JP2017212662A - Power converter and antenna device with the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized power converter and an antenna having the power converter.SOLUTION: A power converter 100 comprises: a first substrate unit 101; a second substrate unit 102; and an adhesive member 103 provided between them. In the first substrate unit 101, a first transmission pattern 12 and a coupling element 11 are arranged to a first upper surface 10a of a first substrate 10, and a first lower surface ground 14 constructing a reflective wall of an electromagnetic wave with the first transmission pattern 12 and the coupling element 11 is arranged to a first lower surface 10b of the first substrate 10. In the second substrate unit 102, a matching element 21, a second transmission pattern 23, and a separation pattern 22 that suppresses the leakage of the electromagnetic wave from the matching element 21 are arranged on a second lower surface 20b of a second substrate 20. On a second upper surface 20a of the second substrate 20, the matching element 21, a second transmission ground 23, and a second transmission pattern 28 that constructs the reflective wall of the electromagnetic wave are arranged.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換器及びこれを備えたアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a power converter and an antenna device including the same.

特許文献1には、導波管・マイクロストリップ線路変換器が開示されている。この導波管・マイクロストリップ線路変換器では、中空部を有する導波管と、接地板と、誘電体基板と、シールド板とが下から順に積層されている。接地板には開口からなる閉鎖領域が形成されており、この閉鎖領域が導波管の中空部に対応するように接地板が配置される。誘電体基板の裏面には、接地板の閉鎖領域内に対応するように整合素子が配置されている。シールド板には切り込みが形成されており、伝送パターンがこの切り込みに対応して配置される。これにより、伝送パターンが整合素子の一部と重畳する。   Patent Document 1 discloses a waveguide / microstrip line converter. In this waveguide / microstrip line converter, a waveguide having a hollow portion, a ground plate, a dielectric substrate, and a shield plate are laminated in order from the bottom. The ground plate has a closed region formed of an opening, and the ground plate is disposed so that the closed region corresponds to the hollow portion of the waveguide. Matching elements are arranged on the back surface of the dielectric substrate so as to correspond to the closed region of the ground plate. A cut is formed in the shield plate, and the transmission pattern is arranged corresponding to this cut. Thereby, a transmission pattern overlaps with a part of matching element.

特許文献1の導波管・マイクロストリップ線路変換器では、コプレーナ線路及びマイクロストリップ線路が形成されている。つまり、シールド板の切り込み内では、誘電体基板上に伝送パターン及びシールド板が並んで配置されており、これらによりコプレーナ線路が形成されている。また、閉鎖領域の外側では、接地板と伝送パターンとが誘電体基板を挟みこんでおり、これらによりマイクロストリップ線路が形成されている。よって、特許文献1では、マイクロストリップ線路及びコプレーナ線路等の平面線路と導波管とを接続することで、導波管の中空部を伝送する電力と、平面線路により伝送される電力とを変換している。   In the waveguide / microstrip line converter of Patent Document 1, a coplanar line and a microstrip line are formed. That is, within the cutout of the shield plate, the transmission pattern and the shield plate are arranged side by side on the dielectric substrate, thereby forming a coplanar line. Further, outside the closed region, the ground plate and the transmission pattern sandwich the dielectric substrate, thereby forming a microstrip line. Therefore, in patent document 1, the power transmitted through the hollow portion of the waveguide and the power transmitted through the planar line are converted by connecting the planar line such as the microstrip line and the coplanar line and the waveguide. doing.

特開2011−223203号公報JP 2011-223203 A

しかしながら、特許文献1の導波管・マイクロストリップ線路変換器は、導波管を用いているため、変換器全体の大きさが大きい。これは、導波管の場合、電磁波が伝搬するための導波路として、導波管内部に側壁に覆われた中空部を設ける必要があるためである。よって、電力変換器の小型化を達成するのが困難である。   However, since the waveguide / microstrip line converter of Patent Document 1 uses a waveguide, the size of the entire converter is large. This is because in the case of a waveguide, it is necessary to provide a hollow portion covered with a side wall inside the waveguide as a waveguide for propagation of electromagnetic waves. Therefore, it is difficult to achieve downsizing of the power converter.

そこで、本発明は、小型化された電力変換器及びその電力変換器を有するアンテナを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a miniaturized power converter and an antenna having the power converter.

本発明の一観点に係る電力変換器は、第1基板と、第1伝送パターンと、結合素子と、第1伝送グラウンドと、第2基板と、整合素子と、離隔パターンと、第2伝送グラウンドと、第2伝送パターンと、固定部材とを備える。   A power converter according to an aspect of the present invention includes a first board, a first transmission pattern, a coupling element, a first transmission ground, a second board, a matching element, a separation pattern, and a second transmission ground. And a second transmission pattern and a fixing member.

第1基板は、第1面、及び当該第1面とは反対側に配置される第2面を有する。第1伝送パターンは、第1面に配置される。結合素子は、第1面に配置され、第1伝送パターンの端部に接続される。第1伝送グラウンドは、第2面において、少なくとも一部が第1伝送パターン及び結合素子と対応する位置に配置され、第1伝送パターン及び結合素子とともに電磁波の反射壁を構成する。第2基板は、第1基板の第1面と対向する第3面、及び当該第3面とは反対側に配置される第4面を有する。整合素子は、第3面において、結合素子と対向する位置に配置され、当該結合素子と電磁的に結合する。離隔パターンは、第3面に配置され、整合素子から離隔し、当該整合素子の周囲の少なくとも一部に配置され、整合素子からの電磁波の漏出を抑制する。第2伝送グラウンドは、第3面に配置される。第2伝送パターンは、第4面において、整合素子及び第2伝送グラウンドと対応する位置に配置され、整合素子及び第2伝送グラウンドとともに電磁波の反射壁を構成する。固定部材は、第1基板と第2基板とを固定している。なお、固定部材は、両基板を接着剤等により接着する接着部材、両基板を所定の位置に固定する固定部材、及び両基板を所定の位置に固定し、かつ両基板から脱着可能な固定部材など、両基板を一時的又は永続的に固定する部材を含むものを意味する。   The first substrate has a first surface and a second surface disposed on the side opposite to the first surface. The first transmission pattern is disposed on the first surface. The coupling element is disposed on the first surface and connected to the end of the first transmission pattern. The first transmission ground is at least partially disposed on the second surface at a position corresponding to the first transmission pattern and the coupling element, and constitutes an electromagnetic wave reflection wall together with the first transmission pattern and the coupling element. The second substrate has a third surface facing the first surface of the first substrate, and a fourth surface disposed on the opposite side of the third surface. The matching element is disposed on the third surface at a position facing the coupling element, and is electromagnetically coupled to the coupling element. The separation pattern is disposed on the third surface, is separated from the matching element, and is disposed on at least a part of the periphery of the matching element to suppress leakage of electromagnetic waves from the matching element. The second transmission ground is disposed on the third surface. The second transmission pattern is disposed on the fourth surface at a position corresponding to the matching element and the second transmission ground, and constitutes an electromagnetic wave reflection wall together with the matching element and the second transmission ground. The fixing member fixes the first substrate and the second substrate. The fixing member includes an adhesive member that bonds both substrates with an adhesive, a fixing member that fixes both substrates in a predetermined position, and a fixing member that fixes both substrates in a predetermined position and is detachable from both substrates. And the like including a member for temporarily or permanently fixing both substrates.

上記構成により、以下の効果を得ることができる。まず、この電力変換器では、第1基板を挟んで、第1伝送パターン及び結合素子と、第1伝送グラウンドとが、電磁波の伝送線路であるマイクロストリップ線路を構成している。一方、第2基板を挟んで、第2伝送グラウンド及び整合素子と、第2伝送パターンとが、電磁波の伝送線路であるマイクロストリップ線路を構成している。電磁波は、第1基板のマイクロストリップ線路によって結合素子に伝送された後、第2基板に放射され、さらに第2基板のマイクロストリップ線路により、第2伝送パターンに沿って伝送される。そして、第2基板の第2伝送パターンから、第1基板の第1伝送パターンへの電磁波の伝送は、前述とは逆の順序で行われる。   With the above configuration, the following effects can be obtained. First, in this power converter, the first transmission pattern, the coupling element, and the first transmission ground form a microstrip line that is an electromagnetic wave transmission line across the first substrate. On the other hand, the second transmission ground, the matching element, and the second transmission pattern constitute a microstrip line that is an electromagnetic wave transmission line across the second substrate. The electromagnetic wave is transmitted to the coupling element by the microstrip line on the first substrate, then radiated to the second substrate, and further transmitted along the second transmission pattern by the microstrip line on the second substrate. Then, transmission of electromagnetic waves from the second transmission pattern of the second substrate to the first transmission pattern of the first substrate is performed in the reverse order to that described above.

つまり、上記電力変換器によれば、第1基板の伝送線路と、第2基板の伝送線路との間で電力変換が行われる。これら伝送線路は、各基板の両面のパターンにより形成できるため、電力変換器の薄型化及び小型化を達成できる。したがって、例えば内部に中空部を形成する必要のある導波管に比べて薄型でかつ小型にすることができる。   That is, according to the power converter, power conversion is performed between the transmission line of the first substrate and the transmission line of the second substrate. Since these transmission lines can be formed by patterns on both sides of each substrate, the power converter can be reduced in thickness and size. Therefore, for example, it can be made thinner and smaller than a waveguide in which a hollow portion needs to be formed.

また、上記電力変換器では、整合素子から離隔した位置に離隔パターンが設けられている。この離隔パターンの端面を基準として第2基板の実効誘電率が変化し、それによって整合素子から漏出して第2基板内を伝搬する電磁波が反射される。よって、整合素子から放射された電磁波が第2基板及び空気中等内に広がり、不要放射されるのを抑えることができる。その結果、電力損失を抑制し、効率の良い電力変換器を得ることができる。   In the power converter, a separation pattern is provided at a position separated from the matching element. The effective dielectric constant of the second substrate changes with the end face of the separation pattern as a reference, whereby the electromagnetic wave that leaks from the matching element and propagates through the second substrate is reflected. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic wave radiated from the matching element from spreading into the second substrate and the air, and unnecessary radiation. As a result, power loss can be suppressed and an efficient power converter can be obtained.

上記電力変換器においては、第1及び第2伝送パターンは、少なくとも一部が、第1及び第2基板の面方向に沿う第1方向に延びるように形成できる。この場合、離隔パターンは、第1及び第2基板の面方向において、整合素子に対して、第1伝送パターンとは反対側に離隔して、第1方向と交差する第2方向に延びる第1パターンを含む。   In the power converter, at least a part of the first and second transmission patterns can be formed to extend in a first direction along a surface direction of the first and second substrates. In this case, the separation pattern is separated from the matching element in the plane direction of the first and second substrates, on the opposite side to the first transmission pattern, and extends in the second direction intersecting the first direction. Includes patterns.

これにより、第1方向に延びる第1伝送パターン又は第2伝送パターンを経て、整合素子から主として第1方向の電磁波が放射される。第1パターンは、第1方向と交差する第2方向に延びており、この第1パターンの端面を基準として第2基板の実効誘電率が変化する。この実効誘電率の変化によって整合素子から漏出して第2基板内を伝搬する電磁波が反射される。つまり、第2方向に延びる第1パターンは、主に、整合素子から放射され第2基板内を伝搬する第1方向の電磁波を反射する。これにより整合素子からの電磁波が第2基板内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。   Thereby, the electromagnetic wave mainly in the first direction is radiated from the matching element through the first transmission pattern or the second transmission pattern extending in the first direction. The first pattern extends in a second direction intersecting the first direction, and the effective dielectric constant of the second substrate changes with the end face of the first pattern as a reference. Due to this change in effective dielectric constant, electromagnetic waves that leak from the matching element and propagate through the second substrate are reflected. That is, the first pattern extending in the second direction mainly reflects the electromagnetic wave in the first direction that is radiated from the matching element and propagates in the second substrate. Thereby, it is possible to suppress the electromagnetic wave from the matching element from spreading in the second substrate and in the air, thereby suppressing power loss.

上記電力変換器においては、第1パターンにおける電磁波の管内波長をλfとすると、第1幅は、1/4λfの奇数倍とできる。
この場合、第1パターンにおいては定在波が形成され、第1パターンのうち、整合素子に近い端面においては定在波の節が位置し、整合素子から遠い端面においては定在波の腹が位置する。定在波の節が位置する端面では、整合素子側から第1パターン側に向かうインピーダンスがゼロ、つまり電位がゼロとなりショートした状態となる。一方、定在波の腹が位置する端面では、整合素子側から第1パターンの外方に向かうインピーダンスが無限大となる。これにより、整合素子から漏出した第1方向の電磁波が第2基板内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。
In the power converter, when the guide wavelength of the electromagnetic wave in the first pattern is λf, the first width can be an odd multiple of ¼λf.
In this case, a standing wave is formed in the first pattern, and in the first pattern, a node of the standing wave is located on the end face close to the matching element, and an antinode of the standing wave is located on the end face far from the matching element. To position. At the end face where the node of the standing wave is located, the impedance from the matching element side toward the first pattern side is zero, that is, the potential is zero, resulting in a shorted state. On the other hand, on the end face where the antinode of the standing wave is located, the impedance from the matching element side toward the outside of the first pattern becomes infinite. Thereby, it is possible to suppress the electromagnetic wave in the first direction leaking from the matching element from spreading in the second substrate and in the air, thereby suppressing power loss.

上記電力変換器においては、離隔パターンは、第1及び第2基板の面方向において、整合素子に対して、第1伝送パターン側に離隔して、第2方向に延びる第2パターンを含むことができる。
上記の第2方向に延びる第2パターンは、第1パターンと同様に第2基板の実効誘電率の変化を生じさせる。この実効誘電率の変化によって整合素子から漏出して第2基板内を伝搬する電磁波が反射される。つまり、第2方向に延びる第2パターンは、主に、整合素子から放射され第2基板内を伝搬する第1方向の電磁波を反射する。これにより整合素子からの電磁波が第2基板内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。
In the above power converter, the separation pattern may include a second pattern that extends in the second direction and is separated from the matching element toward the first transmission pattern in the plane direction of the first and second substrates. it can.
The second pattern extending in the second direction causes a change in the effective dielectric constant of the second substrate, similar to the first pattern. Due to this change in effective dielectric constant, electromagnetic waves that leak from the matching element and propagate through the second substrate are reflected. That is, the second pattern extending in the second direction mainly reflects the electromagnetic wave in the first direction that is radiated from the matching element and propagates in the second substrate. Thereby, it is possible to suppress the electromagnetic wave from the matching element from spreading in the second substrate and in the air, thereby suppressing power loss.

上記電力変換器においては、第2パターンにおける電磁波の管内波長をλgとすると、第2幅は、1/4λgの奇数倍とできる。この場合、第2パターンにおいては定在波が形成され、第2パターンのうち、整合素子に近い端面においては定在波の節が位置し、整合素子から遠い端面においては定在波の腹が位置する。これにより、整合素子から漏出した第1方向の電磁波が第2基板内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。   In the power converter, when the guide wavelength of the electromagnetic wave in the second pattern is λg, the second width can be an odd multiple of ¼λg. In this case, a standing wave is formed in the second pattern, and in the second pattern, a node of the standing wave is located on the end face close to the matching element, and an antinode of the standing wave is located on the end face far from the matching element. To position. Thereby, it is possible to suppress the electromagnetic wave in the first direction leaking from the matching element from spreading in the second substrate and in the air, thereby suppressing power loss.

上記電力変換器においては、第2パターンは、第1伝送パターンに対応する部分に隙間を有するものとできる。この場合、第1基板と第2基板とを貼り合わせた場合に、第1基板の第1面の第1伝送パターンは、第2基板の第3面の第2パターンの隙間に対応するように位置する。よって、第1伝送パターンと第2パターンとがショートし、電磁波が漏出するのを回避できる。   In the power converter, the second pattern may have a gap in a portion corresponding to the first transmission pattern. In this case, when the first substrate and the second substrate are bonded together, the first transmission pattern on the first surface of the first substrate corresponds to the gap between the second patterns on the third surface of the second substrate. To position. Therefore, it can be avoided that the first transmission pattern and the second pattern are short-circuited and electromagnetic waves leak out.

上記電力変換器においては、離隔パターンは、第3パターンと、第4パターンとを含むことができる。第3パターンは、第1パターンの第1端部と第2パターンの第1端部とを接続し、第2方向において整合素子から離隔して、第1方向に延びる。第4パターンは、第1パターンの第2端部と第2パターンの第2端部とを接続し、第2方向のうち、整合素子を基準として第3パターンと対向する位置において整合素子から離隔して、第1方向に延びる。   In the above power converter, the separation pattern can include a third pattern and a fourth pattern. The third pattern connects the first end of the first pattern and the first end of the second pattern, is spaced apart from the matching element in the second direction, and extends in the first direction. The fourth pattern connects the second end of the first pattern and the second end of the second pattern, and is separated from the matching element at a position facing the third pattern with respect to the matching element in the second direction. Then, it extends in the first direction.

整合素子からは第1方向のみならず第2方向にも電磁波が放射されている。上記の通り、第3及び第4パターンは、第1方向に延びており、この第3及び第4パターンの端面を基準として第2基板の実効誘電率が変化する。よって、第1方向に延びる第3及び第4パターンは、主に、整合素子から放射され第2基板内を伝搬する第2方向の電磁波を反射する。これにより整合素子からの電磁波が第2基板内及び空気中等に広がるのが抑制され、電力損失を抑制できる。このように、第1及び第2パターンに加えて、第3及び第4パターンを設けることで、第1〜第4パターンにより整合素子を取り囲み、さらに電力損失を抑制できる。   The matching element emits electromagnetic waves not only in the first direction but also in the second direction. As described above, the third and fourth patterns extend in the first direction, and the effective dielectric constant of the second substrate changes with reference to the end surfaces of the third and fourth patterns. Therefore, the third and fourth patterns extending in the first direction mainly reflect electromagnetic waves in the second direction that are radiated from the matching elements and propagate in the second substrate. As a result, the electromagnetic wave from the matching element is suppressed from spreading in the second substrate and in the air, and power loss can be suppressed. In this way, by providing the third and fourth patterns in addition to the first and second patterns, the matching elements are surrounded by the first to fourth patterns, and power loss can be further suppressed.

上記電力変換器においては、離隔パターンは第2伝送グラウンドに接続されていることができる。この場合、離隔パターンは、第2伝送グラウンドに接続されており、グラウンド電位に維持されている。離隔パターンの整合素子に近い端面では定在波の節が位置し、インピーダンスがゼロ、つまり電位がゼロとなりショートした状態となる。離隔パターンがグラウンド電位に維持されることで、整合素子に近い端面の電位を確実にゼロとし、ショートした状態とできる。これにより、整合素子から漏出した電磁波が、整合素子以外の第2基板内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。   In the power converter, the separation pattern may be connected to the second transmission ground. In this case, the separation pattern is connected to the second transmission ground and is maintained at the ground potential. A node of a standing wave is located on the end face close to the matching element of the separation pattern, and the impedance becomes zero, that is, the potential becomes zero, resulting in a shorted state. By maintaining the separation pattern at the ground potential, the potential of the end face close to the matching element can be surely made zero and a short-circuited state can be achieved. Thereby, it is possible to suppress the electromagnetic wave leaking from the matching element from spreading in the second substrate other than the matching element and in the air, thereby suppressing power loss.

上記電力変換器においては、固定部材は、結合素子と整合素子との間に空間が形成されるように、第1基板と第2基板とを固定することができる。この構成によれば、結合素子と整合素子との間には空間が形成されているため、これらの間の電磁波の放射が誘電率の低い空気を介して行われる。その結果、電力損失が抑制され、効率の良い電力変換器を得ることができる。   In the power converter, the fixing member can fix the first substrate and the second substrate so that a space is formed between the coupling element and the matching element. According to this configuration, since a space is formed between the coupling element and the matching element, electromagnetic waves between them are radiated through air having a low dielectric constant. As a result, power loss is suppressed and an efficient power converter can be obtained.

本発明の一観点に係る電力変換器は、第1基板と、第1伝送パターンと、結合素子と、第1伝送グラウンドと、第2基板と、整合素子と、第2伝送グラウンドと、第2伝送パターンと、固定部材と、を備える。   A power converter according to an aspect of the present invention includes a first board, a first transmission pattern, a coupling element, a first transmission ground, a second board, a matching element, a second transmission ground, and a second board. A transmission pattern and a fixing member are provided.

第1基板は、第1面、及び当該第1面とは反対側に配置される第2面を有する。第1伝送パターンは、第1面に配置される。結合素子は、第1面に配置され、第1伝送パターンの端部に接続される。第1伝送グラウンドは、第2面において、少なくとも一部が第1伝送パターン及び結合素子と対応する位置に配置され、第1伝送パターン及び結合素子とともに電磁波の反射壁を構成する。第2基板は、第1基板の第1面と対向する第3面、及び当該第3面とは反対側に配置される第4面を有する。整合素子は、第3面において、結合素子と対向する位置に配置され、当該結合素子と電磁的に結合する。第2伝送グラウンドは、第3面に配置される。第2伝送パターンは、第4面において、整合素子及び第2伝送グラウンドと対応する位置に配置され、整合素子及び第2伝送グラウンドとともに電磁波の反射壁を構成する。固定部材は、結合素子と整合素子との間に空間が形成されるように、第1基板と第2基板とを固定している。   The first substrate has a first surface and a second surface disposed on the side opposite to the first surface. The first transmission pattern is disposed on the first surface. The coupling element is disposed on the first surface and connected to the end of the first transmission pattern. The first transmission ground is at least partially disposed on the second surface at a position corresponding to the first transmission pattern and the coupling element, and constitutes an electromagnetic wave reflection wall together with the first transmission pattern and the coupling element. The second substrate has a third surface facing the first surface of the first substrate, and a fourth surface disposed on the opposite side of the third surface. The matching element is disposed on the third surface at a position facing the coupling element, and is electromagnetically coupled to the coupling element. The second transmission ground is disposed on the third surface. The second transmission pattern is disposed on the fourth surface at a position corresponding to the matching element and the second transmission ground, and constitutes an electromagnetic wave reflection wall together with the matching element and the second transmission ground. The fixing member fixes the first substrate and the second substrate so that a space is formed between the coupling element and the matching element.

上記構成により、以下の効果を得ることができる。まず、この電力変換器では、第1基板を挟んで、第1伝送パターン及び結合素子と、第1伝送グラウンドとが、電磁波の伝送線路であるマイクロストリップ線路を構成している。一方、第2基板を挟んで、第2伝送グラウンド及び整合素子と、第2伝送パターンとが、電磁波の伝送線路であるマイクロストリップ線路を構成している。電磁波は、第1基板のマイクロストリップ線路によって結合素子に伝送された後、第2基板に放射され、さらに第2基板のマイクロストリップ線路により、第2伝送パターンに沿って伝送される。そして、第2基板の第2伝送パターンから、第1基板の第1伝送パターンへの電磁波の伝送は、前述とは逆の順序で行われる。   With the above configuration, the following effects can be obtained. First, in this power converter, the first transmission pattern, the coupling element, and the first transmission ground form a microstrip line that is an electromagnetic wave transmission line across the first substrate. On the other hand, the second transmission ground, the matching element, and the second transmission pattern constitute a microstrip line that is an electromagnetic wave transmission line across the second substrate. The electromagnetic wave is transmitted to the coupling element by the microstrip line on the first substrate, then radiated to the second substrate, and further transmitted along the second transmission pattern by the microstrip line on the second substrate. Then, transmission of electromagnetic waves from the second transmission pattern of the second substrate to the first transmission pattern of the first substrate is performed in the reverse order to that described above.

つまり、上記電力変換器によれば、第1基板の伝送線路と、第2基板の伝送線路との間で電力変換が行われる。これら伝送線路は、各基板の両面のパターンにより形成できるため、電力変換器の薄型化及び小型化を達成できる。したがって、例えば内部に中空部を形成する必要のある導波管に比べて薄型でかつ小型にすることができる。   That is, according to the power converter, power conversion is performed between the transmission line of the first substrate and the transmission line of the second substrate. Since these transmission lines can be formed by patterns on both sides of each substrate, the power converter can be reduced in thickness and size. Therefore, for example, it can be made thinner and smaller than a waveguide in which a hollow portion needs to be formed.

また、結合素子と整合素子との間には空間が形成されているため、これらの間の電磁波の放射が誘電率の低い空気を介して行われる。その結果、電力損失が抑制され、効率の良い電力変換器を得ることができる。   Further, since a space is formed between the coupling element and the matching element, electromagnetic waves are radiated between them through air having a low dielectric constant. As a result, power loss is suppressed and an efficient power converter can be obtained.

上記電力変換器においては、第1基板及び第2基板は異なる材料で形成できる。これにより、基板に搭載される素子に応じて、基板材料を選択することができる。   In the power converter, the first substrate and the second substrate can be formed of different materials. Thereby, a substrate material can be selected according to the element mounted on the substrate.

上記電力変換器においては、第1基板はガラスエポキシ樹脂で形成でき、第2基板はガラスフッ素樹脂で形成できる。
ガラスフッ素樹脂は、高周波を低損失で送受信可能な材料である。よって、例えば、この電力変換器をアンテナ装置に用い、第2基板の第2伝送パターンの端部に高周波の電磁波を送受信するための平面アンテナパターンを接続する場合には、第2基板をガラスフッ素樹脂で形成するのが好ましい。
一方、ガラスエポキシ樹脂は、熱膨張係数が比較的小さいため、スルーホールを形成する過程においてもひび割れ等の破損が生じにくい。よって、第1基板の結合素子の周囲にスルーホールを形成する場合には、第1基板をガラスエポキシ樹脂で形成するのが好ましい。このスルーホールは、結合素子以外の第1基板内及び空気中等に電磁波が広がるのを抑制する。また、スルーホールは、第1基板に高周波回路を搭載するための結合穴としても利用できる。
In the power converter, the first substrate can be formed of a glass epoxy resin, and the second substrate can be formed of a glass fluororesin.
Glass fluororesin is a material that can transmit and receive high frequencies with low loss. Thus, for example, when this power converter is used for an antenna device and a planar antenna pattern for transmitting and receiving high-frequency electromagnetic waves is connected to the end of the second transmission pattern of the second substrate, the second substrate is made of glass fluorine. It is preferable to form with resin.
On the other hand, since glass epoxy resin has a relatively small thermal expansion coefficient, it is difficult to cause breakage such as cracks even in the process of forming a through hole. Therefore, when forming a through hole around the coupling element of the first substrate, it is preferable to form the first substrate with a glass epoxy resin. This through hole suppresses the spread of electromagnetic waves in the first substrate other than the coupling element and in the air. The through hole can also be used as a coupling hole for mounting a high-frequency circuit on the first substrate.

上記電力変換器においては、第1基板を貫通する複数のスルーホールが形成されており、複数のスルーホールは、結合素子を取り囲むように形成できる。これらのスルーホールは、結合素子から放射される電磁波が、結合素子以外の例えば第1基板内及び空気中等に広がるのを抑制するため、電力損失を抑制できる。   In the power converter, a plurality of through holes penetrating the first substrate are formed, and the plurality of through holes can be formed so as to surround the coupling element. These through-holes can suppress power loss because electromagnetic waves radiated from the coupling element are prevented from spreading outside the coupling element, for example, in the first substrate and in the air.

上記電力変換器においては、第1及び第2伝送パターンは、少なくとも一部が、第1及び第2基板の面方向に沿う第1方向に延びるように形成できる。この場合、整合素子は矩形状に形成され、整合素子における電磁波の管内波長をλeとすると、整合素子は、第1方向の距離が1/2λeとすることができる。これにより、第1方向の整合素子の両端面を腹とし、両端面の中央を節とする定在波が生じる。このとき、整合素子はある共振周波数で共振し、整合素子での電力損失を最小化できる。   In the power converter, at least a part of the first and second transmission patterns can be formed to extend in a first direction along a surface direction of the first and second substrates. In this case, the matching element is formed in a rectangular shape, and when the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the matching element is λe, the matching element can have a distance in the first direction of ½λe. As a result, a standing wave is generated in which the both end faces of the matching element in the first direction are antinodes and the center of both end faces is a node. At this time, the matching element resonates at a certain resonance frequency, and power loss in the matching element can be minimized.

上記電力変換器においては、第1及び第2伝送パターンは、少なくとも一部が、第1及び第2基板の面方向に沿う第1方向に延びるように形成できる。この場合、結合素子は矩形状に形成され、結合素子における電磁波の管内波長をλaとすると、結合素子は、第1方向の距離が1/2λaとすることができる。これにより、第1方向の結合素子の両端面を腹とし、両端面の中央を節とする定在波が生じる。このとき、結合素子はある共振周波数で共振し、結合素子での電力損失を最小化できる。   In the power converter, at least a part of the first and second transmission patterns can be formed to extend in a first direction along a surface direction of the first and second substrates. In this case, the coupling element is formed in a rectangular shape, and when the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the coupling element is λa, the coupling element can have a distance in the first direction of ½λa. As a result, a standing wave is generated in which both end faces of the coupling element in the first direction are antinodes and the center of both end faces is a node. At this time, the coupling element resonates at a certain resonance frequency, and power loss in the coupling element can be minimized.

上記電力変換器においては、固定部材は、結合素子と整合素子との重畳部分を除いた少なくとも一部において、第1基板と第2基板とを固定できる。   In the power converter, the fixing member can fix the first substrate and the second substrate at least at a part excluding the overlapping portion of the coupling element and the matching element.

本発明の一観点に係るアンテナ装置は、上記いずれかの電力変換器と、第2基板の第4面に配置され、第2伝送パターンの端部と接続される平面アンテナパターンと、を備えている。   An antenna device according to an aspect of the present invention includes any one of the power converters described above and a planar antenna pattern that is disposed on the fourth surface of the second substrate and connected to an end of the second transmission pattern. Yes.

本発明によれば、伝送線路と伝送線路との間で電力変換を行う、小型化された電力変換器及びその電力変換器を有するアンテナを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a miniaturized power converter that performs power conversion between a transmission line and a transmission line, and an antenna having the power converter.

本実施形態に係る電力変換器の斜視図。The perspective view of the power converter which concerns on this embodiment. 図1の電力変換器を上側からみた分解斜視図。The disassembled perspective view which looked at the power converter of FIG. 1 from the upper side. 電力変換器を下側からみた分解斜視図。The exploded perspective view which looked at the power converter from the lower side. 電力変換器を上側から見た透視図。The perspective view which looked at the power converter from the upper side. 図1のA−A’線断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. 第1基板の第1下面の平面図。The top view of the 1st lower surface of a 1st board | substrate. 第1基板の第1上面の平面図。The top view of the 1st upper surface of a 1st board | substrate. 第2基板の第2下面の平面図である。It is a top view of the 2nd lower surface of the 2nd substrate. 第1離隔グラウンドの拡大平面図。The enlarged plan view of the 1st separation ground. 第2基板の第2上面の平面図。The top view of the 2nd upper surface of a 2nd board | substrate. 電力変換器に平面アンテナパターン及び高周波回路が接続されたアンテナの平面図。The top view of the antenna by which the planar antenna pattern and the high frequency circuit were connected to the power converter. 電力変換器に平面アンテナパターン及び高周波回路が接続されたアンテナの平面図。The top view of the antenna by which the planar antenna pattern and the high frequency circuit were connected to the power converter. 第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図。The enlarged plan view in another example of the 1st separation ground. 第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図。The enlarged plan view in another example of the 1st separation ground. 第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図。The enlarged plan view in another example of the 1st separation ground. 第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図。The enlarged plan view in another example of the 1st separation ground. 第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図。The enlarged plan view in another example of the 1st separation ground. 第1基板の第1上面において、結合素子の周囲に第2離隔グラウンドを形成した構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure which formed the 2nd separation ground around the coupling element in the 1st upper surface of a 1st board | substrate. 拡張グラウンドと第2伝送グラウンドとの接続部分の平面形状を示す平面図。The top view which shows the planar shape of the connection part of an expansion ground and a 2nd transmission ground. 拡張グラウンドと第2伝送グラウンドとの接続部分の平面形状を示す平面図。The top view which shows the planar shape of the connection part of an expansion ground and a 2nd transmission ground. 固定部材を備えた電力変換器の図1のA−A’線断面図。A-A 'line sectional view of Drawing 1 of a power converter provided with a fixing member.

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る電力変換器及びこれを含むアンテナ装置について説明する。   Hereinafter, a power converter and an antenna apparatus including the power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る電力変換器は、伝送線路間で電力変換を行う装置であり、例えば平面アンテナパターンと高周波回路との間に接続されている。そして、平面アンテナが電磁波を受信すると、この電力変換器によって伝送線路間で電力変換が行われ、高周波回路に出力される。また、高周波回路から電磁波が出力されると、この電力変換器によって伝送線路間で電力変換が行われ、平面アンテナから電磁波が放射される。以下では、まず本実施形態の電力変換器について説明し、その後、この電力変換器を有するアンテナ装置について説明する。   The power converter according to the present embodiment is a device that performs power conversion between transmission lines, and is connected, for example, between a planar antenna pattern and a high-frequency circuit. When the planar antenna receives the electromagnetic wave, the power converter performs power conversion between the transmission lines and outputs the power to the high frequency circuit. When electromagnetic waves are output from the high frequency circuit, power conversion is performed between the transmission lines by the power converter, and the electromagnetic waves are radiated from the planar antenna. Below, the power converter of this embodiment is demonstrated first, and the antenna apparatus which has this power converter after that is demonstrated.

<1.電力変換器>
(1)電力変換器の全体構成
図1は、本実施形態に係る電力変換器の斜視図である。図2は、図1の電力変換器を上側からみた分解斜視図である。図3は、図2とは逆に、電力変換器を下側からみた分解斜視図である。
<1. Power converter>
(1) Overall Configuration of Power Converter FIG. 1 is a perspective view of a power converter according to this embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the power converter of FIG. 1 as viewed from above. FIG. 3 is an exploded perspective view of the power converter as viewed from below, contrary to FIG.

本実施形態に係る電力変換器100は、板状の第1基板ユニット101と、この第1基板ユニット101と対向配置される板状の第2基板ユニット102と、これら基板ユニット101,102を接着する接着部材(固定部材)103と、を含む。   The power converter 100 according to the present embodiment includes a plate-like first substrate unit 101, a plate-like second substrate unit 102 disposed opposite to the first substrate unit 101, and these substrate units 101, 102 bonded together. And an adhesive member (fixing member) 103.

以下では、図1等に示す方向、つまり上、下、前、後、右、左にしたがって説明を行う。具体的には、第1基板ユニット101と第2基板ユニット102との間の方向が上下方向であり、各基板ユニット101,102の面方向に沿って、前後方向及びこれと直交する左右方向が規定され、この方向にしたがって、説明を行うこととする。但し、この向きによって、本発明が限定されるものではないが、本実施形態の「前後方向」が本発明の第1方向に相当し、「左右方向」が本発明の第2方向に相当する。   In the following, description will be given in the direction shown in FIG. 1, that is, up, down, front, back, right, left. Specifically, the direction between the first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 is the up-down direction, and the front-rear direction and the left-right direction perpendicular to the surface direction of each substrate unit 101, 102 are It is defined and will be explained according to this direction. However, the present invention is not limited by this orientation, but the “front-rear direction” of the present embodiment corresponds to the first direction of the present invention, and the “left-right direction” corresponds to the second direction of the present invention. .

また、以下の説明において、ある部分の管内波長という場合には、ある部分に隣接するあらゆる構成によって影響を受けた、ある部分の電磁波の波長を意味するものとする。例えば、後述するように、整合素子における電磁波の管内波長とは、整合素子が設けられている第2基板ユニット、整合素子と対向する結合素子、整合素子と結合素子との間の空気等、整合素子の周囲のあらゆる構成によって影響を受けた、整合素子における電磁波の波長を意味するものとする。   Further, in the following description, the term “in-tube wavelength of a certain part” means the wavelength of an electromagnetic wave in a certain part that is affected by any configuration adjacent to the certain part. For example, as described later, the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the matching element is the second substrate unit provided with the matching element, the coupling element facing the matching element, the air between the matching element and the coupling element, etc. It shall mean the wavelength of the electromagnetic wave in the matching element, affected by any configuration around the element.

(2)電力変換器100の各部の構成
次に、図4〜図10も参照しつつ、電力変換器100の各部の構成について説明する。図4は、電力変換器を上側から見た透視図である。図5は、図1のA−A’線断面図である。図6は、第1基板の第1下面の平面図である。図7は、第1基板の第1上面の平面図である。図8は、第2基板の第2下面の平面図である。図9は、第1離隔グラウンドの拡大平面図である。図10は、第2基板の第2上面の平面図である。
(2) Configuration of Each Unit of Power Converter 100 Next, the configuration of each unit of the power converter 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view of the power converter as viewed from above. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. FIG. 6 is a plan view of the first lower surface of the first substrate. FIG. 7 is a plan view of the first upper surface of the first substrate. FIG. 8 is a plan view of the second lower surface of the second substrate. FIG. 9 is an enlarged plan view of the first separation ground. FIG. 10 is a plan view of the second upper surface of the second substrate.

(2−1)第1基板ユニット101
図2、図5及び図7等に示すように、第1基板ユニット101は、矩形状の第1基板10を備え、この第1基板10の第1上面(第1面)10aに、結合素子11と、第1伝送パターン12と、接地電位を有する第1上面グラウンド13とが配置されている。第1伝送パターン12は前後方向に延びており、後側の第1端部12aには、図視しない高周波回路が接続可能となっている。また、第1伝送パターン12は、前側の第2端部12bにおいて、結合素子11と接続されている。一方、図2、図5及び図6等に示すように、第1基板10の第1下面(第2面)10bには、概ね全体に亘って接地電位を有する第1下面グラウンド14が配置されている。また、第1基板10には、これを貫通する複数のスルーホール16が形成されている。
(2-1) First substrate unit 101
As shown in FIGS. 2, 5, 7, etc., the first substrate unit 101 includes a rectangular first substrate 10, and a coupling element is formed on a first upper surface (first surface) 10 a of the first substrate 10. 11, a first transmission pattern 12 and a first upper surface ground 13 having a ground potential are arranged. The first transmission pattern 12 extends in the front-rear direction, and a high-frequency circuit (not shown) can be connected to the first end 12a on the rear side. The first transmission pattern 12 is connected to the coupling element 11 at the second end portion 12b on the front side. On the other hand, as shown in FIGS. 2, 5, 6, etc., a first lower surface ground 14 having a ground potential is disposed on the first lower surface (second surface) 10 b of the first substrate 10. ing. The first substrate 10 is formed with a plurality of through holes 16 penetrating therethrough.

なお、第1基板10に形成されるグラウンド13、14、後述する接続グラウンド15、第1伝送パターン12及び結合素子11等のパターンは、例えば金、銀、銅、銅合金、アルミニウム等の金属から適切な材料が選択され、メッキ処理及びフォトレジストリソグラフィ等により薄膜状に形成される。これらの厚みは、例えば、9〜36μmとすることができる。また、各パターンそれぞれが異なる材料の金属から形成されていてもよい。以下、各部材について詳細に説明する。   In addition, patterns such as grounds 13 and 14 formed on the first substrate 10, a connection ground 15 described later, the first transmission pattern 12, and the coupling element 11 are made of metal such as gold, silver, copper, copper alloy, and aluminum. An appropriate material is selected and formed into a thin film by plating, photoresist lithography, or the like. These thicknesses can be 9-36 micrometers, for example. In addition, each pattern may be formed of a metal of a different material. Hereinafter, each member will be described in detail.

(a)第1基板10
図6等に示すように、第1基板10は、長方形状に形成されている。また、第1基板10は、例えばガラスエポキシ樹脂から形成されている。ガラスエポキシ樹脂基板は、熱膨張係数が比較的小さいため、スルーホール16を形成する過程においてもひび割れ等の破損が生じにくい。また、この第1基板10の厚みは、例えば、0.5〜1.0mmとすることができる。
(A) First substrate 10
As shown in FIG. 6 etc., the 1st board | substrate 10 is formed in the rectangular shape. Moreover, the 1st board | substrate 10 is formed, for example from the glass epoxy resin. Since the glass epoxy resin substrate has a relatively small coefficient of thermal expansion, breakage such as cracks hardly occurs even in the process of forming the through hole 16. Moreover, the thickness of this 1st board | substrate 10 can be 0.5-1.0 mm, for example.

(b)第1伝送パターン12及び結合素子11
図7に示すように、第1伝送パターン12は、第1基板10の第1上面10aにおいて、前後方向に延びる長尺状に形成されている。上記のように、第1伝送パターン12の第1端部12aには、高周波回路が接続可能となっており、第2端部12bには、結合素子11が接続されている。結合素子11は、矩形状に形成されており、後述する第2基板20の整合素子21と電磁的に結合され、これにより電力変換が行われる。
(B) First transmission pattern 12 and coupling element 11
As shown in FIG. 7, the first transmission pattern 12 is formed in a long shape extending in the front-rear direction on the first upper surface 10 a of the first substrate 10. As described above, a high-frequency circuit can be connected to the first end 12a of the first transmission pattern 12, and the coupling element 11 is connected to the second end 12b. The coupling element 11 is formed in a rectangular shape, and is electromagnetically coupled to a matching element 21 of the second substrate 20 described later, thereby performing power conversion.

第1伝送パターン12の左右方向の距離W12は、例えばインピーダンスが約50Ωとなる距離である。また、第1伝送パターン12の前後方向の距離L12は、任意であるが、例えば高周波回路との接続に必要な距離に設計されている。   The distance W12 in the left-right direction of the first transmission pattern 12 is a distance at which the impedance is about 50Ω, for example. The distance L12 in the front-rear direction of the first transmission pattern 12 is arbitrary, but is designed to be a distance necessary for connection with a high-frequency circuit, for example.

結合素子11の前後方向の距離L11は、例えば結合素子11における電磁波の管内波長をλaとすると、1/2λaである。これにより、前後方向の結合素子11の両端面を腹とし、両端面の中央を節とする定在波が生じる。このとき、結合素子11はある共振周波数で共振し、結合素子11と整合素子21との間での電力変換の損失を最小化できる。なお、結合素子11の左右方向の距離W11は任意である。但し、距離W11は、例えば、結合素子11において電磁波を共振させるため、第1伝送パターン12の左右の距離W12よりも大きい。結合素子11は、距離W11と距離L11とが概ね同一の正方形であってもよい。   The distance L11 in the front-rear direction of the coupling element 11 is ½λa, for example, where the wavelength of the electromagnetic wave in the coupling element 11 is λa. As a result, a standing wave is generated in which both end faces of the coupling element 11 in the front-rear direction are antinodes and the center of both end faces is a node. At this time, the coupling element 11 resonates at a certain resonance frequency, and the power conversion loss between the coupling element 11 and the matching element 21 can be minimized. Note that the distance W11 in the left-right direction of the coupling element 11 is arbitrary. However, the distance W11 is larger than the left and right distance W12 of the first transmission pattern 12 in order to resonate the electromagnetic wave in the coupling element 11, for example. The coupling element 11 may be a square in which the distance W11 and the distance L11 are substantially the same.

(c)第1上面グラウンド13
第1上面グラウンド13は、結合素子11及び第1伝送パターン12が配置される開口を有し、それ以外の部分については、第1基板10の第1上面10aの全体に亘って形成されている。具体的には、第1上面グラウンド13の開口は、前側から後側へ向かって配置される、第1開口端13aと、第2開口端13bと、第3開口端13cとを有し、これらが一体的に形成されている。第1開口端13aは、結合素子11から離隔した位置で矩形状に形成され、結合素子11の周囲を取り囲んでいる。第2開口端13b及び第3開口端13cは、第1伝送パターン12から離隔して位置している。
(C) First upper surface ground 13
The first upper surface ground 13 has an opening in which the coupling element 11 and the first transmission pattern 12 are arranged, and other portions are formed over the entire first upper surface 10 a of the first substrate 10. . Specifically, the opening of the first upper surface ground 13 includes a first opening end 13a, a second opening end 13b, and a third opening end 13c, which are arranged from the front side toward the rear side. Are integrally formed. The first opening end 13 a is formed in a rectangular shape at a position separated from the coupling element 11, and surrounds the coupling element 11. The second opening end 13 b and the third opening end 13 c are located away from the first transmission pattern 12.

第1開口端13aは、前後方向に延びる一対の短辺と、左右方向に延びる一対の長辺とを有する長方形状である。そして、一対の長辺の距離W13aは、1/2λbより大きい。ここで、λbは、第1開口端13a内における電磁波の管内波長である。この第1開口端13a内における電磁波の遮断波長は2×W13aである。つまり、遮断波長と長辺の距離W13aとがこの関係を満たす場合、電磁波は減衰する。よって、第1開口端13a内の管内波長λbは2×W13aより小さくする必要がある。上記の構成によれば、距離W13aは1/2λbより大きいため、電磁波の減衰を抑制できる。   The first opening end 13a has a rectangular shape having a pair of short sides extending in the front-rear direction and a pair of long sides extending in the left-right direction. The distance W13a between the pair of long sides is larger than ½λb. Here, λb is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the first opening end 13a. The cutoff wavelength of the electromagnetic wave in the first opening end 13a is 2 × W13a. That is, when the cutoff wavelength and the long-side distance W13a satisfy this relationship, the electromagnetic wave is attenuated. Therefore, the guide wavelength λb in the first opening end 13a needs to be smaller than 2 × W13a. According to said structure, since distance W13a is larger than 1/2 (lambda) b, attenuation | damping of electromagnetic waves can be suppressed.

また、第1開口端13aの短辺の距離L13aは、長辺の距離W13aより小さいか、あるいは距離W13a×1/2である。このように距離L13aを定義することで、短辺が延びる前後方向を、結合素子11の共振方向とすることができる。よって、第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28における電磁波の伝送方向である前後方向と、結合素子11の共振方向である前後方向とが概ね一致するため、電力損失を抑制できる。一方、L13aを上記のように定義しない場合には、共振方向が、短辺が延びる前後方向から変化してしまい、結合素子11の共振状態を維持できず電力損失が大きくなる。   Further, the short side distance L13a of the first opening end 13a is smaller than the long side distance W13a or is a distance W13a × ½. By defining the distance L13a in this way, the front-rear direction in which the short side extends can be set as the resonance direction of the coupling element 11. Therefore, since the front-rear direction, which is the electromagnetic wave transmission direction, in the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28 and the front-rear direction, which is the resonance direction of the coupling element 11, substantially coincide, power loss can be suppressed. On the other hand, when L13a is not defined as described above, the resonance direction changes from the front-rear direction in which the short side extends, and the resonance state of the coupling element 11 cannot be maintained, resulting in a large power loss.

なお、結合素子11は第1開口端13aの概ね中央部に配置されると好ましい。この場合、例えば、第1開口端13aの前側の電磁波が結合素子11に与える影響と、後側の電磁波が結合素子11に与える影響とが概ね均一となる。同様に、例えば、第1開口端13aの右側の電磁波が結合素子11に与える影響と、左側の電磁波が結合素子11に与える影響とが概ね均一となる。よって、結合素子11及び第1開口端13aの設計を容易化できる。   It is preferable that the coupling element 11 is disposed approximately at the center of the first opening end 13a. In this case, for example, the influence of the electromagnetic wave on the front side of the first opening end 13a on the coupling element 11 and the influence of the electromagnetic wave on the rear side on the coupling element 11 are substantially uniform. Similarly, for example, the influence of the electromagnetic waves on the right side of the first opening end 13a on the coupling element 11 and the influence of the left side electromagnetic waves on the coupling element 11 are substantially uniform. Therefore, the design of the coupling element 11 and the first opening end 13a can be facilitated.

第2開口端13bは、第1伝送パターン12に沿って前後方向に延びており、その前端が、第1開口端13aに接続され、後端は、第3開口端13cに接続されている。第2開口端13bの左右方向の距離W13bは、第2開口端13bと第1伝送パターン12とが接触しない範囲において、加工精度に応じてできるだけ狭く設定される。すなわち、第1開口端13a及び第3開口端13cよりも狭く形成されている。一方、第2開口端13bの前後方向の距離L13bは、任意の長さである。距離L13bは、例えば、結合素子11での電磁波の共振状態に、結合素子11の周囲の構成が影響を与えない程度の長さに設定されている。   The second opening end 13b extends in the front-rear direction along the first transmission pattern 12, and the front end thereof is connected to the first opening end 13a, and the rear end is connected to the third opening end 13c. The distance W13b in the left-right direction of the second opening end 13b is set as narrow as possible in accordance with the processing accuracy within a range where the second opening end 13b and the first transmission pattern 12 do not contact each other. That is, it is narrower than the first opening end 13a and the third opening end 13c. On the other hand, the distance L13b in the front-rear direction of the second opening end 13b is an arbitrary length. The distance L13b is set to such a length that the configuration around the coupling element 11 does not affect the resonance state of the electromagnetic wave in the coupling element 11, for example.

第3開口端13cは、第1伝送パターン12に沿って前後方向に延びている。第3開口端13cと第1伝送パターン12との間の左右方向における距離W13cは、1/4λcである。ここで、λcは、第3開口端13cと第1伝送パターン12との間の空間における管内波長である。これにより、第1伝送パターン12における電磁波と第1上面グラウンド13における電磁波とが、お互いに影響し合わないようにできる。よって、第1伝送パターン12に沿って電磁波を結合素子11に効率よく伝送できる。また、第3開口端13cの前後方向の距離L13cは、例えば高周波回路との接続に必要な距離に設計されている。   The third opening end 13 c extends in the front-rear direction along the first transmission pattern 12. A distance W13c in the left-right direction between the third opening end 13c and the first transmission pattern 12 is ¼λc. Here, λc is an in-tube wavelength in the space between the third opening end 13c and the first transmission pattern 12. Thereby, it is possible to prevent the electromagnetic wave in the first transmission pattern 12 and the electromagnetic wave in the first upper surface ground 13 from affecting each other. Therefore, electromagnetic waves can be efficiently transmitted along the first transmission pattern 12 to the coupling element 11. The distance L13c in the front-rear direction of the third opening end 13c is designed to be a distance necessary for connection with a high-frequency circuit, for example.

(d)第1下面グラウンド14
図6に示すように、第1下面グラウンド14は、スルーホール16を除く、第1基板10の第1下面10bの概ね全体に亘って配置されている。これにより、第1基板10が第1下面グラウンド14により支持されるため、第1基板10の強度を高めることができる。ここで、第1下面グラウンド14のうち、第1上面10aの第1伝送パターン12に対応する部分が第1伝送グラウンド14aを構成し、第1上面10aの結合素子11に対応する部分が結合グラウンド14bを構成する。
(D) First lower surface ground 14
As shown in FIG. 6, the first lower surface ground 14 is disposed over substantially the entire first lower surface 10 b of the first substrate 10 excluding the through hole 16. Thereby, since the 1st substrate 10 is supported by the 1st undersurface ground 14, the intensity of the 1st substrate 10 can be raised. Here, in the first lower surface ground 14, the portion corresponding to the first transmission pattern 12 on the first upper surface 10 a constitutes the first transmission ground 14 a, and the portion corresponding to the coupling element 11 on the first upper surface 10 a is the coupling ground. 14b is configured.

そして、第1伝送グラウンド14aと第1上面10aの第1伝送パターン12とが一体として、電磁波の反射壁となる。同様に、第1上面10aの結合素子11と、第1下面10bの結合グラウンド14bとが一体として、電磁波の反射壁となる。   And the 1st transmission ground 14a and the 1st transmission pattern 12 of the 1st upper surface 10a are united, and become an electromagnetic wave reflective wall. Similarly, the coupling element 11 on the first upper surface 10a and the coupling ground 14b on the first lower surface 10b are integrated to form an electromagnetic wave reflecting wall.

高周波回路から電磁波が送信される場合、この電磁波は、第1伝送パターン12と第1伝送グラウンド14aとの間で反射しながら、後側から前側に伝送され、結合素子11及び結合グラウンド14bまで伝送される。そして、結合素子11から整合素子21に向かって電磁波が放射される。逆に、結合素子11及び結合グラウンド14bが整合素子21から放射された電磁波を受信すると、電磁波は第1伝送パターン12と第1伝送グラウンド14aとの間を前側から後側に向かって高周波回路に伝送される。   When electromagnetic waves are transmitted from the high-frequency circuit, the electromagnetic waves are transmitted from the rear side to the front side while being reflected between the first transmission pattern 12 and the first transmission ground 14a, and transmitted to the coupling element 11 and the coupling ground 14b. Is done. Then, an electromagnetic wave is radiated from the coupling element 11 toward the matching element 21. On the other hand, when the coupling element 11 and the coupling ground 14b receive the electromagnetic wave radiated from the matching element 21, the electromagnetic wave passes between the first transmission pattern 12 and the first transmission ground 14a from the front side to the rear side to the high frequency circuit. Is transmitted.

(e)スルーホール16
図6及び図7に示すように、結合素子11及び第1伝送パターン12の周囲には、第1基板10を貫通する多数のスルーホール16が形成されている。図5に示すように、スルーホール16の内壁面に沿って接地電位を有する接続グラウンド15が形成されており、この接続グラウンド15は第1上面10aの第1上面グラウンド13と第1下面10bの第1下面グラウンド14とを接続している。
(E) Through hole 16
As shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of through holes 16 penetrating the first substrate 10 are formed around the coupling element 11 and the first transmission pattern 12. As shown in FIG. 5, a connection ground 15 having a ground potential is formed along the inner wall surface of the through hole 16, and the connection ground 15 is formed between the first upper surface ground 13 of the first upper surface 10a and the first lower surface 10b. The first lower surface ground 14 is connected.

図7に示すように、これらスルーホール16は、結合素子11の周囲に配置された複数の第1スルーホール16a(スルーホール)と、第1伝送パターン12の周囲に沿って配置された複数の第2スルーホール16bとで構成される。第1スルーホール16aは、第1上面グラウンド13の第1開口端13a及び第2開口端13bの外方に近接して配置されている。第2スルーホール16bは、第1上面グラウンド13の第3開口端13cの外方に近接して配置されている。なお、外方とは、第1開口端13a、第2開口端13b及び第3開口端13cに対して、結合素子11及び第1伝送パターン12が配置されている側(内方)とは反対側を意味する。   As shown in FIG. 7, the through holes 16 include a plurality of first through holes 16 a (through holes) arranged around the coupling element 11 and a plurality of pieces arranged along the circumference of the first transmission pattern 12. It is comprised with the 2nd through hole 16b. The first through hole 16a is disposed close to the outside of the first opening end 13a and the second opening end 13b of the first upper surface ground 13. The second through hole 16b is disposed close to the outside of the third opening end 13c of the first upper surface ground 13. The outer side is opposite to the side (inward) where the coupling element 11 and the first transmission pattern 12 are arranged with respect to the first opening end 13a, the second opening end 13b, and the third opening end 13c. Means side.

第1スルーホール16aは、結合素子11の周囲を取り囲むことで、結合素子11から放射される電磁波を反射し、この電磁波が、整合素子21以外の例えば第1基板10内及び空気中等に広がるのを抑制する。第2スルーホール16bは、第1伝送パターン12から放射される電磁波が第1基板10内及び空気中等に広がるのを抑制する。よって、これらスルーホール16によって、電力損失を抑制できる。隣接するスルーホール16の壁面間の距離は、例えば1/4λdである。ここで、λdは、スルーホール16における電磁波の管内波長である。   The first through hole 16a surrounds the coupling element 11 to reflect the electromagnetic wave radiated from the coupling element 11, and this electromagnetic wave spreads in the first substrate 10 other than the matching element 21, for example, in the air. Suppress. The second through hole 16b suppresses the electromagnetic wave radiated from the first transmission pattern 12 from spreading in the first substrate 10 and in the air. Therefore, power loss can be suppressed by these through holes 16. The distance between the wall surfaces of the adjacent through holes 16 is, for example, 1 / 4λd. Here, λd is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the through hole 16.

上述の通り、ガラスエポキシ樹脂からなる第1基板10は熱膨張係数が比較的小さいため、上記スルーホール16を形成してもひび割れ等の破損が生じにくい。また、第1基板10に高周波回路を搭載するための結合穴として、さらなるスルーホール16を形成してもよい。例えば、高周波回路は、モールド樹脂で覆われており、モールド樹脂から下部に向かって突出するリードを有する。この高周波回路のリードをスルーホール16に差し込むことで、高周波回路を第1基板10に固定することができる。なお、高周波回路は、例えばMMIC(monolithic microwave integrated circuit:モノシリックマイクロ波集積回路)であり、ミリ波及びマイクロ波などの高周波を送受信する回路である。   As described above, since the first substrate 10 made of glass epoxy resin has a relatively small coefficient of thermal expansion, even if the through hole 16 is formed, breakage such as cracks is unlikely to occur. Further, a further through hole 16 may be formed as a coupling hole for mounting the high frequency circuit on the first substrate 10. For example, the high-frequency circuit is covered with a mold resin and has leads that protrude downward from the mold resin. The high frequency circuit can be fixed to the first substrate 10 by inserting the lead of the high frequency circuit into the through hole 16. The high-frequency circuit is, for example, an MMIC (monolithic microwave integrated circuit), and is a circuit that transmits and receives high-frequency waves such as millimeter waves and microwaves.

(2−2)第2基板ユニット102
次に、第2基板ユニット102について説明する。図2、図5及び図10等に示すように、この第2基板ユニット102は、第2基板20を備え、この第2基板20の第2上面(第4面)20aに、シールド板27と、第2伝送パターン28とが配置されている。一方、図3、図5及び図8等に示すように、第2基板20の第2下面(第3面)20bには、整合素子21と、接地電位を有する複数の第2下面グラウンド25と、が配置されている。
(2-2) Second substrate unit 102
Next, the second substrate unit 102 will be described. As shown in FIGS. 2, 5, 10, etc., the second substrate unit 102 includes a second substrate 20, and a shield plate 27 and a second upper surface (fourth surface) 20 a of the second substrate 20. The second transmission pattern 28 is arranged. On the other hand, as shown in FIGS. 3, 5, 8, and the like, the second lower surface (third surface) 20 b of the second substrate 20 includes a matching element 21 and a plurality of second lower surface grounds 25 having a ground potential. , Is arranged.

なお、第2基板20に形成される整合素子21、第2下面グラウンド25、第2伝送パターン28、シールド板27等のパターンは、例えば金、銀、銅、銅合金、アルミニウム等の金属から適切な材料が選択され、メッキ処理及びフォトレジストリソグラフィ等により薄膜状に形成される。これらの厚みは、例えば、9〜36μmとすることができる。また、各パターンそれぞれが異なる材料の金属から形成されていてもよい。以下、各部材について説明する。   Note that the pattern of the matching element 21, the second lower surface ground 25, the second transmission pattern 28, the shield plate 27, and the like formed on the second substrate 20 is appropriately selected from metals such as gold, silver, copper, copper alloy, and aluminum. A suitable material is selected and formed into a thin film by plating, photoresist lithography, or the like. These thicknesses can be 9-36 micrometers, for example. In addition, each pattern may be formed of a metal of a different material. Hereinafter, each member will be described.

(a)第2基板20
第2基板20は、図1、図4等に示すように、前後方向に、第1基板10よりも短い長方形状に形成されている。そして、図4、図5に示すように、第1基板10と第2基板20とは、第1基板10の結合素子11と第2基板20の整合素子21とが対向するように配置される。第1基板10の後端部は、第2基板20の後端から突出するように配置される。また、第2基板20の左右方向の幅は、特に限定されないが、例えば図4に示すように第1基板10より小さくすることができる。
(A) Second substrate 20
The second substrate 20 is formed in a rectangular shape shorter than the first substrate 10 in the front-rear direction, as shown in FIGS. 4 and 5, the first substrate 10 and the second substrate 20 are arranged so that the coupling element 11 of the first substrate 10 and the matching element 21 of the second substrate 20 face each other. . The rear end portion of the first substrate 10 is disposed so as to protrude from the rear end of the second substrate 20. Further, the width in the left-right direction of the second substrate 20 is not particularly limited, but can be made smaller than that of the first substrate 10 as shown in FIG.

第2基板20は、例えばガラスフッ素樹脂から形成することができる。ガラスフッ素樹脂基板は、高周波の電磁波を低損失で送受信可能な基板である。よって、後述するように、電力変換器100に例えば平面アンテナパターンを形成する場合、ガラスフッ素樹脂基板からなる第2基板20に平面アンテナパターンを形成する。一方で、ガラスフッ素樹脂基板は熱膨張係数が大きいため、スルーホールを形成する過程において、ガラスフッ素樹脂基板にひび割れ等の破損が生じる。また、ガラスフッ素樹脂基板は、ガラスエポキシ樹脂よりも高価である。よって、平面アンテナパターンを搭載する第2基板20には、ガラスフッ素樹脂を用い、上記の通り、第1基板10には、スルーホール16を形成可能である安価なガラスエポキシ樹脂を用いる。また、この第2基板20の厚みは、例えば、0.05〜0.2mmとすることができる。   The second substrate 20 can be formed from, for example, a glass fluororesin. A glass fluororesin substrate is a substrate capable of transmitting and receiving high-frequency electromagnetic waves with low loss. Therefore, as will be described later, when a planar antenna pattern is formed on the power converter 100, for example, the planar antenna pattern is formed on the second substrate 20 made of a glass fluororesin substrate. On the other hand, since the glass fluororesin substrate has a large thermal expansion coefficient, the glass fluororesin substrate is damaged such as cracking in the process of forming the through holes. Further, the glass fluororesin substrate is more expensive than the glass epoxy resin. Therefore, a glass fluororesin is used for the second substrate 20 on which the planar antenna pattern is mounted, and an inexpensive glass epoxy resin capable of forming the through hole 16 is used for the first substrate 10 as described above. The thickness of the second substrate 20 can be set to 0.05 to 0.2 mm, for example.

(b)整合素子21
図8に示すように、整合素子21は、第2基板20の第2下面20bに配置されており、矩形状に形成されている。また、この整合素子21は、第1基板10の結合素子11と対向するように、第2基板20の後側に配置されている。そして、整合素子21は結合素子11と電磁的に結合され、これにより電力変換が行われる。
(B) Matching element 21
As shown in FIG. 8, the matching element 21 is disposed on the second lower surface 20b of the second substrate 20, and is formed in a rectangular shape. The matching element 21 is disposed on the rear side of the second substrate 20 so as to face the coupling element 11 of the first substrate 10. The matching element 21 is electromagnetically coupled with the coupling element 11, thereby performing power conversion.

整合素子21の前後方向の距離L21は、例えば整合素子21における電磁波の管内波長をλeとすると、1/2λeである。これにより、前後方向の整合素子21の両端面を腹とし、両端面の中央を節とする定在波が生じる。このとき、整合素子21はある共振周波数で共振し、整合素子21での電力損失を最小化できる。なお、整合素子21の左右方向の距離W21は任意である。しかし、例えば、距離W21は距離L21と概ね同一であってもよい。   The distance L21 in the front-rear direction of the matching element 21 is ½λe, for example, where the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the matching element 21 is λe. As a result, a standing wave is generated in which both end faces of the matching element 21 in the front-rear direction are antinodes and the center of both end faces is a node. At this time, the matching element 21 resonates at a certain resonance frequency, and the power loss in the matching element 21 can be minimized. Note that the distance W21 in the left-right direction of the matching element 21 is arbitrary. However, for example, the distance W21 may be substantially the same as the distance L21.

(c)第2下面グラウンド25
図3、図8等に示すように、第2基板20の第2下面20bには、接地電位を有する第2下面グラウンド25が配置されている。第2下面グラウンド25は、一体的に形成された、第1離隔グラウンド22、第2伝送グラウンド23、及び拡張グラウンド24により構成されている。以下にこれらについて説明する。
(C) Second lower surface ground 25
As shown in FIGS. 3 and 8, the second lower surface ground 25 having a ground potential is disposed on the second lower surface 20 b of the second substrate 20. The second lower surface ground 25 includes a first separation ground 22, a second transmission ground 23, and an expansion ground 24 that are integrally formed. These will be described below.

(c1)第1離隔グラウンド22(離隔パターン)
図8、図9に示すように、第1離隔グラウンド22は、整合素子21を取り囲む形状であり、一体的に形成された、第1グラウンド22a(第1パターン)、第2グラウンド22b(第2パターン)、第3グラウンド22c(第3パターン)、及び第4グラウンド22d(第4パターン)を有する。
(C1) First separation ground 22 (separation pattern)
As shown in FIGS. 8 and 9, the first separation ground 22 has a shape surrounding the matching element 21, and is formed integrally with a first ground 22 a (first pattern) and a second ground 22 b (second Pattern), a third ground 22c (third pattern), and a fourth ground 22d (fourth pattern).

第1グラウンド22aは、左右方向に延びており、整合素子21に対して、前側に第1距離ΔK1離隔して位置する。この位置関係により、上面視において、第1基板ユニット101の第1伝送パターン12は整合素子21よりも後側に位置し、第1グラウンド22aは整合素子21よりも前側に位置する。また、第1グラウンド22aは、前後方向において第1幅A1を有する。第1グラウンド22aの管内波長をλfとすると、第1幅A1は1/4λfの奇数倍である。   The first ground 22a extends in the left-right direction, and is positioned at a front distance from the matching element 21 by a first distance ΔK1. Due to this positional relationship, the first transmission pattern 12 of the first substrate unit 101 is positioned behind the matching element 21 and the first ground 22a is positioned ahead of the matching element 21 in a top view. The first ground 22a has a first width A1 in the front-rear direction. Assuming that the guide wavelength of the first ground 22a is λf, the first width A1 is an odd multiple of ¼λf.

この第1グラウンド22aの端面を基準として第2基板20の実効誘電率が変化し、それによって整合素子21から漏出して第2基板20内を伝搬する電磁波が反射される。より具体的には、第1幅A1が1/4λfの奇数倍であるため、第1グラウンド22aのうち、整合素子21に近い端面においては定在波の節が位置し、整合素子21から遠い端面においては定在波の腹が位置する。定在波の節が位置する端面では、整合素子21側から外方に向かうインピーダンスがゼロ、つまり電位がゼロとなりショートした状態となる。一方、定在波の腹が位置する端面では、整合素子21側から外方に向かうインピーダンスが無限大となる。これにより、左右方向に延びる第1グラウンド22aは、主に、整合素子21から放射され第2基板20内を伝搬する前後方向の電磁波を反射する。よって、整合素子21から漏出した電磁波が第2基板20内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。   The effective dielectric constant of the second substrate 20 changes with the end face of the first ground 22a as a reference, whereby the electromagnetic wave that leaks from the matching element 21 and propagates through the second substrate 20 is reflected. More specifically, since the first width A1 is an odd multiple of 1 / 4λf, the node of the standing wave is located on the end surface near the matching element 21 in the first ground 22a and is far from the matching element 21. An antinode of the standing wave is located on the end face. At the end face where the node of the standing wave is located, the impedance going outward from the matching element 21 side is zero, that is, the potential is zero, and a short circuit occurs. On the other hand, on the end face where the antinode of the standing wave is located, the impedance going outward from the matching element 21 side becomes infinite. Accordingly, the first ground 22 a extending in the left-right direction mainly reflects electromagnetic waves in the front-rear direction that are radiated from the matching element 21 and propagate through the second substrate 20. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic wave leaking from the matching element 21 from spreading in the second substrate 20 and in the air, thereby suppressing power loss.

第2グラウンド22bは、左右方向に延びており、第1基板10の第1伝送パターン12に対応する部分に隙間22b1を有するように、左右に分断された形状となっている。この隙間22b1は左右方向に距離C1を有しており、距離C1は、例えば第1伝送パターン12の左右の距離W12(図7)よりも大きく、整合素子21の左右の距離W21より小さい。また、第2グラウンド22bは、整合素子21に対して、後側に第2距離ΔL1離隔して位置する。よって、上面視において、第1伝送パターン12及び第2グラウンド22bはともに整合素子21よりも後側に位置する。また、第2グラウンド22bは、前後方向において第2幅D1を有する。第2グラウンド22bの管内波長をλgとすると、第2幅D1は1/4λgの奇数倍である。   The second ground 22b extends in the left-right direction, and has a shape divided into left and right so as to have a gap 22b1 in a portion corresponding to the first transmission pattern 12 of the first substrate 10. The gap 22b1 has a distance C1 in the left-right direction. The distance C1 is, for example, larger than the left-right distance W12 (FIG. 7) of the first transmission pattern 12 and smaller than the left-right distance W21 of the matching element 21. In addition, the second ground 22b is located behind the matching element 21 by a second distance ΔL1. Accordingly, both the first transmission pattern 12 and the second ground 22b are located behind the matching element 21 in a top view. The second ground 22b has a second width D1 in the front-rear direction. Assuming that the guide wavelength of the second ground 22b is λg, the second width D1 is an odd multiple of ¼λg.

この第2グラウンド22bの端面を基準として第2基板20の実効誘電率が変化し、それによって整合素子21から漏出して第2基板20内を伝搬する電磁波が反射される。より具体的には、第2幅D1が1/4λgの奇数倍であるため、第2グラウンド22bのうち、整合素子21に近い端面においては定在波の節が位置し、整合素子21から遠い端面においては定在波の腹が位置する。これにより、左右方向に延びる第2グラウンド22bは、主に、整合素子21から放射され第2基板20内を伝搬する前後方向の電磁波を反射する。よって、整合素子21から漏出した電磁波が第2基板20内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。   The effective dielectric constant of the second substrate 20 changes with the end face of the second ground 22b as a reference, whereby the electromagnetic wave that leaks from the matching element 21 and propagates through the second substrate 20 is reflected. More specifically, since the second width D1 is an odd multiple of 1 / 4λg, a node of a standing wave is located on the end surface near the matching element 21 in the second ground 22b and is far from the matching element 21. An antinode of the standing wave is located on the end face. Thereby, the second ground 22b extending in the left-right direction mainly reflects the electromagnetic waves in the front-rear direction that are radiated from the matching element 21 and propagate through the second substrate 20. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic wave leaking from the matching element 21 from spreading in the second substrate 20 and in the air, thereby suppressing power loss.

さらに、隙間22b1によって、第1基板10と第2基板20とを貼り合わせた場合に、第1伝送パターン12と後述する第2伝送パターン28とがショートするのを回避することができる。その結果、電磁波が漏出するのを防止できる。   Furthermore, when the first substrate 10 and the second substrate 20 are bonded together by the gap 22b1, it is possible to avoid a short circuit between the first transmission pattern 12 and a second transmission pattern 28 described later. As a result, leakage of electromagnetic waves can be prevented.

第3グラウンド22cは、前後方向に延びており、整合素子21に対して右側(この右側とは、図4のように電力変換器100を上から見たときの右側に対応している。なお図9は、電力変換器100を下から見た場合の平面図である。)に第3距離ΔM1離隔して位置する。第3グラウンド22cは、第1グラウンド22aの右側の端部と第2グラウンド22bの右側の端部とを接続する。また、第3グラウンド22cは、左右方向において第3幅I1を有する。第3幅I1は、例えば第1グラウンド22aの第1幅A1及び第2グラウンド22bの第2幅D1よりも小さいことが好ましい。例えば、第3幅I1は、第3グラウンド22cの管内波長をλhとすると、1/4λhよりも小さい。この場合、第3グラウンド22cに電磁波が補足されてしまうのが抑制され、電力損失を抑制できる。なお、第3幅I1が小さくても、整合素子21からは主として、第1伝送パターン12及び後述する第2伝送パターン28に沿った前後方向の電磁波が放射されており、左右方向への電磁波の放射量は相対的に少ない。よって、第3幅I1が小さくても、電力損失を小さく抑えることができる。   The third ground 22c extends in the front-rear direction, and corresponds to the right side of the matching element 21 (this right side corresponds to the right side when the power converter 100 is viewed from above as shown in FIG. 4). FIG. 9 is a plan view when the power converter 100 is viewed from below. The power converter 100 is located a third distance ΔM1 apart. The third ground 22c connects the right end of the first ground 22a and the right end of the second ground 22b. The third ground 22c has a third width I1 in the left-right direction. The third width I1 is preferably smaller than, for example, the first width A1 of the first ground 22a and the second width D1 of the second ground 22b. For example, the third width I1 is smaller than 1 / 4λh, where λh is the in-tube wavelength of the third ground 22c. In this case, it is possible to suppress electromagnetic waves from being supplemented by the third ground 22c, and to suppress power loss. Even if the third width I1 is small, the matching element 21 mainly emits electromagnetic waves in the front-rear direction along the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28 described later. The amount of radiation is relatively small. Therefore, even if the third width I1 is small, the power loss can be suppressed small.

第4グラウンド22dは、第3グラウンド22cとほぼ同様に前後方向に延びるように構成されており、第1及び第2グラウンド22a,22bの左側(この左側とは、図4のように電力変換器100を上から見たときの左側に対応している。)の端部に連結されている。また、整合素子21に対して左側に第4距離ΔN1離隔して位置する。第4グラウンド22dは、左右方向において第4幅J1を有する。この第4幅J1は、例えば第1グラウンド22aの第1幅A1及び第2グラウンド22bの第2幅D1よりも小さいことが好ましい。例えば、第4幅J1は、第4グラウンド22dの管内波長をλiとすると、1/4λiよりも小さい。この場合、第3グラウンド22cと同様に、第4グラウンド22dは、電磁波の補足を抑制でき、また第4幅J1が小さくても電力損失を小さく抑えることができる。   The fourth ground 22d is configured to extend in the front-rear direction in substantially the same manner as the third ground 22c. The left side of the first and second grounds 22a and 22b (this left side is a power converter as shown in FIG. 100 corresponds to the left side when viewed from above.). Further, it is located on the left side with respect to the matching element 21 by a fourth distance ΔN1. The fourth ground 22d has a fourth width J1 in the left-right direction. For example, the fourth width J1 is preferably smaller than the first width A1 of the first ground 22a and the second width D1 of the second ground 22b. For example, the fourth width J1 is smaller than 1 / 4λi, where λi is the in-tube wavelength of the fourth ground 22d. In this case, similarly to the third ground 22c, the fourth ground 22d can suppress the supplement of electromagnetic waves, and the power loss can be reduced even if the fourth width J1 is small.

なお、第1〜第4グラウンド22a〜22dは、第2伝送グラウンド23に接続されることで、特にグラウンド電位に維持されている。上述の通り、第1グラウンド22a及び第2グラウンド22bの整合素子21に近い端面では定在波の節が位置する。このとき、第1グラウンド22a及び第2グラウンド22bがグラウンド電位に維持されることで、整合素子21に近い端面の電位を確実にゼロとし、ショートした状態とできる。これにより、整合素子21から漏出した電磁波が、整合素子21以外の第2基板20内及び空気中等に広がるのをさらに抑制し、電力損失を抑制できる。   Note that the first to fourth grounds 22a to 22d are connected to the second transmission ground 23, and are particularly maintained at the ground potential. As described above, standing wave nodes are located on the end faces of the first ground 22a and the second ground 22b close to the matching element 21. At this time, since the first ground 22a and the second ground 22b are maintained at the ground potential, the potential of the end face close to the matching element 21 can be surely set to zero and a short-circuited state can be achieved. Thereby, it is possible to further suppress the electromagnetic wave leaking from the matching element 21 from spreading in the second substrate 20 other than the matching element 21 and in the air, thereby suppressing power loss.

以上のような第1〜第4グラウンド22a〜22dによって環状の第1離隔グラウンド22が形成される。第1離隔グラウンド22の内周は、第1グラウンド22aと第2グラウンド22bとの間を短辺とし、第3グラウンド22cと第4グラウンド22dとの間を長辺とする長方形状である。短辺は前後方向に延びており、長辺は左右方向に延びている。   An annular first separation ground 22 is formed by the first to fourth grounds 22a to 22d as described above. The inner periphery of the first separation ground 22 has a rectangular shape with a short side between the first ground 22a and the second ground 22b and a long side between the third ground 22c and the fourth ground 22d. The short side extends in the front-rear direction, and the long side extends in the left-right direction.

内周の長辺の距離G1は1/2λjより大きい。λjは、第1〜第4グラウンド22a〜22dによって形成される長方形状の内側領域における電磁波の管内波長である。この長方形状の内側領域内における電磁波の遮断波長は2×G1である。つまり、遮断波長と長辺の距離G1とがこの関係を満たす場合、電磁波は減衰する。よって、長方形状の内側領域内の管内波長λjは2×G1より小さくする必要がある。上記の構成によれば、距離G1は1/2λjより大きいため、電磁波の減衰を抑制できる。   The distance G1 between the long sides of the inner circumference is greater than ½λj. λj is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the rectangular inner region formed by the first to fourth grounds 22a to 22d. The cutoff wavelength of the electromagnetic wave in this rectangular inner region is 2 × G1. That is, when the cutoff wavelength and the long-side distance G1 satisfy this relationship, the electromagnetic wave is attenuated. Therefore, the in-tube wavelength λj in the rectangular inner region needs to be smaller than 2 × G1. According to the above configuration, since the distance G1 is larger than ½λj, the attenuation of electromagnetic waves can be suppressed.

一方、内周の短辺の距離E1は、内周の長辺の距離G1よりも小さい。より好ましくは、内周の短辺の距離E1は、内周の長辺の距離G1の1/2である。このように定義することで、短辺が延びる前後方向を、整合素子21の共振方向とすることができる。よって、第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28における電磁波の伝送方向である前後方向と、整合素子21の共振方向である前後方向とが概ね一致するため、電力損失を抑制できる。   On the other hand, the distance E1 of the short side of the inner periphery is smaller than the distance G1 of the long side of the inner periphery. More preferably, the short side distance E1 of the inner circumference is ½ of the distance G1 of the long side of the inner circumference. By defining in this way, the longitudinal direction in which the short side extends can be set as the resonance direction of the matching element 21. Therefore, since the front-rear direction, which is the transmission direction of the electromagnetic wave in the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28, and the front-rear direction, which is the resonance direction of the matching element 21, substantially coincide, power loss can be suppressed.

また、整合素子21は、第1〜第4グラウンド22a〜22dの長方形状の内周から概ね均等の位置、つまり中央部に配置されていると好ましい。この場合、例えば、第1グラウンド22aにおける前後方向の電磁波が整合素子21の電磁波に与える影響と、第2グラウンド22bにおける前後方向の電磁波が整合素子21の電磁波に与える影響とが概ね均一となる。同様に、例えば、第3グラウンド22cにおける左右方向の電磁波が整合素子21の電磁波に与える影響と、第4グラウンド22dにおける左右方向の電磁波が整合素子21の電磁波に与える影響とが概ね均一となる。よって、整合素子21及び第1〜第4グラウンド22a〜22dの設計を容易化できる。   Moreover, it is preferable that the matching element 21 is disposed at a substantially equal position from the rectangular inner periphery of the first to fourth grounds 22a to 22d, that is, at the center. In this case, for example, the influence of the electromagnetic wave in the front-rear direction on the first ground 22a on the electromagnetic wave of the matching element 21 and the influence of the electromagnetic wave in the front-rear direction on the second ground 22b on the electromagnetic wave of the matching element 21 become substantially uniform. Similarly, for example, the influence of the left and right electromagnetic waves on the third ground 22c on the matching element 21 and the influence of the left and right electromagnetic waves on the fourth ground 22d on the matching element 21 are substantially uniform. Therefore, the design of the matching element 21 and the first to fourth grounds 22a to 22d can be facilitated.

なお、環状の第1離隔グラウンド22の外周もまた長方形状であり、外周の前後方向が短辺であり、外周の左右方向が長辺である。外周の短辺の距離H1は、距離E1と、第1幅A1と、第2幅D1との合計である。外周の長辺の距離B1は、距離G1と、第3幅I1と、第4幅J1との合計である。また、ΔK1及びΔL1の合計は、距離E1から距離L21を引いた長さである。ΔM1及びΔN1の合計は、距離G1から距離W21を引いた長さである。   In addition, the outer periphery of the annular first separation ground 22 is also rectangular, the front-rear direction of the outer periphery is a short side, and the left-right direction of the outer periphery is a long side. The outer peripheral short side distance H1 is the sum of the distance E1, the first width A1, and the second width D1. The outer peripheral long side distance B1 is the sum of the distance G1, the third width I1, and the fourth width J1. The sum of ΔK1 and ΔL1 is a length obtained by subtracting the distance L21 from the distance E1. The sum of ΔM1 and ΔN1 is a length obtained by subtracting the distance W21 from the distance G1.

(c2)第2伝送グラウンド23
図4及び図8に示すように、第2伝送グラウンド23は、第1離隔グラウンド22のうち第1グラウンド22aから前方に向かって延びるグラウンドである。第2伝送グラウンド23は、後述する、第2基板20の第2上面20aの第2伝送パターン28に対応して配置されている。また、第2伝送グラウンド23は、上面視において、整合素子21に対して、第1基板10の第1上面10aの第1伝送パターン12と対向する位置に配置されている。つまり、上面視において、整合素子21の後側に第1伝送パターン12が位置しており、整合素子21の前側に第2伝送グラウンド23が位置する。
(C2) Second transmission ground 23
As shown in FIGS. 4 and 8, the second transmission ground 23 is a ground extending forward from the first ground 22 a of the first separation ground 22. The second transmission ground 23 is disposed corresponding to a second transmission pattern 28 on the second upper surface 20a of the second substrate 20, which will be described later. Further, the second transmission ground 23 is disposed at a position facing the first transmission pattern 12 on the first upper surface 10a of the first substrate 10 with respect to the matching element 21 when viewed from above. That is, in the top view, the first transmission pattern 12 is located on the rear side of the matching element 21, and the second transmission ground 23 is located on the front side of the matching element 21.

(c3)拡張グラウンド24
拡張グラウンド24は、後側に凹部24abを有するように、全体としてU字状に形成されており、この凹部24ab内に、整合素子21、第1離隔グラウンド22、及び第2伝送グラウンド23が配置されている。そして、この凹部24abの前端縁に、第2伝送グラウンド23の先端部が接続されている。また、この凹部24abの前端縁は、第2伝送グラウンド23との連結部分よりも左右の部分24a,24bが、それぞれ前側に凸となる円弧状に形成されている。これにより、第2伝送グラウンド23と拡張グラウンド24との接続領域において、インピーダンスの変化を緩やかにできる。よって、電磁波の反射を抑制し、電力損失を抑制できる。
(C3) Expansion ground 24
The extended ground 24 is formed in a U shape as a whole so as to have a concave portion 24ab on the rear side, and the matching element 21, the first separation ground 22, and the second transmission ground 23 are arranged in the concave portion 24ab. Has been. And the front-end | tip part of the 2nd transmission ground 23 is connected to the front-end edge of this recessed part 24ab. Further, the front end edge of the concave portion 24ab is formed in an arc shape in which left and right portions 24a and 24b are convex from the connecting portion with the second transmission ground 23, respectively. Thereby, in the connection area | region of the 2nd transmission ground 23 and the expansion ground 24, the change of an impedance can be made loose. Therefore, reflection of electromagnetic waves can be suppressed and power loss can be suppressed.

また、第3グラウンド22cと拡張グラウンド24との間における電磁波の管内波長をλkとすると、第3グラウンド22cと拡張グラウンド24との距離Oは1/4λk以上である。同様に、第4グラウンド22dと拡張グラウンド24との間における電磁波の管内波長をλlとすると、第4グラウンド22dと拡張グラウンド24の距離Pとは1/4λl以上である。これにより、第3グラウンド22c及び第4グラウンド22dにおける電磁波と、それらに隣接する拡張グラウンド24における電磁波とが、お互いに影響し合わないようにできる。よって、第1〜第4グラウンド22a〜22dの設計への影響を減らすことができる。   Further, when the in-tube wavelength of the electromagnetic wave between the third ground 22c and the extended ground 24 is λk, the distance O between the third ground 22c and the extended ground 24 is ¼λk or more. Similarly, when the in-tube wavelength of the electromagnetic wave between the fourth ground 22d and the extended ground 24 is λ1, the distance P between the fourth ground 22d and the extended ground 24 is ¼λ1 or more. Thereby, the electromagnetic waves in the third ground 22c and the fourth ground 22d and the electromagnetic waves in the extension ground 24 adjacent to them can be prevented from affecting each other. Therefore, the influence on the design of the first to fourth grounds 22a to 22d can be reduced.

(d)シールド板27
図4、図10に示すように、シールド板27は、整合素子21よりも上面視における面積が大きく、少なくとも整合素子21に対応して、第2基板20の第2上面20aに配置されている。より具体的には、シールド板27は、整合素子21及び第1離隔グラウンド22に対応するように配置されている。また、シールド板27の前側の端部には後側に凹む矩形状の凹部27aが形成されている。
(D) Shield plate 27
As shown in FIGS. 4 and 10, the shield plate 27 has a larger area in a top view than the matching element 21, and is disposed on the second upper surface 20 a of the second substrate 20 corresponding to at least the matching element 21. . More specifically, the shield plate 27 is disposed so as to correspond to the matching element 21 and the first separation ground 22. In addition, a rectangular recess 27 a that is recessed rearward is formed at the front end of the shield plate 27.

このようなシールド板27は、整合素子21及び結合素子11等から漏出した電磁波が、例えば第2基板20内及び空気中等に広がるのを抑制する。よって、電力損失を抑制できる。   Such a shield plate 27 suppresses the electromagnetic wave leaking from the matching element 21 and the coupling element 11 from spreading into the second substrate 20 and the air, for example. Therefore, power loss can be suppressed.

シールド板27の前後方向の距離L27は、第1離隔グラウンド22の外周の前後方向の距離H1に相当する。また、シールド板27の左右方向の距離W27は、第1離隔グラウンド22の外周の左右方向の距離B1に相当する。   The distance L27 in the front-rear direction of the shield plate 27 corresponds to the distance H1 in the front-rear direction of the outer periphery of the first separation ground 22. The distance W27 in the left-right direction of the shield plate 27 corresponds to the distance B1 in the left-right direction of the outer periphery of the first separation ground 22.

(e)第2伝送パターン28
図10に示すように、第2伝送パターン28は、第2基板20の第2上面20aにおいて、前後方向に延びる帯状に形成されており、前後方向の両端に、第1端部28a及び第2端部28bを有している。また、第2伝送パターン28は、第2下面20bの第2伝送グラウンド23に対応するように配置されており、これにより、第2伝送パターン28と第2伝送グラウンド23とが一体として、電磁波の反射壁となる。さらに、第2伝送パターン28の第1端部28aは、シールド板27の凹部27aに非接触状態で挿入されており、図4に示すようにこの第1端部28aが整合素子21の端部と重畳している。つまり、整合素子21の前後方向の中央部よりも前側において、第2伝送パターン28の第1端部28aと、整合素子21とが重畳している。
(E) Second transmission pattern 28
As shown in FIG. 10, the second transmission pattern 28 is formed in a strip shape extending in the front-rear direction on the second upper surface 20 a of the second substrate 20, and the first end 28 a and the second end are formed at both ends in the front-rear direction. It has an end 28b. In addition, the second transmission pattern 28 is disposed so as to correspond to the second transmission ground 23 on the second lower surface 20b, whereby the second transmission pattern 28 and the second transmission ground 23 are integrated, and the electromagnetic wave is transmitted. It becomes a reflection wall. Further, the first end portion 28a of the second transmission pattern 28 is inserted in a non-contact state into the concave portion 27a of the shield plate 27, and the first end portion 28a is the end portion of the matching element 21 as shown in FIG. Is superimposed. In other words, the first end portion 28 a of the second transmission pattern 28 and the matching element 21 overlap each other on the front side of the center portion in the front-rear direction of the matching element 21.

図8に示すように、第2伝送パターン28の左右方向の距離W28は、第2伝送グラウンド23の左右方向の距離W23よりも小さく形成されている。これにより、第2伝送グラウンド23の距離W28の範囲内において、第2伝送パターン28の配置がずれても、第2伝送パターン28と第2伝送グラウンド23とを対応づけることができる。その結果、第2伝送パターン28と第2伝送グラウンド23とにより、電磁波の伝送路を構成できる。   As shown in FIG. 8, the distance W <b> 28 in the left-right direction of the second transmission pattern 28 is smaller than the distance W <b> 23 in the left-right direction of the second transmission ground 23. As a result, the second transmission pattern 28 and the second transmission ground 23 can be associated with each other even if the arrangement of the second transmission pattern 28 is shifted within the range of the distance W 28 of the second transmission ground 23. As a result, an electromagnetic wave transmission path can be configured by the second transmission pattern 28 and the second transmission ground 23.

また、第1基板10は、第2基板20から後側に突出しているため、上面視においては、整合素子21を挟んで、前側に第2伝送パターン28が位置し、後側に第1伝送パターン12が位置している。つまり、第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28は、上面視において連続的に前後方向に延びるように配置されている。これにより、第1伝送パターン12によって前方に伝送された電磁波は、結合素子11及び整合素子21を介して、さらに前方に延びる第2伝送パターン28によって前方に連続的に伝送される。逆に、第2伝送パターン28によって後方に伝送された電磁波は、結合素子11及び整合素子21を介して、さらに後方に延びる第1伝送パターン12によって後方に連続的に伝送される。これにより、電磁波の伝送を電力損失を少なくしつつスムーズに行うことができる。   Further, since the first substrate 10 protrudes rearward from the second substrate 20, the second transmission pattern 28 is located on the front side and the first transmission on the rear side with the matching element 21 in between when viewed from above. Pattern 12 is located. That is, the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28 are arranged so as to continuously extend in the front-rear direction when viewed from above. Thereby, the electromagnetic wave transmitted forward by the first transmission pattern 12 is continuously transmitted forward by the second transmission pattern 28 extending further forward through the coupling element 11 and the matching element 21. On the contrary, the electromagnetic wave transmitted backward by the second transmission pattern 28 is continuously transmitted backward by the first transmission pattern 12 extending further backward through the coupling element 11 and the matching element 21. Thereby, transmission of electromagnetic waves can be performed smoothly while reducing power loss.

このように、第1伝送パターン12から第2伝送パターン28に向かって電磁波が伝送される場合であっても、第2伝送パターン28から第1伝送パターン12に向かって電磁波が伝送される場合であっても、整合素子21からは、主として前後方向に電磁波が放射される。このとき、前述の第1グラウンド22a及び第2グラウンド22bは、左右方向に延びているため、整合素子21から放射される主に前後方向の電磁波が、第2基板20内及び空気中等に広がるのが抑制される。これにより、電力損失を抑制できる。   As described above, even when electromagnetic waves are transmitted from the first transmission pattern 12 toward the second transmission pattern 28, electromagnetic waves are transmitted from the second transmission pattern 28 toward the first transmission pattern 12. Even in such a case, the matching element 21 emits electromagnetic waves mainly in the front-rear direction. At this time, since the first ground 22a and the second ground 22b described above extend in the left-right direction, electromagnetic waves mainly emitted from the matching element 21 in the front-rear direction are spread in the second substrate 20 and in the air. Is suppressed. Thereby, power loss can be suppressed.

(2−3)接着部材103
次に、接着部材103について説明する。接着部材103は第1基板10と第2基板20とを接着する部材であり、第2基板20よりも小さく形成されている。これにより、第1基板10に第2基板20を接着する場合に、接着部材103が第1基板10からはみ出るのを抑制できる。また、図4に示すように、接着部材103は、全体としては矩形状であるが、結合素子11及び整合素子21に対応した凹部103aを後側に有している。よって、図4、図5に示すように、結合素子11と整合素子21とが対向する部分には接着部材103は介在しておらず、結合素子11と整合素子21とは空気を介して対向している。接着部材103は、特には限定されないが、例えば両面テープで形成することができる。但し、接着部材103は、結合素子11及び整合素子21を除いた部分において第1及び第2基板10、20を接着できればよく、液状の接着剤であってもよい。また、接着部材103は非導電性であるのが好ましい。この場合、第1基板10と第2基板20とが電気的に接続されてショートするのを防止できる。なお、このような接着部材103により形成される結合素子11と整合素子21との間の距離は、例えば、30〜100μmとすることができる。
(2-3) Adhesive member 103
Next, the adhesive member 103 will be described. The adhesive member 103 is a member that bonds the first substrate 10 and the second substrate 20, and is formed smaller than the second substrate 20. Thereby, when bonding the 2nd board | substrate 20 to the 1st board | substrate 10, it can suppress that the adhesion member 103 protrudes from the 1st board | substrate 10. FIG. As shown in FIG. 4, the adhesive member 103 has a rectangular shape as a whole, but has a recess 103 a corresponding to the coupling element 11 and the matching element 21 on the rear side. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the bonding member 103 is not interposed in the portion where the coupling element 11 and the matching element 21 face each other, and the coupling element 11 and the matching element 21 face each other through air. doing. The adhesive member 103 is not particularly limited, but can be formed by, for example, a double-sided tape. However, the adhesive member 103 may be a liquid adhesive as long as it can bond the first and second substrates 10 and 20 in a portion excluding the coupling element 11 and the matching element 21. The adhesive member 103 is preferably non-conductive. In this case, the first substrate 10 and the second substrate 20 can be prevented from being electrically connected and short-circuited. In addition, the distance between the coupling element 11 and the matching element 21 formed by the adhesive member 103 can be set to 30 to 100 μm, for example.

(2−4)電力変換器の製造方法
上述の電力変換器100を製造する工程では、グラウンド及び伝送パターン等のパターニング工程が、第1基板10及び第2基板20それぞれに対して行われ、第1及びと第2基板ユニット101,102が形成される。また、接着部材103を所定の大きさに加工するとともに、凹部103aを形成する。その後、第1基板ユニット101と第2基板ユニット102との間に接着部材103を介在させ、位置合わせを行った上で、両基板ユニット101、201を貼り合わせる。
(2-4) Manufacturing Method of Power Converter In the process of manufacturing the power converter 100 described above, patterning steps such as ground and transmission pattern are performed on the first substrate 10 and the second substrate 20, respectively. 1 and the second substrate units 101 and 102 are formed. Further, the adhesive member 103 is processed into a predetermined size, and the recess 103a is formed. Thereafter, the adhesive member 103 is interposed between the first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 to perform alignment, and then both the substrate units 101 and 201 are bonded together.

<2.電力変換器の動作>
次に、上記の電力変換器100の動作について説明する。まず、この電力変換器100において、第1基板ユニット101の第1伝送パターン12から、第2基板ユニット102の第2伝送パターン28に電磁波が伝送される場合について説明する。
<2. Operation of power converter>
Next, the operation of the power converter 100 will be described. First, in the power converter 100, a case where electromagnetic waves are transmitted from the first transmission pattern 12 of the first board unit 101 to the second transmission pattern 28 of the second board unit 102 will be described.

第1基板ユニット101の第1伝送パターン12の第1端部12aから電磁波が入力されると、この電磁波は、第1上面10aの第1伝送パターン12と、第1下面10bの第1伝送グラウンド14aとの間で反射されながら第1伝送パターン12に沿って第2端部12bに伝送される。そして、電磁波は、第1伝送パターン12の第2端部12bから、これに連続する結合素子11に供給される。ここで、第1伝送パターン12及び結合素子11と、第1伝送グラウンド14aとは、第1基板10を挟んで、電磁波の伝送線路であるマイクロストリップ線路を構成している。   When electromagnetic waves are input from the first end 12a of the first transmission pattern 12 of the first substrate unit 101, the electromagnetic waves are transmitted to the first transmission pattern 12 on the first upper surface 10a and the first transmission ground on the first lower surface 10b. The light is transmitted to the second end 12b along the first transmission pattern 12 while being reflected between the light and the light 14a. The electromagnetic wave is supplied from the second end 12b of the first transmission pattern 12 to the coupling element 11 continuous thereto. Here, the first transmission pattern 12, the coupling element 11, and the first transmission ground 14a constitute a microstrip line that is an electromagnetic wave transmission line with the first substrate 10 interposed therebetween.

次に、第1基板10の第1上面10aの結合素子11から、対向する第2基板20の第2下面20bの整合素子21に電磁波が放射される。結合素子11と整合素子21とは空気を介して互いに電磁的に結合し、結合素子11と整合素子21との間で電力変換が行われる。   Next, an electromagnetic wave is radiated from the coupling element 11 on the first upper surface 10 a of the first substrate 10 to the matching element 21 on the second lower surface 20 b of the opposing second substrate 20. The coupling element 11 and the matching element 21 are electromagnetically coupled to each other via air, and power conversion is performed between the coupling element 11 and the matching element 21.

続いて、第2基板ユニット102の整合素子21が受信した電磁波は、第2基板20の第2上面20aの第2伝送パターン28と、第2下面20bの第2伝送グラウンド23との間で反射されながら、前方に向かって進行し、第2伝送パターン28の第2端部28bに伝送される。ここで、第2伝送グラウンド23及び整合素子21と、第2伝送パターン28とは、第2基板20を挟んで、電磁波の伝送線路であるマイクロストリップ線路を構成している。さらに、シールド板27の凹部27aでは、第2基板20上に第2伝送パターン28及びシールド板27が並んで配置されており、これらによりコプレーナ線路が構成されている。   Subsequently, the electromagnetic wave received by the matching element 21 of the second substrate unit 102 is reflected between the second transmission pattern 28 on the second upper surface 20a of the second substrate 20 and the second transmission ground 23 on the second lower surface 20b. However, it travels forward and is transmitted to the second end portion 28 b of the second transmission pattern 28. Here, the second transmission ground 23, the matching element 21, and the second transmission pattern 28 constitute a microstrip line that is an electromagnetic wave transmission line with the second substrate 20 interposed therebetween. Further, in the concave portion 27a of the shield plate 27, the second transmission pattern 28 and the shield plate 27 are arranged side by side on the second substrate 20, and these constitute a coplanar line.

以上の通り、電磁波は、第1基板10のマイクロストリップ線路によって結合素子11に伝送されて第2基板20に放射され、さらに第2基板20のマイクロストリップ線路及びコプレーナ線路によって、第2伝送パターン28の第2端部28bに伝送される。つまり、上記電力変換器100によれば、第1基板10の伝送線路と、第2基板20の伝送線路との間で電力変換が行われる。   As described above, the electromagnetic wave is transmitted to the coupling element 11 by the microstrip line of the first substrate 10 and radiated to the second substrate 20, and further, the second transmission pattern 28 is transmitted by the microstrip line and the coplanar line of the second substrate 20. Is transmitted to the second end 28b. That is, according to the power converter 100, power conversion is performed between the transmission line of the first substrate 10 and the transmission line of the second substrate 20.

なお、第2基板20の第2伝送パターン28から、第1基板10の第1伝送パターン12への電磁波の伝送は、上記と逆の順序である。   Note that the transmission of electromagnetic waves from the second transmission pattern 28 of the second substrate 20 to the first transmission pattern 12 of the first substrate 10 is in the reverse order.

<3.アンテナ装置>
次に、上記の電力変換器100を用いたアンテナ装置200について説明する。図11、図12は、電力変換器に平面アンテナパターン及び高周波回路が接続されたアンテナの平面図である。
<3. Antenna device>
Next, the antenna device 200 using the power converter 100 will be described. 11 and 12 are plan views of an antenna in which a planar antenna pattern and a high-frequency circuit are connected to a power converter.

図11に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置200は、第2基板20の第2上面20aにおいて、第2伝送パターン28の第2端部28bに平面アンテナパターン50を接続する。このとき、第2伝送パターン28は、シールド板27から前方に延びる第1部位28−1と、この第1部位28−1の前端から左右に分かれた一対の第2部位28−2とで構成される。左側の第2部位28−2は、第1部位28−1の前端から左側に延びた後、後方に延び、さらに左側に延びている。これにより、左側の第2部位28−2の先端部は、第2基板20の左後端の角部付近に位置する。また、右側の第2部位28−2は左側の第2部位28−2と対称な形状である。   As shown in FIG. 11, the antenna device 200 according to the present embodiment connects the planar antenna pattern 50 to the second end portion 28 b of the second transmission pattern 28 on the second upper surface 20 a of the second substrate 20. At this time, the second transmission pattern 28 includes a first part 28-1 extending forward from the shield plate 27 and a pair of second parts 28-2 separated from the front end of the first part 28-1 to the left and right. Is done. The second part 28-2 on the left side extends from the front end of the first part 28-1 to the left side, then extends rearward, and further extends to the left side. As a result, the tip of the left second portion 28-2 is positioned near the corner of the left rear end of the second substrate 20. Further, the right second portion 28-2 has a symmetrical shape with the left second portion 28-2.

そして、各第2部位28−2の先端には、後方に凸のU字状に形成された平面アンテナパターン50がそれぞれ接続されている。これら第2伝送パターン28や平面アンテナパターン50は、図8に示す拡張グラウンド24に対応した位置に配置される。このように、一対の平面アンテナパターン50は、第2基板20の左右方向の両端部に配置されるため、第1及び第2基板ユニット101、201が前後方向に長くなりすぎず、電力変換器100を含むアンテナ装置をコンパクトにできる。一方、電力変換器100の第1基板10の第1上面10aには、高周波回路60が配置されている。高周波回路60は、第1伝送パターン12の第1端部12aと接続されている。   And the planar antenna pattern 50 formed in the back U-shaped convex shape is connected to the front-end | tip of each 2nd site | part 28-2, respectively. The second transmission pattern 28 and the planar antenna pattern 50 are arranged at positions corresponding to the expansion ground 24 shown in FIG. Thus, since the pair of planar antenna patterns 50 are disposed at both ends in the left-right direction of the second substrate 20, the first and second substrate units 101, 201 do not become too long in the front-rear direction, and the power converter The antenna device including 100 can be made compact. On the other hand, the high frequency circuit 60 is disposed on the first upper surface 10 a of the first substrate 10 of the power converter 100. The high frequency circuit 60 is connected to the first end 12 a of the first transmission pattern 12.

このアンテナ装置200では、高周波回路60から出射された電磁波が、電力変換器100の第1伝送パターン12に入力される。入力された電磁波は電力変換器100を経て第2伝送パターン28の第2端部28bに到達し、平面アンテナパターン50から出射される。逆に、平面アンテナパターン50が受信した電磁波は、第2伝送パターン28を経て電力変換器100に入力され、第1伝送パターン12を経て高周波回路60に入力される。このように電磁波を送受信するアンテナ装置200は、障害物検知及び無線通信等の機能を達成できる。   In the antenna device 200, the electromagnetic wave emitted from the high frequency circuit 60 is input to the first transmission pattern 12 of the power converter 100. The input electromagnetic wave reaches the second end portion 28 b of the second transmission pattern 28 through the power converter 100 and is emitted from the planar antenna pattern 50. Conversely, the electromagnetic wave received by the planar antenna pattern 50 is input to the power converter 100 via the second transmission pattern 28 and input to the high-frequency circuit 60 via the first transmission pattern 12. Thus, the antenna device 200 that transmits and receives electromagnetic waves can achieve functions such as obstacle detection and wireless communication.

また、平面アンテナパターン50は、次のように配置することもできる。図12に示す例では、第2伝送パターン28が前後方向に延びる直線状に形成されており、その第2端部28bに後方に凸のU字状に形成された平面アンテナパターン50が接続されている。   Moreover, the planar antenna pattern 50 can also be arrange | positioned as follows. In the example shown in FIG. 12, the second transmission pattern 28 is formed in a straight line extending in the front-rear direction, and a planar antenna pattern 50 formed in a U-shape protruding backward is connected to the second end portion 28b. ing.

以上のようなアンテナ装置200は、衝突防止用のレーダ等として使用することができ、例えばミリ波領域などの短波長領域の電磁波を用いて自動車の周辺環境を監視するのに用いられる。ミリ波領域等の短波長の電磁波は分解能が高く、周辺環境等を精度良く検出するのに適している。なお、本実施形態に係るアンテナ装置200は、衝突防止用に限られず障害物検知、無線LAN等としても使用可能であり、また使用可能な波長帯はミリ波領域に限られずマイクロ波領域等にも適用可能である。   The antenna device 200 as described above can be used as a collision-preventing radar or the like, and is used, for example, to monitor the surrounding environment of an automobile using electromagnetic waves in a short wavelength region such as a millimeter wave region. Short wavelength electromagnetic waves in the millimeter wave region or the like have high resolution and are suitable for accurately detecting the surrounding environment. The antenna device 200 according to the present embodiment is not limited to collision prevention, and can also be used for obstacle detection, wireless LAN, and the like, and the usable wavelength band is not limited to the millimeter wave region, but can be used in the microwave region or the like. Is also applicable.

<4.特徴>
<4−1>
上記の電力変換器100では、上述したように、第1基板10のマイクロストリップ線路と、第2基板20のマイクロストリップ線路及びコプレーナ線路との間で電力変換が行われる。伝送線路は、基板の両面のパターンにより形成できるため、電力変換器100の薄型化及び小型化を達成できる。パターンを薄層の金属等により形成する場合には、さらに電力変換器100の薄型化及び小型化を達成できる。このような電力変換器100は、例えば内部に中空部を形成する必要のある導波管に比べて薄型でかつ小型である。
<4. Features>
<4-1>
In the power converter 100 described above, power conversion is performed between the microstrip line of the first substrate 10 and the microstrip line and coplanar line of the second substrate 20 as described above. Since the transmission line can be formed by the patterns on both sides of the substrate, the power converter 100 can be reduced in thickness and size. When the pattern is formed of a thin layer of metal or the like, the power converter 100 can be further reduced in thickness and size. Such a power converter 100 is thinner and smaller than, for example, a waveguide in which a hollow portion needs to be formed.

<4−2>
結合素子11と整合素子21との間には空間が形成されているため、結合素子11及び整合素子21間の電磁波の放射が空気を介して行われる。空気の誘電率は約1.0であり、例えば樹脂などの誘電率に比べて小さい。よって、結合素子11及び整合素子21間で放射される電磁波の減衰を抑制できる。結果として電力損失を抑制でき、効率の良い電力変換器100を得ることができる。
<4-2>
Since a space is formed between the coupling element 11 and the matching element 21, electromagnetic waves are radiated between the coupling element 11 and the matching element 21 through air. The dielectric constant of air is about 1.0, which is smaller than the dielectric constant of resin, for example. Therefore, attenuation of electromagnetic waves radiated between the coupling element 11 and the matching element 21 can be suppressed. As a result, power loss can be suppressed, and an efficient power converter 100 can be obtained.

<4−3>
第2基板20に形成されている第1離隔グラウンド22は、その端面を基準として第2基板20の実効誘電率に変化をもたらすため、整合素子21から漏出して第2基板20内を伝搬する電磁波を反射する。よって、整合素子21からの電磁波が第2基板20内及び空気等に拡がるのが抑制される。その結果、この第1離隔グラウンド22によっても電力損失をさらに抑制できる。
<4-3>
The first separation ground 22 formed on the second substrate 20 causes a change in the effective dielectric constant of the second substrate 20 with reference to the end face thereof, and therefore leaks from the matching element 21 and propagates through the second substrate 20. Reflects electromagnetic waves. Therefore, the electromagnetic wave from the matching element 21 is suppressed from spreading into the second substrate 20 and air. As a result, power loss can be further suppressed by the first separation ground 22.

<4−4>
第1基板10をガラスエポキシ樹脂で形成することによって、第1基板10にひび割れを生じさせることなくスルーホール16を形成できる。また、第2基板20をガラスフッ素樹脂で形成することによって、第2基板20に平面アンテナパターン50を搭載しても高周波の電磁波を低損失で送受信可能とできる。
<4-4>
By forming the first substrate 10 with glass epoxy resin, the through holes 16 can be formed without causing cracks in the first substrate 10. In addition, by forming the second substrate 20 with glass fluororesin, it is possible to transmit and receive high-frequency electromagnetic waves with low loss even when the planar antenna pattern 50 is mounted on the second substrate 20.

また、ガラスフッ素樹脂はガラスエポキシ樹脂よりも高価である。よって、第1及び第2基板10、20の両方にガラスフッ素樹脂を用いる場合よりも、第2基板20のみにガラスフッ素樹脂を用いる方が、安価な電力変換器100を得ることができる。さらに、高価なガラスフッ素樹脂を用いた第2基板20の面積を小さくしてガラスフッ素樹脂の使用量を減らすことで、さらに安価な電力変換器を得ることができる。なお、高周波回路60等を搭載するために第1基板10の面積を大きくした場合であっても、第1基板10に安価なガラスエポキシ樹脂を用いることで、電力変換器100のコストアップを抑制できる。   Further, the glass fluororesin is more expensive than the glass epoxy resin. Therefore, cheaper power converter 100 can be obtained by using glass fluororesin only for second substrate 20 than using glass fluororesin for both first and second substrates 10 and 20. Further, by reducing the area of the second substrate 20 using the expensive glass fluororesin and reducing the amount of the glass fluororesin used, a further inexpensive power converter can be obtained. Even when the area of the first substrate 10 is increased in order to mount the high-frequency circuit 60 and the like, the cost increase of the power converter 100 is suppressed by using an inexpensive glass epoxy resin for the first substrate 10. it can.

<4−5>
本実施形態の電力変換器100は、上記の通り、導波管を含んでおらず、板状の第1基板ユニット101と、板状の第2基板ユニット102と、これら基板ユニット101,102間の接着部材103とを含む。また、第1基板ユニット101の第1基板10と、第2基板ユニット102の第2基板20とは、熱膨張係数が異なる。この電力変換器100では、内部において熱が発生する場合、あるいは、電力変換器100の外部から熱が加わる場合などがある。この場合、両基板10、20の熱膨張係数の違いによって、両基板10、20に挟まれた接着部材103に歪が発生することがあるが、両基板10、20の電力変換構造に大きな影響を及ぼさず、電力変換器100での電力の変換効率に大きな影響はない。
一方、導波管を用いて、導波管により伝送される電力と、伝送線路を構成する複数の基板との間で電力変換を行う電力変換器では、複数の基板間の熱膨張係数の違いによって導波管の形状が歪む。これにより、電力の変換効率が低下する。
よって、導波管を用いない本実施形態の電力変換器100は、異なる熱膨張係数を有する基板10、20を含む場合であっても、電力の変換効率に優れている。
<4-5>
As described above, the power converter 100 of the present embodiment does not include a waveguide, and includes a plate-like first substrate unit 101, a plate-like second substrate unit 102, and between these substrate units 101 and 102. The adhesive member 103 is included. Further, the first substrate 10 of the first substrate unit 101 and the second substrate 20 of the second substrate unit 102 have different thermal expansion coefficients. In this power converter 100, heat may be generated inside, or heat may be applied from the outside of the power converter 100. In this case, the adhesive member 103 sandwiched between the boards 10 and 20 may be distorted due to the difference in thermal expansion coefficient between the boards 10 and 20, but this greatly affects the power conversion structure of the boards 10 and 20. The power conversion efficiency of the power converter 100 is not greatly affected.
On the other hand, in a power converter that uses a waveguide to convert power between the power transmitted by the waveguide and a plurality of substrates constituting the transmission line, the difference in thermal expansion coefficient between the plurality of substrates As a result, the shape of the waveguide is distorted. Thereby, the conversion efficiency of electric power falls.
Therefore, even if the power converter 100 of this embodiment which does not use a waveguide includes the substrates 10 and 20 having different thermal expansion coefficients, the power conversion efficiency is excellent.

<5.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
<5. Modification>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning. For example, the following changes can be made. Moreover, the gist of the following modifications can be combined as appropriate.

<5−1>
上記実施形態では、結合素子11と整合素子21とが空気を介して対向している構成(構成1)に加えて、さらに整合素子21の周囲に第1離隔グラウンド22が配置された構成(構成2)を採用している。しかし、例えば、上記構成1に代えて、結合素子11と整合素子21とが誘電体を介して対向している構成1aを採用してもよい。つまり、電力変換器100において、結合素子11と整合素子21とが誘電体を介して対向している構成(構成1a)に加えて、構成2を採用して電力変換器100を構成してもよい。結合素子11と整合素子21との間に誘電体が介在するため電磁波の減衰の抑制効果は、空気に比べて小さい。しかし、構成2の第1離隔グラウンド22によって、整合素子21からの電磁波が第2基板20内及び空気等に広がるのを抑制でき、電力損失を抑制できる。
<5-1>
In the above embodiment, in addition to the configuration in which the coupling element 11 and the matching element 21 face each other via air (configuration 1), the configuration in which the first separation ground 22 is further arranged around the matching element 21 (configuration) 2) is adopted. However, for example, instead of the above-described configuration 1, a configuration 1a in which the coupling element 11 and the matching element 21 are opposed to each other through a dielectric may be employed. That is, in the power converter 100, in addition to the configuration in which the coupling element 11 and the matching element 21 face each other via the dielectric (configuration 1a), the power converter 100 may be configured by adopting the configuration 2. Good. Since a dielectric is interposed between the coupling element 11 and the matching element 21, the effect of suppressing the attenuation of electromagnetic waves is smaller than that of air. However, the first separation ground 22 of the configuration 2 can suppress the electromagnetic wave from the matching element 21 from spreading in the second substrate 20 and the air, thereby suppressing power loss.

また、上記実施形態において、電力変換器100が第1離隔グラウンド22を備えていない構成(構成2a)に加えて、構成1を採用して電力変換器100を構成してもよい。この場合、構成1の採用によって結合素子11及び整合素子21間に誘電率の低い空気が介在するため、結合素子11及び整合素子21間で放射される電磁波の減衰を抑制し、結果として電力損失を抑制できる。   Further, in the above embodiment, the power converter 100 may be configured by adopting the configuration 1 in addition to the configuration (configuration 2a) in which the power converter 100 does not include the first separation ground 22. In this case, since air having a low dielectric constant is interposed between the coupling element 11 and the matching element 21 by adopting the configuration 1, the attenuation of electromagnetic waves radiated between the coupling element 11 and the matching element 21 is suppressed, resulting in power loss. Can be suppressed.

<5−2>
上記実施形態では、第1離隔グラウンド22の第2グラウンド22bは、隙間22b1を有して分断されている。しかし、図13に示すように、第2グラウンド22bは隙間22b1がなく、一連の帯状に形成されていてもよい。図13は、第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図である。図13によると、第1離隔グラウンド22は、第1〜第4グラウンド22a〜22dが連結されて構成されており、整合素子21の全周囲を取り囲むように連続した環状に形成されている。
<5-2>
In the above embodiment, the second ground 22b of the first separation ground 22 is divided with the gap 22b1. However, as shown in FIG. 13, the second ground 22b may be formed in a series of strips without the gap 22b1. FIG. 13 is an enlarged plan view of another example of the first separation ground. According to FIG. 13, the first separation ground 22 is configured by connecting the first to fourth grounds 22 a to 22 d, and is formed in a continuous annular shape so as to surround the entire periphery of the matching element 21.

なお、隙間22b1の有無について、他の条件を同じにして検討したところ、本実施形態の図9の隙間22b1を有する第1離隔グラウンド22の場合には、78GHzにおける透過量が約−0.9dBであった。一方、図13の連続した帯状である第1離隔グラウンド22の場合には、78GHzにおける透過量が約−0.9dBであった。図9の場合も図13の場合も透過量が大きく、電力の挿入損失が極めて小さいことが分かる。ただし、隙間22b1を有する第1離隔グラウンド22(図9)の場合よりも、隙間22b1の無い第1離隔グラウンド22(図13)の場合の方が、透過量が若干高かった。よって、隙間22b1の無い第1離隔グラウンド22(図13)を用いることで、透過量を大きくし、電力の挿入損失を極めて小さくできることが分かる。   Note that the presence or absence of the gap 22b1 was examined under the same other conditions. In the case of the first remote ground 22 having the gap 22b1 in FIG. 9 of the present embodiment, the transmission amount at 78 GHz is about −0.9 dB. there were. On the other hand, in the case of the first separation ground 22 having a continuous belt shape in FIG. 13, the transmission amount at 78 GHz was about −0.9 dB. 9 and FIG. 13 show that the amount of transmission is large and the insertion loss of power is extremely small. However, the transmission amount was slightly higher in the case of the first separation ground 22 (FIG. 13) without the gap 22b1 than in the case of the first separation ground 22 (FIG. 9) having the gap 22b1. Therefore, it can be seen that by using the first separation ground 22 (FIG. 13) without the gap 22b1, the amount of transmission can be increased and the insertion loss of power can be extremely reduced.

<5−3>
上記実施形態では、第1離隔グラウンド22は、第1〜第4グラウンド22a〜22dにより構成されている。しかし、第1離隔グラウンド22は、図14〜図16に示すように構成されてもよい。図14〜図16は、第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図である。図14に示すように、第1離隔グラウンド22は、第2伝送グラウンドに接続される第1グラウンド22aのみにより構成されてもよい。
<5-3>
In the said embodiment, the 1st separation ground 22 is comprised by the 1st-4th ground 22a-22d. However, the first separation ground 22 may be configured as shown in FIGS. 14 to 16 are enlarged plan views of another example of the first separation ground. As shown in FIG. 14, the first separation ground 22 may be configured only by the first ground 22 a connected to the second transmission ground.

また、図15に示すように、第1離隔グラウンド22は、第1グラウンド22a及び第2グラウンド22bのみにより構成されてもよい。図14及び図15の第1離隔グラウンド22の場合には、78GHzにおける透過量が約−1.0dBであり同程度であった。ただし、第1離隔グラウンド22が、第1グラウンド22aのみからなる場合(図14)よりも、第1グラウンド22a及び第2グラウンド22bからなる場合(図15)の方が透過量が若干高かった。なお、透過量の測定において、図14、図15では、第1離隔グラウンド22の構成以外の条件を同一とした。よって、図14及び図15の第1離隔グラウンド22を用いることで、透過量を大きくし、電力の挿入損失を極めて小さくできることが分かる。   Moreover, as shown in FIG. 15, the 1st separation ground 22 may be comprised only by the 1st ground 22a and the 2nd ground 22b. In the case of the first separation ground 22 in FIGS. 14 and 15, the transmission amount at 78 GHz was about −1.0 dB, which was similar. However, the transmission amount was slightly higher when the first separation ground 22 was composed of the first ground 22a and the second ground 22b (FIG. 15) than when the first separation ground 22 was composed only of the first ground 22a (FIG. 14). In the measurement of the transmission amount, the conditions other than the configuration of the first separation ground 22 were the same in FIGS. 14 and 15. Therefore, it can be seen that by using the first separation ground 22 of FIGS. 14 and 15, the amount of transmission can be increased and the insertion loss of power can be extremely reduced.

また、図16に示すように、第1離隔グラウンド22は、第1グラウンド22a、第3及び第4グラウンド22c、22dにより構成されてもよい。この場合、第1グラウンド22aだけでなく、第3及び第4グラウンド22c、22dを設けることで、整合素子21からの前後方向への電磁波の不要放射だけでなく、左右方向への電磁波の不要放射を抑制できる。   Moreover, as shown in FIG. 16, the 1st separation ground 22 may be comprised by the 1st ground 22a, the 3rd and 4th ground 22c, 22d. In this case, by providing not only the first ground 22a but also the third and fourth grounds 22c and 22d, not only unnecessary radiation of the electromagnetic waves from the matching element 21 in the front-rear direction but also unnecessary radiation of the electromagnetic waves in the left-right direction. Can be suppressed.

また、上記実施形態では、第1離隔グラウンド22は矩形の環状である。しかし、第1離隔グラウンド22の形状はこれに限定されず、例えば円形状及び楕円形状等であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, the 1st separation ground 22 is a rectangular cyclic | annular form. However, the shape of the 1st separation ground 22 is not limited to this, For example, circular shape, elliptical shape, etc. may be sufficient.

<5−4>
上記実施形態では、第1離隔グラウンド22は、第2伝送グラウンド23に接続されている。しかし、第1離隔グラウンド22は、必ずしも第2伝送グラウンド23に接続されている必要はない。図17は、第1離隔グラウンドの別の一例における拡大平面図である。
<5-4>
In the above embodiment, the first separation ground 22 is connected to the second transmission ground 23. However, the first separation ground 22 is not necessarily connected to the second transmission ground 23. FIG. 17 is an enlarged plan view of another example of the first separation ground.

図17に示すように、第1離隔グラウンド22は、第2伝送グラウンド23から離隔し、グラウンド電位に維持されていない第1離隔パターン221(離隔パターン)であってもよい。よって、第1離隔パターン221を構成する第1〜第4パターン221a〜221dは、グラウンド電位に維持されていない。しかし、第1〜第4パターン221a〜221dが整合素子21の周囲を取り囲むことで、第1〜第4パターン221a〜221dの端面において第2基板20の実効誘電率が変化する。よって、整合素子21から放射された電磁波が反射されるため、第2基板20内及び空気中等に広がるのを抑制できる。これにより、電力損失を抑制できる。第1離隔パターン221も上記変形例と同様に矩形状に限定されず、例えば円形状及び楕円形状等であってもよい。   As shown in FIG. 17, the first separation ground 22 may be a first separation pattern 221 (separation pattern) that is separated from the second transmission ground 23 and is not maintained at the ground potential. Therefore, the first to fourth patterns 221a to 221d constituting the first separation pattern 221 are not maintained at the ground potential. However, since the first to fourth patterns 221a to 221d surround the matching element 21, the effective dielectric constant of the second substrate 20 changes at the end faces of the first to fourth patterns 221a to 221d. Therefore, since the electromagnetic wave radiated from the matching element 21 is reflected, it can be prevented from spreading in the second substrate 20 and in the air. Thereby, power loss can be suppressed. The first separation pattern 221 is not limited to a rectangular shape as in the modified example, and may be, for example, a circular shape or an elliptical shape.

<5−5>
上記実施形態では、第2基板20にガラスフッ素樹脂を用いたが、高周波の電磁波を低損失で送受信可能であればよく、ガラスフッ素樹脂に限定されない。例えば、ポリフェニレンエーテル(PPE)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエチレンなどであってもよい。同様に、上記では、第1基板10にガラスエポキシ樹脂を用いたが、熱膨張係数が小さくスルーホールを形成可能であればく、ガラスエポキシ樹脂に限定されない。例えば、ガラスコンポジット、ビスマレイミドトリアジン樹脂などであってもよい。
<5-5>
In the said embodiment, although the glass fluororesin was used for the 2nd board | substrate 20, what is necessary is just to be able to transmit / receive a high frequency electromagnetic wave with a low loss, and is not limited to a glass fluororesin. For example, polyphenylene ether (PPE), liquid crystal polymer (LCP), polyethylene and the like may be used. Similarly, in the above description, the glass epoxy resin is used for the first substrate 10, but it is not limited to the glass epoxy resin as long as the coefficient of thermal expansion is small and a through hole can be formed. For example, a glass composite, a bismaleimide triazine resin, or the like may be used.

さらに言えば、第1基板10及び第2基板20の材料は、第1基板10及び第2基板20が要求する仕様、例えば各基板に搭載される素子が要求する仕様等に応じて多様に選択できる。例えば、基板材料としては、ガラスフッ素樹脂及びガラスエポキシ樹脂以外にも、ポリイミド、ポリエチレン、テフロン(登録商標)、プラスチック、各種ビニル、天然ゴム、マイカ、ガラス及びセラミック等からも適宜選択可能である。   Furthermore, the materials of the first substrate 10 and the second substrate 20 are variously selected according to specifications required by the first substrate 10 and the second substrate 20, for example, specifications required by elements mounted on the respective substrates. it can. For example, the substrate material can be appropriately selected from polyimide, polyethylene, Teflon (registered trademark), plastic, various vinyls, natural rubber, mica, glass, ceramic, and the like in addition to the glass fluororesin and the glass epoxy resin.

また、上記実施形態では、ガラスフッ素樹脂からなる第2基板20は、ガラスエポキシ樹脂からなる第1基板10よりも上面視の面積が小さい。しかし、面積の大小はこれに限定されない。例えば、第2基板20の面積が第1基板10の面積より大きくてもよい。
また、例えば、第1基板10の材料と第2基板20との材料は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the 2nd board | substrate 20 which consists of glass fluororesins has an area of a top view smaller than the 1st board | substrate 10 which consists of glass epoxy resins. However, the size of the area is not limited to this. For example, the area of the second substrate 20 may be larger than the area of the first substrate 10.
For example, the material of the 1st board | substrate 10 and the material of the 2nd board | substrate 20 may be the same, and may differ.

<5−6>
上記実施形態では、第1基板10にスルーホール16を形成しているが、スルーホール16は必須ではない。また、スルーホール16の代わりに、結合素子11の周囲に環状の第2離隔グラウンド40を形成してもよい。図18は、第1基板の第1上面において、結合素子の周囲に第2離隔グラウンドを形成した構成を示す説明図である。本変形例に係る電力変換器100は、結合素子11を取り囲むように環状の第2離隔グラウンド40が第1基板10の第1上面10aに形成されている。第2離隔グラウンド40は、第5グラウンド40a、第6グラウンド40b、第7グラウンド40c及び第8グラウンド40dを有する。
<5-6>
In the above embodiment, the through hole 16 is formed in the first substrate 10, but the through hole 16 is not essential. Further, instead of the through hole 16, an annular second separation ground 40 may be formed around the coupling element 11. FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a configuration in which a second separation ground is formed around the coupling element on the first upper surface of the first substrate. In the power converter 100 according to this modification, an annular second separation ground 40 is formed on the first upper surface 10 a of the first substrate 10 so as to surround the coupling element 11. The second separation ground 40 includes a fifth ground 40a, a sixth ground 40b, a seventh ground 40c, and an eighth ground 40d.

図18に示すように、第2離隔グラウンド40は、結合素子11を取り囲む形状であり、第5グラウンド40a、第6グラウンド40b、第7グラウンド40c及び第8グラウンド40dを有する。   As shown in FIG. 18, the second separation ground 40 has a shape surrounding the coupling element 11, and includes a fifth ground 40 a, a sixth ground 40 b, a seventh ground 40 c, and an eighth ground 40 d.

第5グラウンド40aは、左右方向に延びており、結合素子11に対して、前側に第1距離ΔK2離隔して位置する。第5グラウンド40aは、前後方向において第5幅A2を有する。第5グラウンド40aの管内波長をλmとすると、第5幅A2は1/4λmの奇数倍である。   The fifth ground 40a extends in the left-right direction, and is located at a first distance ΔK2 away from the coupling element 11 on the front side. The fifth ground 40a has a fifth width A2 in the front-rear direction. When the guide wavelength of the fifth ground 40a is λm, the fifth width A2 is an odd multiple of ¼λm.

この第5グラウンド40aは、上記実施形態の第1グラウンド22aと同様の効果を奏する。つまり、左右方向に延びる第5グラウンド40aは、結合素子11から放射される前後方向の電磁波が、第1基板10内及び空気中等に広がるのを抑制する。また、第1グラウンド22aが上記の第5幅A2を有することで、第5グラウンド40aのうち、結合素子11に近い端面においては定在波の節が位置し、結合素子11から遠い端面においては定在波の腹が位置する。これにより、結合素子11から漏出した電磁波が第1基板10内及び空気中等に広がるのを抑制し、電力損失を抑制できる。   The fifth ground 40a has the same effect as the first ground 22a of the above embodiment. That is, the fifth ground 40a extending in the left-right direction prevents the electromagnetic waves in the front-rear direction radiated from the coupling element 11 from spreading in the first substrate 10 and in the air. In addition, since the first ground 22a has the fifth width A2, the node of the standing wave is located at the end face close to the coupling element 11 in the fifth ground 40a, and the end face far from the coupling element 11 is located at the end face far from the coupling element 11. Standing wave belly is located. Thereby, it is possible to suppress the electromagnetic wave leaking from the coupling element 11 from spreading in the first substrate 10 and in the air, thereby suppressing power loss.

第6グラウンド40bは、左右方向に延びており、結合素子11に対して、後側に第2距離ΔL2離隔して位置する。第6グラウンド40bは、前後方向において第6幅D2を有する。第6グラウンド40bの管内波長をλnとすると、第6幅D2は1/4λnの奇数倍である。第6グラウンド40bは、第1基板10の第1伝送パターン12に対応する部分に隙間40b1を有している。隙間40b1は左右方向に距離C2を有しており、距離C2は、第1伝送パターン12の距離W12よりも大きい。   The sixth ground 40b extends in the left-right direction, and is located on the rear side of the coupling element 11 and separated by a second distance ΔL2. The sixth ground 40b has a sixth width D2 in the front-rear direction. If the guide wavelength of the sixth ground 40b is λn, the sixth width D2 is an odd multiple of ¼λn. The sixth ground 40 b has a gap 40 b 1 in a portion corresponding to the first transmission pattern 12 of the first substrate 10. The gap 40b1 has a distance C2 in the left-right direction, and the distance C2 is larger than the distance W12 of the first transmission pattern 12.

第6グラウンド40bは、第5グラウンド40a同様に左右方向に延びているため、結合素子11から放射される前後方向の電磁波が、第2基板20内及び空気中等に広がるのを抑制する。また、第6グラウンド40bでは、第5グラウンド40aと同様の定在波が形成されるため、結合素子11から漏出した電磁波が第1基板10内及び空気中等に広がるのが抑制され、電力損失を抑制できる。   Since the sixth ground 40b extends in the left-right direction like the fifth ground 40a, the electromagnetic waves in the front-rear direction radiated from the coupling element 11 are prevented from spreading in the second substrate 20 and in the air. Moreover, since the standing wave similar to the 5th ground 40a is formed in the 6th ground 40b, it is suppressed that the electromagnetic wave leaked from the coupling element 11 spreads in the 1st board | substrate 10, air, etc., and an electric power loss is carried out. Can be suppressed.

第7グラウンド40cは、前後方向に延びており、結合素子11に対して右側に第3距離ΔM2離隔して位置する。第7グラウンド40cは、第5グラウンド40aの右側の第1端部と第6グラウンド40bの右側の第1端部とを接続する。第7グラウンド40cは、左右方向において第7幅I2を有する。第7幅I2は、例えば第5グラウンド40aの第5幅A2及び第6グラウンド40bの第6幅D2よりも小さいと好ましい。例えば、第7幅I2は、第7グラウンド40cの管内波長をλoとすると、1/4λoよりも小さい。この場合、第7グラウンド40cに電磁波が補足されてしまうのが抑制され、電力損失を抑制できる。なお、第7幅I2が小さくても、結合素子11からは、主として第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28に沿った前後方向の電磁波が放射されており、左右方向への電磁波の放射量は相対的に少ない。よって、第3パターンの第7幅I2が小さくても、電力損失を小さく抑えることができる。   The seventh ground 40c extends in the front-rear direction, and is located on the right side of the coupling element 11 by a third distance ΔM2. The seventh ground 40c connects the first end on the right side of the fifth ground 40a and the first end on the right side of the sixth ground 40b. The seventh ground 40c has a seventh width I2 in the left-right direction. For example, the seventh width I2 is preferably smaller than the fifth width A2 of the fifth ground 40a and the sixth width D2 of the sixth ground 40b. For example, the seventh width I2 is smaller than ¼λo when the in-tube wavelength of the seventh ground 40c is λo. In this case, it is possible to suppress electromagnetic waves from being supplemented by the seventh ground 40c, and to suppress power loss. Even if the seventh width I2 is small, the coupling element 11 emits electromagnetic waves in the front-rear direction mainly along the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28, and the radiation amount of the electromagnetic waves in the left-right direction. Is relatively small. Therefore, even if the seventh width I2 of the third pattern is small, the power loss can be suppressed small.

第8グラウンド40dは、前後方向に延びており、結合素子11に対して左側に第4距離ΔN2離隔して位置する。第8グラウンド40dは、第5グラウンド40aの左側の第2端部と第6グラウンド40bの左側の第2端部とを接続する。第8グラウンド40dは、左右方向において第8幅J2を有する。第8幅J2は、例えば第5グラウンド40aの第5幅A2及び第6グラウンド40bの第6幅D2よりも小さいと好ましい。例えば、第8幅J2は、第8グラウンド40dの管内波長をλpすると、1/4λpよりも小さい。この場合、第7グラウンド40cと同様に、第8グラウンド40dは、電磁波の補足を抑制でき、また第8幅J2が小さくても電力損失を小さく抑えることができる。   The eighth ground 40d extends in the front-rear direction, and is located on the left side of the coupling element 11 by a fourth distance ΔN2. The eighth ground 40d connects the second end on the left side of the fifth ground 40a and the second end on the left side of the sixth ground 40b. The eighth ground 40d has an eighth width J2 in the left-right direction. For example, the eighth width J2 is preferably smaller than the fifth width A2 of the fifth ground 40a and the sixth width D2 of the sixth ground 40b. For example, the eighth width J2 is smaller than 1 / 4λp when the guide wavelength of the eighth ground 40d is λp. In this case, similarly to the seventh ground 40c, the eighth ground 40d can suppress the supplement of electromagnetic waves, and the power loss can be suppressed even if the eighth width J2 is small.

なお、第5〜第8グラウンド40a〜40dは、特にグラウンド電位に維持されている。上述の通り、第5グラウンド40a及び第6グラウンド40bの結合素子11に近い端面では定在波の節が位置する。このとき、第5グラウンド40a及び第6グラウンド40bがグラウンド電位に維持されることで、結合素子11に近い端面の電位を確実にゼロとし、ショートした状態とできる。これにより、結合素子11から漏出した電磁波が、結合素子11以外の第2基板20内及び空気中等に広がるのをさらに抑制し、電力損失を抑制できる。   The fifth to eighth grounds 40a to 40d are particularly maintained at the ground potential. As described above, standing wave nodes are located on the end surfaces of the fifth ground 40a and the sixth ground 40b close to the coupling element 11. At this time, the fifth ground 40a and the sixth ground 40b are maintained at the ground potential, so that the potential of the end face close to the coupling element 11 can be reliably set to zero and short-circuited. Thereby, it is possible to further suppress the electromagnetic wave leaking from the coupling element 11 from spreading in the second substrate 20 other than the coupling element 11 and in the air, thereby suppressing power loss.

このような第5〜第8グラウンド40a〜40dによって環状の第2離隔グラウンド40が形成される。第2離隔グラウンド40の内周は、第5グラウンド40aと第6グラウンド40bとの間を短辺とし、第7グラウンド40cと第8グラウンド40dとの間を長辺とする長方形状である。短辺は前後方向に延びており、長辺は左右方向に延びている。   An annular second separation ground 40 is formed by the fifth to eighth grounds 40a to 40d. The inner periphery of the second separation ground 40 has a rectangular shape having a short side between the fifth ground 40a and the sixth ground 40b and a long side between the seventh ground 40c and the eighth ground 40d. The short side extends in the front-rear direction, and the long side extends in the left-right direction.

内周の長辺の距離G2は1/2λqより大きい。λqは、第5〜第8グラウンド40a〜40dによって形成される長方形状の内側領域における電磁波の管内波長である。この長方形状の内側領域内における電磁波の遮断波長は2×G2である。つまり、遮断波長と長辺の距離G2とがこの関係を満たす場合、電磁波は減衰する。よって、距離G2を1/2λqより大きくすることで、電磁波の減衰を抑制できる。   The distance G2 between the long sides of the inner circumference is greater than 1 / 2λq. λq is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the rectangular inner region formed by the fifth to eighth grounds 40a to 40d. The cutoff wavelength of the electromagnetic wave in the rectangular inner region is 2 × G2. That is, when the cutoff wavelength and the long side distance G2 satisfy this relationship, the electromagnetic wave is attenuated. Therefore, attenuation of electromagnetic waves can be suppressed by making the distance G2 larger than 1 / 2λq.

一方、内周の短辺の距離E2は、内周の長辺の距離G2よりも小さい。より好ましくは、内周の短辺の距離E2は、内周の長辺の距離G2の1/2である。短辺が延びる前後方向が共振方向となり、第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28における電磁波の伝送方向である前後方向と一致するため、電力損失を抑制できる。   On the other hand, the distance E2 of the inner peripheral short side is smaller than the distance G2 of the inner peripheral long side. More preferably, the distance E2 of the short side of the inner periphery is ½ of the distance G2 of the long side of the inner periphery. The front-rear direction in which the short side extends is the resonance direction, and coincides with the front-rear direction, which is the transmission direction of the electromagnetic wave in the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28, so that power loss can be suppressed.

また、結合素子11は、第5〜第8グラウンド40a〜40dの長方形状の内周から概ね均等の位置に配置されていると好ましい。この場合、例えば、第5グラウンド40aにおける前後方向の電磁波が結合素子11の電磁波に与える影響と、第6グラウンド40bにおける前後方向の電磁波が結合素子11の電磁波に与える影響とが概ね均一となる。同様に、例えば、第7グラウンド40cにおける左右方向の電磁波が結合素子11の電磁波に与える影響と、第8グラウンド40dにおける左右方向の電磁波が結合素子11の電磁波に与える影響とが概ね均一となる。よって、結合素子11及び第5〜第8グラウンド40a〜40dの設計を容易化できる。   Moreover, it is preferable that the coupling elements 11 are arranged at substantially equal positions from the rectangular inner periphery of the fifth to eighth grounds 40a to 40d. In this case, for example, the influence of the electromagnetic wave in the front-rear direction on the fifth ground 40 a on the electromagnetic wave of the coupling element 11 and the influence of the electromagnetic wave in the front-rear direction on the sixth ground 40 b on the electromagnetic wave of the coupling element 11 become substantially uniform. Similarly, for example, the influence of the left and right electromagnetic waves on the seventh ground 40c on the electromagnetic waves of the coupling element 11 and the influence of the left and right electromagnetic waves on the eighth ground 40d on the electromagnetic waves of the coupling element 11 are substantially uniform. Therefore, the design of the coupling element 11 and the fifth to eighth grounds 40a to 40d can be facilitated.

なお、環状の第2離隔グラウンド40の外周もまた長方形状であり、外周の前後方向が短辺であり、外周の左右方向が長辺である。なお、第2離隔グラウンド40の形状は、矩形状に限らず、円形状及び楕円形状でえあってもよい。   In addition, the outer periphery of the annular second separation ground 40 is also rectangular, the front-rear direction of the outer periphery is a short side, and the left-right direction of the outer periphery is a long side. Note that the shape of the second separation ground 40 is not limited to a rectangular shape, and may be a circular shape or an elliptical shape.

<5−7>
上記実施形態では、スルーホール16の接続グラウンド15は、第1上面10aの第1上面グラウンド13と第1下面10bの第1下面グラウンド14とを接続している。しかし、第1上面10aの第1上面グラウンド13及び第1下面10bの第1下面グラウンド14が形成されていない第1基板10において、壁面に接続グラウンド15が形成されたスルーホール16が形成されていてもよい。また、第2スルーホール16bは省略し、結合素子11の周囲の第1スルーホール16aのみを形成してもよい。
<5-7>
In the above embodiment, the connection ground 15 of the through hole 16 connects the first upper surface ground 13 of the first upper surface 10a and the first lower surface ground 14 of the first lower surface 10b. However, in the first substrate 10 in which the first upper surface ground 13 of the first upper surface 10a and the first lower surface ground 14 of the first lower surface 10b are not formed, the through hole 16 having the connection ground 15 formed on the wall surface is formed. May be. Further, the second through hole 16b may be omitted, and only the first through hole 16a around the coupling element 11 may be formed.

<5−8>
上記実施形態では、拡張グラウンド24と第2伝送グラウンド23との接続部分の平面形状は緩やかに変化している。しかし、接続部分の形状はこれに限定されない。図19及び図20は、拡張グラウンドと第2伝送グラウンドとの接続部分の平面形状を示す平面図である。図19に示すように、第2伝送グラウンド23は前後方向に延びており、拡張グラウンド24は第2伝送グラウンド23に対して左右方向に延びており、拡張グラウンド24と第2伝送グラウンド23とが直交するように接続されていてもよい。
<5-8>
In the above embodiment, the planar shape of the connection portion between the expansion ground 24 and the second transmission ground 23 changes gently. However, the shape of the connecting portion is not limited to this. 19 and 20 are plan views showing a planar shape of a connection portion between the expansion ground and the second transmission ground. As shown in FIG. 19, the second transmission ground 23 extends in the front-rear direction, the expansion ground 24 extends in the left-right direction with respect to the second transmission ground 23, and the expansion ground 24 and the second transmission ground 23 are connected to each other. You may connect so that it may orthogonally cross.

また、図20に示すように拡張グラウンド24は、第2伝送グラウンド23から左右方向に向かうにつれて、後側に傾斜するように形成されていてもよい。   Further, as shown in FIG. 20, the extension ground 24 may be formed so as to be inclined rearward from the second transmission ground 23 in the left-right direction.

<5−9>
上記実施形態では、結合素子11及び整合素子21は矩形状である。しかし、結合素子11及び整合素子21の形状はこれに限定されず、例えば円形状及び楕円形状等その他の形状であってもよい。
<5-9>
In the above embodiment, the coupling element 11 and the matching element 21 are rectangular. However, the shapes of the coupling element 11 and the matching element 21 are not limited to this, and may be other shapes such as a circular shape and an elliptical shape.

<5−10>
上記実施形態では、第1基板10の第1下面10bにおいて、第1下面グラウンド14が概ね全体に亘って配置されているが、これに限定されない。例えば、第1下面グラウンド14は、少なくとも第1伝送パターン12に対応する第1伝送グラウンド14aと、結合素子11に対応する結合グラウンド14bとを含んで構成されればよい。
<5-10>
In the said embodiment, although the 1st lower surface ground 14 is arrange | positioned over the whole in the 1st lower surface 10b of the 1st board | substrate 10, it is not limited to this. For example, the first lower surface ground 14 may be configured to include at least a first transmission ground 14 a corresponding to the first transmission pattern 12 and a coupling ground 14 b corresponding to the coupling element 11.

<5−11>
上記実施形態では、第1伝送パターン12と第2伝送パターン28とは、上面視において、整合素子21を挟んで同一直線状において対向するように配置されている。しかし、第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28の配置はこれに限定されず、例えば第2伝送パターン28は、上面視において、整合素子21を基準として第1伝送パターン12と同じ側に配置されていてもよい。
また、第2伝送パターン28は、上面視において、整合素子21を挟んで第1伝送パターン12と同一直線状とは異なる位置に配置されていてもよい。例えば、第1伝送パターン12の延びる方向と、第2伝送パターン28が延びる方向とが角度を有して交差してもよい。
また、第1伝送パターン12及び第2伝送パターン28の少なくとも1つは、直線状でなくてもよく、例えば曲線状であってもよいし、屈曲していてもよい。
<5-11>
In the above embodiment, the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28 are disposed so as to face each other in the same straight line with the matching element 21 in between when viewed from above. However, the arrangement of the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28 is not limited to this. For example, the second transmission pattern 28 is arranged on the same side as the first transmission pattern 12 with respect to the matching element 21 in a top view. May be.
Further, the second transmission pattern 28 may be arranged at a position different from the same linear shape as the first transmission pattern 12 with the matching element 21 in between when viewed from above. For example, the direction in which the first transmission pattern 12 extends and the direction in which the second transmission pattern 28 extends may intersect at an angle.
Further, at least one of the first transmission pattern 12 and the second transmission pattern 28 may not be linear, for example, may be curved or bent.

<5−12>
上記実施形態では、第1及び第2基板ユニット101、102は左右方向に長い長方形状であるが、前後方向に長い長方形状であってもよい。また、各基板ユニット101,102の形状は長方形状に限定されず、例えば正方形状、円形状、楕円形状及び多角形状であってもよい。
<5-12>
In the above embodiment, the first and second substrate units 101 and 102 have a rectangular shape that is long in the left-right direction, but may be a rectangular shape that is long in the front-rear direction. Moreover, the shape of each board | substrate unit 101,102 is not limited to a rectangular shape, For example, square shape, circular shape, elliptical shape, and polygonal shape may be sufficient.

<5−13>
上記実施形態では、第1基板10及び第2基板20に1つ電力変換器100が形成されている。しかし、第1基板10及び第2基板20に複数の電力変換器100が形成されていてもよい。
<5-13>
In the above embodiment, one power converter 100 is formed on the first substrate 10 and the second substrate 20. However, a plurality of power converters 100 may be formed on the first substrate 10 and the second substrate 20.

<5−14>
上記実施形態では、アンテナとして平面アンテナを例に挙げているが、アンテナはこれに限定されない。例えば、上記電力変換器100に接続可能な、例えばスロット型アンテナ等の各種のアンテナを適用可能である。
<5-14>
In the said embodiment, although the planar antenna is mentioned as an example as an antenna, an antenna is not limited to this. For example, various antennas that can be connected to the power converter 100, such as a slot antenna, are applicable.

<5−15>
上記実施形態では、電力変換器100はアンテナ装置200に使用される例を示した。しかし、電力変換器100の用途はこれに限定されず、例えば高速映像有線伝送、高速無線LAN等に使用することができる。
<5-15>
In the said embodiment, the power converter 100 showed the example used for the antenna apparatus 200. FIG. However, the use of the power converter 100 is not limited to this, and can be used for high-speed video wired transmission, high-speed wireless LAN, and the like.

<5−16>
上記実施形態では、電力変換器100の下部の第1基板10の熱膨張係数が、上部の第2基板20の熱膨張係数よりも小さい。しかし、例えば、第1基板10と第2基板20とを入れ替えてもよい。例えば、第1基板10の結合素子11と第2基板20の整合素子21とが対向するように、電力変換器100の上部に第1基板10を配置し、下部に第2基板20を配置してもよい。つまり、基板の熱膨張係数の大きさによって、基板に設ける構成を適切に選択すればよい。さらに言い換えれば、基板の上下に関係なく、熱膨張係数の小さい基板には熱膨張の影響を受けやすい構成を設け、代わりに熱膨張係数の大きい基板に熱膨張の影響を受けにくいスルーホール等を形成するようにすればよい。
<5-16>
In the above embodiment, the thermal expansion coefficient of the first substrate 10 below the power converter 100 is smaller than the thermal expansion coefficient of the upper second substrate 20. However, for example, the first substrate 10 and the second substrate 20 may be interchanged. For example, the first substrate 10 is disposed above the power converter 100 and the second substrate 20 is disposed below the power converter 100 so that the coupling element 11 of the first substrate 10 and the matching element 21 of the second substrate 20 face each other. May be. That is, a configuration provided on the substrate may be appropriately selected depending on the size of the thermal expansion coefficient of the substrate. In other words, regardless of the top and bottom of the board, a board with a low thermal expansion coefficient is easily affected by thermal expansion. Instead, a board with a high thermal expansion coefficient is not easily affected by thermal expansion. What is necessary is just to form.

<5−17>
上記実施形態では、第1基板ユニット101と第2基板ユニット102とは、本発明の固定部材である接着部材103によって接着されている。しかしながら、本発明の固定部材は、これに限定されず、第1基板ユニット101と第2基板ユニット102とを固定するものであれば、特には限定されない。したがって、接着剤のように取り外し不能に固定してもよいし、着脱自在に固定してもよい。以下では、本発明に係る固定部材の他の例について、図21を参照しつつ説明する。図21は、固定部材を備えた電力変換器の図1のA−A’線断面図である。
<5-17>
In the above embodiment, the first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 are bonded by the adhesive member 103 which is a fixing member of the present invention. However, the fixing member of the present invention is not limited to this, and is not particularly limited as long as the first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 are fixed. Therefore, it may be fixed so as not to be removed like an adhesive, or may be fixed detachably. Hereinafter, another example of the fixing member according to the present invention will be described with reference to FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1 of the power converter including the fixing member.

図21に示す固定部材205は、対向する一対の板状の支持部205a、205bと、これら支持部205a、205bを連結する連結部205cとを有する、断面U字状に形成されている。そして、一対の支持部205a、205bの間には、第1基板ユニット101及び第2基板ユニット102が挟み込まれて固定されている。また、第1基板ユニット101と第2基板ユニット102との間には、上記実施形態の接着部材103の代わりに、スペーサ210が設けられている。このスペーサ210によって、第1基板ユニット101の結合素子11と、第2基板ユニット102の整合素子21とは互いに空気を介して対向している。   The fixing member 205 shown in FIG. 21 is formed in a U-shaped cross section having a pair of opposing plate-like support portions 205a and 205b and a connecting portion 205c that connects these support portions 205a and 205b. The first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 are sandwiched and fixed between the pair of support portions 205a and 205b. Further, a spacer 210 is provided between the first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 instead of the adhesive member 103 of the above embodiment. By this spacer 210, the coupling element 11 of the first substrate unit 101 and the matching element 21 of the second substrate unit 102 face each other through air.

このような固定部材205を用いても、第1基板ユニット101及び第2基板ユニット102を固定することができる。また、これらの基板ユニット101,102は、接着剤などで固定部材205に固定してもよいし、両支持部205a、205bの間に両基板ユニット101,102を圧入してもよく、その固定方法は特には限定されず、取り外し可能であってよい。その他、両基板ユニット101,102をネジ、ボルトなどで取り外し可能に固定することもできる。さらに、接着剤を併用して固定してもよい。   Even when such a fixing member 205 is used, the first substrate unit 101 and the second substrate unit 102 can be fixed. The substrate units 101 and 102 may be fixed to the fixing member 205 with an adhesive or the like, or both the substrate units 101 and 102 may be press-fitted between the support portions 205a and 205b. The method is not particularly limited and may be removable. In addition, both board units 101 and 102 can be detachably fixed with screws, bolts, or the like. Furthermore, you may fix together using an adhesive agent.

10 第1基板
11 結合素子
12 第1伝送パターン
20 第2基板
21 整合素子
22 第1離隔グラウンド
23 第2伝送グラウンド
24 拡張グラウンド
27 シールド板
28 第2伝送パターン
50 平面アンテナパターン
60 高周波回路
100 電力変換器
101 第1基板ユニット
102 第2基板ユニット
103 接着部材(固定部材)
200 アンテナ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st board | substrate 11 coupling | bonding element 12 1st transmission pattern 20 2nd board | substrate 21 matching element 22 1st isolation ground 23 2nd transmission ground 24 expansion ground 27 shield board 28 2nd transmission pattern 50 planar antenna pattern 60 high frequency circuit 100 power conversion Container 101 First substrate unit 102 Second substrate unit 103 Adhesive member (fixing member)
200 Antenna device

Claims (5)

第1面、及び当該第1面とは反対側に配置される第2面を有する、第1基板と、
前記第1面に配置される第1伝送パターンと、
前記第1面に配置され、前記第1伝送パターンの端部に接続される結合素子と、
前記第2面において、少なくとも一部が前記第1伝送パターン及び前記結合素子と対応する位置に配置され、前記第1伝送パターン及び前記結合素子とともに電磁波の反射壁を構成する、第1伝送グラウンドと、
前記第1基板の第1面と対向する第3面、及び当該第3面とは反対側に配置される第4面を有する、第2基板と、
前記第3面において、前記結合素子と対向する位置に配置され、当該結合素子と電磁的に結合する、整合素子と、
前記第3面に配置され、前記整合素子から離隔し、当該整合素子の周囲の少なくとも一部に配置され、前記整合素子からの電磁波の漏出を抑制する離隔パターンと、
前記第3面に配置される第2伝送グラウンドと、
前記第4面において、前記整合素子及び前記第2伝送グラウンドと対応する位置に配置され、前記整合素子及び前記第2伝送グラウンドとともに電磁波の反射壁を構成する、第2伝送パターンと、
前記第1基板と前記第2基板とを固定している固定部材と、
を備える、電力変換器。
A first substrate having a first surface and a second surface disposed opposite to the first surface;
A first transmission pattern disposed on the first surface;
A coupling element disposed on the first surface and connected to an end of the first transmission pattern;
A first transmission ground, wherein at least a part of the second surface is disposed at a position corresponding to the first transmission pattern and the coupling element, and constitutes an electromagnetic wave reflection wall together with the first transmission pattern and the coupling element; ,
A second substrate having a third surface facing the first surface of the first substrate and a fourth surface disposed on the opposite side of the third surface;
A matching element disposed on the third surface at a position facing the coupling element and electromagnetically coupled to the coupling element;
A separation pattern disposed on the third surface, spaced apart from the matching element, disposed in at least part of the periphery of the matching element, and suppressing leakage of electromagnetic waves from the matching element;
A second transmission ground disposed on the third surface;
A second transmission pattern disposed on the fourth surface at a position corresponding to the matching element and the second transmission ground, and constituting a reflection wall of an electromagnetic wave together with the matching element and the second transmission ground;
A fixing member that fixes the first substrate and the second substrate;
A power converter.
前記第1及び第2伝送パターンは、少なくとも一部が、前記第1及び第2基板の面方向に沿う第1方向に延びるように形成され、
前記離隔パターンは、
前記第1及び第2基板の面方向において、前記整合素子に対して、前記第1伝送パターンとは反対側に離隔して、前記第1方向と交差する第2方向に延びる第1パターンを含む、請求項1に記載の電力変換器。
The first and second transmission patterns are formed so that at least a part thereof extends in a first direction along a surface direction of the first and second substrates,
The separation pattern is
A first pattern extending in a second direction intersecting the first direction and spaced apart from the first transmission pattern with respect to the matching element in a plane direction of the first and second substrates; The power converter according to claim 1.
第1面、及び当該第1面とは反対側に配置される第2面を有する、第1基板と、
前記第1面に配置される第1伝送パターンと、
前記第1面に配置され、前記第1伝送パターンの端部に接続される結合素子と、
前記第2面において、少なくとも一部が前記第1伝送パターン及び前記結合素子と対応する位置に配置され、前記第1伝送パターン及び前記結合素子とともに電磁波の反射壁を構成する、第1伝送グラウンドと、
前記第1基板の第1面と対向する第3面、及び当該第3面とは反対側に配置される第4面を有する、第2基板と、
前記第3面において、前記結合素子と対向する位置に配置され、当該結合素子と電磁的に結合する、整合素子と、
前記第3面に配置される第2伝送グラウンドと、
前記第4面において、前記整合素子及び前記第2伝送グラウンドと対応する位置に配置され、前記整合素子及び前記第2伝送グラウンドとともに電磁波の反射壁を構成する、第2伝送パターンと、
前記結合素子と前記整合素子との間に空間が形成されるように、前記第1基板と前記第2基板とを固定している固定部材と、
を備える、電力変換器。
A first substrate having a first surface and a second surface disposed opposite to the first surface;
A first transmission pattern disposed on the first surface;
A coupling element disposed on the first surface and connected to an end of the first transmission pattern;
A first transmission ground, wherein at least a part of the second surface is disposed at a position corresponding to the first transmission pattern and the coupling element, and constitutes an electromagnetic wave reflection wall together with the first transmission pattern and the coupling element; ,
A second substrate having a third surface facing the first surface of the first substrate and a fourth surface disposed on the opposite side of the third surface;
A matching element disposed on the third surface at a position facing the coupling element and electromagnetically coupled to the coupling element;
A second transmission ground disposed on the third surface;
A second transmission pattern disposed on the fourth surface at a position corresponding to the matching element and the second transmission ground, and constituting a reflection wall of an electromagnetic wave together with the matching element and the second transmission ground;
A fixing member that fixes the first substrate and the second substrate so that a space is formed between the coupling element and the matching element;
A power converter.
前記第1基板及び前記第2基板は熱膨張係数の異なる材料で形成されている、請求項1〜3のいずれかに記載の電力変換器。   The power converter according to claim 1, wherein the first substrate and the second substrate are formed of materials having different thermal expansion coefficients. 請求項1〜4のいずれかに記載の電力変換器と、
前記第2基板の第4面に配置され、前記第2伝送パターンの端部と接続されるアンテナパターンと、
を備えている、アンテナ装置。
A power converter according to any one of claims 1 to 4,
An antenna pattern disposed on a fourth surface of the second substrate and connected to an end of the second transmission pattern;
An antenna device comprising:
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