JPH05335815A - 導波管−マイクロストリップ変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波特性が良好な導波管−マイクロストリ
ップ変換器を提供する。 【構成】 マイクロストリップ線路と変換部とを共通の
誘電体基板３１に形成し、また変換部の誘電体基板３１
を導波管の上壁や下壁などに接触しないように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波やミリ波な
どの集積回路の入出力回路に使用される導波管−マイク
ロストリップ変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロ波やミリ波など高い周波
数の信号の伝送路を、導波管からマイクロストリップ線
路に変換する場合や、逆にマイクロストリップ線路から
導波管に変換する場合など、導波管−マイクロストリッ
プ変換器が使用される。

【０００３】このような導波管−マイクロストリップ変
換器の一つにフィンライン形がある。

【０００４】ここでフィンライン形の従来の導波管−マ
イクロストリップ変換器について図４を参照して説明す
る。

【０００５】１１は下側ケースで、厚さの厚い部分１１
ａと厚さの薄い部分１１ｂとから形成される。厚い部分
１１ａにはその途中まで四角形の溝１２ａが形成され
る。また厚さの厚い部分１１ａの表面で、四角形の溝１
２ａの両側に沿って切り欠き１３が形成される。この切
り欠き１３は四角形の溝１２ａの部分だけでなく厚さの
薄い部分１１ｂ方向にその端まで形成される。そして両
側の切り欠き１３間には、変換器基板１４が四角形の溝
１２ａを跨ぐように配置され、その切り欠き１３部分に
半田づけなどで固定される。この変換器基板１４は、微
細で精度のよい線路パターンが形成できることからセラ
ミックや石英などの誘電体が用いられる。そして変換器
基板１４の表面には線路導体１５が形成され、裏面には
点線で表示されるように地板１６が形成される。

【０００６】線路導体１５は、一方は幅が狭く、そして
他方の端部は複数の開放スタブ１５ａとなって、変換器
基板１４の一方の側端に沿って位置している。また変換
器基板１４の裏面に形成される地板１６は、線路導体１
５の幅が狭い部分では、ほぼ変換器基板１４の幅いっぱ
いに形成され、線路導体１５の幅が広がり始める部分か
ら狭くなっている。

【０００７】また下側ケース１１の厚さの薄い部分１１
ｂには、その上部にキャリアプレート１７が嵌めこまれ
る。なおキャリアプレート１７の厚さは、その表面が下
側ケース１１の厚さの厚い部分１１ａと同じ平面を作る
ような大きさになっている。前記キャリアプレート１７
の中央には浅い帯状の凹み１８が形成され、この凹み１
８部分に、マイクロストリップ線路を構成する誘電体基
板１９が半田などで接着される。

【０００８】そして誘電体基板１９の表面には線路導体
２０が、また裏面には地板（図示せず。）が形成され
る。

【０００９】なお誘電体基板１９の表面に形成された線
路導体２０と変換器基板１４の表面に形成された線路導
体１５とは接続片２１で接続される。

【００１０】そして下側ケース１１およびキャリアプレ
ート１７の上方から上側ケース２２が重ねられる。

【００１１】なお上側ケース２２で、下側ケース１１の
四角形の溝１２ａが形成された部分に対応する位置に同
様な四角形の溝２２ａが形成されている。

【００１２】各ケース１１、２２に形成された四角形の
溝１２ａ、２２ａは、マイクロ波やミリ波などの信号を
伝送する導波管を構成する。この場合、導波管を伝送す
る信号の電界の向きは変換器基板１４の横幅方向と一致
する。

【００１３】図５は、図４の下側ケース１１やキャリア
プレート１７に上側ケース２２を重ねた状態を、断面し
た図で、図５と同一部分には同一番号を付して詳細な説
明は省略する。

【００１４】なお下側ケース１１の厚さの厚い部分１１
ａに形成される切り欠き１３の深さやキャリアプレート
１７の中央に形成される凹み１８の深さは、上側ケース
２２を重ねた場合にマイクロストリップ線路や変換器基
板の線路導体２０，１５が上側ケース２２と接触しない
ような寸法に選ばれる。

【００１５】上記の構成によれば、マイクロストリップ
線路から導波管へ、また導波管からマイクロストリップ
線路４５へと伝送線路の変換を行う導波管−マイクロス
トリップ変換器が構成できる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の導波管
−マイクロストリップ変換器では、変換器基板１４は、
下側ケース１１の切り欠き１３部分の底面に半田づけな
どによって固定される。したがって変換器基板１４と下
側ケース１１の熱膨脹率が一致しないと、その製造工程
で変換器基板１４が割れてしまうことがある。

【００１７】このような変換器基板１４の割れを防止す
る場合、熱膨脹率が変換器基板１４と等しい鉄−ニッケ
ル系合金の材料を下側ケース１１に用いる。しかしこれ
らの材料は加工が困難で、また高価でもある。

【００１８】また上記の構成では、変換器基板１４とマ
イクロストリップ線路とを別々に製作しているので、両
者の間にどうしても隙間が生じる。そしてこの隙間が高
周波特性に悪い影響を与える。

【００１９】例えばミリ波では、波長が短いためわずか
の隙間でも、反射、挿入損が増加する。

【００２０】なお隙間を少なくするため工作精度を上げ
ることが考えられるが、そのためには工作に時間を要す
るなど、製品コストが高くなる。

【００２１】この発明の目的は、反射、挿入損が少な
く、そして低価格の導波管−マイクロストリップ変換器
を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の導波管−マイク
ロストリップ変換器は、誘電体基板の表面に形成された
第一の線路導体および誘電体基板の裏面に形成された第
一の地板からなるマイクロストリップ線路と、このマイ
クロストリップ線路の誘電体基板と同一の誘電体基板表
面に、前記第一の線路導体に連続して形成され、誘電体
基板の一方の側端に沿って端部が位置する第二の線路導
体および前記誘電体基板裏面に前記第一の地板に連続し
て形成され、誘電体基板の他方の側端に沿って端部が位
置する第二の地板からなる変換部と、この変換部を構成
する誘電体基板の側端とそれぞれ非接触で、第二の線路
導体の端部と高周波的に短絡している上壁および第二の
地板の端部と高周波的に短絡している下壁を持つ導波管
とを具備している。

【００２３】また前記地板の端部が、それぞれがほぼ４
分の１波長の長さを持つ複数の開放スタブで構成され
る。

【００２４】

【作用】上記のような構成の導波管−マイクロストリッ
プ変換器によれば、マイクロストリップ線路と変換部と
が共通の誘電体基板に形成されているので、両者間に隙
間が存在しない。したがって伝送特性が悪化しない。

【００２５】また変換器部分の誘電体基板が導波管の上
壁や下壁などと接触しないため、導波管を構成するケー
スの材料の選定の際、熱膨脹率にそれほど考慮しないで
すみ、価格の低い材料が利用できる。

【００２６】

【実施例】本発明の一実施例について、図１および図２
を参照して説明する。なお、従来と同一部分には同一符
号を付して詳細な説明を省略し、従来と異なる本発明の
構成部分を中心に説明する。

【００２７】図１において、１１は下側ケースで、厚さ
の厚い部分１１ａおよび厚さの薄い部分１１ｂからなっ
ている。そして下側ケース１１の厚さの薄い部分１１ｂ
に、キャリアプレート１７が配置される。キャリアプレ
ート２の中央には浅い帯状の凹み１８が形成され、マイ
クロストリップ線路や変換部を一体化して構成する誘電
体基板３１がその凹み１８の底面に半田づけなどで接着
される。

【００２８】なお誘電体基板３１は、その一方がキャリ
アプレート１７から外方に突出している。そして誘電体
基板３１のうち、キャリアプレート１７の上方に位置す
る部分およびキャリアプレート１７から外側に突出する
一部区間には、いわゆるマイクロストリップ線路が構成
される。マイクロストリップ線路の部分では、線路導体
３２ａは一定の幅で形成され、その裏面には点線で示す
ように誘電体基板の幅いっぱいに地板３３ａが形成され
る。

【００２９】また誘電体基板３１には、マイクロストリ
ップ線路に連続して、いわゆる変換部が形成される。

【００３０】この変換部の線路導体３２ｂは、マイクロ
ストリップ線路の線路導体３２ａに連続して形成され、
その端部は、それぞれがほぼ４分の１波長の長さを持つ
複数の開放スタブ３４になっている。そして各開放スタ
ブ３４の先端は誘電体基板３１の一方の側端に沿って位
置している。

【００３１】また変換部の線路導体３２ｂが形成された
面とは反対側の面に、点線で示すように地板３３ｂが形
成される。この地板３３ｂは、マイクロストリップ線路
の地板３３ａに連続して形成され、その端部は線路導体
と同様にほぼ４分の１波長の長さを持つ複数の開放スタ
ブ３５になっている。そしてこの複数の開放スタブ３５
は、線路導体３２ｂの開放スタブ３４と反対側の誘電体
基板３１の側端に沿って位置している。

【００３２】なお誘電体基板３１は、キャリアプレート
１７に半田などで接着され、このキャリアプレート１７
は下側ケース１１の厚さの薄い部分１１ｂに固定され
る。

【００３３】このときキャリアプレート１７の外方に突
出している部分の誘電体基板３１は、下側ケースの四角
形の溝１２ａを跨ぐように、そしてその両側に形成され
た切り欠き１３部分に収められる。

【００３４】なお切り欠き１３部分の側壁間の寸法は、
誘電体基板３１の両側端が切り欠き部分の側壁に接触し
ないように選ばれる。

【００３５】また下側ケース１１の厚さの薄い部分１１
ｂにキャリアプレート１７を配置したあと、その上から
上側ケース２２を重ねるが、上側ケース２２を重ねた状
態で断面した模様を、図２で示す。図２では、図１と同
一部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００３６】なお上側ケース２２を重ねたとき、上側ケ
ース２２と下側ケース１１の四角形の溝１２ａ，２２ａ
が導波管を形成する。またキャリアプレート１７の外方
に突出している部分の誘電体基板３１は、四角形の溝１
２ａを跨ぐようにして下側ケース１１に形成された切り
欠き部分１３間に位置する。その際、誘電体基板は下側
ケース１１のどことも接触しないように宙に浮いた恰好
になる。しかし線路導体や地板の端部はそれぞれがほぼ
４分の１波長の長さを持つ複数の開放スタブになってい
るので、導波管の上壁や下壁と高周波的には良好に短絡
される。

【００３７】上記の構成によれば、マイクロストリップ
線路から導波管への変換、逆に導波管からマイクロスト
リップ線路への変換を行う導波管−マイクロストリップ
変換器が構成できる。

【００３８】図３は本発明の導波管−マイクロストリッ
プ変換器と従来例の特性を比較したもので、本発明の特
性を実線で、従来例の特性を点線で示している。

【００３９】図３において、横軸は周波数（単位はＧＨ
ｚ）で、また縦軸の左側は挿入損（単位はｄＢ）で、右
側は反射損（単位はｄＢ）である。

【００４０】なお特性を表す実線や点線で、上方にある
２本が挿入損を、下方にある２本が反射損を示してい
る。

【００４１】本発明によれば、挿入損、反射損とも大幅
に改善される。これはマイクロストリップ線路と変換部
とが共通の誘電体基板に形成され、両者間に隙間がな
く、また両者を接続する接続片がないことによると考え
られる。

【００４２】また誘電体基板が下側ケースと接触しない
ので、ケースの材料に誘電体基板と熱膨脹率が等しいの
ものを選ぶ必要がない。したがって材料の選択の幅が広
がり安価なものが採用できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、高周波特性が良好な導
波管−マイクロストリップ変換器が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する分解斜視図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を断面した図である。

【図３】本発明の特性を説明する図である。

【図４】従来例を説明する分解斜視図である。

【図５】従来例を断面した図である。

【符号の説明】

１１…下側ケース １２ａ、２２ａ…溝 １３…切り欠き １７…キャリアプレート １８…凹み ２２…上側ケース ３１…誘電体基板 ３２ａ、３２ｂ…線路導体 ３３ａ、３３ｂ…地板 ３４、３５…開放スタブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板の表面に形成された第一の線
   路導体および誘電体基板の裏面に形成された第一の地板
   からなるマイクロストリップ線路と、このマイクロスト
   リップ線路の誘電体基板と同一の誘電体基板表面に、前
   記第一の線路導体に連続して形成され、誘電体基板の一
   方の側端に沿って端部が位置する第二の線路導体および
   前記誘電体基板裏面に前記第一の地板に連続して形成さ
   れ、誘電体基板の他方の側端に沿って端部が位置する第
   二の地板からなる変換部と、この変換部を構成する誘電
   体基板とそれぞれ非接触で、第二の線路導体の端部と高
   周波的に短絡している上壁および第二の地板の端部と高
   周波的に短絡している下壁を持つ導波管とを具備した導
   波管−マイクロストリップ変換器。
2. 【請求項２】 前記第二の地板の端部が、それぞれがほ
   ぼ４分の１波長の長さを持つ複数の開放スタブで構成さ
   れている請求項１記載の導波管−マイクロストリップ変
   換器。