JP2022119180A - アンテナ装置およびカメラシステム - Google Patents

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Tatsuto Goda
泰史 小山
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Abstract

【課題】寄生発振が抑制されて良好に動作するアンテナ装置を提供する。【解決手段】本開示のアンテナ装置は、負性微分抵抗素子と共振回路からなる複数のアンテナが配置されたアンテナアレイと、前記アンテナアレイに電圧を印加する電圧バイアス回路と、前記アンテナアレイと前記電圧バイアス回路との間に、前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続され、第１の抵抗および第１の容量が直列に接続されている第１シャント素子と、前記第１シャント素子と前記電圧バイアス回路との間に、前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続され、第２の抵抗および第２の容量が直列に接続されている第２シャント素子と、を有し、前記第１シャント素子および前記第２シャント素子が、前記負性微分抵抗素子の抵抗値を基準として低インピーダンスとなっている。【選択図】図１

Description

本開示は、電磁波を送信または受信するアンテナ装置およびカメラシステムに関する。
負性微分抵抗素子と共振回路からなるアンテナは、ミリ波からテラヘルツ波まで（３０ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下）の周波数帯域のうちの少なくとも一部を含む電磁波（以後、単に「テラヘルツ波」と呼ぶ）を発生させることができる。一例として、特許文献１には、負性微分抵抗素子と共振回路とを半導体チップ上に集積し、テラヘルツ波を発するアンテナが開示されている。
特許文献１では、負性微分抵抗素子として、共鳴トンネルダイオード（ＲＴＤ：Resonant Tunneling Diode）を用い、負性微分抵抗素子にバイアス電圧を供給する電源とを有する。電源からのバイアス電圧は、電線と導体とを含むバイアス供給部を介して負性抵抗素子に供給される。アンテナが発するテラヘルツ波以外の寄生的な低周波発振（寄生発振）は、バイアス供給部に伴う構造によって発生することが多い。それゆえ、特許文献１では、バイアス供給部にシャント素子を配置することで寄生発振を抑制する技術が開示されている。
特開２０１５－１８００４９号公報
アンテナ出力を増大する手段として、負性微分抵抗素子と共振回路からなるアンテナを複数配置してアンテナアレイ化することが挙げられる。このアンテナアレイを集積したチップをセラミックパッケージやプリント基板などの別の基板に実装する場合、チップと基板をボンディングワイヤーで接続し、寄生発振を抑制するためのシャント素子を基板上に配置する。
このボンディングワイヤーやシャント素子を構成する抵抗や容量は寄生インダクタンスを有している。この寄生インダクタンスは、テラヘルツ波を正常に発生させる上で無視できず、テラヘルツ波よりも低周波（３０ＧＨｚ未満）の寄生発振の原因となっている。この寄生インダクタンスにより、特に１０ＭＨｚから１０ＧＨｚの寄生発振が発生しやすい。このようなアンテナアレイにおいて、テラヘルツ波を正常に発振させるには基板上のシャント素子の回路パラメータや配置を最適化する必要があるが、特許文献１では十分な検討がなされていない。
そこで、本開示は、負性微分抵抗素子と共振回路からなるアンテナアレイを有するアンテナ装置において、寄生発振を抑制する技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示に係るアンテナ装置は、
電磁波を送信または受信するアンテナ装置であって、
負性微分抵抗素子と共振回路からなる複数のアンテナが配置されたアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに電圧を印加する電圧バイアス回路と、
前記アンテナアレイと前記電圧バイアス回路との間に、前記負性微分抵抗素子と前記電
圧バイアス回路に並列に接続される第１シャント素子であって、前記第１シャント素子の第１の抵抗および第１の容量が直列に接続されている第１シャント素子と、
前記第１シャント素子と前記電圧バイアス回路との間に、前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続される第２シャント素子であって、前記第２シャント素子の第２の抵抗および第２の容量が直列に接続されている第２シャント素子と、
を有し、
前記第１シャント素子および前記第２シャント素子が、前記負性微分抵抗素子の抵抗値を基準として低インピーダンスとなっている
ことを特徴とするアンテナ装置を含む。
また、本開示に係るアンテナ装置は、
電磁波を送信または受信するアンテナ装置であって、
負性微分抵抗素子と共振回路からなる複数のアンテナが配置されたアンテナアレイを有するチップと、
前記チップが配置される基板と、
前記アンテナアレイに電圧を印加する電圧バイアス回路と、を有し、
前記チップは、
前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続され、少なくとも第１の容量を含む第１シャント素子と、
第１パッドと第２パッドを少なくとも含み、前記アンテナアレイに所定の電圧を供給するための複数のパッドと、を有し、
前記基板は、
前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続され、少なくとも第２の容量を含み、前記基板に配された第２シャント素子を有し、
前記第１パッドと前記第２パッドとの間に前記アンテナアレイが位置することを特徴とするアンテナ装置を含む。
また、本開示に係るカメラシステムは、
上記のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置から送信された電磁波を検出するための検出装置と、
前記検出装置からの信号を処理する処理部とを有するカメラシステムを含む。
本開示の技術によれば、シャント素子の構成が最適化され、寄生発振が抑制されて良好に動作するアンテナ装置およびカメラシステムを提供できる。
第１の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第１の実施形態に係るアンテナ装置の断面図の一例 第１の実施形態に係るアンテナ装置の断面図の一例 第１の実施形態に係るアンテナアレイを示す説明図 第１の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図 第１の実施形態に係るアンテナ装置を説明するグラフ 第１の実施形態に係るアンテナ装置を説明するグラフ 第１の実施形態に係るアンテナ装置を説明する図 第１の実施形態に係るアンテナ装置を説明する図 第２の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第３の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第４の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第４の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第４の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第５の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第５の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第６の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図 第６の実施形態に係るアンテナアレイを示す説明図 第６の実施形態に係るアンテナ装置の断面図の一例 第６の実施形態の一変形例に係るアンテナアレイを示す説明図 第６の実施形態の一変形例に係るアンテナ装置の断面図の一例 第４の実施形態に係るアンテナ装置の平面図の一例 第７の実施形態に係るカメラシステムを説明するための概略図である。
以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るアンテナ装置について、図１～図９を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線での断面図である。
本実施形態によるアンテナ装置１００は、図１および図２に示すように、基板１０の上に、複数のアンテナ１２１からなるアンテナアレイ１２が配置された四角形状のチップ１１が実装されている。図１はチップ１１の表面における構成を示す。アンテナ１２１の詳細は後述するが、アンテナ１２１は、負性微分抵抗素子と共振回路から構成され、テラヘルツ周波数帯の電磁波を送信または受信する。アンテナ１２１は、ミリ波からテラヘルツ波までの周波数帯域（３０ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下）のうちの少なくとも一部の周波数帯域を含む電磁波（以後、単に「テラヘルツ波」と呼ぶ）を発生させる。また、隣接するアンテナ１２１は、マイクロストリップライン（図４を用いて後述する）によって容量結合する構成となっている。
チップ１１は、アンテナアレイ１２の他、第１シャント素子１３００を構成する抵抗素子１３１および容量素子１３２、チップ１１にバイアス電圧を印加するパッド１４１、チップ１１にグランド電圧を印加するパッド１４２を備える。パッド１４１、１４２は、チップ１１の外部の回路と電気的接続をするためのものであり、例えば、外部から所定の電圧を供給するためのものである。パッド１４１、１４２は、導電体よりなる。以下、パッドは、外部との電気的接続のためのものである。具体的には、パッドは、外部から所定の電圧を供給されるためのものであり、外部へ所定の電圧を供給するためのものでありうる。本実施形態において、所定の電圧とは、グランド電圧や、電源電圧、電圧バイアス回路からの電圧などでありうる。
アンテナアレイ１２は、チップ１１の略中央に配置され、アンテナアレイ１２に隣接して容量素子１３２が配置される。また、容量素子１３２がアンテナアレイ１２を囲むよう配置されることで、チップ１１上における容量素子の配置面積を拡大して大きな容量を確保できる。また、容量素子１３２によってアンテナアレイ１２が挟まれるように、チップ１１の対向する２辺のそれぞれの辺の側（図ではチップ１１の右側と左側）に分割して容量素子１３２が配置される。これにより、容量素子１３２が配置されない部分（図ではチップ１１の上側）に抵抗素子１３１や配線やパッド等を配置できるため、チップ１１のチップサイズを縮小できる。
図２に示すように、抵抗素子１３１の一端子は、配線１３３とビア１３４を介して容量素子１３２の一端子に接続される。抵抗素子１３１と容量素子１３２は直列接続されており、接続を容易に配置するために抵抗素子１３１は容量素子１３２の近傍に配置することが好ましい。あるいは、抵抗素子１３１は、容量素子１３２の上にオーバーラップして配置してもよい。抵抗素子１３１の他端子は、パッド１４１とバイアス電圧線１３０を介して接続される。バイアス電圧線１３０は、アンテナアレイ１２の各アンテナ１２１の間にも配置されて各アンテナ１２１に共通に接続され、各アンテナ１２１にバイアス電圧が印加される。容量素子１３２の他端子は、配線およびビア（不図示）を介してパッド１４２と接続される。
容量素子１３２としては絶縁層を金属層で挟んだＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）容
量を用いることができる。金属層としてはチップ１１内の配線層を使用でき、絶縁層としてアンテナを形成する絶縁層や誘電体層を使用できる。本実施形態によれば、図２に示されるように、ＭＩＭ容量の一方の電極として、接地金属層１２４が用いられ、接地金属層１２４はグランド電圧を印加するパッド１４２と接続される。ＭＩＭ容量のもう一方の電極として、絶縁層を介して金属層１３５が形成されている。金属層１３５はビア１３４を介して配線１３３と接続される。このようにＭＩＭ容量を構成することで、簡便な製造プロセスでチップ内に容量を形成することができる。
上記の構成の他、チップ１１とは別の基板に容量を形成して、チップ１１の表面や裏面に貼り付ける構成も可能であり、この構成によれば、より大容量の容量素子を備えることが可能である。
第１シャント素子１３００では、抵抗素子１３１はバイアス電圧を印加するパッド１４１に接続され、容量素子１３２はグランド電圧を印加するパッド１４２に接続されている。ただし、接続関係を逆にして、抵抗素子１３１がグランド電圧を印加するパッド１４２に接続され、容量素子１３２がバイアス電圧を印加するパッド１４１に接続されてもよい。
好ましくは、チップ１１には、アンテナアレイ１２のアンテナ１２１として、２０個～４０個のアンテナが配置される。また、バイアス電圧を印加するためのパッド１４１の個数やグランド電圧を印加するパッド１４２の個数は、アンテナの個数より少なくする。これにより、チップ１１のスペースを有効に使用して、チップ１１をより小型化できる。さらに、抵抗素子１３１と容量素子１３２の組の数は、バイアス電圧を印加するためのパッド１４１の個数以下、またはグランド電圧を印加するパッド１４２の個数以下であると、チップ１１のスペースを有効に使用して、チップ１１をより小型化できる。
また、基板１０は、第２シャント素子１５００を構成する抵抗素子１５１および容量素子１５２、チップ１１のパッド１４１と接続するためのパッド１６１、チップ１１のパッド１４２と接続するためのパッド１６２を備える。パッド１６１、１６２は、チップ１１の外部の回路と電気的な接続をするためのものである。パッド１６１、１６２は、導電体よりなる。ここでは、外部の回路とはチップ１１である。また、電圧バイアス回路１７からバイアス電圧が供給される接続端子１８１、グランド電圧を与える接続端子１８２を備える。基板１０の小型化には、抵抗素子１５１や容量素子１５２として表面実装部品（ＳＭＤ：Surface Mount Device）を使用することが好ましい。基板１０に配置する配線も抵抗値を有するため、抵抗素子１５１として、第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００とを接続する経路に含まれる基板１０上の配線の抵抗を使用してもよい。これにより、チップ１１における使用部品数を減らして、チップ１１の小型化を実現できる。ここで、接続端子１８１、１８２はパッドであってもよい。
電圧バイアス回路１７は基板１０の外部から接続端子１８１、１８２を介して接続される。なお、この構成の代わりに、電圧バイアス回路１７は、基板１０上に配置してもよいし、チップ１１上に配置してもよい。
チップ１１のパッド１４１と基板１０のパッド１６１は、ボンディングワイヤー１９１によって接続される。チップ１１のパッド１４２と基板１０のパッド１６２は、ボンディングワイヤー１９２によって接続される。ボンディングワイヤー１９１、１９２のインダクタンスを下げるために、パッド１４１とパッド１６１ならびにパッド１４２とパッド１６２は、互いに近傍に配置して、ボンディングワイヤー１９１、１９２の長さを短くすることが好ましい。
ボンディングワイヤー１９１、１９２を短くするには、パッド１４１およびパッド１４２を、チップ１１の端部に配置するとよい。また、パッド１４１とパッド１６１は、チップ１１の辺を挟んで対向して配置するとよい。また、パッド１４２とパッド１６２もまたチップ１１の辺を挟んで対向して配置するとよい。
抵抗素子１５１の一端子１５１２は、容量素子１５２の一端子１５２１と配線１５７を介して接続される。すなわち、抵抗素子１５１と容量素子１５２は直列接続されている。そのため、抵抗素子１５１と容量素子１５２は、互いに近傍に配置した方が好ましい。より好ましくは、抵抗素子１５１の一端子１５１２が容量素子１５２の一端子１５２１と隣接して配置される。これにより、配線１５７の長さを短くして、インダクタンスを小さくすることができる。
抵抗素子１５１の他端子１５１１は、配線１５３を介してパッド１６１と接続され、また配線１５４を介して接続端子１８１と接続される。また、容量素子１５２の他端子１５２２は配線１５５を介してパッド１６２と接続され、また配線１５６を介して接続端子１８２と接続される。抵抗素子１５１の端子１５１１、１５１２と容量素子１５２の端子１５２１、１５２２が整列する方向と、パッド１６１とパッド１６２が整列する方向とを同じにすることが好ましい。このような配置によって接続する配線を短くすることができ、インダクタンスを小さくすることができる。
また、第２シャント素子１５００において、抵抗素子１５１はバイアス電圧を印加する接続端子１８１に接続され、容量素子１３２はグランド電圧を印加する接続端子１８２に接続されている。ただし、接続関係を逆にして、抵抗素子１３１がグランド電圧を印加する接続端子１８２に接続され、容量素子１３２がバイアス電圧を印加する接続端子１８１に接続されてもよい。
本実施形態では、第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００が、それぞれ抵抗素子１３１、１５１と容量素子１３２、１５２とから構成される例を想定する。ただし、第１シャント素子と第２シャント素子が抵抗素子と容量素子のいずれか一方から構成されていてもよい。シャント素子が容量素子を備える場合には寄生発振の抑制だけでなくインピーダンスの周波数特性を利用して直流電流をカットするなど消費電力の抑制も可能となる。
アンテナ装置１００の構成要素の位置関係としては、アンテナアレイ１２と電圧バイアス回路１７との間に、第１シャント素子１３００が配置され、第１シャント素子１３００と電圧バイアス回路１７との間に第２シャント素子１５００が配置される。
図３は、チップ１１の裏面にパッドを形成して、ボンディングワイヤー１９を使用しないでチップ１１と基板１０とを接続する構成を説明するアンテナ装置１００の部分断面図
である。図３によれば、チップ１１の表面にある配線が貫通電極１３５を介してチップ１１の裏面にあるパッド１４１と接続されている。
貫通電極１３５は、チップ１１に貫通孔を形成した後、貫通孔の内壁に電気的に切り離すための絶縁膜を形成し、電気抵抗が低く電解鍍金法などで容易に電極形成が可能な銅などで貫通孔を埋めることで形成される。また、貫通電極１３５は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械的研磨）処理などを用いて平滑化される。貫通電極１３５
を形成した後、チップ１１の裏面に貫通電極１３５と電気的に接続するようにパッド１４１が形成される。
チップ１１の裏面のパッド１４１と基板１０のパッド１６１は重なるように配置され、半田等で接続される。貫通電極１３５で電気的接続をする場合にはボンディングワイヤーを使用しないため、インダクタンスが低減され、アンテナ装置１００における寄生発振の抑制が容易になる。
図４は、本実施形態におけるアンテナアレイ１２を示す説明図である。図４Ａがアンテナアレイ１２の上面図であり、図４Ｂが図４ＡにおけるＢ－Ｂ’線でのアンテナアレイ１２の断面図である。図では一例として、アンテナアレイ１２に含まれる２つのアンテナ１２１、１２２を示す。
通常、電力合成を目的としたアンテナアレイでは、個別のアンテナの間隔を、発振電磁波の真空中の波長に換算した波長以下、又は波長の整数倍、より好ましくは半波長以下にする。本実施形態では、アンテナの間隔が送信電磁波の半波長以下となるようにアンテナ１２１、１２２が配置されている。
アンテナアレイ１２では、アンテナの一部をなす第１の導体である金属層１２３、誘電体層１２８、アンテナの一部をなす第２の導体である接地金属層１２４からなるマイクロストリップ共振器によって発振周波数を制御する共振回路１２００が構成されている。アンテナ１２１、１２２は、この共振回路１２００と負性微分抵抗素子１２７からなる。金属層１２３にはビア１３５を介してバイアス電圧線１３０が接続され、負性微分抵抗素子１２７にバイアス電圧が印加される。負性微分抵抗素子１２７は、発振を維持するための電磁波利得を生成する。個別のアンテナ１２１、１２２は同位相で同期して発振するため、発振周波数ω０に近くなるように設計される。そこで、半波長共振器を含む個別のアンテナの形状は、互いに同様の形状であることが好ましい。負性微分抵抗素子１２７の形状や特性も同等なものを用いると好ましい。マイクロストリップライン１２５は、上記のような個別のアンテナを互いに同位相で同期させて発振させるための素子間構造である。
リンク構造となる金属部の伝送線であるマイクロストリップライン１２５は、一端から他端までのマイクロストリップライン１２５に沿った長さが、同期後の発振周波数ω０の電気長で２πになるように選択するのが好ましい。電気長で２πとは、周囲の構造における実効的な誘電率で換算される実効的な発振波長λ０に相当する長さである。電気長として２πを選択するのは、アンテナ１２１、１２２を同位相で同期させて発振させるためである。アンテナ１２１、１２２を逆位相で同期させる場合は、電気長はπあるいは３πでもよい。マイクロストリップライン１２５の長さは、正確に２πではなくても、アンテナ１２１、１２２の同期が可能である。マイクロストリップライン１２５で形成される素子間の結合の大きさにもよるが、典型的には電気長２π±１０％程度は許容範囲である。なお、この許容範囲は、マイクロストリップライン１２５を使わないで結合させるときよりも広い。なお、マイクロストリップラインの電気長は、電磁界シミュレータ等で容易に確認することができる。
アンテナ１２１の発振出力の一部は、マイクロストリップライン１２５を経由して隣接するアンテナ１２２にほぼ同位相で入力される。一方で、アンテナ１２２の発振出力の一部は、マイクロストリップライン１２５を経由して隣接するアンテナ１２１にほぼ同位相で入力される。本実施形態のアンテナアレイでは、このようなアンテナ１２１、１２２間の相互・注入同期現象を実現するためにマイクロストリップライン１２５を導入している。
本実施形態のマイクロストリップライン１２５は、共振構造の金属層１２３と容量結合していることが特徴である。これらは、金属－絶縁体－金属（ＭＩＭ）領域１２６において、絶縁層１２９を介して容量を形成するのみで、ＤＣ開放である。これにより、発振周波数ω０の帯域において、アンテナ間結合の大きさは直接結合と変わらずに大きく確保することが出来る。さらに、ω０より小さい低周波領域において、結合の大きさは小さくなるのでアンテナ間のアイソレーションを確保できる。本実施形態のマイクロストリップライン１２５は、このような性質を有するため好ましい。さらに、ω０より小さい低周波領域において端部開放のマイクロストリップライン１２５はキャパシティブ要素になる。アンテナ１２１側の負性微分抵抗素子１２７から見て、マイクロストリップライン１２５はキャパシティブ要素であり、アンテナ１２２側の共振構造の金属層１２３もキャパシタである。このため、低周波領域において懸念している共振周波数自体、生成されることもない。したがって、低周波領域における寄生発振を抑制することが可能となる。
図４Ａおよび図４Ｂでは、２つの個別のアンテナ１２１、１２２について説明したが、アンテナアレイ１２では、各アンテナをアンテナ１２１、１２２と同様の構成で配置することによってアレイ化が可能である。また、接地金属層１２４の上には、誘電体層１２８を介して、アレイの数に対応した複数の金属層１２３が配置され、さらに金属層１２３に対応する負性微分抵抗素子１２７が配置される。隣接するアンテナは、マイクロストリップライン１２５によって容量結合される。また、それぞれのマイクロストリップライン１２５の電気長は２π程度である。したがって、すべての負性微分抵抗素子１２７を同相で同期することが可能となる。このようにアンテナアレイ化することによって、合成された電力が大きくなるだけでなく、鋭い指向性が得られるため好ましい。
また、複数の金属層１２３はチップ１１の内部においてストリップ導体（不図示）を介して共通に接続されてバイアス電圧が印加されるパッド１４１と接続されており、接地金属層１２４はチップ１１の内部でパッド１４２と接続されている。この構成によって、パッド１４１とパッド１４２に電圧が印加されると、負性微分抵抗素子１２７にバイアス電圧が印加される。
負性微分抵抗素子１２７としては、ＩｎＰ基板に格子整合する共鳴トンネルダイオードを用いることができる。なお、負性微分抵抗素子１２７として、共鳴トンネルダイオードに限らず、エサキダイオード、ガンダイオードを用いてもよい。共鳴トンネルダイオードは、例えば、ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＡｓによる多重量子井戸構造とｎ－ＩｎＧａＡｓによる電気的接点層を伴って構成される。多重量子井戸構造としては、例えば三重障壁構造を用いる。より具体的には、ＡｌＡｓ（１.３
ｎｍ）／ＩｎＧａＡｓ（７.６ｎｍ）／ＩｎＡｌＡｓ（２.６ｎｍ）／ＩｎＧａＡｓ（５.
６ｎｍ）／ＡｌＡｓ（１.３ｎｍ）の半導体多層膜構造で構成する。このうち、ＩｎＧａ
Ａｓは井戸層、格子整合するＩｎＡｌＡｓや非整合のＡｌＡｓは障壁層である。これらの層は意図的にキャリアドープを行わないアンドープとしておく。このような多重量子井戸構造は、電子濃度が２×１０１８ｃｍ－３のｎ－ＩｎＧａＡｓによる電気的接点層に挟まれる。こうした電気的接点層間の構造の電流－電圧（Ｉ／Ｖ）特性において、ピーク電流密度は２８０ｋＡ／ｃｍ２であり、約０.７Ｖから約０.９Ｖまでが負性抵抗領域となる。ダイオードの構成として、直径２μｍのメサ構造の場合、ピーク電流値１０ｍＡ、負性抵
抗値－２０Ωが得られる。金属層１２３の下部に接続された直径２μｍの共鳴トンネルダイオードの接合容量に伴うリアクタンスを考慮すると、発振周波数は約０.５５ＴＨｚと
なる。
次に、図５に、本実施形態によるアンテナ装置の等価回路図を示す。チップ１１の等価回路は、アンテナアレイ１２を構成する負性微分抵抗素子の抵抗ｒ（ｒは負性微分抵抗素子の抵抗の絶対値を示す）を有する。また、チップ１１の等価回路は、アンテナアレイ１２を構成する共振回路１２００のインピーダンスＺと、第１シャント素子１３００を構成する抵抗素子１３１の抵抗Ｒｃとを有する。さらに、チップ１１の等価回路は、第１シャント素子１３００を構成する容量素子１３２の容量Ｃｃを有する。
第１シャント素子１３００は、抵抗Ｒｃと容量Ｃｃが直列に接続されて構成されている。さらに、抵抗ｒと共振回路１２００のインピーダンスＺと第１シャント素子１３００は、互いに並列に接続されている。より具体的には、抵抗ｒの一端子と共振回路１２００のインピーダンスＺの一端子と抵抗Ｒｃの一端子が、それぞれ第１ノードｎ１に接続される。また、抵抗Ｒｃの他端子は、容量Ｃｃの一端子と接続される。また、抵抗ｒの他端子と共振回路１２００のインピーダンスＺの他端子と容量Ｃｃの他端子は、グランド電圧に接続される。第１ノードｎ１はチップ１１のパッド１４１に接続され、グランド電圧はチップ１１のパッド１４２を介して印加される。
基板１０の等価回路は、第２シャント素子１５００を構成する抵抗素子１５１の抵抗Ｒｐおよび容量素子１５２の容量Ｃｐと、第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００とを接続する経路のインダクタンスＬと、から構成される。インダクタンスＬには第１シャント素子１３００とパッド１４１を接続する配線、チップと基板を接続するボンディングワイヤー、ボンディングワイヤーと第２シャント素子１５００を接続する配線、パッド等の寄生インダクタンスが含まれる。
第２シャント素子１５００は、抵抗Ｒｐと容量Ｃｐが直列に接続されて構成されている。さらに、インダクタンスＬを介してチップ１１と第２シャント素子１５００とが接続される。より具体的には、インダクタンスＬの一端子はチップ１１の等価回路における第１ノードｎ１に接続され、インダクタンスＬの他端子と抵抗Ｒｐの一端子は第２ノードｎ２に接続される。また、抵抗Ｒｐの他端子は容量Ｃｐの一端子と接続される。また、容量Ｃｐの他端子には接地電圧が印加される。さらに、第２ノードｎ２は端子１８１に接続されており、電圧バイアス回路Ｖが接続される。したがって、第２ノードｎ２にはバイアス電圧が印加され、抵抗ｒには、インダクタンスＬを介してバイアス電圧が印加される。
第１シャント素子１３００（抵抗Ｒｃと容量Ｃｃ）は、負性微分抵抗素子（抵抗ｒ）と並列に接続されており、インダクタンスＬを介して第２シャント素子１５００（抵抗Ｒｐと容量Ｃｐ）とも並列に接続されている。さらには、第１シャント素子１３００は、電圧バイアス回路Ｖとも並列に接続されている。
このようなアンテナ装置において、寄生発振を抑制するには、負性微分抵抗素子１２７の抵抗ｒを基準として、第１シャント素子１３００および第２シャント素子１５００は低インピーダンスとなっていることが好ましい。すなわち、テラヘルツ周波数帯より小さい周波数帯において、負性微分抵抗素子１２７からみて低インピーダンスとなるように設定されることが好ましい。この場合、以下の式（１）、式（２）の条件式が成り立つ。
Ｒｐ ＋１／（２π×ｆ×Ｃｐ） ＜ ｒ・・・（１）
Ｒｃ ＋１／（２π×ｆ×Ｃｃ） ＜ ｒ・・・（２）
ここで、ｒは、負性微分抵抗素子の抵抗値の絶対値、Ｒｃは、第１の抵抗である抵抗Ｒｃの抵抗値、Ｃｃは、第１の容量である容量Ｃｃの容量値である。また、Ｒｐは、第２の抵
抗である抵抗Ｒｐの抵抗値、Ｃｐは、第２の容量である容量Ｃｐの容量値、Ｌは、第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路のインダクタンスである。また、ｆは対象となる寄生発振の周波数であり、アンテナアレイ１２を構成する共振回路の共振周波数未満の周波数を示す。また、周波数ｆは、具体的には３０ＧＨｚ未満であるが、本実施形態のような基板１０にチップ１１が実装される場合は、特に１０ＭＨｚ～１０ＧＨｚの範囲の周波数である。
しかしながら、式（１）と式（２）が成り立っても、インダクタンスＬと容量ＣｃにおけるＬＣ共振が生じる可能性がある。このＬＣ共振を抑制するためには、発振のエネルギーを損失させるため、Ｒｃを確保する必要があり、かつＬを小さくして、Ｃｃを大きくすることが好ましい。よって、寄生発振を抑制するには、以下の式（３）の条件式も成り立つ。
Ｌ／（Ｃｃ×ｒ） ＜Ｒｃ・・・（３）
図６は、図５の等価回路を基にインダクタンスＬの値を変えたときの負性微分抵抗素子１２７からみたインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。破線はＬ＝１ｎＨ、実線は５ｎＨ、一点鎖線は１０ｎＨについての特性を示し、インピーダンスは特定の周波数でピーク値を有する。具体的には、Ｌ＝１ｎＨについては１６０ＭＨｚにおいてピーク値１．８Ω、Ｌ＝５ｎＨについては５０ＭＨｚにおいてピーク値１６．８Ω、Ｌ＝１０ｎＨについては７１ＭＨｚにおいてピーク値８．５Ωとなっている。
図７は、図６の周波数特性に基づき、インダクタンスＬと負性微分抵抗素子１２７からみたインピーダンスのピーク値の関係を示すグラフである。図７によれば、インダクタンスＬが大きくなるにつれて、インピーダンスのピーク値が大きくなる。
抑制の対象となる寄生発振の周波数fにおいて、負性微分抵抗素子１２７からみた線路
のインピーダンスが負性微分抵抗の絶対値の１０倍以下であれば、負性微分抵抗素子１２７が持つ利得に対して、線路による損失の大きさが無視できなくなる。これによって、ＬＣ共振の発振を抑制できる。一例として、３ｍｍ角～４ｍｍ角のチップサイズのアンテナアレイでは、２０個～４０個のアンテナを配置することができ、負性微分抵抗１２７の合成抵抗値は、大きくても１Ω、すなわち１Ω以下となる。したがって、この抵抗値の１０倍である１０Ω以下であれば寄生発振を抑制できる。すなわち、図７のグラフによれば、Ｌ≦５ｎＨであればよい。
インダクタンスＬには、第１シャント素子１３００とパッド１４１を接続する配線、チップと基板を接続するボンディングワイヤー、ボンディングワイヤーと第２シャント素子１５００を接続する配線、パッド等の寄生インダクタンスが含まれる。そして、第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路のこれらのインダクタンスは、それぞれ以下の式（４）、式（５）で算出することが可能である。第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路において、断面がほぼ円形に近似できる部分は式（４）で算出し、断面が四角形に近似できる部分は式（５）で算出する。
Ｌ１＝０．２×ｌ１×[ｌｎ（４×ｌ１／ｄ）－ ０．７５] 〔ｎＨ〕・・・（４）
Ｌ２＝０．２×ｌ２×［ｌｎ｛２×ｌ２／（ｗ ＋ ｈ）｝＋０．２２３５×（ｗ＋ｈ）／ｌ２＋０．５] 〔ｎＨ〕・・・（５）
ここで、ｌ１は、当該経路における断面がほぼ円形に近似できる部分の長さ（ｍｍ）であり、ｄはその断面直径（ｍｍ）である。また、ｌ２は、当該経路における断面が四角形に近似できる部分の長さ（ｍｍ）であり、ｗはその幅（ｍｍ）、ｈはその厚さ（ｍｍ）である。
図８は、本実施形態における第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を
接続する経路のインダクタンスを説明する図である。第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路は、第１シャント素子１３００を構成する抵抗素子１３１とパッド１４１を接続する配線（第１の部分Ｐ１）、パッド１４１（第２の部分Ｐ２）を有する。さらに、当該経路は、ボンディングワイヤー１９（第３の部分Ｐ３）、パッド１６１（第４の部分Ｐ４）、パッド１６１と第２シャント素子１５００を構成する抵抗素子１５１を接続する配線（第５の部分Ｐ５）を有する。
第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路の長さは４ｍｍ以下が好ましく、寄生インダクタンスを低減して寄生発振を抑制するのに好適である。より好ましくは２ｍｍ以下である。
以下に、経路における各部の寸法、および式（４）あるいは式（５）によって算出されるインダクタンスの一例について説明する。
第１の部分Ｐ１は、長さ０．３ｍｍ、幅０．２ｍｍ、厚さ０．５μｍであり、この領域のインダクタンスＬ１は式（５）で算出され、０．１ｎＨである。
第２の部分Ｐ２のインダクタンスＬ２は、パッド１４１の端部からボンディングワイヤー１９が接続されるパッド１４１の略中央部までの領域として算出する。この領域は長さ０．１ｍｍ、幅０．２ｍｍ、厚さ０．５μｍであり、このインダクタンスＬ２は式（５）で算出され、０．０２ｎＨである。
第３の部分Ｐ３は、長さ１．０ｍｍ、断面直径２０μｍのボンディングワイヤーであり、この領域のインダクタンスＬ３は式（４）で算出され、０．９１ｎＨである。
第４の部分Ｐ４のインダクタンスＬ４は、パッド１６１の端部からボンディングワイヤー１９が接続されるパッド１６１の略中央部までの領域として算出する。この領域は長さ０．６ｍｍ、幅１．２ｍｍ、厚さ３５μｍであり、このインダクタンスＬ４は式（５）で算出され、０．１１ｎＨである。
第５の部分Ｐ５は、長さ０．８ｍｍ、幅０．６ｍｍ、厚さ３５μｍであり、この領域のインダクタンスＬ５は式（５）で算出され、０．２６ｎＨである。
したがって、第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路のインダクタンスは、インダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の合計で算出でき、１．４ｎＨとなる。
本実施形態では、ボンディングワイヤー１９の断面が円形状であるとして式（４）を用いてインダクタンスを算出したが、断面が四角形のリボン状のボンディングワイヤーを使用してもよい。リボン状のボンディングワイヤーの場合は、式（５）を使用してインダクタンスを算出することができる。リボン状のボンディングワイヤーは断面積が大きくでき、インダクタンスを下げることができる。
図９Ａおよび図９Ｂは、配線のインダクタンスの算出について説明する図である。ここでは、パッド１６１と第２シャント素子１５００を構成する抵抗素子１５１を接続する配線１５３を用いて説明する。第１シャント素子１３００を構成する抵抗素子１３１とパッド１４１を接続する配線についても同様に考えることができる。
図９Ａは、配線１５３が折れ曲がり部を有する構成の一例を示す図である。図９Ａに示す例では、配線１５３は９０度に曲がった部分を２箇所有する折れ曲がり部によって構成
されている。図９Ａに示す例における配線１５３のインダクタンスは、３つの矩形部分に分けて算出することができる。３つの矩形部分は、パッド１６１に接続される第１の矩形部分ＲＳ１、第１の矩形部分に接続される第２の矩形部分ＲＳ２、第２の矩形部分に接続される第３の矩形部分ＲＳ３である。第３の矩形部分ＲＳ３は抵抗素子１５１に接続される。第１の矩形部分ＲＳ１は、長さｌ２１、幅ｗ１、厚さｈ１であり、第２の矩形部分ＲＳ２は、長さｌ２２、幅ｗ２、厚さｈ２であり、第３の矩形部分ＲＳ３は、長さｌ２３、幅ｗ３、厚さｈ３である。各矩形部分について式（５）を用いてインダクタンスを算出して、その合計を配線１５３のインダクタンスとする。
ここで、長さｌ２１、長さｌ２２、長さｌ２３の決定方法の一例を説明する。第１の矩形部分ＲＳ１の幅方向の中心を通り長さ方向に延伸する線Ｘと第２の矩形部分ＲＳ２の幅方向の中心を通り長さ方向に延伸する線Ｙとの交点を点Ａとする。また、線Ｙと第３の矩形部分ＲＳ３の幅方向の中心を通り長さ方向に延伸する線Ｚとの交点を点Ｂとする。そして、パッド１６１の端部と点Ａの距離を第１の矩形部分の長さｌ２１とし、点Ａと点Ｂの距離を第２の矩形部分ＲＳ２の長さｌ２２とし、点Ｂと抵抗素子１５１の端部の距離を第３の矩形部分ＲＳ３の長さｌ２３とする。
長さｌ２１、長さｌ２２、長さｌ２３の決定方法としては、配線１５３を分割して矩形部分を特定できれば、上記以外の決定方法が採用されてよい。
次に、図９Ｂは、配線１５３が、抵抗素子１５１からパッド１６１に向かって幅が漸増しながら直線状に延伸するように構成されている例を示す図である。このような配線１５３でも、図に示すように配線１５３を矩形部分ＲＳ４に置き換えることで、式（５）を用いて配線１５３のインダクタンスを算出できる。矩形部分ＲＳ４は、長さｌ２４、幅ｗ４、厚さｈ４である。
次に、矩形部分ＲＳ４の長さｌ２４と幅ｗ４の決定方法の一例を説明する。配線１５３とパッド１６１が接する部分Ｖ－Ｖ’の中心点Ｃを規定し、点Ｃと最短距離で抵抗素子１５１に接する点Ｄを規定する。点Ｃと点Ｄの距離を長さｌ２４とする。また、点Ｃと点Ｄの中心Ｅを通って線分ＣＤ対して垂直方向における配線の端部間の距離を幅ｗ４とする。
このように、図９Ａおよび図９Ｂを用いて説明した決定方法によって配線のインダクタンスを算出することができる。
本実施形態によれば、式（１）、式（２）、式（３）を満たすようにシャント素子を構成することによって寄生発振を抑制することが可能となる。また、式（３）で使用される第１シャント素子１３００と第２シャント素子１５００を接続する経路のインダクタンスＬを求める際に、式（４）、式（５）、図８、図９を用いて説明した算出方法を適用することができる。
（第２の実施形態）
本開示の第２の実施形態に係るアンテナ装置について、図１０を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態とは異なり、パッドとパッドが複数のボンディングワイヤーで接続されている。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図１０に示すアンテナ装置２００は、チップ２１に、バイアス電圧を印加するためのパッド２４１と、グランド電圧を印加するパッド２４２を備える。また、基板２０に、チップ２１のパッド２４１と接続するためのパッド２６１、チップ２１のパッド２４２と接続するためのパッド２６２を備える。また、基板２０に、パッド２４１とパッド２６１を接
続するための複数のボンディングワイヤー２９１と、パッド２４２とパッド２６２を接続するための複数のボンディングワイヤー２９２とを備える。アンテナ装置２００におけるその他のアンテナアレイ、第１シャント素子、第２シャント素子などは第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様である。
ボンディングワイヤー２９１、２９２のインダクタンスを下げるため、パッド２４１とパッド２６１およびパッド２４２とパッド２６２は、互いに近傍に配置してボンディングワイヤー２９１、２９２を短くすることが好ましい。
ボンディングワイヤー２９１、２９２を短くするには、パッド２４１とパッド２４２をチップ２１の端部に配置することが好ましい。複数のボンディングワイヤー２９１、２９２が横断するチップ２１の一辺を第１の辺２７１とすると、パッド２４１とパッド２６１は第１の辺２７１を挟んで対向するように配置される。また、パッド２４２とパッド２６２も、第１の辺２７１を挟んで対向するように配置される。さらに、複数のボンディングワイヤー２９１、２９２は、第１の辺２７１に平行な方向に間隔を空けて並べて配置される。
複数のボンディングワイヤー２９１、２９２は電気的に並列に接続される。並列接続されたＭ本のボンディングワイヤーの合成インダクタンスＬｍは、以下の式（６）で算出できる。
１／Ｌｍ＝Σ（１／Ｌｉ）（ｉ＝１，２，３，・・・，Ｍ）・・・（６）
ここで、Ｌｉは、Ｍ本のうちのｉ本目のボンディングワイヤーのインダクタンスであり、ボンディングワイヤーの断面が円形状の場合は式（４）を用いて算出し、ボンディングワイヤーの断面が四角形状の場合は式（５）を用いて算出する。なお、ボンディングワイヤーの断面が円形状であるか四角形状であるかは適宜決定されて、式（４）、（５）によりボンディングワイヤーの合成インダクタンスＬｍが算出されてよい。
このように複数のボンディングワイヤー２９１、２９２を電気的に並列に接続することで、ボンディングワイヤー２９１、２９２の合成インダクタンスを低減でき、これにより寄生発振の抑制が容易になる。
本実施形態では、第１の実施形態におけるパッド１４１、１４２よりもパッド２４１、２４２の面積を大きくし、また第１の実施形態におけるパッド１６１、１６２よりもパッド２６１、２６２の面積を大きくする。これにより、パッド間を接続するボンディングワイヤーの本数を増やして、複数のボンディングワイヤーの合成インダクタンスを低減できる。
また、パッド２４１、２４２、２６１、２６２は、チップ２１の第１の辺２７１に平行な方向の寸法が第１の辺２７１に垂直な方向の寸法よりも大きくなるように構成されている。これにより、配置できるボンディングワイヤーの本数を増やすことができ、ボンディングワイヤーの合成インダクタンスを低減できる。
また、パッド２４１、２４２、２６１、２６２を、第１の実施形態と同じようにボンディングワイヤーごとに分割することも可能である。この場合、バッドを形成する金属層よりも下層の配線層で接続する構成にすればよい。しかしながら、図１０で示したような１つのパッドに複数のボンディングワイヤーを配置する構成の方が、パッド間を分割するスペースを確保する必要がなく、パターン形成が容易となる。したがって、図１０に例示する構成を採用することで、基板２０として安価なプリント基板やセラミックパッケージを使用することができ、低コスト化が可能となる。
（第３の実施形態）
本開示の第３の実施形態によるアンテナ装置について、図１１を用いて説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態に対して、第１シャント素子および第２シャント素子を構成する抵抗素子や容量素子を追加して並列に接続している点が異なる。本実施形態において、第１および第２の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図１１に示す本実施形態によるアンテナ装置３００は、チップ３１に、抵抗素子３３１および容量素子３３２で構成される第１シャント素子と、抵抗素子３３３および容量素子３３２で構成される別の第１シャント素子を備える。さらに、アンテナ装置３００は、チップ３１に、バイアス電圧を印加するためのパッド３４１、３４３、グランド電圧を印加するパッド３４２を備える。また、基板３０に、抵抗素子３５１および容量素子３５２で構成される第２シャント素子と、抵抗素子３５３および容量素子３５４で構成される別の第２シャント素子を備える。
また、基板３０に、チップ３１のパッド３４１と接続するためのパッド３６１、チップ３１のパッド３４２と接続するためのパッド３６２、チップ３１のパッド３４３と接続するためのパッド３６３を備える。また、パッド３４１とパッド３６１は、ボンディングワイヤー３９１によって接続され、パッド３４２とパッド３６２は、ボンディングワイヤー３９２によって接続され、パッド３４３とパッド３６３は、ボンディングワイヤー３９３によって接続される。さらに、基板３０には、電圧バイアス回路３７からバイアス電圧が供給される接続端子３８１、３８３、グランド電圧を与える接続端子１８２を備える。
図１１では、チップ３１のパッド３４１、３４２、３４３と基板３０のパッド３６１、３６２、３６３は、それぞれ１本のボンディングワイヤー３９１、３９２、３９３で接続されている。ただし、第２の実施形態のように２つのパッドを複数のボンディングワイヤーで接続してもよい。あるいは、図３のようにボンディングワイヤー３９１、３９２、３９３を使用せずに貫通電極で２つのパッドを接続してもよい。
アンテナアレイ３２は第１の実施形態と同様にチップ３１の略中央に配置され、アンテナアレイ３２に隣接して容量素子３３２が配置される。抵抗素子３３１の一端子は容量素子３３２の一端子と配線とビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子３３３の一端子は容量素子３３２の一端子と配線とビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子３３１、３３３は、容量素子３３２の近傍に配置することが好ましい。あるいは、抵抗素子３３１、３３３は、容量素子３３２の上にオーバーラップして配置してもよい。抵抗素子３３１の他端子はパッド３４１とバイアス電圧線３３０を介して接続される。バイアス電圧線３３０は、アンテナアレイ３２の各アンテナ３２１の間にも配置され、各アンテナ３２１と接続される。これにより、各アンテナ３２１にバイアス電圧が印加される。容量素子３３２の他端子はパッド３４２と配線およびビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子３３３の他端子はパッド３４３とバイアス電圧線３３０を介して接続される。
抵抗素子３５１の一端子３５１２は容量素子３５２の一端子３５２１と配線を介して接続される。すなわち、抵抗素子３５１と容量素子３５２は直列接続されている。そのため抵抗素子３５１と容量素子３５２は隣接して配置した方が好ましい。より好ましくは、抵抗素子３５１の一端子３５１２を容量素子３５２の一端子３５２１と隣接して配置すると、配線を短くして、インダクタンスを小さくすることができる。
抵抗素子３５１の他端子３５１１は、配線を介してパッド３６１と接続され、また配線を介して接続端子３８１と接続される。また、容量素子３５２の他端子３５２２は、配線を介してパッド３６２と接続され、また配線を介して接続端子３８２と接続される。
抵抗素子３５３の一端子３５３２は容量素子３５４の一端子３５４１と配線を介して接続される。すなわち、抵抗素子３５３と容量素子３５４は直列接続されている。そのため抵抗素子３５３と容量素子３５４は隣接して配置した方が好ましい。より好ましくは、抵抗素子３５３の一端子３５３２を容量素子３５４の一端子３５４１と隣接して配置すると、配線を短くして、インダクタンスを小さくすることができる。
抵抗素子３５３の他端子３５３１は、配線を介してパッド３６３と接続され、また配線を介して接続端子３８３と接続される。また、容量素子３５４の他端子３５４２は配線を介してパッド３６２と接続され、また配線を介して接続端子３８２と接続される。
図１１では、抵抗素子３５１の端子３５１１、３５１２と容量素子３５２の端子３５２１、３５２２と抵抗素子３５３の端子３５３１、３５３２と容量素子３５４の端子３５４１、３５４２は、基板３０上で一方向（図の左右方向）に並ぶように配置されている。本実施形態では、パッド３６１、３６２、３６３も、端子３５１１、３５１２、３５２１、３５２２、３５３１、３５３２、３５４１、３５４２が配置される方向と同一の方向に並ぶように配置されている。このように端子とパッドを配置することによって、接続する配線を短くして、インダクタンスを小さくすることができる。
接続端子３８１、３８３の両方に電圧バイアス回路３７からバイアス電圧が供給されるため、抵抗素子３５１の他端子３５１１と抵抗素子３５３の他端子３５３１が電気的に接続されている。また、容量素子３５２の他端子３５２２と容量素子３５４の他端子３５４２は、配線によって共通に接続されている。したがって、第２シャント素子を構成する抵抗素子３５１および容量素子３５２と、別の第２シャント素子を構成する抵抗素子３５３および容量素子３５４とは、電気的に並列に接続されている。抵抗素子３５１、３５３および容量素子３５２、３５４としては、例えばＳＭＤ（Surface Mount Device）が採用されるが、このような部品は抵抗成分や容量成分だけでなく寄生インダクタンスも有する。そのため、第１シャント素子と第２シャント素子の２つの組について、それぞれの組の第２シャント素子（抵抗素子３５１および容量素子３５２と抵抗素子３５３および容量素子３５４）を並列に接続する。これにより、寄生インダクタンスを低減でき、寄生発振を抑制することができる。
また、バイアス電圧を供給する経路であるボンディングワイヤー３９１とボンディングワイヤー３９３が並列に接続されるため、ボンディングワイヤーの合成インダクタンスも低減される。
また、基板３０に配置する配線も抵抗値を有するため、抵抗素子３５１、３５３として第１シャント素子と第２シャント素子を接続する基板３０上の配線の抵抗を使用してもよい。これにより、基板３０上に配置する部品数を減らすことができ、小型化に有利である。
また、チップ３１において、チップ３１に配置される素子やパッド、基板３０に配置される素子やパッドや配線等は、アンテナアレイ３２の中心を通る軸に対して対称に配置されている。アンテナアレイ３２の中心を通る軸は、例えば、基板３０の表面に垂直な方向に延伸する軸ＡＸと、基板３０の表面に平行な方向に延伸する軸がある。ここでは、基板の表面に平行な方向に延伸する軸を基準に対称かを判断している。アンテナアレイ３２の中心は、アンテナアレイ３２の導電体の平面形状をもとに決定することができる。また、アンテナアレイ３２の中心は、アンテナアレイ３２の導電体の重心であってもよい。重心は、断面形状および平面形状をもとに決定することができる。したがって、基板３０では、互いに接続される第１シャントと第２シャント素子の組が複数組配置され、第１シャント素子と第２シャント素子の少なくとも２つの組が、アンテナアレイの中心を通る軸に対
して対称となる位置に配置されている。これにより、アンテナアレイ３２から発生するテラヘルツ波の指向性が向上し、テラヘルツ波の正面強度が高まる。
本実施形態では、接続端子３８１、３８３を用いた２つの経路からバイアス電圧を供給し、接続端子１８２を用いた１つの経路からグランド電圧を与える構成を採用している。ただし、接続端子３８１、３８３を用いた２つの経路からグランド電圧を与え、接続端子１８２を用いた１つの経路からバイアス電圧を供給する構成を用いてもよい。
（第４の実施形態）
本開示の第４の実施形態に係るアンテナ装置について、図１２～図１４を用いて説明する。第４の実施形態係るアンテナ装置は、チップの対向する２つの辺がある両側にパッドが配置されている、すなわちパッドによってチップが挟まれるようにパッドおよびチップが配置されている点で第１の実施形態に係るアンテナ装置と異なる。本実施形態において、上記の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図１２に示した本実施形態によるアンテナ装置４００は、チップ４１において第１の実施形態と同様に、バイアス電圧を印加するためのパッド４４１と、グランド電圧を印加するパッド４４２を備える。また、第１の実施形態と異なり、アンテナ装置４００は、バイアス電圧を印加するためのパッド４４３と、グランド電圧を印加するパッド４４４を備える。
また、チップ４１において、パッド４４１、４４２が、アンテナアレイ４２から見てチップ４１の第１の辺４１１がある側に配置されている。また、チップ４１において、パッド４４３とパッド４４４が、アンテナアレイ４２から見てチップ４１の第１の辺４１１に対向する第２の辺４１２がある側に配置されている。これにより、パッド４４１、４４２と、パッド４４３、４４４との間にアンテナアレイ４２１が配置された構成となっている。このように、第１シャント素子と第２シャント素子の２つの組によってアンテナアレイが挟まれるように、第１シャント素子と第２シャント素子のそれぞれの組が配置されている。
また、チップ４１には、第１シャント素子を構成する抵抗素子４３１、容量素子４３２、抵抗素子４３３が配置されている。
抵抗素子４３１の一端子は、容量素子４３２の一端子と配線とビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子４３１は、容量素子４３２の近傍に配置することが好ましい。あるいは、抵抗素子４３１は、容量素子４３２の上にオーバーラップして配置してもよい。また、抵抗素子４３１の他端子は、パッド４４１とバイアス電圧線４３０を介して接続される。また、バイアス電圧線４３０はアンテナアレイ４２の各アンテナ４２１の間にも配置されて各アンテナ４２１に共通に接続され、各アンテナ４２１にバイアス電圧が印加される。
抵抗素子４３３の一端子は容量素子４３２の一端子と配線とビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子４３３は容量素子４３２の近傍に配置することが好ましい。あるいは、容量素子４３２の上にオーバーラップして配置してもよい。また、抵抗素子４３３の他端子はパッド４４３とバイアス電圧線４３０を介して接続される。また、容量素子４３２の他端子は、配線およびビア（不図示）を介してパッド４４２、４４４に接続される。
チップ４１において、パッド４４１、４４２とパッド４４３、４４４との間に、抵抗素子４３１と抵抗素子４３３が配置される。そして、抵抗素子４３１と抵抗素子４３３との間に、容量素子４３２が周囲に配置されているアンテナアレイ４２が配置される。このよ
うに、パッドおよび第１シャント素子が、アンテナアレイ４２の中心を通る軸（図では基板４０の表面にｃする軸ＢＸ）に対して対称に配置されている。したがって、基板４０では、互いに接続される第１シャントと第２シャント素子の組が複数組配置され、第１シャント素子と第２シャント素子の少なくとも２つの組が、アンテナアレイの中心を通る軸に対して対称となる位置に配置されている。これにより、アンテナアレイ４２から発生するテラヘルツ波の指向性が向上し、テラヘルツ波の正面強度が高まる。
基板４０において、チップ４１の第１の辺４１１の側にある第１の領域４１３（図中点線で囲まれる領域）には、第１の実施形態と同様に、第２シャント素子を構成する抵抗素子４５１および容量素子４５２が配置されている。さらに、第１の領域４１３には、チップ４１のパッド４４１とボンディングワイヤー４９１によって接続されるパッド４６１、チップ４１のパッド４４２とボンディングワイヤー４９２によって接続されるパッド４６２が配置されている。さらに、第１の領域４１３には、電圧バイアス回路４７１からバイアス電圧が供給される接続端子４８１、グランド電圧を与える接続端子４８２が配置されている。
また、基板４０において、チップ４１の第２の辺４１２の側にある第２の領域４１４（図中点線で囲まれる領域）には、第２シャント素子を構成する抵抗素子４５３および容量素子４５４が配置されている。さらに、第２の領域４１４には、チップ４１のパッド４４３とボンディングワイヤー４９３によって接続されるパッド４６３、チップ４１のパッド４４４とボンディングワイヤー４９４によって接続されるパッド４６４が配置されている。さらに、第２の領域４１４には、電圧バイアス回路４７２からバイアス電圧が供給される接続端子４８３、グランド電圧を与える接続端子４８４が配置されている。
上記の説明では、電圧バイアス回路４７１、４７２は、個別の回路としているが、１つの電圧バイアス回路によってバイアス電圧およびグランド電圧を供給するように基板４０を構成してもよい。
このように、基板４０では、第１の領域４１３と第２の領域４１４の間にチップ４１が配置される構成となる。この構成によれば、パッド４４１、４４２とパッド４４３、４４３との間にアンテナアレイ４２が配置される。別の言い方をすると、辺４１１と辺４１２を結ぶ線分に沿った方向において、第１の領域４１３、チップ４１、第２の領域４１４がこの順に配置されている。このような構成によって、バイアス電圧を供給する配線のインピーダンスを小さくすることができる。また、抵抗素子４５１または容量素子４５２と抵抗素子４５３または容量素子４５４との間にチップ４１が配置される。したがって、第１シャント素子の場合と同様に、パッドや第２シャント素子が、アンテナアレイ４２の中心を通る軸に対して対称に配置されている。アンテナアレイ４２の中心を通る軸は、例えば、基板４０の表面に垂直な方向に延伸する軸ＢＸと、基板４０の表面に平行な方向に延伸する軸がある。ここでは、基板の表面に平行な方向に延伸する軸を基準に対称かを判断している。したがって、基板４０では、互いに接続される第１シャントと第２シャント素子の組が複数組配置され、第１シャント素子と第２シャント素子の少なくとも２つの組が、アンテナアレイの中心を通る軸に対して対称となる位置に配置されている。これにより、アンテナアレイ４２から発生するテラヘルツ波の指向性が向上し、テラヘルツ波の正面強度が高まる。
また、本実施形態によれば、アンテナアレイ４２に印加するバイアス電圧をチップ４１の対向する２つの辺４１１、４１２の側から供給している。これにより、チップ４１のいずれか１つの辺の側からバイアス電圧を供給する場合よりも、バイアス電圧を供給する配線のインピーダンスが小さくなるので電圧降下が低減する。この結果、各アンテナの負性微分抵抗素子に印加されるバイアス電圧のアンテナ間のばらつきが小さくなり、アンテナ
出力の均一性が向上する。
さらに、第２シャント素子を構成する抵抗素子４５１および容量素子４５２と、抵抗素子４５３および容量素子４５４とが並列に接続されている。抵抗素子４５１、４５３および容量素子４５２、４５４としては、例えばＳＭＤが採用されるが、このような部品は抵抗成分や容量成分だけでなく寄生インダクタンスも有する。そのため、抵抗素子４５１および容量素子４５２と、抵抗素子４５３および容量素子４５４とを並列に接続することで、寄生インダクタンスを低減でき、寄生発振を抑制することができる。
また、基板４０に配置する配線も抵抗値を有するため、抵抗素子４５１、４５３として配線の抵抗を使用してもよく、これにより基板４０上に配置する部品数を減らすことができ、小型化に有利である。
図１３は本実施形態の変形例に係るアンテナ装置を説明する図である。なお、本変形例において、上記の実施形態と同様の構成については説明を省略する。図１３に示すアンテナ装置５００の構成は、第３の実施形態で説明した構成に、さらに本実施形態の特徴を適用した構成となっている。本変形例において、第３の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
アンテナ装置５００では、チップ５１上において、チップ５１の第１の辺５１１がある側に、第３の実施形態と同様に抵抗素子５３１、５３３、パッド５４１、５４２、５４３が配置される。さらに、チップ５１の第１の辺５１１に対向する第２の辺５１２がある側に、抵抗素子５３４、５３５、パッド５４４、５４５、５４６が配置される。
チップ５１の第１の辺５１１と第２の辺５１２との間には、アンテナ５２１が複数配置されたアンテナアレイ５２が配置される。アンテナアレイ５２の周囲には容量素子５３２が配置される。容量素子５３２は抵抗素子５３１、５３３、５３４、５３５とそれぞれ接続され、第１シャント素子を構成する。
抵抗素子５３１、５３３、５３４、５３５それぞれの一端子は、容量素子５３２の一端子と配線とビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子５３１、５３３、５３４、５３５は容量素子５３２の近傍に配置することが好ましい。あるいは、抵抗素子５３１、５３３、５３４、５３５は容量素子５３２の上にオーバーラップして配置してもよい。抵抗素子５３１、５３３、５３４、５３５それぞれの他端子は、パッド５４１とバイアス電圧線５３０を介して接続される。バイアス電圧線５３０はアンテナアレイ５２の各アンテナ５２１の間にも配置されて各アンテナ５２１に共通に接続され、各アンテナ５２１にバイアス電圧が印加される。容量素子５３２の他端子は、配線およびビア（不図示）を介してパッド５４２、５４５に接続される。
チップ５１において、パッド５４１、５４２、５４３とパッド５４４、５４５、５４６の間に、抵抗素子５３１、５３３と抵抗素子５３４、５３５が配置される。また、抵抗素子５３１、５３３と抵抗素子５３４、５３５との間に、容量素子５３２が周囲に配置されたアンテナアレイ５２が配置される。このようにパッドや第１シャント素子が、アンテナアレイ５２の中心を通る軸に対して対称に配置されている。アンテナアレイ５２の中心を通る軸は、例えば、基板５０の表面に垂直な方向に延伸する軸ＣＸと、基板５０の表面に平行な方向に延伸する軸がある。ここでは、基板の表面に平行な方向に延伸する軸を基準に対称かを判断している。したがって、基板５０では、互いに接続される第１シャントと第２シャント素子の組が複数組配置され、第１シャント素子と第２シャント素子の少なくとも２つの組が、アンテナアレイの中心を通る軸に対して対称となる位置に配置されている。これにより、アンテナアレイ５２から発生するテラヘルツ波の指向性が向上し、テラ
ヘルツ波の正面強度が高まる。
また、基板５０において、チップ５１の第１の辺５１１の側にある第１の領域５１３（図中点線で囲まれる領域）には、第３の実施形態と同様に、チップ５１のパッド５４１とボンディングワイヤー５９１で接続するパッド５６１が配置されている。さらに、第１の領域５１３には、パッド５４２とボンディングワイヤー５９２によって接続されるパッド５６２、パッド５４３とボンディングワイヤー５９３によって接続されるパッド５６３が配置されている。さらに、第１の領域５１３には、第２シャント素子を構成する抵抗素子５５１、５５３、容量素子５５２、５５４が配置されている。さらに、第１の領域５１３には、電圧バイアス回路５７１からバイアス電圧が供給される接続端子５８１、５８３と、グランド電圧を与える接続端子５８２が配置されている。なお、各パッド、第２シャント素子、接続端子の互いの接続関係は、第３の実施形態で説明した接続関係と同様である。
上記の説明では、電圧バイアス回路５７１、５７２は、個別の回路としているが、１つの電圧バイアス回路によってバイアス電圧およびグランド電圧を供給するように基板５０を構成してもよい。
また、基板５０において、チップ５１の第２の辺５１２の側にある第２の領域５１４（図中点線で囲まれる領域）には、チップ５１のパッド５４４とボンディングワイヤー５９４で接続するパッド５６４が配置されている。さらに、第２の領域５１４には、パッド５４５とボンディングワイヤー５９５によって接続されるパッド５６５、パッド５４６とボンディングワイヤー５９６によって接続されるパッド５６６が配置されている。さらに、第２の領域５１４には、第２シャント素子を構成する抵抗素子５５５、５５７と、容量素子５５６、５５８が配置されている。さらに、第２の領域５１４には、電圧バイアス回路５７２からバイアス電圧が供給される接続端子５８４、５８６と、グランド電圧を与える接続端子５８５が配置されている。なお、第２の領域５１４における各パッド、第２シャント素子、接続端子の接続関係も、第３の実施形態で説明した接続関係と同様である。
このように、基板５０において、第１の領域５１３と第２の領域５１４との間にチップ５１が配置される構成となる。この構成によれば、パッド５４１とパッド５４４との間、またはパッド５４２とパッド５４５との間、またはパッド５４３とパッド５４６との間に、アンテナアレイ５２が配置される。また、抵抗素子５５１、５５３および容量素子５５２、５５４と、抵抗素子５５５、５５７および容量素子５５６、５５８との間に、チップ５１が配置される。したがって、パッドや第２シャント素子が、アンテナアレイ５２の中心を通る軸に対して対称に配置されている。アンテナアレイ５２の中心を通る軸は、例えば、基板５０の表面に垂直な方向に延伸する軸ＣＸと、基板５０の表面に平行な方向に延伸する軸がある。ここでは、基板の表面に平行な方向に延伸する軸を基準に対称かを判断している。したがって、基板５０では、互いに接続される第１シャントと第２シャント素子の組が複数組配置され、第１シャント素子と第２シャント素子の少なくとも２つの組が、アンテナアレイの中心を通る軸に対して対称となる位置に配置されている。これにより、アンテナアレイ５２から発生するテラヘルツ波の指向性向上し、テラヘルツ波の正面強度が高まる。
また、バイアス電圧をチップ５１の対向する２つの辺５１１、５１２から供給することにより、バイアス電圧を供給する配線のインピーダンスが小さくなるため、電圧降下が低減する。この結果、各アンテナの負性微分抵抗素子に印加されるバイアス電圧のアンテナ間のばらつきが小さくなり、アンテナ出力の均一性が向上する。
さらに、第２シャント素子を構成する抵抗素子５５１および容量素子５５２と、抵抗素
子５５３および容量素子５５４とが並列に接続される。同様に、第２シャント素子を構成する抵抗素子５５５および容量素子５５６と、抵抗素子５５７および容量素子５５８とが並列に接続される。これにより、アンテナ装置５００では、アンテナ装置４００よりも並列に接続される抵抗素子および容量素子の数が多くなる。このため、抵抗素子および容量素子に含まれる寄生インダクタンスをより低減でき、寄生発振を抑制することができる。
また、基板５０に配置する配線も抵抗値を有するため、抵抗素子５５１、５５３、５５５、５５７として配線の抵抗を使用してもよく、これにより基板５０上に配置する部品数を減らすことができ、小型化に有利である。
図１４は本実施形態の変形例に係るアンテナ装置を説明する図である。図１４に示すアンテナ装置６００の構成は、図１３に示すアンテナ装置５００の構成に、さらに第２の実施形態の特徴を適用した構成となっている。したがって、本変形例に係るアンテナ装置は、上記のアンテナ装置におけるパッド間を接続するボンディングワイヤーの本数が異なる点に特徴がある。図１４に示すアンテナ装置の構成において、図１３に示すアンテナ装置５００の構成と同様の構成については、説明を省略する。
図１４に示すように、アンテナ装置６００では、チップ６１上において、チップ６１の第１の辺６１１がある側に、パッド６４１、６４２、６４３が配置される。さらに、チップ６１の第１の辺６１１に対向する第２の辺６１２がある側に、パッド６４４、６４５、６４６が配置される。
また、基板６０において、チップ６１の第１の辺６１１の側にある第１の領域６１３（図中点線で囲まれる領域）には、図１３に示す構成と同様に、パッド６６１、６６２、６６３が配置されている。また、チップ６１の第２の辺６１２の側にある第２の領域６１４（図中点線で囲まれる領域）には、パッド６６４、６６５、６６６が配置されている。
パッド６４１とパッド６６１は複数のボンディングワイヤー６９１で接続され、パッド６４２とパッド６６２は複数のボンディングワイヤー６９２で接続され、パッド６４３とパッド６６３は複数のボンディングワイヤー６９３で接続される。また、パッド６４４とパッド６６４は複数のボンディングワイヤー６９４で接続され、パッド６４５とパッド６６５は複数のボンディングワイヤー６９５で接続され、パッド６４６とパッド６６６は複数のボンディングワイヤー６９６で接続される。
本変形例においても、第２の実施形態と同様に、複数のボンディングワイヤーを電気的に並列に接続することでボンディングワイヤーの合成インダクタンスを低減でき、寄生発振を抑制することができる。
（第５の実施形態）
次に、本開示の第５の実施形態に係るアンテナ装置について、図１５および図１６を用いて説明する。第５の実施形態に係るアンテナ装置は、チップの各辺の近傍にパッドを配置した点が特徴である。本実施形態において、他の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図１５に示した本実施形態によるアンテナ装置７００は、チップ７１において、バイアス電圧を印加するためのパッド７４１、７４３、およびグランド電圧を印加するパッド７４２を備える。さらに、アンテナ装置７００は、バイアス電圧を印加するためのパッド７４１、グランド電圧を印加するパッド７４２を備える。
本実施形態によるアンテナ装置７００は、チップ７１において、第１の辺７１１の近傍
にパッド７４１が配置され、第２の辺７１２の近傍にパッド７４２が配置される。さらに、チップ７１において、第１の辺７１１に対向する第３の辺７１３の近傍にパッド７４３が配置され、第２の辺７１２に対向する第４の辺７１４の近傍にパッド７４４が配置される。また、パッド７４１とパッド７４３にバイアス電圧が印加され、パッド７４２とパッド７４４にグランド電圧が印加される。また、パッド７４１、７４２、７４３、７４４は、アンテナアレイ７２の周りにアンテナアレイ７２を囲むように配置されている。
また、チップ７１には第１シャント素子を構成する抵抗素子７３１、７３３および容量素子７３２が配置されている。抵抗素子７３１の一端子および抵抗素子７３３の一端子は容量素子１３２の一端子と配線とビア（不図示）を介して接続される。抵抗素子７３１および抵抗素子７３３は、容量素子７３２に隣接して配置することが好ましい。あるいは、抵抗素子７３１は、容量素子７３２の上にオーバーラップして配置してもよい。抵抗素子７３１の他端子はパッド７４１とバイアス電圧線７３０を介して接続され、抵抗素子７３３の他端子はパッド７４３とバイアス電圧線７３０を介して接続される。また、バイアス電圧線７３０はアンテナアレイ７２の各アンテナ７２１の間にも配置されて、各アンテナ７２１に共通に接続され、バイアス電圧が印加される。容量７３２の他端子は、配線およびビア（不図示）を介してパッド７４２およびパッド７４４に接続される。
基板７０において、チップ７１の第１の辺７１１の側にある第１の領域７１５には、第２シャント素子を構成する抵抗素子７５１および抵抗素子７５８、チップ７１のパッド７４１とボンディングワイヤー７９１で接続されるパッド７６１が配置されている。また、第１の領域７１５には、電圧バイアス回路７７１からバイアス電圧が供給される接続端子７８１が配置される。また、抵抗素子７５１の一端子と抵抗素子７５８の一端子はパッド７６１と接続され、パッド７６１は接続端子７８１と接続される。
同様に、チップ７１の第２の辺７１２の側にある第２の領域７１６には、第２シャント素子を構成する容量素子７５２および容量素子７５３、チップ７１のパッド７４２とボンディングワイヤー７９２で接続されるパッド７６２が配置される。また、第２の領域７１６には、電圧バイアス回路７７２からグランド電圧が供給される接続端子７８２が配置される。また、容量素子７５２の一端子と容量素子７５３の一端子はパッド７６２と接続され、パッド７６２は接続端子７８２と接続される。
同様に、チップ７１の第３の辺７１３の側にある第３の領域７１７には、第２シャント素子を構成する抵抗素子７５４および抵抗素子７５５、チップ７１のパッド７４３とボンディングワイヤー７９３によって接続されるパッド７６３が配置される。また、第３の領域７１７には、電圧バイアス回路７７３からバイアス電圧が供給される接続端子７８３が配置される。抵抗素子７５４の一端子と抵抗素子７５５の一端子はパッド７６３と接続され、パッド７６３は接続端子７８３と接続される。
同様に、チップ７１の第４の辺７１４の側にある第４の領域７１８には、第２シャント素子を構成する抵抗素子７５６および抵抗素子７５７、チップ７１のパッド７４４とボンディングワイヤー７９４によって接続されるパッド７６４が配置される。また、第４の領域７１８には、電圧バイアス回路７７４からグランド電圧が供給される接続端子７８４が配置される。抵抗素子７５６の一端子と抵抗素子７５７の一端子はパッド７６４と接続され、パッド７６４は接続端子７８４と接続される。
チップ７１における第１の辺７１１と第２の辺７１２とがなす第１の角７２６の近傍に、抵抗素子７５１と容量素子７５２が配置され、抵抗素子７５１の他端子と容量素子７５２の他端子が接続される。また、チップ７１における第２の辺７１２と第３の辺７１３とがなす第２の角７２７の近傍において、抵抗素子７５３と容量素子７５４が配置され、抵
抗素子７５３の他端子と容量素子７５４の他端子が接続される。また、チップ７１における第３の辺７１３と第４の辺７１４とがなす第３の角７２８の近傍において、抵抗素子７５５と容量素子７５６が配置され、抵抗素子７５５の他端子と容量素子７５６の他端子が接続される。また、チップ７１における第４の辺７１４と第１の辺７１１とがなす第４の角７２９の近傍において、抵抗素子７５７と容量素子７５８が配置され、抵抗素子７５７の他端子と容量素子７５８の他端子が接続される。
この抵抗素子と容量素子の接続関係により、第２シャント素子を構成する抵抗素子７５１と容量素子７５２、抵抗素子７５３と容量素子７５４、抵抗素子７５５と容量素子７５６、抵抗素子７５７と容量素子７５８が、互いに電気的に並列に接続されている。このため、各素子に含まれる寄生インダクタンスをより低減でき、寄生発振を抑制することができる。
図１５では、電圧バイアス回路７７１、７７２、７７３、７７４は、個別の回路としているが、１つの電圧バイアス回路によってバイアス電圧およびグランド電圧が供給されるように基板７０を構成してもよい。
また、図１５では、第２シャント素子を構成する抵抗素子７５１と容量措置７５２は、抵抗素子７５１の２つの端子が並ぶ方向と容量素子７５２の２つの端子が並ぶ方向とが互いに直交するように配置されている。また、抵抗素子７５３と容量素子７５４、抵抗素子７５５と容量素子７５６、および抵抗素子７５７と容量素子７５８も、同様の配置となるように構成されている。
また、基板７０に配置する配線も抵抗値を有するため、抵抗素子７５１、７５３、７５５、７５７として配線の抵抗を使用してもよく、これにより基板４０上に配置する部品数を減らすことができ、小型化に有利である。
以上のように本実施形態では、チップ７１の４辺の各辺がある側に、それぞれパッドを配置し、それぞれの辺からバイアス電圧またはグランド電圧を供給している。この構成を言い換えると次のようになる。対向する２辺を結ぶ線分に沿った方向においてパッドとチップ７１とパッドがこの順に配され、別の対向する２辺を結ぶ線分に沿った方向においてパッドとチップ７１とパッドがこの順に配される。対向する２辺を結ぶ線分に沿った方向と別の対向する２辺を結ぶ線分に沿った方向は交差する。本実施形態の構成によって、チップ７１のいずれか１つまたは２つの辺がある側からバイアス電圧またはグランド電圧を供給する場合よりも、バイアス電圧を供給する配線のインピーダンスが小さくなるため、電圧降下が低減する。この結果、各アンテナの負性微分抵抗素子に印加されるバイアス電圧のアンテナ間のばらつきが小さくなり、アンテナ出力の均一性が向上する。
また、チップ７１の各辺がある側にパッドが配置されているため、パッドを大きくしつつ複数のボンディングワイヤーを電気的に並列に接続することができる。これにより、ボンディングワイヤーの合成インダクタンスを低減して、寄生発振をより抑制することができる。
また、基板７０においてチップ７１の４つの角７２６～７２９それぞれの近傍に、第２シャント素子の抵抗素子と容量素子を配置することで、基板のスペースを有効に利用して、基板サイズを低減して製造コストを抑えることができる。
また、パッドや第２シャント素子は、アンテナアレイ７２の中心を通る軸に対して対称に配置されている。アンテナアレイ７２の中心を通る軸は、例えば、基板７０の表面に垂直な方向に延伸する軸ＤＸと、基板７０の表面に平行な方向に延伸する軸がある。ここで
は、基板の表面に平行な方向に延伸する軸を基準に対称かを判断している。したがって、基板７０では、互いに接続される第１シャントと第２シャント素子の組が複数組配置され、第１シャント素子と第２シャント素子の少なくとも２つの組が、アンテナアレイの中心を通る軸に対して対称となる位置に配置されている。これにより、アンテナアレイ７２から発生するテラヘルツ波の指向性が向上し、テラヘルツ波の正面強度が高まる。
図１６は本実施形態の変形例に係るアンテナ装置を説明する図である。なお、本変形例において、上記の実施形態と同様の構成については説明を省略する。図１６に示すアンテナ装置８００では、チップ８１の角８２６～８２９のそれぞれの角の近傍に、抵抗素子８５１と容量素子８５２、抵抗素子８５３と容量素子８５４、抵抗素子８５５と容量素子８５６、抵抗素子８５７と容量素子８５８が配置される。また、抵抗素子、８５１、８５３、８５５、８５７と容量素子８５２、８５４、８５６、８５８は、それぞれチップの各辺の延伸方向に対して斜めに配置される。また、抵抗素子８５１の２つの端子が並ぶ方向と容量素子８５２の２つの端子が並ぶ方向は同一方向であり、抵抗素子８５３と容量素子８５４、抵抗素子８５５と容量素子８５６、および抵抗素子８５７と容量素子８５８も同様に配置されている。
各素子がこのように配置されていることで、抵抗素子、容量素子、およびパッドを接続する配線を短くすることができ、配線に含まれる寄生インダクタンスを低減して、寄生発振を抑制することができる。
（第６の実施形態）
次に、本開示の第６の実施形態に係るアンテナ装置におけるアンテナアレイについて、図１７～図２２を用いて説明する。本実施形態において、他の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図１７は、本実施形態によるアンテナ装置９００の等価回路図を示す。図１７に示す等価回路図の構成例は、図５に示す第１実施形態によるアンテナ装置１００の等価回路図におけるアンテナアレイ１２についてアンテナ１２１が３×３個のマトリクス状に配置された構成に対応する。アンテナアレイ９１２は、３×３個分の負性微分抵抗素子ｒ１１、ｒ１２、ｒ１３、ｒ２１、ｒ２２、ｒ２３、ｒ３１、ｒ３２、ｒ３３と、抵抗素子Ｒａｉ（ｉ＝１，２，３．．．，１２）と、容量素子Ｃａｉ（ｉ＝１，２，３．．．，１２）とを有する。アンテナアレイ９１２には、負性微分抵抗素子と、抵抗素子および容量素子が直列に接続された複数の第３シャント素子とが構成されている。また、３×３個分の負性微分抵抗素子と複数の第３シャント素子は互いに並列に接続された構成となっている。負性微分抵抗素子それぞれの一端子と複数の第３シャント素子における抵抗素子Ｒａｉの一端子と、第１シャント素子の抵抗素子Ｒｃの一端子は共通に接続される。また、抵抗素子Ｒａｉの他端子は容量素子Ｃａｉの一端子と接続される。さらに、負性微分抵抗素子各々の他端子と複数の第３シャント素子における容量素子Ｃａｉの他端子は、グランド電位に接続される。アンテナアレイ９１２のその他の構成は、図５と同様の構成であるためここでは説明を省略する。
アンテナアレイ９１２において、３×３個分の負性微分抵抗素子ｒ１１、ｒ１２、ｒ１３、ｒ２１、ｒ２２、ｒ２３、ｒ３１、ｒ３２、ｒ３３の合成抵抗が、図５に示した抵抗ｒに相当する。また、第３シャント素子と配線の寄生インピーダンスの合成インピーダンスが、図５に示したインピーダンスＺに相当する。
図１８は、図１７の等価回路図に対応する３×３個のマトリクス状に配置されたアンテナアレイ９１２の上面図の例である。図１９は、図１８におけるＣ－Ｃ’線での断面図である。図４を用いて説明した構成については説明を省略し、図４と同様の構成要素には同
一の符号を用いる。隣接したアンテナ間は、図４を用いて説明した通り、マイクロストリップライン１２５ａ～１２５ｈによって相互に結合されており、テラヘルツ波の発振周波数ｆＴＨｚにおいて相互注入同期（相互に同期）されている。図１８は、１つのアンテナに２つの負性微分抵抗素子１２７ａ、１２７ｂを備える構成を例示する。テラヘルツ波の指向性を向上させるため、２つの負性微分抵抗素子１２７ａ、１２７ｂは、１つのアンテナの中心を通る線に対して対称的に配置することが好ましい。
発振周波数ｆＴＨｚより低い周波数帯の寄生発振を抑制するために、バイアス電圧線１３０に第３シャント素子が設けられる。第３シャント素子は、負性微分抵抗素子に対して並列に配置することでｆＴＨｚより低い周波数帯をショートして、寄生発振を抑制する構造である。また、第３シャント素子は、負性微分抵抗素子に対して並列に抵抗素子、または抵抗と容量を直列に接続した素子を配置した構造である。第３シャント素子において、抵抗および容量の値は、近傍に配置された複数の負性微分抵抗素子の合成された負性微分抵抗の絶対値と素子のインピーダンスが等しいか、少し低い。
図１８では、平面視において破線１３７’で囲まれる領域には第３シャント素子を構成する容量素子の一方の電極である導体層１３７が配置される。また、破線１３８’で囲まれる領域には抵抗素子である抵抗体１３８が配置される。導体層１３７と抵抗体１３８はバイアス電圧線１３０を構成する配線層の下層に配置される。第３シャント素子は各アンテナの周囲に配置される。各アンテナの一部である金属層１２３にはバイアス電圧線１３０が接続されてバイアス電圧が供給されるが、第３シャント素子はその接続部の近傍に配置されることが好ましく、アンテナとアンテナの間に配置するとよい。このような配置によって１つの第３シャント素子を両隣のアンテナが共有する構成が可能となる。そのためレイアウト効率が向上してチップの小型化が可能となり、またシャント素子の容量や抵抗のサイズ調整の自由度が増すため寄生発振の抑制が容易になる。
図１９の断面図に示すように、接地金属層１２４の上には誘電体層１３６が配置される。なお、誘電体層１３６は、第３シャント素子の容量の誘電体として用いるので、ＭＩＭ容量構造の小型化のために比較的誘電率の高い窒化シリコン（ε＝７）を用いることが好ましい。
また、誘電体層１３６の上には導体層１３７が積層される。したがって、アンテナアレイ９１２には、接地金属層１２４、誘電体層１３６、導体層１３７の順に積層された金属－絶縁体－金属（ＭＩＭ）の容量構造が形成されており、第３シャント素子の容量素子に相当する。この容量構素子がアンテナとアンテナの間に配置されたバイアス電圧線１３０の下層に配置される。導体層１３７は、バイアス電圧線１３０と、接地金属層１２４との間の層に配置されている。導体層１３７には抵抗体１３８が接続され、抵抗体１３８はバイアス電圧線１３０と接続される。この抵抗体１３８は、第３シャント素子の抵抗素子に相当する。
このように本実施形態では、接地金属層１２４とバイアス電圧線１３０は、第３シャント素子を構成する容量素子および抵抗素子を介して電気的に接続されている。第３シャント素子はアンテナとアンテナの間における各箇所においてバイアス電圧線１３０と接続される形でアレイアンテナ内に複数配置される。本実施形態では第３シャント素子は接地金属層１２４に接続されているが、固定電位の導電層に接続されればよく、他の導電層に接続されてもよい。
なお、アンテナに定在する発振周波数ｆＴＨｚの高周波電界の節に第３シャント素子を配置する構成は、周波数ｆＴＨｚにおいて高インピーダンスであり周波数ｆＴＨｚの高周波のみを選択的に発振させるためにより好適な構成である。しかし、アンテナアレイにお
けるアレイ数の増加やバイアス電圧線の共通化に伴って予期しない低周波のマルチモード発振が生じるリスクがある。このため、本実施形態では、アレイアンテナにおけるバイアス電圧線１３０を、発振周波数ｆＴＨｚより低い低周波数帯において負性抵抗素子に比べて低インピーダンスに設定した構成とする。これによれば、アンテナアレイのアレイ数が増加しても他モード発振を抑制し、テラヘルツ帯における安定した単一周波数の発振を得ることが可能である。第３シャント素子では、特に１０ＧＨｚ以上で、周波数ｆＴＨｚ未満の周波数帯における寄生発振を効果的に抑制することができる。
図２０は、図１８に示すアンテナアレイ９１２の変形例であるアンテナアレイ１０１２の上面図であり、図２１は図２０におけるＤ－Ｄ’線での断面図である。図１８、図１９と同一の構成については、同じ符号を使用し、説明を省略する。アンテナアレイ１０１２は、第３シャント素子を構成する抵抗素子が抵抗体１３８ａと抵抗体１３８ｂから構成される点で図１８、図１９に示すアンテナアレイ９１２と異なる。
図２０に示すように、アンテナアレイ１０１２では、アンテナ１１１２とアンテナ１１１３の間に抵抗体１３８ａと抵抗体１３８ｂが配置される。この２つの抵抗体１３８ａ、１３８ｂは第３シャント素子の抵抗素子に相当し、並列に接続されており、容量素子１３７と直列に接続される。抵抗素子１３８ａ、１３８ｂはアンテナ１１１２、１１１３とバイアス電圧線１３０の接続部の近傍に配置され、バイアス電圧線１３０を構成する配線層をパターニングして除去したスペースに配置される。
図２１の断面図に示すように、バイアス電圧線１３０と同一の高さに抵抗体１３８ａと抵抗体１３８ｂが配置される。抵抗体１３８ａと抵抗体１３８ｂの一方の端部はバイアス電圧線１３０と接続され、また他方の端部はバイアス電圧線１３０と同じ配線層を用いて導体層１３７に接続される。
アンテナアレイ１０１２の端部のアンテナ１１１１について、他のアンテナと挟まれない領域１３７’’に配置される第３シャント素子は、抵抗素子として抵抗体１３８ａまたは抵抗体１３８ｂのいずれか一方（図では１３８ａ）を配置する構成としてもよい。
図２０、図２１に示すアンテナアレイ１０１２の構成は、抵抗体１３８ａや抵抗体１３８ｂを配置する位置において、バイアス電圧線１３０を構成する配線層をパターニングで除去し、そのスペースに抵抗体となる材料を形成すればよい。このため、従来のアンテナアレイに比べて作製が容易となり、欠陥の発生も抑制できる。
ここで、図２２を用いて、第１シャント素子、第２シャント素子、第３シャント素子について説明を追加する。図２２は、第４の実施形態で説明したチップの対向する２つの辺にパッドを配置し、パッドとパッドを複数のボンディングワイヤーで接続した構成を例示する。なお、以下の説明において、第４の実施形態で説明した構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
第１シャント素子は抵抗素子５３１と容量素子５３２からなり、チップ５１内においてアンテナアレイ５２の周囲に配置される。容量素子５３２としてはＭＩＭ容量が好適である。
第２シャント素子は抵抗素子５５１と容量素子５５２からなり、チップ５１が実装される基板５０上に配置される。抵抗素子５５１と容量素子５５２には表面実装部品（ＳＭＤ）が好適に用いられ、容量素子５５２としては例えばセラミックコンデンサが用いられる。
第３シャント素子は抵抗素子（不図示）と容量素子５２１からなり、第１シャント素子と同様にチップ５１内に配置され、アンテナアレイ５２内に配置される。容量素子５２１としてはＭＩＭ容量が好適である。
３つのシャント素子を構成する容量素子の面積あるいは容量値の大きさとしては、第３シャント素子、第１シャント素子、第２シャント素子の順で大きくすることが好ましい（容量素子５２１＜容量素子５３２＜容量素子５５２）。容量素子５２１は１ｐＦ以上１００ｐＦ未満、容量素子５３２は１００ｐＦ以上から１０ｎＦ未満、容量素子５５２は１０ｎＦ以上１００μＦ未満であれば好適に配置できる。また、第１シャント素子、第２シャント素子、第３シャント素子の抵抗素子は０．０１Ω以上１０Ω未満であれば好適に配置できる。
第３シャント素子の個数はアンテナアレイ２のアンテナ数に応じて決まるが、第１シャント素子の個数以上および第２シャント素子の個数以上であることが好ましく、これにより寄生発振抑制や出力向上が可能となる。
出力を小さく調整するためなどアンテナアレイ２のアンテナ数が少ない場合においては、第３シャント素子の個数は第１シャント素子や第２シャント素子の個数よりも少なくしてもよい。
第２シャント素子の個数が第１シャント素子の個数以上とすると、第２シャント素子を並列に接続する数を増やすことができる。その結果、ＳＭＤが有する寄生インダクタンスを低減できるので、寄生発振を抑制できる。また、第１シャント素子の個数が減少することでチップ面積が削減でき、アンテナアレイのコスト低減に寄与する。
第２シャント素子の個数が第１シャント素子の個数より少ないと、第２シャント素子を構成するＳＭＤの個数を削減できる。ＳＭＤを基板に実装するために必要な面積は比較的大きいため、ＳＭＤの個数が減少することで基板サイズを小型化でき、アンテナアレイのコスト低減に寄与する。
チップ内の第１シャント素子や第３シャント素子の抵抗素子を形成する抵抗体としては、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｕなどが好適に用いられる。さらに、当該抵抗体としては、それらの合金膜、酸化膜、窒化膜、シリサイド膜など（例えば、ＴｉＷ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＷＮ、ＷＳｉＮ、ＴａＳｉＮ、ＮｂＮ、ＭｏＮ、ＭｎＯ、ＲｕＯ）が好適に用いられる。さらに、当該抵抗体としては、ポリシリコン、Ｓｉに不純物をドープした拡散抵抗膜等が好適に用いられる。
チップ内で用いられる配線や導電層の材料としては、抵抗率が１×１０－６Ω・ｍ以下の材料が好ましい。具体的には、材料として、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｕＩｎ合金、ＴｉＮなどの金属および金属化合物が好適に用いられる。
ＭＩＭ容量を構成する誘電体層には、絶縁性（直流電圧に対して電気を通さない絶縁体・高抵抗体としてふるまう性質）、バリア性（電極に用いる金属材料の拡散防止の性質）、加工性（サブミクロンの精度で加工が可能な性質）が求められる。これらを満たす材料の具体例としては、酸化シリコン（ε＝４）、窒化シリコン（ε＝７）、酸化アルミ、窒化アルミなどの無機の絶縁体材料が好適に用いられる。
負性抵抗素子は電極や半導体層を含み、電極は半導体層とオーム性接続された導体であれば、直列抵抗に起因したオーム性損失やＲＣ遅延の低減に好適である。オーミック電極として電極を用いる場合、材料としては、例えば、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ、ＴｉＷ、Ｍｏ、ＥｒＡｓなどが好適に用いられる。
（第７の実施形態）
本実施形態に係る検出システムについて、図２３を用いて説明する。検出システムは、画像撮影が可能なシステムであってもよく、例えば、カメラシステムである。本実施形態では、カメラシステムを例に説明する。図２３はテラヘルツ波を用いたカメラシステム２３００の構成を説明するための概略図である。
カメラシステム２３００は、発振装置２３０１と、検出装置２３０２と、処理部２３０３とを有する。発振装置２３０１は、各実施形態にて説明したアンテナ装置を適用することができる。検出装置２３０２は、アンテナ装置から送信される電磁波を検出することが可能であり、例えば、ショットキーバリアダイオードなど他の半導体素子を用いたアンテナ装置であってもよい。発振装置２３０１から発されたテラヘルツ波は、被写体２３０５にて反射し、検出装置２３０２にて検出される。処理部２３０３は、検出装置２３０２にて検出された信号を処理する。処理部２３０３にて生成された画像データが出力部２３０４から出力される。このような構成によって、テラヘルツ画像を取得することができる。
発振装置２３０１や検出装置２３０２には、光学部設けられていてもよい。光学部は、ポリエチレン、テフロン（登録商標）、高抵抗シリコン、ポリオレフィン樹脂等、テラヘルツ波に対し透明な材料の少なくとも１つを含み、複数層から構成されていてもよい。
本実施形態で説明したカメラシステムは一例にすぎず、他の形態であってもよい。特に、システムによって取得する情報は画像情報に限らず、信号の検出を行う検出システムであってもよい。
各実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
１２ アンテナアレイ、１７ 電圧バイアス回路、１００ アンテナ装置、１３１、１５１ 抵抗素子、１３２、１５２ 容量素子、１２００ 共振回路、１３００ 第１シャント素子、１５００ 第２シャント素子

Claims (28)

  1. 電磁波を送信または受信するアンテナ装置であって、
    負性微分抵抗素子と共振回路からなる複数のアンテナが配置されたアンテナアレイと、
    前記アンテナアレイに電圧を印加する電圧バイアス回路と、
    前記アンテナアレイと前記電圧バイアス回路との間に、前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続される第１シャント素子であって、前記第１シャント素子の第１の抵抗および第１の容量が直列に接続されている第１シャント素子と、
    前記第１シャント素子と前記電圧バイアス回路との間に、前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続される第２シャント素子であって、前記第２シャント素子の第２の抵抗および第２の容量が直列に接続されている第２シャント素子と、
    を有し、
    前記第１シャント素子および前記第２シャント素子が、前記負性微分抵抗素子の抵抗値を基準として低インピーダンスとなっている
    ことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 以下の式（１）から式（３）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置
    Ｒｐ ＋１／（２π×ｆ×Ｃｐ） ＜ ｒ ・・・（１）
    Ｒｃ ＋１／（２π×ｆ×Ｃｃ） ＜ ｒ ・・・（２）
    Ｌ／（Ｃｃ×ｒ） ＜Ｒｃ ・・・（３）
    ここで、ｒは、前記負性微分抵抗素子の抵抗値の絶対値、Ｒｐは、前記第２の抵抗の抵抗値、Ｃｐは、前記第２の容量の容量値、Ｒｃは、前記第１の抵抗の抵抗値、Ｃｃは、前記第１の容量の容量値、Ｌは、前記第１シャント素子と前記第２シャント素子を接続する経路のインダクタンス、ｆは、前記共振回路の共振周波数未満の周波数である。
  3. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子を接続する経路のインダクタンスＬは、以下の式（４）を満たし、
    Ｌ≦５ｎＨ ・・・（４）
    前記経路において、前記経路の断面が円形に近似できる第１の部分と前記経路の断面が四角形に近似できる第２の部分とに分けた場合に、前記第１の部分のインダクタンスＬ１を以下の式（５）により算出し、前記第２の部分のインダクタンスＬ２を以下の式（６）により算出することを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置
    Ｌ１＝０．２×ｌ１×[ｌｎ（４×ｌ１／ｄ）－ ０．７５] ・・・（５）
    Ｌ２＝０．２×ｌ２×［ｌｎ｛２×ｌ２／（ｗ ＋ ｈ）｝＋０．２２３５×（ｗ＋ｈ）／ｌ２＋０．５] ・・・（６）
    ここで、ｌ１は、前記第１の部分の長さであり、ｄは、前記第１の部分の断面の直径であり、ｌ２は、前記第２の部分の長さであり、ｗは、前記第２の部分の幅であり、ｈは、前記第２の部分の厚さである。
  4. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子の組が複数組配置され、
    前記第１シャント素子と前記第２シャント素子の少なくとも２つの組が、前記アンテナアレイの中心を通る軸に対して対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  5. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子の前記２つの組によって前記アンテナアレイが挟まれるように、前記第１シャント素子と前記第２シャント素子の２つの組が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
  6. 前記第１シャント素子は、前記アンテナアレイが配置されるチップ上に配置され、
    前記チップは四角形状のチップであり、
    前記第１シャント素子と前記第２シャント素子のそれぞれの組の前記第２シャント素子が、前記チップの角の近傍に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載のアンテナ装置。
  7. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子の２つの組のそれぞれの前記第２シャント素子が並列に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
  8. 前記第１シャント素子は、前記アンテナアレイが配置されるチップ上に配置され、
    前記第２シャント素子は、前記チップが配置される基板上に配置される
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  9. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子を接続する経路は、前記チップ上に配置された第１パッドと、前記基板上に配置された第２パッドと、を含み、
    前記第１パッドおよび第２パッドを介して前記アンテナアレイにバイアス電圧が供給される
    ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
  10. 前記アンテナ装置は、前記チップ上に配置された第３パッドと、前記基板上に配置された第４パッドと、をさらに有し、
    前記第３パッドおよび前記第４パッドを介して前記アンテナアレイにグランド電圧が供給され、
    前記チップは四角形状のチップであり、
    前記チップの第１の辺がある側から、前記第１パッドおよび第２パッドを介して前記アンテナアレイにバイアス電圧が供給され、
    前記チップの第１の辺とは異なる第２の辺がある側から、前記第３パッドおよび前記第４パッドを介して前記アンテナアレイにグランド電圧が供給される
    ことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ装置。
  11. 前記第１パッドと前記第２パッドとは、並列接続された複数のボンディングワイヤーによって接続されていることを特徴とする請求項９または１０に記載のアンテナ装置。
  12. 前記第２の抵抗は、前記基板に配置された配線であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  13. 電磁波を送信または受信するアンテナ装置であって、
    負性微分抵抗素子と共振回路からなる複数のアンテナが配置されたアンテナアレイを有するチップと、
    前記チップが配置される基板と、
    前記アンテナアレイに電圧を印加する電圧バイアス回路と、を有し、
    前記チップは、
    前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続され、少なくとも第１の容量を含む第１シャント素子と、
    第１パッドと第２パッドを少なくとも含み、前記アンテナアレイに所定の電圧を供給するための複数のパッドと、を有し、
    前記基板は、
    前記負性微分抵抗素子と前記電圧バイアス回路に並列に接続され、少なくとも第２の容量を含み、前記基板に配された第２シャント素子を有し、
    前記第１パッドと前記第２パッドとの間に前記アンテナアレイが位置することを特徴とするアンテナ装置。
  14. 前記アンテナアレイの前記負性微分抵抗素子の合成抵抗値は１Ω以下であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  15. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子を接続する経路の長さは４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  16. 前記第１シャント素子と前記第２シャント素子を接続する経路の長さは２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１５に記載のアンテナ装置。
  17. 前記電磁波の周波数帯域は、３０ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の周波数帯域のうちの少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  18. 前記負性微分抵抗素子は、共鳴トンネルダイオードであることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  19. 前記第１の容量は、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）容量であることを特徴とする請
    求項１から１８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  20. 前記アンテナアレイにおいて、前記負性微分抵抗素子に並列に接続され、少なくとも第３の容量を含む第３シャント素子を有することを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  21. 前記第３シャント素子は、アンテナとアンテナの間に複数配置されることを特徴とする請求項２０に記載のアンテナ装置。
  22. 前記第３シャント素子を、前記第３シャント素子の両隣のアンテナが共有することを特徴とする請求項２１に記載のアンテナ装置。
  23. 前記第３の容量、前記第１の容量、前記第２の容量の順で面積あるいは容量値が大きいことを特徴とする請求項２０に記載のアンテナ装置。
  24. 前記第３シャント素子の個数は、前記第１シャント素子の個数以上かつ前記第２シャント素子の個数以上であることを特徴とする請求項２０に記載のアンテナ装置。
  25. 前記第３シャント素子の個数は、前記第１シャント素子の個数よりも少ないかつ前記第２シャント素子の個数よりも少ないことを特徴とする請求項２０に記載のアンテナ装置。
  26. 前記第２シャント素子の個数は、前記第１シャント素子の個数以上であることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  27. 前記第２シャント素子の個数は、前記第１シャント素子の個数より少ないことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  28. 請求項１から２７のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
    前記アンテナ装置から送信された電磁波を検出するための検出装置と、
    前記検出装置からの信号を処理する処理部とを有するカメラシステム。
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