(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、
誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層が形成された基板部と、
前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の第１の導通部と、
前記誘電体板と前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記第１の導通部とで形成された導波路と、
前記導波路と前記導波管との間で信号を変換する変換部とを備え、
前記変換部は、前記第１の導体層との間に分離領域を設け、前記導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチを備え、前記分離領域の結合長を前記誘電体板の厚みよりも狭く設定したことを特徴とする、信号変換器。
【請求項２】
前記導波路は、前記第１の導通部によって形成された導通部列を備えることを特徴とする、請求項１に記載の信号変換器。
【請求項３】
前記変換部は、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に設置されて前記導波路を遮断する遮断導通部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の信号変換器。
【請求項４】
前記導体パッチは、伝送させる高周波信号の波長の２分の１に相当する長さを備えることを特徴とする、請求項１に記載の信号変換器。
【請求項５】
基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、
誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層が形成された基板部と、
前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の第１の導通部と、
前記誘電体板と前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記第１の導通部とで形成された導波路と、
前記導波路と前記導波管との間で信号を変換する変換部とを備え、
前記変換部は、前記第１の導体層との間に分離領域を設け、前記導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチと、該導体パッチと前記第２の導体層との間に前記誘電体基板を貫通して設置された単一又は複数の第２の導通部を備え、該第２の導通部で前記導体パッチが前記第２の導体層に接続されていることを特徴とする、信号変換器。
【請求項６】
前記第２の導通部は、前記導体パッチの中心部又は、前記導体パッチの信号方向と交差方向の中心部又はその近傍に備えたことを特徴とする、請求項５に記載の信号変換器。
【請求項７】
基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、
誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層が形成された基板部と、
前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の第１の導通部と、
前記誘電体板と前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記第１の導通部とで形成された導波路と、
前記導波路と前記導波管との間で信号を変換する変換部とを備え、
前記変換部は、前記第１の導体層との間に分離領域を設け、前記導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチと、該導体パッチと前記第１の導体層との間を接続する接続部を、前記導体パッチの信号方向と同一方向の中心部又はその近傍に備え、該接続部で前記導体パッチが前記第１の導体層に接続されていることを特徴とする、信号変換器。
【請求項８】
基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、
誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層が形成された基板部と、
前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の第１の導通部と、
前記誘電体板と前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記第１の導通部とで形成された導波路と、
前記導波路と前記導波管との間で信号を変換する変換部とを備え、
前記変換部は、前記第１の導体層との間に分離領域を設け、前記導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチと、該導体パッチと前記第１の導体層との間を接続する接続部を、前記導体パッチの信号方向と交差方向の中心部又はその近傍に備え、該接続部で前記導体パッチが前記第１の導体層に接続されていることを特徴とする、信号変換器。
【請求項９】
誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層を備え、前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の第１の導通部を備え、前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記第１の導通部とで囲まれ、前記誘電体板の誘電体部に形成される導波路を備え、この導波路に形成された変換部に導体パッチを備え、この導体パッチと前記第１の導体層との間に、結合長を前記誘電体板の厚みよりも狭く設定した分離領域を設けた基板部を形成する工程と、
前記基板部と導波管とを結合する工程と、
を含むことを特徴とする、信号変換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波、ミリ波等の周波数帯域の導波管接続部を有する高周波モジュールの信号変換に関し、例えば、回路基板等の基板部から導波管への信号変換、又は導波管から基板部への信号変換に使用する信号変換器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号、特にミリ波のような波長の短い周波数帯域の信号は、送信回路及び受信回路を用いてアンテナから放射し又は受信する際、送信回路及び受信回路とアンテナとの間で送信回路の信号形態を空洞導波管の信号伝搬モードに変換し、又は空洞導波管の信号伝搬モードから受信回路の信号形態に変換する。この信号変換には信号変換器が用いられる。
【０００３】
送信回路及び受信回路を構成する回路チップ等と導波管との間を結合する構造として、空洞導波管と接続する第１の共振器と、この第１の共振器に結合する第２の共振器とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１）。斯かる構造では、第１の共振器にポスト型導波管の一端を貫通導体列で塞ぎ、空洞導波管と接続するための結合窓を備えている。第１及び第２の共振器は、所定の間隔でポスト型導波管のＨ面を狭めることによって形成している。
【０００４】
誘電体基板の一面に短絡金属層、その他面に導波管の開口断面と同形状の接地金属層を備え、この接地金属層、前記短絡金属層及び導波管を誘電体基板に埋め込まれた金属により同電位に設定するものが知られている（例えば、特許文献２）。この場合、誘電体基板には、接地金属層で包囲される面部に整合素子が設置されている。
【０００５】
誘電体基板の一面に第１のグランド層、その他面に第２のグランド層を備え、第１のグランド層側に導波管を備え、第１のグランド層の切欠き部内にパッチを備えるものが知られている（例えば、特許文献３）。
【０００６】
また、第１及び第２の誘電体基板を備え、第１の誘電体基板にはコプレーナストリップ伝送線路用電磁結合体が設けられ、第２の誘電体基板には接地導体が設けられたものが知られている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８９２０１号公報
【特許文献２】特開２０００−２４４２１２号公報
【特許文献３】特開２００８−１３１５１３号公報
【特許文献４】特開２００６−２９５８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ショート壁を構成する複数の導通部や導波管との結合窓を備える構造（例えば、特許文献１）では、導通部は、レーザ又はドリル等によりスルーホールを形成し、そのスルーホール内に導電材を充填して形成される。結合窓は、該結合窓に相当する部分の導体層をエッチング等により取り除くことにより形成される。
【０００９】
導通部列と結合窓との間で確保すべき距離は製造上のばらつきにより、所望の値にすることが困難であり、これが信号変換特性に影響を及ぼす。即ち、結合窓と導通部列との距離に変化を来すと、高周波信号の周波数に対する反射特性に大きなばらつきが生じる。使用周波数によっては、導波管への伝搬特性が大きく変化する。斯かる特性改善には、反射特性に対する周波数依存性の低減が望まれる。
【００１０】
また、導波路を構成する基板側と導波管との間の結合関係によっては高次モードの発生や共振を生じさせ、高次モードが基本共振モードに影響し、基本共振モードの信号変換効率を低下させる原因になる。
【００１１】
そこで、本開示の信号変換器又はその製造方法の目的は、製造上のばらつきの影響を抑制し、信号変換特性を改善することにある。
【００１２】
また、本開示の信号変換器又はその製造方法の他の目的は、高次モードの発生や共振を抑制し、信号変換効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本開示の信号変換器又はその製造方法は、基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、導波路が形成された基板部に変換部を備え、該変換部に基板部の導体層との間に分離領域を設け、導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチを備えている。斯かる構成を備えて上記目的を達成している。
【００１４】
そこで、上記目的を達成するため、本開示の信号変換器は、基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、基板部と、複数の第１の導通部と、導波路と、変換部とを備えている。基板部は、誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層が形成されている。第１の導通部は、誘電体板を貫通して第１の導体層と第２の導体層とを導通させる。導波路は、誘電体板と、第１の導体層及び第２の導体層と、導通部とで形成される。変換部は、導波路と導波管との間で信号を変換し、第１の導体層との間に分離領域を設け、導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチを備え、分離領域の結合長を誘電体板の厚みよりも狭く設定している。
また、上記目的を達成するため、本開示の信号変換器は、基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、基板部と、複数の第１の導通部と、導波路と、変換部とを備えている。基板部は、誘電体板の一面に第１の導体層、誘電体板の他面に第２の導体層が形成されている。第１の導通部は、誘電体板を貫通して第１の導体層と第２の導体層とを導通させる。導波路は、誘電体板と、第１の導体層及び第２の導体層と、導通部とで形成される。変換部は、導波路と導波管との間で信号を変換し、第１の導体層との間に分離領域を設け、導波管の開口面内の基板部に配置された導体パッチと、該導体パッチと第２の導体層との間に誘電体基板を貫通して設置された単一又は複数の第２の導通部を備え、該第２の導通部で導体パッチが第２の導体層に接続されている。
また、上記目的を達成するため、本開示の信号変換器は、基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、基板部と、複数の第１の導通部と、導波路と、変換部とを備えている。基板部は、誘電体板の一面に第１の導体層、誘電体板の他面に第２の導体層が形成されている。第１の導通部は、誘電体板を貫通して第１の導体層と第２の導体層とを導通させる。導波路は、誘電体板と、第１の導体層及び第２の導体層と、導通部とで形成される。変換部は、導波路と導波管との間で信号を変換し、第１の導体層との間に分離領域を設け、導波管の開口面内の基板部に配置された導体パッチと、該導体パッチと第１の導体層との間を接続する接続部を、導体パッチの信号方向と同一方向の中心部又はその近傍に備え、該接続部で導体パッチが第１の導体層に接続されている。
また、上記目的を達成するため、本開示の信号変換器は、基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、基板部と、複数の第１の導通部と、導波路と、変換部とを備えている。基板部は、誘電体板の一面に第１の導体層、誘電体板の他面に第２の導体層が形成されている。第１の導通部は、誘電体板を貫通して第１の導体層と第２の導体層とを導通させる。導波路は、誘電体板と、第１の導体層及び第２の導体層と、導通部とで形成される。変換部は、導波路と導波管との間で信号を変換し、第１の導体層との間に分離領域を設け、導波管の開口面内の基板部に配置された導体パッチと、該導体パッチと第１の導体層との間を接続する接続部を、導体パッチの信号方向と交差方向の中心部又はその近傍に備え、該接続部で導体パッチが第１の導体層に接続されている。
【００１５】
また、上記目的を達成するため、本開示の信号変換器の製造方法は、基板部の形成工程と、基板部及び導波管の結合工程とを含んでいる。基板部の形成工程では、誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層を備え、前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の第１の導通部を備える基板部を形成する。この基板には、前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記第１の導通部とで囲まれ、前記誘電体板の誘電体部に形成される導波路を備え、この導波路に形成された変換部に導体パッチを備え、この導体パッチと前記第１の導体層との間に、結合長を前記誘電体板の厚みよりも狭く設定した分離領域を形成する。そして、基板部及び導波管の結合工程では、基板部と導波管とを結合する。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の信号変換器によれば、次のような効果が得られる。
【００１７】
(1) 基板部と導波管との結合部に導体パッチを設置して信号変換を行うので、信号変換特性の周波数依存性を低減でき、製造上の配置誤差の影響を軽減でき、信号変換特性を改善できる。
【００１８】
(2) 導波管に信号を導く箇所の製造誤差に起因する信号変換特性を改善できる。
【００１９】
(3) 高次モードの発生や共振を抑制でき、基本共振モードに対する高次モードの影響を回避でき、基本共振モードの信号変換効率を高めることができる。
【００２０】
また、本開示の信号変換器の製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００２１】
(1) 信号変換特性が改善された信号変換器を製造することができる。
【００２２】
(2) 製造誤差による信号変換器の信号変換特性の劣化を防止できる。
【００２３】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係る信号変換器を示す図である。
【図２】信号変換器を示す斜視図である。
【図３】導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図４】導波管側から見た信号変換器を示す図である。
【図５】図４のV −V 線断面図である。
【図６】図４のVI−VI線断面図である。
【図７】図４のVII −VII 線断面図である。
【図８】図４のVIII−VIII線断面図である。
【図９】導波路及び変換部を示す図である。
【図１０】導波管、導波路、導通スルーホール部及び変換部の詳細を示す図である。
【図１１】導波路基板の導通スルーホール部（遮断導通スルーホール部）を示す図である。
【図１２】信号変換器の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第１の実施の形態に係る信号変換器の変形例を示す図である。
【図１４】第１の実施の形態に係る信号変換器の変形例を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図１６】導波管側から見た信号変換器を示す図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII線断面図である。
【図１８】第３の実施の形態に係る導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図１９】導波管側から見た信号変換器を示す図である。
【図２０】図１９のXX−XX線断面図である。
【図２１】第４の実施の形態に係る導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図２２】導波管側から見た信号変換器を示す図である。
【図２３】第５の実施の形態に係る導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図２４】導波管側から見た信号変換器を示す図である。
【図２５】第６の実施の形態に係る導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図２６】導波管側から見た信号変換器を示す図である。
【図２７】第７の実施の形態に係る信号変換器を示す図である。
【図２８】第８の実施の形態に係る導通スルーホール部分で切り欠いた導波路基板を示す図である。
【図２９】第９の実施の形態に係る導波路と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図である。
【図３０】他の実施の形態に係る信号変換器の変形例を示す図である。
【図３１】他の実施の形態に係る信号変換器の変形例を示す図である。
【図３２】信号変換器の比較例を示す図である。
【図３３】図３２のXXXIII−XXXIII線断面図である。
【図３４】比較例の特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
【００２６】
第１の実施の形態は、基板部と導波管との間の信号変換部に導体パッチパターンを備え、この導体パッチパターンが導体層の開口領域に導体層と分離された構成である。
【００２７】
この第１の実施の形態について、図１を参照する。図１は、第１の実施の形態に係る信号変換器を示す図である。図１に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００２８】
この信号変換器２は、図１に示すように、導波管４と、導波路基板６とを備える。導波管４は、高周波信号（導波管モード）を伝送する伝送路であって、例えば、空洞導波管で構成される。導波路基板６は、基板部の一例であって、導波路８を構成する。この導波路８は、導波路基板６内を導波路モードで伝送するための伝送路である。
【００２９】
この導波路８は、導波管４との間に変換部１０を備える。この変換部１０は、導波路基板６の導波路８から導波管４への信号変換（矢印Ｓ1 ）、又は、導波管４から導波路基板６の導波路８への信号変換（矢印Ｓ2 ）をする信号変換手段である。
【００３０】
次に、この信号変換器２について、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８及び図９を参照する。図２は、信号変換器を示す斜視図、図３は、導波管と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図、図４は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図、図６は、図４のVI−VI線断面図、図７は図４のVII −VII 線断面図、図８は、図４のVIII−VIII線断面図、図９は、導波路基板の導波路及び変換部を示す図である。図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８及び図９に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８及び図９において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００３１】
導波管４は、図２及び図３に示すように、導体で形成された角筒状の本体部１２と、角筒状の空洞部１４とを備えた空洞導波管であり、上面及び下面側には開口面部１６、１８を備えている。導波管４の形態は角筒状に限定されるものではなく、他の形態であってもよい。
【００３２】
導波路基板６は、既述の導波路８を構成する基板部の一例である。この導波路基板６には誘電体基板２０が用いられ、この誘電体基板２０の第１面（例えば、表面）に第１の導体層２２、その第２面（例えば、裏面）に第２の導体層２４が形成されている。誘電体基板２０は誘電体板の一例であって、誘電体は例えば、樹脂等の誘電体であればよいが、誘電体はセラミック等でもよく、樹脂に限定されない。
【００３３】
この導波路基板６の長手方向の縁部側には第１及び第２の導通スルーホール列２６、２８が設置されている。各導通スルーホール列２６、２８は、導体層２２、２４を導通させる複数の導通部列の一例であって、導体層２２、２４間を接続する接続手段である。従って、この導波路基板６には、誘電体基板２０、導体層２２、２４及び導通スルーホール列２６、２８で包囲された筒状の導波路８が構成され、この導波路８は、導波管４の空洞部１４と交差方向（例えば、直交方向）に形成されている。この導波路８は、誘電体基板２０内を導波管モードで伝送させる伝送路であって、基板内導波路又は導波管路を構成する。各導通スルーホール列２６、２８は、複数の導通スルーホール部３０を所定間隔で配列させて構成されている。
【００３４】
この導波路基板６の導体層２２の上面には導波管４が設置され、導波管４の開口面部１８が導体層２２に接し、導波管４と導波路基板６とが結合している。そこで、この導波路基板６には、この導波管４との結合部分に既述の変換部１０が備えられる。
【００３５】
この変換部１０は、導体パッチ３２と、遮断導通スルーホール列３４とを備える。導体パッチ３２は、導波路８に伝送する高周波信号を導波管４の空洞部１４側に放射し、又は、導波管４の空洞部１４側に伝送する高周波信号を導波路８側に放射する手段であり、導波管４と導波路８とを結合する結合手段である。導体パッチ３２は例えば、長方形状の導体パターンであって、導体層２２と同様の導体パターンで構成される。この導体パッチ３２と導体層２２との間には分離領域３６が形成されている。この分離領域３６は、導体パッチ３２と導体層２２とを分離する分離手段である。この分離領域３６は、導体層２２を例えば、切除し、導体が存在しない部分で構成され、結合間隙（結合ギャップ）を構成し、導体層２２と導体パッチ３２とを電磁的に結合させる手段である。
【００３６】
また、遮断導通スルーホール列３４は、導波路基板６の導波路８を遮断する手段であって、導波路８の終端部を形成し、導波路８内を伝送する基板内導波路モードの信号を遮断する。この遮断導通スルーホール列３４は、導通スルーホール列２６、２８と同様に複数の遮断導通スルーホール部３８を所定間隔で配列させて構成されている。
【００３７】
従って、導波路基板６には、図５、図６、図７、図８及び図９に示すように、誘電体基板２０内に導波路８が形成され、この導波路８の遮断側即ち、導波管４との結合部に変換部１０が構成されている。斯かる変換部１０では、導波路基板６の導波路８を伝送する信号は遮断導通スルーホール列３４で遮断され、分離領域３６で形成された結合間隙（結合ギャップ）を介して電磁的に導体パッチ３２に結合される。この導体パッチ３２から導波管４の空洞部１４に信号が放射される。また、導波管４の空洞部１４側を伝送する信号は導体パッチ３２に誘導され、導体パッチ３２から分離領域３６で形成された結合間隙を介して電磁的に導波路８に結合され、伝送される。
【００３８】
導体パッチ３２の長さ及び幅、分離領域３６の間隔、導体パッチ３２と遮断導通スルーホール列３４との距離について、図１０を参照する。図１０は、信号変換器を示す図である。
【００３９】
図１０に示すように、導体パッチ３２の長さをＬ1 とすると、この長さＬ1 は導波路８の進行方向の長さであって、導体パッチ３２に伝送する高周波信号の波長λの２分の１（＝λ／２）又はその近傍長さに設定すれば、導体パッチ３２が共振器となる。導体パッチ３２が共振器を構成すれば、所望の周波数ｆでの信号変換が行える。即ち、基板内導波路モード信号を結合間隙（分離領域３６）を介し、共振器である導体パッチ３２に電磁的に結合させることができる。この導体パッチ３２から信号電波を導波管４内に放射させ、導波管４の伝送モードへの信号変換が行われる。この場合、導通パッチ３２の幅ｗ（長さＬ1 と交差方向の幅）は、ｗ＝２Ｌ1 又はその近傍の値に設定されている。
【００４０】
分離領域３６で構成される結合間隙の導波路８の進行方向の結合長をＬ2 とすると、この結合長Ｌ2 を誘電体基板２０の厚みＬ3 （図１１）より狭く設定する。結合長Ｌ2 が誘電体基板２０の厚みＬ3 より大きい場合（Ｌ2 ＞Ｌ3 ）には、基板内導波路信号が共振器である導体パッチ３２に到達前に広い結合間隙より異なったモードにて漏洩する。また、この場合、結合間隙の手前の縁で信号反射を生じて戻り、所望の周波数ｆでの共振が起こり難くなる。このような現象は、信号変換効率を低下させることになる。結合長Ｌ2 を誘電体基板２０の厚みＬ3 より狭く設定すれば、斯かる現象を抑制でき、信号変換効率の低下を抑制できる。
【００４１】
この場合、信号の進行方向に向かって、導体パッチ３２の縁から距離Ｌ4 を設定する。導体パッチ３２との間に距離Ｌ4 の間隔を挟んで遮断導通スルーホール列３４が設置されている。この距離Ｌ4 は導波路基板６を伝播する信号の波長λの４分の１（＝λ／４）の奇数倍又はその近傍の値に実質的に相当する値とすればよい。
【００４２】
また、導波路８の幅をＬ5 とすると、この幅Ｌ5 は、高次モードを発生させないように、
【００４３】
【数１】
0005476873.tif 000002
設定すればよく、好ましくは、
【００４４】
【数２】
0005476873.tif 000003
とすればよい。ここで、εr は誘電体基板２２の比誘電率、λ0 はλ0 ＝ｃ／ｆ、ｃは光速、ｆは周波数である。ここで、管内波長λｇは、
【００４５】
【数３】
0005476873.tif 000004
で表される。
【００４６】
導波路８の幅Ｌ5 を広くすると、管内波長λｇは短くなり、幅Ｌ5 を狭くすると管内波長λｇは長くなる。式(3) において、ａは導波路８の幅であり、ａ＝Ｌ5 である。
【００４７】
また、導波管４に変換する周波数信号はシステム上、ある周波数幅が必要になる。従って、例えば、変換器を作成する場合、比帯域を必要な幅より大きく取るように設計すればよい。誘電体基板２０の厚さＬ3 （図１１）を厚くして導体パッチ３２の共振の先鋭度Ｑを下げることで、周波数を広くする手法が存在する。
【００４８】
ここで、与えられた誘電体基板２０の厚さＬ3 を検討する。導波管４の空洞部１４内には空気が存在する。この空気の比誘電率εr はεr ＝１、誘電体基板２０の比誘電率εr はεr ＞１であり、通常、誘電体基板２０の誘電体に用いる樹脂の比誘電率εr はεr ＝３〜４程度である。よって、導波管４の開口幅Ｌ6 （長辺幅）より導波路８の幅Ｌ5 を狭く（Ｌ6 ＞Ｌ5 ）に設定する必要がある。
【００４９】
導通スルーホール列２６、２８の隣接する各導通スルーホール部３０の間隔Ｌ7 は、導波路８の信号が漏れないように間隔を狭める必要がある。この間隔Ｌ7 は、好ましくは、波長λの４分の１（＝λ／４）より十分狭い間隔、波長λの８分の１（＝λ／８）以下が望ましい。
【００５０】
次に、スルーホール部３０について、図１１を参照する。図１１は、導通スルーホール部（又は遮断導通スルーホール部）の部分を切り欠いた導波路基板を示す図である。図１１において、図２、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００５１】
導通スルーホール列２６、２８は、図１１に示すように、誘電体基板２０を貫通して導体層２２、２４間を接続する導通スルーホール部３０で構成すればよい。この場合、導通スルーホール部３０は、誘電体基板２０にスルーホール４０を貫通して形成し、内壁面に導体層４２を形成したものである。従って、導通スルーホール部３０には、導体層４２の内側にスルーホール４４が形成されている。
【００５２】
遮断導通スルーホール列３４も同様に、誘電体基板２０を貫通して導体層２２、２４間を接続する遮断導通スルーホール部３８で構成すればよい。この場合、遮断導通スルーホール部３８も誘電体基板２０にスルーホール４０を貫通して形成し、内壁面に導体層４２を形成すればよい。従って、遮断導通スルーホール部３８にも、導体層４２の内側にスルーホール４４が形成されている。
【００５３】
次に、この信号変換器の製造方法について、図１２を参照する。図１２は、信号変換器の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
この製造工程は、本開示の製造方法の一例であって、図１２に示すように、導波管４の形成工程（ステップＳ１１）、導波路基板６の形成工程（ステップＳ１２）、導波管４と導波路基板６との結合工程（ステップＳ１３）を含んでいる。
【００５５】
導波管４の形成工程（ステップＳ１１）では、既述の導波管４を形成する。この導波管４は、図２に示すように、角筒体の導波管４を形成する。
【００５６】
また、導波路基板６の形成工程（ステップＳ１２）では、既述の導波路基板６を形成する。この導波路基板６には、誘電体基板２０の表面に導体層２２、その背面に導体層２４が形成され、各導体層２２、２４は金属導体からなる導体層をメッキ、蒸着等の皮膜生成方法、又は、金属膜（銅箔等）プレス加工によって形成すればよい。誘電体基板２０、導体層２２及び導体層２４には穿孔によりスルーホール部３０、３８を形成し、スルーホール部３０、３８の内部に導体層４２を設置することにより、導通スルーホール列２６、２８及び遮断導通スルーホール列３４を形成する。導波管４が設置される導波路基板６の導体層２２には、分離領域３６を形成するとともに、導体パッチ３４を形成し、変換部１０を構成する。
【００５７】
そして、導波管４と導波路基板６との結合工程（ステップＳ１３）では、既述の導波路基板６の上面にある導体パッチ３２を導波管４の開口面部即ち、空洞部１４の内部に配置し、導波管４を設置すれば、既述の導波管変換器２が得られる。
【００５８】
上記第１の実施の形態に係る信号変換器２について、変形例や特徴事項を列挙すれば次の通りである。
【００５９】
(1) 信号変換器２では、誘電体基板２０と、該誘電体基板２０の両面に形成された導体層２２、２４、導通スルーホール列２６、２８を備えている。２列の導通スルーホール列（導通ポスト列）２６、２８及び導体層２２、２４で囲まれた誘電体部分が導波路８として構成されている。
【００６０】
(2) 導波路８には信号を変換する変換部１０が備えられ、該変換部１０が導波路８の一端を遮断する位置に備えられている。変換部１０には導体層２２が形成されていない開口領域即ち、分離領域３６で包囲された同一平面内で導体パッチ３２が備えられ、この導体パッチ３２は分離領域３６によって導体層２２と絶縁されているとともに、分離領域３６を介して電磁的に結合される。
【００６１】
(3) 分離領域３６が導体パッチ３２と導体層２２とを電気的に接しないようにギャップを構成している。導波路伝送モード信号はこのギャップを介し、共振器である導体パッチ３２に結合させている。共振器である導体パッチ３２の大きさにより周波数特性がほぼ決定される。このため、導体層２２と導波管４のショート面までの距離依存性が鈍感になる。この結果、導通スルーホール部３０のためのスルーホール４０と導体パッチ３２との位置合わせのばらつきの影響を受けない構造となっている。
【００６２】
(4) 導体パッチ３２を設けたので、導波管４に信号を導く箇所の製造誤差に起因するポスト壁導波管を構成する導波路８の導波管４への信号変換特性、特に、導波管４への信号変換特性について、周波数依存を改善することができる。
【００６３】
(5) 導波管４の開口周辺部と同一平面内にある導体層２２に接しない導体パッチ３２の信号伝搬方向の長さを伝搬する高周波信号の波長λの２分の１（λ／２）に相当する長さに設定してもよい。これにより、信号変換特性が改善される。
【００６４】
(6) 導体パッチ３２の信号の進行方向に対し横方向の幅を広くするため、変換部１０の導波路８を構成する２列の導通スルーホール列２６、２８の間隔は、変換部１０における導波路箇所以外の箇所よりも広くなるように設定してもよい。これにより、信号変換特性が改善される。
【００６５】
ところで、周波数幅を広くするために、導波管４の長辺幅Ｌ6 に近づけるように、導体パッチ３２の幅を広げるのがよい場合がある。その場合、既述のλ0 ／εr 1/2 の半分より導通スルーホール幅Ｌ7 、即ち、導波路８の幅Ｌ5 を広くしないと、導体パッチ３２が入らない場合がある。その場合、導波路８を構成する導通スルーホール部３０の対向側の間隔を異ならせ、即ち、導波路８の幅Ｌ5 にステップ部（段差部）３３（図１３）又はテーパー部（傾斜部）３５（図１４）を設け、変換部１０に至る部分の間隔幅を狭くし、変換部１０を含む間隔幅を広く設定すればよい。即ち、図１３及び図１４に示すように、導通スルーホール列２６、２８の変換部１０側の部分の対向間隔をＬA 、変換部１０以外の部分の対向間隔をＬB とすると、ＬA ＞ＬB とすればよく、また、ＬA ＝Ｌ5 に設定すればよい。理想的には、導通スルーホール部３０の位置と変換部１０の導体パッチ３２がずれない場合はよいが、例えば、少しでも、導波路８の進行方向に対して、横方向に導通スルーホール部３０の位置と変換部１０の導体パッチ３２の位置がずれると、対称性が崩れ、高次モードを発生させる原因になる。高次モードを発生すると、エネルギーが高次モードに奪われ、信号変換効率が劣化する原因になる。
【００６６】
〔第２の実施の形態〕
【００６７】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の導体パッチ３２と導体層２４との間に複数の導通スルーホール部を設け、導通スルーホール部で導体パッチ３２と導体層２４とを接続した構成である。
【００６８】
この第２の実施の形態について、図１５、図１６及び図１７を参照する。図１５は、導波管と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図、図１６は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）、図１７は、図１６のXVII−XVII線断面図である。図１５、図１６及び図１７に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１５、図１６及び図１７において、図２、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００６９】
この実施の形態の信号変換器２では、第１の実施の形態と同様に、導体パッチ３２の導波路モード進行方向の長さＬ8 （図１６）を信号波長λの２分の１（λ／２）に設定している。その方向の半分の距離の線上（中心線上）に、定在波の節が強制的に生成されるように設定する。この場合、導体パッチ３２の中心Ｏで交差する中心線ｍ、ｎを設定し、中心線ｎ上に導通する導通スルーホール部４６、４８が設定され、各導通スルーホール部４６、４８の間隔は、中心線ｍ又は中心Ｏから同一又はその近傍の距離に設定されている。即ち、導体パッチ３２には、中心線上の位置に高周波信号の進行方向について、左右対称になるように導通スルーホール部４６、４８が設置されている。これら導通スルーホール部４６、４８の導体によって、導体層２４と導体パッチ３２とが接続されている。
【００７０】
斯かる構成とすれば、節となる位置に導通スルーホール部４６、４８が設置されているので、高周波信号の伝送への影響は少なく、高次モードを抑圧でき、基本共振モードが得られる。即ち、導通スルーホール部４６、４８で導体パッチ３２の中心線上をショートするので、導波路８と導体パッチ３２の高次伝送（高次共振）モードを抑圧できる。これにより、信号変換特性を改善することができる。
【００７１】
また、導体パッチ３２の２つの導通スルーホール部４６、４８の間隔は、接近させず横方向に離間させた方がよい。２つの導通スルーホール部４６、４８は導波路８の幅を等価的に狭くした効果もあり、高次モード抑圧効果は高くできる。
【００７２】
なお、導体パッチ３２に接続させた導通スルーホール部４６、４８は左右対称に１つずつではなく、導波路幅を狭くしすぎない程度に複数個設置してもよい。
【００７３】
これら導通スルーホール部４６、４８は、図１１に示すように、導通スルーホール部３０と同様に構成すればよい。
【００７４】
〔第３の実施の形態〕
【００７５】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の導体パッチ３２と導体層２４との間に単一の導通スルーホール部を設け、導通スルーホール部で導体パッチ３２と導体層２４とを接続した構成である。
【００７６】
この第３の実施の形態について、図１８、図１９及び図２０を参照する。図１８は、導波管と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図、図１９は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）、図２０は、図１９のXX−XX線断面図である。図１８、図１９及び図２０に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１８、図１９及び図２０において、図１５と同一部分には同一符号を付してある。
【００７７】
この実施の形態では、導体パッチ３２に接続する単一の導通スルーホール部５０とし、導体パッチ３２の中心が定在波の節となるように、導通スルーホール部５０を導体パッチ３２の中心又はその近傍に配置し、高次モードを抑圧させている。即ち、導体パッチ３２の中心Ｏで交差する中心線ｍ、ｎを設定し、これら中心線ｍ、ｎの交差する点（中心Ｏ）又はその近傍の位置に導通スルーホール部５０が設定されている。この導通スルーホール部５０の長さ（深さ）Ｌ9 （図２０）は、導波路基板６の板厚で決定され、導体パッチ３２の大きさに比べ、導通スルーホール部５０の長さＬ9 が短い。この結果、導体パッチ３２の接続位置を節にすることができる。
【００７８】
そして、このように導体パッチ３２の中心に導通スルーホール部５０を設置したことで、既述の基本効果が得られるとともに、導通スルーホール部５０により導体パッチ３２の中心を導体層２４にショートさせたことで、導波路８と導体パッチ３２の高次伝送（高次共振）モードを抑圧できる。
【００７９】
なお、導通スルーホール部５０は、図１１に示す導通スルーホール部３０と同様に構成すればよい。
【００８０】
〔第４の実施の形態〕
【００８１】
第４の実施の形態は、導体パッチ３２と導体層２２との間に接続部を設けて接続した構成である。
【００８２】
この第４の実施の形態について、図２１及び図２２を参照する。図２１は、導波管と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図、図２２は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）である。図２１及び図２２に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図２１及び図２２において、図１５と同一部分には同一符号を付してある。
【００８３】
この実施の形態では、図２１及び図２２に示すように、導体パッチ３２の中心Ｏで交差する中心線ｍ、ｎを設定し、中心線ｍを中心にした第１の接続部５２及び接続部５２を挟んで分離領域３６が形成されている。この接続部５２は、導体パッチ３２と導体層２２とを接続する接続手段又は接続領域の一例であって、この実施の形態では、信号の進行方向の中心に形成されている。この場合、接続部５２の幅は分離領域３６の幅より広く設定され、その長さは分離領域３６の導体層２２側の縁部と中心線ｎとの距離と同一又はその近傍に設定されている。接続部５２は、中心線ｎを跨がって長く設定してもよいし、中心線ｎを跨がらない程度に短く設定してもよい。第１ないし第３の実施の形態では分離領域３６が導体パッチ３２を周回する連続体であったのに対し、接続部５２の形成により、分離領域３６が分断されている。
【００８４】
このように、接続部５２は、導体パッチ３２と導体層２２とを接続する手段であって、導波路８から導波管４に向かう信号の進行方向に向かって、導体パッチ３２の手前側の縁部側導体により形成されている。その形成位置は、導体パッチ３２の中心部又はその近傍に設定されている。この実施の形態では、導波路８の進行方向手前の結合間隙即ち、分離領域３６を分断して導体パッチ３２に結合させているが、導体パッチ３２の横方向の中心線ｎ上に導体接続させている。このため、接続部５２の接続導体に沿う形で信号の注入成分を生じ、導体パッチ３２の横方向の対称性を保った形の基本共振を得ることができる。即ち、本来の定在波の腹の位置である、進行方向の接続位置を導体パッチ３２の手前の縁位置ではなく、本来の節に近づく位置に接続させることにより、基本共振モードを維持している。
【００８５】
また、導体パッチ３２の外側の表面導体より有限な接続長及び接続幅であるため、位相及びインピーダンスを考慮し、導体パッチ３２の進行方向の真の中心位置より、多少ずらして接続させてある。仮に、手前の腹の位置に接続させている場合、接続長の短さも影響して、接続点節に変わり、所望していない高次モードの励起となるが、この実施の形態では、係る不都合を回避している。この結果、高次モードを抑圧でき、また、高次モード抑圧のための導体接続した導通スルーホールも用いず、導通スルーホール部３０の位置と導体パッチ３２の位置ズレに対して強い構造を構成している。
【００８６】
斯かる構成では、第１の実施の形態に係る基本構造に加え、基板内導波路モード進行方向の手前側縁の中心と同一面内の周辺の接続部５２で接続された導体パッチ３２を配置させている。特徴とする信号変換構造である。このため、第１の実施の形態の基本効果に加え、基板内導波路と導体パッチ３２の高次伝送（高次共振）モードを抑圧できる。
【００８７】
加えて、導体パッチ３２と周りの導体層２２とが、導体パッチ３２の一部を削除して、周辺からの接続点をもとの導体パッチ３２の外周より内側に設けた構造である。斯かる構造では、高次共振を抑制するスルーホールなしで、高次モードを抑圧できる。導体パッチ３２の中心部にスルーホール部がないので、その部分の位置合わせが不要であり、低コスト化が図られる。
【００８８】
〔第５の実施の形態〕
【００８９】
第５の実施の形態は、導体パッチ３２と導体層２２との間に導波路８と交差方向例えば、直交方向に２つの接続部を設けて接続した構成である。
【００９０】
この第５の実施の形態について、図２３及び図２４を参照する。図２３は、導波管と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図、図２４は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）である。図２３及び図２４に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図２３及び図２４において、図１５と同一部分には同一符号を付してある。
【００９１】
この実施の形態では、図２３及び図２４に示すように、導体パッチ３２の中心Ｏに交差する中心線ｍ、ｎの内、横方向の中心線ｎ上又はその近傍の位置、即ち、導体パッチ３２の進行方向の半分又はその近傍の位置に、横方向に導体パッチ３２から導体層２２に対して導体層２２と同様の導体を以て、分離領域３６を分断する第２の接続部５４、５６が形成されている。接続部５４、５６は、導体パッチ３２と導体層２２とを導体パッチ３２の側部で接続する接続手段又は接続領域の一例である。各接続部５４、５６の接続長は導体パッチ３２の長さより短く設定され、電位の振れを防止し、加えて、接続幅は導体パッチ３２の進行方向の幅に比べ、小さく設定されている。
【００９２】
斯かる構成では、導体パッチ３２の進行方向半分の位置にて定在波の節を維持でき、即ち、基本共振モードを維持でき、高次モードを抑圧できる。また、高次モード抑圧のための導体パッチ３２に接続させる接続導体が導体層２２と同様の導体で形成されている。斯かる構成では、導通スルーホール部３０の位置に対して導体パッチ３２が位置ズレしても高次モード抑圧が可能であり、導体パッチ３２の位置ズレに対してより強い構造となっている。
【００９３】
導波路８の最大電界振幅が起きる位置は、導波路８の進行方向の横方向の幅の中心線上にある。製造時、導通スルーホール部３０の位置と導体パッチ３２がずれた場合、最大電界振幅が起きる位置が、導体パッチ３２の横方向の中心位置よりずれた箇所となる。この場合、結合間隙（ギャップ）を介して、共振器である導体パッチ３２の横方向の中心位置よりずれた箇所を励振させることになる。導体パッチ３２の横方向の長さが、高次モード発生可能な大きさである場合、高次モードが発生する。この実施の形態では、斯かる不都合を回避することができる。
【００９４】
〔第６の実施の形態〕
【００９５】
第６の実施の形態は、第４及び第５の実施の形態を組み合わせた構成である。
【００９６】
この第６の実施の形態について、図２５及び図２６を参照する。図２５は、導波管と導波路基板とを分離した信号変換器を示す分解斜視図、図２６は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）である。図２５及び図２６に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図２５及び図２６において、図２１又は図２３と同一部分には同一符号を付してある。
【００９７】
この実施の形態では、導体パッチ３２と導体層２２との間に第４の実施の形態（図２１）の第１の接続部５２を中心線ｍ上又はその近傍の位置、第５の実施の形態（図２３）の第２の接続部５４、５６を中心線ｎ上又はその近傍の位置に形成している。これら接続部５２、５４、５６の３箇所で接続した導体パッチ３２と導体層２２とを備える信号変換器２では、先に述べた実施の形態の構成を合わせ持つ構造であるから、高次モード抑圧効果は第４及び第５の実施の形態で得られる効果の両方が得られる。
【００９８】
この実施の形態においても、第１の実施の形態（図２以下）で記述した事項と同様に、主共振が導体パッチ３２である。遮断導通スルーホール列３４で構成されるショート壁と、導体パッチ３２のショート壁側の縁部との距離（間隙）で生じる定在波の効果の割合が低くなる。即ち、導波路基板６の導波路８の進行方向側における導体パッチ３２と遮断導通スルーホール列３４との間の距離での定在波の効果の割合が低くなる。このため、ショート壁までの距離が特性に影響する従来例に比べ、その影響を低く抑えられる。よって、導通スルーホール列２６、２８、導体層２２、２４、導体パッチ３２の位置合わせのばらつきの影響を軽減できる構造である。従って、導波路基板６や信号変換器２は、位置合わせに対する許容誤差が大きくなり、変換特性に優れ、製造コストを低減できる。
【００９９】
また、この実施の形態では、導体パッチ３２の基板内導波路モード進行方向の２つの側面に、導体層２２に接続する接続部５２、５４、５６を備えているので、導体層２２と導体パッチ３２の辺部の中点領域とが接続されている。このように接続部５２に加え、側面側の接続部５４、５６によってショート点を設けることで、導体パッチ３２を大きくしても、導波路８と導体パッチ３２の高次伝送（高次共振）モードを抑圧することができる。
【０１００】
〔第７の実施の形態〕
【０１０１】
第７の実施の形態では、導通スルーホール列及び遮断導通スルーホール列を複数例で構成している。
【０１０２】
この第７の実施の形態について、図２７を参照する。図２７は、導波管側から見た信号変換器を示す図（平面図）である。図２７に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図２７において、図１０と同一部分には同一符号を付してある。
【０１０３】
この実施の形態では、図２７に示すように、既述の導通スルーホール列２６、２８及び遮断導通スルーホール列３４を２列化した導通スルーホール列５８、６０、及び遮断導通スルーホール列６２で構成している。この２列化は一例であり、３列以上の構成としてもよい。このように複数列化すれば、漏れ量を減少させることができる。
【０１０４】
この場合、各導通スルーホール部３０又は遮断導通スルーホール部３８の間隔を各列毎に同一に設定し、各列の間隔部分に他の列の導通スルーホール部３０又は遮断導通スルーホール部３８が交互に設置される構成とすればよい。このようにすれば、各導通スルーホール部３０又は各遮断導通スルーホール部３８の間隔を狭くしたことと同等の効果が得られる。
【０１０５】
〔第８の実施の形態〕
【０１０６】
第８の実施の形態は、導通スルーホール部３０、遮断導通スルーホール部３８のスルーホールに導体層を埋め込み、貫通導体（導通ポスト）として構成している。
【０１０７】
この第８の実施の形態について、図２８を参照する。図２８は、導通スルーホール部（又は遮断導通スルーホール部）の部分を切り欠いた導波路基板を示す図である。図２８において、図１１と同一部分には同一符号を付してある。
【０１０８】
この場合、導通スルーホール部３０は、誘電体基板２０にスルーホール４０を貫通して形成し、このスルーホール４０に導体層４２を埋め込み、導体層４２で円柱状の貫通導体として導通ポストを構成したものである。このような導通スルーホール部３０を既述の導通スルーホール列２６、２８に用いてもよい。マイクロ波やミリ波は表皮効果が顕著となるので、このような導通スルーホール部３０を用いても上記実施の形態と同等の効果が得られる。
【０１０９】
また、遮断導通スルーホール部３８も同様に誘電体基板２０にスルーホール４０を貫通して形成し、このスルーホール４０に導体層４２を埋め込み、導体層４２で円柱状の貫通導体を構成したものである。導体層４２は円柱状の他、角柱体であってもよい。このような遮断導通スルーホール部３８を既述の遮断導通スルーホール列３４に用いてもよい。同様にマイクロ波やミリ波は表皮効果が顕著となるので、このような遮断導通スルーホール部３８を用いても上記実施の形態と同等の効果が得られる。
【０１１０】
〔第９の実施の形態〕
【０１１１】
第９の実施の形態は、導通スルーホール列２６、２８及び遮断導通スルーホール列３４を導体壁で構成している。
【０１１２】
この第９の実施の形態について、図２９を参照する。図２９は、導波路基板の一部を切り欠いて示した信号変換器の分解斜視図である。図２９において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【０１１３】
導通スルーホール列２６、２８又は遮断導通スルーホール列３４は、導通壁を構成する手段であるから、導通スルーホール部３０や遮断導通スルーホール部３８に限定されないし、スルーホール列である必要はない。図２９に示すように、既述の導通スルーホール列２６、２８又は遮断導通スルーホール列３４を一体化した導体壁６４で構成してもよく、導体壁６４で導体層２２、２４間を接続した構成でもよい。この実施の形態では、導体壁６４及び導体層２２、２４によって誘電体基板２０の内部に導波管を構成し、その導波管内に誘電体を内包させた構成である。かかる構成によっても、上記実施の形態と同等の効果が得られるが、導通スルーホール列２６、２８及び遮断導通スルーホール列３４のように間隔部がない点で導波路８側の漏れをより抑制できる。
【０１１４】
〔他の実施の形態〕
【０１１５】
第１の実施の形態について、導波路８の幅Ｌ5 にステップ部３３（図１３）又はテーパー部３５（図１４）を付けることを明示したが、第２の実施の形態についても、図３０に示すようにステップ部３３又は図３１に示すようにテーパー部３５を設けてもよく、第３の実施の形態ないし第９の実施の形態においても同様である。
【０１１６】
〔比較例〕
【０１１７】
次に、比較例について、図３２、図３３及び図３４を参照する。図３２は、信号変換器の比較例を示す図、図３３は、図３２のXXXIII−XXXIII線断面図、図３４は、その特性を示す図である。この比較例において、上記実施の形態と同一部分には同一符号を付してある。
【０１１８】
この比較例では、図３２及び図３３に示すように、この信号変換器１０２では導波管１０４に対向する導波路基板１０６の面部に結合窓１６６が形成されている。この結合窓１６６には誘電体基板１２０を露出させ、既述の導体パッチ３２は設置されていない構成である。
【０１１９】
斯かる構成では、遮断導通スルーホール列１３４によるショート壁と、結合窓１６６との距離Ｌ10を例えば、４分の１波長（λ／４）に配置させ、この配置によって定在波を生じさせ、導波路１０８から共振させて信号を導波管１０４に導いている。ショート壁にて反射される前に、結合窓１６６の長さが、導波路モード進行方向に対し比較的長いため、導波管１０４に漏れ出し、結合窓１６６の長さＬ11による共振は比較的小さく、所望の周波数を決める主の長さは、ショート壁から結合窓１６６までの距離となる。この長さの変化が変換特性の変化として現れる。遮断導通スルーホール列１３４の位置決めの穴あけ工程と、結合窓１６６の形成工程は別工程であるから、この位置合わせに位置ズレを生じると、特性劣化を生じることになる。
【０１２０】
斯かる構成の形成工程について、遮断導通スルーホール列１３４及び結合窓１６６は別々の製造工程で形成されることが予想される。通常は、レーザ又はドリル等により孔を開けてから導電部材を充填する工程により形成される。また、結合窓１６６は、エッチング等の処理により、導電性膜を形成する工程で結合窓１６６の相当部分を取り除くことによって形成される。
【０１２１】
このため、遮断導通スルーホール列１３４と結合窓１６６との間に確保すべき距離は、工程毎の製造ばらつきによって、正確に所望の値とすることが困難である。この結合窓１６６と遮断導通スルーホール列１３４との距離Ｌについて、３つの異なる値の距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ（Ｌａ≠Ｌｂ≠Ｌｃ）に変化させて製造した場合、図３４に示すように、導波管１０４への信号変換特性が変化する。図３４は、横軸に高周波信号の周波数、縦軸に高周波信号の反射量〔ｄＢ〕を取っている。この反射量〔ｄＢ〕が多くなると、遮断導通スルーホール列１３４に導かれる高周波信号成分の量が低下することを意味する。
【０１２２】
この信号変換特性（図３４）から明らかなように、結合窓１６６と遮断導通スルーホール列１３４との距離（Ｌ＝Ｌａ、Ｌｂ又はＬｃ）が変化すると、高周波信号の周波数に対する反射特性にばらつきを生じる。使用する高周波信号の周波数によっては、導波管１０４への伝搬特性が大きく変化する。即ち、導波路１０８の特性改善のため、反射特性に対する周波数依存性の低減が要請されるのである。
【０１２３】
この比較例に対し、上記実施の形態では斯かる不都合はない。遮断導通スルーホール列３４であるショート壁と、導体パッチ３２の距離を、導波路基板６を伝播する信号波長λの４分の１（λ／４）の奇数倍に設定し、定在波を生じさせている。ショート壁に達する前に、導体パッチ３２が存在しているとともに、分離領域３６による結合間隙（ギャップ）が比較的狭いため、直接の漏れが少なく、２分の１波長（λ／２）の導体パッチ３２で大きく共振させ、伝送すべき信号を導波管４に導くことができる。導体パッチ３２の導波路８の進行方向の半分の位置が、定在波の節に当たり、導体パッチ３２は、その進行方向の手前と奥の縁が定在波の腹となるように共振を起こす。従って、主共振長が導体パッチ３２の伝送方向長となり、遮断導通スルーホール列３４からなるショート壁から導体パッチ３２の導波路８の進行方向奥の間隙の縁までの距離での定在波の効果の割合が低くなる。この結果、ショート壁までの距離の特性への影響が低く抑えられる。よって、各実施の形態について、既述の比較例で述べた２つの工程の位置あわせ精度を緩和でき、導体層２２や導体パッチ３２のパターン形成工程の１つの製造工程の誤差による変換特性への影響を小さくでき、変換特性を改善することができる。
【０１２４】
次に、以上述べた実施の形態から抽出される技術的思想に関し、更に以下の付記を列挙する。なお、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
【０１２５】
（付記１）  基板部と導波管との間で信号変換する信号変換器であって、
誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層が形成された基板部と、
前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の導通部と、
前記誘電体板と前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記導通部とで形成された導波路と、
前記導波路と前記導波管との間で信号を変換する変換部とを備え、
前記変換部は、前記第１の導体層との間に分離領域を設け、前記導波管の開口面内の前記基板部に配置された導体パッチを備えることを特徴とする、信号変換器。
【０１２６】
（付記２）  前記導波路は、前記導通部によって形成された導通部列を備えることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１２７】
（付記３）  前記変換部は、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に設置されて前記導波路を遮断する遮断導通部を備えることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１２８】
（付記４）  前記導体パッチは、伝送させる高周波信号の波長の２分の１に相当する長さを備えることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１２９】
（付記５）  前記変換部側の前記導通部列の対向間隔は、前記変換部以外に設置された導通部列の対向間隔と同一又は広く設定されたことを特徴とする、付記２に記載の信号変換器。
【０１３０】
（付記６）  前記導体パッチと前記第２の導体層とを接続する単一又は複数の導通部を備えることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３１】
（付記７）  前記導体パッチと前記第２の導体層との間に前記誘電体基板を貫通して設置された単一又は複数の導通部を備え、該導通部で前記導体パッチが前記第２の導体層に接続されていることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３２】
（付記８）  前記導通部は、信号方向と交差方向の中心部又はその近傍に備えたことを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３３】
（付記９）  前記導通部は、信号方向の中心部又はその近傍に備えたことを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３４】
（付記１０）  前記第１の導体層と前記導体パッチとを接続する単一又は複数の接続部を備え、該接続部は、前記導体パッチの幅より狭い幅であることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３５】
（付記１１）  前記導体パッチと前記第１の導体層との間を接続する接続部を信号方向と同一方向の中心部又はその近傍に備え、該接続部で前記導体パッチが前記第１の導体層に接続されていることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３６】
（付記１２）  前記導体パッチと前記第１の導体層との間を接続する接続部を信号方向と交差方向の中心部又はその近傍に備え、該接続部で前記導体パッチが前記第１の導体層に接続されていることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３７】
（付記１３）  前記導体パッチと前記第１の導体層とを接続する第１及び第２の接続部を備え、前記第１の接続部が信号方向と同一方向の中心部又はその近傍に設置され、前記第２の接続部が信号方向と交差方向の中心部又はその近傍に設置され、これら第１及び第２の接続部で前記導体パッチが前記第１の導体層と接続されていることを特徴とする、付記１に記載の信号変換器。
【０１３８】
（付記１４）  誘電体板の一面に第１の導体層、前記誘電体板の他面に第２の導体層を備え、前記誘電体板を貫通して前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる複数の導通部を備え、前記第１の導体層及び前記第２の導体層と前記導通部とで囲まれ、前記誘電体板の誘電体部に形成される導波路を備え、この導波路に形成された変換部に導体パッチを備え、この導体パッチと前記第１の導体層との間に分離領域を設けた基板部を形成する工程と、
前記基板部と導波管とを結合する工程と、
を含むことを特徴とする、信号変換器の製造方法。
【０１３９】
以上説明したように、信号変換器及びその製造方法に関し、最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本開示の信号変換器又はその製造方法は、マイクロ波、ミリ波等の周波数帯域の導波管接続部を有する高周波モジュールに使用でき、例えば、ミリ波通信システム、自動車用レーダの送受信部等に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
２  信号変換器
４  導波管
６  導波路基板
８  導波路
１０  変換部
１２  本体部
１４  空洞部
１６、１８  開口面部
２０  誘電体基板
２２  第１の導体層
２４  第２の導体層
２６、２８  導通スルーホール列
３０  導通スルーホール部
３４  遮断導通スルーホール列
３６  分離領域
３８  遮断導通スルーホール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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