JP2018050239A - Power converter and antenna device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter capable of suppressing power loss and an antenna device.SOLUTION: A power converter 100 includes: a waveguide 11 through which electromagnetic waves are transmitted; a matching element 19; a shield plate 25; at least one first support portion 27 (27L, 27R); and a transmission pattern 29. The matching element 19 transmits and receives electromagnetic waves transmitted through the waveguide 11. The shield plate 25 is disposed to face the matching element 19. The first support portion 27 supports the shield plate 25 so as to have a gap between the shield plate and the matching element 19. The transmission pattern 29 is disposed in the vicinity of the shield plate 25 and transmits and receives electromagnetic waves to and from the matching element 19.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換器及びアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a power converter and an antenna device.

特許文献1には、導波管と給電端子との間で伝送電力を相互に変換可能な電力変換器が開示されている。特許文献1の電力変換器では、導波管上に誘電体基板が配置されている。誘電体基板の下面には、貫通孔を有するグランド基板と、貫通孔内に位置する整合素子とが配置されている。一方、誘電体基板の上面には、整合素子に対向する位置に所定幅の切欠きを有するシールド板が配置されるとともに、切欠き内に位置する一端から延びる給電端子が配置されている。   Patent Document 1 discloses a power converter that can convert transmission power between a waveguide and a power supply terminal. In the power converter of Patent Document 1, a dielectric substrate is disposed on a waveguide. A ground substrate having a through hole and a matching element located in the through hole are disposed on the lower surface of the dielectric substrate. On the other hand, on the upper surface of the dielectric substrate, a shield plate having a notch of a predetermined width is disposed at a position facing the matching element, and a power supply terminal extending from one end located in the notch is disposed.

導波管には、電磁波が伝搬する貫通孔が設けられており、この貫通孔とグランド基板の貫通孔とが対向している。よって、導波管の貫通孔上には、整合素子、誘電体基板、給電端子が挿入されたシールド板が順に配置されている。導波管の貫通孔内を伝搬した電磁波が整合素子に供給されると、整合素子は、誘電体基板を挟んで対向している給電端子と電磁的に結合する。これにより、導波管と給電端子との間で電力変換が行われる。   The waveguide is provided with a through hole through which electromagnetic waves propagate, and the through hole and the through hole of the ground substrate are opposed to each other. Therefore, on the through hole of the waveguide, a matching element, a dielectric substrate, and a shield plate into which a feeding terminal is inserted are arranged in this order. When the electromagnetic wave propagated in the through hole of the waveguide is supplied to the matching element, the matching element is electromagnetically coupled to the feeding terminals facing each other across the dielectric substrate. Thereby, power conversion is performed between the waveguide and the power supply terminal.

特開2011−239258号公報JP 2011-239258 A

しかしながら、特許文献1の電力変換器では、整合素子と給電端子とは誘電体基板を介して対向しているため、電力変換において誘電体の存在による電力損失が生じていた。すなわち、特許文献1の電力変換器では、整合素子と給電端子との間の誘電体の内部を電磁波が通過するが、このとき、電磁波の電界強度は、誘電体によって損失を受け、結果として電力損失が生じる。そのため、電力損失の抑制が可能な電力変換器が要望されていた。   However, in the power converter of Patent Document 1, since the matching element and the power supply terminal are opposed to each other via the dielectric substrate, power loss occurs due to the presence of the dielectric in power conversion. That is, in the power converter of Patent Document 1, electromagnetic waves pass through the dielectric between the matching element and the power supply terminal. At this time, the electric field strength of the electromagnetic waves is lost by the dielectric, resulting in power Loss occurs. Therefore, a power converter capable of suppressing power loss has been demanded.

そこで、本発明は、電力損失を抑制可能な電力変換器及びアンテナ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a power converter and an antenna device that can suppress power loss.

本発明の一観点に係る電力変換器は、電磁波が伝送される伝送部と、整合素子と、シールド板と、少なくとも1つの第1支持部と、伝送パターンと、を備える。整合素子は、前記伝送部において伝送される電磁波を送受信する。シールド板は、前記整合素子に対向して配置される。第1支持部は、前記シールド板を、前記整合素子との間に隙間を有するように支持する。伝送パターンは、前記シールド板の近傍に配置され、前記整合素子との間で電磁波を送受信する   A power converter according to an aspect of the present invention includes a transmission unit that transmits electromagnetic waves, a matching element, a shield plate, at least one first support unit, and a transmission pattern. The matching element transmits and receives electromagnetic waves transmitted in the transmission unit. The shield plate is disposed to face the matching element. A 1st support part supports the said shield board so that it may have a clearance gap between the said matching elements. The transmission pattern is disposed in the vicinity of the shield plate and transmits and receives electromagnetic waves to and from the matching element.

上記電力変換器において、整合素子とシールド板とは隙間を有するように支持されているため、整合素子とシールド板との間には、比誘電率が約1.0である空気が介在する。空気は、整合素子とシールド板との間に誘電体材料を介在させる場合よりも比誘電率が小さい。これにより、整合素子とシールド板近傍の伝送パターンとの間での電磁波の送受信における電力損失を抑制できる。よって、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, since the matching element and the shield plate are supported with a gap, air having a relative dielectric constant of about 1.0 is interposed between the matching element and the shield plate. Air has a relative dielectric constant smaller than that in the case where a dielectric material is interposed between the matching element and the shield plate. Thereby, the power loss in transmission / reception of electromagnetic waves between the matching element and the transmission pattern in the vicinity of the shield plate can be suppressed. Therefore, power loss can be suppressed and an efficient power converter can be obtained.

また、整合素子とシールド板との間に誘電体材料を配置する必要がないため、電力変換器の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できる。   Further, since it is not necessary to dispose a dielectric material between the matching element and the shield plate, the power converter can be reduced in size, weight, and cost.

上記電力変換器においては、第1支持基板と、少なくとも1つの第2支持部と、をさらに備えることができる。第1支持基板は、平面視において、前記整合素子を収容される貫通孔を有する。第2支持部は、前記整合素子と前記第1支持基板の貫通孔の内縁とを接続する。   The power converter may further include a first support substrate and at least one second support part. The first support substrate has a through hole that accommodates the matching element in a plan view. The second support portion connects the matching element and the inner edge of the through hole of the first support substrate.

上記電力変換器では、平面視において、整合素子は、第2支持部によって第1支持基板の貫通孔内に配置され、シールド板に対向して配置される。よって、整合素子とシールド板との間に、例えば誘電体基板等を配置することなく空気を介在させて、シールド板に対応して整合素子を配置できる。そのため、整合素子とシールド板近傍の伝送パターンとの間での電磁波の送受信における電力損失を抑制できる。   In the power converter, in a plan view, the matching element is disposed in the through hole of the first support substrate by the second support portion, and is disposed to face the shield plate. Therefore, the matching element can be disposed corresponding to the shield plate by interposing air between the matching element and the shield plate without arranging, for example, a dielectric substrate. Therefore, power loss in transmission / reception of electromagnetic waves between the matching element and the transmission pattern in the vicinity of the shield plate can be suppressed.

上記電力変換器においては、前記伝送部は、前記電磁波の伝送路である貫通孔を有する導波管であることができる。そして、前記導波管の貫通孔の端部の開口と、前記第1支持基板の貫通孔とが対向するように、前記第1支持基板が前記導波管の端部に載置されていることができる。   In the power converter, the transmission unit may be a waveguide having a through hole that is a transmission path of the electromagnetic wave. The first support substrate is placed on the end of the waveguide so that the opening at the end of the through hole of the waveguide faces the through hole of the first support substrate. be able to.

導波管の貫通孔の開口と第1支持基板の貫通孔とが対向しており、第1支持基板の貫通孔内には整合素子が位置する。整合素子は導波管の開口に対応して位置するため、導波管の貫通孔を伝搬する電磁波を受信し、あるいは、整合素子から導波管の貫通孔に電磁波を送信できる。   The opening of the through hole of the waveguide and the through hole of the first support substrate are opposed to each other, and the matching element is located in the through hole of the first support substrate. Since the matching element is positioned corresponding to the opening of the waveguide, the electromagnetic wave propagating through the through hole of the waveguide can be received, or the electromagnetic wave can be transmitted from the matching element to the through hole of the waveguide.

上記電力変換器においては、前記少なくとも1つの第1支持部は、前記整合素子の周囲を取り囲むように配置されている。   In the power converter, the at least one first support portion is disposed so as to surround the periphery of the matching element.

第1支持部は、整合素子の周囲を取り囲んでいる。よって、整合素子からの電磁波の不要放射を防ぎ、電力損失を抑制できる。   The first support portion surrounds the matching element. Therefore, unnecessary radiation of electromagnetic waves from the matching element can be prevented and power loss can be suppressed.

上記電力変換器においては、前記少なくとも1つの第1支持部は、前記シールド板に対して前記整合素子と反対側に位置する第2支持基板を含むことができる。前記第2支持基板は、前記整合素子との間に隙間を形成するように前記シールド板を支持する。   In the power converter, the at least one first support part may include a second support substrate positioned on the opposite side of the matching element with respect to the shield plate. The second support substrate supports the shield plate so as to form a gap with the matching element.

第2支持基板がシールド板を支持し、シールド板と整合素子との間に隙間を形成する。例えば、第2支持基板とシールド板とを接触させてシールド板を支持すると、シールド板を安定に支持できる。   The second support substrate supports the shield plate and forms a gap between the shield plate and the matching element. For example, when the second support substrate and the shield plate are brought into contact with each other to support the shield plate, the shield plate can be stably supported.

上記電力変換器においては、平面視において、前記整合素子の中央近傍を通り、前記整合素子における電磁波の共振方向と直交する直交方向に延びる直線に対応するように、前記少なくとも1つの第1支持部が設けられていることができる。   In the power converter, the at least one first support portion corresponds to a straight line that passes in the vicinity of the center of the matching element and extends in a direction orthogonal to the resonance direction of the electromagnetic wave in the matching element in plan view. Can be provided.

整合素子における電磁波の共振方向の中央近傍は、定在波の節の位置に対応しており、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。シールド板は、整合素子に対向して配置されているため、整合素子の電磁波の影響を受ける。よって、シールド板において、整合素子の共振方向の中央近傍に対向する部分は、電界強度が他の領域に比べて小さい。上記構成では、第1支持部は、平面視において、整合素子の中央近傍を通り、整合素子における電磁波の共振方向と直交する直線に対応するように位置しつつ、シールド板に接続される。よって、第1支持部をシールド板に設けることにより生じる、シールド板における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。また、シールド板は整合素子とも対向しているため、ひいては整合素子における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。   The vicinity of the center of the resonance direction of the electromagnetic wave in the matching element corresponds to the position of the node of the standing wave, and the electric field strength of the electromagnetic wave is smaller than other areas other than the vicinity of the center. Since the shield plate is disposed to face the matching element, it is affected by the electromagnetic wave of the matching element. Therefore, in the shield plate, the electric field strength of the portion facing the vicinity of the center of the matching element in the resonance direction is smaller than that of other regions. In the above configuration, the first support portion is connected to the shield plate while being positioned so as to correspond to a straight line passing through the vicinity of the center of the matching element and orthogonal to the resonance direction of the electromagnetic wave in the matching element in plan view. Therefore, the influence on the electromagnetic waves in the shield plate, which is generated by providing the first support portion on the shield plate, can be suppressed, and the power loss can be suppressed. Moreover, since the shield plate is also opposed to the matching element, the influence on the electromagnetic wave in the matching element can be suppressed, and power loss can be suppressed.

なお、「中央近傍」とは、整合素子のうち電界強度の小さい領域であればよく、整合素子の中心部のみならず、中心部及びその近傍を含む意味である。また、「直交」には、概ね直交を含み、例えば、共振方向と直線とが約80°〜約100°の角度で交差する場合も含む。また、第1支持部は、少なくともシールド板との接続部分が当該直線に対応するように位置すればよく、必ずしも第1支持部全体が直線に対応して位置する必要はない。   The “near the center” may be a region having a low electric field strength in the matching element, and includes not only the central part of the matching element but also the central part and its vicinity. Further, “orthogonal” includes substantially orthogonal, and includes, for example, a case where a resonance direction and a straight line intersect at an angle of about 80 ° to about 100 °. Moreover, the 1st support part should just be located so that a connection part with a shield board may respond | correspond to the said straight line, and the 1st support part does not necessarily need to be located corresponding to a straight line.

上記電力変換器においては、前記第2支持部は、平面視において、前記整合素子の中央近傍を通り、前記整合素子における電磁波の共振方向と直交する直交方向に延びる直線上に設けられていることができる。   In the power converter, the second support portion is provided on a straight line that passes in the vicinity of the center of the matching element in a plan view and extends in an orthogonal direction orthogonal to the resonance direction of the electromagnetic wave in the matching element. Can do.

整合素子を反射壁とする電磁波は共振状態にあり、定在波が生じている。このとき、整合素子の共振方向の中央部では、定在波の節が位置する。そして、整合素子の中央近傍を通り、共振方向と直交する直線は、定在波の節の位置に対応して延びている。よって、中央近傍を通る直線上では、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。そこで、この直線上において第2支持部と整合素子とを接続することで、第2支持部を整合素子に設けることにより生じる、整合素子における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。   An electromagnetic wave having a matching element as a reflection wall is in a resonance state, and a standing wave is generated. At this time, the node of the standing wave is located at the center of the matching element in the resonance direction. A straight line passing through the vicinity of the center of the matching element and orthogonal to the resonance direction extends corresponding to the position of the node of the standing wave. Therefore, the electric field strength of the electromagnetic wave is smaller on the straight line passing through the vicinity of the center than in other regions other than the vicinity of the center. Therefore, by connecting the second support part and the matching element on this straight line, the influence on the electromagnetic wave in the matching element, which is caused by providing the second support part in the matching element, can be suppressed, and the power loss can be suppressed.

本発明の一観点に係るアンテナ装置は、電磁波の送受信を行うアンテナ素子と、前記アンテナ素子との間で電磁波の電力変換を行う上記の電力変換器と、を備える。   An antenna device according to an aspect of the present invention includes an antenna element that transmits and receives electromagnetic waves, and the power converter that performs power conversion of electromagnetic waves between the antenna elements.

上記アンテナ装置においては、前記電力変換器に接続される高周波回路をさらに備えることができる。   The antenna device may further include a high frequency circuit connected to the power converter.

本発明によれば、電力損失を抑制可能な電力変換器及びアンテナ装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter and antenna apparatus which can suppress power loss can be provided.

第1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 1st Embodiment. 図1の分解斜視図。The exploded perspective view of FIG. 導波管の平面図。The top view of a waveguide. 整合素子を含むグランド基板の平面図。The top view of the ground substrate containing a matching element. シールドユニット及び伝送パターンの平面図。The top view of a shield unit and a transmission pattern. 図2の直線αにおける断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line α in FIG. 2. 図2の直線γにおける断面図。Sectional drawing in the straight line (gamma) of FIG. 整合素子ユニットを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図。The analysis figure which shows electric field strength distribution at the time of planarly viewing a matching element unit. シールド板及び伝送パターンを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図。The analysis figure which shows electric field strength distribution at the time of planarly viewing a shield board and a transmission pattern. 第1実施形態に係る電力変換器を含むアンテナ装置の一部分解斜視図。The partial exploded perspective view of the antenna device containing the power converter concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る電力変換器を含む別のアンテナ装置の一部分解斜視図。The partial exploded perspective view of another antenna device containing the power converter concerning a 1st embodiment. 左第1支持部及び右第1支持部のシールド板に対する配置関係を示す平面図。The top view which shows the arrangement | positioning relationship with respect to the shield board of a left 1st support part and a right 1st support part. 左第1支持部及び右第1支持部のシールド板に対する配置関係を示す平面図。The top view which shows the arrangement | positioning relationship with respect to the shield board of a left 1st support part and a right 1st support part. 変形例に係るシールド板の斜視図。The perspective view of the shield board which concerns on a modification. 平板状の電力変換器を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows a flat power converter. 整合素子を支持する第2支持部の別の一例を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows another example of the 2nd support part which supports a matching element. 平板状の電力変換器を示す別の一例を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows another example which shows a flat power converter. 第2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 2nd Embodiment. 図18の分解斜視図。The exploded perspective view of FIG. 導波管の平面図。The top view of a waveguide. 整合素子を含むグランド基板の平面図。The top view of the ground substrate containing a matching element. シールドユニット及び伝送パターンの平面図。The top view of a shield unit and a transmission pattern. 図19の直線αにおける断面図。FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line α in FIG. 19. 図19の直線γにおける断面図。Sectional drawing in the straight line (gamma) of FIG. シールド板を上部から平面視した場合における電界強度を示す解析図。The analysis figure which shows the electric field strength at the time of planarly viewing a shield board. 第2実施形態の変形例に係る電力変換器の分解斜視図。The disassembled perspective view of the power converter which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 平板状の電力変換器を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows a flat power converter. 整合素子を支持する第2支持部の別の一例を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows another example of the 2nd support part which supports a matching element. 平板状の電力変換器を示す別の一例を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows another example which shows a flat power converter. 第3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 3rd Embodiment. 図30の分解斜視図。The exploded perspective view of FIG. 導波管の平面図。The top view of a waveguide. 整合素子を含むグランド基板の平面図。The top view of the ground substrate containing a matching element. シールドユニット及び伝送パターンの平面図。The top view of a shield unit and a transmission pattern. 図31の直線αにおける断面図。FIG. 32 is a cross-sectional view taken along line α in FIG. 31. 図31の直線γにおける断面図。FIG. 32 is a sectional view taken along line γ in FIG. 31. 平板状の電力変換器を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows a flat power converter. 整合素子を支持する第2支持部の別の一例を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows another example of the 2nd support part which supports a matching element. 平板状の電力変換器を示す別の一例を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows another example which shows a flat power converter. 左第2支持部及び右第2支持部の整合素子に対する配置関係を示す平面図。The top view which shows the arrangement | positioning relationship with respect to the matching element of a left 2nd support part and a right 2nd support part. 左第2支持部及び右第2支持部の整合素子に対する配置関係を示す平面図。The top view which shows the arrangement | positioning relationship with respect to the matching element of a left 2nd support part and a right 2nd support part.

以下、図面を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る平面アンテナ及びこれを含むアンテナ装置について説明する。
<1.第1実施形態>
以下では、まず第1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。この電力変換器は、電磁波を送受信するアンテナと、ミリ波及びマイクロ波などの高周波を送受信する高周波回路との間で電力の変換を行う機器である。
Hereinafter, a planar antenna and an antenna apparatus including the planar antenna according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1. First Embodiment>
Below, the power converter of 1st Embodiment is demonstrated first, and the antenna apparatus which has this power converter is demonstrated after that. This power converter is a device that converts power between an antenna that transmits and receives electromagnetic waves and a high-frequency circuit that transmits and receives high frequencies such as millimeter waves and microwaves.

(1)電力変換器の構成
図1は、第1実施形態に係る電力変換器の斜視図である。図2は、図1の分解斜視図である。図3は、導波管の平面図である。図4は、整合素子を含むグランド基板の平面図である。図5は、シールドユニット及び伝送パターンの平面図である。図6は、図2の直線αにおける断面図である。図7は、図2の直線γにおける断面図である。
(1) Configuration of Power Converter FIG. 1 is a perspective view of a power converter according to the first embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. FIG. 3 is a plan view of the waveguide. FIG. 4 is a plan view of a ground substrate including a matching element. FIG. 5 is a plan view of the shield unit and the transmission pattern. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line α in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line γ in FIG.

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。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」が本発明の共振方向に相当し、「左右方向」が本発明の共振方向と直交する方向に相当する。   In the following, description will be given in the direction shown in FIG. 1, that is, up, down, front, back, right, left. However, although the present invention is not limited by this orientation, the “front-rear direction” of the present embodiment corresponds to the resonance direction of the present invention, and the “left-right direction” is the direction orthogonal to the resonance direction of the present invention. Equivalent to.

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グランド基板、整合素子と対向するシールド板、整合素子周囲の空気等、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 will be described later, the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the matching element refers to any configuration around the matching element, such as a ground substrate on which the matching element is provided, a shield plate facing the matching element, and air around the matching element. It shall mean the wavelength of the electromagnetic wave in the matching element that is affected.

図1に示すように、この電力変換器100は、電磁波が電送される導波管(伝送部)11と、導波管11を通過する電磁波を送受信する整合素子19を含む整合素子ユニット17と、整合素子19との間に隙間をおいて配置され、電磁波の不要放射を抑制するためのシールドユニット24と、このシールドユニット24の近傍に設けられ、電磁波を伝送する伝送パターン29とを含む。以下に、導波管11、整合素子ユニット17、シールドユニット24及び伝送パターン29の各部の構成について説明する。   As shown in FIG. 1, the power converter 100 includes a waveguide (transmission unit) 11 through which electromagnetic waves are transmitted, and a matching element unit 17 including a matching element 19 that transmits and receives electromagnetic waves passing through the waveguide 11. The shield unit 24 is arranged with a gap between the matching element 19 and suppresses unnecessary radiation of electromagnetic waves, and the transmission pattern 29 is provided near the shield unit 24 and transmits electromagnetic waves. Below, the structure of each part of the waveguide 11, the matching element unit 17, the shield unit 24, and the transmission pattern 29 is demonstrated.

(1−1)導波管11
導波管11は、導電性材料から形成された筐体である。図2、図3、図6、図7等に示すように、導波管11の中央部には、上下方向に貫通する直方体状の貫通孔15が形成されている。この貫通孔15は、上端の上部開口13と、下端の下部開口16とを有しており、上部開口13から下部開口16に至るまで概ね一定の大きさである。下部開口16は、電磁波の送受信端子となる結合素子と対向し、上部開口13は、整合素子ユニット17の整合素子19と対向する。よって、結合素子から供給された電磁波は、下部開口16を介して導波管11の貫通孔15内に入り、貫通孔15の内壁面を反射壁として伝播し、上部開口13を介して整合素子ユニット17の整合素子19に供給される。逆に、整合素子19からの電磁波は、上部開口13を介して導波管11の貫通孔15内を伝播し、下部開口16を介して結合素子に供給される。
(1-1) Waveguide 11
The waveguide 11 is a housing formed from a conductive material. As shown in FIGS. 2, 3, 6, 7, and the like, a rectangular parallelepiped through-hole 15 that penetrates in the vertical direction is formed in the center of the waveguide 11. The through hole 15 has an upper opening 13 at the upper end and a lower opening 16 at the lower end, and has a substantially constant size from the upper opening 13 to the lower opening 16. The lower opening 16 is opposed to a coupling element serving as an electromagnetic wave transmission / reception terminal, and the upper opening 13 is opposed to a matching element 19 of the matching element unit 17. Therefore, the electromagnetic wave supplied from the coupling element enters the through hole 15 of the waveguide 11 through the lower opening 16, propagates as the reflection wall on the inner wall surface of the through hole 15, and matches the matching element through the upper opening 13. It is supplied to the matching element 19 of the unit 17. On the contrary, the electromagnetic wave from the matching element 19 propagates through the through hole 15 of the waveguide 11 through the upper opening 13 and is supplied to the coupling element through the lower opening 16.

図3に示すように、貫通孔15の上部開口13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、一対の長辺の長さL1は、1/2λaより大きい。ここで、λaは、貫通孔15を伝播する電磁波の管内波長である。この貫通孔15内における電磁波の遮断波長は2×L1である。つまり、遮断波長と長辺の長さL1とがこの関係を満たす場合、電磁波は減衰する。よって、貫通孔15内の管内波長λaは2×L1より小さくする必要がある。上記の構成によれば、上部開口13の長辺の長さL1は1/2λaより大きいため、電磁波の減衰を抑制できる。長さL1は、例えば2.8mm〜3.6mmとすることができる。   As shown in FIG. 3, the upper opening 13 of the through hole 15 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 length L1 of the pair of long sides is larger than ½λa. Here, λa is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave propagating through the through hole 15. The cutoff wavelength of the electromagnetic wave in the through hole 15 is 2 × L1. That is, when the cutoff wavelength and the long side length L1 satisfy this relationship, the electromagnetic wave is attenuated. Therefore, the in-tube wavelength λa in the through hole 15 needs to be smaller than 2 × L1. According to said structure, since the length L1 of the long side of the upper opening 13 is larger than 1/2 (lambda) a, attenuation of electromagnetic waves can be suppressed. The length L1 can be, for example, 2.8 mm to 3.6 mm.

また、上部開口13の短辺の長さL2は、長辺の長さL1より小さいか、あるいは長さL1×1/2である。長さL2は、例えば1.4mm〜1.8mmとすることができる。このように長さL2を定義することで、短辺が延びる前後方向を電磁波の共振方向とすることができる。一方、長さL2を上記のように定義しない場合には、共振方向が、上部開口13の短辺が延びる前後方向から変化してしまい、導波管11の貫通孔15において電磁波を共振状態に維持できず電力損失が大きくなる。   Further, the length L2 of the short side of the upper opening 13 is smaller than the length L1 of the long side or is the length L1 × 1/2. The length L2 can be set to, for example, 1.4 mm to 1.8 mm. By defining the length L2 in this way, the front-rear direction in which the short side extends can be set as the resonance direction of the electromagnetic wave. On the other hand, when the length L2 is not defined as described above, the resonance direction changes from the front-rear direction in which the short side of the upper opening 13 extends, and the electromagnetic wave is brought into a resonance state in the through hole 15 of the waveguide 11. It cannot be maintained and power loss increases.

(1−2)整合素子ユニット17
整合素子ユニット17は、板状のグランド基板18と、導波管11との間で電磁波を送受信する整合素子19と、整合素子19をグランド基板18に対して支持する第2支持部21とを含む。グランド基板18の中央部には、上下方向に貫通する長方形状の貫通孔23が形成されている。整合素子19は、貫通孔23よりも小さく、第2支持部21によって貫通孔23内に支持されて配置されている。以下に、整合素子ユニット17の各部について説明する。
(1-2) Matching element unit 17
The matching element unit 17 includes a plate-like ground substrate 18, a matching element 19 that transmits and receives electromagnetic waves between the waveguide 11, and a second support portion 21 that supports the matching element 19 with respect to the ground substrate 18. Including. A rectangular through hole 23 penetrating in the vertical direction is formed at the center of the ground substrate 18. The matching element 19 is smaller than the through hole 23 and is supported and disposed in the through hole 23 by the second support portion 21. Below, each part of the matching element unit 17 is demonstrated.

(a)グランド基板18
グランド基板(第1支持基板)18は、接地された板状の基板であり、導波管11の上面に接触して配置される。グランド基板18に形成された貫通孔23は、上述した導波管11の上部開口13に対応して位置合わせされている。また、貫通孔23内には、整合素子19が配置されているため、上部開口13を介して導波管11と整合素子19との間で電磁波が送受信される。また、整合素子19の周囲はグランド基板18により取り囲まれているため、整合素子19からの電磁波の不要放射の広がりがグランド基板18により抑制されている。
(A) Ground substrate 18
The ground substrate (first support substrate) 18 is a grounded plate-like substrate and is disposed in contact with the upper surface of the waveguide 11. The through hole 23 formed in the ground substrate 18 is aligned corresponding to the upper opening 13 of the waveguide 11 described above. In addition, since the matching element 19 is disposed in the through hole 23, electromagnetic waves are transmitted and received between the waveguide 11 and the matching element 19 through the upper opening 13. Further, since the periphery of the matching element 19 is surrounded by the ground substrate 18, the spread of unnecessary radiation of electromagnetic waves from the matching element 19 is suppressed by the ground substrate 18.

グランド基板18は、例えば図7に示すように概ね均一の厚みW1を有している。厚みW1は、特に限定されないが、小さいほどグランド基板18を薄板状に形成できる。よって、電力変換器100を薄型化することができる。厚みW1は、例えば0.100mm〜0.300mmとすることができる。また、グランド基板18の貫通孔23と、導波管11の上部開口13とは、同様の形状及び寸法を有する。つまり、貫通孔23は、長さL2を有して前後方向に延びる一対の左辺23L及び右辺23Rと、長さL1を有して左右方向に延びる一対の前辺23F及び後辺23Bとを有する長方形状である。   For example, the ground substrate 18 has a substantially uniform thickness W1 as shown in FIG. The thickness W1 is not particularly limited, but the ground substrate 18 can be formed in a thin plate shape as it is smaller. Therefore, the power converter 100 can be reduced in thickness. The thickness W1 can be set to 0.100 mm to 0.300 mm, for example. The through hole 23 of the ground substrate 18 and the upper opening 13 of the waveguide 11 have the same shape and size. That is, the through-hole 23 has a pair of left side 23L and right side 23R having a length L2 and extending in the front-rear direction, and a pair of front side 23F and rear side 23B having a length L1 and extending in the left-right direction. It is rectangular.

(b)整合素子19
また、整合素子19は、導波管11の貫通孔15に電磁波を送信し、又は貫通孔15から電磁波を受信する素子である。整合素子19は矩形状であり、左右方向に対向する一対の左第1辺19L及び右第1辺19Rと、前後方向に対向する一対の前第2辺19F及び後第2辺19Bとを有する。このとき、左第1辺19Lと左辺23Lとが、後述の第2支持部21の左第2支持部21Lによって接続されている。また、右第1辺19Rと右辺23Rとが、後述の第2支持部21の右第2支持部21Rによって接続されている。そして、整合素子19は、その各辺19L、19R、19F、19Bが、それぞれ貫通孔23の各辺23L、23R、23F、23Bから離隔するように配置されている。よって、整合素子19は、グランド基板18の貫通孔23内に第2支持部21のみを介して支持される。
(B) Matching element 19
The matching element 19 is an element that transmits an electromagnetic wave to the through hole 15 of the waveguide 11 or receives an electromagnetic wave from the through hole 15. The matching element 19 has a rectangular shape, and has a pair of left first side 19L and right first side 19R opposed in the left-right direction, and a pair of front second side 19F and rear second side 19B opposed in the front-rear direction. . At this time, the left first side 19L and the left side 23L are connected by a left second support portion 21L of the second support portion 21 described later. Further, the right first side 19R and the right side 23R are connected by a right second support portion 21R of the second support portion 21 described later. The matching element 19 is arranged such that the sides 19L, 19R, 19F, and 19B are separated from the sides 23L, 23R, 23F, and 23B of the through hole 23, respectively. Therefore, the matching element 19 is supported in the through hole 23 of the ground substrate 18 only through the second support portion 21.

整合素子19及び貫通孔23は、図2及び図4等に示すように、整合素子19及び貫通孔23の前後方向及び左右方向の中心である中心点βを同じ中心として配置されている。ここで、直線αは、中心点βを通り前後方向に延びる。また、直線γは、中心点βを通り左右方向に延びる。そして、整合素子19及び貫通孔23それぞれは、直線αに対して左右対称であり、かつ、直線γに対して前後対称である。   As shown in FIGS. 2 and 4, the matching element 19 and the through hole 23 are arranged with a central point β that is the center of the matching element 19 and the through hole 23 in the front-rear direction and the left-right direction as the same center. Here, the straight line α passes through the center point β and extends in the front-rear direction. The straight line γ extends in the left-right direction through the center point β. Each of the matching element 19 and the through hole 23 is symmetric with respect to the straight line α and symmetric with respect to the straight line γ.

整合素子19において、前第2辺19Fと後第2辺19Bとの間隔の長さL3は、整合素子19における電磁波の管内波長をλgとすると、1/2λgである。言い換えれば、左第1辺19L及び右第1辺19Rのそれぞれの前後方向の長さL3は1/2λgである。長さL3は、例えば1.2mm〜1.4mmとすることができる。このように長さL3が1/2λgである場合、整合素子19における電磁波は前後方向を共振方向とする共振状態となり定在波が生じる。つまり、整合素子19において、電磁波は、前後方向において反射を繰り返す定在波となる。このとき、整合素子19の共振方向の中央部、つまり前第2辺19Fと後第2辺19Bとの中間部分では、定在波の節が位置する。一方、一対の前第2辺19F及び後第2辺19Bそれぞれでは、定在波の腹が位置する。このように整合素子19において電磁波がある共振周波数で共振して定在波が形成されることで、電力損失を最小化できる。   In the matching element 19, the length L3 of the distance between the front second side 19F and the rear second side 19B is ½λg where λg is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the matching element 19. In other words, the length L3 in the front-rear direction of each of the left first side 19L and the right first side 19R is ½λg. The length L3 can be set to 1.2 mm to 1.4 mm, for example. Thus, when the length L3 is 1 / 2λg, the electromagnetic wave in the matching element 19 is in a resonance state with the front-rear direction as the resonance direction, and a standing wave is generated. That is, in the matching element 19, the electromagnetic wave becomes a standing wave that repeats reflection in the front-rear direction. At this time, the node of the standing wave is located at the center of the matching element 19 in the resonance direction, that is, at the intermediate portion between the front second side 19F and the rear second side 19B. On the other hand, the antinodes of standing waves are located on each of the pair of front second side 19F and rear second side 19B. As described above, the matching element 19 resonates at a certain resonance frequency to form a standing wave, thereby minimizing the power loss.

また、整合素子19において、左第1辺19Lと右第1辺19Rとの間隔の長さL4は、前第2辺19F及び後第2辺19Bのそれぞれの左右方向の長さである。長さL4は、前述の貫通孔23の左右方向の長さL1より短ければ特に限定されない。例えば、整合素子19は正方形状であり、長さL4は長さL3と同程度であり、長さL1より短くすることができる。長さL4は、例えば1.2mm〜2.8mmとすることができる。なお、整合素子19の厚み(図6、図7)は、特に限定されないが、グランド基板18の厚みW1と概ね同一である。これにより、電力変換器100を薄型化することができる。   In the matching element 19, the length L4 between the left first side 19L and the right first side 19R is the length in the left-right direction of each of the front second side 19F and the rear second side 19B. The length L4 is not particularly limited as long as it is shorter than the length L1 in the left-right direction of the through hole 23 described above. For example, the matching element 19 has a square shape, the length L4 is approximately the same as the length L3, and can be shorter than the length L1. The length L4 can be set to, for example, 1.2 mm to 2.8 mm. The thickness of the matching element 19 (FIGS. 6 and 7) is not particularly limited, but is substantially the same as the thickness W1 of the ground substrate 18. Thereby, the power converter 100 can be reduced in thickness.

(c)第2支持部21
図1、図2、図4等に示すように、第2支持部21は、左第2支持部21L及び右第2支持部21Rを含み、整合素子19をグランド基板18に支持しており、左右方向に延びる棒状部材である。左第2支持部21Lと右第2支持部21Rとは直線αを中心として左右対称であるので、以下では右第2支持部21Rについてのみ説明する。
(C) Second support portion 21
As shown in FIGS. 1, 2, 4, etc., the second support portion 21 includes a left second support portion 21 </ b> L and a right second support portion 21 </ b> R, and supports the matching element 19 on the ground substrate 18. It is a rod-shaped member extending in the left-right direction. Since the left second support portion 21L and the right second support portion 21R are symmetrical with respect to the straight line α, only the right second support portion 21R will be described below.

右第2支持部21Rは、貫通孔23の右辺23Rの前後方向の中心と、整合素子19の右第1辺19Rの前後方向の中心とを接続する。よって、右第2支持部21Rは、整合素子19の中心点βを通って左右方向に延びる直線γに沿って配置されている。   The right second support portion 21R connects the front-rear direction center of the right side 23R of the through-hole 23 and the front-rear direction center of the right first side 19R of the matching element 19. Therefore, the right second support portion 21R is disposed along a straight line γ extending in the left-right direction through the center point β of the matching element 19.

上記のように、右第2支持部21Rが直線γ上に配置されて整合素子19に接続されている理由について以下に説明する。図8は、整合素子ユニット17を平面視した場合における電界強度分布を示す解析図である。図8の解析では、整合素子ユニット17に対して、例えば、電力1W、周波数76GHzの条件を適用している。整合素子19の電界強度分布を参照すると、整合素子19の前第2辺19F及び後第2辺19Bを含む領域I及びIIにおいて、電界強度が最も大きい。前第2辺19Fの左右方向の中央部では、伝送パターン29と重畳している部分において、電界強度が大きい領域が前第2辺19Fから後に向かって突出している。一方、直線γを含む領域IIIは、電界強度が最も小さい。つまり、直線γを含む領域IIIは、整合素子19の領域I及びIIに比べて、電界強度が小さい。これは、整合素子19における電磁波の定在波の腹が、前第2辺19F及び後第2辺19Bに位置し、定在波の節が直線γを含む整合素子19の中央近傍に位置するからである。このように、定在波の節が位置する領域では電位がゼロとなりショートした状態となる。そして、この直線γ上において右第2支持部21Rと整合素子19とを接続することで、右第2支持部21Rを整合素子19に設けることにより生じる、整合素子19における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。   The reason why the right second support portion 21R is arranged on the straight line γ and connected to the matching element 19 as described above will be described below. FIG. 8 is an analysis diagram showing the electric field strength distribution when the matching element unit 17 is viewed in plan. In the analysis of FIG. 8, for example, a condition of power 1 W and frequency 76 GHz is applied to the matching element unit 17. Referring to the electric field strength distribution of the matching element 19, the electric field strength is highest in the regions I and II including the front second side 19F and the rear second side 19B of the matching element 19. In the central portion in the left-right direction of the front second side 19F, a region where the electric field strength is large protrudes rearward from the front second side 19F in a portion overlapping the transmission pattern 29. On the other hand, the region III including the straight line γ has the smallest electric field strength. That is, the region III including the straight line γ has a smaller electric field strength than the regions I and II of the matching element 19. This is because the antinode of the standing wave of the electromagnetic wave in the matching element 19 is located on the front second side 19F and the rear second side 19B, and the node of the standing wave is located near the center of the matching element 19 including the straight line γ. Because. Thus, in the region where the node of the standing wave is located, the potential becomes zero and a short circuit occurs. Then, by connecting the right second support portion 21R and the matching element 19 on the straight line γ, the influence on the electromagnetic wave in the matching element 19 caused by providing the right second support portion 21R in the matching element 19 is suppressed. In addition, power loss can be suppressed.

右第2支持部21Rの左右方向の長さL5(図4)は、整合素子19とグランド基板18とを接続できればよく、整合素子19の左右方向の長さL4及び貫通孔23の左右方向の長さL1等を考慮して決定される。長さL5は、例えば0.1mm〜1.2mmとすることができる。また、右第2支持部21Rの前後方向の長さL7は、整合素子19の左第1辺19L及び右第1辺19Rの長さL3よりも小さければ特に限定されない。ただし、長さL7が小さい方が、右第2支持部21Rが整合素子19の電磁波に与える影響を小さくすることができ好ましい。長さL7は、例えば0.1mm〜0.4mmとすることができる。さらに、右第2支持部21Rの上下方向の厚みは、グランド基板18及び整合素子19の厚みW1(図7)と概ね同一である。なお、整合素子19の前第2辺19F及び貫通孔23の前辺23F間と、後第2辺19B及び後辺23B間とは、同じ長さL6(図4)を有して離隔している。長さL6は、例えば0.1mm〜0.5mmとすることができる。   The length L5 in the left-right direction of the right second support portion 21R (FIG. 4) is only required to connect the matching element 19 and the ground substrate 18. The length L4 in the left-right direction of the matching element 19 and the length in the left-right direction of the through hole 23 are sufficient. It is determined in consideration of the length L1 and the like. The length L5 can be set to 0.1 mm to 1.2 mm, for example. Further, the length L7 in the front-rear direction of the right second support portion 21R is not particularly limited as long as it is smaller than the length L3 of the left first side 19L and the right first side 19R of the matching element 19. However, it is preferable that the length L7 is smaller because the influence of the right second support portion 21R on the electromagnetic wave of the matching element 19 can be reduced. The length L7 can be set to 0.1 mm to 0.4 mm, for example. Furthermore, the thickness of the right second support portion 21R in the vertical direction is substantially the same as the thickness W1 (FIG. 7) of the ground substrate 18 and the matching element 19. The front second side 19F of the matching element 19 and the front side 23F of the through hole 23 and the rear second side 19B and the rear side 23B have the same length L6 (FIG. 4) and are separated from each other. Yes. The length L6 can be set to 0.1 mm to 0.5 mm, for example.

なお、左第2支持部21Lと、右第2支持部21Rとは直線αを中心として左右対称であり、同じ長さL5を有する。この場合、これら支持部21L、21Rが非対称に配置されている場合に比べて、整合素子19における電磁波の共振状態の不均一を抑制できる。つまり、互いに対向する左第2支持部21Lと右第2支持部21Rとが対称に配置されていると、これらが整合素子19における電磁波に与える影響が対称となる。これにより、整合素子19における電磁波の共振状態を、直線αに対して対称に維持できる。そのため、共振状態の不均一による電力損失を抑制できる。   The left second support portion 21L and the right second support portion 21R are bilaterally symmetric about the straight line α and have the same length L5. In this case, non-uniformity of the resonance state of the electromagnetic wave in the matching element 19 can be suppressed as compared with the case where the support portions 21L and 21R are arranged asymmetrically. That is, if the left second support portion 21L and the right second support portion 21R that are opposed to each other are arranged symmetrically, the influence of these on the electromagnetic wave in the matching element 19 becomes symmetrical. Thereby, the resonance state of the electromagnetic wave in the matching element 19 can be maintained symmetrically with respect to the straight line α. Therefore, power loss due to non-uniform resonance can be suppressed.

(d)整合素子ユニット17の材料及び加工方法
上記の、グランド基板18、整合素子19及び第2支持部21は例えば導体から形成されており、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る。グランド基板18、整合素子19及び第2支持部21は、例えば打ち抜き加工等により一体に形成される。その他、グランド基板18、整合素子19及び第2支持部21は、メッキ処理及びフォトレジストリソグラフィ等により基体上に薄膜状に一体に導体を形成した後、形成された導体を基体から剥離することで得られてもよい。
(D) Material and processing method of matching element unit 17 The above-described ground substrate 18, matching element 19 and second support portion 21 are formed of, for example, a conductor, such as gold, silver, copper, copper alloy, aluminum, etc. A suitable material is selected from the metals. The ground substrate 18, the matching element 19, and the second support portion 21 are integrally formed by, for example, punching. In addition, the ground substrate 18, the matching element 19, and the second support portion 21 are formed by integrally forming a conductor on the substrate in a thin film shape by plating, photoresist lithography, or the like, and then peeling the formed conductor from the substrate. May be obtained.

また、グランド基板18、整合素子19及び第2支持部21それぞれは、異なる材料であってもよい。例えば、第2支持部21は導体ではなく、絶縁材料で形成されていてもよい。第2支持部21を絶縁材料で形成する場合には、整合素子19と第2支持部21との導電率の違いによって、整合素子19における電磁波が第2支持部21によって影響を受けるのを抑制できる。   Further, the ground substrate 18, the matching element 19, and the second support portion 21 may be made of different materials. For example, the second support portion 21 may be formed of an insulating material instead of a conductor. When the second support portion 21 is formed of an insulating material, the electromagnetic wave in the matching element 19 is prevented from being affected by the second support portion 21 due to the difference in conductivity between the matching element 19 and the second support portion 21. it can.

(1−3)シールドユニット24
シールドユニット24は、シールド板25と、シールド板25をグランド基板18上に支持する第1支持部27とを含む。以下に各部について説明する。
(a)シールド板25
図1、図2、図4、図5等に示すように、シールド板25は、長方形状の板状基板であり、第1支持部27に支持されることにより、整合素子19との間に隙間を有して、その上方を覆うように配置されている。シールド板25の前側の端部には後側に凹む矩形状の切欠き25aが形成されている。切欠き25a内には、伝送パターン29の後方端部29aが非接触状態で挿入されている。このようなシールド板25は、整合素子19及び伝送パターン29等から漏出した電磁波が、例えば空気中等に広がるのを抑制する。よって、整合素子19と伝送パターン29との間での電磁波の送受信効率を高め、電力損失を抑制できる。
(1-3) Shield unit 24
The shield unit 24 includes a shield plate 25 and a first support portion 27 that supports the shield plate 25 on the ground substrate 18. Each part will be described below.
(A) Shield plate 25
As shown in FIGS. 1, 2, 4, 5, etc., the shield plate 25 is a rectangular plate-like substrate, and is supported by the first support portion 27, so that it is between the matching element 19. It has a gap and is arranged so as to cover the upper part. A rectangular cutout 25a is formed at the front end of the shield plate 25. The rectangular cutout 25a is recessed in the rear. A rear end 29a of the transmission pattern 29 is inserted in the notch 25a in a non-contact state. Such a shield plate 25 prevents electromagnetic waves leaking from the matching element 19 and the transmission pattern 29 and the like from spreading into the air, for example. Therefore, the transmission / reception efficiency of electromagnetic waves between the matching element 19 and the transmission pattern 29 can be increased, and power loss can be suppressed.

シールド板25は、図5に示すように、左右方向に対向する左シールド辺25L及び右シールド辺25Rと、前後方向に対向する前シールド辺25F及び後シールド辺25Bとを有する。シールド板25の左右方向に延びる前シールド辺25F及び後シールド辺25Bの長さL11と、シールド板25の前後方向に延びる左シールド辺25L及び右シールド辺25Rの長さL12とは、整合素子19及び貫通孔23を覆う大きさであれば特に限定されない。例えば、長さL11は3.5mm〜4.5mmとすることができ、長さL12は2.4mm〜3.1mmとすることができる。また、図6、図7に示すように、シールド板25の上下方向の厚みはW2である。厚みW2は、例えば0.012mm〜0.300mmとすることができる。   As shown in FIG. 5, the shield plate 25 has a left shield side 25L and a right shield side 25R that face in the left-right direction, and a front shield side 25F and a rear shield side 25B that face in the front-rear direction. The length L11 of the front shield side 25F and the rear shield side 25B extending in the left-right direction of the shield plate 25 and the length L12 of the left shield side 25L and the right shield side 25R extending in the front-rear direction of the shield plate 25 are the matching elements 19. And if it is the magnitude | size which covers the through-hole 23, it will not specifically limit. For example, the length L11 can be set to 3.5 mm to 4.5 mm, and the length L12 can be set to 2.4 mm to 3.1 mm. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the thickness of the shield plate 25 in the vertical direction is W2. The thickness W2 can be set to, for example, 0.012 mm to 0.300 mm.

(b)第1支持部27
第1支持部27は、図1及び図2等に示すように、L字型に形成されており、グランド基板18に対してシールド板25を支持することで、シールド板25と整合素子19との間に隙間を形成している。第1支持部27は、直線αを中心として左右対称な左第1支持部27Lと右第1支持部27Rとを有する。よって、以下では、右第1支持部27Rについてのみ説明する。
(B) First support portion 27
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the first support portion 27 is formed in an L shape, and supports the shield plate 25 with respect to the ground substrate 18. A gap is formed between the two. The first support portion 27 includes a left first support portion 27L and a right first support portion 27R that are symmetrical about the straight line α. Accordingly, only the right first support portion 27R will be described below.

右第1支持部27Rは、右第1水平部27HR及び右第1垂直部27VRを有するL字型に形成されている。右第1水平部27HRは、図4及び図5に示すように、左右方向に延びる直方体状の棒状部材であり、シールド板25の右シールド辺25Rの中心に接続され、直線γに沿って延びている。そして、右第1水平部27HRの右端部に、右第1垂直部27VRが接続されている。右第1垂直部27VRは、上下方向に延びており、その下端がグランド基板18に接続されている。例えば、右第1垂直部27VRの下端は、グランド基板18に設けた開口に挿入されて固定することができる。但し、第1支持部27の固定方法はこれには限定されない。   The right first support portion 27R is formed in an L shape having a right first horizontal portion 27HR and a right first vertical portion 27VR. As shown in FIGS. 4 and 5, the right first horizontal portion 27HR is a rectangular parallelepiped rod-like member extending in the left-right direction, connected to the center of the right shield side 25R of the shield plate 25, and extends along the straight line γ. ing. The right first vertical portion 27VR is connected to the right end portion of the right first horizontal portion 27HR. The right first vertical portion 27VR extends in the vertical direction, and the lower end thereof is connected to the ground substrate 18. For example, the lower end of the right first vertical portion 27VR can be inserted into an opening provided in the ground substrate 18 and fixed. However, the fixing method of the 1st support part 27 is not limited to this.

ここで、右第1支持部27R(右第1水平部27HR及び右第1垂直部27VR)が直線γに沿って配置されている理由について以下に説明する。図9は、シールド板及び伝送パターンを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図である。解析時の適用条件は図8と同様である。図9を参照すると、シールド板25の4つの角部を含む領域IV、V、VI、VIIと、伝送パターン29を含む領域VIIIにおいて、電界強度が最も大きい。一方、直線γを含む領域IX、Xは、電界強度が最も小さい。つまり、領域IX、Xは、領域IV、V、VI、VII及びVIIIに比べて、電界強度が小さい。ここで、整合素子19の共振方向の中央近傍、つまり直線γを含む領域は、定在波の節の位置に対応しており、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。シールド板25は、この整合素子19に対向して配置されているため、整合素子19の電磁波の影響を受ける。よって、整合素子の19共振方向の中央近傍に対向する、シールド板25の中央近傍の領域IX、Xの電界強度は、中央近傍以外の他の領域IV、V、VI、VIIの電界強度に比べて小さい。   Here, the reason why the right first support portion 27R (the right first horizontal portion 27HR and the right first vertical portion 27VR) is arranged along the straight line γ will be described below. FIG. 9 is an analysis diagram showing the electric field strength distribution when the shield plate and the transmission pattern are viewed in plan. The application conditions at the time of analysis are the same as in FIG. Referring to FIG. 9, the electric field strength is highest in the regions IV, V, VI, and VII including the four corners of the shield plate 25 and the region VIII including the transmission pattern 29. On the other hand, regions IX and X including the straight line γ have the smallest electric field strength. That is, the regions IX and X have lower electric field strength than the regions IV, V, VI, VII, and VIII. Here, the vicinity of the center of the resonance direction of the matching element 19, that is, the region including the straight line γ corresponds to the position of the node of the standing wave, and the electric field strength of the electromagnetic wave is smaller than other regions other than the vicinity of the center. . Since the shield plate 25 is disposed to face the matching element 19, the shield plate 25 is affected by the electromagnetic wave of the matching element 19. Therefore, the electric field strengths of the regions IX and X in the vicinity of the center of the shield plate 25 facing the vicinity of the center of the 19 resonance direction of the matching element are compared with the electric field strengths of other regions IV, V, VI, and VII other than the vicinity of the center. Small.

右第1支持部27Rは、直線γを含み、前述のように電界強度が他の領域よりも小さい領域IX、Xに対応してシールド板25に接続されている。よって、右第1支持部27Rをシールド板25に設けることにより生じる、シールド板25における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。また、シールド板25は整合素子19とも対向しているため、ひいては整合素子19における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。   The first right support portion 27R includes the straight line γ and is connected to the shield plate 25 corresponding to the regions IX and X where the electric field strength is smaller than the other regions as described above. Therefore, the influence on the electromagnetic wave in the shield plate 25 caused by providing the right first support portion 27R on the shield plate 25 can be suppressed, and the power loss can be suppressed. Further, since the shield plate 25 is also opposed to the matching element 19, the influence on the electromagnetic wave in the matching element 19 can be suppressed and power loss can be suppressed.

右第1水平部27HRの前後方向の長さL14(図5)は、特に限定されない。しかし、長さL14が小さいほど、右第1水平部27HRがシールド板25における電磁波に与える影響が小さく好ましい。例えば、長さL14は、右シールド辺25Rの前後方向の長さL12よりも十分に小さいのが好ましい。また、長さL14は、右第2支持部21Rの前後方向の長さL7と同程度であってもよく、例えば0.100mm〜0.400mmとすることができる。   The length L14 (FIG. 5) in the front-rear direction of the right first horizontal portion 27HR is not particularly limited. However, the smaller the length L14, the smaller the influence of the right first horizontal portion 27HR on the electromagnetic wave in the shield plate 25, which is preferable. For example, the length L14 is preferably sufficiently smaller than the length L12 in the front-rear direction of the right shield side 25R. Further, the length L14 may be substantially the same as the length L7 in the front-rear direction of the right second support portion 21R, and may be, for example, 0.100 mm to 0.400 mm.

右第1水平部27HRの上下方向の厚みは、シールド板25の上下方向の厚みはW2と概ね同一とすることができるが(図7)、厚みW2とは異なっていてもよい。   The thickness of the right first horizontal portion 27HR in the vertical direction can be substantially the same as the thickness of W2 in the vertical direction of the shield plate 25 (FIG. 7), but may be different from the thickness W2.

右第1水平部27HRの左右方向の長さL10(図5、図7)は、特に限定されないが、シールド板25をグランド基板18に対して支持できる長さが好ましい。例えば、L10とシールド板25の左右方向の長さL11との合計長さが、グランド基板18の貫通孔23の左右方向の長さL1よりも長い。また、長さL10は、例えば、右第1水平部27HRがシールド板25における電磁波に与える影響を小さくできる程度が好ましい。長さL10は、例えば0.5mm〜1.5mmとすることができる。   Although the length L10 (FIGS. 5 and 7) in the left-right direction of the right first horizontal portion 27HR is not particularly limited, a length that can support the shield plate 25 with respect to the ground substrate 18 is preferable. For example, the total length of L10 and the length L11 of the shield plate 25 in the left-right direction is longer than the length L1 of the through hole 23 of the ground substrate 18 in the left-right direction. The length L10 is preferably such that the influence of the right first horizontal portion 27HR on the electromagnetic wave in the shield plate 25 can be reduced, for example. The length L10 can be set to, for example, 0.5 mm to 1.5 mm.

右第1垂直部27VRの上下方向の長さL9(図6、図7)は、シールド板25とグランド基板18との間に隙間を形成し、ひいてはシールド板25と整合素子19との間に隙間を形成できる長さである。また、長さL9は、シールド板25と整合素子19との間に電磁波を閉じ込めることができる長さであるのが好ましい。具体的には、長さL9は、例えば0.080mm〜0.250mmとすることができる。一方、右第1垂直部27VRの左右方向の長さL13(図7)は、例えば、シールド板25及び右第1水平部27HRを支持できる強度等に基づいて決定される。具体的には、長さL13は、例えば0.020mm〜0.200mmとすることができる。また、右第1垂直部27VRの前後方向の長さは特に限定されないが、右第1水平部27HRの前後方向の長さL14と同程度である(図5)。   The vertical length L9 (FIGS. 6 and 7) of the right first vertical portion 27VR forms a gap between the shield plate 25 and the ground substrate 18, and consequently between the shield plate 25 and the matching element 19. It is the length which can form a clearance gap. The length L9 is preferably a length that can confine electromagnetic waves between the shield plate 25 and the matching element 19. Specifically, the length L9 can be set to 0.080 mm to 0.250 mm, for example. On the other hand, the length L13 (FIG. 7) in the left-right direction of the right first vertical portion 27VR is determined based on, for example, the strength that can support the shield plate 25 and the right first horizontal portion 27HR. Specifically, the length L13 can be set to 0.020 mm to 0.200 mm, for example. Further, the length of the right first vertical portion 27VR in the front-rear direction is not particularly limited, but is approximately the same as the length L14 of the right first horizontal portion 27HR in the front-rear direction (FIG. 5).

なお、前述の第2支持部21と同様に、左第1支持部27Lと右第1支持部27Rは直線αを中心として左右対称である。この場合、これら支持部27L、27Rが非対称に配置されている場合に比べて、シールド板25における電磁波の不均一を抑制できる。ひいては、シールド板25に対向する整合素子19における電磁波の共振状態の不均一を抑制でき、電力損失を抑制できる。   Similar to the second support portion 21 described above, the left first support portion 27L and the right first support portion 27R are symmetric with respect to the straight line α. In this case, the non-uniformity of the electromagnetic wave in the shield plate 25 can be suppressed as compared with the case where the support portions 27L and 27R are arranged asymmetrically. As a result, the non-uniformity of the resonance state of the electromagnetic wave in the matching element 19 facing the shield plate 25 can be suppressed, and the power loss can be suppressed.

(c)シールドユニット24の材料及び加工方法
シールドユニット24の材料及び加工方法は、前述の整合素子ユニット17の材料及び加工方法と同様であり、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、打ち抜き加工等により形成される。なお、シールド板25及び第1支持部27は一体に形成してもよいし、別個に形成して組み合わせてもよい。
(C) Material and processing method of shield unit 24 The material and processing method of shield unit 24 are the same as the material and processing method of matching element unit 17 described above, for example, gold, silver, copper, copper alloy, aluminum, etc. An appropriate material is selected from these metals and formed by stamping or the like. The shield plate 25 and the first support portion 27 may be formed integrally or may be formed separately and combined.

(1−4)伝送パターン29
図5に示すように、伝送パターン29は、シールド板25の切欠き25a内に挿入されている後方端部29aから前方に向かって前後方向に延びる帯状に形成されている。そして、図4に示すように、後方端部29aが整合素子19の端部と重畳している。つまり、整合素子19の前後方向の中央部よりも前側において、伝送パターン29の後方端部29aと、整合素子19とが重畳している。伝送パターン29は、後述の平面アンテナ200に接続されて支持されており、シールド板25と概ね面一に配置されている。
(1-4) Transmission pattern 29
As shown in FIG. 5, the transmission pattern 29 is formed in a belt shape extending in the front-rear direction from the rear end portion 29 a inserted into the notch 25 a of the shield plate 25 toward the front. As shown in FIG. 4, the rear end portion 29 a overlaps the end portion of the matching element 19. That is, the rear end portion 29a of the transmission pattern 29 and the matching element 19 overlap each other in front of the center portion in the front-rear direction of the matching element 19. The transmission pattern 29 is connected to and supported by a planar antenna 200 described later, and is disposed substantially flush with the shield plate 25.

伝送パターン29では、その延びる前後方向に電磁波が伝送される。整合素子19における電磁波の共振方向は前後方向であり、整合素子19と伝送パターン29との間で電磁波が前後方向に沿ってスムーズに伝送され、電力損失を抑制できる。さらには、導波管11内の電磁波の共振方向も前後方向であるので、導波管11、整合素子19及び伝送パターン29間において、電力損失を抑制して電磁波を送受信できる。   In the transmission pattern 29, electromagnetic waves are transmitted in the extending front-rear direction. The resonance direction of the electromagnetic wave in the matching element 19 is the front-rear direction, and the electromagnetic wave is smoothly transmitted along the front-rear direction between the matching element 19 and the transmission pattern 29, so that power loss can be suppressed. Furthermore, since the resonance direction of the electromagnetic wave in the waveguide 11 is also the front-rear direction, the electromagnetic wave can be transmitted and received between the waveguide 11, the matching element 19 and the transmission pattern 29 while suppressing power loss.

(2)アンテナ装置の構成
次に、上記の電力変換器100を含むアンテナ装置1000について説明する。図10は、第1実施形態に係る電力変換器100を含むアンテナ装置の一部分解斜視図である。図11は、第1実施形態に係る電力変換器100を含む別のアンテナ装置の一部分解斜視図である。
(2) Configuration of Antenna Device Next, the antenna device 1000 including the power converter 100 will be described. FIG. 10 is a partially exploded perspective view of the antenna device including the power converter 100 according to the first embodiment. FIG. 11 is a partially exploded perspective view of another antenna device including the power converter 100 according to the first embodiment.

図10、図11に示すアンテナ装置1000は、上記第1実施形態に係る電力変換器100と、電磁波を受送信する平面アンテナ200と、ミリ波及びマイクロ波などの高周波を送受信する高周波回路300と、を含む。アンテナ装置1000は、さらに、電力変換器100との間で電磁波を送受信する結合素子160と、結合素子160と高周波回路300との間に接続される導体パターン165とを含む。   10 and 11 includes a power converter 100 according to the first embodiment, a planar antenna 200 that receives and transmits electromagnetic waves, and a high-frequency circuit 300 that transmits and receives high frequencies such as millimeter waves and microwaves. ,including. Antenna device 1000 further includes a coupling element 160 that transmits / receives electromagnetic waves to / from power converter 100, and a conductor pattern 165 connected between coupling element 160 and high-frequency circuit 300.

高周波回路300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、上記のように、ミリ波及びマイクロ波などの高周波を送受信する。この高周波回路300は、導体パターン165の一方の第1端部165aに接続されており、他方の第2端部165bに接続された結合素子160に電磁波を送信し、又は結合素子160から電磁波を受信する。結合素子160は、導波管11の貫通孔15の下部開口16に対向して配置されており、導波管11との間で電磁波を送受信する。また、平面アンテナ200は、高周波回路300から送信され、電力変換器100において電力変換された電磁波を放射する。一方、平面アンテナ200は、電磁波を受信すると、受信した電磁波を電力変換器100を介して、高周波回路300に送信する。   The high-frequency circuit 300 is, for example, an MMIC (monolithic microwave integrated circuit), and transmits and receives high-frequency waves such as millimeter waves and microwaves as described above. The high-frequency circuit 300 is connected to one first end 165a of the conductor pattern 165, transmits electromagnetic waves to the coupling element 160 connected to the other second end 165b, or transmits electromagnetic waves from the coupling element 160. Receive. The coupling element 160 is disposed to face the lower opening 16 of the through hole 15 of the waveguide 11, and transmits / receives electromagnetic waves to / from the waveguide 11. The planar antenna 200 radiates an electromagnetic wave transmitted from the high frequency circuit 300 and subjected to power conversion in the power converter 100. On the other hand, when the planar antenna 200 receives an electromagnetic wave, the planar antenna 200 transmits the received electromagnetic wave to the high-frequency circuit 300 via the power converter 100.

なお、以下では、電力変換器100に接続される平面アンテナ200の例として、構成1、2を挙げて説明する。構成1,2は平面アンテナの例であり、いずれも用いることができるが、これ以外の平面アンテナであってもよい。   Hereinafter, configurations 1 and 2 will be described as examples of the planar antenna 200 connected to the power converter 100. Configurations 1 and 2 are examples of planar antennas, and both can be used, but other planar antennas may be used.

(2ー1)構成1
まず、平面アンテナ200の構成1について、図10を用いて説明する。図10に示す構成1の平面アンテナ200は、電磁波を送受信する4個の第1〜第4アンテナ導体213(213a〜213d)と、接地されたグランド導体216と、各アンテナ導体213をグランド導体216に対して支持する第1〜第4支持部215(215a〜215d)とを含む。また、4個の第1〜第4アンテナ導体213a〜213dは、一直線上に並び、互いに第2〜第4接続導体211b〜211dによって接続されている。そして、最後尾に配置された第1アンテナ導体213aが、第1接続導体211aを介して伝送パターン29と接続されており、この伝送パターン29は、電力変換器100に接続されている。
(2-1) Configuration 1
First, Configuration 1 of the planar antenna 200 will be described with reference to FIG. The planar antenna 200 having the configuration 1 shown in FIG. 10 includes four first to fourth antenna conductors 213 (213a to 213d) that transmit and receive electromagnetic waves, a ground conductor 216 that is grounded, and each antenna conductor 213 that is connected to the ground conductor 216. 1st-4th support part 215 (215a-215d) supported with respect to. The four first to fourth antenna conductors 213a to 213d are arranged in a straight line and are connected to each other by the second to fourth connection conductors 211b to 211d. The first antenna conductor 213 a disposed at the end is connected to the transmission pattern 29 via the first connection conductor 211 a, and this transmission pattern 29 is connected to the power converter 100.

各アンテナ導体213及びグランド導体216は平板状の導体で形成されており、第1〜第4支持部215によって上下方向に互いに隙間を有して対向している。よって、電磁波は、アンテナ導体213とグランド導体216との間の空間内を反射しながら伝搬する。空気の比誘電率は約1.0であり誘電体材料よりも小さいため、電磁波が上記隙間を伝搬する際の電力損失が抑えられる。また、ここでは、伝送パターン29は、第1接続導体211aに接続され、第1〜第4支持部215(215a〜215d)によってグランド導体216に対して支持されている。ただし、伝送パターン29そのものに、グランド導体216に対して支持する支持部が設けられてもよい。   Each antenna conductor 213 and the ground conductor 216 are formed of a flat conductor, and are opposed to each other with a gap in the vertical direction by the first to fourth support portions 215. Therefore, the electromagnetic wave propagates while reflecting in the space between the antenna conductor 213 and the ground conductor 216. Since the relative permittivity of air is about 1.0 and is smaller than that of the dielectric material, power loss when electromagnetic waves propagate through the gap can be suppressed. Further, here, the transmission pattern 29 is connected to the first connection conductor 211a and supported by the first to fourth support portions 215 (215a to 215d) with respect to the ground conductor 216. However, the transmission pattern 29 itself may be provided with a support portion that supports the ground conductor 216.

(2ー2)構成2
次に、平面アンテナ200の構成2について、図11を用いて説明する。図11に示す構成2の平面アンテナ200は、構成1の平面アンテナ200の第1〜第4支持部215を備えておらず、代わりに、アンテナ導体213とグランド導体216との間に誘電体214が介在している。つまり、平面アンテナ200は、電磁波を送受信する4個の第1〜第4アンテナ導体213(213a〜213d)と、接地されたグランド導体216と、これらの導体の間に挟まれた誘電体214とを含む。その他の構成は、構成1の平面アンテナ200と同様であるので説明を省略する。
(2-2) Configuration 2
Next, Configuration 2 of the planar antenna 200 will be described with reference to FIG. The planar antenna 200 having the configuration 2 illustrated in FIG. 11 does not include the first to fourth support portions 215 of the planar antenna 200 having the configuration 1, and instead the dielectric 214 between the antenna conductor 213 and the ground conductor 216. Is intervening. That is, the planar antenna 200 includes four first to fourth antenna conductors 213 (213a to 213d) that transmit and receive electromagnetic waves, a ground conductor 216 that is grounded, and a dielectric 214 sandwiched between these conductors. including. Since other configurations are the same as those of the planar antenna 200 of the configuration 1, the description thereof is omitted.

(3)特徴
(3−1)
上記第1実施形態では、整合素子19とシールド板25とは隙間を有するように支持されているため、整合素子19とシールド板25との間には、比誘電率が約1.0である空気が介在する。空気は、整合素子19とシールド板25との間に誘電体材料を介在させる場合よりも比誘電率が小さい。これにより、整合素子19とシールド板25近傍の伝送パターン29との間での電磁波の送受信における電力損失を抑制できる。よって、電力損失を抑制し、効率の良い電力変換器100を得ることができる。また、整合素子19とシールド板25との間に誘電体材料を配置する必要がないため、電力変換器100の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できる。
(3) Features (3-1)
In the first embodiment, since the matching element 19 and the shield plate 25 are supported so as to have a gap, the relative dielectric constant between the matching element 19 and the shield plate 25 is about 1.0. Air is present. Air has a relative dielectric constant smaller than that in the case where a dielectric material is interposed between the matching element 19 and the shield plate 25. Thereby, the power loss in transmission / reception of electromagnetic waves between the matching element 19 and the transmission pattern 29 in the vicinity of the shield plate 25 can be suppressed. Therefore, power loss can be suppressed and an efficient power converter 100 can be obtained. Further, since it is not necessary to dispose a dielectric material between the matching element 19 and the shield plate 25, the power converter 100 can be reduced in size, weight, and cost.

(3−2)
上記第1実施形態では、第1支持部27は、平面視において、整合素子19の中心点βを通る直線γに対応するように位置しつつ、シールド板25に接続される。前述の通り、直線γは整合素子19の中央近傍に対応しており、定在波の節が位置する。そのため、シールド板25において、整合素子19の電磁波の共振方向の中央近傍に対向する部分は、電界強度が他の領域に比べて小さい。よって、第1支持部27を直線γに対応してシールド板25に設けることで、シールド板25における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。また、シールド板25は整合素子19とも対向しているため、ひいては整合素子19における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。
(3-2)
In the first embodiment, the first support portion 27 is connected to the shield plate 25 while being positioned so as to correspond to the straight line γ passing through the center point β of the matching element 19 in plan view. As described above, the straight line γ corresponds to the vicinity of the center of the matching element 19, and the node of the standing wave is located. Therefore, in the shield plate 25, the electric field strength of the portion facing the central vicinity of the resonance direction of the electromagnetic wave of the matching element 19 is smaller than that in other regions. Therefore, by providing the first support portion 27 on the shield plate 25 corresponding to the straight line γ, the influence on the electromagnetic wave in the shield plate 25 can be suppressed, and the power loss can be suppressed. Further, since the shield plate 25 is also opposed to the matching element 19, the influence on the electromagnetic wave in the matching element 19 can be suppressed and power loss can be suppressed.

(3−3)
上記第1実施形態では、整合素子19の中心点βを通り、左右方向に延びる直線γに対応して第1支持部27が位置する。ここで、整合素子19における電磁波は共振状態にあり、整合素子19の共振方向の中央部では、定在波の節が位置する。そして、直線γは、定在波の節の位置に対応して延びている。よって、整合素子19の中央近傍を通る直線γ上では、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。しかし、整合素子19の左第1辺19Lと右第1辺19Rでは、整合素子19の中央部に比べて、電磁波の電界強度が大きくなる傾向にある。これは、左第1辺19L、右第1辺19Rでは、整合素子19が空気と接することで、整合素子19の実効誘電率が変化し、この変化によって電磁波が集中し易くなることによると考えられる。
(3-3)
In the first embodiment, the first support portion 27 is positioned corresponding to a straight line γ that passes through the center point β of the matching element 19 and extends in the left-right direction. Here, the electromagnetic wave in the matching element 19 is in a resonance state, and a node of a standing wave is located at the center of the matching element 19 in the resonance direction. The straight line γ extends corresponding to the position of the node of the standing wave. Therefore, on the straight line γ passing through the vicinity of the center of the matching element 19, the electric field strength of the electromagnetic wave is smaller than in other regions other than the vicinity of the center. However, in the left first side 19L and the right first side 19R of the matching element 19, the electric field strength of the electromagnetic wave tends to be larger than that in the central part of the matching element 19. This is considered to be because, on the left first side 19L and the right first side 19R, the effective permittivity of the matching element 19 changes due to the matching element 19 coming into contact with air, and the electromagnetic wave tends to concentrate due to this change. It is done.

そこで、上記実施形態では、まず、第1支持部27の第1水平部27H(27HL、27HR)が、シールド板25のシールド辺の中央近傍を始点として、シールド板25から離れる終端に向かって平面に沿って延びる。つまり、第1支持部27において、第1水平部27Hがまず、電磁波の電界強度が大きいシールド板25のシールド辺から離れるように、シールド板25の平面に沿って延びる。これにより、第1水平部27Hにおいて、電界強度の大きな電磁波が集中するのを抑制できる。そして、第1支持部27の第1垂直部27V(27VL、27VR)は、第1水平部27Hの終端からグランド基板18に向かって延びる。これにより、第1支持部27を設けることにより生じる、シールド板25における電磁波への影響を抑制し、ひいては整合素子19における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。   Therefore, in the above embodiment, first, the first horizontal portion 27H (27HL, 27HR) of the first support portion 27 is planar from the vicinity of the center of the shield side of the shield plate 25 toward the end away from the shield plate 25. Extending along. That is, in the first support portion 27, the first horizontal portion 27H first extends along the plane of the shield plate 25 so as to be away from the shield side of the shield plate 25 where the electric field strength of the electromagnetic wave is large. Thereby, in the 1st horizontal part 27H, it can suppress that electromagnetic waves with a big electric field strength concentrate. The first vertical portion 27V (27VL, 27VR) of the first support portion 27 extends toward the ground substrate 18 from the end of the first horizontal portion 27H. Thereby, the influence on the electromagnetic wave in the shield plate 25 caused by providing the first support portion 27 is suppressed, and the influence on the electromagnetic wave in the matching element 19 is further suppressed, and the power loss can be suppressed.

(4)変形例
以下に、第1実施形態の電力変換器100の変形例について説明する。なお、以下の第2、第3実施係形態と同様の変形例については、共通の変形例として後述する。
(4) Modified Example Hereinafter, a modified example of the power converter 100 of the first embodiment will be described. Note that modifications similar to those in the following second and third embodiments will be described later as common modifications.

(4−1)
上記第1実施形態では、第1支持部27は直線γに対応しているが、必ずしも直線γに対応している必要はない。例えば、第1支持部27は、電磁波が形成する定在波の節の位置、つまり整合素子19の中央近傍に対応して位置すればよい。なお、「中央近傍」とは、整合素子19のうち電界強度の小さい領域であればよく、整合素子19の中心点βのみならず、中心点β及びその近傍を含む意味である。例えば、整合素子19の対向する前第2辺19F及び後第2辺19Bからλg/4の近傍、つまり前第2辺19F及び後第2辺19B間の中央部分ということができる。この位置に第1支持部27を設けることで、電力損失を抑制できる。なお、一組の前第2辺19F及び後第2辺19Bからλg/4の近傍とは、例えば、一組の前第2辺19F及び後第2辺19Bからλg/4を中心として、±λg/8の範囲ということができる。
(4-1)
In the first embodiment, the first support portion 27 corresponds to the straight line γ, but does not necessarily correspond to the straight line γ. For example, the first support portion 27 may be positioned corresponding to the position of the node of the standing wave formed by the electromagnetic wave, that is, near the center of the matching element 19. The “near the center” only needs to be a region having a low electric field strength in the matching element 19 and includes not only the center point β of the matching element 19 but also the center point β and its vicinity. For example, it can be said that it is the vicinity of λg / 4 from the front second side 19F and the rear second side 19B facing each other of the matching element 19, that is, the central portion between the front second side 19F and the rear second side 19B. By providing the first support portion 27 at this position, power loss can be suppressed. Note that the vicinity of λg / 4 from the set of the front second side 19F and the back second side 19B is, for example, about the set of the front second side 19F and the back second side 19B from λg / 4 as a center. It can be said that the range is λg / 8.

さらには、第1支持部27は、整合素子19における電磁波の定在波の節を通って左右方向に延びる直線に対応して位置すれば、必ずしも整合素子19の中央近傍に対応して位置する必要はない。   Furthermore, if the first support portion 27 is positioned corresponding to a straight line extending in the left-right direction through the node of the standing wave of the electromagnetic wave in the matching element 19, the first support portion 27 is not necessarily positioned corresponding to the vicinity of the center of the matching element 19. There is no need.

(4−2)
上記第1実施形態では、左第1支持部27Lと右第1支持部27Rとは、直線αを中心として概ね左右対称である。しかし、少なくとも、左第1支持部27Lとシールド板25との接続部分と、右第1支持部27Rとシールド板25との接続部分とが左右対称であればよい。そのような例として図12を用いて説明する。図12は、左第1支持部及び右第1支持部のシールド板に対する配置関係を示す平面図である。
(4-2)
In the first embodiment, the left first support portion 27L and the right first support portion 27R are substantially bilaterally symmetric about the straight line α. However, at least the connection portion between the left first support portion 27L and the shield plate 25 and the connection portion between the right first support portion 27R and the shield plate 25 may be symmetrical. Such an example will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a plan view showing an arrangement relationship of the left first support portion and the right first support portion with respect to the shield plate.

図12では、左第1水平部27HLとシールド板25との接続部分と、右第1支持部27Rとシールド板25との接続部分とは、直線αに対して概ね左右対称である。しかし、左第1支持部27Lと右第1支持部27Rとは反転対称に配置されている。この場合でも、各支持部27L及び27Rとシールド板25との接続部分が左右対称であるため、シールド板25における電磁波が不均一となるのが抑制される。ひいては、シールド板25に対向する整合素子19における電磁波の共振状態の不均一による電力損失を抑制できる。   In FIG. 12, the connection portion between the left first horizontal portion 27HL and the shield plate 25 and the connection portion between the right first support portion 27R and the shield plate 25 are substantially bilaterally symmetrical with respect to the straight line α. However, the left first support portion 27L and the right first support portion 27R are arranged in reverse symmetry. Even in this case, since the connecting portions of the support portions 27L and 27R and the shield plate 25 are bilaterally symmetric, the electromagnetic waves in the shield plate 25 are prevented from becoming non-uniform. As a result, power loss due to non-uniformity of the resonance state of the electromagnetic wave in the matching element 19 facing the shield plate 25 can be suppressed.

また、例えば、左第1支持部27Lと右第1支持部27Rとは、例えば、図13のように直線αを中心として非対称に配置されていてもよい。図13は、左第1支持部及び右第1支持部のシールド板に対する配置関係を示す平面図である。図13では、各支持部27L及び27Rとシールド板25との接続部分が左右対称であるが、各支持部27L及び27Rは直線αに対して非対称に配置されている。この場合も、各支持部27L及び27Rとシールド板25との接続部分が左右対称であるため、シールド板25における電磁波が不均一となるのが抑制され、電力損失を抑制できる。さらには、左第1支持部27Lと右第1支持部27Rとの長さは必ずしも同一である必要はない。ただし、これらの長さが左右で同一である場合には、シールド板25における電磁波の状態が概ね均一となり好ましい。   For example, the left first support portion 27L and the right first support portion 27R may be disposed asymmetrically with respect to the straight line α as shown in FIG. 13, for example. FIG. 13 is a plan view showing the arrangement relationship of the left first support part and the right first support part with respect to the shield plate. In FIG. 13, the connecting portions between the support portions 27L and 27R and the shield plate 25 are bilaterally symmetric, but the support portions 27L and 27R are arranged asymmetrically with respect to the straight line α. Also in this case, since the connection part of each support part 27L and 27R and the shield board 25 is left-right symmetric, it is suppressed that the electromagnetic waves in the shield board 25 become non-uniform | heterogenous, and can suppress a power loss. Furthermore, the lengths of the left first support portion 27L and the right first support portion 27R are not necessarily the same. However, when these lengths are the same on the left and right, the state of the electromagnetic wave on the shield plate 25 is preferably substantially uniform.

(4−3)
上記第1実施形態では、第1支持部27はL字型に形成されている。しかし、第1支持部27は直方体状に形成されてもよい。図14は、変形例に係るシールド板の斜視図である。図14に示す通り、直線γに対応する位置において、右第1支持部27Rがシールド板25の右シールド辺25Rからグランド基板18に延び、左第1支持部27Lが左シールド辺25Lからグランド基板18に延びる。その他、第1支持部27は、直線γに対応する位置であり、かつシールド板25の下部からグランド基板18に向かって延びてもよい。
(4-3)
In the said 1st Embodiment, the 1st support part 27 is formed in the L-shape. However, the first support portion 27 may be formed in a rectangular parallelepiped shape. FIG. 14 is a perspective view of a shield plate according to a modification. As shown in FIG. 14, at the position corresponding to the straight line γ, the right first support portion 27R extends from the right shield side 25R of the shield plate 25 to the ground substrate 18, and the left first support portion 27L extends from the left shield side 25L to the ground substrate. 18 extends. In addition, the first support portion 27 may be at a position corresponding to the straight line γ and may extend from the lower portion of the shield plate 25 toward the ground substrate 18.

(4−4)
上記第1実施形態では、高周波回路300が導体パターン165を介して導波管11と接続されているが、導波管11を用いない構成にも本発明を適用できる。図15は、平板状の電力変換器を示す分解斜視図である。図15に示す電力変換器105は、下から順に第1基板ユニット101(伝送部)と、第2基板ユニット107と、シールドユニット24とが順に互いに接触するように積層されて構成されている。伝送パターン29はシールドユニット24に隣接して配置されている。シールドユニット24及び伝送パターン29は、上記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
(4-4)
In the first embodiment, the high-frequency circuit 300 is connected to the waveguide 11 via the conductor pattern 165. However, the present invention can be applied to a configuration that does not use the waveguide 11. FIG. 15 is an exploded perspective view showing a flat power converter. The power converter 105 shown in FIG. 15 is configured by stacking a first substrate unit 101 (transmission unit), a second substrate unit 107, and a shield unit 24 in order from the bottom in order from the bottom. The transmission pattern 29 is disposed adjacent to the shield unit 24. Since the shield unit 24 and the transmission pattern 29 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

第1基板ユニット101は、矩形状の第1基板110を備え、第1基板110の上面に、矩形状の結合素子111と、第1伝送パターン112と、接地電位を有する第1上面グラウンド113とが配置されている。第1伝送パターン112は前後方向に延びており、後側の第1端部112aには、図視しない高周波回路300が接続可能となっている。また、第1伝送パターン112は、前側の第2端部112bにおいて、結合素子111と接続されている。第1上面グラウンド113は、平面視において、第1伝送パターン112及び結合素子111に対応する部分には配置されておらず、これらを取り囲むように配置されている。一方、第1基板110の第1下面110b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114が配置されている。   The first substrate unit 101 includes a rectangular first substrate 110. On the upper surface of the first substrate 110, a rectangular coupling element 111, a first transmission pattern 112, and a first upper surface ground 113 having a ground potential are provided. Is arranged. The first transmission pattern 112 extends in the front-rear direction, and a high-frequency circuit 300 (not shown) can be connected to the first end 112a on the rear side. The first transmission pattern 112 is connected to the coupling element 111 at the second end 112b on the front side. The first upper surface ground 113 is not disposed in a portion corresponding to the first transmission pattern 112 and the coupling element 111 in a plan view, but is disposed so as to surround them. On the other hand, on the first lower surface 110b of the first substrate 110, a first lower surface ground 114 having a ground potential is disposed almost entirely.

第2基板ユニット107は、整合素子ユニット17と、整合素子ユニット17の下部に配置された固定部材130と、を含む。固定部材130は、整合素子ユニット17の貫通孔23に対応する領域には設けられていない。固定部材130は、整合素子19と結合素子111とが対向するように、第2基板ユニット107と第1基板ユニット101とを互いに固定する。このとき、第2基板ユニット107と第1基板ユニット101とを固定部材130を介して固定するため、整合素子19と結合素子111との間には空気が介在している。そのため、整合素子19と結合素子111との間の電力損失を抑制できる。整合素子ユニット17は、上記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。   The second substrate unit 107 includes a matching element unit 17 and a fixing member 130 disposed below the matching element unit 17. The fixing member 130 is not provided in a region corresponding to the through hole 23 of the matching element unit 17. The fixing member 130 fixes the second substrate unit 107 and the first substrate unit 101 to each other so that the matching element 19 and the coupling element 111 face each other. At this time, air is interposed between the matching element 19 and the coupling element 111 in order to fix the second substrate unit 107 and the first substrate unit 101 via the fixing member 130. Therefore, power loss between matching element 19 and coupling element 111 can be suppressed. Since the matching element unit 17 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

上記の電力変換器105では、高周波回路300から第1伝送パターン112の第1端部112aに電磁波が入力される。入力された電磁波は、第1伝送パターン112の第2端部112bに伝送され、これに連続する結合素子111に供給される。次に、結合素子111と整合素子19とは空気を介して互いに電磁的に結合し、結合素子111と整合素子19との間で電力変換が行われる。整合素子19を経た電磁波は、伝送パターン29から図示しない平面アンテナ200に向かって伝送され、平面アンテナ200から電磁波が放射される。一方、平面アンテナ200が電磁波を受信する場合は、前述と逆の順序で電磁波が電力変換器100を経て高周波回路300に伝送される。   In the power converter 105 described above, electromagnetic waves are input from the high-frequency circuit 300 to the first end 112a of the first transmission pattern 112. The input electromagnetic wave is transmitted to the second end 112b of the first transmission pattern 112 and is supplied to the coupling element 111 continuous thereto. Next, the coupling element 111 and the matching element 19 are electromagnetically coupled to each other via air, and power conversion is performed between the coupling element 111 and the matching element 19. The electromagnetic wave that has passed through the matching element 19 is transmitted from the transmission pattern 29 toward the planar antenna 200 (not shown), and the electromagnetic wave is radiated from the planar antenna 200. On the other hand, when the planar antenna 200 receives electromagnetic waves, the electromagnetic waves are transmitted to the high frequency circuit 300 through the power converter 100 in the reverse order as described above.

(4−5)
上記第1実施形態では、整合素子19は第2支持部21を介してグランド基板18に接続されている。しかし、整合素子19は、グランド基板18を介さず、第2支持部21によって導波管11に対して支持されてもよい。図16は、整合素子を支持する第2支持部の別の一例を示す分解斜視図である。図16の電力変換器105aでは、整合素子19は、左第1辺19Lの前後方向の中央部に接続されたL字型の左第2支持部21Lと、右第1辺19Rの前後方向の中央部に接続されたL字型の右第2支持部21Rとによって、導波管11の上面に支持される。第2支持部21は、導波管11上に整合素子19を支持できれば形状は特に限定されない。例えば、図16に示すように、左第2支持部21Lは左水平部21HL及び左垂直部21VLを有し、右第2支持部21Rは右水平部21HR及び右垂直部21VRを有する。この場合、整合素子19とシールド板25との間に隙間を有するように、第1支持部27の上下方向の長さが調整されている。
(4-5)
In the first embodiment, the matching element 19 is connected to the ground substrate 18 via the second support portion 21. However, the matching element 19 may be supported with respect to the waveguide 11 by the second support portion 21 without using the ground substrate 18. FIG. 16 is an exploded perspective view showing another example of the second support portion that supports the matching element. In the power converter 105a of FIG. 16, the matching element 19 includes an L-shaped left second support portion 21L connected to the center of the left first side 19L in the front-rear direction and a front-rear direction of the right first side 19R. It is supported on the upper surface of the waveguide 11 by an L-shaped right second support portion 21R connected to the center portion. The shape of the second support portion 21 is not particularly limited as long as the matching element 19 can be supported on the waveguide 11. For example, as shown in FIG. 16, the left second support portion 21L has a left horizontal portion 21HL and a left vertical portion 21VL, and the right second support portion 21R has a right horizontal portion 21HR and a right vertical portion 21VR. In this case, the vertical length of the first support portion 27 is adjusted so that there is a gap between the matching element 19 and the shield plate 25.

また、上述の図15で示す電力変換器105において、図16に示す整合素子19及び第2支持部21を適用してもよい。図17は、平板状の電力変換器を示す別の一例を示す分解斜視図である。図17の電力変換器105bでは、整合素子19は、第2支持部21によって第1基板ユニット101の第1上面グラウンド113に対して支持されている。   Further, in the power converter 105 shown in FIG. 15 described above, the matching element 19 and the second support portion 21 shown in FIG. 16 may be applied. FIG. 17 is an exploded perspective view showing another example of a flat power converter. In the power converter 105 b of FIG. 17, the matching element 19 is supported by the second support portion 21 with respect to the first upper surface ground 113 of the first substrate unit 101.

(4−6)
上記第1実施形態では、左第1水平部27HL及び右第1水平部27HRは、直線γ上に対応して左右方向に沿って直線状に延びている。しかし、左第1水平部27HL及び右第1水平部27HRは、湾曲又は屈曲していてもよい。
(4-6)
In the first embodiment, the left first horizontal portion 27HL and the right first horizontal portion 27HR extend linearly along the left-right direction corresponding to the straight line γ. However, the left first horizontal portion 27HL and the right first horizontal portion 27HR may be curved or bent.

(4−7)
左第1支持部27L及び右第1支持部27Rは、少なくともシールド板25との接続部分が直線γ上に位置すればよく、必ずしも左第1支持部27L及び右第1支持部27R全体が直線γ上に位置する必要はない。
(4-7)
The left first support portion 27L and the right first support portion 27R are only required to be located on the straight line γ at least at the connection portion with the shield plate 25, and the left first support portion 27L and the right first support portion 27R are not necessarily straight. There is no need to lie on γ.

(4−8)
上記第1実施形態では、第1支持部27(27L、27R)は直方体状の棒状部材である。しかし、第1支持部27はシールド板25を支持できれば形状は限定されず、例えば円柱状の棒状部材であってもよい。ただし、グランド基板18とともに打ち抜き加工等で一体に形成する場合には、加工の容易性から第1支持部27は直方体状の棒状部材であるのが好ましい。
(4-8)
In the said 1st Embodiment, the 1st support part 27 (27L, 27R) is a rectangular parallelepiped rod-shaped member. However, the shape of the first support portion 27 is not limited as long as it can support the shield plate 25, and may be, for example, a cylindrical rod-shaped member. However, when it is formed integrally with the ground substrate 18 by punching or the like, the first support portion 27 is preferably a rectangular parallelepiped rod-like member for ease of processing.

<2.第2実施形態>
次に、図面を参照しつつ、本発明の第2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。第2実施形態が第1実施形態と異なるのはシールドユニットの第1支持部の構成であり、その他の構成は第1実施形態とほぼ同様であるため、同一構成には同一の符号を付して説明を省略する。図18は、第2実施形態に係る電力変換器の斜視図である。図19は、図18の分解斜視図である。図20は、導波管の平面図である。図21は、整合素子を含むグランド基板の平面図である。図22は、シールドユニット及び伝送パターンの平面図である。図23は、図19の直線αにおける断面図である。図24は、図19の直線γにおける断面図である。
<2. Second Embodiment>
Next, a power converter according to a second embodiment of the present invention and an antenna device including the power converter will be described with reference to the drawings. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the first support portion of the shield unit, and the other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. The description is omitted. FIG. 18 is a perspective view of a power converter according to the second embodiment. FIG. 19 is an exploded perspective view of FIG. FIG. 20 is a plan view of the waveguide. FIG. 21 is a plan view of a ground substrate including a matching element. FIG. 22 is a plan view of the shield unit and the transmission pattern. 23 is a cross-sectional view taken along the line α in FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line γ in FIG.

(1)第1支持部31の構成
第2実施形態のシールドユニット24aの第1支持部31は、シールド板25の下部に配置された柱状部材からなる。この第1支持部31は、シールド板25をその下部から支持し、シールド板25とグランド基板18との間、ひいてはシールド板25と整合素子19との間に隙間を形成する。
(1) Configuration of the First Support Part 31 The first support part 31 of the shield unit 24a of the second embodiment is made of a columnar member arranged at the lower part of the shield plate 25. The first support portion 31 supports the shield plate 25 from below, and forms a gap between the shield plate 25 and the ground substrate 18, and thus between the shield plate 25 and the matching element 19.

第1支持部31は、内部に空間を有して上下方向に延びる円筒である。第1支持部31は、グランド基板18とシールド板25との間に配置されている。また、図21等に示すように、複数の第1支持部31が、平面視において、グランド基板18の貫通孔23を取り囲むように、かつ、シールド板25の外縁の内側に上下方向及び左右方向に並んで配置されている。そして、複数の第1支持部31は、直線αを中心として概ね左右対称に配置されている。なお、第1支持部31は、伝送パターン29及び切欠き25aに対応する位置には配置されていない。   The 1st support part 31 is a cylinder which has a space inside and extends in the up-down direction. The first support portion 31 is disposed between the ground substrate 18 and the shield plate 25. In addition, as shown in FIG. 21 and the like, the plurality of first support portions 31 surround the through hole 23 of the ground substrate 18 in the plan view, and inside the outer edge of the shield plate 25 in the vertical direction and the horizontal direction. Are arranged side by side. The plurality of first support portions 31 are arranged substantially symmetrically about the straight line α. In addition, the 1st support part 31 is not arrange | positioned in the position corresponding to the transmission pattern 29 and the notch 25a.

第1支持部31の直径R1(図20、図24)は特に限定されないが、直径R1は、貫通孔23とシールド板25の外縁であるシールド辺との間に複数の第1支持部31が配置可能な大きさであることができる。例えば、直径R1は0.05mm〜0.50mmとすることができる。また、第1支持部31の上下方向の長さは、グランド基板18に支持される整合素子19とシールド板25との間に隙間を形成できれば特に限定されない。第1支持部31の長さは、例えば、第1実施形態の第1支持部27の長さL9と同じであることができる。また、隣接する第1支持部31の壁面間の間隔L15(図20)は、例えば1/4λbである。ここで、λbは、第1支持部31における電磁波の管内波長である。例えば、間隔L15は0.4mm〜0.9mmとすることができる。   The diameter R1 (FIGS. 20 and 24) of the first support portion 31 is not particularly limited, but the diameter R1 is determined by the plurality of first support portions 31 between the through hole 23 and the shield side that is the outer edge of the shield plate 25. The size can be arranged. For example, the diameter R1 can be 0.05 mm to 0.50 mm. The length of the first support portion 31 in the vertical direction is not particularly limited as long as a gap can be formed between the matching element 19 supported by the ground substrate 18 and the shield plate 25. The length of the 1st support part 31 can be the same as the length L9 of the 1st support part 27 of 1st Embodiment, for example. Moreover, the space | interval L15 (FIG. 20) between the wall surfaces of the adjacent 1st support part 31 is 1/4 (lambda) b, for example. Here, λb is the in-tube wavelength of the electromagnetic wave in the first support portion 31. For example, the distance L15 can be set to 0.4 mm to 0.9 mm.

このような複数の第1支持部31を上記のように配置した場合における、電界強度分布について説明する。図25は、シールド板を上部から平面視した場合における電界強度を示す解析図である。なお、解析時の適用条件は図8と同様であり、整合素子ユニット17における電界強度分布は、第1実施形態の図8に示した通りである。図8のように、整合素子19では、前側の前第2辺19F及び後側の後第2辺19Bにおいて電界強度が大きい。さらに、伝送パターン29においても電界強度が高い。整合素子19を覆うシールド板25では、図25に示すように、図8における整合素子19及び伝送パターン29の電界強度の大きい部分に対応した、領域XI、XII、XIII及びXIVにおいて電界強度が大きい。一方、それ以外の領域である第1支持部31により囲まれた領域では、前記の領域よりも電界強度がかなり小さくなっている。よって、第1支持部31によって、シールド板25と整合素子19との間に隙間を形成しつつ、かつ、整合素子19等からの電磁波の不要放射を抑制できていることが分かる。   The electric field strength distribution in the case where the plurality of first support portions 31 are arranged as described above will be described. FIG. 25 is an analysis diagram showing the electric field strength when the shield plate is viewed from above. The application conditions at the time of analysis are the same as in FIG. 8, and the electric field strength distribution in the matching element unit 17 is as shown in FIG. 8 of the first embodiment. As shown in FIG. 8, in the matching element 19, the electric field strength is high on the front second side 19F on the front side and the rear second side 19B on the rear side. Further, the electric field strength is high also in the transmission pattern 29. In the shield plate 25 covering the matching element 19, as shown in FIG. 25, the electric field strength is high in the regions XI, XII, XIII, and XIV corresponding to the portions of the matching element 19 and the transmission pattern 29 in FIG. . On the other hand, in the region surrounded by the first support portion 31 which is the other region, the electric field strength is considerably smaller than the region. Therefore, it can be seen that the first support portion 31 can suppress unnecessary radiation of electromagnetic waves from the matching element 19 and the like while forming a gap between the shield plate 25 and the matching element 19.

(2)特徴
(2−1)
上記第1実施形態と同様に、整合素子19とシールド板25との間に空気を介在させることで、誘電体を介在させる場合よりも電力損失を抑制し、効率の良い電力変換器を得ることができる。
(2) Features (2-1)
Similarly to the first embodiment, by interposing air between the matching element 19 and the shield plate 25, it is possible to suppress power loss and obtain an efficient power converter as compared with the case where a dielectric is interposed. Can do.

(2−2)
第1支持部31は、整合素子19を内部に有する貫通孔23を取り囲むことで、整合素子19等からの電磁波の不要放射を反射する。これにより、電磁波がシールド板25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。また、第1支持部31の壁面間の間隔L15(図20)が1/4λbであるため、整合素子19等からの電磁波を第1支持部31により囲まれる内部に閉じ込め、不要放射の広がりを抑制できる。
(2-2)
The first support portion 31 surrounds the through-hole 23 having the matching element 19 therein, thereby reflecting unnecessary radiation of electromagnetic waves from the matching element 19 and the like. Thereby, it can suppress that electromagnetic waves spread to the shield board 25, the air, etc., and can suppress a power loss. Further, since the space L15 (FIG. 20) between the wall surfaces of the first support portion 31 is 1 / 4λb, the electromagnetic waves from the matching element 19 and the like are confined in the interior surrounded by the first support portion 31 and the spread of unnecessary radiation is increased. Can be suppressed.

(2−3)
複数の第1支持部31は、直線αを中心として左右対称に配置されているため、左右均等に整合素子19等からの不要放射を抑制することができる。よって、不要放射の抑制が不均一であることに起因する、整合素子19における電磁波の共振状態の不均一を抑制できる。これにより、共振状態の不均一による電力損失を抑制できる。
(2-3)
Since the plurality of first support parts 31 are arranged symmetrically about the straight line α, it is possible to suppress unnecessary radiation from the matching element 19 and the like equally on the left and right. Therefore, the non-uniformity of the resonance state of the electromagnetic wave in the matching element 19 due to the non-uniform suppression of unnecessary radiation can be suppressed. Thereby, power loss due to non-uniform resonance can be suppressed.

(3)変形例
以下に、第2実施形態の電力変換器180の変形例について説明する。なお、第1、第3実施係形態と同様の変形例については、共通の変形例として後述する。
(3−1)
上記第2実施形態では、円筒である第1支持部31によってシールド板25をグランド基板18に対して支持し、整合素子19とシールド板25との間に隙間を形成している。しかし、シールド板25の支持部として図26に示す第1支持部を用いてもよい。図26は、第2実施形態の変形例に係る電力変換器の分解斜視図である。図26に示すように、変形例に係る電力変換器183では、第1支持部33は、グランド基板18の貫通孔23を取り囲み、伝送パターン29に対応して開口を有する隔壁である。このような隔壁である第1支持部33は、上述した第2実施形態の第1支持部31と同様に、シールド板25と整合素子19との間に隙間を形成しつつ、かつ、整合素子19等からの電磁波の不要放射を抑制する。
(3) Modified Examples Hereinafter, modified examples of the power converter 180 of the second embodiment will be described. A modification similar to that of the first and third embodiments will be described later as a common modification.
(3-1)
In the second embodiment, the shield plate 25 is supported with respect to the ground substrate 18 by the cylindrical first support portion 31, and a gap is formed between the matching element 19 and the shield plate 25. However, the first support portion shown in FIG. 26 may be used as the support portion of the shield plate 25. FIG. 26 is an exploded perspective view of a power converter according to a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 26, in the power converter 183 according to the modification, the first support portion 33 is a partition wall that surrounds the through hole 23 of the ground substrate 18 and has an opening corresponding to the transmission pattern 29. The first support portion 33 that is such a partition wall is formed with a gap between the shield plate 25 and the matching element 19 and the matching element similarly to the first support portion 31 of the second embodiment described above. Suppresses unnecessary radiation of electromagnetic waves from 19 etc.

(3−2)
上記第2実施形態は、上記第1実施形態の変形例に係る図15と同様に、導波管11を用いない構成とすることもできる。図27は、平板状の電力変換器を示す分解斜視図である。図27の電力変換器185では、第2実施形態と同様にグランド基板18の貫通孔23に沿って、円筒である複数の第1支持部31が配置されている。この第1支持部31によってシールド板25が支持されることで、シールド板25と整合素子19とが隙間を有して対向している。その他の構成は図15と同様であるので説明を省略する。また、第1支持部31は、図26の隔壁である第1支持部33により代替可能である。
(3-2)
The said 2nd Embodiment can also be set as the structure which does not use the waveguide 11 similarly to FIG. 15 which concerns on the modification of the said 1st Embodiment. FIG. 27 is an exploded perspective view showing a planar power converter. In the power converter 185 of FIG. 27, a plurality of first support portions 31 that are cylinders are arranged along the through holes 23 of the ground substrate 18 as in the second embodiment. Since the shield plate 25 is supported by the first support portion 31, the shield plate 25 and the matching element 19 face each other with a gap. Other configurations are the same as those in FIG. Moreover, the 1st support part 31 can be substituted by the 1st support part 33 which is a partition of FIG.

(3−3)
上記第2実施形態において、上記第1実施形態の変形例に係る図16と同様に、整合素子19は、グランド基板18を介さず、第2支持部21によって導波管11に対して支持されてもよい。図28は、整合素子を支持する第2支持部の別の一例を示す分解斜視図である。図28の電力変換器185aでは、導波管11の上面に、第2支持部21が設けられている。さらに、導波管11の貫通孔15に沿って、円筒である複数の第1支持部31が配置されている。複数の第1支持部31の上下方向の長さは、第2支持部21の上下方向の長さよりも長い。これにより、シールド板25を第1支持部31により導波管11の上面に対して支持した場合に、シールド板25と整合素子19との間に隙間を形成することができる。その他の構成は図16と同様であるので説明を省略する。また、第1支持部31は、図26の隔壁である第1支持部33により代替可能である。
(3-3)
In the second embodiment, as in FIG. 16 according to the modification of the first embodiment, the matching element 19 is supported by the second support portion 21 with respect to the waveguide 11 without the ground substrate 18 interposed therebetween. May be. FIG. 28 is an exploded perspective view showing another example of the second support portion that supports the matching element. In the power converter 185 a of FIG. 28, the second support portion 21 is provided on the upper surface of the waveguide 11. Furthermore, a plurality of first support portions 31 that are cylinders are arranged along the through holes 15 of the waveguide 11. The vertical length of the plurality of first support portions 31 is longer than the vertical length of the second support portion 21. Thereby, when the shield plate 25 is supported on the upper surface of the waveguide 11 by the first support portion 31, a gap can be formed between the shield plate 25 and the matching element 19. Other configurations are the same as those in FIG. Moreover, the 1st support part 31 can be substituted by the 1st support part 33 which is a partition of FIG.

また、上述の図27で示す電力変換器185において、図28に示す整合素子19及び第2支持部21を適用してもよい。図29は、平板状の電力変換器を示す別の一例を示す分解斜視図である。図29の電力変換器185bでは、整合素子19は、第2支持部21によって第1基板ユニット101の第1上面グラウンド113に対して支持されている。
(3−4)
上記第2実施形態では、第1支持部31は円筒であるが、グランド基板18に対してシールド板25を支持し、電磁波の不要放射を抑制できればよく、その形状は限定されない。例えば、第1支持部31は、内部に空洞を有する四角柱状及び多角柱状などに形成されてもよい。また、第1支持部31は内部に空洞を有していなくてもよい。さらに、整合素子19等からの電磁波の不要放射を抑制できれば、第1支持部31の直径及び数等は特に限定されない。
Further, in the power converter 185 shown in FIG. 27 described above, the matching element 19 and the second support portion 21 shown in FIG. 28 may be applied. FIG. 29 is an exploded perspective view showing another example of a flat power converter. In the power converter 185 b of FIG. 29, the matching element 19 is supported by the second support portion 21 with respect to the first upper surface ground 113 of the first substrate unit 101.
(3-4)
In the said 2nd Embodiment, although the 1st support part 31 is a cylinder, it should just support the shield board 25 with respect to the ground board | substrate 18, and can suppress the unnecessary radiation | emission of electromagnetic waves, The shape is not limited. For example, the first support portion 31 may be formed in a quadrangular prism shape or a polygonal column shape having a cavity inside. Moreover, the 1st support part 31 does not need to have a cavity inside. Further, the diameter and number of the first support portions 31 are not particularly limited as long as unnecessary radiation of electromagnetic waves from the matching elements 19 and the like can be suppressed.

<3.第3実施形態>
次に、図面を参照しつつ、本発明の第3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。第3実施形態が第1実施形態と異なるのはシールドユニットの第1支持部の構成であり、その他の構成は第1実施形態とほぼ同様であるため、同一構成には同一の符号を付して説明を省略する。図30は、第3実施形態に係る電力変換器の斜視図である。図31は、図30の分解斜視図である。図32は、導波管の平面図である。図33は、整合素子を含むグランド基板の平面図である。図34は、シールドユニット及び伝送パターンの平面図である。図35は、図31の直線αにおける断面図である。図36は、図31の直線γにおける断面図である。
<3. Third Embodiment>
Next, a power converter and an antenna apparatus including the power converter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the first support portion of the shield unit, and the other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. The description is omitted. FIG. 30 is a perspective view of a power converter according to the third embodiment. FIG. 31 is an exploded perspective view of FIG. FIG. 32 is a plan view of the waveguide. FIG. 33 is a plan view of a ground substrate including a matching element. FIG. 34 is a plan view of the shield unit and the transmission pattern. FIG. 35 is a cross-sectional view taken along line α in FIG. 36 is a cross-sectional view taken along the line γ in FIG.

(1)第1支持部41の構成
第3実施形態のシールドユニット24bの第1支持部41(第2支持基板)は、シールド板25の上部に設けられた誘電体基板からなる。第1支持部41は、その下面によってシールド板25を支持し、シールド板25とグランド基板18との間、ひいてはシールド板25と整合素子19との間に隙間を形成する。
(1) Configuration of First Support Portion 41 The first support portion 41 (second support substrate) of the shield unit 24b of the third embodiment is made of a dielectric substrate provided on the top of the shield plate 25. The first support portion 41 supports the shield plate 25 by its lower surface, and forms a gap between the shield plate 25 and the ground substrate 18, and thus between the shield plate 25 and the matching element 19.

第1支持部41を構成する誘電体基板の厚みは、特に限定されないが厚みW3(図35、図36)を有する。この第1支持部41は、左右方向を支持台ユニット50によって支持されている。具体的には、第1支持部41は、右端の上下方向を一対の右挟持部材53Ra及び53Rbにより挟持されている。右挟持部材53Ra及び53Rbは、右支持台51Rによって所定の高さに支持されている。第1支持部41の左端は、右端と同様に挟持されて支持されているので説明を省略する。このように支持された第1支持部41の中央部の下面にシールド板25が貼付される。伝送パターン29もまたシールド板25と同様に第1支持部41に貼付されてもよい。このとき、シールド板25は、図35及び図36に示すように、グランド基板18に支持された整合素子19と、例えば長さL9の隙間を有している。   Although the thickness of the dielectric substrate which comprises the 1st support part 41 is not specifically limited, It has thickness W3 (FIG. 35, FIG. 36). The first support portion 41 is supported by the support base unit 50 in the left-right direction. Specifically, the first support part 41 is sandwiched in the vertical direction at the right end by a pair of right clamping members 53Ra and 53Rb. The right clamping members 53Ra and 53Rb are supported at a predetermined height by the right support base 51R. Since the left end of the 1st support part 41 is clamped and supported similarly to the right end, description is abbreviate | omitted. The shield plate 25 is affixed to the lower surface of the central portion of the first support portion 41 supported in this way. The transmission pattern 29 may also be affixed to the first support portion 41 in the same manner as the shield plate 25. At this time, the shield plate 25 has a gap of, for example, a length L9, with the matching element 19 supported by the ground substrate 18, as shown in FIGS.

(2)特徴
上記第1実施形態と同様に、整合素子19とシールド板25との間に空気を介在させることで、誘電体を介在させる場合よりも電力損失を抑制し、効率の良い電力変換器100を得ることができる。また、誘電体基板である第1支持部41により、シールド板25を安定に支持できる。
(2) Features Similar to the first embodiment, by interposing air between the matching element 19 and the shield plate 25, power loss can be suppressed and efficient power conversion can be achieved compared to the case where a dielectric is interposed. A vessel 100 can be obtained. Further, the shield plate 25 can be stably supported by the first support portion 41 which is a dielectric substrate.

(3)変形例
以下に、第3実施形態の電力変換器190の変形例について説明する。なお、第1、第2実施係形態と同様の変形例については、共通の変形例として後述する。
(3−1)
上記第3実施形態は、上記第1実施形態の変形例に係る図15と同様に、導波管11を用いない構成とすることもできる。図37は、平板状の電力変換器を示す分解斜視図である。図37の電力変換器195では、第3実施形態と同様にシールド板25は、第1支持部41及び支持台ユニット50によって、整合素子19との間に隙間を有するように支持されている。その他の構成は図15と同様であるので説明を省略する。
(3) Modified Example A modified example of the power converter 190 of the third embodiment will be described below. A modification similar to the first and second embodiments will be described later as a common modification.
(3-1)
Similarly to FIG. 15 according to the modified example of the first embodiment, the third embodiment can be configured not to use the waveguide 11. FIG. 37 is an exploded perspective view showing a flat power converter. In the power converter 195 of FIG. 37, the shield plate 25 is supported by the first support portion 41 and the support base unit 50 so as to have a gap between the matching element 19 as in the third embodiment. Other configurations are the same as those in FIG.

(3−2)
上記第3実施形態において、上記第1実施形態の変形例に係る図16と同様に、整合素子19は、グランド基板18を介さず、第2支持部21によって導波管11に対して支持されてもよい。図38は、整合素子を支持する第2支持部の別の一例を示す分解斜視図である。図38の電力変換器195aでは、導波管11の上面に、第2支持部21が設けられている。さらに、上記第3実施形態と同様にシールド板25は、第1支持部41及び支持台ユニット50によって、整合素子19との間に隙間を有するように支持されている。その他の構成は図16と同様であるので説明を省略する。
(3-2)
In the third embodiment, as in FIG. 16 according to the modification of the first embodiment, the matching element 19 is supported by the second support portion 21 with respect to the waveguide 11 without the ground substrate 18 interposed therebetween. May be. FIG. 38 is an exploded perspective view showing another example of the second support portion that supports the matching element. In the power converter 195 a of FIG. 38, the second support portion 21 is provided on the upper surface of the waveguide 11. Further, similarly to the third embodiment, the shield plate 25 is supported by the first support portion 41 and the support base unit 50 so as to have a gap with the matching element 19. Other configurations are the same as those in FIG.

また、上述の図37で示す電力変換器195において、図38に示す整合素子19及び第2支持部21を適用してもよい。図39は、平板状の電力変換器を示す別の一例を示す分解斜視図である。図39の電力変換器195bでは、整合素子19は、第2支持部21によって第1基板ユニット101の第1上面グラウンド113に対して支持されている。   Further, in the power converter 195 shown in FIG. 37 described above, the matching element 19 and the second support portion 21 shown in FIG. 38 may be applied. FIG. 39 is an exploded perspective view showing another example of a flat power converter. In the power converter 195 b of FIG. 39, the matching element 19 is supported with respect to the first upper surface ground 113 of the first substrate unit 101 by the second support portion 21.

(3−2)
上記第3実施形態では、第1支持部41は誘電体基板である。しかし、シールド板25を支持可能な部材であれば、誘電体基板に限定されない。例えば、第1支持部41は接地電位のグランド基板であってもよい。
(3-2)
In the third embodiment, the first support portion 41 is a dielectric substrate. However, the member is not limited to the dielectric substrate as long as the member can support the shield plate 25. For example, the first support part 41 may be a ground substrate having a ground potential.

<4.変形例>
以上、本発明の第1〜第3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、以下のような種々の変更が可能である。以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。なお、各実施形態における特有の変形例については各実施形態において述べたが、ここでは、第1〜第3実施形態に共通の変形例を述べる。
<4. Modification>
The first to third embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications as described below are possible without departing from the spirit of the present invention. . The gist of the following modifications can be combined as appropriate. In addition, although the modified example peculiar to each embodiment was described in each embodiment, here, a modified example common to the first to third embodiments will be described.

<4−1>
上記第1〜第3実施形態では、左第2支持部21Lと右第2支持部21Rとは、直線αを中心として左右対称である。しかし、少なくとも、左第2支持部21Lと整合素子19との接続部分と、右第2支持部21Rと整合素子19との接続部分とが左右対称であればよい。そのような例として図40を用いて説明する。図40は、左第2支持部及び右第2支持部の整合素子に対する配置関係を示す平面図である。図40では、左第2支持部21Lと整合素子19との接続部分と、右第2支持部21Rと整合素子19との接続部分とは、直線αに対して左右対称である。しかし、左第2支持部21Lと右第2支持部21Rとは反転対称に配置されている。少なくとも、左第2支持部21L及び右第2支持部21Rと整合素子19との接続部分が左右対称であるため、整合素子19における電磁波の共振状態の不均一による電力損失を抑制できる。なお、整合素子19における電磁波の共振状態が不均一とならない程度であれば、左第2支持部21L及び右第2支持部21Rと整合素子19との接続部分が完全な左右対称である必要はない。
<4-1>
In the first to third embodiments, the left second support portion 21L and the right second support portion 21R are symmetrical with respect to the straight line α. However, at least the connection portion between the left second support portion 21L and the matching element 19 and the connection portion between the right second support portion 21R and the matching element 19 need only be symmetrical. Such an example will be described with reference to FIG. FIG. 40 is a plan view showing an arrangement relationship of the left second support portion and the right second support portion with respect to the matching elements. In FIG. 40, the connection portion between the left second support portion 21L and the matching element 19 and the connection portion between the right second support portion 21R and the matching element 19 are symmetrical with respect to the straight line α. However, the left second support portion 21L and the right second support portion 21R are arranged in reverse symmetry. At least the left second support portion 21L, the right second support portion 21R and the matching element 19 are symmetrically connected to each other, so that power loss due to non-uniform resonance state of electromagnetic waves in the matching element 19 can be suppressed. If the resonance state of the electromagnetic wave in the matching element 19 is not uneven, the left second support portion 21L, the right second support portion 21R, and the connection portion of the matching element 19 need to be perfectly symmetrical. Absent.

また、例えば、左第2支持部21Lと右第2支持部21Rとは、例えば、図41のように直線αを中心として非対称に配置されていてもよい。図41は、左第2支持部及び右第2支持部の整合素子に対する配置関係を示す平面図である。図40と同様に、左第2支持部21Lと整合素子19との接続部分と、右第2支持部21Rと整合素子19との接続部分とは、直線αに対して左右対称である。しかし、図40とは異なり、左第2支持部21Lと右第2支持部21Rとは非対称に配置されている。
<4−2>
上記第1〜第3実施形態では、整合素子19と、グランド基板18の貫通孔23とは同位置の中心点βを有する。しかし、整合素子19の左第1辺19Lの中心近傍から左第2支持部21Lが延びており、整合素子19の右第1辺19Rの中心近傍から右第2支持部21Rが延びていればよく、整合素子19の中心と貫通孔23の中心とはずれていてもよい。例えば、左第2支持部21Lは、貫通孔23の左辺23Lの中央近傍からずれた位置に接続されていてもよい。同様に、右第2支持部21Rは、貫通孔23の右辺23Rの中央近傍からずれた位置に接続されていてもよい。この場合であっても、整合素子19のうち電界強度の弱い中央近傍の領域と、左第2支持部21L及び右第2支持部21Rとが接続されることで、第2支持部21を設けることにより生じる、整合素子19における電磁波への影響を抑制し、電力損失を抑制できる。
Further, for example, the left second support portion 21L and the right second support portion 21R may be disposed asymmetrically around the straight line α as shown in FIG. 41, for example. FIG. 41 is a plan view showing an arrangement relationship of the left second support portion and the right second support portion with respect to the matching elements. As in FIG. 40, the connection portion between the left second support portion 21L and the matching element 19 and the connection portion between the right second support portion 21R and the matching element 19 are symmetrical with respect to the straight line α. However, unlike FIG. 40, the left second support portion 21L and the right second support portion 21R are disposed asymmetrically.
<4-2>
In the first to third embodiments, the matching element 19 and the through hole 23 of the ground substrate 18 have the center point β at the same position. However, if the left second support portion 21L extends from the vicinity of the center of the left first side 19L of the matching element 19 and the right second support portion 21R extends from the vicinity of the center of the right first side 19R of the matching element 19 In addition, the center of the matching element 19 and the center of the through hole 23 may be off. For example, the left second support portion 21L may be connected to a position shifted from the vicinity of the center of the left side 23L of the through hole 23. Similarly, the right second support portion 21R may be connected to a position shifted from the vicinity of the center of the right side 23R of the through hole 23. Even in this case, the second support part 21 is provided by connecting the left second support part 21L and the right second support part 21R of the matching element 19 in the vicinity of the center where the electric field strength is weak. This can suppress the influence on the electromagnetic wave in the matching element 19 and suppress power loss.

<4−3>
上記第1〜第3実施形態では、左第2支持部21L及び右第2支持部21Rは、直線γ上において左右方向に沿って直線状に延びている。しかし、左第2支持部21L及び右第2支持部21Rは、湾曲又は屈曲していてもよい。
<4-3>
In the first to third embodiments, the left second support portion 21L and the right second support portion 21R extend linearly along the left-right direction on the straight line γ. However, the left second support portion 21L and the right second support portion 21R may be curved or bent.

<4−4>
左第2支持部21L及び右第2支持部21Rは、少なくとも整合素子19との接続部分が直線γ上に位置すればよく、必ずしも左第2支持部21L及び右第2支持部21R全体が直線γ上に位置する必要はない。
<4-4>
The left second support portion 21L and the right second support portion 21R are only required to have at least the connection portion with the matching element 19 on the straight line γ, and the left second support portion 21L and the right second support portion 21R are not necessarily straight. There is no need to lie on γ.

<4−5>
上記第1〜第3実施形態では、第2支持部21は直線γ上に位置するが、必ずしも直線γ上に位置する必要はない。例えば、第2支持部21は、電磁波が形成する定在波の節が位置する整合素子19の中央近傍に対応して位置すればよい。なお、「中央近傍」とは、整合素子19のうち電界強度の小さい領域であればよく、整合素子19の中心点βのみならず、中心点β及びその近傍を含む意味である。例えば、整合素子19の対向する前第2辺19F及び後第2辺19Bからλg/4の近傍、つまり前第2辺19F及び後第2辺19B間の中央部分ということができる。このλg/4の近傍とは、例えば、一組の前第2辺19F及び後第2辺19Bからλg/4を中心として、±λg/8の範囲ということができる。
<4-5>
In the said 1st-3rd embodiment, although the 2nd support part 21 is located on the straight line (gamma), it does not necessarily need to be located on the straight line (gamma). For example, the second support portion 21 may be positioned corresponding to the vicinity of the center of the matching element 19 where the node of the standing wave formed by the electromagnetic wave is positioned. The “near the center” only needs to be a region having a low electric field strength in the matching element 19 and includes not only the center point β of the matching element 19 but also the center point β and its vicinity. For example, it can be said that it is the vicinity of λg / 4 from the front second side 19F and the rear second side 19B facing each other of the matching element 19, that is, the central portion between the front second side 19F and the rear second side 19B. The vicinity of λg / 4 can be referred to as a range of ± λg / 8 centered on λg / 4 from a pair of front second side 19F and rear second side 19B, for example.

さらには、第2支持部21は、整合素子19における電磁波の定在波の節を通って左右方向に延びる直線上に位置すれば、必ずしも整合素子19の中央近傍に対応して位置する必要はない。   Furthermore, if the second support portion 21 is located on a straight line extending in the left-right direction through the node of the standing wave of the electromagnetic wave in the matching element 19, the second support portion 21 is not necessarily located corresponding to the vicinity of the center of the matching element 19. Absent.

<4−6>
上記第1〜第3実施形態では、整合素子19は、グランド基板18と面一で形成されている。しかし、整合素子19の上下方向の位置はこれに限定されず、グランド基板18よりも上又は下に位置するように、第2支持部21により支持されてもよい。
<4-6>
In the first to third embodiments, the matching element 19 is formed flush with the ground substrate 18. However, the vertical position of the matching element 19 is not limited to this, and the matching element 19 may be supported by the second support portion 21 so as to be positioned above or below the ground substrate 18.

<4−7>
上記第1〜第3実施形態では、整合素子19の前後方向の長さL3はλg/2である。しかし、整合素子19の前後方向において電磁波が共振状態にあればよく、長さL3はλg/2に限定されない。例えば、整合素子19の前後方向の長さL3は(λg/2)×p(pは2以上の整数)であってもよい。ただし、電力変換器100の小型化を達成し、かつ電磁波を安定に共振状態に維持するためには、整合素子19の前後方向の長さL3はλg/2であるのが好ましい。
<4-7>
In the first to third embodiments, the length L3 of the matching element 19 in the front-rear direction is λg / 2. However, it is sufficient that the electromagnetic wave is in a resonance state in the front-rear direction of the matching element 19, and the length L3 is not limited to λg / 2. For example, the length L3 of the matching element 19 in the front-rear direction may be (λg / 2) × p (p is an integer of 2 or more). However, in order to achieve miniaturization of the power converter 100 and maintain the electromagnetic wave in a stable resonance state, the length L3 of the matching element 19 in the front-rear direction is preferably λg / 2.

<4−8>
上記第1〜第3実施形態では、第2支持部21(21L、21R)は直方体状の棒状部材である。しかし、第2支持部21は整合素子19を支持する部材であれば形状は限定されず、例えば円柱状の棒状部材であってもよい。ただし、グランド基板18とともに打ち抜き加工等で一体に形成する場合には、加工の容易性から第2支持部21は直方体状の棒状部材であるのが好ましい。
<4-8>
In the said 1st-3rd embodiment, the 2nd support part 21 (21L, 21R) is a rectangular parallelepiped rod-shaped member. However, the shape of the second support portion 21 is not limited as long as it is a member that supports the matching element 19. For example, the second support portion 21 may be a cylindrical rod-shaped member. However, when it is formed integrally with the ground substrate 18 by punching or the like, the second support portion 21 is preferably a rectangular parallelepiped rod-like member for ease of processing.

<4−9>
上記第1〜第3実施形態では、シールド板25内の切欠き25a内に伝送パターン29が配置されている。しかし、シールド板25によって整合素子19からの電磁波の不要放射を抑制できればよく、切欠き25a内に伝送パターン29が配置されている必要はない。例えば、整合素子19の上方に伝送パターン29が配置され、さらに伝送パターン29の上方にシールド板25が配置されてもよい。
<4-9>
In the first to third embodiments, the transmission pattern 29 is arranged in the notch 25 a in the shield plate 25. However, it suffices that the unnecessary radiation of the electromagnetic wave from the matching element 19 can be suppressed by the shield plate 25, and the transmission pattern 29 does not need to be arranged in the notch 25a. For example, the transmission pattern 29 may be disposed above the matching element 19, and the shield plate 25 may be disposed above the transmission pattern 29.

<4−10>
上記第1〜第3実施形態では、整合素子19は正方形状であるが、例えば正方形状以外の長方形状及び台形状などの矩形状でもよい。また、整合素子19は、共振方向において対向する一組の辺が互いに平行であるのが好ましい。その他、整合素子19は、共振方向において対向する一組の辺が互いに平行であれば、四角形よりも多角形状及び円弧を含む形状であってもよい。
<4-10>
In the first to third embodiments, the matching element 19 has a square shape, but may have a rectangular shape other than the square shape, such as a rectangular shape and a trapezoidal shape. The matching element 19 preferably has a pair of sides facing each other in the resonance direction that are parallel to each other. In addition, the matching element 19 may have a shape including a polygon and an arc rather than a quadrangle as long as a pair of sides facing each other in the resonance direction are parallel to each other.

<4−11>
上記第1〜第3実施形態では、整合素子19を支持する支持基板としてとしてグランド基板18を例示している。しかし、支持基板は接地されている必要はなく、例えば、所定の電位を有する導体であってもよい。ただし、接地されたグランド基板18を用いると、電磁波の電界を安定化できるので好ましい。
<4-11>
In the first to third embodiments, the ground substrate 18 is illustrated as a support substrate that supports the matching element 19. However, the support substrate does not need to be grounded, and may be a conductor having a predetermined potential, for example. However, it is preferable to use a grounded ground substrate 18 because the electric field of electromagnetic waves can be stabilized.

<4−12>
上記第1〜第3実施形態では、伝送パターン29は1本であるが、伝送パターン29の本数は複数本であってもよい。なお、第1支持部27は、伝送パターン29が設けられている領域を除くように配置される。
<4-12>
In the first to third embodiments, the number of transmission patterns 29 is one, but the number of transmission patterns 29 may be plural. In addition, the 1st support part 27 is arrange | positioned so that the area | region in which the transmission pattern 29 is provided may be remove | excluded.

11 :導波管
13 :上部開口
15 :貫通孔
16 :下部開口
17 :整合素子ユニット
18 :グランド基板
19 :整合素子
21 :第2支持部
21L :左第2支持部
21R :右第2支持部
23 :貫通孔
24、24a、24b :シールドユニット
25 :シールド板
25a :切欠き
27 :第1支持部
27HL :左第1水平部
27HR :右第1水平部
29 :伝送パターン
31、33、41 :第1支持部
50 :支持台ユニット
100 :電力変換器
105、105a、105b :電力変換器
111、160 :結合素子
165 :導体パターン
180、183、185 :電力変換器
190、195 :電力変換器
200 :平面アンテナ
300 :高周波回路
1000 :アンテナ装置
11: Waveguide 13: Upper opening 15: Through hole 16: Lower opening 17: Matching element unit 18: Ground substrate 19: Matching element 21: Second support part 21L: Left second support part 21R: Right second support part 23: Through holes 24, 24a, 24b: Shield unit 25: Shield plate 25a: Notch 27: First support portion 27HL: Left first horizontal portion 27HR: Right first horizontal portion 29: Transmission patterns 31, 33, 41: 1st support part 50: Support stand unit 100: Power converter 105, 105a, 105b: Power converter 111, 160: Coupling element 165: Conductive pattern 180, 183, 185: Power converter 190, 195: Power converter 200 : Planar antenna 300: High-frequency circuit 1000: Antenna device

Claims (9)

電磁波が伝送される伝送部と、
前記伝送部において伝送される電磁波を送受信する整合素子と、
前記整合素子に対向して配置されるシールド板と、
前記シールド板を、前記整合素子との間に隙間を有するように支持する少なくとも1つの第1支持部と、
前記シールド板の近傍に配置され、前記整合素子との間で電磁波を送受信する伝送パターンと、
を備える、電力変換器。
A transmission unit for transmitting electromagnetic waves;
A matching element for transmitting and receiving electromagnetic waves transmitted in the transmission unit;
A shield plate disposed to face the matching element;
At least one first support portion for supporting the shield plate with a gap between the shield plate and the matching element;
A transmission pattern that is disposed in the vicinity of the shield plate and transmits and receives electromagnetic waves to and from the matching element;
A power converter.
平面視において、前記整合素子を収容される貫通孔を有する第1支持基板と、
前記整合素子と前記第1支持基板の貫通孔の内縁とを接続する少なくとも1つの第2支持部と、をさらに備える、請求項1に記載の電力変換器。
In plan view, a first support substrate having a through-hole for accommodating the matching element;
The power converter according to claim 1, further comprising: at least one second support portion that connects the matching element and an inner edge of the through hole of the first support substrate.
前記伝送部は、前記電磁波の伝送路である貫通孔を有する導波管であり、
前記導波管の貫通孔の端部の開口と、前記第1支持基板の貫通孔とが対向するように、前記第1支持基板が前記導波管の端部に載置されている、請求項2に記載の電力変換器。
The transmission unit is a waveguide having a through hole that is a transmission path of the electromagnetic wave,
The first support substrate is placed on an end portion of the waveguide so that an opening at an end portion of the through hole of the waveguide faces a through hole of the first support substrate. Item 3. The power converter according to Item 2.
前記少なくとも1つの第1支持部は、前記整合素子の周囲を取り囲むように配置されている、請求項1から3のいずれかに記載の電力変換器。   4. The power converter according to claim 1, wherein the at least one first support portion is disposed so as to surround a periphery of the matching element. 5. 前記少なくとも1つの第1支持部は、前記シールド板に対して前記整合素子と反対側に位置する第2支持基板を含み、
前記第2支持基板は、前記整合素子との間に隙間を形成するように前記シールド板を支持する、請求項1から3のいずれかに記載の電力変換器。
The at least one first support part includes a second support substrate positioned on the opposite side of the matching element with respect to the shield plate,
4. The power converter according to claim 1, wherein the second support substrate supports the shield plate so as to form a gap with the matching element. 5.
平面視において、前記整合素子の中央近傍を通り、前記整合素子における電磁波の共振方向と直交する直交方向に延びる直線に対応するように、前記少なくとも1つの第1支持部が設けられている、請求項1から3のいずれかに記載の電力変換器。   The at least one first support portion is provided so as to correspond to a straight line that passes in the vicinity of the center of the matching element in a plan view and extends in an orthogonal direction orthogonal to the resonance direction of the electromagnetic wave in the matching element. Item 4. The power converter according to any one of Items 1 to 3. 前記第2支持部は、平面視において、前記整合素子の中央近傍を通り、前記整合素子における電磁波の共振方向と直交する直交方向に延びる直線上に設けられている、請求項2に記載の電力変換器。   3. The electric power according to claim 2, wherein the second support portion is provided on a straight line that passes in the vicinity of the center of the matching element in a plan view and extends in an orthogonal direction orthogonal to a resonance direction of an electromagnetic wave in the matching element. converter. 電磁波の送受信を行うアンテナ素子と、
前記アンテナ素子との間で電磁波の電力変換を行う、請求項1から7のいずれかに記載の電力変換器と、
を備えるアンテナ装置。
An antenna element for transmitting and receiving electromagnetic waves;
The power converter according to any one of claims 1 to 7, wherein power conversion of electromagnetic waves is performed with the antenna element.
An antenna device comprising:
前記電力変換器に接続される高周波回路をさらに備える、請求項8に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 8, further comprising a high-frequency circuit connected to the power converter.
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