(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波送受信用半導体と前記半導体を接続する回路基板と前記回路基板が実装される筐体とを少なくとも有し、周期的に形成される突起が予め定められた形状，寸法及び配列間隔となるように、前記突起を形成する前記筐体の少なくとも一部を押出しパンチで加圧するとともに前記押出しパンチで加圧される反対からクッション圧を付加して押出し加工して形成された前記突起を有することを特徴とする高周波通信装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記周期的に形成される突起は、前記筐体の内部の面に形成されることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項において、
前記周期的に形成される突起は、前記筐体に実装された前記半導体又は前記回路基板に相対する位置に形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記周期的に形成される突起は、前記筐体の蓋に形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記筐体は金属材料で形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記突起の形状，大きさ又は配列間隔は同じであることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記突起の形状，大きさ又は配列間隔は異なっていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項８】
高周波送受信用半導体と前記半導体を接続する回路基板と前記回路基板が実装される筐体とを少なくとも有し、前記筐体のすくなくとも一部に周期的に突起を形成した周期構造体が設けられ、前記周期構造体の前記突起は、予め定められた形状，寸法及び配列間隔となるように、押出しパンチで加圧するとともに反対面からクッション圧を付加して押出し加工されたプレス加工により形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記所定の突起の形状，大きさ又は配列間隔を有する少なくとも１つの前記周期構造体は、他の周期構造体の突起の形状，大きさ又は配列間隔のうち少なくとも１つと異なることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１０】
請求項８乃至９のいずれか１項において、
前記周期構造体は、前記筐体の内部の面に形成されることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項において、
前記周期構造体は、前記筐体に実装された前記半導体又は前記回路基板に相対する位置に形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか１項において、
前記周期構造体は、前記筐体の蓋に形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか１項において、
前記筐体は金属材料で形成されていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれか１項において、
前記周期構造体の前記突起の形状，大きさ又は配列間隔は同じであることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１５】
請求項８乃至１３のいずれか１項において、
前記周期構造体の前記突起の形状，大きさ又は配列間隔は異なっていることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項１６】
高周波送受信用半導体と前記半導体を接続する回路基板と前記回路基板が実装される筐体とを少なくとも有した高周波通信装置の製造方法であって、
周期的に突起を形成した周期構造体を設ける筐体又は前記筐体の一部に押出しパンチで加圧するとともに前記周期構造体を形成する面とは反対の面からクッション圧を付加して、複数の前記突起を押出し加工することを特徴とする高周波通信装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記突起の形状，大きさ又は配列間隔は同じであることを特徴とする高周波通信装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１６において、
前記突起の形状，大きさ又は配列間隔は異なっていることを特徴とする高周波通信装置の製造方法。
【請求項１９】
高周波送受信用半導体と前記半導体を接続する回路基板と前記回路基板が実装される筐体とを少なくとも有した高周波通信装置の製造方法であって、
周期的に突起を形成した周期構造体を設ける筐体又は前記筐体の一部に押出しパンチで加圧するとともに前記周期構造体を形成する面とは反対の面からクッション圧を付加して、所定の突起の形状，大きさ又は配列間隔を有する複数の周期構造体を押出し加工して形成することを特徴とする高周波通信装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記所定の突起の形状，大きさ又は配列間隔を有する少なくとも１つの前記周期構造体は、他の周期構造体の突起の形状，大きさ又は配列間隔のうち少なくとも１つと異なることを特徴とする高周波通信装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波通信装置、更に詳しく言えば、マイクロ波又はミリ波等の帯域の信号を処理する高周波回路素子を内部に実装した筐体をもつ高周波通信装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波を使用する自動車レーダや３００ＭＨｚ以上の周波数帯の電波を用いる高周波無線通信装置及び無線端末機は、装置の小型化，低コスト化のため、また使用する回路素子の多機能化に伴い、単一の多機能半導体素子または、半導体集積回路(ＩＣ)、これらを実装したパッケージ、または、複数のＩＣとこれらを相互に接続し、あるいはフィルター機能等を含む高周波回路素子を一つの筐体内に実装する。このような構造の通信装置の一例として、１９９７年電子情報通信学会総合大会Ｃ−２−１２１「６０ＧＨｚ帯ミリ波レーダユニット」に記載された自動車用レーダに用いられる送受信装置がある。この装置はミリ波（６０ＧＨｚ帯）送受信回路を平面表面で囲まれた筐体内に収められた構造になっている。他の一例として、１９９６年米国Ｍ／Ａ−ＣＯＭ社のカタログ「RF,Microwaveand Millimeter Wave, Single and Multi-Function Components and Subassemblies 」に示すＲＦサブシステムがある。このＲＦサブシステムは高周波（ＲＦ）複数機能の回路素子が一筐体内に実装され、機能素子間の干渉を低減する為上記筐体をその中に設けた金属壁によって複数個の部分に分割した構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一筐体構造の内部に多くの機能素子を収納する場合、筐体の大きさが一定で、機能素子の数が多くなれば、それだけ機能素子間の物理的距離が短くなり、あるいは筐体の大きさが信号周波数の自由空間波長の半分（例えば、７７ＧＨｚで約１.９５mm ）に比べ大きくなる。いずれの場合においても、筐体内の機能素子を構成するＩＣ等の一点より筐体内に放射された信号周波数の電波エネルギーは容易に筐体内を伝播し、同じ筐体内の機能素子に結合することにより様々な機能障害を起こす。例えば、通信用送受信器、ミリ波自動車レーダ用送受信モジュールでは送信機能素子より筐体内に放射された信号の一部が受信機能素子に結合することにより受信機の飽和，受信雑音の上昇等の障害を起こす。
【０００４】
従来の通信装置は、これらの問題、特に筐体内の干渉問題を解決するために、筐体構造を細分化して金属隔壁で複数の小さな部屋に分割したり、本来の信号通路に沿って不要放射に対しては局所的にカットオフ導波管構造となるような金属構造を設けていた。これらの従来技術はその筐体の構造に複雑な金属構造を必要とし、また受動回路の高周波基板の複数分割を必要とし、さらにこれらの構造や基板の複数分割のため半導体ＩＣ，受動回路部品の実装をより困難にして、通信装置の量産化及び低コスト化を阻害していた。
【０００５】
これらの問題点を解決するための本出願人等は先に特願平11−118047号を提案している。
【０００６】
本発明は、先の提案の改良に関するものであり、本発明の目的は、装置の量産化及び低コスト化を阻害すること無く、筐体内，外の電磁波の干渉、即ち筐体内の回路素子間あるいは筐体内の回路素子と筐体外の電磁波との間の不当な電磁結合を低減する高周波通信装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、高周波送受信用半導体（又は高周波回路素子）と半導体を接続する回路基板と回路基板が実装される筐体とを少なくとも有し、周期的に形成される突起が予め定められた形状，寸法及び配列間隔となるように、突起を形成する筐体の少なくとも一部を押出しパンチで加圧するとともに前記押出しパンチで加圧される反対からクッション圧を付加して押出し加工して形成された突起を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、高周波送受信用半導体（又は高周波回路素子）と半導体を接続する回路基板と回路基板が実装される筐体とを少なくとも有し、筐体の少なくとも一部に周期的に突起を形成した周期構造体が設けられ、周期構造体の突起は、予め定められた形状，寸法及び配列間隔となるように、押出しパンチで加圧するとともに反対面からクッション圧を付加して押出し加工されたプレス加工により形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の目的を達成するために、本発明は、マイクロ波またはミリ波等の高周波帯域の信号で動作する高周波回路素子及びアンテナを有し、少なくとも高周波回路素子を内部に実装した筐体をもつ通信装置において、筐体を構成する壁の少なくとも一部に周期的に押出加工された突起を設けた。周期構造体は、周期構造体を含む筐体部分が筐体内で問題となる不要放射電波の周波数を含む周波数帯を非伝播周波数帯域とするフィルターとして構成する。
【００１０】
本発明の高周波通信装置によれば、筐体内の不要電波放射源よりの放射エネルギーを局所的に閉じ込め他への干渉を防止できる。また、外部の不要電波放射源よりの放射エネルギーを減衰して干渉をおさえることができる。
【００１１】
筐体内に問題となる周波数が複数存在する場合、筐体内必要部位のそれぞれに異なる周期構造を付加することにより複数の干渉問題に対応することができる。さらにこれらの周期構造を筐体構造の天井部に付帯した場合、この天井部を筐体の蓋として設計すれば、その他の筐体部分は波長にくらべてはるかに大きな単純形状（例えば直方体）にすることができ、高周波基板も大きな一枚基板を用いることが可能となって筐体内への半導体などの実装が容易になり筐体を含むモジュールが低コストで実現できる。
【００１２】
本発明の実施例を図１，図２，図３，図４，図５，図６，図７，図８を用いて説明する。図１は、本発明による高周波通信装置の一実施例形態であるマイクロ波またはミリ波送受信装置の断面図である。送受信用ＭＭＩＣなどの半導体２とこれらを接続する平面回路基板３−１及び３−２は、筐体底部である金属製ベースプレート１の表面に実装されて送受信回路を構成し、上記送受信回路への入出力信号は同軸線６を介してアンテナ（図示せず）に接続される。金属製の蓋５は、筐体の側壁４−１及び４−２によってベースプレート１から分離され筐体の天井部を構成する。筐体の側壁４−１，４−２は金属でもガラス，アルミナなどの非金属のいずれでも良い。蓋５の筐体内部に面する天井部には直方体の突起５−１が周期的に押出し加工され配置されている。本実施例として、突起５−１の高さＨとする。図２は、図１に示す筐体天井部を筐体内部より見上げた蓋５の平面図である。突起５−１が２次元に一定の周期でほぼ全面に配置されている。本実施例として、突起５−１は幅ｗの正方形とし、間隔をＰとする。図３は、図１に示す筐体天井部を筐体外部より見た蓋５の平面図である。突起５−１の位置に相対して凹部５−２が２次元に一定の周期でほぼ全面に配置されている。本実施例として、凹部５−２は突起５−１とほぼ同面積となる丸形状でありφＤとする。
【００１３】
このように構成される周期的突起のある蓋５の天井部は、送受信回路を実装する金属表面と共に、その両者間の筐体内空間を伝播しようとするマイクロ波またはミリ波に対して波動インピーダンスを周期的に変化させたフィルター構造を構成し、周波数の関数として伝播周波数帯域と非伝播周波数帯域を交互に持つ特性を示す。従ってたとえば送受信回路の動作周波数帯が非伝播周波数帯域内に入る様に本フィルター構造を設計することにより、送受信回路の送信側と筐体内への不要放射が受信に到達することを防ぎ送受信干渉を低減できる。しかしながら、このようなフィルターを製作する場合、切削，研削，エッチング，プレス加工などが考えられるが、切削，研削の場合、突起が多数になると加工工数が大となったり、さらに加工時、バリが発生するため、後工程においてその除去作業が必要となり生産性がわるく、コスト高となる。エッチングは多数の突起を一度に加工可能であるが、突起の高さが大の場合、形状精度の悪化を招き、加工時間もながく量産性に乏しいなどの問題がある。これらの問題を解決するため、プレス加工（押出し加工）による製法を以下に説明する。
【００１４】
図４は、蓋５に突起５−１を押出し加工する金型の断面図である。押出しパンチ７は、オサエプレート８に嵌合保持され、ストリッパ９により先端部がガイドされている。ストリッパ９は、ガイドピン１０により案内されながら、スプリング１１の付勢力により上下動可能となっている。押出しパンチの外径寸法は蓋５の凹部５−２の寸法に相対しφＤであり、間隔Ｐで周期的に配置されている。ダイ１２には、押出し穴１１−１が、突起５−１に相対する形状である幅Ｗの正方形で間隔Ｐで周期的に形成されている。押出し穴１２−１にはカウンタパンチ１３が挿入され、カウンタパンチ１３には、クッションプレート１４を介しスプリング１５によりクッション圧が付加されている。オガタ１６は加圧装置のスライド１７に取付けられ、メガタ１８は加圧装置のベース１９に取付けられ、オガタ１６はスライド１７の上下動によりガイドピン１０に案内されながら下降，加圧成形する。図５に図４に示す金型による加工部分の詳細図を示す。蓋５（ただし突起５−１，凹部５−２は未加工）はダイ１２上にセットされストリッパ９により押込まれた状態で押出しパンチ７で加圧される。この時カウンタパンチ１３には加工中常時スプリング１５によりクッション圧が付加された状態となる。押出しパンチ７により押出された材料である突起５−１には、このクッション圧が加工中付加されている。加工最終状態では、カウンタパンチ１３，クッションプレート１４は同着きとなり加工完了となる。このクッション圧が付加されないと押出し加工の際、自由伸びとなるため、接続部５−３に亀裂が発生しやすくなる。特に蓋５の板厚Ｔに対し、突起部５−１の高さＨが大きい場合亀裂の発生は顕著となる。また、クッション圧が付加されないと、突起５−１の先端の形状精度が悪くフィルターとしての機能が低下するが、クッション圧が付加されると、先端部への圧縮応力により、形状精度の向上が図られ、フィルター機能の確保が可能となる。
【００１５】
本金型を用い、加工実験をした一例を説明する。幅Ｗ＝０.９，間隔Ｐ＝１.９，Ｈ＝０.７ の突起５−１を２５列×１０行の周期的配置とし２５０ケの突起５−１を得るために、凹部は、φＤとし、間隔Ｐ＝１.９ ，２５列×１０行の配置とした。材料は冷間圧延鋼板で板厚は１.０である。φＤが０.９において、Ｈ＝０.７５ で亀裂が発生した。φＤ＝１.０とすれば、Ｈ＝０.８５まで亀裂の発生はない。また、φＤ＝１.１ 以上となると、φＤ＝１.０ と同様に亀裂発生抑制には効果があるが、加工後、材料のソリが大きくなり、平坦度精度が悪化し、フィルター機能を損ねる場合がある。また、突起５−１の先端部形状(図６）はφＤ＝１.０の時、クッション圧を付加しない場合、Ｒ＝０.３〜０.３５であったが、クッション圧を付加した場合、Ｒ＝０.１０〜０.１５と形状精度の向上が図れた。本実施例の製法により、生産性の良い品質の優れたフィルターを得ることができる。
【００１６】
図７に本発明の第２の実施例における蓋の構成を示す平面図を示す。本実施例では、筐体内に３種類の異なる主要な周波数で動作する機能が存在する時、蓋２０の表面に３つの異なる設計周波数に対応した突起２０−１，２０−２，２０−３の周期構造体を配置することにより各機能間の干渉を効果的に低減する。本実施例においても、一つの金型にそれぞれの突起に相対した押出しパンチ，ダイを設置し前述したように加工を行えばよい。
【００１７】
図８に本発明の第３の実施例における蓋の断面図を示す。本実施例では、図１に示した側壁４−１，４−２，蓋５をプレス絞り加工などにより一体構造とした蓋２１とし、蓋２１の天井部に突起２１−１を形成した。これにより、部品数の削減，組立の簡略化が図られ一層のコスト低減が可能となる。
【００１８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、突起５−１の断面形状は正方形に限ったものではなく、フィルター特性の観点から変更してもよい。たとえば円柱などでもよい。また、本実施例に説明した押出しパンチ７およびカウンタパンチ１３は、丸形状であるが、突起形状に近似した形状、例えば角形状でも可能である。ただし、金型製作上、角形状パンチより丸形状パンチの製作がコスト的に有利である。また、金型において、カウンタパンチ１３にクッション圧を付加させるスプリング１５の代わりに油圧などを用いることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単に周期構造を高周波筐体構造の一部に付加することが可能であり、それにより筐体内での不要放射電波エネルギーによる干渉，ＥＭＣ，ＥＭＩの問題を大幅に低減でき、高機能多機能の高周波システムをその全体特性を劣化させることなく低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高周波通信装置の一実施例であるマイクロ波またはミリ波送受信装置の断面図。
【図２】図１に示す筐体天井部を筐体内部より見上げた蓋５の平面図。
【図３】図１に示す筐体天井部を筐体外部より見た蓋５の平面図。
【図４】図１に示す蓋５の加工用金型の縦断面図。
【図５】図４に示す金型の加工部詳細図。
【図６】本発明の蓋５に形成された突起５−１の先端形状の断面図。
【図７】本発明による高周波通信装置の第２の実施例における蓋の構成を示す平面図。
【図８】本発明による高周波通信装置の第３の実施例における蓋の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…ベースプレート、２…半導体、３…平面回路基板、４…筐体の側壁、５，２０，２１…蓋、５−１…突起、５−２…凹部、５−３…接続部、６…同軸線、７…押出しパンチ、８…オサエプレート、９…ストリッパ、１０…ガイドピン、１１，１５…スプリング、１２…ダイ、１３…カウンタパンチ、１４…クッションプレート、１６…オガタ、１７…スライド、１８…メガタ、１９…ベース。
【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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【図８】
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