波导装置模块以及微波模块制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供波导装置模块以及微波模块。波导装置模块包括波导装置和电路板。波导装置的导电部件的导体面在与线路图案之间形成第二波导路。电路板的线路图案具有主干图案和从主干图案分支的第一分支图案及第二分支图案。第二波导路包含主波导路、第一分支图案与导体面之间的第一分支波导路及第二分支图案与导体面之间的第二分支波导路。两个分支图案的各端部分别与微波集成电路元件的两个天线输入输出端子连接，在各分支波导路中传播相同频率的两个电磁波。各分支波导路之间具有以下关系：第一电磁波在第一分支波导路中传播的期间的相位变化量与第二电磁波在第二分支波导路中传播的期间的相位变化量之差在180度的奇数倍±90度的范围内。

【技术实现步骤摘要】
波导装置模块以及微波模块
本公开涉及利用人工磁导体进行电磁波的导波的波导装置模块以及微波模块。
技术介绍
使用于雷达系统的微波(包含毫米波)通过装配于电路板的集成电路(以下，在本说明书中称作“微波IC”。)生成。微波IC根据制造方法还被称作“MIC”(MicrowaveIntegratedCircuit)、“MMIC”(MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit或MicrowaveandMillimeterwaveIntegratedCircuit)。微波IC生成成为所发送的信号波的基础的电信号，并输出到微波IC的信号端子。电信号经接合线等导线以及后述的电路板上的波导路而到达转换部。转换部设置于该波导路与波导管的连接部、即不同的波导路的边界部。转换部包含高频信号产生部。“高频信号产生部”是指具有用于将从微波IC的信号端子通过导线引导的电信号在波导管的正前方转换为高频电磁场的结构的部位。通过高频信号产生部转换后的电磁波被引导到波导管。作为从微波IC的信号端子至波导管正前方的高频信号产生部为止的结构，一般为以下两种结构。第一结构例示于专利文献1中。即为以下结构：将与微波IC对应的高频电路模块8的信号端子和与高频信号产生部对应的供电销10在尽可能接近的状态下进行连接，并利用波导管1接收由高频信号产生部转换后的电磁波。在该结构中，微波IC的信号端子通过传输线路9直接与高频信号产生部连接。其结果是，高频信号的衰减变小。另一方面，在该第一结构中，需要将波导管引导至微波IC的信号端子附近处。波导管由导电性金属构成，要求对应于进行导波的电磁波的波长而在高频下进行高精细的加工。相反地，在较低的频率下导致结构大型化，并且进行导波的方向也受限。其结果是，在第一结构中存在由微波IC及其封装基板形成的处理电路变大之类的问题。另一方面，第二结构例示于专利文献2中。即为以下结构：将毫米波IC的信号端子经由被称作微带线(MicroStripLine、以下在本说明书中有时略记为“MSL”。)的传输路径引导到形成于电路板上的MSL高频信号产生部，并与波导管连接。MSL是指，由位于电路板表面的细带状的导体和位于电路板背面的导体层构成，并使由在表面导体与背面导体之间产生的电场和包围表面导体周围的磁场产生的电磁波传播的波导路。在第二结构中，在微波IC的信号端子与连接于波导管的高频信号产生部之间存在MSL。根据某一实验例，可以说在每1mm长度的MSL中产生约0.4dB的衰减，电磁波功率的衰减成为问题。并且，在位于MSL的终端的高频信号产生部中，为了使电磁波的振荡状态稳定等目的，需要介电层与导体层之间的复杂的结构(参照专利文献2的图3～图8)。另一方面，该第二结构能够使高频信号产生部与波导管的连接部位远离微波IC而配置。由此，能够简化波导管结构，因此能够实现微波处理电路的小型化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-141691号公报专利文献2：日本特表2012-526434号公报
技术实现思路
技术要解决的课题以往，随着包含毫米波的电磁波的用途的扩大，组装于一个微波IC的信号波用信道的数量逐渐变多。而且，随着电路集成度的提高而逐渐小型化。而且，在一个微波IC中紧密地配置有多个信道的信号端子。其结果是，在从微波IC的信号端子至波导管为止的部位处很难采用上述的第一结构，而主要采用第二结构。近年来，随着对使用毫米波的车载用雷达系统等车载用途的需求的扩大，要求利用毫米波雷达识别距离对象车辆更远处的状况。并且，还要求通过将毫米波雷达设置在车厢内来提高雷达的设置容易性和维护性。即，要求将从微波IC至收发天线为止的波导路中的因电磁波的衰减引起的损耗最小化。并且，将毫米波雷达除了应用于识别车辆前方的状况之外，还应用于识别侧方或后方的用途。在该情况下，对设置于侧镜盒(sidemirrorbox)内等小型化和针对大量使用时的低价格化的期望也强烈。与这些期望相对地，在上述的第二结构中存在因微带线中的损耗和使用波导管而引起的小型化的困难性以及高精度加工的必要性等问题。用于解决课题的手段本公开的一方式所涉及的波导装置模块包括：波导装置，其具有：具有导电性表面的导电部件；沿着所述导电性表面延伸且具有导电性的波导面的波导部件；以及所述波导部件的两侧的人工磁导体；以及电路板，其具有导电性的线路图案，所述波导装置在所述导电部件与所述波导部件之间具有第一波导路，所述导电部件具有：与所述导电性表面相反一侧的导体面，其在与所述线路图案之间形成第二波导路；以及中空波导管，其从所述导电性表面贯通至所述导体面，并互相连接所述第一波导路与所述第二波导路，所述电路板的所述线路图案具有：主干图案，其具有与所述中空波导管的开口相对的部分；以及第一分支图案以及第二分支图案，它们与所述导体面相对，并从所述主干图案分支，所述第二波导路包含：所述主干图案与所述导体面之间的主波导路；所述第一分支图案与所述导体面之间的第一分支波导路；以及所述第二分支图案与所述导体面之间的第二分支波导路，所述第一分支图案以及所述第二分支图案的各端部分别与微波集成电路元件的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子连接，当在所述第一分支波导路以及所述第二分支波导路中传播相同频率的第一电磁波以及第二电磁波时，所述第一分支波导路与所述第二分支波导路具有以下关系：所述第一电磁波在所述第一分支波导路中传播的期间的相位变化量与所述第二电磁波在所述第二分支波导路中传播的期间的相位变化量之差在180度的奇数倍±90度的范围内。技术效果根据本公开的例示性的实施方式，能够更加降低从微波IC至收发天线为止的波导路中的损耗。附图说明图1是示意性地示出波导装置所具有的基本结构的非限定性例的立体图。图2A是示意性地示出波导装置100的与XZ面平行的截面的结构的图。图2B是示出具有截面为接近U字或V字的形状的面的底部的导电性表面120a的图。图3是示意性地示出为了容易理解而处于使导电部件110与导电部件120之间的间隔过大地分开的状态的波导装置100的立体图。图4是示出图2A所示的结构中的各部件的尺寸范围的例的图。图5A是示意性地示出在波导部件122的波导面122a与导电部件110的导电性表面110a之间的间隙中的宽度较窄的空间中传播的电磁波的图。图5B是为了参考而示意性地示出中空波导管130的截面的图。图5C是示出在导电部件120上设置有两个波导部件122的实施方式的剖视图。图5D是为了参考而示意性地示出并排配置有两个中空波导管130的波导装置的截面的图。图6A是示出毫米波MMIC(毫米波IC)2的背面中的端子的配置(销配置)的例的俯视图。图6B是示意性地示出用于将图6A所示的天线输入输出端子20a、20b向比毫米波IC2的覆盖区靠外侧的区域引出的配线图案40的例的俯视图。图7A是示出本公开中的微波模块1000的概略性整体结构的例的平面示意图。图7B是示出微波模块1000的其他方式的平面示意图。图8是示意性地示出悬置带线SSL的图。图9A是示出毫米波IC2、电路板4、波导装置100之间的关系的图。图9B是沿图9A中的A-A’线的剖视图。图9C是示出电路板4、毫米波IC2、波导装置100的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波导装置模块，包括：波导装置，其具有：具有导电性表面的导电部件；沿着所述导电性表面延伸且具有导电性的波导面的波导部件；以及所述波导部件的两侧的人工磁导体；以及电路板，其具有导电性的线路图案，其特征在于，所述波导装置在所述导电部件与所述波导部件之间具有第一波导路，所述导电部件具有：与所述导电性表面相反一侧的导体面，其在与所述线路图案之间形成第二波导路；以及中空波导管，其从所述导电性表面贯通至所述导体面，并将所述第一波导路与所述第二波导路互相连接，所述电路板的所述线路图案具有：主干图案，其具有与所述中空波导管的开口相对的部分；以及第一分支图案以及第二分支图案，它们与所述导体面相对，并从所述主干图案分支，所述第二波导路包含：所述主干图案与所述导体面之间的主波导路；所述第一分支图案与所述导体面之间的第一分支波导路；以及所述第二分支图案与所述导体面之间的第二分支波导路，所述第一分支图案以及所述第二分支图案的各端部分别与微波集成电路元件的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子连接，当在所述第一分支波导路以及所述第二分支波导路中传播相同频率的第一电磁波以及第二电磁波时，所述第一分支波导路与所述第二分支波导路具有以下关系：所述第一电磁波在所述第一分支波导路中传播的期间的相位变化量与所述第二电磁波在所述第二分支波导路中传播的期间的相位变化量之差在180度的奇数倍±90度的范围内，设所述第一电磁波以及所述第二电磁波的波长分别为λg时，所述第一分支波导路的长度与所述第二分支波导路的长度之差在(λg/2)的奇数倍±(λg/4)的范围内。...

【技术特征摘要】
2017.06.30 JP 2017-1295431.一种波导装置模块，包括：波导装置，其具有：具有导电性表面的导电部件；沿着所述导电性表面延伸且具有导电性的波导面的波导部件；以及所述波导部件的两侧的人工磁导体；以及电路板，其具有导电性的线路图案，其特征在于，所述波导装置在所述导电部件与所述波导部件之间具有第一波导路，所述导电部件具有：与所述导电性表面相反一侧的导体面，其在与所述线路图案之间形成第二波导路；以及中空波导管，其从所述导电性表面贯通至所述导体面，并将所述第一波导路与所述第二波导路互相连接，所述电路板的所述线路图案具有：主干图案，其具有与所述中空波导管的开口相对的部分；以及第一分支图案以及第二分支图案，它们与所述导体面相对，并从所述主干图案分支，所述第二波导路包含：所述主干图案与所述导体面之间的主波导路；所述第一分支图案与所述导体面之间的第一分支波导路；以及所述第二分支图案与所述导体面之间的第二分支波导路，所述第一分支图案以及所述第二分支图案的各端部分别与微波集成电路元件的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子连接，当在所述第一分支波导路以及所述第二分支波导路中传播相同频率的第一电磁波以及第二电磁波时，所述第一分支波导路与所述第二分支波导路具有以下关系：所述第一电磁波在所述第一分支波导路中传播的期间的相位变化量与所述第二电磁波在所述第二分支波导路中传播的期间的相位变化量之差在180度的奇数倍±90度的范围内，设所述第一电磁波以及所述第二电磁波的波长分别为λg时，所述第一分支波导路的长度与所述第二分支波导路的长度之差在(λg/2)的奇数倍±(λg/4)的范围内。2.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第二波导路是所述导体面与所述线路图案隔着空气层而相对的悬置带线波导路。3.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第二波导路是所述导体面与所述线路图案隔着空气层而相对的悬置带线波导路，设所述第一电磁波以及所述第二电磁波的波长分别为λg时，所述第一分支波导路的长度与所述第二分支波导路的长度之差在(λg/2)的奇数倍±(λg/6)的范围内。4.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，在所述第一分支波导路中传播并与所述主波导路耦合时的所述第一电磁波的相位与在所述第二分支波导路中传播并与所述主波导路耦合时的所述第二电磁波的相位一致。5.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子连接，所述第二分支图案与所述微波集成电路元件的作为接地端子的第二天线输入输出端子连接。6.根据权利要求2所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子连接，所述第二分支图案与所述微波集成电路元件的作为接地端子的第二天线输入输出端子连接。7.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案以及所述第二分支图案分别与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子连接。8.根据权利要求2所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案以及所述第二分支图案分别与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子连接。9.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子连接，所述第二分支图案与所述微波集成电路元件的作为接地端子的第二天线输入输出端子连接，所述第一分支图案以及所述第二分支图案从所述主干图案的相同位置分支。10.根据权利要求8所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案以及所述第二分支图案从所述主干图案的相同位置分支。11.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子连接，所述第二分支图案与所述微波集成电路元件的作为接地端子的第二天线输入输出端子连接，所述第一分支图案的长度与所述第二分支图案的长度不同，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的一方具有多个弯曲部，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的另一方具有直线形状。12.根据权利要求6所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案的长度与所述第二分支图案的长度不同，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的一方具有多个弯曲部，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的另一方具有直线形状。13.根据权利要求7所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案的长度与所述第二分支图案的长度不同，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的一方具有多个弯曲部，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的另一方具有直线形状。14.根据权利要求8所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案的长度与所述第二分支图案的长度不同，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的一方具有多个弯曲部，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的另一方具有直线形状。15.根据权利要求9所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案的长度与所述第二分支图案的长度不同，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的一方具有多个弯曲部，所述第一分支图案以及所述第二分支图案中的另一方具有直线形状。16.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，将所述中空波导管利用与所述中空波导管延伸的方向垂直的假想平面剖切时的截面形状是I字形状或由一对纵部分以及连接所述一对纵部分的横部分构成的H字形状。17.根据权利要求2所述的波导装置模块，其特征在于，将所述中空波导管利用与所述中空波导管延伸的方向垂直的假想平面剖切时的截面形状是I字形状或由一对纵部分以及连接所述一对纵部分的横部分构成的H字形状。18.根据权利要求11所述的波导装置模块，其特征在于，所述第二波导路是所述导体面与所述线路图案隔着空气层而相对的悬置带线波导路，将所述中空波导管利用与所述中空波导管延伸的方向垂直的假想平面剖切时的截面形状是I字形状或由一对纵部分以及连接所述一对纵部分的横部分构成的H字形状。19.根据权利要求11所述的波导装置模块，其特征在于，将所述中空波导管利用与所述中空波导管延伸的方向垂直的假想平面剖切时的截面形状是I字形状或由一对纵部分以及连接所述一对纵部分的横部分构成的H字形状。20.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第一分支图案与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子连接，所述第二分支图案与所述微波集成电路元件的作为接地端子的第二天线输入输出端子连接，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子是被施加有源信号的信号端子，所述第二天线输入输出端子是接地端子，所述第一分支图案被施加从所述第一天线输入输出端子输出的所述有源信号，所述第二分支图案被施加与所述有源信号对应地在所述第二天线输入输出端子处感应出的具有与所述有源信号的相位相反的相位的信号。21.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第二波导路是所述导体面与所述线路图案隔着空气层而相对的悬置带线波导路，所述第一分支图案与所述微波集成电路元件的作为信号端子的第一天线输入输出端子连接，所述第二分支图案与所述微波集成电路元件的作为接地端子的第二天线输入输出端子连接，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子是被施加有源信号的信号端子，所述第二天线输入输出端子是接地端子，所述第一分支图案被施加从所述第一天线输入输出端子输出的所述有源信号，所述第二分支图案被施加与所述有源信号对应地在所述第二天线输入输出端子处感应出的具有与所述有源信号的相位相反的相位的信号。22.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子是被施加有源第一信号的信号端子，所述第二天线输入输出端子是被施加有源第二信号的信号端子，所述有源第二信号具有与施加于所述第一天线输入输出端子的所述有源第一信号相同的振幅且极性反转，所述第一分支图案被施加从所述第一天线输入输出端子输出的所述第一信号，所述第二分支图案被施加从所述第二天线输入输出端子输出的所述第二信号。23.根据权利要求1所述的波导装置模块，其特征在于，所述第二波导路是所述导体面与所述线路图案隔着空气层而相对的悬置带线波导路，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子是被施加有源第一信号的信号端子，所述第二天线输入输出端子是被施加有源第二信号的信号端子，所述有源第二信号具有与施加于所述第一天线输入输出端子的所述有源第一信号相同的振幅且极性反转，所述第一分支图案被施加从所述第一天线输入输出端子输出的所述第一信号，所述第二分支图案被施加从所述第二天线输入输出端子输出的所述第二信号。24.一种微波模块，其特征在于，包括：权利要求1至23中任意一项所述的波导装置模块；以及微波集成电路元件，其具有分别与所述第一分支图案以及所述第二分支图案连接的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子。25.一种微波模块，其特征在于，包括：权利要求1至23中任意一项所述的波导装置模块；以及微波集成电路元件，其具有分别与所述第一分支图案以及所述第二分支图案连接的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子以及所述第二天线输入输出端子与所述电路板的配置有所述第一分支图案以及所述第二分支图案的一侧的面相对。26.一种微波模块，其特征在于，包括：权利要求1至23中任意一项所述的波导装置模块；以及微波集成电路元件，其具有分别与所述第一分支图案以及所述第二分支图案连接的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子以及所述第二天线输入输出端子与所述电路板的配置有所述第一分支图案以及所述第二分支图案的一侧的面的相反侧的面相对，所述电路板具有将所述第一分支图案以及所述第二分支图案与所述相反侧的面进行电连接的孔，所述孔是具有镀覆内表面的孔或填充有导电性材料的孔。27.一种微波模块，其特征在于，包括：权利要求1至23中任意一项所述的波导装置模块；以及微波集成电路元件，其具有分别与所述第一分支图案以及所述第二分支图案连接的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子以及所述第二天线输入输出端子与所述电路板的配置有所述第一分支图案以及所述第二分支图案的一侧的面的相反侧的面相对，所述电路板具有将所述第一分支图案以及所述第二分支图案与所述相反侧的面进行电连接的孔，所述孔是具有镀覆内表面的孔或填充有导电性材料的孔，在所述微波集成电路元件的配置有所述波导装置的一侧的相反侧还具有人工磁导体。28.一种微波模块，其特征在于，包括：权利要求1至23中任意一项所述的波导装置模块；以及微波集成电路元件，其具有分别与所述第一分支图案以及所述第二分支图案连接的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子以及所述第二天线输入输出端子与所述电路板的配置有所述第一分支图案以及所述第二分支图案的一侧的面的相反侧的面相对，所述电路板具有将所述第一分支图案以及所述第二分支图案与所述相反侧的面进行电连接的孔，所述孔是具有镀覆内表面的孔或填充有导电性材料的孔，在所述微波集成电路元件的配置有所述波导装置的一侧的相反侧还具有人工磁导体，在所述微波集成电路元件与配置有所述波导装置的一侧的相反侧的人工磁导体之间还具有绝缘树脂。29.一种微波模块，其特征在于，包括：权利要求1至23中任意一项所述的波导装置模块；以及微波集成电路元件，其具有分别与所述第一分支图案以及所述第二分支图案连接的第一天线输入输出端子以及第二天线输入输出端子，所述微波集成电路元件的所述第一天线输入输出端子以及所述第二天线输入输出端子与所述电路板的配置有所述第一分支图案以及所述第二分支图案的一侧的面的相反侧的面相对，所述电路板具有将所述第一分支图案以及所述第二分支图案与所述相反侧的面进行电连接的孔，所述孔是具有镀覆内表面的孔或填充有导电性材料的孔，在所述微波集成电路元件的配置有所述波导装置的一侧的相反侧还具有人工磁导体，在所述微波集成电路元件与配置有所述波导装置的一侧的相反侧的人工磁导体之间还具有绝缘树脂，所述微波集成电路元件以及配置有所述波导装置的一侧的相反侧的人工磁导体与所述绝缘树脂接触。30.一种波导装置模块，包括：波导装置，其具有：具有导电性表面的导电部件；沿着所述导电性表面延伸且具有导电性的波导面的波导部件；以及所述波导部件的两侧的人工磁导体；以及电路板，其具有导电性的线路图案，其特征在于，所述波导装置在所述导电部件与所述波导部件之间具有第一波导路，所述导电部件具有：与所述导电性表面相反一侧的导体面，其在与所述线路图案之间形成第二波导路；以及中空波导管，其从所述导电性表面贯通至所述导体面，并将所述第一波导路与所述第二波导路互相连接，所述电路板的所述线路图案具有：主干图案，其具有与所述中空波导管的开口相对的部分；以及第一分支图案以及第二分支图案，它们与所述导体面相对，并从所述主干图案分支，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：桐野秀树，加茂宏幸，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，株式会社WGR，
类型：新型
国别省市：日本,JP