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JP7563447B2 - Flexible Substrate Waveguide - Google Patents
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Description

本開示は、フレキシブル基板付き導波管に関する。 The present disclosure relates to a waveguide with a flexible substrate.

無線広帯域通信である次世代5G(5th Generation)システムでは、ミリ波帯の帯域の電波を使用する。 The next-generation 5G (5th Generation) system, which is a wireless broadband communication system, uses radio waves in the millimeter wave band.

ミリ波帯の帯域の電波を伝送する手段として、例えば、導波管が用いられている(特許文献1、特許文献2)。 For example, a waveguide is used as a means for transmitting radio waves in the millimeter wave band (Patent Document 1, Patent Document 2).

特開平08-195605号公報Japanese Patent Application Publication No. 08-195605 特開2017-228839号公報JP 2017-228839 A

基地局から導波管を通じて伝送された高周波信号は、例えば、回路基板等に入力され、アンテナを通して外部に放射される。導波管から回路基板への高周波信号の入力する際には、効率よく伝送することが望まれる。また、回路基板として、フレキシブル基板を使用することが検討されている。 High-frequency signals transmitted from a base station through a waveguide are input, for example, to a circuit board and radiated to the outside through an antenna. When inputting high-frequency signals from the waveguide to the circuit board, it is desirable to transmit them efficiently. In addition, the use of flexible boards as circuit boards is being considered.

本開示は、導波管を伝搬する高周波信号をフレキシブル基板に入力する技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for inputting a high-frequency signal propagating through a waveguide into a flexible substrate.

本開示は、スリットが設けられた導波管と、フレキシブル基板と、を備え、前記フレキシブル基板は、一部が前記スリットに重なるように、前記導波管の外面に沿って設けられ、前記スリットから前記導波管を伝搬した高周波信号が入力されるフレキシブル基板付き導波管である。The present disclosure relates to a waveguide with a flexible substrate, the flexible substrate being provided along the outer surface of the waveguide such that a portion of the flexible substrate overlaps with the slit, and into which a high-frequency signal that has propagated through the waveguide is input from the slit.

本開示によれば、導波管を伝搬する高周波信号をフレキシブル基板に入力する技術を提供できる。 The present disclosure provides a technology for inputting a high-frequency signal propagating through a waveguide into a flexible substrate.

第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a waveguide with a flexible substrate according to the first embodiment. 第1実施形態のフレキシブル基板を取り付ける導波管の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a waveguide to which a flexible substrate according to the first embodiment is attached. 第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管の断面図である。1 is a cross-sectional view of a waveguide with a flexible substrate according to a first embodiment; 第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管の接続部分を拡大した断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view of a connection portion of the waveguide with a flexible substrate according to the first embodiment. FIG. 第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管の伝搬特性を解析するための解析モデルを示す図である。4 is a diagram showing an analytical model for analyzing the propagation characteristics of the waveguide with a flexible substrate according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管の伝搬特性を解析した結果を示す図である。5A to 5C are diagrams illustrating the results of analyzing the propagation characteristics of the waveguide with the flexible substrate according to the first embodiment. 第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a waveguide with a flexible substrate according to a second embodiment. 第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管の接続部分を拡大した断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a connection portion of a waveguide with a flexible substrate according to a second embodiment. 第2実施形態の展開したフレキシブル基板の上面図である。FIG. 11 is a top view of an unfolded flexible substrate according to a second embodiment. 第2実施形態の展開したフレキシブル基板の下面図である。FIG. 11 is a bottom view of the unfolded flexible substrate of the second embodiment. 第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管の伝搬特性を解析した結果を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating the results of analyzing the propagation characteristics of a waveguide with a flexible substrate according to the second embodiment. 第3実施形態のフレキシブル基板付き導波管の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a waveguide with a flexible substrate according to a third embodiment. 第4実施形態のフレキシブル基板付き導波管の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a waveguide with a flexible substrate according to a fourth embodiment. 第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a waveguide with a flexible substrate according to a fifth embodiment. 第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管の導波管の側面図である。FIG. 13 is a side view of the waveguide of the flexible substrate-attached waveguide of the fifth embodiment. 第6実施形態のフレキシブル基板付き導波管の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a waveguide with a flexible substrate according to a sixth embodiment. 第6実施形態のフレキシブル基板付き導波管のフレキシブル基板の側面図である。FIG. 13 is a side view of a flexible substrate of a waveguide with a flexible substrate according to a sixth embodiment.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。下記、各図面において、同一又は対応する構成部分には同一又は対応する符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。なお、理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。平行、直角、直交、水平、垂直には、略平行、略直角、略直交、略水平、略垂直が含まれてもよい。 Below, the form for implementing the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding components are given the same or corresponding reference numerals, and duplicate explanations may be omitted. For ease of understanding, the scale of each part in the drawings may differ from the actual scale. In directions such as parallel, right angle, orthogonal, horizontal, vertical, up and down, left and right, deviations are permitted to the extent that do not impair the effect of the embodiment. The shape of the corners is not limited to right angles, and may be rounded in a bow shape. Parallel, right angle, orthogonal, horizontal, and vertical may include approximately parallel, approximately right angle, approximately orthogonal, approximately horizontal, and approximately vertical.

《第1実施形態》
<フレキシブル基板付き導波管1>
第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1は、導波管20にフレキシブル基板30が巻き付けられることにより、導波管20を伝播する高周波信号と接続する。導波管20にフレキシブル基板30が巻き付けられることにより、導波管20の外面20s1に沿って設けられる。図1は、第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1の斜視図である。図2は、第1実施形態のフレキシブル基板30を取り付ける導波管20の斜視図である。図3は、第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1の断面図である。
First Embodiment
<Waveguide with flexible substrate 1>
The flexible substrate-equipped waveguide 1 of the first embodiment is connected to a high-frequency signal propagating through the waveguide 20 by wrapping a flexible substrate 30 around the waveguide 20. The flexible substrate 30 is wound around the waveguide 20 and provided along an outer surface 20s1 of the waveguide 20. Fig. 1 is a perspective view of the flexible substrate-equipped waveguide 1 of the first embodiment. Fig. 2 is a perspective view of the waveguide 20 to which the flexible substrate 30 of the first embodiment is attached. Fig. 3 is a cross-sectional view of the flexible substrate-equipped waveguide 1 of the first embodiment.

なお、図には、説明の便宜のためXYZ直交座標系が設定されている。図面の紙面に対して垂直な座標軸については、座標軸の丸の中にバツ印は紙面に対して奥側が正、丸の中に黒丸印は紙面に対して手前側が正であることを表している。ただし、当該座標系は、説明のために定めるものであって、フレキシブル基板や導波管の姿勢について限定するものではない。なお、本開示では、特に説明しない限り、Z軸は導波管20の延在方向、X軸とY軸は導波管20の延在方向に垂直な方向となっている。For ease of explanation, an XYZ Cartesian coordinate system is set in the figure. For coordinate axes perpendicular to the paper surface of the drawing, a cross in a circle indicates that the back side relative to the paper surface is positive, and a black circle in a circle indicates that the front side relative to the paper surface is positive. However, this coordinate system is defined for the purpose of explanation and does not limit the attitude of the flexible board or the waveguide. In this disclosure, unless otherwise specified, the Z axis is the extension direction of the waveguide 20, and the X and Y axes are perpendicular to the extension direction of the waveguide 20.

第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1は、次世代5Gシステムに用いられるミリ波帯の帯域の電波を伝送する際に用いられる。例えば、導波管20は、基地局からユーザのいる空間に設置されたアンテナまで接続する。The flexible substrate-equipped waveguide 1 of the first embodiment is used to transmit radio waves in the millimeter wave band used in the next-generation 5G system. For example, the waveguide 20 connects from a base station to an antenna installed in the space where the user is located.

アンテナは、例えば、フレキシブル基板で形成されたパッチアンテナやダイポールアンテナでもよい。また、アンテナは導波管にスロットを開けてスロットアンテナでもよい。さらに、導波管20の先には、別の導波管がつながっていてもよい。例えば、フレキシブル基板を介して別の導波管がつながっていてもよい。The antenna may be, for example, a patch antenna or a dipole antenna formed from a flexible substrate. The antenna may also be a slot antenna formed by opening a slot in the waveguide. Furthermore, another waveguide may be connected to the end of the waveguide 20. For example, another waveguide may be connected via a flexible substrate.

第1実施形態の導波管20で伝送される電波の帯域は、例えば、27.5GHz~29GHzである。例えば、中心周波数は、28GHzである。当該帯域は、事業者ごとに400MHz毎に分割されて使用される。なお、周波数帯域は、27.5GHz~29GHzに限らず、例えば、26GHzや39GHzを中心とする周波数帯域でもよい。また、周波数帯域は、ミリ波帯に限らず他の周波数帯でもよい。 The band of radio waves transmitted through the waveguide 20 in the first embodiment is, for example, 27.5 GHz to 29 GHz. For example, the center frequency is 28 GHz. This band is divided into 400 MHz bands for use by each operator. Note that the frequency band is not limited to 27.5 GHz to 29 GHz, and may be, for example, a frequency band centered around 26 GHz or 39 GHz. Furthermore, the frequency band is not limited to the millimeter wave band, and may be another frequency band.

第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1は、閉止部材10で端部を短絡された導波管20と、フレキシブル基板30と、を備える。フレキシブル基板付き導波管1の各要素について説明する。The first embodiment of the flexible substrate-equipped waveguide 1 comprises a waveguide 20 whose ends are short-circuited by a closing member 10, and a flexible substrate 30. Each element of the flexible substrate-equipped waveguide 1 will be described.

[導波管20]
導波管20は、ミリ波帯の帯域の電波が伝搬する導波路となる導波管である。導波管20は、電波が伝搬する方向に延在する円柱状の管である。なお、図3では、電波が伝搬する方向は、Z方向である。
[Waveguide 20]
The waveguide 20 is a waveguide that serves as a waveguide through which radio waves in the millimeter wave band propagate. The waveguide 20 is a cylindrical tube that extends in the direction in which the radio waves propagate. In FIG. 3, the direction in which the radio waves propagate is the Z direction.

導波管20は、誘電体チューブ21と、誘電体チューブ21の外側を覆う金属被覆22と、を備える。The waveguide 20 comprises a dielectric tube 21 and a metal coating 22 covering the outside of the dielectric tube 21.

誘電体チューブ21は、電波が伝搬する伝送路として機能する部材である。導波管20において、誘電体チューブ21で電波が伝搬する。The dielectric tube 21 is a component that functions as a transmission path through which radio waves propagate. In the waveguide 20, radio waves propagate through the dielectric tube 21.

誘電体チューブ21は、誘電体、例えば、フッ素系樹脂で形成される。フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE(Polytetrafluoroethylene))やペルフルオロアルコキシアルカン(PFA(Perfluoroalkoxy alkane))を用いることができる。The dielectric tube 21 is formed of a dielectric material, for example, a fluororesin. Examples of the fluororesin that can be used include polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluoroalkoxyalkane (PFA).

なお、例えば、周波数帯域が28GHzの場合では、導波管20の外径は、5mm~9mmであることが好ましい。誘電体チューブ21の外径は、導波管20の外径より1mm~2mm細い。For example, when the frequency band is 28 GHz, the outer diameter of the waveguide 20 is preferably 5 mm to 9 mm. The outer diameter of the dielectric tube 21 is 1 mm to 2 mm thinner than the outer diameter of the waveguide 20.

金属被覆22は、伝送路を画定する部材である。金属被覆22は、導電性部材、例えば、銅、により形成される。金属被覆22は、例えば、メッキにより形成される。なお、メッキにより金属被覆22を形成するのに限らず、例えば、金属被覆22を形成するのに、銅箔又は金属網を巻き付けて形成してもよい。なお、導波管20の金属被覆22の外側に、更に、絶縁物による被覆を設けてもよい。The metal coating 22 is a member that defines the transmission path. The metal coating 22 is formed from a conductive member, for example, copper. The metal coating 22 is formed, for example, by plating. Note that the metal coating 22 is not limited to being formed by plating, and for example, the metal coating 22 may be formed by wrapping copper foil or a metal mesh. Note that a further insulating coating may be provided on the outside of the metal coating 22 of the waveguide 20.

導波管20の+Z側の端部は、閉止部材10で閉止される。閉止部材10は導電部材、例えば、銅等により形成される。閉止部材10は、例えば、はんだ付け、ロウ付け、導電性ペーストの塗布等により、導波管20の金属被覆22に機械的、電気的に接続される。導波管20は、閉止部材10により閉止されることにより、導波管20の端部が短絡される。The +Z side end of the waveguide 20 is closed by a closing member 10. The closing member 10 is formed of a conductive material, such as copper. The closing member 10 is mechanically and electrically connected to the metal coating 22 of the waveguide 20, for example, by soldering, brazing, applying a conductive paste, or the like. By closing the waveguide 20 with the closing member 10, the end of the waveguide 20 is short-circuited.

導波管20は、導波管20の外面20s1にスリット20pを有する。スリット20pは、導波管20の内部を伝搬する電波を外部に導出するための通過経路となる。スリット20pは、導波管20の短絡面から波長の四分の一離れた位置に設けられる。具体的は、閉止部材10の内面の短絡面から、導波管20の長手方向(-Z方向)に波長の四分の一離れた位置に、スリット20pの中心が設けられる。The waveguide 20 has a slit 20p on the outer surface 20s1 of the waveguide 20. The slit 20p serves as a passageway for guiding radio waves propagating inside the waveguide 20 to the outside. The slit 20p is provided at a position one-quarter of a wavelength away from the short-circuited surface of the waveguide 20. Specifically, the center of the slit 20p is provided at a position one-quarter of a wavelength away from the short-circuited surface of the inner surface of the closing member 10 in the longitudinal direction of the waveguide 20 (-Z direction).

[フレキシブル基板30]
フレキシブル基板30は、例えば、基地局から導波管20を介して伝送された高周波信号を処理する回路基板である。フレキシブル基板30には、高周波信号を伝搬するための線路や導波路が形成されている。例えば、線路としては、マイクロストリップラインやコプレーナーラインを用いてよいし、導波路としては基板集積導波管(SIW(substrate integrated waveguide))を用いてもよい。
[Flexible substrate 30]
The flexible substrate 30 is, for example, a circuit board that processes a high-frequency signal transmitted from a base station via the waveguide 20. A line or a waveguide for propagating a high-frequency signal is formed on the flexible substrate 30. For example, a microstrip line or a coplanar line may be used as the line, and a substrate integrated waveguide (SIW) may be used as the waveguide.

フレキシブル基板30は、円筒形の導波管に対して抵抗なく巻きつけられる程度の柔軟性を保持すればよく、フレキシブル基板30の厚さは0.012mm以上、0.8mm以下であることが好ましい。フレキシブル基板30を薄くすることにより、フレキシブル基板30の可撓性をあげることができる。また、フレキシブル基板30の誘電体は、フッ素系樹脂や液晶、ポリイミド等により形成される。フッ素系樹脂としては、例えば、ペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)を用いることができる。The flexible substrate 30 only needs to have a degree of flexibility that allows it to be wound around a cylindrical waveguide without resistance, and the thickness of the flexible substrate 30 is preferably 0.012 mm or more and 0.8 mm or less. By making the flexible substrate 30 thinner, the flexibility of the flexible substrate 30 can be increased. The dielectric of the flexible substrate 30 is formed of a fluorine-based resin, liquid crystal, polyimide, or the like. As the fluorine-based resin, for example, perfluoroalkoxyalkane (PFA) can be used.

フレキシブル基板30は、基板上にアンプを備えてもよい。また、フレキシブル基板30は、パッチアンテナやダイポールアンテナ等のアンテナを備えてもよい。The flexible substrate 30 may include an amplifier on the substrate. The flexible substrate 30 may also include an antenna such as a patch antenna or a dipole antenna.

(導波管20とフレキシブル基板30との接続)
図4は、第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1の導波管20とフレキシブル基板30との接続部分を拡大した断面図である。なお、図4は、導波管20にフレキシブル基板30を巻き付けて取り付ける前の状態を示している。
(Connection between the Waveguide 20 and the Flexible Substrate 30)
Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view of a connection portion between the waveguide 20 and the flexible substrate 30 of the flexible substrate-equipped waveguide 1 of the first embodiment. Note that Fig. 4 shows a state before the flexible substrate 30 is wound around the waveguide 20 and attached.

フレキシブル基板30が基板集積導波管(SIW)を構成している例について説明する。フレキシブル基板30は、上面導電層31と、下面導電層32と、上面導電層31と下面導電層32に挟まれた誘電体層33と、を備える。上面導電層31には、スロット30pを有する。スロット30pは、導波管20のスリット20pと略同形状となっている。また、フレキシブル基板30は、上面導電層31と下面導電層32を接続するビア35を備える。したがって、フレキシブル基板30の上面導電層31と下面導電層32は同電位になっている。An example in which the flexible substrate 30 constitutes a substrate integrated waveguide (SIW) will be described. The flexible substrate 30 includes an upper conductive layer 31, a lower conductive layer 32, and a dielectric layer 33 sandwiched between the upper conductive layer 31 and the lower conductive layer 32. The upper conductive layer 31 has a slot 30p. The slot 30p has approximately the same shape as the slit 20p of the waveguide 20. The flexible substrate 30 also includes a via 35 that connects the upper conductive layer 31 and the lower conductive layer 32. Therefore, the upper conductive layer 31 and the lower conductive layer 32 of the flexible substrate 30 are at the same potential.

図4に示すように、導波管20とフレキシブル基板30を接続する際には、導波管20のスリット20pとフレキシブル基板30のスロット30pの位置をあわせる。そして、フレキシブル基板30のスロット30pの両側を導波管20に巻き付けることにより取り付ける。巻き付ける際には、例えば、導電性ペーストを塗布したり、導電性接着剤で接着したりしてもよい。フレキシブル基板30を導波管20に巻き付けることにより、フレキシブル基板30の一部が導波管20のスリット20pと重なる。また、フレキシブル基板30を導波管20に巻き付けることにより、導波管20の外面に沿うようにフレキシブル基板30が設けられる。また、導波管20の金属被覆22と、フレキシブル基板30の上面導電層31が接触することにより、スリット20pからの電波が漏洩することを防止できる。As shown in FIG. 4, when connecting the waveguide 20 and the flexible substrate 30, the slit 20p of the waveguide 20 and the slot 30p of the flexible substrate 30 are aligned. Then, both sides of the slot 30p of the flexible substrate 30 are attached by wrapping it around the waveguide 20. When wrapping, for example, a conductive paste may be applied or a conductive adhesive may be used for bonding. By wrapping the flexible substrate 30 around the waveguide 20, a part of the flexible substrate 30 overlaps with the slit 20p of the waveguide 20. In addition, by wrapping the flexible substrate 30 around the waveguide 20, the flexible substrate 30 is provided so as to follow the outer surface of the waveguide 20. In addition, the metal coating 22 of the waveguide 20 and the upper surface conductive layer 31 of the flexible substrate 30 come into contact with each other, thereby preventing leakage of radio waves from the slit 20p.

(導波管20からフレキシブル基板30への電波の伝搬特性)
導波管20を伝搬する電波が、フレキシブル基板30に伝搬するときの伝搬特性について説明する。
(Propagation characteristics of radio waves from the waveguide 20 to the flexible substrate 30)
The propagation characteristics of the radio waves propagating through the waveguide 20 and then to the flexible substrate 30 will be described.

図5は、第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1の伝搬特性を解析するための解析モデルを示す図である。 Figure 5 shows an analytical model for analyzing the propagation characteristics of the flexible substrate-equipped waveguide 1 of the first embodiment.

導波路MPは、導波管20の電波が伝搬する部分に相当する導波路である。なお、図5では、導波路MPの延在方向をY軸としている。そして、導波路MPの延在方向に垂直な方向をX軸、Z軸としている。導波路MPは、内径が直径6mm、外径が直径7mm、材質はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のチューブに0.01mmの銅を巻き付けた導波路をモデル化した。導波路MPは、入射面SIから電波が入射される。本解析では、Z方向の偏波(準TE11モード)が入射面SIから入射する。また、導波路MPには、反射面SRが形成されている。入射面SIから入射した電波は、導波路MP内を+Y方向に伝搬しながら、反射面SRで反射される。なお、反射面SRは短絡面であるとする。導波路MPの+X方向には、スリットSLが設けられている。スリットSLから、導波路MP内の電波が導波路MPの外に出力される。なお、スリットSLの中心は、反射面SRから-Y方向に電波の波長の四分の一の位置に設けられている。本解析では、電波の波長は電波の周波数を28GHzとして、スリットSLの中心から当該反射面までのY軸方向の距離は5mmとした。スリットSLのY軸方向の長さは4.35mm、幅(Y軸に垂直な平面上で導波路MFの外周に沿う長さ)は0.9mmである。 The waveguide MP is a waveguide corresponding to the part of the waveguide 20 through which the radio waves propagate. In FIG. 5, the extension direction of the waveguide MP is the Y axis. The directions perpendicular to the extension direction of the waveguide MP are the X axis and the Z axis. The waveguide MP is modeled as a tube with an inner diameter of 6 mm and an outer diameter of 7 mm, made of polytetrafluoroethylene (PTFE) material, wrapped with 0.01 mm of copper. The waveguide MP is incident on the incident surface SI. In this analysis, a polarized wave in the Z direction (quasi-TE11 mode) is incident on the incident surface SI. In addition, a reflection surface SR is formed on the waveguide MP. The radio waves incident on the incident surface SI are reflected by the reflection surface SR while propagating in the +Y direction inside the waveguide MP. The reflection surface SR is assumed to be a short-circuited surface. A slit SL is provided in the +X direction of the waveguide MP. From the slit SL, the radio waves in the waveguide MP are output to the outside of the waveguide MP. The center of the slit SL is located at a position that is one-quarter of the wavelength of the radio waves in the -Y direction from the reflecting surface SR. In this analysis, the wavelength of the radio waves is set to a frequency of 28 GHz, and the distance in the Y-axis direction from the center of the slit SL to the reflecting surface is set to 5 mm. The length of the slit SL in the Y-axis direction is 4.35 mm, and the width (the length along the outer periphery of the waveguide MF on a plane perpendicular to the Y-axis) is 0.9 mm.

導波路MFは、フレキシブル基板30の電波が伝搬する部分に相当する導波路である。導波路MFは、幅4.5mm、厚さ0.2mmのフレキシブル基板内に作られた基板集積導波管(SIW)をモデル化した。導波路MFは、スリットSLから電波が入射されるとともに、導波路MFの内部を電波が伝搬する。また、スリットSLを基板集積導波管(SIW)のスロットとした。また、フレキシブル基板の導波路の途中には、アイリスポストIPを設けた。アイリスポストIPそれぞれのY軸方向の長さは0.9mm、幅(Y軸に垂直な平面上で導波路MFの外周に沿う長さ)0.25mmである。導波路MFは、スリットSL(スロット)から電波が入射される。スリットSL(スロット)から入射された電波は、導波路MF内を伝搬して、出射面SOから出力される。本解析では、出射面SOのTE10モードの電波を解析した。The waveguide MF is a waveguide corresponding to the part of the flexible substrate 30 where the radio waves propagate. The waveguide MF is modeled as a substrate integrated waveguide (SIW) made in a flexible substrate with a width of 4.5 mm and a thickness of 0.2 mm. The radio waves are incident on the waveguide MF from the slit SL, and the radio waves propagate inside the waveguide MF. The slit SL is a slot of the substrate integrated waveguide (SIW). An iris post IP is provided in the middle of the waveguide of the flexible substrate. The length of each iris post IP in the Y-axis direction is 0.9 mm, and the width (length along the outer circumference of the waveguide MF on a plane perpendicular to the Y-axis) is 0.25 mm. The radio waves are incident on the waveguide MF from the slit SL (slot). The radio waves incident from the slit SL (slot) propagate inside the waveguide MF and are output from the output surface SO. In this analysis, radio waves in the TE10 mode from the emission surface SO were analyzed.

図6は、第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管の伝搬特性を解析した結果を示す図である。横軸は周波数を示す。縦軸は、透過係数と反射係数をデジベルで表している。透過係数T1は、入射面SIから入射する電波強度に対する出射面SOから出射する電波強度の比率を表す。反射係数R1は、入射面SIから入射する電波強度に対する出射面SOから出射せずに入射面SIに反射される電波強度の比率を表す。 Figure 6 shows the results of an analysis of the propagation characteristics of the flexible substrate-equipped waveguide of the first embodiment. The horizontal axis indicates frequency. The vertical axis indicates the transmission coefficient and reflection coefficient in decibels. The transmission coefficient T1 represents the ratio of the radio wave intensity emitted from the exit surface SO to the radio wave intensity incident from the entrance surface SI. The reflection coefficient R1 represents the ratio of the radio wave intensity reflected to the entrance surface SI without emitting from the exit surface SO to the radio wave intensity incident from the entrance surface SI.

図6の結果から、スリットSLの位置を、反射面SRから四分の一の位置に設けることにより、導波路MPからの電波を導波路MFに電波を伝送できる。以上の結果のように、導波管20のスリット20pに重なるように、導波管20の外面20s1に沿って設けることにより、導波管20からフレキシブル基板30に電波を伝送できる。6, by positioning the slit SL at a quarter distance from the reflecting surface SR, radio waves can be transmitted from the waveguide MP to the waveguide MF. As a result of the above, by locating the slit SL along the outer surface 20s1 of the waveguide 20 so as to overlap with the slit 20p of the waveguide 20, radio waves can be transmitted from the waveguide 20 to the flexible substrate 30.

(作用・効果)
第1実施形態のフレキシブル基板付き導波管1において、フレキシブル基板30を、導波管20のスリット20pに重なるように、導波管20の外面20s1に沿って設けることによって、導波管20を伝搬した高周波信号をフレキシブル基板30に入力できる。
(Action and Effects)
In the waveguide 1 with a flexible substrate of the first embodiment, the flexible substrate 30 is arranged along the outer surface 20s1 of the waveguide 20 so as to overlap the slit 20p of the waveguide 20, so that a high-frequency signal propagated through the waveguide 20 can be input to the flexible substrate 30.

《第2実施形態》
<フレキシブル基板付き導波管2>
第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管2は、導波管20にフレキシブル基板130が複数回巻き付けられることにより、導波管20を伝播する高周波信号と接続する。導波管20にフレキシブル基板130が巻き付けられることにより、導波管20の外面20s1に沿って設けられる。図7は、第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管2の断面図である。図8は、第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管2の接続部分を拡大した断面図である。なお、図8は、導波管20に巻き付けたフレキシブル基板130を展開して示している。また、図8では、フレキシブル基板130が複数回巻き付けられている状態を説明するために、フレキシブル基板130を導波管20に対して拡大して図示している。
Second Embodiment
<Waveguide with flexible substrate 2>
The flexible substrate-equipped waveguide 2 of the second embodiment is connected to a high-frequency signal propagating through the waveguide 20 by wrapping the flexible substrate 130 around the waveguide 20 multiple times. The flexible substrate 130 is wound around the waveguide 20 and provided along the outer surface 20s1 of the waveguide 20. FIG. 7 is a cross-sectional view of the flexible substrate-equipped waveguide 2 of the second embodiment. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a connection portion of the flexible substrate-equipped waveguide 2 of the second embodiment. Note that FIG. 8 shows the flexible substrate 130 wound around the waveguide 20 in an expanded state. Also, in FIG. 8, the flexible substrate 130 is illustrated enlarged with respect to the waveguide 20 to explain the state in which the flexible substrate 130 is wound multiple times.

第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管2は、導波管20にフレキシブル基板130が複数回巻き付けられる。具体的には、導波管20のスリット20pのところで、5回積層されている。なお、巻き付ける回数については、5回に限らず、2回以上であればよい。In the second embodiment of the flexible substrate-equipped waveguide 2, the flexible substrate 130 is wound around the waveguide 20 multiple times. Specifically, the flexible substrate 130 is laminated five times at the slit 20p of the waveguide 20. Note that the number of times of winding is not limited to five times, and may be two or more times.

[フレキシブル基板130]
フレキシブル基板130は、線路として、マイクロストリップライン130dが形成されている。フレキシブル基板130は、上面導電層131と、下面導電層132と、上面導電層131と下面導電層132に挟まれた誘電体層133と、を備える。また、上面導電層131と下面導電層132とを接続するために、ビア135を備える。なお、図8では、導波管20のスリット20pの位置で積層した層の番号を括弧内の数字で表している。例えば、導波管20に接触するフレキシブル基板130の第1層の上面導電層131を上面導電層131(1)として表している。同様に、第n層の上面導電層131、下面導電層132、誘電体層133をそれぞれ上面導電層131(n)、下面導電層132(n)、誘電体層133(n)と表す。
[Flexible substrate 130]
The flexible substrate 130 has a microstrip line 130d formed as a line. The flexible substrate 130 includes an upper conductive layer 131, a lower conductive layer 132, and a dielectric layer 133 sandwiched between the upper conductive layer 131 and the lower conductive layer 132. The flexible substrate 130 also includes a via 135 for connecting the upper conductive layer 131 and the lower conductive layer 132. In FIG. 8, the numbers in parentheses indicate the layers stacked at the position of the slit 20p of the waveguide 20. For example, the upper conductive layer 131 of the first layer of the flexible substrate 130 that contacts the waveguide 20 is indicated as the upper conductive layer 131(1). Similarly, the upper conductive layer 131, the lower conductive layer 132, and the dielectric layer 133 of the nth layer are respectively indicated as the upper conductive layer 131(n), the lower conductive layer 132(n), and the dielectric layer 133(n).

フレキシブル基板130は、スリット20pにおいて複数回積層される。フレキシブル基板130は、第1層の上面導電層131(1)の一部が除去され、第1層の誘電体層133(1)が露出する接続部130aを有する。接続部130aには、導波管20のスリット20pが接触する。また、導波管20のスリット20pが接触する部分の誘電体層133(1)を介した反対側には、第1層の下面導電層132(1)に、マイクロストリップライン130dが形成されている。そして、第2層から第4層の接続部130aに対応する部分では、上面導電層131と下面導電層132は、除去されて誘電体層133が露出する。すなわち、第2層から第4層の接続部130aに対応する部分では、上面導電層131(2)、上面導電層131(3)、上面導電層131(4)、下面導電層132(2)、下面導電層132(3)、下面導電層132(4)は、除去されている。第5層の接続部130aに対応する部分では、上面導電層131(5)、下面導電層132(5)は形成される。上面導電層131(5)は、接続部130aから入射された電波を反射する反射面130bとなる。The flexible substrate 130 is laminated multiple times at the slit 20p. The flexible substrate 130 has a connection portion 130a where a part of the upper surface conductive layer 131 (1) of the first layer is removed and the dielectric layer 133 (1) of the first layer is exposed. The slit 20p of the waveguide 20 contacts the connection portion 130a. Also, on the opposite side of the dielectric layer 133 (1) of the part where the slit 20p of the waveguide 20 contacts, a microstrip line 130d is formed on the lower surface conductive layer 132 (1) of the first layer. And, in the part corresponding to the connection portion 130a of the second to fourth layers, the upper surface conductive layer 131 and the lower surface conductive layer 132 are removed to expose the dielectric layer 133. That is, in the portion corresponding to the connection portion 130a of the second to fourth layers, the top surface conductive layer 131(2), the top surface conductive layer 131(3), the top surface conductive layer 131(4), the bottom surface conductive layer 132(2), the bottom surface conductive layer 132(3), and the bottom surface conductive layer 132(4) are removed. In the portion corresponding to the connection portion 130a of the fifth layer, the top surface conductive layer 131(5) and the bottom surface conductive layer 132(5) are formed. The top surface conductive layer 131(5) becomes the reflection surface 130b that reflects the radio wave incident from the connection portion 130a.

フレキシブル基板130を導波管20に巻き付けることにより、導波管20の外面に沿うようにフレキシブル基板130が設けられる。巻き付ける際には、例えば、導電性ペーストを塗布したり、導電性接着剤で接着したりしてもよい。また、導波管20の金属被覆22と、フレキシブル基板130の第1層の上面導電層131(1)が接触することにより、スリット20pからの電波が漏洩することを防止できる。By wrapping the flexible substrate 130 around the waveguide 20, the flexible substrate 130 is provided so as to conform to the outer surface of the waveguide 20. When wrapping, for example, a conductive paste may be applied or a conductive adhesive may be used for bonding. In addition, contact between the metal coating 22 of the waveguide 20 and the upper surface conductive layer 131(1) of the first layer of the flexible substrate 130 can prevent radio waves from leaking from the slit 20p.

図8に示す積層構造を形成するフレキシブル基板130を図9と図10に示す。図9は、第2実施形態の展開したフレキシブル基板130の上面図である。図10は、第2実施形態の展開したフレキシブル基板130の下面図である。 Figures 9 and 10 show a flexible substrate 130 forming the laminated structure shown in Figure 8. Figure 9 is a top view of the unfolded flexible substrate 130 of the second embodiment. Figure 10 is a bottom view of the unfolded flexible substrate 130 of the second embodiment.

領域RT1、領域RT2、領域RT3、領域RT4は、フレキシブル基板130の上面導電層131が除去された領域を示している。領域RT1は、接続部130aに相当する領域である。領域RT2、領域RT3、領域RT4は、フレキシブル基板130を導波管20に巻き付けたときに、接続部130aに対応する領域である。なお、領域RT2は、マイクロストリップライン130dの配線部分と重なる領域についても、上面導電層131が除去されている。領域RT5は、第5層の上面導電層131が設けられ、反射面130bとなる部分を表す。なお、領域RT1、領域RT2、領域RT3、領域RT4、領域RT5は、導波管20の円周に相当する間隔離れて設けられている。Regions RT1, RT2, RT3, and RT4 indicate regions where the top surface conductive layer 131 of the flexible substrate 130 has been removed. Region RT1 is the region that corresponds to the connection portion 130a. Regions RT2, RT3, and RT4 are the regions that correspond to the connection portion 130a when the flexible substrate 130 is wrapped around the waveguide 20. Note that the top surface conductive layer 131 of region RT2 has also been removed from the region that overlaps with the wiring portion of the microstrip line 130d. Region RT5 represents the portion where the fifth layer of the top surface conductive layer 131 is provided and becomes the reflective surface 130b. Note that regions RT1, RT2, RT3, RT4, and RT5 are provided at intervals that correspond to the circumference of the waveguide 20.

領域RB1、領域RB2、領域RB3、領域RB4は、フレキシブル基板130の下面導電層132が除去された領域を示している。領域RB1は、マイクロストリップライン130dが形成される領域である。領域RB2、領域RB3、領域RB4は、フレキシブル基板130を導波管20に巻き付けたときに、接続部130aに対応する領域である。領域RT5は、反射面130bの外側の第5層の下面導電層132が設けられている部分を表す。なお、領域RB1、領域RB2、領域RB3、領域RB4、領域RB5は、導波管20の円周に相当する間隔離れて設けられている。Regions RB1, RB2, RB3, and RB4 indicate the regions where the bottom conductive layer 132 of the flexible substrate 130 has been removed. Region RB1 is the region where the microstrip line 130d is formed. Regions RB2, RB3, and RB4 are the regions that correspond to the connection portion 130a when the flexible substrate 130 is wrapped around the waveguide 20. Region RT5 represents the portion where the fifth layer of the bottom conductive layer 132 is provided outside the reflecting surface 130b. Regions RB1, RB2, RB3, RB4, and RB5 are provided at intervals corresponding to the circumference of the waveguide 20.

接続部130aに対応する部分について説明する。上面導電層131と下面導電層132の実際の厚さは20μm程度であるのに対して、誘電体層133の実際の厚さは200μmである。更に、フレキシブル基板130を導波管20に巻き付けることにより、積層されたフレキシブル基板130は各層の間が密着される。すなわち、第1層の下面導電層132(1)と第5層の上面導電層131(5)の間の接続部130aに対応する部分は、誘電体層133(2)、誘電体層133(3)、誘電体層133(4)が密着して積層される。なお、図8では、層の関係を明確にするために、層間に隙間を空けて示している。したがって、マイクロストリップライン130dの外側は、誘電体層133が複数層積層された層、具体的には3層積層された層と見なすことができる。The portion corresponding to the connection portion 130a will be described. The actual thickness of the upper surface conductive layer 131 and the lower surface conductive layer 132 is about 20 μm, while the actual thickness of the dielectric layer 133 is 200 μm. Furthermore, by wrapping the flexible substrate 130 around the waveguide 20, the layers of the laminated flexible substrate 130 are in close contact with each other. That is, the portion corresponding to the connection portion 130a between the lower surface conductive layer 132 (1) of the first layer and the upper surface conductive layer 131 (5) of the fifth layer is laminated with the dielectric layer 133 (2), the dielectric layer 133 (3), and the dielectric layer 133 (4) in close contact with each other. In FIG. 8, a gap is shown between the layers to clarify the relationship between the layers. Therefore, the outside of the microstrip line 130d can be regarded as a layer in which multiple dielectric layers 133 are laminated, specifically, a layer in which three layers are laminated.

マイクロストリップライン130dと反射面130bとの距離L1は、誘電体層133を複数回積層することにより長くすることができる。The distance L1 between the microstrip line 130d and the reflecting surface 130b can be increased by stacking the dielectric layer 133 multiple times.

第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管2について電磁界解析を行った。解析は、導波管20のスリット20pの寸法を長さ5.4mm、幅0.5mm、フレキシブル基板130を厚さ0.2mmのフッ素樹脂基板、導電層は銅、線幅0.2mm、共振器130cの距離L1を2.5mmとして解析を行った。 An electromagnetic field analysis was performed on the flexible substrate-equipped waveguide 2 of the second embodiment. The analysis was performed with the dimensions of the slit 20p of the waveguide 20 being 5.4 mm in length and 0.5 mm in width, the flexible substrate 130 being a fluororesin substrate with a thickness of 0.2 mm, the conductive layer being copper with a line width of 0.2 mm, and the distance L1 of the resonator 130c being 2.5 mm.

図11は、第2実施形態のフレキシブル基板付き導波管2の伝搬特性を解析した結果を示す図である。横軸は周波数を示す。縦軸は、透過係数と反射係数をデジベルで表している。透過係数T2は、導波管20に入射される図7中のY方向の偏波(準TE11モード)の電波強度に対するマイクロストリップライン130dに透過する電波強度の比率を表す。反射係数R2は、導波管20に入射される図7中のY方向の偏波(準TE11モード)の電波強度に対するマイクロストリップライン130dに入射せず反射される電波強度の比率を表す。 Figure 11 is a diagram showing the results of analyzing the propagation characteristics of the flexible substrate-equipped waveguide 2 of the second embodiment. The horizontal axis indicates frequency. The vertical axis indicates the transmission coefficient and reflection coefficient in decibels. The transmission coefficient T2 represents the ratio of the radio wave intensity transmitted through the microstrip line 130d to the radio wave intensity of the Y-direction polarized wave (quasi-TE11 mode) in Figure 7 that is incident on the waveguide 20. The reflection coefficient R2 represents the ratio of the radio wave intensity that is reflected without being incident on the microstrip line 130d to the radio wave intensity of the Y-direction polarized wave (quasi-TE11 mode) in Figure 7 that is incident on the waveguide 20.

図11の結果から、周波数28GHzにおいて、導波管20からマイクロストリップライン130dに効率よく信号を伝搬させることがわかる。 The results in Figure 11 show that at a frequency of 28 GHz, signals are efficiently propagated from the waveguide 20 to the microstrip line 130d.

《第3実施形態》
<フレキシブル基板付き導波管3>
第3実施形態のフレキシブル基板付き導波管3は、導波管220にフレキシブル基板230が巻き付けられることにより、導波管220を伝播する高周波信号と接続する。第3実施形態のフレキシブル基板付き導波管3では、導波管220の二カ所に設けられたスリット220p1とスリット220p2からフレキシブル基板230に電波が入射される。図12は、第3実施形態のフレキシブル基板付き導波管3の断面図である。
Third Embodiment
<Waveguide with flexible substrate 3>
The waveguide 3 with a flexible substrate of the third embodiment is connected to a high-frequency signal propagating through the waveguide 220 by wrapping a flexible substrate 230 around the waveguide 220. In the waveguide 3 with a flexible substrate of the third embodiment, radio waves are incident on the flexible substrate 230 from slits 220p1 and slits 220p2 provided in two places on the waveguide 220. Fig. 12 is a cross-sectional view of the waveguide 3 with a flexible substrate of the third embodiment.

導波管220は、誘電体チューブ221と、誘電体チューブ221の外側を覆う金属被覆222と、を備える。The waveguide 220 comprises a dielectric tube 221 and a metal coating 222 covering the outside of the dielectric tube 221.

誘電体チューブ221は、電波が伝搬する伝送路として機能する部材である。導波管220において、誘電体チューブ221で電波が伝搬する。金属被覆222は、伝送路を画定する部材である。なお、誘電体チューブ221と金属被覆222の材質等については、導波管20の誘電体チューブ21と金属被覆22と同様である。The dielectric tube 221 is a component that functions as a transmission path along which radio waves propagate. In the waveguide 220, radio waves propagate through the dielectric tube 221. The metal coating 222 is a component that defines the transmission path. Note that the materials of the dielectric tube 221 and the metal coating 222 are the same as those of the dielectric tube 21 and the metal coating 22 of the waveguide 20.

導波管220は、スリットが複数設けられる。具体的には、導波管220は、2つのスリット220p1とスリット220p2を有する。スリット220p1とスリット220p2は、導波管220の内部を伝搬する電波を外部に導出するための通過経路となる。スリット220p1とスリット220p2は、導波管220の短絡面から波長の四分の一離れた位置に設けられる。The waveguide 220 has a plurality of slits. Specifically, the waveguide 220 has two slits, 220p1 and 220p2. The slits 220p1 and 220p2 serve as a passageway for guiding the radio waves propagating inside the waveguide 220 to the outside. The slits 220p1 and 220p2 are provided at a position a quarter of a wavelength away from the short-circuited surface of the waveguide 220.

フレキシブル基板230は、スリット220p1とスリット220p2の二カ所から電波が入力される。二カ所から入力される以外は、フレキシブル基板30、フレキシブル基板130と同様である。 Flexible substrate 230 receives radio waves from two points, slits 220p1 and 220p2. Other than being input from two points, it is similar to flexible substrate 30 and flexible substrate 130.

フレキシブル基板230は、スリット220p1からY方向の偏波(準TE11モード)が、スリット220p2からX方向の偏波(準TE11モード)の電波が入力されることにより、2方向の偏波を変換することができる。The flexible substrate 230 can convert the polarization in two directions by inputting radio waves polarized in the Y direction (quasi-TE11 mode) through the slit 220p1 and polarized in the X direction (quasi-TE11 mode) through the slit 220p2.

<作用・効果>
本開示の導波管と、フレキシブル基板と、を備えるフレキシブル基板付き導波管によれば、導波管を伝搬する高周波信号をフレキシブル基板に入力できる。本開示のフレキシブル基板付き導波管は、導波管にフレキシブル基板を巻き付けることにより作成できる。
<Action and Effects>
According to a waveguide with a flexible substrate, which includes the waveguide of the present disclosure and a flexible substrate, a high-frequency signal propagating through the waveguide can be input to the flexible substrate. The waveguide with a flexible substrate of the present disclosure can be produced by wrapping the flexible substrate around the waveguide.

<変形例>
導波管の形状については、円筒状に限らない。例えば、導波管は角筒状でもよい。また、導波管の内部に空洞を備えてもよいし、金属被覆が自立できる場合には誘電体チューブは無くてもよい。
<Modification>
The shape of the waveguide is not limited to a cylindrical shape. For example, the waveguide may be a rectangular tube. The waveguide may have a cavity inside, and if the metal coating is self-supporting, the dielectric tube may be omitted.

《第4実施形態》
<フレキシブル基板付き導波管4>
第4実施形態のフレキシブル基板付き導波管4は、導波管320にフレキシブル基板330が巻き付けられることにより、導波管320を伝播する高周波信号と接続する。第4実施形態のフレキシブル基板付き導波管4では、フレキシブル基板330は、導電性接着剤350により導波管320に接着される。図13は、第4実施形態のフレキシブル基板付き導波管4の断面図である。
Fourth Embodiment
<Waveguide with flexible substrate 4>
The waveguide 4 with a flexible substrate of the fourth embodiment is connected to a high frequency signal propagating through the waveguide 320 by wrapping a flexible substrate 330 around the waveguide 320. In the waveguide 4 with a flexible substrate of the fourth embodiment, the flexible substrate 330 is adhered to the waveguide 320 by a conductive adhesive 350. Fig. 13 is a cross-sectional view of the waveguide 4 with a flexible substrate of the fourth embodiment.

導波管320は、金属被覆322を備える。金属被覆322は、伝送路を画定する部材である。金属被覆322は、自立して形状を保持できることから、内部は空洞321になっている。すなわち、導波管320においては、電波は、空洞321の空気を伝搬する。なお、空洞321の空気に換えて、空洞321に誘電体チューブを備えてもよい。なお、金属被覆322の材質等については、導波管20の金属被覆22と同様である。The waveguide 320 has a metal coating 322. The metal coating 322 is a member that defines the transmission path. The metal coating 322 is self-supporting and can maintain its shape, so the inside is a cavity 321. That is, in the waveguide 320, the radio waves propagate through the air in the cavity 321. Note that instead of the air in the cavity 321, a dielectric tube may be provided in the cavity 321. Note that the material of the metal coating 322 is the same as that of the metal coating 22 of the waveguide 20.

導波管320は、スリット320pを備える。スリット320pからフレキシブル基板330に、空洞321を伝搬した電波が入射される。The waveguide 320 has a slit 320p. Radio waves propagating through the cavity 321 are incident on the flexible substrate 330 from the slit 320p.

フレキシブル基板330は、基板集積導波管(SIW)を構成する。フレキシブル基板330は、上面導電層331と、下面導電層332と、上面導電層331と下面導電層332に挟まれた誘電体層333と、を備える。なお、上面導電層331と下面導電層332とを接続するために、フレキシブル基板330は図示しないビアを備える。したがって、フレキシブル基板330の上面導電層331と下面導電層332は同電位になっている。The flexible substrate 330 constitutes a substrate integrated waveguide (SIW). The flexible substrate 330 includes an upper conductive layer 331, a lower conductive layer 332, and a dielectric layer 333 sandwiched between the upper conductive layer 331 and the lower conductive layer 332. In order to connect the upper conductive layer 331 and the lower conductive layer 332, the flexible substrate 330 includes a via (not shown). Therefore, the upper conductive layer 331 and the lower conductive layer 332 of the flexible substrate 330 are at the same potential.

上面導電層531は、スリット320pと略同形状のスロットを有する。当該スロットに、スリット320pからの電波が導入される。The upper surface conductive layer 531 has a slot having approximately the same shape as the slit 320p. The radio waves from the slit 320p are introduced into the slot.

金属被覆322の外側の面には、導電性接着剤350が塗布される。導電性接着剤350は、例えば、樹脂に微細な金属粒子を混合した異方性導電膜シートである。導電性接着剤350は、スリット320pを塞がないように、スリット320pを回避して塗布される。また、スリット320pを囲むように、導電性接着剤350が塗布される。A conductive adhesive 350 is applied to the outer surface of the metal coating 322. The conductive adhesive 350 is, for example, an anisotropic conductive film sheet made of resin mixed with fine metal particles. The conductive adhesive 350 is applied while avoiding the slits 320p so as not to block the slits 320p. The conductive adhesive 350 is also applied so as to surround the slits 320p.

導電性接着剤350を塗布して、フレキシブル基板330を導波管320に巻き付けて、導電性接着剤350を硬化する。導電性接着剤350を硬化することにより、フレキシブル基板330を導波管320に固定する。導電性接着剤350を用いて、導波管320とフレキシブル基板330とを固定することにより、金属被覆322とフレキシブル基板330の上面導電層331との間を電気的に接続できる。A conductive adhesive 350 is applied, the flexible substrate 330 is wrapped around the waveguide 320, and the conductive adhesive 350 is cured. The conductive adhesive 350 is cured to fix the flexible substrate 330 to the waveguide 320. By fixing the waveguide 320 and the flexible substrate 330 using the conductive adhesive 350, an electrical connection can be made between the metal coating 322 and the upper surface conductive layer 331 of the flexible substrate 330.

また、スリット320pを囲むように、導電性接着剤350が塗布されることにより、スリット320p付近からの電磁波の漏れを抑制できる。 In addition, by applying conductive adhesive 350 so as to surround slit 320p, leakage of electromagnetic waves from the vicinity of slit 320p can be suppressed.

《第5実施形態》
<フレキシブル基板付き導波管5>
第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管5は、導波管320にフレキシブル基板330が巻き付けられることにより、導波管320を伝播する高周波信号と接続する。第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管5では、フレキシブル基板330は、はんだ450により導波管320に接着される。図14は、第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管5の断面図である。
Fifth Embodiment
<Waveguide with flexible substrate 5>
The waveguide 5 with a flexible substrate of the fifth embodiment is connected to a high frequency signal propagating through the waveguide 320 by wrapping a flexible substrate 330 around the waveguide 320. In the waveguide 5 with a flexible substrate of the fifth embodiment, the flexible substrate 330 is bonded to the waveguide 320 by solder 450. Fig. 14 is a cross-sectional view of the waveguide 5 with a flexible substrate of the fifth embodiment.

金属被覆322の外側のフレキシブル基板330と対向する面には、はんだ450が塗布される。はんだ450は、例えば、クリームはんだである。はんだ450がスリット320pを塞がないように、スリット320pの周りに保護シート460を貼付する。保護シート460は、例えば、ポリイミドテープである。Solder 450 is applied to the outer surface of metal coating 322 facing flexible substrate 330. Solder 450 is, for example, cream solder. A protective sheet 460 is attached around slit 320p so that solder 450 does not block slit 320p. Protective sheet 460 is, for example, polyimide tape.

図15は、第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管5の導波管320の側面図である。保護シート460は、スリット320pにはんだ450が流れ込んで塞がないように、スリット320pの外周に貼付される。なお、保護シート460は、電波の伝搬特性の劣化を防止するために、できるだけ狭い方が望ましい。15 is a side view of the waveguide 320 of the flexible substrate-equipped waveguide 5 of the fifth embodiment. The protective sheet 460 is attached to the outer periphery of the slit 320p so that the solder 450 does not flow into the slit 320p and block it. It is preferable that the protective sheet 460 is as narrow as possible to prevent deterioration of the propagation characteristics of the radio wave.

導波管320の金属被覆322のスリット320pの外周に、保護シート460を貼付する。そして、導波管320の金属被覆322の外面のフレキシブル基板330と対向する面にはんだ450を塗布する。次に、フレキシブル基板330を導波管320に巻き付ける。そして、フレキシブル基板330を巻き付けた導波管320を加熱してから冷却して、はんだ450を硬化させる。A protective sheet 460 is attached to the outer periphery of the slit 320p of the metal coating 322 of the waveguide 320. Solder 450 is then applied to the outer surface of the metal coating 322 of the waveguide 320 that faces the flexible substrate 330. Next, the flexible substrate 330 is wrapped around the waveguide 320. The waveguide 320 with the flexible substrate 330 wrapped around it is then heated and cooled to harden the solder 450.

はんだ450が硬化することにより、フレキシブル基板330を導波管320に固定する。はんだ450を用いて、導波管320とフレキシブル基板330とを固定することにより、金属被覆322とフレキシブル基板330の上面導電層331との間を電気的に接続できる。The solder 450 hardens to fix the flexible substrate 330 to the waveguide 320. By fixing the waveguide 320 and the flexible substrate 330 using the solder 450, an electrical connection can be made between the metal coating 322 and the upper surface conductive layer 331 of the flexible substrate 330.

また、保護シート460により、スリット320pにはんだ450が流れ込むことを防止できる。また、はんだ450がスリット320pを囲むように設けられることにより、スリット320p付近からの電磁波の漏れを抑制できる。In addition, the protective sheet 460 can prevent the solder 450 from flowing into the slit 320p. Also, by providing the solder 450 so as to surround the slit 320p, leakage of electromagnetic waves from the vicinity of the slit 320p can be suppressed.

《第6実施形態》
<フレキシブル基板付き導波管6>
第6実施形態のフレキシブル基板付き導波管6は、導波管320にフレキシブル基板530が巻き付けられることにより、導波管320を伝播する高周波信号と接続する。第6実施形態のフレキシブル基板付き導波管6では、フレキシブル基板530は、はんだ450により導波管320に接着される。図16は、第5実施形態のフレキシブル基板付き導波管6の断面図である。
Sixth Embodiment
<Waveguide with flexible substrate 6>
The waveguide 6 with a flexible substrate of the sixth embodiment is connected to a high frequency signal propagating through the waveguide 320 by wrapping a flexible substrate 530 around the waveguide 320. In the waveguide 6 with a flexible substrate of the sixth embodiment, the flexible substrate 530 is bonded to the waveguide 320 by solder 450. Fig. 16 is a cross-sectional view of the waveguide 6 with a flexible substrate of the fifth embodiment.

フレキシブル基板530は、基板集積導波管(SIW)を構成する。フレキシブル基板530は、上面導電層531と、下面導電層532と、上面導電層531と下面導電層532に挟まれた誘電体層533と、を備える。なお、上面導電層531と下面導電層532とを接続するために、フレキシブル基板530は後述するスルーホール530thを備える。したがって、フレキシブル基板530の上面導電層531と下面導電層532は同電位になっている。The flexible substrate 530 constitutes a substrate integrated waveguide (SIW). The flexible substrate 530 includes an upper conductive layer 531, a lower conductive layer 532, and a dielectric layer 533 sandwiched between the upper conductive layer 531 and the lower conductive layer 532. In order to connect the upper conductive layer 531 and the lower conductive layer 532, the flexible substrate 530 includes a through hole 530th, which will be described later. Therefore, the upper conductive layer 531 and the lower conductive layer 532 of the flexible substrate 530 are at the same potential.

図17は、第6実施形態のフレキシブル基板付き導波管6のフレキシブル基板530の側面図である。図17は、フレキシブル基板530を上面導電層531の側からみた側面図である。 Figure 17 is a side view of the flexible substrate 530 of the flexible substrate-equipped waveguide 6 of the sixth embodiment. Figure 17 is a side view of the flexible substrate 530 seen from the side of the upper surface conductive layer 531.

上面導電層531は、スリット320pと略同形状のスロット530pを有する。当該スロット530pに、スリット320pからの電波が導入される。スロット530pを囲むように、複数のスルーホール530thを有する。複数のスルーホール530thは、フレキシブル基板530の導波路を形成する。複数のスルーホール530thのそれぞれは、上面導電層531と下面導電層532を電気的に接続し、誘電体層533を貫通する。The upper surface conductive layer 531 has a slot 530p having approximately the same shape as the slit 320p. Radio waves from the slit 320p are introduced into the slot 530p. A plurality of through holes 530th are provided to surround the slot 530p. The plurality of through holes 530th form a waveguide of the flexible substrate 530. Each of the plurality of through holes 530th electrically connects the upper surface conductive layer 531 and the lower surface conductive layer 532, and penetrates the dielectric layer 533.

複数のスルーホール530thのスロット530pに対して外側に、複数のはんだ用スルーホール530shを有する。複数のはんだ用スルーホール530shのそれぞれは、上面導電層531と下面導電層532を接続し、誘電体層533を貫通する。はんだ用スルーホール530shは、スルーホール530thより径が大きい。はんだ用スルーホール530shからはんだ450が注入される。 The plurality of solder through holes 530sh are provided on the outside of the slots 530p of the plurality of through holes 530th. Each of the plurality of solder through holes 530sh connects the upper surface conductive layer 531 and the lower surface conductive layer 532, and penetrates the dielectric layer 533. The solder through holes 530sh have a larger diameter than the through holes 530th. Solder 450 is injected from the solder through holes 530sh.

フレキシブル基板530を導波管320に巻き付ける。そして、はんだ用スルーホール530shからはんだ450を注入する。次に、フレキシブル基板530を巻き付けた導波管320を加熱してから冷却して、はんだ450を硬化させる。このときに、はんだ用スルーホール530shから注入して加熱されたはんだ450は、スルーホール530thの内部に毛細管現象により流れ込んで、スリット320p及びスロット530pまで到達しない。したがって、はんだ450が、スリット320p及びスロット530pを塞ぐことを防止できる。The flexible substrate 530 is wrapped around the waveguide 320. Then, solder 450 is injected through the solder through-hole 530sh. Next, the waveguide 320 wrapped around the flexible substrate 530 is heated and then cooled to harden the solder 450. At this time, the solder 450 injected and heated through the solder through-hole 530sh flows into the inside of the through-hole 530th by capillary action and does not reach the slit 320p and slot 530p. Therefore, the solder 450 can be prevented from blocking the slit 320p and slot 530p.

はんだ450が硬化することにより、フレキシブル基板530を導波管320に固定する。はんだ450を用いて、導波管320とフレキシブル基板530とを固定することにより、金属被覆322とフレキシブル基板530の上面導電層531との間を電気的に接続できる。The solder 450 hardens to fix the flexible substrate 530 to the waveguide 320. By fixing the waveguide 320 and the flexible substrate 530 using the solder 450, an electrical connection can be made between the metal coating 322 and the upper surface conductive layer 531 of the flexible substrate 530.

また、はんだ450がスリット320pを囲むように設けられることにより、スリット320p付近からの電磁波の漏れを抑制できる。 Furthermore, by arranging the solder 450 so as to surround the slit 320p, leakage of electromagnetic waves from the vicinity of the slit 320p can be suppressed.

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as limiting. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

本願は、日本特許庁に2020年3月27日に出願された基礎特許出願2020-058876号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。This application claims priority to basic patent application No. 2020-058876, filed on March 27, 2020, with the Japan Patent Office, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

1、2、3、4、5、6 フレキシブル基板付き導波管
20、220、320 導波管
20p、220p1、220p2、320p スリット
30、130、230、330、530 フレキシブル基板
30p、530p スロット
130b 反射面
130c 共振器
130d マイクロストリップライン
133 誘電体層
1, 2, 3, 4, 5, 6 Waveguide with flexible substrate 20, 220, 320 Waveguide 20p, 220p1, 220p2, 320p Slit 30, 130, 230, 330, 530 Flexible substrate 30p, 530p Slot 130b Reflecting surface 130c Resonator 130d Microstrip line 133 Dielectric layer

Claims (6)

スリットが設けられた導波管と、
フレキシブル基板と、を備え、
前記フレキシブル基板は、一部が前記スリットに重なるように、前記導波管の外面に沿って設けられ、前記スリットから前記導波管を伝搬した高周波信号が入力され、
前記フレキシブル基板は、基板集積導波管を構成している、
フレキシブル基板付き導波管。
A waveguide having a slit;
A flexible substrate,
the flexible substrate is provided along an outer surface of the waveguide such that a portion of the flexible substrate overlaps with the slit, and a high-frequency signal that has propagated through the waveguide is input from the slit ;
The flexible substrate constitutes a substrate integrated waveguide.
Waveguide with flexible substrate.
前記基板集積導波管は、スロットを備え、
前記スリットと前記スロットとが重ね合わされて取り付けられる、
請求項1に記載のフレキシブル基板付き導波管。
the substrate integrated waveguide comprises a slot;
The slit and the slot are overlapped and attached.
2. The waveguide with the flexible substrate according to claim 1 .
スリットが設けられた導波管と、
フレキシブル基板と、を備え、
前記フレキシブル基板は、一部が前記スリットに重なるように、前記導波管の外面に沿って設けられ、前記スリットから前記導波管を伝搬した高周波信号が入力され、
前記フレキシブル基板は、マイクロストリップラインを備え、
前記フレキシブル基板は、前記スリットにおいて、複数回積層される、
レキシブル基板付き導波管。
A waveguide having a slit;
A flexible substrate,
the flexible substrate is provided along an outer surface of the waveguide such that a portion of the flexible substrate overlaps with the slit, and a high-frequency signal that has propagated through the waveguide is input from the slit;
the flexible substrate includes a microstrip line;
The flexible substrate is laminated multiple times in the slit.
Waveguide with flexible substrate.
前記フレキシブル基板は、前記スリットに対応する部分に、前記マイクロストリップラインと、誘電体層が複数層積層された層と、反射面と、を備える共振器が形成される、
請求項に記載のフレキシブル基板付き導波管。
a resonator including the microstrip line, a layer in which a plurality of dielectric layers are laminated, and a reflecting surface is formed in a portion of the flexible substrate corresponding to the slit;
4. The waveguide with a flexible substrate according to claim 3 .
前記スリットは、前記導波管の短絡面から前記導波管を伝搬する電波の波長の四分の一の位置に設けられる、The slit is provided at a position a quarter of the wavelength of the radio wave propagating through the waveguide from the short-circuited surface of the waveguide.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のフレキシブル基板付き導波管。The waveguide with the flexible substrate according to claim 1 .
前記スリットは、複数設けられる、
請求項1から請求項のいずれか一項に記載のフレキシブル基板付き導波管。
The slit is provided in plurality.
The waveguide with a flexible substrate according to claim 1 .
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