JPH01174102A

JPH01174102A - マイクロストリップ増幅器

Info

Publication number: JPH01174102A
Application number: JP33389987A
Authority: JP
Inventors: Tomozo Ota; 智三太田; Masao Miyazaki; 正夫宮崎; Naoki Okamoto; 直樹岡本; Kaoru Okabe; 岡部　薫
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】皮呈上勿肌ユ立国本発明は、マイクロ波通信機器等に使用する導波管人力
開口をもつマイクロストリップ増幅器に関する。

頁】ピυＬ逝マイクロ波通信機器等においては、伝送損失の少ない導
波管を伝送線路として用い、一方マイクロ波信号の処理
（増幅、濾波、周波数変換等）には構成が容易で且つ調
整が簡便なマイクロストリップ増幅器を用いる。

第４図はそのような導波管入力開口をもつマイクロスト
リップ増幅器の一般的に知られている構造を示しており
、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。こ
こで、（１）は開口（２）を有する導波管であって、そ
の内壁面は断面コ字型を成している。そして導波管（１
）の上部にはビス等によってマイクロストリップ線路（
３）が連結されている。

このマイクロストリップ線路（３）は、誘電体基板（４
）と、その表面に形成されたマイクロストリップパター
ン（５）と、裏面全体に施された接地導体（６）と、マ
イクロストリップパターン（５）に接続された増幅素子
（７）とから構成されている。（８）は前記マイクロス
トリップパターン（５）に一端がハンダ（９）によって
接続され、他端が誘電体基板（４）、接地導体（６）及
び導波管壁部（１０）を貫通して導波管（１）内に突出
したアンテナ導体棒であり、（１１）はその支持用の絶
縁筒である。導波管（１）に形成されたアンテナ導体棒
挿通用の穴（１２）の寸法は前記絶縁筒（１１）の外径
に適合している。

第４図において、アンテナ導体棒（８）が導波管壁（ｌ
Ｏ）を貫通する区間（１３）は、導波管（１）の壁部（
１０）及び接地導体（６）を接地外導体、アンテナ導体
棒（８）を内導体、絶縁筒（１１）を誘電体とする同軸
線路を形成することになる。

上記の構成において、導波管（１）の開口部（２）より
入力したマイクロ波信号はアンテナ導体棒（８）と電磁
結合し、同軸線路区間（１３）を同軸モードで伝搬し、
アンテナ導体棒（８）とマイクロストリップパターン（
５）との接続部（１４）を介してマイクロストリップパ
ターン（５）へ伝送され、以後はマイクロストリップパ
ターン（５）に接続された増幅素子（７）によってマイ
クロストリップ線路モードで増幅１周波数変換、濾波等
の処理を受ける。

■が”°　しようとするエ　占しかしながら、上記従来の装置では以下のような問題点
がある。

■まず、衛星放送の受信機等においては極めて微弱な信
号を受信するため、受信機の性能として低雑音指数であ
ることが要求される。

ところで増幅器の低雑音化のためには、導波管入力端か
ら初段の低雑音増幅素子（７）までの損失を極力低くす
る必要がある。しかし前記装置のような構造では同軸線
路区間（１３）が本質的に銅損や誘電体損等の伝送損失
を有しているため、これが損失となって充分な低雑音指
数が得られない。

そこで通常は、マイクロストリップパターン（５）の損
失を低減するため、初段増幅素子（７）を、マイクロス
トリップパターン（５）上で且つアンテナ導体棒（８）
とマイクロストリップパターン（５）との接続部（１４
）に極接近させて配置することが行われている。

このように増幅素子（７）の配置を選ぶことによって損
失を低減したとしても、前記構造では依然として同軸線
路区間（１３）における損失を除くことはできない。従
って同軸線路区間（１３）での損失を除去することがで
きれば、増幅器の低雑音化は格段に進む。

■一般に、アンテナ導体棒（８）は導波管（１）中を伝
搬してくる人力信号の全電力を捉え、同軸線路区間（１
３）に流入するように、同軸伝送線路区間（１３）の特
性インピーダンスに整合させる役割を持っており、これ
により寸法、大きさ、位置が決められている。

しかしながら、入力信号の比帯域幅が広い場合には、全
信号帯域にわたってアンテナ導体棒（８）のインピーダ
ンスと、同軸線路区間（１３）の特性インピーダンスを
整合させ、且つ低雑音増幅部（７）の入力インピーダン
スに整合させることは非常に難しく、総じて広帯域に整
合をとることが困難である。従って同軸線路区間（１３
）が除去できてアンテナ導体棒（８）と増幅素子（７）
との入力インピーダンスを整合させれば、広帯域での回
路整合が容易に行える。

■また、導波管（１）と誘電体基板（４）はビスによっ
て接続しているが、導波管（１）の壁部（１０）で形成
される同軸線路区間（１３）の外導体と誘電体基板（４
）の裏面接地導体（６）の面接触が不完全な場合におい
ては、導波管（１）とマイクロストリップ線路（３）間
の変換特性の劣化を招くと共に、面接触の不安定性によ
る高周波特性の不安定動作を引き起こす危険性がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、実質的
に同軸線路区間をなくして、導波管とマイクロストリッ
プ線路を接続することにより入力損失を減少させると共
に、高周波的に安定な動作をなす導波管人力型のマイク
ロストリップ増幅器を提供することを目的とするもので
ある。

５題壱を１°するための上記の目的を達成するため本発明では、マイクロ波信号
を導波管モードからマイクロストリップ線路モードへ又
はその逆へ変換するマイクロ波変換装置において、導波
管の壁部を一部除去し、該除去部分に、増幅素子を含む
マイクロストリップ線路の接地導体面が前記導波管の内
壁面を形成するようにマイクロストリップ線路の誘電体
基板を装着し、且つ前記内壁面を形成する誘電体基板部
分の表面に形成したマイクロストリップパターンに一端
が接続されると共に該誘電体基板を貫通して裏面側に突
出したアンテナ導体棒を前記導波管内へ配置し、前記マ
イクロストリップパターンに増幅素子を接続した構成と
している。

生−里このような構成によると、導波管伝送線路とマイクロス
トリップ線路のパターンに接続された増幅素子との間を
最短距離で接続することができ、導波管とマイクロスト
リップ線路との間の伝送損失を最小にすることができる
と共に広帯域整合が容易となる。また、アンテナ導体棒
の近傍に導波管の９部は存しないので、この近傍部分に
おける誘電体基板の裏面接地導体と導波管壁部との面接
触不良に基づく特性劣化といった問題も生じなくなる。

実施例本発明を実施した第１図〜第３図において第４図と同一
部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。

まず第１図の実施例では、同図（ａ）の断面図と同図（
ｂ）の平面図に示すように、導波管（１）の上部におい
て導波管壁部（１０）を一部除去し、その除去部分にマ
イクロストリップ線路（３）の接地導体（６）の面が導
波管（１）の内壁面を形成するようにマイクロストリッ
プ線路（３）を装着している。このとき、マイクロスト
リップ線路（３）の取り付けはビスを導波管（１）の壁
部へ螺合することより行われ、両者の関係を固定すると
同時に裏面接地導体（６）を導波管（１）と共に共通に
接地する。前記マイクロストリップ線路（３）のマイク
ロストリップパターン（５）には増幅素子（７）が接続
されて導波管入力マイクロストリップ増幅器を構成する
。

一端がマイクロストリップ線路（３）の表面に形成され
たマイクロストリップパターン（５）に接続されたアン
テナ導体棒（８）は従来（第４図）のような導波管（１
）の壁部（１０）が近傍に存しないので、導波管（１）
との間に同軸線路区間を形成することなく、導波管（１
）の内部へ突出配置されている。

このアンテナ導体棒（８）の周囲には従来と同様に絶縁
筒（１１）が施されている。

尚、誘電体基板（４）の裏面に形成された接地導体（６
）を貫通する部分は接地導体（６）がアンテナ導体棒（
８）に対し外部接地導体となりうるので、この部分では
同軸線路を形成することになる。但し、この接地導体（
６）は極めて薄いものであるから、実質的にその部分の
同軸線路形態は無視できる。本実施例の構成では、伝送
損失の原因となる同軸線路区間が無くなるため、初段増
幅素子（７）よりみた入力側伝送線路長を最短とし、線
路による損失を最小にして増幅器の低雑音及び広帯域整
合を実現する。

本発明の第２の実施例を第２図に示す。

本実施例は導波管（１）の内壁面を断面円形とした構造
で、導波管（１）としては矩形、円形に限る必要はなく
種々の形を採ることができる。

本実施例においても導波管（１）の上面を除去し、この
除去部分に誘電体基板（４）に堆積された接地導体（６
）を臨ませて、増幅素子（７）を搭載したマイクロスト
リップ線路（３）が固定されている。本構造においても
アンテナ導体棒（８）とマイクロストリップパターン（
５）との接続は誘電体基板（４）を介するだけで済み、
同軸線路は無視できることになり、前記実施例と同様に
増幅素子（７）からみた入力側伝送線路長及びその損失
を最小にすることができる。

第３図は本発明の更に他の実施例を示し、導波管（１）
の入力側よりみた終端部の導波管壁を除去し、この除去
部に前記実施例と同様にマイクロストリップ線路（３）
を、接地導体（６）が導波管（１）の壁面を構成するよ
うに固定される。

マイクロストリップ線路（３）の誘電体基板（４）を貫
通してアンテナ導体棒（８）が導波管（１）の空洞に臨
ませて取付けられているが、アンテナ導体棒（８）の導
波管内側の先端（８ａ）は導波管（１）の壁面に到達さ
せて取付けられ、導波管壁と共に接地される。

前記アンテナ導体棒の先端（８ａ）と導波管（１）の壁
面とは単に当接させて構成することができるが、機械的
な結合を確実にして電気的接続の安定を図るために、当
接部をハンダ等によって固定したり、また導波管壁に先
端（８ａ）が嵌まる凹部を形成し、この四部に先端（８
ａ）を位置させた構造とすることもできる。

導波管（１）の開口からの入力信号は、管内に臨むアン
テナ導体棒（８）に電磁結合されてマイクロストリップ
パターン（５）に伝達され、マイクロストリップパター
ン（５）に接続された増幅素子（７）に導かれる。

尚、以上の説明において、マイクロ波信号の変換を導波
管モードからマイクロストリップ線路モードへ行う場合
について述べたが、本発明のマイクロストリップ増幅器
はそのような変換態様に限ることなく、その逆の変換、
即ちマイクロストリップ線路モードから導波管モードへ
の変換を行うことも可能である。後者の態様は例えばマ
イクロ波信号の送信機側で用いられる。

衾里見塾来本発明によれば、アンテナ導体棒を介して行う導波管と
増幅素子を接続するためのマイクロストリップパターン
との接続を最短になすことができると共に、同軸線路区
間を無くすことができ、その結果、増幅素子より入力側
をみた伝送線路の損失を最小にし、且つ広帯域整合を可
能にできる。

また、高周波的な不安定性を解消することもでき、本発
明は極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のマイクロストリップ増幅器
の構造を示す図、第２図は本発明による他の実施例を示
す正断面図、第３図は本発明の更に他の実施例に係るマ
イクロストリップ増幅器の側断面図、第４図は従来例の
構造を示す図である。（１）・−導波管。（３）・−・マイクロストリップ線路。（４）−・誘電体基板。（５）−一マイクロストリップパターン。（６）・・−接地導体。（７）−・−増幅素子。（８）−・−アンテナ導体棒。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マイクロ波信号を導波管モードからマイクロスト
リップ線路モードへ又はその逆へ変換するマイクロスト
リップ増幅器において、導波管の壁部を一部除去し、該
除去部分にマイクロストリップ線路の接地導体面が前記
導波管の内壁面を形成するようにマイクロストリップ線
路の誘電体基板を装着し、前記誘電体基板部分の表面に
形成したマイクロストリップパターンに一端が接続され
ると共に該誘電体基板を貫通して裏面側に突出したアン
テナ導体棒を前記導波管内へ配置し、前記マイクロスト
リップパターンに増幅素子を接続したことを特徴とする
マイクロストリップ増幅器。