(57)【要約】【課題】伝送装置、無線通信モジュール、及び、無線通信システムを提供する。【解決手段】伝送装置は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板とを含み、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、
前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、
前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板と
を含み、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、伝送装置。
【請求項２】
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが通信する周波数における波長をλとすると、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、λ／２π未満である、請求項１記載の伝送装置。
【請求項３】
前記第１貫通孔は、平面視で円形であり、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが通信する周波数における波長をλとすると、前記第１貫通孔の直径は、λ／４より大きい、請求項１記載の伝送装置。
【請求項４】
前記第１基板は、前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１導電層であって、前記第１貫通孔に連通する第１開口部をさらに有し、
前記第２基板は、前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２導電層であって、前記第１貫通孔に連通する第２開口部をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の伝送装置。
【請求項５】
前記第２基板に対して前記第１金属板の反対側に配置され、前記基準電位に保持される第２金属板であって、平面視で前記第１貫通孔とは重複しない位置で開口する第２貫通孔を有する第２金属板と、
前記第２金属板に対して前記第２基板の反対側に配置される第３基板であって、平面視で前記第２貫通孔内に位置する第３パッチアンテナを有する第３基板と
をさらに含み、
前記第２基板は、
前記第２パッチアンテナに接続される配線と、
前記配線に接続され、平面視で前記第２貫通孔内に位置し、かつ、前記第３パッチアンテナと対向する第４パッチアンテナと
を有し、前記第３パッチアンテナと前記第４パッチアンテナとの間隔は、前記第３パッチアンテナと前記第４パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、請求項１乃至４のいずれか一項記載の伝送装置。
【請求項６】
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、
前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、
前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板と、
前記第１基板が有する配線を介して前記第１パッチアンテナに接続され、送信信号又は受信信号の無線フロントエンド処理を行う集積回路と
を含み、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、無線通信モジュール。
【請求項７】
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、
前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、
前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板と、
前記第２基板が有する配線を介して前記第２パッチアンテナに接続され、ミリ波を放射するアンテナと、
前記第１基板が有する配線を介して前記第１パッチアンテナに接続され、送信信号又は受信信号の無線フロントエンド処理を行う集積回路と
を含み、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送装置、無線通信モジュール、及び、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アンテナ部と給電線路部と接続導体から構成され、アンテナ部は、第１のスロットを有する第１の地導体、誘電体を有する第２の地導体、放射素子を有するアンテナ基板、誘電体を有する第３の地導体、第４の地導体からなる、平面アンテナモジュールがある。給電線路部は、第４の地導体、第５の地導体、給電基板、第６の地導体、第７の地導体からなり、接続導体は第２の導波管開口部からなる。平面アンテナモジュールは、高周波回路との接続導体、第７の地導体、第６の地導体、給電基板、第５の地導体、第４の地導体、第３の地導体、アンテナ基板、第２の地導体、第１の地導体の順に積層して構成される（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】国際公開第２００６／０９８０５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の平面アンテナモジュールは導波管を含み、導波管はある程度の長さを必要とするため、小型化が困難であるという課題がある。
【０００５】
そこで、小型化を図った伝送装置、無線通信モジュール、及び、無線通信システム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】
本発明の実施の形態の伝送装置は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板とを含み、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である。
【発明の効果】
【０００７】
小型化を図った伝送装置、無線通信モジュール、及び、無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の伝送装置１００を含む無線通信モジュール５０と無線通信システム５００を示す図である。
【図２】実施の形態１の伝送装置１００を示す斜視透視図である。
【図３】図２に示す伝送装置１００を分解した状態を示す図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【図５】間隔Ｌ１に対する電界強度Ｅ２と伝送損失Ｌｏｓｓの関係を示すシミュレーション結果を表す図である。
【図６】伝送装置１００のシミュレーションのモデルを示す図である。
【図７】Ｓパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】間隔Ｌ１を変化させた場合における、共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、及びＢＷの依存性を示す図である。
【図９】実施の形態２の伝送装置２００を示す斜視透視図である。
【図１０】図９に示す伝送装置２００を分解した状態を示す図である。
【図１１】図９におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す図である。
【図１２】伝送装置２００のシミュレーションのモデルを示す図である。
【図１３】Ｓパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂに対する、共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、ＢＷの依存性を示す図である。
【図１５】実施の形態２の第１変形例による伝送装置２００のシミュレーションのモデルを示す図である。
【図１６】Ｓパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】位置ずれＤＸ、位置ずれＤＹに対する、共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、ＢＷの依存性を示す図である。
【図１８】実施の形態２の第２変形例におけるＳパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】実施の形態２の第２変形例における共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、ＢＷの依存性を示す図である。
【図２０】実施の形態３の伝送装置３００を示す断面図である。図２０に示す断面は、図４に示す断面に対応する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の伝送装置、無線通信モジュール、及び、無線通信システムを適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の伝送装置１００を含む無線通信モジュール５０と無線通信システム５００を示す図である。図１（Ａ）は、ブロック図、図１（Ｂ）は実装状態の一例を示す斜視図である。
【００１１】
図１（Ａ）に示すように、無線通信システム５００は、アンテナ５１０と、無線通信モジュール５０と、ベースバンド信号処理部５２０を有する。
【００１２】
無線通信モジュール５０は、伝送装置１００と、ＭＭＩＣ(Monolithic Microwave Integrated Circuit：モノリシックマイクロ波集積回路)モジュール５１と、ＭＭＩＣ駆動回路５２とを含む。
【００１３】
ＭＭＩＣモジュール５１は、伝送装置１００に接続されて無線フロントエンド処理を行う装置である。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５１０から送信されるミリ波帯の高周波信号（以下、ミリ波）を生成し、アンテナ５１０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。
【００１４】
ＭＭＩＣ駆動回路５２は、ＭＭＩＣモジュール５１を駆動する回路である。
【００１５】
ベースバンド信号処理部５２０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。ベースバンド信号処理部５２０は、信号処理部の一例である。
【００１６】
無線通信モジュール５０の伝送装置１００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。
【００１７】
また、無線通信システム５００は、もう一つ別の無線通信システム５００を用いて、２つの無線通信システム５００でミリ波での通信を行うことができる。ミリ波での通信は、指向性を狭くすることができるので、多チャンネル化を図りやすい。
【００１８】
また、無線通信システム５００をレーダ装置として用いてもよい。無線通信システム５００がアンテナ５１０から放射する電波と、受信する電波との時間差に基づいて、物体までの距離を測定することができる。また、伝送装置１００が複数のチャンネル分の伝送路を有し、無線通信システム５００が複数のチャンネル分のアンテナ５１０を含めば、並列に配置される複数のアンテナ５１０で物体までの距離を測定することにより、距離の差に基づいて、物体の方向を検出することもできる。
【００１９】
また、図１（Ｂ）に示すように、無線通信システム５００では、一例として、伝送装置１００の基板１３０の表面にアンテナ５１０が実装され、基板１２０の表面に、ＭＭＩＣモジュール５１、ＭＭＩＣ駆動回路５２、及びベースバンド信号処理部５２０が実装される。なお、図１（Ｂ）では、ＭＭＩＣモジュール５１及びＭＭＩＣ駆動回路５２を纏めて示す。
【００２０】
伝送装置１００は、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３Ｂを含む。パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、基板１２０の内層に配置されている。パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、基板１３０の内層に配置されている。
【００２１】
ここで、基板１２０及び１３０としては、ＦＲ−４(Flame Retardant type 4)規格の配線基板を用いることができる。基板１２０にはＭＭＩＣモジュール５１、ＭＭＩＣ駆動回路５２、及びベースバンド信号処理部５２０が実装され、基板１３０にはアンテナ５１０が配置される。すなわち、基板１２０はマザーボードとして用いられ、基板１３０は、アンテナ５１０を配置する基板として用いられる。
【００２２】
基板１２０及び１３０に含まれる誘電体層の誘電率は、互いに等しくてもよいが、上述のように、基板１２０と１３０の用途が異なることから、基板１２０及び１３０に含まれる誘電体層の誘電率は、互いに異なっていてもよい。アンテナ５１０が配置される基板１３０の誘電体層の誘電率は、基板１２０の誘電体層の誘電率よりも低く設定されていてもよい。
【００２３】
パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａは、対向して近接して配置されることにより、近傍界で通信可能に接続される。パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａは、基板１２０と１３０の間の伝送路を構築する。
【００２４】
同様に、パッチアンテナ１２３Ｂと１３３Ｂは、対向して近接して配置されることにより、近傍界で通信可能に接続される。パッチアンテナ１２３Ｂと１３３Ｂは、基板１２０と１３０の間の伝送路を構築する。
【００２５】
これにより、基板１２０と１３０の間に２チャンネル分の伝送路が構築される。パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとが近傍界で通信可能に接続される構成については後述する。なお、チャンネルの数は一例であり、基板１２０と１３０の間に少なくとも１つあればよい。
【００２６】
パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、アンテナ５１０に接続される。アンテナ５１０は、８つのパッチアンテナであり、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂにそれぞれ４つずつ直列に接続されている。
【００２７】
パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、ＭＭＩＣモジュール５１に接続される。ＭＭＩＣモジュール５１は、実際には基板１２０の表面に形成される配線層を介してＭＭＩＣ駆動回路５２に接続され、ＭＭＩＣ駆動回路５２は、基板１２０の表面に形成される配線層を介してベースバンド信号処理部５２０に接続される。
【００２８】
パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとは、２チャンネル分の伝送路を構築するため、アンテナ５１０とＭＭＩＣモジュール５１は、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとによって構築される２チャンネル分の伝送路を介して接続されている。
【００２９】
ここで、例えば、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの代わりに２つの導波管を用いて基板１２０と基板１３０との間の伝送路を構築すると、導波管は小型化に不向きであるため、伝送装置１００の小型化を図ることは困難である。
【００３０】
このような理由から、実施の形態１の伝送装置１００は、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとが近傍界で通信可能な伝送路を構築する構成を採用している。このように近傍界で通信可能な伝送路は、非常に小型であるので、伝送装置１００を小型化することができる。
【００３１】
以下、伝送装置１００の構成について説明する。
【００３２】
図２は、実施の形態１の伝送装置１００を示す斜視透視図である。図３は、図２に示す伝送装置１００を分解した状態を示す図である。図４は、図２におけるＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【００３３】
以下では、図２乃至図４に示すようにＸＹＺ座標系（直交座標系）を定義する。また、Ｚ軸負方向側の面を下面と称し、Ｚ軸正方向側の面を上面と称す。また、Ｚ軸負方向側を下方と称し、Ｚ軸正方向側を上方と称す。ただし、これらが表す上下関係は、説明の便宜上のものであり、普遍的な位置関係を表すものではない。
【００３４】
また、図２乃至図４には、伝送装置１００の一部分を示す。伝送装置１００は、実際には、ＸＹ平面方向にさらに拡がっていてよい。
【００３５】
伝送装置１００は、金属板１１０、基板１２０、及び基板１３０を含む。ここでは、一例として、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとを含む２チャンネル分の伝送路を示す。
【００３６】
金属板１１０は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂを有する。金属板１１０は、例えば、銅又はアルミニウム等の金属製の板状の部材であればよい。金属板１１０は、第１金属板の一例であり、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂは、第１貫通孔の一例であり、金属板１１０の下面は第１面の一例であり、上面は第２面の一例である。
【００３７】
金属板１１０は、グランド電位に保持される。例えば、基板１２０のグランド電位の配線に金属板１１０を接続することにより、金属板１１０をグランド電位に保持すればよい。基板１２０のグランド電位の配線への金属板１１０の接続は、例えば、基板１２０を厚さ方向に貫通するビアを介して行ってもよい。この場合のビアは、例えば、基板１２０のうちの図２乃至図４に示す範囲の外において行えばよい。また、基板１２０の外側に設けた導電線等を用いて、金属板１１０を基板１２０のグランド電位の配線に接続してもよい。
【００３８】
貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂは、金属板１１０をＺ軸方向に貫通しており、ＸＹ平面視（以下、平面視）での形状は、一例として円形である。貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの開口円のサイズは、平面視でパッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３Ｂを包含できるような大きさに設定されている。なお、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂとパッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂの平面視でのサイズは等しい。
【００３９】
基板１２０は、誘電体層１２１、１２２、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、及び配線１２４Ａ、１２４Ｂを有する。基板１２０は、第１基板の一例であり、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、第１パッチアンテナの一例である。基板１２０は、一例として、ＦＲ−４規格のプリント基板であればよい。
【００４０】
誘電体層１２１としては、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させて硬化させたコア材を用いることができる。コア材としての誘電体層１２１の上面には、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと配線１２４Ａ、１２４Ｂが配置されている。
【００４１】
誘電体層１２１としてコア材を用いる場合には、誘電体層１２２として、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ層を用いればよい。
【００４２】
パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、誘電体層１２１の上面に配置される。パッチアンテナ１２３Ａは、平面視で金属板１１０の貫通孔１１１Ａの内部に配置され、パッチアンテナ１２３Ｂは、平面視で金属板１１０の貫通孔１１１Ｂの内部に配置されるように、位置が合わせられている。
【００４３】
パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、第１パッチアンテナの一例である。ここでは、第１パッチアンテナが２つあることになる。パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、例えば、銅又はアルミニウム等の金属製であればよい。なお、以下では、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂが銅製である形態について説明する。
【００４４】
パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、平面視で長方形（矩形）であり、Ｘ軸方向に長手方向を有する。パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂの長手方向（Ｘ軸方向）の長さは、共振周波数における波長λの半分（λ／２）の電気長に設定される。パッチアンテナ１２３Ａ、１２３ＢのＹ軸方向の幅は、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂの抵抗値に関係するため、適切な幅に設定すればよい。
【００４５】
また、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、それぞれ、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂを介して、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂと対向するように、ＸＹ平面内での位置が決められている。
【００４６】
また、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂは、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂと近傍界で通信可能になるように、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂに対するＺ軸方向における位置が決められている。
【００４７】
パッチアンテナ１２３Ａ、１２３ＢのＸ軸負方向側には、配線１２４Ａ、１２４Ｂが接続されている。配線１２４Ａ、１２４ＢのＸ軸負方向側には、ＭＭＩＣモジュール５１が接続される。
【００４８】
配線１２４Ａ、１２４Ｂは、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３ＢのＸ軸負方向側に接続されており、金属板１１０と協働してマイクロストリップラインを構築する。
【００４９】
ここで、誘電体層１２１としてコア材を用いる場合には、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと配線１２４Ａ、１２４Ｂは、誘電体層１２１の上面に貼り付けられる銅箔を、例えば、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチング法でパターニングすることによって形成することができる。
【００５０】
誘電体層１２１の上面にパッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと配線１２４Ａ、１２４Ｂが配置された状態で、誘電体層１２１の上面に誘電体層１２２を載置し、熱圧着すれば基板１２０が完成する。
【００５１】
なお、誘電体層１２１としてプリプレグ層を用い、誘電体層１２２としてコア材を用いてもよい。
【００５２】
基板１３０は、誘電体層１３１、１３２、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂ、配線１３４Ａ、１３４Ｂ、ビア１３５Ａ、１３５Ｂ、及び配線１３６Ａ、１３６Ｂを有する。基板１３０は、第２基板の一例であり、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、第２パッチアンテナの一例である。基板１３０は、一例として、ＦＲ−４規格のプリント基板であればよい。
【００５３】
誘電体層１３１としては、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させて硬化させたコア材を用いることができる。コア材としての誘電体層１３１の上面には、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂと配線１３４Ａ、１３４Ｂが配置されている。
【００５４】
誘電体層１３１としてコア材を用いる場合には、誘電体層１３２として、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ層を用いればよい。
【００５５】
パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、誘電体層１３１の上面に配置される。パッチアンテナ１３３Ａは、平面視で金属板１１０の貫通孔１１１Ａの内部に配置され、パッチアンテナ１３３Ｂは、平面視で金属板１１０の貫通孔１１１Ｂの内部に配置されるように、位置が合わせられている。
【００５６】
また、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、それぞれ、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂを介して、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと対向するように、ＸＹ平面内での位置が決められている。
【００５７】
また、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと近傍界で通信可能になるように、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂに対するＺ軸方向における位置が決められている。
【００５８】
パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、第２パッチアンテナの一例である。ここでは、第２パッチアンテナが２つあることになる。パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、例えば、銅又はアルミニウム等の金属製であればよい。なお、以下では、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂが銅製である形態について説明する。
【００５９】
パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂは、平面視で長方形（矩形）であり、Ｘ軸方向に長手方向を有する。パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂの長手方向（Ｘ軸方向）の長さは、共振周波数における波長λの半分（λ／２）の電気長に設定される。パッチアンテナ１３３Ａ、１３３ＢのＹ軸方向の幅は、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂの抵抗値に関係するため、適切な幅に設定すればよい。
【００６０】
パッチアンテナ１３３Ａ、１３３ＢのＸ軸正方向側には、配線１３４Ａ、１３４Ｂが接続されている。配線１３４Ａ、１３４ＢのＸ軸正方向側の端部には、それぞれ、ビア１３５Ａ、１３５Ｂが接続される。
【００６１】
配線１３４Ａ、１３４Ｂは、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３ＢのＸ軸正方向側に接続されており、金属板１１０と協働してマイクロストリップラインを構築する。
【００６２】
ビア１３５Ａ、１３５Ｂは、誘電体層１３２をＺ軸方向に貫通する２つの貫通孔１３２Ａ、１３２Ｂの内壁に形成されるめっき層によって実現される。めっき層は、例えば、銅めっきの薄膜であればよく、誘電体層１３２をＺ軸方向に貫通する２つの貫通孔の内壁にめっき処理を行うことによって形成することができる。ビア１３５Ａ、１３５Ｂの下端は、それぞれ、配線１３４Ａ、１３４ＢのＸ軸正方向側の端部に接続される。ビア１３５Ａ、１３５Ｂの上端は、それぞれ、配線１３６Ａ、１３６ＢのＸ軸負方向側の端部に接続される。
【００６３】
配線１３６Ａ、１３６Ｂは、誘電体層１３２の上面に配置される。配線１３６Ａ、１３６Ｂは、ビア１３５Ａ、１３５Ｂとアンテナ５１０（図１参照）とを接続するために設けられている。
【００６４】
ここで、誘電体層１３１としてコア材を用いる場合には、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂと配線１３４Ａ、１３４Ｂは、誘電体層１３１の上面に貼り付けられる銅箔を、例えば、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチング法でパターニングすることによって形成することができる。
【００６５】
ビア１３５Ａ、１３５Ｂは、誘電体層１３２をＺ軸方向に貫通する２つの貫通孔を作製し、貫通孔の内壁にめっき処理を行うことによって形成することができる。また、配線１３６Ａ、１３６Ｂは、誘電体層１３２の上面に貼り付けられる銅箔を、例えば、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチング法でパターニングすることによって形成することができる。
【００６６】
誘電体層１３１の上面にパッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂと配線１３４Ａ、１３４Ｂが配置された状態で、誘電体層１３１の上面に、ビア１３５Ａ、１３５Ｂと配線１３６Ａ、１３６Ｂを有する誘電体層１３２を載置し、熱圧着すれば基板１３０が完成する。なお、配線１３６Ａ、１３６Ｂのパターニングは、誘電体層１３１と誘電体層１３２の熱圧着を行った後に行ってもよい。
【００６７】
ここで、パッチアンテナ１２３Ａと１３３ＡのＺ軸方向の間隔と、パッチアンテナ１２３Ｂと１３３ＢのＺ軸方向の間隔とについて説明する。
【００６８】
図４に示すように、パッチアンテナ１２３Ａと１３３ＡのＺ軸方向の間隔をＬ１とする。パッチアンテナ１２３Ｂと１３３ＢのＺ軸方向の間隔も同様にＬ１である。
【００６９】
パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａとの近傍界での通信を可能するためには、間隔Ｌ１は、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａとが近傍界で通信可能に接続される間隔である必要がある。これは、パッチアンテナ１２３Ｂと１３３Ｂとの近傍界での通信を実現するためにも同様である。
【００７０】
このためには、間隔Ｌ１は、近傍界と遠方界の境界に対応する間隔未満であることが必要である。換言すれば、パッチアンテナ１２３Ａは、パッチアンテナ１３３Ａから見て近傍界と遠方界の境界よりも近くに配置される必要があり、パッチアンテナ１３３Ａは、パッチアンテナ１２３Ａから見て近傍界と遠方界の境界よりも近くに配置される必要がある。
【００７１】
パッチアンテナ１２３Ａ、１３３Ａから見た近傍界と遠方界の境界までの距離は、一例として、λ／２πと表すことができる。ここで、λは、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａが通信を行う周波数（通信周波数）における１波長の長さである。
【００７２】
パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａとの間には、誘電体層１２２、貫通孔１１１Ａ、誘電体層１３１がある。貫通孔１１１Ａの内部には空気（大気）が存在するが、誘電体層１２２と誘電体層１３１の内部では、波長の短縮効果が生じるため、λの値は、波長の短縮効果を考慮した電気長にしてもよい。なお、貫通孔１１１ＡのＺ軸方向の長さに対して、誘電体層１２２と誘電体層１３１のＺ軸方向の厚さが十分に薄くて無視できるような場合には、λは、空気中での通信周波数における１波長の長さに設定すればよい。
【００７３】
パッチアンテナ１２３Ａ、１３３Ａから見た近傍界と遠方界の境界までの距離をλ／２πと表す場合には、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａの間のＺ軸方向の間隔Ｌ１が次式（１）を満たせばよい。
Ｌ１＜λ／２π      （１）
換言すれば、誘電体層１２２、貫通孔１１１Ａ、誘電体層１３１の合計の厚さをλ／２π未満にすればよい。
【００７４】
図５は、間隔Ｌ１に対する電界強度Ｅ２と伝送損失Ｌｏｓｓの関係を示すシミュレーション結果を表す図である。
【００７５】
電界強度Ｅ２は、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂとから放射される電界の強度を表し、伝送損失Ｌｏｓｓは、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂとパッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂとの間における伝送の損失である。
【００７６】
図５に示すシミュレーション結果は、通信周波数を７８．０ＧＨｚに設定して得たものである。７８．０ＧＨｚにおける１波長は、約３．８４ｍｍであり、λ／２πは約０．６１ｍｍである。
【００７７】
間隔Ｌ１を０．３ｍｍに設定したところ、電界強度Ｅ２は約２１．７ＫＶ／ｍ、伝送損失Ｌｏｓｓは約２．１ｄＢであった。
【００７８】
間隔Ｌ１を０．４ｍｍに設定したところ、電界強度Ｅ２は約１２．８ＫＶ／ｍ、伝送損失Ｌｏｓｓは約２．９ｄＢであった。
【００７９】
間隔Ｌ１を０．５ｍｍに設定したところ、電界強度Ｅ２は約８．３ＫＶ／ｍ、伝送損失Ｌｏｓｓは約４．１ｄＢであった。
【００８０】
間隔Ｌ１を０．７ｍｍに設定したところ、電界強度Ｅ２は約３ＫＶ／ｍ、伝送損失Ｌｏｓｓは約４１ｄＢであった。
【００８１】
間隔Ｌ１を１．０ｍｍに設定したところ、電界強度Ｅ２は約１ＫＶ／ｍ、伝送損失Ｌｏｓｓは６０ｄＢを超える値であった。
【００８２】
以上の結果より、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａの間のＺ軸方向の間隔Ｌ１が増大するに連れて、電界強度Ｅ２は低下し、伝送損失Ｌｏｓｓは増大する傾向があることを確認できた。
【００８３】
間隔Ｌ１が０．７ｍｍの場合に得られる電界強度Ｅ２（約３ＫＶ／ｍ）は、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂと、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂとの間の通信には弱すぎるため、間隔Ｌ１が０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍの場合が良好であると判断した。従って、電界強度Ｅ２と伝送損失Ｌｏｓｓのバランスを考えると、間隔Ｌ１が０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍの場合が良好であり、間隔Ｌ１がλ／２π（約０．６１ｍｍ）未満の近傍界であることが好ましいことが分かった。
【００８４】
次に、図６乃至図８を用いて、シミュレーション結果について説明する。図６は、伝送装置１００のシミュレーションのモデルを示す図である。図７は、Ｓパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。
【００８５】
図６（Ａ）に示すように、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径をｂ、配線１２４Ａ、１２４Ｂ、配線１３４Ａ、１３４Ｂの線幅をＷ、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの中心同士のＹ軸方向の間隔をＰＳとする。また、図６（Ｂ）に示すように、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３ＢのＸ軸方向（長手方向）の長さをＰＸ、Ｙ軸方向（短手方向）の幅をＰＹとする。
【００８６】
貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂを１．０５ｍｍ、線幅Ｗを０．０４ｍｍに設定し、誘電体層１２２と誘電体層１３１の厚さを０．１ｍｍ、誘電体層１２２と誘電体層１３１の比誘電率を４．４（ｔａｎδ＝０．００５）に設定した。また、金属板１１０の厚さ（貫通孔１１１Ａの長さ）を０．１ｍｍ、間隔ＰＳは２．０ｍｍに設定した。
【００８７】
また、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａの間のＺ軸方向の間隔Ｌ１（パッチアンテナ１２３Ｂと１３３Ｂの間のＺ軸方向の間隔Ｌ１）が異なる４つの組み合わせを用意した。尚、間隔Ｌ１の変更に伴い、共振周波数Ｆ１、パッチのインピーダンスが変化するので、Ｆ１＝７７．６〜７８．８ＧＨｚとなるように、パッチ幅ＰＹ、長さＰＸを若干変更している。
組み合わせ１：間隔Ｌ１＝０．３ｍｍ、長さＰＸ＝０．８ｍｍ、幅ＰＹ＝０．２ｍｍ。組み合わせ２：間隔Ｌ１＝０．４ｍｍ、長さＰＸ＝０．７ｍｍ、幅ＰＹ＝０．４ｍｍ。組み合わせ３：間隔Ｌ１＝０．５ｍｍ、長さＰＸ＝０．７ｍｍ、幅ＰＹ＝０．７ｍｍ。組み合わせ４：間隔Ｌ１＝０．６ｍｍ、長さＰＸ＝０．６ｍｍ、幅ＰＹ＝０．４ｍｍ。
【００８８】
ここで、Ｓパラメータを求めるにあたり、配線１２４ＡをＰｏｒｔ１、配線１３４ＡをＰｏｒｔ２、配線１２４ＢをＰｏｒｔ３、配線１３４ＢをＰｏｒｔ４に割り当てた。
【００８９】
図７（Ａ）は、組み合わせ２の伝送装置１００（間隔Ｌ１＝０．４ｍｍ、長さＰＸ＝０．７ｍｍ、幅ＰＹ＝０．４ｍｍ）において、Ｐｏｒｔ１、２、３、４の反射特性に対応するＳ１１、Ｓ２２、Ｓ３３、Ｓ４４、及びＰｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２間の通過損失に対応するＳ２１パラメータ、更にＰｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ４間のアイソレーション、Ｐｏｒｔ２、Ｐｏｒｔ４間のアイソレーション、Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ３間のアイソレーションに対応するＳ４１、Ｓ４２、Ｓ３１パラメータの周波数特性を示す図である。
【００９０】
図７（Ｂ）は、組み合わせ３の伝送装置１００（間隔Ｌ１＝０．５ｍｍ、長さＰＸ＝０．７ｍｍ、幅ＰＹ＝０．７ｍｍ）における同様なＳパラメータの周波数特性を示す図である。
【００９１】
ここでは、反射特性Ｓ１１パラメータの値が−１０ｄＢ未満の帯域を帯域幅ＢＷ１とした。通過損失Ｓ２１パラメータの値が−４ｄＢより高い帯域を帯域幅ＢＷ２とした。
また、アイソレーションＳ４１、Ｓ４２、Ｓ３１パラメータの値がともに−２６ｄＢ未満の帯域を帯域幅ＢＷ４とした。更に、ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ４全て条件を満たす帯域幅をＢＷとした。尚、以後の図表におけるＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ４、ＢＷは同じ定義とする。
【００９２】
図７（Ａ）に示す組み合わせ２の伝送装置１００におけるＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、８．８ＧＨｚ、９．２ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【００９３】
ＢＷ４の値が特に良好であることから、Ｐｏｒｔ１とＰｏｒｔ２との間の伝送路と、Ｐｏｒｔ３とＰｏｒｔ４との間の伝送路とが確立され、かつ、２つの伝送路の干渉が抑制されてある程度のレベルのアイソレーションが得られていることが分かる。
【００９４】
また、図７（Ｂ）に示す組み合わせ３の伝送装置１００におけるＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、７．１ＧＨｚ、０．０ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【００９５】
ＢＷ１とＢＷ４は、組み合わせ２とそれほど変わらないが、ＢＷ２が０．０ＧＨｚとなった。間隔Ｌに依存して通過損失が増加して、Ｓ２１＜−４ｄＢとなった為である。
【００９６】
図８は、間隔Ｌ１を０．３〜０．６ｍｍに変更した場合における、共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、及び全て条件を満たす帯域幅であるＢＷの依存性を示す図である。
【００９７】
図８の組み合わせにおいて、間隔Ｌ１を０．３〜０．６ｍｍまで大きくしたところ、Ｓ１１パラメータの値は概ね良好な値であるが、Ｓ２１パラメータの値は、間隔Ｌ１が０．５ｍｍと０．６ｍｍの場合に−４ｄＢ以下に低下した。このため、ＢＷ２が０．０ＧＨｚになった。
【００９８】
帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４のすべてが上述した評価基準よりも良好な値を示す帯域ＢＷは、間隔Ｌ１が０．３ｍｍと０．４ｍｍの場合には、８．８と８．２という良好な値になったが、間隔Ｌ１が０．５ｍｍと０．６ｍｍの場合にはＢＷ２が０であったため、ＢＷがともに０．０になった。
【００９９】
このように、組み合わせ１〜４の中では、間隔Ｌ１が０．３ｍｍと０．４ｍｍの組み合わせ１と２が良好であり、間隔Ｌ１が０．５ｍｍと０．６ｍｍの組み合わせ３と４は、組み合わせ１と２に比べると特性の低下が目立った。
【０１００】
以上より、組み合わせ１〜４の中では、間隔Ｌ１が０．４ｍｍまでの場合に良好な伝送特性が得られることが分かった。
【０１０１】
以上、実施の形態１では、所謂配線基板の構造を利用して、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａによって構築される伝送路と、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂによって構築される伝送路とを含む伝送装置１００を実現した。
【０１０２】
パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとによって構築される２つの伝送路は、上述したように、通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合に近傍界における通信を可能にするために、間隔Ｌ１が０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合には、近傍界と遠方界との境界は、間隔Ｌ１が約０．６１ｍｍの場合である。
【０１０３】
このため、実施の形態１の伝送装置１００において、通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合に、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの間隔Ｌ１を約０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度に設定すれば、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの間で近傍界による通信を実現することができる。
【０１０４】
そして、このような近傍界による通信を実現する場合には、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの間隔Ｌ１が短くなる。
【０１０５】
従って、実施の形態１によれば、小型化を図った伝送装置１００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
【０１０６】
また、伝送装置１００は、安価に入手できる２つの基板１２０及び１３０を用いて実現されているため、製造コストを低減することができる。従って、実施の形態１によれば、製造コストを低減した伝送装置１００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
【０１０７】
なお、以上では、伝送装置１００が、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３Ｂによって構築される２チャンネル分の伝送路を含む形態について説明した。
【０１０８】
しかしながら、伝送装置１００は、さらに多くのパッチアンテナを含むことにより、３チャンネル以上の伝送路を含むような構成であってもよい。
【０１０９】
＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２の伝送装置２００を示す斜視透視図である。図１０は、図９に示す伝送装置２００を分解した状態を示す図である。図１１は、図９におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す図である。
【０１１０】
以下では、図９乃至図１１に示すようにＸＹＺ座標系（直交座標系）を定義する。また、Ｚ軸負方向側の面を下面と称し、Ｚ軸正方向側の面を上面と称す。また、Ｚ軸負方向側を下方と称し、Ｚ軸正方向側を上方と称す。ただし、これらが表す上下関係は、説明の便宜上のものであり、普遍的な位置関係を表すものではない。
【０１１１】
また、図９乃至図１１には、伝送装置２００の一部分を示す。伝送装置２００は、実際には、ＸＹ平面方向にさらに拡がっていてよい。
【０１１２】
伝送装置２００は、金属板１１０、基板２２０、及び基板２３０を含む。伝送装置２００は、実施の形態１の伝送装置１００の基板１２０及び基板１３０をそれぞれ基板２２０及び基板２３０に入れ替えたものである。
【０１１３】
基板２２０は、実施の形態１の基板１２０に金属層２２５を追加した構成を有する。基板２３０は、実施の形態１の基板１３０に金属層２３７を追加した構成を有する。その他の構成は、実施の形態１の伝送装置１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１４】
基板２２０は、誘電体層１２１、１２２、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、配線１２４Ａ、１２４Ｂ、及び金属層２２５を有する。基板２２０は、一例として、ＦＲ−４規格のプリント基板であればよい。
【０１１５】
基板２２０は、実施の形態１の基板１２０の誘電体層１２２の上面に金属層２２５を追加した構成を有する。なお、配線１２４Ａ、１２４Ｂは、金属板１１０と、金属層２２５及び２３７と協働してマイクロストリップラインを構築する。
【０１１６】
金属層２２５は、開口部２２５Ａ及び２２５Ｂを有する。開口部２２５Ａ及び２２５Ｂは、金属層２２５を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通しており、ＸＹ平面視（以下、平面視）での形状は、一例として円形である。
【０１１７】
開口部２２５Ａ及び２２５Ｂの位置は、それぞれ、金属板１１０の貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの位置と合わせられている。また、開口部２２５Ａ及び２２５Ｂのサイズは、それぞれ、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂのサイズと同等である。
【０１１８】
開口部２２５Ａ及び２２５Ｂのサイズは、平面視で、それぞれ、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとを包含できるような大きさに設定されていればよい。
【０１１９】
また、開口部２２５Ａ及び２２５Ｂの直径を変えることにより、特にパッチアンテナ１２３Ａ及び１２３Ｂのインピーダンスを調整することができる。この場合に、パッチアンテナ１２３Ａと１２３Ｂのインピーダンスに合わせて、開口部２２５Ａと２２５Ｂの直径が異なっていてもよい。設計段階において、開口部２２５Ａ及び２２５Ｂの直径を最適な値に設定すれば、パッチアンテナ１２３Ａ及び１２３Ｂのインピーダンスの最適化を図ることができる。
【０１２０】
金属層２２５は、例えば、銅箔であればよい。金属層２２５は、上面が金属板１１０に接続されるため、グランド電位に保持される。金属層２２５は、第１導電層の一例であり、開口部２２５Ａ及び２２５Ｂは、第１開口部の一例である。
【０１２１】
ここで、誘電体層１２２としてコア材を用いる場合には、金属層２２５の開口部２２５Ａ及び２２５Ｂは、誘電体層１２２の上面に貼り付けられる銅箔を、例えば、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチング法でパターニングすることによって形成することができる。
【０１２２】
基板２３０は、誘電体層１３１、１３２、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂ、配線１３４Ａ、１３４Ｂ、ビア１３５Ａ、１３５Ｂ、配線１３６Ａ、１３６Ｂ、及び金属層２３７を有する。基板２３０は、一例として、ＦＲ−４規格のプリント基板であればよい。
【０１２３】
基板２３０は、実施の形態１の基板１３０の誘電体層１３１の下面に金属層２３７を追加した構成を有する。なお、配線１３４Ａ、１３４Ｂは、金属板１１０と、金属層２２５及び２３７と協働してマイクロストリップラインを構築する。
【０１２４】
金属層２３７は、開口部２３７Ａ及び２３７Ｂを有する。開口部２３７Ａ及び２３７Ｂは、金属層２３７を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通しており、ＸＹ平面視（以下、平面視）での形状は、一例として円形である。
【０１２５】
開口部２３７Ａ及び２３７Ｂの位置は、それぞれ、金属板１１０の貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの位置と合わせられている。また、開口部２３７Ａ及び２３７Ｂのサイズは、それぞれ、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂのサイズと同等である。
【０１２６】
開口部２３７Ａ及び２３７Ｂのサイズは、平面視で、それぞれ、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとを包含できるような大きさに設定されていればよい。
【０１２７】
また、開口部２３７Ａ及び２３７Ｂの直径を変えることにより、特にパッチアンテナ１３３Ａ及び１３３Ｂのインピーダンスを調整することができる。この場合に、パッチアンテナ１３３Ａと１３３Ｂのインピーダンスに合わせて、開口部２３７Ａと２３７Ｂの直径が異なっていてもよい。設計段階において、開口部２３７Ａ及び２３７Ｂの直径を最適な値に設定すれば、パッチアンテナ１３３Ａ及び１３３Ｂのインピーダンスの最適化を図ることができる。
【０１２８】
金属層２３７は、例えば、銅箔であればよい。金属層２３７は、下面が金属板１１０に接続されるため、グランド電位に保持される。金属層２３７は、第２導電層の一例であり、開口部２３７Ａ及び２３７Ｂは、第２開口部の一例である。
【０１２９】
ここで、誘電体層１３１としてコア材を用いる場合には、金属層２３７の開口部２３７Ａ及び２３７Ｂは、誘電体層１３１の下面に貼り付けられる銅箔を、例えば、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチング法でパターニングすることによって形成することができる。
【０１３０】
次に、パッチアンテナ１２３Ａと１３３ＡのＺ軸方向の間隔と、パッチアンテナ１２３Ｂと１３３ＢのＺ軸方向の間隔とについて説明する。
【０１３１】
図１１に示すように、パッチアンテナ１２３Ａと１３３ＡのＺ軸方向の間隔をＬ２とする。パッチアンテナ１２３Ｂと１３３ＢのＺ軸方向の間隔も同様にＬ２である。間隔Ｌ２は、誘電体層１２２、金属層２２５、金属板１１０、金属層２３７、及び誘電体層１３１の合計の厚さに等しい。
【０１３２】
パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａとの近傍界での通信を可能するためには、間隔Ｌ２は、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａとが近傍界で通信可能に接続される間隔である必要がある。これは、パッチアンテナ１２３Ｂと１３３Ｂとの近傍界での通信を実現するためにも同様であり、実施の形態１における間隔Ｌ１と同様の考え方で決めることができる。
【０１３３】
パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａとの間には、誘電体層１２２、開口部２２５Ａ、貫通孔１１１Ａ、開口部２３７Ａ、誘電体層１３１がある。開口部２２５Ａ、貫通孔１１１Ａ、開口部２３７Ａの内部には空気（大気）が存在するが、誘電体層１２２と誘電体層１３１の内部では、波長の短縮効果が生じるため、λの値は、波長の短縮効果を考慮した電気長にしてもよい。なお、開口部２２５Ａ、貫通孔１１１Ａ、開口部２３７ＡのＺ軸方向の長さに対して、誘電体層１２２と誘電体層１３１のＺ軸方向の厚さが十分に薄くて無視できるような場合には、λは、空気中での通信周波数における１波長の長さに設定すればよい。
【０１３４】
パッチアンテナ１２３Ａ、１３３Ａから見た近傍界と遠方界の境界までの距離をλ／２πと表す場合には、パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａの間のＺ軸方向の間隔Ｌ２が次式（２）を満たせばよい。
Ｌ２＜λ／２π      （２）
換言すれば、誘電体層１２２、金属層２２５、金属板１１０、金属層２３７、及び誘電体層１３１の合計の厚さをλ／２π未満にすればよい。
【０１３５】
次に、図１２乃至図１４を用いて、シミュレーション結果について説明する。
【０１３６】
図１２は、伝送装置２００のシミュレーションのモデルを示す図である。図１３は、Ｓパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。通信周波数７８．０ＧＨｚ付近となるシミュレーションをおこなった。
【０１３７】
図１２（Ａ）に示すように、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径をｂ、開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、２３７Ａ、２３７Ｂの直径をａ、配線１２４Ａ、１２４Ｂ、配線１３４Ａ、１３４Ｂの線幅をＷ、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの中心同士のＹ軸方向の間隔をＰＳとする。また、図１２（Ｂ）に示すように、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３ＢのＸ軸方向（長手方向）の長さをＰＸ、Ｙ軸方向（短手方向）の幅をＰＹとする。
【０１３８】
パッチアンテナ１２３Ａと１３３Ａの間のＺ軸方向の間隔Ｌ２（パッチアンテナ１２３Ｂと１３３Ｂの間のＺ軸方向の間隔Ｌ２）は、０．３ｍｍに固定した。また、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３Ｂの長さＰＸと幅ＰＹは、それぞれ、０．８ｍｍと０．２ｍｍに固定した。
【０１３９】
また、誘電体層１２２と誘電体層１３１の厚さをともに０．１ｍｍ、誘電体層１２２と誘電体層１３１の比誘電率を４．４（ｔａｎδ＝０．００５）、金属板１１０の厚さ（貫通孔１１１Ａの長さ）を０．１ｍｍ、金属層２２５及び２２７の厚さを０．１ｍｍ、線幅Ｗを０．０４ｍｍに設定した。また、開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、２３７Ａ、２３７Ｂの直径ａを１．０５ｍｍ、間隔ＰＳは２．０ｍｍに設定した。
【０１４０】
このような条件の下で、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂを０．９５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍのモデルを用いて実施の形態１と同様にＳパラメータを求めた。
【０１４１】
ここで、通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合の１波長は、約３．８４ｍｍであり、１／４波長は、約０．９６ｍｍである。このため、直径ｂが０．９５ｍｍの場合は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径が通信周波数の１／４波長よりも短いことになる。
【０１４２】
また、通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合の１／２波長は、約１．９２ｍｍであるため、直径ｂが１．６５ｍｍの場合は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径が通信周波数の１／４波長よりも長く、通信周波数の１／２波長よりも短いことになる。
【０１４３】
なお、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ４の割り当ては、実施の形態１と同様である。
【０１４４】
図１３（Ａ）は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂが１．０５ｍｍの伝送装置２００におけるＰｏｒｔ１、２、３、４の反射特性に対応するＳ１１、Ｓ２２、Ｓ３３、Ｓ４４、及びＰｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２間の通過損失に対応するＳ２１パラメータ、更にＰｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ４間のアイソレーション、Ｐｏｒｔ２、Ｐｏｒｔ４間のアイソレーション、Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ３間のアイソレーションに対応するＳ４１、Ｓ４２、Ｓ３１パラメータの周波数特性を示す図である。
【０１４５】
図１３（Ｂ）は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂが１．４５ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性を示す図である。
ここで、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４の評価軸は、実施の形態１と同様である。
【０１４６】
図１３（Ａ）に示す貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂが１．０５ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、８．８ＧＨｚ、９．２ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【０１４７】
ＢＷ４の値が特に良好であることから、Ｐｏｒｔ１とＰｏｒｔ２との間の伝送路と、Ｐｏｒｔ３とＰｏｒｔ４との間の伝送路とが確立され、かつ、２つの伝送路の干渉が抑制されてある程度のレベルのアイソレーションが得られていることが分かる。
【０１４８】
また、図１３（Ｂ）に示す貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂが１．４５ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、８．４ＧＨｚ、９．０ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【０１４９】
ＢＷ４の値が特に良好であることから、Ｐｏｒｔ１とＰｏｒｔ２との間の伝送路と、Ｐｏｒｔ３とＰｏｒｔ４との間の伝送路とが確立され、かつ、２つの伝送路の干渉が抑制されてある程度のレベルのアイソレーションが得られていることが分かる。
【０１５０】
このように、伝送装置２００のモデルでは、Ｐｏｒｔ１とＰｏｒｔ２との間の伝送路と、Ｐｏｒｔ３とＰｏｒｔ４との間の伝送路とが確立され、かつ、２つの伝送路の干渉が抑制され、ある程度のレベルのアイソレーションが得られることが分かった。
【０１５１】
図１４は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂに対する、共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、ＢＷの依存性を示す図である。貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂを変化させたところ、次のことが分かった。
【０１５２】
直径ｂを変化させたところ、共振周波数Ｆ１は略一定であり、Ｓ１１パラメータ、Ｓ２１パラメータ、及びＳ４１パラメータの値は概ね良好な値が得られた。
【０１５３】
また、直径ｂが０．９５ｍｍの場合には、ＢＷ１が７．６という低い値になったが、これは、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂが通信周波数の１／４波長よりも短いためと考えられる。
【０１５４】
直径ｂが１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍの場合には、ＢＷ１は、それぞれ、８．８、８．６、８．４、８．２と良好な値であった。
【０１５５】
また、ＢＷ４は、直径ｂが０．９５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍのすべての場合に、１０．０ＧＨｚであった。
【０１５６】
このため、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４のすべてが上述した評価基準よりも良好な値を示すＢＷは、直径ｂが１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍの場合に、それぞれ、８．８、８．６、８．４、８．２と良好な値であった。
【０１５７】
このように、直径ｂを０．９５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍに設定した伝送装置２００のモデルでは、直径ｂを１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍに設定した場合に、良好なＢＷの値が得られた。
【０１５８】
このように、直径ｂの値によらずに安定的なＢＷの値が得られることは、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂと、開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、２３７Ａ、２３７Ｂとの位置ずれが発生しても、ＢＷへの影響が小さいことを表している。
【０１５９】
以上より、直径ｂを０．９５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍに設定した伝送装置２００のモデルの中では、直径ｂを１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍに設定した場合に、良好な伝送特性が得られることが分かった。
【０１６０】
ここで、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂとパッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂが近傍界で通信していることについて、もし仮に貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂが円形導波管として機能した場合の遮断周波数を計算することによって説明する。
【０１６１】
もし仮に、開口部２２５Ａ、貫通孔１１１Ａ、及び開口部２３７Ａで構築される金属製の円筒部がＴＥ１１モードの円形導波管として機能している場合には、遮断周波数Ｆｃは次のように計算される。
【０１６２】
遮断周波数Ｆｃは、Ｆｃ＝ｃ／λｃで与えられる。ここで、ｃは光の速度である。また、円形導波管の場合には、遮断波長λｃは、直径ｂの１．７０６倍の値として与えられるため、λｃ＝１．７０６ｂとなる。
【０１６３】
ここで、直径ｂに１．０５ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．６５ｍｍを代入して遮断周波数Ｆｃを求めると、最も低い遮断周波数Ｆｃは、直径ｂが１．６５ｍｍの場合に約１０６．５ＧＨｚとなる。
【０１６４】
従って、開口部２２５Ａ、貫通孔１１１Ａ、及び開口部２３７Ａで構築される金属製の円筒部がＴＥ１１モードの円形導波管として機能していると仮定して考えると、このような円形導波管は、通信周波数が７８．０ＧＨｚの電磁波を伝送することができないことになる。
【０１６５】
このため、通信周波数を７８．０ＧＨｚに設定して得た図１４に示す特性は、円形導波管ではないモードで得られたことになる。
【０１６６】
この結果より、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂとパッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂが近傍界で通信していることが分かる。なお、ここでは、もし仮に貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂと開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、２３７Ａ、２３７Ｂとが円形導波管として機能するとした場合を比較対象に用いて説明したが、実施の形態１のように、金属層２２５及び２３７を含まない場合においても同様である。
【０１６７】
以上、実施の形態２では、所謂配線基板の構造を利用して、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａによって構築される伝送路と、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂによって構築される伝送路とを含む伝送装置２００を実現した。
【０１６８】
パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとによって構築される２つの伝送路は、上述したように、通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合に近傍界における通信を可能にするために、間隔Ｌ２が０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。
【０１６９】
通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合には、近傍界と遠方界との境界は、間隔Ｌ１が約０．６１ｍｍの場合である。
【０１７０】
このため、実施の形態２の伝送装置２００において、通信周波数が７８．０ＧＨｚの場合に、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの間隔Ｌ２を約０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度に設定すれば、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの間で近傍界による通信を実現することができる。
【０１７１】
そして、このような近傍界による通信を実現する場合には、パッチアンテナ１２３Ａ及び１３３Ａと、パッチアンテナ１２３Ｂ及び１３３Ｂとの間隔Ｌ２が短くなる。このように短い間隔は、導波管を用いた場合には実現できない。
【０１７２】
従って、実施の形態２によれば、小型化を図った伝送装置２００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
【０１７３】
また、実施の形態２の伝送装置２００は、金属板１１０を金属層２２５及び２３７で挟んだ構成を有する。金属層２２５及び２３７は、それぞれ、開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、及び、開口部２３７Ａ、２３７Ｂを有する。
【０１７４】
開口部２２５Ａ及び２３７Ａと、開口部２２５Ｂ及び２３７Ｂとは、それぞれ、金属板１１０の貫通孔１１１Ａと１１１Ｂに対応して設けられている。
【０１７５】
このため、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂ、１３３Ａ、１３３Ｂのインピーダンスが金属層２２５及び２３７によっても調整され、伝送特性がより良好な伝送装置２００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
【０１７６】
また、伝送装置２００は、安価に入手できる２つの基板２２０及び２３０を用いて実現されているため、製造コストを低減することができる。従って、実施の形態２によれば、製造コストを低減した伝送装置２００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
【０１７７】
また、以上では、金属層２２５及び２３７を含む伝送装置２００について説明したが、伝送装置２００は、金属層２２５及び２３７のいずれか一方のみを含む構成であってもよい。
【０１７８】
また、以上では、金属板１１０を含む伝送装置２００について説明したが、伝送装置２００は、金属板１１０を含まずに、金属層２２５及び２３７が直接的に接合される構成であってもよい。
【０１７９】
次に、図１５乃至図１７を用いて、実施の形態２の第１変形例として、貫通孔１１１Ａ及び１１１Ｂに対して、開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、２３７Ａ、２３７Ｂの位置ずれが生じた場合のシミュレーション結果について説明する。
【０１８０】
図１５は、実施の形態２の第１変形例による伝送装置２００のシミュレーションのモデルを示す図である。図１６は、Ｓパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。通信周波数７８．０ＧＨｚ付近となるシミュレーションをおこなった。
【０１８１】
図１５に示すように、実施の形態２の第１変形例では、貫通孔１１１Ａ及び１１１Ｂに対して、開口部２２５Ａ、２２５Ｂ、２３７Ａ、２３７Ｂの位置ずれている。このような位置ずれは、
ここで、金属板１１０と基板１２０には位置ずれがなく、金属板１１０と基板１３０とにＸ軸方向にＤＸの位置ずれがあり、Ｙ軸方向にＤＹの位置ずれがあるものとして評価を行った。
【０１８２】
また、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの直径ｂは、１．６５ｍｍで固定にした。その他の条件は、図１２乃至図１４の結果を得たシミュレーションと同様である。
【０１８３】
図１６（Ａ）は、位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが、ともに０．０ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性を示す図である。
【０１８４】
図１６（Ｂ）は、位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが、ともに０．２ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性を示す図である。
【０１８５】
図１６（Ａ）に示す位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが０．０ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、８．４ＧＨｚ、９．０ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【０１８６】
ＢＷ４の値が特に良好であることから、Ｐｏｒｔ１とＰｏｒｔ２との間の伝送路と、Ｐｏｒｔ３とＰｏｒｔ４との間の伝送路とが確立され、かつ、２つの伝送路の干渉が抑制されてある程度のレベルのアイソレーションが得られていることが分かる。
【０１８７】
また、図１６（Ｂ）に示す位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが０．２ｍｍの伝送装置２００におけるＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、６．８ＧＨｚ、９．０ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【０１８８】
ＢＷ１の値が低下したが、ＢＷ２とＢＷ４は、位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが０．０ｍｍのモデルと同一値を得ることができた。
【０１８９】
このように、位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが０．２ｍｍ程度であれば、許容範囲であることが分かった。実際の製造工程で生じうる位置ずれを考慮すると、０．２ｍｍ程度の余裕があることは非常に有効的である。
【０１９０】
図１７は、位置ずれＤＸ、位置ずれＤＹに対する、共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、ＢＷの依存性を示す図である。位置ずれＤＸと位置ずれＤＹを変化させたところ、次のことが分かった。
【０１９１】
位置ずれＤＸと位置ずれＤＹを変化させたところ、共振周波数Ｆ１は一定であり、Ｓ１１パラメータ及びＳ２１パラメータの値は概ね良好な値が得られた。
【０１９２】
また、位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとを０．２ｍｍまで増大させても、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４のすべてが上述した評価基準よりも良好な値を示す帯域ＢＷは６．８ＧＨｚという十分な値が得られた。
【０１９３】
以上より、位置ずれＤＸと位置ずれＤＹとが０．２ｍｍ程度であれば、許容範囲であることが分かった。なお、このような位置ずれは、金属板１１０と基板１２０との間でも同様と考えられる。
【０１９４】
伝送装置２００では、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂの中心、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂの中心、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂの中心、開口部２２５Ａ、２２５Ｂの中心、及び、開口部２３７Ａ、２３７Ｂの中心がすべて一致していることが好ましい。
【０１９５】
しかしながら、金属板１１０、基板２２０、及び基板２３０とを接合する際に、又は、基板２２０又は基板２３０を組み立てる際に、位置ずれは生じうる。このような場合であっても、良好な伝送特性が得られる伝送装置２００を提供することができる。なお、このような位置ずれに対する耐性は、実施の形態１の伝送装置１００においても同様に得られるものと考えられる。
【０１９６】
従って、実施の形態２の第１変形例によれば、小型化を図りつつ、製造過程において、金属板１１０と基板１２０又は１３０との位置ずれが生じても、良好な伝送特性が得られる伝送装置２００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
【０１９７】
次に、図１８及び図１９を用いて、実施の形態２の第２変形例によるシミュレーション結果について説明する。
【０１９８】
図１８は、実施の形態２の第２変形例におけるＳパラメータと帯域幅のシミュレーション結果を示す図である。通信周波数７８．０ＧＨｚ付近となるシミュレーションをおこなった。
【０１９９】
実施の形態２の第２変形例では、誘電体層１２２の比誘電率を２．４（ｔａｎδ＝０．００００９）、誘電体層１３１の比誘電率を４．４（ｔａｎδ＝０．００５）に設定した。
【０２００】
また、開口部２２５Ａ、２２５Ｂの直径ａを１．０５ｍｍ、配線１２４Ａ、１２４Ｂの線幅Ｗを０．０４ｍｍ、パッチアンテナ１２３Ａ、１２３Ｂの長手方向の長さＰＸを０．８１ｍｍ、短手方向の幅ＰＹを０．２ｍｍに設定した。
【０２０１】
また、開口部２３７Ａ、２３７Ｂの直径ａを１．３５ｍｍ、配線１３４Ａ、１３４Ｂの線幅Ｗを０．０８ｍｍ、パッチアンテナ１３３Ａ、１３３Ｂの長手方向の長さＰＸを１．１ｍｍ、短手方向の幅ＰＹを０．３ｍｍに設定した。
【０２０２】
なお、その他の数値は、図１２乃至図１４に示すシミュレーション結果を得たモデルと同様である。
【０２０３】
図１８に示すＳパラメータの周波数特性では、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４は、それぞれ、９．０ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚ、１０．０ＧＨｚであった。
【０２０４】
帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４のすべての値が改善され、Ｐｏｒｔ１とＰｏｒｔ２との間の伝送路と、Ｐｏｒｔ３とＰｏｒｔ４との間の伝送路とが確立され、かつ、２つの伝送路の干渉が抑制されてある程度のレベルのアイソレーションが得られていることが分かる。
【０２０５】
図１９は、実施の形態２の第２変形例における共振周波数Ｆ１、Ｓパラメータ、ＢＷ１、ＢＷ４、ＢＷの依存性を示す図である。
【０２０６】
共振周波数Ｆ１は、７８．８ＧＨｚであり、Ｓ３１パラメータ、Ｓ２１パラメータ、及びＳ４１パラメータの値は良好な値が得られた。
【０２０７】
また、帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ４のすべてが上述した評価基準よりも良好な値を示す帯域ＢＷは９．０ＧＨｚという良好な値が得られた。
【０２０８】
以上より、誘電体層１２２と誘電体層１３１の比誘電率が異なる場合においても、良好な伝送特性が得られることを確認することができた。
【０２０９】
従って、実施の形態２の第２変形例によれば、誘電体層１２２と誘電体層１３１の比誘電率が異なる場合においても、小型化を図りつつ、良好な伝送特性が得られる伝送装置２００、無線通信モジュール５０、及び、無線通信システム５００を提供することができる。
＜実施の形態３＞
図２０は、実施の形態３の伝送装置３００を示す断面図である。図２０に示す断面は、図４に示す断面に対応する。
【０２１０】
伝送装置３００は、金属板１１０、基板１２０、基板３３０、金属板３４０、基板３５０を含む。伝送装置３００は、３つの基板１２０、３３０、及び３５０を重ねた構成を有する。金属板１１０、基板１２０は、実施の形態１の金属板１１０、基板１２０と同様である。
【０２１１】
基板３３０は、誘電体層３３１、３３２、パッチアンテナ３３３Ａ、配線３３４Ａ、及びパッチアンテナ３３５Ａを有する。基板３３０は、実施の形態１の基板１３０からビア１３５Ａと配線１３６Ａを取り除き、パッチアンテナ３３５Ａを追加した構成を有する。
【０２１２】
基板３３０は、第２基板の一例であり、パッチアンテナ３３３Ａは、第２パッチアンテナの一例であり、パッチアンテナ３３５Ａは、第４パッチアンテナの一例である。
【０２１３】
誘電体層３３１、３３２、パッチアンテナ３３３Ａは、それぞれ、実施の形態１の誘電体層１３１、１３２、パッチアンテナ１３３Ａと同様である。また、配線３３４Ａは、パッチアンテナ３３３Ａとパッチアンテナ３３５Ａを接続する配線であり、金属板１１０及び３４０と協働してマイクロストリップラインを構築する。
【０２１４】
パッチアンテナ３３５Ａは、金属板３４０の貫通孔３４１Ａと平面視における位置が合わせられている。これは、パッチアンテナ１２３Ａと貫通孔１１１Ａとの位置関係と同様である。
【０２１５】
金属板３４０は、基板３３０の上面に配置され、貫通孔３４１Ａを有する。金属板３４０は、第２金属板の一例である。貫通孔３４１Ａの平面視での位置は、パッチアンテナ３３５Ａ及び３５３Ａと合わせられている。金属板３４０は、貫通孔１１１Ａ、１１１Ｂを有する金属板１１０と同様である。
【０２１６】
基板３５０は、誘電体層３５１、３５２、パッチアンテナ３５３Ａ、配線３５４Ａ、ビア３５５Ａ、及び配線３５６Ａを有する。基板３５０は、第３基板の一例であり、パッチアンテナ３５３Ａは、第３パッチアンテナの一例である。
【０２１７】
基板３５０は、実施の形態１の基板１３０と同様である。すなわち、誘電体層３５１、３５２、パッチアンテナ３５３Ａ、配線３５４Ａ、ビア３５５Ａ、及び配線３５６Ａは、それぞれ、誘電体層１３１、１３２、パッチアンテナ１３３Ａ、配線１３４Ａ、ビア１３５Ａ、及び配線１３６Ａと同様である。
【０２１８】
パッチアンテナ３５３Ａは、金属板３４０の貫通孔３４１Ａと平面視における位置が合わせられている。また、パッチアンテナ３５３Ａとパッチアンテナ３３５ＡとのＺ軸方向の間隔は、近傍界における通信が可能な間隔に設定されている。このため、パッチアンテナ３５３Ａは、パッチアンテナ３３５Ａと近傍界における通信が可能である。
【０２１９】
パッチアンテナ３５３Ａは、配線３５４Ａ及びビア３５５Ａを介して配線３５６Ａに接続されており、配線３５６Ａは、図１に示すアンテナ５１０に接続される。
【０２２０】
このため、以上のような構成の伝送装置３００では、パッチアンテナ１２３Ａとパッチアンテナ３３３Ａとで近傍界における通信が可能であり、パッチアンテナ３３３Ａとパッチアンテナ３３５Ａとは、マイクロストリップラインを構築する配線３５４Ａによって接続されている。また、パッチアンテナ３５３Ａとパッチアンテナ３３５Ａとは、近傍界における通信が可能である。
【０２２１】
このため、３つの基板１２０、３３０、及び３５０を重ねる構成においても、パッチアンテナ１２３Ａとパッチアンテナ３３３Ａとの間と、パッチアンテナ３５３Ａとパッチアンテナ３３５Ａとの間において、近傍界における通信が可能で、小型化を図った伝送装置３００を提供することができる。
【０２２２】
以上、本発明の例示的な実施の形態の伝送装置、無線通信モジュール、及び、無線通信システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、
前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、
前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板と
を含み、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、伝送装置。
（付記２）
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが通信する周波数における波長をλとすると、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、λ／２π未満である、付記１記載の伝送装置。
（付記３）
前記第１貫通孔は、平面視で円形であり、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが通信する周波数における波長をλとすると、前記第１貫通孔の直径は、λ／４より大きい、付記１記載の伝送装置。
（付記４）
前記第１基板は、前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１導電層であって、前記第１貫通孔に連通する第１開口部をさらに有し、
前記第２基板は、前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２導電層であって、前記第１貫通孔に連通する第２開口部(237A,237B)をさらに有する、付記１乃至３のいずれか一項記載の伝送装置。
（付記５）
前記第２基板に対して前記第１金属板の反対側に配置され、前記基準電位に保持される第２金属板であって、平面視で前記第１貫通孔とは重複しない位置で開口する第２貫通孔を有する第２金属板と、
前記第２金属板に対して前記第２基板の反対側に配置される第３基板であって、平面視で前記第２貫通孔内に位置する第３パッチアンテナを有する第３基板と
をさらに含み、
前記第２基板は、
前記第２パッチアンテナに接続される配線と、
前記配線に接続され、平面視で前記第２貫通孔内に位置し、かつ、前記第３パッチアンテナと対向する第４パッチアンテナと
を有し、前記第３パッチアンテナと前記第４パッチアンテナとの間隔は、前記第３パッチアンテナと前記第４パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、付記１乃至４のいずれか一項記載の伝送装置。
（付記６）
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、
前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、
前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板と、
前記第１基板が有する配線を介して前記第１パッチアンテナに接続され、送信信号又は受信信号の無線フロントエンド処理を行う集積回路と
を含み、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、無線通信モジュール。
（付記７）
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する第１貫通孔とを有し、基準電位に保持される第１金属板と、
前記第１金属板の前記第１面側に配置される第１基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置する第１パッチアンテナを有する第１基板と、
前記第１金属板の前記第２面側に配置される第２基板であって、平面視で前記第１貫通孔内に位置して前記第１パッチアンテナと対向する第２パッチアンテナを有する第２基板と、
前記第２基板が有する配線を介して前記第２パッチアンテナに接続され、ミリ波を放射するアンテナと、
前記第１基板が有する配線を介して前記第１パッチアンテナに接続され、送信信号又は受信信号の無線フロントエンド処理を行う集積回路と
を含み、
前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとの間隔は、前記第１パッチアンテナと前記第２パッチアンテナとが近傍界で通信可能に接続される間隔である、無線通信システム。
【符号の説明】
【０２２３】
１００  伝送装置
１１０  金属板
１１１Ａ、１１１Ｂ  貫通孔
１２０  基板
１２１、１２２  誘電体層
１２３Ａ、１２３Ｂ  パッチアンテナ
１２４Ａ、１２４Ｂ  配線
１３０  基板
１３１、１３２  誘電体層
１３３Ａ、１３３Ｂ  パッチアンテナ
１３４Ａ、１３４Ｂ  配線
１３５Ａ、１３５Ｂ  ビア
１３６Ａ、１３６Ｂ  配線
２００  伝送装置
２２０  基板
２２５  金属層
２２５Ａ、２２５Ｂ  開口部
２３０  基板
２３７  金属層
２３７Ａ、２３７Ｂ  開口部
３００  伝送装置
３３０  基板
３３１、３３２  誘電体層
３３３Ａ  パッチアンテナ
３３４Ａ  配線
３３５Ａ  パッチアンテナ
３４０  金属板
３４１Ａ  貫通孔
３５０  基板
３５１、３５２  誘電体層
３５３Ａ  パッチアンテナ
３５４Ａ  配線
３５５Ａ  ビア
３５６Ａ  配線
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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