(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のポスト壁が形成された誘電体基板、及び該誘電体基板を介して互いに対向する第１導体層及び第２導体層を有し、前記一対のポスト壁と前記第１導体層及び前記第２導体層とによって囲まれる領域が導波領域であるポスト壁導波路と、
側壁に形成された開口部を覆うように前記第１導体層が接続され、管内が前記第１導体層に形成された開口を介して前記導波領域に連通する中空方形状の導波管と、
一端が前記開口の内部に配されるよう前記誘電体基板に形成されたブラインドビアと、
前記ブラインドビアの前記一端に接続される柱部材、及び前記柱部材を支持する支持部材を有し、前記柱部材が前記ブラインドビアと同軸となるように前記導波管内に配置されるポール部材と、
を備え、
前記一対のポスト壁は、前記導波領域へ向かって突出するポスト突出部をそれぞれ備える
伝送線路。
【請求項２】
前記ブラインドビア及び前記柱部材は、導電性接続部材によって接続される、請求項１記載の伝送線路。
【請求項３】
前記ブラインドビアの前記一端には、前記ブラインドビアよりも大径であり、前記導電性接続部材が配される第一のランドが形成されており、
前記柱部材の前記ブラインドビア側に配置される一端には、前記柱部材よりも大径であり、前記導電性接続部材が配される第二のランドが形成されている、
請求項２記載の伝送線路。
【請求項４】
前記導電性接続部材は、表面にハンダ層が形成された球状部材である、請求項２又は請求項３記載の伝送線路。
【請求項５】
前記ブラインドビアは、前記開口側から前記誘電体基板の途中まで形成された孔の内壁に沿って形成され、有底の円筒形状を有する、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項６】
前記第１導体層上において、前記支持部材を複数箇所で支持する複数のバンプを備える、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項７】
前記支持部材は、前記導波管の軸方向に直交する方向の長さが、前記導波管の軸方向における長さよりも短い直方体形状である、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項８】
前記導波管の軸方向は、前記ポスト壁導波路の前記導波領域が延びる方向と同じ方向である、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項９】
前記各ポスト壁は、間隔を空けて配列された複数の導体ポストを備え、前記導波領域に向けて変位した前記複数の導体ポストの一部の導体ポストによって、前記ポスト突出部が形成されている請求項１から請求項８の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項１０】
前記各ポスト壁は、間隔を空けて配列された複数の導体ポストを備え、前記複数の導体ポストに隣接する他の導体ポストによって前記ポスト突出部が形成されている請求項１から請求項８の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項１１】
前記導波領域は所定の方向に延びて形成され、前記一対のポスト壁における前記ポスト突出部が、前記所定の方向において同等の位置に配置される請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の伝送線路。
【請求項１２】
前記導波領域の前記所定の方向における端部から前記ポスト突出部までの距離は、前記伝送線路を伝送される信号の管内波長に基づいて設定される請求項１１記載の伝送線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送線路に関する。
本願は、２０１６年８月２６日に、日本に出願された特願２０１６−１６５７７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波帯（０．３〜３０［ＧＨｚ］）からミリ波帯（３０〜３００［ＧＨｚ］）の高周波信号を伝送する伝送線路として、導波管が用いられている。また、近年では、このような高周波信号を伝送する伝送線路として、ポスト壁導波路（ＰＷＷ：Post-Wall Waveguide）も用いられている。ポスト壁導波路は、誘電体基板の両面に形成された一対の導体層と、誘電体基板を貫通するよう形成された複数の導体ポストが２列に配列されてなる一対のポスト壁とによって形成される方形状の導波路である。【０００３】
上述した導波管及びポスト壁導波路は、単体で使用されることもあるが、組み合わせて使用されることもある。例えば、通信モジュールにおいては、送受信回路とアンテナとの間における伝送線路として、導波管とポスト壁導波路とが組み合わされた伝送線路が用いられる。このような通信モジュールでは、例えば送受信回路から出力される高周波信号は、ポスト壁導波路によって伝送された後に導波管に導かれ、導波管によって伝送された後にアンテナから送信される。【０００４】
以下の特許文献１〜７には、種類の異なる伝送線路が組み合わされた従来の伝送線路が開示されている。例えば、以下の特許文献１〜５には、導波管とポスト壁導波路とが組み合わされた従来の伝送線路が開示されている。以下の特許文献６には、導波管とプリント基板とが組み合わされた従来の伝送線路が開示されている。以下の特許文献７には、マイクロストリップ線路とポスト壁導波路とが組み合わされた従来の伝送線路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特許第５８８５７７５号公報
【特許文献２】日本国特開２０１５−８０１００号公報
【特許文献３】日本国特開２０１５−２２６１０９号公報
【特許文献４】日本国特開２０１２−１９５７５７号公報
【特許文献５】日本国特許第４３９５１０３号公報
【特許文献６】日本国特許第４６７７９４４号公報
【特許文献７】日本国特許第３４６４１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年においては、Ｅバンド（７０〜９０［ＧＨｚ］帯）を利用した通信が注目されている。このような通信では、例えばダイプレクサ（アンテナに接続されて２つの周波数域を分離する３ポートのフィルタ素子）のコモンポート（アンテナ接続端子）には、７１〜８６［ＧＨｚ］帯の広帯域の高周波信号が入出力される。従って、このような高周波信号を伝送する伝送線路には、７１〜８６［ＧＨｚ］帯の広帯域に亘って反射損失が低いこと（例えば、反射損失が−１５［ｄＢ］以下であること）が要求される。【０００７】
ここで、例えば上述した特許文献１に開示された伝送線路（導波管とポスト壁導波路とが組み合わされた伝送線路）は、反射損失が低くなる帯域が、例えば５７〜６７［ＧＨｚ］帯である。このように、上述した特許文献１に開示された伝送線路では、反射損失が低くなる帯域が１０［ＧＨｚ］程度であり、上述した７１〜８６［ＧＨｚ］帯という広帯域に亘る高周波信号を伝送するには、帯域が不十分であるという問題がある。【０００８】
また、上述した特許文献１に開示された伝送線路は、ポスト壁導波路を構成する誘電体基板に対して導波管が垂直に取り付けられた構成であり、ポスト壁導波路と導波管との間で高周波信号の伝送方向が直交するようにされている。このため、上述した特許文献１に開示された伝送線路は、例えば導波管に外力が加わると、モーメントが発生してポスト壁導波路に対する導波管の取り付け箇所に大きな力が作用する。ポスト壁導波路をなす誘電体基板が、ガラス等の脆い材料で形成されている場合には、強度面での問題がある。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、広帯域に亘って反射損失が低い強固な伝送線路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】
【００１０】
本発明の一態様に係る伝送線路は、一対のポスト壁が形成された誘電体基板、及び該誘電体基板を介して互いに対向する第１導体層及び第２導体層を有し、前記一対のポスト壁と前記第１導体層及び前記第２導体層とによって囲まれる領域が導波領域であるポスト壁導波路と、側壁に形成された開口部を覆うように前記第１導体層が接続され、管内が前記第１導体層に形成された開口を介して前記導波領域に連通する中空方形状の導波管と、一端が前記開口の内部に配されるよう前記誘電体基板に形成されたブラインドビアと、前記ブラインドビアの前記一端に接続される柱部材、及び前記柱部材を支持する支持部材を有し、前記柱部材が前記ブラインドビアと同軸となるように前記導波管内に配置されるポール部材と、を備える。
上記一態様において、前記ブラインドビア及び前記柱部材は、導電性接続部材によって接続されていてもよい。
上記一態様において、前記ブラインドビアの前記一端には、前記ブラインドビアよりも大径であり、前記導電性接続部材が配される第一のランドが形成されており、前記柱部材の前記ブラインドビア側に配置される一端には、前記柱部材よりも大径であり、前記導電性接続部材が配される第二のランドが形成されていてもよい。
上記一態様において、前記導電性接続部材は、表面にハンダ層が形成された球状部材であってもよい。
上記一態様において、前記ブラインドビアは、前記開口側から前記誘電体基板の途中まで形成された孔の内壁に沿って形成され、有底の円筒形状を有していてもよい。
上記一態様において、前記第１導体層上において、前記支持部材を複数箇所で支持する複数のバンプを備えていてもよい。
上記一態様において、前記支持部材は、前記導波管の軸方向に直交する方向の長さが、前記導波管の軸方向における長さよりも短い直方体形状であってもよい。
上記一態様において、前記導波管の軸方向は、前記ポスト壁導波路の前記導波領域が延びる方向と同じ方向であってもよい。
上記一態様において、前記一対のポスト壁は、前記導波領域へ向かって突出するポスト突出部をそれぞれ備えていてもよい。
上記一態様において、前記各ポスト壁は、間隔を空けて配列された複数の導体ポストを備え、前記導波領域に向けて変位した前記複数の導体ポストの一部の導体ポストによって、前記ポスト突出部が形成されていてもよい。
上記一態様において、前記各ポスト壁は、間隔を空けて配列された複数の導体ポストを備え、前記複数の導体ポストに隣接する他の導体ポストによって前記ポスト突出部が形成されていてもよい。
上記一態様において、前記導波領域は所定の方向に延びて形成され、前記一対のポスト壁における前記ポスト突出部が、前記所定の方向において同等の位置に配置されていてもよい。
上記一態様において、前記導波領域の前記所定の方向における端部から前記ポスト突出部までの距離は、前記伝送線路を伝送される信号の管内波長に基づいて設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の上記態様によれば、ポスト壁導波路の第１導体層に形成された開口を介して、導波管の管内とポスト壁導波路の導波領域とが連通するようにポスト壁導波路と導波管とが接続され、ポスト壁導波路の誘電体基板には、一端が上記開口の内部に配されたブラインドビアが形成され、導波管の管内には、導体柱がブラインドビアと同軸となるように配置されたポール部材が設けられている。これにより、広帯域に亘って反射損失が低い強固な伝送線路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態による伝送線路の要部構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図２中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図５】図２のブラインドビア及びポール部材を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態におけるブラインドビアの構成例を示す断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態におけるブラインドビアの構成例を示す断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態による伝送線路の第１変形例を示す側面図である。
【図９】本発明の第一実施形態による伝送線路の第２変形例を示す断面図である。
【図１０】図２中のＣ−Ｃ線矢視断面図に相当する第二実施形態の断面図である。
【図１１】図２中のＣ−Ｃ線矢視断面図に相当する第二実施形態の変形例の断面図である。
【図１２】実施例１に係る伝送線路によって伝送される高周波信号の電界強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】実施例に係る伝送線路の反射特性及び透過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】実施例２に係る伝送線路の反射特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の第一実施形態による伝送線路について詳細に説明する。尚、以下では理解を容易にするために、図中に設定したＸＹＺ直交座標系（原点の位置は適宜変更する）を必要に応じて参照しつつ各部材の位置関係について説明する。また、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、必要に応じて各部材の寸法を適宜変えて図示している。
【００１４】
図１は、本発明の第一実施形態による伝送線路の要部構成を示す斜視図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。これら図１〜図３中のＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸が伝送線路１の長手方向（前後方向）に設定されており、Ｙ軸が伝送線路１の幅方向（左右方向）に設定されており、Ｚ軸が伝送線路１の高さ方向（上下方向）に設定されている。
【００１５】
図１〜図３に示す通り、伝送線路１は、ポスト壁導波路１０、導波管２０、ブラインドビア３０、及びポール部材４０を備えており、伝送線路１の長手方向（Ｘ方向）に沿って高周波信号を伝送する。尚、本実施形態では、理解を容易にするために、伝送線路１が、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かう方向に高周波信号を伝送する場合を例に挙げて説明するが、伝送線路１は、＋Ｘ側から−Ｘ側に向かう方向に高周波信号を伝送することも可能である。
また、伝送線路１によって伝送される高周波信号は、例えばＥバンド（７０〜９０［ＧＨｚ］帯）の高周波信号である。
【００１６】
ポスト壁導波路１０は、誘電体基板１１、第１導体層１２ａ、第２導体層１２ｂ、及びポスト壁１３を備えており、第１導体層１２ａ及び第２導体層１２ｂと、ポスト壁１３とによって囲まれる領域を導波領域Ｇとする導波路である。誘電体基板１１は、例えばガラス、樹脂、セラミックス、又はこれらの複合体等の誘電体で形成された平板状の基板である。誘電体基板１１は、その厚み方向がＺ軸と平行するように配置されている。第１導体層１２ａ及び第２導体層１２ｂは、例えば、銅、アルミニウム等の金属、又はこれらの合金等の導電体によって誘電体基板１１の上面及び底面にそれぞれ形成された薄膜層であり、誘電体基板１１を介して互いに対向するように配置されている。尚、これら第１導体層１２ａ及び第２導体層１２ｂは、接地（グランド）電位となるように外部と接続可能である。第１導体層１２ａは＋Ｚ側に、第２導体層１２ｂは−Ｚ側に配置されている。
【００１７】
ポスト壁１３は、誘電体基板１１を貫通して第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂとの間を接続するように形成された複数の導体ポストＰを配列することによって形成される壁部材である。ここで、導体ポストＰは、例えば誘電体基板１１を厚み方向（Ｚ軸に沿う方向）に貫通する孔部（スルーホール）に、銅等の金属めっきを施すことによって形成される。尚、ポスト壁導波路１０は、プリント回路基板（ＰＣＢ：Print Circuit Board）のような両面銅張積層板を加工して作製することもできる。
【００１８】
図４は、図２中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。図４に示すように、ポスト壁１３は、ポスト壁導波路１０の長手方向（Ｘ方向）に平行に延びる一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂと、ポスト壁導波路１０の幅方向（Ｙ方向）に延びる第２ポスト壁１３ｃ（ショート壁）とを有する。一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂは、複数の導体ポストＰが幅方向に予め規定された間隔をもって長手方向に沿って２列に配列されることによって形成されている。すなわち、第１ポスト壁１３ａは、Ｘ方向に並ぶ複数の導体ポストＰによって形成され、第１ポスト壁１３ｂは、第１ポスト壁１３ａとＹ方向に異なる位置で、Ｘ方向に並ぶ複数の導体ポストＰによって形成されている。第２ポスト壁１３ｃは、一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂの＋Ｘ側の端部の間に、複数の導体ポストＰが１列に配列されることによって形成されている。
【００１９】
前述の通り、ポスト壁導波路１０では、第１導体層１２ａ及び第２導体層１２ｂと、ポスト壁１３とによって囲まれる領域が導波領域Ｇである。このため、ポスト壁１３を構成する複数の導体ポストＰの間隔は、導波領域Ｇを伝播する高周波信号が、ポスト壁導波路１０の外部に漏洩しない間隔に設定される。例えば、互いに隣り合う導体ポストＰの間隔（中心間距離）（第１ポスト壁１３ａにおける隣り合う導体ポストＰの間隔、第１ポスト壁１３ｂにおける隣り合う導体ポストＰの間隔、第２ポスト壁１３ｃにおける隣り合う導体ポストＰの間隔）は、導体ポストＰの直径の２倍以下に設定されるのが望ましい。また、導波領域Ｇは、Ｘ方向に延びている。
【００２０】
ここで、ポスト壁導波路１０の一部を構成する第１導体層１２ａには、例えば平面視形状が円形形状の開口Ｈが形成されている。尚、開口Ｈの平面視形状は、円形形状以外の形状（例えば、矩形形状，多角形形状）であっても良い。この開口Ｈは、一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂのＹ方向の間であって、第２ポスト壁１３ｃから−Ｘ側に予め規定された距離だけ離間した位置に形成されている。尚、開口Ｈは、幅方向における一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂの各々との距離（Ｙ方向の距離）が等しくなる位置に形成されているのが望ましい。
【００２１】
導波管２０は、上下一対の広壁（側壁）２１ａ，２１ｂ、左右一対の狭壁（側壁）２１ｃ，２１ｄ、及び一端部（−Ｘ側の端部）における狭壁２１ｅを備え、Ｘ方向に延びる中空方形状の部材である。導波管２０は、その一端部において広壁２１ｂが切り欠かれており、広壁２１ｂには開口部ＯＰ（図２，図３参照）が形成されている。例えば、広壁２１ｂは、幅方向の中央部においてポスト壁導波路１０の幅と同程度の幅をもって切り欠かれており、長手方向には第１導体層１２ａに形成された開口Ｈ及びポール部材４０を少なくとも管内に収容可能な長さの分だけ切り欠かれており、上下方向には少なくとも導波管２０の管内が外部に露出するように切り欠かれている。
【００２２】
導波管２０には、広壁２１ｂに形成された開口部ＯＰを覆い、且つ導波管２０の軸方向とポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向とが同じ方向となるように、ポスト壁導波路１０の第１導体層１２ａが接続されている。これにより、導波管２０は、ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向と同じ方向（Ｘ方向）に延び、第１導体層１２ａに形成された開口Ｈを介してポスト壁導波路１０の導波領域Ｇに連通した状態になっている。なお、導波管２０の軸方向とは、導波管２０の長手方向に平行な方向をいい、本発明での「側壁」とは、導波管２０の長手方向に沿う壁部をいう。
【００２３】
具体的に、ポスト壁導波路１０は、図２に示す通り、端部（第２ポスト壁１３ｃに近接する端部）が広壁２１ｂに当接し、第１導体層１２ａが広壁２１ｂの内壁と面一になるように導波管２０に取り付けられる。ポスト壁導波路１０の第１導体層１２ａは、図２及び図３に示す通り、導波管２０の左右一対の狭壁２１ｃ，２１ｄと一端部における狭壁２１ｅとによって、開口Ｈの三方が取り囲まれるように狭壁２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにハンダ付けされる。
【００２４】
導波管２０の管内の幅は、図３に示す通り、一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂの間隔よりも僅かに広く設定されており、導波管２０の内面のうち下方に対向する面の高さは、図２，図３に示す通り、後述するポール部材４０の高さ（正確には、導電性接続部材５０を含めた高さ）よりも高く設定されている。すなわち、導波管２０の上記内面のうち下方に対向する面とポール部材４０の上端との間には隙間が形成されている。また、上述の通り、狭壁２１ｅが第１導体層１２ａにハンダ付けされていることから、導波管２０の管内は、狭壁２１ｅから＋Ｘ方向に延びるように形成されている。尚、導波管２０の管内の幅及び高さは、伝送線路１の所望の特性に応じて適宜設定される。
【００２５】
ブラインドビア３０は、第一端（一端）が第１導電体層１２ａの開口Ｈの内部（径方向内側）に配され、第二端が誘電体基板１１の内部に配されるように形成された上下方向に延びるビアである。ブラインドビア３０は、第一端が開口Ｈの中心部に配されるよう形成されているのが望ましいが、中心部から僅かにずれていてもよい。ブラインドビア３０の長さは、厳密に予め規定された長さに設定されている。図５は、本発明の第一実施形態におけるブラインドビア及びポール部材を拡大して示す断面図である。尚、図５は、図２の一部を拡大した図である。
【００２６】
図５に示す通り、ブラインドビア３０の第一端には、ブラインドビア３０よりも大径のランドＬ１（第一のランド）が形成されている。このランドＬ１の上部には、ポール部材４０の接続に用いられる導電性接続部材５０が配される。ランドＬ１は、導電性接続部材５０との接触面積を増大させて、ポール部材４０との接続強度を高めるために設けられる。上述のブラインドビア３０及びランドＬ１は、例えばポスト壁導波路１０に形成された導体ポストＰと同様に、例えば、誘電体基板１１の一部に対して銅等の金属めっきを施すことによって形成される。尚、ランドＬ１と第１導体層１２ａとの間には、円形リング形状を有するアンチパッドＡＰが形成される。
【００２７】
図６及び図７は、本発明の第一実施形態におけるブラインドビアの構成例を示す断面図である。ブラインドビア３０は、図６に示す通り、例えば開口Ｈ側から誘電体基板１１の厚さ方向の途中まで形成された孔１１ａの内壁に沿って形成され、有底の円筒形状を有する部材である。
或いは、ブラインドビア３０は、図７に示す通り、例えば開口Ｈ側から誘電体基板１１の厚さ方向の途中まで形成された孔１１ａを埋めるように形成された円柱形状の部材である。
【００２８】
ブラインドビア３０は、図６及び図７の何れの構成であっても、ランドＬ１とともに形成される。また、ブラインドビア３０は、図６及び図７の何れの構成であっても、孔１１ａの内壁に下地層（チタンやタングステン等で形成された下地層）を形成してから形成される。図６及び図７では下地層の図示を省略している。尚、ブラインドビア３０の形状は、有底の円筒形状（或いは、円柱形状）以外の形状（例えば、四角筒形状、四角柱形状）であっても良い。
【００２９】
図５に示すように、ポール部材４０は、導体柱４１（柱部材）及び支持部材４２を備える直方体形状の部材であり、導体柱４１がブラインドビア３０と同軸となるように、導波管２０の管内に配置される。導体柱４１は、例えば銅、アルミニウム等の金属、又はこれらの合金等によって形成される。導体柱４１は、径がブラインドビア３０と同径（或いは、同程度の径）に形成された円柱形状又は円筒形状の部材であり、導電性接続部材５０によってブラインドビア３０に接続される。
導体柱４１の長さは、ブラインドビア３０と同様に、厳密に予め規定された長さに設定されている。尚、導体柱４１の形状は、円柱形状又は円筒形状以外の形状（例えば、四角柱形状又は四角筒形状）であっても良い。
【００３０】
図５に示す通り、導体柱４１の一端（ブラインドビア３０側に配置される一端（下端））には、導体柱４１よりも大径のランドＬ２（第二のランド）が形成されている。ランドＬ２の底部には、ブラインドビア３０との接続に用いられる導電性接続部材５０が配される。ランドＬ２は、ランドＬ１と同径（或いは、同程度の径）であり、導電性接続部材５０との接触面積を増大させて、ブラインドビア３０との接続強度を高めるために設けられる。
【００３１】
支持部材４２は、ガラス又は樹脂等によって形成された直方体形状の部材であり、導体柱４１を支持するとともに、導体柱４１の実装（ポスト壁導波路１０上への実装）を容易にするために設けられる。上述の導体柱４１は、例えば支持部材４２の中心（重心）を通るように、支持部材４２内に埋め込まれている。導体柱４１は、ランドＬ２が形成された端部を除いて、全体が支持部材４２の内部に埋め込まれている。つまり、支持部材４２は、導体柱４１のランドＬ２が形成された端部を除いて、導体柱４１を取り囲むように設けられている。導体柱４１の長さは、支持部材４２の上下方向の長さよりも小さい。よって導体柱４１の上端は、支持部材４２の上面よりも下方に位置している。
【００３２】
ここで、支持部材４２は、幅方向（Ｙ方向）における長さが長手方向（導波管２０の軸方向）における長さよりも短く構成されているのが望ましい。これは、以下の理由による。つまり、導波管２０の管内を伝播する高周波信号は、導波管２０の左右一対の狭壁２１ｃ，２１ｄによって反射されながら長手方向（導波管２０の軸方向）に伝播する。高周波信号は、支持部材４２の内部を伝播するときは、導波管２０の管内を伝播するときに比べて波長が短くなる。そのため、支持部材４２の幅方向における長さが長いと、余計な位相回転が生じて悪影響が生ずることがある。このような余計な位相回転を極力少なくするために、支持部材４２は、幅方向における長さが長手方向における長さよりも短いのが望ましい。
【００３３】
導電性接続部材５０は、ブラインドビア３０とポール部材４０の導体柱４１とを接続するために用いられる部材である。具体的に、導電性接続部材５０は、ブラインドビア３０と導体柱４１とを電気的に接続し、且つブラインドビア３０の第一端と導体柱４１の上記一端とを固着するために用いられる。この導電性接続部材５０としては、例えばハンダ、銀ペースト等の導電性接着剤、表面にハンダ層が形成された球状部材（例えば、銅製の球状部材）等を用いることができる。
【００３４】
ここで、図６に示す構成のブラインドビア３０の場合に、導電性接続部材５０として例えばハンダを用いると、加熱により溶融したハンダがブラインドビア３０の内部に流れ込んでしまい、接続不良が生ずる可能性がある。そこで、図６に示す構成のブラインドビア３０の場合には、ブラインドビア３０の内径よりも大きな径を有する上記の球状部材を用いることが望ましい。このような接続部材を用いれば、ブラインドビア３０の第一端（上端）に球状部材が留まった状態で、球状部材の表面に形成されたハンダによって球状部材がブラインドビア３０の一端にハンダ付けされるため、上述した接続不良が防止される。
【００３５】
上記構成における伝送線路１において、−Ｘ側からポスト壁導波路１０に導かれた高周波信号は、ポスト壁導波路１０の第１導体層１２ａ及び第２導体層１２ｂと、ポスト壁１３（一対の第１ポスト壁１３ａ，１３ｂ）とによって囲まれる導波領域Ｇを−Ｘ側から＋Ｘ側に向かう方向に伝播する。ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇを伝播する高周波信号がブラインドビア３０の形成位置に達すると、高周波信号は、ブラインドビア３０と導電性接続部材５０によって接続されたポール部材４０とを介して導波管２０の管内に導かれる。ポール部材４０に導かれた高周波信号は、導波管２０の管内においてポスト壁導波路１０より突出した状態に配置された導体柱４１から導波管２０の管内に放射され、導波管２０の管内を−Ｘ側から＋Ｘ側に向かう方向に伝播する。
【００３６】
以上の通り、本実施形態では、ポスト壁導波路１０の第１導体層１２ａに形成された開口Ｈを介して、導波管２０の管内とポスト壁導波路１０の導波領域Ｇとが連通するようにポスト壁導波路１０と導波管２０とが接続されている。そして、ポスト壁導波路１０の誘電体基板１１には、第一端が開口Ｈの内部に配されたブラインドビア３０が形成されており、導波管２０の管内には、導体柱４１及び支持部材４２を有し、導体柱４１がブラインドビア３０と同軸となるように形成されたポール部材４０が配置されている。
【００３７】
ここで、誘電体基板１１に形成されたブラインドビア３０は、ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇを伝播する高周波信号のモードを一旦解除してから、ポスト壁導波路１０の外部（導波管２０の管内）に導く機能を担っていると考えられる。また、導波管２０の管内において突出した状態に配置された導体柱４１は、ブラインドビア３０によってポスト壁導波路１０の外部に導かれた高周波信号の、導波管２０内におけるモードを形成するための起点としての機能を担っていると考えられる。これらの機能により、本実施形態では、広帯域に亘って反射損失を低くすることができると考えられる。
【００３８】
また、本実施形態では、導波管２０の軸方向とポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向とが同じ方向となるように、ポスト壁導波路１０の第１導体層１２ａと導波管２０とが接続されている。このため、例えばポスト壁導波路１０及び導波管２０の底部（−Ｚ側に位置するそれぞれの底部）を図示しない支持部によって支持するようにすれば、従来の構成（ポスト壁導波路をなす誘電体基板に対して導波管が垂直に取り付けられた構成）よりも導波管２０とポスト壁導波路１０とを強固に保持することができる。
【００３９】
以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、以下の第１〜第４変形例が考えられる。
【００４０】
〈第１変形例〉
図８は、本発明の第一実施形態による伝送線路の第１変形例を示す断面図である。尚、図８においては、図５に示した部材と同じ部材には同一の符号を付してある。上述した実施形態では、ポール部材４０は、ポスト壁導波路１０上において導電性接続部材５０のみによって支持されている構成であった。しかしながら、ポール部材４０は、図８に示す通り、ポスト壁導波路１０上において、複数箇所で支持されていても良い。
【００４１】
図８に示す通り、本変形例では、ポール部材４０の一部を構成する支持部材４２の底部の四隅にランドＬ２０が形成されている。このランドＬ２０は、例えば、上記底部に銅等の金属めっきを施すことによって形成されており、例えば平面視形状が円形形状の部材である。尚、ランドＬ２０の平面視形状は、円形形状以外の形状（例えば、四角形状）であっても良い。
【００４２】
また、ポスト壁導波路１０上には４つのランドＬ１０が形成されている。これらランドＬ１０は、導体柱４１がブラインドビア３０と同軸となるように、ポール部材４０がポスト壁導波路１０上に配置された状態において、ランドＬ２０の各々に上下方向で対向する位置に形成されている。ランドＬ１０は、例えばランドＬ２０と同じ材質によって形成され、ランドＬ２０と同じ形状の部材である。尚、ランドＬ１０は、ランドＬ２０と異なる材質に形成されていても良く、ランドＬ２０と異なる形状であってもよい。
【００４３】
対向するランドＬ１０とランドＬ２０との間には、それぞれバンプＢＰが設けられている。バンプＢＰは、ポスト壁導波路１０上において、ポール部材４０の底部を支持する球形状の部材である。バンプＢＰとしては、例えば球形状のハンダ（所謂、ハンダボール）、或いは導電性接続部材５０と同様に、表面にハンダ層が形成された球状部材等を用いることができる。尚、バンプＢＰの形状は、球形状以外の形状であっても良い。
【００４４】
尚、図８に示すポール部材４０では、導体柱４１が支持部材４２の底面から上面まで延びるように形成されており、支持部材４２の上面には、導体柱４１よりも大径のランドＬ３が形成されている。ランドＬ３は、支持部材４２の底面に形成されたランドＬ２と同じ材質によって形成され、ランドＬ２と同じ形状の部材である。尚、ランドＬ３は、ランドＬ２と異なる材質に形成されていても良く、ランドＬ２と異なる形状であってもよい。更に、ランドＬ３は省略されていても良い。
【００４５】
以上の通り、本変形例では、ポスト壁導波路１０上において、ポール部材４０は導電性接続部材５０と複数のバンプＢＰとによって支持されている。このため、上述した実施形態よりも、ポスト壁導波路１０上においてポール部材４０を安定且つ強固に支持することができる。
【００４６】
〈第２変形例〉
図９は、本発明の第一実施形態による伝送線路の第２変形例を示す断面図である。図９は、図１のＢ−Ｂ線での矢視断面図に相当する第２変形例の断面図である。上述した実施形態では、導波管２０の幅はポスト壁導波路１０の幅よりも広く設定されている。（図３参照）。一方、本変形例では、図９に示す通り、導波管２０の幅とポスト壁導波路１０の幅とを同じ（或いは、ほぼ同じ）にしても良い。図９と図３とを比較すると、本変形例では、導波管２０の左右一対の狭壁２１ｃ，２１ｄの厚みが減じられて、導波管２０の幅とポスト壁導波路１０の幅とが同じにされている。尚、導波管２０の管内を伝播する高周波信号が外部に漏洩しなければ、導波管２０の幅をポスト壁導波路１０の幅よりも狭く設定することも可能である。
【００４７】
〈第３変形例〉
上述した実施形態で説明した伝送線路１は、ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向と導波管２０の軸方向とが同じ方向である。しかしながら、ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向と導波管２０の軸方向とは、平面視で交差（例えば、直交）していても良い。ポスト壁導波路１０及び導波管２０の底部（−Ｚ側に位置するそれぞれの底部）を図示しない支持部によって支持するようにすれば、ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向と導波管２０の軸方向とが平面視で交差していても、上述した実施形態（ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇが延びる方向と導波管２０の軸方向とが同じ方向である形態）と同様に、従来の構成よりも導波管２０とポスト壁導波路１０とを強固に保持することができる。
【００４８】
〈第４変形例〉
また、上述した実施形態では、導波管２０の管内に配されるポール部材４０の一部を構成する支持部材４２が、直方体形状である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、支持部材４２は、直方体形状に限定される訳ではなく、他の形状（例えば、球形状、円柱形状）であっても良い。
【００４９】
以下、図面を参照して本発明の第二実施形態に係る伝送線路１について説明する。以下では、第一実施形態と同様の構成を有する構成要素には第一実施形態と同一の符号を付与し、詳細の説明は省略する。本実施形態においては、ポスト壁導波路のポスト壁の構成が上述した第一実施形態とは異なる。
【００５０】
図１０は、図２中のＣ−Ｃ線矢視断面図に相当する第二実施形態の断面図である。図１０に示すように、本実施形態に係る伝送線路１は、ポスト壁導波路６０、導波管２０、ブラインドビア３０、及びポール部材４０を備えており、伝送線路１の長手方向（Ｘ方向）に沿って高周波信号を伝送する。尚、本実施形態では、理解を容易にするために、伝送線路１が、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かう方向に高周波信号を伝送する場合を例に挙げて説明するが、伝送線路１は、＋Ｘ側から−Ｘ側に向かう方向に高周波信号を伝送することも可能である。
また、伝送線路１によって伝送される高周波信号は、例えばＥバンド（７０〜９０［ＧＨｚ］帯）の高周波信号である。
【００５１】
本実施形態に係るポスト壁導波路６０は、誘電体基板１１、第１導体層１２ａ、第２導体層１２ｂ、及びポスト壁６３を備えており、第１導体層１２ａ及び第２導体層１２ｂと、ポスト壁６３（後述する一対の第１ポスト壁６３ａ，６３ｂ、第２ポスト壁６３ｃ）とによって囲まれる領域を導波領域Ｇとする導波路である。
【００５２】
ポスト壁６３は、誘電体基板１１を貫通して第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂとの間を接続するように形成された複数の導体ポストＰを配列することによって形成される壁部材である。ここで、導体ポストＰは、例えば誘電体基板１１を厚み方向（Ｚ軸に沿う方向）に貫通する孔部（スルーホール）に、銅等の金属めっきを施すことによって形成される。尚、ポスト壁導波路６０は、プリント回路基板（ＰＣＢ：Print Circuit Board）のような両面銅張積層板を加工して作製することもできる。
【００５３】
ポスト壁６３は、ポスト壁導波路６０の長手方向（Ｘ方向）に平行に延びる一対の第１ポスト壁６３ａ，６３ｂと、ポスト壁導波路１０の幅方向（Ｙ方向）に延びる第２ポスト壁６３ｃ（ショート壁）とを有する。一対の第１ポスト壁６３ａ，６３ｂは、複数の導体ポストＰが幅方向に予め規定された間隔をもって長手方向に沿って２列に配列されることによって形成されている。第２ポスト壁６３ｃは、一対の第１ポスト壁６３ａ，６３ｂの＋Ｘ側の端部の間に、複数の導体ポストＰが１列に配列されることによって形成されている。
【００５４】
本実施形態では、一対の第１ポスト壁６３ａ，６３ｂが、導波領域Ｇ（導波領域Ｇの内側）へ向かって突出するポスト突出部Ｐａ，Ｐｂをそれぞれ備える。すなわち、ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂが、互いに近づくように第１ポスト壁６３ａ，６３ｂから突出している。各ポスト壁６３ａ，６３ｂは、第一実施形態と同様に、間隔を空けて配列された複数の導体ポストＰを備える。本実施形態では、導波領域Ｇ（導波領域Ｇの内側）に向けて変位した複数の導体ポストＰの一部の導体ポストＰによって、ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂが形成されている。一対のポスト壁６３ａ，６３ｂにおけるポスト突出部Ｐａ，Ｐｂは、導波領域Ｇが延びる方向（所定の方向，Ｘ方向）において同等の位置に配置されている。ここで、導波領域Ｇの所定の方向（Ｘ方向）における端部（第２ポスト壁６３ｃ寄りの端部）からポスト突出部Ｐａ，Ｐｂまでの上記所定の方向での距離Ｄ１は、伝送線路１を伝送される高周波信号の管内波長に基づいて適宜設定される。本実施形態では、距離Ｄ１は、高周波信号の管内波長の２９〜４５％の長さである。
例えば、Ｅバンド中心周波数７８．５ＧＨｚにおける伝送線路１の管内波長が２６０４μｍである場合、距離Ｄ１は、７６９〜１１６９μｍの範囲内に設定される。距離Ｄ１を上記範囲内に設定することにより、導波路の一部の幅が極所的に狭くなることにより、インピーダンス整合が改善され、広帯域に亘って反射損失を低くすることができる。
ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂが導波領域Ｇへ向かって突出している距離Ｄ２は、導波領域を伝播する高周波信号が、ポスト壁導波路６０の外部に漏洩しない間隔の範囲内であれば、適宜設定されてよい。
図１０に示すように、本実施形態では、導波領域Ｇに向けて変位した複数の導体ポストＰの一部の導体ポストＰによって、ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂが形成されている。しかしながら、ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂの構成はこれに限定されない。
【００５５】
図１１は、図２中のＣ−Ｃ線矢視断面図に相当する第二実施形態の変形例の断面図である。図１１に示すように、間隔を空けて配列された複数の導体ポストＰに隣接する他の導体ポストＰｃ、Ｐｄによってポスト突出部Ｐａ，Ｐｂが形成されていてもよい。図１１では、Ｘ方向に隣り合う２つの導体ポストＰの間、かつ導波領域Ｇ寄りの位置に、上記他の導体ポストＰｃ、Ｐｄが配置されている。なお、上記他の導体ポストＰｃ、Ｐｄが、１つの導体ポストＰとＸ方向で同等の位置、かつ導波領域Ｇ寄りの位置に配置されてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、ポスト壁６３ａ，６３ｂのそれぞれにおいて、複数の導体ポストＰのうち１つの導体ポストＰを導波領域Ｇへ向けて変位させたが、導波領域Ｇへ向けて変位する複数の導体ポストＰによって、ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂがそれぞれ形成されてもよい。また、本実施形態の変形例では、ポスト壁６３ａ，６３ｂのそれぞれにおいて、複数の導体ポストＰに隣接する１つの他の導体ポストＰｃ（又はＰｄ）を設けたが、複数の他の導体ポストＰｃ（又はＰｄ）によって、ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂがそれぞれ形成されてもよい。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。また、上述した第一実施形態の第１〜第４変形例は第二実施形態にも適用できる。
【実施例１】
【００５８】
本出願の発明者は、上述した第一実施形態の伝送線路を実際に設計してシミュレーションを行い、伝送線路によって伝送される高周波信号の強度分布、並びに伝送線路の反射特性及び透過特性を求めた。シミュレーションを行った伝送線路１の設計パラメータは以下の通りである。【００５９】
・ポスト壁導波路１０
誘電体基板１１の厚み：５２０［μｍ］
誘電体基板１１の比誘電率：３．８２
第１ポスト壁１３ａ，１３ｂの間隔（中心間距離）：１５４０［μｍ］
第２ポスト壁１３ｃとブラインドビア３０との間隔（中心間距離）：４８０［μｍ］
開口Ｈ（アンチパッドＡＰ）の直径：３４０［μｍ］
・導波管２０
管内の高さ：１１４９［μｍ］
管内の幅：２５００［μｍ］
導体柱４１の中心から狭壁２１ｅまでの距離：９８５［μｍ］【００６０】
・ブラインドビア３０
直径：１００［μｍ］
長さ：４２０［μｍ］
ランドＬ１の直径：２００［μｍ］
・ポール部材４０
長手方向の長さ：１０００［μｍ］
幅：９７０［μｍ］
高さ：７００［μｍ］
導体柱４１の直径：１００［μｍ］
ランドＬ２の直径：２００［μｍ］
・導電性接続部材５０
高さ：１００［μｍ］【００６１】
図１２は、実施例に係る伝送線路によって伝送される高周波信号の電界強度分布のシミュレーション結果を示す図である。図１２に示すシミュレーション結果は、ある周波数（例えば、８０［ＧＨｚ］）の高周波信号を紙面右側（−Ｘ側）からポスト壁導波路１０に導いて紙面左方向（＋Ｘ方向）に伝送させた場合のものである。尚、ポスト壁導波路１０に導かれた高周波信号は、導波管２０に導かれた後に導波管２０の管内を紙面左方向（＋Ｘ方向）に伝送される。【００６２】
図１２を参照すると、ポスト壁導波路１０の紙面右側部分では、紙面右側から紙面左側に向かう方向（伝送方向）において、高周波信号の電界強度が縞状に変化していた。これにより、ポスト壁導波路１０に導かれた高周波信号は、ポスト壁導波路１０の内部をあるモードで伝送方向に伝送されることが分かった。同様に、導波管２０の紙面左側部分においても、伝送方向において高周波信号の電界強度が縞状に変化していた。これにより、導波管２０の管内に導かれた高周波信号は、導波管２０の管内をあるモードで伝送方向に伝送されることが分かった。【００６３】
また、図１２を参照すると、ポスト壁導波路１０のブラインドビア３０が設けられた位置では、高周波信号の電界強度が縞状に変化してはおらず、高周波信号の電界強度は、ブラインドビア３０の第二端とポスト壁導波路１０の底面（第２導体層１２ｂ）との間において著しく強められていた。このような電界強度は、ポスト壁導波路１０の導波領域Ｇを伝播する高周波信号のモードが、ブラインドビア３０によって一旦解除されることによって得られるものであると考えられる。【００６４】
また、図１２を参照すると、ポール部材４０とポスト壁導波路１０との間においても高周波信号の電荷強度が著しく高められていた。具体的には、円形リング形状のアンチパッドＡＰが形成された部分（図５参照）の上方の部分において高周波信号の電荷強度が著しく高められていた。このような電界強度が得られることで、ポール部材４０に設けられた導体柱４１を起点としたモードの形成が行われていると考えられる。【００６５】
図１３は、実施例１に係る伝送線路の反射特性及び透過特性のシミュレーション結果を示す図である。図１３において、符号Ｒを付した曲線が伝送線路の反射特性を示す曲線であり、符号Ｔを付した曲線が伝送線路の透過特性を示す曲線である。図１３中の曲線Ｒを参照すると、Ｓパラメータが−１５［ｄＢ］以下となる帯域（反射損失が低い帯域）は、約７３〜９０［ＧＨｚ］であった。このように、本実施例に係る伝送線路は、広帯域に亘って反射損失が低く、例えばＥバンド（７０〜９０［ＧＨｚ］帯）の高周波信号を低損失で伝送することが可能であることが分かった。
【実施例２】
【００６６】
さらに、本出願の発明者は、上述した第二実施形態の伝送線路を実際に設計してシミュレーションを行い、伝送線路の反射特性を求めた。シミュレーションを行った伝送線路１の設計パラメータは以下の通りである。【００６７】
・ポスト壁導波路６０
誘電体基板１１の厚み：５２０［μｍ］
誘電体基板１１の比誘電率：３．８２
第１ポスト壁６３ａ，６３ｂの間隔（中心間距離）：１５４０［μｍ］
第２ポスト壁６３ｃとブラインドビア３０との間隔（中心間距離）：４８０［μｍ］
開口Ｈ（アンチパッドＡＰ）の直径：３４０［μｍ］
・導波管２０
管内の高さ：１１４９［μｍ］
管内の幅：２５００［μｍ］
導体柱４１の中心から狭壁２１ｅまでの距離：９８５［μｍ］
導体ポストＰの径：１００［μｍ］
互いに隣接する導体ポストＰの間隔（中心間距離）：２００［μｍ］
Ｅバンドの中心周波数７８．５ＧＨｚにおけるポスト壁導波路の管内波長：２６０４［μｍ］    
導波領域Ｇの所定の方向（Ｘ方向）における端部からポスト突出部Ｐａ，Ｐｂまでの所定の方向での距離Ｄ１：８７０［μｍ］
ポスト突出部Ｐａ，Ｐｂが導波領域Ｇの内側へ向かって突出している距離Ｄ２：５５［μｍ］【００６８】
・ブラインドビア３０
直径：１００［μｍ］
長さ：４２０［μｍ］
ランドＬ１の直径：２００［μｍ］
・ポール部材４０
長手方向の長さ：１０００［μｍ］
幅：９７０［μｍ］
高さ：７００［μｍ］
導体柱４１の直径：１００［μｍ］
ランドＬ２の直径：２００［μｍ］
・導電性接続部材５０
高さ：１００［μｍ］【００６９】
図１４は、実施例２に係る伝送線路の反射特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図１４において、符号Ｒを付した曲線が伝送線路の反射特性を示す曲線である。図１４中の曲線Ｒを参照すると、少なくとも７１〜８６［ＧＨｚ］の帯域でＳパラメータが−２０［ｄＢ］以下となり、広い帯域で反射損失が低いことが確認できた。このように、実施例２に係る伝送線路は、広帯域に亘って反射損失が低く、例えばＥバンド（７０〜９０［ＧＨｚ］帯）の高周波信号を低損失で伝送することが可能であることが分かった。
【符号の説明】
【００７０】
１…伝送線路、１０，６０…ポスト壁導波路、１１…誘電体基板、１２ａ…第１導体層、１２ｂ…第２導体層、１３ａ，１３ｂ，６３ａ，６３ｂ…第１ポスト壁、２０…導波管、２１ｂ…広壁、３０…ブラインドビア、４０…ポール部材、４１…導体柱、４２…支持部材、５０…導電性接続部材、ＢＰ…バンプ、Ｈ…開口、Ｌ１，Ｌ２…ランド、ＯＰ…開口部、Ｇ…導波領域、Ｐａ，Ｐｂ…ポスト突出部、Ｐ，Ｐｃ，Ｐｄ…導体ポスト
【図１】
0006560830.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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