FR2778024A1 - Structure de connexion pour lignes de guide d'ondes dielectrique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une structure de connexion pour connecter deux lignes de guide d'ondes diélectrique (6L, 6U) comprenant chacune : un substrat diélectrique (1L,1U), deux couches conductrices principales (2L, 3L; 2U, 3U), deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4L, 4U), et une couche conductrice auxiliaire (5L, 5U) tous disposés pour que les lignes de guide d'ondes transmettent des signaux haute fréquence à travers une zone entourée par les couches (2L, 3L; 2U, 3U) les groupes de conducteurs (4L, 4U) et la couche (5L, 5U). Dans cette structure, les deux lignes de guide d'ondes (6L, 6U) sont superposées de façon que l'une (2L) des couches (2L, 3L) de l'une (6L) des lignes et l'une (3U) des couches (2U, 3U) de l'autre ligne (6U) se chevauchent pour définir une partie de chevauchement dans laquelle une fenêtre de couplage (7) est formée.
Description
Structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique La
présente invention concerne une structure de connexion pour connecter des lignes de guide d'ondes diélectrique utilisées principalement pour la transmission de signaux haute fréquence dans la bande d'ondes hyperfréquence ou la bande d'ondes millimétriques. Au cours des dernières années, les recherches en matière, entre autres, de moyens de communication mobiles et de radars entre véhicules utilisant des signaux haute fréquence dans la bande d'ondes
hyperfréquence ou millimétriques se sont multipliées.
Comme lignes de transmission pour ces signaux haute fréquence, on connaît, par exemple, les lignes coaxiales, les lignes de guide d'ondes, les lignes de
guide d'ondes diélectrique et les lignes microrubans.
D'autre part, on a proposé récemment une ligne de guide d'ondes diélectrique formée dans un substrat de câblage composé de plusieurs couches diélectriques stratifiées. Par exemple, le brevet japonais publié avant examen sous le numéro JP-A 6-53711 (1994) propose une ligne de guide d'ondes formée par un substrat diélectrique placé en sandwich entre deux couches conductrices principales et par des parois latérales constituées de deux rangées de trous de traversée qui relient l'une à l'autre les couches conductrices principales. Précisément, dans cette ligne de guide d'ondes, le matériau diélectrique est entouré par les deux couches conductrices principales et par les trous de traversée qui servent de parois pseudo-conductrices pour ainsi permettre d'utiliser la zone située à l'intérieur de ces parois conductrices comme ligne
diélectrique pour transmettre des signaux.
Par ailleurs, les inventeurs de la présente invention ont proposé dans le brevet japonais publié avant examen sous le numéro JP-A 10-75108 (1998) une ligne de guide d'ondes diélectrique à structure multicouche formée à l'intérieur d'un substrat diélectrique. Il s'agit également d'un guide d'ondes du type stratifié dans lequel une ligne de guide d'ondes diélectrique comme celle décrite ci-dessus se compose d'une couche diélectrique, de deux couches conductrices principales et de groupes de conducteurs traversants, tels que des groupes de trous de traversée, et dans lequel, outre les groupes de conducteurs traversants, il est prévu des couches conductrices auxiliaires pour renforcer les parois latérales qui servent de parois électriques. Dans la ligne de guide d'ondes diélectrique décrite dans JP-A 6-53711, si un champ électrique non parallèle aux trous de traversée est généré au sein du guide d'ondes, ce champ électrique fuit à travers les parois latérales. Dans le guide d'ondes du type stratifié, toutefois, le champ électrique ne fuit pas grâce à la présence des couches
conductrices auxiliaires.
Cette ligne de guide d'ondes diélectrique qui peut être disposée à l'intérieur du substrat de câblage, ou d'un dispositif similaire, est initialement destiné à servir de ligne de transmission dans un substrat de câblage multicouche principalement pour des ondes hyperfréquence et des ondes millimétriques ou dans un
boîtier destiné à loger un dispositif à semi-
conducteur, et peut également être utilisée comme ligne d'alimentation pour une antenne intégrée dans le substrat de câblage multicouche ou dans le boîtier de dispositif à semi-conducteur pour remplir une fonction sophistiquée. D'une manière générale, dans le cas de l'utilisation de lignes de transmission pour former un circuit haute fréquence, en particulier dans le cas de la formation d'une ligne d'alimentation pour une antenne multi-élément, ou un dispositif similaire, il est nécessaire de relier les lignes de transmission entre elles dans un circuit de câblage ou de prévoir
une jonction.
Ces lignes de guide d'ondes diélectrique peuvent toutefois être superposées les unes aux autres si une réduction de taille et une forte densité d'intégration sont souhaitées et doivent également être reliées entre elles. Dans le cas des guides d'ondes métalliques conventionnels, une technique de connexion spécifique n'est pas nécessaire car une connexion tridimensionnelle peut être réalisée par un simple
pliage des guides d'ondes métalliques.
En ce qui concerne la connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique superposées les unes aux autres, les inventeurs de la présente invention ont déjà proposé une structure de connexion comportant des broches d'alimentation formées par des trous de traversée. Cette structure permet de connecter entre elles les lignes de guide d'ondes diélectrique superposées les unes aux autres à l'intérieur d'un
substrat diélectrique.
Cependant, même dans cette structure de connexion,
il reste à résoudre les problèmes suivants.
Par exemple, dans la structure de connexion ci-dessus, la broche d'alimentation joue le rôle d'une antenne monopolaire de 1/4 longueur d'onde à
l'intérieur de la ligne de guide d'ondes diélectrique.
Il est par conséquent nécessaire d'ajuster la longueur de la broche d'alimentation pour qu'elle corresponde à un quart de la longueur d'une onde que l'on souhaite principalement transmettre. Toutefois, étant donné que la broche d'alimentation est formée par un conducteur traversant, tel qu'un trou de traversée, sa longueur est limitée à l'épaisseur des feuilles de diélectrique stratifiées pour constituer le substrat diélectrique dans lequel la ligne de guide d'ondes diélectrique est formée. Il est évidemment possible de modifier l'épaisseur des feuilles de diélectrique afin de fixer la longueur de la broche d'alimentation à la valeur souhaitée, ce qui pose toutefois un problème, à savoir la suppression d'une adaptabilité à des conceptions
différentes, d'o un coût plus élevé.
D'autre part, un courant électrique circule de manière concentrée dans la broche d'alimentation, en particulier dans la bande d'ondes millimétriques, et se concentre sur la surface de la broche d'alimentation sous l'action d'un effet de peau, ce qui se traduit par une perte d'énergie importante due à la résistance du conducteur. En outre, bien que la ligne de guide d'ondes diélectrique puisse être utilisée dans un mode dans lequel le plan de stratification des feuilles de diélectrique stratifiées est parallèle au plan E du guide d'ondes, c'est-à-dire dans un mode dans lequel le champ électrique est parallèle au plan de stratification, dans ce cas, une excitation du courant électrique n'a pas lieu dans la broche d'alimentation, même si celle-ci est en service, ce qui rend par conséquent impossible la connexion entre elles des lignes de guide d'ondes diélectrique superposées les
unes aux autres.
De plus, si l'on prévoit simplement une jonction avec une ligne de guide d'ondes diélectrique pour la transmission de signaux entourée par des parois conductrices artificielles formées par les deux couches conductrices et les deux rangées de trous de traversée, comme le propose JP-A 6-53711, un champ électromagnétique est perturbé, ce qui pose donc le
problème d'une perte de transmission importante.
Par conséquent, si l'on veut constituer un circuit haute fréquence en réalisant un circuit de lignes de transmission muni d'une jonction pour former une ligne d'alimentation pour une antenne multi-élément, ou un dispositif similaire, au sein d'un substrat diélectrique, il est souhaitable que la structure de cette jonction pour les lignes de guide d'ondes diélectrique puisse être formée à l'intérieur d'un substrat diélectrique, empêche un rayonnement d'ondes électromagnétiques et présente de faibles pertes de
transmission.
La présente invention a précisément été conçue pour remédier aux problèmes ci-dessus et a pour but de proposer une structure de connexion pour des lignes de guide d'ondes diélectrique qui soit facile à fabriquer à l'aide de la technique multicouche conventionnelle, qui assure une liberté de conception et qui permette une connexion facile de lignes de guide d'ondes diélectrique superposées à l'intérieur d'un substrat diélectrique. L'invention a pour autre but de proposer une structure de connexion pour des lignes de guide d'ondes diélectrique qui soit facile à fabriquer à l'aide de la technique multicouche conventionnelle et qui permette de connecter facilement de manière orthogonale les lignes de guide d'ondes diélectrique superposées à
l'intérieur d'un substrat diélectrique.
La présente invention a encore pour autre but de proposer une structure de connexion pour des lignes de guide d'ondes diélectrique qui permette de former35 celles-ci à l'intérieur d'un substrat diélectrique sans rayonnement ni fuite d'ondes électromagnétiques de signaux haute fréquence, et de réaliser un circuit à jonction en forme de T ou à trois tranches à angle droit, présentant de faibles pertes et d'excellentes caractéristiques de transmission en reliant l'une à l'autre deux lignes de guide d'ondes diélectrique de
façon qu'elles s'entrecoupent.
Les inventeurs de la présente invention se sont efforcés de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus et ont constaté qu'en superposant l'une à l'autre deux lignes de guide d'ondes diélectrique formées dans un substrat diélectrique de façon qu'une partie d'une couche conductrice principale supérieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique formée du côté inférieur et une partie d'une couche conductrice principale inférieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique formée du côté supérieur se chevauchent, et en prévoyant une fenêtre de couplage dans la partie de chevauchement des couches conductrices principales, il est possible de coupler électromagnétiquement les lignes de guide d'ondes diélectrique supérieure et inférieure. En effet, selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique comprenant deux lignes de guide d'ondes diélectrique qui comporte chacune: un substrat diélectrique; deux couches conductrices principales, le substrat diélectrique étant placé en sandwich entre les deux couches conductrices principales; deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale disposés pour relier électriquement les couches conductrices principales dans une direction de transmission de signaux haute fréquence à des intervalles inférieurs à la moitié de la longueur d'onde des signaux; et une couche conductrice auxiliaire disposée entre les couches conductrices principales de manière être parallèle à celles-ci, couche conductrice auxiliaire qui est reliée électriquement aux groupes de conducteurs traversants de paroi latérale, les lignes de guide d'ondes diélectrique transmettant ainsi des signaux haute fréquence à travers une zone entourée par les couches conductrices principales, les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale et la couche conductrice auxiliaire, caractérisée en ce que les deux lignes de guide d'ondes diélectrique sont superposées l'une à l'autre de façon que l'une des couches conductrices principales de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent pour définir une partie de chevauchement dans laquelle une
fenêtre de couplage est formée.
De préférence, chaque ligne de guide d'ondes diélectrique comprend également un groupe de conducteurs traversants d'extrémité prévus à une distance égale ou inférieure à une longueur d'onde de guidage des signaux haute fréquence par rapport à un centre correspondant à une position médiane d'une longueur de la fenêtre de couplage, dans la direction de transmission, et disposés à des intervalles inférieurs à la moitié de la longueur d'onde des signaux, dans une direction orthogonale à la direction de transmission, pour être reliés électriquement aux couches conductrices principales; et une couche conductrice auxiliaire d'extrémité disposée entre les couches conductrices principales de manière à être parallèle à celles- ci, et reliée électriquement à la couche conductrice auxiliaire et au groupe de
conducteurs traversants d'extrémité.
De préférence également, le groupe de conducteurs traversants d'extrémité et la couche conductrice auxiliaire d'extrémité sont formés à une certaine distance d'une extrémité de la fenêtre de couplage dans
la direction de transmission.
De préférence aussi, le groupe de conducteurs traversants d'extrémité et la couche conductrice auxiliaire d'extrémité sont disposés au niveau de positions situées sensiblement dans une partie d'extrémité de la fenêtre de couplage dans la direction
de transmission.
Conformément à cette structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de la présente invention, dans la partie de connexion entre la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure et la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure qui sont superposées l'une à l'autre à l'intérieur du substrat diélectrique, la couche conductrice principale inférieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure et la couche conductrice principale supérieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure se chevauchent pour être utilisées en commun, et une partie sans couche conductrice principale est prévue comme fenêtre de couplage dans la partie de chevauchement. Par conséquent, l'épaisseur des feuilles de diélectrique ne limitent pas les caractéristiques de la ligne de guide d'ondes résultante contrairement à la structure de connexion conventionnelle par l'intermédiaire d'une broche d'alimentation. Par exemple, étant donné que le motif de la fenêtre de couplage peut être conçu préalablement lors de l'impression de la partie de chevauchement des couches conductrices principales des deux lignes de guide d'ondes diélectrique, avant la stratification des feuilles brutes, la formation de la fenêtre de couplage est facilitée et une structure de connexion est réalisée avec une bonne productivité à des coûts de production faibles. De plus, en ce qui concerne la formation de la fenêtre de couplage dans la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention, la position, le profil et la taille de la fenêtre de couplage sont liés de manière complexe aux caractéristiques de fréquence et au degré de couplage et de réflexion requis pour la structure de connexion, et celle- ci offre une plus grande liberté de conception comparativement à la méthode conventionnelle utilisant une broche d'alimentation, pour faciliter la conception
de circuits.
Par ailleurs, comme la concentration du courant électrique sur la surface de la broche d'alimentation, observée dans la structure de connexion utilisant une broche d'alimentation, n'a pas lieu, la perte d'énergie due à la connexion entre les lignes de guide d'ondes
diélectrique est faible.
Comme cela a été mentionné ci-dessus, l'invention propose donc une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique facile à fabriquer à l'aide de la technique multicouche conventionnelle, structure de connexion qui offre une liberté de conception de circuits et permet de connecter rapidement les lignes
de guide d'ondes diélectrique superposées.
Les inventeurs de la présente invention ont également constaté qu'en superposant deux lignes de guide d'ondes diélectrique l'une à l'autre à l'intérieur d'un substrat diélectrique afin que les lignes soient orthogonales entre elles et qu'une partie d'une couche conductrice principale supérieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique formée du côté inférieur et une partie d'une couche conductrice principale inférieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique formée du côté supérieur se chevauchent entre elles pour être utilisées en commun, et en concevant une fenêtre de couplage pour des signaux haute fréquence dans le conducteur principal partiel utilisé en commun, comme une partie vierge à laquelle il manque un conducteur principal, il est possible de coupler électromagnétiquement les lignes de guide
d'ondes diélectrique supérieure et inférieure.
Conformément à cette structure de connexion, des signaux haute fréquence introduits en entrée à partir de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique peuvent se propager par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage dans l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique située côté sortie, qui est orthogonale à la première ligne de guide d'ondes diélectrique, dans deux directions au cours de la même phase. La fenêtre de couplage à laquelle il manque un conducteur et qui est disposée entre les deux lignes de guide d'ondes est identique à un trou appelé un coupleur de Bethe dans la ligne de guide d'ondes conventionnelle et utilisé comme
structure de jonction ou comme coupleur directif.
Les inventeurs de la présente invention ont d'autre part découvert qu'en augmentant la largeur ou en diminuant l'épaisseur des deux lignes de guide d'ondes diélectrique dans leur partie de connexion, il est possible d'utiliser cette partie comme partie d'adaptation d'impédance pour réduire la réflexion de signaux haute fréquence due à une discontinuité de l'impédance. Précisément, selon un second aspect de la présente invention, il est proposé une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique comprenant deux lignes de guide d'ondes diélectrique qui comportent chacune: un substrat diélectrique; deux couches conductrices principales, le substrat diélectrique étant placé en sandwich entre les deux couches conductrices principales; deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale disposés, dans une direction de transmission de signaux haute fréquence, à des intervalles répétés inférieurs à la moitié d'une longueur d'onde de signaux dans la direction de transmission des signaux haute fréquence et, dans une direction orthogonale à la direction de transmission, avec espacement prédéterminé afin de relier électriquement les couches conductrices principales; et une couche conductrice auxiliaire disposée entre les couches conductrices principales de manière à être parallèle à celles-ci, couche conductrice auxiliaire qui est reliée électriquement aux groupes de conducteurs traversants de paroi latérale, les deux lignes de guide d'ondes diélectrique transmettant ainsi des signaux haute fréquence à travers une zone entourée par les couches conductrices principales, les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale et la couche conductrice auxiliaire, caractérisée en ce que les deux lignes de guide d'ondes diélectrique sont superposées l'une à l'autre de façon que leurs directions de transmission des signaux haute fréquence soient orthogonales entre elles et que l'une des couches conductrices principales de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent, une fenêtre de couplage étant formée dans la partie de
chevauchement des couches conductrices principales.
De préférence, chaque ligne de guide d'ondes diélectrique comprend également un groupe de conducteurs traversants d'extrémité prévus à une distance égale ou inférieure à une longueur d'onde de guidage des signaux haute fréquence par rapport à un centre de la fenêtre de couplage dans la direction de transmission de la ligne de guide d'ondes diélectrique, et disposés à des intervalles inférieurs à la moitié de la longueur d'onde des signaux dans une direction orthogonale à la direction de transmission, afin de relier électriquement les couches conductrices principales, et une couche conductrice auxiliaire d'extrémité disposée entre les couches conductrices principales de manière à être parallèle à celles-ci, et reliée électriquement à la couche conductrice auxiliaire et au groupe de conducteurs traversants d'extrémité. De préférence également, un espacement des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale des lignes de guide d'ondes diélectrique dans la partie de chevauchement de celles-ci est supérieur à
l'espacement prédéterminée.
De préférence aussi, un intervalle entre les deux couches conductrices principales des lignes de guide d'ondes diélectrique est plus faible dans la partie de
chevauchement de celles-ci que dans la partie restante.
Conformément à la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de la présente invention, les première et seconde lignes de guide d'ondes diélectrique se chevauchent de manière à être orthogonales l'une à l'autre, et une fenêtre de couplage est disposée au niveau d'une partie à laquelle il manque un conducteur dans la zone de chevauchement des couches conductrices principales, pour qu'ainsi les deux lignes de guide d'ondes diélectrique soient reliées par un champ électromagnétique, des signaux haute fréquence introduits en entrée à partir de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique se propageant également dans l'autre ligne par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage. Etant donné qu'il y a deux directions de propagation dans l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique, les signaux haute fréquence se propagent dans les deux directions, pour ainsi être dirigés dans trois directions comprenant ces deux directions et la direction de transmission dans la
première ligne de guide d'ondes diélectrique.
En outre, dans la configuration ci-dessus de la structure de connexion de la présente invention, les groupes de conducteurs traversants de face d'extrémité et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité sont prévus à une distance prédéterminée du centre de la fenêtre de couplage moyennant quoi, lorsque les groupes de conducteurs traversants de face d'extrémité et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité sont disposés dans l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique, il est possible de diviser la propagation des signaux haute fréquence suivant une configuration en forme de T. Lorsque les groupes conducteurs traversants de face d'extrémité et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité sont prévus dans les deux lignes de guide d'ondes diélectrique, il est possible de faire adopter aux signaux haute fréquence une propagation suivant une configuration en forme de L. De plus, dans la configuration ci-dessus de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention, en augmentant la largeur de l'une au moins des lignes dans la partie de chevauchement de celles-ci, c'est-à-dire l'espacement entre les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale dans une direction orthogonale à la direction de transmission, ou en diminuant l'épaisseur de l'une au moins des lignes de guide d'ondes diélectrique dans la partie de chevauchement de celles-ci, c'est-à-dire la distance entre les deux couches conductrices principales, il est possible de réduire la discontinuité d'impédance des lignes de guide d'ondes diélectrique au niveau de la partie de connexion afin de réaliser une connexion à faible réflexion des signaux haute fréquence et à faible perte de transmission. Par conséquent, l'augmentation de la largeur ou la diminution de l'épaisseur peut être réalisée pour les deux lignes de guide d'ondes diélectrique, et la combinaison des deux
est possible.
Comme cela a été décrit ci-dessus, conformément à la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, il est possible, quelle que soit la configuration, de réduire une inadaptation de l'impédance caractéristique des lignes avant et après la partie de connexion pour ainsi diminuer la réflexion des signaux haute fréquence au niveau de cette partie de connexion et éviter en outre une perturbation d'un mode de propagation au niveau de cette partie, ce qui a pour conséquence de permettre d'obtenir une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique présentant de faibles pertes
et une excellente caractéristique de transmission.
En d'autres termes, conformément à la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, au niveau de la partie de connexion de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure et de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure qui sont superposées l'une à l'autre afin que leurs directions de transmission soient orthogonales entre elles à l'intérieur d'un substrat diélectrique, l'une des couches conductrices principales, c'est- à-dire la couche conductrice principale supérieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure et la couche conductrice principale inférieure de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure se chevauchent, et une fenêtre de couplage est disposée dans la partie de chevauchement des couches conductrices principales pour qu'ainsi les deux lignes de guide d'ondes diélectrique soient couplées par un champ électromagnétique, des signaux haute fréquence introduits à partir de l'une des lignes se propageant également dans l'autre ligne par l'intermédiaire de cette fenêtre de couplage. Etant donné qu'il y a deux directions de propagation des signaux dans l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique, les signaux haute fréquence se propagent dans les deux directions, la propagation des signaux étant dirigée dans trois directions comprenant ces deux directions et la direction de transmission dans la
première ligne de guide d'ondes diélectrique.
D'autre part, dans la configuration ci-dessus de la structure de connexion de la présente invention, les groupes de conducteurs traversants de face d'extrémité et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité sont prévus à une distance prédéterminée du centre de la fenêtre de couplage, de sorte que lorsqu'ils sont prévus dans l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique, il est possible de diviser la propagation des signaux haute fréquence suivant une configuration en forme de T, tandis que lorsqu'ils sont prévus dans les deux lignes de guide d'ondes diélectrique, il est possible de définir une propagation des signaux à haute fréquence suivant une configuration en forme de L. Par ailleurs, dans la configuration cidessus de la structure de connexion de l'invention, lorsque l'on augmente la largeur de l'une au moins des lignes de guide d'ondes diélectrique dans la partie de chevauchement de celles-ci, c'est-à-dire l'espacement entre les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale dans une direction orthogonale à la direction de transmission, ou lorsque l'on diminue l'épaisseur de l'une au moins des lignes de guide d'ondes diélectrique dans la partie de chevauchement de celles-ci, c'est-à-dire la distance entre les deux couches conductrices principales, il est possible de réduire la discontinuité d'impédance des lignes de guide d'ondes diélectrique au niveau de la partie de connexion pour obtenir une connexion à faible réflexion des signaux
haute fréquence et à faibles pertes de transmission.
Comme cela a été indiqué précédemment, il est possible conformément à la présente invention de réaliser une structure de connexion pour des lignes de guide d'ondes diélectrique, facile à fabriquer à l'aide de la technique multicouche conventionnelle, structure de connexion qui permet de connecter facilement les lignes de guide d'ondes diélectrique superposées de manière à être orthogonales l'une à l'autre à
l'intérieur d'un substrat diélectrique.
Il est en outre possible, conformément à la présente invention, de réaliser une structure de connexion pour lignes de guide d'ondesdiélectrique pouvant être formée dans un substrat diélectrique sans rayonnement ni fuite d'ondes électromagnétiques de signaux haute fréquence, structure de connexion qui permet de connecter deux lignes de guide d'ondes diélectrique afin de réaliser une jonction en forme de T ou à trois branches se coupant entre elles à angle droit, avec de faibles pertes et de bonnes
caractéristiques de transmission.
Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention,
ressortira plus clairement de la description détaillée
suivante de modes de réalisation préférés donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective schématique montrant un exemple d'une configuration d'une ligne de guide d'ondes diélectrique utilisée dans la présente10 invention; la figure 2 est une vue en perspective schématique montrant un premier mode de réalisation d'une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention; 15 la figure 3A est une vue en perspective d'un premier exemple de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de la figure 2; la figure 3B est un diagramme montrant une caractéristique en fréquence de caractéristiques de transmission de l'exemple de la figure 3A; la figure 4A est une vue en perspective d'un deuxième exemple de la structure de connexion de la figure 2; la figure 4B est un diagramme montrant une caractéristique en fréquence de caractéristiques de transmission de l'exemple de la figure 4A; la figure 5A est une vue en perspective d'un troisième exemple de la structure de connexion de la figure 2; la figure 5B est un diagramme montrant une caractéristique en fréquence de caractéristiques de transmission de l'exemple de la figure 5A; la figure 6A est une vue en perspective d'un quatrième exemple de la structure de connexion de la figure 2; la figure 6B est un diagramme montrant une caractéristique en fréquence de caractéristiques de transmission de l'exemple de la figure 6A; la figure 7A est une vue en perspective d'un cinquième exemple de la structure de connexion de la figure 2; la figure 7B est un diagramme montrant une caractéristique en fréquence de caractéristiques de transmission de l'exemple de la figure 7A; la figure 8A est une vue en perspective éclatée montrant des lignes de guide d'ondes diélectrique, avant connexion, d'un deuxième mode de réalisation d'une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention; la figure 8B est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique de la figure 8A, après connexion; la figure 8C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention; la figure 9A est une vue en perspective éclatée montrant des lignes de guide d'ondes diélectrique, avant connexion, d'un troisième mode de réalisation d'une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention; la figure 9B est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique de la figure 9A, après connexion; la figure 9C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention; la figure 10A est une vue en perspective éclatée montrant des lignes de guide d'ondes diélectrique, avant connexion, d'un quatrième mode de réalisation de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention; la figure 0lB est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique de la figure O10A, après connexion; la figure 10C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention; la figure 11A est une vue en perspective éclatée montrant des lignes de guide d'ondes diélectrique, avant connexion, d'un cinquième mode de réalisation d'une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention; la figure 11B est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique de la figure 11A, après connexion; la figure 11C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention; la figure 12A est un diagramme montrant des caractéristiques en fréquence du niveau de paramètres S dans une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de la présente invention; la figure 12B est un diagramme montrant des caractéristiques en fréquence de la phase des paramètres S; la figure 13A est un diagramme montrant des caractéristiques en fréquence du niveau de paramètres S dans une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention; et la figure 13B est un diagramme montrant des caractéristiques en fréquence de la phase des paramètres S. Les modes de réalisation préférés de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention vont maintenant être
décrits en détail en référence aux dessins.
En référence tout d'abord à la figure 1 qui est une vue en perspective montrant schématiquement à titre d'exemple une configuration d'une ligne de guide d'ondes diélectrique utilisée dans la présente invention, un substrat diélectrique 1 est placé en sandwich entre deux couches conductrices principales 2, 3, tandis qu'il est prévu deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 disposés à des intervalles inférieurs à la moitié de la longueur d'onde de signaux dans une direction de transmission de signaux afin de relier électriquement les couches conductrices principales 2 et 3. Des couches conductrices auxiliaires 5 sont disposées parallèlement aux couches conductrices principales 2 et 3 afin de relier électriquement les conducteurs traversants formant chaque rangée de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4. Les deux couches conductrices principales 2 et 3, les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et les couches conductrices auxiliaires 5 forment une ligne de
guide d'ondes diélectrique 6. Dans la description
suivante et sur les dessins, les références sont constituées de nombres éventuellement suivis de la lettre L pour inférieur ou U pour supérieur. Sur certaines figures, des éléments sont ombrés en diagonale pour permettre une meilleure compréhension
des dessins.
Grâce à cette disposition des couches conductrices auxiliaires 5 dans une zone entourée par les deux couches conductrices principales 2 et 3 et les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4, la paroi latérale présente, vue depuis l'intérieur de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6, un motif de grille serrée défini par les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et les couches conductrices auxiliaires 5, ce qui permet de faire écran à des ondes électromagnétiques de directions différentes. Les couches conductrices auxiliaires 5 sont orthogonales aux groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et se présentent, par
exemple, sous la forme de plaquettes planes et minces.
Comme cela est visible sur la figure 1, les deux couches conductrices principales 2 et 3 sont disposées de manière à prendre en sandwich le substrat diélectrique 1 qui a une épaisseur a prédéterminée, les couches conductrices principales 2 et 3 étant disposées sur les surfaces supérieure et inférieure du substrat diélectrique 1, surfaces entre lesquelles est placée en sandwich au moins une zone dans laquelle la ligne de guide d'ondes diélectrique 6 est formée. Entre les couches conductrices principales 2 et 3 sont également prévus plusieurs conducteurs traversants, tels que des conducteurs en forme de trous traversants ou de trous de traversée, destinés à relier électriquement les couches conductrices principales 2 et 3, pour ainsi former les deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4. Sur la figure 1, deux couches conductrices auxiliaires 5 sont prévues pour chaque ligne de guide d'ondes diélectrique 6 dans le sens de l'épaisseur de celle-ci. Dans d'autres modes de réalisation, toutefois, une seule couche conductrice auxiliaire 5 peut être prévue, comme sur la figure 2, tandis que dans d'autres exemples, trois couches conductrices auxiliaires 5 ou plus peuvent être prévues. Sur les figures 3A à 11C décrites plus loin, pour éviter de compliquer les dessins, les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale et les
couches conductrices auxiliaires 5 sont simplifiés.
Les deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 sont espacées d'une distance (largeur) b prédéterminée et les conducteurs traversants sont disposés à des intervalles c prédéterminés inférieurs à la moitié d'une longueur d'onde de signal dans une direction de transmission d'un signal haute fréquence, pour ainsi former des parois latérales électriques de la ligne de guide
d'ondes diélectrique 6.
Il n'existe pas de restriction particulière en ce qui concerne l'épaisseur a du substrat diélectrique 1, c'est-à-dire l'intervalle entre les deux couches conductrices principales 2 et 3; cependant, l'épaisseur a représente de préférence approximativement entre la moitié et deux fois la distance ou l'espacement b (b/2 < a < 2.b) lorsque la ligne de guide d'ondes diélectrique est utilisée en monomode. Dans l'exemple de la figure 1 dans lequel l'épaisseur a représente approximativement la moitié de l'espacement b, une partie correspondant au plan H de la ligne de guide d'ondes diélectrique est formée par les couches conductrices principales 2 et 3, tandis qu'une partie correspondant au plan E de la ligne est formée par les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et les couches conductrices auxiliaires 5. A titre de variante, dans le cas o l'épaisseur a représente environ deux fois l'espacement b (a = 2.b), une partie correspondant au plan E de la ligne de guide d'ondes diélectrique est formée par les couches conductrices principales 2 et 3, tandis qu'une partie correspondant au plan H de la ligne est formée par les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et les
couches conductrices auxiliaires 5.
Le monomode est l'un des modes de propagation des ondes électromagnétiques à l'intérieur d'une ligne de guide d'ondes diélectrique dont la section orthogonale à la ligne axiale est rectangulaire, et est observé à la fréquence la plus faible, lequel mode peut être appelé mode normal ou mode TE10. Par exemple, un champ magnétique se propageant en mode TE10 de manière répétée présente une alternance d'une spirale droite et d'une spirale gauche, la partie correspondant au plan H étant un plan parallèle à un plan dans lequel le champ magnétique est formé en spirale. La partie correspondant au plan E est un plan orthogonal à la partie correspondant au plan H. D'autre part, si l'on détermine l'intervalle c pour qu'il soit inférieur à la moitié de la longueur d'onde X d'un signal (c < X/2), les parois électriques peuvent être formées par les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4. De préférence, l'intervalle c est inférieur à un quart de la longueur d'onde du signal (c < /4) Etant donné qu'une onde en mode transversal électromagnétique (TEM) peut se propager entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 disposées parallèlement l'une à l'autre, lorsque l'intervalle c des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 est supérieur à la moitié (X/2) de la longueur d'onde X d'un signal (c > X/2), une onde électromagnétique fournie à la ligne de guide d'ondes diélectrique 6 est contrainte à fuir entre les conducteurs traversants de paroi latérale 4 et empêchée de se propager le long du guide d'ondes artificiel créé dans ce cas. En revanche, lorsque l'intervalle c des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 est inférieur à X/2 (c < X/2), l'onde électromagnétique ne peut pas se propager dans une direction orthogonale à la ligne de guide d'ondes diélectrique 6, de sorte qu'elle se propage dans la direction de transmission des signaux de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6 tout en étant réfléchie. Par conséquent, dans la configuration de la figure 1, une zone ayant une surface en section de a x b, entourée par les deux couches conductrices principales 2 et 3, les deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et les couches conductrices auxiliaires 5
est appelée la ligne de guide d'ondes diélectrique 6.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 sont disposés en deux rangées; il est cependant également possible de disposer les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 en quatre ou six rangées pour former des parois conductrices artificielles à l'aide des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 afin d'empêcher plus efficacement une fuite d'ondes électromagnétiques hors
des parois conductrices.
Etant donné que la ligne de guide d'ondes diélectrique 6 décrite ci-dessus forme une ligne de transmission fondée sur un guide d'ondes diélectrique, la taille du guide d'ondes représente 1/ gr de celle des guides d'ondes creux conventionnels, lorsqu'une constante diélectrique du substrat diélectrique 1 est Er. Par conséquent, plus la constante diélectrique Er d'un matériau formant le substrat diélectrique 1 est importante, plus la taille d'un guide d'ondes peut être réduite, ce qui permet à la ligne de guide d'ondes diélectrique 6 d'avoir une taille appropriée pour être utilisée pour des lignes de transmission de substrats câblés multicouche porteurs d'un câblage à forte densité, de boîtiers destinés à renfermer un dispositif
à semi-conducteur ou de radars entre véhicules.
Les conducteurs traversants qui constituent les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 sont disposés à des intervalles c inférieurs à la moitié de la longueur d'onde x d'un signal, comme cela a été décrit ci-dessus, et cet intervalle c est de préférence un intervalle à répétition constante pour permettre d'obtenir des caractéristiques de transmission suffisantes. Cependant, il est évident que l'intervalle c peut être modifié de manière appropriée ou peut consister en une combinaison d'intervalles différents dans la mesure o il est inférieur à la
moitié de la longueur d'onde x d'un signal (c < i/2).
Le substrat diélectrique 1 formant la ligne de guide d'ondes diélectrique décrite ci-dessus n'est pas soumis à des restrictions particulières dans la mesure o il joue le rôle d'un diélectrique et possède des caractéristiques qui ne perturbent pas la transmission de signaux haute fréquence, mais est de préférence, du point de vue de la précision de la formation d'une ligne de transmission et de la facilité de production,
formé d'une matière céramique.
Comme matières céramiques, on connaît jusqu'à maintenant des matières céramiques ayant des constantes diélectriques diverses; toutefois, des matières paraélectriques sont préférables pour les besoins de transmission de signaux haute fréquence par la ligne de
guide d'ondes diélectrique selon la présente invention.
En effet, les céramiques ferroélectriques provoquent une perte diélectrique élevée dans le domaine des hautes fréquences et, par conséquent, la perte de transmission est importante. Il est donc judicieux de fixer la constante diélectrique gr du substrat
diélectrique 1 à une valeur d'environ 4 à 100.
Habituellement, la largeur de ligne d'une couche de câblage formée dans des substrats de câblage multicouche, des boîtiers destinés à renfermer un dispositif à semi-conducteur ou des radars entre véhicules est d'environ 1 mm au maximum. Lorsqu'un matériau ayant une constante diélectrique de 100 est employé et que la ligne est utilisée de façon que la partie supérieure soit le plan H, c'est-à-dire lorsque la distribution de champ électromagnétique dans laquelle le champ magnétique est formé en spirale pour être parallèle à la face supérieure est obtenue, la fréquence minimum disponible calculée est alors de 15 GHz et la ligne peut donc être utilisée également dans
le domaine de la bande d'ondes hyperfréquence.
En revanche, étant donné qu'un diélectrique formé d'une résine synthétique généralement utilisé pour le substrat diélectrique 1 a une constante diélectrique Er d'environ 2, la ligne ne peut pas être utilisée à moins que la fréquence soit égale ou supérieure à environ
GHz lorsque la largeur de la ligne est de 1 mm.
Ces céramiques paraélectriques comprennent de nombreuses céramiques ayant une tangente de perte diélectrique très faible, telle que l'alumine et la silice. Toutefois, tous les types de céramiques paraélectriques ne peuvent pas être utilisés. Dans le cas de l'utilisation d'une ligne de guide d'ondes diélectrique, pratiquement aucune perte n'est due à un conducteur, et la perte de transmission de signaux est due principalement à un diélectrique. Une perte a (dB/m) due à un diélectrique peut être exprimée par la formule (1) ci- dessous: a = 27,3 x tan 6 / [X/{l-(X/Xc)2}1/2]... (1) dans laquelle tan 6: tangente de perte diélectrique du di électrique B: longueur d'onde dans le diélectrique Xc: longueur d'onde de coupure Conformément aux configurations normalisées d'un guide d'ondes diélectrique rectangulaire (série WRJ), {1-(/c) 2})1/2 dans l'expression (1) ci-dessus est égal à
environ 0,75.
La série WRJ correspond à une norme japonaise de tailles de guides d'ondes rectangulaires. Par exemple, un guide d'ondes rectangulaire désigné WRJ-60 a une configuration en section orthogonale à son axe, dont les dimensions internes sont 3,76 mm x 1,88 mm et est utilisé dans un domaine de bande de fréquences de 50 à GHz. La série WRJ peut être exprimée par une série
WR qui correspond à une norme japonaise révisée.
Par conséquent, pour réduire la perte à un niveau de perte de transmission existant en pratique de -100 dB/m ou moins, il est nécessaire de sélectionner un diélectrique de manière à satisfaire la relation de la formule (2) ci-dessous: f x ESr/2 x tan ô < 0,8... (2)
dans laquelle f est une fréquence (GHz) à utiliser.
Un matériau pour le substrat diélectrique 1 comprend la céramique d'alumine, la vitrocéramique, la céramique de nitrure d'aluminium et des céramiques similaires. Par exemple, le substrat est produit de la manière suivante. Un solvant organique approprié est ajouté et mélangé à une poudre d'une matière première céramique pour former une pâte. Le mélange est mis sous forme de feuilles à l'aide d'une technique bien connue, telle que la méthode de la raclette ou la méthode du rouleau de calandre, pour former plusieurs feuilles brutes de céramique. Ces feuilles brutes de céramique sont soumises à un procédé de perforation approprié, puis stratifiées. Ensuite, une cuisson est réalisée à une température de 1500 à 1700 C dans le cas de la céramique d'alumine, de 850 à 1000 C dans le cas de la vitrocéramique ou de 1600 à 1900 C dans le cas de la
céramique de nitrure d'aluminium.
Les deux couches conductrices principales 2 et 3 sont formées de la manière suivante. Dans le cas o le substrat diélectrique 1 est formé d'une céramique d'alumine, par exemple, un oxyde, tel que de l'alumine, de la silice ou de la magnésie, un solvant organique et des substances similaires sont ajoutés et mélangés à une poudre d'un métal, tel que du tungstène, pour former une pâte. Le mélange est ensuite appliqué par impression sur les feuilles de céramique brutes par la technique d'impression de films épais pour recouvrir
complètement au moins une ligne de transmission.
Ensuite, une cuisson est réalisée à une température élevée d'environ 1600 C pour ainsi former les couches conductrices principales 2 et 3 qui ont une épaisseur d'au moins 10 à 15 pm. Comme poudre de métal, de préférence, on utilise du cuivre, de l'or ou de l'argent dans le cas de la vitrocéramique, et du tungstène ou du molybdène dans le cas de la céramique de nitrure d'aluminium. Habituellement, l'épaisseur des couches conductrices principales 2 et 3 est définie
pour être d'environ 5 à 50 Mm.
Les conducteurs traversants formant les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 peuvent être formés, par exemple, par des trous de traversée ou des trous traversants. Les conducteurs traversants peuvent avoir une configuration en section circulaire facile à produire; à titre de variante, une configuration en section polygonale, en forme de rectangle ou de losange, peut être utilisée. Ces conducteurs traversants sont formés, par exemple, par inclusion d'une pâte métallique semblable à celle utilisée pour les couches conductrices principales 2 et 3 dans des trous traversants formés par un procédé de perforation réalisé sur une feuille de céramique brute, puis cuisson de la pâte métallique en même temps que le substrat diélectrique 1. I1 convient que le diamètre de ces conducteurs traversants soit fixé à une valeur de
à 300 gm.
Un premier mode de réalisation d'une structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention, utilisant la ligne de guide d'ondes diélectrique décrite ci-dessus va maintenant être
expliqué en référence à la figure 2.
Sur la figure 2 et comme cela a été indiqué précédemment, la lettre L désigne les éléments appartenant à la ligne inférieure des lignes de guide d'ondes diélectrique superposées l'une à l'autre, et la lettre U désigne les éléments appartenant à la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure. La référence lL(lU) désigne un substrat diélectrique ayant une épaisseur a; les références 2L(2U), 3L(3U) désignent deux couches conductrices principales disposées pour prendre en sandwich le substrat diélectrique 1L(lU); la référence 4L(4U) désigne deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale espacées d'une distance (largeur) b prédéterminée et avec des intervalles c entre les conducteurs traversants, prédéterminés et inférieurs à la moitié de la longueur d'onde de signaux dans une direction de transmission de signaux haute fréquence afin de relier électriquement les couches conductrices principales 2L(2U) et 3L(3U); la référence 5L(5U) désigne une couche conductrice auxiliaire; et la référence 6L(6U) désigne une ligne de guide d'ondes diélectrique formée par une zone entourée par les deux couches conductrices principales 2L(2U), et 3L(3U), les deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4L(4U) et la couche
conductrice auxiliaire 5L(S5U).
Ce substrat diélectrique 1L(l1U), ces couches conductrices principales 2L(2U) et 3L(3U) et ces groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4L(4U) sont conçus d'une manière identique à celle décrite pour la ligne de guide d'ondes diélectrique
utilisée dans l'invention et mentionnée précédemment.
En outre, une fenêtre de couplage 7 destinée à réaliser un couplage électromagnétique entre la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6U et la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6L est définie de la manière suivante. La ligne de guide d'ondes diélectrique 6U et la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L sont superposées de façon que la couche conductrice principale 3U et la couche conductrice principale 2L se chevauchent pour définir une partie de chevauchement, après quoi une portion vierge est formée dans la partie de chevauchement des couches conductrices principales 3U et 2L pour ainsi réaliser la fenêtre de couplage 7. La "partie de chevauchement" des couches conductrices principales 3U et 2L peut s'obtenir en mettant en contact l'une avec l'autre les deux couches conductrices principales 3U et 2L individuelles dans le sens de leur épaisseur et en les reliant électriquement. Sinon, elle peut s'obtenir en supprimant l'une des deux couches conductrices principales 3U et 2L dans la partie de chevauchement et en laissant l'autre, puis en reliant électriquement la partie restante des couches conductrices principales 3U et 2L. Conformément à l'invention, les lignes de guide d'ondes diélectrique supérieure et inférieure 6U et 6L sont, au niveau de leur partie de connexion, superposées de façon que la couche conductrice principale supérieure 2L de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6L et la couche conductrice principale inférieure 3U de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6U se chevauchent partiellement et soient mises en contact l'une avec l'autre, tandis qu'une portion vierge de la couche conductrice principale 3U(2L) jouant le rôle de la fenêtre de
couplage 7 est formée dans la partie de chevauchement.
La portion vierge sert par conséquent de fenêtre de couplage électromagnétique pour que la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6L et la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6U soient reliées électromagnétiquement l'une à l'autre par
l'intermédiaire de cette fenêtre de couplage 7.
Conformément à la présente invention, les caractéristiques de la structure de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique ne sont pas limitées par l'épaisseur d'une feuille de diélectrique, comme dans l'art antérieur dans lequel le couplage est réalisé par l'intermédiaire d'une broche d'alimentation. Par exemple, un motif de la fenêtre de couplage 7 peut être réalisé au moment de l'impression de la partie de chevauchement des couches conductrices principales 3U et 2L des deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6U et 6L préalablement à la stratification des feuilles brutes destinées à devenir les substrats diélectriques 1U et 1L, ce qui se traduit par une
productivité élevée et un faible coût de production.
D'autre part, dans le cas de l'utilisation d'une broche d'alimentation, toute l'énergie des ondes électromagnétiques propagées passe d'abord par la broche d'alimentation, après quoi elle est convertie en énergie électrique. Dans ce cas, comme la broche d'alimentation a une certaine résistance, à moins qu'il ne s'agisse d'un supraconducteur, de la chaleur est générée, ce qui provoque une perte d'énergie au niveau de la partie de connexion. Au contraire, conformément à la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de la présente invention, étant donné que l'énergie des ondes électromagnétiques qui se sont propagées à travers la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6L est reliée directement à l'énergie des ondes électromagnétiques de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6U par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7, la perte
d'énergie décrite ci-dessus n'a pas lieu.
Dans la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, il existe, lors de la formation de la fenêtre de couplage 7, une relation complexe entre la position, le profil et la taille de celle-ci et les caractéristiques en fréquence et le degré de couplage et de réflexion requis pour la structure de connexion. C'est pourquoi des calculs faisant appel à une analyse du champ électromagnétique sont exécutés de manière répétée afin de satisfaire les caractéristiques en fréquence souhaitées pour ainsi déterminer la position, le profil et la taille, entre autres, d'une fenêtre de couplage 7 ayant des
caractéristiques de connexion voulues. Sur la figure 2, pour former une extrémité sur la partie de connexion de
la ligne de guide d'ondes diélectrique 6U(6L), il est prévu un groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8U(8L) disposés à25 une distance égale ou inférieure à la longueur d'onde de signaux (d < X) dans la direction de transmission de signaux haute fréquence, par rapport au centre 7a (voir figure 3A) de la fenêtre de couplage 7 et avec des intervalles inférieurs à la moitié de la longueur d'onde X des signaux (Pl < X/2), dans une direction orthogonale à la direction de transmission, afin de relier électriquement les couches conductrices principales 2U et 3U (2L et 3L); et une couche conductrice auxiliaire d'extrémité 9U(9L) disposée entre les couches conductrices principales 2U et 3U (2L et 3L) et parallèlement à celles-ci, la couche conductrice auxiliaire d'extrémité étant reliée électriquement à la couche conductrice auxiliaire U(5L) et au groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8U(8L). Dans ce cas, une onde électromagnétique entrant du côté A (côté gauche sur la figure 2) de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6L est couplée à la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6U par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7 et sort du côté B (côté droit sur la figure 2). A cet égard, les positions des extrémités prévues sur la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique 6L et 6U, c'est-à- dire les positions o les groupes de conducteurs traversants d'extrémité 8U et 8L et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9U et 9L doivent être formés peuvent être calculées à l'aide de l'analyse du champ électromagnétique en fonction des caractéristiques souhaitées. Toutes les positions sont possibles, dans la mesure o les caractéristiques souhaitées sont satisfaites; il est toutefois optimal de fixer les positions à une distance qui ne soit pas supérieure à une longueur d'onde de guidage à partir du centre 7a de la fenêtre de couplage 7 dans la direction de transmission (d < ?). Une phase au centre 7a de la fenêtre de couplage 7 est ajustée à partir des positions des groupes de conducteurs traversants 8U et 8L et des couches conductrices auxiliaires 9U et 9L prévus au niveau des extrémités dans le sens de la transmission. La répétition de la phase au niveau du centre 7a à chaque longueur d'onde de guidage Xg détermine le caractère optimal d'une position des groupes de conducteurs traversants d'extrémité à une distance égale ou inférieure à la longueur d'onde de guidage dans la direction de transmission par rapport au centre 7a qui représente une position médiane de la longueur w de la fenêtre de couplage dans la direction
de transmission.
Ces parties d'extrémité des lignes de guide d'ondes diélectrique 6U et 6L sous la forme des groupes de conducteurs traversants d'extrémité 8U et 8L et des couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9U et 9L peuvent être prévues en fonction des besoins, mais ne constituent pas une nécessité. Par exemple, dans le cas o les groupes de conducteurs traversants 8U et les couches conductrices auxiliaires 9U sont formés au niveau de l'extrémité de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6U alors que les groupes de conducteurs traversants 8L et les couches conductrices auxiliaires 9L ne sont pas prévus au niveau de l'extrémité de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L, une onde électromagnétique entrant du côté A de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L bifurque au niveau de la fenêtre de couplage 7 pour sortir partiellement du côté B de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6U et pour être reliée partiellement à la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L et se propager directement dans la direction C (vers la droite sur la figure 2). Autrement dit, ce cas correspond à un circuit de jonction dans lequel une onde électromagnétique est amenée à bifurquer dans des guides d'ondes supérieur et inférieur. A titre de variante, dans le cas o les groupes de conducteurs traversants 8L et les couches conductrices auxiliaires 9L sont formés au niveau de l'extrémité de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L, tandis que les groupes de conducteurs traversants 8U et les couches conductrices auxiliaires 9U ne sont pas formés au niveau de la surface d'extrémité de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6U, une onde électromagnétique entrant du côté A de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L est totalement couplée par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7 avec la ligne de guide d'ondes diélectrique 6U, puis dirigée et propagée du côté B de cette ligne de guide d'ondes diélectrique 6U et du côté D (vers la gauche sur la figure 2) de celle-ci. En d'autres termes, ce cas correspond à un circuit de jonction sur la ligne de
guide d'ondes diélectrique supérieure.
Des exemples de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention vont maintenant être décrits en relation avec
les figures 3 à 7.
Parmi les figures 3 à 7, les figures 3A à 7A sont des vues en perspective schématique d'une structure de connexion, et les figures 3B à 7B sont des diagrammes montrant des caractéristiques en fréquence de caractéristiques de transmission de la structure de connexion. Sur les diagrammes des figures 3B à 7B, l'axe horizontal représente la fréquence (GHz), l'axe vertical représente les paramètres S (dB), et les courbes caractéristiques représentent la réflexion (S11) et la transmission (S21) parmi les paramètres S. Sur chaque vue en perspective, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur les figures 1 et 2, une extrémité ouverte de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6L(6U) et la fenêtre de couplage 7 sont ombrées en diagonale, les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4L(4U) et le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8L(8U) sont simplifiés, et les couches conductrices auxiliaires 5L et 5U et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9U et 9L ne sont pas représentées. Les caractéristiques de transmission sont
déterminées par simulation.
Tout d'abord, la figure 3 représente un exemple dans lequel l'épaisseur a du substrat diélectrique lL(1U) est de 0,6 mm, l'espacement (la largeur) b des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4L(4U) est de 1,456 mm, une distance d du centre 7a de la fenêtre de couplage 7 au groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8L(8U) est de 1,2 mm, la largeur de la fenêtre de couplage 7 est égale à l'espacement (la largeur) k des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4L(4U), et une longueur w dans la direction de transmission de la fenêtre de couplage 7 est de 0,4 mm. Dans cet exemple, il ressort de la figure 3B que la meilleure transmission est obtenue à une fréquence de 77,5 GHz. Toutefois, la réflexion correspondant à la meilleure transmission est d'environ -9dB, ce qui laisse une marge pour une amélioration. Compte tenu de ce qui précède et comme cela est visible sur la figure 4, lorsque la longueur w est étendue à 1,2 mm, tandis que l'épaisseur a, l'espacement (la largeur) b et la distance d ont des valeurs égales à celles de la figure 3, les ondes électromagnétiques dans une large bande de 70 GHz à 82 GHz sont transmises avec des caractéristiques suffisantes, c'est-à-dire avec une réflexion ne
dépassant pas -15 dB.
La figure 5 montre un exemple dans lequel l'épaisseur a est de 1,456 mm, l'espacement (la largeur) b est de 0,6 mm, la longueur w de 1,2 mm, et les limites de la fenêtre de couplage 7 sont conçues pour coïncider sensiblement avec les positions des extrémités des lignes de guide d'ondes diélectrique 6L et 6U (d = w/2). La direction du champ électrique est horizontale et les couches conductrices principales 2L et 3L, 2U et 3U constituent les plans E. Dans cet exemple, la meilleure transmission des ondes électromagnétiques est obtenue à une fréquence de 83 GHz; toutefois, la bande de fréquences permettant
une transmission n'est pas aussi extensive.
La figure 6 représente un exemple dans lequel la largeur e de la fenêtre de couplage 7 est fixée à 0,2 mm, tandis que l'épaisseur a, l'espacement (la largeur) b et la longueur w ont des valeurs égales à celles de la figure 5. Dans cet exemple, la meilleure transmission des ondes électromagnétiques est obtenue à une fréquence de 66 GHz, et la bande de fréquences permettant une transmission est un peu plus large que
celle de la figure 5.
La figure 7 représente un exemple dans lequel la longueur w est étendue à 2,4 mm, tandis que l'épaisseur a, l'espacement (la largeur) b et la largeur e ont des valeurs égales à celles de la figure 6. Dans cet exemple, il est indiqué que des ondes électromagnétiques à l'intérieur d'une large bande de
fréquences de 70 GHz à 80 GHz peuvent être transmises.
Ainsi, il est confirmé que conformément à la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention, il est possible, en changeant le profil et la taille de la fenêtre de couplage, de modifier une caractéristique de fréquence d'une onde électromagnétique d'un signal haute fréquence transmis à travers la partie de
connexion, pour qu'elle ait une valeur souhaitée.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus qui peut être modifié ou transformé dans le cadre de celle-ci. Par exemple, dans le mode de réalisation ci-dessus, les ondes électromagnétiques dans la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6L et dans la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6U se propagent dans la même direction. Elles peuvent toutefois se propager dans des directions opposées si l'on prévoit les extrémités des lignes de guide d'ondes diélectrique 6L et 6U du même côté de la partie de connexion. En outre, les lignes de guide d'ondes diélectrique 6L et 6U peuvent être conçues pour s'entrecroiser suivant un angle arbitraire. Dans ce cas, en adaptant les couches conductrices principales 2L et 3L (2U et 3U) aux plans H, il est possible d'obtenir une fonction similaire à celle d'un coupleur directif de Bethe du guide d'ondes conventionnel. D'autre part, le profil de la fenêtre de couplage 7 peut être circulaire, polygonale ou autre, ou bien il peut être rendu plus étroit et plus long pour avoir ce que l'on appelle la configuration d'une fente. De même, il est possible de réaliser plusieurs fenêtres de
couplage 7.
Le profil en coupe des multiples conducteurs traversants formant les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4L et 4U peut être, outre circulaire comme sur la figure 2, ovale, triangulaire,
rectangulaire, polygonal ou plan.
Un deuxième mode de réalisation de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention va maintenant être décrit en
référence à la figure 8.
Dans la structure de connexion de la figure 8, l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique est superposée à une partie d'extrémité de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique de façon que leurs directions de transmission de signaux haute fréquence se coupent à angle droit. La figure 8A est une vue en perspective éclatée montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique avant connexion, la figure 8B est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique après connexion, et la figure 8C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention. Sur ces dessins, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur la figure 1, et le substrat diélectrique n'est pas représenté. La couche conductrice principale 2 est représentée en perspective
avec un arrachement partiel.
Sur la figure 8, les numéros de référence 2 et 3 désignent deux couches conductrices principales, le numéro de référence 4 désigne deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale, le numéro de référence 5 désigne une couche conductrice auxiliaire et les références 6A et 6B désignent des lignes de guide d'ondes diélectrique. Ces deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont disposées de façon que leurs directions de transmission de signaux haute fréquence se coupent à angle droit et que l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'autre
ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent.
Dans ce mode de réalisation, la couche conductrice principale supérieure 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A et la couche conductrice principale inférieure 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B se chevauchent. Dans la partie o elles se chevauchent, les deux couches conductrices principales 2 et 3 comportent une fenêtre de couplage 7 qui correspond à une partie sans conducteur (ombrée en
diagonale) des couches conductrices principales 2 et 3.
Dans le cas o la couche conductrice principale 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A et la couche conductrice principale 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B sont formées en commun dans la partie de chevauchement, et o la fenêtre de couplage 7 est définie dans cette couche conductrice principale commune, une excellente caractéristique de transmission d'un signal haute fréquence est obtenue au niveau de la
partie de connexion.
De même, dans ce mode de réalisation, l'une 6B des lignes de guide d'ondes diélectrique est reliée à la partie d'extrémité de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique 6A, et la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A est munie d'un groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 et de couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9 destinés à lui former une surface d'extrémité. Les conducteurs traversants d'extrémité 8 sont formés à une distance inférieure ou égale à la longueur d'onde de guidage d'un signal haute fréquence par rapport au centre de la fenêtre de couplage dans la direction de transmission afin de relier électriquement les couches conductrices principales 2 et 3, en étant disposés à des intervalles répétés inférieurs à la moitié de la longueur d'onde du signal, dans une direction orthogonale à la direction de transmission de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A. Les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9 sont disposées entre les couches conductrices principales 2 et 3 pour être parallèles à celles-ci et sont reliées électriquement aux couches conductrices auxiliaires 5 et au groupe de conducteurs
traversants d'extrémité 8.
Comme cela a été décrit précédemment, les deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont superposées l'une à l'autre de manière à se couper à angle droit et de façon que l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent, et que la fenêtre de couplage 7 soit définie dans la partie dans laquelle les couches conductrices principales 2 et 3 se chevauchent. Par conséquent, les deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont couplées électromagnétiquement par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7. En outre, dans ce mode de réalisation, les lignes de guide d'ondes diélectrique définissent une structure de jonction en forme de T de sorte que des signaux haute fréquence introduits à partir d'une entrée 10 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A sont transmis à la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7 en étant amenés à bifurquer dans deux directions de même phase pour être délivrés à partir de sorties 11 et 12, respectivement. Même si la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A ne comporte pas le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9, il est possible de concevoir une structure de jonction de lignes de guide d'ondes diélectrique croisée, si la ligne 6A et la ligne 6B sont connectées l'une à l'autre en leur milieu. Dans ce cas, les signaux haute fréquence introduits à partir de l'entrée 10 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A sont transmis en étant divisés en signaux destinés à être transmis le long de la ligne 6A, signaux qui se propagent jusqu'à la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7 pour être divisés et transmis dans deux
directions de même phase jusqu'aux sorties 11 et 12.
Ceci forme une structure de jonction de lignes de guide d'ondes diélectrique capable de diviser une ligne
unique en trois lignes qui se coupent à angle droit.
Dans la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, les caractéristiques ne sont pas limitées par l'épaisseur du substrat diélectrique 1, comme dans le cas de la structure de connexion conventionnelle dans laquelle un couplage est réalisé à l'aide d'une broche d'alimentation. De plus, avant la stratification des feuilles brutes qui constitueront le substrat diélectrique 1, un motif de la fenêtre de couplage 7 peut être formé par impression de la partie des couches conductrices principales 2 et 3 au niveau de laquelle les deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B se chevauchent. Par conséquent, la productivité
augmente et les coûts de production diminuent.
De même, dans la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention, l'énergie électromagnétique qui s'est propagée le long de l'une 6A des lignes de guide d'ondes diélectrique est couplée directement à l'énergie électromagnétique de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique 6B par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7 et, par conséquent, une perte d'énergie, telle que la production de chaleur, ou autre, due à un élément de résistance n'a pas lieu et une structure de connexion présentant de faibles pertes et une bonne
caractéristique de transmission est réalisée.
Dans la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, il existe lors de la réalisation de la fenêtre de couplage 7, une relation complexe entre la position, le profil et la taille de celle-ci et les caractéristiques en fréquence et le degré de couplage et de réflexion requis pour la structure de connexion. C'est la raison pour laquelle, afin de satisfaire la caractéristique de fréquence souhaitée, des calculs faisant appel à une analyse du champ électromagnétique sont exécutés de manière répétée afin de déterminer la position, le profil et la taille, entre autres, d'une fenêtre de couplage 7
présentant la caractéristique de connexion souhaitée.
D'autre part, dans la structure de connexion de l'invention, lorsque le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 et les couches conductrices auxiliaires 9 sont prévus, comme dans le cas de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B représentée sur la figure 8, leurs positions peuvent être déterminées grâce à une analyse électromagnétique en fonction d'une caractéristique requise. Toutes les positions sont possibles dans la mesure o la caractéristique requise est satisfaite; néanmoins, la position la plus préférable se situe à une distance ne dépassant pas la longueur d'onde de guidage à partir du centre de la fenêtre de couplage 7, parce qu'une phase au centre de la fenêtre de couplage 7 est ajustée par la position de la surface d'extrémité et que cette phase est répétée à
chaque longueur d'onde de guidage kg.
De plus, l'extrémité de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A formée par le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9 est réalisée en fonction de l'application de celle-ci, et n'est pas nécessairement limitée à la forme décrite ci-dessus. Cette extrémité peut être également définie dans la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B, si nécessaire. Par exemple, dans le cas o la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B comporte elle aussi un groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 et des couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9 du côté de la sortie 11 pour former une extrémité, la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A étant munie de la surface d'extrémité représentée sur la figure 8, une onde électromagnétique introduite à partir de l'entrée 10 de la ligne 6A est transmise à la ligne B par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7, puis délivrée à partir de la sortie 12 de la ligne 6B. Précisément, dans ce cas, une structure de connexion dans laquelle la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A et la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6B sont connectées par
une jonction en forme de L est réalisée.
Un troisième mode de réalisation de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon la présente invention va maintenant être décrit
en relation avec la figure 9.
La figure 9 représente une structure de connexion semblable à celle du mode de réalisation représenté sur la figure 8, excepté que la largeur de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure et la largeur de la fenêtre de couplage sont augmentées au niveau de la partie de connexion. La figure 9A est une vue en perspective éclatée montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique avant connexion, la figure 9B est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique après connexion et la figure 9C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention. De même, sur ces dessins, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur les figures 1 et 8. La couche conductrice principale 2 est représentée en perspective
avec un arrachement partiel.
Sur la figure 9, les numéros de référence 2 et 3 désignent deux couches conductrices principales, le numéro de référence 4 désigne deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale, le numéro de référence 5 désigne une couche conductrice principale auxiliaire et les références 6A et 6B désignent des lignes de guide d'ondes diélectrique. Ces deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont disposées de façon que leurs directions de transmission de signaux haute fréquence se coupent à angle droit et que l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent. Dans ce mode de réalisation, la couche conductrice supérieure 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A et la couche conductrice principale inférieure 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B se chevauchent. Le numéro de référence 8 désigne un groupe de conducteurs traversants d'extrémité, le numéro de référence 9 désigne une couche conductrice auxiliaire d'extrémité et les numéros de référence 10 à
12 désignent des accès d'entrée et de sortie.
Dans ce mode de réalisation, l'espacement entre des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A est augmenté comparativement à l'espacement prédéterminé ("b" sur la figure 1) dans la partie o les lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B se chevauchent. Dans la partie de chevauchement, les deux couches conductrices principales 2 et 3 comportent une fenêtre de couplage 7 qui correspond à une partie sans conducteur (ombrée en diagonale dans les couches conductrices principales 2 et 3). De même, la largeur de la fenêtre de couplage 7, c'est-à-dire une dimension d'ouverture dans le sens de la largeur des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A est augmentée dans ce mode de réalisation afin de coïncider avec l'espacement des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 de la ligne de guide d'ondes
diélectrique 6A.
Par consequent, les deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont connectées l'une à l'autre tout en étant couplées électromagnétiquement par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7. Dans ce mode de réalisation, en modifiant léger la largeur de la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B ou l'espacement dans le sens de la largeur des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A, et la taille de la fenêtre de couplage 7, il est possible de réduire la réflexion d'un signal haute fréquence au niveau de la partie de connexion des lignes 6A et 6B pour obtenir une
structure de connexion à faibles pertes.
La configuration dans laquelle ou l'espacement entre des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 est augmenté pour être supérieure à l'espacement b prédéterminée dans la partie de chevauchement des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B peut s'appliquer non pas à la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A mais à la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6B, et également aux deux lignes 6A et 6B. Lorsque l'espacement des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 est conçu supérieur à l'espacement b prédéterminé, l'espacement augmenté peut se situer définie dans la plage d'une à deux fois
l'espacement b prédéterminé.
Un quatrième mode de réalisation de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention va maintenant être décrit en
*référence à la figure 10.
La figure 10 représente une structure de connexion semblable à celle du mode de réalisation représenté sur la figure 8, excepté que l'épaisseur de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure au niveau de la partie de connexion est réduite. La figure 10A est une vue en perspective éclatée montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique avant connexion, la figure lOB est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique après connexion et la figure 10C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention. Sur ces dessins, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur les figures 1, 8 et 9 et le substrat diélectrique n'est pas représenté. La couche conductrice principale 2 est représentée en perspective
avec un arrachement partiel.
Sur les figures 10, les numéros de référence 2 et 3 désignent deux couches conductrices principales, le numéro de référence 4 désigne deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale, le numéro de référence 5 désigne une couche conductrice auxiliaire et les références 6A et 6B désignent des lignes de guide d'ondes diélectrique. Ces deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont disposées de façon que leurs directions de transmission de signaux haute fréquence se coupent à angle droit et que l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales 2 et 3 de l'autre
ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent.
Dans ce mode de réalisation, la couche conductrice principale supérieure 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A et la couche conductriceprincipale inférieure 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B se chevauchent. Le numéro de référence 7 désigne une fenêtre de couplage, le numéro de référence 8 désigne un groupe de conducteurs traversants d'extrémité, le numéro de référence 9 désigne une couche conductrice auxiliaire d'extrémité et les numéros de référence 10 à
12 désignent des accès d'entrée et de sortie.
Dans ce mode de réalisation, la couche conductrice principale 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A présente un gradin pour être plus proche de la couche conductrice principale 3 dans la partie de chevauchement des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B. L'épaisseur de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A est par conséquent plus faible, c'est-à-dire que la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 (distance entre la couche conductrice principale 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A et la couche conductrice principale 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B, dans le cas o la couche conductrice principale 2 de la ligne 6A et la couche conductrice principale 3 de la ligne 6B sont formées en commun), est réduite par rapport à celle de la partie restante ("a" sur la
figure 1).
Une connexion électrique entre les niveaux de hauteurs différentes définis par le gradin de la couche conductrice principale 2 (ou entre la couche conductrice principale 2 de la ligne 6A et la couche conductrice principale 2 de la ligne 6B) peut être réalisée au moyen d'une couche conductrice formée dans le sens de la hauteur, comme illustré sur la figure 10, ou au moyen de groupes de conducteurs traversants de liaison de couche conductrice principale qui seront
décrites plus loin.
Ces deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont par conséquent connectées l'une à l'autre tout en étant couplées électromagnétiquement par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7. Ainsi, l'épaisseur au voisinage de la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique est modifiée de manière appropriée ou, dans ce mode de réalisation en particulier, la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 est réduite par-rapport à la partie restante grâce au fait que la couche conductrice principale 2 de la ligne 6A est réalisée pour présenter une différence de hauteur. Ceci permet par conséquent de réduire la réflexion d'un signal haute fréquence au niveau de la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B et d'obtenir une
structure de connexion à faibles pertes.
Un cinquième mode de réalisation de la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention va maintenant être décrit en relation
avec la figure 11.
La figure 11 représente une structure de connexion semblable à celle du mode de réalisation de la figure 8, excepté que l'épaisseur de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure est réduite au niveau de la partie de connexion. La figure 11A est une vue en perspective éclatée montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique avant connexion, la figure l1B est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique après connexion et la figure 11C est une vue en perspective montrant les lignes de guide d'ondes diélectrique esquissées pour faciliter la compréhension de l'invention. Sur ces dessins, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur les figures 1 et 8 à 10 et le substrat diélectrique n'est pas représenté. La couche conductrice principale 2 est
montrée en perspective avec un arrachement partiel.
Sur la figure 11, les numéros de référence 2 et 3 désignent deux couches conductrices principales, le numéro de référence 4 désigne deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale, le numéro de référence 5 désigne une couche conductrice auxiliaire et les références 6A et 6B désignent des lignes de guide d'ondes diélectrique. Ces deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont disposées de façon que leurs directions de transmission de signaux haute fréquence se coupent à angle droit et que l'une des couches conductrices principales 2, 3 de l'une des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales 2, 3 de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique se chevauchent. Dans ce mode de réalisation, la couche conductrice principale supérieure 2 de la ligne 6A et la couche conductrice principale inférieure 3 de la ligne 6B se chevauchent. Le numéro de référence 7 désigne une fenêtre de couplage, le numéro de référence 8 désigne un groupe de conducteurs traversants d'extrémité, le numéro de référence 9 désigne une couche conductrice auxiliaire d'extrémité et les numéros de référence 10 à 12 désignent des accès
d'entrée et de sortie.
Dans ce mode de réalisation, la couche conductrice principale 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6B est réalisée pour comporter un gradin de façon à être située plus près de la couche conductrice principale 3 dans la zone de chevauchement des lignes 6A et 6B. En conséquence, l'épaisseur de la ligne 6B est plus faible, c'est-àdire que la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 est réduite par rapport à celle de la partie restante ("a" sur la
figure 1).
Au niveau de la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B, la couche conductrice principale 2 est formée dans un plan différent par rapport à sa partie restante, en particulier dans le plan de l'une des couches conductrices auxiliaires 5. La couche conductrice principale 2 au niveau de la partie de connexion et la couche conductrice principale 2 au niveau de la partie restante sont reliées électriquement l'une à l'autre par l'intermédiaire de groupes de conducteurs traversants de liaison de couche conductrice principale 13. Ces groupes de conducteurs traversants de liaison de couche conductrice principale 13 sont, comme les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 et le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8, formés dans une direction orthogonale à la direction de transmission de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B à des intervalles répétés inférieurs à la moitié de la longueur d'onde d'un signal afin que les hauteurs différentes de la couche conductrice principale 2
puissent être reliées électriquement entre elles.
Les hauteurs différentes de la couche conductrice principale 2 peuvent être reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un conducteur principal formé dans le sens de la hauteur, à la place des groupes de conducteurs traversants de liaison de couche conductrice
principale 13.
Les deux lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B sont par conséquent connectées l'une à l'autre tout en étant couplées électromagnétiquement par l'intermédiaire de la fenêtre de couplage 7. Ainsi, en modifiant légèrement l'épaisseur au voisinage de la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique ou, en particulier dans ce mode de réalisation, en réalisant la couche conductrice principale 2 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B de façon qu'elle présente une différence de hauteur pour qu'ainsi la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 soit plus faible que dans les autres parties, il est possible de réduire la réflexion d'un signal haute fréquence au niveau de la partie de connexion des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B et d'obtenir une structure de
connexion présentant de faibles pertes.
Comme cela a été décrit précédemment, la configuration dans laquelle une distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 est réduite par rapport à la partie restante, au niveau de la portion de chevauchement des lignes de guide d'ondes diélectrique 6A et 6B, peut s'appliquer à l'une ou l'autre des lignes de guide d'ondes diélectrique supérieure et inférieure 6A, 6B ou aux deux. De même, il est possible de faire varier la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 en modifiant l'une ou l'autre de la hauteur de la couche conductrice principale 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A et de la hauteur de la couche conductrice principale 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique supérieure 6B, ou
les deux.
Lorsque la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 est réduite au niveau de la partie de connexion par rapport à la partie restante, la distance réduite peut être située dans la plage de la
moitié de l'épaisseur a prédéterminée à une fois celle-
ci. A titre d'exemple concret concernant la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique selon l'invention, présentant la configuration représentée sur la figure 8, les caractéristiques en fréquence de niveau et de phase de paramètres S ont été calculées en termes de caractéristique de transmission d'une ligne comprenant une jonction en forme de T, conformément à la méthode des éléments finis. Les caractéristiques en fréquence des paramètres S ont été calculées en utilisant comme matériaux pour les couches conductrices principales 2 et 3 et les conducteurs traversants du cuivre pur ayant une conductivité de ,8 x 107 (1/Qm) et pour le substrat diélectrique 1 un corps fritté en vitrocéramique ayant une constante diélectrique relative de 5 et une tangente de perte diélectrique de 0,001 et produit par la cuisson de 75% en poids d'un verre de borosilicate et de 25% en poids d'alumine, l'épaisseur du substrat diélectrique 1 étant définie pour que a = 0,62 mm, les conducteurs traversants ayant un diamètre défini pour être de 0,1 mm, les intervalles de répétition des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 étant définis pour que c = 0,25 mm, l'espacement prédéterminé entre les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 étant défini pour que b = 1, 2 mm et la
longueur de la ligne étant définie pour être de 2,25 mm.
Les couches conductrices auxiliaires 5 étaient disposées au niveau de positions situées à 0,154 mm, 0,308 mm et 0,462 mm de la couche conductrice principale 3 pour former une structure à quatre couches, la fenêtre de couplage 7 ayant la forme d'un carré de
1,2 mm x 1,2 mm.
Le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6A était formé de manière à s'étendre à partir des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique 6B. Le diamètre et les intervalles de répétition des conducteurs traversants étaient semblables à ceux des groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4. En outre, les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9 étaient disposées au niveau des mêmes positions que les
couches conductrices auxiliaires 5.
Les résultats sont respectivement indiqués sur le graphique de la figure 12A pour ce qui concerne les caractéristiques en fréquence du niveau des paramètres S, et sur le graphique de la figure 12B pour ce qui concerne les caractéristiques en fréquence de la phase des paramètres S. Sur la figure 12A, l'abscisse indique la fréquence (GHz) et l'ordonnée indique la valeur du niveau (dB) de S1I, S2: et S31 des paramètres S. Les courbes caractéristiques de la figure indiquent les caractéristiques en fréquence des paramètres S respectifs. Sur la figure 12B, l'abscisse indique la fréquence (GHz) et l'ordonnée indique les valeurs de phase (degrés) de S2: et S3 des paramètres S. En ce qui concerne la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique présentant la configuration représentée sur les figures 8, Si, indique un rapport du courant électrique réfléchi et renvoyé à l'entrée 10 sur le courant électrique introduit à partir de l'entrée 10, S21 indique le rapport du courant électrique délivré à partir de la sortie 11 sur le courant électrique introduit à partir de l'entrée 10, et S31 indique le rapport du courant électrique délivré à partir de la sortie 12 sur le courant électrique
introduit à partir de l'entrée 10, respectivement.
A partie des résultats de la figure 12A, on peut voir que S2, et S3: sont pratiquement identiques et que le signal haute fréquence est transmis de manière satisfaisante à travers la partie de connexion. Le rapport entre S2, et S3, est pratiquement constant dans la gamme de fréquences des calculs, c'est-à-dire 1:1. En
outre, les phases des lignes bifurquées sont les mêmes.
S:l atteint sa valeur maximale d'environ -15 dB au voisinage de la fréquence médiane de calcul de 77 GHz,
ce qui indique que la réflexion est très faible.
D'autre part, il ressort des résultats de la figure 12B que les courbes caractéristiques exprimant les phases de S21 et S3. sont pratiquement identiques, ce qui
indique que S21 et S3, ont la même phase.
Puis, les caractéristiques en fréquence du niveau et de la phase des paramètres S ont été calculées en termes de caractéristique de transmission d'une ligne comportant une jonction en forme de T, conformément à la méthode des éléments finis, en ce qui concerne la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention présentant la configuration de la figure 11. Les caractéristiques en fréquence des paramètres S ont été calculées pour les mêmes matériaux que ceux décrits ci-dessus, l'épaisseur du substrat diélectrique 1 étant définie pour être telle que a = 0,62 mm, le diamètre des conducteurs traversants étant fixé à 0,1 mm, les intervalles de répétition des conducteurs traversants de paroi latérale 4 étant définis pour que c = 0,25 mm, l'espacement prédéterminé entre les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4 étant définie pour que b = 1,2 mm, la distance entre les deux couches conductrices principales 2 et 3 de la ligne de guide d'ondes diélectrique 6B au niveau de la partie de connexion (épaisseur de la ligne 6B) étant fixée à 0,15 mm, et les niveaux différents du gradin de la couche conductrice principale 2 étant reliés par l'intermédiaire de conducteurs traversants ayant le même diamètre et les mêmes intervalles de répétition que les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale 4. La longueur de la ligne était définie
pour être égale à 2,25 mm.
Le groupe de conducteurs traversants d'extrémité 8 et les couches conductrices auxiliaires d'extrémité 9 étaient formés d'une manière identique à celle décrite précédemment, et la fenêtre de couplage 7 avait la forme
d'un rectangle de 1,5 mm x 1,2 mm.
Les résultats sont respectivement indiqués sur le graphique de la figure 13A pour les caractéristiques en fréquence du niveau des paramètres S, et sur le graphique de la figure 13B pour les caractéristiques en fréquence de la phase des paramètres S, de la même
manière que pour les figures 12A et 12B.
Il ressort des résultats de la figure 13A que S21 et S31 sont pratiquement identiques et que des signaux haute fréquence d'une bande plus large peuvent être de préférence transmis par l'intermédiaire de la partie de connexion, comparativement au cas de l'exemple concret ci- dessus. Le rapport entre S21 et S31 est pratiquement constant dans la gamme de fréquences pour laquelle les calculs ont été exécutés, et est de 1:1. Les phases des lignes bifurquées sont identiques. En ce qui concerne S1l, la réflexion est davantage réduite grâce à l'existence de la partie d'adaptation, et le niveau descend jusqu'à -19, 5 dB à la fréquence de 77 GHz. De cette manière, l'épaisseur de la ligne de guide d'ondes diélectrique au niveau de la partie de connexion est réduite, et la partie d'adaptation pour la transmission d'un signal haute fréquence est prévue, de sorte que SI diminue comparativement à l'exemple concret précédent, et que S21 et S31 sont pratiquement constants dans la
gamme de 71 GHz à 79 GHz.
D'autre part, il ressort des résultats de la figure
13B que les phases de S2, et S31 sont identiques.
De la même manière que dans l'exemple concret précédent, les caractéristiques en fréquence du niveau et de la phase des paramètres S ont été calculées en ce qui concerne la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, présentant la configuration de la figure 9, dans laquelle la largeur de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A au niveau de la partie de connexion et la largeur de la fenêtre de couplage 7 ont été augmentées. La réflexion du courant électrique haute fréquence, ou la valeur maximale de Sl, était inférieure comparativement à l'exemple concret précédent, ce qui a confirmé-que la réflexion est réduite davantage lorsque la partie d'adaptation est prévue.10 De la même manière que dans l'exemple concret précédent, les caractéristiques en fréquence du niveau et de la phase des paramètres S ont été calculées en ce qui concerne la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, présentant la15 configuration de la figure 10, dans laquelle l'épaisseur de la ligne de guide d'ondes diélectrique inférieure 6A au niveau de la partie de connexion a été réduite. La bande de transmission d'un signal haute fréquence s'est élargie comparativement à l'exemple concret précédent, et une excellente propriété de connexion a été confirmée. Les résultats ci-dessus ont confirmé que conformément à la structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique de l'invention, les lignes qui sont superposées l'une à l'autre de manière à être orthogonales à l'intérieur du substrat diélectrique peuvent être connectées facilement l'une à l'autre tout en présentant de faibles pertes et d'excellentes caractéristiques de transmission. Ils ont également confirmé qu'en croisant les deux lignes de guide d'ondes diélectrique, il est possible de réaliser une connexion et une fonction en forme de des T lignes avec de bonnes
caractéristiques de transmission.
Bien que la description précédente ait porté sur
plusieurs modes de réalisation préférés de la présente invention, celleci n'est bien entendu pas limitée aux
exemples particuliers décrits et illustrés ici et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications5 sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (8)
1. Structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique comprenant deux lignes de guide d'ondes diélectrique (6L,6U) qui comportent chacune: un substrat diélectrique (lL,1U); deux couches conductrices principales (2L,3L;2U,3U), le substrat diélectrique étant placé en sandwich entre les deux couches conductrices principales; deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4L,4U) disposés pour relier électriquement les couches conductrices principales dans une direction de transmission de signaux haute fréquence à des intervalles inférieurs à la moitié d'une longueur d'onde des signaux; et une couche conductrice auxiliaire (5L,5U) disposée entre les couches conductrices principales (2L,3L; 2U,3U) de manière à être parallèle à celles-ci, couche conductrice auxiliaire (5L,5U) qui est reliée électriquement aux groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4L,4U), les lignes de guide d'ondes diélectrique (6L,6U) transmettant ainsi des signaux haute fréquence à travers une zone entourée par les couches conductrices principales (2L,3L; 2U,3U), les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4L,4U) et la couche conductrice auxiliaire (5L,5U), caractérisée en ce que les deux lignes de guide d'ondes diélectrique (6L,6U) sont superposées l'une à l'autre de façon que l'une (2L) des couches conductrices principales (2L, 3L) de l'une (6L) des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une (3U) des couches conductrices principales (2U,3U) de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique (6U) se chevauchent pour définir une partie de chevauchement dans laquelle
une fenêtre de couplage (7) est formée.
2. Structure de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque ligne de guide d'ondes diélectrique (6U,6L) comprend également: un groupe de conducteurs traversants d'extrémité (8U,8L) prévus à une distance égale ou inférieure à une longueur d'onde de guidage des signaux haute fréquence par rapport à un centre (7a) correspondant à une position médiane d'une longueur (w) de la fenêtre de couplage (7), dans la direction de transmission, et disposés à des intervalles inférieurs à la moitié de la longeur d'onde des signaux, dans une direction orthogonale à la direction de transmission, pour être reliés électriquement aux couches conductrices principales (2U,3U; 2L,3L); et une couche conductrice auxiliaire d'extrémité (9L,9U) disposée entre les couches conductrices principales (2U,3U; 2L,3L) de manière à être parallèle à celles-ci, et reliée électriquement à la couche conductrice auxiliaire (5L,5U) et au groupe de conducteurs traversants d'extrémité (8U, 8L)
3. Structure de connexion selon la revendication 2, caractérisée en ce que le groupe de conducteurs traversants d'extrémité (8U,8L) et la couche conductrice auxiliaire d'extrémité (9U,9L) sont formés à une certaine distance d'une extrémité de la fenêtre
de couplage (7) dans la direction de transmission.
4. Structure de connexion selon la revendication 2, caractérisée en ce que le groupe de conducteurs traversants d'extrémité (8U, 8L) et la couche conductrice auxiliaire d'extrémité (9U, 9L) sont disposés au niveau de positions situées sensiblement dans une partie d'extrémité de la fenêtre de couplage
(7) dans la direction de transmission.
5. Structure de connexion pour lignes de guide d'ondes diélectrique comprenant deux lignes de guide d'ondes diélectrique (6A,6B) qui comportent chacune: un substrat diélectrique (1); deux couches conductrices principales (2,3), le substrat diélectrique étant placé en sandwich entre les deux couches conductrices principales; deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4) disposés, dans une direction de transmission de signaux haute fréquence, à des intervalles répétés inférieurs à la moitié d'une longueur d'onde de signaux dans la direction de transmission des signaux haute fréquence et, dans une direction orthogonale à la direction de transmission, avec un espacement prédéterminé, afin de relier électriquement les couches conductrices principales (2,3); et une couche conductrice auxiliaire (5) disposée entre les couches conductrices principales (2,3) de manière à être parallèle à celles-ci, couche conductrice auxiliaire (5) qui est reliée électriquement aux groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4), les deux lignes de guide d'ondes diélectrique (6A,6B) transmettant ainsi des signaux haute fréquence à travers une zone entourée par les couches conductrices principales (2,3), les groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4) et la couche conductrice auxiliaire (5), caractérisée en ce que les deux lignes de guide d'ondes diélectrique (6A,6B) sont superposées l'une à l'autre de façon que leurs directions de transmission des signaux haute fréquence soient orthogonales entre elles et que l'une des couches conductrices principales (2) de l'une (6A) des lignes de guide d'ondes diélectrique et l'une des couches conductrices principales (3) de l'autre ligne de guide d'ondes diélectrique (6B) se chevauchent, une fenêtre de couplage (7) étant formée dans la partie de chevauchement des couches conductrices
principales (2,3).
6. Structure de connexion selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque ligne de guide d'ondes diélectrique (6A,6B) comprend également un groupe de conducteurs traversants d'extrémité (8) prévus à une distance égale ou inférieure à une longueur d'onde de guidage des signaux haute fréquence par rapport à un centre de la fenêtre de couplage (7) dans la direction de transmission de la ligne de guide d'ondes diélectrique (6A,6B), conducteurs traversants d'extrémité (8) qui sont disposés à des intervalles inférieurs à la moitié de la longueur d'onde des signaux dans une direction orthogonale à la direction de transmission, afin de relier électriquement les couches conductrices principales (2,3), et une couche conductrice auxiliaire d'extrémité (9L) disposée entre les couches conductrices principales (2,3) de manière à être parallèle à celles-ci, et reliée électriquement à la couche conductrice auxiliaire (5) et au groupe de
conducteurs traversants d'extrémité (8).
7. Structure de connexion selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'un espacement des deux rangées de groupes de conducteurs traversants de paroi latérale (4) des lignes de guide d'ondes diélectrique (6A, 6B) dans la partie de chevauchement de celles-ci est
supérieur à l'espacement prédéterminé.
8. Structure de connexion selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce qu'un intervalle entre les deux couches conductrices principales (2,3) des lignes de guide d'ondes diélectrique (6A,6B) est plus faible dans la partie de chevauchement de celles-ci que dans la
partie restante.
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|---|---|---|---|
| JP10113439A JPH11308001A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 誘電体導波管線路の接続構造 |
| JP24428898A JP3522120B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 誘電体導波管線路の接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITRM20090300A1 (it) * | 2009-06-11 | 2010-12-12 | Mbda italia spa | Antenna a schiera di slot con alimentazione in guida d'onda e procedimento di realizzazione antenna della stessa |
| EP3061150A1 (fr) * | 2013-10-25 | 2016-08-31 | European Space Agency (ESA) | Filtre en guide d'onde rectangulaire plié hybride |
| WO2018073176A1 (fr) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | Centre National D'Études Spatiales C N E S | Guide d'onde multicouche comprenant au moins un dispositif de transition entre des couches de ce guide d'onde multicouche |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3617633B2 (ja) * | 2000-10-06 | 2005-02-09 | 三菱電機株式会社 | 導波管接続部 |
| US6927653B2 (en) * | 2000-11-29 | 2005-08-09 | Kyocera Corporation | Dielectric waveguide type filter and branching filter |
| JP3531624B2 (ja) * | 2001-05-28 | 2004-05-31 | 株式会社村田製作所 | 伝送線路、集積回路および送受信装置 |
| JP2005086603A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Tdk Corp | 電子部品モジュールおよびその製造方法 |
| US7026886B2 (en) * | 2003-10-09 | 2006-04-11 | National Chiao Tung University | Miniaturized microwave integrated circuit using complementary conducting surfaces |
| FR2885735B1 (fr) * | 2005-05-10 | 2007-08-03 | St Microelectronics Sa | Circuit integre guide d'ondes |
| EP1936741A1 (fr) * | 2006-12-22 | 2008-06-25 | Sony Deutschland GmbH | Guides d'ondes intégrés dans un substrat flexible |
| TWI335101B (en) * | 2007-06-27 | 2010-12-21 | Ind Tech Res Inst | Vertical coupling structure for non-adjacent resonators |
| JP5179513B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2013-04-10 | 京セラ株式会社 | 高周波伝送線路の接続構造、配線基板、高周波モジュールおよびレーダ装置 |
| DE112010001453B4 (de) * | 2009-03-31 | 2017-06-22 | Kyocera Corp. | Leiterplatte, Wellenleiterstruktur, Hochfrequenzmodul und Radarvorrichtung |
| DE102010063167B4 (de) * | 2010-12-15 | 2022-02-24 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Mit hochfrequenten Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät |
| JP6348761B2 (ja) * | 2014-04-17 | 2018-06-27 | パナソニック株式会社 | 基板間接続構造 |
| KR102384505B1 (ko) * | 2016-01-12 | 2022-04-08 | 삼성전자주식회사 | 칩 간 무선 통신을 제공하기 위한 방법 및 장치 |
| US10971792B2 (en) * | 2017-04-12 | 2021-04-06 | Mitsubishi Electric Corporation | First and second dielectric waveguides disposed in respective multi-layer substrates which are connected by a connection structure having choke structures therein |
| US10199336B2 (en) * | 2017-05-24 | 2019-02-05 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Antenna package device |
| JP6861588B2 (ja) | 2017-07-07 | 2021-04-21 | 株式会社フジクラ | 伝送線路 |
| JP6907916B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2021-07-21 | 日本電信電話株式会社 | 高周波回路 |
| US10615478B2 (en) * | 2018-05-22 | 2020-04-07 | Tdk Corporation | Co-fired ceramic waveguide feeding networks for millimeter waves |
| US11399428B2 (en) | 2019-10-14 | 2022-07-26 | International Business Machines Corporation | PCB with substrate integrated waveguides using multi-band monopole antenna feeds for high speed communication |
| US11658378B2 (en) * | 2019-10-14 | 2023-05-23 | International Business Machines Corporation | Vertically transitioning between substrate integrated waveguides (SIWs) within a multilayered printed circuit board (PCB) |
| DE102021117640A1 (de) * | 2021-07-08 | 2023-01-12 | Tesat-Spacecom Gmbh & Co. Kg | Hohlleiteranordnung mit zwei Steghohlleitern und Verbindungsschnittstelle |
| TWI864996B (zh) * | 2023-08-30 | 2024-12-01 | 明泰科技股份有限公司 | 具多層基板的基板整合波導 |
| CN118231991A (zh) * | 2023-10-24 | 2024-06-21 | 江苏神州半导体科技有限公司 | 一种应用于射频电源等大功率场景的矩形波导定向耦合器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2966638A (en) * | 1954-12-15 | 1960-12-27 | Raytheon Co | Cross guide directional couplers |
| JPH08162813A (ja) * | 1994-12-08 | 1996-06-21 | Yagi Antenna Co Ltd | 方向性結合器 |
| JPH1075108A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Kyocera Corp | 誘電体導波管線路および配線基板 |
| JPH11308025A (ja) * | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Kyocera Corp | 方向性結合器 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2519734A (en) * | 1945-04-24 | 1950-08-22 | Hans A Bethe | Directional coupler |
| US2478317A (en) * | 1945-07-09 | 1949-08-09 | Edward M Purcell | Directional coupler |
| US2852752A (en) * | 1951-07-18 | 1958-09-16 | Collins Radio Co | Coupling means |
| US2647950A (en) * | 1951-12-29 | 1953-08-04 | Gen Precision Lab Inc | Microwave phase shifter |
| JPS6475108A (en) * | 1987-09-17 | 1989-03-20 | Nippon Steel Corp | Manufacture of dull roll |
| JPH0653711A (ja) | 1992-07-28 | 1994-02-25 | Fukushima Nippon Denki Kk | 導波管線路 |
| JP3366552B2 (ja) * | 1997-04-22 | 2003-01-14 | 京セラ株式会社 | 誘電体導波管線路およびそれを具備する多層配線基板 |
-
1999
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2966638A (en) * | 1954-12-15 | 1960-12-27 | Raytheon Co | Cross guide directional couplers |
| JPH08162813A (ja) * | 1994-12-08 | 1996-06-21 | Yagi Antenna Co Ltd | 方向性結合器 |
| JPH1075108A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Kyocera Corp | 誘電体導波管線路および配線基板 |
| JPH11308025A (ja) * | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Kyocera Corp | 方向性結合器 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 10 31 October 1996 (1996-10-31) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 08 30 June 1998 (1998-06-30) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 02 29 February 2000 (2000-02-29) * |
| UCHIMURA H ET AL: "Development of the laminated waveguide", BALTIMORE, MD, JUNE 7 - 12, 1998,NEW YORK, NY: IEEE,US, 7 June 1998 (1998-06-07), pages 1811 - 1814, XP002139760, ISBN: 0-7803-4472-3 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITRM20090300A1 (it) * | 2009-06-11 | 2010-12-12 | Mbda italia spa | Antenna a schiera di slot con alimentazione in guida d'onda e procedimento di realizzazione antenna della stessa |
| EP2267841A1 (fr) | 2009-06-11 | 2010-12-29 | MBDA ITALIA S.p.A. | Antenne à fentes avec guide d'onde d'alimentation et procédé de fabrication d'une telle antenne |
| EP3061150A1 (fr) * | 2013-10-25 | 2016-08-31 | European Space Agency (ESA) | Filtre en guide d'onde rectangulaire plié hybride |
| WO2018073176A1 (fr) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | Centre National D'Études Spatiales C N E S | Guide d'onde multicouche comprenant au moins un dispositif de transition entre des couches de ce guide d'onde multicouche |
| FR3057999A1 (fr) * | 2016-10-21 | 2018-04-27 | Centre National D'etudes Spatiales C N E S | Guide d'onde multicouche comprenant au moins un dispositif de transition entre des couches de ce guide d'onde multicouche |
| US10879577B2 (en) | 2016-10-21 | 2020-12-29 | Centre National D'etudes Spatiales Cnes | Multilayer waveguide comprising at least one transition device between layers of this multilayer waveguide |
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