JP2007228036A - Waveguide/microstrip line converter - Google Patents
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Description
この発明は、短絡面とプローブ導体が形成された誘電体基板との間の距離を従来のものよりも短くでき、かつ、その距離を任意に設定することができる導波管/マイクロストリップ線路変換器に関するものである。 The present invention provides a waveguide / microstrip line conversion in which the distance between the short-circuit surface and the dielectric substrate on which the probe conductor is formed can be made shorter than the conventional one, and the distance can be set arbitrarily. It is about a vessel.
従来の導波管/マイクロストリップ変換器は、先端開放型のプローブ導体と、それに接続されるマイクロストリップ線路が形成された誘電体基板を、導波管短絡面から導波管管内波長の約1/4となる距離、すなわち、導波管内の磁界が最大となる位置の前記導波管側壁に設けた誘電体基板挿入口から挿入することにより、導波管の伝搬モードとマイクロストリップ線路の伝搬モードを良く結合させることができ、導波管を伝搬してきたマイクロ波は、大きな反射を生じることなくマイクロストリップ線路に伝搬させることができる(例えば、特許文献1及び2参照)。
In the conventional waveguide / microstrip converter, a dielectric substrate on which an open-ended probe conductor and a microstrip line connected thereto are formed is connected to the waveguide short-circuit surface by about 1 wavelength within the waveguide. / 4, that is, by inserting through the dielectric substrate insertion port provided on the side wall of the waveguide at the position where the magnetic field in the waveguide is maximized, the propagation mode of the waveguide and the propagation of the microstrip line The modes can be well coupled, and the microwave propagating through the waveguide can be propagated to the microstrip line without causing large reflection (see, for example,
従来の導波管/マイクロストリップ線路変換器は、短絡面とプローブ導体が形成された誘電体基板との間に導波管管内波長の約1/4の距離を有する空間が必ず必要であり、この空間を確保することが困難な装置への搭載が難しいという問題点があった。 In the conventional waveguide / microstrip line converter, a space having a distance of about ¼ of the wavelength in the waveguide is necessarily required between the short-circuit surface and the dielectric substrate on which the probe conductor is formed. There is a problem that it is difficult to mount the device on a device that is difficult to secure this space.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、短絡面とプローブ導体が形成された誘電体基板との間の距離を従来の導波管/マイクロストリップ変換器よりも短くでき、かつ、その距離を任意に設定することができる導波管/マイクロストリップ線路変換器を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to convert the distance between the short-circuit surface and the dielectric substrate on which the probe conductor is formed into a conventional waveguide / microstrip conversion. It is possible to obtain a waveguide / microstrip line converter that can be made shorter than the device and whose distance can be set arbitrarily.
さらに、導波管管内波長の約1/4の距離を有する空間の確保が困難な装置へも搭載可能で、T分岐回路と組み合わせることで導波管出力を2分配する機能を持ち、小型化することができる導波管/マイクロストリップ線路変換器を得るものである。 In addition, it can be installed in devices where it is difficult to secure a space having a distance of about ¼ of the wavelength in the waveguide, and it has the function of distributing the waveguide output in two by combining with a T-branch circuit. A waveguide / microstrip line converter is obtained.
この発明に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、導波管と、前記導波管の側壁に設けられた窓から挿入された誘電体基板とを設け、前記導波管は、挿入された前記誘電体基板からみて、一方に短絡面を有するとともに、他方に導波管の内壁から内部方向に突出した隔壁導体を有し、前記誘電体基板は、一方の面に形成されたストリップ導体及び前記ストリップ導体と電気的に接続される先端開放型のプローブ導体を有するとともに、前記一方の面の反対側の面に形成された地導体を有するものである。 The waveguide / microstrip line converter according to the present invention includes a waveguide and a dielectric substrate inserted from a window provided on a side wall of the waveguide, and the waveguide is inserted. The dielectric substrate has a short-circuit surface on one side and a partition conductor protruding inward from the inner wall of the waveguide on the other side, and the dielectric substrate is a strip conductor formed on one surface. And an open-ended probe conductor electrically connected to the strip conductor, and a ground conductor formed on the surface opposite to the one surface.
この発明に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、短絡面とプローブ導体が形成された誘電体基板との間の距離を従来の導波管/マイクロストリップ変換器よりも短くでき、かつ、その距離を任意に設定することができるという効果を奏する。 In the waveguide / microstrip line converter according to the present invention, the distance between the short-circuit surface and the dielectric substrate on which the probe conductor is formed can be shorter than that of the conventional waveguide / microstrip converter, and There is an effect that the distance can be arbitrarily set.
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図1を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
A waveguide / microstrip line converter according to
図1において、この実施の形態1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、短絡面6と出力開口部7を持つ導波管1と、導波管1の管壁を一部取り除いた窓3から挿入された誘電体基板2と、誘電体基板2の一方の面に形成されたストリップ導体4aと、誘電体基板2のストリップ導体4aが形成された面の反対側の面に形成された地導体4bと、誘電体基板2のストリップ導体4aが形成された面と同一の面に形成され、ストリップ導体4aと電気的に接続される先端開放型のプローブ導体5と、導波管1の管壁から導波管1の内部に突出した隔壁導体8とが設けられている。
In FIG. 1, the waveguide / microstrip line converter according to the first embodiment has a
誘電体基板2は、誘電体基板2に形成されたプローブ導体5が導波管1の内部に配置されるように、窓3から導波管1内に挿入される。また、誘電体基板2に形成された地導体4bは、導波管1と電気的に接続されている。隔壁導体8は、導波管1に挿入された誘電体基板2と対向する導波管1の管壁で、かつ、誘電体基板2より出力開口部7側に配置される。さらに、誘電体基板2の一方の面に形成されたストリップ導体4aと、ストリップ導体4aが形成された面の反対側の面に形成された地導体4bにより、マイクロストリップ線路4を構成している。なお、図1において、導波管の肉厚、誘電体基板2の支持用部材などは、説明の便宜上省略している。
The
つぎに、この実施の形態1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the waveguide / microstrip line converter according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
マイクロストリップ線路4からマイクロ波を入力する場合を考える。マイクロストリップ線路4から入力されたマイクロ波は、プローブ導体5により導波管1内に電界を形成する。その電界が隔壁導体8に集中し、これを波源として導波管1内にマイクロ波が放射され、導波管1内をマイクロ波が伝搬する。
Consider a case where a microwave is input from the
プローブ導体5により形成される電界が隔壁導体8に集中することにより、プローブ導体5と導波管1との接続部のインピーダンスに対して、コンダクタンス分(実部)を大きく変えることなく、サセプタンス分(虚部)を付加することができるため、プローブ導体5と隔壁導体8の寸法および位置関係を適切に選ぶことにより、プローブ導体5からみて導波管管内波長の約1/4よりも短くなる位置に設けられた短絡面6からの反射をプローブ導体5と導波管1との接続部のインピーダンスに付加したサセプタンス分で打ち消すことができ、マイクロストリップ線路4から導波管1へ線路変換が可能になる。
By concentrating the electric field formed by the
以上のような構成とすることにより、従来必要であった導波管管内波長の約1/4という、誘電体基板2から短絡面6まで距離を短くした、従来よりも小型な導波管/マイクロストリップ線路変換器を得ることができる。また、隔壁導体8の配置位置、および、寸法を調整することにより、誘電体基板2からみた短絡面6までの距離を任意の距離とすることが可能であることは云うまでもない。例えば、誘電体基板2と隔壁導体8の距離を、導波管1における管内波長の1/10以下としたり、誘電体基板2と短絡面6の距離を、導波管1における管内波長の1/8以下としたりしてもよい。
By adopting the above-described configuration, the distance from the
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図2を参照しながら説明する。図2は、この発明の実施の形態2に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
A waveguide / microstrip line converter according to
図2において、この実施の形態2に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、上記の実施の形態1の構成に加えて、隔壁導体8と対向する導波管1の管壁から突出する導体板9と、出力開口部11a、11bを持ち、隔壁導体8および導体板9をその管壁の一部とするように導波管1に接続される分岐導波管10とが設けられている。分岐導波管10は、隔壁導体8および導体板9をその管壁の一部として導波管1と接続されることにより、T分岐回路を構成している。なお、導波管の肉厚などは説明の便宜上省略している。また、上記の実施の形態1と同じものに関しては、同一の符号を付している。
In FIG. 2, the waveguide / microstrip line converter according to the second embodiment protrudes from the tube wall of the
このような構成とすることにより、隔壁導体8を導波管/マイクロストリップ線路変換の誘電体基板から導波管短絡面までの距離を短くするための部材として用いるとともに、導体板9と組み合わせて、T分岐回路の特性調整用部材として用いることができるため、小型で、かつ、導波管1の出力を2分配する機能を有する導波管/マイクロストリップ線路変換器を得ることができる。
With this configuration, the
また、隔壁導体8の配置位置、および、寸法を調整することにより、誘電体基板2からみた短絡面6までの距離を任意の距離とすることが可能であることは云うまでもない。また、導体板9の寸法を調整することにより、T分岐回路の分配特性を調整することが可能であることは云うまでもない。
It goes without saying that the distance from the
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図3を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態3に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
A waveguide / microstrip line converter according to
図3において、この実施の形態3に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、ストリップ導体4a、地導体4b、プローブ導体5を持つ誘電体基板2と、出力開口部7と隔壁導体8を持つ第1の導波管12と、短絡面6を持ち、かつ、第1の導波管12と同じ大きさの開口を持つ第2の導波管13とが設けられている。
3, the waveguide / microstrip line converter according to the third embodiment includes a
誘電体基板2には、マイクロストリップ線路4と同一の面上で、かつ、第1の導波管12の肉厚に相当する部分(斜線部)に形成される接地導体14と、接地導体14と地導体4bを電気的に接続するためのスルーホール15とが設けられている。また、ストリップ導体4aを跨ぐように、切り欠き16が第1の導波管12に設けられている。誘電体基板2が表裏逆になった場合には、ストリップ導体4aを跨ぐように、同様に切り欠き16が第2の導波管13に設けられる。図3において、導波管の肉厚などは説明の便宜上省略している。また、上記の実施の形態1と同じものに関しては、同一の符号を付している。
On the
地導体4bは、第2の導波管13の開口形状に相当する部分の導体を除くように形成され、接地導体14、スルーホール15及び地導体4bにより、第1の導波管12と第2の導波管13が電気的に接続されるように第1の導波管12と第2の導波管13で誘電体基板2を挟むことで、導波管/マイクロストリップ線路変換器を構成している。
The
このような構成とすることにより、上記の実施の形態1で示した導波管1に設けられた窓3が小さくなり、窓3から挿入する誘電体基板2の微細加工が困難となる高周波領域においても、上記の実施の形態1と同様の効果を持つ導波管/マイクロストリップ線路変換器を容易に得ることができる。また、隔壁導体8の配置位置、および、寸法を調整することにより、誘電体基板2からみた短絡面6までの距離を任意の距離とすることが可能であることは云うまでもない。例えば、誘電体基板2と隔壁導体8の距離を、第1の導波管12における管内波長の1/10以下としたり、誘電体基板2と短絡面6の距離を、第1の導波管12における管内波長の1/8以下としたりしてもよい。
By adopting such a configuration, the
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態4に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
A waveguide / microstrip line converter according to
図4において、この実施の形態4に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、ストリップ導体4a、地導体4b、プローブ導体を持つ5誘電体基板2と、出力開口部7と隔壁導体8を持つ第1の導波管12と、短絡面6を持ち、かつ、第1の導波管12と同じ大きさの開口を持つ第2の導波管13と、隔壁導体8と対向する第1の導波管12の管壁から突出する導体板9と、出力開口部11a、11bを持ち、第1の導波管12に接続され、かつ、隔壁導体8および導体板9をその管壁の一部とする分岐導波管10とが設けられている。なお、導波管の肉厚などは説明の便宜上省略している。また、上記の実施の形態2、および、実施の形態3と同じものに関しては、同一の符号を付している。
4, the waveguide / microstrip line converter according to the fourth embodiment includes a five-
分岐導波管10は、隔壁導体8および導体板9をその管壁の一部として第1の導波管12と接続されることにより、T分岐回路を構成している。
The
このような構成とすることにより、隔壁導体8を導波管/マイクロストリップ線路変換の誘電体基板2から短絡面6までの距離を短縮するための部材として用いるとともに、導体板9と組み合わせて、T分岐回路の特性調整用部材として用いることができるため、小型で、かつ、第1の導波管12の出力を2分配する機能を有する導波管/マイクロストリップ線路変換器を得ることができる。また、隔壁導体8の配置位置、および、寸法を調整することにより、誘電体基板2からみた短絡面6までの距離を任意の距離とすることが可能であることは云うまでもない。さらに、導体板9の寸法を調整することにより、T分岐回路の分配特性を調整することが可能であることは云うまでもない。
With such a configuration, the
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図5を参照しながら説明する。図5は、この発明の実施の形態5に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
A waveguide / microstrip line converter according to
上記の実施の形態1では、プローブ導体5および誘電体基板2上に形成されるストリップ導体4aに、それぞれに均一な幅の導体を用いているが、この実施の形態5では、複数の幅の導体を用いることで、周波数帯域幅を調整することが可能となる。
In the first embodiment, conductors having uniform widths are used for the strip conductors 4a formed on the
図5において、この実施の形態5に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、短絡面6と出力開口部7を持つ導波管1と、導波管1の管壁を一部取り除いた窓3から挿入された誘電体基板2と、誘電体基板2のストリップ導体17が形成された面の反対側の面に形成された地導体4bと、誘電体基板2のストリップ導体17が形成された面と同一の面に形成され、ストリップ導体17と電気的に接続されるプローブ導体18と、導波管1の管壁から導波管1の内部に突出した隔壁導体8とが設けられている。なお、導波管の肉厚などは説明の便宜上省略している。また、上記の実施の形態1と同じものに関しては、同一の符号を付している。
In FIG. 5, the waveguide / microstrip line converter according to the fifth embodiment has a
ストリップ導体17は、複数の導体幅によって構成され、プローブ導体18も、複数の導体幅によって構成される。
The
このような構成とすることにより、隔壁導体8で導波管/マイクロストリップ線路変換の誘電体基板2から短絡面6までの距離を短縮するとともに、複数の導体幅でストリップ導体17およびプローブ導体18を構成することにより、周波数帯域幅を調整することができ、かつ、小型の導波管/マイクロストリップ線路変換器を得ることができる。
With such a configuration, the distance from the
また、上記の実施の形態2〜4の導波管/マイクロストリップ線路変換器でも、ストリップ導体4aおよびプローブ導体5を、複数の幅の導体をもつストリップ導体17およびプローブ導体18で置き換えることにより、同様の効果を得られることは云うまでもない。また、ストリップ導体17およびプローブ導体18ともに複数の導体幅をもつ構成としたが、どちらか一方でも構わない。さらに、隔壁導体8の配置位置、および、寸法を調整することにより、誘電体基板2からみた短絡面6までの距離を任意の距離とすることが可能であることは云うまでもない。
In the waveguide / microstrip line converters of the above-described second to fourth embodiments, the strip conductor 4a and the
1 導波管、2 誘電体基板、3 窓、4 マイクロストリップ線路、4a ストリップ導体、4b 地導体、5 プローブ導体、6 短絡面、7 出力開口部、8 隔壁導体、9 導体板、10 分岐導波管、11a、11b 出力開口部、12 第1の導波管、13 第2の導波管、14 接地導体、15 スルーホール、17 ストリップ導体、18 プローブ導体。 1 waveguide, 2 dielectric substrate, 3 window, 4 microstrip line, 4a strip conductor, 4b ground conductor, 5 probe conductor, 6 short-circuit surface, 7 output opening, 8 bulkhead conductor, 9 conductor plate, 10 branching conductor Wave tube, 11a, 11b Output aperture, 12 First waveguide, 13 Second waveguide, 14 Ground conductor, 15 Through hole, 17 Strip conductor, 18 Probe conductor.
Claims (10)
前記導波管の側壁に設けられた窓から挿入された誘電体基板とを備え、
前記導波管は、挿入された前記誘電体基板からみて、一方に短絡面を有するとともに、他方に導波管の内壁から内部方向に突出した隔壁導体を有し、
前記誘電体基板は、一方の面に形成されたストリップ導体及び前記ストリップ導体と電気的に接続される先端開放型のプローブ導体を有するとともに、前記一方の面の反対側の面に形成された地導体を有する
ことを特徴とする導波管/マイクロストリップ線路変換器。 A waveguide;
A dielectric substrate inserted from a window provided on a side wall of the waveguide,
The waveguide has a short-circuited surface on one side, as viewed from the inserted dielectric substrate, and a partition wall conductor protruding inward from the inner wall of the waveguide on the other side,
The dielectric substrate has a strip conductor formed on one surface and an open-ended probe conductor electrically connected to the strip conductor, and a ground formed on a surface opposite to the one surface. A waveguide / microstrip line converter comprising a conductor.
ことを特徴とする請求項1記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 The waveguide / microstrip line converter according to claim 1, wherein a distance between the dielectric substrate and the partition conductor is 1/10 or less of an in-tube wavelength in the waveguide.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 The waveguide / microstrip line converter according to claim 1 or 2, wherein a distance between the dielectric substrate and the short-circuit plane is 1/8 or less of an in-tube wavelength in the waveguide.
前記導波管は、前記隔壁導体と対向する導波管の内壁から内部方向に突出した導体板をさらに有し、
前記隔壁導体と前記導体板が前記分岐導波管の管壁の一部を構成するように、前記導波管と前記分岐導波管を接続した
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 A branching waveguide having output openings at both ends;
The waveguide further includes a conductor plate protruding inward from an inner wall of the waveguide facing the partition conductor,
The waveguide and the branch waveguide are connected such that the partition conductor and the conductor plate constitute a part of a tube wall of the branch waveguide. A waveguide / microstrip line converter as described.
一方の開口部に短絡面を有する第2の導波管と、
前記第1の導波管及び前記第2の導波管により挟まれた誘電体基板とを備え、
前記誘電体基板は、一方の面に形成されたストリップ導体、前記ストリップ導体と電気的に接続される先端開放型のプローブ導体、及び前記プローブ導体を囲むように形成された接地導体を有するとともに、前記一方の面の反対側の面に一部の導体を取り除くように形成された地導体を有し、一方の面に形成された前記接地導体と反対側の面に形成された前記地導体とを電気的に接続するスルーホールをさらに有し、
前記ストリップ導体と前記プローブ導体が接続される部分に相当する位置で、前記第1の導波管、あるいは前記第2の導波管に切り欠きを設けた
ことを特徴とする導波管/マイクロストリップ線路変換器。 A first waveguide having a bulkhead conductor projecting inward from the inner wall;
A second waveguide having a short-circuited surface in one opening;
A dielectric substrate sandwiched between the first waveguide and the second waveguide,
The dielectric substrate has a strip conductor formed on one surface, an open-ended probe conductor electrically connected to the strip conductor, and a ground conductor formed so as to surround the probe conductor, A ground conductor formed to remove a part of the conductor on a surface opposite to the one surface, and the ground conductor formed on a surface opposite to the ground conductor formed on the one surface; Further having a through hole for electrically connecting
A notch is provided in the first waveguide or the second waveguide at a position corresponding to a portion where the strip conductor and the probe conductor are connected to each other. Stripline converter.
ことを特徴とする請求項5記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 The waveguide / microstrip line converter according to claim 5, wherein a distance between the dielectric substrate and the partition conductor is 1/10 or less of an in-tube wavelength in the first waveguide.
ことを特徴とする請求項5又は6記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 The waveguide / microstrip line converter according to claim 5 or 6, wherein a distance between the dielectric substrate and the short-circuit plane is 1/8 or less of an in-tube wavelength in the first waveguide. .
前記第1の導波管は、前記隔壁導体と対向する導波管の内壁から内部方向に突出した導体板をさらに有し、
前記隔壁導体と前記導体板が前記分岐導波管の管壁の一部を構成するように、前記第1の導波管と前記分岐導波管を接続した
ことを特徴とする請求項5、6又は7記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 A branching waveguide having output openings at both ends;
The first waveguide further includes a conductor plate protruding inward from an inner wall of the waveguide facing the partition conductor,
6. The first waveguide and the branch waveguide are connected so that the partition conductor and the conductor plate constitute a part of a tube wall of the branch waveguide. 8. The waveguide / microstrip line converter according to 6 or 7.
ことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれかに記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 The waveguide / microstrip line converter according to any one of claims 1 to 8, wherein the probe conductor formed on the dielectric substrate has a plurality of conductor widths.
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれかに記載の導波管/マイクロストリップ線路変換器。 The waveguide / microstrip line converter according to any one of claims 1 to 9, wherein the strip conductor formed on the dielectric substrate has a plurality of conductor widths.
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