(57)【要約】  【課題】  伝送特性の優れた導波管構造体を提供する。  【解決手段】  高周波信号の伝送方向に直交する断面が第１方向に延びる一対の短辺と第２方向に延びる一対の長辺とで構成される矩形状である第１伝搬部２０と、第１伝搬部２０に接続しており、第１伝搬部２０に比べて第１方向の辺の長さおよび第２方向の辺の長さが長い、伝送方向の長さが高周波信号の波長の１／４である変換部３０と、変換部３０の第１伝搬部２０に接続している面と反対側の面に接続しており、変換部３０に比べて第１方向の辺の長さが長く、かつ第２方向の辺の長さが短い第２伝搬部４０とを有する導波管構造体１０である。【選択図】  図１
2012195924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号の伝送方向に直交する断面が第１方向に延びる一対の短辺と第２方向に延びる一対の長辺とで構成される矩形状である第１伝搬部と、
前記伝送方向の延長線上において前記第１伝搬部に接続しており、前記伝送方向に直交する断面が矩形状であり、前記第１伝搬部に比べて前記第１方向の辺の長さおよび前記第２方向の辺の長さが長い、前記伝送方向の長さが前記高周波信号の波長の１／４である変換部と、
前記伝送方向の延長線上において前記変換部の前記第１伝搬部に接続している面と反対側の面に接続しており、前記伝送方向に直交する断面が矩形状であり、前記変換部に比べて前記第１方向の辺の長さが長く、かつ前記第２方向の辺の長さが短い第２伝搬部とを有する導波管構造体。
【請求項２】
前記第１伝搬部、前記変換部および前記第２伝搬部は、前記第２方向において中心を揃えて配置されている、請求項１記載の導波管構造体。
【請求項３】
前記第２伝搬部は、前記第２方向における幅が前記第１伝搬部の前記第２方向における幅と等しい、請求項１または２記載の導波管構造体。
【請求項４】
前記第２伝搬部は、表面に前記高周波信号の入出力口として機能する第１入出力口および第２入出力口を有し、
前記第１入出力口は、前記変換部側の表面に配置されており、
前記第２入出力口は、前記伝送方向に直交する方向の表面に配置されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項５】
前記変換部は、前記第２方向に直交する方向の表面に、前記高周波信号に対する管壁を有していない、請求項１乃至４のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項６】
前記第１伝搬部は、
第１誘電体と、
該第１誘電体を挟む一対の第１導体層と、
該一対の第１導体層を電気的に接続する第１導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で前記伝送方向に配列されている２列の第１導体群とを含み、
前記一対の第１導体層が互いに対向する方向が前記第１方向であり、前記第１導体群の２列の前記第１導体が互いに対向する方向が前記第２方向である、請求項１乃至５のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項７】
前記第２伝搬部は、
第２誘電体と、
該第２誘電体を挟む一対の第２導体層と、
該一対の第２導体層を電気的に接続する第２導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で前記伝送方向に配列されている２列の第２導体群とを含み、
前記一対の第２導体層が互いに対向する方向が前記第１方向であり、前記第２導体群の２列の前記第２導体が互いに対向する方向が前記第２方向である、請求項１乃至３のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項８】
前記変換部は、
第３誘電体と、
該第３誘電体を挟む一対の第３導体層と、
該一対の第３導体層を電気的に接続する第３導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の
間隔で前記伝送方向に配列されている２列の第３導体群とを含み、
前記一対の第３導体層が互いに対向する方向が前記第１方向であり、前記第３導体群の２列の前記第３導体が互いに対向する方向が前記第２方向である、請求項１乃至４のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項９】
前記第２伝搬部は、
第２誘電体と、
該第２誘電体の一表面上に配置された第２導体層と、
該第２導体層に電気的に接続された第２導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で前記伝送方向に配列されている２列の第２導体群と、
前記第２導体層に電気的に接続された第４導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で前記第２導体群の２列の前記第２導体が対向する方向に配列された第４導体群とを含み、
前記第２誘電体の前記一表面に直交する方向が前記第１方向であり、前記第２導体群の２列の前記第２導体が互いに対向する方向が前記第２方向であり、
前記第２誘電体の、前記伝送方向において前記第４導体が配置されている側の表面とは反対側の表面に前記第１入出力口を有し、
前記第２誘電体の、前記第２導体層が配置されている前記一表面とは反対側の表面に前記第２入出力口を有する、請求項４に記載の導波管構造体。
【請求項１０】
前記第２伝搬部は、
第２誘電体と、
該第２誘電体を挟む一対の第２導体層と、
該一対の第２導体層を電気的に接続する第２導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で前記伝送方向に配列されている１列の第２導体群と、
前記一対の第２導体層に電気的に接続された第４導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で前記伝送方向および前記一対の第２導体層が互いに対向する方向に直交する方向に配列された第４導体群とを含み、
前記一対の第２導体層が互いに対向する方向が前記第１方向であり、前記第４導体群の配列方向が前記第２方向であり、
前記第２誘電体の、前記伝送方向において前記第４導体が配置されている側の表面とは反対側の表面に第１入出力口を有し、
前記第２誘電体の、前記第２方向において前記第２導体群が配置されている側の表面とは反対側の表面に第２入出力口を有する、請求項４に記載の導波管構造体。
【請求項１１】
前記変換部は、
第３誘電体と、
該第３誘電体を挟む一対の第３導体層とを含み、
該一対の第３導体層が対向する方向および前記伝送方向に平行な表面に前記管壁を有していない、請求項５に記載の導波管構造体。
【請求項１２】
前記第１伝搬部は、
第１誘電体と、
該第１誘電体を貫通する第１導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で矩形状に並んで配置されている第１導体群とを含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項１３】
前記第２伝搬部は、
第２誘電体と、
該第２誘電体を貫通する第２導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で矩形状に
並んで配置されている第２導体群とを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項１４】
前記変換部は、
第３誘電体と、
該第３誘電体を貫通する第３導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で矩形状に並んで配置されている第３導体群とを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の導波管構造体。
【請求項１５】
前記第２伝搬部は、
第２誘電体と、
該第２誘電体を貫通する第２導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で並んで配列されている、第１配列導体群、第２配列導体群および第３配列導体群からなり、前記第１配列導体群と前記第２配列導体群とは互いに対向して平行に配置され、前記第３配列導体群は前記第１配列導体群と前記第２配列導体群との一端同士をつなぐように前記第１配列導体群および前記２配列導体群に直交する方向に延びている、第２導体群と、
前記第２誘電体の表面に配置され、前記第２導体群に電気的に接続されているとともに、前記第２導体群が配置された領域を覆う第５導体層とを含み、
前記第２誘電体の前記第５導体層が配置されていない側の表面を前記第１入出力口とし、
【請求項１６】
前記変換部は、
第３誘電体と、
該第３誘電体を貫通する第３導体が前記高周波信号の波長の１／２以下の間隔で並んで２列配置されている第３導体群とを含み、
前記第３導体群の２列の前記第３導体が互いに対向する方向に直交し前記第３誘電体を貫通する方向に平行な表面に前記管壁を有していない、請求項５に記載の導波管構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてマイクロ波帯およびミリ波帯の高周波信号を伝送する導波管構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２７に示すような高周波信号を伝送する伝搬部の高さが階段状に変化する導波管が知られている（例えば、特許文献１参照）。図２７に示す例では、高さｈ０の伝搬部１１０と、高さｈ１の伝搬部１２０と、高さｈ２の伝搬部１３０とを有する導波管１００が開示されている。このような導波管１００では、伝搬部の高さを変更させたときに、各段差部における反射波の位相を逆位相にすることで反射波を打ち消すように設計されている。
【０００３】
また、伝搬部の高さがテーパー状に変化する導波管も知られているが、いずれも、高周波信号が伝搬する伝搬部のインピーダンスを徐々に変化させることで高周波信号の反射を抑制するよう設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭４７−０２０４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の導波管１００は、伝搬部１１０と伝搬部１２０との界面で反射する反射波と、伝搬部１２０と伝搬部１３０との界面で反射する反射波とを逆位相としても両者の反射レベル（振幅）が異なるため、完全に反射波を打ち消すことができず、伝送特性が劣化するという問題点があった。これは、反射波が発生する界面を臨む２つの伝搬部の高さの比が異なるためである。すなわち、ｈ１／ｈ０の大きさと、ｈ２／ｈ１の大きさとが異なるため、両部位における反射レベルが違うことに起因する。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送特性の優れた導波管構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の導波管構造体は、高周波信号の伝送方向に直交する断面が第１方向に延びる一対の短辺と第２方向に延びる一対の長辺とで構成される矩形状である第１伝搬部と、前記伝送方向の延長線上において前記第１伝搬部に接続しており、前記伝送方向に直交する断面が矩形状であり、前記第１伝搬部に比べて前記第１方向の辺の長さおよび前記第２方向の辺の長さが長い、前記伝送方向の長さが前記高周波信号の波長の１／４である変換部と、前記伝送方向の延長線上において前記変換部の前記第１伝搬部に接続している面と反対側の面に接続しており、前記伝送方向に直交する断面が矩形状であり、前記変換部に比べて前記第１方向の辺の長さが長く、かつ前記第２方向の辺の長さが短い第２伝搬部とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１伝搬部および第２伝搬部よりも第２方向の幅が広い変換部により、第１伝搬部と変換部との界面で生じる反射波と、変換部と第２伝搬部との界面で生じる反射波との反射レベルを同等とすることで、反射波を打ち消し合い、伝送特性の優れた導波管構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図３】図１に示す導波管構造体の電磁界解析結果を示す図である。
【図４】図１に示す導波管構造体の周波数特性のシミュレーション結果を示す線図である。
【図５】従来の導波管構造体の周波数特性のシミュレーション結果を示す線図である。
【図６】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図７】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図８】図７に示す導波管構造体の電磁界解析結果を示す図である。
【図９】図７に示す導波管構造体の周波数特性のシミュレーション結果を示す線図である。
【図１０】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１１】図１０のＸＡ−ＸＡ線における矢視断面図である。
【図１２】図１０のＸＢ−ＸＢ線における矢視断面図である。
【図１３】図１０のＸＣ−ＸＣ線における矢視断面図である。
【図１４】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１５】図１４のＸIＶ−ＸIＶ線における矢視断面図である。
【図１６】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１７】図１６のＸＶI−ＸＶI線における矢視断面図である。
【図１８】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１９】図１８のＸＶIIIＡ−ＸＶIIIＡ線における矢視断面図である。
【図２０】図１８のＸＶIIIＢ−ＸＶIIIＢ線における矢視断面図である。
【図２１】図１９のＸＩＸＡ−ＸＩＸＡ線における矢視断面図である。
【図２２】図１９のＸＩＸＢ−ＸＩＸＢ線における矢視断面図である。
【図２３】図１９のＸＩＸＣ−ＸＩＸＣ線における矢視断面図である。
【図２４】本発明の導波管構造体の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。
【図２５】図２４のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線における矢視断面図である。
【図２６】図２５のＸＸＶ−ＸＸＶ線における矢視断面図である。
【図２７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、従来の導波管構造体の一例を示す斜視図および断面図である。
【図２８】本発明の導波構造体を複数組み合わせた例を示す斜視図である。
【図２９】本発明の導波構造体を複数組み合わせた例を示す斜視図である。
【図３０】本発明の導波構造体を複数組み合わせた例を示す斜視図である。
【図３１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本発明の変形例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明について詳述する。なお、以下の図面において、同様の箇所には同一の符号を付し、重複する記載を省略する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の導波管構造体の第１の実施形態を示す模式的な斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線における断面図である。
【００１１】
図１および図２に示した実施の形態の例に係る導波管構造体１０は、直方体状の第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０を備えている。これらは、第１伝搬部２０における高周波信号の伝送方向（図中のＸ方向）に沿って、第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０の順に配置されている。すなわちＸ方向に延びる１本の線上に第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０が並んで配置されている。第１伝搬部２０，変換部３０お
よび第２伝搬部４０は、直方体状であり、伝送方向（Ｘ方向）に垂直な断面は矩形状となっている。この矩形状の断面において短辺を構成する方向を第１方向とし、図中にＺ方向として示す。同様に長辺を構成する方向を第２方向とし、図中にＹ方向として示す。この第１方向と第２方向とは互いに直交している。
【００１２】
ここで、第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０の第１方向に延びる辺の長さは、この順に長くなっている。即ち、ｈ０＜ｈ１＜ｈ２の関係を満たすものとなっている。また、変換部３０の伝送方向の長さは伝搬する高周波信号の波長の１／４としている。このように構成することにより、第１伝搬部２０と変換部３０との界面で生じる反射波Ｒ１と、変換部３０と第２伝搬部３０と界面で生じる反射波Ｒ２との位相を逆位相とすることができる。これにより、反射波Ｒ１と反射波Ｒ２とを互いに打ち消すものとなる。
【００１３】
さらに、導波管構造体１０では、変換部３０の第２方向に延びる辺の長さは、第１伝搬部２０，第２伝搬部４０の第２方向に延びる辺の長さに比べて長くなっている。これにより、反射波Ｒ１と反射波Ｒ２との反射レベル（振幅）を略同一とすることができる。このメカニズムは明らかではないが、以下のように推測している。
【００１４】
従来、伝搬方向においてインピーダンスを変更する場合には、反射をできるだけ小さくするために、第１方向の辺の長さのみを階段状に変化させたり、テーパー状に徐々に変化させたりしていた。これにより、導波管中のインピーダンスも徐々に変化するものとなっているため、各界面におけるインピーダンスの比率の差異は無視できるレベルではなかった。これに対して、導波管構造体１０では、変換部３０の第２方向における幅を長くとることにより、変換部３０のインピーダンスＺＢは、第１伝搬部２０および第２伝搬部４０のインピーダンスＺＡ，ＺＣに比べ大幅に低くなっている。これにより、第１伝搬部２０と変換部３０との界面および変換部３０と第２伝搬部４０との界面における反射は大きくなる。しかしながら、各界面におけるインピーダンスの比率（ＺＢ／ＺＡ，ＺＢ／ＺＣ）を略同一とみなすことができるようになり、これにより、反射波Ｒ１，Ｒ２の反射レベルを揃えることができる。
【００１５】
以上のメカニズムより、反射波Ｒ１と反射波Ｒ２とを逆位相かつ略同一レベルとすることができるので、反射の影響を抑制した、伝送特性の優れた導波管構造体とすることができる。
【００１６】
第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０は、高周波信号を伝搬することができる導波管であれば特に限定はない。また、第１伝搬部２０，第２伝搬部４０の第２方向における幅は、変換部３０に比べ小さければ特に限定されないが、図１に示す例では、同一の幅としている。また、高周波信号の出力側に位置する伝搬部の第２方向における幅を入力側に位置する伝搬部に比べて小さくしてもよい。すなわち、第１伝搬部２０から入力する場合には、第２方向における幅を第１伝搬部２０に比べて第２伝搬部４０の幅を狭くしてもよい。
【００１７】
さらに、第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０は、伝送方向に沿って配置され互いに接続されていればよいが、図１では、それぞれが第２方向において中心を揃えて配置されている。また、第１方向において上辺を揃えて配置されている。
【００１８】
また、変換部３０の第２方向における幅は、第１伝搬部、第２伝搬部に比べ充分にインピーダンスが低ければ特に限定はされない。
（第１実施例）
上述の構成を採用した導波管構造体の電磁界分布についてシミュレーションした結果を
図３に示す。図３に示すように、伝送する高周波信号の電磁界分布が第１伝搬部２０から第２伝搬部４０にスムーズに伝搬している様子を確認できた。このシミュレーションにおいては、第１伝搬部２０の短辺側の辺の長さを０．１５ｍｍ，長辺側の辺の長さを０．８２６ｍｍとし、変換部３０の短辺側の辺の長さを０．３ｍｍ，長辺側の辺の長さを２．３２６ｍｍ、伝送方向における長さを０．４ｍｍとし、第２伝搬部４０の短辺側の辺の長さを０．４５ｍｍ，長辺側の辺の長さを１．１２６ｍｍとした。また、第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０は誘電体により構成され、この誘電体の誘電率を９．４とし、比透磁率を１とした。伝送する高周波信号の周波数を７６．５ＧＨｚとした。上述の数値条件では、高周波信号が誘電体中を伝搬する際の波長λｇが約１．６ｍｍとなる。すなわち、変換部３０は、第２方向において伝送方向の両側で、第１伝搬部２０，第２伝搬部４０から波長λｇの約１／２弱延出している（図１中に示すｙ１，ｙ２を指す）こととなる。
【００１９】
次に、上述と同様の数値条件で、周波数特性についてシミュレーションした結果を図４に示す。図４において、縦軸は高周波信号の伝送損失（単位：ｄＢ）を示し、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を示している。また、実線は透過特性を、破線は反射特性を示している。図４に示した特性では、第１伝搬部２０の変換部３０と反対側の面をポート１とし、第２伝搬部４０の変換部３０と反対側の面をポート２としている。図４では、ポート１からポート２側への透過特性をＳ２１とし、ポート１で入力されポート１に反射する反射特性をＳ１１、ポート２で入力されポート２に反射する反射特性をＳ２２について示している。
【００２０】
図４に示す通り、この導波管構造体は７７〜７８ＧＨｚの高周波信号に対して、損失が少なく、帯域の広い伝送特性を有することを確認できた。
【００２１】
ここで、図３に示す電磁界分布について更に検討する。図３に示す通り、変換部３０における環状の磁界は、第１伝搬部２０および第２伝搬部４０中の磁界分布に比べ第２方向に広がるのみであり、高周波信号の伝送方向において第１伝搬部２０と第２伝搬部４０と重なる領域以外の、第２方向に幅が広くなっている部位に環状の磁界は発生しない。これは、変換部３０の伝送方向（Ｘ方向）の長さが短いために、電磁界のモードがたたないためである。このことは、変換部３０に入力された高周波信号は、第２方向に向かって伝送しないことを示している。
【００２２】
ここで、従来の高周波伝送路で用いられる、伝送路中に幅を大きくする部位（幅広部）を設け、反射の影響を抑制するスタブ等の構成と本実施例の構成とを比較する。従来の構成では、幅広部に伝送し戻ってくる高周波信号と、幅広部に反れずに伝送する高周波信号との位相を合わせることで、整合をとっている。このため、幅広部の幅寸法は厳密に設計されており、設計値からずれると伝送特性が劣化してしまっていた。
【００２３】
これに対して、導波管構造体１０の変換部３０は幅広とはなっているが、高周波信号が第２方向に伝送し、直方体状の変換部３０の第２方向に垂直な端面において反射されることがない。このため、変換部３０の第２方向における長さ（幅）が変化しても伝送特性の劣化しない、ロバスト性に優れた導波管構造体１０を提供することができる。また、図３において、変換部３０において第２方向への磁界の広がりが高周波信号の波長の１／４に比べて十分に小さいことから、従来の幅広部を設ける構成に比べて、第２方向に延出させる長さ（ｙ１、ｙ２）を短くすることができ、導波管構造体の小型化が可能である。
（比較例）
図２７に示す従来例について、変換部３０の第２方向の幅のみ第１伝搬部２０，第２伝搬部４０と同じとし、その他の数値条件は上述の第１実施例と同様として周波数特性につ
いてシミュレーションした結果を図５に示す。
【００２４】
図５において、縦軸は高周波信号の伝送損失（単位：ｄＢ）を示し、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を示している。図５から明らかなように、実施例１に比べ、損失が大きく、伝送特性の悪い導波管構造体となっていることが確認された。特に、図５においては図４に示すような反射特性の極が存在しない。反射特性の極は、２つの不連続部分での反射係数の大きさが同じレベルになったときに発生する。このことからも、従来の導波管構造体では２つの不連続部分、すなわち、伝搬部１１０と伝搬部１２０との間、伝搬部１２０と伝搬部１３０との間における反射レベルが異なり、実施例１の構成では第１伝搬部２０と変換部３０との間、変換部３０と第２伝搬部４０との間における反射レベルが同等になっていることを確認できる。
（第２の実施形態）
図６に本発明の導波管構造体の第２の実施形態の模式的な斜視図を示す。図６に示す導波管構造体１１は、図１に示す導波管構造体１０と変換部３０の構成のみが異なるため、以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００２５】
導波管構造体１１の変換部３０ａは、第２方向に垂直な面において、高周波信号に対する管壁を有していない。すなわち、伝送方向に沿った側面３１ａ，３１ｂ（第２方向に垂直な面）が開口部となっている。
【００２６】
図３のシミュレーション結果からも明らかなように、導波管構造体１１の変換部３０ａは従来のような、第２方向に伝送して側面３１により反射させて元に戻っていく高周波信号を利用するものではない。言い換えると、変換部３０ａの伝送方向における長さが短いため電磁界のモードがたたず、高周波信号は第２方向に向かって伝送しない。このため、側面３１において高周波信号を反射させる必要がないので、側面３１に高周波信号に対する管壁を設ける必要がない。
【００２７】
このような構成により、簡易な構成で優れた伝送特性を有する導波管構造体１１を提供することができる。
（第３の実施形態）
図７に本発明の導波管構造体の第３の実施形態の模式的な斜視図を示す。図７に示す導波管構造体１２は、図１に示す導波管構造体１０と第２伝搬部４０の構成のみが異なるため、以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００２８】
導波管構造体１０の第２伝搬部４０は、変換部３０に接続される側の面と、この面に対向する面とに高周波信号の入出力口があったが、導波管構造体１２の第２伝搬部４０ｂは、変換部３０に接続される側の面に第１入出力口４１ａ，伝送方向と平行な面に第２入出力口４１ｂを有する。伝送方向（Ｘ方向）に平行な面とは、ＸＹ平面，ＸＺ平面をいい、この例では第２伝搬部４０ｂを構成するＸＹ平面に平行な面のうち図中下側の面、すなわち直方体状の第２伝搬部４０ｂのＸＹ平面に平行な側面のうち、第１入出力口４１ａから第１方向（Ｙ方向）に離れる方に位置する表面に第２入出力口４１ｂを有している。このような構成とすることにより、高周波信号の伝送方向を第２伝搬部４０ｂにより９０°変更させることができる。この例では第１伝搬部２０，変換部３０ではＸ方向に伝搬している高周波信号を、第２伝搬部４０ｂではＹ方向に伝搬させている。
【００２９】
従来の導波管構造体では、伝送方向を９０°変換させるために、スロットを介して結合させたり、９０°変換させる部位の角部を面取りしたりして伝送方向を変更する部位における反射を抑制する構成をとる必要があった。即ち、インピーダンスを徐々に変化させて
反射を小さくするような構成よなっていた。これに対して、本発明は変換部３０における反射を大きくすることで反射波全体の影響を抑制して伝送特性を良好にするものである。このため、導波管構造体１２は、高周波信号が第２伝搬部４０ｂにおいて伝送方向を９０°変え、それにより大きな反射が生じたとしても、第１伝搬部２０と第２伝搬部４０ｂとの間に変換部３０を有することにより良好な伝送特性を実現することができる。
（実施例２）
上述の構成を採用した導波管構造体の電磁界分布についてシミュレーションした結果を図８に示す。図８に示すように、伝送する高周波信号の電磁界分布が第１伝搬部２０から第２伝搬部４０ｂにスムーズに伝搬している様子を確認できた。このシミュレーションにおいては、第１伝搬部２０の短辺側の辺の長さを０．１５ｍｍ，長辺側の辺の長さを１．１２６ｍｍとし、変換部３０の短辺側の辺の長さを０．３ｍｍ，長辺側の辺の長さを１．７２６ｍｍ、伝送方向における長さを０．５５ｍｍとし、第２伝搬部４０の短辺側の辺の長さを０．４５ｍｍ，長辺側の辺の長さを０．８６６ｍｍとした。また、第１伝搬部２０，変換部３０，第２伝搬部４０は誘電体により構成され、この誘電体の誘電率を９．４とし、比透磁率を１とした。伝送する高周波信号の周波数を７６．５ＧＨｚとした。
【００３０】
次に、上述と同様の数値条件で、周波数特性についてシミュレーションした結果を図９に示す。図９において、縦軸は高周波信号の伝送損失（単位：ｄＢ）を示し、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を示している。また、実線は透過特性を、破線は反射特性を示している。図４に示した特性では、第１伝搬部２０の変換部３０と反対側の面をポート１とし、第２伝搬部４０ｂの第２入出力口４２をポート２としている。図９では、ポート１からポート２側への透過特性をＳ２１とし、ポート１で入力されポート１に反射する反射特性をＳ１１、ポート２で入力されポート２に反射する反射特性をＳ２２について示している。
【００３１】
図９に示す通り、この導波管構造体は７７〜７８ＧＨｚの高周波信号に対して、損失が少なく、帯域の広い伝送特性を有することを確認できた。
（第４の実施形態）
図１０〜１３は、本発明の導波管構造体の他の例を示した図である。図１０〜１３に示した導波管構造体１０Ｃは、第１伝搬部２０に代えて、第１伝搬部２０ｃを内部に有する第１の導波構造体２０Ｃを採用し、変換部３０に代えて、変換部３０ｃを内部に有する変換構造体３０Ｃを採用し、第２伝搬部４０に代えて、第２伝搬部４０ｃを内部に有する第２の導波構造体４０Ｃを採用している。以下、導波管構造体１０Ｃの各構成について説明する。
【００３２】
第１の導波構造体２０Ｃは、第１誘電体２６、一対の第１導体層２２，２３、および第１導体群２４，２５を有している。この第１の導波構造体２０Ｃでは、第１導体層２２，２３および第１貫通導体群２４，２５が導波管の管壁に相当するものとして機能する。この管壁に囲まれた領域が第１伝搬部２０ｃとなる。本実施形態の第１誘電体２６は、複数の第１誘電体層２６１〜２６３が第１方向に順次積層されて形成されている積層体のうちの第１誘電体層２６１を指すものとする。
【００３３】
この第１誘電体層２６１の両主面に一対の第１導体層２２，２３が対向配置されている。一対の第１導体層２２，２３は、Ｚ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。ここでは、一対の第１導体層２２，２３のうち、矢印Ｚの順方向側に位置するものを第１導体層２２とし、矢印Ｘの逆方向側に位置するものを第１導体層２３とする。第１導体層２２は第１誘電体層２６１の上面に配置され、第１導体層２３は第１誘電体層２６１と第１誘電体層２６２との間に配置されている。一対の第１導体層２２，２３は、伝送方向に沿って長くなっており、Ｚ方向において長さｈ０の間隔で離隔している。この一
対の第１導体層２２，２３の距離が、第１の導波構造体２０Ｃの第１伝播部２０ｃの第１方向に沿った長さ（短辺の長さ）となる。
【００３４】
一対の第１導体層２２，２３は、第１導体群２４，２５を介して電気的に接続されている。この第１導体群２４，２５は、Ｙ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。第１導体群２４，２５を構成する第１導体は、第１の導波構造体２０Ｃを伝送する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第１導体の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。２列の第１導体群２４，２５を構成する第１導体の各々は、第１誘電体層２６１の貫通孔の内に設けられ、当該第１誘電体層２６１を貫通している。２列の第１導体群２４，２５は、Ｙ方向において長さａの間隔で離隔している。この一対の第１導体群２４，２５の距離が、第１の導波構造体２０Ｃの第１伝播部２０ｃの第２方向に沿った長さ（長辺の長さ）となる。
【００３５】
変換構造体３０Ｃは、第３誘電体３６、一対の第３導体層３２，３３、および第３導体群３４，３５を有している。この第３の導波構造体３０Ｃでは、第３導体層３２，３３および第３導体群３４，３５が導波管の管壁に相当するものとして機能する。そしてこれらの管壁に囲まれた領域が変換部３０ｃとなる。本実施形態の第３誘電体３６は、複数の第３誘電体層３６１〜３６３が第１方向に順次積層されて形成される積層体のうち第３誘電体層３６１，３６２で構成される。
【００３６】
この第３誘電体層３６１の上面および第３誘電体層３６２の下面（第３誘電体層３６２と第３誘電体層３６３との間）に、一対の第３導体層３２，３３が対向配置されている。一対の第３導体層３２，３３は、Ｚ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。ここでは、一対の第３導体層３２，３３のうち、矢印Ｘの順方向側に位置するものを第３導体層３２とし、矢印Ｘの逆方向側に位置するものを第３導体層３３とする。一対の第３導体層３２，３３は、伝送方向に沿って長くなっており、Ｙ方向において長さｈ１の間隔で離隔している。この一対の第３導体層３２，３３の距離が、変換構造体３０Ｃの変換部３０ｃの第１方向に沿った長さｈ１となる。
【００３７】
一対の第３導体層３２，３３は、第３導体群３４，３５を介して電気的に接続されている。この第３導体群３４，３５は、Ｙ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。ここでは、一対の第３導体群３４，３５のうち、矢印Ｙの順方向側に位置するものを第３導体群３４とし、矢印Ｙの逆方向側に位置するものを第３導体群３５としている。各第３導体群３４，３５は、第３導体がＸ方向に沿って配列されて構成されている。第３導体群３４，３５を構成する第３導体は、変換構造体３０Ｃを伝送する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第３導体の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。２列の第３導体群３４，３５を構成する第３導体の各々は、第３誘電体層３６１，３６２の貫通孔の内に設けられ、当該第３誘電体層３６１，３６２を貫通している。２列の第３導体群３４，３５は、Ｙ方向において長さｂの間隔で離隔している。この一対の第３導体群３４，３５の距離が、変換構造体３０Ｃの変換部３０ｃの第２方向に沿った長さとなる。
【００３８】
また、第３誘電体層３６１と第３誘電体層３６２との間には、副導体層３７が配置されている。副導体層３７は、第３導体群３４の第３導体，第３導体群３５の第３導体のそれぞれを電気的に接続するものであり、図１２に示すように、第３導体群３４と第３導体群３５とが対向する領域に非形成部を有するようにパターニングされている。
【００３９】
第２の導波構造体４０Ｃは、第２誘電体４６、一対の第２導体層４２，４３、第２導体
群４４，４５を有している。この変換構造体４０Ｃでは、第２導体層４２，４３および第２導体群４４，４５が導波管の管壁に相当するものとして機能する。そしてこの管壁に囲まれた領域を第２伝搬部４０ｃとする。本実施形態の第２誘電体４６は、複数の第２誘電体層４６１〜４６３が第１方向に順次積層されて形成されている。
【００４０】
この第２誘電体層４６１の上面と第２誘電体層４６３の下面とに一対の第２導体層４２，４３が対向配置されている。一対の第２導体層４２，４３は、Ｚ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。ここでは、一対の第２導体層４２，４３のうち、矢印Ｚの順方向側に位置するものを第２導体層４２とし、矢印Ｘの逆方向側に位置するものを第２導体層４３とする。一対の第２導体層４２，４３は、伝送方向に沿って長くなっており、Ｚ方向において長さｈ２の間隔で離隔している。この一対の第２導体層４２，４３の距離が、第２の導波構造体４０Ｃの第２伝播部４０ｃの第１方向に沿った長さ（短辺の長さ）となる。
【００４１】
一対の第２導体層４２，４３は、第２導体群４４，４５を介して電気的に接続されている。この第２導体群４４，４５は、Ｙ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。第２導体群４４，４５を構成する第２導体は、第２の導波構造体４０Ｃを伝送する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第２導体の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。２列の第２導体群４４，４５を構成する第２導体の各々は、第２誘電体層４６１〜４６３の貫通孔の内に設けられ、当該第２誘電体層４６１〜４６３を貫通している。２列の第２導体群４４，４５は、Ｙ方向において長さｃの間隔で離隔している。この一対の第２導体群４４，４５の距離が、第２の導波構造体４０Ｃの第２伝播部４０ｃの第２方向に沿った長さ（長辺の長さ）となる。
【００４２】
また、第２誘電体層４６１と第２導体層４６２との間および第２誘電体層４６２と第２導体層４６３との間には、副導体層４７１，４７２が配置されている。副導体層４７１，４７２は、第２導体群４４の第２導体，第２導体群４５の第２導体のそれぞれを電気的に接続するものであり、第２導体群４４と第２導体群４５とが対向する領域に非形成部を有するようにパターニングされている。
【００４３】
上述のように第１の導波構造体２０Ｃ，変換部構造体３０Ｃ，第２の導波構造体４０Ｃを構成することにより、積層型導波管により構成される導波管構造体１０Ｃを提供することができる。
【００４４】
なお、第１誘電体層２６１，第３誘電体層３６１および第２誘電体層４６１を同一の誘電体層で形成してもよい。同様に、第１誘電体層２６２，第３誘電体層３６２および第２誘電体層４６２を同一の誘電体層で形成し、第１誘電体層２６３，第３誘電体層３６３および第２誘電体層４６３を同一の誘電体層で形成してもよい。
【００４５】
（第５の実施形態）
次に図１４，図１５は、本発明の別の実施形態を示す図である。図１４，図１５に示した導波管構造体１０Ｄは、第２の導波構造体４０Ｃに代えて、第２伝搬部４０ｄを内部に有する第２の導波構造体４０Ｄを採用しており、その他の構成は導波管構造体１０Ｃと同様である。このため、重複する説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
【００４６】
第２の導波構造体４０Ｃでは、第２誘電体４６を挟むように一対の第２導体層４２，４３を有していたのに対して、第２の導波構造体４０Ｄは、第２誘電体層４６１の上面に第２導体層４２ｄを配置するのみであり、第２誘電体層４６３の下面に導体層が配置されていない。また、第２導体群４４，４５は第２導体層４２ｄのみに電気的に接続されている
こととなる。
【００４７】
そして、第２導体群４４，４５が互いに対向する方向（Ｙ方向）に第４導体４８１が配列された第４導体群４８を有する。この第４導体群４８は、Ｘ方向における導波管の管壁に相当するものとして機能する。第４導体群４８を構成する第４導体４８１は、第２の導波構造体４０Ｄを伝送する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第４導体４８１の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。一列の第４導体群４８を構成する第４導体４８１の各々は、第２誘電体層４６１〜４６３の貫通孔の内に設けられ、当該第２誘電体層４６１〜４６３を貫通している。
【００４８】
また、伝送方向（Ｘ方向）の、第４導体群４８が配置されていない側の面において、第４導体群４８と対向させて、第２誘電体層４６３を貫通する第５導体群４９が配置されている。この第５導体群４９を構成する第４導体４９１は、第２の導波構造体４０Ｄを伝送する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第４導体４９１の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。
【００４９】
第５導体群４９は第２誘電体層４６１，４６２には配置されていないため、伝送方向（Ｘ方向）において、第４導体群４８が配置されていない側の面は、高周波信号の入出力口として機能する第１入出力口４１１ａとなる。この第１入出力口４１１ａは、変換構造体３０Ｃの変換部３０ｃに接続される。
【００５０】
第２誘電体層４６３の下面のうち、第２導体群４４，４５および第４導体群４８，第５導体群４９で囲まれた領域の内部は、高周波信号の入出力口として機能する第２入出力口４１１ｂとなる。
【００５１】
上述のように構成することにより、高周波信号の伝送方向をＸ方向からＺ方向に９０°変換させることのできる導波管構造体１０Ｄを提供することができる。
（第６の実施形態）
次に図１６，図１７は、本発明の別の実施形態を示す図である。図１６，図１７に示した導波管構造体１０Ｅは、第２の導波構造体４０Ｃに代えて、第２伝搬部４０ｅを内部に有する第２の導波構造体４０Ｅを採用しており、その他の構成は導波管構造体１０Ｃと同様である。このため、重複する説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５２】
第２の導波構造体４０Ｃでは、２列の第２導体群４４，４５を有していたのに対して、第２の導波構造体４０Ｅは、一列の第２導体群４４ｅを有するのみである。また、第２の導波構造体４０Ｄと同様に第４導体群４８を有する。
【００５３】
伝送方向（Ｘ方向）において、ＹＺ平面に平行な面のうち）第２の導波構造体４０Ｅの第４導体群４８が配置されていない側の面は、高周波信号の入出力口として機能する第１入出力口４１１ａとなる。
【００５４】
またＹ方向において、ＺＸ平面に平行な面のうち、第３導体群４４ｅが配置されていない側の面は、高周波信号の入出力口として機能する第２入出力口４１１ｂとなる。
【００５５】
上述のように構成することにより、高周波信号の伝送方向をＸ方向からＹ方向に９０°変換させることのできる導波管構造体１０Ｅを提供することができる。
（第７の実施形態）
第４〜第６の実施形態においては、図１１に示すように、変換構造体３０Ｃにおいて第３導体群３４，３５を有していたが、これらを備えない変換構造体を用いてもよい。すなわち、第３誘電体層３６１，３６２のＸＺ平面に平行な面に高周波信号に対する管壁がない状態としてもよい。
（第８の実施形態）
図１８〜２３は、本発明の導波管構造体の他の例を示す図である。図１８〜２３に示した導波管構造体１０Ｆは、第１伝搬部２０に代えて、第１伝搬部２０ｆを内部に有する第１の導波構造体２０Ｆを採用し、変換部３０に代えて、変換部３０ｆを内部に有する変換構造体３０Ｆを採用し、第２伝搬部４０に代えて、第２伝搬部４０ｆを内部に有する第２の導波構造体４０Ｆを採用している。以下、導波管構造体１０Ｆの各構成について説明する。
【００５６】
第１の導波構造体２０Ｆは、複数の第１誘電体層２６１ａ〜２６１ｃで構成される第１誘電体２６Ｆと複数の第１導体群２４ａとを有している。複数の第１誘電体層２６１ａ〜２６１ｃは、高周波信号の伝送方向に順次積層して形成されている。そして、この第１導体群２４ａが導波管の管壁に相当するものとして機能し、この管壁に囲まれた内部が第１伝搬部２０ｆに相当する。
【００５７】
この第１の導波構造体２０Ｆでは、第１誘電体層２６１ａ〜２６１ｃの主面はＹＺ平面に広がっている。そして、図２１において破線で囲んで示すように、この第１誘電体層２６１ａ〜２６１ｃのそれぞれを貫通する第１導体が矩形状に並んで配置された第１導体群２４ａを形成している。この第１導体により矩形状に囲まれた内側の領域が高周波信号の伝搬部となる。この第１導体は、第１伝搬部２０ｆを伝搬する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第１導体の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態では、複数の第１誘電体層２６１ａ〜２６１ｃの各層の間に複数の副導体層２７１ａ〜２７１ｃを配置している。この副導体層２７１ａ〜２７１ｃにより、第１導体同士を電気的に接続することができるので、複数の第１誘電体層２６１ａ〜２６１ｃの積層による位置ずれが生じても高周波信号が漏れることを抑制することができる。この副導体層２７１ａ〜２７１ｃのそれぞれは、ＹＺ平面で上面視したときに、第１導体が配置される領域の内側に伝搬孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃを有する。すなわち、複数の第１導体は、矢印Ｘの方向から見て、伝播孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃの周囲を囲んで配置されている。この伝播孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃは、第１方向（Ｚ方向）に沿った辺の長さが第２方向（Ｙ方向）に沿った辺の長さよりも短くなっている。各副導体層２７１ａ〜２７１ｃの伝搬孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃは、伝送方向に並んで配置されている。
【００５９】
変換構造体３０Ｆは、複数の第３誘電体層３６１ａ，３６１ｂで構成される第３誘電体３６Ｆと複数の第３導体群３４ａとを有している。複数の第３誘電体層３６１ａ，３６１ｂは、高周波信号の伝送方向に順次積層して形成されている。そして、この第３導体群３４ａが導波管の管壁に相当するものとして機能し、この管壁に囲まれた内部が変換部３０ｆに相当する。
【００６０】
この変換構造体３０Ｆでは、第３誘電体層３６１ａ，３６１ｂの主面はＹＺ平面に広がっている。そして、図２２において破線で囲んで示すように、この第３誘電体層３６１ａ，３６１ｂのそれぞれを貫通する第２導体が矩形状に並んで配置された第３導体群３４ａを形成している。この第３導体により矩形状に囲まれた内側の領域が高周波信号の伝搬部となる。この第３導体は、変換部３０ｆを伝搬する高周波信号のうち最も短い波の長さの
１／２以下の間隔をあけて配置される。第３導体の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、複数の第３誘電体層３６１ａ，３６１ｂの間に副導体層３７１ａを配置している。この副導体層３７１ａにより、第３導体同士を電気的に接続することができるので、第３誘電体層３６１ａ，３６１ｂの積層による位置ずれが生じても高周波信号が漏れることを抑制することができる。この副導体層３７１ａは、ＹＺ平面で上面視したときに、第３導体が配置される領域の内側に伝搬孔３７１Ｂａを有する。すなわち、複数の第３導体は、矢印Ｘの方向から見て、伝播孔３７１Ｂａの周囲を囲んで配置されている。この伝播孔３７１Ｂａは、第１方向（Ｚ方向）に沿った辺の長さが第２方向（Ｙ方向）に沿った辺の長さよりも短くなっている。副導体層３７１ａの伝搬孔２７１Ｂａは、第１の導波構造体２０Ｆの副導体層２７１ａ〜２７１ｃの伝搬孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃと、伝送方向で重心が揃うように並んで配置されている。
【００６２】
第２の導波構造体４０Ｆは、複数の第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃで構成される第２誘電体４６Ｆと複数の第２導体群４４ａとを有している。複数の第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃは、高周波信号の伝送方向に順次積層して形成されている。そして、この第２導体群４４ａが導波管の管壁に相当するものとして機能し、この管壁に囲まれた内部が第２伝搬部４０ｆに相当する。
【００６３】
この第２の導波構造体４０Ｆでは、第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃの主面はＹＺ平面に広がっている。そして、図２３において破線で囲んで示すように、この第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃのそれぞれを貫通する第２導体が矩形状に並んで配置された第２導体群４４ａを形成している。この第２導体により矩形状に囲まれた領域の内側が高周波信号の伝搬部となる。この第２導体は、第２伝搬部４０ｆを伝搬する高周波信号のうち最も短い波の長さの１／２以下の間隔をあけて配置される。第２導体の間隔を伝送する高周波信号の１／２波長以下にすることで、当該高周波信号が漏れるのを低減することができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、複数の第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃの各層の間に複数の副導体層４７１ａ〜４７１ｃを配置している。この副導体層４７１ａ〜４７１ｃにより、第２導体同士を電気的に接続することができるので、複数の第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃの積層による位置ずれが生じても高周波信号が漏れることを抑制することができる。この副導体層４７１ａ〜４７１ｃのそれぞれは、ＹＺ平面で上面視したときに、第２導体が配置される領域の内側に伝搬孔４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃを有する。すなわち、複数の第２導体は、矢印Ｘの方向から見て、伝播孔４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃの周囲を囲んで配置されている。この伝播孔４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃは、第１方向（Ｚ方向）に沿った辺の長さが第２方向（Ｙ方向）に沿った辺の長さよりも短くなっている。各第２誘電体層４６１ａ〜４６１ｃの伝搬孔４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃは、伝送方向に並んで配置されている。また、副導体層４７１ａ〜４７１ｃの伝搬孔４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃは、第１の導波構造体２０Ｆ，変換構造体３０Ｆの伝搬孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃ，３７１Ｂａと重心を合わせて伝送方向に並んで配置されている。
【００６５】
そして、第１誘電体層２６１ｃと第３誘電体層３６１ａとの間、および第３誘電体層３６１ａと第２誘電体層４６１ａとの間には導体層６０１，６０２が配置されている。この導体層６０１，６０２は伝搬孔６０１ａ，６０２ａを有する。伝搬孔６０１ａは、伝搬孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃと同等の形状とし、伝搬孔６０２ａは、伝搬孔４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃと同等の形状とする。このような伝搬孔６０１ａ，６０２ａは、第１の導波構造体２０Ｆ，変換構造体３０Ｆ，第２の導波構造体４０Ｆの伝搬孔２７１Ｂａ〜２７１Ｂｃ，３７１Ｂａ，４７１Ｂａ〜４７１Ｂｃと重心を合わせて伝送方向に並んで配置されている。この伝搬孔６０１ａ，６０２ａを介して、第１の導波構造体２０Ｆの第１伝搬部２０ｆ
と変換構造体３０Ｆの変換部３０ｆとを電磁的に結合し、変換構造体３０Ｆの変換部３０ｆと第２の導波構造体４０Ｆの第２伝搬部４０ｆとを電磁的に結合している。
（第９の実施形態）
図２４〜図２６は、本発明の導波構造体の別の実施形態を示す図である。図２４〜図２６に示した導波管構造体１０Ｇは、導波管構造体１０Ｆの第２の導波構造体４０Ｆに代えて、第２伝搬部４０ｇを内部に有する第２の導波構造体４０Ｇを採用している。それ以外の構成は導波管構造体１０Ｆと同様である。以下、導波管構造体１０Ｇの第２の導波構造体４０Ｇについて説明する。
【００６６】
導波管構造体１０Ｆの第２の導波構造体４０Ｆでは、第２導体群４４ａは矩形状に配置されているのに対して、導波管構造体１０Ｇの第２の導波構造体４０Ｇでは、第２導体群４４ｆの配列形状が異なる。具体的には、第２導体群４４ｇは、第１配列導体群４４ｇ１と第２配列導体群４４ｇ２と第３配列導体群４４ｇ３とを有する。第１配列導体群４４ｇ１と第２配列導体群４４ｇ２とは互いに対向して平行に配置されている。そして、その一端４４１，４４２同士をつなぎ、この第１配列導体群４４ｇ１と第２配列導体群４４ｇ２との対向する方向に延びるように、第３配列導体群４４ｇ３が配置されている。このように配置することで、第２導体群４４ｇの第２導体はコの字状（深Ｕ字状）に配置されているものとなる。
【００６７】
そして、導波管構造体１０Ｆの第２の導波構造体４０Ｆでは、第２誘電体層４６１ｃの下面には伝搬孔４７１Ｂｃを有する副導体層４７１ｃが配置されているのに対して、導波管構造体１０Ｇの第２の導波構造体４０Ｇでは、第５導体層４９が配置されており、高周波信号に対する管壁となっている。
【００６８】
このように構成することにより、伝送方向（Ｘ方向）において、第２誘電体４６のうち第５導体層４９が配置されていない側の表面が第１入出力口４１１ａ１となる。すなわち、実質的には、導体層６０２の伝搬孔６０２ａが第１入出力口４１１ａ１として機能することとなる。
【００６９】
また、第１配列群４４ｆ１と第２配列群４４ｆ２との他端４４３，４４４同士をつなぎ、第３配列群４４ｆ３に平行な面（この例ではＸＺ平面に平行な面）が、高周波信号の入出力口として機能する第２入出力口４１１ｂ１となる。
【００７０】
上述のように構成することにより、高周波信号の伝送方向をＸ方向からＹ方向に９０°変換させることのできる導波管構造体１０Ｅを提供することができる。
【００７１】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の各実施形態に示す導波管構造体を複数個組み合わせてもよい。
【００７２】
導波管構造体を組み合わせる例としては、例えば、２つの導波管構造体１２を互いの第２入出力口４１ｂを接続させる例が挙げられる。このような例として図２８に示す導波構造体１２Ａを用いて説明する。導波構造体１２Ａは、２つの導波構造体１２Ａ１，１２Ａ２を互いの第２伝搬部４０ｂを接続させて成る。２つの導波管構造体１２Ａ１，１２Ａ２を、ＸＹ平面を挟んで互いの第２入出力口４１ｂを対向させるとともに対称に配置する場合には、一方の導波管構造体１２Ａ１の第１伝搬部２０からＸ方向に順方向で入力される信号が、他方の導波管構造体１２Ａ２の第１伝搬部２０からＸ方向に逆方向で出力される。すなわち、伝搬する高周波信号のＺ方向における伝送位置（厚み方向における高さ位置）を変更するとともにＸ方向における伝送方向を１８０°変換することができる。すなわち、折り返しの導波管構造体を提供することができる。
【００７３】
なお、２つの導波構造体１２Ａ１，１２Ａ２において第２伝搬部４０ｂの一部を共有してもよい。導波管構造体１２Ａを図１４，図１５に示す導波管構造体１０Ｄのように誘電体層を積層して構成する場合を例に検討する。図１５に示すように第２伝搬部４０Ｄにおいて誘電体層は最低３層積層することが必要である。なぜなら、第１伝搬部２０Ｃ，変換部３０Ｃ，第２伝搬部４０Ｃの順に厚みを厚くする必要があるためである。ここで、２つの導波構造体１２Ａ１，１２Ａ２で第２伝搬部４０ｂの一部を共有とすることで、単純に組み合わせた場合には６層の誘電体層を積層することが必要な構成を４層で実現することができ、導波構造体１２Ａ全体の低背化が可能となる。４層必要な理由は、２層の積層体を含む２つの変換部３０を上下方向に配列する厚みが必要であるためである。２つの導波構造体１２Ａ１，１２Ａ２で第２伝搬部４０ｂの一部を共有とすることで２つの第２伝搬部４０ｂを誘電体層４層の積層体で構成する場合には、図２８において２つの変換部３０の間の間隙はなくなり、２つの変換部３０が互いに接するものとなる。この場合には、Ｚ方向で上側に位置する一方の導波構造体１２Ａ１の下側の管壁と、下側に位置する他方の導波構造体１２Ａ２の上側の管壁とが共有される。
【００７４】
また、図２８に示す構造の例では、高周波信号が入力される、導波構造体１２Ａ１の第１伝搬部２０は、積層した誘電体層のうち最上層の誘電体層を一対の第一導体層が挟持して構成され、高周波信号が出力される、導波構造体１２Ａ２の第１伝搬部２０は、関奏した誘電体層のうち最下層の誘電体層を一対の第１導体層が挟持して構成されているが、この組み合わせに限定されない。例えば、導波構造体１２Ａ１の第１伝搬部２０は、上から２番目の誘電体層を一対の第一導体層が挟持して構成してもよいし、導波構造体１２Ａ２の第１伝搬部２０は下から２番目の誘電体層を一対の第一導体層が挟持して構成してもよい。
【００７５】
また、一方の導波管構造体１２を、他方の導波管構造体１２に対してＸＹ平面において点対象に配置し、第２入出力口４１ｂ同士を接続させてもよい。このような例とし、図２９に示す導波構造体１２Ｂを例に説明する。導波構造体１２Ｂは２つの導波構造体１２Ｂ１，１２Ｂ２を点対称に配置して互いの第２伝搬部４０ｂを接続させて成る。このような構成により、一方の導波管構造体１２Ｂ１の第１伝搬部２０からＸ方向に順方向で入力される信号が、他方の導波管構造体１２Ｂ２の第１伝搬部２０からＺ方向における高さ位置を変更してＸ方向に順方向で出力される。
【００７６】
なお、２つの導波構造体１２Ｂ１，１２Ｂ２において第２伝搬部４０ｂの一部を共有してもよい。導波管構造体１２Ｂを図１４，図１５に示す導波管構造体１０Ｄのように誘電体層を積層して構成する場合を例に検討する。第２伝搬部４０ｂにおいて誘電体層は最低３層積層することが必要であるが、２つの導波構造体１２Ｂ１，１２Ｂ２で第２伝搬部４０ｂの一部を共有とすることで、単純に組み合わせた場合には６層の誘電体層を積層することが必要な構成を最小では３層で実現することができ、導波構造体１２Ａ全体の低背化が可能となる。
【００７７】
また、このような、Ｘ方向に順方向から高周波信号を入力し、Ｚ方向における高さ位置を変えてＸ方向に順方向で出力する構成としては、２つの導波構造体１０を用いて、互いの第１伝搬部２０を接続して構成してもよい。
【００７８】
また、いずれの組み合わせ例においても、周波数特性についてシミュレーションした結果、７７〜７８ＧＨｚの高周波信号に対して、損失が少なく、帯域の広い伝送特性を有することを確認できた。
【００７９】
さらに、図３０に示すように、導波構造体１０と導波構造体１２とを互いの第２伝搬部
４０，４０ｂを接続して導波構造体１０Ｈとしてもよい。このような導波構造体１０Ｈは、Ｘ方向から入力した信号を出力方向を９０°変換させてＺ方向に出力するものである。このような構成とすることにより、導波構造体１２のみを用いて出力方向を９０°変換させる場合に比べて、より損失を少なくし、帯域を広くすることができる。例えば、全く異なる物質で構成された導波構造体１０と導波構造体１２とを接続する場合等に有益である。このような例として、導波構造体１０の導波部（管壁で囲まれた信号伝搬部）を樹脂基板で構成し、導波構造体１２の導波部をアルミナで構成するものとして、周波数特性についてシミュレーションした。なお、樹脂基板の比誘電率は４とし、アルミナの比誘電率は９．４とした。その結果、樹脂基板に形成された直方体状の導波管に導波構造体１２を接続して出力方向を９０°変換させた場合に比べて、帯域は２倍強に広がり、透過特性（Ｓ２１）に優れた領域の幅を著しく広くなっていることを確認した。
【００８０】
さらに、第４〜第７の実施形態では、第１の導波構造体と、第２の導波構造体と、変換構造体とが別体として構成されているが、これらの構造体は、部分的に一体的に形成されていてもよい。例えば第１誘電体層２６１〜２６３、第２誘電体層３６１〜３６３、および第３誘電体層４６１〜４６３の各層が一体的に形成されていてもよい。
【００８１】
また、第４〜第９の実施形態では、第１〜第３の誘電体を積層体で構成した例について説明したが、一体的に形成された誘電体であってもよい。
【００８２】
また、上述の実施形態，実施例および変形例は全て、第１伝搬部，変換部，第２伝搬部が幅方向（ｘ方向，長辺側，第２方向）において中心を揃えるように配置されている例について説明した。即ち、図１においてｙ１とｙ２との値が等しくなうように配置された例を用いた。しかしながら、変換部は第１伝搬部，第２伝搬部に対して第２方向で幅広になっていれば中心を揃える必要はない。例えば、図３１（ａ）に示すように、一方に偏っていてもよいし、図３１（ｂ）に示すように、第２方向の端部を揃えるように配置してもよい。なお、図３１（ａ），（ｂ）は、伝送方向と第２方向とで形成される平面の上面図である。このような例について、電磁界分布および周波数特性についてシミュレーションした。数値条件は、図３１（ａ）のモデルについては、変換部３１０の長辺の長さは第１実施例と同じだが、ｙ１’を０．２５ｍｍ，ｙ２’’を１．２５ｍｍとなるようにし、図３１（ｂ）のモデルについては、変換部３２０の長辺の長さを２．５７６とした。それ以外の数値条件は第１実施例と同様とした。その結果、両モデルとも電磁界分布がスムーズに伝搬する様子が確認でき、第１実施例と同等の周波数特性を得られることが確認できた。
【符号の説明】
【００８３】
Ｘ    高周波信号の伝送方向
Ｙ    第１方向
Ｚ    第２方向
１０，１１，１２，１０Ａ〜１０Ｈ    導波管構造体    
２０    第１伝搬部    ２０
２６    第１誘電体
２２，２３    第１導体層
２４，２５第１導体群
４０    第２伝搬部
４１ａ    第１入出力口
４１ｂ    第２入出力口
４６    第２誘電体
４２，４３    第２導体層
４４，４５    第２導体群
４４ｇ１    第１配列導体群
４４１    第１配列導体群の一端
４４３    第１配列導体群の他端
４４ｇ２    第２配列導体群
４４２    第２配列導体群の一端
４４４    第２配列導体群の他端
４４ｇ３    第３配列導体群
４８    第４導体群
４９    第５導体層
３０    変換部
３６    第３誘電体
３２，３３    第３導体層
３４，３５    第３導体群
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図８】
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