JP3169972B2 - Waveguide-microstrip line converter - Google Patents
Waveguide-microstrip line converterInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的]DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention]
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波またはミ
リ波集積回路の入出力回路に採用される導波管−マイク
ロストリップ線路変換器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide-microstrip line converter used for an input / output circuit of a microwave or millimeter-wave integrated circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】フィンラインを用いた導波管−マイクロ
ストリップ線路変換器は、図5(a)または(b)に示
すように、テーパ状フィンライン1とマイクロストリッ
プ線路2及びその両者間の変換部3を誘電体からなる一
枚の基板4上に形成し、その基板4を導波管5内に装荷
して構成される。具体的には、導波管5からテーパ状フ
ィンライン1を介して、同じくフィンラインからなる低
インピーダンスの変換部3を経て、マイクロストリップ
線路2に変換されるように構成される。このような構成
の変換器に用いられるフィンラインは、アンチポーダル
(antipodal)形と称して基板4の上下面に、
各々実線及び破線で図示したようなフィンと称する導体
膜A,Bが形成されて構成される。そして、その導体膜
A,Bは互いには全く重なることがないか、あるいは互
いに縁部だけが重なるように形成される。なお、導体膜
A,Bの一端は夫々導波管5の内壁面に直接接触させて
接続されるかあるいは高周波的に短絡状態となるように
接続される。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5A or 5B, a waveguide-to-microstrip line converter using a fin line has a tapered fin line 1 and a microstrip line 2 and a microstrip line 2 between them. The conversion unit 3 is formed on a single substrate 4 made of a dielectric material, and the substrate 4 is loaded in the waveguide 5. Specifically, it is configured to be converted into a microstrip line 2 from a waveguide 5 via a tapered fin line 1 and a low impedance conversion unit 3 also formed of a fin line. The fin lines used in the converter having such a configuration are called an antipodal type on the upper and lower surfaces of the substrate 4.
Conductor films A and B called fins as shown by solid lines and broken lines are formed and configured. The conductor films A and B are formed so that they do not overlap each other at all or only their edges overlap each other. One end of each of the conductor films A and B is connected by directly contacting the inner wall surface of the waveguide 5, or is connected so as to be short-circuited at a high frequency.
【0003】図5(a)に示す変換器では、テーパ状フ
ィンライン1をマイクロストリップ線路2に変換するた
めに、変換部3において、上面の導体膜Aはストリップ
に、また下面の導体膜Bは全体に地導体となるようにテ
ーパ状に変形される。In the converter shown in FIG. 5A, in order to convert the tapered fin line 1 into a microstrip line 2, in the converter 3, the conductor film A on the upper surface becomes a strip and the conductor film B on the lower surface. Is deformed into a tapered shape so as to be a ground conductor as a whole.
【0004】図5(b)は他の導波管−マイクロストリ
ップ線路変換器を示したもので、同じく誘電体からなる
基板4の両面に導体膜A,Bを形成したものであるが、
図5(a)とは相違し、テーパ状フィンライン1とマイ
クロクロストリップ線路2との間の変換部3は、上下の
ストリップからなる平行2線で構成される。FIG. 5 (b) shows another waveguide-microstrip line converter in which conductor films A and B are formed on both surfaces of a substrate 4 also made of a dielectric material.
Unlike FIG. 5A, the converter 3 between the tapered fin line 1 and the micro-cross line 2 is composed of two parallel lines composed of upper and lower strips.
【0005】しかし、図5(a)及び(b)に示したい
ずれの導波管−マイクロストリップ線路変換器も、通常
使用される周波数帯域では例えば図6(a)及び(b)
に示すように2種類の伝送波が伝達される構造となる。
図6(a)及び(b)は、図5(a)に示した変換器の
変換部3の断面図を示したもので、いずれも変換器内を
伝搬する伝送波の電磁界分布を、電界Eは実線矢印で、
また磁界Hは点線矢印で示したものである。図6(a)
は、伝送波はマイクロストリップ線路の伝送波に類似の
伝送波で変換に寄与することを示しているが、図6
(b)はこれとは全く別の不要波が伝搬することを示し
ている。即ち、図6(b)に示した電磁界分布は変換用
線路(変換部3)内で不要共振し、図7に例示するよう
に伝送帯域内に挿入損が生じ変換が全く行われない周波
数が現れる。このように従来の導波管−マイクロストリ
ップ線路変換器では、不要共振により導波管帯域(基本
モードの遮断周波数から高次モードの遮断周波数までの
範囲をいう)全体にわたっては使用できないという欠点
が生ずる。フィンラインを用いた変換器自体は簡単な構
成で、低損失であるから、利用範囲を広げるためにも広
帯域化が望まれていた。However, any of the waveguide-to-microstrip line converters shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) is, for example, shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) in a commonly used frequency band.
As shown in (1), a structure in which two types of transmission waves are transmitted is obtained.
6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views of the converter 3 of the converter shown in FIG. 5 (a), and both show the electromagnetic field distribution of a transmission wave propagating in the converter. The electric field E is a solid arrow,
The magnetic field H is indicated by a dotted arrow. FIG. 6 (a)
Indicates that the transmission wave is a transmission wave similar to the transmission wave of the microstrip line and contributes to the conversion.
(B) shows that an unnecessary wave completely different from this propagates. That is, the electromagnetic field distribution shown in FIG. 6B unnecessarily resonates in the conversion line (the conversion unit 3), and as shown in FIG. 7, an insertion loss occurs in the transmission band so that no conversion is performed at all. Appears. As described above, the conventional waveguide-microstrip line converter has a disadvantage that it cannot be used over the entire waveguide band (a range from the cut-off frequency of the fundamental mode to the cut-off frequency of the higher-order mode) due to unnecessary resonance. Occurs. Since the converter using the fin line itself has a simple configuration and low loss, it has been desired to widen the band in order to widen the range of use.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の導波管−マイク
ロストリップ線路変換器は、使用帯域が狭いので、改善
が要望されていた。The conventional waveguide-to-microstrip line converter has been required to be improved because the band used is narrow.
【0007】この発明は、上記実情に鑑みてなされたも
ので、導波管帯域内に不要共振の発生がなく、広帯域化
を実現した導波管−マイクロストリップ線路変換器を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a waveguide-to-microstrip line converter which does not generate unnecessary resonance in a waveguide band and realizes a wide band. And
【0008】[発明の構成][Structure of the Invention]
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明は、テーパ状の
フィンラインを介した導波管−マイクロストリップ線路
変換器において、前記フィンラインとマイクロストリッ
プ線路との接続部にアンチポーダル形の線路で構成され
導波管の管壁に短絡した略1/4波長の短絡スタブを設
けたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a waveguide-microstrip line converter having a tapered fin line, wherein a connecting portion between the fin line and the microstrip line is formed of an antipodal type line. Is
An approximately 1/4 wavelength short-circuit stub short- circuited to the waveguide wall is provided.
And wherein the digit.
【0010】[0010]
【作用】この発明による導波管−マイクロストリップ線
路変換器は、フィンラインとマイクロストリップ線路と
の間に略1/4波長の短絡スタプを設け、変換部で開放
となるようにしかつ平衡−不平衡変換回路を構成したの
で、広帯域にわたり不要共振のない変換が可能となっ
た。In the waveguide-microstrip line converter according to the present invention, a short-circuit stap of approximately 1/4 wavelength is provided between the fin line and the microstrip line so as to be open at the conversion part and to be balanced-unbalanced. Since the balanced conversion circuit is configured, conversion without unnecessary resonance is possible over a wide band.
【0011】[0011]
【実施例】以下、この発明による導波管−マイクロスト
リップ線路変換器の実施例を図1ないし図4を参照して
説明する。なお、図5ないし図7に示した従来の構成と
同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a waveguide-microstrip line converter according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The same components as those of the conventional configuration shown in FIGS. 5 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
【0012】即ち、図1はこの発明による導波管−マイ
クロストリップ線路変換器の第1の実施例を示した一部
切り欠き斜視図で、テーパ状フィンライン1とマイクロ
ストリップ線路2とを直結し、従来構成されていた変換
部(3)用の線路を省いて構成されている。即ち、基板
4上面の導体膜Aの縁部と基板4下面の導体膜Bの縁部
とによって、図示した導波管5の向かって右側の壁面に
向かうアンチポーダル形の線路のスタブ6を形成し、か
つスタブ6は導波管5の右側壁面に短絡させて短絡スタ
ブを構成している。このスタブ6の長さはストリップか
ら導波管側壁までの距離に相当し、導波管帯域の中心周
波数で1/4波長にするとスタブ6は開放となり、伝送
波はテーパ状フィンライン1からマイクロストリップ線
路2に変換される。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a first embodiment of a waveguide-microstrip line converter according to the present invention, in which a tapered fin line 1 and a microstrip line 2 are directly connected. In addition, the line for the conversion unit (3), which has been conventionally configured, is omitted. That is, the edge of the conductor film A on the upper surface of the substrate 4 and the edge of the conductor film B on the lower surface of the substrate 4 form an antipodal line stub 6 toward the wall surface on the right side of the illustrated waveguide 5. The stub 6 is short-circuited to the right wall of the waveguide 5 to form a short-circuit stub. The length of the stub 6 corresponds to the distance from the strip to the side wall of the waveguide. When the center frequency of the waveguide band is set to 1/4 wavelength, the stub 6 is opened, and the transmission wave is transmitted from the tapered fin line 1 to the microwave. It is converted to a strip line 2.
【0013】伝送波の伝送形態から見ると、テーパ状フ
ィンライン1は平衡形の伝送線路であって、マイクロス
トリップ線路2は不平衡形の伝送線路となるが、この発
明による導波管−マイクロストリップ線路変換器は、上
述のようにスタブ6を設けたことによって平衡−不平衡
変換を実現している。また、従来の変換部(3)用の線
路を使用していないので、導波管帯域内で不要共振を発
生することがなく、図2に示すように広い帯域にわたり
正常な変換が可能となった。なお、スタブ6の長さは中
心周波数の略1/4波長であることが必要であるが、ス
タブ6の長さが短い場合、あるいは長過ぎる場合でも導
体膜A,Bの形状を修正することによって、適応させる
ことができる。When viewed from the transmission form of the transmission wave, the tapered fin line 1 is a balanced transmission line, and the microstrip line 2 is an unbalanced transmission line. The stripline converter realizes balanced-unbalanced conversion by providing the stub 6 as described above. Further, since the conventional line for the converter (3) is not used, unnecessary conversion does not occur in the waveguide band, and normal conversion can be performed over a wide band as shown in FIG. Was. Note that the length of the stub 6 needs to be approximately 1/4 wavelength of the center frequency, but the shape of the conductor films A and B must be corrected even when the length of the stub 6 is short or too long. Can be adapted.
【0014】即ち、図3(a)は、この発明による導波
管−マイクロストリップ線路変換器の第2の実施例を示
した同じく一部切り欠き斜視図で、上面の導体膜Aのス
タブ6部にスリット(切込み)6aを形成し、実質上、
スタブ6の電気長を長くし、アンチポーダル形からなる
線路のスタブ6の電気長が中心周波数の1/4波長の長
さに適合させることができる。なお、同じく、スタブ6
の電気長が中心周波数の1/4波長の長さに満たない場
合に、図3(b)に示すように、下面の導電膜Bにスリ
ット6bを形成しても、同様な補正効果が得られる。FIG. 3A is a partially cutaway perspective view showing a waveguide-microstrip line converter according to a second embodiment of the present invention. A slit (cut) 6a is formed in the part,
The electric length of the stub 6 can be increased, and the electric length of the stub 6 of the antipodal type line can be adapted to the length of 1 / wavelength of the center frequency. Similarly, stub 6
In the case where the electrical length is less than a quarter wavelength of the center frequency, a similar correction effect can be obtained by forming a slit 6b in the conductive film B on the lower surface as shown in FIG. Can be
【0015】図4は、この発明による導波管−マイクロ
ストリップ線路変換器の第3の実施例を示す図で、上面
の導体膜Aと下面の導体膜Bとがスタブ6で互いに縁部
で重なる部分の途中をスルーホール6cにより短絡して
構成したものである。FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the waveguide-microstrip line converter according to the present invention, in which a conductor film A on the upper surface and a conductor film B on the lower surface are stubs 6 at edges of each other. The intermediate portion of the overlapping portion is short-circuited by a through hole 6c.
【0016】これはアンチポーダル形の線路のスタブ6
の電気長が中心周波数の1/4波長よりも長い場合に採
用し、実質上スタブ6の長さを短くして中心周波数の略
1/4波長に合せることができる。This is a stub 6 of an antipodal type line.
Is adopted when the electrical length of the stub 6 is longer than 1 / wavelength of the center frequency, and the length of the stub 6 can be substantially shortened so that the stub 6 can be adjusted to approximately 波長 wavelength of the center frequency.
【0017】以上のように、この発明による導波管−マ
イクロストリップ線路変換器は、テーパ状フィンライン
とマイクロストリップ線路との接続面にアンチポーダル
形の線路からなる短絡スタブを設けることによって、フ
ィンラインとマイクロストリップ線路の変換特性を改善
したものである。As described above, the waveguide-to-microstrip line converter according to the present invention provides a fin line by providing a short-circuit stub composed of an anti-podal type line on the connection surface between the tapered fin line and the microstrip line. And the conversion characteristics of the microstrip line are improved.
【0018】なお、この発明は,導波管−マイクロスト
リップ線路変換器について説明したが、導波管を除けば
一般のフィンラインとマイクロストリップ線路との変換
器としても使用することができる。Although the present invention has been described with respect to a waveguide-to-microstrip line converter, it can be used as a converter between a general fin line and a microstrip line except for the waveguide.
【0019】[0019]
【発明の効果】この発明による導波管−マイクロストリ
ップ線路変換器は、不要共振がなく導波管帯域全体をカ
バーし得る広帯域変換を実現するもので、実用に際し得
られる効果大である。また略1/4波長の短絡スタブの
製造が容易である。 The waveguide-to-microstrip line converter according to the present invention realizes wide-band conversion capable of covering the entire waveguide band without unnecessary resonance, which is a large effect obtained in practical use. The short stub of about 1/4 wavelength
Easy to manufacture.
【図1】この発明による導波管−マイクロストリップ線
路変換器の第1の実施例を示す一部切り欠き斜視図であ
る。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a first embodiment of a waveguide-microstrip line converter according to the present invention.
【図2】図1に示した変換器の挿入損及び反射損特性図
である。FIG. 2 is a graph showing characteristics of insertion loss and reflection loss of the converter shown in FIG. 1;
【図3】図3(a)及び(b)は、いずれもこの発明に
よる変換器の第2の実施例を示す一部切り欠き斜視図で
ある。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are partially cutaway perspective views showing a second embodiment of the converter according to the present invention.
【図4】この発明による変換器の第3の実施例を示す一
部切り欠き斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing a third embodiment of the converter according to the present invention.
【図5】図5(a)及び(b)は従来の導波管−マイク
ロストリップ線路変換器を示す一部切り欠き斜視図であ
る。FIGS. 5A and 5B are partially cutaway perspective views showing a conventional waveguide-microstrip line converter.
【図6】図6(a)及び(b)は図5(a)に示した導
波管−マイクロストリップ線路変換器の変換用線路部分
における主要伝送波の電磁界分布図である。6 (a) and 6 (b) are electromagnetic field distribution diagrams of main transmission waves in the conversion line portion of the waveguide-microstrip line converter shown in FIG. 5 (a).
【図7】図5に示した変換器の挿入損及び反射損特性図
である。FIG. 7 is a graph showing insertion loss and reflection loss characteristics of the converter shown in FIG. 5;
1…テーパ状フィンライン A,B…導体膜 2…マイクロストリップ線路 3…変換部 4…基板 5…導波管 6…スタブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tapered fin line A, B ... Conductive film 2 ... Microstrip line 3 ... Conversion part 4 ... Substrate 5 ... Waveguide 6 ... Stub
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−33031(JP,A) 特開 昭50−120753(JP,A) 1987 IEEE MTT Symp. Dig.pp.353−356 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/107 H01P 5/10 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-53-33031 (JP, A) JP-A-50-120753 (JP, A) 1987 IEEE MTT Symp. Dig. pp. 353-356 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01P 5/107 H01P 5/10 JICST file (JOIS)
Claims (2)
−マイクロストリップ線路変換器において、前記フィン
ラインとマイクロストリップ線路との接続部にアンチポ
ーダル形の線路で構成され導波管の管壁に短絡した略1
/4波長の短絡スタブを設けた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。1. A waveguide-microstrip line converter via a tapered fin line, wherein a connecting portion between the fin line and the microstrip line is formed of an anti-podal type line, and is connected to a wall of the waveguide of the waveguide. Approximately 1 short-circuited
/ 4 waveguide, characterized in that a short stub of the wavelength - microstrip line converters.
−マイクロストリップ線路変換器において、前記フィン
ラインとマイクロストリップ線路との接続部にアンチポ
ーダル形の線路で構成され基板上面の導体膜が前記基板
下面の導体膜に短絡した略1/4波長の短絡スタブを設
けた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。 2. A waveguide through a tapered fin line.
-In the microstrip line converter, the fin
Anti-Position at the connection between the line and the microstrip line
The conductor film on the upper surface of the substrate is composed of
An approximately 1/4 wavelength short-circuit stub short-circuited to the conductor film on the bottom
Waveguide-microstrip line characterized by radiating
converter.
Priority Applications (1)
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JP05399991A JP3169972B2 (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Waveguide-microstrip line converter |
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JPH04271501A JPH04271501A (en) | 1992-09-28 |
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