(57)【要約】  本発明は、回路基板に関する。回路基板（１０）は、基体（１）と、導波線路（２）と、積層型導波路（３）と、を含む。この導波線路（２）は、基体（１）の第１の面に少なくとも一部が位置する。この導波線路（２）は、高周波信号を伝送する。積層型導波路（３）は、基体（１）の内部に形成される。この積層型導波路（３）は、導波線路（２）に電磁的に結合し、かつ、基体（１）の内部から第１の面と異なる面に導出される導出部（３ａ）を有する。積層型導波路（３）は、誘電体層（３１）と、一対の主導体層（３２）と、貫通導体群（３４）と、を含む。この一対の主導体層（３２）は、誘電体層（３１）を厚み方向に挟む。貫通導体群（３４）は、高周波信号の伝送方向に沿って複数の貫通導体（３３）が配列している。この複数の貫通導体（３３）は、一対の主導体層（３４）を相互に電気的に接続する。
2010114079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の面を有する基体と、
前記基体の第１の面に少なくとも一部が位置し、高周波信号を伝送する、導波線路と、
前記基体の内部に形成され、前記導波線路に電磁的に結合し、かつ、前記基体の内部から前記第１の面と異なる面に導出される導出部を有する積層型導波路と、を含み、
前記積層型導波路は、
誘電体と、
前記誘電体を挟む一対の主導体層と、
前記一対の主導体層を相互に電気的に接続する複数の貫通導体を、伝送信号の伝送方向に沿って配列した貫通導体群と、を含む、回路基板。
【請求項２】
前記導出部は、前記基体の複数の側面に形成されている、請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記導波線路と前記積層型導波路とを電磁的に結合する結合部をさらに含む、請求項１に記載の回路基板。
【請求項４】
複数の面を有する第１の基体と、前記基体の第１の面に少なくとも一部が位置し、高周波信号を伝送する、導波線路と、前記第１の基体の内部に形成され、前記導波線路に電磁的に結合し、かつ、前記第１の基体の内部から前記第１の面と異なる面に導出される導出部を有する積層型導波路と、を含む第１の回路基板であって、前記積層型導波路は、第１誘電体と、前記第１誘電体を挟む一対の第１主導体層と、前記一対の第１主導体層を相互に電気的に接続する複数の第１貫通導体を、伝送信号の伝送方向に沿って配列した第１貫通導体群と、を含む、第１の回路基板と、
第２の基体、および、前記第２の基体の内部に形成され、前記第１の回路基板の前記積層型導波路と電磁的に結合する導波路を含む第２の回路基板と、を含む、導波構造体。
【請求項５】
前記第２の基体は、その一表面側に、前記第１の回路基板の少なくとも一部を内部に収容する窪み部を有し、
前記導波路は、前記第２の基体の内部から前記窪み部の内側面に導出され、前記第１の回路基板の前記導出部と電磁的に結合する第２の導出部を有する、請求項４に記載の導波構造体。
【請求項６】
前記第１の回路基板を複数含む、請求項４に記載の導波構造体。
【請求項７】
前記導波路は、
第２誘電体と、
前記第２誘電体を挟む一対の第２主導体層と、
前記一対の第２主導体層を相互に電気的に接続する複数の第２貫通導体を、伝送信号の伝送方向に沿って配列した第２貫通導体群と、を含む、請求項４に記載の導波構造体。
【請求項８】
請求項４に記載の導波構造体と、
前記積層型導波路と電磁的に結合する、高周波素子と、を含む、高周波モジュール。
【請求項９】
前記第２の回路基板は、前記導波路と電磁的に結合され、前記高周波信号の送信および受信の少なくとも一方を実行する、アンテナをさらに含む、請求項８に記載の高周波モジュール。
【請求項１０】
前記アンテナは、送信アンテナ、および受信アンテナを含み、
前記積層型導波路は、前記高周波信号を複数の分岐信号に分岐し、前記複数の分岐信号の１つを前記送信アンテナに出力する分岐器を含み、
前記高周波素子は、
前記高周波信号を前記分岐器に出力する出力素子、および前記複数の分岐信号の前記１つと前記受信アンテナが受信する受信信号とを混合して中間周波信号を生成し、該中間周波信号を出力するミキサを含む、請求項８に記載の高周波モジュールと、
前記ミキサからの前記中間周波信号に基づいて、探知対象物との距離および相対速度の少なくとも一方を検出する検出器と、を含む、レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板、ならびに、高周波モジュールおよびレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１〜３０ＧＨｚのマイクロ波領域、および３０〜３００ＧＨｚのミリ波領域などの高周波領域の高周波信号を利用した通信技術を応用したシステムが提案されている。このシステムとしては、例えばデータ通信システム、およびレーダシステムなどが挙げられる。【０００３】
高周波信号を利用した高周波回路では、マイクロストリップ線路などの導波線路を有する回路基板に、ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuits）などの高周波素子を実装する回路構成がある。この高周波素子の実装面には、導波線路の他にも、システムに用いられる種々の要素回路が形成される。これらの要素回路は、放射された導波線路の高周波信号と互いに影響を受ける場合がある。そこで、アンテナを有するアンテナ基板を、回路基板の裏面に配置する場合がある。回路基板とアンテナ基板とを半田バンプを介して直接接続する技術がある。この技術は、例えば特開２００４−２５４０６８号公報に記載されている。【０００４】
特開２００４−２５４０６８号公報に記載されている高周波モジュールでは、回路基板の入出力ポートと、アンテナ基板の入出力ポートとが、それぞれの基板同士が対向する面に設けられている。このような高周波モジュールでは、導波管の開口が複数形成されると、回路基板も大きくなってしまう。【０００５】
本発明の目的は、小型化が可能な回路基板、ならびに、高周波モジュールおよびレーダ装置を提供することである。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の回路基板は、複数の面を有する基体と、導波線路と、積層型導波路と、を含む。この導波線路は、前記基体の第１の面に少なくとも一部が位置する。この導波線路は、高周波信号を伝送する。積層型導波路は、前記基体の内部に形成される。この積層型導波路は、前記導波線路に電磁的に結合し、かつ、前記基体の内部から前記第１の面と異なる面に導出される導出部を有する。この積層型導波路は、誘電体と、前記誘電体を挟む一対の主導体層と、貫通導体群と、を含む。この貫通導体群は、高周波信号の伝送方向に沿って複数の貫通導体が配列している。この複数の貫通導体は、前記一対の主導体層を相互に電気的に接続する。本発明の回路基板によれば、小型化が可能な回路基板を提供することができる。
【０００７】
本発明の高周波モジュールおよびレーダ装置は、上述の回路基板を含んでいる。本発明によれば、小型化が可能な高周波モジュールおよびレーダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態である回路基板１０の構成を示す斜視図である。
【図２】回路基板１０の構成を示す断面図である。
【図３Ａ】積層型導波路３の構成を示す平面図である。
【図３Ｂ】積層型導波路３における高周波信号の伝送方向から見た側面図である。
【図４Ａ】本発明の実施の一形態である高周波モジュール５０の構成を示す分解斜視図である。
【図４Ｂ】高周波モジュール５０の全体構成を示す斜視図である。
【図５】高周波モジュール５０における各基板の接続構造を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施の一形態である高周波モジュール１００の構成を示す分解斜視図である。
【図６Ｂ】高周波モジュール１００の全体構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の一形態である送信器６０の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の一形態である受信器７０の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の一形態である送受信器８０およびレーダ装置９０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参考にして本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
図１，２に示した回路基板１０は、複数の面を有する基体１と、複数の導波線路２と、基体１の内部に形成される複数の積層型導波路３とを含む。この回路基板１０は、複数の導波線路２と、複数の積層型導波路３とが電磁的に結合するように構成されてなる高周波回路を有する。この基体１は、回路基板１０における基材となる部分である。回路基板１０では、導波線路２と積層型導波路３とで高周波回路をなしているので、導波線路２と共振器とが接続されている場合に比べて位置ずれに対する許容範囲を広くすることができる。この位置ずれとしては、例えば回路基板１０内の層間のずれ、および、回路基板１０と後述の第２の回路基板５１との間の基板間のずれなどが挙げられる。
【００１０】
なお、本実施形態の回路基板１０は、導波線路２および積層型導波路３を、それぞれ複数有するが、単数であってもよい。
【００１１】
導波線路２は、基体１の第１の面に少なくとも一部が位置している。この導波線路２は、高周波信号を伝送する線路のうち、導体に高周波信号を伝送させるものである。この高周波信号としては、例えば１〜３０ＧＨｚのマイクロ波領域、および３０〜３００ＧＨｚのミリ波領域などの高周波領域の信号が挙げられる。この導波線路２としては、例えばマイクロストリップ線路、コプレーナ線路、およびストリップ線路（トリプレート線路）などが挙げられる。好ましくはマイクロストリップ線路が採用される。
【００１２】
図３Ａおよび図３Ｂに示した積層型導波路３は、誘電体層３１と、一対の主導体層３２と、貫通導体群３４とを含んでいる。この一対の主導体層３２は、誘電体層３１を厚み方向に挟み、厚み方向に対向する。貫通導体群３４は、この一対の主導体層３２を厚み方向に電気的に接続する複数の貫通導体３３を含む。この複数の貫通導体３３は、高周波信号の伝送方向に沿って２列に配列している。具体的には、積層型導波路３では、一対の主導体層３２と、これらを電気的に接続する貫通導体群３４と、で誘電体層３１が囲まれている。この積層型導波路３は、高周波信号を伝送する線路のうち、誘電体に高周波信号を伝送させるものである。
【００１３】
貫通導体群３４において、貫通導体３３が高周波信号の伝送方向に沿って配列する間隔が高周波信号の波長の２分の１未満であると、電磁波は貫通導体同士の隙間から漏れることなく反射しながら積層型導波路３の高周波信号伝送方向に伝播される。一列に配列している貫通導体３３において、隣り合う貫通導体３３の間隔は、概ね一定間隔に設けられる。この貫通導体３３は、伝送する高周波信号の波長の２分の１未満の間隔で配置される。この間隔は、２分の１未満であれば良く、適宜設定することができる。
【００１４】
本実施形態の誘電体層３１は、伝送線路を形成する際の精度、および製造の容易性の点からセラミックスで形成されている。
【００１５】
このような誘電体層３１は、例えば、次のような工程を経て製造される。まず、セラミック原料粉末に有機溶剤および有機溶媒を添加し、これを混合して泥漿状になす。このセラミックとしては、例えば、ガラスセラミックス、アルミナ質セラミックス、および窒化アルミニウム質セラミックスなどが挙げられる。次に、この泥漿状になしたものをシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得る。このシート状となす方法としては、例えばドクターブレード法、カレンダーロール法などが挙げられる。次に、これらセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施して貫通孔を形成する。貫通導体群３４は、この貫通孔に導体ペーストを充填することによって形成される。併せて、セラミックグリーンシートに、種々の導体パターンを印刷する。セラミックグリーンシートにこれらの加工を施したものを積層する。この積層したセラミックグリーンシートを焼成して誘電体を得る。この焼成の温度としては、ガラスセラミックスの場合は８５０〜１０００℃であり、アルミナ質セラミックスの場合は１５００〜１７００℃であり、窒化アルミニウム質セラミックスの場合は１６００〜１９００℃である。
【００１６】
なお、誘電体層３１としては、樹脂材料を用いることもできる。誘電体層３１として使用可能な樹脂材料としては、例えば、液晶ポリマー、フッ素樹脂、およびガラス基材を有するフッ素樹脂またはエポキシ樹脂などが挙げられる。特に、ガラス基材を有するエポキシ樹脂は、ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）のものが好ましい。さらには、セラミックに樹脂を混合させた混合材料も挙げられる。この場合の金属導体としては、例えば貼り付けた銅箔または銅めっき膜をパターン形成したものが挙げられる。このパターン形成の方法としては、エッチングなどが挙げられる。
【００１７】
樹脂基板を誘電体層３１として、貫通孔の内面を銅めっきした貫通導体、または貫通孔に導体を埋め込んだ埋め込み導体によって、貫通導体群を形成する。結合部の開口は、ドリル、レーザ、エッチングなど各種方法を用いて樹脂基板の所定の位置に形成する。高周波基板は、種々の導体パターンを形成した樹脂基板を積層して貼り合わせることで形成できる。
【００１８】
また、貫通導体群３４によって接続される主導体層３２は、誘電体層３１の材料に応じて、次のような導体ペーストを採用することが好ましい。誘電体層３１がアルミナ質セラミックスからなる場合には、例えばタングステン、およびモリブデンなどの金属粉末に、酸化物、有機溶剤、有機溶媒などを添加して、これを混合した導体ペーストである。この酸化物としては、例えばアルミナ、シリカ、およびマグネシアなどが挙げられる。また、ガラスセラミックスの場合には、金属粉末として、例えば銅、金、および銀が好適である。また、アルミナ質セラミックスおよび窒化アルミニウム質セラミックスの場合には、金属粉末として、例えばタングステンおよびモリブデンが好適である。これらの導体ペーストは、厚膜印刷法などによって、誘電体層３１上に印刷される。この印刷の後に、約１６００℃の高温で焼成する。この印刷は、焼成後の厚みが５〜５０μｍ程度となるように行う。
【００１９】
回路基板１０は、基体１における異なる表面に、複数の積層型導波路３がそれぞれ導出されている。これによって、基体１の各表面には、積層型導波路３の導出部３ａが形成されている。この導出部３ａでは、高周波信号の出力および入力の少なくとも一方が行われるポートとして機能する。つまり、この導出部３ａで高周波信号を出力のみが行われる場合と、入力のみが行われる場合と、出力および入力が行われる場合とがある。このように、回路基板１０では、積層型導波路３の導出部３ａが基体１における異なる主面に形成されている。この回路基板１０は、複数の導波路のポートが回路基板の同一面に形成される場合に比べて、多面的な接続を可能とすることができる。この回路基板１０は、多面的な接続を可能とすることで、小型化を達成することができる。
【００２０】
また、本実施形態の回路基板１０では、基体１の異なる外側面に複数の積層型導波路３がそれぞれ導出されている。つまり、基体１の複数の外側面に、導出部３ａが形成されている。このように、導出部３ａを基体１の異なる外側面に形成することによって、回路基板１０をさらに小型化することができる。
【００２１】
また、本実施形態の回路基板１０は、基体１の厚み方向一表面（以下、主面とする）に高周波素子が実装されて、高周波モジュールとして機能する。この実施形態では、高周波素子として半導体素子５を採用している。この半導体素子５としては、例えば、ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuits）がある。この半導体素子５では、高周波信号の出力および入力の少なくとも一方が行われる。つまり、この半導体素子５では、高周波信号の出力のみが行われる場合と、入力のみが行われる場合と、出力および入力が行われる場合とがある。この半導体素子５は、導波線路２と電磁的に結合するように構成される。
【００２２】
また、本実施形態の回路基板１０では、基体１の主面に、結合器４が形成されている。この結合器４は、導波線路２と、積層型導波路３と電磁的に結合するようにする結合部として機能する。つまり、導波線路２を伝送する高周波信号は、変換器４を介して積層型導波路３に入力される。また、積層型導波路３を伝送する高周波信号は、変換部４を介して導波線路２に入力される。
【００２３】
なお、回路基板１０は、基体１の主面に、電子素子を実装してもよい。この電子素子としては、能動素子および受動素子が挙げられる。この能動素子および受動素子としては、例えば、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、高周波ＬＲＣネットワーク、種々のセンサ、ツェナーダイオード、論理回路を有する半導体素子などが挙げられる。このコンデンサおよびツェナーダイオードは、ＥＤＳ対応のものが好ましい。これらの受動素子は、チップ状のものを採用してもよいし、表面に直接形成してもよい。この回路基板１０では、基体１の異なる外側面に、複数の積層型導波路３をそれぞれ導出することで、基体１の主面に、電子素子を実装する実装領域を広くすることができる。
【００２４】
半導体素子５と導波線路２とは、ボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。半導体素子５が出力素子である場合、半導体素子５から出力される高周波信号は、ボンディングワイヤ６を伝送して、導波線路２に入力される。半導体素子５が受信素子である場合、導波線路２から出力される高周波信号は、ボンディングワイヤ６を伝送して、半導体素子５に入力される。なお、半導体素子５と導波線路２との接続は、ボンディングワイヤ６を介して接続する構造に限られない。半導体素子５と導波線路２との接続は、導電性バンプを介して、フリップチップで接続する構造であってもよい。
【００２５】
また、回路基板１０では、基体１の主面側に封止構造体７が配置されている。この封止構造体７は、半導体素子５および変換器４を、基体１の主面側から覆っている。封止構造体７は、半導体素子５および変換部４を保護している。この保護としては、温度、湿度、および機械的な損失のうち、少なくとも１つからの保護が挙げられる。この封止構造体７は、導電材料で形成されている。この実施形態では、導電材料として、アルミニウムなどの金属材料を採用している。このように、半導体素子５を覆う封止構造体７を金属材料で形成することによって、半導体素子５から発生する熱を外部に向けて放熱することができる。このようにして、半導体素子５の熱を放熱することで、半導体素子５を本来の特性に近づけて動作させることができる。
【００２６】
ここで、封止構造体７で大きなサイズの回路基板を覆った場合、封止構造体７の内部空間において共振現象が生じる場合がある。封止構造体７の内部空間で共振現象が生じると、内部空間にある高周波回路が本来の特性を発揮できなくなる場合がある。ＭＭＩＣが発振機能を有する場合では、発振による信号と、共振による信号が相互に干渉して、出力低下などの不具合が発生する場合がある。さらに、回路基板１０においては、導波線路２から封止構造体７の内部空間に、高周波信号の一部が放射される。この放射された高周波信号は、封止構造体７の内部空間で不要な共振現象の一因となる。
【００２７】
これに対して、本実施形態の回路基板１０は、回路基板１０自体の小型化が達成可能なものである。そのため、回路基板１０では、封止構造体７の内部空間で共振現象が生じるのを低減して、半導体素子５を本来の特性に近づけて動作させることができる。
【００２８】
また、回路基板１０には、基体１の主面に、制御信号用パッド８が配置されている。この制御信号用パッド８は、後述する高周波モジュール５０が備える第２の回路基板５１と電気的な接続関係をとる。
【００２９】
次に、回路基板１０を備えた高周波モジュール５０について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。高周波モジュール５０は、半導体素子５を実装した回路基板１０と、第２の回路基板５１と、を含む。回路基板１０および第２の回路基板５１は、組み合わされて導波構造体を構成している。この第２の回路基板５１の内部には、高周波信号が伝送される導波路としての複数の導波管５１ａが形成される。本実施形態では、この複数の導波管５１ａの一部がアンテナとして機能している。この第２の回路基板５１を、本実施形態で、第２の回路基板５１として機能している。高周波モジュール５０は、構成の１つである回路基板１０が、小型化が達成可能な基板であるので、高周波モジュール５０としても小型化が達成可能である。
【００３０】
高周波モジュール５０が備える第２の回路基板５１は、厚み方向に窪んだ窪み部５３を有する。この第２の回路基板５１では、窪み部５３の内側面に導波管５１ａが導出されている。これによって、第２の回路基板５２の各表面には、第２導出部５２が形成されている。回路基板１０に形成される積層型導波路３の導出部３ａは、導波管５１ａの第２導出部５２に対向するように、第２の回路基板５１の窪み部５３に嵌め込まれて配置される。これによって、積層型導波路３と、導波管５１ａとが電磁的に結合するように構成されている。これによって、高周波モジュール５０は、第２の回路基板５１の表面に回路基板１０を設けるよりも薄型化することができる。そして、回路基板１０が第２の回路基板５１の窪み部５３に嵌め込まれて配置されているので、回路基板１０に形成される導出部３ａと、第２の回路基板５１の第２導出部５２との位置合わせが良好となる。さらに、回路基板１０が第２の回路基板５１の窪み部部５３に嵌め込まれて配置されているので、回路基板１０より生じる熱を回路基板１０の側面および下面から第２の回路基板５１へ伝えることができ、放熱性が良好になる。
【００３１】
積層型導波路３と導波管５１ａとの間を、高周波信号を伝送するには、高周波信号の電界成分を導出部３ａと第２導出部５２とで揃えればよい。これによって、積層型導波路３をＴＥ１０モードで伝送される高周波信号を、効率的に導波管５１ａの第２導出部５２と効率的に結合させることができる。このとき、導出部３ａと第２導出部５２との開口形状を略同一としたり、導出部３ａと第２導出部５２とを接触させたりすることで、より良好に好手は信号を伝送することができる。
【００３２】
本実施形態では、第２の回路基板５１の導波路として、導波管５１ａを採用しているが、これに限られない。第２の回路基板５１の導波路としては、導波管の他に、例えば積層型導波路、導波線路、および同軸線路が挙げられる。
【００３３】
回路基板１０の基体１に実装される半導体素子５として、高周波信号を出力する出力素子を採用した場合、この高周波モジュール５０では、まず、半導体素子５から高周波信号が出力される。この半導体素子５から出力された高周波信号は、積層型導波路３を伝送する。積層型導波路３を伝送する高周波信号は、導出部３ａから第２導出部５２を介して第２の回路基板５１の導波路を伝送する。この第２の回路基板５１の導波路に伝送される高周波信号は、第２の回路基板５１から放射される。
【００３４】
また、半導体素子５として、高周波信号を入力する入力素子を採用した場合、第２の回路基板５１のアンテナで受信した高周波信号は、始めに第２の回路基板５１の導波管５１ａを伝送する。次に、この導波管５１ａを伝送する高周波信号は、第２導出部５２から導出部３ａを介して積層型導波路３を伝送する。この積層型導波路３に伝送される高周波信号は、半導体素子５に入力される。
【００３５】
また、高周波モジュール５０の第２の回路基板５１は、制御基板５５をさらに備えている。この制御基板５５は、高周波モジュール５０の動作を制御する。この制御基板５５は、半導体素子５が高周波信号を、出力したり、受信したりするのを制御する。制御基板５５と回路基板１０とが制御信号用パッド８を介して電気的に接続されて、第２の回路基板５１と回路基板１０とが接続される。
【００３６】
高周波モジュール５０における回路基板１０と、第２の回路基板５１と、制御基板５５との接続構造について、図５を用いて説明する。図５は、高周波モジュール５０における各基板の接続構造を示す図である。
【００３７】
回路基板１０と制御信号用パッド８を介して電気的に接続される制御基板５５の表面上には、例えば、チップ抵抗５５ａ、チップコンデンサ５５ｂ、および信号処理ＩＣ／制御ＩＣ５５ｃなどが実装されている。制御基板５５の内部には、信号処理ＩＣ／制御ＩＣ５５ｃの制御信号に用いられる信号線５５ｄが形成されている。
【００３８】
また、回路基板１０は、導電性の接着層５６を介して第２の回路基板５１の窪み部５３の底面に接着される。この回路基板１０の内部には、サーマルビア５７が形成されている。このサーマルビア５７は、回路基板１０より生じる熱を第２の回路基板５１側に伝達する。この回路基板１０より生じる熱は、接着層５６を介して第２の回路基板５１に伝達される。本実施形態では、この接着層５６として、放熱性の高い導電性のものが採用されている。
【００３９】
そして、第２の回路基板５１の導波管５１ａは、第２の回路基板５１の外側面側に導出するようにしてもよいし、第２の回路基板５１の裏面側に導出するようにしてもよい。本実施形態では、導波管５１ａは、第２の回路基板５１の裏面側に導出するようにしている。
【００４０】
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の実施の一形態である高周波モジュール１００の構成を示す斜視図である。図６Ａは、高周波モジュール１００の分解斜視図であり、図６Ｂは、高周波モジュール１００の全体構成を示す斜視図である。高周波モジュール１００は、前述した高周波モジュール５０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。高周波モジュール１００は、回路基板１０１と、第２の回路基板１０３と、制御基板５５と、被覆部材１０４とを含む。
【００４１】
回路基板１０１は、前述した高周波モジュール５０が備える回路基板１０と同様に、複数の積層型導波路が、基体１の異なる外側面にそれぞれ導出されている。この回路基板１０１では、基体１における異なる外側面に、複数の積層型導波路の導出部３ａが形成されている。さらに、回路基板１０１では、基体１の表面に、各導出部３ａに対応した位置決め用マーカ１０２が形成されている。これによって、導出部３ａの形成箇所が基体１の主面側から認識できる。そのため、回路基板１０１を第２の回路基板１０３の上に実装するとき、回路基板１０１に形成される導出部３ａと、第２の回路基板１０３の第２導出部５２との位置合わせが容易になる。
【００４２】
第２の回路基板１０３は、前述した高周波モジュール５０が備える第２の回路基板５１と同様に、厚み方向に窪んだ窪み部を有する。この第２の回路基板１０３では、導波路が窪み部の内側面に導出されている。この第２の回路基板１０３の窪み部の内周面には、導波路の第２導出部５２が形成されている。そして、回路基板１０１は、積層型導波路の導出部３ａが導波路の第２導出部５２に対向するように、第２の回路基板１０３の窪み部に嵌め込まれて配置される。
【００４３】
高周波モジュール１００では、回路基板１０１の導出部３ａと、第２の回路基板１０３の第２導出部５２との接続部には、第２の回路基板１０３側もしくは回路基板１０１側に、チョーク構造１０３ａが構成されている。このチョーク構造１０３ａによって、この高周波モジュール１００は、導出部３ａと第２導出部５２との接続による高周波信号の漏れを小さくする。チョーク構造１０３ａのサイズは、高周波信号の波長λの１／４の整数倍である。
【００４４】
被覆部材１０４は、第２の回路基板１０３の窪み部に回路基板１０１が嵌め込まれた状態で、回路基板１０１と第２の回路基板１０３との境界を上方から覆うように第２の回路基板１０３の表面に配置される。この被覆部材１０４は、例えば枠状の金属板である。これによって、回路基板１０１と第２の回路基板１０３との境界部での高周波信号の漏れを少なくできる。
【００４５】
次に、高周波モジュール５０を備えた送信器、受信器、送受信器およびレーダ装置について説明する。
【００４６】
図７は、本発明の実施の一形態である送信器６０の構成を示す図である。本実施形態の送信器６０は、高周波モジュール５０を備え、回路基板１０の一表面に実装される発振器６１を含む。この発振器６１は、導波線路２に接続された、高周波信号を発生する。そして、送信器６０は、積層型導波路３に接続された、前記発振器６１が発生させた高周波信号を、第２の回路基板５１から放射する。
【００４７】
また、図８は、本発明の実施の一形態である受信器７０の構成を示す図である。本実施形態の受信器７０は、高周波モジュール５０を備え、回路基板１０の一表面に実装される検波器７１を含む。この検波器７１は、積層型導波路３に接続された、第２の回路基板５１で捕捉した高周波信号を検波する。
【００４８】
また図９は、本発明の実施の一形態である送受信器８０およびレーダ装置９０の構成を示す図である。本実施形態のレーダ装置９０は、高周波モジュール５０を備える送受信器８０と、検出器９１とを含む。この検出器９１は、送受信器８０が備えるミキサ８３からの中間周波信号に基づいて探知対象物との距離または相対速度を検出する。
【００４９】
本実施形態の送受信器８０は、高周波モジュール５０を備え、回路基板１０の一表面に実装される発振器６１と、分岐器８１とを含む。発振器６１は、高周波信号を出力する。この発振器６１は、導波線路２に接続され、導波線路２に高周波信号を入力する高周波素子として採用される。分岐器８１は、導波線路２に設けられ、発振器６１が出力する高周波信号を分岐する。そして、送受信器８０における第２の回路基板５１では、分岐器８１で分岐される一方の高周波信号を、分波器８２を介して第２の回路基板５１から放射する。また、第２の回路基板５１のアンテナとしての導波管５１ａは、積層型導波路３に接続され、高周波信号を受信する。さらに送受信器８０は、ミキサ８３を含む。このミキサ８３は、分岐器８１で分岐される他方の高周波信号と、アンテナで受信され、分波器８２を介して伝送される高周波信号と、を混合して中間周波信号を出力する。
【００５０】
本実施形態の送信器６０、受信器７０、送受信器８０、およびレーダ装置９０によれば、高周波モジュール５０を備えて、回路基板１０に対して一表面に発振器６１、検波器７１などを実装し、回路基板１０に接続される送受信用の第２の回路基板５１などを設ける。これによって、回路基板１０側の高周波回路形成部で処理された高周波信号を、第２の回路基板５１に伝送し、第２の回路基板５１から放射させたり、逆に第２の回路基板５１で受信した高周波信号を、回路基板１０側の高周波回路形成部に伝送したりすることが効果的に行える。したがって、小型でありかつ良好な送受信性能を実現できる。
【００５１】
なお、送信器６０、受信器７０および送受信器８０は、高周波モジュール５０に代えて、前述した高周波モジュール１００を備えるように構成されてもよい。
【００５２】
１つの第２の回路基板５１，１０３に、複数の回路基板１０を配置してもよい。また、複数の回路基板１０を並べて配置し、１つの回路基板１０の積層型導波路３と、他の回路基板１０の積層型導波路３とを電磁的に結合するように構成してもよい。
【００５３】
回路基板１０の積層型導波路３、および第２の回路基板５１，１０３の導波路は、高周波素子と高周波信号をやりとりするもの、およびアンテナとして機能するものに限られない。回路基板１０の積層型導波路３、および第２の回路基板５１，１０３の導波路は、入力された高周波信号を他の位置から出力するもの、および入力された高周波信号を終端するものであってもよい。
【００５４】
前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものである。
【符号の説明】
【００５５】
１  基体
２  導波線路
３  積層型導波路
３ａ  導出部
４  変換部
５  半導体素子
１０，１０１  回路基板
３１  誘電体層
３２  主導体層
３３  貫通導体
３４  貫通導体群
５０，１００  高周波モジュール
５１，１０３  第２の回路基板
５２  第２導出部
５３  窪み部
６０  送信器
６１  発振器
７０  受信器
７１  検波器
８０  送受信器
８１  分岐器
８２  分波器
８３  ミキサ
９０  レーダ装置
９１  検出器
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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