(57)【要約】【課題】２つの通信装置間で、筐体を接触又は近接させた状態で通信を行うに当たって、筐体外部への電波の漏れに起因する伝送特性の劣化を抑えることが可能なコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムを提供する。【解決手段】本開示のコネクタ装置は、開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する２つの導波管と、２つの導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板と、を備える。本開示の通信装置は、導波管と、導波管の開口端面に設けられた誘電体板と、を備えるコネクタ装置を具備し、導波管を備える他の通信装置に対して導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で高周波の信号を伝送する。本開示の通信システムは、高周波の信号を伝送する導波管を各々が有し、接触又は近接した状態で通信を行う２つの通信装置と、上記のコネクタ装置の構成を有し、２つの通信装置の導波管同士を開口端が接触又は近接した状態で接続するコネクタ装置と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する２つの導波管と、
２つの導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板と、
を備えるコネクタ装置。
【請求項２】
導波管の開口端面と誘電体板とが接触する面内における、開口端面の中央部の位置に設けられた誘電体突起部、
を備える請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項３】
誘電体板及び誘電体突起部は、２つの導波管のうち、少なくとも送信側の導波管に設けられている、
請求項２に記載のコネクタ装置。
【請求項４】
少なくとも送信側の導波管は、開口端の周辺にチョーク構造を有する、
請求項３に記載のコネクタ装置。
【請求項５】
チョーク構造は、その溝の深さが、２つの導波管が伝送する高周波の波長の１／４である、
請求項４に記載のコネクタ装置。
【請求項６】
誘電体突起部は、直方体又は円柱の三次元構造体である、
請求項２に記載のコネクタ装置。
【請求項７】
誘電体突起部は、導波管の開口端面と誘電体板とが接触する面からの高さが、２つの導波管が伝送する高周波の波長の１／２である、
請求項６に記載のコネクタ装置。
【請求項８】
誘電体突起部は、
三次元構造体が直方体であるとき、各辺の寸法が高周波の波長の１／２であり、
三次元構造体が円柱であるとき、直径が高周波の波長の１／２である、
請求項７に記載のコネクタ装置。
【請求項９】
誘電体板は、導波管を収納する筐体の一部を構成している、
請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項１０】
誘電体突起部は、導波管を収納する筐体と一体に形成されている、
請求項９に記載のコネクタ装置。
【請求項１１】
２つの導波管は、断面形状が長方形である、
請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項１２】
２つの導波管は、断面の長辺と短辺との寸法比が２：１である、
請求項１１に記載のコネクタ装置。
【請求項１３】
２つの導波管の少なくとも一方は、導波路、誘電体板、及び、誘電体突起部から成る構造体を一対有し、双方向通信が可能な構造となっている、
請求項１１に記載のコネクタ装置。
【請求項１４】
一対の構造体は、一体形成されている、
請求項１３に記載のコネクタ装置。
【請求項１５】
２つの導波管の少なくとも一方は、断面形状が正方形又は円形である、
請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項１６】
２つの導波管の少なくとも一方は、
断面形状が正方形であるとき、水平偏波及び垂直偏波による双方向通信が可能であり、  断面形状が円形であるとき、右旋円偏波及び左旋円偏波による双方向通信が可能である、
請求項１５に記載のコネクタ装置。
【請求項１７】
高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項１８】
導波管と、
導波管の開口端面に設けられた誘電体板と、
を備えるコネクタ装置を具備し、
導波管を備える他の通信装置に対して導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で高周波の信号を伝送する、
通信装置。
【請求項１９】
高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
請求項１８に記載の通信装置。
【請求項２０】
高周波の信号を伝送する導波管を各々が有し、接触又は近接した状態で通信を行う２つの通信装置と、
２つの通信装置の導波管同士を開口端が接触又は近接した状態で接続するコネクタ装置と、
を備え、
コネクタ装置は、
２つの通信装置の導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板、
を有する通信システム。
【請求項２１】
高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
請求項２０に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コネクタ装置、通信装置、及び、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの通信装置間で、筐体（装置本体）を接触又は近接させた状態で通信を行う通信システムがある。この種の通信システムの一例として、２つの通信装置の一方が携帯端末装置から成り、他方がクレードルと称される無線通信装置から成る通信システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
異なる通信装置との間で筐体（装置本体）を接触又は近接させた状態で通信を行う通信システムでは、伝送特性の観点や他機器への妨害の観点等から、筐体外部に電波を漏らさないことが重要となる。しかし、上記の従来例に係る通信システムにあっては、スロットアンテナを用いた無線通信であり、筐体外部へ電波が漏れやすいため、伝送特性が劣化するという問題点がある。この点（問題点）については、特許文献１の実施例３では、筐体の周囲に電波吸収体を配置して電波の漏れを防いでいることからも明らかである。
【０００５】
本開示は、２つの通信装置間で、筐体を接触又は近接させた状態で通信を行うに当たって、筐体外部への電波の漏れに起因する伝送特性の劣化を抑えることが可能なコネクタ装置、通信装置、及び、通信システム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】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示のコネクタ装置は、
開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する２つの導波管と、
２つの導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板と、
を備えるコネクタ装置である。
【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の通信装置は、
導波管と、
導波管の開口端面に設けられた誘電体板と、
を備えるコネクタ装置を具備し、
導波管を備える他の通信装置に対して導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で高周波の信号を伝送する、
通信装置である。
【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の通信システムは、
高周波の信号を伝送する導波管を各々が有し、接触又は近接した状態で通信を行う２つの通信装置と、
２つの通信装置の導波管同士を開口端が接触又は近接した状態で接続するコネクタ装置と、
を備え、
コネクタ装置は、
２つの通信装置の導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板、
を有する通信システムである。
【０００９】
ここで、「近接した状態」とは、高周波の信号の伝送範囲を制限できる限りにおいてであればよく、典型的には、放送や一般的な無線通信で使用される通信装置相互間の距離に比べて距離が短い状態である。より具体的には、ここで言う「近接した状態」とは、２つの通信装置間の距離が、１０［ｃｍ］以下、好ましくは、１［ｃｍ］以下の状態である。
【００１０】
上記の構成のコネクタ装置、通信装置、あるいは、通信システムにあっては、２つの導波管の開口端を接触又は近接した状態での通信であることから、スロットアンテナを用いる無線通信に比べて、外部へ電波が漏れるのを抑制できる。また、２つの通信装置の導波管の少なくとも一方の開口端面に誘電体板が設けられていることで、接触面に金属が露出しない構造となっている。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、スロットアンテナを用いる無線通信に比べて、外部へ電波が漏れるのを抑制できるため、電波の漏れに起因する伝送特性の劣化を抑えることができる。
尚、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す、一部断面を含む平面図である。
【図２】図２Ａは、送信部の具体的な構成の一例を示すブロック図であり、図２Ｂは、受信部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３Ａは、本開示のコネクタ装置の構成の一例を示す断面図であり、図３Ｂに、本開示のコネクタ装置における誘電体突起部の形状の一例を示す斜視図である。
【図４】図４Ａは、誘電体突起部を備えないコネクタ装置の断面構造を示する断面図であり、図４Ｂは、誘電体突起部を備えないコネクタ装置の伝送特性を示す図である。
【図５】図５Ａは、誘電体突起部を備えるコネクタ装置の断面構造を示する断面図であり、図５Ｂは、誘電体突起部を備えるコネクタ装置の伝送特性を示す図である。
【図６】図６Ａは、第１の通信装置及び第２の通信装置の実装例１を示す、一部断面を含む側面図であり、図６Ｂは、第１の通信装置及び第２の通信装置の実装例２を示す、一部断面を含む側面図である。
【図７】図７は、実装例１の変形例を示す、一部断面を含む側面図である。
【図８】図８は、実装例２の変形例を示す、一部断面を含む側面図である。
【図９】図９は、実施形態の変形例１に係る導波管の構造を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態の変形例２に係る導波管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、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示のコネクタ装置、通信装置、及び、通信システム、全般に関する説明
２．本開示の実施形態に係る通信システム
３．実施形態の変形例
４．実施形態に係る通信システムの具体例
【００１４】
＜本開示のコネクタ装置、通信装置、及び、通信システム、全般に関する説明＞
本開示のコネクタ装置及び通信システムにあっては、２つの通信装置（２つの導波管）間で通信を行う信号として、電磁波、特に、マイクロ波、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波の信号を用いる構成とすることができる。高周波の信号を用いる通信システムは、電子機器、情報処理装置、半導体装置などの各種の装置相互間の信号の伝送や、１つの装置（機器）における回路基板相互間の信号の伝送などに用いて好適なものである。
【００１５】
上述した好ましい構成を含むコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムにあっては、２つの通信装置間で通信を行う信号として、好ましくは、高周波の信号のうち、ミリ波帯の信号を用いる。ミリ波帯の信号は、周波数が３０［ＧＨｚ］〜３００［ＧＨｚ］（波長が１［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］）の電波である。ミリ波帯で信号伝送（通信）を行うことで、Ｇｂｐｓオーダー（例えば、５［Ｇｂｐｓ］以上）の高速な信号伝送を実現することができるようになる。Ｇｂｐｓオーダーの高速な信号伝送が求められる信号としては、例えば、映画映像やコンピュータ画像等のデータ信号を例示することができる。また、ミリ波帯での信号伝送は、耐干渉性に優れており、装置相互間のケーブル接続における他の電気配線に対して妨害を与えずに済むという利点もある。
【００１６】
上述した好ましい構成を含むコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムにあっては、導波管の開口端面と誘電体板とが接触する面内における、開口端面の中央部の位置に設けられた誘電体突起部、を備える構成とすることができる。そして、誘電体板及び誘電体突起部について、２つの導波管のうち、少なくとも送信側の導波管に設けられた構成とすることができる。また、少なくとも送信側の導波管について、開口端の周辺にチョーク構造を有する構成とすることができる。チョーク構造ついては、その溝の深さが、２つの導波管が伝送する高周波の波長の１／４である構成とすることができる。
【００１７】
また、上述した好ましい構成を含むコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムにあっては、誘電体突起部について、直方体又は円柱の三次元構造体である形態とすることができる。また、誘電体突起部について、導波管の開口端面と誘電体板とが接触する面からの高さが、２つの導波管が伝送する高周波の波長の１／２である形態とすることができる。そして、三次元構造体が直方体であるとき、各辺の寸法が高周波の波長の１／２であり、三次元構造体が円柱であるとき、直径が高周波の波長の１／２である形態とすることができる。
【００１８】
上述した好ましい構成、形態を含むコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムにあっては、誘電体板について、導波管を収納する筐体の一部を構成している形態とすることができる。そして、誘電体突起部について、導波管を収納する筐体と一体に形成された構成とすることができる。
【００１９】
上述した好ましい構成、形態を含むコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムにあっては、２つの導波管について、断面形状が長方形であり、好ましくは、断面の長辺と短辺との寸法比が２：１である形態とすることができる。あるいは又、２つの導波管の少なくとも一方について、断面形状が正方形又は円形である形態とすることができる。また、２つの導波管の少なくとも一方について、断面形状が正方形であるとき、水平偏波及び垂直偏波による双方向通信が可能な形態とし、断面形状が円形であるとき、右旋円偏波及び左旋円偏波による双方向通信が可能な形態とすることができる。
【００２０】
また、上述した好ましい構成、形態を含むコネクタ装置、通信装置、及び、通信システムにあっては、２つの導波管の少なくとも一方について、導波路、誘電体板、及び、誘電体突起部から成る構造体を一対有し、双方向通信が可能な構造とすることができる。このとき、導波路、誘電体板、及び、誘電体突起部から成る一対の構造体について、一体形成されている形態とするのが好ましい。
【００２１】
＜本開示の実施形態に係る通信システム＞
図１は、本開示の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す、一部断面を含む平面図である。本実施形態に係る通信システム１０は、異なる通信装置（デバイス）間で、具体的には、第１の通信装置２０と第２の通信装置３０との間で、筐体同士（装置本体同士）を接触又は近接させた状態で、複数系統の伝送路を通して通信を行う構成となっている。
【００２２】
第１の通信装置２０は、筐体２１の内部に送信部２２及び導波管２３を収納した構成となっている。同様に、第２の通信装置３０も、筐体３１の内部に送信部３２及び導波管３３を収納した構成となっている。第１の通信装置２０の筐体２１及び第２の通信装置３０の筐体３１は、例えば矩形形状を有し、誘電体、例えば、誘電率＝３、厚み＝０．２［ｍｍ］程度の樹脂から成る。すなわち、第１の通信装置２０の筐体２１及び第２の通信装置３０の筐体３１は、樹脂性の筐体である。
【００２３】
第１の通信装置２０及び第２の通信装置３０を含む通信システム１０は、両通信装置２０，３０間において、好ましくは、筐体２１及び筐体３１の平面同士を接触又は近接させた状態で、高周波の信号、例えばミリ波帯の信号を用いて通信を行う。ここで、「近接」とは、高周波の信号がミリ波帯の信号であるから、ミリ波帯の信号の伝送範囲を制限できる限りにおいてであればよく、典型的には、放送や一般的な無線通信で使用される通信装置相互間の距離に比べて距離が短い状態が「近接」させた状態に該当する。より具体的には、「近接」とは、第１の通信装置２０と第２の通信装置３０との間の距離（間隔）が、１０［ｃｍ］以下、好ましくは、１［ｃｍ］以下の状態を言うものとする。
【００２４】
第１の通信装置２０において、送信部２２の出力端と第２の通信装置３０側の樹脂板（樹脂シート）２１Ａの内面との間には、送信部２２から送信されるミリ波帯の信号を伝送する伝送路を形成する導波管２３が設けられている。第２の通信装置３０においても同様に、受信部３３の入力端と第１の通信装置２０側の樹脂板（樹脂シート）３１Ａの内面との間には、受信するミリ波帯の信号を伝送する伝送路を形成する導波管３３が設けられている。第１の通信装置２０側の導波管２３と、第２の通信装置３０側の導波管３３とは、双方の開口端が樹脂板２１Ａ及び樹脂板３１Ａを挟んで接触又は近接した状態で配置される。筐体２１及び筐体３１の平面同士が近接した状態では、樹脂板２１Ａと樹脂板３１Ａとの間には空気層が介在することになる。
【００２５】
導波管の種類として、中空導波管や誘電体導波管などを例示することができる。第１の通信装置２０側の導波管２３及び第２の通信装置３０側の導波管３３としては、中空導波管及び誘電体導波管のいずれを用いることも可能である。ここでは、中空導波管、特に、断面形状が長方形の矩形導波管を用いることとする。矩形導波管としては、断面の長辺と短辺との寸法比が２：１の導波管が好ましい。２：１の矩形導波管は、高次モードの発生を防ぎ、効率よく伝送できる利点がある。但し、導波管２３，３３として、断面形状が長方形以外の導波管、例えば、断面形状が正方形又は円形の導波管の使用を排除するものではない。
【００２６】
導波管２３，３３は、開口端の周辺にチョーク構造２４，３４を有する構成となっている。導波管２３，３３は、チョーク構造２４，３４を有することで、当該チョーク構造２４，３４の作用によって、導波管２３，３３の外部への電波の漏れを抑制することができる。チョーク構造２４，３４の具体的な構造については後述する。
【００２７】
送信部２２は、伝送対象の信号をミリ波帯の信号に変換し、導波管２３へ出力する処理を行う。受信部３２は、導波管３３を通して伝送されるミリ波帯の信号を受信し、元の伝送対象の信号に戻す（復元する）処理を行う。以下に、送信部２２及び受信部３２の具体的な構成について説明する。
【００２８】
図２Ａに、送信部２２の具体的な構成の一例を示し、図２Ｂに、受信部３２の具体的な構成の一例を示す。
【００２９】
送信部２２は、例えば、伝送対象の信号を処理してミリ波帯の信号を生成する信号生成部２２１を有している。信号生成部２２１は、伝送対象の信号をミリ波帯の信号に変換する信号変換部であり、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移）変調回路から成る構成となっている。具体的には、信号生成部２２１は、発振器２２２から与えられるミリ波帯の信号と伝送対象の信号とを乗算器２２３で乗算することによってミリ波帯のＡＳＫ変調波を生成し、バッファ２２４を介して出力する構成となっている。
【００３０】
送信部２２と導波管２３との間には、コネクタ装置２５が介在している。コネクタ装置２５は、例えば、容量結合、電磁誘導結合、電磁界結合、共振器結合などによって、送信部２２と導波管２３とを結合する。導波管２３は、その開口端面が筐体２１の第２の通信装置３０側の壁を形成する樹脂板２１Ａの内面に接するように、コネクタ装置２５と樹脂板２１Ａとの間に設けられている。
【００３１】
受信部３２は、例えば、導波管３３を通して与えられるミリ波帯の信号を処理して元の伝送対象の信号を復元する信号復元部３２１を有している。信号復元部３２１は、受信したミリ波帯の信号を、元の伝送対象の信号に変換する信号変換部であり、例えば、自乗（二乗）検波回路から成る構成となっている。具体的には、信号復元部３２１は、バッファ３２２を通して与えられるミリ波帯の信号（ＡＳＫ変調波）を乗算器３２３で自乗することによって元の伝送対象の信号に変換し、バッファ３２４を通して出力する構成となっている。
【００３２】
導波管３３と受信部３２との間には、コネクタ装置３５が介在している。コネクタ装置３５は、例えば、容量結合、電磁誘導結合、電磁界結合、共振器結合などによって、導波管３３と受信部３２とを結合する。導波管３３は、その開口端面が筐体３１の第１の通信装置２０側の壁を形成する樹脂板３１Ａの内面に接するように、樹脂板３１Ａとコネクタ装置３５との間に設けられている。
【００３３】
上述したように、本実施形態に係る通信システム１０は、第１の通信装置２０と第２の通信装置３０との間で、筐体２１及び筐体３１の平面同士（筐体同士）を接触又は近接させた状態で、ミリ波帯の信号を用いて通信を行う構成となっている。この通信システム１０において、導波管２３，３３の各開口端面には、誘電体板、具体的には、筐体２１，３１の一部を構成する樹脂板２１Ａ，３１Ａが設けられている。そして、導波管２３，３３の開口端部及び樹脂板２１Ａ，３１Ａは、第１の通信装置２０と第２の通信装置３０、より具体的には、導波管２３と導波管３３とを、各開口端を接触又は近接させた状態で誘電体板を介して結合するコネクタ装置（即ち、本開示のコネクタ装置）を構成している。
【００３４】
上記の構成のコネクタ装置を用いた本実施形態に係る通信システム１０にあっては、２つの導波管２３，３３の開口端を接触又は近接した状態での通信であるため、スロットアンテナを用いる無線通信に比べて、広帯域な伝送が可能であるとともに、導波管２３，３３の外部へ電波が漏れるのを抑制できる。特に、導波管２３，３３が開口端の周辺にチョーク構造２４，３４を有する構成となっているため、当該チョーク構造２４，３４の作用によって、導波管２３，３３の外部への電波の漏れをより確実に抑制することができる。これにより、電波の漏れに起因する導波管２３−導波管３３間の伝送特性の劣化を抑えることができる。
【００３５】
因みに、通信の形態が、高周波の信号としてミリ波帯の信号を用いた通信、所謂、ミリ波通信であることで、次のような利点がある。
ａ）ミリ波通信は通信帯域を広く取れるため、データレートを大きくとることが簡単にできる。
ｂ）伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数から離すことができ、ミリ波とベースバンド信号の周波数の干渉が起こり難い。
ｃ）ミリ波帯は波長が短いため、波長に応じて決まる結合構造並びに導波構造を小さくできる。加えて、距離減衰が大きく回折も少ないため電磁シールドが行ない易い。
ｄ）通常の無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐために厳しい規制がある。そのような安定度の高い搬送波を実現するためには、高い安定度の外部周波数基準部品と逓倍回路やＰＬＬ（位相同期ループ回路）などが用いられ、回路規模が大きくなる。これに対して、ミリ波通信では、容易に外部に漏れないようにできるとともに、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。
【００３６】
特に、ミリ波通信において、第１の通信装置２０及び第２の通信装置３０の各々の伝送路を、導波管２３，３３を用いた導波構造とし、第１の通信装置２０と第２の通信装置３０とを接触又は近接させた状態で通信を行う通信システムであるため、外部からの余分な信号の入力を抑制できる。これにより、外部から余分な信号が入力された際に当該信号を除去するための、演算回路等の複雑な回路が不要になるため、その分だけ第１の通信装置２０や第２の通信装置３０の小規模化を図ることができる。
【００３７】
ところで、導波管２３と導波管３３とを、各開口端を接触又は近接させた状態で誘電体板を介して結合するコネクタ装置にあっては、誘電体板で電波が反射することによって導波管２３−導波管３３間の伝送特性が劣化する懸念がある。これに対して、本実施形態に係る通信システム１０は、導波管２３，３３の開口端面と誘電体板とが接触する面内における、開口端面の中央部の位置に誘電体突起部を設けた構成を採っている。
【００３８】
より具体的には、図３Ａに示すように、本実施形態に係る通信システム１０は、樹脂板２１Ａ，３１Ａの内面における導波管２３，３３の開口端面の中央部の位置に対応する部位に誘電体突起部２５，３５を有する構成となっている。ここで、「開口端面の中央部」とは、厳密に開口端面の中央部である場合の他、実質的に開口端面の中央部である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
【００３９】
誘電体突起部２５，３５、即ち、誘電体から成る突起部２５，３５については、製造工程数の削減の観点からすると、誘電体板（樹脂板２１Ａ，３１Ａ）、より具体的には、同じく誘電体から成る筐体２１，３１と一体に形成するのが望ましい。
【００４０】
図３Ａは、導波管２３と導波管３３とを、各開口端を接触又は近接させた状態で誘電体板（即ち、樹脂板２１Ａ，３１Ａ）を介して結合するコネクタ装置、即ち、本開示のコネクタ装置の構成の一例を示す断面図である。ここでは、一例として、断面の長辺の寸法が４．２［ｍｍ］、短辺の寸法が２．１［ｍｍ］の２：１の矩形導波管（中空導波管）を導波管２３，３３として用いた例を示している。また、図３Ａには、樹脂板２１Ａ，３１Ａの厚みが０．２［ｍｍ］で、樹脂板２１Ａ，３１Ａ間に０．１［ｍｍ］程度の空気層が介在する例を示している。
【００４１】
図３Ａに示すように、導波管２３，３３の開口端の周辺に一体的に設けられたチョーク構造２４，３４は、導波管２３，３３の中心軸Ｏの周りに環状に（本例では、矩形環状に）形成された溝２４Ａ，３４Ａを有している。チョーク構造２４，３４の溝２４Ａ，３４Ａの深さは、導波管２３，３３が伝送する高周波（本例では、ミリ波）の波長λの１／４（λ／４）に設定される。溝２４Ａ，３４Ａのピッチについても、好ましくは、λ／４に設定される。ここで、「λ／４」とは、厳密にλ／４である場合の他、実質的にλ／４である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
【００４２】
チョーク構造２４，３４にあっては、溝２４Ａ，３４Ａの深さがλ／４のとき、定常状態では、入射波と溝２４Ａ，３４Ａで生じた反射波とが逆相になる。従って、入射波が溝２４Ａ，３４Ａで生じた反射波で打ち消されるため、チョーク構造２４，３４の外側へ進行しなくなる。その結果、導波管２３と導波管３３とを、各開口端を接触又は近接させた状態で樹脂板２１Ａ，３１Ａを介して結合するコネクタ装置では、外部への電波の漏れを抑制することができる。
【００４３】
ここでは、チョーク構造２４，３４について、溝２４Ａ，３４Ａの段数が２段の構成のものを例示したが、２段に限られるものではなく、１段であっても、あるいは、３段以上の多段であってもよい。但し、溝２４Ａ，３４Ａの段数が多い方が、外部への電波の漏れを抑制する効果が大きい。
【００４４】
図３Ｂに、上記の構成の本開示のコネクタ装置における誘電体突起部２５，３５の形状の一例を示す。誘電体突起部２５（３５）は、三次元構造体の形状、例えば図３Ｂに示すように、直方体の形状を有する。直方体形状の誘電体突起部２５（３５）は、導波管２３（３３）の開口端面と樹脂板２１Ａ（３１Ａ）とが接触する面からの高さ、具体的には、樹脂板２１Ａの内面からの高さ（Ｙ方向の寸法）がλ／２に設定される。本例に係る誘電体突起部２５は、各辺（Ｘ方向及びＺ方向）の寸法がλ／２に設定された立方体の突起部となっている。ここで、「λ／２」とは、厳密にλ／２である場合の他、実質的にλ／２である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
【００４５】
尚、誘電体突起部２５（３５）の形状については、樹脂板２１Ａの内面からの高さがλ／２である限りにおいて、立方体を含む直方体に限られるものではなく、他の三次元構造体、例えば円柱であってもよい。そして、三次元構造体が円柱であるとき、その直径については、高さと同じλ／２に設定するようにすればよい。これにより、誘電体突起部２５（３５）について、各辺の寸法がλ／２の直方体（立方体）の場合と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４６】
上述したように、本実施形態に係るコネクタ装置にあっては、導波管２３と導波管３３とを、各開口端を接触又は近接させた状態で樹脂板２１Ａ，３１Ａを介して結合する構成を採っているため、スロットアンテナを用いる無線通信に比べて、外部へ電波が漏れるのを抑制できる。これにより、スロットアンテナを用いる無線通信に比べて、電波の漏れに起因する伝送特性の劣化を抑えることができる。因みに、金属同士が接触する構造のコネクタ装置にあっては、コネクタ装置の錆による接点不良、多数回の着脱による接点摩耗や接続信頼性の低下、防水対応への難しさと言った問題がある。これに対して、本実施形態に係るコネクタ装置にあっては、接触面に金属が露出しない構造であるため、接続信頼性の向上、防水対応が容易である等の利点がある。
【００４７】
また、本実施形態に係るコネクタ装置においては、樹脂板２１Ａ，３１Ａの内面に誘電体突起部２５，３５を設けたことで、次のような作用、効果を得ることができる。すなわち、誘電体突起部２５，３５は、樹脂板２１Ａ，３１Ａの内面からの高さがλ／２であることで、導波管２３，３３を伝搬する電波に対して、共振する帯域の電波だけを通過させるλ／２の共振器を形成する。これにより、導波管２３，３３によってミリ波帯の信号を伝送する際に、導波管２３，３３の開口端面と樹脂板２１Ａ，３１Ａとの接触面での電波の反射を抑制することができる。従って、第１の通信装置２０と第２の通信装置３０との間の伝送特性、より具体的には、電波の反射に起因する導波管２３と導波管３３との間の伝送特性の劣化を抑えることができる。
【００４８】
ここで、樹脂板２１Ａ，３１Ａの内面に誘電体突起部２５，３５を設けない場合と、設けた場合のシミュレーション結果を示す。図４Ａに、誘電体突起部２５，３５を備えないコネクタ装置の断面構造を示し、図４Ｂに、誘電体突起部２５，３５を備えないコネクタ装置の伝送特性を示す。また、図５Ａに、誘電体突起部２５，３５を備えるコネクタ装置の断面構造を示し、図５Ｂに、誘電体突起部２５，３５を備えるコネクタ装置の伝送特性を示す。
【００４９】
このシミュレーションでは、導波管２３，３３として、４．２×２．１［ｍｍ］の内部が空気の矩形導波管（中空導波管）を用いている。また、樹脂板２１Ａ，３１Ａの厚みが０．２［ｍｍ］で、樹脂板２１Ａ，３１Ａ間に厚みが０．１［ｍｍ］の空気層が存在するものとしている。また、誘電体突起部２５，３５については、長さ（導波管２３，３３の開口端面と樹脂板２１Ａ，３１Ａとが接触する面からの高さ）が１．６［ｍｍ］、直径が１．１［ｍｍ］の円柱の突起を用いている。
【００５０】
誘電体突起部２５，３５を備えない図４Ａに示すコネクタ装置の場合には、例えば−１０［ｄＢ］のレベルに着目すると、図４Ｂの伝送特性から明らかなように、反射特性Ｓ１１の帯域が６０〜６７［ＧＨｚ］程度と狭い。また、通過特性Ｓ２１については、６７〜７５［ＧＨｚ］の帯域において反射による損失が大きい。これに対して、誘電体突起部２５，３５を備える図５Ａに示すコネクタ装置の場合には、例えば−１０［ｄＢ］のレベルに着目すると、図５Ｂの伝送特性から明らかなように、反射特性Ｓ１１の帯域が４７〜７７［ＧＨｚ］程度まで広がる。また、通過特性Ｓ２１については、反射による損失が抑えられ、全体的に特性がフラットになる。因みに、狭帯域伝送であれば、樹脂板２１Ａ，３１Ａの内面に誘電体突起部２５，３５が存在しなくても伝送可能である。
【００５１】
［実装例］
ここで、以上に説明した本実施形態に係る通信システム１０において、第１の通信装置２０の送信部２２及び導波管２３、並びに、第２の通信装置３０の受信部３２及び導波管３３の実装例について説明する。これらの実装例については、代表的なものとして、次の２通りが考えられる。
【００５２】
（実装例１）
図６Ａは、第１の通信装置２０及び第２の通信装置３０の実装例１を示す、一部断面を含む側面図である。ミリ波帯の信号を扱う送信部２２及び受信部３２は、ＩＣチップ化され、他の部品等と共に基板２６，３６上に搭載される。送信部２２の出力端及び受信部３２の入力端と、導波管２３，３３の一方の開口端との間には、マイクロストリップライン等の線路２７，３７が介在する。導波管２３，３３は、他方の開口端、即ち、チョーク構造２４，３４側の開口端にて樹脂板２１Ａ，３１Ａに取り付けられる。基板２６，３６とメイン基板（図示せず）との間では、例えばフレキシブル基板２８，３８を介して、ベースバンド信号、電源、制御信号等のやりとりが行われる。そして、実装例１にあっては、基板２６，３６のＩＣチップ（送信部２２及び受信部３２）と同じ面に導波管２３，３３を配置する点を特徴としている。
【００５３】
（実装例２）
図６Ｂは、第１の通信装置２０及び第２の通信装置３０の実装例２を示す、一部断面を含む側面図である。実装例２にあっては、ＩＣチップ（送信部２２及び受信部３２）を搭載した基板２６，３６を、樹脂板２１Ａ，３１Ａに対してＩＣチップと反対側の面が対向するように配置し、当該反対側の面に導波管２３，３３を配置する点を特徴としている。この実装例２の場合には、ＩＣチップ（送信部２２及び受信部３２）側と導波管２３，３３側とは、ビア２９，３９を介して接続されることになる。
【００５４】
［実装例の変形例］
上記の代表的な実装例１，２では、第１の通信装置２０及び第２の通信装置３０を、導波管付きモジュールとしているが、これは一例であり、次のような変形例を採ることも可能である。すなわち、図７及び図８に示すように、導波管２３，３３、樹脂板２１Ａ，３１Ａ、及び、誘電体突起部２５，３５を含むコネクタ装置と、ＩＣチップ（送信部２２及び受信部３２）や基板２６，３６等を含むモジュール部とを分離し、両者をケーブルや導波管などの伝送路４１，４２を介して接続する構成とする。この構成を採ることで、コネクタ装置とモジュール部とを離して配置することができる。図７は、実装例１の変形例を示す、一部断面を含む側面図である。図８は、実装例２の変形例を示す、一部断面を含む側面図である。
【００５５】
＜実施形態の変形例＞
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の技術の要旨の範囲内において、上記の実施形態に種々の変更または改良を加えることが可能である。
【００５６】
［変形例１］
上記の実施形態では、第１の通信装置２０から第２の通信装置３０へ高周波の信号を伝送する一方向（片方向）通信の通信システムに適用した場合を例に挙げて説明したが、双方向通信の通信システムにも適用可能である。具体的には、図９に示すように、例えば２：１の矩形導波管から成る２つの導波管２３，３３の少なくとも一方について、導波路（導波管）、誘電体板（２１Ａ，３１Ａ）、及び、誘電体突起部（２５，３５）から成る構造体を一対設ける。この一対構造体の形成にあたっては、一体形成が好ましい。ここでは、誘電体突起部（２５，３５）が円柱の場合を例示している。このように、導波路、誘電体板、及び、誘電体突起部から成る構造体を一対（２Ｌａｎｅ）設けることで、双方向通信が可能な通信システムを構築することができる。尚、図９に示した数値は一例に過ぎず、これらの数値に限定されるものではない。
【００５７】
［変形例２］
また、２つの導波管２３，３３の少なくとも一方について、断面形状が正方形又は円形の導波管とすることによっても、双方向通信が可能な通信システムを構築することができる。具体的には、２つの導波管２３，３３の少なくとも一方として、図１０に示すような断面形状が正方形の導波管を用いることで、偏波面が大地に対して水平な水平偏波、及び、垂直な垂直偏波（直交偏波）による双方向通信を実現できる。断面形状が円形の導波管を用いる場合には、電波の進行方向に向かって右に回転する右旋円偏波、及び、左に回転する左旋円偏波による双方向通信を実現できる。
【００５８】
［変形例３］
また、上記の実施形態では、誘電体板（樹脂板２１Ａ，３１Ａ）及び誘電体突起部（２５，３５）を送信側の導波管２３及び受信側の導波管３３の双方に設ける場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。但し、送信側の導波管２３への配置は必須である。すなわち、誘電体板及び誘電体突起部を、少なくとも送信側の導波管２３に設けることで、導波管２３の開口端面と誘電体板（樹脂板２１Ａ）との接触面での電波の反射を抑制することができる。また、受信側の導波管３３にも設けることで、電波反射の抑制効果を更に上げることができる。
【００５９】
［変形例４］
また、上記の実施形態では、第１の通信装置２０及び第２の通信装置３０を含む通信システム１０に本開示の技術を適用するとしたが、送信側の通信装置、即ち、第１の通信装置２０に本開示の技術を適用することも可能である。この場合、本開示の通信装置は、導波管２３と、導波管２３の開口端面に設けられた樹脂板（誘電体板）２１Ａと、導波管２３の開口端面と樹脂板２１Ａとが接触する面内における、開口端面の中央部の位置に設けられた誘電体突起部２５と、を備えるコネクタ装置を具備する構成となる。そして、導波管３３を備える他の通信装置（第２の通信装置３０）に対して導波管２３，３３同士の開口端が接触又は近接した状態で高周波の信号を伝送することになる。
【００６０】
＜実施形態に係る通信システムの具体例＞
第１の通信装置２０と第２の通信装置３０との組み合わせとしては、次のような組み合わせが考えられる。但し、以下に例示する組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。尚、第１の通信装置１０と第２の通信装置２０との間の信号の伝送方式については、片方向（一方向）の伝送方式であってもよいし、双方向の伝送方式であってもよい。
【００６１】
第２の通信装置３０が携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機、リモートコントローラなどのバッテリ駆動機器である場合には、第１の通信装置２０は、そのバッテリ充電器や画像処理などを行う、所謂、ベースステーションと称される装置となる組み合わせが考えられる。また、第２の通信装置３０が比較的薄いＩＣカードのような外観を有する装置である場合には、第１の通信装置２０は、そのカード読取／書込装置となる組み合わせが考えられる。カード読取／書込装置は更に、例えば、デジタル記録／再生装置、地上波テレビジョン受像機、携帯電話機、ゲーム機、コンピュータなどの電子機器本体と組み合わせて使用される。
【００６２】
また、携帯端末装置とクレードルとの組み合わせとすることもできる。クレードルは、携帯端末装置に対して充電やデータ転送、あるいは、拡張を行うスタンド型の拡張装置である。図１に示すシステム構成の通信システムにあっては、ミリ波帯の信号の送信を行う送信部２２、導波管２３、樹脂板（誘電体板）２１Ａ、及び、誘電体突起部２５を含む第１の通信装置２０がクレードルとなる。また、ミリ波帯の信号の受信を行う受信部３２、導波管３３、樹脂板（誘電体板）３１Ａ、及び、誘電体突起部３５を含む第２の通信装置２０が携帯端末装置となる。
【００６３】
尚、本開示は以下のような構成をとることもできる。
［１］開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する２つの導波管と、
２つの導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板と、
を備えるコネクタ装置。
［２］導波管の開口端面と誘電体板とが接触する面内における、開口端面の中央部の位置に設けられた誘電体突起部、
を備える上記［１］に記載のコネクタ装置。
［３］誘電体板及び誘電体突起部は、２つの導波管のうち、少なくとも送信側の導波管に設けられている、
上記［２］に記載のコネクタ装置。
［４］少なくとも送信側の導波管は、開口端の周辺にチョーク構造を有する、
上記［３］に記載のコネクタ装置。
［５］チョーク構造は、その溝の深さが、２つの導波管が伝送する高周波の波長の１／４である、
上記［４］に記載のコネクタ装置。
［６］誘電体突起部は、直方体又は円柱の三次元構造体である、
上記［２］から上記［５］のいずれかに記載のコネクタ装置。
［７］誘電体突起部は、導波管の開口端面と誘電体板とが接触する面からの高さが、２つの導波管が伝送する高周波の波長の１／２である、
上記［６］に記載のコネクタ装置。
［８］誘電体突起部は、
三次元構造体が直方体であるとき、各辺の寸法が高周波の波長の１／２であり、
三次元構造体が円柱であるとき、直径が高周波の波長の１／２である、
上記［７］に記載のコネクタ装置。
［９］誘電体板は、導波管を収納する筐体の一部を構成している、
上記［１］から上記［８］のいずれかに記載のコネクタ装置。
［１０］誘電体突起部は、導波管を収納する筐体と一体に形成されている、
上記［９］に記載のコネクタ装置。
［１１］２つの導波管は、断面形状が長方形である、
上記［１］から上記［１０］のいずれかに記載のコネクタ装置。
［１２］２つの導波管は、断面の長辺と短辺との寸法比が２：１である、
上記［１１］に記載のコネクタ装置。
［１３］２つの導波管は、２つの導波管の少なくとも一方は、導波路、誘電体板、及び、誘電体突起部から成る構造体を一対有し、双方向通信が可能な構造となっている、
上記［１１］又は上記［１２］に記載のコネクタ装置。
［１４］一対の構造体は、一体形成されている、
上記［１３］に記載のコネクタ装置。
［１５］２つの導波管の少なくとも一方は、断面形状が正方形又は円形である、
上記［１］から上記［１０］のいずれかに記載のコネクタ装置。
［１６］２つの導波管の少なくとも一方は、
断面形状が正方形であるとき、水平偏波及び垂直偏波による双方向通信が可能であり、  断面形状が円形であるとき、右旋円偏波及び左旋円偏波による双方向通信が可能である、
上記［１５］に記載のコネクタ装置。
［１７］高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
上記［１］から上記［１６］のいずれか１項に記載のコネクタ装置。
［１８］導波管と、
導波管の開口端面に設けられた誘電体板と、
を備えるコネクタ装置を具備し、
導波管を備える他の通信装置に対して導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で高周波の信号を伝送する、
通信装置。
［１９］高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
上記［１８］に記載の通信装置。
［２０］高周波の信号を伝送する導波管を各々が有し、接触又は近接した状態で通信を行う２つの通信装置と、
２つの通信装置の導波管同士を開口端が接触又は近接した状態で接続するコネクタ装置と、
を備え、
コネクタ装置は、
２つの通信装置の導波管の少なくとも一方の開口端面に設けられた誘電体板、
を有する通信システム。
［２１］高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
上記［２０］に記載の通信システム。
【符号の説明】
【００６４】
１０・・・実施形態に係る通信システム、２０・・・第１の通信装置、３０・・・第２の通信装置、２１，３１・・・筐体、２１Ａ，３１Ａ・・・樹脂板（誘電体板）、２２・・・送信部、３２・・・受信部、２３，３３・・・導波管、２４，３４・・・チョーク構造、２５，３５・・・誘電体突起部、２２１・・・信号生成部（信号変換部）、２２２・・・発振器、２２３，３２３・・・乗算器、２２４，３２２，３２４・・・バッファ、３２１・・・信号復元部（信号変換部）
【図１】
2015177499.tif 000003
【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】
2015177499.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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