(57)【要約】  サスペンド型の基板内を伝搬する電磁波の抑制が難しい。本開示の構造体は、平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される誘電体プレーンと、前記誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面に配設される第１の伝送線路と、前記誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設される第２の伝送線路と、を備え、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続される
2017170394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、
前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される誘電体プレーンと、
前記誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第１の伝送線路と、
前記誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第２の伝送線路と、を備え、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続されることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、前記第１の導体プレーンに垂直な方向から見て互いのオープン端が重ならないように配設されることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、前記第１の導体プレーンに垂直な方向から見て互いのオープン端が重なるように配設され、
前記誘電体プレーンの厚みは、前記中空領域の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路との接続部から前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路のオープン端各々までの長さＬは、動作周波数における波長λに対し、ｎを０以上の整数として、Ｌ＝（２ｎ＋１）×λ／４を満たすことを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項５】
前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路は、折り曲げて配設されることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路は、それぞれ長さの異なる複数の分岐を備えることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項７】
前記誘電体プレーン上に配設された少なくとも１つのサスペンド型伝送線路をさらに備え、
前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路は、前記サスペンド型伝送線路の周囲に配設されることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項８】
前記第１の導体プレーンと前記誘電体プレーンとの間、および前記第２の導体プレーンと前記誘電体プレーンとの間の各々に少なくとも１つのスペーサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項９】
平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、
前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行、かつ、前記第２の導体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面と反対側の面に対向して平行に配設される第３の導体プレーンと、
前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される第１の誘電体プレーンと、
前記第２の導体プレーンおよび前記第３の導体プレーンの間に、他の中空領域を介して前記第２の導体プレーンおよび前記第３の導体プレーンと平行に配設される第２の誘電体プレーンと、
前記第１の誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面、および前記第２の誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第１の伝送線路と、
前記第１の誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面、および前記第２の誘電体プレーンの前記第３の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第２の伝送線路と、
前記第１の誘電体プレーンに配設され、一端がオープン端である第１のサスペンド型伝送線路と、
前記第２の誘電体プレーンに配設され、一端がオープン端である第２のサスペンド型伝送線路と、を備え、
前記第２の導体プレーンは、前記第１のサスペンド型伝送線路のオープン端および前記第２のサスペンド型伝送線路のオープン端と対向する位置に開口部を有し、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続され、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とを単位構造として、前記単位構造は、前記第１のサスペンド型伝送線路および前記第２のサスペンド型伝送線路のオープン端の周囲を囲むように複数配設されることを特徴とする積層構造。
【請求項１０】
平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、
前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される誘電体プレーンと、
前記誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第１の伝送線路と、
前記誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第２の伝送線路と、
前記誘電体プレーンに配設され、一端がオープン端であるサスペンド型伝送線路と、を備え、
前記第１の導体プレーンは、前記サスペンド型伝送線路のオープン端と対向する位置に開口部を有し、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続され、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とを単位構造として、前記単位構造は、前記サスペンド型伝送線路のオープン端の周囲を囲むように複数配設されることを特徴とするアンテナ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体、構造体の積層構造およびアンテナ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ装置や無線通信装置などの高周波な電磁波を使用する装置において、伝送線路における損失を低減するために、伝送線路の一部を中空とした構造体が用いられる。このような構造体の関連技術が特許文献１に開示されている。【０００３】
特許文献１は、サスペンド型の基板に関する技術を開示している。サスペンド型の基板は、互いに略平行な２枚の導体プレーンからなる平行平板と、これら平行平板の間に浮遊した形で配設される誘電体基板とを備える。この誘電体基板が信号線を備えており、伝送線路が形成される。平行平板の間の一部が中空となることで誘電体材料が少なくなり、誘電損失が低減する。これによって高周波信号が効率的に伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０６０８８８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
関連技術における問題点は、サスペンド型の基板内を伝搬する電磁波の抑制が難しいことである。【０００６】
一般に、特性インピーダンスが不連続な箇所や高次モードが発生する状況において、伝送線路を伝搬する高周波信号は、信号線に沿わずに一部が電磁波として放射され、平行平板内部へ漏洩する可能性がある。電磁波が平行平板内部へ漏洩する場合（以下、この漏洩する電磁波を漏洩電磁波と呼ぶ）、漏洩電磁波は他のデバイスへのカップリングや外部への放射を引き起こす可能性がある。このため、平行平板間を短絡するなどの漏洩対策を行うことがある。しかし、サスペンド型の基板では、基板内の一部に中空領域を有するため、平行平板間を短絡することが構造的に難しい。【０００７】
本発明の目的は、サスペンド型の基板内を伝搬する漏洩電磁波を抑制できる構造体、構造体の積層構造およびアンテナ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における構造体は、平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される誘電体プレーンと、前記誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面に配設される第１の伝送線路と、前記誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設される第２の伝送線路と、を備え、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続される。【０００９】
本発明における積層構造は、平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行、かつ、前記第２の導体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面と反対側の面に対向して平行に配設される第３の導体プレーンと、前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される第１の誘電体プレーンと、前記第２の導体プレーンおよび前記第３の導体プレーンの間に、他の中空領域を介して前記第２の導体プレーンおよび前記第３の導体プレーンと平行に配設される第２の誘電体プレーンと、前記第１の誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面、および前記第２の誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第１の伝送線路と、前記第１の誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面、および前記第２の誘電体プレーンの前記第３の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第２の伝送線路と、前記第１の誘電体プレーンに配設され、一端がオープン端である第１のサスペンド型伝送線路と、前記第２の誘電体プレーンに配設され、一端がオープン端である第２のサスペンド型伝送線路と、を備え、前記第２の導体プレーンは、前記第１のサスペンド型伝送線路のオープン端および前記第２のサスペンド型伝送線路のオープン端と対向する位置に開口部を有し、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続され、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とを単位構造として、前記単位構造は、前記第１のサスペンド型伝送線路および前記第２のサスペンド型伝送線路のオープン端の周囲を囲むように複数配設される。【００１０】
本発明におけるアンテナ構造は、平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される誘電体プレーンと、前記誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第１の伝送線路と、前記誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設され、少なくとも１端がオープン端である第２の伝送線路と、前記誘電体プレーンに配設され、一端がオープン端であるサスペンド型伝送線路と、を備え、前記第１の導体プレーンは、前記サスペンド型伝送線路のオープン端と対向する位置に開口部を有し、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続され、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とを単位構造として、前記単位構造は、前記サスペンド型伝送線路のオープン端を囲むように複数配設される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明における効果は、構造体、構造体の積層構造およびアンテナ構造が、サスペンド型の基板内を伝搬する漏洩電磁波を抑制できる点である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）乃至（ｃ）は、本開示の第１の実施の形態における構造体１００の構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は、本開示の第１の実施の形態における構造体１００の構成を示す上面図である。
【図３】図３（ａ）乃至（ｃ）は、本開示の第１の実施の形態における構造体の動作を説明する図である。
【図４】図４は、本開示の第１の実施の形態における構造体１００のＳパラメータを示す図である。
【図５】図５は、本開示の第２の実施の形態における構造体２００の構成を示す図である。
【図６】図６は、本開示の第３の実施の形態における構造体３００の構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）乃至（ｄ）は、本開示の第３の実施の形態における第１の伝送線路３０４および第２の伝送線路３０５の変形例の構成を示す図である。
【図８】図８は、本開示の第４の実施の形態における構造体４００の構成を示す図である。
【図９】図９は、本開示の第５の実施の形態における構造体５００の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示の第５の実施の形態における構造体５００の変形例を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）乃至（ｃ）は、本開示の第６の実施の形態における構造体６００の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本開示の第７の実施の形態における積層構造７００の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本開示の第８の実施の形態におけるアンテナ構造８００の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本開示の第９の実施の形態における構造体９００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面及び明細書記載の各実施の形態において、同様の機能を備える構成要素には同様の符号が与えられている。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１および図２は本開示の第１の実施の形態における構造体１００の構成を示す図である。図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図２（ａ）および（ｂ）における構造体１００のＡ−Ａ’断面図である。図２は、構造体１００を、第１の導体プレーン１０１に垂直な方向のうち第１の導体プレーン１０１側から見た上面図である（以降、本明細書中にて上面が同様に定義される）。
【００１５】
構造体１００は、互いに略平行である第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２とを備えて構成される平行平板と、その間に配設された誘電体プレーン１０３と、誘電体プレーン１０３を支持材とし、第１の導体プレーン１０１側の表面に配設された第１の伝送線路１０４と、誘電体プレーン１０３の第２の導体プレーン１０２側の表面に配設された第２の伝送線路１０５と、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５とを接続する導体ビア１０６と、を備えて構成される。
【００１６】
誘電体プレーン１０３は、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２との間に、それぞれ中空領域１０７および１０８を有する。
【００１７】
第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５は、それぞれ一方の端部がオープン端となっており、他方の端部が互いに導体ビア１０６によって接続されている。第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５は、上面図（図２参照）で、オープン端が互いに重ならないように配設されている。
【００１８】
例えば、構造体１００は、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５とを、図１（ａ）および図２（ａ）に示されるようにＶ字状に配設してもよいし、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示されるようにＩ字状に配設してもよい。
【００１９】
構造体１００は、図１（ｃ）に示されるように、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５とを互いに接続することができれば、必ずしも導体ビア１０６を用いなくてもよい。図１（ｃ）に示されるように、構造体１００は、導体ビア１０６を用いずに、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５とをそれぞれ異なる層に配設し、第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５各々のオープン端ではない一端を互いに接触させて電気的に接続してもよい。
【００２０】
図３は、図１（ａ）に示される構造体１００の動作を説明する図である。図３（ａ）は構造体１００のＡ−Ａ’断面図、図３（ｂ）は構造体１００の上面図である。図１（ｂ）および（ｃ）の構造体１００の動作も、図３と同様の原理で説明される。
【００２１】
本実施の形態における構造体１００は、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２とを備えて構成される平行平板間のインピーダンスＺがおおむねゼロ、または誘導性（インダクティブ）となるときに、この平行平板間の伝搬定数が虚数となり電磁波伝搬を抑制することが可能となる。特にインピーダンスＺがおおむねゼロのときに大きな抑制効果を得ることができる。
【００２２】
構造体１００において、漏洩電磁波１１３が、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２とを備えて構成される平行平板間を伝搬した場合（すなわち、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５と導体ビア１０６とからなる単位構造を通過するように伝搬した場合）、第１の伝送線路１０４と第１の導体プレーン１０１との間、および第２の伝送線路１０５と第２の導体プレーン１０２との間に電界分布が誘起され、第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５がスタブとして動作する。
【００２３】
導体ビア１０６側から第１の伝送線路１０４のオープン端側を見たときの伝送線路１０４と導体プレーン１０１との間の入力インピーダンスをＺin1、導体ビア１０６側から第２の伝送線路１０５のオープン端側を見たときの伝送線路１０５と導体プレーン１０２との間の入力インピーダンスをＺin2とする。このとき、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２とを備えて構成される平行平板間のインピーダンスＺは、おおむね、Ｚin1と導体ビア１０６のインダクタンスとＺin2との和で表すことができる。
【００２４】
漏洩電磁波１１３を抑制するために、第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５は、例えば、導体ビア１０６との接続部から各々のオープン端までの長さＬが、それぞれ動作周波数における波長λに対しておおむねＬ＝（２ｎ＋１）×λ／４の関係となるように設計されることが好ましい。ここで、パラメータｎは、ｎ＝０、１、２、３、…、ｎとなる０以上の整数である。
【００２５】
構造体１００が上記の構成をとることにより、第１の伝送線路１０４および第１の導体プレーン１０１において、導体ビア１０６側から第１の伝送線路１０４のオープン端側を見たときの伝送線路１０４と導体プレーン１０１との間の入力インピーダンスＺin1は、ほぼゼロとなる。これは、第１の伝送線路１０４と第１の導体プレーン１０１との間がショートした状態であることを意味する。
【００２６】
第２の伝送線路１０５および第２の導体プレーン１０２においても、同様に、導体ビア１０６側から第２の伝送線路１０５のオープン端側を見たときの伝送線路１０５と導体プレーン１０２との間の入力インピーダンスＺin2は、ほぼゼロとなる。これは、第２の伝送線路１０５と第２の導体プレーン１０２との間がショートした状態であることを意味する。
【００２７】
以上の効果と導体ビア１０６のインダクタンスとにより、構造体１００は、図３（ａ）および（ｂ）の右辺に示されるように第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２との間のインピーダンスＺをインダクティブにすることができる。これによって構造体１００は、漏洩電磁波１１３の伝搬を抑制することができる。特に、導体ビア１０６のインダクタンスが十分小さい場合、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２との間のインピーダンスＺは、おおむねゼロとみなせる。この場合、構造体１００は、漏洩電磁波１１３の伝搬をさらに抑制することができる。
【００２８】
第１の実施の形態における構造体１００は、上面視で、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５とのオープン端が重ならないように配設されることで、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５との間の結合を低減している。
【００２９】
本実施の形態において、第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５は、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２とを備えて構成される平行平板間のインピーダンスＺがおおむねゼロまたは誘導性（インダクティブ）になれば、どのような長さであってもよい。
【００３０】
図４に、本実施の形態の構造体１００に関するＳパラメータを示す。図１（ａ）に示される構造体１００において、左縁を解析ポート１、右縁を解析ポート２とした場合に、解析ポート１へのＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）波の電力反射量の大きさを表すＳパラメータをＳ１１、解析ポート１から解析ポート２への電力透過量の大きさを表すＳパラメータをＳ２１とする。図４によれば、所定の周波数ｆ0において、Ｓ１１は大きくなり、Ｓ２１は小さくなるようなピークを示す。これは、第１の導体プレーン１０１と第１の伝送線路１０４と導体ビア１０６とからなる単位構造および第２の導体プレーン１０２と第２の伝送線路１０５と導体ビア１０６とからなる単位構造によって、ＴＥＭ波の伝搬が抑制されたことを意味する。
【００３１】
図４より、本実施の形態の構造体１００が、平行平板内の漏洩電磁波の伝搬を抑制するために有効であることが分かる。
【００３２】
なお、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５との接続箇所は、必ずしも第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５の端部である必要はなく、オープン端以外の箇所であれば何処であってもよい。
【００３３】
第１の実施の形態における中空領域１０７および１０８それぞれの厚みｈ1およびｈ2は、互いに等しくても、不等であってもよい。
【００３４】
［第２の実施の形態］
本開示の第２の実施の形態の構造体２００について図５を用いて説明する。
【００３５】
図５における構造体２００は、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５とが、上面（第１の導体プレーンに垂直な方向のうち、第１の導体プレーン側）から見て重なるように配設されている点、および中空領域１０７および１０８の厚みをそれぞれｈ1およびｈ2、誘電体プレーン２０３の厚みをｔとしたときに、ｔがｈ1およびｈ2に比べて大きくなる点で、第１の実施の形態の構造体１００と異なる。構造体２００は、ｔがｈ1およびｈ2に比べて大きく設定されるため、第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５のオープン端が上面から見て重なって配設されていても、スタブ間の結合が低減され、第１の実施の形態と同様に平行平板内の漏洩電磁波の伝搬を抑制することが可能となる。
【００３６】
［第３の実施の形態］
本開示の第３の実施の形態の構造体３００について、図６を用いて説明する。
【００３７】
第３の実施の形態における構造体３００は、第１の実施の形態における第１の伝送線路１０４および第２の伝送線路１０５の形状が、直線形状ではなく折り返し形状になっている点で、第１の実施の形態の構造体１００と異なる。第３の実施の形態における構造体３００は、第１の伝送線路３０４および第２の伝送線路３０５の形状を柔軟に実装することで、構造体３００の小型化を図ることができる。
【００３８】
本実施の形態の構造体３００は、第１の実施の形態と同様に平行平板内の漏洩電磁波の伝搬を抑制することが可能である。
【００３９】
本実施の形態において、第１の伝送線路３０４および第２の伝送線路３０５は、Ｕ字の折り返し形状としたが、他の形状であってもよい。例えば、図７（ａ）乃至（ｄ）に示されるようなＬ字型、湾曲型、渦巻き形状、ミアンダ形状等であってもよい。
【００４０】
［第４の実施の形態］
本開示の第４の実施の形態の構造体４００について、図８を用いて説明する。
【００４１】
第４の実施の形態の構造体４００において、第１の伝送線路４０４および第２の伝送線路４０５は、それぞれ複数の分岐を持つ。本実施の形態において、分岐は２つとするが、分岐は３つ以上であってもよい。第１の伝送線路４０４および第２の伝送線路４０５各々が持つ２本の分岐は、導体ビア１０６との接続部から各々のオープン端までそれぞれ異なる長さＬ1およびＬ2を持つ。長さの異なる分岐は、それぞれ異なる周波数で動作し、次のような条件を満たすように調整される。
【００４２】
つまり、Ｌ1は、動作周波数における波長λ1に対し、Ｌ1＝（２ｓ＋１）×λ1／４となるように設計される。ここで、パラメータｓは、ｓ＝０、１、２、…、ｓとなる０以上の整数である。
【００４３】
同様に、Ｌ2は、動作周波数における波長λ2に対し、Ｌ2＝（２ｔ＋１）×λ2／４となるように設計される。ここで、パラメータｔは、ｔ＝０、１、２、…、ｔとなる０以上の整数である。
【００４４】
上記の構成により、第１の伝送線路４０４および第２の伝送線路４０５は、複数の分岐の長さそれぞれに由来する複数の周波数で共振動作を示すため、構造体４００は複数の周波数で動作する。
【００４５】
［第５の実施の形態］
本開示の第５の実施の形態の構造体５００について図９および図１０を用いて説明する。
【００４６】
第５の実施の形態における構造体５００は、第１の実施の形態における構造体１００の構成に加えて、誘電体プレーン１０３に、第３の伝送線路５０９と第４の伝送線路５１０と複数の導体ビア５１１とを備えて構成されるサスペンド型ストリップ線路５１２が配設される点で第１の実施の形態と異なる。構造体５００は、サスペンド型の基板に形成されたサスペンド型ストリップ線路５１２の周囲に、第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５と導体ビア１０６とからなる単位構造を複数配設してもよい。例えば、単位構造は、周期的に配設されてもよい。
【００４７】
サスペンド型ストリップ線路５１２は、必ずしも第４の伝送線路５１０および複数の導体ビア５１１を用いる必要はなく、図１０に記載されるように、第３の伝送線路５０９だけで構成されていてもよい。
【００４８】
［第６の実施の形態］
次に本開示の第６の実施の形態の構造体６００について、図１１を用いて説明する。
【００４９】
図１１（ａ）の構造体６００は、略平行な第１の導体プレーン１０１および第２の導体プレーン１０２を備えて構成される平行平板と、その間に配設された誘電体プレーン１０３と、誘電体プレーン１０３に配設された長さＬの伝送線路６０９と、を備えて構成される。
【００５０】
伝送線路６０９の長さＬは、動作周波数における波長λに対し、ｎを１以上の整数としておおむねＬ＝ｎ×λ／２の関係となる場合に共振器として動作し、平行平板内を伝搬する漏洩電磁波を抑制することができる。なお中空領域１０７および１０８それぞれの厚みｈ1およびｈ2は、互いに等しくても、不等であってもよい。
【００５１】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の伝送線路６０９を、第１の伝送線路６０４と導体ビア６０６と第２の伝送線路６０５とで置き換えた構成を示す。第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は、オープン端でない一端を導体ビア６０６によって互いに接続されている。第１の伝送線路６０４、導体ビア６０６および第２の伝送線路６０５の全長Ｌは、図１１（ａ）の伝送線路６０９の長さＬと同様に、動作周波数における波長λに対し、ｎを１以上の整数としてＬ＝ｎ×λ／２とすることが好ましく、このとき平行平板内の漏洩電磁波の伝搬を抑制することができる。なお中空領域１０７および１０８のそれぞれの厚みｈ1およびｈ2は、互いに等しくても、不等であってもよい。
【００５２】
図１１（ｂ）において、第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は、導体ビア６０６との接続部から各々のオープン端までの長さが互いに異なるものとした。しかし、第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は、導体ビア６０６との接続部から各々のオープン端までの長さが互いに等しくても当然よい。
【００５３】
図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の伝送線路６０９を、第１の伝送線路６０４と第２の伝送線路６０５とで置き換えた構成を示す。第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は、互いに異なる層に配設され、オープン端でない一端で互いに接続されている。このとき第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５の全長Ｌは、図１１（ａ）の伝送線路６０９の長さＬと同様に、動作周波数における波長λに対し、ｎを１以上の整数としてＬ＝ｎ×λ／２とすることが好ましく、このとき平行平板内の高周波信号の伝搬を抑制することができる。なお中空領域１０７および１０８のそれぞれの厚みｈ1およびｈ2は、互いに等しくても、不等であってもよい。
【００５４】
図１１（ｃ）において、第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は、第１の伝送線路６０４と第２の伝送線路６０５との接続部から各々のオープン端までの長さが互いに異なるものとした。しかし、第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は、第１の伝送線路６０４と第２の伝送線路６０５との接続部から各々のオープン端までの長さが互いに等しくても当然よい。
【００５５】
本実施の形態において、第１の伝送線路６０４および第２の伝送線路６０５は直線形状としたが、他の形状で構成されてもよい。例えば、第３の実施の形態における第１の伝送線路３０４および第２の伝送線路３０５と同様に、様々な折り返し構造で構成されてもよい。
【００５６】
［第７の実施の形態］
次に本開示の第７の実施の形態の積層構造７００について、図１２を用いて説明する。
【００５７】
第７の実施の形態における積層構造７００は、第５の実施の形態における構造体５００を積層させた場合の構造の例を示す。
【００５８】
図１２に示される積層構造７００は、第１の導体プレーン７０１、第２の導体プレーン７０２および第３の導体プレーン７０３の３つのプレーンで形成される平行平板と、第１の誘電体プレーン７０４および第２の誘電体プレーン７０５と、第１の誘電体プレーン７０４および第２の誘電体プレーン７０５各々に配設され、一端がオープン端となっている第１のサスペンド型ストリップ線路７１１および第２のサスペンド型ストリップ線路７１２と、第１のサスペンド型ストリップ線路７１１および第２のサスペンド型ストリップ線路７１２各々のオープン端の周囲に配設された複数の単位構造７２０と、を備える。
【００５９】
単位構造７２０は、第１の実施の形態における第１の伝送線路１０４と第２の伝送線路１０５と導体ビア１０６とから構成される。ただし、導体ビア１０６は、必ずしも備えられなくてもよい。第１の実施の形態における誘電体プレーン１０３を本実施の形態における第１の誘電体プレーン７０４および第２の誘電体プレーン７０５に置き換えると、単位構造７２０は、第１の誘電体プレーン７０４および第２の誘電体プレーン７０５に構成されることができる。
【００６０】
本実施の形態において、複数の単位構造７２０は周期的に配設されてもよい。
【００６１】
サスペンド型ストリップ線路を伝搬する高周波信号は、図１２に示した矢印の通り、第１のサスペンド型ストリップ線路７１１から、第２の導体プレーン７０２に設けられたスロット７１３を介して第２のサスペンド型ストリップ線路７１２へ伝送される。高周波信号は、矢印の逆向きに、第２のサスペンド型ストリップ線路７１２から、第２の導体プレーン７０２に設けられたスロット７１３を介して第１のサスペンド型ストリップ線路７１１へ伝送されてもよい。
【００６２】
積層構造７００において、仮に複数の単位構造７２０が配設されていない場合、第１のサスペンド型ストリップ線路７１１から伝送された高周波信号の一部は、スロット７１３に侵入し、第２のサスペンド型ストリップ線路７１２へと伝送されるが、残る高周波信号の一部は、第２のサスペンド型ストリップ線路７１２に沿わずに、第１の導体プレーン７０１、第２の導体プレーン７０２および第３の導体プレーン７０３によって形成される２つの平行平板の内部に、漏洩電磁波となって伝搬してしまう可能性がある。これは、サスペンド型ストリップ線路７１１および７１２に関し、スロット７１３やサスペンド型ストリップ線路のオープン端における特性インピーダンスの不連続性によって生じるものである。このような漏洩電磁波の伝搬を防ぐため、図１２では複数の単位構造７２０を配設している。これによって積層構造７００においてサスペンド型ストリップ線路間の信号伝送を効率的に行うことができる。
【００６３】
［第８の実施の形態］
次に本開示の第８の実施の形態のアンテナ構造８００について、図１３を用いて説明する。
【００６４】
図１３に示されるアンテナ構造８００は、第１の導体プレーン１０１および第２の導体プレーン１０２で構成される平行平板と、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２との間にそれぞれ中空領域１０７および１０８を介して配設された誘電体プレーン１０３と、を備える。誘電体プレーン１０３は、一端がオープン端となっているサスペンド型ストリップ線路８０５と複数の単位構造７２０とを有しており、複数の単位構造７２０は、サスペンド型ストリップ線路８０５のオープン端の周囲を囲うように配設されており、第１の導体プレーン１０１は、第１の導体プレーン１０１に垂直な方向から見てサスペンド型ストリップ線路８０５のオープン端と対向する位置にスロット８０８を有している。
【００６５】
スロット８０８は、外部からの電磁波を受信してサスペンド型ストリップ線路８０５に伝達したり、逆にサスペンド型ストリップ線路８０５から伝送した高周波信号を外部へと放出したりするアンテナ素子として動作する。
【００６６】
複数の単位構造７２０は、第７の実施の形態と同様に、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２とで形成される平行平板内に対し、サスペンド型ストリップ線路８０５からの漏洩電磁波の伝搬を防ぐために配設されている。
【００６７】
［第９の実施の形態］
次に本開示の第６の実施の形態の構造体９００について、図１４を用いて説明する。
【００６８】
図１４の構造体９００は、互いに略平行な第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２と、その間に配設された誘電体プレーン１０３と、誘電体プレーン１０３に配設された第１および第２の伝送線路と、導体ビアと、中空領域１０７および１０８とを有し、更に、中空領域１０７および１０８に対し、一定の厚みを確保するために、導体プレーンと誘電体プレーンとの間の支持材としてスペーサ９０７を設ける。
【００６９】
スペーサ９０７に用いられる材料は、機械的強度が確保できるものであれば、導体、誘電体、磁性体であるかは問わない。
【００７０】
スペーサ９０７は単位構造７２０に対しては、その動作に影響を与えないように極力離れた箇所に配設することが望ましい。スペーサ９０７は、第１の導体プレーン１０１と第２の導体プレーン１０２と誘電体プレーン１０３とに対し、電気的な接続が確保されている必要はない。
【００７１】
以上、各実施の形態および変形例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しえる様々な組み合わせや変更をすることができる。
【００７２】
上記の各実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００７３】
（付記１）
平行に配設された第１の導体プレーンおよび第２の導体プレーンと、
前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンの間に、中空領域を介して前記第１の導体プレーンおよび前記第２の導体プレーンと平行に配設される誘電体プレーンと、
前記誘電体プレーンの前記第１の導体プレーンと対向する面に配設される第１の伝送線路と、
前記誘電体プレーンの前記第２の導体プレーンと対向する面に配設される第２の伝送線路と、を備え、
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは、互いに電気的に接続されることを特徴とする構造体。
【００７４】
（付記２）
前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路は、それぞれ長さの異なる複数の分岐を備えることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【００７５】
（付記３）
前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路との接続部から前記複数の分岐各々の端部までの長さＬmは、動作周波数における波長λmに対し、ｎを０以上の整数として、Ｌm＝（２ｎ＋１）×λm／４を満たすことを特徴とする付記２に記載の構造体。
【００７６】
（付記４）
前記誘電体プレーン上に配設された少なくとも１つのサスペンド型伝送線路をさらに備え、
前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路は、前記サスペンド型伝送線路の周囲に配設されることを特徴とする付記１に記載の構造体。
【００７７】
（付記５）
前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路で構成される単位構造を複数備え、
前記複数の単位構造は、前記サスペンド型伝送線路の周囲を囲むように配設されることを特徴とする付記４に記載の構造体。
【００７８】
この出願は、２０１６年３月３１日に出願された日本出願特願２０１６−７０６６３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の活用例として、通信装置、アンテナ装置などがある。
【符号の説明】
【００８０】
１００、２００、…、６００、９００    構造体
１０１    第１の導体プレーン
１０２    第２の導体プレーン
１０３、２０３    誘電体プレーン
１０４、３０４、４０４、６０４    第１の伝送線路
１０５、３０５、４０５、６０５    第２の伝送線路
１０６、６０６    導体ビア
１０７、１０８    中空領域
５０９    第３の伝送線路
５１０    第４の伝送線路
５１１    導体ビア
５１２、８０５    サスペンド型ストリップ線路
６０９    伝送線路
７００    積層構造
７０１    第１の導体プレーン
７０２    第２の導体プレーン
７０３    第３の導体プレーン
７０４    第１の誘電体プレーン
７０５    第２の誘電体プレーン
７１１    第１のサスペンド型ストリップ線路
７１２    第２のサスペンド型ストリップ線路
７２０    単位構造
８００    アンテナ構造
７１３、８０８    スロット
９０７    スペーサ
【図１】
2017170394.tif 000003
【図２】
2017170394.tif 000004
【図３】
2017170394.tif 000005
【図４】
2017170394.tif 000006
【図５】
2017170394.tif 000007
【図６】
2017170394.tif 000008
【図７】
2017170394.tif 000009
【図８】
2017170394.tif 000010
【図９】
2017170394.tif 000011
【図１０】
2017170394.tif 000012
【図１１】
2017170394.tif 000013
【図１２】
2017170394.tif 000014
【図１３】
2017170394.tif 000015
【図１４】
2017170394.tif 000016
【国際調査報告】
2017170394.tif 000017
2017170394.tif 000018
2017170394.tif 000019