JP2021500836A - 多層導波路、多層導波路構成、及びそれらの生産方法 - Google Patents

Abstract

多層導波路デバイス、多層導波路構成、及びそれらを生産する方法であって、多層導波路は、多層導波路となるよう組み立てられる少なくとも３つの水平方向に分割した層を備える。これら層は、少なくとも頂部層（２ａ）、中間層（２ｃ）、及び底部層（２ｅ）であり、各層は、層全体に貫通する貫通孔（３）を有する。貫通孔（３）は隣接する層の隣接孔（３）に対しオフセットして配列され、漏洩抑制構造を創出するようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、概して、生産する及び表面実装する上で費用対効果の高い多層導波路（ＭＬＷ）に関する。

導波路（管）は、従来技術において周知であり、電磁波を起点から終点まで搬送するのに使用される共通コンポーネントである。最も一般には、導波路は中空金属管であり得る。

開放空間で伝播する波にとって、パワーは距離にわたり失われ、可能な伝送距離及び波品質の双方を低下させる。導波路は、したがって、波の拡散方向を少なくとも一方向に制限することによって波を案内し得る構体である。そのコンセプトは、波が特定方向に伝播するよう波を強制的に制限し、またこれにより損失を低減することにある。理想条件においては、これによりパワー損失が全くない波となるが、このような場合はまれ又は全くない。導波路設計に基づいて、漏洩が存在し、また波は導波路チャンネル端縁に結合してエネルギー損失を生ずる。導波路のコンセプトは、長い間にわたり知られるようになってきており、また例えば、信号、音、又は光を伝送するのに使用されている。

多くの異なる形態の導波路が従来既知であるが、現行解決策では欠点がある。現在解決策の開発中に、例えば、表面実装導波路を必要とする応用分野に適合する導波路を生産するのは困難であることが分かってきた。

電磁波による電波の一般的適用において、矩形断面を有するほぼ中空の金属構体である矩形導波路を使用することができる。これらは、例えば、導波路として組み立てられる２つの金属ブロックで生産することができる。このような導波路は、互いに組み立てられる頂部層及び底部層を有することができる。これら２つの層の一部を切除し、この切除は、ともに組み立てるときにこれら２つの層が導波路としての中空空間を形成するように行う。２つのブロックは、漏洩を低減する良好な接続性を有することを必要とする。しかし、層の僅かな部分しか切除されず、また機械的支持のためにのみ大きな部分が残存しているという事実に起因して、導波路ブロックは、概して嵩張り、また多くの場合重量があり、表面実装及び／又は軽量な用途には適さない。

他の解決策として、いわゆる誘電導波路が使用される。誘電導波路と空気充満金属表面導波路との間には相違がある。金属表面導波路においては、磁場が金属内に短い距離貫入するが、２つの層間のギャップが存在する場合、とくに、ギャップが水平方向である場合に、相当な量の漏洩を生ずる。この理由としては、電磁波が密に閉じ込められ、また極めて短い距離しか金属内に貫入できないことを意味するからである。誘電導波路に関して、問題の特徴は異なるものであり、これは伝播しない一過性の波に起因する。このことは、さらに、なぜ特許請求の範囲に記載の特徴を持たない金属表面導波路が漏洩を低減するために層間に高いレベルの伝導率を必要とするかの理由である。

導波路を製造することに関連する他の問題は、ＣＮＣミリング加工及び成形加工の現行レベルがレーザー切断又はエッチングのような他の方法に比べて、生産方法の製造公差が悪くなるという点である。このことは、とくに表面実装用途のための導波路構体の生産を困難及び／又は高価なものにする。この問題は、例えば、８０ＧＨｚ以下の周波数に適合する導波路の共通する生産方法であるＣＮＣミリング加工及び成形加工の双方以外に何らかの周波数レンジに関してより歴然としている。１１０ＧＨｚ〜１７０ＧＨｚのＤバンド周波数レンジの導波路に関して、ＣＮＣミリング加工及び成形加工は、生産技術をどのように行うかに関連してすべてのものが極めて小さいものであるため、極めて費用がかかるものになる。ことによって、所望結果を得るには、幾つかのケースでは不適切であり、又は幾つかのケースでは不可能ですらある。

１００ＧＨｚを十分に上回る周波数レンジに関して、例えば、使用されるシリコンウェハー（金属ブロックの代わりとして）上のエッチングが生産上の問題を部分的に解決する技術がある。しかし、導波路の特性に起因して、この生産方法は２００ＧＨｚを下回る周波数レンジには適さない。この理由としては、シリコンウェハーに対するディープエッチング（例えば、３００μｍを超える）を実施するのは困難であるからである。

これにより、若干の導波路は、大き過ぎてシリコンチップには適さないが、成形加工又はＣＮＣミリングのバージョンには小さすぎる。さらに、導波路漏洩及びパワー損失は共通の問題である。本願発明者は、多層を有する導波路は、概して、とくに、層を互いに頂部上に積み重ね、水平平面に配列される層間界面を作成する場合に高いレベルの漏洩を引き起こすということに気付いた。

さらにまた、例えば、銅の多層を使用してＤバンド周波数レンジの周波数に対処できる導波路を作成する他の生産方法がある。このような方法に関しては、例えば、拡散境界付け（diffusing bounding）を使用して、導波路からの漏洩を減少する良好な層間伝導率を可能にする。しかし、この製造方法は、費用がかかりかつ実施するための特別な設備を必要とし、また大きな導波路構体の大量生産には適さない。

特許請求の範囲に記載のコンセプトを簡潔に記述すると、ＣＮＣミリング加工公差では不十分（及び上述したように、ＣＮＣミリング加工は大量生産に適していない）８０〜２００ＧＨｚ周波数レンジあたりのギャップが存在し、導波路は、シリコンエッチング解決策で生産するのに適するよりも大きくする必要があり、また結合した銅の解決策は費用がかかり、かつ大量生産品を製造するのが困難である。さらに、すべてのタイプの層状化した導波路では、一般的に漏洩が問題であり、また多くの応用分野で導波路の重量は重要性がそれほど高くない二次要因となっていた。ドローン、宇宙応用、自動車用レーダー、航空機、及びこれらに類する用途にて、重量削減は、大量生産に対処する上で表面実装との両立性とともに、重要な要因である。

したがって、コンパクトかつ軽量であり、いかなる困難な生産方法をも必要としないで市場の性能要件を満たす表面実装導波路は有利である。さらに、少なくとも上述した周波数レンジに対して上述した解決策の限界なしに使用できるタイプの導波路は有益である。特許請求の範囲に記載の本発明解決策は、Ｄバンド周波数レンジ以外の周波数レンジにも使用することができ、したがって、任意な他の生産方法で生産される導波路にとって代わることができる点に留意すべきである。さらに、本発明解決策の構体はＣＮＣミリング加工で生産することができ、また単独タイプの導波路を多くの異なる応用分野に使用することができる。

本発明の目的は、生産が容易な導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、生産に費用対効果の高い導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、ミリ波周波数帯域（３０〜３００ＧＨｚ）に適した導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、広範囲な周波数レンジに使用できる導波路解決策を得るにある。

本発明の他の目的は、漏洩を低減する多層導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、漏洩を低減するよう層間の流電的（galvanic）接触を必要としない多層導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、漏洩を低減するよう層間の接続性を必要としない多層導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、従来技術の解決策より軽量な導波路を得るにある。

本発明の他の目的は、形状因子が低い導波路を得るにある。

本発明のさらに他の目的は、上述した目的による多層導波路の生産方法を得るにある。

したがって、本解決策は、多層導波路となるよう組み立てられる少なくとも３つの水平方向に分割した層を備える多層導波路デバイスに関する。前記層は、少なくとも頂部層、中間層、及び底部層である。各層は前記層の全体に貫通する貫通孔を有し、また前記貫通孔は隣接層における隣接貫通孔に対しオフセットして配列されて漏洩抑制構体を創出する。

本解決策による１つの利点は、孔が層全体に貫通しており生産が容易であるという点である。これら互いにオフセットして配列される隣接層の孔は、ＥＢＧ（electromagnetic band gap：電磁気バンドギャップ）構体に基づく漏洩抑制構体を創出するということに起因してさらに有利である。

電磁気バンドギャップ（ＥＢＧ）構体の材料又はＥＢＧ構体を創出する構体は指定帯域幅の周波数伝播を防止するよう設計され、本解決策において多層導波路における漏洩を低減するのに使用される。このことは、多くの層を有する導波路がこのような解決策が従来持っていた欠点なく使用することを可能にする。

さらに、例えば、層間に電気的及び流電的（electrical and galvanic）接触を必要とする他の解決策においては、垂直方向ではなく水平方向での漏洩がより多いことに留意されたい。

一実施形態によれば、孔は、ＥＢＧ構体を創出する単位セルパターンのアレイで整列せずに配列される。

一実施形態によれば、多層導波路は、さらに、前記頂部層の頂部に配置した第２頂部層と、及び前記底部層の下側に配置した第２底部層とを有し、前記第２頂部層及び第２底部層は、前記層に部分的にのみ延在する孔を有する。

一実施形態によれば、孔は互いにより高次の対称性でオフセットされる。

一実施形態によれば、孔は、各孔が隣接層における２つ及び４つの孔間でオーバーラップするようオフセットして配列される。

一実施形態によれば、中間層の孔は、その中間層の上方に配置される隣接層及びその中間層の下方に配置される隣接層における２つ及び４つの孔間でオーバーラップするようオフセットして配列される。

一実施形態によれば、すべての第２層における孔は整列する。

多層導波路の実施形態によれば、層は同一材料又は異なる材料のいずれかから作成する。層は、例えば、金属材料、又は導電性表面でコーティングした非金属材料から作成することができる。

実施形態によれば、多層導波路は空気充満矩形導波路である。

実施形態によれば、多層導波路は金属導波路である。

実施形態によれば、多層導波路は金属表面導波路である。

実施形態によれば、多層導波路は金属矩形導波路である。

多層導波路の実施形態によれば、多層導波路の層は、導電性接着剤、絶縁性接着剤、及びねじのうちいずれか１つで互いに保持される。

本解決策の１つの利点は、任意な形態の結合又は取付け手段を使用して層を互いに保持することができる点である。この理由は、漏洩を抑制するために層間に何らの導電性をも必要としないことにある。しかし、導電性は性能に悪影響を与えるものではないことに留意すべきである。すなわち、本明細書記載の本解決策による多層導波路は、層間の導電特性に無関係にうまく機能する。

実施形態によれば、多層導波路は、３つより少ない取付け手段、好適には、ねじ又はリベットで互いに保持される。

実施形態によれば、層を分割するギャップが存在する。

本明細書記載の多層導波路による１つの利点は、層間の小さいギャップが導波路特性に影響を及ぼさない点である。このことは、ギャップが漏洩を大幅に増大させる多くの他の導波路とは正反対である。

実施形態によれば、各層は異なるパターンの孔及び／又は細長開孔を有する。

多層導波路の実施形態によれば、前記孔は任意の適当な形状、好適には、円形、三角形、正方形、五角形、矩形、長方形、四角形、六角形、又は任意な他の形状である。層における孔の形状はＥＢＧ特性が得られる限り機能性に影響を及ぼさないことを理解されたい。

多層導波路の実施形態によれば、層における孔は、材料に電磁気バンドギャップ構体を達成するよう配列される。

実施形態によれば、各層における孔間の距離は、多層導波路がそれ用に設計される波長よりも小さいものである。

実施形態によれば、孔の直径は０.４*λ〜０.６*λであり、孔間の間隔は０.８*λ〜１.２*λであり、ここでλは自由空間における波長である。

実施形態によれば、孔の直径は約０.４*λであり、孔間の間隔は約０.８*λであり、ここでλは自由空間における波長である。

実施形態によれば、孔の直径は約０.５*λであり、孔間の間隔は約１.２*λであり、ここでλは自由空間における波長である。

実施形態によれば、孔は反復パターンで再起する。

実施形態によれば、前記多層導波路は導波路チャンネルを有する。前記導波路チャンネルは少なくとも１つの中間層における細長開孔である。

１つの利点は、多層導波路の導波路チャンネルは１つ又はそれ以上の中間層における貫通細長開孔として生産することができる点である。生産上の観点から、層厚の一部分にのみ延在する溝孔を生産するよりも、層厚全体にわたり貫通する開孔を生産するのは格段に容易である。多重層を配置することによって、導波路チャンネルは、１つ又はそれ以上の細長開孔で作成される包囲空間として創出される。頂部層及び底部層は、一実施形態において細長開孔の側辺とともに、導波路チャンネルを創出する包囲部材である。

実施形態によれば、前記多層導波路は、前記導波路チャンネルの起点に整列する導波路チャンネル入口と、及び前記導波路チャンネルの終点に整列する導波路チャンネル出口とを有する。前記導波路チャンネル入口は前記頂部層に配置されるか、又は前記導波路チャンネル入口は前記底部層に配置されるかのいずれかである。出口に関しては、前記導波路チャンネル出口は前記頂部層に配置されるか、又は前記導波路チャンネル出口は前記底部層に配置されるかのいずれかである。

実施形態によれば、前記多層導波路は、前記導波路チャンネルの起点に整列する導波路チャンネル入口と、及び前記導波路チャンネルの終点に整列する導波路チャンネル出口とを有し、前記導波路チャンネル入口は、
・前記頂部層、
・前記底部層
のうちいずれか一方に配置され、また前記導波路チャンネル出口は、
・前記頂部層、
・前記底部層
のうちいずれか一方に配置される。

多層導波路の実施形態によれば、多層導波路は、中間層における前記導波路チャンネルの起点に整列する導波路チャンネル入口と、中間層における前記導波路チャンネルの終点に整列する導波路チャンネル出口とを有する頂部層を備える。

多層導波路の実施形態によれば、導波路は、前記導波路チャンネルの周りに配列される前記孔の少なくとも１つの列を備える。

多層導波路の実施形態によれば、導波路は、前記導波路チャンネルの周りに配列される前記孔の少なくとも２つの列を備える。

多層導波路の実施形態によれば、多層導波路の層は同一サイズを有する。

実施形態によれば、多層導波路は、少なくとも第１中間層、第２中間層及び第３中間層を有し、また各中間層は、各中間層に対して同心状に配置される細長開孔を有する。

多層導波路の実施形態によれば、前記第１中間層における前記細長開孔は、前記第２中間層における前記細長開孔よりも長く、また前記第２中間層における前記細長開孔は、前記第３中間層における前記細長開孔よりも長い。

１つの利点は、各中間層における細長開孔の長さを変化させることによって、組み立てた多層導波路における導波路チャンネルの各端部に段差構造を得ることができる点である。

多層導波路の実施形態によれば、
・前記第１中間層、前記第２中間層及び前記第３中間層の各々は細長開孔を有し、また
・前記第２中間層は、さらに、前記細長開孔内に配置される中央部材を有する。

導波路の多層構体による１つの利点は、中間層の細長開孔内に中央部材を配置することによって同軸状導波路を効果的に生産できる点である。同軸状導波路の他の利点は、コンパクトな導波路構体を創出する点である。一実施形態における中央部材は、中間層における細長開孔の幅の一部分を充填する。

さらに他の利点は、本明細書記載の同軸状導波路のような矩形同軸状伝送ラインが１オクターブより広い帯域幅を有する導波路を創出する点である。

別の利点は、本明細書記載の同軸状導波路はアンテナ又はフィルタとして使用するのに適する。

本解決策による他の利点は、任意な導波路デバイスを設計するのに使用できる導波路伝送ライン、例えば、スロットアレイアンテナ、フィルタ、方形導波路、及び同軸状導波路が得られる点である。

多層導波路の実施形態によれば、導波路チャンネルは、前記導波路チャンネルの延在方向に直交する方向に延在する複数の側方フランジを有する。

側方フランジによる１つの利点は、端縁に結合して伝播する波の能力を最小化することによって漏洩を低減する点である。導波路の端縁に結合する波はエネルギーを損失し、このエネルギー損失の少なくとも一部分は本明細書記載のフランジにより防止される。

一態様によれば、多層導波路構成は、上述した実施形態のいずれかに記載の多層導波路を有し、能動コンポーネントが前記多層導波路の前記導波路チャンネルに配置される

１つの利点は、ＭＭＩＣ又は任意な他の形態である能動コンポーネントのような集積回路を導波路チャンネル内に配置することができる点である。

一態様によれば、多層導波路の層は、上述したような多層導波路及び／又は多層導波路構造に適合する層である。

一態様によれば、多層導波路デバイスを生産する方法において、
・層の中央領域における細長エリアを包囲する貫通孔の少なくとも１つの列を有する頂部層をエッチング又はレーザー切削するステップと、
・層の中央領域における細長エリアを包囲する貫通孔の少なくとも１つの列を有する少なくとも１つの中間層をエッチング又はレーザー切削し、かつ前記細長エリアに細長開孔をエッチング又はレーザー切削するステップと、及び
・層の中央領域における細長エリアを包囲する貫通孔の少なくとも１つの列を有する底部層をエッチング又はレーザー切削するステップと、
を備える。

一実施形態によれば、貫通孔の列は隣接層間でオフセットして配列される。

一態様によれば、多層導波路デバイスを生産する方法において、
・層の中央領域における細長エリアを包囲する貫通孔の少なくとも２つの列を有する頂部層をエッチング又はレーザー切削するステップと、
・層の中央領域における細長エリアを包囲する貫通孔の少なくとも２つの列を有する少なくとも１つの中間層をエッチング又はレーザー切削し、かつ前記細長エリアに細長開孔をエッチング又はレーザー切削するステップと、及び
・層の中央領域における細長エリアを包囲する貫通孔の少なくとも２つの列を有する底部層をエッチング又はレーザー切削するステップと、
を備える。

一実施形態によれば、生産方法は、さらに、
・前記頂部層に導波路チャンネル入口及び導波路チャンネル出口をエッチング又はレーザー切削するステップを備える。

一実施形態によれば、生産方法は、さらに、
・前記頂部層又は前記底部層のいずれか一方に導波路チャンネル入口をエッチング又はレーザー切削するステップと、及び
・前記頂部層又は前記底部層のいずれか一方に導波路チャンネル出口をエッチング又はレーザー切削するステップと、
を備える

一実施形態によれば、前記層は、導電性接着剤、絶縁性接着剤、又はねじのうちいずれか１つで互いに保持される。

本明細書記載の解決策は複数の利点を有し、例えば、溝孔よりも貫通孔は生産がより容易であり、任意な費用がかかる結合プロセスを必要とすることなく漏洩を低減する上で費用効率が高い。

本発明を以下に実施例として添付図面につき説明する。

多層導波路の多重層の一実施形態を示す。 図１に示す層を備える組み立てた多層導波路の一実施形態を示す。 多層導波路の層における２つの実施例を示す。 多層導波路の頂部層の孔パターンの一実施形態を示す。 多層導波路の一実施形態の縦断面図を示す。 多層導波路の多重層の一実施形態を示す。 同軸状多層導波路の一実施形態における縦断面図を示す。 同軸状多層導波路の一実施形態における縦断面図を示す。 多層導波路における層のための異なる実施形態の孔パターンを示す。 多層導波路における層のための異なる実施形態の孔パターンを示す。 多層導波路における層のための異なる実施形態の孔パターンを示す。 多層導波路２つの層を並置させて示す一実施形態を示す。 図１０ａに示す２つの層を上下に重ね合わせて示し、多層導波路の隣接層の孔間におけるオフセットを有する一実施形態を示す。 第２頂部及び底部層を有する多層導波路における多重層の一実施形態を示す。 図１１に示す層を有する組み立てた多層導波路の一実施形態を示す。 図１１及び１２に示す実施形態の他表示図を示す。 フィルタとして使用するよう導波路チャンネルが配列される多層導波路デバイスの一実施例を示す。

以下の説明において、本発明の異なる実施形態の詳細な説明を添付図面につき開示する。本明細書におけるすべての実施例は概要の一部として示すべきであり、またしたがって、一般用語を任意なやり方で組み合わせることができる。種々の実施形態及び態様における個別の特徴は組み合わせる又は交換することができ、このような組合せ又は交換は、このような組合せ又は交換が多層導波路、多層導波路構成又はそれらの生産方法のすべての機能に明らかに矛盾しない限り可能である。

簡潔に説明すると、本発明解決策は、層間の電気的及び流電的（electrical and galvanic）接触の必要性を何ら持たない多層導波路に関する。多層導波路は、該導波路の層間での漏洩を低減する漏洩抑制構体を有する。この漏洩抑制構体は、導波路チャンネルを包囲する少なくとも１つの列として配列される複数の孔を有し、これら複数の孔はオフセットさせて配列し、ＥＢＧ（electromagnetic band gap：電磁バンドギャップ）構体を創出する。

図１は多層導波路１の層２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの一実施形態を示す。図１に示す層の各々は異なる層間で、又は少なくとも隣接する層間でオフセットして配列される孔３を有する。図１は、さらに、頂部層２ａが中間層２ｂ、２ｃ、２ｄの上方にあり、また中間層２ｂ、２ｃ、２ｄが底部層２ｅの上方にある本明細書記載の層の向きを示す。しかし、当然のことながら、任意な数の層を多層導波路内に使用することができ、また多層導波路は使用にあたり任意の向きに配列することができる。層の順序に関する向き及び方法は単に例示的な理由である。しかし、幾つかの実施形態において、多層導波路は本明細書で図解及び記載するように配置することができる。

図２は、図１の層を備える多層導波路１を示す。図２は、さらに、多層導波路１がどのようにして多層導波路１の頂部層２ａにおけるこの実施形態の開孔、孔又は開口である導波路チャンネル入口４及び導波路チャンネル入口５を有するかを示す。

図３は、頂部層２ａ及び中間層２ｃの一実施形態を示し、これは、異なる層の孔、入口、出口、及び開孔のパターンがどのように見えるかの実施例を示す。図３は、さらに、細長開孔７を示し、この細長開孔７は、組み立てた多層導波路１においてその細長開孔自体で又は隣接する層における細長開孔とともに、のいずれかで導波路チャンネル７７（例えば、図５参照）を形成する。

図３において、この実施形態における頂部層２ａの細長エリア６を示す。この細長エリア６は層の中実部であるとともに、例えば、孔３、細長開孔７、入口４、５等は、層に貫通孔を創出するよう除去される材料である。

図４は層のパターンの一実施形態を示す。この層は、異なる実施形態において頂部層２ａ、底部層２ｅ、又は中間層のいずれかであり得る。図４が中間層を示す場合の実施形態において、このような層を備える多層導波路は、さらに、同一場所に配列されるが、孔３に対しオフセットして配列される導波路入口４及び導波路入口５を有する頂部層２ａ又は底部層２ｂも有する。

図５は多層導波路１の一実施形態における断面を示し、この場合、孔３は異なる層における孔３ａ、３ｂとして示す。頂部層２ａの孔３ａは、図５で分かるように中間層２ｂの孔２ｂにオフセットして配列される。この断面は、図５ではっきりと見える導波路チャンネル７７内にある。図５は、さらに、導波路チャンネル７７の両側の各端部に配列される段差構造であって、電磁波を導波路チャンネル入口４から導波路チャンネル７７内に、また導波路チャンネル７７から導波路チャンネル出口５に向けてそれぞれ良好に導く、該段差構造を導波路チャンネル７７が有する多層導波路１の実施形態を示す。

図６は、多層導波路１の層２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにおける一実施形態を示す。図１に示す層の各々は異なる層間で、又は少なくとも隣接する層間でオフセットして配列される孔を有する。図１は、さらに、頂部層２ａが中間層２ｂ、２ｃ、２ｄの上方にあり、また中間層２ｂ、２ｃ、２ｄが底部層２ｅの上方にある本明細書記載の層の向きを示す。しかし、当然のことながら、任意な数の層を多層導波路内に使用することができ、また多層導波路は使用にあたり任意の向きに配列することができる。層の順序に関する向き及び方法は単に例示的な理由である。しかし、幾つかの実施形態において、多層導波路は本明細書で図解及び記載するように配置することができる。

図７は、同軸状導波路を創出するよう中央部材８を導波路チャンネル７７内に配列した多層導波路１の一実施形態における断面を示す。中央部材８は任意な形態又は形状を有することができると理解されたい。中央部材８は、さらに、同軸状導波路の他の構体が望まれる場合、多重層内に配置することができる。

図８は、中央部材８が導波路チャンネル７７の中心部分に配置される同軸状導波路の一実施形態における他の断面を示す。

図９ａ〜９ｃは、多層導波路１における層のための異なる実施形態の孔パターンを示し、この場合、開口３、導波路チャンネル入口４及び出口５、並びに細長開孔７を示す。入口４及び出口５は、導波路の全体機能に影響を与えることなく場所を入れ替えることができ、すなわち、導波路内で波を案内する方向を切り替えることができる。

図９ａは矩形断面を有する多層同軸状導波路を示す。頂部層２ａは細長エリア６を包囲する２つの列に配列した複数の孔３を有する。細長エリア６において導波路チャンネル入口４及び導波路チャンネル出口５が配置され、双方ともに頂部層２ａに貫通する貫通孔である。

第１中間層２ｂは、細長開孔７周りに配列され、導波路チャンネル７７の一部である多数のフランジ９を示す。細長開孔７は、図示のように、入口４及び出口５間に延在して、これら入口４及び出口５を接続する。第２中間層２ｃは、中実部材であり、導波路１を組み立てたとき導波路チャンネル７７を同軸状にする部分を創出する中央部材８を有する。第３中間層２ｄはフランジ付きの細長開孔７を示す。

さらに、フランジ９につき説明すると、一実施形態においてこのフランジは反転させる、すなわち、導波路チャンネル７７内に突入する。

側方フランジによれば、端縁と結合して伝播する波の能力を最小化することによる漏洩を減少するという１つの利点がある。このことは、端縁における不連続性に起因する。導波路の端縁に結合する波はエネルギーを損失させ、このエネルギー損失の少なくとも一部分は本明細書記載のフランジにより阻止される。

一実施形態によれば、フランジは反転させる、すなわち、導波路チャンネル７７内に突入する。

図９ａは、さらに、２列の孔３及び細長エリア６を有する底部層２ｅを示す。

図９ｂは、孔３が図９ａにおけるような矩形の代わりに丸いものである多層導波路１における層の他の実施形態を示す。さらに、図９ｂは同軸状でない多層導波路１の層を示す。

図９ｃは、導波路チャンネル入口４を底部層２ｅに配置し、また導波路チャンネル出口５を頂部層２ａに配置した他の実施形態の多層同軸状導波路を示す。

図１０ａは、並置させた頂部層２ａ及び中間層２ｂを孔３とともに示す。

図１０ｂは、図１０ａに示す頂部層２ａ及び中間層２ｂを互いに上方に重ね合わせて示す。この図からは、一実施形態における孔３のオフセットがどのように見えるかが明らかである。しかし、この発明解決策は任意の特別な設計に限定されず、ＥＢＧ構体を創出する孔の任意なパターンも発明解決策の範囲内にあることに留意されたい。

図１１は多層導波路１の他の実施形態を示す。図１１に示すこの実施形態において、導波路は１つの追加頂部層２２ａ及び１つの追加底部層２２ｂを備える。これら追加層は、層全体にわたり貫通しない孔３３を有する。

図１２は、図１１の層を備える多層導波路１を示す。図１２は、さらに、導波路１が、どのようにして、この実施形態において多層導波路１の追加頂部層における開孔、孔、又は開口である導波路チャンネル入口４及び導波路チャンネル入口５を備えるかを示す。

図１３は図１１及び１２に示す実施形態の層を示す。

図１４は、独立請求項で特許請求した多層導波路の他の実施形態を示す。この多層導波路は、幾つかの他の実施形態とは別の他の形態の導波路チャンネルを有し、図１４に示す実施形態に関しては、導波路チャンネルは、層の延在方向に直交するよう延在する。

Claims (18)

1. 多層導波路（１）となるよう組み立てられる少なくとも３つの水平方向に分割した層を備え、前記層は、少なくとも頂部層（２ａ）、中間層（２ｃ）、及び底部層（２ｅ）である多層導波路デバイスであって、各層は前記層の全体に貫通する貫通孔（３）を有し、また前記貫通孔（３）は隣接層における隣接貫通孔（３）に対しオフセットして配列されて漏洩抑制構体を創出する、ことを特徴とする多層導波路デバイス。
2. 請求項１記載の多層導波路デバイスにおいて、前記孔（３）は、円形、三角形、正方形、五角形、矩形、長方形、四角形、六角形、又は角形のうち任意な１つの形状である、多層導波路デバイス。
3. 請求項１又は２記載の多層導波路デバイスにおいて、前記多層導波路（１）は導波路チャンネル（７７）を有し、前記導波路チャンネル（７７）はすべての層にわたり貫通する開孔である、多層導波路デバイス。
4. 請求項１又は２記載の多層導波路デバイスにおいて、前記多層導波路（１）は導波路チャンネル（７７）を有し、前記導波路チャンネル（７７）は少なくとも１つの中間層（２ｂ）における細長開孔（７）である、多層導波路デバイス。
5. 請求項４記載の多層導波路デバイスにおいて、前記多層導波路（１）は、前記導波路チャンネル（７７）の起点に整列する導波路チャンネル入口（４）と、及び前記導波路チャンネル（７７）の終点に整列する導波路チャンネル出口（５）とを有し、前記導波路チャンネル入口（４）は、
   ・前記頂部層（２ａ）、
   ・前記底部層（２ａ）
   のうちいずれか一方に配置され、また前記導波路チャンネル出口（５）は、
   ・前記頂部層（２ａ）、
   ・前記底部層（２ａ）
   のうちいずれか一方に配置される、多層導波路デバイス。
6. 請求項３〜５のうちいずれか１項記載の多層導波路デバイスにおいて、前記孔（３）の少なくとも１つの列が前記導波路チャンネル（７７）の周りに配列される、多層導波路デバイス。
7. 請求項１〜２のうちいずれか１項、又は請求項４〜６のうちいずれか１項記載の多層導波路デバイスにおいて、前記多層導波路（１）は、少なくとも第１中間層（２ｂ）、第２中間層（２ｃ）及び第３中間層（２ｄ）を有し、また各中間層（２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、各中間層（２ｂ、２ｃ、２ｄ）に対して同心状に配置される細長開孔（７）を有する、多層導波路デバイス。
8. 請求項７記載の多層導波路デバイスにおいて、前記第１中間層（２ｂ）における前記細長開孔（７）は、前記第２中間層（２ｃ）における前記細長開孔（７）よりも長く、また前記第２中間層（２ｃ）における前記細長開孔（７）は、前記第３中間層（２ｄ）における前記細長開孔（７）よりも長い、多層導波路デバイス。
9. 請求項７又は８記載の多層導波路デバイスにおいて、
   ・前記第１中間層（２ｂ）、前記第２中間層（２ｃ）及び前記第３中間層（２ｄ）の各々は細長開孔（７）を有し、また
   ・前記第２中間層（２ｃ）は、さらに、前記細長開孔（７）内に配置される中央部材（８）を有する、多層導波路デバイス。
10. 請求項３〜９のうちいずれか１項記載の多層導波路デバイスにおいて、前記導波路チャンネル（７７）は、前記導波路チャンネル（７７）の延在方向に直交する方向に延在する複数の側方フランジ（９）を有する、多層導波路デバイス。
11. 請求項１〜１０のうちいずれか１項記載の多層導波路デバイスにおいて、前記多層導波路（１）は、さらに、前記頂部層（２ａ）の頂部に配置した第２頂部層（２２ａ）と、及び前記底部層（２ｅ）の下側に配置した第２底部層（２２ｂ）とを有し、前記第２頂部層（２２ａ）及び第２底部層（２２ｂ）のうち少なくとも一方は、前記層に部分的にのみ延在する孔（３３）を有する、多層導波路デバイス。
12. 請求項１〜１１のうちいずれか１項記載の多層導波路デバイスにおいて、前記多層導波路は、スロットアレイアンテナ、フィルタ、方形導波路、及び同軸状導波路のうち任意なものとして配置する、多層導波路デバイス。
13. 請求項３〜１２のうちいずれか１項記載の多層導波路（１）を備える多層導波路構成において、能動コンポーネントが前記多層導波路（１）の前記導波路チャンネル（７７）に配置される、多層導波路デバイス。
14. 請求項１〜１３のうちいずれか１項記載の多層導波路（１）のための層（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）。
15. 多層導波路デバイスを生産する方法において、
    ・層の中央領域における細長エリア（６）を包囲する貫通孔（３）の少なくとも１つの列を有する頂部層（２ａ）をエッチング又はレーザー切削するステップと、
    ・層の中央領域における細長エリア（６）を包囲する貫通孔（３）の少なくとも１つの列を有する少なくとも１つの中間層（２ｂ、２ｃ、２ｄ、）をエッチング又はレーザー切削し、かつ前記細長エリア（６）に細長開孔（７）をエッチング又はレーザー切削するステップと、及び
    ・層の中央領域における細長エリア（６）を包囲する貫通孔（３）の少なくとも１つの列を有する底部層（２ｅ）をエッチング又はレーザー切削するステップと、
    を備える、方法。
16. 請求項１５記載の方法において、さらに、
    ・前記頂部層（２ａ）又は前記底部層（２ｅ）のいずれか一方に導波路チャンネル入口（４）をエッチング又はレーザー切削するステップと、及び
    ・前記頂部層（２ａ）又は前記底部層（２ｅ）のいずれか一方に導波路チャンネル出口（５）をエッチング又はレーザー切削するステップと、
    を備える、方法。
17. 請求項１５又は１６記載の方法において、前記層は、導電性接着剤、絶縁性接着剤、又はねじのうちいずれか１つで互いに保持される、方法。
18. 請求項１５〜１７のうちいずれか１項記載の方法において、多層導波路デバイスは請求項１〜１２のうちいずれか１項記載の多層導波路（１）である、方法。

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