JP2011130343A - マイクロ波導波管回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】コストが掛かり、かつ製造が困難な基板端面へのメッキ工程を用いることなく、グラウンドスルーホールによって低コストで容易に製造が可能な基板貫通型のマイクロ波導波管回路を提供する。
【解決手段】プリント基板13には、このプリント基板13を貫通して第一の金属ケース11と第二の金属ケース12とを電気的に接続する複数のグラウンドスルーホール(GTH)16が形成されている。こうしたグラウンドスルーホール16は、導波管14の延長方向に直角な断面において、この導波管14を取り囲むように配列形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】プリント基板13には、このプリント基板13を貫通して第一の金属ケース11と第二の金属ケース12とを電気的に接続する複数のグラウンドスルーホール(GTH)16が形成されている。こうしたグラウンドスルーホール16は、導波管14の延長方向に直角な断面において、この導波管14を取り囲むように配列形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、金属ケースに導波管が形成されたマイクロ波導波管回路に関する。
マイクロ波帯およびミリ波帯の高周波回路においては、例えば、アンテナと回路間に導波管フィルタや導波管分配器を挿入するために、マイクロストリップ線路が構成された回路基板(プリント基板)を貫通する基板貫通型のマイクロ波導波管回路が用いられることがある。
図5は、こうした従来のマイクロ波導波管回路における導波管の延長方向に沿った断面図、図6は導波管の延長方向に直角な方向の断面図である。
従来のマイクロ波導波管回路は、金属ケースに導波管が形成されたマイクロ波導波管回路100は、第一の金属ケース101と第二の金属ケース102との間にプリント基板103が挟まれるように形成されている。そして、こうした第一の金属ケース101からプリント基板103を介して第二の金属ケース102の内部を貫通するように導波管104が形成されている。
従来のマイクロ波導波管回路は、金属ケースに導波管が形成されたマイクロ波導波管回路100は、第一の金属ケース101と第二の金属ケース102との間にプリント基板103が挟まれるように形成されている。そして、こうした第一の金属ケース101からプリント基板103を介して第二の金属ケース102の内部を貫通するように導波管104が形成されている。
そして、プリント基板103に導波管104が貫通した部分は、プリント基板103に導波管104の延長方向に対して直角な断面と同じサイズの開口が形成されている。そして、このプリント基板103の開口の端面には、金属メッキ105が施されている。このように、プリント基板103に導波管104が貫通する部分において、プリント基板103の開口の端面に金属メッキ105を形成することによって、こ第一の金属ケース101からプリント基板103を介して第二の金属ケース102にグラウンド回路が理想的に繋がるため、例えば図7に示すグラフにおける端面メッキの線が示すように、反射が少なく、かつ通過特性の良好なマイクロ波導波管回路を形成することができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述したような従来のマイクロ波導波管回路では、プリント基板に導波管が貫通する部分の基板端面に金属メッキを形成する工程が必要となる。このため、プリント基板の製造コストが上昇するとともに、こうした開口端面に金属メッキを施す工程は、一般的なプリント基板の製造工程から外れた付加的な工程となるために、製造自体が困難であるという課題があった。
本発明は、コストが掛かり、かつ製造が困難な基板端面へのメッキ工程を用いることなく、グラウンドスルーホールによって低コストで容易に製造が可能な基板貫通型のマイクロ波導波管回路を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のようなマイクロ波導波管回路を提供した。
すなわち、本発明のマイクロ波導波管回路は、第一の金属ケースおよび第二の金属ケースと、該第一の金属ケースと第二の金属ケースとの間に形成されたプリント基板と、前記第一の金属ケースおよび第二の金属ケースの内部を貫通する導波管と、を少なくとも備えたマイクロ波導波管回路であって、
前記導波管が貫通する前記プリント基板の開口端を、前記導波管の内部に突出させるとともに、前記プリント基板を貫通して前記第一の金属ケースと第二の金属ケースとを電気的に接続する複数のグラウンドスルーホールを、前記導波管の延長方向に直角な断面において前記導波管を取り囲むように形成したことを特徴とする。
すなわち、本発明のマイクロ波導波管回路は、第一の金属ケースおよび第二の金属ケースと、該第一の金属ケースと第二の金属ケースとの間に形成されたプリント基板と、前記第一の金属ケースおよび第二の金属ケースの内部を貫通する導波管と、を少なくとも備えたマイクロ波導波管回路であって、
前記導波管が貫通する前記プリント基板の開口端を、前記導波管の内部に突出させるとともに、前記プリント基板を貫通して前記第一の金属ケースと第二の金属ケースとを電気的に接続する複数のグラウンドスルーホールを、前記導波管の延長方向に直角な断面において前記導波管を取り囲むように形成したことを特徴とする。
前記グラウンドスルーホールの断面直径は、前記導波管の断面直径よりも小さくなるように形成するのが好ましい。
また、前記プリント基板の開口端から前記グラウンドスルーホールの開口縁部までの間隔を1mm以下になるように形成するのが好ましい。
また、前記プリント基板の開口端から前記グラウンドスルーホールの開口縁部までの間隔を1mm以下になるように形成するのが好ましい。
本発明のマイクロ波導波管回路によれば、プリント基板に導波管が貫通する部分の基板端面に金属メッキを形成する工程が不要となるので、プリント基板の製造コストを低減でき、かつ特殊な工程である開口端面に金属メッキを施す工程を無くすことで、プリント基板自体の製造を容易にして、簡易な工程で低コストにプリント基板を貫通する基板貫通型のマイクロ波導波管回路を提供できる。
以下、本発明のマイクロ波導波管回路の好ましい形態について説明する。なお、この実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は本発明のマイクロ波導波管回路の導波管延長方向に沿った断面図である。また、図2は、図1のマイクロ波導波管回路の導波管延長方向と直角な断面図である。
マイクロ波導波管回路10は、第一の金属ケース11および第二の金属ケース12と、この第一の金属ケース11と第二の金属ケース12との間に形成されたプリント基板13とを備えている。プリント基板13は、その表面に所定の導体パターンが形成されている。
マイクロ波導波管回路10は、第一の金属ケース11および第二の金属ケース12と、この第一の金属ケース11と第二の金属ケース12との間に形成されたプリント基板13とを備えている。プリント基板13は、その表面に所定の導体パターンが形成されている。
第一の金属ケース11および第二の金属ケース12、およびプリント基板13には、導波管(導波管回路)14が貫通するように形成される。プリント基板13には、この導波管14を貫通させる開口13aが形成されている。そして、この導波管14のための開口13aを形成するプリント基板13の開口端13bは、導波管14の内部に突出するように形成されている。即ち、プリント基板13の開口13aの開口径aは、このプリント基板13の近傍ににおける導波管14の開口径bよりも小さくなるように形成されている。
プリント基板13には、このプリント基板13を貫通して第一の金属ケース11と第二の金属ケース12とを電気的に接続する複数のグラウンドスルーホール(GTH)16が形成されている。こうしたグラウンドスルーホール16は、導波管14の延長方向に直角な断面(図2参照)において、この導波管14を取り囲むように配列形成されている。
こうした構成のマイクロ波導波管回路10を、例えば17.7〜23.6GHz帯で使用する場合、第一の金属ケース11と第二の金属ケース12を貫通する導波管14の開口径bは、この周波数帯(17.7〜23.6GHz)として標準的な4.32mm×10.8mmであり、プリント基板13にあけた開口13aの開口径bは、この導波管14の開口径aより小さくなっている。例えば、図2中の寸法Cはプリント基板13の開口13aから直近のグラウンドスルーホール16までの距離、寸法Bはプリント基板13の開口端13bが導波管14の内部にはみ出す寸法、寸法Aは導波管14からプリント基板13に形成されたグラウンドスルーホール16の開口縁部までの距離を示す。
寸法Cは出来るだけ小さくした方が、伝送特性を確保しやすいが、プリント基板13を製造する上で必ず必要であり、どこまで小さく出来るかはプリント基板の製造工程によって異なるが、例えば1mmであればよい。また、プリント基板13の厚みは、例えば、1.6mmのFR―4であればよい。この時、寸法B変化させるとで、導波管14の反射及び通過特性は図3に示すグラフのように変化する。こうした図3に示すグラフによれば、目標性能を必要帯域内でS11≦−30dB、S21≧−0.1dBとすると、B=0.65mmにした時に十分なマージンが得られることになる。
プリント基板の製造上の制約となるC=1mmの寸法を確保した上で、図1、2のようにプリント基板13に導波管が貫通する開口13aの開口径aを、第一の金属ケース11および第二の金属ケース12を貫通する導波管14の開口径bより小さくして、プリント基板13の開口端13bが導波管14の内部に突出する寸法B=0.35mmとし、導波管14からグラウンドスルーホール16までの距離A=1−0.35=0.65mmとすることによって、図3に示すグラフの0.65mmが示す通り目標性能を確保することが出来る。
なお、図4に示すように、隣接するグランドスルーホール16どうしの間隔Dを変えることによって、導波管14の周波数特性を変えることが出来る。また、上述した実施形態ではK帯の周波数における例を示したが、当然、他の周波数帯でも同様の効果が得られる。
10 マイクロ波導波管回路
11 第一の金属ケース
12 第二の金属ケース
13 プリント基板
13b 開口端
14 導波管
16 グラウンドスルーホール(GTH)
11 第一の金属ケース
12 第二の金属ケース
13 プリント基板
13b 開口端
14 導波管
16 グラウンドスルーホール(GTH)
Claims (3)
- 第一の金属ケースおよび第二の金属ケースと、該第一の金属ケースと第二の金属ケースとの間に形成されたプリント基板と、前記第一の金属ケースおよび第二の金属ケースの内部を貫通する導波管と、を少なくとも備えたマイクロ波導波管回路であって、
前記導波管が貫通する前記プリント基板の開口端を、前記導波管の内部に突出させるとともに、
前記プリント基板を貫通して前記第一の金属ケースと第二の金属ケースとを電気的に接続する複数のグラウンドスルーホールを、前記導波管の延長方向に直角な断面において前記導波管を取り囲むように形成したことを特徴とするマイクロ波導波管回路。 - 前記グラウンドスルーホールの断面直径は、前記導波管の断面直径よりも小さくなるように形成したことを特徴とする請求項1記載のマイクロ波導波管回路。
- 前記プリント基板の開口端から前記グラウンドスルーホールの開口縁部までの間隔を1mm以下になるように形成したことを特徴とする請求項1または2記載のマイクロ波導波管回路。
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Citations (4)
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JPS604301A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 伸縮導波管 |
JP2008113318A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | 導波管の接続構造 |
WO2008108388A1 (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Nec Corporation | 分割型導波管回路 |
JP2009111837A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Japan Radio Co Ltd | 基板貫通導波管 |
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