CN102414912B - 线路变换构造体以及利用该线路变换体构造的天线 - Google Patents
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Abstract
在线路变换构造中，缝隙线路(5)包含：通过贯通电介质层(2)的贯通导体(6)与接地层(4)连接的缝隙接地导体(7)、缝隙信号导体(8)、以及配置在缝隙接地导体(7)与缝隙信号导体(8)之间的缝隙(9)。高频传输线路(1)的信号导体(3)与缝隙接地导体(7)之间设有间隙且与缝隙接地导体(7)以及缝隙(9)正交，其前端与缝隙信号导体(8)相连接，缝隙接地导体(7)的夹着间隙并与信号导体(3)平行的部分的长度为高频传输线路(1)进行传输的信号的波长的0.25倍以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种将电介质层上形成的高频传输线路变换到缝隙线路的线路变换构造，尤其是涉及一种在适于容纳或者搭载从微波带至毫米波带区域的高频用半导体元件的半导体元件容纳用封装体或者布线基板中，适于传输线路的层间连接、与天线之间的连接、以及与波导管之间的连接等的线路变换构造以及利用该线路变换构造的天线。
背景技术
近年来，迎来了高度信息化时代，正在研究在由1GHz～30GHz的微波区域起直至30GHz～300GHz的毫米波区域的频率，灵活运用在信息传递中所利用的电波，例如，已提出了诸如利用60GHz的家庭内高速无线传输系统(无线PAN：个域网)那样的应用系统。
在容纳或者搭载了这样的应用系统等中所利用的高频用半导体元件(以下，简单称为“高频元件”)的布线基板中，根据现有技术，通过缝隙线路来进行传输线路的层间连接、或至天线的连接等的情形较多。
作为利用了通过缝隙线路的传输线路的连接的布线基板，已知的有在专利文献1所公开的布线基板。在该布线基板中，在上侧的电介质层上构成的微带线路与在下侧的电介质层上构成的输出用微带线路通过在各电介质层间所设置的缝隙并通过电磁耦合而进行高频连接。
在这样的布线基板中的微带线路与缝隙之间的电磁耦合的特性是根据作为从各微带线路的开放端至缝隙的中心为止的长度的短截线(stub)长度与缝隙长度而发生变化的。在印刷这样的布线基板并利用层叠技术进行制造的情况下，由于缝隙长度的偏差是仅由印刷尺寸的偏差所决定的，所以相对而言较小。另一方面，短截线长度的偏差由于形成各微带线路时的印刷位置偏差、形成缝隙时的印刷位置偏差、以及层叠上下电介质层时的层叠偏离而易变得较大，所以，存在微带线路与缝隙之间的电磁耦合的特性出现偏差这样的问题。
另外，作为将用于传输高频的线路变换到缝隙线路的线路变换构造，已知的有在专利文献2所公开的布线基板。该示例是通过在同一面上形成了共面线路的缝隙与电介质波导管进行连接的布线基板。在该情况下，由于共面线路与缝隙均形成在同一面上，所以，不受上述那样的印刷位置偏离或层叠偏离的影响，而仅依赖于印刷尺寸的偏差，由此，短截线长度的偏差成为相对较小，从共面线路至缝隙的变换特性偏差也变小。
另外，作为将微带线路变换到共面线路的线路变换构造，已知的有专利文献3所公开的布线基板。该例为：在使构成微带线路的信号导体的宽度变窄的同时，在信号导体的两侧空出与信号导体的间隔，形成接地导体，按照使阻抗成为一定的方式，使该间隔变窄并变换到共面线路的布线基板。在这样的布线基板中，按照使阻抗成为一定的方式使信号导体与其两侧的接地导体之间的间隔变窄的设计并不容易。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平3-129903号公报
专利文献2：JP特开2002-26611号公报
专利文献3：JP特开平6-303010号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种变换特性的偏差较小且变换损失较小的、将高频传输线路变换到缝隙线路的线路变换构造体。
用于解决课题的手段
在本发明的一实施方案中，线路变换构造体是将高频传输线路变换到缝隙线路的线路变换构造体。所述高频传输线路包含电介质层、配置在该电介质层的上表面上的信号导体、以及配置在所述电介质层的下表面上的接地层。所述缝隙线路包含缝隙接地导体、缝隙信号导体以及缝隙。缝隙接地导体配置在所述电介质层的上表面上且通过贯通所述电介质层的贯通导体与所述接地层连接。缝隙信号导体配置在所述电介质层的上表面上。缝隙配置在所述缝隙接地导体与所述缝隙信号导体之间。所述高频传输线路的所述信号导体与所述缝隙接地导体之间设有间隙且与所述缝隙接地导体以及所述缝隙正交，而且所述信号导体的前端与所述缝隙信号导体相连接。所述缝隙接地导体的夹着所述间隙并与所述信号导体平行的部分的长度为所述高频传输线路进行传输的信号的波长的0.25倍以下。
在本发明的另一实施方案中，天线包括对所述缝隙的两方的端部进行封闭的上述线路变换构造体、下侧电介质层、下侧接地层、第一开口、第二开口、以及多个屏蔽导体。下侧电介质层形成在所述电介质层的下表面上。下侧接地层形成在该下侧电介质层的下表面上。第一开口形成在所述接地层的与所述缝隙对置的部分上。第二开口形成在所述下侧接地层的与所述缝隙对置的部分上。多个屏蔽导体按照在俯视图上包围所述第一开口以及所述第二开口的方式进行排列且对所述接地层和所述下侧接地层进行连接。
发明效果
根据本发明的一实施方案，在线路变换构造中，高频传输线路的信号导体与缝隙接地导体之间设有间隙且与缝隙接地导体以及缝隙正交，而且其前端与缝隙信号导体相连接，缝隙接地导体的夹着间隙并与信号导体的平行的部分的长度为高频传输线路进行传输的信号的波长的0.25倍以下。因此，在信号导体与缝隙接地导体之间设有间隙且与缝隙接地导体正交的部分中，不形成共面线路的传输模式，而能够将高频传输线路直接变换至缝隙线路，由于不发生共振，所以，成为变换损失小的线路变换构造。
根据本发明的实施方案，天线包括如上所述那样的对缝隙的两方的端部进行封闭的本发明的一个实施方案的线路变换构造、下侧电介质层、下侧接地层、第一开口、第二开口、以及多个屏蔽导体。因此，在这样的天线中，由于能够将高频传输线路传输来的信号在缝隙线路中作为信号能量而高效率地蓄积，配置在缝隙下侧的下侧电介质层的由屏蔽导体所包围的部分作为获取缝隙与位于下侧电介质层的下侧的空间之间的高频匹配的电介质匹配器而发挥作用，因此能够通过第一开口以及第二开口，低损失(高效率)地向空间辐射信号。
附图说明
本发明的目的、特点以及优点通过下述详细的说明与附图，将变得明确。
图1A是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的一个示例的概略立体图。
图1B是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的一个示例的概略平面图。
图1C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的一个示例的、从图1A的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图1D是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的一个示例的、从图1A的剖面线B-B所观察到的概略截面图。
图2A是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的其他示例的概略立体图。
图2B是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的其他示例的概略平而图。
图2C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的其他示例的、从图2A的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图3A是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略立体图。
图3B是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略平面图。
图3C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的、从图3B的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图4A是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略立体图。
图4B是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略平面图。
图4C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的、从图4A的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图5A是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略平面图。
图5B是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的、从图5A的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图5C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的、从图5A的剖面线B-B所观察到的概略截面图。
图6A是用于说明本发明的天线的实施方式的一个示例的概略平面图。
图6B是用于说明本发明的天线的实施方式的一个示例的、从图6A的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图6C是用于说明本发明的天线的实施方式的一个示例的概略底面图。
图7A是本发明的天线的实施方式的其他示例的概略平面图。
图7B是用于说明本发明的天线的实施方式的其他示例的、从图7A的剖面线A-A所观察到的概略截面图。
图7C足用于说明本发明的天线的实施方式的其他示例的、从图7A的剖面线B-B所观察到的概略截面图。
图8是作为表示用于确认本实施方式的线路变换构造的效果的仿真结果的、从微带线路直至输出用微带线路为止的损失的频率特性的曲线图。
图9是作为表示用于确认本实施方式的线路变换构造的效果的仿真结果的、损失与缝隙接地导体的夹着间隙并与信号导体平行的部分的长度之间的关系的曲线图。
图10是作为表示用于确认本实施方式的线路变换构造的效果的仿真结果的、损失与在信号导体和贯通导体间的间隔之间的关系的曲线图。
图11是表示本实施方式的天线的反射的仿真结果的曲线图。
图12是表示在未形成接地强化导体的情况下的、天线的增益与缝隙图案宽度之间的关系的曲线图。
图13A是表示试验例1的天线的增益的仿真结果的曲线图。
图13B是表示试验例3的天线的增益的仿真结果的曲线图。
图13C是表示试验例5的天线的增益的仿真结果的曲线图。
图14是表示天线的增益与接地强化导体的离缝隙端部的间距之间的关系的曲线图。
图15A是表示试验例6的天线的增益的仿真结果的曲线图。
图15B是表示试验例7的天线的增益的仿真结果的曲线图。
图15C是表示试验例8的天线的增益的仿真结果的曲线图。
图16是表示试验例11的天线的增益的仿真结果的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的线路变换构造的实施方式进行详细说明。在图1A～图1D、图2A～图2C、图3A～图3C、图4A～图4C以及图5A～图5C中示出了作为高频传输线路的微带线路1、电介质层2、下侧电介质层2a、信号导体3、接地层4、第一开口4a、缝隙线路5、贯通导体6、接地强化导体6a、上侧接地强化导体6b、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙9、缝隙图案导体9a、上侧电介质层10、16、上侧接地层11、17、输出用信号导体12、输出用微带线路13、以及作为高频传输线路的带状(strip)线路18。另外，在图1A～图5C中，为易于理解其构造，电介质层2、下侧电介质层2a以及上侧电介质层10、16以透视方式来进行表示。另外，图1B的单点划线是缝隙9的宽度方向的中心线。
图1A～图1D是用以说明本发明的线路变换构造的实施方式的一个示例的概略图，图1A是立体图，图1B是平面图，图1C是从图1A的剖面线A-A所观察到的截面图，图1D是从图1A的剖面线B-B所观察到的截面图。在本实施方式的将作为高频传输线路的微带线路1变换到缝隙线路5的线路变换构造中，如图1A～图1D所示的示例那样，微带线路1包含：电介质层2、在电介质层2的上表面上所配置的信号导体3、以及在电介质层2的下表面上所配置的接地层4。缝隙线路5包含：缝隙接地导体7、缝隙信号导体8和缝隙9。缝隙接地导体7配置在电介质层2的上表面上，并通过贯通了电介质层2的贯通导体6与接地层4连接。缝隙信号导体8配置在电介质层2的上表面上。缝隙9配置在缝隙接地导体7与缝隙信号导体8之间。微带线路1的信号导体3与缝隙接地导体7之间设有间隙，并与缝隙接地导体7以及缝隙9正交，且信号导体3的前端与缝隙信号导体8连接。根据这样的构成，由于信号导体3与缝隙9形成在相同的电介质层2上，所以，作为到缝隙线路5的变换特性的因子的短截线长度(图1B所示的ML，在该例的情况下，其为缝隙9的宽度的一半的长度。)不受在制造时的印刷位置偏离或层叠偏离的影响，而仅依赖于印刷尺寸的偏差，由此，偏差变小，从微带线路1至缝隙线路5的变换特性偏差变小。另外，缝隙接地导体7的夹着间隙并与信号导体3平行的部分的长度(图1B所示的L)为微带线路1传输的信号的波长的0.25倍以下。因此，由于在信号导体3与缝隙接地导体7之间设有间隙并与缝隙接地导体7正交的部分中，不形成共面线路的传输模式，能够将微带线路1直接变换到缝隙线路5，并且不发生共振，所以，成为变换损失小的线路变换构造。
另外，在上述构成中，与缝隙接地导体7的夹着间隙并平行于信号导体3的部分最接近的贯通导体6和信号导体3之间的间隔(图1B所示的D)为微带线路1进行传输的信号的波长的0.13倍以下时，从微带线路1的信号导体3的正下方的接地层4起通过贯通导体6到缝隙接地导体7为止的距离充分短。因此，由于能够不迟滞地将微带线路1的接地电位传递到缝隙接地导体7，所以，能够进一步减小从微带线路1至缝隙线路5的变换损失。
图2A～图2C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的其他示例的概略图，图2A是立体图，图2B是平面图，图2C是从图2A的剖面线A-A所观察到的截面图。在图2A～图2C所示的示例中，与图1A～图1D所示的示例相比，缝隙接地导体7的宽度变宽，用于连接缝隙接地导体7与接地层4的贯通导体6的直径变大。由此，在将微带线路1的接地电位传递给缝隙接地导体7时，能够减小由于贯通导体6的电感所引起的接地电位的传播延迟，缝隙接地导体7的接地电位的延迟变小。因此，能够进一步减小从微带线路1至缝隙线路5的变换损失。尽管仅增大贯通导体6的直径即可获得这样的效果，但是这样做会变为：贯通导体6从缝隙接地导体7露出，贯通导体6的端面从电介质层2的表面露出。在成为这样时，在布线基板的制造工序或者对布线基板安装元件的工序中，例如在镀膜工序或元件的安装后的洗净工序等中，可能导致在贯通导体6与电介质层2之间的微小的间隙中浸入镀液或洗净液等液体，由此贯通导体6被腐蚀，进而导通电阻増加，在液体的干燥工序中，由于因液体的膨胀、气化所引起的应力，将出现在布线基板上发生裂纹而引起断线或绝缘不良等的情况。因此，优选地，将缝隙接地导体7的宽度设定为比贯通导体6的直径要大。在这样的情况下，仅将缝隙接地导体7的夹着间隙并与信号导体3平行的部分的长度L设定为微带线路1进行传输的信号的波长的0.25倍以下即可，如图2A～图2C所示的示例那样，关于缝隙接地导体7的宽度，远离间隙的部分比缝隙接地导体7的夹着间隙且与信号导体3平行的部分要宽。
图3A～图3C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略图，图3A是立体图，图3B是平面图，图3C是从图3B的剖面线A-A所观察到的截面图。如图3A～图3C所示的示例那样，在本实施方式的线路变换构造中，优选地，按照在电介质层2上通过上侧电介质层10覆盖信号导体3的与缝隙线路5正交的部分及间隙、以及在缝隙线路5的间隙与缝隙信号导体8之间的部分即线路变换部的方式，形成上侧接地层11。在设定为这样的构成时，能够使线路变换部与外部之间屏蔽，能够抑制从线路变换部至外部的信号辐射或从外部至线路变换部的噪声入射。本实施方式的线路变换构造的线路变换部是将微带线路1进行传输的信号的电磁场模式直接变换为缝隙线路5进行传输的信号的电磁场模式的部分，比单纯的传输线路进行传输的信号的电磁场模式较复杂，成为易受到向外部的辐射或者来自外部的入射的影响的构造。由此，通过利用上侧接地层11来覆盖该线路变换部，能够有效地抑制向外部的辐射或者来自外部的入射的影响。
尽管在图3A～图3C所示的示例中，仅在线路变换部的上部形成上侧接地层11，但是在俯视图上形成比线路变换部更大的上侧接地层11时，不仅能更进一步提高上述屏蔽效果，而且在制作具有本实施方式的线路变换构造的布线基板等时，即使存在上侧接地层11的若干位置偏离，也能够确实地覆盖线路变换部，所以其为优选的。进一步地，当由上侧接地层11通过上侧电介质层10来覆盖电介质层2的上表面的整个面时，通过上方的上侧接地层11以及下方的接地层4在上下方向上对线路变换部进行完全屏蔽，能够完全抑制向上下方向的外部的辐射或者来自外部的入射。另外，在通过生片(green sheet)层叠法来制作具有本实施方式的线路变换构造的布线基板等的情况下，也易于进行上侧电介质层10的形成。
另外，如图2A～图2C所示的示例那样，也可在缝隙接地导体7的长度方向(从间隙起远离的方向)排列设置有多个贯通导体6。在这样做时，能够抑制贯通导体6从外部通过电介质层2向缝隙9以及线路变换部的噪声入射。
另外，当按照在电介质层2的上表面上，对缝隙9的至少一方的端部进行封闭的方式来配置缝隙图案导体9a时，能够将信号的传输方向改变为所希望的方向。例如，如图2A～图2C所示的示例那样，在配置了仅封闭缝隙9的一方的端部的缝隙图案导体9a的情况下，信号在该封闭的端部进行全反射，而向缝隙9的另一方的端部侧进行传输，所以，能够将微带线路1传输来的信号向缝隙9的所希望的一方的端部侧进行传输。
图4A～图4C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略图，图4A是立体图，图4B是平面图，图4C是从图4A的剖面线A-A所观察到的截面图。如图4A～图4C所示的示例那样，在按照缝隙9的两方的端部进行封闭的方式来配置2个缝隙图案导体9a的情况下，微带线路1传输来的信号在缝隙线路5中作为能量而暂且被蓄积，例如，通过电介质层2的下表面的接地层4的第一开口4a，而传输到由接地层4、在其下所形成的下侧电介质层2a以及在下侧电介质层2a的下表面形成的输出用信号导体12构成的输出用微带线路13等其他传输线路、或者在缝隙的上下方向上所配置的天线或者波导管等，所以，能够经由缝隙线路5通过与外部的元件的电磁耦合来传输信号。
图5A～图5C是用于说明本发明的线路变换构造的实施方式的另一其他示例的概略图，图5A是平面图，图5B是从图5A的剖面线A-A所观察到的截面图，图5C是从图5A的剖面线B-B所观察到的截面图。图5A～图5C所示的示例的线路变换构造将作为高频传输线路的带状线路18变换到缝隙线路5。在图5A～图5C所示的示例中，带状线路18包括：上侧电介质层16、配置在上侧电介质层16的上表面上的上侧接地层17、电介质层2、配置在电介质层2的上表面上的信号导体3、配置在电介质层2的下表面上的接地层4。缝隙线路5包括：缝隙接地导体7、缝隙信号导体8和缝隙9。缝隙接地导体7配置在电介质层2的上表面上，并通过贯通电介质层2的贯通导体6与接地层4连接。缝隙信号导体8配置在电介质层2的上表面上。缝隙9配置在缝隙接地导体7与缝隙信号导体8之间。带状线路18的信号导体3与缝隙接地导体7之间设有间隙，并与缝隙接地导体7以及缝隙9进行正交，其前端与缝隙信号导体8连接。
而且，在图5A～图5C所示的示例的线路变换构造中，按照对缝隙9的两方端部进行封闭的方式，在电介质层2的上表面上配置2个缝隙图案导体9a，缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)为带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍以下。这样，在缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)短的情况下，在从缝隙9的端部起背离信号导体3的方向上带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍以内的区域中，形成接地强化导体6a，接地强化导体6a贯通电介质层2，并与缝隙接地导体7、接地层4连接。即，接地强化导体6a被设定为其离缝隙9的端部的间距G成为带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍以下。由此，能够使缝隙9的端部的缝隙接地导体7侧的电位接近于接地电位。因此，缝隙信号导体8的电位与缝隙接地导体7的接地电位在缝隙9的端部处短路，在各导体中流动的电流分布成为对称，基于电流分布的电磁场成为对称，从而能够抑制信号的无用的辐射，能够抑制在作为天线的情况下的增益下降。
另外，在图5A～图5C所示的示例的线路变换构造中，由于带状线路18具有上侧接地层17，所以，能够通过上侧接地层17抑制从上侧向外部的信号辐射，能够抑制在作为天线的情况下的增益下降。
另外，在上述构成中，优选地，设有贯通上侧电介质层16并与缝隙接地导体7和上侧接地层17相连接的上侧接地强化导体6b。在这样设有上侧接地强化导体6b的情况下，能够更进一步将缝隙9的端部的缝隙接地导体7侧的电位设为接近于接地电位，所以，能够更进一步抑制增益下降。
另外，如图5A～图5C所示的示例那样，在按照对缝隙9的两方的端部进行封闭的方式来配置2个缝隙图案导体9a的情况下，带状线路18传输来的信号在缝隙线路5中作为能量而暂且被蓄积，例如，通过电介质层2的下表面的接地层4的第一开口4a，而传输到由接地层4、其下所形成的下侧电介质层2a、以及在下侧电介质层2a的下表面所形成的输出用信号导体12构成的输出用微带线路13等其他传输线路、或在缝隙9的上下方向所配置的天线或者波导管等，所以，能够经由缝隙线路5并通过与外部的元件的电磁耦合来传输信号。
通过利用这样构成的本实施方式的线路变换构造，能够构成低损失的天线。
图6A～图6C是用于说明本发明的天线的实施方式的一个示例的概略图，图6A是平面图，图6B是从图6A的剖面线A-A所观察到的截面图，图6C是底面图。在图6A～图6C中，示出了下侧接地层14、在下侧接地层14上形成的第2开口14a、以及屏蔽导体15，其他的标号表示与图1A～图5C所赋予的标号相同的部位。另外，在图6A～图6C中，与图1A～图5C相同地，为了使其构造易于理解而透视地表示电介质层2以及下侧电介质层2a。
图6A～图6C所示的示例的天线包括：缝隙9的两方的端部封闭的如图1A～图4C所示的任意一个构成的线路变换构造、下侧电介质层2a、下侧接地层14、第一开口4a、第二开口14a、多个屏蔽导体15。下侧电介质层2a形成在电介质层2的下表面上。下侧接地层14形成在下侧电介质层2a的下表面上。第一开口4a形成在接地层4的与缝隙9对置的部分上。第二开口14a形成在下侧接地层14的与缝隙9对置的部分上。多个屏蔽导体15以俯视图观察时包围第一开口4a以及第二开口14a的方式进行排列，并与接地层4以及下侧接地层14连接。在这样构成的天线中，微带线路1传输来的信号在缝隙线路5中作为信号能量而高效率地蓄积，配置在缝隙9下侧的下侧电介质层2a的由屏蔽导体15所包围的部分作为用于获取缝隙9与位于下侧电介质层2a的下侧的空间之间的高频匹配的电介质匹配器而进行作用，并且能够通过第一开口4a以及第二开口14a以低损失(高效率)地向空间辐射信号。
如果天线所具备的线路变换构造是上述那样的低损失的构造，则天线也能够成为更低损失(高效率)的天线。线路变换构造中的缝隙接地导体7的夹着间隙并与信号导体3平行的部分的长度(图1B所示的L)为微带线路1进行传输的信号的波长的0.25倍以下，并且，在与缝隙接地导体7的夹着间隙并平行于信号导体3的部分最接近的贯通导体6、与信号导体3之间的间隔(图1B所示的D)为微带线路1进行传输的信号的波长的0.13倍以下时，从微带线路1至缝隙线路5的变换损失进一步变小。因此，这样构成的天线成为能够将高频信号高效率地辐射的天线。另外，在图6A～图6C所示的示例的天线中，当如图3A～图3C所示的示例那样，按照在电介质层2上、经由上侧电介质层10覆盖信号导体3的与缝隙线路5正交的部分以及间隙、以及缝隙线路5的间隙与缝隙信号导体8之间的部分(即线路变换部)的方式来形成上侧接地层11时，能够使线路变换部与外部屏蔽，能够抑制从线路变换部至外部的信号辐射、或者从外部至线路变换部的噪声入射。因此，这样构成的天线是更低损失(高效率)的天线、或者较强的抗噪声的天线。
另外，本实施方式的天线在上述构成中，当如图6A～图6C所示的示例那样，与第二开口14a相比，第一开口4a的与信号导体3平行方向的长度较短时，通过接地层4的与第二开口14a重叠的部分，能够抑制下述情形，即，线路变换部的紊乱的电磁场模式向由多个屏蔽导体15所包围的区域(电介质匹配器)发生泄露的情形。因此，这样构成的天线能够抑制由紊乱的电磁场模式而引起的在电介质匹配器内发生无用的共振，成为更高效率的天线。
下侧电介质层2a的由屏蔽导体15所包围的部分作为获取位于下侧电介质层2a的下侧的信号进行辐射的空间与缝隙9之间的阻抗匹配的电介质匹配器而发挥作用，下侧电介质层2a的厚度设为下侧电介质层2a内的信号的波长的1／4的厚度。由于下侧电介质层2a内的信号的波长是随着微带线路1进行传输的信号的频率以及下侧电介质层2a的相对介电常数而进行变动的，所以，根据这些来设定下侧电介质层2a的厚度。
多个屏蔽导体15在俯视图下按照包围第一开口4a以及第二开口14a的方式进行排列，并形成在下侧电介质层2a内。各屏蔽导体15分别连接接地层4与下侧接地层14。优选地，使屏蔽导体15接近于第二开口且在其外侧进行排列。由于通过了第一开口4a的信号会通过由屏蔽导体15所包围的部分，当位于屏蔽导体15的内侧的下侧接地层14变小时，通过该部分可抑制对信号辐射的妨碍。更为优选的是，将屏蔽导体15以接触第二开口14a的方式在其外侧进行排列时，在屏蔽导体15的内侧，几乎不存在下侧接地层14，则不存在因下侧接地层14对信号辐射造成的妨碍。
另外，多个屏蔽导体15的间隔优选地按照使高频信号不从相邻的屏蔽导体15间发生泄露的方式，设为电介质匹配器进行传输的信号的波长的1／4以下。
将缝隙9、第一开口4a及第二开口14a相互对置地配置，即，在俯视图上重叠地配置。按照接地层4不妨碍从缝隙9向下侧电介质层2a辐射的方式，第一开口4a比缝隙9要大一圈，第一开口4a与缝隙9以其中心对准的方式进行配置。另外，按照下侧接地层14不妨碍通过了第一开口4a的信号向下侧电介质层2a的下侧的空间进行的辐射的方式，第二开口14a比第一开口4a要大一圈，第一开口4a与第二开口14a以其中心对准的方式进行配置。这样，根据缝隙9、第一开口4a以及第二开口14a的大小以及配置，能够从缝隙9通过第一开口以及第二开口而向其下的空间良好地辐射信号。
另外，对于第一开口4a与第二开口14a之间的大小关系，尤其是，如上述那样优选的是，与第二开口14a相比，第一开口4a的与信号导体3平行的方向的长度较短。通过这样做，能够抑制由下述磁场所激励的在电介质匹配器内的无用共振的磁场的发生，所述磁场为：信号导体3的周围所发生的磁场，尤其是信号被变换的、在信号导体3的被缝隙接地导体7所夹持的部分中发生的紊乱磁场。电介质匹配器内的无用共振的磁场易于沿着电介质匹配器的外周部(与屏蔽导体15接近的区域)发生，由于在信号导体3的周围发生的磁场、即在俯视图上在相对于信号导体3垂直的方向的磁场的激励会发生无用共振的磁场，所以，易于在电介质匹配器的外周部中的相对于信号导体3垂直的方向上延伸的部分发生。当与第二开口14a相比，第一开口4a的与信号导体3平行的方向的长度较短时，在该无用共振的磁场易于发生的部分与信号导体3之间存在接地层4，通过接地层4，能够将在信号导体3的周围发生的磁场进行屏蔽，所以，能够抑制无用共振的磁场的发生。由于无用共振的磁场易于集中在从屏蔽导体15直至电介质匹配器的中心之间的、从屏蔽导体15直至它们之间的距离的1／4为止的区域中，所以，第一开口4a的与信号导体3平行的方向的长度(图6C所示的OL1)可以比第二开口14a的与信号导体3平行的方向的长度(图6C所示的OL2)的1／2要短。如上所述那样，当第一开口4a与第二开口14a以其中心对准的方式来进行配置，第一开口4a的与信号导体3平行的方向的长度OL1设为比第二开口14a的与信号导体3平行的方向的长度OL2的1／2要短时，接地层4的第一开口4a的周围的部分位于电介质匹配器内的无用共振的磁场易于集中的区域上。通过该部分，在信号导体3的周围所发生的磁场能有效地被屏蔽，能够提高抑制电介质匹配器内的无用共振的发生的效果。
图7A～图7C是用于说明本发明的天线的实施方式的其他示例的概略图，图7A是平面图，图7B是从图7A的剖面线A-A所观察到的截面图，图7C是从图7A的剖面线B-B所观察到的截面图。在图7A～图7C中，与图1A～图6C相同地，为了使其构造易于理解，透视地表示电介质层2、下侧电介质层2a以及上侧电介质层16。图7A～图7C所示的示例的天线，除了作为线路变换构造，利用了图5A～图5C所示的线路变换构造以外，与图6A～图6C所示的天线相同地构成。具体而言，图7A～图7C所示的示例的天线包括：对缝隙9的两方端部进行封闭的如图5A～图5C所示的线路变换构造、下侧电介质层2a、下侧接地层14、第一开口4a、第二开口14a、以及多个屏蔽导体15。下侧电介质层2a形成在电介质层2的下表面上。下侧接地层14形成在下侧电介质层2a的下表面上。第一开口4a形成在接地层4的与缝隙9对置的部分上。第二开口14a形成在下侧接地层14的与缝隙9对置的部分上。多个屏蔽导体15按照在俯视图上包围第一开口4a以及第二开口14a的方式进行排列，并与接地层4以及下侧接地层14进行连接。在这样构成的天线中，带状线路18传输来的信号在缝隙线路5中作为信号能量而高效率地蓄积，配置在缝隙9下侧的下侧电介质层2a的由屏蔽导体15所包围的部分作为获取缝隙9与位于下侧电介质层2a的下侧的空间之间的高频匹配的电介质匹配器而发挥作用，能够通过第一开口4a以及第二开口14a，低损失(高效率)地向空间辐射信号。而且，只要天线所具备的线路变换构造是上述那样的能够抑制损失的构造，则天线也能够抑制增益的下降。
电介质层2、上侧电介质层10、16以及下侧电介质层2a由陶瓷或者有机树脂、或者其复合体构成。作为陶瓷，可以举出例如：氧化铝(Al2O3)材质烧结体、氮化铝(AlN)材质烧结体、氮化硅(Si3N4)材质烧结体等陶瓷材料、玻璃材料、或者玻璃与Al2O3，SiO2，MgO等无机材质填料的复合体构成的玻璃陶瓷材料。作为有机树脂，例如有：四氟化乙烯树脂(聚四氟乙烯：PTFE)、四氟化乙烯-乙烯共聚体树脂(四氟乙烯-乙烯共聚物树脂：ETFE)、四氟化乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物树脂(四氟化乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂：PFA)等氟素树脂或环氧树脂、玻璃环氧树脂、聚酰亚胺等。在为陶瓷材料的情况下，优选的是与能够传输更高频的信号的、能够与由Au、Ag、Cu等低电阻金属构成的导体材料同时烧制的玻璃陶瓷材料。根据所使用的频率或用途等，来设定基于这些材料的电介质层2的厚度。
在电介质层2由陶瓷材料构成的情况下，信号导体3、接地层4、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙图案导体9a、上侧接地层11、17以及下侧接地层14通过以W、Mo、Mo-Mn、Au、Ag、Cu等金属为主成分的金属化层来形成。另外，在电介质层2由有机树脂构成的情况下，则可以举出通过厚膜印刷法、各种的薄膜形成方法、镀膜法或者箔转印法等来形成的金属层或在这样的金属层上形成了镀层的情形，例如有：在Cu层、Cr-Cu合金层或者Cr-Cu合金层上覆盖Ni镀层以及Au镀层的情形、在TaN层上覆盖Ni-Cr合金层以及Au镀层的情形、在Ti层上覆盖Pt层以及Au镀层的情形、在Ni-Cr合金层上覆盖Pt层以及Au镀层的情形等。其厚度以及宽度则可根据传输的高频信号的频率或用途等来进行设定。
可以利用公知的方法来形成信号导体3、接地层4、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙图案导体9a、上侧接地层11、17以及下侧接地层14。例如在电介质层2由玻璃陶瓷形成的情况下，首先，准备成为这些电介质层2的玻璃陶瓷的生片，在生片(green sheet)上通过丝网印刷法，以规定形状来印刷涂覆Ag等的导体膏，由此来形成信号导体3、接地层4、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙图案导体9a、上侧接地层11、17以及下侧接地层14的各导体图案。此时，信号导体3、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙图案导体9a在相同的生片上被同时地形成。其次，将形成了这些导体图案的生片进行重叠并压接等来制作层叠体，通过对该层叠体以850～1000℃进行烧制来形成。其后，在露出外表面的导体上形成镀Ni以及镀Au等镀膜。在电介质层2由有机树脂材料形成的情况下，例如，在有机树脂片上转印已加工成信号导体3、接地层4、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙图案导体9a、上侧接地层11、17以及下侧接地层14的各导体图案形状的Cu箔，将转印了Cu箔后的有机树脂片进行层叠并通过粘合剂进行粘合来形成。
在电介质层2由玻璃陶瓷等陶瓷来形成的情况下，例如能够在前述的制造方法中，在信号导体3、接地层4、缝隙接地导体7、缝隙信号导体8、缝隙图案导体9a、上侧接地层11、17以及下侧接地层14的各导体图案的形成之前，可以在生片上通过模具加工或激光加工而预先形成的贯通孔内，通过印刷法等填充相同的导体膏来形成贯通导体6、接地强化导体6a以及上侧接地强化导体6b。在电介质层2由有机树脂形成的情况下同样地，取代生片而利用有机树脂片，通过导体膏的印刷或者镀膜在贯通孔内形成贯通导体即可。另外，屏蔽导体15也可以与贯通导体6、接地强化导体6a以及上侧接地强化导体6b相同地形成。
实施例
(实施例1)
以图4A～图4C所示的示例用作仿真模型，来进行用于确认本发明的线路变换构造的效果的仿真。通过对从微带线路1输入的信号输出至电介质层2下表面的输出用微带线路13为止的损失进行仿真，来估计从微带线路1至缝隙线路5的变换损失。在电介质层2内部的接地层4中，为了缝隙线路5与输出用微带线路13之间的耦合而设置第一开口4a。作为电介质层2，假设为氧化铝，相对介电常数设为8.6，导体的导电率设为6.6×106(S／m)，信号频率设为60GHz。电介质层2以及下侧电介质层2a的厚度设为0.15mm，为了将微带线路1以及输出用微带线路13的阻抗设为50Ω而将信号导体3以及输出用信号导体12的宽度设为0.14mm。在该情况下，微带线路1与输出用微带线路13的实际介电常数成为6.3，在60GHz处的信号的波长成为2.0mm。贯通导体6的直径为0.1mm。缝隙9的宽度(缝隙接地导体7与缝隙信号导体8之间的间隔)为0.1mm，长度SL为1.4mm。另外，输出用微带线路13的短截线长度ML为0.4mm。第一开口4a为1.8mm×0.35mm的长方形，在俯视图上将缝隙9配置为位于第一开口4a内的中心处。
接下来，将缝隙接地导体7的夹着间隙并与信号导体3平行的部分的长度L(以下，称之为“平行部长度L”)设定为微带线路1进行传输的信号的波长的0.25倍(0.5mm)，将信号导体3与贯通导体6的间隔D设为信号的波长的0.13倍(0.26mm)。
图8表示利用了上述仿真模型的损失的仿真结果。图8是表示仿真模型的从微带线路1至输出用微带线路13为止的损失的频率特性的曲线图，纵轴表示损失，横轴表示频率。根据图8，在约50GHz至70GHz的范围的信号将透过，在60GHz带从微带线路1至输出用微带线路13的电磁耦合良好，由此可知：从微带线路1至缝隙线路5的变换良好。在60GHz处的损失为1.1dB。
将上述仿真模型的平行部长度L设为信号的波长的0.125倍(0.25mm)、0.188倍(0.375mm)、0.375倍(0.75mm)、0.5倍(1.0mm)、0.75倍(1.5mm)以及1.0倍(2.0mm)的情形下也进行了仿真。图9集中表示其结果。图9是表示60GHz处的损失与平行部长度L之间关系的曲线图。将平行部长度L以微带线路1进行传输的60GHz信号的波长进行归一化(平行部长度L／波长的比率)来表示。根据图9可知：当平行部长度L为波长的0.25倍以下的情况下，损失为约1.1dB而较小，然而，当平行部长度L超过波长的0.25倍时，损失急剧变大。另外，当平行部长度L为波长的0.5倍时，损失尤其大，这是由于共振的影响所引起的。当平行部长度L为波长的0.75倍时，不受共振的影响，损失约为2.1dB，比平行部长度L为波长的0.25倍以下的情况下大1dB左右。这是由于：当从微带线路1变换到缝隙线路5时，经过了从微带线路至共面线路的线路变换构造、以及从共面线路至缝隙线路的线路变换构造这2个线路变换构造，由此在各线路变换构造均发生损失并且这些损失得到累积的缘故。当平行部长度L为波长的1.0倍时，由于共振的影响而损失再次变大，当在1.0倍以上，平行部长度L为波长的0.5n倍(n为正整数)时，也同样地由于共振的影响而损失变大。
(实施例2)
将上述仿真模型的与平行于信号导体3的部分最接近的贯通导体6和信号导体3之间的间隔D(以下，简称为“间隔D”)分别设为信号的波长的0.075倍(0.15mm)、0.1倍(0.2mm)、0.188倍(0.375mm)、0.25倍(0.5mm)以及0.375倍(0.75mm)，进行了仿真。图10集中表示其结果。图10表示60GHz处的损失与在信号导体3和贯通导体6之间的间隔D的关系的曲线图。将信号导体3和贯通导体6之间的间隔D以微带线路1进行传输的60GHz信号的波长进行归一化后(设为间隔D／波长的比率)来表示。根据图10可知：在间隔D为波长的0.13倍以下的情况下，损失约1.1dB而较小，而在间隔D超过波长的0.13倍时，损失急剧变大。间隔D为波长的0.25倍时，损失尤其大，这是由于与上述同样地受到共振的影响，相同地，在0.25n倍(n为正的整数)时由于受到共振的影响，损失变大。当间隔D为波长的0.38倍时，不受共振的影响，损失约为2.1dB，比间隔D为波长的0.13倍以下的情况下要大1dB左右。可以认为这是由于当在微带线路1的信号导体3的正下方的接地层4的电位通过贯通导体6而传输至缝隙接地导体7时，其传输路径的长度增大所导致的损失所造成。
(实施例3)
将图6A～图6C所示的示例用作仿真模型，进行了用于确认本发明的天线的效果的仿真。根据从微带线路1输入的信号的反射特性来估计天线的频带。在电介质层2下表面的接地层4上，为了缝隙线路5与电介质匹配器之间的耦合而设置了第一开口4a。将电介质层2、下侧电介质层2a假设为氧化铝，相对介电常数设为8.6，导体的导电率设为6.6×106(S／m)，信号频率设为60GHz。电介质层2的厚度设为0.15mm，下侧电介质层2a的厚度设为0.4mm，以及为了将微带线路1的阻抗设为50Ω而将信号导体3的宽度设为0.14mm。贯通导体6以及屏蔽导体15的直径设为0.1mm。缝隙9的宽度(缝隙接地导体7与缝隙信号导体8之间的间隔)设为0.1mm，长度SL设为1.4mm。第一开口4a设为1.8mm×0.35mm的长方形，在俯视图上，将缝隙9配置为位于第一开口4a内的中心处。按照其中心位置在3.6mm×1.5mm的长方形的边上的方式以0.3mm间距来排列屏蔽导体15。第二开口14a也为3.6mm×1.5mm的长方形。连结屏蔽导体15而形成的长方形以及第二开口14a的中心均与第一开口4a的中心对准来进行配置。
图11表示利用了上述仿真模型的反射的仿真结果。图11是表示仿真模型的从微带线路1输入的高频信号的反射的频率特性的曲线图，纵轴表示反射，横轴表示频率。根据图11可知：在从约57GHz至75GHz的范围，反射为-10dB以下而较小，并且跨越宽带域，作为天线将高频信号向空间进行了辐射。
[用于确认天线的增益的下降抑制效果的试验]
以图7A～图7C所示的示例用作仿真模型，进行了用于确认天线增益的下降抑制效果的仿真。
＜天线的增益与缝隙图案宽度之间的关系＞
(试验例1)
为了缝隙线路5与电介质匹配器之间的耦合而在电介质层2下表面的接地层4上设置了第一开口4a。将上侧电介质层16、电介质层2以及下侧电介质层2a假设为氧化铝，相对介电常数设为9.2，导体的导电率假设为钨金属化而为6.6×106(S／m)，信号频率设为60GHz。上侧电介质层16以及电介质层2的厚度设为0.125mm，下侧电介质层2a的厚度设为0.4mm，带状线路18的信号导体3的宽度设为0.1mm。缝隙接地导体7与信号导体3之间的间隙设为0.1mm。贯通导体6以及屏蔽导体15的直径设为0.1mm，贯通导体6与信号导体3之间的间隔D设为0.23mm。缝隙9的宽度(缝隙接地导体7与缝隙信号导体8之间的间隔)设为0.1mm，长度SL设为0.8mm。另外，缝隙信号导体8的宽度设为0.205mm。接着，按照对缝隙9的两方的端部进行封闭的方式，将2个缝隙图案导体9a配置在电介质层2的上表面上，缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.35倍(0.577mm)。另外，在试验例1中，以未形成有接地强化导体6a以及上侧接地强化导体6b的情形进行了仿真。
(试验例2)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.3倍(0.495mm)之外，其他与试验例1相同，来进行试验例2的仿真。
(试验例3)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍(0.412mm)之外，其他与试验例1相同，来进行试验例3的仿真。
(试验例4)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.2倍(0.33mm)之外，其他与试验例1相同，来进行试验例4的仿真。
(试验例5)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(0.247mm)之外，其他与试验例1相同，来进行试验例5的仿真。
表1、图12以及图13A～图13C表示利用了上述试验例1～5的仿真模型的增益的仿真结果。图12是表示在未形成接地强化导体的情况下的、天线增益与缝隙图案宽度之间的关系的曲线图。在图12中，纵轴表示增益(dBi)，横轴表示相对于波长的缝隙图案宽度。图13A～图13C是表示试验例1、3、5的天线的增益的仿真结果的曲线图。在图13A～图13C中，图13A表示试验例1的仿真结果，图13B表示试验例3的仿真结果，图13C表示试验例5的仿真结果，纵轴表示增益(dBi)，横轴表示角度(deg)。另外，在图13A～图13C中，实线A表示与信号导体3平行且与电介质层2垂直的面中的天线的增益，虚线B表示与信号导体3垂直且与电介质层2垂直的面中的天线的增益。
[表1]
根据表1、图12以及图13A～图13C可知：在缝隙图案导体9a的缝隙图案宽度为信号的波长的0.3倍以上的情况下，看不到明显的增益下降，但在缝隙图案宽度为信号的波长的0.25倍以下的情况下，可看到增益的大幅度下降。
＜天线增益与接地强化导体的离缝隙端部的间距之间的关系＞
(试验例6)
将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍(0.412mm)，除了在分别与信号导体3背离的方向上、从缝隙9的各端部起的带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍(离缝隙9的端部的间距为波长的0.25倍)的位置上，与缝隙9的各端部分别对应而配置了接地强化导体6a之外，其他与试验例1相同，来进行试验例6的仿真。另外，在试验例6中，以未形成上侧接地强化导体6b的情形进行了仿真。
(试验例7)
除了将接地强化导体6a的离缝隙9的端部的间距设为波长的0.125倍之外，其他与试验例6相同，来进行试验例7的仿真。
(试验例8)
除了将接地强化导体6a的离缝隙9的端部的间距设为波长的0倍，即，接地强化导体6a的中心位置与缝隙9的端部位置一致之外，其他与试验例6相同，来进行试验例8的仿真。
(试验例9)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(0.247mm)，且将接地强化导体6a的离缝隙9的端部的间距设为波长的0.15倍之外，其他与试验例6相同，来进行试验例9的仿真。
(试验例10)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(0.247mm)，并且将接地强化导体6a的离缝隙9的端部的间距设为波长的0倍，即，接地强化导体6a的中心位置与缝隙9的端部位置设为一致之外，其他与试验例6相同，来进行试验例10的仿真。
表2、图14以及图15A～图15C表示利用了上述试验例6～10的仿真模型的增益的仿真结果。图14是表示天线的增益与接地强化导体的离缝隙端部的间距之间的关系的曲线图。在图14中，纵轴表示增益(dBi)，横轴表示相对于波长、接地强化导体的离缝隙端部的间距。另外，在图14中，“λ”表示带状线路18进行传输的信号的波长。图15A～图15C表示试验例6、7、8的天线的增益的仿真结果的曲线图。在图15A～图15C中，图15A表示试验例6的仿真结果，图15B表示试验例7的仿真结果，图15C表示试验例8的仿真结果，纵轴表示增益(dBi)，横轴表示角度(deg)。另外，在图15A～图15C中，实线A表示与信号导体3平行且与电介质层2垂直的面中的天线的增益，虚线B表示与信号导体3垂直且与电介质层2垂直的面中的天线的增益。
[表2]
根据表2、图14以及图15A～图15C可知，通过在从缝隙9的端部起的信号的波长的0.25倍以内的区域中形成接地强化导体6a，与未形成接地强化导体6a的上述试验例3、5相比，抑制了增益的下降。
＜接地强化导体的配置位置＞
(试验例11)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.25倍(0.412mm)，并且按照接地强化导体6a对缝隙信号导体8、接地层4进行连接的方式，在信号导体3的延长线上设置接地强化导体6a之外，其他与试验例1相同，来进行试验例11的仿真。
图16表示利用了上述试验例11的仿真模型的增益的仿真结果。图16是表示试验例11的天线的增益的仿真结果的曲线图。在图16中，纵轴表示增益(dBi)，横轴表示角度(deg)。另外，在图16中，实线A表示与信号导体3平行且与电介质层2垂直的面中的天线增益，虚线B表示与信号导体3垂直且与电介质层2垂直的面中的天线增益。根据图16可知，在按照接地强化导体6a对缝隙信号导体8、接地层4进行连接的方式而进行设置的情况下，并未发挥增益的下降抑制效果。
＜接地强化导体的配置数量＞
(试验例12)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(0.247mm)，以及在从缝隙9的一方端部起在背离信号导体3的方向上的、带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(离缝隙9的端部的间距为波长的0.15倍)的位置上，仅与缝隙9的一方端部对应地设置了接地强化导体6a之外，其他与试验例1相同，来进行试验例12的仿真。
表3表示利用了上述试验例12的仿真模型的增益的仿真结果。
[表3]
根据表3可知，即使是接地强化导体6a仅与缝隙9的一方端部对应而设置的情况，与未形成接地强化导体6a的试验例5相比，能够抑制增益的下降。
＜2个接地强化导体的配置位置的对称性＞
(试验例13)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(0.247mm)，在从缝隙9的一方端部起的信号的波长的0.15倍(离缝隙9的端部的间距为波长的0.15倍)的位置、在从缝隙9的另一端部起的信号的波长的0倍(接地强化导体6a的中心位置与缝隙9的端部位置一致)的位置，配置有2个接地强化导体6a之外，其他与试验例1相同，来进行试验例13的仿真。即，在试验例13中，2个接地强化导体6a的配置位置相对于信号导体3呈非对称。
表4表示利用了上述试验例13的仿真模型的增益的仿真结果。
[表4]
根据表4可知，在2个接地强化导体6a的配置位置为非对称的情况下，虽比配置位置为对称的试验例9相比其增益的下降抑制效果低，但比未形成接地强化导体6a的试验例5相比，更好地抑制了增益的下降。
＜上侧接地强化导体的增益下降抑制效果＞
(试验例14)
除了将缝隙图案导体9a的与信号导体3垂直的部分的长度(缝隙图案宽度SW)设为带状线路18进行传输的信号的波长的0.15倍(0.247mm)，在从缝隙9的各端部起、分别背离信号导体3的方向上的信号的波长的0.15倍(离缝隙9的端部的间距为波长的0.15倍)的位置上，与缝隙9的各端部分别对应地配置接地强化导体6a，而且，在从缝隙9的各端部起、分别背离信号导体3的方向上的信号的波长的0.15倍(离缝隙9的端部的间距为波长的0.15倍)的位置上，与缝隙9的各端部分别对应地配置上侧接地强化导体6b之外，其他与试验例1相同，来进行试验例14的仿真。
(试验例15)
除了关于上侧接地强化导体6b，在从缝隙9的各端部起分别背离信号导体3的方向上的信号的波长的0倍(上侧接地强化导体6b的中心位置与缝隙9的端部位置一致)的位置上，与缝隙9的各端部分别对应地配置上侧接地强化导体6b之外，其他与试验例14相同，来进行试验例15的仿真。即，在试验例15中，上侧接地强化导体6b配置在相对于接地强化导体6a发生偏离的位置上。
表5表示利用了上述试验例14、15的仿真模型的增益的仿真结果。
[表5]
根据表5可知：通过设置上侧接地强化导体6b，与未设置上侧接地强化导体6b的试验例9相比，能够进一步抑制增益的下降。另外，通过试验例14与试验例15的比较，将上侧接地强化导体6b配置在相对于接地强化导体6a不偏离的位置的一方能够进一步抑制增益的下降。
本发明能够在不脱离其精神或者主要特征的情况下通过其他的各种方式来实施。因此，前述的实施方式中所有的点仅仅不过是个例示，本发明的范围是由所附权利要求表示，不受说明书正文的任何限制。而且，属于权利要求的所有变形或变更均处于本发明的范围内。
符号说明
1 微带线路
2 电介质层
2a 下侧电介质层
3 信号导体
4 接地层
4a 第一开口
5 缝隙线路
6 贯通导体
6a 接地强化导体
6b 上侧接地强化导体
7 缝隙接地导体
8 缝隙信号导体
9 缝隙
9a 缝隙图案导体
10、16 上侧电介质层
11、17 上侧接地层
12 输出用信号导体
13 输出用微带线路
14 下侧接地层
14a 第二开口
15 屏蔽导体
18 带状线路
Claims (9)
1.一种线路变换构造体，其用于将高频传输线路变换到缝隙线路，其特征在于，所述线路变换构造体包括：
高频传输线路，其包括电介质层、配置在该电介质层的上表面上的信号导体、以及配置在所述电介质层的下表面上的接地层；以及
缝隙线路，其包括配置在所述电介质层的上表面上且通过贯通所述电介质层的贯通导体与所述接地层相连接的缝隙接地导体、配置在所述电介质层的上表面上的缝隙信号导体、以及配置在所述缝隙接地导体与所述缝隙信号导体之间的缝隙，
其中，所述高频传输线路的所述信号导体与所述缝隙接地导体之间设有间隙且与所述缝隙接地导体以及所述缝隙正交，并且所述信号导体的前端与所述缝隙信号导体相连接，
所述缝隙接地导体的夹着所述间隙并平行于所述信号导体的部分的长度为所述高频传输线路进行传输的信号的波长的0.25倍以下。
2.根据权利要求1所述的线路变换构造体，其特征在于，
与所述缝隙接地导体的夹着所述间隙并平行于所述信号导体的部分最接近的所述贯通导体与所述信号导体之间的间隔为所述高频传输线路进行传输的信号的波长的0.13倍以下。
3.根据权利要求1或2所述的线路变换构造体，其特征在于，
按照覆盖所述信号导体的与所述缝隙线路正交的部分及所述间隙、以及所述缝隙线路的所述间隙与所述缝隙信号导体之间的部分的方式，经由上侧电介质层而形成上侧接地层。
4.根据权利要求1所述的线路变换构造体，其特征在于，
在所述电介质层的上表面，配置对所述缝隙的至少一方的端部进行封闭的缝隙图案导体。
5.根据权利要求4所述的线路变换构造体，其特征在于，
按照对所述缝隙的两方的端部进行封闭的方式，在所述电介质层的上表面上配置2个所述缝隙图案导体，
所述缝隙图案导体的与所述信号导体垂直的部分的长度为所述高频传输线路进行传输的信号的波长的0.25倍以下，
在从所述缝隙的端部起的与所述信号导体背离的方向上的、所述高频传输线路进行传输的信号的波长的0.25倍以内的区域中，形成接地强化导体，该接地强化导体贯通所述电介质层并且对所述缝隙接地导体和所述接地层进行连接。
6.根据权利要求5所述的线路变换构造体，其特征在于，
所述高频传输线路包括：所述电介质层、所述信号导体、所述接地层、形成在所述电介质层的上表面上的上侧电介质层、形成在所述上侧电介质层的上表面上的上侧接地层。
7.根据权利要求6所述的线路变换构造体，其特征在于，
将所述接地强化导体设置为使其贯通所述上侧电介质层并且对所述缝隙接地导体和所述上侧接地层进行连接。
8.一种天线，其特征在于所述天线包括：
对所述缝隙的两方的端部进行封闭的根据权利要求1～7中任意一项所述的线路变换构造体；
形成在所述电介质层的下表面上的下侧电介质层；
形成在该下侧电介质层的下表面上的下侧接地层；
形成在所述接地层的与所述缝隙对置的部分上的第一开口；
形成在所述下侧接地层的与所述缝隙对置的部分上的第二开口；以及
按照在俯视图上包围所述第一开口以及所述第二开口的方式进行排列且对所述接地层和所述下侧接地层进行连接的多个屏蔽导体。
9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，
与所述第二开口相比，所述第一开口的与所述信号导体平行的方向的长度较短。
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