特開 2024-141455 誘電体導波路コネクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141455

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】誘電体導波路コネクタ

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/02 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01P5/02 607

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053124

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】392026693

【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴドコモ

(74)【代理人】

【識別番号】100121706

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128705

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100147773

【弁理士】

【氏名又は名称】義村 宗洋

(72)【発明者】

【氏名】濱田 裕史

(72)【発明者】

【氏名】山本 大斗

(72)【発明者】

【氏名】福田 敦史

(57)【要約】

【課題】軽量でフレキシブル、かつ低損失な誘電体導波路コネクタを提供する。
【解決手段】コアとクラッドを含む誘電体導波路コネクタであって、クラッドは、前記コアを取り囲み相手方の誘電体導波路コネクタとの接続面を含む本体部と、本体部から前記接続面から遠ざかる方向に延伸され、前記接続面から遠くなるほど細く形成され、前記コアを取り囲むテーパ部を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアとクラッドを含む誘電体導波路コネクタであって、
前記クラッドは、
前記コアを取り囲み相手方の誘電体導波路コネクタとの接続面を含む本体部と、
前記本体部から前記接続面から遠ざかる方向に延伸され、前記接続面から遠くなるほど細く形成され、前記コアを取り囲むテーパ部を含む
誘電体導波路コネクタ。

【請求項2】

請求項１に記載の誘電体導波路コネクタであって、
前記テーパ部の先端の厚さが導波路を伝搬する電磁波の波長よりも小さい
誘電体導波路コネクタ。

【請求項3】

請求項１に記載の誘電体導波路コネクタであって、
前記テーパ部の全長が導波路を伝搬する電磁波の波長よりも大きい
誘電体導波路コネクタ。

【請求項4】

請求項１に記載の誘電体導波路コネクタであって、
前記テーパ部は、
前記コアの側面のうち、誘電体導波路を伝搬する電磁波の偏波の電界分布方向と直交する側面の一部または全部を遮蔽する形状である
誘電体導波路コネクタ。

【請求項5】

コアと前記コアを取り囲むクラッドを含む誘電体導波路コネクタであって、
前記コアの誘電率は、
前記コアおよび前記クラッドを伝搬する電磁波の伝搬モードのスポットサイズが、誘電体導波路におけるスポットサイズと一致するように決められた誘電率である
誘電体導波路コネクタ。

【請求項6】

請求項５に記載の誘電体導波路コネクタであって、
前記コアの誘電率は、
前記接続面に近づくにつれて大きくなり、
前記クラッドの誘電率は、
前記接続面に近づくにつれて、前記コアと前記クラッドの誘電率の比率を一定に保つように変化する
誘電体導波路コネクタ。

【請求項7】

請求項６に記載の誘電体導波路コネクタであって、
前記コアおよび前記クラッドは、
発泡材料である
誘電体導波路コネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、誘電体導波路同士を接続する誘電体導波路コネクタに関する。

【背景技術】

【0002】

第五世代移動通信システム（５Ｇ）においては、１０Ｇｂ／ｓを超える高速無線通信を実現するために、広い帯域幅が確保できるミリ波帯が使用されている。第六世代移動通信システム（６Ｇ）においても、同様の理由で、ひきつづきミリ波帯の使用や、さらなる大容量通信を目指したサブテラヘルツ帯（１００－３００ＧＨｚ）の活用も検討されている。このような周波数帯において、無線システムを実現するために必要となる送信機や受信機などのハードウェアを実現するためには、高周波化に伴う伝送線路の損失増大が大きな問題となる。例えば、ミリ波帯以下で通常用いられる同軸線路は、その損失が周波数の平方根に比例して増大するという特性を持つ。金属導波管は、同軸線路よりも高周波領域での損失は小さいものの、重く、曲げることが難しいことから、ハードウェア内部やハードウェア間の配線として使用するには不向きである。これらは、高周波帯になるほどアクティブデバイス（増幅器など）の特性も低下するという事実とあいまって、ミリ波帯以上におけるハードウェアの実現を困難にしている。

【0003】

そこで、近年、低損失な高周波信号の伝送媒体として、誘電体導波路（ＤＷＧ）に注目が集まっている。ＤＷＧは、図１に示すように、四角柱形状であってその長手方向に電磁波が伝搬するコア９１と、コア９１を取り囲む四角筒形状のクラッド９２とからなる高周波媒体である。なお、コア９１の形状は四角柱形状でなくてもよく、他の角柱形状、円柱形状であってもよい。クラッド９２の形状は四角筒形状でなくてもよく、例えば角筒形状、円筒形状などであってもよい。また、ＤＷＧでは多くの場合クラッド９２は空気であり、この場合クラッド９２は決まった形状を持たない。

【0004】

コア９１はクラッド９２よりも誘電率（または比誘電率。以下では誘電率を代表として記載する）が大きい。これにより、コア９１近傍に高周波を閉じこめて長手方向に伝搬させる、すなわち、伝搬モードを形成する、という特性を持つ。ＤＷＧは、金属を用いないため導体損失が無く、本質的に同軸線路や導波管よりも低損失となる。また、金属導波管よりも軽量であり、曲げることも可能である。実際、ＤＷＧを用いたミリ波帯以上の周波数帯の無線用ハードウェアが報告され始めている（たとえば、非特許文献１）。

【0005】

ＤＷＧを、従来の同軸線路同様に広く用いられるようにするためには、接続部品、すなわちコネクタの開発が必須である。従来のＤＷＧ同士を接続するコネクタとして、非特許文献２が開示されている。非特許文献２においては、ＤＷＧをいったん金属導波管に変換し、金属導波管同士を、金属導波管のコネクタ（これは同軸線路のコネクタ同様に、すでに広く普及している）を用いて接続する。ＤＷＧと金属導波管との間の電磁波のモード変換に伴う損失は、変換部の形状を工夫することにより小さくすることができるため、この方法により、低損失なコネクタが実現できる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】T W Brown et al., “A 50-Gb/s 134-GHz 16-QAM 3-m Dielectric Waveguide Transceiver System Implemented in 22-nm FinFET CMOS,” IEEE Solid-State Circuits Letters (SSC-L), vol. 4, pp. 206-209, Oct. 2021.

【非特許文献2】G E. Ponchak et al., “Design and Analysis of Transitions from Rectangular Waveguide to Layered Ridge Dielectric Waveguide,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (T-MTT), vol. 44, no. 7, pp. 1032-1040, Jul. 1996.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、非特許文献２のコネクタでは、金属部品である金属導波管を用いるため、重量は大きくなり、また、曲げるのも難しいという金属導波管の課題を引き継いでしまう。

【0008】

そこで本開示では、軽量でフレキシブル、かつ低損失な誘電体導波路コネクタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の誘電体導波路コネクタは、コアとクラッドを備える。

【0010】

クラッドは、コアを取り囲み相手方の誘電体導波路コネクタとの接続面を含む本体部と、本体部から接続面から遠ざかる方向に延伸され、接続面から遠くなるほど細く形成され、コアを取り囲むテーパ部を含む。

【発明の効果】

【0011】

本開示の誘電体導波路コネクタ９によれば、軽量でフレキシブル、かつ低損失な誘電体導波路コネクタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来の誘電体導波路の概形を示す斜視図。

【図2】新たに開発された誘電体導波路コネクタの概形を示す断面図。

【図3】新たに開発された誘電体導波路とコネクタにおける電界分布の例を示す図。

【図4】実施例１の誘電体導波路コネクタの概形を示す断面図。

【図5】実施例１の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図6】図２のコネクタと本実施例のコネクタとの実行誘電率を比較する図。

【図7】図２のコネクタと本実施例のコネクタとのスポットサイズを比較する図。

【図8】図２のコネクタと本実施例のコネクタの界面における反射率を示す図。

【図9】図２のコネクタと本実施例のコネクタの界面における透過率を示す図。

【図10】変形例１の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図11】変形例２の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図12】変形例３の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図13】変形例４の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図14】変形例５の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図15】変形例６の誘電体導波路コネクタの一部を拡大した斜視図。

【図16】解析モデルとして用いた誘電体導波路コネクタの概形を示す斜視図。

【図17】解析モデルである誘電体導波路コネクタの反射特性を示す図。

【図18】解析モデルである誘電体導波路コネクタの透過特性を示す図。

【図19】実施例２の誘電体導波路コネクタの概形を示す断面図。

【図20】実施例２の誘電体導波路とコネクタにおける電界分布の例を示す図。

【図21】変形例７の誘電体導波路コネクタの概形を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

従来技術とは区別して議論すべき対象として、濱田らによる図２に示すＤＷＧ同士を接続する誘電体導波路コネクタ９がある。誘電体導波路コネクタ９は、誘電体導波路（ＤＷＧ）と同様にコア９１、クラッド９２を備える。ただし同図におけるＤＷＧのクラッドは空気であるため、ＤＷＧ（領域Ｐ）においてクラッドは図示されていない。

【0014】

コネクタ部分（領域Ｑ）におけるクラッド９２は、コア９１を取り囲む。コア９１およびクラッド９２の端面Ａは、相手方の誘電体導波路コネクタ９との接続面となっている（以下、接続面Ａとも呼称する）。クラッド９２の外周は被覆９３でおおわれており、被覆９３にネジやテープ、プラスチップ部品等による接続用部品を具備させることにより、二つの誘電体導波路コネクタ９の接続面Ａを直接接続させる構成となっている。

【0015】

ここで、クラッド９２が薄いと、接続用部品や被覆の誘電率がコア９１を伝搬する電磁波に擾乱を与え、誘電体導波路コネクタ９の結合損失が生じる原因となってしまうが、これはクラッド９２を十分に厚くすることにより解決可能である。以下、クラッド９２は、十分に厚さがあるものとして議論を進める。

【0016】

同図において、誘電体導波路コネクタ９の損失を決めるのは、同図に点線で示した、ＤＷＧと誘電体導波路コネクタ９との境界面における、電磁波の反射および放射である。このことを、図３を用いて説明する。同図の実線のグラフは誘電体導波路（ＤＷＧ、同図のＰの領域）の伝搬モードの電界強度分布、同図の長破線のグラフは誘電体導波路コネクタ９（同図のＱの領域）の伝搬モードの電界強度分布である。

【0017】

同図に示すように、ＤＷＧでは、コア９１近傍に電界分布が局在しているが、誘電体導波路コネクタ９では、電界のクラッド９２への染み出しが多くなる。これはＤＷＧの場合と比較して誘電体導波路コネクタ９の場合のほうが、コア９１とクラッド９２との誘電率の差が小さいためである。すなわち、ＤＷＧと誘電体導波路コネクタ９とで、伝搬モードの実行誘電率およびスポットサイズ（モード強度分布最大値に対する１／ｅ幅）が一致しない。これにより、ＤＷＧと誘電体導波路コネクタ９との界面で反射および放射が生じ、誘電体導波路コネクタ９の損失が発生してしまう。

【0018】

そこで以下の実施例では、ＤＷＧとコネクタとの界面で発生する損失を低減することができる誘電体導波路コネクタを提供することを目的とする。以下、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

【0019】

以下、前述した課題を解決するコネクタとして二種類のコネクタを開示する。

【0020】

・コネクタの幾何学的な形状に工夫を加えたコネクタ（実施例１およびその変形例）
・コネクタの材質（誘電率）に工夫を加えたコネクタ（実施例２およびその変形例）

【実施例0021】

以下、図４を参照して実施例１の誘電体導波路コネクタの構造を説明する。図４は、本実施例の誘電体導波路コネクタ１を相手方の誘電体導波路コネクタ１と接続した状態における長手方向断面図である。同図に示すように、本実施例の誘電体導波路コネクタ１はコア９１と、クラッド１２と、被覆９３を含む。コア９１は、四角柱形状であってその長手方向に電磁波が伝搬する。クラッド１２は、コア９１を取り囲む四角筒形状であって相手方の誘電体導波路コネクタ１との接続面Ａを含む本体部１２２と、本体部１２２から接続面Ａから遠ざかる方向に延伸され、接続面Ａから遠くなるほど細く形成され、コア９１を取り囲むテーパ部１２１を含む。なお、コア９１は、四角柱形状でなくてもよく、他の角柱形状、円柱形状であってもよい。本体部１２２は、四角筒形状でなくてもよく、コア９１と嵌合するような角筒形状、円筒形状であってもよい。クラッド１２の本体部１２２の外周は図２で説明した誘電体導波路コネクタと同様に被覆９３でおおわれており、被覆９３にネジやテープ、プラスチップ部品等による接続用部品を具備させることにより、二つの誘電体導波路コネクタ９の接続面Ａを直接接続させる構成となっている。

【0022】

なお、テーパ部１２１の先端の厚さが導波路を伝搬する電磁波の波長よりも小さくなるように設計すればクラッド１２が出現することに伴う電磁波への攪乱が小さくなるため好適である。また、テーパ部１２１の全長が導波路を伝搬する電磁波の波長よりも大きくなるように設計すればクラッド１２が出現することに伴う電磁波への攪乱が小さくなるため好適である。

【0023】

図５は、テーパ部１２１を拡大し、被覆９３を省略して示す斜視図である。同図において、コア９１のテーパ部１２１に覆われた部分の概形など隠れた輪郭の一部を破線で示した。同図に示すようにテーパ部１２１は、誘電体導波路コネクタ１の断面構造が連続的に滑らかに変化するように設計される。より詳細には、テーパ部１２１は、コア９１の全ての側面を取り囲む錘台かつ筒形状であり、接続面Ａに近づくにつれてクラッド１２全体が太くなるようにテーパ部１２１の全ての側面が傾斜する構造となっている。

【0024】

テーパ構造の効果について、図６、図７を用いて説明する。図６、図７に図２のコネクタと本実施例のコネクタとの実行誘電率及びスポットサイズの位置による変化を示す。横軸はＤＷＧの長手方向の位置を示し、ｔ_ｂはテーパ部１２１の先端の座標、ｔ_ｅはテーパ部１２１の末端（図２のコネクタの場合ＤＷＧとコネクタの境界位置）の座標をそれぞれ示す。図２のコネクタ（テーパ構造なし）の場合は、ＤＷＧとコネクタの界面で、実効誘電率とスポットサイズが不連続に変化していることがわかる。具体的には、ＤＷＧとコネクタの境界位置（図６、図７のｔ_ｅ参照）において、実効誘電率、スポットサイズともに不連続な増加がみられる（図６のＫ_ＤＷＧ、Ｋ_ＣＮＣＴ、図７のＳ_ＤＷＧ、Ｓ_ＣＮＣＴ、実線で示したグラフを参照）。典型的には、一般によく用いられる空気をクラッドとするＤＷＧに対して、空気よりも誘電率の高いクラッドを具備するコネクタ側のほうが実効誘電率、スポットサイズともに大きくなっている。一方、本実施例のコネクタのようにテーパ部１２１を形成した場合、実効誘電率、スポットサイズは連続的に滑らかに変化するようになる（図６、図７、ｔ_ｂ－ｔ_ｅ間の長破線で示したグラフ参照）。

【0025】

実効誘電率、スポットサイズは連続的に滑らかに変化するようにコネクタを構成したことに伴い、界面で生じる電磁波の反射が低減される。図８に図２のコネクタと本実施例のコネクタの界面における反射率を示す。図２のコネクタの反射率（実線のグラフ）に比べ、本実施例のコネクタでは反射率が大きく低減される（長破線のグラフ）。また、図９に、コネクタの透過率（通過損失の逆数）を示す。本実施例のコネクタは、反射による損失が低減されるため、透過率が大きくなる。

【0026】

以下、実施例１の変形例として、テーパ部１２１のバリエーションについて説明する。図５に示したようにテーパ部１２１がコア９１の全ての側面を取り囲む錘台形状であって、接続面Ａに近づくにつれてクラッド１２全体が太くなるようにテーパ部１２１の全ての側面が傾斜する構造は、低損失化のためには極めて有効ではある。しかし、クラッド１２の加工にコストがかかる場合が多い。そこで、より簡易なテーパ構造を用いた変形例について説明する。

【0027】

［変形例１］
ＤＷＧを伝搬する電磁波のモードには、偏波（ＴＭ、ＴＥモード）がある。具体的には水平方向に電界が広がるＴＥモード、鉛直方向に電界が広がるＴＭモードとがある。ＤＷＧを用いた通信においては、片方の偏波のみを通信に用いることが多い。片方の偏波のみを対象とする場合には、テーパ部は、コアの側面のうち、誘電体導波路を伝搬する電磁波の偏波の電界分布方向と直交する側面の一部または全部を遮蔽する形状とすればよい。

【0028】

図１０に変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａの一部を拡大した斜視図を示す。本変形例の誘電体導波路コネクタ１ａは、ＤＷＧの鉛直方向に電界が広がるＴＭモードに適した構造であり、同図に示したようにテーパ部１２１ａをコア９１の上下に設けている。

【0029】

具体的には、コア９１は四角柱形状であり、コア９１は四角筒形状の本体部１２２内に挿通されて延伸し、その一方の端面は接続面Ａの一部を形成する。また本体部１２２の一方の端面は接続面Ａの一部を形成する。コア９１は本体部１２２外部に、接続面Ａから遠ざかる方向に延伸されてＤＷＧを構成する。

【0030】

テーパ部１２１ａは接続面Ａから遠ざかる方向に本体部１２２から延伸される四角錘形状である。テーパ部１２１ａはコア９１の上面側と下面側にそれぞれ設けられており、コア９１上面側のテーパ部１２１ａのコア９１の上面と対向する側面はコア９１の上面と平行かつコア９１の上面に接触している。コア９１下面側のテーパ部１２１ａのコア９１の下面と対向する側面はコア９１の下面と平行かつコア９１の下面に接触しており、２つのテーパ部１２１ａによって、コア９１を挟持するように形成されている。

【0031】

上述したようにＤＷＧの上下にテーパ部１２１ａを設けることで、ＴＭモードがＤＷＧからコネクタに伝搬する間に段階的にクラッドの影響が生じることにより、反射および放射損失が抑制される。テーパ部１２１ａの先端部の縦方向および横方向の幅は理論上０であり、本体部１２２に近づくにつれ徐々に大きくなっていくため、ＤＷＧを伝搬するモードは、非常に滑らかにコネクタを伝搬するモードに変換される。

【0032】

変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａによれば、より簡易にテーパ部を形成することができ、反射および放射損失を抑制することができる。

【0033】

［変形例２］
変形例１のようにとがった先端部の加工にはコストがかかるため、より製作が簡単な形状としてもよい。変形例２の誘電体導波路コネクタは、テーパ部の形状の他のバリエーションであり、変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａよりも製作コストを低減したものである。

【0034】

図１１に変形例２の誘電体導波路コネクタ１ｂの一部を拡大した斜視図を示す。同図に示すように、変形例２の誘電体導波路コネクタ１ｂのテーパ部１２１ｂの先端は鉛直方向に所定の幅（厚さ）を有する。その他の形状については、変形例１と同様である。

【0035】

変形例２の誘電体導波路コネクタ１ｂによれば、より簡易にテーパ部を形成することができ、反射および放射損失を抑制することができる。

【0036】

［変形例３］
変形例３の誘電体導波路コネクタは、テーパ部の形状の他のバリエーションであり、変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａよりも製作コストを低減したものである。

【0037】

図１２に変形例３の誘電体導波路コネクタ１ｃの一部を拡大した斜視図を示す。同図に示すように、変形例３の誘電体導波路コネクタ１ｃのテーパ部１２１ｃの先端は水平、鉛直方向に所定の幅（厚さ）を有し、錘台として形成される。その他の形状については、変形例１と同様である。

【0038】

テーパ部１２１ｂ、１２１ｃ先端の幅、厚さについては、導波路を伝搬する電磁波の波長よりも十分小さくなるように設計すれば、電磁波から見ればほとんど意味を持たないため、変形例２、変形例３のテーパ部の形状であっても、テーパ部先端の幅、厚さについての条件を満たすのであれば、変形例１と同じ効果が得られる。

【0039】

変形例３の誘電体導波路コネクタ１ｃによれば、より簡易にテーパ部を形成することができ、反射および放射損失を抑制することができる。

【0040】

［変形例４］
変形例４の誘電体導波路コネクタは、テーパ部の形状の他のバリエーションであり、変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａよりも製作コストを低減したものである。

【0041】

図１３に変形例４の誘電体導波路コネクタ１ｄの一部を拡大した斜視図を示す。同図に示すように、変形例４の誘電体導波路コネクタ１ｄのテーパ部１２１ｄの鉛直方向の幅（厚さ）は、先端から末端まで等しい幅で形成され、コア９１の上面と対向する面を底面とた三角柱として形成される。その他の形状については、変形例１と同様である。

【0042】

変形例４の誘電体導波路コネクタ１ｄによれば、より簡易にテーパ部を形成することができ、反射および放射損失を抑制することができる。

【0043】

［変形例５］
変形例５の誘電体導波路コネクタは、テーパ部の形状の他のバリエーションであり、変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａよりも製作コストを低減したものである。

【0044】

図１４に変形例５の誘電体導波路コネクタ１ｅの一部を拡大した斜視図を示す。同図に示すように、変形例５の誘電体導波路コネクタ１ｅのテーパ部１２１ｅの水平方向の幅（厚さ）は、先端から末端まで等しい幅で形成され、コア９１の上面と対向する面を側面とた三角柱として形成される。その他の形状については、変形例１と同様である。

【0045】

変形例５の誘電体導波路コネクタ１ｅによれば、より簡易にテーパ部を形成することができ、反射および放射損失を抑制することができる。

【0046】

［変形例６］
変形例６の誘電体導波路コネクタは、テーパ部の形状の他のバリエーションであり、変形例１の誘電体導波路コネクタ１ａよりも製作コストを低減したものである。

【0047】

図１５に変形例６の誘電体導波路コネクタ１ｆの一部を拡大した斜視図を示す。同図に示すように、変形例６の誘電体導波路コネクタ１ｆのテーパ部１２１ｆの末端の水平方向の幅（厚さ）は、コア９１よりも幅広に形成され、テーパ部１２１ｆは全体として扁平な錘台として形成される。その他の形状については、変形例１と同様である。

【0048】

変形例４、５、６においても、テーパ部先端の幅、厚さについての条件を満たすのであれば、変形例１と同じ効果が得られる。

【0049】

変形例６の誘電体導波路コネクタ１ｆによれば、より簡易にテーパ部を形成することができ、反射および放射損失を抑制することができる。

【0050】

［電磁界解析を用いた計算結果］
以下、実施例１およびその変形例の誘電体導波路コネクタの有用性を定量的に示すために、電磁界解析を用いた計算結果について述べる。図１６に、変形例４の誘電体導波路コネクタ１ｄにおけるテーパ部１２１ｄと類似の形状のテーパ部１２１ｇを備える誘電体導波路コネクタ１ｇの解析モデルを示す。ただしこの解析モデルでは、テーパ部１２１ｇの末端の水平方向の幅（厚さ）は、コア９１の幅よりも幅広に形成されている。ＤＷＧの断面は２６～４０ＧＨｚ（ＷＲ２８導波管帯域）を伝搬可能なサイズとした。テーパ部１２１ｇの電磁波伝搬方向の長さＬを設計パラメータとして、誘電体導波路コネクタ１ｇの反射特性、透過特性を電磁界解析により計算した。

【0051】

計算結果を図１７、図１８に示す。図１７は、解析モデルである誘電体導波路コネクタ１ｇの反射特性を示すグラフである。図１８は、解析モデルである誘電体導波路コネクタ１ｇの透過特性を示すグラフである。長破線のグラフは解析モデルの誘電体導波路コネクタ１ｇ（Ｌ＝４０ｍｍ）の特性を示すグラフである。長一点鎖線のグラフは解析モデルの誘電体導波路コネクタ１ｇ（Ｌ＝５．０ｍｍ）の特性を示すグラフである。実線のグラフは図２の誘電体導波路コネクタの特性を示すグラフである。

【0052】

図２のコネクタに比べ、テーパを導入することで大きく反射特性が改善されていることがわかる。３０ＧＨｚにおいて、テーパ長Ｌを５.０ｍｍとした場合に８ｄＢの改善、テーパ長Ｌを４０ｍｍとした場合に２２ｄＢの改善が得られている。また、透過特性についても、テーパを導入することで、損失低減、平坦性の向上が達成されている。これらのことから、コネクタで生じる反射を抑制し、損失を低減する効果があることが定量的に示された。

【実施例0053】

以下、図１９を参照して実施例２の誘電体導波路コネクタの構造を説明する。図１９は、本実施例の誘電体導波路コネクタ２を相手方の誘電体導波路コネクタ２と接続した状態における長手方向断面図である。同図に示すように、本実施例の誘電体導波路コネクタ２は、コア２１とコア２１を取り囲むクラッド９２を備える。コア２１の誘電率は、コア２１およびクラッド９２を伝搬する電磁波の伝搬モードのスポットサイズが、誘電体導波路におけるスポットサイズと一致するように決められた誘電率であることを特徴とする。すなわちこの誘電体導波路コネクタ２において、コア２１のうち、ＤＷＧを構成する部分の誘電率と、コネクタを構成する部分の誘電率とが異なる値に設定されており、同図においても誘電率の違いをハッチングの種類を変更することで示している。一般的にコア２１のコネクタを構成する部分の誘電率は、コア２１のＤＷＧを構成する部分の誘電率よりも高い値に設定される。

【0054】

図２０にＤＷＧおよびコネクタにおける電界分布を示す。同図の実線のグラフはＤＷＧの伝搬モードの電界強度分布、同図の長破線のグラフは誘電体導波路コネクタ２の伝搬モードの電界強度分布である。

【0055】

図３で説明したように、図２に示した図２のコネクタにおけるクラッドの誘電率は空気よりも高いため、図２のコネクタにおけるスポットサイズは、ＤＷＧにおけるスポットサイズと大きく異なっていた。本実施例の誘電体導波路コネクタ２のように、コネクタ内におけるコア２１の誘電率を、ＤＷＧにおけるコア２１の誘電率と異なる値に設定し、ＤＷＧにおけるスポットサイズとコネクタにおけるスポットサイズとを等しくすることができ、ＤＷＧとコネクタとの界面で生じる反射を抑え、コネクタの損失を低減できる。

【0056】

［変形例７］
以下、図２１を参照して、実施例２の変形例である変形例７の誘電体導波路コネクタ２ａの構造を説明する。

【0057】

本変形例の誘電体導波路コネクタ２ａは、接続面Ａに近づくにつれて誘電率が大きくなるコア２１ａと、接続面に近づくにつれて、コア２１ａとクラッド２２ａの誘電率の比率を一定に保つように誘電率が変化するクラッド２２ａを備える。クラッド２２ａの外周は図２のコネクタ、実施例１と同様に被覆９３でおおわれている。

【0058】

本変形例の誘電体導波路コネクタ２ａは、コア２１ａとクラッド２２ａの誘電率が徐々に変化する点が実施例２との相違点である。実施例２（図１９）の構成では、ＤＷＧとコネクタ部とで、伝搬モードのスポットサイズは整合するものの、実効誘電率は必ずしも一致しない。したがって、実施例２（図１９）の構成よりもさらにコネクタの損失を低減させたい場合、変形例７の構成が考えられる。

【0059】

変形例７は、実効誘電率もできるだけ一致させるための構成である。まず、ＤＷＧとコネクタとの界面では、コアとクラッドの誘電率が、ＤＷＧにおけるコアの誘電率と空気の誘電率よりもわずかに高くなる。これらが、コネクタの中心に向かって、コアとクラッドの誘電率の比率を一定に保ったまま、実施例２（図１９）のコネクタ部におけるコア２１、クラッド９２の誘電率まで変化する。このように誘電率そのものの変化を緩やかに行うことで、実効誘電率の変化が緩やかになり、実施例２（図１９）の構成よりもさらにコネクタの損失が低減される。さらに、実施例２（図１９）においてＤＷＧからコネクタ部にモードが変化する際には、スポットサイズの変化が生じないため、結果としてコネクタの長さを低減できるというメリットもある。これは、実施例１では実効誘電率とスポットサイズという二つの量がともに緩やかに変化するようにテーパ形状を変化させる必要があったのに対し、実施例２では、実効誘電率の変化のみしか生じないためである。

【0060】

一般に、このように誘電率が徐々に変化する物質は、発泡体のように空気を含む物体において、その発泡率を変化させることにより実現することができる。したがって、変形例７の構成を実現するためには、コア２１ａ（特にコネクタ部）、クラッド２２ａに発泡材料を使用すれば好適である。

【0061】

＜適用システム＞
本開示において説明した各実施例、各変形例は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th generation mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、ＮＲ（new Radio）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-Wide Band）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて（例えば、ＬＴＥ及びＬＴＥ－Ａの少なくとも一方と５Ｇとの組み合わせ等）適用されてもよい。

【0062】

＜実施例のバリエーション等＞
本開示において説明した各実施例、各変形例は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。

【0063】

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施例、変形例に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

【0064】

＜用語の意味＞
なお、本開示において使用する「含む（include）」、「含んでいる（including）」およびそれらの変形は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

【0065】

なお、本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

【0066】

本開示において使用する「ＡとＢが異なる」という記載は、「ＡとＢが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「ＡとＢがそれぞれＣと異なる」ことを意味してもよい。

【0067】

＜冠詞＞
本開示において、例えば、英語でのa,an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。