板的厚度均为850 ym。仿真的结果如图25的图表所示。此外，在本实施方式的模式转换器中，第一基板的另一方的隔离焊盘的尺寸为100 ym。
[0164]图表的横轴表示从传送电路传播至管脚的信号的频率，纵轴表示所传播的信号从管脚的传送损失S21。图表上的实线与基于本实施方式的模式转换器的结果对应，虚线与基于现有技术的模式转换器的结果对应。如图表所示可知:两条线大致一致，因此，在本实施方式和现有技术的任一模式转换器中，能够得到同样的传送损失的频率依赖性。由此可知:通过如本实施方式那样形成为管脚贯通第一基板的构造，即便在管脚的内部的空间相对于外部开放的情况下，能够将传送损失抑制在与像现有技术那样使管脚的内部的空间在第一基板的内部密闭的情况同等的程度。
[0165]实施例3
[0166]对使用上述模式转换器的实施例3进行说明。针对使用基于本实施方式的模式转换器(图5)的情况、和使用基于现有技术的模式转换器(图35)的情况，进行与在使模式转换器动作时在第一基板内部产生的电场的分布有关的仿真。在仿真中，使用三维电磁场解析软件HFSS，在本实施方式和现有技术中，第一基板的厚度均为850 ym。基于现有技术的仿真结果、基于本实施方式的仿真结果分别如图26A、图26B所示。但是，实际上，电场分布随时间变动，这些图是示出某一瞬间的电场分布的图表。
[0167]此外，为了不出在模式转换器300内部产生的电场分布，并未图不导体柱314、输送路322、管脚320、台肩323c以及322b、隔离焊盘312a以外的构成要素。在本实施方式的模式转换器中，隔离焊盘312a的尺寸为100 ym。
[0168]将从管脚的开口部303b朝向图2所示的GSG焊盘125的方向设为y轴，将在与第一基板的双方的主面301a、301b平行的面内与1轴呈90度的方向设为x轴，将从第一基板的另一方的主面301b朝向一方的主面301a的方向设为z轴。在图26A、图26B的任一仿真结果中，可以看出如下的分布:电场最强的部位存在于管脚的附近，电场以与距最强的部位的距离成反比例的方式变弱。而且，电场强的部位沿远离管脚120 ( — y)的方向隔开一定间隔地周期性排列，在各个部位能够看出相同的分布。使用图26A、图26B，在距管脚等距离的位置彼此对仿真结果进行比较，可知两者的电场分布大致一致。
[0169]实施例4
[0170]对使用上述模式转换器的实施例4进行说明。针对使用基于本实施方式的模式转换器(图5)的情况，使用不同尺寸的隔离焊盘，进行与从平面电路向管脚激振的信号中的反射的比率(反射损失)有关的仿真。在本实施例中，隔离焊盘312a为圆形环状，外径与内径之差H4在30 ym以上且小于90 ym的范围尺寸依次相差10 ym。图27示意性地示出隔离焊盘312a的形状。此外，这里，用于控制由隔离焊盘产生的电容值的圆形环状的台肩322b也形成于管脚前端。因而，这里，也可以认为H4是台肩322b的外径与隔离焊盘312a的外径之差。台肩322b的外径比管脚320的外径大，且以台肩322b的中心与管脚的中心一致的方式配置。在模式转换器300动作时，从台肩322b的外周面相对于接地导体层312产生与基板301的厚度方向垂直的方向的电场。此外，TE模式的电磁波的前进方向如箭头所示。通过使用圆形的隔离焊盘，能够减小基板与导体之间的应力，另外，能够容易地制造本实施例的管脚的前端构造。
[0171 ] 在仿真中，使用三维电磁场解析软件HFSS，在本实施方式和现有技术中，第一基板的厚度均为850 ym。另外，假设在第一贯通孔303的内部填充有树脂、且树脂为相对介电常数3.4的电介质而进行仿真。其结果如图28的图表所示。
[0172]图表的横轴表示从传送电路传播至管脚的信号的频率，纵轴表示所传播的信号在管脚处的反射损失S11。将对于模式转换器来说充分的反射损失S11设为约一 15dB以下，以一 15dB为阈值。另外，使用频带为约57?66GHz。
[0173]由图表所示的结果可知:反射损失的大小根据隔离焊盘的尺寸变化。在上述使用频带中呈现阈值以下的反射损失的情况是:形成H4为50 y m以上且小于80 y m的隔离焊盘的情况。因而，优选使隔离焊盘的尺寸(即H4)为50 ym以上且小于80 ym。可知:由此，能够进行管脚处的反射损失的控制、即能够进行使管脚处的阻抗与平面电路的阻抗相匹配的控制。
[0174]实施例5
[0175]使用除了不利用电介质填充第一贯通孔303的内部以外、其它结构与实施例4相同的模式转换器，在相同的实验条件下进行仿真。仿真的结果如图29的图表所示。
[0176]由图表所示的结果可知:反射损失的大小根据隔离焊盘的尺寸变化。在上述使用频带中呈现阈值以下的反射损失的情况是:形成H4为40 y m以上且小于80 y m的隔离焊盘的情况。因而，优选使隔离焊盘的尺寸(即H4)为40 ym以上且小于80 ym。可知:由此，即便在不利用电介质进行填充的情况下，也能够进行管脚处的反射损失的控制、即能够进行使管脚处的阻抗与平面电路的阻抗相匹配的控制。
[0177]实施例6
[0178]使用矩形环状的隔离焊盘312a，进行与实施例4相同的仿真。使用与实施例4相同的模式转换器，实验条件也相同。图30示意性地示出隔离焊盘的形状。在仿真中使用的矩形环状的隔离焊盘312a的图5所示的宽度H4在40 ym以上且小于120 ym的范围设定为40、50、60、80、120^111。此外，这里，用于控制由隔离焊盘产生的电容值的矩形环状的台肩322b也形成于管脚320的前端。因而，这里，H4是台肩322b的一边与隔着绝缘区域对置的接地导体层312的一边之间的距离。从台肩322b的中心到外框为止的长度比管脚320的外径大，且以台肩322b的中心与管脚320的中心一致的方式配置。在模式转换器300动作时，从台肩322b的外周面相对于接地导体层312产生与基板301的厚度方向垂直的方向的电场。若使用矩形的隔离焊盘，则产生包含很多与基板的厚度方向垂直的方向的成分(横向成分)的方向的电场，因此能够更高效地诱发TE模式。这里，TE模式的电磁波的前进方向用箭头表示。另外，为了高效地产生横向成分，优选以使得台肩322b的一边与矩形的隔离焊盘312a的外框的一边隔开H4的间隔相互平行、且与箭头所示的TE模式的电磁波的前进方向垂直的方式配置。
[0179]仿真的结果如图31的图表所示。
[0180]由图表所示的结果可知:在使用矩形环状的隔离焊盘的情况下，反射损失的大小也根据隔离焊盘的尺寸变化。在H4为40?120 ym的所有范围，在上述使用频带均呈现阈值以下的反射损失。因而，隔离焊盘的尺寸优选为40?120 ym。可知:由此，能够进行管脚处的反射损失的控制、即能够进行使管脚处的阻抗与平面电路的阻抗相匹配的控制。
[0181]实施例7
[0182]使用除了不利用电介质填充第一贯通孔203的内部以外其它结构都与实施例6相同的模式转换器，在相同的实验条件下进行仿真。仿真的结果如图32的图表所示。
[0183]由图表所示的结果可知:反射损失的大小根据隔离焊盘的尺寸变化。在H4为40?120 ym的所有范围，在上述使用频带均呈现阈值以下的反射损失。因而，隔离焊盘的尺寸优选为40?120 ym。可知:由此，即便在不利用电介质进行填充的情况下，也能够进行管脚处的反射损失的控制、即能够进行使管脚处的阻抗与平面电路的阻抗相匹配的控制。
[0184]以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以进行结构的附加、省略、置换以及其它变更。
[0185]产业上的利用可能性
[0186]本发明能够作为利用毫米波段的数Gbps的高速大容量通信用的设备广泛使用。
[0187]标号说明
[0188]100、200、300:模式转换器；101、201、301:第一基板;101a、101b、201a、201b、301a、301b:主面；101c:— 端；102:第二基板；103:第一贯通孔；103a:内壁面；103b、103c:开口部；104:第二贯通孔;110、210、310:波导;111、112、211、212、311、312:接地导体层(导体膜)；llla、112a、212a、212b、312a、312b:隔离焊盘；114、214、314:导体柱；122a、222a、322a:导体；122fU23f:导体膜;120、220、320:管脚；123c、223c、323c:台肩；123d、223d、323d:外缘部；123e、223e、323e:圆环部。
【主权项】
1.一种模式转换器，其特征在于，具备: 基板，该基板具有第一主面和第二主面； 第一接地导体层，该第一接地导体层形成于所述第一主面； 第二接地导体层，该第二接地导体层形成于所述第二主面； 平面电路，该平面电路形成于所述第一主面并传播高频波； 管脚，该管脚与所述平面电路连接，形成在从所述第一主面贯通到所述第二主面的贯通孔的内部，且与所述第一主面以及所述第二主面连通；以及 隔离焊盘，该隔离焊盘形成于在所述第二主面中露出的所述管脚的端部与所述第二接地导体层之间。2.根据权利要求1所述的模式转换器，其特征在于， 所述管脚在所述第二主面上延伸设置。3.根据权利要求1或2所述的模式转换器，其特征在于， 所述管脚沿着所述贯通孔的内壁形成，且具有圆筒形。4.根据权利要求1?3中任一项所述的模式转换器，其特征在于， 所述隔离焊盘具有圆形环状。5.根据权利要求4所述的模式转换器，其特征在于， 具有所述圆形环状的所述隔离焊盘的外径与内径之差为40?80 μπι。6.根据权利要求4所述的模式转换器，其特征在于， 在所述贯通孔填充有电介质。7.根据权利要求6所述的模式转换器，其特征在于， 具有所述圆形环状的所述隔离焊盘的外径与内径之差为50?80 μπι。8.根据权利要求1?3中任一项所述的模式转换器，其特征在于， 所述隔离焊盘具有矩形环状。9.根据权利要求8所述的模式转换器，其特征在于， 在所述贯通孔填充有电介质。10.根据权利要求8或9所述的模式转换器，其特征在于， 具有所述矩形环状的所述隔离焊盘的矩形环的外侧的一边与内侧的一边之间的长度为 40 ?120 μπι。
【专利摘要】一种模式转换器，具备：基板，该基板具有第一主面和第二主面；第一接地导体层，该第一接地导体层形成于第一主面；第二接地导体层，该第二接地导体层形成于第二主面；平面电路，该平面电路形成于第一主面并传播高频波；管脚，该管脚与平面电路连接，形成在从第一主面贯通到第二主面的贯通孔的内部，且与第一主面以及第二主面连通；以及隔离焊盘，该隔离焊盘形成于在第二主面中露出的管脚的端部与第二接地导体层之间。
【IPC分类】H01P3/12, H01P5/107
【公开号】CN104904061
【申请号】CN201380068055
【发明人】上道雄介
【申请人】株式会社藤仓
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】EP2940784A1, US20150295295, WO2014104336A1