JP3746155B2 - Nrdガイドによる反射係数位相調整器 - Google Patents

Nrdガイドによる反射係数位相調整器 Download PDF

Info

Publication number
JP3746155B2
JP3746155B2 JP22001998A JP22001998A JP3746155B2 JP 3746155 B2 JP3746155 B2 JP 3746155B2 JP 22001998 A JP22001998 A JP 22001998A JP 22001998 A JP22001998 A JP 22001998A JP 3746155 B2 JP3746155 B2 JP 3746155B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflection coefficient
plate
dielectric strip
nrd guide
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP22001998A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000059103A (ja
Inventor
潤寧 馬場
太司 黒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP22001998A priority Critical patent/JP3746155B2/ja
Publication of JP2000059103A publication Critical patent/JP2000059103A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3746155B2 publication Critical patent/JP3746155B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Waveguides (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、NRDガイド(Non-Radiative Dielectric wave-guide,非放射性誘電体線路)から成る回路の周波数特性等の改善に有効で、NRDガイドにより反射係数の位相を調整する反射係数位相調整器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、高速大容量通信に適したミリ波・マイクロ波帯の電波を用いたデータ通信端末の開発が盛んに行われているが、マイクロストリップ線路では、伝送損失が問題になるこのような高周波帯においても低損失性を有し、また試作も容易な伝送線路としてNRDガイドが注目されている。
【0003】
これまでにも発振器を始めとして、ミクサ、ASK変調器、BPSK変調器などがNRDガイドを用いて開発されているが、一部のNRDガイドBPSK変調器では反射係数の位相を調整するNRDガイド回路が使用されている。このようなNRDガイドを用いた反射係数の位相調整回路において、位相の変化範囲を広くし、なおかつ容易に調整を行いたいという要求が高まりつつある。
【0004】
以下に、従来のNRDガイドによる反射係数位相調整器について説明する。図10は従来のNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す斜視図であり、図11(a)、(b)は誘電体ストリップ上での電圧定在波分布の一例を示す分布図である。図10において、1、2はNRDガイドを構成する導体板、3、4は導体板1、2に挟まれた誘電体ストリップである。図10で、誘電体ストリップ3と誘電体ストリップ4は隙間が生じないように密着させてある。誘電体ストリップ3は他のNRDガイド回路へ接続されている。
【0005】
以上のように構成されたNRDガイドによる反射係数位相調整器において、図10の誘電体ストリップ3、4上での電圧定在波分布の一例として電圧定在波分布5を図11に示す。分布定数線路上での電圧定在波分布では、電圧最大点と最小点が伝送波長(以下、「λg」と記載する)の4分の1波長間隔で周期的に繰り返すため、誘電体ストリップ4の長さが決まると、必然的に誘電体ストリップ3の端面から誘電体ストリップ4側をみた反射係数の位相が決定される。図11(a)は、誘電体ストリップ3の端面から誘電体ストリップ4側をみたときの、最も近い電圧定在波分布の電圧最大点までの長さがλg/8になるときの電圧定在波分布の例であり、誘電体ストリップ3の端面から誘電体ストリップ4側をみた反射係数の位相は−90°になる。図11(b)は、図11(a)の誘電体ストリップ4の長さをλg/4だけ短くしたときの、誘電体ストリップ3、4上での電圧定在波分布を示したものである。誘電体ストリップ3の端面から誘電体ストリップ4側を見て、電圧定在波分布の電圧最小点までの距離がλg/8となるために、反射係数の位相は+90°になる。上記の例以外にも、誘電体ストリップ4の長さによっては反射係数の位相をその他の値に設定することもでき、誘電体ストリップ3の端面から誘電体ストリップ4側をみた反射係数の位相を±180°に渡って調整することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のNRDによる反射係数位相調整器では、反射係数の位相調整に際して、物理的に誘電体ストリップ4の長さを変えなければならないため、反射係数の位相を広範囲に渡って精度よく調整するためには、誘電体ストリップ4を様々な長さに加工し交換しなければならず、調整作業が煩雑になるという問題点を有していた。
【0007】
このNRDによる反射係数位相調整器では、物理的に誘電体ストリップ長を変えることなく、反射係数の位相を調整することが出来ることが要求されている。
【0008】
本発明は、物理的に誘電体ストリップ長を変えることなく反射係数の位相を調整することが出来るNRDガイドによる反射係数位相調整器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のNRDによる反射係数位相調整器は、半波長以下の間隔で平行に配置された2枚の導体板と、導体板間に配置され端部中心に導体板と平行なスロットが形成された矩形の誘電体ストリップと、誘電体ストリップと等しい横幅をもつ反射金属板の両側に導体板間隔と等しい高さをもつ2枚の金属側板を接続したH型金属部材とを有し、誘電体ストリップは主要伝送モードとしてLSM01モードを用いるNRDガイドであり、誘電体ストリップの両側面に金属板を配置して導体板と併せて方形導波管を構成した場合のTE20モードのカットオフ周波数が使用周波数よりも高くなるように誘電体ストリップの横幅を設定した構成を備えている。
【0010】
これにより、物理的に誘電体ストリップ長を変えることなく反射係数の位相を調整することが出来るNRDガイドによる反射係数位相調整器が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器は、半波長以下の間隔で平行に配置された2枚の導体板と、導体板間に配置され端部中心に導体板と平行なスロットが形成された矩形の誘電体ストリップと、誘電体ストリップと等しい横幅をもつ反射金属板の両側に導体板間隔と等しい高さをもつ2枚の金属側板を接続したH型金属部材とを有し、誘電体ストリップは主要伝送モードとしてLSM01モードを用いるNRDガイドであり、誘電体ストリップの両側面に金属板を配置して導体板と併せて方形導波管を構成した場合のTE20モードのカットオフ周波数が使用周波数よりも高くなるように誘電体ストリップの横幅を設定することとしたものであり、H型金属部材をスロット中でLSM01モードの伝送軸方向に移動させれば、誘電体ストリップ上の所定の面からH型金属部材側をみた反射係数の位相が調整されるという作用を有する。
【0012】
請求項2に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器は、請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器において、H型金属部材は、金属側板の導体板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と垂直な方向に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凸部と前記4分の1波長の奇数倍長さの凹部とを交互に設け、かつ両端が凸部になるように凹凸の繰り返し回数を定めることとしたものであり、金属側板と導体板との隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが高い凹部分と、特性インピーダンスが低い凸部分が交互に繰り返すために、金属側板と導体板との隙間を誘電体ストリップ側からみた反射係数の絶対値をほぼ1とみなせるようになり、上記隙間を電波が漏れ出ることはないという作用を有する。従って、反射係数の位相が調整されると共に、導体板と金属側板間に隙間が生じた場合でも、隙間からの電波の漏れが抑えられるという作用を有する。
【0013】
請求項3に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器は、請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器において、導体板は、H型金属部材の金属側板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と垂直な方向に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凹部と4分の1波長の奇数倍長さの凸部とを交互に設け、かつ両端が凸部になるように凹凸の繰り返し回数を定めることとしたものであり、金属側板と導体板との間に隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが高い凹部分と、特性インピーダンスが低い凸部分が交互に繰り返すために、金属側板と導体板の隙間を誘電体ストリップ側からみた反射係数の絶対値をほぼ1とみなせるようになり、上記隙間を電波が漏れ出ることはないという作用を有する。従って、反射係数の位相が調整されると共に、導体板と金属側板間に隙間が生じた場合でも、隙間からの電波の漏れが抑えられるという作用を有する。
【0014】
請求項4に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器は、請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器において、H型金属部材は、金属側板の導体板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と平行に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凹部と4分の1波長の奇数倍長さの凸部とを交互に設け、かつ両端が凸部となるように凹凸の繰り返し回数を定めることとしたものであり、導体板と金属側板との間に隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが低い凸部と、特性インピーダンスの高い凹部が交互に繰り返すために、上記隙間をLSM01モードの伝送軸方向に向かってみた反射係数の絶対値をほぼ1とみなせるようになり、上記隙間を電波が伝送することはないという作用を有する。従って、反射係数の位相が調整されると共に、導体板と金属側板間に隙間が生じた場合でも、隙間の電波の伝送が抑えられるという作用を有する。
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図9を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1(a)は本発明の実施の形態1によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す斜視図であり、図1(b)はH型金属加工品(H型金属部材)を示す斜視図、図2(a)はNRDガイドのLSM01モードの電界を示す電界図、図2(b)はNRDガイドの誘電体ストリップに反射金属板を挿入したときにLSM01モードから励振されるトリプレート線路の高次モードの電界を示す電界図、図2(c)はNRDガイドの誘電体ストリップにH型金属加工品を挿入したときにLSM01モードから励振されるTE20モードの電界を示す電界図、図3は誘電体ストリップの端部に設けたスロットを示す斜視図、図4はスロットの高さに対する反射係数の絶対値、即ち′S11′のシミュレーション結果を示すグラフ、図5はH型金属加工品の位置に対する反射係数の位相、即ち角度S11のシミュレーション結果を示すグラフである。
【0016】
図1において、1、2は半波長以下の間隔で平行に配置された導体板、6は導体板1、2に挟まれたNRDガイドを構成する誘電体ストリップ、7は誘電体ストリップ6の端部の中央に設けたスロット、8はスロット7に挿入するH型金属加工品(H型金属部材)、9は反射金属板、10は反射金属板9の両側に設置された金属側板、15は導体板1、2と誘電体スリップ6で構成されるNRDガイドを伝送するLSM01モードの反射係数の基準面(所定の面)である。上記導体板1、2の間隔を半波長以下としたのは、導体板1、2と平行な電界を有する電波の漏れを抑えるためである。上記反射金属板9と金属側板10は上下対称となるH型に接続されている。
【0017】
また、図2(a)において、1、2は図1と同様の導体板、11は誘電体ストリップ、12は導体板1、2と誘電体ストリップ11で構成されるNRDガイドを伝送するLSM01モードの電界であり、図2(b)において、1、2は図1と同様の導体板、9は図1と同様の反射金属板、11は誘電体ストリップ、13は反射金属板9を挿入したときにLSM01モードによって励振される、即ちLSM01モードから変換されるトリプレート線路の高次モードの電界であり、図2(c)において、1、2は図1と同様の導体板、9は図1と同様の反射金属板、11は誘電体ストリップ、10は反射金属板9の両側に上下対称に取り付けられた金属側板、14は反射金属板9を挿入したときにLSM01モードによって励振される、即ちLSM01モードから変換されるTE20モードの電界である。
【0018】
さらに、図3において、1、2は図1と同様の導体板、6は導体板1、2に挟まれた誘電体ストリップ、7は誘電体ストリップ6の端部に設けたスロットである。
【0019】
図4は、図3において、誘電体ストリップ6に比誘電率が2.04のテフロンを用い、誘電体ストリップ6の高さを2.25mm、幅を2.50mmとし、反射係数の基準面15からスロット7までの長さを4mmとしたときの、スロット7の高さに対する反射係数の基準面15での反射係数の絶対値、即ち′S11′を、60.5GHzにおいて、米国HEWLETT PACKARD社の3次元電磁界シミュレータHFSS Ver.5を用いてシミュレーションした結果を示す。
【0020】
図5は、誘電体ストリップ6に比誘電率が2.04のテフロンを用い、誘電体ストリップ6の高さを2.25mm、幅を2.50mmとし、60.5GHzにおいて、スロット7の基準面15側の端面を原点としてH型金属加工品8の位置に対する基準面15での反射係数の位相、即ち角度S11を上記3次元電磁界シミュレータHFSS Ver.5を用いてシミュレーションした結果を示す。
【0021】
このような構成、特性等を有する本実施の形態によるNRDガイドによる反射係数位相調整器の作用効果等について説明する。一般にNRDガイドでは図2(a)に電界を示すLSM01モードが使用されるが、LSM01モードの電界12が最も強い誘電体ストリップ11の中心に、電界12と平行、即ち導体板1、2と平行に反射金属板9を図2(b)に示すように設置すれば、誘電体ストリップ11に沿って伝送してきたLSM01モードを反射金属板9で反射させることができる。但し、単に反射金属板9を設置しただけでは、図2(b)に電界13で示すトリプレート線路の高次モードに一部の電力が変換されるために、図2(c)に示す金属側板10を設置して不要なモード変換を抑えなければならない。なお、金属側板10を設置した場合、図2(c)に電界14で示すTE20モードへの変換が生じることも考えられるが、TE20モードのカットオフ周波数が使用周波数よりも高くなるように誘電体ストリップ11の横幅を設定しているため、LSM01モードからTE20モードへの変換は生じない。従って、反射金属板9と金属側板10から構成されるH型金属加工品8を図1に示すように誘電体ストリップ6の端部中央に設けたスロット7に差し込み、H型金属加工品8をLSM01モードの伝送軸方向に移動させることにより、反射係数の基準面15から入射されたLSM01モードの電波の反射点を任意に変更して、反射係数の基準面15での反射係数の位相を調整することができる。なお、TE20モードのカットオフ周波数は、誘電体ストリップ11の横幅をλ0/sqrt(εr)より小さくすることで、使用周波数よりも高くすることが出来る。λ0は自由空間でのTEM波の波長であり、εrは誘電体ストリップ11の比誘電率である。ただし、スロット7の高さを極端に大きくすると、反射係数の基準面15から入射したLSM01モードは、H型金属加工品8に達する前にスロット7で反射される電力が増加するため、H型金属加工品8を移動した場合、反射係数の位相と共に振幅も同時に変化する。反射係数の振幅変動を抑えるためには、スロット7の高さは入射したLSM01モードの反射が生じないように小さくしなければならない。図3は図1からH型金属加工品8を取り去った導体板1、2と誘電体ストリップ6を示し、図4は図3において誘電体ストリップ6に横幅2.5mm、高さ2.25mm、比誘電率2.04のテフロンを用い、スロット7の長さを4mmとし、基準面15からスロット7までの長さを4mmとしたときの、60.5GHzにおけるスロット7の高さに対する′S11′のシミュレーション結果を示す。スロット7の高さが0.5mm以上になると′S11′が急激に増加するため、スロット7の高さは0.5mm以下が望ましいことが分かる。テフロンを用いた誘電体ストリップ6の高さと横幅を60GHz帯で通常用いられる2.25mmと2.5mmに設定し、反射係数の基準面15からスロット7までの長さを5mm、またスロット7の高さを0.4mとしたときの、H型金属加工品8の位置に対する基準面15での反射係数の位相、即ち角度S11を、60.5GHzにおいて米国HEWLETT PACKARD社の前記3次元電磁界シミュレータHFSS Ver.5を用いてシミュレーションした結果を図5に示す。H型金属加工品8の位置に対して位相S11が±180°の範囲に渡って連続的に変化し、なおかつ′S11′の変動幅は0.4dB以下に抑えられていることがわかる。
【0022】
以上のように本実施の形態では、誘電体ストリップ6の中心に導体板1、2と平行に設けたスロット7にH型金属加工品8の反射金属板9をスロット7に差し込み、LSM01モードの伝送軸方向に移動させることで、誘電体ストリップ6の物理的な加工を必要とせず反射係数の基準面15での反射係数の位相を連続的にかつ±180°の範囲にわたって調整できる。また、NRDガイドを伝送するLSM01モードは、誘電体ストリップ6の断面内において、導体板1、2間の中心に位置する導体板と平行な電界の強度が最も強いため、誘電体ストリップ6の端部において誘電体ストリップ6の中心に反射金属板9を配置することにより、反射金属板9を挿入した挿入部以降のLSM01モードの伝送を抑えることができ、また、反射金属板9の両側に導体板間隔と等しい高さをもつ金属側板10を配置して断面形状をH型とすることにより、LSM01モードからトリプレート線路の高次モードへの変換を抑えることができる。さらに、H型の金属加工品で区切られ上下に並んだ導波管部分をLSM01モードから変換されたTE20モードが伝送することも考えられるが、H型金属加工品8の金属側板10の間隔をTE20モードがカットオフになるように設定しているために、LSM01モードからTE20モードへの変換は行われない。従って、誘電体ストリップ6に沿って伝送してきたLSM01モードは、他モードへの変換が行われることなく、H型金属加工品挿入部でLSM01モードのまま反射される。従って、誘電体スロット6の端部のスロット7に挿入したH型金属加工品8をLSM01モードの伝送軸方向に移動させて、誘電体ストリップ6中でのLSM01モード反射点を移動させることにより、誘電体ストリップ6上の任意の点からH型金属加工品8側をみた反射係数の位相を調整できる。
【0023】
なお、後述する実施の形態2〜4で示すLSM01モードから変換されたTEM波の漏れによって′S11′が減少することも考えられるが、実用上影響がない場合には金属側板10と導体板1、2の間に隙間が生じても差し支えない。
【0024】
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す断面図であり、金属側板にLSM01モードの伝送軸に対して垂直な方向に凹凸加工を施した反射係数位相調整器の断面を示す。図7は、H型金属加工品と導体板との隙間をLSM01モードの伝送軸に対して垂直な方向に漏れる電界を示す電界図である。
【0025】
図6において、1、2は導体板、6は導体板1、2に挟まれた誘電体ストリップ、8はH型金属加工品、9はH型金属加工品8を構成する反射金属板、10はH型金属加工品8を構成する金属側板である。金属側板10においては、導体板1、2と接する面に凹凸の加工が施されている。また、図7において、1、2は導体板、6は導体板1、2に挟まれた誘電体ストリップ、8はH型金属加工品、9はH型金属加工品8を構成する反射金属板、10はH型金属加工品8を構成する金属側板、16は誘電体ストリップ6に沿って伝送するLSM01モードによって金属側板10と導体板1、2との隙間に励振される電界である。
【0026】
このように構成されたNRDガイドによる反射係数位相調整器の作用効果等について説明する。図6において、金属側板10の導体板1、2と接する面には、λ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さの凹部を交互に、かつ凸部で始まり凸部で終わるように設けている。そのため、試作時の寸法誤差などにより導体板1、2と反射金属板10の間に隙間が生じた場合でも、特性インピーダンスが低い凸部と特性インピーダンスが高い凹部とが交互に繰り返されるために、金属側板10と導体板1、2との隙間を誘電体ストリップ6側からみた反射係数の絶対値はほぼ1とみなせるようになる。従って、図7に示すような、金属側板10の外側へ漏れ出る電界16をもつTEM波が導体板1、2と金属側板10との隙間にLSM01モードによって励振されることはない。なお、金属側板10を導体板1、2から直流的に絶縁するなどの理由で、導体板1、2と金属側板10の間に誘電体シートを挿入する方法も考えられるが、金属側板10に設ける凹部と凸部の長さをλd/4(λdはテフロンシート中でのTEM波の波長)の奇数倍にし、誘電体シートに金属側板10と噛み合うように凹凸加工を施すことにより、電界16をもつTEM波の励振を防ぐことが出来る。
【0027】
以上のように本実施の形態では、金属側板10の導体板1、2と接する面に、λ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さをもつ凹部とを交互に繰り返すように凸部、凹部を形成したことにより、金属側板10と導体板1、2の間に隙間が生じた場合でも、金属側板10の外側への電波の漏れを抑えることが出来るNRDガイドによる反射係数位相調整器が得られる。なお、凸部の長さと凹部の長さは等しくする必要はなく、例えば凸部の長さを3λ0/4にし、凹部の長さをλ0/4にしても、金属側板10の外側へ漏れる電波を抑える効果がある。
【0028】
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す断面図であり、導体板の金属側板と接する面にLSM01モードの伝送軸に対して垂直な方向に凹凸加工を施した反射係数位相調整器の断面を示す。
【0029】
図8において、1、2は導体板、6は導体板1、2に挟まれた誘電体ストリップ、8はH型金属加工品、9はH型金属加工品8を構成する反射金属板、10はH型金属加工品8を構成する金属側板である。
【0030】
このように構成されたNRDガイドによる反射係数位相調整器の作用効果等について説明する。図8では、導体板1、2の金属側板10と接する面に、λ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さの凹部とを交互に、かつ両端が凸部になるように設ける。図8はλ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さの凹部とλ0/4の奇数倍の長さの凸部とを導体板1、2に形成した例を示すが、両端の凸部の上面は導体板1、2面と等しくなるために、結果的に1つの凹部だけを導体板1、2に設けた構造になる。導体板1、2と金属側板10との間に隙間が生じた場合でも、特性インピーダンスが低い凸部と特性インピーダンスが高い凹部とが交互に繰り返されるため、導体板1、2と金属側板10の隙間を誘電体ストリップ6側からみた反射係数の絶対値はほぼ1とみなせるようになる。従って、導体板1、2と金属側板10との隙間に、LSM01モードによってTEM波が励振され、金属側板10の外側へは漏れることはない。なお、金属側板10を導体板1、2から直流的に絶縁するなどの理由で、導体板1、2と金属側板10の間に誘電体シートを挿入する方法も考えられるが、導体板1、2に設ける凹部と凸部の長さをλd/4(λdはテフロンシート中でのTEM波の波長)の奇数倍にし、誘電体シートに導体板1、2と噛み合うように凹凸加工を施すことにより、電界16をもつTEM波の励振を防ぐことが出来る。
【0031】
以上のように本実施の形態では、導体板1、2の金属側板10と接する面に、λ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さをもつ凹部とを交互に繰り返すことにより、金属側板10と導体板1、2の間に隙間が生じた場合でも、金属側板10の外側への電波の漏れを抑えることが出来るNRDガイドによる反射係数位相調整器が得られる。なお、凸部の長さと凹部の長さは等しくする必要はなく、例えば凸部の長さを3λ0/4にし、凹部の長さをλ0/4にしても、金属側板10の外側へ漏れる電波を抑える効果がある。
【0032】
(実施の形態4)
図9は、本発明の実施の形態4によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す斜視図であり、金属側板の導体板と接する部分にLSM01モードの伝送軸方向に凹凸加工を施した反射係数位相調整器を示す。
【0033】
図9において、1、2は導体板、6は導体板1、2に挟まれた誘電体ストリップ、7は誘電体ストリップ6の端部に設けられたスロット、8はH型金属加工品、9はH型金属加工品8を構成する反射金属板、10はH型金属加工品8を構成する金属側板、15は反射係数の基準面である。
【0034】
このように構成されたNRDガイドによる反射係数位相調整器の作用効果等について説明する。図9において、金属側板10の導体板1、2と接する面には、LSM01モードの伝送軸方向と平行に、λ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さの凹部とを交互にかつ上下対称に、また凸部で始まり凸部で終わるように形成している。凹部の深さは、図2(b)に示すトリプレート線路の高次モードが伝送できず、またTEM波からみて十分高インピーダンスになるように設定する。導体板1、2と金属側板10との間に隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが低い凸部と特性インピーダンスが高い凹部とが交互に繰り返されるために、導体板1、2と金属側板10の隙間をLSM01モードの伝送軸方向に反射係数の基準面15側からみた反射係数の絶対値はほぼ1とみなせるようにようになる。従って、誘電体ストリップ6を伝送してきたLSM01モードが、導体板1、2と金属側板10との隙間をLSM01モードの伝送軸方向に伝送するTEM波に変換されることなく、LSM01モードを維持したまま反射される。なお、金属側板10を導体板1、2から直流的に絶縁するなどの理由で、導体板1、2と金属側板10の間に誘電体を挿入する方法も考えられるが、金属側板10に設ける凹部と凸部の長さをλd/4(λdはテフロンシート中でのTEM波の波長)の奇数倍にし、誘電体に金属側板10と噛み合うようにLSM01モードの伝送軸方向に凹凸加工を施すことにより、導体板1、2と金属側板10の隙間を漏れる電波を抑えることが出来る。
【0035】
以上のように本実施の形態では、導体板1、2の金属側板10と接する面に、λ0/4の奇数倍の長さの凸部とλ0/4の奇数倍の長さをもつ凹部とをLSM01モードの伝送軸方向に交互に繰り返すように形成したことにより、金属側板10と導体板1、2の間に隙間が生じた場合でも、その隙間に沿って漏れる電波を抑えることが出来るNRDガイドによる反射係数位相調整器が得られる。なお、凸部の長さと凹部の長さは等しくする必要はなく、例えば凸部の長さを3λ0/4にし、凹部の長さをλ0/4にしても、電波の漏れを抑える効果がある。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器によれば、半波長以下の間隔で平行に配置された2枚の導体板と、導体板間に配置され端部中心に導体板と平行なスロットが形成された矩形の誘電体ストリップと、誘電体ストリップと等しい横幅をもつ反射金属板の両側に導体板間隔と等しい高さをもつ2枚の金属側板を接続したH型金属部材とを有し、誘電体ストリップは主要伝送モードとしてLSM01モードを用いるNRDガイドであり、誘電体ストリップの両側面に金属板を配置して導体板と併せて方形導波管を構成した場合のTE20モードのカットオフ周波数が使用周波数よりも高くなるように誘電体ストリップの横幅を設定したことにより、H型金属部材をスロット中でLSM01モードの伝送軸方向に移動させれば、誘電体ストリップ上の所定の面からH型金属部材側をみた反射係数の位相を広範囲に渡って調整することができるという有利な効果が得られる。また、誘電体ストリップの端部において誘電体ストリップの中心に反射金属板を配置することにより、反射金属板を挿入した挿入部以降のLSM01モードの伝送を抑えることができ、また、反射金属板の両側に導体板間隔と等しい高さをもつ金属側板を配置して断面形状をH型とすることにより、LSM01モードからトリプレート線路の高次モードへの変換を抑えることができるという有利な効果が得られる。さらに、H型金属部材で区切られ上下に並んだ導波管部分をLSM01モードから変換されたTE20モードが伝送することも考えられるが、H型金属部材の金属側板の間隔をTE20モードがカットオフになるように設定しているために、LSM01モードからTE20モードへの変換は行われないという有利な効果が得られる。
【0037】
請求項2に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器によれば、請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器において、H型金属部材は、金属側板の導体板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と垂直な方向に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凸部と前記4分の1波長の奇数倍長さの凹部とを交互に設け、かつ両端が凸部になるように凹凸の繰り返し回数を定めたことにより、金属側板と導体板との隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが高い凹部分と特性インピーダンスが低い凸部分とが交互に繰り返されるために、金属側板と導体板との隙間を誘電体ストリップ側からみた反射係数の絶対値をほぼ1とみなせるようになり、上記隙間を電波が漏れ出ることはなく、従って、反射係数の位相を調整することができると共に、導体板と金属側板間に隙間が生じた場合でも、隙間からの電波の漏れを抑えることができるという有利な効果が得られる。
【0038】
請求項3に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器によれば、請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器において、導体板は、H型金属部材の金属側板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と垂直な方向に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凹部と4分の1波長の奇数倍長さの凸部とを交互に設け、かつ両端が凸部になるように凹凸の繰り返し回数を定めたことにより、金属側板と導体板との間に隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが高い凹部分と特性インピーダンスが低い凸部分とが交互に繰り返されるために、金属側板と導体板の隙間を誘電体ストリップ側からみた反射係数の絶対値をほぼ1とみなせるようになり、上記隙間を電波が漏れ出ることはなく、従って、反射係数の位相を調整することができると共に、導体板と金属側板間に隙間が生じた場合でも、隙間からの電波の漏れを抑えることができるという有利な効果が得られる。
【0039】
請求項4に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器によれば、請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器において、H型金属部材は、金属側板の導体板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と平行に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凹部と4分の1波長の奇数倍長さの凸部とを交互に設けかつ両端が凸部となるように凹凸の繰り返し回数を定めたことにより、導体板と金属側板との間に隙間が生じる場合でも、特性インピーダンスが低い凸部と特性インピーダンスの高い凹部とが交互に繰り返されるために、その隙間をLSM01モードの伝送軸方向に向かってみた反射係数の絶対値をほぼ1とみなせるようになり、上記隙間を電波が伝送することはなく、従って、反射係数の位相を調整することができると共に、導体板と金属側板間に隙間が生じた場合でも、隙間の電波の伝送を抑えることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態1によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す斜視図
(b)H型金属加工品(H型金属部材)を示す斜視図
【図2】(a)NRDガイドのLSM01モードの電界を示す電界図
(b)NRDガイドの誘電体ストリップに反射金属板を挿入したときにLSM01モードから励振されるトリプレート線路の高次モードの電界を示す電界図
(c)NRDガイドの誘電体ストリップにH型金属加工品を挿入したときにLSM01モードから励振されるTE20モードの電界を示す電界図
【図3】誘電体ストリップの端部に設けたスロットを示す斜視図
【図4】スロットの高さに対する反射係数の絶対値を示すグラフ
【図5】H型金属加工品の位置に対する反射係数を示すグラフ
【図6】本発明の実施の形態2によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す断面図
【図7】H型金属加工品と導体板との隙間をLSM01モードの伝送軸に対して垂直な方向に漏れる電界を示す電界図
【図8】本発明の実施の形態3によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す断面図
【図9】本発明の実施の形態4によるNRDガイドによる反射係数位相調整器を示す斜視図
【図10】従来のNRDガイドによる反射係数位相調整器を示し斜視図
【図11】(a)誘電体ストリップ上での電圧定在波分布の一例を示す分布図
(b)誘電体ストリップ上での電圧定在波分布の一例を示す分布図
【符号の説明】
1、2 導体板
6、11 誘電体ストリップ
7 スロット
8 H型金属加工品(H型金属部材)
9 反射金属板
10 金属側板
12、13、14、16 電界
15 反射係数の基準面

Claims (4)

  1. 半波長以下の間隔で平行に配置された2枚の導体板と、前記導体板間に配置され端部中心に前記導体板と平行なスロットが形成された矩形の誘電体ストリップと、前記誘電体ストリップと等しい横幅をもつ反射金属板の両側に前記導体板間隔と等しい高さをもつ2枚の金属側板を接続したH型金属部材とを有し、
    前記誘電体ストリップは主要伝送モードとしてLSM01モードを用いるNRDガイドであり、前記誘電体ストリップの両側面に金属板を配置して前記導体板と併せて方形導波管を構成した場合のTE20モードのカットオフ周波数が使用周波数よりも高くなるように前記誘電体ストリップの横幅を設定したことを特徴とするNRDガイドによる反射係数位相調整器。
  2. 前記H型金属部材は、前記金属側板の前記導体板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と垂直な方向に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凸部と前記4分の1波長の奇数倍長さの凹部とを交互に設け、かつ両端が凸部になるように凹凸の繰り返し回数を定めたことを特徴とする請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器。
  3. 前記導体板は、前記H型金属部材の前記金属側板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と垂直な方向に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凹部と前記4分の1波長の奇数倍長さの凸部とを交互に設け、かつ両端が凸部になるように凹凸の繰り返し回数を定めたことを特徴とする請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器。
  4. 前記H型金属部材は、前記金属側板の前記導体板と接する面に、LSM01モードの伝送軸と平行に、自由空間でのTEM波の4分の1波長の奇数倍長さの凹部と前記4分の1波長の奇数倍長さの凸部とを交互に設け、かつ両端が凸部となるように凹凸の繰り返し回数を定めたことを特徴とする請求項1に記載のNRDガイドによる反射係数位相調整器。
JP22001998A 1998-08-04 1998-08-04 Nrdガイドによる反射係数位相調整器 Expired - Fee Related JP3746155B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22001998A JP3746155B2 (ja) 1998-08-04 1998-08-04 Nrdガイドによる反射係数位相調整器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22001998A JP3746155B2 (ja) 1998-08-04 1998-08-04 Nrdガイドによる反射係数位相調整器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000059103A JP2000059103A (ja) 2000-02-25
JP3746155B2 true JP3746155B2 (ja) 2006-02-15

Family

ID=16744667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22001998A Expired - Fee Related JP3746155B2 (ja) 1998-08-04 1998-08-04 Nrdガイドによる反射係数位相調整器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3746155B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002016443A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nrdガイド周波数変換器
KR100502981B1 (ko) * 2002-03-13 2005-07-25 코모텍 주식회사 엔알디가이드와 구형도파관의 직접접속방법과 이를 위한엔알디가이드
JP4095470B2 (ja) * 2003-02-26 2008-06-04 株式会社インテリジェント・コスモス研究機構 Nrdガイドベンド
CN111180838B (zh) * 2019-12-31 2021-11-23 华南理工大学 移相器单元、移相器及天线

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000059103A (ja) 2000-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11626652B2 (en) Ridge gap waveguide and multilayer antenna array including the same
Farahbakhsh et al. 60-GHz Groove Gap Waveguide Based Wideband $ H $-Plane Power Dividers and Transitions: For Use in High-Gain Slot Array Antenna
US5337065A (en) Slot hyperfrequency antenna with a structure of small thickness
US4157516A (en) Wave guide to microstrip transition
US4371877A (en) Thin-structure aerial
JP3725766B2 (ja) キャビティ付きスロットアレーアンテナ
US4409595A (en) Stripline slot array
CN111969308A (zh) 一种周期漏波天线
WO2021021017A1 (en) A dipole antenna, an antenna array, and a method of fabricating the dipole antenna and the antenna array
JP3746155B2 (ja) Nrdガイドによる反射係数位相調整器
JP2000261203A (ja) 位相シフター
US8076997B2 (en) Continously tunable waveguide delay line having a displaceable perturbing member
JPH10303611A (ja) 高周波用伝送線路の結合構造およびそれを具備する多層配線基板
US2836798A (en) Microwave transmission lines
JPH11205002A (ja) 移相器
KR100852377B1 (ko) 소형 nrd 가이드벤드
JP3838271B2 (ja) 線路変換器、高周波モジュールおよび線路変換器の製造方法
JP3680710B2 (ja) 誘電体平面アンテナ
Zhou et al. Technology assessment of aperture coupled slot antenna array in groove gapwaveguide for 5g millimeter wave applications
KUROKI et al. NRD guide integrated circuit-compatible folded planar antenna fed by high permittivity LSE-NRD guide radiator at 60 GHz
JP2573768B2 (ja) 漏れ波誘電体線路
JP3222964B2 (ja) 上下不連続型漏れ波nrdガイド
US20200127360A1 (en) Feed circuit, antenna, and method for configuring antenna
Kirino et al. A Waffle-iron ridge guide with combined fast-and slow-wave modes for array antenna applications
JP3304483B2 (ja) 漏れ波nrdガイド

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091202

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091202

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101202

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111202

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111202

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121202

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees