JP2998614B2 - 誘電体線路 - Google Patents
誘電体線路Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor
- H01P3/165—Non-radiating dielectric waveguides
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- Waveguides (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ミリ波帯やマイ
クロ波帯で用いられる伝送路や集積回路などに適する誘
電体線路に関する。
クロ波帯で用いられる伝送路や集積回路などに適する誘
電体線路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２６は従来の誘電体線路（ＮＲＤガイ
ド）の４つのタイプの構成を示す断面図である。（Ａ）
はいわゆるノーマルタイプであり、平行に配設される金
属平板１０１と１０２の間に誘電体ストリップ１００を
備える。（Ｂ）はいわゆるグルーブドタイプであり、金
属平板１０１と１０２とにそれぞれ溝（グルーブ）を形
成して、その溝に誘電体ストリップ１００を嵌め合わせ
ている。（Ｃ）はいわゆるインシュレーティッドタイプ
であり、導電板１０５と１０６の間に低誘電率の誘電体
層１０３，１０４を介して誘電体ストリップ１００を設
けている。（Ｄ）はいわゆるウイングドタイプであり、
それぞれウイング（つば）を有する誘電体ストリップ１
０７，１０８の平面部に導電体１０９，１１０を形成
し、誘電体ストリップ部分を対向させている。
ド）の４つのタイプの構成を示す断面図である。（Ａ）
はいわゆるノーマルタイプであり、平行に配設される金
属平板１０１と１０２の間に誘電体ストリップ１００を
備える。（Ｂ）はいわゆるグルーブドタイプであり、金
属平板１０１と１０２とにそれぞれ溝（グルーブ）を形
成して、その溝に誘電体ストリップ１００を嵌め合わせ
ている。（Ｃ）はいわゆるインシュレーティッドタイプ
であり、導電板１０５と１０６の間に低誘電率の誘電体
層１０３，１０４を介して誘電体ストリップ１００を設
けている。（Ｄ）はいわゆるウイングドタイプであり、
それぞれウイング（つば）を有する誘電体ストリップ１
０７，１０８の平面部に導電体１０９，１１０を形成
し、誘電体ストリップ部分を対向させている。
【０００３】上記ノーマルタイプの誘電体線路について
は、特公昭６２−３５２８１号公報に開示されている。
また、上記グルーブドタイプの誘電体線路は、実開昭５
９−１８３００２号公報に開示されている。上記インシ
ュレーティッドタイプの誘電体線路は特公平１−５１２
０２号公報に開示されている。さらに、上記ウイングド
タイプの誘電体線路は特開平６−２６０８１４号公報に
開示されている。
は、特公昭６２−３５２８１号公報に開示されている。
また、上記グルーブドタイプの誘電体線路は、実開昭５
９−１８３００２号公報に開示されている。上記インシ
ュレーティッドタイプの誘電体線路は特公平１−５１２
０２号公報に開示されている。さらに、上記ウイングド
タイプの誘電体線路は特開平６−２６０８１４号公報に
開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の各タ
イプの誘電体線路は、それぞれの構造に応じた利点を有
する。これらの誘電体線路の伝送モードには、ＬＳＭモ
ードとＬＳＥモードとがあるが、そのうち伝送損失の小
さいＬＳＭ01モードが一般に使用される。ここで両モー
ドの電磁界分布の例を図７に示す。（Ａ）はＬＳＭ01モ
ードの電磁界分布、（Ｂ）はＬＳＥ01モードの電磁界分
布をそれぞれ示している。但し、同図においては誘電体
ストリップ１００の上下に配置される金属平板などの導
電体を省略している。同図において実線は電気力線、破
線は磁力線である。ここで、従来のノーマルタイプの誘
電体線路とグルーブドタイプの誘電体線路について、そ
の分散曲線と計算モデルの例を図８および図９に示す。
両図からわかるように、ＬＳＥ01モードが最低次モード
であり、使用モードであるＬＳＭ01モードは高次モード
となる。そのため、ＬＳＭ01モードを利用する際にはそ
の周波数に関係なくＬＳＥ01モードが生じる場合があ
り、その場合にはＬＳＥ01モードによる影響を受けない
ようにしなければならなかった。
イプの誘電体線路は、それぞれの構造に応じた利点を有
する。これらの誘電体線路の伝送モードには、ＬＳＭモ
ードとＬＳＥモードとがあるが、そのうち伝送損失の小
さいＬＳＭ01モードが一般に使用される。ここで両モー
ドの電磁界分布の例を図７に示す。（Ａ）はＬＳＭ01モ
ードの電磁界分布、（Ｂ）はＬＳＥ01モードの電磁界分
布をそれぞれ示している。但し、同図においては誘電体
ストリップ１００の上下に配置される金属平板などの導
電体を省略している。同図において実線は電気力線、破
線は磁力線である。ここで、従来のノーマルタイプの誘
電体線路とグルーブドタイプの誘電体線路について、そ
の分散曲線と計算モデルの例を図８および図９に示す。
両図からわかるように、ＬＳＥ01モードが最低次モード
であり、使用モードであるＬＳＭ01モードは高次モード
となる。そのため、ＬＳＭ01モードを利用する際にはそ
の周波数に関係なくＬＳＥ01モードが生じる場合があ
り、その場合にはＬＳＥ01モードによる影響を受けない
ようにしなければならなかった。
【０００５】例えば図２７に示すベンドのように、ＬＳ
Ｍ01モードが横方向に非対称な誘電体ストリップ１００
の不連続部に電磁波が入射した場合、ＬＳＥ01モードが
発生する。（図２７においては、上部の金属平板１０１
を分離して描いている。）このＬＳＥ01モードは遮断周
波数がＬＳＭ01モードより低いので誘電体ストリップを
伝搬し、不連続部において、ＬＳＭ01モードの伝送電力
の一部がＬＳＥ01モードに変換され、再びその電力がＬ
ＳＭ01モードに完全に変換されるという過程を周期的に
繰り返す。従って、ベンドの終端で全電力がＬＳＭ01モ
ードに完全に変換されるようにベンドを設計すればベン
ド部における損失を最低限に抑えられる。しかし、上記
条件を満足する範囲は狭く、任意のベンド角および曲率
半径を持つベンド部を構成することはできなかった。
Ｍ01モードが横方向に非対称な誘電体ストリップ１００
の不連続部に電磁波が入射した場合、ＬＳＥ01モードが
発生する。（図２７においては、上部の金属平板１０１
を分離して描いている。）このＬＳＥ01モードは遮断周
波数がＬＳＭ01モードより低いので誘電体ストリップを
伝搬し、不連続部において、ＬＳＭ01モードの伝送電力
の一部がＬＳＥ01モードに変換され、再びその電力がＬ
ＳＭ01モードに完全に変換されるという過程を周期的に
繰り返す。従って、ベンドの終端で全電力がＬＳＭ01モ
ードに完全に変換されるようにベンドを設計すればベン
ド部における損失を最低限に抑えられる。しかし、上記
条件を満足する範囲は狭く、任意のベンド角および曲率
半径を持つベンド部を構成することはできなかった。
【０００６】また、例えば図２８に示すように、３つの
誘電体ストリップ１００と２枚のフェライトディスク３
２を配置し、直流バイアス磁界ＨOCを印加することによ
ってサーキュレータを構成した場合、同図の（Ａ）に示
すように、ポートＰ１からポートＰ２へＬＳＭ01モード
の電磁波を伝搬させる際、ポートＰ３方向へＬＳＥ01モ
ードが伝搬され、損失が増大することになる。図におい
て破線は磁界の分布を示している。尚、同図においては
上下の導電体平面を省略している。このようなＬＳＥ01
モードによる影響を防止するためには、同図の（Ｂ）に
示すように、各誘電体ストリップにモードサプレッサ１
０９を配置するのが有効である。このモードサプレッサ
１０９は内部の中央部に図における鉛直方向に導電体を
設けていて、ＬＳＥ01モードのみを減衰させるようにし
ている。しかし、このような構造ではモードサプレッサ
が新たに必要であり、そのための占有面積も増大する、
という問題があった。
誘電体ストリップ１００と２枚のフェライトディスク３
２を配置し、直流バイアス磁界ＨOCを印加することによ
ってサーキュレータを構成した場合、同図の（Ａ）に示
すように、ポートＰ１からポートＰ２へＬＳＭ01モード
の電磁波を伝搬させる際、ポートＰ３方向へＬＳＥ01モ
ードが伝搬され、損失が増大することになる。図におい
て破線は磁界の分布を示している。尚、同図においては
上下の導電体平面を省略している。このようなＬＳＥ01
モードによる影響を防止するためには、同図の（Ｂ）に
示すように、各誘電体ストリップにモードサプレッサ１
０９を配置するのが有効である。このモードサプレッサ
１０９は内部の中央部に図における鉛直方向に導電体を
設けていて、ＬＳＥ01モードのみを減衰させるようにし
ている。しかし、このような構造ではモードサプレッサ
が新たに必要であり、そのための占有面積も増大する、
という問題があった。
【０００７】さらに、例えば２つの誘電体ストリップを
交差する関係で通す必要がある場合、従来技術ではそれ
ぞれを伝搬する電磁波の影響が相互に及ばないように、
２つの誘電体ストリップを立体的に交差させなければな
らなかった。しかし、そのような構造では装置全体が大
型化する、という問題があった。
交差する関係で通す必要がある場合、従来技術ではそれ
ぞれを伝搬する電磁波の影響が相互に及ばないように、
２つの誘電体ストリップを立体的に交差させなければな
らなかった。しかし、そのような構造では装置全体が大
型化する、という問題があった。
【０００８】この発明の目的は、上述したモード変換に
よる伝送損失を無くした誘電体線路を提供することにあ
る。
よる伝送損失を無くした誘電体線路を提供することにあ
る。
【０００９】この発明の他の目的は、任意のベンド角や
曲率半径を持つベンド部を容易に構成できるようにした
誘電体線路を提供することにある。
曲率半径を持つベンド部を容易に構成できるようにした
誘電体線路を提供することにある。
【００１０】この発明の他の目的は、モードサプレッサ
を用いることなく、ＬＳＥ01モードによる影響をなくし
たサーキュレータを容易に構成できるようにした誘電体
線路を提供することにある。
を用いることなく、ＬＳＥ01モードによる影響をなくし
たサーキュレータを容易に構成できるようにした誘電体
線路を提供することにある。
【００１１】この発明のさらに他の目的は、２つの誘電
体ストリップを交差する関係で通す場合に、２つの誘電
体ストリップを同一平面で交差させ、且つそれぞれを伝
搬する電磁波の影響が相互に及ばないようにして、装置
全体を容易に小型化できるようにした誘電体線路を提供
することにある。
体ストリップを交差する関係で通す場合に、２つの誘電
体ストリップを同一平面で交差させ、且つそれぞれを伝
搬する電磁波の影響が相互に及ばないようにして、装置
全体を容易に小型化できるようにした誘電体線路を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の誘電体線路
は、略平行な２つの導電体平面の間に誘電体ストリップ
を配して誘電体ストリップの部分で電磁波を伝搬させる
伝搬域と、前記誘電体ストリップ以外の部分で前記電磁
波を遮断する非伝搬域とを設けた誘電体線路において、
ベンド部における上記モード変換による伝送損失を無く
すために、請求項１に記載の通りの構成とする。その例
を図１に示す。同図において１，２はそれぞれ導電体平
面であり、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、伝搬域
に介在する誘電体ストリップ１５の誘電率をε１、非伝
搬域に介在する誘電体層の誘電率をε２として、伝搬域
において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ
01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬域にお
いてＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの電磁波を遮
断するようにｈ１，ｈ２，ε１，ε２を定める。
は、略平行な２つの導電体平面の間に誘電体ストリップ
を配して誘電体ストリップの部分で電磁波を伝搬させる
伝搬域と、前記誘電体ストリップ以外の部分で前記電磁
波を遮断する非伝搬域とを設けた誘電体線路において、
ベンド部における上記モード変換による伝送損失を無く
すために、請求項１に記載の通りの構成とする。その例
を図１に示す。同図において１，２はそれぞれ導電体平
面であり、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、伝搬域
に介在する誘電体ストリップ１５の誘電率をε１、非伝
搬域に介在する誘電体層の誘電率をε２として、伝搬域
において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ
01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬域にお
いてＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの電磁波を遮
断するようにｈ１，ｈ２，ε１，ε２を定める。
【００１３】また、この発明の誘電体線路は、２つの導
電体平面の間に誘電体ストリップ以外に誘電体層を介在
させたものにおいて、ベンド部における上記モード変換
による伝送損失を無くすために、請求項２に記載の通り
の構成とする。その例を図２に示す。同図において６は
厚さ寸法ｔ、誘電率がε３の回路基板などの誘電体層で
ある。同図の（Ａ）に示すように、誘電体層６の上下に
誘電率がε１の誘電体ストリップ１５，１６を設ける
か、同図の（Ｂ）に示すように、誘電体ストリップ部分
は図１と同様とし、導電体平面１，２の間の非伝搬域に
のみ誘電体層６を設ける。そして、伝搬域において伝搬
するＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮
断周波数より低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳ
Ｍ01モードおよびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条
件で前記ｈ１，ｈ２，ε１，ε２，ε３およびｔを定め
る。なお、このように２つの導電体平面の間に誘電体ス
トリップ以外の誘電体層を介在させた構造では、回路基
板を上記誘電体層として、例えば回路基板上にＬＳＭ01
モードの電磁界と結合するストリップライン８を設け
て、平面回路を備えた誘電体線路を構成することができ
る。
電体平面の間に誘電体ストリップ以外に誘電体層を介在
させたものにおいて、ベンド部における上記モード変換
による伝送損失を無くすために、請求項２に記載の通り
の構成とする。その例を図２に示す。同図において６は
厚さ寸法ｔ、誘電率がε３の回路基板などの誘電体層で
ある。同図の（Ａ）に示すように、誘電体層６の上下に
誘電率がε１の誘電体ストリップ１５，１６を設ける
か、同図の（Ｂ）に示すように、誘電体ストリップ部分
は図１と同様とし、導電体平面１，２の間の非伝搬域に
のみ誘電体層６を設ける。そして、伝搬域において伝搬
するＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮
断周波数より低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳ
Ｍ01モードおよびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条
件で前記ｈ１，ｈ２，ε１，ε２，ε３およびｔを定め
る。なお、このように２つの導電体平面の間に誘電体ス
トリップ以外の誘電体層を介在させた構造では、回路基
板を上記誘電体層として、例えば回路基板上にＬＳＭ01
モードの電磁界と結合するストリップライン８を設け
て、平面回路を備えた誘電体線路を構成することができ
る。
【００１４】また、この発明の誘電体線路は、略平行な
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項３
に記載の通りの構成とする。その例を図３に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１の誘電体３を介在させる。そして、伝搬域に
おいて伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01
モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬域におい
て前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの電磁波を
遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２およびε１を定める。
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項３
に記載の通りの構成とする。その例を図３に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１の誘電体３を介在させる。そして、伝搬域に
おいて伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01
モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬域におい
て前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの電磁波を
遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２およびε１を定める。
【００１５】また、この発明の誘電体線路は、略平行な
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項４
に記載の通りの構成とする。その例を図４に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１の誘電体３，４を介在させ、非伝搬域および
／または伝搬域に厚さ寸法がｔで誘電率がε３の誘電率
層６を設ける。そして、伝搬域において伝搬するＬＳＭ
01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数よ
り低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳＭ01モード
およびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条件で前記ｈ
１，ｈ２，ε１，ε３およびｔを定める。
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項４
に記載の通りの構成とする。その例を図４に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１の誘電体３，４を介在させ、非伝搬域および
／または伝搬域に厚さ寸法がｔで誘電率がε３の誘電率
層６を設ける。そして、伝搬域において伝搬するＬＳＭ
01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数よ
り低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳＭ01モード
およびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条件で前記ｈ
１，ｈ２，ε１，ε３およびｔを定める。
【００１６】また、この発明の誘電体線路は、略平行な
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項５
に記載の通りの構成とする。その例を図５に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１であり、非伝搬域のつば部分の厚さ寸法がｔ
１である誘電体３および誘電率がε２の他の誘電体層５
を介在させる。そして、伝搬域において伝搬するＬＳＭ
01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数よ
り低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳＭ01モード
およびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条件で前記ｈ
１，ｈ２，ε１，ε２およびｔ１を定める。
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項５
に記載の通りの構成とする。その例を図５に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１であり、非伝搬域のつば部分の厚さ寸法がｔ
１である誘電体３および誘電率がε２の他の誘電体層５
を介在させる。そして、伝搬域において伝搬するＬＳＭ
01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数よ
り低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳＭ01モード
およびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条件で前記ｈ
１，ｈ２，ε１，ε２およびｔ１を定める。
【００１７】また、この発明の誘電体線路は、略平行な
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項６
に記載の通りの構成とする。その例を図６に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１であり、非伝搬域のつば部分の厚さ寸法がｔ
１である誘電体３および誘電率がε２の他の誘電体層５
を介在させ、さらに厚さ寸法がｔで誘電率がε３の誘電
体層６を設ける。そして、伝搬域において伝搬するＬＳ
Ｍ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数
より低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳＭ01モー
ドおよびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条件で前記
ｈ１，ｈ２，ε１，ε２，ε３，ｔおよびｔ１を定め
る。
２つの導電体平面の間に誘電体を配して、伝搬域と非伝
搬域を設けた誘電体線路において、ベンド部における上
記モード変換による伝送損失を無くすために、請求項６
に記載の通りの構成とする。その例を図６に示す。同図
のように、非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の
導電体平面の間隔ｈ１より小さくするとともに、２つの
導電体平面１，２の間に伝搬域から非伝搬域にわたって
誘電率ε１であり、非伝搬域のつば部分の厚さ寸法がｔ
１である誘電体３および誘電率がε２の他の誘電体層５
を介在させ、さらに厚さ寸法がｔで誘電率がε３の誘電
体層６を設ける。そして、伝搬域において伝搬するＬＳ
Ｍ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数
より低くなり、且つ非伝搬域において前記ＬＳＭ01モー
ドおよびＬＳＥ01モードの電磁波を遮断する条件で前記
ｈ１，ｈ２，ε１，ε２，ε３，ｔおよびｔ１を定め
る。
【００１８】また、この発明の誘電体線路は、その伝搬
域と非伝搬域とを容易に構成できるようにするため、請
求項７に記載のとおり、前記導電体平面を樹脂またはセ
ラミクスの射出成形体に金属膜を被膜形成して構成す
る。
域と非伝搬域とを容易に構成できるようにするため、請
求項７に記載のとおり、前記導電体平面を樹脂またはセ
ラミクスの射出成形体に金属膜を被膜形成して構成す
る。
【００１９】上記請求項１〜６に記載の構成によれば、
ＬＳＭ01モードが最低時モードとなり、ベンド部におい
てＬＳＭ01モードからＬＳＥ01モードへのモード変換が
なく、そのモード変換に伴う伝送損失が無くなり、任意
のベンド角および曲率半径にベンド部を設計することが
可能となる。
ＬＳＭ01モードが最低時モードとなり、ベンド部におい
てＬＳＭ01モードからＬＳＥ01モードへのモード変換が
なく、そのモード変換に伴う伝送損失が無くなり、任意
のベンド角および曲率半径にベンド部を設計することが
可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態に係る
誘電体線路の構成を図１０〜図１６を基に以下説明す
る。
誘電体線路の構成を図１０〜図１６を基に以下説明す
る。
【００２１】図１３は第１の実施形態に係る誘電体線路
の斜視図である。同図において９，１０は導電体平面を
構成する金属平板、１５は誘電体ストリップである。金
属平板９，１０の対向面の所定位置にはそれぞれ溝を形
成していて、誘電体ストリップ１５をそれらの溝に嵌め
込む構造としている。図１４は図１３に示した誘電体線
路の断面図である。同図に示すように、誘電体ストリッ
プ１５の比誘電率をεｒ、その幅をｗ、高さをｈ１、非
伝搬域における金属平板９，１０の高さをｈ２、溝の深
さをｇとする。ここでｈ２（＝ｈ１−２ｇ）は、使用す
る周波数の電磁波を非伝搬域において遮断させるため
に、使用する周波数の自由空間での波長をλｏとすれ
ば、ｈ２＜λｏ／２とする。
の斜視図である。同図において９，１０は導電体平面を
構成する金属平板、１５は誘電体ストリップである。金
属平板９，１０の対向面の所定位置にはそれぞれ溝を形
成していて、誘電体ストリップ１５をそれらの溝に嵌め
込む構造としている。図１４は図１３に示した誘電体線
路の断面図である。同図に示すように、誘電体ストリッ
プ１５の比誘電率をεｒ、その幅をｗ、高さをｈ１、非
伝搬域における金属平板９，１０の高さをｈ２、溝の深
さをｇとする。ここでｈ２（＝ｈ１−２ｇ）は、使用す
る周波数の電磁波を非伝搬域において遮断させるため
に、使用する周波数の自由空間での波長をλｏとすれ
ば、ｈ２＜λｏ／２とする。
【００２２】図１０〜図１２は図１４に示した各パラメ
ータを変化させた場合の分散曲線の幾つかの例を示して
いる。各図において、（Ｂ）は計算モデル、（Ａ）はそ
の計算結果による分散曲線であり、横軸に周波数、縦軸
に位相定数βをとっている。
ータを変化させた場合の分散曲線の幾つかの例を示して
いる。各図において、（Ｂ）は計算モデル、（Ａ）はそ
の計算結果による分散曲線であり、横軸に周波数、縦軸
に位相定数βをとっている。
【００２３】図１０はεｒ＝２．０４、ｗ＝２．５ｍ
ｍ、ｈ１＝２．２５ｍｍ、ｈ２＝１．６５ｍｍ、ｇ＝
０．３ｍｍとしたときの例である。この場合、ＬＳＭ01
モードは５３．８ＧＨｚ以上の帯域において伝搬し、Ｌ
ＳＥ01モードは５５．６ＧＨｚ以上の帯域で伝搬するた
め、５３．８Ｇ〜５５．６ＧＨｚの周波数範囲でＬＳＭ
01モードのみが伝搬されるようになる。
ｍ、ｈ１＝２．２５ｍｍ、ｈ２＝１．６５ｍｍ、ｇ＝
０．３ｍｍとしたときの例である。この場合、ＬＳＭ01
モードは５３．８ＧＨｚ以上の帯域において伝搬し、Ｌ
ＳＥ01モードは５５．６ＧＨｚ以上の帯域で伝搬するた
め、５３．８Ｇ〜５５．６ＧＨｚの周波数範囲でＬＳＭ
01モードのみが伝搬されるようになる。
【００２４】図１１はεｒ＝２．０４、ｗ＝２．５ｍ
ｍ、ｈ１＝２．２５ｍｍ、ｈ２＝１．３５ｍｍ、ｇ＝
０．４５ｍｍとしたときの例である。この場合、ＬＳＭ
01モードは５２．１ＧＨｚ以上の帯域において伝搬し、
ＬＳＥ01モードは５７．５ＧＨｚ以上の帯域で伝搬する
ため、５２．１Ｇ〜５７．５ＧＨｚの周波数範囲でＬＳ
Ｍ01モードのみが伝搬されるようになる。
ｍ、ｈ１＝２．２５ｍｍ、ｈ２＝１．３５ｍｍ、ｇ＝
０．４５ｍｍとしたときの例である。この場合、ＬＳＭ
01モードは５２．１ＧＨｚ以上の帯域において伝搬し、
ＬＳＥ01モードは５７．５ＧＨｚ以上の帯域で伝搬する
ため、５２．１Ｇ〜５７．５ＧＨｚの周波数範囲でＬＳ
Ｍ01モードのみが伝搬されるようになる。
【００２５】図１２はεｒ＝２．０４、ｗ＝２．５ｍ
ｍ、ｈ１＝２．１ｍｍ、ｈ２＝１．１ｍｍ、ｇ＝０．５
ｍｍとしたときの例である。この場合、ＬＳＭ01モード
は５４．３ＧＨｚ以上の帯域において伝搬し、ＬＳＥ01
モードは６１．５ＧＨｚ以上の帯域で伝搬するため、５
４．３Ｇ〜６１．５ＧＨｚの周波数範囲でＬＳＭ01モー
ドのみが伝搬されるようになる。
ｍ、ｈ１＝２．１ｍｍ、ｈ２＝１．１ｍｍ、ｇ＝０．５
ｍｍとしたときの例である。この場合、ＬＳＭ01モード
は５４．３ＧＨｚ以上の帯域において伝搬し、ＬＳＥ01
モードは６１．５ＧＨｚ以上の帯域で伝搬するため、５
４．３Ｇ〜６１．５ＧＨｚの周波数範囲でＬＳＭ01モー
ドのみが伝搬されるようになる。
【００２６】図１５は、上記ｗを任意とし、εｒとｇ／
ｈ１の値を変化させるとともに分散曲線を求め、ＬＳＭ
01モードが最低次モードとなる条件を求めた結果であ
る。同図においてハッチング部分はＬＳＭ01モードが最
低次モードとなる条件である。例えばεｒ＝２のときｇ
／ｈ１が０．０９２以上であればＬＳＭ01モードが最低
次モードとなる。同様に例えばεｒ＝４のとき、ｇ／ｈ
１＝０．１３５以上のときＬＳＭ01モードが最低次モー
ドとなる。このようにハッチングで示す条件（但し図１
５においてｇ／ｈ１＝０．５は含まない。）の下では、
ベンド部においてもＬＳＭ01モードのみが伝搬すること
になる。
ｈ１の値を変化させるとともに分散曲線を求め、ＬＳＭ
01モードが最低次モードとなる条件を求めた結果であ
る。同図においてハッチング部分はＬＳＭ01モードが最
低次モードとなる条件である。例えばεｒ＝２のときｇ
／ｈ１が０．０９２以上であればＬＳＭ01モードが最低
次モードとなる。同様に例えばεｒ＝４のとき、ｇ／ｈ
１＝０．１３５以上のときＬＳＭ01モードが最低次モー
ドとなる。このようにハッチングで示す条件（但し図１
５においてｇ／ｈ１＝０．５は含まない。）の下では、
ベンド部においてもＬＳＭ01モードのみが伝搬すること
になる。
【００２７】図１６の（Ａ）は（Ｂ）に示したベンド部
の曲率半径Ｒを９．６ｍｍ、周波数を６０ＧＨｚに規定
して、ベンド角θと伝送損失との関係を従来に比較して
示した図である。図１６の（Ａ）において破線は図８の
（Ｂ）に示した計算モデルで求めた特性、実線は図１２
の（Ｂ）に示した計算モデルで求めた特性である。この
ように従来構造ではベンド角θに応じて伝送損失が０〜
約４ｄＢの範囲で変動し、例えばθ＝７５°を選んだ場
合には、伝送損失が４ｄＢと大きくなる。これに対し、
本願発明に係る誘電体線路によるベンドでは、ベンド角
θに関係なく、損失は常に０ｄＢである。但し、ここで
損失計算は誘電体部分と導体部分による損失を無視した
無損失系で行っている。
の曲率半径Ｒを９．６ｍｍ、周波数を６０ＧＨｚに規定
して、ベンド角θと伝送損失との関係を従来に比較して
示した図である。図１６の（Ａ）において破線は図８の
（Ｂ）に示した計算モデルで求めた特性、実線は図１２
の（Ｂ）に示した計算モデルで求めた特性である。この
ように従来構造ではベンド角θに応じて伝送損失が０〜
約４ｄＢの範囲で変動し、例えばθ＝７５°を選んだ場
合には、伝送損失が４ｄＢと大きくなる。これに対し、
本願発明に係る誘電体線路によるベンドでは、ベンド角
θに関係なく、損失は常に０ｄＢである。但し、ここで
損失計算は誘電体部分と導体部分による損失を無視した
無損失系で行っている。
【００２８】次に、この発明の第２の実施形態に係る誘
電体線路の２つの構成例を断面図として図１７の（Ａ）
と（Ｂ）に示す。いずれも図１３および図１４に示した
第１の実施形態と異なり、金属平板９，１０の溝の角部
分をテーパー状に形成している。（Ｂ）ではさらに誘電
体ストリップ１５の稜線部分を金属平板９，１０の溝の
テーパー部に合わせて面取り形状としている。これによ
り、金属平板の溝に対する誘電体ストリップの嵌め込み
を容易にするとともに、位置ずれを確実に防止すること
ができる。
電体線路の２つの構成例を断面図として図１７の（Ａ）
と（Ｂ）に示す。いずれも図１３および図１４に示した
第１の実施形態と異なり、金属平板９，１０の溝の角部
分をテーパー状に形成している。（Ｂ）ではさらに誘電
体ストリップ１５の稜線部分を金属平板９，１０の溝の
テーパー部に合わせて面取り形状としている。これによ
り、金属平板の溝に対する誘電体ストリップの嵌め込み
を容易にするとともに、位置ずれを確実に防止すること
ができる。
【００２９】次に、この発明の第３の実施形態に係る誘
電体線路の構成を斜視図として図１８に示す。同図にお
いて１３，１４はそれぞれ樹脂（合成樹脂）またはセラ
ミクスの射出成形からなる成形体板である。この成形体
板１３，１４の対向面には導電体平面として作用する導
電体膜１１，１２を設けている。
電体線路の構成を斜視図として図１８に示す。同図にお
いて１３，１４はそれぞれ樹脂（合成樹脂）またはセラ
ミクスの射出成形からなる成形体板である。この成形体
板１３，１４の対向面には導電体平面として作用する導
電体膜１１，１２を設けている。
【００３０】図１９は図１８に示した成形体板および導
電体膜の形成手順を示す斜視図である。まず（Ａ）に示
すように、誘電体ストリップを嵌め込むための溝を予め
有する成形体板１４を作成し、その溝の形成面に銀また
は銅などの導電体膜１２をメッキする。成形体板１３お
よび導電体膜１１についても同様にして作成し、図１８
に示したように溝部分に誘電体ストリップ１５を挟み込
む。このように射出成形体板に導電体膜を形成すること
によって生産性が向上する。また、誘電体ストリップと
同じか近似する線膨張係数を持つ樹脂またはセラミクス
によって成形体板を構成すれば、周囲環境に対して電気
的および機械的に安定した信頼性の高い誘電体線路が得
られる。
電体膜の形成手順を示す斜視図である。まず（Ａ）に示
すように、誘電体ストリップを嵌め込むための溝を予め
有する成形体板１４を作成し、その溝の形成面に銀また
は銅などの導電体膜１２をメッキする。成形体板１３お
よび導電体膜１１についても同様にして作成し、図１８
に示したように溝部分に誘電体ストリップ１５を挟み込
む。このように射出成形体板に導電体膜を形成すること
によって生産性が向上する。また、誘電体ストリップと
同じか近似する線膨張係数を持つ樹脂またはセラミクス
によって成形体板を構成すれば、周囲環境に対して電気
的および機械的に安定した信頼性の高い誘電体線路が得
られる。
【００３１】次に、この発明の第４の実施形態に係る誘
電体線路の斜視図を図２０に示す。同図において３は誘
電体セラミクスまたは樹脂からなる一体成形品であり、
その図における上下の全面に導電体膜１１，１２を形成
している。誘電体３の上下に突出している、高さｈ１の
領域が伝搬域、高さｈ２の領域が非伝搬域となるよう
に、ｈ１＞λｄ／２、ｈ２＜λｄ／２とする。ここでλ
ｄは使用する周波数における誘電体内での波長である。
また、ＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの
遮断周波数より低くなり、且つ使用周波数がＬＳＥ01モ
ードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの遮断周波数との間
となる条件でｈ１，ｈ２および誘電体３の誘電率ε１を
定める。
電体線路の斜視図を図２０に示す。同図において３は誘
電体セラミクスまたは樹脂からなる一体成形品であり、
その図における上下の全面に導電体膜１１，１２を形成
している。誘電体３の上下に突出している、高さｈ１の
領域が伝搬域、高さｈ２の領域が非伝搬域となるよう
に、ｈ１＞λｄ／２、ｈ２＜λｄ／２とする。ここでλ
ｄは使用する周波数における誘電体内での波長である。
また、ＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの
遮断周波数より低くなり、且つ使用周波数がＬＳＥ01モ
ードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの遮断周波数との間
となる条件でｈ１，ｈ２および誘電体３の誘電率ε１を
定める。
【００３２】次に、この発明の第５の実施形態に係る誘
電体線路の構成を斜視図として図２１に示す。同図にお
いて３，４はそれぞれ誘電体セラミクスまたは樹脂の成
形体であり、誘電体３の上面に導電体膜１１，誘電体４
の下面に導電体膜１２を形成している。誘電体３，４の
上下に突出している、高さｈ１の領域が伝搬域、高さｈ
２の領域が非伝搬域となるように、ｈ１＞λｄ／２、ｈ
２＜λｏ／２とする。ここでλｄは使用する周波数にお
ける誘電体内での波長、λｏは使用する周波数における
自由空間での波長である。また、ＬＳＭ01モードの遮断
周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且
つ使用周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01
モードの遮断周波数との間となる条件でｈ１，ｈ２，誘
電体３，４の非伝搬域における厚さ寸法ｔ１および誘電
体３，４の誘電率ε１を定める。
電体線路の構成を斜視図として図２１に示す。同図にお
いて３，４はそれぞれ誘電体セラミクスまたは樹脂の成
形体であり、誘電体３の上面に導電体膜１１，誘電体４
の下面に導電体膜１２を形成している。誘電体３，４の
上下に突出している、高さｈ１の領域が伝搬域、高さｈ
２の領域が非伝搬域となるように、ｈ１＞λｄ／２、ｈ
２＜λｏ／２とする。ここでλｄは使用する周波数にお
ける誘電体内での波長、λｏは使用する周波数における
自由空間での波長である。また、ＬＳＭ01モードの遮断
周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且
つ使用周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01
モードの遮断周波数との間となる条件でｈ１，ｈ２，誘
電体３，４の非伝搬域における厚さ寸法ｔ１および誘電
体３，４の誘電率ε１を定める。
【００３３】次に、この発明の第６の実施形態に係るＦ
Ｍ−ＣＷレーダフロントエンド部の構成を図２２に示
す。同図の（Ａ）は上部金属平板９の内面を示す図、
（Ｂ）は下部の金属平板１０に回路基板７を載置した状
態における平面図である。同図において、上下の金属平
板９，１０の所定位置には互いに対向する鏡対称のパタ
ーンで誘電体ストリップ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ，１５ｅ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ
を設けている。回路基板７はこの金属平板９，１０間に
挟み込まれる。回路基板７には発振器，終端器およびミ
キサとしてそれぞれ作用させるための各種導電体膜パタ
ーンおよび抵抗体膜パターンを形成している。このうち
回路基板７の発振器部分およびミキサ部分にはＲＦチョ
ーク用導電体パターン、ＲＦ整合用導電体パターンおよ
びストリップラインなどの各種パターンを形成してい
て、発振器部分にはバラクタダイオードおよびガンダイ
オードを設け、ミキサ部分にはショットキーバリアダイ
オードを設けている。金属平板９，１０にはその内側に
フェライトディスク３２を、その外側には直流バイアス
磁界を印加するための磁石（不図示）をそれぞれ設けて
いて、誘電体ストリップ１５ｄ，１５ｃ，１５ｅ，１６
ｄ，１６ｃ，１６ｅ、フェライトディスク３２および磁
石がサーキュレータを構成する。このサーキュレータと
誘電体ストリップ１５ｅ，１６ｅおよび抵抗体膜３０か
らなる終端器とによってアイソレータを構成する。誘電
体ストリップ１５ｂ，１６ｂと１５ｃ，１６ｃ間および
誘電体ストリップ１５ｂ，１６ｂと１５ａ，１６ａ間は
それぞれカプラとして作用する。この構成によって、発
振器からの信号は誘電体ストリップ１５ｄ，１６ｄ、サ
ーキュレータおよび誘電体ストリップ１５ｃ，１６ｃを
介してアンテナへ伝送され、もう一つのアンテナより伝
送されてきた反射信号とカプラを介して伝搬される送信
信号との合成信号は誘電体ストリップ１５ａ，１６ａを
伝搬してミキサ部において中間周波信号に変換される。
ここで各誘電体ストリップとその上下の金属平板９，１
０とによる誘電体線路はＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ使用周
波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの
遮断周波数との間となる条件で、伝搬域の金属平板の間
隔、非伝搬域の金属平板の間隔、および誘電体ストリッ
プの誘電率を定めている。従って、誘電体ストリップ１
５ｂ，１６ｂの曲率半径には設計上の制限がないため、
これを十分小さくして、ＦＭ−ＣＷレーダフロントエン
ド部全体を小型化することができる。また、誘電体スト
リップ１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅには使用周波数においてＬＳＥ01モードの電磁波が伝
搬しないため、図２８の（Ｂ）に示したようなモードサ
プレッサ１０９を設ける必要がなく、その分さらに全体
を小型化することができる。
Ｍ−ＣＷレーダフロントエンド部の構成を図２２に示
す。同図の（Ａ）は上部金属平板９の内面を示す図、
（Ｂ）は下部の金属平板１０に回路基板７を載置した状
態における平面図である。同図において、上下の金属平
板９，１０の所定位置には互いに対向する鏡対称のパタ
ーンで誘電体ストリップ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ，１５ｅ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ
を設けている。回路基板７はこの金属平板９，１０間に
挟み込まれる。回路基板７には発振器，終端器およびミ
キサとしてそれぞれ作用させるための各種導電体膜パタ
ーンおよび抵抗体膜パターンを形成している。このうち
回路基板７の発振器部分およびミキサ部分にはＲＦチョ
ーク用導電体パターン、ＲＦ整合用導電体パターンおよ
びストリップラインなどの各種パターンを形成してい
て、発振器部分にはバラクタダイオードおよびガンダイ
オードを設け、ミキサ部分にはショットキーバリアダイ
オードを設けている。金属平板９，１０にはその内側に
フェライトディスク３２を、その外側には直流バイアス
磁界を印加するための磁石（不図示）をそれぞれ設けて
いて、誘電体ストリップ１５ｄ，１５ｃ，１５ｅ，１６
ｄ，１６ｃ，１６ｅ、フェライトディスク３２および磁
石がサーキュレータを構成する。このサーキュレータと
誘電体ストリップ１５ｅ，１６ｅおよび抵抗体膜３０か
らなる終端器とによってアイソレータを構成する。誘電
体ストリップ１５ｂ，１６ｂと１５ｃ，１６ｃ間および
誘電体ストリップ１５ｂ，１６ｂと１５ａ，１６ａ間は
それぞれカプラとして作用する。この構成によって、発
振器からの信号は誘電体ストリップ１５ｄ，１６ｄ、サ
ーキュレータおよび誘電体ストリップ１５ｃ，１６ｃを
介してアンテナへ伝送され、もう一つのアンテナより伝
送されてきた反射信号とカプラを介して伝搬される送信
信号との合成信号は誘電体ストリップ１５ａ，１６ａを
伝搬してミキサ部において中間周波信号に変換される。
ここで各誘電体ストリップとその上下の金属平板９，１
０とによる誘電体線路はＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ使用周
波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの
遮断周波数との間となる条件で、伝搬域の金属平板の間
隔、非伝搬域の金属平板の間隔、および誘電体ストリッ
プの誘電率を定めている。従って、誘電体ストリップ１
５ｂ，１６ｂの曲率半径には設計上の制限がないため、
これを十分小さくして、ＦＭ−ＣＷレーダフロントエン
ド部全体を小型化することができる。また、誘電体スト
リップ１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅには使用周波数においてＬＳＥ01モードの電磁波が伝
搬しないため、図２８の（Ｂ）に示したようなモードサ
プレッサ１０９を設ける必要がなく、その分さらに全体
を小型化することができる。
【００３４】次に、この発明の第７の実施形態に係る誘
電体線路の構成を斜視図として図２３に示す。同図にお
いて誘電体３，４の非伝搬域の高さｈ２を伝搬域の高さ
ｈ１より低く構成し、誘電体３の図における上面および
誘電体４の図における下面にはそれぞれ導電体膜１１，
１２を形成している。この２つの誘電体３，４の間に厚
さ寸法ｔの回路基板７を挟み込ませている。回路基板７
にはストリップラインを設けていて、このストリップラ
インと誘電体ストリップを伝搬するＬＳＭ01モードの電
磁波とを結合させるようにしている。この構造におい
て、伝搬域におけるＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳ
Ｅ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ使用周波数
がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの遮断
周波数との間となる条件でｈ１、ｈ２、ｔ、誘電体３，
４の誘電率および回路基板７の誘電率を定める。
電体線路の構成を斜視図として図２３に示す。同図にお
いて誘電体３，４の非伝搬域の高さｈ２を伝搬域の高さ
ｈ１より低く構成し、誘電体３の図における上面および
誘電体４の図における下面にはそれぞれ導電体膜１１，
１２を形成している。この２つの誘電体３，４の間に厚
さ寸法ｔの回路基板７を挟み込ませている。回路基板７
にはストリップラインを設けていて、このストリップラ
インと誘電体ストリップを伝搬するＬＳＭ01モードの電
磁波とを結合させるようにしている。この構造におい
て、伝搬域におけるＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬＳ
Ｅ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ使用周波数
がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの遮断
周波数との間となる条件でｈ１、ｈ２、ｔ、誘電体３，
４の誘電率および回路基板７の誘電率を定める。
【００３５】次に、この発明の第８の実施形態に係る誘
電体線路の構成を斜視図として図２４に示す。同図にお
いて誘電体３，４の非伝搬域の高さｈ２を伝搬域の高さ
ｈ１より低く構成し、誘電体３，４の非伝搬域における
厚さ寸法をｔ１として、誘電体３の図における上面およ
び誘電体４の図における下面にはそれぞれ導電体膜１
１，１２を形成している。この２つの誘電体３，４の間
に厚さ寸法ｔの回路基板７を挟み込ませている。回路基
板７にはストリップラインを設けていて、このストリッ
プラインと誘電体ストリップを伝搬するＬＳＭ01モード
の電磁波とを結合させるようにしている。この構造にお
いて、伝搬域におけるＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬ
ＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ使用周波
数がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの遮
断周波数との間となる条件でｈ１、ｈ２、ｔ、ｔ１、誘
電体３，４の誘電率および回路基板７の誘電率を定め
る。
電体線路の構成を斜視図として図２４に示す。同図にお
いて誘電体３，４の非伝搬域の高さｈ２を伝搬域の高さ
ｈ１より低く構成し、誘電体３，４の非伝搬域における
厚さ寸法をｔ１として、誘電体３の図における上面およ
び誘電体４の図における下面にはそれぞれ導電体膜１
１，１２を形成している。この２つの誘電体３，４の間
に厚さ寸法ｔの回路基板７を挟み込ませている。回路基
板７にはストリップラインを設けていて、このストリッ
プラインと誘電体ストリップを伝搬するＬＳＭ01モード
の電磁波とを結合させるようにしている。この構造にお
いて、伝搬域におけるＬＳＭ01モードの遮断周波数がＬ
ＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ使用周波
数がＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ01モードの遮
断周波数との間となる条件でｈ１、ｈ２、ｔ、ｔ１、誘
電体３，４の誘電率および回路基板７の誘電率を定め
る。
【００３６】次に、この発明の第９の実施形態に係る誘
電体線路の構成を図２５を基に説明する。同図の（Ａ）
はその分解斜視図である。図に示すように、金属平板
９，１０の対向面にそれぞれ溝を形成していて、十字形
に交差した誘電体ストリップ１５をそれらの溝に嵌め込
む構造としている。ここで、伝搬域におけるＬＳＭ01モ
ードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数より低
くなり、且つ使用周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数
とＬＳＭ01モードの遮断周波数との間となる条件で誘電
体ストリップ１５の誘電率と高さ、非伝搬域における金
属平板の間隔および溝の深さを設定している。図２５の
（Ｂ）は誘電体ストリップ１５の交差部の平面図であ
る。ここで、例えばポートＰ１からポートＰ３方向へＬ
ＳＭ01モードの電磁波を伝搬させた場合、その周波数で
は交差部からポートＰ２方向またはポートＰ４方向へは
ＬＳＥ01モードの電磁波として伝搬しない。また、ポー
トＰ１←→ポートＰ３方向の誘電体ストリップとポート
Ｐ２←→ポートＰ４方向の誘電体ストリップとは直交し
ているため、ポートＰ１←→ポートＰ３方向へ伝搬する
電磁波が交差部からポートＰ２方向またはポートＰ４方
向へＬＳＭ01モードのまま伝搬することも勿論ない。上
述のことはポートＰ２←→ポートＰ４方向へＬＳＭ01モ
ードの電磁波を伝搬させた場合についても同様であり、
このようにして、ポートＰ１←→ポートＰ３方向へ伝搬
するＬＳＭ01モードの電磁波とポートＰ２←→ポートＰ
４方向へ伝搬するＬＳＭ01モードの電磁波とは互いに独
立して同一平面内を同時に伝搬させることができる。
電体線路の構成を図２５を基に説明する。同図の（Ａ）
はその分解斜視図である。図に示すように、金属平板
９，１０の対向面にそれぞれ溝を形成していて、十字形
に交差した誘電体ストリップ１５をそれらの溝に嵌め込
む構造としている。ここで、伝搬域におけるＬＳＭ01モ
ードの遮断周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数より低
くなり、且つ使用周波数がＬＳＥ01モードの遮断周波数
とＬＳＭ01モードの遮断周波数との間となる条件で誘電
体ストリップ１５の誘電率と高さ、非伝搬域における金
属平板の間隔および溝の深さを設定している。図２５の
（Ｂ）は誘電体ストリップ１５の交差部の平面図であ
る。ここで、例えばポートＰ１からポートＰ３方向へＬ
ＳＭ01モードの電磁波を伝搬させた場合、その周波数で
は交差部からポートＰ２方向またはポートＰ４方向へは
ＬＳＥ01モードの電磁波として伝搬しない。また、ポー
トＰ１←→ポートＰ３方向の誘電体ストリップとポート
Ｐ２←→ポートＰ４方向の誘電体ストリップとは直交し
ているため、ポートＰ１←→ポートＰ３方向へ伝搬する
電磁波が交差部からポートＰ２方向またはポートＰ４方
向へＬＳＭ01モードのまま伝搬することも勿論ない。上
述のことはポートＰ２←→ポートＰ４方向へＬＳＭ01モ
ードの電磁波を伝搬させた場合についても同様であり、
このようにして、ポートＰ１←→ポートＰ３方向へ伝搬
するＬＳＭ01モードの電磁波とポートＰ２←→ポートＰ
４方向へ伝搬するＬＳＭ01モードの電磁波とは互いに独
立して同一平面内を同時に伝搬させることができる。
【００３７】
【発明の効果】この発明の請求項１〜６に係る誘電体線
路によれば、ＬＳＭ01モードが最低時モードとなるた
め、使用周波数をＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ
01モードの遮断周波数との間にとれば、ベンド部におい
てＬＳＭ01モードからＬＳＥ01モードへのモード変換が
なく、そのモード変換に伴う伝送損失が無くなり、任意
のベンド角および曲率半径にベンド部を設計することが
可能となる。そのため、ベンド角を大きくしたり曲率半
径を小さくしてベンド部の占有面積を縮小して、装置全
体を容易に小型化することができる。また、サーキュレ
ータ部においてＬＳＭ01モードからＬＳＥ01モードへの
モード変換がないため、そのモード変換に伴う伝送損失
が無くなり、ＬＳＥ01モードを抑制するモードサプレッ
サを用いる必要がなく、サーキュレータ部の占有面積を
縮小して、装置全体を容易に小型化することができる。
さらに、２つの誘電体ストリップを交差する関係で通す
場合に、２つの誘電体ストリップを同一平面で交差さ
せ、且つそれぞれを伝搬する電磁波の影響が相互に及ば
ないようにして、装置全体を容易に小型化することがで
きる。
路によれば、ＬＳＭ01モードが最低時モードとなるた
め、使用周波数をＬＳＥ01モードの遮断周波数とＬＳＭ
01モードの遮断周波数との間にとれば、ベンド部におい
てＬＳＭ01モードからＬＳＥ01モードへのモード変換が
なく、そのモード変換に伴う伝送損失が無くなり、任意
のベンド角および曲率半径にベンド部を設計することが
可能となる。そのため、ベンド角を大きくしたり曲率半
径を小さくしてベンド部の占有面積を縮小して、装置全
体を容易に小型化することができる。また、サーキュレ
ータ部においてＬＳＭ01モードからＬＳＥ01モードへの
モード変換がないため、そのモード変換に伴う伝送損失
が無くなり、ＬＳＥ01モードを抑制するモードサプレッ
サを用いる必要がなく、サーキュレータ部の占有面積を
縮小して、装置全体を容易に小型化することができる。
さらに、２つの誘電体ストリップを交差する関係で通す
場合に、２つの誘電体ストリップを同一平面で交差さ
せ、且つそれぞれを伝搬する電磁波の影響が相互に及ば
ないようにして、装置全体を容易に小型化することがで
きる。
【００３８】また、この発明の請求項７に係る誘電体線
路によれば、伝搬域における導電体平面の間隔と非伝搬
域における導電体平面の間隔との差を大きくしても、そ
の製造が容易となる。
路によれば、伝搬域における導電体平面の間隔と非伝搬
域における導電体平面の間隔との差を大きくしても、そ
の製造が容易となる。
【図１】この発明の請求項１に係る誘電体線路の構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】この発明の請求項２に係る誘電体線路の構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】この発明の請求項３に係る誘電体線路の構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】この発明の請求項４に係る誘電体線路の構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】この発明の請求項５に係る誘電体線路の構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】この発明の請求項６に係る誘電体線路の構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】ＬＳＭ01モードとＬＳＥ01モードの電磁界分布
を示す図である。
を示す図である。
【図８】従来のノーマルタイプの誘電体線路の分散曲線
およびその計算モデルを示す図である。
およびその計算モデルを示す図である。
【図９】従来のグルーブドタイプの誘電体線路の分散曲
線およびその計算モデルを示す図である。
線およびその計算モデルを示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係る誘電体線路の分散曲線
およびその計算モデルの例を示す図である。
およびその計算モデルの例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態に係る誘電体線路の分散曲線
およびその計算モデルの例を示す図である。
およびその計算モデルの例を示す図である。
【図１２】第１の実施形態に係る誘電体線路の分散曲線
およびその計算モデルの例を示す図である。
およびその計算モデルの例を示す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る誘電体線路の斜視図で
ある。
ある。
【図１４】第１の実施形態に係る誘電体線路の断面図で
ある。
ある。
【図１５】誘電体ストリップの比誘電率と溝深さとの組
合せにおける使用領域を示す図である。
合せにおける使用領域を示す図である。
【図１６】ベンド角と伝送損失との関係を示す図であ
る。
る。
【図１７】第２の実施形態に係る誘電体線路の断面図で
ある。
ある。
【図１８】第３の実施形態に係る誘電体線路の斜視図で
ある。
ある。
【図１９】第３の実施形態に係る誘電体線路の作成手順
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２０】第４の実施形態に係る誘電体線路の斜視図で
ある。
ある。
【図２１】第５の実施形態に係る誘電体線路の斜視図で
ある。
ある。
【図２２】第６の実施形態に係るＦＭ−ＣＷレーダフロ
ントエンド部の構成図である。
ントエンド部の構成図である。
【図２３】第７の実施形態に係る誘電体線路の斜視図で
ある。
ある。
【図２４】第８の実施形態に係る誘電体線路の斜視図で
ある。
ある。
【図２５】第９の実施形態に係る誘電体線路の分解斜視
図および平面図である。
図および平面図である。
【図２６】従来の各種誘電体線路の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図２７】誘電体線路のベンドの構成を示す分解斜視図
である。
である。
【図２８】従来の誘電体線路によるサーキュレータの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
１，２−導電体平面 ３，４−誘電体 ５，６−誘電体層 ７−回路基板 ８−ストリップライン ９，１０−金属平板 １１，１２−導電体膜 １３，１４−成形体板 １５，１６−誘電体ストリップ ３０−抵抗体膜 ３２−フェライトディスク １００−誘電体ストリップ １０１，１０２−金属平板 １０３，１０４−誘電体層 １０５，１０６−導電体板 １０７，１０８−誘電体板 １０９−モードサプレッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−260814（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−64608（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−23109（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−8617（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−183002（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 3/16 H01P 1/02
Claims (7)
- 【請求項１】 略平行な２つの導電体平面の間に誘電体
ストリップを配して該誘電体ストリップの部分で電磁波
を伝搬させる伝搬域と、前記誘電体ストリップ以外の部
分で前記電磁波を遮断する非伝搬域とを設けた誘電体線
路において、 非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の導電体平面
の間隔ｈ１より小さくするとともに、伝搬域に介在する
誘電体の誘電率をε１、非伝搬域に介在する誘電体層の
誘電率をε２として、 伝搬域において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬
域において前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの
電磁波を遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２，ε１，ε２を
定めたことを特徴とする誘電体線路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の誘電体線路において、
伝搬域に誘電率がε１の誘電体ストリップを介在させ、
非伝搬域に誘電率がε２の誘電体層を介在させるととも
に、非伝搬域および／または伝搬域に厚さ寸法がｔで誘
電率がε３の誘電体層を更に設けて、 伝搬域において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬
域において前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの
電磁波を遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２，ε１，ε２，
ε３およびｔを定めたことを特徴とする誘電体線路。 - 【請求項３】 略平行な２つの導電体平面の間に誘電体
を配して、前記２つの導電体平面の間で電磁波を伝搬さ
せる伝搬域と、前記電磁波を遮断する非伝搬域とを設け
た誘電体線路において、 非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の導電体平面
の間隔ｈ１より小さくするとともに、前記２つの導電体
平面の間に誘電率がε１の誘電体を介在させて、 伝搬域において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬
域において前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ０１モード
の電磁波を遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２およびε１を
定めたことを特徴とする誘電体線路。 - 【請求項４】 請求項３に記載の誘電体線路において、
非伝搬域および／または伝搬域に厚さ寸法がｔで誘電率
がε３の誘電体層を更に設けて、 伝搬域において伝搬するＬＳＭ０１モードの遮断周波数
がＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝
搬域において前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モード
の電磁波を遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２，ε１，ε３
およびｔを定めたことを特徴とする誘電体線路。 - 【請求項５】 略平行な２つの導電体平面の間に誘電体
を配して、前記２つの導電体平面の間で電磁波を伝搬さ
せる伝搬域と、前記電磁波を遮断する非伝搬域とを設け
た誘電体線路において、 非伝搬域の導電体平面の間隔ｈ２を伝搬域の導電体平面
の間隔ｈ１より小さくするとともに、伝搬域に誘電率ε
１の誘電体を介在させ、非伝搬域に伝搬域から連続する
誘電率ε１の誘電体層および誘電率がε２の他の誘電体
層を介在させて、 伝搬域において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬
域において前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの
電磁波を遮断する条件で前記ｈ１，ｈ２，ε１，ε２お
よび非伝搬域における誘電率がε１の誘電体層の厚み寸
法をそれぞれ定めたことを特徴とする誘電体線路。 - 【請求項６】 請求項５に記載の誘電体線路において、
非伝搬域および／または伝搬域に厚さ寸法がｔで誘電率
がε３の誘電体層を更に設けて、 伝搬域において伝搬するＬＳＭ01モードの遮断周波数が
ＬＳＥ01モードの遮断周波数より低くなり、且つ非伝搬
域において前記ＬＳＭ01モードおよびＬＳＥ01モードの
電磁波を遮断する条件を満たすように前記ｈ１，ｈ２，
ε１，ε２，ε３，ｔおよび非伝搬域における誘電率が
ε１の誘電体層の厚み寸法をそれぞれ定めたことを特徴
とする誘電体線路。 - 【請求項７】 前記導電体平面は樹脂またはセラミクス
の射出成形体に金属膜を被膜形成したものである請求項
１〜６のいずれかに記載の誘電体線路。
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|---|---|---|---|
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