[发明专利]传输模式转换器

说明书

本发明提供一种产品成本能够降低的传输模式转换器。本实施方式的转换器(20)中，贴片天线(30)将连接器(26)供给来的微米波以TM01模式发射到圆形波导管(40)内。以TM01模式传输微米波的情况下的圆形波导管(40)的阻断频率低于以TE01模式传输微米波的情况下的阻断频率。由此，TM01模式能够采用比TE01模式细的波导管。因此，能够降低产品成本。

技术领域

本发明涉及一种传输模式转换器，将其连接在波导管上来使用。

背景技术

专利文献1所公开的技术不是连接在波导管上来使用的传输模式转换器，而是连接在导线上来使用的传输模式转换器的一个例子，以脉冲雷达方式测量离被测对象(液面)的距离。专利文献1的技术中，作为转换器的贴片天线安装在中心导体上。还有，该中心导体具有与壳体结合成一体的短针，从而导线施加到中心导体上的负荷通过短针施加到壳体上。由此，负荷不会施加给中心导体的周围所设置的电介质等，所以，即使导线的摇晃等导致施加到中心导体的导线结合部的负荷发生变化，也能够不受这种负荷的影响而以稳定的精度进行测量。

〔专利文献〕

专利文献1：日本特开2014-134415号公报

然而，上述专利文献1的技术中，需要中心导体具有若干个短针。因此，如文献1的图3所示，中心导体的结构变复杂，从而可能会导致产品成本的增加。还有，尽管通过短针能够将因导线的摇晃等而施加到中心导体的导线结合部的负荷的一部分转移到壳体上，但却难以将施加到导线结合部上的全部晃动(sloshing)负荷都转移到壳体上。因此，需要将导线结合部的机械性强度提高到相当强的程度，于是这也可能成为产品成本增加的一个因素。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而作出的，其目的在于提供一种产品成本能够降低的传输模式转换器。

为了达到上述目的，权利要求书中的权利要求1所记载的本发明的传输模式转换器连接在圆形波导管上来使用，其特征在于，具备圆形贴片天线，所述贴片天线具有接地导体板以及与该接地导体板隔着预定间隔而设置的圆形贴片，所述圆形波导管在连接端一侧以包围贴片四周的方式将所述贴片收纳在管内，并且所述圆形波导管与所述接地导体板电连接，在所述圆形贴片天线将外部供给来的微米波或毫米波(以下称为“微米波等”)以TM01模式发射到所述管内，假设所述贴片的形状是以TM01模式进行激励的圆环贴片天线的贴片的圆板形状时，所述圆形波导管的内半径r小于由下式得到的r0的情况下，r0＝(3.8137×λ)/2π，其中，λ是所述微米波或毫米波的波长，所述贴片的外周缘与所述圆形波导管的内周壁的隔离间隔s等于所述预定间隔，所述贴片是半径d＝r-s和高度t≈r0-d的关系成立的有底圆筒形状。另外，有底圆筒形状的一个例子是茶叶罐盖子形状。还有，t≈r0-d包含t＝r0-d。d表示贴片中的与接地导体板平行的部分的半径。另外，t表示贴片的端部中被折弯了90度的长度。

圆形贴片天线将外部供给来的微米波等以TM01模式发射到管内。以TM01模式传输微米波等的情况下的波导管的阻断频率低于以TE01模式传输微米波等的情况下的阻断频率。例如，在FMCW雷达方式中，为了提高测量精度，则期望扫描频率宽度大。还有，波导管的阻断频率越低时，越能够实现使以所期望的频率宽度进行扫描的发射波(尤其是扫描的下限频率的发射波)通过。由此，TM01模式能够比TE01模式容易地使扫描频率宽度的下限侧通过，从而能够确保比TE01模式宽的扫描频率宽度。这意味着可以相对地减小波导管的内径(内半径)。因此，在使用能够以重量计价的金属(例如，不锈钢、铝、铜、黄铜、铁等)来制造波导管的情况下，能够实现产品成本的降低。