JP3828438B2 - 導波管／マイクロストリップ線路変換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてマイクロ波帯およびミリ波帯で用いる導波管／マイクロストリップ線路変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。図１６は、例えば特開２０００−２４４２１２号公報に示された従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図であり、図１７は、図１６に示す従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。
【０００３】
図１６及び図１７において、１０１は誘電体基板、１０２はストリップ導体パターン、１０３は地導体パターン、１０４は導波管、１０５は短絡導波管ブロックである。
【０００４】
つぎに、従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
図１６に示した従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器では、誘電体基板１０１が導波管１０４と短絡導波管ブロック１０５とで挟み込むように固定されている。誘電体基板１０１の一方の面にはストリップ導体パターン１０２が、他方の面には導波管１０４の開口部と接続される地導体パターン１０３が、それぞれ設けられており、ストリップ導体パターン１０２と地導体パターン１０３と誘電体基板１０１とからマイクロストリップ線路を構成している。
【０００６】
短絡導波管ブロック１０５の短絡面とストリップ導体パターン１０２との距離を導波管管内波長の約１／４に設定すると、導波管１０４内の磁界がストリップ導体パターン１０２を挿入した位置において最大となるため、マイクロストリップ線路の伝搬モードと導波管の伝搬モードがよく結合する。したがって、導波管１０４を伝搬してきた高周波信号は、大きな反射を生じることなくマイクロストリップ線路に伝搬することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器では、ストリップ導体パターン１０２から短絡導波管ブロック１０５の短絡面までの長さは導波管管内波長の約１／４程度必要であるため、この短絡導波管ブロック１０５が誘電体基板１０１から突き出す形となる。したがって、特にマイクロ波帯域においては変換器の小形化が難しいという問題点があった。
【０００８】
一方、導波管１０４、短絡導波管ブロック１０５、およびストリップ導体パターン１０２との間で位置ずれが生じると変換器の特性が劣化するため、各部品の組み立てを高い位置精度で行う必要がある。しかし、ミリ波帯域においては各部品の大きさが非常に小さくなるため高い精度で組立てることは難しく、量産が難しいという問題点があった。
【０００９】
また、高周波素子を実装するパッケージの入出力部にこの従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を設ける場合、導波管とマイクロストリップ線路の接続部に空間があるため、パッケージ内部を気密封止できないという問題点もあった。
【００１０】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、マイクロ波帯およびミリ波帯において、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を得ることを目的とする。
【００１１】
さらに、入出力部に導波管が接続される高周波パッケージに適用した場合に、パッケージ内部の気密封止が可能な導波管／マイクロストリップ線路変換器を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部を有する地導体パターンと、前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記誘電体基板内で前記地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、前記地導体パターン抜き部に合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記ストリップ導体パターン、前記地導体パターン及び前記誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記地導体パターン及び前記接続用導体から誘電体導波管短絡部が構成されるものである。
【００１３】
この発明の請求項２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管形成用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、前記第２の地導体パターン抜き部に合わせて前記第２の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面とが向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から誘電体導波管が構成されるものである。
【００１４】
この発明の請求項３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、第３の誘電体基板と、前記第３の誘電体基板の一面に形成された第３の地導体パターン抜き部を有する第３の地導体パターンと、前記第３の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第３の誘電体基板を上下に貫通する第３の接続用導体と、前記第３の地導体パターン抜き部に合わせて前記第３の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記第２の地導体パターンと、前記第３の地導体パターンを有する面に対向する前記第３の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第２の誘電体基板と前記第３の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から第１の誘電体導波管が構成され、前記第２の地導体パターン、前記第３の地導体パターン及び前記第３の接続用導体から第２の誘電体導波管が構成されるものである。
【００１５】
この発明の請求項４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記第２の誘電体基板内で第２の接続用導体に囲まれた領域と、前記第３の誘電体基板内で第３の接続用導体に囲まれた領域の大きさが異なるものである。
【００１６】
この発明の請求項５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの間にストリップ導体パターン幅広部を挿入したものである。
【００１７】
この発明の請求項６に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記導波管短絡用導体パターンに切り欠き部を設けたものである。
【００１８】
この発明の請求項７に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記地導体パターン抜き部が、多角形であり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの境界線位置が、前記多角形の一辺に一致するか、または前記多角形の内部にあるものである。
【００１９】
この発明の請求項８に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記接続用導体が、複数のヴィアから構成されるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【００２１】
図２は、図１に示される導波管／マイクロストリップ線路変換器の断面図である。また、図３は、図１に示される誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。さらに、図４は、図１に示される誘電体基板の下側の面に配置された導体パターンを示す図である。なお、図２に示された断面図は、図３及び図４に示されるＡ−Ａ’断面図として与えられるものである。また、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２２】
図１〜図４において、１は誘電体基板、２は地導体パターン、３はストリップ導体パターン、４は導波管短絡用導体パターン、５は導波管壁用ヴィア（接続用導体）、６は地導体パターン抜き部、７は導波管である。なお、ヴィアとは、本願明細書において円柱状導体を示す用語として用いるものとする。
【００２３】
また、同図において、地導体パターン２とストリップ導体パターン３と誘電体基板１とから「マイクロストリップ線路」を構成している。導波管壁用ヴィア５は、地導体パターン２と導波管短絡用導体パターン４を接続し、地導体パターン抜き部６の周囲に設けられており、地導体パターン２と導波管短絡用導体パターン４と導波管壁用ヴィア５から「誘電体導波管短絡部」を構成している。導波管７は、誘電体基板１の下側の地導体パターン抜き部６に合わせて接続されている。
【００２４】
つぎに、この実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
マイクロストリップ線路では地導体パターン２とストリップ導体パターン３の間に電界が生じている。一方、導波管７では導波管断面の中央部が最も強い電界分布となっている。そこで、マイクロストリップ線路を構成するストリップ導体パターン３を、誘電体導波管短絡部を構成する導波管短絡用導体パターン４の誘電体導波管短絡部の中央に接続すれば、マイクロストリップ線路において電界が生じている部分と導波管７において電界が強い部分が一致する。マイクロストリップ線路と導波管７の電界分布が近いことから、高周波信号は大きな反射を生じることなく伝搬することができる。
【００２６】
以上のように、この実施の形態１によれば、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器が得られるという効果がある。
【００２７】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００２８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図５は、この発明の実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。また、図６は、図５に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。図７は、図５に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。さらに、図８は、図５に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。なお、図５に示された断面図は、図６ないし図８に示されるＡ−Ａ’断面図として与えられるものである。
【００３０】
図５〜図８において、１ａ、１ｂは誘電体基板、２ａ、２ｂは地導体パターン、３はストリップ導体パターン、４は導波管短絡用導体パターン、５ａ、５ｂは導波管壁用ヴィア、６ａ、６ｂは地導体パターン抜き部、７は導波管である。
【００３１】
誘電体基板１ａの上側の面にストリップ導体パターン３、下側の面に地導体パターン２ａを設けることで、「マイクロストリップ線路」を構成している。また、誘電体基板１ａの上側の面に導波管短絡用導体パターン４、下側の面に地導体パターン２ａを設け、導波管短絡用導体パターン４と地導体パターン２ａを接続する導波管壁用ヴィア５ａを設けることで、「導波管短絡部」を構成している。さらに、誘電体基板１ｂの下側の面に地導体パターン２ｂを設け、地導体パターン２ａ、２ｂを接続する導波管壁用ヴィア５ｂを設けることで「誘電体導波管」を構成している。誘電体基板１ｂの下には、この誘電体導波管の開口に合わせて導波管７が設けられている。
【００３２】
つぎに、この実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器において、誘電体基板１ａに構成されたマイクロストリップ線路に入力された高周波信号は、導波管短絡部を介して誘電体基板１ｂに構成された誘電体導波管を伝搬する。さらに、地導体パターン抜き部６ｂを通って導波管７に伝搬していく。
【００３４】
以上のように、この実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００３５】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００３６】
さらに、誘電体基板内に地導体パターンと導波管壁用ヴィアで形成した誘電体導波管のインピーダンスを調整することにより、外部に接続される導波管とのインピーダンス整合がとりやすく、良好な特性の導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００３７】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図９は、この発明の実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。また、図１０は、図９に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。図１１は、図９に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。さらに、図１２は、図９に示される中の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。図１３は、図９に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。なお、図９に示された断面図は、図１０ないし図１３に示されるＡ−Ａ’断面図として与えられるものである。
【００３９】
図９〜図１３において、１ａ、１ｂ、１ｃは誘電体基板、２ａ、２ｂ、２ｃは地導体パターン、３はストリップ導体パターン、４は導波管短絡用導体パターン、５ａ、５ｂ、５ｃは導波管壁用ヴィア、６ａ、６ｂ、６ｃは地導体パターン抜き部である。
【００４０】
誘電体基板１ａの上側の面にストリップ導体パターン３、下側の面に地導体パターン２ａを設けることで、「マイクロストリップ線路」を構成している。また、誘電体基板１ａの上側の面に導波管短絡用導体パターン４、下側の面に地導体パターン２ａを設け、導波管短絡用導体パターン４と地導体パターン２ａを接続する導波管壁用ヴィア５ａを設けることで、「導波管短絡部」を構成している。さらに、誘電体基板１ｂの下側の面に地導体パターン２ｂを設け、地導体パターン２ａ、２ｂを接続する導波管壁用ヴィア５ｂを設けることで「誘電体導波管」（第１の誘電体導波管）を構成している。また、誘電体基板１ｃの下側の面に地導体パターン２ｃを設け、地導体パターン２ｂ、２ｃを接続する導波管壁用ヴィア５ｃを設けることで「誘電体導波管」（第２の誘電体導波管）を構成している。誘電体基板１ｃの下には、この誘電体導波管の開口に合わせて導波管７が設けられている。
【００４１】
つぎに、この実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器において、誘電体基板１ａに構成されたマイクロストリップ線路に入力された高周波信号は、導波管短絡部を介して誘電体基板１ｂに構成された誘電体導波管を伝搬する。さらに、誘電体基板１ｃに構成された誘電体導波管を通り、地導体パターン抜き部６ｃを介して導波管７に伝搬していく。
【００４３】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００４４】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００４５】
さらに、誘電体基板内に地導体パターンと導波管壁用ヴィアで形成した複数の誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、広帯域にわたってインピーダンス整合をとることが可能となる。
【００４６】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００４７】
図１４は、この発明の実施の形態４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図である。図１４において、８はストリップ導体パターン幅広部である。このストリップ導体パターン幅広部８は、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の間に設けられている。
【００４８】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器においては、ストリップ導体パターン幅広部８を設けることにより、並列容量成分を付加することができるため、誘導性を有する変換器に対してインピーダンス整合を行うことができる。また、ストリップ導体パターン幅広部８では、マイクロストリップ線路における電界分布が誘電体基板側に集中するため、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の接続部における上側の空間への放射を抑えることができる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００５０】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００５１】
さらに、ストリップ導体パターン幅広部８を有するため、変換器から空間への不要放射を抑えた導波管／マイクロスストリップ線路変換器を実現できる。
【００５２】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００５３】
図１５は、この発明の実施の形態５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図である。図１５において、９は導波管短絡用導体パターン張り出し部である。この導波管短絡用導体パターン張り出し部９は、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の接続部の両側に、ストリップ導体パターン３から離れて設けられている。
【００５４】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器においては、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の接続部が地導体パターン抜き部６の上部にある場合でも、地導体パターン抜き部６の上をほとんど導体パターンで覆うことができるため、上部空間への放射を抑えることができる。
【００５５】
以上のように、この実施の形態５によれば、実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００５６】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００５７】
さらに、導波管短絡用導体パターン張り出し部９を有するため、変換器から空間への不要放射を抑えられるという効果もある。
【００５８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部を有する地導体パターンと、前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記誘電体基板内で前記地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、前記地導体パターン抜き部に合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記ストリップ導体パターン、前記地導体パターン及び前記誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記地導体パターン及び前記接続用導体から誘電体導波管短絡部が構成されるので、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易であるという効果を奏する。
【００５９】
この発明の請求項２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管形成用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、前記第２の地導体パターン抜き部に合わせて前記第２の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面とが向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から誘電体導波管が構成されるので、誘電体基板内に地導体パターンと接続用導体で形成した誘電体導波管のインピーダンスを調整することにより、外部に接続される導波管とのインピーダンス整合がとりやすいという効果を奏する。
【００６０】
この発明の請求項３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、第３の誘電体基板と、前記第３の誘電体基板の一面に形成された第３の地導体パターン抜き部を有する第３の地導体パターンと、前記第３の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第３の誘電体基板を上下に貫通する第３の接続用導体と、前記第３の地導体パターン抜き部に合わせて前記第３の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記第２の地導体パターンと、前記第３の地導体パターンを有する面に対向する前記第３の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第２の誘電体基板と前記第３の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から第１の誘電体導波管が構成され、前記第２の地導体パターン、前記第３の地導体パターン及び前記第３の接続用導体から第２の誘電体導波管が構成されるので、誘電体基板内に地導体パターンと接続用導体で形成した複数の誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、広帯域にわたってインピーダンス整合をとることができるという効果を奏する。
【００６１】
この発明の請求項４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記第２の誘電体基板内で第２の接続用導体に囲まれた領域と、前記第３の誘電体基板内で第３の接続用導体に囲まれた領域の大きさが異なるので、誘電体基板内に地導体パターンと接続用導体で形成した複数の誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、広帯域にわたってインピーダンス整合をとることができるという効果を奏する。
【００６２】
この発明の請求項５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの間にストリップ導体パターン幅広部を挿入したので、変換器から空間への不要放射を抑えることができるという効果を奏する。
【００６３】
この発明の請求項６に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記導波管短絡用導体パターンに切り欠き部を設けたので、変換器から空間への不要放射を抑えることができるという効果を奏する。
【００６４】
この発明の請求項７に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記地導体パターン抜き部が、多角形であり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの境界線位置が、前記多角形の一辺に一致するか、または前記多角形の内部にあるので、小形で量産が容易であるという効果を奏する。
【００６５】
この発明の請求項８に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記接続用導体が、複数のヴィアから構成されるので、小形で量産が容易であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す断面図である。
【図３】 図１に示される誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図４】 図１に示される誘電体基板の下側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す断面図である。
【図６】 図５に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図７】 図５に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図８】 図５に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す断面図である。
【図１０】 図９に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図１１】 図９に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図１２】 図９に示される中の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図１３】 図９に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【図１６】 従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図である。
【図１７】 図１６に示す従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 誘電体基板、２、２ａ、２ｂ、２ｃ 地導体パターン、３ ストリップ導体パターン、４ 導波管短絡用導体パターン、５、５ａ、５ｂ、５ｃ 導波管壁用ヴィア、６、６ａ、６ｂ、６ｃ 地導体パターン抜き部、７は導波管、８ ストリップ導体パターン幅広部、９ 導波管短絡用導体パターン張り出し部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてマイクロ波帯およびミリ波帯で用いる導波管／マイクロストリップ線路変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。図１６は、例えば特開２０００−２４４２１２号公報に示された従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図であり、図１７は、図１６に示す従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。
【０００３】
図１６及び図１７において、１０１は誘電体基板、１０２はストリップ導体パターン、１０３は地導体パターン、１０４は導波管、１０５は短絡導波管ブロックである。
【０００４】
つぎに、従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
図１６に示した従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器では、誘電体基板１０１が導波管１０４と短絡導波管ブロック１０５とで挟み込むように固定されている。誘電体基板１０１の一方の面にはストリップ導体パターン１０２が、他方の面には導波管１０４の開口部と接続される地導体パターン１０３が、それぞれ設けられており、ストリップ導体パターン１０２と地導体パターン１０３と誘電体基板１０１とからマイクロストリップ線路を構成している。
【０００６】
短絡導波管ブロック１０５の短絡面とストリップ導体パターン１０２との距離を導波管管内波長の約１／４に設定すると、導波管１０４内の磁界がストリップ導体パターン１０２を挿入した位置において最大となるため、マイクロストリップ線路の伝搬モードと導波管の伝搬モードがよく結合する。したがって、導波管１０４を伝搬してきた高周波信号は、大きな反射を生じることなくマイクロストリップ線路に伝搬することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器では、ストリップ導体パターン１０２から短絡導波管ブロック１０５の短絡面までの長さは導波管管内波長の約１／４程度必要であるため、この短絡導波管ブロック１０５が誘電体基板１０１から突き出す形となる。したがって、特にマイクロ波帯域においては変換器の小形化が難しいという問題点があった。
【０００８】
一方、導波管１０４、短絡導波管ブロック１０５、およびストリップ導体パターン１０２との間で位置ずれが生じると変換器の特性が劣化するため、各部品の組み立てを高い位置精度で行う必要がある。しかし、ミリ波帯域においては各部品の大きさが非常に小さくなるため高い精度で組立てることは難しく、量産が難しいという問題点があった。
【０００９】
また、高周波素子を実装するパッケージの入出力部にこの従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を設ける場合、導波管とマイクロストリップ線路の接続部に空間があるため、パッケージ内部を気密封止できないという問題点もあった。
【００１０】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、マイクロ波帯およびミリ波帯において、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を得ることを目的とする。
【００１１】
さらに、入出力部に導波管が接続される高周波パッケージに適用した場合に、パッケージ内部の気密封止が可能な導波管／マイクロストリップ線路変換器を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部を有する地導体パターンと、前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記誘電体基板内で前記地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、前記地導体パターン抜き部に合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記ストリップ導体パターン、前記地導体パターン及び前記誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記地導体パターン及び前記接続用導体から誘電体導波管短絡部が構成されるものである。
【００１３】
この発明の請求項２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管形成用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、前記第２の地導体パターン抜き部に合わせて前記第２の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面とが向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から誘電体導波管が構成されるものである。
【００１４】
この発明の請求項３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、第３の誘電体基板と、前記第３の誘電体基板の一面に形成された第３の地導体パターン抜き部を有する第３の地導体パターンと、前記第３の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第３の誘電体基板を上下に貫通する第３の接続用導体と、前記第３の地導体パターン抜き部に合わせて前記第３の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記第２の地導体パターンと、前記第３の地導体パターンを有する面に対向する前記第３の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第２の誘電体基板と前記第３の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から第１の誘電体導波管が構成され、前記第２の地導体パターン、前記第３の地導体パターン及び前記第３の接続用導体から第２の誘電体導波管が構成されるものである。
【００１５】
この発明の請求項４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記第２の誘電体基板内で第２の接続用導体に囲まれた領域と、前記第３の誘電体基板内で第３の接続用導体に囲まれた領域の大きさが異なるものである。
【００１６】
この発明の請求項５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの間にストリップ導体パターン幅広部を挿入したものである。
【００１７】
この発明の請求項６に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記導波管短絡用導体パターンに切り欠き部を設けたものである。
【００１８】
この発明の請求項７に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記地導体パターン抜き部が、多角形であり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの境界線位置が、前記多角形の一辺に一致するか、または前記多角形の内部にあるものである。
【００１９】
この発明の請求項８に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、前記接続用導体が、複数のヴィアから構成されるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【００２１】
図２は、図１に示される導波管／マイクロストリップ線路変換器の断面図である。また、図３は、図１に示される誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。さらに、図４は、図１に示される誘電体基板の下側の面に配置された導体パターンを示す図である。なお、図２に示された断面図は、図３及び図４に示されるＡ−Ａ’断面図として与えられるものである。また、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２２】
図１〜図４において、１は誘電体基板、２は地導体パターン、３はストリップ導体パターン、４は導波管短絡用導体パターン、５は導波管壁用ヴィア（接続用導体）、６は地導体パターン抜き部、７は導波管である。なお、ヴィアとは、本願明細書において円柱状導体を示す用語として用いるものとする。
【００２３】
また、同図において、地導体パターン２とストリップ導体パターン３と誘電体基板１とから「マイクロストリップ線路」を構成している。導波管壁用ヴィア５は、地導体パターン２と導波管短絡用導体パターン４を接続し、地導体パターン抜き部６の周囲に設けられており、地導体パターン２と導波管短絡用導体パターン４と導波管壁用ヴィア５から「誘電体導波管短絡部」を構成している。導波管７は、誘電体基板１の下側の地導体パターン抜き部６に合わせて接続されている。
【００２４】
つぎに、この実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
マイクロストリップ線路では地導体パターン２とストリップ導体パターン３の間に電界が生じている。一方、導波管７では導波管断面の中央部が最も強い電界分布となっている。そこで、マイクロストリップ線路を構成するストリップ導体パターン３を、誘電体導波管短絡部を構成する導波管短絡用導体パターン４の誘電体導波管短絡部の中央に接続すれば、マイクロストリップ線路において電界が生じている部分と導波管７において電界が強い部分が一致する。マイクロストリップ線路と導波管７の電界分布が近いことから、高周波信号は大きな反射を生じることなく伝搬することができる。
【００２６】
以上のように、この実施の形態１によれば、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器が得られるという効果がある。
【００２７】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００２８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図５は、この発明の実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。また、図６は、図５に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。図７は、図５に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。さらに、図８は、図５に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。なお、図５に示された断面図は、図６ないし図８に示されるＡ−Ａ’断面図として与えられるものである。
【００３０】
図５〜図８において、１ａ、１ｂは誘電体基板、２ａ、２ｂは地導体パターン、３はストリップ導体パターン、４は導波管短絡用導体パターン、５ａ、５ｂは導波管壁用ヴィア、６ａ、６ｂは地導体パターン抜き部、７は導波管である。
【００３１】
誘電体基板１ａの上側の面にストリップ導体パターン３、下側の面に地導体パターン２ａを設けることで、「マイクロストリップ線路」を構成している。また、誘電体基板１ａの上側の面に導波管短絡用導体パターン４、下側の面に地導体パターン２ａを設け、導波管短絡用導体パターン４と地導体パターン２ａを接続する導波管壁用ヴィア５ａを設けることで、「導波管短絡部」を構成している。さらに、誘電体基板１ｂの下側の面に地導体パターン２ｂを設け、地導体パターン２ａ、２ｂを接続する導波管壁用ヴィア５ｂを設けることで「誘電体導波管」を構成している。誘電体基板１ｂの下には、この誘電体導波管の開口に合わせて導波管７が設けられている。
【００３２】
つぎに、この実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器において、誘電体基板１ａに構成されたマイクロストリップ線路に入力された高周波信号は、導波管短絡部を介して誘電体基板１ｂに構成された誘電体導波管を伝搬する。さらに、地導体パターン抜き部６ｂを通って導波管７に伝搬していく。
【００３４】
以上のように、この実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００３５】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００３６】
さらに、誘電体基板内に地導体パターンと導波管壁用ヴィアで形成した誘電体導波管のインピーダンスを調整することにより、外部に接続される導波管とのインピーダンス整合がとりやすく、良好な特性の導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００３７】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図９は、この発明の実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。また、図１０は、図９に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。図１１は、図９に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。さらに、図１２は、図９に示される中の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。図１３は、図９に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。なお、図９に示された断面図は、図１０ないし図１３に示されるＡ−Ａ’断面図として与えられるものである。
【００３９】
図９〜図１３において、１ａ、１ｂ、１ｃは誘電体基板、２ａ、２ｂ、２ｃは地導体パターン、３はストリップ導体パターン、４は導波管短絡用導体パターン、５ａ、５ｂ、５ｃは導波管壁用ヴィア、６ａ、６ｂ、６ｃは地導体パターン抜き部である。
【００４０】
誘電体基板１ａの上側の面にストリップ導体パターン３、下側の面に地導体パターン２ａを設けることで、「マイクロストリップ線路」を構成している。また、誘電体基板１ａの上側の面に導波管短絡用導体パターン４、下側の面に地導体パターン２ａを設け、導波管短絡用導体パターン４と地導体パターン２ａを接続する導波管壁用ヴィア５ａを設けることで、「導波管短絡部」を構成している。さらに、誘電体基板１ｂの下側の面に地導体パターン２ｂを設け、地導体パターン２ａ、２ｂを接続する導波管壁用ヴィア５ｂを設けることで「誘電体導波管」（第１の誘電体導波管）を構成している。また、誘電体基板１ｃの下側の面に地導体パターン２ｃを設け、地導体パターン２ｂ、２ｃを接続する導波管壁用ヴィア５ｃを設けることで「誘電体導波管」（第２の誘電体導波管）を構成している。誘電体基板１ｃの下には、この誘電体導波管の開口に合わせて導波管７が設けられている。
【００４１】
つぎに、この実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の動作について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器において、誘電体基板１ａに構成されたマイクロストリップ線路に入力された高周波信号は、導波管短絡部を介して誘電体基板１ｂに構成された誘電体導波管を伝搬する。さらに、誘電体基板１ｃに構成された誘電体導波管を通り、地導体パターン抜き部６ｃを介して導波管７に伝搬していく。
【００４３】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００４４】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００４５】
さらに、誘電体基板内に地導体パターンと導波管壁用ヴィアで形成した複数の誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、広帯域にわたってインピーダンス整合をとることが可能となる。
【００４６】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００４７】
図１４は、この発明の実施の形態４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図である。図１４において、８はストリップ導体パターン幅広部である。このストリップ導体パターン幅広部８は、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の間に設けられている。
【００４８】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器においては、ストリップ導体パターン幅広部８を設けることにより、並列容量成分を付加することができるため、誘導性を有する変換器に対してインピーダンス整合を行うことができる。また、ストリップ導体パターン幅広部８では、マイクロストリップ線路における電界分布が誘電体基板側に集中するため、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の接続部における上側の空間への放射を抑えることができる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００５０】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００５１】
さらに、ストリップ導体パターン幅広部８を有するため、変換器から空間への不要放射を抑えた導波管／マイクロスストリップ線路変換器を実現できる。
【００５２】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器について図面を参照しながら説明する。
【００５３】
図１５は、この発明の実施の形態５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図である。図１５において、９は導波管短絡用導体パターン張り出し部である。この導波管短絡用導体パターン張り出し部９は、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の接続部の両側に、ストリップ導体パターン３から離れて設けられている。
【００５４】
上記のような構成を有する導波管／マイクロストリップ線路変換器においては、ストリップ導体パターン３と導波管短絡用導体パターン４の接続部が地導体パターン抜き部６の上部にある場合でも、地導体パターン抜き部６の上をほとんど導体パターンで覆うことができるため、上部空間への放射を抑えることができる。
【００５５】
以上のように、この実施の形態５によれば、実施の形態１と同様、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易な導波管／マイクロストリップ線路変換器を実現することができる。
【００５６】
また、基板の導体パターンとヴィアだけで構成するため、誘電体基板内部に形成することが可能であり、セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも容易であるという効果もある。
【００５７】
さらに、導波管短絡用導体パターン張り出し部９を有するため、変換器から空間への不要放射を抑えられるという効果もある。
【００５８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部を有する地導体パターンと、前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記誘電体基板内で前記地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、前記地導体パターン抜き部に合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記ストリップ導体パターン、前記地導体パターン及び前記誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記地導体パターン及び前記接続用導体から誘電体導波管短絡部が構成されるので、誘電体基板の上から約１／４波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、高精度な組立ても必要ないことから、小形で量産が容易であるという効果を奏する。
【００５９】
この発明の請求項２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管形成用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、前記第２の地導体パターン抜き部に合わせて前記第２の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面とが向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から誘電体導波管が構成されるので、誘電体基板内に地導体パターンと接続用導体で形成した誘電体導波管のインピーダンスを調整することにより、外部に接続される導波管とのインピーダンス整合がとりやすいという効果を奏する。
【００６０】
この発明の請求項３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、第３の誘電体基板と、前記第３の誘電体基板の一面に形成された第３の地導体パターン抜き部を有する第３の地導体パターンと、前記第３の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第３の誘電体基板を上下に貫通する第３の接続用導体と、前記第３の地導体パターン抜き部に合わせて前記第３の誘電体基板に接続された導波管とを備え、前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、前記第２の地導体パターンと、前記第３の地導体パターンを有する面に対向する前記第３の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第２の誘電体基板と前記第３の誘電体基板とが積層され、前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から第１の誘電体導波管が構成され、前記第２の地導体パターン、前記第３の地導体パターン及び前記第３の接続用導体から第２の誘電体導波管が構成されるので、誘電体基板内に地導体パターンと接続用導体で形成した複数の誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、広帯域にわたってインピーダンス整合をとることができるという効果を奏する。
【００６１】
この発明の請求項４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記第２の誘電体基板内で第２の接続用導体に囲まれた領域と、前記第３の誘電体基板内で第３の接続用導体に囲まれた領域の大きさが異なるので、誘電体基板内に地導体パターンと接続用導体で形成した複数の誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、広帯域にわたってインピーダンス整合をとることができるという効果を奏する。
【００６２】
この発明の請求項５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの間にストリップ導体パターン幅広部を挿入したので、変換器から空間への不要放射を抑えることができるという効果を奏する。
【００６３】
この発明の請求項６に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記導波管短絡用導体パターンに切り欠き部を設けたので、変換器から空間への不要放射を抑えることができるという効果を奏する。
【００６４】
この発明の請求項７に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記地導体パターン抜き部が、多角形であり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの境界線位置が、前記多角形の一辺に一致するか、または前記多角形の内部にあるので、小形で量産が容易であるという効果を奏する。
【００６５】
この発明の請求項８に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器は、以上説明したとおり、前記接続用導体が、複数のヴィアから構成されるので、小形で量産が容易であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す断面図である。
【図３】 図１に示される誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図４】 図１に示される誘電体基板の下側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す断面図である。
【図６】 図５に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図７】 図５に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図８】 図５に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す断面図である。
【図１０】 図９に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す図である。
【図１１】 図９に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図１２】 図９に示される中の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図１３】 図９に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態５に係る導波管／マイクロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。
【図１６】 従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す斜視図である。
【図１７】 図１６に示す従来の導波管／マイクロストリップ線路変換器を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 誘電体基板、２、２ａ、２ｂ、２ｃ 地導体パターン、３ ストリップ導体パターン、４ 導波管短絡用導体パターン、５、５ａ、５ｂ、５ｃ 導波管壁用ヴィア、６、６ａ、６ｂ、６ｃ 地導体パターン抜き部、７は導波管、８ ストリップ導体パターン幅広部、９ 導波管短絡用導体パターン張り出し部。
Claims (8)
- 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部を有する地導体パターンと、前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記誘電体基板内で前記地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、前記地導体パターン抜き部に合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とを備え、
前記ストリップ導体パターン、前記地導体パターン及び前記誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、
前記導波管短絡用導体パターン、前記地導体パターン及び前記接続用導体から誘電体導波管短絡部が構成される
ことを特徴とする導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管形成用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、
第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、前記第２の地導体パターン抜き部に合わせて前記第２の誘電体基板に接続された導波管とを備え、
前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面とが向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、
前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、
前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、
前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から誘電体導波管が構成される
ことを特徴とする導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一面に形成された第１の地導体パターン抜き部を有する第１の地導体パターンと、前記第１の地導体パターンを有する面に対向する前記第１の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、前記第１の誘電体基板内で前記第１の地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとを接続する第１の接続用導体と、
第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の一面に形成された第２の地導体パターン抜き部を有する第２の地導体パターンと、前記第２の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第２の誘電体基板を上下に貫通する第２の接続用導体と、
第３の誘電体基板と、前記第３の誘電体基板の一面に形成された第３の地導体パターン抜き部を有する第３の地導体パターンと、前記第３の地導体パターン抜き部の周囲に設けられた前記第３の誘電体基板を上下に貫通する第３の接続用導体と、前記第３の地導体パターン抜き部に合わせて前記第３の誘電体基板に接続された導波管とを備え、
前記第１の地導体パターンと、前記第２の地導体パターンを有する面に対向する前記第２の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とが積層され、
前記第２の地導体パターンと、前記第３の地導体パターンを有する面に対向する前記第３の誘電体基板の面が向かいあうように、前記第２の誘電体基板と前記第３の誘電体基板とが積層され、
前記ストリップ導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の誘電体基板からマイクロストリップ線路が構成され、
前記導波管短絡用導体パターン、前記第１の地導体パターン及び前記第１の接続用導体から導波管短絡部が構成され、
前記第１の地導体パターン、前記第２の地導体パターン及び前記第２の接続用導体から第１の誘電体導波管が構成され、
前記第２の地導体パターン、前記第３の地導体パターン及び前記第３の接続用導体から第２の誘電体導波管が構成される
ことを特徴とする導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 前記第２の誘電体基板内で第２の接続用導体に囲まれた領域と、前記第３の誘電体基板内で第３の接続用導体に囲まれた領域の大きさが異なる
ことを特徴とする請求項３記載の導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの間にストリップ導体パターン幅広部を挿入した
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 前記導波管短絡用導体パターンに切り欠き部を設けた
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 前記地導体パターン抜き部は、多角形であり、前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの境界線位置が、前記多角形の一辺に一致するか、または前記多角形の内部にある
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の導波管／マイクロストリップ線路変換器。 - 前記接続用導体は、複数のヴィアから構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の導波管／マイクロストリップ線路変換器。
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