WO2005078854A1 - 高周波モジュール - Google Patents

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Tatsuya Fukunaga
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Tdk Corporation
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    • H01L2924/1616—Cavity shape

Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency module for electromagnetic waves (high-frequency signals) such as microwaves and millimeter waves.
  • a high-frequency module (waveguide-type filter) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-273605 is known as a high-frequency module using this type of high-frequency module component.
  • This waveguide filter includes a housing 20 and a substrate 9 as components for a high-frequency module.
  • the housing 20 is formed as a metal box having a lower surface opened and a plurality of partitions 23 disposed therein.
  • the substrate 9 includes a ground electrode 8 formed to have an area covering an opening on the lower surface of the housing 20, and a signal transmission path 60 connected to one side of the ground electrode 8. Are formed on the surface.
  • the waveguide type filter is configured such that a housing 20 is mounted on a portion of the substrate 9 where the ground electrode 8 is formed.
  • a cavity resonator is formed between the inner surface of the housing 20 and the ground electrode 8, and the signal (TEM mode electromagnetic wave) transmitted through the signal transmission path 60 is transmitted through the signal transmission path.
  • the magnetic field is coupled to the TE mode electromagnetic wave in the cavity resonator.
  • the conventional high-frequency module described above has the following problems. That is, in this high-frequency module, since the signal transmission path 60 and the ground electrode 8 are joined to the surface of the substrate 9 by bonding, the TEM mode electromagnetic wave generated around the signal transmission path 60 at the joint between the two. Is passed through the space above the signal transmission path 60 and the inside of the substrate 9 below the signal transmission path 60. For this reason, the magnetic field density of the electromagnetic wave passing through the inside of the substrate 9 having a large relative permittivity is strong, and the magnetic field density of the electromagnetic wave passing through the space having a small relative permittivity is weak. The bias of the magnetic field density between the inside and the outside becomes large.
  • this high-frequency module has a problem that insertion loss is large due to low efficiency in converting TEM mode electromagnetic wave power to TE mode electromagnetic wave.
  • the input section is used as an output section of a high-frequency module, the conversion efficiency when converting the electromagnetic wave of the TE mode to the electromagnetic wave of the TEM mode is low, and thus there is a problem that the input loss is similarly large. .
  • the present invention has been made to solve a powerful problem, and has as its main object to provide a high-frequency module with small insertion loss.
  • the TEM mode line is formed on the other surface or inner layer, and the substrate is formed with a through conductor that short-circuits the TEM mode line near the H-plane coupling window of the ground electrode. Te, ru.
  • an H-plane coupling window is formed at the center in the width direction of the concave portion for the waveguide waveguide, and the TEM mode line and the ground electrode near the center of the edge of the H-plane coupling window. It is preferable to form a through conductor so as to short-circuit.
  • a high-frequency module component by being formed by resin molding, and coating the entire surface of at least one surface with a conductive material.
  • the H-plane coupling window that opens in the waveguide formed between the ground electrode of the substrate and the surface of the recess for the waveguide is formed.
  • the magnetic field of the electromagnetic wave generated around the penetrating conductor passes through a member having the same dielectric constant, so that the bias of the magnetic field density is reduced.
  • the TEM mode The magnetic wave and the electromagnetic wave in the waveguide are magnetically coupled through the H-plane coupling window. Therefore, the mode is efficiently converted between the TE mode electromagnetic wave and the TEM mode electromagnetic wave. As a result, the insertion loss of the high-frequency module can be reduced.
  • the H-plane coupling window is formed at the center in the width direction of the waveguide-type waveguide recess, and the H-plane coupling between the TEM mode line and the ground electrode is formed.
  • the TE mode generated in the waveguide surrounded by the recess for the waveguide and the ground electrode is reduced. It can be magnetically coupled with the TEM mode electromagnetic wave at the location where the magnetic field strength of the electromagnetic wave is maximum.
  • the electromagnetic wave of the TEM mode and the electromagnetic wave of the TE mode are preferably magnetically coupled, and the mode conversion between the electromagnetic wave of the TE mode and the electromagnetic wave of the TEM mode is more efficiently performed. As a result, the input loss of the high-frequency module is reduced. It can be further reduced.
  • the high-frequency module of the present invention by using a high-frequency module component formed by resin molding and coated on at least one entire surface thereof with a conductive material, the high-frequency module is cut out from a metal plate. Compared to a configuration using expensive high-frequency module parts manufactured by the above method, it can be manufactured simply and inexpensively, and the force for reducing the weight can be greatly reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a high-frequency module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the high-frequency module component in FIG. 1 as viewed from the back side.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a high-frequency module component and a substrate.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line W—W in FIG. 1.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an operation of the high-frequency module in FIG. 1.
  • the high-frequency module 1 includes a high-frequency module component 2 and a substrate 3, and functions as a bandpass filter.
  • the high-frequency module component 2 includes a module component main body 4 and a pair of partition walls 7 and 7, as shown in FIG.
  • the module component main body 4 has an outer shape formed in a rectangular parallelepiped shape, and has one surface (the upper surface in the figure, which is also one surface of the high-frequency module component 2) 4a side.
  • a recess for a waveguide-type waveguide hereinafter also referred to as a “recess for a waveguide”
  • a recess for a waveguide-type waveguide hereinafter also referred to as a “recess for a waveguide”
  • the pair of partition walls 7, 7 are in contact with a pair of inner walls parallel to the longitudinal direction of the module component main body 4 in the waveguide recess 8, respectively, and are located on the inner surface 8 a of the waveguide recess 8. It is erected at an intermediate position in each direction.
  • the high-frequency module component 2 having the above-described configuration is configured such that the module component main body 4 and the partition walls 7 and 7 are integrally formed by resin molding.
  • the high-frequency module component 2 is coated with a conductive material over the entire surface on one side. That is, the entire surface of the waveguide recess 8 including the inner surface 8a, the entire surface of each of the partition walls 7 and 7, and one surface 4a are coated with a conductive material.
  • the high-frequency module component 2 can also be manufactured by cutting out a metal plate such as aluminum.However, as described above, it can be manufactured easily and inexpensively, and the force and the weight can be significantly reduced. It is preferable to manufacture by resin molding.
  • the substrate 3 is formed in a rectangular shape in plan view using, for example, a glass epoxy resin material.
  • a ground electrode 11 is formed on one surface (the upper surface in FIG. 3).
  • a pair of TEM mode lines 12 and 13 are formed on the other surface (the lower surface in the figure), respectively.
  • the ground electrode 11 is formed over the entire surface of the substrate 3.
  • the force is not limited to this, but at least the entire surface 4 a of the module component body 4 and the entire TEM mode line It is sufficient to define the area that includes the parts facing 12 and 13.
  • the ground electrode 11 has, for example, a rectangular H-plane coupling window 14, 15 force substrate 3 Are formed so as to be located on both ends 3a and 3b sides in the longitudinal direction and to be parallel to the respective end faces 3a and 3b (that is, parallel to each other).
  • the H-plane coupling windows 14 and 15 are positioned (opened) near both ends in the longitudinal direction in the waveguide recess 8 when the high-frequency module component 2 is mounted on the substrate 3.
  • the intervals are defined, and the positions thereof are defined so as to be arranged at the center in the width direction (the direction B in the drawing) of the force and the waveguide recess 8 respectively.
  • each conductor TH transmits the magnetic field HI (see FIG. 5) of the TEM mode electromagnetic wave passing through the through conductors 16 and 17 described below inside the substrate 3 located below the H-plane coupling windows 14 and 15.
  • the TEM mode electromagnetic wave and the TE mode electromagnetic wave propagating in the waveguide recess 8 are magnetically coupled in a favorable state through the H-plane coupling windows 14 and 15.
  • the through holes TH and TH function as pseudo conductor walls, and prevent unnecessary diffusion of electromagnetic waves passing through the through conductors 16 and 17 in the direction of the substrate surface of the substrate 3 to prevent the above-described problem.
  • the interval is set to a specified value or less (for example, 1/4 or less of the electromagnetic wave wavelength).
  • a ground electrode electrically connected to the through hole TH may be formed on the back surface side of the substrate 3 (the surface on which the ground electrode 11 is not formed).
  • Each of the TEM mode lines 12 and 13 is formed by extending linearly from both end surfaces 3a and 3b of the substrate 3 toward the corresponding H-plane coupling windows 14 and 15, respectively. It is composed of microstrip lines.
  • the TEM mode line 12 has a leading end near the end face 3 a in the H-plane coupling window 14 of the ground electrode 11 through a through conductor (through hole or via hole) 16 formed inside the substrate 3. Short circuit near the center of the edge.
  • the tip of the TEM mode line 13 is located near the end face 3 b of the ground electrode 11 at the H-plane coupling window 15 via a through conductor (through hole or via hole) 17 formed inside the substrate 3. Is short-circuited near the center of the edge.
  • the high-frequency module 1 is configured by mounting the high-frequency module component 2 on the surface of the substrate 3 on which the ground electrode 11 is formed.
  • the waveguide recess 8 of the high-frequency module component 2 is closed by the ground electrode 11. It is.
  • the surface of the waveguide concave portion 8 coated with the conductive material and the region surrounded by the ground electrode 11 are formed as cavities, and the waveguide type waveguide A that transmits the TE mode electromagnetic wave is formed.
  • Function as The H-plane coupling windows 14 and 15 described above are formed so as to be located at both ends of the waveguide A in the longitudinal direction of the substrate 3.
  • the waveguide A has two regions defined by a pair of partition walls 7, 7, and a TEM mode line 12 of the two regions.
  • the region on the side constitutes a cavity-type resonator 21, and the region on the TEM mode line 13 side constitutes a cavity-type resonator 22.
  • the TEM mode electromagnetic wave W 1 input to the TEM mode line 12 reaches the through conductor 16 via the TEM mode line 12, and then passes through the TEM mode line 12. Pass through.
  • an annular magnetic field HI is generated around the through conductor 16.
  • the direction of the magnetic field HI on the E plane of the resonator 21 and the direction of the magnetic field H2 of the electromagnetic wave generated in the resonator 21 match. Therefore, the electromagnetic wave W1 in the TEM mode and the electromagnetic wave (magnetic field H2) in the resonator 21 are magnetically coupled via the H-plane coupling window 14.
  • the magnetic field HI passes through the inside of the substrate 3 as a dielectric. Therefore, the magnetic field HI of the electromagnetic wave W1 generated around the penetrating conductor 16 passes through a member having the same dielectric constant, so that the bias of the magnetic field distribution is reduced. Therefore, the TEM mode electromagnetic wave W1 having a strong magnetic field density and the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H2) propagating in the resonator (waveguide) 21 are magnetically coupled. Therefore, mode conversion is efficiently performed between the electromagnetic wave W1 in the TEM mode and the electromagnetic wave (magnetic field H2) in the TE mode. As a result, the insertion loss of the high-frequency module 1 is reduced.
  • the H-plane coupling window 14 is arranged at the center in the width direction of the waveguide recess 8, and the through conductor 16 is located near the end face 3a of the H-plane coupling window 14 of the ground electrode 11. Because of the short-circuit near the center of the edge, the TEM mode electromagnetic wave W1 (magnetic field HI) is transmitted to the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H2) at the location where the magnetic field strength of the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H2) is maximized. And magnetic field coupling. Therefore, the electromagnetic wave W1 (magnetic field HI) in the TEM mode is in good condition with the electromagnetic wave (magnetic field H2) in the resonator 21. Magnetic field coupling. In other words, the TEM mode electromagnetic wave W1 (magnetic field HI) is efficiently converted to the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H2).
  • the electromagnetic wave (magnetic field H 2) in the resonator 21 is coupled to the electromagnetic wave (magnetic field H 3) in the resonator 22 using the gap formed between the pair of partition walls 7 and 7 as an E-plane coupling window.
  • the direction of the magnetic field H4 of the TEM mode electromagnetic wave W2 generated in the through conductor 17 is as shown in FIG.
  • the direction of the magnetic field H3 of the electromagnetic wave matches the direction of the magnetic field H4 of the electromagnetic wave W2 in the TEM mode. Therefore, the electromagnetic wave (magnetic field H3) in the resonator 22 and the electromagnetic wave W2 in the TEM mode are magnetically coupled.
  • the magnetic field H4 passes through the inside of the substrate 3 as a dielectric. Therefore, the magnetic field H4 of the electromagnetic wave W2 generated around the through conductor 17 passes through a member having the same dielectric constant, so that the bias of the magnetic field density is reduced. Therefore, the electromagnetic wave of the TE mode (magnetic field H3) propagating in the resonator (waveguide type waveguide) 22 and the electromagnetic wave W2 of the TEM mode are magnetically coupled well. Therefore, the mode is efficiently converted between the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H2) and the TEM mode electromagnetic wave W2. As a result, the insertion loss of the high-frequency module 1 is reduced.
  • the H-plane coupling window 15 is arranged at the center in the width direction of the waveguide recess 8, and the through conductor 17 is located at the center of the edge of the ground electrode 11 near the end face 3 b in the H-plane coupling window 15. Since the magnetic field strength of the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H3) propagating in the resonator 22 is maximized due to the short circuit in the vicinity, the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H3) and the TEM mode electromagnetic wave W2 (magnetic field H4 ) And magnetic field coupling. Therefore, the electromagnetic wave in the resonator 22 magnetically couples with the electromagnetic wave W2 in a favorable state.
  • this high-frequency module 1 functions as a TEM mode input_ (TE mode conversion—TEM mode conversion 1) TEM mode output type filter.
  • the H-plane coupling windows 14, 15 opened in the waveguide recess 8 are formed in the ground electrode 11, and the TEM mode lines 12, 13 are formed on the substrate 3.
  • the TEM mode lines 12 and 13 are formed on the other surface, and the H-plane coupling windows 14 and 15 in the ground electrode 11 are formed.
  • the TEM mode electromagnetic wave W1 and the TE mode electromagnetic wave can be satisfactorily magnetically coupled, and the TE mode electromagnetic wave (magnetic field H3) and the TEM mode electromagnetic wave W2 can be satisfactorily magnetically coupled. Can be done. Therefore, efficient mode conversion is performed between the TE mode electromagnetic waves (magnetic fields HI and H2) and the TEM mode electromagnetic waves Wl and W2. As a result, it is possible to configure the high-frequency module 1 with extremely small input loss.
  • H-plane coupling windows 14 and 15 are formed in the center of the waveguide recess 8 in the width direction (width direction of each resonator 21 and 22), and the TEM mode lines 12 and 13 and the ground electrode 11 are formed. Since the through conductors 16 and 17 are formed so as to short-circuit the vicinity of the center of the edges of the H-plane coupling windows 14 and 15, these are generated in the waveguide A (the resonators 21 and 22).
  • the TE mode electromagnetic waves and the TEM mode electromagnetic waves Wl, W2 are magnetically coupled at the location where the magnetic field strength of the TE mode electromagnetic waves (magnetic fields H2, H3) is maximized. Can be.
  • the magnetic field coupling between the electromagnetic waves Wl, W2 in the TEM mode (magnetic fields HI, H4) and the electromagnetic waves in the TE mode (magnetic fields H2, H3) can be more excellently magnetically coupled, and the insertion loss of the high-frequency module 1 can be further reduced. Can be reduced.
  • the present invention is not limited to the configuration described above.
  • the number of the above-described force resonators in the high-frequency module 1 in which the two resonators 21 and 22 are formed in the waveguide recess 8 is not limited to two. You may.
  • the high-frequency module 1 may be configured as a simple waveguide type waveguide without providing the force resonator described in the example in which the high-frequency module 1 is configured as a band-pass filter.
  • the TEM mode lines 12 and 13 can be formed of the above-described force coplanar line or strip line as in the example in which the TEM mode lines 12 and 13 are formed of microstrip lines.
  • each TEM mode line 12, 13 is formed in an inner layer using a layer substrate.

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Abstract

　挿入損失が少ない高周波モジュールを提供する。グランド電極（１１）が一面に形成された基板（３）と、一方の面に導波管型導波路用凹部（８）が形成されると共に一方の面をグランド電極（１１）に接触させた状態で基板（３）に装着された高周波モジュール用部品（２）とを備え、グランド電極（１１）と導波管型導波路用凹部（８）の表面との間で形成される導波管型導波路Ａ内に開口するＨ面結合窓（１４），（１５）がグランド電極（１１）に形成され、基板（３）は、ＴＥＭモード線路（１２），（１３）が他面に形成され、かつＴＥＭモード線路（１２），（１３）をグランド電極（１１）におけるＨ面結合窓（１４），（１５）の近傍に短絡させる貫通導体（１６），（１７）が形成されて構成されている。                                                                                 

Description

明 細 書
高周波モジュール
技術分野
[0001] 本発明は、例えばマイクロ波やミリ波などの電磁波（高周波信号）を対象とする高周 波モジュールに関するものである。
背景技術
[0002] この種の高周波モジュール用部品を用いた高周波モジュールとして、特開 2003— 273605号公報に開示された高周波モジュール (導波管型フィルタ）が知られている 。この導波管型フィルタは、高周波モジュール用部品としての筐体 20および基板 9を 備えて構成されている。筐体 20は、同公報中の図 3に示すように、下面が開口すると 共に、内部に複数の仕切 23が配設された金属製の箱体に構成されている。基板 9は 、同公報中の図 4に示すように、筐体 20の下面における開口部分を覆う広さに形成 されたグランド電極 8と、グランド電極 8の一辺に接続された信号伝送路 60とが表面 に形成されている。また、導波管型フィルタは、同図に示すように、筐体 20が基板 9 におけるグランド電極 8の形成部位に実装されて構成されている。この導波管型フィ ルタでは、筐体 20の内面とグランド電極 8との間に空洞共振器が構成されて、信号伝 送路 60を伝搬した信号 (TEMモードの電磁波）は、信号伝送路 60とグランド電極 8と の接合部分において、空洞共振器内の TEモードの電磁波と磁界結合される。
[0003] ところ力 上述した従来の高周波モジュールには、以下の問題点がある。すなわち 、この高周波モジュールでは、信号伝送路 60とグランド電極 8とを基板 9の表面にお レ、て接合する構成のため、両者の接合部分において信号伝送路 60の周囲に発生 する TEMモードの電磁波に基づく磁界は、信号伝送路 60上方の空間と信号伝送路 60下方の基板 9内とを通過することになる。このため、比誘電率の大きい基板 9の内 部を通過する電磁波の磁界密度は強ぐ比誘電率の小さい空間中を通過する電磁 波の磁界密度は弱くというように、基板 9の内部と空間中とにおける磁界密度の偏り が大きくなる。この場合、磁界密度の小さい空間中を通過する電磁波と空洞共振器 内の電磁波とが結合することにより、 TEMモードの電磁波力 TEモードの電磁波に 変換される。したがって、この高周波モジュールには、 TEMモードの電磁波力ら TE モードの電磁波に変換する際の効率が低いことに起因して、挿入損失が大きいという 問題点がある。なお、この入力部が高周波モジュールの出力部として用いられる場合 、TEモードの電磁波から TEMモードの電磁波に変換する際の変換効率が低いため 、同様にして、揷入損失が大きいという問題点がある。
発明の開示
[0004] 本発明は、力かる問題点を解決すべくなされたものであり、挿入損失が少ない高周 波モジュールを提供することを主目的とする。
[0005] 本発明に係る高周波モジュールは、グランド電極が一面に形成された基板と、一方 の面に導波管型導波路用凹部が形成されると共にこの一方の面をグランド電極に接 触させた状態で基板に装着された高周波モジュール用部品とを備え、グランド電極と 導波管型導波路用凹部の表面との間で形成される導波管型導波路内に開口する H 面結合窓がこのグランド電極に形成され、基板は、 TEMモード線路が他面または内 層に形成され、かっこの TEMモード線路をグランド電極における H面結合窓の近傍 に短絡させる貫通導体が形成されて構成されてレ、る。
[0006] この場合、導波管型導波路用凹部における幅方向の中央部分に H面結合窓を形 成し、 TEMモード線路とグランド電極のうちの H面結合窓の縁部中央部近傍とを短 絡するように貫通導体を形成するのが好ましい。
[0007] また、樹脂成形によって形成し、少なくとも一方の面側の表面全域を導電材料でコ 一ティングして高周波モジュール用部品を構成するのが好ましい。
[0008] 本発明に係る高周波モジュールによれば、基板のグランド電極と導波管型導波路 用凹部の表面との間で形成される導波管型導波路内に開口する H面結合窓をダラ ンド電極に形成し、 TEMモード線路を基板の他面または内層に形成し、かつ TEM モード線路をグランド電極における H面結合窓の近傍に短絡させる貫通導体を基板 に形成したことにより、貫通導体が基板の内部に形成されているため、貫通導体の周 囲に発生する TEMモードの電磁波の磁界は主として基板の内部を通過する。した がって、貫通導体の周囲に発生する電磁波の磁界は、同じ誘電率の部材内を通過 するため、磁界密度の偏りが小さくなる。このため、強い磁界密度の TEMモードの電 磁波と導波管型導波路内の電磁波とが H面結合窓を介して磁界結合する。したがつ て、 TEモードの電磁波と TEMモードの電磁波との間で効率よくモード変換される。こ の結果、高周波モジュールの挿入損失を低減することができる。
[0009] また、本発明に係る高周波モジュールによれば、導波管型導波路用凹部における 幅方向の中央部分に H面結合窓を形成し、 TEMモード線路とグランド電極のうちの H面結合窓の縁部中央部近傍とを短絡するように貫通導体を形成したことにより、導 波管型導波路用凹部とグランド電極とで囲まれた導波管型導波路内に発生する TE モードの電磁波の磁界強度が最大となる部位で TEMモードの電磁波と磁気的に結 合させることができる。したがって、 TEMモードの電磁波と TEモードの電磁波とが良 好に磁界結合するため、 TEモードの電磁波と TEMモードの電磁波との間でさらに 効率よくモード変換される結果、高周波モジュールの揷入損失を一層低減することが できる。
[0010] また、本発明に係る高周波モジュールによれば、樹脂成形によって形成し、少なく とも一方の面側の表面全域を導電材料でコーティングした高周波モジュール用部品 を用いることにより、金属板から削り出して作製される高価な高周波モジュール用部 品を用いる構成と比較して、簡易かつ安価に製造することができ、し力も大幅に軽量 ィ匕すること力できる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の一実施の形態における高周波モジュールの構成を示す斜視図である
[図 2]図 1における高周波モジュール用部品の裏面側から見た斜視図である。
[図 3]高周波モジュール用部品および基板の構成を示す分解斜視図である。
[図 4]図 1における W— W線断面図である。
[図 5]図 1の高周波モジュールの動作を説明するための説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、添付図面を参照して、本発明に係る高周波モジュールの最良な形態につい て説明する。
[0013] 最初に、本発明に係る高周波モジュールの構成について、図面を参照して説明す る。
[0014] 高周波モジュール 1は、図 1に示すように、高周波モジュール用部品 2および基板 3 を備えて構成され、バンドパスフィルタとして機能する。高周波モジュール用部品 2は 、図 2に示すように、モジュール用部品本体 4および一対の仕切壁 7, 7を備えている 。モジュール用部品本体 4は、同図に示すように、外形が直方体状に形成されると共 に、一方の面（高周波モジュール用部品 2の一方の面でもある同図中の上面） 4a側 において、平面視形状が長方形に規定された導波管型導波路用凹部（以下、「導波 路用凹部」ともいう） 8が均一の深さで形成されている。一対の仕切壁 7, 7は、導波路 用凹部 8におけるモジュール用部品本体 4の長手方向と平行な一対の内壁面にそれ ぞれ接した状態で、導波路用凹部 8の内面 8aにおけるこの長手方向の中間位置に それぞれ立設されている。以上のような構成を有する高周波モジュール用部品 2は、 モジュール用部品本体 4および各仕切壁 7, 7が樹脂成形によって一体的に形成さ れて構成されている。また、高周波モジュール用部品 2は、一方の面側の表面全域 が導電材料でコーティングされている。すなわち、内面 8aを含む導波路用凹部 8の 表面全域、各仕切壁 7, 7の表面全域および一方の面 4aが導電材料でコーティング されている。なお、高周波モジュール用部品 2の表面全域を導電材料でコーティング する構成を採用することもできるが、導電材料の使用量増加を避けるためには、高周 波モジュール用部品 2の一方の面側の表面全域のみを導電材料でコーティングする のが好ましい。また、高周波モジュール用部品 2は、アルミニウムなどの金属板から削 り出して作製することもできるが、簡易かつ安価に製造でき、し力も大幅な軽量化も図 れるという点で、上述したように、樹脂成形で製造するのが好ましい。
[0015] 基板 3は、例えば、ガラスエポキシ系樹脂材料を用いて平面形状が長方形に形成 され、図 3に示すように、一面（同図中の上面）にグランド電極 11が形成されると共に 、他面（同図中の下面）に一対の TEMモード線路 12， 13がそれぞれ形成されている 。同図に示す構成では、基板 3の一面全域に亘つてグランド電極 11を形成している 力 これに限定されるものではなぐ少なくともモジュール用部品本体 4の一方の面 4a 全域と、各 TEMモード線路 12， 13に対向する部位とを包含する広さに規定すれば よレ、。また、グランド電極 11には、一例として長方形の H面結合窓 14, 15力 基板 3 における長手方向の両端面 3a, 3b側に位置し、かつ各端面 3a, 3bに平行（つまり、 互いに平行）となるようにそれぞれ形成されている。この場合、各 H面結合窓 14, 15 は、高周波モジュール用部品 2が基板 3に実装された状態において、導波路用凹部 8内の長手方向の両端寄りにそれぞれ位置（開口）するようにその間隔が規定され、 力、つ導波路用凹部 8の幅方向（同図中の B方向）における中央部にそれぞれ配置さ れるようにその位置が規定されている。また、 H面結合窓 14， 15における導波路用 凹部 8の中央側の縁部には、グランド電極 11に導通するスルーホールの導通体 TH がその縁部に沿って複数配設（配列）されている。この場合、各導通体 THは、 H面 結合窓 14, 15の下方に位置する基板 3の内部において、後述する貫通導体 16， 17 を通過する TEMモードの電磁波の磁界 HI (図 5参照）を強めて、 H面結合窓 14, 1 5を介して、その TEMモードの電磁波と導波路用凹部 8内を伝搬する TEモードの電 磁波とを良好な状態で磁界結合させる。具体的には、スルーホール TH， THは、擬 似的な導体壁として機能し、貫通導体 16, 17を通過する電磁波の基板 3の基板面 方向への必要以上な拡散を防止して上記の磁界 HIを強めるために、その間隔が所 定値以下 (例えば電磁波の波長の 1/4以下）に設定されている。なお、基板 3の裏 面側（グランド電極 11の非形成面）にスルーホール THに電気的に接続されるグラン ド電極を形成することもできる。
[0016] 各 TEMモード線路 12, 13は、基板 3の両端面 3a, 3b側から、対応する各 H面結 合窓 14, 15に向けて直線的に延出して形成されることにより、それぞれマイクロストリ ップ線路に構成されている。また、 TEMモード線路 12は、基板 3の内部に形成され た貫通導体 (スルーホールまたはビアホール） 16を介して、その先端部がグランド電 極 11のうちの H面結合窓 14における端面 3a寄りの縁部中央部近傍に短絡されてい る。 TEMモード線路 13も同様にして、基板 3の内部に形成された貫通導体 (スルー ホールまたはビアホール） 17を介して、その先端部がグランド電極 11のうちの H面結 合窓 15における端面 3b寄りの縁部中央部近傍に短絡されている。
[0017] また、高周波モジュール 1は、図 1 , 4に示すように、基板 3におけるグランド電極 11 の形成面に高周波モジュール用部品 2を実装して構成されている。この実装状態で は、高周波モジュール用部品 2の導波路用凹部 8がグランド電極 11によって閉塞さ れている。この構成により、導電材料でコーティングされた導波路用凹部 8の表面お よびグランド電極 11で囲まれた領域は、空洞に形成されて、 TEモードの電磁波を伝 搬する導波管型導波路 Aとして機能する。上記した各 H面結合窓 14， 15は、導波管 型導波路 Aにおける基板 3の長手方向に沿った両端部側に位置するように形成され ている。また、この導波管型導波路 Aは、両図に示すように、一対の仕切壁 7， 7で区 画された 2つの領域を内部に備え、この 2つの領域のうちの TEMモード線路 12側の 領域が空洞型の共振器 21を構成し、 TEMモード線路 13側の領域が空洞型の共振 器 22を構成する。
[0018] 次に、高周波モジュール 1の動作について、図 5を参照して説明する。
[0019] この高周波モジュール 1では、同図に示すように、 TEMモード線路 12に入力され た TEMモードの電磁波 W1は、 TEMモード線路 12を経由して貫通導体 16に達し、 次いで、貫通導体 16内を通過する。そして、その際に、貫通導体 16の周囲に環状の 磁界 HIを発生させる。この場合、共振器 21の E面において磁界 HIの方向と共振器 21に発生する電磁波の磁界 H2の方向とがー致する。したがって、 TEMモードの電 磁波 W1と共振器 21内の電磁波（磁界 H2)とが H面結合窓 14を介して磁界結合す る。この際に、 TEMモード線路 12とは異なり、貫通導体 16が基板 3の内部に形成さ れているため、磁界 HIは誘電体としての基板 3の内部を通過する。したがって、貫通 導体 16の周囲に発生する電磁波 W1の磁界 HIは、同じ誘電率の部材内を通過す るため、磁界分布の偏りが小さくなる。このため、強い磁界密度の TEMモードの電磁 波 W1と共振器 (導波管型導波路） 21内を伝搬する TEモードの電磁波 (磁界 H2)と が磁界結合する。したがって、 TEMモードの電磁波 W1と TEモードの電磁波（磁界 H2)との間で効率よくモード変換される。この結果、高周波モジュール 1の揷入損失 が低減される。また、この高周波モジュール 1では、 H面結合窓 14が導波路用凹部 8 の幅方向における中央部に配置され、かつ貫通導体 16がグランド電極 11のうちの H 面結合窓 14における端面 3a寄りの縁部中央部近傍に短絡しているため、 TEMモー ドの電磁波 W1 (磁界 HI)は、共振器 21内を伝搬する TEモードの電磁波（磁界 H2) の磁界強度が最大となる部位で TEモードの電磁波と磁界結合する。したがって、 TE Mモードの電磁波 W1 (磁界 HI)は、共振器 21内の電磁波（磁界 H2)と良好な状態 で磁界結合する。つまり、 TEMモードの電磁波 W1 (磁界 HI)が TEモードの電磁波 (磁界 H2)に効率よく変換される。
[0020] 次いで、共振器 21内の電磁波（磁界 H2)は、一対の仕切壁 7, 7間に形成された 隙間を E面結合窓として、共振器 22内の電磁波（磁界 H3)と磁界結合することによつ て共振器 22内に図 5に示す磁界 H3が発生する。一方、貫通導体 17に発生する TE Mモードの電磁波 W2の磁界 H4の方向は同図に示す方向となる。このため、電磁波 の磁界 H3の方向と TEMモードの電磁波 W2の磁界 H4の方向とがー致する。したが つて、共振器 22内の電磁波（磁界 H3)と TEMモードの電磁波 W2とが磁界結合する 。この際に、貫通導体 17が基板 3の内部に形成されているため、磁界 H4は誘電体と しての基板 3の内部を通過する。したがって、貫通導体 17の周囲に発生する電磁波 W2の磁界 H4は、同じ誘電率の部材内を通過するため、磁界密度の偏りが小さくな る。このため、共振器 (導波管型導波路） 22内を伝搬する TEモードの電磁波（磁界 H3)と TEMモードの電磁波 W2とが良好に磁界結合する。したがって、 TEモードの 電磁波（磁界 H2)と TEMモードの電磁波 W2との間で効率よくモード変換される。こ の結果、高周波モジュール 1の挿入損失が低減される。また、 H面結合窓 15が導波 路用凹部 8の幅方向における中央部に配置され、かつ貫通導体 17がグランド電極 1 1のうちの H面結合窓 15における端面 3b寄りの縁部中央部近傍に短絡しているため 、共振器 22内を伝搬する TEモードの電磁波（磁界 H3)の磁界強度が最大となる部 位で TEモードの電磁波（磁界 H3)と TEMモードの電磁波 W2 (磁界 H4)とが磁界結 合する。したがって、共振器 22内の電磁波は電磁波 W2と良好な状態で磁界結合す る。つまり、 TEモードの電磁波（磁界 H3)が TEMモードの電磁波 W2 (磁界 H4)に 効率よく変換される。この後、 TEMモードの電磁波 W2は、貫通導体 17を通過して T EMモード線路 13に達し、この TEMモード線路 13を介して出力される。以上のよう にして、この高周波モジュール 1は、 TEMモード入力 _ (TEモード変換— TEMモード 変換一) TEMモード出力型のフィルタとして機能する。
[0021] このように、この高周波モジュール 1によれば、導波路用凹部 8内に開口する H面結 合窓 14, 15をグランド電極 11に形成し、 TEMモード線路 12， 13を基板 3の他面に 形成し、かつ TEMモード線路 12， 13をグランド電極 11における H面結合窓 14, 15 の近傍（口縁）に短絡させる貫通導体 16, 17を基板 3に形成したことにより、 TEMモ ードの電磁波 W1から TEモードの電磁波（磁界 H2)への変換の際、および TEモード の電磁波（磁界 H3)力 TEMモードの電磁波 W2への変換の際に、貫通導体 16, 1 7の周囲に発生する電磁波の磁界 HI , H4は、同じ誘電率の部材内を通過するため 、磁界密度の偏りが小さくなる。このため、 TEMモードの電磁波 W1と TEモードの電 磁波（磁界 HI)とを良好に磁界結合させることができると共に、 TEモードの電磁波（ 磁界 H3)と TEMモードの電磁波 W2とを良好に磁界結合させることができる。したが つて、 TEモードの電磁波（磁界 HI， H2)と TEMモードの電磁波 Wl， W2との間で 効率よくモード変換される。この結果、揷入損失の極めて小さい高周波モジュール 1 を構成すること力 Sできる。
[0022] また、導波路用凹部 8における幅方向（各共振器 21， 22の幅方向）の中央部分に H面結合窓 14, 15を形成し、 TEMモード線路 12， 13とグランド電極 11のうちの H 面結合窓 14, 15の縁部中央部近傍とを短絡するように貫通導体 16, 17を形成した ことにより、導波管型導波路 A内に発生する（各共振器 21 , 22内を伝搬する) TEモ ードの電磁波（磁界 H2, H3)の磁界強度が最大となる部位で TEモードの電磁波と TEMモードの電磁波 Wl, W2 (磁界 HI, H4)とを磁気的に結合させることができる 。したがって、 TEMモードの電磁波 Wl , W2 (磁界 HI , H4)と TEモードの電磁波（ 磁界 H2, H3)との磁界結合を一層良好に磁界結合させることができる結果、高周波 モジュール 1の挿入損失を一層低減することができる。
[0023] なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、導波路用凹部 8内に 2つ の共振器 21, 22を形成した高周波モジュール 1について上記した力 共振器の数は 2つに限定されず、 1つ以上であれば、レ、くつ設けてもよい。また、上記構成では、高 周波モジュール 1をバンドパスフィルタとして構成した例について説明した力 共振器 を設けずに、高周波モジュールを単なる導波管型導波路として構成することもできる 。また、上記した高周波モジュール 1として、各 TEMモード線路 12， 13をマイクロスト リップ線路で構成した例にっレ、て上記した力 コプレーナ線路やストリップ線路で構 成することもできる。また、基板 3として両面基板を用いて、他面 (裏面）に各 TEMモ ード線路 12， 13を形成した高周波モジュール 1について上記した力 S、基板 3として多 層基板を用いて、その内層に各 TEMモード線路 12, 13を形成する構成を採用する ことちできる。

Claims

請求の範囲
[1] グランド電極が一面に形成された基板と、
一方の面に導波管型導波路用凹部が形成されると共に前記一方の面を前記ダラ ンド電極に接触させた状態で前記基板に装着された高周波モジュール用部品とを備 前記グランド電極と前記導波管型導波路用凹部の表面との間で形成される導波管 型導波路内に開口する H面結合窓が前記グランド電極に形成され、
前記基板は、 TEMモード線路が他面または内層に形成され、かつ前記 TEMモー ド線路を前記グランド電極における前記 H面結合窓の近傍に短絡させる貫通導体が 形成されて構成されている高周波モジュール。
[2] 前記 H面結合窓は、前記導波管型導波路用凹部における幅方向の中央部分に形 成され、
前記貫通導体は、前記 TEMモード線路と、前記グランド電極のうちの前記 H面結 合窓の縁部中央部近傍とを短絡する請求の範囲第 1項記載の高周波モジュール。
[3] 前記高周波モジュール用部品は、樹脂成形によって形成されると共に少なくとも前 記一方の面側の表面全域が導電材料でコーティングされている請求の範囲第 1項記 載の高周波モジュール。
[4] 前記高周波モジュール用部品は、樹脂成形によって形成されると共に少なくとも前 記一方の面側の表面全域が導電材料でコーティングされている請求の範囲第 2項記 載の高周波モジュール。
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