JP3708544B2 - 伝送線路網 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、第１の導電性基板と、一定の厚さを有する第１の誘電体シートと、一定の厚さを有する第２の誘電体シートと、第２の導電性基板と、第１の誘電体シートと第２の誘電体シートとの間に位置するストリップライン網との集成体を具える伝送線路網に関するものである。このような伝送線路網は例えば位相調整アレーアンテナ又はマルチビームアンテナの配電網として使用されている。これらの既知の伝送線路網の欠点は、誘電体損の結果として内部導体構造近くの誘電体シートに熱を発生し伝送線路網の過度の加熱を発生し得るために電力伝送能力がかなり制限される点にある。
【０００２】
改良された伝送線路構造がＧＢ−Ａ ２．２１７．１１４から既知であり、この既知の構造ではストリップライン網を一つの誘電体シートの溝内に配置し、ストリップライン網の片側には誘電体が存在しないようにしている。高電力用の場合には、この既知の伝送線路構造は依然としてストリップライン網の片側に誘電体を有し、特に電磁界がこの誘電体のある側に集中する傾向があるため、加熱を発生しうる欠点を有する。
【０００３】
配電網用には、この既知の伝送線路構造は、更に、誘電体のある側と誘電体のない側とで電磁波の速度が相違し、ストリップライン網が電磁波の速度に関し非対象であるという欠点を有する。これはストリップラインの各部の位相長が明確に定まらないことを意味し、このことは配電網には許容し得ない。
【０００４】
本発明は、これらの欠点のない伝送線路網を実現することを目的とし、この目的のために、ストリップライン網の少なくとも一部分に対し、両誘電体シートに、ストリップライン網のこの部分に少なくともほぼ一致する形状を有するキャビティを設け、この部分において当該伝送線路網が誘電体を含まないようにしたことを特徴とする。
【０００５】
ストリップライン網を支持するために、第１の好適実施例においては、キャビティの幅が少なくとも部分的にストリップライン網の幅より小さく選択されていることを特徴とする。このようにすると、誘電体損を発生する誘電体の量が強く減少し、残存する誘電体は発生する電界及び従って発生する誘電体損が通常小さい内部導体構造の縁部上に位置するだけとなる。更に、一般に、内部導体構造をその全長に亘って支持する必要はなく、その結果として、支持が必要な領域の内部導体構造と第１及び第２導電性基板との間に限定量の誘電体を存在させれば十分とすることができる。
【０００６】
第２の好適実施例においては、ストリップライン網を第１及び第２誘電体シート間に配置された誘電体フィルム上に設けることができる。この場合にはキャビティの幅をストリップラインの幅より大きくすることができ、その結果として誘電体シート内で発生する誘電体損の完全な除去が得られる。
【０００７】
この実施例は、ストリップライン網を誘電体フィルム上に設けられたプリント回路として実現することができるという追加の利点ももたらす。更に、複雑な内部導体構造を比較的低コストで製造することもできる。
【０００８】
こうして得られる伝送線路網は高電力を伝送しうるが、内部導体構造の抵抗損及び誘電体フィルムに発生する誘電体損が制限因子を構成する。例えばkapton又はポリアミドを使用することにより、これらの誘電体損を低く維持することができる。
【０００９】
本発明の追加の利点は、内部導体構造を冷却することにより伝送すべき電力を更に増大することができる点にある。本発明の他の好適実施例においては、ストリップライン網を冷却するためにストリップライン網を少なくとも一部分に沿って流体を流す手段を設けたことを特徴とする。この目的のために、誘電体シートに追加のキャビティを設けることができる。流体として乾燥空気を使用すると伝送線路網内への湿気の侵入が阻止される（この湿気は追加の損失を生ずる）。
これは誘電体シートがその吸収能力を特徴とする合成発泡体からなる場合に特に有用である。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
図１は内部導体構造１が設けられている伝送線路網の上面図を略図示したものである。この伝送線路網は例えば入力端子２に供給されたマイクロ波エネルギーを４つの出力端子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに分配するのに使用される。このような伝送線路網はしばしば例えばアンテナに使用され、送信機又は受信機が入力端子２に接続され、放射素子が出力端子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに接続される。内部導体構造１は一般に以下に述べるサンドイッチ構造４内に組み込まれたストリップライン網である。
【００１１】
図２は伝送線路網の参考例の断面図を図１のＡＡ’線に沿って示すものである。内部導体構造１は第１導電性基板５及び第１誘電体シート６と第２誘電体シート７及び第２導電性基板８との間に挟まれる。誘電体損を阻止するために、第１誘電体シート６及び第２誘電体シート７にそれぞれ設けたキャビティ９及び１０により内部導体構造１近くの誘電体を部分的に除去する。キャビティ９及び１０は、内部導体構造１に対する十分な支持を維持しながら図１に示す内部導体構造１の形状に忠実に一致するように形成する。内部導体構造１は通常図１に示すものよりもっと複雑な形状を有し、これはもっと複雑な機能を実現する必要があるだけでなく、大きな帯域幅を得るために種々の補償構造を組み込む必要もあるからである点に注意されたい。
【００１２】
図３は本発明による伝送線路網の好適実施例の断面図を図１のＡＡ’線に沿って示すものである。本例のキャビティ９及び１０には底がなく、内部導体構造１は第１誘電体シート６と第２誘電体シート７との間にほんの少しクランプされたエッジ部を除いて浮動している。図３に示すように、キャビティ９及び１０の側壁にテーパを付けることにより、誘電体損を更に低減することができる。この構造は、内部導体構造１が軽い場合、例えば薄いストリップライン網である場合に特に有用である。この場合には内部導体構造１に抵抗損を発生しうるが、これは例えば入力端子２近くのダクト状キャビティ９及び１０内に冷気を送り出力端子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから排出させることにより抑えることができる。これは、もっと複雑な形状の内部導体構造１に対しても、例えば冷却流体移送用に特別に設けた誘電体シート６及び７内の追加のキャビティにより実現することができる。追加のキャビティは、キャビティ９及び１０が内部導体構造１の全体の形状に追従せず、その一部分、例えば入力端子２近くの部分の形状に追従するだけである場合にも必要とされる。送信機に接続するとき、この部分が最初に発熱する問題がある。
【００１３】
図４は本発明による伝送線路網の他の好適実施例の断面図を図１のＡＡ’線に沿って示すものである。内部導体構造は誘電体フィルム１１上に設けられたストリップライン網、例えばプリント回路として実現する。この方法は複雑なストリップライン網も低コストで製造することができる利点を有する。この場合には内部導体構造の支持が誘電体フィルム１１により与えられるので、キャビティ９及び１０を内部導体構造１の位置においてこれより幅広にすることがでる。誘電体フィルム１１は誘電体損を導入するが、これはkapton又はガラス繊維強化ポリアミドのような適当な材料の選択により低減することができる。本例でも、キャビティ９及び１０からなるダクトを用いて内部導体構造１を誘電体フィルムとともに冷却することができる。
【００１４】
上述の実施例ではサンドイッチ構造４をプレーナ構造として示したが、本発明は例えば湾曲形状のアンテナアレーを給電するために湾曲表面構造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝送線路網の上面図を略図示したものである。
【図２】伝送線路網の参考例の断面図を示したものである。
【図３】本発明による伝送線路網の好適実施例の断面図を示したものである。
【図４】本発明による伝送線路網の他の好適実施例の断面図を示す。

Claims (3)

1. 第１の導電性基板（５）と、一定の厚さを有する第１の誘電体シート（６）と、一定の厚さを有する第２の誘電体シート（７）と、第２の導電性基板（８）と、第１の誘電体シート（６）と第２の誘電体シート（７）との間に位置するストリップライン網（１）との集成体を具えた伝送線路網において、前記ストリップライン網（１）の少なくとも一部分に対し、両誘電体シート（６、７）に、前記ストリップライン網のこの部分に少なくともほぼ一致する形状を有するキャビティ（９、１０）が誘電体シートの厚さ全体に亘って設けられ、且つ前記ストリップライン網を支持するために、前記キャビティ（９、１０）の幅が少なくとも部分的に前記ストリップライン網（１）の幅より小さく選択されていることを特徴とする伝送線路網。
2. 前記ストリップライン網（１）を冷却するために前記ストリップライン網（１）の少なくとも一部分に沿って流体を流す手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の伝送線路網。
3. 前記誘電体シート（６、７）は合成発泡体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送線路網。

Images