(57)【要約】【課題】シールド用部材の個数を削減ができるとともに、不要放射を低減できる基板一体型アンテナモジュールを提供する。【解決手段】送信用高周波デバイス２０、受信用高周波デバイス２１および基板配線４が実装される誘電体基板１と、送信アンテナ６０および受信アンテナ６１、６２用の給電導波管８が形成され、誘電体基板１の全面を覆う導体部材１１とが一体的に構成された基板一体型アンテナモジュールであって、導体部材１１は、電体基板１に実装された送信用高周波デバイス２０およびこれに接続される基板線路４とを覆う空隙により形成された送信キャビティ９０と誘電体基板１に実装された受信用高周波デバイス２１およびこれに接続される基板線路４とを覆う空隙により形成された受信キャビティ９１とを設けている。【選択図】図２
2014075682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用高周波デバイス、受信用高周波デバイスおよび基板配線が実装されている誘電体基板と、
送信用の導波管スロットアレーアンテナである送信アンテナおよび受信用の導波管スロットアレーアンテナである受信アンテナ用の給電導波管が形成され、前記誘電体基板の全面を覆うシールド機能を有した導体部材とが一体的に構成された基板一体型アンテナモジュールであって、
前記導体部材は、前記誘電体基板に実装された送信用高周波デバイスおよび該送信用高周波デバイスに接続される基板線路とを覆う空隙により形成された送信キャビティと前記誘電体基板に実装された受信用高周波デバイスおよび該受信用高周波デバイスに接続される基板線路とを覆う空隙により形成された受信キャビティとを設けていることを特徴とする基板一体型アンテナモジュール。
【請求項２】
前記基板線路を伝搬する電磁波の伝送モードを、前記給電導波管を伝搬する電磁波の伝送モードに変換する伝送モード変換回路を含んで構成されおり、前記伝送モード変換回路は、前記導体部材に形成されている溝構造と前記誘電体基板に形成されている基板配線の導体パターンを含んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項３】
前記送信キャビティおよび受信キャビティとは別のキャビティであって、高周波デバイス以外の電子回路素子を覆う空隙で形成されたキャビティを設けていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項４】
前記導体部材は単一の導体部材であって、導波管スロットアレーアンテナを形成する導波管線路である前記給電導波管が、前記導体部材に設けられた溝構造と前記誘電体基板の導体パターンにより形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項５】
前記導体部材は少なくとも２つの導体部材により構成されており、導波管スロットアレーアンテナを形成する前記導波管線路は、前記２つの導体部材が互いに向き合うようにして形成された溝構造により形成されており、前記２つの導体部材によって分割形成された前記導波管線路の分割面は、前記導波管線路の断面において概略中央にて分割形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項６】
前記送信キャビティおよび前記受信キャビティは、互いに分離独立して形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項７】
前記導体部材は、樹脂成形された部材の表面を導電性材料でめっき処理をしたものか、または導電性塗料を塗布したものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項８】
前記導体部材は、金属射出成形またはダイキャスト成形によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【請求項９】
前記導体部材は、エッチング、板金あるいはプレス加工によって形成された金属プレートを積層ネジ留めあるいは拡散接合することによって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板一体型アンテナモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高周波デバイスを含む高周波回路およびこれに付随する回路が実装された誘電体基板と一体的に構成されたアンテナ装置（以下、基板一体型アンテナモジュールと呼称）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、天候や昼夜に左右されないマイクロ波やミリ波などの電波を応用した車載レーダのアプリケーションシステム（以下、単にアプリケーションと呼称）が、次々と実用化されている。
このような車載電波レーダに用いられるアンテナとしては、誘電体基板上にマイクロストリップパッチアンテナ（以下、単に、パッチアンテナと呼称）素子を複数配置し、アレー状に配列したアレーアンテナを構成することにより、アンテナとしての高利得化、およびビームパターンの成形が実現される。
一方で、前記車載レーダを普及価格帯の自動車に搭載させ得るためには、レーダ装置、ひいてはアンテナ装置自体の低コスト化が要求される。
このため、前記パッチアレーアンテナが形成される誘電体基板と同一の基板上に、前記パッチアレーアンテナ素子に対して電波を送信あるいは受信するための高周波デバイス、およびアンテナへの給電回路、さらには信号処理回路や電源回路までもが実装されることにより、部品個数の削減と、それに伴う低コスト化が達成される。
【０００３】
ここで、パッチアレーアンテナは、前記高周波デバイスおよび高周波回路から発振された電力が、マイクロストリップ線路などの給電線路によって分配され、パッチアレーアンテナを構成する各パッチ素子へと給電されることによって、アレーアンテナとしての性能を発揮することになる。
ただし、パッチアレーアンテナと高周波デバイスや高周波デバイスに付随する高周波回路を、パッチアレーアンテナと同一の誘電体基板に混載させる場合においては、パッチアレーアンテナが本来必要する放射パターンの他に、給電線路の屈曲（ベンド）部やスタブなどの整合回路、分配に必要な分岐回路などのインピーダンス不連続部、さらには、ボンディングワイヤやＢＧＡ（Ball Grid Array）など、高周波デバイスと基板線路との接続部から空間に対して不要な放射がなされる。
【０００４】
そのため、前記不要放射が、前記したパッチアレーアンテナによる本来必要な放射パターンに干渉し、結果として放射パターン（振幅、位相）が乱され、ひいては、「アンテナ利得の低下」や「サイドローブレベルの上昇などのアンテナ放射パターンの劣化」を引き起こしてしまう。
そこで、特許文献１（特開平８−１６７８１２号公報）に示すように、前記したパッチアレーアンテナ以外の放射源からの不要放射を抑制するため、給電線路や高周波デバイス接続部の上面に別途シールド部材を覆うことがなされる。
【０００５】
ここで、図１は、例えば特開平８−１６７８１２号公報（特許文献１）で示されるような従来のアレーアンテナ装置の構造を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は要部の断面図である。図１を用いて、従来のアレイアンテナ装置の構成を説明する。
図１（ａ）において、パッチアレーアンテナ３は、誘電体基板１の表層に形成されており、同じく誘電体基板１の表層に実装された高周波デバイス２から給電のための基板線路４を経由して高周波電力が給電される。
ここで、図１に示す従来例においては、前述したように、パッチアレーアンテナ３以外の放射源からの不要な放射を抑制するため、給電のための基板線路４や高周波デバイス２
およびその接続部の上面にシールド部材５が被せられている。
シールド部材５は、シールドすべき領域や部材の大きさに応じて、その形状や大きさが決められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６７８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したような車載レーダ装置に用いるアンテナ装置の場合、送信アンテナおよび受信アンテナが、それぞれ１チャンネルずつ配置されるだけではレーダ機能、特に測角機能が成立しない。
測角機能が成立するためには、１チャンネルの送信アンテナの他に、少なくとも２チャンネルの受信アンテナが必要である。従って、アンテナのチャンネル数は、３チャンネル以上が必要となる。
そのため、アンテナ給電レイアウトが複雑になる場合には、前記したシールド部材５が複雑な形状となってしまう。あるいは、図１に示すように、必要な箇所に小分けした複数のシールド部材５を用いて、全ての不要放射源を覆わなくてはならなくなる。
従って、いれずにしても、図１に示すような従来例の場合、不要放射の影響を抑制したパッチアレーアンテナの特性を確保するためには、部品(例えば、シールド部材)の個数増大やコスト増大を避けることができない。
【０００８】
また、図１（ｂ）に示すように、シールド部材５によって給電のための基板線路４を覆う場合、そもそも、パッチアレーアンテナ３と給電のための基板線路４とは完全には分離し難い。
そのため、給電線路部を覆うシールド部材５は、パッチアレーアンテナ３自体にも自ずと近接してしまう。
従って、本来必要なパッチアレーアンテナ３による放射パターンは、シールド部材５での散乱や再放射、ブロッキングなどによって乱され、結局は前記したようなアンテナ放射パターンの劣化を引き起こしてしまう。
また、シールド部材５の影響を受けないように、パッチアレーアンテナを給電線路から十分に離して配置しようとすると、基板（すなわち、誘電体基板）全体が大きくなることに伴うアンテナ装置の寸法増大、さらには基板線路長の増大に伴う損失増加（性能劣化）をもたらすこととなる。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、シールド部材などの追加に伴う部品個数の増加、コストの増大、あるいはアンテナ装置の大型化などをもたらすことなく、本来必要なアンテナ放射パターンを損なわせるような不要放射を低減させることができる「基板一体型アンテナモジュール」を提供することを目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る基板一体型アンテナモジュールは、送信用高周波デバイス、受信用高周波デバイスおよび基板配線が実装されている誘電体基板と、送信用の導波管スロットアレーアンテナである送信アンテナおよび受信用の導波管スロットアレーアンテナである受信アンテナ用の給電導波管が形成され、前記誘電体基板の全面を覆うシールド機能を有した導体部材とが一体的に構成された基板一体型アンテナモジュールであって、
前記導体部材は、前記誘電体基板に実装された送信用高周波デバイスおよび該送信用高周波デバイスに接続される基板線路とを覆う空隙により形成された送信キャビティと前記誘電体基板に実装された受信用高周波デバイスおよび該受信用高周波デバイスに接続される基板線路とを覆う空隙により形成された受信キャビティとを設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シールド部材などの追加に伴う部品個数の増加、コストの増大、あるいはアンテナ装置の大型化などをもたらすことなく、本来必要とするアンテナ放射パターンを損なわせるような不要放射を低減させることができる「基板一体型アンテナモジュール」を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の基板一体型アンテナモジュールの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における基板一体型アンテナモジュールの構造を示す図である。
【図３】実施の形態１における導波管スロットアレーアンテナの構造を示す図である。
【図４】実施の形態１における基板一体型アンテナモジュールにおいて、高周波デバイス以外の電子回路素子を同一キャビティに収納した場合の構造を示す図である。
【図５】実施の形態１における基板一体型アンテナモジュールにおいて、高周波デバイス以外の電子回路素子を個別キャビティに収納した場合の構造を示す図である。
【図６】実施の形態２における導波管スロットアレーアンテナの構造を示す図である。
【図７】実施の形態２における基板一体型アンテナモジュールの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１による基板一体型アンテナモジュールの構造を図２に示す。
なお、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は要部の断面図である。
図２に示すように、アンテナモジュールは、誘電体基板１と導体部材１１とが一体的に構成される。
導体部材１１には、アレー状に配置された複数の放射スロット７および給電導波管８で構成された導波管スロットアレーアンテナ６０、６１、６２が形成されている。
ここで、アンテナのチャンネルの構成については、レーダ装置あるいは通信装置などのアンテナモジュールが適用されるアプリケーションに応じて必要なチャンネル構成が適用される。
実施の形態１は、例として車載用のレーダ装置に適用した場合のチャンネル構成を示しており、導波管スロットアレーアンテナ６０は、レーダ波を送信するための送信アンテナであり、導波管スロットアレーアンテナ６１、６２は、それぞれターゲットからのエコーを受信するための第１の受信アンテナ，第２の受信アンテナである。
【００１４】
次に、導波管スロットアレーアンテナ６０(送信アンテナ)、導波管スロットアレーアンテナ６１(第１の受信アンテナ)および導波管スロットアレーアンテナ６２(第２の受信アンテナ)に対しての電力の授受方法について述べる。
まず、送信系について述べる。
送信波は、送信用高周波デバイス２０により生成され、誘電体基板１上に形成された基板線路４を経由して伝送された後、給電導波管８、さらには送信アンテナである導波管スロットアレーアンテナ６０に給電される。
ここで、基板線路４を伝送する電磁波の伝送モードは、給電導波管８の伝送モードに変換するための伝送モード変換回路１０を経由することで、導波管線路‐基板線路間で伝送モード変換がなされ、送信用高周波デバイス２０と送信用アンテナ(導波管スロットアレーアンテナ６０)との間で電力授受が実現する。
【００１５】
また、誘電体基板１の表層（表面）に実装された送信用高周波デバイス２０は、導体部材１１における凹部と誘電体基板１との空隙により形成された送信キャビティ９０の内部に収納された状態となっている。
従って、送信キャビティ９０内部に実装して形成されている送信用高周波デバイス２０の接続部および基板線路４からの不要放射成分は、導体部材１１によってシールドされているため導体部材１１の外部には放射されない。
このため、本来必要である放射スロットからの放射成分は、前記した不要放射成分から干渉を受けることがない。そのため、所望のアンテナ放射特性を維持することができる。
【００１６】
受信系についても、送信系と同様であり、第１の受信アンテナ(導波管スロットアレーアンテナ６１)および第２の受信アンテナ(導波管スロットアレーアンテナ６２)が受信した受信波は、それぞれ伝送モード変換回路１０を経由することによって、導波管伝送モードから基板線路４を伝送する電磁波の伝送モードに変換され、受信用高周波デバイス２１に入力される。
また、誘電体基板１の表層に実装された受信用高周波デバイス２１および基板線路４は、送信系の場合と同様、導体部材１１における凹部と誘電体基板１との空隙により形成された受信キャビティ９１よってシールドされている。
【００１７】
従って、受信キャビティ９１の内部に実装されている受信用高周波デバイス２１と基板線路４との接続部および基板線路４において、本来受信アンテナが受信すべき電波の到来波を受信してしまうことがない。
つまり、受信用高周波デバイス２１と基板線路４は、受信キャビティ９１と誘電体基板１の表層の導体によって囲まれてシールドされているので、本来受信アンテナを介して受信すべき外来の電波を受信用高周波デバイス２１と基板線路４との接続部や基板線路４から受信してしまうことがない。
このため、受信アンテナとして、所望の放射特性を維持することができる。
【００１８】
上述したとおり、本実施の形態では、送信用高周波デバイス２０は送信キャビティ９０内に、受信用高周波デバイス２１は受信キャビティ９１内にそれぞれ分離して格納されている。従って、送受信間における電波の漏れこみ、特に誘電体基板１上での空間結合を抑制することができる。
そのため、例えばレーダ装置においては、近距離での検知性能に直結する送受信間アイソレーションの特性を高めることができる。
【００１９】
上述した説明では、送信チャンネルが１チャンネル、受信チャンネルが２チャンネルの場合について述べたが、チャンネル構成についてはこの限りではない。
また、図２において、アンテナの素子数として、各チャンネルにつき６素子の放射スロット７で構成する場合を図示しているが、アンテナ素子数の構成についてもこの限りではない。
また、各チャンネルにおいて、一列構成の場合を例示したが、必要に応じて多列化してもよい。
また、高周波デバイスが、送信用高周波デバイス２０と受信用高周波デバイス２１に分離されている場合について述べたが、送受信一体型の高周波デバイスであっても、本発明による基本的な効果は享受できる。
【００２０】
次に、実施の形態１における導波管スロットアレーアンテナの構造について、図３を用いて詳細に説明する。
実施の形態１における導波管スロットアレーアンテナの上面図の一部を図３（ａ）、要部の断面図を図３（ｂ）に示す。
ここでは、給電導波管８として、矩形断面の導波管を縦置きした場合を例にとって説明する。
図３（ａ）の上面図には、実施の形態１における導波管スロットアレーアンテナの一部を示す。
図３（ａ）に示すように、放射スロット７は、先端短絡された給電導波管８の狭壁面側に、導波管の管軸方向に沿って配置される。
また、給電導波管８が先端短絡されていることで、給電導波管８の内部には定在波が生成され、これにより、給電導波管８の狭壁面上には給電導波管８の１／２管内波長の間隔で、管軸と垂直な方向に最大電流が流れることになる。
従って、放射スロット７の配置位置としては、まず先端短絡位置から給電導波管８の１／４管内波長の位置に配置し、給電導波管８の１／２管内波長の間隔で配置していくことによって、給電導波管８を伝搬するエネルギーを各放射スロット７に結合させることができる。
また、放射スロット７の長さを概略１／２自由空間波長とすることにより、放射スロット７は共振して空間に電磁波が放射される。
【００２１】
実施の形態１における給電導波管８の断面構造を図３（ｂ）を用いて説明する。
図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ’線で給電導波管８をカットした場合の断面図を示している。  
図３（ｂ）において、給電導波管８の壁面は、放射スロットが形成される面とは逆側の狭壁面を誘電体基板１の表層導体により形成し、それ以外の３面は、導体部材１１に形成された溝構造によって構成される。
従って、電磁波が伝搬する給電導波管８の内壁、言い換えれば電流が分布する給電導波管８の内壁は、導体部材１１と誘電体基板１の表層導体によって分割構成されているが、この分割面においても互いに電気的に導通されていることが求められる。
一方、前記２部材(すなわち、導体部材１１と誘電体基板１)を単にネジ留めしただけでは、部材自体の反りにより隙間が発生してしまう可能性が存在するため、電気的な導通が図れない部位が生じる。このため、給電導波管８の伝送性能、ひいては、導波管スロットアレーアンテナの放射性能が劣化してしまう。
【００２２】
前記分割面における隙間によりアンテナ性能が劣化するのを抑制するため、図３（ｂ）に示すように、導体部材１１に設けた導波管溝の両脇において、導波管溝の開口端部から概略１／２自由空間波長だけ離した位置に、概略１／２自由空間波長以上の深さのチョーク溝１２を設ける。なお、導波管溝とは、導体部材１１に給電導波管８を形成することによって出来る「断面がコの字型の溝」のことである。
これにより、前記した隙間１５０によるアンテナ性能の劣化をある程度抑制することが可能になる。
ただし、導波管端部における分割隙間は、チョーク溝１２を設けても隙間１５０による性能劣化を抑制できない場合が存在する。とりわけ、給電導波管８が、単純な導波管線路ではなくて、何らかの反射を引き起こす構造物を含む場合などにおいては、何らかの導通手段が必要になる場合がある。このため、前記チョーク溝１２による隙間対策に加えて、導通部材による導通確保を図る。
例えば、導体部材１１と誘電体基板１の接合部に、導電性のシート、半田めっき、半田レベラー、などの柔軟性や追従性が見込まれる導電性部材を固定あるいは塗布した後に、導体部材１１と誘電体基板１を固定することによって、前記導通部材の間(すなわち、導体部材１１と誘電体基板１の間)に生じる隙間を極小にできる。
【００２３】
また、はんだボールや、はんだ盛りなどの離散的な導通部材を、導体部材１１と誘電体基板１の接合部に実装あるいは塗布した後に、導体部材１１と誘電体基板１を固定することによって、前記導通部材１１と誘電体基板１との分割面の間に生じるであろう隙間による性能劣化を抑制できる。
また、導電性接着剤による接着や、はんだ材料やはんだボールによる接合により、導体部材１１と誘電体基板１を導通かつ固定することによって、分割面の導通を確保できる。
しかしながら、前記導電性ペーストによる接着やはんだ材料による接合を行った場合、適用エリア寸法や材料選定、温度条件などによっては、導体部材１１と誘電体基板１との間の熱膨張係数差により接合部に熱応力が加わり、接合部が破断する恐れがある。
ただし、導電性接着剤を熱硬化後、両部材同士を接着させずに、ネジ留めなどで固定した場合には、接着した場合に比べて前期導通部材に熱歪みに起因する応力が直接印加することはないので、接続部が破断する恐れを小さくすることができる。
【００２４】
また、誘電体基板１に実装された回路素子のうち、高周波デバイス以外の電子回路素子を、導体部材１１における凹部と誘電体基板１との空隙により形成されたキャビティ構造内部に収納することによって、回路素子が出力したノイズ信号が外部空間へと放射したり漏洩することを防ぐことができる。
また、上記とは逆に、誘電体基板１に実装された電子回路（特に、受信用回路素子）において、外部空間からの到来波やノイズ信号の受信を抑制することができる。
また、キャビティ空間は、導波管スロットアレーアンテナを介して外部空間と繋がっているが、導波管スロットアレーアンテナを構成している給電導波管８は、本来放射させるべき電磁波の周波数より低い周波数の電波は、前記給電導波管8の遮断周波数を下回り伝搬させないため、導波管スロットアレーアンテナにおける高周波電波の伝搬経路をノイズ電波が伝搬して、外部空間に放射されてしまったり、あるいは外部空間からノイズを受信してしまうことはない。
【００２５】
送信用高周波デバイス２０と高周波デバイス以外の電子回路素子３０を収納した送信キャビティ９０と受信用高周波デバイス２１と高周波デバイス以外の電子回路素子３０を収納した送信キャビティ９１を、導体部材１１に同梱した場合の構造を図４に示す。
送信キャビティ９０および受信キャビティ９１は、導体部材１１における凹部と誘電体基板１との空隙により形成されている。
なお、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は上面図である。
図４に示すように、高周波デバイス以外の電子回路素子３０を、送信キャビティ９０、受信キャビティ９１と同梱させることにより、導体部材１１の構造をよりシンプルにできるとともに、誘電体基板１の部品実装レイアウトの自由度を高めることができる。
【００２６】
ここで、高周波デバイス以外の電子回路素子３０を、導体部材１１における凹部と誘電体基板１との空隙により形成された別のキャビティに収納した場合、特に、送信用高周波デバイス２０を収納した送信キャビティ９０、受信用高周波デバイス２１を収納した受信キャビティ９１とは別のキャビティ９２に、高周波デバイス以外の電子回路素子３０を収納した場合の構造を図5に示す。
なお、図5（ａ）は斜視図、図5（ｂ）は上面図である。
図５に示すように、送信キャビティと受信キャビティを分離することによって、送信と受信のアイソレーションを向上させることができる。
また、キャビティ空間を誘電体基板レイアウト（機能ブロック毎）に応じて複数設けることによって、誘電体基板に実装されている各種電子回路（機能ブロック）間、あるいは外部空間とのアイソレーションを向上（結合を低減）させることができる。
また、各キャビティ間を隔絶させるために形成する壁(すなわち、各キャビティを構成するために誘電体基板1に直交して設けられる壁)は、導体部材１１の剛性向上や、反り量を低減させるためのリブ構造として活用することもできる。
【００２７】
導波管スロットアレーアンテナや、キャビティ構造が形成されている導体部材１１は、エッチング、板金あるいはプレス加工によって形成された金属プレートを、積層ネジ留めあるいは拡散接合することによって構成してもよいが、アンテナ性能を悪化させる隙間（すなわち、導体部材１１と誘電体基板１との間の生じる隙間１５０）の箇所を最小限にするため、金属による射出成形か、またはダイキャスト成形により形成するのが好適である。
また、樹脂成形によって導体部材１１を成形し、表面を導電性材料によりめっきするか、導電性塗料を塗布することによって、より微細なアンテナ構造にも対応可能となる。
【００２８】
以下に、実施の形態１による基板一体型アンテナモジュールの構成および効果の要点について述べる。
実施の形態１においては、まず、アンテナは、導波管線路により励振（給電）された放射スロットをアンテナ素子とし、放射スロットをアレー状に配置した導波管スロットアレーアンテナであり、アンテナとして必要な放射特性を実現する。
そして、導波管スロットアレーアンテナは、その構成部材として、単一または複数の導体部材、あるいは、導体部材の他の部材として誘電体基板の導体の一部を使って形成されている。
従って、アンテナへの引き回し給電線路（基板線路）は、導体（ほぼ、導体部材で構成されているが基板表層導体も含む）によりシールドされた導波管線路によって構成されており、空間への放射がない。そのため、アンテナからの本来必要な放射パターンを乱すような不要放射は、原理的に発生しない。
なお、従来例では、複数のアンテナへの引き回し給電線路（基板線路）は導体でシールドされていないので、複数のシールドケースでシールドする必要があった。
【００２９】
また、前記した単一または複数の導体部材は、これを実装する誘電体基板の全面を覆い、誘電体基板の表層に実装された高周波デバイスや基板線路は、アンテナを形成している導体部材の凹部と誘電体基板との空隙により形成されたキャビティ構造内部に収納された状態となる。
従って、導波管スロットアレーアンテナが形成された導体部材は、従来から不要放射抑制のために基板上に被されているシールド筐体（すなわち、シールド部材）と同等の効果を発揮する。このため、基板線路や高周波デバイス接続部からの不要放射が抑制される。
【００３０】
実施の形態１による基板一体型アンテナモジュールにおいては、導波管スロットアレーアンテナが形成された導体部材によって、一体的に誘電体基板上の基板線路および高周波デバイスを包み込み、シールドすることができる。
そのため、従来のように、シールド部材などの部品個数を増大させたり、シールド部材の形状を複雑化させるなどしてコストを増大させたりすることなく、本来必要なアンテナ放射パターンを損なわせる不要放射を低減させることが可能となる。
また、アンテナに給電を行う給電線路が、導体部材内部に設けた導波管線路によって実現されるため、アンテナに給電線路を近接させることが可能となり、誘電体基板を含めたアンテナモジュールを大型化することなく、本来必要なアンテナ放射パターンを損なわせる不要放射を低減させることが可能となる。
【００３１】
また、誘電体基板に実装されている他の電子回路部品も同様に、導波管スロットアレーアンテナを形成する導体部材によって覆われることにより、電子回路部品から放射されるノイズを外部に放射しないようにすることができると同時に、外部からのノイズを受けないようにすることができる。
このように、導波管スロットアレーアンテナが形成された導体部材で、電子回路部品におけるシールド部材の機能を併せ持たせることができる。
また、本実施の形態における構成によれば、複数のアンテナへと給電するのに必要な給電線路のうち殆どの区間を、導体部材の内部に形成した中空の導波管線路によって実現できるため、より低損失な伝送性能が確保できる上に、誘電体損失の見込まれる誘電体基板上の線路区間を最小限にすることができる。
このため、誘電体基板として、誘電正接を低く抑えた高価な低損失基板を採用せずとも、ガラスエポキシ樹脂基板などの廉価な誘電体基板を用いることができるので、低コストなアンテナモジュールを実現することが可能となる。
【００３２】
以上説明したように、実施の形態１による基板一体型アンテナモジュールは、送信用高周波デバイス２０、受信用高周波デバイス２１および基板配線４が実装されている誘電体基板１と、送信用の導波管スロットアレーアンテナである送信アンテナ６０および受信用の導波管スロットアレーアンテナである受信アンテナ６１、６２用の給電導波管８が形成され、誘電体基板１の全面を覆うシールド機能を有した導体部材１１とが一体的に構成された基板一体型アンテナモジュールであって、
導体部材１１は、誘電体基板１に実装された送信用高周波デバイス２０および該送信用高周波デバイス２０に接続される基板線路４とを覆う空隙により形成された送信キャビティ９０と誘電体基板１に実装された受信用高周波デバイス２１および該受信用高周波デバイス２１に接続される基板線路４とを覆う空隙により形成された受信キャビティ９１とを設けている。
【００３３】
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールは、基板線路４を伝搬する電磁波の伝送モードを、給電導波管８を伝搬する電磁波の伝送モードに変換する伝送モード変換回路１０を含んで構成されおり、伝送モード変換回路１０は、導体部材１１に形成されている溝構造と誘電体基板１に形成されている基板配線４の導体パターンを含んで形成されている。
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールは、送信キャビティ９０および受信キャビティ９１とは別のキャビティであって、高周波デバイス以外の電子回路素子３０を覆う空隙で形成されたキャビティを設けている。
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールにおいては、導体部材１１は単一の導体部材であって、導波管スロットアレーアンテナを形成する導波管線路である給電導波管８が、導体部材１１に設けられた溝構造と誘電体基板１の導体パターンにより形成されている。
【００３４】
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールにおいては、送信キャビティ９０および受信キャビティ９１は、互いに分離独立して形成されている。
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールにおいては、導体部材１１は、樹脂成形された部材の表面を導電性材料でめっき処理をしたものか、または導電性塗料を塗布したものである。
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールにおいては、導体部材１１は、金属射出成形またはダイキャスト成形によって形成されている。
また、本実施の形態による基板一体型アンテナモジュールにおいては、    導体部材１１は、エッチング、板金あるいはプレス加工によって形成された金属プレートを積層ネジ留めあるいは拡散接合することによって形成されている。
【００３５】
実施の形態２.
図6は、実施の形態２における基板一体型アンテナモジュールの導波管スロットアレーアンテナの構造を説明するための図である。
なお、図６（ａ）は給電導波管の断面構造を示しており、図６（ｂ）は送信用高周波デバイスから送信アンテナまでの給電構造の断面を示している。
実施の形態２における給電導波管８の断面構造は、図６（ａ）に示すように、第１の導体部材（上部材）１００と第２の導体部材（下部材）２００と、誘電体基板１とで構成されており、給電導波管８は、第１の導体部材（上部材）１００と第２の導体部材（下部材）２００により、導波管断面の概略中央部にて分割構成される。
ここで、導波管広壁面の概略中央部には電流が流れないため、第１の導体部材（上部材）１００と第２の導体部材（下部材）２００との分割による隙間１６０では、導波管内壁を流れる電流分布を分断することがない。従って、導波管の特性を大きく悪化させることはない。
【００３６】
また、導体部材１１と誘電体部材１との間の隙間１５０は、給電導波管８の構造とは完全に無関係であるため、隙間１５０が空いていても特性を悪化させることはない。
ただし、給電導波管８内部において、整合素子や屈曲した導波管回路が存在する場合には反射が生じるため、導波管広壁面の概略中央部にも電流が流れる場合がある。そのため、導波管断面の概略中央部を分割構成したとしても、隙間１６０による性能劣化が免れない場合がある。
このような場合、実施の形態２においては、前記分割面における隙間１６０によりアンテナ性能劣化を抑制するため、図６（ａ）に示すように、導体部材１１に設けた導波管溝の両脇に、導波管溝の開口端部から概略１／２自由空間波長だけ離した位置に概略１／２自由空間波長以上の深さのチョーク溝１２を設ける。これによって、前記した隙間によるアンテナ性能劣化をある程度抑制することが可能になる。
【００３７】
実施の形態２による基板一体型アンテナモジュールにおいて、送信用高周波デバイス２０から送信アンテナ６０までの給電経路を示す断面図を図６（ｂ）に示す。
図６（ｂ）では、送信アンテナ６０の場合を例にとって説明する。図６（ｂ）に示すように、送信用高周波デバイス２０から出力された高周波信号は、基板線路４を伝送してモード変換回路１０にて導波管モードで伝送する電磁波の伝送モードに変換されたあと、複数のベンド(bend)回路７０を経由して、送信アンテナ６０に給電される。
図６（ｂ）に示すように、給電導波管８は第１の導体部材（上部材）１００と第２の導体部材（下部材）２００により、導波管断面の概略中央部にて分割構成されるため、上述した理由から、大きな特性劣化は生じない。
【００３８】
しかしながら、モード変換回路１０および導波管ベンド回路７０の一部においては、導波管断面端部で分割構成されることとなり、導波管断面端部の隙間１５０は、給電導波管8およびモード変換回路１０の性能を大きく低下させる。
このため、導波管断面端部の隙間１５０を、別途導通部材を用いた導通策を講じるか、図３（ｂ）、図６（ａ）と同様に、チョーク溝１２を用いた隙間対策が必要となる。
また、図６（b）に示すように、導波管断面端部で分割構成されたモード変換回路１０およびベンド回路７０の経路長は極力短くなるようにし、アンテナ−高周波デバイス間の引き回し経路は、極力、導波管断面の概略中央部にて分割構成された給電導波管８で配線されることが望ましい。
【００３９】
実施の形態２における基板一体型アンテナモジュールの構造を、図７に示す。
図７に示すように、アンテナモジュールは、誘電体基板１、第１の導体部材（上部材）１００、第２の導体部材（下部材）２００により構成される。
また、誘電体基板１の表層に実装された送信用高周波デバイス２０および受信用高周波デバイス２１は、第１の導体部材（下部材）２００における凹部と誘電体基板１との空隙により形成された送信キャビティ９０および受信キャヒセティ９１の内部に収納された状態となっている。
そして、キャビティ内部に実装されている送信用高周波デバイス２０と受信用高周波デバイス２１の接続部および基板線路４からの不要放射成分は、第２の導体部材（下部材）２００および第１の導体部材（上部材）１００によってシールドされているため、不要放射成分は、外部には放射されない。
このため、本来必要である放射スロットからの放射成分は、前記した不要放射成分から干渉を受けることがないため、所望の放射特性を維持することができる。
【００４０】
また、上述したように、給電導波管８は、第１の導体部材（上部材）１００と第２の導体部材（下部材）２００により、導波管断面の概略中央部にて分割構成されているため、隙間１６０が給電導波管８の特性を大きく悪化させることはない。
従って、実施の形態２による基板一体型アンテナモジュールの構成によれば、実施の形態１と比べて部品個数は増加するが、隙間に対してロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）な特性を有するアンテナモジュールを得ることができる。
実施の形態２による基板一体型アンテナモジュールは、基本的な特徴および効果は実施の形態１と同一であり、導体部材を２部品化したことと、これにより給電導波管の分割構成を変更したことだけが異なる。
従って、実施の形態１で述べた特徴や効果は、実施の形態１と同様に適用可能である。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態２による基板一体型アンテナモジュールの導体部材は少なくとも２つの導体部材１００、２００により構成されており、導波管スロットアレーアンテナを形成する導波管線路は、２つの導体部材１００、２００が互いに向き合うようにして形成された溝構造により形成されており、２つの導体部材によって分割形成された導波管線路の分割面（すなわち、導体部材の上下部材間の隙間１６０）は、導波管線路の断面において概略中央にて分割形成されている。
従って、実施の形態２による基板一体型アンテナモジュールの構成によれば、実施の形態１と比べて部品個数は増加するが、隙間に対してロバストな特性を有するアンテナモジュールを得ることができる。
【００４２】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、シールド用部材の削減できるとともに、不要放射を低減させることができる基板一体型アンテナモジュールの実現に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  誘電体基板                      ２  高周波デバイス
３  パッチアレーアンテナ            ４  基板線路
５  シールド部材                    ７  放射スロット
８  給電導波管                    １０  伝送モード変換回路
１１  導体部材                      １２  チョーク溝
２０  送信用高周波デバイス          ２１  受信用高周波デバイス
３０  高周波デバイス以外の電子回路素子
６０  導波管スロットアレーアンテナ(送信アンテナ)
６１  導波管スロットアレーアンテナ(第１の受信アンテナ)
６２  導波管スロットアレーアンテナ(第2の受信アンテナ)
７０  導波管ベンド回路
９０  送信キャビティ                ９１  受信キャビティ
９２  送信キャビティおよび受信キャビティとは別のキャビティ
１００  第１の導体部材（上部材）
２００  第２の導体部材（下部材）
１５０  導体部材と誘電体基板の間の隙間
１６０  導体部材の上下部材間の隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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