(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納部を有する断熱用保温容器と、
前記断熱用保温容器の前記収納部に収納される回路ユニットと、
信号を送受信可能なアンテナ素子と、
前記アンテナ素子と接続され、前記収納部の外側に配置される基板ユニットと、
を備え、
前記信号は、電磁界結合によって少なくとも前記基板ユニットから前記回路ユニットに伝送されるアンテナ装置。
【請求項２】
前記断熱用保温容器は、開口部を有し、
前記基板ユニットは、前記断熱用保温容器の前記開口部を閉塞する請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記基板ユニットは、
第１基板と、
前記第１基板よりも前記断熱用保温容器側に位置する第２基板と、
を備え、
前記第１基板は、
前記断熱用保温容器の外側に面する第１基板外側面上に設けられた前記アンテナ素子と、
前記第１基板外側面とは反対側の第１基板内側面上に形成された金属被覆と、
前記金属被覆における前記アンテナ素子に対応する位置に形成されたスロットと、
を有し、
前記第２基板は、前記断熱用保温容器側に面する第２基板外側面上に給電線路を有し、
前記信号は、スロット結合により前記スロットを介して前記アンテナ素子と前記給電線路との間を伝送し、電磁界結合によって前記給電線路と前記回路ユニットとの間を伝送される請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記基板ユニットは、
第１基板と、前記第１基板よりも前記断熱用保温容器側に位置する第２基板と、を備え、
前記第１基板は、
前記断熱用保温容器の外側に面する第１基板外側面上に設けられた前記アンテナ素子と、
前記第１基板外側面とは反対側の第１基板内側面上に形成された給電線路と、
前記アンテナ素子と前記給電線路とを電気的に接続する接続部と、
を有し、
前記第２基板は、
両主面上に形成された金属被覆と、
前記金属被覆における前記給電線路に対応する位置にそれぞれ形成された金属被覆開口部と、
を有し、
前記信号は、前記接続部を介して前記アンテナ素子と前記給電線路との間を伝送し、前記金属被覆開口部を介して電磁界結合により前記給電線路と前記回路ユニットとの間を伝送される請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記基板ユニットは、
第１基板と、前記第１基板よりも前記断熱用保温容器側に位置する第２基板と、を備え、
前記第１基板は、
前記断熱用保温容器の外側に面する第１基板外側面上に設けられた前記アンテナ素子と、
前記第１基板外側面とは反対側の第１基板内側面上に形成された給電線路と、
前記アンテナ素子と前記給電線路との間に設けられた誘電体と、
を有し、
前記第２基板は、
両主面上に形成された金属被覆と、
前記金属被覆における前記給電線路に対応する位置にそれぞれ形成された金属被覆開口部と、
を有し、
前記信号は、電磁界結合により前記アンテナ素子と前記給電線路との間を伝送し、前記金属被覆開口部を介して電磁界結合により前記給電線路と前記回路ユニットとの間を伝送される請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記断熱用保温容器の前記収納部に冷却手段を有し、
前記回路ユニットは、前記冷却手段に接続される請求項１から５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記断熱用保温容器の前記収納部は、真空状態となっている請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナを備えた無線機やレーダ等の受信器（以下、「アンテナ装置」という。）において、受信感度を高感度化する目的でアンテナ装置の回路を冷却することがある。アンテナ装置の回路の冷却は、例えば内部に冷却手段を有する断熱用保温容器内に回路が封止された状態で行われる。
【０００３】
従来、断熱用保温容器内に封止された回路と、断熱用保温容器外のアンテナや外部機器等との間で信号を伝送する方法が種々提案されている。
例えば、同軸ケーブルや気密コネクタ等を介して、断熱用保温容器内の回路と、断熱用保温容器外のアンテナや外部機器等との間で信号を伝送する方法がある。しかしながら、同軸ケーブルや気密コネクタの電気的抵抗により信号の損失が発生する。このため、アンテナ装置の受信感度が低下する可能性があった。
また、同軸ケーブルおよび気密コネクタを介して、断熱用保温容器外から断熱用保温容器内に熱が伝達される。このため、冷却手段の冷却能力を高くする必要があり、冷却手段およびアンテナ装置が大型化する可能性があった。
また、同軸ケーブルおよび気密コネクタに換えて、導波管を介して、断熱用保温容器内の回路と、断熱用保温容器外のアンテナや外部機器等との間で信号を伝送する方法がある。しかしながら、導波管の大きさは伝送される信号の周波数に依存している。このため、信号の周波数によっては導波管およびアンテナ装置が大型化する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２２７２５号公報
【特許文献２】特開２０００−２３６２０６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５４３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高感度かつ小型なアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のアンテナ装置は、断熱用保温容器と、回路ユニットと、アンテナ素子と、基板ユニットと、を持つ。断熱用保温容器は、収納部を持つ。回路ユニットは、断熱用保温容器の収納部に収納される。アンテナ素子は、信号を送受信可能である。基板ユニットは、アンテナ素子と接続され、収納部の外側に配置される。信号は、電磁界結合によって少なくとも基板ユニットから回路ユニットに伝送される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態のアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】第１の実施形態のアンテナ装置に係る回路ユニット基板を上側から見たときの平面図である。
【図４】第１の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
【図５】第１の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。
【図６】第２の実施形態のアンテナ装置における断面図である。
【図７】第２の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
【図８】第２の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。
【図９】第３の実施形態のアンテナ装置における断面図である。
【図１０】第３の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
【図１１】他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図１２】他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図１３】他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図１４】他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、実施形態のアンテナ装置を、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態のアンテナ装置を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１に示すように、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２と、真空ポンプ３と、冷凍機４と、回路ユニット５と、アンテナ素子６と、基板ユニット７と、を備えている。なお、以下の説明における上下方向は、図１の上下方向であって鉛直上下方向と一致している。
【０００９】
断熱用保温容器２は、例えばステンレス等の金属材料によってボックス状に形成されている。断熱用保温容器２は、底壁２１と４枚の側壁２２ａ〜２２ｄとにより画成された収納部２４を有している。なお、図１では、紙面手前に位置する１枚の側壁２２ａを透過して図示している。断熱用保温容器２は、上部に開口部２５を有している。断熱用保温容器２は、開口部２５が後述する基板ユニット７によって閉塞されることにより密閉されている。
【００１０】
真空ポンプ３は、密封された断熱用保温容器２の内部から空気を吸引し、断熱用保温容器２内を真空状態にするためのものである。真空ポンプ３は、断熱用保温容器２の側方に設けられている。真空ポンプ３は、種々のタイプのポンプが採用できるが、例えばターボモレキュラポンプが好適である。
【００１１】
図２に示すように、冷凍機４は、冷凍機本体部４１と、コールドヘッド４２（請求項の「冷却手段」に相当。）と、連結部４３と、を有している。
冷凍機本体部４１は、断熱用保温容器２の外側において、断熱用保温容器２よりも下方に設けられている。コールドヘッド４２は、断熱用保温容器２の内部に設けられている。連結部４３は、断熱用保温容器２の気密性を保持した状態で底壁２１を貫通しており、冷凍機本体部４１とコールドヘッド４２とを接続している。コールドヘッド４２は、冷凍機４を駆動することにより、例えば−２００℃程度に冷却される。
【００１２】
回路ユニット５は、断熱用保温容器２の内部において、コールドヘッド４２と接触された状態で収納部２４に収納される。回路ユニット５は、回路ユニット基板５１と回路部５５とを有している。
【００１３】
図３は、第１の実施形態のアンテナ装置に係る回路ユニット基板を上側から見たときの平面図である。なお、図３では、回路部５５を二点鎖線で図示している。
図３に示すように、回路ユニット基板５１は、第１回路ユニット基板部５７ａと、第２回路ユニット基板部５７ｂと、第１回路ユニット基板部５７ａと第２回路ユニット基板部５７ｂとの間に配置された第３回路ユニット基板部５７ｃと、により構成されている。
【００１４】
第１回路ユニット基板部５７ａおよび第２回路ユニット基板部５７ｂは、それぞれ例えば酸化マグネシウム等からなる、いわゆるＭｇＯ基板である。回路ユニット基板５１の上面５１ａには、第１回路ユニット基板部５７ａおよび第２回路ユニット基板部５７ｂに対応する位置に、回路ユニット配線パターン５２および超電導状態と成り得る材料により形成された不図示のバンドパスフィルタ（以下、「超電導フィルタ」という。）が、例えばＹＢＣＯ薄膜によりパターン形成される。第１回路ユニット基板部５７ａ上には、回路ユニット配線パターン５２として、入力側回路ユニット配線パターン５２Ａが形成されている。また、第２回路ユニット基板部５７ｂ上には、回路ユニット配線パターン５２として、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂが形成されている。それぞれの回路ユニット配線パターン５２は、回路ユニット給電線路５２ａと、接続線路５２ｂと、を含む。
【００１５】
第３回路ユニット基板部５７ｃは、例えば酸化アルミニウム等からなる、いわゆるアルミナ基板である。回路ユニット基板５１の上面５１ａには、第３回路ユニット基板部５７ｃに対応する位置に、回路部５５として、例えば受信用低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）および銅等の材料により成膜された配線等が配置される。
【００１６】
回路ユニット給電線路５２ａは、平面視で略Ｕ字状に形成されている。回路ユニット給電線路５２ａは、後述する基板ユニット７の基板ユニット給電線路７７ａ（図２参照）と電磁界結合によって接続される。これにより、アンテナ装置１は、回路ユニット５と基板ユニット７との間で、信号を伝送可能となっている。
接続線路５２ｂは、回路ユニット給電線路５２ａと回路部５５とを電気的に接続している。
【００１７】
回路ユニット基板５１の下面５１ｂには、被膜部５４が形成されている。被膜部５４は、例えば金や銀、銅等の導電率および熱伝導率の高い金属材料が成膜されて形成される。被膜部５４は、回路ユニット５のグランドおよび熱伝達経路として機能する。
上述のように構成された回路ユニット５は、例えば金や銀、銅等の熱伝導率の高い金属材料を介して、コールドヘッド４２に固定されている。本実施形態の回路ユニット５は、回路ユニット基板５１の下面５１ｂの被膜部５４に不図示の銀ペーストを塗布した後、コールドヘッド４２の表面に密着させて銀ペーストを固化させることにより、コールドヘッド４２に固定されている。回路ユニット基板５１および回路ユニット基板５１上の回路部５５は、熱伝導率の高い銀ペーストおよび被膜部５４を介して、コールドヘッド４２により効率よく冷却される。
【００１８】
アンテナ素子６は、平面視で正方形状をしており、基板ユニット７の外側面（すなわち、後述の第１基板外側面７１ａ）に、銅等の金属材料が成膜されることにより形成される。アンテナ素子６は、所定の周波数を有する信号を送受信可能となっている。アンテナ素子６は、後述の基板ユニット７とともに、例えばマイクロストリップアンテナ（Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  Ａｎｔｅｎｎａ）等のいわゆるパッチアンテナ８（平面アンテナ）を構成する。アンテナ素子６は、基板ユニット７の外側面（すなわち、後述の第１基板外側面７１ａ）に、銅等の金属材料が成膜されることにより形成される。
【００１９】
基板ユニット７は、平板状の部材であって、アンテナ素子６が接続される第１基板７１と、第１基板７１よりも断熱用保温容器２側に位置する第２基板７６と、第１基板７１と第２基板７６との間に設けられた誘電体７０と、により形成されている。すなわち、基板ユニット７は、上方から下方に向かって、第１基板７１、誘電体７０、第２基板７６の順に積層されて形成されている。第１基板７１および第２基板７６は、回路ユニット基板５１と同様に、例えばアルミナ基板である。誘電体７０は、例えば樹脂材料やセラミックス、ガラス等の絶縁材料である。以下に、第１基板７１および第２基板７６について詳細に説明する。
【００２０】
図４は、第１の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
図４に示すように、第１基板７１は、断熱用保温容器２（図２参照）の外側に面する第１基板外側面７１ａ上に、前述のアンテナ素子６を有している。
第１基板７１における第１基板外側面７１ａとは反対側の第１基板内側面７１ｂ上には、金属被覆７２が形成されている。金属被覆７２は、例えば金等の金属材料を成膜することにより形成されている。金属被覆７２は、平面視でアンテナ素子６に対応する位置の一部分を除いて、第１基板内側面７１ｂ上を覆っている。
【００２１】
第１基板内側面７１ｂのうち、金属被覆７２から露出している領域は、スロット７３となっている。スロット７３は、平面視で矩形状に形成されており、アンテナ素子６と重なる位置であって、アンテナ素子６の縁部に設けられている。また、平面視したときのスロット７３の面積は、アンテナ素子６の面積よりも十分小さくなっている。
【００２２】
図２に示すように、第２基板７６の両主面には、基板ユニット配線パターン７７が形成されている。具体的には、第２基板７６の断熱用保温容器２側に面する第２基板外側面７６ｂ上には、基板ユニット配線パターン７７として、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａが形成されている。また、第２基板７６の第１基板７１側に面する第２基板内側面７６ａ上には、基板ユニット配線パターン７７として、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが形成されている。
図５は、第１の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。
図５に示すように、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａは、基板ユニット給電線路７７ａ（請求項の「給電線路」に相当。）と、給電部７７ｂと、接続線路７７ｃと、を含む。入力側基板ユニット配線パターン７７Ａは、例えば銅等の金属材料を成膜した後、エッチングすることにより形成される。
【００２３】
基板ユニット給電線路７７ａは、回路ユニット給電線路５２ａと同様に、平面視で略Ｕ字状に形成されている。基板ユニット給電線路７７ａは、回路ユニット給電線路５２ａと対向するとともに、断熱用保温容器の開口部側から見て、回路ユニット給電線路５２ａと重なるように形成されている。基板ユニット給電線路７７ａは、回路ユニット５（図２参照）の回路ユニット給電線路５２ａと電磁界結合によって接続される。これにより、アンテナ装置１は、回路ユニット５と基板ユニット７との間で、信号を伝送可能となっている。
【００２４】
給電部７７ｂは、平面視で略矩形状に形成されており、第１基板７１のスロット７３（図４参照）に対応する位置に形成されている。
接続線路７７ｃは、基板ユニット給電線路７７ａと給電部７７ｂとを電気的に接続している。
図２に示すように、アンテナ素子６と給電部７７ｂとの間において、信号は、スロット７３を介して伝送される。すなわち、アンテナ装置１は、アンテナ素子６と、給電部７７ｂおよび給電部７７ｂと電気的に接続される基板ユニット給電線路７７ａとの間で、スロット結合により信号を伝送可能となっている。
【００２５】
出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、例えば銅等の金属材料を成膜した後、エッチングすることにより形成される。出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと同様に、平面視で略Ｕ字状に形成されている。出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと対向するとともに、断熱用保温容器の開口部側から見て、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと重なるように形成されている。出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、回路ユニット５（図２参照）の出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと電磁界結合によって接続される。これにより、アンテナ装置１は、回路ユニット５と基板ユニット７との間で、出力用の信号を伝送可能となっている。
【００２６】
また、第２基板内側面７６ａ上には、信号出力線路７８が形成されている。信号出力線路７８は、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂと電気的に接続されるとともに、不図示の信号処理回路と接続されている。信号処理回路は、例えば集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の電子部品（いわゆるＩＣチップ）であって、断熱用保温容器２の外部に設けられている。
回路ユニット５からの出力用の信号は、電磁界結合により出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに伝送され、さらに信号出力線路７８を介して断熱用保温容器２の外部の信号処理回路に伝送される。これにより、アンテナ装置１は、外部に信号を出力できる。
【００２７】
図１に示すように、上述のように構成された基板ユニット７は、断熱用保温容器２の開口部２５を閉塞する。本実施形態では、基板ユニット７の縁部を開口部２５の縁部に接触させた状態で載置した後、基板ユニット７の縁部と、断熱用保温容器２の開口部２５の縁部とを、例えば隅肉溶接等により全周に亘って溶接することにより、断熱用保温容器２の開口部２５を閉塞する。これにより、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２の収納部２４内が密閉された状態となる。
【００２８】
また、断熱用保温容器２の収納部２４は、断熱用保温容器２の収納部２４内が密閉された状態で、真空ポンプ３によって真空引きされることにより、真空状態となっている。これにより、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２の外部からの熱が回路ユニット５に伝達するのを防止して、効率よく回路ユニット５を冷却することができる。
【００２９】
続いて、実施形態のアンテナ装置１の作用について説明する。
図２に示すように、アンテナ装置１の外部から発信された信号は、アンテナ素子６により受信される。次いで、信号は、第１基板７１のスロット７３を介して、スロット結合により、アンテナ素子６から第２基板７６の給電部７７ｂおよび基板ユニット給電線路７７ａに伝送される。次いで、信号は、電磁界結合によって、基板ユニット給電線路７７ａから入力側回路ユニット配線パターン５２Ａの回路ユニット給電線路５２ａに伝送される。次いで、信号は、入力側回路ユニット配線パターン５２Ａの回路ユニット給電線路５２ａから、接続線路５２ｂを介して回路部５５に伝送される。次いで、信号は、回路部５５で処理された後、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの接続線路５２ｂを介して出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの回路ユニット給電線路５２ａに伝送される。次いで、信号は、電磁界結合によって、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの回路ユニット給電線路５２ａから基板ユニット７の出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに伝送される。次いで、信号は、信号出力線路７８を介して断熱用保温容器２の外部の信号処理回路で処理されたあと、アンテナ装置１の外部に出力される。
以上で、アンテナ装置１による信号の伝送が完了する。
【００３０】
第１の実施形態によれば、信号は、スロット結合によりスロット７３を介してアンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送される。また、信号は、電磁界結合によって基板ユニット給電線路７７ａと回路ユニット５の回路ユニット給電線路５２ａとの間を伝送される。これにより、アンテナ装置１は、同軸ケーブルや気密コネクタを介することなく、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間で信号を伝送することができる。したがって、同軸ケーブルや気密コネクタの電気的抵抗による損失が発生しないので、アンテナ装置１の受信感度の低下を抑制しつつ、信号を伝送することができる。また、同軸ケーブルや気密コネクタを介して、断熱用保温容器２の外部から断熱用保温容器２の内部に熱が伝達されることがないので、従来よりも冷却効率を向上できるとともに、冷凍機の小型化およびアンテナ装置１の小型化ができる。したがって、高感度かつ小型なアンテナ装置１を提供することができる。
【００３１】
また、断熱用保温容器２の収納部２４にコールドヘッド４２を有し、回路ユニット５は、コールドヘッド４２に接続されるので、所望の温度になるまで効率よく回路ユニット５を冷却できる。したがって、ＬＮＡや超伝導フィルタを含む回路ユニット５に好適である。
【００３２】
また、断熱用保温容器２の収納部２４は、真空状態となっているので、断熱用保温容器２の外部から内部への熱伝達を防止できる断熱用保温容器２とすることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明をする。
図６は、第２の実施形態のアンテナ装置における断面図である。なお、図６は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図に相当する。
第１の実施形態では、信号は、スロット結合によりスロット７３を介して、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送していた（図２参照）。
これに対して、図６に示すように、第２の実施形態では、信号は、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとが接続電極８０によって電気的に接続されることにより、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送される点で、第１の実施形態とは異なっている。なお、以下において、第１の実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００３４】
図７は、第２の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
図７に示すように、第１基板７１は、断熱用保温容器２（図２参照）の外側に面する第１基板外側面７１ａ上に、アンテナ素子６を有している。
また、第１基板７１の両主面上には、基板ユニット配線パターン７７が形成されている。具体的には、第１基板７１の第１基板内側面７１ｂ上には、基板ユニット配線パターン７７として、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａが形成されている。また、第１基板７１の第１基板外側面７１ａ上には、基板ユニット配線パターン７７として、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが形成されている。
基板ユニット配線パターン７７の給電部７７ｂとアンテナ素子６とは、接続電極８０（請求項の「接続部」に相当。）を介して互いに電気的に接続されている。接続電極８０は、例えば第１基板７１の厚み方向に貫通するスルーホールの内周面に、金等の金属材料が成膜されることで形成されている。なお、接続電極８０は、例えば第１基板７１の厚み方向に貫通する金属ピンであってもよい。
【００３５】
図８は、第２の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。なお、図８では、分かり易くするために、第１基板７１（図７参照）に形成された入力側基板ユニット配線パターン７７Ａおよび出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂを二点鎖線で図示している。
図８に示すように、第２基板７６は、両主面（すなわち第２基板内側面７６ａおよび第２基板外側面７６ｂ）上に、金属被覆８２ａ，８２ｂが形成されている。
【００３６】
第２基板７６の両主面を覆う金属被覆８２ａ，８２ｂには、平面視で略矩形状をした金属被覆開口部８３ａ〜８３ｄが形成されている。
金属被覆開口部８３ａ，８３ｂは、平面視で入力側基板ユニット配線パターン７７Ａに対応する位置において、それぞれ第２基板７６を金属被覆８２ａ，８２ｂから露出させるように形成されている。金属被覆開口部８３ａ，８３ｂの外形は、基板ユニット給電線路７７ａの外形よりも大きくなっている。基板ユニット７（図１参照）を平面視した時、金属被覆開口部８３ａ，８３ｂ内には、基板ユニット給電線路７７ａが位置するように構成される。信号は、金属被覆開口部８３ａ，８３ｂを介して、電磁界結合により基板ユニット７の基板ユニット給電線路７７ａと、回路ユニット５の入力側回路ユニット配線パターン５２Ａとの間を伝送される。
また、金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄは、平面視で出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに対応する位置において、それぞれ第２基板７６を金属被覆８２ｃ，８２ｄから露出させるように形成されている。金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄの外形は、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂの外形よりも大きくなっている。基板ユニット７（図１参照）を平面視した時、金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄ内には、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが位置するように構成される。信号は、金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄを介して、電磁界結合により回路ユニット５の出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと、基板ユニット７の出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂとの間を伝送される。
【００３７】
第２の実施形態によれば、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとが接続電極８０によって電気的に接続されている。これにより、信号は、接続電極８０を介してアンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送されるので、効率に優れたアンテナ装置１とすることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明をする。
図９は、第３の実施形態のアンテナ装置における断面図である。なお、図９は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図に相当する。
図９に示すように、第３の実施形態では、信号は、スロット７３（図２参照）や接続電極８０（図６参照）を設けることなく、電磁界結合によりアンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送される点で、第１実施形態および第２実施形態とは異なっている。なお、以下において、第１の実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００３９】
図１０は、第３の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
図１０に示すように、第１基板７１は、断熱用保温容器２（図２参照）の外側に面する第１基板外側面７１ａ上に、アンテナ素子６を有している。
【００４０】
また、第１基板７１の両主面上には、基板ユニット配線パターン７７が形成されている。具体的には、第１基板７１の第１基板内側面７１ｂ上には、基板ユニット配線パターン７７として、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａが形成されている。また、第１基板７１の第１基板外側面７１ａ上には、基板ユニット配線パターン７７として、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが形成されている。
入力側基板ユニット配線パターン７７Ａの給電部７７ｂは、平面視でアンテナ素子６の一部と重なるように配置されている。
信号は、電磁界結合によって、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの回路ユニット給電線路５２ａから基板ユニット７の出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに伝送される。その後、信号は、信号出力線路７８を介して断熱用保温容器２の外部の信号処理回路で処理されたあと、アンテナ装置１の外部に出力される。
【００４１】
図９に示すように、第２基板７６は、両主面（すなわち第２基板内側面７６ａおよび第２基板外側面７６ｂ）上に、金属被覆８２ａ，８２ｂが形成されている。また、第２基板７６の両主面を覆う金属被覆８２ａ，８２ｂには、平面視で略矩形状をした金属被覆開口部８３ａ〜８３ｄが形成されている。第２基板７６の構成は、第２の実施形態と同一のため、詳細な説明を省略する。
【００４２】
第３の実施形態によれば、信号は、スロット７３（図２参照）や接続電極８０（図６参照）を設ける必要がないので、基板ユニット７の第１基板７１を簡単かつ低コストに形成できる。
【００４３】
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２に接続された状態で真空ポンプ３を備えていたが、真空ポンプ３を備えていなくてもよい。すなわち、真空ポンプ３は、アンテナ装置１の製造時において、断熱用保温容器２内を真空引きする際に断熱用保温容器２と接続され、断熱用保温容器２内を真空引きした後に断熱用保温容器２から取り外される構成としてもよい。
【００４４】
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、回路ユニット５の回路部５５内に、ＬＮＡや超電導フィルタを有していたが、これらに限定されない。したがって、アンテナ装置１は、回路ユニット５の回路部５５内に、位相器（フェーズシフター）や分配器、フィルタ回路、減衰器等を有していてもよい。
【００４５】
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２が開口部２５を有し、開口部２５を基板ユニット７が閉塞していた。これに対して、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２が開口部２５を有することなく、基板ユニット７を断熱用保温容器２の外部に配置するとともに、断熱用保温容器２外の基板ユニット７と断熱用保温容器２内の回路ユニット５との間を電磁界結合によって信号が伝送される構成としてもよい。
【００４６】
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２の上部の全面が開口する開口部２５を有し、基板ユニット７が閉塞していた。これに対して、アンテナ装置１は、例えば、断熱用保温容器２の上部の一部分のみが開口する開口部を有し、この開口部を基板ユニット７が閉塞する構成であってもよい。また、アンテナ装置１は、例えば、断熱用保温容器２の底壁２１および側壁２２ａ〜２２ｄのいずれかに開口部を有し、基板ユニット７が閉塞する構成であってもよい。
【００４７】
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、いわゆるパッチアンテナ８（平面アンテナ）を備えていたが、アンテナの形態はパッチアンテナ８に限定されない。したがって、アンテナ装置１は、パッチアンテナ８以外の線状アンテナや板状アンテナ等を備えていてもよい。
【００４８】
上記各実施形態では、信号は、電磁界結合によって基板ユニット７と回路ユニット５との間を双方向に伝送していたが、少なくとも基板ユニット７から回路ユニット５に伝送できればよい。この場合にあっては、信号は、同軸ケーブルや気密コネクタ等を介して断熱用保温容器２の内側の回路ユニット５から断熱用保温容器２の外側に伝送されて出力される。
【００４９】
図１１は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、１個のアンテナ素子６が実装されたパッチアンテナ８と、１個の回路部５５とを備えていた。これに対して、例えば図１１に示すように、アンテナ装置１は、複数のアンテナ素子６と、１個の断熱用保温容器２に収納された複数の回路部５５とを備えていてもよい。この構成によれば、複数のアンテナ素子６と、複数の回路部５５とを備えた場合であっても、アンテナ装置１が大型化するのを抑制できる。
【００５０】
図１２は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、１個のアンテナ素子６が実装されたパッチアンテナ８と、１個の断熱用保温容器２と、１個の回路部５５とを備えていた。これに対して、例えば図１２に示すように、複数の回路部５５が、それぞれ複数の断熱用保温容器２に収納されてもよい。この構成によれば、仮に断熱用保温容器２が破損した場合であっても、破損した断熱用保温容器２のみを交換すればよいので、メンテナンス性に優れたアンテナ装置１とすることができる。
【００５１】
図１３は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、基板ユニット７が信号処理部としてのＩＣチップを備えていた。これに対して、図１３に示すように、アンテナ装置１は、基板ユニット７がフィルタ８５を備えていてもよい。この構成によれば、所望の周波数以外の妨害波（信号）を減衰させることができ、不要な信号を断熱用保温容器２内に流入させることがなく、断熱用保温容器２内での信号による発熱を軽減できる。
【００５２】
図１４は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、基板ユニット７の第１基板７１上にアンテナ素子６が実装されていた。これに対して、図１４に示すように、アンテナ素子６は、基板ユニット７から離間して設けられていてもよい。この構成によれば、基板ユニット７の小型化ができる。
【００５３】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、信号は、スロット結合によりスロットを介してアンテナ素子と基板ユニット給電線路との間を伝送される。また、信号は、電磁界結合によって基板ユニット給電線路と回路ユニットの回路ユニット給電線路との間を伝送される。これにより、アンテナ装置は、同軸ケーブルや気密コネクタを介することなく、アンテナ素子と基板ユニット給電線路との間で信号を伝送することができる。したがって、同軸ケーブルや気密コネクタの電気的抵抗による損失が発生しないので、アンテナ装置の感度の低下を抑制しつつ、信号を伝送することができる。
また、同軸ケーブルや気密コネクタを介して、断熱用保温容器の外部から断熱用保温容器の内部に熱が伝達されることがないので、従来よりも冷却効率を向上できるとともに、冷凍機およびアンテナ装置の小型化ができる。したがって、高感度かつ小型なアンテナ装置を提供することができる。
【００５４】
本発明の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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００５５】
１…アンテナ装置  ２…断熱用保温容器  ５…回路ユニット  ６…アンテナ素子  ７…基板ユニット  ２４…収納部  ２５…開口部  ４２…コールドヘッド（冷却手段）  ７０…誘電体  ７１…第１基板  ７１ａ…第１基板外側面  ７１ｂ…第１基板内側面  ７２…金属被覆  ７３…スロット  ７６…第２基板  ７６ｂ…第２基板外側面  ７７ａ…基板ユニット給電線路（給電線路）  ８０…接続電極（接続部）  ８２ａ，８２ｂ…金属被覆  ８３ａ，８３ｂ…金属被覆開口部
【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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【図１４】
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