JP6407498B2 - 導波管ストリップ線路変換器及び給電回路 - Google Patents

Description

この発明は、電磁波を入出力する導波管ストリップ線路変換器と、導波管ストリップ線路変換器を実装している給電回路とに関するものである。

以下の特許文献１には、例えば、マイクロ波やミリ波などの電磁波の伝送モードを変換する導波管ストリップ線路変換器が開示されている。
この導波管ストリップ線路変換器は、断面形状が方形の中空導波管を備えている。
中空導波管を形成している４つの管壁のうち、１つの管壁の上には、基板が設けられており、その基板の表面にはストリップ線路が配線されている。
また、基板が設けられている１つの管壁には、孔が設けられおり、ストリップ線路と接続されているプローブは、先端が中空導波管における管内の位置となるように、１つの管壁に設けられている孔の位置に配置されている。
なお、アレーアンテナを構成している複数のアンテナ素子に給電する給電回路は、一般的に、複数のアンテナ素子と同数の導波管ストリップ線路変換器が実装される。

特開昭５９−４０７０２号公報

従来の導波管ストリップ線路変換器は、中空導波管を形成している４つの管壁のうち、１つの管壁の上に基板が設けられている。このため、導波管ストリップ線路変換器の外形寸法は、中空導波管と基板を合わせた寸法となり、中空導波管の外形寸法よりも大きくなってしまうという課題があった。
したがって、複数のアンテナ素子に給電する給電回路は、複数の導波管ストリップ線路変換器を実装する際、中空導波管の外形寸法だけでなく、基板の外形寸法を考慮して、複数の導波管ストリップ線路変換器を実装する必要がある。このため、基板を実装しない場合と比べて、複数の導波管ストリップ線路変換器の間隔が広くなり、アレーアンテナのフットプリントが大きくなることがある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、中空導波管の外形寸法と同寸法の導波管ストリップ線路変換器を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記の導波管ストリップ線路変換器を実装している給電回路を得ることを目的とする。

この発明に係る導波管ストリップ線路変換器は、ストリップ線路が内層に配線され、第１のグラウンド面が表面に形成され、第２のグラウンド面が裏面の一部に形成されている基板と、方形の断面形状を形成している４つの管壁のうち、１つの管壁として前記基板が用いられている中空導波管と、一端がストリップ線路と接続され、他端が前記基板の裏面のうち、第２のグラウンド面が形成されていない非グラウンド面に配置されているビアホールと、一端がビアホールの他端と接続され、他端が中空導波管における管内の位置に配置されているプローブとを備え、中空導波管は、２つの管口のうち、一方の管口が導体によって塞がれている導波管であり、プローブのインピーダンスを調整する整合素子がストリップ線路と接続され、整合素子は、ストリップ線路のうち、ビアホールが設けられている位置と、管口を塞いでいる導体が設けられている位置との間に存在しているストリップ線路と接続されているようにしたものである。

この発明によれば、ストリップ線路が内層に配線され、第１のグラウンド面が表面に形成され、第２のグラウンド面が裏面の一部に形成されている基板が、中空導波管における１つの管壁として用いられているように構成したので、中空導波管の外形寸法と同寸法の導波管ストリップ線路変換器を得ることができる効果がある。

図１Ａはこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す断面図、図１Ｂはこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す透過斜視図、図１Ｃはこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す透過図である。 図２Ａは図１ＢのＡから見た導波管ストリップ線路変換器の設計例を示す透過図、図２Ｂは図１ＢのＢから見た導波管ストリップ線路変換器の設計例を示す透過図である。 図２の導波管ストリップ線路変換器における反射特性を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による他の導波管ストリップ線路変換器を示す分解図である。 この発明の実施の形態２による給電回路を示す透過斜視図である。 図６Ａは図５のＡから見た給電回路を示す透過図、図６Ｂは図５のＢから見た給電回路を示す透過図、図６Ｃは図５のＣから見た給電回路を示す透過図である。 この発明の実施の形態２による他の給電回路を示す分解図である。 この発明の実施の形態３による給電回路を示す透過斜視図である。 図９Ａは図８のＡから見た給電回路を示す透過図、図９Ｂは図８のＢから見た給電回路を示す透過図である。 図１０Ａは図８の給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過斜視図、図１０Ｂは図８のＡから見た給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過図、図１０Ｃは図８のＢから見た給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過図、図１０Ｄは図８のＣから見た給電回路の基板１ａを示す透過図である。 この発明の実施の形態４による給電回路を示す断面図である。 図１２Ａは図１１の給電回路におけるＡ−Ａ断面図、図１２Ｂは図１１の給電回路におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１３Ａは図１１の給電回路におけるＣ−Ｃ断面図、図１３Ｂは図１１の給電回路におけるＤ−Ｄ断面図である。 この発明の実施の形態５による給電回路を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による給電回路を示す上面断面透視図である。 この発明の実施の形態５による給電回路を示す斜視図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す構成図である。
図１Ａはこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す断面図、図１Ｂはこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す透過斜視図、図１Ｃはこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器を示す透過図である。
図１において、基板１はストリップ線路２が内層に配線され、第１のグラウンド面３が表面に形成され、第２のグラウンド面４が裏面の一部に形成されている。
基板１における中空導波管１１の管軸方向の端面５，６、即ち、基板１におけるｙ方向の端面５，６のうち、中空導波管１１における開口１１ａ側の端面５は、導体によってシールドされている。
導体によってシールドされている基板１の端面５には、導体１６が接着されており、導体１６と基板１は、中空導波管１１における１つの管壁１２を形成している。

中空導波管１１は断面形状が方形の導波管であり、その断面形状を形成している４つの管壁１２，１３，１４，１５を有している。
中空導波管１１は４つの管壁１２，１３，１４，１５のうち、管壁１２の一部として基板１を用いている。
また、中空導波管１１は、２つの管口のうち、一方の管口が導体１７によって塞がっている導波管である。
バックショート１７ａは導体１７における管内１１ｂ側の面である。

ブラインドビアホール（以下、「ＢＶＨ」と称する）１８は一端がストリップ線路２と接続され、他端が基板１の裏面のうち、第２のグラウンド面４が形成されていない非グラウンド面４ａに配置されているビアホールである。
プローブ１９は電磁波を送受信する探針であり、プローブ１９は一端がＢＶＨ１８の他端と接続され、他端である先端１９ａが中空導波管１１における管内１１ｂの位置に配置されている。

整合素子はインピーダンス変成部２１及び短絡スタブ２２を備えており、整合素子はプローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスを調整するために設けられている。
整合素子は、ストリップ線路２のうち、ＢＶＨ１８が設けられている位置と、バックショート１７ａが設けられている位置との間に存在しているストリップ線路２と接続されている。
整合素子におけるインピーダンス変成部２１はプローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスにおけるレジスタンス成分を調整するために、ストリップ線路２の線路幅を広げている導体である。
整合素子における短絡スタブ２２は一端がストリップ線路２と接続され、他端が短絡されている導体である。

ビアホール２３は電磁波の漏洩を防止するために、ストリップ線路２の周囲に配置されている。
ビアホール２３は一端が第１のグラウンド面３と接続され、他端が第２のグラウンド面４と接続されている。
図１では、１５個のビアホール２３が実装されている例を示しているが、ビアホール２３の個数は１５個に限るものではない。実際には、電磁波の漏洩を高精度に防止するため、１５個以上のビアホール２３が実装されることが想定される。

次に動作について説明する。
図１の導波管ストリップ線路変換器における中空導波管１１は、４つの管壁１２，１３，１４，１５を備えている。
４つの管壁１２，１３，１４，１５のうち、１つの管壁１２の一部は、基板１が担っている。
基板１の表面には第１のグラウンド面３が形成され、基板１の裏面には第２のグラウンド面４が形成されているため、基板１は、中空導波管１１の管壁１２として作用する。
導体によってシールドされている基板１の端面５には、例えば、導電性の接着剤や導電性ネジなどによって、導体１６が接着されており、導体１６と基板１は、中空導波管１１における１つの管壁１２を形成している。

基板１の内層にはストリップ線路２が配線されている。
ストリップ線路２の一端は、基板１におけるｙ方向の端面６の位置にあり、ストリップ線路２の他端は、ＢＶＨ１８と接続されている。
プローブ１９は、一端がＢＶＨ１８と接続されているため、ＢＶＨ１８を介して、ストリップ線路２と電気的に接続されている。プローブ１９とＢＶＨ１８の接続としては、例えば、半田付を用いた接着などが考えられる。
プローブ１９の先端１９ａは、中空導波管１１における管内１１ｂの位置に配置されている。
所望帯域の中心周波数での管内波長がλgであるとすると、プローブ１９の先端１９ａは、例えば、プローブ１９における先端１９ａの中心と、バックショート１７ａとの間の距離が、約λg／４となる位置に配置される。

例えば、中空導波管１１の開口１１ａ側に配置されるアンテナ素子から電磁波を放射する場合、ストリップ線路２の一端から入射された電磁波は、プローブ１９の先端１９ａから放射される。
プローブ１９の先端１９ａから放射された電磁波は、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波と、バックショート１７ａ側に進む電磁波とに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む電磁波は、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。

この実施の形態１では、プローブ１９の先端１９ａが、プローブ１９における先端１９ａの中心と、バックショート１７ａとの間の距離が、約λg／４となる位置に配置されている。このため、バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波の位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波の位相とは、同相になる。
この結果、双方の電磁波が干渉して強め合うため、大きな電力の電磁波をアンテナ素子に供給することが可能になる。

この実施の形態１では、アンテナ素子から広帯域な電磁波の送受信を可能にするため、インピーダンス変成部２１及び短絡スタブ２２を備えた整合素子をストリップ線路２に接続している。
以下、インピーダンス変成部２１及び短絡スタブ２２の作用を説明する。
アンテナ素子から電磁波を放射する場合のプローブ１９の入力インピーダンス、あるいは、アンテナ素子が電磁波を受信する場合のプローブ１９の出力インピーダンスは、プローブ１９の長さによって変化する。以下、プローブ１９の長さを中空導波管１１への挿入長と称する。
このため、この実施の形態１では、図１の導波管ストリップ線路変換器を設計する際、プローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスにおけるリアクタンス成分が最小となる挿入長を選択し、その選択した挿入長のプローブ１９が設けられているものとする。

整合素子におけるインピーダンス変成部２１は、ストリップ線路２の線路幅を広げている導体であり、プローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスにおけるレジスタンス成分を調整することができる。
したがって、図１の導波管ストリップ線路変換器を設計する際、ストリップ線路２の線路幅を適正に設計すれば、プローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスにおけるレジスタンス成分を適正な値に調整することができる。
これにより、ストリップ線路２と接続されている図示せぬ外部回路のインピーダンスと、プローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスとの整合を図ることができる。しかし、インピーダンス変成部２１によって、ストリップ線路２の線路幅を調整するだけでは、所望帯域の中心周波数近傍における１点のみの整合であるため、アンテナ素子が送受信可能な電磁波の帯域をあまり広げることができない。

この実施の形態１では、インピーダンス変成部２１のほかに、短絡スタブ２２をストリップ線路２に接続しているため、アンテナ素子が送受信可能な電磁波の帯域を広げることができる。
短絡スタブ２２をストリップ線路２に接続することで、帯域端のリアクタンス成分を概ね正負逆転させることができるため、２点の整合ポイントを設けることができる。
この結果、整合素子として、インピーダンス変成部２１だけを接続している場合よりも、アンテナ素子が広帯域な電磁波を送受信することが可能になる。

ここで、図２はこの発明の実施の形態１による導波管ストリップ線路変換器の設計例を示す透過図である。
図２Ａは図１ＢのＡから見た導波管ストリップ線路変換器の設計例を示す透過図、図２Ｂは図１ＢのＢから見た導波管ストリップ線路変換器の設計例を示す透過図である。図２Ｂでは、図面の簡単化のため、ビアホール２３の記述を省略している。
図２の設計例では、基板１のｘ方向の寸法が９．５ｍｍ、基板１のｚ方向の寸法が１ｍｍである。
中空導波管１１における管内１１ｂのｚ方向の寸法が４．１ｍｍである。
プローブ１９における先端１９ａの中心と、バックショート１７ａとの間の距離寸法が３．５ｍｍ、プローブ１９の挿入長が２．５ｍｍである。
非グラウンド面４ａの径φが１．５ｍｍ、プローブ１９の径φが０．５ｍｍである。

図３は図２の導波管ストリップ線路変換器における反射特性を示す説明図である。
図３に示す反射特性は、例えば、シミュレーションによって計算されている。
図３において、Ａは整合素子がストリップ線路２に接続されていない場合の反射特性である。
Ｂは整合素子としてインピーダンス変成部２１だけがストリップ線路２に接続されている場合の反射特性であり、Ｃは整合素子としてインピーダンス変成部２１と短絡スタブ２２がストリップ線路２に接続されている場合の反射特性である。

整合素子としてインピーダンス変成部２１だけがストリップ線路２に接続されている場合、１点のみであっても整合がとられるため、図３に示すように、整合素子がストリップ線路２に接続されていない場合よりも、反射特性が良くなっている。
インピーダンス変成部２１だけでなく、短絡スタブ２２もストリップ線路２に接続されている場合、２点で整合がとられるため、図３に示すように、インピーダンス変成部２１だけがストリップ線路２に接続されている場合よりも、反射特性が良くなっている。
インピーダンス変成部２１だけでなく、短絡スタブ２２もストリップ線路２に接続されている場合、図３のＣに示すように、所望帯域内の多くの帯域で、−１９ｄＢ以下の良好な反射特性が得られる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ストリップ線路２が内層に配線され、第１のグラウンド面３が表面に形成され、第２のグラウンド面４が裏面の一部に形成されている基板１が、中空導波管１１における１つの管壁１２として用いられているように構成したので、中空導波管１１の外形寸法と同寸法の導波管ストリップ線路変換器を得ることができる効果を奏する。

即ち、この実施の形態１によれば、基板１におけるｙ方向の端面５，６のうち、中空導波管１１における開口１１ａ側の端面５が導体によってシールドされており、導体によってシールドされている基板１の端面５に対して導体１６が接着されており、接着されている導体１６と基板１が、中空導波管１１における１つの管壁１２を形成しているように構成したので、基板１が中空導波管１１の管壁１２の一部となり、中空導波管１１の外形寸法と同寸法の導波管ストリップ線路変換器が得られる。この結果、基板１を中空導波管１１と別個に配置するスペースが不要になり、１つの管壁の上に基板が設けられている場合よりも、導波管ストリップ線路変換器の外形寸法を小さくすることができる。

また、この実施の形態１によれば、プローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスを調整する整合素子がストリップ線路２と接続されているように構成したので、ストリップ線路２と接続されている図示せぬ外部回路のインピーダンスと、プローブ１９の入力インピーダンス又は出力インピーダンスとの整合をとることができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、整合素子が、ストリップ線路２のうち、ＢＶＨ１８が設けられている位置と、バックショート１７ａが設けられている位置との間に存在しているストリップ線路２と接続されているように構成したので、中空導波管１１の管軸方向であるｙ方向の寸法の増大を招くことなく、インピーダンスの整合をとることができる効果を奏する。

この実施の形態１によれば、整合素子が、ストリップ線路２の線路幅を広げるインピーダンス変成部２１と、一端がストリップ線路２と接続され、他端が短絡されている短絡スタブ２２とを備えているように構成したので、アンテナ素子が送受信可能な電磁波の帯域を広げることができる効果を奏する。

この実施の形態１では、導体によってシールドされている基板１の端面５が導体１６と接着されて、導体１６と基板１が、中空導波管１１における１つの管壁１２を形成しているものを示している。
導体１６と基板１間の接着精度を高めるために、図４に示すように、導体１６と基板１との間に、断面形状が中空導波管１１と同一の導体プレート２４が挟まれているようにしてもよい。
図４はこの発明の実施の形態１による他の導波管ストリップ線路変換器を示す分解図である。

この実施の形態１では、基板１の内層にストリップ線路２が配線されている例を示しているが、これに限るものではなく、例えば、基板１の内層にマイクロストリップ線路が配線されているものであってもよく、同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、基板１が、中空導波管１１における１つの管壁１２として用いられている導波管ストリップ線路変換器について説明した。
この実施の形態２では、上記実施の形態１における図１の導波管ストリップ線路変換器を実装している給電回路について説明する。

図５はこの発明の実施の形態２による給電回路を示す透過斜視図であり、図５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図５において、第１の変換器群３１は導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えた変換器群である。
導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは図１の導波管ストリップ線路変換器と同じ導波管ストリップ線路変換器である。
図５では、第１の変換器群３１が４つの導波管ストリップ線路変換器を備えている例を示しているが、２つ以上の導波管ストリップ線路変換器を備えていればよい。

第２の変換器である導波管ストリップ線路変換器３２は図１の導波管ストリップ線路変換器と同じ導波管ストリップ線路変換器であり、図中、ｙ方向の向きが導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと逆になっている。
このため、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａは＋ｙ方向であるが、導波管ストリップ線路変換器３２における中空導波管１１の開口１１ａは−ｙ方向である。

合成分配回路３３は第１の変換器群３１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄのストリップ線路２と、導波管ストリップ線路変換器３２のストリップ線路２とを接続している回路である。
基板１は導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器３２で共通化されており、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄのストリップ線路２及び導波管ストリップ線路変換器３２のストリップ線路２が基板１の内層に配線されている。また、基板１の内層には合成分配回路３３が配線されている。

図６はこの発明の実施の形態２による給電回路を示す説明図である。
図６Ａは図５のＡから見た給電回路を示す透過図、図６Ｂは図５のＢから見た給電回路を示す透過図、図６Ｃは図５のＣから見た給電回路を示す透過図である。

次に動作について説明する。
最初に、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に配置されるアンテナ素子から電磁波を放射する場合の動作について説明する。
導波管ストリップ線路変換器３２における中空導波管１１の開口１１ａから電磁波が入射される。
導波管ストリップ線路変換器３２における中空導波管１１の開口１１ａから入射された電磁波は、中空導波管１１の管内１１ｂを伝搬されて、導波管ストリップ線路変換器３２におけるプローブ１９の先端１９ａから入射される。

導波管ストリップ線路変換器３２におけるプローブ１９の先端１９ａから入射された電磁波は、合成分配回路３３によって４つに分配される。
合成分配回路３３によって４つに分配された電磁波のそれぞれは、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるストリップ線路２の一端から入射される。

導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるストリップ線路２の一端から入射された電磁波は、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから放射される。
導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから放射された電磁波は、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波と、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるバックショート１７ａ側に進む電磁波とに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む電磁波は、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。

この実施の形態２では、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａは、図１の導波管ストリップ線路変換器と同様に、プローブ１９における先端１９ａの中心と、バックショート１７ａとの間の距離が、約λg／４となる位置に配置されている。このため、バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波の位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波の位相とは同相になる。
この結果、双方の電磁波が干渉して強め合うため、大きな電力の電磁波をアンテナ素子に供給することが可能になる。

次に、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に配置されるアンテナ素子から電磁波を受信する場合の動作について説明する。
アンテナ素子から出力された電磁波は、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａから入射される。
導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａから入射された電磁波は、中空導波管１１の管内１１ｂを伝搬されて、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから入射される。

導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから入射された電磁波は、合成分配回路３３によって合成される。
合成分配回路３３によって合成された電磁波は、導波管ストリップ線路変換器３２におけるストリップ線路２の一端から入射される。

導波管ストリップ線路変換器３２におけるストリップ線路２の一端から入射された電磁波は、導波管ストリップ線路変換器３２におけるプローブ１９の先端１９ａから放射される。
導波管ストリップ線路変換器３２におけるプローブ１９の先端１９ａから放射された電磁波は、導波管ストリップ線路変換器３２における中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波と、導波管ストリップ線路変換器３２におけるバックショート１７ａ側に進む電磁波とに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む電磁波は、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。

この実施の形態２では、導波管ストリップ線路変換器３２におけるプローブ１９の先端１９ａは、図１の導波管ストリップ線路変換器と同様に、プローブ１９における先端１９ａの中心と、バックショート１７ａとの間の距離が、約λg／４となる位置に配置されている。このため、バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波の位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む電磁波の位相とは同相になる。
この結果、双方の電磁波が干渉して強め合うため、大きな電力の電磁波を図示せぬ外部回路に出力することが可能になる。

図５の給電回路に実装されている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器３２は、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器よりも、外形寸法が小さい図１の導波管ストリップ線路変換器と同一の導波管ストリップ線路変換器である。
このため、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器を実装している場合よりも、給電回路の外形寸法を小さくすることができる。即ち、給電回路のｚ方向の寸法を短くすることができる。
アレーアンテナを構成している複数のアンテナ素子が２次元平面に配置されている場合、即ち、複数のアンテナ素子がｘ−ｚ平面に配置されている場合、図５の給電回路をｚ方向に複数配列する必要があるが、給電回路のｚ方向の寸法を短くすることができるため、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器を実装している場合よりも、アレーアンテナのフットプリントを小さくすることができる。

この実施の形態２では、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを含んでいる第１の変換器群３１と、導波管ストリップ線路変換器３２とは、接するように配置することができる。
このため、管軸方向であるｙ方向の寸法についても短くすることができる。

この実施の形態２では、内層にストリップ線路２が配線されている基板１が、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器３２で共通化されており、その基板１の内層に合成分配回路３３が形成されている。したがって、合成分配回路３３を実装するための基板を別途用意する必要がないため、合成分配回路３３の形成に伴う部品点数の増加を抑えることができる。

この実施の形態２では、第１の変換器群３１と、第２の変換器である導波管ストリップ線路変換器３２とが合成分配回路３３によって接続されているものを示したが、さらに、第３の変換器や第４の変換器などを合成分配回路によって接続されているようにしてもよい。

この実施の形態２では、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器３２が、図１の導波管ストリップ線路変換器と同じ導波管ストリップ線路変換器である例を示したが、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器３２が、図４の導波管ストリップ線路変換器と同じ導波管ストリップ線路変換器であってもよい。
図７はこの発明の実施の形態２による他の給電回路を示す分解図である。
図７の例では、図４の導波管ストリップ線路変換器と同様に、導体プレート２４が設けられている。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、ｘ方向に並んでいる導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、１つの導波管ストリップ線路変換器３２とを備えた給電回路について説明した。
この実施の形態３では、ｘ方向に並んでいる導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、１つの導波管ストリップ線路変換器３２との組（以下、「導波管ストリップ線路変換器群」と称する）が、ｚ方向に複数並んでいる給電回路について説明する。
即ち、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の導波管ストリップ線路変換器群がｚ方向に配列され、Ｍ個の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群３１がＮ（Ｎは２以上の整数）個の導波管ストリップ線路変換器を含んでいる給電回路について説明する。

図８はこの発明の実施の形態３による給電回路を示す透過斜視図である。
図９はこの発明の実施の形態３による給電回路を示す透過図である。
図９Ａは図８のＡから見た給電回路を示す透過図、図９Ｂは図８のＢから見た給電回路を示す透過図である。
図８及び図９において、図１、図５及び図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図８及び図９では、基板１ａ，１ｂやセプタム４５ｄなどの描画の都合上、中空導波管１１におけるｘ方向の両端の管壁を省略しているが、実際には、中空導波管１１におけるｘ方向の両端には管壁が存在している。

図８では、説明の簡単化のため、Ｍ＝２、Ｎ＝４の例を示している。
即ち、２個の導波管ストリップ線路変換器群がｚ方向に配列され、２個の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群３１が４個の導波管ストリップ線路変換器をそれぞれ備えている例を説明する。

第１の変換器群４１は図５の第１の変換器群３１と同様に、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えた変換器群である。
図８では、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける共通の基板１については、説明の便宜上、１ａの符号で表している。

第１の変換器群４２は図５の第１の変換器群３１と同様に、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えた変換器群である。
図８では、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける共通の基板１については、説明の便宜上、１ｂの符号で表している。
基板１ａと基板１ｂは、別々の基板であってもよいが、共通の基板１における異なる層であってもよい。

第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａは、基板１ａと基板１ｂが向かい合うように配置されている。
また、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂは、基板１ａと基板１ｂが向かい合うように配置されている。
第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃは、基板１ａと基板１ｂが向かい合うように配置されている。
また、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄは、基板１ａと基板１ｂが向かい合うように配置されている。

第２の変換器である導波管ストリップ線路変換器４３は図１の導波管ストリップ線路変換器と同じ導波管ストリップ線路変換器であり、合成分配回路３３を介して、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと接続されている。
第２の変換器である導波管ストリップ線路変換器４４は図１の導波管ストリップ線路変換器と同じ導波管ストリップ線路変換器であり、合成分配回路３３を介して、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと接続されている。

この実施の形態３では、説明の便宜上、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが入出力する電磁波を偏波Ａ、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが入出力する電磁波を偏波Ｂとし、偏波Ａと偏波Ｂが異なる偏波であるものとする。
例えば、偏波Ａとして右旋偏波、偏波Ｂとして左旋偏波の組み合わせなどが考えられる。

セプタム４５ａは第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａとが接続されている円偏波発生器である。
セプタム４５ａは例えば第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａのプローブ１９から放射された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａのプローブ１９から放射された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。

セプタム４５ｂは第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂとが接続されている円偏波発生器である。
セプタム４５ｂは例えば第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂのプローブ１９から放射された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂのプローブ１９から放射された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。

セプタム４５ｃは第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃとが接続されている円偏波発生器である。
セプタム４５ｃは例えば第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃのプローブ１９から放射された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃのプローブ１９から放射された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。

セプタム４５ｄは第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄとが接続されている円偏波発生器である。
セプタム４５ｄは例えば第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄのプローブ１９から放射された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄのプローブ１９から放射された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。

ここでは、２個の導波管ストリップ線路変換器群がｚ方向に配列され、２個の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群が４個の導波管ストリップ線路変換器をそれぞれ備えている例を示している。
このため、例えば、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａとが、同一のセプタム４５ａと接続されている。
Ｍ個の導波管ストリップ線路変換器群がｚ方向に配列され、Ｍ個の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群がＮ個の導波管ストリップ線路変換器をそれぞれ備えている場合、Ｍ個の導波管ストリップ線路変換器群のうち、第ｍ列の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器と、第（ｍ＋１）列の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器とが、同一のセプタムと接続される。
また、第ｍ列の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群に含まれているＮ個の導波管ストリップ線路変換器のストリップ線路２と接続されている合成分配回路３３は、基板１ａの内層に形成され、第（ｍ＋１）列の導波管ストリップ線路変換器群における第１の変換器群に含まれているＮ個の導波管ストリップ線路変換器のストリップ線路２と接続されている合成分配回路３３は、基板１ａの内層に形成される。
基板１ａと基板１ｂは、上述したように、別々の基板であってもよいが、共通の基板１における異なる層であってもよい。

図１０はこの発明の実施の形態３による給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過図である。
図１０Ａは図８の給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過斜視図、図１０Ｂは図８のＡから見た給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過図である。
図１０Ｃは図８のＢから見た給電回路の基板１ａ，１ｂを示す透過図、図１０Ｄは図８のＣから見た給電回路の基板１ａを示す透過図である。

次に動作について説明する。
最初に、第１の変換器群４１，４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に配置されるアンテナ素子から円偏波を放射する場合の動作について説明する。
導波管ストリップ線路変換器４３における中空導波管１１の開口１１ａから偏波Ａが入射される。
また、導波管ストリップ線路変換器４４における中空導波管１１の開口１１ａから偏波Ｂが入射される。
導波管ストリップ線路変換器４３における中空導波管１１の開口１１ａから入射された偏波Ａは、その中空導波管１１の管内１１ｂを伝搬されて、導波管ストリップ線路変換器４３におけるプローブ１９の先端１９ａから入射される。
また、導波管ストリップ線路変換器４４における中空導波管１１の開口１１ａから入射された偏波Ｂは、その中空導波管１１の管内１１ｂを伝搬されて、導波管ストリップ線路変換器４４におけるプローブ１９の先端１９ａから入射される。

導波管ストリップ線路変換器４３におけるプローブ１９の先端１９ａから入射された偏波Ａは、合成分配回路３３によって４つに分配される。
合成分配回路３３によって４つに分配された偏波Ａのそれぞれは、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるストリップ線路２の一端から入射される。
また、導波管ストリップ線路変換器４４におけるプローブ１９の先端１９ａから入射された偏波Ｂは、合成分配回路３３によって４つに分配される。
合成分配回路３３によって４つに分配された偏波Ｂのそれぞれは、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるストリップ線路２の一端から入射される。

第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるストリップ線路２の一端から入射された偏波Ａは、その導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから放射される。
第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから放射された偏波Ａは、その導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ａと、バックショート１７ａ側に進む偏波Ａとに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む偏波Ａは、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。
バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ａの位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ａの位相とは同相になる。
この結果、双方の偏波Ａが干渉して強め合うため、中空導波管１１の開口１１ａから大きな電力の偏波Ａを出力することが可能になる。

また、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるストリップ線路２の一端から入射された偏波Ｂは、その導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから放射される。
第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから放射された偏波Ｂは、その導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ｂと、バックショート１７ａ側に進む偏波Ｂとに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む電磁波は、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。
バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ｂの位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ｂの位相とは同相になる。
この結果、双方の偏波Ｂが干渉して強め合うため、中空導波管１１の開口１１ａから大きな電力の偏波Ｂを出力することが可能になる。

セプタム４５ａは、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。
セプタム４５ｂは、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。
セプタム４５ｃは、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。
セプタム４５ｄは、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ａと、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａから出力された偏波Ｂとを合成して、円偏波をアンテナ素子に向けて出力する。

次に、第１の変換器群４１，４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の開口１１ａ側に配置されるアンテナ素子から円偏波を受信する場合の動作について説明する。
アンテナ素子により受信された円偏波は、セプタム４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに入射される。

セプタム４５ａは、入射された円偏波を偏波Ａと偏波Ｂに分配して、偏波Ａを第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａに出力し、偏波Ｂを第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａに出力する。
セプタム４５ｂは、入射された円偏波を偏波Ａと偏波Ｂに分配して、偏波Ａを第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂに出力し、偏波Ｂを第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｂに出力する。
セプタム４５ｃは、入射された円偏波を偏波Ａと偏波Ｂに分配して、偏波Ａを第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃに出力し、偏波Ｂを第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｃに出力する。
セプタム４５ｄは、入射された円偏波を偏波Ａと偏波Ｂに分配して、偏波Ａを第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄに出力し、偏波Ｂを第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ｄに出力する。

セプタム４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄから出力された偏波Ａは、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の管内１１ｂを伝搬されて、その導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから入射される。
セプタム４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄから出力された偏波Ｂは、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおける中空導波管１１の管内１１ｂを伝搬されて、その導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから入射される。

第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから入射された偏波Ａは、合成分配回路３３によって合成される。
合成分配回路３３によって合成された偏波Ａは、導波管ストリップ線路変換器４３におけるストリップ線路２の一端から入射される。
また、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるプローブ１９の先端１９ａから入射された偏波Ｂは、合成分配回路３３によって合成される。
合成分配回路３３によって合成された偏波Ｂは、導波管ストリップ線路変換器４４におけるストリップ線路２の一端から入射される。

導波管ストリップ線路変換器４３におけるストリップ線路２の一端から入射された偏波Ａは、導波管ストリップ線路変換器４３におけるプローブ１９の先端１９ａから放射される。
導波管ストリップ線路変換器４３におけるプローブ１９の先端１９ａから放射された偏波Ａは、導波管ストリップ線路変換器４３における中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ａと、導波管ストリップ線路変換器４３におけるバックショート１７ａ側に進む偏波Ａとに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む偏波Ａは、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。
バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ａの位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ａの位相とは同相になる。
この結果、双方の偏波Ａが干渉して強め合うため、大きな電力の偏波Ａを図示せぬ外部回路に出力することが可能になる。

導波管ストリップ線路変換器４４におけるストリップ線路２の一端から入射された偏波Ｂは、導波管ストリップ線路変換器４４におけるプローブ１９の先端１９ａから放射される。
導波管ストリップ線路変換器４４におけるプローブ１９の先端１９ａから放射された偏波Ｂは、導波管ストリップ線路変換器４４における中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ｂと、導波管ストリップ線路変換器４４におけるバックショート１７ａ側に進む偏波Ｂとに分かれる。
バックショート１７ａ側に進む偏波Ｂは、バックショート１７ａに反射され、その後、中空導波管１１の開口１１ａ側に進行する。
バックショート１７ａに反射されて、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ｂの位相と、プローブ１９の先端１９ａから放射されて、直接、中空導波管１１の開口１１ａ側に進む偏波Ｂの位相とは同相になる。
この結果、双方の偏波Ｂが干渉して強め合うため、大きな電力の偏波Ｂを図示せぬ外部回路に出力することが可能になる。

この実施の形態３によれば、上記実施の形態２と同様に、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器を実装している場合よりも、アレーアンテナのフットプリントを小さくすることができる効果が得られる。
即ち、第１の変換器群４１，４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、第２の変換器である導波管ストリップ線路変換器４３，４４とは、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器よりも、外形寸法が小さい図１の導波管ストリップ線路変換器と同一の導波管ストリップ線路変換器である。
このため、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器を実装している場合よりも、給電回路のｚ方向の寸法を短くすることができる。
アレーアンテナを構成している複数のアンテナ素子がｘ−ｚ平面に配置されている場合、第１の変換器群及び第２の変換器をｚ方向に複数配列する必要があるが、給電回路のｚ方向の寸法を短くすることができるため、１つの管壁の上に基板が設けられている導波管ストリップ線路変換器を実装している場合よりも、アレーアンテナのフットプリントを小さくすることができる。

この実施の形態３では、第１の変換器群４１において、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを含んでいる第１の変換器群３１と、導波管ストリップ線路変換器４３とは、接するように配置することができる。
また、第１の変換器群４２において、導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを含んでいる第１の変換器群３１と、導波管ストリップ線路変換器４４とは、接するように配置することができる。
このため、管軸方向であるｙ方向の寸法についても短くすることができる。

この実施の形態３では、内層にストリップ線路２が配線されている基板１ａが、第１の変換器群４１に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器４３で共通化されており、その基板１ａの内層に合成分配回路３３が形成されている。
また、内層にストリップ線路２が配線されている基板１ｂが、第１の変換器群４２に含まれている導波管ストリップ線路変換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び導波管ストリップ線路変換器４４で共通化されており、その基板１ｂの内層に合成分配回路３３が形成されている。
したがって、合成分配回路３３を実装するための基板を別途用意する必要がないため、合成分配回路３３の形成に伴う部品点数の増加を抑えることができる。

この実施の形態３では、Ｍ個の第１の変換器群のうち、第ｍ列の第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器と、第（ｍ＋１）列の第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器とが、同一のセプタムと接続されているように構成したので、第ｍ列の第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器と、第（ｍ＋１）列の第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器とが異なる偏波を入出力することで、アンテナ素子が円偏波を送受信することができる。

実施の形態４．
この実施の形態４では、導波管ストリップ線路変換器４６に変成器４７が接続され、変成器４７に円偏波発生器入出力部４８が接続されている給電回路について説明する。
図１１はこの発明の実施の形態４による給電回路を示す断面図である。
図１２及び図１３は図１１の給電回路の要部断面図である。
図１２Ａは図１１の給電回路におけるＡ−Ａ断面図、図１２Ｂは図１１の給電回路におけるＢ−Ｂ断面図である。
図１３Ａは図１１の給電回路におけるＣ−Ｃ断面図、図１３Ｂは図１１の給電回路におけるＤ−Ｄ断面図である。

図１１から図１３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
導波管ストリップ線路変換器４６は、図１の導波管ストリップ線路変換器に相当する変換器である。
導波管ストリップ線路変換器４６の中空導波管１１における開口１１ａ側の端面５と接着されている導体１６は、基板１の裏面に形成されている第２のグラウンド面４の一部を覆うように、第２のグラウンド面４と接続されている。
即ち、導体１６は、上記実施の形態１と同様に、例えば、導電性の接着剤又は導電性ネジなどによって、基板１の端面５と接着されているが、導体１６の一部が延伸されており、導体１６の延伸部１６ａは、第２のグラウンド面４の一部を覆うように、基板１と接着されている。
これにより、第２のグラウンド面４と導体１６との密着性が上記実施の形態１よりも高まり、第２のグラウンド面４と導体１６との密着が不完全であることに伴う電磁波の漏洩などの特性劣化要因を抑圧することができる。

変成器４７は、中空導波管によって実現される部材である。
変成器４７は、一端が導波管ストリップ線路変換器４６の中空導波管１１の一端と接続され、他端が円偏波発生器入出力部４８の一端と接続されており、導波管ストリップ線路変換器４６と円偏波発生器入出力部４８との間の管系を変成する。
円偏波発生器入出力部４８は、中空導波管によって実現される部材である。
円偏波発生器入出力部４８は、一端が変成器４７の他端と接続され、他端が図１４に示す円偏波発生器６１と接続されている入出力部である。

この実施の形態４では、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１の管径は、変成器４７の管径よりも小さく、変成器４７の管径は、円偏波発生器入出力部４８の管径よりも小さい。
ここで、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１の管径は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すＢ寸法であり、変成器４７の管径は、図１３Ａに示すＢ寸法であり、円偏波発生器入出力部４８の管径は、図１３Ｂに示すＢ寸法である。Ｂ寸法は、ｚ方向の長さである。
図１２Ａに示すＢ寸法は３．１、図１２Ｂに示すＢ寸法は２．６、図１３Ａに示すＢ寸法は３．６であるため、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１の管径は、変成器４７の管径よりも小さい。
また、図１３Ｂに示すＢ寸法は３．８５であるため、変成器４７の管径は、円偏波発生器入出力部４８の管径よりも小さい。

この実施の形態４では、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１の４つの管壁１２，１３，１４，１５のうち、基板４を用いている管壁１２と対向している管壁１４の内面に凸部５０が設けられている。
また、図１３Ａに示すように、変成器４７における４つの管壁のうち、凸部５０が設けられている管壁と同じ側の管壁の内面に凸部５１ｂが設けられ、かつ、同じ側の管壁と対向している管壁の内面に凸部５１ａが設けられている。
また、図１３Ｂに示すように、円偏波発生器入出力部４８における４つの管壁うち、凸部５０が設けられている管壁と対向している側の管壁の内面に凸部５２が設けられている。

この実施の形態４の効果について説明する。
導体１６の延伸部１６ａが、第２のグラウンド面４の一部を覆うように、基板１と接着されている。
これにより、第２のグラウンド面４と導体１６との密着性が上記実施の形態１よりも高まり、第２のグラウンド面４と導体１６との密着が不完全であることに伴う電磁波の漏洩などの特性劣化要因を抑圧することができる。

また、導体１６が延伸部１６ａを備えることで、図１２Ｂ及び図１３Ａに示すように、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１のＢ寸法が、変成器４７のＢ寸法よりも狭くなっており、延伸部１６ａのｚ方向の長さを調整することで、導波管ストリップ線路変換器４６と円偏波発生器入出力部４８との整合をとることができる。
したがって、導体１６が延伸部１６ａを備えることで、変成器４７だけで、導波管ストリップ線路変換器４６と円偏波発生器入出力部４８との整合をとる場合よりも、整合がとり易くなる。
また、導体１６が延伸部１６ａを備える場合、変成器４７だけで整合をとる場合と同じ程度の整合がとれる場合、変成器４７のｙ方向の長さを短くすることが可能になる。
即ち、導体１６が延伸部１６ａを備える場合、変成器４７だけで整合をとる場合よりも、整合がとり易くなるため、変成器４７のｙ方向の長さが短くても、整合をとることができるようになる。したがって、変成器４７のｙ方向の長さを短くすることが可能になる。このため、変成器４７だけで整合をとる場合よりも、給電回路のｙ方向の長さを短くすることができる。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１の４つの管壁１２，１３，１４，１５のうち、基板４を用いている管壁１２と対向している管壁１４の内面に凸部５０が設けられているため、導波管ストリップ線路変換器４６が広帯域化される効果が得られる。
また、図１３Ａに示すように、変成器４７における４つの管壁のうち、凸部５０が設けられている管壁と同じ側の管壁の内面に凸部５１ｂが設けられ、かつ、同じ側の管壁と対向している管壁の内面に凸部５１ａが設けられている。このため、凸部５０が設けられている導波管ストリップ線路変換器４６と、凸部５２が設けられている円偏波発生器入出力部４８との整合をとることができる。

実施の形態５．
この実施の形態５では、上記実施の形態４の給電回路に、円偏波発生器６１とアンテナ素子５２が接続されている給電回路について説明する。

図１４はこの発明の実施の形態５による給電回路を示す断面図である。
図１５はこの発明の実施の形態５による給電回路を示す上面断面透視図である。
図１６はこの発明の実施の形態５による給電回路を示す斜視図である。
図１４から図１６において、図１１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
円偏波発生器６１は、円偏波を発生するセプタムである。
円偏波発生器６１は、一端が円偏波発生器入出力部４８の他端と接続され、他端がアンテナ素子６２と接続されている。
円偏波発生器６１の管径は、円偏波発生器入出力部４８の管径と概ね同じである。
アンテナ素子６２は、円偏波発生器６１から出力された円偏波を空間に放射し、また、円偏波を受信して、受信した円偏波を円偏波発生器６１に出力する。

この実施の形態５では、導波管ストリップ線路変換器４６における中空導波管１１の管径が、円偏波発生器入出力部４８の管径及び円偏波発生器６１の管径よりも小さい。
このため、アンテナ素子６２を備えている給電回路をアレイ配列することで、アレイアンテナを構成する場合、複数の給電回路同士の間隔を広げることなく、複数のアンテナ素子６２をアレイ配列することができる。
これにより、アレイアンテナにおける複数のアンテナ素子６２のフットプリントを小さくすることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、電磁波を入出力する導波管ストリップ線路変換器と、導波管ストリップ線路変換器を実装している給電回路とに適している。

１，１ａ，１ｂ 基板、２ ストリップ線路、３ 第１のグラウンド面、４ 第２のグラウンド面、４ａ 非グラウンド面、５，６ 基板１における管軸方向の端面、１１ 中空導波管、１１ａ 中空導波管１１の開口、１１ｂ 中空導波管１１の管内、１２，１３，１４，１５ 管壁、１６ 導体、１６ａ 延伸部、１７ 導体、１７ａ バックショート、１８ ＢＶＨ、１９ プローブ、１９ａ プローブ１９の先端、２１ インピーダンス変成部、２２ 短絡スタブ、２３ ビアホール、３１ 第１の変換器群、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，４６ 導波管ストリップ線路変換器、３２ 導波管ストリップ線路変換器（第２の変換器）、３３ 合成分配回路、４１，４２ 第１の変換器群、４３，４４ 導波管ストリップ線路変換器（第２の変換器）、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ、４６ 導波管ストリップ線路変換器、４７ 変成器、４８ 円偏波発生器入出力部、５０，５１ａ，５１ｂ，５２ 凸部、６１ 円偏波発生器、６２ アンテナ素子。

Claims (11)

1. ストリップ線路が内層に配線され、第１のグラウンド面が表面に形成され、第２のグラウンド面が裏面の一部に形成されている基板と、
   方形の断面形状を形成している４つの管壁のうち、１つの管壁として前記基板が用いられている中空導波管と、
   一端が前記ストリップ線路と接続され、他端が前記基板の裏面のうち、前記第２のグラウンド面が形成されていない非グラウンド面に配置されているビアホールと、
   一端が前記ビアホールの他端と接続され、他端が前記中空導波管における管内の位置に配置されているプローブとを備え、
   前記中空導波管は、２つの管口のうち、一方の管口が導体によって塞がれている導波管であり、
   前記プローブのインピーダンスを調整する整合素子が前記ストリップ線路と接続され、
   前記整合素子は、前記ストリップ線路のうち、前記ビアホールが設けられている位置と、前記管口を塞いでいる導体が設けられている位置との間に存在しているストリップ線路と接続されていることを特徴とする導波管ストリップ線路変換器。
2. 前記整合素子は、
   前記ストリップ線路の線路幅を広げるインピーダンス変成部と、
   一端が前記ストリップ線路と接続され、他端が短絡されている短絡スタブとを備えていることを特徴とする請求項１記載の導波管ストリップ線路変換器。
3. 前記基板における前記中空導波管の管軸方向の端面のうち、前記中空導波管における開口側の端面が導体によってシールドされており、
   前記導体によってシールドされている前記基板の端面に対して導体が接着されており、
   前記接着されている導体と前記基板が、前記中空導波管における１つの管壁を形成していることを特徴とする請求項１記載の導波管ストリップ線路変換器。
4. 前記中空導波管における１つの管壁を形成している前記導体と前記基板との間に、断面形状が前記中空導波管と同一の導体プレートが挟まれていることを特徴とする請求項３記載の導波管ストリップ線路変換器。
5. ストリップ線路が内層に配線され、第１のグラウンド面が表面に形成され、第２のグラウンド面が裏面の一部に形成されている基板と、
   方形の断面形状を形成している４つの管壁のうち、１つの管壁として上記基板が用いられている中空導波管と、
   一端が前記ストリップ線路と接続され、他端が前記基板の裏面のうち、前記第２のグラウンド面が形成されていない非グラウンド面に配置されているビアホールと、
   一端が前記ビアホールの他端と接続され、他端が前記中空導波管における管内の位置に配置されているプローブとを備えた導波管ストリップ線路変換器が複数個並べられている第１の変換器群と、
   前記導波管ストリップ線路変換器を含んでいる第２の変換器と、
   前記第１の変換器群に含まれている複数の導波管ストリップ線路変換器のストリップ線路と、前記第２の変換器に含まれている導波管ストリップ線路変換器のストリップ線路とを接続している合成分配回路とを備え、
   Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の導波管ストリップ線路変換器が並べられている前記第１の変換器群がＭ（Ｍは２以上の整数）個並べられることで、Ｍ×Ｎ個の導波管ストリップ線路変換器が２次元平面に配置されており、
   Ｍ個の第１の変換器群のうち、第ｍ（ｍは１以上、（Ｍ−１）以下の整数）列の第１の変換器群に含まれている第ｎ（ｎは１以上、Ｎ以下の整数）行の導波管ストリップ線路変換器と、
   第（ｍ＋１）列の第１の変換器群に含まれている第ｎ行の導波管ストリップ線路変換器とが、同一の円偏波発生器と接続されていることを特徴とする給電回路。
6. 第ｍ列の第１の変換器群に含まれているＮ個の導波管ストリップ線路変換器のストリップ線路と接続されている合成分配回路と、
   第（ｍ＋１）列の変換器群に含まれているＮ個の導波管ストリップ線路変換器のストリップ線路と接続されている合成分配回路とは、
   前記基板内の異なる層に形成されていることを特徴とする請求項５記載の給電回路。
7. 前記中空導波管における開口側の端面と接着されている導体が、前記基板の裏面に形成されている前記第２のグラウンド面の一部を覆うように、前記第２のグラウンド面と接続されていることを特徴とする請求項３記載の導波管ストリップ線路変換器。
8. 前記中空導波管における４つの管壁のうち、前記基板を用いている管壁と対向している管壁の内面に凸部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の導波管ストリップ線路変換器。
9. ストリップ線路が内層に配線され、第１のグラウンド面が表面に形成され、第２のグラウンド面が裏面の一部に形成されている基板と、
   方形の断面形状を形成している４つの管壁のうち、１つの管壁として上記基板が用いられている中空導波管と、
   一端が前記ストリップ線路と接続され、他端が前記基板の裏面のうち、前記第２のグラウンド面が形成されていない非グラウンド面に配置されているビアホールと、
   一端が前記ビアホールの他端と接続され、他端が前記中空導波管における管内の位置に配置されているプローブとを備えた導波管ストリップ線路変換器と、
   一端が前記導波管ストリップ線路変換器における前記中空導波管の一端と接続される変成器と、
   一端が前記変成器の他端と接続され、他端が円偏波発生器の一端と接続される円偏波発生器入出力部とを備え、
   前記中空導波管の管径が、前記円偏波発生器入出力部の管径よりも小さいことを特徴とする給電回路。
10. 前記中空導波管における４つの管壁のうち、前記基板を用いている管壁と対向している管壁の内面に凸部が設けられ、
    前記変成器における４つの管壁のうち、前記凸部が設けられている管壁と同じ側の管壁の内面に凸部が設けられ、かつ、前記同じ側の管壁と対向している管壁の内面に凸部が設けられ、
    前記円偏波発生器入出力部における４つの管壁のうち、前記凸部が設けられている管壁と対向している側の管壁の内面に凸部が設けられていることを特徴とする請求項９記載の給電回路。
11. 一端が前記円偏波発生器入出力部の他端と接続される円偏波発生器を備え、
    前記中空導波管の管径が、前記変成器の管径よりも小さく、前記変成器の管径が、前記円偏波発生器入出力部の管径及び前記円偏波発生器の管径のそれぞれよりも小さいことを特徴とする請求項９記載の給電回路。

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