JP2021139779A - 両面基板、レーダ装置、伝送部材、および伝送部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導波管を用いて信号を伝送する際の損失を低くすることと小型化することとの好適な両立を図ることができるようにした両面基板を提供する。【解決手段】導波管36は、その信号の伝送方向に直交する平面であるxy平面における断面の形状が、xy平面において、短辺方向をx方向とし長辺方向をy方向とする長方形のy方向の両端部に、短辺の長さWsよりも長い長さWlを直径とする円が重なった形状を有する。詳しくは、本実施形態では、導波管36の両端部におけるx方向の長さが中央部よりも長い部分のy方向の長さLn1eが、導波管36のy方向における長さLn1の「1/3」よりも小さい。【選択図】図7
Description
本発明は、両面基板、レーダ装置、伝送部材、および伝送部材の製造方法に関する。
たとえば下記特許文献1には、両面基板の2つの面の一方から他方へと、断面形状が略長方形状の導波管を介して信号を伝送する両面基板が記載されている。
ところで、導波管を用いて信号を伝送する際の損失を低くする上では、導波管の長手方向の長さをある程度長くする必要が生じ、これが両面基板を小型化するうえでの制約となるおそれがある。
上記課題を解決する両面基板は、甲導体層(L1,L8)と、乙導体層(L1,L8)と、前記甲導体層および前記乙導体層の間に設けられた誘電体層である導波管充填誘電体層(P3〜P5)と、前記甲導体層および前記乙導体層の2つの導体層のいずれか一方から他方へと進む方向に前記導波管充填誘電体層を貫くようにして設けられた導波管(36)と、を備え、前記甲導体層に平行な平面における前記導波管の断面は、該断面を長手方向に沿った中央部および該中央部の両側のそれぞれに位置する端部に区分して且つ前記長手方向に直交する方向を短手方向とする場合、前記端部の短手方向の長さが、前記中央部の短手方向の長さと比較して長く形成されている。
導波管の伝送損失が小さくなる周波数は、長手方向の長さが長いほど低くなる傾向がある。ここで、上記構成によれば、導波管の断面を、長手方向において、端部の短手方向の長さの方が中央部の短手方向の長さと比較して長い形状とすることにより、長手方向の長さを同一とする条件下、両端部と中央部とで短手方向の長さを等しくする場合と比較して、伝送損失が小さくなる周波数を低下させることができる。そのため、上記構成では、両端部と中央部とで短手方向の長さを等しくする場合と比較して、長手方向の長さを短くすることができることから、導波管を用いて信号を伝送する際の損失を低くすることと両面基板を小型化することとの好適な両立を図ることができる。
以下、両面基板にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に、本実施形態にかかるレーダ装置10の構成を示す。レーダ装置10は、レドーム12とロアケース20とによって区画される空間内にシールド板14、電波吸収体16、および両面基板18が収容され、ロアケース20にコネクタ22が取り付けられた装置である。ここで、シールド板14は、外側からの不要なノイズ電波が両面基板18に入ることを抑制するための板金である。また、電波吸収体16は、両面基板18側におけるシールド板14によって覆われた部分において電波が乱反射することを抑制すべく電磁波を吸収する部材である。
図1に、本実施形態にかかるレーダ装置10の構成を示す。レーダ装置10は、レドーム12とロアケース20とによって区画される空間内にシールド板14、電波吸収体16、および両面基板18が収容され、ロアケース20にコネクタ22が取り付けられた装置である。ここで、シールド板14は、外側からの不要なノイズ電波が両面基板18に入ることを抑制するための板金である。また、電波吸収体16は、両面基板18側におけるシールド板14によって覆われた部分において電波が乱反射することを抑制すべく電磁波を吸収する部材である。
図2に、レーダ装置10の配置を例示する。図2には、車両VCの前部中央に1つ、後部左右に各1つずつレーダ装置10を配置する例を記載している。
図3に、両面基板18の断面構成を示す。両面基板18は、第1導体層L1、第1誘電体層P1、第2導体層L2、第2誘電体層P2、第3導体層L3、第3誘電体層P3、第4導体層L4、第4誘電体層P4、第5導体層L5、第5誘電体層P5、第6導体層L6、第6誘電体層P6、第7導体層L7、第7誘電体層P7および第8導体層L8が順次積層された基板である。なお、図8に示すように、以下では、積層方向をz方向とし、特に、第1導体層L1から第8導体層L8へと進む方向を正のz方向とする。
図3に、両面基板18の断面構成を示す。両面基板18は、第1導体層L1、第1誘電体層P1、第2導体層L2、第2誘電体層P2、第3導体層L3、第3誘電体層P3、第4導体層L4、第4誘電体層P4、第5導体層L5、第5誘電体層P5、第6導体層L6、第6誘電体層P6、第7導体層L7、第7誘電体層P7および第8導体層L8が順次積層された基板である。なお、図8に示すように、以下では、積層方向をz方向とし、特に、第1導体層L1から第8導体層L8へと進む方向を正のz方向とする。
ここで、第1誘電体層P1、第2誘電体層P2、第3誘電体層P3、第4誘電体層P4、第5誘電体層P5、第6誘電体層P6および第7誘電体層P7は、いずれも樹脂材料によって構成されている。詳しくは、本実施形態では、第2誘電体層P2、第3誘電体層P3、第4誘電体層P4、第5誘電体層P5および第6誘電体層P6の材料として、ガラス布基材エポキシ樹脂を例示する。また、第1誘電体層P1および第7誘電体層P7の材料として、ポリフェニレンエーテル樹脂を例示する。
以下では、便宜上、両面基板18を、第1外層部30、内層部32および第2外層部34に分類する。第1外層部30は、第1導体層L1、第1誘電体層P1、第2導体層L2および第2誘電体層P2を備える。内層部32は、第3導体層L3、第3誘電体層P3、第4導体層L4、第4誘電体層P4、第5導体層L5、第5誘電体層P5、および第6導体層L6を備える。第2外層部34は、第6誘電体層P6、第7導体層L7、第7誘電体層P7および第8導体層L8を備える。
内層部32には、内層部32を貫通するようにして導波管36が設けられている。また、内層部32を構成する第3導体層L3、第4導体層L4、第5導体層L5および第6導体層L6は、いずれも接地されており、グランドプレーンを構成している。
図4に、両面基板18の分解斜視図を示す。
図4に示すように、第1導体層L1には、マイクロストリップ線路52と、導波管36およびマイクロストリップ線路52のいずれか一方から他方へと伝送される信号を変換する第1側変換部50とが形成されている。
図4に示すように、第1導体層L1には、マイクロストリップ線路52と、導波管36およびマイクロストリップ線路52のいずれか一方から他方へと伝送される信号を変換する第1側変換部50とが形成されている。
図5に示すように、第1側変換部50は、マイクロストリップ線路52に接続される箇所に、マイクロストリップ線路52の線幅よりも大きい幅を有した凸部CPが形成されており、凸部CPの両端に切り欠き部SLが設けられている。凸部CPは、マイクロストリップ線路52と第1側変換部50との接続経路におけるインピーダンスを緩やかに変化させる機能を有する。なお、切り欠き部SLの機能については後に詳述する。第1側変換部50には、マイクロストリップ線路52を介してモノリシック・マイクロ波集積回路(MMIC54)が接続されている。
本実施形態にかかるMMIC54は、送信用の2チャンネルの端子と、受信用の3チャンネルの端子とを備えている。そのため、第1導体層L1には、実際には、それら各チャンネルごとに、各別の第1側変換部50が形成されている。なお、送信用の第1側変換部50は、MMIC54からの高周波信号を電磁波に変換して導波管36に出力するための部材となる。また、受信用の第1側変換部50は、導波管36からの電磁波をマイクロストリップ線路52に出力される高周波信号に変換する部材となる。
MMIC54は、76〜77GHzの高周波信号を生成してマイクロストリップ線路52に送信する送信処理と、マイクロストリップ線路52を介して入力される76〜77GHzの高周波信号を受信する受信処理とを実行する。また、MMIC54は、送信処理によって送信する高周波信号と、受信処理によって受信する高周波信号とを合成するミキサ等を備えている。
MMIC54は、マイクロコンピュータ(マイコン56)に接続されている。マイコン56は、CPU56aおよびメモリ56bを備えており、メモリ56bに記憶されたプログラムをCPU56aが実行する。ここで、CPU56aが実行する処理には、MMIC54による高周波信号の送信処理および受信処理を制御する処理が含まれる。また、CPU56aが実行する処理には、上記ミキサによって合成された信号に基づき、レーダ装置10から送信された高周波信号を反射する物体とレーダ装置10との相対距離や相対速度を算出する処理や、算出結果をコネクタ22を介してレーダ装置10の外部に送信する処理が含まれる。
図4に戻り、第8導体層L8には、アンテナ62と、アンテナ62および導波管36のいずれか一方から他方へと伝送される信号を変換する第8側変換部60とが形成されている。
図6に示すように、第8側変換部60は、アンテナ62に接続される箇所に、マイクロストリップ線路52の線幅よりも大きい幅を有した凸部CPが形成されており、凸部CPの両端に切り欠き部SLが設けられている。凸部CPは、アンテナ62と第8側変換部60との接続経路におけるインピーダンスを緩やかに変化させる機能を有する。なお、切り欠き部SLの機能については後に詳述する。
図3および図4に示すように、第2導体層L2には、第2側スリット38が形成されている。また、第2誘電体層P2には、ビア42が設けられている。詳しくは、第2導体層L2を含んで且つz方向に直交する平面にビア42を垂直投影した図形は、第2側スリット38を囲む図形となる。なお、複数のビア42は、それぞれ、z方向に延びることによって第2導体層L2と第3導体層L3とを接続している。そのため、第2導体層L2は、接地されており、グランドプレーンを構成する。
また、第1誘電体層P1には、ビア44が設けられている。詳しくは、第1導体層L1を含んで且つz方向に直交する平面にビア44を垂直投影した図形は、マイクロストリップ線路52との接続箇所付近を除いて第1側変換部50の縁に沿ってその内側に形成されている。また、第1導体層L1を含んで且つz方向に直交する平面にビア44を垂直投影した図形は、上記接続箇所付近を除き、同平面に第2側スリット38を垂直投影した図形を囲む図形となる。これは、マイクロストリップ線路52および第1側変換部50間の信号の伝送損失を低減するための設定である。特に、本実施形態では、同平面にビア44を垂直投影した図形は、一対の切り欠き部SLや同一対の切り欠き部SLによって挟まれる領域には含まれない。なお、複数のビア44は、それぞれ、z方向に延びることによって第2導体層L2と第1導体層L1とを接続している。
第7導体層L7には、第7側スリット40が形成されている。また、第6誘電体層P6には、ビア46が設けられている。詳しくは、第7導体層L7を含んで且つz方向に直交する平面にビア46を垂直投影した図形は、第7側スリット40を囲む図形となる。なお、複数のビア46は、それぞれ、z方向に延びることによって、第7導体層L7および第6導体層L6を接続している。これにより、第7導体層L7は、接地されており、グランドプレーンを構成する。
また、第7誘電体層P7には、ビア48が設けられている。詳しくは、第8導体層L8を含んで且つz方向に直交する平面にビア44を垂直投影した図形は、アンテナ62との接続箇所付近を除いて第8側変換部60の縁に沿ってその内側に形成されている。また、第8導体層L8を含んで且つz方向に直交する平面にビア44を垂直投影した図形は、同平面に第7側スリット40を垂直投影した図形を囲む図形となる。これは、第8側変換部60およびアンテナ62間の信号の伝送損失を低減するための設定である。特に、本実施形態では、第8導体層L8を含んで且つz方向に直交する平面にビア48を垂直投影した図形は、一対の切り欠き部SLや同一対の切り欠き部SLによって挟まれる領域には含まれない。なお、複数のビア48は、それぞれ、z方向に延びることによって第7導体層L7と第8導体層L8とを接続している。
本実施形態では、導波管36による伝送対象とする信号を、TEモードのうちの基底モードの信号とする。これは、複数のモードの信号を伝送対象とする場合と比較して、信号処理がしやすいことなどを理由とするものである。
図7に、z方向に直交する平面であるxy平面における導波管36の断面形状を示す。
図7に示すように、導波管36は、xy平面において、短辺方向をx方向とし長辺方向をy方向とする長方形のy方向の両端に、同長方形の短辺の長さWsよりも長い長さWlを直径とする円が重なった形状を有する。ここで、両端のそれぞれの円の中心PO1,PO2を結ぶ直線Limは、y方向に平行である。また、直線Limは、導波管36のx方向両端の中央に位置する。
図7に示すように、導波管36は、xy平面において、短辺方向をx方向とし長辺方向をy方向とする長方形のy方向の両端に、同長方形の短辺の長さWsよりも長い長さWlを直径とする円が重なった形状を有する。ここで、両端のそれぞれの円の中心PO1,PO2を結ぶ直線Limは、y方向に平行である。また、直線Limは、導波管36のx方向両端の中央に位置する。
したがって、xy平面における導波管36の断面形状は、直線Limに対して線対称となっている。また、xy平面における導波管36の断面形状は、直線Limのうちの中心PO1,PO2間の中央PCにおいて直線Limに直交する直線Lnに対して線対称となっている。すなわち、導波管36の断面形状は、長手方向に平行な線に対して線対称であって且つ短手方向に平行な線に対して線対称な形状を有する。
詳しくは、本実施形態では、導波管36を、y方向に沿って中央部36aおよび中央部36aの両端のそれぞれに位置する端部36bに区分する場合、導波管36の端部36bのy方向の長さLn1eが、導波管36のy方向における長さLn1の「1/3」よりも小さい。なお、端部36bは、導波管36におけるx方向の長さが長さWsよりも長い部分のことである。
導波管36のこうした設定は、本実施形態において導波管36を介して伝送対象とする信号の伝送損失を低減するための設定である。以下、これについて説明する。
図8(a)に、長手方向であるy方向の両端部において、短手方向であるx方向の長さを長くしない導波管を例示する。これは、矩形導波管に相当するものであるが、基板に長さhよりもわずかに小さい刃径を有するドリルで穴をあけて導波管の外周の型を定めることから、xy平面における断面形状が、長手方向の両端部において半円形状となっている。図8(a)に示す形状の導波管を用いて、伝送損失を許容範囲とするためには、長手方向の長さが図7に示した導波管36の長手方向の長さLn1よりも長くなる。これは、矩形導波管の遮蔽周波数が矩形導波管の長手方向の長さに反比例するためであると推察される。
図8(a)に、長手方向であるy方向の両端部において、短手方向であるx方向の長さを長くしない導波管を例示する。これは、矩形導波管に相当するものであるが、基板に長さhよりもわずかに小さい刃径を有するドリルで穴をあけて導波管の外周の型を定めることから、xy平面における断面形状が、長手方向の両端部において半円形状となっている。図8(a)に示す形状の導波管を用いて、伝送損失を許容範囲とするためには、長手方向の長さが図7に示した導波管36の長手方向の長さLn1よりも長くなる。これは、矩形導波管の遮蔽周波数が矩形導波管の長手方向の長さに反比例するためであると推察される。
すなわち、周知のように、矩形導波管による伝送対象となる信号のうち、遮蔽周波数が最低となるのは、TEモードのうちの基底モードの信号である。詳しくは、矩形導波管の長手方向の両端部において電場の振幅がゼロとなるとの境界条件を満たすもののうち、電場のy方向の波長が、矩形導波管の内周における長手方向の長さの2倍となるものである。本実施形態では、矩形導波管による伝送対象となる信号を、この単一のモードの信号とすることにより、制御の簡素化を図る。したがって、この単一のモードの信号に対する遮蔽周波数が、使用周波数である76〜77GHxよりも低くなるように設定することが望まれる。一方、この単一のモードの信号に対する遮蔽周波数は、矩形導波管の内周面における長手方向の長さに反比例する。したがって、矩形導波管の内周面における長手方向の長さの最小値には、遮蔽周波数に起因した制約が生じ、ひいては矩形導波管の外周面の長手方向の長さにも制約が生じる。
ここで、図8(a)に記載の導波管の場合、矩形導波管とは厳密には相違するものの、矩形導波管とほぼ同等であると考えられることから、TEモードのうちの基底モードの信号を遮蔽周波数よりも高い信号として伝送するうえでは、内周面における長手方向の長さを確保する必要が生じると推察される。
長手方向の長さの制約を緩和すべく、発明者は、図8(b)に示すように、導波管の長手方向の両端部において、短手方向の長さを中央部よりも長くすることを検討した。すなわち、長手方向の両端部における短手方向の長さHを、中央部における短手方向の長さhよりも長くしたH形状とすることを検討した。詳しくは、両端部のそれぞれにおける正のx方向、および負のx方向のそれぞれに突出した部分の長さLh1,Lh2,Lh3,Lh4が互いに等しい対称性を有した断面形状とすることを検討した。なお、図8(b)に示す導波管において、y方向両端部のそれぞれにおけるx方向の端部が半円形状となっているのは、ドリルで基板に穴をあけることによって導波管の外周の型を定めたからである。
図8(c)に、図8(b)における導波管の長手方向両端部の短手方向の長さHを様々に変えたときの伝送損失Lossを示す。伝送損失Lossは、負の値で絶対値が大きいほど損失が大きいことを示す。図8(c)に示すように、長さHを長くすることにより、使用周波数である76〜77GHzにおける伝送損失Lossを低減できる。これは、長さHを長くすることにより、遮蔽周波数が低下したためであると推察される。
なお、この検討過程において、図8(a)に示す導波管における短手方向の長さを一律伸長させなかったのは、その場合には、短手方向の長さが長くなった矩形導波管に相当する一方、矩形導波管の短手方向の長さを長くすることは上記単一のモードの信号に対する遮蔽周波数を下げることに寄与しないことが理論的に知られているためである。
図8に示した検討によって、導波管の長手方向の両端部における短手方向の長さを長くすることが有効であるとの知見が得られたことに鑑み、本実施形態では、図7に示した断面形状を有する導波管36を採用することとした。ここで、図8(b)に示した断面形状を採用しなかったのは、両端部において長さhの穴をあけるためのドリルを複数回用いて短手方向の長さを伸長させるよりも、図9に示す製造工程を採用する方が加工精度を高めることが容易であることによる。
図9に、導波管36の製造工程を示す。
図9(a)に、第4誘電体層P4の両側のそれぞれに、第4導体層L4、第3誘電体層P3および第3導体層L3と、第5導体層L5、第5誘電体層P5および第6導体層L6とが積層されることによって、内層部32の原型である原型部材32aが形成された時点における断面構成を示す。
図9(a)に、第4誘電体層P4の両側のそれぞれに、第4導体層L4、第3誘電体層P3および第3導体層L3と、第5導体層L5、第5誘電体層P5および第6導体層L6とが積層されることによって、内層部32の原型である原型部材32aが形成された時点における断面構成を示す。
図9(b)に、図9(a)の後の工程として、長さWlの穴をあけるための大刃径ドリル70によって、z方向に原型部材32aを貫通させる工程を示す。大刃径ドリル70の刃径は、長さWlよりもわずかに小さい。本実施形態では、同一の大刃径ドリル70を用いて、原型部材32aに2箇所孔をあけて空洞部HLを形成する。
図9(c)に、図9(b)の後の工程として、長さWsの穴をあけるための小刃径ドリル72によって、z方向に原型部材32aを貫通させる工程を示す。小刃径ドリル72の刃径は、長さWsよりもわずかに小さい。本実施形態では、図9(b)に示す工程において形成された一対の空洞部HLをつなぐように、小刃径ドリル72を用いて複数回、原型部材32aに孔をあける。
図9(d)に、図9(c)の後の工程として、形成された空洞部を区画する原型部材32aの内周面にメッキを施すことによって、導波管36を形成する工程を示す。
図9に示すように、本実施形態では、導波管36の長手方向両端部の外周面の型を、原型部材32aに大刃径ドリル70を用いて孔をあけることによって形成する。なお、図9(d)の工程の後、第2誘電体層P2や第6誘電体層P6を積層する工程で、導波管36内にも誘電体が充填される。
図9に示すように、本実施形態では、導波管36の長手方向両端部の外周面の型を、原型部材32aに大刃径ドリル70を用いて孔をあけることによって形成する。なお、図9(d)の工程の後、第2誘電体層P2や第6誘電体層P6を積層する工程で、導波管36内にも誘電体が充填される。
図10に、xy平面における第2側スリット38および第7側スリット40の形状を示す。図10には、破線にて導波管36の外周面の断面形状を併せ示している。これは、z方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面に導波管36および第2側スリット38を垂直投影した図形を示すことに相当する。また、これは、z方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面に、導波管36および第7側スリット40を垂直投影した図形を示すことに相当する。
図10に示すように、本実施形態では、第2側スリット38および第7側スリット40は、いずれもy方向である長手方向の両端部における、x方向である短手方向の長さが長くなっている。詳しくは、短手方向の長さが中央部と比較して長い部分の長さLn2eは、長手方向の長さLn2の「1/3」よりも短くなっている。
さらに図10に示すように、本実施形態では、z方向に直交して且つ第1導体層L1または第8導体層L8を含む平面に第2側スリット38および第7側スリット40を垂直投影した図形が、同平面に導波管36を垂直投影した図形に包含されている。すなわち、第2側スリット38および第7側スリット40の長手方向の長さLn2は、導波管36の長手方向の長さLn1よりも短い。また、第2側スリット38および第7側スリット40の長手方向の両端部において中央部と比較して短手方向の長さが長い部分の長さLn2eは、導波管36の長手方向の両端部において中央部と比較して短手方向の長さが長い部分の長さLn1eよりも短い。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
図11(a)に、第8側変換部60およびアンテナ62の配置の一部を例示する。図11(a)に示すように、本実施形態では、導波管36をy方向に隣接して配置することにより、y方向の配置スペースを低減している。
図11(a)に、第8側変換部60およびアンテナ62の配置の一部を例示する。図11(a)に示すように、本実施形態では、導波管36をy方向に隣接して配置することにより、y方向の配置スペースを低減している。
図11(b)に、図8(a)に示した断面形状を有する導波管80を用いて同一の配置を行った比較例を示す。この場合、図11(b)に示すように、導波管80同士が互いに干渉する。
図11(c)に、図8(a)に示した断面形状を有する一対の導波管80を互いに干渉しないように配置する例を示す。この場合、図11(c)に示すように、本実施形態と比較して、x方向により広いスペースが必要となる。
このように、本実施形態によれば、導波管36の断面形状を工夫することによって、導波管36をy方向に隣接して配置することが容易となることから、両面基板18を小型化し易い。
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
(1)原型部材32aに、刃径が大きい大刃径ドリル70にてz方向に平行に2箇所孔をあける工程と、刃径が小さい小刃径ドリル72にてz方向に平行に孔をあける工程とによって、導波管36の外周の型を定めた。これにより、図8(b)に示す断面形状を有する導波管と比較して、加工精度を高めやすいことから、量産性に優れた導波管36を実現できる。
(1)原型部材32aに、刃径が大きい大刃径ドリル70にてz方向に平行に2箇所孔をあける工程と、刃径が小さい小刃径ドリル72にてz方向に平行に孔をあける工程とによって、導波管36の外周の型を定めた。これにより、図8(b)に示す断面形状を有する導波管と比較して、加工精度を高めやすいことから、量産性に優れた導波管36を実現できる。
(2)刃径が大きい大刃径ドリル70にてz方向に2箇所孔をあけて空洞部HLを形成する工程である図9(b)に示す工程を、刃径が小さい小刃径ドリル72にて2箇所の空洞部HLを連通させる工程である図9(c)に示す工程に先立って実行することにより、それら2つの工程を逆とする場合と比較して、加工精度を高めやすい。
(3)第1側変換部50のうちマイクロストリップ線路52との接続箇所の両端に切り欠き部SLを設けた。これにより、図12(a)にドットにて示す電界集中が第1側変換部50のx方向端部のうちのマイクロストリップ線路52側におけるy方向の両端部に生じることを抑制できることから、電界損失を低減できる。これに対し、図12(b)に示すように、切り欠き部SLを設けない場合には、x方向端部のうちのマイクロストリップ線路52側におけるy方向の両端部に電界集中が生じることに起因して、伝送損失が大きくなる。
(4)第1側変換部50および第2導体層L2間を複数のビア44によって接続し、z方向に直交して且つ第1側変換部50を含む平面にビア44を垂直投影した図形が、同平面に導波管36を垂直投影した図形のうち、一対の切り欠き部SLに挟まれる領域以外を囲むようにした。切り欠き部SLが形成される領域にはビア44を形成しにくいことから、ビア44を形成しにくい部分に、切り欠き部SLを設けることにより、ビア44を設けないことによって電界漏洩が生じることを補償できる。
(5)第8側変換部60のうちアンテナ62との接続箇所の両端に切り欠き部SLを設けた。これにより、図12(a)にドットにて示す電界集中が第8側変換部60のx方向端部のうちのアンテナ62側におけるy方向の両端部に生じることを抑制できることから、電界損失を低減できる。これに対し、図12(b)に示すように、切り欠き部SLを設けない場合には、x方向端部のうちのアンテナ62側におけるy方向の両端部に電界集中が生じることに起因して、伝送損失が大きくなる。
(6)第8側変換部60および第7導体層L7間を複数のビア48によって接続し、z方向に直交して且つ第8側変換部60を含む平面にビア48を垂直投影した図形が、同平面に導波管36を垂直投影した図形のうち、一対の切り欠き部SLに挟まれる領域以外を囲むようにした。切り欠き部SLが形成される領域にはビア48を形成しにくいことから、ビア48を形成しにくい部分に、切り欠き部SLを設けることにより、ビア48を設けないことによって電界漏洩が生じることを補償できる。
(7)z方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面に第2側スリット38を垂直投影した図形が同平面に導波管36を垂直投影した図形に包含されるようにした。このように第2側スリット38に対応する図形のサイズを小さくすることにより、製造工程における位置ずれが生じた場合であっても、z方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面に第2側スリット38を垂直投影した図形が同平面に導波管36を垂直投影した図形からはみ出すことを十分抑制できる。したがって、製造工程における位置ずれが生じた場合であっても、導波管36および第1側変換部50間の電界漏洩を抑制できることから、導波管36および第1側変換部50間の伝送損失を低減できる。
(8)第2導体層L2および第3導体層L3間を複数のビア42によって接続して且つ、それらビア42をz方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面に垂直投影した図形が同平面に導波管36を垂直投影した図形を囲むようにした。これにより、導波管36および第1側変換部50間の電界漏洩を抑制できることから、導波管36および第1側変換部50間の伝送損失を低減できる。
(9)z方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面に第7側スリット40を垂直投影した図形が同平面に導波管36を垂直投影した図形に包含されるようにした。このように第7側スリット40に対応する図形のサイズを小さくすることにより、製造工程における位置ずれが生じた場合であっても、z方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面に第7側スリット40を垂直投影した図形が同平面に導波管36を垂直投影した図形からはみ出すことを十分抑制できる。したがって、製造工程における位置ずれが生じた場合であっても、導波管36および第8側変換部60間の電界漏洩を抑制できることから、導波管36および第8側変換部60間の伝送損失を低減できる。
(10)第6導体層L6および第7導体層L7間を複数のビア46によって接続して且つ、それらビア46をz方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面に垂直投影した図形が同平面に導波管36を垂直投影した図形を囲むようにした。これにより、導波管36および第8側変換部60間の電界漏洩を抑制できることから、導波管36および第8側変換部60間の伝送損失を低減できる。
<その他の実施形態>
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
「導波管の断面形状について」
・上記実施形態では、導波管36の外周を定める空洞部の長手方向の一対の両端部を、同一のドリルによって形成することによってそれらの断面形状を同一の円形状としたが、これに限らない。たとえば、互いに異なる一対のドリルの一方によって両端部の一方の空洞部を形成し、他方によって両端部の他方の空洞部を形成してもよい。ここで、一対のドリルの仕様が同一であるなら、両端部の断面形状を同一の円形状とすることができる。ただし、ここでの同一の円形状とは、一対のドリルの径の公差を許容するものとする。
・上記実施形態では、導波管36の外周を定める空洞部の長手方向の一対の両端部を、同一のドリルによって形成することによってそれらの断面形状を同一の円形状としたが、これに限らない。たとえば、互いに異なる一対のドリルの一方によって両端部の一方の空洞部を形成し、他方によって両端部の他方の空洞部を形成してもよい。ここで、一対のドリルの仕様が同一であるなら、両端部の断面形状を同一の円形状とすることができる。ただし、ここでの同一の円形状とは、一対のドリルの径の公差を許容するものとする。
・上記実施形態では、導波管36の外周を定める空洞部の長手方向の一対の両端部を定める円の中心PO1,PO2を結ぶ直線Limが、製造時の公差を許容する条件で長手方向に平行となるようにしたが、これに限らず、平行から意図的にわずかにずらしてもよい。
・導波管のxy平面に平行な断面形状としては、長方形の両端のそれぞれに円が重ねられた形状に限らない。たとえば、図8に例示したようにH形状であってもよい。この場合であっても、x方向の長さを拡大した矩形導波管との相違を明確にすべく、x方向の長さが長い両端部について、y方向の長さを全体の「1/3」未満とすることが望ましい。
また、H形状としては、その端部が半円形状となるものに限らない。たとえば、刃径の小さいドリルを用いて導波管の型となる空洞部を形成することにより、端部の形状を極力フラットとしてもよい。
さらに、H形状としては、図8の長さLh1,Lh2,Lh3,Lh4が互いに等しいものに限らない。たとえば、長さLh2および長さLh3を等しくし、長さLh1および長さLh4を等しくして且つ、長さLh2および長さLh3を、長さLh1および長さLh4よりも意図的に長くしてもよい。なお、ここで、等しいとは、製造公差を許容したものとする。
・導波管の軸方向である導波管の延びる方向が、積層方向であるz方向に平行であることも必須ではなく、それら一対の方向にずれがあってもよい。
「スリットについて」
・導波管の軸方向である導波管の延びる方向に平行な光線によって、z方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面に第2側スリット38を投影した図形が同平面に導波管36を投影した図形に包含されることは必須ではない。たとえば、同平面に第2側スリット38を垂直投影した図形の長手方向における端部が同平面に導波管36を垂直投影した図形の長手方向における端部と重なってもよい。
「スリットについて」
・導波管の軸方向である導波管の延びる方向に平行な光線によって、z方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面に第2側スリット38を投影した図形が同平面に導波管36を投影した図形に包含されることは必須ではない。たとえば、同平面に第2側スリット38を垂直投影した図形の長手方向における端部が同平面に導波管36を垂直投影した図形の長手方向における端部と重なってもよい。
・xy平面における第2側スリット38の断面形状としては、長手方向の両端部において、短手方向の長さが中央部よりも長い形状に限らない。
・導波管の軸方向である導波管の延びる方向に平行な光線によって、z方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面に第7側スリット40を投影した図形が同平面に導波管36を投影した図形に包含されることは必須ではない。たとえば、同平面に第7側スリット40を垂直投影した図形の長手方向における端部が同平面に導波管36を垂直投影した図形の長手方向における端部と重なってもよい。
・導波管の軸方向である導波管の延びる方向に平行な光線によって、z方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面に第7側スリット40を投影した図形が同平面に導波管36を投影した図形に包含されることは必須ではない。たとえば、同平面に第7側スリット40を垂直投影した図形の長手方向における端部が同平面に導波管36を垂直投影した図形の長手方向における端部と重なってもよい。
・xy平面における第7側スリット40の断面形状としては、長手方向の両端部において、短手方向の長さが中央部よりも長い形状に限らない。
・上記実施形態では、第2側スリット38と第7側スリット40との断面形状を同一としたが、これに限らない。特に、たとえば第2導体層L2を挟む誘電体層と第7導体層L7を挟む誘電体層とで、材質が異なる場合等、構造上何らかの非対称性を持たせる場合等には、意図的に断面形状を異なる設計としてもよい。
・上記実施形態では、第2側スリット38と第7側スリット40との断面形状を同一としたが、これに限らない。特に、たとえば第2導体層L2を挟む誘電体層と第7導体層L7を挟む誘電体層とで、材質が異なる場合等、構造上何らかの非対称性を持たせる場合等には、意図的に断面形状を異なる設計としてもよい。
・第2導体層L2を設ける場合においても、第2側スリット38を設けることは必須ではない。たとえば、第2導体層L2として、第2側スリット38内に、第2導体層L2のグランドプレーンに接触しない導体を設けてもよい。
・第7導体層L7を設ける場合においても、第7側スリット40を設けることは必須ではない。たとえば、第7導体層L7として、第7側スリット40内に、第7導体層L7のグランドプレーンに接触しない導体を設けてもよい。
「変換部について」
・第1側変換部50のうちのマイクロストリップ線路52との接続箇所に設ける凸部CPとしては、y方向の長さが一定であるものに限らず、たとえばマイクロストリップ線路52側に行くにつれてy方向の長さが短くなる形状を有していてもよい。もっとも、第1側変換部50に凸部CPを設けること自体必須ではない。
・第1側変換部50のうちのマイクロストリップ線路52との接続箇所に設ける凸部CPとしては、y方向の長さが一定であるものに限らず、たとえばマイクロストリップ線路52側に行くにつれてy方向の長さが短くなる形状を有していてもよい。もっとも、第1側変換部50に凸部CPを設けること自体必須ではない。
・第1側変換部50に切り欠き部SLを形成すること自体必須ではない。たとえばビア44を設けるのみであっても、電界の漏洩を抑制することは可能である。
・第8側変換部60のうちのアンテナ62との接続箇所に設ける凸部CPとしては、y方向の長さが一定であるものに限らず、たとえばアンテナ62側に行くにつれてy方向の長さが短くなる形状を有していてもよい。もっとも、第8側変換部60に凸部CPを設けること自体必須ではない。
・第8側変換部60のうちのアンテナ62との接続箇所に設ける凸部CPとしては、y方向の長さが一定であるものに限らず、たとえばアンテナ62側に行くにつれてy方向の長さが短くなる形状を有していてもよい。もっとも、第8側変換部60に凸部CPを設けること自体必須ではない。
・第8側変換部60に切り欠き部SLを形成すること自体必須ではない。たとえばビア48を設けるのみであっても、電界の漏洩を抑制することは可能である。
「包囲導体について」
・ビア42が、第2導体層L2に接触していることは必須ではない。これは、たとえば、第2導体層L2に第2誘電体層P2を積層形成した後、第2誘電体層P2を貫通しないように穴をあけ、同穴に導体を充填することにより実現できる。
「包囲導体について」
・ビア42が、第2導体層L2に接触していることは必須ではない。これは、たとえば、第2導体層L2に第2誘電体層P2を積層形成した後、第2誘電体層P2を貫通しないように穴をあけ、同穴に導体を充填することにより実現できる。
・ビア42が、第3導体層L3に接触していることは必須ではない。これは、たとえば、第3導体層L3に第2誘電体層P2を積層形成した後、第2誘電体層P2を貫通しないように穴をあけ、同穴に導体を充填することにより実現できる。
・包囲導体として、ビア42を設ける代わりに、第2誘電体層P2に筒状の溝を形成し、溝内に導体を充填することによって、筒状の導体を設けてもよい。
・たとえば、第1外層部30を内層部32に張り合わせる場合等、第2誘電体層P2にビア46を形成することが困難であるなら、ビア42等の包囲導体を設けなくてもよい。
・たとえば、第1外層部30を内層部32に張り合わせる場合等、第2誘電体層P2にビア46を形成することが困難であるなら、ビア42等の包囲導体を設けなくてもよい。
・ビア46が第7導体層L7に接触していることは必須ではない。
・ビア46が第6導体層L6に接触していることは必須ではない。
・包囲導体として、ビア46を設ける代わりに、第6誘電体層P6に筒状の溝を形成し、溝内に導体を充填することによって、筒状の導体を設けてもよい。
・ビア46が第6導体層L6に接触していることは必須ではない。
・包囲導体として、ビア46を設ける代わりに、第6誘電体層P6に筒状の溝を形成し、溝内に導体を充填することによって、筒状の導体を設けてもよい。
・たとえば、第2外層部34を内層部32に張り合わせる場合等、第6誘電体層P6にビア46を形成することが困難であるなら、ビア46等の包囲導体を設けなくてもよい。
「ガード用導体について」
・ビア44が第2導体層L2に接触していなくてもよい。
「ガード用導体について」
・ビア44が第2導体層L2に接触していなくてもよい。
・ビア44が第1側変換部50に接触していなくてもよい。
・第1誘電体層P1に設けられるガード用導体としては、複数のビア44にて構成するものに限らない。たとえば、マイクロストリップ線路52との接続箇所に最近接する2つのビア44間以外について、互いに最も近いもの同士を接続した形状の導体を設けてもよい。
・第1誘電体層P1に設けられるガード用導体としては、複数のビア44にて構成するものに限らない。たとえば、マイクロストリップ線路52との接続箇所に最近接する2つのビア44間以外について、互いに最も近いもの同士を接続した形状の導体を設けてもよい。
・z方向に直交して且つ第1導体層L1を含む平面にビア44を垂直投影した図形が、切り欠き部SLや、一対の切り欠き部SLによって挟まれる領域に含まれないことは必須ではない。
・第1誘電体層P1にビア44等のガード用導体を設けることも必須ではない。
・ビア48が第7導体層L7に接触していなくてもよい。
・ビア48が第8側変換部60に接触していなくてもよい。
・ビア48が第7導体層L7に接触していなくてもよい。
・ビア48が第8側変換部60に接触していなくてもよい。
・第7誘電体層P7に設けられるガード用導体として、複数のビア48にて構成するものに限らない。たとえば、アンテナ62との接続箇所に最近接する2つのビア48間以外について、互いに最も近いもの同士を接続した形状の導体を設けてもよい。
・z方向に直交して且つ第8導体層L8を含む平面にビア48を垂直投影した図形が、切り欠き部SLや、一対の切り欠き部SLによって挟まれる領域に含まれないことは必須ではない。
・第7誘電体層P7にビア48等のガード用導体を設けることも必須ではない。
「両面基板について」
・たとえば内層部32から、第5導体層L5を削除し、3つの導体層および2つの誘電体層によって内層部32を構成してもよい。またたとえば、内層部32から、第4導体層L4および第5導体層L5を削除し、2つの導体層および1つの誘電体層によって内層部32を構成してもよい。さらにたとえば、内層部32から、第3導体層L3、第4導体層L4、第5導体層L5および第6導体層L6を削除し、誘電体層に導波管36が埋め込まれた構成としてもよい。
「両面基板について」
・たとえば内層部32から、第5導体層L5を削除し、3つの導体層および2つの誘電体層によって内層部32を構成してもよい。またたとえば、内層部32から、第4導体層L4および第5導体層L5を削除し、2つの導体層および1つの誘電体層によって内層部32を構成してもよい。さらにたとえば、内層部32から、第3導体層L3、第4導体層L4、第5導体層L5および第6導体層L6を削除し、誘電体層に導波管36が埋め込まれた構成としてもよい。
・第1外層部30から、第2導体層L2を削除し、1つの導体層と1つの誘電体層とによって第1外層部30を構成してもよい。
・第2外層部34から、第7導体層L7を削除し、1つの導体層と1つの誘電体層とによって第2外層部34を構成してもよい。
・第2外層部34から、第7導体層L7を削除し、1つの導体層と1つの誘電体層とによって第2外層部34を構成してもよい。
・導波管36の内部に誘電体が充填されていることは必須ではない。
・第1側変換部50とMMIC54とを接続するマイクロストリップ線路52が第1導体層L1に形成されていることは必須ではない。たとえば、第1側変換部50に、MMIC54を直接接続してもよい。
・第1側変換部50とMMIC54とを接続するマイクロストリップ線路52が第1導体層L1に形成されていることは必須ではない。たとえば、第1側変換部50に、MMIC54を直接接続してもよい。
・MMIC54が、第1導体層L1のみに接続される構成に限らない。たとえば、送信用のMMIC54を第1導体層L1に接続しつつも、受信用のMMIC54については、第8導体層L8に接続してもよい。換言すれば、受信用のMMIC54をアンテナ62に接続することによって、アンテナ62により受信された信号を導波管36を介すことなくMMIC54に送信してもよい。
「導波管の製造工程について」
・上記実施形態では、大刃径ドリル70によって原型部材32aを貫通させる第1貫通工程の後に、小刃径ドリル72によって原型部材32aを貫通させる第2貫通工程を実行したが、第1貫通工程と第2貫通工程との順序についてはこれに限らない。
・上記実施形態では、大刃径ドリル70によって原型部材32aを貫通させる第1貫通工程の後に、小刃径ドリル72によって原型部材32aを貫通させる第2貫通工程を実行したが、第1貫通工程と第2貫通工程との順序についてはこれに限らない。
・導波管の外周を規定する誘電体内の空洞部を形成する手法としては、ドリルを用いる手法に限らず、レーザを用いる手法であってもよい。
「導波管について」
・上記実施形態では、遮蔽周波数よりも高周波となる信号である伝送対象となる信号がTEモードのうちの基底モードのみとなる導波管を例示したが、これに限らない。
「導波管について」
・上記実施形態では、遮蔽周波数よりも高周波となる信号である伝送対象となる信号がTEモードのうちの基底モードのみとなる導波管を例示したが、これに限らない。
・上記実施形態では、送信用の導波管と受信用の導波管とを別としたが、これに限らない。
「導波管の配置について」
・長手方向に隣接するように複数の導波管を配置することは必須ではない。長手方向に隣接するように複数の導波管を配置しない場合であっても、様々な配置の制約を満たすうえで、上記実施形態やその変更例に例示した導波管を用いて長手方向の長さを短縮することは有効である。なお、こうした事情は、両面基板18やレーダ装置10が単一の導波管のみを備える場合であっても同様である。
「導波管の配置について」
・長手方向に隣接するように複数の導波管を配置することは必須ではない。長手方向に隣接するように複数の導波管を配置しない場合であっても、様々な配置の制約を満たすうえで、上記実施形態やその変更例に例示した導波管を用いて長手方向の長さを短縮することは有効である。なお、こうした事情は、両面基板18やレーダ装置10が単一の導波管のみを備える場合であっても同様である。
「処理回路について」
・上記実施形態では、MMIC54が、複数のチャンネルを有するものとしたが、これに限らない。たとえば複数のチャンネルのそれぞれに1つずつMMICを設けてもよい。
・上記実施形態では、MMIC54が、複数のチャンネルを有するものとしたが、これに限らない。たとえば複数のチャンネルのそれぞれに1つずつMMICを設けてもよい。
・上記実施形態では、MMIC54と、MMIC54による送受信処理の制御およびMMIC54の出力する信号の解析処理を実行するマイコン56とを各別の部材としたが、それらが一体となっていてもよい。
「レーダ装置について」
・送信用のアンテナ62の数や受信用のアンテナ62の数は、上記実施形態で例示したものに限らない。たとえばフェーズドアレイ処理を行わない場合等にあっては、送信用のアンテナ62については1つのみ備えるようにしてもよい。
・送信用のアンテナ62の数や受信用のアンテナ62の数は、上記実施形態で例示したものに限らない。たとえばフェーズドアレイ処理を行わない場合等にあっては、送信用のアンテナ62については1つのみ備えるようにしてもよい。
・単一の両面基板18に、MMIC54およびマイコン56が実装されたものに限らない。たとえば、MMIC54が実装された両面基板と、マイコン56が実装された基板とを各別の基板としてもよい。
・レーダ装置としては、出力信号が、車両の外部の物体との相対速度および距離の検出結果信号を含むものに限らない。たとえば、レーダ装置の外部において車両の外部の物体との相対速度および距離を算出するために利用される信号を出力信号としてもよい。
・車両用のレーダ装置としては、76〜77GHzのレーダを送受信する装置に限らない。たとえば、76〜80GHzのレーダを送受信する装置であってもよく、またたとえば、24GHz帯のレーダを送受信する装置であってもよい。もっとも、ミリ波のレーダを送受信する装置にも限らない。
「そのほか」
・誘電体層の材質としては、上記実施形態において例示したものに限らない。
・導体層の材質としては、上記実施形態において例示したものに限らない。
・誘電体層の材質としては、上記実施形態において例示したものに限らない。
・導体層の材質としては、上記実施形態において例示したものに限らない。
10…レーダ装置
12…レドーム
14…シールド板
16…電波吸収体
18…両面基板
36…導波管
38…第2側スリット
40…第7側スリット
42…ビア
44…ビア
46…ビア
48…ビア
50…第1側変換部
52…マイクロストリップ線路
54…MMIC
56…マイコン
60…第8側変換部
62…アンテナ
12…レドーム
14…シールド板
16…電波吸収体
18…両面基板
36…導波管
38…第2側スリット
40…第7側スリット
42…ビア
44…ビア
46…ビア
48…ビア
50…第1側変換部
52…マイクロストリップ線路
54…MMIC
56…マイコン
60…第8側変換部
62…アンテナ
Claims (15)
- 甲導体層(L1,L8)と、
乙導体層(L1,L8)と、
前記甲導体層および前記乙導体層の間に設けられた誘電体層である導波管充填誘電体層(P3〜P5)と、
前記甲導体層および前記乙導体層の2つの導体層のいずれか一方から他方へと進む方向に前記導波管充填誘電体層を貫くようにして設けられた導波管(36)と、を備え、
前記甲導体層に平行な平面における前記導波管の断面は、該断面を長手方向に沿った中央部および該中央部の両側のそれぞれに位置する端部に区分して且つ前記長手方向に直交する方向を短手方向とする場合、前記端部の短手方向の長さが、前記中央部の短手方向の長さと比較して長く形成されている両面基板(32)。 - 前記甲導体層に平行な平面における前記導波管の断面形状は、長方形の長手方向の両端のそれぞれに円が重ねられた形状を有し、
前記円の直径は、前記長方形の短辺の長さよりも長い請求項1記載の両面基板。 - 前記甲導体層に平行な平面における前記導波管の断面において、前記端部の前記長手方向における長さは、それぞれ、前記導波管の前記長手方向の長さの1/3よりも小さい請求項1または2記載の両面基板。
- 前記導波管は、第1導波管および第2導波管を含み、
前記第1導波管および前記第2導波管は、前記長手方向に隣接して配置されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の両面基板。 - 前記甲導体層には、変換部(50,60)と、前記変換部に接続されている導体である接続導体(52,62)と、が形成されており、
前記変換部は、前記接続導体と前記導波管との間の電力の伝送を媒介する導体であり、
前記変換部には、前記接続導体に接続される両端部のそれぞれに切り欠き部(SL)が形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の両面基板。 - 前記いずれか一方から他方へと進む方向に平行な方向における前記導波管の一対の端部のうちの前記甲導体層側の端部を覆う誘電体からなる管対向誘電体層(P2,P6)と、
前記管対向誘電体層のうち前記導波管に対向する面の裏面に積層されて且つ前記甲導体層に対向する導体層である連絡導体層(L2,L7)と、
前記連絡導体層および前記甲導体層に挟まれた誘電体層である連絡誘電体層(P1,P7)と、を備え、
前記連絡誘電体層には、ガード用導体(44,48)が設けられており、
前記平行な方向に直交して且つ前記甲導体層を含む平面に前記ガード用導体を垂直投影した図形は、一対の前記切り欠き部に挟まれた領域の外側に位置する請求項5記載の両面基板。 - 前記接続導体は、アンテナ(62)である請求項5または6記載の両面基板。
- 前記乙導体層(L8)には、アンテナ(62)が形成されている請求項5または6記載の両面基板。
- 前記いずれか一方から他方へと進む方向に平行な方向における前記導波管の一対の端部のうちの前記甲導体層側の端部を覆う誘電体からなる管対向誘電体層(P2,P6)と、
前記管対向誘電体層のうち前記導波管に対向する面の裏面に積層されて且つ前記甲導体層に対向する導体層である連絡導体層(L2,L7)と、
前記連絡導体層および前記甲導体層に挟まれた誘電体層である連絡誘電体層(P1,P7)と、を備え、
前記甲導体層には、前記連絡誘電体層、前記連絡導体層および前記管対向誘電体層を介して前記導波管に対向する変換部(50,60)と、前記変換部に接続されている導体である接続導体(52,62)と、が形成されており、
前記変換部は、前記接続導体と前記導波管との間の電力の伝送を媒介する導体であり、
前記連絡導体層には、前記変換部に対向するようにしてスリット(38,40)が形成されており、
前記平行な方向に直交して且つ前記甲導体層を含む平面に前記スリットを投影した図形は、当該平面に前記導波管を投影した図形に包含される請求項1〜6のいずれか1項に記載の両面基板。 - 前記管対向誘電体層には、包囲導体(42,46)が設けられており、
前記平行な方向に直交して且つ前記連絡導体層を含む平面に前記包囲導体を垂直投影した図形は、前記スリットを囲む図形となる請求項9記載の両面基板。 - 前記甲導体層および前記乙導体層の2つの層のうちの1つの層には、アンテナが形成されており、
前記2つの層のうちの別の層には、高周波信号の送信処理および受信処理の2つの処理のうちの少なくとも1つの処理を実行する処理回路(54,56)が接続されており、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の両面基板と、
前記処理回路と、を備えるレーダ装置(10)。 - 当該レーダ装置は、車両に搭載され、
前記処理回路は、前記送信処理と、前記受信処理とを実行し、
前記受信処理は、前記送信処理によって送信された前記高周波信号が前記車両の周囲の物体によって反射された反射波を受信する処理である請求項11記載のレーダ装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の前記両面基板における前記導波管および前記導波管充填誘電体層を備える伝送部材(32)。
- 請求項13記載の伝送部材を製造する方法において、
大刃径ドリル(70)によって前記導波管充填誘電体層を貫通させる第1貫通工程と、
刃径が前記大刃径ドリルの刃径よりも小さい小刃径ドリル(72)によって前記導波管充填誘電体層を貫通させる第2貫通工程とを有し、
前記第1貫通工程によって前記導波管の両端部に対応する空洞部を形成して且つ前記第2貫通工程によって前記導波管の前記両端部へとつながる部分に対応する空洞部を形成する伝送部材の製造方法。 - 前記第2貫通工程に先立って前記第1貫通工程を実行する請求項14記載の伝送部材の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002271133A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Sharp Corp | 高周波アンテナおよび高周波通信装置 |
JP2003509937A (ja) * | 1999-09-14 | 2003-03-11 | パラテック マイクロウェーブ インコーポレイテッド | 誘電体移相器を有する直列給電フェーズドアレイアンテナ |
WO2014106891A1 (ja) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | 富士通株式会社 | 無線通信装置、及び、電子装置 |
KR20140143990A (ko) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 한국전기연구원 | 마이크로스트립 라인과 도파관 사이 밀리미터파 천이 방법 |
JP2017005414A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 住友電気工業株式会社 | 伝送線路−導波管変換器 |
JP2017121011A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ミリ波アンテナおよびそれを用いたミリ波センサ |
US20170271738A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Te Connectivity Corporation | Board to board contactless interconnect system |
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JP2002271133A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Sharp Corp | 高周波アンテナおよび高周波通信装置 |
WO2014106891A1 (ja) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | 富士通株式会社 | 無線通信装置、及び、電子装置 |
KR20140143990A (ko) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 한국전기연구원 | 마이크로스트립 라인과 도파관 사이 밀리미터파 천이 방법 |
JP2017005414A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 住友電気工業株式会社 | 伝送線路−導波管変換器 |
JP2017121011A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ミリ波アンテナおよびそれを用いたミリ波センサ |
US20170271738A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Te Connectivity Corporation | Board to board contactless interconnect system |
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