JPH04402B2

JPH04402B2 -

Info

Publication number: JPH04402B2
Application number: JP58070930A
Authority: JP
Inventors: Chua Raiihowatsuto; Jon Gibuson Piitaa
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1983-04-23
Publication date: 1992-01-07
Also published as: EP0092874B1; US4673897A; DE3377844D1; EP0092874A1; GB2119581A; JPS58195301A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は導波管と、平衡伝送線路を介して広い
周波数範囲にわたつて作動しうるよう該導波管に
結合したマイクロストリツプ線路とを導波管・マ
イクロストリツプモード変換器で、 (a) 内壁に垂直に伸長するＥ平面を明確化する対
向している第１内壁と第２内壁とを有する一定
の長さの導波管と； (b) このＥ平面内に配置された平らな基板シート
であつて、導波管の長さに沿つてＥ平面の第１
端部から第２端部まで伸長し、且つ導波管の第
１対向内壁と第２対向内壁との間に伸長する平
らな基板と；及び (c) この平らな基板シートの対向する平らな両面
上に配置された第１導電層と第２導電層とであ
つて、その間に前記層の幅を明確化する内側境
界と外側境界とを有する第１導電層と第２導電
層と；を具えている導波管・マイクロストリツプモード
変換器に関するものである。

従来技術この種モード変換器に関しては英国特許第
1494024号に記載されている公知のものがある。
この公知のモード変換器では平衡線路およびマイ
クロストリツプ線路を支持する基板を、導波管内
の基本TE₁₀モードの電界線に平衡な方形導波管
の対称の縦平面内に配置するようにしている。ま
た、平衡伝送線路の一端を、導波管の縦軸に垂直
な基板を横切つて伸長するその縁部からマイクロ
ストリツプ線路の接地面に伸長する２つのスロツ
トを含む平衡・不平衡変成器（以下場合により
balunと称す）により、マイクロストリツプ線路
に連結している。この場合、前記スロツトはマイ
クロストリツプ線路のストリツプ導体の各々の側
にその１つを配置するようにし、各スロツトの電
気的有効長を変換器の作動周波数範囲内の約1/4
波長に等しくしている。平衡線路の導体は、それ
らが相互に鏡面像を形成し、徐々に幅広となるよ
うその一方をマイクロストリツプ線路から離れて
導波管に沿つて伸長させ、他方を導波管の中心か
ら離れた反対の方向に伸長させるようにするとと
もに、これらを導波管の広壁の中央部にＲ・Ｆ結
合させる。

この既知のモード変換器における平衡・不平衡
変成器（balun）の作動は、スロツトの電気的有
効長が正しく1/4波長のとき、各スロツトの閉路
端における短路はスロツトの入口における開路に
変形されるという事実に関連する。したがつて、
マイクロストリツプ接地面とそれに連結した平衡
線路の導体間に流れるＲ・Ｆ電流は導波管壁部に
向かつてではなくむしろ導波管の長さの方向に接
地面を通つて流れることになる。しかしながら、
例えば、26.5〜40GHzのような導波管の帯域幅ま
たはその大部分を占めるようにその作動周波数範
囲が広い場合は、各スロツトの電気的有効長は該
周波数範囲の部分の1/4波長とは大幅に異なるも
のとなり、したがつて、この場合には、スロツト
の入口におけるインピーダンスはきわめて高い値
ではなく、平衡・不平衡変成器（balun）はほと
んど所望の機能をし得ない。換言すれば、マイク
ロストリツプ線路と平衡線路間の結合は、本来周
波数従属形であるといえる。

また、英国特許第1586784号には改良形の導波
管・マイクロストリツプモード変換器が提案され
ている。この変換器においては、中間平衡線路ま
たは関連の平衡・不平衡変成器（balun）を用い
ないで、マイクロストリツプ線路を導波管に結合
するようにし、また導体の形状は非対称としてい
る。また、マイクロストリツプ線路のストリツプ
導体は、そこから伸長する他の導体により導波管
の第１壁部に連結し、それらの間にＲ、Ｆ結合を
与えるようにしている。さらに、マイクロストリ
ツプ線路の接地面は、ストリツプ導体と電界線に
平行に測つたとき通常減少する幅を有する他の導
体との連結部に対向する点から導波管の対向する
第２壁部に伸長して、それにＲ、Ｆ接続させるほ
か、接地面の縁部とともに第１壁部まで伸長させ
て該他の導体の後縁部（明細書に定義されてい
る。）とともに伝送線路を形成するよう配置する。
この場合、２つの伝送線路は作動周波数範囲にお
いて前記の点で高インピーダンスを呈する。この
英国特許は、このような装置の導体形状は対称形
とする必要がなく、また、信号通路内に位置し、
かつ、英国特許第1494024号により知られている
装置内の平衡線路の結果必要となる周波数選択形
平衡・不平衡変成器を回避することができるとい
う認識にもとづきなされたものといえるが、上記
発明の構成例に関する上述の性能の再現は難し
く、また、通常このような実施例の性能には若干
不満足な点が残ることが多い。

また、IRE会報（Trans.IRE）．Vol.MTT−
３、1955年３月号31ページに掲載されているエ
ム・アーデイテイ（M.Arditi）の論文には、こ
れ以外の種類の導波管・マイクロストリツプモー
ド変換器につき提案がなされている。この変換器
においては、単一のリツジを導波管の１つの広壁
部から導波管に沿い、かつ、導波管を横切つて伸
長させるようにし、さらに、前記リツジの高さ
を、零から、導波管の高さマイナスマイクロスト
リツプ線路を支持する基板の厚さまで導波管に沿
つて徐々に増大させている。また、マイクロスト
リツプ線路の接地面は、そこからリツジが伸長す
る導波管の広壁部と同平面とし、該広壁部に導電
的に連結するとともに、マイクロストリツプ線路
の導体を導電的にリツジに連結するようにしてい
る。これは電気的にも機械的にも不都合を生ずる
可能性がある。すなわち、不平衡マイクロストリ
ツプ線路からいずれの場合も実際には通常平衡モ
ードで伝搬が行われるリツジ導波管および平板状
導波管への急激な転移のため、導波管に沿つてそ
の外側および内側に若干の伝搬が起り、損失また
は不所望の結合を招来する。また、リツジ導波管
とマイクロストリツプ線路、とくにそのストリツ
プ導体との間の導電的連結部はこわれ易く、例え
ば、温度変化あるいは機械的衝撃または振動によ
る導波管とマイクロストリツプ線路間の相対的動
きにより容易に損傷を受け易いという難点があ
る。

発明の構成本発明はこのような従来装置の欠点を改良する
をその目的とする。

本発明に係る導波管・マイクロストリツプモー
ド変換器の特徴は特許請求の範囲に記載の如くで
ある。

本発明は、良好な性能、特に低いVSWRの値
を得るためには、前述のように、マイクロストリ
ツプ線路を平衡伝送線路を介して導波管に結合す
ることにより（この場合、管内では平衡モードで
伝搬が行われる。）、マイクロストリツプ線路から
変換器を通つて導波管に伝搬され、もしくはこれ
と逆の方向に伝搬されるR.Fエネルギーの電界を
導波管の壁部から適当に離れて平衡線路の導体部
分の間に平衡状態で集中させることができるが、
一方、広い周波数範囲にわたつて性能を維持する
ためには、所望の広い作動周波数範囲内において
本来周波数従属性を生じさせるような構成素子を
用いることなくマイクロストリツプ線路を平衡線
路に結合しなければならないという認識にもとづ
きなされたものである。

導波管内の２つの該導体の縁部には任意の急激
な方向変化を与えないようにすることが望まし
く、該第２の対の２つの導体部はほぼ同じ幅とす
るを可とする。また、導波管に沿つてマイクロス
トリツプ線路から平衡伝送線路に至るマイクロス
トリツプ線路のストリツプ導体部を含む導体の幅
をほとんど変わらないようにすることが望まし
い。

また、本発明によるときは、基板の各主要面上
に導体のない平衡伝送線路の対向するそれぞれの
側の基板の面内に２つの領域を有し、双方の領域
は該第１の対の接地面導体部および該第２の対の
導体部によりその境界を形成するようにするほ
か、２つの領域を導波管の対向する壁部およびそ
こまで伸長する第３の対の導体部によつても境を
接するようにし、さらに、前記の広い周波数範囲
において、２つの領域にほとんど共振が起こらな
いようにしている。

さらに、接地面導体部を含む導体の幅は導波管
に沿つてマイクロストリツプ線路から平衡線路に
至るまで徐々に減少させるようにするを可とす
る。

また、第２および第３の対の導体部は、該Ｅ平
面に直角な縦の面に関してほぼ対称に配置するこ
とが望ましい。

また、マイクロ波論理および技術に関する
IEEE会報（IEEE Transaotions on Microwave
Theory and Techniques）、Vol.MTT−26、No.
12.1978年12月号、1007〜1011ページ、特に1008
〜1009ページに掲載のジイー・ベグマン（G.
Begemann）による論文“Ｘバンド平衡形フイン
ライン混合器（An Ｘ−Band Balancad Fin−
line Mixer）”には、他の導波管・マイクロスト
リツプモード変換器について記載されている。先
細の対せき点フインライン状転移を使用したこの
モード変換器の場合は、基板の双方の面上の金属
のない領域に付加的金属化を与えることにより、
該領域が所望の作動周波数範囲で共振を起こさな
いようにしている。また、マイクロウエーブ
（Microwave）、1982年３月号、77−82ページに
掲載のエム・デイデイク（M.Dydyk）、ビー・デ
イー・モーア（B.D.Moore）による論文“遮蔽
マイクロストリツプエイドＶ−バンド受信機の設
計（Shielded Microstrip Aids Ｖ−Band
Receiver Designs）”には、付加的金属化を与え
ないようにしたこと以外は上記と同じ構造を有す
る他のモード変換器について記載されている。こ
れら２つの各モード変換器においては、マイクロ
ストリツプ線路の接地面部分を含む基板の面上の
導体を変換器の全長にわたつて導波管の一方の広
壁部まで伸長させるようにしており、したがつ
て、マイクロストリツプ線路と導波管との間に、
本明細書の冒頭に述べたような平衡伝送線路がな
く、導体の形状も本来非対称形である。

また、該基板に導波管に沿つて平衡伝送線路か
ら管内に伸長する凹部手段を設けたモード変換器
においては、該凹部手段の複数の連続する対の横
方向対向縁部の関連する横方向対向縁部間の間隔
を導波管に沿つて平衡伝送線路からの距離の増大
とともに増加させることにより、導波管に沿つて
の誘電負荷を減少させるようにしたことを特徴と
する。これは、基板がほぼ３より大きい誘電率を
有し、例えば、誘電率が約10またはそれ以上の基
板の場合、特に適している。凹部手段は、平衡伝
送線路から離隔した方の基板の縁部まで伸長させ
ることが望ましく、また、該凹部の連続する対の
横方向対向縁部を次々と隣接して配置することに
より、導波管に沿つて平衡伝送線路からの距離が
大きくなるにしたがつて、該凹部手段の幅に漸進
的増加をもたらし、ほとんど減少を与えないよう
にするを可とする。また、凹部手段は、変換器の
総合長を短くするため、そのすべてまたは大部分
を第３の対の導体部の間に伸長させるようにする
を可とする。

また、導波管・伝送線路モード変換器におい
て、伝送線路を支持する基板の一端から誘電体基
板内に伸長させたノツチの使用に関しても、例え
ば、1980年、IEEE MTT−Ｓ、国際マイクロウ
エーブシンボジウムダイジエスト（Internstional
Microwave Symposium Digest）、264〜266ペ
ージに記載されているエル・デイー・コーヘン
（L.D.Cohen）の論文“プリント回路ミリ波発振
器の進歩（Advances in Printed Millimetre−
Wave Oscillator Circuits）”により既知である。
この場合、ノツチは均一な幅を有し、空気充填導
波管と平板（スラブ）負荷導波管の間にインピー
ダンス整合を与える1/4波長変成器を形成してい
る。このようなノツチはその開端部および閉端部
において反射を与え、スロツトの有効長をその周
波数の1/4波長とした周波数において相互に補償
し合うが、それは、本発明モード変換器において
凹部手段により広い周波数範囲にわたつて与えら
れるような導波管から伝送線路への位相速度の漸
進的変化を与えることがない。

実施例以下図面により本発明を説明する。

第１図および第２図において、第１図の一部を
切断した分解図中、長点線は、モード変換器（ト
ランスジユーサ）を組立てた場合の変換器の構成
素子の関係位置を示すもので、前記構成素子とし
ては２つの金属外匣部１，２ならびにその２つの
対向する各主要面上に導電層を有する平板状誘電
板基板３がある。前記基板３は、この場合には、
約10の誘電率を有するアルミナ（酸化アルミニウ
ム）による形成する。

２つの外匣部１および２はそれらの中に形成し
た２つの対向する関連溝部（チヤネル）を有し、
これら外匣部をそれらの間にある基板３と固着
（その手段については図示を省略）させた場合、
それらは導波管の狭壁部４および５に平行、すな
わち、導波管のTE₁₀基本モードの電界に平行な
その中央の縦の面、換言すれば、そのＥ平面内に
配置した基板とともに方形導波管を形成する。ま
た、第１図および第２図においては、導波管のそ
れぞれ下部広壁部６および上部広壁部７の基板３
との交叉する平面を長点線で示してある。基板は
導波管の縦軸を横切り、外匣部２内の凹部により
その狭壁部４および５に平行な方向に位置決めす
る。前記凹部の縁部を符号数字８および９で示
す。

第１図に示す基板の前面は第２図に示す前面で
もあり、これらの各図において裏面上の導電層の
縁部は短点線で図示するようにしてある。前面お
よび裏面上の２つの導電層はそれぞれ３つの対の
部分を有する。すなわち、図の右側から左側に向
つて、マイクロストリツプ線路は、それぞれ基板
の前面および裏面上のストリツプ導体部１０およ
び接地面導体部１１により形成した第１の対の部
分を含む。これらの部分はそれぞれ平衡伝送線路
を形成する第２の対の部分１２および１３に連結
するようにする。前記の各部分１２および１３は
伸長形を呈し、双方とも導波管壁部から十分間隔
を置いた２つの横方向に離隔した２つの側縁部に
よりその境界を形成する。これらの部分１２およ
び１３は、導波管に沿つて平衡線路から離れ、そ
れぞれの下部広壁部６および上部広壁部７まで伸
長する第３の対の部分１４および１５に連結する
ようにする。

また、部分１１，１４および１５は、導波管か
らのR.Fエネルギーの漏洩を抑止するため、外匣
部１および２間の中空導波管から離れて横方向に
伸長させ、導波管の隣接広壁部よりの電気的有効
長が変換器の中間作動波数における波長の1/4の
奇数倍に等しい基板の上縁部および下縁部で終端
させるようにする。本実施例においては、外匣部
をその間に伸長する基板の導体部に半田付けする
ことにより、基板を外匣部１および２に固着させ
るようにしている。これは、例えば、接合しよう
とする面の間に半田物質（図示を省略）を介挿さ
せて変換器を組立てた後、半田を熔融するのに充
分な温度までこれを加熱することにより実施する
ことができる（ただし、他の材料、特に基板材料
がこの温度に耐えるという条件が必要なこと勿論
であり、本実施例の場合は、例えば、アルミナに
より基板を形成するようにしている）。

第１図および第２図に示すように、基板の前面
および裏面上の導体の縁部は不連続性リアクタン
スを誘発させる可能性を防止するため、任意の急
激な方向変化を与えないよう形成する。また、前
述の英国特許第1494024号に記載されているモー
ド変換器のスロツト付平衡・不平衡変成器を配置
する代りに、基板の裏面の導体の幅を導波管の全
高（およびこの場合には基板の全高）から、曲線
状縁部１６，１７で示すようにマイクロストリツ
プ線路から平衡線路に移る所での平衡線路の導体
部の幅まで徐々に先細状となるよう形成する。

平衡線路の対の導体部１２，１３はほぼ同じ均
一幅として、そこに前面および裏面上の導体を排
列し、かつ、マイクロストリツプ線路から平衡線
路に移る際の基板の前面上の導体の幅を変わらな
いようにしている。これは電流の層流パターンを
保持するのに役立つのみでなく、すぐ前に言及し
た既知のモード変換器の場合にマイクロストリツ
プ線路のストリツプ導体を含む導体の幅を急激に
変化させるのと著しく相違している。さらに左の
方に進み、基板の前面および裏面上の導体は、対
向する指数函数状前縁部１８，１９および曲線状
後縁部２０，２１により限定される第３の対の導
体部１４，１５の部分において徐々に幅広形状と
する。

また、第２および第３の対の導体部は基板の面
に垂直な中央の縦の面に関して対称とする。導体
の形状は、基板の各主要面上に導体のない平衡線
路の対向する側にそれぞれ２つの同じセグメント
状領域２２および２３が存在するような形状とす
る。領域２２はマイクロストリツプ線路の接地面
のテーパー縁部１６、平衡線路を形成する第２の
対の導体部１２，１３の下方側縁部、導体部１４
の後縁部２０および導波管の下部広壁部６により
その境界を形成させるようにする。また、領域２
３は、マイクロストリツプ接地面のテーパー縁部
１７、平衡線路を形成する第２の対の導体部１
２，１３の上方側縁部、導体部１５の後縁部２１
および導波管の上部広壁部７によりその境界を形
成させるようにする。作動周波数範囲における共
振を防止するため付加的金属化を与えるようにし
た前述のベツグマン（Begemann）の論文に記載
されているモード変換器におけるほぼ同じような
領域と対比した場合、導波管の全帯域幅の作動周
波数範囲内で共振があらわれないよう、導体のな
い領域２２および２３の寸法は、例えば実験的方
法により容易に決めることができる。

さらに、導波管に沿つての平衡線路からの距離
が増加する場合の導波管の誘導負荷を減少させ、
導波管および基板上の伝送線路間の位相速度整合
を与えるため、基板には凹部２４を配置する。本
実施例の場合、前記凹部はＶ字形の直線縁部を有
し、基板の全厚を貫いて第３の対の導体部１４，
１５の間に基板の一方の端部（図の左端）まで伸
長させるようにし、凹部の入口の幅は導波管の高
さより僅かに小さい値に選定している。

変換器の作動理論は、変換器を図に示すよう
に、それぞれ４つの隣接するセクシヨンＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに分割して取扱うことができる。ここでは
図の左から右に進むことにして、まず、セクシヨ
ンＡにおいて基板に入射する導波管の基本TE₁₀
モードのR.Fエネルギーを考えることにする。導
波管の上部および下部広壁部間の基板の面内およ
び基板の面に平行に伸長するＥフイールド（Ｅ電
界）は、第３の対の導体部１４および１５の対向
する前縁部１８および１９の間に抑制される（こ
れは、前記前縁部がセクシヨンＡにおいて対せき
点フインラインを形成するものと考えられる）。
同時に、導波管内の誘電体の量、特に、第３の対
の導体部間の誘電体の量は、導波管に沿つて距離
が大となり、凹部２４の幅が減少するにしたがつ
て増加するので、これによりR.Fエネルギーの位
相速度は、導波管の位相速度から基板上のツイン
導体構造のそれまで徐々に順応することができ
る。

セクシヨンＢにおいては、始めは対向している
第３の対の導体部１４および１５の前縁部１８お
よび１９は徐々に接近し、次いで相互に交叉した
後、それぞれそれらの後縁部２０および２１にお
いて下部広壁部６および上部広壁部７から離れ
る。かくして、このセクシヨンはインピーダンス
変成器および偏波ツイスタの双方を形成して、伝
送路の特性インピーダンスを減少させ（導波管の
特性インピーダンスは例えば、500Ωで、標準的
に平衡線路やマイクロストリツプ線路のそれより
大きい値を有する）。無負荷方形導波管のＥ平面
から伝搬されるR.Fエネルギーの電界を回転させ
る働きをする。セクシヨンＣの平衡線路に隣接す
るこのセクシヨンの低出力インピーダンスは、導
波管のオリジナルモードで伝搬され易いR.Fエネ
ルギーを低レベルに減少させるのに役立つもので
ある。

上記のように、セクシヨンＢにおける偏波面の
回転により、セクシヨンＣに入るR.Fエネルギー
の偏波はセクシヨンＡにおいて変換器に入射した
際もつていた偏波に対して直角となる。その結
果、遮蔽周波数を決定する導波管の寸法は広壁部
の幅でなくむしろ狭壁部の幅となり、かくして導
波管は回転偏波を伴うR.Fエネルギーに対してカ
ツトオフされる。したがつて、このセクシヨンに
おいては、平衡リボンモードの伝搬のみが起るこ
とになる。

セクシヨンＤにおいては、平衡線路モードは
徐々にマイクロストリツプモードに変換され、特
性インピーダンスは約100Ωから50Ωに減少する。

外匣部１，２および基板３のいずれかもしくは
双方は、平衡線路・マイクロストリツプ線路転移
から図の場合よりさらに右の方に伸長させること
もできる。また、外匣部２およびマイクロストリ
ツプ接地面１１により境を接する中空導波管の半
部は、変換器の作動周波数範囲においてその中に
エネルギーが伝搬できないため、任意の便利な方
法でこれを閉じるようにすることもできる。

また、第３の対の導体部（１４および１５）の
前縁部（１８および１９）は、誘導的不連続性を
回避するため、前述の実施例の場合のように、導
波管の関連の広壁部（６および７）まで円滑に
徐々に伸長させるようにすることが望ましい。

また、凹部２４の幅は導波管に沿う距離の双曲
線函数として管に沿つて変化させるようにするを
可とするが、これは前述の実施例の場合のように
直線的変化により近似させることもでき、また、
この幅を階段状に変化させるようにすることもで
きる。さらに、基板に沿つて２つまたはそれ以上
の凹部を間隔を置いて配置し、連続する凹部の関
連の横方向対向縁部間の間隔を導波管に沿つての
平衡伝送線路からの距離が大となるにしたがつて
増加させるようにする方法も考えられる。この場
合、各凹部の横方向対向縁部間の間隔は導波管に
沿つての平衡伝送線路よりの距離が大きくなるに
したがつて、それ自体を増加させるようにしても
よく、あるいは、平衡線路からの距離にかかわら
ず均一にしてもよい。

凹部は、基板が硬くて脆い材質で形成されてい
る場合は、例えば、レーザで切断することにより
基板内に形成することができ、また、特殊材料か
ら形成したセラミツクにより基板を形成する場合
は、材料を焼成する前にモールドすることにより
形成することができる。

凹部の長さおよびその最大値は基板の誘電率が
高くなるにしたがつて大きくすることが望まし
い。前述の実施例の場合は、凹部の入口部の大き
さは導波管の全高に等しくはないが、全高より僅
かに小さい値に選定している。その結果、凹部は
第３の対の導体部１４および１５の間に完全に位
置することになるので、変換器の場合の長さを減
少させるのに役立ち、一方、導体部１４および１
５は凹部の縁部まで伸長させないようにし、これ
により、基板面に不所望のモードが存在したり、
凹部の縁部間に不所望のトラツプモードがあらわ
れる可能性を減少させるのに貢献している。

このような凹部は、例えば、水晶（その誘電率
は約４である）またはアルミナのように約３より
大きい誘電率を有する絶縁体基板上のモード変換
器用として特に適している。このような基板は、
軽量かつコンパクトで永続性に優れ、かなり容易
に再現可能に製作しうるマイクロ波集積回路用と
して使用することができる。本発明モード変換器
は高い誘電率を有する基板上に広い作動周波数範
囲にわたつて低いVSWRを与えるようにするこ
とが可能な最初の導波管・マイクロストリツプモ
ード変換器であると思われる。

第１図および第２図に関して前述した形状の実
施例は、導波管WG２２（WR２８）および1/4
mmの厚さのアルミナ基板により構成した。また、
マイクロストリツプ線路のストリツプ導体１０の
つぎに鉄装荷ゴム材料を配置し（この配置は完全
に整合した負荷を構成するものでないことが知ら
れている）かつ、導波管に沿つて変換器にR.Fエ
ネルギーを供給した場合、反射減衰量の測定値は
26.5〜40GHzの全導波管帯域幅にわたつて20dB以
下であり、また、VSWRは1.18より良好であつ
た。さらに、モード変換器のマイクロストリツプ
線路に既知の反射減衰量を有する回路を接続して
測定を行つた結果、全導波管帯域幅にわたつて
1.10より良好なVSWRが得られることが暗示され
た。

また、本発明実施例の場合、外匣部１，２間に
伸長する導体部１１，１４，１５は作動周波数範
囲の中間の周波数の波長の3/4に等しい距離まで
としており、これは、その距離が波長の1/4のみ
の場合に得られるもののより狭い帯域幅のチヨー
クを与えるが、1/4波長の距離はアセンブリの機
械的高安定度を与えるには短かすぎると考えられ
る。

また、外匣部間に伸長する導体部の部分は連続
形状でなく、切込付チヨーク形状とすることもで
きる。

発明の要約本発明は導波管のＥ平面に沿つて伸長し、各主
要面上に３つの連続する対の部分を有する導体層
を具えた誘電体基板３を含む広い周波数範囲にわ
たつて作動可能な導波管・マイクロストリツプモ
ード変換器に関するもので、前記連続対の第１の
対１０，１１によりマイクロストリツプ線路を形
成し、第２の対１２，１３により平衡伝送線路を
形成し、第３の対１４，１５により平衡伝送線路
の部分を導波管の対向する壁部６，７に結合する
ようにしたものである。

本発明によるときは、前記マイクロストリツプ
線路を共振平衡・不平衡変成器を用いるのでな
く、作動周波数範囲にわたつて周波数に無関係と
なるような方法で平衡伝送線路に結合するように
し、マイクロストリツプ線路のストリツプ導体部
１０および接地面導体部１１の幅を、前者はもそ
れに連結した平衡線路の導体部１２，１３の幅と
同じ幅とし、後者は前記導体部１２，１３の幅ま
で徐々に先細形状とするほか、基板３の双方の面
上に導体を有しない平衡線路の対向する側にそれ
ぞれ２つの領域２２，２３を配置し、かくして作
動周波数範囲における共振を抑止するようにして
いる。

また、特に、基板３が高い誘電率を有すると
き、導波管と基板３上の伝送線路間の位相速度整
合を与えるため、基板３に、導波管に沿つて徐々
に大きくなるような幅を有する凹部手段２４を配
置するようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明モード変換器の一部を切断した
分解図、第２図は本発明モード変換器の基板の平
面図である。１，２……外匣部、３……平板状誘電板基板、
４，５……狭壁部、６，７……広壁部、８，９…
…凹部の縁部、１０……ストリツプ導体部、１１
……接地面導体部、１２，１３……平衡伝送線路
（第２の対の部分）、１４，１５……第３の対の導
体部、１６，１７……曲線状縁部、１８，１９…
…指数函数状前縁部、２０，２１……曲線状後縁
部、２２，２３……導体のない領域、２４……凹
部。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 対向している第１内壁６と第２内壁７と
を有する一定長さの導波管と； (b) 前記導波管のＥ平面内に配置された平らな基
板シート３であつて、該平らな基板シートは導
波管の長さに沿つてＥ平面の第１端部から第２
端部まで伸長し、且つ導波管の第１対向内壁６
と第２対向内壁７との間にこれらの内壁に垂直
に伸長する平らな基板シートと；及び (c) この平らな基板シートの対向する平らな両面
上に配置された第１導電層１０，１２，１４と
第２導電層１１，１３，１５とであつて、その
間に前記層の幅を明確化する内側境界と外側境
界とを有する第１導電層と第２導電層と；を具えている導波管・マイクロストリツプモード
変換器において、前記モード変換器はその平らな基板シートの第
１端部から第２端部までに； (1) 第１導電層１４と第２導電層１５とが各々前
記平らな基板シートの第１端部からの距離と共
に幅が連続的に増加し、前記第１導電層外側境
界が導波管の第１内壁６へ伸長して且つ接触
し、前記第２導電層の外側境界が導波管の第２
内壁７へ伸長して且つ接触し、且つ前記各層の
内側境界１８，１９が前記第１端部からの距離
と共に前記基板シートの中心縦線に徐々に接近
する第１セクシヨンＡと； (2) 第１導電層と第２導電層とが各々前記平らな
基板シートの第１端部からの距離と共に幅が連
続的に減少し、前記第１端部からの距離と共に
増大する距離により前記第１導電層の外側境界
２０は導波管の第１内壁６から離間され、前記
第２導電層の外側境界２１は導波管の第２内壁
７から離間され、且つ前記各層の内側境界１
８，１９は前記第１端部からの距離と共に、前
記第１導体層と第２導体層とが互いに重なるま
で中心縦線へ接近を続ける第２セクシヨンＢ
と； (3) 第１導電層１２及び第２導電層１３が平らな
基板シートの対向面の中心内の範囲をそれぞれ
覆う帯域を具え、それにより平衡伝送線路を形
成している第３セクシヨンＣと； (4) 第１導電層が前記基板シートの第２端部まで
平らな基板シートの中心に沿つて伸長している
帯域１０として連続し、且つ第２導電層１１は
導波管の第１内壁６から第２内壁７まで幅が拡
大するまで基板シートの第１端部からの距離と
共に前記幅が徐々に増加する第４セクシヨンＤ
と；を含んでいる順次に第１、第２、第３、及び第４
セクシヨンを具えており、前記第１及び第２導電層１０，１２，１４及び
１１，１３，１５は、対向している導体のない範
囲２２，２３が平らな基板の両面上に存在するよ
うな方法で平衡伝送線の対向面上に導体のない範
囲２２，２３を明確化するために、第３セクシヨ
ンＣ内、及び少なくとも第２セクシヨンＢ及び第
４セクシヨンＤの一部内に形成され、その導体の
ない範囲２２，２３はそれぞれ第１導波管壁と第
２導波管壁６，７から前記導電層境界２０，２１
のうちの最も近い一つまで伸長しており、前記導
体のない範囲はその導波管の動作周波数領域内で
の共振を回避するように寸法決めされていること
を特徴とする導波管・マイクロストリツプモード
変換器。２第４セクシヨン内の第１導電層の幅が第３セ
クシヨン内の第１導電層の幅と等しい事を特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の導波管・マイク
ロストリツプモード変換器。３前記導波管が方形導波管であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の導波管・マイク
ロストリツプモード変換器。４第３セクシヨン内の第１導電層の部分の幅
と、第２導電層の部分の幅とが実質的に等しいこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導波
管・マイクロストリツプモード変換器。５第１及び第２セクシヨン内の第１及び第２導
電層が前記中心縦線に沿つて平らな基板シートを
垂直に切断する平面に関して対称に配設されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
導波管・マイクロストリツプモード変換器。６第１セクシヨン内の平らな基板シートが第１
及び第２導電層により覆われた基板シートの範囲
の間に配置された開口を含んでおり、前記開口は
前記平らな基板シートの第１端部からの距離と共
に零まで徐々に減少する幅を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の導波管・マイク
ロストリツプモード変換器。７前記開口が平らな基板シートの前記第１端部
で最大幅に広がつていることを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載の導波管・マイクロストリツ
プモード変換器。８平らな基板シートが３より実質的に大きい誘
電率を有することを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の導波管・マイクロストリツプモード変
換器。