JP3438654B2 - 誘電体線路減衰器、終端器および無線装置 - Google Patents
誘電体線路減衰器、終端器および無線装置Info
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- H01P3/165—Non-radiating dielectric waveguides
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- H01P1/26—Dissipative terminations
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- Waveguides (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ミリ波帯などで
用いられる誘電体線路減衰器、誘電体線路終端器、およ
びそれらを用いた無線装置に関するものである。
用いられる誘電体線路減衰器、誘電体線路終端器、およ
びそれらを用いた無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非放射性誘電体線路（以下「ＮＲＤガイ
ド」という。）を用いたミリ波集積回路が、電子情報通
信学会論文誌C-1 Vol.J73-C-I No.3 p.87〜94 1990.3
に示されている。
ド」という。）を用いたミリ波集積回路が、電子情報通
信学会論文誌C-1 Vol.J73-C-I No.3 p.87〜94 1990.3
に示されている。
【０００３】ＮＲＤガイドは、２つの平行な導体平面の
間に誘電体ストリップを配置して、誘電体ストリップ部
分を電磁波の伝搬域とし、その両側部の導体平面で挟ま
れる空間を電磁波の遮断域としたものである。このよう
なＮＲＤガイドにおいて終端器としては、上記文献に示
されているように、電磁波を吸収する抵抗膜を誘電体ス
トリップ部分に設けるようにしていた。
間に誘電体ストリップを配置して、誘電体ストリップ部
分を電磁波の伝搬域とし、その両側部の導体平面で挟ま
れる空間を電磁波の遮断域としたものである。このよう
なＮＲＤガイドにおいて終端器としては、上記文献に示
されているように、電磁波を吸収する抵抗膜を誘電体ス
トリップ部分に設けるようにしていた。
【０００４】図７はその終端器部分の構成を示す斜視図
である。ただし図７においては上下の導体板は省略して
いる。図７に示す誘電体ストリップは上下の導体板で挟
まれて電磁波の伝搬域を構成するが、上下二分割した誘
電体ストリップの間に抵抗シートと誘電体シートを挟み
込んでいる。図に示すように抵抗シートの一部と誘電体
シートとはテーパー状に形成していて、この部分で誘電
体線路のインピーダンス変換を行うとともに、誘電体線
路を伝搬するＬＳＭ０１モードのエネルギーを抵抗シー
トで消費させて、電磁波を吸収するようにしている。従
って図におけるＡ方向から伝搬する電磁波は、この終端
器部分で抵抗終端され、逆方向へは殆ど反射しない。
である。ただし図７においては上下の導体板は省略して
いる。図７に示す誘電体ストリップは上下の導体板で挟
まれて電磁波の伝搬域を構成するが、上下二分割した誘
電体ストリップの間に抵抗シートと誘電体シートを挟み
込んでいる。図に示すように抵抗シートの一部と誘電体
シートとはテーパー状に形成していて、この部分で誘電
体線路のインピーダンス変換を行うとともに、誘電体線
路を伝搬するＬＳＭ０１モードのエネルギーを抵抗シー
トで消費させて、電磁波を吸収するようにしている。従
って図におけるＡ方向から伝搬する電磁波は、この終端
器部分で抵抗終端され、逆方向へは殆ど反射しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７に示したような従
来の誘電体線路終端器においては、テーパー形状の抵抗
シートでインピーダンス変換を行う構造であるため、十
分な低反射特性を得るためには長いテーパー長が必要と
なる。そのため、終端器の全長が長くなるという問題が
あった。このような誘電体線路終端器は、例えばサーキ
ュレータの所定ポートに設けて全体としてアイソレータ
を構成したり、カップラの所定ポートに設けて全体とし
て方向性結合器を構成したりするが、終端器の全長が長
くなることにより、アイソレータや方向性結合器を用い
た誘電体線路モジュール全体が大型化することになる。
なお、例えば全長の長い終端器が所定位置に配置される
ように、誘電体線路にベンドを設けることも小型化の上
では有効であるが、ベンド部においてＬＳＭモードとＬ
ＳＥモードとの間でのモード変換が生じて損失が増大す
るという問題が生じる。
来の誘電体線路終端器においては、テーパー形状の抵抗
シートでインピーダンス変換を行う構造であるため、十
分な低反射特性を得るためには長いテーパー長が必要と
なる。そのため、終端器の全長が長くなるという問題が
あった。このような誘電体線路終端器は、例えばサーキ
ュレータの所定ポートに設けて全体としてアイソレータ
を構成したり、カップラの所定ポートに設けて全体とし
て方向性結合器を構成したりするが、終端器の全長が長
くなることにより、アイソレータや方向性結合器を用い
た誘電体線路モジュール全体が大型化することになる。
なお、例えば全長の長い終端器が所定位置に配置される
ように、誘電体線路にベンドを設けることも小型化の上
では有効であるが、ベンド部においてＬＳＭモードとＬ
ＳＥモードとの間でのモード変換が生じて損失が増大す
るという問題が生じる。
【０００６】また、誘電体線路途中の誘電体ストリップ
部分に抵抗膜を設ければ、誘電体線路減衰器を構成する
ことができるが、抵抗膜部分での反射を十分に抑制する
ためには、その抵抗膜パターンを上記誘電体線路終端器
の場合と同様に、長いテーパー状にする必要がある。そ
のため、誘電体線路減衰器についても上述と同様の問題
が生じる。
部分に抵抗膜を設ければ、誘電体線路減衰器を構成する
ことができるが、抵抗膜部分での反射を十分に抑制する
ためには、その抵抗膜パターンを上記誘電体線路終端器
の場合と同様に、長いテーパー状にする必要がある。そ
のため、誘電体線路減衰器についても上述と同様の問題
が生じる。
【０００７】この発明の目的は、誘電体線路の電磁波伝
搬方向の長さを短縮化して、全体に小型化を図った誘電
体線路減衰器、終端器およびそれらを用いた無線装置を
提供することにある。
搬方向の長さを短縮化して、全体に小型化を図った誘電
体線路減衰器、終端器およびそれらを用いた無線装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の誘電体線路減
衰器は、略平行な２つの導体平面と、該導体平面の間に
挟まれる誘電体ストリップとを備えた誘電体線路におい
て、前記誘電体線路の線路インピーダンスを、複数箇所
の不連続部で変化させるとともに、該不連続部での信号
の反射波を抑制する反射波抑圧手段と、前記反射波抑圧
手段の少なくとも一部を構成するものであって、前記導
体平面に略平行な面での前記誘電体ストリップの分割面
に沿って設けられた、前記誘電体線路を伝播する信号を
減衰させる抵抗膜とを含んでなる。そして、前記複数箇
所の不連続部を、前記誘電体ストリップに対して垂直方
向に幅が変化する箇所を有する前記抵抗膜で構成する。
衰器は、略平行な２つの導体平面と、該導体平面の間に
挟まれる誘電体ストリップとを備えた誘電体線路におい
て、前記誘電体線路の線路インピーダンスを、複数箇所
の不連続部で変化させるとともに、該不連続部での信号
の反射波を抑制する反射波抑圧手段と、前記反射波抑圧
手段の少なくとも一部を構成するものであって、前記導
体平面に略平行な面での前記誘電体ストリップの分割面
に沿って設けられた、前記誘電体線路を伝播する信号を
減衰させる抵抗膜とを含んでなる。そして、前記複数箇
所の不連続部を、前記誘電体ストリップに対して垂直方
向に幅が変化する箇所を有する前記抵抗膜で構成する。
【０００９】
【００１０】
【００１１】または、誘電体ストリップに対して垂直方
向に幅が変化する抵抗膜パターンにより線路インピーダ
ンスの不連続部を形成することによって、誘電体線路を
伝搬する信号の減衰とともに、反射波の抑圧を同時に行
う。
向に幅が変化する抵抗膜パターンにより線路インピーダ
ンスの不連続部を形成することによって、誘電体線路を
伝搬する信号の減衰とともに、反射波の抑圧を同時に行
う。
【００１２】また、この発明の誘電体線路減衰器は、前
記不連続部の間隔を、抑圧すべき反射波の波長の略１／
４波長の奇数倍の関係とする。これにより、その抑圧す
べき反射波を効率よく打ち消して、良好な低反射特性を
得る。
記不連続部の間隔を、抑圧すべき反射波の波長の略１／
４波長の奇数倍の関係とする。これにより、その抑圧す
べき反射波を効率よく打ち消して、良好な低反射特性を
得る。
【００１３】また、この発明の誘電体線路減衰器は、前
記不連続部を３か所以上設けるとともに、所定の不連続
部における反射波同士で、波長の異なる複数の反射波を
抑圧する。これにより比較的広帯域に亘って反射波を抑
圧可能とする。
記不連続部を３か所以上設けるとともに、所定の不連続
部における反射波同士で、波長の異なる複数の反射波を
抑圧する。これにより比較的広帯域に亘って反射波を抑
圧可能とする。
【００１４】さらに、この発明の誘電体線路減衰器は、
前記抵抗膜パターンを形成する基板の誘電率を前記誘電
体ストリップの誘電率より高くする。このことにより基
板上の波長短縮効果を大きくして、抵抗膜パターンの占
有面積を相対的に小さくし、全体に小型化を図る。
前記抵抗膜パターンを形成する基板の誘電率を前記誘電
体ストリップの誘電率より高くする。このことにより基
板上の波長短縮効果を大きくして、抵抗膜パターンの占
有面積を相対的に小さくし、全体に小型化を図る。
【００１５】また、この発明の誘電体線路終端器は、上
記構成の誘電体線路減衰器を誘電体ストリップの端部付
近に設けて構成する。
記構成の誘電体線路減衰器を誘電体ストリップの端部付
近に設けて構成する。
【００１６】さらに、この発明の無線装置は、上記の誘
電体線路減衰器または終端器を設けて構成する。たとえ
ば、ミリ波送受信信号を伝搬するアイソレータやカップ
ラ部分に誘電体線路終端器を構成して、ミリ波レーダモ
ジュールを構成する。
電体線路減衰器または終端器を設けて構成する。たとえ
ば、ミリ波送受信信号を伝搬するアイソレータやカップ
ラ部分に誘電体線路終端器を構成して、ミリ波レーダモ
ジュールを構成する。
【００１７】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る誘電体線路
終端器の構成を図１〜図３を参照して説明する。図１は
誘電体線路終端器の主要部の分解斜視図である。ここで
１，２はそれぞれ導体板、３はこの上下の導体板１，２
の間に配置する誘電体ストリップである。また、４は表
面に抵抗膜パターン５ａ，５ｂを形成した基板であり、
この基板４も導体板１，２の間に配置する。
終端器の構成を図１〜図３を参照して説明する。図１は
誘電体線路終端器の主要部の分解斜視図である。ここで
１，２はそれぞれ導体板、３はこの上下の導体板１，２
の間に配置する誘電体ストリップである。また、４は表
面に抵抗膜パターン５ａ，５ｂを形成した基板であり、
この基板４も導体板１，２の間に配置する。
【００１８】誘電体ストリップ３には、図に示すように
段差を形成していて、その部分で上部の誘電体ストリッ
プ３′との間に基板４を挟み込むようにしている。
段差を形成していて、その部分で上部の誘電体ストリッ
プ３′との間に基板４を挟み込むようにしている。
【００１９】図１において誘電体ストリップ３，３′に
は、たとえば高周波特性に優れたフッ素系樹脂を用い
る。基板４には、たとえば厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度
のポリエステル系樹脂のシートを用い、抵抗膜には、た
とえばＮｉ−Ｃｒ等の比較的抵抗率の高い金属やＩＴＯ
（酸化インジウムスズ）等の半導体をスパッタリング等
によって薄膜形成する。この抵抗膜の面抵抗値は数百Ω
□程度とする。
は、たとえば高周波特性に優れたフッ素系樹脂を用い
る。基板４には、たとえば厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度
のポリエステル系樹脂のシートを用い、抵抗膜には、た
とえばＮｉ−Ｃｒ等の比較的抵抗率の高い金属やＩＴＯ
（酸化インジウムスズ）等の半導体をスパッタリング等
によって薄膜形成する。この抵抗膜の面抵抗値は数百Ω
□程度とする。
【００２０】図２の（Ａ）は図１に示した基板４部分の
上面図、（Ｂ）は図１に示した各部を組み立てた状態で
の誘電体ストリップの長手方向に対して垂直な面での断
面図である。導体板１，２には、それぞれ一定深さの溝
を形成していて、これらの溝に誘電体ストリップ３，
３′を嵌め込んでいる。また下部の導体板１には、基板
４を装着する凹部を形成していて、この部分で基板４を
導体板１，２の間および誘電体ストリップ３，３′の間
に保持している。
上面図、（Ｂ）は図１に示した各部を組み立てた状態で
の誘電体ストリップの長手方向に対して垂直な面での断
面図である。導体板１，２には、それぞれ一定深さの溝
を形成していて、これらの溝に誘電体ストリップ３，
３′を嵌め込んでいる。また下部の導体板１には、基板
４を装着する凹部を形成していて、この部分で基板４を
導体板１，２の間および誘電体ストリップ３，３′の間
に保持している。
【００２１】図２の（Ａ）に示すように、基板４上の抵
抗膜パターン５ａは、誘電体ストリップ３の長手方向に
所定長だけ連続するパターンとして形成している。抵抗
膜パターン５ｂは抵抗膜パターン５ａから所定距離離れ
た位置に、誘電体ストリップ３に対して垂直方向に延び
るパターンとして形成している。この抵抗膜パターン５
ｂと５ａとによってこの発明に係る反射波抑圧手段を構
成している。
抗膜パターン５ａは、誘電体ストリップ３の長手方向に
所定長だけ連続するパターンとして形成している。抵抗
膜パターン５ｂは抵抗膜パターン５ａから所定距離離れ
た位置に、誘電体ストリップ３に対して垂直方向に延び
るパターンとして形成している。この抵抗膜パターン５
ｂと５ａとによってこの発明に係る反射波抑圧手段を構
成している。
【００２２】このように、抵抗膜パターンを形成した基
板４を誘電体ストリップの間に挟み込んだ構造により、
抵抗膜パターンの存在する箇所と存在しない箇所とで誘
電体線路の線路インピーダンスが変化し、図に示すよう
に、誘電体線路を伝搬する電磁波が抵抗膜パターン５ａ
と５ｂのそれぞれの境界位置で反射する。これらの反射
波ｗ１，ｗ２は互いに合成されることになるが、抑圧す
べき反射波の誘電体線路上での１波長を以下λｇで表せ
ば、抵抗膜パターン５ａと５ｂとの間隔を略λｇ／４と
している。これにより、抵抗膜パターン５ａの端部で反
射した反射波ｗ１と抵抗膜パターン５ｂで反射した反射
波ｗ１，ｗ２とはほぼ逆位相で合成されることになり、
これらは相殺される。なお、実際には抵抗膜パターン５
ｂには幅があるので、それに応じてλｇ近傍の波長を有
する反射波が効果的に抑圧されることになる。一方、抵
抗膜パターン５ａ部分では、誘電体線路を伝搬するＬＳ
Ｍ０１モードの電磁波が抵抗膜中で電力消費されること
により、電磁波が吸収される。
板４を誘電体ストリップの間に挟み込んだ構造により、
抵抗膜パターンの存在する箇所と存在しない箇所とで誘
電体線路の線路インピーダンスが変化し、図に示すよう
に、誘電体線路を伝搬する電磁波が抵抗膜パターン５ａ
と５ｂのそれぞれの境界位置で反射する。これらの反射
波ｗ１，ｗ２は互いに合成されることになるが、抑圧す
べき反射波の誘電体線路上での１波長を以下λｇで表せ
ば、抵抗膜パターン５ａと５ｂとの間隔を略λｇ／４と
している。これにより、抵抗膜パターン５ａの端部で反
射した反射波ｗ１と抵抗膜パターン５ｂで反射した反射
波ｗ１，ｗ２とはほぼ逆位相で合成されることになり、
これらは相殺される。なお、実際には抵抗膜パターン５
ｂには幅があるので、それに応じてλｇ近傍の波長を有
する反射波が効果的に抑圧されることになる。一方、抵
抗膜パターン５ａ部分では、誘電体線路を伝搬するＬＳ
Ｍ０１モードの電磁波が抵抗膜中で電力消費されること
により、電磁波が吸収される。
【００２３】図３は従来の誘電体線路終端器に対比して
示す、上記誘電体線路終端器の反射特性を示す図であ
る。ここで、Ａは、図７に示したようなテーパー形状の
抵抗膜パターンによる従来のインピーダンス変換部を形
成した誘電体線路終端器の反射損失の周波数特性であ
り、Ｂは、上記インピーダンス不連続部によるインピー
ダンス変換部を形成した誘電体線路終端器の反射損失の
周波数特性である。
示す、上記誘電体線路終端器の反射特性を示す図であ
る。ここで、Ａは、図７に示したようなテーパー形状の
抵抗膜パターンによる従来のインピーダンス変換部を形
成した誘電体線路終端器の反射損失の周波数特性であ
り、Ｂは、上記インピーダンス不連続部によるインピー
ダンス変換部を形成した誘電体線路終端器の反射損失の
周波数特性である。
【００２４】このように本願発明によれば、所定の周波
数帯域における反射特性は、テーパー形状の抵抗膜によ
るものより良好な低反射特性が得られることがわかる。
しかも、この反射損失の低くなる周波数は、図２の
（Ａ）に示したように、２つの抵抗膜パターンの間隔に
より生じるものであるため、この間隔を定めることによ
って、任意の周波数帯で良好な反射特性が得られる。
数帯域における反射特性は、テーパー形状の抵抗膜によ
るものより良好な低反射特性が得られることがわかる。
しかも、この反射損失の低くなる周波数は、図２の
（Ａ）に示したように、２つの抵抗膜パターンの間隔に
より生じるものであるため、この間隔を定めることによ
って、任意の周波数帯で良好な反射特性が得られる。
【００２５】以上に示した例では、基板４の基材として
誘電体ストリップに対し高誘電率の材料を用いたことに
より、図２に示した抵抗膜５ａ−５ｂの物理長を短くす
ることができ、誘電体線路終端器部分の小型化を図るこ
とができる。
誘電体ストリップに対し高誘電率の材料を用いたことに
より、図２に示した抵抗膜５ａ−５ｂの物理長を短くす
ることができ、誘電体線路終端器部分の小型化を図るこ
とができる。
【００２６】なお、抵抗膜の幅が誘電体ストリップの幅
より大きければ、基板４上に対する抵抗膜パターンの形
成位置精度および上下の導体板間における基板４の位置
精度が比較的低くても、反射損失等の電気的特性に与え
る影響を低減することができる。
より大きければ、基板４上に対する抵抗膜パターンの形
成位置精度および上下の導体板間における基板４の位置
精度が比較的低くても、反射損失等の電気的特性に与え
る影響を低減することができる。
【００２７】また、基板４の固定方法としては、上下の
導体板１，２の間に挟み込む以外に、誘電体ストリップ
３，３′に対して、または上下の導体板１，２に対して
接着するようにしてもよい。
導体板１，２の間に挟み込む以外に、誘電体ストリップ
３，３′に対して、または上下の導体板１，２に対して
接着するようにしてもよい。
【００２８】また、上記基板４の基材は、誘電体ストリ
ップ３と同一材料であってもよい。この場合、上下に分
割された誘電体ストリップに抵抗膜を直接形成したもの
と等価となる。
ップ３と同一材料であってもよい。この場合、上下に分
割された誘電体ストリップに抵抗膜を直接形成したもの
と等価となる。
【００２９】また、図１に示した例では、終端器の末端
を誘電体線路の短絡端とした例を示したが、抵抗膜パタ
ーン５ａによる電磁波の吸収するに要するに充分な長さ
があれば、誘電体線路の端部を開放端としてもよい。
を誘電体線路の短絡端とした例を示したが、抵抗膜パタ
ーン５ａによる電磁波の吸収するに要するに充分な長さ
があれば、誘電体線路の端部を開放端としてもよい。
【００３０】さらに、この第１の実施形態では、反射波
抑圧手段を抵抗膜のパターンによって構成したが、誘電
体線路を伝搬する信号を減衰させる抵抗膜の存在によっ
て生じる線路インピーダンスの不連続部での反射波を抑
圧するための線路インピーダンスの不連続部を導体膜に
よって構成してもよい。すなわち、図１・図２におい
て、抵抗膜パターン５ｂを導体膜で形成してもよい。
抑圧手段を抵抗膜のパターンによって構成したが、誘電
体線路を伝搬する信号を減衰させる抵抗膜の存在によっ
て生じる線路インピーダンスの不連続部での反射波を抑
圧するための線路インピーダンスの不連続部を導体膜に
よって構成してもよい。すなわち、図１・図２におい
て、抵抗膜パターン５ｂを導体膜で形成してもよい。
【００３１】次に、上記抵抗膜パターンの他のいくつか
の例を第２の実施形態として図４を参照して説明する。
図４の（Ａ）〜（Ｅ）は、上部の導体板および上部の誘
電体ストリップを取り除いた状態での基板部分の平面図
である。（Ａ）に示す例では、誘電体ストリップ３の長
手方向およびそれに垂直な方向にそれぞれ広がる抵抗膜
パターン５ａと、誘電体ストリップ３に対して垂直方向
の幅が５ａとは異なる抵抗膜パターン５ｂを形成してい
る。このように、誘電体ストリップに対して垂直方向の
幅が変化する箇所が線路インピーダンスの不連続部とな
る。上記不連続部の間隔は略λｇ／４とする。この構造
により、２か所で反射する反射波は逆相関係で合成さ
れ、反射波は抑圧される。抵抗膜パターン５ａ部分で
は、誘電体線路を伝搬するＬＳＭ０１モードの電磁波が
抵抗膜中で電力消費されることにより電磁波が吸収され
る。
の例を第２の実施形態として図４を参照して説明する。
図４の（Ａ）〜（Ｅ）は、上部の導体板および上部の誘
電体ストリップを取り除いた状態での基板部分の平面図
である。（Ａ）に示す例では、誘電体ストリップ３の長
手方向およびそれに垂直な方向にそれぞれ広がる抵抗膜
パターン５ａと、誘電体ストリップ３に対して垂直方向
の幅が５ａとは異なる抵抗膜パターン５ｂを形成してい
る。このように、誘電体ストリップに対して垂直方向の
幅が変化する箇所が線路インピーダンスの不連続部とな
る。上記不連続部の間隔は略λｇ／４とする。この構造
により、２か所で反射する反射波は逆相関係で合成さ
れ、反射波は抑圧される。抵抗膜パターン５ａ部分で
は、誘電体線路を伝搬するＬＳＭ０１モードの電磁波が
抵抗膜中で電力消費されることにより電磁波が吸収され
る。
【００３２】図４の（Ｂ）に示す例では、抵抗膜パター
ン５ａ，５ｂ以外にさらに抵抗膜パターン５ｃを形成し
ている。ここで抵抗膜パターン５ａの端部と抵抗膜パタ
ーン５ｂの中央部との間隔を略λｇ2 ／４とし、抵抗膜
パターン５ｂ，５ｃの中央部間の間隔を略λｇ1 ／４と
している。このλｇ1 ，λｇ2 は、抑圧すべき反射波の
異なった２つの波長である。このような構造により、２
つの波長λｇ1 ，λｇ 2 について効果的な反射波の抑圧
を行うことができる。しかも実際には抵抗膜パターン５
ｂ，５ｃには誘電体線路を伝搬する電磁波の進行方向に
幅を持っているので、反射損失が抑圧される周波数も幅
を持ったものとなる。
ン５ａ，５ｂ以外にさらに抵抗膜パターン５ｃを形成し
ている。ここで抵抗膜パターン５ａの端部と抵抗膜パタ
ーン５ｂの中央部との間隔を略λｇ2 ／４とし、抵抗膜
パターン５ｂ，５ｃの中央部間の間隔を略λｇ1 ／４と
している。このλｇ1 ，λｇ2 は、抑圧すべき反射波の
異なった２つの波長である。このような構造により、２
つの波長λｇ1 ，λｇ 2 について効果的な反射波の抑圧
を行うことができる。しかも実際には抵抗膜パターン５
ｂ，５ｃには誘電体線路を伝搬する電磁波の進行方向に
幅を持っているので、反射損失が抑圧される周波数も幅
を持ったものとなる。
【００３３】図４の（Ｃ）に示す例では、誘電体ストリ
ップに対して垂直方向の幅の異なる箇所を図４の（Ａ）
に示した場合よりさらに１つ増して、抵抗膜パターン５
ａ，５ｂ，５ｃを形成している。ここで抵抗膜パターン
５ｂの電磁波伝搬方向の長さを略λｇ2 ／４、抵抗膜パ
ターン５ｃの電磁波伝搬方向の長さを略λｇ1 ／４とし
ている。この構造により、２つの波長λｇ1 ，λｇ2 の
近傍について反射波が効果的に抑圧される。
ップに対して垂直方向の幅の異なる箇所を図４の（Ａ）
に示した場合よりさらに１つ増して、抵抗膜パターン５
ａ，５ｂ，５ｃを形成している。ここで抵抗膜パターン
５ｂの電磁波伝搬方向の長さを略λｇ2 ／４、抵抗膜パ
ターン５ｃの電磁波伝搬方向の長さを略λｇ1 ／４とし
ている。この構造により、２つの波長λｇ1 ，λｇ2 の
近傍について反射波が効果的に抑圧される。
【００３４】図４の（Ｄ）に示す例では、誘電体ストリ
ップの長手方向に対して垂直に延びる抵抗膜パターン５
ｂを形成するとともに、抵抗膜パターン５ａの端部を、
誘電体ストリップの長手方向に対して傾斜させている。
ここで抵抗膜パターン５ａの端部と抵抗膜パターン５ｂ
の中央部との間隔を略λｇ1 ／４〜λｇ2 ／４としてい
る。このλｇ1 ，λｇ2 は、抑圧すべき反射波の異なっ
た２つの波長である。このような構造により、波長λｇ
1 〜λｇ2 について効果的な反射波の抑圧を行うことが
できる。しかも実際には抵抗膜パターン５ｂには誘電体
線路を伝搬する電磁波の進行方向に幅を持っているの
で、反射損失が抑圧される周波数も更に幅を持ったもの
となる。その結果、所定の周波数範囲に亘って連続的な
低反射損失特性が得られる。
ップの長手方向に対して垂直に延びる抵抗膜パターン５
ｂを形成するとともに、抵抗膜パターン５ａの端部を、
誘電体ストリップの長手方向に対して傾斜させている。
ここで抵抗膜パターン５ａの端部と抵抗膜パターン５ｂ
の中央部との間隔を略λｇ1 ／４〜λｇ2 ／４としてい
る。このλｇ1 ，λｇ2 は、抑圧すべき反射波の異なっ
た２つの波長である。このような構造により、波長λｇ
1 〜λｇ2 について効果的な反射波の抑圧を行うことが
できる。しかも実際には抵抗膜パターン５ｂには誘電体
線路を伝搬する電磁波の進行方向に幅を持っているの
で、反射損失が抑圧される周波数も更に幅を持ったもの
となる。その結果、所定の周波数範囲に亘って連続的な
低反射損失特性が得られる。
【００３５】図４の（Ｅ）に示す例では、抵抗膜パター
ン５ａの端部を、誘電体ストリップの長手方向に対して
傾斜させるとともに、誘電体ストリップの長手方向に対
して傾斜方向に延びる抵抗膜パターン５ｂを形成してい
る。この構造により、抵抗膜パターン５ａの端部におけ
る反射点および抵抗膜パターン５ｂの２つの反射点との
間隔が幅をもった連続的な領域となる。その結果、所定
の周波数範囲に亘って連続的な低反射損失特性が得られ
る。
ン５ａの端部を、誘電体ストリップの長手方向に対して
傾斜させるとともに、誘電体ストリップの長手方向に対
して傾斜方向に延びる抵抗膜パターン５ｂを形成してい
る。この構造により、抵抗膜パターン５ａの端部におけ
る反射点および抵抗膜パターン５ｂの２つの反射点との
間隔が幅をもった連続的な領域となる。その結果、所定
の周波数範囲に亘って連続的な低反射損失特性が得られ
る。
【００３６】次に、第３の実施形態に係る誘電体線路減
衰器の２つの構成を図５を参照して説明する。図５の
（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上部の導体板および上部の誘
電体ストリップ部分を取り除いた状態での平面図であ
る。図５の（Ａ）に示す例では、基板４の上面に５ａ，
５ｂ，５ｃで示す抵抗膜パターンを形成している。ここ
で抵抗膜パターン５ａは誘電体ストリップ３の長手方向
およびそれに垂直な方向にそれぞれ広がり、誘電体線路
の伝搬モードであるＬＳＭ０１モードの電磁波と結合し
て、減衰させる。抵抗膜パターン５ａと５ｂとの間隔お
よび５ａと５ｃとの間隔はそれぞれ略λｇ／４としてい
る。これにより抵抗膜パターン５ａの一方の端部におけ
る反射波と抵抗膜パターン５ｂ部分での反射波とが相殺
され、同様に、抵抗膜パターン５ａの他方の端部におけ
る反射波と抵抗膜パターン５ｃ部分での反射波とが相殺
される。したがって、ポート＃Ａからポート＃Ｂ方向へ
電磁波が伝搬する際、または逆にポート＃Ｂからポート
＃Ａ方向へ電磁波が伝搬する際に、逆方向への反射波が
抑圧されるとともに電磁波が所定量だけ減衰する。
衰器の２つの構成を図５を参照して説明する。図５の
（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上部の導体板および上部の誘
電体ストリップ部分を取り除いた状態での平面図であ
る。図５の（Ａ）に示す例では、基板４の上面に５ａ，
５ｂ，５ｃで示す抵抗膜パターンを形成している。ここ
で抵抗膜パターン５ａは誘電体ストリップ３の長手方向
およびそれに垂直な方向にそれぞれ広がり、誘電体線路
の伝搬モードであるＬＳＭ０１モードの電磁波と結合し
て、減衰させる。抵抗膜パターン５ａと５ｂとの間隔お
よび５ａと５ｃとの間隔はそれぞれ略λｇ／４としてい
る。これにより抵抗膜パターン５ａの一方の端部におけ
る反射波と抵抗膜パターン５ｂ部分での反射波とが相殺
され、同様に、抵抗膜パターン５ａの他方の端部におけ
る反射波と抵抗膜パターン５ｃ部分での反射波とが相殺
される。したがって、ポート＃Ａからポート＃Ｂ方向へ
電磁波が伝搬する際、または逆にポート＃Ｂからポート
＃Ａ方向へ電磁波が伝搬する際に、逆方向への反射波が
抑圧されるとともに電磁波が所定量だけ減衰する。
【００３７】図５の（Ｂ）に示す例では、基板４の上面
に５ａ，５ｂ，５ｃで示す抵抗膜パターンを形成してい
る。ここで抵抗膜パターン５ａは誘電体ストリップ３の
長手方向およびそれに垂直な方向にそれぞれ広がり、誘
電体線路の伝搬モードであるＬＳＭ０１モードの電磁波
と結合して、減衰させる。抵抗膜パターン５ｂと５ｃ
は、誘電体ストリップに対して垂直方向の幅を５ａとは
異ならせて、誘電体ストリップ３の方向に略λｇ／４だ
け延びるパターンとして形成している。これにより抵抗
膜パターン５ａの一方の端部における反射波と抵抗膜パ
ターン５ｂの端部での反射波とが相殺され、同様に、抵
抗膜パターン５ａの他方の端部における反射波と抵抗膜
パターン５ｃの端部での反射波とが相殺される。したが
って、ポート＃Ａからポート＃Ｂ方向へ電磁波が伝搬す
る際、または逆にポート＃Ｂからポート＃Ａ方向へ電磁
波が伝搬する際に、逆方向への反射波が抑圧されるとと
もに電磁波を所定量だけ減衰する。
に５ａ，５ｂ，５ｃで示す抵抗膜パターンを形成してい
る。ここで抵抗膜パターン５ａは誘電体ストリップ３の
長手方向およびそれに垂直な方向にそれぞれ広がり、誘
電体線路の伝搬モードであるＬＳＭ０１モードの電磁波
と結合して、減衰させる。抵抗膜パターン５ｂと５ｃ
は、誘電体ストリップに対して垂直方向の幅を５ａとは
異ならせて、誘電体ストリップ３の方向に略λｇ／４だ
け延びるパターンとして形成している。これにより抵抗
膜パターン５ａの一方の端部における反射波と抵抗膜パ
ターン５ｂの端部での反射波とが相殺され、同様に、抵
抗膜パターン５ａの他方の端部における反射波と抵抗膜
パターン５ｃの端部での反射波とが相殺される。したが
って、ポート＃Ａからポート＃Ｂ方向へ電磁波が伝搬す
る際、または逆にポート＃Ｂからポート＃Ａ方向へ電磁
波が伝搬する際に、逆方向への反射波が抑圧されるとと
もに電磁波を所定量だけ減衰する。
【００３８】なお、第１および第２の実施形態では、何
れも誘電体線路終端器の例を示したが、抵抗膜パターン
を５を形成した基板４を、この第３の実施形態で示した
例と同様に、誘電体線路の途中の所定箇所（入出力ポー
ト間）に設けることによって、その入出力ポート間で、
誘電体線路を伝搬する電磁波を所定量だけ減衰させる誘
電体線路減衰器として構成することができる。これによ
り、誘電体線路減衰器についても、図４の（Ｂ），
（Ｃ）に示したように、線路インピーダンスの不連続部
を複数箇所に設けて低反射損失特性が得られる周波数範
囲に幅をもたせることができる。また図４の（Ｄ），
（Ｅ）に示したように抵抗膜パターンの端部を誘電体ス
トリップの長手方向に対し傾斜させることによって低反
射損失特性が得られる周波数範囲に幅をもたせることが
できる。
れも誘電体線路終端器の例を示したが、抵抗膜パターン
を５を形成した基板４を、この第３の実施形態で示した
例と同様に、誘電体線路の途中の所定箇所（入出力ポー
ト間）に設けることによって、その入出力ポート間で、
誘電体線路を伝搬する電磁波を所定量だけ減衰させる誘
電体線路減衰器として構成することができる。これによ
り、誘電体線路減衰器についても、図４の（Ｂ），
（Ｃ）に示したように、線路インピーダンスの不連続部
を複数箇所に設けて低反射損失特性が得られる周波数範
囲に幅をもたせることができる。また図４の（Ｄ），
（Ｅ）に示したように抵抗膜パターンの端部を誘電体ス
トリップの長手方向に対し傾斜させることによって低反
射損失特性が得られる周波数範囲に幅をもたせることが
できる。
【００３９】次に、第４の実施形態に係る無線装置の構
成を図６を参照して説明する。図６はミリ波レーダモジ
ュールのブロック図である。ここでＶＣＯはガンダイオ
ード発振器とバラクタダイオードなどの可変リアクタン
ス素子による電圧制御発振器であり、変調信号に応じた
ミリ波信号を発振する。サーキュレータＡと終端器Ａは
ＶＣＯの出力信号をカップラ方向へ伝送すると共に、Ｖ
ＣＯ方向へ戻る反射波を終端器Ａで吸収する。このサー
キュレータＡと終端器Ａとによってアイソレータを構成
する。カップラはサーキュレータＡからの信号を送信信
号ＴｘとしてサーキュレータＢ方向へ伝搬させると共
に、その一部をローカル信号Ｌｏとして取り出す。終端
器ＢはサーキュレータＢからカップラ方向へ戻る反射波
を吸収する。このカップラーと終端器Ｂとにより方向性
結合器を構成する。サーキュレータＢは送信信号Ｔｘを
アンテナへ伝搬させ、アンテナからの受信信号Ｒｘをミ
キサーへ伝搬させる。ミキサーはこの受信信号Ｒｘと上
記ローカル信号Ｌｏとをミキシングして、そのビート信
号を中間周波信号ＩＦとして出力する。図６に示した終
端器Ａ，終端器Ｂとして、第１または第２の実施形態で
示した誘電体線路終端器を用いる。
成を図６を参照して説明する。図６はミリ波レーダモジ
ュールのブロック図である。ここでＶＣＯはガンダイオ
ード発振器とバラクタダイオードなどの可変リアクタン
ス素子による電圧制御発振器であり、変調信号に応じた
ミリ波信号を発振する。サーキュレータＡと終端器Ａは
ＶＣＯの出力信号をカップラ方向へ伝送すると共に、Ｖ
ＣＯ方向へ戻る反射波を終端器Ａで吸収する。このサー
キュレータＡと終端器Ａとによってアイソレータを構成
する。カップラはサーキュレータＡからの信号を送信信
号ＴｘとしてサーキュレータＢ方向へ伝搬させると共
に、その一部をローカル信号Ｌｏとして取り出す。終端
器ＢはサーキュレータＢからカップラ方向へ戻る反射波
を吸収する。このカップラーと終端器Ｂとにより方向性
結合器を構成する。サーキュレータＢは送信信号Ｔｘを
アンテナへ伝搬させ、アンテナからの受信信号Ｒｘをミ
キサーへ伝搬させる。ミキサーはこの受信信号Ｒｘと上
記ローカル信号Ｌｏとをミキシングして、そのビート信
号を中間周波信号ＩＦとして出力する。図６に示した終
端器Ａ，終端器Ｂとして、第１または第２の実施形態で
示した誘電体線路終端器を用いる。
【００４０】なお、各実施形態では、上下の導体板に、
誘電体ストリップを嵌め込む溝を形成したタイプの誘電
体線路に適用した例を示したが、伝搬域と非伝搬域とで
導体平面間の間隔を等しくしたタイプの誘電体線路にお
いても同様に適用できる。
誘電体ストリップを嵌め込む溝を形成したタイプの誘電
体線路に適用した例を示したが、伝搬域と非伝搬域とで
導体平面間の間隔を等しくしたタイプの誘電体線路にお
いても同様に適用できる。
【００４１】更に、各実施形態では誘電体ストリップの
一部に段差を設けて、その部分に基板を配置し、段差部
分を埋める誘電体ストリップとその段差との間に基板を
挟み込むようにした構造を示したが、誘電体ストリップ
の長手方向に全長にわたって誘電体ストリップを上下二
分割し、その間に、抵抗膜パターンを形成した基板を配
置するようにしてもよい。
一部に段差を設けて、その部分に基板を配置し、段差部
分を埋める誘電体ストリップとその段差との間に基板を
挟み込むようにした構造を示したが、誘電体ストリップ
の長手方向に全長にわたって誘電体ストリップを上下二
分割し、その間に、抵抗膜パターンを形成した基板を配
置するようにしてもよい。
【００４２】なお、以上に示した各実施形態では、反射
波抑圧手段を抵抗膜のパターンによって、または抵抗膜
と導体膜のパターンによって構成したが、誘電体線路を
伝搬する信号を減衰させる抵抗膜の存在によって生じる
線路インピーダンスの不連続部での反射波を抑圧するた
めの線路インピーダンスの不連続部は、基板上の抵抗膜
または導体膜のパターンによらずに形成してもよい。例
えば、不連続部とすべき箇所で誘電体ストリップの断面
形状を変化させたり、誘電体ストリップの誘電率を変化
させたり、誘電体ストリップの長手方向に間隙を形成す
るといった構造を採ることもできる。また、上記抵抗膜
を形成した基板の比誘電率を誘電体ストリップの比誘電
率と異ならせて、基板の端部を誘電体線路の線路インピ
ーダンスの不連続部として利用してもよい。
波抑圧手段を抵抗膜のパターンによって、または抵抗膜
と導体膜のパターンによって構成したが、誘電体線路を
伝搬する信号を減衰させる抵抗膜の存在によって生じる
線路インピーダンスの不連続部での反射波を抑圧するた
めの線路インピーダンスの不連続部は、基板上の抵抗膜
または導体膜のパターンによらずに形成してもよい。例
えば、不連続部とすべき箇所で誘電体ストリップの断面
形状を変化させたり、誘電体ストリップの誘電率を変化
させたり、誘電体ストリップの長手方向に間隙を形成す
るといった構造を採ることもできる。また、上記抵抗膜
を形成した基板の比誘電率を誘電体ストリップの比誘電
率と異ならせて、基板の端部を誘電体線路の線路インピ
ーダンスの不連続部として利用してもよい。
【００４３】請求項１に記載の発明によれば、誘電体線
路を伝搬する信号を減衰させる抵抗膜の存在によって生
じる線路インピーダンスの不連続部での反射が、反射波
抑圧手段により抑圧されるため、誘電体線路の信号伝搬
方向の短い距離で、その信号が低反射で減衰される。
路を伝搬する信号を減衰させる抵抗膜の存在によって生
じる線路インピーダンスの不連続部での反射が、反射波
抑圧手段により抑圧されるため、誘電体線路の信号伝搬
方向の短い距離で、その信号が低反射で減衰される。
【００４４】さらには、抵抗膜パターンによって誘電体
線路を伝搬する信号の減衰と、反射波の抑圧を同時に行
えるので、全体の構造が複雑化せず、製造が容易とな
る。
線路を伝搬する信号の減衰と、反射波の抑圧を同時に行
えるので、全体の構造が複雑化せず、製造が容易とな
る。
【００４５】請求項２に記載の発明によれば、抑圧すべ
き反射波が効率よく打ち消されて、所定の波長に対して
良好な低反射特性が得られる。
き反射波が効率よく打ち消されて、所定の波長に対して
良好な低反射特性が得られる。
【００４６】請求項３に記載の発明によれば、比較的広
帯域に亘って反射波を抑圧することができる。
帯域に亘って反射波を抑圧することができる。
【００４７】請求項４に記載の発明によれば、基板上の
波長短縮効果が大きくなって、抵抗膜パターンの占有面
積を相対的に小さくでき、全体に小型化が図れる。
波長短縮効果が大きくなって、抵抗膜パターンの占有面
積を相対的に小さくでき、全体に小型化が図れる。
【００４８】請求項５に記載の発明によれば、信号の伝
搬方向に距離を短縮化して、全体に小型の誘電体電路終
端器を構成することができる。
搬方向に距離を短縮化して、全体に小型の誘電体電路終
端器を構成することができる。
【００４９】請求項６に記載の発明によれば、例えばミ
リ波レーダーモジュールなどの誘電体線路減衰器を伝搬
線路とした無線装置を容易に小型化することができる。
リ波レーダーモジュールなどの誘電体線路減衰器を伝搬
線路とした無線装置を容易に小型化することができる。
【図１】第１の実施形態に係る誘電体線路終端器の構成
を示す分解斜視図
を示す分解斜視図
【図２】同誘電体線路終端器の主要部の平面図および断
面図
面図
【図３】同誘電体線路終端器の反射損失の周波数特性を
示す図
示す図
【図４】第２の実施形態に係る誘電体線路終端器の主要
部の平面図
部の平面図
【図５】第３の実施形態に係る誘電体線路減衰器の主要
部の平面図
部の平面図
【図６】第４の実施形態に係るミリ波レーダモジュール
のブロック図
のブロック図
【図７】従来の誘電体線路終端器の構成を示す斜視図
１，２−導体板
３，３′−誘電体ストリップ
４−基板
５−抵抗膜パターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−23109（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−88014（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−219608（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−224302（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−94916（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−247601（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−157005（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−270917（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−326606（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−312509（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−117501（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/22
H01P 1/26
H01P 3/16
Claims (6)
- 【請求項１】 略平行な２つの導体平面と、該導体平面
の間に挟まれる誘電体ストリップとを備えた誘電体線路
において、 前記誘電体線路の線路インピーダンスを、複数箇所の不
連続部で変化させるとともに、該不連続部での信号の反
射波を抑圧する反射波抑圧手段と、 前記反射波抑圧手段の少なくとも一部を構成するもので
あって、前記導体平面に略平行な面での前記誘電体スト
リップの分割面に沿って設けられた、前記誘電体線路を
伝搬する信号を減衰させる抵抗膜とを含み、 前記複数箇所の不連続部は、前記誘電体ストリップに対
して垂直方向に幅が変化する箇所を有する前記抵抗膜で
あることを特徴とする誘電体線路減衰器。 - 【請求項２】 前記不連続部の間隔を、抑圧すべき反射
波の波長の略１／４波長の奇数倍とした請求項１に記載
の誘電体線路減衰器。 - 【請求項３】 前記不連続部を３箇所以上設けるととも
に、所定の不連続部における反射波同士で、波長の異な
る複数の反射波を抑圧したことを特徴とする請求項２に
記載の誘電体線路減衰器。 - 【請求項４】 前記抵抗膜パターンを形成する基板の誘
電率を前記誘電体ストリップの誘電率より高くしたこと
を特徴とする請求項１〜３のうちいずれかに記載の誘電
体線路減衰器。 - 【請求項５】 請求項１〜４のうちいずれかに記載の誘
電体線路減衰器を前記誘電体ストリップの端部付近に設
けてなる誘電体線路終端器。 - 【請求項６】 請求項１〜４のうちいずれかに記載の誘
電体線路減衰器または請求項５に記載の誘電体線路終端
器を設けた無線装置。
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|---|---|---|---|
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| KR20140037456A (ko) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | 한국전자통신연구원 | 소형 도파관 종단기 |
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- 2000-06-27 US US09/604,206 patent/US6441698B1/en not_active Expired - Fee Related
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