JPH05283915A - 導波管−マイクロストリップ線路変換器 - Google Patents
導波管−マイクロストリップ線路変換器Info
- Publication number
- JPH05283915A JPH05283915A JP7479492A JP7479492A JPH05283915A JP H05283915 A JPH05283915 A JP H05283915A JP 7479492 A JP7479492 A JP 7479492A JP 7479492 A JP7479492 A JP 7479492A JP H05283915 A JPH05283915 A JP H05283915A
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- JP
- Japan
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- ridge
- microstrip line
- width
- dielectric
- waveguide
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 リッジの幅とマイクロストリップ線路の幅と
が不連続な接続になることを防止し、VSWRや広帯域
化を改善した導波管−マイクロストリップ線路変換器を
提供する。 【構成】 リッジ導波管11のリッジ先端部と誘電体基
板上に形成されるマイクロストリップ線路導体4とを接
続する導波管ーマイクロストリップ線路変換器におい
て、前記リッジ先端部に近いマイクロストリップ線路導
体4の下方に、前記リッジ先端部から離れた部分のマイ
クロストリップ線路導体4の下方にある誘電体と誘電率
の異なる誘電体の層または空気層3を設ける。
が不連続な接続になることを防止し、VSWRや広帯域
化を改善した導波管−マイクロストリップ線路変換器を
提供する。 【構成】 リッジ導波管11のリッジ先端部と誘電体基
板上に形成されるマイクロストリップ線路導体4とを接
続する導波管ーマイクロストリップ線路変換器におい
て、前記リッジ先端部に近いマイクロストリップ線路導
体4の下方に、前記リッジ先端部から離れた部分のマイ
クロストリップ線路導体4の下方にある誘電体と誘電率
の異なる誘電体の層または空気層3を設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導波管とマイクロスト
リップ線路との相互間の伝送モード変換を行う導波管ー
マイクロストリップ線路変換器に関する。
リップ線路との相互間の伝送モード変換を行う導波管ー
マイクロストリップ線路変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波機器に使用されるマイクロ波
部のユニットは、小形化や高周波化という目的から、マ
イクロストリップ線路を誘電体基板上に形成したマイク
ロ波集積回路を使用することが多い。このようなマイク
ロ波集積回路を伝送した信号は、最終的には、指向性が
よく、損失の少ない導波管アンテナによって自由空間中
に放射され無線通信としての機能が成立する。
部のユニットは、小形化や高周波化という目的から、マ
イクロストリップ線路を誘電体基板上に形成したマイク
ロ波集積回路を使用することが多い。このようなマイク
ロ波集積回路を伝送した信号は、最終的には、指向性が
よく、損失の少ない導波管アンテナによって自由空間中
に放射され無線通信としての機能が成立する。
【0003】このような無線通信においては、そこを伝
送する信号は、マイクロストリップ線路から導波管へ
と、途中で伝送路が変わる。
送する信号は、マイクロストリップ線路から導波管へ
と、途中で伝送路が変わる。
【0004】この場合、マイクロストリップ線路と導波
管とは、伝送モードが異なるのでマイクロストリップ線
路と導波管との接続部で、マイクロストリップ線路モー
ドから導波管モードへと、モードの変換が必要となる。
管とは、伝送モードが異なるのでマイクロストリップ線
路と導波管との接続部で、マイクロストリップ線路モー
ドから導波管モードへと、モードの変換が必要となる。
【0005】このようなモード変換の一つの例として、
同軸モードを介して行うことがある。
同軸モードを介して行うことがある。
【0006】しかし同軸モードを介して行うと、その分
損失が増大し、また電圧定在波比(以下VSWRとい
う。)も悪化する。このVSWRの悪化は、特にミリ波
帯以上の高い周波数になると著しくなる。
損失が増大し、また電圧定在波比(以下VSWRとい
う。)も悪化する。このVSWRの悪化は、特にミリ波
帯以上の高い周波数になると著しくなる。
【0007】したがってマイクロストリップ線路モード
から導波管モードへの変換は、同軸モードを介さずに直
接変換することが望ましい。
から導波管モードへの変換は、同軸モードを介さずに直
接変換することが望ましい。
【0008】なお導波管からマイクロストリップ線路に
直接モード変換する方法としては、(1)フインライン
形、(2)電界(E面)プローブ形、(3)リッジ導波
管形、などが提案されている。
直接モード変換する方法としては、(1)フインライン
形、(2)電界(E面)プローブ形、(3)リッジ導波
管形、などが提案されている。
【0009】これらの方法を、システム構成の上から見
るとそれぞれ一長一短がある。
るとそれぞれ一長一短がある。
【0010】しかし直線的なレイアウトができること、
特性の調整作業の容易さなどを考えると、リッジ導波管
形が有利である。
特性の調整作業の容易さなどを考えると、リッジ導波管
形が有利である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図3は、従来のリッジ
導波管形の導波管−マイクロストリップ線路変換器の一
例を示す図で、(a)は斜視図、(b)は導波管の中心
軸における断面図である。 11はリッジ導波管で、そ
の中央に階段状にリッジ21、22、23が伸びてい
る。リッジ導波管11の特性インピーダンスは、リッジ
の長さdと幅sが関係する。なおリッジ導波管11をマ
イクロストリップ線路に接続する場合、両線路間でイン
ピーダンス整合を取る必要があり、通常、導波管11の
インピーダンスをマイクロストリップ線路4の一般的な
特性インピーダンス、50オームに合わせている。
導波管形の導波管−マイクロストリップ線路変換器の一
例を示す図で、(a)は斜視図、(b)は導波管の中心
軸における断面図である。 11はリッジ導波管で、そ
の中央に階段状にリッジ21、22、23が伸びてい
る。リッジ導波管11の特性インピーダンスは、リッジ
の長さdと幅sが関係する。なおリッジ導波管11をマ
イクロストリップ線路に接続する場合、両線路間でイン
ピーダンス整合を取る必要があり、通常、導波管11の
インピーダンスをマイクロストリップ線路4の一般的な
特性インピーダンス、50オームに合わせている。
【0012】文献によれば、導波管のリッジ部分、例え
ばリッジ21部分の特性インピーダンスを50オームに
する場合、その特性インピーダンスは長さdと幅sから
計算で求められる。
ばリッジ21部分の特性インピーダンスを50オームに
する場合、その特性インピーダンスは長さdと幅sから
計算で求められる。
【0013】例えばリッジ21の長さdが決まると、標
準導波管の高さHが既に決まっており、またリッジ21
とマイクロストリップ線路の線路導体4とを接続すると
いう構造上の面から、マイクロストリップ線路4側の誘
電体3の厚さtが決まる。誘電体3の厚さtが決まる
と、誘電体3の比誘電率εrは既知であるから、特性イ
ンピーダンスが50オームとなる線路幅Wは、非常に精
度の良い近似式で求められる。
準導波管の高さHが既に決まっており、またリッジ21
とマイクロストリップ線路の線路導体4とを接続すると
いう構造上の面から、マイクロストリップ線路4側の誘
電体3の厚さtが決まる。誘電体3の厚さtが決まる
と、誘電体3の比誘電率εrは既知であるから、特性イ
ンピーダンスが50オームとなる線路幅Wは、非常に精
度の良い近似式で求められる。
【0014】なおリッジ21の端面とマイクロストリッ
プ線路4の端は金属箔5で接続される。
プ線路4の端は金属箔5で接続される。
【0015】上記の方法でマイクロストリップ線路4の
幅Wを求めると、この幅Wはリッジの幅sと一致せず、
一般にs>Wとなる。
幅Wを求めると、この幅Wはリッジの幅sと一致せず、
一般にs>Wとなる。
【0016】これはリッジ21と導波管11の底面12
との間の空気を誘電体とし、線路幅がdのマイクロスト
リップ線路4の特性インピーダンスがほぼ50オームと
なるためで、その部分の媒体が、空気であるか誘電体で
あるかの差によるものである。
との間の空気を誘電体とし、線路幅がdのマイクロスト
リップ線路4の特性インピーダンスがほぼ50オームと
なるためで、その部分の媒体が、空気であるか誘電体で
あるかの差によるものである。
【0017】したがってリッジ21(幅s)とマイクロ
ストリップ線路(幅W)の接続部において幅の不連続部
が生じる。これはマイクロ波回路的にサセプタンスが付
加されたことを意味する。
ストリップ線路(幅W)の接続部において幅の不連続部
が生じる。これはマイクロ波回路的にサセプタンスが付
加されたことを意味する。
【0018】サセプタンスが付加されると、導波管−マ
イクロストリップ線路変換器としてのVSWR特性が劣
化し、また動作周波数帯域が狭くなる。
イクロストリップ線路変換器としてのVSWR特性が劣
化し、また動作周波数帯域が狭くなる。
【0019】このような設計上の問題に対して、図4に
示されるようにいくつかの対策が考えられている。なお
図4においては図3と同一部分には同一番号を付して詳
細な説明は省略する。
示されるようにいくつかの対策が考えられている。なお
図4においては図3と同一部分には同一番号を付して詳
細な説明は省略する。
【0020】一つの対策が図4(a)に示された構成で
ある。
ある。
【0021】リッジ21の角21a、21bを一部削除
して、削除後のリッジの幅s´がマイクロストリップ線
路4の幅Wと等しくなるようにして、付加サセプタンス
を軽減する例である。しかし角を削除したことによって
リッジ21端部の特性インピーダンスの上昇は免れず、
特性インピーダンスの一部上昇による影響のため、モー
ドの変換特性はそれ程改善されない。
して、削除後のリッジの幅s´がマイクロストリップ線
路4の幅Wと等しくなるようにして、付加サセプタンス
を軽減する例である。しかし角を削除したことによって
リッジ21端部の特性インピーダンスの上昇は免れず、
特性インピーダンスの一部上昇による影響のため、モー
ドの変換特性はそれ程改善されない。
【0022】もう一つの対策が図4(b)に示された構
成である。
成である。
【0023】付加サセプタンスを逆付加サセプタンス成
分6で打ち消そうとしたものである。この構成では、逆
付加サセプタンス成分6が周波数特性を持つため帯域性
が失われるという欠点がある。
分6で打ち消そうとしたものである。この構成では、逆
付加サセプタンス成分6が周波数特性を持つため帯域性
が失われるという欠点がある。
【0024】本発明は、上記した欠点を解決し、リッジ
の幅とマイクロストリップ線路の幅の設計上の問題から
起因するVSWR特性や帯域特性の悪化を防止し得る導
波管−マイクロストリップ線路変換器を提供することを
目的とする。
の幅とマイクロストリップ線路の幅の設計上の問題から
起因するVSWR特性や帯域特性の悪化を防止し得る導
波管−マイクロストリップ線路変換器を提供することを
目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明は、リッジ導波管
のリッジ先端部と誘電体基板上に形成されるマイクロス
トリップ線路導体とを接続する導波管ーマイクロストリ
ップ線路変換器において、前記リッジ先端部に近いマイ
クロストリップ線路導体の下方に、前記リッジ先端部か
ら離れた部分のマイクロストリップ線路導体の下方にあ
る誘電体と誘電率の異なる誘電体の層または空気層を設
けている。
のリッジ先端部と誘電体基板上に形成されるマイクロス
トリップ線路導体とを接続する導波管ーマイクロストリ
ップ線路変換器において、前記リッジ先端部に近いマイ
クロストリップ線路導体の下方に、前記リッジ先端部か
ら離れた部分のマイクロストリップ線路導体の下方にあ
る誘電体と誘電率の異なる誘電体の層または空気層を設
けている。
【0026】
【作用】リッジ導波管のリッジ先端部と誘電体基板上に
形成されるマイクロストリップ線路導体とを接続する場
合に、リッジ先端部に近いマイクロストリップ線路導体
の下方に、前記リッジ先端部から離れた部分のマイクロ
ストリップ線路導体の下方にある誘電体と誘電率の異な
る誘電体の層または空気層を設けているので、リッジの
幅とマイクロストリップ線路の幅との不連続な接続を防
止できる。
形成されるマイクロストリップ線路導体とを接続する場
合に、リッジ先端部に近いマイクロストリップ線路導体
の下方に、前記リッジ先端部から離れた部分のマイクロ
ストリップ線路導体の下方にある誘電体と誘電率の異な
る誘電体の層または空気層を設けているので、リッジの
幅とマイクロストリップ線路の幅との不連続な接続を防
止できる。
【0027】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照して説
明する。
明する。
【0028】図1(a)は本発明の導波管−マイクロス
トリップ線路変換器の一実施例を示す平面図、図1
(b)はその断面図である。なお図1では図3および図
4と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略す
る。
トリップ線路変換器の一実施例を示す平面図、図1
(b)はその断面図である。なお図1では図3および図
4と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略す
る。
【0029】導波管のリッジ部21、22、23は従来
例と同じ構造であるが、マイクロストリップ線路との境
界の構造が異なっている。
例と同じ構造であるが、マイクロストリップ線路との境
界の構造が異なっている。
【0030】図1(a)、(b)に示すようにマイクロ
ストリップ線路4とリッジ21との接続部分で誘電体3
の下側の一部を、例えば斜めに切り欠き、図1(b)に
示すように、誘電体3の切り欠き部8を形成し、切り欠
いた部分を空気層7にしている。
ストリップ線路4とリッジ21との接続部分で誘電体3
の下側の一部を、例えば斜めに切り欠き、図1(b)に
示すように、誘電体3の切り欠き部8を形成し、切り欠
いた部分を空気層7にしている。
【0031】またマイクロストリップ線路4の幅Wは、
リッジ21に向かって切り欠き部8の部分で徐々に広く
し、リッジ21との接続部でリッジ21の幅sと同じに
なるようにしている。
リッジ21に向かって切り欠き部8の部分で徐々に広く
し、リッジ21との接続部でリッジ21の幅sと同じに
なるようにしている。
【0032】なお切り欠き部8の部分のマイクロストリ
ップ線路4の線路幅W´は、その部分における誘電体3
の厚さt´を考慮し、特性インピーダンスが50オーム
になるように選ばれる。この関係は、切り欠き部8の全
域について同じになっている。
ップ線路4の線路幅W´は、その部分における誘電体3
の厚さt´を考慮し、特性インピーダンスが50オーム
になるように選ばれる。この関係は、切り欠き部8の全
域について同じになっている。
【0033】即ち、特性インピーダンスが50オームと
いう条件から、切り欠き部8における誘電体3の厚さt
´が決まれば、その部分のマイクロストリップ線路の幅
W´が決まる。
いう条件から、切り欠き部8における誘電体3の厚さt
´が決まれば、その部分のマイクロストリップ線路の幅
W´が決まる。
【0034】上記の構成によれば、リッジ21部から境
界部10を経て、マイクロストリップ線路4の端まで、
線路幅が急激に変わる不連続な部分がなく、また特性イ
ンピーダンスも連続的に50オームを保つことができ
る。
界部10を経て、マイクロストリップ線路4の端まで、
線路幅が急激に変わる不連続な部分がなく、また特性イ
ンピーダンスも連続的に50オームを保つことができ
る。
【0035】なお切り欠き部8の斜めに切り欠かれた部
分の誘電体の表面7は導体膜などは施されていない。
分の誘電体の表面7は導体膜などは施されていない。
【0036】したがって切り欠き8部における等価比誘
電率εr´は、空気の比誘電率をεaとすると、 εr´=εr・εa/(εr+εa) となる。この等価比誘電率εr´によって、切り欠き部
8のマイクロストリップ線路幅の幅W´が計算される。
電率εr´は、空気の比誘電率をεaとすると、 εr´=εr・εa/(εr+εa) となる。この等価比誘電率εr´によって、切り欠き部
8のマイクロストリップ線路幅の幅W´が計算される。
【0037】上記した導波管−マイクロストリップ線路
変換器によれば、リッジ21とマイクロストリップ線路
4との境界部の誘電体を一部切り欠くことによって、リ
ッジの幅とマイクロストリップ線路の幅とを滑らかに連
続的に変化でき、しかも特性インピーダンスを変えるこ
となく、導波管からマイクロストリップ線路に変換でき
る。
変換器によれば、リッジ21とマイクロストリップ線路
4との境界部の誘電体を一部切り欠くことによって、リ
ッジの幅とマイクロストリップ線路の幅とを滑らかに連
続的に変化でき、しかも特性インピーダンスを変えるこ
となく、導波管からマイクロストリップ線路に変換でき
る。
【0038】図2(a),(b)は本発明の他の実施例
を示すもので、図1と同一部分には同一番号を付し詳細
な説明は省略する。
を示すもので、図1と同一部分には同一番号を付し詳細
な説明は省略する。
【0039】図2(a)はリッジ91の形状を曲線にし
た例で、図2(b)はリッジ92の形状をテーパにした
例である。この場合も同様な効果がある。
た例で、図2(b)はリッジ92の形状をテーパにした
例である。この場合も同様な効果がある。
【0040】また切り欠き部8の形状も直線に限らず曲
線でもよい。
線でもよい。
【0041】本実施例では、リッジとマイクロストリッ
プ線路導体との接続部分の誘電体を切り欠い部分に、低
誘電率の空気を残している。しかし切り欠いた部分に、
リッジ先端部から離れた部分の誘電体より低い誘電率の
他の誘電体を充填しても同等の効果を得ることができ
る。
プ線路導体との接続部分の誘電体を切り欠い部分に、低
誘電率の空気を残している。しかし切り欠いた部分に、
リッジ先端部から離れた部分の誘電体より低い誘電率の
他の誘電体を充填しても同等の効果を得ることができ
る。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、リッジの幅とマイクロ
ストリップ線路の幅とが不連続に接続することを防止で
き、VSWRや広帯域化を改善した導波管−マイクロス
トリップ線路変換器が実現できる。
ストリップ線路の幅とが不連続に接続することを防止で
き、VSWRや広帯域化を改善した導波管−マイクロス
トリップ線路変換器が実現できる。
【図1】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図3】従来の例を説明する図である。
【図4】他の従来の例を説明する図である。
3…誘電体 4…マイクロストリップ線路 5…金属箔 7…空気層または低誘電率の誘電体 8…切り欠き部 10…境界部 11…リッジ導波管 12…導波管11の底面 21、22、23…リッジ
Claims (1)
- 【請求項1】 リッジ導波管のリッジ先端部と誘電体基
板上に形成されるマイクロストリップ線路導体とを接続
する導波管ーマイクロストリップ線路変換器において、
前記リッジ先端部に近いマイクロストリップ線路導体の
下方に、前記リッジ先端部から離れた部分のマイクロス
トリップ線路導体の下方にある誘電体と誘電率の異なる
誘電体の層または空気層を設けた導波管ーマイクロスト
リップ線路変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7479492A JPH05283915A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 導波管−マイクロストリップ線路変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7479492A JPH05283915A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 導波管−マイクロストリップ線路変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283915A true JPH05283915A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13557569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7479492A Pending JPH05283915A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 導波管−マイクロストリップ線路変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05283915A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6335664B1 (en) | 1998-04-28 | 2002-01-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Branch circuit and its designing method, waveguide-microstrip transition, and application to HF circuit, antenna and communication system |
WO2004030142A1 (de) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Eads Deutschland Gmbh | Übergang zwischen einer mikrostreifenleitung und einem hohlleiter |
CN110233320A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-13 | 零八一电子集团有限公司 | 侧馈式悬置带线波导转换结构 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7479492A patent/JPH05283915A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6335664B1 (en) | 1998-04-28 | 2002-01-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Branch circuit and its designing method, waveguide-microstrip transition, and application to HF circuit, antenna and communication system |
US6592021B2 (en) | 1998-04-28 | 2003-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Circuit board bonding method, branch circuit and its designing method, waveguide-microstrip transition, and application to HF circuit, antenna and communication system |
WO2004030142A1 (de) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Eads Deutschland Gmbh | Übergang zwischen einer mikrostreifenleitung und einem hohlleiter |
US7336141B2 (en) | 2002-09-20 | 2008-02-26 | Eads Deutschland Gmbh | Junction with stepped structures between a microstrip line and a waveguide |
CN100391045C (zh) * | 2002-09-20 | 2008-05-28 | 伊兹德国有限公司 | 微波传输带与波导管间的过渡装置 |
AU2003257396B2 (en) * | 2002-09-20 | 2008-09-25 | Eads Deutschland Gmbh | Junction between a microstrip line and a waveguide |
KR100958790B1 (ko) * | 2002-09-20 | 2010-05-18 | 이에이디에스 도이치란트 게엠베하 | 마이크로스트립라인과 도파관 사이의 접합부를 위한 장치 |
CN110233320A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-13 | 零八一电子集团有限公司 | 侧馈式悬置带线波导转换结构 |
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