(57)【要約】【課題】コストを低く抑えながら、小型化を実現した、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器を提供する。【解決手段】マイクロストリップ線路／スロット線路変換器を、誘電体基板４の表面に形成された信号線５と、基板裏面に形成されたグランド金属パターン６とを有するマイクロストリップ線路１と、マイクロストリップ線路１に接続され、基板表面の一側に形成された表面金属パターン７の一の端面と基板裏面の他側に形成された裏面金属パターン８の端面との間に形成される第１スロット線路２と、マイクロストリップ線路１と第１スロット線路２との接続部に接続され、表面金属パターン７の他の端面とグランド金属パターン６の端面との間に形成される第２スロット線路３とを備えるものとし、マイクロストリップ線路１及び第１スロット線路２を主線路とし、第２スロット線路３をスタブとして構成する。【選択図】図１
2009077052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の表面に形成された信号線と、前記誘電体基板の裏面に形成されたグランド金属パターンとを有するマイクロストリップ線路と、
前記マイクロストリップ線路に接続され、前記誘電体基板の表面の一側に形成された表面金属パターンの一の端面と前記誘電体基板の裏面の他側に形成された裏面金属パターンの端面との間に形成される第１スロット線路と、
前記マイクロストリップ線路と前記第１スロット線路との接続部に接続され、前記表面金属パターンの他の端面と前記グランド金属パターンの端面との間に形成される第２スロット線路とを備え、
前記マイクロストリップ線路、及び、前記第１スロット線路及び前記第２スロット線路の一方が主線路であり、
前記第１スロット線路及び前記第２スロット線路の他方がスタブであることを特徴とするマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項２】
前記第１スロット線路は、マイクロストリップ線路に直線状に連なるように設けられており、
前記第２スロット線路は、前記信号線に対して直角方向に延びるように設けられていることを特徴とする、請求項１記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項３】
前記スタブが、前記信号線から信号波長の１／４波長程度離れた位置にスルーホールを有するショートスタブであることを特徴とする、請求項１又は２記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項４】
前記スタブが、前記信号線から信号波長の１／４波長程度離れた位置の前記誘電体基板の側面をメタライズすることによって構成されるショートスタブであることを特徴とする、請求項１又は２記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項５】
前記スタブが、前記信号線から信号波長の１／２波長程度離れた位置まで延びるオープンスタブであることを特徴とする、請求項１又は２記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項６】
前記主線路から信号波長の１／４波長程度離れた位置に、信号波長の１／２波長以下の間隔をあけて形成されたビアを備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項７】
前記第１スロット線路が主線路であり、
前記第２スロット線路がスタブであり、
前記第１スロット線路を構成する前記表面金属パターンの端面と前記裏面金属パターンの端面との間の距離をテーパ状に広げることによって構成されたスロットアンテナを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項８】
前記第１スロット線路がスタブであり、
前記第２スロット線路が主線路であり、
前記第２スロット線路を構成する前記表面金属パターンの端面と前記グランド金属パターンの端面との間の距離をテーパ状に広げることによって構成されたスロットアンテナを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備えることを特徴とする、受信装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備えることを特徴とする、送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマイクロ波、ミリ波領域の電波（信号）の送受信に用いて好適の、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器、受信装置及び送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、受信装置又は送信装置に備えられる集積回路（ＩＣ）は、その線路構造がマイクロストリップ線路構造になっている。
一方、受信装置又は送信装置に用いられ、広い周波数にわたって高利得が得られるアンテナとして、スロット線路のスロット幅をテーパ状に広くした構造のスロットアンテナが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このようなスロットアンテナを用いるためには、マイクロストリップ線路とスロット線路とを特性を劣化させることなく接続することが必要になる。つまり、マイクロストリップ線路からスロット線路へ（又はスロット線路からマイクロストリップ線路へ）線路を変換する際に特性を劣化させないようにするためのマイクロストリップ線路／スロット線路変換器が必要となる。
【０００４】
なお、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器に関しては、例えば特許文献２に開示されたものがある。特許文献２では、誘電体基板の表面にマイクロストリップ線路の信号線を形成し、誘電体基板の裏面に形成されたマイクロストリップ線路のグランドにスリットを入れてスロット線路を形成し、マイクロストリップ線路の信号線の開放端から１／４波長離れた位置で、かつ、スロット線路の先端から１／４波長離れた位置で、マイクロストリップ線路の信号線とスロット線路とが直交するように接続することによって、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器を構成することが開示されている（段落０００４、図１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３０８４６号公報
【特許文献２】特開平８−２７４５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、特許文献２に開示されたマイクロストリップ線路／スロット線路変換器では、マイクロストリップ線路及びスロット線路の先端から１／４波長離れた位置でマイクロストリップ線路とスロット線路とが直交するように接続するため、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器を構成するために、１辺が１／４波長程度の長さの正方形相当の余計な面積が必要であり、その小型化は難しい。
【０００６】
ところで、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、通常、５０−７５Ωである。このようなマイクロストリップ線路に接続するスロット線路の特性インピーダンスは少なくとも１００Ω以下にする必要があり、このためにはスロット線路の幅（空隙；スリット幅）を小さくする必要がある。例えば、厚さが１００μｍ程度で、誘電率が４程度の誘電体基板を用いる場合、特性インピーダンスを１００Ω以下にするためには、スロット線路の幅を２０μｍ以下にしなければならない。
【０００７】
しかしながら、このようにスロット線路の幅を小さくするには、パターニングに精度が必要となり、コストが増大することになる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、コストを低く抑えながら、小型化を実現できるようにした、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器、受信装置及び送信装置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】
【０００８】
このため、本発明のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器は、誘電体基板の表面に形成された信号線と、誘電体基板の裏面に形成されたグランド金属パターンとを有するマイクロストリップ線路と、マイクロストリップ線路に接続され、誘電体基板の表面の一側に形成された表面金属パターンの一の端面と誘電体基板の裏面の他側に形成された裏面金属パターンの端面との間に形成される第１スロット線路と、マイクロストリップ線路と第１スロット線路との接続部に接続され、表面金属パターンの他の端面とグランド金属パターンの端面との間に形成される第２スロット線路とを備え、マイクロストリップ線路、及び、第１スロット線路及び第２スロット線路の一方が主線路であり、第１スロット線路及び第２スロット線路の他方がスタブであることを要件とする。
【０００９】
本発明の受信装置は、上述のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備えることを要件とする。
本発明の送信装置は、上述のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備えることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本発明のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器、受信装置及び送信装置によれば、コストを低く抑えながら、小型化を実現できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器、受信装置及び送信装置について図１〜図９を参照しながら説明する。
本実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器は、例えばマイクロ波、ミリ波領域の電波（信号；高周波信号）の送受信に用いられ、アンテナとして、広い周波数にわたって高利得が得られるスロットアンテナを用いる受信装置又は送信装置（あるいは送受信装置）に備えられる。
【００１２】
本マイクロストリップ線路／スロット線路変換器は、例えば図１〜図４に示すように、集積回路［ＩＣ；例えばマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）やモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）］に接続されるマイクロストリップ線路（主線路）１と、マイクロストリップ線路１に直線状に連なるように接続され、スロットアンテナに接続されるスロット線路（主線路）２と、マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部に設けられたスタブ（変換部）３とを備えるものとして構成される。
【００１３】
ここでは、マイクロストリップ線路１は、図１（Ａ），（Ｂ），図２（Ａ）［図１（Ａ），（Ｂ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図］に示すように、誘電体基板４の表面に形成された信号線（信号線金属パターン）５と、誘電体基板４の裏面に形成されたグランド（グランド金属パターン）６とから構成される。
本実施形態では、グランド金属パターン６は、図１（Ｂ）に示すように、誘電体基板４の裏面のマイクロストリップ線路１が形成される領域の全面に形成されている。具体的には、後述するように、スロット線路によるショートスタブ３を形成するために、グランド金属パターン６は、信号線５の直下の位置から信号波長の１／４波長程度離れた位置まで（ここでは誘電体基板４の両側面まで）延びるように形成されている。
【００１４】
スロット線路（第１スロット線路）２は、図１（Ａ），（Ｂ），図２（Ｃ）［図１（Ａ），（Ｂ）のＣ−Ｃ′線に沿う断面図］に示すように、マイクロストリップ線路１の信号線５に直線状に連なるように設けられ、誘電体基板４の表面の一側［図１（Ａ），（Ｂ）中、信号線５の延長線に対して上側］に形成された表面金属パターン（誘電体基板４の上側の金属板）７の一の端面７Ａ［図１（Ａ），図２（Ｃ）の下側の端面；縁部］と誘電体基板４の裏面の他側［図１（Ａ），（Ｂ）中、信号線５の延長線に対して下側］に形成された裏面金属パターン（誘電体基板４の下側の金属板）８の一の端面８Ａ［図１（Ｂ），図２（Ｃ）の上側の端面；縁部］との間に形成される。
【００１５】
なお、本実施形態では、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、表面金属パターン７の端面７Ａ及び裏面金属パターン８の端面８Ａが信号線５（ここでは信号線５の下側の側面）の延長線上にくるように［即ち、図２（Ｃ）に示すように、誘電体基板４に垂直な方向に延びる線上に揃うように］、表面金属パターン７及び裏面金属パターン８が形成されているが、これに限られるものではない。例えば、表面金属パターン７と裏面金属パターン８とがオーバーラップするように、表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａとが、誘電体基板４に垂直な方向に延びる線に対して、ずれた位置に形成されていても良いし、表面金属パターン７と裏面金属パターン８とがオーバーラップしないように、表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａとが、誘電体基板４に垂直な方向に延びる線に対して、ずれた位置に形成されていても良い。
【００１６】
このように、本実施形態では、誘電体基板４の表面に形成された金属パターン７と裏面に形成された金属パターン８を用いてスロット線路２を形成している。つまり、スロット線路２を構成する表面金属パターン７と裏面金属パターン８との間に誘電体基板４が挟まれている。このため、スロット線路２の空隙（ここでは表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａとの間の距離）を小さくする必要がなく、例えば特許文献２に開示されている構造のように、スロット線路の空隙を２０μｍ程度にするためにパターニングの精度を高くしなくても良いため、容易に作製可能であるという利点がある。
【００１７】
例えば、誘電体基板４の厚さや誘電率が異なると、マイクロストリップ線路１及びスロット線路２の特性インピーダンスが変化する。この場合、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスは信号線５の幅を変化させることによって容易に調整することができる。一方、誘電体基板４の上下に形成した金属パターン７，８を用いるスロット線路２の特性インピーダンスは、誘電体基板４の厚さによってほぼ決まるが、上下の金属パターン７，８をオーバーラップさせるか、もしくは、オーバーラップしないように離すことによって、容易に調整（微調整）することができる。本実施形態では、上下の金属パターン７，８によってスロット線路２を形成しているため、上下の金属パターン７，８の端面７Ａ，８Ａの位置合わせの精度を高くしなくても良い。例えば、誘電体基板４の厚さを５０μｍとし、上下の金属パターン７，８の端面を揃えて、上下の金属パターン７，８の端面間の距離（スロット線路２の空隙）を５０μｍにしようとした場合に、上下の金属パターン７，８の端面の位置が２０μｍずれたとしても、上下の金属パターン７，８の端面間の距離（スロット線路２の空隙）は５３μｍであり、３μｍ程度しかずれないからである。
【００１８】
ここで、図５（Ａ），（Ｂ）は、スロット線路２の特性インピーダンスと、スロット線路２を構成する表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａとの間の距離（スロット間隔）との関係を説明するための図である。
なお、ここでは、誘電率４、厚さ４０μｍの誘電体基板４を用いている。また、ここでは、便宜上、金属パターンの端面間の水平方向の距離をスロット間隔としている。また、図５（Ｂ）中、スロット間隔を示すプラスの値は、それが大きくなると、表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａが離れていくことを意味し、マイナスの値は、それが大きくなると、表面金属パターン７と裏面金属パターン８のオーバーラップ量が大きくなっていくことを意味する。
【００１９】
例えば、誘電率４、厚さ４０μｍの誘電体基板４を用いる場合、図５（Ｂ）に示すように、通常、５０−７５Ωの特性インピーダンスを持つマイクロストリップ線路に接続するのに、スロット線路２の特性インピーダンスを５０〜１００Ωにするためには、スロット間隔を−５０μｍ〜５０μｍの範囲内［波長に換算すると、−０．０１５６×λｇ（信号波長）〜０．０１５６×λｇの範囲内］にすれば良い。
【００２０】
なお、ここでは、誘電率４、厚さ４０μｍの誘電体基板４を用いているが、これに限られるものではない。例えば、誘電体基板４は、例えば３０〜１００μｍ程度の厚さのものを用いることができる。また、誘電率４、厚さ４０μｍの誘電体基板４を用いた場合のスロット間隔の範囲を示しているが、これよりも誘電率が高い誘電体基板を用いる場合やこれよりも厚さが薄い誘電体基板を用いる場合は、図５（Ｂ）の特性インピーダンスのグラフは全体的に下側に下がるため、スロット線路２の特性インピーダンスを５０〜１００Ωにするためのスロット間隔の範囲は、表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａが離れていく方向［図５（Ｂ）中、右側］へずれることになる。一方、これよりも誘電率が低い誘電体基板を用いる場合やこれよりも厚さが厚い誘電体基板を用いる場合は、図５（Ｂ）の特性インピーダンスのグラフは全体的に上側に上がるため、スロット線路２の特性インピーダンスを５０〜１００Ωにするためのスロット間隔の範囲は、表面金属パターン７と裏面金属パターン８とのオーバーラップ量が大きくなっていく方向［図５（Ｂ）中、左側］へずれることになる。
【００２１】
ところで、マイクロストリップ線路１とスロット線路２とが直線状に連なるように接続する場合、単純に、マイクロストリップ線路１を構成する信号線５及びグランド６、及び、スロット線路２を構成する表面金属パターン７及び裏面金属パターン８を、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すような構造にすることが考えられる。
しかしながら、このような構造にすると、図６（Ｃ）に示すように、マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部において電波の放射が生じ、変換損失が大きくなる。
【００２２】
そこで、本実施形態では、図１（Ａ），（Ｂ），図２（Ｂ）［図１（Ａ），（Ｂ）のＢ−Ｂ′線に沿う断面図］，図３に示すように、マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部にスタブ３を設けている。このスタブ３は、マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部で電波の放射が生じないようにして変換損失を抑えて、マイクロストリップ線路１からスロット線路２へ、又は、スロット線路２からマイクロストリップ線路１へ信号を伝送させる機能を有する。
【００２３】
本実施形態では、スタブ３は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、マイクロストリップ線路１の信号線５（信号の進行方向；信号伝播方向）に対して直角方向に延びるように形成されている。つまり、マイクロストリップ線路１の終端部（マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部）において、マイクロストリップ線路１の信号線５を構成する金属パターンを、信号の進行方向（信号伝送方向）に対して直角方向に広げていくことによって、スタブ３を形成している。
【００２４】
特に、本実施形態では、スタブ３は、図２（Ｂ），図３に示すように、スロット線路によって構成される。つまり、スタブ３を構成するスロット線路（第２スロット線路）は、マイクロストリップ線路１とスロット線路（第１スロット線路）２との接続部に接続され、２スロット線路２を構成する表面金属パターン（誘電体基板４の上側の金属板）７の他の端面７Ｂ［図１（Ａ）の左側の端面；上記一の端面７Ａに直交するマイクロストリップ線路１側の端面；縁部］と、マイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン（誘電体基板４の下側の金属板）６の端面６Ａ［誘電体基板４の裏面の一側（図１（Ｂ）中、信号線５に対して上側）のスロット線路２側の端面；縁部］との間に形成される。
【００２５】
なお、本実施形態では、図１（Ａ），（Ｂ），図２（Ｂ），図３に示すように、表面金属パターン７の他の端面７Ｂ及びグランド金属パターン６の端面６Ａが誘電体基板４の表面に対して垂直な方向に延びる線上に並ぶ（揃う）ように、表面金属パターン７及びグランド金属パターン６が形成されているが、これに限られるものではない。例えば、表面金属パターン７とグランド金属パターン６とがオーバーラップするように、表面金属パターン７の他の端面７Ｂとグランド金属パターン６の端面６Ａとが、誘電体基板４に垂直な方向に延びる線に対して、ずれた位置に形成されていても良いし、表面金属パターン７とグランド金属パターン６とがオーバーラップしないように、表面金属パターン７の他の端面７Ｂとグランド金属パターン６の端面６Ａとが、誘電体基板４に垂直な方向に延びる線に対して、ずれた位置に形成されていても良い。なお、上述のスロット線路２の場合と同様に、例えば、誘電率４、厚さ４０μｍの誘電体基板を用いる場合、スタブ３を構成するスロット線路の特性インピーダンスを５０〜１００Ωにするために、スロット間隔を−５０μｍ〜５０μｍの範囲内［波長に換算すると、−０．０１５６×λｇ（信号波長）〜０．０１５６×λｇの範囲内］にすれば良い。
【００２６】
このように、本実施形態では、誘電体基板４の表面に形成された金属パターン（ここではスロット線路２を構成する表面金属パターン７）と裏面に形成された金属パターン（ここではマイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン６）を用いて、スタブ３として機能するスロット線路を形成している。
本実施形態では、スタブ３は、マイクロストリップ線路１の信号線５から信号波長の１／４波長程度離れた位置にスルーホール９を有するショートスタブである。
【００２７】
ここでは、ショートスタブ３は、図２（Ｂ），図３に示すように、少なくともマイクロストリップ線路１の信号線５の位置から信号波長の１／４波長程度離れた位置まで延びるように、スロット線路２を構成する表面金属パターン７及びマイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン６を形成することによってスロット線路（第２スロット線路）を形成するとともに、図２（Ｂ），図４（３Ｄ表示したもの）に示すように、マイクロストリップ線路１の信号線５から信号波長の１／４波長程度離れた位置に、スロット線路２を構成する表面金属パターン７とマイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン６とが接続されるように、スルーホール９を形成することによって構成される。つまり、マイクロストリップ線路１の信号線５から信号波長の１／４波長程度離れた位置で、スルーホール（ビア；ビアホール）９によって、スロット線路２を構成する表面金属パターン７とマイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン６とを短絡して、ショートスタブ３を構成している。
【００２８】
このように、ショートスタブ３は、信号の進行方向（信号伝送方向）に対して直角方向には信号波長の１／４波長程度の長さを必要とするが、信号の進行方向にはほとんど長さを必要としない。つまり、ショートスタブ３は、伝送線路としてのマイクロストリップ線路１の一部（グランド金属パターン６）及びスロット線路２の一部（表面金属パターン７）を用いて構成される。このため、主線路以外の変換部（マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部）に必要な面積を大幅に小さくすることができ、大幅な小型化が可能となる。
【００２９】
ここで、短絡した箇所（スルーホール９の位置）からマイクロストリップ線路１とスロット線路２の接続部（図４中、符号Ａで示す部分）までは１／４波長離れているため、マイクロストリップ線路１とスロット線路２の接続部（図４中、符号Ａで示す部分）において、表面金属パターン（マイクロストリップ線路１を構成する信号線金属パターン５又はスロット線路２を構成する表面金属パターン７）と裏面金属パターン（マイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン６又はスロット線路２を構成する裏面金属パターン８）とは、電気的に開放状態となる。これにより、信号の伝送方向に直交する方向［図６（Ｃ）中、矢印で示す方向］への電波の放射が生じないようにすることができ、マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部（変換部）における変換損失を抑えることができる。
【００３０】
ここで、図７は、スルーホール９の位置を変化させた場合のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の変換損失及び反射損失の変化をシミュレーションした結果を示している。
なお、図７では、スルーホール９の位置、即ち、マイクロストリップ線路１の信号線５とスロット線路２との接続部からスルーホール９までの距離をｘ（動作周波数の信号の波長λｇに対する大きさによって表される）とし、反射損失をＳ11［（変換器の入力端子へ反射して戻った電力）／（変換器の入力端子へ入力した電力）］とし、変換損失Ｓ21［（変換器の出力端子から出力された電力）／（変換器の入力端子へ入力した電力）］としている。また、スルーホール９の位置を変化させた場合の変換器の変換損失の変化を示すものを、スルーホール９の位置に対する変換器の透過特性（通過特性）と言い、スルーホール９の位置を変化させた場合の変換器の反射損失の変化を示すものを、スルーホール９の位置に対する変換器の反射特性と言う。
【００３１】
図７に示すように、スルーホール９の位置を、信号波長λｇの０．２５〜０．３倍の位置にすると、変換損失Ｓ21が少なく、反射損失Ｓ11も少ないことがわかる。
これにより、スルーホール９の位置を、信号波長λｇの０．２５〜０．３倍の位置にすることで、マイクロストリップ線路１とスロット線路２との接続部に形成されたスロット線路がショートスタブ３として機能し、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器として動作しうることがわかる。
【００３２】
また、図８は、信号の周波数を変化させた場合のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の変換損失及び反射損失の変化をシミュレーションした結果を示している。
なお、図８の横軸は信号の周波数を中心周波数で規格化した規格化周波数を示している。また、反射損失をＳ11［（変換器の入力端子へ反射して戻った電力）／（変換器の入力端子へ入力した電力）］とし、変換損失Ｓ21［（変換器の出力端子から出力された電力）／（変換器の入力端子へ入力した電力）］としている。また、信号の周波数を変化させた場合の変換器の変換損失の変化を示すものを、信号の周波数に対する変換器の変換損失（透過損失）の周波数特性と言い、信号の周波数を変化させた場合の変換器の反射損失の変化を示すものを、信号の周波数に対する変換器の反射損失の周波数特性と言う。
【００３３】
図８に示すように、規格化周波数の値が０．８−１．２程度の帯域（中心周波数の０．８−１．２倍程度の周波数の帯域）にわたって、変換損失Ｓ21が２ｄＢ程度になっており、良好な特性（広帯域にわたって低損失な特性）が得られた。
なお、上記特許文献２に開示されているような構造のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器における変換損失及び反射損失の周波数特性は、図９に示すようになり、広帯域にわたって低損失な特性が得られるが、本実施形態の構造のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器においても、これと同程度に広帯域にわたって低損失な特性が得られることになる。
【００３４】
したがって、本実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器、受信装置及び送信装置によれば、低損失・広帯域性を確保しつつ、コストを低く抑えながら、小型化を実現できるという利点がある。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
【００３５】
例えば、上述の実施形態では、スロット線路２を、マイクロストリップ線路１に直線状に連なるように設けるとともに、スロット線路によって構成されるスタブ３を、信号線５に対して直角方向に延びるように設けているが、これに限られるものではなく、例えば図１０に示すように、スロット線路２を、マイクロストリップ線路１の信号線５（信号の進行方向）に対して直角方向に延びるように設けるとともに、スロット線路によって構成されるスタブ（ショートスタブ）３を、マイクロストリップ線路１の信号線５に直線状に連なるように設けても良い。
【００３６】
この場合、スタブ３を構成するスロット線路（第１スロット線路）は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、マイクロストリップ線路（主線路）１に接続され、誘電体基板４の表面の一側［図１０（Ａ），（Ｂ）中、信号線５の延長線に対して上側］に形成された表面金属パターン（誘電体基板４の上側の金属板）７の一の端面７Ａ［図１０（Ａ）の下側の端面；縁部］と誘電体基板４の裏面の他側［図１０（Ａ），（Ｂ）中、信号線５の延長線に対して下側］に形成された裏面金属パターン（誘電体基板４の下側の金属板）８の一の端面８Ａ［図１０（Ｂ）の上側の端面；縁部］との間に形成される。
【００３７】
また、スロット線路（第２スロット線路；主線路）２は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、マイクロストリップ線路１とスタブ３を構成するスロット線路（第１スロット線路）との接続部に接続され、スタブ３を構成するスロット線路の表面金属パターン（誘電体基板４の上側の金属板）７の他の端面７Ｂ［図１０（Ａ）の左側の端面；上記一の端面７Ａに直交するマイクロストリップ線路１側の端面；縁部］と、マイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン（誘電体基板４の下側の金属板）６の端面６Ａ［誘電体基板４の裏面の一側（図１０（Ｂ）中、信号線５に対して上側）のスタブ３を構成するスロット線路側の端面；縁部］との間に形成される。
【００３８】
さらに、ショートスタブ３は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、少なくともマイクロストリップ線路１の信号線５の位置から信号波長の１／４波長程度離れた位置まで延びるように、スロット線路２を構成する表面金属パターン７及び裏面金属パターン８を形成することによってスロット線路（第１スロット線路）を形成するとともに、マイクロストリップ線路１の信号線５から信号波長の１／４波長程度離れた位置に、スロット線路２を構成する表面金属パターン７と裏面金属パターン８とが接続されるように、スルーホール９を形成することによって構成される。
【００３９】
なお、この変形例及び上述の実施形態において、スタブ又は主線路を構成するスロット線路は、マイクロストリップ線路１の信号線５に対して直角方向に延びるように、又は、マイクロストリップ線路１に直線状に連なる方向に延びるように形成されるが、マイクロストリップ線路及びスロット線路における信号の伝送に影響を与えない範囲で直角方向又は直線状に連なる方向からずれて斜めに形成されていても良い。
【００４０】
また、上述の実施形態又はその変形例では、グランド金属パターン６を誘電体基板４の裏面のマイクロストリップ線路１が形成される領域の全面に形成しているが、これに限られるものではなく、例えば図１１に示すようなパターンにしても良い。つまり、マイクロストリップ線路１を構成するために信号線５に対応する領域に１／３０波長程度の幅を有する金属パターンを形成するとともに、スロット線路によるショートスタブ３を形成するために、信号線５から信号波長の１／４波長程度離れた位置まで（ここでは誘電体基板４の両側面まで）延びるように金属パターンを形成するようにしても良い。
【００４１】
また、上述の実施形態又はその変形例では、表面金属パターン７とグランド金属パターン６とを電気的に短絡させるためにスルーホール９を形成してショートスタブ３を構成しているが、これに限られるものではなく、例えば図１２に示すように、ショートスタブ３を、信号線５から信号波長の１／４波長程度離れた位置が誘電体基板４の側面になるようにし、誘電体基板４の側面まで延びるように表面金属パターン７及びグランド金属パターン６を形成するとともに、表面金属パターン７とグランド金属パターン６とが接続される（導通される）ように誘電体基板４の側面（側壁）をメタライズすることによって構成しても良い。つまり、誘電体基板４の側壁を介して、表面金属パターン７とグランド金属パターン６とを短絡するようにしても良い。
【００４２】
また、上述の実施形態又はその変形例では、表面金属パターン７とグランド金属パターン６とを電気的に短絡させてなるショートスタブ３を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、スタブは、マイクロストリップ線路１の信号線５から信号波長の１／２波長程度離れた位置まで延び、電気的に開放されオープンスタブ３Ａであっても良い。つまり、この場合、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、信号線５から信号波長の１／２波長程度離れた位置まで延びるように、スロット線路２を構成する表面金属パターン７及びマイクロストリップ線路１を構成するグランド金属パターン６を形成することによってスロット線路を構成すれば、このスロット線路がオープンスタブ３Ａ（ここでは１／２波長の長さを有するオープンスタブ）として機能することになる。但し、上述の実施形態のように、１／４波長の長さを有するショートスタブを用いる方が小型化を図ることができるという点で好ましい。
【００４３】
また、上述の実施形態又はその変形例の構成に加え、図１４に示すように、主線路としてのマイクロストリップ線路１及びスロット線路２から信号波長の１／４波長程度離れた位置に、信号波長の１／２波長以下の間隔をあけて複数のビア（スルーホール）１１を形成しても良い。例えば図１４に示すように、主線路としてのマイクロストリップ線路１及びスロット線路２から信号波長の１／４波長程度離れた位置に、主線路としてのマイクロストリップ線路１及びスロット線路２に平行に、誘電体基板４の表面及び裏面にライン状の金属パターンを形成し、信号波長の１／２波長以下の間隔をあけて、表面の金属パターンと裏面の金属パターンとが接続（導通）されるように、複数のビア１１を形成すれば良い。このように、信号波長の１／２波長以下の間隔でビア１１を配置すると、図１４中、矢印で示す方向へ伝送しなくなるため、放射による損失を減少させることができ、より効率的にマイクロストリップ線路１とスロット線路２との間の変換が行なえるようになる。
【００４４】
また、上述の実施形態又はその変形例のものにおいて、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、スロット線路２を構成する表面金属パターン７の端面７Ａと裏面金属パターン８の端面８Ａとの間の距離をテーパ状に広げていくことによって構成されるスロットアンテナ（テーパスロットアンテナ）１０を備えるものとして構成しても良い。つまり、同一誘電体基板４上に、マイクロストリップ線路１と、スロット線路２と、スタブ３と、スロット線路２の一部（又は全部）として構成されるスロットアンテナ１０とを形成して、スロットアンテナ付きマイクロストリップ線路／スロット線路変換器（マイクロストリップ線路／スロット線路変換器付きスロットアンテナ）を構成し、これを備える受信装置又は送信装置（あるいは送受信装置）を構成しても良い。
【００４５】
ここで、図１６は、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すような構造のテーパスロットアンテナ付きマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備える受信装置を作製し、パラメータとして測定周波数を変化させて、アンテナの放射パターン（Ｅ面放射パターン）を測定した結果（アンテナの放射パターンの周波数特性）を示している。なお、ｆは測定周波数であり、ｆ0は中心周波数であり、ｆ／ｆ0は規格化周波数である。
【００４６】
図１６に示すように、規格化周波数の０．８５倍〜１．１７倍程度の周波数まではほぼ同一の放射パターンを示している。これにより、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すような構造のテーパスロットアンテナ付きマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備える受信装置は、小型で、かつ、広帯域な特性を有するものであることを実証できた。
また、上述の実施形態又はその変形例では、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器を単体部品として構成し、このマイクロストリップ線路／スロット線路変換器は受信装置又は送信装置（あるいは送受信装置）に備えられるものとして説明しているが、これに限られるものではなく、本発明は、マイクロストリップ線路とスロット線路との接続部を有するものに広く適用することができる。例えば、マイクロストリップ線路とスロット線路とを有する伝送線路において、マイクロストリップ線路とスロット線路との接続部にスタブ３を設けることによって、スタブ３のみ、又は、スタブ３及びその近傍の伝送線路（マイクロストリップ線路及びスロット線路）によってマイクロストリップ線路／スロット線路変換器が構成される場合もある。この場合、マイクロストリップ線路／スロット線路変換器は、伝送線路の一部と見ることもできる。
【００４７】
以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
誘電体基板の表面に形成された信号線と、前記誘電体基板の裏面に形成されたグランド金属パターンとを有するマイクロストリップ線路と、
前記マイクロストリップ線路に接続され、前記誘電体基板の表面の一側に形成された表面金属パターンの一の端面と前記誘電体基板の裏面の他側に形成された裏面金属パターンの端面との間に形成される第１スロット線路と、
前記マイクロストリップ線路と前記第１スロット線路との接続部に接続され、前記表面金属パターンの他の端面と前記グランド金属パターンの端面との間に形成される第２スロット線路とを備え、
前記マイクロストリップ線路、及び、前記第１スロット線路及び前記第２スロット線路の一方が主線路であり、
前記第１スロット線路及び前記第２スロット線路の他方がスタブであることを特徴とするマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００４８】
（付記２）
前記表面金属パターンの一の端面と前記裏面金属パターンの端面とが、前記表面金属パターンと前記裏面金属パターンとがオーバーラップするように、ずれた位置に形成されていることを特徴とする、付記１記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
（付記３）
前記表面金属パターンの一の端面と前記裏面金属パターンの端面とが、前記表面金属パターンと前記裏面金属パターンとがオーバーラップしないように、ずれた位置に形成されていることを特徴とする、付記１記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００４９】
（付記４）
前記表面金属パターンの他の端面と前記グランド金属パターンの端面とが、前記表面金属パターンと前記グランド金属パターンとがオーバーラップするように、ずれた位置に形成されていることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５０】
（付記５）
前記表面金属パターンの他の端面と前記グランド金属パターンの端面とが、前記表面金属パターンと前記グランド金属パターンとがオーバーラップしないように、ずれた位置に形成されていることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５１】
（付記６）
前記第１スロット線路は、マイクロストリップ線路に直線状に連なるように設けられており、
前記第２スロット線路は、前記信号線に対して直角方向に延びるように設けられていることを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５２】
（付記７）
前記スタブが、前記信号線から信号波長の１／４波長程度離れた位置にスルーホールを有するショートスタブであることを特徴とする、付記１〜６記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
（付記８）
前記スタブが、前記信号線から信号波長の１／４波長程度離れた位置の前記誘電体基板の側面をメタライズすることによって構成されるショートスタブであることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５３】
（付記９）
前記スタブが、前記信号線から信号波長の１／２波長程度離れた位置まで延びるオープンスタブであることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
（付記１０）
前記主線路から信号波長の１／４波長程度離れた位置に、信号波長の１／２波長以下の間隔をあけて形成されたビアを備えることを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５４】
（付記１１）
前記第１スロット線路が主線路であり、
前記第２スロット線路がスタブであり、
前記第１スロット線路を構成する前記表面金属パターンの端面と前記裏面金属パターンの端面との間の距離をテーパ状に広げることによって構成されたスロットアンテナを備えることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５５】
（付記１２）
前記第１スロット線路がスタブであり、
前記第２スロット線路が主線路であり、
前記第２スロット線路を構成する前記表面金属パターンの端面と前記グランド金属パターンの端面との間の距離をテーパ状に広げることによって構成されたスロットアンテナを備えることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器。
【００５６】
（付記１３）
付記１〜１２のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備えることを特徴とする、受信装置。
（付記１４）
付記１〜１２のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備えることを特徴とする、送信装置。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式図であって、（Ａ）は表面メタルパターンを示す平面図であり、（Ｂ）は裏面メタルパターンを示す背面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式図であって、（Ａ）はマイクロストリップ線路部分を示す断面図であって、図１（Ａ），（Ｂ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図であり、（Ｂ）は変換部分（スタブ）を示す断面図であって、図１（Ａ），（Ｂ）のＢ−Ｂ′線に沿う断面図であり、（Ｃ）はスロット線路部分を示す断面図であって、図１（Ａ），（Ｂ）のＣ−Ｃ′線に沿う断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を構成するスタブを示す模式図であって、図１（Ａ），（Ｂ）のＤ−Ｄ′線に沿う断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式的斜視図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を構成するスロット線路の特性インピーダンスとスロット間隔との関係を説明するための図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の課題を説明するための模式図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器のスルーホールの位置と変換損失及び反射損失との関係を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の変換損失及び反射損失の周波数特性を示す図である。
【図９】特許文献２に開示されているような構造のマイクロストリップ線路／スロット線路変換器における変換損失及び反射損失の周波数特性を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の変形例にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式図であって、（Ａ）は表面メタルパターンを示す平面図であり、（Ｂ）は裏面メタルパターンを示す背面図である。
【図１１】本発明の一実施形態の他の変形例にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の裏面メタルパターンを示す模式的背面図である。
【図１２】本発明の一実施形態の他の変形例にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式的斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態の他の変形例にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式図であって、（Ａ）は表面メタルパターンを示す平面図であり、（Ｂ）は裏面メタルパターンを示す背面図である。
【図１４】本発明の一実施形態の他の変形例にかかるマイクロストリップ線路／スロット線路変換器の構成を示す模式的斜視図である。
【図１５】本発明の一実施形態にかかるスロットアンテナ付きマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を示す模式図であって、（Ａ）は表面メタルパターンを示す平面図であり、（Ｂ）は裏面メタルパターンを示す背面図である。
【図１６】本発明の一実施形態にかかるスロットアンテナ付きマイクロストリップ線路／スロット線路変換器を備える受信装置におけるアンテナの放射パターンの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  マイクロストリップ線路
２  スロット線路
３  ショートスタブ
３Ａ  オープンスタブ
４  誘電体基板
５  信号線（信号線金属パターン）
６  グランド（グランド金属パターン）
６Ａ  端面
７  表面金属パターン
７Ａ  一の端面
７Ｂ  他の端面
８  裏面金属パターン
８Ａ  一の端面
９  スルーホール
１０  スロットアンテナ
１１  ビア
【図１】
2009077052.tif 000003
【図２】
2009077052.tif 000004
【図３】
2009077052.tif 000005
【図４】
2009077052.tif 000006
【図５】
2009077052.tif 000007
【図６】
2009077052.tif 000008
【図７】
2009077052.tif 000009
【図８】
2009077052.tif 000010
【図９】
2009077052.tif 000011
【図１０】
2009077052.tif 000012
【図１１】
2009077052.tif 000013
【図１２】
2009077052.tif 000014
【図１３】
2009077052.tif 000015
【図１４】
2009077052.tif 000016
【図１５】
2009077052.tif 000017
【図１６】
2009077052.tif 000018