JP3398306B2 - 積層型導波管と導波管との接続構造 - Google Patents
積層型導波管と導波管との接続構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にマイクロ波及
びミリ波等の高周波信号を伝送するための積層型導波管
と導波管との接続構造に関するものである。
びミリ波等の高周波信号を伝送するための積層型導波管
と導波管との接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来より、マイクロ波やミリ波の高周波の
信号を伝達するための線路としては、導波管、誘電体導
波管、同軸線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ
線路等が知られている。これらは、一つの回路基板内で
は、単一種類の線路が用いられることが多いが、それぞ
れの回路基板に要求される仕様に合わせて最適な線路が
選択されるので、異なる回路基板を接続する場合は線路
の変換部、つまり接続部が必要である。
信号を伝達するための線路としては、導波管、誘電体導
波管、同軸線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ
線路等が知られている。これらは、一つの回路基板内で
は、単一種類の線路が用いられることが多いが、それぞ
れの回路基板に要求される仕様に合わせて最適な線路が
選択されるので、異なる回路基板を接続する場合は線路
の変換部、つまり接続部が必要である。
【０００３】通常、例えば、マイクロストリップ線路と
コプレーナ線路とは、グランドの構造が異なるので、そ
れぞれのグランドをスルーホール等で接続して変換が行
われる。また、マイクロストリップ線路と導波管との接
続は、リッジ導波管を用いて行われ、導波管や誘電体導
波管と同軸線路との接続は、同軸線路の信号線を導波管
のＨ面に垂直に挿入して行われている。
コプレーナ線路とは、グランドの構造が異なるので、そ
れぞれのグランドをスルーホール等で接続して変換が行
われる。また、マイクロストリップ線路と導波管との接
続は、リッジ導波管を用いて行われ、導波管や誘電体導
波管と同軸線路との接続は、同軸線路の信号線を導波管
のＨ面に垂直に挿入して行われている。
【０００４】線路間の接続においては、特性インピーダ
ンスをはじめから一致させるか、それができない場合は
それぞれの特性インピーダンスを徐々に変化させ一致さ
せる必要がある。インピーダンスが異なるとそこで信号
の反射が発生してしまい接続できないためである。
ンスをはじめから一致させるか、それができない場合は
それぞれの特性インピーダンスを徐々に変化させ一致さ
せる必要がある。インピーダンスが異なるとそこで信号
の反射が発生してしまい接続できないためである。
【０００５】また、高周波線路においては、特性インピ
ーダンスだけでなく電磁界分布が結合するように構成す
る必要がある。前記のマイクロストリップ線路とコプレ
ーナ線路との接続の場合、それぞれの特性インピーダン
ス同士をはじめから一致させることができるが、電磁界
分布が急激に変化するため若干の反射が発生する。ま
た、前記マイクロストリップ線路と導波管との接続の場
合、導波管の特性インピーダンスはマイクロストリップ
線路に比べ非常に大きく電磁界分布も異なるが、リッジ
導波管によってこれらが徐々にマッチングするように構
成されている。
ーダンスだけでなく電磁界分布が結合するように構成す
る必要がある。前記のマイクロストリップ線路とコプレ
ーナ線路との接続の場合、それぞれの特性インピーダン
ス同士をはじめから一致させることができるが、電磁界
分布が急激に変化するため若干の反射が発生する。ま
た、前記マイクロストリップ線路と導波管との接続の場
合、導波管の特性インピーダンスはマイクロストリップ
線路に比べ非常に大きく電磁界分布も異なるが、リッジ
導波管によってこれらが徐々にマッチングするように構
成されている。
【０００６】一方、多層配線基板内に誘電体導波管を形
成する試みが提案されている。この導波管は、所定厚み
の誘電体基板の上下に一対の導体層を形成し、また誘電
体基板内で一対の導体層間を電気的に接続し且つ線路方
向に信号波長の１／２未満の間隔をもって二列に側壁用
ビアホール導体群を配列したものである。
成する試みが提案されている。この導波管は、所定厚み
の誘電体基板の上下に一対の導体層を形成し、また誘電
体基板内で一対の導体層間を電気的に接続し且つ線路方
向に信号波長の１／２未満の間隔をもって二列に側壁用
ビアホール導体群を配列したものである。
【０００７】この積層型導波管は多層配線基板内に形成
される伝送線路であるが、誘電体導波管とよく似てお
り、給電ピンにより回路内のマイクロストリップ線路や
コプレーナ線路等と接続することが可能である。
される伝送線路であるが、誘電体導波管とよく似てお
り、給電ピンにより回路内のマイクロストリップ線路や
コプレーナ線路等と接続することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロストリップ線路やコプレーナ線路等は、ミリ波等の高
周波になると伝送特性が劣化するため、基板間の線路と
して導波管が多用される傾向にある。また、アンテナ用
の放射素子として、導波管が用いられることもあるた
め、積層型導波管と導波管との接続が要求されている。
ロストリップ線路やコプレーナ線路等は、ミリ波等の高
周波になると伝送特性が劣化するため、基板間の線路と
して導波管が多用される傾向にある。また、アンテナ用
の放射素子として、導波管が用いられることもあるた
め、積層型導波管と導波管との接続が要求されている。
【０００９】積層型導波管とマイクロストリップ線路の
接続は、上記のように給電ピンを介して行えば可能であ
り、またマイクロストリップ線路と導波管との接続はリ
ッジ導波管等の従来技術を用いて行うことができる。つ
まり、積層型導波管−給電ピン−マイクロストリップ線
路−リッジ導波管−導波管によって、積層型導波管と導
波管との接続は可能である。
接続は、上記のように給電ピンを介して行えば可能であ
り、またマイクロストリップ線路と導波管との接続はリ
ッジ導波管等の従来技術を用いて行うことができる。つ
まり、積層型導波管−給電ピン−マイクロストリップ線
路−リッジ導波管−導波管によって、積層型導波管と導
波管との接続は可能である。
【００１０】しかし、このような接続構造では、積層型
導波管と導波管との接続のために、給電ピン、マイクロ
ストリップ線路、リッジ導波管が介在する複雑な構造と
なり、しかもそれぞれの箇所で電磁波の損失や放射が発
生するため全体の伝送特性が劣化する。従って、積層型
導波管と導波管とを直接的に接続できれば、接続部にお
ける損失を最小に抑えることができ、しかも簡易な構造
となるはずである。
導波管と導波管との接続のために、給電ピン、マイクロ
ストリップ線路、リッジ導波管が介在する複雑な構造と
なり、しかもそれぞれの箇所で電磁波の損失や放射が発
生するため全体の伝送特性が劣化する。従って、積層型
導波管と導波管とを直接的に接続できれば、接続部にお
ける損失を最小に抑えることができ、しかも簡易な構造
となるはずである。
【００１１】従って、本発明は、多層配線基板あるいは
半導体素子用パッケージにおける伝送線路として利用可
能な積層型導波管と導波管と簡易な構造で接続可能な接
続構造を提供することを目的とするものである。
半導体素子用パッケージにおける伝送線路として利用可
能な積層型導波管と導波管と簡易な構造で接続可能な接
続構造を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点に関して検討を重ねた結果、接続部を、断面形状を変
化させたホーン型導体部を具備し、しかも、信号伝送方
向に直交する断面における平均的な誘電率が段階的ある
いは連続的に変化するような構造とすることにより、特
性インピーダンスのマッチングと電磁界分布の良好な結
合が行えることを見いだした。
点に関して検討を重ねた結果、接続部を、断面形状を変
化させたホーン型導体部を具備し、しかも、信号伝送方
向に直交する断面における平均的な誘電率が段階的ある
いは連続的に変化するような構造とすることにより、特
性インピーダンスのマッチングと電磁界分布の良好な結
合が行えることを見いだした。
【００１３】即ち、本発明の積層型導波管と導波管との
接続構造は、誘電体基板と、該誘電体基板の少なくとも
線路方向の上下面に形成された一対の主導体層と、該一
対の主導体層間を電気的に接続し且つ線路方向に信号波
長の１／２未満の間隔をもって二列に配列された側壁用
ビアホール導体群とを具備する積層型導波管と、導波管
とを接続部を介して接続された接続構造において、前記
接続部が前記誘電体基板端部に設けられており、該誘電
体基板の端部に形成されたＶ字状またはＷ字状の切り欠
き部により該接続部内部に、信号伝送方向に直交する接
続部断面に占める割合が前記積層型導波管側から導波管
側に向かって減少するように整合用誘電体を内蔵せし
め、前記接続部断面での平均的誘電率が連続的または段
階的に変化させたことを特徴とするものである。
接続構造は、誘電体基板と、該誘電体基板の少なくとも
線路方向の上下面に形成された一対の主導体層と、該一
対の主導体層間を電気的に接続し且つ線路方向に信号波
長の１／２未満の間隔をもって二列に配列された側壁用
ビアホール導体群とを具備する積層型導波管と、導波管
とを接続部を介して接続された接続構造において、前記
接続部が前記誘電体基板端部に設けられており、該誘電
体基板の端部に形成されたＶ字状またはＷ字状の切り欠
き部により該接続部内部に、信号伝送方向に直交する接
続部断面に占める割合が前記積層型導波管側から導波管
側に向かって減少するように整合用誘電体を内蔵せし
め、前記接続部断面での平均的誘電率が連続的または段
階的に変化させたことを特徴とするものである。
【００１４】
【００１５】さらに、本発明の積層型導波管と導波管と
の接続構造は、複数の誘電体層の積層体からなる誘電体
基板と、該誘電体基板の積層方向に所定領域を囲むよう
に信号波長の１／２未満の間隔をもって配列された側壁
用ビアホール導体群とを具備する垂直積層型導波管と、
導波管とを接続部を介して接続された接続構造におい
て、前記接続部が前記誘電体基板側に設けられており、
該誘電体基板の上面に形成された切り欠き部により該接
続部内部に、信号伝送方向に直交する接続部断面に占め
る割合が前記積層型導波管側から導波管側に向かって減
少するように整合用誘電体を内蔵せしめ、前記接続部断
面での平均的誘電率が連続的または段階的に変化させた
ことを特徴とするものである。
の接続構造は、複数の誘電体層の積層体からなる誘電体
基板と、該誘電体基板の積層方向に所定領域を囲むよう
に信号波長の１／２未満の間隔をもって配列された側壁
用ビアホール導体群とを具備する垂直積層型導波管と、
導波管とを接続部を介して接続された接続構造におい
て、前記接続部が前記誘電体基板側に設けられており、
該誘電体基板の上面に形成された切り欠き部により該接
続部内部に、信号伝送方向に直交する接続部断面に占め
る割合が前記積層型導波管側から導波管側に向かって減
少するように整合用誘電体を内蔵せしめ、前記接続部断
面での平均的誘電率が連続的または段階的に変化させた
ことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、積層型導波管と導波管と
の接続構造の参考例を説明するための概略斜視図であ
る。図１において、Ａは積層型導波管、１は誘電体基
板、２はビアホール導体、３および４は主導体層、Ｂは
導波管、５、６は導体壁、Ｃは接続部としてのホーン型
導波管、７は整合用誘電体である。
の接続構造の参考例を説明するための概略斜視図であ
る。図１において、Ａは積層型導波管、１は誘電体基
板、２はビアホール導体、３および４は主導体層、Ｂは
導波管、５、６は導体壁、Ｃは接続部としてのホーン型
導波管、７は整合用誘電体である。
【００１７】図１の構造によれば、積層型導波管Ａによ
れば、厚みａの誘電体基板１の上下面に、主導体層３、
４が被着形成されており、その主導体層３、４間を電気
的に接続するビアホール導体２が、信号伝送方向に信号
波長の１／２未満の間隔ｂで、間隔ｃをもって２列に形
成されている。この導体層及びビアホール導体２群によ
り囲まれた、断面がａ×ｃの四角形からなる領域が積層
型導波管Ａにおける信号伝送領域である。
れば、厚みａの誘電体基板１の上下面に、主導体層３、
４が被着形成されており、その主導体層３、４間を電気
的に接続するビアホール導体２が、信号伝送方向に信号
波長の１／２未満の間隔ｂで、間隔ｃをもって２列に形
成されている。この導体層及びビアホール導体２群によ
り囲まれた、断面がａ×ｃの四角形からなる領域が積層
型導波管Ａにおける信号伝送領域である。
【００１８】一方、導波管Ｂによれば、断面がｄ×ｅの
四角形の導体壁５によって閉塞された管が信号伝送方向
に延びた構造からなる。
四角形の導体壁５によって閉塞された管が信号伝送方向
に延びた構造からなる。
【００１９】そして、積層型導波管Ａと導波管Ｂとの間
には、接続部としてホーン型導波管Ｃが形成されてい
る。このホーン型導波管Ｃは、導波管Ｂと同様に導体壁
６によって閉塞された導波管からなり、積層型導波管Ａ
側の端部の断面が、積層型導波管Ａの断面ａ×ｃと同一
形状からなり、導波管Ｃ側端部が、導波管の断面ｄ×ｅ
と同一形状によって構成され、図１によれば、積層型導
波管Ａ側断面形状から導波管Ｂ側断面形状にその断面積
が徐々に変化するように形成される結果、導波管Ｂ側に
大きくなるホーン形状に導体壁６が形成されている。か
かる構造において、積層型導波管Ａおよび導波管Ｂは，
いずれも上下面が磁界と平行なＨ面となっている。
には、接続部としてホーン型導波管Ｃが形成されてい
る。このホーン型導波管Ｃは、導波管Ｂと同様に導体壁
６によって閉塞された導波管からなり、積層型導波管Ａ
側の端部の断面が、積層型導波管Ａの断面ａ×ｃと同一
形状からなり、導波管Ｃ側端部が、導波管の断面ｄ×ｅ
と同一形状によって構成され、図１によれば、積層型導
波管Ａ側断面形状から導波管Ｂ側断面形状にその断面積
が徐々に変化するように形成される結果、導波管Ｂ側に
大きくなるホーン形状に導体壁６が形成されている。か
かる構造において、積層型導波管Ａおよび導波管Ｂは，
いずれも上下面が磁界と平行なＨ面となっている。
【００２０】また、ホーン型導波管Ｃの内部には、イン
ピーダンスおよび電磁界分布を整合させるための整合用
誘電体７が内蔵されている。この整合用誘電体７は、誘
電体基板１と一体化されたものでもよいし、ホーン型導
波管Ｃの内部に固着されたものであってもよいが、後者
の場合、積層型導波管との接続面に隙間が存在するとそ
こで電磁波が反射しやすいため前者の構造が望ましい。
また後者の場合、誘電体基板１と整合用誘電体７の誘電
率はできるだけ同じであることが望ましい。
ピーダンスおよび電磁界分布を整合させるための整合用
誘電体７が内蔵されている。この整合用誘電体７は、誘
電体基板１と一体化されたものでもよいし、ホーン型導
波管Ｃの内部に固着されたものであってもよいが、後者
の場合、積層型導波管との接続面に隙間が存在するとそ
こで電磁波が反射しやすいため前者の構造が望ましい。
また後者の場合、誘電体基板１と整合用誘電体７の誘電
率はできるだけ同じであることが望ましい。
【００２１】高周波伝送線路の接続構造においては、前
述した通り、電磁界分布の結合と特性インピーダンスの
マッチングが必要となる。まず、積層型導波管Ａは導波
管内部に誘電体が詰まった構造であるため、その特性イ
ンピーダンスは導波管Ｂとは異なる。伝送モードをＴＥ
１０とすると、その特性インピーダンスＺは、次のよう
になる。
述した通り、電磁界分布の結合と特性インピーダンスの
マッチングが必要となる。まず、積層型導波管Ａは導波
管内部に誘電体が詰まった構造であるため、その特性イ
ンピーダンスは導波管Ｂとは異なる。伝送モードをＴＥ
１０とすると、その特性インピーダンスＺは、次のよう
になる。
【００２２】Ｚ ＝ １２０π／ε1/2 ／cos α
cosα ＝ （１−（λ／２ｗ）2 ）1/2
ここで、cos αは誘電体中の均一平面波の波長λの管内
波長に対する比である。
波長に対する比である。
【００２３】また、εは導波管内部の比誘電率であり、
ε＝１の場合は真空、即ち導波管の特性インピーダン
ス、ｗは導波管の幅である。
ε＝１の場合は真空、即ち導波管の特性インピーダン
ス、ｗは導波管の幅である。
【００２４】積層型導波管及び導波管は、マイクロスト
リップ線路等と異なり、遮断周波数の周波数特性を持っ
ている。このため、接続する積層型導波管と導波管の周
波数特性は、一致していることが望ましい。即ち、前記
式のｃｏｓαの値が一致していることが望ましい。積層
型導波管Ａは、導波管内部に誘電体が詰まっているの
で、伝送信号の波長は、導波管Ｂの１／ε1/2 となる
が、積層型導波管Ａの幅も導波管Ｂの１／ε1/2 とする
ことにより両者のｃｏｓα、即ち周波数特性を一致させ
ることができる。
リップ線路等と異なり、遮断周波数の周波数特性を持っ
ている。このため、接続する積層型導波管と導波管の周
波数特性は、一致していることが望ましい。即ち、前記
式のｃｏｓαの値が一致していることが望ましい。積層
型導波管Ａは、導波管内部に誘電体が詰まっているの
で、伝送信号の波長は、導波管Ｂの１／ε1/2 となる
が、積層型導波管Ａの幅も導波管Ｂの１／ε1/2 とする
ことにより両者のｃｏｓα、即ち周波数特性を一致させ
ることができる。
【００２５】次に、特性インピーダンスについて考える
と、上記のように、周波数特性を一致させた場合、前記
式からわかるように、積層型導波管Ａの特性インピーダ
ンスは導波管Ｂの特性インピーダンスの１／ε1/2 に小
さくなる。
と、上記のように、周波数特性を一致させた場合、前記
式からわかるように、積層型導波管Ａの特性インピーダ
ンスは導波管Ｂの特性インピーダンスの１／ε1/2 に小
さくなる。
【００２６】インピーダンスを一致させるためには、積
層型導波管Ａの端面の幅ｃをさらに小さくするか、又は
導波管Ｂの端面の幅を大きくする必要がある。いずれに
しても、導波管Ｂと積層型導波管Ａの端面でのサイズの
差はますます大きくなり、導波管サイズは不連続とな
る。その結果、電磁界分布のマッチングがスムーズでな
いために反射が大きくなる。
層型導波管Ａの端面の幅ｃをさらに小さくするか、又は
導波管Ｂの端面の幅を大きくする必要がある。いずれに
しても、導波管Ｂと積層型導波管Ａの端面でのサイズの
差はますます大きくなり、導波管サイズは不連続とな
る。その結果、電磁界分布のマッチングがスムーズでな
いために反射が大きくなる。
【００２７】そこで、本発明によれば、積層型導波管Ａ
と導波管Ｂとの接続部において、誘電率を連続的に変化
させ、接続部の両端での誘電率をそれぞれ一致させるよ
うにすることにより、必然的に導波管のサイズも連続的
に一致させることができるのである。
と導波管Ｂとの接続部において、誘電率を連続的に変化
させ、接続部の両端での誘電率をそれぞれ一致させるよ
うにすることにより、必然的に導波管のサイズも連続的
に一致させることができるのである。
【００２８】ところが、接続部を構成する材料の誘電率
を連続的に変化させることは容易ではない。そこで、図
１の整合用誘電体７のようにテーパ部を形成して、ホー
ン型導波管Ｃの断面に占める割合（面積比率）が前記積
層型導波管側から導波管側に向かって減少するように形
状を定めることにより、ホーン型導波管Ｃの断面の平均
的な誘電率を連続的または段階的に変化させることがで
きる。この結果、特性インピーダンス及び電磁界分布の
結合もスムーズに行われ、積層型導波管と導波管との接
続が可能となるのである。
を連続的に変化させることは容易ではない。そこで、図
１の整合用誘電体７のようにテーパ部を形成して、ホー
ン型導波管Ｃの断面に占める割合（面積比率）が前記積
層型導波管側から導波管側に向かって減少するように形
状を定めることにより、ホーン型導波管Ｃの断面の平均
的な誘電率を連続的または段階的に変化させることがで
きる。この結果、特性インピーダンス及び電磁界分布の
結合もスムーズに行われ、積層型導波管と導波管との接
続が可能となるのである。
【００２９】図２、図３は、本発明の積層型導波管と導
波管との接続構造の実施態様を説明するためのものであ
り、図２は分解斜視図、図３はその組立斜視図である。
波管との接続構造の実施態様を説明するためのものであ
り、図２は分解斜視図、図３はその組立斜視図である。
【００３０】なお、図２、図３において、積層型導波管
Ａ、および導波管Ｂに対する各部位の符号については図
１に準ずる。なお、図中、ハッチング部は誘電体の露出
面である。
Ａ、および導波管Ｂに対する各部位の符号については図
１に準ずる。なお、図中、ハッチング部は誘電体の露出
面である。
【００３１】図２、図３の構造によれば、積層型導波管
Ａの端部に位置する誘電体基板１が略Ｗ状に切り欠かれ
ており、その中心部に三角状の整合用誘電体１１が形成
されている。また、Ｗ字状切り欠きの外側の切断面には
導体壁１２、１２’が形成されており、この一対の導体
壁１２、１２’によってホーン状接続部１３が形成され
ている。また導波管Ｂの端部には、誘電体基板１の端面
からの前記Ｗ字状の切り欠きの深さに相当する長さのス
リット１４が空けられており、このスリット１４内に整
合用誘電体１１が形成されたＷ字状切り欠きを包含する
ように、誘電体基板１の端部が挿入されている。
Ａの端部に位置する誘電体基板１が略Ｗ状に切り欠かれ
ており、その中心部に三角状の整合用誘電体１１が形成
されている。また、Ｗ字状切り欠きの外側の切断面には
導体壁１２、１２’が形成されており、この一対の導体
壁１２、１２’によってホーン状接続部１３が形成され
ている。また導波管Ｂの端部には、誘電体基板１の端面
からの前記Ｗ字状の切り欠きの深さに相当する長さのス
リット１４が空けられており、このスリット１４内に整
合用誘電体１１が形成されたＷ字状切り欠きを包含する
ように、誘電体基板１の端部が挿入されている。
【００３２】かかる構造によれば、誘電体基板１の端部
のＷ字状の切り欠きに形成された導体壁１２、１２’に
よりホーン状接続部１３内に、整合用誘電体１１が内蔵
され、このホーン状接続部１３内において、信号の伝送
方向に直交する接続部断面に占める割合が前記積層型導
波管側から導波管側に向かって減少するように形成され
ている。
のＷ字状の切り欠きに形成された導体壁１２、１２’に
よりホーン状接続部１３内に、整合用誘電体１１が内蔵
され、このホーン状接続部１３内において、信号の伝送
方向に直交する接続部断面に占める割合が前記積層型導
波管側から導波管側に向かって減少するように形成され
ている。
【００３３】図４、図５は、本発明の積層型導波管と導
波管との接続構造のさらに他の実施態様を説明するため
のもので、図４は分解斜視図、図５は組立斜視図であ
る。なお、図４、図５において、積層型導波管Ａおよび
導波管Ｂに対する各部位の符号は図１に準ずる。なお、
図中、ハッチング部は誘電体の露出面である。
波管との接続構造のさらに他の実施態様を説明するため
のもので、図４は分解斜視図、図５は組立斜視図であ
る。なお、図４、図５において、積層型導波管Ａおよび
導波管Ｂに対する各部位の符号は図１に準ずる。なお、
図中、ハッチング部は誘電体の露出面である。
【００３４】図４、図５の構造によれば、積層型導波管
Ａの端部の２列に配列されたビアホール導体２群間に位
置する誘電体基板１の端部にＶ字状切り欠き１５が形成
され、このＶ字状切り欠き１５の縁部と、ビアホール導
体２の各列との間に位置する誘電体が整合用誘電体１６
として機能する。また、この時、２列のビアホール導体
２群は、図４、５に示すように、その間隔ｃが徐々に大
きくなるように扇型に配列されることがインピーダンス
を整合させる上で望ましい。
Ａの端部の２列に配列されたビアホール導体２群間に位
置する誘電体基板１の端部にＶ字状切り欠き１５が形成
され、このＶ字状切り欠き１５の縁部と、ビアホール導
体２の各列との間に位置する誘電体が整合用誘電体１６
として機能する。また、この時、２列のビアホール導体
２群は、図４、５に示すように、その間隔ｃが徐々に大
きくなるように扇型に配列されることがインピーダンス
を整合させる上で望ましい。
【００３５】そして、このようにＶ字状切り欠き１５が
形成された箇所を、図２と同様に、導波管Ｂの端部に、
誘電体基板１の端部からのＶ字状切り欠き１５の深さに
相当する長さのスリット１４が空けられており、このス
リット１４内に整合用誘電体１６が形成されたＶ字状切
り欠き１５を包含するように、誘電体基板１の端部が挿
入されている。
形成された箇所を、図２と同様に、導波管Ｂの端部に、
誘電体基板１の端部からのＶ字状切り欠き１５の深さに
相当する長さのスリット１４が空けられており、このス
リット１４内に整合用誘電体１６が形成されたＶ字状切
り欠き１５を包含するように、誘電体基板１の端部が挿
入されている。
【００３６】図４、５の接続構造によれば、積層型導波
管Ａのビアホール導体２を延設して形成された扇状に拡
がった２列のビアホール導体によりホーン状接続部１７
が形成され、その内部に、整合用誘電体１６が内蔵さ
れ、このホーン状接続部１７内において、信号の伝送方
向に直交する接続部断面に占める割合が前記積層型導波
管側から導波管側に向かって減少するように形成されて
いる。
管Ａのビアホール導体２を延設して形成された扇状に拡
がった２列のビアホール導体によりホーン状接続部１７
が形成され、その内部に、整合用誘電体１６が内蔵さ
れ、このホーン状接続部１７内において、信号の伝送方
向に直交する接続部断面に占める割合が前記積層型導波
管側から導波管側に向かって減少するように形成されて
いる。
【００３７】図６、図７は、垂直積層型導波管と導波管
との接続構造の実施態様を説明するためのもので、図６
は概略斜視図、図７はＹ−Ｙ断面図である。なお、図
６、７において、積層型導波管Ａ、および導波管Ｂに対
する各部位の符号については図１に準ずる。
との接続構造の実施態様を説明するためのもので、図６
は概略斜視図、図７はＹ−Ｙ断面図である。なお、図
６、７において、積層型導波管Ａ、および導波管Ｂに対
する各部位の符号については図１に準ずる。
【００３８】図６、７の構造によれば、積層型導波管Ａ
は、複数の誘電体層１ａ〜１ｅを積層した誘電体基板１
に対して、複数のビアホール導体２が特定領域を四角に
囲み、信号波長の１／２未満の間隔ｂをもって積層方向
に配列されている。この場合、複数のビアホール導体２
群が、積層型導波管Ａの側壁を構成し、ビアホール導体
２群によって囲まれた領域が信号伝送路として機能す
る。そして、この垂直積層型導波管Ａの垂直上面側に導
波管Ｂが接続部Ｃを介して接続されている。
は、複数の誘電体層１ａ〜１ｅを積層した誘電体基板１
に対して、複数のビアホール導体２が特定領域を四角に
囲み、信号波長の１／２未満の間隔ｂをもって積層方向
に配列されている。この場合、複数のビアホール導体２
群が、積層型導波管Ａの側壁を構成し、ビアホール導体
２群によって囲まれた領域が信号伝送路として機能す
る。そして、この垂直積層型導波管Ａの垂直上面側に導
波管Ｂが接続部Ｃを介して接続されている。
【００３９】図７によれば、誘電体基板の誘電体層１ｄ
まで積層型導波管Ａが形成され、その上面に位置する誘
電体層１ａ〜１ｃに接続部Ｃが形成されている。この接
続部Ｃにおいては、誘電体層１ａ〜１ｃに切り欠き部１
８が、誘電体層１ａから１ｃにかけてその開口径が段階
的に大きくなるように階段状に形成されている。また、
四角形に配列されたビアホール導体２群のうち、対向す
る２辺のビアホール導体１９群の間隔が導体層２０との
組み合わせによって段階的に拡がるように形成されてい
る。その結果、階段状に切り欠かれた誘電体層１ａ〜１
ｃと、誘電体層１ａ〜１ｃの各層におけるビアホール導
体１９間に位置する誘電体２１の長さｓが導波管Ｂ側に
向かって徐々に小さくなるように形成され、この誘電体
２１が整合用誘電体として機能する。また、誘電体基板
１の上面には、導体層２２が被着形成されており、この
導体層２２と導波管Ｂの導体壁２３とは電気的に接続さ
れている。
まで積層型導波管Ａが形成され、その上面に位置する誘
電体層１ａ〜１ｃに接続部Ｃが形成されている。この接
続部Ｃにおいては、誘電体層１ａ〜１ｃに切り欠き部１
８が、誘電体層１ａから１ｃにかけてその開口径が段階
的に大きくなるように階段状に形成されている。また、
四角形に配列されたビアホール導体２群のうち、対向す
る２辺のビアホール導体１９群の間隔が導体層２０との
組み合わせによって段階的に拡がるように形成されてい
る。その結果、階段状に切り欠かれた誘電体層１ａ〜１
ｃと、誘電体層１ａ〜１ｃの各層におけるビアホール導
体１９間に位置する誘電体２１の長さｓが導波管Ｂ側に
向かって徐々に小さくなるように形成され、この誘電体
２１が整合用誘電体として機能する。また、誘電体基板
１の上面には、導体層２２が被着形成されており、この
導体層２２と導波管Ｂの導体壁２３とは電気的に接続さ
れている。
【００４０】図６、７の接続構造によれば、接続部Ｃに
おける段階的に導波管Ｂ側に拡がるように形成されたビ
アホール導体１９群と導体層２０によってホーン状接続
部２４が形成され、その内部に、整合用誘電体２１が内
蔵され、このホーン状接続部２４内において、信号の伝
送方向に直交する接続部断面に占める割合が前記積層型
導波管側から導波管側に向かって段階的に減少するよう
に形成されている。
おける段階的に導波管Ｂ側に拡がるように形成されたビ
アホール導体１９群と導体層２０によってホーン状接続
部２４が形成され、その内部に、整合用誘電体２１が内
蔵され、このホーン状接続部２４内において、信号の伝
送方向に直交する接続部断面に占める割合が前記積層型
導波管側から導波管側に向かって段階的に減少するよう
に形成されている。
【００４１】図８は、図１の接続構造の変形例を示す平
面図である。この接続構造においては、接続部として一
方の導体壁２５のみテーパ状に形成されたホーン型導波
管Ｃが形成され、そのホーン型導波管Ｃ内には、整合用
誘電体２６が他方の導体壁２７に沿ってその信号伝送方
向ｘに対して直交する断面が導波管Ｂ側に向かって徐々
に減少するように形成されている。
面図である。この接続構造においては、接続部として一
方の導体壁２５のみテーパ状に形成されたホーン型導波
管Ｃが形成され、そのホーン型導波管Ｃ内には、整合用
誘電体２６が他方の導体壁２７に沿ってその信号伝送方
向ｘに対して直交する断面が導波管Ｂ側に向かって徐々
に減少するように形成されている。
【００４２】図９は、図２、３の接続構造の変形例を示
す平面図である。この接続構造においては、接続部Ｃに
おいて、誘電体基板の端面に、積層型導波管Ａの一方の
ビアホール導体列２Ａを頂点とするＶ字状に切り欠き部
２８が形成され、その切り欠き部２８の外側面に導体層
２９が被着形成され、その導体層２９とビアホール導体
列２Ｂによって形成されたホーン状の接続部Ｃ内にて、
整合用誘電体３０がビアホール導体列２Ｂに沿ってその
信号伝送方向ｘに対して直交する断面が導波管Ｂ側に向
かって徐々に減少するように形成されている。
す平面図である。この接続構造においては、接続部Ｃに
おいて、誘電体基板の端面に、積層型導波管Ａの一方の
ビアホール導体列２Ａを頂点とするＶ字状に切り欠き部
２８が形成され、その切り欠き部２８の外側面に導体層
２９が被着形成され、その導体層２９とビアホール導体
列２Ｂによって形成されたホーン状の接続部Ｃ内にて、
整合用誘電体３０がビアホール導体列２Ｂに沿ってその
信号伝送方向ｘに対して直交する断面が導波管Ｂ側に向
かって徐々に減少するように形成されている。
【００４３】図１０、図１１はいずれも、図６、７の垂
直積層型導波管と導波管との接続構造の変形例を示す断
面図である。図６、７の例では、誘電体基板１ａ〜１ｃ
に形成した切り欠き部１８は、断面構造が左右対象にな
るように形成したものであるが、図１０は、垂直積層型
導波管Ａのビアホール導体３１Ａを中心として断面がＶ
字状の切り欠き部３２を階段状に形成し、その切り欠き
部３２の一方の表面に導体層３３を形成して、その導体
層３３とビアホール導体列３１Ｂによって形成されたホ
ーン状の接続部Ｃ内にて、整合用誘電体３４がビアホー
ル導体列３１Ｂに沿ってその信号伝送方向ｘに対して直
交する断面が導波管Ｂ側に向かって段階的に減少するよ
うに形成されている。
直積層型導波管と導波管との接続構造の変形例を示す断
面図である。図６、７の例では、誘電体基板１ａ〜１ｃ
に形成した切り欠き部１８は、断面構造が左右対象にな
るように形成したものであるが、図１０は、垂直積層型
導波管Ａのビアホール導体３１Ａを中心として断面がＶ
字状の切り欠き部３２を階段状に形成し、その切り欠き
部３２の一方の表面に導体層３３を形成して、その導体
層３３とビアホール導体列３１Ｂによって形成されたホ
ーン状の接続部Ｃ内にて、整合用誘電体３４がビアホー
ル導体列３１Ｂに沿ってその信号伝送方向ｘに対して直
交する断面が導波管Ｂ側に向かって段階的に減少するよ
うに形成されている。
【００４４】また、図１１は、誘電体層１ａ〜１ｅに対
して階段状の切り欠き部３５が形成され、ビアホール導
体３６と導体層３７によって段階的に誘電体基板１内に
形成された導体壁と、ビアホール導体３８によって形成
されたホーン状の接続部Ｃ内にて、整合用誘電体３９
が、ビアホール導体３８からビアホール導体３６と導体
層３７によって段階的に誘電体基板１内に形成された導
体壁に沿ってその信号伝送方向ｘに対して直交する断面
が導波管Ｂ側に向かって徐々に減少するように形成され
ている。
して階段状の切り欠き部３５が形成され、ビアホール導
体３６と導体層３７によって段階的に誘電体基板１内に
形成された導体壁と、ビアホール導体３８によって形成
されたホーン状の接続部Ｃ内にて、整合用誘電体３９
が、ビアホール導体３８からビアホール導体３６と導体
層３７によって段階的に誘電体基板１内に形成された導
体壁に沿ってその信号伝送方向ｘに対して直交する断面
が導波管Ｂ側に向かって徐々に減少するように形成され
ている。
【００４５】このように、本発明によれば、積層型導波
管Ａと導波管Ｂとの接続構造において、その接続部内に
整合用誘電体を形成し、この整合用誘電体を、図１乃至
図１１に示したように、信号伝送方向に直交する接続部
断面に占める割合が積層型導波管側から導波管側に向か
って減少するように形成することにより、前記接続部断
面での平均的誘電率を連続的または段階的に変化させる
ことができる結果、積層型導波管Ａと導波管Ｂとを簡易
な構造でもって接続することが可能となる。
管Ａと導波管Ｂとの接続構造において、その接続部内に
整合用誘電体を形成し、この整合用誘電体を、図１乃至
図１１に示したように、信号伝送方向に直交する接続部
断面に占める割合が積層型導波管側から導波管側に向か
って減少するように形成することにより、前記接続部断
面での平均的誘電率を連続的または段階的に変化させる
ことができる結果、積層型導波管Ａと導波管Ｂとを簡易
な構造でもって接続することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】以上記述した通り、本発明の積層型導波
管と導波管との接続構造によれば、整合用誘電体を、信
号伝送方向に直交する接続部断面に占める割合が積層型
導波管側から導波管側に向かって減少するように形成す
ることにより、前記接続部断面での平均的誘電率を連続
的または段階的に変化させることができる結果、積層型
導波管Ａと導波管Ｂとを簡易な構造でもって、特性イン
ピーダンスのマッチングおよび電磁界分布の結合がスム
ーズに行われ、優れた接続構造が提供できる。
管と導波管との接続構造によれば、整合用誘電体を、信
号伝送方向に直交する接続部断面に占める割合が積層型
導波管側から導波管側に向かって減少するように形成す
ることにより、前記接続部断面での平均的誘電率を連続
的または段階的に変化させることができる結果、積層型
導波管Ａと導波管Ｂとを簡易な構造でもって、特性イン
ピーダンスのマッチングおよび電磁界分布の結合がスム
ーズに行われ、優れた接続構造が提供できる。
【図１】積層型導波管と導波管との接続構造の参考例を
説明するための概略斜視図である。
説明するための概略斜視図である。
【図２】本発明の積層型導波管と導波管との接続構造の
実施態様を説明するための分解斜視図である。
実施態様を説明するための分解斜視図である。
【図３】図２の接続構造における組立斜視図である。
【図４】本発明の積層型導波管と導波管との接続構造の
他の実施態様を説明するための分解斜視図である。
他の実施態様を説明するための分解斜視図である。
【図５】図４の接続構造における組立斜視図である。
【図６】本発明の垂直積層型導波管と導波管との接続構
造の実施態様を説明するための概略斜視図である。
造の実施態様を説明するための概略斜視図である。
【図７】図６の接続構造におけるＹ−Ｙ断面図である。
【図８】図１の接続構造の変形例を示す平面図である。
【図９】図２、３の接続構造の変形例を示す平面図であ
る。
る。
【図１０】図６、７の垂直積層型導波管と導波管との接
続構造の変形例を示す断面図である。
続構造の変形例を示す断面図である。
【図１１】図６、７の垂直積層型導波管と導波管との接
続構造の他の変形例を示す断面図である。
続構造の他の変形例を示す断面図である。
Ａ 積層型導波管
Ｂ 導波管
Ｃ 接続部
１ 誘電体基板
２ ビアホール導体
３，４ 主導体層
５，６ 導体壁
７ 整合用誘電体
Claims (2)
- 【請求項１】誘電体基板と、該誘電体基板の少なくとも
線路方向の上下面に形成された一対の主導体層と、該一
対の主導体層間を電気的に接続し且つ線路方向に信号波
長の１／２未満の間隔をもって二列に配列された側壁用
ビアホール導体群とを具備する積層型導波管と、導波管
とを接続部を介して接続された接続構造において、前記
接続部が前記誘電体基板端部に設けられており、該誘電
体基板の端部に形成されたＶ字状またはＷ字状の切り欠
き部により該接続部内部に、信号伝送方向に直交する接
続部断面に占める割合が前記積層型導波管側から導波管
側に向かって減少するように整合用誘電体を内蔵せしめ
たことを特徴とする積層型導波管と導波管との接続構
造。 - 【請求項２】複数の誘電体層の積層体からなる誘電体基
板と、該誘電体基板の積層方向に所定領域を囲むように
信号波長の１／２未満の間隔をもって配列された側壁用
ビアホール導体群とを具備する垂直積層型導波管と、導
波管とを接続部を介して接続された接続構造において、
前記接続部が前記誘電体基板側に設けられており、該誘
電体基板の上面に形成された切り欠き部により該接続部
内部に、信号伝送方向に直交する接続部断面に占める割
合が前記積層型導波管側から導波管側に向かって減少す
るように整合用誘電体を内蔵せしめたことを特徴とする
積層型導波管と導波管との接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23463097A JP3398306B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 積層型導波管と導波管との接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23463097A JP3398306B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 積層型導波管と導波管との接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174702A JPH1174702A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3398306B2 true JP3398306B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=16974054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23463097A Expired - Fee Related JP3398306B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 積層型導波管と導波管との接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398306B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013247495A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ホーンアンテナ一体型ｍｍｉｃパッケージ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3827535B2 (ja) | 2001-03-22 | 2006-09-27 | 京セラ株式会社 | 配線基板モジュール |
| JP4395103B2 (ja) | 2005-06-06 | 2010-01-06 | 富士通株式会社 | 導波路基板および高周波回路モジュール |
| JP4833026B2 (ja) | 2006-10-31 | 2011-12-07 | 三菱電機株式会社 | 導波管の接続構造 |
| GB2489950A (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-17 | Filtronic Plc | A substrate integrated waveguide (SIW) to air filled waveguide transition comprising a tapered dielectric layer |
| JP5753294B1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-07-22 | 日本電信電話株式会社 | コルゲートホーン |
| EP3340371A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-27 | TE Connectivity Nederland B.V. | Connection arrangement |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP23463097A patent/JP3398306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013247495A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ホーンアンテナ一体型ｍｍｉｃパッケージ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1174702A (ja) | 1999-03-16 |
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