CN102150324A - 毫米波介电体内传输装置及其制造方法、无线传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的设有多个电路板的电子装置使用用于支撑所述多个电路板的支撑部件作为无线信号传输路径。例如，所述电子装置设有用于处理毫米波信号的第一印刷电路板、与所述第一印刷电路板进行信号结合并接收所述毫米波信号从而对所接收到的信号进行信号处理的第二印刷电路板、以及设置在所述第一印刷电路板与所述第二印刷电路板之间且具有预定介电常数的波导，其中所述波导构成介电体传输路径，并且所述波导也支撑着所述第一印刷电路板及所述第二印刷电路板。该结构使得能够在构成所述介电体传输路径的所述波导的另一端接收到基于从所述波导的一端辐射的毫米波信号的电磁波。

Description

毫米波介电体内传输装置及其制造方法、无线传输装置及方法

技术领域

本发明涉及毫米波介电体内传输装置、毫米波介电体内传输装置制造方法、无线传输装置和无线传输方法。例如，本发明涉及如下的一种机构：该机构中，用于运载电影图像(movie image)、电脑图像(computer image)等的载波频率能够高速地传输微波波段或30GHz～300GHz毫米波波段的信号。

背景技术

在相关技术中，印刷板已经被用来作为板状部件且用于实现电气布线，上述板状部件包括装配在该板状部件上的诸如电阻器、电容器和半导体集成电路器件等电子部件。一般地，当构成电子装置时，在该电子装置的壳体内平行地设有多个印刷板以有助于该电子装置的物理结构或功能结构。另外，已经提出了很多种对壳体内的如下多级结构进行固定支撑的方法：该多级结构是使用设置在各印刷板的四个角处的支撑部件以使各印刷板堆叠起来而形成的。

此外，随着近年来诸如视频和图像等信息量的显著增大，各种装置已经被用来高速传输诸如毫米波信号等高频信号。对于这种高速数据传输装置，必须毫无差错地传输诸如毫米波信号等高频信号。

图20是示出了相关技术的高速数据传输装置900的结构示例的透视图。图20所示的高速数据传输装置900具有如下多级结构以便在印刷板1与印刷板2之间高速传输数据：该多级结构是使用设置在这两个印刷板1和2的四个角处的固定件3来使该印刷板1和2堆叠起来而形成的。在图20中，高速数据传输装置900包括该两个印刷板1和2以及常规支撑用的四个固定件3，并且利用设置在印刷板1和2的四个角处的这些固定件3将印刷板1和2彼此平行地固定着。根据印刷板1和2的固定方法，在印刷板1和2每一者的四个角处开设预定形状的通孔4，将固定件3插入通孔4中，并且固定件3插设在印刷板1和2之间，由此利用固定件3来保持印刷板1和2。

印刷板1的上表面上设有信号处理单元5、连接器7和电气布线8。印刷板1的电气布线8将信号处理单元5连接至连接器7。印刷板2的上表面上设有信号处理单元6、连接器7和电气布线8。印刷板2的电气布线8将连接器7连接至信号处理单元6。根据高速数据传输装置900，在印刷板1的连接器7与印刷板2的连接器7之间连接有电缆9，使得能在印刷板1和印刷板2之间高速传输数据。

同时，为了降低高速数据传输装置900等的成本并提高印刷板1和2的布置效率，已经尝试了除去连接器7和电缆9。关于这种类型的高速数据传输装置900的改善对策方面，专利文献1公开了一种利用无线通信方法进行数据交换的电子装置。

根据该电子装置，在壳体中设有装置结构单元和无线通信单元，并且该无线通信单元利用UWB无线通信来接替各装置结构单元之间的数据交换。基于上述事实，在壳体内设置有无线电波吸收体以吸收如下电磁波：该电磁波作为借助于无线通信单元在各装置结构单元之间实现的通信的噪声。当电子装置按照如上所述构造而成时，无线电波吸收体吸收壳体内的电磁波，从而抑制壳体内的多路径定相(multipath phasing)。

另外，专利文献2公开了用于固定多个电路板的固定件和使用这些固定件的模块。该模块设有多个固定件，各固定件设有光波导，在每个固定件的两个端部处的一个电路板与另一个电路板之间实现光结合，并且将多个电路板以预定距离彼此间隔开的方式使这些电路板固定在一起。基于上述事实，光信号利用固定件的光波导而在电路板之间传播。当模块按照如上所述构造而成时，利用光信号作为媒体能够准确地在电路板之间传输信息。

引用文件列表

专利文献：

专利文献1：日本专利申请公开公报特开第2004-220264号(3个权利要求；图1)

专利文献2：日本专利特许第4077847号(11个权利要求；图1)

发明内容

所要解决的技术问题

近年来，随着印刷板上的信号处理速度的提高，当构造相关技术的高速数据传输装置900时，利用采用毫米波段的信号传输技术来降低干扰的高速数据传输装置或其数据传输系统会出现下列问题。

i).根据图20所示的高速数据传输装置900，必须使用连接器7和电缆9来使两个印刷板1和2电连接。另外，必须确保壳体内有让电缆9迂回用的区域。

ii).根据专利文献1所公开的使用无线通信方法的电子装置，当壳体被金属遮蔽住时，无线电波在壳体中的自由空间内会被反射。壳体中的无线电反射会导致多路干涉，从而使数据传输性能劣化。因此，为了减少多路干涉，可以考虑采用多载波调制方法(multi-carrier modulation method)。然而，这可能会使系统尺寸和电力消耗增大。

此外，也可考虑采用使无线通信单元的无线电力的输出电平降低的方法来限制无线通信区域。然而，印刷板上的无线通信单元的布置可能会受到限制，并且电子部件的布置的自由度可能会受到制约。

iii).根据专利文献2所公开的模块，因为要利用光来传输数据，所以必须准备有发光元件(用于将光发射至固定件的光波导中)、透镜、反射板和光接收元件等。此外，由于光轴的定位及光轴的位置偏差的低允许度，因而难以构造出印刷板之间的高速数据传输系统。因此，与固定件进行光结合的信号处理板的结构非常复杂，并且系统尺寸增大，从而导致了制造成本的增大。

鉴于上述问题而做出了本发明，且本发明的目的是提供一种能够解决至少一个上述问题的机构。

解决技术问题所采取的技术方案

为了实现上述目的，本发明的第一个方面提供了一种毫米波介电体内传输装置，所述毫米波介电体内传输装置包括：第一信号处理板，所述第一信号处理板用于处理毫米波信号；第二信号处理板，所述第二信号处理板与所述第一信号处理板进行信号结合从而接收所述毫米波信号并对所述毫米波信号进行信号处理；以及支撑部件，所述支撑部件设在所述第一信号处理板与所述第二信号处理板之间，其中，所述支撑部件构成介电体传输路径并支撑着所述第一信号处理板和所述第二信号处理板。

也就是说，根据本发明的第一个方面，该毫米波介电体内传输装置包括被设置在用于毫米波信号的第一信号处理板与用于接收毫米波信号并对所述毫米波信号进行信号处理的第二信号处理板之间的支撑部件，所述支撑部件构成介电体传输路径并支撑着所述第一信号处理板和所述第二信号处理板，因此，能够使用所述支撑部件的原本的支撑结构作为信号传输路径并能够省掉相关技术中用于将第一信号处理板和第二信号处理板连接起来的通信电缆和连接器等。

利用这种机构，基于从构成介电体传输路径的支撑部件的一端辐射的毫米波信号的电磁波可在所述支撑部件的另一端处被接收到。因此，由于可将所述支撑部件的原本的支撑结构兼作信号传输路径，因而能够省掉相关技术中用于将第一信号处理板和第二信号处理板连接起来的通信电缆和连接器等。

本发明的毫米波介电体内传输装置的制造方法包括如下步骤：形成第一信号处理板，所述第一信号处理板用于处理毫米波信号；形成第二信号处理板，所述第二信号处理板用于从所述第一信号处理板接收所述毫米波信号并对所接收到的毫米波信号进行信号处理；以及在所述第一信号处理板与所述第二信号处理板之间设置支撑部件，使所述支撑部件形成介电体传输路径，并使所述第二信号处理板上的所述支撑部件支撑着所述第一信号处理板和所述第二信号处理板。

在制造本发明的毫米波介电体内传输装置时，能够制造出这样的毫米波介电体内传输装置：其中，支撑部件构成介电体传输路径并支撑着第一信号处理板和第二信号处理板。

为了实现上述目的，本发明的第二个方面提供了无线传输装置和无线传输方法。所述无线传输装置包括：第一电路板(发送侧电路板)，所述第一电路板包括第一信号转换部，所述第一信号转换部用于把待传输信号转换成具有高频率(例如，处于毫米波波段或微波波段)的高频信号；第二电路板(接收侧电路板)，所述第二电路板包括第二信号转换部，所述第二信号转换部接收基于由所述第一信号转换部产生的所述高频信号的无线信号(电磁波)并将该无线信号转换成所述待传输信号；以及支撑部件，所述支撑部件设置在所述第一电路板与所述第二电路板之间，且支撑着所述第一电路板和所述第二电路板。所述无线信号不限于毫米波信号。

这里，在本发明第二个方面中，所述支撑部件构成了将所述无线信号从所述第一电路板侧传输至所述第二电路板侧的无线信号传输路径。也就是说，在包括多个电路板的电子装置中，可以说支撑着各电路板的支撑部件还兼作为无线信号传输路径。在所述支撑部件中，首先，以包围着所述传输路径的方式设置有用于阻挡所述无线信号的外部辐射的遮蔽部件。

根据第一实施方式，所述支撑部件可以是这样的空腔波导：其中，遮蔽部件内的传输路径为中空的。在此情况下，与本发明的毫米波介电体内传输装置相比，本发明第二个方面的特征在于：所述支撑部件不是兼作介电体传输路径，而是兼作使所述支撑部件具有中空结构而由此得到的中空波导。也就是说，使用采用了空腔波导的支撑部件并且所述支撑部件的内部用于板间传输。

此外，根据第二实施方式，在所述支撑部件中，所述遮蔽部件内的所述传输路径可以填充有介电体材料。在此情况下，本发明的第二个方面与本发明的毫米波介电体内传输装置相比的共同点在于所述支撑部件兼作介电体传输路径。然而，在如下事实方面也存在差别：无线信号不限于毫米波信号。

发明的有益效果

根据本发明，能够将基于高频信号(包括毫米波信号)(该高频信号与构成无线信号传输路径(包括介电体传输路径)的支撑部件的一端进行信号结合)的无线信号(电磁波)传输至支撑部件的另一端，并能够接收与所述另一端进行信号结合的高频信号(包括毫米波信号)。因此，由于支撑部件的原本的支撑结构能够兼作无线信号传输路径，因而可除去相关技术中用于将第一信号处理板和第二信号处理板连接起来的通信电缆和连接器等。

因为支撑部件的内部作为无线信号的传输路径，所以能够解决由于壳体内部的自由空间中的电磁波反射所引起的问题(例如，多路径干涉等)。

由于支撑部件的内部作为无线信号的传输路径，因而能够解决当采用专利文献2所公开的机构时的问题(与固定件进行光结合的信号处理板的结构复杂等)。

附图说明

图1是示出了第一实施例的无线传输装置500的结构示例的透视图。

图2A是示出了天线结合单元101的结构示例的平面图。

图2B是沿着线X1-X1的截面图，示出了天线结合单元101的结构示例。

图3是示出了波导513和介电体传输路径终端部30的形状示例的透视图。

图4是示出了无线传输装置500的结构示例的框图。

图5是示出了无线传输装置500的形成例(1)的工序图。

图6是示出了无线传输装置500的形成例(2)的工序图。

图7是示出了无线传输装置500的形成例(3)的工序图。

图8是示出了无线传输装置500的模拟模型示例的透视图。

图9是示出了无线传输装置500的模拟特性的示例的图。

图10是示出了第二实施例的毫米波介电体内传输装置200的结构示例的透视图。

图11是示出了第三实施例中具有多级结构的毫米波介电体内传输装置300的结构示例的透视图。

图12是示出了印刷板1的天线结合单元109的结构示例的截面图。

图13是示出了第四实施例的毫米波介电体内传输装置400的结构示例的透视图。

图14是示出了天线结合单元101与固定件18结合的示例的截面图。

图15是示出了固定件18和介电体传输路径终端部30的形状示例的透视图。

图16是示出了第五实施例的无线传输装置500的结构示例的透视图。

图17A是对天线结合单元和波导的细节进行说明的整体图。

图17B是对天线结合单元和波导的细节进行说明的截面图。

图17C是天线结合单元的截面图。

图17D是示出了天线结构的平面图。

图18是说明第五实施例的模拟特性的示例的图。

图19A是说明天线结构的变形例(微带天线)的图。

图19B是说明天线结构的变形例(贴片天线)的图。

图19C是说明天线结构的变形例(倒F天线)的图。

图19D是说明天线结构的变形例(差分天线)的图。

图20是示出了相关技术的高速数据传输装置900的结构示例的透视图。

附图标记列表：

1：印刷板(第一信号处理板)

2：印刷板(第二信号处理板)

3、17、19：固定件

4、26：通孔

5、6、15：信号处理单元

8a、8b、8c：电气布线

10a、10b、10c、10d、10e：信号生成单元

11a、11b、111、112、113、114、115、116、117、118：传输线路

12：接触孔(过孔)

13、16、18：构成介电体传输路径的固定件

20：导电层

21：传输线路层

22：线路

23a、23b：波导

24：导体部

25：导电层

30、34：介电体传输路径终端部

30′：固定件终端停止部

31、35：凸螺纹结构

32、37：凹螺纹结构

33：间隙部

101～109：天线结合单元

100、200、300、400：毫米波介电体内传输装置

201：信号输入端子

202：调制电路

203：频率转换电路

204：放大器

205、207：结合电路

208：放大器

209：频率转换电路

210：解调电路

211：信号输出端子

500：无线传输装置

501、502：天线结合单元

513：波导(构成无线信号传输路径的支撑部件)

510：介电体板

520：微带线

530B：贴片天线

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本发明的优选实施例。值得注意的是，在本说明书和附图中，功能及结构基本相同的元件由相同的附图标记表示，并省略重复的说明。

另外，按照下面的顺序进行说明。

1.第一实施例(利用柱状支撑部件将两个板堆叠起来，并且在每个板的四个角中的一个角处设置有兼作介电体传输路径的支撑部件)

2.第二实施例(利用柱状支撑部件将两个板堆叠起来，并且在四个角处都设置有兼作介电体传输路径的支撑部件)

3.第三实施例(利用柱状支撑部件将三个板堆叠起来，并且在每个板的四个角中的两个角处设置有兼作介电体传输路径的支撑部件)

4.第四实施例(并排设置两个板，这两个板被基本上呈扁平U形的固定件水平支撑着，并且在一处设有兼作介电体传输路径的固定件)

5.第五实施例(通用结构：波导被用来作为兼作无线信号传输路径的支撑部件)

第一实施例

图1是示出了第一实施例的毫米波介电体内传输装置100的结构示例的透视图。图1所示的毫米波介电体内传输装置100能够适用于毫米波视频数据传输装置和毫米波视频数据传输系统等，这些装置和系统等将电影图像、电脑图像等的数据转换成毫米波信号且高速传输该毫米波信号，并且具有用于运载毫米波信号的30GHz～300GHz载波频率。

毫米波介电体内传输装置100包括第一信号处理板(在下文中，简称为印刷板1)、第二信号处理板(在下文中，简称为印刷板2)、多个常规支撑用的固定件3以及兼作介电体传输路径的支撑部件(在下文中，简称为固定件13)，并且在该毫米波介电体内传输装置100的结构中，印刷板1和2被固定件3和固定件13支撑着。

印刷板1将电影图像、电脑图像等的数据转换成毫米波信号。印刷板1的尺寸例如被限定为长度L、宽度W和厚度t。印刷板1包括第一信号处理单元5、第一信号生成单元10a、第一传输线路11a和第一天线结合单元101。

信号处理单元5基于预定标准对电影图像、电脑图像等的数据进行诸如压缩等处理从而输出电信号(在下文中，被称作输入信号)。信号处理单元5与诸如布线图形等电气布线8a连接。电气布线8a与信号生成单元10a连接。信号生成单元10a对输入信号进行信号处理从而生成毫米波信号。

信号生成单元10a与传输线路11a的一端连接。传输线路11a电连接在信号生成单元10a与天线结合单元101之间以传输毫米波信号。在本实施例中，传输线路11a电传输构成电影图像、电脑图像等的数据的毫米波信号。带状线(strip line)、微带线(microstrip line)、共面线(coplanar line)和槽线(slot line)等方案适用于印刷板1上的传输线路11a。

天线结合单元101连结在(设置在)传输线路11a的另一端。天线结合单元101把经过传输线路11a从信号生成单元10a传输过来的毫米波信号结合至固定件13的一端。在本实施例中，天线结合单元101将毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波辐射至构成介电体传输路径的固定件13内。在双向数据传输时，天线结合单元101在连接至信号生成单元10a的传输线路11a与构成介电体传输路径的固定件13之间传输毫米波视频数据。

固定件13设置在印刷板1与印刷板2之间且具有预定的介电常数。作为固定件13，使用至少包含玻璃环氧系、丙烯酸系或聚乙烯系树脂的介电体材料。在本实施例中，三个固定件3与一个固定件13一起被设置在印刷板1和2每一者的四个角处以分担荷载。固定件13设置在印刷板1和2每一者的某个角部处，该角部不是常规支撑用的固定件3的布置位置。

固定件13不仅构成介电体传输路径而且还与三个固定件3一起支撑着印刷板1和印刷板2。这里，支撑功能包括印刷板2承载并支撑着印刷板1的情况以及印刷板1被悬起并支撑着印刷板2的情况。

另外，在该支撑机构中，固定件3和13被固定成使得印刷板1和印刷板2在预定方向上相互组合并保持基本平行的姿态，例如，印刷板1和印刷板2在垂直方向上相互连接。当以此方式构造出毫米波介电体内传输装置100时，可借助于固定件3和13在垂直方向上将印刷板1和印刷板2以棚状结构稳固地堆叠起来。另外，固定件3例如使用以圆筒状形成的树脂棒部件。当然，除了固定件13之外，固定件3还可使用具有预定形状的金属棒部件。

印刷板2由构成介电体传输路径的固定件13的另一端以及常规支撑用的固定件3支撑着。印刷板2与印刷板1进行信号结合，印刷板2接收毫米波信号并对该毫米波信号进行信号处理。印刷板2的尺寸与印刷板1的尺寸基本相同。

印刷板2包括第二天线结合单元102、第二传输线路11b、第二信号生成单元10b和第二信号处理单元6。第二天线结合单元102与构成介电体传输路径的固定件13进行信号结合，并从固定件13接收电磁波从而输出毫米波信号。在本实施例中，第二天线结合单元102将利用固定件13这个介电体传输路径而传播过来的电磁波转换成毫米波信号。另外，第二天线结合单元102的结构与第一天线结合单元101关于板平面是对称的。

传输线路11b的一端连结在(设置在)固定件13的另一端。传输线路11b电连接在信号生成单元10b与天线结合单元102之间，从而把从天线结合单元102输出的毫米波信号传输至信号生成单元10b。在本实施例中，传输线路11b设置在印刷板2的背面上。另外，印刷板2背面上的传输线路11b穿过接触孔12(过孔)被接线至印刷板2正面上的信号生成单元10b。在双向数据传输时，天线结合单元102在连接至信号生成单元10b的传输线路11b与构成介电体传输路径的固定件13之间传输毫米波视频数据。

信号生成单元10b与传输线路11b的另一端连接。信号生成单元10b对天线结合单元102中所接收到的毫米波信号进行信号处理从而生成输出信号。信号生成单元10b与诸如布线图形等电气布线8b连接。电气布线8b与信号处理单元6连接。信号处理单元6基于预定标准对由信号生成单元10b生成的输出信号进行诸如扩展(expansion)等处理，从而得到电影图像、电脑图像等的数据。

当以此方式构造出毫米波介电体内传输装置100时，能够把基于从构成介电体传输路径的固定件13的一端接收到的毫米波信号的电磁波传输至固定件13的另一端，并且可在印刷板1与印刷板2之间进行毫米波通信处理。另外，在本实施例中，已经说明了所配置的是毫米波的下行(downlink)数据传输路径的情况。然而，印刷板1的发送功能也可被提供给印刷板2而印刷板2的接收功能被提供给印刷板1，从而利用天线结合单元101和102以及构成介电体传输路径的固定件13能够进行数据发送/接收。

根据毫米波的下行数据传输路径，经过信号处理单元5→信号生成单元10a→传输线路11a→天线结合单元101→固定件13→天线结合单元102→传输线路11b→信号生成单元10b→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的数据传输。根据毫米波的上行(uplink)数据传输路径，经过信号处理单元6→信号生成单元10b→传输线路11b→天线结合单元102→固定件13→天线结合单元101→传输线路11a→信号生成单元10a→信号处理单元5来进行利用毫米波信号作为媒体的数据传输。

图2A是示出了天线结合单元101的结构示例的平面图，图2B是沿着示出了天线结合单元101的结构示例的图2A中的线X1-X1的截面图。在本实施例中，微带线被应用于与天线结合单元101连接的传输线路11a。

图2A所示的天线结合单元101被设置至印刷板1上并且包括第一波导23a、具有预定形状的通孔26、以及第一信号转换部36。波导23a具有圆筒状，但为了避免与微带线接触，第一波导23a的上部具有马蹄形状(大体上为C形)。波导23a把经过传输线路11a而被电传输的毫米波信号转换成电磁波并把该电磁波传输至介电体传输路径。

通孔26是这样的开口：图2B所示的构成介电体传输路径的固定件13穿过该开口而被固定在印刷板1上。在本实施例中，如图2A所示，通孔26具有与波导23a的上部相同的马蹄形状。在图2A和图2B中，双点划线所示的部分表示构成第一固定部件示例的介电体传输路径终端部30，该第一固定部件将固定件13的端部固定到印刷板1上(参照图3)。

印刷板1包括图2B所示的绝缘层1a。在绝缘层1a上设有构成接地的导电层20并且在绝缘层1a下面还设有构成接地的导电层25。在导电层20上堆叠有具有绝缘性能的传输线路层21，并且在传输线路层21上堆叠有具有导电性能的线路22。线路22插入至波导23a中。传输线路11a(微带线)包括传输线路层21和线路22。例如，在导电层20上的传输线路层21中，如图2A所示以预定线路宽度对线路22进行图形化，从而形成微带线。在下文中，将该预定线路宽度称作线路22的线路宽度W1。在下文中，将图形化于导电层20上的传输线路层21和线路22的厚度统一地简称为膜厚度t1。

利用圆筒状的导体部24，使导电层20和25每一者的端部短路(电导通)，并且导体部24构成波导23a。利用让接地用的导电层20和25短路的圆筒状导体部24，把具有圆筒状下部和马蹄状上部的波导23a设置在印刷板1的正面与背面之间。导体部24的内侧被构成印刷板1的介电体物质填满，从而形成介电体传输路径。这里，将填充有介电体物质的波导23a的下侧表面称作波导面I，并将填充有介电体物质的波导23a的直径称作D1。

例如按照如下所述的方式形成波导23a。首先，在形成印刷板1用的母板的一个角处形成直径为D1的开口。接着，在该开口的内壁上设置导电部件从而实现传导性，利用该实现传导性的工序而得到的导体部24使导电层20与导电层25电结合。然后，填充构成印刷板1的介电体物质。另外，导体部24的内侧在形成波导时可以是空心部。

信号转换部36包括被设成进入(插入)波导23a中的线路22。在本实施例中，在波导23a的基础上，波导23a内侧的线路22构成信号转换部36而波导23a外侧的线路22构成传输线路11a。信号转换部36在波导23a中将毫米波信号转换成电磁波。在波导23a内，信号转换部36的从波导23a的中心位置到线路22的端部的距离为D3。线路22从波导23a的中心位置的左侧(纸面上的左侧)突出。

在本实施例中，图2A所示的通孔26被开设在波导23a周围的印刷板1中，并且固定件13的端部配合在通孔26中。根据天线结合单元101，由信号转换部36转换的电磁波被传输至构成介电体传输路径的固定件13的一端，并且利用包围着波导23a的通孔26将固定件13的上述一端固定至印刷板1。

图3是示出了固定件13和介电体传输路径终端部30的形状示例的透视图。在本实施例中，固定件13在其前端处具有基本呈C形的结构，这使得固定件13能穿过图2A所示的通孔26。已穿过通孔26的固定件13的端部与图3所示的介电体传输路径终端部30结合，从而将固定件13固定至印刷板1。

图3所示的固定件13的端部具有圆筒形状，并且固定件13在其一部分处具有切口部37，这样在该固定件13的前端处基本上为C形结构。切口部37限定了与波导23a横切的部分。这里，固定件13的具有切口部37的那个端部的上表面侧将被称作介电体面III。本实施例采用了这样的接触面结构：波导23a的波导面I与固定件13的介电体面III相接触。固定件13的端部的圆筒状部分的外周表面具有凸螺纹结构31。

固定件13在其圆筒状端部处设有构成第一固定部件的介电体传输路径终端部30。介电体传输路径终端部30具有带有顶面的覆盖部件(盖子、帽子等形状)，介电体传输路径终端部30与固定件13的上端部进行螺纹结合从而对从传输线路11a辐射至波导23a的电磁波进行反射，并将固定件13的上述一端固定至印刷板1。在本实施例中，当将介电体传输路径终端部30的覆盖部件内侧的上表面定义成顶面表面II时，介电体传输路径终端部30内壁的整个表面由金属或镀有金属的树脂制成，并且从波导23a内的线路22辐射的电磁波被顶面表面II反射。

在本实施例中，介电体传输路径终端部30在其内侧表面上设置有与图3中所示的固定件13的凸螺纹结构31相对应的凹螺纹结构32。介电体传输路径终端部30的凹螺纹结构32配合在固定件13的凸螺纹结构31周围。例如，介电体传输路径终端部30的凹螺纹结构32能够沿固定件13的凸螺纹结构31旋绕移动，由此利用固定件13来固定图2A所示的印刷板1。

另外，在介电体传输路径终端部30配合于固定件13周围时印刷板1与顶面表面II之间的距离被定义成D2的情况下，距离D2被设成为空气中毫米波信号的波长λ的1/4并被调整以使电磁波增强，这能够将毫米波信号有效地转换成电磁波。

用于固定固定件13一端的介电体传输路径终端部30具有与切口部37相对应的第一间隙部33，图2A和图2B所示的线路22穿过该第一间隙部33横切波导23a。间隙部33被设置成在具有马蹄形状的波导23a的一端与另一端之间具有预定宽度。在下文中，将该预定宽度称作间隙部33的开口宽度W2。具有开口宽度W2的间隙部33被设置为能够防止当印刷板1被结合至固定件13时导体部24与线路22发生接触。另外，天线结合单元102与天线结合单元101(参照图5)具有相同的结构。

当以此方式构造出毫米波介电体内传输装置100时，可限制基于构成介电体传输路径的固定件13中的毫米波信号的电磁波。此外，可在构成介电体传输路径的固定件13的一端处将毫米波信号转换成电磁波，并能够在固定件13的另一端处将电磁波转换成毫米波信号。

接下来，说明毫米波介电体内传输装置100的电路结构的示例。图4是示出了毫米波介电体内传输装置100的结构示例的框图。图4所示的毫米波介电体内传输装置100构成了毫米波的下行数据传输路径的示例，并且是能适用于对具有30GHz～300GHz频率的毫米波信号进行高速传输的图像处理装置等的毫米波视频数据传输装置。

毫米波介电体内传输装置100包括：装配有信号输入端子201、信号生成单元10a和结合电路205的印刷板1；与印刷板1结合的固定件13；以及装配有结合电路207、信号生成单元10b和信号输出端子211的印刷板2。结合电路205包括图1、图2A、图2B和图3所示的传输线路11a和天线结合单元101，且结合电路207包括图1、图2A、图2B和图3所示的传输线路11b和天线结合单元102。信号生成单元10a和信号生成单元10b包括CMOS-IC器件。

连接至信号输入端子201的信号生成单元10a例如包括调制电路202、第一频率转换电路203和放大器204，从而对输入信号Sin进行信号处理并生成毫米波信号S。调制电路202与信号输入端子201连接从而对输入信号Sin进行调制。例如，将相位调制电路用作该调制电路202。

频率转换电路203连接至调制电路202以便对由调制电路202调制的输入信号Sin进行频率转换并生成毫米波信号S。这里，毫米波信号S是频率在30GHz～300GHz范围内的信号。放大器204连接至频率转换电路203从而放大上述经过频率转换后的毫米波信号S。

包括传输线路11a和天线结合单元101的结合电路205与放大器204连接从而将由信号生成单元10a生成的毫米波信号S传输至具有预定介电常数ε的固定件13的一端。图1、图2A、图2B和图3中所示的波导23a被设置于结合电路205上从而与具有介电常数ε的固定件13结合。如果结合电路205具有约10％～约20％的比带宽(fractional bandwidth)(＝信号带/工作中心频率)，那么可以使用共振结构等来容易地形成结合电路205。在本实施例中，毫米波的电磁波S′通过具有介电常数ε和损失的固定件13而传播。由于固定件13的损失较大，因而反射被衰减。

构成天线结合单元102示例的结合电路207与固定件13结合从而将从固定件13另一端接收到的电磁波S′转换成毫米波信号S。结合电路207设有波导23b(未图示)。波导23b与参照图1、图2A、图2B和图3所示的波导23a具有相同的结构，并且波导23b结合至具有介电常数ε的固定件13的另一端。除了设有波导23a或23b以外，结合电路207可由基于毫米波信号S的波长λ具有预定长度(例如，约600μm)的天线部件形成。使用探针天线(偶极天线等)、环形天线或小开口型结合元件(缝隙天线等)作为该天线部件。

信号生成单元10b与结合电路207连接。为了对结合电路207中所接收到的毫米波信号S进行信号处理并生成输出信号Sout，信号生成单元10b例如包括放大器208、第二频率转换电路209和解调电路210。放大器208与结合电路207连接从而放大所接收到的毫米波信号S。

频率转换电路209与放大器208连接从而对放大后的毫米波信号S进行频率转换并输出经过频率转换后的输出信号Sout。解调电路210与频率转换电路209连接从而对经过频率转换后的输出信号Sout进行解调。

上述对输入信号Sin进行频率转换并进行数据传输的方法通常用于广播或无线通信中。在上述用途中，使用相对复杂的发送器和接收器等来应对诸如下列问题：(1)能够进行何种程度的通信(相对于热噪声的S/N的问题)，(2)如何应对反射和多路径，以及(3)怎样抑制干扰及跟其他信道的干涉。

由于第一实施例中所使用的信号生成单元10a和信号生成单元10b被用于频率比通常用于广播或无线通信的复杂发送器和接收器等中所用的频率高的毫米波段，并且具有短的波长λ，因而它们有利于频率的再利用并适于在邻近的多个装置之间进行通信。在本实施例中，已经说明了毫米波的下行数据传输路径的示例。然而，当构建双向数据传输路径时，通过将接收系统提供给图4所示的毫米波介电体内传输装置100的发送系统而将发送系统提供给前述接收系统来构建毫米波的上行数据传输路径，使得发送系统和接收系统可以按照时间分割(time division)的方式进行工作。

下面，参照图5～图7来说明毫米波介电体内传输装置100的形成例。图5～图7是示出毫米波介电体内传输装置100的形成例(1～3)的工序图。这些是以制造第一实施例的毫米波介电体内传输装置100的情况为前提的。

首先，在图5中，为了形成对毫米波信号进行处理的印刷板1而准备了板1′。例如，作为板1′，可以使用图2B所示的具有绝缘层1a以及导电层20和25的双面铜箔板。板1′的尺寸例如被限定为长度L、宽度W和厚度t(参照图1)。

在板1′上和板1′中形成电气布线8a、传输线路11a、波导23a和四个通孔26等。传输线路11a和波导23a构成天线结合单元101。形成在板1′的绝缘层1a两个表面上的导电层20和25用作接地图形。接着，在板1′的一个角处形成波导23a。在本实施例中，在其他三个角处可以不形成波导23a。在其他实施例中，在其他三个角处也可以形成有波导23a。

关于波导23a，在板1′的一个角中开设直径为D1的开口。然后，在该开口的内壁上设置导电部件从而实现传导性，并且利用该实现传导性的工序而得到的导体部24使导电层20与导电层25电结合。按照如下方式来形成导体部24。例如，为了使实现印刷板1的正面和背面接地(电接地)的导电层20和25相互连接，形成了直径为D1的开口。沿着构成波导23a的圆周来形成该开口。此后，将该开口制成导电的，由此形成了导体部用的接触孔(过孔)。在形成波导时，接触孔具有空心部分。然后，在该空心部分中填充构成印刷板1的介电体物质。另外，导体部24的内侧在形成波导时可具有空心部分。

在形成波导23a之后，在导电层20的整个表面上形成具有预定介电常数的绝缘膜，从而形成厚度为t1的传输线路层21。将上述绝缘膜填埋在波导23a中。使用构成印刷板1的介电体物质作为上述绝缘膜，并在导体部24中填充该介电体物质来形成介电体传输路径。填有介电体物质的波导23a的下侧表面作为波导面I(参照图2B)。

之后，在上述绝缘膜的整个表面上形成导电膜并对该导电膜进行图形化，从而例如形成10条电气布线8a和一条线路宽度为W1且作为微带线的传输线路11a。传输线路11a是利用在传输线路层21上形成线路宽度为W1的线路22而得到的。这时，传输线路层21被布置成使传输线路层21的前端插入波导23a中，并对传输线路11a(线路22)进行图形化从而使其从波导23a中心位置延长一距离D3。利用该图形化，能够形成包括被设置成进入(被插入)波导23a中的线路22的信号转换部36。在波导23a中，信号转换部36被配置成将毫米波信号转换成电磁波。

然后，在板1′的四个角中开设一个具有马蹄形状的通孔26和三个具有马蹄形状的通孔26′。例如，利用在前端设有大体上呈C形的加工刀具的压力加工装置(press machine)来开设通孔26和26′。通孔26用来配合固定件13而通孔26′用来配合三个固定件3。

除了设有传输线路11a和天线结合单元101以外，在板1′上还装配有信号处理单元5和信号生成单元10a。作为信号处理单元5，使用的是例如对电影图像和电脑图像等的数据进行诸如压缩等信号处理的IC器件。作为信号生成单元10a，使用的是对输入信号进行信号处理并生成毫米波信号的信号生成用IC器件。在本实施例中，信号处理单元5和信号生成单元10a在板1′上的预定位置处结合，使得利用10条电气布线8a将信号处理单元5连接至信号生成单元10a，从而得到将电影图像和电脑图像等的数据转换成毫米波信号的印刷板1。

接着，在图6中，为了形成从印刷板1接收毫米波信号并对该毫米波信号进行信号处理的印刷板2而准备了板2′。例如，作为板2′，可以使用图2B所示的具有绝缘层1a以及导电层20和25的双面铜箔板。板2′的尺寸例如限定为长度L、宽度W和厚度t(参照图1)。

在板2′上和板2′中形成电气布线8b、传输线路11b、波导23b和四个通孔26等。传输线路11b和波导23b构成天线结合单元101。形成在板2′的绝缘层1b两个表面上的导电层20和25用作接地图形。接着，在板2′的一个角处形成波导23b。在本实施例中，在其他三个角处可以不形成波导23b。当形成波导23b时，形成接触孔12从而实现板2′正面和背面上的传输线路11b的连接。

关于波导23b，在板2′的一个角中开设直径为D1的开口。然后，在该开口的内壁上设置导电部件从而实现传导性，并且利用该实现传导性的工序而得到的导体部24使导电层20与导电层25电结合。按照与印刷板1中所述相同的方式形成导体部24。

关于接触孔12，在板2′的预定位置中开设具有预定直径的开口。然后，在该开口的内壁上设置导电部件从而实现传导性，并且利用该实现传导性的工序而得到的接触孔12能够实现板2′正面和背面上的传输线路11b的连接。

在形成波导23b和接触孔12之后，在导电层20的除了接触孔12形成位置之外的整个表面上形成具有预定介电常数的绝缘膜，从而形成具有厚度t1的传输线路层21。在波导23b中填埋绝缘膜。使用构成印刷板2的介电体物质作为上述绝缘膜，并且把该介电体物质填充在导体部24中从而形成介电体传输路径。填有介电体物质的波导23b的下侧表面作为波导面I(参照图2B)。

之后，在绝缘膜的整个表面上形成导电膜并对该导电膜进行图形化，从而例如形成10条电气布线8b和一条线路宽度为W1并作为印刷板2正面侧的微带线的传输线路11b。利用在传输线路层21上形成线路宽度为W1的线路22而得到传输线路11b。正面上的传输线路11b与形成在板2′正面内的接触孔12连接。

另外，在导电层25背面的除了接触孔12的形成位置之外的整个表面上形成具有预定介电常数的绝缘膜，从而在印刷板2的背面侧上形成具有厚度t1的传输线路层21。使用构成印刷板2的介电体物质作为上述绝缘膜。这时，利用在传输线路层21上形成线路宽度为W1的线路22来得到背面上的传输线路11b。背面上的传输线路11b与形成在板2′背面中的接触孔12连接。因此，正面上的传输线路11b从板2′的正面穿过接触孔12到达板2′的背面，并与背面上的传输线路11b连接。

此外，背面上的传输线路11b被布置成使传输线路11b的前端插入波导23b中，并对传输线路11b(线路22)进行图形化从而使其从波导23b中心位置延长一距离D3。利用该图形化，能够形成包括被设置成进入(被插入)波导23b中的线路22的信号转换部36。在波导23b中，信号转换部36被配置成将电磁波转换成毫米波信号。

然后，按照与第一印刷板1中所述相同的方式，在板2′的四个角中开设一个具有马蹄形状的通孔26和三个具有马蹄形状的通孔26′。通孔26用来配合固定件13而通孔26′用来配合三个固定件3。除了设有传输线路11b和天线结合单元101以外，在板2′上还装配有信号处理单元6和信号生成单元10b。

作为信号处理单元6，使用的是例如对电影图像和电脑图像等的数据进行诸如扩展等信号处理的IC器件。作为信号生成单元10b，使用的是对毫米波信号进行信号处理并生成输出信号的信号生成用IC器件。在本实施例中，信号处理单元6和信号生成单元10b在板2′上的预定位置处结合，使得利用10条电气布线8b将信号处理单元6连接至信号生成单元10b，从而得到把从印刷板1传输过来的毫米波信号转换成电影图像和电脑图像等的数据的印刷板2。

在准备好了上述印刷板1和印刷板2之后，在印刷板1与印刷板2之间设置具有预定介电常数的固定件13以形成介电体传输路径，并且固定件13支撑着印刷板1和印刷板2。例如，作为固定件3和固定件13，使用的是对具有预定介电常数的树脂进行喷射模塑(injection-molding)而得到的产物，且在固定件13的两端部处形成有切口部37。

作为介电体传输路径终端部30和固定件终端停止部30′，例如，使用的是：在对具有预定介电常数的树脂进行喷射模塑而得到生成物后，对该生成物执行金属镀而得到的具有图3所示形状的产物。当然，也可以使用将金属棒加工成盖子形状然后对该金属棒的内表面侧进行凹螺纹加工而得到的产物。

在本实施例中，印刷板2上的三个固定件3和一个固定件13分别配合在印刷板2下方的三个固定件终端停止部30′和一个介电体传输路径终端部30中以及印刷板1上的三个固定件终端停止部30′和一个介电体传输路径终端部30中。

例如，三个固定件3从正面侧配合到形成于印刷板2中的三个通孔26中，并且使用三个固定件终端停止部30′分别将该三个固定件3固定在背面侧。另外，一个固定件13从正面侧配合在印刷板2的构成一个天线结合单元102的通孔26中，并且使用一个介电体传输路径终端部30将这个固定件13固定在背面侧。因此，可将四个固定件3及13配合在印刷板2上。

此外，印刷板2上的三个固定件3从背面侧配合到形成于印刷板1中的三个通孔26′中，并且使用三个固定件终端停止部30′分别将该三个固定件3固定在正面侧。另外，一个固定件13从背面侧配合在印刷板1的构成一个天线结合单元101的通孔26中，并且使用一个介电体传输路径终端部30将这个固定件13固定在正面侧。因此，可将印刷板2上的四个固定件3及13配合在印刷板1上，从而完成了毫米波介电体内传输装置100的制造。

如上所述，当形成毫米波介电体内传输装置100以使得印刷板1被印刷板2上的三个固定件3和一个固定件13支撑时，能够制造出这样的毫米波介电体内传输装置100：其中，固定件13构成介电体传输路径，并且基于从固定件13一端接收到的毫米波的电磁波能够被传输到固定件13另一端。

下面，根据使用CST MW-STUDIO对固定件13的通过特性(损失的大小)和反射特性进行模拟而得到的结果，来说明由一般塑料材料制成的固定件13被应用至毫米波介电体内传输装置100的情况。图8是示出了毫米波介电体内传输装置100的模拟模型示例的透视图。假设用普通塑料材料作为固定件13。然而，上述塑料材料包含玻璃环氧系、丙烯酸系和聚乙烯系树脂材料。

另外，除了不包括导电层20和传输线路层21以外，该模拟模型中也不包括印刷板1的绝缘层1a以及导电层20和25，因为它们不会显著影响特性。为了方便起见，使固定件13、印刷板2和介电体传输路径终端部30透视地(骨架图)图示出来。

根据图8所示的毫米波介电体内传输装置100的模拟模型示例，天线结合单元101和天线结合单元102被配置成利用固定件13而彼此连接。使用图1和图3所示的具有波导23a和信号转换部36的模型作为天线结合单元101。信号转换部36在固定件13内将毫米波信号转换成电磁波并辐射该电磁波。使用在开设于印刷板2中的通孔26的内侧处且具有马蹄形状的模型作为波导23a。

将固定件13模型化成这样：使固定件13配合至开设于波导23a外围部中的通孔26中，并且利用介电体传输路径终端部30来固定印刷板1和固定件13的一端。使用在传输线路11a横切波导23a的位置处具有间隙部33的模型来作为对固定件13的一端进行固定用的介电体传输路径终端部30。当如上所述地设置有间隙部33时，能够避免构成介电体传输路径的固定件13的一端与传输线路11a发生接触以及固定件13的另一端与传输线路11a发生接触。

对天线结合单元101进行模拟使得天线结合单元101在构成介电体传输路径的固定件13的一端处把毫米波信号转换成电磁波并将该电磁波辐射至固定件13。例如，天线结合单元101具有介电体传输路径终端部30，天线结合单元101被构造成用于反射已被信号转换部36转换成毫米波信号但没有被提供给固定件13一端的电磁波并用于将固定件13的上述一端固定至印刷板1。

具有第二波导23b和第二信号转换部36的物体被应用为天线结合单元102。天线结合单元102的第二信号转换部36把已通过固定件13而传播过来的电磁波转换成毫米波信号。波导23b被形成为在开设于印刷板2中的通孔26的内侧处具有马蹄形状(参照图2A和图2B)。

天线结合单元102是这样的模拟模型：其被构造成利用信号转换部36将已被传播至构成介电体传输路径的固定件13的另一端的电磁波转换成毫米波信号，通过波导23b把该毫米波信号传输至传输线路11b，并利用形成波导23b用的通孔26来固定印刷板2和固定件13的另一端。

例如，天线结合单元102具有构成第二固定部件示例的介电体传输路径终端部30，天线结合单元102被构造成用于反射已传播至固定件13的另一端但还没有被信号转换部36转换成毫米波信号的电磁波并用于将固定件13的另一端固定至印刷板2。

用于固定固定件13另一端的介电体传输路径终端部30在传输线路11b横切波导23b的位置处(参照图2B)具有第二间隙部(未图示)。当如上所述地设置有间隙部时，能够避免构成介电体传输路径的固定件13的一端与传输线路11b发生接触以及固定件13的另一端与传输线路11b发生接触。以此方式，构造了毫米波介电体内传输装置100的模拟模型。

下面，说明为图8所示的毫米波介电体内传输装置100的模拟模型提供的参数。在模拟时，参数如下。印刷板1和印刷板2的厚度(在下文中，简称为板的厚度t)为1.0mm。波导23a的直径D1为2.5mm。传输线路层21的厚度t1为0.1mm。印刷板1与顶面表面II之间的距离D2为1.25mm。间隙部33的开口宽度W2为0.8mm。线路22的线路宽度W1为0.2mm。从波导23a的中心位置到线路22端部的距离D3为0.9mm。当将印刷板1与印刷板2之间的分隔距离限定为板间距离D4时，该板间距离D4为20mm。

当将固定件13的直径限定为D5时，直径D5为4.0mm。印刷板1和印刷板2的具体介电常数εr为3.5。印刷板1和印刷板2的介电损耗角正切(dielectric loss tangent)tanδ为0.005。δ表示介电体物质的损耗角。固定件13的具体介电常数εr为3.0。固定件13的介电损耗角正切tanδ为0.003。表1示出了该模拟时的各参数值。

表1

参数	值	单位
			板的厚度t	1.0	mm
波导的直径D1	2.5	mm
			传输线路层的厚度t1	0.1	mm
板与顶面表面II之间的距离D2	1.25	mm
			间隙部33的开口宽度W2	0.8	mm
线路22的线路宽度W1	0.2	mm
			从波导的中心位置到线路22的端部的距离D3	0.9	mm
板间距离D4	20	mm
			固定件13的直径D5	4.0	mm
板的具体介电常数	3.5	无

板的介电损耗角正切tanδ(1GHz)	0.005	无
			固定件13的具体介电常数	3.0	无
固定件13的介电损耗角正切tanδ(1GHz)	0.003	无

图9是示出了毫米波介电体内传输装置100的模拟特性的示例的图。图9所示毫米波介电体内传输装置100的模拟特性的示例给出了如图8所示设在印刷板1的线路22上的端口301与设在印刷板2的线路22上的端口301之间的通过特性示例和反射特性示例。

在图9中，垂直轴表示通过特性S(2，1)dB和反射特性S(1，1)dB。水平轴表示载波频率(GHz)并且刻度以5GHz为一个单位。在图9中，Ia表示通过特性的示例，并且是示出了当传输线路11a和11b由微带线形成、天线结合单元101由波导23a形成并且天线结合单元102由波导23b形成时固定件13的通过特性示例和反射特性示例的频率特性图。

固定件13的通过特性S(2，1)dB是从介电损耗角正切tanδ为0.005的印刷板1的传输线路11a经过介电损耗角正切tanδ为0.003的固定件13而传输至介电损耗角正切tanδ同样为0.005的印刷板2的传输线路11b的毫米波信号S的通过特性。通过特性S(2，1)dB对应于载波频率在50GHz～70GHz的范围内并以1GHz为单位逐步增大的情况。根据该模拟结果，当载波频率为58.7GHz时，基于毫米波信号S的视频数据在端口301之间的通过损失大约是7.4dB。

另外，在图9中，IIa表示固定件13的反射特性的示例，并且固定件13的反射特性S(1，1)dB是从介电损耗角正切tanδ为0.005的印刷板1的传输线路11a经过介电损耗角正切tanδ为0.003的固定件13而传输至介电损耗角正切tanδ同样为0.005的印刷板2的传输线路11b的毫米波信号S的反射特性。

反射特性S(1，1)dB对应于载波频率在50GHz～70GHz的范围内并以1GHz为单位逐步增大的情况。根据该模拟结果，反射损失等于或小于-15dB。另外，在载波频率为55.0GHz～62.5GHz的范围内，反射损失等于或小于-10dB。

在如上所述具有较大损失的固定件13中，由于传输损失随着载波频率的增大而增加并且被反射的波随着载波频率的增大而衰减，因而能够降低由于被反射的波而引起的驻波(standing wave)的不利影响。在本实施例中，频率转换电路203和209对输入信号Sin进行频率转换从而转换成毫米波信号S，使得能够减小信号波段/中心频率的比，且因此能够容易地构造出用于发送毫米波信号的信号生成单元10a和用于接收毫米波信号的信号生成单元10b。

根据上述第一实施例的毫米波介电体内传输装置100及其制造方法，具有预定介电常数的固定件13被设置在印刷板1(其包括信号生成单元10a和天线结合单元101从而处理毫米波信号S)与印刷板2(其包括天线结合单元102和信号生成单元10b从而对接收到的毫米波信号S进行信号处理)之间、构成介电体传输路径、并且与其他三个固定件3一起支撑着印刷板1和印刷板2。

利用这种结构，基于从构成介电体传输路径的固定件13的一端辐射的毫米波信号S的电磁波S′能够在固定件13的另一端被接收到。因此，由于使用固定件13的原本的支撑结构作为信号传输路径，于是能够除去相关技术的用于把印刷板1与印刷板2连接起来的通信电缆和连接器等。另外，印刷板1与印刷板2之间的支撑和高速数据传输是利用也兼作支撑部件的固定件13来实现的。由于是用毫米波(电磁波)来实现固定件13内的高速数据传输，因而构成介电体传输路径的固定件13由单一材料来完成。于是，不需要像光波导那样的加工要求精度。

此外，在天线结合单元101中的印刷板1与固定件13之间实现固定时，与采用光学传输方法的情况不同的是，不需要严格地进行位置调整就能稳定地执行数据传输。根据毫米波介电体内传输装置100，利用简单廉价的结构就能实现印刷板1与印刷板2之间的支撑和高速数据传输，从而提高了数据传输在防止震动和偏离方面的可靠性。

第二实施例

图10是示出了第二实施例的毫米波介电体内传输装置200的结构示例的透视图。在本实施例中，利用设置在印刷板1和印刷板2的四个角(多个角)处的固定件131～134等来并行地传输毫米波信号S(总线结构)。

图10所示的毫米波介电体内传输装置200可适用于毫米波视频数据传输装置和毫米波视频数据传输系统等，这些装置和系统等将电影图像、电脑图像等的数据转换成多个毫米波信号S且高速传输这些毫米波信号，并且具有用于运载毫米波信号的30GHz～300GHz载波频率。

在本实施例中，在印刷板1与印刷板2之间设有四个如第一实施例中所述的构成介电体传输路径的固定件13。在下文中，将这四个固定件称作固定件131～134。固定件131～134每一者都支撑着印刷板1和印刷板2并传输毫米波信号S。固定件131～134设置在印刷板1与印刷板2之间并且具有预定介电常数。

作为固定件131～134，使用至少包含玻璃环氧系、丙烯酸系或聚乙烯系树脂的介电体材料。当以此方式构造出毫米波介电体内传输装置200时，与第一实施例相比，能够把基于毫米波信号S的视频数据的传输容量增大四倍。

印刷板1包括装配在该印刷板1上的如下部件：信号处理单元5；信号生成单元10c；四个系统的天线结合单元101、103、105和107；以及四条传输线路111、113、115和117。与第一实施例类似地，信号处理单元5基于预定标准对电影图像和电脑图像等的数据进行诸如压缩等处理，从而输出电信号(在下文中，被称作输入信号)。

信号处理单元5与诸如布线图形等电气布线8a连接。电气布线8a与信号生成单元10c连接。与第一实施例不同的是，信号生成单元10c对输入信号进行信号处理并生成多个(在本实施例中是四个系统)毫米波信号。例如，将第一实施例中所述的信号生成单元10a按照四系统并排的方式设置着，由此构造出信号生成单元10c。

在本实施例中，从信号生成单元10c引出四条传输线路111、113、115和117。带状线、微带线、共面线和槽线等方案适用于印刷板1上的传输线路111、113、115和117。

传输线路111设置在印刷板1的第一角部(角)处。传输线路111连结在天线结合单元101与位于信号生成单元10c处的构成第一系统的信号生成单元10a之间。固定件131与天线结合单元101连接。天线结合单元101把经过传输线路111从信号生成单元10c传输过来的毫米波信号结合至固定件131的一端。此外，在本实施例中，天线结合单元101将毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波辐射至构成介电体传输路径的固定件131。

固定件131不仅构成介电体传输路径而且还与其他三个固定件132～134一起支撑着印刷板1和印刷板2。按照与第一实施例相同的方式，这里支撑功能包括印刷板2承载并支撑着印刷板1的情况以及印刷板1被悬起并支撑着印刷板2的情况。

另外，传输线路113设置在印刷板1的第二角部处。传输线路113与第二系统的天线结合单元103结合。传输线路113连结在天线结合单元103与位于信号生成单元10c处的构成第二系统的信号生成单元10a之间。固定件132与天线结合单元103连接。天线结合单元103把经过传输线路113从信号生成单元10c传输过来的毫米波信号结合至固定件132的一端。

此外，在本实施例中，天线结合单元103将毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波辐射至构成介电体传输路径的固定件132。固定件132不仅构成介电体传输路径而且还与其他三个固定件131、133和134一起支撑着印刷板1和印刷板2。

另外，传输线路115设置在印刷板1的第三角部处。传输线路115与第三系统的天线结合单元105结合。传输线路115连结在天线结合单元105与位于信号生成单元10c处的构成第三系统的信号生成单元10a之间。固定件133与天线结合单元105连接。天线结合单元105把经过传输线路115从信号生成单元10c传输过来的毫米波信号结合至固定件133的一端。

此外，在本实施例中，天线结合单元105将毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波辐射至构成介电体传输路径的固定件133。固定件133不仅构成介电体传输路径而且还与其他三个固定件131、132和134一起支撑着印刷板1和印刷板2。

另外，传输线路117设置在印刷板1的第四角部处。传输线路117与第四系统的天线结合单元107结合。传输线路117连结在天线结合单元107与位于信号生成单元10c处的构成第四系统的信号生成单元10a之间。固定件134与天线结合单元107连接。天线结合单元107把经过传输线路117从信号生成单元10c传输过来的毫米波信号结合至固定件134的一端。

此外，在本实施例中，天线结合单元107将毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波辐射至构成介电体传输路径的固定件134。固定件134不仅构成介电体传输路径而且还与其他三个固定件131～133一起支撑着印刷板1和印刷板2。

另外，用于接收四个系统的毫米波信号并对这些毫米波信号进行信号处理的印刷板2包括装配在该印刷板2上的如下部件：四个系统的天线结合单元102、104、106和108；四条传输线路112、114、116和118；信号生成单元10d；以及信号处理单元6。在本实施例中，从四个系统的天线结合单元102、104、106和108引出的四条传输线路112、114、116和118都与信号生成单元10d连接。带状线、微带线、共面线和槽线等方案适用于印刷板2正面和背面上的传输线路112、114、116和118。

上述固定件131的另一端连结至设在印刷板2的第一角部处的天线结合单元102。天线结合单元102从固定件131接收电磁波并把该电磁波转换成毫米波信号。该毫米波信号经过传输线路112而输出至信号生成单元10d。固定件132的另一端连结至设在印刷板2的第二角部处的天线结合单元104。天线结合单元104从固定件132接收电磁波并把该电磁波转换成毫米波信号。该毫米波信号经过传输线路114而输出至信号生成单元10d。

另外，固定件133的另一端连结至设在印刷板2的第三角部处的天线结合单元106。天线结合单元106从固定件133接收电磁波并把该电磁波转换成毫米波信号。该毫米波信号经过传输线路116而输出至信号生成单元10d。固定件134的另一端连结至设在印刷板2的第四角部处的天线结合单元108。天线结合单元108从固定件134接收电磁波并把该电磁波转换成毫米波信号。该毫米波信号经过传输线路118而输出至信号生成单元10d。

与第一实施例不同的是，信号生成单元10d是利用四条传输线路112、114、116和118来分别接收四个系统的天线结合单元102、104、106和108中所接收到的毫米波信号，并对经过传输线路112、114、116和118而输入的各个毫米波信号进行信号处理来生成输出信号。例如，将第一实施例中所述的信号生成单元10b按照四系统并排的方式设置着，由此构造出信号生成单元10d。

信号处理单元6利用诸如布线图形等电气布线8b与信号生成单元10d连接。信号处理单元6基于预定标准对由信号生成单元10d生成的输出信号进行诸如扩展等处理，从而得到电影图像和电脑图像等的数据。以此方式，构造出毫米波介电体内传输装置200。另外，由于毫米波介电体内传输装置200的形成例可通过替换附图标记而采用图5～图7所示的毫米波介电体内传输装置100的形成例(1～3)，因而省略该形成例的详细说明。

如上所述，根据第二实施例的毫米波介电体内传输装置200，在印刷板1和印刷板2每一者的四个角处形成了分别包括固定件131～134的四个系统的信号传输线路。根据上述的毫米波的下行数据传输路径，经过印刷板1的信号处理单元5→信号生成单元10c→传输线路111→天线结合单元101→固定件131→天线结合单元102→传输线路112→信号生成单元10d→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的第一数据传输。

类似地，经过印刷板1的信号处理单元5→信号生成单元10c→传输线路113→天线结合单元103→固定件132→天线结合单元104→传输线路114→信号生成单元10d→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的第二数据传输。经过印刷板1的信号处理单元5→信号生成单元10c→传输线路115→天线结合单元105→固定件133→天线结合单元106→传输线路116→信号生成单元10d→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的第三数据传输。

经过印刷板1的信号处理单元5→信号生成单元10c→传输线路117→天线结合单元107→固定件134→天线结合单元108→传输线路118→信号生成单元10d→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的第四数据传输。由于可以进行上述的第一～第四数据传输，因而与第一实施例相比能够将基于毫米波信号的视频数据等的传输容量增大四倍。

第三实施例

图11是示出了第三实施例的具有多级结构的毫米波介电体内传输装置300的结构示例的透视图。在本实施例中，与第一实施例中所述的毫米波介电体内传输装置100(基本结构)不同的是，在印刷板1的上方固定有第三印刷板14，并且利用构成介电体传输路径的固定件16在位于第三印刷板14上的信号处理单元15与位于印刷板1下方的印刷板2的信号处理单元6之间进行数据传输。

图11所示的毫米波介电体内传输装置300可适用于毫米波视频数据传输装置和毫米波视频数据传输系统等，这些装置和系统等将电影图像和电脑图像等的数据转换成多个毫米波信号S且高速传输这些毫米波信号，并且具有用于运载毫米波信号的30GHz～300GHz载波频率。

在本实施例中，在印刷板1的上方(外侧)设置有一块第三信号处理板(在下文中，称作印刷板14)。对于印刷板14，作为第二固定件的固定件16构成了介电体传输路径，该第二固定件不同于设置在印刷板1与印刷板2之间的第一固定件13。固定件16不仅传输毫米波信号而且还与其他固定件3及17协作地支撑着印刷板1上的印刷板14。

印刷板14将电影图像和电脑图像等的数据转换成毫米波信号。按照与第一实施例相同的方式，例如将印刷板14的尺寸定义成长度L、宽度W和厚度t。印刷板14例如包括信号处理单元15、信号生成单元10a、传输线路113和天线结合单元103。

信号处理单元15基于预定标准对电影图像和电脑图像等的数据进行诸如压缩等处理从而输出电信号(在下文中，被称作输入信号)。信号处理单元15与诸如布线图形等电气布线8c连接。电气布线8c与信号生成单元10a连接。信号生成单元10a对输入信号进行信号处理从而生成毫米波信号。

信号生成单元10a与传输线路113的一端连接。传输线路113电连接在信号生成单元10a与天线结合单元103之间以传输毫米波信号。在本实施例中，传输线路113对构成电影图像和电脑图像等的数据的毫米波信号进行电传输。带状线、微带线、共面线和槽线等方案适用于印刷板14上的传输线路113。

天线结合单元103连结在(设置在)传输线路113的另一端。天线结合单元103把经过传输线路113从信号生成单元10a传输过来的毫米波信号结合至固定件16的一端。在本实施例中，天线结合单元103将毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波辐射至构成介电体传输路径的固定件16。在双向数据传输时，天线结合单元103在连接至信号生成单元10a的传输线路11a与构成介电体传输路径的固定件16之间传输毫米波视频数据等。

固定件16设置在印刷板14与印刷板2之间且具有预定的介电常数。作为固定件16，使用至少包含玻璃环氧系、丙烯酸系或聚乙烯系树脂的介电体材料。在本实施例中，两个固定件3和一个固定件17与一个固定件16一起设置在印刷板1和14每一者的四个角处从而分担荷载。固定件16设置在印刷板1和14每一者的某个角部处，该角部不是常规支撑用的固定件3和17的布置位置。

固定件16与构成介电体传输路径的固定件13以及其他的固定件3和17一起支撑着印刷板1、印刷板2和印刷板14。这里支撑功能包括印刷板2承载并支撑着印刷板1和印刷板14的情况以及印刷板14被悬起并支撑着印刷板1和印刷板2的情况。

在该支撑机构中，固定件3、13、16和17被固定成使得印刷板14、印刷板1和印刷板2在预定方向上彼此结合并保持基本平行的姿态，例如，印刷板14、印刷板1和印刷板2在垂直方向上相互连接。

当以此方式构造毫米波介电体内传输装置300时，可利用固定件3、13、16和17在垂直方向上将印刷板14、印刷板1和印刷板2以棚状结构稳固地堆叠起来。另外，固定件3、13、16和17例如使用被形成为圆筒状并且在其前端具有凸螺纹结构的树脂棒部件。当然，除了固定件13和16之外，固定件3和17也可使用具有预定形状的金属棒部件。

从印刷板14接收基于毫米波信号的电磁波的印刷板2包括装配在该印刷板2上的如下部件：两个系统的天线结合单元102和104；两条传输线路112和114；信号生成单元10e；以及信号处理单元6。该印刷板2还从印刷板1接收基于毫米波信号的电磁波，也就是说，接收两个系统的毫米波信号，并对这些毫米波信号进行信号处理。在本实施例中，从两个系统的天线结合单元102和104引出的两条传输线路112和114都连接至信号生成单元10e。带状线、微带线、共面线和槽线等方案适用于印刷板2正面和背面上的传输线路112和114。

上述固定件13的另一端连结至设于印刷板2的第一角处的天线结合单元102。天线结合单元102从连接至印刷板1的固定件13接收电磁波并将该电磁波转换成毫米波信号。利用传输线路112将该毫米波信号输出至信号生成单元10e。固定件16的另一端连结至设于印刷板2的第二角处的天线结合单元104。天线结合单元104从固定件16接收电磁波并将该电磁波转换成毫米波信号。利用传输线路114将该毫米波信号输出至信号生成单元10e。

与第一实施例及第二实施例不同的是，信号生成单元10e利用两条传输线路112和114来分别接收两个系统的天线结合单元102和104中所接收到的毫米波信号，并对经过传输线路112和114而输入的该两个系统的毫米波信号进行信号处理从而生成输出信号。例如，将第一实施例中所述的信号生成单元10b按照两系统并排的方式设置着，由此构造出信号生成单元10e。

信号处理单元6利用诸如布线图形等电气布线8b与信号生成单元10e连接。信号处理单元6基于预定标准对由信号生成单元10e生成的输出信号进行诸如扩展等处理，从而得到电影图像和电脑图像等的数据。

将第一实施例中所述的印刷板1设置在上述印刷板14的下方。印刷板1包括装配在该印刷板1上的信号处理单元5、信号生成单元10a和传输线路11a。然而，与第一实施例不同的是，传输线路11a结合至天线结合单元109。

图12是示出了印刷板1的天线结合单元109的结构示例的截面图。根据图12所示的天线结合单元109，与图2A、图2B和图3所示的安装在固定件13终端部处的介电体传输路径终端部30的结构不同的是，所装配的介电体传输路径终端部34具有不同的结构。在介电体传输路径终端部34的上部设有凹螺纹结构35，在介电体传输路径终端部34的下部设有凹螺纹结构32，并且介电体传输路径终端部34具有将设在介电体传输路径终端部34上方的固定件17与设在介电体传输路径终端部34下方的固定件13连接起来的部件连接功能。介电体传输路径终端部34使用与介电体传输路径终端部30相同的材料，并且其制造方法也与介电体传输路径终端部30的制造方法相同。

在本实施例中，在固定件17的端部处形成有凸螺纹结构38，并且形成在介电体传输路径终端部34上部处的与凸螺纹结构38相对应的凹螺纹结构35与固定件17的凸螺纹结构38以螺纹方式进行连接。因为形成在介电体传输路径终端部34下部处的凹螺纹结构32与介电体传输路径终端部30具有相同的结构和功能，所以省略对它的详细说明(参照图2B)。

另外，对于构成介电体传输路径的固定件16在印刷板1中的连接方式，是将固定件16构造成利用形成在印刷板1中的通孔4并按照通用螺纹结构的方式予以固定。当然，还可以采用介电体传输路径终端部34的部件连接功能。以此方式，构造出了毫米波介电体内传输装置300。

由于除了固定件16和17的组装之外，毫米波介电体内传输装置300可通过替换附图标记而采用图5～图7所示的毫米波介电体内传输装置100的形成例(1～3)，因而省略该形成例的详细说明。

如上所述，根据第三实施例的毫米波介电体内传输装置300，在印刷板1的上方(外侧)设有印刷板14。对于印刷板14，设在印刷板1与印刷板2之间的固定件13以及不同于固定件13的固定件16都构成了介电体传输路径。固定件16不仅传输毫米波信号而且还与其他固定件3和17协作地支撑着印刷板1和印刷板14。

因此，利用构成介电体传输路径的固定件13和固定件16在多个信号处理板之间发送并接收毫米波信号，从而能够对该毫米波信号进行处理。例如，根据毫米波的下行数据传输路径，经过印刷板1的信号处理单元5→信号生成单元10a→传输线路11a→天线结合单元109→固定件13→天线结合单元102→传输线路112→信号生成单元10e→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的第一系统的数据传输。

此外，经过印刷板14的信号处理单元15→信号生成单元10a→传输线路113→天线结合单元103→固定件16→天线结合单元104→传输线路114→信号生成单元10e→信号处理单元6来进行利用毫米波信号作为媒体的第二系统的数据传输。另外，能构造出适合于壳体形状的三维结构。因此，能够在具有三级结构的印刷板1、2和14之间进行相互的数据传输。

第四实施例

图13是示出了第四实施例的毫米波介电体内传输装置400的结构示例的透视图。在本实施例中，在两个印刷板1和2之间设有构成介电体传输路径的固定件18和常规支撑用的固定件19，并且印刷板1和2被固定件18和19水平地支撑着。

图13所示的毫米波介电体内传输装置400可适用于毫米波视频数据传输装置和毫米波视频数据传输系统等，这些装置和系统等将电影图像和电脑图像等的数据转换成多个毫米波信号S且高速传输这些毫米波信号，并且具有用于运载毫米波信号的30GHz～300GHz载波频率。

根据毫米波介电体内传输装置400，设有基本上呈扁平U形的固定件18和19，印刷板1和印刷板2并排设置着，并且固定件18和19都设置在印刷板1与印刷板2之间，从而使印刷板1和印刷板2在保持基本水平状态的同时相互稳固地连接着并被固定件18和19支撑着。固定件18基本上呈扁平U形、其设置在印刷板1与印刷板2之间并且具有预定介电常数。作为固定件18，使用至少包含玻璃环氧系、丙烯酸系或聚乙烯系树脂的介电体材料。

在本实施例中，在印刷板1和2的两个上部角和两个下部角处设置具有预定高度的四个固定件3，且在刷板1和2的左、右连接部处设置一个固定件19和一个固定件18，从而分担荷载。固定件18设在印刷板1和2之间的某个连接部处，该连接部不是常规支撑用的固定件3和19的布置位置。在本实施例中，固定件18设在印刷板1与印刷板2之间的左侧连接部处。

固定件19设在印刷板1与印刷板2之间的右侧连接部处。固定件19具有与固定件18相同的形状，但不具有波导23a等。也就是说，在印刷板1的第四角和印刷板2的第三角处未设置天线结合单元101。设在印刷板1和2的两个上部角和两个下部角处的四个固定件3被构造成利用通孔4并按照通用螺纹结构的方式予以固定。

此外，利用基本上呈扁平U形的固定件18和19而被连接着的印刷板1包括装配在该印刷板1上的信号处理单元5、信号生成单元10a和传输线路11a，并且传输线路11a连结至天线结合单元101。由于第一实施例中已经说明了这些部件的功能和形成方法，因此省略对它们的详细说明。上述固定件18的一端连结至设在印刷板1的第一角处的天线结合单元101。印刷板1的天线结合单元101将毫米波信号转换成电磁波并把该电磁波辐射至固定件18。

从上述印刷板1接收基于毫米波信号的电磁波的印刷板2包括装配在该印刷板2上的天线结合单元101、传输线路11b、信号生成单元10b和信号处理单元6，该印刷板2从印刷板1接收基于毫米波信号的电磁波，并对该毫米波信号进行信号处理。带状线、微带线、共面线和槽线等方案适用于印刷板1和2的表面上的传输线路11a和11b。

固定件18的另一端连结至设置在印刷板2的第二角处的天线结合单元101。印刷板2的天线结合单元101从固定件18接收电磁波并将该电磁波转换成毫米波信号。该毫米波信号经过传输线路11b而输出至信号生成单元10b。另外，由于第一实施例中已经说明了信号生成单元10b和信号处理单元6的功能，因而省略对它们的详细说明。

图14是示出了将天线结合单元101结合至固定件18的示例的截面图。在本实施例中，微带线应用于与天线结合单元101连接的传输线路11a。图14所示的天线结合单元101被设在印刷板1和印刷板2等上，并包括波导23a、通孔26和信号转换部36。

波导23a的形状和通孔26的形状如第一实施例中所述。印刷板1的波导23a把经过传输线路11a而被电传输的毫米波信号转换成电磁波，并把该电磁波传输至介电体传输路径。固定件18的端部被构造成利用介电体传输路径终端部30而被固定至印刷板1。另外，由于与第一实施例中所说明的那些元件具有相同附图标记的元件具有与第一实施例中所述相同的功能、形成方法和尺寸，因而省略对它们的详细说明。

图15是示出了固定件18和介电体传输路径终端部30的形状示例的透视图。在本示例中，固定件18的端部在其前端处具有基本呈C形的形状从而使得固定件18能够穿过图14所示的通孔26。已穿过通孔26的固定件18的端部连结至图15所示的介电体传输路径终端部30，从而将固定件18固定至印刷板1上。固定件18也以相同的方式被固定至印刷板2上。

在本示例中，固定件18的在天线结合单元101中的前端具有与图3所示的固定件13的前端相同的形状。然而，固定件18的介电体传输路径从固定件13的圆筒形状变为长方体形状。固定件18的两个前端部具有弯曲成L形的大致扁平U形。另外，由于介电体传输路径终端部30的结构及其装配方法已在第一实施例中说明过了，也就是说，介电体传输路径终端部30是利用与固定件18的凸螺纹结构31相对应的凹螺纹结构32来予以固定，因而省略详细说明。

此外，在本示例中，在介电体传输路径终端部30配合于固定件18周围时印刷板1与顶面表面II之间的距离被定义成D2的情况下，距离D2被设成为空气中毫米波信号的波长λ的1/4并被调整成使电磁波增强，使得能够将毫米波信号有效地转换成电磁波。

由于本示例采用了电磁波不像第一实施例中那样在垂直方向上进行传播而是利用基本上呈扁平U形的介电体传输路径在水平方向上进行传播的结构，因而在信号转换部36的下方紧接着也可设置有反射器。该反射器被设定成相对于电磁波被辐射至固定件18的方向或者电磁波行进的水平方向为45°角，并完全反射电磁波，从而使传播方向弯曲90°角。

当以此方式构造毫米波介电体内传输装置400时，可以限制基于构成介电体传输路径的固定件18中的毫米波信号的电磁波。此外，能够在构成介电体传输路径的固定件18的一端处将毫米波信号转换成电磁波，并能够在固定件18的另一端处将该电磁波转换成毫米波信号。另外，由于除了固定件18和19的组装之外，毫米波介电体内传输装置400可采用图5～图7所示的毫米波介电体内传输装置100的形成例(1～3)，因而省略了形成例的详细说明。

如上所述，根据第四实施例的毫米波介电体内传输装置400，在两个印刷板1和2之间设有构成介电体传输路径的固定件18及常规支撑用的固定件19，从而使印刷板1和印刷板2彼此稳固地连接并被固定件18和19支撑着。

因此，印刷板1和印刷板2可利用固定件18和19而在水平方向上(二维地)延展。另外，基于从构成介电体传输路径的固定件18的一端辐射的毫米波信号S的电磁波可在固定件18的另一端被接收到。因此，能够除去相关技术的用于把印刷板1与印刷板2连接起来的通信电缆和连接器等。另外，印刷板1与印刷板2之间的支撑和高速数据传输是利用同一材料的固定件18来实现的。利用毫米波(电磁波)来实现固定件18内的高速数据传输，构成介电体传输路径的固定件18用单一材料来予以完成。于是，不需要像光波导那样的加工要求精度。

此外，当在天线结合单元101中将印刷板1和固定件18固定在一起时，与采用光学传输方法的情况不同的是，不需要严格地进行位置调整就能稳定地执行数据传输。根据毫米波介电体内传输装置400，利用简单廉价的结构就能在印刷板1与印刷板2之间实现支撑和高速数据传输，从而提高了数据传输在防止震动和偏离方面的可靠性。

第五实施例

图16、图17A～图17D、图18和图19A～图19D说明了第五实施例。图16是示出了第五实施例的无线传输装置500的结构示例的透视图。图17A～图17D说明了第五实施例的天线结合单元和波导的细节。图18说明了第五实施例的模拟特性的示例。图19A～图19D说明了天线结构(具体地，天线图形)的变形例。

第五实施例涉及这样的无线传输机构：该无线传输机构中，待传输信号(基带信号)被转换成高频率的高频信号并且该待传输信号的频带不限于毫米波波段。例如，除了可采用毫米波波段以外也可考虑采用微波波段。另外，第五实施例涉及这样一种无线传输机构：其中，用于支撑发送侧电路板或接收侧电路板的支撑部件不限于由介电体材料制成的物体。图16示出了第一实施例的变形例。然而，第五实施例的方法可应用于第二第四实施例。在下文中，将会说明第五实施例并着重说明第一实施例与第五实施例之间的差别。

整体结构

如图16所示，在无线传输装置500中，把第一实施例的毫米波介电体内传输装置100中作为兼用作介电体传输路径的支撑部件示例的固定件13替换成作为兼用作构成无线信号传输路径的支撑部件示例的波导513。此外，用天线结合单元501代替天线结合单元101，并用天线结合单元502代替天线结合单元102。天线结合单元501和502分别包括：设在印刷板1和2上的介电体板510；以及形成在介电体板510上的天线图形(稍后说明)。

天线结合单元501和天线结合单元502形成了相对于印刷板1的对置面及印刷板2的对置面的对称结构，这是因为天线结合单元501的介电体板510和天线结合单元502的介电体板510分别设在印刷板1的面对着印刷板2的表面上和印刷板2的面对着印刷板1的表面上。

例如，在印刷板1中，天线结合单元501与构成无线信号传输路径的波导513进行信号结合并通过波导513来发送/接收电磁波。传输线路11a的一端结合至(设置于)介电体板510_1上，该介电体板510_1布置于印刷板1的面对着印刷板2的那个表面(背面)上。在本实施例中，传输线路11a设置在印刷板1的背面上并穿过接触孔12(过孔)而被接线至印刷板1正面上的信号生成单元10a。

同时，在印刷板2中，天线结合单元502与构成无线信号传输路径的波导513进行信号结合并通过波导513来发送/接收电磁波。传输线路11b的一端结合至(设置于)介电体板510_2上，该介电体板510_2布置于印刷板2的面对着印刷板1的那个表面上。在本实施例中，传输线路11b设置在印刷板2的正面上并与印刷板2正面上的信号生成单元10b连接。

波导513设在印刷板1与印刷板2之间的某个角部处，该角部不是常规支撑用的固定件3的布置位置。波导513包围稍后将会说明的天线图形，并且波导513例如粘结至介电体板510以固定它们二者的相对位置。在附图中，波导513被图示为圆筒形状。然而，本发明不限于此。例如，波导513的截面不限于圆形，也可以具有矩形形状、除了矩形矩形之外的其他形状、以及椭圆形状等。波导513不仅构成无线信号传输路径而且还与其他三个固定件3一起支撑着印刷板1和印刷板2。

波导513也可以是中空的(即，用空气填充波导513)。也就是说，波导513构成无线信号传输路径(例如，毫米波信号传输路径)，并且可以按照包围着该传输路径的方式设置有用于阻挡无线信号(电波)的外部辐射的遮蔽部件(例如，金属材料)，因而该遮蔽部件内部的传输路径可以是中空波导(空腔波导)。

此外，可以考虑用介电体材料填充波导513。通过填充介电体材料，能够防止波导内的多重反射并能够减小波导的截面尺寸(管径)。例如，在波导513是圆形波导的情况下，当填充的介电体物质的具体介电常数被定义成ε时，该波导的直径与波导为中空的情况相比能够减小约

倍。此外，由于发送(接收)端口的不匹配而导致的反射成分在波导中被多重反射，致使对发送(接收)端口产生不利影响。这里，当用空气填充波导时，由于极少出现通过损失，因而甚至在多重反射时也不会使电平衰减以致于带来较大不利影响。然而，如果填充的是具有损失的介电体物质，则会使被反射的波的电平衰减，这样能抑制不利影响。

即使当用介电体材料填充波导513时，也优选使用遮蔽部件(例如，金属材料)作为波导513的外围部件。简而言之，传输电磁波用的信号传输路径可以是空气(也就是说，自由空间)。然而，优选具有的结构是：当将电磁波限制在传输路径内时，该结构能够传输电磁波。另外，在构建填充有介电体物质的波导513的情况下，可以考虑用介电体物质填充由金属材料制成的圆筒形部件或者通过进行用于涂敷金属薄膜的表面处理(称作金属镀)来覆盖介电体材料的外围。根据对介电体材料的外围进行金属镀而得到的结构，随着小型化，与金属壳体内填充介电体物质的情况相比能够实现轻盈化。同时，根据在由金属材料制成的圆筒形部件中填充有介电体材料而得到的结构，与进行金属镀的情况相比能够增大强度。

电磁波结合用结构

图17A～图17D示出了包括天线结合单元501和502及波导513的电磁波结合用结构的细节。图17A是上述结构的整体图，图17B是上述结构的侧视截面图。图17C是着重于印刷板1和2及介电体板510的截面图。图17D用于说明天线图形。

该电磁波结合用结构包括：构成印刷板1的天线结合单元501的一部分用的介电体板510_1；构成印刷板2的天线结合单元502的一部分用的介电体板510_2；以及插设在介电体板510_1与介电体板510_2之间且构成传输路径(波导)的波导513。通过该传输路径能够让电波进行传播。

如图16所示，介电体板510_1设置在印刷板1的背面上而介电体板510_2设置在印刷板2的正面上。印刷板1和2设有分别含有传输线路11a和11b(微带线)的天线结合单元501和502(传输路径结合用单元)，传输线路11a和11b是与信号生成单元10(未图示)电连接的线路的示例。例如，在波导513的两端处分别设有向波导513提供电磁波或从波导513接收电磁波的天线结合单元501和502。

在天线结合单元501和502中，如图17C所示，在印刷板1和2上首先形成用作接地导体的薄导体层521，并在薄导体层521上设置用作介电体层且具有厚度d51的介电体板510。在介电体板510的正面上形成宽度为w52且连接至传输线路11(11a和11b)的导体线路522。天线结构与导体线路522的前端结合从而辐射电磁波。导体层521、介电体板510和导体线路522被构造得形成了微带线520。

设置在导体线路522前端的天线结构代表着与配置在波导513内的信号传输路径(导体线路522)的结合部中的结构，该天线结构使得微波波段或毫米波波段的电信号能够结合至信号传输路径，但该天线结构不代表天线本身。例如，该天线结构包括天线端子、微带线和天线。

在第五实施例中，作为带有天线结构的天线，如图17D所示，使用了包括矩形贴片图形(天线图形)的贴片天线530B。在导体线路522与贴片天线530B的结合部处形成有用于调节给电点的切口结构532。

波导513形成有用于防止波导513与导体线路522接触的间隙部515。中空波导513被设置在印刷板1与印刷板2之间且使得直径的中心与贴片天线530B的中心一致。波导513以包围贴片天线530B的方式利用粘合剂而被固定至介电体板510。介电体板510的第二层用作导体线路(导体层521)并作为终端。

利用这种结构，例如毫米波信号从天线结合单元501的微带线520_1被供给至贴片天线530B_1并与波导513结合，从而在该波导内传播。然后，该毫米波信号与天线结合单元502的贴片天线530B_2结合并被传输至微带线520_2。在逆向传输的情况下，毫米波信号从天线结合单元502的微带线520_2被供给至贴片天线530B_2并与波导513结合，从而在该波导内传播。然后，该毫米波信号与天线结合单元501的贴片天线530B_1结合并被传输至微带线520_1。

模拟

基于利用AET MW-STUDIO对通过特性(损失的大小)和反射特性进行模拟而得到的S参数，来说明将波导513应用于无线传输装置500的情况。

表1示出了为无线传输装置500的模拟模型而提供的参数。例如，贴片天线530B具有大致正方形形状并且其一侧的长度d50为1.3mm。介电体板510的厚度d51为0.1mm。导体线路522的宽度w52为0.2mm且厚度d52为0.02mm。波导513是中空波导并且其直径d53为3.45mm、长度L53(即，板间距离)为5mm。介电体板510的具体介电常数为3.4，介电损耗角正切tanδ为0.01。尽管表1中未示出，但与第一实施例相似地，印刷板1和2各自的厚度为1.0mm、具体介电常数为3.5并且介电损耗角正切tanδ为0.005。

表2

参数	值	单位
			贴片天线530的直径d50	1.3	mm
介电体板510的厚度d51	0.1	mm
			导体线路522的宽度w52	0.2	mm
导体线路522的厚度d52	0.02	mm
			波导513(中空波导)的直径d53	3.45	mm
波导513(中空波导)的长度L53	5	mm
			介电体板510的具体介电常数	3.4	无
介电体板510的介电损耗角正切(1GHz)	0.01	无

图18是示出了无线传输装置500的模拟特性(通过特性S(2，1)和反射特性S(1，1))的示例的图，并且对应于第一实施例的图9。

根据通过特性S(2，1)dB的模拟结果，基于毫米波信号S的视频数据在60GHz的载波频率附近有几dB(约2dB)的通过损失。

根据反射特性S(1，1)dB的模拟结果，在载波频率为57.7GHz～61.1GHz的范围内实现了-10dB以下的反射损失。

如上所述，在第五实施例的无线传输装置500中，印刷板1和2的那些支撑部件中的至少一部分兼作无线信号传输路径，并且基本构思与第一～第四实施例相同。甚至当贴片天线530B用作天线结构或者中空波导用作波导513时，也能进行毫米波的无线传输而从模拟结果来看没有出现任何不便。

由于可以使用波导513的原本的支撑结构作为无线信号传输路径，因而能够得到与第一～第四实施例相同的效果，例如能够除去相关技术中用于将印刷板1和印刷板2连接起来的通信电缆和连接器等。

天线结构的变形例

图19A～图19D示出了第五实施例的无线传输装置500中所使用的天线结构(天线图形)的变形例。天线图形不限于图17D所示的形成贴片天线530B用的矩形图形。天线结构可以这样构造而成：基于形成在介电体板510正面上的50Ω的导体线路522，在介电体板510正面上用预定形状的导体图形形成天线图形。

图19A所示的第一示例是使用导体线路522自身的端部为微带天线530A。在此情况下，共振结构用作天线。换句话说，可以说是将微带线用作天线。

图19B所示的第二示例与图17D所示的相同并且是这样的结构：该结构中，与微带天线530A相比，将微带天线530A的线路部分(带部分)的水平宽度增大了以便提高电波的辐射效率。尽管图19B中未图示，可在导体线路522和贴片天线530B间的结合部处形成用于调节给电点的切口结构532。另外，在图19B所示的示例中，贴片具有矩形形状。然而，本发明不限于此。例如，贴片可具有圆形形状或其他形状。

图19C所示的第三示例是平面型倒F天线530C。给电线路530Ca与导体线路522连接，并且短路线路530Cb与接地表面连接，该接地表面是形成在介电体板510下部表面上的导体层521。

图19D所示的第四示例是差分天线530D并由移相器530Da和偶极天线530Db组合起来而构成。移相器530Da包括彼此具有不同线路长度的移相器530Da_1和530Da_2。移相器530Da_1与移相器530Da_2之间的连接点被连接至导体线路522。移相器530Da_1的另一端与偶极天线530Db的其中一个元件530Db_1连接，移相器530Da_2的另一端与偶极天线530Db的另一个元件530Db_2连接。在偶极天线530Db中，由移相器530Da_1和530Da_2的线路长度之差引起的在它们的所述另一端处的相位差为180°。

前面的各实施例都非常适用于对载波频率为30GHz～300GHz的毫米波信号进行传输从而高速运载电影图像和电脑图像等的毫米波介电体内传输装置、毫米波介电体内传输方法和毫米波介电体内传输系统等。

上面已经参照附图说明了本发明的优选实施例，当然本发明不限于上述各实施例。本领域技术人员可以在随附权利要求的范围内进行各种替换和改变，并且应该理解的是，上述替换和改变应当涵盖在本发明的技术范围内。

Claims (20)

1.一种毫米波介电体内传输装置，其包括：

第一信号处理板，所述第一信号处理板用于处理毫米波信号；

第二信号处理板，所述第二信号处理板与所述第一信号处理板进行信号结合，由此接收所述毫米波信号并对所述毫米波信号进行信号处理；以及

支撑部件，所述支撑部件设在所述第一信号处理板与所述第二信号处理板之间，

其中，所述支撑部件构成介电体传输路径并支撑着所述第一信号处理板和所述第二信号处理板。

2.如权利要求1所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

所述第一信号处理板包括：

第一信号生成单元，所述第一信号生成单元对输入信号进行信号处理并生成毫米波信号；以及

第一信号结合单元，所述第一信号结合单元用于把由所述第一信号生成单元生成的所述毫米波信号结合至所述支撑部件，

与所述第一信号处理板一起夹着构成所述介电体传输路径的所述支撑部件的所述第二信号处理板包括：

第二信号结合单元，所述第二信号结合单元用于从所述支撑部件接收所述毫米波信号；以及

第二信号生成单元，所述第二信号生成单元对由所述第二信号结合单元接收到的所述毫米波信号进行信号处理并生成输出信号。

3.如权利要求2所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

所述第一信号处理板包括第一传输线路，所述第一传输线路电连接在所述第一信号生成单元与所述第一信号结合单元之间并用于传输毫米波信号，所述第一信号结合单元包括：

第一波导，所述第一波导是利用开设在所述第一信号处理板中且具有预定形状的通孔而形成的；以及

第一信号转换部，所述第一信号转换部被设置成进入所述第一波导内且含有所述第一传输线路，所述第一信号转换部用于将毫米波信号转换成电磁波，

所述第一信号结合单元把由所述第一信号转换部转换得到的所述电磁波传输至构成所述介电体传输路径的所述支撑部件的一端，并且利用具有预定形状且包围着所述第一波导的通孔将所述支撑部件的所述一端与所述第一信号处理板固定在一起，

所述第二信号处理板包括第二传输线路，所述第二传输线路电连接在所述第二信号生成单元与所述第二信号结合单元之间并用于传输毫米波信号，所述第二信号结合单元包括：

第二波导，所述第二波导是利用开设在所述第二信号处理板中且具有预定形状的通孔而形成的；以及

第二信号转换部，所述第二信号转换部被设置成进入所述第二波导内且含有所述第二传输线路，所述第二信号转换部用于把在所述支撑部件内传播的电磁波转换成毫米波信号，

所述第二信号结合单元利用所述第二信号转换部将已传播至构成所述介电体传输路径的所述支撑部件的另一端的电磁波转换成毫米波信号，通过所述第二波导将该毫米波信号传输至所述第二传输线路，并且利用具有预定形状且包围着所述第二波导的通孔将所述支撑部件的所述另一端与所述第二信号处理板固定在一起。

4.如权利要求3所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

所述第一信号结合单元包括第一固定部件，所述第一固定部件用于对从所述第一传输线路辐射至所述第一波导的电磁波进行反射，且用于将所述支撑部件的所述一端与所述第一信号处理板固定在一起，并且

所述第二信号结合单元包括第二固定部件，所述第二固定部件用于对已传播至所述支撑部件的所述另一端但还未被所述第二信号转换部转换成毫米波信号的电磁波进行反射，且用于将所述支撑部件的所述另一端与所述第二信号处理板固定在一起。

5.如权利要求4所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

固定所述支撑部件的所述一端用的所述第一固定部件在所述第一传输线路横切所述第一波导的位置处具有第一间隙部，并且

固定所述支撑部件的所述另一端用的所述第二固定部件在所述第二传输线路横切所述第二波导的位置处具有第二间隙部。

6.如权利要求1所述的毫米波介电体内传输装置，其中，所述支撑部件是使用介电体材料制成的，该介电体材料至少包含玻璃环氧系、丙烯酸系或聚乙烯系树脂。

7.如权利要求2所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

在所述第一信号生成单元上装配有调制电路和第一频率转换电路，所述调制电路用于调制所述输入信号，所述第一频率转换电路对由所述调制电路调制的所述输入信号进行频率转换并生成毫米波信号，并且

在所述第二信号生成单元上装配有第二频率转换电路和解调电路，所述第二频率转换电路对所述毫米波信号进行频率转换并输出输出信号，所述解调电路对从所述第二频率转换电路输出的所述输出信号进行解调。

8.如权利要求7所述的毫米波介电体内传输装置，其中，在所述第一信号生成单元和所述第二信号生成单元上分别装配有用于放大毫米波信号的放大器。

9.如权利要求1所述的毫米波介电体内传输装置，其中，所述支撑部件被固定成这样：使得所述第一信号处理板和所述第二信号处理板在预定方向上组合起来并且在保持基本平行姿态的同时相互连接着。

10.如权利要求1所述的毫米波介电体内传输装置，其中，所述支撑部件被固定成这样：使得所述第一信号处理板和所述第二信号处理板并排设置着并且在保持基本水平状态的同时相互连接着。

11.如权利要求1所述的毫米波介电体内传输装置，其中，在所述第一信号处理板与所述第二信号处理板之间设有多个构成所述介电体传输路径的支撑部件，每个所述支撑部件都支撑着所述第一信号处理板和所述第二信号处理板并且传输所述毫米波信号。

12.如权利要求11所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

所述第一信号处理板包括：

第一信号生成单元，所述第一信号生成单元对输入信号进行信号处理并生成多个毫米波信号；以及

多个第一信号结合单元，各个所述第一信号结合单元把由所述第一信号生成单元生成的各个所述毫米波信号结合至各个所述支撑部件，

与所述第一信号处理板一起夹着所述多个构成所述介电体传输路径的支撑部件的所述第二信号处理板包括：

多个第二信号结合单元，各个所述第二信号结合单元用于从各个所述支撑部件接收所述毫米波信号；以及

第二信号生成单元，所述第二信号生成单元对由所述第二信号结合单元接收到的各个所述毫米波信号进行信号处理并生成输出信号。

13.如权利要求1所述的毫米波介电体内传输装置，其中，

在所述第一信号处理板和所述第二信号处理板至少一者的外侧隔着构成介电体传输路径的第二支撑部件设置有至少一个第三信号处理板，所述第二支撑部件不同于设在所述第一信号处理板与所述第二信号处理板之间的第一支撑部件，并且

所述第二支撑部件构成介电体传输路径、传输毫米波信号并且支撑着所述第三信号处理板。

14.一种用于制造毫米波介电体内传输装置的方法，所述方法包括如下步骤：

形成第一信号处理板，所述第一信号处理板用于处理毫米波信号；

形成第二信号处理板，所述第二信号处理板用于从所述第一信号处理板接收所述毫米波信号并且对所接收到的毫米波信号进行信号处理；以及

在所述第一信号处理板与所述第二信号处理板之间设置支撑部件，使所述支撑部件形成介电体传输路径，且使所述第二信号处理板上的所述支撑部件支撑着所述第一信号处理板和所述第二信号处理板。

15.如权利要求14所述的方法，其中，

当形成所述第一信号处理板时，在预定板上设置第一信号生成单元和第一信号结合单元，所述第一信号生成单元用于对输入信号进行信号处理并生成毫米波信号，所述第一信号结合单元用于把由所述第一信号处理单元生成的所述毫米波信号结合至所述支撑部件，并且，

当形成所述第二信号处理板时，在预定板上设置第二信号结合单元和第二信号生成单元，所述第二信号结合单元用于从所述支撑部件接收所述毫米波信号，所述第二信号生成单元用于对由所述第二信号结合单元接收到的所述毫米波信号进行信号处理并生成输出信号。

16.一种无线传输装置，其包括：

第一电路板，所述第一电路板包括第一信号转换部，所述第一信号转换部用于把待传输信号转换成具有高频率的高频信号；

第二电路板，所述第二电路板包括第二信号转换部，所述第二信号转换部接收基于由所述第一信号转换部产生的所述高频信号的无线信号并将该无线信号转换成所述待传输信号；以及

支撑部件，所述支撑部件设置在所述第一电路板与所述第二电路板之间，且支撑着所述第一电路板和所述第二电路板，

其中，所述支撑部件构成无线信号传输路径，利用所述无线信号传输路径将所述无线信号从所述第一电路板传输至所述第二电路板。

17.如权利要求16所述的无线传输装置，其中，在所述支撑部件中以包围着传输路径的方式设置有遮蔽部件，所述遮蔽部件用于阻挡所述无线信号的外部辐射，并且所述遮蔽部件内的所述传输路径为中空波导。

18.如权利要求16所述的无线传输装置，其中，在所述支撑部件中以包围着传输路径的方式设置有遮蔽部件，所述遮蔽部件用于阻挡所述无线信号的外部辐射，并且所述遮蔽部件内的所述传输路径被填充有介电体材料。

19.如权利要求16所述的无线传输装置，其中，

在所述第一电路板上设有第一无线信号结合部，所述第一无线信号结合部用于把由所述第一信号转换部产生的所述高频信号作为所述无线信号而结合至所述支撑部件，并且

在所述第二电路板上设有第二无线信号结合部，所述第二无线信号结合部与作为所述无线信号而被所述支撑部件传输的无线信号结合。

20.一种无线传输方法，所述方法包括如下步骤：

提供支撑部件，所述支撑部件设置在发送侧电路板与接收侧电路板之间，所述支撑部件被构造成用于支撑着所述发送侧电路板及所述接收侧电路板且用于构成无线信号传输路径，利用所述无线信号传输路径将无线信号从所述发送侧电路板传输至所述接收侧电路板；

利用所述发送侧电路板将待传输信号转换成具有高频率的高频信号；

利用所述支撑部件将基于所述高频信号的所述无线信号传输至所述接收侧电路板；以及

利用所述接收侧电路板将从所述支撑部件接收到的所述无线信号转换成所述待传输信号。

Images