(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器における高温部と低温部との間の断熱導波路であって、
前記高温部において、第１線路を備えた第１基板と、
前記低温側において、第２線路を備えた第２基板と、
前記各基板を接続する断熱部材であって、前記各線路を接続するインダクタンス成分を有する第３線路を備えた断熱部材と、を具備し、
前記第１基板は前記第１線路と接続する第１キャパシタ部を備え、
前記第２基板は前記第２線路と接続する第２キャパシタ部を備える断熱導波路。
【請求項２】
前記第２基板の温度が前記第１基板の温度と比べて１５０Ｋ以下となるように前記第２基板は冷却されてなる請求項１に記載の断熱導波路。
【請求項３】
前記第２線路の一部又は全部は超伝導材料で構成される請求項１又は２に記載の断熱導波路。
【請求項４】
前記断熱部材は、ガラスクロス積層体、ガラスエポキシ樹脂、ガラスポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂又はフッ素樹脂である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の断熱導波路。
【請求項５】
前記第１キャパシタ部、前記第２キャパシタ部、及び、前記第３線路に含まれるインダクタンス成分とが第１の低域通過フィルタを構成してなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の断熱導波路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の断熱導波路は、複数であり、
前記複数の断熱導波路は、それぞれ、帯域通過フィルタ及び低雑音増幅器に接続されてなる断熱導波路。
【請求項７】
真空容器における高温部と低温部との間の断熱導波路であって、
前記高温部において、第１線路を備えた第１基板と、
前記低温側において、第２線路を備えた第２基板と、
前記各基板を接続する断熱部材であって、前記各線路を接続するインダクタンス成分を有する第３線路を備えた断熱部材と、を具備し、
前記第２基板は前記第２線路と接続する第２キャパシタ部、及び、第１インダクタを備え、
又は、
前記第１基板は前記第１線路と接続する第１キャパシタ部、及び、第２インダクタを備える断熱導波路。
【請求項８】
前記第２基板の温度が前記第１基板の温度と比べて１５０Ｋ以下となるように前記第２基板は冷却されてなる請求項７に記載の断熱導波路。
【請求項９】
前記第２線路の一部又は全部は超伝導材料で構成される請求項７又は８に記載の断熱導波路。
【請求項１０】
前記断熱部材は、ガラスクロス積層体、ガラスエポキシ樹脂、ガラスポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂又はフッ素樹脂である請求項７乃至９のいずれか１項に記載の断熱導波路。
【請求項１１】
前記第１キャパシタ部、前記第２インダクタ、及び、前記第３線路に含まれるインダクタンス成分、
又は、
前記第１キャパシタ部、前記第２インダクタ及び前記第３線路に含まれるインダクタンス成分とが第2の低域通過フィルタを構成してなる請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の断熱導波路。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の断熱導波路は、複数であり、
前記複数の断熱導波路は、それぞれ、帯域通過フィルタ及び低雑音増幅器に接続されてなる断熱導波路。
【請求項１３】
前記請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の断熱導波路と、
前記断熱導波路と接続したアンテナとを備える無線通信装置。
【請求項１４】
前記無線通信装置は、基地局装置又はレーダ装置である請求項１３に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、マイクロ波信号を伝送する断熱導波路と断熱導波路を用いた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導フィルタや低雑音増幅器などのように常温（３００Ｋ（ケルビン）付近）との温度差が１５０Ｋ以上となるような極低温で動作させるデバイスにマイクロ波信号を入力、あるいは、これらのデバイスからマイクロ波信号を出力する際に、常温と極低温との間でマイクロ波を伝送する必要がある。極低温環境を維持するためには、外部からの熱流入を抑制することが望ましいため、熱流入は抑制しつつマイクロ波を低損失で伝送する断熱導波路が必要になる。そのような断熱導波路としては、導波管の途中に空隙を設けた断熱導波路や伝送路に熱伝導率の悪い部材を用いる方法が提案されている。
【０００３】
断熱性の高い信号伝送方法として、導波管を分割し、空隙を空けることにより熱侵入を抑制し、かつ反射板を設けることにより高周波信号の通過特性の悪化を抑え、断熱性と低損失性を両立する方法や、熱伝導率の悪い部材を用いて伝送線路を構成し、高温部と低温部の間に装荷することで、熱侵入を抑制する方法が知られている。
【０００４】
導波管を分割し、空隙を空けることにより熱侵入を抑制し、かつ反射板を設けることにより高周波信号の通過特性の悪化を抑え、断熱性と低損失性を両立した構造を用いる場合、導波管を用いるため構造上の制限により、断面積が大きく、高背であり、小型化に適さないという問題がある。また、導波管の断面積を小さくするためには導波管内部に誘電体を装荷する方法（誘電体装荷型ギャップ導波管）も知られているが、この場合には一般的に金属に比べて放射率の大きい誘電体間の熱輻射によって、熱流入量が増大してしまう。更に、導波路として導波管を用いる場合には、導波管からフィルタや低雑音増幅器などの平面回路系に変換する際に、ミスマッチによって損失が増大する問題もある。
【０００５】
一方、伝送路に熱伝導率の悪い部材を用いて熱侵入を抑制する方法の場合、構造上の制限は導波管構造に比べて少ない。しかしながら、伝送路を構成する部材は、熱伝導性の悪い部材を用いているため、一般に高周波における誘電損失が大きいため信号の通過特性が悪化し、低損失性が悪化してしまう問題がある。また、マイクロストリップやコプレーナ線路を構成する場合、グランド面が必要となるため、このグランド層を通した熱侵入が大きくなってしまう問題がある。このため、超伝導デバイスのように低損失性を特徴とする回路を構成する際に用いると、この伝送路での損失が大きくなってしまい、超伝導の特性を十分用いることができなくなってしまう問題がある。そのため、小型でありながら熱流入量が小さく、マイクロ波の伝送損失も小さい、断熱導波路が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３６４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施形態は、断熱性に優れた断熱導波路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の断熱導波路は、真空容器における高温部と低温部との間の断熱導波路であって、高温部において、第１線路を備えた第１基板と、低温側において、第２線路を備えた第２基板と、各基板を接続する断熱部材であって、各線路を接続するインダクタンス成分を有する第３線路を備えた断熱部材と、を具備し、第１基板は第１線路と接続する第１キャパシタ部を備え、第２基板は前記第２線路と接続する第２キャパシタ部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る断熱導波路の構造の斜視概念図である。
【図２】第１の実施形態に係る断熱導波路の構造の断面概念図である。
【図３】第１の実施形態に係る断熱導波路の等価回路である。
【図４】第１の実施形態に係る断熱導波路の通過特性を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る断熱導波路と参考形態にかかる導波路の挿入損失と熱流入比の関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る断熱導波路の構造の断面概念図である。
【図７】第３の実施形態に係る断熱導波路の構造の斜視概念図である。
【図８】第３の実施形態に係る断熱導波路の構造の断面概念図である。
【図９】第４の実施形態に係る断熱導波路の構造の斜視概念図である。
【図１０】第５の実施形態に係る断熱導波路の構造の斜視概念図である。
【図１１】第５の実施形態に係る断熱導波路の等価回路である。
【図１２】第６の実施形態に係る断熱導波路のブロック図である。
【図１３】第６の実施形態に係る断熱導波路の構造の断面概念図である。
【図１４】第６の実施形態に係る断熱導波路の構造の斜視概念図である。
【図１５】第６の実施形態に係るアイソレーションの計算結果を示すグラフである。
【図１６】第７の実施形態に係る断熱導波路のブロック図である。
【図１７】第８の実施形態に係る断熱導波路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、断熱導波路に関する。第１の実施形態の断熱導波路は、真空容器における高温部と低温部との間の断熱導波路であって、高温部において、第１線路を備えた第１基板と、低温側において、第２線路を備えた第２基板と、各基板を接続する断熱部材であって、各線路を接続するインダクタンス成分を有する第３線路を備えた断熱部材と、を具備し、第１基板は前記第１線路と接続する第１キャパシタ部を備え、第２基板は前記第２線路と接続する第２キャパシタ部を備える。実施形態の断熱導波路では、第１線路を含む第１基板上の信号伝送線路を第１信号伝送線路とし、第２線路を含む第２基板上の信号伝送線路を第２信号伝送線路とし、第３線路を含む断熱部材上の信号伝送線路を第３信号伝送線路とする。第１信号伝送線路と第２信号伝送線路は、第３信号伝送線路で接続される。実施形態の断熱導波路では、第１信号伝送線路、第３信号伝送線路と第２信号伝送線路の有線をマイクロ波が伝送する。なお、実施形態では、１０ＭＨｚから１０ＧＨｚまでの周波数帯をマイクロ波とする。また、導波路の構造としては、マイクロストリップ線路の他に、ストリップ線路、コプレーナ線路といった多様な適した構造とすることができる。なお、下記複数の実施形態において、共通する説明については適宜省略する。
【００１１】
第１の実施形態に関する断熱導波路の構造の斜視概念図を図１に、断面概念図を図２に示す。なお、断熱導波路は、図１では図示しない真空容器１００に収容されている。第１実施形態の断熱導波路は、真空容器１００内に収容された断熱導波路であって、高温側と低温側を有する。断熱導波路の高温側には、第１線路１０１と、第１基板１０３と、第１パッチ電極１０５と、第１グランド層１１０を有する。また、断熱導波路の低温側には、第２線路１０２と、第２基板１０４と、第２パッチ電極１０６と、冷却器１０９と、第２グランド層１１１を有する。そして、高温側の第１基板１０３と低温側の第２基板１０４は、第１断熱部材１０８と、第３線路１０７とで接続される。図１では、第３信号伝送線路１０７を図示するために、第１断熱部材１０８を透明に示している。図１では、基板の裏面側に存在する第１グランド層１１０と第２グランド層１１１の図示を省略している。
【００１２】
図３に第１の実施形態の断熱導波路の等価回路を示す。図３の等価回路は、高温側１２３の入出力端子１２１と、低温側１２４の入出力端子１２２と、第１キャパシタンス１２５と、第１インダクタンス成分１２７と、第２キャパシタンス成分１２６とを有する。第１インダクタンス成分１２７は、第１キャパシタンス成分１２５と第２キャパシタンス成分１２６と接続し、第１キャパシタンス成分１２５と第２キャパシタンス成分１２６は、接地している。第１キャパシタンス成分１２５は、第１パッチ電極１０５と第１グランド層１１０間に形成された第１キャパシタ部のキャパシタンス成分である。第２キャパシタンス成分１２６は、第２パッチ電極１０６と第２グランド層１１１間に形成された第２キャパシタ部のキャパシタンス成分である。第１インダクタンス成分１２７は、第３信号伝送線路のインダクタンス成分である。高温側１２３の入出力端子１２１と、低温側１２４の入出力端子１２２は図１及び図２で図示していない他の部材と接続する端子である。図３の等価回路に示すように、実施形態の断熱導波路は、Ｃ−Ｌ−Ｃの３段低域通過フィルタを構成する。目的のマイクロ波を通過させるために、第３信号伝送線路のインダクタンス成分を決定し、カットオフ周波数を定め、これらの値をもとに、キャパシタ容量を定める。そして、目的のキャパシタ容量になるように、パッチ電極の大きさ等を適宜設計することができる。
【００１３】
（真空容器）
真空容器１００は、少なくとも断熱導波路を収容する真空断熱の容器である。真空容器１００は、断熱導波路が配置される空間内の温度と減圧状態を保つための容器である。真空容器１００は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属部材で構成される。図示はしていないが、真空容器１００内を減圧するためのポンプが真空容器１００に接続され設けられている。真空容器１００内には、図示しない帯域通過フィルタや低雑音信号増幅器等の回路素子が冷却器１０９で冷却された低温側に存在していてもよい。
【００１４】
（第１線路）
第１線路１０１は、高周波信号を伝送し、高温側の第１基板１０３上に存在し、マイクロストリップ線路構造を有する配線である。第１線路１０１と第１パッチ電極１０５とが、第１信号伝送線路を構成する。第１線路１０１は、第１電極パッチ１０５を介して、第３信号伝送線路１０７と電気的に接続する。第１線路１０１は、金属配線であることが好ましい。金属配線としては、銅、金、銀、アルミニウムとニッケル等からなる群から選ばれる金属を少なくとも１種以上含むものが挙げられる。第１線路は、図示しない線路によって、例えば、真空容器１００の外部の高温（常温）の部材と電気的に接続している。
【００１５】
（第２線路）
第２線路１０２は、高周波信号を伝送し、低温側の第２基板１０４上に存在し、マイクロストリップ線路構造を有する配線である。第２線路１０２は、冷却器１０９で冷却されている。第２線路１０２と第２パッチ電極１０６とが、第２信号伝送線路を構成する。第２線路１０２は、第３信号伝送線路１０７と電気的に接続する。第２線路１０２は、常伝導体又は超伝導体を用いることが好ましい。常伝導体としは、第１配線１０１にて挙げた材料を用いることが好ましい。超伝導体としては、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｌａ、Ｔａ，Ｂｉ，Ｓｒ，ＣａとＰｂ等からなる群から選ばれる元素を１種以上含む酸化物超伝導材料を用いることが好ましい。第２線路１０２は、例えば、冷却された図示しない帯域通過フィルタや低雑音信号増幅器など回路素子と電気的に接続する。
【００１６】
（第１基板）
第１基板１０３は、第２基板１０４と空間を介して対向に配置された基板である。第１基板１０３の表面には、第１線路１０１と第１パッチ電極１０５が存在する。第１基板１０３の裏面には、グランド層１１０が存在する。第１基板１０３には、アルミナ等の誘電体基板を用いる。第１基板１０３は、マイクロ波領域での誘電損失の低い基板を用いることが好ましい。
【００１７】
（第２基板）
第２基板１０４は、第１基板１０３と空間を介して対向に配置された基板である。低温側の第２基板１０４は、冷却器１０９で冷却されてなる。第２基板１０４の表面には、第２線路１０１と第２パッチ電極１０６が存在する。第２基板１０４の裏面には、グランド層１１１が存在する。第２線路１０２及び第２パッチ電極１０６が常伝導体である場合、第２基板１０４には、第１基板１０３と同様の誘電体基板を用いることが好ましい。第２線路１０２及び第２パッチ電極１０６が超伝導体である場合、第２基板１０４には、Ａｌ２Ｏ３、 ＭｇＯ、ＬａＡＬＯ３やＳｒＴｉＯ３等の超伝導材料に用いられる基板を用いることが好ましい。第２基板１０４は、マイクロ波領域での誘電損失の低い基板を用いることが好ましい。
【００１８】
（第１パッチ電極）
第１パッチ電極１０５は、高周波信号を伝送し、高温側の第１基板１０３上に存在し、グランドとの間に第２キャパシタ部を形成するためパッチ形状を有する配線である。第１パッチ電極１０５は、第１線路１０１と電気的に接続している。第１パッチ電極１０５と第１グランド層１１０は、誘電体の第１基板１０１を挟むことで、第１キャパシタンス成分１２５を構成する。第１パッチ電極１０５は、第１線路１０１で挙げた材料を用いることが好ましく、第１線路１０１と同じ材料で構成されていることが好ましい。
【００１９】
（第２パッチ電極）
第２パッチ電極１０６は、高周波信号を伝送し、低温側の第２基板１０４上に存在し、グランドとの間に第２キャパシタ部を形成するためパッチ形状を有する配線である。第２パッチ電極１０６は、第２線路１０２と電気的に接続している。第２パッチ電極１０６と第２グランド層１１１は、誘電体の第２基板１０２を挟むことで、第２キャパシタンス成分１２６を構成する。第２パッチ電極１０６は、第２線路１０２で挙げた常伝導又は超伝導材料を用いることが好ましく、第２線路１０２と同じ材料で構成されていることが好ましい。
【００２０】
（第３線路）
第３線路１０７は、高周波信号を伝送し、第１断熱部材１０８上に存在する第３信号伝送線路となる細線である。細線である第３線路１０７は、第１インダクタンス成分１２７として動作する。第３線路１０７は、第１信号伝送線路と第２信号伝送線路と電気的に接続する。第３線路１０７は、第１線路１０１と第２線路１０２と電気的に接続する。実施形態では、高温側と低温側の基板を別基板に分けて、その基板間を第３信号伝送線路で接続することで、基板間の熱伝導を低減するものである。第１線路１０１は、金属配線であることが好ましい。金属配線としては、銅、金、銀、アルミニウムとニッケル等からなる群から選ばれる金属を少なくとも１種以上含むものが挙げられる。第３線路１０７を介して、高温側と低温側の間の熱移動を少なくするために、第３線路１０７の厚さは、５０μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
実施形態の断熱導波路の導体部分は高周波信号が通過するため、できるだけ高周波抵抗の低いものが良い。例えば、本構造では幅０．１５ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍの直方体形状の銅の細線を第３線路１０７として用いることができる。この場合、熱侵入は導体部分を通しても入るため、導体の膜厚は薄く、線路幅は細い方が良い。一方、通過信号の低損失化を考えると、膜厚は通過する高周波信号の表皮深さより厚くする必要がある。例えば、１ＧＨｚの純銅の表皮深さは、２μｍ程度であるため、通過させる信号の周波数帯の表皮深さより厚くし、かつできるだけ薄い膜厚が望まれる。
【００２２】
（第１断熱部材）
第１断熱部材１０８は、第３線路１０７を支持する断熱部材である。第３線路１０７は、低温側と高温側の断熱性のために、細線を用いているために、機械的強度が低い。そこで、第３線路１０７の機械的強度を補うために、第３線路１０７上に第１断熱部材１０８を設けることが好ましい。第１断熱部材１０８は、第１基板１０３の第１信号伝送線路が存在する表面上と、第２基板１０４の第２信号伝送線路が存在する表面上に存在し、第１基板１０３と第２基板１０４を接続する。第１断熱部材１０８は、熱伝導の低い部材であることが好ましい。第１断熱部材１０８としては、ガラスクロス積層体、ガラスポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの絶縁性で1W/(m・K)以下の熱伝導率の低い部材が用いられる。第１断熱部材１０８は、基板面、線路面、又は基板面及び線路面に設けられる。エポキシ系樹脂などの有機系接着剤、無機系接着剤やはんだ等を用いて、第１断熱部材１０８と基板面、パッチ電極面や線路面が接合されることが好ましい。
【００２３】
ここで、低温および高温の基板間を配線のみで接続することで断熱性と高周波信号の通過特性を両立させることも可能であるが、熱侵入を考慮すると導体の断面積はできるだけ狭くする必要があるため、非常に細い金属線で接続した場合、強度が十分に保たれず、振動等で破損してしまう。特に超伝導体などを用いる場合、熱収縮と冷凍機などによる振動が加わるため、金属線のみによる配線では十分な強度が保てない問題がある。そこで、本構造では、支持部材として断熱性の高い断熱部材を用い、そこに細い配線をパターニングすることで強度を保つ構造とする。断熱性の観点から、第３線路１０７はできるだけ細く薄い方がよい。また、高周波信号を通過させるため、高温側と低温側の基板間を細い細線でつなぐだけの場合、その部分での特性インピーダンスが不連続になり信号は反射してしまい、所望の低損失性を実現することができない問題がある。そこで、高温側と低温側の向かい合う端面にキャパシタ部を形成し、図３に示すような等価回路となる低域通過フィルタ型の接続構造を用いることで、断熱性に優れた低損失な導波路を得ることができる。
【００２４】
（冷却器）
冷却器１０９は、低温側の第２基板１０４と熱的に接続し、第２基板１０４を冷却する。冷却器１０９による冷却と、断熱導波路の構造により、第２基板１０４の温度は、第１基板１０３の温度と比べて１５０Ｋ以上低いことが好ましい。例えば、高温超伝導体を第２線路１０２及び第２パッチ電極１０６に用いる場合、低温側は例えば７７Ｋ以下となるため高温側（常温）との温度差が１５０Ｋ以上となるように、冷却を行う。断熱導波路の高い断熱性により、断熱性が優れない導波路に利用する冷却器よりも、冷却能力の低い冷却器１０９を用いることができるという利点がある。低温側の導電材料に超伝導材料を用いた場合や低温側が接続する部材（例えば、帯域通過フィルタ）を超伝導材料にする場合などは、冷却器１０９によって、これらの超伝導材料が超伝導状態になるまで冷却を行う。冷却器１０９は、具体的には、基板面と接続するコールドヘッドとコールドヘッドを冷却する冷凍機とで構成される。
【００２５】
（第１グランド層）
第１グランド層１１０は、第１信号伝送線路のグランド配線である。第１グランド層１１０は、第１基板１０１の第１信号伝送線路が形成された面とは反対側の面に形成されている。第１グランド層１１０の配線形状は、例えば、第１基板１０３の裏面すべてをカバーするように形成される。また、第１グランド層１１０の配線形状は、形成する第１キャパシタ部の容量などを考慮して、設計される。第１グランド層１１０には、第１線路１０１や第１パッチ電極１０５と同様の導電材料が用いられる。
【００２６】
（第２グランド層）
第２グランド層１１１は第２信号伝送線路のグランド配線である。第２グランド層１１１は、第２基板１０２の第２信号伝送線路が形成された面とは反対側の面に形成されている。第２グランド層１１１の配線形状は、例えば、第１基板１０４の裏面すべてをカバーするように形成される。また、第２グランド層１１１の配線形状を、形成する第２キャパシタ部の容量などを考慮して、設計される。第２グランド層１１１には、第２線路１０２や第２パッチ電極１０６と同様の導電材料が用いられる。
【００２７】
実施形態の構成では、低域通過フィルタにて導波路を構成しているため、断熱性を得るための重要な構造は、インダクタ成分を有する第３線路１０７を構成する金属パターンの膜厚および線路の太さと長さとなる。高周波特性を考えると膜厚は表皮深さより厚ければよいため、１００ＭＨｚの純銅では７μｍ，１ＧＨｚにて２μｍ程度有れば良い。従って、約１０μｍ程度の膜厚があれば１００ＭＨｚ以上の周波数帯に対応することができる。実施形態の断熱導波路が伝送する高周波を１００ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下のマイクロ波とすると、配線の幅及び長さ他の要因はあるものの、第３線路１０７の厚さは、典型的には、２μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。
【００２８】
次に、膜厚を一定にすると次に線路の太さと長さを設計する。上記に述べたように３段の低域通過フィルタを必要な周波数帯にカットオフが来るように設定すると、必要なインダクタンスの値は、１００ＭＨｚでは９１．３ｎＨ，１ＧＨｚでは９．１３ｎＨ，１０ＧＨｚでは０．９１３ｎＨとなる。このインダクタンス値を線路幅０．１ｍｍ一定とし構成する場合、必要な長さは、１００ＭＨｚで７０ｍｍ，１ＧＨｚで１０ｍｍ，１０ＧＨｚで１．５ｍｍとなる。その時の熱侵入は、高温部と低温部で２３０Ｋ程度の温度差がある場合、１００ＭＨｚで０．００１Ｗ，１ＧＨｚで０．０１Ｗ，１０ＧＨｚで０．０７Ｗとなる。このように、周波数が高くなると必要なインダクタンス値が小さくなるため、高温部と低温部の間の長さが短くする必要がある。従って、熱侵入が大きくなってしまうため、本構造を用いる場合、特に１０ＧＨｚ以下の周波数帯にて用いる場合、有効性がある。
【００２９】
また、線路幅は太くするとインダクタンス値は小さくなるが、その分、金属部の断面積が大きくなるため熱侵入が増えてしまう問題がある。そのため、数Ｗ程度の冷却能力がある冷凍機を用いることを想定すると、０．３ｍｍ以下程度の線幅を用いる方が良い。例えば、１０ＧＨｚで線幅０．５ｍｍの場合、熱侵入は０．２５Ｗ程度となるため、これを複数用いると数Ｗ程度となってしまう。この場合、熱侵入量は、同軸ケーブルで実現できる範囲にはいってくるため、実施形態のメリットを生かすことができない領域に入ってしまう。また、細線の線幅を細くしすぎると、高温部と低温部の間の長さが長くなりすぎて、断熱性は優れるものの高温部と低温部の間の長い距離のために断熱導波路が大型化してしまう。また、細線の線幅を細くしすぎると、細線の強度が低すぎて、断線しやすくなるという問題も生じてしまう。これらのことから、第３線路１０７の線幅は、０．1ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
例えば、カットオフ周波数が１．５ＧＨｚとなるようなチェビシェフタイプ低域通過フィルタの場合、インダクタンスの値は、５．１４ｎＨ，キャパシタンスの値は、１．３３ｐＦとなるため、その値を実現する構造を基板上に配置する。ここでは、パッチ電極でキャパシタンス成分を、細線でインダクタンス成分を実現している。これにより、低域通過フィルタ型の導波路が容易に実現できるため、高周波信号を低損失に伝送させることができる。
【００３１】
図４に図３の等価回路となる第１の実施形態の断熱導波路構造における周波数特性の電磁界シミュレーションの結果を示す。この結果、１ＧＨｚ以下では高周波信号を低損失に通過させることができる結果を得た。なお、１ＧＨｚにおける損失は約０．０５ｄＢ程度である。また、低域通過フィルタ型の構造であるため、同時に高周波領域を減衰させる効果もあることがわかる。これは、アンプなど高調波が問題になるようなシステムの場合、本構造を用いることで別途フィルタなどを用意することがなくなるもしくはフィルタを減らすことができるため、回路構造の簡易化するのにも有効である。ここで、断熱基板の長さは長くなるほど熱侵入は抑えられるが、インダクタンス値は大きくなる。そのため、低域通過フィルタのカットオフ周波数が２ＧＨｚ以下程度の低い領域では、必要なインダクタン値が大きくなるため、断熱基板の長さを長くし、より熱侵入を減少させることができる。なお、ここで高温側および低温側の基板にはアルミナ基板、電極には銅、断熱基板にはガラスエポキシ基板を用いて計算を行った。
【００３２】
次にこの構造における熱侵入量を一般的な銅製の直径２．２ｍｍの同軸セミリジットケーブルを基準にして計算を行った結果を図５に示す。図中の破線で繋いだ丸シンボルは従来の同軸ケーブル（１０ｃｍ）や導波管など直径や材質を変えた場合に実現可能な、熱侵入と通過損失の値を示している。一方、これらより、断熱性がよく損失が低いものとして、熱伝導率の悪い部材であるガラスエポキシ用いて伝送線路を構成し、高温部と低温部の間に装荷することで、熱侵入を抑制した断熱導波路の熱侵入と損失を四角シンボルで表す。こちらは、熱伝導がケーブルなどと比べ１／１０程度になり断熱性が高くなっている。更に、実施形態の構造（ひし形シンボル）を用いると熱伝導率が従来の１／５０程度と非常に断熱性の高い構造が実現できる結果となった。また、通過損失も０．０５ｄＢとなり、断熱性と低損失性を同時に実現できることがわかる。ここで、高温側や低温側の基板には高周波における誘電正接が小さい誘電体が用いられ、アルミナ・サファイア・ＭｇＯ・ＬａＡｌＯ３など低損失な誘電体基板が用いられる。例えば厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板の場合、一般的に用いられる５０Ωの特性インピーダンスとなる線路幅は、およそ０．４９ｍｍとなる。
【００３３】
以上のことから、本実施形態の断熱導波路は従来技術の問題点であった、小型化、断熱性、マイクロ波損失のすべてに対して優位性を有する断熱導波路であることが明らかである。上記では、基板の１つは高温または常温部におかれ、もう一方は低温部におかれるとしているが、断熱性の観点から考えれば、例えば回路の途中で非常に高温になる部分があり、他の回路との断熱をとりたい場合などにも本手法は有効である。
【００３４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、断熱導波路に関する。図６に第２の実施形態の断熱導波路の断面概念図を示す。図６に示す第２の実施形態の断熱導波路は、第１の実施形態の断熱導波路の変形例であって、高温側の第１グランド側１１０と低温側のグランド層１１１を第４線路１１２を設けた第２断熱部材１１３を用いて接続する構造となっている。グランド側も断熱性のある線路で接続していること以外は、第２の実施形態の断熱導波路と、第１の実施形態の断熱導波路は、同様の構成であり、共通する構成の説明については、省略する。
【００３５】
高周波信号を本構造に入力した場合、グランドが高温側と低温側で大きく離れていると、高い周波数帯の信号を入力した場合に信号がうまく伝われらない問題がある。そこで、インダクタンス部とは別の断熱基板に配置した細線にてグランドができるだけ短くなるように接続することで、周波数が高くなった場合にも信号劣化が少なくなるように信号伝送が可能となる。
【００３６】
第４線路１１２は、第３線路１０７と同様の材料、線径の線路であることが好ましい。また、第２断熱部材１１３は、第１断熱部材１０８と同様の材料で第１断熱部材１０８と同様に、高温側と低温側の基板間の熱移動を妨げるように設けられることが好ましい。なお、冷却器１０９と第２断熱部材１１３は、図示するように離れていてもよいし接続していてもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、断熱導波路に関する。図７に第３実施形態の断熱導波路の斜視概念図を図８に断面概念図示す。第３の実施形態の断熱導波路は、高温側の第１基板１０３と、低温側の第２基板１０４と、第１基板１０２と第２基板１０４を接続する第１断熱部材１０８を第１断熱部材の材料で一体に構成し、グランド側も断熱性に優れた断熱性のある部材上に設けた第４線路１１２で接続した例となる。図７及び図８では、基板に第１断熱部材１０８の材料を用いているために、第１基板１０２、第２基板１０４を第１断熱部材１０８として、示しているが、材料以外の構成については、第３の実施形態と第１の実施形態の第１基板１０２、第２基板１０４は共通する。第１の実施形態の高温側と低温側の基板を第１断熱部材１０８で構成したこと、グランド側の第４線路１１２を設けた以外は、第２の実施形態の断熱導波路と、第１の実施形態の断熱導波路は、同様の構成であり、共通する構成の説明については、省略する。
【００３８】
第１の実施形態の構成では、高温部と低温部の基板には、例えばアルミナ基板のような低損失で熱伝導の良い基板を用いていたが、接続する基板間の距離が非常に短い場合や、周波数が低い場合には、損失の寄与があまり大きくないため、全て断熱性の高い基板上に回路を構成し、一体化して高温部と低温部を接続することが可能となる。そのため、第３の実施形態、高温部と低温部を接続する間となる基板の中央部分を第１の実施形態の第１断熱部材１０８のように狭くし、接続する線路も細くすることでその部分での熱侵入を抑える構造となっている。従って、第１断熱部材１０８の両面に金属パターンをパターニングし、信号伝送部となるインダクタンス部を細くし、その部分の基板を細くする。またグランド側の第４線路１１２も別途断熱部材を設けることなく配線することで、断熱性の高い導波路を簡便に構成することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
第４実施形態は、断熱導波路に関する。図９に、第４の実施形態に係る断熱導波路の構成例を示す斜視概念図を示す。第４の実施形態では、低域通過フィルタ構造を構成するキャパシタやインダクタにチップ部品を用いた場合について示す。図９の概念図の構成では、第１パッチ電極１０５と第２パッチ電極１０６が省かれ、第１線路１０１と、第２線路１０２が第３線路１０７と接続している。さらに、高温側の第１キャパシタ部として、第１線路１０１と接続した第１チップキャパシタ１１４が、低温側の第２キャパシタ部として、第２線路１０２と接続した第２チップキャパシタ１１５が設けられている。
【００４０】
第１チップキャパシタ１１４は、第１基板１０３上の第１電極１１６と第１線路１０１の間に設けられている。第１電極１１６は、第１基板１０１の表面に、第１線路１０１と離間した位置に設けられている。第１基板１０１の表面と裏面を電気的に接続する第１ビア１１８が設けられ、第１ビア１１８は、第１電極１１６と第１グランド層１１０とを電気的に接続して、第１チップキャパシタ１１４が第１線路１０１と第１グランド層１１０に接続されている。なお、第１電極１１６と第１ビア１１８は、第１の実施形態にて説明した第１パッチ電極１０５や第１線路１０１と同様の材料で構成されることが好ましい。
【００４１】
第２チップキャパシタ１１５は、第２基板１０４上の第２電極１１７と第２線路１０２の間に設けられている。第２電極１１７は、第１基板１０２の表面に、第２線路１０２と離間した位置に設けられている。第２基板１０２の表面と裏面を電気的に接続する第２ビア１１９が設けられ、第２ビア１１９は、第２電極１１７と第２グランド層１１１とを電気的に接続して、第２チップキャパシタ１１５が第２線路１０２と第２グランド層１１１に接続されている。なお、第２電極１１７と第２ビア１１９は、第１の実施形態にて説明した第２パッチ電極１０６や第２線路１０２と同様の材料で構成されることが好ましい。
【００４２】
ここで、低温部に配置された第２チップキャパシタ１１５には、低温での容量変化が少ないものを用いる方が良い。ここで、第１の実施形態の断熱導波路と第４の実施形態の断熱導波路とを比べるとキャパシタ部をチップ部品とすることで電極パッチのサイズを小型化することができるため、断熱導波路部分の小型化をする際にはチップ部品等を用いてもよい。また、グランドと設置するビアはインダクタンス成分を持つため、その影響を考慮して容量値を選ぶ必要がある。また、低域通過フィルタのカットオフ周波数をより低くする必要がある場合、第１の実施形態の構造ではパッチ電極のサイズが大きくなりすぎることがあるため、第４の実施形態のようなチップ部品を用いて構造を小型化することが有効である。なお、第３線路１０７の途中や端部にチップインダクタをさらに設けて、断熱導波路のインダクタンス成分の数値を調整することもできる。
【００４３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、断熱導波路に関する。第５の実施形態の断熱導波路は、真空容器における高温部と低温部との間の断熱導波路であって、高温部において、第１線路を備えた第１基板と、低温側において、第２線路を備えた第２基板と、各基板を接続する断熱部材であって、各線路を接続するインダクタンス成分を有する第３線路を備えた断熱部材と、を具備し、第２基板は第２線路と接続する第２キャパシタ部、及び、第１インダクタを備え、又は、第１基板は第１線路と接続する第１キャパシタ部、及び、第２インダクタを備える。
【００４４】
図１０は、第５の実施形態に係る断熱導波路の構成例を示す斜視概念図である。第５の実施形態では、断熱導波路を構成する低域通過フィルタ構造を構成する方法として、高温側の第１キャパシタ部を構成する第１パッチ電極１０５を省き、低温側に第１インダクタ１２０を第２線路１０２と接続するように設けることでＬ−Ｃ−Ｌとなる等価回路を用いた場合について示す。図１１には、第５の実施形態の断熱導波路の等価回路（Ｌ１２７−Ｃ１２６−Ｌ１２８）を示す。
【００４５】
低域通過型フィルタの回路構造としては、図３に示した構造のみではなく図１１に示す構造等を用いても良い。図１１の回路構造では、第１キャパシタ部が存在しないため、第１キャパシタンス成分１２５が無く、グランド間の第２キャパシタンス成分１２６の両端部に第１インダクタンス成分１２７と第２インダクタンス成分１２８が入る構成となる。
【００４６】
第１インダクタ１２０は第２線路１０２と接続し、伝送線路を細くすることで必要なインダクタンス成分を実現している。第１インダクタ１２０には、第２線路１０２と同様の常伝導体又は超伝導材料が用いられる。第５の実施形態では、第２線路１０２、第１インダクタ１２０と第２パッチ電極１０６で第２信号伝送線路を構成し、第１線路１０１が第１信号伝送線路を構成する。
【００４７】
なお、図１０では、Ｌ−Ｃ−Ｌの低域通過型回路を構成するため、図１の低温側に第１インダクタ１２０を設け、高温側の第１キャパシタ部を構成する第１パッチ電極１０５を省いている。そこで、図１０の構成の変形例としては、高温側に第１インダクタ１２０と同様の第２インダクタを第１線路１０１と接続するように設け、低温側の第２キャパシタ部を構成する第２パッチ電極１０６を省いて、第１基板１０１の第２インダクタ、第１基板１０１のキャパシタ部と第３線路１０７のインダクタンス成分でＬ−Ｃ−Ｌの低域通過型回路を構成することができる。図１０の構成の変形例では、第１線路１０１、第２インダクタと第１パッチ電極１０５で第１信号伝送線路を構成し、第２線路１０２が第２信号伝送線路を構成する。
【００４８】
（第６の実施形態）
第６の実施形態は、断熱導波路に関する。図１２に第６の実施形態に係る断熱導波路の構成例を示すブロック図を、図１３に断面概念図を示す。第６の実施形態では、冷却装置を用いるマイクロ波受信システムに断熱導波路を適用した例を示す。第６実施形態では、複数の断熱導波路を含み、複数の断熱導波路はそれぞれ、帯域通過フィルタ及び低雑音増幅器に接続されてなる。図１２及び図１３に示す断熱導波路は、真空容器２０１外にアンテナなどと接続される信号入力ポート２０５と、信号処理回路や後段の低雑音増幅器と接続される出力ポート２１２と、真空容器２０１の外部と内部をつなぐ真空コネクタ２０６、２１１と、真空容器内の高温部２０２、２０４と、断熱導波路２０７、２１０と、低温部２０３に実装された、断熱導波路２０７と２１０の間の帯域通過フィルタ２０８と低雑音増幅器２０９からなり、それぞれの系を複数もつ構成となっている。断熱導波路２０７、２１０には、実施形態の断熱導波路が用いられる。低温部は、冷却器２１３で冷却される。断熱導波路２０７、２１０の冷却器２１３側と、帯域通過フィルタ２０８と、低雑音増幅器２０９は、冷却器２１３で冷却されて低温部となる。高温部側の断熱導波路２０７、２１０は、冷却されていない高温部側の支持基板２１４と２１５上に配置され、真空容器２０１外の高温（常温）の外部装置と接続する、
【００４９】
一般に複数の系を冷却装置に実装する場合、高温部と低温部を接続する部分からの熱侵入により、冷却装置に要求される冷凍能力が非常に大きくなってしまうため、装置が大型化してしまう問題がある。そこで、本断熱導波路を高温部と低温部間に用いることで外部からの熱侵入を大幅に低減することが可能となるため、冷却装置の小型化や低消費電力化が可能となる利点がある。また、本断熱導波路の構成を用いることで低域通過型フィルタの効果を有するため、増幅器の高調波を低減することや帯域通過フィルタの高次モードの通過を低減することも可能となる。また、低温部に帯域通過フィルタと低雑音増幅器を配置し受信機を構成することで、熱雑音を低減することが可能となるため雑音レベルを低下させた高感度受信機を構成することができる。
【００５０】
ここで、帯域通過フィルタや断熱導波路を構成する低温部に配置された基板は、誘電体基板としての絶縁基板（図示略）上に形成された導電性材料でつくることができる。絶縁基板は、裏面にグランド層を有し、表面に線路導体を有する。導電性材料は、銅や金といた金属、ニオブまたはニオブすずといった超電導体、およびＹ系銅酸化物高温超伝電導を含むことが好ましい。超伝導体を導体パターンに用いることで、超伝導状態時に回路の通過損失を大幅に下げることができる。また、基板は、酸化マグネシウム、サファイアまたはアルミン酸ランタンといった、多様の適した材料である。
【００５１】
次に、図１４の斜視概念図に示す隣り合う断熱導波路間におけるアイソレーション特性の計算に用いた構造と、図１５にそのアイソレーション特性の評価結果を示す。複数の系を実装する場合、隣り合う線路間での結合によりアイソレーション特性が劣化する場合がある。図１５に示した構造では、線路間の間隔を約１０ｍｍとした場合のアイソレーション特性を計算した。結果、アイソレーション特性は約６０ｄＢ以上とれる結果となった。線路間に間隔を離すか、金属壁などで覆うことで、さらなる、アイソレーション特性の向上が可能となる。
【００５２】
（第７の実施形態）
第７の実施形態は、無線通信装置に関する。実施形態の断熱導波路は、アンテナと接続される。図１６に第７の実施形態に係る携帯電話用等の基地局装置に使われる無線通信装置の構成例のブロック図を示す。実施形態の無線通信装置は、複数のセクタで構成され、図１６のブロック図では、例として、３セクタの例を示している。無線通信装置は、例えば１２０度で分割した３セクタの構成にて、受信ダイバーシチを用いた構成となっている。基本セクタとなる１セクタは、受信ダイバーシチ用の受信アンテナ３１７と送受共用アンテナ３１８の２系統で構成される。受信アンテナ３１７には、第６の実施形態で示した冷却器を用いた高感度受信機３０１（真空容器）が接続され、その出力部は、基地局装置３２１と接続される。高感度受信機３０１は、真空容器の外部と内部をつなぐ真空コネクタ３０５、３１０、３１１、３１６と、真空容器内の高温部３０２、３０４と、断熱導波路３０６、３０９、３１２、３１５と、低温部３０３に実装された、断熱導波路３０６と３０９の間及び断熱導波路３１２と３１５間の帯域通過フィルタ３０７と低雑音増幅器３０８及び帯域通過フィルタ３１３と低雑音増幅器３１４からなる。断熱導波路３０６、３０９、３１２、３１５には、実施形態の断熱導波路が用いられる。
【００５３】
基地局装置に入力された受信信号は、基地局装置内の低雑音増幅器３２２で信号増幅し、受信信号処理部３２３（ＲＰ）に入力される。一方、送受共用アンテナ３１８から入力された受信信号は、デュプレクサ３１９（ＤＵＰ）を通し、高感度受信機３０１に接続される。この出力は、更にデュプレクサ３１９を通し、基地局装置３２１と接続される。基地局装置に入力された受信信号は、デュプレクサ３２４を通し、基地局装置内の低雑音増幅器３２５で信号増幅し、受信信号処理部３２６に入力される。一方、送信信号は、基地局装置３２１内の送信信号処理部３２８（ＴＰ）から出力された送信信号を、信号増幅器３２７にて増幅し、デュプレクサ３２４を通し受信系と同じ系を通って出力される。この送信信号は、更にデュプレクサ３１９を通し、高感度受信機３０１をバイパスさせ、デュプレクサ３２４により合成されて送受共用アンテナから送信信号が出力される。このように冷却などによる高感度受信機をこのような基地局装置に用いる場合、複数のセクタが必要となるため複数の受信部を同時に冷却する必要がある。そのため、第６の実施形態に用いた構成をこの基地局装置に適応することで、断熱導波路により熱侵入を抑えることができるため、小型な冷却装置を用い、このような複数の系統を同時に冷却するような無線装置に適応することが可能となり、無線装置の高感度化が可能となる。
【００５４】
（第８の実施形態）
第８の実施形態は、無線通信装置のうち、レーダ装置に関する。実施形態の断熱導波路は、アンテナと接続される。図１７は、第８の実施形態の無線通信装置の全体構成を示すブロック図である。無線通信装置は、（ａ）から（ｎ）までの複数のアンテナを有する。第８の実施形態の無線通信装置は、第６の実施形態で示した高感度受信機４０１（真空容器）を有する。無線通信装置は、分配器４１３（ＤＩＳＴ）、各アンテナの送信用移相器４１６（φ）（以下、「送信用移相器４１６」と呼ぶ。）、各アンテナの電力増幅器４１５（以下、「電力増幅器４１５」と呼ぶ。）、各アンテナの送信用帯域通過フィルタ４１４（ＢＰＦ）（以下、「送信用帯域通過フィルタ４１４」と呼ぶ。）、各アンテナの送受信切替器４１２（Ｔ／Ｒ  ＳＷ）（以下、「送受信切替器４１２」と呼ぶ。）、各アンテナ部４１１（以下、「アンテナ部４１１」と呼ぶ。）、各リミッタ４１７（以下、「リミッタ４１７」と呼ぶ。）、各真空コネクタ４０５、４１０（以下、「真空コネクタ４０５、４１０」と呼ぶ。）と、各第１信号伝送断熱導波路４０６（以下、「第１信号伝送断熱導波路４０６」と呼ぶ。）と、各帯域通過フィルタ４０７（以下、「帯域通過フィルタ４０７」と呼ぶ。）と、各低雑音増幅器４０８（以下、「低雑音増幅器４０８」と呼ぶ。）と、各第２信号伝送断熱導波路４０９（以下、「第２信号伝送断熱導波路４０９」と呼ぶ。）と、各受信用移相器４１８（以下、「受信用移相器４１８」と呼ぶ。）、および合成器４１９（ＳＹＮＴＨ）を有する。また、受信用帯域通過フィルタ４０７および低雑音増幅器４０８は、真空断熱容器内に配置され、冷却器等を用いて低温に冷やされる。第１信号伝送断熱導波路４０６および第２信号伝送断熱導波路４０９は、「断熱導波路」の一例である。
【００５５】
第８の実施形態の無線通信装置は、複数のアンテナ部４１１を平面状に配列したアレイアンテナを用いて通信を行う。なお、この無線通信装置は、パッシブ式のアレイアンテナ、またはアクティブ式のアレイアンテナのいずれにも適用可能である。
【００５６】
分配器４１３は、供給された送信信号を、例えば等分に分配して、各送信用移相器４１６に供給する。送信用移相器４１６は、分配器４１３から供給された送信信号の位相を所望の位相に変化させて、送信信号を電力増幅器４１５に供給する。送信用移相器４１６による位相の変化量は、各アンテナ部４１１ごとに設定される。電力増幅器４１５は、送信用移相器４１６から供給された送信信号の振幅を増幅させる。送信用帯域通過フィルタ４１４は、電力増幅器４１５により増幅された送信信号から不要な信号成分を抑圧する。送信用帯域通過フィルタ４１４を通過した送信信号は送受信切替器４１２に供給される。
【００５７】
分配器４１３、送信用移相器４１６、電力増幅器４１５、および送信用帯域通過フィルタ４１４は、アンテナ部４１１から電波として送信信号を送信させる送信部として機能する。
【００５８】
送受信切替器４１２は、サーキュレータまたは同軸スイッチ等を含む。送受信切替器４１２は、信号系統を、リミッタ４１７、受信用帯域通過フィルタ４０７、低雑音増幅器４０８、受信用移相器４１８および合成器４１９を含む受信系統と、分配器４１３、送信用移相器４１６、電力増幅器４１５、および送信用帯域通過フィルタ４１４を含む送信系統との間で切り替える。
【００５９】
アンテナ部４１１は、送受信切替器４１２から送信信号が供給されたことに応じて、電波を空間に放射する。アンテナ部４１１は、空間に放射された電波を受信して受信信号を生成し、送受信切替器４１２に受信信号を供給する。受信信号は、送受信切替器４１２を介してリミッタ４１７に供給される。
【００６０】
リミッタ４１７は、送受信切替器４１２を介して供給された受信信号の信号レベルを制限する。例えば、リミッタ４１７は、受信信号レベルが、後段の低雑音増幅器４０８の飽和レベルより高くなる場合に、信号レベルを制限する。信号レベルが制限された受信信号は、第１信号伝送断熱導波路４０６に供給される。第１信号伝送断熱導波路４０６は、リミッタ４１７から供給された受信信号を受信用帯域通過フィルタ４０７に供給する。受信用帯域通過フィルタ４０７は、第１信号伝送断熱導波路４０６から供給された受信信号に含まれる不要な信号成分を抑圧する。低雑音増幅器４０８は、受信用帯域通過フィルタ４０７を通過した受信信号の振幅を増幅する。低雑音増幅器４０８は、第２信号伝送断熱導波路４０９を通し、増幅された受信信号を受信用移相器４１８に供給する。受信用移相器４１８は、第２信号伝送断熱導波路４０９から供給された受信信号の位相を所望の位相に変化させて、位相を変化させた受信信号を合成器４１９に供給する。受信用移相器４１８による位相の変化量は、アンテナ部４１１ごとに設定される。
【００６１】
合成器４１９には、複数の受信用移相器４１８から受信信号が供給される。合成器４１９は、複数の受信信号をビーム合成して受信ビームとして出力する。
高感度受信機４０１の真空断熱容器内の高温部と低温部との接続には、高周波信号を伝送し、かつ低損失な入出力方法が望まれるが、本実施例の用に複数の入出力部が必要な場合、高周波ケーブル等を用いると熱侵入が大きくなりすぎ、冷却機構が大型化してしまう問題がある。そこで、本発明の断熱導波路を入出力部４０５、４１０の間に用いる。
【００６２】
以上説明した本実施形態によれば、無線通信装置１において複数の入出力部を持つ冷却部に本実施形態の断熱導波路を用いることで熱侵入を抑制し、低損失な伝送路を構成できるため、この部分での損失や雑音指数の改善が可能となり、低温増幅器を用いたフェイズドアレイレーダ等に応用することで、冷却機構の小型化が可能となり、小型で高性能なレーダ装置を実現することができる。
【００６３】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１００…真空容器、１０１…第１線路、１０２…第２線路、１０３…第１基板、１０４…第２基板、１０５…第１パッチ電極、１０６…第２パッチ電極、１０７…第３線路、１０８…第１断熱部材、１０９…冷却器、１１０…第１グランド層、１１１…第２グランド層、１１２…第４線路、１１３…第２断熱部材、１１４…第１チップキャパシタ、１１５…第２チップキャパシタ、１１６…第１電極、１１７…第２電極、１１８…第１ビア、１１９…第２ビア、１２０…インダクタ、１２１…入出力ポート、１２２…入出力ポート、１２３…高温側、１２４…低温側、１２５…第１キャパシタンス成分、１２６…第２キャパシタンス成分、１２７…第１インダクタンス成分、１２８…第２インダクタンス成分、２０１…真空容器、２０１、２０２…高温側、２０３…低温側、２０４…高温側、２０５…入出力ポート、２０６…真空コネクタ、２０７…断熱導波路、２０８…帯域通過フィルタ、２０９…低雑音信号増幅器、２１０…断熱導波路、２１１…真空コネクタ、２１２…入出力ポート、２１３…冷却器、２１４…支持基板、２１５…支持基板、３０１…高感度受信機（真空容器）、３０２…高温部、３０３…低温部、３０４…高温部、３０５…真空コネクタ、３０６…断熱導波路、３０７…帯域通過フィルタ、３０８…低雑音信号増幅器、３０９…断熱導波路、３１０…真空コネクタ、３１１…真空コネクタ、３１２…断熱導波路、３１３…帯域通過フィルタ、３１４…低雑音信号増幅器、３１５…断熱導波路、３１６…真空コネクタ、３１７…受信アンテナ、３１８…送受共用アンテナ、３１９…デュプレクサ（ＤＵＰ）、３２０…デュプレクサ、３２１…基地局装置、３２２…低雑音信号増幅器、３２３…受信信号処理部（ＲＰ）、３２４…デュプレクサ（ＤＵＰ）、３２５…低雑音信号増幅器、３２６…受信信号処理部（ＲＰ）、３２７…信号増幅器、３２８…送信信号処理部（ＴＰ）、４０１…高感度受信機（真空容器）、４０２…高温部、４０３…低温部、４０４…高温部、４０５…真空コネクタ、４０６…断熱導波路、４０７…帯域通過フィルタ、４０８…低雑音信号増幅器、４０９…断熱導波路、４１０…真空コネクタ、４１１…アンテナ、４１２…送受信切替機、４１３…分配器（ＤＩＳＴ）、４１４…帯域通過フィルタ、４１５…信号増幅器、４１６…移相器、４１７…リミッタ、４１８…移相器、４１９…合成器（ＳＹＮＴＨ）
【図１】
0006495790.tif 000002
【図２】
0006495790.tif 000003
【図３】
0006495790.tif 000004
【図４】
0006495790.tif 000005
【図５】
0006495790.tif 000006
【図６】
0006495790.tif 000007
【図７】
0006495790.tif 000008
【図８】
0006495790.tif 000009
【図９】
0006495790.tif 000010
【図１０】
0006495790.tif 000011
【図１１】
0006495790.tif 000012
【図１２】
0006495790.tif 000013
【図１３】
0006495790.tif 000014
【図１４】
0006495790.tif 000015
【図１５】
0006495790.tif 000016
【図１６】
0006495790.tif 000017
【図１７】
0006495790.tif 000018