WO2003077353A1 - Transformateur d'alimentation a guide d'onde/ligne microruban - Google Patents

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WO2003077353A1
WO2003077353A1 PCT/JP2003/002927 JP0302927W WO03077353A1 WO 2003077353 A1 WO2003077353 A1 WO 2003077353A1 JP 0302927 W JP0302927 W JP 0302927W WO 03077353 A1 WO03077353 A1 WO 03077353A1
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WO
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conductor pattern
waveguide
dielectric substrate
ground conductor
microstrip line
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/002927
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yukihiro Tahara
Moriyasu Miyazaki
Kouichi Matsuo
Kazuyoshi Inami
Makoto Matsunaga
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Filing date
Publication date
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Priority to US10/477,404 priority patent/US7148765B2/en
Priority to EP03710321.5A priority patent/EP1396902B1/en
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Priority to US11/300,332 priority patent/US7205862B2/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H01P5/107—Hollow-waveguide/strip-line transitions

Definitions

  • the present invention relates to a waveguide / microstrip line converter mainly used in a microwave band or a millimeter wave band.
  • a dielectric substrate is fixed so as to be sandwiched between a waveguide and a short-circuit waveguide block.
  • a strip conductor pattern is provided on one surface of the dielectric substrate, and a ground conductor pattern connected to the opening of the waveguide is provided on the other surface, and the strip conductor pattern, the ground conductor pattern, and the dielectric substrate are provided. These constitute a microstrip line. If the distance between the short-circuit surface of the short-circuited waveguide block and the strip conductor pattern is set to about 1 Z4, which is the wavelength in the waveguide, the magnetic field in the waveguide is maximized at the position where the strip conductor pattern is inserted.
  • the propagation mode of the microstrip line and the propagation mode of the waveguide are well coupled. Therefore, a high-frequency signal that has propagated through a waveguide can propagate through a microstrip line without causing large reflection (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-244421). See Figure 13)).
  • the length from the strip conductor pattern to the short-circuit surface of the short-circuit waveguide block needs to be about 1/4 of the wavelength in the waveguide.
  • This short-circuited waveguide block protrudes from the dielectric substrate. Therefore, there is a problem that it is difficult to downsize the converter particularly in the microwave band.
  • the misalignment occurs between the waveguide, the short-circuited waveguide block, and the strip conductor pattern, the characteristics of the converter will deteriorate. Must be done with precision.
  • the size of each part was extremely small, making it difficult to assemble it with high accuracy and precision, and it was difficult to mass-produce.
  • Another object of the present invention is to provide a waveguide microstrip line converter capable of hermetically sealing the inside of a package when applied to a high-frequency package in which a waveguide is connected to an input / output unit. Disclosure of the invention
  • a waveguide / microstrip line converter includes: a dielectric substrate; a ground conductor pattern having a ground conductor pattern cutout formed on one surface of the dielectric substrate; and a surface having the ground conductor pattern.
  • a strip conductor pattern formed on a surface of the dielectric substrate facing the conductor substrate; a waveguide short-circuit conductor pattern formed continuously with the strip conductor pattern; and the ground conductor pattern and the ground conductor pattern in the dielectric substrate.
  • a connection conductor for connecting the conductor pattern for short-circuiting the waveguide, and a waveguide connected to the dielectric substrate in accordance with the ground conductor pattern cutout are provided.
  • a microstrip line is constituted by the strip conductor pattern, the ground conductor pattern, and the dielectric substrate.
  • a dielectric waveguide short-circuit portion is constituted by the waveguide short-circuit conductor pattern, the ground conductor pattern, and the connection conductor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the upper surface of the dielectric substrate shown in FIG. 1,
  • FIG. 4 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the dielectric substrate shown in FIG. 1,
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the upper surface of the upper dielectric substrate shown in FIG. 5,
  • FIG. 7 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the upper dielectric substrate shown in FIG. 5,
  • FIG. 8 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the lower dielectric substrate shown in FIG. 5,
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the upper surface of the upper dielectric substrate shown in FIG. 9,
  • FIG. 11 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the upper dielectric substrate shown in FIG. 9,
  • FIG. 12 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the dielectric substrate shown in FIG. 9,
  • FIG. 13 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the lower dielectric substrate shown in FIG. 9,
  • FIG. 14 shows a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 4 of the present invention. Perspective view showing the configuration
  • FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the waveguide / microstrip line converter shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the upper surface of the dielectric substrate shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the dielectric substrate shown in FIG. The cross-sectional view shown in FIG.
  • the ground conductor pattern 2 is arranged on the lower surface of the dielectric substrate 1.
  • the strip conductor pattern 3 and the waveguide short-circuit conductor pattern 4 are arranged on the upper surface of the dielectric substrate 1.
  • the waveguide wall via (connection conductor) 5 is provided between the ground conductor pattern 2 and the waveguide short circuit conductor pattern 4. Further, the ground conductor pattern 2 is provided with a ground conductor pattern cutout 6.
  • the waveguide 7 is provided below the ground conductor pattern 2.
  • via is used herein as a term indicating a columnar conductor.
  • the ground conductor pattern 2, the strip conductor pattern 3, and the dielectric A “microstrip line” is formed from the substrate 1.
  • the waveguide wall via 5 connects the ground conductor pattern 2 and the waveguide short-circuit conductor pattern 4 and is provided around the ground conductor pattern cutout 6.
  • a “dielectric waveguide short-circuit section” is composed of the ground conductor pattern 2, the waveguide short-circuit conductor pattern 4, and the waveguide wall via 5.
  • the waveguide 7 is connected to the ground conductor pattern cutout 6 on the lower side of the dielectric substrate 1.
  • the operation of the waveguide / microstrip line converter according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the waveguide 7 has the strongest electric field distribution at the center of the waveguide section. Therefore, if the strip conductor pattern 3 constituting the microstrip line is connected to the center of the dielectric waveguide short-circuited portion of the waveguide short-circuited conductor pattern 4 constituting the dielectric waveguide short-circuited portion, the microstrip is obtained.
  • the part of the line where the electric field is generated coincides with the part of the waveguide 7 where the electric field is strong.
  • the high-frequency signal can be propagated without large reflection.
  • the short-circuited waveguide block projecting about 1/4 wavelength from the dielectric substrate as in the above-described conventional example is eliminated, and high-precision assembly is not required. Therefore, there is an effect that a small-sized waveguide Z microstrip line converter that can be easily mass-produced can be obtained.
  • it since it is composed only of the conductor pattern and the via of the substrate, it can be formed inside the dielectric substrate, and has an effect that it can be easily incorporated into a package using ceramic or the like. Example 2.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a waveguide microstrip line converter according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the upper surface of the upper dielectric substrate shown in FIG.
  • FIG. 7 is a view showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the upper dielectric substrate shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the lower dielectric substrate shown in FIG.
  • the cross-sectional view shown in FIG. 5 is given as an AA ′ cross-sectional view shown in FIGS. 6 to 8.
  • the ground conductor pattern 2a is arranged on the lower surface of the dielectric substrate 1a.
  • the ground conductor pattern 2b is arranged on the lower surface of the dielectric substrate 1b.
  • the strip conductor pattern 3 and the waveguide short-circuit conductor pattern 4 are arranged on the upper surface of the dielectric substrate 1a.
  • the waveguide wall via 5a is provided between the ground conductor pattern 2a and the waveguide short circuit conductor pattern 4.
  • the waveguide wall via 5b is provided between the ground conductor pattern 2b and the ground conductor pattern 2a.
  • the ground conductor pattern 2a is provided with a ground conductor pattern cutout 6a.
  • the ground conductor pattern 2b is provided with a ground conductor pattern cutout 6b.
  • the waveguide 7 is provided below the ground conductor pattern 2b.
  • the conductor pattern 4 for short-circuiting the waveguide is provided on the upper surface of the dielectric substrate 1a, and the ground conductor pattern 2a is provided on the lower surface.
  • the conductor pattern 4 for short-circuiting the waveguide and the ground conductor pattern 2a are connected.
  • the waveguide wall via 5a By providing the waveguide wall via 5a, the "waveguide short-circuit portion" is formed.
  • a ground conductor pattern 2b is provided on the lower surface of the dielectric substrate 1b, and a waveguide wall via 5b for connecting the ground conductor patterns 2a and 2b is provided.
  • tube Is composed.
  • a waveguide 7 is provided under the dielectric substrate lb so as to correspond to the opening of the dielectric waveguide.
  • the operation of the waveguide / microstrip line converter according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the high-frequency signal input to the microstrip line formed on the dielectric substrate 1a is transmitted to the dielectric substrate 1 via the waveguide short circuit.
  • Embodiment 3 A waveguide loss-trip line converter according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a waveguide / microstrip line converter according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the upper surface of the upper dielectric substrate shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the upper dielectric substrate shown in FIG.
  • FIG. 12 is a view showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the dielectric substrate shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a conductor pattern arranged on the lower surface of the lower dielectric substrate shown in FIG. Note that the cross-sectional view shown in FIG. 9 is given as an AA ′ cross-sectional view shown in FIG. 10 to FIG.
  • ground conductor patterns 2a, 2b, and 2c are arranged on the lower side of the dielectric substrates 1a, 1b, and 1c, respectively.
  • a strip conductor pattern 3 and a waveguide short-circuit conductor pattern 4 are arranged on the upper side of the dielectric substrate 1a.
  • the waveguide wall vias 5a, 5b, 5c are provided on the dielectric substrates la, lb, 1c.
  • the ground conductor patterns 2a, 2b, and 2c are provided with ground conductor pattern cutouts 6a, 6b, and 6c, respectively.
  • the “waveguide short-circuit section” is configured.
  • a ground conductor pattern 2b is provided on the lower surface of the dielectric substrate 1b, and a waveguide wall via 5b for connecting the ground conductor patterns 2a and 2b is provided.
  • the light propagates through the dielectric waveguide formed on the dielectric substrate 1c and propagates to the waveguide 7 via the ground conductor pattern cutout 6c.
  • the third embodiment there is no short-circuited waveguide block projecting about 1/4 wavelength from the top of the dielectric substrate as in the conventional example described above. Since high-precision assembly is not required, a small-sized waveguide / microstrip line converter that can be easily mass-produced can be realized.
  • it since it is composed only of the conductor pattern and the via of the substrate, it can be formed inside the dielectric substrate, and has an effect that it can be easily incorporated into a package using ceramic or the like.
  • FIG. 14 shows a waveguide microstrip line converter according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the wide strip conductor pattern portion 8 is provided between the strip conductor pattern 3 and the waveguide short-circuit conductor pattern 4.
  • a parallel capacitance component can be added.
  • Impedance matching can be performed.
  • the electric field distribution in the microstrip line concentrates on the dielectric substrate side, so the upper space at the connection between the strip conductor pattern 3 and the conductor pattern 4 for short-circuiting the waveguide is formed. Radiation can be suppressed.
  • the short-circuited waveguide block projecting about 1/4 wavelength from the top of the dielectric substrate as in the conventional example described above is eliminated. Since even high-precision assembly is not required, a small-sized waveguide / microstrip line converter that can be easily mass-produced can be realized.
  • FIG. 15 shows a waveguide microstrip line converter according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 15 shows a waveguide microstrip line converter according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the projecting portions 9 of the conductor pattern for short-circuiting the waveguide are provided on both sides of the connection portion between the strip conductor pattern 3 and the conductor pattern 4 for short-circuiting the waveguide and are separated from the strip conductor pattern 3.
  • the waveguide / microstrip line converter having the above-described configuration, even when the connection portion between the strip conductor pattern 3 and the conductor pattern 4 for short-circuiting the waveguide is located above the ground conductor pattern removal portion 6, Since almost the top of the ground conductor pattern cutout 6 can be covered with the conductor pattern, radiation to the upper space can be suppressed.
  • the fifth embodiment there is no short-circuited waveguide block projecting about one to four wavelengths from the top of the dielectric substrate as in the conventional example described above. Since high-precision assembly is not required, a small-sized waveguide / microstrip line converter that can be easily mass-produced can be realized. In addition, since it is composed only of the conductor pattern and the via of the substrate, it can be formed inside the dielectric substrate, and has an effect that it can be easily incorporated into a package using ceramic or the like. Further, the presence of the overhanging portion 9 of the conductor pattern for short-circuiting the waveguide has an effect that unnecessary radiation from the converter to the space can be suppressed. Industrial applicability
  • the dielectric substrate since it is composed of only the conductor pattern and via of the substrate, it can be formed inside the dielectric substrate, and it can also be incorporated in a package using ceramic or the like. Easy.

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Description

JP03/02927
明 細 書 導波管/マイクロストリップ線路変換器
技術分野
この発明は、 主としてマイクロ波帯おょぴミリ波帯で用いる導波管/マイクロ ストリップ線路変換器に関するものである。
背景技術
従来の導波管/マイクロストリップ線路変換器では、 誘電体基板が導波管と短 絡導波管プロックとで挟み込むように固定されている。 誘電体基板の一方の面に はストリップ導体パターンが、 他方の面には導波管の開口部と接続される地導体 パターンがそれぞれ設けられており、 ストリツプ導体パターンと地導体パターン と誘電体基板とからマイクロストリップ線路を構成している。 短絡導波管プロッ クの短絡面とストリップ導体パターンとの距離を導波管管内波長の約 1 Z 4に設 定すると、 導波管内の磁界がストリップ導体パターンを挿入した位置において最 大となるため、 マイクロストリップ線路の伝搬モードと導波管の伝搬モードがよ く結合する。 したがって、 導波管を伝搬してきた高周波信号は、 大きな反射を生 じることなくマイクロス トリツプ線路に伝搬することができる （例えば、 特開 2 0 0 0— 2 4 4 2 1 2号公報 （図 1 3 ) 参照） 。
上述したような従来の導波管/マイクロストリップ線路変換器では、 ストリツ プ導体パターンから短絡導波管ブロックの短絡面までの長さは導波管管内波長の 約 1 / 4程度必要であるため、 この短絡導波管ブロックが誘電体基板から突き出 す形となる。 したがって、 特にマイクロ波帯域においては変換器の小形化が難し いという問題点があった。 一方、 導波管、 短絡導波管ブロック、 およびストリップ導体パターンとの間で 位置ずれが生じると変換器の特性が劣化するため、 各部品の組み立てを高い位置 精度で行う必要がある。 しかし、 ミリ波帯域においては各部品の大きさが非常に 小さくなるため高レ、精度で組立てることは難しく、 量産が難しいという問題点が めった。 また、 高周波素子を実装するパッケージの入出力部にこの従来の導波管/マイ クロストリップ線路変換器を設ける場合、 導波管とマイクロストリップ線路の接 続部に空間があるため、 パッケージ内部を気密封止できないという問題点もあつ た。 この究明は、 前述した問題点を解決するためになされたもので、 マイクロ波帯 およびミリ波帯において、 小形で量産が容易な導波管 Zマイクロストリップ線路 変換器を得ることを目的とする。 さらに、 入出力部に導波管が接続される高周波パッケージに適用した場合に、 パッケージ内部の気密封止が可能な導波管 マイクロストリップ線路変換器を得 ることを目的とする。 発明の開示
この発明に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器は、 誘電体基板と、 前 記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部を有する地導体パターン と、 前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電体基板の面に形成された ストリップ導体パターンと、 前記ストリップ導体パターンに連続して形成された 導波管短絡用導体パターンと、 前記誘電体基板内で前記地導体パターンと前記導 波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、 前記地導体パターン抜き部に 合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とが設けられている。
また、 前記ストリップ導体パターン、 前記地導体パターン及び前記誘電体基板 からマイクロストリップ線路が構成されている。
さらに、 前記導波管短絡用導体パターン、 前記地導体パターン及び前記接続用 導体から誘電体導波管短絡部が構成されている。
2 図面の簡単な説明
図 1はこの発明の実施例 1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構 成を示す斜視図、
図 2はこの発明の実施例 1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構 成を示す断面図、
図 3は図 1に示される誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを示す 図、
図 4は図 1に示される誘電体基板の下側の面に配置された導体パターンを示す 図、
図 5はこの発明の実施例 2に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構 成を示す断面図、
図 6は図 5に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターンを 示す図、
図 7は図 5に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを 示す図、
図 8は図 5に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターンを 示す図、
図 9はこの発明の実施例 3に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の構 成を示す断面図、
図 1 0は図 9に示される上の誘電体基板の上側の面に配置された導体パターン を示す図、
図 1 1は図 9に示される上の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターン を示す図、
図 1 2は図 9に示される中の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターン を示す図、
図 1 3は図 9に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パターン を示す図、
図 1 4はこの発明の実施例 4に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の 構成を示す斜視図、 '
図 1 5はこの発明の実施例 5に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の 構成を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の各実施例について図面に基づき説明する。 実施例 1 . この発明の実施例 1に係る導波管 Zマイクロストリップ線路変換器について図 面を参照しながら説明する。 図 1は、 この発明の実施例 1に係る導波管/マイク ロストリップ線路変換器の構成を示す斜視図である。 図 2は、 図 1に示される導波管/マイクロストリップ線路変換器の断面図であ る。 また、 図 3は、 図 1に示される誘電体基板の上側の面に配置された導体パタ ーンを示す図である。 さらに、 図 4は、 図 1に示される誘電体基板の下側の面に 配置された導体パターンを示す図である。 なお、 図 2に示された断面図は、 図 3 及び図 4に示される A— A ' 断面図として与えられるものである。 また、 各図中 、 同一符号は同一又は相当部分を示す。 図 1〜図 4において、 地導体パターン 2は、 誘電体基板 1の下側の面に配置さ れている。 ストリップ導体パターン 3及び導波管短絡用導体パターン 4は、 誘電 体基板 1の上側の面に配置されている。 導波管壁用ヴィァ （接続用導体） 5は、 地導体パターン 2と導波管短絡用導体パターン 4の間に設けられている。 また、 地導体パターン 2には、 地導体パターン抜き部 6が設けられている。 導波管 7は 、 地導体パターン 2の下側に設けられている。 なお、 ヴィァとは、 本願明細書に おいて円柱状導体を示す用語として用いるものとする。 また、 同図において、 地導体パターン 2とストリップ導体パターン 3と誘電体 基板 1とから 「マイクロストリップ線路」 を構成している。 導波管壁用ヴィァ 5 は、 地導体パターン 2と導波管短絡用導体パターン 4を接続し、 地導体パターン 抜き部 6の周囲に設けられている。 地導体パターン 2と導波管短絡用導体パター ン 4と導波管壁用ヴィァ 5から 「誘電体導波管短絡部」 を構成している。 導波管 7は、 誘電体基板 1の下側の地導体パターン抜き部 6に合わせて接続されている
つぎに、 この実施例 1に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の動作に ついて図面を参照しながら説明する。 マイクロストリップ泉路では地導体パターン 2とストリップ導体パターン 3の 間に電界が生じている。 一方、 導波管 7では導波管断面の中央部が最も強い電界 分布となっている。 そこで、 マイクロストリップ線路を構成するストリップ導体 パターン 3を、 誘電体導波管短絡部を構成する導波管短絡用導体パターン 4の誘 電体導波管短絡部の中央に接続すれば、 マイクロストリップ線路において電界が 生じている部分と導波管 7において電界が強い部分が一致する。 マイクロストリ ップ線路と導波管 7の電界分布が近いことから、 高周波信号は大きな反射を生じ ることなく伝搬することができる。 以上のように、 この実施例 1によれば、 上述した従来例のような誘電体基板の 上から約 1 / 4波長突き出ていた短絡導波管ブロックがなくなり、 高精度な組立 ても必要ないことから、 小形で量産が容易な導波管 Zマイクロストリップ線路変 換器が得られるという効果がある。 また、 基板の導体パターンとヴィァだけで構成するため、 誘電体基板内部に形 成することが可能であり、 セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも 容易であるという効果もある。 実施例 2 . この発明の実施例 2に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図 面を参照しながら説明する。 図 5は、 この発明の実施例 2に係る導波管ノマイクロストリップ線路変換器を 示す断面図である。 また、 図 6は、 図 5に示される上の誘電体基板の上側の面に 配置された導体パターンを示す図である。 図 7は、 図 5に示される上の誘電体基 板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。 さらに、 図 8は、 図 5 に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体パタ一ンを示す図である 。 なお、 図 5に示された断面図は、 図 6ないし図 8に示される A— A ' 断面図と して与えられるものである。 図 5〜図 8において、 地導体パターン 2 aは、 誘電体基板 1 aの下側の面に配 置されている。 地導体パターン 2 bは、 誘電体基板 1 bの下側の面に配置されて いる。 ストリップ導体パターン 3及び導波管短絡用導体パターン 4は、 誘電体基 板 1 aの上側の面に配置されている。 導波管壁用ヴィァ 5 aは、 地導体パターン 2 aと導波管短絡用導体パターン 4の間に設けられている。 導波管壁用ヴィァ 5 bは、 地導体パターン 2 bと地導体パターン 2 aの間に設けられている。 また、 地導体パターン 2 aには、 地導体パターン抜き部 6 aが設けられている。 地導体 パターン 2 bには、 地導体パターン抜き部 6 bが設けられている。 導波管 7は、 地導体パターン 2 bの下側に設けられている。 誘電体基板 1 aの上側の面にストリップ導体パターン 3、 下側の面に地導体パ ターン 2 aを設けることで、 「マイクロストリップ線路」 を構成している。 また
、 誘電体基板 1 aの上側の面に導波管短絡用導体パターン 4、 下側の面に地導体 パターン 2 aを設け、 導波管短絡用導体パターン 4と地導体パターン 2 aを接続 する導波管壁用ヴィァ 5 aを設けることで、 「導波管短絡部」 を構成している。 さらに、 誘電体基板 1 bの下側の面に地導体パターン 2 bを設け、 地導体パター ン 2 a、 2 bを接続する導波管壁用ヴィァ 5 bを設けることで 「誘電体導波管」 を構成している。 誘電体基板 l bの下には、 この誘電体導波管の開口に合わせて 導波管 7が設けられている。 つぎに、 この実施例 2に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の動作に ついて図面を参照しながら説明する。 上記のような構成を有する導波管/マイクロストリップ線路変換器において、 誘電体基板 1 aに構成されたマイクロストリップ線路に入力された高周波信号は 、 導波管短絡部を介して誘電体基板 1 bに構成された誘電体導波管を伝搬する。 さらに、 地導体パターン抜き部 6 bを通って導波管 7に伝搬していく。 以上のように、 この実施例 2によれば、 上記の実施例 1と同様、 上述した従来 例のような誘電体基板の上から約 1 / 4波長突き出ていた短絡導波管プロックが なくなり、 高精度な組立ても必要ないことから、 小形で量産が容易な導波管/マ イクロストリップ線路変換器を実現することができる。 また、 基板の導体パターンとヴィァだけで構成するため、 誘電体基板内部に形 成することが可能であり、 セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも 容易であるという効果もある。 さらに、 誘電体基板内に地導体パターンと導波管壁用ヴィァで形成した誘電体 導波管のィンピーダンスを調整することにより、 外部に接続される導波管とのィ ンピーダンス整合がとりやすく、 良好な特性の導波管/マイクロストリップ線路 変換器を実現することができる。 実施例 3 . この発明の実施例 3に係る導波管 ロストリップ線路変換器について図 面を参照しながら説明する。 図 9は、 この発明の実施例 3に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器を 示す断面図である。 また、 図 1 0は、 図 9に示される上の誘電体基板の上側の面 に配置された導体パターンを示す図である。 図 1 1は、 図 9に示される上の誘電 体基板の下側の面に配置される導体パターンを示す図である。 さらに、 図 1 2は 、 図 9に示される中の誘電体基板の下側の面に配置される導体パタ一ンを示す図 である。 図 1 3は、 図 9に示される下の誘電体基板の下側の面に配置される導体 パターンを示す図である。 なお、 図 9に示された断面図は、 図 1 0ないし図 1 3 に示される A— A ' 断面図として与えられるものである。 図 9〜図 1 3において、 誘電体基板 1 a、 1 b、 1 cには、 それぞれの下側に 地導体パターン 2 a、 2 b、 2 cが配置されている。 誘電体基板 1 aの上側には 、 ス トリップ導体パターン 3、 及び導波管短絡用導体パターン 4が配置されてい る。 導波管壁用ヴィァ 5 a、 5 b、 5 cは、 誘電体基板 l a、 l b、 1 cに設け られている。 また、 地導体パターン 2 a、 2 b、 2 cには、 それぞれ地導体パタ ーン抜き部 6 a、 6 b、 6 cが設けられている。 誘電体基板 1 aの上側の面にストリップ導体パターン 3、 下側の面に地導体パ ターン 2 aを設けることで、 「マイクロス トリ ップ線路 J を構成している。 また 、 誘電体基板 1 aの上側の面に導波管短絡用導体パターン 4、 下側の面に地導体 パターン 2 aを設け、 導波管短絡用導体パターン 4と地導体パターン 2 aを接続 する導波管壁用ヴィァ 5 aを設けることで、 「導波管短絡部」 を構成している。 さらに、 誘電体基板 1 bの下側の面に地導体パターン 2 bを設け、 地導体パター ン 2 a、 2 bを接続する導波管壁用ヴィァ 5 bを設けることで 「誘電体導波管」
(第 1の誘電体導波管） を構成している。 また、 誘電体基板 1 cの下側の面に地 導体パターン 2 cを設け、 地導体パターン 2 b、 2 cを接続する導波管壁用ヴィ ァ 5 cを設けることで 「誘電体導波管」 （第 2の誘電体導波管） を構成している 。 誘電体基板 l cの下には、 この誘電体導波管の開口に合わせて導波管 7が設け られている。 つぎに、 この実施例 3に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器の動作に ついて図面を参照しながら説明する。 上記のような構成を有する導波管/マイクロストリップ線路変換器において、 誘電体基板 1 aに構成されたマイクロストリップ線路に入力された高周波信号は 、 導波管短絡部を介して誘電体基板 1 bに構成された誘電体導波管を伝搬する。 さらに、 誘電体基板 1 cに構成された誘電体導波管を通り、 地導体パターン抜き 部 6 cを介して導波管 7に伝搬していく。 以上のように、 この実施例 3によれば、 実施例 1と同様、 上述した従来例のよ うな誘電体基板の上から約 1 / 4波長突き出ていた短絡導波管プロックがなくな り、 高精度な組立ても必要ないことから、 小形で量産が容易な導波管/マイクロ ストリップ線路変換器を実現することができる。 また、 基板の導体パターンとヴィァだけで構成するため、 誘電体基板内部に形 成することが可能であり、 セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも 容易であるという効果もある。 さらに、 誘電体基板内に地導体パターンと導波管壁用ヴィァで形成した複数の 誘電体導波管が多段のインピーダンス変成器として動作するため、 広帯域にわた つてインピーダンス整合をとることが可能となる。 実施例 4 . この発明の実施例 4に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図 面を参照しながら説明する。 図 1 4は、 この発明の実施例 4に係る導波管 マイクロストリツプ線路変換器 を示す斜視図である。 図 1 4において、 ストリップ導体パターン幅広部 8は、 ス トリップ導体パターン 3と導波管短絡用導体パターン 4の間に設けられている。 上記のような構成を有する導波管/マイクロストリップ線路変換器においては 、 ストリップ導体パターン幅広部 8を設けることにより、 並列容量成分を付加す ることができるため、 誘導性を有する変換器に対してインピーダンス整合を行う ことができる。 また、 ス トリップ導体パターン幅広部 8では、 マイクロス トリツ プ線路における電界分布が誘電体基板側に集中するため、 ストリップ導体パター ン 3と導波管短絡用導体パターン 4の接続部における上側の空間への放射を抑え ることができる。 以上のように、 この実施例 4によれば、 実施例 1と同様、 上述した従来例のよ うな誘電体基板の上から約 1 / 4波長突き出ていた短絡導波管プロックがなくな り、 高精度な組立ても必要ないことから、 小形で量産が容易な導波管 /マイクロ ストリップ線路変換器を実現することができる。 また、 基板の導体パターンとヴィァだけで構成するため、 誘電体基板内部に形 成することが可能であり、 セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも 容易であるという効果もある。 さらに、 ストリップ導体パターン幅広部 8を有するため、 変換器から空間への 不要放射を抑えた導波管/マイクロスストリップ線路変換器を実現できる。 実施例 5 . この発明の実施例 5に係る導波管/マイクロストリップ線路変換器について図 面を参照しながら説明する。 · 図 1 5は、 この発明の実施例 5に係る導波管ノマイクロストリップ線路変換器 を示す斜視図である。 図 1 5において、 導波管短絡用導体パターン張り出し部 9 は、 ストリップ導体パターン 3と導波管短絡用導体パターン 4の接続部の両側に 、 ス トリップ導体パターン 3から離れて設けられている。 上記のような構成を有する導波管/マイクロストリップ線路変換器においては 、 ストリップ導体パターン 3と導波管短絡用導体パターン 4の接続部が地導体パ ターン抜き部 6の上部にある場合でも、 地導体パターン抜き部 6の上をほとんど 導体パターンで覆うことができるため、 上部空間への放射を抑えることができる
以上のように、 この実施例 5によれば、 実施例 1と同様、 上述した従来例のよ うな誘電体基板の上から約 1ノ4波長突き出ていた短絡導波管プロックがなくな り、 高精度な組立ても必要ないことから、 小形で量産が容易な導波管/マイクロ ストリップ線路変換器を実現することができる。 また、 基板の導体パターンとヴィァだけで構成するため、 誘電体基板内部に形 成することが可能であり、 セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも 容易であるという効果もある。 さらに、 導波管短絡用導体パターン張り出し部 9を有するため、 変換器から空 間への不要放射を抑えられるという効果もある。 産業上の利用の可能性
この発明によれば、 以上説明したとおり、 上述した従来例のような誘電体基板 の上から約 1 / 4波長突き出ていた短絡導波管プロックがなくなり、 高精度な組 立ても必要ないことから、 小形で量産が容易な導波管 Zマイクロストリップ線路 変換器が得られる。
また、 基板の導体パターンとヴィァだけで構成するため、 誘電体基板内部に形 成することが可能であり、 セラミックなどを用いたパッケージに組み込むことも 容易である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 誘電体基板と、 前記誘電体基板の一面に形成された地導体パターン抜き部 を有する地導体パターンと、 前記地導体パターンを有する面に対向する前記誘電 体基板の面に形成されたストリップ導体パターンと、 前記ストリップ導体パター ンに連続して形成された導波管短絡用導体パターンと、 前記誘電体基板内で前記 地導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンを接続する接続用導体と、 前記 地導体パターン抜き部に合わせて前記誘電体基板に接続された導波管とを備え、 前記ストリップ導体パターン、 前記地導体パターン及び前記誘電体基板からマ イクロス トリツプ線路が構成され、
前記導波管短絡用導体パターン、 前記地導体パターン及び前記接続用導体から 誘電体導波管短絡部が構成される
導波管/マイクロス トリ ップ線路変換器。
2 . 第 1の誘電体基板と、 前記第 1の誘電体基板の一面に形成された第 1の地 導体パター 抜き部を有する第 1の地導体パターンと、 '前記第 1の地導体パタ一 ンを有する面に対向する前記第 1の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体 パターンと、 前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導 体パターンと、 前記第 1の誘電体基板内で前記第 1の地導体パターンと前記導波 管形成用導体パターンとを接続する第 1の接続用導体と、
第 2の誘電体基板と、 前記第 2の誘電体基板の一面に形成された第 2の地導体 パターン抜ぎ部を有する第 2の地導体パターンと、 前記第 2の地導体パターン抜 き部の周囲に設けられた前記第 2の誘電体基板を上下に貫通する第 2の接続用導 体と、 前記第 2の地導体パターン抜き部に合わせて前記第 2の誘電体基板に接続 された導波管とを備え、
前記第 1の地導体パターンと、 前記第 2の地導体パターンを有する面に対向す る前記第 2の誘電体基板の面とが向かいあうように、 前記第 1の誘電体基板と前 記第 2の誘電体基板とが積層され、
前記ストリップ導体パターン、 前記第 1の地導体パターン及び前記第 1の誘電 体基板からマイクロストリップ線路が構成され、
前記導波管短絡用導体パターン、 前記第 1の地導体パターン及び前記第 1の接 続用導体から導波管短絡部が構成され、
前記第 1の地導体パターン、 前記第 2の地導体パターン及び前記第 2の接続用 導体から誘電体導波管が構成される
導波管 Zマイクロストリップ線路変換器。
3 . 第 1の誘電体基板と、 前記第 1の誘電体基板の一面に形成された第 1の地 導体パターン抜き部を有する第 1の地導体パターンと、 前記第 1の地導体パタ一 ンを有する面に対向する前記第 1の誘電体基板の面に形成されたストリップ導体 パターンと、 前記ストリップ導体パターンに連続して形成された導波管短絡用導 体パターンと、 前記第 1の誘電体基板内で前記第 1の地導体パターンと前記導波 管短絡用導体パターンとを接続する第 1の接続用導体と、
第 2の誘電体基板と、 前記第 2の誘電体基板の一面に形成された第 2の地導体 パターン抜き部を有する第 2の地導体パターンと、 前記第 2の地導体パターン抜 き部の周囲に設けられた前記第 2の誘電体基板を上下に貫通する第 2の接続用導 体と、
第 3の誘電体基板と、 前記第 3の誘電体基板の一面に形成された第 3の地導体 パターン抜き部を有する第 3の地導体パターンと、 前記第 3の地導体パターン抜 き部の周囲に設けられた前記第 3の誘電体基板を上下に貫通する第 3の接続用導 体と、 前記第 3の地導体パターン抜き部に合わせて前記第 3の誘電体基板に接続 された導波管とを備え、
前記第 1の地導体パターンと、 前記第 2の地導体パターンを有する面に対向す る前記第 2の誘電体基板の面が向かいあうように、 前記第 1の誘電体基板と前記 第 2の誘電体基板とが積層され、
前記第 2の地導体パターンと、 前記第 3の地導体パターンを有する面に対向す る前記第 3の誘電体基板の面が向かいあうように、 前記第 2の誘電体基板と前記 第 3の誘電体基板とが積層され、
前記ストリップ導体パターン、 前記第 1の地導体パターン及び前記第 1の誘電 体基板からマイクロストリップ線路が構成され、
前記導波管短絡用導体パターン、 前記第 1の地導体パターン及び前記第 1の接 続用導体から導波管短絡部が構成され、
前記第 1の地導体パターン、 前記第 2の地導体パターン及び前記第 2の接続用 導体から第 1の誘電体導波管が構成され、
前記第 2の地導体パターン、 前記第 3の地導体パターン及び前記第 3の接続用 導体から第 2の誘電体導波管が構成される
導波管/マイクロストリップ線路変換器。
4 . 前記第 2の誘電体基板内で第 2の接続用導体に囲まれた領域と、 前記第 3 の誘電体基板内で第 3の接続用導体に囲まれた領域の大きさが異なる
請求項 3の導波管 Zマイクロストリップ線路変換器。
5 . 前記ストリップ導体パターンと前記導波管短絡用導体パターンとの間にス トリップ導体パターン幅広部を挿入した
請求項 1の導波管/マイクロストリップ線路変換器。
6 . 前記導波管短絡用導体パターンに切り欠き部を設けた
請求項 1の導波管 Zマイクロストリツプ線路変換器。
7 . 前記地導体パターン抜き部は、 多角形であり、 前記ストリップ導体パター ンと前記導波管短絡用導体パターンとの境界線位置が、 前記多角形の一辺に一致 する力 または前記多角形の内部にある
請求項 1の導波管/マイクロストリップ線路変換器。
8 . 前記接続用導体は、 複数のヴィァから構成される
請求項 1の導波管/マイクロストリツプ線路変換器。
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