JP6424743B2 - 伝送線路−導波管変換器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、マイクロストリップライン等の伝送線路と導波管とを接続する伝送線路−導波管変換器に関するものである。

ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ：高度道路交通システム）に用いられる車両感知器や、自動車等の車載センサに用いられるミリ波レーダには、導波管と基板上の伝送線路との間で信号を伝送するための伝送線路−導波管変換器が用いられる。
例えば、特許文献１には、導波管と、この導波管内に配置されるアンテナが設けられた誘電体基板とによって構成された伝送線路−導波管変換器が開示されている。

特開２００７−２１４７７７号公報

上記伝送線路−導波管変換器において、使用周波数帯域によっては、高調波や相互変調歪の影響により当該使用周波数帯域の近傍で不要波が発生することがある。このような不要波がそのまま出力されることは好ましくないため、発生した不要波をできるだけ抑制する必要がある。

使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制する方法としては、伝送線路−導波管変換器をできるだけ狭帯域で設計することで使用周波数帯域外の信号をできるだけ除去することが考えられる。
しかし、上記従来の伝送線路−導波管変換器の構造では、使用周波数帯域近傍の不要波を十分に抑制可能な程度に狭帯域に設計することが困難である上、一般に製造誤差によるばらつきを吸収するためにできるだけ広帯域で設計するのが一般的であり、使用周波数帯域近傍の不要波を十分に抑制可能に狭帯域な伝送線路−導波管変換器を得ること自体が困難である。

また、使用周波数帯域近傍の不要波を抑制するためのフィルタを設けることも考えられるが、この場合、フィルタを設けることで伝送線路−導波管変換器の基板サイズが大きくなるとともにコスト増加の要因にもなるため、好ましくない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、サイズやコストを維持しつつ使用周波数帯域近傍の不要波を抑制することができる伝送線路−導波管変換器を提供することを目的とする。

一実施形態である伝送線路−導波管変換器は、開口を有する導波管と、前記導波管を終端する終端部と、前記導波管と前記終端部との間に介在している基板と、前記基板の前記終端部側に向く一面に設けられた伝送線路と、前記基板の前記一面に設けられた、導体パターンからなる第１接地導体パターン部と、前記基板の他面に設けられた、導体パターンからなる第２接地導体パターン部と、前記基板を貫通して前記第１接地導体パターン部及び前記第２接地導体パターン部を接続する複数の第１ビアと、を備え、前記第１接地導体パターン部は、前記基板を前記一面側からみたときの前記開口に対応する位置で開口した第１開口部を有するとともに、前記第１開口部から前記基板の外縁側まで前記導体パターンがない無パターン部を有し、前記伝送線路は、その先端が前記第１開口部に配置されているとともに前記無パターン部に設けられて前記第１開口部から前記基板の外縁側まで延ばされ、前記複数の第１ビアは、前記無パターン部の端縁に沿って設けられたものを含み、前記無パターン部の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの内、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアは、当該第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアの端縁から前記無パターン部の端縁までの距離が、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビア以外の第１ビアの端縁から前記無パターン部の端縁までの距離よりも大きく設定されている。

本発明の伝送線路−導波管変換器によれば、サイズやコストを維持しつつ使用周波数帯域近傍の不要波を抑制することができる。

第１実施形態に係る、マイクロストリップライン−導波管変換器の外観図である。 マイクロストリップライン−導波管変換器をバックショート側から見たときの図である。 （ａ）は、図２中、Ａ−Ａ線の矢視断面図、（ｂ）は、図２中、Ｂ−Ｂ線の矢視断面図である。 マイクロストリップライン−導波管変換器をバックショート側から見たときの第１開口部周辺における第１ビアの配置を示す図である。 比較例１に係る変換器の通過特性及び反射特性を示すグラフである。 実施例１から実施例５に係る変換器の通過特性を示すグラフである。 実施例１から実施例５に係る変換器の反射特性を示すグラフである。 一対の第１ビアとともに位置を変更した第１ビアのグループを示す図である。 実施例６から実施例９に係る変換器の通過特性を示すグラフである。 実施例１０から実施例１３に係る変換器の通過特性を示すグラフである。 実施例１４から実施例１７に係る変換器の通過特性を示すグラフである。 第２実施形態に係る、マイクロストリップライン−導波管変換器をバックショート側から見たときの図である。 図１２中、Ｃ−Ｃ線の矢視断面図である。 実施例１８から実施例２１に係る変換器の通過特性を示すグラフである。 実施例１８から実施例２１に係る変換器の反射特性を示すグラフである。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）一実施形態である伝送線路−導波管変換器は、開口を有する導波管と、前記導波管を終端する終端部と、前記導波管と前記終端部との間に介在している基板と、前記基板の前記終端部側に向く一面に設けられた伝送線路と、前記基板の前記一面に設けられた、導体パターンからなる第１接地導体パターン部と、前記基板の他面に設けられた、導体パターンからなる第２接地導体パターン部と、前記基板を貫通して前記第１接地導体パターン部及び前記第２接地導体パターン部を接続する複数の第１ビアと、を備え、前記第１接地導体パターン部は、前記基板を前記一面側からみたときの前記開口に対応する位置で開口した第１開口部を有するとともに、前記第１開口部から前記基板の外縁側まで前記導体パターンがない無パターン部を有し、前記伝送線路は、その先端が前記第１開口部に配置されているとともに前記無パターン部に設けられて前記第１開口部から前記基板の外縁側まで延ばされ、前記複数の第１ビアは、前記無パターン部の端縁に沿って設けられたものを含み、前記無パターン部の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの内、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアは、当該第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアの端縁から前記無パターン部の端縁までの距離が、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビア以外の第１ビアの端縁から前記無パターン部の端縁までの距離よりも大きく設定されている。

上記構成の伝送線路−導波管変換器によれば、無パターン部の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの中で第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアの端縁から無パターン部の端縁までの距離が、第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビア以外の第１ビアの端縁から無パターン部の端縁までの距離よりも大きく設定されているので、特定の周波数の信号波、特に、設計上設定された使用周波数帯域の近傍の周波数の信号波を漏洩させることができ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。
このため、不要波を抑制するためのフィルタ等を設ける必要がなく、伝送線路−導波管変換器のサイズやコストを維持しつつ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。

（２）複数の第１ビアは、前記第１開口部及び無パターン部の端縁に沿って設けられることで、第１接地導体パターン部、及び第２接地導体パターン部とともに擬似的に導体壁を構成している。このため、前記無パターン部は、前記第１開口部に繋がっている幅狭部と、幅狭部から前記基板の外縁側までを繋ぐ幅広部と、を有し、前記無パターン部の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの内、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアは、前記幅狭部の端縁に沿って設けられ、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビア以外の第１ビアは、前記幅広部に沿って設けられていることが好ましい。
この場合、無パターン部が幅狭部を有することで、第１接地導体パターン部を伝送線路により接近させることができ、複数の第１ビアにより構成される擬似的な導体壁をできるだけ導波管の開口に沿った形状とすることができる。これにより、伝送線路−導波管変換器の使用周波数帯域における特性をより良好にしつつ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。

（３）前記伝送線路−導波管変換器において、前記基板とともに積層されて前記導波管と前記終端部との間に介在している複数の他の基板と、前記他の基板のみを貫通して当該他の基板の両面に設けられた導体パターンからなる接地導体パターン部同士を接続する複数の第２ビアと、をさらに備え、前記複数の第２ビアは、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアの位置よりも前記伝送線路に近い位置に、当該伝送線路の線路方向に沿って配置されていることが好ましい。
この場合、複数の第２ビアによって、伝送線路−導波管変換器内部の信号波が、前記他の基板の部分から不必要に漏洩するのを抑制できるとともに、伝送線路の直下の接地を強化することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔第１実施形態について〕
図１は、第１実施形態に係る、マイクロストリップライン−導波管変換器の外観図である。図１中、マイクロストリップライン−導波管変換器１は、導波管２と、この導波管２を終端するバックショート３と、導波管２とバックショート３との間に介在している第１誘電体基板４とを備えている。
マイクロストリップライン−導波管変換器１（以下、単に変換器１ともいう）は、第１誘電体基板４に形成されたマイクロストリップライン５からの信号を導波管２に伝送し、また、導波管２からの信号をマイクロストリップライン５に伝送する機能を有している。本実施形態の変換器１は、その使用周波数帯域が７６ＧＨｚから８１ＧＨｚとなるように各部が設定されている。

図２は、マイクロストリップライン−導波管変換器１をバックショート３側から見たときの図、図３（ａ）は、図２中、Ａ−Ａ線の矢視断面図、図３（ｂ）は、図２中、Ｂ−Ｂ線の矢視断面図である。なお、図２では、理解を容易とするためにバックショート３を省略して示している。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、理解を容易とするために第１誘電体基板４に設けられたマイクロストリップライン等の導体パターンの厚み寸法を誇張して示している。

図１から図３を参照して、導波管２は、アルミニウム合金等によって形成された四角ブロック状の部材であり、中央部に断面長方形の貫通孔２ａが形成されている。貫通孔２ａは、導波管２の端面２ｂと端面２ｃとの間を直交して貫通しており、両端面２ｂ，２ｃに開口している。
この導波管２はＷ帯用であり、貫通孔２ａの断面寸法は、例えば、長辺が２．５４ｍｍ、短辺が１．２７ｍｍに設定されている。

第１誘電体基板４は、導波管２の端面２ｂと、バックショート３との間に介在している。
第１誘電体基板４は、例えば、エポキシ樹脂等から形成された、端面２ｂに一致する矩形板状の部材である。

第１誘電体基板４のバックショート３側に向く一面４ａには、第１グランドパターン１０（第１接地導体パターン部）が設けられている。
第１グランドパターン１０は、金属等からなる導体パターンからなり、接地されている。第１グランドパターン１０は、一面４ａを覆うように矩形状の領域に形成されている。
第１グランドパターン１０は、第１誘電体基板４を一面４ａ側からみたときの導波管２における貫通孔２ａの開口に対応する位置で導体パターンが無いことにより開口し当該第１誘電体基板４を露出させている第１開口部１１を有している。第１開口部１１は、貫通孔２ａの開口の輪郭に沿って形成されており、貫通孔２ａにほぼ一致するように開口している。

また、第１グランドパターン１０は、第１開口部１１から第１誘電体基板４の外縁側まで導体パターンが無いことにより第１誘電体基板４を露出させている露出部１２（無パターン部）を有している。露出部１２は、第１開口部１１と第１誘電体基板４の外縁とを繋ぐように、第１開口部１１の端縁から第１誘電体基板４の外縁までの範囲で第１誘電体基板４を露出させている。

露出部１２は、第１開口部１１に繋がっている幅狭部１２ａと、幅狭部１２ａから第１誘電体基板４の外縁側に繋がっている、幅狭部１２ａよりも幅広に形成された幅広部１２ｂとを有して構成されている。

第１誘電体基板４の一面４ａには、さらに、マイクロストリップライン５が設けられている。
マイクロストリップライン５は、ミリ波等の高周波信号を伝送するための伝送線路であり、金属等の導体によって直線状に形成されている。マイクロストリップライン５は第１開口部１１から露出部１２に亘って設けられており、その先端が第１開口部１１のほぼ中央に配置されている。つまり、マイクロストリップライン５は、第１開口部１１から第１誘電体基板４の外縁側まで延ばされている。
マイクロストリップライン５は、第１開口部１１に配置されているアンテナ部５ａと、アンテナ部５ａから第１誘電体基板４の外縁まで延びている本体部５ｂとを有して構成されている。

マイクロストリップライン５は、露出部１２の長手方向に沿って形成されている。露出部１２は、マイクロストリップライン５を中心として線対称に形成されており、これによって、マイクロストリップライン５と、第１グランドパターン１０との間には、一定の間隔が設けられている。
このようにして、露出部１２は、マイクロストリップライン５を第１開口部１１から第１誘電体基板４の外縁側まで導いている。

露出部１２の幅狭部１２ａは、当該幅狭部１２ａの端縁と、マイクロストリップライン５の端縁との間の距離が、変換器１としての機能を妨げる程度のロスの発生を抑制できる距離となるように形成されている。
また、幅狭部１２ａの端縁と、マイクロストリップライン５の端縁との距離は、マイクロストリップライン５のインピーダンスに変化を生じさせない程度にできるだけマイクロストリップライン５に近くなる距離としてもよい。

第１誘電体基板４の導波管２側に向く他面４ｂには、第２グランドパターン１５（第２接地導体パターン部）が設けられている。
第２グランドパターン１５は、金属等からなる導体パターンからなり、接地されている。第２グランドパターン１５は、第１誘電体基板４の他面４ｂのほぼ全域に形成されている。
第２グランドパターン１５は、導波管２における貫通孔２ａの開口に対応する位置で導体パターンが無いことにより開口し当該第１誘電体基板４を露出させている第２開口部１６を有している。第２開口部１６は、貫通孔２ａの開口の輪郭に沿って形成されており、導波管２の貫通孔２ａにほぼ一致するように開口している。

なお、第１グランドパターン１０及び第２グランドパターン１５は、共に貫通孔２ａの開口に対応する位置で開口部１１、１６を有しているが、第１誘電体基板４には、開口は形成されておらず、誘電体基板４の表裏を物理的に貫通する孔部が形成されているわけではない。

第１グランドパターン１０と、第２グランドパターン１５とは、第１誘電体基板４を貫通して設けられている複数の第１ビア２０によって互いに接続されている。
第１ビア２０は、金属等の導体により形成された部材であり、第１誘電体基板４を貫通して設けられている。第１ビア２０は、第１誘電体基板４を貫通して第１グランドパターン１０と、第２グランドパターン１５とを接続している。
なお、第１ビアの配置については、後に詳述する。

バックショート３は、アルミニウム合金等によって形成された四角ブロック状の部材であり、第１誘電体基板４を一面４ａ側からみたときの貫通孔２ａの開口に対応する位置を覆うように配置されている。バックショート３の第１誘電体基板４側に向く端面３ａには、凹部３ｂが形成されている。
バックショート３は、この凹部３ｂの開口を貫通孔２ａに向けて配置されている。凹部３ｂは、その内側面が貫通孔２ａの開口の輪郭に沿って形成されており、導波管２の貫通孔２ａにほぼ一致するように開口している。
また、バックショート３の第１グランドパターン１０の露出部１２に対応する位置には、バックショート３がマイクロストリップライン５に接触しないように切り欠かれている逃げ部３ｃが形成されている。

バックショート３は、端面３ａを第１誘電体基板４の一面４ａに形成された第１グランドパターン１０に接触した状態で半田実装されている。これによって、バックショート３は第１グランドパターン１０に接続されることで接地されるとともに、第１誘電体基板４の一面４ａ側に固定されている。
バックショート３は、導波管２の貫通孔２ａの開口を塞ぐ導体壁として第１誘電体基板４に固定されており、導波管２を終端している。

〔第１実施形態に係る第１ビアの配置について〕
上述したように、本実施形態の変換器１は、第１誘電体基板４を貫通して第１グランドパターン１０と、第２グランドパターン１５とを接続している複数の第１ビアを備えている。
複数の第１ビア２０は、図１及び図２に示すように、第１開口部１１及び露出部１２の周囲を包囲するように形成されている。これにより、複数の第１ビア２０は、第１グランドパターン１０、及び第２グランドパターン１５とともに、第１開口部１１及び露出部１２の周囲に擬似的な導体壁を構成しており、導波管２とバックショート３とを繋いでいる。これによって、複数の第１ビア２０は、第１誘電体基板４が介在することによって生じる、導波管２とバックショート３との間のすき間から、貫通孔２ａとバックショート３との間を通過する信号波が漏洩するのを抑制している。

図４は、マイクロストリップライン−導波管変換器１をバックショート３側から見たときの第１開口部１１周辺における第１ビア２０の配置を示す図である。なお、図４では、バックショート３を省略して示している。

マイクロストリップライン５のライン幅Ｗ１は、５０Ω幅となるように設定されており、例えば２００μｍに設定されている。
なお、第１誘電体基板４は、誘電率が３．５４、誘電正接ｔａｎδが０．００４、基板厚０．１０２ｍｍのものを用いている。

また、露出部１２における幅狭部１２ａの端縁と、マイクロストリップライン５の側縁との間の距離Ｗ２は、２５０μｍ、露出部１２における幅広部１２ｂの端縁と、マイクロストリップライン５の側縁との間の距離Ｗ３は、１０００μｍに設定されている。

本実施形態において、各第１ビア２０の直径は３００μｍに設定されている。各第１ビア２０は、原則として互いに隣り合う第１ビア２０同士の端縁間の距離が３００μｍとなるように配置されている。

よって、図４中、マイクロストリップライン５の長手方向に平行な方向をＸ方向、マイクロストリップライン５の長手方向に直交する方向をＹ方向としたとき、露出部１２の幅広部１２ｂの周囲に位置し互いに隣り合う第１ビア２０同士の端縁間のＹ方向の距離ｇ１１、及びＸ方向の距離ｇ１２、ｇ１３はそれぞれ同じ値である３００μｍに設定されている。つまり、図４中、複数の第１ビア２０は、Ｘ方向及びＹ方向の距離が同じ間隔（３００μｍ）となるように配列されている。
また、第１開口部１１の周囲に位置し互いに隣り合う第１ビア２０同士の端縁間のＸ方向の距離ｇ１４及びＹ方向の距離ｇ１５も、上記距離ｇ１１、ｇ１２及びｇ１３と同様、３００μｍに設定されている。

また、複数の第１ビア２０の内、第１開口部１１の端縁に沿って設けられて第１開口部１１の周囲を包囲している各第１ビア２０は、当該各第１ビア２０の端縁から第１開口部１１の端縁までの距離ｇ２１、ｇ２２及びｇ２３が同じ値である２００μｍに設定されている。

さらに、複数の第１ビア２０は、露出部１２の端縁に沿って設けられている第１ビア２０（第１ビア２０ａ及び第１ビア２０ｂ）を含んでおり、露出部１２の端縁に沿って設けられている第１ビア２０の内、幅広部１２ｂの端縁に沿って設けられている第１ビア２０ｂは、当該各第１ビア２０の端縁から第１開口部１１の端縁までの距離ｇ３１が、上記距離ｇ２１、ｇ２２及びｇ２３と同じ値である２００μｍに設定されている。

上記では、主にマイクロストリップライン５よりも紙面上側の第１ビア２０を示して説明したが、複数の第１ビア２０の配置は、マイクロストリップライン５を中心として紙面上下で対称であり、マイクロストリップライン５よりも紙面下側の第１ビア２０も同様の配置とされている。

これら第１ビア２０の配置に対して設定されている距離は、当該第１ビア２０を導体パターンである第１グランドパターン１０及び第２グランドパターン１５が形成された第１誘電体基板４に設ける際の設計上のルールに従って設定されている。
つまり、製造方法や製造誤差等を考慮して得られる特性が最も良好となるような値に設定されている。

一方、露出部１２の端縁に沿って設けられている第１ビア２０の内、幅狭部１２ａに沿って設けられている一対の第１ビア２０ａは、当該一対の第１ビア２０ａの端縁から幅狭部１２ａの端縁までの距離ｇ５０が、幅広部１２ｂの端縁に沿って設けられている第１ビア２０ｂの端縁から幅広部１２ｂの端縁までの距離ｇ３１よりも大きく設定されている。

つまり、第１ビア２０を第１誘電体基板４に設ける際の設計上のルールに従ったとすると、距離ｇ５０は、距離ｇ３１や、距離ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３と同じ値である２００μｍに設定されるべきであるが、本実施形態では、この一対の第１ビア２０ａにおける距離ｇ５０が、２００μｍよりも大きく設定されている。

このように、本実施形態において、複数の第１ビア２０は、露出部１２の端縁に沿って設けられた第１ビア２０（第１ビア２０ａ及び第１ビア２０ｂ）を含んでおり、露出部１２（無パターン部）の端縁に沿って設けられた第１ビア２０の内、第１開口部１１に最も近い位置に設けられた一対の第１ビア２０ａは、当該一対の第１ビア２０ａの端縁から幅狭部１２ａまでの距離ｇ５０が、一対の第１ビア２０ａ以外の第１ビア２０である第１ビア２０ｂの端縁から幅広部１２ｂの端縁までの距離よりも大きく設定されている。

上記構成によれば、露出部１２の端縁に沿って設けられている第１ビア２０の中で第１開口部１１に最も近い位置に設けられた一対の第１ビア２０ａの端縁から幅狭部１２ａの端縁までの距離ｇ５０が、幅広部１２ｂの端縁に沿って設けられている第１ビア２０ｂの端縁から幅広部１２ｂの端縁までの距離ｇ３１よりも大きく設定されているので、特定の周波数の信号波、特に、設計上設定された使用周波数帯域近傍の周波数の信号波を漏洩させることができ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。
このため、不要波を抑制するためのフィルタ等を設ける必要がなく、当該変換器１のサイズやコストを維持しつつ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。

また、上記実施形態では、露出部１２は、幅狭部１２ａと、幅広部１２ｂとを有し、露出部１２の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの２０内、第１開口部１１に最も近い位置に設けられた一対の第１ビア２０ａは、幅狭部１２ａの端縁に沿って設けられ、第１開口部１１に最も近い位置に設けられた第１ビア２０ａ以外の第１ビア２０ｂは、幅広部１２ｂに沿って設けられているので、露出部１２が幅狭部１２ａを有することで、第１グランドパターン１０をマイクロストリップライン５により接近させることができ、複数の第１ビア２０により構成される擬似的な導体壁をできるだけ導波管２における貫通孔２ａの開口に沿った形状とすることができる。これにより、変換器１の使用周波数帯域における特性をより良好にしつつ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。

なお、一対の第１ビア２０ａの端縁から幅狭部１２ａの端縁までの距離ｇ５０は、使用周波数領域の近傍で発生する不要波の周波数に応じて設定される。
距離ｇ５０を調整することで、抑制可能な周波数を調整することができるからである。

〔第１実施形態に係る評価試験について〕
次に、本発明者が行った、上記第１実施形態の変換器１に関する評価試験について説明する。
本発明者は、第１実施形態に係る変換器１をコンピュータシミュレーションによってモデル化し解析を行うことで、その通過特性と反射特性とを求め、比較評価した。

モデル化した構成としては、図１から図４に示した変換器１を採用した。この変換器１は、上述したように、使用周波数帯域として、７６ＧＨｚから８１ＧＨｚに設定される。よって、変換器１は、７６ＧＨｚから８１ＧＨｚの間で減衰が小さく、反射特性が良好になるように設定される必要がある。

また、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０については、一対の第１ビア２０ａのみについて位置を変更することで下記に示す値となるように設定し、下記実施例とした。
実施例１：ｇ５０＝４００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍ）
実施例２：ｇ５０＝５００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．０ｍｍ）
実施例３：ｇ５０＝５６０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．１２ｍｍ）
実施例４：ｇ５０＝６００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．２ｍｍ）
実施例５：ｇ５０＝７００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．４ｍｍ）
比較例１：ｇ５０＝２００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．４ｍｍ）

比較例１では、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０については、第１ビア２０ｂの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ３１と同じ値である２００μｍに設定した。
各実施例１〜５では、第１ビア２０ｂの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ３１の値である２００μｍよりも大きく設定されている。

また、上記実施例１〜５における、一対の第１ビア２０ａのＹ方向外側に並ぶ第１ビア２０ｃ（図４）については、ｇ５０＝５００μｍ（実施例２）のときに、一対の第１ビア２０ａに対する端縁同士の距離が３００μｍとなるように固定した。よって、一対の第１ビア２０ａの位置を変更することで、第１ビア２０ｃについても、一対の第１ビア２０ａとの位置関係が例外的に設計上のルールに従った値とならない場合が生じる。

図５は、比較例１に係る変換器の通過特性及び反射特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は各特性を示す値であるＳパラメータ（Ｓ_２１，Ｓ_１１）（ｄＢ）を示している。また、実線が反射特性を示す線図、破線が通過特性を示す線図である。

図５中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ１６、入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ１７、入力信号の周波数が６７ＧＨｚであるマーカｍ１８、及び入力信号の周波数が９６ＧＨｚであるマーカｍ１９それぞれにおける比較例１の通過特性（ＳパラメータＳ_２１）は以下のように得られた。
マーカｍ１６：−０．５１６ ｄＢ
マーカｍ１７：−０．５８１ ｄＢ
マーカｍ１８：−０．６５５ ｄＢ
マーカｍ１９：−０．８８９ ｄＢ

また、各マーカにおける反射特性（ＳパラメータＳ_１１）は以下のように得られた。
マーカｍ１６：−１２．５８８ ｄＢ
マーカｍ１７：−１２．００２ ｄＢ
マーカｍ１８：−１０．８５７ ｄＢ
マーカｍ１９：−１０．１４５ ｄＢ

このように、比較例１では、使用周波数帯域である７６ＧＨｚから８１ＧＨｚの範囲では、通過ロスが０．６ｄＢ以下であり、反射特性が−１２ｄＢ以下と良好な特性が得られている。さらに、より広帯域の６７ＧＨｚから９６ＧＨｚの範囲でも、通過ロスが１ｄＢ以下であり、反射特性が−１０ｄＢ以下と良好な特性が得られることが判る。

図６は、実施例１から実施例５に係る変換器の通過特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は通過特性（ＳパラメータＳ_２１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ１（細１点鎖線）は実施例１、線図Ｅ２（細２点鎖線）は実施例２、線図Ｅ３（太実線）は実施例３、線図Ｅ４（太破線）は実施例４、線図Ｅ５（太１点鎖線）は実施例５、及び線図Ｃ１（細破線）は比較例１を示している。

まず、図６中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ６、及び入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ７をみると、いずれの実施例も、通過ロスが０．７ｄＢ以下であった。このように、いずれの実施例も、使用周波数帯域において良好な通過特性を示している。

図６中、実施例１の通過特性を示す線図Ｅ１を見ると、マーカｍ５で示す入力信号周波数６８ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−１１．７１８ｄＢであった。実施例１では、このような特性を利用することで、６８ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図６中、実施例２の通過特性を示す線図Ｅ３を見ると、マーカｍ４で示す入力信号周波数６１ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−１８．５２８ｄＢであった。よって、実施例２では、この特性を利用することで、６１ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図６中、実施例３の通過特性を示す線図Ｅ３を見ると、マーカｍ８で示す入力信号周波数５７ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２３．９８０ｄＢであった。よって、実施例３では、この特性を利用することで、５７ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図６中、実施例４の通過特性を示す線図Ｅ４を見ると、マーカｍ３で示す入力信号周波数５５ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２４．８５９ｄＢであった。よって、実施例４では、この特性を利用することで、５５ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図６中、実施例５の通過特性を示す線図Ｅ５を見ると、マーカｍ１で示す入力信号周波数５０ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２７．３６７ｄＢであった。さらに、マーカｍ２で示す入力信号周波数９９ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−６．８３０ｄＢであった。よって、実施例６では、この特性を利用することで、５０ＧＨｚ近傍及び９９ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

このように、各実施例によれば、比較例１の通過特性には現れない、減衰量が急激に大きくなるピークが使用周波数帯域の近傍に現れることが判る。

図７は、実施例１から実施例５に係る変換器の反射特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は反射特性（ＳパラメータＳ_１１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ１（細１点鎖線）は実施例１、線図Ｅ２（細２点鎖線）は実施例２、線図Ｅ３（太実線）は実施例３、線図Ｅ４（太破線）は実施例４、線図Ｅ５（太１点鎖線）は実施例５、及び線図Ｃ１（細破線）は比較例１を示している。

図７中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ１３、及び入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ１４をみると、いずれの実施例も、反射特性が−１２ｄＢ以下であった。このように、いずれの実施例も、使用周波数帯域において良好な反射特性を示している。

以上より、本実施形態に係る変換器１によれば、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０を、幅広部１２ｂの端縁に沿って設けられている第１ビア２０ｂの端縁から幅広部１２ｂの端縁までの距離ｇ３１よりも大きくし、設計上のルールに従った値よりも大きく設定することで、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制できることが確認できた。
つまり、距離ｇ５０を、幅広部１２ｂの端縁に沿って設けられている第１ビア２０ｂの端縁から幅広部１２ｂの端縁までの距離ｇ３１と同じ値とした場合には、使用周波数帯域の近傍の信号を減衰可能なフィルタとしての機能を得ることはできないが、距離ｇ５０を距離ｇ３１の値よりも大きく設定することで、使用周波数帯域の近傍の信号を減衰するフィルタとしての機能が得られることが明らかとなった。

また、本実施形態に係る変換器１によれば、距離ｇ５０を調整することで、使用周波数帯域（７６ＧＨｚから８１ＧＨｚ）近傍の周波数である５０ＧＨｚから６８ＧＨｚの範囲で抑制可能な周波数を調整できることが確認できた。

なお、本実施形態の変換器１が用いられると想定されるシステムが１９ＧＨｚ付近の周波数のローカル信号を発振する発振器を備えている場合、前記システムは、このローカル信号を４倍の周波数に変換することで７６ＧＨｚ付近の信号を得るように構成される。さらに、前記システムの中間周波数が２ＧＨｚとすると、７６ＧＨｚから８１ＧＨｚの使用周波数帯域では、歪成分として大きく現れる信号としては、ローカル信号の３／４倍の信号が考えられる。よって、下記式から、歪成分に起因して生じる不要波は５５．５ＧＨｚから５９．２５ＧＨｚの帯域で現れることが考えられる。
（７６−２）×（３／４）＝５５．５ ＧＨｚ
（８１−２）×（３／４）＝５９．２５ＧＨｚ

不要波が生じると考えられる帯域の中心周波数は、５７．３７５ＧＨｚである。上記実施例３では、上述したように、５７ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。
よって、前記システムにおいて、実施例３のように構成した変換器１を採用すれば、使用周波数帯域の近傍の不要波を好適に減衰させることができる。

次に、第１実施形態において、一対の第１ビア２０ａのＹ方向外側に並ぶ２つの第１ビア２０の位置を、一対の第１ビア２０ａとともに変更したときの通過特性について検証した。

図８は、一対の第１ビア２０ａとともに位置を変更した第１ビア２０のグループを示す図である。
一対の第１ビア２０ａのＹ方向外側にそれぞれ並ぶ２つの第１ビア２０ｃ，２０ｄを含む一対のビアグループ２０Ａ全体の位置を変更した。なお、第１ビア２０ａ，２０ｃ，２０ｄそれぞれ隣り合う端縁同士の距離は、設計上のルールに従って３００μｍとされている。

上記一対のビアグループ２０Ａの位置を変更することで、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０が下記に示す値となるように設定し、下記実施例とした。
実施例６：ｇ５０＝４００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍ）
実施例７：ｇ５０＝５００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．０ｍｍ）
実施例８：ｇ５０＝６００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．２ｍｍ）
実施例９：ｇ５０＝７００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．４ｍｍ）

図９は、実施例６から実施例９に係る変換器の通過特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は通過特性（ＳパラメータＳ_２１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ６（細１点鎖線）は実施例６、線図Ｅ７（細２点鎖線）は実施例７、線図Ｅ８（太破線）は実施例８、線図Ｅ９（太１点鎖線）は実施例９、及び線図Ｃ１（細破線）は比較例１を示している。

図９中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ２５、及び入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ２６をみると、いずれの実施例も、通過ロスがほぼ０．７ｄＢ以下であった。このように、いずれの実施例も、使用周波数帯域において良好な通過特性を示している。

図９中、実施例６の通過特性を示す線図Ｅ６を見ると、マーカｍ２４で示す入力信号周波数６８ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−１１．５４５ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（４００μｍ）である実施例１と同じであり、実施例６の場合も、実施例１と同様に、６８ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図９中、実施例７の通過特性を示す線図Ｅ７を見ると、マーカｍ２３で示す入力信号周波数６１ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−１８．５２８ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（５００μｍ）である実施例２と同じであり、実施例７の場合も、実施例２と同様に、６１ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図９中、実施例８の通過特性を示す線図Ｅ８を見ると、マーカｍ２２で示す入力信号周波数５５ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２５．６６５ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（６００μｍ）である実施例４と同じであり、実施例８は、実施例４と同様に、５５ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図９中、実施例９の通過特性を示す線図Ｅ９を見ると、マーカｍ２０で示す入力信号周波数５０ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２８．２６５ｄＢであった。さらに、マーカｍ２１で示す入力信号周波数９９ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−６．１２９ｄＢであった。これらピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（７００μｍ）である実施例５と同じであり、実施例９は、実施例５と同様に、５０ＧＨｚ近傍及び９９ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

上記実施例６から実施例９の結果から、一対のビアグループ２０Ａの位置を変更することで距離ｇ５０の値を設定したとしても、一対の第１ビア２０ａのみについて位置を変更して距離ｇ５０の値を設定した場合と同じ周波数にピークが現れることが確認することができた。

つまり、実施例１から実施例５の結果、及び実施例６から実施例９の結果から、一対の第１ビア２０ａの位置を変更し距離ｇ５０の値を所定の値に設定すれば、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制できることが明らかとなった。
また、第１ビア２０ａと第１ビア２０ｃとの間隔が多少変動したとしても、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制する機能に対して影響がないことを確認することも明らかとなった。

さらに、第１実施形態において、各第１ビア２０の直径を変更したときの通過特性について検証した。
すなわち、図１から図４に示した変換器１について、第１ビア２０の直径のみを２００μｍ及び４００μｍに変更したものをモデル化し解析を行った。
また、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０については、一対の第１ビア２０ａのみについて位置を変更することで下記に示す値となるように設定し、下記実施例とした。

第１ビア２０の直径が２００μｍの場合
実施例１０：ｇ５０＝４５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍ）
実施例１１：ｇ５０＝５５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．０ｍｍ）
実施例１２：ｇ５０＝６５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．２ｍｍ）
実施例１３：ｇ５０＝７５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．４ｍｍ）

第１ビア２０の直径が４００μｍの場合
実施例１４：ｇ５０＝３５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍ）
実施例１５：ｇ５０＝４５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．０ｍｍ）
実施例１６：ｇ５０＝５５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．２ｍｍ）
実施例１７：ｇ５０＝６５０μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．４ｍｍ）

図１０は、実施例１０から実施例１３に係る変換器の通過特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は通過特性（ＳパラメータＳ_２１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ１０（細１点鎖線）は実施例１０、線図Ｅ１１（細２点鎖線）は実施例１１、線図Ｅ１２（太破線）は実施例１２、線図Ｅ１３（太１点鎖線）は実施例１３、及び線図Ｃ１（細破線）は比較例１を示している。

図１０中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ３１、及び入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ３２をみると、いずれの実施例も、通過ロスがほぼ０．７ｄＢ以下であった。

図１０中、実施例１０の通過特性を示す線図Ｅ１０を見ると、マーカｍ３０で示す入力信号周波数６１ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−１０．７９８ｄＢであった。一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍで実施例１０と同じである実施例１では、６８ＧＨｚにおいてピークが現れていたが、実施例１０では、より低い周波数にピークが現れている。これは、距離ｇ５０が実施例１では４００μｍであるのに対して、実施例１０では第１ビア２０の直径が２００μｍであることにより４５０μｍに広がっているからである。

同様に、実施例１１の通過特性を示す線図Ｅ１１のマーカｍ２９、実施例１２の通過特性を示す線図Ｅ１２のマーカｍ２８、及び、実施例１２の通過特性を示す線図Ｅ１２のマーカｍ２７についても、一対の第１ビア２０ａの中心間距離が同じである実施例（実施例２から実施例４）同士で比較した場合、距離ｇ５０が広がっているために、ピークの周波数が低周波数側に移動している。

図１１は、実施例１４から実施例１７に係る変換器の通過特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は通過特性（ＳパラメータＳ_２１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ１４（細１点鎖線）は実施例１４、線図Ｅ１５（細２点鎖線）は実施例１５、線図Ｅ１６（太破線）は実施例１６、線図Ｅ１７（太１点鎖線）は実施例１７、及び線図Ｃ１（細破線）は比較例１を示している。

図１１中、実施例１４の通過特性を示す線図Ｅ１４を見ると、マーカｍ３６で示す入力信号周波数７４ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２．４７８ｄＢであった。一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍで実施例１４と同じである実施例１では、６８ＧＨｚにおいてピークが現れていたが、実施例１４では、より高い周波数にピークが現れている。これは、距離ｇ５０が実施例１では距離ｇ５０が４００μｍであるのに対して、実施例１４では第１ビア２０の直径が４００μｍであることにより距離ｇ５０が３５０μｍに狭まっているからである。

同様に、実施例１５の通過特性を示す線図Ｅ１５のマーカｍ３５、実施例１６の通過特性を示す線図Ｅ１６のマーカｍ３４、及び、実施例１７の通過特性を示す線図Ｅ１７のマーカｍ３３についても、一対の第１ビア２０ａの中心間距離が同じである実施例（実施例２から実施例４）同士で比較した場合、距離ｇ５０が狭まっているために、ピークの周波数が高周波数側に移動している。

このように、各第１ビア２０の直径を変更した場合においても、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制できる効果を得られることが判った。つまり、第１ビア２０の直径に関わらず、距離ｇ５０を、距離ｇ３１よりも大きくし、設計上のルールに従った値よりも大きく設定すれば、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制できることが確認できた。

以上、実施例１から実施例１７による結果から、第１実施形態による変換器１によれば、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０を、距離ｇ３１よりも大きくし、設計上のルールに従った値よりも大きく設定すれば、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制できることが明らかとなった。

〔第２実施形態について〕
図１２は、第２実施形態に係る、マイクロストリップライン−導波管変換器１をバックショート３側から見たときの図、図１３は、図１２中、Ｃ−Ｃ線の矢視断面図である。
本実施形態の変換器１は、複数の誘電体基板を積層している点において、上記第１実施形態と相違している。

本実施形態の変換器１は、導波管２とバックショート３との間に、第１誘電体基板４の他、第２誘電体基板３０と、第３誘電体基板３１とが積層されて介在している。
第２グランドパターン１５は、第１誘電体基板４と、第２誘電体基板３０との間に介在している。
第２誘電体基板３０と、第３誘電体基板３１との間には、金属等の導体パターンからなる第３グランドパターン３２が介在している。
また、第３誘電体基板３１と、導波管２との間には、金属等の導体パターンからなる第４グランドパターン３３が介在している。

第３グランドパターン３２は、第１誘電体基板４を一面４ａ側からみたときの導波管２における貫通孔２ａの開口に対応する位置で導体パターンが無いことにより開口している第３開口部３２ａを有している。第３開口部３２ａは、貫通孔２ａの開口の輪郭に沿って形成されており、導波管２の貫通孔２ａにほぼ一致するように開口している。これにより、第３開口部３２ａは、第１誘電体基板４を第２誘電体基板３０に対して露出させているとともに、第２誘電体基板３０を第１誘電体基板４に対して露出させている。

また、第４グランドパターン３３も、第３グランドパターン３２と同様に、貫通孔２ａの開口に対応する位置で導体パターンが無いことにより開口している第４開口部３３ａを有している。第４開口部３３ａは、貫通孔２ａの開口の輪郭に沿って形成されており、導波管２の貫通孔２ａにほぼ一致するように開口している。これにより、第４開口部３３ａは、第２誘電体基板３０を第３誘電体基板３１に対して露出させているとともに、第３誘電体基板３１を第２誘電体基板３０に対して露出させている。

なお、第３グランドパターン３２及び第４グランドパターン３３は、第１グランドパターン１０及び第２グランドパターン１５と同様、共に貫通孔２ａの開口に対応する位置で開口部３２ａ、３３ａを有しているが、第１誘電体基板４には、開口は形成されておらず、誘電体基板４の表裏を物理的に貫通する孔部が形成されているわけではない。

複数の第１ビア２０は、第１誘電体基板４、第２誘電体基板３０、及び第３誘電体基板３１を貫通して設けられており、第１グランドパターン１０、第２グランドパターン１５、第３グランドパターン３２、及び第４グランドパターン３３を接続している。
なお、複数の第１ビア２０の直径は３００μｍに設定されている。また、複数の第１ビア２０の配置は、図１２に示すように、第１実施形態と同様である。

また、第２グランドパターン１５と、第３グランドパターン３２とは、複数の第２側方ビア３５によっても接続されている。
複数の第２側方ビア３５は、第２誘電体基板３０のみを貫通して設けられており、第２グランドパターン１５と、第３グランドパターン３２とを接続している。
図１２に示すように複数の第２側方ビア３５は、変換器１をバックショート３側から見たときに、マイクロストリップライン５を包囲するように当該マイクロストリップライン５の両側方に線路方向に沿って２列で直線状に配置されている。
複数の第２側方ビア３５の直径は１５０μｍに設定されている。また、互いに隣り合う第２側方ビア３５の端縁同士の距離は４５０μｍに設定されている。

また、複数の第２側方ビア３５は、変換器１をバックショート３側から見たときに、一対の第１ビア２０ａの位置よりもマイクロストリップライン５に近い位置に、マイクロストリップライン５の線路方向に沿って配置されている。

さらに、第３グランドパターン３２と、第４グランドパターン３３とは、複数の第２中央ビア３６によっても接続されている。
複数の第２中央ビア３６は、金属等の導体により形成された部材であり、第３誘電体基板３１のみを貫通して設けられている。複数の第２中央ビア３６は、図１２及び図１３に示すように、変換器１をバックショート３側から見たときに、マイクロストリップライン５の直下に位置するように当該マイクロストリップライン５の線路方向に沿って１列で直線状に配置されている。
よって、複数の第２中央ビア３６も、変換器１をバックショート３側から見たときに、一対の第１ビア２０ａの位置よりもマイクロストリップライン５に近い位置に配置されている。

本実施形態では、複数の第２側方ビア３５及び第２中央ビア３６は、共に第１誘電体基板４を貫通していないので、第１誘電体基板４においては、一対の第１ビア２０ａの間にビアは存在しない。また、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０については、距離ｇ３１よりも大きく設定されている。
つまり、第１グランドパターン１０、第１誘電体基板４、第２グランドパターン１５、及び一対の第１ビア２０ａは、第１実施形態と同様の構成である。
これにより、少なくとも、設計上設定された使用周波数帯域の近傍の周波数の信号波を漏洩させることができ、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制することができる。

本実施形態では、第１誘電体基板４とともに積層されて導波管２とバックショート３との間に介在している複数の他の基板としての第２誘電体基板３０及び第３誘電体基板３１と、第２誘電体基板３０のみを貫通して当該第２誘電体基板３０の両面に設けられたグランドパターン１５，３２同士を接続する複数の第２側方ビア３５と、第３誘電体基板３１のみを貫通して当該第３誘電体基板３１の両面に設けられたグランドパターン３２，３３同士を接続する複数の第２中央ビア３６とをさらに備え、第２ビアとしての複数の第２側方ビア３５及び第２中央ビア３６は、マイクロストリップライン５との間の距離が、一対の第１ビア２０ａよりもマイクロストリップライン５に近い位置に、当該マイクロストリップライン５の線路方向に沿って配置されている。

上記構成によれば、マイクロストリップライン５を包囲するように配置された複数の第２側方ビア３５の内、グランドパターンの開口部側に最も近い位置の第２側方ビア３５を、第１ビア２０と同様、導波管２とバックショート３とを繋ぐ擬似的な導体壁の構成の一部とさせることができ、変換器１内部の信号波が第３誘電体基板３１の部分から不必要に漏洩するのを抑制することができる。
また、マイクロストリップライン５の両側に線路方向に沿って配置されている他の第２側方ビア３５によって、マイクロストリップライン５直下のグランドを強化することができる。

また、上記構成によれば、マイクロストリップライン５の直下に配置された第２中央ビア３６の内、グランドパターンの開口部側に最も近い位置の第２中央ビア３６を、第１ビア２０と同様、導波管２とバックショート３とを繋ぐ擬似的な導体壁の構成の一部とさせることができ、変換器１内部の信号波が第４誘電体基板３２の部分から不必要に漏洩するのを抑制することができる。
また、マイクロストリップライン５の直下に線路方向に沿って配置されている他の第２中央ビア３６によって、マイクロストリップライン５直下のグランドを強化することができる。

〔第２実施形態に係る評価試験について〕
次に、本発明者が行った、上記第２実施形態の変換器１に関する評価試験について説明する。
モデル化した構成としては、図１２、図１３に示した変換器１を採用した。その他、誘電体基板を多層とした以外、距離ｇ５０の設定や、実験条件等は、第１実施形態における実施例１，２，４，５、及び比較例１と同様にして行った。
以下に実施例として設定した距離ｇ５０の値を示す。
比較例２：ｇ５０＝２００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．４ｍｍ）
実施例１８：ｇ５０＝４００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が１．８ｍｍ）
実施例１９：ｇ５０＝５００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．０ｍｍ）
実施例２０：ｇ５０＝６００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．２ｍｍ）
実施例２１：ｇ５０＝７００μｍ（一対の第１ビア２０ａの中心間距離が２．４ｍｍ）

図１４は、実施例１８から実施例２１に係る変換器の通過特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は通過特性（ＳパラメータＳ_２１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ１８（細１点鎖線）は実施例１８、線図Ｅ１９（細２点鎖線）は実施例１９、線図Ｅ２０（太破線）は実施例８、線図Ｅ２１（太１点鎖線）は実施例２１、及び線図Ｃ２（細破線）は比較例２を示している。

図１４中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ３９、及び入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ４１をみると、いずれの実施例も、通過ロスがほぼ０．５ｄＢ以下であった。このように、いずれの実施例も、使用周波数帯域において良好な通過特性を示している。

図１４中、実施例１８の通過特性を示す線図Ｅ１８を見ると、マーカｍ４１で示す入力信号周波数６７ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−６．６５８ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（４００μｍ）である実施例１の場合（ピーク位置の周波数６８ＧＨｚ）とほぼ同じであり、実施例１８の場合、６７ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図１４中、実施例１９の通過特性を示す線図Ｅ１９を見ると、マーカｍ４２で示す入力信号周波数６０ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−１５．００７ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（５００μｍ）である実施例２の場合（ピーク位置の周波数６１ＧＨｚ）とほぼ同じであり、実施例１９の場合、６０ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図１４中、実施例２０の通過特性を示す線図Ｅ２０を見ると、マーカｍ４３で示す入力信号周波数５４ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２１．９２５ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（６００μｍ）である実施例４の場合（ピーク位置の周波数５５ＧＨｚ）とほぼ同じであり、実施例２０は、５４ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図１４中、実施例２１の通過特性を示す線図Ｅ２１を見ると、マーカｍ４４で示す入力信号周波数５０ＧＨｚにおいてピークが現れ、そのときの通過特性が−２４．０８７ｄＢであった。このピーク位置は、距離ｇ５０の値が同じ値（７００μｍ）である実施例５と同じであり、実施例９は、実施例５と同様に、５０ＧＨｚ近傍の周波数の信号を減衰することができる。

図１５は、実施例１８から実施例２１に係る変換器の反射特性を示すグラフである。図中、横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は反射特性（ＳパラメータＳ_１１）（ｄＢ）を示している。
また、図中、線図Ｅ１８（細１点鎖線）は実施例１８、線図Ｅ１９（細２点鎖線）は実施例１９、線図Ｅ２０（太破線）は実施例８、線図Ｅ２１（太１点鎖線）は実施例２１、及び線図Ｃ２（細破線）は比較例２を示している。

図１５中、入力信号の周波数が７６ＧＨｚであるマーカｍ４５、及び入力信号の周波数が８１ＧＨｚであるマーカｍ４６をみると、いずれの実施例も、反射特性が−１６ｄＢ以下であった。このように、いずれの実施例も、使用周波数帯域において良好な反射特性を示している。

以上より、誘電体基板を多層とした本実施形態に係る変換器１の場合であっても、一対の第１ビア２０ａの端縁から露出部１２の端縁までの距離ｇ５０を、距離ｇ３１よりも大きくし、設計上のルールに従った値よりも大きく設定することで、使用周波数帯域の近傍で発生する不要波を抑制できることが確認できた。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ マイクロストリップライン−導波管変換器
２ 導波管
２ａ 貫通孔
２ｂ 端面
２ｃ 端面
３ バックショート
３ａ 端面
３ｂ 凹部
３ｃ 逃げ部
４ 第１誘電体基板
４ａ 一面
４ｂ 他面
５ マイクロストリップライン
５ａ アンテナ部
５ｂ 本体部
１０ 第１グランドパターン
１１ 第１開口部
１２ 露出部（無パターン部）
１２ａ 幅狭部
１２ｂ 幅広部
１５ 第２グランドパターン
１６ 第２開口部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 第１ビア
２０Ａ ビアグループ
３０ 第２誘電体基板
３１ 第３誘電体基板
３２ 第３グランドパターン
３２ａ 第３開口部
３３ 第４グランドパターン
３３ａ 第４開口部
３５ 第２側方ビア
３６ 第２中央ビア
Ｗ１ ライン幅
Ｗ２ 距離
Ｗ３ 距離
ｇ１１ 距離
ｇ１２ 距離
ｇ１４ 距離
ｇ１５ 距離
ｇ２１ 距離
ｇ３１ 距離
ｇ５０ 距離

Claims (3)

1. 開口を有する導波管と、
   前記導波管を終端する終端部と、
   前記導波管と前記終端部との間に介在している基板と、
   前記基板の前記終端部側に向く一面に設けられた伝送線路と、
   前記基板の前記一面に設けられた、導体パターンからなる第１接地導体パターン部と、
   前記基板の他面に設けられた、導体パターンからなる第２接地導体パターン部と、
   前記基板を貫通して前記第１接地導体パターン部及び前記第２接地導体パターン部を接続する複数の第１ビアと、を備え、
   前記第１接地導体パターン部は、前記基板を前記一面側からみたときの前記開口に対応する位置で開口した第１開口部を有するとともに、前記第１開口部から前記基板の外縁側まで前記導体パターンがない無パターン部を有し、
   前記伝送線路は、その先端が前記第１開口部に配置されているとともに前記無パターン部に設けられて前記第１開口部から前記基板の外縁側まで延ばされ、
   前記複数の第１ビアは、前記無パターン部の端縁に沿って設けられたものを含み、
   前記無パターン部の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの内、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアは、当該第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアの端縁から前記無パターン部の端縁までの距離が、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビア以外の第１ビアの端縁から前記無パターン部の端縁までの距離よりも大きく設定されている
   伝送線路−導波管変換器。
2. 前記無パターン部は、前記第１開口部に繋がっている幅狭部と、幅狭部から前記基板の外縁側までを繋ぐ幅広部と、を有し、
   前記無パターン部の端縁に沿って設けられた複数の第１ビアの内、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアは、前記幅狭部の端縁に沿って設けられ、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビア以外の第１ビアは、前記幅広部に沿って設けられている請求項１に記載の伝送線路−導波管変換器。
3. 前記基板とともに積層されて前記導波管と前記終端部との間に介在している複数の他の基板と、
   前記他の基板のみを貫通して当該他の基板の両面に設けられた導体パターンからなる接地導体パターン部同士を接続する複数の第２ビアと、をさらに備え、
   前記複数の第２ビアは、前記第１開口部に最も近い位置に設けられた第１ビアの位置よりも前記伝送線路に近い位置に、当該伝送線路の線路方向に沿って配置されている請求項１又は２に記載の伝送線路−導波管変換器。

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