JP3891996B2 - Waveguide type waveguide and high frequency module - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロ波またはミリ波などの高周波信号の伝搬に用いられる導波管型導波路および高周波モジュールに関する。   The present invention relates to a waveguide type waveguide and a high frequency module used for propagation of a high frequency signal such as a microwave or a millimeter wave.

従来、マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を伝送するための伝送路としては、ストリップ線路、導波管および誘電体導波管などが知られている。これらはまた、高周波用の共振器およびフィルタを構成するものとして知られている。また、これら高周波用の構成要素をモジュール化したものとしては、ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路）などがある。以下、高周波用の伝送路およびフィルタなどを構成するストリップ線路、および導波管などを総称して、導波路と呼ぶ。   Conventionally, strip lines, waveguides, dielectric waveguides, and the like are known as transmission lines for transmitting high-frequency signals such as microwave bands and millimeter wave bands. They are also known to constitute high frequency resonators and filters. As a module obtained by modularizing these high-frequency components, there is an MMIC (monolithic microwave integrated circuit). Hereinafter, the high-frequency transmission line, the strip line constituting the filter, the waveguide, and the like are collectively referred to as a waveguide.

導波路における電磁波の伝搬モードには、ＴＥモード、ＴＭモード、およびＴＥＭモードがある。ＴＥモードは、電磁波の進行方向に対して断面方向にのみ電界成分があり、電磁波の進行方向には電界成分が存在しないような状態をいう。ＴＭモードは、電磁波の進行方向に対して断面方向にのみ磁界成分があり、電磁波の進行方向には磁界成分が存在しないような状態をいう。ＴＥモードおよびＴＭモードは、例えば導波管において存在する電磁波の伝搬モードである。これら各モードにおいて、電界Ｅに平行な面は「Ｅ面」、磁界Ｈに平行な面は「Ｈ面」と呼ばれる。一方、ＴＥＭモードは、ストリップ線路や同軸線路などにおいて存在する電磁波の伝搬モードであり、電磁波の進行方向に対して電界成分と磁界成分の双方が断面内にのみ存在し、電磁波の進行方向にはそれらの成分が存在しないような状態をいう。   There are a TE mode, a TM mode, and a TEM mode as electromagnetic wave propagation modes in the waveguide. The TE mode refers to a state where there is an electric field component only in the cross-sectional direction with respect to the traveling direction of the electromagnetic wave, and no electric field component exists in the traveling direction of the electromagnetic wave. The TM mode refers to a state in which a magnetic field component exists only in the cross-sectional direction with respect to the traveling direction of the electromagnetic wave, and no magnetic field component exists in the traveling direction of the electromagnetic wave. The TE mode and the TM mode are propagation modes of electromagnetic waves existing in, for example, a waveguide. In each of these modes, a plane parallel to the electric field E is called “E plane”, and a plane parallel to the magnetic field H is called “H plane”. On the other hand, the TEM mode is an electromagnetic wave propagation mode that exists in a strip line, a coaxial line, etc., and both the electric field component and the magnetic field component exist only in the cross section with respect to the traveling direction of the electromagnetic wave. A state in which those components do not exist.

ここで、複数の導波路を相互接続する場合、特に、異なる伝搬モードの導波路を相互接続する場合には、各導波路間でモード変換を行うための構造が必要とされる。図１３は、ＴＥモードで電磁波を伝搬する矩形状の誘電体導波管２０１の両端に、ＴＥＭモードで電磁波を伝搬するコプレーナ線路基板２０２を接続した例である。   Here, when interconnecting a plurality of waveguides, particularly when interconnecting waveguides of different propagation modes, a structure for performing mode conversion between the waveguides is required. FIG. 13 shows an example in which a coplanar line substrate 202 that propagates electromagnetic waves in the TEM mode is connected to both ends of a rectangular dielectric waveguide 201 that propagates electromagnetic waves in the TE mode.

コプレーナ線路基板２０２は、矩形状の金属壁２２１と、その内部に充填された誘電体２２０とを有している。金属壁２２１の上面部分には、部分的に金属壁２２１の剥がされた領域２２４Ａ，２２４Ｂが設けられ、電磁波Ｓ１００の伝搬方向に延在する線路パターン２２４Ｃが形成されている。一方、誘電体導波管２０１は、矩形状の金属壁２１１と、その内部に充填された誘電体２１０とを有している。誘電体導波管２０１における電磁波の入出力端において、底面には部分的に金属壁２１１の剥がされた領域２１４Ａ，２１４Ｂが設けられ、コプレーナ線路基板２０２の線路パターン２２４Ｃに対応する線路パターン２１４Ｃが形成されている。誘電体導波管２０１における電磁波の所定の伝搬領域内には、結合調整用のスルーホール２１３Ｃが設けられている。コプレーナ線路基板２０２における線路パターン２２４Ｃの一端と、誘電体導波管２０１における線路パターン２１４Ｃとが重ね合わせられるようにして、コプレーナ線路基板２０２の上面端部に誘電体導波管２０１の底面端部が接続されている。電磁波Ｓ１００が入力されると、コプレーナ線路基板２０２上の線路パターン２２４Ｃの周囲には、磁界が環状に分布する。この磁界の方向と、誘電体導波管２０１内に分布する磁界の方向とを一致させることで、磁界結合がなされ、ＴＥＭモードとＴＥモードとのモード変換が行われる。   The coplanar line substrate 202 has a rectangular metal wall 221 and a dielectric 220 filled therein. On the upper surface portion of the metal wall 221, regions 224A and 224B where the metal wall 221 is partially peeled are provided, and a line pattern 224C extending in the propagation direction of the electromagnetic wave S100 is formed. On the other hand, the dielectric waveguide 201 has a rectangular metal wall 211 and a dielectric 210 filled therein. At the input / output end of the electromagnetic wave in the dielectric waveguide 201, regions 214A and 214B where the metal wall 211 is partially peeled are provided on the bottom surface, and a line pattern 214C corresponding to the line pattern 224C of the coplanar line substrate 202 is formed. Is formed. A through hole 213C for adjusting coupling is provided in a predetermined propagation region of the electromagnetic wave in the dielectric waveguide 201. One end of the line pattern 224 </ b> C in the coplanar line substrate 202 and the line pattern 214 </ b> C in the dielectric waveguide 201 are overlapped, and the bottom end of the dielectric waveguide 201 is placed on the top end of the coplanar line substrate 202. Is connected. When the electromagnetic wave S100 is input, a magnetic field is distributed in an annular shape around the line pattern 224C on the coplanar line substrate 202. By matching the direction of the magnetic field with the direction of the magnetic field distributed in the dielectric waveguide 201, magnetic field coupling is performed, and mode conversion between the TEM mode and the TE mode is performed.

ところで近年では、移動体通信技術等の進歩により、通信に利用される電波の周波数帯域がＧＨｚ帯のような高周波域に拡がり、通信に利用される通信機器の小形化も進んでいる。このため、この種の通信機器において使用される導波管やフィルタ等の高周波モジュールに対しても、さらなる高周波化および小形化への対応が求められている。このような高周波化および小形化に対応した導波路構造として、スルーホールを利用した導波路が提案されている。この導波路の基本構造は、誘電体基板と、この誘電体基板を挟持するように互いに対向配置された一対の導体層と、一対の導体層間を導通する複数のスルーホールとを備えたものである。この導波路構造では、スルーホール内面がメタライズされて所定の間隔で配列されることにより、擬似的な金属壁が形成され、その擬似的な金属壁と一対の導体層とで囲まれた領域内で電磁波が伝搬される。   By the way, in recent years, with the advancement of mobile communication technology and the like, the frequency band of radio waves used for communication has been expanded to a high frequency range such as the GHz band, and miniaturization of communication devices used for communication is also progressing. For this reason, high frequency modules such as waveguides and filters used in this type of communication device are also required to cope with higher frequency and smaller size. As a waveguide structure corresponding to such high frequency and miniaturization, a waveguide using a through hole has been proposed. The basic structure of this waveguide includes a dielectric substrate, a pair of conductor layers arranged to face each other so as to sandwich the dielectric substrate, and a plurality of through holes that conduct between the pair of conductor layers. is there. In this waveguide structure, the inner surface of the through hole is metallized and arranged at a predetermined interval, so that a pseudo metal wall is formed. In the region surrounded by the pseudo metal wall and a pair of conductor layers Electromagnetic waves are propagated through.

このような導波路に関連した技術は、例えば以下の特許文献１，２に記載されている。特許文献１には、同文献中の図１に示されているように、誘電体基板２１、一対の主導体層２２，２３および側壁用貫通導体群２４によって構成された疑似矩形導波管路としての誘電体導波管線路２５の内部に、一対の主導体層２２，２３間を電気的に接続（導通）して誘導性窓（結合窓）を形成する複数の貫通導体２６を配設することで、導波管型帯域通過フィルタを構成した例が記載されている。このフィルタによれば、配線基板等の誘電体基板内に作り込むことができるため、フィルタを容易に小形化することが可能となる。   Techniques related to such a waveguide are described in, for example, Patent Documents 1 and 2 below. In Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of the same document, a quasi-rectangular waveguide constituted by a dielectric substrate 21, a pair of main conductor layers 22 and 23, and a side wall through conductor group 24. A plurality of through conductors 26 that electrically connect (conduct) between the pair of main conductor layers 22 and 23 to form an inductive window (coupling window) are disposed inside the dielectric waveguide line 25 as Thus, an example in which a waveguide type bandpass filter is configured is described. According to this filter, since it can be formed in a dielectric substrate such as a wiring substrate, the filter can be easily downsized.

特許文献２には、誘電体導波管線路（疑似矩形導波管路）と線路導体（マイクロストリップ線路）との接続構造が記載されている。より詳しくは、同文献中の図１に示されているように、誘電体導波管線路１６の開口端に、線路導体２０の端部を挿入すると共に、その端部と一方の主導体層１２とを、接続用線路導体１８と接続用貫通導体１７とにより階段状を成すように電気的に接続する。また、この接続構造は、一対の主導体層１２，１３間の間隔を狭くしたいわゆるリッジ導波管構造を構成する。このため、線路導体２０から誘電体導波管線路１６への高周波信号（電磁波）の伝搬に際しては、線路導体２０においてＴＥＭモードで伝搬する電磁波を誘電体導波管線路１６においてＴＥモード（ＴＥ10モード）で伝搬する電磁波にモード変換する。言い換えれば、この接続構造は、線路導体（マイクロストリップ線路）を導波管路に線路変換するものである。
特開平１１−２８４４０９号公報 特開２０００−２１６６０５号公報 Patent Document 2 describes a connection structure between a dielectric waveguide line (pseudo rectangular waveguide) and a line conductor (microstrip line). More specifically, as shown in FIG. 1 in the same document, the end portion of the line conductor 20 is inserted into the opening end of the dielectric waveguide line 16, and the end portion and one main conductor layer are inserted. 12 are electrically connected to each other by a connecting line conductor 18 and a connecting through conductor 17 so as to form a staircase shape. This connection structure constitutes a so-called ridge waveguide structure in which the distance between the pair of main conductor layers 12 and 13 is narrowed. Therefore, when a high-frequency signal (electromagnetic wave) is propagated from the line conductor 20 to the dielectric waveguide line 16, the electromagnetic wave propagating in the TEM mode in the line conductor 20 is transmitted in the TE mode (TE 10 Mode conversion to electromagnetic waves propagating in (mode). In other words, this connection structure converts a line conductor (microstrip line) into a waveguide.
JP 11-284409 A JP 2000-216605 A

複数の導波路を相互接続する場合、伝送効率上、その接続部分においてなるべく損失が生じないようにすることが望ましい。しかしながら、スルーホールを利用した導波路に関しては、比較的最近の技術ということもあり、その接続構造自体が新規であるものが多い。その場合、金属壁を用いた従来の導波路の場合には予期していなかった要因で損失が生じることが考えられる。例えば図１３に示した接続構造において、誘電体導波管２０１をスルーホールを用いた導波管型導波路で構成しようとした場合、単純に側壁部分のみをスルーホールによる擬似的な金属壁で置き換える構造が考えられる。この場合、単純に側壁部分のみをスルーホールで置き換えただけでは、コプレーナ線路基板２０２との接続部分において放射損失が生じるおそれがある。上記特許文献１，２には、このような接続構造における接続部分での放射損失に関しては特に記載されていない。   When interconnecting a plurality of waveguides, it is desirable to prevent loss as much as possible in the connection portion in terms of transmission efficiency. However, waveguides using through holes are relatively recent technologies, and many of the connection structures themselves are new. In that case, in the case of a conventional waveguide using a metal wall, a loss may be caused by an unexpected factor. For example, in the connection structure shown in FIG. 13, when the dielectric waveguide 201 is configured to be a waveguide type waveguide using a through hole, only the side wall portion is simply a pseudo metal wall made of the through hole. A replacement structure is conceivable. In this case, if only the side wall portion is simply replaced with a through hole, radiation loss may occur at the connection portion with the coplanar line substrate 202. The above Patent Documents 1 and 2 do not particularly describe the radiation loss at the connection portion in such a connection structure.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、特に導波路間の接続部分における放射損失を防止し、優れた伝送特性を実現できるようにした導波管型導波路および高周波モジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and its object is to prevent a radiation loss particularly at a connection portion between the waveguides and to realize excellent transmission characteristics and a high-frequency waveguide. To provide a module.

本発明による導波管型導波路は、他の導波路に接続され、他の導波路との間で電磁波の伝搬が行われるようになされた導波管型導波路であって、両端部が他の導波路との接続端とされた誘電体基板と、誘電体基板を上面および底面において挟持するように互いに対向配置された一対の導体層と、一対の導体層間を導通し、一対の導体層と共に誘電体基板の一方の端部から他方の端部に向かって電磁波の所定の伝搬領域が形成されるように複数配列され、かつ、誘電体基板における一方の端部側の一側面と他方の端部側の一側面とに電磁波が入力または出力される開口部が形成されるように配列された第１のスルーホールと、所定の伝搬領域外の領域で一対の導体層間を導通し、かつ誘電体基板の両端部における開口部の外側の領域に複数配列された第２のスルーホールとを備えたものである。
A waveguide-type waveguide according to the present invention is a waveguide-type waveguide that is connected to another waveguide and that propagates electromagnetic waves between the other waveguides. A pair of conductors that are electrically connected between a pair of conductor layers disposed opposite to each other so as to sandwich the dielectric substrate between the top surface and the bottom surface, and a pair of conductor layers; a plurality of arranged so that a predetermined propagation region one from the end of toward the other end wave of the dielectric substrate is formed with the layer, and one side surface and the other one end portion side of the dielectric substrate A first through hole arranged so that an opening through which electromagnetic waves are input or output is formed on one side surface of the first end side, and a pair of conductor layers in a region outside a predetermined propagation region, And multiple arrays in the area outside the opening at both ends of the dielectric substrate The in which and a second through-hole.

本発明による高周波モジュールは、導波管型導波路と、導波管型導波路に接続される他の導波路とを備え、各導波路間で電磁波の伝搬が行われるようになされた高周波モジュールであって、導波管型導波路が、両端部が他の導波路との接続端とされた誘電体基板と、誘電体基板を上面および底面において挟持するように互いに対向配置された一対の導体層と、一対の導体層間を導通し、一対の導体層と共に誘電体基板の一方の端部から他方の端部に向かって電磁波の所定の伝搬領域が形成されるように複数配列され、かつ、誘電体基板における一方の端部側の一側面と他方の端部側の一側面とに電磁波が入力または出力される開口部が形成されるように配列された第１のスルーホールと、所定の伝搬領域外の領域で一対の導体層間を導通し、かつ誘電体基板の両端部における開口部の外側の領域に複数配列された第２のスルーホールとを有するものである。
A high-frequency module according to the present invention includes a waveguide-type waveguide and another waveguide connected to the waveguide-type waveguide, and an electromagnetic wave is propagated between the waveguides. And a pair of waveguide-type waveguides arranged opposite to each other so as to sandwich the dielectric substrate between the top surface and the bottom surface of the dielectric substrate having both ends connected to other waveguides. A plurality of conductor layers and a pair of conductor layers are electrically connected to each other so that a predetermined propagation region of electromagnetic waves is formed from one end of the dielectric substrate to the other end together with the pair of conductor layers; and A first through hole arranged so that an opening for inputting or outputting electromagnetic waves is formed on one side surface on one end side and one side surface on the other end side of the dielectric substrate ; Conduction between a pair of conductor layers in a region outside the propagation region, One in which a second through hole that is arrayed outside the region of the opening in the opposite end portions of the dielectric substrate.

ここで、本発明による導波管型導波路および高周波モジュールにおいて、他の導波路は、他の誘電体基板と、他の誘電体基板の底面に形成された第１の導体層と、他の誘電体基板の上面に形成され、部分的に第１の線路パターンが形成された第２の導体層とを備えている。そして、導波管型導波路は、他の導波路との接続部分において所定の伝搬領域内で、一対の導体層の底面側に、第１の線路パターンに対応する第２の線路パターンが形成されると共に、第２の線路パターンと第１の線路パターンの一端とが重ね合わせられるようにして直接接続され、第２のスルーホールが、少なくとも所定の伝搬領域外の領域で第２の線路パターンの延在方向に直交する方向に複数配列されている。
Here, in the waveguide-type waveguide and the high-frequency module according to the present invention, the other waveguide includes another dielectric substrate, a first conductor layer formed on the bottom surface of the other dielectric substrate, and another And a second conductor layer formed on the top surface of the dielectric substrate and partially formed with a first line pattern . In the waveguide type waveguide, a second line pattern corresponding to the first line pattern is formed on the bottom surface side of the pair of conductor layers in a predetermined propagation region at a connection portion with another waveguide. In addition, the second line pattern and one end of the first line pattern are directly connected so as to overlap each other, and the second through hole is at least in a region outside the predetermined propagation region. A plurality are arranged in a direction orthogonal to the extending direction .

本発明による導波管型導波路および高周波モジュールにおいて、第２のスルーホールは、電磁波の所定の伝搬領域外において、誘電体基板の外周部分全体に複数配列されていても良い。
 In the waveguide type waveguide and the high-frequency module according to the present invention, a plurality of second through holes may be arranged on the entire outer peripheral portion of the dielectric substrate outside the predetermined propagation region of the electromagnetic wave.

また、他の導波路は、他の導波路内において電磁波が導波管型導波路との接続端より前方に伝搬しないよう、線路パターンの接続端側における端部付近に配列され、第１の導体層と第２の導体層とを導通するスルーホールを有していても良い。 Further, the other waveguide is arranged in the vicinity of the end portion on the connection end side of the line pattern so that the electromagnetic wave does not propagate forward from the connection end with the waveguide type waveguide in the other waveguide, it may have Suruho Le to conduct the conductor layer and the second conductive layer.

本発明による導波管型導波路および高周波モジュールでは、他の導波路に接続される導波管型導波路において、一対の導体層と一対の導体層間を導通する第１のスルーホールとにより形成された領域内で、電磁波の伝搬が行われる。この電磁波の所定の伝搬領域外の領域において、他の導波路との接続端に、一対の導体層間を導通する第２のスルーホールが配列されていることにより、その接続端において、電磁波の所定の伝搬領域外に電磁波が侵入することが抑制され、その接続部分における放射損失が防止される。 In the waveguide type waveguide and the high-frequency module according to the present invention , the waveguide type waveguide connected to another waveguide is formed by a pair of conductor layers and a first through hole that conducts between the pair of conductor layers. The electromagnetic wave is propagated within the region. In the region outside the predetermined propagation region of the electromagnetic wave, the second through hole that conducts between the pair of conductor layers is arranged at the connection end with the other waveguide, so that the predetermined electromagnetic wave is transmitted at the connection end. The electromagnetic wave is prevented from entering the outside of the propagation region, and radiation loss at the connecting portion is prevented.

本発明による導波管型導波路または高周波モジュールによれば、導波管型導波路における電磁波の所定の伝搬領域外の領域において、他の導波路との接続端に、一対の導体層間を導通する第２のスルーホールを配列するようにしたので、他の導波路との接続端から電磁波が所定の伝搬領域外に侵入することが抑制され、特に導波路間の接続部分における放射損失が防止されることにより、優れた伝送特性を実現できる。 According to the waveguide or high-frequency module according to the present invention, conduction in a predetermined propagation region outside the region of the electromagnetic waves in the waveguide, the connection end of the other waveguide, the pair of conductor layers Since the second through holes are arranged, it is possible to suppress electromagnetic waves from entering the predetermined propagation region from the connection end with other waveguides, and particularly to prevent radiation loss at the connection portion between the waveguides. As a result, excellent transmission characteristics can be realized.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールの全体構成を示している。図２はこの高周波モジュールの分解斜視図、図３は分解平面図を示している。この高周波モジュールは、例えば高周波信号用の伝送路またはフィルタとして使用することができる。   FIG. 1 shows the overall configuration of a high-frequency module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the high-frequency module, and FIG. 3 is an exploded plan view. This high-frequency module can be used, for example, as a transmission line or filter for high-frequency signals.

この高周波モジュールは、例えばＴＥモードで電磁波を伝搬する導波管型導波路１と、ＴＥＭモードで電磁波を伝搬し、導波管型導波路１を積層搭載する形で導波管型導波路１に相互接続されるコプレーナ線路基板２とを備えている。コプレーナ線路基板２は、本発明における「他の導波路」の一具体例に対応する。   The high-frequency module includes, for example, a waveguide type waveguide 1 that propagates an electromagnetic wave in a TE mode and a waveguide type waveguide 1 that propagates an electromagnetic wave in a TEM mode and mounts the waveguide type waveguide 1 in a stacked manner. And a coplanar line substrate 2 interconnected to each other. The coplanar line substrate 2 corresponds to a specific example of “another waveguide” in the present invention.

なお、この高周波モジュールにおいて、電磁波は図１に示したＳ１方向に一方向に伝搬されるものであっても良いし、図示したＳ１方向とは逆方向に伝搬されるものであっても良い。すなわち、この高周波モジュールは、双方向に電磁波の伝搬を行うことが可能であり、例えば交流信号の伝搬に適用することが可能であるが、以下では説明を簡単にするため、電磁波が図示した一方向のみに伝搬される場合を例に説明する。   In this high frequency module, the electromagnetic wave may be propagated in one direction in the S1 direction shown in FIG. 1, or may be propagated in the direction opposite to the illustrated S1 direction. That is, this high-frequency module can propagate electromagnetic waves in both directions, and can be applied, for example, to propagation of alternating current signals. A case where propagation is performed only in the direction will be described as an example.

コプレーナ線路基板２は、誘電体基板２０と、誘電体基板２０の底面に形成された第１の導体層２２と、誘電体基板２０の上面に形成され、部分的に線路パターン２４Ｃが形成された第２の導体層２１と、導体層２１，２２間を導通する複数のスルーホール２３Ａ，２３Ｂとを有している。線路パターン２４Ｃは、電磁波の入出力端２Ａ，２Ｂ（コプレーナ線路基板２の両端部）に形成されており、上面両端部において部分的に第２の導体層２１が剥がされた領域２４Ａ，２４Ｂが設けられることにより形成されている。   The coplanar line substrate 2 is formed on the dielectric substrate 20, the first conductor layer 22 formed on the bottom surface of the dielectric substrate 20, and the top surface of the dielectric substrate 20, and the line pattern 24C is partially formed. A second conductor layer 21 and a plurality of through holes 23A and 23B that conduct between the conductor layers 21 and 22 are provided. The line pattern 24C is formed at the input / output ends 2A and 2B of electromagnetic waves (both ends of the coplanar line substrate 2), and regions 24A and 24B where the second conductor layer 21 is partially peeled off at both ends of the upper surface. It is formed by being provided.

コプレーナ線路基板２における各スルーホール２３Ａ，２３Ｂの内面はメタライズされている。各スルーホール２３Ａ，２３Ｂの断面形状は、円形に限らず、多角形または楕円等、他の形状であっても良い。第１のスルーホール２３Ａは、伝搬される電磁波が漏れ出さないよう、所定値以下の間隔（例えば隣り合うスルーホール２３Ａ間の間隔とスルーホール２３Ａの直径とが同じとなるような間隔）で設けられており、擬似的な導体壁として機能している。第２のスルーホール２３Ｂも基本的には第１のスルーホール２３Ａと同様の間隔で設ければ良く、擬似的な導体壁として機能する。   The inner surfaces of the through holes 23A and 23B in the coplanar line substrate 2 are metallized. The cross-sectional shape of each of the through holes 23A and 23B is not limited to a circle, but may be other shapes such as a polygon or an ellipse. The first through holes 23A are provided at intervals equal to or less than a predetermined value (for example, intervals at which the distance between adjacent through holes 23A and the diameter of the through holes 23A are the same) so that the propagated electromagnetic waves do not leak out. It functions as a pseudo conductor wall. The second through holes 23B may basically be provided at the same interval as the first through holes 23A, and function as pseudo conductor walls.

コプレーナ線路基板２における第１のスルーホール２３Ａは、線路パターン２４Ｃの幅方向に電磁波が伝搬しないよう設けられたものであり、線路パターン２４Ｃの延在方向（Ｚ方向）に沿って領域２４Ａ，２４Ｂの周囲に複数配列されている。一方、第２のスルーホール２３Ｂは、コプレーナ線路基板２内において、電磁波が導波管型導波路１との接続端より前方（Ｚ方向）に伝搬しないよう設けられたものであり、線路パターン２４Ｃの接続端側における端部付近に、延在方向に直交する方向（Ｘ方向）に複数配列されている。   The first through hole 23A in the coplanar line substrate 2 is provided so that electromagnetic waves do not propagate in the width direction of the line pattern 24C, and the regions 24A and 24B are formed along the extending direction (Z direction) of the line pattern 24C. There are multiple arrays around. On the other hand, the second through hole 23B is provided in the coplanar line substrate 2 so that the electromagnetic wave does not propagate forward (Z direction) from the connection end with the waveguide waveguide 1, and the line pattern 24C. A plurality of elements are arranged in the direction (X direction) perpendicular to the extending direction in the vicinity of the end portion on the connection end side.

導波管型導波路１は、誘電体基板１０と、誘電体基板１０を挟持するように互いに対向配置された一対の導体層１１，１２と、一対の導体層１１，１２間を導通する複数の第１および第２のスルーホール１３Ａ，１３Ｂとを有している。導波管型導波路１における電磁波の所定の伝搬領域内（スルーホール１３Ａと導体層１１，１２とで囲まれた内部領域）には、一対の導体層１１，１２間を導通する結合調整用のスルーホール１３Ｃが設けられている。この導波管型導波路１における電磁波の入出力端１Ａ，１Ｂ（両端部）において、底面には部分的に導体層１２の剥がされた領域１４Ａ，１４Ｂが設けられ、コプレーナ線路基板２の線路パターン２４Ｃに対応する線路パターン１４Ｃが形成されている。コプレーナ線路基板２における線路パターン２４Ｃの一端と、導波管型導波路１における線路パターン１４Ｃとが重ね合わせられるようにして、コプレーナ線路基板２の上面両端部に導波管型導波路１の底面両端部が接続されている。コプレーナ線路基板２の線路パターン２４Ｃが、本発明における「第１の線路パターン」の一具体例に対応し、導波管型導波路１の線路パターン１４Ｃが、本発明における「第２の線路パターン」の一具体例に対応する。   The waveguide type waveguide 1 includes a dielectric substrate 10, a pair of conductor layers 11 and 12 that are arranged to face each other so as to sandwich the dielectric substrate 10, and a plurality of conductors that conduct between the pair of conductor layers 11 and 12. The first and second through holes 13A and 13B are provided. For adjusting the coupling between the pair of conductor layers 11 and 12 in a predetermined propagation region of electromagnetic waves in the waveguide 1 (inner region surrounded by the through hole 13A and the conductor layers 11 and 12). Thru-hole 13C is provided. In the input / output ends 1A and 1B (both ends) of the electromagnetic wave in the waveguide type waveguide 1, regions 14A and 14B where the conductor layer 12 is partially peeled are provided on the bottom surface, and the line of the coplanar line substrate 2 is provided. A line pattern 14C corresponding to the pattern 24C is formed. One end of the line pattern 24C in the coplanar line substrate 2 and the line pattern 14C in the waveguide type waveguide 1 are overlapped with each other so that the bottom surface of the waveguide type waveguide 1 is disposed at both ends of the upper surface of the coplanar line substrate 2. Both ends are connected. The line pattern 24C of the coplanar line substrate 2 corresponds to a specific example of the “first line pattern” in the present invention, and the line pattern 14C of the waveguide type waveguide 1 corresponds to the “second line pattern” in the present invention. To a specific example.

導波管型導波路１における各スルーホール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの内面はメタライズされている。各スルーホール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの断面形状は、円形に限らず、多角形または楕円等、他の形状であっても良い。第１のスルーホール１３Ａは、伝搬される電磁波が漏れ出さないよう、所定値以下の間隔（例えば隣り合うスルーホール１３Ａ間の間隔とスルーホール１３Ａの直径とが同じとなるような間隔）で設けられており、擬似的な導体壁として機能している。第２のスルーホール１３Ｂも基本的には第１のスルーホール１３Ａと同様の間隔で設ければ良く、擬似的な導体壁として機能する。結合調整用のスルーホール１３Ｃは、導波管型導波路１が所望とする伝搬特性となるように適宜の位置、間隔で設けられる。   The inner surfaces of the through holes 13A, 13B, 13C in the waveguide waveguide 1 are metallized. The cross-sectional shape of each through-hole 13A, 13B, 13C is not limited to a circle, but may be other shapes such as a polygon or an ellipse. The first through holes 13A are provided at intervals of a predetermined value or less (for example, intervals at which the distance between adjacent through holes 13A and the diameter of the through holes 13A are the same) so that the propagated electromagnetic waves do not leak out. It functions as a pseudo conductor wall. The second through holes 13B may basically be provided at the same interval as the first through holes 13A, and function as pseudo conductor walls. The coupling adjusting through holes 13C are provided at appropriate positions and intervals so that the waveguide-type waveguide 1 has desired propagation characteristics.

導波管型導波路１における第１のスルーホール１３Ａは、一対の導体層１１，１２と共に電磁波の所定の伝搬領域を形成するためのものである。接続端部分においては、第１のスルーホール１３Ａが、線路パターン１４Ｃの延在方向（Ｚ方向）に沿って領域１４Ａ，１４Ｂの周囲に複数配列されている。一方、第２のスルーホール１３Ｂは、コプレーナ線路基板２との接続端から所定の伝搬領域外に電磁波が侵入しないようにするためのものであり、接続端に沿って所定の伝搬領域外の領域に形成されている。より詳しくは、所定の伝搬領域外の領域で、接続端部分において線路パターン１４Ｃの延在方向に直交する方向（Ｘ方向）に複数配列されている。   The first through hole 13 </ b> A in the waveguide type waveguide 1 is for forming a predetermined propagation region of electromagnetic waves together with the pair of conductor layers 11 and 12. In the connection end portion, a plurality of first through holes 13A are arranged around the regions 14A and 14B along the extending direction (Z direction) of the line pattern 14C. On the other hand, the second through hole 13B is for preventing electromagnetic waves from entering a predetermined propagation region from the connection end with the coplanar line substrate 2, and is a region outside the predetermined propagation region along the connection end. Is formed. More specifically, in a region outside the predetermined propagation region, a plurality of elements are arranged in the direction (X direction) orthogonal to the extending direction of the line pattern 14C at the connection end portion.

次に、本実施の形態に係る高周波モジュールの作用について説明する。まず、導波管型導波路１とコプレーナ線路基板２との基本的な結合作用について説明する。図５（Ａ）は、導波管型導波路１とコプレーナ線路基板２との接続部分における、電磁波の伝搬方向に直交する断面（ＸＹ断面）内での磁界分布を模式的に示している。コプレーナ線路基板２は、ＴＥＭモードで電磁波を伝搬するので、図示したように線路パターン２４Ｃの周囲に環状に磁界Ｈ１が分布する。一方、導波管型導波路１は、例えば最低次のＴＥモード（ＴＥ10モード）で電磁波を伝搬するものとすると、図示したように、ＸＹ断面内においては磁界Ｈ２が一方向に分布する。従って、導波管型導波路１のＥ面内において図示したように、導波管型導波路１とコプレーナ線路基板２との磁界Ｈ１，Ｈ２の方向を一致させることにより、磁界結合がなされ、ＴＥＭモードからＴＥモードへの変換がなされる。 Next, the operation of the high frequency module according to the present embodiment will be described. First, the basic coupling action between the waveguide waveguide 1 and the coplanar line substrate 2 will be described. FIG. 5A schematically shows the magnetic field distribution in a cross section (XY cross section) orthogonal to the propagation direction of the electromagnetic wave at the connection portion between the waveguide waveguide 1 and the coplanar line substrate 2. Since the coplanar line substrate 2 propagates electromagnetic waves in the TEM mode, the magnetic field H1 is distributed around the line pattern 24C as shown in the figure. On the other hand, if the waveguide type waveguide 1 propagates electromagnetic waves in, for example, the lowest TE mode (TE 10 mode), the magnetic field H2 is distributed in one direction in the XY cross section as shown in the figure. Therefore, as illustrated in the E plane of the waveguide waveguide 1, magnetic field coupling is achieved by matching the directions of the magnetic fields H1 and H2 between the waveguide waveguide 1 and the coplanar line substrate 2; Conversion from the TEM mode to the TE mode is performed.

図５（Ｂ）は、導波管型導波路１とコプレーナ線路基板２との接続部分における、電磁波の伝搬方向の断面（ＹＺ断面）内での電磁波の伝搬状態を模式的に示している。なお、図５（Ｂ）では、コプレーナ線路基板２における第２のスルーホール２３Ｂの作用を説明するため、他のスルーホールについては図示を省略している。上記したモード変換がなされることにより、コプレーナ線路基板２を伝搬したＴＥＭモードの電磁波Ｓ１１が、導波管型導波路１にＴＥモードの電磁波Ｓ１２として伝搬される。ここで、コプレーナ線路基板２では、導波管型導波路１との接続部の先端部に第２のスルーホール２３Ｂが設けられていることにより、コプレーナ線路基板２内において、その接続端より前方に伝搬される電磁波Ｓ１３が、第２のスルーホール２３Ｂによって遮蔽される。これにより、コプレーナ線路基板２における接続部分での電磁波の損失が防止される。   FIG. 5B schematically shows the propagation state of the electromagnetic wave in the cross section (YZ cross section) in the propagation direction of the electromagnetic wave at the connection portion between the waveguide waveguide 1 and the coplanar line substrate 2. In FIG. 5B, the other through holes are not shown in order to explain the operation of the second through hole 23B in the coplanar line substrate 2. By performing the mode conversion described above, the TEM mode electromagnetic wave S11 propagated through the coplanar line substrate 2 is propagated to the waveguide type waveguide 1 as the TE mode electromagnetic wave S12. Here, in the coplanar line substrate 2, the second through hole 23 </ b> B is provided at the distal end portion of the connection portion with the waveguide waveguide 1, so that the coplanar line substrate 2 is ahead of the connection end in the coplanar line substrate 2. The electromagnetic wave S13 propagating to is shielded by the second through hole 23B. Thereby, the loss of the electromagnetic wave in the connection part in the coplanar line substrate 2 is prevented.

次に、導波管型導波路１に設けられた第２のスルーホール１３Ｂによる作用を説明する。図６（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係る導波管型導波路１に対する第１の比較例としての誘電体導波管２０１の構成を示している。これは、図１３に示した誘電体導波管２０１と同じものである。図７（Ａ），（Ｂ）は、第２の比較例としての導波管型導波路１０１の構成を示している。この導波管型導波路１０１は、図６（Ａ），（Ｂ）の誘電体導波管２０１を、単純にスルーホールを用いた構造で置き換えたものである。すなわち、誘電体導波管２０１における金属壁２１１の側壁部分をスルーホール１３Ａで置き換えた構成となっている。本実施の形態に係る導波管型導波路１と比較すると、第２のスルーホール１３Ｂが設けられていない単純な構造となっている。なお、導波管型導波路１０１において、導波管型導波路１と同一の部分には、同一の符号を付している。   Next, the operation of the second through hole 13B provided in the waveguide waveguide 1 will be described. 6A and 6B show a configuration of a dielectric waveguide 201 as a first comparative example with respect to the waveguide waveguide 1 according to the present embodiment. This is the same as the dielectric waveguide 201 shown in FIG. FIGS. 7A and 7B show a configuration of a waveguide waveguide 101 as a second comparative example. This waveguide type waveguide 101 is obtained by simply replacing the dielectric waveguide 201 shown in FIGS. 6A and 6B with a structure using a through hole. That is, the side wall portion of the metal wall 211 in the dielectric waveguide 201 is replaced with the through hole 13A. Compared to the waveguide waveguide 1 according to the present embodiment, the second through hole 13B is not provided. In the waveguide type waveguide 101, the same parts as those of the waveguide type waveguide 1 are denoted by the same reference numerals.

この単純にスルーホールで置き換えた構造の導波管型導波路１０１では、以下の問題点がある。金属壁２１１をスルーホール１３Ａに置換した場合において、仮にスルーホール１３Ａが完全に金属壁２１１として作用するものとする。この場合、金属壁２１１で構成した誘電体導波管２０１とスルーホール１３Ａを用いて構成した導波管型導波路１０１との構造的な違いは、図７（Ｂ）において斜線のハッチングを施したように、電磁波の伝搬領域外に余分に付属した誘電体部分３１，３２である。この余分な誘電体部分３１，３２は、製造上、どうしても形成されてしまうものであり、除去することは困難である。   The waveguide waveguide 101 having a structure simply replaced with a through hole has the following problems. When the metal wall 211 is replaced with the through hole 13A, it is assumed that the through hole 13A functions as the metal wall 211 completely. In this case, the structural difference between the dielectric waveguide 201 constituted by the metal wall 211 and the waveguide type waveguide 101 constituted by using the through hole 13A is indicated by hatching in FIG. As described above, the dielectric portions 31 and 32 are additionally provided outside the electromagnetic wave propagation region. The extra dielectric portions 31 and 32 are inevitably formed in manufacturing, and are difficult to remove.

ここで、空間に存在する電磁波のエネルギー密度Ｈは誘電率ε、電界ベクトルＥを用いて（１）式で表される。また、電界の大きさ|Ｅ|は誘電率εに反比例するので、（２）式が成り立つ。すなわち、（３）式のように、電磁波のエネルギー密度Ｈは、誘電率εに反比例する。これは、誘電率εの大きい空間は、エネルギー密度Ｈが下がることを意味する。
Ｈ＝ε|Ｅ|2 ……（１）
|Ｅ|∝１／ε ……（２）
Ｈ∝１／ε ……（３） Here, the energy density H of the electromagnetic wave existing in the space is expressed by equation (1) using the dielectric constant ε and the electric field vector E. In addition, since the magnitude of the electric field | E | is inversely proportional to the dielectric constant ε, the equation (2) is established. That is, as shown in the equation (3), the energy density H of the electromagnetic wave is inversely proportional to the dielectric constant ε. This means that the energy density H decreases in a space with a large dielectric constant ε.
H = ε | E | 2 (1)
| E | ∝1 / ε (2)
H∝1 / ε (3)

自然界のエネルギーは、エネルギーの低い方向に拡散する性質がある。電磁波の伝搬領域（金属壁２１１の内部）の外側（金属壁２１１の外側）が空気である誘電体導波管２０１の場合は、電磁波が金属壁２１１内部の誘電体に侵入しようとするとき、電磁波は空気中に存在するよりも誘電体の中に存在した方がエネルギーが低く得をする。つまり、空気中に存在するよりは金属壁２１１の内部の誘電体部分を通ろうとする。すなわち、電磁波は図６（Ｂ）に示したように、Ｓ１方向に伝搬しようとし、空気の存在するＳ２，Ｓ３方向には伝搬されにくい。これに対して、金属壁２１１をスルーホール１３Ａに置換した構造の導波管型導波路１０１の場合、電磁波の所定の伝搬領域（スルーホール１３Ａと導体層１１，１２とで囲まれた内部領域）の外側には、上記したように余分な誘電体部分３１，３２が付属している。この余分な誘電体部分３１，３２は、所定の伝搬領域内の誘電体と同一の誘電率εの材料であるから、電磁波は図７（Ｂ）に示したように、Ｓ１方向に伝搬しようとすると共に、Ｓ２，Ｓ３方向にも伝搬しようとすると考えられる。このＳ２，Ｓ３方向に伝搬する電磁波のエネルギー分が放射損失になる可能性が大きい。   Natural energy has the property of diffusing in the direction of lower energy. In the case of the dielectric waveguide 201 in which the outside (outside of the metal wall 211) of the electromagnetic wave propagation region (inside of the metal wall 211) is air, when the electromagnetic wave tries to enter the dielectric inside the metal wall 211, Electromagnetic waves are lower in energy when they are present in a dielectric than in air. That is, it tends to pass through the dielectric portion inside the metal wall 211 rather than being present in the air. That is, as shown in FIG. 6B, the electromagnetic wave tends to propagate in the S1 direction and is difficult to propagate in the S2 and S3 directions where air exists. On the other hand, in the case of the waveguide waveguide 101 having a structure in which the metal wall 211 is replaced with the through hole 13A, a predetermined propagation region of electromagnetic waves (an internal region surrounded by the through hole 13A and the conductor layers 11 and 12). ) Are provided with extra dielectric portions 31 and 32 as described above. Since the extra dielectric portions 31 and 32 are made of a material having the same dielectric constant ε as the dielectric in the predetermined propagation region, the electromagnetic wave tends to propagate in the S1 direction as shown in FIG. 7B. At the same time, it is considered to propagate in the S2 and S3 directions. There is a high possibility that the energy of the electromagnetic wave propagating in the S2 and S3 directions becomes radiation loss.

本実施の形態に係る導波管型導波路１では、コプレーナ線路基板２との接続端部分に第２のスルーホール１３Ｂが複数配列されていることで、図４に示したように、Ｓ１方向にのみ電磁波が良好に伝搬し、Ｓ２，Ｓ３方向に伝搬しようとする電磁波は第２のスルーホール１３Ｂによる擬似的な金属壁で遮蔽される。これにより、上記した余分な誘電体部分３１，３２に電磁波が伝搬するのが防止され、放射損失が防止される。   In the waveguide type waveguide 1 according to the present exemplary embodiment, a plurality of second through holes 13B are arranged at the connection end portion with the coplanar line substrate 2, so that as shown in FIG. The electromagnetic wave propagates well only in the direction of S2, and the electromagnetic wave that is going to propagate in the S2 and S3 directions is shielded by a pseudo metal wall by the second through hole 13B. As a result, the electromagnetic wave is prevented from propagating to the extra dielectric portions 31 and 32 described above, and radiation loss is prevented.

図８は、本実施の形態に係る導波管型導波路１、第１の比較例としての誘電体導波管２０１、および第２の比較例としての導波管型導波路１０１のそれぞれについて、Ｓパラメータ特性をシミュレーションにより計算した結果を示している。縦軸は減衰量（ｄＢ）、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。図９には、周波数２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚにおける特性を拡大して示した。図８および図９において、Ｓ１１−１〜Ｓ１１−３は信号の反射特性、Ｓ２１−１〜Ｓ２１−３は通過特性を示している。Ｓ１１−１，Ｓ２１−１は、誘電体導波管２０１の特性を示し、Ｓ１１−２，Ｓ２１−２は、導波管型導波路１の特性を示し、Ｓ１１−３，Ｓ２１−３は、導波管型導波路１０１の特性を示している。   FIG. 8 shows each of the waveguide waveguide 1 according to the present embodiment, the dielectric waveguide 201 as the first comparative example, and the waveguide waveguide 101 as the second comparative example. The result of having calculated S parameter characteristic by simulation is shown. The vertical axis represents attenuation (dB), and the horizontal axis represents frequency (GHz). In FIG. 9, the characteristics at a frequency of 20 GHz to 30 GHz are shown enlarged. 8 and 9, S11-1 to S11-3 indicate signal reflection characteristics, and S21-1 to S21-3 indicate transmission characteristics. S11-1 and S21-1 indicate the characteristics of the dielectric waveguide 201, S11-2 and S21-2 indicate the characteristics of the waveguide waveguide 1, and S11-3 and S21-3 The characteristic of the waveguide type waveguide 101 is shown.

シミュレーション結果から、第２のスルーホール１３Ｂを設けていない導波管型導波路１０１の場合には特性の乱れがあるが、第２のスルーホール１３Ｂを設けた新規な構造の導波管型導波路１の場合には、その特性の乱れが改善されていることが分かる。特に図９の拡大図において、符号９０を付した領域での通過特性を見て分かるように、導波管型導波路１０１の場合には、その通過特性（Ｓ２１−３）に放射損失が見られる。これに対し新規な構造である導波管型導波路１の場合の通過特性（Ｓ２１−２）は、放射損失が改善され、金属壁で構成した場合の誘電体導波管２０１の理想的な通過特性（Ｓ２１−１）に近づいている。これによって、以下のことが推測される。やはり、図７（Ａ），（Ｂ）の導波管型導波路１０１の場合には、信号の入力部で余分な誘電体部分３１，３２に電磁波が入ってしまって、放射損失が大きくなった。また、余分な誘電体部分３１，３２に貯まった分のエネルギーがリアクタンス成分となってしまったために、特性が乱れた。また、この特性の乱れは、入力部に第２のスルーホール１３Ｂを設けたことにより、改善された。   From the simulation results, the waveguide-type waveguide 101 without the second through-hole 13B has a disordered characteristic, but the waveguide-type waveguide having a novel structure with the second through-hole 13B is provided. In the case of the waveguide 1, it can be seen that the disturbance of the characteristics is improved. In particular, in the enlarged view of FIG. 9, as can be seen from the pass characteristic in the region denoted by reference numeral 90, in the case of the waveguide waveguide 101, radiation loss is seen in the pass characteristic (S 21-3). It is done. On the other hand, the passage characteristic (S21-2) in the case of the waveguide type waveguide 1 having a novel structure is improved in radiation loss and is ideal for the dielectric waveguide 201 in the case of being configured with a metal wall. It is approaching the pass characteristic (S21-1). As a result, the following is estimated. In the case of the waveguide type waveguide 101 of FIGS. 7A and 7B, the electromagnetic wave enters the excessive dielectric portions 31 and 32 at the signal input portion, resulting in a large radiation loss. It was. Further, since the energy stored in the extra dielectric portions 31 and 32 becomes a reactance component, the characteristics are disturbed. Further, this disturbance in characteristics was improved by providing the second through hole 13B at the input portion.

以上説明したように、本実施の形態に係る高周波モジュールによれば、コプレーナ線路基板２に接続される導波管型導波路１において、その接続端から電磁波の所定の伝搬領域外に電磁波が侵入しないよう、接続端における所定の伝搬領域外の領域に、電磁波の侵入を防止するための第２のスルーホール１３Ｂを設けるようにしたので、その接続部分における放射損失が防止され、第２のスルーホール１３Ｂを設けなかった場合に比べて優れた伝送特性を実現できる。   As described above, according to the high-frequency module according to the present embodiment, in the waveguide type waveguide 1 connected to the coplanar line substrate 2, electromagnetic waves enter from outside the predetermined propagation region of the electromagnetic waves from the connection end. The second through hole 13B for preventing intrusion of electromagnetic waves is provided in a region outside the predetermined propagation region at the connection end so that the radiation loss at the connection portion is prevented and the second through hole is prevented. Excellent transmission characteristics can be realized as compared with the case where the hole 13B is not provided.

［変形例］
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。 [Modification]
In addition, this invention is not limited to the above embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible.

図１０（Ａ），（Ｂ）は、第１の変形例に係る高周波モジュールの構成を示している。上記実施の形態に係る導波管型導波路１では、導波管型導波路１の両端部（接続端部分）にのみ、電磁波の侵入を防止するための第２のスルーホール１３Ｂを設けていたが、この第１の変形例に係る導波管型導波路５１では、第２のスルーホール１３Ｂを側部にも設け、電磁波の所定の伝搬領域外において、外周部分全体に第２のスルーホール１３Ｂを複数配列したものである。これにより、余分な誘電体部分３１，３２（図７（Ｂ））の周囲全体が第２のスルーホール１３Ｂで囲まれ、図１０（Ｂ）に示したように、入力端のＳ２，Ｓ３方向に伝搬しようとする電磁波のみならず、Ｓ４，Ｓ５方向から側部に伝搬しようとする電磁波も、第２のスルーホール１３Ｂによる擬似的な金属壁で遮蔽される。これにより、より良好に放射損失が防止される。なお、コプレーナ線路基板２の構造については、上記実施の形態と同様である。   FIGS. 10A and 10B show the configuration of the high-frequency module according to the first modification. In the waveguide type waveguide 1 according to the above-described embodiment, the second through holes 13B for preventing the intrusion of electromagnetic waves are provided only at both end portions (connection end portions) of the waveguide type waveguide 1. However, in the waveguide type waveguide 51 according to the first modification, the second through hole 13B is also provided in the side portion, and the second through hole is formed on the entire outer peripheral portion outside the predetermined propagation region of the electromagnetic wave. A plurality of holes 13B are arranged. As a result, the entire periphery of the extra dielectric portions 31 and 32 (FIG. 7B) is surrounded by the second through-hole 13B, and as shown in FIG. In addition to the electromagnetic wave that is about to propagate to the side, the electromagnetic wave that is about to propagate from the S4 and S5 directions to the side is shielded by the pseudo metal wall by the second through hole 13B. Thereby, a radiation loss is prevented more favorably. The structure of the coplanar line substrate 2 is the same as in the above embodiment.

図１１および図１２（Ａ），（Ｂ）は、第２の変形例に係る高周波モジュールの構成を示している。この第２の変形例は、コプレーナ線路基板２に代えて、ＴＥＭモードで電磁波を伝搬するマイクロストリップ線路基板７０を備えたものである。また、導波管型導波路１に代えて、底面にマイクロストリップ線路基板７０のマイクロストリップ線路パターンに対応した線路パターン６４Ｃが形成された導波管型導波路６０を備えている。線路パターン６４Ｃは、導波管型導波路６０における電磁波の入出力端１Ａ，１Ｂ（両端部）において、底面に部分的に導体層１２の剥がされた領域６４Ａ，６４Ｂが設けられることにより、形成されている。   FIG. 11 and FIGS. 12A and 12B show the configuration of the high-frequency module according to the second modification. The second modification includes a microstrip line substrate 70 that propagates electromagnetic waves in the TEM mode instead of the coplanar line substrate 2. Further, instead of the waveguide waveguide 1, a waveguide waveguide 60 is provided in which a line pattern 64 </ b> C corresponding to the microstrip line pattern of the microstrip line substrate 70 is formed on the bottom surface. The line pattern 64 </ b> C is formed by providing regions 64 </ b> A and 64 </ b> B where the conductor layer 12 is partially peeled on the bottom surface at the electromagnetic wave input / output ends 1 </ b> A and 1 </ b> B (both ends) in the waveguide waveguide 60. Has been.

マイクロストリップ線路基板７０は、誘電体基板２０と、誘電体基板２０の底面に形成された第１の導体層７２と、誘電体基板２０の上面に形成され、部分的にマイクロストリップ線路７４Ｃが形成された第２の導体層７１と、導体層７１，７２間を導通する複数のスルーホール７３とを有している。マイクロストリップ線路７４Ｃの線路パターンは、電磁波の入出力端２Ａ，２Ｂ（マイクロストリップ線路基板７０の上面両端部）に形成されている。   The microstrip line substrate 70 is formed on the dielectric substrate 20, the first conductor layer 72 formed on the bottom surface of the dielectric substrate 20, and the top surface of the dielectric substrate 20, and a microstrip line 74C is partially formed. The second conductor layer 71 and a plurality of through holes 73 that conduct between the conductor layers 71 and 72 are provided. The line pattern of the microstrip line 74C is formed at the electromagnetic wave input / output ends 2A and 2B (both ends of the upper surface of the microstrip line substrate 70).

スルーホール７３の内面はメタライズされている。スルーホール７３の断面形状は、円形に限らず、多角形または楕円等、他の形状であっても良い。スルーホール７３は、擬似的な導体壁として機能するよう、所定値以下の間隔（例えば隣り合うスルーホール７３間の間隔とスルーホール７３の直径とが同じとなるような間隔）で設けられている。スルーホール７３は、マイクロストリップ線路７４Ｃが設けられた領域以外の領域全体を取り囲むように複数配列されている。スルーホール７３が設けられていることにより、マイクロストリップ線路基板７０内において、マイクロストリップ線路７４Ｃ以外に伝搬される電磁波が遮蔽される。これにより、マイクロストリップ線路基板７０における接続部分での電磁波の損失が防止される。   The inner surface of the through hole 73 is metallized. The cross-sectional shape of the through hole 73 is not limited to a circle but may be other shapes such as a polygon or an ellipse. The through holes 73 are provided at intervals of a predetermined value or less (for example, intervals at which the intervals between the adjacent through holes 73 and the diameters of the through holes 73 are the same) so as to function as pseudo conductor walls. . A plurality of through holes 73 are arranged so as to surround the entire region other than the region where the microstrip line 74C is provided. By providing the through hole 73, the electromagnetic wave propagating to other than the microstrip line 74C is shielded in the microstrip line substrate 70. Thereby, the loss of the electromagnetic wave at the connection portion in the microstrip line substrate 70 is prevented.

以上の変形例に限らず、さらに他の変形例も考えられる。例えば、上記実施の形態では、各導波路が２つの導体層で構成されている例について説明したが、３つ以上の導体層を有する多層構造の導波路に対しても適用可能である。   The present invention is not limited to the above-described modifications, and other modifications can be considered. For example, in the above-described embodiment, an example in which each waveguide is configured by two conductor layers has been described. However, the present invention can also be applied to a multilayer waveguide having three or more conductor layers.

また、上記実施の形態では、電磁波が導波路内を交流的に双方向に伝搬される場合を考慮して、導波管型導波路１の両端部１Ａ，１Ｂに、電磁波の侵入防止用の第２のスルーホール１３Ｂを設けるようにしたが、特に電磁波が一方向にのみ伝搬される場合には、少なくとも入力端部分にのみ第２のスルーホール１３Ｂを設けるようにしても、その入力端部分における放射損失を防止する効果は得られる。従って、例えば図１のＳ１方向にのみ電磁波が伝搬されるものであれば、少なくとも電磁波の入力端となる一方の端部１Ａ側にのみ第２のスルーホール１３Ｂを設けるようにしても良い。   Further, in the above embodiment, in consideration of the case where electromagnetic waves are propagated bidirectionally in an alternating manner in the waveguide, both ends 1A and 1B of the waveguide waveguide 1 are used to prevent electromagnetic waves from entering. Although the second through-hole 13B is provided, especially when the electromagnetic wave propagates only in one direction, the input end portion may be provided even if the second through-hole 13B is provided only at least at the input end portion. The effect of preventing radiation loss at is obtained. Therefore, for example, if the electromagnetic wave is propagated only in the S1 direction of FIG. 1, the second through hole 13B may be provided only at least on one end 1A side serving as an input end of the electromagnetic wave.

本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールの全体構成を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an overall configuration of a high-frequency module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the high frequency module concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールの平面図である。It is a top view of the high frequency module concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールにおける電磁波の伝搬状態を示す平面図である。It is a top view which shows the propagation state of the electromagnetic waves in the high frequency module which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールにおける電磁波の伝搬状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the propagation state of the electromagnetic wave in the high frequency module which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に対する第１の比較例の高周波モジュールの構成を示す斜視図および平面図である。It is the perspective view and top view which show the structure of the high frequency module of the 1st comparative example with respect to one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に対する第２の比較例の高周波モジュールの構成を示す斜視図および平面図である。It is the perspective view and top view which show the structure of the high frequency module of the 2nd comparative example with respect to one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る高周波モジュールのＳパラメータ特性を比較例の特性と共に示す特性図である。It is a characteristic view which shows the S parameter characteristic of the high frequency module which concerns on one embodiment of this invention with the characteristic of a comparative example. 図８のシミュレーション結果を部分的に拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the simulation result of FIG. 本発明の一実施の形態に対する第１の変形例の高周波モジュールの構成を示す斜視図および平面図である。It is the perspective view and top view which show the structure of the high frequency module of the 1st modification with respect to one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に対する第２の変形例の高周波モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the high frequency module of the 2nd modification with respect to one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に対する第２の変形例の高周波モジュールの平面図である。It is a top view of the high frequency module of the 2nd modification with respect to one embodiment of this invention. 従来の高周波モジュールの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the conventional high frequency module.

符号の説明Explanation of symbols

１…導波管型導波路、２…コプレーナ線路基板、１０，２０…誘電体基板、１１，１２，２１，２２…導体層、１３Ａ…第１のスルーホール、１３Ｂ…第２のスルーホール、１４Ｃ，２４Ｃ…線路パターン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waveguide type | mold waveguide, 2 ... Coplanar line board | substrate, 10, 20 ... Dielectric board | substrate, 11, 12, 21, 22 ... Conductor layer, 13A ... 1st through-hole, 13B ... 2nd through-hole, 14C, 24C: Line pattern.

Claims (5)

他の導波路に接続され、前記他の導波路との間で電磁波の伝搬を行う導波管型導波路であって、
両端部が前記他の導波路との接続端とされた誘電体基板と、
前記誘電体基板を上面および底面において挟持するように互いに対向配置された一対の導体層と、
前記一対の導体層間を導通し、前記一対の導体層と共に前記誘電体基板の一方の端部から他方の端部に向かって電磁波の所定の伝搬領域が形成されるように複数配列され、かつ、前記誘電体基板における前記一方の端部側の一側面と前記他方の端部側の一側面とに電磁波が入力または出力される開口部が形成されるように配列された第１のスルーホールと、
前記所定の伝搬領域外の領域で前記一対の導体層間を導通し、かつ前記誘電体基板の両端部における前記開口部の外側の領域に複数配列された第２のスルーホールと
を備え、かつ、
前記他の導波路が、他の誘電体基板と、前記他の誘電体基板の底面に形成された第１の導体層と、前記他の誘電体基板の上面に形成され、部分的に第１の線路パターンが形成された第２の導体層とを備え、
前記他の導波路との接続部分において前記所定の伝搬領域内で、前記一対の導体層の底面側に、前記第１の線路パターンに対応する第２の線路パターンが形成されると共に、前記第２の線路パターンと前記第１の線路パターンの一端とが重ね合わせられるようにして直接接続され、
前記第２のスルーホールが、少なくとも前記所定の伝搬領域外の領域で前記第２の線路パターンの延在方向に直交する方向に複数配列されている
ことを特徴とする導波管型導波路。 A waveguide-type waveguide connected to another waveguide and propagating electromagnetic waves to and from the other waveguide;
A dielectric substrate having both ends connected to the other waveguide;
A pair of conductor layers disposed opposite to each other so as to sandwich the dielectric substrate between the top surface and the bottom surface ;
Conducting between the pair of conductor layers, a plurality of arrays are arranged so that a predetermined propagation region of electromagnetic waves is formed from one end of the dielectric substrate to the other end together with the pair of conductor layers, and A first through hole arranged so that an opening through which electromagnetic waves are input or output is formed on one side surface of the one end side and one side surface of the other end side of the dielectric substrate ; ,
A plurality of second through holes that conduct between the pair of conductor layers in a region outside the predetermined propagation region and are arranged in a region outside the opening at both ends of the dielectric substrate , and
The other waveguide is formed on another dielectric substrate, a first conductor layer formed on a bottom surface of the other dielectric substrate, and an upper surface of the other dielectric substrate, and is partially first. And a second conductor layer on which a line pattern is formed,
A second line pattern corresponding to the first line pattern is formed on the bottom surface side of the pair of conductor layers in the predetermined propagation region at the connection portion with the other waveguide, and the first 2 line patterns and one end of the first line pattern are directly connected so as to overlap,
A waveguide type waveguide characterized in that a plurality of the second through holes are arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the second line pattern at least in a region outside the predetermined propagation region . 前記第２のスルーホールは、前記所定の伝搬領域外において、前記誘電体基板の外周部分全体に複数配列されている
ことを特徴とする請求項１に記載の導波管型導波路。 The second through hole, said at predetermined propagation region outside the dielectric waveguide-type waveguide according to claim 1, characterized in that it is arrayed across the outer peripheral portion of the substrate. 導波管型導波路と、前記導波管型導波路に接続される他の導波路とを備え、前記各導波路間で電磁波の伝搬が行われるようになされた高周波モジュールであって、
前記導波管型導波路は、
両端部が前記他の導波路との接続端とされた誘電体基板と、
前記誘電体基板を上面および底面において挟持するように互いに対向配置された一対の導体層と、
前記一対の導体層間を導通し、前記一対の導体層と共に前記誘電体基板の一方の端部から他方の端部に向かって電磁波の所定の伝搬領域が形成されるように複数配列され、かつ、前記誘電体基板における前記一方の端部側の一側面と前記他方の端部側の一側面とに電磁波が入力または出力される開口部が形成されるように配列された第１のスルーホールと、
前記所定の伝搬領域外の領域で前記一対の導体層間を導通し、かつ前記誘電体基板の両端部における前記開口部の外側の領域に複数配列された第２のスルーホールと
を有し、かつ、
前記他の導波路が、他の誘電体基板と、前記他の誘電体基板の底面に形成された第１の導体層と、前記他の誘電体基板の上面に形成され、部分的に第１の線路パターンが形成された第２の導体層とを有し、
前記他の導波路との接続部分において前記所定の伝搬領域内で、前記一対の導体層の底面側に、前記第１の線路パターンに対応する第２の線路パターンが形成されると共に、前記第２の線路パターンと前記第１の線路パターンの一端とが重ね合わせられるようにして直接接続され、
前記第２のスルーホールが、少なくとも前記所定の伝搬領域外の領域で前記第２の線路パターンの延在方向に直交する方向に複数配列されている
ことを特徴とする高周波モジュール。 A high-frequency module comprising a waveguide-type waveguide and another waveguide connected to the waveguide-type waveguide, wherein electromagnetic waves are propagated between the waveguides,
The waveguide type waveguide is
A dielectric substrate having both ends connected to the other waveguide;
A pair of conductor layers disposed opposite to each other so as to sandwich the dielectric substrate between the top surface and the bottom surface ;
Conducting between the pair of conductor layers, a plurality of arrays are arranged so that a predetermined propagation region of electromagnetic waves is formed from one end of the dielectric substrate to the other end together with the pair of conductor layers, and A first through hole arranged so that an opening through which electromagnetic waves are input or output is formed on one side surface of the one end side and one side surface of the other end side of the dielectric substrate ; ,
Wherein a predetermined propagation region outside the region to conduct the pair of conductor layers, and have a second through-holes which are arrayed in a region outside of the opening in the opposite end portions of the dielectric substrate, and ,
The other waveguide is formed on another dielectric substrate, a first conductor layer formed on a bottom surface of the other dielectric substrate, and an upper surface of the other dielectric substrate, and is partially first. A second conductor layer formed with a line pattern of
A second line pattern corresponding to the first line pattern is formed on the bottom surface side of the pair of conductor layers in the predetermined propagation region at the connection portion with the other waveguide, and the first 2 line patterns and one end of the first line pattern are directly connected so as to overlap,
A high-frequency module, wherein a plurality of the second through holes are arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the second line pattern at least in a region outside the predetermined propagation region . 前記第２のスルーホールは、前記所定の伝搬領域外において、前記誘電体基板の外周部分全体に複数配列されている
ことを特徴とする請求項３に記載の高周波モジュール。 4. The high-frequency module according to claim 3 , wherein a plurality of the second through holes are arranged outside the predetermined propagation region over the entire outer peripheral portion of the dielectric substrate. 前記他の導波路は、
前記他の導波路内において電磁波が前記導波管型導波路との接続端より前方に伝搬しないよう、前記線路パターンの前記接続端側における端部付近に配列され、前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通するスルーホールをさらに有する
ことを特徴とする請求項３に記載の高周波モジュール。
The other waveguide,
Arranged in the vicinity of the end of the line pattern on the connection end side so that electromagnetic waves do not propagate forward from the connection end with the waveguide in the other waveguide, and the first conductor layer and The high-frequency module according to claim 3 , further comprising a through hole that conducts to the second conductor layer.
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