JPH0590807A - 導波管・ストリツプ線路変換器 - Google Patents

導波管・ストリツプ線路変換器

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JPH0590807A
JPH0590807A JP24978291A JP24978291A JPH0590807A JP H0590807 A JPH0590807 A JP H0590807A JP 24978291 A JP24978291 A JP 24978291A JP 24978291 A JP24978291 A JP 24978291A JP H0590807 A JPH0590807 A JP H0590807A
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JP
Japan
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waveguide
substrate
strip line
ridge portion
ridge
Prior art date
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Application number
JP24978291A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiro Karaki
俊郎 唐木
Hideo Muro
英夫 室
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、導波管が小型化されてもリッジ部
の精度を確保して良好な変換特性を得ることを目的とす
る。 【構成】 一主面に管内壁となる凹部2及びこの凹部2
の一部にテーパ状のリッジ部3が形成された半導体材料
からなる第1の基板1と凹部2に対向して第1の基板1
に固着された第2の基板4とで管体を構成しリッジ部3
を含む管体内壁に金属層5が形成された導波管10と、
リッジ部3における金属層5に接続されたストリップ線
路6とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、極超短波帯において導
波管とストリップ線路とを結合する導波管・ストリップ
線路変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の導波管・ストリップ線路変換器と
しては、例えば図9に示すようなものがある。同図
(a),(b)において、21は導波管であり、その管
内には、インピーダンス変換用のテーパ状のリッジ部2
2が形成されている。導波管21及びリッジ部22は、
金属材料の機械的加工により作製されている。そして、
リッジ部22にストリップ線路23が接続されている。
ストリップ線路23は、導波管21の構成材の一部から
延在された導体板21a上に、低損失の誘電体24で離
隔して形成されている。導波管21、リッジ部22の各
部の寸法及び誘電体24の厚さ等は使用周波数及び変換
特性により決定される。
【0003】図9の(c)〜(f)は、動作説明用の図
で、同図(b)中のB,C,D,Eの各位置における電
界25の様子を示している。Bの位置(同図(c))で
は、電界25は導波管21内の全体に分布しているが、
リッジ部22により電界25の分布は次第に縮まり、最
終的に図9(f)に示すように、電界25はストリップ
線路23の下の誘電体24の部分に分布する。このよう
して、リッジ部22により導波管21内の電界モードが
ストリップ線路23の電界モードに変換される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の導波管・ストリ
ップ線路変換器は、導波管及びリッジ部が金属材料の機
械的加工により作製されていたため、使用周波数の向上
に伴ない、導波管が小型化した場合、リッジ部の精度を
確保することが困難で、良好な変換特性を得ることが難
しくなるという問題があった。
【0005】そこで、本発明は、使用周波数の向上に伴
なって導波管が小型化されてもリッジ部の精度を十分に
確保することができて良好な変換特性を得ることができ
る導波管・ストリップ線路変換器を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、一主面に管内壁となる凹部及び該凹部の一
部にインピーダンス変換用のテーパ状のリッジ部が形成
された半導体材料からなる第1の基板と前記凹部に対向
して当該第1の基板に固着された第2の基板とで管体が
構成され前記リッジ部を含む管体内壁に金属層が形成さ
れた導波管と、前記リッジ部における金属層に接続され
たストリップ線路とを有することを要旨とする。
【0007】
【作用】上記構成において、リッジ部は、半導体材料か
らなる第1の基板上に、異方性エッチング等のエッチン
グ加工により形成することが可能となる。これにより、
導波管が小型化されてもリッジ部の精度を十分に確保す
ることが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0009】図1ないし図3は、本発明の第1実施例を
示す図である。
【0010】図2(a)は図1の横方向の断面図、図2
(b)は図1の長手方向の断面図、図2(c)は図1中
のF矢印部の反転図である。
【0011】まず、図1及び図2を用いて、導波管・ス
トリップ線路変換器の構成を説明する。
【0012】図1及び図2において、1は主面が(1,
1,0)面のSi半導体からなる第1の基板(以下、単
にSi基板ともいう)であり、その主面には、後述する
ように強アルカリエッチングを用いた異方性エッチング
により、導波管10の管内壁となる凹部2とその凹部2
の端部の部分にテーパ状のリッジ部3とが形成されてい
る。4はSi半導体製もしくは金属製の第2の基板であ
り、この第2の基板4が凹部2と対向するように第1の
基板1に接着されて管体が構成されている。そして、リ
ッジ部3を含む管体内壁に金属層5が形成されてリッジ
部3を有する導波管10が構成されている。金属層5が
形成された第2の基板4は、導波管10から延在され、
その延在部の部分に低損失の誘電体7を介してストリッ
プ線路6が設けられている。ストリップ線路6はリッジ
部3表面の金属層5に接続されている。また、導波管1
0の内部には、誘電率の高い誘電体材料8が充填されて
いる。誘電体材料8の誘電率をεaとすると、導波管1
0は、誘電体材料8を充填しない場合に比べて1/(ε
1/2 )に小型化される。
【0013】この実施例の導波管・ストリップ線路は上
述のように構成されており、導波管10内の電界モード
がインピーダンス変換用のリッジ部3によりストリップ
線路6の電界モードに変換されて導波管10とストリッ
プ線路6との結合が行われる。このとき、リッジ部3に
おけるテーパ部の形状は、理想的には、理論にのっとっ
たカーブ形状をしていることが望ましいが、直線であっ
てもよい。本実施例は、使用周波数が高くなって導波管
10が小型になった場合、他の材料では実現困難なリッ
ジ部3の精度確保を容易に実現可能としたものであり、
テーパ部が直線であることは変換特性に殆んど影響しな
い。
【0014】次いで、図3を用いて、Si基板1部の製
造工程を説明する。
【0015】(a)(1,0,0)面Si基板1の主面
に、マスクとなるSiO2 膜、Si3 4 膜等のマスキ
ング材9を形成する。
【0016】(b)マスキング材9に凹部2とリッジ部
3を形成するための所要のパターニングを行い、不要な
部分を除去する。
【0017】(c)マスキング材9をマスクとして、S
i基板1に強アルカリエッチングによる異方性エッチン
グを行い、凹部2とリッジ部3を形成する。
【0018】(d)マスキング材9を除去したのち、リ
ッジ部3及び凹部2を含む表面に金属層5を形成する。
【0019】上述の異方性エッチングにより、導波管1
0が小型化されても直線状のテーパ部を有するリッジ部
3が精度よく形成される。
【0020】図4及び図5には、本発明の第2実施例を
示す。
【0021】図5(a)は図4の横方向の断面図、図5
(b)は図4の長手方向の断面図、図5(c)は図4中
の第3の基板の平面図、図5(d)は第3の基板の側面
図である。
【0022】なお、図4、図5及び後述の第3実施例を
示す図において、前記図1及び図2に示す部材及び部位
と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以って示
し、重複した説明を省略する。
【0023】この実施例は、(1,1,0)面のSi半
導体からなる第3の基板11に前述と同様の異方性エッ
チングを施すことにより導波管10の内壁の一部が形成
され、また、この第3の基板11上に通常のパターニン
グによりストリップ線路6が形成されている。第3の基
板11における導波管10の内壁となる面とストリップ
ライン6が形成されている面の反対側の面とには、金属
層5が形成されている。
【0024】作用については、前記第1実施例のものと
ほぼ同様である。
【0025】図6ないし図8には、本発明の第3実施例
を示す。この実施例は、ストリップ線路の側方部に検波
回路を組込んだものである。
【0026】図7において、13はp型基板であり、p
型基板13上にnエピタキシャル層14が成長されてエ
ピタキシャルSi基板12が形成されている。15は素
子分離用のpガードリング、16はnウェル、17は
拡散層であり、このp拡散層17とnウェル16
とで検波ダイオード19が形成されている。p拡散層
17はストリップ線路6に接続され、nウェル16は検
波出力線18に接続されている。
【0027】ストリップ線路6を伝送されてきたマイク
ロ波は、検波ダイオード19で検波され、検波出力線1
8に出力される。図8は、この検波の様子を示してい
る。
【0028】なお、図7では、検波回路20の初段のみ
を示しているが、それに続く所要の各種能動回路も同時
にエピタキシャルSi基板12上に作り込むことが可能
である。本実施例でnエピタキシャル層14を有する基
板を使用していることの利点として容易にバイポーラデ
バイスを作製できる点が上げられる。また、nエピタキ
シャルp基板に代えてpエピタキシャルn基板を用いる
ことも可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一主面に管内壁となる凹部及びこの凹部の一部にインピ
ーダンス変換用のテーパ状のリッジ部が形成された半導
体材料からなる第1の基板と凹部に対向して当該第1の
基板に固着された第2の基板とで管体を構成しリッジ部
を含む管体内壁に金属層が形成された導波管と、リッジ
部における金属層に接続されたストリップ線路とを具備
させたため、リッジ部は異方性エッチング等のエッチン
グ加工により形成することが可能となる。したがって、
使用周波数の向上に伴なって導波管が小型化されてもリ
ッジ部の精度を十分に確保することができて良好な変換
特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る導波管・ストリップ線路変換器の
第1実施例を示す斜視図である。
【図2】図1の各部の断面等を示す図である。
【図3】第1実施例における第1の基板部の製造工程を
示す工程図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す斜視図である。
【図5】図4の各部断面等を示す図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す斜視図である。
【図7】図6のX−X線拡大断面図である。
【図8】第3実施例における検波作用を説明するための
図である。
【図9】従来の導波管・ストリップ線路変換器を示す図
である。
【符号の説明】
1 第1の基板 2 凹部 3 リッジ部 4 第2の基板 5 金属層 6 ストリップ線路 7 誘電体 10 導波管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一主面に管内壁となる凹部及び該凹部の
    一部にインピーダンス変換用のテーパ状のリッジ部が形
    成された半導体材料からなる第1の基板と前記凹部に対
    向して当該第1の基板に固着された第2の基板とで管体
    が構成され前記リッジ部を含む管体内壁に金属層が形成
    された導波管と、前記リッジ部における金属層に接続さ
    れたストリップ線路とを有することを特徴とする導波管
    ・ストリップ線路変換器。
JP24978291A 1991-09-27 1991-09-27 導波管・ストリツプ線路変換器 Pending JPH0590807A (ja)

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