JPS62299102A - 導波管−マイクロストリツプ線路変換器 - 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】 ３、発明の詳細な説明 く技術分野〉 本発明は、主として衛星放送受信用のマイクロ波コンバ
ータなどの簡易かつ多量生産する民生用マイクロ波通信
機器に使用され、特に多量生産時の性能の均一化を図っ
た導波管−マイクロストリップ線路変換器に関するもの
である。

〈従来技術〉 近年、衛星を利用したマイクロ波による衛星放送が実施
されており、従来では産業分野での需要が主であったマ
イクロ波機器が民生分野に進出しつつある。その−例と
して、衛星放送受信用のマイクロ波コンバータがある。

従来、この種のコンバータは、アンテナとの接続上、導
波管入力が一般的である。さらに、コンバータの内部は
、通常、マイクロストリップ線路を用いたＭＩＣ（マイ
クロ波集積回路）構造であり、導波管とＭｒＣとの間の
信号変換のために導波管−マイクロストリップ線路変換
器を必要とする。

第３図はこの導波管−マイクロストリップ線路変換器の
従来例の断面構造を示す。導波管２１の外壁部に誘電体
基板２２が配置され、この誘電体基板２２の表面にマイ
クロストリップ線路２３が形成され、誘電体基板２２の
裏面に接地導体２４が形成されている。導波管２１の幅
広壁部の開孔２５に嵌合された管状の絶縁体２６と誘電
体基板２２の開孔２７をプローブ導体２８が貫通し、絶
縁体２６とプローブ導体２８及び導波管２１とで同軸線
路を構成している。プローブ導体２８は、その一端が導
波管２１の内部に長さしだけ挿入され、他端は誘電体基
板２２のマイクロストリップ線路２３上のハンダ接続部
２９によりマイクロストリップ線路２３に接続されてい
る。

プローブ導体２８は、誘電体基板２２のマイクロストリ
ップ線路２３上に突出し、この突出した部分を覆ってハ
ンダ付によりマイクロストリップ線路２３に接続される
と同時に固定される。この場合、ハンダ接続部２９のハ
ンダ層を厚くできるので、プローブ導体２８とマイクロ
ストリップ線路２３との接続強度及びプローブ導体２８
の支持力が高められる。

矢印ａは、入力信号の進行方向を示す。この進行方向ａ
にて入力された信号は、導波管２１内を導波管モードで
伝搬し、プローブ導体２８で同軸モードに変換される。

さらに、ハンダ接続部２９にてマイクロストリップ線路
２３を伝搬できるストリップ線路モードに変換される。

なお、この種の変換器は、受動回路であるため、マイク
ロストリップ線路２３からの信号を導波管モードに変換
する逆の動作も行なえる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述のような構造を有する導波管−マイクロストリップ
線路変換器は、以下の様な欠点が存在した。

（ｉ）プローブ導体２８の導波管２１内への挿入長しは
、導波管−マイクロストリップ線路変換器における電気
的特性の良さを表わす値であるＶ、ＳＷＲに大きく影響
するため、挿入長しの精度を十分に確保し、Ｖ、ＳＷＲ
の劣化防止を考慮しなければならない。しかるに、従来
の構造ではプローブ導体２８が軸方向に任意に動かせる
とともにマイクロストリップ線路２３から突出するため
、組立時のこの挿入長りの設定が容易ではなく、挿入長
りの不均一性からＶ、ＳＷＲの劣化をまね（ｉｉ　）ハ
ンダ接続部２９のハンダの盛上り量が一定でないと、プ
ローブ導体２８とマイクロストリップ線路２３との接続
点でのインピーダンス不連続を引き起こし、これが原因
でＶ、ＳＷＲの劣化をまねく。特にＳＨＦＨＦ上の周波
数帯でのＶ、ＳＷＲの劣化は顕著である。従って、ハン
ダの盛上り量を均一にコントロールする必要があるが、
量産時においてこのコントロールを行なうには特別な装
置を要し、一般にはこのコントロールを行なうことは困
難である。

（ｉｉｉ　）同軸線路を構成する絶縁体２６の材質とし
て高周波損失の少ないテフロンなどの誘電体が一般に使
用されるが、この種のものは弾力性を有しており、プロ
ーブ導体２８の支持力とプローブ導体２８に外部力が加
わった場合の物理的強度などを絶縁体２６の部位で持た
せることは無理がある。

従って、実質的にはハンダ接続部２９におけるマイクロ
ストリップ線路２３と誘電体基板２２の間の剥離強度に
よりこの支持力と物理的強度を維持している。しかしな
がら、マイクロストリップ線路２３の厚さは１５〜３５
ミクロン程度と非常に薄いことと、前述の剥離強度自体
が大きくないことから、プローブ導体２８に対する支持
力は強くない。また、プローブ導体２８への外部力の加
わり方によっては、マイクロストリップ線路２３が誘電
体基板２２から剥離する恐れがある。

〈発明の目的〉 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、量産時
のＶ、ＳＷＲの特性劣化が小さい、つまり再現性にすぐ
れ且つ機械的強度の良好な導波管−マイクロストリップ
線路変換器の提供を目的とする。

〈発明の構成〉 本発明は、伝送方向の一端が短絡された導波管とこの導
波管の外壁部に配置された誘電体基板を貫通し一端が上
記導波管の内部に位置するプローブ導体の他端が上記誘
電体基板上のマイクロストリップ線路と接続されてなる
導波管−マイクロストリップ変換器において、上記プロ
ーブ導体が貫通する上記誘電体基板の貫通孔に形成され
たスルーホールメッキと上記プローブ導体との間に接合
金属層を形成して上記プローブ導体を誘電体基板に固定
した構造を有する。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図は本実施例の導波管−マイクロストリ。

プ線路変換器の断面構造を示す。１は信号伝送方向の一
端が短絡された導波管、２はプローブ導体、３は誘電体
基板、４はマイクロストリップ線路、５は接地導体であ
る。

表面にマイクロストリップ線路４を有し裏面に接地導体
５を有する誘電体基板３は、導波管１の外壁部１ａ上に
配置される。プローブ導体２は、導波管１の開孔６と誘
電体基板３の開孔７を貫通し、その一端が長さしだけ導
波管ｌ内へ挿入され、その他端が接続部８において誘電
体基板３のマイクロストリップ線路４と電気的に接続さ
れている。

プローブ導体２と導波管１とは、開孔６に挿入された管
状絶縁体９によって電気的に絶縁されている。

矢印ａの方向に入力された信号波は、導波管１内を導波
管モードで伝搬し、プローブ導体２で同軸モードに変換
され、さらに、接続部８にてマイクロストリップ線路４
を伝搬できるマイクロストリップ線路モードに変換され
る。

第２図は接続部８とその周辺からなる第１図中Ａ部の詳
細構造を示す。ｌＯはスルーホールメッキであり、誘電
体基板３とその表面のマイクロストリップ線路４及び裏
面のスルーホール用電極１１を貫通する開孔７の内周面
に形成され、誘電体基板３の表面のマイクロストリップ
線路４と裏面のスルーホール用電極１１とを電気的及び
物理的に結合する。このスルーホールメッキ１０は、マ
イクロストリップ線路４をエツチング加工にてパターン
形成する前にあらかじめメ・ツキ技術を用いて形成され
る。スルーホール用電極１１は、開孔７の軸方向に対す
るスルーホールメッキ１０の引張り強度を高めるために
形成される。

誘電体基板３を貫通するプローブ導体２とスルーホール
メッキ１０との間にハンダ層１２が形成され、プローブ
導体２はハンダ付により誘電体基板３に固定される。こ
のハンダ付に際しては、プローブ導体２はその上端面２
ａがマイクロストリップ線路４と同一平面になるように
位置決めされ、この状態でプローブ導体２の導波管１内
の挿入長が設定値しになる。したがって、プローブ導体
２を固定するのに、まずプローブ導体２の上端面２ａが
マイクロストリップ線路４と同一面上にくるようにプロ
ーブ導体２を位置決めし、次にその状態でスルーホール
メッキ１０とプローブ導体２との間隙に熔融ハンダを充
填し、ハンダ付によりプローブ導体２を固定する。

誘電体基板３の裏面のスルーホール用電極１１は、信号
路の一部になるため、接地導体５とは分離されている。

このスルーホール用型＋Ｍ１１の厚みにより、絶縁体９
と誘電体基板３との間に隙間が生じるが、スルーホール
用電極１１の厚さは１５〜３５ミクロン程度であり、電
気的特性に影響を与えることはない。また、スルーホー
ル用電極１１の横方向の広さは電気的特性に影響を与え
ない寸法に選定される。

上述の構造の導波管−マイクロストリップ線路変換器に
おいては、従来の構造（第３図）に比較して下記のよう
な利点をもつ。

（ｉ）従来ではプローブ導体は軸方向に任意に動かせる
構造であったため、量産時の挿入長しの不均一性があっ
たが、本構造ではプローブ導体２をその上端面２ａがマ
イクロストリップ線路４と同一平面になるようにして位
置設定を行なうことができるので、挿入長りの寸法精度
の大幅な向上が図れる。

（ｉｉ　）接続部８のハンダ盛上りが構造的に無い。

つまり、接続部８はスルーホールメッキ１０とプローブ
導体２の間に形成され、ハンダ付時にハンダはこの間隙
に流入するため、ハンダが盛上がることはない。

（ｉｉｉ　）プローブ導体の支持力またはプローブ導体
に外部力が加わった場合の物理的強度は、従来ではプロ
ーブ導体とマイクロストリップ線路との結台構造から実
質的にマイクロストリップ線路の誘電体基板に対する剥
離強度に依存し、非常に弱いものであった。しかしなが
ら、本構造においては、誘電体基板３の厚み方向に形成
したスルーホールメッキ１０とプローブ導体２との面間
のハンダ付によりプローブ導体２を固定するものである
ので、ハンダ付による接合面積が大きく、接合部分の強
度は従来に比較して大幅に改善できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明においては、プローブ導体
が貫通する誘電体基板の貫通孔に形成さされたスルーホ
ールメッキとプローブ導体との間に接合金属層を形成し
てプローブ導体を誘電体基板に固定したことより、プロ
ーブ導体の挿入長しの不均一性とハンダ接合部のハンダ
の盛上り量の不均一性に起因する量産時のＶ、ＳＷＲの
特性の劣化、またプローブ支持部分の物理的強度不足と
それに伴なう外部力によるマイクロストリップ線路の剥
離による変換器の破損、などの問題点を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面構造を示す図、第２図は
第１図のＡ部の詳細を示す図、第３図は従来例の断面構
造を示す図である。 １・・・導波管 ｌａ・・・外壁部 ２・・・プローブ導体 ３・・・誘電体基板 ４・・・マイクロストリップ線路 ６．７・・・開孔 １０・・・スルーホールメッキ １２・・・ハンダ層 特許出願人　　　シャープ株式会社 代　理　人　　　弁理士　西１）新 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　伝送方向の一端が短絡された導波管とこの導波管の外
   壁部に配置された誘電体基板を貫通し一端が上記導波管
   の内部に位置するプローブ導体の他端が上記誘電体基板
   上のマイクロストリップ線路と接続されてなる導波管−
   マイクロストリップ変換器において、上記プローブ導体
   が貫通する上記誘電体基板の貫通孔に形成されたスルー
   ホールメッキと上記プローブ導体との間に接合金属層を
   形成して上記プローブ導体を上記誘電体基板に固定した
   構造を有する導波管−マイクロストリップ線路変換器。