JP7241960B2 - 導波管マイクロストリップ線路変換器 - Google Patents

Description

本発明は、導波管を伝搬する電力とマイクロストリップ線路を伝搬する電力とを相互に変換可能な導波管マイクロストリップ線路変換器に関する。

導波管マイクロストリップ線路変換器は、導波管とマイクロストリップ線路とを接続し、導波管からマイクロストリップ線路へ、あるいはマイクロストリップ線路から導波管へ信号を伝送する。導波管マイクロストリップ線路変換器は、マイクロ波帯あるいはミリ波帯の高周波信号を伝送するアンテナ装置において広く用いられている。

誘電体基板の両面のうち一方の面には地導体、両面のうち他方の面にはマイクロストリップ線路が設けられた導波管マイクロストリップ線路変換器が知られている。地導体には、導波管の開口端が接続される。特許文献１には、地導体と、マイクロストリップ線路に接続された導体板とが、誘電体基板に埋め込まれた導通構造を介して電気的に接続されている導波管マイクロストリップ線路変換器が開示されている。導通構造は、導波管の開放端を囲むように配置された複数のスルーホールによって形成される。

特許第５２８９５５１号公報

導波管マイクロストリップ線路変換器は、信頼性が高いこと、および導波管マイクロストリップ線路変換器からの電磁波の漏えいが少ないことが要求されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性を向上でき、かつ電磁波の漏えいを低減可能とする導波管マイクロストリップ線路変換器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器は、開口端を有する導波管と、開口端に向けられた第１の面と第１の面とは逆側の第２の面とを有する誘電体基板と、第１の面に設けられており開口端が接続されるとともに、開口端の縁部により囲まれた領域にスロットが設けられている地導体と、を備える。本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器は、第２の面に設けられており、信号が伝搬する線路導体である第１の導体と、第２の面に設けられており、間隔を空けて第１の導体と隣り合う第２の導体と、を備える。第１の導体は、第１の線路幅のマイクロストリップ線路である第１の部位と、スロットの直上に位置し、第１の線路幅よりも大きい第２の線路幅の第２の部位と、第２の部位から第１の方向へ延ばされており、第１の部位と第２の部位との間におけるインピーダンス整合を担う第３の部位と、を有する。第２の導体は、第１の導体のうち少なくとも第２の部位の一部と隣り合う。

本発明にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器は、信頼性を向上でき、かつ電磁波の漏えいを低減できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の外観構成を示す上面図 実施の形態１にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の内部構成を示す断面図 図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する導波管の外観構成を示す斜視図 実施の形態１にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の一つの応用例を示す断面図 図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する地導体の平面図 図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体および導体の平面図 実施の形態１の第１変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体および導体の平面図 実施の形態１の第２変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体および導体の平面図 実施の形態１の第３変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体および導体の平面図 本発明の実施の形態２にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器の外観構成を示す上面図 図１０に示す導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体および導体の平面図 実施の形態２の第１変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器が有する線路導体および導体の平面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器１０の外観構成を示す上面図である。図２は、実施の形態１にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器１０の内部構成を示す断面図である。図１では、実線で示された構成よりも紙面奥側に設けられている構成を破線により示している。

Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに垂直な３軸とする。Ｘ軸に平行な方向を第１の方向であるＸ軸方向、Ｙ軸に平行な方向を第２の方向であるＹ軸方向、Ｚ軸に平行な方向を第３の方向であるＺ軸方向とする。Ｘ軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスＸ方向、プラスＸ方向とは逆の方向をマイナスＸ方向とする。Ｙ軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスＹ方向、プラスＹ方向とは逆の方向をマイナスＹ方向とする。Ｚ軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスＺ方向、プラスＺ方向とは逆の方向をマイナスＺ方向とする。Ｚ軸方向は、導波管１４の管軸方向である。管軸は、導波管１４の中心線である。

導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、開口端１６を有する導波管１４と、誘電体基板１１と、地導体１２とを有する。誘電体基板１１は、開口端１６に向けられた第１の面Ｓ１と、第１の面Ｓ１とは逆側の第２の面Ｓ２とを有する。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、第１の導体である線路導体１３と、第２の導体である４つの導体４１と、第３の導体である２つの線路導体４２とを有する。

地導体１２は、第１の面Ｓ１に設けられている。地導体１２には、開口端１６が接続されている。線路導体１３と導体４１と線路導体４２とは、第２の面Ｓ２に設けられている。なお、図２には、図１に示すII－II線における導波管マイクロストリップ線路変換器１０の断面構成のうち導波管１４を中心とする部分を示している。高周波信号は、線路導体１３を伝搬する。

導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、導波管１４を伝搬する電力と線路導体１３を伝搬する電力とを相互に変換可能とする。導波管１４と線路導体１３とは、高周波信号を伝送する伝送路である。地導体１２は、スロット１５を有する。スロット１５は、開口端１６の縁部である開口縁部１８により囲まれた領域に形成されている。第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２は、いずれもＸ軸およびＹ軸に平行な面である。

図３は、図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器１０が有する導波管１４の外観構成を示す斜視図である。導波管１４は、矩形のＸＹ断面をなす方形導波管であって、中空の金属管からなる。導波管１４のＸＹ断面は、Ｙ軸に平行な長辺とＸ軸に平行な短辺とを備える長方形である。導波管１４では、金属材料で構成された管壁１９で囲まれた内部空間にて電磁波が伝搬する。開口端１６は、導波管１４のうち管軸方向における１つの端であって、導波管１４のＸＹ断面と同じ形状の開口縁部１８を備える。開口縁部１８は、地導体１２に接続される短絡面となる。導波管１４のうち管軸方向における他方の端である入出力端１７には、導波管１４へ伝搬する高周波信号が入力され、あるいは導波管１４を伝搬した高周波信号が出力される。

なお、開口縁部１８と地導体１２との接続は、地導体１２と開口縁部１８とを直接接触させたことによる接続に限られない。開口縁部１８と地導体１２とは、高周波信号を変換可能に接続されていれば良く、互いに非接触であっても良い。開口縁部１８と地導体１２とは、開口縁部１８と地導体１２との間にチョーク構造などが設けられることにより互いに接続されても良い。

誘電体基板１１は、樹脂材料で構成された平板部材である。地導体１２は、誘電体基板１１の第１の面Ｓ１の全体に設けられている。スロット１５は、地導体１２のうち開口端１６の開口縁部１８で囲まれるＸＹ領域内において、地導体１２の材料である導体が除かれて形成されている。１つの例では、地導体１２は、導電性金属箔である銅箔を第１の面Ｓ１に圧着することにより形成される。地導体１２は、あらかじめ成形されてから誘電体基板１１に取り付けられた金属板であっても良い。スロット１５は、第１の面Ｓ１に圧着された銅箔をパターニングすることにより形成される。

線路導体１３は、誘電体基板１１の第２の面Ｓ２において、導波管１４の開口の直上を通過するように設けられている。線路導体１３は、第２の面Ｓ２に圧着された銅箔をパターニングすることにより形成される。線路導体１３は、あらかじめ成形されてから誘電体基板１１に取り付けられた金属板であっても良い。

実施の形態１において導波管１４の構成は任意であるものとする。導波管１４は、金属材料で構成された管壁１９に代えて、複数のスルーホールが形成された誘電体基板を備えたものであっても良い。また、導波管１４は、管壁１９で囲まれた内部が誘電体材料によって充填されたものであっても良い。導波管１４は、ＸＹ断面における角部に曲率を持たせた形状の導波管、繭形の断面形状の導波管、またはリッジ型導波管であっても良い。

図４は、実施の形態１にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器１０の一つの応用例を示す断面図である。図４に示す応用例では、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、誘電体基板２１に実装されている。図４には、図２に示す断面構成に誘電体基板２１が追加された断面構成を示している。誘電体基板２１は、樹脂材料で構成された平板部材である。

地導体１２は、誘電体基板２１の表面に積層されている。導波管１４は、誘電体基板２１の表面と裏面との間を貫通して設けられている。入出力端１７は、誘電体基板２１の裏面において開放されている。導波管１４は、誘電体基板２１に形成された１つのスルーホールであっても良い。誘電体基板２１をＺ軸方向へ貫くことによって穴を形成し、穴の側面を導電性材料でめっきすることによって、１つのスルーホールである導波管１４は形成される。

導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、導波管１４に代えて、誘電体基板２１の表面と裏面との間を貫通して形成された複数のスルーホールが設けられていても良い。複数のスルーホールは、矩形、繭型といった形状に沿って配置される。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、複数のスルーホールが設けられる場合も、導波管１４が設けられる場合と同様に、高周波信号を伝送可能である。

図５は、図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器１０が有する地導体１２の平面図である。スロット１５は、地導体１２の一部を除去して形成された開口部分である。スロット１５は、Ｘ軸方向よりもＹ軸方向へ長い平面形状である。スロット１５の平面形状は、Ｙ軸に平行な長辺とＸ軸に平行な短辺とを備える長方形である。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、電磁波の放射が許容可能な程度であれば、いずれの形状のスロットを備えることとしても良い。スロット１５は、角部に曲率を持たせた平面形状、繭形の平面形状、またはリッジ型であっても良い。

線路導体１３は、第１の部位である２つのマイクロストリップ線路３５と、第２の部位である変換部３１と、各々が第１の部位および第２の部位の間に位置する２つの第３の部位とを含む。変換部３１は、スロット１５の直上に位置する。第３の部位の各々は、複数のインピーダンス変成部である第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３を含む。第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３の各々は、マイクロストリップ線路３５および変換部３１の間におけるインピーダンス整合を担う。また、線路導体１３は、変換部３１から分岐された分岐部位である２つのスタブ３６を含む。

マイクロストリップ線路３５は、Ｙ軸方向の線路である。マイクロストリップ線路３５は、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の外部から導波管マイクロストリップ線路変換器１０への高周波信号の入力と、導波管マイクロストリップ線路変換器１０から外部への高周波信号の出力とを担う。

変換部３１は、線路導体１３のうちＸ軸方向における中心に位置する。変換部３１は、線路導体１３のうち、導波管１４との間における電力変換を担う。第１のインピーダンス変成部３２は、Ｘ軸方向において変換部３１の隣に位置する。第１のインピーダンス変成部３２は、変換部３１に繋がれている。第２のインピーダンス変成部３４は、Ｙ軸方向においてマイクロストリップ線路３５の隣に位置する。第２のインピーダンス変成部３４は、マイクロストリップ線路３５に繋がれている。第３のインピーダンス変成部３３は、第１のインピーダンス変成部３２と第２のインピーダンス変成部３４との間に位置する。第３のインピーダンス変成部３３は、第１のインピーダンス変成部３２と第２のインピーダンス変成部３４とに繋がれている。第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３のうち互いに繋がれているインピーダンス変成部同士の線路幅は互いに異なる。

２つのスタブ３６は、Ｘ軸方向における変換部３１の中心に設けられている。１つのスタブ３６は、変換部３１のプラスＹ方向側の端からプラスＹ方向へ延ばされている。もう１つのスタブ３６は、変換部３１のマイナスＹ方向側の端からマイナスＹ方向へ延ばされている。各スタブ３６のうち変換部３１側とは逆側の端３７は、開放端である。Ｘ軸方向におけるスタブ３６の中心位置は、Ｘ軸方向におけるスロット１５の中心位置と一致している。端３８は、Ｘ軸方向における第２のインピーダンス変成部３４の端である。端３９は、Ｘ軸方向におけるマイクロストリップ線路３５の端である。

導体４１は、間隔を空けて線路導体１３と隣り合う。線路導体４２は、４つの導体４１のうちの１つと、４つの導体４１のうちの他の１つとを繋ぐ。導体４１のＸ軸方向における２つの端４３，４４のうち、端４３は、スロット１５の側の端である。端４４は、端４３とは逆側の端である。導体４１および線路導体４２は、線路導体１３とは離れて設けられている。線路導体１３と、導体４１および線路導体４２とは、互いに非導通である。導体４１および線路導体４２は、導波管マイクロストリップ線路変換器１０からの電磁波の放射を抑制する機能を担う。

図６は、図１に示す導波管マイクロストリップ線路変換器１０が有する線路導体１３，４２および導体４１の平面図である。図６では、参考として、スロット１５を破線により示している。

線路導体１３には、変換部３１を中心に、Ｘ軸方向における一方の側であるプラスＸ方向側に位置する第３の部位と、Ｘ軸方向における他方の側であるマイナスＸ方向側に位置する第３の部位とが設けられている。変換部３１のプラスＸ方向側に位置する第３の部位は、第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２－１，３４－１，３３－１を含む。変換部３１のマイナスＸ方向側に位置する第３の部位は、第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２－２，３４－２，３３－２を含む。なお、第１のインピーダンス変成部３２とは、第１のインピーダンス変成部３２－１，３２－２の各々を区別せずに称したものとする。第２のインピーダンス変成部３４とは、第２のインピーダンス変成部３４－１，３４－２の各々を区別せずに称したものとする。第３のインピーダンス変成部３３とは、第３のインピーダンス変成部３３－１，３３－２の各々を区別せずに称したものとする。

マイクロストリップ線路３５－１は、２つの第３の部位のうちプラスＸ方向側に位置する第３の部位からＹ軸方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路３５－２は、２つの第３の部位のうちマイナスＸ方向側に位置する第３の部位からＹ軸方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路３５－１は、第２のインピーダンス変成部３４－１からプラスＹ方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路３５－２は、第２のインピーダンス変成部３４－２からプラスＹ方向へ延ばされている。なお、マイクロストリップ線路３５とは、マイクロストリップ線路３５－１，３５－２の各々を区別せずに称したものとする。

端３８－１は、第２のインピーダンス変成部３４－１のプラスＸ方向側の端である。端３８－１は、第３の部位のうちプラスＸ方向側の端である。マイクロストリップ線路３５－１は、端３８－１に続けてＹ軸方向へ延ばされている。端３８－１と、マイクロストリップ線路３５－１のプラスＸ方向側の端３９－１とは、Ｙ軸方向の１つの直線をなす。

端３８－２は、第２のインピーダンス変成部３４－２のマイナスＸ方向側の端である。端３８－２は、第３の部位のうちマイナスＸ方向側の端である。マイクロストリップ線路３５－２は、端３８－２に続けてＹ軸方向へ延ばされている。端３８－２と、マイクロストリップ線路３５－２のプラスＸ方向側の端３９－２とは、Ｙ軸方向の１つの直線をなす。

実施の形態１において、マイクロストリップ線路３５が第３の部位の端３８に続けてＹ軸方向へ延ばされているとは、マイクロストリップ線路３５の端３９と第３の部位の端３８とが１つの直線をなしてマイクロストリップ線路３５が設けられていることを指すものとする。なお、端３８とは、端３８－１，３８－２の各々を区別せずに称したものとする。端３９とは、端３９－１，３９－２の各々を区別せずに称したものとする。

伝送路の方向に垂直な方向における線路導体１３の幅を、線路幅とする。伝送路の方向における線路導体１３の長さを、線路長とする。線路導体１３のうち、変換部３１と第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３とは、Ｘ軸方向へ延ばされた伝送路を構成する。変換部３１と第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３とにおいて、線路幅とはＹ軸方向における幅を表し、線路長とはＸ軸方向における長さを表すものとする。線路導体１３のうち、マイクロストリップ線路３５は、Ｙ軸方向へ延ばされた伝送路を構成する。マイクロストリップ線路３５において、線路幅とはＸ軸方向における幅を表し、線路長とはＹ軸方向における長さを表すものとする。スタブ３６についても、線路幅とはＸ軸方向における幅を表し、線路長とはＹ軸方向における長さを表すものとする。

変換部３１と、第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３と、マイクロストリップ線路３５と、スタブ３６とは、一体の金属部材である金属箔あるいは金属板で構成されている。変換部３１と、第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３と、マイクロストリップ線路３５とは、隣り合う部位同士にて互いに線路幅が異なるように形成されている。

マイクロストリップ線路３５の線路幅を、第１の線路幅であるＷ_０、変換部３１の線路幅を、第２の線路幅であるＷ_１として、Ｗ_１はＷ_０よりも大きい。すなわち、Ｗ_１とＷ_０との間には、Ｗ_１＞Ｗ_０の関係が成り立つ。線路導体１３を伝搬する高周波信号の波長がλであるとして、変換部３１の線路長は、λ／２である。マイクロストリップ線路３５の線路長は任意とする。

第１のインピーダンス変成部３２の線路幅であるＷ_Ａは、Ｗ_０よりも大きい。すなわち、Ｗ_ＡとＷ_０との間には、Ｗ_Ａ＞Ｗ_０の関係が成り立つ。Ｗ_ＡとＷ_０との大小は任意である。第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂは、Ｗ_０と等しく、かつＷ_Ａよりも小さい。すなわち、Ｗ_Ｂと、Ｗ_０と、Ｗ_Ａとの間には、Ｗ_Ａ＞Ｗ_Ｂ＝Ｗ_０の関係が成り立つ。第２のインピーダンス変成部３４の線路幅であるＷ_Ｃは、Ｗ_ＢとＷ_０とのいずれよりも大きい。また、Ｗ_Ｃは、Ｗ_Ａよりも小さい。すなわち、Ｗ_Ｃと、Ｗ_Ｂと、Ｗ_０と、Ｗ_Ａとの間には、Ｗ_Ａ＞Ｗ_Ｃ＞Ｗ_Ｂ＝Ｗ_０の関係が成り立つ。第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３の線路長は、いずれもλ／４である。スタブ３６の線路長は、λ／４である。

導体４１－１は、変換部３１のＸ軸方向における中心よりもプラスＸ方向側、かつ変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２－１からプラスＹ方向の位置にある。導体４１－１は、線路導体１３のうち、変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－１と隣り合う。導体４１－１は、間隔を空けて変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－１と隣り合う。

導体４１－２は、変換部３１のＸ軸方向における中心よりもマイナスＸ方向側、かつ変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２－２からプラスＹ方向の位置にある。導体４１－２は、線路導体１３のうち、変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－２と隣り合う。導体４１－２は、間隔を空けて変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－２と隣り合う。

導体４１－３は、変換部３１のＸ軸方向における中心よりもプラスＸ方向側、かつ変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２－１からマイナスＹ方向の位置にある。導体４１－３は、線路導体１３のうち、変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－１と隣り合う。導体４１－３は、間隔を空けて変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－１と隣り合う。

導体４１－４は、変換部３１のＸ軸方向における中心よりもマイナスＸ方向側、かつ変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２－２からマイナスＹ方向の位置にある。導体４１－４は、線路導体１３のうち、変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－２と隣り合う。導体４１－４は、間隔を空けて変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２－２と隣り合う。

なお、導体４１とは、導体４１－１，４１－２，４１－３，４１－４の各々を区別せずに称したものとする。導体４１の形状の一例は、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向へ長い長方形である。Ｘ軸方向における導体４１の寸法の一例は、λ／４以上かつλ／２以下である。

端４３－１は、導体４１－１のうちマイナスＸ方向側の端である。端４４－１は、導体４１－１のうちプラスＸ方向側の端である。端４３－１と端４４－１は、それぞれ、長方形のうちＹ軸に平行な辺である。端４３－２は、導体４１－２のうちプラスＸ方向側の端である。端４４－２は、導体４１－２のうちマイナスＸ方向側の端である。端４３－２と端４４－２は、それぞれ、長方形のうちＹ軸に平行な辺である。

端４３－３は、導体４１－３のうちマイナスＸ方向側の端である。端４４－３は、導体４１－３のうちプラスＸ方向側の端である。端４３－３と端４４－３は、それぞれ、長方形のうちＹ軸に平行な辺である。端４３－４は、導体４１－４のうちプラスＸ方向側の端である。端４４－４は、導体４１－４のうちマイナスＸ方向側の端である。端４３－４と端４４－４は、それぞれ、長方形のうちＹ軸に平行な辺である。

なお、端４３とは、端４３－１，４３－２，４３－３，４３－４の各々を区別せずに称したものとする。端４３は、開放端である。端４４とは、端４４－１，４４－２，４４－３，４４－４の各々を区別せずに称したものとする。端４４は、開放端である。

線路導体４２－１は、変換部３１のＹ方向における中心よりもプラスＹ方向側の位置にある。線路導体４２－１は、導体４１－１と導体４１－２とを繋ぐ。線路導体４２－１のうち導体４１－１に繋がれている部分は、導体４１－１のうちマイナスＸ方向側の端部からプラスＹ方向へ延ばされている。線路導体４２－１のうち導体４１－２に繋がれている部分は、導体４１－２のうちプラスＸ方向側の端部からプラスＹ方向へ延ばされている。線路導体４２－１のうち、導体４１－１からプラスＹ方向へ延ばされた部分と、導体４１－２からプラスＹ方向へ延ばされた部分とを繋ぐ部分は、Ｘ軸に平行な線形である。

線路導体４２－２は、変換部３１のＹ方向における中心よりもマイナスＹ方向側の位置にある。線路導体４２－２は、導体４１－３と導体４１－４とを繋ぐ。線路導体４２－２のうち導体４１－３に繋がれている部分は、導体４１－３のうちマイナスＸ方向側の端部からマイナスＹ方向へ延ばされている。線路導体４２－２のうち導体４１－４に繋がれている部分は、導体４１－４のうちプラスＸ方向側の端部からマイナスＹ方向へ延ばされている。線路導体４２－２のうち、導体４１－３からマイナスＹ方向へ延ばされた部分と、導体４１－４からマイナスＹ方向へ延ばされた部分とを繋ぐ部分は、Ｘ軸に平行な線形である。

なお、線路導体４２とは、線路導体４２－１，４２－２の各々を区別せずに称したものとする。線路導体４２は、２か所において直角に折り曲げられた形状である。線路導体４２のうちＹ軸方向へ延ばされている部分について、線路長とはＹ軸方向における長さを表し、線路幅とはＸ軸方向における幅を表すものとする。線路導体４２のうちＸ軸方向へ延ばされている部分について、線路長とはＸ軸方向における長さを表し、線路幅とはＹ軸方向における幅を表すものとする。線路導体４２の線路幅は、任意である。線路導体４２の線路幅の一例は、Ｗ_０よりも小さい。線路導体４２の線路長は、概ねλ／２である。

導体４１および線路導体４２は、第２の面Ｓ２に圧着された銅箔をパターニングすることにより形成される。導体４１および線路導体４２は、あらかじめ成形されてから誘電体基板１１に取り付けられた金属板であっても良い。

次に、図１から図６を参照して、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の動作を説明する。ここでは、導波管１４を伝搬した高周波信号がマイクロストリップ線路３５へ伝搬する場合を例とする。

導波管１４の内部を伝搬した電磁波は、地導体１２に到達する。地導体１２に到達した電磁波は、スロット１５を通って変換部３１へ伝搬する。なお、変換部３１へ電磁波が伝搬するとは、地導体１２と変換部３１との間に電磁波のエネルギーが生じることを含むものとする。変換部３１へ伝搬した電磁波は、変換部３１からプラスＸ方向とマイナスＸ方向とへ伝搬する。

変換部３１から第１のインピーダンス変成部３２－１、第３のインピーダンス変成部３３－１、および第２のインピーダンス変成部３４－１をプラスＸ方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路３５－１をプラスＹ方向へ伝搬する。変換部３１から第１のインピーダンス変成部３２－２、第３のインピーダンス変成部３３－２、および第２のインピーダンス変成部３４－２をマイナスＸ方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路３５－２をプラスＹ方向へ伝搬する。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、マイクロストリップ線路３５－１とマイクロストリップ線路３５－２とからプラスＹ方向へ伝搬する高周波信号を出力する。マイクロストリップ線路３５－１から出力される高周波信号の位相とマイクロストリップ線路３５－２から出力される高周波信号の位相とは、互いに逆となる。

変換部３１に相当する部分の導体に微細な間隙が設けられることにより線路が分断された構成にて、電磁結合によって高周波信号を伝搬させる場合、かかる間隙の加工不良が生じた場合に、線路長に誤差が生じ得る。これに対し、実施の形態１の線路導体１３では、一体の金属部材で変換部３１からマイクロストリップ線路３５までの各部位が構成されている。実施の形態１では、線路導体１３における間隙の形成が不要であるため、間隙の加工不良の問題を回避でき、かつ線路導体１３を容易に加工することができる。

変換部３１と、第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３と、マイクロストリップ線路３５とは、線路幅に対応する特性インピーダンスを持つ。変換部３１の特性インピーダンスは、変換部３１の線路幅であるＷ_１に対応するＺ_１であるとする。マイクロストリップ線路３５の特性インピーダンスは、マイクロストリップ線路３５の線路幅であるＷ_０に対応するＺ_０であるとする。Ｚ_１はＺ_０より小さい。すなわち、Ｚ_１とＺ_０との間には、Ｚ_１＜Ｚ_０の関係が成り立つ。変換部３１とマイクロストリップ線路３５とでは線路幅の違いが大きいことから、仮にマイクロストリップ線路３５が変換部３１に直接隣り合わせられた場合、変換部３１の特性インピーダンスとマイクロストリップ線路３５の特性インピーダンスとの不整合に起因して反射が増大する。反射が増大することによって、導波管１４からマイクロストリップ線路３５へ伝搬する電力と、マイクロストリップ線路３５から導波管１４へ伝搬する電力とが小さくなる。

第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３は、変換部３１とマイクロストリップ線路３５との間におけるインピーダンス整合を担う。第１のインピーダンス変成部３２の特性インピーダンスは、第１のインピーダンス変成部３２の線路幅であるＷ_Ａに対応するＺ_Ａであるとする。Ｚ_Ａは、Ｚ_０よりも小さい。すなわち、Ｚ_ＡとＺ_０との間には、Ｚ_Ａ＜Ｚ_０の関係が成り立つ。

第３のインピーダンス変成部３３の特性インピーダンスは、第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂに対応するＺ_Ｂであるとする。Ｚ_Ｂは、Ｚ_０と等しく、かつＺ_Ａよりも大きい。すなわち、Ｚ_Ｂと、Ｚ_０と、Ｚ_Ａとの間には、Ｚ_Ａ＜Ｚ_Ｂ＝Ｚ_０の関係が成り立つ。第２のインピーダンス変成部３４の特性インピーダンスは、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅であるＷ_Ｃに対応するＺ_Ｃであるとする。Ｚ_Ｃは、Ｚ_ＢとＺ_０とのいずれよりも小さい。すなわち、Ｚ_Ｃと、Ｚ_Ｂと、Ｚ_０との間には、Ｚ_Ｃ＜Ｚ_Ｂ＝Ｚ_０の関係が成り立つ。

実施の形態１では、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、マイクロストリップ線路３５の線路幅よりも拡大された線路幅を持つ第１および第２のインピーダンス変成部３２，３４が設けられることで、変換部３１とマイクロストリップ線路３５との間のインピーダンス整合を図る。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、変換部３１とマイクロストリップ線路３５との間のインピーダンス整合により、電力損失を低減できる。

また、第３のインピーダンス変成部３３および第２のインピーダンス変成部３４は、第１のインピーダンス変成部３２とマイクロストリップ線路３５との線路幅の違いによるインピーダンスの不整合を低減させる機能を果たす。線路導体１３は、線路幅を段階的に異ならせた部位である第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３が含まれることで、電磁波の伝送におけるインピーダンスの急峻な変化を緩和可能とする。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、電力損失を効果的に低減できる。また、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、線路導体１３におけるインピーダンスの変化を緩和できることで、広い周波数帯域の信号を扱うことが可能となる。

なお、Ｗ_１とＷ_Ａとの大小は任意としたが、図１および図６に示す例では、Ｗ_１＜Ｗ_Ａが成り立つ。仮に、Ｗ_１＞Ｗ_Ａが成り立つ場合、線路導体１３の線路幅のうち変換部３１におけるＷ_１が最大となる。この場合とＷ_Ａが同じ値であるとして、Ｗ_１＜Ｗ_Ａが成り立つようにＷ_１が小さくされた場合、線路導体１３の線路幅のうち第１のインピーダンス変成部３２におけるＷ_Ａが最大となる。また、この場合、変換部３１とマイクロストリップ線路３５との間における線路幅の変化は、Ｗ_１＞Ｗ_Ａが成り立つ場合よりも小さくなる。したがって、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、Ｗ_１＜Ｗ_Ａが成り立つ場合のほうが、より広い周波数帯域の信号を扱うことが可能となる。

第３のインピーダンス変成部３３の線路幅は、マイクロストリップ線路３５の線路幅とは異なっていても良い。第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂは、Ｗ_Ａ＞Ｗ_ＢおよびＷ_Ｃ＞Ｗ_Ｂを満足すれば良く、マイクロストリップ線路３５の線路幅であるＷ_０とは異なることとしても良い。また、マイクロストリップ線路３５より拡大された線路幅を持つ部位であるインピーダンス変成部は２つに限られず、１つであっても良く、２つよりも多くても良い。

実施の形態１では、第２のインピーダンス変成部３４の端３８とマイクロストリップ線路３５の端３９とが１つの直線となるように、端３８からＹ軸方向へマイクロストリップ線路３５が延ばされている。第２のインピーダンス変成部３４とマイクロストリップ線路３５との間では、第２のインピーダンス変成部３４とマイクロストリップ線路３５との間の線路幅が不連続である部分と伝送路の折り曲げ箇所とが一体とされている。

仮に、一定の線路幅のマイクロストリップ線路３５内に、Ｘ軸方向へ延ばされた部分とＹ軸方向へ延ばされた部分との折り曲げ箇所が含まれる場合、第２のインピーダンス変成部３４とマイクロストリップ線路３５との間の線路幅が不連続な部分と伝送路の折り曲げ箇所とにおいて不要な電磁波放射が生じ得ることになる。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、線路幅が不連続である部分と伝送路の折り曲げ箇所とが一体とされたことで、不要な電磁波放射が生じ得る箇所を少なくすることができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、変換部３１からの伝送方向であるＸ軸方向に垂直なＹ軸方向へ高周波信号を伝送する構成において、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。

図６において、Ｘ軸方向におけるスタブ３６の中心位置は、Ｘ軸方向におけるスロット１５の中心位置と一致している。この場合、スロット１５の中心に対する対称性を線路導体１３が持つことにより、２つのスタブ３６への電力の伝搬は生じない。ただし、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の製造誤差等により、Ｘ軸方向におけるスロット１５の中心位置とスタブ３６の中心位置とにずれが生じることがある。

線路導体１３の位置とスロット１５の位置とのずれに伴って、スタブ３６に電界が生じる。スタブ３６の端３７が開放端とされているため、スタブ３６と変換部３１との接続部にて電界がゼロとなる境界条件が成り立つ。これにより、線路導体１３における電気的対称性が確保されることで、２つのマイクロストリップ線路３５から出力される高周波信号の位相は、互いに逆となる。このように、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、スタブ３６が設けられていることで、線路導体１３の位置とスロット１５の位置とのずれが高周波信号へ与える影響を少なくすることができる。線路導体１３は、２つのスタブ３６を用いた電気的対称性の確保により、マイクロストリップ線路３５－１，３５－２における高周波信号の位相の変動を低減できる。

なお、線路導体１３に設けられるスタブ３６は、１つであっても良い。スタブ３６が１つとされる場合、スタブ３６は、変換部３１のプラスＹ方向側の端とマイナスＹ方向側の端とのどちらに設けられても良い。さらに、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の性能上の問題が無ければ、スタブ３６は設けられなくても良い。

線路導体１３のうち変換部３１の一部および第１のインピーダンス変成部３２と導体４１が隣り合うことによって、導体４１は、スロット１５、変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２に近い位置に配置される。このため、スロット１５、変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２と、導体４１との電磁結合によって、導体４１と地導体１２との間に高周波信号が生じる。スロット１５、変換部３１および第１のインピーダンス変成部３２において生じる高周波信号には、プラスＸ方向またはマイナスＸ方向へ伝搬する成分が含まれることから、導体４１と地導体１２との間に生じる高周波信号は、主にプラスＸ方向またはマイナスＹ方向へ伝搬する。導体４１へ伝搬した高周波信号は、端４３または端４４から放射される。

変換部３１および第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３のうち線路幅が不連続な各部分、または端３８から放射される高周波信号の位相と、端４３，４４から放射される高周波信号の位相とが異なる場合、放射される高周波信号同士が相殺される。放射される高周波信号同士が相殺される場合、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の全体からの電磁波の放射を低減できる。

線路導体４２－１は、導体４１－１を伝搬し端４３－１から放射される高周波信号の一部を導体４１－２へ伝送する。同様に、線路導体４２－１は、導体４１－２を伝搬し端４３－２から放射される高周波信号の一部を導体４１－１へ伝送する。仮に、線路導体４２－１が設けられていないとした場合、端４３－１から放射される高周波信号の位相と、端４３－２から放射される高周波信号の位相とは、構造の対称性により、互いに逆となる。線路導体４２－１の線路長が概ねλ／２であるため、導体４１－１から線路導体４２－１を経て導体４１－２へ到達する高周波信号の位相は、高周波信号が線路導体４２－１を伝搬する間に反転する。このため、導体４１－１から導体４１－２へ伝搬した高周波信号の位相は、導体４１－２を伝搬し端４３－２から放射される高周波信号の位相と同じとなる。同様に、導体４１－２から導体４１－１へ伝搬した高周波信号の位相は、導体４１－１を伝搬し端４３－１から放射される高周波信号の位相と同じとなる。したがって、線路導体４２－１の線路長がλ／２であれば、電気的な効果は生じない。

一方、線路導体４２－１の線路長がλ／２から適宜調整されることによって、線路導体４２－１を経て導体４１－２へ伝搬する高周波信号の位相と、線路導体４２－１を経て導体４１－１へ伝搬する高周波信号の位相とには変化が生じる。さらに、端４３－１，４３－２，４４－１，４４－２から放射される高周波信号の位相に変化が生じる。線路導体４２－２についても、線路導体４２－１の場合と同様に、線路長が適宜調整されることによって、端４３－３，４３－４，４４－３，４４－４から放射される高周波信号の位相に変化が生じる。したがって、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、導体４１と、線路長が適宜調整された線路導体４２とを備えることによって、放射される高周波信号を互いに相殺可能とし、導波管マイクロストリップ線路変換器１０の全体からの電磁波の放射を低減できる。

導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、マイクロストリップ線路３５を伝搬した高周波信号を導波管１４へ伝送することも可能である。マイクロストリップ線路３５－１とマイクロストリップ線路３５－２とには、マイナスＹ方向へ伝搬する高周波信号が入力される。マイクロストリップ線路３５－１へ入力される高周波信号の位相とマイクロストリップ線路３５－２へ入力される高周波信号の位相とは、互いに逆となる。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、導波管１４からマイクロストリップ線路３５への高周波信号の伝搬と同様に、マイクロストリップ線路３５から導波管１４への高周波信号の伝搬においても電力損失を低減できる。

実施の形態１によると、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、変換部３１とマイクロストリップ線路３５との間のインピーダンス整合を担う第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３が設けられることによって電磁波の放射を低減させ、電力損失を低減できる。また、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、導体４１と線路導体４２とが設けられることによって、電磁波の放射を低減させ、電力損失を低減できる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、誘電体基板１１にスルーホールが設けられなくても、高い電気性能を得ることができる。

さらに、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、第３の部位のうちプラスＸ方向の端３８－１とマイナスＸ方向の端３８－２から続けてＹ軸方向へマイクロストリップ線路３５－１，３５－２が延ばされている。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、不要な電磁波の放射を低減しつつ、開口端１６の長辺の方向へマイクロストリップ線路３５を延ばした構成を実現できる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、高い電気性能を得ることができる。

導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、誘電体基板１１のスルーホールが不要となるため、スルーホールの加工の省略による製造工程の簡易化および製造コスト低減が可能となる。また、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、スルーホールの破断による電気性能の劣化という事態を回避できることで、信頼性を向上できるとともに、安定した電気性能を得ることができる。アンテナ装置の給電回路に導波管マイクロストリップ線路変換器１０が使用される場合、アンテナ装置は、安定した送信電力および受信電力を得ることができる。以上により、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となるとともに、電磁波の漏えいを低減できるという効果を奏する。

導波管マイクロストリップ線路変換器１０では、スロット１５から、あるいは線路導体１３のうち線路幅が不連続な部分から、不要な電磁波放射が生じ得る。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、スロット１５の寸法の調整、線路導体１３の各部位の寸法の調整、または導体４１および線路導体４２の寸法の調整によって、放射される電磁波の位相の調整が可能である。放射される電磁波の位相の調整により、導波管マイクロストリップ線路変換器１０から特定の方向であるプラスＺ方向への不要な電磁波放射が低減されても良い。全方向のうち特定の方向への電磁波放射が大きくなるような電磁波放射の偏りが少なくなるように、電磁波放射を全方向へ均等に拡散させる調整が行われても良い。このような調整によっても、導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、高い電気性能を得ることができる。

なお、導体４１の位置は、実施の形態１にて説明する位置に限られず、適宜変更しても良い。導体４１の数および形状は、実施の形態１にて説明する数および形状に限られず、適宜変更しても良い。導体４１は、線路導体１３のうち少なくとも変換部３１の一部と隣り合う位置に設けられていれば良い。導波管マイクロストリップ線路変換器１０は、少なくとも変換部３１の一部と隣り合う位置に導体４１が設けられることによって、放射される高周波信号同士を相殺させ、電磁波の漏えいを低減できる。

図７は、実施の形態１の第１変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器５１が有する線路導体４２，５２および導体４１の平面図である。図７では、参考として、スロット１５を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器５１は、線路導体５２における２つのマイクロストリップ線路３５が第２のインピーダンス変成部３４から互いに逆向きに延ばされていることを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様の構成を備える。マイクロストリップ線路３５－１は、第２のインピーダンス変成部３４－１からマイナスＹ方向へ延ばされている。マイクロストリップ線路３５－２は、第２のインピーダンス変成部３４－２からプラスＹ方向へ延ばされている。

変換部３１から第１のインピーダンス変成部３２－１、第３のインピーダンス変成部３３－１、および第２のインピーダンス変成部３４－１をプラスＸ方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路３５－１をマイナスＹ方向へ伝搬する。変換部３１から第１のインピーダンス変成部３２－２、第３のインピーダンス変成部３３－２、および第２のインピーダンス変成部３４－２をマイナスＸ方向へ伝搬した電磁波は、マイクロストリップ線路３５－２をプラスＹ方向へ伝搬する。また、マイクロストリップ線路３５－１には、プラスＹ方向へ伝搬する高周波信号が入力される。マイクロストリップ線路３５－２には、マイナスＹ方向へ伝搬する高周波信号が入力される。導波管マイクロストリップ線路変換器５１は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。

図８は、実施の形態１の第２変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器５３が有する線路導体４２，５４および導体４１の平面図である。図８では、参考として、スロット１５を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器５３は、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅であるＷ_Ｃと第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂとが等しいことを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様の構成を備える。

第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂと、マイクロストリップ線路３５の線路幅であるＷ_０とは等しい。第１のインピーダンス変成部３２の線路幅であるＷ_Ａと、第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂと、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅であるＷ_Ｃと、マイクロストリップ線路３５の線路幅であるＷ_０との間には、Ｗ_Ａ＞Ｗ_Ｂ＝Ｗ_Ｃ＝Ｗ_０の関係が成り立つ。

線路導体５４において、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅と第３のインピーダンス変成部３３の線路幅とが等しいことから、導波管マイクロストリップ線路変換器５３では、第２のインピーダンス変成部３４と第３のインピーダンス変成部３３との間におけるインピーダンス整合は行われない。電磁波の放射が許容可能な程度であって、かつインピーダンス整合が可能であれば、導波管マイクロストリップ線路変換器５３のように、第３の部位のうち互いに隣り合う変成部同士の線路幅を同じとしても良い。

第２のインピーダンス変成部３４の線路幅と第３のインピーダンス変成部３３の線路幅とがマイクロストリップ線路３５の線路幅と等しいことで、第２のインピーダンス変成部３４と第３のインピーダンス変成部３３とでは、マイクロストリップ線路３５と同様に高周波信号が伝搬する。なお、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅と第３のインピーダンス変成部３３の線路幅とは、マイクロストリップ線路３５の線路幅と同じであっても良く、マイクロストリップ線路３５の線路幅と異なっていても良い。

導波管マイクロストリップ線路変換器５３では、第２のインピーダンス変成部３４の線路長または第３のインピーダンス変成部３３の線路長の調整により、Ｘ軸方向における端３８の位置が調整されても良い。端３８の位置の調整により、放射される電磁波の振幅と位相とが調整されることで、導波管マイクロストリップ線路変換器５３は、放射される電磁波の低減を図り得る。導波管マイクロストリップ線路変換器５３は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。

図９は、実施の形態１の第３変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器５５が有する線路導体５６および導体４１の平面図である。図９では、参考として、スロット１５を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器５５は、線路導体４２が設けられていないこと以外を除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様の構成を備える。

導波管マイクロストリップ線路変換器５５に線路導体４２が設けられていないため、導体４１同士の間を高周波信号が伝搬することによる放射の調整は、導波管マイクロストリップ線路変換器５５では行われない。導波管マイクロストリップ線路変換器５５は、導体４１の位置と導体４１の形状との調整によって、端４３，４４からの高周波信号の放射を調整可能とする。導波管マイクロストリップ線路変換器５５は、端４３，４４からの高周波信号の放射が調整されることによって、放射される高周波信号を互いに相殺可能とし、導波管マイクロストリップ線路変換器５５の全体からの電磁波の放射を低減できる。導波管マイクロストリップ線路変換器５５は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器５７の外観構成を示す上面図である。導波管マイクロストリップ線路変換器５７の第３の部位では、第１および第２のインピーダンス変成部３２，３４がＸ軸方向へ延ばされ、第３のインピーダンス変成部３３がＸ軸方向とＹ軸方向との間の斜め方向へ延ばされている。実施の形態２では、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

図１１は、図１０に示す導波管マイクロストリップ線路変換器５７が有する線路導体４２，５８および導体４１の平面図である。図１１では、参考として、スロット１５を破線により示している。第１のインピーダンス変成部３２－１は、変換部３１のプラスＸ方向側に位置する。第３のインピーダンス変成部３３－１は、第１のインピーダンス変成部３２－１からプラスＸ方向とプラスＹ方向との間の斜め方向へ延ばされている。Ｙ軸方向における第２のインピーダンス変成部３４－１の中心は、Ｙ軸方向における第１のインピーダンス変成部３２－１の中心よりもプラスＹ方向側へシフトしている。第３のインピーダンス変成部３３－１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対し斜め方向の伝送路を構成している。第３のインピーダンス変成部３３－１において、線路幅とは当該斜め方向に垂直な方向における幅を表し、線路長とは当該斜め方向における長さを表すものとする。第３のインピーダンス変成部３３－１の線路長は、任意の長さとする。

第１のインピーダンス変成部３２－２は、変換部３１のマイナスＸ方向側に位置する。第３のインピーダンス変成部３３－２は、第１のインピーダンス変成部３２－２からマイナスＸ方向とプラスＹ方向との間の斜め方向へ延ばされている。Ｙ軸方向における第２のインピーダンス変成部３４－２の中心は、Ｙ軸方向における第１のインピーダンス変成部３２－２の中心よりもプラスＹ方向側へシフトしている。第３のインピーダンス変成部３３－２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対し斜め方向の伝送路を構成している。第３のインピーダンス変成部３３－２において、線路幅とは当該斜め方向に垂直な方向における幅を表し、線路長とは当該斜め方向における長さを表すものとする。第３のインピーダンス変成部３３－２の線路長は、任意の長さとする。

線路導体５８において、第１、第２および第３のインピーダンス変成部３２，３４，３３のうち線路幅が最も小さい第３のインピーダンス変成部３３が斜め方向の伝送路とされている。導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、第１のインピーダンス変成部３２または第２のインピーダンス変成部３４を斜め方向の伝送路とする場合よりも、斜め方向の伝送路を第３の部位に含めた構成を容易に実現することができる。

導波管マイクロストリップ線路変換器５７では、第３のインピーダンス変成部３３の線路長あるいは第３のインピーダンス変成部３３の方向が調整されることによって、Ｘ軸方向における端３８の位置が調整されても良い。端３８の位置の調整により、放射される電磁波の振幅と位相とが調整されることで、導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、放射される電磁波の低減を図り得る。

導波管マイクロストリップ線路変換器５７では、実施の形態１の構成と比較して、第２のインピーダンス変成部３４の位置がプラスＹ方向へシフトされている。第２のインピーダンス変成部３４からプラスＹ方向へマイクロストリップ線路３５が延ばされている構成において、第２のインピーダンス変成部３４の位置がプラスＹ方向へシフトされることで、導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、変換部３１からマイクロストリップ線路３５までの伝送路の長さを短縮することができる。誘電体基板１１の材料の性質に起因する電力の損失と、線路導体５８の導電率に起因する電力の損失とは、線路導体５８全体の線路長と概ね比例する。このため、導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、変換部３１からマイクロストリップ線路３５のプラスＹ方向側の端までの伝送路の長さを短縮できることで、高周波信号の伝送による電力損失を低減できる。

導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様に、不要な電磁波放射による電力損失を低減できる。導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、実施の形態１の導波管マイクロストリップ線路変換器１０と同様に、信頼性を向上できるとともに、安定した電気性能を得ることができる。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、安定かつ高い電気性能が得られ、信頼性の向上が可能となるという効果を奏する。

導波管マイクロストリップ線路変換器５７において、マイクロストリップ線路３５－１，３５－２のうちの１つまたは２つは、第２のインピーダンス変成部３４－１，３４－２からマイナスＹ方向へ延ばされていても良い。この場合、マイナスＹ方向へ延ばされているマイクロストリップ線路３５に隣接する第３の部位内の第３のインピーダンス変成部３３は、第１のインピーダンス変成部３２からＸ軸方向とマイナスＹ方向との間の斜め方向へ延ばされても良い。これにより、導波管マイクロストリップ線路変換器５７は、伝送路の長さを短縮できる。

図１２は、実施の形態２の第１変形例にかかる導波管マイクロストリップ線路変換器５９が有する線路導体４２，６０および導体４１の平面図である。図１２では、参考として、スロット１５を破線により示している。導波管マイクロストリップ線路変換器５９は、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅であるＷ_Ｃと第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂとが等しいことを除いて、導波管マイクロストリップ線路変換器５７と同様の構成を備える。

第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂと、マイクロストリップ線路３５の線路幅であるＷ_０とは等しい。第１のインピーダンス変成部３２の線路幅であるＷ_Ａと、第３のインピーダンス変成部３３の線路幅であるＷ_Ｂと、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅であるＷ_Ｃと、マイクロストリップ線路３５の線路幅であるＷ_０との間には、Ｗ_Ａ＞Ｗ_Ｂ＝Ｗ_Ｃ＝Ｗ_０の関係が成り立つ。

線路導体６０において、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅と第３のインピーダンス変成部３３の線路幅とが等しいことから、導波管マイクロストリップ線路変換器５９では、第２のインピーダンス変成部３４と第３のインピーダンス変成部３３との間におけるインピーダンス整合は行われない。電磁波の放射が許容可能な程度であって、かつインピーダンス整合が可能であれば、導波管マイクロストリップ線路変換器５９のように、第３の部位のうち互いに隣り合う変成部同士の線路幅を同じとしても良い。

第２のインピーダンス変成部３４の線路幅と第３のインピーダンス変成部３３の線路幅とがマイクロストリップ線路３５の線路幅と等しいことで、第２のインピーダンス変成部３４と第３のインピーダンス変成部３３とでは、マイクロストリップ線路３５と同様に高周波信号が伝搬する。なお、第２のインピーダンス変成部３４の線路幅と第３のインピーダンス変成部３３の線路幅とは、マイクロストリップ線路３５の線路幅とは異なっていても良い。

導波管マイクロストリップ線路変換器５９では、第２のインピーダンス変成部３４の線路長、第３のインピーダンス変成部３３の線路長、または第３のインピーダンス変成部３３の方向が調整されることによって、Ｘ軸方向における端３８の位置が調整されても良い。端３８の位置の調整により、放射される電磁波の振幅と位相とが調整されることで、導波管マイクロストリップ線路変換器５９は、放射される電磁波の低減を図り得る。導波管マイクロストリップ線路変換器５９は、上記の導波管マイクロストリップ線路変換器５７と同様に、安定かつ高い電気性能を得ることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０，５１，５３，５５，５７，５９ 導波管マイクロストリップ線路変換器、１１，２１ 誘電体基板、１２ 地導体、１３，４２，４２－１，４２－２，５２，５４，５６，５８，６０ 線路導体、１４ 導波管、１５ スロット、１６ 開口端、１７ 入出力端、１８ 開口縁部、１９ 管壁、３１ 変換部、３２，３２－１，３２－２ 第１のインピーダンス変成部、３３，３３－１，３３－２ 第３のインピーダンス変成部、３４，３４－１，３４－２ 第２のインピーダンス変成部、３５，３５－１，３５－２ マイクロストリップ線路、３６ スタブ、３７，３８，３８－１，３８－２，３９，３９－１，３９－２，４３，４３－１，４３－２，４３－３，４３－４，４４，４４－１，４４－２，４４－３，４４－４ 端、４１，４１－１，４１－２，４１－３，４１－４ 導体、Ｓ１ 第１の面、Ｓ２ 第２の面。

Claims (10)

1. 開口端を有する導波管と、
   前記開口端に向けられた第１の面と前記第１の面とは逆側の第２の面とを有する誘電体基板と、
   前記第１の面に設けられており前記開口端が接続されるとともに、前記開口端の縁部により囲まれた領域にスロットが設けられている地導体と、
   前記第２の面に設けられており、信号が伝搬する線路導体である第１の導体と、
   前記第２の面に設けられており、間隔を空けて前記第１の導体と隣り合う第２の導体と、を備え、
   前記第１の導体は、第１の線路幅のマイクロストリップ線路である第１の部位と、前記スロットの直上に位置し、前記第１の線路幅よりも大きい第２の線路幅の第２の部位と、前記第２の部位から第１の方向へ延ばされており、前記第１の部位と前記第２の部位との間におけるインピーダンス整合を担う第３の部位と、を有し、
   前記第２の導体は、前記第１の導体のうち少なくとも前記第２の部位の一部と隣り合うことを特徴とする導波管マイクロストリップ線路変換器。
2. 複数の前記第２の導体と、
   複数の前記第２の導体のうちの１つと、複数の前記第２の導体のうちの他の１つとを繋ぐ線路導体である第３の導体と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
3. 前記第３の部位は、各々が前記インピーダンス整合を担う複数のインピーダンス変成部を含み、
   前記複数のインピーダンス変成部のうち前記第２の部位に繋がれているインピーダンス変成部の線路幅は、前記第２の部位の線路幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
4. 前記複数のインピーダンス変成部のうち互いに繋がれているインピーダンス変成部同士の線路幅は互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
5. 前記複数のインピーダンス変成部には、前記第２の部位の線路幅よりも小さい線路幅のインピーダンス変成部が含まれることを特徴とする請求項３または４に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
6. 前記複数のインピーダンス変成部には、前記第１の部位の線路幅よりも大きい線路幅のインピーダンス変成部が含まれることを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
7. 前記複数のインピーダンス変成部は、前記第１の方向の伝送路を構成するインピーダンス変成部と、前記第１の方向に対し斜め方向の伝送路を構成しているインピーダンス変成部とを含むことを特徴とする請求項３から６のいずれか１つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
8. 前記複数のインピーダンス変成部は、第１のインピーダンス変成部と、第２のインピーダンス変成部と、前記第１のインピーダンス変成部および前記第２のインピーダンス変成部の間に設けられ前記第１のインピーダンス変成部の線路幅と前記第２のインピーダンス変成部の線路幅とのいずれよりも小さい線路幅の第３のインピーダンス変成部と、を含み、
   前記第３のインピーダンス変成部は、前記斜め方向の伝送路を構成していることを特徴とする請求項７に記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
9. 前記第１の部位は、前記第３の部位の前記第１の方向における端に続けて、前記第１の方向に垂直な第２の方向へ延ばされていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。
10. 前記線路導体は、前記第２の部位から分岐され前記第２の部位の側とは逆側の端が開放端とされた分岐部位を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の導波管マイクロストリップ線路変換器。

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