(57)【要約】【課題】誘電率に応じて実効波長が短縮されてしまうことにより生じる高次モードを低減させること。【解決手段】  基体１０４と、高周波信号が伝送される線路導体１０７と、線路導体１０７に交わって設けられたスロット１０８と、基体１０４におけるスロット１０７と基体１０４の下面１０４ｂとの間の領域Ｒを囲んで配置された複数のビア導体１１０とを備えている。複数のビア導体１１０は、基体１０４におけるスロット１０８と基体１０４の下面１０４ｂとの間の領域Ｒを囲んで配列された第１のビア導体１１０−１と、第１のビア導体１１０−１より中央側に設けられた第２のビア導体１１０−２とからなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層からなり、上面および下面を有する基体と、
前記基体の前記上面に形成されており、高周波信号が伝送される線路導体と、
前記基体の前記上面に前記線路導体に交わって設けられたスロットと、
前記基体における前記スロットと前記基体の前記下面との間の領域を囲んで配置された複数のビア導体とを備えており、
該複数のビア導体が、前記基体における前記スロットと前記基体の前記下面との間の領域を囲んで配列された第１のビア導体と、前記第１のビア導体より中央側に設けられた第２のビア導体とからなることを特徴とする高周波デバイス基板。
【請求項２】
前記第２のビア導体は、前記第１のビア導体の配列領域に位置する第１の部分と、前記第１の部分より前記基体における前記スロットと前記基体の前記下面との間の領域の中央側に位置する第２の部分とからなることを特徴とする請求項１記載の高周波デバイス基板。
【請求項３】
前記第２のビア導体は、前記第１のビア導体の配列領域の内側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の高周波デバイス基板。
【請求項４】
前記スロットに対向する開口を有しており、前記基体の前記下面に形成された導体層をさらに備えており、
該導体層は、前記第１のビア導体が配列された第１の領域と、前記第２のビア導体が配置されており前記第１の領域より内側に位置する第２の領域とからなることを特徴とする請求項１記載の高周波デバイス基板。
【請求項５】
複数のビア導体が、前記複数の誘電体層のうちの内部の層に設けられていることを特徴とする請求項１記載の高周波デバイス基板。
【請求項６】
請求項１に記載された高周波デバイス基板と、
前記高周波デバイス基板の前記スロットに対向する開口を有しており、前記基体の前記下面に形成された導体層とを備えており、
前記線路導体を伝送される高周波信号が前記導体層の前記開口から放射されることを特徴とする開口面アンテナ。
【請求項７】
請求項１に記載された高周波デバイス基板と、
前記高周波基板における前記基体の前記下面に、前記スロットに対応して設けられた導波管と、
を備えた高周波線路−導波管変換器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された高周波デバイス基板と、
前記高周波デバイス基板の前記線路導体に電気的に接続されており、前記高周波デバイス基板に搭載された半導体素子と、
を備えた高周波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口面アンテナまたは高周波線路−導波管変換器などの高周波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化時代を迎え、情報伝達に用いられる高周波信号は、マイクロ波領域からミリ波領域の周波数までを活用することが検討されており、例えば、車間レーダーのようなミリ波の高周波信号を用いた装置も提案されるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１７７３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高周波信号を用いた装置においては、信号伝送の特性をさらに向上させるために、基本伝播モードであるＴＥ１０に対する影響を低減させつつ、基体１０４の誘電率に応じて実効波長が短縮されてしまうことにより生じる高次モード（ＴＥ１１，ＴＭ１１など）を低減させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の高周波デバイス基板は、複数の誘電体層からなり上面および下面を有する基体と、前記基体の前記上面に形成されており高周波信号が伝送される線路導体と、前記基体の前記上面に前記線路導体に交わって設けられたスロットと、前記基体における前記スロットと前記基体の前記下面との間の領域を囲んで配置された複数のビア導体とを備えており、該複数のビア導体が、前記基体における前記スロットと前記基体の前記下面との間の領域を囲んで配列された第１のビア導体と、前記第１のビア導体より中央側に設けられた第２のビア導体とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、複数のビア導体が、基体におけるスロットと基体の下面との間の領域を囲んで配列された第１のビア導体と、第１のビア導体より中央側に設けられた第２のビア導体とからなることにより、基本伝播モードであるＴＥ１０に対する影響を低減させつつ、基体１０４の誘電率に応じて実効波長が短縮されてしまうことにより生じる高次モード（ＴＥ１１，ＴＭ１１など）を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は、開口面アンテナまたは高周波−導波管変換器など高周波装置に関係するものである。図１は、高周波装置の構成を示す斜視図である。高周波装置１０１は、高周波デバイス基板１０２と、高周波デバイス基板１０２に搭載された半導体素子１０３とからなる。図１に示した高周波デバイス基板１０２は、誘電体基体１０４と、誘電体基体１０４の下面（図１において）に設けられた金属基体１０５と、誘電体基体１０４の上面（図１において）シールリング１０６とからなる。
【０００７】
（第１の実施の形態）ここで、図２〜４を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る高周波デバイス基板について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図であり、図１の構成において符号Ｘで示す部分の拡大図である。図３は、図２に示した高周波デバイス基板の平面図である。図３において、透視図にあたる箇所を点線で示している。図４は、図３に示した高周波デバイス基板のＡ−Ａ’線における断面図である。
【０００８】
本実施の形態における高周波デバイス基板１０２は、上面１０４ａおよび下面１０４ｂ（図面において）を有する基体１０４と、基体１０４の上面１０４ａに形成された線路導体１０７と、基体１０４の上面１０４ａに設けられたスロット１０８と、基体１０４の下面１０４ｂに形成された導体層１０９と、複数のビア導体１１０とからなる。
【０００９】
基体１０４は、複数の誘電体層１０４＿１，１０４＿２からなる。基体１０４は、酸化アルミニウム，窒化アルミニウム，窒化珪素，ムライト等を主成分とするセラミック材料、ガラス材料、あるいはガラスとセラミックフィラーとの混合物を焼成したガラスセラミック材料、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，四フッ化エチレン樹脂，フッ素系樹脂などの有機樹脂系材料、または、有機樹脂材料，セラミック材料，またはガラス材料からなる複合系材料などの誘電体材料からなる。
【００１０】
線路導体１０７は、半導体素子１０３によって送信または受信される高周波信号を伝達する。図２〜４に示した構成において、線路導体１０７は、誘電体層１０４＿１およびこの誘電体層１０４＿１の表面に形成された導体層１１１とともに高周波線路（コプレーナ線路）として機能する。導体層１１１には接地電位が与えられる。
【００１１】
スロット１０８は、線路導体１０７に交わって設けられている。図２〜４に示した構成において、スロット１０８は、線路導体１０７の端部において線路導体１０７に直交して設けられている。このような構成によって、スロット１０８は、線路導体１０７を含む高周波線路に電磁気的に結合されている。
【００１２】
例えば、半導体素子１０３から出力された高周波信号は、線路導体１０７を含む高周波線路によって伝送されて、スロット１０８から基体１０４の下面１０４ｂの方向へ伝えられる。基体１０４の下面１０４ｂの方向へ伝えられた信号は、基体１０４の下面１０４ｂに形成された導体層１０９の開口１０９ａから放射される。
【００１３】
導体層１０９は、接地電位が与えられ、スロット１０８に対向する開口１０９ａを有している。
【００１４】
複数のビア導体１１０は、基体１０４におけるスロット１０８と開口１０９ａとの間の領域Ｒを囲んで配置されており、導体層１０９に電気的に接続されている。本実施の形態において、複数のビア導体１１０は、基体１０４におけるスロット１０８と開口１０９ａとの間の領域Ｒを囲んで配列された第１のビア導体１１０−１と、第１のビア導体１１０−１より中央側に設けられた第２のビア導体１１０−２とからなる。
【００１５】
第２のビア導体１１０−２は、第１のビア導体１１０−１の配列領域ｒに位置する第１の部分１１０−２ａと、第１の部分１１０−２ａより基体１０４におけるスロット１０８と開口１０９ａとの間の領域Ｒの中央側に位置する第２の部分１１０−２ｂとからなる。すなわち、図２〜４に示した構成において、第２のビア導体１１０−２は、第１のビア導体１１０−１の配列より内側に突出した部分を有している。本実施の形態における高周波デバイス基板は、このような構成により、基本伝播モードであるＴＥ１０に対する影響を低減させつつ、基体１０４の誘電率に応じて実効波長が短縮されてしまうことにより生じる高次モード（ＴＥ１１，ＴＭ１１など）を低減させて、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００１６】
本実施の形態における高周波デバイス基板が高周波線路−導波管変換器として用いられる場合、図５に示すように、スロット１０８に対応させて、基体１０４の下面１０４ｂに導波管１１２が設けられる。図５に示した構成において、導波管１１２は、基体１０４の下面１０４ｂに形成された導体層１０９に接合されている。
【００１７】
本実施の形態における高周波デバイス基板が開口面アンテナとして用いられる場合、スロット１０８から基体１０４の下方（図面において）へ放射された信号は、基体１０４の下面１０４ｂに形成された導体層１０９の開口１０９ａから外部へ放射される。
【００１８】
（第２の実施の形態）図６〜８を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。図７は、図６に示した高周波デバイス基板の平面図である。図８は、導体層２０９の構成を示す平面図である。
【００１９】
本実施の形態の構成において、図２〜４に示した第１の実施の形態の構成と異なる点は、基体１０４の下面１０４ａの導体層２０９が、第１のビア導体１１０−１が配列された第１の領域２０９−１と、第２のビア導体１１０−２が配置されており第１の領域２０９−１より内側に位置する第２の領域２０９−２とからなることである。本実施の形態におけるその他の構成は、第１の実施の形態における構成と同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付している。
【００２０】
本実施の形態において、導体層２０９は、第２のビア導体１１０−２の内側に突出した部分１１０−２ｂに対応して内側に突出した領域２０９−２を有している。本実施の形態の高周波デバイス基板は、このような構成により高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２１】
（第３の実施の形態）図９，１０を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。図１０は、図９に示した高周波デバイス基板の断面図である。
【００２２】
本実施の形態の構成において、図２〜４に示した第１の実施の形態の構成と異なる点は、第２のビア導体３１０−２が、第１のビア導体１１０−１の配列領域ｒの内側に設けられていることである。本実施の形態におけるその他の構成は、第１の実施の形態における構成と同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付している。
【００２３】
本実施の形態の高周波デバイス基板は、このような構成により、基本伝播モードであるＴＥ１０に対する影響を低減させつつ、基体１０４の誘電率に応じて実効波長が短縮されてしまうことにより生じる高次モード（ＴＥ１１，ＴＭ１１など）を低減させて、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２４】
（第４の実施の形態）図１１を用いて、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１１は、本発明の第４の実施の形態の高周波デバイス基板における導体層４０９の構成を示す平面図である。
【００２５】
本実施の形態の構成において、図９，１０に示した第３の実施の形態の構成と異なる点は、基体１０４の下面１０４ａの導体層４０９が、第１のビア導体１１０−１が配列された第１の領域４０９−１と、第２のビア導体３１０−２が配置されており第１の領域４０９−１より内側に位置する第２の領域４０９−２とからなることである。本実施の形態におけるその他の構成は、第３の実施の形態における構成と同様である。本実施の形態において、第３の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付している。
【００２６】
本実施の形態において、導体層４０９は、第２のビア導体３１０−２に対応して内側に突出した領域４０９−２を有している。本実施の形態の高周波デバイス基板は、このような構成により高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２７】
（第５の実施の形態）図１２，１３を用いて、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１２は、本発明の第５の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。図１３は、図１２に示した高周波デバイス基板の断面図である。
【００２８】
本実施の形態の構成において、図２〜４に示した第１の実施の形態の構成と異なる点は、第１のビア導体１１０−１と第２のビア導体１１０−２とからなる複数のビア導体が、複数の誘電体層１０４−１〜１０４−３のうちの内部の層１０４−２に設けられていることである。本実施の形態におけるその他の構成は、第１の実施の形態における構成と同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付している。本実施の形態の本実施の形態の高周波デバイス基板は、このような構成により高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】高周波装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示した高周波デバイス基板の平面図である。
【図４】図３に示した高周波デバイス基板のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図５】高周波線路−導波管変換器の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。
【図７】図６に示した高周波デバイス基板の平面図である。
【図８】導体層２０９の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】図９に示した高周波デバイス基板の断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態の高周波デバイス基板における導体層４０９の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態の高周波デバイス基板の構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１２に示した高周波デバイス基板の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０２  高周波デバイス基板
１０７  線路導体
１０８  スロット
１０９  導体層
１１０−１  第１のビア導体
１１０−２  第２のビア導体
【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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【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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