JPH0670305U - トリプレート線路−導波管交換器の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高帯域で低損失な特性を損なうことなく、組立
てが容易で接続信頼性の高い安価なトリプレート線路−
導波管変換器の構造を提供すること。 【構成】地導体１の面上に誘電体２ａを介して、ストリ
ップ線路導体３を形成したフィルム基板４を積層配置
し、さらにその面上に誘電体２ｂを介して上部地導体５
を配置して成るトリプレート線路と導波管系の変換部構
造において、地導体１の回路系の導波管入力部６の接続
部に導波管の内寸法と同寸法の貫通孔を設け、さらにフ
ィルム基板４を保持する為に誘電体２ａと同等の厚みの
金属スペーサ部７ａを設け、この金属スペーサ部７ａと
同寸法の金属スペーサ部７ｂとによりフィルム基板を挟
み込み、かつこの金属スペーサ部７ｂの上部に、導波管
の内寸法と同寸法の貫通孔を有する上部地導体５を前記
地導体１に設けた貫通孔と前記金属スペーサ部７ａ・７
ｂの内壁で構成される導波管部と上部地導体５に設けた
貫通孔の位置が一致するように配置すると共に、前記地
導体５に設けた貫通孔を塞ぐように短絡金属板８を配置
したこと。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ミリ波帯におけるトリプレート線路−導波管変換器の構造に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

近年、マイクロ波・ミリ波帯の平面アンテナでは、高効率な特性を実現するた めに、給電系をトリプレート線路構成とする方式が主流となっている。このトリ プレート線路給電方式の平面アンテナにおいて、各アンテナ素子の給電電力は、 トリプレート線路により合成されるが、この合成電力の最終出力部とコンバータ 等の信号処理回路との接続部には、組立てが容易で接続信頼性の高いトリプレー ト線路−導波管変換器が用いられることが多い。 ここで、このトリプレート線路−導波管変換器の従来構成を図６に示す。この 従来構成では、低損失で導波管系との変換も容易とするため、地導体１の面上に 誘電体２ａを介してストリップ線路導体３を形成したフィルム基板４を積層配置 し、さらにその面上に誘電体２ｂを介して上部地導体５を配置してトリプレート 線路を構成している。 また、回路系の導波管入力部６との接続に際して、地導体１に導波管の内寸法 と同寸法の貫通孔を設け、さらにフィルム基板４をトリプレート線路の上下地導 体のほぼ中間に安定に保持するための金属スペーサ部７を設ける一方、フィルム 基板４の上部に短絡導波管キャップ１１を設けてフィルム基板４を挟み込んでト リプレート線路−導波管変換器を構成している。 このフィルム基板４の挟み込み部は、図７に示すように、金属スペーサ７と短 絡導波管キャップ１１の内壁で形成される導波管内に、ストリップ線路導体３が 挿入される位置に挿入孔が形成されるように構成されており、用いるフィルム基 板４の厚みを３５μｍ程度の薄い基板とすることで、漏洩電力の無い低損失なト リプレート線路−導波管変換器が構成できる。また、図６において、導波管内へ のストリップ線路導体３の挿入長Ａと短絡導波管キャップ１１の短絡距離Ｌを所 定の寸法とすることで、所望の周波数帯において広帯域で低反射損失の特性を有 するトリプレート線−導波管変換器を実現できる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前述の従来構成のトリプレート線路−導波管変換器の構造において、短絡導波 管キャップ１１は、複雑な形状であり、かつ周波数が６０ＧＨｚ程度のミリ波帯 では機械的寸法が微細となり、高精度の加工精度が要求される。このめ、アルミ ダイカスト等の安価な製法では、機械寸法精度が悪く、反射特性の劣化が生じ、 また、切削加工等の製法では、価格が極めて高価であるという問題点があった。 本考案は、高帯域で低損失な特性を損なうことなく、組立てが容易で接続信頼 性の高い安価なトリプレート線路−導波管変換器の構造を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、図１に示すように、地導体１の面上に誘電体２ａを介して、ストリ ップ線路導体３を形成したフィルム基板４を積層配置し、さらにその面上に誘電 体２ｂを介して上部地導体５を配置して成るトリプレート線路と導波管系の変換 部構造において、地導体１の回路系の導波管入力部６の接続部に導波管の内寸法 と同寸法の貫通孔を設け、さらにフィルム基板４を保持する為に誘電体２ａと同 等の厚みの金属スペーサ部７ａを設け、この金属スペーサ部７ａと同寸法の金属 スペーサ部７ｂとによりフィルム基板を挟み込み、かつこの金属スペーサ部７ｂ の上部に、導波管の内寸法と同寸法の貫通孔を有する上部地導体５を前記地導体 １に設けた貫通孔と前記金属スペーサ部７ａ・７ｂの内壁で構成される導波管部 と上部地導体５に設けた貫通孔の位置が一致するように配置すると共に、前記地 導体５に設けた貫通孔を塞ぐように短絡金属板８を配置して、トリプレート線路 −導波管変換器を構成したことを特徴とする。

【０００５】 また、図２に示すように、導波管内寸法と同寸法の貫通孔を設けた前記上部地 導体５と前記短絡金属板８との間に、導波管の内寸法と同寸法の貫通孔を設けた 金属スペーサ部９を、前記上部地導体５に設けた貫通孔と前記金属スペーサ部９ に設けた貫通孔の位置が一致するよう配置して、トリプレート線路−導波管変換 器を構成することもできる。 またさらに、図３に示すように、前記短絡金属板８の中央部に前記短絡金属８ を貫通して導波管内に挿入可能な金属部１０を設けてトリプレート線路−導波管 変換器を構成することもできる。

【０００６】

【作用】

本考案によれば、図４（ａ）に示す金属スペーサ部７ａ、７ｂ等は、所望の厚 みを有する金属板の打ち抜き加工品で形成でき、かつ図４（ｂ）に示す金属スレ ペーサ部９も同様に所望の厚みを有する金属板の打ち抜き加工品で形成できる。 ここで、図４（ｃ）に示す如く、導波管の内寸法ａ×ｂの貫通孔を有する地導体 １の面上に、図１に示す如く、金属スペーサ７ａとフィルム基板４と金属スペー サ７ｂを順に積層配置し、さらにその面上に図４（ｃ）に示される導波管の内寸 法ａ×ｂの貫通孔を有する地導体５と短絡金属板８を配置することにより容易に トリプレート線路−導波管変換器が構成できる。本構成に置いて、金属スペーサ ７ｂの厚さと上部地導体５の厚みの和が、所望の短絡距離Ｌと一致するように上 部地導体５の部材厚みを選択することにより精度良く短絡金属板８を配置するこ とができ、安価でかつ広帯域に低反射損失特性を有する良好なトリプレート線路 −導波管変換器が実現できる。

【０００７】 また、図２に示す如く、金属スペーサ部７ｂの厚さと上部地導体５の厚みと金 属スペーサ９の厚みの和が、所望の短絡距離Ｌと一致するように上部地導体５の 部材厚及び金属スペーサ９のに部材厚を選択することにより、同様に短絡金属板 ８を精度良く所定の位置に配置することができる。

【０００８】 さらに図３に示す如く、短絡金属板８の中央部に短絡距離Ｌの微調整金属部１ ０を設けることにより、反射損失の周波数特性を変化させることができ、導波管 変換部の機械的な組立て誤差を容易に補正することが可能である。 また、各構成部材の組立てに際して、ストリップ線路導体３の導波管内への挿 入長Ａを所望の値とし、かつ地導体１の貫通孔と金属スペーサ７ａ、７ｂの内壁 及び上部地導体５の貫通孔で形成される導波管部の管壁の機械的な連続性を保つ ため、各構成部材の位置精度をガイドピン等によって組立て、ネジ止め等で固定 することが望ましいことは言うまでもない。

【０００９】

【実施例】

実施例１ 本考案の一実施例を図１に示す。本構成において地導体として厚さ３ｍｍのア ルミニウム板を、誘電体２ａ、２ｂとして厚さ０．５ｍｍで比誘電率約２．１の テフロンシートを、フィルム基板４として厚さ２５μｍのポリイミドフィルムに 厚さ１８μｍの銅箔を貼り合わせたフィルム基板を用い、地導体５として厚さ０ ．７ｍｍのアルミニウム板を用いた。また、金属スペーサ部７ａ、７ｂとし厚さ ０．５ｍｍめのアルミニウム板を用い、短絡金属板８として厚さ２ｍｍのアルミ ニウム板を用いた。 ここでフィルム基板４には、線路幅０．５ｍｍの直線線路の端部に０．７ｍｍ 角の正方形終端部を有するストリップ線路導体３をエッチングにより形成した。 また地導体１と上部地導体５には、図４（ｃ）に示す如く接続導波管の内寸法に 等しいａ＝１．８８ｍｍ、ｂ＝３．７６ｍｍの貫通孔を打ち抜き加工により形成 した。また図４（ａ）に示す金属スペーサ部７ａ、７ｂの各寸法は、ａ＝１．８ ８ｍｍ，ｂ＝３．７６ｍｍ，ｃ＝１．５ｍｍ，ｄ＝１．２６ｍｍとして打ち抜き 加工により形成し、短絡金属板８も同様に外形を打ち抜き加工して形成した。 さらに図１の構成において、導波管内へのストリップ線路導体３の挿入長Ａ＝ １．２５ｍｍとしかつ、地導体１及び上部地導体５の貫通孔及び金属スペーサ部 ７ａ、７ｂのａ寸法・ｂ寸法で示される内壁部の位置が精度良く一致するように 、各部材料を貫通させたガイドピン等によって積層配置し、短絡金属板８の上面 から各部材を貫通して地導体１にネジ止め固定して構成した。この時、所望の短 絡距離Ｌは、金属スペーサ部７ｂと上部地導体５の厚みによりＬ＝１．２ｍｍに 保持された。以上説明した図１の構成部により入力部と出力部を左右対称に形成 し、一方の出力部に導波管終端を接続し、入力部に導波管を接続して反射特性を 測定した結果を図５に示す。所望の５９．５ＧＨｚ帯で反射損失は−４０ｄＢ以 下の特性を有しており、かつ広い周波数帯域に渡って、−２０ｄＢ以下の低反射 損失特性が得られた。

【００１０】 実施例２ 本考案の他の実施例を図２に示す。本構成は、上部地導体５として厚さ１８μ ｍの導体を用いてａ＝１．８８ｍｍ、ｂ＝３．７６ｍｍの孔を設け、金属スペー サ部９として厚さ０．７ｍｍのアルミニウム板を用いて図４（ｂ）に示す如くａ ＝１．８８ｍｍ、ｂ＝３．７６ｍｍの貫通孔を打ち抜き加工により形成して構成 する以外は、実施例１と同じである。

【００１１】 実施例３ 本考案の他の実施例を図３に示す。本構成は、短絡金属板８の中央部に太さ１ ．２ｍｍのネジ１０を貫通させたものを用いて構成する以外は実施例１及び実施 例２と同じであるが、本構成において、導波管部の中央部にネジ１０の先端が０ ．５ｍｍ挿入されるように構成した場合、図５に示す特性において、反射損失が −４０ｄＢ以下となる周波数帯域が約１ＧＨｚ高い周波数に調整することができ た。

【００１２】

【考案の効果】

以上説明した如く、本考案によれば、金属スペーサ部７ａ、７ｂ、９及び上部 地導体５・地導体１等の構成部品は、所望の厚みを有する金属板等の打ち抜き加 工で安価に形成できる為、従来の広帯域で低損失な特性を損なうことなく、組立 てが容易で接続信頼性の高い安価なトリプレート線路−導波管変換器が実現でき る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案の一実施例を示す上面図であ
り、（ｂ）はその断面図である。

【図２】（ａ）は本考案の他の実施例を示す上面図であ
り、（ｂ）はその断面図である。

【図３】（ａ）は本考案のさらに他の実施例を示す上面
図であり、（ｂ）はその断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本考案の一実施例の
一部を示す上面図である。

【図５】本考案の一実施例を示す周波数とリターンロス
の関係を示す線図である。

【図６】（ａ）は従来例を示す上面図であり、（ｂ）は
その断面図である。

【図７】従来例の一部を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 地導体 ２ａ 誘電体 ２ｂ 誘電体 ３ ストリップ線路導体 ４ フィルム基板 ５ 上部地導体 ６ 回路系導波管部 ７ａ 金属スペーサ部 ７ｂ 金属スペーサ部 ８ 短絡金属板 ９ 金属スペーサ部 １０ 短絡距離調整金属部 １１ 短絡導波管キャップ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地導体１の面上に誘電体２ａを介して、ス
   トリップ線路導体３を形成したフィルム基板４を積層配
   置し、さらにその面上に誘電体２ｂを介して上部地導体
   ５を配置して成るトリプレート線路と導波管６の交換部
   構造において、前記地導体１と導波管の接続位置に導波
   管６の内寸法と同寸法の貫通孔を設け、さらにフィルム
   基板４の保持部に誘電体２ａと同等の厚みの金属スペー
   サ部７ａを設け、この金属スペーサ部７ａと同寸法の金
   属スペーサ部７ｂとでフィルム基板４を挟み込み、かつ
   この金属スペーサ部７ｂの上部に導波管６の内寸法と同
   寸法の貫通孔を有する上部地導体５を配置し、さらに前
   記地導体５に設けた貫通孔の上部に短絡金属板８を配置
   したことを特徴とするトリプレート線路−導波管変換器
   の構造。
2. 【請求項２】前記上部地導体５と短絡金属板８の間に、
   導波管６の内寸法と同寸法の貫通孔を有する金属スペー
   サ部９を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトリ
   プレート線路−導波管変換器の構造。
3. 【請求項３】前記短絡金属板８の中央部に前記短絡金属
   板８を貫通して導波管内に挿入可能な金属部１０を設け
   たことを特徴とする請求項１または２に記載のトリプレ
   ート線路−導波管変換器の構造。