JPS58195301A - 導波管・マイクロストリツプモ−ド変換器 - Google Patents

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】 発明の分野 本発明は導波管と、平衡伝送線路を介して広い周波数和
Ｑにわたって作動しうるよう該導波管に結合したマイク
ロストリップ線路とな含む導波管・マイクロストリップ
モード変換器で、該変換器は導波管に沿ってそのＥ平面
内に伸長した絶縁体基板ならびに該基板の対向する主要
面上に配置し、それぞれ該対向主要面上に６対の２つの
部分を配置するようにした８つの連続する対の部分を有
する２つの導体を含み、該マイクロストリップ線路は２
つの部分をそれぞれストリップ導体部および接地面導体
部とした第１の対の部分を含み、該平衡伝送線路は、各
々、双方とも該導波管の壁部から十分に離隔した２つの
横方向に離隔した側縁部により境を接するようにした伸
長形の２つの部分よりなる第２の対の部分を含み、第８
の対の２つの部分を第２の対から導波管に沿ってその対
向する壁部の方に伸長させるようにした導波管・マイク
ロストリップモード変換器に関するものである。

従　　来　　技　　術 この種モード変換器に関しては英国特許第１ｍ４９４．
０２４号に記載されている公知のものがある。この公知
のモード変換器では平衡線路およびマイクロストリップ
線路を支持する基板を、導波管内の基本ＴＥ□。モード
の電界１１＆：平行な方形導波管の対称の縦平面内に配
置するようにしている。

また、平衡伝送線路の一端を、導波管の縦軸に垂直な基
板を横切って伸長するその縁部からマイクロストリップ
線路の接地面に伸長する２つのスロットを含む平衡・不
平衡変成器１以下場合によりｂａｌｕｎと称す）により
、マイクデストリップ線路に連結している。この場合、
ＩＩＩ幣スロスロットイクロストリップ線路のストリツ
、、、、’？導体の各々の側にその１つを配置するよう
にし・灸スロットの電気的有効長を変換器の作動周波数
範囲内の約％波長に等しくしている。平衡線路の導体は
、それらが相３互に鏡面像を形成し、徐々に幅広となる
ようその一方をマイクロストリップ線路から離れて導波
管に沿って伸長させ、他方を導波管の中心から離れた反
対の方向に伸長させるようにするとともに、これらを導
波管の広壁の中央部にＲ−Ｆ結合させる〇 この既知のモード変換器における平衡・不平衡変成器（
ｂａｌｕｎ　）の作動は、スロットの電気的有効長が正
しく％波長のとき、各スロットの閉路端における短絡は
スロットの人口における開路に変形されるとい？事実に
関連する。したがって、マイクロストリップ接地面とそ
れに連結した平衡線路の導体間に流れるＲ・、Ｆ電流は
導波管壁部に向かってではなくむしろ導波管の長さの方
向に接地面を通って流れることになる。しかしながら、
例えば、２６．５〜４０　ＧＨ２のような導波管の帯域
幅またはその大部分を諷めるようにその作動周波数箱！
１．′甲□・ 囲が広い場合は、各′不ロットの電気的有効長は該周波
数範囲の部分の％波長とは大幅に異なるものとなり、し
たがって、この場合には、スロットの入口におけるイン
ピーダンスはきわめて高い値ではなく・平衡・不平衡変
成器（ｂａｌｕｎ　）ははとんど所望の機能を果し得な
い。換言すれば１マイクロス？　ＩＪツブ線路と平衡線
路間の結合は、本来周波数従属形であるといえる。

また、英国特許第ｔ、６ｓ（＋、７９４号には改良形の
導波管・マイクロストリップモード変換器が提案されて
いる。この変換器においては１中関平衡線路また４ま関
連の平衡・不平衡変成器（ｂａｌｕｎ　）を用いないで
、マイクロストリップ線路を導波管ニ結合するようにし
、また導体の形状は非対称としている。また、マイクロ
ストリップ線路のストリップ導体は、そこから伸長する
他の導体により導波管の第１壁部に連結し、−それらの
間にＲ，Ｆ結合を与えるようにしている。ざらに、マイ
クロストリップ線路の接地面は、ストリップ導体と電界
線に平行に測ったとき通常減少する幅を有する他の導体
との連結部に対向する点から導波管の対向する第２壁部
に伸長して、それにＲ，Ｆ！１１続させるほか、接地面
の縁部とともに第１壁邪まで伸長させて該他の導体の後
縁部（明細書に定ｌ１２れている。）と゛ともに伝送線
路を形成するよう配置する。この場合、２つの伝送線路
は作動周波数範囲において前記の点で高インピーダンス
を呈する。

この英国特許は、このような装置の導体形状は対称形と
する必斐がなく、また、１６号通路内に位置し、かつ、
英国特許第１１４１Ｊ４，０２４号により知られている
装曹内の平衡線路の結果会費となる周波数選択杉平衡・
不平衡変成器を回避することができるという開繊にもと
づきなされたものといえるが、上記発明のｍ成例に関す
る上述の性能の再現は置しく、また、通常このような実
施例の性能には若干率満足な点が残ることが多い。

また、ＩＲＥ会報（Ｔｒａｎｓ、　ＩＲＥ　）、　Ｖｏ
ｌ、　ＭＴＴ−３゜１９５６年ａ月号８１ページに掲載
されているエム・アーディアイ（Ｍ、ムｒｄｉｔｉ　）
の論文には、これ以外の種類の導波管・マイクロストリ
ップモード変換器につき提案がなされている。この変換
器においては、単一のリッジを導波管の１つの広壁部か
ら導波管に沿い、かつ、導波管を横切って伸長させるよ
うにし、さらに、前記リッジの高さを、零から、導波管
の高さマイナスマイクロストリップ線路を支持する基板
の厚ざまで導波管に沿って徐々に増大させている。また
、マイクロストリップ線路の接地面は、トそこからリッ
ジが伸長する導波管の広壁部と同平面とし・該広壁部に
導電的に連結するとともに、マイクロストリップ線路の
導体を導電的にリッジに連結するようにしている。これ
は電気的にも機械的にも不都谷を生ずる可能性がある。

すなわち、不平衡マイクロストリップ線路からいずれる
場合も実際には通常平衡モードで伝搬が行われるリッジ
導波管および平板状導波管への急激な転移のため、導波
管に沿ってその外側および内側に若干の伝搬が起り、損
失または不所諺の結合を招来する。また・リッジ導波管
とマイクロストリ４ブ線路、と＜：にそのストリップ導
体との間の導電的連結部はど罷れ易く、例えば、温度変
化あるいは機械的衝′□−°−たは撮動にょる導波管と
マイクロストリップ線路間の相対的動きにより容易に損
傷を受は易いという難点がある。

発明の構成 本発明はこのような従来装置の欠点を改良するをその目
的とする。

本発明に係る導波管・マイクロストリップモード変換器
においては・該マイクロストリップ線路を広い該周波数
範囲にわたってほぼ周波数に無関係となるような方法で
平衡伝送線路に結合するようにしたことを特徴とする。

本発明は、良好な性能、特に低いＶＳＷＲの値を得るた
めには、前述のように、マイクロストリップ線路を平衡
伝送線路を介して導波管に結合することにより（この場
合、管内では平衡モードで伝搬が行われ□る。］、マイ
クロストリップ線路から変換器を通って導波管に伝搬さ
れ、もしくはこ１：。

れと逆の方向、に伝搬されるＲ、Ｆエネルギーの電界を
導波管の壁′（−から適当に離れて平衡線路の導体′１
１゜ 部分の間に平衡状態で集中させることができるが、一方
、広い周波数範囲にわたって性能を維持する　ｉために
は、所望の広い作動周波数組曲内において本来周波数従
属性を生じさせるような構成素子を用いることなくマイ
クロストリップ線路を平衡線路に結合しなければならな
いという１緑にもとづきなされたものである〇 導波管内の２つの該導体の縁部には任意の急激な方向変
化を与えないようにすることが望ましく、該第２の対の
２つの導体部はほぼ同じ幅とするを可とする。また、導
波管に沿ってマイクロストリップ線路から平衡伝送線路
に至るマイクロストリップ線路のストリップ導体部を含
む導体の幅をほとんど変わらないようにすることが望ま
しい。

また、本発明によるときは、基板の各主要面上に導体の
ない平衡伝送線路の対向するそれぞれの側の基板の面内
に２つの領域を有し・双方の領域は該第１の対の接地面
導体部および該第２の対の導体部によりその境界を形成
するようにするほか、２つの領域を導波管の対向する壁
部およびそこまで伸長する第８の対の導体部によっても
境を接するようにし・さらに、１１１記の広いＩＮ仮数
範囲において、２つの領域にほとんど共珈が起らないよ
うにしている。

ざらに、接地面導体部を含む導体の幅は導波管４こ沿っ
てマイクロストリップ線路から平衡線路に至るまで徐々
に減少させるようにするをｎｆとする。

また、第２および第８の対の導体部は、該Ｅ平面に直角
な縦の面に関してはぼ対称に配置することが望ま、しい
。

また、マイクロ波理論および技術に関するＩＥＥＥ会報
（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｍｉｃ
ｒｏｗａｖｅ　Ｔｈｅｏｒｙａｎｄ　　Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅｓ　　）、　　Ｖｏｌ、　　ＭＴＴ−２６，Ａ　　
１２．　１９７８　　年１２月号、１００７〜１０１１
ページ、特４１：１００８〜１００９ページにｆ＠載の
シイ−・ベグマン（Ｇ、　Ｂｅｇｅｍａｎｎ）による論
文“Ｘバンド平衡形フィンライン混合器（Ａｎ　Ｘ−Ｂ
ａｎｄ　Ｂａ１ａｎｃｅｄ　Ｆｉｎ−１ｉｎｅ　Ｍｉｘ
ｅｒ　）　”には、他の導波管・マイクロストリップモ
ード変換器について記載されている。先細の対せき点フ
ィンライン状転移を使用したこのモード変換器の場合は
、基板の双方の面上の金属のない領域に付加的金属化を
４えることにより、該領域が所望の作動周波数範囲で共
珈を起さないようにしている。また、マイクロウ干−ブ
（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　）、　１９８２年３月号、７７
−８２ページに掲載のエム・デイデイク（Ｍ。

Ｄｙｄｙｋ　）ｓビー・ディー・モーア（Ｂ、Ｄ、　Ｍ
ｏｏｒｓ　）による論文１遮蔽マイクロストリツプエイ
ドＶ−バンド受信機の設計（５ｈｉｅｌｄｅｄ　Ｍｉｃ
ｒｏｓｔｒｉｐＡｉｄｓＶ−Ｂａｎｄ　Ｒｅｃｅｉｖｅ
ｒ　Ｄｅｓｉｇｎｓ　）″には、付加的金属化を与えな
いようにしたこと以外は上記と同じ構造を有する他のモ
ード変換器について記載されている。これら２つの各モ
ード変換器においては、マイクロストリップ線路の接地
面部分を含む基板の面上の導体を変換器の全長にわたっ
て導波管の一方の広壁部まで伸長させるようにしており
、したがって、マイクロストリップ線路と導波管との間
に、本明細書の冒頭に述べたような平衡伝送線路がなく
、導体の形状も本来非ぢ称杉である。

また、該基板に導波管に沿って平衡伝送線路から管内に
伸長する凹部手段を設けたモード変換器においては、該
凹部手段の複　　連続する対の横方向対向縁部の関連す
る横方向対向縁部間の間隔を導波管に沿って平衡伝送線
路からの距離の増大とともに増加させることにより、導
波管に沿っての誘電負荷を減少させるようにしたことを
特徴とする。これは、基板がはぽ８より大きい誘電率を
有し、例えば、誘電率が約ｌＯまたはそれ以上の基板の
場合、特に適している。凹部手段は、平衡伝送線路から
離隔した方の基板の縁部まで伸長させることか望ましく
、また、該凹部の連続する対ρ横方向対向縁部を次々と
隣接して配置することにより・導波管に沿って平衡伝送
線路からの距離が大きくなるにしたがって、該凹部手段
の幅に漸進的増加をもたらし・はとんど減少を与えない
ようにするを可とする。また、凹部手段は、変換器の組
合長を短かくするため、そのすべてまたは大部分を第８
の対の導体部の間に伸長させるようにするを可とする。

、、。

また、導波管・休、、送線路モード変換器Ｇこおいて、
伝送線路を支持す一基板の一端から誘電体基板内１１、
：、１１：、７ に伸長させたノツチの使用に関しても、例えば、１９８
０年、ＩＩＣＥＥ　ＭＴＴ−８、国際マイクロウェーブ
　　　１シ＞ポジウムダイジｘ　ｘ　）　（Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｉｃｒｏ−ｗａｖｅ　Ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　）、　２６４〜２６６ページ
に記載されているエル・ディー・コーヘン（Ｌ、Ｄ。

００ｈｅｎ　）の論文”プリント回路叱り波発揚器の進
歩　（ＡｄＶａｎＯｅ１３　　土ｎ　　Ｐｒ１ｎｔｅｄ
　　Ｍｉｌｌｉｍｅｔｒｅ−ｍｏｖｅ　　０ｓｃｉ−１
１ａｔｏｒ　（３１ｒｃｕｉｔ８　）”により既知であ
る。この場合、ノツチは均一な幅を有し、空気充填導波
管と平板（スラブ）負荷導波管の間にインピーダンス整
合を与える％波長変成器を形成している。このようなノ
ツチはその開端部および閉端部において反射を与え、ス
ロットの有効長をその周波数のｈ波長とした周波数にお
いて相互に補償し合うが、それは、本発明モード変換器
において凹部手段により広い周波数範囲にわたって与え
られるような導波管から伝送線路への位相速度の漸進的
変化を与えることがない。

実　　　施　　　例 以下図面により本発明を説明する。

第１図および第２図（おいて、第１図の一部を切断した
分解図中、長点線は、モード変換器（トランリューサ）
を組立てた場合の変換器の構成素子の関係位置を示すも
ので、前記構成素子としては２つの稜属外匣部１，２な
らびにその２つの対向する各主要向上に導電層を有する
平板状誘電体基板８がある。前記基板８は、この場合に
は、約ｌＯｆ＞誘電率を有するアルミナ（酸化アルミニ
ウム）により形成する。

２つの外匣ｍｌおよび２はそれらの中に形成した２つの
対向する関連溝部（チャネル）を有し、これら外匣部を
それらの間にある基板８と固着（その手段については図
示を省略）させた場合、それらは導波管の狭壁部４およ
び５に平行、すなわち、導波管のＴＥｌｏ基本モードの
電界に平行なその中央の縦の面、換言すれば、そのＥ平
面内に配置した基板とともに方形導波管を形成する。ま
た、第１図および第２図においては、導波管のそれぞれ
上部床壁部６および上部床ｍ部７の基板８との交叉する
平面を長点線で示しである。基板は導波管の縦軸を横切
り、外匣部２内の凹部によりその狭壁部４および５に平
行な方向に位置決めする。前記凹部の縁部を符号数字８
および９て示す。

第１図に示す基板の前面は第２図に示す前面でもあり、
これらの各図において裏面上の導電層の縁部は短点線で
図示するようにしである。前面および裏面上の２つの導
電層はそれぞれ８つの対の部分を有する。すなわち、図
の右側から左部に向って、マイクロストリップ線路は、
それぞれ基板の前向および裏面上のストリップ導体部１
０および接地向導体部１１により形成した第１の対の部
分を含む。これらの部分はそれぞれ平衡伝送線路を形成
する第２の対の部分１２および１８に連結するようにす
る。前記の各部分１２および１８は伸長形を呈し、双方
とも導波管壁部から十分間隔を置いた２つの横方向に＃
隔した２つの側縁部によりその、境界を形成する。これ
らの部分１２および１８は、導波管に沿って亭衡線路か
ら離れ、それぞれその下部広壁部６および上部広壁部７
まで１１１ 伸長する第８の対の部分ＩＸ□′４１および１５に連結
するようにする。

また、部分１１．１４および１５は、導波管からのＲ，
Ｆエネルギーの漏洩を抑止するため、外匣部１および２
間の中空導波管から廃れて横方向に伸長させ、導波管の
隣接広壁部よりの電気的有効長が変換器の中間作動周波
数における波長の曇の′奇数倍に等しい基板の上縁部お
よび下縁部で終端させるようにする。本実施例において
は１外匣部をその間に伸長する基板の導体部に半田付け
することにより１基板を外匣部ｌおよび２に固着させる
よ゛うにしている。これは、例えば、接合しようとする
面の間に半田物質（図示を省略）を介挿させて変換器を
組立てた後１半田を熔融するのに充分な温度までこれを
加熱することにより実施することができる（ただし、他
の材料、特に基板材料がこの温度に耐えるという条件が
必要なこと勿論であり、本実施例の場合は、例えば、ア
ルミナにより基板を形碑するようにしている）。

第１図および第２図に示すように、基板の前面１１、。

および裏面上め′□：輸体の縁部は不連続性リアクタン
スを誘発させる可能性を防止するため、任意の急　　ｌ
除な方向変化を与えないよう形成する。また、前述の英
国特許第１，４９４，０２４号に記載されているモード
変換器のスロット付平嚢・不平嚢変を器を配置する代り
に、基板の裏面の導体の幅を導波管の全高（およびこの
場合には基板の全高ンから１曲線状縁部１６，１７で示
すようにマイクロストリップ線路から平衡線路に移る所
での平衡線路の導体部の幅まで徐々に先細状となるよう
形成する。

平衡線路の対の導体部１２．１８はけば同じ均一幅とし
て、そこに前面および裏面上の導体を配列し、かつ、マ
イクロストリップ線路から平衡梅路に移る際の基板の前
面上の導体の幅を変わらないようにしている。これは電
流の層流パターンを保持するのに役立つのみでなく、す
ぐ前に阿及した既知のモード変換器の１合にマイクロス
トリップ線路のストリップ導体を含む導体の輪を急激に
変化させるのと著しく相違している。ざらに左の方に進
み、基板の前面および裏面上の導体は、対向する指数函
数状前縁部ｊ８，１９および曲線状後縁部２０，２１に
より限定される第８の対の導体部１４．１５の部分にお
いて徐々に幅広形状とする。

また、第２および第８の対の導体部は基板の面に垂直な
中央の縦の面に関して対称とする。導体の形状は、基板
の各主要面上に導体のない平衡線路の対向する側にそれ
ぞれ２つの同じセグメント状領域２２および２８が存在
するような形状とする。領域２２はマイクロストリップ
線路の接地面のナーパー縁部１６、子嚢線路を形成する
第２の肘の導体部１２．１８の下方側縁部・導体部１４
の後縁部２０および導波管の下部広壁部６によりその境
界を形成させるようにする。また、領域２８は１マイク
ロストリップ接地面のテーパー縁＠１７、平衡線路を形
成する第２の対の導体部１２、］ｉ９の上方側縁部、導
体１１ｓ］５の後縁部２】および導波管の上部広槽部７
によりその境界を形成させるようにする。作動周波数範
囲における共珈を防止するため付加的金属化を与えるよ
うにした前述のペッグマン（１３ｅｇｅｍａｎｎ　）の
論文に記載されているモード変換器におけるはば同じよ
うな領域と対比した場合、導波管の全帯域幅の作ＩＥ１
１周波ＷＩ範囲内で＃伽があられれないよう、導体のな
い領域２２および２８の寸法は、例えば実験的方法によ
り容易に決めることができる。

さらに、導波管に沿っての平衡線路からの距離が増加す
る場合の導波管の誘導負荷を減少させ・導波管および基
板上の伝送線路間の位相速度整合を与えるため、基板に
は凹部２４を配置する。本実施例の場合、前記凹部はＶ
字形の直線縁部を有し、基板の全厚を貫いて第８の対の
導体部１４゜１５の間に基板の一方の端部（図の左端）
ｔで伸長させるようにし、凹部の入口の幅は導波管の高
さより僅かに小ざい値に選定している。

変換器の作動理論は、変換器を図に示すように、それぞ
れ４つの瞬接するセクションＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄに分割して取扱うことができる。ここでは図の左から
右に進むことにして、まず、セクションムにおいて基板
に入射する導波管、の基本ＴＥ　　モー、、、１１１１
：、、、　　　　”。

ドのＲ，Ｆエネルギーを考えるごとにする。導波管の上
部および下部床壁部間の基板の面内および基板の面に平
行に伸長するＥフィールド（Ｅ電界）は、第８の対の導
体部１４および１５の対向する前縁部１８および１９の
間に抑制される（これは、前記前縁部がセクションＡに
おいて対せき点フィンラインを形成するものと考えられ
る）。同時に、導波管内の誘電体の量、特に、第８の対
の導体部間の誘電体の量は、導波管に沿っての距離が大
となり、凹部２４の幅が減少するにしたがって増加する
ので、これによりＲ，Ｆエネルギーの位相速度は、導波
管の位相速度から基板上のツイン導体構造のそれまで徐
々に順応することができる。

セクションＢにおいては、始めは対向している第８の対
の導体部１４および１５の前綾部１８および１９は徐々
に接近し、次いで相互に交叉した後、それぞれそれらの
後縁部２０および２１において″Ｆ部広壁部６および上
部床壁部７から離れる。

かくして、この七２ジョンはインピーダンス変成器およ
び偏波ツイる夕の双方を形成して、伝送路″：。

の特性インピーダシネを減少させ（導波管の特性インピ
ーダンスは例えば、５００Ωで、標準的に　　　　１平
衡線路やマイクロストリップ線路のそれよう大きい値を
有する）。無負荷方形導波管のＥ平面から伝搬されるＲ
、Ｆエネルギーの電界を回転させる働きをする。セクシ
ョン０の平衡線路に隣接するこのセクションの低出力イ
ンピーダンスは、導波管のオリジナルモードで伝搬され
易いＲ，Ｆエネルギーを低レベルに減少させるのに役立
つものである。

上記のように、セクションＢにおける偏波面の回転によ
り、セクションＣに入るＲ、Ｆエネルギーの偏波はセク
ションＡにおいて変換器に入射した際もっていた偏波に
対して直角となる。その結果、遮断周波数を決定する導
波管の寸法は床壁部の幅でなくむしろ狭壁部の幅となり
、かくして導波管は回転細波を伴うＲ・、Ｆエネルギー
に対してカットオフされる。したがって、このセクショ
ンにおいては、平衡リボンモードの伝搬のみが起ること
になる。

セクションＤにおいては、平衡線路モードは徐々にマイ
クロストリップモードに変換され、特性インピーダンス
は約１００９から５０９に減少する。

外匣部１，２および基板８のいずれかもしく＆ま双方は
、平衡線路・マイクロストリップ線路転移から図の場合
よりさらに右の方（こ伸長させることもできる。また、
外匣ｓ２およびマイクロストリップ接地面１１により境
を接する中空導波管の半部は、変換器の作動周波数範囲
においてその中にエネルギーが伝搬できないため、任意
の便利な方法でこれを閉じるようにすることもできる。

また、第８の対の導体ｓ（］４および１５）の前縁部（
１８および］９）は、誘導的不連続性を回避するため、
前述の実施例の場合のように、導波管の関連の広磯部（
６および７）まで円滑に徐々に伸長させるようにするこ
とが望ましい。

また、四部（２４）の幅は導波管に沿う距離の双曲線ｉ
数として管に沿って変化させるようにするをＣＩＴとす
るが・これは前述の実施例の場合のように直線的変化に
より近似させることもでき、また、この幅を階段状に変
化させるようにすることもできる。さらに、基板に沿っ
て２つまたはそれ以上の凹部を間隔を置いて配置し、連
続する凹部の関連の横方向対向縁部間の間隔を導波管に
沿っての平衡伝送線路からの距離が大となるにしたがっ
て増加させるようにする方法も考えられる。この場合、
各四部の横方向対向縁部間の間隔は導波管に沿っての平
衡伝送線路よりの距離が大きくなるにしたがって、それ
自体を増加させるようにしてもよく、あるいは、平衡線
路からの距離にかかわらず均一にしてもよい。

凹部は、基板が硬くて脆い材質で形成されている場合は
、例えば、レーザで切断することにより基板内に形成す
ることができ、また１特殊材料から形成したセラミック
により基板を形成する場合は、材料を焼成する前にモー
ルドすることにより形成することができる。

凹部の長さおよびその最大幅は基板の誘電率が高くなる
にしたがって大きくすることが望ましい。

前述の実施例の場合は、［！１鹸の入口部の大きさは導
波管の全高に等しくはないが、全高より僅かに小さい値
に遺定している。その結果、凹部は第８の対の導体部１
４および１５の間に完全に位置することになるので、変
換器の総合の長さを減少させるのに役立ち、一方、導体
部１４および１５は凹部の縁部まで伸長させないように
し、これにより、基板面に不所望のモードが存在したり
一凹部の縁部間に不所望のトラップモードがあられれる
可能性を減少させるのに貢献している。

この上うな凹部は、例えば、水晶（その誘電率は約４で
ある）ｔたはアルミナのように約８より大きい誘電率を
有する絶縁体基板上のモード変換器用として特に適して
いる。このような基板は、０董かつコンパクトで永続性
に優れ、かなり容易に再現可能に製作しうるマイクロ波
集檀回路用として使片Ｉすることができる。本発明モー
ド変換器は高い誘電率を、有する基板上に広い作動周波
数範囲にわたって底１いＶＳＷＲを与えるようにするこ
・冗。

とが可能な最初・：の導波管・マイクロストリップ線：
・′１・：′ 一ド変換器であ墨と思われる。

第１図および第２図に関して前述した形状の実　　１施
例は、導波管ＷＧ２２（ＷＲ２８）および３Ａ目の厚ざ
の・アルミナ基板により？＃成した。また、マイクロス
トリップ線路のストリップ導体（ｔｏ）のつぎに鉄装荷
ゴム材料を配置しくこの配置は完全に整合した負荷を構
成するものでないことが知られている）　かつ、導波管
に沿って変換器にＲ，Ｆエネルギーを供給した場合、反
射減衰層の測定幼は２６．５〜４０　ＧＨ２の全導波管
帯域幅にわたって２０ｄＢ以下であり、また、ＶＳＷＲ
は】、１８より良好であった。さらに、モード変換器の
マイクロストリップ線路に既知の反射減衰量を有する回
路を接続して測定を行った結果、全導波管帯域幅にわた
って１．１０より良好なＶＳＷＲが得られることが暗示
された。

また、本発明実施例の場合、外匣部（１１２）間に伸長
する導体部（１１，１４，１５）は作動周波数範囲の中
間の周波数の波長のＶ４に等しい距ＩＩｍまでとしてお
り、これは、その距離が波長のｈのみの場合に得られる
ものより狭い帯域幅のチョークヲ与えるが、％波長の距
離はアセンブリの機械的高安定度を与えるには短かすぎ
ると考えられる。

また、外匣部間に伸長する導体部の部分は連続形状でな
く、切込付チョーク形状とすることもできる。

発明の斐約 本発明は導波管のＥ平面に沿って伸長し、各主要面上に
８つの、連続する対の部分を有する導体層を具えた誘電
体基板（８）を含む広い周波数範囲にわたって作動可能
な導波管・マイクロス）　ＩＪツブモード変換器に関す
るもので、前記連続対の第１の対（−０，１１）により
マイクロストリップ線路を形成し・第２の対（１２，１
３）により平衡伝送線路を形成し、第３の対（１４，１
５）により平衡伝送線路の部分を導波管の対向する壁部
（６，７）に結合するようにしたものである。

本発明によるときは、前記マイクロストリップ線路を共
振平衡・不平衡変成器を用いるのでなく、作動周波数範
囲にわたって周波数に無関係となるような方法で平衡伝
送線路に結合するようにし、マイクロストリップ線路の
ストリップ導体部（］０）および接地面導体部（ｌ］）
の幅を、１１１者はそれに神結した平衡線路の導体部（
１２，ｌａ）の幅と同じ幅とし、後者は前記導体部（１
２，１３）の幅まで徐々に先細形状とするほか、基板（
３）の双方の面上に導体を有しない平衡巌路の対向する
側にそれぞれ２つの領域（２２，２３）を配置ａし・か
くして作動周波Ｗ＆範囲における共振を抑ＩＬするよう
にしている。

また、特に、基板（８）が高い誘電率を有するとき・導
波管と基板（８）上の伝送線路間の位相速度整合を与え
るため、基板（８）に、導波管に沿って徐々に大きくな
るような幅を有する四部手段（２４）を配置するように
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明モード変換轡の一部を切断しかヵ２□ユ
。発ゆヤー１．変うｍｌ　：、。力板。ヤ１．−〇分解
図、 ある０ １．２・・・外匣部　　　８・・・平板状誘電体基板４
．５・・・狭壁部　　　６．？、・・床壁部６．９・・
・凹部の縁部　　１０・・・ストリップ導体部】ｌ・・
・接地面導体部 １２、１８・・・平衡伝送線路（第２の対の部分）１４
、１５・・・第８の対の導体部 １６、１７・・・曲線状縁部 １８、１９・・・指数函数状ｆ１１ノ縁部２０、２１・
・・曲線状後縁部 ２２、２３・・・導体のない領域 ２４・・・凹部。 フルーイランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導波管と、平衡伝送線路を介して広い周波数範囲にわた
   ″つて作動しつるよう該導波管（結合したマイクロスト
   リップ線路とを含む導ｍｔ・マイクロストリップモード
   変換器で、該変換器は、導波管に沿ってそのＥ平面内に
   伸長した絶縁体基板ならび軒該基板の対向する主要面上
   に配置し、それぞハ該対向主要面上に６対の２つの部分
   を配置するようにした８つの連続する対の部分を有する
   ２つの導体を含み、該マイクロストリップ線路は２つの
   部分をそれぞれストリップ導体部および接地向導体部と
   した第１の対の部分を含み、該平衡伝送線路は、各々、
   双方とも該導波管の壁部から十分離隔した２つの横方向
   に離隔した側縁部により境界を接するよう構成した伸長
   形の２つの部分よりなる第２の対の部分を含み、第８の
   対の２つの部分を第２の対から導波管に沿ってその対向
   する壁部の方に伸長させるようにした導波管・マイクロ
   ストリップモード変換器において、該マイクロストリッ
   プ線路を広い該周波数範囲にわたってほぼ周波数に無関
   係となるような方法で該平衡伝送線路に結合するように
   したことを特徴とする導波管・マイクロストリップモー
   ド変換器。 導波管内の２つの該導体縁部に任意の急激Ｚ方向変化を
   与えないようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の千−ド変嬶器。 該第２の対の２つの導体部をほぼ同じ幅としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のモー
   ド変換器。 該導波管に沿ってマイクロストリップＮ路から平衡伝送
   線路に至るマイクロストリップ線路のストリップ導体部
   を含む導体の幅をほとんど変わらないようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれ
   かに記載のモード変換器。 基板の各主要面上に導体のない平衡伝送線路の対向する
   それぞれの側の基板の面内に２つの領域を有し、双方の
   領域は該第１の対の接地面導体部および該第２の対の導
   体部によりその境界を形成するようにするほか、２つの
   領域を導波管の対向する壁部およびそこまで伸長する第
   ８の対の導体部によっても境を接するようにし、ざらに
   、前記の広い周波数範囲において該２つの領域にほとん
   ど共珈が起らないようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第１項のいずれかに記載のモード変
   換器。 接地面導体部を含む導体の報を導波管に沿ってマイクロ
   ストリツ・プ線路から平衡線路に□ 至るまで徐々に減少さ：！するようにしたことを特徴と
   する特許請求め′１−囲第１項ないし第５項のいずれか
   に記載のモード変換器。 該第２および第８の対の導体部を該Ｅ平面に直角な縦の
   而に関してはぼ対称に配貨するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記
   載のモード変−換器。 該基板に導波管に沿って平衡伝送線路から導波管内に伸
   長する凹部手段を設け、該凹部手段の複数の連続する対
   の横方向対向縁部″の関連する横方向対向縁部間の間隔
   を導波管に沿って平衡伝送線路からの距離の増大ととも
   に増加させることにより、導波管に沿っての誘電負荷を
   減少させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第７項のいずれかに記載のモード変換器。 該凹部手段を平衡伝送線路から離隔した方の基板の縁部
   まで伸長させるようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第８項記載のモ、：・ニ ー　ド変ｐＩ！器シ［、Ｉ。 １・１・：′。 該凹部手−η連続する対の横方向対向縁部を次々と１し
   て配置することにより、導波　　　）管に沿って平衡伝
   送線路からの距離が大きくなるにしたがって該凹部手段
   の幅Ｇこ漸進的増加をもたらし、はとんど減少を与えな
   いようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第８項ま
   たは第９項に記載のモード変換器。 該凹部手段の全部または大部分を第８の対の導体部間に
   伸長させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第８項ないし第１０項のいずれかに記載のモード変換器
   。 該基板にほぼ８より大きい誘電率をもたせるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項ないし第１１項
   のいずれかに記載のモード変換器。