JP2001111312A - Waveguide/transmission line converter - Google Patents
Waveguide/transmission line converterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波帯の電力を変換する導波管・伝送線路変換器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide / transmission line converter for converting microwave and millimeter wave power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】導波管により伝送される電力と、ストリ
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器については、公開特許公報「特開
平１０−１２６１１４：給電線変換器」に記載されたも
の等が一般に知られている。図１０に、従来技術による
導波管・伝送線路変換器９００の斜視図を、図１１に、
同変換器９００の断面図（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）を
それぞれ示す。2. Description of the Related Art A waveguide / transmission line converter capable of mutually converting power transmitted by a waveguide and power transmitted by a strip line is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-126114: And the like described in "Feed line converter" are generally known. FIG. 10 is a perspective view of a conventional waveguide / transmission line converter 900, and FIG.
Sectional views (a), (b), and (c) of the converter 900 are shown, respectively.
【０００３】誘電体基板４の一方の面にはストリップ線
路３が、他方の面には導波管２の開口部と接続される接
地金属層５が、それぞれ設けられている。誘電体基板４
は、短絡導波管ブロック９と導波管２とで挟み込む様に
して固定されている。導波管２内の電界が強い位置にス
トリップ線路３を挿入した時に高い電力変換効率が得ら
れるため、短絡導波管ブロック９の短絡面とストリップ
線路３との距離は、導波管管内波長λの約１／４に設定
されている。A strip line 3 is provided on one surface of a dielectric substrate 4, and a ground metal layer 5 connected to an opening of the waveguide 2 is provided on the other surface. Dielectric substrate 4
Is fixed so as to be sandwiched between the short-circuit waveguide block 9 and the waveguide 2. Since high power conversion efficiency is obtained when the strip line 3 is inserted at a position where the electric field in the waveguide 2 is strong, the distance between the short-circuit surface of the short-circuit waveguide block 9 and the strip line 3 is determined by the wavelength in the waveguide. It is set to about １ ／ of λ.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来技術による導波管
・伝送線路変換器９００においては、導波管２と高周波
回路とを接続する際、ストリップ線路３はこの高周波回
路が形成される基板平面上に位置するため、短絡導波管
ブロック９が高周波回路から凸部として垂直に突き出す
形になる。特に、マイクロ波を取り扱う場合には、この
凸部の高さ（λ／４）が２cmを超える場合も有り、この
短絡導波管ブロック９が高周波回路の小型化の阻害要因
となっている。In the conventional waveguide / transmission line converter 900, when the waveguide 2 and the high-frequency circuit are connected, the strip line 3 is connected to the plane of the substrate on which the high-frequency circuit is formed. Since it is located on the upper side, the short-circuited waveguide block 9 projects vertically from the high-frequency circuit as a projection. In particular, when dealing with microwaves, the height (λ / 4) of the projections may exceed 2 cm, and this short-circuited waveguide block 9 is a hindrance to downsizing the high-frequency circuit.
【０００５】一方、ミリ波等の高い周波数帯を取り扱う
場合には、導波管２、短絡導波管ブロック９、及び、ス
トリップ線路３の各間における僅かな位置ずれが生じて
も変換器９００の整合特性は劣化してしまうため、高い
電力変換効率を得るためには、これらの部品を１／１０
０mm程度の高い位置精度で固定する必要がある。しかし
ながら、上記の従来の構造では、特に、短絡導波管ブロ
ック９と導波管２とをこのように高い精度で固定するこ
とは難しく、従来の構造は、導波管・伝送線路変換器を
量産する上での阻害要因となっている。On the other hand, when handling a high frequency band such as a millimeter wave, the converter 900 can be used even if a slight displacement occurs between each of the waveguide 2, the short-circuited waveguide block 9, and the strip line 3. In order to obtain high power conversion efficiency, these components must be reduced to 1/10
It is necessary to fix with high positional accuracy of about 0 mm. However, in the above-described conventional structure, it is particularly difficult to fix the short-circuited waveguide block 9 and the waveguide 2 with such high accuracy. The conventional structure requires a waveguide-to-transmission line converter. This is an obstacle to mass production.
【０００６】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、高い電力変換効率を維
持しつつ、小型化及び量産の容易な導波管・伝送線路変
換器を実現することであり、更には、大量生産された導
波管の管幅のバラツキに対して、共振周波数等の特性の
バラツキ（劣化）が生じにくい導波管・伝送線路変換器
の構造を実現することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a waveguide / transmission line converter that can be easily miniaturized and mass-produced while maintaining high power conversion efficiency. In addition, the structure of the waveguide / transmission line converter in which the variation (deterioration) of the characteristics such as the resonance frequency does not easily occur with respect to the variation in the width of the waveguide manufactured in large quantities. It is to realize.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、以下の手段が有効である。即ち、第１の手段
は、導波管により伝送される電力と、ストリップ線路に
より伝送される電力とを相互に変換可能な導波管・伝送
線路変換器において、導波管の開口部に、導波管の長手
方向に対して垂直に位置する、切り込みを有する短絡金
属層と、この切り込みの内側に、短絡金属層と離して、
その一端が配置されたストリップ線路と、導波管開口部
又は導波管内に、短絡金属層と略平行に配置された誘電
体基板と、誘電体基板の、短絡金属層が位置する側とは
反対側の面Ａの略中央に配置された整合素子とを備え、
ストリップ線路と整合素子とを互いに接近して配置する
ことにより、ストリップ線路と整合素子とを互いに電磁
的に結合し、面Ａの整合素子の周囲に、整合素子の外周
より一定間隔以上の距離をおいて、導波管にアースされ
た第１接地金属層を備え、第１接地金属層の内周によっ
て囲まれる面Ａ上の領域Ｓ１が、導波管の内壁によって
囲まれる面Ａ上の領域Ｓ２の真部分集合となる様に、第
１接地金属層が形成・配置することである。In order to solve the above-mentioned problems, the following means are effective. That is, the first means is a waveguide / transmission line converter capable of mutually converting the power transmitted by the waveguide and the power transmitted by the strip line into the opening of the waveguide. A short-circuit metal layer having a cut, which is located perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide, and inside the cut, apart from the short-circuit metal layer,
A strip line having one end disposed therein, a dielectric substrate disposed substantially parallel to the short-circuit metal layer in the waveguide opening or the waveguide, and a side of the dielectric substrate on which the short-circuit metal layer is located A matching element disposed substantially at the center of the opposite surface A,
By arranging the strip line and the matching element close to each other, the strip line and the matching element are electromagnetically coupled to each other, and a distance of a predetermined distance or more from the outer periphery of the matching element around the matching element on the surface A A first ground metal layer grounded to the waveguide, a region S1 on a surface A surrounded by an inner periphery of the first ground metal layer is formed on a surface A surrounded by an inner wall of the waveguide. The first ground metal layer is formed and arranged so as to be a true subset of S2.
【０００８】また、第２の手段は、導波管により伝送さ
れる電力と、ストリップ線路により伝送される電力とを
相互に変換可能な導波管・伝送線路変換器において、導
波管の開口部に、導波管の長手方向に対して垂直に位置
する、切り込みを有する短絡金属層と、この切り込みの
内側に、短絡金属層と離して、その一端が配置されたス
トリップ線路と、導波管開口部又は導波管内に、短絡金
属層と略平行に配置された誘電体基板と、誘電体基板
の、短絡金属層が位置する側とは反対側の面Ａの略中央
に配置された整合素子とを備え、ストリップ線路と整合
素子とを互いに接近して配置することにより、ストリッ
プ線路と整合素子とを互いに電磁的に結合し、整合素子
の中心を導波管の中心から、ストリップ線路の長手方向
で、短絡金属層の切り込みに挿入されたストリップ線路
の一端とは反対側の向きに一定距離ｄだけずらすことで
ある。The second means is a waveguide / transmission line converter capable of mutually converting the power transmitted by the waveguide and the power transmitted by the strip line into an aperture of the waveguide. A short-circuit metal layer having a cut, which is located perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide, and a strip line, one end of which is disposed inside the cut, apart from the short-circuit metal layer; A dielectric substrate disposed substantially parallel to the short-circuit metal layer in the tube opening or the waveguide, and disposed substantially at the center of a surface A of the dielectric substrate opposite to the side where the short-circuit metal layer is located. A matching element is provided, and the strip line and the matching element are electromagnetically coupled to each other by disposing the strip line and the matching element close to each other, and the center of the matching element is shifted from the center of the waveguide to the strip line. Cut the short-circuit metal layer The end of the inserted strip line to write is to shift by a predetermined distance d of the opposite orientation.
【０００９】また、第３の手段は、上記の第２の手段に
おいて、ストリップ線路の長手方向を導波管の狭壁幅方
向に一致させ、上記の一定距離ｄを導波管の狭壁幅Ｐの
約１〜４％とすることである。The third means is the second means, wherein the longitudinal direction of the strip line is made to coincide with the narrow wall width direction of the waveguide, and the predetermined distance d is set to the narrow wall width of the waveguide. About 1 to 4% of P.
【００１０】また、第４の手段は、導波管により伝送さ
れる電力と、ストリップ線路により伝送される電力とを
相互に変換可能な導波管・伝送線路変換器において、導
波管の開口部に、導波管の長手方向に対して垂直に位置
する、切り込みを有する短絡金属層と、この切り込みの
内側に、短絡金属層と離して、その一端が配置されたス
トリップ線路と、導波管開口部又は導波管内に、短絡金
属層と略平行に配置された誘電体基板と、誘電体基板
の、短絡金属層が位置する側とは反対側の面Ａの略中央
に配置された整合素子とを備え、ストリップ線路と整合
素子とを互いに接近して配置することにより、ストリッ
プ線路と整合素子とを互いに電磁的に結合し、誘電体基
板に、短絡金属層の切り込みの切り口の両脇に位置し
て、短絡金属層と導波管とを電気的に接続する少なくと
も２つの金属柱を備え、この切り口の両脇の金属柱に埋
め込まれた２つの電気伝導体の間隔をストリップ線路の
線路幅の２倍未満にすることである。The fourth means is a waveguide / transmission line converter capable of mutually converting the power transmitted by the waveguide and the power transmitted by the stripline into an aperture of the waveguide. A short-circuit metal layer having a cut, which is located perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide, and a strip line, one end of which is disposed inside the cut, apart from the short-circuit metal layer; A dielectric substrate disposed substantially parallel to the short-circuit metal layer in the tube opening or the waveguide, and disposed substantially at the center of a surface A of the dielectric substrate opposite to the side where the short-circuit metal layer is located. A matching element is provided, and the strip line and the matching element are arranged close to each other, so that the strip line and the matching element are electromagnetically coupled to each other, and both ends of the cut of the short-circuit metal layer are formed on the dielectric substrate. Located aside, short-circuit metal layer and waveguide DOO comprising at least two metal columns electrically connecting, and to the distance between the two electrical conductors embedded in both sides of the metal column in the cut less than 2 times the line width of the strip line.
【００１１】また、第５の手段は、上記の第１乃至第４
の何れか１つの手段において、誘電体基板を、導波管開
口部に位置して導波管の管断面に接合され、ストリップ
線路を配置された第１誘電体基板と、導波管の管内に位
置して整合素子を配置された第２誘電体基板とを２枚重
ね合わせるか、若しくは、この２枚の誘電体基板を一体
成形することにより構成することである。Further, the fifth means includes the first to fourth means.
In any one of the means, the dielectric substrate is joined to the cross section of the waveguide at the waveguide opening, and the first dielectric substrate on which the strip line is disposed; Or two of the second dielectric substrates on which the matching elements are disposed, or by integrally molding the two dielectric substrates.
【００１２】また、第６の手段は、上記の第１乃至第５
の何れか１つの手段において、ストリップ線路が付設さ
れている誘電体基板又は第１誘電体基板の、ストリップ
線路が付設されている面とは反対側の面に、導波管の管
断面と接合される第２接地金属層を設けることである。
ただし、この第２接地金属層は、上記の第１接地金属層
と同一の金属層で構成しても良い。従って、両者の要件
を同時に満たす金属層については、以下、特に区別する
ことなく単に「接地金属層」と呼ぶ場合がある。Further, the sixth means includes the first to fifth means.
In any one of the above means, the surface of the dielectric substrate provided with the strip line or the first dielectric substrate, which is opposite to the surface provided with the strip line, is joined to the tube section of the waveguide. A second ground metal layer to be provided.
However, the second ground metal layer may be formed of the same metal layer as the first ground metal layer. Therefore, a metal layer that satisfies both requirements at the same time may be simply referred to as a “ground metal layer” without particular distinction.
【００１３】更に、第７の手段は、上記の第１乃至第６
の何れか１つの手段において、誘電体基板、又は、第１
誘電体基板の、短絡金属層の外周付近と導波管の管断面
との間に、短絡金属層と導波管とを電気的に接続するた
めの金属柱を設けることである。以上の手段により、前
記の課題を解決することができる。Further, the seventh means includes the first to sixth aspects.
In any one of the means, the dielectric substrate or the first
A metal pillar for electrically connecting the short-circuit metal layer and the waveguide is provided between the vicinity of the outer periphery of the short-circuit metal layer and the cross section of the waveguide of the dielectric substrate. With the above means, the above-mentioned problem can be solved.
【００１４】[0014]
【作用及び発明の効果】本発明の第１の手段によれば、
短絡金属層の切り込みに配置されたストリップ線路と整
合素子とは、互いに接近して配置されて電磁的に結合
し、この両者の電磁結合により、電力の変換が行われ
る。従って、従来の導波管・伝送線路変換器において構
成上不可欠であった短絡導波管ブロックが必要なくな
る。このため、高周波回路の基板平面上からおよそλ／
４突き出ていた前記の凸部が無くなり、導波管・伝送線
路変換器を平面化（小型化）することが可能となる。According to the first means of the present invention,
The strip line and the matching element arranged at the cut of the short-circuit metal layer are arranged close to each other and electromagnetically coupled, and power conversion is performed by the electromagnetic coupling between the two. Therefore, a short-circuited waveguide block which is indispensable in the configuration of the conventional waveguide / transmission line converter is not required. For this reason, about λ /
The four protruding projections are eliminated, and the waveguide / transmission line converter can be flattened (miniaturized).
【００１５】また、接地金属層の内径を導波管の内径よ
り小さくしているため、大量生産の際に、導波管の管幅
にバラツキが生じても、整合素子と、これと同一面にあ
る導体（接地金属層）との間隔を一定に保つことができ
る。従って、整合素子と接地金属層との間に生じる電界
は殆ど変化しないので、共振周波数の特性のバラツキを
抑えることができる。Further, since the inner diameter of the ground metal layer is smaller than the inner diameter of the waveguide, even if the width of the waveguide of the waveguide is varied during mass production, the matching element and the same plane are used. Can be kept constant with the conductor (ground metal layer). Therefore, the electric field generated between the matching element and the ground metal layer hardly changes, so that the variation in the characteristic of the resonance frequency can be suppressed.
【００１６】即ち、金属加工による導波管製造時の導波
管管幅の製作精度は数十ミクロンから数百ミクロンと大
きいのに対し，誘電体基板上のストリップ線路の形成パ
ターンの製作精度は10ミクロン以下と小さくできるた
め，本発明の第１の手段によれば、導波管管幅によって
共振周波数が大きく変動した従来構造と比べて，製作誤
差による特性の劣化を小さくすることができる。That is, the manufacturing accuracy of the waveguide width at the time of manufacturing the waveguide by metal working is as large as several tens of microns to several hundreds of microns, while the manufacturing accuracy of the strip line forming pattern on the dielectric substrate is high. Since it can be reduced to 10 microns or less, according to the first means of the present invention, the deterioration of characteristics due to manufacturing errors can be reduced as compared with the conventional structure in which the resonance frequency greatly fluctuates due to the waveguide width.
【００１７】本発明の第２、及び第３の手段によれば、
導波管と誘電体基板との位置関係のうち，両者の中心が
一致する位置ではなく，変換損失が小さくなる範囲の中
間付近を選ぶことにより，位置ずれが生じたときの変換
損失の増加量を小さくすることができる。According to the second and third means of the present invention,
In the positional relationship between the waveguide and the dielectric substrate, by choosing not the position where the centers of the two coincide, but the middle of the range where the conversion loss is small, the amount of increase in the conversion loss when displacement occurs. Can be reduced.
【００１８】また、本発明の第４の手段によれば、平面
線路をはさむ２つの金属柱の間隔が，十分に狭くなるの
で，伝送線路から導波管へ入力する電力のうち，線路を
はさむ2つの金属柱の間（短絡金属層の切り込みの切り
口付近）からもれて損失になる電力を減らすことができ
る。Further, according to the fourth aspect of the present invention, the interval between the two metal pillars sandwiching the plane line is sufficiently small, so that the line is sandwiched in the power input from the transmission line to the waveguide. It is possible to reduce the power that leaks from between two metal pillars (near the cut edge of the short-circuit metal layer) and becomes a loss.
【００１９】本発明の第５の手段によれば、短絡金属層
と整合素子との間に第１誘電体基板と第２誘電体基板を
設けることにより、その間隔を広くできる。これによ
り、電力を伝送・変換する周波数帯域を広くすることが
できる。According to the fifth aspect of the present invention, by providing the first dielectric substrate and the second dielectric substrate between the short-circuit metal layer and the matching element, the distance can be widened. Thereby, the frequency band for transmitting and converting power can be widened.
【００２０】本発明の第６の手段によれば、誘電体基
板、又は、第１誘電体基板の、ストリップ線路が付設さ
れた面とは反対側の面に設けた第２接地金属層により、
誘電体基板、又は、第１誘電体基板と導波管とを確実に
密着固定することが可能となる。そのため、損失電力を
十分に減らすことができる。According to the sixth aspect of the present invention, the second ground metal layer provided on the surface of the dielectric substrate or the first dielectric substrate opposite to the surface on which the strip line is provided,
The dielectric substrate or the first dielectric substrate and the waveguide can be securely and closely fixed. Therefore, the loss power can be sufficiently reduced.
【００２１】本発明の第７の手段によれば、誘電体基
板、又は、第１誘電体基板に設けた金属柱により、短絡
金属層と導波管とを確実に同電位にすることができる。
そのため、損失電力を更に減らすことができる。According to the seventh aspect of the present invention, the metal substrate provided on the dielectric substrate or the first dielectric substrate can ensure that the short-circuit metal layer and the waveguide have the same potential. .
Therefore, the power loss can be further reduced.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。 （第１実施例）図１に本発明の望ましい実施態様に係る
導波管・伝送線路変換器100の斜視図を、図2に同断面図
(a),(b)，(c)をそれぞれ示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view of a waveguide / transmission line converter 100 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG.
(a), (b), and (c) are shown, respectively.
【００２３】誘電体基板4の一方の面には，切込みが入
った短絡金属層1が設けられ，その切れこみの内部にス
トリップ線路3が設けられている。その反対側の面に
は，導波管2の側壁の厚さよりも幅の広い長方形枠状の
接地金属層5が設けられており，導波管の内側に接地金
属層の一部がはみ出す形となる。この接地金属層からな
る長方形枠の略中央には，略正方形の金属層が設けられ
ており，以下，この金属層をその機能より「整合素子
6」と呼ぶ。この整合素子6は，ストリップ線路3に接近
して設けられているため，両者は互いに電磁的に結合さ
れている。これらの導体(短絡金属層1，ストリップ線路
3，接地金属層5，整合素子6)は，フォトエッチングの製
法により，形成されたものである。On one surface of the dielectric substrate 4, a short-circuit metal layer 1 with a cut is provided, and a strip line 3 is provided inside the cut. On the opposite surface, a rectangular frame-shaped ground metal layer 5 wider than the thickness of the side wall of the waveguide 2 is provided, and a part of the ground metal layer protrudes inside the waveguide. Becomes A substantially square metal layer is provided substantially at the center of the rectangular frame made of the ground metal layer.
6 ". Since the matching element 6 is provided close to the strip line 3, both are electromagnetically coupled to each other. These conductors (short-circuit metal layer 1, strip line
3, the ground metal layer 5, and the matching element 6) are formed by a photo-etching method.
【００２４】伝送線路から入力された電波は，ストリッ
プ線路３から，それに近接して設けられている整合素子
６に電磁的に結合し，導波管２へ伝わる。この整合素子
はある周波数で共振し，この共振周波数において，変換
損失は最小になる。この共振周波数は，整合素子の大き
さだけでなく、整合素子と、これと同一面にある導体
（接地金属層又は導波管内壁）との間隔によっても変化
する。A radio wave input from the transmission line is electromagnetically coupled from the strip line 3 to a matching element 6 provided in the vicinity of the strip line 3 and transmitted to the waveguide 2. The matching element resonates at a certain frequency, at which the conversion loss is minimized. This resonance frequency varies depending not only on the size of the matching element but also on the distance between the matching element and a conductor (ground metal layer or waveguide inner wall) on the same plane as the matching element.
【００２５】図3に導波管２の内径（導波管広壁幅ｑ）
を変化させたときの共振周波数の変化を示す。接地金属
層5の内径と導波管の内径とを一致させると、導波管の
内径が変化すると共振周波数が大きく変化するが、第１
実施例の構成とすれば、接地金属層５の内径を導波管の
内径より小さくしたので、導波管の内径の大きさを変え
ても，共振周波数はほとんど変化しないことがわかる。FIG. 3 shows the inner diameter of the waveguide 2 (wide waveguide width q).
Shows the change in the resonance frequency when. When the inner diameter of the ground metal layer 5 and the inner diameter of the waveguide are matched, the resonance frequency greatly changes when the inner diameter of the waveguide changes.
According to the configuration of the embodiment, since the inner diameter of the ground metal layer 5 is smaller than the inner diameter of the waveguide, it can be seen that the resonance frequency hardly changes even if the inner diameter of the waveguide is changed.
【００２６】金属加工の製作精度は，数十ミクロンから
数百ミクロンであるのに対し，フォトエッチングの製作
精度は，10ミクロン以下である。上記の構成により，共
振周波数は，フォトエッチングにより形成する，整合素
子6と接地金属層5のみによって決まるので，従来の導波
管２の管壁幅によって共振周波数が変動する構造と比べ
て，製作誤差による特性劣化を小さくすることができ
る。The manufacturing accuracy of metal working is from several tens of microns to several hundreds of microns, while the manufacturing accuracy of photoetching is less than 10 microns. According to the above configuration, since the resonance frequency is determined only by the matching element 6 and the ground metal layer 5 formed by photoetching, compared to the conventional structure in which the resonance frequency fluctuates depending on the wall width of the waveguide 2, Characteristic degradation due to errors can be reduced.
【００２７】また、電力損失は、ストリップ線路３を挟
む二本の金属中７の間隔に大きく依存する。図４に二本
の金属柱７の間隔と電力損失との関係を示す。図４よ
り、金属柱の間隔を線路幅の１．６倍以下にすると、電
力損失を０．２ｄＢ以下に抑えられることが判る。ま
た、短絡金属層の外周に金属柱７を設けることにより、
更に、電力損失を抑えることができる。The power loss largely depends on the distance between the two metal layers 7 sandwiching the strip line 3. FIG. 4 shows the relationship between the distance between the two metal columns 7 and the power loss. From FIG. 4, it can be seen that when the interval between the metal pillars is 1.6 times or less the line width, the power loss can be suppressed to 0.2 dB or less. Further, by providing the metal pillar 7 on the outer periphery of the short-circuit metal layer,
Further, power loss can be suppressed.
【００２８】（第２実施例）図５に本発明に関する望ま
しい実施態様に係る導波管・伝送線路変換器２００の構
成を示す斜視図を、図６に同断面図（ａ），（ｂ），
（ｃ）をそれぞれ示す。(Second Embodiment) FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a waveguide / transmission line converter 200 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are sectional views thereof. ,
(C) is shown respectively.
【００２９】誘電体基板4の一方の面には，切込みが入
った短絡板1が設けられ，その切れこみの内部にストリ
ップ線路3が設けられている。その反対側の面には，導
波管2の側壁の厚さと同じ幅の長方形枠状の接地金属層5
が設けられている。この接地金属層５からなる長方形枠
の中央から，y軸の正の方向に，導波管狭壁幅の約２％
ずれたところに，略正方形の金属層が設けられている。On one surface of the dielectric substrate 4, a cut-out short-circuit plate 1 is provided, and a strip line 3 is provided inside the cut-out. On the other side, a rectangular frame-shaped ground metal layer 5 of the same width as the thickness of the side wall of the waveguide 2 is provided.
Is provided. From the center of the rectangular frame made of the ground metal layer 5, in the positive direction of the y-axis, about 2% of the waveguide narrow wall width.
A substantially square metal layer is provided at the shifted position.
【００３０】この整合素子6は，ストリップ線路3に接近
して設けられているため，両者は互いに電磁的に結合さ
れている。これらの導体(短絡金属層1，ストリップ線路
3，接地金属層5，整合素子6)は，フォトエッチングの製
法により，形成されたものである。Since the matching element 6 is provided close to the strip line 3, they are electromagnetically coupled to each other. These conductors (short-circuit metal layer 1, strip line
3, the ground metal layer 5, and the matching element 6) are formed by a photo-etching method.
【００３１】図７に，フォトエッチングされた誘電体基
板と導波管の位置ずれ量と，変換損失の関係を示す。た
だし、ここで、位置ズレ量は、導波管の中心と整合素子
の中心との相対距離である。x方向のずれに対しては損
失は増加しないが，y方向のずれに対しては，正の方向
では９％付近，負の方向では−５％付近から損失が増加
し始める。即ち，予め整合素子6の位置を，特性の変化
が小さい範囲（−５％〜＋９％）の中心である＋２％
に，ずらして置くことにより，導波管狭壁幅の±７％の
位置精度で変換器を構成すれば，位置ずれによる透過損
失は0.1dB以下とすることができる。FIG. 7 shows the relationship between the amount of displacement between the photoetched dielectric substrate and the waveguide and the conversion loss. Here, the amount of displacement is a relative distance between the center of the waveguide and the center of the matching element. Although the loss does not increase with respect to the displacement in the x direction, the loss with respect to the displacement in the y direction starts to increase from around 9% in the positive direction and from around -5% in the negative direction. That is, the position of the matching element 6 is set in advance to + 2%, which is the center of the range where the characteristic change is small (−5% to + 9%).
If the converter is configured with a positional accuracy of ± 7% of the width of the narrow wall of the waveguide by displacing the converter, the transmission loss due to the positional deviation can be reduced to 0.1 dB or less.
【００３２】（第３実施例）本実施例における導波管・
伝送線路変換器３００の斜視図、断面図を図８、図９
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）にそれぞれ示す。本導
波管・伝送線路変換器３００は、誘電体基板（第１誘電
体基板４、第２誘電体基板４′）及び接地金属層（第１
接地金属層５、第２接地金属層５′）の数以外の点で
は、図１、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示される導波
管・伝送線路変換器１００と同様の構造をしている。(Third Embodiment) A waveguide according to the third embodiment
8 and 9 are a perspective view and a sectional view of the transmission line converter 300.
(A), (b), (c), and (d) respectively show. The waveguide / transmission line converter 300 includes a dielectric substrate (first dielectric substrate 4 and second dielectric substrate 4 ′) and a ground metal layer (first dielectric substrate 4 ′).
Except for the numbers of the ground metal layers 5 and the second ground metal layers 5 ′), they are the same as the waveguide / transmission line converter 100 shown in FIGS. 1 and 2A, 2 B, and 2 C. The structure is.
【００３３】本実施例の構成とすれば、短絡金属層１と
整合素子６との間に第１誘電体基板４と第２誘電体基板
４′を設けることにより、その間隔を広くできる。これ
により、電力を伝送・変換する周波数帯域を広くするこ
とができる。According to the structure of the present embodiment, by providing the first dielectric substrate 4 and the second dielectric substrate 4 'between the short-circuit metal layer 1 and the matching element 6, the distance can be widened. Thereby, the frequency band for transmitting and converting power can be widened.
【図１】本発明の第１実施例における導波管・伝送線路
変換器１００の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a waveguide / transmission line converter 100 according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例における導波管・伝送線路
変換器１００の３つの断面における断面図（ａ），
（ｂ），（ｃ）。FIG. 2 is a sectional view (a) showing three sections of the waveguide / transmission line converter 100 according to the first embodiment of the present invention;
(B), (c).
【図３】本発明の第１実施例における導波管・伝送線路
変換器１００における導波管幅と共振周波数との関係を
示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a waveguide width and a resonance frequency in the waveguide / transmission line converter 100 according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１実施例における導波管・伝送線路
変換器１００におけるストリップ線路を挟む２つの金属
柱の間隔と電力損失量との関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a distance between two metal pillars sandwiching a strip line and a power loss amount in the waveguide / transmission line converter 100 according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施例における導波管・伝送線路
変換器２００の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of a waveguide / transmission line converter 200 according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２実施例における導波管・伝送線路
変換器２００の３つの断面における断面図（ａ），
（ｂ），（ｃ）。FIG. 6 is a sectional view (a) showing three sections of a waveguide / transmission line converter 200 according to a second embodiment of the present invention;
(B), (c).
【図７】本発明の第２実施例における導波管・伝送線路
変換器２００における導波管のズレ量と透過損失の増加
量との関係を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of deviation of the waveguide and the amount of increase in transmission loss in the waveguide / transmission line converter 200 according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３実施例における導波管・伝送線路
変換器３００の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a waveguide / transmission line converter 300 according to a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第３実施例における導波管・伝送線路
変換器３００の４つの断面における断面図（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）。FIG. 9 is a sectional view (a) showing four sections of a waveguide / transmission line converter 300 according to a third embodiment of the present invention;
(B), (c), (d).
【図１０】従来技術による導波管・伝送線路変換器９０
０の斜視図。FIG. 10 shows a conventional waveguide / transmission line converter 90.
0 is a perspective view.
【図１１】従来技術による導波管・伝送線路変換器９０
０の３つの断面における断面図（ａ），（ｂ），
（ｃ）。FIG. 11 shows a conventional waveguide / transmission line converter 90.
0 (a), (b),
(C).
１００、２００、３００ … 導波管・伝送線路変換器 １ … 短絡金属層（又は、短絡板） ２ … 導波管 ３ … ストリップ線路（又は、その一部分） ４ … 誘電体基板 ５ … 接地金属層 ６ … 整合素子 ７ … 金属柱 100, 200, 300… Waveguide / transmission line converter 1… Short-circuit metal layer (or short-circuit plate) 2… Waveguide 3… Strip line (or a part thereof) 4… Dielectric substrate 5… Ground metal layer 6 ... matching element 7 ... metal pillar
Claims (7)
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器において、 前記導波管の開口部に位置する、切り込みを有する短絡
金属層と、 前記切り込みの内側に、前記短絡金属層と離して、その
一端が配置されたストリップ線路と、 前記導波管開口部又は前記導波管内に、前記短絡金属層
と略平行に配置された誘電体基板と、 前記誘電体基板の、前記短絡金属層が位置する側とは反
対側の面Ａの略中央に配置された整合素子とを備え、 前記ストリップ線路と前記整合素子とが互いに接近して
配置されることにより、前記ストリップ線路と前記整合
素子とが互いに電磁的に結合されており、 前記面Ａの前記整合素子の周囲に、前記整合素子の外周
より一定間隔以上の距離をおいて、前記導波管にアース
された第１接地金属層を備え、 前記第１接地金属層の内周によって囲まれる前記面Ａ上
の領域Ｓ１が、前記導波管の内壁によって囲まれる前記
面Ａ上の領域Ｓ２の真部分集合となる様に、前記第１接
地金属層が形成・配置されていることを特徴とする導波
管・伝送線路変換器。1. A waveguide / transmission line converter capable of mutually converting power transmitted by a waveguide and power transmitted by a strip line, wherein the converter is located at an opening of the waveguide. A short-circuit metal layer having a notch, a strip line having one end disposed inside the notch, apart from the short-circuit metal layer, and the short-circuit metal layer in the waveguide opening or the waveguide. A dielectric substrate disposed substantially in parallel, and a matching element disposed substantially in the center of a surface A of the dielectric substrate opposite to the side where the short-circuit metal layer is located; Since the matching element and the matching element are arranged close to each other, the strip line and the matching element are electromagnetically coupled to each other, and are fixed around the matching element on the surface A from the outer periphery of the matching element. Distance greater than the distance A first ground metal layer grounded to the waveguide at a distance, and a region S1 on the surface A surrounded by an inner periphery of the first ground metal layer is surrounded by an inner wall of the waveguide The waveguide / transmission line converter, wherein the first ground metal layer is formed and arranged so as to form a true subset of the region S2 on the surface A.
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器において、 前記導波管の開口部に位置する、切り込みを有する短絡
金属層と、 前記切り込みの内側に、前記短絡金属層と離して、その
一端が配置されたストリップ線路と、 前記導波管開口部又は前記導波管内に、前記短絡金属層
と略平行に配置された誘電体基板と、 前記誘電体基板の、前記短絡金属層が位置する側とは反
対側の面Ａの略中央に配置された整合素子とを備え、 前記ストリップ線路と前記整合素子とが互いに接近して
配置されることにより、前記ストリップ線路と前記整合
素子とが互いに電磁的に結合されており、 前記整合素子の中心は、前記導波管の中心から、前記ス
トリップ線路の長手方向で前記一端とは反対側の向きに
一定距離ｄだけズレていることを特徴とする導波管・伝
送線路変換器。2. A waveguide / transmission line converter capable of mutually converting power transmitted by a waveguide and power transmitted by a strip line, wherein the converter is located at an opening of the waveguide. A short-circuit metal layer having a notch, a strip line having one end disposed inside the notch, apart from the short-circuit metal layer, and the short-circuit metal layer in the waveguide opening or the waveguide. A dielectric substrate disposed substantially in parallel, and a matching element disposed substantially in the center of a surface A of the dielectric substrate opposite to the side where the short-circuit metal layer is located; The strip line and the matching element are electromagnetically coupled to each other by arranging the matching elements close to each other, and the center of the matching element is shifted from the center of the waveguide to the strip line. The longitudinal direction of A waveguide-to-transmission line converter, which is displaced by a fixed distance d in a direction opposite to the one end in the direction.
導波管の狭壁幅方向に一致し、 前記一定距離ｄは、前記導波管の狭壁幅Ｗの約１〜４％
であることを特徴とする請求項２に記載の導波管・伝送
線路変換器。3. A longitudinal direction of the strip line corresponds to a narrow wall width direction of the waveguide, and the predetermined distance d is about 1 to 4% of a narrow wall width W of the waveguide.
3. The waveguide / transmission line converter according to claim 2, wherein:
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器において、 前記導波管の開口部に位置する、切り込みを有する短絡
金属層と、 前記切り込みの内側に、前記短絡金属層と離して、その
一端が配置されたストリップ線路と、 前記導波管開口部又は前記導波管内に、前記短絡金属層
と略平行に配置された誘電体基板と、 前記誘電体基板の、前記短絡金属層が位置する側とは反
対側の面Ａの略中央に配置された整合素子とを備え、 前記ストリップ線路と前記整合素子とが互いに接近して
配置されることにより、前記ストリップ線路と前記整合
素子とが互いに電磁的に結合されており、 前記誘電体基板は、前記切り込みの切り口の両脇に位置
して前記短絡金属層と前記導波管とを電気的に接続する
少なくとも２つの金属柱を有し、 前記金属柱の間隔が、前記ストリップ線路の線路幅の２
倍未満であることを特徴とする導波管・伝送線路変換
器。4. A waveguide / transmission line converter capable of mutually converting power transmitted by a waveguide and power transmitted by a strip line, wherein the converter is located at an opening of the waveguide. A short-circuit metal layer having a notch, a strip line having one end disposed inside the notch, apart from the short-circuit metal layer, and the short-circuit metal layer in the waveguide opening or the waveguide. A dielectric substrate disposed substantially in parallel, and a matching element disposed substantially in the center of a surface A of the dielectric substrate opposite to the side where the short-circuit metal layer is located; Since the matching element and the matching element are arranged close to each other, the strip line and the matching element are electromagnetically coupled to each other, and the dielectric substrate is positioned on both sides of the cut edge of the cut. Short-circuit metal layer and And at least two metal pillars electrically connecting the waveguide and the metal pillar, wherein a distance between the metal pillars is two times a line width of the strip line.
A waveguide / transmission line converter characterized by being less than twice.
位置して前記導波管の管断面に接合され、前記ストリッ
プ線路を配置された第１誘電体基板と、前記導波管の管
内に位置して前記整合素子を配置された第２誘電体基板
とを２枚重ね合わせるか、若しくは、 この２枚の誘電体基板を一体成形することにより構成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れ
か１項に記載の導波管・伝送線路変換器。5. The first dielectric substrate, wherein the dielectric substrate is positioned at the waveguide opening and is joined to a cross section of the waveguide, and the first dielectric substrate on which the stripline is disposed; Or two of the second dielectric substrates on each of which the matching element is disposed in the tube, or by integrally molding these two dielectric substrates. The waveguide / transmission line converter according to any one of claims 1 to 4.
電体基板、又は前記第１誘電体基板は、 前記ストリップ線路が付設されている面とは反対側の面
に、前記導波管の管断面と接合される第２接地金属層を
有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
か１項に記載の導波管・伝送線路変換器。6. The waveguide substrate of the waveguide, wherein the dielectric substrate provided with the strip line or the first dielectric substrate has a tube section of the waveguide on a surface opposite to a surface provided with the strip line. The waveguide / transmission line converter according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second ground metal layer joined to the waveguide.
基板は、 前記短絡金属層の外周付近と前記導波管の管断面との間
に、 前記短絡金属層と前記導波管とを電気的に接続するため
の金属柱を有することを特徴とする請求項１乃至請求項
６の何れか１項に記載の導波管・伝送線路変換器。7. The dielectric substrate or the first dielectric substrate, wherein the short-circuit metal layer and the waveguide are disposed between an outer periphery of the short-circuit metal layer and a cross section of the waveguide. The waveguide / transmission line converter according to any one of claims 1 to 6, further comprising a metal pillar for electrically connecting the waveguide and the transmission line.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29182399A JP2001111312A (en) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | Waveguide/transmission line converter |
| US09/471,470 US6580335B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Waveguide-transmission line transition having a slit and a matching element |
| EP99125800A EP1014471A1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Waveguide-transmission line transition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29182399A JP2001111312A (en) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | Waveguide/transmission line converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111312A true JP2001111312A (en) | 2001-04-20 |
Family
ID=17773887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29182399A Pending JP2001111312A (en) | 1998-12-24 | 1999-10-14 | Waveguide/transmission line converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001111312A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107425252A (en) * | 2012-05-01 | 2017-12-01 | 纳米通股份有限公司 | Radio frequency（RF）Conductive medium |
-
1999
- 1999-10-14 JP JP29182399A patent/JP2001111312A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107425252A (en) * | 2012-05-01 | 2017-12-01 | 纳米通股份有限公司 | Radio frequency（RF）Conductive medium |
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