JP6778703B2 - 高次モード結合器 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る高次モード結合器の構成例を示している。図2は、高次モード結合器100を部品ごとに分離して示した斜視図である。図1の高次モード結合器100は、導波管101a、101bと、基板(高次モード伝送基板)103とを備えている。
各伝送線路104は、例えばマイクロ波またはミリ波等の電磁波用の合成回路(後述する図19、図20参照)に接続される。合成回路では、例えばマイクロ波やミリ波などの電磁波信号の合成または分配が行われる。また、上述の導波管101aの端部(高次モード伝送基板103と反対側の端部)または導波管101bの端部(高次モード伝送基板103と反対側の端部)にホーンアンテナ等のアンテナが形成されている。ホーンアンテナは、一例として、導波管の端部における開口端の開口面積を徐々に広くすることによって形成できる。この場合、導波管101aまたは導波管101bは、導波管とアンテナの機能を兼ねる。以下の説明では導波管101aの端部にアンテナが形成される場合を想定し、受信時の動作および送信時の動作を説明する。
導波管101a、101bは、管軸について回転対称であれば、円筒形以外の形状であってもよい。図7は、テーパー状となっている導波管の例を示している。図7の導波管は、z軸プラス方向に進むと直径(内径)が大きくなっている。このように導波管の内径を変化させることにより、導波管内の伝播モードやカットオフ周波数を調節し、不要な高次モードが伝播するのを防ぐことができる。
第1の実施形態では、高次モード伝送基板103の第1面は導体層105aであり、第2面は導体層105bであったが、高次モード伝送基板103の第1面および第2面が誘電体層(誘電体基板)でもよい。これにより電磁波の漏洩抑制効果が低減するものの、軽量化の効果を得ることができる。この場合、第1面と第2面との間の層も誘電体層(誘電体基板)107のため全体を物理的に一体に構成してもよい。
第2の実施形態では、高次モード伝送基板103における誘電体基板の表面と裏面の間にz軸方向に貫通する開口、すなわち誘電体基板の中心部を貫通する孔(開口)を設ける。
上述の各実施形態に係る高次モード結合器では、高次モード伝送基板103は、誘電体基板の両面に導体層(金属層)を形成することで構成されていた。本実施形態では、高次モード伝送基板103の全体を金属などの導電体によって形成する。高次モード伝送基板103の全体を導電体で形成することにより、伝播損失を軽減し、効率的な伝送を行うことができる。
本実施形態では、高次モード伝送基板に導体ビアを設けることによって、電磁波の不要な反射や、高次モード伝送基板内部への電磁波漏れを抑圧する。
副導波管に相当する伝送線路として、各種の構造を用いることができる。本実施形態では、導体ビアを使って伝送線路を形成する。
本実施形態では、導波管の端部にチョーク構造を形成することによって、電磁波の漏れを抑制する。
前述した第6の実施形態では、導波管の端部の結合面にチョーク構造を設けたが、チョーク構造に代えて周期構造を設けてもよい。
前述した第7の実施形態では、導波管の端部の結合面に周期構造を形成したが、本実施形態では、高次モード伝送基板に周期構造を形成する。
本実施形態では周期構造を有する部品を、導波管と高次モード伝送基板との間に追加する。
本実施形態では、第1〜9の実施形態のいずれかに係る高次モード結合器と接続される合成回路について説明する。
100、150 高次モード結合器
101a、101b 導波管
102 管軸
103、103a、103b 高次モード伝送基板
104、104a 伝送線路
105a、105b、105c、105d 導体層
106、106a、106b 開口
107 誘電体基板
108 誘電体層
109、109a 導体ビア
110、121a、122a、121b、122b 溝
111 凸部
112 周期構造
120a、120b プレート
130、160、161 孔
200、200a 合成回路
201、202、203、204 マジックT
211、212、213、214 無反射終端
Claims (13)
- 第1導波管と、
第2導波管と、
基板と、を備え、
前記基板は、第1面と、第1面に対向する第2面とを備え、
前記第1面は、前記第1導波管の端部の開口と結合される第1結合部を有し、
前記第2面は、前記第2導波管の端部の開口と結合される第2結合部を有し、
前記基板は、前記第1結合部と前記第2結合部との間の領域に結合された複数の伝送線路、を含む
高次モード結合器。 - 前記第1面は第1導体層により構成され、
前記第2面は第2導体層により構成され、
前記第1結合部は、前記第1導体層に形成される第1開口であり、
前記第2結合部は、前記第2導体層に形成される第2開口である
請求項1に記載の高次モード結合器。 - 前記第1開口と前記第2開口とに挟まれた前記基板の領域には、前記第1開口および前記第2開口と連通する第3開口が形成されている
請求項1または2に記載の高次モード結合器。 - 前記基板の前記第1面と前記第2面との間の層は誘電体層である
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の高次モード結合器。 - 前記基板の前記第1面と前記第2面との間の層は、導体層である
請求項3に記載の高次モード結合器。 - 前記複数の伝送線路は、前記第1導波管または前記第2導波管の管軸に関して軸対称である
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の高次モード結合器。 - 前記第1開口および前記第2開口の周囲に、前記基板を貫通する、前記第1導体層と前記第2導体層間を接続する複数の導体ビアが形成されている
請求項2に記載の高次モード結合器。 - 前記複数の導体ビアは、前記伝送線路を挟むように形成されている
請求項7に記載の高次モード結合器。 - 前記第1導波管の端部の前記第1面と対向する面に溝が形成されている、および/または、
前記第2導波管の端部の前記第2面と対向する面に溝が形成されている、
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の高次モード結合器。 - 前記第1導波管の端部の前記第1面と対向する面に導電性材料による周期構造が形成されている、および/または、
前記第2導波管の端部の前記第2面と対向する面に導電性材料による周期構造が形成されている、
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の高次モード結合器。 - 前記第1面において前記第1結合部の周囲に沿って、周期構造が形成されている、および/または、
前記第2面において前記第2結合部の周囲に沿って、周期構造が形成されている
請求項1ないし10のいずれか一項に記載の高次モード結合器。 - 前記第1導体層と、前記第1導波管との間に、第1導体基板が配置されており、前記第1導体基板は、前記第1開口と連通する第4開口を有し、前記第1導波管の前記端部の開口は前記第4開口に結合され、前記第4開口の周囲に沿って第1溝が形成されており、前記第1導波管の端部は、前記第1溝に対向し、および/または、
前記第2導体層と、前記第2導波管との間に、第2導体基板が配置されており、前記第2導体基板は、前記第2開口と連通する第5開口を有し、前記第2導波管の前記端部の開口は前記第5開口に結合され、前記第5開口の周囲に沿って第2溝が形成されており、前記第2導波管の端部は、前記第2溝に対向する、
請求項2に記載の高次モード結合器。 - 前記基板は、前記第1導波管または前記第2導波管から前記複数の伝送線路へ入力された信号を受信し、受信した信号を合成することにより高次モード信号を取得する合成回路を含む
請求項1ないし12のいずれか一項に記載の高次モード結合器。
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JP2018002922A JP6778703B2 (ja) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | 高次モード結合器 |
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JP2019125829A JP2019125829A (ja) | 2019-07-25 |
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JP2018002922A Active JP6778703B2 (ja) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | 高次モード結合器 |
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