(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトで優れた伝送特性を有する導波管電力分配機能を有する導波管構造体における分岐構造を提供する。【解決手段】第1の導波管構造体２の終端部に第２の導波管構造体１を高周波信号の伝送方向が直交するように重ねて配置し、この重ねた部位の導波管壁にそれぞれ結合窓３を形成してなるとともに、第２の導波管１の重ねた部位付近に結合窓３を形成した壁面とこれと対向する壁面との間隔を他の部位における間隔よりも狭くした薄肉部５を設けるとともに、薄肉部５の伝送方向の中心を結合窓５の中心からずらして配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の導波管構造体の終端部に第二の導波管構造体を高周波信号の伝送方向が直交するように重ねて配置し、この重ねた部位の導波管壁にそれぞれ結合窓を形成してなるとともに、前記第２の導波管の重ねた部位付近に前記結合窓を形成した壁面とこれと対向する壁面との間隔を他の部位における間隔よりも狭くした薄肉部を設けるとともに、該薄肉部の伝送方向の中心を前記結合窓の中心からずらして配置したことを特徴とする導波管構造体の分岐構造。
【請求項２】
第1の導波管構造体の終端部に第二の導波管構造体を高周波信号の伝送方向が平行になるように重ねて配置し、この重ねた部位の導波管壁にそれぞれ結合窓を形成してなるとともに、前記第２の導波管の重ねた部位付近に前記結合窓を形成した壁面とこれと対向する壁面との間隔を他の部位における間隔よりも狭くした薄肉部を設けてなり、該薄肉部の伝送方向の中心を前記結合窓の中心からずらして配置したことを特徴とする導波管構造体の分岐構造。
【請求項３】
前記導波管構造体が、誘電体基板を挟持する一対の主導体層と、高周波信号の伝送方向に信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔で、かつ前記伝送方向と直交する方向に所定の幅で前記主導体層間を電気的に接続して形成された２列の側壁用貫通導体群と、前記主導体層間に主導体層と平行に形成され、前記側壁用貫通導体群と電気的に接続された副導体層とを具備してなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の導波管構造体の分岐構造。
【請求項４】
前記誘電体基板が、低温焼成セラミックスからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載の導波管構造体の分岐構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４記載の分岐構造を具備することを特徴とするアンテナ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を伝達するための導波管構造体の分岐構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を用いた移動体通信および車間レーダ等の研究が盛んに進められている。これらの高周波回路において高周波信号を伝送するための伝送線路には小型で伝送損失が小さいことが求められている。特に、高周波回路を構成する基板上または基板内に形成できると小型化の面で有利となることから、従来、そのような伝送線路としてストリップ線路やマイクロストリップ線路・コプレーナ線路・誘電体導波管線路等が用いられてきた。
【０００３】
これらのうちストリップ線路・マイクロストリップ線路・コプレーナ線路は誘電体基板と線路導体層とグランド（接地）導体層とで構成されており、線路導体層とグランド導体層の周囲の空間および誘電体基板中を高周波信号の電磁波が伝播するものである。これらの線路は例えば３０ＧＨｚ帯域までの信号伝送に対しては問題ないが、３０ＧＨｚ以上では伝送損失が生じやすいという問題点がある。
【０００４】
これに対して特許文献１に記載されるような、平面導体と、ビアホール導体によって形成される導波管型の伝送線路は３０ＧＨｚ以上のミリ波帯域においても伝送損失が小さく、しかも多層基板内に自由に形成することができる点で有利である。
【０００５】
また、導波管線路を用いた構造において、特許文献２、３には、同一平面内で導波管線路を２つの導波管線路に分岐する構造が、また、特許文献４には、ｚ方向に分岐可能な構造が提案されている。
【特許文献１】特開平６−５３７１１号
【特許文献２】米国特許第５５３２６６１号
【特許文献３】特開平１１−１１２２１０号
【特許文献４】特開平１２−７７９１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、伝送線路を用いて高周波回路を構成する場合、特にアレイアンテナの給電線等を形成する場合等には、伝送線路の配線回路において伝送線路同士を接続し、あるいは分岐を設け、その電力分配比率を制御する必要がある。
【０００７】
しかしながら、ストリップ線路やマイクロストリップ線路・コプレーナ線路は線路導体層がグランド導体層で完全に覆われていないため、伝送線路の途中に分岐を設けるとその分岐から電磁波の放射が起こり、伝送損失が大きくなるのに対して、誘電体導波管線路の場合には、伝送損失が低減できる点で有利であるが、この誘電体導波管線路を用いて、電力を分配するための構造については、これまで提案されていない。
【０００８】
したがって、本発明は上記事情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、コンパクトで優れた伝送特性を有する導波管電力分配機能を有する導波管構造体における分岐構造を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、従来の多層化技術によって容易に作製することのできる導波管構造体における分岐構造を提供することを目的とするものである。
【００１０】
さらに、本発明のさらに他の目的は、誘電体導波管構造体における分岐構造を具備したアンテナ基板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の導波管構造体における分岐構造は、第1の導波管構造体の終端部に第二の導波管構造体を高周波信号の伝送方向が直交するように重ねて配置し、この重ねた部位の導波管壁にそれぞれ結合窓を形成してなるとともに、前記第２の導波管の重ねた部位付近に前記結合窓を形成した壁面とこれと対向する壁面との間隔を他の部位における間隔よりも狭くした薄肉部を設けてなり、該薄肉部の伝送方向の中心を前記結合窓の中心からずらして配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の誘電体導波管構造体における分岐構造は、第1の導波管構造体の終端部に第二の導波管構造体を高周波信号の伝送方向が平行になるように重ねて配置し、この重ねた部位の導波管壁にそれぞれ結合窓を形成してなるとともに、前記第２の導波管の重ねた部位付近に前記結合窓を形成した壁面とこれと対向する壁面との間隔を他の部位における間隔よりも狭くした薄肉部を設けてなり、該薄肉部の伝送方向の中心を前記結合窓の中心からずらして配置したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の導波管構造体分岐構造によれば、上記いずれの構成によっても薄肉部の中心位置の調整で、分岐のインピーダンスを変更することにより所望の電力比率で電力分配できる。すなわち、薄肉部の中心を前記結合窓の中心からずらして配置することにより、各分岐構造のインピーダンスを調整することが可能となり、また薄肉部の存在によって分岐過程における導波管の厚み変化が小さく信号伝送がスムーズに進むため、効率よく信号を伝送できる。またインピーダンス整合をするに際して、２つの導波管の重なり部の幅変更や結合窓によっても調整可能であるが、薄肉部を用いることにより、より柔軟に整合可能となり、また薄肉部の大きさを導波管の重なり部よりも小さくすることにより、より広範囲で電力分配比率を制御可能になる。
【００１４】
なお、上記導波管線路は、誘電体基板を挟持する一対の主導体層と、高周波信号の伝送方向に信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔で、かつ前記伝送方向と直交する方向に所定の幅で前記主導体層間を電気的に接続して形成された２列の側壁用貫通導体群と、前記主導体層間に主導体層と平行に形成され、前記側壁用貫通導体群と電気的に接続された副導体層とを具備してなることによって、従来の多層化技術を用いてあらゆる多層基板内に小さなサイズで容易に形成することができる。
【００１５】
また、前記誘電体基板が、低温焼成セラミックスからなることによって、導体材料として、銀、銅などの低抵抗導体を用いて同時焼成によってできることから、高周波特性の向上および製造の点で有利である。また、有機基板に比べて誘電率が高く小型化が可能なこと、フッ素樹脂などと異なり曲がらず形状を保持しやすいこと、耐水性が高いので高信頼性が得られる。
【００１６】
また、上記の分岐構造を具備することによって、容易にかつ簡便な構造でＺ方向への配線ができかつ効率の高い分岐構造を得られるために、それをアンテナ基板に用いることにより、小型化が可能で高効率のアンテナ基板を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の導波管線路の分岐構造について図面を参照しながら説明する。図１は、導波管を高周波信号の伝送方向が直交するように重ねて配置した場合の本発明の分岐構造である。図２（ａ）は、図１の分岐構造におけるＡ−Ａ断面図，図２（ｂ）は、図１の分岐構造におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
図１、図２によれば、導波管２の終端部に、導波管１が、互いに直交するように導波管の側壁同士を重ねて配置されており、その重ねた部位の導波管壁には、それぞれ結合窓３が形成され、互いの結合窓が一致するように配置されている。この結合窓３の中心は導波管１、２の重なり部の中心と一致するように設けられる。また、この結合窓３の形状は、導波管１の伝送方向に平行な辺を長辺とする長方形となり、その大きさは、強度等の問題がない限り、導波管１，２の重なり部分と同じ大きさで形成されることが望ましい。
【００１９】
なお、図１、２の分岐構造は、導波管２からの信号が導波管１内で方向１ａと方向１ｂに電力分配する、あるいは導波管１における方向１ａ、方向１ｂからの信号を電力合成し導波管２に信号伝送する分岐構造である。
【００２０】
導波管１の導波管２と重なる部位付近には、図２に示すように、結合窓３を形成した壁面とこれと対向する反対側の導波管壁面との間隔ａ’を他の部位における間隔ａよりも狭くした伝送方向の長さＬの薄肉部５が形成されている。
【００２１】
そして、この薄肉部５の伝送方向に対する中心Ｘと、結合窓３の中心Ｙは、ｍだけずれて形成されている。このずれ幅ｍによって薄肉部５における導波管２の壁面２ａから、薄肉部５の両端までのそれぞれの長さｂ１、ｂ２が変化するが、本発明によれば、このずれ幅ｍおよび導波管２の壁面２ａによる長さｂ１、ｂ２を変更することで、結合窓３から見たときの１ａ方向と１ｂ方向のインピーダンスを変更でき、結果的に導波管２から導波管１の１ａ方向、１ｂ方向に伝送する信号の電力比率を制御可能となるのである。
【００２２】
なお、図１、２においては、導波管２における導波管１と重なる部位における導波管の幅Ｌ３は導波管２の幅Ｌ２と同じであるが、図４のように、導波管２における導波管１と重なる部位の幅Ｌ３を、導波管２の他の部位の導波管幅Ｌ２と異なるように形成することができる。このように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を制御することによって結合部分での共振を発生させ、効果的に信号伝送することが可能となる。図４の例では、導波管２の結合部分の幅Ｌ３を他の部位の幅Ｌ２よりも広くした幅広部２ａを形成したものである。
【００２３】
同様な理由で、導波管１と導波管２とが重なる部位の入り口においてもその幅を変更することも可能である。たとえば、図５に示すように、重なる部位の入り口において、その幅が小さい幅狭部２ｂを形成してインピーダンスを制御することも可能である。
【００２４】
また図２に示す薄肉部５の長さＬは、導波管１と２の重なり部の幅Ｌ３よりも大きく図示しているが、これは小さくても特性上電力分配可能な分岐構造となるが、Ｌ＞Ｌ３であることが望ましい。これは、Ｌ＞Ｌ３の場合、薄肉部５のシフト量に対し電力分配比が緩やかなため、製造上のずれなどに対する許容性が大きいのに対して、Ｌ＜Ｌ３の場合、電力分配比のシフト量に対する変化が大きくなるために、ずれなどによる特性の変化も大きくなりやすく、特性が不安定になる可能性がある。
【００２５】
次に、図６、７は、本発明の第２の分岐構造を示す図であり、２つの導波管を高周波信号の伝送方向が平行するように重ねて配置した分岐構造であり、図６は、その概略斜視図、図７は図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【００２６】
図６、図７によれば、導波管１２と導波管１３の伝送方向が平行になるように、導波管１３の終端部の上部に、導波管１２が、導波管１３の終端の距離Ｓが、λ／８以上となる長さ位置に各導波管１２、１３の導波管壁に結合窓１４が形成され、互いの結合窓１４が一致するように配置されている。この結合窓１４の形状は、信号伝送方向の幅Ｌ４が、信号伝送方向に対して直交する方向の幅Ｌ５よりも短いことが望ましい。
【００２７】
この図６、７の分岐構造は、導波管１３からの信号が導波管１２内で方向１２ａと方向１２ｂに電力分配する、あるいは導波管１２における方向１２ａ、方向１２ｂからの信号を電力合成し導波管１３に信号伝送する分岐構造である。
【００２８】
導波管１２と導波管１３の重なり部分における導波管１２側には、結合窓１４を形成した壁面とこれと対向する導波管１２の反対側の壁面との間隔ｂ’が他の部位における間隔ｂよりも狭くした薄肉部１５が形成されている。
【００２９】
この薄肉部１５の伝送方向に対する中心Ｘと、結合窓１４の中心Ｙは、nだけずれて形成されている。このずれ幅nによって、導波管１２の１２ａ方向と１２ｂ方向に分配される電力比率を制御できる。つまり、電力分配の原理は、図１、２に示した構造と同様に、結合窓からみたインピーダンスが異ならしめることによって電力を分配するものであって、結合窓１４に対して薄肉部１５をずらすことで、導波管１３から見たときの方向１２ａと方向１２ｂのインピーダンスが変わり、これにより方向１２ａと方向１２ｂへの電力分配比率を制御することができる。
【００３０】
本発明の分岐構造における導波管としては、誘電体基板を挟持する一対の主導体層と、高周波信号の伝送方向に信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔で、かつ前記伝送方向と直交する方向に所定の幅で前記主導体層間を電気的に接続して形成された２列の側壁用貫通導体群と、前記主導体層間に主導体層と平行に形成され、前記側壁用貫通導体群と電気的に接続された副導体層とを具備して構成される導波管構造体を用い、本発明の導波管分岐構造を得ることができる。この場合、従来の導波管に比べ回路を小型化可能であり、また複雑な金属加工が不必要なため作製容易となり量産に適する。また本発明ではＺ方向への信号伝播をしながら、かつ電力分配可能なため、従来の誘電体導波管で構成した回路に対しても小型化できる。
【００３１】
以下に本発明の分岐構造を誘電体導波管を用いて形成した場合について述べる。
【００３２】
図８は本発明に用いる誘電体導波管線路の構成例を説明するための概略斜視図である。図８において、１６は誘電体層、１７および１８は誘電体層１６を挟持する一対の導体層、１９は信号伝送方向に信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔ｃで、かつ信号伝送方向と直交する方向に所定の幅ｄで一対の導体層１７、１８間を電気的に接続するように形成された２列の貫通導体群である。また、２０は貫通導体群１９の各列を形成する貫通導体同士を電気的に接続する、導体層１７、１８と平行に形成された補助導体層であり、必要に応じて適宜設けられる。２１はこれら一対の導体層１７、１８と貫通導体群１９および補助導体層２０により形成される誘電体導波管線路である。このように一対の導体層１７、１８と貫通導体群１９とで囲まれた領域に対してさらに補助導体層２０を形成することにより、誘電体導波管線路２１の内部から見るとその側壁は貫通導体群１９と補助導体層２０とによって細かな格子状になり、様々な方向の電磁波が遮蔽される。
【００３３】
図８に示すように、所定の厚みｅの誘電体層１６を挟持する位置に一対の導体層１７、１８が形成されており、導体層１７、１８は誘電体層１６の少なくとも伝送線路形成位置を挟む上下面に形成されている。また、導体層１７、１８間には導体層１７、１８を電気的に接続するスルーホール導体やビアホール導体等の貫通導体が多数設けられ、これら多数の貫通導体により２列の貫通導体群１９を形成している。
【００３４】
２列の貫通導体群１９は、図示するように、高周波信号の伝送方向すなわち線路形成方向に信号波長の２分の１未満の所定の繰り返し間隔ｃで、かつ伝送方向と直交する方向に所定の一定の間隔（幅）ｄをもって形成されている。これにより、この誘電体導波管線路２１における電気的な側壁を形成している。
【００３５】
ここで、誘電体層１の厚みｅ、すなわち一対の導体層１７、１８間の間隔に対する制限は特にないが、シングルモードで用いる場合には間隔ｄに対して２分の１程度または２倍程度とすることがよく、図８の例では誘電体導波管線路２１のＨ面に当たる部分が導体層１７、１８で、Ｅ面に当たる部分が貫通導体群１９および補助導体層２０でそれぞれ形成される。また、間隔ｄに対して厚みｅを２倍程度とすれば、誘電体導波管線路２１のＥ面に当たる部分が導体層１７、１８で、Ｈ面に当たる部分が貫通導体群１９および補助導体層２０でそれぞれ形成されることとなる。
【００３６】
また、間隔ｄが信号波長の２分の１未満の間隔に設定されることで貫通導体群１９により電気的な壁が形成できる。この間隔ｃは、電磁波のもれを防止するうえで信号波長の４分の１未満であることが望ましい。平行に配置された一対の導体層１７、１８間にはＴＥＭ波が伝播できるため、貫通導体群１９の各列における貫通導体の間隔ｃが信号波長λの２分の１（λ／２）よりも大きいと、この誘電体導波管線路２１に電磁波を給電しても電磁波は貫通導体群１９の間から漏れてしまい、ここで作られる疑似的な導波管線路に沿って伝播しない。しかし、貫通導体群１９の間隔ｃがλ／２よりも小さいと、電気的な側壁を形成することとなって電磁波は誘電体導波管線路２１に対して垂直方向に伝播することができず、反射しながら誘電体導波管線路２１の信号伝送方向に伝播される。
【００３７】
その結果、図８のような構成によれば、一対の導体層１７、１８と２列の貫通導体群１９および補助導体層２０とによって囲まれる断面積がｄ×ｅのサイズの領域が誘電体導波管線路２１となる。
【００３８】
図８に示した態様では、貫通導体群１９は導波管の片側に１列づつ形成したが、この貫通導体群１９を片側２列以上に配設して、貫通導体群１９による疑似的な導体壁を２重、３重に形成することにより導体壁からの電磁波の漏れをより効果的に防止することもできる。
【００３９】
このような誘電体導波管線路２１によれば、誘電体導波管による伝送線路となるので、誘電体基板１６の比誘電率をεｒとするとその導波管サイズは通常の導波管の１／（εｒ）１／２の大きさになる。従って、誘電体基板１６を構成する材料の比誘電率εｒを大きいものとするほど導波管サイズを小さくすることができて高周波回路の小型化を図ることができる。
【００４０】
なお、貫通導体群１９を構成する貫通導体は前述のように信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔ｃで配設されており、この間隔ｃは良好な伝送特性を実現するためには一定の繰り返し間隔とすることが望ましいが、信号波長の２分の１未満の間隔であれば、適宜変化させたりいくつかの値を組み合わせたりしてもよい。
【００４１】
このような誘電体導波管線路２１を構成する誘電体基板１６としては、誘電体として機能し高周波信号の伝送を妨げることのない特性を有するものであればとりわけ限定するものではないが、伝送線路を形成する際の精度および製造の容易性の点からは、誘電体基板１６はセラミックスから成ることが望ましい。
【００４２】
このようなセラミックスとしてはこれまで様々な比誘電率を持つセラミックスが知られているが、本発明に係る誘電体導波管線路によって高周波信号を伝送するためには常誘電体であることが望ましい。これは、一般に強誘電体セラミックスは高周波領域では誘電損失が大きく伝送損失が大きくなるためである。従って、誘電体基板１の比誘電率εｒは４〜１００程度が適当である。
【００４３】
また、一般に多層配線基板や半導体素子収納用パッケージあるいは車間レーダに形成される配線層の線幅は最大でも１ｍｍ程度であることから、比誘電率が１００の材料を用い、上部がＨ面すなわち磁界が上側の面に平行に巻く電磁界分布になるように用いた場合は、用いることのできる最小の周波数は１５ＧＨｚと算出され、マイクロ波帯の領域でも利用可能となる。
【００４４】
誘電体基板１６としては、例えばアルミナセラミックスや窒化アルミニウムセラミックス、ガラスセラミックスなどの低温焼成セラミックス等がある。これらによる誘電体基板１６は、例えばセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用してシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得て、しかる後、これらセラミックグリーンシートの各々に適当な打ち抜き加工を施すとともにこれらを積層し、アルミナセラミックスの場合は１５００〜１７００℃、低温焼成セラミックスの場合は８５０〜１０００℃、窒化アルミニウムセラミックスの場合は１６００〜１９００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００４５】
これらの中でも誘電体基板１６は低温焼成セラミックスを用いて作製されることが望ましい。低温焼成セラミックスは、導体として、導電率の高い銅、あるいは銀を用いることができるため導体損を低減できる利点があり、また一般的な有機基板に比べて誘電率が高く構造をコンパクトにできるメリットもある。さらに、信頼性の観点から有機基板と異なり耐水蒸気性が高いため高信頼性が得られる。低温焼成セラミックスの例として例えばホウ珪酸系ガラスやアルカリ土類含有ガラスなどのガラス成分とＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯなどのセラミックス粉末を混合焼成して得られる。
【００４６】
また、一対の導体層１７、１８は、例えば誘電体基板１６がアルミナセラミックスから成る場合には、タングステン、モリブデン等の金属粉末に適当なアルミナ、シリカ、マグネシア等の酸化物や有機溶剤・溶媒等を添加混合してペースト状にしたものを用いて厚膜印刷法により少なくとも伝送線路を完全に覆うようにセラミックグリーンシート上に印刷し、しかる後、約１６００℃の高温で焼成し、厚み１０〜１５μｍ以上となるようにして形成する。
【００４７】
なお、金属粉末としては、低温焼成セラミックスの場合は銅、銀、金が、窒化アルミニウムセラミックスの場合はタングステン、モリブデンが好適である。また、導体層１７、１８の厚みは一般的に５〜５０μｍ程度とされる。
【００４８】
また、貫通導体群１９を構成する貫通導体は、例えばビアホール導体やスルーホール導体等により形成すればよい。その断面形状は製作が容易な円形の他、矩形や菱形等の多角形であってもよい。これら貫通導体は、例えばセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施して作製した貫通孔に導体層１７、１８と同様の金属ペーストを埋め込み、しかる後、誘電体基板１６と同時に焼成して形成する。なお、貫通導体は直径５０〜３００μｍが適当である。
【００４９】
次に、このような誘電体導波管線路を用いた図１の本発明の導波管分岐構造の実施の形態の一例を図９に示す。
【００５０】
ここで導波管１’及び導波管２’は、貫通導体群１９と副導体層２０および導体層１７、１８より構成されており、その接合部において結合窓３’を有し、その結合部付近に薄肉部５’が形成されている。図９の基本的な導波管配置や薄肉部の構成は図１と同様であり、薄肉部５’の中心は結合窓３’の中心と異なり、これにより一定の比率での電力分配を実現している。なお、ここで導波管１の上部主導体層４’は薄肉部５’においては切り欠きを設け、４’が上部主導体層を形成している図となっている。しかし、薄肉部５’における上部は導体層４’’で封じされているために、導体層４’は必ずしも薄肉部５の部分で切り欠く必要は無い。
【００５１】
また、二つの誘電体導波管を高周波信号の伝送方向が平行するように重ねて配置した図６の本発明の導波管分岐構造もここには図示しないが、図９と同様に実現できる。
【００５２】
また、上で詳述した本発明の２つの導波管線路の接続構造を図１０に示すように、多層配線基板からなるアンテナ基板２２内に内蔵してもよい。アンテナ基板２２では、ビーム形状を所望の形状にするために、例えばサイドローブを低減するために、各アンテナ素子２３の放射比率を変化させる必要があり、そのために、各アンテナ素子２３への給電線路２４として導波管を用いた場合、本発明の電力分配構造を利用することによって容易にビーム形状を設計できる。なお、この図１０では誘電体導波管の片側の導体層に切り欠きを設けてなるスロットアンテナ２５を示したが、スロットあるいはビア導体を介して給電するパッチアンテナを用いても問題は無く、アンテナ形態には依存しない。
【実施例】
【００５３】
本発明の導波管分岐構造について、高周波特性を評価するためにＳパラメータのシミュレーションを行った。用いたのは図１、図９に示す二つの導波管構造体を高周波信号の伝送方向が直交するように重ねて配置したタイプのものであり、導波管を誘電体導波管で形成した形状である。誘電体基板１６の比誘電率εｒは４．９とした。
【００５４】
導波管の結合構造における寸法は、以下のとおりとした。導波管１の幅Ｌ１＝１．６４ｍｍ，導波管２の幅Ｌ２＝１．９ｍｍ、導波管１、２の厚みａ＝０．６ｍｍ、導波管１内の薄肉部５の厚みａ’＝０．３ｍｍとした。
【００５５】
薄肉部５の中心と結合窓３の中心とのずれ幅ｍ＝０．１ｍｍとした。結合窓３の大きさは、導波管１の伝送方向と平行な側が１．７６ｍｍ、直交する側が１．５７ｍｍとした。結果を図１１に示す。図において実線がＳ１１、破線がＳ２１、点線がＳ３１である。ここでｐｏｒｔの位置は図１に示した通りに示したとおりである。図１１の結果から反射が抑えられており、６２ＧＨｚでＳ２１が約−４．２１ｄＢ、Ｓ３１が約−２．０８ｄＢと電力分配できていることがわかる。
【００５６】
また、図６の構造をシミュレーションした結果を図１２に示した。図１２において実線がＳ１１、破線がＳ２１、点線がＳ３１である。導波管１２、１３の幅は、ともに１．８９ｍｍ、窓１４の大きさはＬ４＝０．９８４ｍｍ、Ｌ５＝０．１６ｍｍ，窓１４から導波管１３の終端までの距離Ｓは１．３２ｍｍ、薄層部の長さＬ６は、０．５５ｍｍ、高さｂ’＝０．３ｍｍ、薄層部と窓中心とのずれｎ＝０．１３ｍｍである。６２ＧＨｚで、Ｓ１１が−１９．２２ｄＢ、Ｓ２１は−４．１８ｄＢ、Ｓ３１は−２．２１ｄＢとなっており、電力分配できていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の導波管の分岐構造の第１の発明の一例を説明するための概略斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線の概略断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線の概略断面図である。
【図４】本発明の導波管分岐構造の他の一例を説明するための概略斜視図である。
【図５】本発明の導波管分岐構造の他の一例を説明するための概略斜視図である。
【図６】本発明の導波管分岐構造の第２の発明の一例を説明するための概略斜視図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線概略断面図である。
【図８】誘電体導波管線路の基本構造を説明するための概略斜視図である。
【図９】図８の誘電体導波管線路を図１の分岐構造に適用した場合の概略透過斜視図である。
【図１０】本発明の分岐構造をアンテナ基板に用いる場合の概略透過斜視図である。
【図１１】第1の発明に基づくシミュレーションにおける伝送特性図である。
【図１２】第２の発明に基づくシミュレーションにおける伝送特性図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・・・第２の導波管
１ａ・・・・導波管１のひとつのｐｏｒｔ
１ｂ・・・・導波管１のもうひとつのｐｏｒｔ
２・・・・・第１の導波管
３・・・・・結合窓
４・・・・・上部主導体
５・・・・・薄肉部
６・・・・・下部主導体
１２・・・・導波管
１３・・・・導波管
１４・・・・結合窓
１５・・・・薄肉部
１６・・・・誘電体基板
１７，１８・・主導体
１９・・・・・貫通導体
２０・・・・副導体層
２１・・・・誘電体導波管
【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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