(57)【要約】【課題】小型で高性能な９０度ベンド型導波管，導波管型フィルタ素子，及び高周波回路ユニットを提供する。【解決手段】表面に第１の導波管の管径に相当する溝が形成され，裏面に開口部を有して溝に直交する第２の導波管が形成された略直方体金属部材１０１と，端面が４５度のテーパ面を有し，溝と第２の導波管との直交部で，４５度のテーパ面が第２の導波管の開口部に対向するようにして溝に嵌め込まれた金属部材１０２ａ，１０２ｂと，溝を覆い第１の導波管を形成する金属板１０３と，を含むことを特徴とする９０度ベンド型導波管が提供される。また，フィルタ部を形成した略直方体金属部材１０１の端部に上記の９０度ベンド型導波管を形成した導波管型フィルタ素子，さらにアンテナや高周波回路を構成した高周波回路ユニットが提供される。【選択図】  図１
2005020077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の伝搬方向を９０度曲げる９０度ベンド型導波管において；
表面に第１の導波管の管径に相当する溝が形成され，前記溝に直交して裏面に開口部を備え，前記第１の導波管と同一の管径を有する第２の導波管が形成された略直方体の第１の金属部材と，
端部に４５度のテーパ面を有し，前記溝と前記第２の導波管との直交部で前記４５度のテーパ面が前記第２の導波管の前記開口部に対向するように，前記溝に嵌め込まれた第２の金属部材と，
前記溝を覆い，前記第１の導波管を形成する第３の金属部材と，
を含むことを特徴とする９０度ベンド型導波管。
【請求項２】
前記溝に嵌め込まれた前記第２の金属部材は，導波管断面の短辺長さをＬとした場合，端部に前記第２の導波管に連なる約０．２０２Ｌの長さの垂直面を残して，４５度のテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の９０度ベンド型導波管。
【請求項３】
フィルタ部と９０度ベンド型導波管とが一体化形成された導波管型フィルタ素子において；
表面に第１の導波管の管径に相当する溝及び前記溝に前記フィルタ部を成す所定の仕切りが形成され，前記溝の少なくとも一端に，前記溝に直交して裏面に開口部を備え，前記第１の導波管と同一の管径を有する第２の導波管が形成された略直方体の第１の金属部材と，
端部に４５度のテーパ面を有し，前記溝と前記第２の導波管との直交部で前記４５度のテーパ面が前記第２の導波管の前記開口部に対向するように，前記溝に嵌め込まれた第２の金属部材と，
前記溝を覆い，前記第１の導波管及び前記フィルタ部を形成する第３の金属部材と，
を含むことを特徴とする導波管型フィルタ素子。
【請求項４】
前記溝に嵌め込まれた前記第２の金属部材は，導波管断面の短辺長さをＬとした場合，端部に前記導波管に連なる約０．２０２Ｌの長さの垂直面を残して，４５度のテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の導波管型フィルタ素子。
【請求項５】
導波管型フィルタ素子とアンテナとが一体化形成された高周波回路ユニットにおいて；
表面に第１の導波管の管径に相当する溝及び前記溝にフィルタ部を成す所定の仕切りが形成され，前記溝の少なくとも一端に，前記溝に直交して裏面に開口部を備え，前記第１の導波管と同一の管径を有する第２の導波管が形成された略直方体の第１の金属部材と，
端部に４５度のテーパ面を有し，前記溝と前記第２の導波管との直交部で前記４５度のテーパ面が前記第２の導波管の前記開口部に対向するように，前記溝に嵌め込まれた第２の金属部材と，
前記溝を覆い，前記第１の導波管及び前記フィルタ部を形成する第３の金属部材と，
前記第１の金属部材の裏面に配置され，前記開口部から出力される電波を伝送して放射するアンテナが形成された配線板と，
を含むことを特徴とする高周波回路ユニット。
【請求項６】
前記溝に嵌め込まれた前記第２の金属部材は，導波管断面の短辺長さをＬとした場合，端部に前記第２の導波管に連なる約０．２０２Ｌの長さの垂直面を残して，４５度のテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の高周波回路ユニット。
【請求項７】
前記第１の金属部材の裏面に配置されて前記配線板に金属細線によって接続され，前記配線板に形成された平面回路／導波管変換部を通して出力信号を前記導波管型フィルタ素子に伝達する高周波回路基板を，さらに含むことを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の高周波回路ユニット。
【請求項８】
前記第１の金属部材の裏面には前記高周波回路基板を搭載する高周波回路収納部が形成され，前記高周波回路基板の搭載表面が前記第１の金属部材の裏面と略同一面を形成し，前記高周波回路基板と前記第１の金属部材の裏面との隙間が，前記配線板に形成された金属導体によって橋渡しされることを特徴とする請求項７に記載の高周波回路ユニット。
【請求項９】
前記第１の金属部材との間で前記配線板を挟持する第４の金属部材をさらに含むことを特徴とする請求項５，６，７または８のいずれかに記載の高周波回路ユニット。
【請求項１０】
前記アンテナは，前記配線板に形成された平面回路より成るパッチアンテナであることを特徴とする請求項５，６，７，８または９のいずれかに記載の高周波回路ユニット。
【請求項１１】
前記アンテナは，前記配線板に形成された平面回路より成る給電線を通して，前記第４の金属部材に形成された少なくとも１つの放射導波管に導かれる構造のアンテナであることを特徴とする請求項５，６，７，８または９のいずれかに記載の高周波回路ユニット。
【請求項１２】
前記アンテナは，前記配線板に形成された，誘電体を挟持する２つの導体より成るラジアル導波路を用いたアンテナであることを特徴とする請求項５，６，７，８または９のいずれかに記載の高周波回路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，アンテナ，フィルタ素子を内蔵する高周波回路ユニットに関し，特にミリ波周波数領域，及び準ミリ波周波数領域に適する小型化された高周波回路ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，この種の小型高周波回路ユニットの構造には，特許文献１に開示される物があり，パッチアンテナを形成したプリント配線基板上に高周波信号処理回路が形成され，アンテナと高周波信号処理回路とが一体化した構造であった。また，特許文献２にはアンテナを内蔵する半導体モジュールの構造が示されている。上記の従来技術においては，高周波信号処理回路として増幅回路，周波数変換回路，発振器回路が示されている。
【０００３】
一方，図１１に，従来の個別部品を使用したミリ波周波数領域の無線装置回路構成を示している。その構成は，中間周波回路（図示せず）からの変調信号を局部発振器で生成されるミリ波信号によって周波数変換し，増幅器で増幅した後，通信に不要な周波数帯域をフィルタ素子で除去し，アンテナより空中に放射するものである。ここで，独立した個別回路部品間の接続には，導波管，同軸コネクタ等が使用されている。
【０００４】
図１１では，導波管出力を有するアンテナ６０１と，導波管型フィルタ素子６０２とを導波管端のフランジ６１１ａ，６１１ｂにて接続し，フィルタ素子の他端に導波管―同軸コネクタ変換器６０３をフランジにて接続している。同軸コネクタに変換された後は，増幅回路，周波数変換回路を内蔵する回路モジュール６０４，及び局部発振器６０５に同軸ケーブル６１２ａ，６１２ｂで接続される。ここで使用されるフィルタ素子は，無線周波数の有効利用を考慮し，通過帯域外は出来る限り急峻に遮断することが望ましく，かつ挿入損失が小さいことが要求されることから，導波管型フィルタ素子が用いられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−９６０２号公報
【特許文献２】
特開平１０−７９６２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，従来の小型高周波回路ユニットでは，無線装置として必要不可欠なフィルタ素子を内蔵しておらず，もし内蔵可能なフィルタ素子を挙げるとすればストリップラインやマイクロストリップラインを使用した平面回路で構成される小型フィルタのみが適用可能である。しかし，その様な小型平面フィルタは通過帯域外の遮断特性が悪く，かつ挿入損失が大きいため回路特性を劣化させる原因となっていた。また，従来の無線装置構成では，各個別回路部品間の接続に導波管，同軸コネクタ等が使用されているため，小型化に限界があり，市場ニーズの高い小型無線装置を製作することが不可能であり，かつ各接続箇所での反射損失が増加し回路特性劣化の原因となっていた。
【０００７】
本発明は，従来の高周波回路ユニットが有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，小型化され，回路特性に優れた，新規かつ改良された９０度ベンド型導波管，導波管型フィルタ素子，及び高周波回路ユニットを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明によれば，電波の伝搬方向を９０度曲げる９０度ベンド型導波管において；表面に第１の導波管の管径（断面の大きさ）に相当する溝が形成され，第１の導波管と管径が同じである第２の導波管が溝に直交して裏面に開口部を備えている略直方体の第１の金属部材と，端部が４５度のテーパ面になっており，溝と第２の導波管との直交部分で４５度のテーパ面が第２の導波管の開口部に対向するように溝に嵌め込まれた第２の金属部材と，溝を覆って第１の導波管を完成する第３の金属部材と，を含むことを特徴とする９０度ベンド型導波管が提供される。
【０００９】
ここで，溝に嵌め込まれた第２の金属部材は，導波管断面の短辺長さをＬとした場合，端部に第２の導波管の側面に連なる約０．２０２Ｌの長さの垂直面を残して，４５度のテーパ面が形成されていることが好ましく，反射特性を改善することができる。この垂直面の長さは，金属部材の加工精度を考慮し，０．０９６Ｌ〜０．３０８Ｌの長さで製作されることが好ましい。
【００１０】
本発明の９０度ベンド型導波管は，従来のλ／４ショート導波管を方形導波管の９０度ベンド部に形成した構造に比べて，ベンド部での反射を減らし，伝送特性を良好にすることができる。また，従来の方形導波管を曲げ加工した９０度ベンド部構造に比べ，格段に小型化することが可能となる。さらに，加工の容易な形状を有する金属部材を嵌め合わせた構造であるので製造が簡単で，量産に適した，反射特性の良好な小型の９０度ベンド型導波管を得ることができる。
【００１１】
また，略直方体金属部材の表面に導波管となる溝及び溝内を仕切って複数の小間を形成したフィルタ部を形成し，溝の片端または両端に，上記９０度ベンド型導波管を形成することにより，外形を小型化，薄型化した９０度ベンド型導波管一体型の導波管型フィルタ素子を提供することができる。また，フィルタ部は，略直方体金属部材の表面から加工し，板状の金属部材で蓋をして完成させる構造なので，精度の良い加工ができ，後工程での調整が不要となり，安価に素子を製造することができる。
【００１２】
さらに，上記の９０度ベンド型導波管一体型の導波管型フィルタ素子を用い，導波管型フィルタ素子裏面に平面回路から形成されるアンテナや高周波回路基板を一体形成することにより，小型で性能が良く，かつ安価で量産に適した高周波回路ユニットを提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本実施形態にかかる９０度ベンド型導波管，導波管型フィルタ素子，及び高周波回路ユニットについて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は，本実施の形態による９０度ベンド型導波管であり，方形導波管の例えば電界面の９０度ベンド（Ｅベンド）部を示す概略説明図である。第１の金属部材である略直方体金属部材１０１の表面に第１の導波管の管径（断面の大きさ）に相当する溝が形成され，かつその一部に溝と垂直に交わり，略直方体金属部材１０１の裏面に開口部を有し，第１の導波管と同一の管径を有する第２の導波管を有している。直交する導波管の交わり部に片面に４５度のテーパ面（斜面）を有する第２の金属部材である金属部材１０２ａ，１０２ｂを嵌め込み，その後，溝部を覆う第３の金属部材である金属板１０３を略直方体金属部材１０１の溝形成面にネジ止めするなどして，方形導波管のＥベンド部を構成している。
【００１５】
図１（ｂ）は導波管Ｅベンド部の断面構造を示す説明図である。本実施の形態では，４５度のテーパ面（斜面）を有する金属部材１０２ａ，１０２ｂに対し，以下の加工を行ない，導波管Ｅベンド部での反射特性の改善を図っている。先ず方形導波管の管径短辺の長さをＬとし，４５度のテーパ面（斜面）を有する金属部材１０２ａ，１０２ｂに約０．２０２Ｌの長さの垂直面を残して４５度のテーパ面（斜面）を形成する。この長さは，０．２０２Ｌ±０．１０６Ｌ（０．０９６Ｌ〜０．３０８Ｌ）の長さに形成することが好ましい。その後，垂直面が方形導波管の管径長辺と同一面を形成するように略直方体金属部材１０１に形成された溝部に嵌め込む。ここで，図１（ａ），（ｂ）に記載された矢印は，電波の伝搬方向を示している。
【００１６】
この様な構造の金属部材１０２は，例えば方形導波管がＷＲ１５の時，導波管の管径短辺長は１．８８ｍｍであるから，形成すべき垂直面は０．３８±０．２ｍｍで，既存の加工精度で十分加工できるものである。また，金属部材１０２の厚みは導波管短辺長さに等しく，幅は導波管長辺長さに等しく加工されている。
【００１７】
図１２は従来の導波管Ｅベンド部の構造を示す説明図であり，略直方体金属部材２０１の表面に方形導波管の管径に相当する形状の溝が形成され，導波管の交わり部に金属部材２０２を嵌め込み，図１２のＤの長さがλ／４（λ：伝搬波長）の導波管（ショート導波管）を導波管Ｅベンド部に形成し，金属板２０３にて溝部を覆い，方形導波管のＥベンド部を構成している。
【００１８】
図２のグラフは本実施の形態の方形導波管Ｅベンドと図１２に示す従来の方形導波管Ｅベンドとの伝送特性のシミュレーション結果を比較したものである。明らかに本実施の形態の方形導波管Ｅベンド構造の方が広帯域（５０〜７５ＧＨｚ）に渡ってベンド部反射が少ない（−２０ｄＢ以下）ことを示している。
【００１９】
また，従来の方形導波管を有限な曲率（例えばＲ＝０．５インチ）で曲げ加工したＥベンドに比べ，本実施の形態は格段に小さい方形導波管Ｅベンドを得ることが出来る。以上のように，本実施の形態の方形導波管Ｅベンド構造を用いれば，簡便な方法にてベンド部反射の非常に少ない，外形的にも小さな方形導波管Ｅベンドを得ることが出来る。
【００２０】
（第２の実施の形態）
図３は，第２の実施の形態による導波管型フィルタ素子の構造を示す説明図であり，導波管フィルタ部の例えば両端に，第１の実施の形態で示した導波管Ｅベンド部を有している。
【００２１】
第１の金属部材である略直方体金属部材３０１表面に方形導波管の管径に相当する形状の溝を形成し，さらに溝内に中央部にスリットを有する薄い仕切りが形成されており，所定の周波数をフィルタリングする小間３０４が形成されている。またフィルタ部両端の溝には，第１の実施の形態と同様に，溝に垂直に交わり略直方体金属部材３０１裏面に開口部が形成された，同一の管径を有する導波管を有している。また溝と導波管の直交部に，第１の実施の形態と同様の垂直面及び４５度のテーパ面（斜面）を有する第２の金属部材である金属部材３０２ａ，３０２ｂを嵌め込み，その後，開口するフィルタ部の形成された略直方体金属部材３０１表面を覆う第３の金属部材である金属板３０３をネジ止めする等して，導波管型フィルタ素子を形成している。
【００２２】
ここで，フィルタ部についてさらに説明する。図４に３段フィルタの形状例を示す。溝内の仕切り（管内突起）のピッチＰ１，Ｐ２や突起間スペースＳ１，Ｓ２がフィルタ特性を左右するパラメータとなる。各パラメータの数値算出には電磁界シミュレータを使用し，結果として得られるフィルタ特性を見ながら，各パラメータの値を調整して値を決める。
【００２３】
従来の導波管フィルタの製造では，各パラメータの設計値に加工するために高い加工精度が必要であり，設計値との周波数のズレやフィルタ帯域内の伝送損失ばらつきが生じてしまうため，加工後にフィルタ特性を補正することを目的に微調整が必要となる。しかし本実施の形態のフィルタでは，略直方体金属部材の表面からミーリング加工によって設計形状に即した溝を高精度に形成することができ，最後にフィルタ部を金属板で覆いフィルタ素子を完成するので，再度の微調整工程を不要にすることができる。
【００２４】
本実施の形態の導波管型フィルタ素子の動作は，略直方体金属部材３０１裏面に導波管が貫通して形成された一方の開口部から電波を入力し，第１の実施の形態で説明したＥベンド部を通して，略直方体金属部材３０１のフィルタ形成面方向に電波を９０度曲げ，所定のフィルタ特性を示す小間３０４を通過の後，再度Ｅベンド部を通して裏面のもう１方の開口部に電波を導いている。
【００２５】
以上のように第２の実施の形態によれば，第１の実施の形態に詳細を説明した方形導波管Ｅベンド構造を用いることで，非常に小型，かつ薄い導波管型フィルタ素子を形成することが可能となった。更に，フィルタを形成するスリットを有する薄い仕切り板をすべて表面から精度良く加工することができる為，従来の導波管型フィルタ素子のように製造後の微調整等の工程も必要無くなり安価に導波管型フィルタ素子を製造することが可能となった。また，全ての加工が略直方体金属部材表面から行なえるので，切削加工に困らず射出成形法等を利用しても製造でき，高精度導波管フィルタの量産にも好適な構造となる。
【００２６】
（第３の実施の形態）
図４〜図６は，第３の実施の形態として，第２の実施の形態による導波管型フィルタ素子にアンテナを一体形成した高周波ユニットの構造を示す説明図である。図４（ａ）は，本実施の形態の高周波ユニットを示す概略断面図であり，第２の実施の形態と同様，第１の金属部材である略直方体金属部材４０１と，導波管フィルタ部の両端の導波管溝に嵌め込まれる第２の金属部材である金属部材４０２ａ，４０２ｂと，溝の表面を覆う第３の金属部材である金属板４０３と，アンテナが形成される２つの配線板４０５，４０６とから構成されている。本実施の形態においては，さらに，配線板４０５，４０６を略直方体金属部材４０１とで挟持する第４の金属部材である配線板押さえ部４０４を含んでいる。
【００２７】
また，配線板押さえ部４０４には，フィルタリングされて導波管を通じて略直方体金属部材４０１の裏面の開口部から出力される電波を受信する配線板４０５，４０６に形成された導波管／平面回路変換部の反射特性を改善するため，λ／４（λ：伝搬波長）の長さの導波管（以後ショート導波管とする），及びアンテナからの電波放射を妨害しない領域に貫通口が形成された配線板押さえ部４０４を含んでいる。
【００２８】
次に，各部品の詳細を説明しながら，アンテナ及び導波管型フィルタ素子の一体型の高周波ユニットの動作について説明する。図４（ｂ）は，略直方体金属部材４０１の斜視図である。第２の実施の形態と同様に略直方体金属部材４０１の表面より導波管フィルタを成す導波管溝，並びに所定のフィルタ特性を示す小間４１０を作るために，導波管の中央部にスリットを持つ仕切りが形成されている。略直方体金属部材４０１の両端にはＥベンド部が形成され，一方は略直方体金属部材４０１を裏面に貫通する導波管へ，他方は略直方体金属部材４０１の表面から外部方向に電波を反射する構造としている。
【００２９】
ここで用いられるＥベンド構造は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。フィルタ部を覆う金属板４０３には，外部方向から導波管に電波を導入する開口部４１１が形成されている。上記構造により略直方体金属部材４０１は以下の様に動作する。開口部４１１より入射した電波は，金属部材４０２ｂで形成されたＥベンド部によりフィルタ部に伝達され，所定の周波数特性にフィルタリングされた後，金属部材４０２ａで形成されたＥベンド部により略直方体金属部材４０１の裏面の開口部４１２に出力される。
【００３０】
次に，アンテナ及び導波管／平面回路変換部を形成する配線板４０５，４０６の構造について図５（ｃ），（ｄ）を参照して説明する。配線板４０５の１方の面には金属導体４１３が全面に形成され，略直方体金属部材４０１の開口部４１２に対応した箇所に導体開口部４１４を有する。また，他方の面には，導体開口部４１４の裏面部分より平面回路配線４１６が形成され，略方形導体のパッチアンテナ４１５に接続されている。パッチアンテナ４１５以外の部分は配線板４０５の誘電体基材４１７が露出している。
【００３１】
一方，配線板４０６には，パッチアンテナ４１５を中心としてアンテナからの電波放射を阻害しない領域に開口部４２０を有し，配線板４０５との対向面には誘電体基材４２１が露出し，誘電体基材４２１が露出した面の裏面には金属導体４１９が全面に形成され，開口部４１２に対応した箇所に導体開口部４１８が形成されている。
【００３２】
次に配線板４０５，４０６の動作について説明する。導波管の開口部４１２より出た電波は，２つの導体開口部４１４，４１８に挟まれて導体開口部４１４，４１８内に突出した平面回路配線４１６に伝達される。その後，金属導体４１３，４１９と平面回路配線４１６で形成するストリップライン及び開口部４２０内のマイクロストリップラインを通して，パッチアンテナ４１５に伝達され空間に放射される。
【００３３】
次に，構造部材である配線板押さえ部４０４について図６を参照して説明する。配線板押さえ部４０４は，パッチアンテナ４１５部を中心としてアンテナからの電波放射を阻害しない領域に開口部４２３を有し，略直方体金属部材４０１と共に配線板４０５，４０６を挟持し，ネジ等（図示せず）により配線板４０５，４０６を密着させる。また，開口部４１２に対応した場所にショート導波管４２２を形成し，導波管開口部４１２からの電波を平面回路配線４１６に伝達する導波管／平面回路変換部の反射特性を改善している。
【００３４】
以上の様に，第３の実施の形態によれば，第２の実施の形態で説明した小型な導波管型フィルタ素子と，アンテナを一体化することにより，高周波ユニットの大幅な小型化，薄型化が達成出来る。また，導波管フィルタを用いることで回路損失の低減が図れる。さらに，製造方法も簡単で調整工程も必要無くなる等により高周波ユニットの低コスト化が図れる。従って，今後のミリ波，準ミリ波帯の無線器の小型化，回路特性の向上，価格の低減という効果が得られる。
【００３５】
（第４の実施の形態）
図７〜図１０は，第２の実施の形態にて説明した導波管型フィルタ素子とアンテナ，及び高周波回路を一体に形成した第４の実施の形態の高周波回路ユニットについて示した説明図である。まず，図７（ａ）は，第４の実施の形態の高周波ユニットの概略断面図である。
【００３６】
第２の実施の形態と同様に溝が形成された第１の金属部材である略直方体金属部材５０１と，溝に嵌め込まれた第２の金属部材である金属部材５０２ａ，５０２ｂと，溝表面を覆う第３の金属部材である金属板５０３と，アンテナが形成される２つの配線板５０５，５０６と，高周波回路基板５０７とから構成されている。本実施の形態においては，さらに，配線板５０５，５０６を略直方体金属部材５０１とで挟持し，配線板５０５，５０６に形成された導波管／平面回路変換部及び平面回路／導波管変換部のショート導波管を形成した第４の金属部材である配線板押さえ部５０４，と配線板押さえ部５０４に取り付けられ，高周波回路基板５０７部をカバーする高周波回路収納部蓋５０８とを含んでいる。
【００３７】
次に，図７（ａ）の各構成要素の詳細を説明しながら本実施の形態の高周波ユニットの動作について説明する。図７（ｂ）は略直方体金属部材５０１の斜視図である。略直方体の略直方体金属部材表面に，導波管溝と所定のフィルタ特性を示す小間５１０を形成するため，導波管の中央部にスリットを持つ仕切り薄板とが形成されている。
【００３８】
略直方体金属部材５０１の両端にＥベンド部を形成し，略直方体金属部材５０１を貫通する導波管の一方から電波を入射し，もう一方から放射する構造としている。ここで用いられる導波管Ｅベンド部の構造は第１の実施の形態と同様なので，説明を省略する。フィルタ部を覆う蓋である金属板５０３をネジ等で略直方体金属部材５０１に固定する。また，略直方体金属部材５０１の裏面には後述する高周波回路を収容する収納部５１４，及び円形導波管アンテナのショート導波管に相当する凹部５１３が形成されている。更に高周波回路の収納部５１４には，外部より信号，電源を導入するコネクタ類５１５を取付ける穴が形成されている。
【００３９】
上記構造により略直方体金属部材５０１は，以下の様に動作する。開口部５１１より入射した電波は，金属部材５０２ｂで形成されたＥベンド部でフィルタ部に伝達され，所定の周波数特性にフィルタリングされた後，金属部材５０２ａで形成されたＥベンド部により略直方体金属部材５０１のもう一方の開口部５１２に出力される。
【００４０】
次に，アンテナ及び導波管／平面回路変換部を形成する配線板５０５，５０６の構造について図８（ｃ），（ｄ）を参照して説明する。配線板５０５の一方の面には金属導体５１６が全面に形成され，導波管フィルタ部の開口部５１１，５１２に対応した箇所に導体開口部５１７，５１８を有する。また，円形導波管アンテナ形成部に対応し導体開口部５１９が，高周波回路の収納部５１４に対応して開口部５２０が形成されている。一方，配線板５０５の反対側の面には，導体開口部５１７，５１８の裏面部分より平面回路配線５２１，５２２が形成されており，平面回路配線５２１，５２２以外の部分は誘電体基材５２３が露出している。
【００４１】
一方，配線板５０６には高周波回路の収納部５１４に対応して開口部５２５を有し，配線板５０５との対向面は誘電体基材５２４が露出し，誘電体基材５２４の面の裏面には金属導体５２６が全面に形成され，略直方体金属部材５０１の開口部５１１，５１２に対応した箇所に導体開口部５２７，５２８が，円形導波管アンテナ形成部に対応した箇所に導体開口部５２９が形成されている。
【００４２】
次に，配線板５０５，５０６の動作について説明する。後述する高周波回路基板５０７より出力される高周波信号は平面回路配線５２１に，例えばワイヤボンディング法等により金属細線で伝達される。その後，配線板の金属導体５１６，５２６と平面回路配線５２１で形成されるストリップラインを通して，２つの導体開口部５１７，５２７に挟まれ，導体開口部内に突出した平面回路配線５２１より成る平面回路／導波管変換部で略直方体金属部材５０１の導波管の開口部５１１に伝達される。
【００４３】
略直方体金属部材５０１を通過して導波管の開口部５１２に伝達された高周波信号は２つの導体開口部５１８，５２８に挟まれ，導体開口部内に突出した平面回路配線５２２よりなる導波管／平面回路変換部で平面回路配線５２２に伝達され，配線板の金属導体５１６，５２６と平面回路配線５２１で形成するストリップラインを通して平面回路配線５２２他端の円形導波管アンテナに伝達され，空間に放射される。
【００４４】
次に，構造部材である配線板押え部５０４と，高周波回路収納部蓋５０８について説明する。配線板押え部５０４は，前述した平面回路／導波管変換部及び導波管／平面回路変換部に対応する場所にショート導波管５３０，５３１を形成し，平面回路／導波管変換部及び導波管／平面回路変換部導波管の反射特性を改善している。また，円形導波管アンテナの放射導波管に相当する円筒状の貫通口５３３，及び高周波回路基板５０７を収納するキャビティに相当する貫通口５３２が設けられている。
【００４５】
放射導波管に相当する円筒状の貫通口５３３は，略直方体金属部材５０１に形成された円形導波管アンテナのショート導波管に相当する凹部５１３と対向しており，配線板５０５，５０６の金属導体５１６，５２６に形成した導体開口部５１９，５２９とも同一直径を有し，中心を同一とする導体開口部５１９，５２９各々に挟持された円形導波管内に突出した平面回路配線５２２により円形導波管アンテナを構成している。
【００４６】
円形導波管アンテナについては，文献Ｓ．Ｎｉｓｈｉ，Ｋ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｍａｔｕｉ，ａｎｄ  Ｈ．Ｏｇａｗａ，“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ  ｖｉｄｅｏ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ  ＩＩ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ”，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｒｄ  Ｔｒｏｐｉｃａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ  Ｗａｖｅｓ，ｐ２０７−２１０，Ｍａｒｃｈ，２００１．に詳細が明記されているが，ここでは説明を省略する。
【００４７】
また，高周波回路基板５０７を収納するキャビティに相当する貫通口５３２をカバーする高周波回路収納部蓋５０８が用意され，高周波回路基板５０７を実装した後，配線板押え部５０４に，例えばネジ止め等により高周波回路収納部蓋５０８が固定され，内部の高周波回路基板５０７を保護，シールドする。
【００４８】
最後に，収容される高周波回路基板５０７について説明する。図９（ｆ）に示すように，高周波回路基板５０７は各種の能動素子５３４ａ，５３４ｂや受動部品５３５を搭載する金属製板よりなり，予めワイヤボンディング法などによる金属細線で，各素子間を接続してあり，半完成品として諸特性を評価できる状態になっている。高周波回路基板５０７を収納部５１４に収納し，信号や電源を導入するコネクタ類５１５と接続し，平面回路配線５２１と配線して完成する。
【００４９】
ここで，高周波回路基板５０７を収容する方法について図１０を用いて詳細に説明する。略直方体金属部材５０１に形成した収納部５１４に高周波回路基板５０７を挿入し，ネジ等で固定する。その後，配線板５０５，５０６を重ねて配線板押え部５０４と略直方体金属部材５０１とで挟持して固定し，貫通口５３２から所定配線の結線を行うことにより収容が完成する。
【００５０】
上記の収容方法において，略直方体金属部材５０１に形成した収納部５１４と高周波回路基板５０７の隙間を配線板５０５上の金属導体５１６で橋渡ししている。更に，配線板５０５，５０６に形成した開口部５２０，５２５の大きさを，平面回路配線５２１を形成した配線板５０５側を小さくすることで平面回路配線５２１の端部が配線板５０６より露出する。
【００５１】
このような構造により配線板５０５，５０６上の金属導体５１６，５２６で挟まれたストリップライン構造を有する平面回路配線５２１は，露出した部分で，配線板５０５上の金属導体５１６と平面回路配線５２１とで構成されるマイクロストリップラインに変換され，高周波回路基板５０７上の能動素子５３４ａ，５３４ｂと金属細線で結線することが可能になる。こうして，収納部５１４と高周波回路基板５０７の隙間上を金属細線で結線する場合に比べ，特性インピーダンスの変化が少なく，結線部の反射を低減することが可能となる。
【００５２】
以上の様に，第４の実施の形態によれば，小型な導波管フィルタと円形導波管アンテナと高周波回路基板を一体化して高周波ユニットの大幅な小型化，薄型化を達成した。また，製造方法も簡単で調整工程も必要無くなること等により，高周波ユニットの低コストが図れる。更に，金属細線での接続箇所の反射を低減し，伝送損失の少ない高周波ユニットを形成することができた。従って，今後のミリ波，準ミリ波帯の無線器の小型化，回路特性の向上，価格の低減という効果が得られる。
【００５３】
以上，添付図面を参照しながら本実施形態にかかる９０度ベンド型導波管，導波管型フィルタ素子，及び高周波回路ユニットの好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５４】
第３の実施の形態では，平面回路によるパッチアンテナを有する高周波ユニットを，第４の実施の形態では円形導波管アンテナを有する高周波ユニットについて説明してきた。しかし，アンテナ形状についてはこれらにとらわれる事は無く各種形状のアンテナが利用可能である。
【００５５】
例えば，薄型化を目的に，誘電体を挟持する２導体より成る両面板の一方の導体に電波放射スリットを設け，他方の導体にアンテナへの電力供給口を有するラジアル導波路を用いたアンテナを用いることができる。このアンテナの電力供給口に第２の実施の形態に示す導波管型フィルタ素子の一方の開口部を直接接続する構造とする事で，第３，第４の実施の形態に示す様な導波管／平面回路変換部や，配線板を挟持する為に必要な構造部材も不要とすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，略直方体金属部材に溝を形成し，溝に直交する導波管の直交部に，垂直面と４５度のテーパ面を有する金属部材を嵌め込むことにより，反射特性の良好な小型の９０度ベンド型導波管を簡単に得ることができ，この９０度ベンド型導波管を用いてフィルタ素子やアンテナを一体化することにより，安価，小型で高性能の導波管型フィルタ素子，及び高周波回路ユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる９０度ベンド型導波管を示す説明図であり，（ａ）は全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ｂ）は９０度ベンド部を詳細に示す説明図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる９０度ベンド型導波管の９０度ベンド部の伝送特性を従来の９０度ベンド部と比較する説明図である。
【図３】第２の実施の形態にかかるフィルタ素子を示す説明図であり，（ａ）は全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ｂ）はフィルタ部の構造を示す説明図である。
【図４】第３の実施の形態にかかる高周波ユニットの全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ａ）は各部材の配置を示す説明図であり，（ｂ）はフィルタ素子部を示す説明図である。
【図５】第３の実施の形態にかかる高周波ユニットの全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ｃ）は一方の配線板を示す説明図であり，（ｄ）は他方の配線板を示す説明図である。
【図６】第３の実施の形態にかかる高周波ユニットの配線板押さえ部を概略的に示す説明図である。
【図７】第４の実施の形態にかかる高周波ユニットの全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ａ）は各部材の配置を示す説明図であり，（ｂ）はフィルタ素子部を示す説明図である。
【図８】第４の実施の形態にかかる高周波ユニットの全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ｃ）は一方の配線板を示す説明図であり，（ｄ）は他方の配線板を示す説明図である。
【図９】第４の実施の形態にかかる高周波ユニットの全体の構造を概略的に示す説明図であり，（ｅ）は配線板押さえ部を示す説明図であり，（ｆ）は高周波回路基板を示す説明図である。
【図１０】第４の実施の形態にかかる高周波ユニットの高周波回路基板収納部を示す説明図である。
【図１１】従来技術にかかるミリ波帯無線回路装置を示す説明図である。
【図１２】従来技術にかかる９０度ベンド型導波管の９０度ベンド部を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１    略直方体金属部材
１０２ａ  金属部材
１０２ｂ  金属部材
１０３    金属板
【図１】
2005020077.tif 000003
【図２】
2005020077.tif 000004
【図３】
2005020077.tif 000005
【図４】
2005020077.tif 000006
【図５】
2005020077.tif 000007
【図６】
2005020077.tif 000008
【図７】
2005020077.tif 000009
【図８】
2005020077.tif 000010
【図９】
2005020077.tif 000011
【図１０】
2005020077.tif 000012
【図１１】
2005020077.tif 000013
【図１２】
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