CN210350057U - 转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转换器，其能够在波导管和线状导体之间，以较宽的频带转换信号。实施方式的转换器具备方形波导管和电路基板。电路基板与方形波导管连接，该电路基板具有作为转换信号的传输模式的导体的转换部和周围导体。电路基板的厚度方向与方形波导管的传输方向相同。将电路基板从厚度方向观察时，周围导体配置为包围转换部的至少一部分。将周围导体从电路基板的厚度方向观察时，其具有沿方形波导管的长边方向配置的长边导体，和沿方形波导管的短边方向配置的短边导体。长边导体是沿短边方向隔开间隔配置的，该间隔为传输的信号波长的四分之一以下。

Description

转换器

技术领域

本实用新型主要涉及一种在波导管和电路基板之间转换并传输信号的转换器。

背景技术

专利文献1中公开了具备波导管、终端模块、平面线路(电路基板)的馈线转换器。波导管和终端模块是截面为长方形的管状构件。终端模块轴向的一端是开放的，另一端是封闭的。平面线路配置为被夹持在波导管和终端模块的开放部分之间。平面线路中包含探针。通过该探针进行波导管的传输模式(TE₁₀模式(transverse electric10mode))和平面线路的传输模式(TEM模式(transverse electromagnetic mode))的转换。

专利文献1：日本特开平10-126114号公报。

实用新型内容

在波导管和电路基板之间进行信号的转换的转换器优选能够低损失地转换信号的频带较宽。但是，在专利文献1中，没有记载为解决这种课题的具体的构成。

本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其主要目的是提供一种转换器，其能够在波导管和电路基板之间，以较宽的频带转换信号。

本实用新型要解决的课题如上所述，下面说明为了解决该课题的结构及其效果。

根据本实用新型的观点，提供以下构成的转换器。即，此转换器具备方形波导管和电路基板。在所述方形波导管中传输信号。所述电路基板与所述方形波导管连接，该所述电路基板具有作为转换信号的传输模式的导体的转换部和周围导体。所述电路基板的厚度方向与所述方形波导管的传输方向相同。将所述电路基板从厚度方向观察时，所述周围导体配置为包围所述转换部的至少一部分。将所述周围导体从所述电路基板的厚度方向观察时，其具有沿所述方形波导管的长边方向配置的长边导体，和沿所述方形波导管的短边方向配置的短边导体。所述长边导体沿短边方向隔开间隔配置，该间隔为传输的信号波长的四分之一以下。

由此，由于能够减少电路基板的***量并缩短从电路基板到周围导体的距离，因此能够实现频带较宽的转换器。

附图说明

图1是将第一实施方式的转换器从方形波导管侧观察的立体分解图。

图2是将第一实施方式的转换器从终端管侧观察的立体分解图。

图3是表示第一实施方式中的电路基板的周围导体的间隔和方形波导管的内部尺寸的平面图。

图4是比较现有实例和第一实施方式的X波段的频率特性的曲线图。

图5是将第二实施方式的转换器从方形波导管侧观察的立体分解图。

图6是表示第二实施方式中的电路基板的周围导体的间隔和方形波导管的内部尺寸的平面图。

图7是将第三实施方式的转换器从方形波导管侧观察的立体分解图。

图8是将第四实施方式的转换器从方形波导管侧观察的立体分解图。

图9是将第五实施方式的转换器从方形波导管侧观察的立体分解图。

图10是将第六实施方式的转换器从方形波导管侧观察的立体分解图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本实用新型的实施方式。首先，参照图1～图3，就第一实施方式的转换器1进行说明。图1是将转换器1从方形波导管10侧观察的立体分解图。图2是将转换器1从终端管20侧观察的立体分解图。图3是表示电路基板30的周围导体32的间隔和方形波导管10的内部尺寸的平面图。

转换器1配置于雷达装置或通信机等。转换器1具有在波导管和电路基板之间转换信号的传输模式并传输的结构。例如，转换器1在信号(高频信号)从波导管向电路基板传输的情况下，传输模式由TE₁₀模式转换为TEM模式。另一方面，转换器1在信号从电路基板向波导管传输的情况下，传输模式由TEM模式转换为TE₁₀模式。如图1所示，转换器1具备方形波导管10、终端管20、电路基板30。

方形波导管10如图3所示，从信号的传输方向(方形波导管10的轴向)观察时，是以内部空间是长方形的方式配置有平板状的导体的波导管。换句话说，方形波导管10由与传输方向垂直的平面切割的截面形状是长方形。在方形波导管10的传输方向的一端形成开口部10a。以下的说明中，如图3等所示，将沿此长方形的长边的方向称为长边方向，将沿此长方形的短边的方向称为短边方向。另外，方形波导管10产生的磁场与长边方向平行。方形波导管10产生的电场与短边方向平行。

如图1所示，方形波导管10具有第一部分11、第二部分12、第三部分13。第一部分11包含形成有开口部10a的部分。第二部分12沿传输方向比第一部分11配置得更靠近下游侧。第三部分13沿传输方向比第二部分12配置得更靠近下游侧。第一部分11、第二部分12和第三部分13的任意长边方向的内部尺寸都相同。另外，第一部分11的短边方向的内部尺寸，比第三部分13的短边方向的内部尺寸短。第二部分12的短边方向的内部尺寸逐渐变化。具体而言，第二部分12的短边方向的内部尺寸，与第一部分11连接侧的端部与第一部分11相同，从第一部分11(电路基板30)沿传输方向远离而逐渐变长，与第三部分13连接侧的端部与第三部分13相同。

终端管20与方形波导管10同样，从信号的传输方向(终端管20的轴向)观察时，是以内部空间是长方形的方式配置有平板状导体的波导管。需要说明的是，详细如后述，终端管20的内部空间不限定为长方形。终端管20是为了适当进行信号的传输模式的转换而设置的。终端管20轴向的一端形成开口部20a。方形波导管10和终端管20以由开口部10a与开口部20a对齐的方式连接。终端管20的另一端形成封闭部20b。封闭部20b是由导体封闭的部分。具体而言，封闭部20b由与轴向垂直的方式配置的平板状的导体构成。

电路基板30是在作为基础的板状的电介质35的表面和背面的一部分配置多个导体箔而形成的被称为微带线的构成。电路基板30以电路基板30的厚度方向与方形波导管10的传输方向相同的方式被夹持在方形波导管10和终端管20之间。以下说明中，电路基板30中将朝向方形波导管10的面设为表面，将朝向终端管20的面设为背面。电路基板30的表面，如图1所示，配置有线状导体31和周围导体32。

线状导体31具有传输部31a和转换部31b。传输部31a是传输信号的细长状的部分。本实施方式中，传输部31a的长方向与短边方向相同。另外，传输部31a从电路基板30的厚度方向观察时，以与方形波导管10和终端管20的长边交差的方式到达内部空间。传输部31a的前端连接有转换部31b。转换部31b具有沿长边方向延伸的部分。转换部31b是转换信号的传输模式的部分。本实施方式中，转换部31b位于短边方向的中央，也可以位于比中央还靠近***的下游侧。关于转换部31b的位置和频带的关系，如后所述。

周围导体32配置为，使电介质35位于该周围导体32与线状导体31之间，并且，如图3所示，从电路基板30的厚度方向观察时，包围在线状导体31的周围。具体而言，将周围导体32从电路基板30的厚度方向观察时，以构成长方形的边的方式配置导体。将周围导体32中的相当于此长方形的短边的导体称为短边导体。短边导体在长边方向上相对地配置有一对。以下，将此短边导体标记为符号32Sa、32Sb进行说明。需要说明的是，短边导体32Sa、32Sb沿方形波导管10的短边方向配置。另外，将周围导体32中的相当于此长方形的长边的导体称为长边导体。长边导体在短边方向上相对地配置一对。另外，一个长边导体构成为以不干涉传输部31a的方式分离。以下，将此长边导体标记为符号32La、32Lb进行说明。需要说明的是，长边导体32La、32Lb沿方形波导管10的长边方向配置。

另外，本实施方式中，从电路基板30的厚度方向观察时，构成为包含配置周围导体32的位置与方形波导管10和终端管20的平板状导体的位置相同的部分。因此，从同方向观察时，包含周围导体32的内部空间侧的边缘部的位置与方形波导管10和终端管20的内部空间侧的导体面(内表面)的位置相同的部分。另外，在配置传输部31a的部位，以沿着传输部31a并与传输部31a隔开规定的距离的方式配置周围导体32。需要说明的是，除了配置传输部31a的部位之外，配置周围导体32的位置可以与方形波导管10和终端管20的平板状的导体的位置不同。

如图2所示，电路基板30的背面配置有背面转换部41b和背面周围导体42。背面转换部41b与转换部31b形状相同。从电路基板30的厚度方向观察时，背面转换部41b与转换部31b配置在相同位置。另外，电路基板30的背面没有配置与传输部31a相对应的导体箔。因此，背面周围导体42配置为在背面转换部41b的周围连续包围360°。

在电路基板30中，在配置有转换部31b和背面转换部41b的部位形成通孔33。由于通孔33具有导体的内表面，因此与转换部31b和背面转换部41b电连接。根据此构成，由于除了转换部31b还有背面转换部41b也有助于电场的产生，因此电路基板30与方形波导管10和终端管20之间产生的电场能增大。因此，能够使转换器1的频带变宽。

下面，就方形波导管10和周围导体32的配置与转换器1的频带的关系，参照图3和图4进行说明。图4是比较现有实例和第一实施方式的X波段的频率特性的曲线图。另外，以下的说明中，在短边方向中，将传输部31a侧(线状导体31的前端侧)称为内侧，将其相对侧称为前侧。

通常，方形波导管的短边方向的内部尺寸(即，与磁场平行的面之间的间隔)，根据传输的信号波长来决定。在一般情况下，方形波导管的短边方向的内部尺寸，是传输的信号波长的约1/3(如图3所示的长度L0)。相对于此，本实施方式中，方形波导管10的短边方向的内部尺寸，是传输的信号波长的1/4以下(如图3所示的长度L1)。另外，沿短边方向的周围导体32的内侧的端部之间的间隔(如图3所示的长度L2，换句话说，长边导体32La和长边导体32Lb沿短边方向的间隔)，如上所述，与方形波导管10(终端管20)的短边方向的内部尺寸相同。

图4的曲线图中，将使用短边方向的内部尺寸是波长约1/3的波导管的转换器作为现有实例，将使用短边方向的内部尺寸是波长1/4以下的方形波导管10的转换器1作为第一实施方式，显示各X波段的每个频率的衰减率。在设定如图4所示的衰减率的允许值的情况下，可知与现有实例相比较的第一实施方式中，基本上频带非常宽。

本实施方式中频带变宽的理由如下所述。即，从转换部31b到内侧的周围导体32(内侧的方形波导管10和终端管20的内表面，以下相同)的距离较短一方的电场强。但是，在转换部31b的***量增多而使转换部31b靠近内侧的周围导体32的情况下，传输部31a和前侧的周围导体32之间，产生阻碍信号的转换的不需要的电场。在这方面，通过如本实施方式中那样沿短边方向将周围导体32的间隔变短，能够在减少转换部31b的***量，并且缩短从转换部31b到内侧的周围导体32的距离。因此，能够实现如图4所示的宽频带。

下面，参照图5和图6，说明第二实施方式的转换器1。图5是将第二实施方式的转换器1从方形波导管10侧观察的立体分解图。图6是表示第二实施方式中，电路基板30的周围导体32的间隔和方形波导管10的内部尺寸的俯视图。需要说明的是，第二实施方式及此后的说明中，有将与第一实施方式相同或者类似的构件，在附图中标注相同的符号，省略说明的情况。

第一实施方式的转换器1，是配合着短边方向的周围导体32的间隔缩短到1/4波长以下，将方形波导管10和终端管20的短边方向的内部尺寸也是相同地缩短的构成。相对于此，第二实施方式的转换器1的方形波导管10和终端管20的短边方向的内部尺寸，是与通常的波导管同样1/3波长左右(即，长度L1＝长度L0)。另外，周围导体32的短边方向的间隔(长边导体32La和长边导体32Lb之间沿短边方向的间隔)与第一实施方式相同。再换句话说，将第二实施方式的转换器1从电路基板30的厚度方向观察时，从方形波导管10和终端管20的内表面向内侧突出地配置周围导体32。更详细的，长边导体32La、32Lb内侧的端部有比方形波导管10的内表面更位于内侧的部分。

即使在第二实施方式的构成中，第一实施方式中说明的使频带变宽的原理也成立。因此，能够使用一般通用的波导管，来实现较宽的频带。

下面，说明第三～第六实施方式的转换器1。第三～第六实施方式的转换器1，具有用于使终端管20等的多个方向的长度缩小的结构。第三～第六实施方式的转换器1中，方形波导管10和电路基板30的构成与第一实施方式相同，终端管20的构成与第一实施方式不同。以下，对各实施方式中的每个都进行详细的说明。

如图7所示的第三实施方式的转换器1的终端管20，与方形波导管10(第一部分11)相比较，具有长边方向的内部尺寸较长的部分。具体而言，第三实施方式的终端管20是长方体状，具有与开口部10a大小相同的开口部20a。因此，终端管20在比开口部20a更靠近封闭部20b侧，形成了比第一实施方式的长边方向的内部尺寸还大的长方体状的内部空间。

另外，发明人确认到，通过使终端管20的内部空间的长边方向的内部尺寸变大，即使轴向的长度缩短也能够实现相同频带。因此，通过采用第三实施方式的终端管20，能够在保持相同频带的同时，缩小终端管20和转换器1的轴向的长度。

如图8所示的第四实施方式的转换器1的终端管20，与第三实施方式同样，具有与方形波导管10(第一部分11)相比较，长边方向的内部尺寸较长的部分。具体而言，第四实施方式的终端管20，在与短边方向平行的外表面，形成了多个沿长边方向突出的凸部21。终端管20在短边方向具有两个平行的外表面，在各自的外表面上，隔开间隔形成了两个凸部21。需要说明的是，这些凸部21的内侧也形成了内部空间。因此，在形成凸部21的部分，终端管20具有与方形波导管10(第一部分11)相比较，长边方向的内部尺寸较长的部分。即使是这样的形状，也能够与第三实施方式同样，在保持相同频带的同时，缩短终端管20和转换器1的轴向的长度。

另外，在终端管20的短边侧的两个外表面，分别形成两个凸部21包围的凹部22。通过使用此凹部22将终端管20安装到其他的构件，能够缩小包含安装结构的转换器1的长边方向的长度。

如图9所示的第五实施方式的转换器1的终端管20，具有与方形波导管10(第一部分11)相比较，短边方向的内部尺寸较长的部分。具体而言，第五实施方式的终端管20，在与长边方向平行的外表面(详细为前侧的外表面)，形成了多个(具体而言两个)沿短边方向突出的凸部23。需要说明的是，这些凸部23的内侧也形成了内部空间。因此，在形成凸部23的部分，终端管20具有与方形波导管10(第一部分11)相比较，短边方向的内部尺寸较长的部分。即使是这样的形状，也能够与第三和第四实施方式相同，在保持相同频带的同时，缩短终端管20和转换器1的轴向的长度。

另外，在与终端管20的长方向平行的外表面，形成了由两个凸部23包围的凹部24。第五实施方式中，由于凸部23是沿短边方向延伸的构成，例如，可以通过使用终端管20的长边方向的外表面等来固定终端管20，与第三实施方式相比较，能够缩短转换器1(具体而言为终端管20)的长边方向的长度。需要说明的是，也可以是使用凹部24将终端管20安装到其他的构件的构成。

如图10所示的第六实施方式的转换器1的终端管20，具有与方形波导管10(第一部分11)相比较，短边方向的内部尺寸较长的部分。具体而言，第六实施方式的终端管20，在比开口部20a更远离电路基板30的位置，具有短边方向的内部尺寸较长的部分。换句话说，终端管20具有使其轴向从与方形波导管10的轴向相同的方向，变化为与方形波导管10的短边方向相同的方向的部分。即使是这样的形状，也能够在保持相同频带的同时，缩短终端管20和转换器1的轴向的长度。

如上述说明，上述实施方式的转换器1具备方形波导管10和电路基板30。方形波导管10中传输信号。电路基板30与方形波导管10连接，该电路基板30具有作为转换信号传输模式的导体的转换部31b和周围导体32。电路基板30的厚度方向与方形波导管10的传输方向相同。将电路基板30从厚度方向观察时，周围导体32配置为至少包围转换部31b的一部分。将周围导体32从电路基板30的厚度方向观察时，具有沿方形波导管10的长边方向配置的长边导体32La、32Lb，和沿方形波导管10的短边方向配置的短边导体32Sa、32Sb。长边导体32La、32Lb是沿短边方向隔开间隔来配置，该间隔为传输的信号波长的四分之一以下。

由此，由于能够在减少转换部31b的***量的同时，缩短从转换部31b到转换部31b的距离，因此能够实现频带较宽的转换器1。

另外，本实施方式的转换器1中，方形波导管10和电路基板30连接的部分中，方形波导管10的短边方向的内部尺寸为传输的信号波长的四分之一以下。

由此，能够使周围导体32和方形波导管10的内侧的位置一致。

另外，本实施方式的转换器1中，方形波导管10具有沿传输方向远离电路基板30从而使短边方向的内部尺寸变长的部分。

由此，能够使转换信号的部分和传输信号的部分分别形成最佳的形状。

另外，本实施方式的转换器1中，在长边导体32La、32Lb的内侧的端部存在比方形波导管10的内表面更位于内侧的部分。

由此，能够使用短边方向的内部尺寸为通常长度的波导管，使转换器1的频带变宽。

另外，本实施方式的转换器1中，电路基板30的两面配置有转换部(转换部31b和背面转换部41b)，该两个转换部通过该电路基板30的导体(通孔33)电连接。

由此，由于能够在电路基板30的两面转换信号，因此能够提高转换效率。

另外，本实施方式的转换器1具备一端由导体封闭的终端管20。电路基板30被夹持在方形波导管10和终端管20之间。从电路基板30的厚度方向观察时，终端管20的长边方向的内部尺寸，具有比方形波导管10的长边方向的内部尺寸还长的部分。或者，将本实施方式的转换器1从电路基板30的厚度方向观察时，终端管20的短边方向的内部尺寸可以具有比方形波导管10的短边方向的内部尺寸还长的部分。

由此，能够缩短满足要求的规格等的方向的长度。

虽然以上对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但是上述的结构能够进行例如以下的改变。

第一～第六实施方式中记载的特征，能够在不产生矛盾的范围适宜组合。例如，能够将第二实施方式的周围导体32向短边方向的内侧突出的特征，应用于第三～第六实施方式中的任意一个。

方形波导管10和终端管20中，不是外形而是给内部空间的形状的转换特性带来影响。因此，方形波导管10和终端管20的外形，也可以是与上述实施方式不同的形状。

虽然除了第二实施方式以外，周围导体32、朝向方形波导管10的电路基板30的端面、朝向终端管20的电路基板30的端面都是在相同范围形成的，但是也可以至少一个在不同范围形成。

虽然上述实施方式中，转换器1包含一组方形波导管10、终端管20、电路基板30，但是也可以包含多组方形波导管10、终端管20、电路基板30。

虽然上述实施方式中，方形波导管10和终端管20的内部是空洞的，但是也可以在方形波导管10和终端管20的至少一方的内部含有电介质。

附图标记说明

1 转换器

10 方形波导管

20 终端管

30 电路基板

31 线状导体

31a 传输部

31b 转换部

32 周围导体。

Claims (9)

1.一种转换器，其特征在于，

包括：

传输信号的方形波导管；以及

电路基板，其与所述方形波导管连接，具有作为转换信号的传输模式的导体的转换部和周围导体，

所述电路基板的厚度方向与所述方形波导管的传输方向相同，

将所述电路基板从厚度方向观察时，所述周围导体配置为包围所述转换部的至少一部分，

将所述周围导体从所述电路基板的厚度方向观察时，其具有沿所述方形波导管的长边方向配置的长边导体和沿所述方形波导管的短边方向配置的短边导体，

所述长边导体沿短边方向隔开间隔地配置，该间隔为传输的信号的波长的四分之一以下。

2.如权利要求1所述的转换器，其特征在于，

在所述方形波导管与所述电路基板连接的部分，所述方形波导管的所述短边方向的内部尺寸为传输的信号的波长的四分之一以下。

3.如权利要求2所述的转换器，其特征在于，

所述方形波导管具有沿所述传输方向远离所述电路基板从而使所述短边方向的内部尺寸变长的部分。

4.如权利要求1所述的转换器，其特征在于，

在所述长边导体的内侧的端部，存在比所述方形波导管的内表面更靠近内侧的部分。

5.如权利要求1～4中任一项所述的转换器，其特征在于，

在所述电路基板的两面配置有所述转换部，该两个所述转换部通过该电路基板的导体电连接。

6.如权利要求1～4中任一项所述的转换器，其特征在于，

具备一端由导体封闭的终端管，

所述电路基板被所述方形波导管与所述终端管夹持，

从所述电路基板的所述厚度方向观察时，具有所述终端管的长边方向的内部尺寸比所述方形波导管的长边方向的内部尺寸长的部分。

7.如权利要求5所述的转换器，其特征在于，

具备一端由导体封闭的终端管，

所述电路基板被所述方形波导管与所述终端管夹持，

从所述电路基板的所述厚度方向观察时，具有所述终端管的长边方向的内部尺寸比所述方形波导管的长边方向的内部尺寸长的部分。

8.如权利要求1～4中任一项所述的转换器，其特征在于，

具备一端由导体封闭的终端管，

所述电路基板被所述方形波导管与所述终端管夹持，

从所述电路基板的所述厚度方向观察时，具有所述终端管的短边方向的内部尺寸比所述方形波导管的短边方向的内部尺寸长的部分。

9.如权利要求5所述的转换器，其特征在于，

具备一端由导体封闭的终端管，

所述电路基板被所述方形波导管与所述终端管夹持，

从所述电路基板的所述厚度方向观察时，具有所述终端管的短边方向的内部尺寸比所述方形波导管的短边方向的内部尺寸长的部分。

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