(57)【要約】【課題】  低コストかつ簡易な構成で、伝送損失とアイソレーション特性に優れた積層導波路基板を実現する。【解決手段】  積層導波路基板は、第１誘電体基板と第２誘電体基板と第３誘電体基板がこの順に積層された積層体と、前記第１誘電体基板の底面に形成される第１導体パタン及び前記第３誘電体基板の上面の前記第１導体パタンに対応する位置に形成される第２導体パタンとを有し、前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板の界面に前記第１導体パタンと対向する第１開口が形成された第１導体膜が配置され、前記第２誘電体基板と前記第３誘電体基板の界面に前記第２導体パタンと対向する第２開口が形成された第２導体膜が配置され、前記第１開口を第１導体パタンと平行な面内で前記１導体パタンの信号伝搬方向と直交する方向に横切る第１遮断配線と、前記第２開口を前記第２導体パタンと平行な面内で前記第２導体パタンの信号伝搬方向と直交する方向に横切る第２遮断配線が設けられている。【選択図】図４
2016015690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１誘電体基板と第２誘電体基板と第３誘電体基板がこの順に積層された積層体と、
前記第１誘電体基板の底面に形成される第１導体パタンと、
前記第３誘電体基板の上面の前記第１導体パタンに対応する位置に形成される第２導体パタンと、
前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板の界面に位置し、前記第１導体パターンに対向する第１開口を有する第１導体膜と、
前記第２誘電体基板と前記第３誘電体基板の界面に位置し、前記第２導体パターンに対向する第１開口を有する第２導体膜と、
前記第１開口を、前記第１導体パタンと平行な面内で前記第１導体パタンの信号伝搬方向と直交する方向に横切る第１遮断配線と、
前記第２開口を、前記第２導体パタンと平行な面内で前記第２導体パタンの信号伝搬方向と直交する方向に横切る第２遮断配線と、
を有し、
前記第１開口は前記第１遮断配線によって第１スロットと第２スロット)に分断され、前記第１導体パタンの前記信号伝搬方向の両端部は前記第１開口の前記第１スロット及び第２スロット内に露出し、
前記第２開口は前記第２遮断配線によって第１スロットと第２スロットに分断され、前記第２導体パタンの前記信号伝搬方向の両端部は前記第２開口の前記第１スロット及び前記第２スロット内に露出することを特徴とする積層導波路基板。
【請求項２】
前記第１導体パタンの前記信号伝搬方向に沿った前記第１開口のサイズ及び前記第２導体パタンの前記信号伝搬方向に沿った前記第２開口のサイズをｂ、前記第１遮断配線及び前記第２遮断配線の幅をShとすると、ｂに対するShの比率Ｂｒは、
０．１≦Ｂｒ≦０．４
であることを特徴とする請求項１に記載の積層導波路基板。
【請求項３】
前記第１導体パタンの前記信号伝搬方向のサイズ及び前記第２導体パタンの前記信号伝搬方向のサイズは、伝送信号の波長の１／２に設定され、
前記第１導体パタンの前記信号伝搬方向に沿った前記第１開口のサイズ及び前記第２導体パタンの前記信号伝搬方向に沿った前記第２開口のサイズは、前記伝送信号の波長の１／２よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の積層導波路基板。
【請求項４】
前記第１導体パタンに対して前記第１導体パタンの前記信号伝搬方向と直交する方向で隣接する第３導体パタンと、前記第２導体パタンに対して前記第２導体パタンの前記信号伝搬方向と直交する方向で隣接する第４導体パタン、
をさらに有し、
前記第１導体パタンと前記第２導体パタンの対と、前記第３導体パタンと前記第４導体パタンの対との間に少なくとも１本のシールドピンが配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層導波路基板。
【請求項５】
前記シールドピンは、伝送信号の波長の１／２以下の間隔で２本以上配置されることを特徴とする請求項４に記載の積層導波路基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層導波路基板と、
前記積層導波路基板に接続されて、前記積層導波路基板で伝送される送信信号及び受信信号の無線フロントエンド処理を行う集積回路と、
を有することを特徴とする無線通信モジュール。
【請求項７】
レーダ波を送信し、前記レーダ波の反射波を受信するアンテナ部と、
前記レーダ波及び前記反射波に対する無線フロントエンド処理を行って、前記アンテナ部との間で前記レーダ波及び前記反射波を伝送する請求項６に記載の無線通信モジュールと、
前記無線通信モジュールに接続されて前記レーダ波及び前記反射波のベースバンド信号処理を行う信号処理部と、
を有することを特徴とするレーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層導波路基板、無線通信モジュール、及びレーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突防止のためのレーダ装置は、高級車を中心に普及しつつあるが、より多くの自動車にレーダを普及させるためには、コスト低減と製造工数の削減が必要である。従来のレーダ装置として、アンテナ基板とＩＣ（Integrated Circuit）基板を一体化した平面アンテナモジュールが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このモジュールでは、アンテナ基板とＩＣ基板の間に空洞導波管が形成された金属板（アルミ等）を挟んで積層し、導波管変換による貫通伝送（基板の厚さ方向の伝送）を行っている。この構造を単純化したのが、図１である。図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）はＸ−Ｘ'断面図である。
【０００３】
ＩＣ基板１０１側に形成されたパッチアンテナ（放射素子）１１１とアンテナ基板１０３側に形成されたパッチアンテナ（放射素子）１１３を、アルミ板１０２を貫通する導波管１１２で接続することにより、６０〜７６ＧＨｚ相当のミリ波をＭＭ（Monolithic Microwave）ＩＣからアンテナ部に貫通伝送する。導波管１１２を使用しているため、複数の放射素子が隣接して配置されても、良好なアイソレーション特性で貫通伝送が実現できる。
【０００４】
しかし、単純化された図１の構造でも誘電体基板２枚とアルミ板１枚が必要であり、組立時の位置合わせ作業がコストダウンの障害となる。また、導波管変換による貫通伝送であるため、伝送損失が良くないといった問題もある。たとえば、図１の構成で、放射素子１１１、１１３のサイズを1.0mm×1.8mm、導波管１１２のサイズを1.8mm×3.4mm×4.2mmとしたとき、８０ＧＨｚでの伝送損失は-5.2dBである。伝送損失をより小さくした誘電体基板のみによる貫通伝送技術が望まれる。
【０００５】
他の従来技術として、高周波線路導体を電極膜と対向する位置に配置し、線路導体の端部を電極膜に形成されたスロット（開口部）と対向させることで、線路導体を伝搬する電磁波を下方の誘電体導波管線路に電磁界結合する構成が知られている（たとえば、特許文献２参照）。この構成では誘電体中に側壁用貫通導体群（以下「シールドピン」と称する）を配置することで、電磁波を遮断し電界拡散を防止している。しかし、必要なアイソレーション特性を得るためには、貫通伝送を行う領域すべてに一定間隔でシールドピンを配置しなければならない。一般的な基板製造方法では、積層基板形成後に位置合わせしながら穴開け加工、電極挿入加工を行ってシールドピンを形成するため、シールドピンの本数に応じてコストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８０３１７２号（国際公開第２００６／０９８０５４号）
【特許文献２】特許第３５１７１４８号（特開２０００−２５２７１２号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
低コストかつ簡易な構成で、伝送損失とアイソレーション特性に優れた積層導波路基板を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ひとつの態様では、積層導波路基板は、
第１誘電体基板と第２誘電体基板と第３誘電体基板がこの順に積層された積層体と、
前記第１誘電体基板の底面に形成される第１導体パタンと、
前記第３誘電体基板の上面の前記第１導体パタンに対応する位置に形成される第２導体パタンと、
前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板の界面に位置し、前記第１導体パターンに対向する第１開口を有する第１導体膜と、
前記第２誘電体基板と前記第３誘電体基板の界面に位置し、前記第２導体パターンに対向する第１開口を有する第２導体膜と、
前記第１開口を、前記第１導体パタンと平行な面内で前記第１導体パタンの信号伝搬方向と直交する方向に横切る第１遮断配線と、
前記第２開口を、前記第２導体パタンと平行な面内で前記第２導体パタンの信号伝搬方向と直交する方向に横切る第２遮断配線と、
を有し、
前記第１開口は前記第１遮断配線によって第１スロットと第２スロットに分断され、前記第１導体パタンの前記信号伝搬方向の両端部は前記第１開口の前記第１スロット及び第２スロット内に露出し、
前記第２開口は前記第２遮断配線によって第１スロットと第２スロットに分断され、前記第２導体パタンの前記信号伝搬方向の両端部は前記第２開口の前記第１スロット及び前記第２スロット内に露出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
低コストかつ簡易な構成で、伝送損失とアイソレーション特性に優れた積層導波路基板を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の積層アンテナモジュールの構成例を示す図である。
【図２】実施形態に至る過程で考えられる積層導波路基板の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態の積層導波路基板の構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の積層導波路基板の構成を示す図であり、図３（Ａ）の上面図とＹ−Ｙ'断面図である。
【図５】第１実施形態の遮断配線による伝搬方向と直交する方向への電界抑制効果を示す図である。
【図６】開口サイズに対する遮断配線幅の割合と伝送損失およびアイソレーション特性の関係を示す図である。
【図７】第１実施形態の積層導波路基板の特性を示す図である。
【図８】第２実施形態の積層導波路基板の構成を示す図である。
【図９】第２実施形態の積層導波路の特性を示す図である。
【図１０】第２実施形態のシールドピンの数及び配置間隔と特性の関係を示す図である。
【図１１】実施形態の積層導波路基板が適用される無線通信モジュールとレーダシステムの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態を説明する前に、実施形態に至る過程で考えられる構成を説明する。図１の積層構造を、単一の誘電体基板に置き換えた場合、誘電体基板の上面と底面に直接パッチパタン（放射素子）１１１、１１３が形成されることになる。この場合、アルミ等の金属に形成された空洞の導波管が無く、パッチパタン１１１、１１３から放射される電界は誘電体基板に無制限に拡散され、アンテナ間のアイソレーション特性も伝送損失も劣化する。
【００１２】
次に考えられるのが、図２に示すように、パッチパタン１１、１３に対向する開口１２、１４が形成された導体膜２５、２４を配置する構成である。この構成では、誘電体基板１、２、３がこの順で積層され、誘電体基板１の底面にパッチパタン１１が形成され、誘電体基板３の上面にパッチパタン１３が形成されている。ＭＭＩＣからの信号は伝送線路２１を伝搬し、パッチパタン１１から放射される。放射電界は開口１２、第２誘電体基板２、開口１４を通過してパッチパタン１３に電磁界結合し、伝送線路２２を通ってアンテナ部に出力される。開口１４を有する導体膜２４と、開口１２を有する導体膜２５を配置することで、電界拡散を一定程度制限することができるが、目標のアイソレーション特性は得られないことがわかった。
【００１３】
目標は、数１０ＧＨｚ以上の高周波、ミリ波（３０〜３００ＧＨｚ）、テラヘルツ波などを伝送させる導波路で、伝送損失を−５ｄＢ以上に低減し、−２５ｄＢ以下のアイソレーション特性を実現することである。伝送損失（Ｓ２１）は、ポート１に入力される入射信号に対するポート２から出力される伝送信号のエネルギーの比で表される。アイソレーション特性は、ポート１に入力される入射信号に対するポート４から出力される伝送信号のエネルギーの比（Ｓ４１）、あるいはポート２の出力に対するポート４の出力の比（Ｓ４２）を用いて表される。Ｓ２１の値が大きい程伝送損失は小さく、Ｓ４１やＳ４２が小さいほど、アイソレーション特性がよい。
【００１４】
図２の構成で、アイソレーション特性に関して目標の特性を達成できない理由は、パッチパタン１１、１３と平行な面内で伝搬方向と直交する方向（図２ではｘ方向）の電界Ｅｘが拡散するためであると考えられる。他方、ｚ方向への貫通伝送はパッチパタン１１、１３の伝搬方向（図２ではｙ方向）の両端で生じる電界Ｅｙが主として行っていることから、伝送損失は抑制されている。
【００１５】
電界Ｅｘは、ｘ方向で隣接する他のパッチパタン（放射素子）に伝搬しやすく、アイソレーションの劣化の原因となる。そこで、パッチパタンと平行な面内で伝搬方向と直交する方向に向かう電界Ｅｘを抑制する構成を提案する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図３及び図４に、第１実施形態の積層導波路基板１０の概略構成を示す。図３（Ａ）は積層導波路基板１０の斜視図、図３（Ｂ）は伝送線路にコプレーナ線路を用いたときの導体パタンの例を示す上面図、図４（Ａ）は図３（Ａ）の構成の上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＹ−Ｙ'断面図である。
【００１７】
積層導波路基板１０は、底面にパッチパタン１１が形成された第１誘電体基板１と、第２誘電体基板２と、上面にパッチパタン１３が形成された第３誘電体基板３がこの順に積層された積層体である。パッチパタン１１には図示しないＭＭＩＣとの間で信号伝送を行う伝送線路２１が接続され、パッチパタン１３には図示しないアンテナ部との間で信号伝送を行う伝送線路２２が接続されている。伝送線路２１、２２は図３（Ａ）のようなマイクロストリップ線路であってもよいし、図３（Ｂ）のようなコプレーナ線路であってもよい。後述する伝送特性評価では、コプレーナ線路を用いた構成で評価している。
【００１８】
図３（Ａ）では、図示の便宜上、伝送線路２１、２２の一部だけが描かれている。また、説明の便宜上、第１誘電体基板１をＭＭＩＣ基板、第３誘電体基板３をアンテナ基板としているが、逆であってもよい。
【００１９】
第１誘電体基板１と第２誘電体基板２の界面に、開口１２を有する導体膜２５が配置されている。この例では、第１誘電体基板１のパッチパタン１１と反対側の面に、開口１２を有する導体膜２５が形成されているが、第２誘電体基板２側に形成されていてもよい。同様に、第２誘電体基板２と第３誘電体基板３の界面に、開口１４を有する導体膜２４が形成されている。この例では、第３誘電体基板３のパッチパタン１３と反対側の面に、開口１４を有する導体膜２４が形成されているが、第２誘電体基板２側に形成されていてもよい。
【００２０】
開口１２をｘ方向に横切って遮断配線３２が形成され、遮断配線３２によって開口１２は第１スロット１２ａと第２スロット１２ｂに分断される。開口１４をｘ方向に横切って遮断配線３４が形成され、遮断配線３４によって開口１４は第１スロット１４ａと第２スロット１４ｂに分断される。なお、説明の便宜上、開口１２、１４というときは、図２と同様に遮断配線３２、３４が形成されていないときのパッチパタン１１、１３の投影領域全体を取り囲む領域を指すものとする。
【００２１】
遮断配線３２、３４は、パッチパタン１１、１３と平行な面内で伝搬方向（ｙ方向）と直交する電界Ｅｘを固着する。遮断配線３２はｘ方向に同電位となるので、第１誘電体基板１と第２誘電体基板２の界面とその近傍で電界Ｅｘの変動が制限される。同様に、遮断配線３４はｘ方向に同電位となるので、第２誘電体基板２と第３誘電体基板３の界面とその近傍で電界Ｅｘの変動が制限される。
【００２２】
他方、伝搬方向の電界Ｅｙは、パッチパタン１１、１３の中心で０Ｖ／ｍ、パッチパタン１１、１３の伝搬方向の両端で最大となればよいので、パッチパタン１１、１３の中央部をｘ方向に横切って遮断配線３２、３４を配置する分には、パッチパタン１１、１３のｙ方向の両端で生じる電界Ｅｙに大きな制限を与えない。
【００２３】
図４に示すように、導体膜２５、２４に形成された開口１２、１４の伝搬方向の寸法をｂ、遮断配線３２、３４の幅（すなわち伝搬方向の寸法）をShとすると、Shの範囲を適切に選択することで、貫通伝送に寄与する電界Ｅｙを維持しつつ、電界Ｅｘを効果的に遮断することができる。開口１２、１４の伝搬方向の寸法ｂは、パッチパタン１１、１３の伝搬方向の寸法ａより大きく、パッチパタン１１、１３の投影領域が開口１２、１４の内部に含まれるように配置される。第１実施形態では、パッチパタン１１、１３と開口１２、１４は正方形のパタンに形成されているが、必ずしも正方形である必要はなく、長方形、６角形、多角形、円であってもよい。
【００２４】
図５は、遮断配線３２、３４を配置したことによる電界Ｅｘの抑制効果を示す図である。シミュレーションでは、図３（Ｂ）と同等のコプレーナ線路（G=0.2mm,W=0.07mm）を用いているが、説明がしやすいように、コプレーナ配線パターンは省略している。
【００２５】
Ｅｘ抑制効果は、開口１２、１４の伝搬方向の寸法ｂに対する遮断配線３２、３４の幅Shの比率（Sh／ｂ）に依存する。この比率をＢｒとし（Ｂｒ＝Sh／ｂ）、Ｂｒの値を変えてパッチパタン１１（または１３）でのＥｘをシミュレーションした。Ｂｒの値は、ｂを固定とし、パッチパタン１１（または１３）のｘ方向の中心線と、遮断配線３２（または３４）のｘ方向の中心線を一致させた状態で、遮断配線３２（または３４）の幅Shを変えることで変化させる。シミュレーションは、アンシス・ジャパン株式会社のＨＦＳＳを用い、以下の条件で電磁界解析を行った。
・パッチパタンの伝搬方向のサイズａ：０．９５ｍｍ（８１ＧＨｚでλ／２）
・開口１４の伝搬方向のサイズｂ：    １．３５ｍｍ
・誘電体基板１〜３の誘電率：        ３．８（tanδ=0.005）
・第１誘電体基板１の厚さｔ１：    ０．１ｍｍ
・第２誘電体基板２の厚さｈ：        １ｍｍ
・第３誘電体基板３の厚さｔ２：    ０．１ｍｍ
・伝送線路（コプレーナ線路）：    ギャップ０．２ｍｍ、ストリップ幅0.07mm
・隣接伝送線路間の距離Ｐｓ：        ２ｍｍ
図５（Ｂ）〜図５（Ｃ）のＰ１〜Ｐ３の各点は、図５（Ａ）のパッチパタンの伝搬方向の両端Ｐ１及びＰ３と、パッチパタンの中央位置Ｐ２に対応する。図５（Ｂ）は、Ｂｒ＝０、すなわち遮断配線３２、３４を設けない場合の電界Ｅｘの大きさを示す。図５（Ｃ）は、Ｂｒ＝０．４、すなわち遮断配線３２、３４の幅Shを開口１２、１４の伝搬方向のサイズｂの４０％にして開口１２、１４の中央に配置したときの電界Ｅｘの大きさを示す。図５（Ｄ）は、Ｂｒ＝０．６、すなわち遮断配線３２、３４の幅Shを開口１２、１４の伝搬方向のサイズｂの６０％にして開口１２、１４の中央に配置したときの電界Ｅｘの大きさを示す。
【００２６】
測定結果から、Ｂｒ＝０のときのＥｘ(max)＝4232V/mに対して、Ｂｒ＝０．４のときのＥｘ(max)＝2981V/m、Ｂｒ＝０．６のときのＥｘ(max)＝2224V/mと低下していることがわかる。遮断配線３２、３４を設けることで、効果的に電界Ｅｘを抑制することができる。ただし、貫通伝送を行わせるために、遮断配線３２、３４はパッチパタン１１、１３の伝搬方向の両端部の近傍は遮蔽しない。
【００２７】
図６は、遮断配線３２、３４の幅Shを変更した場合の伝送損失（Ｓ２１）及びアイソレーション（Ｓ４１、Ｓ４２）の変化を示す。０．１≦Ｂｒ≦０．６の範囲で、Ｓ４１が−２５ｄＢより小さくなっている。
【００２８】
他方、遮断配線３２、３４の幅Shが開口１２，１４の伝搬方向の寸法ｂの６０％を占めると（Ｂｒ＝０．６）、マッチングがずれて伝送損失Ｓ２１が劣化する。Ｓ２１を−５ｄＢ以上、Ｓ４２を−２５ｄＢ以下にするには、遮断配線の幅Shは開口１２、１４の伝搬方向の寸法ｂの１０〜４０％（０．１≦Ｂｒ≦０．４）がさらに好ましい。ただし、遮断配線３２、２４の適切な幅Shは、パッチパタン１１、１３のサイズや使用周波数によって調整可能である。また、下限の１０％と上限の４０％は厳密にこの割合であることを要求するものではなく、Ｂｒが１０％前後〜４０％前後の範囲で良好な伝送特性およびアイソレーション特性が得られる。
【００２９】
図７は、第１実施形態で、Ｂｒ＝０．３５としたときのＳパラメータを示す。パッチパタン１１、１３及び開口１２、１４のサイズは上述のシミュレーションで設定したサイズと同じである。遮断配線３２、３４の幅Shは０．４７ｍｍである。グラフから、ターゲットとする８１ＧＨｚで伝送損失Ｓ２１が-3.7 dB、アイソレーションＳ４１が-26/6 dB、アイソレーションＳ４１が-26.3dBとなり、目標値と同等以上の伝送特性を実現できることがわかる。
【００３０】
遮断配線３２、３４は、誘電体基板１、３に導体膜２５、２４を形成する際に、フォトリソグラフィ法等を用いてスロット１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂの形成とともに配置することがでる。したがって、低コスト、簡易な構成で送信高周波信号と受信信号の双方に関して伝送損失とアイソレーション特性の優れた積層導波路基板を実現することができる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態の積層導波路基板２０の概略図である。図８（Ａ）は上面図、図８（Ｂ）は斜視図である。図８（Ｂ）では、説明と図示の簡便化のためにコプレーナ配線パタンを省略している。第２実施形態では、ｘ方向に隣接するパッチパタン（放射素子）１３の間に、シールドピン３５を配置する。シールドピン３５は、第１誘電体基板１、第２誘電体基板２、及び第３誘電体基板３を貫通して配置される。隣接するパッチパタン間に挿入されるシールドピンの数は、加工や位置合わせの負担をできるだけ低減するという観点からは、少ない方が望ましく、たとえば３本以下である。
【００３２】
シールドピン以外の積層導波路基板２０の構成は第１実施形態と同じであり、各誘電体基板やパタンのサイズも、第１実施形態と同様である。第２実施形態では、遮断配線３２，３４の幅Shを０．５４ｍｍにして（開口１２，１４の伝搬方向のサイズｂは第１実施形態同様に１．３５ｍｍである）、Ｂｒ＝０．４に設定する。
【００３３】
図９は、第２実施形態でＢｒ＝０．４のときのＳパラメータを示す。図９（Ａ）と図９（Ｂ）はシールドピン３５を３本としたときの測定結果を示しており、図９（Ｃ）では、シールドピンを１本だけ配置したときと３本配置したときのＳパラメータを比較して示している。シールドピンを１本だけ配置するときは、たとえば隣接するパッチパタン１３の間で伝搬方向の中央部に配置する。シールドを３本配置するときは、隣接するパッチパタン１３間で伝搬方向に沿って間隔Ｐｔで配置する。この例では、Ｐｔ＝１．０ｍｍとする。第１実施形態と同様に、隣接する伝送線路間の距離Ｐｓは２ｍｍである。
【００３４】
図９（Ｂ）および図９（Ｃ）に示すように、シールドピン３本を配置したとき、ターゲットの８１ＧＨｚでＳ４１が-34dB以下、Ｓ４２が-37dB以下を達成している。３本のシールドピン３５により隣接するパッチパタン１３への電界Ｅｘが遮断され、アイソレーション特性が第１実施形態以上に改善されている。伝送損失も-3.9dBと目標値を上回っている。
【００３５】
シールドピン３５が１本でも、十分なアイソレーション効果を得ることができる。シールドピン１本でＳ４１が-32.5dB、Ｓ４２が-29.6dBである、いずれも目標値以下となっている。伝送損失（Ｓ２１）も-4.0dBと目標値を超えている。
【００３６】
図１０は、シールドピン３５の間隔Ｐｔを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの間で変えたときのＳパラメータの変化を示す。ひし形マークで示す伝送損失（Ｓ２1）に関しては、シールドピンが１本のときも３本のときも、一点鎖線の目標値（−５ｄＢ）を上回っている。四角で示すＳ４１アイソレーションと三角形で示すＳ４２アイソレーションについては、ピン間隔Ｐｔが１ｍｍ以下のときに、良好なアイソレーション特性を示しているが、１．２ｍｍになるとＳ４１が劣化する。誘電率３．８基板における周波数８１ＧＨｚの伝送信号の半波長（λ／２）は０．９５mmであり、シールドピン３５を複数本配置する場合はピン間隔Ｐｔをλ／２以下にするのが望ましい。シールドピン３５の本数を少なくするという観点からはＰｔは２λ／５以上、λ／２以下にするのがさらに望ましい。
【００３７】
第１実施形態及び第２実施形態の構成により、誘電体基板だけを用いて、従来の金属に囲まれた導波管と同等以上の性能の貫通伝送が実現できる。アルミ板等の金属板が不要になり、第１実施形態の構成では、組立時に精密な位置合わせを行わなくてもよい。
【００３８】
高いアイソレーション特性が必要な場合には、隣り合うパッチパタン（放射素子）間に１〜３本のシールドピン３５をλ／２以下の間隔で配置すればよく、少ない数のシールドピン３５でアイソレーション特性を改善することができる。
＜システム構成＞
図１１は、実施形態の積層導波路基板１０（または２０）を適用した無線通信モジュール５０と、これを用いたレーダシステム６０の概略ブロック図である。レーダシステム６０は、アンテナ部３１と、無線通信モジュール５０と、ベースバンド信号処理部４０を有する。
【００３９】
無線通信モジュール５０は、第１実施形態または第２実施形態の積層導波路基板１０または２０と、積層導波路基板１０（または２０）に接続されて無線フロントエンド処理を行うＭＭＩＣモジュール５１と、ＭＭＩＣモジュール５１を駆動するＭＭＩＣ駆動回路５２を含む。ＭＭＩＣモジュール５１は、増幅器、ミキサ、発振器（ＶＣＯ：Voltage-Controlled Oscillator）、マルチプレクサ等が集積されており、アンテナ部３１から送信される高周波信号（レーダ波）を生成し、アンテナ部３１で受信される反射信号と送信高周波信号の周波数の差を抽出する。ベースバンド信号処理部４０は、周波数の差に応じた低周波成分を処理して必要な情報を取り出す。
【００４０】
無線通信モジュール５０の積層導波路基板１０（または２０）は、簡易な構成で良好な伝送損失とアイソレーション特性を有するため、無線通信モジュール５０の小型化、コスト削減を実現することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  第１誘電体基板
２  第２誘電体基板
３  第３誘電体基板
１０、２０  積層導波路基板
１１、１３  パッチパタン（導体パタン）
１２、１４  開口
１２ａ、１４ａ  開口の第１スロット
１２ｂ、１４ｂ  開口の第２スロット
２１、２２  伝送線路
２４，２５  導体膜
３２、２４  遮断配線
３５  シールドピン
４０  ベースバンド信号処理部
５０  無線通信モジュール
６０  レーダシステム
【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５】
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