JP6321266B1 - 伝送線路及びポスト壁導波路 - Google Patents

Abstract

【課題】ポスト壁導波路に対して導波管及び平面伝送路を結合させた伝送線路において、反射損失が低い帯域を広帯域化すること。【解決手段】伝送線路（１）は、広壁（１３，１４）と狭壁（１６）とを含むＰＰＷ（フィルタ１１）と、導波管（２１）とを備えている。ＰＰＷ（フィルタ１１）は、広壁（導体層１３）に設けられた開口（１３ａ）を貫通するとともに、端部（１８１）が基板（１２）の内部に位置する柱状導体（ピン１８）を備えている。導波管（２１）は、柱状導体（ピン１８）が開口（２２ａ）を貫通するとともに、柱状導体（ピン１８）の端部（１８２）が導波管（２１）の内部に位置するように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ポスト壁導波路と導波管とが結合した伝送線路に関する。また、導波管に対して結合可能なポスト壁導波路に関する。

マイクロ波帯やミリ波帯における運用を想定した無線デバイスでは、ポスト壁導波路（Post-wall waveguide：ＰＷＷ）により構成されたパッシブデバイスが使用されている。ＰＷＷにおいては、誘電体製の基板の両面に形成された一対の導体層と、前記基板の内部に柵状に配置された複数の導体ポストからなるポスト壁とにより囲まれた断面形状が長方形である領域が、電磁波を伝搬する伝搬領域として機能する。

なお、ＰＷＷを構成する基板の厚さが薄いため、伝搬領域の断面における一対の導体層の幅は、当該断面におけるポスト壁の高さ（基板の厚さと等しい）を上回る。したがって、ＰＷＷにおいて、一対の導体層のことを一対の広壁ともよび、ポスト壁のことを狭壁とも呼ぶ。一対の広壁の法線に平行な方向を上下方向と称し、電磁波の伝搬方向に平行な方向を前後方向と称し、上下方向及び前後方向の各々に直交する方向を左右方向と称した場合に、一対の広壁は、伝搬領域を上下方向から挟み込み、狭壁は、伝搬領域を前後方向及び左右方向から挟み込む。なお、狭壁のうち伝搬領域を左右方向から挟み込む部分を側壁とも称し、狭壁のうち伝搬領域を前後方向から挟み込む部分をショート壁とも称する。

このように構成されたＰＷＷに対して結合されるＰＷＷ以外の伝送線路としては、金属製の導波管と、マイクロストリップ線路（ＭＳＬ）及びコプレナー線路に代表される平面伝送路が考えられる。

特許文献１〜３には、以下に説明するように、ＰＷＷの一方の端部に対して導波管が結合されるとともに、ＰＷＷの他方の端部に対してＭＳＬが結合された伝送線路が記載されている。

特許文献１の図１〜図４に記載の伝送線路（特許文献１では接続構造と記載）では、ＰＷＷのショート壁を省略することによって結合窓が設けられているとともに、導波管のショート壁（特許文献１では閉鎖壁と記載）の一部が開放されている。この伝送線路では、ＰＷＷの結合窓に、導波管のショート壁の開放された部分を突き合わせることによって、ＰＷＷと導波管とを結合する。

特許文献２の図１〜図３に記載の伝送線路（特許文献２では伝送モード変換装置と記載）では、基板の一方の表面に形成された導体層を共有するように、ＰＷＷと導波管とが配置されている。この導体層は、ＰＷＷの一方の広壁としても機能するし、導波管の一方の広壁としても機能する（図３参照）。ＰＷＷと導波管とで共有するこの広壁には、長方形の結合窓が４つ設けられている。この伝送線路では、これら４つの結合窓を介して、ＰＷＷと導波管とが結合している。

特許文献３の図１及び図２に記載の伝送線路では、ＰＷＷの一方の広壁に結合窓が設けられているとともに、導波管のショート壁が開放されている。この伝送線路では、結合窓が形成されたＰＷＷの広壁部分と、導波管のショート壁が開放された断面とをつき合わせることによって、ＰＷＷと導波管とを結合する。

また、特許文献１〜３に記載の伝送線路では、ＰＷＷの導波管が接続される側の端部と逆側の端部に結合させる平面伝送路として信号線及びグランド層からなるＭＳＬを採用している。これらの伝送線路は、ＰＷＷの内部を伝搬するモードをＭＳＬの内部を伝搬するモードに変換する柱状導体（例えば特許文献３では給電ピンと記載）を備えている。この柱状導体は、ＰＷＷと導波管とを結合する。

特開２０１５−８０１００号公報（２０１５年４月２３日公開） 特開２０１５−２２６１０９号公報（２０１５年１２月１４日公開） 特開２０１６−６９１８号公報（２０１６年１月１４日公開）

上述した特許文献１〜３に記載されたような伝送線路には、広帯域（例えばＥバンドで運用する場合であれば７１ＧＨｚ以上８６ＧＨｚ以下）に亘って反射損失が低いこと（例えば反射損失が−１５ｄＢ以下であること）が求められる。

例えば−１５ｄＢを反射損失の判定閾値とした場合、特許文献１〜３に記載の各伝送線路の帯域幅は、いずれも１０ＧＨｚ未満であった（特許文献１の図９、特許文献２の図１３、及び特許文献３の図４参照）。これらの帯域幅は十分とは言えず、従来の伝送線路には、その帯域を広帯域化する余地がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＷＷに対して導波管及び平面伝送路を結合させた伝送線路において、反射損失が低い帯域を広帯域化することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る伝送線路は、誘電体製の基板と、当該基板の両面をそれぞれ覆う第１の導体層及び第２の導体層からなる一対の広壁と、前記基板の内部に形成されたポスト壁からなる狭壁とを含むポスト壁導波路と、導体製の管壁を有し、前記基板に沿って配置された導波管とを備えた伝送線路である。

前記ポスト壁導波路は、第１の導体層又は第２の導体層の一部をグランド層とする平面伝送路と、当該平面伝送路を伝搬するモードと前記ポスト壁導波路を伝搬するモードとを変換する変換部と、前記第１の導体層に設けられた開口を貫通するとともに、一方の端部が前記基板の内部に位置する柱状導体とを更に備えている。

前記導波管は、前記管壁に設けられた開口を前記柱状導体が貫通するとともに、前記柱状導体の他方の端部が当該導波管の内部に位置するように配置されている。

上記の構成によれば、ポスト壁導波路及び導波管の各々は、ポスト壁導波路の一方の広壁を構成する第１の導体層に設けられた開口を貫通する柱状導体を介して、互いに電磁気的に結合されている。

この柱状導体は、従来の伝送装置においてポスト壁導波路と導波管とを結合させていた結合窓と比較して、幅広い帯域に亘ってポスト壁導波路と導波管との結合部における反射損失を低減することができる。したがって、本伝送線路は、従来の伝送線路と比較して、反射損失が低い帯域を広帯域化することができる。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記柱状導体は、前記基板に埋め込まれるとともに一方の端部が前記基板の表面に至る第１部分と、前記基板から突出した第２部分とに分割されており、前記第１部分と前記第２部分とは、導電性接続部材により接続されている、ことが好ましい。

本伝送線路の柱状導体は、上述したように第１部分と第２部分とに分割されている。基板に埋め込まれるとともに一方の端部が基板の表面に露出した第１部分は、ポスト壁と同様の方法を用いて作成することができる。そのうで、導電性接続部材を用いて第２部分を第１部分に接続することによって柱状導体は、形成される。

このような製造方法を用いて製造することができるので、柱状導体が１つの部材からなる場合と比較して、本伝送線路は、容易に製造することができる。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記第２部分は、誘電体製のブロックに埋め込まれているとともに、前記第１部分側の端部が前記ブロックの表面に至る、ことが好ましい。

上記の構成によれば、第２部分を第１部分に接続する場合に、第２部分の取り扱いが容易になる。したがって、第２部分がブロックに埋め込まれていない場合と比較して、本伝送線路は、更に容易に製造することができる。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記伝送線路は、前記グランド層と、前記グランド層の表面に形成された誘電体層の更に表面に形成されるとともに、少なくともその一方の端部が前記ポスト壁により囲まれた領域の内部に位置する帯状導体とを備えたマイクロストリップ線路である。前記変換部は、前記帯状導体の前記一方の端部と導通する柱状導体であり、前記柱状導体は、前記グランドに設けられた開口を貫通するとともに、一方の端部が前記基板の内部に位置する、ことが好ましい。

このように、本伝送線路は、平面伝送路としてマイクロストリップ線路を採用していることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る伝送線路は、前記導波管の伝搬領域として機能する筒状空間と、前記ポスト壁導波路の前記柱状導体を含む領域を少なくとも収容する凹部とが形成された金属製のハウジングと、前記ハウジングとともに前記ポスト壁導波路を挟持することによって当該ポスト壁導波路を保持する樹脂基板と、を更に備え、前記凹部と前記筒状空間とは、その境界に設けられた開口を介して連通している。

前記ポスト壁導波路は、前記柱状導体の前記他方の端部が前記筒状空間の内部に位置するとともに、前記境界に設けられた前記開口を前記第１の導体層が封止するように配置されている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、ポスト壁導波路は、ハウジングと樹脂基板とを用いて挟持されている。したがって、ポスト壁導波路と導波管との相対位置を確実に保持することができるため、ポスト壁導波路と導波管との結合部において生じ得る反射損失が揺らぐことを抑制できる。したがって、本伝送線路は、従来の伝送線路と比較して、反射損失が低い帯域を確実に広帯域化することができる。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記ポスト壁導波路の前記平面伝送路を第１の平面伝送路として、当該第１の平面伝送路は、前記第２の導体層の一部をグランド層とし、前記ハウジングの前記凹部は、前記ポスト壁導波路の全体を収容するように形成されており、前記樹脂基板は、その表面のうち前記フィルタとは逆側の表面上に形成された第２の平面伝送路と、当該樹脂基板を貫通し、前記第２の平面伝送路の一方の端部と導通する導体ポストとを更に備え、前記樹脂基板の前記導体ポストは、前記第１の平面伝送路に対して導電性接続部材により接続されている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、第１の平面伝送路に一方の端部が接続された第２の平面伝送路は、樹脂基板の表面上に形成されている。そのため、第２の平面伝送路の他方の端部にＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）を接続する場合に、ＲＦＩＣを樹脂基板の表面上に実装することができる。したがって、ポスト壁導波路の表面上にＲＦＩＣを実装する必要がないため、伝送線路を設計する場合の自由度を高めることができる。

また、上記の構成によれば、ハウジングがポスト壁導波路の全体を収容しているため、ポスト壁導波路の一部がハウジングの外部に露出した構成と比較して、ポスト壁導波路を外部の衝撃から保護することができる。すなわち、本伝送線路は、高い耐衝撃性を有する。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記ポスト壁導波路の前記平面伝送路を第１の平面伝送路として、当該第１の平面伝送路は、前記第２の導体層の一部をグランド層とし、前記ハウジングの前記凹部は、前記ポスト壁導波路のうち、前記柱状導体を含む領域を収容し、且つ、前記第１の平面伝送路が前記ハウジングの外部に露出するように形成されており、前記樹脂基板は、その表面のうち前記ポスト壁導波路と対向する側の表面上に形成された第２の平面伝送路を更に備え、前記第２の平面伝送路の一方の端部は、前記第１の平面伝送路に対して導電性接続部材により接続されている、構成を採用してもよい。

上記の構成によれば、上述した伝送線路の場合と同様に、ポスト壁導波路の表面上にＲＦＩＣを実装する必要がない。そのため、伝送線路を設計する場合の自由度を高めることができる。

また、上記の構成によれば、ＲＦＩＣを樹脂基板の表面のうちポスト壁導波路と対向する側の表面上に実装することができる。したがって、樹脂基板のうちポスト壁導波路とは逆側の表面の全体をなんらかの固定部材などに密着させ固定することができる。したがって、伝送線路を設計する場合の自由度を高めることができる。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記第２の導体層は、前記樹脂基板の表面に対して複数の接続部材により接続されている、ことが好ましい。

上述したように、ポスト壁導波路の第１の平面伝送路は、導電性接続部材を用いて第２の平面伝送路の一方の端部に接続されている。そのうえで、ポスト壁導波路の第２の導体層は、複数の接続部材を用いて樹脂基板の表面に接続されている。したがって、導電性接続部材のみでポスト壁導波路と樹脂基板とが接続されている場合と比較して、接続をより強固にすることができる。

また、ポスト壁導波路の基板を構成する材料と、樹脂基板を構成する材料とが異なる場合、それぞれの材料の線膨張係数が異なることに起因して、導電性接続部材に対して応力が集中することが懸念される。

上記の構成によれば、導電性接続部材に加えて複数の接続部材によりポスト壁導波路と樹脂基板とが接続されているため、外部環境の温度変化に起因する応力が生じる場合であっても、その応力が導電性接続部材に集中することを防止できる。したがって、第１の平面伝送路と第２の平面伝送路とを接続する接続部の信頼性を高めることができる。

また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記ハウジングのうち前記凹部を取り囲む縁部分をスカート部として、前記樹脂基板の前記ポスト壁導波路側の表面には、前記スカート部に対応する形状の溝部が形成されており、前記溝部の深さは、前記スカート部が当該溝部の底面に接触しないように定められている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、前記スカート部には、樹脂基板によって、ハウジングを樹脂基板の表面から遠ざける方向の力が作用しない。そのため、ポスト壁導波路の第１の導体層とハウジングの凹部の底面との間に空隙が生じることを防止できる。したがって、導波管として機能する筒状空間の内部を伝搬してきた電磁波が上述した空隙に侵入することを防止することができるので、ポスト壁導波路と導波管との結合部において生じ得る損失を更に抑制することができる。

また、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、上述した各態様の何れか一態様に係る伝送線路と、前記導波管の開放されている側の端部に結合されたアンテナとを備えている、ことが好ましい。

本発明の一態様に係るアンテナは、本発明の一態様に係る伝送線路と、同様の効果を奏する。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るポスト壁導波路は、誘電体製の基板と、当該基板の両面をそれぞれ覆う第１の導体層及び第２の導体層からなる一対の広壁と、前記基板の内部に形成されたポスト壁からなる狭壁と、第１の導体層又は第２の導体層の一部をグランド層とする平面伝送路と、当該平面伝送路を伝搬するモードと、前記一対の広壁と前記狭壁とにより囲まれた領域を伝搬するモードとを変換する変換部と、前記第１の導体層に設けられた開口を貫通するとともに、一方の端部が前記基板の内部に位置し、且つ、他方の端部が前記基板の外部に突出する柱状導体と、を備えている。

上記の構成によれば、導波管の管壁に開口を設けられた導波管を用いることによって、ポスト壁導波路とこの導波管とを容易に結合させることができる。具体的には、導波管の管壁に設けられている開口を柱状導体が貫通するとともに、柱状導体の他方の端部が当該導波管の内部に位置するように導波管を配置することによって、ポスト壁導波路とこの導波管とを結合させることができる。

このようにして実現されたポスト壁導波路と導波管との結合部は、本発明の一態様に係る伝送線路の場合と同様に、広い帯域幅に亘って反射損失を抑制することができる。

本発明の一態様に係る伝送線路によれば、反射損失が低い帯域を広帯域化することができる。

本発明の第１の実施形態に係る伝送線路の分解斜視図である。 （ａ）は、図１に示した伝送線路が備えているＰＷＷ−導波管変換部の断面図である。（ｂ）は、図１に示した伝送線路が備えているＰＷＷ−ＭＳＬ変換部の断面図である。 （ａ）は、図２の（ａ）に示したＰＷＷ−導波管変換部の変形例を備えた伝送線路の断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示したＰＷＷ−導波管変換部の拡大断面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施例である伝送線路の反射特性及び透過特性を示すグラフである。（ｂ）は、本発明の第２の実施例である伝送線路の反射特性及び透過特性を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る伝送線路の断面図である。（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）に示した伝送線路の平面図である。 図５に示した伝送線路の変形例の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る伝送線路の断面図である。

本発明の一態様に係る伝送線路は、ポスト壁導波路（Post-wall waveguide：ＰＷＷ）により構成されたパッシブデバイスと、導体製である導波管とを結合させたことによって得られる伝送線路である。パッシブデバイスの一例としては、分配器、フィルタ、方向性結合器、及びダイプレクサ等が挙げられる。以下の各実施形態では、パッシブデバイスとしてフィルタを採用している。しかし、本発明の一態様に係る伝送線路の一部を構成するパッシブデバイスの種類は、特に限定されるものではなく、分配器、方向性結合器、及びダイプレクサ等であってもよい。

本発明の一態様に係る伝送線路は、Ｅバンド（７０ＧＨｚ以上９０ＧＨｚ以下の帯域）において運用することを想定している。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る伝送線路について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る伝送線路１の分解斜視図である。図２の（ａ）は、伝送線路１が備えているＰＷＷ−導波管変換部の断面図である。図２の（ｂ）は、伝送線路１が備えているＰＷＷ−ＭＳＬ変換部の断面図である。

図１及び図２に示した直交座標系は、ｙ軸がフィルタ１１及び導波管２１の内部における電磁波の伝搬方向に設定されており、ｚ軸が基板１２の表面の法線方向に設定されており、ｘ軸は、ｙ軸及びｚ軸の各々に直交する方向に設定されている。

なお、本明細書においては、図１のように配置した伝送線路１の向きに従い、ｚ軸正（負）方向を上（下）方向と呼び、ｘ軸正（負）方向を左（右）方向と呼び、ｙ軸正（負）方向を前（後）方向と呼ぶ。また、方向の向きを規定しない場合には、ｚ軸方向を上下方向と呼び、ｘ軸方向を左右方向と呼び、ｘ軸方向を前後方向と呼ぶ。

図１に示すように、伝送線路１は、ＰＷＷにより構成されたフィルタ１１と、導波管２１とを備えている。

（フィルタ１１）
フィルタ１１は、誘電体製（本実施形態では石英ガラス製）である基板１２の両面に、それぞれ、導体層１３と導体層１４とが形成された積層基板である。導体層１３及び導体層１４の各々は、それぞれ、請求の範囲に記載の第１の導体層及び第２の導体層である。なお、基板１２は、誘電体製であればよく、基板１２を構成する誘電体は、比誘電率や加工性などを考慮して適宜選択すればよい。

基板１２の内部には、複数の導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉ，１６３ｊ，１６４ｊ（ｉ，ｊは、任意の正の整数）を柵状に配列することによって得られるポスト壁が形成されている（導体ポスト１６３ｊ，１６４ｊについては図２を参照）。

複数の導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉ，１６３ｊ，１６４ｊは、基板１２のおもて面からうら面まで貫通したビアを基板１２に形成したうえで、金属などの導電体をそのビアの内部に充填あるいはそのビアの内面に堆積することによって得られる。複数の導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉ，１６３ｊ，１６４ｊは、何れも、導体層１３と導体層１４とを導通している。なお、導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉ，１６３ｊ，１６４ｊの直径は動作帯域に応じて適宜設定すればよい。本実施形態においては、その直径は、１００μｍである。また、隣接する導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉ，１６３ｊ，１６４ｊ同士の間隔は、直径と同じく１００μｍである。

複数の導体ポスト１６１ｉを所定の周期で柵状に配列することによって得られたポスト壁である側壁１６１は、その周期に対応する帯域の電磁波を反射する一種の導体壁として機能する。

同様に、複数の導体ポスト１６２ｉによって得られたポスト壁は、側壁１６２を構成し、複数の導体ポスト１６３ｊによって得られたポスト壁は、ショート壁１６３を構成し、複数の導体ポスト１６４ｊによって得られたポスト壁は、ショート壁１６４を構成する。また、側壁１６１，１６２と、ショート壁１６３，１６４とをまとめて狭壁１６と呼ぶ。図１に示した仮想線（二点鎖線）により表される平面の各々は、複数の導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉ，１６３ｊ，１６４ｊの中心軸を含む仮想的な平面であり、側壁１６１，１６２及びショート壁１６３，１６４の各々によって仮想的に実現される導体壁を模式的に表す平面である。

なお、図１においては、後述するＰＷＷ−導波管変換部の構成、及び、ＰＷＷ−ＭＳＬ変換部の構成を見やすくするために、導体ポスト１６１ｉ，１６２ｉの一部と、導体ポスト１６３ｊ，１６４ｊの全部を省略して図示している。

図１に示すように、狭壁１６は、形状が直方体である領域を前後左右から挟み込む。また、一対の広壁である導体層１３及び導体層１４は、この形状が直方体である領域を上下方向から挟み込む。電磁波は、この形状が直方体である領域を伝搬領域として、伝搬領域内をｙ軸方向に向かって伝搬する。このように、ＰＷＷは、一対の広壁と狭壁とにより構成されている。

本実施形態において、上述した直方体の伝搬領域は、隔壁１７１，１７２，１７３によって４つの共振器１１ａ、共振器１１ｂ、共振器１１ｃ、及び共振器１１ｄに分割されている。なお、隔壁１７１，１７２，１７３は、狭壁１６と同様にポスト壁により構成されている。

隔壁１７１を構成する導体ポストのうち、隔壁１７１の中央近傍に位置する導体ポストは、形成されていない。このように、ポスト壁の一部を構成する導体ポストの一部を形成しないことによって、その部分は、隣接する共振器１１ａと共振器１１ｂとを電磁気的に結合する結合窓１７１ａとして機能する。

同様に、隔壁１７２の中央近傍に設けられた結合窓１７２ａは、共振器１１ｂと共振器１１ｃとを結合し、隔壁１７３の中央近傍に設けられた結合窓１７３ａは、共振器１１ｃと共振器１１ｄとを結合する。

このように共振器１１ａ〜１１ｄを電磁気的に結合することによって構成されたフィルタ１１は、共振器結合型のフィルタである。

（導波管２１）
導波管２１は、導体製（本実施形態では真鍮の表面に金メッキ処理を施したもの）である。図１に示すように、導波管２１は、断面が長方形である管壁２２と、管壁２２の端部（ｙ軸負方向側の端部）を封じるショート壁２３とにより構成されている。すなわち、導波管２１は、矩形導波管である。管壁２２は、一対の広壁である広壁２２１及び広壁２２２と、一対の狭壁である狭壁２２３及び狭壁２２４とからなる。

一対の広壁のうち、フィルタ１１側（ｚ軸負方向側）に位置する広壁２２２には、後述するピン１８よりも直径が大きい開口２２ａが設けられている。

フィルタ１１と導波管２１とを結合させるためには、図１に示した分解状態から導波管２１をフィルタ１１に向かってｚ軸負方向に近づけていき、ピン１８が開口２２ａを貫通し、広壁２２２の下面が導体層１３の上面に対して隙間なく密着するように、導波管２１をフィルタ１１の上に配置する。

このように構成された伝送線路１において、導波管２１は、ピン１８を介してフィルタ１１に対して電磁気的に結合される。したがって、ピン１８は、ＰＷＷにより構成されたフィルタ１１と導波管とを結合するＰＷＷ−導波管変換部である。ＰＷＷ−導波管変換部の詳細については、図２の（ａ）を参照して後述する。

本実施形態において、導波管２１のショート壁２３と逆側の端部（ｙ軸正方向側の端部）は、基板１２のｙ軸正方向側の端面と面一になるように切り落とされている。しかし、導波管２１のｙ軸正方向側端部は、切り落とされることなくｙ軸正方向側に向かって更に延伸されていてもよい。また、図７を参照して後述するように、導波管２１のｙ軸正方向側端部には、アンテナなど導波管を用いて結合することが好ましいデバイスが結合されていてもよい。

なお、本実施形態において導波管２１は、その内部を中空構造のままとしている。しかし、導波管２１の内部には、比誘電率を調整するための誘電体粒子が充填されていてもよい。

（ＰＷＷ−導波管変換部）
図１に示したＡ−Ａ’線に沿った断面（ｙｚ平面に沿った断面）の断面矢視図を図２に示す。図２の（ａ）は、ピン１８の近傍の断面図である。

図２の（ａ）に示すように、フィルタ１１の伝搬領域内の導体ポスト１６３ｊ（ショート壁１６３を構成する導体ポスト）近傍において、導体層１３の一部はリング状に切り抜かれている。その結果、導体層１３には開口１３ａ１が設けられ、その内側には、開口１３ａ１と同心円状のランド１３１（図１には図示していない）が形成される。また、ランド１３１の中心近傍（好ましくは中心）には、円形状の開口が設けられており、そのうえで、基板１２には、この開口に連通し、基板１２の表面（ｚ軸正方向側の表面）から基板１２の内部に至る、円柱状の細孔が設けられている。図２の（ａ）に示すように、この細孔は、非貫通孔である。

上述したランド１３１の開口及び細孔に、金属製のピン１８（請求の範囲に記載の柱状導体）差し込むことによって、ピン１８は、基板１２に対して固定される。このように基板１２に対して差し込まれたピン１８は、開口１３ａ１を貫通するとともに、その下側の端部１８１（請求の範囲に記載の一方の端部）が基板１２の内部、すなわち、フィルタ１１の伝搬領域に位置する。また、このように固定されたピン１８は、その上側の端部１８２（請求の範囲に記載の他方の端部）が導波管２１の内部、すなわち導波管２１の伝搬領域に位置する。

ピン１８において、直径、長さ（ｚ軸方向に沿った長さ）、基板１２に差し込まれている部分の長さ、及び、基板１２の表面から突出している部分の長さは、それぞれ、反射損失を最適化するための設計パラメータとして利用できる。例えば、本実施形態では、ピン１８の直径として１８０μｍを採用している。

なお、ピン１８の端部１８２は、広壁２２１と導通してはならない。ピン１８の基板１２から突出した部分の長さは、端部１８２が広壁２２１に接触しない範囲内で調整可能である。

フィルタ１１の伝搬領域をｙ軸正方向に向かって伝搬する電磁波が存在する場合に、ピン１８の基板１２に差し込まれた部分は、フィルタ１１の伝搬領域を伝搬してきた電磁波を吸い込み、ピン１８の基板１２から突出した部分は、導波管２１の伝搬領域にその電磁波を放射する。導波管２１の伝搬領域をｙ軸負方向に向かって伝搬する電磁波が存在する場合にも同様に、ピン１８は、基板１２から突出した部分が導波管２１の伝搬領域から電磁波を吸い込み、基板１２に差し込まれた部分がフィルタ１１の伝搬領域にその電磁波を放射する。したがって、ピン１８は、ＰＷＷ−導波管変換部として機能する。

以上のように、ピン１８は、フィルタ１１の伝搬領域を伝搬するモードと導波管２１の伝搬領域を伝搬するモードとを電磁気的に結合する。ピン１８によるフィルタ１１と導波管２１との結合は、従来の結合窓を用いた結合と比較して、広い帯域に亘っている。したがって、ピン１８を備えた伝送線路１は、従来の伝送装置と比較して、幅広い帯域に亘ってフィルタ１１と導波管２１との結合部における反射損失を低減することができる。したがって、伝送線路１は、従来の伝送線路と比較して、反射損失が低い帯域を広帯域化することができる。

（ＰＷＷ−ＭＳＬ変換部）
図２の（ｂ）は、ブラインドビア１９の近傍の断面図である。

図２の（ａ）に示した開口１３ａ１の場合と同じように、導体層１３のうち、フィルタ１１の伝搬領域内の導体ポスト１６４ｊ近傍には、開口１３ａ２が設けられている。その開口１３ａ２の内側にはランド１３２が形成されている。更に、ランド１３２の中心近傍（好ましくは中心）には、円柱状の細孔が設けられている。この細孔は、非貫通孔である。金属などの導電体をこの非貫通孔の内部に充填あるいはこの非貫通孔の内面に堆積することによって、ブラインドビア１９が得られる。ブラインドビア１９は、その下側の端部１９１（請求の範囲に記載の一方の端部）が基板１２の内部、すなわち、フィルタ１１の伝搬領域に位置する。また、ブラインドビア１９の上側の端部（請求の範囲に記載の他方の端部）は、ランド１３２と導通している。

また、導体層１３の基板１２と逆側の表面には、誘電体製の誘電体層１５が形成されており、その誘電体層１５の導体層１３と逆側の表面には、帯状導体からなる信号線２０ｓが形成されている。

信号線２０ｓのｙ軸正方向側の端部である端部２０ｓ１は、フィルタ１１を平面視した場合に、フィルタ１１の伝搬領域の内部に位置する。端部２０ｓ１は、ランド１３２と導通している。したがって、ブラインドビア１９と信号線２０ｓとは、ランド１３２を介して導通している。

このように構成された信号線２０ｓ及び導体層１３は、導体層１３をグランド層として、マイクロストリップ線路（Micro Strip Line，ＭＳＬ）２０を構成する。そして、ブラインドビア１９は、フィルタ１１の伝搬領域を伝搬するモードとＭＳＬ２０の伝搬領域を伝搬するモードとを電磁気的に結合する。換言すれば、ブラインドビア１９は、ＰＷＷ−ＭＳＬ変換部として機能する。

また、図１に示すように、信号線２０ｓの端部２０ｓ２の近傍には、グランドパッド２０ｇ１及びグランドパッド２０ｇ２が配置されている。グランドパッド２０ｇ１及びグランドパッド２０ｇ２の各々は、金属製の導体パッドであり、誘電体層１５に設けられた開口の中まで金属が充填されている。したがって、グランドパッド２０ｇ１及びグランドパッド２０ｇ２の各々は、グランド層である導体層１３と導通している。

このように構成されたグランド−シグナル−グランドの電極構造には、（Radio Frequency Integrated Circuit）などの回路を容易に実装することができる。

なお、本実施形態においては、図２の（ｂ）に示すように、信号線２０ｓのｙ軸負方向側の端部である端部２０ｓ２は、フィルタ１１を平面視した場合に、フィルタ１１の伝搬領域の外部に位置する。しかし、信号線２０ｓの長さは任意に設定可能である。信号線２０ｓの長さが短い場合には、フィルタ１１を平面視した場合に、端部２０ｓ２を伝搬領域の内部に配置してもよい。また、本実施形態では、端部２０ｓ１から信号線２０ｓをｙ軸負方向に向かって延伸している。しかし、信号線２０ｓは、端部２０ｓ１からｙ軸正方向に向かって延伸されていてもよい。

以上のように、フィルタ１１の一方の端部に導波管２１が結合されており、フィルタ１１の他方の端部に平面伝送路の一例であるＭＳＬ２０が結合されていることによって、フィルタ１１は、導波管２１とＭＳＬ２０とを広い帯域に亘って低い反射損失で結合することができる。したがって、伝送線路１は、フィルタ１１を用いてアンテナとＲＦＩＣとを結合する場合の伝送線路として好適に利用できる。なお、フィルタ１１に結合される平面伝送路は、ＭＳＬ以外にコプレナー線路であってもよい。

なお、図１及び図２に示したフィルタ１１は、上述したように、管壁２２に開口２２ａを設けられた導波管２１を用いることによって、導波管２１と容易に結合させることができる。具体的には、導波管２１に設けられている開口２２ａをピン１８が貫通するとともに、ピン１８の端部１８２が導波管２１の内部に位置するように導波管２１を配置することによって、フィルタ１１と導波管２１とを結合させることができる。

このようにして実現されたフィルタ１１と導波管２１との結合部は、広い帯域に亘って反射損失を抑制することができる。したがって、フィルタ１１も本発明の技術的な範疇に含まれる。

〔ピン１８の変形例〕
ピン１８の変形例であるピン１１８について、図３を参照して説明する。図３の（ａ）は、ピン１１８を備えた伝送線路１の断面図である。図３の（ｂ）は、ピン１１８の拡大断面図である。

図３に示した伝送線路１においては、図１及び図２に示した伝送線路１が備えていたピン１８をピン１１８に変更するとともに、図１及び図２に示した伝送線路１が備えていた導波管２１を導波管１２１に変更している。本変形例では、図１及び図２に示した伝送線路１と比較して、図３に示した伝送線路１が異なる構成についてのみ説明する。

ピン１１８は、第１部分であるブラインドビア１１８ａと、第２部分であるブラインドビア１１８ｂとに分割されている。

ブラインドビア１１８ａは、図２の（ｂ）に示したブラインドビア１９と同様に構成されており、下側の端部１１８ａ１（ｚ軸負方向側の端部）が基板１２の内部に位置し、上側の端部１１８ａ２（ｚ軸正方向側の端部）が基板１２の表面に至る。また、ブラインドビア１１８ａの端部１１８ａ２には、ランド１３１が導通した状態で接続されている。

ブラインドビア１１８ｂは、誘電体製（本実施形態では石英ガラス製）のブロック１１９に埋め込まれており、上側の端部１１８ｂ１（ｚ軸正方向側の端部）がブロック１１９の内部に位置し、下側の端部１１８ｂ２（ｚ軸負方向側の端部）がブロック１１９の表面に至る。

ブラインドビア１１８ｂは、次のように製造することができる。ブロック１１９としては、厚さが導波管１２１の広壁１２２１と広壁１２２２との間隔を下回るとともに、一方の表面（図３ではｚ軸負方向側の表面）に導体層１２０が形成された誘電体製（本実施形態では石英ガラス製）の基板を用いる。その導体層１２０が形成された基板には、複数のブラインドビアをマトリクス状に形成する。そのうえで、複数のブラインドビアが形成された基板をサイコロ状に切り出すことによって、ブラインドビア１１８ｂが形成されたブロック１１９が得られる。そのうえで、導体層１２０の一部をリング状に切り抜くことによって、ブロック１１９の表面には、ブラインドビア１１８ｂと導通したランド１２０１と、ランド１２０１と離間しつつランド１２０１を取り囲む導体層１２０とが形成される。

図３の（ｂ）に示すように、ランド１２０１は、ランド１３１に対してバンプＢ１を用いて接続されている。導体層１２０は、導体層１３に対してバンプＢ２，Ｂ３を用いて接続されている。バンプＢ１〜Ｂ３は、導電性接続部材の一態様であり、金属製の球状部材の表面に半田層を形成したものである。このようにして、ブラインドビア１１８ｂは、ブラインドビア１１８ａに接続・固定されている。

ここで、反射損失をできるだけ抑制するために、ブラインドビア１１８ａの中心軸とブラインドビア１１８ｂの中心軸とが同軸となる（一致する）ことが好ましい。

導電性接続部材としては、バンプの他に半田や、導電性接着剤（例えば銀ペースト）などを用いてもよい。ただし、導電性接続部材として直径が揃ったバンプＢ１〜Ｂ３を採用することによって、導体層１３が形成されている基板１２の表面と、導体層１２０が形成されているブロック１１９の表面との平行度を容易に高めることができる。したがって、ブラインドビア１１８ａの中心軸とブラインドビア１１８ｂの中心軸とが平行な状態でブラインドビア１１８ａとブラインドビア１１８ｂとを接続することが容易である。

ピン１８の場合、基板１２の所定の位置に所定の直径（例えば１８０μｍ）を有する円柱状の細孔を予め設けておき、その細孔にピン１８を差し込むことによってピン１８を基板１２に固定する。この場合、細孔の直径を精度よく形成する必要がある。所定の直径は一定の幅（公差）をもって定められているものの、設けられた細孔の直径が所定の直径を下回った場合には、ピン１８を基板に差し込むことができないし、設けられた細孔の直径が所定の直径を上回る場合には、ピン１８を基板に対してしっかり固定することができない。

また、ピン１８は、非常に細い柱状導体であるため、細孔に差し込むときに屈曲しやすい。したがって、ピン１８を基板１２に差し込む作業には、人間が手で実施する場合でも、機械により制御されたマニピュレーターを用いて実施する場合であっても、高い精度が要求される。

一方、ピン１１８の場合、バンプＢ１〜Ｂ３などの導電性接続部材を用いて、ブラインドビア１１８ａとブラインドビア１１８ｂとを容易に且つ精度よく接続することができる。したがって、ピン１１８を備えた伝送線路１は、ピン１８を備えた伝送線路１と比較して、容易に製造することができる。

また、第２部分であるブラインドビア１１８ｂがブロック１１９に埋め込まれていることによって、第２部分が単なる柱状導体である場合（ブロック１１９に埋め込まれていない場合）と比較して、取り扱いが容易になる。したがって、ピン１１８を備えた伝送線路１は、更に容易に製造することができる。

なお、ピン１１８がブロック１１９に埋め込まれていることに伴い、導波管１２１の広壁１２２２に設けられた開口１２２ａ（図３の（ａ）参照）のサイズを、開口２２ａ（図２の（ａ）参照）よりも拡大している。具体的には、伝送線路１を平面視した場合に、開口１２２ａがブロック１１９を包含するように開口１２２ａのサイズを拡大している。この構成によれば、ピン１１８がブロック１１９に埋め込まれている場合であっても、導波管２１を所定の位置に容易に配置することができる。

〔実施例〕
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例として、図２の（ａ）に示した伝送線路１の構成を用いて反射特性及び透過特性を計算した。第１の実施例は、ＰＷＷ−導波管変換部としてピン１８を採用している。第１の実施例では、ピン１８の設計パラメータを以下のように定めた。

直径：１８０μｍ
基板１２に差し込まれている部分の長さ：４２０μｍ
基板１２から突出している部分の長さ：７００μｍ
（第２の実施例）
また、本発明の第２の実施例として、図３に示した伝送線路１の構成を用いて反射特性及び透過特性を計算した。第２の実施例は、ＰＷＷ−導波管変換部としてピン１１８を採用している。

・ブラインドビア１１８ａ
直径：１００μｍ
長さ：４２０μｍ
・ブラインドビア１１８ｂ
直径：１００μｍ
長さ：７００μｍ
・バンプＢ１〜Ｂ３
直径：１００μｍ
（共通する設計パラメータ）
なお、第１の実施例及び第２の実施例の双方に共通する設計パラメータを以下のように定めた。

・フィルタ１１
基板１２の厚さ：５２０μｍ
基板１２の比誘電率：３．８２
・導波管２１
広壁２２１と広壁２２２との間隔：１１４９μｍ
狭壁２２３と狭壁２２４との間隔：２５００μｍ
（反射特性及び透過特性）
図４の（ａ）は、第１の実施例の反射特性（Ｓ１１の周波数依存性）及び透過特性（Ｓ２１の周波数依存性）を示すグラフである。図４の（ｂ）は、第２の実施例の反射特性（Ｓ１１の周波数依存性）及び透過特性（ＳパラメータＳ２１の周波数依存性）を示すグラフである。図４の（ａ）及び（ｂ）のいずれにおいても、反射特性のグラフには「Ｓ１１」の符号を付し、透過特性のグラフには「Ｓ２１」の符号を付している。

図４の（ａ）を参照すると、第１の実施例の反射特性は、およそ７１ＧＨｚ以上８８ＧＨｚ以下の帯域においてＳ１１が−１５ｄＢ以下となっている。

図４の（ｂ）を参照すると、第２の実施例の反射特性は、およそ７３ＧＨｚ以上９０ＧＨｚ以下の帯域においてＳ１１が−１５ｄＢ以下となっている。

以上のように、第１の実施例及び第２の実施例の各々は、結合窓を用いた従来のＰＷＷ−導波管変換部を備えた伝送線路と比較して、広い帯域に亘って反射損失を抑制することができた。

また、第１の実施例及び第２の実施例の何れにおいても、反射損失が広い帯域に亘って抑制されていることに伴い、広い帯域に亘って良好な透過特性を示している。

〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る伝送線路について、図５を参照して説明する。図５の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る伝送線路３０１の断面図である。図５の（ａ）は、ＰＷＷ−導波管変換部を構成する柱状導体であるピン３１８の中心軸を含み、電磁波の伝搬方向（ｙ軸方向）と交わる平面（ｚｘ平面）における断面図を示す。図５の（ｂ）は、ピン３１８の中心軸を含み、電磁波の伝搬方向（ｙ軸方向）に沿う平面（ｙｚ平面）における断面図を示す。図５の（ｃ）は、伝送線路３０１の平面図である。図５の（ｃ）は、伝送線路３０１を下方（ｚ軸負方向側）から平面視した場合の平面図であり、樹脂基板３５１及び接着剤３６１を仮想線にて示している。

図５に示すように、伝送線路３０１は、フィルタ３１１と、ハウジング３４１と、樹脂基板３５１とを備えている。

（フィルタ３１１）
フィルタ３１１は、図１及び図２に示したフィルタ１１を一部変形することによって得られる。

具体的には、フィルタ１１においては、ＰＷＷ−ＭＳＬ変換部であるブラインドビア１９が第１の導体層である導体層１３の側から基板１２の内部に至るように構成されている（図２の（ｂ）参照）。それに対し、フィルタ３１１においては、ＰＷＷ−ＭＳＬ変換部であるブラインドビア３１９が第２の導体層である導体層３１４の側から基板３１２の内部に至るように構成されている（図５の（ｂ）参照）。

図２の（ｂ）に示した導体層１３の場合と同じように、フィルタ３１１の導体層３１４のうちブラインドビア３１９と対応する位置には、開口３１４ａが設けられている。開口３１４ａの内側には、ランド３１４１が形成されている。ランド３１４１は、ブラインドビア３１９と導通している。

フィルタ３１１が備えているランド３１４１と、ランド３１４１を取り囲む導体層３１４とは、伝送距離が短いものの平面伝送路の一態様である。すなわち、ランド３１４１は、信号線の一態様であり、導体層３１４は、グランド層の一態様である。

このように、本発明の一実施形態に係るフィルタが備えている平面伝送路は、図１及び図２に示したフィルタ１１の場合のように導体層１３の側に配置されていてもよいし、図５に示したフィルタ３１１の場合のように導体層３１４の側に配置されていてもよい。この平面伝送路は、請求の範囲に記載の第１の平面伝送路である。

なお、フィルタ３１１は、上述した構成を除いた場合、フィルタ１１と同様に構成されている。フィルタ３１１において、フィルタ１１と共通する構成部材の部材番号は、フィルタ１１における部材番号を３００番台に変更することによって得られる。本実施形態では、それらの構成部材の説明を省略する。

（ハウジング３４１）
図５に示すハウジング３４１は、直方体である金属塊に対して、断面が長方形である筒状空間３２１１と、フィルタ３１１を収容する凹部３３１とを形成したものである。

図５においては、上記金属塊の長手方向が図５に示した直交座標系のｙ軸方向と一致し、且つ、上記金属塊の高さ方向が図５に示した直交座標系のｚ軸方向と一致するように、ハウジング３４１は、後述する樹脂基板３５１の上に配置されている。

金属塊を構成する６つの側壁面のうち、ｙ軸正方向側のｙｚ平面には、ｙ軸正方向に向かって掘り込んだ直方体状の筒状空間３２１１が形成されている。この筒状空間３２１１は、図１及び図２に示した導波管２１と同様に、電磁波をｙ軸方向に導波する導波管３２１として機能する。

換言すれば、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、筒状空間３２１１の側方を取り囲む上壁３２２１と、下壁３２２２と、左壁３２２３と、右壁３２２４とは、導波管３２１の管壁３２２を構成する。また、筒状空間３２１１を構成する壁のうちｚｘ面に沿った壁は、導波管３２１のショート壁３２３を構成する。このように、上壁３２２１及び下壁３２２２は、導波管３２１の広壁をなし、左壁３２２３、右壁３２２４、及びショート壁３２３は、導波管３２１の狭壁をなす。

金属塊をなす６つの側壁面のうち、ｚ軸負方向側のｘｙ平面には、ｚ軸正方向に向かって掘り込んだ直方体状の凹部３３１が形成されている。この凹部３３１の開口部の形状は、フィルタ３１１の基板３１２の形状に対応している。凹部３３１は、その開口部からフィルタ３１１をｚ軸正方向に向かって押し込まれることによって、フィルタ３１１を収容する。

なお、ハウジング３４１のうち、凹部３３１を取り囲む縁部分をスカート部３４２と呼ぶ。フィルタ３１１を確実に収容するために、凹部３３１の深さ、すなわち、スカート部３４２の高さは、フィルタ３１１の厚さ（基板３１２、導体層３１３、及び導体層３１４を合計した厚さ）を上回るように構成されている。

図５の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、筒状空間３２１１を構成する下壁３２２２のｙ軸負方向側の領域と、凹部３３１の底面のｙ軸正方向側の領域との境界には、開口３４１ａが設けられている。筒状空間３２１１と凹部３３１とは、開口３４１ａを介して連通している。

フィルタ３１１は、ＰＷＷ−導波管変換部であるピン３１８のｚ軸正方向側の端部が筒状空間３２１１の内部に位置するとともに、開口３４１ａを導体層３１３が封止するように、凹部３３１の内部に配置される。したがって、この開口３４１ａにおいて、開口３４１ａを封止する導体層３１３の一部分は、導波管３２１の下壁３２２２の一部として機能する。

この構成によれば、ピン３１８は、導波管３２１を伝搬するモードとフィルタ３１１を伝搬するモードとを電磁気的に結合することができる。開口３４１ａは、導体層３１３によって封止されているので、損失が増大することもない。

また、ハウジング３４１は、フィルタ３１１の全体を凹部３３１の内部に収容している。したがって、後述する変形例であるハウジング４４１と比較して、外部からの衝撃に対してフィルタ３１１（特に基板３１２）を確実に保護することができる。すなわち、伝送線路３０１は、後述する伝送線路４０１と比較して、高い耐衝撃性を有する。

（樹脂基板３５１）
樹脂基板３５１は、ハウジング３４１とともにフィルタ３１１を挟持することによって、フィルタ３１１を保持することができるように構成されている。樹脂基板３５１は、樹脂製（本実施形態ではガラスエポキシ樹脂製）である。樹脂基板３５１を構成する樹脂材料は、熱膨張特性や加工性などに鑑み適宜選択することができる。

樹脂基板３５１のフィルタ３１１側（ｚ軸正方向側）の表面には、スカート部３４２に対応する形状の溝部３５５が形成されており、その溝部３５５にスカート部３４２を落とし込むことができるように構成されている。溝部３５５の深さは、スカート部３４２が溝部３５５の底面に接触しないように定められている、
この構成によれば、樹脂基板３５１のうち溝部３５５より内側部分の表面がフィルタ３１１をｚ軸正方向に向かって押す。その結果として、フィルタ３１１の導体層３１３は、ハウジング３４１の凹部３３１の底面に押しつけられる。すなわち、導体層３１３の表面と凹部３３１の底面とは、密着し、界面ＩＦに空隙が生じることを防止できる。

このように導体層３１３の表面と凹部３３１の底面とが隙間なく密着した状態で、ハウジング３４１は、樹脂基板３５１に対して、樹脂製の接着剤３６１を用いて接着される。

上記の構成によれば、フィルタ３１１がハウジング３４１と樹脂基板３５１とにより挟持されているため、フィルタ３１１が凹部３３１の内部でズレることがない。このように、フィルタ３１１と導波管３２１との相対位置を適正な位置に確実に保持することができるため、フィルタ３１１と導波管３２１との結合部において生じ得る反射損失が揺らぐことを抑制できる。したがって、伝送線路３０１は、従来の伝送線路と比較して、反射損失が低い帯域を確実に広帯域化することができる。

また、界面ＩＦに空隙が生じることを防止できるため、導波管３２１を伝搬してきた電磁波が界面ＩＦに侵入することを防止できる。したがって、フィルタ３１１と導波管３２１との結合部において生じ得る損失を更に抑制することができる。

また、上記の構成によれば、導波管３２１がハウジング３４１と一体に成形されており、そのハウジング３４１の凹部３３１に対してフィルタ３１１が強固に固定されている。したがって、伝送線路３０１は、導波管３２１をフィルタ３１１に対して強固に結合することができる。

なお、本実施形態では、ハウジング３４１を樹脂基板３５１に接合する接合部材として接着剤３６１を用いて説明した。しかし、この接合部材は、接着剤に限定されるものではなく、ボルトとナットとの組み合わせなど既存の接合部材の中から適宜選択することができる。

また、樹脂基板３５１のうち溝部３５５の内側部分の表面には、導体層３５２と、導体層３５２に囲まれたランド３５２１とが形成されている。ランド３５２１は、フィルタ３１１と樹脂基板３５１とが対向した状態において、導体層３１４に囲まれたランド３１４１に対応する位置に形成されている。ランド３５２１は、バンプＢ２５（導電性接続部材の一態様）を用いてランド３１４１と導通している。

樹脂基板３５１の内部には、樹脂基板３５１を貫通するとともに、ランド３５２１と信号線３５４とを導通させるビア３５３が形成されている。信号線３５４は、樹脂基板３５１のフィルタ３１１と逆側の表面（ｚ軸負方向側の表面、うら面とも呼ぶ）に形成された帯状導体であり、樹脂基板３５１のうら面に形成された導体層からなるグランド層（図５には不図示）により取り囲まれている。したがって、信号線３５４は、このグランド層とともにコプレナー送路（第２の平面伝送路の一態様）を構成する。この信号線３５４のビア３５３と逆側の端部には、ＲＦＩＣを接続することができる。なお、この平面伝送路は、請求の範囲に記載の第２の平面伝送路である。また、この平面伝送路の信号線３５４は、ビア３５３、ランド３５２１と、バンプＢ２５とを介してランド３１４１に接続されている。

フィルタ３１１のブラインドビア３１９が導体層３１４の側から基板３１２の内部に至るように構成されていることによって、フィルタ３１１の外縁がハウジング３４１によって完全に取り囲まれている場合であっても、樹脂基板３５１の表面（うら面）にＲＦＩＣを容易に接続することができる。したがって、フィルタ３１１の表面上（導体層３１３の表面上又は導体層３１４の表面上）にＲＦＩＣを実装する必要がないため、伝送線路を設計する場合の自由度を高めることができる。

また、導体層３１４は、樹脂基板のうち溝部３５５の内側部分の表面に対して、複数のバンプＤＢ１１〜ＤＢ１５，ＤＢ２１〜ＤＢ２４，ＤＢ３１〜ＤＢ３５により接続されていることが好ましい。バンプＤＢ１１〜ＤＢ１５，ＤＢ２１〜ＤＢ２４，ＤＢ３１〜ＤＢ３５は、接続部材の一態様である。

ランド３１４１は、バンプＢ２５を用いてランド３５２１に接続されている。そのうえで、導体層３１４は、バンプＤＢ１１〜ＤＢ１５，ＤＢ２１〜ＤＢ２４，ＤＢ３１〜ＤＢ３５を用いて樹脂基板３５１の表面に形成された導体層３５２に接続されている。したがって、バンプＢ２５のみでフィルタ３１１と樹脂基板３５１とが接続されている場合と比較して、接続をより強固にすることができる。

また、基板３１２を構成する材料（本実施形態では石英ガラス）と、樹脂基板３５１を構成する材料（本実施形態ではガラスエポキシ樹脂）とがことなる場合、それぞれの材料の線膨張係数が異なることに起因して、バンプＢ２５に対して応力が集中することが懸念される。

上記の構成によれば、バンプＢ２５に加えてバンプＤＢ１１〜ＤＢ１５，ＤＢ２１〜ＤＢ２４，ＤＢ３１〜ＤＢ３５によりフィルタ３１１と樹脂基板３５１とが接続されているため、外部環境の温度変化に起因する応力が生じる場合であっても、その応力がバンプＢ２５に集中することを防止できる。したがって、ランド３１４１とランド３５２１とを接続する接続部の信頼性を高めることができる。

〔第１の変形例〕
伝送線路３０１の変形例である伝送線路４０１について、図６を参照して説明する。伝送線路４０１を構成する各部材の部材番号は、３００番台であった伝送線路３０１の各部材番号を４００番台に変更することによって得られる。本変形例では、伝送線路４０１において伝送線路３０１と異なっている構成についてのみ説明し、それ以外の構成についての説明は、省略する。

伝送線路４０１が備えているハウジング４４１は、伝送線路３０１が備えているハウジング３４１の長手方向の長さ（ｙ軸方向に沿った長さ）を切り詰めることによって、得られる。ハウジング３４１において、凹部３３１は、フィルタ３１１の全体を収容していた。それに対して、ハウジング４４１において、凹部４３１は、フィルタ４１１のうちＰＰＷ−導波管変換部であるピン４１８を含む領域を収容するように構成されている。したがって、フィルタ４１１のうちＰＰＷ−平面伝送路変換部であるブラインドビア４１９を含む領域は、ハウジング４４１に収容されておらず、ハウジング４４１の外部に露出している（図６参照）。

ハウジング４４１は、接着剤４６１を用いて樹脂基板４５１に対して接着されている。また、接着剤４６２を用いてフィルタ４１１の導体層４１３に接着されていることが好ましい。

また、本実施形態の樹脂基板４５１においては、フィルタ４１１に対向する側の表面（ｚ軸正方向側の表面、おもて面とも呼ぶ）に帯状導体からなる信号線４５４が形成されている。信号線４５４は、樹脂基板４５１のおもて面に形成された導体層４５２からなるグランド層より取り囲まれている。したがって、信号線４５４は、導体層４５２とともにコプレナー送路（第２の平面伝送路の一態様）を構成する。

この構成によれば、ＲＦＩＣを樹脂基板４５１のおもて面に実装することができる。したがって、樹脂基板４５１のうら面の全体をなんらかの固定部材などに密着させ固定することができるので、伝送線路を設計する場合の自由度を高めることができる。

また、伝送線路４０１においてフィルタ４１１に対する保護性能を高めたい場合には、フィルタ４１１のハウジング４４１から露出している部分をエポキシ樹脂などの硬度が高い樹脂接着剤で覆う構成を採用することもできる。

なお、伝送線路４０１がハウジング４４１を採用している場合であっても、図５の（ｂ），（ｃ）に示した構成を採用することによって、ＲＦＩＣを樹脂基板４５１のうら面に実装することもできる。

〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係るアンテナ装置６０１の断面図である。図７は、ＰＷＷ−導波管変換部であるピン５１８の中心軸を含み、電磁波の伝搬方向（ｙ軸方向）に沿う平面（ｙｚ平面）における断面図を示す。

図７に示すように、アンテナ装置６０１は、伝送線路５０１と、アンテナ５７１とを備えている。伝送線路５０１は、図５に示した伝送線路３０１と実質的に同じに構成されている。ただし、導波管５２１の開放された側の端部（ｙ軸正方向側の端部）に対してフランジ５４２が結合されている。その関係で、樹脂基板５５１は、導波管５２１の開放された側の端部と面一になるように切り落とされている。

アンテナ５７１は、伝送線路５０１が想定している帯域（例えばＥバンド）の電磁波を放射することができるように構成されている。アンテナ５７１の電磁波を放射する側の端部と逆側の端部には、フランジ５７２が結合されている。

フランジ５４２とフランジ５７２とは、電磁波の伝搬領域が不連続に変化しないように、導波管５２１の端部と、アンテナ５７１の端部とを接合する。本実施形態において、フランジ５４２とフランジ５７２とは、ボルト５８１及びナット５８２からなる接合部材を用いて接合されている。この接合部材は、ボルト及びナットの組み合わせに限定されるものではなく、接着剤など既存の接合部材の中から適宜選択することができる。接合部材として接着剤を採用する場合、その接着剤は、導電性を有することが好ましい。また、フランジ５４２とフランジ５７２とは、溶接されていてもよい。

アンテナ装置６０１は、本発明の各実施形態に係る伝送線路１，３０１，４０１の各々と同様の効果を奏する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１，３０１，４０１，５０１ 伝送線路
１１，２１１，３１１，４１１ フィルタ（ポスト壁導波路，ＰＷＷ）
１２ 基板
１３，３１３ 導体層（第１の導体層、広壁）
１３１ ランド
１４，３１４ 導体層（第２の導体層、広壁）
１５ 誘電体層
１６ 狭壁
１６１，１６２ 側壁
１６１ｉ，１６２ｉ 導体ポスト
１６３，１６４ ショート壁
１７１，１７２，１７３ 隔壁
１７１ａ，１７２ａ，１７３ａ 結合窓
１８，１１８，２１８ ピン（柱状導体）
１８１，１８２ ピンの端部
１１８ａ，１１８ｂ ブラインドビア
１１９ ブロック
１２０ 導体層
１２０１ ランド
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ バンプ
１９ ブラインドビア（柱状導体）
１９１，１９２ ブラインドビアの端部
２０ ＭＳＬ
２０ｓ，２２０ｓ 信号線
２０ｇ１、２０ｇ２，２２０ｇ１，２２０ｇ２ グランドパッド
２１，２２１，３２１ 導波管
２２，２２２，３２２ 管壁
２２１，２２２，３２２１，３２２２ 広壁
２２３，２２４，３２２３，３２２４ 狭壁
２３，２２３，３２３ ショート壁
３３１ 凹部
３４１ ハウジング
３５１ 樹脂基板
３６１ 接着剤
６０１ アンテナ装置
５７１ アンテナ

Claims (11)

1. 誘電体製の基板と、当該基板の両面をそれぞれ覆う第１の導体層及び第２の導体層からなる一対の広壁と、前記基板の内部に形成されたポスト壁からなる狭壁とを含むポスト壁導波路と、導体製の管壁を有し、前記基板に沿って配置された導波管とを備えた伝送線路であって、
   前記ポスト壁導波路は、
   第１の導体層又は第２の導体層の一部をグランド層とする平面伝送路と、
   当該平面伝送路を伝搬するモードと前記ポスト壁導波路を伝搬するモードとを変換する変換部と、
   前記第１の導体層に設けられた開口を貫通するとともに、一方の端部が前記基板の内部に位置する柱状導体とを更に備え、
   前記導波管は、前記管壁に設けられた開口を前記柱状導体が貫通するとともに、前記柱状導体の他方の端部が当該導波管の内部に位置するように配置されている、
   ことを特徴とする伝送線路。
2. 前記柱状導体は、前記基板に埋め込まれるとともに一方の端部が前記基板の表面に至る第１部分と、前記基板から突出した第２部分とに分割されており、
   前記第１部分と前記第２部分とは、導電性接続部材により接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。
3. 前記第２部分は、誘電体製のブロックに埋め込まれているとともに、前記第１部分側の端部が前記ブロックの表面に至る、
   ことを特徴とする請求項２に記載の伝送線路。
4. 前記伝送線路は、前記グランド層と、前記グランド層の表面に形成された誘電体層の更に表面に形成されるとともに、少なくともその一方の端部が前記ポスト壁により囲まれた領域の内部に位置する帯状導体とを備えたマイクロストリップ線路であり、
   前記変換部は、前記帯状導体の前記一方の端部と導通する柱状導体であり、
   前記柱状導体は、前記グランドに設けられた開口を貫通するとともに、一方の端部が前記基板の内部に位置する、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の伝送線路。
5. 前記導波管の伝搬領域として機能する筒状空間と、前記ポスト壁導波路の前記柱状導体を含む領域を少なくとも収容する凹部とが形成された金属製のハウジングと、
   前記ハウジングとともに前記ポスト壁導波路を挟持することによって当該ポスト壁導波路を保持する樹脂基板と、を更に備え、
   前記凹部と前記筒状空間とは、その境界に設けられた開口を介して連通し、
   前記ポスト壁導波路は、前記柱状導体の前記他方の端部が前記筒状空間の内部に位置するとともに、前記境界に設けられた前記開口を前記第１の導体層が封止するように配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の伝送線路。
6. 前記ポスト壁導波路の前記平面伝送路を第１の平面伝送路として、当該第１の平面伝送路は、前記第２の導体層の一部をグランド層とし、
   前記ハウジングの前記凹部は、前記ポスト壁導波路の全体を収容するように形成されており、
   前記樹脂基板は、その表面のうち前記ポスト壁導波路とは逆側の表面上に形成された第２の平面伝送路と、当該樹脂基板を貫通し、前記第２の平面伝送路の一方の端部と導通する導体ポストとを更に備え、
   前記樹脂基板の前記導体ポストは、前記第１の平面伝送路に対して導電性接続部材により接続されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の伝送線路。
7. 前記ポスト壁導波路の前記平面伝送路を第１の平面伝送路として、当該第１の平面伝送路は、前記第２の導体層の一部をグランド層とし、
   前記ハウジングの前記凹部は、前記ポスト壁導波路のうち、前記柱状導体を含む領域を収容し、且つ、前記第１の平面伝送路が前記ハウジングの外部に露出するように形成されており、
   前記樹脂基板は、その表面のうち前記ポスト壁導波路と対向する側の表面上に形成された第２の平面伝送路を更に備え、
   前記第２の平面伝送路の一方の端部は、前記第１の平面伝送路に対して導電性接続部材により接続されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の伝送線路。
8. 前記第２の導体層は、前記樹脂基板の表面に対して複数の接続部材により接続されている、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の伝送線路。
9. 前記ハウジングのうち前記凹部を取り囲む縁部分をスカート部として、
   前記樹脂基板の前記ポスト壁導波路側の表面には、前記スカート部に対応する形状の溝部が形成されており、
   前記溝部の深さは、前記スカート部が当該溝部の底面に接触しないように定められている、
   ことを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の伝送線路。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の伝送線路と、
    前記導波管の開放されている側の端部に結合されたアンテナとを備えている、
    ことを特徴とするアンテナ装置。
11. 誘電体製の基板と、
    当該基板の両面をそれぞれ覆う第１の導体層及び第２の導体層からなる一対の広壁と、
    前記基板の内部に形成されたポスト壁からなる狭壁と、
    第１の導体層又は第２の導体層の一部をグランド層とする平面伝送路と、
    当該平面伝送路を伝搬するモードと、前記一対の広壁と前記狭壁とにより囲まれた領域を伝搬するモードとを変換する変換部と、
    前記第１の導体層に設けられた開口を貫通するとともに、一方の端部が前記基板の内部に位置し、且つ、他方の端部が前記基板の外部に突出する柱状導体と、を備えている、
    ことを特徴とするポスト壁導波路。

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