(57)【要約】【課題】導波管又は筐体側スロットとマイクロストリップ基板の接地導体を確実に接続し、簡単な構成にて導波管−マイクロストリップ基板間の接続損失を低減できるようにする。【解決手段】裏面の接地面４Ｇにスロットパターン４ａ、表面にアンテナパターンが形成されたマイクロストリップ基板４を、筐体側スロットを介して導波管に接続する構成において、上記マイクロストリップ基板４の裏面スロットパターン４ａの周縁の接地面４Ｇに、可塑性を持つ導電性の凸部９を多数配列し、これら凸部９を筐体側スロットの周縁部に接触させながらマイクロストリップ基板４を筐体に取り付ける。凸部９は、その可塑性により潰れ又はリフローにより溶融して拡がり、スロットパターン４ａ周縁の接地面４Ｇと筐体側スロット周縁部との電気的接続を確実にする。【選択図】図１
2016036124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管と、
裏面の接地面にスロットパターン、表面にアンテナパターンが形成され、上記導波管と共に伝送モード変換部を構成するマイクロストリップ基板と、
上記導波管の端面が配置されると共に、上記マイクロストリップ基板を収納する筐体と、を備えた導波管−マイクロストリップ線路変換器において、
上記マイクロストリップ基板の裏面スロットパターンの周縁の接地面に、可塑性を持つ複数の導電性の凸部を配列形成し、これら凸部を上記導波管端面に接触させながら上記マイクロストリップ基板の裏面を上記導波管の端面に取り付けることを特徴とする導波管−マイクロストリップ線路変換器。
【請求項２】
導波管と、
裏面の接地面にスロットパターン、表面にアンテナパターンが形成され、上記導波管と共に伝送モード変換部を形成するマイクロストリップ基板と、
上記導波管の端面が配置されると共に、上記マイクロストリップ基板を収納する筐体と、
上記マイクロストリップ基板の裏面のスロットパターンに位置合わせされる状態で上記筐体側に設けられ、上記導波管の端面に電磁的に結合するスロットと、を備えた導波管−マイクロストリップ線路変換器において、
上記マイクロストリップ基板の裏面スロットパターンの周縁の接地面に、可塑性を持つ複数の導電性の凸部を配列形成し、これら凸部を上記スロットの周縁部に接触させながら上記マイクロストリップ基板の裏面を上記筐体に取り付けることを特徴とする導波管−マイクロストリップ線路変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波管−マイクロストリップ線路間で伝送モードを変換する導波管−マイクロストリップ線路変換器、特にマイクロストリップ基板と導波管の結合の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に、導波管−マイクロストリップ線路変換器の構成が示されており、図４において、１は筐体、２は筐体１の一部に形成された導波管、３は筐体側スロット、４は筐体１内に配置されたマイクロストリップ基板、５はマイクロストリップ基板４を上から押さえるシールド枠、６は筐体１の蓋、７は基板４とシールド枠５を筐体１に共締めするねじである。
【０００３】
図５には、上記マイクロストリップ基板４の裏面［図５（Ａ）］と表面［図５（Ｂ）］が示されており、裏面に接地（金属）面４Ｇの一部を除去したスロットパターン４ａが形成され、表面にアンテナパターン４ｂが形成される。なお、４ｃはシールド枠５と筐体１との間の導通を図るスルーホール、４ｄはねじ７の締結のための透孔である。
【０００４】
このような構成の導波管−マイクロストリップ線路変換器では、図４に示されるように、マイクロストリップ基板４のスロットパターン４ａが導波管２に電磁的に結合したスロット３に配置され、アンテナパターン４ｂがシールド枠５の空胴部５ａに配置される。これにより、上記空胴部５ａのアンテナパターン４ｂに対向する上面５Ｅが導波管終端面として機能し、入力したマイクロ波は、モード変換されてアンテナパターン４ｂに結合し、マイクロストリップ基板４の後段の回路に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７８３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の導波管−マイクロストリップ線路変換器は、一般に、上記特許文献１にも示されるように、マイクロストリップ基板の接地導体と導波管との電気的接触、図４の場合の場合は、基板４のスロットパターン４ａの周縁部（４Ｇ）とスロット３の周縁部との電気的接触が不十分であると、接続損失を生じ、安定した伝送特性を発揮できなくなるという問題があった。このような問題に対し、特許文献１では、確実な接触を図るのではなく、ストリップ線路の開放端付近の裏側（接地電極）に第１の電極開口部（スロット）を形成し、この第１の電極開口部の中心位置と導波管の中心位置を一致させること等により、ストリップ線路の電気長によりキャンセリングを行う方法を採用する。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、基板裏面の第１の電極開口部の中心と導波管（導波路）中心の位置を厳密に位置合せしなければならず、加工や組立の自由度が制限されるという不都合がある。上記マイクロストリップ基板（４）の製作では、大判の誘電体基体上に蒸着とエッチングによって回路パターンが形成され、ブレードやレーザーによって個片化されるため、回路パターンと基板外形との位置ずれが生じるだけでなく、個片化時の切削幅の誤差によっても寸法誤差が生じる。
【０００８】
また、筐体を金属材料からのＮＣ工作機械による削り出しから作成すれば高い寸法精度が得られるが、製造コストの面からこのような手法が採用されることは希で、殆どはダイカストによる鋳造が採用される。そうすると、鋳造時の湯流れ状態による引けやバリの発生により、益々寸法誤差が重畳されてしまい、例えば基板をその外形を基準にして筐体上に位置決めした場合、スロットパターンの中心と導波管導波路の中心とが最大で約０．５〜１ｍｍ程度ずれてしまうことが予想される。このずれは、衛星通信や衛星放送などに使われるマイクロ波の周波数帯においては数百ＭＨｚ程度のずれとなり、充分なマッチングがとれないことが生じ得る。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導波管又は筐体側スロットとマイクロストリップ基板の接地導体を確実に接続し、簡単な構成にて導波管−マイクロストリップ基板間の接続損失を低減することができる導波管−マイクロストリップ線路変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、導波管と、裏面の接地面にスロットパターン、表面にアンテナパターンが形成され、上記導波管と共に伝送モード変換部を構成するマイクロストリップ基板と、上記導波管の端面が配置されると共に、上記マイクロストリップ基板を収納する筐体と、を備えた導波管−マイクロストリップ線路変換器において、上記マイクロストリップ基板の裏面スロットパターンの周縁の接地面に、可塑性を持つ複数の導電性の凸部を配列形成し、これら凸部を上記導波管端面に接触させながら上記マイクロストリップ基板の裏面を上記導波管の端面に取り付けることを特徴とする。
請求項２の発明は、導波管と、裏面の接地面にスロットパターン、表面にアンテナパターンが形成され、上記導波管と共に伝送モード変換部を形成するマイクロストリップ基板と、上記導波管の端面が配置されると共に、上記マイクロストリップ基板を収納する筐体と、上記マイクロストリップ基板の裏面のスロットパターンに位置合わせされる状態で上記筐体側に設けられ、上記導波管の端面に電磁的に結合するスロットと、を備えた導波管−マイクロストリップ線路変換器において、上記マイクロストリップ基板の裏面スロットパターンの周縁の接地面に、可塑性を持つ複数の導電性の凸部を配列形成し、これら凸部を上記スロットの周縁部に接触させながら上記マイクロストリップ基板の裏面を上記筐体に取り付けることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、導電性凸部を、取付け時（ねじ締め固定時）の押圧力に対し可塑性を示す（又はリフローにより溶融される）ペースト状半田（小さな球状凸部）とし、この凸部をマイクロストリップ基板の裏面接地面のスロットパターン周縁に複数形成することにより、スロットパターン周縁の接地面と導波管端面又は筐体側スロット周縁部との電気的接続を確実にすることができる。なお、上記凸部の間隔は、通過させるマイクロ波の波長の１／４よりも十分小さい寸法とすることが好ましく、これによりマイクロ波の漏洩を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の導波管−マイクロストリップ線路変換器によれば、導波管又は筐体側スロットとマイクロストリップ基板の接地導体が確実に接続され、簡単な構成にて導波管−マイクロストリップ基板間の接続損失を低減することが可能となる。また、マイクロストリップ基板の取付け時には、例えばシールド枠からの押圧によりペースト状半田等の凸部が適度に潰れるため、ダイカストにより筐体に引けやバリが生じた場合でも、その引けやバリによるマイクロストリップ基板と導波管又は筐体側スロットとの接触不良をなくすことができる。
【００１３】
また、請求項２のように、マイクロストリップ基板と導波管の間にスロットを介挿する構成とした場合は、周波数選択の段階を増やすことができ、入力信号レベルが過大なときにマイクロストリップ基板からの発熱等を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る導波管−マイクロストリップ線路変換器のマイクロストリップ基板の構成を示し、図（Ａ）は裏面側の図、図（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図（切断面のみの表示）である。
【図２】実施例のマイクロストリップ基板の筐体への取付け状態を示し、図（Ａ）は取付け前の分解図、図（Ｂ）は取付け後の図である。
【図３】実施例の導波管−マイクロストリップ線路変換器の全体構成を示す断面図である。
【図４】従来の導波管−マイクロストリップ線路変換器の変換部の構成を示す断面図である。
【図５】図４の変換器のマイクロストリップ基板の構成を示し、図（Ａ）は裏面側の図、図（Ｂ）は表面側の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３に、実施例の導波管−マイクロストリップ線路変換器（筐体側スロットを持つ例）が示されており、この変換器は、図３に示されるように、筐体１に導波管２とスロット３が形成され、このスロット３に図１のスロットパターン４ａを一致させる形で、マイクロストリップ基板４が取り付けられる。即ち、シールド枠５の固定用孔とマイクロストリップ基板４の透孔４ｄを通したねじ７を筐体１のねじ孔に螺合結合することにより、マイクロストリップ基板４は、シールド枠５に押さえられる形で筐体１に固定される。
【００１６】
上記マイクロストリップ基板４の表面（上面）には、図５（Ｂ）で説明したように、アンテナパターン４ｂが形成され、裏面（下面）には、図１に示されるように、銅箔等からなる接地面４Ｇが設けられると共に、その一部を除去したスロットパターン４ａが形成される。なお、図１の４ｃはスルーホールである。また、図３に示されるように、アンテナパターン４ｂはシールド枠５の空胴部５ａに配置されており、この空胴部５ａの上面５Ｅが導波管終端面となる。従って、導波管２及びスロット３から入力したマイクロ波は、モード変換されてアンテナパターン４ｂに結合する。
【００１７】
そして、実施例では、図１に示されるように、マイクロストリップ基板４の裏面のスロットパターン４ａの周縁の接地面４Ｇにおいて、スルーホール４ｃと透孔４ｄを避けた位置に、ペースト状半田からなる球状の小さな凸部９が所定の間隔で設けられる。この凸部９の半田としては、例えばＳｎ−０．３Ａｇ−０．７Ｃｕ（Ａｇ０．３％，Ｃｕ０．７％，Ｓｎ９９％）、Ｓｎ−０．１Ａｇ−０．７Ｃｕ等が用いられ、半田とすることで、マイクロストリップ基板４への部品実装のための半田印刷時に同時に凸部９も印刷することが可能となり、余計な工程の追加が不要となる。また、この凸部９は、変換器を通過するマイクロ波の波長λの１／４よりも十分に小さい間隔で配置し、マイクロ波の漏洩が抑制できるようにしている。
【００１８】
図２には、導波管−マイクロストリップ線路変換器の組立の様子（図１の右側から見た状態）が示されており、図２（Ａ）に示されるように、筐体１の上部開口からマイクロストリップ基板４が挿入され、そのマイクロストリップ基板４を上から押えるようにシールド枠５が配置され、この基板４をシールド枠５と共にねじ７で筐体１に共締めすることにより、図２（Ｂ）の状態に取り付けられる。
【００１９】
このとき、スロットパターン４ａの周縁に設けられた凸部９は、筐体１のスロット３の周縁部に圧着され、ねじ締め時のシールド枠５からの押圧力に対し可塑性を持つ半田であるから、マイクロストリップ基板４の接地面４Ｇとスロット３の周縁部とが確実に接触することになる。また、部品実装後のリフローを行い、凸部９の半田を溶融することにより、電気的導通が更に確実となる。
【００２０】
ところで、図２（Ａ）に示されるように、筐体１にはダイカストの湯流れの不具合により凹（陥没）部となる引け１１が形成されることがあり、通常、このような引け１１ができると、その部分で導通不良が発生し、導波管−マイクロストリップ線路変換器の特性が悪化してしまう。しかし、実施例では、図２（Ａ）に示されるように、ねじ７の締結に基づくシールド枠５の押圧力により、凸部９適度に潰れ、引け１１の中にも入り込み、確実な導通を図ることができるという利点がある。バリが発生する場合でも、同様に確実な導通が確保される。この凸部９の間隔の取り方によっては、押圧力により隣同士の凸部９が連結され、受信部と信号処理部の境界における接地面のマイクロ波漏れを完全になくすことができるが、通過させるマイクロ波の波長λの１／４より十分小さい寸法とすれば、凸部９が連結されなくともマイクロ波の漏れを良好になくすことが可能となる。
【００２１】
なお、実施例では、凸部９を小さな球状のものとしたが、スロットパターン４ａの周縁に沿って細長い線状の凸部、楕円上の凸部等としてもよく、これらの凸部の間隔をλ／４より十分小さい寸法とすればよい。
【００２２】
以上のように、実施例によれば、マイクロストリップ基板４の接地導体と筐体側スロット３とが確実に接続され、両者間の接続損失を低減することが可能となり、またマイクロストリップ基板４と導波管２の間にスロット３を介挿することにより、周波数選択の段階を増やすことができ、入力信号レベルが過大なときにマイクロストリップ基板からの発熱等を抑制することができる。
【００２３】
本発明の導波管−マイクロストリップ線路変換器の構成としては、上記筐体１側のスロット３を設けず、先行特許文献１のように、マイクロストリップ基板に直接、導波管を配置することも可能であり、この場合は、導波管の端面（フランジ面等）に対し、凸部（９）を設けたマイクロストリップ基板の裏面接地面（４Ｇ）を接続することになる。この場合も、可塑性の凸部によりマイクロストリップ基板の裏面接地面と導波管端面の電気的接続を確実にすることが可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１…筐体、            ２…導波管、
３…筐体側スロット、  ４…マイクロストリップ基板、
４ａ…スロットパターン、４ｂ…アンテナパターン、
５…シールド枠、      ７…ねじ、
９…凸部、            １１…引け。
【図１】
2016036124.tif 000003
【図２】
2016036124.tif 000004
【図３】
2016036124.tif 000005
【図４】
2016036124.tif 000006
【図５】
2016036124.tif 000007