JPH09508510A - 伝送線路網 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は発泡体ストリップライン型の伝送線路網に関するものである。発泡体（６、７）内の誘電体損を低減するために、ストリップライン（１）の領域において発泡体の少なくとも一部分を、伝送線路網の波動特性の悪化を生じないように除去する。更に、形成したダクト（９、１０）を空気又は他の冷却剤を用いるストリップライン（１）の強制冷却に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 伝送線路網 本発明は、第１の導電性基板と、少なくともほぼ一定の厚さを有する第１の誘 電体シートと、所定の形状の内部導体構造と、少なくともほぼ一定の厚さを有す 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。 一つの解決方法が特許出願ＥＰ−Ａ−０．４０２．０５２に開示され、内部導 体構造と第１及び第２の導電性基板との間の誘電体シートに複数のキャビティを 設けることが提案されている。この方法は、一方では、内部導体構造の十分な支 持を与え、他方では、誘電体材料の量を低減し、その結果発生する熱を低減する 。 この既知の方法は、内部導体構造と第１及び第２導電性基板との間にかなり多 量の誘電体材料が残存するとともに、誘電体材料の交互の存在又は不在が伝送線 路網の波動特性を悪化するという欠点を有する。 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、少なくとも一つの誘電体シートに、内部導体構造の少なくとも一部 分の形状にほぼ一致する形状を有するキャビティを設けることを特徴とする。一 般に両誘電体シートに同一のキャビティを設ける。 このようにすると、内部導体構造と第１及び第２の導電性基板との間に少量の 誘電体が存在するだけとなり、伝送線路網の波動特性に影響を与えなくなる。 本発明の好適実施例においては、キャビティが誘電体シートの厚さ全体に亘っ て延在することを特徴とする。この場合には、内部導体構造と第１及び第２誘電 体シートとの間に誘電体が少なくとも殆ど存在しない。この場合には内部導体構 造を支持する手段を設ける必要がある。この内部導体構造は一般にストリップラ イン網を含む。 ストリップライン網の支持のために、第１の好適実施例ではキャビティの幅を ストリップライン網の位置においてストリップライン網の幅より小さく選択する ことができる。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。 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 ト間に少なくともほぼ完全に含ま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。 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。 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。 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の少なくとも一部分に沿っ て流体を流す手段を設けることを特徴とする。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。 以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。図面において、 図１は伝送線路網の上面図を略図示したのであり、 図２は本発明による伝送線路網の第１の実施例の断面図を示し、 図３は本発明による伝送線路網の第２の実施例の断面図を示し、 図４は本発明による伝送線路網の第３の実施例の断面図を示す。 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。 図２は本発明による伝送線路網の一つの可能な構造の断面図を図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。 図３は本発明による伝送線路網の他の可能な構造の断面図を図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。 図４は本発明による伝送線路網の更に他の可能な構造の断面図を図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。 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。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年２月１日 【補正内容】 明細書 伝送線路網 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。 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。 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。 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少なくとも殆ど含まな いようにしたことを特徴とする。 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。 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。 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。 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。 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の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。 以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。図面において、 請求の範囲 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、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）が設けられ、この部分において当該伝送線路網が誘電体を少なくと も殆ど含まないことを特徴とする伝送線路構造。 ２．前記ストリップライン網（１）を支持するために、前記キャビティ（９、１ ０）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請求の範囲１記載の伝送線路網。 ３．前記ストリップライン網（１）が前記第１誘電体シート（６）と第２誘電体 シート（７）との間に配置された誘電体フィルム（１１）上に設けられているこ とを特徴とする請求の範囲１記載の伝送線路網。 ４．前記ストリップライン網（１）が前記誘電体フィルム（１１）上に設けられ たプリント回路を含んでいることを特徴とする請求の範囲３記載の伝送線路網。 ５．前記誘電体フィルム（１１）がkapton又はポリアミドからなることを特徴と する請求の範囲３又は４記載の伝送線路網。 ６．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 する請求の範囲１〜５のいずれかに記載の伝送線路網。 ７．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の 範囲１〜６のいずれかに記載の伝送線路網。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１の導電性基板と、少なくともほぼ一定の厚さを有する第１の誘電体シ ートと、所定の形状の内部導体構造と、少なくともほぼ一定の厚さを有する第２ の誘電体シートと、第２の導電性基板との集成体を具えた伝送線路網において、 少なくとも一つの誘電体シートに、内部導体構造の少なくとも一部分の形状にほ ぼ一致する形状を有するキャビティが設けられていることを特徴とする伝送線路 網。 ２． 両誘電体シートにキャビティが設けられていることを特徴とする請求の範 囲１記載の伝送線路網。 ３． 前記キャビティが誘電体シートの厚さ全体に亘って延在していることを特 徴とする請求の範囲１又は２記載の伝送線路網。 ４． 前記内部導体構造がストリップライン網を含んでいることを特徴とする請 求の範囲３記載の伝送線路網。 ５． 前記ストリップライン網を支持するために、前記キャビティの幅がストリ ップライン網の位置において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請求の範囲４記載の伝送線路網。 ６． 前記ストリップライン網が、少なくともほぼ完全に第１及び第２の誘電体 シート間に介挿された誘電体フィルム上に設けられていることを特徴とする請求 の範囲４記載の伝送線路網。 ７． 前記ストリップライン網が誘電体フィルム上に設けられたプリント回路を 含んでいることを特徴とする請求の範囲６記載の伝送線路網。 ８． 前記誘電体フィルムがkapton又はポリアミドからなることを特徴とする請 求の範囲６又は７記載の伝送線路網。 ９． 前記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の範囲 ５、６又は７に記載の伝送線路網。 １０． 前記誘電体シートは合成発泡体からなることを特徴とする請求の範囲９ 記載の伝送線路網。