JP2000244212A

JP2000244212A - 導波管・伝送線路変換器

Info

Publication number: JP2000244212A
Application number: JP11352302A
Authority: JP
Inventors: Hideo Iizuka; 英男飯塚; Kunitoshi Nishikawa; 訓利西川; Kazuo Sato; 和夫佐藤; Toshiaki Watanabe; 俊明渡辺
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2000-09-08
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP3317293B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い電力変換効率を維持しつつ、小型化及び
量産化を容易にする。【解決手段】誘電体基板４の一方の面には、短絡金属
層１１が形成されており、この短絡金属層１１は、スト
リップ線路３を配置するための切り込みを備えている。
短絡金属層１１とストリップ線路３は、誘電体基板４の
同一面上に一定の間隔をおいて配置されている。誘電体
基板４のもう一方の面には、接地金属層５が導波管２の
開口部の断面形状と略合同形状に形成されており、短絡
金属層１１と接地金属層５及び導波管２とは、誘電体基
板４の周囲に設けられたスルーホール８に埋め込まれて
いる金属により同電位に保たれ、更に、誘電体基板４の
接地金属層５が形成されている面には、整合素子６が設
けられている。この構成により、導波管２を除いた導波
管・伝送線路変換器１２０の殆ど全てを高周波回路や平
面アンテナと同じ基板上に構成可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波帯の電力を変換する導波管・伝送線路変換器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】導波管により伝送される電力と、ストリ
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器については、公開特許公報「特開
平１０−１２６１１４：給電線変換器」に記載されたも
の等が一般に知られている。図１３に、従来技術による
導波管・伝送線路変換器３００の斜視図を、図１４に、
同変換器３００の断面図（ａ），（ｃ）、及び、底面の
平面図（ｂ）をそれぞれ示す。

【０００３】誘電体基板４の一方の面にはストリップ線
路３が、他方の面には導波管２の開口部と接続される接
地金属層５が、それぞれ設けられている。誘電体基板４
は、短絡導波管ブロック９と導波管２とで挟み込む様に
して固定されている。導波管２内の電界が強い位置にス
トリップ線路３を挿入した時に高い電力変換効率が得ら
れるため、短絡導波管ブロック９の短絡面とストリップ
線路３との距離は、導波管管内波長λの約１／４に設定
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による導波管
・伝送線路変換器３００においては、導波管２と高周波
回路とを接続する際、ストリップ線路３はこの高周波回
路が形成される基板平面上に位置するため、短絡導波管
ブロック９が高周波回路から凸部として垂直に突き出す
形になる。特に、マイクロ波を取り扱う場合には、この
凸部の高さ（λ／４）が２cmを超える場合も有り、この
短絡導波管ブロック９が高周波回路の小型化の阻害要因
となっている。

【０００５】一方、ミリ波等の高い周波数帯を取り扱う
場合には、導波管２、短絡導波管ブロック９、及び、ス
トリップ線路３の各間における僅かな位置ずれが生じて
も変換器３００の整合特性は劣化してしまうため、高い
電力変換効率を得るためには、これらの部品を１／１０
０mm程度の高い位置精度で固定する必要がある。しかし
ながら、上記の従来の構造では、特に、短絡導波管ブロ
ック９と導波管２とをこのように高い精度で固定するこ
とは難しく、従来の構造は、導波管・伝送線路変換器を
量産する上での阻害要因となっている。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、高い電力変換効率を維
持しつつ、小型化及び量産の容易な導波管・伝送線路変
換器を実現することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、以下の手段が有効である。即ち、第１の手段
は、導波管により伝送される電力と、ストリップ線路に
より伝送される電力とを相互に変換可能な導波管・伝送
線路変換器において、導波管の開口部に位置する切り込
みを入れた短絡板（金属板）と、導波管内にこの短絡板
より一定距離離して略平行に設けられた整合素子と、短
絡板と整合素子との間に位置する誘電体基板とを備え、
短絡板の切り込みに配置されたストリップ線路と整合素
子とを、互いに接近して配置することにより互いに電磁
的に結合することである。

【０００８】また、第２の手段は、導波管により伝送さ
れる電力と、ストリップ線路により伝送される電力とを
相互に変換可能な導波管・伝送線路変換器において、導
波管の開口部に位置する第１誘電体基板と、この第１誘
電体基板の外側の面に設けられた切り込みを入れた短絡
金属層と、導波管内にこの短絡金属層より一定距離離し
て略平行に設けられた整合素子と、第１誘電体基板と整
合素子との間に位置する第２誘電体基板とを備え、短絡
金属層の切り込みに配置されたストリップ線路と整合素
子とを、互いに接近して配置することにより互いに電磁
的に結合することである。

【０００９】また、第３の手段は、導波管により伝送さ
れる電力と、ストリップ線路により伝送される電力とを
相互に変換可能な導波管・伝送線路変換器において、導
波管の開口部に位置する誘電体基板と、この誘電体基板
の外側の面に設けられた切り込みを入れた短絡金属層
と、誘電体基板の内側の面に設けられた整合素子とを備
え、短絡金属層の切り込みに配置されたストリップ線路
と整合素子とを、互いに接近して配置することにより互
いに電磁的に結合することである。

【００１０】また、第４の手段は、上記の第１乃至第３
の何れか１つの手段において、ストリップ線路が付設さ
れている誘電体基板のストリップ線路が付設されている
面とは反対側の面に、導波管の開口部と接合される接地
金属層を設けることである。

【００１１】また、第５の手段は、上記の第２乃至第４
の何れか１つの手段において、誘電体基板、又は、第１
誘電体基板に、短絡金属層と導波管とを電気的に接続す
るためのスルーホールを設けることである。

【００１２】また、第６の手段は、上記の第１乃至第５
の何れか１つの手段において、短絡板、又は、短絡金属
層の切り込みに配置されたストリップ線路を複数本設け
ることである。

【００１３】また、第７の手段は、上記の第１乃至第６
の何れか１つの手段において、ストリップ線路が付設さ
れている誘電体基板と高周波回路が形成されている回路
基板、或いは、第１誘電体基板と第２誘電体基板とを一
体成形することである。また、第８の手段は、上記の第
１乃至第７のいずれか１つの手段において、ストリップ
線路の整合素子と重なっている長さによって、インピー
ダンスを制御することを特徴とすることである。また、
第９の手段は、上記の第１乃至第８のいずれか１つの手
段において、整合素子のストリップ線路と平行な長さに
よって、共振周波数を制御することである。また、第１
０の手段は、上記の第１乃至第９のいずれか１つの手段
において、ストリップ線路と整合素子との間隔は０．０
１λ_g〜０．２０λ_gである（ただし、λ_gはストリッ
プ線路と整合素子との間に存在する誘電体内における波
長である）ことである。また、第１１の手段は、上記の
第１乃至第１０のいずれか１つの手段において、短絡金
属板又は短絡金属層とストリップ線路との間隔は０．０
３λ_g〜０．０６λ_gである（ただし、λ_gは間隔に存
在する媒体の内部における波長である）ことである。以
上の手段により、前記の課題を解決することができる。

【００１４】

【作用及び発明の効果】本発明の手段によれば、短絡板
又は短絡金属層の切り込みに配置されたストリップ線路
と整合素子とは、互いに接近して配置されて互いに電磁
的に結合し、この両者の電磁的結合により、電力の変換
が行われる。従って、従来の導波管・伝送線路変換器に
おいて構成上不可欠であった短絡導波管ブロック９が必
要なくなる。このため、高周波回路の基板平面上からお
よそλ／４突き出ていた前記の凸部がなくなり、導波管
・伝送線路変換器を平面化（小型化）することが可能と
なる。

【００１５】また、短絡導波管ブロック９が無くなった
ため、前記の様に特に困難であった短絡導波管ブロック
９と導波管２との間の、λ／４という制約を伴う高精度
な相対的位置決めの問題もなくなり、製造が容易とな
る。

【００１６】また、本発明の手段によれば、ストリップ
線路の導波管に対する挿入長でインピーダンス整合を図
ることができ、更に、整合素子の大きさや、ストリップ
線路との間隔により伝送・変換される周波数帯域を決定
することができる。例えば、導波管断面形状の長手方向
における整合素子の幅が広いと、周波数帯域の幅も広く
なり、整合素子のこれと垂直方向の幅は、遮断周波数を
決める。また、整合素子のストリップ線路との間隔（間
に介在する誘電体基板の厚さ）が狭いと周波数帯域の幅
が狭くなり、この間隔を広くすると周波数帯域の幅も広
くなる。したがって、これらのパラメータを適切に調整
することにより、所望の周波数で損失の少ない導波管・
伝送線路変換器を実現することが可能となる。

【００１７】また、本発明の接地金属層により、ストリ
ップ線路が付設されている誘電体基板と導波管とを容
易、かつ、確実に密着固定することが可能となる。その
ため、電力損失の少ない導波管・伝送線路変換器を実現
することができる。また、本発明のスルーホールに金属
等の導体を埋め込めば、短絡金属層と導波管とを確実に
同電位にすることができる。これにより、更に電力損失
の少ない導波管・伝送線路変換器を実現することができ
る。また、ストリップ線路の整合素子と重なっている長
さによって、インピーダンスを変化させて、変換器にお
ける入力と出力のインピーダンス整合を図ることが可能
となる。また、整合素子のストリップ線路と平行な長さ
によって、共振周波数を変化させることができるので、
共振周波数の調整が容易となる。また、ストリップ線路
と整合素子との間隔を０．０１λ_g〜０．２０λ_gとす
ることで、変換器における損失を低くすることができ
る。また短絡金属板又は短絡金属層とストリップ線路と
の間隔を０．０３λ_g〜０．０６λ_gとすることで、変
換器における損失を低くすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。（第１実施例）図１に本実施例の導波管・伝送線路変換
器１００の斜視図を、図２に本導波管・伝送線路変換器
１００の断面図（ａ），（ｃ），（ｄ）、及び、底面の
平面図（ｂ）をそれぞれ示す。

【００１９】誘電体基板４の一方の面には、ストリップ
線路３が設けられ、その反対側の面には、導波管２の側
壁の厚さとほぼ同じ幅の長方形の接地金属層５が設けら
れている。これらの導体（ストリップ線路３、接地金属
層５）は、フォトエッチング等の製法により、形成され
たものである。

【００２０】短絡板１には、誘電体基板４の平面形状
（長方形）と略合同の切り込みが設けられている。誘電
体基板４は、短絡板１の切り込みと嵌合し、かつ、接地
金属層５が、溶接又は半田付け等により導波管２の開口
部と密着固定されることにより、導波管２の開口部に固
定されている。

【００２１】導波管２の開口部の内部には、誘電体基板
７が設置されており、この誘電体基板７は、誘電体基板
４及び短絡板１と密着して固定されている。この誘電体
基板７の、上記ストリップ線路３とは反対側の面の中央
には、略正方形の金属層がフォトエッチングにより形成
されている。以下、このような金属層をその機能より
「整合素子６」と呼ぶ。この整合素子６は、ストリップ
線路３に接近して設けられているため、両者は互いに電
磁的に結合されている。

【００２２】以上の構成により、従来の導波管・伝送線
路変換器３００において、高周波回路の基板平面上から
およそλ／４突き出ていた凸部がなくなり、導波管・伝
送線路変換器を平面化（小型化）することが可能となっ
た。また、従来、特に困難であった短絡導波管ブロック
９と導波管２との間の、λ／４という制約を伴う高精度
な相対的位置決めの問題もなくなり、製造が容易となっ
た。

【００２３】また、本実施例の導波管・伝送線路変換器
１００の構成によれば、ストリップ線路の導波管に対す
る挿入長でインピーダンス整合を図ることができ、更
に、整合素子の面積で伝送・変換される周波数帯域を決
定することができるため、所望の周波数で損失の少ない
導波管・伝送線路変換器を実現することが可能となっ
た。図９に、ストリップ線路３の導波管２に対する挿入
長ρと入力側電圧定在波比との関係を示す。ただし、ス
トリップ線路挿入長ρは、図２（ａ）に示すように、ス
トリップ線路３と整合素子６とが導波管２の短辺に平行
な方向において重なる長さである。図９の横軸は、この
ストリップ線路挿入長ρを導波管２の短辺に平行な整合
素子長Ｌで正規化した値ρ／Ｌ（以下、正規化ストリッ
プ線路挿入長という）を示している。ストリップ線路長
ρを、０．１１Ｌ≦ρ≦０．２８Ｌ、又は、０．４５Ｌ
≦ρ≦０．７３Ｌの範囲に設定することにより、入力側
電圧定在波比を１．５以下とすることができる。このよ
うに、ストリップ線路長ρによって入力側電圧定在波比
を制御できる。即ち、変換器における入力、出力のイン
ピーダンス整合が実現できる。図１０に、整合素子長Ｌ
と共振周波数ｆとの関係を示す。ただし、図１０の横軸
は、整合素子長Ｌを所定整合素子長Ｌ₀で正規化した値
Ｌ／Ｌ₀（以下、正規化整合素子長という）を示し、図
１０の縦軸は、共振周波数ｆを所定共振周波数ｆ₀で正
規化した値ｆ／ｆ₀（以下、正規化共振周波数という）
を示している。なお、整合素子長がＬ₀の時の共振周波
数がｆ₀である。整合素子長Ｌを長くするに従い、共振
周波数ｆは低下しており、整合素子長Ｌで共振周波数ｆ
を制御できることが理解される。本実施例の導波管・伝
送線路変換器１００の構成によれば、ストリップ線路３
と整合素子６との導波管２の管軸方向における間隔ｄ
（図２（ａ）に示す誘電体基板４と誘電体基板７との厚
さの合計）を０．０１λ_g≦ｄ≦０．２０λ_gの範囲と
しても、低損失な特性を実現することができる。ただ
し、λ_gは誘電体内における伝搬波長である。また、誘
電体基板４及び誘電体基板７の比誘電率を１〜１０とし
ても低損失な特性を実現することができる。短絡板１と
ストリップ線路３との間隔に関しては、ストリップ線路
３の電磁界が乱れず、しかも、その間隔からの電力漏洩
が抑えられるように、その間隔を０．０３λ_g〜０．０
６λ_gとすると、低損失な特性を実現できる。図１１に
導波管・伝送線路変換器１００の反射量、透過量の周波
数特性を示す。所望する所定周波数ｆ₀で反射量−４０
ｄＢ以下、透過損失０．３ｄＢ以下と低損失な特性とな
っていることが分かる。なお、図１１は、ストリップ線
路挿入長ρを０．１８Ｌ、整合素子長Ｌを０．５λ_g、
ストリップ線路３と整合素子６との導波管２の管軸方向
の間隔ｄを０．０５λ_g、誘電体基板４と誘電体基板７
の比誘電率を共に２．２、短絡板１とストリップ線路３
との間隔を０．０４λ_gとしたときの特性である。

【００２４】尚、本実施例においては、誘電体基板４
は、図１及び図２に示すが如く短絡板１の切り込みと略
合同形状に形成されているが、誘電体基板４は、高周波
回路が形成されている回路基板、或いは、誘電体基板７
と一体成形されていても良い。例えば、誘電体基板４を
高周波回路が形成されている回路基板及び誘電体基板７
と一体成形することにより、電力変換効率を劣化させる
ことなく、導波管・伝送線路変換器１００の小型化、低
コスト化、量産化をより容易に実現することが可能とな
る。

【００２５】（第２実施例）図３に本実施例の導波管・
伝送線路変換器１１０の斜視図を、図４に本導波管・伝
送線路変換器１１０の断面図（ａ），（ｃ），（ｄ）、
及び、底面の平面図（ｂ）をそれぞれ示す。本導波管・
伝送線路変換器１１０の導波管２、ストリップ線路３、
整合素子６、誘電体基板７の各位置関係は、第１実施例
の導波管・伝送線路変換器１００の各々の位置関係と同
じである。従って、本導波管・伝送線路変換器１１０
は、第１実施例の導波管・伝送線路変換器１００と略同
等の変換機能を持つ。

【００２６】しかしながら、本導波管・伝送線路変換器
１１０は、導波管・伝送線路変換器１００の短絡板１が
持つ導波管短絡面を誘電体基板上に形成された短絡金属
層１１により構成している点が、第１実施例の導波管・
伝送線路変換器１００とは大きく異なっている。

【００２７】即ち、本導波管・伝送線路変換器１１０
（図３、図４）の誘電体基板４には、その一方の面に短
絡金属層１１が形成されている。この短絡金属層１１
は、ストリップ線路３を配置するための切り込みを備
え、短絡金属層１１とストリップ線路３は、誘電体基板
４の同一面上に一定の間隔をおいて配置されている。

【００２８】誘電体基板４のもう一方の面には、接地金
属層５が導波管２の開口部の断面形状と略合同形状に形
成されており、短絡金属層１１と接地金属層５及び導波
管２とは、誘電体基板４の周囲に設けられたスルーホー
ル８に埋め込まれている金属により、同電位に保たれて
いる。また、導波管・伝送線路変換器１００と同様に、
誘電体基板７の一方の面には、整合素子６が設けられて
おり、もう一方の面は、誘電体基板４と接着固定されて
いる。図３に示すように、スルーホール８のうち、スト
リップ線路３の両脇にある２つのスルーホール８ａ、８
ｂの位置は、インピーダンス整合に影響する。図１２
に、ストリップ線路３の両脇にある２つのスルーホール
８ａ、８ｂの位置ｇと入力側反射量との関係を示す。位
置ｇは、図３に示すように、導波管２の長辺に平行な方
向における短絡金属層１１の端とスルーホール８ａ、８
ｂの端との間隔ｇで定義されている。短絡金属層端−ス
ルーホール端間隔ｇを０．０１λ_g〜０．１２λ_gに設
定することにより、反射量を−２０ｄＢ以下に低下させ
ることができる。なお、本実施例においても、第１実施
例と同様に、図９、図１０、図１１に示す特性が得られ
る。即ち、第１実施例と同様に、ストリップ線路長ρに
よって入力側電圧定在波比を制御でき、従って、変換器
における入力、出力のインピーダンス整合が実現でき
る。また、整合素子長Ｌで共振周波数ｆを制御できる。
さらに、ストリップ線路３と整合素子６との導波管２の
管軸方向における間隔ｄ（図４（ａ）に示す誘電体基板
４と誘電体基板７との厚さの合計）を０．０１λ_g≦ｄ
≦０．２０λ_gの範囲としても、低損失な特性を実現す
ることができる。また、誘電体基板４及び誘電体基板７
の比誘電率を１〜１０としても低損失な特性を実現する
ことができる。さらに、短絡板１とストリップ線路３と
の間隔に関しては、０．０３λ_g〜０．０６λ_gとする
と、低損失な特性を実現できる。

【００２９】誘電体基板４は、導波管２の外側向きに拡
張することができるので、その拡張部分には、高周波回
路や平面アンテナを形成することができる。即ち、本導
波管・伝送線路変換器１１０の構成によれば、導波管・
伝送線路変換器１１０の一部（誘電体基板４、ストリッ
プ線路３、短絡金属層１１、接地金属層５など）を高周
波回路や平面アンテナを形成するためのフォトエッチン
グ工程と同時に同一の工程において形成することができ
るため、高周波回路や平面アンテナと導波管・伝送線路
変換器とを組み合わせた回路を構成する場合には、生産
工程が削減・簡略でき、生産コストが低減できる。

【００３０】（第３実施例）図５に本実施例の導波管・
伝送線路変換器１２０の斜視図を、図６に本導波管・伝
送線路変換器１２０の断面図（ａ），（ｃ）、及び、底
面の平面図（ｂ）をそれぞれ示す。本導波管・伝送線路
変換器１２０は、第２実施例の導波管・伝送線路変換器
１１０の誘電体基板７をその構成要素より除外し、整合
素子６を誘電体基板４の接地金属層５が形成されている
面と同じ面に形成したものである。

【００３１】即ち、本導波管・伝送線路変換器１２０の
誘電体基板４の一方の面には、短絡金属層１１が形成さ
れており、この短絡金属層１１は、ストリップ線路３を
配置するための切り込みを備えている。短絡金属層１１
とストリップ線路３は、誘電体基板４の同一面上に一定
の間隔をおいて配置されている。

【００３２】誘電体基板４のもう一方の面には、接地金
属層５が導波管２の開口部の断面形状と略合同形状に形
成されており、短絡金属層１１と接地金属層５及び導波
管２とは、誘電体基板４の周囲に設けられたスルーホー
ル８に埋め込まれている金属により、同電位に保たれて
いる。また、誘電体基板４の接地金属層５が形成されて
いる面には、整合素子６が設けられている。

【００３３】このように導波管・伝送線路変換器１２０
を構成することにより、導波管２を除いた導波管・伝送
線路変換器１２０の殆ど全てを高周波回路や平面アンテ
ナと同じ基板（誘電体基板４）上に構成することが出
来、その製造工程も高周波回路や平面アンテナを形成す
るためのフォトエッチング工程と同一の工程において実
現することができる。

【００３４】また、導波管・伝送線路変換器１２０の構
成によれば、整合素子６を形成する際の位置誤差も全く
考慮する必要が無くなるため、量産は大幅に容易とな
る。したがって、高周波回路や平面アンテナと導波管・
伝送線路変換器とを組み合わせた回路を構成する場合に
は、第２実施例の導波管・伝送線路変換器１１０の場合
よりも更に生産工程が削減・簡略でき、生産コストが低
減できる。なお、本実施例においても、第１実施例、第
２実施例と同様に、図９、図１０、図１１に示す特性が
得られる。即ち、第１実施例、第２実施例と同様に、ス
トリップ線路長ρによって入力側電圧定在波比を制御で
き、従って、変換器における入力、出力のインピーダン
ス整合が実現できる。また、整合素子長Ｌで共振周波数
ｆを制御できる。さらに、ストリップ線路３と整合素子
６との導波管２の管軸方向における間隔ｄ（図６（ａ）
に示す誘電体基板４厚さ）を０．０１λ_g≦ｄ≦０．２
０λ_gの範囲としても、低損失な特性を実現することが
できる。また、誘電体基板４の比誘電率を１〜１０とし
ても低損失な特性を実現することができる。さらに、短
絡金属層１１とストリップ線路３との間隔に関しては、
０．０３λ_g〜０．０６λ_gとすると、低損失な特性を
実現できる。また、第２実施例と同様に、図１２に示す
特性が得られる。即ち、短絡金属層端−スルーホール端
間隔ｇを０．０１λ_g〜０．１２λ_gに設定することに
より、反射量を−２０ｄＢ以下に低下させることができ
る。

【００３５】（第４実施例）以上の第１乃至第３実施例
では、どの導波管・伝送線路変換器においても、ストリ
ップ線路３は、１本しか設けられていなかったが、スト
リップ線路３は、例えば、図７の導波管・伝送線路変換
器１４０のように、導波管短絡面上に複数本設けても良
い。図７にストリップ線路３を導波管短絡面上に複数本
（２本）設けた導波管・伝送線路変換器１４０の斜視図
を、図８に本導波管・伝送線路変換器１４０の断面図
（ａ），（ｃ），（ｄ）、及び、底面の平面図（ｂ）を
それぞれ示す。尚、第２実施例の図３、４、第３実施例
の図５、６において、同様に、複数本のストリップ線路
３を設ける構成が適用できるのは、自明である。

【００３６】本導波管・伝送線路変換器１４０は、第１
実施例の導波管・伝送線路変換器１００の短絡板１に切
り込みを２つ左右対象に設け（平面図（ｂ））、各切り
込みにストリップ線路３をそれぞれ１本ずつ配置する構
成にしたものと考えることができる。即ち、本導波管・
伝送線路変換器１４０は、短絡板１に設けられた切り込
みの数、及び、ストリップ線路３の本数以外の点では、
導波管・伝送線路変換器１００と同様の構造をしてい
る。

【００３７】このように導波管短絡面上に複数本のスト
リップ線路３を設けることにより、導波管・伝送線路変
換器を、１本の導波管２により伝送される電力を複数本
のストリップ線路３により伝送される電力に分岐・変換
するマイクロ波分岐器や、複数本のストリップ線路３に
より伝送される電力を１本の導波管２により伝送される
電力に合成・変換するマイクロ波合成器として使用する
ことも可能となる。

【００３８】なお、本導波管・伝送線路変換器１４０に
おいては、短絡板１に設けられた切り込みとストリップ
線路３とが、おのおの２つずつ有り、かつ、それぞれ１
対１に対応しているが、上記の各実施例において、短絡
板１や短絡金属層１１に設ける切り込みの数は、複数個
でもよく、また、切り込みとストリップ線路３とは、必
ずしも１対１に対応している必要はない。

【００３９】尚、上記の第２及び第３実施例において
は、接地金属層５は、導波管２の開口部の形状（導波管
２の断面形状）と略合同に形成されているが、接地金属
層５は、更に導波管２の内側方向に広がって形成されて
いても良い。例えば、第３実施例の導波管・伝送線路変
換器１２０における接地金属層５の形状は、接地金属層
５と整合素子６との間隔が一定以上に保たれており、導
波管２の開口部の断面領域を含んでいれば任意である。

【００４０】また、上記の実施例において、整合素子６
は、長方形であったが、整合素子６の形状には、特に制
約はなく、円形、リング形状などでも良い。

【００４１】また、上記の各実施例においては、特に言
及しなかったが、導波管の内部には、誘電体等を充填し
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の導波管・伝送線路変換器１００の
斜視図。

【図２】第１実施例の導波管・伝送線路変換器１００の
断面図（ａ），（ｃ），（ｄ）、及び、底面の平面図
（ｂ）。

【図３】第２実施例の導波管・伝送線路変換器１１０の
斜視図。

【図４】第２実施例の導波管・伝送線路変換器１１０の
断面図（ａ），（ｃ），（ｄ）、及び、底面の平面図
（ｂ）。

【図５】第３実施例の導波管・伝送線路変換器１２０の
斜視図。

【図６】第３実施例の導波管・伝送線路変換器１２０の
断面図（ａ），（ｃ）、及び、底面の平面図（ｂ）。

【図７】第４実施例の導波管・伝送線路変換器１４０の
斜視図。

【図８】第４実施例の導波管・伝送線路変換器１４０の
断面図（ａ），（ｃ），（ｄ）、及び、底面の平面図
（ｂ）。

【図９】第１実施例の導波管・伝送線路変換器１００の
正規化ストリップ線路挿入長と電圧定在波比との関係を
測定して得られた特性図。

【図１０】第１実施例の導波管・伝送線路変換器１００
の正規化整合素子長と正規化共振周波数との関係を測定
して得られた特性図。

【図１１】第１実施例の導波管・伝送線路変換器１００
の正規化周波数と反射量、透過量との関係を測定して得
られた特性図。

【図１２】第２実施例の導波管・伝送線路変換器１１０
の正規化短絡金属層端−スルーホール端間隔と反射量と
の関係を測定して得られた特性図。

【図１３】従来技術の導波管・伝送線路変換器３００の
斜視図。

【図１４】従来技術の導波管・伝送線路変換器３００の
断面図（ａ），（ｃ）、及び、底面の平面図（ｂ）。

【符号の説明】

１ … 短絡板２ … 導波管３ … ストリップ線路４，７ … 誘電体基板５ … 接地金属層６ … 整合素子８ … スルーホール１１ … 短絡金属層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤和夫愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者渡辺俊明愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導波管により伝送される電力と、ストリ
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器であって、前記導波管の開口部に位置する切り込みを入れた短絡板
と、前記導波管内に、前記短絡板より一定距離離して略平行
に設けられた整合素子と、前記短絡板と前記整合素子との間に位置する誘電体基板
とを備え、前記切り込みに配置された前記ストリップ線路と、前記
整合素子とが、互いに接近して配置されることにより互
いに電磁的に結合されることを特徴とする導波管・伝送
線路変換器。
【請求項２】導波管により伝送される電力と、ストリ
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器であって、前記導波管の開口部に位置する第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板の外側の面に設けられた、切り込み
を入れた短絡金属層と、前記導波管内に、前記短絡金属層より一定距離離して略
平行に設けられた整合素子と、前記第１誘電体基板と前記整合素子との間に位置する第
２誘電体基板とを備え、前記切り込みに配置された前記ストリップ線路と、前記
整合素子とが、互いに接近して配置されることにより互
いに電磁的に結合されることを特徴とする導波管・伝送
線路変換器。
【請求項３】導波管により伝送される電力と、ストリ
ップ線路により伝送される電力とを相互に変換可能な導
波管・伝送線路変換器であって、前記導波管の開口部に位置する誘電体基板と、前記誘電体基板の外側の面に設けられた、切り込みを入
れた短絡金属層と、前記誘電体基板の内側の面に設けられた整合素子とを備
え、前記切り込みに配置された前記ストリップ線路と、前記
整合素子とが、互いに接近して配置されることにより互
いに電磁的に結合されることを特徴とする導波管・伝送
線路変換器。
【請求項４】前記ストリップ線路が付設されている誘
電体基板は、前記ストリップ線路が付設されている面とは反対側の面
に、前記導波管の開口部と接合される接地金属層を有す
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１
項に記載の導波管・伝送線路変換器。
【請求項５】前記誘電体基板、又は、前記第１誘電体
基板は、前記短絡金属層と前記導波管とを電気的に接続するため
のスルーホールを有することを特徴とする請求項２乃至
請求項４のいずれか１項に記載の導波管・伝送線路変換
器。
【請求項６】前記切り込みに配置された前記ストリッ
プ線路を複数本有することを特徴とする請求項１乃至請
求項５のいずれか１項に記載の導波管・伝送線路変換
器。
【請求項７】前記ストリップ線路が付設されている誘
電体基板と高周波回路が形成されている回路基板、或い
は、前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板は、一体成形
されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のい
ずれか１項に記載の導波管・伝送線路変換器。
【請求項８】前記ストリップ線路の前記整合素子と重
なっている長さによって、インピーダンスを制御するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に
記載の導波管・伝送線路変換器。
【請求項９】前記整合素子の前記ストリップ線路と平
行な長さによって、共振周波数を制御することを特徴と
する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の導波
管・伝送線路変換器。
【請求項１０】前記ストリップ線路と前記整合素子と
の間隔は０．０１λ_g〜０．２０λ_gである（ただし、
λ_gは前記ストリップ線路と前記整合素子との間に存在
する誘電体内における波長である）ことを特徴とする請
求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の導波管・伝
送線路変換器。
【請求項１１】前記短絡金属板又は前記短絡金属層と
前記ストリップ線路との間隔は０．０３λ_g〜０．０６
λ_gである（ただし、λ_gは前記間隔に存在する媒体の
内部における波長である）ことを特徴とする請求項１乃
至請求項１０のいずれか１項に記載の導波管・伝送線路
変換器。