(57)【要約】【課題】簡易な構成で、設計通りの伝送特性を確実に得ることができる誘電体と導体との結合構造を提供すること。【解決手段】一対の平行な導体板２ａ，２ｂに挟まれ、その間隔が１／２波長未満とする誘電体線路１によって電磁波を伝搬するＮＲＤガイドの該誘電体線路１に金属リング３を密着配置し、誘電体線路１と金属リング３との間に、エナメル１０を充填した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行導体板に挟まれ、その間隔が１／２波長未満とする誘電体線路によって電磁波を伝搬するＮＲＤガイドの該誘電体線路に導体を密着配置し、該誘電体線路と該導体との間に、液状誘電体を充填したことを特徴とする誘電体と導体との結合構造。
【請求項２】
同軸線路の内部導体を、マイクロストリップ線路の誘電体基板に貫通させ、前記マイクロストリップ線路と前記同軸線路とが結合された結合構造において、前記内部導体と前記誘電体基板との接触面に液状誘電体を充填したことを特徴とする誘電体と導体との結合構造。
【請求項３】
前記液状誘電体は、乾燥硬化性液状誘電体であることを特徴とする請求項１または２に記載の誘電体と導体との結合構造。
【請求項４】
前記乾燥硬化性液状誘電体は、エナメルであることを特徴とする請求項３に記載の誘電体と導体との結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超高速・大容量無線通信を実現する要素技術であるＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路：Nonradiative Dielectric Wave Guide）における誘電体線路と導体との結合あるいはマイクロストリップ線路と同軸線路との結合における誘電体と導体との結合を含む一般的な誘電体と導体との結合構造に関し、特に製造上の誤差に関係なく良好な伝送特性を得ることができる誘電体と導体との結合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、超高速・大容量無線通信の実現が強く要望されており、この実現には、電波法で免許が不要な６０ＧＨｚ帯が有用である。特に５９〜６６ＧＨｚ帯をカバーする広帯域な回路素子の開発が重要である。これによって、超高速無線ＬＡＮ、ホームリンク、ケーブルテレビ無線伝送、車車間通信システムなどが、たとえば４００Ｍｂｐｓを超える伝送速度で実現することができる。
【０００３】
このようなミリ波、マイクロ波の伝送回路として従来からＮＲＤガイドが用いられている。このＮＲＤガイドは、平行な一対の導体板間に、たとえば比誘電率εｒ＝２．０４のテフロン（Ｒ）などの誘電体線路が設けられる。この導体板の幅すなわち誘電体線路の高さは、この誘電体線路を伝搬する電磁波の周波数の１／２波長未満にし、誘電体線路の幅を１／２波長程度にしている。たとえば、動作周波数が６０ＧＨｚである場合、誘電体線路の高さを２．２５ｍｍとし、誘電体線路の幅を２．５ｍｍとしている。この結果、誘電体線路には、動作周波数の電磁波が伝搬することができるが、誘電体線路外であって誘電体線路の幅方向には、動作周波数の電磁波が伝搬することができず、いわば動作周波数の電磁波が誘電体線路内に閉じ込められて伝搬することになる。
【０００４】
この誘電体線路内を伝搬する動作周波数の電磁波の動作モード（ＬＳＭモード）は、図６−１に示すような、断面内の電界が発生するが、一対の導体板１０２ａ，１０２ｂ間に誘電体線路１０１の曲げや分岐などがある場合、図６−２に示すように、不要な寄生モードであるＬＳＥモードが発生する。
【０００５】
このＬＳＥモードを抑制するため、従来は、図７に示すように、誘電体線路１０１内に１／４波長チョーク構造のモードサプレサ１０３を挿入していた。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４１００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のモードサプレサ１０３は、誘電体線路１０１に挿入する場合、一度作成した誘電体線路１０１を長手方向に切り開き、この切り開いた部分にモードサプレサ１０３を挿入し、貼着するという煩雑で時間と労力とがかかる作業が必要であるという問題点があった。そこで、本発明者らは、誘電体線路１０１の近傍あるいは密着させて導体を配置することによって、寄生モードであるＬＳＥモードを効果的に除去できることを見出した。
【０００８】
ところが、誘電体線路１０１と導体とを接触させる場合、設計通りの伝送特性が得られない場合が生じ、そのばらつきが大きいという問題点があった。
【０００９】
また、ＮＲＤガイドを用いた回路では、マイクロストリップ線路を用いる場合があり、この場合ＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とは同軸線路で結合するとその伝送特性の劣化を小さくすることができる。しかし、マイクロストリップ線路と同軸線路との結合においても、設計通りの伝送特性が得られない場合が生じ、そのばらつきが大きいという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、設計通りの伝送特性を確実に得ることができる誘電体と導体との結合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、平行導体板に挟まれ、その間隔が１／２波長未満とする誘電体線路によって電磁波を伝搬するＮＲＤガイドの該誘電体線路に導体を密着配置し、該誘電体線路と該導体との間に、液状誘電体を充填したことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明は、同軸線路の内部導体を、マイクロストリップ線路の誘電体基板に貫通させ、前記マイクロストリップ線路と前記同軸線路とが結合された結合構造において、前記内部導体と前記誘電体基板との接触面に液状誘電体を充填したことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明は、上記の発明において、前記液状誘電体は、乾燥硬化性液状誘電体であることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明は、上記の発明において、前記乾燥硬化性液状誘電体は、エナメルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、誘電体と導体との接触部分に液状誘電体を充填し、空隙を埋めることによって製造時に取り除くことが困難な空隙によって生じる伝送特性の劣化をなくすことができ、設計通りの伝送特性を確実に得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＮＲＤガイドモードサプレサの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１であるＮＲＤガイドモードサプレサの概要構成を示す斜めからみた一部破断図である。図１において、このＮＲＤガイドモードサプレサは、平行な導体板２ａ，２ｂに挟まれた誘電体線路１を有する。誘電体線路１は、比誘電率εｒ＝２．０４、tanδ＝１．５×１０-4程度のテフロン（Ｒ）によって実現され、高さａは２．２５ｍｍ、幅ｂは２．５ｍｍである。誘電体線路１を伝搬する電磁波の動作周波数を６０ＧＨｚとすると、その波長λは約５ｍｍであり、高さａは、λ／２未満となり、誘電体線路１以外の導体板２ａ，２ｂ間には、動作周波数の電磁波は伝搬しない。これに対して、誘電体線路１内は、波長λが短縮され、動作周波数の電磁波が伝搬することができる。この結果、動作周波数帯において、電磁波が誘電体線路１内のみを伝搬するＮＲＤガイドを形成する。
【００１８】
ここで、誘電体線路１は、曲率半径Ｒ＝１２ｍｍで屈曲した構造となっており、この場合、上述した動作モードであるＬＳＭモード以外に、寄生モードであるＬＳＥモードの電磁波が発生する。ここで、誘電体線路１の屈曲内側に、導体である金属リング３を密着させるとＬＳＥモードが抑制される。この金属リング３と誘電体線路１とを密着させるために、金属リング３と誘電体線路１との間に、乾燥硬化性液状誘電体としてエナメル１０を充填して密着させている。
【００１９】
図２に示すように、誘電体線路１が直線状である場合に比較して、誘電体線路１が屈曲していると、電磁界が屈曲内側にシフトし、屈曲内側の電磁界強度が大きくなる。ここで、図３に示すように、誘電体線路１と金属リング３との間に生じる空隙に加えて電磁界強度の強さの増大によってスパイク状の劣化が生じるが、エナメル１０を充填することによって、このスパイク状の劣化を除去することができる。すなわち、誘電体線路１と金属リング３との間の空隙が生じないように設計し、製造するが、この微小な空隙の存在を除去することは困難であり、エナメル１０の充填によってこの空隙をなくすことができる。
【００２０】
この実施の形態１によれば、誘電体１と金属リング３との間に生じる空隙を、エナメル１０の充填によって確実になくすことができ、この結果、スパイク状に生じる伝送特性の劣化を確実になくすことができる。なお、エナメル１０は、乾燥硬化性液状誘電体であるが、これに限らず、液状誘電体であればよく、オイルでもよい。この場合、エナメル１０のように硬化して接着性を有することが好ましい。
【００２１】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２では、マイクロストリップ線路と同軸線路とを結合する場合の構造について説明する。
【００２２】
図４は、この発明の実施の形態２であるマイクロストリップ線路と同軸線路との結合構造を示す斜めからみた一部破断図である。図４に示すように、マイクロストリップ線路３０は、導体板３１上に誘電体基板３２を介してストリップ３３が形成される。このマイクロストリップ線路３に結合する同軸線路２０は、同軸誘電体２２が導体板を貫通し、同軸誘電体２２内の内部導体２１は、さらに誘電体基板３２を貫通し、ストリップ３３に結合する。この場合、導体板３１は、外部導体として機能する。
【００２３】
ここで、内部導体２１と誘電体基板３２との間には、完全に隙間がない構造を形成することは困難であり、図５の破線で示すように、伝送特性が劣化する。そこで、実施の形態１と同様に、内部導体２１と誘電体基板３２との間の空隙を完全に埋めるべく、エナメル４０を充填すると、図５の実線で示すように５ｄＢ以上の特性向上を得ることができる。このように、電磁界分布が強いところに生じた空隙を埋めることによって、伝送特性は設計時の特性を確実に得ることができる。なお、実線で示した伝送特性は、エナメル４０を充填した状態であっても、２ｄＢ程度の損失があるが、この損失は、マイクロストリップ線路３０と同軸線路２０との変換による損失ではなく、マイクロストリップ線路３０自体の伝送損失である。
【００２４】
この実施の形態２によれば、マイクロストリップ線路３０と同軸線路２０とを結合する場合であっても、電磁界が集中する誘電体基板３２と内部導体２１との間に生じる空隙をエナメル４０で充填するようにし、これによって伝送特性の劣化をなくすことができる。
【００２５】
なお、上述した実施の形態１，２では、ＮＲＤガイドサプレサの場合と、マイクロストリップ線路と同軸線路との結合の場合について説明したが、これに限らず、誘電体と金属（導体）とを密着させて結合する場合の空隙をなくす構造のすべてに適用できる。たとえば、図４において、誘電体基板３２と導体板３１との間にも適用でき、簡易に完全に隙間をなくすことが可能であり、伝送特性の改善に効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、この発明にかかる誘電体と導体との結合構造では、誘電体と導体とを密着させて結合させる構造の全てに適用され、特に伝送特性劣化を防止する通信機器全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態１であるＮＲＤガイドモードサプレサの概要構成を示す斜めからみた一部破断図である。
【図２】ＮＲＤガイドの屈曲に伴う電磁界分布の変化を示す図である。
【図３】エナメルの充填有無による伝送特性の違いを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２であるマイクロストリップ線路と同軸線路との結合構造を示す斜めからみた一部破断図である。
【図５】エナメルの充填有無による伝送特性の違いを示す図である。
【図６−１】動作モードの電界分布を示す図である。
【図６−２】寄生モードの電界分布を示す図である。
【図７】従来のＮＲＤガイドモードサプレサの概要構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１０１  誘電体線路
２ａ，２ｂ，３１１０２ａ，１０２ｂ  導体板
３  金属リング
１０，４０  エナメル
２０  同軸線路
２１  内部導体
２２  同軸誘電体
３０  マイクロストリップ線路
３２  誘電体基板
３３  ストリップ
１０３  λ／４チョークモードサプレサ
【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６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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