JP4080981B2 - 変換回路 - Google Patents
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上記誘電体基板は同じ大きさの方形の第一の誘電体基板と第二の誘電体基板が重ね合わせて形成された誘電体多層基板とされ、
第一の誘電体基板の重ね合わせ面を第2の面とし、この第2の面に形成された所定の間隔を有し規則的に配列された複数の多角形の導体パターンと、
第一の誘電体基板の第2の面の反対側の面を第1の面とし、第1の面全面に形成された地導体と、
第二の誘電体基板の重ね合わせ面と反対側の面を第3の面とし、第3の面で、かつ第3の面の一辺までその一端が延在して形成されたオープンスタブと
上記第1の面に形成された地導体と上記第2の面に形成された各々の導体パターンを電気的に接続するスルーホールと、
上記誘電体多層基板の第3の面と直角で第3の面の外方向に延伸し、かつ上記誘電体多層基板の第3の面に形成されるオープンスタブの端部が存在する側の側壁を、端部から一部分を切り欠いた導波管と、
上記誘電体多層基板は上記導波管の切り欠き部から導波管外に延在する導波管外延在部分が各誘電体基板に一体形成に設けられ、この導波管外延在部分でかつ第3の面に形成され、導波管外延在部分の導波管側終端位置で上記オープンスタブと接続されるマイクロ波伝送線路の導体とを備える。
図1はこの発明の実施の形態1を示す変換回路の構成図である。
図1において、1は第一の誘電体基板と第二の誘電体基板とが重ねて形成された誘電体多層基板で3つの導体層を有する。2は上記誘電体多層基板1を形成する第一の誘電体基板の一方の面、即ち誘電体多層基板1の第1の面全面に設けられた第1層目の導体層である地導体、3は上記誘電体多層基板1を形成する第一の誘電体基板の第二の誘電体基板に面する面即ち誘電体多層基板1の第2の面、全面に規則的に配列された複数の多角形導体パターンでこの実施の形態では正六角形を成している。4は上記誘電体多層基板1を形成する第一の誘電体基板に設けられた第1層目の導体層である地導体2と第2層目の導体層である導体パターン3を各々電気的に接続するためその表面が金属メッキされた複数のスルーホールである。5は上記誘電体多層基板1を形成する第二の誘電体基板の第一の誘電体基板に面する反対側の面、即ち誘電体多層基板1の第3の面に形成された第3層目の導体層であるオープンスタブで、2段階に幅の異なる長方形を成している。6は上記誘電体多層基板1の第3の面と垂直で第3の面の外方向に延伸する導波管であり、その側面は端部から一部を切り欠いた部位7を有する。
上記マイクロ波伝送線路8は誘電体多層基板1の最上面に構成された導体8aと誘電体多層基板1の下面に形成された地導体2により構成され、マイクロストリップ線路とも言われる。
これらに複数幅の導体を用いることにより複数の周波数及び周波数帯域幅を調整することが可能となる。
即ち、上記誘電体多層基板1の各誘電体基板の間にマイクロ波回路や電源信号用及び制御信号用等の回路基板が挿入されていても、また地導体2の下部にマイクロ波用や電源信号用及び制御信号用等の回路基板が追加して設けられていても同様な効果を奏する。
上記の実施の形態では、誘電体多層基板1の任意の3つの導体層を用いて変換回路を構成した場合であったが、誘電体多層基板1の任意の4つの導体層を用いて変換回路を構成することにより誘電体基板の層構成の自由度を増すことができる。図5に実施の形態2の構成図を示す。
この実施の形態2は、誘電体多層基板1を形成する第一の誘電体基板と第二の誘電体基板との間に第三の誘電体基板を設け、この第三の誘電体基板の上面を第4の面とし、この第4の面でかつ誘電体多層基板1の導波管外延在部分に第2の地導体12を設け、第1の面に形成される地導体2と第4の面に形成される第2の地導体12とを複数の第2のスルーホール11により接続した構成としたものである。なお、この実施の形態では、第1の面に形成される地導体2は延在部分全面まで、延伸してはおらず延在部分の終端から所定の部分は地導体2が存在しない構成にされている。その他は上記図1に示す構成と同様である。
この様な層構成とすることにより、マイクロ波伝送線路8の誘電体基板の厚みを自由に設定することが可能となり、製造に最適な導体幅を有するマイクロ波伝送線路8を形成することができる。
また、誘電体多層基板1にn層(nは5以上)の導体層を有する多層基板を適用し、任意の4つの導体層導体層を上述の如き構成のすることにより変換回路を構成することが可能であることは云うまでもない。
上記実施の形態2では、誘電体多層基板1の延在部分上第3の面に形成された導体8aと誘電体多層基板1の第1の面に形成された地導体2及び誘電体多層基板1の第4の面に形成された第2の地導体12により構成されるマイクロ波伝送線路8を用いているが、この実施の形態では、上記構成に加え誘電体多層基板1上に形成された導体8aとオープンスタブ5の上、即ち、誘電体多層基板1の第3の面の上にさらに誘電体基板を重ね、この誘電体基板上で上記導体8aを基準面にして第2の地導体12と対称となる位置に新たなる第3の地導体13を設け、この地導体13は第2の地導体12及び地導体2とスルーホール11により接続される構成としたマイクロ波伝送線路8による変換回路とすることができる。
上記実施の形態1では、誘電体多層基板1の延在部分上第3の面に形成された導体8aと誘電体多層基板1の第1の面に形成された地導体2により形成されるマイクロ波伝送線路8を用いているが、本実施の形態は誘電体多層基板1の第3の面上に形成されたマイクロ波伝送線路8の導体8aと同一面に成形され、マイクロ波伝送線路8の導体8aと所定の間隔を有しマイクロ波伝送線路8の導体8aを対称線とし、異なる2つの地導体14a及び14bによって構成されるコプレナ線路と言われるマイクロ波伝送線路8とする構成とした変換回路である。
上記各実施の形態では、地導体2、導体パターン3、オープンスタブ5等を備えた誘電体多層基板1は導波管6の管内に配置される構成としていたが、この実施の形態は誘電体多層基板1の上面で導波管6と接続する構成とした変換回路である。図8に実施の形態5の構成図を示す。誘電体多層基板1の導波管6との接続面(導波管6の肉厚に相当する部分)に導体15を形成し、上記導体15と上記誘電体多層基板1の第1の面に形成される地導体2とを電気的に接続する複数個のスルーホール16を設ける。このような構成とすることにより複数のスルーホール16が導波管6の内壁の機能を果たし、複数のスルーホール16により機能的に導波管が形成される形となり誘電体多層基板1の外側に導波管が存在する構成と看倣すことができる。また、誘電体多層基板1の上面で接続する構成とすることにより、誘電体多層基板1と導波管6の内壁との間に微小な隙間が発生することを防ぐ効果も得られる。
以上の実施の形態1〜5では、誘電体多層基板1の第2の面に形成される規則的に配列された複数の導体パターン3の形状として正六角形としているが、上記導体パターン3の形状を三角形17とすることで、簡易な形状とすることができる。図9に実施の形態6の規則的に配列された複数の導体パターン17の配列図を示す。このような形状を用いることにより簡単な形状で配列することができる。また、上記三角形が正三角形でも同様な効果が得られることは云うまでもない。
以上の実施の形態1〜5では、誘電体多層基板1の第2の面に形成される規則的に配列された複数の導体パターン3の形状として正六角形としているが、上記導体パターン3の形状を四角形18とすることで、簡易な形状とすることができる。図10に実施の形態7の規則的に配列された複数の導体パターン19の配列図を示す。このような形状を用いることにより導波管6に方形導波管を適用した場合に、簡単な形状で、かつ導体パターンの形状を切断させることなく導波管内に配列することができる。また、上記四角形が正方形でも同様な効果が得られることは云うまでもない。
以上の実施の形態1〜5では、誘電体多層基板1の第2の面に形成される規則的に配列された複数の導体パターン3の形状として正六角形としているが、上記導体パターン3の形状を菱形の対角線長辺の端点を中心として120度回転させて配列した3つの菱形を上記対角線長辺の端点で接続した導体パターン19とし、スルーホール4を導体パターン19の接続点に設けることでも構成することができる。図11に実施の形態8の規則的に配列された複数の導体パターン19の配列図を示す。このような形状を用いることにより隣接する導体パターンとの並列配置部分が多くなり、菱形寸法及びスルーホール4の直径等を適宜変化させることによる特性調整の自由度が増すことができる。
以上の実施の形態1〜5では、誘電体多層基板1の第2の面に形成される規則的に配列された複数の導体パターン3の形状として正六角形としているが、上記導体パターン3の形状を正三角形20と正六角形21との導体パターンとすることでも構成することができる。図12に実施の形態9の規則的に配列された複数の導体パターン20及び21の配列図を示す。上記正三角形20及び正六角形21の2つの形状を規則的に配列する構成とすることにより少なくとも2つ以上の周期性による配列となり、周波数特性の調整の自由度が増すことができる。
以上の実施の形態1〜5では、誘電体多層基板1の第2の面に形成される規則的に配列された複数の導体パターン3の形状として正六角形としているが、上記導体パターン3の形状を四角形22と八角形23との導体パターンとすることでも構成することができる。図13に実施の形態10の規則的に配列された複数の導体パターン22及び23の配列図を示す。上記四角形22及び八角形23の2つの形状を規則的に配列する構成とすることにより少なくとも2つ以上の周期性による配列となると共に、正方形22と八角形23との構成とすることにより導体面積比を大きく変化させることができ、周波数特性の調整の自由度が増すことができる。
2 誘電体多層基板1の第1層に形成された地導体
3 誘電体多層基板1の第2層に形成された導体パターン
4 スルーホール
5 誘電体多層基板1の第3層に形成されたオープンスタブ
6 導波管
7 導波管の一部を欠いた部位
8 誘電体多層基板1に形成されたマイクロ波伝送線路
9 反射位相特性
10 反射特性
11 スルーホール
12 マイクロストリップ線路地導体
13 トリプレート線路地導体
14a コプレナ線路地導体
14b コプレナ線路地導体
15 導体
16 スルーホール
17 規則的配列された三角形導体パターン
18 規則的配列された四角形導体パターン
19 規則的配列された三菱形導体パターン
20 規則的配列された正三角形導体パターン
21 規則的配列された六角形導体パターン
22 規則的配列された四角形導体パターン
23 規則的配列された八角形導体パターン
Claims (18)
- 導波管と誘電体基板上に形成されたマイクロ波伝送線路とを接続する変換回路において、
上記誘電体基板は同じ大きさの方形の第一の誘電体基板と第二の誘電体基板が重ね合わせて形成された誘電体多層基板とされ、
第一の誘電体基板の重ね合わせ面を第2の面とし、この第2の面に形成された所定の間隔を有し規則的に配列された複数の多角形の導体パターンと、
第一の誘電体基板の第2の面の反対側の面を第1の面とし、第1の面全面に形成された地導体と、
第二の誘電体基板の重ね合わせ面と反対側の面を第3の面とし、第3の面で、かつ第3の面の一辺までその一端が延在して形成されたオープンスタブと
上記第1の面に形成された地導体と上記第2の面に形成された各々の導体パターンを電気的に接続するスルーホールと、
上記誘電体多層基板の第3の面と直角で第3の面の外方向に延伸し、かつ上記誘電体多層基板の第3の面に形成されるオープンスタブの端部が存在する側の側壁を、端部から一部分を切り欠いた導波管と、
上記誘電体多層基板は上記導波管の切り欠き部から導波管外に延在する導波管外延在部分が各誘電体基板に一体形成に設けられ、この導波管外延在部分でかつ第3の面に形成され、導波管外延在部分の導波管側終端位置で上記オープンスタブと接続されるマイクロ波伝送線路の導体とを備えることを特徴とする変換回路。 - 上記誘電体多層基板の第一の誘電体基板と第二の誘電体基板の間に第三の誘電体基板を設け、この第三の誘電体基板の第二の誘電体基板と重なる面を第4の面とし、この第4の面の導波管外延在部分に第2の地導体を設け、第1の面に設けられた地導体は、導波管外延在部分の全面でなく、導波管側終端位置から導波管外延在部分の所定位置までとし、第2の地導体と第1の面に形成された地導体とを電気的に接続する第2のスルーホールを設けたことを特徴とする請求項1記載の変換回路。
- 誘電体多層基板の第3の面の上にさらに誘電体基板を設け、この誘電体基板上でかつ導波管外延在部に第3の地導体を有し、この第3の地導体と上記第2の地導体、又はこの第3の地導体と上記第1の面に形成された地導体を電気的に接続するスルーホールを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の変換回路。
- 誘電体多層基板に形成されるマイクロ波伝送線路の導体と同一面に、マイクロ波伝送線路の導体とともにマイクロ波伝送線路を形成する地導体を有することを特徴とする請求項1又は2記載の変換回路。
- 導波管の内部の誘電体基板上に形成されるオープンスタブは、複数の導体パターン幅を有する形状にされたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の変換回路。
- マイクロ波伝送線路の導体は、複数の導体パターン幅を有する形状にされたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の変換回路。
- 誘電体多層基板の第3の面に導波管の端面を接続し、誘電体多層基板の第3の面でこの導波管と接触する部分に導体を設け、この導体と上記第1の面に形成された地導体とを電気的に接続する複数のスルーホールを設けたことを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の変換回路。
- 誘電体多層基板の導波管との接触面に設けられた導体と上記第1の面に形成された地導体とを電気的に接続する複数のスルーホールは、その横断面が導波管の内壁面に外接する位置に設けられたことを特徴とする請求項7記載の変換回路。
- 誘電体多層基板の導波管との接触面に設けられた導体と上記第1の面に形成された地導体とを電気的に接続する複数のスルーホールは、その横断面が導波管との接触面で、かつ導波管の内壁から所定距離有して設けられたことを特徴とする請求項7記載の変換回路。
- 導波管は断面形状が長方形を成し、誘電体多層基板の導波管との接触面部分に設けられた複数のスルーホールは、相対する2辺の接触面部分に設けられた複数のスルーホールと、その2辺と直角を成す他の2辺の接触面部分に設けられた複数のスルーホールとは導波管の内壁からの距離が異なる位置に設けられたことを特徴とする請求項7記載の変換回路。
- 誘電体多層基板の導波管との接触面に設けられた導体と上記第1の面に形成された地導体とを電気的に接続する複数のスルーホールは、等間隔に配置されることを特徴とする請求項7乃至10の何れかに記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状を正三角形とすることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状を四角形とすることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状を正六角形とすることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状を菱形の対角線長辺の端部を中心として120度回転させて配列した3つの菱形を回転の中心点で接続した導体パターンとすることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状が2つ以上の異なる形状とされたことを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状が正三角形と正六角形を成すことを特徴とする請求項16記載の変換回路。
- 上記誘電体多層基板の第2の面に形成された複数の多角形の導体パターンは、その形状が四角形と八角形を成すことを特徴とする請求項16記載の変換回路。
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