JP2016163065A - 導波管マイクロストリップ線路変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で小型化の可能な導波管マイクロストリップ線路変換器を得ること。【解決手段】この導波管マイクロストリップ線路変換器は、誘電体基板１の第１の面上に設けられたマイクロストリップ線路２と、誘電体基板１の第２の面に形成され、開口６を有する導体地板と、開口６と導波管開口とが当接するように、誘電体基板１の第２の面に接続された導波管４と、マイクロストリップ線路２に接続され、導波管開口および開口６と、同一中心Ｏを有し、この中心を通る中心線Ｌ0に対して線対称形状を有するストリップ導体３と、ストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ0に対して、ストリップ導体のマイクロストリップ線路２との境界面４Ｔが対称であるストリップ導体３との境界面を持つオープンスタブ線路４を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波、ミリ波帯の電力を導波管からマイクロストリップ線路、あるいはマイクロストリップ線路から導波管に変換する導波管マイクロストリップ線路変換器に関する。

従来、例えば特許文献１の導波管マイクロストリップ線路結合装置は、誘電体基板の導波管と接する面に設けられたアイリスと、その反対面に設けられたマイクロストリップ線路とマイクロストリップ線路のプローブおよびシャントラインで構成されており、プローブおよびシャントラインの先端にはスタブが接続された技術が開示されている。この装置では誘電体基板、アイリス、プローブ、シャントラインおよびマイクロストリップ線路を取り囲む、導体キャビティを備えた構成となっている。

また、特許文献２では、誘電体基板の導波管と接する面に設けられた整合素子とその裏側にシールド板とその接地金属層の切り込み内にマイクロストリップ線路が配置された構成をもつ導波管平面線路変換器が開示されている。そして特許文献２では、接地金属層をスルーホールで接続することで、シールド板端面からの電波の漏れを抑制している。

一方、特許文献３では、誘電体基板の導波管と接する面に設けられた整合素子とその裏側にシールド板とそのシールド板の切り込み内にマイクロストリップ線路が配置された構成をもつ導波管平面線路変換器が開示されている。導波管端面からシールド板端面までの距離を１／４波長とすることでシールド板端面からの電波の漏れを抑制している。

上記特許文献２および特許文献３の導波管マイクロストリップ変換器は導体キャビティによるバックショートを不要としており、マイクロストリップ線路をマイクロストリップアンテナなどの平面アンテナに接続することが容易である。

特開２０００−２５２７１１号公報 特開２００１−１１１３１２号公報 特開２０１１−２２３２０３号公報

しかしながら、上記特許文献１の結合装置では、導体キャビティが必要である。つまり、マイクロストリップ線路をマイクロストリップアンテナなどの平面アンテナに接続する場合、平面アンテナ面上に金属キャビティを設けなくてはならない。この金属キャビティの精度が十分に得られないと、平面アンテナとマイクロストリップ線路との間で、送信および受信される電波に干渉し、例えば、放射パターンを歪ませるという問題がある。

また、特許文献２の技術によれば、誘電体基板の面上の接地金属層のサイズが、導波管よりスルーホール径の２倍分、大きくなってしまう。また、特許文献３の技術によれば、誘電体基板の面上のシールド板のサイズが、導波管より使用周波数の１／２波長分、大きくなってしまう。そのため、複数の変換器を、例えば１／２波長間隔とするなど狭い間隔で並べて配置することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高精度のインピーダンス整合が可能で小型化の可能な導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の導波管マイクロストリップ線路変換器は、誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線路をストリップ導体に接続し、ストリップ導体の裏面側に形成された導波管を伝搬する電力と、誘電体基板上に設けられたマイクロストリップ線路を伝搬する電力とを相互に変換するものである。この導波管マイクロストリップ線路変換器は、誘電体基板の第１の面上に設けられたマイクロストリップ線路と、誘電体基板の第２の面に形成され、開口を有する導体地板と、開口と同一の中心を持ち、開口に当接する導波管開口を有し、誘電体基板の第２の面に接続された導波管と、第１の面上で、マイクロストリップ線路に接続され、導波管開口および開口と、同一の中心を有し、中心を通る中心線に対して線対称形状を有するストリップ導体と、ストリップ導体を挟んで、中心線に対して、ストリップ導体とマイクロストリップ線路との境界面と対称であるストリップ導体との境界面を持つオープンスタブ線路を備える。

本発明によれば、高精度のインピーダンス整合が可能で小型化の可能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という効果を奏する。

実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器の上面図 図１のＡ−Ａ´断面図 図１のＢ−Ｂ´断面図 図１に示す実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路図であり、（ａ）は、図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路を示し、図４（ｂ）は、ストリップ導体の開放端面の抵抗、キャパシタンス成分の非対称性を考慮およびオープンスタブ線路をλ／４としたときの導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路を示す 実施の形態２の導波管マイクロストリップ線路変換器の上面図 図５のＣ−Ｃ´断面図 図５のＤ−Ｄ´断面図 図５のＥ−Ｅ´断面図 実施の形態３の導波管マイクロストリップ線路変換器の上面図 実施の形態４の導波管マイクロストリップ線路変換器の上面図 実施の形態５の導波管マイクロストリップ線路変換器の上面図 実施の形態６の導波管マイクロストリップ線路変換器の上面図

以下に、本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が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適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器にかかる上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ´断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ´断面図、図４は、実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路図である。実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、誘電体基板１と、誘電体基板１の第１の面１Ａ上に設けられた線幅ＭＷのマイクロストリップ線路２と、マイクロストリップ線路２に接続され、この中心Ｏを通る中心線Ｌ₀に対して線対称形状を有するストリップ導体３と、ストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ₀に対して、ストリップ導体３とマイクロストリップ線路２との境界面が対称であるストリップ導体３との境界面を持つオープンスタブ線路４を備える。誘電体基板１の第２の面１Ｂには導体地板５を備える。この導体地板５は、ストリップ導体３と同一中心Ｏをもつ開口６を有する。そしてこの導体地板５の開口６と導波管開口７Ｏとが当接するように、誘電体基板１の第２の面１Ｂに矩形の導波管開口７Ｏをもつ導波管７が接続されている。誘電体基板１の第２の面１Ｂと導波管開口７Ｏとの接続には導電性接着剤が用いられる。本実施の形態において、導電性接着剤はシルバーペーストであるが、導電性接着剤はシルバーペーストに限定されない。本実施の形態では、ストリップ導体３、導波管開口７Ｏおよび導体地板５の開口６は、中心Ｏを同一とし、重なるように形成され、平面図における形状が矩形、特に長方形をなすものである。ストリップ導体３は厚さ一定の導体薄膜で構成される。

なお、マイクロストリップ線路２、ストリップ導体３、オープンスタブ線路４は、銅を主成分とする導体薄膜で構成され、誘電体基板１としてのＬＣＰ基板（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）面上で互いに一体となっている。また導体地板５に開けられた開口６である誘電体開口が、断面矩形の導波管７の導波管開口７Ｏに当接し、誘電体基板１の第２の面１Ｂに矩形の導波管開口７Ｏをもつ導波管７が接続されている。

つまり、いい換えると、上記導波管マイクロストリップ線路変換器１０において、以下の条件（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を満足している。
条件（Ａ）導波管開口７Ｏと誘電体開口である開口６およびストリップ導体３の中心Ｏは一致している。
条件（Ｂ）マイクロストリップ線路２とオープンスタブ線路４がストリップ導体３を挟んで一直線上に配置されている。
条件（Ｃ）導波管開口７Ｏ、誘電体開口である開口６およびストリップ導体３の短辺ｂの中線に対してストリップ導体３とマイクロストリップ線路２との境界面２Ｔおよびストリップ導体３とオープンスタブ線路４との境界面４Ｔの形状が対称である。

次に矩形の導波管７から伝送される電力をマイクロストリップ線路２上に変換する動作を説明する。最初に矩形の導波管７に入力されたミリ波またはマイクロ波といった高周波電力が導波管開口７Ｏから誘電体開口６を介して、ストリップ導体３とオープンスタブ線路４とが上面に存在する誘電体基板１内へ伝搬する。そして導波管開口７Ｏのサイズ、すなわち長辺ａの長さＬａおよび短辺ｂの長さＬｂ、すなわち同サイズである誘電体開口６の長辺ａの長さＬａおよび短辺ｂの長さＬｂと、ストリップ導体３のサイズＬ、Ｗおよびオープンスタブ線路４の長さＳＬ、幅ＳＷを調整することで、マイクロストリップ線路２とのインピーダンス整合を行い、矩形の導波管７からの電力をマイクロストリップ線路２へ伝搬させ、マイクロストリップ線路２上を伝搬する電力に、変換している。なお、オープンスタブ線路４の幅ＳＷは、マイクロストリップ線路ＭＷの幅と同一としてもよい。

上記のインピーダンス整合の原理を以下に説明する。図４は、図１に示す実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路である。図４（ａ）は、図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路を示し、図４（ｂ）は、ストリップ導体の開放端面の抵抗、キャパシタンス成分の非対称性を考慮およびオープンスタブ線路をλ／４としたときの導波管マイクロストリップ線路変換器の等価回路を示す。導波管マイクロストリップ線路変換器１０では、図４（ａ）に示すように、矩形の導波管７の特性インピーダンスＺ_WGと、マイクロストリップ線路２の特性インピーダンスＺ_MSLとの間に、ストリップ導体３と導体地板５との間すなわち開放端面の放射に起因する抵抗Ｇ１，Ｇ２と、キャパシタンスＣ１，Ｃ２が形成されている。抵抗Ｇ１、キャパシタンスＣ１は、オープンスタブ線路４があるストリップ導体３の長辺ａ側の開放端面、抵抗Ｇ２、キャパシタンスＣ２はマイクロストリップ線路２があるストリップ導体３の長辺ａ側の開放端面からの放射に起因する抵抗とキャパシタンスである。なお、ストリップ導体３の短辺ｂ側の端面からの放射は矩形の導波管７の伝搬モードがＴＥ_ｍ０（ｍは整数）であれば、放射は無視できるほど小さいと考えてよい。このとき、オープンスタブ線路４の入力アドミタンスＹ_stubは_、Ｙ_stub＝Ｇ_stub+ｊＸ_stubで、Ｒがストリップ導体３の抵抗である。

ここで、図１のＢ−Ｂ´断面図である図３に示すように、矩形の導波管７の長辺ａと平行なストリップ導体３の開放端面の電界ベクトルはマイクロストリップ線路２側とオープンスタブ線路４側で互いに逆方向になるため、ストリップ導体３と導体地板５の間の放射に起因するＧ１，Ｇ２，Ｃ１，Ｃ２はＧ１＝Ｇ２、Ｃ１＝−Ｃ２となり、キャパシタンスが０となる。そしてオープンスタブ線路４の長さＳＬを約λ／４にすることで入力アドミタンスＹの虚部Ｘ_stubを０とすると、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の等価回路は、図４（ｂ）に示すように、Ｒ，２Ｇ１，Ｇ_stubの純抵抗である実部のみとなる。従って、それぞれの値を適正に選ぶことで、容易にＺ_WGからＺ_MSLへのインピーダンス整合は可能である。ここで、λは本実施の形態のマイクロストリップ線路２を伝搬する高周波電流の波長であり、装置の小型化という観点からはλ／４であることが望ましいが、特性的にはλ／４の奇数倍であればよい。なお図３で、ベクトルＥは導波管７から電力を入力した場合のストリップ導体３の開放端面の電界方向を示す。

上記の条件（Ａ）から条件（Ｃ）の３つの条件を満たしているため、図４（ａ）の等価回路においてＣ１＝−Ｃ２が成り立ち、容易にインピーダンス整合を得ることができる。これに対し、上記条件を満たさなければ、Ｃ１＝−Ｃ２が成り立たず、インピーダンス整合が困難となる。

上記構成によれば、誘電体基板１上の整合回路にスルーホールを使用していないため、誘電体基板１の第１の面１Ａおよび第２の面１Ｂ両面に形成される導体パターンすなわち、マイクロストリップ線路２およびオープンスタブ線路４を構成する導体の厚さすなわち導体厚を極限まで薄くすることが可能となる。スルーホールを用いた場合、段差被覆性を十分に得るためには、誘電体基板１の厚さ方向の熱膨張に応じた導体厚が必要であった。

この結果、平坦面上に導体パターンを形成すればよいため、薄い導体厚でよく、導体パターンを形成するためのエッチング処理時間が短くなり、ラインスペースパターンである導体パターンのパターン精度が向上する。マイクロストリップ線路、ストリップ導体およびオープンスタブ線路を構成する導体パターンの厚さは銅導体の場合、マイクロ波帯では約３．６μｍ以上、ミリ波帯では約１．２μｍ以上あればよく、パターン精度が高く信頼性の高い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。導体パターンの厚さが上記厚さ以下となると、空気、誘電体など、銅導体が接している領域の影響を受け、マイクロストリップ線路の伝搬特性が変化してしまい、変換器が正常に動作しなくなる。通常、導体パターンの厚さが厚くなると、エッチング時間が長くなり、パターン精度が低下するという問題がある。

またスルーホールが形成されていないことでストリップ導体の開放端面から電波が放射するが、ストリップ導体に接続されるマイクロストリップ線路にアンテナ素子または複数のアンテナ素子が配列されたアレーアンテナを接続し、ストリップ導体の開放端面からの放射とアンテナ素子からの放射が同相になるようにマイクロストリップ線路の長さを調整することにより、この放射を有効活用することができる。

なお、実験結果から、本実施の形態では、ストリップ導体３の外形よりも誘電体開口すなわち開口６および導波管開口７Ｏを若干大きくとることで、より変換効率の高い、導波管マイクロストリップ線路変換器１０を得ることができることがわかっている。

実際には、シミュレーションによって、導波管開口の大きさおよびマイクロストリップ線路の線幅に対して、開口、ストリップ導体の形状およびサイズ、スタブの位置およびサイズを決定し、設計寸法を決定することで、小型でかつ変換効率の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。

実施の形態２．
図５は、本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の実施の形態２の上面図である。図６は、図５のＣ−Ｃ´断面図、図７は、図５のＤ−Ｄ´断面図、図８は、図５のＥ−Ｅ´断面図である。実施の形態２の導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、矩形の導波管７から２分岐した場合の変換器構造を有するものである。この導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、板厚ｈをもつ誘電体基板１と、誘電体基板１の第１の面１Ａ上に設けられた線幅ＭＷ１および線幅ＭＷ２の第１および第２のマイクロストリップ線路２ａ，２ｂと、第１および第２のマイクロストリップ線路２ａ，２ｂに接続され、導波管開口７Ｏの中心Ｏを通る中心線Ｌ₀に対して線対称形状を有するストリップ導体３と、ストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ₀に対して、ストリップ導体３と第１および第２のマイクロストリップ線路２ａ，２ｂとの境界面と対称であるストリップ導体３との境界面を持つ第１および第２のオープンスタブ線路４ａ，４ｂを備える。第１および第２のマイクロストリップ線路２ａ，２ｂは、ストリップ導体３との境界に位置する第１および第２の境界面２Ｔａ，２Ｔｂが中心線Ｌ₀上の点であるストリップ導体３の中心Ｏに対して、点対称である。また第１および第２のマイクロストリップ線路２ａ，２ｂは、第１および第２の境界面２Ｔａ，２Ｔｂが、長方形の相対向する長辺上であって、長辺の２等分線からの距離Ｄ１，Ｄ２が、等距離に配されている。そして実施の形態１と同様、誘電体基板１の第２の面１Ｂには導体地板５を備える。この導体地板５には、ストリップ導体３と、同一中心Ｏをもつ開口６が形成されている。そしてこの導体地板５の開口６と導波管開口７Ｏとが当接するように、誘電体基板１の第２の面１Ｂに矩形の導波管開口７Ｏをもつ導波管７が接続されている。接続には導電性接着剤が用いられる。本実施の形態において、導電性接着剤はシルバーペーストであるが、導電性接着剤はシルバーペーストに限定されない。

そして、ストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ₀に対して、ストリップ導体３と第１のマイクロストリップ線路２ａとの境界面４Ｔａが対称であるストリップ導体３との境界面の形状４Ｔａを持つオープンスタブ線路４ａが形成されている。またストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ₀に対して、ストリップ導体３の第２のマイクロストリップ線路２ｂとの境界面４Ｔｂが対称であるストリップ導体３との境界面の形状４Ｔｂを持つオープンスタブ線路４ｂが形成されている。

以上のようにして、矩形の導波管７から２分岐した導波管マイクロストリップ線路変換器１０を得ることができる、第１および第２のマイクロストリップ線路２ａ，２ｂ、ストリップ導体３、オープンスタブ線路４ａ，４ｂは誘電体基板面上で互いに一体となっている。また本実施の形態においても、それぞれが上記実施の形態１で示した条件（Ａ）から条件（Ｃ）の３つの条件を満足するように配置されている。マイクロストリップ線路２ａ，２ｂとオープンスタブ線路４ａ，４ｂはストリップ導体３の長手方向の中心から互いにＤ１，Ｄ２の距離で離れて配置されている。ここではＤ１およびＤ２は等しい。

本実施の形態でも、上記条件（Ａ）から条件（Ｃ）の３つの条件を満足しているため、導波管開口７Ｏのサイズすなわち長辺ａ、短辺ｂの長さは、開口６についても同様であり、ストリップ導体３のサイズすなわち長さＬ、および幅Ｗ、オープンスタブ線路４ａ，４ｂの長さＳＬ１，ＳＬ２、幅ＳＷ１、ＳＷ２を調整することでマイクロストリップ線路２ａ，２ｂとのインピーダンス整合をとることが可能となる。マイクロストリップ線路２ａ，２ｂの線幅ＭＷ１、線幅ＭＷ２とオープンスタブ線路４ａ，４ｂの幅ＳＷ１、幅ＳＷ２とを等しく設計してもよい。これにより、調整が容易となる。

かかる構成によれば、２分岐した導波管マイクロストリップ線路変換器を、より小型でかつ高精度となるように形成可能である。

また、マイクロストリップ線路は、ストリップ導体とそれぞれ第１および第２の境界面を有する第１および第２のマイクロストリップ線路を有し、第１および第２のマイクロストリップ線路は、第１および第２の境界面が中点Ｏに対して、点対称であることで、よりインピーダンス整合性の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。

またストリップ導体が、長方形であるときは、第１および第２のマイクロストリップ線路は第１および第２の境界面が、長方形の相対向する長辺上であって、長辺の２等分線から、等距離に配されていればよい。

なお、実験結果から、本実施の形態では、ストリップ導体３の外形よりも誘電体開口すなわち開口６および導波管開口７Ｏを若干小さくとることで、より変換効率の高い、導波管マイクロストリップ線路変換器１０を得ることができることがわかっている。

実施の形態３．
次に実施の形態３について説明する。実施の形態１および２では、ストリップ導体３の形状は長方形であるが、長方形に限定されることなく、図９に示すような、縦長の８角形であってもよい。この場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、主構成は実施の形態１と同様であり、ストリップ導体３は、マイクロストリップ線路２に接続されこの中心Ｏを通る中心線Ｌ₀に対して線対称形状を有する。そして、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、ストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ₀に対して、ストリップ導体３とマイクロストリップ線路２との境界面が対称であるストリップ導体３との境界面の形状を持つオープンスタブ線路４を備える。また誘電体基板１の第２の面１Ｂには導体地板５を備える。この導体地板５には、ストリップ導体３と同一中心Ｏをもつ開口６が形成されている。そして、この導体地板５の開口６と導波管開口７Ｏとが当接するように、誘電体基板１の第２の面１Ｂに矩形の導波管開口７Ｏをもつ導波管７が接続されている。接続には導電性接着剤が用いられる。本実施の形態において、導電性接着剤はシルバーペーストであるが、導電性接着剤はシルバーペーストに限定されない。

実施の形態４．
次に本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態１から３では、ストリップ導体３の形状は多角形であったが、図１０に示すように、長手方向の辺が曲線状である八角形など、一部が曲線状をなす形状であってもよい。この場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、主構成は実施の形態１と同様であり、ストリップ導体３は、マイクロストリップ線路２に接続され、導体地板５の開口６と導波管開口７Ｏとの中心Ｏを通る中心線Ｌ₀に対して線対称形状を有する。そして、ストリップ導体３を挟んで、中心線Ｌ₀に対して、ストリップ導体３とマイクロストリップ線路２との境界面が対称であるストリップ導体３との境界面の形状を持つオープンスタブ線路４を備える。また誘電体基板１の第２の面１Ｂには導体地板５を備える。この導体地板５には、ストリップ導体３と、同一中心Ｏをもつ開口６を有する。そしてこの導体地板５の開口６と導波管開口７Ｏとが当接するように、誘電体基板１の第２の面１Ｂに矩形の導波管開口７Ｏをもつ導波管７が接続されている。接続には導電性接着剤が用いられる。本実施の形態において、導電性接着剤はシルバーペーストであるが、導電性接着剤はシルバーペーストに限定されない。

実施の形態５．
次に実施の形態５について説明する。本実施の形態の導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、図１１に上面図を示すように、誘電体基板１上に３つの導波管マイクロストリップ線路変換器を配列したものである。それぞれ、マイクロストリップ線路２ｐ，２ｑ，２ｒに対し、実施の形態１で示した導波管マイクロストリップ線路変換器１０を短辺同士が隣接するように配列したものである。従って各オープンスタブ線路４ｐ，４ｑ，４ｒもそれぞれ、平行に配列されている。

ここで、マイクロストリップ線路２ｐ，２ｑ，２ｒは、各々が導波管マイクロストリップ線路変換器１０を構成している。複数３個の導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、平面視が矩形であって、短辺同士が隣接して配列されている。各々の導波管マイクロストリップ線路変換器１０には、オープンスタブ線路４ｐ，４ｑ，４ｒが接続されている。各々のオープンスタブ線路４ｐ，４ｑ，４ｒは、互いに平行である。

本実施の形態によれば、導波管を配列可能でかつ、電磁波の干渉を無視し得る程度の間隔でストリップ導体を配置することができ、より小型化を図ることができる。

実施の形態６．
次に実施の形態６について説明する。本実施の形態の導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、図１２に上面図を示すように、誘電体基板１上に３つの導波管マイクロストリップ線路変換器を、各ストリップ導体３に対して、マイクロストリップ線路２ｐ，２ｓ，２ｒの配列方向が交互となるように、配列したものである。従ってオープンスタブ線路４ｐ，４ｓ，４ｒもそれぞれ、ストリップ導体３に対する引き出し方向が交互となっており、実施の形態１で示した導波管マイクロストリップ線路変換器を短辺同士が隣接するように配列したものである。

本実施の形態によれば、導波管をより短い間隔で配列可能でかつ、電磁波の干渉を無視し得る程度の間隔でストリップ導体を配置することができ、より小型化を図ることができる。

なお、各実施の形態は、ミリ波またはマイクロ波といった高周波電力を導波管からマイクロストリップ線路、またはマイクロストリップ線路から導波管に変換するものである。各実施の形態においてストリップ導体の形状は、矩形に限定されるものではなく、線対称をなす形状であればよい。ただし、矩形とすることで、誘電体基板の占有面積を最大限に利用することが可能となる。

また、各実施の形態において、ストリップ導体は、中心線に垂直な方向に互いに平行で、中心線に直交する２つの辺を有することで、容易にインピーダンス整合が可能な、小型で信頼性の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。

特にストリップ導体を、長方形とすることで、より小型で信頼性の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。

また、オープンスタブ線路が、ストリップ導体と同一幅を有することで、より容易にインピーダンス整合が可能な、小型で信頼性の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。

また、マイクロストリップ線路は、ストリップ導体の中心線に対して、ストリップ導体との境界面がオープンスタブ線路と対称形状であればよく、端面から離れた位置で方向がずれていてもよい。

また、オープンスタブ線路が、ストリップ導体の中心線に対して、マイクロストリップ線路の対称形状体に重なるように配されることで、より容易にインピーダンス整合が可能な、小型で信頼性の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。例えば図１において、マイクロストリップ線路２の対称形状体は、右側のＡ’方向に幅ＳＷを示す引き出し線方向に伸長しており、オープンスタブ線路４が、重なるように配されていることがわかる。

また、導波管開口と開口とは、同一形状を有することで、漏れ電流をなくし、より変換効率の高い導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることが可能となる。

なお、実施の形態１から実施の形態６では、誘電体基板としてはＬＣＰ基板を用いたが、ＬＣＰ基板に限定されることなく、ガラスエポキシ基板、セラミック基板、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）基板など適宜選択可能である。また、マイクロストリップ線路、オープンスタブ線路および導体地板は、銅を主成分とする薄膜層に限定されるものではなく、金箔、銅箔あるいは他の導体でもよい。さらに導波管を中空でなく、誘電体を充填する場合、誘電体基板と同様ＬＣＰを用いてもよいし、他の材料であってもよい。また、導波管と誘電体基板との接続は、導電性接着剤だけでなく、気密部品との併用でもよい。気密部品としてはハーメチックシールがあげられる。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換えまたは、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 誘電体基板、２，２ｐ，２ｑ，２ｒ，２ｓ マイクロストリップ線路、２ａ 第１のマイクロストリップ線路、２ｂ 第２のマイクロストリップ線路、３ ストリップ導体、４，４ｐ，４ｑ，４ｒ，４ｓ オープンスタブ線路、５ 導体地板、６ 開口、７ 導波管、７Ｏ 導波管開口。

Claims (9)

1. 誘電体基板の第１の面上に設けられたマイクロストリップ線路と、
   前記誘電体基板の第２の面に形成され、開口を有する導体地板と、
   前記開口と同一の中心を持ち、前記開口に当接する導波管開口を有し、前記誘電体基板の前記第２の面に接続された導波管と、
   前記第１の面上で、前記マイクロストリップ線路に接続され、前記導波管開口および前記開口と、同一の中心を有し、前記中心を通る中心線に対して線対称形状を有するストリップ導体と、
   前記ストリップ導体を挟み、前記中心線に対して、前記ストリップ導体との境界面が、前記マイクロストリップ線路の境界面と対称であるストリップ導体との境界面を持つオープンスタブ線路を備え、
   前記導波管を伝搬する電力と、前記誘電体基板上に設けられた前記マイクロストリップ線路を伝搬する電力とを相互に変換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。
2. 前記ストリップ導体の形状は、矩形であることを特徴とする請求項１に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
3. 前記ストリップ導体は、前記中心線に直交し互いに平行な２つの辺を有することを特徴とする請求項１または２に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
4. 前記ストリップ導体の形状は、長方形であることを特徴とする請求項３に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
5. 前記オープンスタブ線路は、前記ストリップ導体と同一幅を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
6. 前記オープンスタブ線路は、前記中心線に対して、前記マイクロストリップ線路の対称形状体に重なるように配された請求項１から５のいずれか１項に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
7. 前記導波管開口と前記開口とは、同一形状を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
8. 前記マイクロストリップ線路は、前記ストリップ導体とそれぞれ第１の境界面および第２の境界面を有する第１のマイクロストリップ線路および第２のマイクロストリップ線路を有し、
   前記第１のマイクロストリップ線路および第２のマイクロストリップ線路は、前記第１の境界面および第２の境界面が前記ストリップ導体の中心に対して、点対称であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
9. 前記ストリップ導体の形状は、長方形であり、
   前記マイクロストリップ線路は、前記ストリップ導体とそれぞれ第１の境界面および第２の境界面を有する第１のマイクロストリップ線路および第２のマイクロストリップ線路を有し、
   前記第１のマイクロストリップ線路および第２のマイクロストリップ線路は、前記第１の境界面および第２の境界面が、前記長方形の相対向する長辺上であって、前記長辺の２等分線から、等距離に配されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。

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