WO2019138603A1 - 導波管マイクロストリップ線路変換器およびアンテナ装置 - Google Patents

導波管マイクロストリップ線路変換器およびアンテナ装置 Download PDF

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WO2019138603A1
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microstrip line
line
waveguide
impedance transformation
converter
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丸山 貴史
重雄 宇田川
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三菱電機株式会社
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    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to a waveguide microstrip line converter and an antenna device capable of mutually converting power propagating in a waveguide and power propagating in a microstrip line.
  • the waveguide microstrip line converter connects the waveguide and the microstrip line, and transmits a signal from the waveguide to the microstrip line or from the microstrip line to the waveguide.
  • Waveguide microstrip line converters are widely used in antenna devices for transmitting high frequency signals in the microwave band or millimeter wave band.
  • a waveguide microstrip line converter is known in which a ground conductor is provided on one side of the dielectric substrate and a microstrip line is provided on the other side. The open end of the waveguide is connected to the ground conductor.
  • Patent Document 1 discloses a waveguide microstrip line converter in which a ground conductor and a conductor plate connected to a microstrip line are electrically connected via a conductive structure embedded in a dielectric substrate. It is disclosed.
  • the conduction structure is formed by a plurality of through holes arranged to surround the open end of the waveguide.
  • Patent No. 5289551 gazette
  • a waveguide microstrip line converter is required to stably obtain high electrical performance and to improve reliability.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a waveguide microstrip line converter which can stably obtain high electrical performance and can improve the reliability. .
  • a waveguide microstrip line converter comprises a waveguide having an open end, a first surface directed to the open end, and a first A dielectric substrate having a second surface opposite to the first surface, and a slot provided in the first surface and connected to the opening end, and in a region surrounded by the edge of the opening end And a line conductor provided on the second surface.
  • the line conductor is a first portion which is a microstrip line of a first line width, and a second portion of a second line width which is located immediately above the slot and which is larger than the first line width, and a second A third portion extending from the portion in the first direction and responsible for impedance matching between the first portion and the second portion.
  • One end of the two ends in the first direction of the third part is connected to the second part.
  • the first portion extends in a second direction perpendicular to the first direction, following the other one of the ends of the third portion.
  • the waveguide microstrip line converter according to the present invention has the effect of being able to stably obtain high electrical performance and to improve the reliability.
  • the top view which shows the external appearance structure of the waveguide microstrip line converter concerning Embodiment 1 of this invention Sectional drawing which shows the internal structure of the waveguide microstrip line converter concerning Embodiment 1.
  • Plan view of the ground conductor of the waveguide microstrip line converter shown in FIG. 1 Plan view of the line conductor of the waveguide microstrip line converter shown in FIG. 1
  • the top view of the line conductor which the waveguide microstrip line converter concerning the 1st modification of Embodiment 1 has The top view of the line conductor which the waveguide microstrip line converter concerning the 2nd modification of Embodiment 1 has The top view of the line conductor which the waveguide microstrip line converter concerning the 3rd modification of Embodiment 1 has The top view which shows the external appearance structure of the waveguide microstrip line converter concerning Embodiment 2 of this invention Plan view of the line conductor of the waveguide microstrip line converter shown in FIG.
  • the top view which shows the external appearance structure of the waveguide microstrip line converter concerning Embodiment 3 of this invention Plan view of the line conductor of the waveguide microstrip line converter shown in FIG.
  • the top view of the line conductor which the waveguide microstrip line converter concerning the 1st modification of Embodiment 3 has The top view of the line conductor which the waveguide microstrip line converter concerning the 2nd modification of Embodiment 3 has A plan view of a line conductor provided in a waveguide microstrip line converter according to a third modification of the third embodiment
  • the top view which shows the external appearance structure of the waveguide microstrip line converter concerning Embodiment 4 of this invention Plan view of the line conductor of the waveguide microstrip line converter shown in FIG.
  • Top view of an antenna device according to a fifth embodiment of the present invention Top view of an antenna device according to a modification of the fifth embodiment Top view of antenna apparatus according to sixth embodiment of the present invention
  • Top view of antenna apparatus according to the first modification of the sixth embodiment Plan view of an antenna device according to a second modification of the sixth embodiment Plan view of an antenna device according to a third modification of the sixth embodiment
  • a plan view of an antenna device according to a seventh embodiment of the present invention Top view of antenna apparatus according to eighth embodiment of the present invention
  • Top view of an antenna device according to a ninth embodiment of the present invention Top view of an antenna device according to a tenth embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a top view showing an appearance configuration of a waveguide microstrip line converter 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the waveguide microstrip line converter 10 according to the first embodiment.
  • a configuration provided on the back side of the drawing surface of the configuration shown by the solid line is shown by the broken line.
  • the X axis, the Y axis and the Z axis are three axes perpendicular to each other.
  • a direction parallel to the X axis is a first direction
  • a direction parallel to the Y axis is a second direction
  • a direction parallel to the Z axis is a third direction
  • Z axis direction I assume.
  • the direction indicated by the arrow in the drawing is the plus X direction
  • the direction opposite to the plus X direction is the minus X direction.
  • the direction indicated by the arrow in the drawing is the plus Y direction
  • the direction opposite to the plus Y direction is the minus Y direction.
  • the direction indicated by the arrow in the drawing is the plus Z direction
  • the direction opposite to the plus Z direction is the minus Z direction.
  • the waveguide microstrip line converter 10 includes a waveguide 14 having an open end 16, a first surface S 1 directed to the open end 16, and a second surface S 2 opposite to the first surface S 1. And a dielectric substrate 11 having the The waveguide microstrip line converter 10 includes a ground conductor 12 provided on the first surface S1 and connected with the open end 16 and a line conductor 13 provided on the second surface S2.
  • FIG. 2 shows a portion centered on the waveguide 14 in the cross-sectional configuration of the waveguide microstrip line converter 10 along the line II-II shown in FIG.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can mutually convert the power propagating in the waveguide 14 and the power propagating in the line conductor 13.
  • the waveguide 14 and the line conductor 13 are transmission lines for transmitting high frequency signals.
  • the ground conductor 12 has a slot 15 formed in the area surrounded by the opening edge 18 which is the edge of the opening end 16.
  • Each of the first surface S1 and the second surface S2 is a surface parallel to the X axis and the Y axis.
  • the tube axis direction of the waveguide 14 is the Z axis direction.
  • the tube axis is the center line of the waveguide 14.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the waveguide 14 of the waveguide microstrip line converter 10 shown in FIG.
  • the waveguide 14 is a rectangular waveguide having a rectangular XY cross section, and is made of a hollow metal tube.
  • the XY cross section of the waveguide 14 is a rectangle provided with a long side parallel to the Y axis and a short side parallel to the X axis.
  • an electromagnetic wave propagates in an internal space surrounded by a tube wall 19 made of a metal material.
  • the open end 16 is an end of the waveguide 14 in the direction of the tube axis, and has an open edge 18 having the same shape as the XY cross section of the waveguide 14.
  • the opening edge 18 is a short circuit surface connected to the ground conductor 12.
  • a high frequency signal to be propagated in the waveguide 14 is input to the input / output end 17 which is the other end of the waveguide 14 in the tube axis direction, or a high frequency signal propagated to the waveguide 14 is output .
  • connection between the opening edge 18 and the ground conductor 12 is not limited to the connection resulting from the direct contact between the ground conductor 12 and the opening edge 18.
  • the opening edge 18 and the ground conductor 12 may be connected so as to be able to convert a high frequency signal, and may not be in contact with each other.
  • the opening edge 18 and the ground conductor 12 may be connected to each other by providing a choke structure or the like between the opening edge 18 and the ground conductor 12.
  • the configuration of the waveguide 14 is arbitrary.
  • the waveguide 14 may be provided with a dielectric substrate in which a plurality of through holes are formed, instead of the tube wall 19 made of a metal material. Further, the waveguide 14 may be one in which the inside surrounded by the tube wall 19 is filled with a dielectric material.
  • the waveguide 14 may be a waveguide whose shape is given a curvature at a corner in the XY cross section, a waveguide having a wedge-shaped cross section, or a ridge waveguide.
  • the dielectric substrate 11 is a flat plate member made of a resin material.
  • the ground conductor 12 is provided on the entire first surface S1 of the dielectric substrate 11.
  • the slot 15 is formed by removing the conductor which is the material of the ground conductor 12 in the XY region of the ground conductor 12 surrounded by the opening edge 18 of the open end 16.
  • the ground conductor 12 is formed by pressing a copper foil, which is a conductive metal foil, to the first surface S1.
  • the slot 15 is formed by patterning a copper foil crimped to the first surface S1.
  • the line conductor 13 is provided to pass immediately above the opening of the waveguide 14 on the second surface S2 of the dielectric substrate 11.
  • the line conductor 13 is formed by patterning a copper foil crimped to the second surface S2.
  • the ground conductor 12 and the line conductor 13 may be metal plates attached to the dielectric substrate 11 after being formed in advance.
  • FIG. 4 is a plan view of the ground conductor 12 of the waveguide microstrip line converter 10 shown in FIG.
  • the slot 15 is an opening portion formed by removing a part of the ground conductor 12.
  • the slot 15 has a planar shape in which the Y-axis direction is longer than the X-axis direction.
  • the slot 15 includes an end 22 located at both ends in the Y-axis direction and a central portion 21 between the ends 22.
  • the width of the end 22 in the X-axis direction is larger than the width of the central portion 21 in the X-axis direction.
  • the shape of the slot 15 shown in FIG. 4 is appropriately referred to as “H-shaped”.
  • the central portion 21 is located directly below the line conductor 13.
  • the electric field is weakened at the end 22 while the electric field is strengthened at the central portion 21.
  • the electromagnetic coupling between the open end 16 of the waveguide 14 and the line conductor 13 is intensified. Thereby, the waveguide microstrip line converter 10 can efficiently convert power between the waveguide 14 and the line conductor 13.
  • the line conductor 13 has a first portion which is a microstrip line 35, a second portion which is a conversion portion 31 located immediately above the slot 15, a first portion and a second portion. And a third site between the sites.
  • the third portion includes first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33, which are a plurality of impedance transformers responsible for impedance matching between microstrip line 35 and converter 31.
  • the line conductor 13 includes two stubs 36 which are branch portions branched from the conversion unit 31.
  • the converter 31 is located at the center of the line conductor 13 in the X-axis direction.
  • the conversion unit 31 is a portion of the line conductor 13 responsible for power conversion with the waveguide 14.
  • the first impedance transformation unit 32 is located next to the conversion unit 31 in the X-axis direction.
  • the third impedance transformation unit 33 is located next to the first impedance transformation unit 32 in the X-axis direction, and on the opposite side to the conversion unit 31 as viewed from the first impedance transformation unit 32.
  • the second impedance transformation unit 34 is located between the third impedance transformation unit 33 and the microstrip line 35.
  • the microstrip line 35 is an input of a high frequency signal from the outside of the waveguide microstrip line converter 10 to the line conductor 13, and the outside of the waveguide microstrip line converter 10 from the line conductor 13.
  • the microstrip line 35 is an input of a high frequency signal from the outside of the waveguide microstrip line converter 10 to the line conductor 13, and the outside of the waveguide microstrip line converter 10 from the line conductor 13.
  • the two stubs 36 are provided at the center position of the conversion unit 31 in the X-axis direction.
  • One stub 36 is extended in the plus Y direction from the end on the plus Y direction side of the conversion unit 31.
  • the other stub 36 is extended in the minus Y direction from the end on the minus Y direction side of the conversion unit 31.
  • the end 37 of each of the stubs 36 opposite to the conversion unit 31 is an open end.
  • the center position of the stub 36 in the X-axis direction coincides with the center position of the slot 15 in the X-axis direction.
  • the end 38 is an end of the second impedance transformer 34 in the X-axis direction.
  • the end 39 is an end of the microstrip line 35 in the X-axis direction.
  • FIG. 5 is a plan view of the line conductor 13 of the waveguide microstrip line converter 10 shown in FIG.
  • the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the third portion located on the plus X direction side which is one side in the X axis direction and the minus X direction side which is the other side in the X axis direction with the conversion portion 31 at the center
  • a third portion to be provided is provided in the line conductor 13, the third portion located on the plus X direction side which is one side in the X axis direction and the minus X direction side which is the other side in the X axis direction with the conversion portion 31 at the center And a third portion to be provided.
  • a third portion located on the plus X direction side of conversion portion 31 includes first, second and third impedance transformation portions 32-1, 34-1 and 33-1.
  • a third portion located on the negative X direction side of conversion unit 31 includes first, second, and third impedance transformation units 32-2, 34-2, and 33-2.
  • the first impedance transformation unit 32 refers to each of the first impedance transformation units 32-1 and 32-2 without distinction.
  • the second impedance transformation unit 34 refers to each of the second impedance transformation units 34-1 and 34-2 without distinction.
  • the third impedance transformation unit 33 refers to each of the third impedance transformation units 33-1 and 33-2 without distinction.
  • the line conductor 13 is a microstrip line 35-1 extending in the Y-axis direction from a third portion located on the plus X direction side of the conversion portion 31, and a third located on the minus X direction side of the conversion portion 31. And a microstrip line 35-2 extending from the portion 3 in the Y-axis direction.
  • the microstrip line 35-1 is extended in the plus Y direction from the second impedance transformation unit 34-1.
  • the microstrip line 35-2 extends in the plus Y direction from the second impedance transformation unit 34-2.
  • the microstrip line 35-1 is a first microstrip line included in the line conductor 13, and is located on the plus X direction side which is one side in the X axis direction with the conversion portion 31 at the center.
  • the microstrip line 35-2 is a second microstrip line included in the line conductor 13, and is located on the minus X direction side which is the other side in the X axis direction with the conversion unit 31 at the center.
  • the microstrip line 35 refers to each of the microstrip lines 35-1 and 35-2 without distinction.
  • One end of the third portion located on the plus X direction side of the conversion unit 31 in the X axis direction is one end of the first impedance transformation unit 32-1 on the minus X direction side, and conversion is performed. It is connected to the part 31.
  • the other end of the two ends of the third portion is the end 38-1 on the plus X direction side of the second impedance transformation portion 34-1.
  • the microstrip line 35-1 extends in the Y-axis direction following the end 38-1. In the plane configuration shown in FIG. 5, the end 38-1 and the end 39-1 on the plus X direction side of the microstrip line 35-1 make one straight line in the Y axis direction.
  • One end of the third portion located on the minus X direction side of the conversion unit 31 in the X axis direction is one end of the first impedance transformation unit 32-2 on the plus X direction side, and conversion is performed. It is connected to the part 31.
  • the other end of the two ends of the third portion is the end 38-2 on the negative X direction side of the second impedance transformation portion 34-2.
  • the microstrip line 35-2 extends in the Y-axis direction following the end 38-2. In the plane configuration shown in FIG. 5, the end 38-2 and the end 39-2 on the negative X direction side of the microstrip line 35-2 form one straight line in the Y-axis direction.
  • the end 39 of the microstrip line 35 and the end 38 of the third portion are the same. It indicates that the microstrip line 35 is provided in one straight line.
  • the end 38 refers to each of the ends 38-1 and 38-2 without distinction.
  • the end 39 refers to each of the ends 39-1 and 39-2 without distinction.
  • the width of the line conductor 13 in the direction perpendicular to the direction of the transmission line is taken as the line width.
  • the length of the line conductor 13 in the direction of the transmission line is taken as the line length.
  • the conversion unit 31 and the first, second and third impedance transformation units 32, 34 and 33 constitute a transmission line extended in the X-axis direction.
  • the line width represents the width in the Y-axis direction
  • the line length represents the length in the X-axis direction Do.
  • the microstrip line 35 constitutes a transmission line extended in the Y-axis direction.
  • the line width represents the width in the X-axis direction, and the line length represents the length in the Y-axis direction. Also in the stub 36, the line width represents the width in the X-axis direction, and the line length represents the length in the Y-axis direction.
  • the converter 31, the first, second and third impedance transformers 32, 34, 33, the microstrip line 35, and the stub 36 are made of an integral metal member such as a metal foil or a metal plate There is.
  • the conversion portion 31, the first, second and third impedance transformation portions 32, 34, 33, and the microstrip line 35 are formed such that the line widths of the adjacent portions are different from each other.
  • the line width of the microstrip line 35 is W 0 , which is a first line width
  • the line width of the conversion unit 31 is W 1 , which is a second line width
  • W 1 is larger than W 0 . That is, the relationship of W 1 > W 0 holds between W 1 and W 0 .
  • the line length of the conversion unit 31 is a length corresponding to ⁇ / 2.
  • the line length of the microstrip line 35 is arbitrary.
  • the line width W A of the first impedance transformation unit 32 is larger than W 0 and smaller than W 1 . That is, the relationship of W 1 > W A > W 0 is established between W A , W 0 and W 1 .
  • W A and W C are greater than W 0 . Also, W A and W C are smaller than W 1 . That is, the relationship of W 1 > W A > W C > W 0 is established between W A , W C , W 0 , and W 1 .
  • the line lengths of the first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33 are all equivalent to ⁇ / 4.
  • the line length of the stub 36 is a length corresponding to ⁇ / 4.
  • the operation of the waveguide microstrip line converter 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the case where the high frequency signal propagated in the waveguide 14 is transmitted to the microstrip line 35 is taken as an example.
  • the electromagnetic waves propagated inside the waveguide 14 reach the ground conductor 12.
  • the electromagnetic wave that has reached the ground conductor 12 propagates to the converter 31 through the slot 15.
  • propagation of the electromagnetic wave to the conversion unit 31 includes generation of energy of the electromagnetic wave between the ground conductor 12 and the conversion unit 31.
  • the electromagnetic waves propagated to the conversion unit 31 propagate from the conversion unit 31 in the plus X direction and the minus Y direction.
  • the electromagnetic wave propagated from the conversion unit 31 in the plus X direction by the first impedance transformation unit 32-1, the third impedance transformation unit 33-1, and the second impedance transformation unit 34-1 is a microstrip line 35-. It propagates in the plus Y direction at 1.
  • the electromagnetic wave propagated from the conversion unit 31 in the negative X direction by the first impedance transformation unit 32-2, the third impedance transformation unit 33-2, and the second impedance transformation unit 34-2 is a microstrip line 35-. At 2 we propagate in the positive Y direction.
  • the waveguide microstrip line converter 10 outputs a high frequency signal transmitted from the microstrip line 35-1 and the microstrip line 35-2 in the positive Y direction.
  • the phase of the high frequency signal output from the microstrip line 35-1 and the phase of the high frequency signal output from the microstrip line 35-2 are opposite to each other.
  • each portion from the conversion unit 31 to the microstrip line 35 is configured by an integral metal member. In the first embodiment, since the formation of the gap in the line conductor 13 is unnecessary, the problem of gap processing failure can be avoided, and the line conductor 13 can be easily processed.
  • the converter 31, the first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33, and the microstrip line 35 have characteristic impedances corresponding to the line width.
  • Characteristic impedance of the converter 31, and a Z 1 corresponding to W 1 is a line width of the conversion unit 31.
  • the characteristic impedance of the microstrip line 35 is assumed to be Z 0 corresponding to W 0 is the line width of the microstrip line 35.
  • Z 1 is less than Z 0 . That is, the relationship of Z 1 ⁇ Z 0 holds between Z 1 and Z 0 .
  • the difference between the line widths of the conversion unit 31 and the microstrip line 35 is large, if the microstrip line 35 is directly adjacent to the conversion unit 31, the characteristic impedance of the conversion unit 31 and the characteristic impedance of the microstrip line 35 Due to the mismatch, the unnecessary radiation of the electromagnetic wave is increased and the power loss is increased.
  • the first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33 are responsible for impedance matching between the converter 31 and the microstrip line 35.
  • Characteristic impedance of the first impedance transformer section 32 is assumed to be a Z A corresponding to W A is the line width of the first impedance transformer section 32.
  • Z A is smaller than Z 0 and larger than Z 1 . That is, the relationship of Z 1 ⁇ Z A ⁇ Z 0 is established between Z A , Z 0 and Z 1 .
  • the characteristic impedance of the third impedance transformer 33, and a Z B corresponding to W B is the line width of the third impedance transformer 33.
  • Characteristic impedance of the second impedance transformer section 34 is assumed to be a Z C corresponding to W C is the line width of the second impedance transformer section 34.
  • waveguide microstrip line converter 10 is provided with first and second impedance transformation portions 32 and 34 having a line width larger than the line width of microstrip line 35. , And impedance matching between the conversion unit 31 and the microstrip line 35.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can reduce power loss due to the impedance matching between the converter 31 and the microstrip line 35.
  • the third impedance transformation unit 33 and the second impedance transformation unit 34 function to reduce the impedance mismatch due to the difference in line width between the first impedance transformation unit 32 and the microstrip line 35.
  • the line conductor 13 includes the first, second and third impedance transformation portions 32, 34 and 33, which are portions where the line width is made to differ stepwise, to make a sharp change of the impedance in the transmission of the electromagnetic wave. Make it possible to relax. Thereby, the waveguide microstrip line converter 10 can effectively reduce the power loss. In addition, the waveguide microstrip line converter 10 can handle changes in the impedance of the line conductor 13 so that it can handle signals in a wide frequency band.
  • the line width of the third impedance transformation unit 33 may be different from the line width of the microstrip line 35. It is sufficient that the line width W B of the third impedance transformation portion 33 satisfies W A > W B and W C > W B , and it may be different from the line width W 0 of the microstrip line 35 good. Further, the number of impedance transformation portions, which are portions having a line width expanded from the microstrip line 35, is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the microstrip line 35 is extended from the end 38 in the Y-axis direction so that the end 38 of the second impedance transformation portion 34 and the end 39 of the microstrip line 35 form one straight line. There is. Between the second impedance transformation portion 34 and the microstrip line 35, a portion where the line width between the second impedance transformation portion 34 and the microstrip line 35 is discontinuous and the bent portion of the transmission line are integrated. It is assumed.
  • a microstrip line 35 of a fixed line width includes a bent portion of a portion extended in the X-axis direction and a portion extended in the Y-axis direction
  • the second impedance transformation portion 34 and Unwanted electromagnetic wave radiation can occur at the portion where the line width between the microstrip line 35 is discontinuous and at the bend of the transmission line.
  • the portion where the line width is discontinuous and the bent portion of the transmission path are integrated, so that the portion where unnecessary electromagnetic wave radiation can be generated can be reduced.
  • the waveguide microstrip line converter 10 transmits a high frequency signal in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction which is the transmission direction from the conversion unit 31, power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation is reduced. it can.
  • the central position of the stub 36 in the X-axis direction coincides with the central position of the slot 15 in the X-axis direction.
  • the transmission of power to the two stubs 36 does not occur because the line conductor 13 has symmetry with respect to the center of the slot 15.
  • a shift may occur between the center position of the slot 15 and the center position of the stub 36 in the X-axis direction.
  • An electric field is generated in the stub 36 due to the deviation between the position of the line conductor 13 and the position of the slot 15. Since the end 37 of the stub 36 is an open end, a boundary condition where the electric field is zero at the connection portion between the stub 36 and the conversion unit 31 is satisfied. Thereby, the electrical symmetry in the line conductor 13 is ensured, and the phases of the high frequency signals output from the two microstrip lines 35 become opposite to each other.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can reduce the influence of the deviation between the position of the line conductor 13 and the position of the slot 15 on the high frequency signal by providing the stub 36. .
  • the line conductor 13 can reduce the variation in the phase of the high frequency signal in the microstrip lines 35-1 and 35-2 by securing the electrical symmetry using the two stubs 36.
  • the number of stubs 36 provided on the line conductor 13 may be one. In the case where one stub 36 is provided, the stub 36 may be provided on either of the end on the plus Y direction side of the conversion unit 31 and the end on the minus Y direction side.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can also transmit a high frequency signal propagated by the microstrip line 35 to the waveguide 14.
  • a high frequency signal transmitted in the negative Y direction is input to the microstrip line 35-1 and the microstrip line 35-2.
  • the phase of the high frequency signal input to the microstrip line 35-1 and the phase of the high frequency signal input to the microstrip line 35-2 are opposite to each other.
  • the waveguide microstrip line converter 10 has a power loss in the propagation of the high frequency signal from the microstrip line 35 to the waveguide 14 as well as the propagation of the high frequency signal from the waveguide 14 to the microstrip line 35. It can be reduced.
  • the line width W 1 of the conversion portion 31 is shorter than the long side of the opening end 16 and shorter than the length of the slot 15 in the Y-axis direction. If electromagnetic coupling between the waveguide 14 and the conversion unit 31 is sufficiently ensured, the waveguide microstrip line converter 10 depends on the physical dimensions of the waveguide 14 and the conversion unit 31. Thus, high conversion efficiency of power between the waveguide 14 and the conversion unit 31 can be obtained.
  • the waveguide microstrip line converter 10 performs the first, second and third impedance transformations 32, 34, which is responsible for the impedance matching between the converter 31 and the microstrip line 35.
  • the provision of 33 can reduce the radiation of electromagnetic waves and reduce the power loss.
  • the electromagnetic coupling immediately below the conversion portion 31 is strengthened by the provision of the H-shaped slot 15, and power is efficiently supplied between the waveguide 14 and the line conductor 13. Can be exchanged. Thereby, the waveguide microstrip line converter 10 can obtain high electrical performance even if the dielectric substrate 11 is not provided with the through holes.
  • the microstrip line 35-1 in the Y-axis direction continues from the end 38-1 in the positive X direction and the end 38-2 in the negative X direction of the third portion. 35-2 has been extended.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can realize a configuration in which the microstrip line 35 is extended in the direction of the long side of the open end 16 while reducing unnecessary radiation of electromagnetic waves. Thereby, the waveguide microstrip line converter 10 can obtain high electrical performance.
  • the waveguide microstrip line converter 10 since the through hole of the dielectric substrate 11 is not required, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced by omitting the processing of the through hole. Further, the waveguide microstrip line converter 10 can improve reliability and obtain stable electrical performance by avoiding the situation of deterioration of the electrical performance due to the breakage of the through hole. When the waveguide microstrip line converter 10 is used in the feed circuit of the antenna device, the antenna device can obtain stable transmission power and reception power. As described above, the waveguide microstrip line converter 10 has an effect that stable and high electrical performance can be obtained and reliability can be improved.
  • unnecessary electromagnetic wave radiation may occur from the slot 15 or from the portion of the line conductor 13 where the line width is discontinuous.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can adjust the phase of the emitted electromagnetic wave by adjusting the size of the slot 15 or the size of each portion of the line conductor 13. By adjusting the phase of the radiated electromagnetic wave, unnecessary electromagnetic radiation in the positive Z direction, which is a specific direction from the waveguide microstrip line converter 10, may be reduced. Adjustment may be made to diffuse the electromagnetic wave radiation evenly in all directions so as to reduce the bias of the electromagnetic wave radiation that increases the electromagnetic wave radiation in a specific direction among all directions. Such adjustment also enables the waveguide microstrip line converter 10 to obtain high electrical performance.
  • the waveguide microstrip line converter 10 may be provided with a slot of any shape as long as radiation of the electromagnetic wave is acceptable.
  • FIG. 6 is a view showing a modification of the slot of the waveguide microstrip line converter 10 shown in FIG.
  • the planar shape of the slot 25 according to the modification is a rectangle having a long side parallel to the Y axis and a short side parallel to the X axis.
  • the long side of the slot 25 may be longer than the width of the slot 15 in the Y-axis direction in order to achieve the same electrical performance as when the slot 15 having the H shape is used.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing one application example of the waveguide microstrip line converter 10 according to the first embodiment.
  • the waveguide microstrip line converter 10 is mounted on a dielectric substrate 26.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional configuration in which the dielectric substrate 26 is added to the cross-sectional configuration shown in FIG.
  • the dielectric substrate 26 is a flat plate member made of a resin material.
  • the ground conductor 12 is laminated on the surface of the dielectric substrate 26.
  • the waveguide 14 is provided to penetrate between the front surface and the back surface of the dielectric substrate 26.
  • the input / output end 17 is open at the back surface of the dielectric substrate 26.
  • the waveguide microstrip line converter 10 may be provided with a plurality of through holes formed between the front surface and the back surface of the dielectric substrate 26 instead of the waveguide 14.
  • the plurality of through holes are arranged along a rectangular, bowl-like shape.
  • the waveguide microstrip line converter 10 can transmit a high frequency signal also when a plurality of through holes are provided as in the case where the waveguide 14 is provided.
  • FIG. 8 is a plan view of the line conductor 52 of the waveguide microstrip line converter 51 according to the first modification of the first embodiment.
  • the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the waveguide microstrip line converter 51 has the same configuration as the waveguide microstrip line converter 10 except that the stubs 36 are not provided on the line conductor 52.
  • Stub 36 is omitted when the variation in the phase of the high frequency signal in microstrip lines 35-1 and 35-2 can be reduced by reducing the deviation between the position of line conductor 52 and the position of slot 15 in the X-axis direction. It is good. Thereby, the waveguide microstrip line converter 51 can obtain stable and high electrical performance as the waveguide microstrip line converter 10 described above.
  • the stub 36 may be omitted even in the case where the high frequency signal is transmitted regardless of the presence or absence of the phase fluctuation of the high frequency signal in the microstrip lines 35-1 and 35-2.
  • the stub 36 may be omitted also in modifications other than the first modification of the first embodiment and the second to fifth embodiments described later.
  • FIG. 9 is a plan view of the line conductor 54 of the waveguide microstrip line converter 53 according to the second modification of the first embodiment.
  • the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the waveguide microstrip line converter 53 is a waveguide microstrip line except that the two microstrip lines 35 in the line conductor 54 extend from the second impedance transformation section 34 in the opposite direction to each other.
  • the configuration is the same as that of the converter 10.
  • the microstrip line 35-1 extends in the negative Y direction from the second impedance transformation unit 34-1.
  • the microstrip line 35-2 extends in the plus Y direction from the second impedance transformation unit 34-2.
  • the electromagnetic wave propagated from the conversion unit 31 in the plus X direction by the first impedance transformation unit 32-1, the third impedance transformation unit 33-1, and the second impedance transformation unit 34-1 is a microstrip line 35-.
  • the signal is transmitted in the negative Y direction.
  • An electromagnetic wave propagating from the conversion unit 31 in the negative X direction through the first impedance transformation unit 32-2, the third impedance transformation unit 33-2, and the second impedance transformation unit 34-2 is the microstrip line 35-2.
  • a high frequency signal transmitted in the plus Y direction is input to the microstrip line 35-1.
  • a high frequency signal transmitted in the negative Y direction is input to the microstrip line 35-2.
  • the waveguide microstrip line converter 53 can obtain stable and high electrical performance.
  • FIG. 10 is a plan view of the line conductor 56 of the waveguide microstrip line converter 55 according to the third modification of the first embodiment.
  • the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the waveguide microstrip line converter 55 is different except that the line width W C of the second impedance transformation portion 34 in the line conductor 56 and the line width W B of the third impedance transformation portion 33 are equal.
  • the same configuration as the waveguide microstrip line converter 10 is provided.
  • W A is a line width of the first impedance transformer section 32
  • W B is a line width of the third impedance transformer 33
  • W C is a line width of the second impedance transformer section 34, a microstrip line
  • the second impedance transformation section 34 and the third impedance transformation section Impedance matching with the transformer 33 is not performed.
  • the line widths of adjacent ones of the third parts may be the same as each other as long as the radiation of the electromagnetic wave is acceptable.
  • the second impedance transformation unit 34 and the line width of the third impedance transformation unit 33 are equal to the line width of the microstrip line 35, the second impedance transformation unit 34 and the third impedance transformation unit 33 In the same manner as the microstrip line 35, a high frequency signal is propagated.
  • the line width of the second impedance transformation unit 34 and the line width of the third impedance transformation unit 33 may be different from the line width of the microstrip line 35.
  • the position of the end 38 in the X-axis direction may be adjusted by adjusting the line length of the second impedance transformation unit 34 or the line length of the third impedance transformation unit 33. .
  • the amplitude and the phase of the emitted electromagnetic wave are adjusted, whereby the waveguide microstrip line converter 55 can reduce the emitted electromagnetic wave. Similar to the waveguide microstrip line converter 10 described above, the waveguide microstrip line converter 55 can obtain stable and high electrical performance.
  • FIG. 11 is a top view showing an appearance of a waveguide microstrip line converter 57 according to a second embodiment of the present invention.
  • the first and second impedance transformation portions 32, 34 are extended in the X-axis direction, and the third impedance transformation portion 33 is formed in the X-axis direction and Y It is extended in the diagonal direction between the axial direction.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from that of the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 12 is a plan view of the line conductor 58 of the waveguide microstrip line converter 57 shown in FIG. In FIG. 12, the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the first impedance transformation unit 32-1 is located on the plus X direction side of the conversion unit 31.
  • the third impedance transformation unit 33-1 is extended from the first impedance transformation unit 32-1 in an oblique direction between the plus X direction and the plus Y direction.
  • the center of the second impedance transformation unit 34-1 in the Y-axis direction is shifted to the positive Y direction side with respect to the center of the first impedance transformation unit 32-1 in the Y-axis direction.
  • the third impedance transformation unit 33-1 constitutes an oblique transmission path between the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the line width represents the width in the direction perpendicular to the oblique direction
  • the line length represents the length in the oblique direction.
  • the line length of the third impedance transformation unit 33-1 is an arbitrary length.
  • the first impedance transformation unit 32-2 is located on the negative X direction side of the conversion unit 31.
  • the third impedance transformation unit 33-2 extends from the first impedance transformation unit 32-2 in an oblique direction between the minus X direction and the plus Y direction.
  • the center of the second impedance transformation unit 34-2 in the Y axis direction is shifted to the positive Y direction side with respect to the center of the first impedance transformation unit 32-2 in the Y axis direction.
  • the third impedance transformation unit 33-2 constitutes an oblique transmission path between the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the line width represents the width in the direction perpendicular to the oblique direction
  • the line length represents the length in the oblique direction.
  • the line length of the third impedance transformation unit 33-2 is an arbitrary length.
  • the third impedance transformer 33 having the smallest line width among the first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33 is used as a transmission line in the oblique direction. ing.
  • the waveguide microstrip line converter 57 includes a transmission path in the oblique direction at the third portion, as compared to the case where the first impedance transformation portion 32 or the second impedance transformation portion 34 is the transmission path in the oblique direction. Can be easily realized.
  • the position of the end 38 in the X-axis direction may be adjusted by adjusting the line length of the third impedance transformation unit 33.
  • the adjustment of the position of the end 38 adjusts the amplitude and the phase of the emitted electromagnetic wave, whereby the waveguide microstrip line converter 57 can reduce the emitted electromagnetic wave.
  • the position of the second impedance transformation portion 34 is shifted in the positive Y direction, as compared with the configuration of the first embodiment.
  • the position of the second impedance transformation portion 34 is shifted in the plus Y direction, whereby the waveguide microstrip is obtained.
  • the line converter 57 can shorten the length of the transmission line from the conversion unit 31 to the microstrip line 35.
  • the loss of power due to the nature of the material of dielectric substrate 11 and the loss of power due to the conductivity of line conductor 58 are approximately proportional to the line length of the entire line conductor 58. Therefore, the waveguide microstrip line converter 57 can reduce the power loss due to the transmission of the high frequency signal by shortening the length of the transmission line from the converter 31 to the end of the microstrip line 35 on the positive Y direction side. it can.
  • the waveguide microstrip line converter 57 can reduce the power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation, similarly to the waveguide microstrip line converter 10 of the first embodiment. Similar to the waveguide microstrip line converter 10 of the first embodiment, the waveguide microstrip line converter 57 can improve the reliability and obtain stable electrical performance. As a result, the waveguide microstrip line converter 57 has an effect that stable and high electrical performance can be obtained, and the reliability can be improved.
  • one or two of the microstrip lines 35-1 and 35-2 extend in the negative Y direction from the second impedance transformation units 34-1 and 34-2. It may be done.
  • the third impedance transformation portion 33 in the third portion adjacent to the microstrip line 35 extended in the negative Y direction is formed from the first impedance transformation portion 32 in the X axis direction and the negative Y direction. It may be extended in the diagonal direction between Thereby, the waveguide microstrip line converter 57 can shorten the length of the transmission line.
  • FIG. 13 is a top view showing an appearance of a waveguide microstrip line converter 59 according to a third embodiment of the present invention.
  • the line conductor 60 of the waveguide microstrip line converter 59 has a fifth portion in which a transmission line including one microstrip line 35 and a transmission line including another microstrip line 35 are connected.
  • the fifth part is an input of a high frequency signal from the outside of the waveguide microstrip line converter 59 to the line conductor 60 and an output of the high frequency signal from the line conductor 60 to the outside of the waveguide microstrip line converter 59
  • the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and configurations different from those in the first and second embodiments will be mainly described.
  • the line conductor 60 of the waveguide microstrip line converter 59 the converter 31, the first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33, and the microstrip line 35 are the above-described embodiments. It is comprised similarly to the line conductor 58 of aspect 2.
  • the line conductor 60 further includes a microstrip line 40, fourth and fifth impedance transformation portions 41 and 42, and a microstrip line 43 which is a fifth portion.
  • FIG. 14 is a plan view of the line conductor 60 of the waveguide microstrip line converter 59 shown in FIG. In FIG. 14, the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the microstrip line 40 is a fourth portion provided following the microstrip line 35-2 and is a third microstrip line provided on the line conductor 60.
  • the microstrip line 35-2 is a first portion extended from the second impedance transformation portion 34-2 on the negative X direction side which is one side in the X-axis direction with the conversion portion 31 as the center.
  • the microstrip line 40 is directed to a first range 44 extended in the plus Y direction following the microstrip line 35-2, and from the first range 44 to the other side in the X axis direction, plus X direction It includes a second range 45 which is extended and a fold 46 between the first range 44 and the second range 45. In the second range 45, a bent portion 47 having an obtuse angle is provided.
  • the first range 44 is a portion between the microstrip line 35-2 and the bending portion 46, and is extended in the Y-axis direction.
  • the portion of the second range 45 between the bending portion 46 and the bending portion 47 extends in an oblique direction slightly inclined with respect to the X-axis direction toward the plus Y direction as it goes in the plus X direction. It is done.
  • a portion of the second range 45 on the positive X direction side of the bent portion 47 is extended in the X axis direction.
  • the line width represents the width in the X-axis direction
  • the line length represents the length in the Y-axis direction.
  • the line width represents the width in the direction perpendicular to the oblique direction
  • the line length represents the length in the oblique direction in the portion between the bending portion 46 and the bending portion 47 in the second range 45.
  • the line width represents the width in the Y-axis direction
  • the line length represents the length in the X-axis direction for a portion of the second range 45 on the plus X direction side of the bent portion 47.
  • the fourth impedance transformation unit 41 is located on the plus X direction side of the second range 45.
  • the fourth impedance transformation unit 41 is responsible for impedance matching between the microstrip lines 35-2 and 40 and the microstrip line 43.
  • the fourth impedance transformation unit 41 is extended in the X-axis direction.
  • the line width represents the width in the Y-axis direction
  • the line length represents the length in the X-axis direction.
  • the fifth impedance transformation unit 42 is located on the plus Y direction side of the microstrip line 35-1.
  • the fifth impedance transformation unit 42 is responsible for impedance matching between the microstrip line 35-1 and the microstrip line 43.
  • the fifth impedance transformation unit 42 extends in the Y-axis direction.
  • the line width represents the width in the X-axis direction
  • the line length represents the length in the Y-axis direction.
  • the microstrip line 43 extends from the fourth impedance transformation unit 41 in the plus X direction.
  • the end portion on the negative X direction side of the microstrip line 43 and the end portion on the positive Y direction side of the fifth impedance transformation portion 42 are vertically connected to each other.
  • the line width represents the width in the Y-axis direction
  • the line length represents the length in the X-axis direction.
  • the transmission line is connected to one transmission line which is the microstrip line 43.
  • a loop-like transmission path is formed by the conversion section 31, the first to fifth impedance transformation sections 32, 34, 33, 41 and 42, and the microstrip lines 35 and 40. It is configured.
  • Line width in the first range 44 of the microstrip line 40 second range 45. is the same line width W 0 and the line width of the microstrip line 35. Assuming that the wavelength of the high frequency signal transmitted by the line conductor 60 is ⁇ , the total length L 0 of the line length of the microstrip line 35-1 and the line length of the first range 44 is approximately ⁇ / 4. A corresponding length, or a length of ⁇ / 4 or less.
  • the line length of the microstrip line 35-1 is an arbitrary length such that the total length of the line lengths in the first range 44 satisfies L 0 ⁇ ⁇ / 4.
  • the line length of the microstrip line 35-2 is equal to the line length of the microstrip line 35-1.
  • the line width and the line length of the microstrip line 43 are both arbitrary.
  • the line length of the fourth impedance transformation unit 41 and the line length of the fifth impedance transformation unit 42 are lengths corresponding to ⁇ / 4.
  • the line width of the fourth impedance transformation unit 41 and the line width of the fifth impedance transformation unit 42 are smaller than the line width W 0 of the microstrip lines 35 and 40.
  • the operation of the waveguide microstrip line converter 59 will be described with reference to FIG.
  • the case where the high frequency signal propagated in the waveguide 14 is transmitted to the microstrip line 43 is taken as an example.
  • a high frequency signal propagates from the waveguide 14 to the microstrip lines 35-1 and 35-2, as in the second embodiment.
  • the phase of the high frequency signal at the boundary 48-2 between the microstrip line 35-2 and the microstrip line 40 and the phase of the high frequency signal at the boundary 48-1 between the microstrip line 35-1 and the fifth impedance transformation unit 42 Are opposite to each other.
  • the high frequency signal that has passed through the boundary 48-2 propagates to the microstrip line 43 via the microstrip line 40 and the fourth impedance transformation unit 41.
  • the high frequency signal having passed through the boundary 48-1 propagates to the microstrip line 43 via the fifth impedance transformation unit 42.
  • the waveguide microstrip line converter 59 outputs a high frequency signal transmitted from the microstrip line 43 in the plus X direction.
  • the phase of the high frequency signal that has passed through the fourth impedance transformation unit 41 and the phase of the high frequency signal that has passed through the fifth impedance transformation unit 42 The line length of the microstrip line 40 is set such that is the same.
  • L 0 is an angle close to a right angle between the microstrip line 35-2 and the first range 44 extended in the Y-axis direction and the second range 45 extended diagonally from the first range 44
  • the bending may be as short as possible, as long as it can be realized by the bending portion 46.
  • the bent portion 46 is brought closer to the end 38-2 by setting L 0 to a length equal to or less than ⁇ / 4 and further shortening the length as much as ⁇ / 4.
  • the points are consolidated.
  • the waveguide microstrip line converter 59 can reduce the number of places where unnecessary electromagnetic wave radiation can be generated by integrating the bent parts of the transmission line. Thus, the waveguide microstrip line converter 59 can reduce power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation in the line conductor 60 including the looped transmission line.
  • the microstrip line 40 may not include the bent portion 47.
  • the second range 45 may extend from the bending portion 46 in the X-axis direction and be connected to the fourth impedance transformation portion 41, and may be a fourth impedance transformation portion extending obliquely from the bending portion 46. It may be connected to 41.
  • the fourth impedance transformation unit 41 may be extended in the same oblique direction as the second range 45 and connected to the microstrip line 43. .
  • the fourth and fifth impedance transformers 41 and 42 are included in the looped transmission path.
  • the waveguide microstrip line converter 59 can be miniaturized as compared with the case where an impedance transformer is included outside the looped transmission line.
  • the microstrip line 43 may be extended from the end of the fourth impedance transformation portion 41 and the end of the fifth impedance transformation portion 42 in directions other than the X-axis direction.
  • the waveguide microstrip line converter 59 arbitrarily determines the direction in which the high frequency signal is output from the waveguide microstrip line converter 59 and the direction in which the high frequency signal is input to the waveguide microstrip line converter 59. It can be set.
  • the waveguide microstrip line converter 59 can reduce the power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation, and improve the reliability and stable electrical performance. It is possible to get. Furthermore, the waveguide microstrip line converter 59 can reduce power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation in the looped transmission path by setting L 0 to a length of ⁇ / 4 or less. As a result, the waveguide microstrip line converter 59 has an effect that stable and high electrical performance can be obtained, and the reliability can be improved.
  • FIG. 15 is a plan view of a line conductor 62 included in a waveguide microstrip line converter 61 according to a first modification of the third embodiment.
  • the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the waveguide microstrip line converter 61 is different from the waveguide microstrip line converter 59 in that the relative position of the line conductor 62 in the X-axis direction with respect to the slot 15 is different from that of the waveguide microstrip line converter 61.
  • the configuration is the same as that of the strip line converter 59.
  • the center position of the stub 36 in the X-axis direction coincides with the center position of the slot 15 in the X-axis direction.
  • the center position of the stub 36 in the X-axis direction is on the minus X direction side of the center position of the slot 15 in the X-axis direction.
  • the waveguide microstrip line converter 61 is provided with the stubs 36, so that the shift of the line conductor 62 and the slot 15 in the X axis direction affects the phase of the high frequency signal.
  • the reduction of the The waveguide microstrip line converter 61 can cause unnecessary electromagnetic radiation due to the positional deviation between the line conductor 62 and the slot 15.
  • the positional deviation between the line conductor 62 and the slot 15 may be set so as to reduce electromagnetic wave radiation due to the breaking of symmetry in the line conductor 62.
  • the waveguide microstrip line converter 61 can reduce power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation.
  • FIG. 16 is a plan view of a line conductor 64 included in a waveguide microstrip line converter 63 according to a second modification of the third embodiment.
  • the slot 15 is indicated by a broken line for reference.
  • the waveguide microstrip line converter 63 replaces the fourth and fifth impedance transformation portions 41 and 42 and the microstrip line 43 with a microstrip line 70 and a microstrip line 71 as a fifth portion.
  • the microstrip line 70 is located on the plus Y direction side of the microstrip line 35-1.
  • the microstrip line 70 extends in the Y-axis direction.
  • the line width represents the width in the X-axis direction
  • the line length represents the length in the Y-axis direction.
  • the microstrip line 71 is located on the plus X direction side of the second range 45 of the microstrip line 40.
  • the microstrip line 71 is extended in the X-axis direction.
  • the end portion on the negative X direction side of the microstrip line 71 and the end portion on the positive Y direction side of the microstrip line 70 are vertically connected to each other.
  • the line width represents the width in the Y-axis direction
  • the line length represents the length in the X-axis direction.
  • the transmission lines of the microstrip line 35-1 and the microstrip line 70 and the transmission lines of the microstrip line 35-2 and the microstrip line 40 are the microstrip line 71. It is connected to one transmission line.
  • Line width of the microstrip line 70 is the same line width W 0 and the line width of the microstrip line 35.
  • the line width W 2 of the microstrip line 71 is larger than the line width W 0 of the microstrip line 35 and the microstrip line 70. That is, the relationship of W 2 > W 0 holds between W 0 and W 2 .
  • the line length of the microstrip line 70 and the line length of the microstrip line 71 are arbitrary.
  • the phase of the high frequency signal at the boundary 48-2 between the microstrip line 35-2 and the microstrip line 40 and the phase of the high frequency signal at the boundary 48-1 between the microstrip line 35-1 and the microstrip line 70 are mutually different. The opposite is true.
  • the waveguide microstrip line converter 63 outputs a high frequency signal transmitted from the microstrip line 71 in the plus X direction.
  • the microstrip line 71 may be extended from the end of the microstrip line 40 and the end of the microstrip line 70 in a direction other than the X-axis direction.
  • the waveguide microstrip line converter 63 arbitrarily determines the direction in which the high frequency signal is output from the waveguide microstrip line converter 63 and the direction in which the high frequency signal is input to the waveguide microstrip line converter 63. It can be set.
  • the characteristic impedance of the microstrip line 71 is Z 2 corresponding to W 2 which is the line width of the microstrip line 71. Because W 2 is larger than W 0 which is the line width of the microstrip lines 40 and 70, Z 2 is smaller than Z 0 which is the characteristic impedance of the microstrip lines 40 and 70. If the characteristic impedance is matched even if the impedance transformation portion is not provided between the microstrip line 40 and the microstrip line 71 or between the microstrip line 70 and the microstrip line 71, a waveguide Like the microstrip line converter 63, the microstrip lines 40 and 70 and the microstrip line 71 may be directly connected. The waveguide microstrip line converter 63 can reduce power loss due to unnecessary radiation of electromagnetic waves by matching the characteristic impedance between the microstrip lines 40, 70, 71.
  • FIG. 17 is a plan view of a line conductor 66 included in a waveguide microstrip line converter 65 according to a third modification of the third embodiment.
  • the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the waveguide microstrip line converter 65 is the same as the one according to the second modification except that the sixth impedance transformation portion 72 and the microstrip line 73 are provided instead of the microstrip line 71.
  • the configuration is the same as that of the wave tube microstrip line converter 63.
  • the sixth impedance transformation unit 72 and the microstrip line 73 are a fifth portion connected to a transmission line including one microstrip line 35 and a transmission line including another microstrip line 35.
  • waveguide microstrip line converter 65 has the fourth and fifth impedances in the looped transmission line in that the sixth impedance transformation unit 72 is provided outside the looped transmission line. This differs from the waveguide microstrip line converter 59 described above in which the transformations 41 and 42 are provided.
  • the sixth impedance transformation unit 72 is located on the plus X direction side of the second range 45 of the microstrip line 40.
  • the sixth impedance transformation unit 72 extends in the X-axis direction.
  • the negative X direction end of the sixth impedance transformation unit 72 and the positive Y direction end of the microstrip line 70 are vertically connected to each other.
  • the sixth impedance transformation unit 72 is responsible for impedance matching between the microstrip lines 35-2 and 40 and the microstrip line 73 and impedance matching between the microstrip line 70 and the microstrip line 73.
  • the microstrip line 73 is located on the plus X direction side of the sixth impedance transformation unit 72.
  • the microstrip line 73 is extended in the X-axis direction.
  • the line width represents the width in the Y-axis direction
  • the line length represents the length in the X-axis direction.
  • the transmission lines of the microstrip line 35-1 and the microstrip line 70 and the transmission lines of the microstrip line 35-2 and the microstrip line 40 are the sixth impedance transformation portion. It is connected to one transmission line including 72 and the microstrip line 73.
  • the line width of the sixth impedance transformation unit 72 is smaller than 2W 0 which is the sum of W 0 which is the line width of the microstrip line 40 and W 0 which is the line width of the microstrip line 40, and the microstrip line 73
  • the line width of the microstrip line 73 may be smaller than the line width of the sixth impedance transformation unit 72, and may be arbitrary.
  • the line length of the microstrip line 73 is arbitrary.
  • the waveguide microstrip line converter 65 outputs a high frequency signal transmitted from the microstrip line 73 in the positive X direction.
  • the sixth impedance transformation unit 72 and the microstrip line 73 may be extended in the Y-axis direction from the end of the microstrip line 40 and the end of the microstrip line 70.
  • the waveguide microstrip line converter 65 matches the characteristic impedance between the microstrip lines 40, 70, 73 due to the provision of the sixth impedance transformation unit 72, thereby reducing power loss due to unnecessary radiation of electromagnetic waves. It can be reduced.
  • FIG. 18 is a top view showing an appearance of a waveguide microstrip line converter 67 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the waveguide microstrip line converter 67 high frequency signals transmitted in the same direction are transmitted from two transmission lines including a transmission line including one microstrip line 35 and a transmission line including another microstrip line 35. It is output. Also, high frequency signals transmitted in the same direction are input to the two transmission lines of the waveguide microstrip line converter 67.
  • the waveguide microstrip line converter 67 differs from the waveguide microstrip line converters 61, 63, 65 according to the third embodiment in that a looped transmission line is not included.
  • the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from those in the first to third embodiments will be mainly described.
  • the line conductors 68 of the waveguide microstrip line converter 67 the converter 31, the first, second and third impedance transformers 32, 34 and 33, and the microstrip line 35 are the above-described embodiments. It is comprised similarly to the line conductor 58 of aspect 2.
  • the line conductor 68 further includes microstrip lines 74 and 75.
  • FIG. 19 is a plan view of the line conductor 68 of the waveguide microstrip line converter 67 shown in FIG. In FIG. 19, the slot 15 is indicated by a broken line as a reference.
  • the microstrip line 74 is a fourth portion provided following the microstrip line 35-2 and is a third microstrip line provided on the line conductor 68.
  • the microstrip lines 74 and 75 are input from the outside of the waveguide microstrip line converter 67 to the line conductor 68 and the line conductor 68 to the waveguide microstrip line converter 67. Output of high frequency signals to the outside of the
  • the microstrip line 74 is directed to a first range 44 extended in the plus Y direction following the microstrip line 35-2, and from the first range 44 to the other side in the X axis direction, plus X direction It includes a second range 45 which is extended and a fold 46 between the first range 44 and the second range 45. In the second range 45, a bent portion 47 having an obtuse angle is provided.
  • the microstrip line 74 has the same configuration as the microstrip line 40 provided in the line conductors 62, 64, 66 of the third embodiment described above.
  • the definitions of the line width and the line length for the microstrip line 74 are the same as those for the microstrip line 40.
  • the microstrip line 74 differs from the microstrip line 40 in that the end on the positive X direction side of the microstrip line 74 is not connected to another portion of the line conductor 68.
  • the microstrip line 75 is provided with a bent portion 76 which makes a right angle. Between the boundary 48-1 of the microstrip line 75 with the microstrip line 35-1 and the bent portion 76, a portion 77 slightly extending in the Y-axis direction is provided. A portion 78 of the microstrip line 75 on the positive X direction side of the bent portion 76 extends in the X axis direction.
  • the line width of the portion 77 of the microstrip line 75 extending in the Y-axis direction represents the width in the X-axis direction, and the line length represents the length in the Y-axis direction.
  • the line width of the portion 78 of the microstrip line 75 extending in the X-axis direction represents the width in the Y-axis direction, and the line length represents the length in the X-axis direction.
  • microstrip line 74 is the same line width W 0 and the line width of the microstrip line 35.
  • Line width at the site 77, 78 of the microstrip line 75 is the same line width W 0 and the line width of the microstrip line 35.
  • the line length of the microstrip line 74 and the line length of the microstrip line 35 are arbitrary.
  • the operation of the waveguide microstrip line converter 67 will be described.
  • the case where the high frequency signal propagated in the waveguide 14 is transmitted to the microstrip lines 74 and 75 is taken as an example.
  • a high frequency signal propagates from the waveguide 14 to the microstrip lines 35-1 and 35-2, as in the second embodiment.
  • the phase of the high frequency signal at the boundary 48-2 between the microstrip line 35-2 and the microstrip line 74 and the phase of the high frequency signal at the boundary 48-1 between the microstrip line 35-1 and the microstrip line 75 are mutually different. The opposite is true.
  • a high frequency signal is propagated as in the microstrip line 40 of the third embodiment.
  • the high frequency signal having passed through the boundary 48-1 propagates on the microstrip line 75.
  • the microstrip line 74 and the microstrip line 75 output a high frequency signal transmitted in the positive X direction.
  • the portion 77 of the microstrip line 75 and the microstrip line 35-1 may be as short as possible. Thereby, the bent portion 76 is brought close to the end 38-1. Thus, in the transmission path, the bending points formed between the second impedance transformation portion 34-1 and the microstrip line 35-1 and between the microstrip line 35-1 and the microstrip line 75 are concentrated. Be done.
  • the waveguide microstrip line converter 67 can reduce the number of places where unnecessary electromagnetic radiation can be generated by integrating the bent parts of the transmission line. Thus, the waveguide microstrip line converter 67 can reduce power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation in the line conductor 68 including the microstrip lines 74 and 75 outputting high frequency signals in the same direction.
  • the microstrip line 75 may not include the portion 77 extended in the Y-axis direction.
  • the waveguide microstrip line converter 67 integrates the bending points by connecting the microstrip line 35-1 extended in the Y-axis direction and the microstrip line 75 extended in the X-axis direction. be able to.
  • the waveguide microstrip line converter 67 can reduce power loss due to unnecessary electromagnetic wave radiation similarly to the waveguide microstrip line converters 61, 63, and 65 of the third embodiment, and improves reliability and stability. It is possible to obtain good electrical performance. As a result, the waveguide microstrip line converter 67 has an effect that stable and high electrical performance can be obtained, and reliability can be improved.
  • FIG. 20 is a plan view of the antenna device 100 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the antenna device 100 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 100 includes the waveguide microstrip line converter 59 according to the third embodiment.
  • the same components as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from the first to fourth embodiments will be mainly described.
  • the antenna device 100 includes a waveguide microstrip line converter 59 and an antenna 101.
  • the antenna 101 comprises a plurality of antenna elements 103 connected to a waveguide microstrip line converter 59.
  • the plurality of antenna elements 103 are arranged in the X-axis direction.
  • the antenna elements 103 adjacent to each other in the X-axis direction are mutually connected by the microstrip line 102 extended in the X-axis direction.
  • the end in the negative X direction of the microstrip line 102 located at the end in the negative X direction of the antenna 101 is connected to the end in the positive X direction of the microstrip line 43 of the waveguide microstrip line converter 59 It is done.
  • the number of antenna elements 103 provided in the antenna 101 is not limited to five as shown in FIG.
  • the plurality of antenna elements 103 provided in the antenna 101 may be arranged in the Y-axis direction instead of the arrangement in the X-axis direction.
  • the plurality of antenna elements 103 provided in the antenna 101 may be arranged in a matrix in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the antenna 101 may be provided with a microstrip line 102 including a branch. Three or more antenna elements 103 may be connected to the microstrip line 102 including a branch.
  • the planar shape of the antenna element 103 is not limited to a rectangle, and may be a shape other than a rectangle.
  • the line conductor 60 and the antenna 101 are formed on the second surface S 2 of the dielectric substrate 11.
  • the line conductor 60 and the antenna 101 are an integral metal member, and are formed by patterning a copper foil pressure-bonded to the second surface S2.
  • the ground conductor 12 is provided on the entire first surface S ⁇ b> 1 on the negative Z direction side of the dielectric substrate 11.
  • the line conductor 60 and the antenna 101 can be formed by a common process because they are disposed on the common second surface S2.
  • the line conductor 60 and the antenna 101 can be formed by a common film forming process and patterning process.
  • the antenna device 100 can simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost by eliminating the need to form the antenna 101 in a process separate from the formation of the line conductor 60.
  • the line conductor 60 and the antenna 101 may be metal plates attached to the dielectric substrate 11 after being formed in advance.
  • the through hole in the dielectric substrate 11 between the antenna 101 and the ground conductor 12 is unnecessary, and the dielectric in the waveguide microstrip line converter 59 is the same as in the third embodiment.
  • the through holes of the body substrate 11 are also unnecessary.
  • the processing of the through holes can be omitted, so that the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
  • the antenna device 100 can obtain stable communication performance by obtaining stable transmission power and reception power.
  • the antenna device 100 is provided with the waveguide microstrip line converter 59, whereby stable and high electrical performance can be obtained, and reliability can be improved. Further, in the antenna device 100, the line conductor 60 and the antenna 101 are provided on the second surface S2, so that the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 21 is a plan view of an antenna apparatus 110 according to a modification of the fifth embodiment.
  • the antenna device 110 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 110 includes a plurality of waveguide microstrip line transducers 59 and an antenna 101 provided for each of the waveguide microstrip line transducers 59.
  • the waveguide microstrip line converter 59 and the antenna 101 arranged in the X-axis direction are connected to each other.
  • the combination of the waveguide microstrip line converter 59 and the antenna 101 is arranged in the Y-axis direction.
  • the number of combinations of the waveguide microstrip line converter 59 and the antenna 101 provided in the antenna device 110 is not limited to four as shown in FIG. 21 and is arbitrary.
  • the antenna device 110 can control the phase of the high frequency signal transmitted by the waveguide 14 for each waveguide microstrip line converter 59 by providing a plurality of waveguide microstrip line converters 59. .
  • the antenna device 110 can perform beam scanning in the Y-axis direction by controlling the phase of a high frequency signal.
  • each waveguide microstrip line converter 59 the components up to the pair of stubs 36 fit within the range of the waveguide 14 in the Y-axis direction.
  • the size of the waveguide microstrip line converter 59 in the Y-axis direction may be such that the waveguide 14 and one microstrip line 40 can be accommodated. Therefore, the size of each waveguide microstrip line converter 59 in the Y-axis direction can be reduced.
  • layout constraints for the arrangement of the plurality of waveguide microstrip line converters 59 in the antenna device 110 can be reduced.
  • a plurality of waveguide microstrip line transducers 59 can be closely arranged.
  • the waveguide microstrip line converter 59 is provided, whereby stable and high electrical performance can be obtained, and the reliability can be improved.
  • the antenna device 110 can simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost because the line conductor 60 and the antenna 101 are provided on the second surface S2.
  • the antenna devices 100 and 110 according to the fifth embodiment may be provided with any of the waveguide microstrip line converters of the above-described embodiments, instead of the waveguide microstrip line converter 59.
  • the configuration of the antenna devices 100 and 110 may be included in the radar device.
  • the radar apparatus can obtain stable detection performance by obtaining stable transmission power and reception power.
  • FIG. 22 is a plan view of the antenna device 120 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the antenna device 120 includes the waveguide microstrip line converter 57 according to the above-described second embodiment.
  • the same components as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from the first to fifth embodiments will be mainly described.
  • the antenna device 120 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 120 includes two antenna elements 121-1 and 121-2 that constitute an antenna.
  • the antenna element 121 is used to refer to each of the antenna elements 121-1 and 121-2 without distinction.
  • the line conductor 58 and the antenna element 121 are provided on the second surface S 2 of the dielectric substrate 11.
  • the microstrip lines 35-1 and 35-2 have a linear shape extending in the Y-axis direction from the second impedance transformation portion 34.
  • the antenna element 121-1 is at the end on the plus Y direction side, which is the end opposite to the end connected to the second impedance transformation unit 34. It is connected.
  • the antenna element 121-2 is provided at the end on the plus Y direction side, which is the end opposite to the end connected to the second impedance transformation portion 34, of both ends of the microstrip line 35-2 in the Y-axis direction. It is connected.
  • the end on the positive Y-direction side of the microstrip lines 35-1 and 35-2 is a terminal to which the antenna element 121 of the waveguide microstrip line converter 57 can be connected.
  • the line conductor 58 and the antenna element 121 can be formed by a common process by being disposed on the common second surface S2. In one example, the line conductor 58 and the antenna element 121 can be formed by a common film forming process and patterning process.
  • the antenna device 120 does not require the formation of the antenna element 121 in a process separate from the formation of the line conductor 58, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost.
  • the line conductor 58 and the antenna element 121 may be a metal plate that is formed in advance and then attached to the dielectric substrate 11.
  • the planar shape of the antenna element 121 is not limited to a rectangle, and may be a shape other than a rectangle.
  • the position in the Y axis direction in the second surface S2 is referred to as Y coordinate
  • the position in the direction of the X-axis in the plane S2 of the X-axis is taken as an X-coordinate.
  • the X coordinate of the center of the antenna element 121-1 in the X-axis direction coincides with the X coordinate of the center of the microstrip line 35-1 in the X-axis direction.
  • the X coordinate of the center of the antenna element 121-2 in the X-axis direction coincides with the X coordinate of the center of the microstrip line 35-2 in the X-axis direction.
  • the influence of the unnecessary radiation of the electromagnetic wave on the radiation pattern of the antenna device 120 will be described.
  • the power loss of the waveguide microstrip line converter 57 due to the dielectric loss tangent of the dielectric substrate 11 or the conductivity of the line conductor 58 increases as the line length increases.
  • unnecessary radiation of electromagnetic waves may occur at locations such as bending or branching of the transmission path.
  • the antenna device 120 reduces the electromagnetic waves emitted from the antenna element 121.
  • the radiation source of the electromagnetic wave by the antenna element 121 and the radiation source of the electromagnetic wave in the transmission path exist at different positions on the second surface S2 which is one XY plane parallel to the X axis direction and the Y axis direction.
  • An unnecessary electromagnetic wave from the transmission path is superimposed on the radiation pattern of the antenna element 121.
  • the radiation pattern of the antenna element 121 has a periodic relief because the phase difference between the electromagnetic wave emitted from the antenna element 121 and the unnecessary electromagnetic wave from the transmission path changes at each azimuth angle in the XY plane. Ripple may occur.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a radiation pattern of the antenna element 121 included in the antenna device 120 shown in FIG.
  • the graph shown in FIG. 23 represents the relationship between the azimuth angle and the gain in the XY plane.
  • the unit of gain is arbitrary.
  • the azimuth at which the gain is maximized is 0 degrees, which is the reference of the azimuth angle.
  • FIG. 23 shows the change in gain with azimuth angle in three cases, one with no ripple and the other two with ripple.
  • the graph G1 represents the case where no ripple has occurred.
  • the graph G2 represents a case in which a long cycle ripple occurs out of two cases in which a ripple occurs.
  • the graph G3 represents a case in which a short-period ripple occurs out of two cases in which a ripple occurs.
  • the Y coordinate of the waveguide microstrip line converter 57 and the Y coordinate of the antenna element 121 are predetermined by design constraints.
  • the waveguide microstrip line converter 57 can be designed with a high degree of freedom by adjusting the line length of each part of the line conductor 58 and adjusting the inclination of the third impedance transformation unit 33 with respect to the X axis. .
  • the antenna device 120 can perform adjustment for directly connecting the antenna element 121 to the linear microstrip line 35 by adjusting the configuration of the waveguide microstrip line converter 57. Further, the antenna device 120 can perform adjustment for suppressing unnecessary radiation of the electromagnetic wave by adjustment in the design of the waveguide microstrip line converter 57.
  • the antenna element 121 is directly connected to the linear microstrip line 35, whereby the waveguide microstrip line converter 57 and the antenna element 121 are connected by the shortest wiring.
  • the antenna device 120 can reduce the power loss due to the line length of the wiring by shortening the wiring for connecting the waveguide microstrip line converter 57 and the antenna element 121.
  • the antenna apparatus 120 can suppress unnecessary radiation of the electromagnetic wave resulting from the bending of the transmission path to that by the waveguide microstrip line converter 57, it is possible to suppress an increase in unnecessary radiation of the electromagnetic wave. Accordingly, since the antenna device 120 can suppress unnecessary electromagnetic waves superimposed on the radiation pattern of the antenna element 121, it is possible to suppress the ripple.
  • the antenna device 120 can obtain stable and high electrical performance by suppressing the ripple and reducing the power loss.
  • the transmission line of the antenna device 120 is symmetrical in the X-axis direction. Symmetry in the X-axis direction refers to symmetry of a line conductor 58 that passes through the center in the X-axis direction and is parallel to the Y-axis, that is, it is symmetrical in the left-right direction in FIG.
  • the antenna device 120 has a symmetrical configuration in the X-axis direction, so that it is possible to reduce the bias of the electromagnetic wave radiation such that the electromagnetic wave radiation in a specific direction in all directions becomes large, and high electrical performance You can get
  • the antenna device 120 includes the waveguide microstrip line converter 57, and the antenna element 121 is connected to the linear microstrip line 35, whereby stable and high electrical performance is achieved. And the reliability can be improved.
  • FIG. 24 is a plan view of an antenna apparatus 122 according to a first modification of the sixth embodiment.
  • the antenna device 122 includes two array antennas 123-1 and 123-2.
  • the array antennas 123-1 and 123-2 are antennas each having a plurality of antenna elements 121 arranged in the Y-axis direction.
  • the array antenna 123 refers to each of the array antennas 123-1 and 123-2 without distinction.
  • the array antenna 123 is provided with four antenna elements 121.
  • the antenna elements 121 adjacent to each other in the Y-axis direction are connected to each other by a linear microstrip line 124 extended in the Y-axis direction.
  • the antenna element 121 located at the end on the negative Y direction side of the array antenna 123-1 is connected to the microstrip line 35-1 similarly to the antenna element 121-1 shown in FIG.
  • the antenna element 121 located at the end on the negative Y direction side of the array antenna 123-2 is connected to the microstrip line 35-2 similarly to the antenna element 121-2 shown in FIG.
  • the number of antenna elements 121 provided in the array antenna 123 is not limited to four, and is arbitrary.
  • the plurality of antenna elements 121 provided in the array antenna 123 may be arranged in a matrix in the X axis direction and the Y axis direction.
  • the antenna elements 121 arranged in a matrix may be connected to a microstrip line having a branch.
  • the antenna element 121 can be branched into a plurality and connected to a microstrip line extended in any direction in the XY plane.
  • the microstrip line 35 may be connected to a position of the antenna element 121 other than the center in the X-axis direction.
  • FIG. 25 is a plan view of an antenna apparatus 125 according to a second modification of the sixth embodiment.
  • the antenna device 125 includes two antenna elements 121-1 and 121-2 that constitute an antenna.
  • the microstrip line 35-1 is connected to the end of the antenna element 121-1 on the negative X direction side.
  • the microstrip line 35-2 is connected to the end of the antenna element 121-2 on the positive X direction side.
  • the position to which the microstrip line 35 is connected among the antenna elements 121 in the X-axis direction is arbitrary.
  • FIG. 26 is a plan view of an antenna apparatus 126 according to a third modification of the sixth embodiment.
  • the antenna device 126 includes two array antennas 127-1 and 127-2.
  • the array antennas 127-1 and 127-2 are antennas each having a plurality of antenna elements 121 arranged in the X-axis direction.
  • the array antenna 127 refers to each of the array antennas 127-1 and 127-2 without distinction.
  • the array antenna 127 is provided with four antenna elements 121.
  • the antenna elements 121 adjacent to each other in the X-axis direction are connected to each other by a linear microstrip line 128 extended in the X-axis direction.
  • the antenna element 121 located at the end on the negative X direction side of the array antenna 127-1 is connected to the microstrip line 35-1 similarly to the antenna element 121-1 shown in FIG.
  • the antenna element 121 located at the end on the positive X direction side of the array antenna 127-2 is connected to the microstrip line 35-2 similarly to the antenna element 121-2 shown in FIG.
  • the number of antenna elements 121 provided in the array antenna 127 is not limited to four, and is arbitrary.
  • the plurality of antenna elements 121 provided in the array antenna 127 may be arranged in a matrix in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the antenna elements 121 arranged in a matrix may be connected to a microstrip line having a branch.
  • the antenna element 121 can be branched into a plurality and connected to a microstrip line extended in any direction in the XY plane.
  • the antenna devices 122, 125, and 126 can obtain stable and high electrical performance by suppressing the ripple and reducing the power loss. it can.
  • the antenna devices 120, 122, 125, and 126 according to the sixth embodiment are replaced with the waveguide microstrip line converter 57, and the waveguide microstrip line converters 10, 51, and so on according to the first embodiment. Either of 53 and 55 may be provided.
  • the waveguide microstrip line transducers 10, 51, 53, 55 are waveguide microstrips in that the antenna element 121 can be connected to the ends of the two microstrip lines 35 extended in the Y-axis direction. It has the same configuration as the line converter 57.
  • the antenna devices 120, 122, 125, 126 are provided with any of the waveguide microstrip line transducers 10, 51, 53, 55, as in the case with the waveguide microstrip line transducer 57, By suppressing the ripple and reducing the power loss, stable and high electrical performance can be obtained.
  • FIG. 27 is a plan view of an antenna device 130 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the antenna device 130 includes microstrip lines 131-1 and 131-2 having bent portions 134 instead of the microstrip lines 35-1 and 35-2 in the sixth embodiment.
  • the same components as those in the first to sixth embodiments are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from the first to sixth embodiments will be mainly described.
  • the antenna device 130 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 130 includes two antenna elements 121-1 and 121-2 that constitute an antenna.
  • the microstrip line 131 refers to each of the microstrip lines 131-1 and 131-2 without distinction.
  • the microstrip line 131-1 is a portion 132-1 extended in the plus Y direction from the second impedance transformation portion 34, and extends in a diagonal direction between the plus Y direction and the plus X direction from the portion 132-1 It is bent at a bent portion 134 between the bent portion 133-1.
  • the bent portion 134 is a boundary between the portion 132-1 and the portion 133-1.
  • the bending angle at the bending portion 134 is an obtuse angle.
  • An antenna element 121-1 is connected to an end 136 of the portion 133-1 on the positive Y direction side.
  • a second impedance transformation unit 34 is connected to an end 135 of the portion 132-1 on the negative Y direction side.
  • the microstrip line 131-2 extends in a diagonal direction between the plus Y direction and the minus X direction from the part 132-2 extending from the second impedance transformation part 34 in the plus Y direction, and from the part 132-2 It is bent at a bent portion 134 between the bent portion 133-2.
  • the bending portion 134 is a boundary between the portion 132-2 and the portion 133-2.
  • the bending angle at the bending portion 134 is an obtuse angle.
  • An antenna element 121-2 is connected to an end 136 of the portion 133-2 on the positive Y direction side.
  • a second impedance transformation unit 34 is connected to an end 135 on the negative Y direction side of the portion 132-2.
  • the microstrip line 131 has the bent portion 134 whose angle of bending is obtuse, the change in the direction of the transmission line in the bent portion 134 can be alleviated as compared with the case where the angle of bending is a right angle or an acute angle. .
  • the antenna device 130 can reduce the unnecessary radiation of the electromagnetic wave by being able to mitigate the change in the direction of the transmission path in the transmission path for connection of the antenna element 121.
  • the X and Y coordinates of the waveguide microstrip line converter 57 and the X and Y coordinates of the antenna element 121 are predetermined by design constraints.
  • the waveguide microstrip line converter 57 and the antenna element 121 can be connected by adjusting the length of each portion of the microstrip line 131 and the angle of bending. In such adjustment, the microstrip line 131-1 and the microstrip line 131-2 are symmetrical in the X-axis direction. As the position of the bending portion 134 is closer to the end on the negative Y direction side of the microstrip line 131, the bending angle becomes closer to 180 degrees. Since the change in the direction of the transmission path decreases as the bending angle approaches 180 degrees, the antenna device 130 can reduce the radiation of electromagnetic waves at the bending portion 134.
  • the antenna device 130 can suppress unnecessary electromagnetic waves superimposed on the radiation pattern of the antenna element 121, it is possible to suppress the ripple.
  • the antenna device 130 can obtain stable and high electrical performance by suppressing the ripple and reducing the power loss.
  • the antenna apparatus 130 can reduce the bias of the electromagnetic wave radiation by having a symmetrical configuration in the X axis direction of the transmission path, and can obtain high electrical performance.
  • the antenna device 130 includes the waveguide microstrip line converter 57, and the antenna element 121 is connected to the microstrip line 131 having the bending portion 134 whose bending angle is an obtuse angle.
  • the antenna element 121 is connected to the microstrip line 131 having the bending portion 134 whose bending angle is an obtuse angle.
  • the antenna device 130 according to the seventh embodiment is any one of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55 according to the first embodiment, instead of the waveguide microstrip line converter 57. May be provided. Even when the antenna device 130 includes any one of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, and 55, as in the case of including the waveguide microstrip line converter 57, suppression of ripple and power loss are also possible. With the reduction of V, stable and high electrical performance can be obtained.
  • FIG. 28 is a plan view of an antenna device 140 according to Embodiment 8 of the present invention.
  • the antenna device 140 includes microstrip lines 141-1 and 141-2 having bent portions 145 and 146 instead of the microstrip lines 35-1 and 35-2 in the sixth embodiment.
  • the same components as those in the first to seventh embodiments are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from the first to seventh embodiments will be mainly described.
  • the antenna device 140 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 140 includes two antenna elements 121-1 and 121-2 that constitute an antenna.
  • the microstrip line 141 refers to each of the microstrip lines 141-1 and 141-2 without distinction.
  • the microstrip line 141-1 includes a portion 142-1 extending in the plus Y direction from the second impedance transformation portion 34, a portion 143-1 extending in the plus X direction from the portion 142-1, and a portion And a portion 144-1 extending in the positive Y direction from 143-1.
  • An antenna element 121-1 is connected to an end 148 of the portion 144-1 on the positive Y direction side.
  • a second impedance transformation unit 34 is connected to an end 147 of the portion 142-2 on the negative Y direction side.
  • the microstrip line 141-1 is bent at a bending portion 145 between the portion 142-1 and the portion 143-1 and is bent at a bending portion 146 between the portion 143-1 and the portion 144-1. ing.
  • the bending angle at the bending portions 145 and 146 is at a right angle.
  • the bent portion 145 is a boundary between the portion 142-1 and the portion 143-1.
  • the bent portion 146 is a boundary between the portion 143-1 and the portion 144-1.
  • the microstrip line 141-2 includes a portion 142-2 extending in the positive Y direction from the second impedance transformation portion 34, a portion 143-2 extending in the negative X direction from the portion 142-2, and a portion And a portion 144-2 extending in the plus Y direction from 143-2.
  • An antenna element 121-2 is connected to an end 148 of the portion 144-2 on the positive Y direction side.
  • a second impedance transformation unit 34 is connected to an end 147 of the portion 142-2 on the negative Y direction side.
  • the microstrip line 141-2 is bent at a bending portion 145 between the portion 142-2 and the portion 143-2, and is bent at a bending portion 146 between the portion 143-2 and the portion 144-2. ing.
  • the bending angle at the bending portions 145 and 146 is at a right angle.
  • the bent portion 145 is a boundary between the portion 142-2 and the portion 143-2.
  • the bent portion 146 is a boundary between the portion 143-2 and the portion 144-2.
  • the Y-coordinates of the bent portions 145 and 146 of the microstrip line 141-1 and the Y-coordinates of the bent portions 145 and 146 of the microstrip line 141-2 are the same.
  • the length L2 in the Y-axis direction from the end 148 to the bent portions 145, 146 is shorter than the length L1 in the Y-axis direction from the end 147 to the bent portions 145, 146. That is, the bent portions 145 and 146 are on the plus Y direction side of the center between the end 147 and the end 148 in the Y axis direction.
  • bent portions 145 and 146 of the microstrip line 141 are at positions where the direction of the transmission path changes by 90 degrees, unnecessary radiation of electromagnetic waves may occur.
  • the change in the phase difference between the two electromagnetic waves at each azimuth angle in the XY plane increases. Due to the large change in the phase difference between the two electromagnetic waves, a short cycle ripple occurs in the radiation pattern of the antenna element 121.
  • the bent portions 145 and 146 are provided at positions closer to the antenna element 121 than the center between the end 147 and the end 148 because the length L2 is shorter than the length L1. .
  • the period of ripples generated in the radiation pattern of the antenna element 121 becomes longer.
  • the antenna device 140 can reduce the change in gain for each azimuth angle.
  • the antenna device 140 can obtain stable and high electrical performance by reducing the change in gain per azimuth angle.
  • the X and Y coordinates of the waveguide microstrip line converter 57 and the X and Y coordinates of the antenna element 121 are determined in advance by design constraints.
  • the length of each portion of the microstrip line 141, the waveguide microstrip line converter 57 and the antenna element 121 can be connected.
  • the microstrip line 141-1 and the microstrip line 141-2 are symmetrical in the X-axis direction.
  • the entire transmission line of the antenna device 140 becomes symmetrical in the X-axis direction.
  • the antenna device 140 has a symmetrical configuration in the X-axis direction, so that the bias of electromagnetic wave radiation can be reduced, and high electrical performance can be obtained.
  • the antenna device 140 includes the waveguide microstrip line converter 57, and the antenna element 121 is connected to the microstrip line 141 whose length L2 is shorter than the length L1.
  • the antenna element 121 is connected to the microstrip line 141 whose length L2 is shorter than the length L1.
  • the antenna device 140 according to the eighth embodiment is any of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55 according to the first embodiment, instead of the waveguide microstrip line converter 57. May be provided. Even when the antenna device 140 includes any of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55, as in the case of including the waveguide microstrip line converter 57, suppression of ripple and power loss are also possible. With the reduction of V, stable and high electrical performance can be obtained.
  • FIG. 29 is a plan view of an antenna device 150 according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the antenna device 150 includes microstrip lines 151-1 and 151-2 having bent portions 154 instead of the microstrip lines 35-1 and 35-2 in the sixth embodiment.
  • the same components as those in the first to eighth embodiments are denoted by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first to eighth embodiments will be mainly described.
  • the antenna device 150 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 150 includes two antenna elements 121-1 and 121-2 constituting an antenna.
  • the microstrip line 151 refers to each of the microstrip lines 151-1 and 151-2 without distinction.
  • the microstrip line 151-1 has a portion 152-1 extending in the plus Y direction from the second impedance transformation portion 34, and a portion 153-1 extending in the plus X direction from the portion 152-1. .
  • An antenna element 121-1 is connected to an end 156 of the portion 153-1 on the positive X direction side.
  • a second impedance transformation unit 34 is connected to an end 155 on the negative Y direction side of the portion 152-1.
  • the microstrip line 151-1 has a bent portion 154 between the portion 152-1 and the portion 153-1.
  • the bending angle at the bending portion 154 is a right angle.
  • the bent portion 154 is a boundary between the portion 152-1 and the portion 153-1.
  • the microstrip line 151-2 has a portion 152-2 extending in the positive Y direction from the second impedance transformation portion 34, and a portion 153-2 extending in the negative X direction from the portion 152-2. .
  • An antenna element 121-2 is connected to an end 156 of the portion 153-2 on the negative X direction side.
  • a second impedance transformation unit 34 is connected to an end 155 on the negative Y direction side of the portion 152-2.
  • the microstrip line 151-2 is bent at a bending portion 154 between the portion 152-2 and the portion 153-2.
  • the bending angle at the bending portion 154 is a right angle.
  • the bent portion 154 is a boundary between the portion 152-2 and the portion 153-2.
  • the end 156 is connected to the center of the antenna element 121 in the Y-axis direction.
  • the Y coordinate of the bent portion 154 is the same as the Y coordinate of the center of the antenna element 121 in the Y axis direction. Further, the Y coordinate of the bent portion 154 of the microstrip line 151-1 and the Y coordinate of the bent portion 154 of the microstrip line 151-2 are the same.
  • the antenna device 150 can suppress the occurrence of ripple due to the radiation of the electromagnetic wave from the bending portion 154 in the YZ plane.
  • the antenna device 150 can obtain stable and high electrical performance by suppressing ripples.
  • the end 156 may be connected to a position of the antenna element 121 other than the center in the Y-axis direction. Since the end 156 is connected to the antenna element 121, the Y coordinate of the bent portion 154 is included in the range of the antenna element 121 in the Y-axis direction. By including the Y coordinate of the bent portion 154 in the range of the antenna element 121 in the Y axis direction, the above-described phase difference in the YZ plane can be reduced. Therefore, the antenna device 150 can suppress the generation of the ripple in the YZ plane by connecting the end 156 to the antenna element 121.
  • the X and Y coordinates of the waveguide microstrip line converter 57 and the X and Y coordinates of the antenna element 121 are determined in advance by design constraints.
  • the length of each portion of the microstrip line 151, the waveguide microstrip line converter 57 and the antenna element 121 can be connected.
  • the microstrip line 151-1 and the microstrip line 151-2 are symmetrical in the X-axis direction.
  • the entire transmission line of the antenna device 150 is symmetrical in the X-axis direction.
  • the antenna device 150 has a symmetrical configuration in the X-axis direction, so that the bias of electromagnetic wave radiation can be reduced, and high electrical performance can be obtained.
  • the antenna device 150 includes the waveguide microstrip line converter 57, and the Y coordinate of the bent portion 154 is included in the range of the antenna element 121 in the Y-axis direction, so that it is stable and high. Electrical performance can be obtained and reliability can be improved.
  • the antenna device 150 according to the ninth embodiment is any of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55 according to the first embodiment, instead of the waveguide microstrip line converter 57. May be provided. Even when the antenna device 150 includes any of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55, as in the case of including the waveguide microstrip line converter 57, suppression of ripple and power loss are also possible. With the reduction of V, stable and high electrical performance can be obtained.
  • FIG. 30 is a plan view of an antenna device 160 according to a tenth embodiment of the present invention.
  • the antenna device 160 includes microstrip lines 162-1 and 162-2 having branches, instead of the microstrip lines 35-1 and 35-2 in the sixth embodiment.
  • the same components as those in the first to ninth embodiments are denoted by the same reference numerals, and a configuration different from the first to ninth embodiments will be mainly described.
  • the antenna device 160 is a planar antenna that transmits and receives microwaves or millimeter waves.
  • the antenna device 160 includes two array antennas 161-1 and 161-2.
  • Each of the array antennas 161-1 and 161-2 is an antenna having two antenna elements 121 arranged in the X-axis direction. Note that each of the array antennas 161-1 and 161-2 is referred to as the array antenna 161 without distinction.
  • the microstrip line 162 refers to each of the microstrip lines 162-1 and 162-2 without distinction.
  • the microstrip line 162-1 is extended from the second impedance transformation portion 34 in the plus Y direction to a portion 163-1 and from the portion 163-1 to each of the two antenna elements 121. And a branch. The end on the positive Y direction side of the portion 163-1 is located between the two antenna elements 121 of the array antenna 161-1.
  • the microstrip line 162-1 includes a portion 164-1 extending in the positive X direction from the end of the portion 163-1 and a portion 165-1 extending in the negative X direction from the end of the portion 163-1.
  • the branch portion 166 which is the position of the branch in the microstrip line 162-1, is the boundary between the portion 163-1, the portion 164-1 and the portion 165-1.
  • One of the two antenna elements 121 of the array antenna 161-1 is connected to the end 167 of the portion 164-1 on the positive X direction side.
  • the other one of the two antenna elements 121 is connected to the end 168 of the portion 165-1 on the negative X direction side.
  • the microstrip line 162-2 is extended from the second impedance transformation portion 34 in the plus Y direction to a portion 163-2 and from the portion 163-2 to each of the two antenna elements 121. And a branch.
  • the end on the positive Y direction side of the portion 163-2 is located between two antenna elements 121 of the array antenna 161-2.
  • the microstrip line 162-2 includes a portion 164-2 extending in the positive X direction from the end of the portion 163-2 and a portion 165-2 extending in the negative X direction from the end of the portion 163-2.
  • the branch portion 166 which is the position of the branch in the microstrip line 162-2, is the boundary between the portion 163-2, the portion 164-2, and the portion 165-2.
  • One of the two antenna elements 121 of the array antenna 161-2 is connected to the end 167 of the portion 164-2 on the positive X direction side.
  • the other one of the two antenna elements 121 is connected to the end 168 on the negative X direction side of the portion 165-2.
  • the ends 167 and 168 are connected to the center of the antenna element 121 in the Y-axis direction.
  • the Y coordinate of the branch portion 166 is the same as the Y coordinate of the center of the antenna element 121 in the Y axis direction. Further, the Y coordinate of the branching portion 166 of the microstrip line 162-1 and the Y coordinate of the branching portion 166 of the microstrip line 162-2 are the same.
  • the branch portion 166 is a position where the direction of the transmission path changes by 90 degrees, unnecessary radiation of electromagnetic waves may occur. Since the Y coordinate of the branch portion 166 and the Y coordinate of the center of the antenna element 121 are the same, in the YZ plane, the phase difference between the electromagnetic wave emitted from the antenna element 121 and the electromagnetic wave emitted from the branch portion 166 is It does not occur.
  • the antenna device 160 can suppress the occurrence of ripple due to the radiation of the electromagnetic wave from the branch portion 166 in the YZ plane.
  • the antenna device 160 can obtain stable and high electrical performance by suppressing ripples.
  • the ends 167 and 168 may be connected to positions of the antenna element 121 other than the center in the Y-axis direction.
  • the Y coordinate of the branching portion 166 is included in the range of the antenna element 121 in the Y-axis direction.
  • the above-described phase difference in the YZ plane can be reduced.
  • the antenna device 160 can suppress the occurrence of ripples in the YZ plane by including the Y coordinate of the branching portion 166 in the range of the antenna element 121 in the Y axis direction.
  • the X and Y coordinates of the waveguide microstrip line converter 57 and the X and Y coordinates of the antenna element 121 are predetermined by design constraints.
  • the waveguide microstrip line converter 57 and the antenna element 121 can be connected.
  • the microstrip line 162-1 and the microstrip line 162-2 are symmetrical in the X-axis direction.
  • the entire transmission line of the antenna device 160 is symmetrical in the X-axis direction.
  • the antenna device 160 has a symmetrical configuration in the X axis direction, so that the bias of electromagnetic wave radiation can be reduced, and high electrical performance can be obtained.
  • the antenna device 160 includes the waveguide microstrip line converter 57, and the Y coordinate of the branch portion 166 is included in the range of the antenna element 121 in the Y-axis direction, so that stability and height are high. Electrical performance can be obtained and reliability can be improved.
  • the antenna device 160 according to the tenth embodiment is any of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55 according to the first embodiment, instead of the waveguide microstrip line converter 57. May be provided.
  • the antenna device 160 includes any one of the waveguide microstrip line converters 10, 51, 53, 55, as in the case of including the waveguide microstrip line converter 57, suppression of ripple and power loss are also possible. With the reduction of V, stable and high electrical performance can be obtained.
  • the configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.
  • Waveguide microstrip line converter 10, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67 Waveguide microstrip line converter, 11, 26 dielectric substrate, 12 ground conductor, 13, 52, 54, 56, 58, 60 , 62, 64, 66, 68 Line conductor, 14 waveguide, 15, 25 slot, 16 opening end, 17 input / output end, 18 opening edge, 19 tube wall, 21 central portion, 22 end, 31 converting portion 32, 32-1, 32-2 first impedance transformation, 33, 33-1, 33-2 third impedance transformation, 34, 34-1, 34-2 second impedance transformation, 35 35-1, 35-2, 40, 43, 70, 71, 73, 74, 75, 102, 124, 128, 131, 131-1, 131-2, 141, 141-1, 141-2, 151 , 51-1, 151-2, 162, 162-1, 162-2 micro strip line, 36 stubs, 37, 38, 38-1, 38-2, 39, 39-1, 39-2, 135, 136

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

導波管マイクロストリップ線路変換器(10)は、導波管(14)と、誘電体基板(11)と、スロット(15)を有する地導体と、線路導体(13)と、を備える。線路導体(13)は、第1の線路幅のマイクロストリップ線路(35)である第1の部位と、スロット(15)の直上に位置し、第1の線路幅より大きい第2の線路幅の第2の部位である変換部(31)と、第2の部位から第1の方向へ延ばされており、第1の部位と第2の部位との間におけるインピーダンス整合を担う第3の部位と、を有する。第3の部位の第1の方向における両端のうちの1つの端は第2の部位に繋げられている。第1の部位は、第3の部位の両端のうちの他の端(38)に続けて第1の方向に垂直な第2の方向へ延ばされている。

Description

導波管マイクロストリップ線路変換器およびアンテナ装置
 本発明は、導波管を伝搬する電力とマイクロストリップ線路を伝搬する電力とを相互に変換可能な導波管マイクロストリップ線路変換器およびアンテナ装置に関する。
 導波管マイクロストリップ線路変換器は、導波管とマイクロストリップ線路とを接続し、導波管からマイクロストリップ線路へ、あるいはマイクロストリップ線路から導波管へ信号を伝送する。導波管マイクロストリップ線路変換器は、マイクロ波帯あるいはミリ波帯の高周波信号を伝送するアンテナ装置において広く用いられている。
 誘電体基板の両面のうち一方の面には地導体、他方の面にはマイクロストリップ線路が設けられた導波管マイクロストリップ線路変換器が知られている。地導体には、導波管の開口端が接続される。特許文献1には、地導体と、マイクロストリップ線路に接続された導体板とが、誘電体基板に埋め込まれた導通構造を介して電気的に接続されている導波管マイクロストリップ線路変換器が開示されている。導通構造は、導波管の開放端を囲むように配置された複数のスルーホールによって形成される。
特許第5289551号公報
 導波管マイクロストリップ線路変換器は、高い電気性能を安定して得ること、および信頼性を高めることが要求されている。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い電気性能を安定して得ることができ、かつ信頼性を向上可能とする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。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器は、開口端を有する導波管と、開口端に向けられた第1の面と第1の面とは逆側の第2の面とを有する誘電体基板と、第1の面に設けられており開口端が接続されるとともに、開口端の縁部により囲まれた領域にスロットが設けられている地導体と、第2の面に設けられた線路導体とを備える。線路導体は、第1の線路幅のマイクロストリップ線路である第1の部位と、スロットの直上に位置し、第1の線路幅より大きい第2の線路幅の第2の部位と、第2の部位から第1の方向へ延ばされており、第1の部位と第2の部位との間におけるインピーダンス整合を担う第3の部位とを有する。第3の部位の第1の方向における両端のうちの1つの端は第2の部位に繋げられている。第1の部位は、第3の部位の両端のうちの他の端に続けて第1の方向に垂直な第2の方向へ延ばされている。
 本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器は、高い電気性能を安定して得ることができ、信頼性を向上できるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の外観構成を示す上面図 実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の内部構成を示す断面図 図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する導波管の外観構成を示す斜視図 図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する地導体の平面図 図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有するスロットの変形例を示す図 実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の一つの応用例を示す断面図 実施の形態1の第1変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 実施の形態1の第2変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 実施の形態1の第3変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 本発明の実施の形態2にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の外観構成を示す上面図 図11に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 本発明の実施の形態3にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の外観構成を示す上面図 図13に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 実施の形態3の第1変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 実施の形態3の第2変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 実施の形態3の第3変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 本発明の実施の形態4にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の外観構成を示す上面図 図18に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体の平面図 本発明の実施の形態5にかかるアンテナ装置の平面図 実施の形態5の変形例にかかるアンテナ装置の平面図 本発明の実施の形態6にかかるアンテナ装置の平面図 図22に示すアンテナ装置が有するアンテナ素子の放射パターンの例を示す図 実施の形態6の第1変形例にかかるアンテナ装置の平面図 実施の形態6の第2変形例にかかるアンテナ装置の平面図 実施の形態6の第3変形例にかかるアンテナ装置の平面図 本発明の実施の形態7にかかるアンテナ装置の平面図 本発明の実施の形態8にかかるアンテナ装置の平面図 本発明の実施の形態9にかかるアンテナ装置の平面図 本発明の実施の形態10にかかるアンテナ装置の平面図
 以下に、本発明の実施の形態にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器およびアンテナ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10の外観構成を示す上面図である。図2は、実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10の内部構成を示す断面図である。図1では、実線で示された構成よりも紙面奥側に設けられている構成を破線により示している。
 X軸、Y軸およびZ軸は、互いに垂直な3軸とする。X軸に平行な方向を第1の方向であるX軸方向、Y軸に平行な方向を第2の方向であるY軸方向、Z軸に平行な方向を第3の方向であるZ軸方向とする。X軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスX方向、プラスX方向とは逆の方向をマイナスX方向とする。Y軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスY方向、プラスY方向とは逆の方向をマイナスY方向とする。Z軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスZ方向、プラスZ方向とは逆の方向をマイナスZ方向とする。
 導波管マイクロストリップ線路変換器10は、開口端16を有する導波管14と、開口端16に向けられた第1の面S1と第1の面S1とは逆側の第2の面S2とを有する誘電体基板11とを備える。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、第1の面S1に設けられており開口端16が接続された地導体12と、第2の面S2に設けられた線路導体13とを備える。なお、図2には、図1に示すII-II線における導波管マイクロストリップ線路変換器10の断面構成のうち導波管14を中心とする部分を示している。
 導波管マイクロストリップ線路変換器10は、導波管14を伝搬する電力と線路導体13を伝搬する電力とを相互に変換可能とする。導波管14と線路導体13とは、高周波信号を伝送する伝送路である。地導体12は、開口端16の縁部である開口縁部18により囲まれた領域に形成されたスロット15を有する。第1の面S1および第2の面S2は、いずれもX軸およびY軸に平行な面とする。導波管14の管軸方向は、Z軸方向とする。管軸は、導波管14の中心線である。
 図3は、図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器10が有する導波管14の外観構成を示す斜視図である。導波管14は、矩形のXY断面をなす方形導波管であって、中空の金属管からなる。導波管14のXY断面は、Y軸に平行な長辺とX軸に平行な短辺とを備える長方形である。導波管14では、金属材料で構成された管壁19で囲まれた内部空間にて電磁波が伝搬する。開口端16は、導波管14のうち管軸方向における1つの端であって、導波管14のXY断面と同じ形状の開口縁部18を備える。開口縁部18は、地導体12に接続される短絡面となる。導波管14のうち管軸方向における他方の端である入出力端17では、導波管14にて伝搬させる高周波信号が入力され、あるいは導波管14にて伝搬した高周波信号が出力される。
 なお、開口縁部18と地導体12との接続は、地導体12と開口縁部18とを直接接触させたことによる接続に限られない。開口縁部18と地導体12とは、高周波信号を変換可能に接続されていれば良く、互いに非接触であっても良い。開口縁部18と地導体12とは、開口縁部18と地導体12との間にチョーク構造などが設けられることにより互いに接続されても良い。
 実施の形態1において導波管14の構成は任意であるものとする。導波管14は、金属材料で構成された管壁19に代えて、複数のスルーホールが形成された誘電体基板を備えたものであっても良い。また、導波管14は、管壁19で囲まれた内部が誘電体材料によって充填されたものであっても良い。導波管14は、XY断面における角部に曲率を持たせた形状の導波管、繭形の断面形状の導波管、またはリッジ型導波管であっても良い。
 誘電体基板11は、樹脂材料で構成された平板部材である。地導体12は、誘電体基板11の第1の面S1の全体に設けられている。スロット15は、地導体12のうち開口端16の開口縁部18で囲まれるXY領域内において、地導体12の材料である導体が除かれて形成されている。1つの例では、地導体12は、導電性金属箔である銅箔を第1の面S1に圧着することにより形成される。スロット15は、第1の面S1に圧着された銅箔をパターニングすることにより形成される。線路導体13は、誘電体基板11の第2の面S2において、導波管14の開口の直上を通過するように設けられている。線路導体13は、第2の面S2に圧着された銅箔をパターニングすることにより形成される。地導体12および線路導体13は、あらかじめ成形されてから誘電体基板11に取り付けられた金属板であっても良い。
 図4は、図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器10が有する地導体12の平面図である。スロット15は、地導体12の一部を除去して形成された開口部分である。スロット15は、X軸方向よりもY軸方向が長い平面形状をなす。スロット15は、Y軸方向における両端に位置する端部22と、端部22同士の間の中央部21とを備える。端部22のX軸方向の幅は、中央部21のX軸方向の幅よりも大きい。図4に示すスロット15の形状を、適宜「H形状」と称する。中央部21は、線路導体13の直下に位置する。
 端部22のX軸方向の幅を中央部21のX軸方向の幅よりも大きくしたことで、端部22では電界が弱められる一方、中央部21では電界が強められる。スロット15のうち線路導体13の直下に位置する中央部21における電界が強められることで、導波管14の開口端16と線路導体13との間の電磁結合が強められる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、導波管14および線路導体13の間において効率良く電力を変換することができる。
 図1に示すように、線路導体13は、マイクロストリップ線路35である第1の部位と、スロット15の直上に位置する変換部31である第2の部位と、第1の部位および第2の部位の間の第3の部位とを含む。第3の部位は、マイクロストリップ線路35および変換部31の間におけるインピーダンス整合を担う複数のインピーダンス変成部である第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33を含む。線路導体13は、変換部31から分岐された分岐部位である2つのスタブ36を含む。
 変換部31は、線路導体13のうちX軸方向における中心に位置する。変換部31は、線路導体13のうち、導波管14との間における電力変換を担う部位である。第1のインピーダンス変成部32は、X軸方向における変換部31の隣に位置する。第3のインピーダンス変成部33は、X軸方向における第1のインピーダンス変成部32の隣であって、第1のインピーダンス変成部32から見て変換部31とは逆側に位置する。第2のインピーダンス変成部34は、第3のインピーダンス変成部33とマイクロストリップ線路35との間に位置している。実施の形態1において、マイクロストリップ線路35は、導波管マイクロストリップ線路変換器10の外部から線路導体13への高周波信号の入力と、線路導体13から導波管マイクロストリップ線路変換器10の外部への高周波信号の出力とを担う。
 2つのスタブ36は、X軸方向における変換部31の中心位置に設けられている。1つのスタブ36は、変換部31のプラスY方向側の端からプラスY方向へ延ばされている。もう1つのスタブ36は、変換部31のマイナスY方向側の端からマイナスY方向へ延ばされている。各スタブ36のうち変換部31側とは逆側の端37は、開放端である。X軸方向におけるスタブ36の中心位置は、X軸方向におけるスロット15の中心位置と一致している。端38は、X軸方向における第2のインピーダンス変成部34の端である。端39は、X軸方向におけるマイクロストリップ線路35の端である。
 図5は、図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器10が有する線路導体13の平面図である。図5では、参考として、スロット15を破線により示している。線路導体13には、変換部31を中心に、X軸方向における一方の側であるプラスX方向側に位置する第3の部位と、X軸方向における他方の側であるマイナスX方向側に位置する第3の部位とが設けられている。変換部31のプラスX方向側に位置する第3の部位は、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32-1,34-1,33-1を含む。変換部31のマイナスX方向側に位置する第3の部位は、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32-2,34-2,33-2を含む。なお、第1のインピーダンス変成部32とは、第1のインピーダンス変成部32-1,32-2の各々を区別せずに称したものとする。第2のインピーダンス変成部34とは、第2のインピーダンス変成部34-1,34-2の各々を区別せずに称したものとする。第3のインピーダンス変成部33とは、第3のインピーダンス変成部33-1,33-2の各々を区別せずに称したものとする。
 線路導体13は、変換部31のプラスX方向側に位置する第3の部位からY軸方向へ延ばされているマイクロストリップ線路35-1と、変換部31のマイナスX方向側に位置する第3の部位からY軸方向へ延ばされているマイクロストリップ線路35-2とを有する。マイクロストリップ線路35-1は、第2のインピーダンス変成部34-1からプラスY方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路35-2は、第2のインピーダンス変成部34-2からプラスY方向へ延ばされている。
 マイクロストリップ線路35-1は、線路導体13に含まれる第1のマイクロストリップ線路であって、変換部31を中心にX軸方向における一方の側であるプラスX方向側に位置する。マイクロストリップ線路35-2は、線路導体13に含まれる第2のマイクロストリップ線路であって、変換部31を中心にX軸方向における他方の側であるマイナスX方向側に位置する。なお、マイクロストリップ線路35とは、マイクロストリップ線路35-1,35-2の各々を区別せずに称したものとする。
 変換部31のプラスX方向側に位置する第3の部位のX軸方向における両端のうちの1つの端は、第1のインピーダンス変成部32-1のマイナスX方向側の端であって、変換部31に繋げられている。当該第3の部位の両端のうちの他の端は、第2のインピーダンス変成部34-1のプラスX方向側の端38-1である。マイクロストリップ線路35-1は、端38-1に続けてY軸方向へ延ばされている。図5に示す平面構成において、端38-1と、マイクロストリップ線路35-1のプラスX方向側の端39-1とは、Y軸方向の1つの直線をなす。
 変換部31のマイナスX方向側に位置する第3の部位のX軸方向における両端のうちの1つの端は、第1のインピーダンス変成部32-2のプラスX方向側の端であって、変換部31に繋げられている。当該第3の部位の両端のうちの他の端は、第2のインピーダンス変成部34-2のマイナスX方向側の端38-2である。マイクロストリップ線路35-2は、端38-2に続けてY軸方向へ延ばされている。図5に示す平面構成において、端38-2と、マイクロストリップ線路35-2のマイナスX方向側の端39-2とは、Y軸方向の1つの直線をなす。
 実施の形態1において、マイクロストリップ線路35が第3の部位の端38に続けてY軸方向へ延ばされているとは、マイクロストリップ線路35の端39と第3の部位の端38とが1つの直線をなしてマイクロストリップ線路35が設けられていることを指すものとする。なお、端38とは、端38-1,38-2の各々を区別せずに称したものとする。端39とは、端39-1,39-2の各々を区別せずに称したものとする。
 伝送路の方向に垂直な方向における線路導体13の幅を、線路幅とする。伝送路の方向における線路導体13の長さを、線路長とする。線路導体13のうち、変換部31と第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33とは、X軸方向へ延ばされた伝送路を構成する。変換部31と第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33とにおいて、線路幅とはY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。線路導体13のうち、マイクロストリップ線路35は、Y軸方向へ延ばされた伝送路を構成する。マイクロストリップ線路35において、線路幅とはX軸方向における幅を表し、線路長とはY軸方向における長さを表すものとする。スタブ36についても、線路幅とはX軸方向における幅を表し、線路長とはY軸方向における長さを表すものとする。
 変換部31と、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33と、マイクロストリップ線路35と、スタブ36とは、一体の金属部材である金属箔あるいは金属板で構成されている。変換部31と、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33と、マイクロストリップ線路35とは、隣り合う部位同士にて互いに線路幅が異なるように形成されている。
 マイクロストリップ線路35の線路幅を、第1の線路幅であるW、変換部31の線路幅を、第2の線路幅であるWとして、WはWより大きい。すなわち、WとWとの間には、W>Wの関係が成り立つ。線路導体13を伝搬する高周波信号の波長がλであるとして、変換部31の線路長は、λ/2に相当する長さである。マイクロストリップ線路35の線路長は任意であるものとする。
 第1のインピーダンス変成部32の線路幅であるWは、Wより大きく、かつWより小さい。すなわち、Wと、Wと、Wとの間には、W>W>Wの関係が成り立つ。第3のインピーダンス変成部33の線路幅であるWは、Wと等しく、かつWより小さい。すなわち、Wと、Wと、Wとの間には、W>W=Wの関係が成り立つ。第2のインピーダンス変成部34の線路幅であるWは、WとWとのいずれよりも大きい。また、Wは、Wより小さい。すなわち、Wと、Wと、Wと、Wとの間には、W>W>W=Wの関係が成り立つ。
 WおよびWは、Wより大きい。また、WおよびWは、Wより小さい。すなわち、Wと、Wと、Wと、Wとの間には、W>W>W>Wの関係が成り立つ。第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33の線路長は、いずれもλ/4に相当する長さである。スタブ36の線路長は、λ/4に相当する長さである。
 次に、図1から図5を参照して、導波管マイクロストリップ線路変換器10の動作を説明する。ここでは、導波管14にて伝搬した高周波信号をマイクロストリップ線路35へ伝送させる場合を例とする。
 導波管14の内部を伝搬した電磁波は、地導体12に到達する。地導体12に到達した電磁波は、スロット15を通って変換部31へ伝搬する。なお、変換部31へ電磁波が伝搬するとは、地導体12と変換部31との間に電磁波のエネルギーが生じることを含むものとする。変換部31へ伝搬した電磁波は、変換部31からプラスX方向とマイナスY方向とへ伝搬する。
 変換部31から第1のインピーダンス変成部32-1、第3のインピーダンス変成部33-1、および第2のインピーダンス変成部34-1にてプラスX方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路35-1にてプラスY方向へ伝搬する。変換部31から第1のインピーダンス変成部32-2、第3のインピーダンス変成部33-2、および第2のインピーダンス変成部34-2にてマイナスX方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路35-2にてプラスY方向へ伝搬する。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、マイクロストリップ線路35-1とマイクロストリップ線路35-2とからプラスY方向へ伝送される高周波信号を出力する。マイクロストリップ線路35-1から出力される高周波信号の位相とマイクロストリップ線路35-2から出力される高周波信号の位相とは、互いに逆となる。
 変換部31に相当する部分の導体に微細な間隙を設けて線路を分断し、電磁結合によって高周波信号を伝送させる構成では、かかる間隙の加工不良が生じた場合に、線路長に誤差が生じ得る。これに対し、実施の形態1の線路導体13では、一体の金属部材で変換部31からマイクロストリップ線路35までの各部位が構成されている。実施の形態1では、線路導体13における間隙の形成が不要であるため、間隙の加工不良の問題を回避でき、かつ線路導体13を容易に加工することができる。
 変換部31と、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33と、マイクロストリップ線路35とは、線路幅に対応する特性インピーダンスを持つ。変換部31の特性インピーダンスは、変換部31の線路幅であるWに対応するZであるとする。マイクロストリップ線路35の特性インピーダンスは、マイクロストリップ線路35の線路幅であるWに対応するZであるとする。ZはZより小さい。すなわち、ZとZとの間には、Z<Zの関係が成り立つ。変換部31とマイクロストリップ線路35とでは線路幅の違いが大きいことから、仮にマイクロストリップ線路35が変換部31に直接隣り合わせられた場合、変換部31の特性インピーダンスとマイクロストリップ線路35の特性インピーダンスとの不整合に起因して電磁波の不要な放射が増大し、電力損失が大きくなる。
 第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33は、変換部31とマイクロストリップ線路35との間におけるインピーダンス整合を担う。第1のインピーダンス変成部32の特性インピーダンスは、第1のインピーダンス変成部32の線路幅であるWに対応するZであるとする。Zは、Zより小さく、かつZより大きい。すなわち、Zと、Zと、Zとの間には、Z<Z<Zの関係が成り立つ。
 第3のインピーダンス変成部33の特性インピーダンスは、第3のインピーダンス変成部33の線路幅であるWに対応するZであるとする。Zは、Zと等しく、かつZより大きい。すなわち、Zと、Zと、Zとの間には、Z<Z=Zの関係が成り立つ。第2のインピーダンス変成部34の特性インピーダンスは、第2のインピーダンス変成部34の線路幅であるWに対応するZであるとする。Zは、Zと、Zとのいずれよりも小さく、かつZより大きい。すなわち、Zと、Zと、Zと、Zとの間には、Z<Z<Z=Zの関係が成り立つ。
 実施の形態1では、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、マイクロストリップ線路35の線路幅よりも拡大された線路幅を持つ第1および第2のインピーダンス変成部32,34が設けられることで、変換部31とマイクロストリップ線路35との間のインピーダンス整合を図る。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、変換部31とマイクロストリップ線路35との間のインピーダンス整合により、電力損失を低減できる。
 また、第3のインピーダンス変成部33および第2のインピーダンス変成部34は、第1のインピーダンス変成部32とマイクロストリップ線路35との線路幅の違いによるインピーダンスの不整合を低減させる機能を果たす。線路導体13は、線路幅を段階的に異ならせた部位である第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33が含まれることで、電磁波の伝送におけるインピーダンスの急峻な変化を緩和可能とする。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、電力損失を効果的に低減できる。また、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、線路導体13におけるインピーダンスの変化を緩和できることで、広い周波数帯域の信号を扱うことが可能となる。
 第3のインピーダンス変成部33の線路幅は、マイクロストリップ線路35の線路幅とは異なっていても良い。第3のインピーダンス変成部33の線路幅であるWは、W>WおよびW>Wを満足すれば良く、マイクロストリップ線路35の線路幅であるWとは異なることとしても良い。また、マイクロストリップ線路35より拡大された線路幅を持つ部位であるインピーダンス変成部は2つに限られず、1つあるいは3つ以上であっても良い。
 実施の形態1では、第2のインピーダンス変成部34の端38とマイクロストリップ線路35の端39とが1つの直線となるように、端38からY軸方向へマイクロストリップ線路35が延ばされている。第2のインピーダンス変成部34とマイクロストリップ線路35との間では、第2のインピーダンス変成部34とマイクロストリップ線路35との間の線路幅が不連続である部分と伝送路の折り曲げ箇所とが一体とされている。
 仮に、一定の線路幅のマイクロストリップ線路35内に、X軸方向へ延ばされた部分とY軸方向へ延ばされた部分との折り曲げ箇所が含まれる場合、第2のインピーダンス変成部34とマイクロストリップ線路35との間の線路幅が不連続な部分と伝送路の折り曲げ箇所とにおいて不要な電磁波放射が生じ得ることになる。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、線路幅が不連続である部分と伝送路の折り曲げ箇所とが一体とされたことで、不要な電磁波放射が生じ得る箇所を少なくすることができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、変換部31からの伝送方向であるX軸方向に垂直なY軸方向へ高周波信号を伝送する構成において、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。
 図5において、X軸方向におけるスタブ36の中心位置は、X軸方向におけるスロット15の中心位置と一致している。この場合、スロット15の中心に対する対称性を線路導体13が持つことにより、2つのスタブ36への電力の伝搬は生じない。ただし、導波管マイクロストリップ線路変換器10の製造誤差等により、X軸方向におけるスロット15の中心位置とスタブ36の中心位置とにずれが生じることがある。
 線路導体13の位置とスロット15の位置とのずれに伴って、スタブ36に電界が生じる。スタブ36の端37が開放端とされているため、スタブ36と変換部31との接続部にて電界がゼロとなる境界条件が成り立つ。これにより、線路導体13における電気的対称性が確保されることで、2つのマイクロストリップ線路35から出力される高周波信号の位相が、互いに逆位相となる。このように、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、スタブ36が設けられていることで、線路導体13の位置とスロット15の位置とのずれが高周波信号へ与える影響を少なくすることができる。線路導体13は、2つのスタブ36を用いた電気的対称性の確保により、マイクロストリップ線路35-1,35-2における高周波信号の位相の変動を低減できる。なお、線路導体13に設けられるスタブ36は、1つであっても良い。スタブ36が1つとされる場合、スタブ36は、変換部31のプラスY方向側の端とマイナスY方向側の端とのどちらに設けられても良い。
 導波管マイクロストリップ線路変換器10は、マイクロストリップ線路35にて伝搬した高周波信号を導波管14へ伝送させることも可能である。マイクロストリップ線路35-1とマイクロストリップ線路35-2とには、マイナスY方向へ伝送される高周波信号が入力される。マイクロストリップ線路35-1へ入力される高周波信号の位相とマイクロストリップ線路35-2へ入力される高周波信号の位相とは、互いに逆となる。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、導波管14からマイクロストリップ線路35への高周波信号の伝搬と同様に、マイクロストリップ線路35から導波管14への高周波信号の伝搬においても電力損失を低減できる。
 変換部31の線路幅であるWは、開口端16の長辺よりも短く、かつY軸方向におけるスロット15の長さよりも短い。導波管14と変換部31との電磁的な結合が十分に確保されていれば、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、導波管14と変換部31との物理的な寸法に関わらず、導波管14と変換部31との間における電力の高い変換効率を得ることができる。
 実施の形態1によると、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、変換部31とマイクロストリップ線路35との間のインピーダンス整合を担う第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33が設けられることで電磁波の放射を低減させ、電力損失を低減できる。また、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、H形状のスロット15が設けられたことで変換部31の直下における電磁結合が強められ、導波管14および線路導体13の間において効率良く電力を交換することができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、誘電体基板11にスルーホールが設けられなくても、高い電気性能を得ることができる。
 さらに、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、第3の部位のうちプラスX方向の端38-1とマイナスX方向の端38-2から続けてY軸方向へマイクロストリップ線路35-1,35-2が延ばされている。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、不要な電磁波の放射を低減しつつ、開口端16の長辺の方向へマイクロストリップ線路35を延ばした構成を実現できる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、高い電気性能を得ることができる。
 導波管マイクロストリップ線路変換器10は、誘電体基板11のスルーホールが不要となるため、スルーホールの加工の省略による製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。また、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、スルーホールの破断による電気性能の劣化という事態を回避できることで、信頼性を向上できるとともに、安定した電気性能を得ることができる。アンテナ装置の給電回路に導波管マイクロストリップ線路変換器10が使用される場合、アンテナ装置は、安定した送信電力および受信電力を得ることができる。以上により、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となるという効果を奏する。
 導波管マイクロストリップ線路変換器10では、スロット15から、あるいは線路導体13のうち線路幅が不連続な部分から、不要な電磁波放射が生じ得る。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、スロット15の寸法または線路導体13の各部位の寸法の調整により、放射される電磁波の位相の調整が可能である。放射される電磁波の位相の調整により、導波管マイクロストリップ線路変換器10から特定の方向であるプラスZ方向への不要な電磁波放射が低減されても良い。全方向のうち特定の方向への電磁波放射が大きくなるような電磁波放射の偏りが少なくなるように、電磁波放射を全方向へ均等に拡散させる調整が行われても良い。このような調整によっても、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、高い電気性能を得ることができる。
 導波管マイクロストリップ線路変換器10は、電磁波の放射が許容可能な程度であれば、いずれの形状のスロットを備えることとしても良い。図6は、図1に示す導波管マイクロストリップ線路変換器10が有するスロットの変形例を示す図である。変形例にかかるスロット25の平面形状は、Y軸に平行な長辺とX軸に平行な短辺とを備える長方形である。H形状を備えるスロット15が用いられる場合と同等の電気性能を実現するために、スロット25の長辺は、スロット15のY軸方向の幅より長くしても良い。
 図7は、実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10の一つの応用例を示す断面図である。図7に示す応用例では、導波管マイクロストリップ線路変換器10は、誘電体基板26に実装されている。図7には、図2に示す断面構成に誘電体基板26が追加された断面構成を示している。誘電体基板26は、樹脂材料で構成された平板部材である。
 地導体12は、誘電体基板26の表面に積層されている。導波管14は、誘電体基板26の表面と裏面との間を貫通して設けられている。入出力端17は、誘電体基板26の裏面において開放されている。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、導波管14に代えて、誘電体基板26の表面と裏面との間を貫通して形成された複数のスルーホールが設けられていても良い。複数のスルーホールは、矩形、繭型といった形状に沿って配置される。導波管マイクロストリップ線路変換器10は、複数のスルーホールが設けられる場合も、導波管14が設けられる場合と同様に、高周波信号を伝送可能である。
 図8は、実施の形態1の第1変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器51が有する線路導体52の平面図である。図8では、参考として、スロット15を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器51は、線路導体52にスタブ36が設けられていないことを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様の構成を備える。
 X軸方向における線路導体52の位置とスロット15の位置とのずれを小さくできることで、マイクロストリップ線路35-1,35-2における高周波信号の位相の変動を少なくできる場合に、スタブ36が省略されても良い。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器51は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。この他、マイクロストリップ線路35-1,35-2における高周波信号の位相の変動の有無を問わない態様にて高周波信号が伝送される場合においても、スタブ36が省略されても良い。なお、実施の形態1の第1変形例以外の変形例、および後述する実施の形態2から5においても、実施の形態1の第1変形例と同様にスタブ36が省略されても良い。
 図9は、実施の形態1の第2変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器53が有する線路導体54の平面図である。図9では、参考として、スロット15を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器53は、線路導体54における2つのマイクロストリップ線路35が第2のインピーダンス変成部34から互いに逆向きに延ばされていることを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様の構成を備える。マイクロストリップ線路35-1は、第2のインピーダンス変成部34-1からマイナスY方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路35-2は、第2のインピーダンス変成部34-2からプラスY方向へ延ばされている。
 変換部31から第1のインピーダンス変成部32-1、第3のインピーダンス変成部33-1、および第2のインピーダンス変成部34-1にてプラスX方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路35-1にてマイナスY方向へ伝送される。変換部31から第1のインピーダンス変成部32-2、第3のインピーダンス変成部33-2、および第2のインピーダンス変成部34-2をマイナスX方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路35-2にてプラスY方向へ伝送される。また、マイクロストリップ線路35-1には、プラスY方向へ伝送される高周波信号が入力される。マイクロストリップ線路35-2には、マイナスY方向へ伝送される高周波信号が入力される。導波管マイクロストリップ線路変換器53は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 図10は、実施の形態1の第3変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器55が有する線路導体56の平面図である。図10では、参考として、スロット15を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器55は、線路導体56における第2のインピーダンス変成部34の線路幅であるWと第3のインピーダンス変成部33の線路幅であるWとが等しいことを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様の構成を備える。
 第3のインピーダンス変成部33の線路幅であるWと、マイクロストリップ線路35の線路幅であるWとは等しい。第1のインピーダンス変成部32の線路幅であるW、第3のインピーダンス変成部33の線路幅であるWと、第2のインピーダンス変成部34の線路幅であるWと、マイクロストリップ線路35の線路幅であるWとの間には、W>W=W=Wの関係が成り立つ。
 導波管マイクロストリップ線路変換器55では、第2のインピーダンス変成部34の線路幅と第3のインピーダンス変成部33の線路幅とが等しいことから、第2のインピーダンス変成部34と第3のインピーダンス変成部33との間におけるインピーダンス整合は行われない。電磁波の放射が許容可能な程度であれば、導波管マイクロストリップ線路変換器55のように、第3の部位のうち互いに隣り合う変成部同士の線路幅を同じとしても良い。
 第2のインピーダンス変成部34の線路幅と第3のインピーダンス変成部33の線路幅とがマイクロストリップ線路35の線路幅と等しいことで、第2のインピーダンス変成部34と第3のインピーダンス変成部33とでは、マイクロストリップ線路35と同様に高周波信号が伝搬する。なお、第2のインピーダンス変成部34の線路幅と第3のインピーダンス変成部33の線路幅とは、マイクロストリップ線路35の線路幅とは異なっていても良い。
 導波管マイクロストリップ線路変換器55では、第2のインピーダンス変成部34の線路長または第3のインピーダンス変成部33の線路長の調整により、X軸方向における端38の位置が調整されても良い。端38の位置の調整により、放射される電磁波の振幅と位相とが調整されることで、導波管マイクロストリップ線路変換器55は、放射される電磁波の低減を図り得る。導波管マイクロストリップ線路変換器55は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
実施の形態2.
 図11は、本発明の実施の形態2にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器57の外観構成を示す上面図である。導波管マイクロストリップ線路変換器57の第3の部位では、第1および第2のインピーダンス変成部32,34がX軸方向へ延ばされ、第3のインピーダンス変成部33がX軸方向とY軸方向との間の斜め方向へ延ばされている。実施の形態2では、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。
 図12は、図11に示す導波管マイクロストリップ線路変換器57が有する線路導体58の平面図である。図12では、参考として、スロット15を破線により示している。第1のインピーダンス変成部32-1は、変換部31のプラスX方向側に位置する。第3のインピーダンス変成部33-1は、第1のインピーダンス変成部32-1からプラスX方向とプラスY方向との間の斜め方向へ延ばされている。Y軸方向における第2のインピーダンス変成部34-1の中心は、Y軸方向における第1のインピーダンス変成部32-1の中心よりもプラスY方向側へシフトしている。第3のインピーダンス変成部33-1は、X軸方向とY軸方向との間の斜め方向の伝送路を構成している。第3のインピーダンス変成部33-1において、線路幅とは当該斜め方向に垂直な方向における幅を表し、線路長とは当該斜め方向における長さを表すものとする。第3のインピーダンス変成部33-1の線路長は、任意の長さとする。
 第1のインピーダンス変成部32-2は、変換部31のマイナスX方向側に位置する。第3のインピーダンス変成部33-2は、第1のインピーダンス変成部32-2からマイナスX方向とプラスY方向との間の斜め方向へ延ばされている。Y軸方向における第2のインピーダンス変成部34-2の中心は、Y軸方向における第1のインピーダンス変成部32-2の中心よりもプラスY方向側へシフトしている。第3のインピーダンス変成部33-2は、X軸方向とY軸方向との間の斜め方向の伝送路を構成している。第3のインピーダンス変成部33-2において、線路幅とは当該斜め方向に垂直な方向における幅を表し、線路長とは当該斜め方向における長さを表すものとする。第3のインピーダンス変成部33-2の線路長は、任意の長さとする。
 導波管マイクロストリップ線路変換器57では、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33のうち線路幅が最も小さい第3のインピーダンス変成部33が斜め方向の伝送路とされている。導波管マイクロストリップ線路変換器57は、第1のインピーダンス変成部32または第2のインピーダンス変成部34を斜め方向の伝送路とする場合よりも、斜め方向の伝送路を第3の部位に含めた構成を容易に実現することができる。
 導波管マイクロストリップ線路変換器57では、第3のインピーダンス変成部33の線路長の調整により、X軸方向における端38の位置が調整されても良い。端38の位置の調整により、放射される電磁波の振幅と位相とが調整されることで、導波管マイクロストリップ線路変換器57は、放射される電磁波の低減を図り得る。
 導波管マイクロストリップ線路変換器57では、実施の形態1の構成と比較して、第2のインピーダンス変成部34の位置がプラスY方向へシフトされている。第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へマイクロストリップ線路35が延ばされている構成において、第2のインピーダンス変成部34の位置がプラスY方向へシフトされることで、導波管マイクロストリップ線路変換器57は、変換部31からマイクロストリップ線路35までの伝送路の長さを短縮することができる。誘電体基板11の材料の性質に起因する電力の損失と、線路導体58の導電率に起因する電力の損失とは、線路導体58全体の線路長と概ね比例する。このため、導波管マイクロストリップ線路変換器57は、変換部31からマイクロストリップ線路35のプラスY方向側の端までの伝送路の長さを短縮できることで、高周波信号の伝送による電力損失を低減できる。
 導波管マイクロストリップ線路変換器57は、実施の形態1の導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様に、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。導波管マイクロストリップ線路変換器57は、実施の形態1の導波管マイクロストリップ線路変換器10と同様に、信頼性を向上できるとともに、安定した電気性能を得ることができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器57は、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となるという効果を奏する。
 導波管マイクロストリップ線路変換器57において、マイクロストリップ線路35-1,35-2のうちの1つまたは2つは、第2のインピーダンス変成部34-1,34-2からマイナスY方向へ延ばされていても良い。この場合、マイナスY方向へ延ばされているマイクロストリップ線路35に隣接する第3の部位内の第3のインピーダンス変成部33は、第1のインピーダンス変成部32からX軸方向とマイナスY方向との間の斜め方向へ延ばされても良い。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器57は、伝送路の長さを短縮できる。
実施の形態3.
 図13は、本発明の実施の形態3にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器59の外観構成を示す上面図である。導波管マイクロストリップ線路変換器59の線路導体60は、1つのマイクロストリップ線路35を含む伝送路と、もう1つのマイクロストリップ線路35を含む伝送路とが繋げられた第5の部位を有する。第5の部位は、導波管マイクロストリップ線路変換器59の外部から線路導体60への高周波信号の入力と、線路導体60から導波管マイクロストリップ線路変換器59の外部への高周波信号の出力とを担う。実施の形態3では、実施の形態1および2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1および2とは異なる構成について主に説明する。
 導波管マイクロストリップ線路変換器59の線路導体60のうち、変換部31と、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33と、マイクロストリップ線路35とは、上記の実施の形態2の線路導体58と同様に構成されている。線路導体60は、さらに、マイクロストリップ線路40と、第4および第5のインピーダンス変成部41,42と、第5の部位であるマイクロストリップ線路43とを有する。
 図14は、図13に示す導波管マイクロストリップ線路変換器59が有する線路導体60の平面図である。図14では、参考として、スロット15を破線により示している。マイクロストリップ線路40は、マイクロストリップ線路35-2に続けて設けられた第4の部位であり、線路導体60に設けられた第3のマイクロストリップ線路である。
 マイクロストリップ線路35-2は、変換部31を中心にX軸方向における一方の側であるマイナスX方向側の第2のインピーダンス変成部34-2から延ばされた第1の部位である。マイクロストリップ線路40は、マイクロストリップ線路35-2に続けてプラスY方向へ延ばされている第1範囲44と、第1範囲44からX軸方向における他方の側であるプラスX方向へ向けて延ばされている第2範囲45と、第1範囲44と第2範囲45との間の折り曲げ部46とを含む。第2範囲45には、鈍角をなす折り曲げ部47が設けられている。
 第1範囲44は、マイクロストリップ線路35-2と折り曲げ部46との間の部分であって、Y軸方向へ延ばされている。第2範囲45のうち折り曲げ部46と折り曲げ部47との間の部位は、プラスX方向へ向かうにしたがいプラスY方向へ向かうようにX軸方向に対してわずかに傾けられた斜め方向へ延ばされている。第2範囲45のうち折り曲げ部47よりプラスX方向側の部位は、X軸方向へ延ばされている。第1範囲44について、線路幅とはX軸方向における幅を表し、線路長とはY軸方向における長さを表すものとする。第2範囲45のうち折り曲げ部46と折り曲げ部47との間の部位について、線路幅とは当該斜め方向に垂直な方向における幅を表し、線路長とは当該斜め方向における長さを表すものとする。第2範囲45のうち折り曲げ部47よりプラスX方向側の部位について、線路幅はY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。
 第4のインピーダンス変成部41は、第2範囲45のプラスX方向側に位置する。第4のインピーダンス変成部41は、マイクロストリップ線路35-2,40とマイクロストリップ線路43との間のインピーダンス整合を担う。第4のインピーダンス変成部41は、X軸方向へ延ばされている。第4のインピーダンス変成部41について、線路幅とはY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。
 第5のインピーダンス変成部42は、マイクロストリップ線路35-1のプラスY方向側に位置する。第5のインピーダンス変成部42は、マイクロストリップ線路35-1とマイクロストリップ線路43との間のインピーダンス整合を担う。第5のインピーダンス変成部42は、Y軸方向へ延ばされている。第5のインピーダンス変成部42について、線路幅とはX軸方向における幅を表し、線路長とはY軸方向における長さを表すものとする。
 マイクロストリップ線路43は、第4のインピーダンス変成部41からプラスX方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路43のマイナスX方向側の端部と第5のインピーダンス変成部42のプラスY方向側の端部とは、互いに垂直に繋げられている。マイクロストリップ線路43について、線路幅とはY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。
 導波管マイクロストリップ線路変換器59では、マイクロストリップ線路35-1および第5のインピーダンス変成部42の伝送路と、マイクロストリップ線路35-2、マイクロストリップ線路40および第4のインピーダンス変成部41の伝送路とが、マイクロストリップ線路43である1つの伝送路に繋げられている。導波管マイクロストリップ線路変換器59では、変換部31と、第1から第5のインピーダンス変成部32,34,33,41,42と、マイクロストリップ線路35,40とによるループ状の伝送路が構成されている。
 マイクロストリップ線路40の第1範囲44と第2範囲45とにおける線路幅は、マイクロストリップ線路35の線路幅と同じ線路幅Wである。線路導体60にて伝送される高周波信号の波長がλであるとして、マイクロストリップ線路35-1の線路長と第1範囲44の線路長との合計の長さLは、概ねλ/4に相当する長さ、またはλ/4以下の長さである。マイクロストリップ線路35-1の線路長は、第1範囲44の線路長を合わせた長さがL≦λ/4を満足する任意の長さとする。マイクロストリップ線路35-2の線路長は、マイクロストリップ線路35-1の線路長と等しい。
 マイクロストリップ線路43の線路幅と線路長とは、いずれも任意であるものとする。第4のインピーダンス変成部41の線路長と第5のインピーダンス変成部42の線路長とは、λ/4に相当する長さである。第4のインピーダンス変成部41の線路幅と第5のインピーダンス変成部42の線路幅とは、マイクロストリップ線路35,40の線路幅であるWより小さい。
 次に、図14を参照して、導波管マイクロストリップ線路変換器59の動作を説明する。ここでは、導波管14にて伝搬した高周波信号をマイクロストリップ線路43へ伝送させる場合を例とする。導波管14からマイクロストリップ線路35-1,35-2までは、実施の形態2と同様に高周波信号が伝搬する。マイクロストリップ線路35-2とマイクロストリップ線路40との境界48-2における高周波信号の位相と、マイクロストリップ線路35-1と第5のインピーダンス変成部42との境界48-1における高周波信号の位相とは、互いに逆となる。
 境界48-2を通過した高周波信号は、マイクロストリップ線路40と第4のインピーダンス変成部41とを経由して、マイクロストリップ線路43へ伝搬する。境界48-1を通過した高周波信号は、第5のインピーダンス変成部42を経由して、マイクロストリップ線路43へ伝搬する。導波管マイクロストリップ線路変換器59は、マイクロストリップ線路43からプラスX方向へ伝送される高周波信号を出力する。第4のインピーダンス変成部41と第5のインピーダンス変成部42との交点において、第4のインピーダンス変成部41を経由した高周波信号の位相と第5のインピーダンス変成部42を経由した高周波信号の位相とが同じとなるように、マイクロストリップ線路40の線路長が設定されている。
 Lは、Y軸方向へ延ばされたマイクロストリップ線路35-2および第1範囲44と、第1範囲44から斜め方向へ延ばされた第2範囲45との間の直角に近い角度の折り曲げを折り曲げ部46にて実現可能な限りにおいて、できるだけ短くされても良い。Lがλ/4以下の長さであり、さらにλ/4よりできるだけ短くされることで、折り曲げ部46が端38-2に近づけられる。これにより、ループ状の伝送路のうち、第2のインピーダンス変成部34-2およびマイクロストリップ線路35-2の間と、マイクロストリップ線路35-2とマイクロストリップ線路40の間とに形成される折り曲げ箇所が集約される。
 導波管マイクロストリップ線路変換器59は、伝送路の折り曲げ箇所が集約されたことで、不要な電磁波放射が生じ得る箇所を少なくすることができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器59は、ループ状の伝送路を含む線路導体60において、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。
 折り曲げ部47では、マイクロストリップ線路40の折り曲げの度合いが小さいことから、導波管マイクロストリップ線路変換器59は、折り曲げ部47が設けられていることによる電磁波放射を少なくすることができる。なお、マイクロストリップ線路40には折り曲げ部47が含まれていなくても良い。第2範囲45は、折り曲げ部46からX軸方向へ延ばされて第4のインピーダンス変成部41に繋げられていても良く、折り曲げ部46から斜め方向へ延ばされた第4のインピーダンス変成部41に繋げられていても良い。第2範囲45が斜め方向へ延ばされている構成では、第4のインピーダンス変成部41は、第2範囲45と同じ斜め方向へ延ばされて、マイクロストリップ線路43に繋げられていても良い。
 導波管マイクロストリップ線路変換器59では、ループ状の伝送路内に第4および第5のインピーダンス変成部41,42が含まれている。導波管マイクロストリップ線路変換器59は、ループ状の伝送路の外にインピーダンス変成部が含まれる場合に比べて、構成の小型化が可能となる。
 なお、マイクロストリップ線路43は、第4のインピーダンス変成部41の端部と第5のインピーダンス変成部42の端部とからX軸方向以外の方向へ延ばされたものであっても良い。導波管マイクロストリップ線路変換器59は、導波管マイクロストリップ線路変換器59から高周波信号が出力される方向と導波管マイクロストリップ線路変換器59へ高周波信号が入力される方向とを任意に設定できる。
 導波管マイクロストリップ線路変換器59は、実施の形態2の導波管マイクロストリップ線路変換器57と同様に、不要な電磁波放射による電力損失を低減でき、信頼性の向上と安定した電気性能を得ることとが可能である。さらに、導波管マイクロストリップ線路変換器59は、Lをλ/4以下の長さとしたことで、ループ状の伝送路での不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器59は、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となるという効果を奏する。
 図15は、実施の形態3の第1変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器61が有する線路導体62の平面図である。図15では、参考として、スロット15を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器61は、スロット15に対するX軸方向における線路導体62の相対位置が上記の導波管マイクロストリップ線路変換器59の場合とは異なることを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器59と同様の構成を備える。
 上記の導波管マイクロストリップ線路変換器59では、X軸方向におけるスタブ36の中心位置は、X軸方向におけるスロット15の中心位置と一致している。これに対し、図15に示す導波管マイクロストリップ線路変換器61では、X軸方向におけるスタブ36の中心位置は、X軸方向におけるスロット15の中心位置よりもマイナスX方向側にある。
 実施の形態1と同様に、導波管マイクロストリップ線路変換器61は、スタブ36が設けられていることで、線路導体62とスロット15とのX軸方向におけるずれによる高周波信号の位相への影響の低減が図られている。導波管マイクロストリップ線路変換器61は、線路導体62とスロット15との位置のずれによる不要な電磁波放射を生じ得る。導波管マイクロストリップ線路変換器61は、線路導体62における対称性の崩れに起因する電磁波放射を低減するように、線路導体62とスロット15との位置のずれが設定されても良い。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器61は、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。
 図16は、実施の形態3の第2変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器63が有する線路導体64の平面図である。図16では、参考として、スロット15を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器63は、第4および第5のインピーダンス変成部41,42とマイクロストリップ線路43とに代えて、マイクロストリップ線路70と、第5の部位であるマイクロストリップ線路71とが設けられていることを除いて、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器59と同様の構成を備える。
 マイクロストリップ線路70は、マイクロストリップ線路35-1のプラスY方向側に位置する。マイクロストリップ線路70は、Y軸方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路70について、線路幅とはX軸方向における幅を表し、線路長とはY軸方向における長さを表すものとする。
 マイクロストリップ線路71は、マイクロストリップ線路40の第2範囲45のプラスX方向側に位置する。マイクロストリップ線路71は、X軸方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路71のマイナスX方向側の端部とマイクロストリップ線路70のプラスY方向側の端部とは、互いに垂直に繋げられている。マイクロストリップ線路71について、線路幅とはY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。導波管マイクロストリップ線路変換器63では、マイクロストリップ線路35-1およびマイクロストリップ線路70の伝送路と、マイクロストリップ線路35-2およびマイクロストリップ線路40の伝送路とが、マイクロストリップ線路71である1つの伝送路に繋げられている。
 マイクロストリップ線路70の線路幅は、マイクロストリップ線路35の線路幅と同じ線路幅Wである。マイクロストリップ線路71の線路幅であるWは、マイクロストリップ線路35およびマイクロストリップ線路70の線路幅であるWより大きい。すなわち、WとWとの間には、W>Wの関係が成り立つ。マイクロストリップ線路70の線路長とマイクロストリップ線路71の線路長とは、任意であるものとする。
 マイクロストリップ線路35-2とマイクロストリップ線路40との境界48-2における高周波信号の位相と、マイクロストリップ線路35-1とマイクロストリップ線路70との境界48-1における高周波信号の位相とは、互いに逆となる。導波管マイクロストリップ線路変換器63は、マイクロストリップ線路71からプラスX方向へ伝送される高周波信号を出力する。なお、マイクロストリップ線路71は、マイクロストリップ線路40の端部とマイクロストリップ線路70の端部とからX軸方向以外の方向へ延ばされたものであっても良い。導波管マイクロストリップ線路変換器63は、導波管マイクロストリップ線路変換器63から高周波信号が出力される方向と導波管マイクロストリップ線路変換器63へ高周波信号が入力される方向とを任意に設定できる。
 マイクロストリップ線路71の特性インピーダンスが、マイクロストリップ線路71の線路幅であるWに対応するZであるとする。マイクロストリップ線路40,70の線路幅であるWよりWが大きいことで、Zは、マイクロストリップ線路40,70の特性インピーダンスであるZより小さい。マイクロストリップ線路40とマイクロストリップ線路71との間、またはマイクロストリップ線路70とマイクロストリップ線路71との間にインピーダンス変成部が設けられなくても特性インピーダンスの整合が取れている場合は、導波管マイクロストリップ線路変換器63のように、マイクロストリップ線路40,70とマイクロストリップ線路71とが直接繋げられても良い。導波管マイクロストリップ線路変換器63は、マイクロストリップ線路40,70,71の間の特性インピーダンスの整合により、電磁波の不要な放射による電力損失を低減できる。
 図17は、実施の形態3の第3変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器65が有する線路導体66の平面図である。図17では、参考として、スロット15を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器65は、マイクロストリップ線路71に代えて、第6のインピーダンス変成部72およびマイクロストリップ線路73が設けられていることを除いて、上記の第2変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器63と同様の構成を備える。第6のインピーダンス変成部72およびマイクロストリップ線路73は、1つのマイクロストリップ線路35を含む伝送路と、もう1つのマイクロストリップ線路35を含む伝送路とに繋げられた第5の部位である。また、導波管マイクロストリップ線路変換器65は、ループ状の伝送路の外に第6のインピーダンス変成部72が設けられている点で、ループ状の伝送路内に第4および第5のインピーダンス変成部41,42が設けられている上記の導波管マイクロストリップ線路変換器59とは異なる。
 第6のインピーダンス変成部72は、マイクロストリップ線路40の第2範囲45のプラスX方向側に位置する。第6のインピーダンス変成部72は、X軸方向へ延ばされている。第6のインピーダンス変成部72のマイナスX方向側の端部とマイクロストリップ線路70のプラスY方向側の端部とは、互いに垂直に繋げられている。第6のインピーダンス変成部72は、マイクロストリップ線路35-2,40とマイクロストリップ線路73との間のインピーダンス整合と、マイクロストリップ線路70とマイクロストリップ線路73との間のインピーダンス整合とを担う。
 マイクロストリップ線路73は、第6のインピーダンス変成部72のプラスX方向側に位置する。マイクロストリップ線路73は、X軸方向へ延ばされている。第6のインピーダンス変成部72とマイクロストリップ線路73とについて、線路幅とはY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。
 導波管マイクロストリップ線路変換器65では、マイクロストリップ線路35-1およびマイクロストリップ線路70の伝送路と、マイクロストリップ線路35-2およびマイクロストリップ線路40の伝送路とが、第6のインピーダンス変成部72およびマイクロストリップ線路73を含む1つの伝送路に繋げられている。
 第6のインピーダンス変成部72の線路幅は、マイクロストリップ線路40の線路幅であるWとマイクロストリップ線路40の線路幅であるWとの和である2Wより小さく、かつマイクロストリップ線路73の線路幅より大きい。線路導体66にて伝送される高周波信号の波長がλであるとして、第6のインピーダンス変成部72の線路長は、λ/4に相当する長さである。マイクロストリップ線路73の線路幅は、第6のインピーダンス変成部72の線路幅より小さければ良く、任意であるものとする。マイクロストリップ線路73の線路長は、任意であるものとする。
 導波管マイクロストリップ線路変換器65は、マイクロストリップ線路73からプラスX方向へ伝送される高周波信号を出力する。なお、第6のインピーダンス変成部72とマイクロストリップ線路73とは、マイクロストリップ線路40の端部とマイクロストリップ線路70の端部とからY軸方向へ延ばされたものであっても良い。導波管マイクロストリップ線路変換器65は、第6のインピーダンス変成部72が設けられたことによるマイクロストリップ線路40,70,73の間の特性インピーダンスの整合により、電磁波の不要な放射による電力損失を低減できる。
実施の形態4.
 図18は、本発明の実施の形態4にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器67の外観構成を示す上面図である。導波管マイクロストリップ線路変換器67では、1つのマイクロストリップ線路35を含む伝送路ともう1つのマイクロストリップ線路35を含む伝送路との2つの伝送路から、同じ向きへ伝送される高周波信号が出力される。また、導波管マイクロストリップ線路変換器67の当該2つの伝送路へ、同じ向きへ伝送される高周波信号が入力される。導波管マイクロストリップ線路変換器67は、ループ状の伝送路が含まれていない点において、上記の実施の形態3にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器61,63,65とは異なる。実施の形態4では、実施の形態1から3と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から3とは異なる構成について主に説明する。
 導波管マイクロストリップ線路変換器67の線路導体68のうち、変換部31と、第1、第2および第3のインピーダンス変成部32,34,33と、マイクロストリップ線路35とは、上記の実施の形態2の線路導体58と同様に構成されている。線路導体68は、さらに、マイクロストリップ線路74,75を有する。
 図19は、図18に示す導波管マイクロストリップ線路変換器67が有する線路導体68の平面図である。図19では、参考として、スロット15を破線により示している。マイクロストリップ線路74は、マイクロストリップ線路35-2に続けて設けられた第4の部位であり、線路導体68に設けられた第3のマイクロストリップ線路である。実施の形態4において、マイクロストリップ線路74,75は、導波管マイクロストリップ線路変換器67の外部から線路導体68への高周波信号の入力と、線路導体68から導波管マイクロストリップ線路変換器67の外部への高周波信号の出力とを担う。
 マイクロストリップ線路74は、マイクロストリップ線路35-2に続けてプラスY方向へ延ばされている第1範囲44と、第1範囲44からX軸方向における他方の側であるプラスX方向へ向けて延ばされている第2範囲45と、第1範囲44と第2範囲45との間の折り曲げ部46とを含む。第2範囲45には、鈍角をなす折り曲げ部47が設けられている。このように、マイクロストリップ線路74は、上記の実施の形態3の線路導体62,64,66に設けられているマイクロストリップ線路40と同様の構成を備える。マイクロストリップ線路74についての線路幅と線路長との定義は、マイクロストリップ線路40の場合と同様であるものとする。マイクロストリップ線路74は、マイクロストリップ線路74のプラスX方向側の端部が線路導体68における他の部位と繋がれていない点において、マイクロストリップ線路40とは異なる。
 マイクロストリップ線路75には、直角をなす折り曲げ部76が設けられている。マイクロストリップ線路75のうちマイクロストリップ線路35-1との境界48-1と折り曲げ部76との間には、僅かにY軸方向へ延ばされている部位77が設けられている。マイクロストリップ線路75のうち折り曲げ部76よりプラスX方向側の部位78は、X軸方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路75のうちY軸方向へ延ばされている部位77について、線路幅とはX軸方向における幅を表し、線路長とはY軸方向における長さを表すものとする。マイクロストリップ線路75のうちX軸方向へ延ばされている部位78について、線路幅とはY軸方向における幅を表し、線路長とはX軸方向における長さを表すものとする。
 マイクロストリップ線路74の第1範囲44と第2範囲45とにおける線路幅は、マイクロストリップ線路35の線路幅と同じ線路幅Wである。マイクロストリップ線路75の部位77,78における線路幅は、マイクロストリップ線路35の線路幅と同じ線路幅Wである。マイクロストリップ線路74の線路長とマイクロストリップ線路35の線路長とは、任意であるものとする。
 次に、図19を参照して、導波管マイクロストリップ線路変換器67の動作を説明する。ここでは、導波管14にて伝搬した高周波信号をマイクロストリップ線路74,75へ伝送させる場合を例とする。導波管14からマイクロストリップ線路35-1,35-2までは、実施の形態2と同様に高周波信号が伝搬する。マイクロストリップ線路35-2とマイクロストリップ線路74との境界48-2における高周波信号の位相と、マイクロストリップ線路35-1とマイクロストリップ線路75との境界48-1における高周波信号の位相とは、互いに逆となる。マイクロストリップ線路74では、実施の形態3のマイクロストリップ線路40と同様に高周波信号が伝搬する。
 境界48-1を通過した高周波信号は、マイクロストリップ線路75を伝搬する。マイクロストリップ線路74とマイクロストリップ線路75とは、プラスX方向へ伝送される高周波信号を出力する。
 マイクロストリップ線路75の部位77とマイクロストリップ線路35-1とは、できるだけ短くされても良い。これにより、折り曲げ部76が端38-1に近づけられる。これにより、伝送路のうち、第2のインピーダンス変成部34-1およびマイクロストリップ線路35-1の間と、マイクロストリップ線路35-1とマイクロストリップ線路75の間とに形成される折り曲げ箇所が集約される。
 導波管マイクロストリップ線路変換器67は、伝送路の折り曲げ箇所が集約されたことで、不要な電磁波放射が生じ得る箇所を少なくすることができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器67は、同じ向きへ高周波信号が出力されるマイクロストリップ線路74,75を含む線路導体68において、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。マイクロストリップ線路75には、Y軸方向へ延ばされた部位77が含まれなくても良い。導波管マイクロストリップ線路変換器67は、Y軸方向へ延ばされたマイクロストリップ線路35-1とX軸方向へ延ばされたマイクロストリップ線路75とが繋がれることで、折り曲げ箇所を集約することができる。
 導波管マイクロストリップ線路変換器67は、実施の形態3の導波管マイクロストリップ線路変換器61,63,65と同様に、不要な電磁波放射による電力損失を低減でき、信頼性の向上と安定した電気性能を得ることとが可能である。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器67は、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となるという効果を奏する。
実施の形態5.
 図20は、本発明の実施の形態5にかかるアンテナ装置100の平面図である。アンテナ装置100は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置100は、上記の実施の形態3にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器59を備える。実施の形態5では、実施の形態1から4と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から4とは異なる構成について主に説明する。
 アンテナ装置100は、導波管マイクロストリップ線路変換器59とアンテナ101とを備える。アンテナ101は、導波管マイクロストリップ線路変換器59に接続された複数のアンテナ素子103を備える。複数のアンテナ素子103は、X軸方向へ配列されている。X軸方向において互いに隣り合うアンテナ素子103同士は、X軸方向へ延ばされたマイクロストリップ線路102により互いに繋がれている。アンテナ101のうちマイナスX方向側の端に位置するマイクロストリップ線路102のマイナスX方向側の端は、導波管マイクロストリップ線路変換器59のマイクロストリップ線路43のうちプラスX方向側の端に繋がれている。
 アンテナ101に設けられるアンテナ素子103の数は、図20に示す5個に限られず、任意であるものとする。アンテナ101に設けられる複数のアンテナ素子103は、X軸方向への配列に代えて、Y軸方向へ配列されていても良い。アンテナ101に設けられる複数のアンテナ素子103は、X軸方向とY軸方向とへマトリクス状に配列されていても良い。アンテナ101には、分岐を含むマイクロストリップ線路102が設けられていても良い。分岐を含むマイクロストリップ線路102には、3個以上のアンテナ素子103が繋がれても良い。アンテナ素子103の平面形状は、矩形に限られず、矩形以外の形状であっても良い。
 線路導体60とアンテナ101とは、誘電体基板11の第2の面S2に形成されている。線路導体60とアンテナ101とは、一体の金属部材であって、第2の面S2に圧着された銅箔をパターニングすることにより形成されている。図2に示す場合と同様に、地導体12は、誘電体基板11のうちマイナスZ方向側の第1の面S1全体に設けられている。
 線路導体60とアンテナ101とは、共通の第2の面S2への配置とされたことで、共通のプロセスにより形成することができる。1つの例では、線路導体60とアンテナ101とは、共通の成膜工程およびパターニング工程により形成することができる。アンテナ装置100は、線路導体60の形成とは別工程によるアンテナ101の形成が不要となることで、製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。なお、線路導体60とアンテナ101とは、あらかじめ成形されてから誘電体基板11に取り付けられた金属板であっても良い。
 実施の形態5では、アンテナ101と地導体12との間の誘電体基板11のスルーホールは不要であり、かつ上記の実施の形態3と同様に、導波管マイクロストリップ線路変換器59における誘電体基板11のスルーホールも不要である。アンテナ装置100は、スルーホールの加工を省略できることで、製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。アンテナ装置100は、安定した送信電力および受信電力が得られることで、安定した通信性能を得ることができる。
 実施の形態5によると、アンテナ装置100は、導波管マイクロストリップ線路変換器59が設けられたことで、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。また、アンテナ装置100は、第2の面S2に線路導体60とアンテナ101とが設けられたことで、製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。
 図21は、実施の形態5の変形例にかかるアンテナ装置110の平面図である。アンテナ装置110は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置110は、複数の導波管マイクロストリップ線路変換器59と、導波管マイクロストリップ線路変換器59ごとに設けられたアンテナ101とを備える。
 X軸方向へ配列された導波管マイクロストリップ線路変換器59とアンテナ101とは、互いに繋げられている。かかる導波管マイクロストリップ線路変換器59とアンテナ101との組み合わせは、Y軸方向へ配列されている。アンテナ装置110に設けられる導波管マイクロストリップ線路変換器59とアンテナ101との組み合わせの数は、図21に示す4個に限られず、任意であるものとする。
 アンテナ装置110は、複数の導波管マイクロストリップ線路変換器59が設けられたことで、導波管14が伝送する高周波信号の位相を導波管マイクロストリップ線路変換器59ごとに制御可能とする。アンテナ装置110は、電磁波を送信する場合に、高周波信号の位相を制御することで、Y軸方向へのビーム走査を実施可能とする。
 各導波管マイクロストリップ線路変換器59では、Y軸方向において、導波管14の範囲内に一対のスタブ36までの構成要素が収まる。導波管マイクロストリップ線路変換器59のY軸方向におけるサイズは、導波管14と1つのマイクロストリップ線路40が収められるサイズであれば良い。このため、各導波管マイクロストリップ線路変換器59のY軸方向におけるサイズを低減できる。各導波管マイクロストリップ線路変換器59のY軸方向のサイズを小さくできることで、アンテナ装置110における複数の導波管マイクロストリップ線路変換器59の配置のためのレイアウト制約を低減できる。アンテナ装置110には、複数の導波管マイクロストリップ線路変換器59を密に配置することができる。
 本変形例にかかるアンテナ装置110も、導波管マイクロストリップ線路変換器59が設けられたことで、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。また、アンテナ装置110は、第2の面S2に線路導体60とアンテナ101とが設けられたことで、製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。
 実施の形態5にかかるアンテナ装置100,110は、導波管マイクロストリップ線路変換器59に代えて、上記の各実施の形態の導波管マイクロストリップ線路変換器のいずれが備えられても良い。アンテナ装置100,110の構成は、レーダ装置に備えられても良い。レーダ装置は、安定した送信電力および受信電力が得られることで、安定した検出性能を得ることができる。
実施の形態6.
 図22は、本発明の実施の形態6にかかるアンテナ装置120の平面図である。アンテナ装置120は、上記の実施の形態2にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器57を備える。実施の形態6では、実施の形態1から5と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から5とは異なる構成について主に説明する。
 アンテナ装置120は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置120は、アンテナを構成する2つのアンテナ素子121-1,121-2を備える。なお、アンテナ素子121とは、アンテナ素子121-1,121-2の各々を区別せずに称したものとする。線路導体58とアンテナ素子121とは、誘電体基板11の第2の面S2に設けられている。マイクロストリップ線路35-1,35-2は、第2のインピーダンス変成部34からY軸方向へ延ばされた直線形をなしている。
 アンテナ素子121-1は、Y軸方向におけるマイクロストリップ線路35-1の両端のうち、第2のインピーダンス変成部34に繋げられている端とは逆側の端であるプラスY方向側の端に繋げられている。アンテナ素子121-2は、Y軸方向におけるマイクロストリップ線路35-2の両端のうち、第2のインピーダンス変成部34に繋げられている端とは逆側の端であるプラスY方向側の端に繋げられている。このように、マイクロストリップ線路35-1,35-2のうちプラスY方向側の端は、導波管マイクロストリップ線路変換器57のうちアンテナ素子121を接続可能な端子とされている。
 線路導体58とアンテナ素子121とは、共通の第2の面S2への配置とされたことで、共通のプロセスにより形成することができる。1つの例では、線路導体58とアンテナ素子121とは、共通の成膜工程およびパターニング工程により形成することができる。アンテナ装置120は、線路導体58の形成とは別工程によるアンテナ素子121の形成が不要となることで、製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。なお、線路導体58とアンテナ素子121とは、あらかじめ成形されてから誘電体基板11に取り付けられた金属板であっても良い。なお、アンテナ素子121の平面形状は、矩形に限られず、矩形以外の形状であっても良い。
 ここで、X軸とY軸とに基づいて表される二次元座標によって第2の面S2上の位置を表現するとして、第2の面S2内のY軸方向における位置をY座標、第2の面S2内のX軸方向における位置をX座標、とする。アンテナ素子121-1のうちX軸方向における中心のX座標は、マイクロストリップ線路35-1のうちX軸方向における中心のX座標と一致する。アンテナ素子121-2のうちX軸方向における中心のX座標は、マイクロストリップ線路35-2のうちX軸方向における中心のX座標と一致する。
 次に、電磁波の不要な放射によるアンテナ装置120の放射パターンへの影響について説明する。一般に、誘電体基板11の誘電正接または線路導体58の導電率に起因する導波管マイクロストリップ線路変換器57の電力損失は、線路長が長くなるほど増加する。また、伝送路の折り曲げまたは分岐といった箇所では、電磁波の不要な放射が生じ得る。線路導体58の線路長が長くなるにしたがい、または伝送路における電磁波の放射が多くなるにしたがい、アンテナ装置120は、アンテナ素子121から放射される電磁波が減少する。
 アンテナ素子121による電磁波の放射源と、伝送路における電磁波の放射源とが、X軸方向およびY軸方向に平行な1つのXY平面である第2の面S2上において互いに異なる位置に存在するため、アンテナ素子121による放射パターンに伝送路からの不要な電磁波が重畳される。アンテナ素子121から放射される電磁波と伝送路からの不要な電磁波との位相差が、XY平面内の方位角ごとに変化することによって、アンテナ素子121の放射パターンには、周期的な起伏であるリプルが生じることがある。
 図23は、図22に示すアンテナ装置120が有するアンテナ素子121の放射パターンの例を示す図である。図23に示すグラフは、XY平面内における方位角と利得との関係を表している。利得の単位は任意とする。利得が最大となる方位を、方位角の基準である0度とする。図23には、リプルが生じていないケースと、リプルが生じた2つのケースとの3つのケースについて、方位角ごとの利得の変化を表している。グラフG1は、リプルが生じていないケースを表す。グラフG2は、リプルが生じた2つのケースのうち長い周期のリプルが生じたケースを表す。グラフG3は、リプルが生じた2つのケースのうち短い周期のリプルが生じたケースを表す。
 アンテナ装置120の設計において、導波管マイクロストリップ線路変換器57のY座標とアンテナ素子121のY座標とが、設計上の制約によってあらかじめ決定されているとする。導波管マイクロストリップ線路変換器57は、線路導体58の各部の線路長の調整と、X軸に対する第3のインピーダンス変成部33の傾きとの調整によって、高い自由度での設計が可能である。アンテナ装置120は、導波管マイクロストリップ線路変換器57の構成を調整することによって、直線形のマイクロストリップ線路35にアンテナ素子121を直接繋げるための調整を行うことができる。また、アンテナ装置120は、導波管マイクロストリップ線路変換器57の設計における調整によって、電磁波の不要な放射を抑制するための調整を図ることができる。
 アンテナ装置120は、直線形のマイクロストリップ線路35にアンテナ素子121が直接繋げられることで、導波管マイクロストリップ線路変換器57とアンテナ素子121とが最短の配線によって接続される。アンテナ装置120は、導波管マイクロストリップ線路変換器57とアンテナ素子121とを接続するための配線を短くできることで、かかる配線の線路長に起因する電力損失を低減できる。アンテナ装置120には、導波管マイクロストリップ線路変換器57の伝送路が折り曲げ箇所を有する以外に、導波管マイクロストリップ線路変換器57へのアンテナ素子121の接続による折り曲げ箇所の追加はない。アンテナ装置120は、伝送路の折り曲げに起因する電磁波の不要な放射を導波管マイクロストリップ線路変換器57によるものに抑えることができるため、電磁波の不要な放射の増大を抑制できる。よって、アンテナ装置120は、アンテナ素子121の放射パターンへ重畳される不要な電磁波の抑制が可能であるため、リプルを抑制することができる。アンテナ装置120は、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 アンテナ装置120の伝送路は、X軸方向において対称である。X軸方向において対称とは、線路導体58のうちX軸方向における中心を通りかつY軸に平行な線に対して対称、すなわち図22での左右方向において対称であることを指すものとする。アンテナ装置120は、伝送路がX軸方向において対称な構成を有することによって、全方位のうち特定の方向への電磁波放射が大きくなるような電磁波放射の偏りを少なくすることができ、高い電気性能を得ることができる。
 実施の形態6によると、アンテナ装置120は、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備えるとともに、直線形をなすマイクロストリップ線路35にアンテナ素子121が繋げられていることにより、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。
 マイクロストリップ線路35には、複数のアンテナ素子121が接続されても良い。図24は、実施の形態6の第1変形例にかかるアンテナ装置122の平面図である。アンテナ装置122は、2個のアレイアンテナ123-1,123-2を備える。アレイアンテナ123-1,123-2は、それぞれ、Y軸方向へ配列された複数のアンテナ素子121を有するアンテナである。なお、アレイアンテナ123とは、アレイアンテナ123-1,123-2の各々を区別せずに称したものとする。
 図24において、アレイアンテナ123には、4個のアンテナ素子121が設けられている。Y軸方向において互いに隣り合うアンテナ素子121同士は、Y軸方向へ延ばされた直線形をなすマイクロストリップ線路124により互いに繋がれている。アレイアンテナ123-1のうちマイナスY方向側の端に位置するアンテナ素子121は、図22に示すアンテナ素子121-1と同様に、マイクロストリップ線路35-1に繋げられている。アレイアンテナ123-2のうちマイナスY方向側の端に位置するアンテナ素子121は、図22に示すアンテナ素子121-2と同様に、マイクロストリップ線路35-2に繋げられている。
 なお、アレイアンテナ123に設けられるアンテナ素子121の数は、4個に限られず、任意であるものとする。アレイアンテナ123に設けられる複数のアンテナ素子121は、X軸方向とY軸方向とへマトリクス状に配列されていても良い。マトリクス状に配列されたアンテナ素子121は、分岐を有するマイクロストリップ線路に繋げられても良い。アンテナ素子121は、複数に分岐されてXY平面における任意の方向へ延ばされたマイクロストリップ線路に繋げられ得る。
 マイクロストリップ線路35には、アンテナ素子121のうちX軸方向における中心以外の位置が繋げられても良い。図25は、実施の形態6の第2変形例にかかるアンテナ装置125の平面図である。アンテナ装置125は、アンテナを構成する2つのアンテナ素子121-1,121-2を備える。マイクロストリップ線路35-1は、アンテナ素子121-1のうちマイナスX方向側の端部に繋げられている。マイクロストリップ線路35-2は、アンテナ素子121-2のうちプラスX方向側の端部に繋げられている。X軸方向において、アンテナ素子121のうちマイクロストリップ線路35が繋げられる位置は、任意であるものとする。
 マイクロストリップ線路35には、X軸方向へ配列された複数のアンテナ素子121が接続されても良い。図26は、実施の形態6の第3変形例にかかるアンテナ装置126の平面図である。アンテナ装置126は、2個のアレイアンテナ127-1,127-2を備える。アレイアンテナ127-1,127-2は、それぞれ、X軸方向へ配列された複数のアンテナ素子121を有するアンテナである。なお、アレイアンテナ127とは、アレイアンテナ127-1,127-2の各々を区別せずに称したものとする。
 図26において、アレイアンテナ127には、4個のアンテナ素子121が設けられている。X軸方向において互いに隣り合うアンテナ素子121同士は、X軸方向へ延ばされた直線形をなすマイクロストリップ線路128により互いに繋がれている。アレイアンテナ127-1のうちマイナスX方向側の端に位置するアンテナ素子121は、図25に示すアンテナ素子121-1と同様に、マイクロストリップ線路35-1に繋げられている。アレイアンテナ127-2のうちプラスX方向側の端に位置するアンテナ素子121は、図25に示すアンテナ素子121-2と同様に、マイクロストリップ線路35-2に繋げられている。
 なお、アレイアンテナ127に設けられるアンテナ素子121の数は、4個に限られず、任意であるものとする。アレイアンテナ127に設けられる複数のアンテナ素子121は、X軸方向とY軸方向とへマトリクス状に配列されていても良い。マトリクス状に配列されたアンテナ素子121は、分岐を有するマイクロストリップ線路に繋げられても良い。アンテナ素子121は、複数に分岐されてXY平面における任意の方向へ延ばされたマイクロストリップ線路に繋げられ得る。
 実施の形態6の各変形例にかかるアンテナ装置122,125,126も、図22に示すアンテナ装置120と同様に、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 実施の形態6にかかるアンテナ装置120,122,125,126は、導波管マイクロストリップ線路変換器57に代えて、上記の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備えていても良い。導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55は、Y軸方向へ延ばされた2つのマイクロストリップ線路35の端にアンテナ素子121を接続可能である点で、導波管マイクロストリップ線路変換器57と共通の構成を有する。アンテナ装置120,122,125,126は、導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備える場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備える場合と同様に、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
実施の形態7.
 図27は、本発明の実施の形態7にかかるアンテナ装置130の平面図である。アンテナ装置130は、実施の形態6におけるマイクロストリップ線路35-1,35-2に代えて、折り曲げ部134を有するマイクロストリップ線路131-1,131-2を備える。実施の形態7では、実施の形態1から6と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から6とは異なる構成について主に説明する。
 アンテナ装置130は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置130は、アンテナを構成する2つのアンテナ素子121-1,121-2を備える。マイクロストリップ線路131とは、マイクロストリップ線路131-1,131-2の各々を区別せずに称したものとする。
 マイクロストリップ線路131-1は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分132-1と、部分132-1からプラスY方向とプラスX方向との間の斜め方向へ延ばされた部分133-1との間の折り曲げ部134で折り曲げられている。マイクロストリップ線路131-1において、折り曲げ部134は、部分132-1と部分133-1との境界である。折り曲げ部134における折り曲げの角度は、鈍角である。部分133-1のうちプラスY方向側の端136には、アンテナ素子121-1が繋げられている。部分132-1のうちマイナスY方向側の端135には、第2のインピーダンス変成部34が繋げられている。
 マイクロストリップ線路131-2は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分132-2と、部分132-2からプラスY方向とマイナスX方向との間の斜め方向へ延ばされた部分133-2との間の折り曲げ部134で折り曲げられている。マイクロストリップ線路131-2において、折り曲げ部134は、部分132-2と部分133-2との境界である。折り曲げ部134における折り曲げの角度は、鈍角である。部分133-2のうちプラスY方向側の端136には、アンテナ素子121-2が繋げられている。部分132-2のうちマイナスY方向側の端135には、第2のインピーダンス変成部34が繋げられている。
 マイクロストリップ線路131は、折り曲げの角度が鈍角である折り曲げ部134を有することで、折り曲げの角度が直角あるいは鋭角である場合に比べて、折り曲げ部134における伝送路の向きの変化を緩和可能とする。アンテナ装置130は、アンテナ素子121の接続のための伝送路における伝送路の向きの変化を緩和できることによって、電磁波の不要な放射を低減できる。
 アンテナ装置130の設計において、導波管マイクロストリップ線路変換器57のX座標およびY座標とアンテナ素子121のX座標およびY座標とが、設計上の制約によってあらかじめ決定されているとする。マイクロストリップ線路131の各部分の長さと折り曲げの角度とが調整されることによって、導波管マイクロストリップ線路変換器57とアンテナ素子121とを接続できる。かかる調整では、マイクロストリップ線路131-1とマイクロストリップ線路131-2とは、X軸方向において対称とされる。なお、折り曲げ部134の位置がマイクロストリップ線路131のうちマイナスY方向側の端に近いほど、折り曲げの角度が180度に近くなる。折り曲げの角度が180度に近くなるほど伝送路の向きの変化が小さくなるため、アンテナ装置130は、折り曲げ部134での電磁波の放射を少なくすることができる。
 アンテナ装置130は、アンテナ素子121の放射パターンへ重畳される不要な電磁波の抑制が可能であるため、リプルを抑制することができる。アンテナ装置130は、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 マイクロストリップ線路131-1とマイクロストリップ線路131-2とがX軸方向において対称であることで、アンテナ装置130の伝送路全体が、X軸方向において対称となる。アンテナ装置130は、伝送路がX軸方向において対称な構成を有することで、電磁波放射の偏りを少なくすることができ、高い電気性能を得ることができる。
 実施の形態7によると、アンテナ装置130は、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備えるとともに、折り曲げの角度が鈍角である折り曲げ部134を有するマイクロストリップ線路131にアンテナ素子121が繋げられていることにより、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。
 実施の形態7にかかるアンテナ装置130は、導波管マイクロストリップ線路変換器57に代えて、上記の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備えていても良い。アンテナ装置130は、導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備える場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備える場合と同様に、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
実施の形態8.
 図28は、本発明の実施の形態8にかかるアンテナ装置140の平面図である。アンテナ装置140は、実施の形態6におけるマイクロストリップ線路35-1,35-2に代えて、折り曲げ部145,146を有するマイクロストリップ線路141-1,141-2を備える。実施の形態8では、実施の形態1から7と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から7とは異なる構成について主に説明する。
 アンテナ装置140は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置140は、アンテナを構成する2つのアンテナ素子121-1,121-2を備える。マイクロストリップ線路141とは、マイクロストリップ線路141-1,141-2の各々を区別せずに称したものとする。
 マイクロストリップ線路141-1は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分142-1と、部分142-1からプラスX方向へ延ばされた部分143-1と、部分143-1からプラスY方向へ延ばされた部分144-1とを有する。部分144-1のうちプラスY方向側の端148には、アンテナ素子121-1が繋げられている。部分142-2のうちマイナスY方向側の端147には、第2のインピーダンス変成部34が繋げられている。マイクロストリップ線路141-1は、部分142-1と部分143-1との間の折り曲げ部145で折り曲げられており、かつ部分143-1と部分144-1との間の折り曲げ部146で折り曲げられている。折り曲げ部145,146における折り曲げの角度は、直角である。マイクロストリップ線路141-1において、折り曲げ部145は、部分142-1と部分143-1との境界である。マイクロストリップ線路141-1において、折り曲げ部146は、部分143-1と部分144-1との境界である。
 マイクロストリップ線路141-2は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分142-2と、部分142-2からマイナスX方向へ延ばされた部分143-2と、部分143-2からプラスY方向へ延ばされた部分144-2とを有する。部分144-2のうちプラスY方向側の端148には、アンテナ素子121-2が繋げられている。部分142-2のうちマイナスY方向側の端147には、第2のインピーダンス変成部34が繋げられている。マイクロストリップ線路141-2は、部分142-2と部分143-2との間の折り曲げ部145で折り曲げられており、かつ部分143-2と部分144-2との間の折り曲げ部146で折り曲げられている。折り曲げ部145,146における折り曲げの角度は、直角である。マイクロストリップ線路141-2において、折り曲げ部145は、部分142-2と部分143-2との境界である。マイクロストリップ線路141-2において、折り曲げ部146は、部分143-2と部分144-2との境界である。
 マイクロストリップ線路141-1の折り曲げ部145,146のY座標と、マイクロストリップ線路141-2の折り曲げ部145,146のY座標とは、同じである。マイクロストリップ線路141では、端147から折り曲げ部145,146までのY軸方向における長さL1よりも、端148から折り曲げ部145,146までのY軸方向における長さL2のほうが短い。すなわち、折り曲げ部145,146は、Y軸方向における端147と端148との間の中心よりもプラスY方向の側にある。
 マイクロストリップ線路141の折り曲げ部145,146は、伝送路の向きが90度変化する位置であることから、電磁波の不要な放射が生じ得る。アンテナ素子121による電磁波の放射源と伝送路における電磁波の放射源とが互いに離れているほど、XY平面内の方位角ごとにおける双方の電磁波の位相差の変化が大きくなる。双方の電磁波の位相差の変化が大きくなることで、アンテナ素子121の放射パターンには短い周期のリプルが発生する。
 アンテナ装置140の伝送路では、長さL1よりも長さL2が短いことで、端147と端148との間の中心よりもアンテナ素子121から近い位置に折り曲げ部145,146が設けられている。折り曲げ部145,146がアンテナ素子121に近い位置に設けられるほど、アンテナ素子121の放射パターンに発生するリプルの周期が長くなる。リプルの周期が長くなることにより、アンテナ装置140は、方位角ごとの利得の変化を低減できる。アンテナ装置140は、方位角ごとの利得の変化の低減によって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 アンテナ装置140の設計において、導波管マイクロストリップ線路変換器57のX座標およびY座標とアンテナ素子121のX座標およびY座標とが、設計上の制約によってあらかじめ決定されているとする。マイクロストリップ線路141の各部分の長さの調整によって、導波管マイクロストリップ線路変換器57とアンテナ素子121とを接続できる。かかる調整において、マイクロストリップ線路141-1とマイクロストリップ線路141-2とは、X軸方向において対称とされる。
 X軸方向において対称なマイクロストリップ線路141-1とマイクロストリップ線路141-2とを有することで、アンテナ装置140の伝送路全体が、X軸方向において対称となる。アンテナ装置140は、伝送路がX軸方向において対称な構成を有することで、電磁波放射の偏りを少なくすることができ、高い電気性能を得ることができる。
 実施の形態8によると、アンテナ装置140は、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備えるとともに、長さL1よりも長さL2が短くされたマイクロストリップ線路141にアンテナ素子121が繋げられていることにより、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。
 実施の形態8にかかるアンテナ装置140は、導波管マイクロストリップ線路変換器57に代えて、上記の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備えていても良い。アンテナ装置140は、導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備える場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備える場合と同様に、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
実施の形態9.
 図29は、本発明の実施の形態9にかかるアンテナ装置150の平面図である。アンテナ装置150は、実施の形態6におけるマイクロストリップ線路35-1,35-2に代えて、折り曲げ部154を有するマイクロストリップ線路151-1,151-2を備える。実施の形態9では、実施の形態1から8と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から8とは異なる構成について主に説明する。
 アンテナ装置150は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置150は、アンテナを構成する2つのアンテナ素子121-1,121-2を備える。マイクロストリップ線路151とは、マイクロストリップ線路151-1,151-2の各々を区別せずに称したものとする。
 マイクロストリップ線路151-1は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分152-1と、部分152-1からプラスX方向へ延ばされた部分153-1とを有する。部分153-1のうちプラスX方向側の端156には、アンテナ素子121-1が繋げられている。部分152-1のうちマイナスY方向側の端155には、第2のインピーダンス変成部34が繋げられている。マイクロストリップ線路151-1は、部分152-1と部分153-1との間の折り曲げ部154を有する。折り曲げ部154における折り曲げの角度は、直角である。マイクロストリップ線路151-1において、折り曲げ部154は、部分152-1と部分153-1との境界である。
 マイクロストリップ線路151-2は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分152-2と、部分152-2からマイナスX方向へ延ばされた部分153-2とを有する。部分153-2のうちマイナスX方向側の端156には、アンテナ素子121-2が繋げられている。部分152-2のうちマイナスY方向側の端155には、第2のインピーダンス変成部34が繋げられている。マイクロストリップ線路151-2は、部分152-2と部分153-2との間の折り曲げ部154で折り曲げられている。折り曲げ部154における折り曲げの角度は、直角である。マイクロストリップ線路151-2において、折り曲げ部154は、部分152-2と部分153-2との境界である。
 端156は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の中心に繋げられている。折り曲げ部154のY座標は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の中心のY座標と同じである。また、マイクロストリップ線路151-1の折り曲げ部154のY座標と、マイクロストリップ線路151-2の折り曲げ部154のY座標とは、同じである。
 折り曲げ部154は、伝送路の向きが90度変化する位置であることから、電磁波の不要な放射が生じ得る。折り曲げ部154のY座標とアンテナ素子121の中心のY座標とが同じであることによって、YZ平面においては、アンテナ素子121から放射される電磁波と折り曲げ部154から放射される電磁波との位相差は生じない。アンテナ装置150は、YZ平面においては、折り曲げ部154からの電磁波の放射に起因するリプルの発生を抑制することができる。アンテナ装置150は、リプルの抑制によって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 なお、端156は、アンテナ素子121のうちY軸方向における中心以外の位置に繋げられても良い。アンテナ素子121に端156が繋げられることにより、折り曲げ部154のY座標は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に含まれる。折り曲げ部154のY座標がY軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に含まれることで、YZ平面における上記の位相差を低減できる。よって、アンテナ装置150は、アンテナ素子121に端156が繋げられることで、YZ平面におけるリプルの発生を抑制できる。
 アンテナ装置150の設計において、導波管マイクロストリップ線路変換器57のX座標およびY座標とアンテナ素子121のX座標およびY座標とが、設計上の制約によってあらかじめ決定されているとする。マイクロストリップ線路151の各部分の長さの調整によって、導波管マイクロストリップ線路変換器57とアンテナ素子121とを接続できる。かかる調整において、マイクロストリップ線路151-1とマイクロストリップ線路151-2とは、X軸方向において対称とされる。
 X軸方向において対称であるマイクロストリップ線路151-1とマイクロストリップ線路151-2とを有することで、アンテナ装置150の伝送路全体が、X軸方向において対称となる。アンテナ装置150は、伝送路がX軸方向において対称な構成を有することで、電磁波放射の偏りを少なくすることができ、高い電気性能を得ることができる。
 実施の形態9によると、アンテナ装置150は、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備えるとともに、Y軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に折り曲げ部154のY座標が含まれることにより、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。
 実施の形態9にかかるアンテナ装置150は、導波管マイクロストリップ線路変換器57に代えて、上記の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備えていても良い。アンテナ装置150は、導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備える場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備える場合と同様に、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
実施の形態10.
 図30は、本発明の実施の形態10にかかるアンテナ装置160の平面図である。アンテナ装置160は、実施の形態6におけるマイクロストリップ線路35-1,35-2に代えて、分岐を有するマイクロストリップ線路162-1,162-2を備える。実施の形態10では、実施の形態1から9と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から9とは異なる構成について主に説明する。
 アンテナ装置160は、マイクロ波あるいはミリ波を送受信する平面アンテナである。アンテナ装置160は、2個のアレイアンテナ161-1,161-2を備える。アレイアンテナ161-1,161-2は、それぞれ、X軸方向は配列された2個のアンテナ素子121を有するアンテナである。なお、アレイアンテナ161とは、アレイアンテナ161-1,161-2の各々を区別せずに称したものとする。マイクロストリップ線路162とは、マイクロストリップ線路162-1,162-2の各々を区別せずに称したものとする。
 マイクロストリップ線路162-1は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分163-1と、部分163-1から2個のアンテナ素子121の各々へ向けて延ばされた分岐とを有する。部分163-1のうちプラスY方向側の端は、アレイアンテナ161-1が有する2個のアンテナ素子121の間に位置する。マイクロストリップ線路162-1は、部分163-1の端からプラスX方向へ延ばされた部分164-1と、部分163-1の端からマイナスX方向へ延ばされた部分165-1とを有する。マイクロストリップ線路162-1における分岐の位置である分岐部166は、部分163-1と部分164-1と部分165-1との境界である。アレイアンテナ161-1が有する2個のアンテナ素子121のうちの1つは、部分164-1のうちプラスX方向側の端167に繋げられている。2個のアンテナ素子121のうちの他の1つは、部分165-1のうちマイナスX方向側の端168に繋げられている。
 マイクロストリップ線路162-2は、第2のインピーダンス変成部34からプラスY方向へ延ばされた部分163-2と、部分163-2から2個のアンテナ素子121の各々へ向けて延ばされた分岐とを有する。部分163-2のうちプラスY方向側の端は、アレイアンテナ161-2が有する2個のアンテナ素子121の間に位置する。マイクロストリップ線路162-2は、部分163-2の端からプラスX方向へ延ばされた部分164-2と、部分163-2の端からマイナスX方向へ延ばされた部分165-2とを有する。マイクロストリップ線路162-2における分岐の位置である分岐部166は、部分163-2と部分164-2と部分165-2との境界である。アレイアンテナ161-2が有する2個のアンテナ素子121のうちの1つは、部分164-2のうちプラスX方向側の端167に繋げられている。2個のアンテナ素子121のうちの他の1つは、部分165-2のうちマイナスX方向側の端168に繋げられている。
 端167,168は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の中心に繋げられている。分岐部166のY座標は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の中心のY座標と同じである。また、マイクロストリップ線路162-1の分岐部166のY座標と、マイクロストリップ線路162-2の分岐部166のY座標とは、同じである。
 分岐部166は、伝送路の向きが90度変化する位置であることから、電磁波の不要な放射が生じ得る。分岐部166のY座標とアンテナ素子121の中心のY座標とが同じであることによって、YZ平面においては、アンテナ素子121から放射される電磁波と分岐部166から放射される電磁波との位相差は生じない。アンテナ装置160は、YZ平面においては、分岐部166からの電磁波の放射に起因するリプルの発生を抑制することができる。アンテナ装置160は、リプルの抑制によって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 なお、端167,168は、アンテナ素子121のうちY軸方向における中心以外の位置に繋げられても良い。アンテナ素子121に端167,168が繋げられた状態では、分岐部166のY座標は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に含まれる。分岐部166のY座標がY軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に含まれることで、YZ平面における上記の位相差を低減できる。アンテナ装置160は、Y軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に分岐部166のY座標が含まれることで、YZ平面におけるリプルの発生を抑制できる。
 アンテナ装置160の設計において、導波管マイクロストリップ線路変換器57のX座標およびY座標とアンテナ素子121のX座標およびY座標とが、設計上の制約によってあらかじめ決定されているとする。マイクロストリップ線路162の各部分の長さの調整によって、導波管マイクロストリップ線路変換器57とアンテナ素子121とを接続できる。かかる調整において、マイクロストリップ線路162-1とマイクロストリップ線路162-2とは、X軸方向において対称とされる。
 X軸方向において対称であるマイクロストリップ線路162-1とマイクロストリップ線路162-2とを有することで、アンテナ装置160の伝送路全体が、X軸方向において対称となる。アンテナ装置160は、伝送路がX軸方向において対称な構成を有することで、電磁波放射の偏りを少なくすることができ、高い電気性能を得ることができる。
 実施の形態10によると、アンテナ装置160は、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備えるとともに、Y軸方向におけるアンテナ素子121の範囲に分岐部166のY座標が含まれることにより、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となる。
 実施の形態10にかかるアンテナ装置160は、導波管マイクロストリップ線路変換器57に代えて、上記の実施の形態1にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備えていても良い。アンテナ装置160は、導波管マイクロストリップ線路変換器10,51,53,55のいずれかを備える場合も、導波管マイクロストリップ線路変換器57を備える場合と同様に、リプルの抑制と電力損失の低減とによって、安定かつ高い電気性能を得ることができる。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 10,51,53,55,57,59,61,63,65,67 導波管マイクロストリップ線路変換器、11,26 誘電体基板、12 地導体、13,52,54,56,58,60,62,64,66,68 線路導体、14 導波管、15,25 スロット、16 開口端、17 入出力端、18 開口縁部、19 管壁、21 中央部、22 端部、31 変換部、32,32-1,32-2 第1のインピーダンス変成部、33,33-1,33-2 第3のインピーダンス変成部、34,34-1,34-2 第2のインピーダンス変成部、35,35-1,35-2,40,43,70,71,73,74,75,102,124,128,131,131-1,131-2,141,141-1,141-2,151,151-1,151-2,162,162-1,162-2 マイクロストリップ線路、36 スタブ、37,38,38-1,38-2,39,39-1,39-2,135,136,147,148,155,156,167,168 端、41 第4のインピーダンス変成部、42 第5のインピーダンス変成部、44 第1範囲、45 第2範囲、46,47,76,134,145,146,154 折り曲げ部、48-1,48-2 境界、72 第6のインピーダンス変成部、77,78 部位、100,110,120,122,125,126,130,140,150,160 アンテナ装置、101 アンテナ、103,121,121-1,121-2 アンテナ素子、123,123-1,123-2,127,127-1,127-2,161,161-1,161-2 アレイアンテナ、132-1,132-2,133-1,133-2,142-1,142-2,143-1,143-2,144-1,144-2,152-1,152-2,153-1,153-2,163-1,163-2,164-1,164-2,165-1,165-2 部分、166 分岐部、S1 第1の面、S2 第2の面。

Claims (19)

  1.  開口端を有する導波管と、
     前記開口端に向けられた第1の面と前記第1の面とは逆側の第2の面とを有する誘電体基板と、
     前記第1の面に設けられており前記開口端が接続されるとともに、前記開口端の縁部により囲まれた領域にスロットが設けられている地導体と、
     第1の線路幅のマイクロストリップ線路である第1の部位と、前記スロットの直上に位置し、前記第1の線路幅より大きい第2の線路幅の第2の部位と、前記第2の部位から第1の方向へ延ばされており、前記第1の部位と前記第2の部位との間におけるインピーダンス整合を担う第3の部位と、を有し、前記第2の面に設けられた線路導体と、を備え、
     前記第3の部位の前記第1の方向における両端のうちの1つの端は前記第2の部位に繋げられており、
     前記第1の部位は、前記第3の部位の前記両端のうちの他の端に続けて前記第1の方向に垂直な第2の方向へ延ばされていることを特徴とする導波管マイクロストリップ線路変換器。
  2.  前記第3の部位は、前記インピーダンス整合を担う複数のインピーダンス変成部を含み、
     前記複数のインピーダンス変成部において互いに隣り合うインピーダンス変成部同士は、互いに異なる線路幅をなすことを特徴とする請求項1に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  3.  前記複数のインピーダンス変成部のそれぞれの線路幅は、前記第2の線路幅より小さいことを特徴とする請求項2に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  4.  前記複数のインピーダンス変成部は、前記第1の線路幅より大きい線路幅のインピーダンス変成部を含むことを特徴とする請求項2または3に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  5.  前記複数のインピーダンス変成部は、前記第1の方向の伝送路を構成するインピーダンス変成部と、前記第1の方向と前記第2の方向との間の斜め方向の伝送路を構成しているインピーダンス変成部とを含むことを特徴とする請求項2から4のいずれか1つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  6.  前記複数のインピーダンス変成部は、第1のインピーダンス変成部と、第2のインピーダンス変成部と、前記第1のインピーダンス変成部および前記第2のインピーダンス変成部の間に設けられ前記第1のインピーダンス変成部の線路幅と前記第2のインピーダンス変成部の線路幅とのいずれよりも小さい線路幅の第3のインピーダンス変成部と、を含み、
     前記第3のインピーダンス変成部は、前記斜め方向の伝送路を構成していることを特徴とする請求項5に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  7.  前記線路導体には、前記第2の部位を中心に前記第1の方向における一方の側に位置する前記第3の部位と前記第1の方向における他方の側に位置する前記第3の部位とが設けられており、
     前記線路導体は、さらに、前記一方の側の前記第3の部位から延ばされた前記第1の部位に続けて前記第2の方向へ延ばされている第1範囲と、前記第1範囲から前記他方の側へ延ばされた第2範囲と、前記第1範囲と前記第2範囲との間の折り曲げ部とを含む第4の部位を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  8.  前記第4の部位および前記第1範囲の線路長の合計が、前記線路導体にて伝送される高周波信号の波長の4分の1以下の長さであることを特徴とする請求項7に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  9.  前記線路導体は、
     前記一方の側の前記第3の部位から延ばされた前記第1の部位を含む伝送路と、前記他方の側の前記第3の部位から延ばされた前記第1の部位を含む伝送路とが繋げられた第5の部位と、
     前記第4の部位と前記第5の部位との間のインピーダンス整合を担う第4のインピーダンス変成部と、
     前記他方の側の前記第3の部位から延ばされた前記第1の部位と前記第5の部位との間のインピーダンス整合を担う第5のインピーダンス変成部とを有することを特徴とする請求項7または8に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  10.  前記線路導体は、前記第2の部位から分岐され前記第2の部位の側とは逆側の端が開放端とされた分岐部位を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  11.  前記分岐部位は、前記第2の部位のうち前記第2の方向における端から前記第2の方向へ延ばされており、
     前記第1の方向における前記分岐部位の中心位置は、前記第1の方向における前記スロットの中心位置から前記第1の方向へずれていることを特徴とする請求項10に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
  12.  開口端を有する導波管と、
     前記開口端に向けられた第1の面と前記第1の面とは逆側の第2の面とを有する誘電体基板と、
     前記第1の面に設けられており前記開口端が接続され、前記開口端の縁部により囲まれた領域に形成されたスロットを有する地導体と、
     前記スロットの直上に位置し第1の方向の伝送路を構成する部位である変換部と、前記変換部を中心に前記第1の方向における一方の側に位置し、前記第1の方向に垂直な第2の方向の伝送路を構成する第1のマイクロストリップ線路と、前記第1の方向における他方の側に位置し、前記第2の方向の伝送路を構成する第2のマイクロストリップ線路と、を有し、前記第2の面に設けられた線路導体と、を備え、
     前記線路導体は、前記第1のマイクロストリップ線路に続けて前記第2の方向へ延ばされている第1範囲と、前記第1範囲から前記他方の側へ延ばされた第2範囲と、前記第1範囲と前記第2範囲との間の折り曲げ部とを含む第3のマイクロストリップ線路を有し、
     前記第1のマイクロストリップ線路および前記第1範囲の線路長の合計が、前記線路導体にて伝送される高周波信号の波長の4分の1以下の長さであることを特徴とする導波管マイクロストリップ線路変換器。
  13.  請求項1から12のいずれか1つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器と、
     前記導波管マイクロストリップ線路変換器に接続されたアンテナ素子を有するアンテナと、を有することを特徴とするアンテナ装置。
  14.  請求項1から6のいずれか1つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器と、
     前記導波管マイクロストリップ線路変換器に接続されたアンテナ素子を有するアンテナと、を有し、
     前記アンテナ素子は、前記第1の部位の端に繋げられていることを特徴とするアンテナ装置。
  15.  前記第1の部位は、前記第3の部位から前記第2の方向へ延ばされた直線形をなしており、
     前記アンテナ素子は、前記第2の方向における前記第1の部位の両端のうち、前記第3の部位に繋げられている端とは逆側の端に繋げられていることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ装置。
  16.  前記第1の部位は、前記第3の部位から前記第2の方向へ延ばされた部分と、当該部分から前記第1の方向と前記第2の方向との間の斜め方向へ延ばされた部分との間の折り曲げ部で折り曲げられており、前記折り曲げ部における折り曲げの角度が鈍角であることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ装置。
  17.  前記第1の部位は、前記第2の方向へ延ばされた部分と前記第1の方向へ延ばされた部分との間の折り曲げ部で折り曲げられており、
     前記第1の部位のうち前記第3の部位に繋げられた端から前記折り曲げ部までの前記第2の方向における長さよりも、前記第1の部位のうち前記アンテナ素子に繋げられた端から前記折り曲げ部までの前記第2の方向における長さのほうが短いことを特徴とする請求項14に記載のアンテナ装置。
  18.  前記第1の部位は、前記第2の方向へ延ばされた部分と当該部分から前記アンテナ素子が繋げられた前記端までの部分との間の折り曲げ部で折り曲げられており、
     前記第2の方向における前記折り曲げ部の位置が、前記第2の方向における前記アンテナ素子の範囲に含まれることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ装置。
  19.  前記第1の部位は、前記第2の方向へ延ばされた部分から複数の前記アンテナ素子の各々へ向けて延ばされた分岐を有し、
     前記第2の方向における前記分岐の位置が、前記第2の方向における前記アンテナ素子の範囲に含まれることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ装置。
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