JP3209225B2 - マイクロ波接続器 - Google Patents
マイクロ波接続器Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
- H01P5/1007—Microstrip transitions to Slotline or finline
Landscapes
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Description
に接続されていない2つの基板の間のマイクロ波エネル
ギを接続するためのマイクロ波接続器に関する。
が同等又はほぼ同等の振幅及び位相で単一の局部発振器
から駆動されなければならないフェーズドアレイレーダ
システムで使用される。これは一連の除算器によって達
成される。除算器網をストリップ線路(トリプレート)
又はマイクロストリップで製造する場合には、ストリッ
プ線路から各モジュールまでの表面放射直角接続器(su
rface launch,right angle,connectors)を使用する必
要がある。これはコストが高く、時間がかかり、時には
実現が難しい。
る。この種の回路は、片面に導電トラックを担持し且つ
反対側の面が接地電極(ground electrode)で被覆され
ている平板状絶縁性基板を含む。導電トラックは、カッ
プラ、サーキュレータ、除算器等を形成するための多く
の標準的形状に形成できる。スロット線路(slotline)
回路は公知のタイプの装置である。この種の回路は、基
板を細いスロット状に露出させるために選択的に除去さ
れるシート電極で片面が被覆された板状絶縁性基板を含
み、逆形マイクロストリップに類似している。マイクロ
ストリップの一変形例は、実際には2つのマイクロスト
リップ回路の面同士を接着したものからなるトリプレー
ト(triplate)である。トリプレートは、導電ストリッ
プ回路を間に挟んで面同士を接合した2つの絶縁性基板
を含む。反対側の面はそれぞれ接地シート電極を担持す
る。
ある。この種のマイクロ波接続器はねじ又はボルトを用
いてストリップ線路の基板上にしっかりと固定しなけれ
ばならないため、製造コストの高い構成方法であり得
る。このような構造は極めて剛性であり、応力が緩和さ
れない。別の公知の接続器として、S.S.Horwktz及びG.
W.BullによってMicrowaves and RF、1989年8月、137〜
143ページに記述されているように、注文製造の表面放
射接続器を使用するものもある。該接続器は、接続ピン
と、ストリップ線路トラックから前記ピンまでの金リボ
ンの溶接とを必要とするピン接続を使用する。該接続器
は、ストリップ線路トラックに設けられた孔を通り単一
ナットによって固定されるU字形ボディを有する。前述
の接続器はどちらも同軸線路にマイクロ波信号を出力
し、信号をマイクロストリップ中に放射する場合には別
の接続器の使用が必要となる。前述の接続器は更に、コ
ストの高い金属加工を大量に必要とし得る。
び位相が振動及び応力変形(strain)に左右されない単
純な構造のマイクロ波接続器を提供する。
を含んでおり、第1基板が、実質的に直角に交わる平
面、又は直角から45゜以内の誤差で交わる平面上で第2
基板の孔の中に挿入されており、第1基板が、マイクロ
ストリップコンポーネントから、基平面(ground plan
e)への短絡内で終端する約1/2波長の長さの疑似平行板
伝送線路まで延びるセーパセクションを含むマイクロス
トリップ回路であり、第2基板が、短絡エレメント内で
終端するスロット線路コンポーネントと、第1基板の疑
似平行板伝送線路を収容するのに十分なスロット線路波
長の約半分の長さを有すると共に、スロット線路の幅よ
りも狭い幅を有する前記短絡エレメントに隣接したスロ
ット孔とを含むスロット線路回路であり、前記2つの基
板が電気的に接続されず、平行板伝送線路とスロット線
路との間の電磁結合に起因して2つの基板の間でエネル
ギ伝達が生じるような構成になっている。
が、この条件から±45゜までの誤差を有し得、その場合
は性能が低下する。
トリップシステムに挿入され得るように、一般的なスロ
ット線路−マイクロストリップ又はトリプレーン(trip
lane)遷移(transition)を含み得る。第2基板はま
た、一般的なスロット線路−マイクロ波遷移の周囲にト
リプレート構造を形成するために、第2のスロット線路
コンポーネントを反対側の面に含み得る。
が軽い締り嵌めによって互いに保持されるように、即ち
2つの基板の組立て及び分離が容易であり且つこれらの
基板が自己支持性を有するように調整し得る。
説明する。
る。
図である。
続器の正面図である。
線路コンポーネント基板内に複数のマイクロストリップ
コンポーネントを担持している接続器の正面図、側面図
及び平面図である。
ストリップコンポーネント3と、これに続く1/4波長テ
ーパセクション4と、疑似平行板伝送線路5とを担持す
る第1基板2を含んでいる。前記伝送線路は長さが約1/
2波長であり、基板2の裏面に取付けられた接地シート
電極7へのラップアラウンド短絡6(wrap around shor
t circuit)内で終端している。
ミックで形成された厚さ0.71mm、幅7mm、誘電率2.5〜10
のプレート、例えばRT/Duroid(登録商標)である。マ
イクロストリップは、エッチングによって基板2に設け
られた厚さ18μmの所定形状の金又は銅の層である。作
動周波数は約8.5GHzであり、従ってテーパ4の長さは約
2.8mm、伝送線路5の長さは約5.8mm、伝送線路5の幅は
約5.25mmである。基板2はマイクロストリップコンポー
ネント3等と協働してマイクロストリップ線路8を構成
する。
スロット線路回路コンポーネント11を担持している。ス
ロット線路はシート電極14に設けられたスロット13で構
成されている。スロット線路の両端はスロット線路短絡
15内で終端している。短絡15には、基板10の厚さを貫通
するスロット16が隣接している。基板10の底には、スロ
ット16の他端から距離をおいて、マイクロストリップ線
路12が一般的な伝送フィードを形成するように設けられ
ている。フィード12とスロット15の隣接端部との間の間
隙はスロット線路波長の約1/4であり、フィード12の自
由端とスロット線路13の中心との間の距離はストリップ
線路波長の約1/4である。第1基板2は、組立てが容易
であり且つ自己支持性が保持されるように、前記スロッ
ト内に軽く締り嵌めされるか又は滑り嵌めされる。スロ
ット16の寸法が少し変化しても遷移の性能には影響ない
と思われる。第1基板は、4つの可能な方向のうちいず
れか1つの方向でスロット16内に挿入し得る。
り、1.26mmの厚さと、任意の適当な幅と、2.5〜10の誘
電率とを有する。電極14は厚さ18μmの銅又は金の層で
ある。スロット線路はホトリソグラフィによって決定さ
れ、エッチングによって幅1mmまで露出される。スロッ
ト16は長さが7.2mm、幅が0.8mmである。これは、マイク
ロストリップ伝送線路5及び裏面電極(back electrod
e)7がスロット線路電極14から約0.145mm離れているこ
とを意味する。従って、マイクロストリップ回路8とス
ロット線路9回路との間には電気的接続が存在しない。
特に、1つのフェーズドアレイ内の多数のエレメントに
給電する場合には、1つの大基板上に多数のスロット線
路を形成し得る。
ルギ結合は電磁結合によって行われる。第5図に示すよ
うに、マイクロストリップフィード伝送線路12は、一般
的なマイクロストリップ−スロット線路遷移でスロット
線路9内のスロット13を励起する。スロット13の長さを
符号Lで示す。該スロットの電気ベクトルは約半分のコ
サインパターンを形成する。平行板伝送線路5は前記電
界の一部分を遮断する。線路5の位置を符号xで示す。
スロット内の総エネルギは で示される。
伝送線路5の幅である値(L−x)に伴って変化する。
ルギ移送又は伝送は、他の点では完全に整合されたシス
テムを想定すれば、前記2つの量の比、即ち(スロット
内の総エネルギ)/(プレートによって遮断されたエネ
ルギ)によって表される。
リプレート構造20を使用することもできる。該トリプレ
ート構造は実際には、共通伝送フィード25を囲んで面同
士を接着した2つのスロット線路基板21、22及び裏面電
極23、24からなる。このような構造では、両方の基板2
1、22にスロット26が設けられ、両方の裏面電極23、24
から材料が除去される。マイクロストリップ伝送線路8
は両方のトリプレート基板を貫通する。1/4波長スロッ
ト線路短絡回路のうちの1つを選択的に被覆すれば(即
ち、フィード25に隣接する電極23又は24に設けられてい
るスロット13のうち1つを被覆すれば)、遷移をより狭
い周波数帯を通るように実施することができ、前記範囲
外の周波数が著しく減衰する。
トリップ又はスロット線路を用いて励起し得る。
は800MHz〜10GHzの周波数で十分な性能を示すことが判
明した。
路13の長さが延長されている。スロット線路13内には複
数のスロット161〜16nが設けられており、各スロットは
第1図のスロット16と類似している。これらのスロット
161、162‥‥‥16nにはマイクロストリップ回路81、82
‥‥‥8nが嵌め込まれている。スロット線路13の電力は
前述のようにマイクロストリップフィード12から供給さ
れる。各マイクロストリップ回路81〜8nはスロット線路
13からエネルギの一部分を抽出する。
線に並置されるか又は斜置(stagger)され得るよう
に、直線又は曲線であり得る。マイクロストリップ81〜
8nは互いに類似した又は異なる回路であり得る。
図、第9図及び第10図に示した。スロット線路の第2基
板30は複数のマイクロストリップ線路81‥‥‥8nを担持
している。各マイクロストリップ8nは、狭い端部31を有
する基板2を含んでいる。基板2は、1/4波長テーパセ
クション4につながるマイクロストリップコンポーネン
ト3と、裏面に取付けられている接地電極へのラップラ
ウンド回路(wrap round circuit)6内で終端している
疑似平行板伝送線5とを担持している。
ド12によって給電される複数のスロット線路131、1
32、...13nを含んでいる。各スロットライン131〜13n内
にはマイクロストリップ線路81〜13nを担持するための
スロット161〜16nが存在する。スロット線路131〜13
nは、必要に応じて、図示のように一直線に並置するか
又は斜置し得る。
Claims (5)
- 【請求項1】第1基板(2)と第2基板(10)とを含む
マイクロ波接続器であって、 第1基板(2)が、実水的に直角に交わる、又は直角か
ら45゜以内の角度で交わる平面上で第2基板(10、21、
22、31)の孔(16)の中に配置されており、 第1基板(2)が、マイクロストリップコンポーネント
(3)から、約1/2波長の長さを有しており、第1基板
(2)の接地面への短絡回路(6)で終端する疑似平行
板伝送線路(5)まで延びるテーパセクション(4)を
含むマイクロストリップ回路(8)であり、 第2基板(10、21、22、31)が、短絡回路エレメント
(15)で終端するスロット線路コンポーネント(13)
と、短絡回路エレメント(15)に隣接しており、第1基
板の疑似平行板伝送線路(5)を収容するのに十分なス
ロット線路波長の約半分の長さを有し且つスロット線路
コンポーネント(13)の幅よりも狭い幅を有するスロッ
ト孔(16)とを含むスロット線路回路であり、 前記第1基板(2)及び前記第2基板(10)が、電気的
に分離されており、疑似平行板伝送線路(5)とスロッ
ト線路コンポーネント(13)との間の電磁結合により前
記第1基板(2)及び前記第2基板(10)の間でエネル
ギ伝達を生じさせるように構成されるマイクロ波接続
器。 - 【請求項2】第2基板(21)が、実質的に平行な平面に
配置された第1スロット線路基板(21)及び第2スロッ
ト線路基板(22)とを有する構造(20)からなり、第1
スロット線路基板(21)及び第2スロット線路基板(2
2)が共通マイクロストリップフィード(25)を封入す
るように互いに接着されている、請求項1に記載の接続
器。 - 【請求項3】第2基板(10)が、別のマイクロストリッ
プ回路への接続を行うために、マイクロストリップエレ
メント(12)に向かって該第2基板上に形成された、ス
ロット線路(13)を有する、請求項1に記載の接続器。 - 【請求項4】マイクロストリップ回路(8)の疑似平行
板伝送線路(5)を支持するために、第2基板(10)
が、スロット線路コンポーネント内に複数のスロット孔
(161−16n)を備える請求項1に記載の接続器。 - 【請求項5】マイクロストリップ回路(81−8n)の基板
を支持するために、第2基板(31)に、スロット孔(16
1−16n)をそれぞれ有する複数のスロット線路(131−1
3n)が形成されている請求項1に記載の接続器。
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