(57)【要約】【課題】筐体の内壁を高周波回路に近接させても高周波回路の特性が変化しない、小型な筐体を得る。【解決手段】金属壁で囲まれた筐体１の底４には平面回路５が配置されている。底４に対向する蓋２の金属板２ａには、高インピーダンス板１０が２次元形成されている。高インピーダンス板１０は、誘電体板の裏面を導体板とし、表面には正六角形の金属小板を２次元てきに周期配列し、裏面導体板と金属小板とをスルーホールで接続したもので、特定周波数帯（バンドギャップ）の電磁波の表面伝搬が阻止される性質を持つ。平面回路５の動作周波数をバンドギャップ内に設定することにより、蓋と平面回路とを近接させても平面回路の動作特性が変化しない。【選択図】　　　　図１
2004022587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波回路を収納する筐体であって、
前記筐体を構成する壁のうち少なくとも一部を形成壁とし、該形成壁の前記筐体内の面の少なくとも一部を形成面として、該形成面上に所定周波数帯の表面電流を阻止するバンドギャップを有するフォトニックバンドギャップマテリアルが２次元形成されているとともに、前記高周波回路の動作周波数が前記バンドギャップの周波数帯に含まれることを特徴とする筐体。
【請求項２】
前記形成壁を金属板で構成し、該金属板の前記形成面側に前記フォトニックバンドギャップマテリアルを形成していることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項３】
前記形成面上に形成されているフォトニックバンドギャップマテリアルは、所定厚さの誘電体板と、該誘電体板の裏面上に形成されている導体板と、前記誘電体板の表面上に２次元的に各端部が互いに等間隔となるように配置されている同一形状の複数の金属小板と、前記導体板と金属小板とを電気的に連結する連結体とを備える高インピーダンス板で構成されており、該高インピーダンス板の表面側の前記金属小板が前記高周波回路に面していることを特徴とする請求項１または２に記載の筐体。
【請求項４】
前記形成壁の前記筐体における外側面が、前記高インピーダンス板の導体板により構成されていることを特徴とする請求項３に記載の筐体。
【請求項５】
前記形成壁は金属板により構成され、前記高インピーダンス板の導体板は、前記形成面において前記金属板に電気的に貼付されていることを特徴とする請求項３に記載の筐体。
【請求項６】
前記連結体は、スルーホールであることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項７】
前記導体板に反り防止用のスリットが複数設けられていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項８】
前記形成面を、前記筐体内に発生する電界ベクトルと垂直となる面としたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項９】
前記高周波回路は、平面状のグランドパターン上に回路素子が配置されている平面回路であって、前記グランドパターンは前記形成面と平行に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１０】
前記筐体を構成する壁の一部に着脱可能な蓋を形成するとともに、該蓋を前記形成壁とし、該蓋の前記高周波回路に対向する面を前記形成面とすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１１】
前記筐体を構成する壁の前記蓋以外の部分を前記形成壁とすることを特徴とする請求項１０に記載の筐体。
【請求項１２】
前記筐体の内部の空間を仕切る仕切り板を前記形成壁とすることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１３】
前記仕切り板を金属板により形成し、該金属板の両面を前記形成面としていることを特徴とする請求項１２に記載の筐体。
【請求項１４】
前記形成壁の前記形成面とは反対の面上に電気接続のためのコネクタを形成し、該コネクタと前記高周波回路とを信号線により接続していることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１５】
前記高周波回路はそれぞれ異なる周波数で動作する複数のブロックにより構成されるとともに、該ブロックに対向する前記形成面にはそれぞれ対応する動作周波数を含むバンドギャップを有する複数のフォトニックバンドギャップマテリアルが形成されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１６】
前記形成面が前記高周波回路の回路素子を含む伝送線路部分に対向する対向部および対向部以外の非対向部を有するとき、前記非対向部には前記高周波回路の動作周波数とは異なる不要周波数成分を前記バンドギャップの周波数帯に含むよう構成されたフォトニックバンドギャップマテリアルが形成されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１７】
前記形成壁の前記形成面と反対側の面上に他の高周波回路を備え、前記筐体に収納されている高周波回路と前記他の高周波回路とを前記形成壁を介して信号線により接続していることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１８】
前記形成壁の前記形成面と反対側の面上に素子アンテナを備え、前記筐体に収納されている高周波回路と前記素子アンテナとを前記形成壁を介して信号線により接続していることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の筐体。
【請求項１９】
前記形成壁の前記形成面と反対側の面は金属板で形成されており、前記素子アンテナがモノポールアンテナまたはパッチアンテナのいずれかであることを特徴とする請求項１８に記載の筐体。
【請求項２０】
前記形成壁の両面に前記形成面が形成されるとともに、前記素子アンテナは前記形成面に形成されたフォトニックバンドギャップマテリアルのバンドギャップ内の周波数を共振周波数として有するパッチアンテナまたは逆Ｌアンテナであることを特徴とする請求項１８に記載の筐体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波回路を収納する筐体に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
高周波回路を実装する筐体（パッケージ）に要求される性能の一つに、小型化がある。筐体を小型化するために、同一パッケージに様々な機能（または回路素子）を集積することが考えられるが、この場合、筐体内に不要放射が発生して、各々の機能間の信号が互いに干渉し、高周波回路全体の特性に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００３】
この対策として、特開２０００−３０７３０５号公報に、高周波回路を内部に実装した筐体において、筐体の内壁に材質を周期的に変えた周期構造体を設けることにより、筐体内での不要放射源からの放射エネルギーを局所的に閉じ込め、他への干渉を防止する技術が開示されている（第１の従来技術）。また、上記公報には、高周波回路の各機能毎に筐体内に仕切りを設ける第２の従来技術も開示されている。
【０００４】
ところで、筐体の大きさの観点で考えると、第２の従来技術では、仕切り板と高周波回路との相互作用を防止するために仕切り板と回路との間に空間を設ける必要があり、小型化をする上で限界がある。一方、第１の従来技術では、仕切り板は用いない分、仕切り板に対する空間配置は不要となる。
【０００５】
しかし、上記第１の従来技術では、筐体の周期構造体内壁と高周波回路との距離に関しての小型化については検討されていない。すなわち、この周期構造体を平面回路として形成された高周波回路に近接させた場合、平面回路そのものの特性がどのように影響を受けるかについては不明である。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、筐体の内壁を高周波回路に近接させても高周波回路の特性が変化しない、小型化可能な筐体を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、高周波回路を収納する筐体であって、前記筐体を構成する壁のうち少なくとも一部を形成壁とし、該形成壁の前記筐体内の面の少なくとも一部を形成面として、該形成面上に所定周波数帯の表面電流を阻止するバンドギャップを有するフォトニックバンドギャップマテリアルが２次元形成されているとともに、前記高周波回路の動作周波数が前記バンドギャップの周波数帯に含まれることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、高周波回路が収納される筐体内の面の少なくとも一部を形成面とし、この形成面に高周波回路の動作周波数に相当する周波数帯の表面電流が流れないフォトニックバンドギャップマテリアルを２次元形成しているので、フォトニックバンドギャップマテリアルの表面には高周波回路の電流に対するイメージ電流が流れないため、形成面を高周波回路に近づけても筐体内の閉じられた空間内に収納される高周波回路の特性に変動を生じさせない、すなわち小型化が可能な筐体を得ることができる。
【０００９】
なお、請求項２に記載のように、前記形成壁を金属板で構成し、この金属板の前記形成面側に上記フォトニックバンドギャップマテリアルを形成することができる。このようにすれば、形成壁の強度をフォトニックバンドギャップマテリアルの機械的特性によらず形成壁の金属板で保ち、これにより筐体としての構造を実現できる。
【００１０】
さらに、この形成面上に形成されているフォトニックバンドギャップマテリアルは、請求項３に記載のように、所定厚さの誘電体板と、該誘電体板の裏面上に形成されている導体板と、前記誘電体板の表面上に２次元的に各端部が互いに等間隔となるように配置されている同一形状の複数の金属小板と、前記導体板と金属小板とを電気的に連結する連結体とを備える高インピーダンス板で構成することができ、この高インピーダンス板の表面側の前記金属小板が前記高周波回路に面しているように配置される。
【００１１】
なお、前記形成壁は、請求項４に記載のように、その前記筐体における外側面を、前記高インピーダンス板の導体板により構成する、すなわち、形成壁を高インピーダンス板そのもので構成することができる。
【００１２】
さらに、前記形成壁は、請求項５に記載のように、金属板により構成し、前記高インピーダンス板の導体板を、前記形成面において前記金属板に電気的に貼付するように構成することにより、金属板によって筐体としての構造を保たせることも可能である。なお、電気的に貼付とは、例えばはんだなどにより金属体同士を接続することに相当する。
【００１３】
また、前記連結体は、請求項６に記載のように、スルーホールとすれば、高インピーダンス板の作成を容易に行うことができる。
【００１４】
さらに、請求項７に記載の発明のように、前記高インピーダンス板の導体板に反り防止用のスリットを複数設けることにより、高インピーダンス板自体の反りの発生を防止することができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、前記形成面を、前記筐体内に発生する電界ベクトルと垂直となる面としたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、筐体内において高周波回路からの導波管モードの電磁波の発生を抑制することができ、筐体内に不要な電波が伝搬することによる高周波回路の各機能間の干渉を防止する、すなわちアイソレーション能力の高い筐体を得ることができる。
【００１７】
なお、前記高周波回路は、請求項９に記載のように、平面状のグランドパターン上に回路素子が配置されている平面回路であって、前記グランドパターンを前記形成面と平行に配置することができる。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、前記筐体を構成する壁の一部に着脱可能な蓋を形成するとともに、該蓋を前記形成壁とし、該蓋の前記高周波回路に対向する面を前記形成面とすることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、筐体の蓋の内側、すなわち高周波回路に対向する面にフォトニックバンドギャップマテリアルを２次元形成しているので、高周波回路の作成、調整のために蓋の開け閉めを行っても特性変動の無い筐体を得ることできる。
【００２０】
また、請求項１１に記載のように、前記筐体を構成する壁の前記蓋を形成壁とした筐体、または、該蓋を形成壁としない筐体において、筐体の蓋以外の部分を前記形成壁とすることも可能であり、これにより、形成壁と高周波回路との間隙を小さくしても回路特性に変動を生じさせることがない。
【００２１】
さらに、請求項１２に記載のように、前記筐体の内部の空間を仕切る仕切り板を前記形成壁とすることが可能である。これにより、仕切り板により高周波回路を細分化してそれぞれ遮蔽すると共に、仕切り板と高周波回路との間隙を小さくすることができる。
【００２２】
この仕切り板は、請求項１３に記載のように、金属板により形成し、該金属板の両面を前記形成面として、この形成面にフォトニックバンドギャップマテリアルあるいは高インピーダンス板を形成することができる。
【００２３】
請求項１４に記載の発明は、前記形成壁の前記形成面とは反対の面上に電気接続のためのコネクタを形成し、該コネクタと前記高周波回路とを信号線により接続していることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、形成壁と高周波回路との間隙を小さくできるので、高周波回路からコネクタへの信号取り出し用の信号線の長さを短くできる。したがって。伝送損失の少ない信号取り出しが可能となる。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、前記高周波回路はそれぞれ異なる周波数で動作する複数のブロックにより構成されるとともに、該ブロックに対向する前記形成面にはそれぞれ対応する動作周波数を含むバンドギャップを有する複数のフォトニックバンドギャップマテリアルが形成されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、高周波回路が異なる周波数で動作するブロックを有する場合であっても、それぞれ対応するバンドギャップを有するフォトニックバンドギャップマテリアルにより何れの周波数帯のイメージ電流をも阻止することができ、筐体内に導波管のような信号伝播が発生することを抑制することができる。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、前記形成面が前記高周波回路の回路素子を含む伝送線路部分に対向する対向部および対向部以外の非対向部を有するとき、前記非対向部には前記高周波回路の動作周波数とは異なる不要周波数成分を前記バンドギャップの周波数帯に含むよう構成されたフォトニックバンドギャップマテリアルが形成されていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、高周波回路からその動作周波数以外の不要な周波数成分であるスプリアスが発生する場合であっても、スプリアスに対応するバンドギャップを有するフォトニックバンドギャップマテリアルを高周波回路の伝送線路部分に対向しない非対向部に形成することにより、筐体内でスプリアスの伝播を抑制することができる。
【００２９】
請求項１７に記載の発明は、前記形成壁の前記形成面と反対側の面上に他の高周波回路を備え、前記筐体に収納されている高周波回路と前記他の高周波回路とを前記形成壁を介して信号線により接続していることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、形成壁の形成面と反対側の面、すなわち筐体外部に他の高周波回路を備えるとき、この形成壁を介して筐体内部の高周波回路と信号線で接続するようにしているので、形成壁と筐体内部の高周波回路との間隙を小さくすることができ、これにより信号線も短く、損失の少ない伝送が可能となる。
【００３１】
また、請求項１８に記載の発明は、前記形成壁の前記形成面と反対側の面上に素子アンテナを備え、前記筐体に収納されている高周波回路と前記素子アンテナとを前記形成壁を介して信号線により接続していることを特徴とする。
【００３２】
この発明でも、上記と同様に、形成壁と筐体内部の高周波回路との間隙を小さくすることができるので、形成壁を介した素子アンテナと高周波回路との信号線を短くすることができ、損失の少ない伝送が可能になると共に、素子アンテナと高周波回路との整合をとりやすくすることができる。
【００３３】
なお、請求項１９に記載のように、前記形成壁の前記形成面と反対側の面は金属板で形成されており、前記素子アンテナがモノポールアンテナまたはパッチアンテナのいずれかとすることができる。この場合、金属板がモノポールアンテナまたはパッチアンテナのアンテナ地板として機能する。
【００３４】
また、請求項２０に記載のように、前記形成壁の両面に前記形成面が形成されるとともに、前記素子アンテナは前記形成面に形成されたフォトニックバンドギャップマテリアルのバンドギャップ内の周波数を共振周波数として有するパッチアンテナまたは逆Ｌアンテナとすることができる。このようにすれば、形成壁の素子アンテナ側の形成面に形成されたフォトニックバンドギャップマテリアルにより、イメージ電流が発生しなくなるため逆Ｌアンテナのような低姿勢なアンテナが形成できるとともに、地板上の表面電流が流れなくなることにより、アンテナの裏面放射を抑えた高利得なアンテナが形成できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態は、共通の同一構成部分については、同一符号を付して説明を省略、または簡略化している。
【００３６】
（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態の筐体１の断面図である。本第１実施形態の筐体１は、直方体形状となっており、筐体底４およびこの筐体底４から垂直に立ちあがっている側壁３で囲われるように収納部７が形成されている。筐体底４および側壁３は金属板により構成されている。なお、筐体１を構成する壁は、必ずしも金属板でなくともよく、例えば、樹脂板により壁を構成し、この樹脂板による壁の内側面上、すなわち、高周波回路に面するまたは高周波回路に向く面上に金属膜を形成し、この金属膜を外部接地に接続するようにしてもよい。
【００３７】
筐体底４には平面回路５が配置されている。平面回路５は、マイクロストリップやユニプレーナ伝送線路が回路基板６上に形成されており、図１中では、単に薄板形状として示されている。
【００３８】
平面回路５の基板６の筐体底４に対向する面にはグランドパターンが形成されており、このグランドパターンは筐体底４と（すなわち、筐体１と）電気的に接続され、さらに接地電位に落とされている。
【００３９】
また、図１紙面上部は、筐体１の収納部７に対して着脱可能な、所定厚さの金属板２ａで形成された蓋２になっている。この蓋２は、側壁３と電気的に接続されるとともに、収納部７に面する面である形成面上に、後述する高インピーダンス板（以下、ＨＩＰという）１０の裏面の導体板１３がはんだなどにより電気的接続を伴って貼付されている。すなわち、図１においては、蓋２が本発明の形成壁となっている。
【００４０】
次に、本第１実施形態の蓋２である形成壁の形成面上に形成されているＨＩＰ１０について説明する。図２（ａ）は、本第１実施形態のＨＩＰ１０の形成面側から見た平面図であり、図２（ｂ）はＨＩＰ１０の寸法形状を示す平面図、図２（ｃ）は形成面を紙面上とするＨＩＰ１０の断面図、図２（ｄ）はＨＩＰ１０の断面における電気的な機能を説明する図である。また、図３は本第１実施形態のＨＩＰ１０の図２（ｂ）に示される各部の寸法および、電気的な特性を、設計例１および２の２つの例について表わした図表である。
【００４１】
本第１実施形態のＨＩＰ１０は、厚さｄ、比誘電率εの誘電体板１１と、誘電体板１１の形成面側の面上（ＨＩＰ１０の表面という）に、正六角形の金属小板１２が隣接する金属小板１２の端部である各辺間の間隙Ｌ１およびピッチＬ２で２次元周期配列されるとともに、誘電体板１１の裏面全体には裏面導体板１３が形成されている。そして、表面の各金属小板１２と裏面導体板１３とは、それぞれピッチＬ２の間隔をおいて、内面に金属膜が形成されている連結体としての直径φのスルーホール１４で接続されている。
【００４２】
なお、このＨＩＰ１０は、誘電体板１１に予め、スルーホール１４となる微小貫通孔を穿つとともに、表面には正六角形の金属小板１２のパターンを印刷し、しかる後、表面、裏面およびスルーホール部に、金属めっきなどにより金属膜を形成することにより、容易に製造することができる。
【００４３】
また、スルーホール１４の孔内部１５は、空気のみが存在する貫通状態であってもよいが、図２（ｃ）に示すように、筐体１内部の回路を筐体外部の雰囲気から保護するために、金属または非金属材料で充たして孔をふさぐようにしてもよい。何れの場合でも、ＨＩＰ１０としての電気的な特性に変化はない。
【００４４】
このような構造のＨＩＰ１０は、図２（ｄ）に示すように、導体板１３上に金属小板１２とスルーホール１４によって形成されるキャパシタンスＣとインダクタンスＬとが２次元的に配列されたものと考えることができ、例えば、米国特許第６２６２４９５号明細書などで知られている。この従来技術では、ＨＩＰ１０は、その構造および寸法により定まる特定の周波数帯（バンドギャップ）Δｆにおいて、インピーダンスが高くなり、そのバンドギャップΔｆの電磁波の表面伝搬が抑制されること、バンドギャップΔｆの範囲外の周波数帯では金属板として振る舞うこと、および、ＨＩＰをアンテナ地板として用いるとアンテナ地板からの裏面放射が抑制されることが開示されている。
【００４５】
なお、ＨＩＰはフォトニックバンドギャップマテリアル（ＰＢＧＭ）の一形態とみなすことができ、ＰＢＧＭは、広義には、誘電体または金属が２次元的あるいは３次元的に周期構造を成し、特定周波数帯の電磁波の２次元または３次元方向の伝搬を阻止、または大きく減衰させる、すなわち、上記２次元または３次元方向に対してバンドギャップにおけるインピーダンスが高い材料または構造をいう。
【００４６】
本第１実施形態の筐体１は、このようなＨＩＰ１０を平面回路５の収納部７の内壁に形成することにより、平面回路５が筐体１内に収納されることによるアイソレーションの影響を小さくし、さらに、平面回路５と筐体１の各壁との間隔を可能な限り小さく、すなわち筐体１の大きさ（占有面積および容積）を小さくすることができる。
【００４７】
次に、ＨＩＰ１０を筐体内壁に形成したときの特性試験の結果を示す。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）は、図３に示す設計例１のＨＩＰ１０における、ＨＩＰ１０表面の表面波測定結果として周波数−Ｓ２１特性および、周波数−反射位相特性を示す線図である。なお、図４（ａ）には、比較のため、金属板における周波数−Ｓ２１特性も合わせて描いてある。図４（ａ）、（ｂ）より、設計例１のＨＩＰ１０の共振周波数ｆ０は４．７ＧＨｚ（自由空間での波長λ＝６３．８ｍｍ）で、バンドギャップΔｆは４．３〜５．６ＧＨｚ付近に存在することがわかる。なお、共振周波数ｆ０は、反射位相特性において、位相が０となる周波数より算出している。
【００４９】
また、図５（ａ）、（ｂ）は、設計例２のＨＩＰ１０における周波数−Ｓ２１特性、周波数−反射位相特性を示している。図より、設計例２のＨＩＰ１０の共振周波数ｆ０は４．８ＧＨｚ（λ＝６２．５ｍｍ）で、バンドギャップΔｆは４．６〜５．０ＧＨｚ付近に存在することがわかる。
【００５０】
なお、上記設計例１および２のＨＩＰ１０の共振周波数ｆ０における周期構造間隔Ｐ（＝Ｌ２／λ）は、それぞれ０．１１λおよび０．０８λである。
【００５１】
図６（ａ）は、筐体１の蓋２を平面回路５に近づけた場合の平面回路５に及ぼす影響を調べる測定系を示す。また、その測定結果を図６（ｂ）、（ｃ）に示す。図６（ａ）において、平面回路に相当する金属板５００の表面に矩形のマイクロストリップフィルタ１００を貼付し、金属板５００と同一寸法の蓋２を、金属板５００と１．６ｍｍの間隔をおいて平行配置させた状態で、金属板５００の両端部をそれぞれネットワークアナライザ（図示せず）のポート１および２へ入力して測定した。この場合、蓋２は、ｉ）上記設計例１のＨＩＰ１０の表面側（すなわち、金属小板１２側）をマイクロストリップフィルタ１００に面して形成したものと、ｉｉ）金属板そのものと、ｉｉｉ）蓋無しとの３条件とした。
【００５２】
図６（ｂ）の振幅特性である周波数−Ｓ２１特性より、ＨＩＰ１０のバンドギャップである４．３〜５．６ＧＨｚにおいて、ｉ）ＨＩＰ付きの蓋を１．６ｍｍの間隔まで近づけても、ｉｉｉ）蓋が無い場合とほぼ同じ特性を示しており、それに対して，ｉｉ）金属板そのものの蓋を近づけた場合には、振幅特性および位相特性ともに、特性が変化している。なお、間隔１．６ｍｍは、測定周波数帯の波長の約３％に相当する。この結果から、ＨＩＰ１０を平面回路５に近づけても、蓋が無い場合と比べて特性変化がないことがわかる。
【００５３】
これは、次のように説明することができる。本発明者らは、筐体１の蓋２を平面回路５に近接させた場合の平面回路５の特性変動は、筐体１そのものに平面回路５内の電流を打ち消すイメージ電流が流れることが原因であり、この特性変動を少なくするためには、筐体１の本来の目的である電磁界のシールド効果を損なわないで、このイメージ電流を流さない構造とする必要があると考えた。
【００５４】
そこで、上記ＨＩＰ１０のように、誘電体１１と裏面導体板１３を介して接地された金属電極（金属小板１２）とを組み合わせてインダクタンスとキャパシタンスとの２次元共振回路を形成し、この共振周波数帯での共振回路のＱを高く設定することにより、ＨＩＰ１０の表面に強い共振現象を発生させることができる。このため、この周波数帯でのインピーダンスが高くなり、これによりイメージ電流を阻止することができる。なお、図２（ａ）ないし（ｃ）に示すようなＨＩＰ１０の構造では、誘電体板１１上に金属小板１２を形成することにより、誘電体の波長短縮率が作用して周期構造を小さく、すなわち、図３中の周期構造間隔Ｐを小さくできる。これは、筐体１内で使用する信号の単位波長あたりの金属電極（金属小板１２）の数を多くできることに相当し、これにより、共振の強さを高くすることができると考えられる。
【００５５】
このような高い共振特性の効果により、平面回路５とそれに対向する筐体１の蓋２との距離を、波長の約３％まで小さくしても、平面回路５の動作にはほとんど影響を及ぼさない。
【００５６】
次に、筐体１としての金属箱の中のアイソレーション特性の測定結果について説明する。図７（ａ）は、測定系を表わす図であり、図７（ｂ）は測定結果を示す。蓋２で閉じられた縦×横×高さ＝４８×９８×２２（ｍｍ）の寸法の直方体の金属箱１に、図７（ａ）に示すように側壁３の縦方向のほぼ中央に２本の測定用プローブ１０１、１０２を挿入し、各プローブをネットワークアナライザ（図示せず）のポート１、２に入力して、測定した。この金属箱の蓋２は、蓋２の内面に設計例２のＨＩＰ１０を形成したもの、蓋２内面を金属板としたもの、および蓋無し（すなわち、上面開放）の場合の３条件とした。
【００５７】
図７（ｂ）は、金属箱１の中のアイソレーション特性として、周波数−Ｓ２１特性を調べた結果であるが、蓋無しの場合のアイソレーション特性を基準に試験結果を見ると、ＨＩＰ１０を蓋２として用いた場合には、ＨＩＰ１０のバンドギャップ周波数帯Δｆにおいて信号が大きく減衰する、すなわちアイソレーション特性が向上することが示されている。一方、金属蓋の場合は、金属箱１内に定在波が形成されたために生じたと考えられる２つのピークが発生しており、アイソレーション特性は蓋無しの場合よりも悪くなっている。
【００５８】
図７（ａ）に示す直方体の金属箱としての筐体１では、蓋２の寸法（縦または横）よりも筐体１の高さが小さいので、筐体１内の空間である収納部７は矩形導波管として機能し、導波管内の伝搬に近い伝搬メカニズム（導波管モード）で伝搬する。すなわち、筐体１中に発生する電界ベクトルの方向は蓋２および底４の面に直交する方向に平行となる。したがって、蓋２部分の筐体１内部の面をＨＩＰ１０の形成面とすると、この形成面は筐体１内に発生する電界と直交する面に相当するので、筐体１内の不要波の伝搬を抑制できるものと考えられる。
【００５９】
以上のように、本第１実施形態においては、金属壁で囲まれた直方体形状の筐体１の蓋２を形成壁とするとき、形成壁の筐体１内部に面する形成面上に図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示すＨＩＰ１０を形成することにより、筐体１の底４に配置した平面回路５に対して、筐体１の外部との間で電磁界のシールド効果が得られるとともに、蓋２と平面回路５との間隔を小さくしても筐体１内のアイソレーション能力を蓋無しの場合と同程度まで高めることができる。したがって、小型で、かつ、アイソレーション能力の高い筐体を得ることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の筐体は、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、蓋をＨＩＰのみで構成した点、および、筐体内部を２つの平面回路ＡおよびＢの２つの部分に仕切って互いに遮蔽すると共に、表面にＨＩＰが形成された仕切り板を備える点で上記第１実施形態と異なっている。
【００６１】
蓋２は、前記図２（ａ）〜（ｃ）に示すものと同様、誘電体板１１の表面（すなわち、ＨＩＰの表面）に正六角形の金属小板１２を２次元周期配列し、誘電体１１の裏面に裏面導体板の層１３を形成したものをそのまま蓋２として用いる。ただし、蓋２としての強度は誘電体板１１に持たせるため、裏面の導体板層１３に閉曲線で形成されたスリット１６を複数設けて、誘電体板１１の表と裏との応力の差を緩和させ、ＨＩＰ１０全体の応力を均一にすることにより、ＨＩＰ１０の反りを防止している。なお、筐体１の外壁を形成する蓋２の裏面の導体板層１３は筐体１の他の側壁３と電気的に接続される。
【００６２】
筐体１の内部の収納部７には、動作周波数の異なる平面回路５Ａと平面回路５Ｂとが収納されており、その間を仕切り板２０で区分けされている。仕切り板２０は、図８（ｂ）に断面を示すように、金属板２１の両面にバンドギャップの異なる２種類のＨＩＰ２２、２３が形成されている。
【００６３】
図８（ｂ）に示すように、仕切り板２０の平面回路５Ａに面した側の形成面には、平面回路５Ａの動作周波数ｆａをバンドギャップ内に有するように設計されたＨＩＰ２２が形成されている。同様に仕切り板２０の反対側の形成面には、平面回路５Ｂの動作周波数ｆｂをバンドギャップ内に有するように設計されたＨＩＰ２３が形成されている。
【００６４】
このような仕切り板２０は、予めそれぞれの誘電体板１１に、所望の金属小板１２、スルーホール１４、および裏面の導体板層１３を形成してＨＩＰ２２、２３を作成しておき、仕切り板２０の金属板２１の両面に、各ＨＩＰ２２、２３の裏面の導体板層１３を電気的な接続を伴って貼付することにより作成できる。
【００６５】
さらに、仕切り板２０の筐体底部４には、図８（ｃ）に示すように、平面回路Ａ、Ｂ間をつなぐ伝送線路２５を通すための開口部２４が設けられている。なお、図８（ｃ）では、仕切り板２０のＨＩＰ２２、２３は簡略化して示している。
【００６６】
筐体１内に複数の回路ブロックが存在する場合に、ブロック相互を金属板の仕切りで遮蔽しようとするとき、特に伝送線路の近傍に金属仕切り板を配置すると、その金属仕切り板にイメージ電流が流れるため伝送線路のインピーダンスに影響を及ぼす、すなわち、回路特性が変化してしまう。
【００６７】
しかし、本第２実施形態のように、仕切り板２０の両面に所望のバンドギャップを有するＨＩＰ２１、２２を形成することにより、伝送線路２５などの近傍にこのＨＩＰ仕切り板２０を配置しても仕切り板２０にはイメージ電流が流れることがないため、小型で回路特性が変化しない筐体１を得ることができる。また、仕切り板２０の中心部の金属板２１（ＨＩＰの裏面導体板１３に相当）により、２つの回路ブロック間を互いに遮蔽することができる。
【００６８】
さらに、本第２実施形態の筐体１は、蓋２をＨＩＰ１０のみで構成しているので、蓋２の厚みを薄くでき、筐体１の高さ方向の寸法を少なくすることができる。この蓋２の裏面（筐体の外側の面）の導体板層１３にはスリット１６を設けているので、蓋２の反りを防止することができる。
【００６９】
なお、仕切り板２０は、ＨＩＰ２２、２３以外のＰＢＧＭ（フォトニックバンドギャップマテリアル）で構成することも可能である。例えば、金属板の両面にＰＢＧＭとしての周期的な穴が空けられた誘電体板やプリント基板上に周期的な金属バターンを描画したものを貼付したものを、仕切り板として用いてもよい。これにより、仕切り板２０を高周波信号を通り抜けることなく、仕切り板の両側の空間を互いに確実にシールドすることができる。
【００７０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の筐体１は、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、蓋２に形成するＨＩＰ１０を、平面回路５の機能ブロックに応じて異なるバンドギャップΔｆを有するように構成した点で上記第１実施形態と異なっている。なお、図９（ａ）は、筐体１内の底４に置かれた平面回路５を機能ブロックとして表わした平面図であり、図９（ｂ）、（ｃ）は、図９（ａ）の平面回路５に対して蓋２の形成面に形成されたＨＩＰ１０の配置方法の２つの例を、筐体１の蓋２の底４に対する投影図として示している。
【００７１】
筐体１内の平面回路５が図９（ａ）に示すように、筐体１外のアンテナ３０からの信号（周波数ｆ１）を増幅する低雑音増幅器３１と局部発振器（周波数ｆ２＜ｆ１）３２と、低雑音増幅器３１の出力と局部発振器３２の出力とを混合するミキサ３３とからなるダウンコンバータを有する場合、平面回路５の各ブロックの動作周波数はそれぞれ異なっている。
【００７２】
そこで、蓋２の形成面に形成するＨＩＰ１０を、その直下に位置する平面回路５の機能ブロックの動作周波数に合わせて異なるバンドギャップとなるよう配置する。
【００７３】
すなわち、本第３実施形態の図９（ｂ）に示す例では、低雑音増幅器３１およびその入出力伝送線路の直上を覆うように、ＲＦ信号用ＨＩＰとして低雑音増幅器３１の動作周波数ｆ１をバンドギャップに含む矩形状のＨＩＰ３４を配置する。
【００７４】
また、局部発振器３２およびその出力伝送線路の直上を覆うように、Ｌｏ信号用ＨＩＰとして局部発振器３２の動作周波数ｆ２をバンドギャップに含む矩形状のＨＩＰ３５を配置する。
【００７５】
さらに、ミキサ３３の出力伝送線路の直上には、ＩＦ信号用のＨＩＰとしてミキサ３３の出力信号の周波数（ｆ１−ｆ２）をバンドギャップに含む矩形状のＨＩＰ３６を配置する。なお、ミキサ３３では３つの周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ１−ｆ２）を使用するので、その直上の蓋２にはＨＩＰを形成しない。
【００７６】
このように、筐体１の蓋２に形成するＨＩＰを、その直下に置かれた平面回路の機能ブロック毎に各バンドギャップを変えたＨＩＰ３４、３５、３６とすることにより、平面回路５の各部でのイメージ電流の発生を抑え、かつ、筐体１の蓋２の面（ＨＩＰの形成面）に垂直な電界ベクトル成分を有する導波管モードの信号伝播を抑制することができる。
【００７７】
また、本第３実施形態の図９（ｃ）に示す例では、蓋２に形成するＨＩＰを上記例に比べて、更に細かく区分けし、信号が伝搬する経路にあたる伝送線路の直上部分には、上記例と同様に、各動作周波数に対応するバンドギャップを有するＲＦ信号用ＨＩＰ３４１、Ｌｏ信号用ＨＩＰ３５１及びＩＦ信号用ＨＩＰ３６１を配置するとともに、伝送線路と直接相対しない部分には、平面回路が発生するスプリアスの周波数のうちの一つの周波数に対応するバンドギャップを有するスプリアス対策用ＨＩＰ３７１，３７２を配置する。
【００７８】
ここで、スプリアスとは回路が発生する、回路の各部の動作周波数とは異なる周波数成分をもつ不要かつ有害な放射であり、このスプリアスが筐体１内で回路ブロック相互に伝播して入力側から出力側へ漏洩すると、回路動作が不安定になる場合がある。このスプリアスは、上記図９（ａ）に示す回路の場合には、ｆｓ＝（ｎ＋１）×ｆ１−ｎ×ｆ２で表わされる複数の周波数ｆｓが発生しうる。
【００７９】
そこで、図９（ｃ）に示すように、平面回路５のパターンにおいて実際に伝送線路などが存在しない部分には、このスプリアスの周波数ｆｓのうちの一つの周波数をバンドギャップに含むＨＩＰ３７１、３７２を配置することにより、スプリアスが筐体１内に伝搬することを防止することができ、平面回路５の安定化を向上させることができる。あわせて、上記図９（ｂ）の例における効果と同様、平面回路５の各部でのイメージ電流の発生を抑え、かつ、筐体１の蓋２の面（ＨＩＰの形成面）に垂直な電界ベクトル成分を有する導波管モードの信号伝播を抑制することができる。
【００８０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態の筐体１は、筐体１を構成する外壁に、平面回路上の信号を取り出すコネクタ４０を備えている点が、上記第１実施形態と異なっている。
【００８１】
図１０は、本第４実施形態の筐体１の断面の一部を示している。筐体１の蓋２の内壁面はＨＩＰ１０の形成面として、平面回路５の動作周波数をバンドギャップΔｆ中に含むように設計されたＨＩＰ１０の表面が、筐体底４に配置された平面回路５に向いて形成されている。蓋２の外側には、コネクタ４０のフランジ４１がＨＩＰ１０の裏面の導体板１３と導通接続されている。コネクタ４０は、フランジ４１と同電位の雄ネジ部４２により、図示しない同軸線路の外部導体と螺合されるとともに、同軸線路の内部導体と筐体１内部へ導くコネクタ４０の中心導体４３とが接続される。なお、筐体の底４、および平面回路５のグランドパターンとＨＩＰ１０の裏面導体板１３とは、それぞれ接地電位に接続されている。
【００８２】
コネクタ４０の中心導体４３は、平面回路５の信号取り出し部５２より立ち上げられた信号線５１と接続されている。以上の構成より、平面回路５から信号線５１、コネクタ４０の中心導体４３および図示しない同軸線路の内部導体を経由して、筐体１外部へ信号が取り出される。
【００８３】
従来のパッケージング回路では、筐体の側面または裏面から信号を取り出す構成がとられる。これは筐体の蓋と平面回路との間に、平面回路の特性を変動させない程度の間隙が必要であるため、蓋より信号を取り出そうとすると、平面回路からの信号取り出し用の垂直向きの線路長が長くなり、ロス無く信号を伝送させることが困難になるためである。したがって、従来は筐体外部における配線の自由度が少なかった。
【００８４】
これに対し、本第４実施形態の筐体１によれば、筐体１の蓋２の内側面（形成面）にＨＩＰ１０を形成しているので、ＨＩＰ１０の表面、すなわち蓋２の内側面と平面回路５との間隙を小さくすることができるため、ＨＩＰ１０が形成された蓋２より、平面回路５からの信号を取り出すための信号線路５１を引き出すことができ、筐体１外部における配線の自由度を増すことができる。
【００８５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態の筐体１は、上記第４実施形態におけるコネクタ４０に代えて、別の平面回路５ｂを筐体外壁に設ける点が、上記第４実施形態と異なっている。
【００８６】
図１１は、本第５実施形態の筐体１の断面の一部を示している。筐体１の蓋２は、接地された金属板２ａで構成されており、この金属板２ａの内側面を形成面としてＨＩＰ１０が形成されている。ＨＩＰ１０のバンドギャップΔｆには筐体１内の平面回路５の動作周波数が含まれている。また、ＨＩＰ１０には信号取り出し用の孔６０が設けられている。この孔６０は、例えばＨＩＰ１０の表面に形成される金属小板１２の１つ分に相当する面積とすることができる。
【００８７】
また、蓋の金属板２ａにはＨＩＰ１０の信号取り出し用の孔６０と一致するように孔６０が設けられている。さらに、蓋２の金属板２ａの裏面、すなわち、蓋２の外側面には、外部の平面回路５ｂが配置され、外部の平面回路５ｂと内部の平面回路５とが孔６０を介して信号線５１により接続されている。
【００８８】
本第５実施形態においても、筐体１の蓋２の内側面（形成面）にＨＩＰ１０を形成することにより、蓋２と筐体１内部の平面回路５との間隙を小さくするとともに、この蓋２の外側面に配置した外部平面回路５ｂと内部平面回路５とを、蓋２およびＨＩＰ１０に設けた孔６０を介して信号線５１で接続しているので、信号線の長さを短くできロスの無い信号伝送が可能になる。
【００８９】
また、筐体１の蓋２に設ける信号取り出し用の孔６０を、ＨＩＰ１０の金属小板１２と同程度とすることにより、孔の製作を容易に行うことができるとともに、孔自体の大きさが小さいので筐体１のシールド性能を低下させることがない。
【００９０】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態の筐体は、蓋２の外側の面に素子アンテナを設けている点が、上記第４、第５実施形態と異なる。
【００９１】
図１２は、本第６実施形態の筐体１の断面の一部を示している。筐体１の蓋２の内側面は形成面として筐体底４に配置されている平面回路５に面するように、平面回路５の動作周波数をバンドギャップΔｆ中に有するＨＩＰ１０が、その金属小板１２を平面回路５に向けて形成されていることは、上記各実施形態と同じである。なお、本第６実施形態の筐体１の蓋２は、ＨＩＰ１０の裏面を構成する導体板１３を最外面としている。
【００９２】
蓋２には、信号取り出しのための孔６０が、ＨＩＰ１０の金属小板１２の１個分に相当する大きさで設けられている。平面回路５の信号取り出し部５２より信号線５１が立ち上がり、その信号線５１に素子アンテナとしてのモノポールアンテナ７１が接続されている。
【００９３】
モノポールアンテナ７１は、蓋２の外側面を形成するＨＩＰ１０の裏面の導体板１３をアンテナ地板として、給電線路としての信号線５１により給電され、蓋２の最外面の位置より図１２紙面の上方に、蓋２の外面に垂直となるように伸びている。これにより、このモノポールアンテナ７１は、蓋２の外側面に対してダイポールアンテナの上半分の放射特性を有する。
【００９４】
本第６実施形態の筐体１は、内側にＨＩＰ１０が形成された筐体１の蓋２の外側面に直接、モノポールアンテナ７１を設け、このモノポールアンテナ７１への給電を筐体１内の平面回路５からＨＩＰ１０に設けた孔６０を介して信号線５１により直接行うので、モノポールアンテナ７１への給電線路の長さを短くすることができる。したがって、アンテナ７１と平面回路５とのインピーダンス整合をとりやすくなり、筐体１の蓋２にアンテナを設けることができ、アンテナ配置の自由度を増すことができる。
【００９５】
また、筐体１の蓋２に設ける信号取り出し用の孔６０を、ＨＩＰ１０の金属小板１２と同程度とすることにより、孔６０の製作を容易に行うことができるとともに、孔６０自体の大きさが小さいので筐体１のシールド性能を低下させることがない。
【００９６】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態の筐体は、上記第６実施形態とは、モノポールアンテナ７１の代わりにパッチアンテナ７２を用いる点が異なる。
【００９７】
図１３は、本第７実施形態の筐体１の断面の一部を示している。筐体１の蓋２の内側面のＨＩＰ１０は上記第６実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００９８】
蓋２の裏面、すなわち筐体１の外側面には、接地されているＨＩＰ１０の裏面の導体板１３上に誘電体板１１が形成され、この誘電体板１１の表面（すなわち蓋２の最外面）上には、例えば金属膜による円形のパッチアンテナ７２が設けられている。
【００９９】
このパッチアンテナ７２の裏面の誘電体板１１１およびＨＩＰ１０には、ＨＩＰ１０の金属小板１２の１個分に相当する大きさの孔６１が設けられ、この孔６１を介して、平面回路５の信号取り出し部５２より立ち上げられた給電線路としての信号線５１により平面回路５とパッチアンテナ７２の裏面とが接続されている。したがって、パッチアンテナ７２は、蓋２の外側面側にあるＨＩＰ１０の裏面導体板１３をアンテナ地板として、給電線路としての信号線５１により給電される。
【０１００】
以上のような構成により、本第７実施形態の筐体１は、内側にＨＩＰ１０が形成された筐体１の蓋２の外側面に誘電体板１１１を介して直接、パッチアンテナ７２を設け、このパッチアンテナ７２への給電を筐体１内の平面回路５からＨＩＰ１０および誘電体板１１１に設けた孔６１を介して信号線５１により直接行うので、パッチアンテナ７２への給電線路の長さを短くすることができる。したがって、上記第６実施形態と同様、アンテナと平面回路とのインピーダンス整合をとりやすくなり、筐体１の蓋２にアンテナを設けることができ、アンテナ配置の自由度を増すことができる。
【０１０１】
また、筐体１の蓋２に設ける信号取り出し用の孔６１を、ＨＩＰ１０の金属小板１２と同程度とすることにより、孔６１の製作を容易に行うことができるとともに、孔自体の大きさが小さいので筐体１のシールド性能を低下させることがない。
【０１０２】
なお、本第７実施形態の他の例として、図１４に示すように、筐体１の蓋２の最外面の誘電体板１１の表面上にも内側のＨＩＰ１０ａと同じ金属小板１２を２次元配列して、平面回路５の動作周波数、すなわちパッチアンテナ７２の共振周波数をバンドギャップΔｆ内に有するＨＩＰ１０ｂを形成してもよい。このようにすれば、蓋２の外側面に設けたパッチアンテナ７２からの放射電波が、蓋２の外側表面上に設けたＨＩＰ１０ｂによりＨＩＰ表面を伝搬できなくなるので、いわゆる裏面放射が抑圧され、アンテナ特性の劣化を防止することができる。
【０１０３】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態の筐体１は、上記第７実施形態の筐体１の底４に、もう一つのパッチアンテナ７２ｂを設けたものである。
【０１０４】
図１５は、本第８実施形態の筐体１の断面の一部を示している。筐体１の蓋部分２は上記第７実施形態と同じであるので説明を省略する。
【０１０５】
筐体１の底４には、下部のパッチアンテナ７２ｂへの給電回路として別の平面回路５ｂが配置され、この別の平面回路５ｂの筐体底側には信号引き出し部５３が設けられている。
【０１０６】
筐体の底４を構成する金属壁の外側には、誘電体板１１２が形成され、この誘電体板１１２の表面（図１５中、紙面下方側）には、金属膜による円形のパッチアンテナ７２ｂが設けられている。
【０１０７】
このパッチアンテナ７２ｂの裏面の誘電体板１１２および底部４の金属壁には、小孔６２が設けられ、この小孔６２を介して、上記別の平面回路５ｂの信号引き出し部５３とパッチアンテナ７２ｂの裏面とが信号線５４により接続されている。
【０１０８】
したがって、この筐体底部４に設けられたパッチアンテナ７２ｂは、筐体底４の外側面をアンテナ地板として、信号線５４により給電される。この場合、筐体の底４の内側に配置した平面回路５ｂと底４の外側に配置したパッチアンテナ７２ｂとは、短い給電線路としての信号線５４で接続できるので両者の整合をとりやすくすることができる。
【０１０９】
以上のような構成により、本第８実施形態の筐体１は、筐体１の蓋２および蓋２とは反対側の底部４のそれぞれ表面上にパッチアンテナ７２、７２ｂを設けることにより、筐体の正面および裏面にアンテナを設置することができる。
【０１１０】
なお、本第８実施形態の他の例として、図１６に示すように、上記第７実施形態の他の例（図１４）と同様に、蓋２の最外面の誘電体板１１および底４の最外面の誘電体板１１の各表面上にも、それぞれのパッチアンテナ７２、７２ｂの共振周波数をバンドギャップ内に有するようなＨＩＰ１０ｂ、１０ｃを形成してもよい。これにより、筐体の正面（蓋部）および裏面（底部）に設けたパッチアンテナ７２、７２ｂの裏面放射をともに防止して、アンテナ特性の劣化を防止することができる。
【０１１１】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態の筐体１は、素子アンテナとしてモノポールアンテナに代えて逆Ｌアンテナ７３とした点、および、アンテナ地板にＨＩＰを用いる点で、上記第６実施形態と異なっている。
【０１１２】
図１７は、本第９実施形態の筐体１の断面の一部を示している。筐体底４および底４に配置した平面回路５は第６実施形態と同じであるので説明を省略する。
【０１１３】
筐体１の蓋２は、内側および外側の面をともにＨＩＰの形成面として、それぞれ同じバンドギャップを有するＨＩＰ１０ａ、１０ｂを備えている。すなわち、両面のＨＩＰ１０ａ、１０ｂは一枚の金属板を共通の裏面導体板１３とし、同じ誘電体板１１および金属小板１２の配置により同一の電気特性を有している。また、蓋２には第６実施形態と同様、ＨＩＰ１０ａ、１０ｂの金属小板１２の１個分に相当する孔６１が設けられている。
【０１１４】
素子アンテナである逆Ｌアンテナ７３は、平面回路５の信号取り出し部５２から立ち上がる信号線５１に接続され、蓋２の孔６１より蓋２の外側方向へ垂直に伸びる垂直導体部７３１と、垂直導体部７３１より９０度曲げられ蓋２に対して平行に伸びる水平導体部７３２とからなる。この逆Ｌアンテナ７３の共振周波数は、蓋２に形成されたＨＩＰ１０ｂのバンドギャップに含まれるように個構成されている。
【０１１５】
したがって、蓋に形成したＨＩＰ１０ｂには、逆Ｌアンテナ７３の共振周波数の表面電流は流れない、すなわち逆Ｌアンテナ７３の水平導体部７３２の電流を打ち消すようなイメージ電流は形成されないので、アンテナとして充分共振することができる。
【０１１６】
以上のような構成により、本第９実施形態の筐体１は、内外の両面にＨＩＰ１０ａ、１０ｂが形成された筐体１の蓋２の外側面に直接、逆Ｌアンテナ７３を設け、この逆Ｌアンテナ７３への給電を筐体内の平面回路５からＨＩＰ１０ａ、１０ｂに設けた孔６１を介して信号線５１により直接行うので、逆Ｌアンテナ７３への給電線路の長さを短くすることができる。したがって、アンテナと平面回路とのインピーダンス整合をとりやすくなり、筐体１の蓋２にアンテナを設けることができ、アンテナ配置の自由度を増すことができる。
【０１１７】
また、アンテナ地板を、逆Ｌアンテナ７３の共振周波数をバンドギャップ中に有するＨＩＰ１０ｂとしているので、逆Ｌアンテナとして充分な共振を得ることができる。
【０１１８】
また、筐体１の蓋２に設ける信号取り出し用の孔６１を、ＨＩＰ１０ａ、１０ｂの金属小板１２と同程度とすることにより、孔６１の製作を容易に行うことができるとともに、孔自体の大きさが小さいので筐体１のシールド性能を低下させることがない。
【０１１９】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態の筐体は、上記第１実施形態の筐体１に、底部４および底部４の平面回路５ｄと平行に第２の平面回路５ｅを配置する中間金属板８を設けたものである。
【０１２０】
図１８は、本第１０実施形態の筐体１の断面図である。なお、図中、各ＨＩＰは所定厚さの層として簡略化して示している。また、筐体１の蓋部分１および底部分４は、上記第１実施形態と同じ構成であるので、説明を省略する。なお、本第１０実施形態では、底部分４に配置されている平面回路を第１平面回路５ｄ、後述する中間金属板８の上面に配置されている平面回路を第２平面回路５ｅ、中間金属板８の下面に配置されているＨＩＰを第１ＨＩＰ１０ｄ、蓋２の内側面に形成されているＨＩＰを第２ＨＩＰ１０ｅという。
【０１２１】
筐体１は、筐体１の高さ方向のほぼ中間位置に、蓋２および底４と平行な中間金属板８を備えており、この中間金属板８は筐体１の側壁３と電気的に接続されることにより、接地電位に落とされている。
【０１２２】
中間金属板８の図中の上側の面（上面という）には、第２平面回路５ｅが形成され、第２平面回路５ｅのグランドパターンと中間金属板８とは電気的に接続されている。さらに、第２平面回路５ｅは蓋２の内側面に形成されている第２ＨＩＰ１０ｅと接触しない程度のわずかな間隙を以って配置されている。また、第２平面回路５ｅの動作周波数は、第２ＨＩＰ１０ｅのバンドギャップ内に含まれる。なお、図１８において、筐体１の高さ方向の間隙は、水平方向の寸法に対して強調して描いている。
【０１２３】
また、中間金属板８の上面とは反対の面である下面はＨＩＰの形成面として、底部４の第１平面回路５ｄの動作周波数をバンドギャップ中に有する第１ＨＩＰ１０ｄが形成されている。第１ＨＩＰ１０ｄの裏面を構成する導体板１３は中間金属板８の下面に電気的接続関係を保って貼付されている。
【０１２４】
このような構成により、本第１０実施形態の筐体１は、複数の平面回路５ｄ、５ｅを多層に積層するとともに、各平面回路のアイソレーション能力を高くできる筐体を得ることができる。
【０１２５】
なお、筐体１の側壁３は、中間金属板８付近で上下に分割できるようにしておけば、筐体１およびパッケージ回路５の製作が容易になる。また、図１９に示すように中間金属板８と中間金属板８を有する側壁枠３とを一つのユニットとして、そのユニットの側壁部分３に凹凸３１を形成した連結部３００を設け、連結部３００同士を積み重ねることにより、多層基板を有する筐体１を容易に作成することができる。
【０１２６】
（他の実施形態）
上記各実施形態は、次のように種々の変形を施すことができる。
【０１２７】
（１）上記各実施形態の筐体における、ＨＩＰが形成された蓋（第１実施形態）、ＨＩＰが形成された仕切り板またはＨＩＰの裏面導体板に形成された反り防止用スリット（第２実施形態）、ＨＩＰが形成された外壁に備えられたコネクタ（第３実施形態）、外壁に備えられた外部平面回路（第４実施形態）、および各種素子アンテナ（第６ないし第９実施形態）の各構成要素は、それぞれ適宜組み合わせて用いることができる。
【０１２８】
さらに、これらの構成要素を組み合わせて多層回路筐体（第１０実施形態）にも用いることができる。
【０１２９】
（２）上記第９実施形態では、逆Ｌアンテナ７３を筐体１の蓋２に設けたが、これに限らず、図１９に示すように筐体１の側壁３に設けてもよい。なお、図１９は筐体１のＨＩＰ付き蓋２を取り除いた状態の斜視図である。
【０１３０】
この場合、逆Ｌアンテナ７３が設けられる側壁３には信号取り出し用の孔６３が設けられ、この孔６３を介して筐体１内部の平面回路５から信号線により逆Ｌアンテナが給電される。また、逆Ｌアンテナの直下の側壁面３には、逆Ｌアンテナ７３の共振周波数をバンドギャップ内に有するＨＩＰ１０ｆが形成され、これにより充分な逆Ｌアンテナの共振を得ることができる。
【０１３１】
（３）上記各実施形態において、筐体１の内部または外部の面上に形成されたＨＩＰ１０は、図２（ａ）または（ｂ）に示すような正六角形の金属小板１２を２次元配置したものを用いたが、これに限らず、例えば正方形の金属小板を周期的に２次元配列したものであってもよい。
【０１３２】
（４）上記各実施形態において、筐体１内の平面回路５に対向するＨＩＰ１０を形成する面を筐体１の蓋２として構成したものを示したが、これに限らず、ＨＩＰの形成面および平面回路と垂直な筐体側壁面３を、着脱可能な蓋としてもよい。さらに、平面回路５が形成されている面（上記各実施形態では筐体の底部４とした面）そのものを、蓋部として筐体１から着脱可能にしてもよい。
【０１３３】
（５）上記各実施形態において、筐体１の外形は直方体（６面体）として説明したが、これに限らず、８面体、１０面体や、４面体を含む多面体であってもよく、さらには、美観上筐体の外形を曲面で形成してもよい。要は筐体１内部に回路基板および回路基板と平行にフォトニックバンドギャップマテリアルあるいはその一形態としてのＨＩＰが配置されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の筐体の断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態の筐体の蓋内側の平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ｃ）に対応して電気的機能を示す図である。
【図３】第１実施形態の筐体に用いる２種類のＨＩＰの各部寸法および電気特性を示す図表である。
【図４】（ａ）、（ｂ）共に、第１実施形態の筐体に用いるＨＩＰの電気特性の測定結果を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）共に、第１実施形態の筐体に用いるＨＩＰの電気特性の測定結果を示す図である。
【図６】（ａ）は第１実施形態の筐体において蓋と平面回路との近接効果を評価する測定系を示す図、（ｂ）および（ｃ）は（ａ）による測定結果を示す図である。
【図７】（ａ）は第１実施形態の筐体のアイソレーション特性の測定系を示す図、（ｂ）は（ａ）による測定結果を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態の筐体を説明する図であり、（ａ）は第２実施形態の筐体の蓋を外した状態での斜視図、（ｂ）は仕切り板の断面図、（ｃ）は仕切り板の開口部と伝送線路との位置関係を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態を説明する図であり、（ａ）は平面回路の機能ブロック図、（ｂ）は第３実施形態の蓋に形成するＨＩＰの配置を示す図、（ｃ）は第３実施形態の蓋に形成するＨＩＰの他の配置を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１２】本発明の第６実施形態の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１３】本発明の第７実施形態の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１４】第７実施形態の他の例の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１５】本発明の第８実施形態の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１６】第８実施形態の他の例の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１７】本発明の第９実施形態の筐体の断面の一部を示す図である。
【図１８】本発明の第１０実施形態の筐体の断面を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態の筐体の斜視図である。
【符号の説明】
１…筐体、２…蓋、３…側壁、４…底、５…平面回路、６…回路基板、
７…収納部、８…中間金属板、
１０…ＨＩＰ、１１…誘電体板、１２…金属小板、１３…裏面導体板、
１４…スルーホール、１６…スリット、
２０…仕切り板、２１…金属板、２２、２３…ＨＩＰ、２４…開口部、
２５…伝送線路、
３０…アンテナ、３１…低雑音増幅器、３２…局部発振器、３３…ミキサ、
３４、３５、３６、３４１、３５１、３６１…ＨＩＰ、
３７１、３７２…スプリアス対策用ＨＩＰ、
４０…コネクタ、５１…信号線、５２…信号取り出し部、６０、６１…孔、
７１…モノポールアンテナ、７２…パッチアンテナ、７３…逆Ｌアンテナ、
１１１、１１２…誘電体板。
【図１】
2004022587.tif 000003
【図２】
2004022587.tif 000004
【図３】
2004022587.tif 000005
【図４】
2004022587.tif 000006
【図５】
2004022587.tif 000007
【図６】
2004022587.tif 000008
【図７】
2004022587.tif 000009
【図８】
2004022587.tif 000010
【図９】
2004022587.tif 000011
【図１０】
2004022587.tif 000012
【図１１】
2004022587.tif 000013
【図１２】
2004022587.tif 000014
【図１３】
2004022587.tif 000015
【図１４】
2004022587.tif 000016
【図１５】
2004022587.tif 000017
【図１６】
2004022587.tif 000018
【図１７】
2004022587.tif 000019
【図１８】
2004022587.tif 000020
【図１９】
2004022587.tif 000021