(57)【要約】【課題】製造コストを低減できる高周波電力変換機構を提供する。【解決手段】ＭＭＩＣ８０と、繊維強化樹脂製の第１の板３０と、第１の板の上面に密着する導体製のストリップ状の箔３１または線材であり一端がＭＭＩＣに接続する、伝送線ＳＬと、第１の板の下面側に密着し少なくとも伝送線が配置される領域の下面側を覆う導体製の第１の箔３１と、第１の箔の下面に密着する繊維強化樹脂製の第２の板４０と、第２の板の下面に密着する導体製の第２の箔４１と、第１の板上面から離れる方向に延び断面が方形の空洞を内部に有する導波管１０と、少なくとも第１の板及び第２の板を貫通し、第２の箔に接続し上端が基板の表面に露出する導体の筒又は柱である、表層ビア６０と、を備える。【選択図】図１
2016072881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維強化樹脂製の板及び導体の箔からなる基板と導波管とを含む高周波電力変換機構であって、
ＭＭＩＣと、
繊維強化樹脂製の第１の板と、
前記第１の板の上面に密着する導体製のストリップ状の箔または線材であり一端が前記ＭＭＩＣに接続する、伝送線と、
前記第１の板の下面側に密着し少なくとも前記伝送線が配置される領域の下面側を覆う導体製の第１の箔と、
前記第１の箔の下面に密着する繊維強化樹脂製の第２の板と、
前記第２の板の下面に密着する導体製の第２の箔と、
前記第１の板上面から離れる方向に延び断面が方形の空洞を内部に有する導波管と、
少なくとも前記第１の板及び前記第２の板を貫通し、前記第２の箔に接続し上端が前記基板の表面に露出する導体の筒又は柱である、表層ビアと、
を備え、
前記導波管は下端部に方形の開口を有し、
前記表層ビアは複数存在し、その少なくとも一部は前記伝送線の他端の少なくとも３方を囲む配列を成し、
前記導波管の下端面は前記配列を構成する前記表層ビアの上端面に密着し、
前記配列は、前記表層ビアが前記開口の長辺及び短辺に沿ってそれぞれ並ぶ長辺部及び短辺部を含み、
前記導波管側から見通した場合、前記配列を構成する表層ビアは前記開口の内側に位置せず、
前記配列は前記長辺部の一つの全体又は前記長辺部の一部において前記ビアの配列が途切れたゲート部を有し、
前記導波管は下端部の側面において下端面に向けて開放する切欠きを有し、
前記伝送線は前記ゲート部を通って前記配列の内側に達し、
前記切欠きは前記ゲート部の少なくとも前記伝送線が通る領域を覆い、
前記第２の箔は前記第２の板の下面の内少なくとも前記配列の内側の領域を覆い、
前記ＭＭＩＣは前記第１または第２の板の上下何れかの面に配置され、
前記第１の箔、及び前記第２の箔、及び前記方形の配列を構成する前記表層ビアは、接地される、
高周波電力変換機構。
【請求項２】
前記導波管の断面の長辺は前記ＭＭＩＣが発振する高周波電磁波の空気中における波長の２分の１以上、且つ該波長よりも小さく、
前記導波管の断面の短辺は前記ＭＭＩＣが発振する高周波電磁波の空気中における波長の４分の１以上２分の１以下である、
請求項１の高周波電力変換機構。
【請求項３】
７０ＧＨｚ以上で１００ＧＨｚ以下の周波数の高周波を発振、及び受信可能であり、
前記方形の配列の内側において、前記第１の板の表面から前記第２の箔までの距離は、当該部位における前記ＭＭＩＣが発振する高周波電磁波の波長の４分の１よりも長く、且つ２分の１よりも短い、
請求項１又は２の高周波電力変換機構。
【請求項４】
前記第１の板の上面において、前記配列を構成する表層ビアの間を繋ぐ導体の箔を更に備え、
前記配列の長辺部及び短辺部を構成する前記表層ビアと前記導波管の前記開口の縁の間には平面方向において隔たりがある、
請求項１乃至３の何れかの高周波電力変換機構。
【請求項５】
前記第２の箔の下面に密着する繊維強化樹脂製の第３の板を更に備え、
前記表層ビアは前記第３の板を貫通し、
前記第１の板、又は前記第２の板、又は前記第３の板の何れか一つ以上は、複数の板及び一つ以上の箔からなる複合板である、
請求項１乃至４の何れかの高周波電力変換機構。
【請求項６】
前記第２の板を貫通し下端は前記第２の箔に接続し上端は前記第２の板の上面に位置する導体の筒又は柱である内層ビアを更に備え、
該内層ビアは前記配列に対して前記ゲート部の外側に配置される、
請求項１乃至５の何れかの高周波電力変換機構。
【請求項７】
前記配列が位置する部位において、前記第１の板の上面の少なくとも一部を覆う繊維強化樹脂製の第４の板を更に供え、
前記表層ビアは前記第４の板を貫通し、
前記表層ビアの上端は前記第４の板の上面に露出する、
請求項１乃至６の何れかの高周波電力変換機構。
【請求項８】
前記繊維強化樹脂は、ガラスエポキシ樹脂であり、
前記第１の箔及び前記第２の箔は、純銅若しくは銅合金製である、
請求項１乃至７の何れかの高周波電力変換機構。
【請求項９】
前記第１の板の上面に密着する導体製の表層の箔を更に備え、
前記伝送線は前記表層の箔の一部であり、
前記表層の箔の表面の少なくとも一部は、金によって覆われる、
請求項１乃至８の何れかの高周波電力変換機構。
【請求項１０】
前記伝送線は、前記短辺と平行な方向に延び一端が前記ＭＭＩＣに接続する第１ストリップラインと、前記第１ストリップラインと交差する方向に延び前記第１ストリップラインの他端に接続する第２ストリップラインとを備える
請求項１乃至９の何れかの高周波電力変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電力変換機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用レーダに用いられるようなミリ波やマイクロ波といった波長が短い帯域の信号を、送受信回路を用いてアンテナから放射し、およびアンテナに受信させる場合には、送受信回路及び導波管を備えた高周波電力変換機構が用いられる。上記の送受信回路は、例えば、モノリシックマイクロ波集積回路（monolithic microwave integrated circuit、ＭＭＩＣ）として、導波管、マイクロストリップライン及びパッチ電極が設けられた基板に集積される。ＭＭＩＣから発せられる高周波電力は、マイクロストリップライン及びパッチ電極から所定の伝送モードの信号に変換された後に導波管によって伝送される。または、導波管によって伝送された信号は、パッチ電極及びマイクロストリップラインで所定の伝送モードの信号に変換された後にＭＭＩＣに伝送される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７２２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のＭＭＩＣ、導波管、マイクロストリップライン及びパッチ電極が設けられる基板は、例えば、特許文献１に記載されているように、高価なセラミック基板が用いられるため製造に係るコスト高の一因となっていた。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、製造コストを低減できる高周波電力変換機構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】
【０００６】
本発明の第１の態様の高周波電力変換機構は、複数の繊維強化樹脂製の板及び導体の箔からなる基板と導波管を含む高周波電力変換機構であって、ＭＭＩＣと、繊維強化樹脂製の第１の板と、前記第１の板の上面に密着する導体製のストリップ状の箔または線材であり一端が前記ＭＭＩＣに接続する、伝送線と、前記第１の板の下面側に密着し少なくとも前記伝送線が配置される領域の下面側を覆う導体製の第１の箔と、前記第１の箔の下面に密着する繊維強化樹脂製の第２の板と、前記第２の板の下面に密着する導体製の第２の箔と、前記第１の板上面から離れる方向に伸び断面が方形の空洞を内部に有する導波管と、少なくとも前記第１の板及び前記第２の板を貫通し、前記第２の箔に接続し上端が前記基板の表面に露出する導体の筒又は柱である、表層ビアと、を備え、前記導波管は下端部に方形の開口を有し、前記表層ビアは複数存在し、その少なくとも一部は前記伝送線の他端の少なくとも３方を囲む配列を成し、前記導波管の下端面は前記配列を構成する前記表層ビアの上端面に密着し、前記配列は、前記表層ビアが前記開口の長辺及び短辺に沿ってそれぞれ並ぶ長辺部及び短辺部を含み、前記導波管側から見通した場合、前記配列を構成する表層ビアは前記開口の内側に位置せず、前記配列は前記長辺部の一つの全体又は前記長辺部の一部において前記ビアの配列が途切れたゲート部を有し、前記導波管は下端部の側面において下端面に向けて開放する切欠きを有し、前記伝送線は前記ゲート部を通って前記配列の内側に達し、前記切欠きは前記ゲート部の少なくとも前記伝送線が通る領域を覆い、前記第２の箔は前記第２の板の下面の内少なくとも前記配列の内側の領域を覆い、前記ＭＭＩＣは前記第１または第２の板の上下何れかの面に配置され、前記第１の箔、及び前記第２の箔、及び前記方形の配列を構成する前記表層ビアは、接地される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、製造コストを低減できる高周波電力変換機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、高周波電力変換機構の斜視図である。
【図２】基板２０の＋Ｙ側を部分的に示す平面図である。
【図３】図２の導波管１０及び基板２０を−Ｙ側から見通した正面図である。
【図４】図２においてＡ−Ａ線で断面した図である。
【図５】ＭＭＩＣの配置に関する変形例を示す部分断面図である。
【図６】受信用ＭＭＩＣと送信用ＭＭＩＣとがそれぞれ個別に基板上に設けられた変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の高周波電力変換機構の実施の形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
図１は、高周波電力変換機構１の斜視図である。
高周波電力変換機構１は、導波管１０および基板２０を含む。基板２０は、第１の板３０、第２の板４０、第３の板５０、伝送線ＳＬ、導体箔３５、第１の箔３１、第２の箔４１、第３の箔５１、複数の表層ビア６０及び複数の内層ビア７０を含む。基板２０には、ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路（monolithic microwave integrated circuit））８０が設けられている。
【００１０】
図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。図１に示す基板２０に対して導波管１０が設けられる方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する方向で伝送線３１が延びる方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向として説明する。図面においては、＋Ｚ側を上側とし、−Ｚ側を下側として適宜説明する。図面においては、基板２０の構成についての理解を容易にするために、導波管１０を適宜、二点鎖線で示している。
【００１１】
導波管１０は、高周波電磁波を伝送する伝送線路である。導波管１０は、一例として、アルミニウム製である。導波管１０は、基板２０の上面に設置される。導波管１０は、第１の板３０の上面から離れる方向に延び断面が方形の空洞１１を内部に有する。高周波電磁波は、空洞１１内を伝送される。導波管１０は、下端部に方形の開口１２を有する。導波管１０の下端面は、後述する表層ビア６０の上端面に密着する。
【００１２】
導波管１０は、上端部において、一例としてアンテナに接続される。図２は、基板２０の＋Ｙ側を部分的に示す平面図である。図２に二点鎖線で示すように、導波管１０の断面のうち、空洞１１の長辺１１ａは、一例として、ＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の空気中における波長の２分の１以上、且つＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の空気中における波長よりも小さい。空洞１１の短辺１１ｂは、一例として、ＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の空気中における波長の４分の１以上２分の１以下である。
【００１３】
図３は、図２で示した導波管１０及び基板２０を−Ｙ側から見通した正面図である。図３に実線で示すように、導波管１０は、下端部の−Ｙ側の側面において下端面に向けて開放する切欠き１３を有している。
【００１４】
第１の板３０は、繊維強化樹脂製である。繊維強化樹脂とは、繊維素材に樹脂を含浸させて得られる素材を示す。繊維素材としては、ガラス繊維、炭素繊維が挙げられる。樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。本実施形態では、第１の板３０はガラス繊維強化エポキシ樹脂製である。第１の板３０の上面の表層には、伝送線ＳＬおよび導体箔３５が配置されている。
【００１５】
伝送線ＳＬは、第１の板３０の上面に密着する導体製のストリップ状の箔である。伝送線ＳＬは、一例として、純銅製または銅合金製である。後述するように、伝送線ＳＬは、表面の少なくとも一部が金によって覆われてもよい。表面の少なくとも一部が金によって覆われた伝送線ＳＬは、金によってワイヤーボンディングされる用途にも好適である。
【００１６】
伝送線ＳＬは、一端がＭＭＩＣ８０に接続する。伝送線ＳＬは、第１ストリップラインＳＬ１及び第２ストリップラインＳＬ２を含む。第１ストリップラインＳＬ１は、空洞１１の短辺１１ｂと平行に延びる。第１ストリップラインＳＬ１は、−Ｙ側の端部がＭＭＩＣ８０に接続する。第２ストリップラインＳＬ２は、Ｘ軸方向に延び第１ストリップラインＳＬ１の＋Ｙ側の端部に接続する。第２ストリップラインＳＬ２は、ＭＭＩＣ８０が高周波電磁波を発振する場合は、放射素子となる。第２ストリップラインＳＬ２は、ＭＭＩＣ８０が高周波電磁波を受信する場合は、受信素子となる。第２ストリップラインＳＬ２の長さは、第１の板３０の上面におけるＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の波長の４分の１以上２分の１以下である。なお、第２ストリップラインＳＬ２を持たない変形例も実施可能である。ただし、第２ストリップラインＳＬ２を設ける事で、第１ストリップラインＳＬ１の端部から導波管に向けての高周波電磁波の放射効率を高められる。
【００１７】
導体箔３５は、一例として、純銅製または銅合金製である。導体箔３５は、第１の板３０の上面に密着する。導体箔３５は、接地される。すなわち、導体箔３５は、ＧＮＤ電位である。導体箔３５は、図２に示すように、第１の板３０の上面における導波管１０と接触する箇所に配置される。後述するように、第１の板３０の上面において複数の表層ビア６０の間を繋ぐ。導体箔３５は、空洞１１と対向する位置、伝送線ＳＬの周囲、内層ビア７０が配置される位置には設けられない。
【００１８】
図４は、図２においてＡ−Ａ線で断面した図である。
図４に示すように、表層ビア６０は、第１の板３０、第２の板４０および第３の板５０を貫通する。表層ビア６０は、第１の箔３１および第２の箔４１に接続する。表層ビア６０は、上端が基板２０の表面に露出する。表層ビア６０は、下端が第３の箔５１に接続する。表層ビア６０は、導体の筒である。表層ビア６０は、導体の柱であってもよい。
【００１９】
図２に示すように、表層ビア６０は、伝送線ＳＬの＋Ｙ側の端部に存在する第２ストリップラインＳＬ２および第１ストリップラインＳＬ１の一部の少なくとも３方を囲む配列ＭＸを成している。配列ＭＸを構成する表層ビア６０は、導波管１０から見通した場合、開口１２の内側に位置しない。
【００２０】
配列ＭＸは、第２ストリップラインＳＬ２および第１ストリップラインＳＬ１の一部に対して、導波管１０の開口１２の長辺１１ａに沿って表層ビア６０が並ぶ長辺部ＭＸａを含む。配列ＭＸは、導波管１０の開口１２の短辺１１ｂに沿って表層ビア６０が並ぶ短辺部ＭＸｂを含む。長辺部ＭＸａおよび短辺部ＭＸｂを構成する表層ビア６０と、導波管１０の開口１２の縁の間には、平面方向において隔たりがある。導体箔３５は、長辺部ＭＸａおよび短辺部ＭＸｂを構成する表層ビア６０の内、最も空洞側に近い表層ビア６０を超えて空洞１１側に向けて拡がる。このように導体箔３５に余分の広がりを与える事で、表層ビア６０の加工が容易になる。
【００２１】
配列ＭＸは、開口１２の−Ｙ側で、長辺部ＭＸａの一部において表層ビア６０の配列が途切れたゲート部ＧＴを有している。上述した伝送線ＳＬは、ゲート部ＧＴを通って配列ＭＸの内側に達する。上述した導波管１０の切欠き１３は、ゲート部ＧＴの少なくとも伝送線ＳＬが通る領域を覆う。
【００２２】
内層ビア７０は、図４に示すように、第２の板４０および第３の板５０を貫通する。内層ビア７０は、第２の箔４１に接続する。内層ビア７０の下端は、第３の箔５１に接続する。内層ビア７０の上端は、第２の板４０の上面に位置し、第１の箔３１に接続する。内層ビア７０は、導体の筒である。内層ビア７０は、導体の柱であってもよい。
【００２３】
図２に示すように、内層ビア７０は、配列ＭＸに対してゲート部ＧＴの直下、若しくは−Ｙ側の外側に配置される。内層ビア７０は、平面視で伝送線ＳＬの第１ストリップラインＳＬ１と重なる位置、および第１ストリップラインＳＬ１のＸ方向の両側で導体箔３５に覆われていない位置に配置される。
【００２４】
第１の箔３１は、導体製である。第１の箔３１の材質は、一例として、導体箔３５の材質と同一である。図４に示すように、第１の箔３１は、第１の板３０の下面に密着する。第１の箔３１は、少なくとも伝送線ＳＬが配置される領域の下面側を覆う。但し、配列ＭＸの内側、及びゲート部ＧＴの＋Ｙ方向の端よりも＋Ｙ側には、第１の箔３１は存在しない。
【００２５】
第２の板４０は、繊維強化樹脂製である。第２の板４０の材質は、一例として、第１の板３０の材質と同一である。第２の板４０は、第１の箔３１の下面に密着する。
【００２６】
第２の箔４１は、導体製である。第２の箔４１の材質は、一例として、第１の箔３１の材質と同一である。第２の箔４１は、第２の板４０の下面に密着する。第２の箔４１は、第２の板４０の下面のうち、少なくとも配列ＭＸの内側の領域を覆う。方形の配列ＭＸの内側において、第１の板３０の表面から第２の箔４１までの距離Ｌは、ＭＭＩＣ８０が発振する高周波電磁波の、第１の板３０及び第２の板４０の内部における波長の４分の１よりも長く、且つ、２分の１よりも短い。
なお、本発明の高周波電力変換機構は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式のレーダに用いる事ができる。その場合、高周波電力の周波数は厳密には幅を持つため、波長にも幅が生ずる。その様な用途においては、上述の「波長の４分の１よりも長い」とは、「使用する高周波帯において最も短い波長の４分の１よりも長い」との意味を指す。同様に、「波長の２分の１よりも短い」とは、「使用する高周波帯において最も長い波長の２分の１よりも短い」との意味である。
【００２７】
第３の板５０は、繊維強化樹脂製である。第３の板５０の材質は、一例として、第１の板３０と第２の板４０との少なくとも一方の材質と同一である。第３の板５０は、第２の箔４１の下面に密着する。
【００２８】
第３の箔５１は、第３の板５０の下面に密着する。第３の箔５１は、接地される。すなわち、第３の箔５１は、ＧＮＤ電位である。
導体箔３５および第３の箔５１が接地されるため、第１の箔３１、第２の箔４１、表層ビア６０および内層ビア７０は接地される。
【００２９】
第１の板３０または第２の板４０または第３の板５０の何れか一つ以上は、複数の板及び一つ以上の箔からなる複合板であってもよい。複合板としては、一例として、プリント基板に多く用いられるＦＲ−４（Flame Retardant Type 4）を積層した基板を採用可能である。ＦＲ−４は、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂をしみ込ませ熱硬化処理を施した板である。
【００３０】
ＭＭＩＣ８０は、７０ＧＨｚ以上で１００ＧＨｚ以下の周波数の高周波を発振、及び受信可能である。本実施形態におけるＭＭＩＣ８０は、一例として、７６．５ＧＨｚを中心周波数とする高周波を発振、及び受信する。ＭＭＩＣ８０は、第１の板３０の上面に配置されている。
【００３１】
上記の高周波電力変換機構１において、ＭＭＩＣ８０が発振した高周波電磁波は、平面線路モードで伝送線ＳＬの第１ストリップラインＳＬ１を伝播し、放射素子としての第２ストリップラインＳＬ２において平面線路モードから導波管モードに変換される。導波管モードに変換された高周波電磁波は、第２ストリップラインＳＬ２から放射される。放射された高周波電磁波のうち、＋Ｚ側に放射された高周波電磁波は、導波管１０の空洞１１に放射される。放射された高周波電磁波のうち、−Ｚ側に放射された高周波電磁波は、ショート面となる第２の箔４１で反射した後に導波管１０の空洞１１に放射される。導波管１０は、下端面において導体箔３５および表層ビア６０と接触する。表層ビア６０は、導体箔３５、第１の箔３１、第２の箔４１、第３の箔５１と接続する。導体箔３５および第３の箔５１は接地されているため、ＭＭＩＣ８０が発振した高周波電磁波の漏れ出しは抑制される。
【００３２】
一般に、高周波電磁波が共振状態になり最大電力が放射されるためには、例えば、第１の板３０の表面から第２の箔４１までの距離Ｌは、当該部位におけるＭＭＩＣ８０が発振する高周波電磁波の波長の４分の１である。高周波電磁波が共振状態になり最大電力が放射されるためには、例えば、第２ストリップラインＳＬ２の長さは、第１の板３０の上面におけるＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の波長の４分の１である。
【００３３】
本願発明者は、上記高周波電力変換機構１において、高周波電磁波の伝送効率が高まる条件を見出した。
より詳細には、第１の板３０の表面から第２の箔４１までの距離Ｌは、上移したように、当該部位におけるＭＭＩＣ８０が発振する高周波電磁波の波長の４分の１よりも長く、且つ、２分の１よりも短い場合に伝送効率が高まる。第２ストリップラインＳＬ２の長さは、ＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の、第１の板３０の上面における波長の４分の１以上２分の１以下の場合に伝送効率が高まる。距離Ｌが、第１の板３０及び第２の板４０の内部における高周波電磁波の波長の４分の１よりも長く、且つ、２分の１よりも短い場合、および第２ストリップラインＳＬ２の長さが高周波電磁波の波長の４分の１以上２分の１以下の場合には、導波管１０の空洞１１の長辺１１ａは、ＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の空気中における波長の２分の１以上、且つＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の空気中における波長よりも小さいことが好ましい。距離Ｌが高周波電磁波の波長の４分の１よりも長く、且つ、２分の１よりも短い場合、および第２ストリップラインＳＬ２の長高周波電磁波の波長の４分の１以上２分の１以下の場合には、空洞１１の短辺１１ｂは、一例として、ＭＭＩＣ８０が発振する場合の高周波電磁波の空気中における波長の４分の１以上２分の１以下であることが好ましい。
【００３４】
従来は、距離Ｌは高周波電磁波の波長の４分の１に等しくする事が好ましいとされてきた。高周波電磁波の波長の４分の１よりも長く、且つ、２分の１よりも短い場合に伝送効率が高まることの一因は、配列ＭＸの長片部ＭＸａの幅、特にビア６０の内側の縁の間で測った幅が、導波管１０の空洞１１の長片方向の幅よりも若干大きい事にあると考えられる。このため高周波電磁波の共振状態が変化し、距離Ｌを通常よりも大きな値とする事で伝送効率が高まる。
【００３５】
本実施形態によれば、第１の板３０、第２の板４０および第３の板５０が繊維強化樹脂製である。本実施形態によれば、高価なセラミック基板を用いることなく、高周波電磁波を放射または受信することができる。従って、本実施形態によれば、製造コストを低減できる高周波電力変換機構を提供することができる。
【００３６】
本実施形態によれば、表層ビア６０および内層ビア７０を含む高周波電力変換機構１であるため、高周波電磁波の漏れが起こって共振状態が変化する可能性がある。本実施形態によれば、方形の配列ＭＸの内側において、第１の板３０の表面から第２の箔４１までの距離Ｌは、当該部位におけるＭＭＩＣ８０が発振する高周波電磁波の波長の４分の１よりも長く、且つ、２分の１よりも短い。本実施形態によれば、７０ＧＨｚ以上で１００ＧＨｚ以下の周波数の高周波を発振、及び受信可能なＭＭＩＣ８０用いた場合に、高周波電磁波の伝送効率を高めることができた。
【００３７】
本実施形態によれば、内層ビア７０は配列ＭＸに対してゲート部ＧＢの外側に配置される。従って、本実施形態によれば、ゲート部ＧＢからの高周波電磁波の漏れを抑制できる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、第３の板５０および第３の箔５１を設ける構成を例示したが、上記実施形態において、第３の板５０および第３の箔５１が設けられない構成であってもよい。第３の板５０および第３の箔５１が設けられない構成の場合、表層ビア６０は第１の板３０および第２の板を貫通し、導体箔３５、第１の箔３１および第２の箔４１に接続する。第３の板５０および第３の箔５１が設けられない構成の場合、内層ビア７０は、第２の板４０を貫通し、第１の箔３１および第２の箔４１に接続する。
【００４０】
上記実施形態で示した配列ＭＸが位置する部位において、第１の板３０の上面の少なくとも一部を覆う線維強化樹脂製の第４の板を設ける構成としてもよい。第４の板を設ける構成を採る場合、表層ビア６０は第４の板を貫通し、表層ビア６０の上端は第４の板の上面に露出することが好ましい。
【００４１】
上記実施形態では、ＭＭＩＣ８０を第１の板３０の上面に配置する例が示された。ＭＭＩＣ８０は、一例として、図５に示すように、第３の板５０の下面に配置してもよい。ＭＭＩＣ８０を第３の板５０の下面に配置する場合、ＭＭＩＣ８０に接続する第３の箔５１ａを第３の箔５０とは分離して設ける。第３の箔５１ａは、第１の板３０、第２の板４０および第３の板５０を貫通する貫通ビア６１によって第１ストリップラインＳＬ１と接続する。
【００４２】
次に、受信用ＭＭＩＣと送信用ＭＭＩＣとがそれぞれ個別に同一の基板上に設けられた変形例が図６に示される。図６においては、導波管１０の図示は省略されている。
基板１４０には、受信用の高周波回路部１４１と、送信用の高周波回路部１４２と、情報処理用の回路部４７と、が実装されている。基板１４０における、情報処理用回路部４７と高周波回路部１４１及び高周波回路部１４２との平面位置は重ならない。高周波回路部１４１及び高周波回路部１４２は、互いに隣り合って配置され、全体として高周波回路領域４５を構成する。
基板１４０には、高周波回路部１４１及び高周波回路部１４２と、情報処理用回路部４７と、を接続する信号線４８が設けられている。
【００４３】
情報処理用回路部４７は、情報処理用集積回路４７ａを有している。情報処理用集積回路４７ａは、高周波回路部１４１及び高周波回路部１４２を制御したり、情報を処理したりする役割を果たす。より具体的には、情報処理用集積回路４７ａは、信号線４８を介し高周波回路部１４２に高周波電磁波の送信を指令する。また、情報処理用集積回路４７ａは、信号線４８を介し高周波回路部１４１における高周波電磁波の受信情報を演算する。
【００４４】
高周波回路部１４１は、受信用のＭＭＩＣ１４１ａと、ＭＭＩＣ１４１ａから伸び先端にそれぞれ受信端として第２ストリップライン１４１ｂを有する５つの伝送線（マイクロストリップライン）１４１ｃを有する。
高周波回路部１４２は、送信用のＭＭＩＣ１４２ａと、ＭＭＩＣ１４２ａから伸び先端にそれぞれ送信端として第２ストリップライン１４２ｂを有する２つの伝送線（マイクロストリップライン）１４２ｃを有する。
【００４５】
高周波回路部１４１の受信端１４１ｂは、導波管１０から伝わる高周波電磁波を受信端４１ｂで受信してＭＭＩＣ１４１ａに伝送する。
高周波回路部１４２の送信端１４２ｂは、ＭＭＩＣ１４２ａから伝送された電磁波を送信端１４２ｂから放射する。
【符号の説明】
【００４６】
１…高周波電力変換機構、  １０…導波管、  １１…空洞、  １２…開口、  １３…切欠き、  ２０、１４０…基板、  ３０…第１の板、  ３１…第１の箔、  ３５…導体箔、  ４０…第２の板、  ４１…第２の箔、  ５０…第３の板、  ５１…第３の箔、  ６０…表層ビア、  ７０…内層ビア、  ８０、１４１ａ、１４２ａ…ＭＭＩＣ、  ＧＴ…ゲート部、  ＭＸ…配列、  ＭＸａ…長辺部、  ＭＸｂ…短辺部、  ＳＬ、１４１ｃ…伝送線、  ＳＬ１…第１ストリップライン、  ＳＬ２、１４１ｂ、１４２ｂ…第２ストリップライン、  
【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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