JP2004253965A

JP2004253965A - Coaxial waveguide converter and manufacturing method therefor, and transmitter-receiver

Info

Publication number: JP2004253965A
Application number: JP2003040867A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Suzuki; 一成鈴木; Mamoru Hashimoto; 衛橋本; Takuto Yoshida; 卓斗吉田
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coaxial waveguide converter adopting the structure in which the inserted length of a coupling pin into a waveguide can accurately be made to match even when the size of the waveguide is small at a high frequency band such as a 30GHz band and a high performance coupling characteristic can be obtained and to provide a manufacturing method therefor. <P>SOLUTION: The coaxial converter is structured by fixing a coaxial coupling part 3 to one wall face 21 of a rectangular waveguide 2. The coaxial coupling part 3 comprises: a shell 33 formed in such a way that the bottom face B of the shell is located so as to be flush with an inner face A of the one wall face 21 of the rectangular waveguide 2 or located a prescribed distance away from the inner face A when the coaxial coupling part 3 is inserted to the one wall face 21 of the waveguide 2; and a dielectric tube 32 and a coupling pin 31 that are inserted to a through-hole of the shell 33 in a way of forming a coaxial line wherein the shell 33 is used for an external conductor, the coupling pin 31 is formed so that its one end is projected from a bottom face of the shell 33 by a prescribed length and the other end is fixed to the shell 33. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸部と導波管とを結合する同軸導波管変換器で、同軸部の中心導体（結合ピン）の導波管内への挿入長を厳密に制御し得る構造の同軸導波管変換器およびその製法、ならびにその同軸導波管変換器を用いた送受信機に関する。さらに詳しくは、とくに３０ＧＨｚ帯のような高周波帯で使用される送受信機のように、筐体と一体に形成された導波管内に結合ピンの一端部が挿入され、筐体内に内蔵される回路基板のマイクロストリップラインと結合ピンの他端部とを接続する場合に、その結合ピンの一端部の導波管内への挿入長を厳密に制御し得る構造の同軸導波管変換器およびその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の同軸導波管変換器は、たとえば図７に斜視および断面の説明図が示されるように、導波管５０の一壁面５０ａに同軸構造が形成された高周波コネクタ５１が固定されることにより形成されている。この高周波コネクタ５１は、たとえば導波管の開口部５０ｂから治具などを入れて寸法調整をし、または予め高周波コネクタの取付面から一定の長さに結合ピンの突出長で形成しておき、その高周波コネクタ５１を導波管の一壁面５０ａの外面に固着することにより形成されている。
【０００３】
一方、たとえば図８（ａ）に回路基板を分解した斜視説明図が示されるような衛星通信用送受信機では、放熱板１１が一体に形成された筐体１の一部に導波管２が形成され、その導波管に結合ピン３１の一端部が絶縁体３２を介して挿入され、他端部は回路基板３３に形成されたマイクロストリップラインなどからなる送受信回路と直接接続されている。そして、その表面側に図示しない蓋体がゴムパッキングなどを介して密閉されている。この放熱板１１や導波管２などが一体の筐体１として成形されて、その内部に回路基板３３が密閉されるのは、これら衛星通信用送受信機は風雨に晒される外部に取り付けられる場合があり、その場合でも雨水が染み込んで回路基板などに悪影響を及ぼさないようにするためである。
【０００４】
このような送受信機における同軸導波管変換器は、図８（ｂ）および（ｃ）に斜視および断面の説明図で同軸導波管変換部のみが示されるように、結合ピン３１の一端部を導波管２内に一定長で挿入した状態で、結合ピン３１の他端部がマイクロストリップライン３４とハンダ付けされることにより形成されている。この結合ピン３１の一端部の挿入長は、たとえば導波管２の開口部から挿入される治具などにより、導波管の内壁から一定の長さになるように合せてハンダ付けが行われる。
【０００５】
この導波管２は、たとえば送信回路に設けられるＦＥＴやガン発振器などの発振器により発振した電波をこの導波管２の開口部側に接続される図示しないアンテナから放射するためのもので、発振器による発振出力を効率よくアンテナから放射しないと発振器の出力を必要以上に大きくしなければならないため、送信回路と導波管とを接続する結合ピン３１と導波管２とのマッチングは非常に厳しい寸法精度が要求されている。受信機の場合でも、受信する電波を効率よく受信回路に接続する必要があり、全く同じである。
【０００６】
すなわち、通常の同軸導波管変換器では、結合ピン３１と導波管２との結合が完全にマッチングされていない場合には、導波管の幅広面などから挿入した３本のピンなどからなるスリースタブなどにより、その挿入長を調整することによりマッチングが図られているが、防水の必要な衛星通信用送信機などにおいては、スリースタブなどの調整ピンを設けると、防水性を満たすためには調整ピンを完全に固着しなければならず、固着の際に特性が変動したりするとさらなる調整をすることができず、調整のための工数を多く要するにも拘らず、歩留りよく高特性の同軸導波管変換器を得ることができないからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、たとえば衛星通信用送受信機などに用いられる同軸導波管変換器は、防水性を必要として導波管が筐体と一体成形される必要があり、さらにスリースタブなどの特性調整用スタブを設けることなく、同軸から導波管への変換特性を高度に満たす必要がある。この結合ピンの導波管内への挿入長が厳密に調整されないとその結合特性が低下し、回路基板側で発生した電波を効率よく導波管を介してアンテナから放射することができなかったり、逆に受信する電波を効率よく回路基板側に伝達することができない。とくに、３０ＧＨｚ帯のような高周波帯では、導波管寸法が非常に小さくなり、挿入長の僅かな変動でも結合特性に大きく影響し、結合ピンの挿入長がたとえば±０．１ｍｍ程度以下の寸法精度で正確に形成される必要がある。
【０００８】
しかし、導波管部分が筐体と一体に成形されていると、治具を用いても正確に位置決めできないと共に、導波管内への結合ピンの挿入長が正確な寸法に形成されているか、その確認をすることもできない。さらに、結合ピンの他端部はマイクロストリップラインとハンダ付けなどにより固定されるため、治具で寸法合せをしながら固定しても、ハンダ付後の応力などにより、その挿入長が容易に変化しやすく、歩留りよく高特性の同軸導波管変換器を得ることができないという問題がある。
【０００９】
また、従来の高周波コネクタを導波管の一壁面に固着して結合ピンを導波管内へ挿入する構造の同軸導波管変換器でも、高周波コネクタ部の結合ピンの突出長を予め位置出ししておいて固着するが、高周波コネクタを固着する基準は導波管の外壁であり、導波管壁厚の寸法精度などにより導波管内への挿入長は変化するし、また、導波管内への挿入長を正確に確認することはできない。とくに３０ＧＨｚのような高周波帯になると、前述のように非常に厳密な寸法精度が要求され、従来の導波管の外壁に固着する構造で、さらに放熱板などが一体に形成された筐体の外壁を基準にする構造では、その前の段階で結合ピンの突出長を正確に合せておいても、導波管内への挿入長を正確な寸法精度とし、安定した特性の同軸導波管変換器が得られないという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、３０ＧＨｚ帯のような高周波帯で、導波管寸法が小さくなり、結合ピンの挿入長の精度が非常に厳しくなる場合でも、その挿入長を正確に合せることができ、スリースタブなどにより調整しなくても高性能な結合特性が得られる構造の同軸導波管変換器およびその製法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は、筐体と一体成形により形成される同軸導波管変換器においても、その結合ピンの導波管内への挿入長を正確に位置合せすることができる筐体と一体成形型の同軸導波管変換器およびそれを用いた送受信機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による同軸導波管変換器は、矩形導波管と、該矩形導波管の一壁面に挿入される同軸結合部とからなり、該同軸結合部が、前記矩形導波管の一壁面に挿入された場合に、底面が前記矩形導波管の前記一壁面の内面と面一または内面から一定距離に位置するように形成されるシェルと、該シェルの貫通孔に該シェルを外部導体とする同軸線路を形成するように挿入される誘電体チューブおよび結合ピンとを有し、前記結合ピンの一端部が前記シェルの底面から所定の長さで突出または引っ込むように形成され、該同軸結合部が前記矩形導波管の前記一壁面に固定されることにより、前記矩形導波管内に所定の寸法で結合ピンが挿入されている。
【００１３】
ここに「結合ピン」とは、ストリップラインなどの回路素子と導波管とを直接結合する部材の他、同軸線路の中心導体を直接導波管内に挿入することにより結合する場合の中心導体を含む意味である。また、「底面」とは、シェルを導波管の一壁面に固着する場合に、導波管の空洞側に最も近い面を意味する。請求項５においても同じである。
【００１４】
この構造にすることにより、シェルが導波管の一壁面に設けられ、そのシェルの底面が導波管部内面（空洞側壁面）と一致または導波管内面から一定距離の場所に位置するように設けられ、その底面から所定の距離だけ一端部が突出するように結合ピンが予め固定されているため、シェルに結合ピンを固定した状態でシェル底面からの結合ピンの突出長を確認することができ、しかもシェルを導波管の一壁面に取り付けることによりシェルの底面が導波管の内面から一定の距離に位置するように設けられているため、結合ピンの導波管内への挿入長を非常に正確な寸法で形成することができる。その結果、衛星通信用送受信機のように、３０ＧＨｚ程度の高周波帯で、厳しい寸法精度が要求される同軸導波管変換器でも、高歩留りで得ることができる。その結果、スリースタブなどの調整具を用いることなく、非常に高性能な同軸導波管変換器が安価に得られる。
【００１５】
前記シェルの底面と反対面に回路基板の一部を構成するストリップラインが設けられたシェル基板が貼着され、前記結合ピンの他端部が該シェル基板のストリップラインにハンダ付けされることにより、前記結合ピンの一端部の突出長または引込長を一定に保持しながら前記シェルに前記結合ピンが固定されていることにより、回路基板と結合ピンとを接続する際に、シェルに貼着されたシェル基板のストリップラインと回路基板のストリップラインとを接続するだけですみ、回路基板と接続するために結合ピンの温度を上昇させる必要がなく、結合ピンを回路基板と直接接続する構造の同軸導波管変換器であっても、非常に正確な挿入長の結合が得られる。
【００１６】
前記矩形導波管が、前記シェルが固定される壁面と平行な面で分割し得る構造であれば、導波管内面を露出させることができるため、導波管の内面からの結合ピンの突出長を確認することができ、より一層結合ピンの導波管内への挿入長を正確に調整することができ、しかもその挿入長をほぼ最終段階で確認することができる。
【００１７】
本発明による送受信機は、送信回路および／または受信回路が形成された回路基板を内蔵する筐体と一体に矩形導波管が成形され、該回路基板に形成される回路と前記導波管とが結合される送受信機であって、前記回路と矩形導波管とを結合する同軸導波管変換器が請求項１記載の構造に形成され、前記シェルが固定される前記矩形導波管の一壁面が分割し得る構造に形成されている。ここに送受信機とは、送信機および受信機の両方を具備しているものの他、送信機または受信機単独のものも含む意味である。
【００１８】
この構成にされていることにより、風雨に晒される場所に配設され、周波数帯が３０ＧＨｚのような高周波帯における送受信機でも、回路基板と導波管とが効率よく結合される。なお、導波管の一壁面で、分割された部分はオーリングを介したネジ止め、または溶接などにより気密に封止することができる。
【００１９】
本発明による同軸導波管変換器の製法は、（ａ）底面が矩形導波管の一壁面の内面と面一または内面から一定距離になるように該一壁面に固定し得るシェルを形成し、（ｂ）該シェルを外導体として所定の同軸線路を構成するように、該シェルの貫通孔に誘電体チューブを介して結合ピンを挿入し、（ｃ）前記シェルの底面と反対面に回路基板の一部を構成するストリップラインが形成されたシェル基板を貼着し、（ｄ）前記シェルの底面と前記結合ピンの一端部とが所定の寸法になるように位置合せをして前記結合ピンの他端部を前記ストリップラインと固着し、（ｅ）前記シェルを前記矩形導波管の一壁面に固定することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の同軸導波管変換器およびその製法について説明をする。本発明による同軸導波管変換器は、図１（ａ）〜（ｄ）にその一実施形態の製造工程図で示されるように、矩形導波管２の一壁面２１に同軸結合部３を挿入することにより形成される構造になっている。この同軸結合部３は、矩形導波管２の一壁面２１に挿入された場合に、底面Ｂが矩形導波管２の一壁面２１の内面Ａと面一または内面Ａから一定距離に位置するように形成されるシェル３３と、そのシェル３３の貫通孔にシェル３３を外部導体とする同軸線路を形成するように挿入される誘電体チューブ３２および結合ピン３１とからなっており、結合ピン３１の一端部がシェル３３の底面から所定の長さＨで突出または引っ込むように形成されている。この同軸結合部３が矩形導波管２の一壁面２１に固定されることにより、矩形導波管２内に所定の寸法Ｈ（負の場合もある）で結合ピン３１が挿入される同軸導波管変換器を構成している。
【００２１】
矩形導波管２は、図１に示される例では、図１（ｅ）に（ｄ）と上下を逆にした斜視説明図が示されるように、導波管２の一壁面２１が、幅広面と平行な面で分割され、たとえば後述する図５に示される送受信機のように、放熱板１１などが設けられ、内部に回路基板を内蔵し得るように成形により一体に形成されるボディ部１０の一部であるプレート状の一壁面２１に、導波管の寸法に合せた溝が形成されたカバー部２２を蓋することにより導波管が形成される構造になっている。このような一体成形される場合には、一般的には、アルミニウムなどにより形成されるが、導波管２の材料は、アルミニウムには限られず、銅など他の材料でも、導電性材料であればよい。なお、導波管の空洞を構成する溝部は、カバー部ではなく、ボディ部の方に設けられてもよいし、両方に設けられるように分割されてもよい。
【００２２】
この一壁面（ボディ部）２１とカバー部２２とは、前述のように水分の浸入を防ぐ必要がある場合には、必要に応じてゴムパッキングを介してねじ止めにしたり、溶接で接着することにより気密性を保持することができる構造で、固着前は導波管の内壁を露出させることができるため、前述のように、結合ピン３１の導波管内への挿入長の確認を正確に行うことができると共に、たとえば後述する衛星通信用送受信機のように、放熱板などと一体成形で形成される導波管寸法を機械加工などにより正確に修正することができる。
【００２３】
本発明は、この導波管に挿入させる同軸用の結合ピン３１を、導波管の一壁面に嵌合し得る形状のシェル３３に誘電体３２を介して予め固定した同軸結合部３を形成し、その同軸結合部３を導波管の一壁面に固定する構造にすることにより、導波管と結合させていることに特徴がある。すなわち、この結合ピン３１の一端部の導波管２内への挿入長は、たとえば回路基板に形成されるストリップラインと導波管２との結合度やインピーダンスに非常に大きく影響するため、非常に厳密に調整される必要がある。とくに前述の３０ＧＨｚ帯のような高周波帯では、導波管２の寸法が非常に小さくなり、たとえば±０．１ｍｍ程度以内の精度を要求される。そこで、導波管２の内面と底面の位置が関係付けられたシェル３３を用いて、予めシェル３３の底面から突出する結合ピン３１の突出長を正確に合せて、そのシェル３３を導波管２の一壁面２１に固定する構造にされている。
【００２４】
シェル３３は、導波管の一部を構成するもので、前述の導波管と同じ材料により形成され、このシェル３３も、成形により製造することもできるが、導波管の一壁面２１との嵌合により、シェル３３の底面Ｂが一壁面２１の導波管の空洞を構成する内面と面一か内面から一定の距離になるように嵌め合せ構造が形成されている。なお、一壁面２１は、導波管を構成する一つの側壁であり、前述の導波管構造で、溝部が形成されたカバー部側の壁面に同軸結合部３が設けられる構造でも同じである。
【００２５】
この同軸導波管変換器を製造するには、まず、シェル３３を形成する。シェル３３は、たとえば図１（ｄ）に同軸導波管変換部の断面説明図が示されるように、導波管２を構成する一壁面２１の一部を切り取る形状に形成され、後から一壁面２１などに嵌め込むことにより原状復帰し得る形状に形成する。そして、その底面Ｂは、たとえば導波管２の内面（空洞に接する面）Ａと合せてもよいし、後述する図２に示されるように、導波管内面より一定の距離Ｃだけ離れた部分になるように形成されてもよいが、底面の位置が導波管２の内面Ａから一定の距離になるように形成する。そして、図１（ａ）に示されるように、誘電体３２を被覆した結合ピン３１をシェル３３の貫通孔３３ａに嵌め合せて誘電体３２との嵌め合いにより保持しておく。この結合ピン３１の外径および誘電体３２の外径は所定のインピーダンスの同軸線路になるように形成されている。
【００２６】
一方、図１（ｂ）に示されるように、結合ピン３１と接続する部分の回路基板の一部を、シェル３３の大きさに合せて分離し、回路基板と同じ基板でストリップライン３５が形成されたシェル基板３４を形成する。そして、シェル基板３４の貫通孔３４ａに結合ピン３１の他端部を挿入してシェル３３に貼り付ける。
【００２７】
この状態で、図１（ｃ）に示されるように、所望の突出長Ｈに合せた段差を有する治具４０に結合ピン３１の部分を挿入し、シェル３３の底面Ｂからの結合ピン３１の突出長がＨになるように調整をして、結合ピン３１の他端部をシェル基板３４のストリップライン３５とハンダ材３６などにより接着する。その後、治具４０から取り外し、シェル３３の底面から突出している結合ピン３１の長さＨを測定し、所定の寸法からずれている場合には、その先端部を切断して所定の長さに合せるか、再度ハンダ付けをやり直すことにより、シェル３３底面からの結合ピン３１の突出長Ｈを正確な寸法にする。
【００２８】
そして、シェル３３を一壁面２１に嵌め込み、カバー部２２を被せて固着することにより、同軸結合部３の断面図が図１（ｄ）に示されるように、導波管２内に結合ピン３１の一端部が正確な長さＨで挿入された同軸導波管変換器が形成される。結合ピン３１の他端部が回路基板と接続される場合には、回路基板を取り付けた後、ストリップライン３５を回路基板のストリップラインと接続するだけで、結合ピン３１の挿入長に何ら変化を与えることなく、回路基板のストリップラインを結合ピン３１と接続することができる。
【００２９】
本発明によれば、導波管２の一壁面２１に同軸結合部３を嵌め合せて固定する構造にし、しかも、同軸結合部３を構成するシェル３３の底面の位置が導波管の空洞部側である内面と面一または内面から一定の距離になるようにシェル３３が形成され、そのシェル３３の底面Ｂからの結合ピン３１の先端位置を正確に位置合せすることにより、同軸結合部３が形成されている。そのため、結合ピン３１の他端部をシェル３３に固定した状態で、結合ピン３１の一端部がシェル３３の底面Ｂから所定の寸法であるか否かを検査することができ、結合ピン３１の他端部をハンダ付けなどにより固定する際に熱的影響などにより結合ピン３１の一端部の突出長に変化が生じても、検査により発見して、修正することができる。一方、同軸結合部３を導波管の一壁面２１に固定する際には、接着剤などにより固定できるため、結合ピン３１の温度が上昇して突出長が変化することはなく、導波管内への結合ピン３１の挿入長が非常に正確な同軸導波管変換器が得られる。
【００３０】
また、図１に示されるように、シェル３３の底面Ｂと反対面に回路基板の一部を構成するストリップライン３５が設けられたシェル基板３４が貼着され、結合ピン３１の他端部がシェル基板３４のストリップライン３５にハンダ付けされることにより、結合ピン３１を回路基板のストリップラインと接続する場合でもシェル基板３４の配線３５と接続すればよいため、回路基板の回路構成を変更して結合ピン３１との接続を変更したい場合があっても、結合ピン３１への影響を全く受けることなく行うことができる。その結果、同軸導波管変換部分の結合ピン３１の挿入長を一定に保持しながら回路構成の変更をすることができる。
【００３１】
さらに、図１に示される例のように、導波管２が、シェル３３が固定される壁面２１と平行な面で分割し得る構造に形成されることにより、導波管２の空洞を形成する内面からの結合ピン３１の突出長を確認した状態で導波管２にすることができるため、±０．１ｍｍ以下の精度で結合ピン３１の突出長を制御することができ、３０ＧＨｚ帯のような高周波帯で、非常に厳しい精度が要求され、しかも筐体と一体に成形される導波管が用いられる送受信機の同軸導波管変換部でも、要求の特性を満たすことができる。さらに、このような導波管を分割し、空洞内を露出する構造にすることにより、この種の送受信機では、筐体と一体成形することが気密性の点から要求されると共に、導波管のコーナ部や平行度の寸法精度も厳しく要求されるが、そのコーナ部や導波管壁の平行度なども機械加工により精密な寸法に修正することができるため、非常に精度のよい同軸導波管変換器が得られる。
【００３２】
図１に示される例は、シェル３３が導波管２の一壁面２１に固定された際に、その底面Ｂが導波管２の一壁面２１の内面Ａと面一になるようにシェル３３が形成されている。また、シェルの外形がテーパ状に形成されることにより、導波管２の一壁面２１に形成されたテーパと嵌め合う形状に形成されている。しかし、図２に示されるように、シェル３３の底面が一壁面２１の内面Ａより外側（空洞と反対側）にあってもよい。要は、シェル３３の底面が一壁面２１の内面と一定距離で関連付けられるように、一壁面２１内に入り込むように形成されておればよい。
【００３３】
この場合、その底面Ｂの位置が一壁面２１の内面Ａより一定の距離Ｃにあれば、結合ピン３１の底面Ｂからの突出長がＣ＋Ｈになるように結合ピンを固定すれば、前述の例と同様に、導波管の内壁Ａから一定の挿入長Ｈで結合ピン３１を挿入させることができる。また、シェル３３の外形もテーパ形状ではなく、図２に示されるような段差形状、またはテーパと段差の組合せ形状などに形成されても、導波管２の一壁面に形成される対応する形状の凹部内に嵌め込むだけで、しっかりと底面の位置合せをして固定することができる。
【００３４】
さらに、本発明では、同軸結合部を導波管の一壁面から分離したシェルを用いる構造に特徴があり、結合ピンの他端部を回路基板のストリップラインなどと直接接続す構造にはかぎられない。たとえば図３に示されるように、結合ピン３１の他端部を高周波コネクタ３８の中心導体と接続する構造にすることもできる。このような高周波コネクタ３８と接続する場合でも、シェル３３の底面Ｂから、一定の突出長Ｈが得られるように結合ピン３１の他端部を接続した高周波コネクタ３８をシェル３３に固定してそのシェル３３を導波管２の一壁面２１に接着剤または溶接、ロウ付などにより固定すれば、非常に挿入長の精度のよい同軸導波管変換部を構成することができ、同軸ケーブルを高周波コネクタ３８に接続するだけで、導波管と良好な結合度で結合することができる。この場合、当然のことながらシェル基板は不要である。
【００３５】
この場合ももちろん、シェル３３の底面Ｂが導波管の一壁面２１の内面と面一または一定の距離（図３の例ではＣの距離）になるように形成されると共に、シェル３３に高周波コネクタ３８を固定した状態で、底面Ｂに対する結合ピン３１の突出長Ｃ＋Ｈを測定し、固定後にその突出長を正確に修正することができるので、導波管に組み込んだ後に、導波管内への結合ピン３１の挿入長を正確な寸法にすることができる。
【００３６】
さらに、図４に示されるように、同軸線路３７の中心導体（結合ピン）３１がシェル３３の底面Ｂから、所定の寸法Ｃ＋Ｈになるように位置合せをして、同軸線路３７の外導体（外周）をシェル３３とハンダ付または接着剤などにより固定したものを導波管の一壁面２１に固定することもできる。このような構造でも、シェル３３の底面Ｂに対する中心導体（結合ピン）３１の突出長が正確な寸法で固定されているため、そのシェル３３を導波管の一壁面２１に固定しても、挿入長の正確さに変化は生じない。
【００３７】
さらに、前述の各例では、導波管２が、シェル３３が固定される一壁面２１と平行な面で分割し得る構造に形成されていたが、導波管２は分割されないで、一体に形成されていてもよい。すなわち、導波管２が分割されれば、導波管２の内面（空洞と接する面）に対する結合ピン３１の空洞内への挿入長を正確に把握することができる点、さらには導波管寸法を修正できるという点で好ましいが、導波管が分割されないで、一体に形成されていても、その内面に対するシェルの底面が一定の位置になるように形成され、シェルの底面からの結合ピンの突出長が所定の寸法になるように形成されているため、結合ピンの導波管内への挿入長は所定の寸法に正確に一致する。なお、導波管の内面とシェルの底面との関係は、ハンダ付などの際の熱的な変形の影響を受けず、純粋な機械的寸法で決まるもので、空洞内に入れた治具を基準として、正確な寸法（前述の各例のＣ）を確認することができる。
【００３８】
図１に示される構造の同軸導波管変換器を用いた送受信機の例が図５に示されている。この例は、衛星通信用送受信機の例で、内部で発生する熱を放散するため、放熱板１１が多数設けられた筐体１と一体に導波管２の一壁面２１を有するボディ部１０が成形されている。そして、この一壁面２１に導波管２を構成する溝部を有するカバー部２２が、蓋されることにより導波管２を形成する構造になっている。この一壁面２１に前述の同軸部３がネジ３９により固定されることにより同軸導波管変換部が構成されている。筐体１およびカバー部２２は共に、たとえばアルミニウムなどの軽くて放熱のよい材料が用いられ、このアルミニウムなどの溶融金属を金型に流し込むことによる一体成形で形成されている。しかし、カバー部２２は成形により形成する必要はなく、機械加工により形成されていてもよい。そして、この筐体１内に送受信回路が形成された回路基板（図５には図示されていないが、図８（ａ）と同様にボディ部１０上に設けられる）が内蔵され、上部は図示しない蓋体により密閉されている。
【００３９】
回路基板には、たとえば図６に主要部のブロック図が示されるように、ＦＥＴやガン発振器などの発信機４１により発振した出力が、周波数変換部４２で入力信号を周波数変換し、増幅器やフィルタからなる増幅部４３、サーキュレータなどの送受切替部４４、同軸導波管変換器４５および導波管２を経てアンテナ４６から放射する送信回路、およびアンテナ４６により受信した受信信号は逆進し、送受信切替部４４で分岐されて混合器（ＭＩＸ）４８で局部発振器４７の信号と混合され、中間周波信号にされて増幅器およびフィルタからなる増幅部４９を経て信号処理回路５０に送られ、所望の信号を取り出す受信回路が形成されている。送信機または受信機単独の場合は、この送信回路または受信回路を主体とした回路が形成される。
【００４０】
このように、衛星通信用送受信機で、筐体と一体に導波管を形成する必要があり、しかも３０ＧＨｚと非常に高周波で、導波管寸法も小さく、回路基板と導波管とを結合させる必要のある送受信機でも、非常に結合度の優れた送受信機が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、シェルを用いてシェルの底面からの結合ピンの突出長が一定になるように組み立てられた同軸結合部を導波管の一壁面に固定する構造になっているため、導波管への結合ピンの挿入長の寸法精度を非常に厳密に制御することができる。その結果、衛星通信用の送受信機のように、３０ＧＨｚ帯のような高周波帯で、しかも結合特性が非常に厳しく要求される機器の同軸変換器であっても、非常に高性能で、高歩留りに得ることができる。しかも、後からスリースタブなどで特性調整をしなくてもよいため、工数を大幅に削減することができると共に、気密性の問題も生じない。その結果、非常に安価で高性能な同軸導波管変換器、ひいては送受信機などの電気機器を安価に得ることができ、衛星放送など、高周波通信の発達に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による同軸導波管変換器の構造および製造工程を説明する図である。
【図２】図１に示される同軸導波管変換器の他の構成例を示す図である。
【図３】図１に示される同軸導波管変換器の他の構成例を示す図である。
【図４】図１に示される同軸導波管変換器の他の構成例を示す図である。
【図５】本発明の筐体と一体成形された同軸導波管変換器を用いた送受信機の例を示す説明図である。
【図６】図５に示される送信機に内蔵される送受信回路の一例のブロック図である。
【図７】従来の同軸導波管変換器の構成例を説明する図である。
【図８】従来の送受信機の一例、およびその同軸導波管変換器部分の説明図である。
【符号の説明】
１筐体
２導波管
３同軸結合部
２１一壁面
２２カバー部
３１結合ピン
３２誘電体
３３シェル
３４シェル基板
３５マイクロストリップライン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coaxial waveguide converter for coupling a coaxial portion and a waveguide, which has a structure capable of strictly controlling the insertion length of a central conductor (coupling pin) of the coaxial portion into the waveguide. The present invention relates to a tube converter, a method of manufacturing the tube converter, and a transceiver using the coaxial waveguide converter. More specifically, like a transceiver used in a high-frequency band such as a 30 GHz band, a circuit in which one end of a coupling pin is inserted into a waveguide formed integrally with a housing and is incorporated in the housing. When connecting the microstrip line of the substrate to the other end of the coupling pin, a coaxial waveguide converter having a structure capable of strictly controlling the insertion length of one end of the coupling pin into the waveguide and a method of manufacturing the same About.
[0002]
[Prior art]
A conventional coaxial waveguide converter has a high-frequency connector 51 having a coaxial structure fixed to one wall surface 50a of a waveguide 50 as shown in, for example, a perspective view and an explanatory view of a cross section in FIG. Is formed. The high-frequency connector 51 is adjusted in size by inserting a jig or the like through the opening 50b of the waveguide, or is formed in advance with a predetermined length from the mounting surface of the high-frequency connector with a coupling pin protruding length. The high frequency connector 51 is formed by fixing the high frequency connector 51 to the outer surface of one wall surface 50a of the waveguide.
[0003]
On the other hand, for example, in a transceiver for satellite communication as shown in an exploded perspective view in which the circuit board is disassembled in FIG. 8A, the waveguide 2 is provided in a part of the housing 1 in which the heat sink 11 is integrally formed. One end of the coupling pin 31 is inserted into the waveguide via an insulator 32, and the other end is directly connected to a transmission / reception circuit such as a microstrip line formed on the circuit board 33. A lid (not shown) is hermetically sealed on the surface side via rubber packing or the like. The radiator plate 11 and the waveguide 2 are molded as an integrated housing 1 and the circuit board 33 is sealed inside the housing 1 because these transceivers for satellite communication are mounted outside exposed to the weather. This is to prevent rainwater from penetrating and adversely affecting circuit boards and the like even in such a case.
[0004]
The coaxial waveguide converter in such a transceiver has one end of a coupling pin 31 so that only the coaxial waveguide converter is shown in the perspective and sectional views in FIGS. 8B and 8C. Is inserted into the waveguide 2 at a constant length, and the other end of the coupling pin 31 is soldered to the microstrip line 34. The insertion length of one end of the coupling pin 31 is adjusted to be constant from the inner wall of the waveguide by, for example, a jig inserted from the opening of the waveguide 2 and soldering is performed. .
[0005]
The waveguide 2 is for radiating radio waves oscillated by an oscillator such as a FET or a gun oscillator provided in a transmission circuit from an antenna (not shown) connected to the opening of the waveguide 2. If the output of the oscillator is not efficiently radiated from the antenna, the output of the oscillator must be increased more than necessary. Therefore, matching between the coupling pin 31 connecting the transmission circuit and the waveguide and the waveguide 2 is very strict. Dimensional accuracy is required. Even in the case of the receiver, it is necessary to connect the received radio wave to the receiving circuit efficiently, which is exactly the same.
[0006]
That is, in a normal coaxial waveguide converter, when the coupling between the coupling pin 31 and the waveguide 2 is not completely matched, three pins inserted from the wide surface of the waveguide or the like are used. Matching is achieved by adjusting the insertion length with a three-stub or the like.However, in transmitters for satellite communications that require waterproofing, if an adjustment pin such as a three-stub is provided, the waterproofness is satisfied. The adjustment pin must be completely fixed, and if the characteristics fluctuate at the time of fixation, further adjustment cannot be performed. This is because a coaxial waveguide converter cannot be obtained.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, for example, a coaxial waveguide converter used in a transceiver for satellite communication or the like requires that the waveguide be formed integrally with the housing for waterproofness, and furthermore, characteristics adjustment such as a three-stub is required. It is necessary to satisfy the conversion characteristics from coaxial to waveguide to a high degree without providing a stub. If the insertion length of the coupling pin into the waveguide is not strictly adjusted, the coupling characteristics will be reduced, and radio waves generated on the circuit board side cannot be efficiently radiated from the antenna via the waveguide, Conversely, the received radio wave cannot be efficiently transmitted to the circuit board. In particular, in a high frequency band such as a 30 GHz band, the waveguide size becomes extremely small, and even a small change in the insertion length greatly affects the coupling characteristics, and the insertion length of the coupling pin is, for example, about ± 0.1 mm or less. It needs to be formed with precision and accuracy.
[0008]
However, if the waveguide part is formed integrally with the housing, it is not possible to accurately position even if a jig is used, and whether the insertion length of the coupling pin into the waveguide is formed to an accurate dimension, You can't confirm that. Furthermore, since the other end of the coupling pin is fixed to the microstrip line by soldering, etc., even if it is fixed while adjusting the dimensions with a jig, the insertion length easily changes due to stress etc. after soldering. There is a problem that it is difficult to obtain a coaxial waveguide converter having high characteristics with good yield and high yield.
[0009]
Also, in a coaxial waveguide converter having a structure in which a conventional high-frequency connector is fixed to one wall surface of a waveguide and a coupling pin is inserted into the waveguide, the protruding length of the coupling pin of the high-frequency connector portion is determined in advance. The reference for fixing the high-frequency connector is the outer wall of the waveguide, and the insertion length into the waveguide changes depending on the dimensional accuracy of the waveguide wall thickness, etc. Insertion length cannot be confirmed exactly. Particularly in the case of a high frequency band such as 30 GHz, very strict dimensional accuracy is required as described above, and the structure is fixed to the outer wall of a conventional waveguide, and furthermore, a heat sink and the like are integrally formed. In the structure based on the outer wall, even if the protruding length of the coupling pin is precisely adjusted in the previous stage, the insertion length into the waveguide is set to accurate dimensional accuracy, and the coaxial waveguide conversion with stable characteristics There is a problem that a vessel cannot be obtained.
[0010]
The present invention has been made in order to solve such a problem. In a high-frequency band such as a 30 GHz band, even when the waveguide dimension is reduced and the accuracy of the insertion length of the coupling pin becomes extremely strict, It is an object of the present invention to provide a coaxial waveguide converter having a structure in which the insertion length can be accurately adjusted and high-performance coupling characteristics can be obtained without adjustment by a three-stub or the like, and a method for manufacturing the same.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a coaxial waveguide converter formed integrally with a housing, which is integrally formed with the housing so that the insertion length of the coupling pin into the waveguide can be accurately adjusted. It is an object of the present invention to provide a molded coaxial waveguide converter and a transceiver using the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A coaxial waveguide converter according to the present invention comprises a rectangular waveguide and a coaxial coupling portion inserted into one wall surface of the rectangular waveguide, wherein the coaxial coupling portion is formed on one wall surface of the rectangular waveguide. And a shell formed so that the bottom surface is positioned flush with the inner surface of the one wall surface of the rectangular waveguide or at a fixed distance from the inner surface when inserted into the rectangular waveguide. A dielectric tube and a coupling pin inserted so as to form a coaxial line, wherein one end of the coupling pin is formed so as to protrude or retract by a predetermined length from the bottom surface of the shell, and the coaxial coupling is formed. By fixing the portion to the one wall surface of the rectangular waveguide, a coupling pin having a predetermined size is inserted into the rectangular waveguide.
[0013]
Here, the `` coupling pin '' refers to a member that directly couples a circuit element such as a stripline and a waveguide, and a central conductor when a central conductor of a coaxial line is directly inserted into the waveguide to be coupled. It is a meaning that includes. Further, the “bottom surface” means the surface closest to the cavity side of the waveguide when the shell is fixed to one wall surface of the waveguide. The same applies to claim 5.
[0014]
With this structure, the shell is provided on one wall surface of the waveguide, and the bottom surface of the shell coincides with the inner surface of the waveguide portion (the side wall surface of the cavity) or is located at a certain distance from the inner surface of the waveguide. The connecting pin is fixed in advance such that one end protrudes from the bottom surface by a predetermined distance from the bottom surface, so that the protrusion length of the connecting pin from the bottom surface of the shell is checked with the connecting pin fixed to the shell. In addition, since the bottom surface of the shell is located at a fixed distance from the inner surface of the waveguide by attaching the shell to one wall surface of the waveguide, the insertion length of the coupling pin into the waveguide is Can be formed with very precise dimensions. As a result, a coaxial waveguide converter requiring strict dimensional accuracy in a high frequency band of about 30 GHz, such as a transceiver for satellite communication, can be obtained with a high yield. As a result, a very high performance coaxial waveguide converter can be obtained at low cost without using an adjusting tool such as a three-stub.
[0015]
A shell substrate provided with a strip line constituting a part of the circuit board is attached to the surface opposite to the bottom surface of the shell, and the other end of the coupling pin is soldered to the strip line of the shell substrate. When the connecting pin is fixed to the shell while keeping the protrusion length or the retracted length of one end of the connecting pin constant, the connecting pin is attached to the shell when connecting the circuit board and the connecting pin. It is only necessary to connect the strip line of the shell board and the strip line of the circuit board, and it is not necessary to raise the temperature of the coupling pin to connect to the circuit board, and the coaxial conductor has a structure in which the coupling pin is directly connected to the circuit board. Very accurate insertion length coupling is obtained even with a waveguide converter.
[0016]
If the rectangular waveguide can be divided by a plane parallel to the wall surface to which the shell is fixed, the inner surface of the waveguide can be exposed, so that the coupling pin protrudes from the inner surface of the waveguide. The length can be confirmed, the insertion length of the coupling pin into the waveguide can be more accurately adjusted, and the insertion length can be confirmed almost at the final stage.
[0017]
In a transceiver according to the present invention, a rectangular waveguide is formed integrally with a housing containing a circuit board on which a transmission circuit and / or a reception circuit is formed, and a circuit formed on the circuit board and the waveguide are formed. Wherein the coaxial waveguide converter for coupling the circuit and the rectangular waveguide is formed in the structure according to claim 1, wherein the shell is fixed. One wall is formed in a structure that can be divided. Here, the term “transmitter / receiver” is meant to include both a transmitter and a receiver as well as a transmitter or a receiver alone.
[0018]
With this configuration, the circuit board and the waveguide are efficiently coupled even in the case of a transceiver that is disposed in a place exposed to wind and rain and has a high frequency band such as 30 GHz. The divided portion on one wall surface of the waveguide can be hermetically sealed by screwing via an O-ring or welding.
[0019]
The method of manufacturing a coaxial waveguide converter according to the present invention comprises the steps of: (a) forming a shell that can be fixed to a rectangular waveguide such that the bottom surface is flush with the inner surface of the rectangular waveguide or at a fixed distance from the inner surface; (B) Inserting a coupling pin via a dielectric tube into a through hole of the shell so as to form a predetermined coaxial line using the shell as an outer conductor, and (c) connecting a circuit to a surface opposite to the bottom surface of the shell. Affixing a shell substrate on which a strip line constituting a part of the substrate is formed, and (d) aligning the bottom surface of the shell and one end of the coupling pin so as to have a predetermined size, and joining the substrates. The other end of the pin is fixed to the strip line, and (e) the shell is fixed to one wall surface of the rectangular waveguide.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a coaxial waveguide converter of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings. In the coaxial waveguide converter according to the present invention, as shown in the manufacturing process diagram of one embodiment in FIGS. 1A to 1D, the coaxial coupling portion 3 is provided on one wall surface 21 of the rectangular waveguide 2. The structure is formed by insertion. When the coaxial coupling portion 3 is inserted into one wall surface 21 of the rectangular waveguide 2, the bottom surface B is flush with the inner surface A of the one wall surface 21 of the rectangular waveguide 2 or at a fixed distance from the inner surface A. And a coupling pin 31 inserted into the through hole of the shell 33 so as to form a coaxial line having the shell 33 as an external conductor. Is formed so as to protrude or retract from the bottom surface of the shell 33 by a predetermined length H. By fixing the coaxial coupling portion 3 to one wall surface 21 of the rectangular waveguide 2, the coaxial coupling in which the coupling pin 31 is inserted into the rectangular waveguide 2 with a predetermined dimension H (sometimes negative). It constitutes a wave tube converter.
[0021]
In the example shown in FIG. 1, the rectangular waveguide 2 has a wide wall surface 21 as shown in FIG. A body part which is divided by a plane parallel to the plane and provided integrally with a radiator plate 11 and the like as in a transceiver shown in FIG. The waveguide is formed by covering a cover portion 22 in which a groove corresponding to the size of the waveguide is formed on a plate-shaped one wall surface 21 which is a part of the waveguide 10. In the case of such integral molding, the waveguide 2 is generally formed of aluminum or the like. However, the material of the waveguide 2 is not limited to aluminum. Just fine. The groove constituting the cavity of the waveguide may be provided not in the cover but in the body, or may be divided so as to be provided in both.
[0022]
When it is necessary to prevent the infiltration of moisture as described above, the one wall surface (body portion) 21 and the cover portion 22 may be screwed via rubber packing or bonded by welding as necessary. Since the inner wall of the waveguide can be exposed before fixing, the insertion length of the coupling pin 31 into the waveguide is accurately confirmed as described above. In addition to this, it is possible to correct the dimensions of the waveguide formed integrally with the heat sink or the like by machining or the like, for example, as in a satellite communication transceiver described later.
[0023]
According to the present invention, a coaxial coupling portion 3 in which a coaxial coupling pin 31 to be inserted into the waveguide is fixed in advance via a dielectric 32 to a shell 33 having a shape capable of fitting to one wall surface of the waveguide is formed. The coaxial coupling portion 3 is fixed to one wall surface of the waveguide, so that the coaxial coupling portion 3 is coupled to the waveguide. That is, the length of insertion of one end of the coupling pin 31 into the waveguide 2 greatly affects, for example, the degree of coupling and impedance between the waveguide 2 and the strip line formed on the circuit board. Need to be strictly adjusted. In particular, in a high-frequency band such as the aforementioned 30 GHz band, the dimensions of the waveguide 2 become extremely small, and an accuracy within, for example, about ± 0.1 mm is required. Then, using the shell 33 in which the positions of the inner surface and the bottom surface of the waveguide 2 are related, the projection length of the coupling pin 31 projecting from the bottom surface of the shell 33 is precisely adjusted in advance, and the shell 33 is connected to the waveguide. 2 is fixed to one wall surface 21.
[0024]
The shell 33 constitutes a part of the waveguide, and is formed of the same material as the above-mentioned waveguide. This shell 33 can also be manufactured by molding. The fitting structure is formed such that the bottom surface B of the shell 33 is flush with the inner surface of the one wall surface 21 constituting the cavity of the waveguide or at a fixed distance from the inner surface. The one wall surface 21 is one side wall constituting the waveguide, and the same applies to the above-described waveguide structure in which the coaxial coupling portion 3 is provided on the wall surface on the cover portion side where the groove is formed. .
[0025]
To manufacture this coaxial waveguide converter, first, a shell 33 is formed. The shell 33 is formed in a shape in which a part of one wall surface 21 constituting the waveguide 2 is cut out as shown in, for example, a cross-sectional explanatory view of the coaxial waveguide converter in FIG. It is formed into a shape that can be restored to its original state by being fitted to the wall surface 21 or the like. The bottom surface B may be aligned with, for example, the inner surface (surface in contact with the cavity) A of the waveguide 2 or, as shown in FIG. 2 described later, separated from the inner surface of the waveguide by a certain distance C. Although it may be formed to be a part, it is formed such that the position of the bottom surface is a fixed distance from the inner surface A of the waveguide 2. Then, as shown in FIG. 1A, the coupling pin 31 covered with the dielectric 32 is fitted into the through hole 33 a of the shell 33 and held by fitting with the dielectric 32. The outer diameter of the coupling pin 31 and the outer diameter of the dielectric 32 are formed so as to form a coaxial line having a predetermined impedance.
[0026]
On the other hand, as shown in FIG. 1B, a portion of the circuit board connected to the coupling pin 31 is separated according to the size of the shell 33, and a strip line 35 is formed on the same board as the circuit board. The formed shell substrate 34 is formed. Then, the other end of the coupling pin 31 is inserted into the through hole 34 a of the shell substrate 34 and attached to the shell 33.
[0027]
In this state, as shown in FIG. 1C, the portion of the coupling pin 31 is inserted into a jig 40 having a step corresponding to a desired protrusion length H, and the coupling pin 31 is removed from the bottom surface B of the shell 33. The length of the protrusion is adjusted to H, and the other end of the coupling pin 31 is bonded to the strip line 35 of the shell substrate 34 with a solder material 36 or the like. Thereafter, the jig 40 is removed from the jig 40, and the length H of the coupling pin 31 protruding from the bottom surface of the shell 33 is measured. By matching or re-soldering, the protrusion length H of the coupling pin 31 from the bottom surface of the shell 33 is set to an accurate dimension.
[0028]
Then, the shell 33 is fitted into the one wall surface 21 and is fixed by covering the cover portion 22, as shown in a sectional view of the coaxial coupling portion 3 in the waveguide 2 as shown in FIG. A coaxial waveguide converter is formed with one end inserted at the correct length H. When the other end of the coupling pin 31 is connected to the circuit board, the insertion length of the coupling pin 31 is not changed by simply connecting the strip line 35 to the strip line of the circuit board after attaching the circuit board. Without providing, the strip line of the circuit board can be connected to the coupling pin 31.
[0029]
According to the present invention, the coaxial coupling portion 3 is fitted and fixed to one wall surface 21 of the waveguide 2, and the position of the bottom surface of the shell 33 constituting the coaxial coupling portion 3 is the cavity portion of the waveguide. The shell 33 is formed so as to be flush with the inner surface which is the side or at a fixed distance from the inner surface, and by accurately aligning the tip position of the coupling pin 31 from the bottom surface B of the shell 33, the coaxial coupling portion 3 is formed. Is formed. Therefore, while the other end of the coupling pin 31 is fixed to the shell 33, it is possible to inspect whether or not one end of the coupling pin 31 has a predetermined size from the bottom surface B of the shell 33. Even if the protruding length of one end of the coupling pin 31 changes due to thermal influence when the other end is fixed by soldering or the like, it can be found by inspection and corrected. On the other hand, when the coaxial coupling portion 3 is fixed to the one wall surface 21 of the waveguide, it can be fixed by an adhesive or the like, so that the temperature of the coupling pin 31 does not rise and the protrusion length does not change. A coaxial waveguide converter having a very accurate insertion length of the coupling pin 31 into the coaxial waveguide converter can be obtained.
[0030]
Further, as shown in FIG. 1, a shell substrate 34 provided with a strip line 35 constituting a part of a circuit substrate is attached to the surface opposite to the bottom surface B of the shell 33, and the other end of the coupling pin 31 is By being soldered to the strip line 35 of the shell substrate 34, the connection pin 31 may be connected to the wiring 35 of the shell substrate 34 even when the connection pin 31 is connected to the strip line of the circuit substrate. Even if it is desired to change the connection with the coupling pin 31, the connection can be made without any influence on the coupling pin 31. As a result, the circuit configuration can be changed while keeping the insertion length of the coupling pin 31 of the coaxial waveguide conversion part constant.
[0031]
Further, as in the example shown in FIG. 1, the cavity of the waveguide 2 is formed by forming the waveguide 2 into a structure that can be divided by a plane parallel to the wall surface 21 to which the shell 33 is fixed. Since the waveguide 2 can be formed in a state where the protrusion length of the coupling pin 31 from the inner surface is confirmed, the protrusion length of the coupling pin 31 can be controlled with an accuracy of ± 0.1 mm or less. In such a high frequency band, very strict accuracy is required, and the required characteristics can be satisfied even with a coaxial waveguide converter of a transceiver using a waveguide formed integrally with the housing. Furthermore, by dividing such a waveguide and exposing the inside of the cavity, this type of transceiver is required to be integrally formed with a housing from the viewpoint of airtightness, The dimensional accuracy of the corners and parallelism of the tube is also strictly required, but the corners and the parallelism of the waveguide wall can also be corrected to precise dimensions by machining, so a very accurate coaxial A waveguide converter is obtained.
[0032]
The example shown in FIG. 1 is such that when the shell 33 is fixed to the one wall surface 21 of the waveguide 2, the bottom surface B is flush with the inner surface A of the one wall surface 21 of the waveguide 2. Is formed. Further, the outer shape of the shell is formed in a tapered shape, so that the shell is formed in a shape to be fitted with the taper formed on one wall surface 21 of the waveguide 2. However, as shown in FIG. 2, the bottom surface of the shell 33 may be outside the inner surface A of the one wall surface 21 (the side opposite to the cavity). The point is that the shell 33 only needs to be formed so as to enter the one wall surface 21 so as to be associated with the inner surface of the one wall surface 21 at a fixed distance.
[0033]
In this case, if the position of the bottom surface B is at a certain distance C from the inner surface A of the one wall surface 21, if the coupling pin is fixed so that the protruding length of the coupling pin 31 from the bottom surface B becomes C + H, the above-described example is obtained. Similarly, the coupling pin 31 can be inserted from the inner wall A of the waveguide with a constant insertion length H. Also, the outer shape of the shell 33 is not a tapered shape, and a corresponding shape formed on one wall surface of the waveguide 2 even if it is formed in a step shape as shown in FIG. By simply fitting into the recess, the bottom surface can be firmly aligned and fixed.
[0034]
Further, the present invention is characterized by a structure using a shell in which the coaxial coupling portion is separated from one wall surface of the waveguide, and is limited to a structure in which the other end of the coupling pin is directly connected to a strip line or the like of a circuit board. Absent. For example, as shown in FIG. 3, a structure in which the other end of the coupling pin 31 is connected to the center conductor of the high-frequency connector 38 may be employed. Even when such a high-frequency connector 38 is connected, the high-frequency connector 38 to which the other end of the coupling pin 31 is connected is fixed to the shell 33 so that a constant protrusion length H is obtained from the bottom surface B of the shell 33. If the shell 33 is fixed to one wall surface 21 of the waveguide 2 by an adhesive, welding, brazing, or the like, a very accurate coaxial waveguide converter having a very long insertion length can be formed. Simply by connecting to the connector 38, it is possible to couple with the waveguide with a good degree of coupling. In this case, needless to say, the shell substrate is unnecessary.
[0035]
Also in this case, of course, the bottom surface B of the shell 33 is formed so as to be flush with the inner surface of the one wall surface 21 of the waveguide or at a constant distance (the distance C in the example of FIG. 3). With the connector 38 fixed, the protrusion length C + H of the coupling pin 31 with respect to the bottom surface B can be measured, and the protrusion length can be accurately corrected after fixing. The insertion length of the coupling pin 31 can be made accurate.
[0036]
Further, as shown in FIG. 4, the center conductor (coupling pin) 31 of the coaxial line 37 is positioned from the bottom surface B of the shell 33 so as to have a predetermined dimension C + H. The outer periphery (outer periphery) may be fixed to the shell 33 by soldering or an adhesive or the like, and may be fixed to one wall surface 21 of the waveguide. Even in such a structure, since the projection length of the center conductor (coupling pin) 31 with respect to the bottom surface B of the shell 33 is fixed with an accurate dimension, even if the shell 33 is fixed to one wall surface 21 of the waveguide, No change in insertion length accuracy occurs.
[0037]
Further, in each of the above-described examples, the waveguide 2 is formed in a structure that can be divided by a plane parallel to the one wall surface 21 to which the shell 33 is fixed. However, the waveguide 2 is not divided and is integrally formed. It may be formed. That is, if the waveguide 2 is divided, the length of insertion of the coupling pin 31 into the cavity with respect to the inner surface (the surface in contact with the cavity) of the waveguide 2 can be accurately grasped. Although it is preferable in that the dimensions can be corrected, even if the waveguide is not divided and formed integrally, the bottom surface of the shell with respect to the inner surface is formed at a fixed position, and the coupling pin from the bottom surface of the shell is formed. Is formed so as to have a predetermined length, the insertion length of the coupling pin into the waveguide exactly matches the predetermined length. The relationship between the inner surface of the waveguide and the bottom surface of the shell is determined by pure mechanical dimensions without being affected by thermal deformation during soldering, etc. As a reference, the exact dimensions (C in each of the above examples) can be confirmed.
[0038]
An example of a transceiver using the coaxial waveguide converter having the structure shown in FIG. 1 is shown in FIG. This example is an example of a transceiver for satellite communication. In order to dissipate heat generated inside, a body portion 10 having one wall surface 21 of the waveguide 2 integrated with the housing 1 provided with a large number of heat sinks 11 is shown. Is molded. Then, a cover 22 having a groove constituting the waveguide 2 on the one wall surface 21 is covered with the cover 22 to form the waveguide 2. The coaxial portion 3 is fixed to the one wall surface 21 with the screw 39 to form a coaxial waveguide converter. Both the housing 1 and the cover 22 are made of a light and heat-dissipating material such as aluminum, for example, and are integrally formed by pouring a molten metal such as aluminum into a mold. However, the cover portion 22 need not be formed by molding, but may be formed by machining. A circuit board (not shown in FIG. 5, but provided on the body 10 as in FIG. 8A) in which a transmission / reception circuit is formed is built in the housing 1, and the upper part is shown in the drawing. It is sealed by a lid that does not.
[0039]
As shown in a block diagram of a main part in FIG. 6, for example, an output oscillated by a transmitter 41 such as an FET or a gun oscillator converts an input signal into a frequency by a frequency converter 42, and an amplifier or a filter. , A transmission / reception switching unit 44 such as a circulator, a transmission circuit radiating from an antenna 46 via a coaxial waveguide converter 45 and a waveguide 2, and a reception signal received by the antenna 46 reverses and is transmitted and received. The signal is branched by the switching unit 44, mixed with the signal of the local oscillator 47 by the mixer (MIX) 48, converted into an intermediate frequency signal, sent to the signal processing circuit 50 via the amplifying unit 49 including an amplifier and a filter, and output to a desired signal. Is formed. In the case of the transmitter or the receiver alone, a circuit mainly including the transmission circuit or the reception circuit is formed.
[0040]
As described above, it is necessary to form a waveguide integrally with the housing in the transceiver for satellite communication, and at a very high frequency of 30 GHz, the waveguide size is small, and the circuit board and the waveguide are connected. Even with a transceiver that needs to be made to operate, a transceiver with a very high degree of coupling can be obtained.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, the structure is such that the coaxial coupling portion assembled so that the length of the coupling pin protruding from the bottom surface of the shell using the shell is fixed to one wall surface of the waveguide. The dimensional accuracy of the insertion length of the coupling pin into the waveguide can be very strictly controlled. As a result, even in the case of a coaxial converter for a device such as a transceiver for satellite communication in a high frequency band such as the 30 GHz band and in which coupling characteristics are required very strictly, it has very high performance and high yield. Can be obtained. In addition, since it is not necessary to adjust the characteristics later using a three-stub or the like, the number of steps can be significantly reduced, and the problem of airtightness does not occur. As a result, a very inexpensive and high-performance coaxial waveguide converter, and eventually an electric device such as a transceiver, can be obtained at low cost, which can contribute to the development of high-frequency communication such as satellite broadcasting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure and a manufacturing process of a coaxial waveguide converter according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another configuration example of the coaxial waveguide converter shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the coaxial waveguide converter shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of the coaxial waveguide converter shown in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a transceiver using a coaxial waveguide converter integrally formed with the housing of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a transmission / reception circuit built in the transmitter illustrated in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional coaxial waveguide converter.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of a conventional transceiver and its coaxial waveguide converter.
[Explanation of symbols]
1 housing
2 Waveguide
3 Coaxial coupling part
21 One wall
22 Cover
31 Connecting pin
32 dielectric
33 shell
34 shell board
35 microstrip line

Claims

A rectangular waveguide, and a coaxial coupling portion inserted into one wall surface of the rectangular waveguide, wherein when the coaxial coupling portion is inserted into one wall surface of the rectangular waveguide, the bottom surface is rectangular. A shell formed so as to be flush with the inner surface of the one wall surface of the waveguide or at a fixed distance from the inner surface, and inserted into a through hole of the shell so as to form a coaxial line having the shell as an external conductor. One end of the coupling pin is formed so as to protrude or retract at a predetermined length from the bottom surface of the shell, and the coaxial coupling portion is formed on the one wall surface of the rectangular waveguide. A coaxial waveguide converter wherein a coupling pin having a predetermined dimension is inserted into the rectangular waveguide by being fixed to the rectangular waveguide.

A shell substrate provided with a strip line constituting a part of the circuit board is attached to the surface opposite to the bottom surface of the shell, and the other end of the coupling pin is soldered to the strip line of the shell substrate. 2. The coaxial waveguide converter according to claim 1, wherein said coupling pin is fixed to said shell while keeping a protruding length or a retracted length of one end of said coupling pin constant.

3. The coaxial waveguide converter according to claim 1, wherein the rectangular waveguide has a structure that can be divided by a plane parallel to a wall surface to which the shell is fixed.

A rectangular waveguide is formed integrally with a housing containing a circuit board on which a transmission circuit and / or a reception circuit is formed, and a transceiver formed by coupling a circuit formed on the circuit board with the waveguide. A coaxial waveguide converter for coupling the circuit and the rectangular waveguide is formed in the structure according to claim 1, wherein at least the shell on one wall of the rectangular waveguide to which the shell is fixed is formed. A transceiver in which a fixed part is formed in a structure that can be divided.

(A) forming a shell that can be fixed to one wall surface of the rectangular waveguide so that the bottom surface is flush with the inner surface of the one wall surface or at a fixed distance from the inner surface;
(B) inserting a coupling pin through a dielectric tube into a through hole of the shell so that the shell forms an outer conductor as a predetermined coaxial line;
(C) attaching a shell substrate on which a strip line constituting a part of the circuit board is formed to a surface opposite to a bottom surface of the shell;
(D) aligning the bottom surface of the shell and one end of the coupling pin so as to have a predetermined size, and fixing the other end of the coupling pin to the strip line;
(E) A method of manufacturing a coaxial waveguide converter, wherein the shell is fixed to one wall surface of the rectangular waveguide.