DE10239796B4

DE10239796B4 - Hochfrequenz-Leitungswandler, -Komponente, -Modul und Kommunikationsvorrichtung

Info

Publication number: DE10239796B4
Application number: DE10239796A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Nagaokakyo Sayanagi; Ikuo Nagaokakyo Takakuwa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: US20030042993A1; GB2382727A; DE10239796A1; US7095292B2; CN1212690C; GB2382727B; CN1404183A; GB0220588D0; JP2003078310A

Abstract

Hochfrequenzleitungswandler, bei dem ein Wellenleiter (9) mit einem Substrat (1; 1a, 1b) gekoppelt ist, auf dem eine Übertragungsleitung (2; 16) gebildet ist, wobei eine Masseelektrode (4; 4b) auf einer Oberfläche des Substrats (1; 1a, 1b), die der Übertragungsleitung (2; 16) gegenüberliegt und die einer Öffnung des Wellenleiter zugewandt ist, in einem Umfangsbereich der Öffnung des Wellenleiters (9) gebildet ist und einem Flansch, der die Öffnung des Wellenleiters umgibt, mit einem Abstand zwischen der Masseelektrode (4; 4b) und dem Flansch gegenüberliegt; wobei eine Öffnung (5b) in der Masseelektrode (4; 4b) gebildet ist, die mit einer vorbestimmten Breite in einem Abstand von im wesentlichen einem Viertel einer Signalwellenlänge nach außen von einer Innenwand des Wellenleiters zentriert ist, und Durchgangslöcher (6), die eine Länge von im wesentlichen einem Viertel der Signalwellenlänge aufweisen, die die Masseelektrode (4; 4b) auf der dem Wellenleiter (9) zugewandten Oberfläche elektrisch mit einer Masseelektrode (3), die auf der...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leitungswandler für eine Übertragungsleitung, der in dem Mikrowellenband und dem Millimeterwellenband verwendet wird, und auf eine Hochfrequenzkomponente, ein -Modul und eine Kommunikationsvorrichtung, die denselben beinhalten.
Ein Hochfrequenzgehäuse, das einen Leitungswandler beinhaltet, in dem ein Substrat, auf dem eine Übertragungsleitung gebildet ist, mit einem Wellenleiter gekoppelt ist, ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 11-112209 offenbart.
In dem Leitungswandler ist eine Übertragungsleitung auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats gebildet, wobei ein Ende derselben abgeschlossen ist und das andere Ende derselben mit einem Hochfrequenzelement verbunden ist. Auf der anderen Oberfläche der dielektrischen Oberfläche ist eine Masseelektrode (Masseschicht) gebildet, bei der eine Öffnung in einer Region gegenüber dem abgeschlossenen Ende gebildet ist. Auf einer Oberfläche, die die Öffnung umfaßt, ist ein zusammenpassendes dielektrisches Bauglied gebildet. Ein Wellenleiter ist elektrisch mit der Oberfläche verbunden, auf der die Masseelektrode gebildet ist, so daß der Wellenleiter an der Öffnung zentriert ist, wodurch die Übertragungsleitung und der Wellenleiter miteinander verbunden sind.
Ferner ist auf der Oberfläche mit der Masseelektrode ein zweites dielektrisches Substrat laminiert, das mit dem zusammenpassenden dielektrischen Bauglied versehen ist. Auf der Oberfläche des zweiten dielektrischen Substrats ist ein Leiterbauglied gebildet, wobei Durchgangslöcher oder Durch kontaktierungslöcher, die das Leiterbauglied und die Masseelektrode verbinden, so gebildet sind, daß der Wellenleiter und die Masseelektrode miteinander verbunden sind, wodurch die Übertragungsleitung und der Wellenleiter miteinander verbunden sind.
Der Hochfrequenzleitungswandler gemäß dem Stand der Technik weist jedoch die folgenden Probleme auf, die überwunden werden müssen.
Bei dem Leitungswandler gemäß dem Stand der Technik müssen die Masseelektrode der Übertragungsleitung und das Leiterbauglied des Wellenleiters ordnungsgemäß verbunden sein, wobei eine unzureichende Verbindung einen Verbindungsverlust bewirkt. Ferner beeinflußt, wenn die Verbindung unter Verwendung einer Hartlötlegierung oder dergleichen gebildet ist, eine Extrusion, Unzulänglichkeit usw. der Hartlötlegierung elektrische Charakteristika zu einem derartigen Ausmaß, daß eine stabile Verbindung verhindert wird, was eine Handhabung des Verbindungsprozesses schwierig macht. Dies erhöht die Arbeitsmenge, was zu erhöhten Kosten führt. Ferner tritt, wenn sich die Temperatur an der Verbindung z. B. durch einen Wärmeschock verändert, ein Reißen an der Verbindung auf, was die elektrischen Charakteristika wesentlich verändert. Wenn die Verbindung unter Verwendung einer Schraube gebildet ist, werden die elektrischen Charakteristika wesentlich durch die Genauigkeit des Schraubens beeinflußt, wobei die elektrischen Charakteristika aufgrund eines Zwischenraums oder eines Kontaktwiderstandswerts, der der Schraube zugeordnet ist, verschlechtert werden könnten.
Aus der US 4562416 ist ein Koppler für einen Übergang zwischen einem Wellenleiter und einer Streifenleitung bekannt, bei dem ein Abschnitt des Streifenleiters über einer Öffnung an einem Ende des Wellenleiters vorgesehen. Der Streifenleitungsabschnitt umfasst einen Hohlraum, der durch einen Leiter einer oberen Masseebene, einen Leiter einer unteren Masseebene und eine rechteckige Anordnung von Durchkontaktierungen gebildet ist, die die Leiter der oberen und unteren Masseebene miteinander verbinden. Der obere Masseleiter ist geätzt, um eine Öffnung mit einem Querleiter zu definieren. Ein Durchkontaktierung ist vorgesehen, um den Querleiter mit dem Streifenleiter zu verbinden, um ein T-förmiges Speisungselement zu definieren.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochfrequenzleitungswandler, eine Hochfrequenzkomponente, ein Hochfrequenzmodul oder eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die eine stabile Verbindung ermöglichen und niedrige Verlust- und gute Wandlungscharakteristika aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch einen Hochfrequenzleitungswandler gemäß Anspruch 1, eine Hochfrequenzkomponente gemäß Anspruch 3, ein Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch 4 oder eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 5 gelöst.
Zu diesem Zweck liefert die vorliegende Erfindung bei einem Aspekt derselben einen Hochfrequenzleitungswandler, bei dem ein Wellenleiter mit einem Substrat gekoppelt ist, auf dem eine Übertragungsleitung gebildet ist, wobei eine Masseelektrode in einer Region gegenüber einer Öffnung des Wellenleiters und in einem Umfang der Region einer Oberfläche des Substrats gegenüber dem Wellenleiter gebildet ist, die gegenüber einer Oberfläche des Substrats ist, auf der die Übertragungsleitung gebildet ist; wobei eine Elektrodenöffnung, die eine vorbestimmte Breite aufweist, die bei im wesentlichen einem Viertel einer Signalwellenlänge nach außen von einer Leiterwand der Öffnung des Wellenleiters zentriert ist, und Durchgangslöcher, die eine Länge aufweisen, die im wesentlichen ein Viertel der Signalwellenlänge ist, die die Masseelektrode auf der Oberfläche gegenüber dem Wellenleiter elektrisch mit einer Masseelektrode, die auf der Oberfläche gebildet ist, auf der die Übertragungsleitung gebildet ist, oder mit einer Masseelektrode verbinden, die in einer vorbestimmten Schicht des Substrats gebildet ist, in einem Array an einem inneren Umfang und einem äußeren Umfang der Elektrodenöffnung gebildet sind. Durch ein Anordnen des Wellenleiters in der Nähe des dielektrischen Substrats, so daß eine Mitte der Elektrodenöffnung mit der des Wellenleiters übereinstimmt, kann ein Leitungswandler vom Nicht-Kontakt-Typ, der stabile Übertragungscharakteristika und einen niedrigen Verlust aufweist, ohne weiteres implementiert werden.
Die Verbindung zwischen dem Substrat und dem Wellenleiter wird vorzugsweise unter Verwendung eines isolierenden Haftmittels gebildet. Folglich werden die Kosten verglichen mit einem Fall, in dem eine Hartlötlegierung verwendet wird, reduziert.
Die vorliegende Erfindung in einem anderen Aspekt derselben liefert eine Hochfrequenzkomponente, die den Hochfrequenzleitungswandler beinhaltet und einen niedrigen Verlust und gute Wandlungscharakteristika aufweist.
Die vorliegende Erfindung liefert in einem weiteren Aspekt derselben ein Hochfrequenzmodul, das die Hochfrequenzkomponente beinhaltet, bei dem ein Verlust, der der Wandlung zugeordnet ist, reduziert ist und elektrische Charakteristika verbessert sind.
Die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt derselben liefert eine Kommunikationsvorrichtung, die das Hochfrequenzmodul beinhaltet, bei der der Verlust, der der Wandlung zugeordnet ist, reduziert ist und Kommunikationscharakteristika verbessert sind.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A bis 1D eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Seitenschnittansicht der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3A bis 3D eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats einer Hochfrequenzkompo nente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
4 eine Seitenschnittansicht der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 eine Seitenschnittansicht einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
6 eine Seitenschnittansicht einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
7A bis 7D eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
8A bis 8D eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
9A bis 9D eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;
10 ein Blockdiagramm eines Hochfrequenzmoduls gemäß einem achten Ausführungsbeispiel; und
11 ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel.
Der Aufbau einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird Bezug nehmend auf die 1A bis 1D und 2 beschrieben.
Die 1A bis 1D sind eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, wobei 2 eine Seitenschnittansicht derselben ist, bei der ein Wellenleiter mit dem dielektrischen Substrat verbunden ist.
Bezug nehmend auf die 1A bis 1D sind auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats 1, die in 1A gezeigt ist, eine Masseelektrode 3 und eine Streifenleitung 2 gebildet, wobei ein Ende derselben offen ist und das andere Ende derselben über einen Draht 8 mit einem Hochfrequenzelement 7 verbunden ist. In dem Umfang der Streifenleitung 2 ist eine Öffnung gebildet, um die Streifenleitung 2 von der Masseelektrode 3 zu trennen. Auf einer anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats 1, die in 1C gezeigt ist, ist eine Masseelektrode 4 gebildet, wobei eine erste Elektrodenöffnung 5a, die eine vorbestimmte Länge und Breite aufweist, in einer Region gegenüber dem offenen Ende der Streifenleitung 2 gebildet ist, und wobei eine zweite Elektrodenöffnung 5b, die eine vorbestimmte Breite aufweist, nach außen durch einen vorbestimmten Abstand von der ersten Elektrodenöffnung 5a getrennt gebildet ist. In dem Umfang der zweiten Elektrodenöffnung 5b ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 6, die die Masseelektrode 3 und die Masseelektrode 4 elektrisch verbinden, in einem Array mit Ausnahme einer Region gegenüber der Streifenleitung 2 gebildet.
Bezug nehmend auf 2 sind das dielektrische Substrat 1 und ein Wellenleiter 9 nahe aneinander angeordnet, so daß eine Mitte der ersten Elektrodenöffnung 5a des dielektri schen Substrats 1 mit einer Mitte des Wellenleiters 9 übereinstimmt. Die zweite Elektrodenöffnung 5b ist gebildet, so daß eine Mittellinie der Breite derselben nach außen im wesentlichen durch ein Viertel einer Signalwellenlänge λ von einer Leiterwand des Wellenleiters 9 getrennt ist, wobei das dielektrische Substrat 1 außerdem mit einer Dicke von im wesentlichen einem Viertel der Signalwellenlänge λ gebildet ist. Auf der Oberfläche, an der die Streifenleitung 2 gebildet ist, sind die Streifenleitung 2, die Masseelektrode 3, das Hochfrequenzelement 7 und der Draht 8 durch ein Gehäuse 10 bedeckt, was eine Hochfrequenzkomponente 11 bildet. Das Hochfrequenzelement 7 ist über eine andere Übertragungsleitung als der Streifenleitung 2 mit einer externen Schaltung verbunden.
Bezug nehmend auf 2 sind der Abstand zwischen Punkten a und b und der Abstand zwischen Punkten b und c jeweils λ/4, wobei der Abstand zwischen Punkten a und c λ/2 beträgt, und wobei die Punkte a und b offen sind und der Punkt c kurzgeschlossen ist. Folglich bilden ein Raum, der zwischen dem Wellenleiter 9 und der Masseelektrode 4 des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist, und ein Raum im inneren des dielektrischen Substrats 1, der durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern 6 umgeben ist, eine Drosselschaltung. Die Drosselschaltung zieht entsprechend den Punkt a auf ein Massepotential und beseitigt so einen Verbindungswiderstandswert.
Die Streifenleitung 2 dient als eine Mikrostreifenleitung in Kooperation mit der Masseelektrode 4 und dem dielektrischen Substrat 1. Die erste Elektrodenöffnung 5a dient als ein Schlitz (Spalt), der zwischen dem Wellenleiter 9 und der Streifenleitung 2 angeordnet ist, wobei eine Übertragungsmoduskomponente der Streifenleitung 2 und eine Übertragungsmoduskomponente des Wellenleiters 9 nur in einem vorbestimmten Übertragungsmodus miteinander gekoppelt sind. Dies bedeutet, daß eine Magnetfeldkomponente der Mikrostreifenleitung mit einer TE10-Modus-Komponente des Wellen leiters 9 durch die erste Elektrodenöffnung 5a gekoppelt ist, wodurch eine Leitungswandlung erzielt wird.
Folglich wird ein Signal zwischen der Mikrostreifenleitung und dem Wellenleiter 9 mit einem geringen Verlust gewandelt.
Als nächstes wird der Aufbau der Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, Bezug nehmend auf die 3A bis 3D und 4 beschrieben.
Die 3A bis 3D sind eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, wobei 4 eine Seitenschnittansicht desselben ist, bei dem ein Wellenleiter mit dem dielektrischen Substrat verbunden ist.
Bezug nehmend auf die 3A bis 3D sind auf einer Oberfläche eines ersten dielektrischen Substrats 1a, die in 3A gezeigt ist, eine Streifenleitung 2, wobei ein Ende derselben offen ist und das andere Ende derselben über einen Draht 8 mit einem Hochfrequenzelement 7 verbunden ist, und eine Masseelektrode 3, die dem Hochfrequenzelement 7 zugeordnet ist, gebildet. Auf einer anderen Oberfläche des ersten dielektrischen Substrats 1a gegenüber der Oberfläche, auf der die Streifenleitung 2 gebildet ist, ist eine Masseelektrode 4a gebildet, wobei in einer Region gegenüber dem offenen Ende der Streifenleitung 2 eine erste Elektrodenöffnung 5a gebildet ist. Ferner ist auf der Oberfläche mit der Masseelektrode 4a ein zweites dielektrisches Substrat 1b, das eine Dicke von im wesentlichen einem Viertel einer Übertragungssignalwellenlänge λ aufweist, laminiert. Auf einer Oberfläche des zweiten dielektrischen Substrats 1b, die in 3C gezeigt ist, sind eine Masseelektrode 4b, eine zweite Elektrodenöffnung 5c, die in einer Region gegenüber der erste Elektrodenöffnung 5a angeordnet ist, und eine dritte Elektrodenöffnung 5b gebil det, die nach außen durch einen vorbestimmten Abstand von der zweiten Elektrodenöffnung 5c getrennt ist. Ferner ist in dem Umfang der zweiten Elektrodenöffnung 5c und in dem Umfang der dritten Elektrodenöffnung 5b eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 6, die die Masseelektrode 4a und die Masseelektrode 4b elektrisch verbinden, in einem Array gebildet.
Ferner sind, wie in 4 gezeigt ist, das zweite dielektrische Substrat 1b und ein Wellenleiter 9 nahe aneinander angeordnet, so daß eine Mitte der zweiten Elektrodenöffnung 5c des zweiten dielektrischen Substrats 1b mit einer Mitte des Wellenleiters 9 übereinstimmt. Die dritte Elektrodenöffnung 5b ist gebildet, so daß eine Mittellinie der Breite derselben nach außen im wesentlichen durch ein Viertel der Signalwellenlänge λ von einer Leiterwand des Wellenleiters 9 getrennt ist, wobei die Dicke des zweiten dielektrischen Substrats 1b außerdem mit einer Dicke vom im wesentlichen einem Viertel der Signalwellenlänge λ gebildet ist. Ferner sind auf der Oberfläche mit der Streifenleitung 2 des ersten dielektrischen Substrats 1a die Streifenleitung 2, die Masseelektrode 3, das Hochfrequenzelement 7 und der Draht 8 durch ein Gehäuse 10 bedeckt, was eine Hochfrequenzkomponente 11 bildet. Das Hochfrequenzelement 7 ist über eine andere Übertragungsleitung als die Streifenleitung 2 mit einer externen Schaltung verbunden.
Bezug nehmend auf 4 sind der Abstand zwischen Punkten a und b und der Abstand zwischen Punkten b und c jeweils λ/4, wobei der Abstand zwischen Punkten a und c λ/2 ist, und wobei die Punkte a und b offen sind und der Punkt c kurzgeschlossen ist. Folglich bilden ein Raum, der zwischen dem Wellenleiter 9 und der Masseelektrode 4 des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist, und ein Raum im inneren des dielektrischen Substrats 1, der durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern 6 umgeben ist, eine Drosselschaltung. Die Drosselschaltung zieht entsprechend den Punkt a auf ein Massepotential, was einen Verbindungswiderstandswert beseitigt.
Die Streifenleitung 2 dient als eine Mikrostreifenleitung in Kooperation mit der Masseelektrode 4 und dem ersten dielektrischen Substrat 1a. Die erste Elektrodenöffnung 5a dient als ein Schlitz (Spalt), der zwischen dem Wellenleiter 9 und der Streifenleitung 2 angeordnet ist, wobei eine Übertragungsmoduskomponente der Streifenleitung 2 und eine Übertragungsmoduskomponente des Wellenleiters 9 nur in einem vorbestimmten Übertragungsmodus miteinander gekoppelt sind. Dies bedeutet, daß eine Magnetfeldkomponente der Mikrostreifenleitung mit einer TE10-Modus-Komponente des Wellenleiters 9 durch die erste Elektrodenöffnung 5a gekoppelt ist, wodurch eine Leitungswandlung mit unterdrückter Störantwort erzielt wird.
Ferner paßt eine dielektrische Region in dem zweiten dielektrischen Substrat 1b, die durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern 6 umgeben ist, die in dem Umfang der zweiten Elektrodenöffnung 5c gebildet sind, die Impedanz der ersten Elektrodenöffnung 5a, die als der Schlitz (Spalt) dient, und die Impedanz des Wellenleiters 9 an. Da die Dicke des zweiten dielektrischen Substrats 1b im wesentlichen ein Viertel der Signalwellenlänge λ ist, dient die dielektrische Region als eine Anpassungsschicht. Die Anpassungsschicht reduziert weiter einen Verlust bei der Leitungswandlung.
Ferner kann durch ein Bereitstellen der Anpassungsschicht und der Drosselschaltung auf dem gleichen dielektrischen Substrat, d. h. auf dem zweiten dielektrischen Substrat 1b, die Konfiguration von Komponenten vereinfacht werden, was eine Reduzierung der Gesamtgröße des Leitungswandlers und eine Reduzierung der Herstellungskosten ermöglicht.
Ferner muß, obwohl die Dicke eines dielektrischen Substrats, auf dem eine Übertragungsleitung gebildet ist, im allgemeinen dünn hinsichtlich einer Übertragungssignalwellenlänge λ ist, durch ein Bereitstellen einer Anpassungsschicht, die eine Dicke von λ/4 aufweist, zusätzlich zu einer Schicht, auf der die Übertragungsleitung gebildet ist, die Dicke des dielektrischen Substrats, auf dem die Übertragungsleitung gebildet ist, nicht ein Viertel der Übertragungssignalwellenlänge λ sein. Folglich kann die Dicke eines dielektrischen Substrats, auf dem eine Übertragungsleitung gebildet werden soll, willkürlich bestimmt werden, was die Entwurfsflexibilität erhöht.
Als nächstes wird der Aufbau einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 5 beschrieben.
5 ist eine Seitenschnittansicht der Hochfrequenzkomponente, bei der ein Wellenleiter mit einem dielektrischen Substrat verbunden ist.
Der Aufbau der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, der in 5 gezeigt ist, ist derart, daß in der Hochfrequenzkomponente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Verbindung zwischen dem zweiten dielektrischen Substrat 1b und dem Wellenleiter 9 unter Verwendung eines isolierenden Haftmittels 12 gebildet ist, wobei der Aufbau anderweitig der gleiche ist wie der des zweiten Ausführungsbeispiels. Die Verwendung des isolierenden Haftmittels 12 erhöht die Stärke der physischen Verbindung zwischen dem zweiten dielektrischen Substrat 1b und dem Wellenleiter 9, was die Verbindung stabilisiert. Ferner sind isolierende Haftmittel verglichen mit leitfähigen Haftmitteln, wie z. B. Hartlötlegierungen (z. B. AuSn), billiger, so daß die Befestigungskosten reduziert werden. Folglich kann eine Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, mit niedrigeren Kosten implementiert werden.
Als nächstes wird der Aufbau einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 6 beschrieben.
6 ist eine Seitenschnittansicht der Hochfrequenzkomponente, bei der ein Wellenleiter mit einem dielektrischen Substrat verbunden ist.
Der Aufbau der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, der in 6 gezeigt ist, ist derart, daß in der Hochfrequenzkomponente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Verbindung zwischen dem zweiten dielektrischen Substrat 1b und dem Wellenleiter 9 unter Verwendung einer Verbindungsschraube 13 und einer Mutter 14 gebildet ist, wobei der Aufbau anderweitig der gleiche ist wie der des zweiten Ausführungsbeispiels. Die Verwendung der Verbindungsschraube 13 und der Mutter 14 erhöht die Stärke der physischen Verbindung zwischen dem zweiten dielektrischen Substrat 1b und dem Wellenleiter 9, was die Verbindung stabilisiert. Ein Raum zwischen dem zweiten dielektrischen Substrat 1b und dem Wellenleiter 9 dient als ein Teil einer Drosselschaltung. Da einige Veränderungen des Raums die Funktion der Drosselschaltung nicht beeinflussen, können das zweite dielektrische Substrat 1b und der Wellenleiter 9 ohne weiteres verbunden sein. Folglich kann eine Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet und stabile Wandlungscharakteristika und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, implementiert werden.
Als nächstes wird der Aufbau einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf die 7A bis 7D beschrieben.
Die 7A bis 7D sind eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet.
Der Aufbau der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, der in 7 gezeigt ist, ist derart, daß in der Hochfrequenzkomponente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Leiter 15, der eine vorbestimmte Länge und Breite aufweist, in einer Mitte der zweiten Elektrodenöffnung 5c gebildet ist, die an dem zweiten dielektrischen Substrat 1b gebildet ist, wobei der Aufbau anderweitig der gleiche ist wie der des zweiten Ausführungsbeispiels. Die Struktur dient als eine Mehrstufenresonanzschaltung, was eine Anpassung zwischen dem Wellenleiter 9 und der Mikrostreifenleitung, die durch das erste dielektrische Substrat 1a, die Streifenleitung 2 und die Masseelektrode 4 gebildet ist, in einem breiteren Frequenzband ermöglicht. Folglich kann eine Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, der ein Anpassen in einem weiteren Frequenzband ermöglicht, ohne weiteres implementiert werden.
Als nächstes wird der Aufbau einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf die 8A bis 8D beschrieben.
Die 8A bis 8D sind eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet.
Bezug nehmend auf die 8A bis 8D sind auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats 1, die in 8A gezeigt ist, eine Masseelektrode 3 und ein Schlitz 16 gebildet, wobei ein Ende desselben kurzgeschlossen ist. Das andere Ende des Schlitzes 16 ist über einen Leitungswandler mit einer externen Schaltung und mit einem Element verbunden. Auf einer anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats 1, die in 8C gezeigt ist, ist eine Masseelektrode 4 gebildet, wobei eine erste Elektrodenöffnung 5a, die eine vorbestimmte Länge und Breite aufweist, in einer Region gegenüber einer Region gebildet ist, die durch einen vorbestimmten Abstand von dem kurzgeschlossenen Ende des Schlitzes 16 getrennt ist, und wobei ein Leiter 15, der eine vorbestimmte Länge und Breite aufweist, an einer Mitte der ersten Elektrodenöffnung 5a gebildet ist. Ferner ist eine zweite Elektrodenöffnung 5b, die eine vorbestimmte Breite aufweist, nach außen durch einen vorbestimmten Abstand von der ersten Elektrodenöffnung 5a getrennt gebildet. In dem Umfang der zweiten Elektrodenöffnung 5b ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 6, die die Masseelektrode 3 und die Masseelektrode 4 elektrisch verbinden, in einem Array mit Ausnahme einer Region gegenüber dem Schlitz 16 gebildet.
Ferner ist ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Wellenleiter nahe der Oberfläche, die in 8C gezeigt ist, angeordnet.
Der Schlitz 16 dient als eine Schlitzleitung (geerdete Schlitzleitung) in Kooperation mit der Masseelektrode 4 und dem dielektrischen Substrat 1. Der Leiter 15 ist mit dem Wellenleiter 9 und der Schlitzleitung gekoppelt, wobei eine Übertragungsmoduskomponente der Schlitzleitung und eine Übertragungsmoduskomponente des Wellenleiters nur in einem vorbestimmten Übertragungsmodus miteinander gekoppelt sind. Dies bedeutet, daß eine Magnetfeldkomponente der Schlitzleitung und eine Magnetfeldkomponente in dem TE10-Modus des Wellenleiters 9 jeweils mit dem Leiter 15 gekoppelt sind, wodurch eine Leitungswandlung erzielt wird.
Ferner wird, wie bereits Bezug nehmend auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, die Funktion einer Drosselschaltung, die durch eine dielektrische Region, die durch die zweite Elektrodenöffnung 5b und die Durchgangslöcher 6 umgeben ist, implementiert ist, aktiviert, um einen Verbindungswiderstandswert zu unterdrücken, so daß ein Signal mit einem geringen Verlust von dem Wellenleiter 9 zu der Schlitzleitung gewandelt wird.
Als nächstes wird der Aufbau einer Hochfrequenzkomponente, die einen Leitungswandler beinhaltet, gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf die 9A bis 9D beschrieben.
Die 9A bis 9D sind eine Draufsicht, eine Seitenschnittansicht, eine Unteransicht bzw. eine Seitenschnittansicht eines dielektrischen Substrats der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet.
Der Aufbau der Hochfrequenzkomponente, die den Leitungswandler beinhaltet, der in den 9A bis 9D gezeigt ist, ist derart, daß in der Hochfrequenzkomponente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Leiter 15, der eine vorbestimmte Länge und Breite aufweist, an einer Mitte der ersten Elektrodenöffnung 5a gebildet ist, wobei der Leiter 15 elektrisch über die Durchgangslöcher 6 mit der Streifenleitung 2 auf der gegenüberliegenden Oberfläche verbunden ist. Obwohl der Leiter 15, der auf der Verbindungsoberfläche gebildet ist, elektrisch mit der Streifenleitung 2 verbunden ist, wird ein Übertragungssignal angepaßt, wobei so kein Verbindungswiderstandswert vorhanden ist, so daß ein Signal ohne einen Verlust von dem Wellenleiter 9 zu der Streifenleitung gewandelt wird.
Bei den Hochfrequenzkomponenten, die die Leitungswandler beinhalten, gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Substrat ein Aluminiumoxid-gefeuertes Substrat, ein Glaskeramiksubstrat, ein Harzsubstrat usw. sein, wobei die Übertragungsleitung eine koplanare Leitung anstelle von in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Formen sein kann, während ähnlich ein Signal zwischen dem Wellenleiter und der Leitung, die auf dem dielektrischen Substrat gebildet ist, mit einem geringen Verlust gewandelt wird.
Als nächstes wird der Aufbau eines Hochfrequenzmoduls gemäß einem achten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 10 beschrieben.
10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Hochfrequenzmoduls gemäß dem achten Ausführungsbeispiel zeigt.
In 10 bezeichnet ANT eine Sende-/Empfangsantenne, Cir. bezeichnet einen Zirkulator, BPFa und BPFb bezeichnen jeweils Bandpaßfilter, AMPa bzw. AMPb bezeichnen jeweils Verstärkerschaltungen, MIXa und MIXb bezeichnen jeweils Mischer, OSC bezeichnet einen Oszillator, SYN bezeichnet einen Synthetisierer und IF bezeichnet ein Zwischenfrequenzsignal.
Der Mischer MIXa mischt ein moduliertes Signal und ein Signal, das von dem Synthetisierer SYN ausgegeben wird. Das Bandpaßfilter BPFa leitet nur ein Übertragungsfrequenzband des gemischten Signals weiter, das von dem Mischer MIXa ausgegeben wird. Die Verstärkerschaltung AMPa verstärkt die Leistung des weitergeleiteten Signals und sendet das verstärkte Signal von der Antenne ANT über den Zirkulator Cir. Die Verstärkerschaltung AMPb verstärkt ein Empfangssignal, das durch den Zirkulator Cir. extrahiert wird. Das Bandpaßfilter BPFb leitet nur ein Empfangsfrequenzband des verstärkten Empfangssignals weiter, das von der Verstärkerschaltung AMPb ausgegeben wird. Der Mischer MIXb mischt ein Frequenzsignal, das von dem Synthetisierer SYN ausgegeben wird, und das weitergeleitete Empfangssignal, um ein Zwischenfrequenzsignal IF auszugeben.
Die Verstärkerschaltungen AMPa und AMPb, die in 10 gezeigt sind, können unter Verwendung von Hochfrequenzkomponenten implementiert sein, die wie in den 1A bis 9D gezeigt aufgebaut sind. Folglich kann ein Hochfrequenzmodul mit einem geringen Verlust und einem guten Kommunikationsverhalten unter Verwendung der Hochfrequenzkomponenten implementiert werden.
Als nächstes wird der Aufbau einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 11 beschrieben.
11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Kommunikationsvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel zeigt.
Die Kommunikationsvorrichtung umfaßt das Hochfrequenzmodul, das in 10 gezeigt ist, und eine Signalverarbeitungsschaltung. Die Signalverarbeitungsschaltung, die in 11 gezeigt ist, umfaßt eine Codec-Schaltung, eine Synchronisationssteuerungsschaltung, einen Modulator, einen Demodulator, eine CPU usw. Die Kommunikationsvorrichtung ist durch ein weiteres Bereitstellen einer Schaltung zum Eingeben und Ausgeben von Sende- und Empfangssignalen in die Signalverarbeitungsschaltung aufgebaut.
Folglich kann eine Kommunikationsvorrichtung mit geringem Verlust und einem guten Kommunikationsverhalten unter Verwendung des Hochfrequenzmoduls implementiert werden.

Claims

Hochfrequenzleitungswandler, bei dem ein Wellenleiter (9) mit einem Substrat (1; 1a, 1b) gekoppelt ist, auf dem eine Übertragungsleitung (2; 16) gebildet ist, wobei eine Masseelektrode (4; 4b) auf einer Oberfläche des Substrats (1; 1a, 1b), die der Übertragungsleitung (2; 16) gegenüberliegt und die einer Öffnung des Wellenleiter zugewandt ist, in einem Umfangsbereich der Öffnung des Wellenleiters (9) gebildet ist und einem Flansch, der die Öffnung des Wellenleiters umgibt, mit einem Abstand zwischen der Masseelektrode (4; 4b) und dem Flansch gegenüberliegt; wobei eine Öffnung (5b) in der Masseelektrode (4; 4b) gebildet ist, die mit einer vorbestimmten Breite in einem Abstand von im wesentlichen einem Viertel einer Signalwellenlänge nach außen von einer Innenwand des Wellenleiters zentriert ist, und Durchgangslöcher (6), die eine Länge von im wesentlichen einem Viertel der Signalwellenlänge aufweisen, die die Masseelektrode (4; 4b) auf der dem Wellenleiter (9) zugewandten Oberfläche elektrisch mit einer Masseelektrode (3), die auf der Oberfläche gebildet ist, auf der die Übertragungsleitung (2; 16) gebildet ist, oder mit einer Masseelektrode (4a) verbinden, die in einer vorbestimmten Schicht des Substrats (1; 1a, 1b) gebildet ist, in einem Array auf einem inneren Umfangsabschnitt und einem äußeren Umfangsabschnitt der Elektrodenöffnung (5b) gebildet sind.
Hochfrequenzleitungswandler gemäß Anspruch 1, bei dem eine Verbindung zwischen dem Substrat (1; 1a, 1b) und dem Wellenleiter (9) unter Verwendung eines isolierenden Haftmittels (12) gebildet ist.
Hochfrequenzkomponente, die einen Hochfrequenzleitungswandler gemäß Anspruch 1 oder 2 aufweist.
Hochfrequenzmodul, das eine Hochfrequenzkomponente gemäß Anspruch 3 aufweist.
Kommunikationsvorrichtung, die ein Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch 4 aufweist.