JP3501929B2 - 導波管−マイクロストリップライン変換器 - Google Patents
導波管−マイクロストリップライン変換器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波通信
用アンテナ等のコンバータの入力部に用いられる導波管
−マイクロストリップライン変換器に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、導波管−マイクロストリップライ
ン変換器が用いられた衛星放送受信用アンテナにおい
て、図５に示すように、人工衛星より到来した電波は、
反射鏡２１で反射されて収束され、その収束された電波
は、一次放射器２２を介してローノイズ・ブロックダウ
ン・コンバータ(以下、ＬＮＢという)２３の入力部の導
波管−マイクロストリップライン変換器３０に到達す
る。上記ＬＮＢ２３の導波管−マイクロストリップライ
ン変換器３０に入力された信号は、その次に低雑音増幅
器(以下、ＬＮＡという)で増幅されるが、ＬＮＡの信号
ラインはマイクロストリップラインで構成されている。 【０００３】また、図６は上記導波管−マイクロストリ
ップライン変換器３０の構造を示す要部断面図である。
図６において、３１は断面矩形状かつ有底の筒形状の入
力導波管、３２は上記入力導波管３１の外側に接地導体
４０を介して配置されたＬＮＡの回路基板、３３は上記
入力導波管３１の管壁と回路基板３２とを貫通するプロ
ーブ、３４は上記回路基板３２上に設けられ、上記プロ
ーブ３３の一端に一端が接続されたストリップ導体３４
である。上記ストリップ導体３４と、回路基板３２と、
その回路基板３２裏面の接地導体４０とでマイクロスト
リップライン３５を構成している。上記入力導波管３１
内の特性インピーダンスは、入力導波管３１の寸法と周
波数で決定された値(数百Ω)となる。また、上記ＬＮＡ
のマイクロストリップライン３５は、特性インピーダン
スが５０Ωになるように設計されている。この入力導波
管３１とマイクロストリップライン３５の異なるインピ
ーダンスをプローブ３３により整合させている。この導
波管−マイクロストリップライン変換器３０では、変換
のときの反射損失を小さくするため、入力導波管３１の
内側に突出するプローブ３３の中心軸の位置が入力導波
管３１の空洞３１a底部の反射部３１bからλｇ／４(λ
ｇは入力導波管３１内の波長)離れるように、プローブ
３３を配置している。 【０００４】上記入力導波管３１のプローブ３３が貫通
する部分では、プローブ３３が誘電体部材３７で囲まれ
て、入力導波管３１に支持されている。このプローブ３
３が誘電体部材３７で囲まれている部分は、特性インピ
ーダンスが５０Ωの同軸線路を構成している。一般的
に、同軸線路は、図７に示すように、中心部の導体７１
と外部導体７２および中心導体７１と外部導体７２との
間を絶縁する誘電体部材７３で構成されている。この誘
電体部材７３は、通常テフロン等の誘電体損の小さい材
料が用いられるが、空間すなわち空気を誘電体として利
用する場合もある。上記同軸線路の特性インピーダンス
は次式で表され、上記入力導波管３１のプローブ３３が
貫通する部分は、特性インピーダンスＺｏが５０Ωとな
るように次式を用いて設計する。 【０００５】 【数１】 εｓ：誘電体の比誘電率 ｄ１：プローブの直径 ｄ２：誘電体の外径(＝外部導体の内径) また、上記マイクロストリップライン３５は、図８に示
すように、ストリップ導体３４の幅をＷ,厚さをｔと
し、上記ストリップ導体３４と接地導体４０との間の回
路基板３２の厚さをｈ,比誘電率をεｓとすると、この
マイクロストリップライン３５の特性インピーダンス
は、ストリップ導体の幅Ｗ,厚さｔ、回路基板３２の厚
さｈ,比誘電率εｓによって決まる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】図６において、上記マ
イクロストリップライン３５および入力導波管３１のプ
ローブ３３が貫通する部分の特性インピーダンスは、夫
々５０Ωになるように設計するが、基板３２のプローブ
３３が貫通する部分は、Ｌ(インダクタンス)成分を有
し、同軸構造の外部導体に相当する部分がないため、特
性インピーダンスを５０Ωにすることが困難である。こ
のため、入力導波管３１のプローブ３３が貫通する部分
とマイクロストリップライン３５とのインピーダンスの
整合が取れず、そのため反射損失が大きくなって、変換
損失が大きくなるという問題がある。このような従来構
造の導波管−マイクロストリップライン変換器でも、Ｋ
uバンドの周波数帯(約１０．９５〜１４．５ＧＨｚ)で
は、実用上、大きな変換損失ではなかったため、Ｋuバ
ンドのＬＮＢ等には、この方法が採用されているが、Ｋ
aバンドの周波数帯(約１７．７〜２１．２ＧＨz)以上で
は、変換損失が無視できない値となる。 【０００７】そこで、この発明の目的は、Ｋaバンドの
周波数よりも高い周波数において、低損失な変換ができ
る導波管−マイクロストリップライン変換器を提供する
ことにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の導波管−マイクロストリップライン変換
器は、導波管と、上記導波管の外側に配置された誘電体
基板と、上記導波管の管壁と上記誘電体基板とを貫通す
るプローブと、上記導波管と上記プローブとの間に設け
られた誘電体と、上記誘電体基板上に設けられ、上記プ
ローブに一端が接続されたマイクロストリップラインと
を有する導波管−マイクロストリップライン変換器にお
いて、上記誘電体基板の上記プローブが貫通する部分を
囲むように、上記プローブを中心導体とする同軸線路の
外部導体として上記導波管に突起部を設けたことを特徴
としている。 【０００９】上記請求項１の導波管−マイクロストリッ
プライン変換器によれば、上記導波管に入力された電波
は、上記導波管と誘電体基板とを貫通するプローブを介
してマイクロストリップラインに伝わる。このとき、上
記導波管とマイクロストリップラインの２つの異なる特
性インピーダンスをプローブにより整合させている。上
記プローブを中心導体とし、導波管を外部導体として、
上記プローブと導波管および上記プローブと導波管との
間に設けられた誘電体(テフロン等の材料かまたは空気
でもよい)で同軸線路を構成する。また、上記プローブ
を中心導体とし、上記導波管の突起部を外部導体とし
て、そのプローブと導波管の突起部および上記プローブ
と導波管の突起部との間の誘電体基板で同軸線路を構成
する。したがって、同軸線路の中心導体としてのプロー
ブの直径を調整したり、外部導体としての導波管のプロ
ーブが貫通する穴の直径を調整したり、外部導体として
の導波管の突起部の形状,配置等を調整したりして、プ
ローブを中心導体とする同軸線路の特性インピーダンス
をマイクロストリップラインと略等しくなるようにで
き、プローブを中心導体とする同軸線路とマイクロスト
リップラインとの間のインピーダンス整合が容易とな
る。このため、上記導波管とマイクロストリップライン
の異なるインピーダンスを整合させつつ、損失の少ない
変換ができ、特にＫaバンドの周波数よりも高い例えば
Ｋuバンドの周波数において実用的な導波管−マイクロ
ストリップライン変換器を実現できる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、この発明の導波管−マイク
ロストリップライン変換器を図示の実施の形態により詳
細に説明する。 【００１１】(第１実施形態) 図１はこの発明の第１実施形態の導波管−マイクロスト
リップライン変換器の上面図であり、図２は図１のII−
II線から見た拡大断面図である。なお、この導波管−マ
イクロストリップライン変換器は、図５に示す衛星放送
受信用アンテナと同一のアンテナのＬＮＢ(ローノイズ
・ブロックダウン・コンバータ)に用いられる。 【００１２】図１,図２において、１は断面矩形状かつ
有底の筒形状の入力導波管、２は上記入力導波管１の上
側に接地導体１０(図２に示す)をを介して配置された誘
電体基板としての回路基板、３は上記入力導波管１の管
壁と回路基板２を貫通するプローブ、４は上記回路基板
２上に設けられ、上記プローブ３の一端に一端が接続さ
れたストリップ導体、５は上記ストリップ導体４のプロ
ーブ３側の周囲を囲むように回路基板２上に設けられた
グランドパターンである。上記ストリップ導体４と回路
基板２および接地導体１０でマイクロストリップライン
９を構成している。そして、上記回路基板２のプローブ
３が貫通する部分の外周部のほぼ半周状に、上記グラン
ドパターン５と回路基板２裏面の接地導体１０とを電気
的に接続する複数のスルーホール６を設けている。な
お、上記入力導波管１の空洞１aに突出するプローブ３
の中心軸の位置が入力導波管１の空洞１a底部からλｇ
／４(λｇは入力導波管１の波長)離れるように、プロー
ブ３を配置して、反射損失を小さくしている。 【００１３】上記プローブ３を中心導体とし、プローブ
３の外周部の複数のスルーホール６を外部導体として、
そのプローブ３と複数のスルーホール６および上記プロ
ーブ３と複数のスルーホール６との間の誘電体からなる
回路基板２で同軸線路に相当する構造が得られる。な
お、図２に示すように、上記入力導波管１のプローブ３
が貫通する穴８には、入力導波管１とプローブ３との間
に筒状の誘電体部材７を配置して、プローブ３を中心導
体とし、入力導波管１を外部導体として、そのプローブ
３と入力導波管１および誘電体部材７で同軸線路を構成
している。 【００１４】このように、上記回路基板２のプローブ３
が貫通する部分を同軸線路に相当する構造にして、上記
プローブ３の導波管貫通部分と回路基板貫通部分で構成
された特性インピーダンスがマイクロストリップライン
９と同じ５０Ωに近くなるようにしている。したがっ
て、Ｋaバンドの周波数よりも高い周波数において、入
力導波管１とマイクロストリップライン９とをインピー
ダンス整合させつつ、低損失で変換することができる。
また、この導波管−マイクロストリップライン変換器を
用いて、Ｋaバンドの周波数よりも高い周波数の電波を
低損失で受信可能なアンテナを実現することができる。 【００１５】(第２実施形態) 図３はこの発明の第２実施形態の導波管−マイクロスト
リップライン変換器の上面図であり、図４は図３のIV−
IV線から見た拡大断面図である。なお、この導波管−マ
イクロストリップライン変換器は、図５に示す衛星放送
受信用アンテナと同一のアンテナのＬＮＢに用いられ
る。 【００１６】図３,図４において、１１は断面矩形状か
つ有底の筒形状の入力導波管、１２は上記入力導波管１
１の上側に接地導体２０(図４に示す)を介して配置さ
れ、先端が半円形の突部１２aを有する誘電体基板とし
ての回路基板、１３は上記入力導波管１の管壁と回路基
板２の突部１２aとを貫通するプローブ、１４は上記回
路基板１２上に設けられ、上記プローブ１３の一端に一
端が接続されたストリップ導体である。上記ストリップ
導体１４と回路基板１２および接地導体２０でマイクロ
ストリップライン１９を構成している。上記回路基板１
２のプローブ１３が貫通する部分の外周部のほぼ半周に
ついて、導波管１１に外向に突出する突起部１１bを設
けている。なお、上記入力導波管１１の空洞１１aに突
出するプローブ１３の中心軸の位置が入力導波管１１の
空洞１１a底部からλｇ／４(λｇは入力導波管１１の波
長)離れるように、プローブ１３を配置して、反射損失
を小さくしている。 【００１７】上記プローブ１３を中心導体とし、プロー
ブ１３の外周部の入力導波管１１の突起部１１bを外部
導体とし、また、プローブ１３と導波管部の突起部１１
bの間の回路基板１２の凸部１２aを誘電体として、その
プローブ１３と突起部１１bおよび回路基板１２の凸部
１２aで同軸線路に相当する構造が得られる。なお、図
４に示すように、上記入力導波管１１のプローブ１３が
貫通する穴１８には、入力導波管１１とプローブ１３と
の間に筒状の誘電体部材１７を配置して、プローブ１３
を中心導体とし、入力導波管１１を外部導体として、そ
のプローブ１３と入力導波管１１および上記プローブ１
３と入力導波管１１との間の誘電体部材１７で同軸線路
を構成している。 【００１８】このように、上記回路基板１２のプローブ
１３が貫通する部分を同軸線路に相当する構造にして、
上記プローブ１３の導波管貫通部分と回路基板貫通部分
で構成された同軸線路の特性インピーダンスがマイクロ
ストリップライン１９と同じ５０Ωに近くなるようにし
ている。したがって、Ｋaバンドの周波数よりも高い周
波数において、入力導波管１１とマイクロストリップラ
イン１９とをインピーダンス整合させつつ、低損失で変
換することができる。また、この導波管−マイクロスト
リップライン変換器を用いて、Ｋaバンドの周波数より
も高い周波数の電波を低損失で受信可能なアンテナを実
現することができる。 【００１９】上記第１,第２実施形態では、この発明の
導波管−マイクロストリップライン変換器を用いた衛星
放送受信用アンテナについて説明したが、この発明を送
信用アンテナ等のマイクロ波伝送線路を用いた他の装置
に適用してもよいのは勿論である。 【００２０】また、上記第１,第２実施形態では、断面
矩形状の導波管を用いたが、導波管の断面形状は矩形に
限らず、円形またはその他の形状でもよい。 【００２１】また、上記第２実施形態では、誘電体基板
としての回路基板１２のプローブ１３が貫通する部分を
囲むように、入力導波管１１に突起部を設けたが、誘電
体基板のプローブが貫通する部分を囲むように、上記誘
電体基板上に構成される回路のうちの接地導体に接続す
べき導電性部材に突起部を設けたものでもよい。 【００２２】 【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の導波管−マイクロストリップライン変換器は、導波
管と、上記導波管の外側に配置された誘電体基板と、上
記導波管の管壁と誘電体基板とを貫通するプローブと、
上記導波管とプローブとの間に設けられた誘電体と、上
記誘電体基板上に設けられ、上記プローブに一端が接続
されたマイクロストリップラインとを有する導波管−マ
イクロストリップライン変換器において、上記誘電体基
板のプローブが貫通する部分を囲むように、上記プロー
ブを中心導体とする同軸線路の外部導体として上記導波
管に突起部を設けたものである。 【００２３】したがって、請求項１の発明の導波管−マ
イクロストリップライン変換器によれば、同軸線路を構
成する中心導体としての上記プローブの直径を調整した
り、外部導体としての上記導波管のプローブが貫通する
穴の内径を調整したり、外部導体としての導波管の上記
突起部の形状,配置等を調整したりして、プローブを中
心導体とする同軸線路の特性インピーダンスをマイクロ
ストリップラインと略等しくなるようにでき、プローブ
を中心導体とする同軸線路とマイクロストリップライン
との間のインピーダンス整合が容易になる。したがっ
て、上記導波管とマイクロストリップラインの異なるイ
ンピーダンスを整合させつつ、損失の少ない変換が行え
る導波管−マイクロストリップライン変換器を実現する
ことができる。また、この導波管−マイクロストリップ
ライン変換器をマイクロ波通信用アンテナに用いること
によって、Ｋaバンドの周波数よりも高い例えばＫuバン
ドの周波数において低損失で実用的なアンテナを提供で
きる。
用アンテナ等のコンバータの入力部に用いられる導波管
−マイクロストリップライン変換器に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、導波管−マイクロストリップライ
ン変換器が用いられた衛星放送受信用アンテナにおい
て、図５に示すように、人工衛星より到来した電波は、
反射鏡２１で反射されて収束され、その収束された電波
は、一次放射器２２を介してローノイズ・ブロックダウ
ン・コンバータ(以下、ＬＮＢという)２３の入力部の導
波管−マイクロストリップライン変換器３０に到達す
る。上記ＬＮＢ２３の導波管−マイクロストリップライ
ン変換器３０に入力された信号は、その次に低雑音増幅
器(以下、ＬＮＡという)で増幅されるが、ＬＮＡの信号
ラインはマイクロストリップラインで構成されている。 【０００３】また、図６は上記導波管−マイクロストリ
ップライン変換器３０の構造を示す要部断面図である。
図６において、３１は断面矩形状かつ有底の筒形状の入
力導波管、３２は上記入力導波管３１の外側に接地導体
４０を介して配置されたＬＮＡの回路基板、３３は上記
入力導波管３１の管壁と回路基板３２とを貫通するプロ
ーブ、３４は上記回路基板３２上に設けられ、上記プロ
ーブ３３の一端に一端が接続されたストリップ導体３４
である。上記ストリップ導体３４と、回路基板３２と、
その回路基板３２裏面の接地導体４０とでマイクロスト
リップライン３５を構成している。上記入力導波管３１
内の特性インピーダンスは、入力導波管３１の寸法と周
波数で決定された値(数百Ω)となる。また、上記ＬＮＡ
のマイクロストリップライン３５は、特性インピーダン
スが５０Ωになるように設計されている。この入力導波
管３１とマイクロストリップライン３５の異なるインピ
ーダンスをプローブ３３により整合させている。この導
波管−マイクロストリップライン変換器３０では、変換
のときの反射損失を小さくするため、入力導波管３１の
内側に突出するプローブ３３の中心軸の位置が入力導波
管３１の空洞３１a底部の反射部３１bからλｇ／４(λ
ｇは入力導波管３１内の波長)離れるように、プローブ
３３を配置している。 【０００４】上記入力導波管３１のプローブ３３が貫通
する部分では、プローブ３３が誘電体部材３７で囲まれ
て、入力導波管３１に支持されている。このプローブ３
３が誘電体部材３７で囲まれている部分は、特性インピ
ーダンスが５０Ωの同軸線路を構成している。一般的
に、同軸線路は、図７に示すように、中心部の導体７１
と外部導体７２および中心導体７１と外部導体７２との
間を絶縁する誘電体部材７３で構成されている。この誘
電体部材７３は、通常テフロン等の誘電体損の小さい材
料が用いられるが、空間すなわち空気を誘電体として利
用する場合もある。上記同軸線路の特性インピーダンス
は次式で表され、上記入力導波管３１のプローブ３３が
貫通する部分は、特性インピーダンスＺｏが５０Ωとな
るように次式を用いて設計する。 【０００５】 【数１】 εｓ：誘電体の比誘電率 ｄ１：プローブの直径 ｄ２：誘電体の外径(＝外部導体の内径) また、上記マイクロストリップライン３５は、図８に示
すように、ストリップ導体３４の幅をＷ,厚さをｔと
し、上記ストリップ導体３４と接地導体４０との間の回
路基板３２の厚さをｈ,比誘電率をεｓとすると、この
マイクロストリップライン３５の特性インピーダンス
は、ストリップ導体の幅Ｗ,厚さｔ、回路基板３２の厚
さｈ,比誘電率εｓによって決まる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】図６において、上記マ
イクロストリップライン３５および入力導波管３１のプ
ローブ３３が貫通する部分の特性インピーダンスは、夫
々５０Ωになるように設計するが、基板３２のプローブ
３３が貫通する部分は、Ｌ(インダクタンス)成分を有
し、同軸構造の外部導体に相当する部分がないため、特
性インピーダンスを５０Ωにすることが困難である。こ
のため、入力導波管３１のプローブ３３が貫通する部分
とマイクロストリップライン３５とのインピーダンスの
整合が取れず、そのため反射損失が大きくなって、変換
損失が大きくなるという問題がある。このような従来構
造の導波管−マイクロストリップライン変換器でも、Ｋ
uバンドの周波数帯(約１０．９５〜１４．５ＧＨｚ)で
は、実用上、大きな変換損失ではなかったため、Ｋuバ
ンドのＬＮＢ等には、この方法が採用されているが、Ｋ
aバンドの周波数帯(約１７．７〜２１．２ＧＨz)以上で
は、変換損失が無視できない値となる。 【０００７】そこで、この発明の目的は、Ｋaバンドの
周波数よりも高い周波数において、低損失な変換ができ
る導波管−マイクロストリップライン変換器を提供する
ことにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の導波管−マイクロストリップライン変換
器は、導波管と、上記導波管の外側に配置された誘電体
基板と、上記導波管の管壁と上記誘電体基板とを貫通す
るプローブと、上記導波管と上記プローブとの間に設け
られた誘電体と、上記誘電体基板上に設けられ、上記プ
ローブに一端が接続されたマイクロストリップラインと
を有する導波管−マイクロストリップライン変換器にお
いて、上記誘電体基板の上記プローブが貫通する部分を
囲むように、上記プローブを中心導体とする同軸線路の
外部導体として上記導波管に突起部を設けたことを特徴
としている。 【０００９】上記請求項１の導波管−マイクロストリッ
プライン変換器によれば、上記導波管に入力された電波
は、上記導波管と誘電体基板とを貫通するプローブを介
してマイクロストリップラインに伝わる。このとき、上
記導波管とマイクロストリップラインの２つの異なる特
性インピーダンスをプローブにより整合させている。上
記プローブを中心導体とし、導波管を外部導体として、
上記プローブと導波管および上記プローブと導波管との
間に設けられた誘電体(テフロン等の材料かまたは空気
でもよい)で同軸線路を構成する。また、上記プローブ
を中心導体とし、上記導波管の突起部を外部導体とし
て、そのプローブと導波管の突起部および上記プローブ
と導波管の突起部との間の誘電体基板で同軸線路を構成
する。したがって、同軸線路の中心導体としてのプロー
ブの直径を調整したり、外部導体としての導波管のプロ
ーブが貫通する穴の直径を調整したり、外部導体として
の導波管の突起部の形状,配置等を調整したりして、プ
ローブを中心導体とする同軸線路の特性インピーダンス
をマイクロストリップラインと略等しくなるようにで
き、プローブを中心導体とする同軸線路とマイクロスト
リップラインとの間のインピーダンス整合が容易とな
る。このため、上記導波管とマイクロストリップライン
の異なるインピーダンスを整合させつつ、損失の少ない
変換ができ、特にＫaバンドの周波数よりも高い例えば
Ｋuバンドの周波数において実用的な導波管−マイクロ
ストリップライン変換器を実現できる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、この発明の導波管−マイク
ロストリップライン変換器を図示の実施の形態により詳
細に説明する。 【００１１】(第１実施形態) 図１はこの発明の第１実施形態の導波管−マイクロスト
リップライン変換器の上面図であり、図２は図１のII−
II線から見た拡大断面図である。なお、この導波管−マ
イクロストリップライン変換器は、図５に示す衛星放送
受信用アンテナと同一のアンテナのＬＮＢ(ローノイズ
・ブロックダウン・コンバータ)に用いられる。 【００１２】図１,図２において、１は断面矩形状かつ
有底の筒形状の入力導波管、２は上記入力導波管１の上
側に接地導体１０(図２に示す)をを介して配置された誘
電体基板としての回路基板、３は上記入力導波管１の管
壁と回路基板２を貫通するプローブ、４は上記回路基板
２上に設けられ、上記プローブ３の一端に一端が接続さ
れたストリップ導体、５は上記ストリップ導体４のプロ
ーブ３側の周囲を囲むように回路基板２上に設けられた
グランドパターンである。上記ストリップ導体４と回路
基板２および接地導体１０でマイクロストリップライン
９を構成している。そして、上記回路基板２のプローブ
３が貫通する部分の外周部のほぼ半周状に、上記グラン
ドパターン５と回路基板２裏面の接地導体１０とを電気
的に接続する複数のスルーホール６を設けている。な
お、上記入力導波管１の空洞１aに突出するプローブ３
の中心軸の位置が入力導波管１の空洞１a底部からλｇ
／４(λｇは入力導波管１の波長)離れるように、プロー
ブ３を配置して、反射損失を小さくしている。 【００１３】上記プローブ３を中心導体とし、プローブ
３の外周部の複数のスルーホール６を外部導体として、
そのプローブ３と複数のスルーホール６および上記プロ
ーブ３と複数のスルーホール６との間の誘電体からなる
回路基板２で同軸線路に相当する構造が得られる。な
お、図２に示すように、上記入力導波管１のプローブ３
が貫通する穴８には、入力導波管１とプローブ３との間
に筒状の誘電体部材７を配置して、プローブ３を中心導
体とし、入力導波管１を外部導体として、そのプローブ
３と入力導波管１および誘電体部材７で同軸線路を構成
している。 【００１４】このように、上記回路基板２のプローブ３
が貫通する部分を同軸線路に相当する構造にして、上記
プローブ３の導波管貫通部分と回路基板貫通部分で構成
された特性インピーダンスがマイクロストリップライン
９と同じ５０Ωに近くなるようにしている。したがっ
て、Ｋaバンドの周波数よりも高い周波数において、入
力導波管１とマイクロストリップライン９とをインピー
ダンス整合させつつ、低損失で変換することができる。
また、この導波管−マイクロストリップライン変換器を
用いて、Ｋaバンドの周波数よりも高い周波数の電波を
低損失で受信可能なアンテナを実現することができる。 【００１５】(第２実施形態) 図３はこの発明の第２実施形態の導波管−マイクロスト
リップライン変換器の上面図であり、図４は図３のIV−
IV線から見た拡大断面図である。なお、この導波管−マ
イクロストリップライン変換器は、図５に示す衛星放送
受信用アンテナと同一のアンテナのＬＮＢに用いられ
る。 【００１６】図３,図４において、１１は断面矩形状か
つ有底の筒形状の入力導波管、１２は上記入力導波管１
１の上側に接地導体２０(図４に示す)を介して配置さ
れ、先端が半円形の突部１２aを有する誘電体基板とし
ての回路基板、１３は上記入力導波管１の管壁と回路基
板２の突部１２aとを貫通するプローブ、１４は上記回
路基板１２上に設けられ、上記プローブ１３の一端に一
端が接続されたストリップ導体である。上記ストリップ
導体１４と回路基板１２および接地導体２０でマイクロ
ストリップライン１９を構成している。上記回路基板１
２のプローブ１３が貫通する部分の外周部のほぼ半周に
ついて、導波管１１に外向に突出する突起部１１bを設
けている。なお、上記入力導波管１１の空洞１１aに突
出するプローブ１３の中心軸の位置が入力導波管１１の
空洞１１a底部からλｇ／４(λｇは入力導波管１１の波
長)離れるように、プローブ１３を配置して、反射損失
を小さくしている。 【００１７】上記プローブ１３を中心導体とし、プロー
ブ１３の外周部の入力導波管１１の突起部１１bを外部
導体とし、また、プローブ１３と導波管部の突起部１１
bの間の回路基板１２の凸部１２aを誘電体として、その
プローブ１３と突起部１１bおよび回路基板１２の凸部
１２aで同軸線路に相当する構造が得られる。なお、図
４に示すように、上記入力導波管１１のプローブ１３が
貫通する穴１８には、入力導波管１１とプローブ１３と
の間に筒状の誘電体部材１７を配置して、プローブ１３
を中心導体とし、入力導波管１１を外部導体として、そ
のプローブ１３と入力導波管１１および上記プローブ１
３と入力導波管１１との間の誘電体部材１７で同軸線路
を構成している。 【００１８】このように、上記回路基板１２のプローブ
１３が貫通する部分を同軸線路に相当する構造にして、
上記プローブ１３の導波管貫通部分と回路基板貫通部分
で構成された同軸線路の特性インピーダンスがマイクロ
ストリップライン１９と同じ５０Ωに近くなるようにし
ている。したがって、Ｋaバンドの周波数よりも高い周
波数において、入力導波管１１とマイクロストリップラ
イン１９とをインピーダンス整合させつつ、低損失で変
換することができる。また、この導波管−マイクロスト
リップライン変換器を用いて、Ｋaバンドの周波数より
も高い周波数の電波を低損失で受信可能なアンテナを実
現することができる。 【００１９】上記第１,第２実施形態では、この発明の
導波管−マイクロストリップライン変換器を用いた衛星
放送受信用アンテナについて説明したが、この発明を送
信用アンテナ等のマイクロ波伝送線路を用いた他の装置
に適用してもよいのは勿論である。 【００２０】また、上記第１,第２実施形態では、断面
矩形状の導波管を用いたが、導波管の断面形状は矩形に
限らず、円形またはその他の形状でもよい。 【００２１】また、上記第２実施形態では、誘電体基板
としての回路基板１２のプローブ１３が貫通する部分を
囲むように、入力導波管１１に突起部を設けたが、誘電
体基板のプローブが貫通する部分を囲むように、上記誘
電体基板上に構成される回路のうちの接地導体に接続す
べき導電性部材に突起部を設けたものでもよい。 【００２２】 【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の導波管−マイクロストリップライン変換器は、導波
管と、上記導波管の外側に配置された誘電体基板と、上
記導波管の管壁と誘電体基板とを貫通するプローブと、
上記導波管とプローブとの間に設けられた誘電体と、上
記誘電体基板上に設けられ、上記プローブに一端が接続
されたマイクロストリップラインとを有する導波管−マ
イクロストリップライン変換器において、上記誘電体基
板のプローブが貫通する部分を囲むように、上記プロー
ブを中心導体とする同軸線路の外部導体として上記導波
管に突起部を設けたものである。 【００２３】したがって、請求項１の発明の導波管−マ
イクロストリップライン変換器によれば、同軸線路を構
成する中心導体としての上記プローブの直径を調整した
り、外部導体としての上記導波管のプローブが貫通する
穴の内径を調整したり、外部導体としての導波管の上記
突起部の形状,配置等を調整したりして、プローブを中
心導体とする同軸線路の特性インピーダンスをマイクロ
ストリップラインと略等しくなるようにでき、プローブ
を中心導体とする同軸線路とマイクロストリップライン
との間のインピーダンス整合が容易になる。したがっ
て、上記導波管とマイクロストリップラインの異なるイ
ンピーダンスを整合させつつ、損失の少ない変換が行え
る導波管−マイクロストリップライン変換器を実現する
ことができる。また、この導波管−マイクロストリップ
ライン変換器をマイクロ波通信用アンテナに用いること
によって、Ｋaバンドの周波数よりも高い例えばＫuバン
ドの周波数において低損失で実用的なアンテナを提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の導波管−マ
イクロストリップライン変換器の構造を示す上面図であ
る。 【図２】 図２は上記導波管−マイクロストリップライ
ン変換器のII−II線から見た拡大断面図である。 【図３】 図３はこの発明の第２実施形態の導波管−マ
イクロストリップライン変換器の構造を示す上面図であ
る。 【図４】 図４は上記導波管−マイクロストリップライ
ン変換器のIV−IV線から見た拡大断面図である。 【図５】 図５は衛星放送受信用アンテナの概略図であ
る。 【図６】 図６は従来の導波管−マイクロストリップラ
イン変換器の構造を示す断面図である。 【図７】 図７は一般的な同軸線路の構造を示す断面図
である。 【図８】 図８は一般的なマイクロストリップラインの
構造を示す要部断面図である。 【符号の説明】 １,１１…入力導波管、２,１２…回路基板、３,１３…
プローブ、４,１４…ストリップ導体、６…スルーホー
ル、９,１９…マイクロストリップライン、１０,２０…
接地導体、１１b…導波管部材による凸部、２１…アン
テナの反射鏡、２２…一次放射器、２３…ＬＮＢ、３０
…導波管−マイクロストリップライン変換器。
イクロストリップライン変換器の構造を示す上面図であ
る。 【図２】 図２は上記導波管−マイクロストリップライ
ン変換器のII−II線から見た拡大断面図である。 【図３】 図３はこの発明の第２実施形態の導波管−マ
イクロストリップライン変換器の構造を示す上面図であ
る。 【図４】 図４は上記導波管−マイクロストリップライ
ン変換器のIV−IV線から見た拡大断面図である。 【図５】 図５は衛星放送受信用アンテナの概略図であ
る。 【図６】 図６は従来の導波管−マイクロストリップラ
イン変換器の構造を示す断面図である。 【図７】 図７は一般的な同軸線路の構造を示す断面図
である。 【図８】 図８は一般的なマイクロストリップラインの
構造を示す要部断面図である。 【符号の説明】 １,１１…入力導波管、２,１２…回路基板、３,１３…
プローブ、４,１４…ストリップ導体、６…スルーホー
ル、９,１９…マイクロストリップライン、１０,２０…
接地導体、１１b…導波管部材による凸部、２１…アン
テナの反射鏡、２２…一次放射器、２３…ＬＮＢ、３０
…導波管−マイクロストリップライン変換器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 5/107
H01P 5/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 導波管と、上記導波管の外側に配置され
た誘電体基板と、上記導波管の管壁と上記誘電体基板と
を貫通するプローブと、上記導波管と上記プローブとの
間に設けられた誘電体と、上記誘電体基板上に設けら
れ、上記プローブに一端が接続されたマイクロストリッ
プラインとを有する導波管−マイクロストリップライン
変換器において、 上記誘電体基板の上記プローブが貫通する部分を囲むよ
うに、上記プローブを中心導体とする同軸線路の外部導
体として上記導波管に突起部を設けたことを特徴とする
導波管−マイクロストリップライン変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31343497A JP3501929B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 導波管−マイクロストリップライン変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31343497A JP3501929B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 導波管−マイクロストリップライン変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150403A JPH11150403A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3501929B2 true JP3501929B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=18041254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31343497A Expired - Fee Related JP3501929B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 導波管−マイクロストリップライン変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3501929B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004096206A (ja) | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Fujitsu Ten Ltd | 導波管・平面線路変換器、及び高周波回路装置 |
| JP5183527B2 (ja) * | 2009-03-02 | 2013-04-17 | 三菱電機株式会社 | 差動線路−導波管変換器 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31343497A patent/JP3501929B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11150403A (ja) | 1999-06-02 |
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