅで形成された導波路及び導波管１０ａ内へ放射され、平面アンテナに伝達されるようになっている。
【００４５】
上記実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器によれば、導波管・平面線路変換基板１１が、導波管１０ａの開口面をふさいで筐体１０の上面全体に配設されているので、導波管・平面線路変換基板１１の筐体１０への取り付けが容易となり、さらに信号線１１ｂのパッチ部１１ｃを導波管１０ａの開口面の所定位置に正確に配置でき、取り付け位置精度の高い組み立てが容易となり、組み立て工程の簡略化を図ることができる。
【００４６】
また、複数個のバイアホ−ル１１ｅにより導波管・平面線路変換基板１１を通過する高周波が、バイアホ−ル１１ｅより外側の導波管・平面線路変換基板１１内へ漏れ出すことを阻止することができ、伝送特性の劣下を抑制することができる。
【００４７】
図３は、実施の形態（２）に係る導波管・平面線路変換器の要部を模式的に示した部分断面図である。なお、断面箇所は、図２に示した実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器と同一箇所であり、実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器と同一機能を有する構成部品については、同一符号を付し、ここではその説明を省略することとする。
【００４８】
実施の形態（２）に係る導波管・平面線路変換器が、実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器と相違する点は、ショ−ト蓋２２の構成にあり、実施の形態（１）では、ショ−ト蓋１２が金属製であったのに対し、実施の形態（２）では、ショ−ト蓋２２の本体２２ａが絶縁性部材で構成されている。
【００４９】
導波管・平面線路変換基板１１の上面には、導波管１０ａをショ−トさせるショ−ト蓋２２が配設され、ショ−ト蓋２２の本体２２ａは、絶縁性材料、例えば、導波管・平面線路変換基板１１の誘電体基板１１ａと同じ、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスやテフロン等を用いて形成され、本体２２ａの所定箇所には、導波管・平面線路変換基板１１のバイアホ−ル１１ｅと各々接続されるバイアホ−ル２２ｂが形成され、本体２２ａの上面にはこれらバイアホ−ル２２ｂの上面と接続された導体層２２ｃが形成されている。
【００５０】
上記実施の形態（２）に係る導波管・平面線路変換器によれば、ショ−ト蓋２２の本体２２ａが絶縁性材料を用いて形成され、本体２２ａに形成されたバイアホ−ル２２ｂと導体層２２ｃとにより、導波管１０ａを伝送する高周波をシ−ルすることができ、効率の良い変換機能を損なうことなく、軽量化を図ることができる。
【００５１】
図４は、実施の形態（３）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分分解斜視図である。図５は、図４に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置の組み立て状態におけるＶ−Ｖ線部分断面図である。但し、ここでは図１に示した導波管・平面線路変換器と同一機能を有する構成部品については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。
【００５２】
図１に示した実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器では、導波管・平面線路変換基板１１と平面アンテナ（図示せず）とが筐体１０を介して接続されるようになっているのに対し、実施の形態（３）に係る高周波回路装置では、高周波伝送基板３０が平面アンテナ３１に直接接続されるようになっている点が相違している。
【００５３】
高周波伝送基板３０を構成する誘電体基板３０ａの上面には信号線３０ｂが形成され、信号線３０ｂの一端部は、高周波を空間に放出するのに適した矩形形状のパッチ部３０ｃが形成され、パッチ部３０ｃは導波管１０ａの開口面上の所定位置に配置されるように形成されている。信号線３０ｂの他端部は、図示していない高周波ＩＣに接続されるようになっている。また、誘電体基板３０ａの下面には、グランド層３０ｄが形成されている。
【００５４】
これら誘電体基板３０ａ、信号線３０ｂ、パッチ部３０ｃ、グランド層３０ｄを含んで高周波伝送基板３０が構成されている。誘電体基板３０ａの形成材料としては、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスやテフロン（登録商標）等、高周波特性に優れた材料を挙げることができる。
【００５５】
また、パッチ部３０ｃの周囲には、複数個のバイアホ−ル３０ｅが所定間隔を保って形成されており、これら複数個のバイアホ−ル３０ｅにより、高周波をシ−ルする導波路３０ｆが形成されている。また、バイアホ−ル３０ｅの下面は、グランド層３０ｄに接続されているが、導波路３０ｆの領域には、グランド層３０ｄは形成されていない。
【００５６】
導波路３０ｆの面積は、伝送する高周波の特性に合わせて、適宜設定すればよく、前記所定間隔は、高周波がバイアホ−ル３０ｅの間から誘電体基板３０ａ側に漏れ出すのを阻止することのできる波長以下の大きさであればよく、その間隔は、小さい程望ましいが、誘電体基板３０ａにバイアホ−ル３０ｅを近接して形成する技術により自ら限定されることとなる。
【００５７】
高周波伝送基板３０の下面には、高周波伝送基板３０と略同形の平面アンテナ３１が直接接続されている。平面アンテナ３１には、種々の形態のものが採用可能であり、本実施の形態では、例えば、高周波伝送基板３０のグランド層３０ｄと対向する面に導波路３０ｆの領域を除いて接地用導体板が形成され、該接地用導体板の下面に誘電体基板、アンテナ基板、誘電体基板、放射口導体板（いずれも図示せず）が順に積層されたトリプレ−ト構造の平面アンテナ３１を採用することができる。
【００５８】
前記アンテナ基板上には、電波の放出や受信を行うための矩形形状のパッチ部が電波の波長等を考慮して一定の規則で複数配置され、これらパッチ部が前記誘電体基板に電波を閉じ込め得る線幅等を考慮して一定の規則で結線されてアンテナパタ−ンが形成され、該アンテナパタ−ンの終端部が、導波路３０ｆ内の高周波伝送基板３０のパッチ部３０ｃと対向する位置に配置されるようになっている。前記アンテナパタ−ンの終端部の周囲には、導波路３０ｆを形成する複数個のバイアホ−ル３０ｅと各々接続される複数個のバイアホ−ル３１ａが所定間隔を保って形成されている。
【００５９】
前記放射口導体板には、前記アンテナ基板上のパッチ部と各々対向する位置に矩形形状の放射口が形成されており、該放射口を通じて外部への電波の放射、または電波の入射が行われる。
【００６０】
このような平面アンテナ３１によれば、前記アンテナ基板を挟み込んだ前記誘電体基板を前記接地用導体板と前記放射口導体板とで挟み込むことで、前記誘電体基板に電波を閉じ込める形式で高周波が伝播される。
【００６１】
また、高周波伝送基板３０の上面には、導波路３０ｆをシ−ルする金属製のショ−ト蓋３２が配設され、ショ−ト蓋３２の底面が、バイアホ−ル３０ｅの上面と接続されている。
【００６２】
このように構成された高周波回路装置においては、平面アンテナ３１で受信された高周波は、導波管モ−ドで高周波伝送基板３０のバイアホ−ル３０ｅで形成された導波路３０ｆを伝播して、ショ−ト蓋３２の内面に到達して短絡される。高周波の電界はパッチ部３０ｃ付近で最大となり、高周波伝送基板３０で効率よく、導波管モ−ドがマイクロストリップラインの平面線路モ−ドに変換され、この平面線路モ−ドに変換された高周波信号は、信号線３０ｂを伝播して高周波ＩＣ（図示せず）に伝達される。
【００６３】
また、高周波ＩＣから出力された高周波信号は、平面線路モ−ドで高周波伝送基板３０の信号線３０ｂを伝播し、パッチ部３０ｃにおいて平面線路モ−ドから導波管モ−ドに変換されて放射され、高周波伝送基板３０のバイアホ−ル３０ｅで形成された導波路３０ｆを伝播して、平面アンテナ３１に伝達され、外部に放射されるようになっている。
【００６４】
上記実施の形態（３）に係る高周波回路装置によれば、平面アンテナ３１と高周波伝送基板３０とを直接接続することができるので、従来これらを実装する土台として使用されていた金属製の筐体を必要としなくなり、装置の軽量化、コスト削減、さらに小型化を図ることができる。また、部品点数を減らすことができ、組み立て工程を少なくして、組み立て作業の簡略化を図ることができる。
【００６５】
また、複数個のバイアホ−ル３０ｅにより形成された導波路３０ｆにより、高周波伝送基板３０を通過する高周波が、これらバイアホ−ル３０ｅより外側の高周波伝送基板３０内へ漏れ出すことを阻止することができ、伝送特性の低下を抑制することができる。
【００６６】
また、高周波伝送基板３０の導波路３０ｆの上部には、バイアホ−ル３０ｅの上面と接続され、導波路３０ｆをショ−トさせるショ−ト蓋３２が配設されているので、高周波の導波路３０ｆを伝播する導波管モ−ドと高周波伝送基板３０を伝播する平面線路モ−ドとの変換を効率よく行うことができる。
【００６７】
なお、上記実施の形態（３）に係る高周波回路装置では、高周波伝送基板３０にグランド層３０ｄが形成されているが、別の実施の形態では、高周波伝送基板３０にグランド層３０ｄを形成せずに、平面アンテナ３１の接地導体板（図示せず）を共通のグランドとして使用するようにしてもよい。かかる構成によれば、高周波伝送基板３０との接続面における平面アンテナ３１の接地導体板を高周波伝送基板３０のグランド層として利用することができ、高周波伝送基板３０のグランド層３０ｄを形成しなくてもよく、さらに装置の薄型化、及び軽量化を図ることができる。
【００６８】
図６は、実施の形態（４）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分断面図である。なお、断面箇所は、図５に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置と同一箇所であり、図５に示した高周波回路装置と同一機能を有する構成部品については、同一符号を付し、ここではその説明を省略することとする。
【００６９】
実施の形態（４）に係る高周波回路装置が、図４、５に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置と相違する点は、高周波伝送基板３０Ａの構成にあり、実施の形態（３）では、高周波伝送基板３０の本体が誘電体基板３０ａから構成されているのに対し、実施の形態（４）では、高周波伝送基板３０Ａの本体が誘電体基板３０ａと配線基板３０ｇ_１　とから構成されている。
【００７０】
高周波伝送基板３０Ａを構成する誘電体基板３０ａの上面には信号線３０ｂとパッチ部３０ｃとが形成され、誘電体基板３０ａの下面には、グランド層３０ｄが形成されている。
誘電体基板３０ａにおけるパッチ部３０ｃの周囲には、複数個のバイアホ−ル３０ｅが所定間隔を保って形成されており、バイアホ−ル３０ｅの下面は、グランド層３０ｄに接続されている。
【００７１】
誘電体基板３０ａの下面には、グランド層３０ｄを介して多層構造の配線基板３０ｇ_１　が配設されている。配線基板３０ｇ_１　の形成材料としては、例えば、各種のセラミックスやテフロン（登録商標）等の高周波特性に優れた材料を挙げることができ、配線基板３０ｇ_１　には、誘電体基板３０ａ上に実装される高周波ＩＣ（図示せず）と接続する配線（図示せず）等が形成されている。
【００７２】
また、配線基板３０ｇ_１　には、誘電体基板３０ａに形成された複数個のバイアホ−ル３０ｅと各々接続されるバイアホ−ル３０ｈが形成されており、バイアホ−ル３０ｅとバイアホ−ル３０ｈとにより高周波をシ−ルする導波路３０ｉが形成されている。配線基板３０ｇ_１　の下面には、平面アンテナ３１が直接接続されるようになっている。
【００７３】
これら誘電体基板３０ａ、信号線３０ｂ、パッチ部３０ｃ、グランド層３０ｄ、配線基板３０ｇ_１　を含んで高周波伝送基板３０Ａが構成されている。
【００７４】
このように構成された高周波回路装置においては、平面アンテナ３１で受信された高周波は、導波管モ−ドで高周波伝送基板３０Ａのバイアホ−ル３０ｈ及びバイアホ−ル３０ｅで形成された導波路３０ｉを伝播して、ショ−ト蓋３２の内面に到達して短絡される。高周波の電界はパッチ部３０ｃ付近で最大となり、高周波伝送基板３０Ａで効率よく、導波管モ−ドからマイクロストリップラインの平面線路モ−ドに変換され、この平面線路モ−ドの高周波信号は信号線３０ｂを伝播して高周波ＩＣ（図示せず）に伝達される。
【００７５】
また、高周波ＩＣから出力された高周波信号は、平面線路モ−ドで高周波伝送基板３０Ａの信号線３０ｂを伝播して、パッチ部３０ｃで平面線路モ−ドから導波管モ−ドに変換されて放射され、高周波伝送基板３０Ａのバイアホ−ル３０ｅ及びバイアホ−ル３０ｈで形成された導波路３０ｉを伝播して、平面アンテナ３１に伝達され、外部に放射されるようになっている。
【００７６】
上記実施の形態（４）に係る高周波回路装置によれば、従来、異なる領域に配設されていた配線基板３０ｇ_１　を誘電体基板３０ａと多層化させて高周波伝送基板３０Ａとして一体化させることができ、回路面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００７７】
図７は、実施の形態（５）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分断面図である。なお、断面箇所は、図５に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置と同一箇所であり、図５に示した高周波回路装置と同一機能を有する構成部品については、同一符号を付し、ここではその説明を省略することとする。
【００７８】
実施の形態（５）に係る高周波回路装置が、図６に示した実施の形態（４）に係る高周波回路装置と相違する点は、高周波伝送基板３０Ｂの構成にあり、実施の形態（４）では、高周波伝送基板基板３０Ａを構成する配線基板３０ｇ_１　にバイアホ−ル３０ｈを形成して導波路３０ｉを形成するようになっているのに対し、実施の形態（５）では、配線基板３０ｇ_２　に、バイアホ−ル３０ｈに代えて、内壁面に導体層３０ｊが形成された貫通孔３０ｋを形成し、貫通孔３０ｋにより導波路３０ｌが形成されている。
【００７９】
高周波伝送基板３０Ｂを構成する誘電体基板３０ａの上面には信号線３０ｂとパッチ部３０ｃとが形成され、誘電体基板３０ａの下面には、グランド層３０ｄが形成されている。これら誘電体基板３０ａ、信号線３０ｂ、パッチ部３０ｃ、グランド層３０ｄ、配線基板３０ｇ_２　を含んで高周波伝送基板３０Ｂが構成されている。
【００８０】
誘電体基板３０ａにおけるパッチ部３０ｃの周囲には、複数個のバイアホ−ル３０ｅが所定間隔を保って形成されており、バイアホ−ル３０ｅの下面は、グランド層３０ｄに接続されている。
【００８１】
誘電体基板３０ａの下面には、グランド層３０ｄを介して配線基板３０ｇ_２　が配設され、配線基板３０ｇ_２　には、誘電体基板３０ａ上に実装される高周波ＩＣ（図示せず）と接続する配線（図示せず）等の他に、貫通孔３０ｋが形成されている。貫通孔３０ｋの内壁には導体層３０ｊ（例えば、金属メッキ層）が形成されており、導体層３０ｊは、誘電体基板３０ａに形成された複数個のバイアホ−ル３０ｅと接続されるようになっている。バイアホ−ル３０ｅと導体層３０ｊが形成された貫通孔３０ｋとにより高周波をシ−ルする導波路３０ｌが形成されている。
高周波伝送基板３０Ｂを構成する配線基板３０ｇ_２　の下面には、平面アンテナ３１が直接接続されるようになっている。
【００８２】
このように構成された高周波回路装置においては、平面アンテナ３１で受信された高周波は、導波管モ−ドで高周波伝送基板３０Ｂの導体層３０ｊとバイアホ−ル３０ｅとで形成された導波路３０ｌを伝播して、ショ−ト蓋３２の内面に到達して短絡される。高周波の電界はパッチ部３０ｃ付近で最大となり、高周波伝送基板３０Ｂで効率よく、導波管モ−ドがマイクロストリップラインの平面線路モ−ドに変換され、この平面線路モ−ドの高周波信号は信号線３０ｂを伝播して高周波ＩＣ（図示せず）に伝達される。
【００８３】
また、高周波ＩＣから出力された高周波信号は、平面線路モ−ドで高周波伝送基板３０Ｂの信号線３０ｂを伝播して、パッチ部３０ｃで平面線路モ−ドから導波管モ−ドに変換されて放射され、高周波伝送基板３０Ｂのバイアホ−ル３０ｅと導体層３０ｊとで形成された導波路３０ｌを伝播して、平面アンテナ３１に伝達され、外部に放射されるようになっている。
【００８４】
上記実施の形態（５）に係る高周波回路装置によれば、導体層３０ｊが形成された貫通孔３０ｋが配線基板３０ｇ_２　における導波路３０ｌとして機能するので、配線基板３０ｇ_２　内への高周波の漏れ出しを確実に阻止することができ、伝送特性の低下を抑制する効果を高めることができる。
【００８５】
図８は、実施の形態（６）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分断面斜視図であり、高周波伝送基板３０Ｃの誘電体基板３０ａ上に形成された信号線３０ｂの長さ方向に対して垂直に切断した部分を示している。
【００８６】
実施の形態（６）に係る高周波回路装置の構成については、高周波伝送基板３０Ｃを除いて図４、５に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置と同様であるため、異なる機能を有する高周波伝送基板３０Ｃには異なる符号を付し、その他の同一機能を有する構成部品には、同一符号を付し、ここではその説明を省略することとする。
【００８７】
高周波伝送基板３０Ｃを構成する誘電体基板３０ａの上面には信号線３０ｂとパッチ部（図示せず）とが形成され、さらにショ−ト蓋（図示せず）の配置領域を除く、信号線３０ｂを挟んでその両側に多層の配線基板３０ｇ_３　が配設され、信号線３０ｂを挟んで対向する配線基板３０ｇ_３　の側壁面には、導体層３０ｍ（例えば、金属メッキ層）が形成されている。
誘電体基板３０ａの下面には、グランド層３０ｄを介して平面アンテナ３１が直接接続されるようになっている。
【００８８】
上記実施の形態（６）に係る高周波回路装置によれば、導体層３０ｍが形成された配線基板３０ｇ_３　の側壁面により平面線路モ−ド以外の高周波信号をカットオフし、平面線路モ−ド以外の高周波信号の伝播を阻止して、伝送特性の劣下を抑制することができる。また、配線基板３０ｇ_３　が、誘電体基板３０ａ上の信号線３０ｂを挟んでその両側に配設されるので、回路面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、上記実施の形態（６）に係る高周波回路装置では、図４、５に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置を構成する高周波伝送基板３０の誘電体基板３０ａの上面に配線基板３０ｇ_３　を配設する場合について説明したが、別の実施の形態では、図６、７に示した実施の形態（４）又は（５）に係る高周波回路装置を構成する高周波伝送基板３０Ａ又は３０Ｂの誘電体基板３０ａの上面に配線基板３０ｇ_３　を配設して、誘電体基板３０ａの上下に配線基板を配設することもできる。
【００９０】
また、上記実施の形態（３）〜（６）に係る高周波回路装置では、高周波伝送基板の上面に配設されるショ−ト蓋３２として、金属製のものを使用した場合について説明したが、金属製のショ−ト蓋３２の代わりに、上記実施の形態（２）に係る導波管・平面線路変換基板において説明した本体が絶縁性材料を用いて形成されたショ−ト蓋２２を採用してもよい。
【００９１】
図９は、実施の形態（７）に係る高周波回路装置を構成する高周波伝送基板を示した図であり、（ａ）は平面部分断面斜視図、（ｂ）は底面部分断面斜視図である。
【００９２】
実施の形態（７）に係る高周波回路装置の構成については、ショ−ト蓋３２が必要ない点と、高周波伝送基板３０Ｄとを除いて図４、５に示した実施の形態（３）に係る高周波回路装置と略同様であるため、異なる機能を有する高周波伝送基板３０Ｄには異なる符号を付し、その他の同一機能を有する構成部品には、同一符号を付し、ここではその説明を省略することとする。
【００９３】
高周波伝送基板３０Ｄを構成する誘電体基板３０ａの上面には信号線３０ｂが形成され、信号線３０ｂの一端部は、誘電体基板３０ａに形成されたバイアホ−ル３０ｎを介して誘電体基板３０ａの底面に形成されたパッチ部３０ｃと接続されている。さらに、誘電体基板３０ａ上面の信号線３０ｂの周囲には、ギャップｇを介してグランド層３０ｏが形成されており、グランド層３０ｏは、信号線３０ｂの一端部の周囲に所定間隔を保って形成されたバイアホ−ル３０ｅを介して誘電体基板３０ａの下面に形成されているグランド層３０ｄと接続されている。これら誘電体基板３０ａ、信号線３０ｂ、グランド層３０ｏ、パッチ部３０ｃ、グランド層３０ｄを含んで高周波伝送基板３０Ｄが構成されている。
【００９４】
上記実施の形態（７）に係る高周波回路装置によれば、高周波伝送基板３０Ｄに形成されたバイアホ−ル３０ｅとグランド層３０ｏとにより、導波路３０ｆを伝送する高周波をシ−ルすることができ、ショ−ト蓋３２を必要としない高周波回路装置を構成することができ、装置の薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態（１）に係る導波管・平面線路変換器の要部を模式的に示した部分分解斜視図である。
【図２】図１に示した導波管・平面線路変換器の組み立て状態におけるＩＩ−ＩＩ線部分断面図である。
【図３】実施の形態（２）に係る導波管・平面線路変換器の要部を模式的に示した部分断面図である。
【図４】実施の形態（３）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分分解斜視図である。
【図５】図４に示した高周波回路装置の組み立て状態におけるＶ−Ｖ線部分断面図である。
【図６】実施の形態（４）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分断面図である。
【図７】実施の形態（５）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分断面図である。
【図８】実施の形態（６）に係る高周波回路装置の要部を模式的に示した部分断面斜視図である。
【図９】実施の形態（７）に係る高周波回路装置の高周波伝送基板を模式的に示した図で、（ａ）は平面部分断面斜視図、（ｂ）は底面部分断面斜視図である。
【図１０】従来の導波管・平面線路変換器の要部を模式的に示した部分断面斜視図である。
【図１１】従来の導波管・平面線路変換基板を模式的に示した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
１０　筐体
１０ａ　導波管
１１　導波管・平面線路変換基板
１１ｂ、３０ｂ　信号線
１１ｃ、３０ｃ　パッチ部
１１ｄ、３０ｄ、３０ｏ　グランド層
１１ｅ、２２ｂ、３０ｅ、３０ｈ、３０ｎ　バイアホ−ル
１２、２２、３２　ショ−ト蓋
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ　高周波伝送基板
３０ｆ、３０ｉ、３０ｌ　導波路
３０ｇ_１　、３０ｇ_２　、３０ｇ_３　　配線基板
２２ｃ、３０ｊ、３０ｍ　導体層
３０ｋ　貫通孔
３１　平面アンテナ

Claims (11)

1. 導波管を有する筐体と、
   一主面側に高周波信号を伝播する信号線、他主面側にグランド層が形成された導波管・平面線路変換基板とを備え、
   該導波管・平面線路変換基板の前記信号線の一端部が、前記導波管内に突き出すように配置された導波管・平面線路変換器において、
   前記導波管・平面線路変換基板が、前記導波管の開口面をふさいで前記筐体の上面全体に配設されていることを特徴とする導波管・平面線路変換器。
2. 前記導波管・平面線路変換基板を介して前記導波管と対向する位置に蓋体が配設され、
   前記導波管・平面線路変換基板に、前記筐体と前記蓋体とを導通させるための複数個の第１のバイアホ−ルが形成されていることを特徴とする請求項１記載の導波管・平面線路変換器。
3. 前記蓋体の本体が絶縁性部材で形成され、前記本体に前記第１のバイアホ−ルと各々接続される第２のバイアホ−ルと、これら第２のバイアホ−ルの上面と接続された導体層とが形成されていることを特徴とする請求項２記載の導波管・平面線路変換器。
4. 一主面側に高周波信号を伝播する信号線と、
   他主面側に平面アンテナと直接接続可能なグランド層と、
   前記信号線と前記平面アンテナとの間で高周波を伝送するための導波路とが形成された高周波伝送基板を備えていることを特徴とする高周波回路装置。
5. 前記高周波伝送基板が配線基板を含んで構成されていることを特徴とする請求項４記載の高周波回路装置。
6. 前記導波路が前記高周波伝送基板の前記信号線の一端部の周囲に形成され、前記グランド層に接続された複数個の第３のバイアホ−ルにより形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の高周波回路装置。
7. 前記配線基板には、前記第３のバイアホ−ルに代えて内壁面に導体層が形成された貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項６記載の高周波回路装置。
8. 前記グランド層が前記平面アンテナのグランド層と共通化されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかの項に記載の高周波回路装置。
9. 前記配線基板が前記信号線を挟んでその両側に配設され、該信号線を挟んで対向する前記配線基板の側壁面に導体層が形成されていることを特徴とする請求項５、６又は８のいずれかの項に記載の高周波回路装置。
10. 前記高周波伝送基板の前記導波路の上部に該導波路をショ−トさせる蓋体が配設されていることを特徴とする請求項４〜９のいずれかの項に記載の高周波回路装置。
11. 前記蓋体の本体が絶縁性部材で形成され、前記本体に前記第３のバイアホ−ルと各々接続される第４のバイアホ−ルと、これら第４のバイアホ−ルの上面と接続された導体層とが形成されていることを特徴とする請求項１０記載の高周波回路装置。

Images