(57)【要約】【課題】実装面積の増加が抑制された方向性結合器の機能を持つ基板間の信号伝送装置を提供する。【解決手段】信号伝送装置１は基板１０と基板２０を有している。基板１０と基板２０は、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａとが容量性結合することにより第５のキャパシタ３０が形成され、第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂとが容量性結合することにより第６のキャパシタ３１が形成され、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３とが誘導性結合するように重ねられ、信号伝送装置１は、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される第１の出力信号の大きさが、第３の端子２１ａから出力される第２の出力信号の大きさよりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１
2016208221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の平面導体電極と第１及び第２のキャパシタと第１のインダクタと第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子、前記第１のキャパシタ、前記第１のインダクタ、前記第２のキャパシタ及び前記第２の端子がこの順に直列に接続され、前記第１の端子と前記第１のキャパシタとの間に前記第１の平面導体電極が接続され、前記第２のキャパシタと前記第２の端子との間に前記第２の平面導体電極が接続された第１の回路パターンが形成された第１の基板と、
第３及び第４の平面導体電極と第３及び第４のキャパシタと第２のインダクタと第３及び第４の端子を有し、前記第３の端子、前記第３のキャパシタ、前記第２のインダクタ、前記第４のキャパシタ及び前記第４の端子がこの順に直列に接続され、前記第３の端子と前記第３のキャパシタとの間に前記第３の平面導体電極が接続され、前記第４のキャパシタと前記第４の端子との間に前記第４の平面導体電極が接続された第２の回路パターンが形成された第２の基板と、を有し、
前記第１及び第２の回路パターンが重ねられ、前記第１の平面導体電極と前記第３の平面導体電極とが容量性結合することにより第５のキャパシタが形成され、前記第２の平面導体電極と前記第４の平面導体電極とが容量性結合することにより第６のキャパシタが形成され、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとが誘導性結合し、
前記第１の端子に入力された電気信号のうち、前記第４の端子から出力される第１の出力信号の大きさが、前記第３の端子から出力される第２の出力信号の大きさよりも大きいことを特徴とする信号伝送装置。
【請求項２】
前記第１の出力信号の大きさをＡ［Ｗ］、前記第２の出力信号の大きさをＢ［Ｗ］とすると１０×ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）≧１０となることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
【請求項３】
平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタが形成され、前記第１の平面導体電極と前記第３の平面導体電極との距離をＤ１、前記第２の平面導体電極と前記第４の平面導体電極との距離をＤ２、前記第１のキャパシタと前記第３のキャパシタとの距離をＤ３、前記第２のキャパシタと前記第４のキャパシタとの距離をＤ４とし、前記Ｄ３及びＤ４が前記Ｄ１よりも大きく、前記Ｄ３及びＤ４が前記Ｄ２よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の信号伝送装置。
【請求項４】
平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタと前記第１及び第２のインダクタが形成され、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの距離をＤ５、前記第１のキャパシタと前記第３のキャパシタとの距離をＤ３、前記第２のキャパシタと前記第４のキャパシタとの距離をＤ４とし、前記Ｄ３及びＤ４が前記Ｄ５よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
【請求項５】
平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタと、前記第１及び第２のインダクタが形成され、前記第１のインダクタは前記第１及び第２のキャパシタに対して前記第１の基板の基板面に垂直な方向に重なっておらず、前記第２のインダクタは前記第３及び第４のキャパシタに対して前記第２の基板の基板面に垂直な方向に重なっていないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
【請求項６】
平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタが形成され、前記第１及び第２のキャパシタは前記第１及び第２の平面導体電極に対して前記第１の基板の基板面に垂直な方向に重なっておらず、前記第３及び第４のキャパシタは前記第３及び第４の平面導体電極に対して前記第２の基板の基板面に垂直な方向に重なっていないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
【請求項７】
前記第１の端子に入力される電気信号の角周波数をω０、前記第１ないし第４の端子の基準インピーダンスをＺ０、前記第１及び第２のインダクタのインダクタンスをそれぞれＬ１、Ｌ２とし、前記第１ないし第６のキャパシタの容量をそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とし、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタの間の結合係数をｋ１とし、式（１）及び式（２）の関係を同時に満たす、正の実数Ｌ０、Ｃ０１、Ｃ０２と、−１＜ｋ＜０である実数ｋに対し、
−０．４０＜ｋ＜０の範囲では式（３）で与えられるＸ、−０．６８＜ｋ≦−０．４０の範囲では式（４）で与えられるＸ、−１＜ｋ≦−０．６８の範囲では式（５）で与えられるＸを用いて、
（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ３≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ４≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ５≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ６≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０及び（１００＋Ｘ）／１００×ｋ≦ｋ１≦（１００−Ｘ）／１００×ｋ
である請求項１ないし６のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
【数１】
2016208221.tif 000044
【数２】
2016208221.tif 000045
【数３】
2016208221.tif 000046
【数４】
2016208221.tif 000047
【数５】
2016208221.tif 000048
【請求項８】
前記第１の端子に入力される電気信号の角周波数をω０、前記第１ないし第４の端子の基準インピーダンスをＺ０、前記第１及び第２のインダクタのインダクタンスをそれぞれＬ１、Ｌ２とし、前記第１ないし第６のキャパシタの容量をそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とし、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタ間の結合係数をｋ１とし、式（６）及び式（７）の関係を同時に満たす、正の実数Ｌ０、Ｃ０１、Ｃ０２と、−１＜ｋ＜０である実数ｋに対し、式（８）で与えられるＸを用いて、
（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ３≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ４≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ５≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ６≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０及び（１００＋Ｘ）／１００×ｋ≦ｋ１≦（１００−Ｘ）／１００×ｋである請求項１ないし６のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
【数６】
2016208221.tif 000049
【数７】
2016208221.tif 000050
【数８】
2016208221.tif 000051
【請求項９】
第１及び第２の平面導体電極と第１及び第２のキャパシタと第１のインダクタと第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子、前記第１のキャパシタ、前記第１のインダクタ、前記第２のキャパシタ及び前記第２の端子がこの順に直列に接続され、前記第１の端子と前記第１のキャパシタとの間に前記第１の平面導体電極が接続され、前記第２のキャパシタと前記第２の端子との間に前記第２の平面導体電極が接続された回路パターンが形成された電子回路基板。
【請求項１０】
第１及び第２の平面導体電極と第１及び第２のキャパシタと第１のインダクタと第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子、前記第１のキャパシタ、前記第１のインダクタ、前記第２のキャパシタ及び前記第２の端子がこの順に直列に接続され、前記第１の端子と前記第１のキャパシタとの間に前記第１の平面導体電極が接続され、前記第２のキャパシタと前記第２の端子との間に前記第２の平面導体電極が接続された第１の回路パターンと、前記第１の端子に接続された電子回路と、が形成された被検査デバイスに対し、
第３及び第４の平面導体電極と第３及び第４のキャパシタと第２のインダクタと第３及び第４の端子を有し、前記第３の端子、前記第３のキャパシタ、前記第２のインダクタ、前記第４のキャパシタ及び前記第４の端子がこの順に直列に接続され、前記第３の端子と前記第３のキャパシタとの間に前記第３の平面導体電極が接続され、前記第４のキャパシタと前記第４の端子との間に前記第４の平面導体電極が接続された第２の回路パターンが形成された電子回路基板を有し、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンが重ねられ、
前記第１の端子に入力された電気信号のうち、前記第４の端子から出力される第１の出力信号の大きさが、前記第３の端子から出力される第２の出力信号の大きさよりも大きくなるように、前記第１の平面導体電極と前記第３の平面導体電極を容量性結合させることにより第５のキャパシタが形成され、前記第２の平面導体電極と前記第４の平面導体電極を容量性結合させることにより第６のキャパシタが形成され、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタを誘導性結合させ、前記第４の端子からの出力が測定されることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板間または集積回路チップ間の無線通信などに用いられる信号伝送装置、電子回路基板及び検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電子回路チップ間の伝送経路を形成するのに、各電子回路チップ上に形成された電極パッド同士を、配線ワイヤボンディング、ＴＡＢ、リード等により有線で接続していた。しかしこれらの方法では、パッケージ工程や半田工程を必要とするためにコストと時間がかかってしまい、また実装面積が増大し、さらに配線が長くなることにより、信号の伝送スピードの低下を招くという問題点があった。
【０００３】
このような問題点を解決するため、積層された複数の電子回路チップ間を無線通信端子で無線通信する電子回路が提案されている。
【０００４】
その代表例として、電子回路基板に積層された複数の電子回路チップが上下方向で重複する位置に形成されたコイル状の無線通信端子による磁界結合を用いて、電子回路基板間の無線通信を行うワイヤレスＴＳＶと呼ばれる技術があげられる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１６９５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電子回路基板間の無線通信において、送受信回路は複数の出力端への信号の分配や複数の入力端からの信号を合成するなどの機能を有していない。従って、方向性結合器の機能を必要とする場合、送受信回路とは別に、方向性結合器を基板上に配置する必要があった。このため、電子回路基板内の実装面積が増大してしまう問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、実装面積の増加が抑制された方向性結合器の機能を持つ基板間の信号伝送装置、この信号伝送装置に使用可能な電子回路基板及びこの電子回路基板を用いた検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の信号伝送装置は、第１及び第２の平面導体電極と第１及び第２のキャパシタと第１のインダクタと第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子、前記第１のキャパシタ、前記第１のインダクタ、前記第２のキャパシタ及び前記第２の端子がこの順に直列に接続され、前記第１の端子と前記第１のキャパシタとの間に前記第１の平面導体電極が接続され、前記第２のキャパシタと前記第２の端子との間に前記第２の平面導体電極が接続された第１の回路パターンが形成された第１の基板と、第３及び第４の平面導体電極と第３及び第４のキャパシタと第２のインダクタと第３及び第４の端子を有し、前記第３の端子、前記第３のキャパシタ、前記第２のインダクタ、前記第４のキャパシタ及び前記第４の端子がこの順に直列に接続され、前記第３の端子と前記第３のキャパシタとの間に前記第３の平面導体電極が接続され、前記第４のキャパシタと前記第４の端子との間に前記第４の平面導体電極が接続された第２の回路パターンが形成された第２の基板と、を有し、前記第１及び第２の回路パターンが重ねられ、前記第１の平面導体電極と前記第３の平面導体電極とが容量性結合することにより第５のキャパシタが形成され、前記第２の平面導体電極と前記第４の平面導体電極とが容量性結合することにより第６のキャパシタが形成され、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとが誘導性結合し、前記第１の端子に入力された電気信号のうち、前記第４の端子から出力される第１の出力信号の大きさが、前記第３の端子から出力される第２の出力信号の大きさよりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の本発明の信号伝送装置によれば、集中定数素子を用いて、方向性結合器としての機能を有した、電子回路基板間の通信回路を実現することができる。送受信回路自体が方向性結合器の機能を有することにより、従来よりも実装面積を縮小することができる。
【００１０】
さらに本発明の信号伝送装置は、前記第１の出力信号の大きさをＡ［Ｗ］、前記第２の出力信号の大きさをＢ［Ｗ］とすると１０×ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）≧１０となることを特徴とする。
【００１１】
上記特徴の本発明の信号伝送装置によれば、１０×ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）で表される方向性を１０ｄＢ以上とすることができる。
【００１２】
さらに本発明の信号伝送装置は、平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタが形成され、前記第１の平面導体電極と前記第３の平面導体電極との距離をＤ１、前記第２の平面導体電極と前記第４の平面導体電極との距離をＤ２、前記第１のキャパシタと前記第３のキャパシタとの距離をＤ３、前記第２のキャパシタと前記第４のキャパシタとの距離をＤ４とし、前記Ｄ３及びＤ４が前記Ｄ１よりも大きく、前記Ｄ３及びＤ４が前記Ｄ２よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
このようにすることで第１のキャパシタと第３のキャパシタ間に生じる寄生容量及び第２のキャパシタと第４のキャパシタ間に生じる寄生容量を抑制しつつ、第１の平面導体電極と第３の平面導体電極を容量性結合させ、第２の平面導体電極と第４の平面導体電極を容量性結合させることができる。
【００１４】
さらに本発明の信号伝送装置は、平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタと前記第１及び第２のインダクタが形成され、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの距離をＤ５、前記第１のキャパシタと前記第３のキャパシタとの距離をＤ３、前記第２のキャパシタと前記第４のキャパシタとの距離をＤ４とし、前記Ｄ３及びＤ４が前記Ｄ５よりも大きいことが好ましい。
【００１５】
このようにすることで第１のキャパシタと前記第３のキャパシタ間に生じる寄生容量及び第２のキャパシタと第４のキャパシタ間に生じる寄生容量を抑制しつつ、第１のインダクタと第２のインダクタを誘導性結合させることができる。
【００１６】
さらに本発明の信号伝送装置は、平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタと、前記第１及び第２のインダクタが形成され、前記第１のインダクタは前記第１及び第２のキャパシタに対して前記第１の基板の基板面に垂直な方向に重なっておらず、前記第２のインダクタは前記第３及び第４のキャパシタに対して前記第２の基板の基板面に垂直な方向に重なっていないことが好ましい。
【００１７】
このようにすることで、第１のインダクタと第１及び第２のキャパシタの間の不要な寄生容量を抑制することができる。また、第２のインダクタと第３及び第４のキャパシタの間の不要な寄生容量を抑制することができる。
【００１８】
さらに本発明の信号伝送装置は、平面導体パターンで前記第１ないし第４のキャパシタが形成され、前記第１及び第２のキャパシタは前記第１及び第２の平面導体電極に対して前記第１の基板の基板面に垂直な方向に重なっておらず、前記第３及び第４のキャパシタは前記第３及び第４の平面導体電極に対して前記第２の基板の基板面に垂直な方向に重なっていないことが好ましい。
【００１９】
このようにすることで、第１及び第２のキャパシタと第１及び第２の平面導体電極の間の不要な寄生容量を抑制することができる。また、第３及び第４のキャパシタと第３及び第４の平面導体電極の間の不要な寄生容量を抑制することができる。
【００２０】
さらに本発明の信号伝送装置は、前記第１の端子に入力される電気信号の角周波数をω０、前記第１ないし第４の端子の基準インピーダンスをＺ０、前記第１及び第２のインダクタのインダクタンスをそれぞれＬ１、Ｌ２とし、前記第１ないし第６のキャパシタの容量をそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とし、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタの間の結合係数をｋ１とし、式（１）及び式（２）の関係を同時に満たす、正の実数Ｌ０、Ｃ０１、Ｃ０２と、−１＜ｋ＜０である実数ｋに対し、−０．４０＜ｋ＜０の範囲では式（３）で与えられるＸ、−０．６８＜ｋ≦−０．４０の範囲では式（４）で与えられるＸ、−１＜ｋ≦−０．６８の範囲では式（５）で与えられるＸを用いて、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ３≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ４≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ５≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ６≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０及び（１００＋Ｘ）／１００×ｋ≦ｋ１≦（１００−Ｘ）／１００×ｋであることが好ましい。
【数１】
2016208221.tif 000003
【数２】
2016208221.tif 000004
【数３】
2016208221.tif 000005
【数４】
2016208221.tif 000006
【数５】
2016208221.tif 000007
【００２１】
各素子のパラメータをこのような範囲とすることで、方向性が１０ｄＢ以上の信号伝送装置を実現することができる。これにより、方向性結合器として電圧定在波比の測定や出力電力のモニタリングに用いることができる。
【００２２】
さらに本発明の信号伝送装置は、Ｃ１＝Ｃ０１、Ｃ２＝Ｃ０１、Ｃ３＝Ｃ０１、Ｃ４＝Ｃ０１、Ｃ５＝Ｃ０２、Ｃ６＝Ｃ０２、Ｌ１＝Ｌ０、Ｌ２＝Ｌ０及びｋ１＝ｋであることがより好ましい。
【００２３】
各素子のパラメータをこのようにすることで、方向性が最大となる信号伝送装置を実現することができる。
【００２４】
さらに本発明の信号伝送装置は、前記第１の端子に入力される電気信号の角周波数をω０、前記第１ないし第４の端子の基準インピーダンスをＺ０、前記第１及び第２のインダクタのインダクタンスをそれぞれＬ１、Ｌ２とし、前記第１ないし第６のキャパシタの容量をそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とし、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタ間の結合係数をｋ１とし、式（６）及び式（７）の関係を同時に満たす、正の実数Ｌ０、Ｃ０１、Ｃ０２と、−１＜ｋ＜０である実数ｋに対し、式（８）で与えられるＸを用いて、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ３≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ４≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ５≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ６≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０及び（１００＋Ｘ）／１００×ｋ≦ｋ１≦（１００−Ｘ）／１００×ｋであることが好ましい。
【数６】
2016208221.tif 000008
【数７】
2016208221.tif 000009
【数８】
2016208221.tif 000010
【００２５】
各素子のパラメータをこのような範囲とすることで、方向性が１０ｄＢ以上の信号伝送装置を実現することができる。これにより、方向性結合器として電圧定在波比の測定や出力電力のモニタリングに用いることができる。
【００２６】
さらに本発明の信号伝送装置は、Ｃ１＝Ｃ０１、Ｃ２＝Ｃ０１、Ｃ３＝Ｃ０１、Ｃ４＝Ｃ０１、Ｃ５＝Ｃ０２、Ｃ６＝Ｃ０２、Ｌ１＝Ｌ０、Ｌ２＝Ｌ０及びｋ１＝ｋであることがより好ましい。
【００２７】
各素子のパラメータをこのようにすることで、方向性が最大となる信号伝送装置を実現することができる。
【００２８】
本発明の電子回路基板は、第１及び第２の平面導体電極と第１及び第２のキャパシタと第１のインダクタと第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子、前記第１のキャパシタ、前記第１のインダクタ、前記第２のキャパシタ及び前記第２の端子がこの順に直列に接続され、前記第１の端子と前記第１のキャパシタとの間に前記第１の平面導体電極が接続され、前記第２のキャパシタと前記第２の端子との間に前記第２の平面導体電極が接続された回路パターンが形成されていることを特徴とする。
【００２９】
上記特徴の本発明の電子回路基板２つを、それぞれの電子回路基板における第１のインダクタ同士が誘導性結合し、それぞれの電子回路基板における第１の平面導体電極同士及び第２の平面導体電極同士が容量性結合するように近接させることで、２つの電子回路基板間で信号の送受信が可能となる。
【００３０】
本発明の検査装置は、第１及び第２の平面導体電極と第１及び第２のキャパシタと第１のインダクタと第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子、前記第１のキャパシタ、前記第１のインダクタ、前記第２のキャパシタ及び前記第２の端子がこの順に直列に接続され、前記第１の端子と前記第１のキャパシタとの間に前記第１の平面導体電極が接続され、前記第２のキャパシタと前記第２の端子との間に前記第２の平面導体電極が接続された第１の回路パターンと、前記第１の端子に接続された電子回路と、が形成された被検査デバイスに対し、第３及び第４の平面導体電極と第３及び第４のキャパシタと第２のインダクタと第３及び第４の端子を有し、前記第３の端子、前記第３のキャパシタ、前記第２のインダクタ、前記第４のキャパシタ及び前記第４の端子がこの順に直列に接続され、前記第３の端子と前記第３のキャパシタとの間に前記第３の平面導体電極が接続され、前記第４のキャパシタと前記第４の端子との間に前記第４の平面導体電極が接続された第２の回路パターンが形成された電子回路基板を有し、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンが重ねられ、前記第１の端子に入力された電気信号のうち、前記第４の端子から出力される第１の出力信号の大きさが、前記第３の端子から出力される第２の出力信号の大きさよりも大きくなるように、前記第１の平面導体電極と前記第３の平面導体電極を容量性結合させることにより第５のキャパシタが形成され、前記第２の平面導体電極と前記第４の平面導体電極を容量性結合させることにより第６のキャパシタが形成され、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタを誘導性結合させ、前記第４の端子からの出力が測定されることを特徴とする。
【００３１】
上記特徴の本発明の検査装置によれば、被検査デバイスと、検査装置の第２の回路パターンが形成された電子回路基板とを導体によって接続することなく被検査デバイスの電子回路からの出力を、検査装置の電子回路基板の端子から測定することができる。これにより、被検査デバイスを検査することができる。検査の際に被検査デバイスをハンダづけする必要等が無くなるため検査を簡便化でき、また導通不良による検査ミスを低減することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、実装面積の増加が抑制された方向性結合器の機能を持つ基板間の信号伝送装置を提供することができる。
【００３３】
また本発明によれば、非接触で電子回路を有するデバイスを検査可能な検査装置を提供することができる。
【００３４】
また本発明によれば、これらの信号伝送装置や検査装置で使用可能な電子回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】信号伝送装置の模式図である。
【図２】信号伝送装置の回路図である。
【図３】２重対称性を有する４端子回路と対称面を示す模式図である。
【図４】２重対称性を有する４端子回路の１／４  １端子回路の模式図である。
【図５】２重対称性を有する４端子回路の１／４  １端子回路の回路図である。
【図６】第２の実施形態の検査装置と被検査デバイスの模式図である。
【図７】第３の実施形態の検査装置と被検査デバイスの模式図である。
【図８】Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられ、ｋ＝−０．０１の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図９】Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられ、ｋ＝−０．１０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図１０】Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられ、ｋ＝−０．２０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図１１】Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられ、ｋ＝−０．４０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図１２】Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられ、ｋ＝−０．６８の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図１３】Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられ、ｋ＝−０．８０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図１４】図８にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図１５】図９にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図１６】図１０にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図１７】図１１にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図１８】図１１にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図１９】図１２にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図２０】図１２にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図２１】図１３にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図２２】Ｃ０１が式（６）、Ｃ０２が式（７）で与えられ、ｋ＝−０．０２の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図２３】Ｃ０１が式（６）、Ｃ０２が式（７）で与えられ、ｋ＝−０．１０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図２４】Ｃ０１が式（６）、Ｃ０２が式（７）で与えられ、ｋ＝−０．２０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図２５】Ｃ０１が式（６）、Ｃ０２が式（７）で与えられ、ｋ＝−０．４０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図２６】Ｃ０１が式（６）、Ｃ０２が式（７）で与えられ、ｋ＝−０．８０の場合のω０×Ｌ０とＸの関係の計算値を示したグラフである。
【図２７】図２２にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図２８】図２３にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図２９】図２４にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図３０】図２５にＸの近似関数を載せたグラフである。
【図３１】図２６にＸの近似関数を載せたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明を実施するための好適な形態につき、図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明の信号伝送装置１の実施の形態を示す図である。図１は信号伝送装置１の模式図であり、図２は信号伝送装置１の回路図である。
【００３８】
まず、図１に基づいて信号伝送装置１の形態について説明する。信号伝送装置１は電子回路基板としての第１の基板１０と第２の基板２０を有している。第１の基板１０には、第１のキャパシタ１２ａと第２のキャパシタ１２ｂと第１のインダクタ１３と第１の端子１１ａと第２の端子１１ｂと第１の平面導体電極１４ａと第２の平面導体電極１４ｂを有し、第１の端子１１ａ、第１のキャパシタ１２ａ、第１のインダクタ１３及び第２のキャパシタ１２ｂ及び第２の端子１１ｂがこの順に直列に接続され、第１の端子１１ａと第１のキャパシタ１２ａとの間に第１の平面導体電極１４ａが接続され、第２のキャパシタ１２ｂと第２の端子１１ｂとの間に第２の平面導体電極１４ｂが接続された第１の回路パターン１００が形成されている。第２の基板２０にも同様に、第３のキャパシタ２２ａと第４のキャパシタ２２ｂと第２のインダクタ２３と第３の端子２１ａと第４の端子２１ｂと第３の平面導体電極２４ａと第４の平面導体電極２４ｂを有し、第３の端子２１ａ、第３のキャパシタ２２ａ、第２のインダクタ２３、第４のキャパシタ２２ｂ及び第４の端子２１ｂがこの順に直列に接続され、第３の端子２１ａと第３のキャパシタ２２ａとの間に第３の平面導体電極２４ａが接続され、第４のキャパシタ２２ｂと第４の端子２１ｂとの間に第４の平面導体電極２４ｂが接続された第２の回路パターン２００が形成されている。
【００３９】
第１の基板１０と第２の基板２０は、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００が重ねられるように配置されている。具体的には、第１の基板１０と第２の基板２０は、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａが容量性結合することで第５のキャパシタ３０が形成され、第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂが容量性結合することで第６のキャパシタ３１が形成され、第１のインダクタ１３ａと第２のインダクタ２３ａが誘導性結合するように重ねられて配置されている。これを回路図で表すと図２の回路図となる。
【００４０】
第１の基板１０には第１の平面導体電極１４ａと第２の平面導体電極１４ｂと第１の端子１１ａと第２の端子１１ｂが導体パターンによって形成されている。また第１のインダクタ１３がスパイラル状の平面導体パターンによって形成されている。さらに、第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂがインターデジタルキャパシタ状の平面導体パターンによって形成されている。第１のインダクタ１３と第１の平面導体電極１４ａと第２の平面導体電極１４ｂは、第１の基板１０の第２の基板２０側の基板面に形成され、第１の端子１１ａと第２の端子１１ｂと第１のキャパシタ１２ａと第２のキャパシタ１２ｂは、第１の基板１０の第２の基板２０とは反対側の基板面に形成されている。
【００４１】
第１の平面導体電極１４ａは導体ビアを介して第１の端子１１ａと第１のキャパシタ１２ａとの間の導体パターン１５ａと電気的に接続されている。また第２の平面導体電極１４ｂは導体ビアを介して第２のキャパシタ１２ｂと第２の端子１１ｂとの間の導体パターン１５ｂと電気的に接続されている。
【００４２】
第１のインダクタ１３は導体ビアを介して第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１３ｂと電気的に接続されている。
【００４３】
第２の基板２０には第３の平面導体電極２４ａと第４の平面導体電極２４ｂと第３の端子２１ａと第４の端子２１ｂが導体パターンによって形成されている。また第２のインダクタ２３がスパイラル状の平面導体パターンによって形成されている。さらに、第２のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂがインターデジタルキャパシタ状の平面導体パターンによって形成されている。第２のインダクタ２３と第３の平面導体電極２４ａと第４の平面導体電極２４ｂは、第２の基板２０の第１の基板１０側の基板面に形成され、第３の端子２１ａと第４の端子２１ｂと第３のキャパシタ２２ａと第４のキャパシタ２２ｂは、第２の基板２０の第１の基板１０とは反対側の基板面に形成されている。
【００４４】
第３の平面導体電極２４ａは導体ビアを介して第３の端子２１ａと第３のキャパシタ２２ａとの間の導体パターン２５ａと電気的に接続されている。また第４の平面導体電極２４ｂは導体ビアを介して第４のキャパシタ２２ｂと第４の端子２１ｂとの間の導体パターン２５ｂと電気的に接続されている。
【００４５】
第２のインダクタ２３は導体ビアを介して第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２３ｂと電気的に接続されている。
【００４６】
第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａとの距離をＤ１、第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂとの距離をＤ２とし、平面導体パターンで形成された第１のキャパシタ１２ａと第３のキャパシタ２２ａとの距離をＤ３、平面導体パターンで形成された第２のキャパシタ１２ｂと第４のキャパシタ２２ｂとの距離をＤ４とすると、Ｄ３及びＤ４は、Ｄ１及びＤ２よりも大きくなっている。
【００４７】
また、平面導体パターンで形成された第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３との距離をＤ５、第１のキャパシタ１２ａと第３のキャパシタ２２ａとの距離をＤ３、第２のキャパシタ１２ｂと第４のキャパシタ２２ｂとの距離をＤ４とすると、Ｄ３及びＤ４は、Ｄ５よりも大きくなっている。
【００４８】
第１の基板１０において、第１のインダクタ１３は第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂに対して第１の基板１０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されている。また同様に第２の基板２０において、第２のインダクタ２３は第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂに対して第２の基板２０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されている。
【００４９】
第１の基板１０において、第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂは第１の平面導体電極１４ａ及び第２の平面導体電極１４ｂに対して第１の基板１０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されている。また同様に第２の基板２０において、第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂは第３の平面導体電極２４ａ及び第４の平面導体電極２４ｂに対して基板２０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されている。
【００５０】
信号伝送装置１の各素子及び各素子間のパラメータは、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される信号の大きさＡ［Ｗ］が、第３の端子２１ａから出力される信号の大きさＢ［Ｗ］よりも大きく、１０×ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）≧１０となるように与えられる。また、信号伝送装置１の各素子及び各素子間のパラメータは、第２の端子１１ｂに入力された電気信号のうち、第３の端子２１ａから出力される信号の大きさＡ’  ［Ｗ］が、第４の端子２１ｂから出力される信号の大きさＢ’  ［Ｗ］よりも大きく、１０×ｌｏｇ（Ａ’／  Ｂ’）≧１０となるように与えられる。ここでｌｏｇは常用対数である。
【００５１】
以下では、入力信号の角周波数をω０とし、第１ないし第４の端子１１ａ、１１ｂ、２１ａ及び２１ｂの基準インピーダンスをＺ０とし、第１及び第２のインダクタ１３及び２３のインダクタンスをそれぞれＬ１、Ｌ２とし、第１ないし第６のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、３０及び３１のキャパシタンスをそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５及びＣ６とし、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３の結合係数をｋ１と表記する。
【００５２】
信号伝送装置１の各素子及び各素子間のパラメータは、下記の式（１）及び式（２）の関係を同時に満たす、正の実数Ｌ０、Ｃ０１、Ｃ０２と、−１＜ｋ＜０である実数ｋに対し、−０．４０＜ｋ＜０の範囲では式（３）で与えられるＸ、−０．６８＜ｋ≦−０．４０の範囲では式（４）で与えられるＸ、−１＜ｋ≦−０．６８の範囲では式（５）で与えられるＸを用いて、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ３≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ４≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ５≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ６≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０及び（１００＋Ｘ）／１００×ｋ≦ｋ１≦（１００−Ｘ）／１００×ｋであることが好ましい。この条件を条件１とする。
【数９】
2016208221.tif 000011
【数１０】
2016208221.tif 000012
【数１１】
2016208221.tif 000013
【数１２】
2016208221.tif 000014
【数１３】
2016208221.tif 000015
【００５３】
この場合、Ｃ１＝Ｃ０１、Ｃ２＝Ｃ０１、Ｃ３＝Ｃ０１、Ｃ４＝Ｃ０１、Ｃ５＝Ｃ０２、Ｃ６＝Ｃ０２、Ｌ１＝Ｌ０、Ｌ２＝Ｌ０及びｋ１＝ｋであることが条件１よりも好ましい。この条件を条件２とする。
【００５４】
また、信号伝送装置１の各素子は、下記の式（６）及び式（７）の関係を同時に満たす、正の実数Ｌ０、Ｃ０１、Ｃ０２と、−１＜ｋ＜０である実数ｋに対し、式（８）で与えられるＸを用いて、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ３≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０１≦Ｃ４≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０１、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ５≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｃ０２≦Ｃ６≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｃ０２、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ１≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０、（１００−Ｘ）／１００×Ｌ０≦Ｌ２≦（１００＋Ｘ）／１００×Ｌ０及び（１００＋Ｘ）／１００×ｋ≦ｋ１≦（１００−Ｘ）／１００×ｋであることが好ましい。この条件を条件３とする。
【数１４】
2016208221.tif 000016
【数１５】
2016208221.tif 000017
【数１６】
2016208221.tif 000018
【００５５】
この場合、Ｃ１＝Ｃ０１、Ｃ２＝Ｃ０１、Ｃ３＝Ｃ０１、Ｃ４＝Ｃ０１、Ｃ５＝Ｃ０２、Ｃ６＝Ｃ０２、Ｌ１＝Ｌ０、Ｌ２＝Ｌ０及びｋ１＝ｋであることが条件３よりも好ましい。この条件を条件４とする。
【００５６】
次に、信号伝送装置１の作用について説明する。
【００５７】
信号伝送装置１は、第１の回路パターン１００及び第２の回路パターン２００が重ねられ、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａとが容量性結合することにより第５のキャパシタ３０が形成され、第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂとが容量性結合することにより第６のキャパシタ３１が形成され、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３とが誘導性結合し、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される第１の出力信号の大きさＡ［Ｗ］が、第３の端子２１ａから出力される第２の出力信号の大きさＢ［Ｗ］よりも大きくなっている。これによって、集中定数素子を用いて、方向性結合器としての機能を有した、基板間の通信回路を実現することができる。送受信回路自体が方向性結合器の機能を有することにより、従来よりも実装面積を縮小することができる。
【００５８】
信号伝送装置１は、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される信号の大きさＡ［Ｗ］は、第３の端子２１ａから出力される信号の大きさＢ［Ｗ］よりも大きく、１０×ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）で与えられる方向性が１０ｄＢ以上となるように、各素子及び各素子間のパラメータが与えられている。したがって、信号伝送装置１は方向性結合器としての高い機能を有する。
【００５９】
さらに、信号伝送装置１は、平面導体パターンで第１ないし第４のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂが形成され、第１のキャパシタ１２ａと第３のキャパシタ２２ａとの距離Ｄ３及び第２のキャパシタ１２ｂと第４のキャパシタ２２ｂとの距離Ｄ４が、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａとの距離Ｄ１及び第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂとの距離Ｄ２よりも大きくなっている。これにより、第１のキャパシタ１２ａと第３のキャパシタ２２ａ間の寄生容量及び第２のキャパシタ１２ｂと第４のキャパシタ２２ｂ間の寄生容量を抑制しつつ、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａを容量性結合させ、第２の平面導体電極１４ｂと第４平面導体電極２４ｂを容量性結合させることができる。
【００６０】
さらに、信号伝送装置１は、平面導体パターンで、第１のインダクタ１３及び第２のインダクタ２３と、第１ないし第４のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂとが形成され、第１のキャパシタ１２ａと第３のキャパシタ２２ａとの距離Ｄ３及び第２のキャパシタ１２ｂと第４のキャパシタ２２ｂとの距離Ｄ４が、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３との距離Ｄ５よりも大きくなっている。これにより、第１のキャパシタ１２ａと第３のキャパシタ２２ａ間の寄生容量及び第２のキャパシタ１２ｂと第４のキャパシタ２２ｂ間の寄生容量を抑制しつつ、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３を誘導性結合させることができる。
【００６１】
さらに、信号伝送装置１は、平面導体パターンで、第１のインダクタ１３及び第２のインダクタ２３と、第１ないし第４のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂとが形成され、第１のインダクタ１３が第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂに対して第１の基板１０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されているので、第１のインダクタ１３と第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂの間の不要な寄生容量を抑制することができる。同様に、信号伝送装置１は、第２のインダクタ２３が第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂに対して第２の基板２０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されているので、第２のインダクタ２３と第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂの間の不要な寄生容量を抑制することができる。
【００６２】
さらに、信号伝送装置１は、平面導体パターンで第１ないし第４のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂが形成され、第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂが第１の平面導体電極１４ａ及び第２の平面導体電極１４ｂに対して第１の基板１０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されているので、第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂと第１の平面導体電極１４ａ及び第２の平面導体電極１４ｂの間の不要な寄生容量を抑制することができる。同様に、信号伝送装置１は、第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂが第３の平面導体電極２４ａ及び第４の平面導体電極２４ｂに対して第２の基板２０の基板面に垂直な方向において重ならないように配置されているので、第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂと第３の平面導体電極２４ａ及び第４の平面導体電極２４ｂの間の不要な寄生容量を抑制することができる。
【００６３】
信号伝送装置１は、条件１または条件３を満たすことで、１０［ｄＢ］以上の方向性を実現できる。
【００６４】
さらに信号伝送装置１は、条件２または条件４を満たすことで、方向性が最大となる。
【００６５】
次に、式（１）、式（２）、式（６）および式（７）の導出について説明する。
【００６６】
図３は第１の端子４１ａ、第２の端子４１ｂ、第３の端子４１ｃ、第４の端子４１ｄを有し、第１の対称面Ｘと第２の対称面Ｙに関して２重対称性を有する４端子回路の模式図である。回路全体の散乱行列をＳ、散乱行列Ｓの固有値をΓ１、Γ２、Γ３、Γ４とし、それぞれの固有値に対応する固有ベクトルをａ１、ａ２、ａ３、ａ４とする。この時、Γ１、Γ２、Γ３、Γ４は、図３の回路の第１及び第２の対称面Ｘ、Ｙを開放または短絡させた図４の１端子１／４回路モデル５０に置き換えたときの入力端子４１ａの反射係数として表すことができる。ここで、Γ１、Γ２、Γ３、Γ４をそれぞれ以下のように各対称面Ｘ及びＹを開放または短絡とした場合に対応させると、それぞれの固有値に対応する固有ベクトルは以下の式（９）で与えられる。
Γ１：Ｘ面開放、Ｙ面開放
Γ２：Ｘ面開放、Ｙ面短絡
Γ３：Ｘ面短絡、Ｙ面開放
Γ４：Ｘ面短絡、Ｙ面短絡
【数１７】
2016208221.tif 000019
【００６７】
この時、回路全体の散乱行列Ｓは式（１０）で表すことができる。ただし、α、β、γ、δは式（１１）、（１２）、（１３）、（１４）で表される。
【数１８】
2016208221.tif 000020
【数１９】
2016208221.tif 000021
【００６８】
式（１０）の散乱行列を用いると、方向性Ｄ［ｄＢ］は次の式（１５）で表すことができることから、図３の４端子回路を方向性を有する回路とするためには、動作周波数において｜Ｓ４１｜＞｜Ｓ３１｜とすれば良い。また反射損となる｜Ｓ１１｜は小さいほうが好ましい。従って、｜Ｓ１１｜＝｜Ｓ３１｜＝０となることが望ましい。ここで、Ｓ１１とは第１の端子４１ａにおける電圧反射係数である、Ｓ３１とは第１の端子４１ａから第３の端子４１ｃへの電圧透過係数であり、Ｓ４１とは第１の端子４１ａから第４の端子４１ｄへの電圧透過係数である。以下では｜Ｓ１１｜＝｜Ｓ３１｜＝０となるΓ１、Γ２、Γ３、Γ４の条件を求める。
【数２０】
2016208221.tif 000022
【００６９】
式（１１）よりＳ１１＝α、Ｓ３１＝γとなることから、α＝γ＝０とすると、次の式（１６）と式（１７）が成り立つ。
【数２１】
2016208221.tif 000023
【数２２】
2016208221.tif 000024
【００７０】
次に、Γ１、Γ２、Γ３、Γ４が対応するそれぞれの対称面の条件における第１の端子４１ａの入力インピーダンスを、それぞれｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４とする。一般に、入力端子における電圧反射係数Γｉｎは入力インピーダンスＺｉｎと基準インピーダンスＺ０を用いて式（１８）のように表すことができる。
【数２３】
2016208221.tif 000025
【００７１】
集中定数素子で構成された回路において、Γ１が対応する対称面の条件（Ｘ面開放、Ｙ面開放）ではｚ１＝∞となるので、ｚ１＝∞をＺｉｎ＝∞として式（１８）に代入することでΓ１＝１が得られる。Γ１＝１の場合、式（１６）より、Γ３＝−１となる必要がある。これを式（１８）に代入すると、式（１９）となる。
【数２４】
2016208221.tif 000026
【００７２】
次に、式（１７）のΓ２及びΓ４を式（１８）の形に置き換えると、次の式（２０）が得られる。
【数２５】
2016208221.tif 000027
さらに式（２０）を整理すると式（２１）の条件が得られる。
【数２６】
2016208221.tif 000028
【００７３】
式（１９）と式（２１）で与えられる条件を満たす１端子１／４回路モデルの１つとして図５に示す１端子１／４回路モデル６０がある。図５の回路は、端子６１から第１の対称面Ｘに向かって第１のキャパシタ６２、インダクタ６３が直列に接続され、第１の端子６１と第１のキャパシタ６２との間に並列に第２のキャパシタ６４が接続され、第２のキャパシタ６４は第２の対称面Ｙに接続されている。
【００７４】
対称性を考慮し、インダクタ６３のインダクタンスをＬ０／２、第１のキャパシタ６２のキャパシタンスをＣ０１、第２のキャパシタ６４のキャパシタンスを２×Ｃ０２とし、端子６１の基準インピーダンスをＺ０とする。
【００７５】
また、図５において対称性を考慮すると、対称面Ｙに関してインダクタ６３と対称なインダクタが存在し、このインダクタとインダクタ６３との結合係数をｋとする。対称面Ｙが開放となるとき、偶モードとなるので、相互インダクタンスを考慮するとインダクタ６３のインダクタンスはｋを用いて（１＋ｋ）Ｌ０／２と表すことができる。一方、対称面Ｙが短絡となるとき、奇モードとなるので、相互インダクタンスを考慮するとインダクタ６３のインダクタンスは（１−ｋ）Ｌ０／２と表すことができる。
【００７６】
したがって、ｚ２、ｚ３、ｚ４はそれぞれ次の式（２２）、式（２３）、式（２４）と表すことができる。
【数２７】
2016208221.tif 000029
【数２８】
2016208221.tif 000030
【数２９】
2016208221.tif 000031
ただし、ω０は端子４１ａに入力される電気信号の角周波数、ｊは虚数単位である。
【００７７】
ここで、式（１９）と式（２３）より次の式（２５）が成り立つ。
【数３０】
2016208221.tif 000032
【００７８】
さらに式（２５）を式（２２）と式（２４）に代入し、式（２１）を満たすようにＣ０２について解くと次の式（２６）が得られる。
【数３１】
2016208221.tif 000033
【００７９】
ここでＣ０２はキャパシタンスであることから、正の実数でなければならない。以下では、Ｃ０２が正の実数となる条件について説明する。
【００８０】
まずＣ０２が実数であるためには、式（２６）の分母の平方根の中が正もしくは０でなければならない。平方根の中が正もしくは０であるためには、次の式（２７）を満たさなければならない。
【数３２】
2016208221.tif 000034
【００８１】
さらにω０及びＬ０は共に正の実数であることから、ω０Ｌ０＞０である。従って、平方根の中が正もしくは０であるための条件は、次の式（２８）となる。
【数３３】
2016208221.tif 000035
【００８２】
ω０Ｌ０が式（２８）の条件を満たすとき、式（２６）のＣ０２の分子は式（２９）に示されるように常に負の値もしくは０となる。従って、０＜ｋ＜１とするとＣ０２は負の値もしくは０となってしまうので不適当である。
【数３４】
2016208221.tif 000036
【００８３】
またｋ＝０のときはＣ０２の値は不定となってしまうので不適当である。
【００８４】
従って、Ｃ０２が正の実数となる条件は次の条件式（３０）を満たすことである。
【数３５】
2016208221.tif 000037
【００８５】
以上より、式（２５）及び式（２６）より式（１）、式（２）、式（６）及び式（７）が導出され、またＣ０２が正の実数となる条件は式（３０）を満たすことであることが分かる。
【００８６】
これまで議論してきた図５の１／４  １端子回路を対称性を考慮して４端子回路に拡張すると、図２の信号伝送装置１の回路図で表すことができる。ここで回路の対称性から第１のインダクタ１３及び第２のインダクタ２３のインダクタンスはＬ０、第１のキャパシタ１２ａ、第２のキャパシタ１２ｂ、第３のキャパシタ２２ａ及び第４のキャパシタ２２ｂのキャパシタンスはＣ０１、第５のキャパシタ３０及び第６のキャパシタ３１のキャパシタンスはＣ０２となる。
【００８７】
また、Ｓ３１＝０の条件のもとで式（１）、式（２）、式（６）及び式（７）は導出されたので、式（１）及び式（２）または式（６）及び式（７）を満たすように各素子及び各素子間のパラメータを与えると、Ｓ３１＝０となり、信号伝送装置１の方向性が最大となる。即ち、条件２または条件４のいずれかを満足すれば信号伝送装置１の方向性が最大となる。
【００８８】
次に、電子回路基板としての第１の基板１０の作用について説明する。第１の基板１０には、第１の平面導体電極１４ａ及び第２の平面導体電極１４ｂと第１のキャパシタ１２ａ及び第２のキャパシタ１２ｂと第１のインダクタ１３と第１の端子１１ａ及び第２の端子１１ｂを有し、第１の端子１１ａ、第１のキャパシタ１２ａ、第１のインダクタ１３、第２のキャパシタ１２ｂ及び第２の端子１１ｂがこの順に直列に接続され、第１の端子１１ａと第１のキャパシタ１２ａとの間に第１の平面導体電極１４ａが接続され、第２のキャパシタ１２ｂと第２の端子１１ｂとの間に第２の平面導体電極１４ｂが接続された第１の回路パターン１００が形成されている。電子回路基板としての第２の基板２０は、第１の基板１０と同様の構成をもっている。第１の基板１０と第２の基板２０の２つを、それぞれの電子回路基板における第１のインダクタ同士（第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３）が誘導性結合し、それぞれの電子回路基板における第１の平面導体電極同士（第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａ）及び第２の平面導体電極同士（第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂ）が容量性結合するように近接させることで、第１の基板１０と第２の基板２０の間で信号の送受信が可能となる。
【００８９】
第１の実施形態では、第１のインダクタ１３及び第２のインダクタ２３がスパイラル状の平面導体パターンによって形成されており、第１ないし第４のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂがインターデジタルキャパシタ状の平面導体パターンによって形成されている例で説明したが、キャパシタ及びインダクタは、図１に示した形態以外にも様々な形態が知られており、これらの例に限られない。
【００９０】
キャパシタとしては、例えば、導体パターンを積層して形成するなどしてもよく、ディスクリート部品を用いても良い。
【００９１】
インダクタとしては、例えば、ミアンダライン状の導体パターンによって形成するなどしてもよく、ディスクリート部品を用いても良い。
【００９２】
また、図１に示す信号伝送装置１では、第１ないし第４の端子１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂと、第１ないし第４のキャパシタ１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂと、第１及び第２のインダクタ１３、２３と、第１ないし第４の平面導体電極１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂが第１の基板１０または第２の基板２０の基板面に形成されているが、これらは第１の基板１０または第２の基板２０の中に形成されていても良い。
【００９３】
また、図１に示す信号伝送装置１では、第１のインダクタ１３と第１及び第２の平面導体電極１４ａ、１４ｂが同一面内に形成されているが、それぞれが第１の基板１０内の異なる層に配置されていても（同一面内に配置されていなくても）良い。また、図１に示す信号伝送装置１では、第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂと第１及び第２のキャパシタ１２ａ、１２ｂが同一面内に形成されているが、それぞれが第１の基板１０内の異なる層に配置されていても（同一面内に配置されていなくても）良い。
【００９４】
同様に、図１に示す信号伝送装置１では、第２のインダクタ２３と第３及び第４の平面導体電極２４ａ、２４ｂが同一面内に形成されているが、それぞれが第２の基板２０内の異なる層に配置されていても（同一面内に配置されていなくても）良い。また、図１に示す信号伝送装置１では、第３及び第４の端子２１ａ、２１ｂと第３及び第４のキャパシタ２２ａ、２２ｂが同一面内に形成されているが、それぞれが第２の基板２０内の異なる層に配置されていても（同一面内に配置されていなくても）良い。
【００９５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の検査装置７０について図を用いて説明する。図６は本実施形態の検査装置７０と被検査デバイス７３の模式図である。検査装置７０は、第２の回路パターン２００が形成された電子回路基板７４を備え、第１の回路パターン１００と、第１の回路パターン１００の第１の端子１１ａに接続された電子回路とが形成された被検査デバイス７３の検査を行うための装置である。第１の回路パターン１００の構成は第１の実施形態における回路パターン１００と同じであり、第２の回路パターン２００の構成は第１の実施形態における回路パターン２００と同じであり、電子回路基板７４の構成は第１の実施形態における基板２０と同じである。第１の回路パターン１００及び第２の回路パターン２００の構成要素は、第１の実施形態における第１の回路パターン１００及び第２の回路パターン２００の構成要素と同じ符号を用いて説明する。
【００９６】
被検査デバイス７３の電子回路として、アンテナが用いられた例について説明する。被検査デバイス７３は、基板８５に、第１の回路パターン１００と、アンテナ８０と、電気信号を出力する電子回路８１とが形成されて構成されている。アンテナ８０は、第１の回路パターン１００の第１の端子１１ａに接続され、電子回路８１は、第１の回路パターン１００の第２の端子１１ｂに接続されている。
【００９７】
被検査デバイス７３が検査される際に、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される信号の大きさが、第３の端子２１ａから出力される信号の大きさよりも大きくなるように、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００が重ねられて、被検査デバイス７３が検査装置７０に対して配置される。その際に、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａを容量性結合させることにより第５のキャパシタ３０が形成され、第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂを容量性結合させることにより第６のキャパシタ３１が形成され、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３を誘導性結合させる。第１の実施形態の信号伝送装置１と同様に、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００の各素子及び各素子間のパラメータは、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される信号の大きさＡ［Ｗ］が、第３の端子２１ａから出力される信号の大きさＢ［Ｗ］よりも大きく、１０×ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）≧１０となるように与えられる。また、第１の実施形態の信号伝送装置１と同様に、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００の各素子及び各素子間のパラメータは、第２の端子１１ｂに入力された電気信号のうち、第３の端子２１ａから出力される信号の大きさＡ’［Ｗ］が、第４の端子２１ｂから出力される信号の大きさＢ’  ［Ｗ］よりも大きく、１０×ｌｏｇ（Ａ’／  Ｂ’）≧１０となるように与えられる。
【００９８】
検査装置７０の電子回路基板７４の第３の端子２１ａ及び第４の端子２１ｂは、測定器７５に接続されており、第３の端子２１ａからの出力と第４の端子２１ｂからの出力が測定器７５によって測定される。
【００９９】
電子回路８１から電気信号が出力され、第２の端子１１ｂに入力されると、電気信号は第１の端子１１ａから出力されてアンテナ８０に入力される。このとき、第２の端子１１ｂに入力された電力（入射電力）の一部は第３の端子２１ａ及び第４の端子２１ｂからも出力される。また、アンテナ８０に入力された電力の一部は反射され、第１の端子１１ａに入力される。第１の端子１１ａに入力された反射電力は第２の端子１１ｂから出力され電子回路８１に戻る。このとき、第１の端子１１ａに入力された反射電力の一部は第３の端子２１ａ及び第４の端子２１ｂからも出力される。
【０１００】
第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００は方向性を有するように構成されているので、第１の端子１１ａに入力された電力のうち第３の端子２１ａから出力される電力は第４の端子２１ｂから出力される電力よりも非常に小さい（−１０［ｄＢ］以下）。同様に第２の端子１１ｂに入力された電力のうち第４の端子２１ｂから出力される電力は第３の端子２１ａから出力される電力よりも非常に小さい（−１０［ｄＢ］以下）。このため、第１の端子１１ａに入力された電力は実質的に第３の端子２１ａには出力されないと見なすことができる。同様に第２の端子１１ｂに入力された電力は実質的に第４の端子２１ｂには出力されないと見なすことができる。また、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００の重ね方を予め定めておくことで、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００の各素子及び各素子間のパラメータは既知となるので、第１の端子１１ａから第４の端子２１ｂへの電力透過係数や第２の端子１１ｂから第３の端子２１ａへの電力透過係数は既知となる。従って、第３の端子２１ａからの出力電力を測定器７５で測定することにより第２の端子１１ｂに入力された入射電力が算出できる。同様に、第４の端子２１ｂからの出力電力を測定することにより第１の端子１１ａに入力された反射電力を算出することができる。
【０１０１】
このような測定を行うことにより、アンテナ８０のＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ：電圧定在波比）を検査することが可能である。ＶＳＷＲをρ、入射電力をＰｆ、反射電力をＰｒとすると、ＶＳＷＲは次の式（３１）によって計算できる。
【数３６】
2016208221.tif 000038
【０１０２】
ここでＶＳＷＲとは電子回路内を高周波信号が通過するときに、信号の一部が回路上で反射されてしまう度合のことをいい、ＶＳＷＲが１の時は全く反射の無い理想的な状態で、反射が大きくなるほどＶＳＷＲは大きくなる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態として、検査装置７０を用いて被検査デバイス１７３を検査する例について説明する。ここでは、第２の実施形態と異なる部分について主に説明し、第２の実施形態と共通する部分については共通の符号を用いて適宜説明を省略する。
【０１０４】
図７は本実施形態の検査装置７０と被検査デバイス１７３の模式図である。第３の実施形態では、第２の実施形態の被検査デバイス７３にかえて被検査デバイス１７３を検査装置７０を用いて検査する。被検査デバイス１７３の電子回路として、増幅器が用いられた例について説明する。被検査デバイス１７３は、基板８５に、第１の回路パターン１００と、増幅器９０と、増幅器９０からの出力が入力される電子回路９１とが形成されて構成されている。増幅器９０はその出力側で第１の回路パターン１００の第１の端子１１ａに接続され、電子回路９１は第１の回路パターン１００の第２の端子１１ｂに接続されている。検査装置７０の電子回路基板７４の第４の端子２１ｂは測定器７５に接続されており、第４の端子２１ｂからの出力が測定器７５によって測定される。また、第３の端子２１ａは反射を抑制するために抵抗で終端されている。
【０１０５】
増幅器９０から電気信号が出力され、第１の端子１１ａに入力されると、電気信号は第２の端子１１ｂから出力されて電子回路９１に入力される。このとき、第１の端子１１ａに入力された電力の一部は第３の端子２１ａ及び第４の端子２１ｂからも出力される。第２の実施形態と同様に、第１の端子１１ａから第４の端子２１ｂへの電力透過係数が既知なので、第４の端子２１ｂから出力される電力を測定することによって増幅器９０からの出力電力を算出することができる。このようにして所望の電力が増幅器９０から出力されているかを検査することができる。また、測定した出力電力に基づいて、増幅器９０の増幅率を調整したり、アッテネータを挿入したりすることで出力電力を調節することもできる。
【０１０６】
第２の実施形態及び第３の実施形態で説明したように、検査装置７０は、第１の回路パターン１００と、第１の端子１１ａに接続された電子回路（アンテナ８０または増幅器９０）と、が形成された被検査デバイス７３、１７３に対し、第２の回路パターン２００が形成された電子回路基板７４を有し、第１の回路パターン１００と第２の回路パターン２００が重ねられ、第１の端子１１ａに入力された電気信号のうち、第４の端子２１ｂから出力される第１の出力信号の大きさが、第３の端子２１ａから出力される第２の出力信号の大きさよりも大きくなるように、第１の平面導体電極１４ａと第３の平面導体電極２４ａを容量性結合させることにより第５のキャパシタ３０が形成され、第２の平面導体電極１４ｂと第４の平面導体電極２４ｂを容量性結合させることにより第６のキャパシタ３１が形成され、第１のインダクタ１３と第２のインダクタ２３を誘導性結合させ、第４の端子２１ｂからの出力が測定される。
【０１０７】
したがって、検査装置７０によれば、被検査デバイス７３または１７３と電子回路基板７４を導体によって接続することなく被検査デバイス７３または１７３の電子回路（アンテナ８０または増幅器９０）からの出力を、電子回路基板７４の第４の端子２１ｂから測定することができる。これにより、被検査デバイス７３または１７３を検査することができる。検査の際に被検査デバイス７３または１７３をハンダづけする必要等が無くなるため検査を簡便化でき、また導通不良による検査ミスを低減することができる。
【実施例】
【０１０８】
（実施例１）
はじめに、第１の実施形態の信号伝送装置１について、条件１を満たす場合の実施例１を示す。信号伝送装置１の各素子及び各素子間のパラメータを基準値から＋ｘ（ｘ≧０）％または−ｘ（ｘ≧０）％変化させて、信号伝送装置１の方向性が１０ｄＢ以上となる最大の変化量Ｘ（Ｘ≧０）を計算によって求めた。Ｌ１及びＬ２の基準値はＬ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の基準値はＣ０１、Ｃ５及びＣ６の基準値はＣ０２、ｋ１の基準値はｋである。ただし、ｋは−１＜ｋ＜０の範囲であり、Ｃ０１は式（１）、Ｃ０２は式（２）で与えられる値である。変化量ｘは全素子及び全素子間で共通の値を用いている。一方、パラメータを基準値から＋ｘ％変化させるか、−ｘ％変化させるかは素子及び素子間ごとに変え、全ての組み合わせを計算した。
【０１０９】
一例として、ω０×Ｌ０＝１０、ｋ＝−０．１、Ｚ０＝５０で計算した結果を示す。各素子及び各素子間のパラメータが基準値から±２０％変動しても信号伝送装置１は１０［ｄＢ］以上の方向性を有することがわかった。計算結果の一部を表１及び表２に示す。パラメータがＬ１、Ｌ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、ｋ１の９個あり、それぞれ＋ｘ％と−ｘ％の２通りの場合があるので、２９＝５１２通りの計算結果があるが、ここでは全てのパラメータを基準値から＋２０％変化させた場合と、全てのパラメータを基準値から−２０％変化させた場合と、ｘ＝２０とした場合に最も方向性が小さくなる組み合わせと、その組み合わせの場合にｘ＝２１とした場合の方向性の計算結果を示している。また、表１、２では各素子のパラメータの基準値と基準値からの変化量を示し、そのときの方向性の計算結果を表の右端に記載した。
【０１１０】
表１ではω０＝２×π×３．０×１０８（πは円周率）であり、表２ではω０＝２×π×３．０×１０１０である。
【０１１１】
【表１】
2016208221.tif 000039
【０１１２】
【表２】
2016208221.tif 000040
【０１１３】
表１と表２を比較すると、ω０×Ｌ０の値が一定であれば、方向性はω０の変化には関係がないということがわかる。
【０１１４】
また、表１と表２より、ω０×Ｌ０＝１０、ｋ＝−０．１、Ｚ０＝５０の場合、信号伝送装置１はｘ≦２０であれば方向性が１０［ｄＢ］以上となり、Ｘ＝２０であることが確認できる。
【０１１５】
さらに、同様の手順で、ω０×Ｌ０＝１０、ｋ＝−０．１以外の場合（表１および表２で示したω０×Ｌ０、ｋの組み合わせ以外の場合）も含めて、方向性が１０ｄＢ以上となる最大の変化量Ｘを求めた。Ｘとω０×Ｌ０及びｋの関係について示す。
【０１１６】
１≦ω０×Ｌ０≦２５１、−０．８≦ｋ≦−０．０１の範囲でω０×Ｌ０およびｋを変化させ、それぞれのω０×Ｌ０とｋの組み合わせで方向性が１０ｄＢ以上となる最大の変化量Ｘを前述の方法を用いて計算した。計算結果の例として、ｋ＝−０．０１の場合のω０×Ｌ０と最大の変化量Ｘの関係を図８のグラフに示す。グラフの縦軸が最大の変化量Ｘであり、横軸がω０×Ｌ０である。同様にｋ＝−０．１、ｋ＝−０．２、ｋ＝−０．４、ｋ＝−０．６８、ｋ＝−０．８、の場合のω０×Ｌ０と最大の変化量Ｘの関係をそれぞれ図９ないし図１３のグラフに示す。
【０１１７】
これらの計算結果から最大の変化量Ｘをω０×Ｌ０とｋの２変数の関数で近似した。図８ないし図１３において、ｋの値によって曲線の形状が異なっている。そこで、ｋの値によって異なる関数で近似した。
【０１１８】
まず、−０．４０＜ｋ≦−０．０１の範囲においては、前述の式（３）で表される関数と計算結果がよく一致する。
【０１１９】
図８ないし図１１のグラフに式（３）から計算されるＸを重ねたグラフを図１４ないし図１７に示す。図１４ないし図１７より、計算結果と近似関数がよく一致していることが分かる。したがって、Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられる値である場合、−０．４０＜ｋの範囲では最大の変化量Ｘは式（３）で近似できることがわかる。
【０１２０】
次に、−０．６８＜ｋ≦−０．４０の範囲においては、前述の式（４）で表される関数と計算結果がよく一致する。
【０１２１】
図１１及び図１２のグラフに、式（４）から計算されるＸを重ねたグラフを図１８及び図１９に示す。
【０１２２】
図１８及び図１９より計算結果と近似関数がよく一致していることが分かる。従って、Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられる値である場合、−０．６８＜ｋ≦−０．４０の範囲では、最大の変化量Ｘは式（４）で近似できることがわかる。
【０１２３】
さらに、−０．８≦ｋ≦−０．６８の範囲においては、前述の式（５）で表される関数と計算結果がよく一致する。
【０１２４】
図１２及び図１３のグラフに、式（５）から計算されるＸを重ねたグラフを図２０及び図２１に示す。
【０１２５】
図２０及び図２１より計算結果と近似関数がよく一致していることが分かる。従って、Ｃ０１が式（１）、Ｃ０２が式（２）で与えられる値である場合、ｋ≦−０．６８の範囲では、最大の変化量Ｘは式（５）で近似できることがわかる。
【０１２６】
（実施例２）
次に、第１の実施形態の信号伝送装置１について、条件３を満たす場合の実施例２を示す。信号伝送装置１の各素子及び各素子間のパラメータを基準値から＋ｘ％または−ｘ％変化させて（ｘ≧０）、信号伝送装置１の方向性が１０ｄＢ以上となる最大の変化量Ｘ（Ｘ≧０）を計算によって求めた。Ｌ１及びＬ２の基準値はＬ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の基準値はＣ０１、Ｃ５及びＣ６の基準値はＣ０２、ｋ１の基準値はｋである。ただし、ｋは−１＜ｋ＜０の範囲であり、Ｃ０１は式（６）、Ｃ０２は式（７）で与えられる値である。変化量ｘは全素子及び全素子間で共通の値を用いている。パラメータを基準値から＋ｘ％変化させるか、−ｘ％変化させるかを素子及び素子間ごとに変え、全ての組み合わせを計算した。実施例２では、ω０＝２×π×３．０×１０８のみとした。
【０１２７】
一例として、ω０×Ｌ０＝３０、ｋ＝−０．８、Ｚ０＝５０として、計算した結果を示す。各素子及び各素子間のパラメータが基準値から±１７％変動しても信号伝送装置１は１０［ｄＢ］以上の方向性を有することがわかった。計算結果の一部を表３に示す。これも実施例１と同様に全てのパラメータを基準値から＋１７％変化させた場合と、全てのパラメータを基準値から−１７％変化させた場合と、ｘ＝１７とした場合に最も方向性が小さくなる組み合わせと、その組み合わせの場合にｘ＝１８とした場合の方向性の計算結果を示している。また、表３では各素子のパラメータの基準値と基準値からの変化量を示し、その時の方向性の計算結果を表の右端に記載した。
【０１２８】
【表３】
2016208221.tif 000041
【０１２９】
表３より、ω０×Ｌ０＝３０、ｋ＝−０．８の場合、信号伝送装置１はｘ≦１７であれば方向性が１０［ｄＢ］以上となり、Ｘ＝１７であることが確認できる。
【０１３０】
１≦ω０×Ｌ０≦２５１、−０．８≦ｋ≦−０．０１の範囲でω０×Ｌ０およびｋを変化させ、それぞれのω０×Ｌ０とｋの組み合わせで方向性が１０ｄＢ以上となる最大の変化量Ｘを実施例１と同様の方法を用いて計算した。計算結果の例として、ｋ＝−０．０２、ｋ＝−０．１、ｋ＝−０．２、ｋ＝−０．４、ｋ＝−０．８の場合のω０×Ｌ０と最大の変化量Ｘの関係をそれぞれ図２２ないし図２６のグラフに示す。それぞれのグラフは縦軸が最大の変化量Ｘであり、横軸がω０×Ｌ０である。また、Ｘが０．１未満のものはＸ＝０としてグラフから除外している。ｋ＝−０．０１の時、１≦ω０×Ｌ０≦２５１の範囲ではＸ＜０．１であった。
【０１３１】
これらの計算結果から、実施例１と同様に最大の変化量Ｘをω０×Ｌ０とｋの２変数の関数で近似した。結果として、式（８）で表される関数と計算結果がよく一致する。
【０１３２】
図２２ないし図２６のグラフに式（８）から計算されるＸを重ねたグラフを図２７ないし図３１に示す。
【０１３３】
図２７ないし図３１より、計算結果と近似関数がよく一致していることがわかる。従って、Ｃ０１が式（６）、Ｃ０２が式（７）で与えられる値である場合、最大の変化量Ｘは式（８）で近似できることがわかる。
【０１３４】
第１の実施形態の信号伝送装置１について、条件１または３を満たさない場合でも方向性が１０ｄＢ以上となる場合があることを実施例３及び実施例４に示す。
【０１３５】
（実施例３）
まず、実施例３として、ｋが−１＜ｋ＜０の範囲の実数であり、Ｃ０１は式（１）、Ｃ０２は式（２）で与えられる値の場合において、基準値に対する各素子及び各素子間のパラメータの変化量ｘ［％］を表４に示す組み合わせにした場合（各パラメータが条件１の範囲から外れる場合）の信号伝送装置１の方向性の計算結果を表４に示す。
【０１３６】
【表４】
2016208221.tif 000042
【０１３７】
（実施例４）
次に、実施例５として、ｋが−１＜ｋ＜０の範囲の実数であり、Ｃ０１は式（６）、Ｃ０２は式（７）で与えられる値の場合において、基準値に対する各素子及び各素子間のパラメータの変化量ｘ［％］を表５に示す組み合わせにした場合（各パラメータが条件３の範囲から外れる場合）の信号伝送装置１の方向性の計算結果を表５に示す。
【０１３８】
【表５】
2016208221.tif 000043
【０１３９】
表４及び表５より、方向性が１０［ｄＢ］以上となるのは条件１または条件３を満たす場合に限られないことがわかる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  信号伝送装置
１０、２０  基板
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ  端子
１２ａ  第１のキャパシタ
１２ｂ  第２のキャパシタ
２２ａ  第３のキャパシタ
２２ｂ  第４のキャパシタ
３０  第５のキャパシタ
３１  第６のキャパシタ
１３  第１のインダクタ
２３  第２のインダクタ
１４ａ  第１の平面導体電極
１４ｂ  第２の平面導体電極
２４ａ  第３の平面導体電極
２４ｂ  第４の平面導体電極
４０  ４端子回路
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  端子
Ｘ、Ｙ  対称面
５０、６０  ４端子回路の１／４モデル
６１  ４端子回路の端子
６２、６４  キャパシタ
６３  インダクタ
７０  検査装置
７１、７４  電子回路基板
７２  電子回路
７３  被検査デバイス
７５  測定器
８０  アンテナ
８１、９１  電子回路
８５  基板
９０  増幅器
１００、２００  回路パターン
【図１】
2016208221.tif 000052
【図２】
2016208221.tif 000053
【図３】
2016208221.tif 000054
【図４】
2016208221.tif 000055
【図５】
2016208221.tif 000056
【図６】
2016208221.tif 000057
【図７】
2016208221.tif 000058
【図８】
2016208221.tif 000059
【図９】
2016208221.tif 000060
【図１０】
2016208221.tif 000061
【図１１】
2016208221.tif 000062
【図１２】
2016208221.tif 000063
【図１３】
2016208221.tif 000064
【図１４】
2016208221.tif 000065
【図１５】
2016208221.tif 000066
【図１６】
2016208221.tif 000067
【図１７】
2016208221.tif 000068
【図１８】
2016208221.tif 000069
【図１９】
2016208221.tif 000070
【図２０】
2016208221.tif 000071
【図２１】
2016208221.tif 000072
【図２２】
2016208221.tif 000073
【図２３】
2016208221.tif 000074
【図２４】
2016208221.tif 000075
【図２５】
2016208221.tif 000076
【図２６】
2016208221.tif 000077
【図２７】
2016208221.tif 000078
【図２８】
2016208221.tif 000079
【図２９】
2016208221.tif 000080
【図３０】
2016208221.tif 000081
【図３１】
2016208221.tif 000082