JP2010283625A

JP2010283625A - マジックｔ

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Publication number: JP2010283625A
Application number: JP2009135635A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uchimura; 弘志内村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: JP5289196B2

Abstract

【課題】高周波領域で使用できる薄型化が可能なマジックＴを提供する。
【解決手段】第１の管壁11，第２の管壁12，第３の管壁13，第４の管壁14に囲まれた第１の方形導波管型高周波線路10と、第１の管壁21，第２の管壁22、第３の管壁23，第４の管壁24に囲まれた第２の方形導波管型高周波線路20で構成され、第１の管壁11と21が同一平面上に位置するように、方形導波管型高周波線路10の第３の管壁13に方形導波管型高周波線路20が接続されたＨ面Ｔ分岐構造60と、方形導波管型高周波線路10の第１の管壁11に形成された、方形導波管型高周波線路20の第１の管壁21の幅方向の中心線上に位置する、方形導波管型高周波線路20の長さ方向に長いスロット51と、スロット51に電磁気的に結合された高周波線路30から構成されたマジックＴとする。高周波で使用できる薄型化が可能なマジックＴが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミリ波等の高周波領域で使用されるマジックＴに関するものであり、特に方形導波管型高周波線路を用いたマジックＴに関するものである。

ミリ波等の高周波領域で使用されるマジックＴとして、方形導波管のＨ面Ｔ分岐とＥ面Ｔ分岐とを組み合わせたものが知られている（例えば、非特許文献１を参照。）。また、複数の誘電体層を積層した誘電体中にマジックＴを構成したものが提案されている（例えば特許文献１を参照。）。

特開2001-156510

小西良弘著，「マイクロ波回路の基礎とその応用」，第２版，総合電子出版社，1992年２月，203〜204頁

しかしながら、非特許文献１のマジックＴにおいては、方形導波管が互いに直交する３方向に引き出される３次元的な構造であるため薄型化が困難であり、また、製造工程が複雑で量産性が悪いという問題があった。また、特許文献１のマジックＴにおいては、積層体の厚みがある程度必要になるという課題があった。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、高周波領域で使用できる薄型化が可能なマジックＴを提供することにある。

本発明のマジックＴは、１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１および第２の方形導波管型高周波線路で構成され、各々の前記第１の管壁が同一平面上に位置するように、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第３の管壁に前記第２の方形導波管型高周波線路が接続されたＨ面Ｔ分岐構造と、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁に形成された、前記第２の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁の幅方向の中心線上に位置する、前記第２の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長いスロットと、該スロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明のマジックＴは、１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１および第２の方形導波管型高周波線路で構成され、各々の前記第３の管壁が同一平面上に位置するように、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁に前記第２の方形導波管型高周波線路が接続されたＥ面Ｔ分岐構造と、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第３の管壁に形成された、前記第２の方形導波管型高周波線路の前記第３の管壁の幅方向の中心線上に重心が位置する、前記第１の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長いスロットと、該スロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路とを備えることを特徴とするものである。

さらに、本発明のマジックＴは、上記各構成において、前記第３の高周波線路は、方形導波管型高周波線路，ＮＲＤガイド，ストリップライン，グランド付きコプレーナウエイブガイドおよびマイクロストリップラインのいずれかであることを特徴とするものである。

またさらに、本発明のマジックＴは、１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１の方形導波管型高周波線路と、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁に形成された、前記第１の方形導波管型高周波線路の幅方向に長い第１のスロットと、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第２の管壁に前記第３または第４の管壁に沿って形成された、俯瞰して前記１対のＨ面を重ねて見たときに前記第１のスロットの幅方向の中心線上に重心が位置する、前記第１の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長い第２のスロットと、前記第１のスロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路と、前記第２のスロットに電磁気的に結合された第４の高周波線路とを備えることを特徴とするものである。

さらにまた、本発明のマジックＴは、上記構成において、前記第３および第４の高周波線路は、方形導波管型高周波線路，ＮＲＤガイド，ストリップライン，グランド付きコプレーナウエイブガイドおよびマイクロストリップラインのいずれかであることを特徴とするものである。

なお、本明細書において、幅方向の中心線とは、幅方向の中心を結んで得られる直線をその両側に延長した直線のことである。

本発明のマジックＴによれば、１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１および第２の方形導波管型高周波線路で構成され、各々の第１の管壁が同一平面上に位置するように、第１の方形導波管型高周波線路の第３の管壁に第２の方形導波管型高周波線路が接続されたＨ面Ｔ分岐構造と、第１の方形導波管型高周波線路の第１の管壁に形成された、第２の方形導波管型高周波線路の第１の管壁の幅方向の中心線上に位置する、第２の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長いスロットと、スロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路から構成されていることから、第３の高周波線路における信号伝播方向を、第１及び第２の方形導波管型高周波線路のＨ面と平行になるように形成することができるので、平面的な回路構成とすることができ、薄型化が可能なマジックＴを得ることができる。

また、本発明のマジックＴによれば、１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１および第２の方形導波管型高周波線路で構成され、各々の第３の管壁が同一平面上に位置するように、第１の方形導波管型高周波線路の第１の管壁に第２の方形導波管型高周波線路が接続されたＥ面Ｔ分岐構造と、第１の方形導波管型高周波線路の第３の管壁に形成された、第２の方形導波管型高周波線路の第３の管壁の幅方向の中心線上に重心が位置する、第１の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長いスロットと、スロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路から構成されていることから、第３の高周波線路における信号伝播方向を、第１及び第２の方形導波管型高周波線路のＥ面と平行になるように形成することができるので、平面的な回路構成とすることができ、薄型化が可能なマジックＴを得ることができる。

さらに、本発明のマジックＴによれば、第３の高周波線路は、方形導波管型高周波線路，ＮＲＤガイド，ストリップライン，グランド付きコプレーナウエイブガイドおよびマイクロストリップラインのいずれかで構成されているときには、伝送損失が小さく、また様々な回路に適用できるマジックＴを得ることができる。

またさらに、本発明のマジックＴによれば、１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１の方形導波管型高周波線路と、第１の方形導波管型高周波線路の第１の管壁に形成された、第１の方形導波管型高周波線路の幅方向に長い第１のスロットと、第１の方形導波管型高周波線路の第２の管壁に第３または第４の管壁に沿って形成された、俯瞰して１対のＨ面を重ねて見たときに第１のスロットの幅方向の中心線上に重心が位置する、第１の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長い第２のスロットと、第１のスロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路と、第２のスロットに電磁気的に結合された第４の高周波線路から構成されていることから、第３および第４の高周波線路における信号伝播方向を、第１の方形導波管型高周波線路のＨ面と平行になるように形成することができるので、平面的な回路構成とすることができ、薄型化が可能なマジックＴを得ることができる。

さらにまた、本発明のマジックＴによれば、第３および第４の高周波線路は、方形導波管型高周波線路，ＮＲＤガイド，ストリップライン，グランド付きコプレーナウエイブガイドおよびマイクロストリップラインのいずれかで構成されているときには、伝送損失が小さく、また様々な回路に適用できるマジックＴを得ることができる。

本発明の実施の形態の第１の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態の第２の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態の第３の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態の第４の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態の第５の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態の第４の例のマジックＴの具体的な設計例を示す図である。本発明の実施の形態の第４の例のマジックＴの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフであり、Ｓ21、Ｓ31、Ｓ11、Ｓ41の周波数依存性を示すグラフである。本発明の実施の形態の第４の例のマジックＴの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフであり、Ｓ24、Ｓ34、Ｓ44の周波数依存性を示すグラフである。本発明の実施の形態の第４の例のマジックＴの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフであり、Ｓ22、Ｓ33の周波数依存性を示すグラフである。

以下、本発明のマジックＴを添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
（実施の形態の第１の例）
図１は本発明の実施の形態の第１の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。

本例のマジックＴは、図１に示すように、１対のＨ面となる互いに対向した第１の管壁11および第２の管壁12ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３の管壁13および第４の管壁14に囲まれた矩形断面を有する第１の方形導波管型高周波線路10と、１対のＨ面となる互いに対向した第１の管壁21および第２の管壁22ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３の管壁23および第４の管壁24に囲まれた矩形断面を有する第２の方形導波管型高周波線路20とで構成され、各々の第１の管壁11，21が同一平面上に位置するように、第１の方形導波管型高周波線路10の第３の管壁13に第２の方形導波管型高周波線路20が接続されたＨ面Ｔ分岐構造60と、第１の方形導波管型高周波線路10の第１の管壁11に形成された、第２の方形導波管型高周波線路20の第１の管壁21の幅方向の中心線上に位置する、第２の方形導波管型高周波線路20の長さ方向に長いスロット51と、スロット51に電磁気的に結合された第３の高周波線路30から構成されている。このスロット51の長さは概ね１／２波長の長さに設定されている。また、第３の高周波線路30は、第１の方形導波管型高周波線路10の第１の管壁11からなる接地導体と、第１の管壁11の上に配置された誘電体37と、誘電体37上に配置されたストリップ導体36とで構成されたマイクロストリップラインである。マイクロストリップラインのストリップ導体36は、俯瞰してストリップ導体36とスロット51とを重ねて見たときに、スロット51のほぼ中央でスロット51と直交するように配置されている。また、ストリップ導体36の長さ方向の一方端は、スロット51の中心から、ストリップ導体36を伝播する高周波信号の波長の１／４の長さの位置にあり、スタブを形成している。また、ストリップ導体36の他方端はポートＰ４が形成されている。さらに、第１の方形導波管型高周波線路10の両端にはポートＰ２およびポートＰ３が形成され、第２の方形導波管型高周波線路20の第１の方形導波管型高周波線路10に接続されていない他方端には、ポートＰ１が形成されている。なお、本例のマジックＴにおける方形導波管型高周波線路10，20は一般的な方形導波管である。また、図１におけるＨ面Ｔ分岐構造60は単純化した構成を示しており、方形導波管型高周波線路10の中心線上の方形導波管型高周波線路20の内部に整合ピン（図示せず）が挿入されて、ポートＰ１からの入力信号の反射が小さくなるように設計されている。

このような構成を備える本例のマジックＴによれば、第２の方形導波管型高周波線路20のポートＰ１から入力された高周波信号は、第１の方形導波管型高周波線路10のポートＰ２およびポートＰ３に向かって、等振幅で電磁界が対称に分岐する（偶モード）。このとき、スロット51を励起する電磁界は発生しないので第３の高周波線路30には結合しない。一方、第３の高周波線路30のポートＰ４から入力された高周波信号は、スロット51を介して第１の方形導波管型高周波線路10のポートＰ２およびポートＰ３に向かって、等振幅で電磁界が非対称に分岐する（奇モード）。このとき、第２の方形導波管型高周波線路20を励起する電磁界は発生しない。このように、ポートＰ１とポートＰ４とはアイソレーション特性を保つ。

上記のように、方形導波管型高周波線路による偶モードのＨ面Ｔ分岐構造60と第３の高周波線路30とをスロット51を用いて結合させることにより奇モードの結合をさせ、マジックＴの特性を実現している。これは、従来のマジックＴに比べ容易に製造できる構造となっており、平面的な構成で実現できるので、薄型化が可能で他の高周波回路基板との接続も容易なマジックＴを得ることができる。

（実施の形態の第２の例）
図２は本発明の実施の形態の第２の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。なお、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。

本例のマジックＴは、図２に示すように、第１の方形導波管型高周波線路10および第２の方形導波管型高周波線路20で構成され、各々の第３の管壁13および23が同一平面上に位置するように、第１の方形導波管型高周波線路10の第１の管壁11に第２の方形導波管型高周波線路20が接続されたＥ面Ｔ分岐構造70と、第１の方形導波管型高周波線路10の第３の管壁13に形成された、第２の方形導波管型高周波線路20の第３の管壁23の幅方向の中心線上に重心が位置する、第１の方形導波管型高周波線路10の長さ方向に長いスロット51と、スロット51に電磁気的に結合された第３の高周波線路30とから構成されている。このスロット51の長さは概ね１／２波長の長さに設定されている。また、第３の高周波線路30は、第１および第２の方形導波管型高周波線路10，20の第３の管壁13，23の上に配置された誘電体37と、誘電体37の下面の第３の管壁13，23に接していない部分に配置された導体層38と、誘電体37上に形成されたストリップ導体36とで構成されたマイクロストリップラインである。なお、導体層38と第３の管壁13，23とでマイクロストリップラインの接地導体を構成している。また、本例のマジックＴにおける方形導波管型高周波線路は一般的な方形導波管である。また、図２におけるＥ面Ｔ分岐構造70は単純化した構成を示しており、方形導波管型高周波線路10と方形導波管型高周波線路20との接続部に整合板（図示せず）が挿入されてポートＰ１からの入力信号の反射が小さくなるように設計されている。

上記のように、方形導波管型高周波線路による奇モードのＥ面Ｔ分岐構造70と第３の高周波線路30とをスロット51を用いて結合させることにより偶モードの結合をさせ、マジックＴの特性を実現している。これは、実施の形態１の場合と同様に、従来のマジックＴに比べ容易に製造できる構造となっている。また、平面的な構成で実現できるので、薄型化が可能で他の高周波回路基板との接続も容易なマジックＴを得ることができる。

（実施の形態の第３の例）
図３は本発明の実施の形態の第３の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。なお、本例においても前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。

本例のマジックＴは、図３に示すように、実施の形態の第１の例とほぼ同じであるが、第３の高周波線路30が１対のＨ面となる互いに対向した第１の管壁31および第２の管壁32ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３の管壁33および第４の管壁34に囲まれた矩形断面を有する方形導波管型高周波線路で形成されている点で異なる。なお、第３の高周波線路30の第２の管壁32と第１の方形導波管型高周波線路10の第１の管壁11とは同一のものであり、１つの導体が第３の高周波線路30の第２の管壁32および第１の方形導波管型高周波線路10の第１の管壁11として機能している。また、第３の高周波線路30の一方端は管壁35により終端されており、その端面とスロット51との距離は管内波長の概ね１／２に設定されている。また、第３の高周波線路30の他方端にはポートＰ４が形成されている。

このような構成を備える本例のマジックＴによれば、ポートＰ４から入力された高周波信号はスロット51を介して第１の方形導波管型高周波線路10に奇モードで結合するので、実施の形態の第１の例と同じくマジックＴとして機能する。また、第３の高周波線路を方形導波管型高周波線路で形成したことにより、より低損失な特性が得られる。

（実施の形態の第４の例）
図４は本発明の実施の形態の第４の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。なお、本例においては前述した第３の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。

本例のマジックＴは、図４に示すように、方形導波管型高周波線路10，20，30が、複数の誘電体層が積層された誘電体基板（図示せず）中に形成された誘電体導波管線路で構成されている。すなわち、図３に示した各々の方形導波管型高周波線路のＥ面を形成する管壁13，14，23，24，33，34が、誘電体基板（図示せず）中に形成した13ａ，23ａ，24ａ等の側壁用貫通導体群と13ｂ，23ｂ，24ｂ等の副導体層とで構成されている。これら管壁を構成する側壁用貫通導体群の、隣接する側壁用貫通導体間の距離を高周波信号の波長の１／２未満に形成することにより電磁波の漏れが抑えられ、導波管の管壁として機能する。また、各方形導波管型高周波線路10，20，30の第１および第２の管壁11，12，21，22，31は誘電体基板（図示せず）の内部または表面に形成された導体層で構成されている。さらに、本例のマジックＴにおいて、第３の高周波線路30の終端35は、終端導体壁用貫通導体群35ａおよび副導体層35ｂにより構成されている。なお、図４では、分かりやすくするために第３の高周波線路30をＨ面Ｔ分岐構造60から分離して示している。

このような構成を備える本例のマジックＴによれば、電気的な特性は第３の例と同じであるが、誘電体基板中に形成されているため、その構造は１／√ε（εは誘電体基板の比誘電率）に小型化されるばかりでなく、セラミック多層積層技術をそのまま適用して製造できるため、低コストなマジックＴが得られる。

本例のマジックＴにおいて、マジックＴを構成する誘電体層の比誘電率は、例えば２〜20程度とされる。誘電体層の材質としては、高周波信号の伝送を妨げない特性を有するものであれば特に限定するものではなく、ガラスエポキシ等の樹脂を使用することも可能であるが、マジックＴを形成する際の精度および製造の容易性の点からは誘電体セラミックスを使用することが望ましい。第１および第２の管壁11，21，31，12，22，32および副導体層13ｂ，14ｂ，23ｂ，24ｂ，33ｂ，34ｂ，35ｂは、良導電性の金属からなり、その厚みは、例えば、３μｍ〜50μｍ程度とされる。側壁用貫通導体群13ａ，14ａ，23ａ，24ａ，33ａ，34ａおよび終端導体壁用貫通導体群35ａの繰り返し間隔は、高周波信号の漏洩を防止する観点から、マジックＴを伝送する高周波信号の波長の１／２未満であることが必要であり、１／４未満であることが好ましい。側壁用貫通導体群13ａ，14ａ，23ａ，24ａ，33ａ，34ａおよび終端導体壁用貫通導体群35ａとしてはビアホールやスルーホールを用いることができ、その直径は、例えば0.05ｍｍ〜0.5ｍｍ程度とされる。

本例のマジックＴは、例えば、次のようにして作製することができる。まず、ガラス，アルミナ，窒化アルミニウム等を主成分とするセラミック原料粉末に適当な有機溶剤と溶媒とを添加混合して得た泥漿を用いて、ドクターブレード法やカレンダーロール法等によってセラミックグリーンシートを作製する。次に、得られたセラミックグリーンシートにパンチングマシーン等を用いて側壁用貫通導体群13ａ，14ａ，23ａ，24ａ，33ａ，34ａおよび終端導体壁用貫通導体群35ａを形成するための貫通孔を形成し、金属粉末に適当なアルミナ・シリカ・マグネシア等の酸化物や有機溶剤等を添加混合してペースト状にしたものを、厚膜印刷法により貫通孔に充填するとともにセラミックグリーンシートの表面に塗布して導体ペースト付きセラミックグリーンシートを作製する。次に、得られた導体ペースト付きセラミックグリーンシートを積層し、ホットプレス装置を用いて圧着して積層体を形成する。そして、得られた積層体を、誘電体層がガラスセラミックスの場合は850℃〜1000℃程度、アルミナ質セラミックスの場合は1500℃〜1700℃程度、窒化アルミニウム質セラミックスの場合は1600℃〜1900℃程度のピーク温度で焼成することによって作製される。なお、金属粉末としては、誘電体層がガラスセラミックスの場合は銅，金または銀が、誘電体層がアルミナ質セラミックスまたは窒化アルミニウム質セラミックスの場合にはタングステンまたはモリブデンが好適である。

（実施の形態の第５の例）
図５は本発明の実施の形態の第５の例のマジックＴを模式的に示す斜視図である。なお、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。

本例のマジックＴは、図５に示すように、第１の方形導波管型高周波線路10と、方形導波管型高周波線路10のＨ面となる第１の管壁11に形成された、方形導波管型高周波線路10の幅方向に長い第１のスロット51と、方形導波管型高周波線路10の第２の管壁12に第３の管壁13に沿って形成された、俯瞰して１対のＨ面となる第１の管壁11および第２の管壁12を重ねて見たときに第１のスロット51の幅方向の中心線上に重心が位置する、方形導波管型高周波線路10の長さ方向に長い第２のスロット52と、第１のスロット51に電磁気的に結合された第３の高周波線路30と、第２のスロット52に電磁気的に結合された第４の高周波線路40とから構成されている。すなわち、俯瞰して第１のスロット51と第２のスロット52とを重ねて見たときに、第１のスロット51の幅方向の中心線上に第２のスロット52の重心が位置するように配置されている。これらのスロット51および52の長さは概ね１／２波長の長さに設定されている。また、第４の高周波線路40は、第１の方形導波管型高周波線路10の第２の管壁12の下面に接するように配置された誘電体47と、誘電体47の上面の第２の管壁12に接していない部分に配置された接地導体層48と、誘電体47の下面に配置されたストリップ導体46とで構成されたマイクロストリップラインである。このとき、接地導体層48と方形導波管型高周波線路10の第２の管壁12とでマイクロストリップラインの接地導体を構成している。

第４の高周波線路40のストリップ導体46は、俯瞰してストリップ導体46とスロット52とを重ねて見たときに、スロット52のほぼ中央でスロット52と直交するように配置されている。また、ストリップ導体46の長さ方向の一方端は、スロット52の中心から１／４波長の位置にありスタブを形成している。また、ストリップ導体46の他方端はポートＰ１が形成されている。

このような構成を備える本例のマジックＴによれば、第４の高周波線路40のポートＰ１から入力された高周波信号は、スロット52を介して方形導波管型高周波線路10と結合し、ポートＰ２およびポートＰ３に向かって、等振幅で電磁界が対称に分岐する（偶モード）。このとき、スロット51を励起する電磁界は発生しないのでマイクロストリップライン30には結合しない。一方、第３の高周波線路30のポートＰ４から入力された高周波信号は、スロット51を介して方形導波管型高周波線路10と結合し、ポートＰ２およびポートＰ３に向かって、等振幅で電磁界が非対称に分岐する（奇モード）。このとき、マイクロストリップライン40を励起する電磁界は発生しない。このように、ポートＰ１とポートＰ４とはアイソレーション特性を保つ。

本実施形態のマジックＴは、従来のものに比べ容易に製造できる構造となっている。また、平面的な構成で実現できるので、薄型化が可能で他の高周波回路基板との接続も容易なマジックＴを得ることができる。

（変形例）
本発明は前述した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において種々の変更，改良が可能である。

例えば、前述した実施の形態の第１〜第３の例における方形導波管型高周波線路10，20および実施の形態の第５の例における方形導波管型高周波線路10を中空の方形導波管としたが、内部に誘電体が充填されたものであっても良い。この場合、導波管の大きさが１／√ε（εは方形導波管に充填された誘電体の比誘電率）に縮小されるので、小型のマジックＴが形成される。このときの誘電体の誘電体損失は伝送損失の観点から、できるだけ小さいものが望ましい。また、図４に示した誘電体導波管線路を用いても良い。

さらに、前述した実施の形態の第１〜第３の例における第３の高周波線路30ならびに実施の形態の第５の例における第３および第４の高周波線路30，40として、マイクロストリップラインで構成された例を示し、実施の形態の第４の例における第３の高周波線路30として方形導波管で構成された例を示したが、スロット51やスロット52と結合するような高周波線路であれば良く、ストリップライン、ＮＲＤガイド、グランド付きコプレーナウエイブガイド等でも良い。ＮＲＤガイドの場合には、方形導波管型高周波線路に形成されたスロットの真上に、所定の厚みおよび幅の矩形断面を有する帯状の誘電体を、その長手方向がスロットの長手方向に一致するように設置し、その誘電体の上部に平板状導体を配置することにより実現できる。また、グランド付きコプレーナウエイブガイドの場合には、例えば図１に示した実施の形態の第１の例において、ストリップ導体36の両側に間隔をあけてグランド導体を配置し、そのグランド導体のスロット51の真上に位置する部分にスロットとなる切り欠きを形成することで実現できる。

またさらに、前述した実施の形態の例において、高周波線路30，40の伝送方向とスロット15，16の長手方向とが直交する例を示したが、必ずしも直交する必要は無く、高周波線路30，40がマイクロストリップラインやＨ面結合の方形導波管の場合には、スロットに対して斜めに形成することもできる。さらにまた、Ｈ面結合の方形導波管の場合には、Ｅ面に沿った位置にスロットを形成させることにより、またＥ面結合の方形導波管の場合には、Ｅ面のほぼ中央部にスロットを形成させることにより、方形導波管の信号伝播方向とスロットの長手方向とを平行にして、結合させることができる。

次に、本発明のマジックＴの具体例について説明する。

図４に示した実施の形態の第４の例のマジックＴの電気特性を電磁界シミュレータで計算した。

マジックＴを構成する誘電体層は、比誘電率が9.4で誘電正接が0.003のアルミナからなり、厚み0.15ｍｍの層が６層積層された総厚0.9ｍｍの誘電体基板とした。また、マジックＴを構成する管壁11，12，21，22，31，32、副導体層13ｂ，14ｂ，23ｂ，24ｂ，33ｂ，34ｂ，35ｂ、側壁用貫通導体群13ａ，14ａ，23ａ，24ａ，33ａ，34ａ、終端導体壁用貫通導体群35ａおよび整合ピン15の材質はモリブデンとした。

図６は、電気特性をシミュレーションしたマジックＴの具体的な寸法を説明するための模式的な平面図である。なお、図６においては、構造を分かりやすくするために、Ｅ面Ｔ分岐60の導体壁11，12，21，22および誘電体導波管線路30の導体壁31，32と側壁用貫通導体群33ａ，34ａの図示を省略した。誘電体導波管線路10，20，30の側壁用貫通導体群は直径0.1ｍｍで、隣接する間隔ｃ１は0.3ｍｍ、ｃ２は0.383ｍｍで配置した。２列の側壁用貫通導体群13ａ，14ａの間隔ならびに23ａ，24ａの間隔ｗは1.15ｍｍとした。スロット51は幅が0.16ｍｍで長さが0.545ｍｍの矩形状とした。スロット51の重心の位置は、誘電体導波管線路20の幅方向の中心線上で、誘電体導波管線路10の幅方向の中心線からの距離ａが0.25ｍｍの位置とした。Ｅ面Ｔ分岐60における直径0.1ｍｍの整合用ピン15の誘電体導波管線路10の中心線からの距離ｂは0.16ｍｍとした。なお、中心周波数は76.5ＧＨｚとしてマジックＴを設計した。

この設計の場合の電気特性のシミュレーション結果を図７〜図９に示す。図７はＳ11，Ｓ21，Ｓ31，Ｓ41を示すグラフであり、図８はＳ24，Ｓ34，Ｓ44を示すグラフであり、図９はＳ22，Ｓ33を示すグラフである。図７〜図９に示すグラフによれば、反射特性Ｓ11，Ｓ22，Ｓ33，Ｓ44は76から77ＧＨｚの範囲で-20ｄＢ以下の良好な特性が得られている。また、透過特性Ｓ21ならびにＳ31、Ｓ24ならびにＳ34も良好な特性を示している。さらに、アイソレーション特性Ｓ41は72〜82ＧＨｚの広帯域に渡って-30ｄＢ以下の特性を示している。このように、マジックＴとして優れた特性が得られており、本発明の有効性が確認できた。

10：第１の方形導波管型高周波線路
11，21，31：第１の管壁
12，22，32：第２の管壁
13，23，33：第３の管壁
14，24，34：第４の管壁
20：第２の方形導波管型高周波線路
30：第３の高周波線路
40：第４の高周波線路
51，52：スロット

Claims

１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１および第２の方形導波管型高周波線路で構成され、各々の前記第１の管壁が同一平面上に位置するように、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第３の管壁に前記第２の方形導波管型高周波線路が接続されたＨ面Ｔ分岐構造と、
前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁に形成された、前記第２の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁の幅方向の中心線上に位置する、前記第２の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長いスロットと、
該スロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路とを備えることを特徴とするマジックＴ。
１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１および第２の方形導波管型高周波線路で構成され、各々の前記第３の管壁が同一平面上に位置するように、前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁に前記第２の方形導波管型高周波線路が接続されたＥ面Ｔ分岐構造と、
前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第３の管壁に形成された、前記第２の方形導波管型高周波線路の前記第３の管壁の幅方向の中心線上に重心が位置する、前記第１の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長いスロットと、
該スロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路とを備えることを特徴とするマジックＴ。
前記第３の高周波線路は、方形導波管型高周波線路，ＮＲＤガイド，ストリップライン，グランド付きコプレーナウエイブガイドおよびマイクロストリップラインのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマジックＴ。
１対のＨ面となる互いに対向した第１および第２の管壁ならびに１対のＥ面となる互いに対向した第３および第４の管壁に囲まれた矩形断面を有する第１の方形導波管型高周波線路と、
前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第１の管壁に形成された、前記第１の方形導波管型高周波線路の幅方向に長い第１のスロットと、
前記第１の方形導波管型高周波線路の前記第２の管壁に前記第３または第４の管壁に沿って形成された、俯瞰して前記１対のＨ面を重ねて見たときに前記第１のスロットの幅方向の中心線上に重心が位置する、前記第１の方形導波管型高周波線路の長さ方向に長い第２のスロットと、
前記第１のスロットに電磁気的に結合された第３の高周波線路と、
前記第２のスロットに電磁気的に結合された第４の高周波線路とを備えることを特徴とするマジックＴ。
前記第３および第４の高周波線路は、方形導波管型高周波線路，ＮＲＤガイド，ストリップライン，グランド付きコプレーナウエイブガイドおよびマイクロストリップラインのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載のマジックＴ。