JP2007266868A - Waveguide converter and wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波やミリ波の領域において使用される、高周波回路を形成するマイクロストリップ線路、トリプレート線路、コプレーナ線路等の高周波線路を導波管に変換し、高周波回路とアンテナあるいは高周波回路間を導波管で接続することにより、システムの実装を容易に行なえる導波管変換器に関するものである。 The present invention converts a high-frequency line such as a microstrip line, a triplate line, or a coplanar line that forms a high-frequency circuit, which is used in a microwave or millimeter wave region, into a waveguide. The present invention relates to a waveguide converter that can easily implement a system by connecting them with a waveguide.
情報通信技術の高度化に伴い高周波信号は、1〜30GHzのマイクロ波領域から30〜300GHzのミリ波領域の周波数までを活用することが検討されており、例えば、車間レーダーのようなミリ波の高周波信号を用いた応用システムも提案されるようになっている。 With the advancement of information communication technology, it has been studied to use high-frequency signals from 1 to 30 GHz in the microwave region to 30 to 300 GHz in the millimeter wave region. Application systems using high-frequency signals have also been proposed.
このような高周波用のシステムにおいて、高周波線路のグランド層にスロットを形成し、このグランド層に導波管を電気的に接続して高周波線路のグランド層を導波管の短絡終端として機能させるとともに、このグランド層に形成したスロットを用いて導波管を励振することにより、導波管の短絡終端と励振部の位置関係を固定し、かつ励振源であるスロットと導波管の間に誘電体整合器を介在させて変換特性を安定化させた導波管変換器が提案されている。
しかしながらこのタイプの導波管変換器においては高周波線路の信号導体はスロットが形成されているグランド層と同一面あるいはグランド層をはさんで誘電体整合器の反対側にあり、高周波信号を高周波線路から誘電体整合器に伝送するに当たり、高周波線路を伝送してきた高周波信号の一部が誘電体整合器とは反対の方向に放射してしまい、導波管への変換効率が下がってしまうことがあった。 However, in this type of waveguide converter, the signal conductor of the high-frequency line is on the same plane as the ground layer where the slot is formed or on the opposite side of the dielectric matching device across the ground layer. When transmitting to a dielectric matching device, a part of the high-frequency signal transmitted through the high-frequency line is radiated in the opposite direction to the dielectric matching device, and the conversion efficiency to the waveguide may be reduced. there were.
本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、高周波線路からの外部空間への放射がなく、高効率な導波管変換器およびそれを備えた配線基板を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and an object thereof is to provide a highly efficient waveguide converter and a wiring board including the same without radiation from the high frequency line to the external space. It is in.
本発明の導波管変換器は、第1および第2の面を有し、複数の層からなる誘電体基板と、
この誘電体基板の内層に形成されており、信号導体およびグランド層とからなる高周波線路と、誘電体基板のグランド層が設けられた層に形成されており、高周波線路に電磁気的に結合されたスロットと、誘電体基板内に形成されており、この誘電体基板のスロットが形成されたグランド層と誘電体基板の第2の面との間の領域を囲むシールド導体と、誘電体基板の第1の面におけるスロットに対応する領域に形成された反射導体層とを備えていることを特徴とするものである。
The waveguide converter of the present invention has a first and second surfaces, a dielectric substrate composed of a plurality of layers,
Formed in the inner layer of this dielectric substrate, formed in a layer provided with a signal conductor and a ground layer, and a layer provided with the ground layer of the dielectric substrate, and electromagnetically coupled to the high frequency line A slot, a shield conductor formed in the dielectric substrate, surrounding a region between the ground layer in which the slot of the dielectric substrate is formed, and the second surface of the dielectric substrate; And a reflective conductor layer formed in a region corresponding to the slot on one surface.
本発明の導波管変換器において、好ましくは、グランド層と反射導体層との距離が信号波長の1/4であることを特徴とするものである。 In the waveguide converter according to the present invention, preferably, the distance between the ground layer and the reflective conductor layer is ¼ of the signal wavelength.
本発明の配線基板は、前記導波管変換器を備え、誘電体基板の第1の面が形成された誘電体層に電子部品の収納部が設けられていることを特徴とするものである。 The wiring board of the present invention includes the waveguide converter, and is characterized in that an electronic component housing portion is provided in the dielectric layer on which the first surface of the dielectric substrate is formed. .
本発明の導波管変換器は、第1および第2の面を有し、複数の層からなる誘電体基板と、この誘電体基板の内層に形成されており、信号導体およびグランド層とからなる高周波線路と、誘電体基板のグランド層が設けられた層に形成されており、高周波線路に電磁気的に結合されたスロットと、誘電体基板内に形成されており、この誘電体基板のスロットが形成されたグランド層と誘電体基板の第2の面との間の領域を囲むシールド導体と、誘電体基板の第1の面におけるスロットに対応する領域に形成された反射導体層とを備えていることから、高周波信号を高周波線路からスロットを介して誘電体整合器に伝送するに当たり、高周波線路から外部空間に高周波信号を放射することがなく、高効率な導波管変換器を提供することができる。 The waveguide converter of the present invention has first and second surfaces, and is formed on a dielectric substrate composed of a plurality of layers, and an inner layer of the dielectric substrate, and includes a signal conductor and a ground layer. Formed in a layer provided with a ground layer of a dielectric substrate, a slot electromagnetically coupled to the high frequency line, and a slot formed in the dielectric substrate. A shield conductor that surrounds a region between the ground layer formed with the second surface of the dielectric substrate, and a reflective conductor layer formed in a region corresponding to the slot in the first surface of the dielectric substrate. Therefore, when transmitting a high-frequency signal from a high-frequency line to a dielectric matching device via a slot, a high-efficiency waveguide converter is provided without radiating a high-frequency signal from the high-frequency line to the external space. be able to.
本発明の導波管変換器において、好ましくは、グランド層と反射導体層との距離が信号波長の1/4であることから、高周波線路とスロットが電磁気的に結合する際、スロットから反射導体層側にもれた高周波信号は反射導体層で反射され再びスロットに戻ってきてその大部分がスロットと電磁気的に結合し、高効率な導波管変換器を提供することができる。 In the waveguide converter of the present invention, preferably, the distance between the ground layer and the reflective conductor layer is ¼ of the signal wavelength. Therefore, when the high-frequency line and the slot are electromagnetically coupled, the slot to the reflective conductor The high-frequency signal leaked to the layer side is reflected by the reflective conductor layer and returns to the slot again, and most of the high-frequency signal is electromagnetically coupled to the slot, thereby providing a highly efficient waveguide converter.
本発明の配線基板は、前記導波管変換器を備え、誘電体基板の第1の面が形成された誘電体層に電子部品の収納部が設けられているので電子部品による高周波回路を高効率な導波管変換器に隣接して搭載できるので、アンテナや他の高周波回路と導波管により低損失に接続できる配線基板を提供することができる。 The wiring board according to the present invention includes the waveguide converter, and the electronic component housing portion is provided in the dielectric layer on which the first surface of the dielectric substrate is formed. Since it can be mounted adjacent to an efficient waveguide converter, it is possible to provide a wiring board that can be connected to an antenna or other high-frequency circuit and a waveguide with low loss.
本発明の導波管変換器を図面に基づき詳述する。図1は、本発明の導波管変換器の一例を説明するための概略図であり(a)は上面図、(b)はA−AA断面図である。 The waveguide converter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic views for explaining an example of a waveguide converter according to the present invention. FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-AA.
図1において、1は誘電体基板、2は信号導体、3はグランド層、4は高周波線路、5はスロット、6はシールド導体、7は誘電体整合器、8は反射導体層は、9は接続導体、10は導波管、Tは反射層厚さである。 In FIG. 1, 1 is a dielectric substrate, 2 is a signal conductor, 3 is a ground layer, 4 is a high frequency line, 5 is a slot, 6 is a shield conductor, 7 is a dielectric matching unit, 8 is a reflective conductor layer, 9 is The connecting conductor, 10 is a waveguide, and T is the thickness of the reflective layer.
この本発明の導波管変換器の例では、誘電体基板1と、誘電体基板1の内層に形成された信号導体2と、グランド層3から高周波線路4が構成されている。グランド層3には高周波線路4と電磁気的に結合するスロット5が形成されている。スロット5と誘電体基板1の第2の面との間の層にスロット5と誘電体基板1の第2の面との間の領域を囲むようにシールド導体6が形成されて誘電体整合器7が形成されている。誘電体基板1の第1の面には反射導体層8が形成され、この反射導体層8はグランド層3から反射層厚さTだけ隔たっておりお互いに接続導体9で電気的に接続されている。導波管10の開放端を誘電体基板1の第2の面においてシールド導体6と電気的に接続することにより、高周波線路4が導波管10に変換される。
In the example of the waveguide converter of the present invention, a
この場合高周波線路4の先端は開放され、高周波線路4とスロット5は先端開放により電磁気的に結合されている。グランド層3は導波管10の短絡終端として機能し、スロット5は導波管10の短絡終端面から導波管10を励振する。誘電体整合器7は導波管10の励振源であるスロット5と導波管10との整合をとる整合器として機能する。高周波信号が高周波線路4からスロット5を介して誘電体整合器7に伝送するに当たり、高周波信号の一部は反射導体層8側にもれるが、反射導体層8がスロット5に対応する領域を覆っているので反射導体層8側にもれた信号は反射導体層8で反射され再びスロット5に戻ってきてその大部分がスロット5と電磁気的に結合するので、高周波信号が高周波線路4から外部空間に放射されることがない。すなわち高周波線路4を伝送してきた高周波信号のすべてをスロット5を介して誘電体整合器7に伝送することができるので高効率な導波管変換器を提供できる。このとき反射導体層8とグランド層3との反射層厚さTを信号波長の1/4倍にすると、スロット5から反射導体層8側にもれた信号は反射導体層8で反射して再びスロット5に戻ってくる。このときのもれた信号の光路長は往復で信号波長の1/2倍になり位相が反転する。また反射導体層8における反射は導体による反射なので位相が反転する。もれた信号の位相はこれら光路長と反射による位相変化を合計すると元の位相に戻ることになり、高周波線路4からスロット5に直接結合した信号と同じ位相になりお互いに強め合って誘電体整合器7に伝送し、高効率な導波管変換器を提供することができる。
In this case, the tip of the high-
この導波管変換器の反射層の構造は先に述べた従来の導波管変換器の構造に似ているがその動作原理上まったく異なるものである。従来の導波管変換器の導波管の励振源は信号導体である。したがって導波管変換特性を良好にするには信号導体と短絡終端面との距離を信号波長の1/4倍に調整する必要がある。本発明の導波管変換器の反射層において高周波線路4からの高周波信号のもれは高周波線路4の不連続点であるスロット5から発生する。したがって本発明の導波管変換器ではスロット5が形成されたグランド層3と反射導体層8との距離である反射層の厚さTを信号波長の1/4倍にするのが良い。
The structure of the reflection layer of this waveguide converter is similar to the structure of the conventional waveguide converter described above, but is completely different in terms of its operating principle. The waveguide excitation source of the conventional waveguide converter is a signal conductor. Therefore, in order to improve the waveguide conversion characteristics, it is necessary to adjust the distance between the signal conductor and the short-circuit termination surface to 1/4 times the signal wavelength. In the reflection layer of the waveguide converter of the present invention, the leakage of the high frequency signal from the
図2は、本発明の導波管変換器の一例を説明するための概略図であり(a)は上面図、(b)はB−BB断面図である。 2A and 2B are schematic views for explaining an example of the waveguide converter of the present invention. FIG. 2A is a top view, and FIG. 2B is a B-BB sectional view.
図2において、図1と同じ部位に図1と同じ記号を付けている。この本発明の導波管変換器の例は高周波線路4がコプレーナ線路の場合である。この例では誘電体基板1と、信号導体2と、グランド層3で高周波線路4としてコプレーナ線路が形成されている。このコプレーナ線路とスロット5は信号導体2の先端短絡により電磁気的に結合している。このように高周波線路4から見て誘電体整合器7と反対の側に反射導体層8を形成することにより、高周波線路4から反射導体層8側にもれた高周波信号を反射導体層8で反射させ、最終的に誘電体整合器7に伝送することができ高効率な導波管変換器を提供することができる。
In FIG. 2, the same parts as those in FIG. An example of the waveguide converter of the present invention is a case where the high-
図3は、本発明の配線基板の一例を説明するための概略図であり(a)は上面図、(b)はC−CC断面図である。 3A and 3B are schematic views for explaining an example of the wiring board according to the present invention. FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line C-CC.
図3において、図1と同じ部位には図1と同じ記号を付けており、誘電体基板1の第1の面を形成している層を一部削除して収納部11を形成している。収納部11には電子部品12が搭載され、電子部品12は導波管変換器の信号導体2とワイヤーボンディング13で電気的に接続されている。このような構成にすることによりに電子部品12による高周波回路を高効率な導波管変換器に隣接して搭載できるので、アンテナや他の高周波回路と導波管10により低損失に接続できる配線基板を提供することができる。
In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and a part forming the first surface of the
なお、本発明は、以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1:誘電体基板
2:信号導体
3:グランド層
4:高周波線路
5:スロット
6:シールド導体
7:誘電体整合器
8:反射導体層
9:接続導体
10:導波管
1: Dielectric substrate 2: Signal conductor 3: Ground layer
4: High-frequency line 5: Slot 6: Shield conductor 7: Dielectric matching unit 8: Reflective conductor layer
9: Connection conductor
10: Waveguide
Claims (3)
該誘電体基板の内層に形成されており、信号導体およびグランド層とからなる高周波線路と、
前記誘電体基板の前記グランド層が設けられた層に形成されており、前記高周波線路に電磁気的に結合されたスロットと、
前記誘電体基板内に形成されており、前記誘電体基板の前記スロットが形成された前記グランド層と前記誘電体基板の前記第2の面との間の領域を囲むシールド導体と、
前記誘電体基板の前記第1の面における前記スロットに対応する領域に形成された反射導体層とを備えていることを特徴とする導波管変換器。 A dielectric substrate having first and second surfaces and comprising a plurality of layers;
A high-frequency line formed on the inner layer of the dielectric substrate, comprising a signal conductor and a ground layer;
Formed in a layer provided with the ground layer of the dielectric substrate, and a slot electromagnetically coupled to the high-frequency line;
A shield conductor formed in the dielectric substrate and surrounding a region between the ground layer in which the slot of the dielectric substrate is formed and the second surface of the dielectric substrate;
A waveguide converter, comprising: a reflective conductor layer formed in a region corresponding to the slot on the first surface of the dielectric substrate.
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JP2006087613A JP2007266868A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Waveguide converter and wiring board |
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