JPH11312881A - 基板の接合方法、及び高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐回路、並びに通信システム - Google Patents
基板の接合方法、及び高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐回路、並びに通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄く広い面積の基板でも筐体等に確実に接合
する実装工法、及びこれにより作製されたアンテナ、高
周波回路、及びこれらを用いた通信システム、並びに、
設計の自由度が高く加工の容易な導波管及びそれを用い
た線路変換器、広帯域化を実現する線路分岐回路、そし
てそれらを有する高性能なアンテナ、高周波回路、及び
これらを用いた通信システムを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 誘電体基板１を半田を溜めた筐体３に浮
かべ、余分な半田を除去することで、薄く広い基板でも
破損せず確実に筐体に接合することができる。また、線
路変換器４をテーパ構造を加えたリッジ導波管型とする
ことで、設計の自由度が高く、加工が容易な線路変換器
が得られる。そして、Ｔ分岐５を、スタブを極力使わ
ず、ステップインピーダンス変成器を多用するように設
計し、構成することで、周波数特性の広帯域化を図るこ
とができる。
する実装工法、及びこれにより作製されたアンテナ、高
周波回路、及びこれらを用いた通信システム、並びに、
設計の自由度が高く加工の容易な導波管及びそれを用い
た線路変換器、広帯域化を実現する線路分岐回路、そし
てそれらを有する高性能なアンテナ、高周波回路、及び
これらを用いた通信システムを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 誘電体基板１を半田を溜めた筐体３に浮
かべ、余分な半田を除去することで、薄く広い基板でも
破損せず確実に筐体に接合することができる。また、線
路変換器４をテーパ構造を加えたリッジ導波管型とする
ことで、設計の自由度が高く、加工が容易な線路変換器
が得られる。そして、Ｔ分岐５を、スタブを極力使わ
ず、ステップインピーダンス変成器を多用するように設
計し、構成することで、周波数特性の広帯域化を図るこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種無線通信に用
いられる基板の接合方法、及びそれを用いて作製された
高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐
回路、並びにそれらを用いた通信システムに関するもの
である。
いられる基板の接合方法、及びそれを用いて作製された
高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐
回路、並びにそれらを用いた通信システムに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、無線通信技術における周波数資源
の枯渇にともない、新しく通信システムを構築する場合
に利用可能な周波数域は、日増しに高周波帯へと移り変
わってきている。このような状況のもと、マイクロ波・
ミリ波の通信システムへの展開は、国内外とも官民共同
で強力に推進されており、例えば、無線ＬＡＮ、ＩＴＳ
（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓ
ｔｅｍ）で開発されている各種通信システムにおいて
は、数ＧＨｚから約１００ＧＨｚまでという高い周波数
域における使用周波数帯の割り当てが決定されている。
の枯渇にともない、新しく通信システムを構築する場合
に利用可能な周波数域は、日増しに高周波帯へと移り変
わってきている。このような状況のもと、マイクロ波・
ミリ波の通信システムへの展開は、国内外とも官民共同
で強力に推進されており、例えば、無線ＬＡＮ、ＩＴＳ
（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓ
ｔｅｍ）で開発されている各種通信システムにおいて
は、数ＧＨｚから約１００ＧＨｚまでという高い周波数
域における使用周波数帯の割り当てが決定されている。
【０００３】以上のような利用周波数の高周波化のな
か、マイクロ波・ミリ波帯で充分機能する信頼性の高い
アンテナ及び高周波回路の開発が望まれている。ところ
が、周波数が高くなるに従い、今まで使用可能とされて
いた構成・製造技術が十分に機能しなくなる場合があ
り、新しい構成と製造法が必要とされている。以下に、
従来のアンテナ構成を例として、図９及び図１０を参照
しながら説明する。
か、マイクロ波・ミリ波帯で充分機能する信頼性の高い
アンテナ及び高周波回路の開発が望まれている。ところ
が、周波数が高くなるに従い、今まで使用可能とされて
いた構成・製造技術が十分に機能しなくなる場合があ
り、新しい構成と製造法が必要とされている。以下に、
従来のアンテナ構成を例として、図９及び図１０を参照
しながら説明する。
【０００４】図９は従来のアンテナの構造を示す概略図
である。図９において、２１は誘電体基板、２２はアレ
イアンテナであり、アレイアンテナ２２は、写真転写・
エッチング等の手法を用いて、誘電体基板２１上に形成
された金属箔膜をパターンニングすることにより構成さ
れる。２３は筐体であり、誘電体基板２１の保持と電気
的接地の役割を担う。２４は線路変換器、２５は線路分
岐回路であるＴ分岐であり、導波管線路から伝送されて
きた信号は、線路変換器２４によってマイクロストリッ
プ線路へ伝送され、更にＴ分岐２５により、左右のアレ
イアンテナ２２へ電力分配される。ここで、従来の線路
変換器２４の詳細構造について、図１０を参照しながら
説明する。
である。図９において、２１は誘電体基板、２２はアレ
イアンテナであり、アレイアンテナ２２は、写真転写・
エッチング等の手法を用いて、誘電体基板２１上に形成
された金属箔膜をパターンニングすることにより構成さ
れる。２３は筐体であり、誘電体基板２１の保持と電気
的接地の役割を担う。２４は線路変換器、２５は線路分
岐回路であるＴ分岐であり、導波管線路から伝送されて
きた信号は、線路変換器２４によってマイクロストリッ
プ線路へ伝送され、更にＴ分岐２５により、左右のアレ
イアンテナ２２へ電力分配される。ここで、従来の線路
変換器２４の詳細構造について、図１０を参照しながら
説明する。
【０００５】図１０は従来の線路変換器の概略構成図で
ある。図１０において、２６は導波管、２７はリッジ、
２８はマイクロストリップ線路であり、上述のように、
導波管２６から伝送されて来た信号は、導波管２６の中
央に設けられたリッジ２７によりマイクロストリップ線
路２８の伝送モードに変換され、アンテナへ伝えられ
る。
ある。図１０において、２６は導波管、２７はリッジ、
２８はマイクロストリップ線路であり、上述のように、
導波管２６から伝送されて来た信号は、導波管２６の中
央に設けられたリッジ２７によりマイクロストリップ線
路２８の伝送モードに変換され、アンテナへ伝えられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来構造のアンテナをマイクロ波・ミリ波帯で実現する
場合、以下に記した種々の課題を有していた。
従来構造のアンテナをマイクロ波・ミリ波帯で実現する
場合、以下に記した種々の課題を有していた。
【０００７】まず、マイクロ波・ミリ波帯においてこの
構造を実現する場合、加工上の問題が発生する。その問
題は主に、高周波になるに従って電磁界の波長が短縮す
るため、アンテナ全体の幾何学的寸法が小さくなること
に起因する。例えば、７６ＧＨｚ帯で半値幅２°のビー
ムを放射するアンテナを構成する場合、誘電体材料にも
依存するが、誘電体基板２１は概略、厚さ１００μｍ〜
３００μｍ，１辺１５ｃｍ程度の寸法となる。そのよう
な薄く面積の広い基板を筐体２３に接合する場合、通常
の接合法を適用すると誘電体基板２１の破損を招くこと
が多かった。また、高周波になるに従い、アンテナの特
性の良否は誘電体基板２１の電気的接地の良否に強く依
存するため、筐体２３との電気的接触を十分とりつつ接
合することが必要不可欠となるが、従来の接合方法では
実現が困難であった。
構造を実現する場合、加工上の問題が発生する。その問
題は主に、高周波になるに従って電磁界の波長が短縮す
るため、アンテナ全体の幾何学的寸法が小さくなること
に起因する。例えば、７６ＧＨｚ帯で半値幅２°のビー
ムを放射するアンテナを構成する場合、誘電体材料にも
依存するが、誘電体基板２１は概略、厚さ１００μｍ〜
３００μｍ，１辺１５ｃｍ程度の寸法となる。そのよう
な薄く面積の広い基板を筐体２３に接合する場合、通常
の接合法を適用すると誘電体基板２１の破損を招くこと
が多かった。また、高周波になるに従い、アンテナの特
性の良否は誘電体基板２１の電気的接地の良否に強く依
存するため、筐体２３との電気的接触を十分とりつつ接
合することが必要不可欠となるが、従来の接合方法では
実現が困難であった。
【０００８】また、導波管による線路変換器２４を設計
する際、設計パラメータがリッジ２７の幅，高さ，長さ
のみであり、設計の自由度が少ないためにミリ波帯リッ
ジ幅が極端に狭くなる場合がある。通常、線路変換器２
４は真鍮材の切削加工で製造されるが、リッジ２７の幅
に比べ高さが高くなり加工が困難になるという課題があ
る。その上、この設計自由度の欠如は、特性インピーダ
ンス値の低いマイクロストリップ線路への変換を不可能
にしたり、設計したリッジ２７の幅とマイクロストリッ
プ線路２８の幅があまりにも異なるために、予期しない
線路変換特性の劣化が生じるという課題をも生じうる。
する際、設計パラメータがリッジ２７の幅，高さ，長さ
のみであり、設計の自由度が少ないためにミリ波帯リッ
ジ幅が極端に狭くなる場合がある。通常、線路変換器２
４は真鍮材の切削加工で製造されるが、リッジ２７の幅
に比べ高さが高くなり加工が困難になるという課題があ
る。その上、この設計自由度の欠如は、特性インピーダ
ンス値の低いマイクロストリップ線路への変換を不可能
にしたり、設計したリッジ２７の幅とマイクロストリッ
プ線路２８の幅があまりにも異なるために、予期しない
線路変換特性の劣化が生じるという課題をも生じうる。
【０００９】また、高周波帯のアンテナに限らず、一般
的にアレイアンテナ２２の素子数が増加するに従い、ア
ンテナ全体は狭帯域特性を示すようになる。例えば、６
０ＧＨｚでの実用化が進められている前方監視レーダに
おいて使用されるアンテナは、２°程度のビーム幅が必
要であるため、非常に大型のアレイアンテナが必要とさ
れる。そこで、従来の線路分岐回路を用いたアンテナ構
造をそのまま利用すると、非常に狭帯域特性を示すよう
になり、高周波帯であるにもかかわらず、アンテナの帯
域幅が時として前記レーダシステムの占有帯域以下にな
ってしまうという課題が生じる。
的にアレイアンテナ２２の素子数が増加するに従い、ア
ンテナ全体は狭帯域特性を示すようになる。例えば、６
０ＧＨｚでの実用化が進められている前方監視レーダに
おいて使用されるアンテナは、２°程度のビーム幅が必
要であるため、非常に大型のアレイアンテナが必要とさ
れる。そこで、従来の線路分岐回路を用いたアンテナ構
造をそのまま利用すると、非常に狭帯域特性を示すよう
になり、高周波帯であるにもかかわらず、アンテナの帯
域幅が時として前記レーダシステムの占有帯域以下にな
ってしまうという課題が生じる。
【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、マイクロ波・ミリ波帯において薄く大面積を有する
基板においても筐体等に確実に接合する実装工法、及び
この工法により作製されたアンテナ、高周波回路、及び
これらを用いた通信システム、並びに、設計の自由度が
高く加工の容易な導波管及びそれを用いた線路変換器、
広帯域化を実現する線路分岐回路、そしてそれらを有す
る高性能なアンテナ、高周波回路、及びこれらを用いた
通信システムを提供することを目的とする。
で、マイクロ波・ミリ波帯において薄く大面積を有する
基板においても筐体等に確実に接合する実装工法、及び
この工法により作製されたアンテナ、高周波回路、及び
これらを用いた通信システム、並びに、設計の自由度が
高く加工の容易な導波管及びそれを用いた線路変換器、
広帯域化を実現する線路分岐回路、そしてそれらを有す
る高性能なアンテナ、高周波回路、及びこれらを用いた
通信システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、筐体等の金属物体に例えば凹部を設けてハ
ンダ浴を作り、そこへ静かに接合すべき誘電体基板を浮
かべつつ基板と筐体間に生じた気泡を追い出しながら基
板全面にハンダを行き渡らせ、その後、徐々に余分のハ
ンダを除去することによって、基板に直接外力を加えず
に、残留したハンダにより基板と筐体とを接合する方
法、及びこの方法により作製した高周波回路、アンテ
ナ、及びこれらを用いた通信システムである。
に本発明は、筐体等の金属物体に例えば凹部を設けてハ
ンダ浴を作り、そこへ静かに接合すべき誘電体基板を浮
かべつつ基板と筐体間に生じた気泡を追い出しながら基
板全面にハンダを行き渡らせ、その後、徐々に余分のハ
ンダを除去することによって、基板に直接外力を加えず
に、残留したハンダにより基板と筐体とを接合する方
法、及びこの方法により作製した高周波回路、アンテ
ナ、及びこれらを用いた通信システムである。
【００１２】また、線路変換器に用いるリッジ導波管に
テーパ管構造を採用した導波管、及びそれを用いた線路
変換器、及びこれらを用いた高周波回路、アンテナ、及
びこれらを用いた通信システムである。
テーパ管構造を採用した導波管、及びそれを用いた線路
変換器、及びこれらを用いた高周波回路、アンテナ、及
びこれらを用いた通信システムである。
【００１３】また、可能な限りスタブの使用を控え、ス
テップインピーダンス変成器を多用してインピーダンス
整合回路を構成するように設計し、形成した線路分岐回
路、及びこれを用いた高周波回路、アンテナ、及びこれ
らを用いた通信システムである。
テップインピーダンス変成器を多用してインピーダンス
整合回路を構成するように設計し、形成した線路分岐回
路、及びこれを用いた高周波回路、アンテナ、及びこれ
らを用いた通信システムである。
【００１４】これらの発明により、薄く大面積を有する
基板においても筐体等に確実に接合する実装工法が得ら
れ、また、設計の自由度が高く加工の容易な導波管及び
それを用いた線路変換器が得られ、また、広帯域化を実
現する線路分岐回路が得られ、そしてこれらにより、高
周波帯においても十分製造可能な高周波回路及びアンテ
ナ、また、大開口アンテナであっても広帯域な周波数特
性を有する高性能なアンテナ、そしてこれらを用いた信
頼性の高い通信システムを構成することができる。
基板においても筐体等に確実に接合する実装工法が得ら
れ、また、設計の自由度が高く加工の容易な導波管及び
それを用いた線路変換器が得られ、また、広帯域化を実
現する線路分岐回路が得られ、そしてこれらにより、高
周波帯においても十分製造可能な高周波回路及びアンテ
ナ、また、大開口アンテナであっても広帯域な周波数特
性を有する高性能なアンテナ、そしてこれらを用いた信
頼性の高い通信システムを構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、金属物体上に、流動性を有し且つ導電性に富む液剤
を溜め、前記液剤に誘電体基板を浮かべ、前記誘電体基
板に外力を与えることなく、前記金属物体と前記誘電体
基板の間に存在する余剰の液剤を除去することにより、
残留した液剤で前記金属物体と前記誘電体基板とが接着
されることを特徴とする基板の接合方法であり、薄く面
積の広い基板を金属に接合する際に、基板を破損させる
ことなく確実に接着できるという作用を有する。
は、金属物体上に、流動性を有し且つ導電性に富む液剤
を溜め、前記液剤に誘電体基板を浮かべ、前記誘電体基
板に外力を与えることなく、前記金属物体と前記誘電体
基板の間に存在する余剰の液剤を除去することにより、
残留した液剤で前記金属物体と前記誘電体基板とが接着
されることを特徴とする基板の接合方法であり、薄く面
積の広い基板を金属に接合する際に、基板を破損させる
ことなく確実に接着できるという作用を有する。
【００１６】請求項２に記載の発明は、液剤が、低融点
半田であることを特徴とする請求項１記載の基板の接合
方法であり、請求項１記載の発明と同様の作用を有する
とともに、広い面積にわたって十分に電気的接触がと
れ、安定した電気的接地をとることができるという作用
を有する。
半田であることを特徴とする請求項１記載の基板の接合
方法であり、請求項１記載の発明と同様の作用を有する
とともに、広い面積にわたって十分に電気的接触がと
れ、安定した電気的接地をとることができるという作用
を有する。
【００１７】また、請求項３に記載の発明のように、液
剤が、導電性接着剤であることを特徴とする請求項１記
載の基板の接合方法としても、同様の作用を呈する。
剤が、導電性接着剤であることを特徴とする請求項１記
載の基板の接合方法としても、同様の作用を呈する。
【００１８】そして、請求項４に記載の発明のように、
金属物体が、金属筐体であることを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載の基板の接合方法とするのが好
適である。
金属物体が、金属筐体であることを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載の基板の接合方法とするのが好
適である。
【００１９】更に、請求項５に記載の発明のように、誘
電体基板が、回路パターンを有することを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載の基板の接合方法として
も、同様の作用を呈する。
電体基板が、回路パターンを有することを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載の基板の接合方法として
も、同様の作用を呈する。
【００２０】また、請求項６に記載の発明のように、誘
電体基板が、アンテナ素子パターンを有することを特徴
とする請求項１から５のいずれかに記載の基板の接合方
法としても、同様の作用を呈する。
電体基板が、アンテナ素子パターンを有することを特徴
とする請求項１から５のいずれかに記載の基板の接合方
法としても、同様の作用を呈する。
【００２１】そして、請求項７に記載の発明のように、
請求項１から６のいずれかに記載の基板の接合方法を用
いて製造したことを特徴とする高周波回路へも適用可能
である。
請求項１から６のいずれかに記載の基板の接合方法を用
いて製造したことを特徴とする高周波回路へも適用可能
である。
【００２２】また、請求項８に記載の発明のように、請
求項１から６のいずれかに記載の基板の接合方法を用い
て製造したことを特徴とするアンテナへも適用可能であ
る。
求項１から６のいずれかに記載の基板の接合方法を用い
て製造したことを特徴とするアンテナへも適用可能であ
る。
【００２３】更に、請求項９に記載の発明の発明のよう
に、請求項７記載の高周波回路および／または請求項８
記載のアンテナを有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
に、請求項７記載の高周波回路および／または請求項８
記載のアンテナを有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
【００２４】請求項１０に記載の発明は、導電性を有し
且つ２つの開口を有するパイプ状の構造体Ａと、導電性
を有し且つ前記構造体Ａの内部で突出した形状を有する
構造体Ｂとを有し、前記２つの開口は、互いに異なる幾
何学的形状を有するとともに互いに異なる特性インピー
ダンスを有することを特徴とする導波管であり、開口部
を異なる幾何学的形状とすることで設計の自由度を高め
ることができるという作用を有する。
且つ２つの開口を有するパイプ状の構造体Ａと、導電性
を有し且つ前記構造体Ａの内部で突出した形状を有する
構造体Ｂとを有し、前記２つの開口は、互いに異なる幾
何学的形状を有するとともに互いに異なる特性インピー
ダンスを有することを特徴とする導波管であり、開口部
を異なる幾何学的形状とすることで設計の自由度を高め
ることができるという作用を有する。
【００２５】また、請求項１１に記載の発明のように、
２つの開口にはそれぞれ異種の伝送線路が接続され、前
記異種の伝送線路間の線路変換を行うことを特徴とする
請求項１０記載の導波管としても、同様の作用を呈す
る。
２つの開口にはそれぞれ異種の伝送線路が接続され、前
記異種の伝送線路間の線路変換を行うことを特徴とする
請求項１０記載の導波管としても、同様の作用を呈す
る。
【００２６】そして、請求項１２に記載の発明のよう
に、２つの開口にはそれぞれ導波管、マイクロストリッ
プ線路が接続され、前記２つの開口は互いに寸法の異な
る矩形形状を有し、構造体Ｂはくさび形状を有すること
を特徴とする請求項１１記載の導波管とするのが、好適
である。
に、２つの開口にはそれぞれ導波管、マイクロストリッ
プ線路が接続され、前記２つの開口は互いに寸法の異な
る矩形形状を有し、構造体Ｂはくさび形状を有すること
を特徴とする請求項１１記載の導波管とするのが、好適
である。
【００２７】更に、請求項１３に記載の発明のように、
構造体Ａは矩形ホーン構造を有し、構造体Ｂはリッジで
あることを特徴とする請求項１２記載の導波管とするの
が、より好適である。
構造体Ａは矩形ホーン構造を有し、構造体Ｂはリッジで
あることを特徴とする請求項１２記載の導波管とするの
が、より好適である。
【００２８】そして、請求項１４に記載の発明のよう
に、請求項１０から１３のいずれかに記載の導波管を有
することを特徴とするアンテナへも適用可能である。
に、請求項１０から１３のいずれかに記載の導波管を有
することを特徴とするアンテナへも適用可能である。
【００２９】また、請求項１５に記載の発明のように、
請求項１０から１３のいずれかに記載の導波管を有する
ことを特徴とする高周波回路へも適用可能である。
請求項１０から１３のいずれかに記載の導波管を有する
ことを特徴とする高周波回路へも適用可能である。
【００３０】更に、請求項１６に記載の発明のように、
請求項１４記載のアンテナおよび／または請求項１５記
載の高周波回路を有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
請求項１４記載のアンテナおよび／または請求項１５記
載の高周波回路を有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
【００３１】請求項１７に記載の発明は、請求項１２ま
たは１３の導波管を用いて、２つの開口にそれぞれ接続
された導波管とマイクロストリップ線路との線路変換を
行うことを特徴とする線路変換器であり、予期せぬ線路
変換特性の劣化を抑えることができるという作用を有す
る。
たは１３の導波管を用いて、２つの開口にそれぞれ接続
された導波管とマイクロストリップ線路との線路変換を
行うことを特徴とする線路変換器であり、予期せぬ線路
変換特性の劣化を抑えることができるという作用を有す
る。
【００３２】そして、請求項１８に記載の発明のよう
に、請求項１７記載の線路変換器を有することを特徴と
するアンテナへも適用可能である。
に、請求項１７記載の線路変換器を有することを特徴と
するアンテナへも適用可能である。
【００３３】また、請求項１９に記載の発明のように、
請求項１７記載の線路変換器を有することを特徴とする
高周波回路へも適用可能である。
請求項１７記載の線路変換器を有することを特徴とする
高周波回路へも適用可能である。
【００３４】更に、請求項２０に記載の発明のように、
請求項１８記載のアンテナおよび／または請求項１９記
載の高周波回路を有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
請求項１８記載のアンテナおよび／または請求項１９記
載の高周波回路を有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
【００３５】請求項２１に記載の発明は、一本の伝送線
路Ａが分岐点から複数本の伝送線路Ｂに分割される構造
であり、前記伝送線路ＡおよびＢは、いずれも前記分岐
点近傍において線路幅が変化する線路領域を有し、前記
線路領域は、前記伝送線路Ａから伝送されてきた電気信
号を広い周波数帯において効率よく前記多数本の伝送線
路Ｂに伝送するようにあらかじめ設計された形状及び寸
法に形成されたことを特徴とする線路分岐回路であり、
周波数特性を広帯域化することができるという作用を有
する。
路Ａが分岐点から複数本の伝送線路Ｂに分割される構造
であり、前記伝送線路ＡおよびＢは、いずれも前記分岐
点近傍において線路幅が変化する線路領域を有し、前記
線路領域は、前記伝送線路Ａから伝送されてきた電気信
号を広い周波数帯において効率よく前記多数本の伝送線
路Ｂに伝送するようにあらかじめ設計された形状及び寸
法に形成されたことを特徴とする線路分岐回路であり、
周波数特性を広帯域化することができるという作用を有
する。
【００３６】そして、請求項２２に記載の発明のよう
に、線路幅が変化する線路領域は、前記線路幅がステッ
プ状の不連続構造を有するとともに、線路を伝送してき
た信号の位相と振幅を制御する電気素子として動作する
ことを特徴とする請求項２１記載の線路分岐回路とする
のが好適である。
に、線路幅が変化する線路領域は、前記線路幅がステッ
プ状の不連続構造を有するとともに、線路を伝送してき
た信号の位相と振幅を制御する電気素子として動作する
ことを特徴とする請求項２１記載の線路分岐回路とする
のが好適である。
【００３７】更に、請求項２３に記載の発明は、線路幅
のステップ状の不連続構造を可能な限りを利用し、スタ
ブによる整合回路を出来る限り使用しないように、あら
かじめ設計されて形成されたことを特徴とする請求項２
２に記載の線路分岐回路とするのが、より好適である。
のステップ状の不連続構造を可能な限りを利用し、スタ
ブによる整合回路を出来る限り使用しないように、あら
かじめ設計されて形成されたことを特徴とする請求項２
２に記載の線路分岐回路とするのが、より好適である。
【００３８】そして、請求項２４に記載の発明のよう
に、請求項２１から２３のいずれかに記載の線路分岐回
路を有することを特徴とするアンテナへも適用可能であ
る。
に、請求項２１から２３のいずれかに記載の線路分岐回
路を有することを特徴とするアンテナへも適用可能であ
る。
【００３９】また、請求項２５に記載の発明のように、
請求項２１から２３のいずれかに記載の線路分岐回路を
有することを特徴とする高周波回路へも適用可能であ
る。
請求項２１から２３のいずれかに記載の線路分岐回路を
有することを特徴とする高周波回路へも適用可能であ
る。
【００４０】更に、請求項２６に記載の発明のように、
請求項２４記載のアンテナおよび／または請求項２５記
載の高周波回路を有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
請求項２４記載のアンテナおよび／または請求項２５記
載の高周波回路を有することを特徴とする通信システム
とすることで、システムの信頼性が高まるという作用を
有する。
【００４１】以下に、本発明の実施の形態について、図
１から図８を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態におけるアンテナ
の構成を示す概略図である。図１において、１は誘電体
基板、２は回路パターン、３は筐体、４は線路変換器、
５は線路分岐回路であるＴ分岐である。回路パターン２
は、誘電体基板１上にパターンニングされており、それ
自身マイクロストリップアンテナアレイとして機能す
る。筐体３は、誘電体基板１を保持すると共に誘電体基
板１の電気的接地としての役目を担っている。筐体３に
は線路変換器４が形成されており、ここで導波管線路が
マイクロストリップ線路に変換される。すなわち導波管
を通過してきた電気信号は、線路変換器４でマイクロス
トリップ線路に効率よく伝送される。その後、マイクロ
ストリップ線路を通過してきた電気信号はＴ分岐５によ
り左右の回路パターンに効率よく分配され、アンテナ素
子へ給電される。
１から図８を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態におけるアンテナ
の構成を示す概略図である。図１において、１は誘電体
基板、２は回路パターン、３は筐体、４は線路変換器、
５は線路分岐回路であるＴ分岐である。回路パターン２
は、誘電体基板１上にパターンニングされており、それ
自身マイクロストリップアンテナアレイとして機能す
る。筐体３は、誘電体基板１を保持すると共に誘電体基
板１の電気的接地としての役目を担っている。筐体３に
は線路変換器４が形成されており、ここで導波管線路が
マイクロストリップ線路に変換される。すなわち導波管
を通過してきた電気信号は、線路変換器４でマイクロス
トリップ線路に効率よく伝送される。その後、マイクロ
ストリップ線路を通過してきた電気信号はＴ分岐５によ
り左右の回路パターンに効率よく分配され、アンテナ素
子へ給電される。
【００４２】以上のように構成されたアンテナについ
て、図２を用いて誘電体基板１の層構造について説明す
る。
て、図２を用いて誘電体基板１の層構造について説明す
る。
【００４３】図２は誘電体基板と筐体を接合した時の層
構造を示す概略断面図である。図２において、６は接着
層、７ａ、７ｂは金属層、８は誘電体層である。誘電体
層８の上面にある金属層７ｂには回路パターン２が転写
されており、金属層７ａと共にマイクロストリップ構造
を形成し、金属層７ａ、ｂと誘電体層８により基板が構
成されている。金属層７ａは良好な導電性を有した接着
層６により筐体３に接着され、基板の十分な電気的接地
と堅牢な保持を実現している。
構造を示す概略断面図である。図２において、６は接着
層、７ａ、７ｂは金属層、８は誘電体層である。誘電体
層８の上面にある金属層７ｂには回路パターン２が転写
されており、金属層７ａと共にマイクロストリップ構造
を形成し、金属層７ａ、ｂと誘電体層８により基板が構
成されている。金属層７ａは良好な導電性を有した接着
層６により筐体３に接着され、基板の十分な電気的接地
と堅牢な保持を実現している。
【００４４】ところで、高周波になるに従い、誘電体層
８として利用できる誘電体は、セラミクス、石英、シリ
コンなどの機械的強度に乏しい物質がほとんどである。
また、高周波域においてアンテナの電気的特性を保証し
ようとすると、必然的に薄い誘電体基板を使用せざるを
得なくなる。その上、高利得アンテナを構成しようとす
ると、大面積の誘電体基板の使用が必至となるため、更
に基板の機械的強度は損なわれることになる。
８として利用できる誘電体は、セラミクス、石英、シリ
コンなどの機械的強度に乏しい物質がほとんどである。
また、高周波域においてアンテナの電気的特性を保証し
ようとすると、必然的に薄い誘電体基板を使用せざるを
得なくなる。その上、高利得アンテナを構成しようとす
ると、大面積の誘電体基板の使用が必至となるため、更
に基板の機械的強度は損なわれることになる。
【００４５】また、マイクロストリップ構造を有する回
路の電気的特性を確保するためには、良好な接地をとる
ことが非常に大切であり、筐体３と金属層７ａ間は全面
くまなく接着層６が分布していなければならない。
路の電気的特性を確保するためには、良好な接地をとる
ことが非常に大切であり、筐体３と金属層７ａ間は全面
くまなく接着層６が分布していなければならない。
【００４６】しかし、上述のように機械的強度の乏しい
薄い基板を、電気的接地を十分に確保しながら接合しな
ければならず、その製作を従来の工法で行うのは技術的
に困難であった。そこで、本実施の形態では、図３に示
す接合方法を用いることによって、この困難を解決す
る。以下、図３を参照しながら本実施の形態による接合
方法について説明する。
薄い基板を、電気的接地を十分に確保しながら接合しな
ければならず、その製作を従来の工法で行うのは技術的
に困難であった。そこで、本実施の形態では、図３に示
す接合方法を用いることによって、この困難を解決す
る。以下、図３を参照しながら本実施の形態による接合
方法について説明する。
【００４７】図３は、誘電体基板１を筐体３に接合する
手順を示したプロセス図である。図３において、９はハ
ンダ、１０はハンダ浴である。接合手順は以下のとおり
である。 （１）熱した筐体３の凹部にハンダを投入し、ハンダ浴
１０をつくる。この場合、使用するハンダは、融解温度
が低い低融点ハンダであることが望ましい。これは、筐
体３と誘電体基板１の熱膨張率の差が大きい場合、冷却
時に基板が破損することがあるからである。 （２）誘電体基板１をハンダ浴１０上面に静かに浮かべ
る。この時、ハンダの表面張力で自然に誘電体基板１は
ハンダ浴１０上面に浮く。 （３）誘電体基板１をハンダになじませながら、誘電体
基板１と筐体３の間にできた気泡を追い出す。 （４）誘電体基板１に直接外力を与えないように、筐体
３と誘電体基板１の隙間から少しずつ静かにハンダを吸
い取り、余分なハンダを除去する。ハンダの吸い取り
は、専用の銅繊維等で行うことができる。 （５）徐冷する。この際十分な時間をかけて冷却するこ
とによって、余計な応力が残らないよう注意する。
手順を示したプロセス図である。図３において、９はハ
ンダ、１０はハンダ浴である。接合手順は以下のとおり
である。 （１）熱した筐体３の凹部にハンダを投入し、ハンダ浴
１０をつくる。この場合、使用するハンダは、融解温度
が低い低融点ハンダであることが望ましい。これは、筐
体３と誘電体基板１の熱膨張率の差が大きい場合、冷却
時に基板が破損することがあるからである。 （２）誘電体基板１をハンダ浴１０上面に静かに浮かべ
る。この時、ハンダの表面張力で自然に誘電体基板１は
ハンダ浴１０上面に浮く。 （３）誘電体基板１をハンダになじませながら、誘電体
基板１と筐体３の間にできた気泡を追い出す。 （４）誘電体基板１に直接外力を与えないように、筐体
３と誘電体基板１の隙間から少しずつ静かにハンダを吸
い取り、余分なハンダを除去する。ハンダの吸い取り
は、専用の銅繊維等で行うことができる。 （５）徐冷する。この際十分な時間をかけて冷却するこ
とによって、余計な応力が残らないよう注意する。
【００４８】以上のプロセスにより、それだけでは機械
的強度の期待できない薄く面積の広い誘電体基板１に対
しても、基板を破損することなく、良好な電気的接地を
実現しながら、容易かつ安全、確実に筐体３に接合させ
ることが可能となる。
的強度の期待できない薄く面積の広い誘電体基板１に対
しても、基板を破損することなく、良好な電気的接地を
実現しながら、容易かつ安全、確実に筐体３に接合させ
ることが可能となる。
【００４９】ここで、本実施の形態では、接合プロセス
を、アンテナ素子パターンを有する基板によるアンテナ
製造を例として示したが、これに限らないことは言うま
でもない。回路パターンを有する基板による高周波回路
の多くは本実施の形態と同様の層構造を有するため、そ
の実装に本接合プロセスが適用可能である。そして、こ
のように作製されたアンテナや高周波回路を用いた通信
システムを構成することにより、信頼性の高いシステム
を提供することができる。
を、アンテナ素子パターンを有する基板によるアンテナ
製造を例として示したが、これに限らないことは言うま
でもない。回路パターンを有する基板による高周波回路
の多くは本実施の形態と同様の層構造を有するため、そ
の実装に本接合プロセスが適用可能である。そして、こ
のように作製されたアンテナや高周波回路を用いた通信
システムを構成することにより、信頼性の高いシステム
を提供することができる。
【００５０】また、ハンダ９は導電性接着剤に置きかえ
ることも可能である。その際、硬化温度が低く、硬化時
の体積変化率が少ない接着剤を使用することが望ましい
ことは言うまでもない。
ることも可能である。その際、硬化温度が低く、硬化時
の体積変化率が少ない接着剤を使用することが望ましい
ことは言うまでもない。
【００５１】また、本実施の形態では、基板を筐体に対
して接合する場合を示したが、筐体に限らず、基板を広
い面積にわたって金属物体に接着固定する場合には適用
可能であり、ハンダや導電性接着剤以外の導電性を有す
る液剤を用いることも可能である。
して接合する場合を示したが、筐体に限らず、基板を広
い面積にわたって金属物体に接着固定する場合には適用
可能であり、ハンダや導電性接着剤以外の導電性を有す
る液剤を用いることも可能である。
【００５２】以上、本実施の形態の誘電体基板１を筐体
３に接合する手順について述べた。本手順を用いること
により、誘電体基板の十分な電気的接地を実現させると
共に機械的強度に乏しい誘電体基板を容易かつ安全に筐
体に接合することが可能となる。
３に接合する手順について述べた。本手順を用いること
により、誘電体基板の十分な電気的接地を実現させると
共に機械的強度に乏しい誘電体基板を容易かつ安全に筐
体に接合することが可能となる。
【００５３】（実施の形態２）次に、本実施の形態によ
る線路変換器について、図４を参照しながら説明する。
る線路変換器について、図４を参照しながら説明する。
【００５４】図４は本実施の形態における線路変換器の
構成を示す概略図であり、図１の線路変換器４に対応す
るものである。図４において、１１は伝送線路である導
波管、１２はパイプ状の構造体Ａであるテーパ管、１３
はテーパ管１２の内部で突出した形状を有する構造体Ｂ
であるリッジ、１４は伝送線路であるマイクロストリッ
プ線路である。テーパ管１４は、矩形ホーン構造を有
し、２つの開口は互いに異なる寸法を有している。線路
変換器４は、導波管１１とマイクロストリップ線路１４
間の線路変換器として作用する。線路変換器４の構造
は、導波管中央部にくさび形状のリッジ１３を設け線路
変換する、いわゆるリッジ導波管変換器である。すなわ
ち、導波管１１全体に分布している電磁界を徐々にリッ
ジ１３先端部に集中させ、最終的にマイクロストリップ
線路１４の電磁界伝送モードに類似させることによって
損失を最小限におさえつつマイクロストリップ線路１４
へ電力伝送する。
構成を示す概略図であり、図１の線路変換器４に対応す
るものである。図４において、１１は伝送線路である導
波管、１２はパイプ状の構造体Ａであるテーパ管、１３
はテーパ管１２の内部で突出した形状を有する構造体Ｂ
であるリッジ、１４は伝送線路であるマイクロストリッ
プ線路である。テーパ管１４は、矩形ホーン構造を有
し、２つの開口は互いに異なる寸法を有している。線路
変換器４は、導波管１１とマイクロストリップ線路１４
間の線路変換器として作用する。線路変換器４の構造
は、導波管中央部にくさび形状のリッジ１３を設け線路
変換する、いわゆるリッジ導波管変換器である。すなわ
ち、導波管１１全体に分布している電磁界を徐々にリッ
ジ１３先端部に集中させ、最終的にマイクロストリップ
線路１４の電磁界伝送モードに類似させることによって
損失を最小限におさえつつマイクロストリップ線路１４
へ電力伝送する。
【００５５】従来のリッジ導波管変換器は、導波管１１
の形状は不変のまま管内にリッジ１３を設け、リッジ１
３の形状のみで上記電磁界伝送モードの変換を行なうも
のがほとんどであった。そのため、マイクロストリップ
線路１４とのインピーダンス整合をとる場合、リッジ１
３の幅を自由に選択出来ず、場合によってはリッジ幅が
マイクロストリップ線路より広くなることがあった。そ
の場合、リッジ１３とマイクロストリップ線路１４のオ
ーバーラップ部分において寄生インピーダンスが生じる
ことがあり、それに起因した通過損失が発生することが
ある。通常、その問題を回避するため、両線路のオーバ
ーラップ部分において、リッジ幅を徐々にマイクロスト
リップ線路幅以下まで狭くする構造を設けるが、高周波
になるに従い線路変換器全体の寸法が小さくなるため、
十分な精度をもって加工することが不可能であった。
の形状は不変のまま管内にリッジ１３を設け、リッジ１
３の形状のみで上記電磁界伝送モードの変換を行なうも
のがほとんどであった。そのため、マイクロストリップ
線路１４とのインピーダンス整合をとる場合、リッジ１
３の幅を自由に選択出来ず、場合によってはリッジ幅が
マイクロストリップ線路より広くなることがあった。そ
の場合、リッジ１３とマイクロストリップ線路１４のオ
ーバーラップ部分において寄生インピーダンスが生じる
ことがあり、それに起因した通過損失が発生することが
ある。通常、その問題を回避するため、両線路のオーバ
ーラップ部分において、リッジ幅を徐々にマイクロスト
リップ線路幅以下まで狭くする構造を設けるが、高周波
になるに従い線路変換器全体の寸法が小さくなるため、
十分な精度をもって加工することが不可能であった。
【００５６】そこで、本実施の形態では、リッジ１３と
テーパ管１２を併用することによって、リッジ幅の選択
自由度を向上させた。すなわち、導波管１１と異なる断
面形状の導波管へ徐々に形状変化させてゆくテーパ管１
２を用いることにより、テーパ管１２自身にインピーダ
ンス変成器としての役割を担わせ、設計の自由度を増や
した。そのため、リッジ幅と高さを自由に選択すること
が可能となり、リッジ１３の幅とマイクロストリップ線
路１４の幅を等しくすることによって、寄生インピーダ
ンスが生じにくい構造を実現させることが可能となっ
た。
テーパ管１２を併用することによって、リッジ幅の選択
自由度を向上させた。すなわち、導波管１１と異なる断
面形状の導波管へ徐々に形状変化させてゆくテーパ管１
２を用いることにより、テーパ管１２自身にインピーダ
ンス変成器としての役割を担わせ、設計の自由度を増や
した。そのため、リッジ幅と高さを自由に選択すること
が可能となり、リッジ１３の幅とマイクロストリップ線
路１４の幅を等しくすることによって、寄生インピーダ
ンスが生じにくい構造を実現させることが可能となっ
た。
【００５７】更に、本構造を用いれば、テーパ管１２と
導波管１１断面の高さを同一に出来るため、加工精度を
損なうことなく高い寸法精度のテーパ管１２を得ること
が可能となり、高い線路変換特性を実現することが出来
るという利点も生じる。
導波管１１断面の高さを同一に出来るため、加工精度を
損なうことなく高い寸法精度のテーパ管１２を得ること
が可能となり、高い線路変換特性を実現することが出来
るという利点も生じる。
【００５８】ここで、図４に示したテーパ管１２、リッ
ジ１３の寸法変化は線形であるが、指数関数、三角関数
などの非線形形状を用いても同様な機能を有する線路変
換器を実現できることは言うまでもなく、またテーパ管
１２の２つの開口部は、適切に設計された、互いに異な
る幾何学的形状を有し、互いに異なる特性インピーダン
スを有するものであればよい。
ジ１３の寸法変化は線形であるが、指数関数、三角関数
などの非線形形状を用いても同様な機能を有する線路変
換器を実現できることは言うまでもなく、またテーパ管
１２の２つの開口部は、適切に設計された、互いに異な
る幾何学的形状を有し、互いに異なる特性インピーダン
スを有するものであればよい。
【００５９】また、本実施の形態では、アンテナ入力線
路の線路変換器として本線路変換器を示したが、同様の
線路変換構造は、一般の高周波回路においても適用可能
であることは言うまでもない。そして、このように作製
されたアンテナや高周波回路を用いた通信システムを構
成することにより、信頼性の高いシステムを提供するこ
とができる。
路の線路変換器として本線路変換器を示したが、同様の
線路変換構造は、一般の高周波回路においても適用可能
であることは言うまでもない。そして、このように作製
されたアンテナや高周波回路を用いた通信システムを構
成することにより、信頼性の高いシステムを提供するこ
とができる。
【００６０】以上、本実施の形態による線路変換器４に
よれば、通常のリッジ導波管変換器にテーパ管構造を加
えることによって、マイクロストリップ線路とのオーバ
ーラップ部分の設計自由度を増すとともに、加工が容易
であり、かつ変換損失が少ない導波管及びそれを用いた
線路変換器を提供することが可能となる。
よれば、通常のリッジ導波管変換器にテーパ管構造を加
えることによって、マイクロストリップ線路とのオーバ
ーラップ部分の設計自由度を増すとともに、加工が容易
であり、かつ変換損失が少ない導波管及びそれを用いた
線路変換器を提供することが可能となる。
【００６１】（実施の形態３）次に、本実施の形態によ
る線路分岐回路について、図５を参照しながら説明す
る。
る線路分岐回路について、図５を参照しながら説明す
る。
【００６２】図５は本実施の形態における線路分岐回路
であるＴ分岐のパターン形状を示す概略図であり、図１
のＴ分岐５に対応するものである。図５において、１５
はアンテナ素子、１６はスタブ、１７はステップインピ
ーダンス変成器、１８は対称面である。図５においてＴ
分岐５は、線路幅の異なる２分岐回路と線路分岐後の各
ステップインピーダンス変成器１７、及び、スタブ１６
による線路終端器から構成され、ステップインピーダン
ス変成器を適切に設計することにより、線路を伝送して
きた信号の位相と振幅が制御される。なお、変換器は対
称面１８の左右で鏡像対称になっている。
であるＴ分岐のパターン形状を示す概略図であり、図１
のＴ分岐５に対応するものである。図５において、１５
はアンテナ素子、１６はスタブ、１７はステップインピ
ーダンス変成器、１８は対称面である。図５においてＴ
分岐５は、線路幅の異なる２分岐回路と線路分岐後の各
ステップインピーダンス変成器１７、及び、スタブ１６
による線路終端器から構成され、ステップインピーダン
ス変成器を適切に設計することにより、線路を伝送して
きた信号の位相と振幅が制御される。なお、変換器は対
称面１８の左右で鏡像対称になっている。
【００６３】本実施の形態では、特性インピーダンス５
０Ωのマイクロストリップ線路を、２本の特性インピー
ダンス５０オームのマイクロストリップ線路へ整合を取
りながら、等電力・同位相分配する場合のＴ分岐構成を
示した。また、アンテナ素子は分岐後のマイクロストリ
ップ線路へ直列に接続されており、分岐線路全体は５０
オームより小さいインピーダンスを持つものとして設計
した。
０Ωのマイクロストリップ線路を、２本の特性インピー
ダンス５０オームのマイクロストリップ線路へ整合を取
りながら、等電力・同位相分配する場合のＴ分岐構成を
示した。また、アンテナ素子は分岐後のマイクロストリ
ップ線路へ直列に接続されており、分岐線路全体は５０
オームより小さいインピーダンスを持つものとして設計
した。
【００６４】ここで、本実施の形態によるＴ分岐５の特
徴は、可能な限りスタブを使用せずステップインピーダ
ンス変成器を多用し、整合を実現していることである。
一般にスタブによる整合を用いると、狭帯域特性を示し
やすくなる。特に、整合回路を挿入する位置が、整合さ
せたい回路から離れれば離れるほど狭帯域特性が著しく
なる。例えば、本実施の形態と同等の特性を有する整合
回路をスタブにより構成しようとする場合、アンテナ近
辺にスタブを設けようとすると、スタブがあまりにもア
ンテナ素子に隣接してしまうため、設計どおりのアンテ
ナ特性が得られなくなってしまう。このため、アンテナ
素子から離れた位置にスタブを配置せざるをえず、必然
的にアンテナ全体の周波数特性は狭帯域になってしま
う。
徴は、可能な限りスタブを使用せずステップインピーダ
ンス変成器を多用し、整合を実現していることである。
一般にスタブによる整合を用いると、狭帯域特性を示し
やすくなる。特に、整合回路を挿入する位置が、整合さ
せたい回路から離れれば離れるほど狭帯域特性が著しく
なる。例えば、本実施の形態と同等の特性を有する整合
回路をスタブにより構成しようとする場合、アンテナ近
辺にスタブを設けようとすると、スタブがあまりにもア
ンテナ素子に隣接してしまうため、設計どおりのアンテ
ナ特性が得られなくなってしまう。このため、アンテナ
素子から離れた位置にスタブを配置せざるをえず、必然
的にアンテナ全体の周波数特性は狭帯域になってしま
う。
【００６５】アンテナは、それが装着される通信システ
ムの占有帯域幅と、アンテナ製造時に発生する周波数誤
差の和以上の帯域幅を持つことが必要である。そのため
に、アンテナの広帯域化は必要不可欠である。そこで、
本実施の形態ではスタブを出来る限り使用せず、ステッ
プインピーダンス変成器を組み合わせることによってＴ
分岐回路を構成することにより、広帯域化の実現が可能
となる。
ムの占有帯域幅と、アンテナ製造時に発生する周波数誤
差の和以上の帯域幅を持つことが必要である。そのため
に、アンテナの広帯域化は必要不可欠である。そこで、
本実施の形態ではスタブを出来る限り使用せず、ステッ
プインピーダンス変成器を組み合わせることによってＴ
分岐回路を構成することにより、広帯域化の実現が可能
となる。
【００６６】以上のように、可能な限りスタブを使用せ
ずステップインピーダンス変成器を組み合わせることに
よってＴ分岐部分での整合を実現することにより、非常
に広帯域なアンテナを得ることが可能となる。
ずステップインピーダンス変成器を組み合わせることに
よってＴ分岐部分での整合を実現することにより、非常
に広帯域なアンテナを得ることが可能となる。
【００６７】また、本実施の形態では、一本の伝送線路
が２分岐する場合についてを示したが、複数本に分岐す
る場合についても同様の作用・効果を示す。
が２分岐する場合についてを示したが、複数本に分岐す
る場合についても同様の作用・効果を示す。
【００６８】なお、本実施の形態では、アンテナ形成の
際に用いる上記Ｔ分岐による線路分岐回路として説明し
たが、マイクロストリップ線路により高周波回路を形成
する場合においても、同様に適用可能であることは言う
までもない。そして、このように作製されたアンテナや
高周波回路を用いた通信システムを構成することによ
り、信頼性の高いシステムを提供することができる。
際に用いる上記Ｔ分岐による線路分岐回路として説明し
たが、マイクロストリップ線路により高周波回路を形成
する場合においても、同様に適用可能であることは言う
までもない。そして、このように作製されたアンテナや
高周波回路を用いた通信システムを構成することによ
り、信頼性の高いシステムを提供することができる。
【００６９】以上、本実施の形態による線路分岐回路に
よれば、ステップ形状のように線路幅が変化する線路領
域を適切に配置することにより、周波数的に広帯域な特
性を得ることが可能となる。
よれば、ステップ形状のように線路幅が変化する線路領
域を適切に配置することにより、周波数的に広帯域な特
性を得ることが可能となる。
【００７０】
【実施例】次に、本発明による線路分岐回路の具体例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００７１】図６は、実施の形態３の線路分岐回路であ
るＴ分岐を用いたアンテナの周波数４０ＧＨｚ付近の反
射特性図である。図６において、横軸は周波数、縦軸は
アンテナへの入力端からみたリターンロスである。図６
に示すように、３７．３ＧＨｚから４２ＧＨｚの４ＧＨ
ｚ以上の広い周波数にわたり、−１０ｄＢ以下の整合が
実現していることがわかる。
るＴ分岐を用いたアンテナの周波数４０ＧＨｚ付近の反
射特性図である。図６において、横軸は周波数、縦軸は
アンテナへの入力端からみたリターンロスである。図６
に示すように、３７．３ＧＨｚから４２ＧＨｚの４ＧＨ
ｚ以上の広い周波数にわたり、−１０ｄＢ以下の整合が
実現していることがわかる。
【００７２】比較のため、図７に通常のスタブを用いた
整合回路によるＴ分岐のパターン形状を、また、図８
に、図７に示したＴ分岐を用いたアンテナの周波数４０
ＧＨｚ付近の反射特性を示す。ここで、Ｔ分岐以外の構
造は全て図５と同一である。図８から分かるように、３
９ＧＨｚから４１ＧＨｚの２ＧＨｚにおいてのみ−１０
ｄＢ以下の整合が実現されているだけであり、図６に比
べ、１／２以下の狭帯域な特性を示していることがわか
る。
整合回路によるＴ分岐のパターン形状を、また、図８
に、図７に示したＴ分岐を用いたアンテナの周波数４０
ＧＨｚ付近の反射特性を示す。ここで、Ｔ分岐以外の構
造は全て図５と同一である。図８から分かるように、３
９ＧＨｚから４１ＧＨｚの２ＧＨｚにおいてのみ−１０
ｄＢ以下の整合が実現されているだけであり、図６に比
べ、１／２以下の狭帯域な特性を示していることがわか
る。
【００７３】以上のように、可能な限りスタブを使用せ
ずに、ステップインピーダンス変成器を組み合わせるこ
とによってＴ分岐での整合を実現することにより、非常
に広帯域なアンテナを得ることが可能となる。
ずに、ステップインピーダンス変成器を組み合わせるこ
とによってＴ分岐での整合を実現することにより、非常
に広帯域なアンテナを得ることが可能となる。
【００７４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、薄く大面
積を有する基板においても基板を破損することなく筐体
等に確実に接合する実装工法、及びこの工法により作製
されたアンテナ、高周波回路、及びこれらを用いること
により信頼性の高い通信システムを得ることができ、並
びに、設計の自由度が高く加工の容易な導波管及びそれ
を用いた線路変換器、広帯域化を実現する線路分岐回
路、そしてそれらを有する高性能なアンテナ、高周波回
路、及びこれらを用いることにより信頼性の高い通信シ
ステムを得ることができる。
積を有する基板においても基板を破損することなく筐体
等に確実に接合する実装工法、及びこの工法により作製
されたアンテナ、高周波回路、及びこれらを用いること
により信頼性の高い通信システムを得ることができ、並
びに、設計の自由度が高く加工の容易な導波管及びそれ
を用いた線路変換器、広帯域化を実現する線路分岐回
路、そしてそれらを有する高性能なアンテナ、高周波回
路、及びこれらを用いることにより信頼性の高い通信シ
ステムを得ることができる。
【図１】本発明の一実施の形態によるアンテナの構成を
示す概略図
示す概略図
【図２】本発明の一実施の形態による基板と筐体を接合
した時の層構造を示す概略断面図
した時の層構造を示す概略断面図
【図３】本発明の一実施の形態による基板を筐体に接合
する手順を示すプロセス図
する手順を示すプロセス図
【図４】本発明の一実施の形態による線路変換器の構成
を示す概略図
を示す概略図
【図５】本発明の一実施の形態によるＴ分岐のパターン
形状を示す概略図
形状を示す概略図
【図６】本発明の一実施例によるＴ分岐を用いたアンテ
ナの周波数４０ＧＨｚ付近の反射特性図
ナの周波数４０ＧＨｚ付近の反射特性図
【図７】本発明の一実施例による通常のスタブを用いた
整合回路によるＴ分岐のパターン形状を示す概略図
整合回路によるＴ分岐のパターン形状を示す概略図
【図８】本発明の一実施例による通常のスタブを用いた
整合回路によるＴ分岐を用いたアンテナの周波数４０Ｇ
Ｈｚ付近の反射特性図
整合回路によるＴ分岐を用いたアンテナの周波数４０Ｇ
Ｈｚ付近の反射特性図
【図９】従来のアンテナの構成を示す概略図
【図１０】従来の線路変換器の構成を示す概略図
１ 誘電体基板 ２ 回路パターン ３ 筐体 ４ 線路変換器 ５ Ｔ分岐 ６ 接着層 ７ａ 金属層 ７ｂ 金属層 ８ 誘電体層 ９ ハンダ １０ ハンダ浴 １１ 導波管 １２ テーパ管 １３ リッジ １４ マイクロストリップ線路 １５ アンテナ素子 １６ スタブ １７ ステップインピーダンス変成器 １８ 対称面 ２１ 誘電体基板 ２２ アレイアンテナ ２３ 筐体 ２４ 線路変換器 ２５ Ｔ分岐 ２６ 導波管 ２７ リッジ ２８ マイクロストリップ線路
Claims (26)
- 【請求項１】 金属物体上に、流動性を有し且つ導電性
に富む液剤を溜め、前記液剤に誘電体基板を浮かべ、前
記誘電体基板に外力を与えることなく、前記金属物体と
前記誘電体基板の間に存在する余剰の液剤を除去するこ
とにより、残留した液剤で前記金属物体と前記誘電体基
板とが接着されることを特徴とする基板の接合方法。 - 【請求項２】 液剤が、低融点半田であることを特徴と
する請求項１記載の基板の接合方法。 - 【請求項３】 液剤が、導電性接着剤であることを特徴
とする請求項１記載の基板の接合方法。 - 【請求項４】 金属物体が、金属筐体であることを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載の基板の接合方
法。 - 【請求項５】 誘電体基板が、回路パターンを有するこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板
の接合方法。 - 【請求項６】 誘電体基板が、アンテナ素子パターンを
有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
載の基板の接合方法。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の基板
の接合方法を用いて製造したことを特徴とする高周波回
路。 - 【請求項８】 請求項１から６のいずれかに記載の基板
の接合方法を用いて製造したことを特徴とするアンテ
ナ。 - 【請求項９】 請求項７記載の高周波回路および／また
は請求項８記載のアンテナを有することを特徴とする通
信システム。 - 【請求項１０】 導電性を有し且つ２つの開口を有する
パイプ状の構造体Ａと、導電性を有し且つ前記構造体Ａ
の内部で突出した形状を有する構造体Ｂとを有し、前記
２つの開口は、互いに異なる幾何学的形状を有するとと
もに互いに異なる特性インピーダンスを有することを特
徴とする導波管。 - 【請求項１１】 ２つの開口にはそれぞれ異種の伝送線
路が接続され、前記異種の伝送線路間の線路変換を行う
ことを特徴とする請求項１０記載の導波管。 - 【請求項１２】 ２つの開口にはそれぞれ導波管、マイ
クロストリップ線路が接続され、前記２つの開口は互い
に寸法の異なる矩形形状を有し、構造体Ｂはくさび形状
を有することを特徴とする請求項１１記載の導波管。 - 【請求項１３】 構造体Ａは矩形ホーン構造を有し、構
造体Ｂはリッジであることを特徴とする請求項１２記載
の導波管。 - 【請求項１４】 請求項１０から１３のいずれかに記載
の導波管を有することを特徴とするアンテナ。 - 【請求項１５】 請求項１０から１３のいずれかに記載
の導波管を有することを特徴とする高周波回路。 - 【請求項１６】 請求項１４記載のアンテナおよび／ま
たは請求項１５記載の高周波回路を有することを特徴と
する通信システム。 - 【請求項１７】 請求項１２または１３の導波管を用い
て、２つの開口にそれぞれ接続された導波管とマイクロ
ストリップ線路との線路変換を行うことを特徴とする線
路変換器。 - 【請求項１８】 請求項１７記載の線路変換器を有する
ことを特徴とするアンテナ。 - 【請求項１９】 請求項１７記載の線路変換器を有する
ことを特徴とする高周波回路。 - 【請求項２０】 請求項１８記載のアンテナおよび／ま
たは請求項１９記載の高周波回路を有することを特徴と
する通信システム。 - 【請求項２１】 一本の伝送線路Ａが分岐点から複数本
の伝送線路Ｂに分割される構造であり、前記伝送線路Ａ
およびＢは、いずれも前記分岐点近傍において線路幅が
変化する線路領域を有し、前記線路領域は、前記伝送線
路Ａから伝送されてきた電気信号を広い周波数帯におい
て効率よく前記多数本の伝送線路Ｂに伝送するようにあ
らかじめ設計された形状及び寸法に形成されたことを特
徴とする線路分岐回路。 - 【請求項２２】 線路幅が変化する線路領域は、前記線
路幅がステップ状の不連続構造を有するとともに、線路
を伝送してきた信号の位相と振幅を制御する電気素子と
して動作することを特徴とする請求項２１記載の線路分
岐回路。 - 【請求項２３】 線路幅のステップ状の不連続構造を可
能な限りを利用し、スタブによる整合回路を出来る限り
使用しないように、あらかじめ設計されて形成されたこ
とを特徴とする請求項２２に記載の線路分岐回路。 - 【請求項２４】 請求項２１から２３のいずれかに記載
の線路分岐回路を有することを特徴とするアンテナ。 - 【請求項２５】 請求項２１から２３のいずれかに記載
の線路分岐回路を有することを特徴とする高周波回路。 - 【請求項２６】 請求項２４記載のアンテナおよび／ま
たは請求項２５記載の高周波回路を有することを特徴と
する通信システム。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10118318A JPH11312881A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 基板の接合方法、及び高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐回路、並びに通信システム |
| US09/290,395 US6335664B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-13 | Branch circuit and its designing method, waveguide-microstrip transition, and application to HF circuit, antenna and communication system |
| DE69921204T DE69921204T2 (de) | 1998-04-28 | 1999-04-26 | Hohlleiter-Mikrostreifenleiterübergang für Mikrowellen und Millimeterwellen |
| DE69925880T DE69925880T2 (de) | 1998-04-28 | 1999-04-26 | Verbindungsverfahren für Leiterplatte |
| EP04024636A EP1496563A3 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-26 | Circuit board bonded to ground, "T" branching circuit, waveguide-microstrip transition |
| EP99303201A EP0954049B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-26 | Circuit board bonding method |
| EP03006544A EP1321998B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-26 | Waveguide-microstrip transition for millimeter waves and Microwaves |
| US09/987,625 US6592021B2 (en) | 1998-04-28 | 2001-11-15 | Circuit board bonding method, branch circuit and its designing method, waveguide-microstrip transition, and application to HF circuit, antenna and communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10118318A JPH11312881A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 基板の接合方法、及び高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐回路、並びに通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312881A true JPH11312881A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14733712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10118318A Pending JPH11312881A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 基板の接合方法、及び高周波回路、アンテナ、導波管、線路変換器、線路分岐回路、並びに通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6335664B1 (ja) |
| EP (3) | EP1321998B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11312881A (ja) |
| DE (2) | DE69921204T2 (ja) |
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| TW517613U (en) * | 2001-11-13 | 2003-01-11 | Asustek Comp Inc | Jig framework featuring with solder attracting function |
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- 1999-04-26 EP EP99303201A patent/EP0954049B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 DE DE69925880T patent/DE69925880T2/de not_active Expired - Fee Related
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