KR101327375B1

KR101327375B1 - 도파 구조체, 도파 구조체를 포함하는 고주파 모듈, 및 레이더 장치

Info

Publication number: KR101327375B1
Application number: KR1020117025284A
Authority: KR
Inventors: 카즈키 하야타
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2013-11-08
Also published as: US8922425B2; WO2010114078A1; KR20110130514A; US20120013421A1; JP5309209B2; JPWO2010114078A1

Abstract

본 발명의 일실시형태인 도파로는 상부 도파로(21)와 모드 변환부(23)를 구비한다. 이 상부 도파로(21)는 고주파 신호를 제 1 방향으로 TE10 모드로 전송한다. 이 모드 변환부(23)는 상부 도파로(21)에 전자적으로 결합하도록 구성된다. 이 모드 변환부(23)는 상부 도파로(21)를 통해 전송되는 고주파 신호를 TE10 모드로부터 TM11 모드로 변환한다. 이 모드 변환부(23)는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 고주파 신호를 전송한다. 본 실시형태의 도파로에 의하면 고주파 신호의 양호한 전송 특성을 실현할 수 있다.

Description

도파 구조체, 도파 구조체를 포함하는 고주파 모듈, 및 레이더 장치 {WAVEGUIDE STRUCTURE, HIGH FREQUENCY MODULE INCLUDING WAVEGUIDE STRUCTURE, AND RADAR APPARATUS}

본 발명은 도파 구조체, 도파 구조체를 포함하는 고주파 모듈, 및 레이더 장치에 관한 것이다.

최근, 30㎓ 이상의 주파수를 갖는 밀리미터파를 고주파 신호로서 이용하는 무선 통신 기술의 연구개발이 활발히 행해지고 있다. 이 밀리미터파를 고주파 신호로서 이용하는 무선 통신 기술은 데이터 통신, 레이더에 이용되고 있다. 이들 무선 통신에서 사용되는 고주파 기판에서는 양호한 전송 특성이 요구되고 있다.

밀리미터파 등의 고주파 신호를 전송하는 전송 선로로서 적층형 도파로가 있다. 이 적층형 도파로는 다층 배선 기판 내의 관통 도체 및 도전체층에 의해 유사적인 도파관을 구성하고 있다. 이 적층형 도파로를 높은 면적 집적도로 형성하려고 하면 고주파 신호의 전송 방향을 평면 방향으로부터 두께 방향으로 변경하는 경우가 생긴다. 그러나, 적층형 도파로의 전송 방향을 두께 방향으로 변경하면 방향 변경하는 부분에서 고주파 신호가 반사되어 버려 전송 손실이 커져버린다. 결과적으로, 적층형 도파로의 전송 특성이 크게 저하해 버린다.

사각형 도파관을 이용한 전송 선로에서는 접힘 도파관을 이용하여 전송 선로를 접는 기술이 일본 특허 공개 평9-199901호 공보에 기재되어 있다. 그러나, 이 접힘 도파관의 기술을 적층형 도파로에 적용하여도 적층형 도파로의 전송 특성은 크게 저하해 버린다.

본 발명의 목적은 양호한 전송 특성을 갖는 도파 구조체, 도파 구조체를 포함하는 고주파 모듈, 및 레이더 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 도파 구조체는 제 1 도파로와 모드 변환부를 구비한다. 이 제 1 도파로는 내부에 있어서 고주파 신호를 TE10 모드로 제 1 방향으로 전송한다. 이 모드 변환부는 상기 제 1 도파로에 전자적으로 결합하도록 구성된다. 이 모드 변환부는 상기 제 1 도파로의 내부를 통해 전송되는 상기 고주파 신호를 TE10 모드로부터 TM11 모드로 변환한다. 이 모드 변환부는 상기 고주파 신호를 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 전송한다. 본 발명의 도파 구조체에 의하면 고주파 신호의 양호한 전송 특성을 실현할 수 있다.

본 발명의 고주파 모듈 및 레이더 장치는 상술한 도파 구조체를 포함하고 있다. 본 발명의 고주파 모듈 및 레이더 장치에 의하면 고주파 신호의 양호한 전송 특성을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태인 고주파 기판(1)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 절단면선 II-II로 절단했을 때의 단면도이다.
도 3은 도 1의 절단면선 III-III로 절단했을 때의 단면도이다.
도 4A는 접속용 도파로(20)의 구성을 나타내는 투시도이다.
도 4B는 도 4A의 절단면선 IV-IV로 절단했을 때의 접속용 도파로(20)의 사시도이다.
도 5A는 중간 유전체층(32)을 제 1 유전체층(24)측으로부터 보았을 때의 평면도이다.
도 5B는 제 2 유전체층(28)을 중간 유전체층(32)측으로부터 보았을 때의 평면도이다.
도 6은 중간 유전체층(32)의 두께를 변화시켰을 때의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태인 고주파 기판(70)의 구조를 간략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 고주파 기판(70)의 상부 도파로 및 하부 도파로를 평면으로 봤을 때의 모식도이다.
도 9는 2개의 고주파 기판에 설치된 도파로의 접속 구조를 평면으로 봤을 때의 모식도이다.

이하, 도면을 참고로 해서 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 도파 구조체의 일실시형태인 고주파 기판(1)의 구성을 나타내는 사시도이다. 이 도 1에서는 고주파 기판(1)의 내부 구조의 일부 및 보호 부재의 내부를 실선으로 나타내었다. 도 2는 도 1의 절단면선 II-II로 절단했을 때의 단면도이다. 도 3은 도 1의 절단면선 III-III로 절단했을 때의 단면도이다.

고주파 기판(1)의 주면에는 1개 이상의 고주파 소자가 실장되어 고주파 모듈을 구성하고 있다. 이 실시형태에서는 고주파 소자로서 MMIC(Monolithic Microwave Integrate Circuit)를 채용했다. 고주파 기판(1)의 주면에는 수신용 MMIC(2) 및 송신용 MMIC(3)가 실장되어 있다. 이 고주파 기판(1)의 주면을 본 실시형태에서는 제 1 주면으로 하고 있다. 보호 부재(4,5)는 수신용 MMIC(2) 및 송신용 MMIC(3) 각각을 보호하는 것이다. 이 보호 부재(4,5)는 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 배치되어 있다. 이 보호 부재(4,5)는 이 보호 부재(4,5)와 고주파 기판(1)의 제 1 주면으로 둘러싸여지는 수용 공간 내에 수신용 MMIC(2) 및 송신용 MMIC(3)를 수용하고 있다.

본 실시형태의 고주파 모듈에서는 2개의 MMIC를 실장하고 있지만 1개이여도 3개 이상이여도 좋다. 또한, MMIC는 수신용과 송신용으로 나누어져 있을 필요는 없고 송수신 겸용이여도 좋다.

고주파 기판(1)은 안테나 기판(100)에 적재되어 있다. 이 안테나 기판(100)에 적재되어 있는 고주파 기판(1)의 면은 수신용 MMIC(2) 및 송신용 MMIC(3)가 실장되어 있는 제 1 주면과 쌍을 이루는 주면이다. 이 쌍을 이루는 주면을 본 실시형태에서는 제 2 주면으로 하고 있다.

수신용 MMIC(2)와 송신용 MMIC(3)는 적층형 도파로에 의해 전기적으로 접속된다. 이 적층형 도파로를 본 실시형태에서는 접속용 도파로(20)로 하고 있다. 본 실시형태의 접속용 도파로(20)는 2개의 적층형 도파로가 고주파 기판(1)의 두께 방향으로 겹쳐져 있다. 이 접속용 도파로(20)는 2개의 적층형 도파로의 단부가 전자적으로 결합하도록 구성되어 있다. 이 접속용 도파로(20)는 2개의 적층형 도파로의 단부를 전자적으로 결합하도록 구성함으로써 2개의 적층형 도파로를 접은 접힘 구조를 하고 있다. 이 접속용 도파로(20)에서는 2개의 적층형 도파로 중 제 1 주면에 가까운 측을 상부 도파로(21)로 하고, 제 2 주면에 가까운 측을 하부 도파로(22)로 하고 있다. 여기서 「전자적으로 결합한다」라고 하는 것은 고주파 신호가 전송될 때에 생기는 전자계에 의해 2개의 도파로 사이를 고주파 신호가 전자적으로 결합하는 것을 말한다.

상부 도파로(21)의 한쪽 단부(21a)는 수신용 MMIC(2)와 전자적으로 결합하도록 구성된다. 하부 도파로(22)의 한쪽 단부(22a)는 송신용 MMIC(3)와 전자적으로 결합하도록 구성된다. 상부 도파로(21)의 다른쪽 단부(21b)와 하부 도파로(22)의 다른쪽 단부(22b)는 모드 변환부(23)를 통해서 전자적으로 결합하도록 구성된다.

상부 도파로(21)를 통해 전송되는 고주파 신호는 모드 변환부(23)의 근방에 있어서 하부 도파로(22)를 통해 전송되는 고주파 신호와 전송 방향이 평행하고 역방향이다. 송신용 MMIC(3)로부터 출력되는 고주파 신호는 우선 하부 도파로(22)의 한쪽 단부(22a)로부터 다른쪽 단부(22b)로 전송된다. 이 다른쪽 단부(22b)로 전송되는 고주파 신호는 모드 변환부(23)를 경유하여 상부 도파로(21)의 다른쪽 단부(21b)로부터 한쪽 단부(21a)로 전송된다. 이 한쪽 단부(21a)로 전송되는 고주파 신호는 수신용 MMIC(2)에 입력된다. 이 때, 고주파 신호는 하부 도파로(22)를 TE10 모드로 전송한다. 이어서, 이 고주파 신호는 모드 변환부(23)에 의해 TE10 모드로부터 TM11 모드로 변환되고 모드 변환부(23)를 통해 전송된다. 이어서, 이 고주파 신호는 TM11 모드로부터 TE10 모드로 다시 변환되고 상부 도파로(21)를 통해 전송된다. 상부 도파로(21) 및 하부 도파로(22)를 통해 전송하는 고주파 신호는 전송 모드가 모두 TE10 모드이다. 또한, 이 고주파 신호는 모드 변환부(23)에 있어서는 전송 모드가 TM11 모드로 변환되어 전송된다.

상부 도파로(21), 하부 도파로(22), 및 모드 변환부(23)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다. 적층형 도파로는 2개의 도체층과 이들을 전기적으로 접속하는 관통 도체군에 의해 유전체층이 둘러싸여지도록 구성된다. 적층형 도파로는 고주파 신호를 전송시키기 위한 선로 중 도체로 둘러싸여지는 전송 공간에서 고주파 신호를 전송시키는 것이다. 이 적층형 도파로에서는 유전체를 전송로로 하고 있다.

접속용 도파로(20)와 수신용 MMIC(2)는 본딩 와이어(7) 및 결합부(9)를 통해서 접속된다. 본딩 와이어(7)의 한쪽 끝은 수신용 MMIC(2)의 도시하지 않은 접속 패드에 접속된다. 본딩 와이어(7)의 다른쪽 끝은 결합부(9)에 접속된다. 결합부(9)는 접속용 도파로(20)에 상부 도파로(21)의 한쪽 단부(21a)에서 전자적으로 결합하도록 구성된다.

본딩 와이어(7)와 결합부(9)는 직접적으로 접속해도 좋다. 본딩 와이어(7)와 결합부(9)는 본 실시형태와 같이 마이크로스트립 선로(11)를 통해서 접속해도 좋다. 또한, 마이크로스트립 선로(11)에는 임피던스 정합용 스터브(11a)를 설치하는 것이 바람직하다.

접속용 도파로(20)와 송신용 MMIC(3)의 접속은 본딩 와이어(8) 및 결합부(10)를 통해서 행해진다. 본딩 와이어(8)의 한쪽 끝은 송신용 MMIC(3)의 도시하지 않은 접속 패드에 접속된다. 본딩 와이어(8)의 다른쪽 끝은 결합부(10)에 접속된다. 결합부(10)는 접속용 도파로(20)에 하부 도파로(22)의 한쪽 단부(22a)에서 전자적으로 결합하도록 구성된다.

본딩 와이어(8)와 결합부(10)는 직접적으로 접속해도 좋다. 본딩 와이어(8)와 결합부(10)는 마이크로스트립 선로(12)를 통해서 접속해도 좋다. 마이크로스트립 선로(12)에는 임피던스 정합용 스터브(12a)를 설치하는 것이 바람직하다.

접속용 도파로(20)는 하부 도파로(22)에 형성되는 슬롯(14)을 통해서 적층형 도파로에 전자적으로 결합하도록 구성되어 있다. 이 적층형 도파로는 고주파 기판(1)의 이면에 설치된 송신 포트에 접속된다. 이 적층형 도파로를 본 실시형태에서는 송신용 도파로(13)로 하고 있다. 송신용 도파로(13)는 송신 포트(13a)를 갖는다. 이 송신용 도파로(13)는 안테나 기판(100)의 송신용 도파관(101)의 한쪽 끝과 전자적으로 결합하도록 구성된다. 안테나 기판(100)은 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖고 있다. 이 관통 구멍은 중공 도파관으로서 기능한다. 이 중공 도파관을 본 실시형태에서는 송신용 도파관(101)으로 하고 있다. 송신용 도파관(101)의 다른쪽 끝은 안테나 기판(100)의 이면으로 개방되는 개구이다. 이 개구는 슬롯 안테나로서 기능하고 있다. 이 슬롯 안테나는 개구의 치수에 따른 주파수의 고주파 신호를 방사한다.

따라서, 송신용 MMIC(3)로부터 출력되는 고주파 신호는 처음에 접속용 도파로(20)를 통해 전송한다. 이어서, 이 접속용 도파로(20)를 통해 전송되는 고주파 신호의 일부는 하부 도파로(22)의 슬롯(14)을 경유해서 송신용 도파로(13)에 전송된다. 이 송신용 도파로(13)에 전송되는 고주파 신호는 송신 포트(13a)에 이르러 출력된다. 송신 포트(13a)로부터 출력된 고주파 신호는 안테나 기판(100)의 송신용 도파관(101)을 통해 전송되어 송신용 도파관(101)의 슬롯 안테나로부터 방사된다. 이에 따라, 송신용 MMIC(3)가 실장되는 고주파 기판(1)은 안테나 기판(100)과 쌍을 이루어 송신기로서 기능한다. 또한, 본 실시형태에서는 고주파 기판(1)과 안테나 기판(100)을 별체로서 구성하고 있지만 일체적으로 구성해도 좋다.

송신용 MMIC(3)로부터 출력되는 고주파 신호의 일부는 송신용 도파로(13)로 전송된다. 또한, 이 고주파 신호의 나머지는 상부 도파로(21)를 통과해서 수신용 MMIC(2)로 전송된다. 수신용 MMIC(2)는 접속용 도파로(20)와 전자적으로 결합하도록 구성된다. 이 수신용 MMIC(2)는 수신한 고주파 신호를 전송하는 적층형 도파로에도 전자적으로 결합하도록 구성된다. 이 적층형 도파로를 본 실시형태에서는 수신용 도파로(15)로 하고 있다.

수신용 MMIC(2)와 수신용 도파로(15)는 본딩 와이어(16) 및 결합부(17)를 통해서 전자적으로 결합하도록 구성된다. 본딩 와이어(16)의 한쪽 끝은 수신용 MMIC(2)의 도시하지 않은 접속 패드에 접속된다. 본딩 와이어(16)의 다른쪽 끝은 결합부(17)에 접속된다. 결합부(17)는 수신용 도파로(15)에 한쪽 단부(15a)에서 접속된다.

본딩 와이어(16)와 결합부(17)는 직접적으로 접속해도 좋다. 본딩 와이어(16)와 결합부(17)는 마이크로스트립 선로(18)를 통해서 접속해도 좋다. 또한, 마이크로스트립 선로(18)에는 임피던스 정합용 스터브(18a)를 설치하는 것이 바람직하다.

수신용 도파로(15)는 수신 포트(15c)를 갖는다. 이 수신용 도파로(15)는 안테나 기판(100)의 수신용 도파관(102)의 한쪽 끝과 전자적으로 결합하도록 구성된다. 이 안테나 기판(100)은 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖고 있다. 이 관통 구멍은 중공 도파관으로서 기능한다. 이 중공 도파관을 본 실시형태에서는 수신용 도파관(102)으로서 기재하고 있다. 수신용 도파관(102)의 다른쪽 끝은 안테나 기판(100)의 이면으로 개방되는 개구이다. 이 개구는 슬롯 안테나로서 기능하고 있다. 이 슬롯 안테나는 개구의 치수에 따른 주파수의 고주파 신호를 수신한다.

따라서, 수신용 도파관(102)의 슬롯 안테나로 수신한 고주파 신호는 처음에 안테나 기판(100)의 수신용 도파관(102)을 통해 전송된다. 이어서, 이 수신용 도파관(102)을 통해 전송되는 고주파 신호는 수신 포트(15c)를 경유해서 수신용 도파로(15)에 전송된다. 수신용 도파로(15)를 통해 전송되는 고주파 신호는 결합부(17) 및 본딩 와이어(16)를 경유해서 수신용 MMIC(2)에 입력된다. 이에 따라, 수신용 MMIC(2)가 실장된 고주파 기판(1)은 안테나 기판(100)과 쌍을 이루어 수신기로서 기능한다.

보호 부재(4,5)는 고주파 소자, 결합부, 및 이들을 접속하는 접속체를 수용 공간 내에 수납해서 보호하고 있다. 이 수용 공간의 면적은 고주파 기판(1)의 주면 중 1개의 반도체 디바이스와, 이 1개의 반도체 디바이스에 접속하는 결합부와, 이들을 접속하기 위한 접속체가 배치되는 영역에 상당한다. 또한, 수용 공간의 높이는 보호 부재의 높이에 상당한다.

보호 부재(4,5)는 수신용 MMIC(2) 또는 송신용 MMIC(3)를 물리적으로 보호하고 있다. 본 실시형태의 보호 부재(4,5)는 외부로부터의 전자파가 신호 선로에 노이즈로서 혼입되는 것을 저감하고 있다. 이 보호 부재(4,5)는 수신용 MMIC(2) 또는 송신용 MMIC(3)가 전자파를 외부로 방사하는 것을 저감하고 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 보호 부재(4,5)는 여러가지의 소자가 발생시키는 전자파가 서로 영향을 미치는 것을 저감하고 있다. 보호 부재(4,5)는 알루미늄 등의 금속에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이 보호 부재(4,5)로서 금속으로 이루어지는 금속 하우징을 채용함으로써 전자파의 차폐성을 높일 수 있다. 아울러, 이 보호 부재(4,5)로서 금속 하우징을 채용함으로써 열의 전도성을 높여 방열성을 좋게 할 수도 있다. 또한, 이 보호 부재(4,5)는 금속으로 이루어지는 금속 하우징에 한정되지 않고, 예컨대 수지로 이루어지는 수지 하우징, 및 세라믹스로 이루어지는 세라믹스 하우징 등이여도 좋다. 이 보호 부재로서 수지 하우징 또는 세라믹스 하우징을 채용한 경우에는 내면에 도금 처리 또는 메탈라이즈를 실시함으로써 전자파의 차폐성을 높일 수 있다. 이 도금 처리 및 메탈라이즈는 보호 부재 전체에 실시할 필요는 없고 전자파의 차폐성을 향상시키고 싶은 일부에만 실시해도 좋다.

또한, 본 실시형태의 보호 부재(4,5)는 보호 부재 자체에 수용 공간을 갖는 형상이지만 이것에 한정되지 않는다. 보호 부재는 반도체 디바이스 및 결합부를 보호할 수 있는 것이면 어떤 형상이여도 좋다. 예컨대, 고주파 기판에 반도체 디바이스를 수용하는 오목부가 형성되어 있을 경우 보호 부재로서는 오목부를 덮는 평판 형상의 덮개체이여도 좋다. 즉, 이 고주파 기판에 오목부가 형성되어 있는 경우에는 보호 부재 자체에 수용 공간이 없는 평판이여도 보호 부재로서 기능시킬 수 있다.

고주파 기판(1)에서는 수신용 MMIC(2) 및 송신용 MMIC(3) 등의 고주파 소자를 적층형 도파로(15,20)에 전자적으로 결합하도록 구성되어 있다. 수신용 MMIC(2)와 송신용 MMIC(3)의 접속은 고주파 기판(1) 내에 구성되는 적층형 도파로인 접속용 도파로(20)에 의해 이루어진다. 그 때문에, 이 고주파 기판(1)에 있어서 보호 부재(4,5)에 의해 보호하는 개소는 MMIC(2,3), 본딩 와이어(7,8,16), 결합부(9,10,17), 및 마이크로스트립 선로(11,12,18)가 된다.

이 고주파 기판(1)에서는 보호 부재(4,5)로 보호하는 보호 영역을 좁은 영역으로 나눌 수 있다. 그 때문에, 본 실시형태의 고주파 기판(1)에서는 1개의 수용 공간에 1개의 반도체 디바이스를 수용하는 보호 부재(4,5)를 채용할 수 있다. 예컨대, 본 실시형태에서는 1개의 보호 부재(4)에 의해 형성되는 수용 공간 내에 1개의 수신용 MMIC(2)와, 결합부(9,17)가 수용되어 있다. 또한, 1개의 보호 부재(5)에 의해 형성되는 수용 공간에는 1개의 송신용 MMIC(3)와 1개의 결합부(10)가 수용되어 있다.

이 고주파 기판(1)에서는 수용 공간 내에 1개의 고주파 소자를 수용하는 보호 부재를 채용할 수 있으므로 복수의 고주파 소자가 발생시키는 고주파 신호를 분리할 수 있다. 본 실시형태의 고주파 기판(1)과 같이, 송신용 MMIC(3)로부터 출력되는 고주파 신호의 변화를 검출하는 수신용 MMIC(2)를 실장할 경우 아이솔레이션(isolation)성을 높일 수 있다.

또한, 이 고주파 기판(1)에서는 복수의 고주파 소자를 수용하는 경우에 비해서 수용 공간이 대폭적으로 작은 보호 부재를 채용할 수 있다. 이에 따라, 이 고주파 기판(1)에서는 고주파 소자로부터 방사되는 전자파가 수용 공간 내에서 발진하는 것을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 MMIC와 적층형 도파로로의 결합부를 전기적으로 접속하는 접속체로서 본딩 와이어 및 마이크로스트립 선로를 이용하고 있다. 그러나, 본딩 와이어 및 마이크로스트립 선로는 MMIC 및 결합부의 전기적인 접속에 필수적인 구성은 아니다. 예컨대, MMIC의 접속 패드로부터 결합부로 본딩 와이어를 직접 접속해도 좋다. 또한, MMIC와 결합부의 접속체로서 와이어 본딩이 아니라 금속 범프, 이방성 도전성재, 도전성 접착제, 및 수지에 도전성 재료를 섞은 것을 채용해도 좋다. 즉, MMIC는 결합부에 플립 칩에 의해 접속되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시형태의 고주파 기판(1)에서는 접힘 구조를 갖는 접속용 도파로(20)에 의해 MMIC(2,3) 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 이 고주파 기판(1)에서는 접속용 도파로(20)가 차지하는 면적을 작게 할 수 있어 고주파 기판(1)을 소형화할 수 있다. 이 접힘 구조로서 접속용 도파로(20)는 모드 변환부(23)를 갖고 있다. 이 모드 변환부(23)에서는 접속용 도파로(20)를 통해 전송되는 고주파 신호의 전송 모드를 TE10 모드로부터 TM11 모드로 변환하고 있다. 이 전송 모드의 변환에 의해 모드 변환부(23)는 고주파 신호의 반사를 저감하고 전송 손실을 억제하고 있다. 이 결과, 접속용 도파로(20)는 양호한 전송 특성을 갖고 있다.

또한, 본 실시형태의 고주파 기판(1)에서는 접속용 도파로(20)의 슬롯(14)으로부터 MMIC(3)까지의 사이의 부위에도 접힘 구조를 채용하고 있다. 이 접힘 구조는 상부 도파로(41), 하부 도파로(42), 및 모드 변환부(43)를 갖고 있다. 또한, 이 고주파 기판(1)에서는 송신용 도파로(13)에도 접힘 구조를 채용하고 있다. 이 송신용 도파로(13)의 접힘 구조는 상부 도파로(44), 하부 도파로(45), 및 모드 변환부(46)를 갖는다. 이와 같이, 고주파 기판(1)은 모드 변환부를 갖는 접힘 구조를 내부에 형성한 여러가지의 적층형 도파로에 채용하고 있다. 이에 따라, 이 고주파 기판(1)에서는 적층형 도파로가 차지하는 면적을 더욱 작게 하고 있다.

도 4A는 접속용 도파로(20)의 구성을 나타내는 투시도이다. 도 4B는 도 4A의 절단면선 IV-IV로 절단했을 때의 접속용 도파로(20)의 사시도이다.

상부 도파로(21)는 제 1 유전체층(24)과 1쌍의 주 도체층(25,26)과 관통 도체군(27)을 갖는다. 이 1쌍의 주 도체층(25,26)은 제 1 유전체층(24)을 사이에 두고 있다. 이 1쌍의 주 도체층(25,26)은 주 도체층(25)이 고주파 기판(1)의 제 1 주면측에 위치하고, 주 도체층(26)이 제 2 주면측에 위치하고 있다. 이 관통 도체군(27)은 1쌍의 주 도체층(25,26)을 전기적으로 접속하고 있다. 이 관통 도체군(27)은 제 1 유전체층(24)을 두께 방향으로 관통하고 있다. 이 관통 도체군(27)은 복수의 관통 도체로 구성되어 있다.

또한, 하부 도파로(22)는 제 2 유전체층(28)과 1쌍의 주 도체층(29,30)과 관통 도체군(31)을 갖는다. 이 1쌍의 주 도체층(29,30)은 제 2 유전체층(28)을 사이에 두고 있다. 이 1쌍의 주 도체층(29,30)은 주 도체층(29)이 고주파 기판(1)의 제 1 주면측에 위치하고, 주 도체층(30)이 제 2 주면측에 위치하고 있다. 이 관통 도체군(31)은 1쌍의 주 도체층(29,30)을 전기적으로 접속하고 있다. 관통 도체군(31)은 제 1 유전체층(24)을 두께 방향으로 관통하고 있다. 이 관통 도체군(31)은 복수의 관통 도체로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 관통 도체군(27,31)은 복수의 관통 도체로 구성되어 있지만 복수의 관통 도체가 일체적으로 형성된 1쌍의 관통 도체이여도 좋다.

상부 도파로(21) 및 하부 도파로(22)는 고주파 신호의 전송 방향에 있어서의 폭을 맞추어서 a로 하고 있다. 이 전송 방향에 있어서의 폭은 전송 방향과 직교하는 폭방향에 있어서의 길이이다.

상부 도파로(21)의 주 도체층(26)은 하부 도파로(22)의 주 도체층(29)에 대향해서 배치되어 있다. 이 주 도체층(26)은 상부 도파로(21)의 단부에 하부 도파로(22)를 향하는 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 주 도체층(26)의 관통 구멍은 상부 도파로(21)의 슬롯(33)으로서 기능한다.

또한, 주 도체층(29)은 하부 도파로(22)의 단부에 상부 도파로(21)를 향하는 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 주 도체층(29)의 관통 구멍은 하부 도파로(22)의 슬롯(34)으로서 기능한다. 이 슬롯(34)은 슬롯(33)에 대향하고 있다. 슬롯(33,34)은 관통 도체군(35)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이 관통 도체군(35)은 복수의 관통 도체를 포함하고 있다. 이 복수의 관통 도체는 슬롯(33,34)으로서 기능하는 관통 구멍의 주위에 배치되어 있다. 이 관통 도체군(35)은 관통 구멍을 둘러싸고 있다. 또한, 본 실시형태의 관통 도체군(35)은 복수의 관통 도체로 구성되어 있지만 복수의 관통 도체가 일체적으로 형성된 1개의 관통 도체이여도 좋다.

도 5A는 중간 유전체층(32)을 제 1 유전체층(24)측으로부터 보았을 때의 평면도이다. 도 5B는 제 2 유전체층(28)을, 중간 유전체층(32)측으로부터 보았을 때의 평면도이다.

이 중간 유전체층(32)은 제 1 유전체층(24)과 제 2 유전체층(28) 사이에 설치되어 있다. 이 중간 유전체층(32)을 관통 도체(35)는 관통하고 있다. 중간 유전체층(32) 중 상부 도파로(21)의 주 도체층(26), 하부 도파로(22)의 주 도체층(29), 및 관통 도체(35)에 의해 둘러싸여지는 영역은 주위로부터 전자기적으로 차폐된다. 이 주위로부터 전자적으로 차폐되는 영역을 이 실시형태에서는 차폐 영역으로 하고 있다. 슬롯(33,34)은 중간 유전체층(32)의 두께 방향에 있어서의 차폐 영역 단부에 상당한다. 이 중간 유전체층(32)의 차폐 영역은 모드 변환부(23)로서 기능한다. 이 실시형태의 모드 변환부(23)는 슬롯(33,34) 사이를 고주파 신호가 전송되는 도파로로서 기능하고 있다.

이 차폐 영역을 통해 전송되는 고주파 신호의 전송 모드는 슬롯(33,34)의 크기, 형상에 의해 정해진다. 이 슬롯(33,34)은 전송 모드가 TM11 모드가 되는 형상으로 형성된다. 본 실시형태의 슬롯(33,34)은 정사각형상으로 형성되어 있다. 이 슬롯(33,34)의 한 변의 길이는 상부 도파로(21) 및 하부 도파로(22)의 폭에 맞추어서 a로 하고 있다.

본 실시형태에서는 제 1 유전체층(24) 및 제 2 유전체층(28)으로서 동일한 두께의 3개의 유전체층을 적층한 구성을 채용하고 있다. 또한, 본 실시형태의 중간 유전체층(32)의 두께는 제 1 유전체층(24) 및 제 2 유전체층(28)을 구성하는 유전체층의 1층분의 두께이다. 바꿔 말하면, 중간 유전체층(32)의 두께는 제 1 유전체층(24) 및 제 2 유전체층(28)의 두께의 3분의 1로 되어 있다. 제 1 유전체층(24), 제 2 유전체층(28), 및 중간 유전체층(32)은 각각 복수의 유전체층을 적층해서 구성해도 좋다. 관통 도체군(27) 및 관통 도체군(31)은 적층된 복수의 유전체층을 관통하고 있다.

여기서, 중간 유전체층(32)의 두께는 상부 도파로(21)의 두께 방향에 있어서의 길이와, 하부 도파로(22)의 두께 방향에 있어서의 길이와, 모드 변환부(23)의 두께 방향에 있어서의 길이의 합이 전송하는 고주파 신호의 관내 파장의 2분의 1 이상의 길이로 되도록 된다. 이와 같이, 중간 유전체층(32)의 두께를 설정함으로써 상부 도파로(21) 또는 하부 도파로(22)로부터 TE10 모드로 전송되는 고주파 신호를 모드 변환부(23)에서 TM11 모드로 변환해서 전송할 수 있다.

이 적층형 도파로에 있어서는 관통 도체군(27,31) 중 신호 전송 방향을 따라 배열되는 2열의 관통 도체군을 열마다 도체층에 의해 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 복수의 유전체층 사이에 도체층을 형성해서 관통 도체군을 구성하는 관통 도체를 열마다 전기적으로 접속하고 있다. 이 관통 도체군(27,31)을 접속하는 도체층을 본 실시형태에서는 부 도체층(25a,26a,29a,30a)으로 하고 있다. 이 부 도체층(25a,26a,29a,30a)을 형성함으로써 폭방향으로 편파(偏波)하는 전자파 중 소정의 주파수 이상의 것을 차단하고 있다.

또한, 제 1 유전체층(24), 제 2 유전체층(28) 및 중간 유전체층(32)을 복수의 유전체층을 적층해서 구성한 경우에는 부 도체층(25a,26a,29a,30a)을 형성함으로써 적층시의 어긋남 등의 제조상의 불균형을 저감할 수 있다.

또한, 상부 도파로(21)의 두께 방향에 있어서의 길이와 하부 도파로(22)의 두께 방향에 있어서의 길이의 합을 전송하는 고주파 신호의 관내 파장의 2분의 1 이상으로 함으로써 중간 유전체층(32)을 생략할 수 있다. 이 때, 제 1 유전체층(24)을 구성하는 주 도체층(26)과 제 2 유전체층(28)을 구성하는 주 도체층(29)을 일체적으로 구성해서 1개의 도체층이 되도록 구성하면 좋다. 이와 같이, 주 도체층을 일체적으로 구성한 경우에는 슬롯의 개구가 모드 변환부로서 기능한다.

중간 유전체층(32)의 두께를 변화시켜서 접속용 도파로(20)의 반사 특성을 시뮬레이션에 의거해서 검토했다. 검토한 시뮬레이션 모델은 도 4A 및 도 4B에 나타내는 구성에 의거한다. 제 1 유전체층(24) 및 제 2 유전체층(28)의 두께를 150㎛로 했다. 슬롯(33,34)의 한 변의 길이(a)를 1030(㎛)로 했다. 전송하는 고주파 신호의 주파수를 76.5(㎓)로 했다. 상부 도파로(21)로부터 모드 변환부(23)를 경유해서 하부 도파로(22)로 고주파 신호를 전파시켰을 때의 상부 도파로(21)의 끝면에 있어서의 반사를 S파라미터로 산출해서 접속용 도파로(20)의 반사 특성을 평가했다.

도 6은 중간 유전체층(32)의 두께를 변화시켰을 때의 반사 특성을 나타내는 그래프이다. 가로축은 중간 유전체층(32)의 두께(㎜)를 나타내고, 세로축은 S파라미터에 의한 반사 S11(㏈)을 나타낸다.

고주파 신호의 바람직한 반사 레벨의 목표를 -15(㏈) 이하로 한다. 이 시뮬레이션 결과로부터, 중간 유전체층(32)의 두께로서 0.075~0.25(㎜)의 범위 내가 바람직한 것을 알 수 있었다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 상부 도파로(21) 및 하부 도파로(22)를 통해 전송될 때에는 TE10 모드로 전송시키고, 모드 변환부(23)를 통해 전송될 때에는 TM11 모드로 전송시키는 것이 가능해진다. 이 고주파 기판에서는 TE10 모드와 TM11 모드의 혼재 모드에 비해 반사에 의한 전송 손실을 저감할 수 있다. 이 고주파 기판에서는 전송 특성을 향상시킬 수 있다.

MMIC(2,3)로의 구동용의 바이어스 전압은 이하와 같이 해서 공급한다.

MMIC의 접속 패드와 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 형성된 바이어스 공급용 패드를 와이어 본딩 접속 또는 플립 칩 접속에 의해 접속한다. 바이어스 공급용 패드와 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 형성된 외부 접속용 패드를 고주파 기판(1) 내에 형성되는 바이어스 공급용 배선으로 접속한다. 외부 접속용 패드에 바이어스 전압 공급원을 접속함으로써 MMIC에 대해서 구동용 바이어스 전압을 공급할 수 있다.

본 실시형태에서는 수신용 MMIC(2)의 접속 패드와 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 형성된 바이어스 공급용 패드(50)를 본딩 와이어(51)에 의해 접속한다. 바이어스 공급용 패드(50)와 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 형성된 외부 접속용 패드(52)를 고주파 기판(1) 내에 형성되는 바이어스 공급용 배선(53)으로 접속한다. 또한, 송신용 MMIC(3)의 접속 패드와 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 형성된 바이어스 공급용 패드(60)를 본딩 와이어(61)에 의해 접속하고, 바이어스 공급용 패드(60)와 고주파 기판(1)의 제 1 주면에 형성된 외부 접속용 패드(62)를 고주파 기판(1) 내에 형성되는 바이어스 공급용 배선(63)으로 접속한다.

또한, 상술한 실시형태에서는 접힘 구조를 채용한 적층형 도파로, 즉 상부 도파로의 전송 방향과 하부 도파로의 전송 방향이 반대 방향이 되는 구조에 대해서 설명했다. 본 발명의 실시형태는 이 접힘 구조에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시형태에는 상부 도파로의 전송 방향과 하부 도파로의 전송 방향이 동일한 방향이 되는 구조도 포함된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시형태인 고주파 기판(70)의 구조를 간략적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시형태의 고주파 기판은 도 1, 도 2 등에서 나타낸 상기의 실시형태와 유사의 구조를 가지며, 하부 도파로의 배치가 다르다. 따라서, 상기의 실시형태에 있어서의 고주파 기판(1)과 같은 부위에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

상부 도파로(71)의 한쪽 단부(71a)는 수신용 MMIC(2)에 전자적으로 결합하도록 구성된다. 하부 도파로(72)의 한쪽 단부는 송신용 MMIC에 전자적으로 결합하도록 구성된다. 상부 도파로(71)의 다른쪽 단부(71b) 및 하부 도파로(72)의 다른쪽 단부(72b) 각각은 모드 변환부(73)에 전자적으로 결합하도록 구성된다. 상부 도파로(71)와 하부 도파로(72)를 통해 각각 전송되는 고주파 신호는 모드 변환부(73)의 근방에 있어서 전송 방향이 평행하고 동일한 방향이다.

상부 도파로(71)와 하부 도파로(72)를 통해 전송되는 고주파 신호는 전송 모드가 TE10 모드이다. 이 TE10 모드의 고주파 신호는 모드 변환부(73)에서 TM11 모드로 변환되어 전송된다. 하부 도파로(72)를 통해 전송되는 고주파 신호의 전송 방향은 고주파 기판(1)의 주면과 평행한 평면 방향으로부터 모드 변환부(73)에서 두께 방향으로 바뀐다. 모드 변환부(73)에서 TM11 모드로 전송된 고주파 신호는 TE10 모드로 변환되어 상부 도파로(71)를 통해 전송된다. 이 모드 변환부(73)를 통해 전송되는 고주파 신호의 전송 방향은 두께 방향으로부터 상부 도파로(71)에서 평면 방향으로 바뀐다.

이러한 고주파 신호의 전송 방향이 평면 방향과 두께 방향으로 바뀌는 전송선로에 있어서 본 실시형태의 모드 변환부(73)를 이용함으로써 반사에 의한 전송 손실을 저감할 수 있다. 본 실시형태에서는 전송 손실의 저감에 의해 고주파 신호의 양호한 전송 특성을 실현할 수 있다.

도 8은 고주파 기판(70)의 상부 도파로(71) 및 하부 도파로(72)를 평면으로 봤을 때의 모식도이다. 고주파 기판(1)을 평면으로 봤을 때에 상부 도파로(71)에 있어서의 고주파 신호의 전송 방향과 하부 도파로(72)에 있어서의 고주파 신호의 전송 방향이 이루는 각을 θ로 한다. 즉, 이 각도(θ)는 0°, 180°일 때에 상부 도파로(71)에 있어서의 고주파 신호의 전송 방향과 하부 도파로(72)에 있어서의 고주파 신호의 전송 방향이 평행하고, 또한 동일 방향 또는 반대 방향이 된다. 이 각도(θ)는, 예컨대 0°≤θ≤45°, 135°≤θ≤225°, 315°≤θ<360°인 것이 바람직하다. 이 각도(θ)를 이 범위로 함으로써 각도에 의한 전송 손실을 -3㏈보다 억제할 수 있다. 그 때문에, 고주파 기판(70)의 내층에 있어서 각도(θ)의 상기 범위만큼 도파로의 설계 자유도가 향상된다.

또한, 다른 실시형태로서 2개의 고주파 기판을 채용하는 것도 가능하다. 즉, 한쪽의 고주파 기판에 설치된 도파로와 다른쪽의 고주파 기판에 설치된 도파로를 모드 변환부를 통해 접속하는 것이 가능하다. 한쪽의 고주파 기판에 형성된 도파로가 제 1 도파로에 상당하고, 다른쪽의 고주파 기판에 형성된 도파로가 제 2 도파로에 상당한다. 모드 변환부는 고주파 기판 중 어느 하나에 형성되어 있어도 좋다. 또한, 모드 변환부의 일부가 한쪽의 고주파 기판에 형성되고, 모드 변환부의 나머지부가 다른쪽의 고주파 기판에 형성되어 있어도 좋다. 2개의 고주파 기판은 2개의 도파로가 모드 변환부를 통해 접속되도록 고주파 기판을 접속한다.

도 9는 2개의 고주파 기판에 설치된 도파로의 접속 구조를 평면으로 봤을 때의 모식도이다. 한쪽의 고주파 기판(80)에 형성된 도파로를 제 1 도파로(81)라고 하고, 다른쪽의 고주파 기판(82)에 형성된 도파로를 제 2 도파로(83)라고 한다. 제 1 도파로(81)에 있어서의 고주파 신호의 전송 방향과 제 2 도파로(83)에 있어서의 고주파 신호의 전송 방향이 이루는 각을 θ로 한다. 이 각도(θ)는, 예컨대 0°≤θ≤45°, 135°≤θ≤225°, 315°≤θ<360°인 것이 바람직하다.

고주파 기판(80)과 고주파 기판(82)을 땜납 등의 접합 부재로 접합할 때에 회전에 의한 접합 어긋남이 생겨 버리는 경우가 있다. 이 회전에 의한 접합 어긋남이 상기 각(θ)의 범위 내이면 접합 어긋남이 있어도 양호한 전송 특성을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태로서 고주파 기판(1)을 구비하는 송수신기 및 레이더 장치가 실현 가능하다.

송수신기에는, 도 1에서 나타낸 고주파 기판(1)과 같이, 수신용 MMIC(2)와 송신용 MMIC(3)가 실장된다. 이 송수신기에서는 접속용 도파로(20)를 송신용 MMIC(3)로부터 출력된 고주파 신호를 분기하는 분기기로 하고 있다. 이 송수신기는 고주파 기판(1)과 안테나 기판(100)을 갖고 있다. 이 안테나 기판(100)은 송신용 도파관(101)과 수신용 도파관(102)을 포함한다. 이 송수신기에서는 분기기에서 분기되는 다른쪽의 고주파 신호와 수신 안테나에서 수신하는 고주파 신호를 혼합해서 중간 주파 신호를 출력하는 믹서가 수신용 MMIC(2)에 내장되어 있다.

이 송수신기는 고주파 기판(1)을 이용함으로써 반사에 의한 전송 손실을 저감할 수 있으므로 전송 특성을 높일 수 있다. 또한, 이 송수신기에서는 소형이고 또한 양호한 송수신 성능을 실현할 수 있다.

또한, 레이더 장치는 상기의 송수신기와, 믹서로부터의 중간 주파 신호에 의거해서 탐지 대상물과의 거리 또는 상대 속도를 적어도 검출하는 검출기를 포함한다. 이 레이더 장치는 소형이고 또한 양호한 송수신 성능을 실현할 수 있는 송수신기를 이용함으로써 소형이고 또한 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 고주파 기판(1)의 유전체층으로서는 고주파 신호의 전송을 방해하는 일이 없는 특성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 전송 선로를 형성할 때의 정밀도, 및 제조의 용이성의 점으로부터 세라믹스로서 유전체층을 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 유전체층은, 예컨대 다음과 같은 공정을 거쳐 제조된다. 우선, 세라믹 원료 분말에 유기 용제 및 유기 용매를 첨가하고, 이것을 혼합해서 마그마(magma) 상태로 된다. 이 세라믹으로서는, 예컨대 글래스 세라믹스, 알루미나질 세라믹스, 및 질화알루미늄질 세라믹스 등을 들 수 있다. 이어서, 이 마그마 상태로 된 것을 시트 형상으로 함으로써 복수매의 세라믹 그린시트를 얻는다. 이 시트 형상으로 하는 방법으로서는, 예컨대 닥터 블레이드법, 캘린더 롤법 등을 들 수 있다. 이어서, 이들 세라믹 그린시트에 펀칭 가공을 실시해서 비아홀을 형성한다. 이 비아홀에는 도체 페이스트를 비아홀에 충전한다. 아울러, 세라믹 그린시트에 여러가지의 도체 패턴을 인쇄한다. 세라믹 그린시트에 이들 가공을 실시한 것을 적층한다. 이 적층한 세라믹 그린시트를 소성해서 유전체를 얻는다. 이 소성의 온도로서는 글래스 세라믹스의 경우에는 850~1000(℃)이며, 알루미나질 세라믹스의 경우에는 1500~1700(℃)이고, 질화알루미늄질 세라믹스의 경우에는 1600~1900(℃)이다.

또한, 1쌍의 도체층 등의 여러가지의 도체층으로서는 유전체층의 재료에 따라 다음과 같은 도체 페이스트를 채용하는 것이 바람직하다. 유전체층이 알루미나질 세라믹스로 이루어지는 경우에는, 예컨대 텅스텐, 및 몰리브덴 등의 금속 분말에 산화물, 유기 용제, 유기 용매 등을 첨가하고 이것을 혼합한 도체 페이스트이다. 이 산화물로서는, 예컨대 알루미나, 실리카, 및 마그네시아 등을 들 수 있다. 또한, 글래스 세라믹스의 경우에는 금속 분말로서, 예컨대 구리, 금, 및 은이 바람직하다. 또한, 알루미나질 세라믹스 및 질화알루미늄질 세라믹스의 경우에는 금속 분말로서, 예컨대 텅스텐 및 몰리브덴이 바람직하다. 이들 도체 페이스트는 후막 인쇄법 등에 의해 세라믹 그린시트 상에 인쇄된다. 이 인쇄 후에 약 1600(℃)의 고온에서 소성한다. 이 인쇄는 소성 후의 두께가 10~15(㎛) 이상이 되도록 행한다. 또한, 주 도체층의 두께는 일반적으로 5~50(㎛) 정도로 된다.

배선 기판의 유전체층으로서는 수지 재료를 이용할 수도 있다. 유전체층으로서 사용 가능한 수지 재료로서는, 예컨대 PTET[폴리(트리에틸렌테레프탈레이트)], 액정 폴리머, 불소 수지, 및 글래스 기재를 갖는 불소 수지 또는 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 특히, 글래스 기재를 갖는 에폭시 수지는 FR4(Flame Retardant type 4)인 것이 바람직하다. 또한, 세라믹에 수지를 혼합시킨 혼합 재료도 들 수 있다. 이 경우의 금속 도체로서는, 예컨대 부착한 동박 또는 동 도금막을 패턴 형성한 것을 들 수 있다. 이 패턴 형성의 방법으로서는 에칭 등을 들 수 있다.

수지 기판을 유전체층으로 해서 내면을 동 도금한 관통 비아, 또는 매립 비아에 의해 관통 도체군을 형성한다. 모드 변환부의 개구는 드릴, 레이저, 에칭 등 각종 방법을 이용해서 수지 기판의 소정의 위치에 형성한다. 고주파 기판은 여러가지의 도체 패턴을 형성한 수지 기판을 적층해서 상호 부착함으로써 형성할 수 있다.

상술한 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 청구범위에 나타내는 것이다.

1 : 고주파 기판 2 : 수신용 MMIC
3 : 송신용 MMIC 4,5 : 보호 부재
7,8 : 본딩 와이어 9,10,17 : 결합부
13 : 송신용 도파로 15 : 수신용 도파로
20 : 접속용 도파로 21 : 상부 도파로
22 : 하부 도파로 23 : 모드 변환부

Claims

내부에 있어서 고주파 신호를 TE10 모드로 제 1 방향으로 전송하는 제 1 도파로,
상기 제 1 도파로와 전자적으로 결합하도록 구성되고, 상기 고주파 신호를 상기 TE10 모드로부터 TM11 모드로 변환하고 또한 상기 고주파 신호를 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 전송하는 모드 변환부, 및
상기 모드 변환부와 전자적으로 결합하도록 구성되고, 내부에 있어서 상기 고주파 신호를 상기 TE10 모드로 상기 제 2 방향과 직교하는 제 3 방향으로 전송하는 제 2 도파로를 구비하고,
상기 모드 변환부는 상기 고주파 신호를 상기 TM11 모드로부터 상기 TE10 모드로 변환하여 상기 제 2 도파로로 전송하는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도파로는 제 1 유전체층과, 상기 제 1 유전체층을 사이에 두는 1쌍의 제 1 주 도체층과, 상기 1쌍의 제 1 주 도체층을 전기적으로 접속하는 제 1 도체군을 포함하는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 도파로는 제 2 유전체층과, 상기 제 2 유전체층을 사이에 두는 1쌍의 제 2 주 도체층과, 상기 1쌍의 제 2 주 도체층을 전기적으로 접속하는 제 2 도체군을 포함하는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도파로와 전자적으로 결합하도록 구성되고 제 1 고주파 소자에 접속하는 제 1 결합부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 도파로는 제 1 안테나와 전자적으로 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 도파로는 제 1 안테나와 전자적으로 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 도파로와 전자적으로 결합하도록 구성되고 제 2 고주파 소자에 접속하는 제 2 결합부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 결합부는 상기 제 2 도파로와 전자적으로 결합하도록 구성되는 제 3 도파로를 통해서 상기 제 2 도파로에 전자적으로 결합하고,
상기 제 2 도파로는 제 2 안테나와 전자적으로 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도파 구조체.
제 4 항에 기재된 도파 구조체와,
상기 제 1 결합부에 전기적으로 접속되는 제 1 고주파 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
제 7 항 또는 제 8 항에 기재된 도파 구조체와,
상기 제 1 결합부에 전기적으로 접속되는 제 1 고주파 소자와,
상기 제 2 결합부에 전기적으로 접속되는 제 2 고주파 소자와,
상기 제 2 도파로에 전자적으로 결합되는 제 1 및 제 2 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 고주파 소자, 상기 제 1 결합부, 및 상기 제 1 고주파 소자와 상기 제 1 결합부를 접속하는 제 1 접속체를 덮는 제 1 보호 부재와,
상기 제 2 고주파 소자, 상기 제 2 결합부, 및 상기 제 2 고주파 소자와 상기 제 2 결합부를 접속하는 제 2 접속체를 덮는 제 2 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
제 10 항에 기재된 고주파 모듈로서,
상기 제 1 안테나는 상기 고주파 신호를 송신하는 송신 안테나를 포함하고,
상기 제 2 안테나는 상기 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하고,
상기 제 1 고주파 소자는 상기 고주파 신호를 출력하는 출력 소자를 포함하고,
상기 제 2 도파로는 상기 출력 소자가 출력하는 상기 고주파 신호를 복수개의 분기 신호로 분기하여 상기 복수개의 분기 신호 중 1개를 상기 송신 안테나에 출력하는 분기기를 포함하고,
상기 제 2 고주파 소자는 상기 복수개의 분기 신호 중 상기 1개와 상기 수신 안테나가 수신하는 수신 신호를 혼합해서 중간 주파 신호를 생성하고 그 중간 주파 신호를 출력하는 믹서를 포함하는 고주파 모듈; 및
상기 믹서로부터의 상기 중간 주파 신호에 의거해서 탐지 대상물과의 거리 및 상대 속도 중 적어도 한쪽을 검출하는 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.