JP5074518B2 - 二偏波導波路の給電構成 - Google Patents

Description

本発明は、電磁波を伝搬可能な縦延出部（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）を有する導波路構成（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）であって、１以上の導波路部と、互いに直交する第１および第２の偏波（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を導波路部に給電するために構成される給電構成（ｆｅｅｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を有する導波路構成に関する。

マイクロ波回路の設計では、低損失特性により導波路がしばしば利用される。通常、直交する二偏波において矩形の導波路を励起することがしばしば好まれる。今日、これは、２の直交する方向から導波路を貫通する２のプルーブを利用して実現される。プルーブは、導波路の外側の適当なコネクタに順に接続されうる。これらの配置は、多くのコンポーネントを利用し、非常に高コストとなる。

二偏波導波路は、一般にアクティブ電子走査アレイ（ＡＥＳＡ）の内部に適用される。このようなアンテナは、多くの放射アンテナエレメントを有する。よって、今日の二偏波給電構成は、組立を要する多くの個別コンポーネントが存在するので、非常に高コストとなる。組立を要する多くのコンポーネントは、コストに不利な影響を及ぼす、精度に関する問題も生じさせる。

よって、既存のアクティブＴ／Ｒ（送信／受信）モジュールに統合可能な、簡略化された低コストの二偏波導波路の給電構成に関するニーズが存在する。

本発明の課題は、従来と比べて、簡略化された低コストの二偏波導波路の給電構成を提供することにある。

本発明の課題は、冒頭で述べた導波路構成により解決される。また、給電構成は、金属パターン（ｍｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）を各々に形成された第１の主要側（ｍａｉｎ ｓｉｄｅ）および第２の主要側を有する誘電性担体材料（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｒｒｉｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）を備える。金属パターンは、第１の偏波を給電する第１の給電導体、および第２の偏波を給電する第２の給電導体を備える。第１の偏波は、第１の給電導体により給電される第１の励起手段により励起され、第２の偏波は、第２の給電導体により給電される第２の励起手段により励起される。１以上の手段は、縦延出部に関して対称構造をなす。

好ましい実施形態によれば、導波路構成は、第１の導波路部を備える。第１の導波路部は、第１の壁、第２の壁、第３の壁、第４の壁、および縦開口を備える。第１の壁、第２の壁、および第３の壁は、Ｕ字状の壁構造を実質的に形成する。第４の壁は、第１の壁、第２の壁、および第３の壁の上に、それらの壁を電気的に接続する天板を構成する。天板は、導波路部が誘電性担体材料に取付けられる場合に、誘電性担体材料に実質的に平行をなし、誘電性担体材料から見て外側に向いている（ｆａｃｉｎｇ ａｗａｙ ｆｒｏｍ）。また、第１の励起手段は、第４の壁から延在する第１の構造を備え、縦延出部内に延在する。第１の構造は、第１の主要側に直交する第１の給電導体に向けてテーパー状をなし、第１の給電導体と電気的に接触する。

好ましい他の実施形態によれば、導波路構成は、第１の導波路部に類似する第２の導波路部を備える。第１の導波路部および第２の導波路部は、２の導波路部の間に配置された誘電性担体材料を伴う全導波路部を一緒に形成するように互いに対向して配置される。第１の励起手段は、第２の導波路部から延在し、第１の主要側に直交して縦方向に延在する第２の構造を備える。第２の構造は、第１の給電導体に向けて延在し、第１の給電導体と電気的に接触する。

好ましい他の実施形態によれば、第１の導波路部および第２の導波路部は、一体形成され、第１の側（ｓｉｄｅ）、第２の側、第３の側、および第４の側を有する統合された導波路部を構成する。第１の側および第３の側は、互いに対向し、第１および第３の側は、第１および第３の側の対向面の中央部に形成された第１の縦スロットおよび第２の縦スロットを各々に提供され、スロットは、誘電性担体材料の挿入のために構成される。

好ましい他の実施形態によれば、第２の励起手段は、縦延出部内に延在する１以上の対をなすテーパー構造を備え、各テーパーは、第１の励起手段のテーパーと実質的に直交する。対をなす２のテーパー構造は、縦延出部内に延在して誘電性担体材料の第１の主要側を２の部分に等分する対称線に関して互いに対称をなし、２のテーパー構造は、互いに対向して配置され、各テーパーは、給電構造から離れた方向を向いている（ｄｉｒｅｃｔｅｄ ａｗａｙ ｆｒｏｍ）。

好ましい他の実施形態によれば、テーパー構造は、周囲の地板構造（ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｇｒｏｕｎｄ ｐｌａｎｅ）に接続されているエッチング構造として作られ、第１の主要側上の金属パターンの一部をなす。エッチング構造は、縦延出部内に延在し、周囲の地板構造に向けてテーパー状をなす。

好ましい他の実施形態によれば、各テーパー構造は、第１の主要側に垂直に延在する壁構造を備える。各壁構造は、テーパー構造に対応する外面形状を有し、壁構造は、第２の給電導体により給電される。壁構造は、第１の導波路部の第４の壁と一体形成されてもよい。

好ましい他の実施形態によれば、第２の励起手段は、電磁結合により第２の給電導体により給電される。

好ましい他の実施形態は、従属請求項の記載から明らかにされる。

例えば以下のような利点を含む、多くの利点が本発明により提供される。
・本発明がＴ／Ｒモジュールと統合されて利用されうるので、低損失システムが得られる。
・Ｔ／Ｒモジュールと放射エレメントの間にコネクタが存在しないので、サイズ、損失、およびコストが低減する。
・コネクタの不在は、コネクタの接触問題を解消する。
・マイクロ波コンポーネントは、周囲から保護されて、導波路の内側に配置されうる。

本発明の第１の実施形態に係る誘電性担体材料の上面図を示す。 本発明の第１の実施形態に係る導波路部の下面図を示す。 本発明の第１の実施形態に係る導波路部の側面図を示す。 図１の誘電性担体材料に取付けられた、図２ａおよび図２ｂの導波路部の中央“スライス”の形式の側面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る誘電性担体材料の上面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る誘電性担体材料の側面図を示す。 図４ａの部分斜視図を示す。 図４ａの部分斜視図であり、本発明の第２の実施形態の一変形例を示す。 本発明の第２の実施形態の一変形例に係る導波路部の下面図を示す。 図４ｅの断面図を示す。 本発明の第３の実施形態に係る、誘電性担体材料に取付けられた導波路部の側面図を示す。 本発明の第３の実施形態に係る誘電性担体材料の上面図を示す。 本発明の第４の実施形態に係る、誘電性担体材料に取付けられた２の導波路部の側面図を示す。 本発明の第４の実施形態に係る誘電性担体材料の上面図を示す。 本発明の第４の実施形態の一変形例に係る統合された導波路部の前面図を示す。 挿入された誘電性担体材料を伴う、図７ａの統合された導波路部を示す。 誘電性担体材料に取付けられた導波路部の一例を示し、９０°の屈曲が形成されている。 ９０°の屈曲のための誘電性担体材料内の開口の第１の例を示す。 ９０°の屈曲のための誘電性担体材料内の開口の第２の例を示す。 ９０°の屈曲のための誘電性担体材料内の開口の第３の例を示す。

以下では、図面を参照しながら、本発明の詳細が説明される。

本発明の第１の実施例を示す図１には、金属銅被覆を有する、第１の主要側２および第２の主要側３を有する誘電性担体材料１が示されている。第１および第２の主要側上の銅は、一般に、第１の地板（ｇｒｏｕｎｄ ｐｌａｎｅ）４および第２の地板５として各々に利用されるが、所望の銅パターンが各主要側２、３上に形成される程度に除去される。

第１の地板４は、ビア（ｖｉａ）４ａ、４ｂにより第２の地板に接続されるフレーム構造を主に構成する。ビア４ａ、４ｂは、説明を通じて対応する図に示されているが、以下では説明を省略する。ビアの数および配置は、もちろん任意であり、ビアが存在しないこともありうる。

第２の地板５は、給電導体が走る部分以外で第２の主要側３を主に被覆する。誘電性担体材料１の第１の主要側２は、対称線Ｓにより２の部分に等分される縦延出部を有する。

誘電担体１の第１の主要側２上には、第１の給電導体６および第２の給電導体７が存在する。給電導体６、７は、表面取付け可能な導波路部（図１では不図示）内に各偏波を給電するために構成される。適当な送信および／または受信装置の多くの形式が考えられうるし、従来技術として知られているので、給電導体の基点は、図１に示されていない。第１の導体６は、第１の主要側２上の金属パターンと交差して、第２の主要側３上に部分的に形成される。主要側２、３間の転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）は、ビア８ａ、８ｂにより実現される。第１の給電導体６は、ビア８により第２の主要側から移され（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ）、給電パッド９内で終了する。

表面取付け可能な導波路部１０は、図２ａ、２ｂに示すように、第１の壁１１、第２の壁１２、第３の壁１３、第４の壁１４、開口側１５、および縦開口１６を有する。第１〜第３の壁１１、１２、１３は、Ｕ字状の壁構造を実質的に形成する。第４の壁１４は、第１〜第３の壁１１、１２、１３を接続し、壁１１、１２、１３の上に天板を構成する。天板１４は、導電部１０が誘電性担体材料１に取付けられる場合に、誘電性担体材料１に実質的に平行であり、誘電担体材料から見て外側を向いている。

図３は、誘電性担体材料１の第１の主要側２上に取付けられる場合に、表面取付けされた導波路部１０の縦断面“スライス”を示している。スライスは、対称線Ｓに沿って示されている。第２の主要側３上の地板５は、表面取付けされた導波路部１０の第５の壁として部分的に機能し、縦開口１６を閉じる。誘電性担体材料１および表面取付けされた導波路部１０は、給電を伴う統合された二偏波導波路を一緒に形成する。第１の主要側２上の地板４は、図１に示すように、導波路部１０上の半田付け可能な接触領域１７に対応する半田付け可能な領域を部分的に有する。

図２ａ、図２ｂ、および図３を参照すると、第１の給電導体６から表面取付けされた導波路部１０への転移は、第４の壁１４の主要延出部に垂直な高さおよび第１の給電導体６の幅に対応する幅を有する階段構造１８として形成される。階段構造１８は、導波路部１０が誘電担体１に取付けられる場合に、第１の給電導体６の給電パッド９と同一レベルに構成される接触部１９を有する。

接触部１９は、給電パッド９に半田付けされるために構成される。第１の階段構造１８の残りは、導波路部１０の第４の壁１４に繋がる階段２０、２１を形成し、好ましくは導波路部１０と一体形成される。このような転移は、従来技術として知られており、詳細な説明を省略する。

第２の給電導体７は、１８０°位相器としても機能する出力分配器２４により、２の部分、第１の副導体２２および第２の副導体２３に分割される。第２の給電導体７は、第１の副導体２２と第２の副導体２３の間で等分され、１８０°の位相差が第１の副導体２２と第２の副胴体２３の間で導入される。第２の給電導体７は、このようにして不平衡な給電から平衡な給電に変更される。

本発明によれば、第１の副導体２２は、エッチングされた（ｅｔｃｈｅｄ）第１のリッジ構造２６の給電側（ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｉｄｅ）２５に接続され、リッジ構造２６は、給電側２５から見て外側を向く階段構成を有する。同様に、第２の副導体２３は、エッチングされた第２のリッジ構造２８の給電側２７に接続される。エッチングされた第２のリッジ構造２８は、エッチングされた第１のリッジ構造２６の対称線Ｓに関する鏡像である。対称線Ｓは、エッチングされたリッジ構造２６、２８の間を通過し、給電側２５、２７の延出部に垂直をなし、誘電性担体材料１の縦延出部に沿って延在する。エッチングされたリッジ構造２６、２８は、対称線Ｓに関して外見が対称となる。対称線Ｓは、エッチングされたリッジ構造の間の空間２９を通過する。

エッチングされたリッジ構造２６、２８は、エッチングされたリッジ構造２６、２８を回避する第１の地板４を超える。

エッチングされた各リッジ構造２６、２８の階段構成の間に、給電パッド９が配置される。

導波路部１０が誘電性担体材料に取付けられる場合に、第１の給電導体６は、表面取付けされた導波路部１０の階段構造１８を介して、第１の偏波を励起するために構成される。電界は、第１の主要側２の延出部に垂直をなす。また、第２の給電導体７は、誘電性担体材料１上のエッチングされたリッジ構造２６、２８を介して、第１の偏波に直交する第２の偏波を励起するために構成される。

第２の好ましい実施形態では、図４ａおよび図４ａに示す上面図の側面図である図４ｂを参照すると、第１の主要側２に垂直に延在する、第１の閉壁構造３０および第２の閉壁構造３１は、誘電性担体材料１上に取付けられる。各壁構造３０、３１は、第１の実施形態に係るエッチングされたリッジ構造２６、２８の外面形状に対応する外面形状を有する。各壁構造３０、３１は、エッチングされたリッジ構造と同様に給電されるように、第２の給電導体７、および出力分配器と１８０°位相器の組合体２４を介して、各給電副導体２２、２３に半田付けされる。好ましくは、壁構造３０、３１は、誘電性担体材料１内の対応する孔に挿入されるピン（不図示）により固定され、半田付けされる。壁は、所定の高さおよび幅を有し、各内部空間３２、３３を囲む。一般に、壁が高いほど良好な結果がえられる。構造は、天板を有してもよく、内部空間を有しない中実（ｓｏｌｉｄ）でもよい。

第２の実施形態の変形例では、図４ａに破線の円Ｃで印をつけられた領域の概略的な拡大斜視図である図４ｃを参照すると、各壁構造（図４ｂに１つが示されている。）は、誘電性担体材料１から所定の距離に保持される金属線３３の形式であり、好ましくは、導波路部が取付けられる場合に、導波路部の鉛直延出部５の中央部に保持される金属線３３の形式である。各金属線３３は、第１の実施形態に係るエッチングされたリッジ構造の外面形状に対応する外面形状を有する閉構造の形式である。各線３３は、誘電性担体材料１内の対応する孔に挿入されるピン３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆにより支持される。ピン３４ａは、各給電副導体２３に半田付けされるに十分な大きさを有する。

一変形例では、天板構造（不図示）は、線と同様に、ピンにより保持される。

図４ａ、図４ｂ、図４ｃ、および図４ｄを参照して上述された構造の取り付けは、前述したように、誘電性担体材料１内の孔に挿入されるピンおよび半田付けを用いて実現されてもよい。構造が第１の主要側２上に形成された半田付け可能な適当なパッドを用いて表面取付けされることも考えられうる。

第２の好ましい実施形態の他の変形例では、図４ａに破線の円Ｃで印をつけられた領域の概略的な拡大斜視図である図４ｄを参照すると、天板構造が利用されている。天板構造３５は、第１の実施形態に係るエッチングされたリッジ構造の外面形状に対応する外面形状に従う外面形状を有する。各天板構造３５は、誘電性担体材料１内の対応する孔に挿入されるピン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆにより支持される。ピン３６ａは、各給電副導体２３に半田付けされるに十分な大きさを有する。

第２の好ましい実施形態のさらに他の変形例では、図４ｅおよび図４ｅの断面図である図４ｆを参照すると、導波路部１０ａの一部をなし、階段構造１８ａと同様に第４の壁１４ａと一体形成され、第４の壁１４ａの主要延出部に対して垂直方向の高さを有する、壁構造３７、３８が示されている。高さは、導波路部１０ａが誘電担体（不図示）に取付けられる場合に、第１の副導体および第２の副導体と接触が形成されるように調整される。接触は、好ましくは、半田付けにより形成される。壁構造３７、３８は、この場合に好ましくは、内部空間を有しない中実部として形成される。

図４ａ〜図４ｆを参照して開示された第２の実施形態の変形例では、エッチングされたリッジ構造は、導波路部が誘電担体に取付けられる場合に誘電担体上に存在してもよい。

図５ａには、第１の実施形態に係るエッチングされたリッジ構造が利用される第３の実施形態が示されている。誘電性担体材料１’は、複層担体（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃａｒｒｉｅｒ）の形式であり、第１の実施形態について説明したように、第１の主要側２’および第２の主要側３’を有する。ここで、第１の主要側２’は、第１の誘電層３９の外側に面する側に配置され、第２の主要側３’は、第２の誘電層４０の外側に面する側に配置される。第１の誘電層３９と第２の誘電層４０の間に挟まれて、第１および第２の主要側２’、３’上の金属層（ｍｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ）と同じ種類の中間金属層（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｍｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ）４１が存在する。中間金属層４１は、第１の誘電層３９または第２の誘電層４０のいずれかに最初に加工される。

表面取付けされた導波路部１０’内の階段構造１８’の給電は、第１の実施形態の表面取付けされた導波路部と同様に、誘電性担体材料１’の上面図である図５ｂに示すように、第１の実施形態で説明された給電と同様に第１の給電導体を介して行われる。第１の給電導体６’は、第１の主要層２’上および第２の主要層３’上を走り、第１の給電導体がビア８ａ’、８ｂ’により側を変更する（ｃｈａｇｅ ｓｉｄｅ）場合に、中間金属層４１を通過する。第２の給電導体７’は、第１の主要側２’上を走り、中間金属層４１を介して走るように第１の誘電層３９を通過する。第２の給電導体７’は、中間金属層４１を介して走る場合に、対称線Ｓに垂直に走るように方向を変え、エッチングされたリッジ構造２６’、２８’の間の空間２９’を通過する。通過の後、第２の給電導体７’は、中間金属層４１を介して未だ走っており、通過から所定の適当な距離の開放スタブ４３内で、良好な一致（ｍａｔｃｈｉｎｇ）が実現するように終了する。よって、この第２の給電導体の配置は、エッチングされたリッジ構造２６’、２８’の間の空間２９’を介した結合により、エッチングされたリッジ構造２６’、２８’に給電する。

リッジ構造は、図４ａ、図４ｂ、図４ｃ、および図４ｄを参照して説明された実施形態に従って形成されてもよい。

図６ａには、改善された対称性が実現される第４の実施形態が示されている。誘電性担体材料１’’は、複層担体の形式であり、第１の実施形態で説明されたように第１の主要側２’’および第２の主要側３’’を有し、各金属層４’’、５’’を有する。ここで、第１の主要側２’’は、第１の誘電層４４の外側に向いた側に配置され、第２の主要側３’’は、第２の誘電層４５の外側に向いた側に配置される。第１の誘電層４４と第２の誘電層４５に挟まれて、第３の誘電層４６および第４の誘電層４７が存在する。

第１の誘電層４４と第３の誘電層４６の間に、第１の中間金属層４８が存在し、第３の誘電層４６と第４の誘電層４７の間に、第２の中間金属層４９が存在し、第４の誘電層４７と第２の誘電層４５の間に、第３の中間金属層５０が存在する。全ての中間金属層４８、４９、５０は、第１および第２の主要側２’’、３’’の金属層４’’、５’’と同じ種類である。中間金属層４８、４９、５０は、隣接する各誘電層４４、４５、４６、４７のいずれかに最初に加工される。誘電層４４、４５、４６、４７は、実質的に同じ厚さである。

第１の主要側２’’上では、導波路部を有しない誘電性担体材料１’’の上面図である図６ｂに示すように、第１の実施形態に係るエッチングされたリッジ構造２６’’、２８’’の第１の対が、それらの間の空間２９’’を走る対称線Ｓを伴って利用される。第２の主要側３’’上では、エッチングされたリッジ構造の第２の対（不図示）が存在し、両対は、実質的に同一であり、互いに対向して配置される。エッチングされたリッジ構造の両対２６’’、２８’’は、第２の中間金属層４９を介して走る第２の給電導体７’’により給電される。給電は、第３の実施形態で説明されたように実現される。

第１の主要側２’’上を走る第１の給電導体６’’は、１８０°位相器としても機能する出力分配器６’’により第１の副導体５１と第２の副導体５２ｂに分割される。よって、第１の給電導体６’’は、第１の副導体５１と第２の副導体５２の間で等分される。１８０°の位相差が第１の副導体５１と第２の副導体５２の間で導入される。

第１の副導体５１は、ビア５３ａにより第１の中間金属層４８に移され、第１の主要層２’’上の第１の給電パッド５４内で終了し、他のビア５３ｂにより第１の主要側に戻される。

第２の副導体５２は、ビア５３ｃにより第３の中間金属５０に移され、第２の主要層３’’上の第２の給電パッド内で終了し、他のビアにより第２の主要側に移される。

図６ｂには、図示の便宜上、第３の中間金属層５０上および第２の主要層３’’上 の配置が示されていない。しかし、これらの配置は、それらの外見が第１の中間金属層４８上および第１の主要層２’’上の配置に反映されているので、想像に難しくない。

図６ａに示すように、表面取付け可能な第１の導波路部５５ａは、第１の実施形態で利用された表面取付け可能な導波路部と同様に、第１の主要側２’’に取付けられ、第１の偏波が第１の副導体５１により給電される。接触は、表面取付け可能な第１の導波路部５５ａの階段構造５６ａと第１の給電パッド５４の間で形成される。また、表面取付け可能な第２の導波路部５５ｂは、表面取付け可能な第１の導波路部５５ａが第１の主要側２’’に取付けられるように、第２の主要側３’’に取付けられ、表面取付け可能な第１の導波路部５５ａおよび表面取付け可能な第２の導波路部５５ｂが互いに対向して取付けられる。表面取付け可能な第２の導波路部５５ｂの第１の偏波は、第２の副導体５２により給電される。接触は、第２の導波路部５５ｂの階段構造５６ｂと第２の給電パッドの間で形成される。

このように、表面取付け可能な第１の導波路部５５ａと表面取付け可能な第２の導波路部５５ｂは、全導波路部を一緒に形成する。第１の偏波の対称給電が実現される。また、第２の給電導体７’’は、エッチングされたリッジ構造２６’’、２８’’の対向する対により、表面取付け可能な第１の導波路部５５ａおよび表面取付け可能な第２の導波路部５５ｂの両方に給電する。

この実施形態については、多くの変形例が存在する。エッチングされたリッジ構造２６’’、２８’’の給電は、第１の実施形態で説明されたように行われてもよい。挟まれた金属層を伴う適当な数の誘電層を利用して、同数の副導体が形成される。

エッチングされたリッジ構造２６’’、２８’’の一対のみが第１の主要側２’’または第２の主要側３’’のいずれかに配置されて利用されてもよい。

導波路部５５ａ、５５ｂの階段構造５６ａ、５６ｂが対称給電を形成するので、本発明によれば、１以上の直交給電が対称的となるので、エッチングされたリッジ構造の１のみを利用することも考えられうる。換言すれば、このような構成により対称性が僅かに低下するが、第１の主要側２’’上または第２の主要側３’’上のいずれかのエッチングされたリッジ構造の１のみで十分である。

第２の実施形態に関連して説明された壁構造の全ての変形例は、ここで、エッチングされたリッジ構造を伴ってまたは伴わずに適用可能である。

図７ａには、第１の導波路部５７ａおよび第２の導波路部５７ｂが一体形成されて統合された導波路部５８を構成する、第４の実施形態の特別な変形例が示されている。統合された導波路部５８は、第１の側５９、第２の側６０、第３の側６１、および第４の側６２を有する。第１の側５９および第３の側６１は、互いに対向し、これらの各側５９、６１は、第１の側５９および第３の側６１の対向面６５、６６の中央部に形成された、第１の縦スロット６３および第２の縦スロット６４を各々に提供される。

図７ｂを参照すると、適当な数の誘電層（不図示）を有する誘電性担体材料１’’は、これらのスロット６３、６４に適切な縦位置で挿入されている。

第１の接触パッドおよび第２の接触パッドは、各階段構造６７、６８に半田付けされる。この特殊な変形例では、統合された導波路部５８は、表面取付けされないが、金属層を伴う平面的な誘電担体１’’の形式で平面給電を有する二偏波導波路を構成する。

図８には、誘電性担体材料を通る９０°の屈曲を伴う統合された導波路６９の例が示されている。統合された導波路６９は、図１に示すものと同じ形式であり、第１の主要側２’’’および第２の主要側３’’’を伴う誘電性担体材料１’’’、および表面取付けされた導波路部１０’’’を利用する。この原理は、第１〜第３の実施形態の全てに利用されうる。図１に示す第１の実施形態の開口側は、ここで、誘電性担体材料１’’’を通る９０°の屈曲７０により置換されている。

屈曲７０は、従来のデザインであり、導波路部１０’’’の幅にわたって延在する階段構造７１を利用する。屈曲の直後に、誘電性担体材料１’’’内の開口７２が存在し、方向変更された導波路の延出部を継続する。誘電性担体材料１’’’の第２の主要側３’’’には、導波路開口７３が形成される。開口は、継続する導波路または放射エレメントを取付けるための導波路フランジとして機能してもよく、放射エレメント自体として機能してもよい。

図９ａおよび図９ｂに示すように、開口７３ａ、７３ｂは、円形および方形を有してもよい。図９ｃに示すように、開口７３ｃは、十字形でもよい。もちろん、他の形状も考えられうる。

もちろん、本発明の平面給電を利用する二偏波導波路の他の多くの実施例が考えられ、示された実施例は、あくまでも一例である。

本発明は、示された実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で自由に変更されうる。

例えば、金属層は、適当な金属でよく、分離された金属シートまたは金属片の形式でもよい。

前述の統合された導波路の開口部は、従来の導波路に継続されてもよく、放射エレメントとして終了してもよい。

例えば導電接着材の利用等、半田付け以外の固定方法が考えられうる。

誘電層および金属層の数は、利用される給電導体の経路付けに応じて変更されうる。例えば、第１の実施形態では、誘電性担体材料は、金属層が間に挟まれる２の誘電層を有してもよい。第２の主要側の地板は、この場合に完全であり（ｃｏｍｐｌｅｔｅ）、エッチングされた導体を有しない。第１の給電導体は、挟まれた金属層により代わりに経路付けされる。

誘電層の厚さは、好ましくは実質的に同一であるが、もちろん変化してもよい。

前述した出力分配器および１８０°位相器の組合体は、個別コンポーネントの形式またはエッチングされた導体の形式のいずれでもよい。例えばウィルキンソン形式の出力分配器、および１の副導体に付加された１８０°の余長部（ｅｘｔｒａｌ ｅｎｇｔｈ）である。もちろん、両者の組合せも考えられうる。

９０°の屈曲を伴う誘電性担体材料内の開口は、銅被覆が開口の位置で除去され、誘電材料自体が残るように形成されてもよい。

給電タブは、給電から見て外側に向くエッチングされたリッジ構造の側に配置されると説明したが、エッチングされたリッジ構造の他の側、図１に示す給電側２５、２７と同じ側に好適に配置されうる。いくつかのケースでは、前者の配置よりも後者の配置が好ましい場合がある。

直交偏波は、円形または楕円形の偏波が得られるように給電されてもよい。

対称線Ｓは、誘電担体の完全な対称性を指定しない。給電導体は、例えば、対称線Ｓに関して対称でない。対称線Ｓは、エッチングされたリッジ構造の対称性を定義するという主要な機能を有する。

導波路部上の階段構造に適用される階段の数、エッチングされたリッジ構造、および壁構造は、所望の性能が実現されるように変化されてもよい。

不連続の階段を有すると説明された、全ての階段構造およびエッチングされたリッジは、代わりに、一般に励起手段を構成するように連続的に形成されてもよい。

第１の地板４は、第１の主要側２以外も被覆してよい。

階段構造およびリッジ構造は、励起手段を構成する。

本発明に係る導波路構成は、電磁波を伝播可能な縦延出部を有する。

Claims (17)

1. 電磁波が伝搬される方向に向けて延長される伝搬方向延長部を有する導波路構成であって、１以上の導波路部（１０、１０’、５５ａ、５５ｂ、５７ａ、５７ｂ、５８）と、互いに直交する第１および第２の偏波を前記導波路部（１０、１０’、５５ａ、５５ｂ、５７ａ、５７ｂ、５８）に給電するために構成された給電構成を有する前記導波路構成において、
   前記給電構成は、金属パターンを各々に形成された第１の主要側（２、２’、２’’、２’’’）および第２の主要側（３、３’、３’’、３’’’）を有する誘電性担体材料（１、１’、１’’、１’’’）を備え、
   前記金属パターンは、前記第１の偏波を給電する第１の給電導体（６、６’、６’’）、および前記第２の偏波を給電する第２の給電導体（７、７’、７’’）を備え、
   前記第１の偏波は、前記第１の給電導体（６、６’、６’’）により給電される第１の励起手段（１８、１８ａ、１８’；５６ａ、５６ｂ；６７、６８）により励起され、
   前記第２の偏波は、前記第２の給電導体（７、７’、７’’）により給電される第２の励起手段（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）により励起され、
   前記第１の励起手段と前記第２の励起手段の少なくとも１つは（１８、１８ａ、１８’；５６ａ、５６ｂ；６７、６８；２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、前記伝搬方向延長部に関して対称構造をなし、
   前記第１の励起手段と前記第２の励起手段の少なくとも１つは、電磁波の伝搬方向に向けてテーパー状をなす、ことを特徴とする導波路構成。
2. 第１の導波路部（１０、１０’、５５ａ、５７ａ）を備え、
   前記第１の導波路部（１０、１０’、５５ａ、５７ａ）は、第１の壁（１１）、第２の壁（１２）、第３の壁（１３）、第４の壁（１４）、および縦開口（１６）を備え、
   前記第１の壁（１１）、前記第２の壁（１２）、および前記第３の壁（１３）は、Ｕ字状の壁構造を実質的に形成し、
   前記第４の壁（１４）は、前記第１の壁（１１）、前記第２の壁（１２）、および前記第３の壁（１３）の上に、前記壁（１１、１２、１３）を電気的に接続する天板を構成し、
   前記天板（１４）は、前記導波路部（１０、１０’、５５ａ、５７ａ）が前記誘電性担体材料（１、１’、１’’、１’’’）に取付けられる場合に、前記誘電性担体材料（１、１’、１’’、１’’’）に実質的に平行をなし、前記誘電性担体材料（１、１’、１’’、１’’’）から見て外側に向いており、
   前記第１の励起手段（１８、１８ａ、１８’；５６ａ、５６ｂ；６７、６８）は、前記第４の壁（１４）から延在し、前記伝搬方向延長部内に延在する第１の構造（１８、１８ａ、１８’、５６ａ、６７）を備え、
   前記第１の構造（１８、１８ａ、１８’、５６ａ、６７）は、前記第１の主要側（２、２’、２’’、２’’’）に直交する前記第１の給電導体（６、６’、６’’）に向けてテーパー状をなし、前記第１の給電導体（６、６’、６’’）と電気的に接触することを特徴とする、請求項１に記載の導波路構成。
3. 第２の導波路部（５５ｂ、５７ｂ）を備え、
   前記第１の導波路部（５５ａ、５７ａ）および前記第２の導波路部（５５ｂ、５７ｂ）は、前記２の導波路部（５５ａ、５５ｂ；５７ａ、５７ｂ）の間に配置された前記誘電性担体材料（１’’）を伴う全導波路部を一緒に形成するように互いに対向して配置され、
   前記第１の励起手段（５６ａ、５６ｂ；６７、６８）は、前記第２の導波路部（５５ｂ、５７ｂ）から延在し、前記第１の主要側（２’’）に直交して縦方向に延在する第２の構造（５６ｂ、６８）を備え、
   前記第２の構造（５６ｂ、６８）は、前記第１の給電導体（６’’）に向けて延在し、前記第１の給電導体（６’’）と電気的に接触することを特徴とする、請求項２に記載の導波路構成。
4. 前記第１の導波路部（５７ａ）および前記第２の導波路部（５７ｂ）は、一体形成され、第１の側（５９）、第２の側（６０）、第３の側（６１）、および第４の側（６２）を有する統合された導波路部（５８）を構成し、
   前記第１の側（５９）および前記第３の側（６１）は、互いに対向し、前記第１および第３の側（５９、６１）は、前記第１および第３の側（５９、６１）の対向面（６５、６６）の中央部に形成された第１の縦スロット（６３）および第２の縦スロット（６４）を各々に提供され、前記スロットは、前記誘電性担体材料（１’’）の挿入のために構成されることを特徴とする、請求項３に記載の導波路構成。
5. 前記第１の励起手段（１８、１８ａ、１８’；５６ａ、５６ｂ；６７、６８）は、前記第１の給電導体（６、６’、６’’）と実質的に同一の幅を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導波路構成。
6. 前記第２の励起手段（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３３、３５；３７、３８）は、前記伝搬方向延長部内に延在する１以上の対をなすテーパー構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）を備え、各テーパーは、前記第１の励起手段（１８、１８ａ、１８’；５６ａ、５６ｂ；６７、６８）のテーパーと実質的に直交し、
   前記対をなす２のテーパー構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、前記伝搬方向延長部内に延在して前記誘電性担体材料（１、１’、１’’、１’’’）の前記第１の主要側（２、２’、２’’、２’’’）を２の部分に等分する対称線（Ｓ）に対して互いに対称をなし、前記２のテーパー構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、互いに対向して配置され、各テーパー（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、前記給電構成から離れた方向を向いていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の導波路構成。
7. 前記第１の主要側（２、２’、２’’、２’’’）上に配置された一対のテーパー構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）が存在することを特徴とする、請求項６に記載の導波路構成。
8. 前記第２の主要側（３、３’、３’’、３’’’）上に配置された一対のテーパー構造が存在することを特徴とする、請求項７に記載の導波路構成。
9. 前記テーパー構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５）は、周囲の地板構造（４）に接続されているエッチング構造として作られ、前記第１の主要側（２、２’、２’’、２’’’）上の前記金属パターンの一部をなし、
   前記エッチング構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５）は、前記伝搬方向延長部内に延在し、前記周囲の地板構造（４）に向けてテーパー状をなすことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の導波路構成。
10. 前記第２の励起手段（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、前記第１の主要側（２、２’、２’’、２’’’）に垂直に延在する、少なくとも第１の壁構造（３０、３７）および第２の壁構造（３１、３８）を備え、
    前記各壁構造（３０、３１；３７、３８）は、前記テーパー構造に対応する外面形状を有し、前記壁構造は、前記第２の給電導体（７、７’、７’’）により給電されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の導波路構成。
11. 前記各壁構造（３０、３１）は、内部空間（３２、３３）を囲むことを特徴とする、請求項１０に記載の導波路構成。
12. 前記各内部空間（３２、３３）は、天板を有することを特徴とする、請求項１１に記載の導波路構成。
13. 前記各壁構造（３７、３８）は、中実をなすことを特徴とする、請求項１０に記載の導波路構成。
14. 各壁構造（３７、３８）は、少なくとも前記第１の導波路部（１０ａ）と一体形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の導波路構成。
15. 前記各テーパー構造（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３３）は、前記誘電性担体材料（１）から所定距離に保持される金属線（３３）を備え、前記金属線（３３）は、閉構造の形式で、前記テーパー構造に対応する外面形状を有し、前記第２の給電導体（７、７’、７’’）により給電されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の導波路構成。
16. 前記第２の励起手段（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、電磁結合により前記第２の給電導体（７’、７’’）により給電されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の導波路構成。
17. 前記第２の励起手段（２６、２８；２６’、２８’；２６’’、２８’’；３０、３１；３２、３３、３５；３７、３８）は、前記第２の給電導体（７）に直接的に接続されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の導波路構成。

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