CN103384939B - 波导装置、通信模块、波导装置制造方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

为了提供能够在抑制来自部件的影响或对部件的影响的同时高速地传输大容量数据的技术。本发明提供一种电子设备，其设置有中央控制单元和波导装置。所述波导装置设置有高频信号波导和安装/拆卸单元，所述高频信号波导用于传输从具有通信功能的通信模块发出的高频信号，所述安装/拆卸单元能够安装/拆卸所述通信模块以使所述高频信号波导与所述高频信号能够耦合。所述通信模块设置有通信装置和传输结构，所述传输结构用于将从所述通信装置发出的所述高频信号传输至所述波导装置的所述高频信号波导。

Description

波导装置、通信模块、波导装置制造方法和电子设备

技术领域

本申请中公开的技术涉及波导装置、通信模块、波导装置制造方法以及电子设备。

背景技术

例如，当在电子设备内的半导体集成电路（IC）之间交换信息时，通常用电气配线（electrical wiring）进行连接。作为一种用于实现电子设备内的高速信号传输的技术，例如低电压差分信号（low-voltagedifferential signaling，LVDS）是已知的。然而，随着近来传输数据的容量和速度的进一步提高，电力消耗的增大、由反射等引起的信号失真的影响的增大、不必要的辐射的增大等都成为了问题。例如，当在设备内高速（实时）地传输视频信号（包括图像信号）或计算机图像等信号时，LVDS已达到极限。

为应对传输数据的高速化的问题，曾提出了一种增加配线数并且使信号并行以降低每条信号线的传输速率的方法。然而，这导致了输入/输出端子数的增加。结果，必须使印刷电路板或电缆配线更复杂，并且必须增大半导体芯片尺寸，等等。此外，当使用配线来传递高速和/或大容量数据时，所谓的电磁场干扰成为了问题。

所有的关于LVDS和增加配线数的方法的问题均是由通过电气配线传输信号引起的。因此，作为解决由通过电气配线传输信号引起的问题的技术，提出了一种使电气配线无线化传输的技术。

例如，如专利文献JP2005-204221A和JP2005-223411A中所提出的，进行壳体内的无线信号传输，且采用超宽带（ultra-wide band，UWB）通信方案。

引用列表：

专利文献

专利文献1：JP2005-204221A

专利文献2：JP2005-223411A

发明内容

要解决的技术问题

然而，当采用如在户外领域中使用的一般无线方案（无线通信技术）时，在由壳体或由壳体内的部件引起的反射等的影响下，难以适当地进行数据传输，并且因为还需要抑制向电子部件的不必要的辐射等，所以存在着尚待解决的问题。

鉴于上述问题，期望提供一种能够在抑制来自部件的影响或对部件的影响的同时进行高速或大容量数据传输的技术。

解决技术问题所采取的技术方案

本发明的第一方面提供了一种波导装置，所述波导装置包括：高频信号波导，其被构造用来传输从具有通信功能的模块发出的高频信号；和安装/拆卸单元，其能够安装/拆卸所述模块以使所述高频信号波导和所述高频信号能够耦合。在根据本发明的第一方面的从属权利要求中公开的各波导装置规定了本发明的第一方面的波导装置的更具体的优选实施例。在所述安装/拆卸单元上可添加并布置（安装）模块，并且所布置的该模块能够用另一模块替换（这称作模块替换）。

本发明的第二方面提供了一种通信模块，所述通信模块能够被布置在如权利要求1所述的波导装置中的所述安装/拆卸单元上，所述通信模块包括：通信装置；和传输结构，所述传输结构被构造用来使从所述通信装置发出的高频信号被传输至所述波导装置的所述高频信号波导。

本发明的第三方面提供了一种波导装置制造方法，所述方法包括：通过组合多个波导来构成总的高频信号波导；并且设置安装/拆卸单元，所述安装/拆卸单元能够安装/拆卸通信模块从而使所述高频信号波导与高频信号能够耦合。

本发明的第四方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：高频信号波导，其被构造用来传输从具有通信功能的模块发出的高频信号；安装/拆卸单元，其能够安装/拆卸所述模块从而使所述高频信号波导与所述高频信号能够耦合；以及控制单元，其被构造用来基于耦合至所述高频信号波导的所述模块来变更配置信息，并且根据变更后的配置信息来控制数据传输。简言之，当在本发明的第一方面的波导装置的安装区域（安装/拆卸单元）中安装有所述模块（包括模块替换）时，先前的装置配置和状况发生变更。当在先前的配置形态中进行了某通信处理时，利用新安装的模块来进行该通信处理是不适当的，或者难以适当地使用新安装的模块。因此，对各模块的通信处理进行控制以使其适合于模块组合配置的变更。例如，所述控制单元管理着在新模块被耦合至所述高频信号波导之前和之后的配置信息，并且根据变更后的配置信息来控制数据传输。例如，在某特定的模块被布置到所述安装/拆卸单元上并且被布置在所述高频信号波导附近之前，是通过在现有模块之间进行数据传输来提供表明实现了第一功能的配置信息的。当在此状态下将新的模块耦合至所述高频信号波导时，还能够进行向该新的模块的数据传输和从该新的模块的数据传输。利用该数据传输，让配置信息做出表明能够实现新功能的变更。于是，通过根据变更后的配置信息来控制数据传输，就能够利用新耦合的模块来实现新功能。在本发明的第四方面的电子设备中，适用于本发明的第一方面的波导装置的各种技术/手段（本发明的第一方面的波导装置的从属权利要求中所公开的各种波导装置的技术/手段）也是同样适用的。

发明的有益效果

根据本发明的第一方面的波导装置、本发明的第二方面的通信模块、本发明的第三方面的波导装置制造方法以及本发明的第四方面的电子设备，因为能够经由高频信号波导进行数据传输，所以能够在抑制来自部件的影响或对部件的影响的同时进行高速或大容量的数据传输。

附图说明

[图1]图1的（A）至图1的（C）图示了在构成本实施方式的波导装置的过程中用于确定波导和模块的基本布置形式的铺设处理。

[图2]图2图示了关注于本实施方式的波导装置中的通信处理的功能框图的基本。

[图3]图3是关注于本实施方式的波导装置中的中继功能的通信处理的功能框图。

[图4]图4的（A）和图4的（B）从功能配置的角度图示了比较例的信号传输装置的信号接口。

[图5]图5的（A）至图5的（D）图示了具有通信功能的信号处理模块的配置示例（部分1）。

[图6]图6的（A）和图6的（B）图示了具有通信功能的信号处理模块的配置示例（部分2）。

[图7]图7的（A）和图7的（B）图示了高频信号耦合结构的指向性（directivity）、高频信号耦合结构与高频信号波导之间的电磁耦合度、以及高频信号传输方向三者之间的关系。

[图8]图8的（A）和图8的（B）图示了波导装置的一个单元的配置示例。

[图9]图9的（A）至图9的（D）图示了对应于波导尺寸变更的第一示例（宽度变更）。

[图10]图10的（A）至图10的（C）图示了对应于波导尺寸变更的第二示例（长度变更）。

[图11]图11的（A）至图11的（D）图示了对应于波导尺寸变更的第三示例（高度变更）。

[图12]图12的（A）和图12的（B）图示了对应于模块尺寸/布置变更的第一示例（耦合器位置变更）。

[图13]图13的（A）至图13的（C）图示了对应于模块尺寸/布置变更的第二示例（尺寸变更）。

[图14]图14的（A）至图14的（C）图示了对应于模块尺寸/布置变更的第三示例（形状变更）。

[图15]图15的（A）和图15的（B）图示了应对通信网络的技术。

[图16]图16的（A）和图16的（B）图示了应对多通道（multilane）的第一示例（水平布置）。

[图17]图17的（A）和图17的（B）图示了应对多通道的第二示例（垂直层叠）。

[图18]图18是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例1的电子设备的总体概要的图（平面图）。

[图19]图19是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例1的波导装置的图（局部透视图）。

[图20]图20是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例2的电子设备的总体概要的图（平面图）。

[图21]图21是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例2的波导装置的图（局部透视图）。

[图22]图22是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例3的电子设备的总体概要的平面图。

[图23]图23是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例4的波导装置的图（局部透视图）。

[图24]图24是图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例5的波导装置的图（局部透视图）。

具体实施方式

以下，将参照附图详细说明本申请中所公开的技术的实施方式。当在形式上让各功能元件相互区分时，通过添加参考标记“_n”（n：数字）或通过这些后缀的组合来区分各功能元件。另一方面，当在对各功能元件的说明中不是特别需要对它们进行相互区分时，在说明中就省略了这些后缀。这同样也适用于附图。

将会按照下列顺序进行说明。

1、总体概要

2、波导装置的基本配置

铺设

通信处理系统：基本

毫米波信号传输路径

连接和操作

通信处理系统：中继

比较例

3、信号处理模块

矩形/三角形/六边形和指向性

4、基本单元

5、针对变更的对策

波导：宽度、长度和高度

模块：耦合器位置、尺寸和形状

6、针对通信网络的对策

7、针对多通道的对策：并行布置和层叠

8、具体应用例

实施例1：是正方形且是二维形状的波导布置

实施例2：是正方形且是二维形状的波导布置+中继模块

实施例3：是等边三角形且是二维形状的波导布置

实施例4：是正方形且是三维形状的波导布置

实施例5：实施例1+无线供电

1、总体概要

[波导装置、电子设备和模块]

首先，下面将说明基本事项。在本申请所公开的波导装置、安装于该波导装置中的模块、该波导装置的制造方法以及使用该波导装置的电子设备中，例如，在壳体内布置有包含介电体材料或磁性材料的高频信号波导，并且在该高频信号波导上安装有具有通信功能的模块，从而建立通过该高频信号波导而被传输的高频信号的通信。高频信号波导布置于预定位置处。在此情况下，设置有模块安装单元。通过在所述安装单元中安装具通信功能的模块来构成传输网络或电子设备等。

因而，对于高速数据传输而言，通过减少多通道、减少传输劣化、减少不必要的辐射等来实施设备内通信或设备间通信。这能够通过在高频信号波导中另外安装具有通信功能的通信处理模块来进行，而没有与诸如功能扩展等配置变更相关联的诸如设计变化、基板面积增大、成本增加等负担。也即是，在设备内布置有能够以低损失传输诸如毫米波等电磁波的高频信号波导，并且如果需要则设置有具有通信功能的通信处理模块，从而通过经由高频信号波导的内部传输诸如毫米波等电磁波，来实施在现有的通信处理模块与添加的通信处理模块之间的数据传输。能够在不会因为诸如功能添加等配置变更而改变主板等中的设计的情况下，添加通信处理模块。

对于电气配线的连接而言，在高频信号波导和耦合器（具有高频信号传送功能的传输结构）的布置中，如同在电气配线的连接器中一样在不具体指定引脚布置或接触位置的情况下可允许相当程度的误差（几毫米～几厘米）。由于对于无线连接而言能够降低电磁波的损失，因此可降低发送器的功率、简化接收侧的配置、并且抑制来自设备外部的无线电波的干扰或者向设备外部的反向辐射。

由于将传输对象信号转变为高频信号并且传输该高频信号，因此能够实现高速传输。使用了高频信号波导，从而使得耦合良好。由于损失小，因此电力消耗小。只需要将信号处理模块布置在具有传送高频信号的功能的高频信号波导附近或布置为与所述高频信号波导接触。发送/接收的连接是简单的，并且能够在宽范围内实现连接。能够使用易于获得的塑料作为高频信号波导，且能够廉价地构成波导装置和电子设备。由于高频信号受限于高频信号波导内，因此，多通道的影响小，且EMC的问题也小。

因为如果在电子设备中设置有其中信号处理模块可替换的波导装置，那么结构元件是可换的，所以能够实现连接至毫米波收发器的任意电路的替换或扩展。例如，由于在一个通道的波导中也能够实现多路传输（multi-transmission），因此提高了对于同一面积的传输容量的效率。构成波导装置的高频信号波导的布置形式可以是三维形状也可以是平面形状。此外，可使用透明部件作为高频信号波导，且可扩展诸如三维结构或透明传输结构等设计选项。

例如，在一般电气配线的连接（金属配线连接）的情况下，通过焊盘等高精度地固定与传输介质的连接。在此情况下，根据特性限制了可通信容量。由于与输入/输出机构的增加相关联的面积或成本增加的问题，还难以形成多通道结构。此外，必需根据个别的芯片或模块来设计配线，并且需要花费时间和精力。另一方面，在要被应用于户外领域的无线连接的情况下，在与传输介质连接时天线的位置关系是自由的。然而，由于是通过空间来传输无线电波的，因此传播损失大且通信范围有限。此外，当上述无线传输被直接应用于设备内通信时，传播情形取决于个别的壳体形状，且对传输状态的评估是费时的。此外，需要抑制不必要的辐射，并且还有尚待解决的诸如由相互干扰的问题引起的难以实现多通道结构等事项。

另一方面，在本实施方式的波导装置中，通信装置和高频信号波导在连接部中不需要具有特殊机构，或者仅设置简单的机构就可以了，并且可实现大容量通信。利用这一点，能够构成这样的网络：在该网络中，能够实现高频信号通信装置的任意安装/拆卸，并且通信装置的组合是可换的。

例如，使用由介电体材料或磁性材料制成的高频信号波导，使得能够比在自由空间的情况下进一步降低传输损失。此外，由于能够将高频信号限制在高频信号波导内并在该高频信号波导内传输该高频信号，因此改善了诸如由设备内的部件引起的反射或不必要的辐射等问题，且多通道结构也就完全可行了。由于可如同一般的通信那样采用时分复用（time division multiplexing）或频分复用（frequency division multiplexing）（其中，在单个波导内传播多个频率），所以提高了传输容量的效率。高频信号波导的布置形式具有均一的图案，从而能够容易地设计网络配置。

例如，在与本发明的第一方面的波导装置对应的本实施方式的波导装置中，布置有如下的高频信号波导：所述高频信号波导被构造用来传输从具有通信功能的模块发出的高频信号。在此情况下，设置有能够安装/拆卸所述模块的安装/拆卸单元（下文中还称作模块安装区域或安装单元）。与本发明的第四方面的电子设备对应的本实施方式的电子设备包括控制单元，所述控制单元被构造用来基于与高频信号波导耦合的模块来变更配置信息，并且根据变更后的配置信息来控制数据传输。波导装置对应于未设有控制单元的情况。虽然将会详细说明控制单元，但例如如果识别出模块组合配置已经变更那么就将数据传输控制成在适合于变更后的组合配置的模块之间进行。由于当模块被安装（包括替换）在波导装置的安装/拆卸单元上时装置配置发生了变更，因此，将各模块的通信处理控制成适合于模块组合配置的变更。

优选地，在多个位置处设有安装/拆卸单元。由此，就能够应对装置配置的各种变更。

当构成高频信号波导时，例如，它不限于一体化的高频信号波导。可通过组合多个波导来构成整个高频信号波导。即，多个高频信号波导可耦合至一个安装/拆卸单元。简言之，后一种高频信号波导是这样的形式：其中，通过组合类似积木块的多个波导来构成整个高频信号波导。在任一种情况下，均设置有能够安装/拆卸具有通信功能的模块的安装/拆卸单元。当通过组合多个波导来构成整个高频信号波导时，为各部件都使用了与波导或模块的尺寸或布置相对应的尺寸或形状。

在本实施方式的波导装置中，优选地，较佳的是构成通信网络。当构成通信网络时，优选地，高频信号在安装/拆卸单元中被解耦。例如，当通过将多个高频信号波导耦合至安装/拆卸单元（通过组合多个波导）来构成整个高频信号波导时，安装/拆卸单元仅需要通过使多个高频信号波导不接触来将传输路径解耦，从而使高频信号解耦。在一体化高频信号波导的情况下，仅需通过挖掉安装/拆卸单元的一部分来将传输路径解耦，从而使高频信号解耦。

此外，虽然当高频信号在安装/拆卸单元的部分中被解耦时是便于构成通信网络的，但难以越过相邻的安装/拆卸单元直接进行数据传输。作为针对这一点的对策，仅需在高频信号波导被解耦（多个高频信号波导被耦合而不接触，或者一体化的高频信号波导的安装/拆卸单元的一部分被挖掉并且传输路径被解耦）的安装/拆卸单元中安装具有数据中继功能的中继模块。在安装有具有普通通信功能的模块的安装/拆卸单元中，只需要使该模块负责起到中继模块的功能。顺便提及的是，该中继模块负责起到控制单元的功能也是优选的。

在高频信号波导中，连接至安装/拆卸单元的波导（传输路径）数不限于一个，可设有多个独立的传输路径（所谓的多通道）。构成多个独立的传输路径的各部件可以是由介电体材料或磁性材料制成的。在多通道情况下的多个独立的传输路径中，可将构成传输路径的部件并行布置（水平布置），或者可将构成传输路径的部件层叠起来（垂直层叠）。在并行布置的情况下，高频信号是通过单个传输结构（耦合器）被耦合至各通道（各传输路径）的，也即是，构成了多个耦合器的单层的多个通道。另一方面，在层叠的情况下，高频信号通过一个传输结构（耦合器）被耦合至端部（顶层或底层：通常为顶层）的通道（各传输路径）。换言之，能够构成单个耦合器的多层的单通道，并且能够在不受高度影响的情况下在相同的高度构成垂直层叠。

这里，在并行布置的情况下，未特别限定介电常数或磁导率的布置顺序。在一些情况下，可布置具有相同的介电常数或磁导率的部件。然而，当介电体材料或磁性材料单纯地彼此相邻时，可忽视高频信号的从介电常数或磁导率高的通道向介电常数或磁导率低的通道的泄漏（假设发生的是全反射），但是发生了高频信号的从介电常数或磁导率相等或低的通道向介电常数或磁导率高的通道的泄漏。作为解决该问题的对策，例如，优选在构成相邻的传输路径的部件之间布置有介电常数或磁导率比任何其它部件的介电常数或磁导率都低的部件。因而，不管构成各通道的部件的介电常数或磁导率是相同还是不同，均可在任何通道中进行全反射，并且高频信号能够被限制在各通道的高频信号波导内并在该高频信号波导中传输。当然，可按照如下方式来形成多通道：在不管介电常数或磁导率的大小关系如何的情况下使用介电体材料或磁性材料来布置它们。然而，在此情况下，由于当介电体材料或磁性材料单纯地彼此相邻时会发生相邻通道的泄漏，因此可在边界处布置有诸如金属部件等具有屏蔽效果的屏蔽部件。由此，不管构成各通道的部件的介电常数或磁导率是否相同或不同，均能够将高频信号限制在各通道的高频信号波导内并在该高频信号波导中传输。

另一方面，在层叠的情况下，优选的是：介电常数或磁导率的大小互不相同，或者在构成相邻传输路径的部件的边界处布置有介电常数或磁导率与两个部件中的任一者都不同的壁层（边界层）。例如，在壁层上，布置有介电常数或磁导率高于构成相邻传输路径的两个部件中的任一者的部件。例如，在介电常数或磁导率最高的那一侧布置有高频信号耦合结构。换言之，在模块与构成相邻传输路径的部件中的介电常数或磁导率最高的部件之间实现了高频信号的耦合。通过在壁层的一部分中设置开口来形成高频信号的耦合至相邻通道的耦合位置。当然，在层叠的情况下，可以在构成所述通道的部件的边界处布置诸如金属材料等具有屏蔽效果的屏蔽部件作为壁层（边界层）。在任一种情况下，由于介电常数或磁导率的差异，被主要传输的频率对于在各层（通道）中的频率和尺寸（厚度及宽度）的兼容性存在差异的每一层而言是变化的。虽然未形成完全的分离，但能够实现多个载波的良好的同时传输。

由高频信号波导形成的平面形状或三维形状（总体布置形式）可以是预定的。因而，能够保证兼容性。此外，当通过组合多个波导来构成整个高频信号波导时，也能够均一地形成构成高频信号波导的组件的形状。即使当构成高频信号波导的传输路径的部件的尺寸发生变更时，仍能够保证一定程度的兼容性。例如，构成上述平面形状或三维形状的基本形状可以是等边三角形、正方形和正六边形中的一者。因而，能够调整使用基本形状作为一个单元或者使用类似于基本形状的二维形状作为一个单元的高频信号波导的长度。在这些情况下，能够使布置于多边形的边位置处的高频信号波导的长度对齐，且易于识别传输特性。

优选地，对模块的无线供电可以是无线电波接收型、电磁感应型或谐振型。此时，可取决于频带经由高频信号波导来传送电力传输信号。

在本实施方式的波导装置中，优选地，当在安装/拆卸单元上布置有具有将高频信号耦合至高频信号波导的传输结构的模块时，可实现经由传输结构和高频信号波导在各个模块之间的数据传输。

在本实施方式的波导装置中，优选地，可包括这样的控制单元：其被构造用来基于耦合至高频信号波导的模块来变更配置信息并且根据变更后的配置信息来控制数据传输。或者，该控制单元可以被布置在波导装置的外部（在电子设备内部），并且具有通信功能的模块可以被构造为受该控制单元控制。例如，如果识别出具有通信功能的模块组合配置已经变更，则该控制单元将数据传输控制成在适合于变更后的组合配置的各模块之间进行。例如，控制单元管理着在新的模块被耦合至高频信号波导之前和之后的配置信息，并且根据变更后的配置信息来控制数据传输。例如，在特定的模块被布置在安装/拆卸单元上且耦合至高频信号波导之前，是通过在现有模块之间进行数据传输来提供表示实现了第一功能的配置信息的。当在此状态下新的模块被耦合至高频信号波导时，还能够进行向新的模块的数据传输和从新的模块的数据传输。利用这样的数据传输，进行表示能够实现新功能的配置信息变更。因此，通过根据变更后的配置信息来控制数据传输，就能够利用新耦合的模块来实现新的功能。

控制单元可以感测具有通信功能的模块在高频信号波导中的布置位置。或者，控制单元可以感测具有通信功能的模块是否耦合至高频信号波导。例如，当耦合至高频信号波导的另一模块被布置在模块安装区域中时，该状况就被识别出来。优选地，还识别出安装的位置或已经安装了何物。优选地，还可识别出在模块安装区域中是否布置有异物。仅需通过预先确定规则来完成上述这些情况的实施。

[信号传输装置和信号传输方法]

用于进行数据传输的通信装置如下所述。在本实施方式中，提供了发送装置和接收装置，所述发送装置发送用于无线电波频带的高频信号的传输对象信号，所述接收装置接收从上述发送装置发送的传输对象信号。可采用频分复用（FDM）或时分复用（TDM）。在发送装置和接收装置之间经由高频信号波导来传输高频信号。详细而言，当发送装置和接收装置被布置在预定位置时，与高频信号耦合的高频信号波导被设定为布置在发送装置和接收装置之间。因而，在发送装置和接收装置之间，由于将传输对象信号转换为高频信号，因此能够经由高频信号波导传输该高频信号。用于传输对象信号的信号传输装置包括用于发送作为高频信号的传输对象信号的发送装置（发送侧通信装置）和用于接收从发送装置发送的高频信号并再现上述传输对象信号的接收装置（接收侧通信装置）。

发送装置或接收装置设置在电子设备中。如果在各电子设备中既设置有发送装置又设置有接收装置，则能够应对双向通信。通过将电子设备安装在预定位置，能够在两个电子设备之间进行信号传输。

信号传输装置可具有这样的方面：其中，仅将各种传输对象信号中的高速信号或大容量信号设定为被转换成无线电波频带的高频信号的转换对象，而其它速度足够低和容量足够小的信号或者诸如电源等被视为直流的信号不被设为转换对象。此外，被转换成无线电波频带的高频信号的转换对象中也可以包括其它速度足够低和容量足够小的信号。而且，可根据电力供给装置和电力接收装置经由高频信号波导来传输电源。也即是，不仅可将高速或大容量信号转换为高频信号并传输，还可将其它的速度足够低或容量足够小的信号转换为高频信号并传输。此外，仅需通过采用无线供电经由高频信号波导来传输包含电源（电力）的全部信号。如先前那样通过电气配线来传输不是无线电波频带的高频信号中的传输对象的信号。在转换为无线电波频带的高频信号之前的原始传输对象的电信号统称为基带信号。

顺便提及，当进行无线供电时，仅需进行不同信号的电力传输和信号传输，在此限制条件下，电力传输信号的频率可与用于信号传输的载波信号的频率不同或相同。从防止由电力传输信号引起的噪声等的影响的观点看，优选地，电力传输信号的频率不同于用于信号传输的载波信号的频率。仅需使电力传输信号的频率与信息的无线通信中所要使用的频带不重叠，且在此限制条件内可使用各种频率。此外，虽然限制了适用的调制方式，但当允许电力传输效率下降时，信号传输的载波和电力传输的载波可以是共同的（在此情况下，电力传输信号的频率与用于信号传输的载波信号的频率相同）。

如果将无线电波频带的高频信号用于信号传输，则在使用电气配线或光时不会发生问题。即，无论使用电气配线或光，如果在信号传输中使用无线电波频带的高频信号，那么就能够适用无线通信技术，消除使用电气配线时的难点，且所构造出来的信号接口的配置比使用光时更简单、更廉价。从尺寸和成本的观点看，比使用光时更有利。优选地，在本实施方式中，对于信号传输而言，优选地主要使用毫米波段（波长为1至10毫米）的载波频率。然而，本发明不限于毫米波段，而是即使当使用接近毫米波段的载波频率时仍可适用，所述接近毫米波段的载波频率例如是诸如波长更短的亚毫米波段（波长为0.1至1毫米）或者波长更长的长厘米波段（波长为1至10厘米）。例如，可使用从亚毫米波段至毫米波段的范围、从毫米波段至厘米波段的范围、或从亚毫米波段至毫米波段和厘米波段的范围。如果将毫米波段或其附近波段用于信号传输，则如同在不与其它电气配线干扰的情况下将电气配线（例如柔性印刷配线）用于信号传输时一样，抑制电磁兼容性（EMC）的必要性就低。如果将毫米波段或其附近波段用于信号传输，则数据率比使用电气配线（例如柔性印刷配线）时增大更多，因此，还能够容易地应对诸如由高清晰度或高帧速率（frame rate）引起的图像信号的高速化等高速/高数据率传输。

2、波导装置的基本配置

[铺设：平面形状]

图1图示了在构成本实施方式的波导装置的过程中用于确定波导和模块的基本布置形式的铺设处理。这里，图1图示了铺设处理的基本概念。

当通过布置波导和模块来构成波导装置时，可自由地进行布置。然而，每个波导的长度不一致，并且对传输特性的管理是复杂的。由于在替换模块时需要考虑各传输特性，因而模块替换特性下降。因此，在本实施方式中，能够通过提供规律性来改善模块替换特性。在此情况下，铺设处理可仅适用于满足特定条件的基本形状。

为便于理解，首先将说明这样的情况：其中，通过在平面上布置波导和模块来构成具有单一长度的波导的二维波导装置。在布置波导和模块的铺设处理中，可用波导填充平面的正多边形是等边三角形（图1的（A1））、正方形（图1的（A2））、正六边形（图1的（A3））这三种多边形。图中的实线表示波导的布置位置。表示模块已经被布置在一个平面上的各顶点处的状态的处理被称作模块铺放处理（铺设处理）。如图1的（B）所示，铺设处理的基本概念是：当已经有模块被布置在图中的箭头a的位置处时，在由图中的与箭头a连接的O表示的位置处布置模块。作为能够无限地布置（实施）基本形状的条件，能够铺设的正多边形是等边三角形（图1的（B1））、正方形（图1的（B2））、正六边形（图1的（B3））这三种多边形。布置在等边三角形（图1的（B1））的顶点处的模块的基本形状是正六边形（蜂窝形状），布置在正方形（图1的（B2））的顶点处的模块的基本形状是正方形，且布置在正六边形（图1的（B3））的顶点处的模块的基本形状为等边三角形。

顺便提及，由于在等边三角形（图1的（A1））和正方形（图1的（A2））的情况下在特定基本形状的边的延长方向上存在相邻基本形状的边，因此，能够使用基本形状的边的长度作为一个单元来容易地应对尺寸的变更。另一方面，由于在正六边形（图1的（A3））的情况下在特定基本形状的边的延长方向上不存在相邻基本形状的边，因此，将所述边的长度用作一个单元难以直接应对尺寸的变更。作为针对该情况的对策，如图1的（C）所示，只需要在与正六边形的对角线相连接的位置处布置波导。因而，可使用与基本形状（图中的箭头a）相似的二维形状（图中的箭头b）作为一个单元来调整波导的长度。所图示的相似的二维形状的一条边的长度是原始基本形状的一个单元的两倍。可使用原始基本形状的边的长度作为一个单元来应对尺寸的变更。从比较图1的（A1）和图1的（C）时可见，当基本形状是等边三角形时，能够以正六边形以及等边三角形实施铺设。

[扩展至三维形状]

虽然以上已经说明了以平面形状来布置波导并且在交叉位置（基本形状的顶点）处布置模块的情况，但此概念可适用三维形式。那么，能够构造出具有单一长度的波导的三维波导装置，并且能够在波导的交叉位置（三维基本形状的格点）处布置模块。当进行配置变更时，只需要替换模块。

[通信处理系统：基本]

图2从功能性配置的观点图示了本实施方式的波导装置的信号接口。换言之，图2图示了关注于本实施方式的波导装置中的通信处理的功能框图的基本。

信号传输装置1被构造为使得作为第一无线设备的示例的第一通信装置100和作为第二无线设备的示例的第二通信装置200经由毫米波信号传输路径9（高频信号波导408的示例）耦合并且在毫米波段中进行信号传输。在第一通信装置100中设置有对应于毫米波段中的发送/接收的半导体芯片103，在第二通信装置200中设置有对应于毫米波段中的发送/接收的半导体芯片203。第一通信装置100和第二通信装置200可被安装至主基板上的以预定的布置形态设置的模块安装区域（安装/拆卸单元或添加单元的示例）或从该模块安装区域拆卸。

例如，在第一模块安装区域中，第一通信装置100设置于两个系统中。在第二模块安装区域中，第二通信装置200设置于一个系统中。在第三模块安装区域中，第二通信装置200设置于一个系统中。第一模块安装区域的第一通信装置100_1与第二模块安装区域的第二通信装置200_1通过第一毫米波信号传输路径9_1进行高频信号的连接。第一模块安装区域的第一通信装置100_2与第三模块安装区域的第二通信装置200_2通过第二毫米波信号传输路径9_2进行高频信号的连接。

在本实施方式中，仅将毫米波段中用作通信的对象的信号设定为高速或大容量信号，而不将其它速度足够低/容量足够小的信号或者诸如电源等被视为直流的信号设定为被转换为毫米波信号的转换对象。对于不是被转换为毫米波信号的转换对象的信号（包括电源），使用如以前实施的方法进行信号连接。在被转换为毫米波之前的原始传输对象的电信号被统称为基带信号。稍后说明的各信号生成单元是毫米波信号生成单元或电信号转换单元的示例。

在第一通信装置100中，在基板102上安装有对应于毫米波段的发送/接收的半导体芯片103和传输路径耦合单元108。半导体芯片103是这样的大规模集成电路（LSIC）：其中，作为前级信号处理单元的示例的大规模集成（LSI）功能单元104与用于发送处理的信号生成单元107_1和用于接收处理的信号生成单元207_1被集成为该大规模集成电路（LSIC）。虽然未图示，但LSI功能单元104、信号生成单元107_1以及信号生成单元207_1可单独地构成，或者任何两者可集成地构成。

半导体芯片103连接至传输路径耦合单元108。顺便提及，虽然将会在后面说明，但传输路径耦合单元108可以被构造为被埋入在半导体芯片103中。传输路径耦合单元108与毫米波信号传输路径9耦合在一起的部分（即，传输无线信号的部分）是发送位置或接收位置，且天线典型地对应于此位置。

LSI功能单元104管理第一通信装置100的主要应用控制，并且LSI功能单元104例如包括用于处理将要被发送至对方的各种信号的电路或者用于处理从对方（第二通信装置200）接收的各种信号的电路。第一通信装置100_1和第一通信装置100_2可共用一个LSI功能单元104。

在第二通信装置200中，在基板202上安装有对应于毫米波段的发送/接收的半导体芯片203和传输路径耦合单元208。半导体芯片203与传输路径耦合单元208相连接。顺便提及，虽然稍后将要说明，但传输路径耦合单元208可被构造为埋入半导体芯片203中。作为传输路径耦合单元208，可采用类似于传输路径耦合单元108的传输路径耦合单元。半导体芯片203是这样的LSI：其中，作为后级信号处理单元的示例的LSI功能单元204与用于接收处理的信号生成单元207_2和用于发送处理的信号生成单元107_2被集成为所述LSI。虽然未图示，但LSI功能单元204、信号生成单元107_2以及信号生成单元207_2可单独地构成，或者任何两者可集成地构成。

传输路径耦合单元108和传输路径耦合单元208将高频信号（毫米波段的电信号）电磁耦合至毫米波信号传输路径9。例如，采用了包括天线耦合单元、天线端子和天线等的天线结构。或者，所述天线结构可以是传输线本身，诸如微带线（micro-strip line）、带状线（strip line）、共面线（coplanar line）或槽线（slot line）。

信号生成单元107_1具有发送侧信号生成单元110，该发送侧信号生成单元110用于将来自LSI功能单元104的信号转换为毫米波信号并经由毫米波信号传输路径9进行信号发送控制。信号生成单元207_1具有接收侧信号生成单元220，该接收侧信号生成单元220用于经由毫米波信号传输路径9进行信号接收控制。信号生成单元207_2具有发送侧信号生成单元110，该发送侧信号生成单元110用于将来自LSI功能单元204的信号变换为毫米波信号并经由毫米波信号传输路径9进行信号发送控制。信号生成单元207_2具有接收侧信号生成单元220，该接收侧信号生成单元220用于经由毫米波信号传输路径9进行信号接收控制。发送侧信号生成单元110和传输路径耦合单元108构成发送系统（发送单元：发送侧通信单元）。接收侧信号生成单元220和传输路径耦合单元208构成接收系统（接收单元：接收侧通信单元）。

为了通过对输入信号进行信号处理来生成毫米波信号，发送侧信号生成单元110包括复用处理单元113、并行串行转换单元114、调制单元115、频率转换单元116和放大单元117。放大单元117是调整输入信号的振幅并将经振幅调整后的输入信号输出的振幅调整单元的示例。可将调制单元115和频率转换单元116集成为所谓的直接转换型。

当在来自LSI功能单元104的信号内有用作毫米波段中的通信对象的多种（N1种）信号时，复用处理单元113进行诸如TDM、FDM或码分复用（code division multiplexing）等复用处理以将上述多种信号合成为单系统信号。例如，复用处理单元113把作为将要通过毫米波而被传输的对象的多种高速或大容量信号合成为单系统信号。

并行串行转换单元114将并行信号转换为串行数据信号，并将该串行信号提供给调制单元115。调制单元115对传输对象信号进行调制，并将调制后的信号提供给频率转换单元116。当本实施方式不适用时，在使用了用于并行传输的多个信号的并行接口规格情况下设有并行串行转换单元114，而在串行接口规格情况下则不必要设有并行串行转换单元114。

调制单元115基本上只需要调制传输对象信号的振幅、频率或相位中的至少一个，并且还可采用它们的任意组合方式。模拟调制方式的示例是振幅调制（AM）和矢量调制。矢量调制的示例包括频率调制（FM）和相位调制（PM）。数字调制方式的示例是振幅偏移键控（amplitude shiftkeying，ASK）、频率偏移键控（frequency shift keying，FSK）、相位偏移键控（phase shift keying，PSK）以及对振幅和相位进行调制的振幅相位偏移键控（amplitude phase shift keying，APSK）。正交振幅调制（QAM）是振幅/相位调制的代表例。在本实施方式中，具体来说，使用了其中能够在接收侧采用同步检波方案的方式。

频率转换单元116通过将经调制单元115调制后的传输对象信号的频率进行转换来生成毫米波电信号（高频信号），并且将该毫米波电信号提供给放大单元117。“毫米波电信号”是指在约30GHz～300GHz范围内的特定频率的电信号。使用术语“约”所说明的频率值仅需精确到能够获得毫米波通信的效果的程度，且所述频率基于下限不限于30GHz且上限不限于300GHz这个事实。

虽然可采用各种电路配置以作为频率转换单元116，但例如仅需采用具有混频电路（频率混合电路）和本振电路（local oscillation circuit）的配置。本振电路生成在调制中使用的载波（载波信号或参考载波）。混频电路通过将由本振电路生成的毫米波段的载波与来自并行串行转换单元114的信号相乘（调制）以生成毫米波段的传输信号，并且将传输信号提供给放大单元117。

放大单元117对经频率变换后的毫米波电信号进行放大，并且将放大后的信号提供给传输路径耦合单元108。放大单元117经由天线端子（未图示）连接至双向传输路径耦合单元108。传输路径耦合单元108将由发送侧的信号生成单元110生成的毫米波信号发送至毫米波信号传输路径9。传输路径耦合单元108例如包括天线耦合单元。该天线耦合单元构成传输路径耦合单元108（信号耦合单元）的示例或其一部分。天线耦合单元在狭义上是指将半导体芯片内的电子电路与布置在该芯片内部或外部的天线耦合的部分，而在广义上是指在半导体芯片和毫米波信号传输路径9之间进行信号耦合的部分。例如，天线耦合单元至少包括天线结构。天线结构是指与毫米波信号传输路径9电磁耦合（通过电磁场）的单元中的结构。天线结构仅需将毫米波段的电信号（在本例中经由高频信号波导308）耦合至毫米波信号传输路径9，而天线结构并不是仅指天线本身。

为了通过对由传输路径耦合单元208接收的毫米波电信号进行信号处理以生成输出信号，接收侧信号生成单元220包括放大单元224、频率转换单元225、解调单元226、串行并行转换单元227以及解复用（demultiplexing）处理单元228。放大单元224是调整输入信号的振幅并将经振幅调整后的输入信号输出的振幅调整单元的示例。频率转换单元225和解调单元226可被集成为所谓的直接转换型。此外，可通过采用注入锁定（injection lock）法来生成解调的载波信号。接收侧信号生成单元220与传输路径耦合单元208连接。接收侧放大单元224连接至传输路径耦合单元208并将由天线接收的毫米波电信号放大，然后，将放大后的信号提供给频率转换单元225。频率转换单元225转换放大后的毫米波电信号的频率，并将经频率转换后的信号提供给解调单元226。解调单元226对经频率转换后的信号进行解调以获取基带信号，并将基带信号提供给串行并行转换单元227。

串行并行转换单元227将串行接收到的数据转换为并行输出数据，并将该并行输出数据提供给解复用处理单元228。类似于并行串行转换单元114，当不适用本实施方式时，在使用用于并行传输的多个信号的并行接口规格情况下，设置有串行并行转换单元227。当第一通信装置100与第二通信装置200之间的原始信号传输是串行形式时，可以不设置并行串行转换单元114和串行并行转换单元227。

当第一通信装置100与第二通信装置200之间的原始信号传输是并行形式时，通过对输入信号进行并行串行转换并将串行信号传输至半导体芯片203，或者通过对从半导体芯片203接收的信号进行串行并行转换，来减少将要被转换为毫米波的信号数量。

解复用处理单元228对应于复用处理单元113，并且将合成为一个系统的信号分离成多种信号_n（n表示1～N）。例如，分离被合成为一个系统的信号的多个数据信号，并且将分离后的数据信号提供给LSI功能单元204。

LSI功能单元204管理第二通信装置200的主要应用控制，并且LSI功能单元204例如包括用于处理从对方接收的各种信号的电路。

[应对单向通信]

虽然图2所示的示例是对应于双向通信的配置，但包括成对的信号生成单元107_1和信号生成单元207_1或者成对的信号生成单元107_2和信号生成单元207_2的配置用作对应于单向通信的配置。顺便提及，图2所示的“双向通信”用作这样的单芯双向通信传输：其中，作为毫米波传输路径的毫米波信号传输路径9是单系统（单芯）。为实现以上配置，采用了适用TDM（TDD：时分双工）的半双工（half-duplex）方案或FDM（FDD：频分双工）等。

[毫米波信号传输路径]

作为毫米波传播路径的毫米波信号传输路径9例如可被构造为通过作为自由空间传输路径的壳体内空间来进行传播。在本实施方式中，优选地，毫米波信号传输路径9包括波导、传输线、介电体线或介电体内的波导结构等，并且用作高频信号波导308，该高频信号波导308具有通过将毫米波段的电磁波配置成受限于传输路径内来有效地传输电磁波的特性。例如，毫米波信号传输路径9可以被构造为介电体传输路径9A，该介电体传输路径9A被构造为包含具有给定范围内的相对介电常数和给定范围内的介电损耗角正切的介电体材料。

通过在传输路径耦合单元108的天线与传输路径耦合单元208的天线之间使用介电体线（其是由介电体材料形成的、具有线直径（linediameter）的线性部件）或者介电体平板路径（其是具有一定厚度的平板状部件）来进行连接，来构成介电体传输路径9A。例如，介电体传输路径9A可以是电路基板本身，或者可设置在基板上或嵌入基板中。可以使用塑料作为介电体材料，并且能够廉价地构造出介电体传输路径9A。介电体平板路径可采用各种形式，诸如：由一个介电体平板形成的形式、以梳子形状布置传输路径（波导：以下基本上相同）的形式（例如，在一个介电体平板中形成有切口）、以格子状布置传输路径的形式（例如，在一个介电体平板中设有多个开口）、以及以螺旋形状布置一个传输路径的形式。此外，传输路径可埋入具有不同介电常数的另一介电体中或者安装于具有不同介电常数的另一介电体上。为避免意外的移动，可使用粘合剂、金属或其它固定材料将传输路径固定至壳体等。此外，可使用磁性材料来代替介电体材料。

介电体传输路径9A的除了安装有模块的区域以外的周围（上表面、下表面和侧面：不包括与发送位置或接收位置相对应的部分）优选地可由屏蔽材料（优选地，使用包含金属镀层的金属部件）包围，从而不受来自外部的不必要的电磁波的影响，或者不会从内部泄漏出毫米波。由于金属部件在用作屏蔽材料时起到反射材料的作用，所以利用了反射成分，从而使得能够将反射波用于发送和接收并且提高了灵敏度。然而，可能存在这样的问题：由于毫米波信号传输路径9内的多重反射因而在毫米波信号传输路径9内发生不必要的驻波。为避免这种问题，介电体传输路径9A的除了安装有模块的区域以外的周围（上表面、下表面和侧面）可以保持敞开，并且可以布置吸收毫米波的吸收材料（无线电波吸收体）。虽然当使用无线电波吸收体时难以将反射波用于发送和接收，但能够吸收从端部漏出的无线电波，从而能够防止向外部的泄漏，并且能够降低毫米波信号传输路径9内的多重反射水平。

此外，这些事项是关于毫米波信号传输路径9（高频信号波导308）的主要事项。在本实施方式中，高频信号波导308的布置形式被形成为预定的基本形状（下文中将说明细节）。在这点上，不采用梳子形状或螺旋形状。特别地，在本实施方式中，假设高频信号波导（毫米波信号传输路径9）的布置形式是预定的。然后，通过如下方式来构造出波导装置：制备根据所述布置形式而被布置在高频信号波导308的侧部的波导壁（也称作波导固定壁）、用来规定模块的布置位置的模块固定壁以及被构造用来支撑上述高频信号波导、上述波导壁和上述模块固定壁等的支撑部件（称作基体）等，并且优选地类似积木块那样组装它们。然后，在波导的交叉位置处布置具通信功能的模块。因而，优选地，构成了通信网络。

[连接和操作]

通过转换输入信号的频率来进行信号传输的技术通常被用于广播或无线通信。在这些应用中，所使用的是能够应对下列问题的相对复杂的发送器或接收器等：能够进行多远的通信（阻止热噪声的信噪（S/N）比问题）、如何应对反射和多路径、如何抑制与其它路径的扰动或干扰等问题。

另一方面，由于本实施方式中所使用的信号生成单元107和信号生成单元207被用于毫米波段，该毫米波段的频带高于通常被用于广播或无线通信的复杂的发送器或接收器等中所用的频带，且波长λ短，因此，使用能够容易地再用（reuse）频率且适合于在很多相邻布置的设备间进行通信的单元作为信号生成单元107和信号生成单元207。

在本实施方式中，与相关技术的利用电气配线的信号接口不同的是，能够通过如上所述地在毫米波段内进行信号传输来灵活地应对高速及大容量。例如，仅高速或大容量信号用作毫米波段的通信对象。取决于装置配置，第一通信装置100和第二通信装置200部分地包括如下的接口：该接口使用如同以前为低速/小容量信号和电源所用的电气配线（通过端子/连接器的连接）。

信号生成单元107是基于设定值（参数）进行预定的信号处理的信号处理单元的示例。在本例中，信号生成单元107对从LSI功能单元104输入的输入信号进行信号处理以生成毫米波信号。信号生成单元107和信号生成单元207例如经由诸如微带线、带状线、共面线或槽线等传输线而被连接至传输路径耦合单元108，且将所生成的毫米波信号经由传输路径耦合单元108提供给毫米波信号传输路径9。

传输路径耦合单元108例如具有天线结构，且具有将被传输的毫米波信号转换为电磁波并发送该电磁波的功能。传输路径耦合单元108电磁耦合至毫米波信号传输路径9，并且由传输路径耦合单元108转换得到的电磁波被提供给毫米波信号传输路径9的一端。毫米波信号传输路径9的另一端与第二通信装置200侧的传输路径耦合单元208耦合。通过在第一通信装置100侧的传输路径耦合单元108与第二通信装置200侧的传输路径耦合单元208之间设置毫米波信号传输路径9，毫米波段的电磁波通过毫米波信号传输路径9传播。传输路径耦合单元208接收被传输至毫米波信号传输路径9的另一端的电磁波，将该电磁波转换为毫米波信号，然后将该毫米波信号提供给信号生成单元207（基带信号生成单元）。信号生成单元207是基于设定值（参数）进行预定的信号处理的信号处理单元的示例。在本例中，信号生成单元207对转换后的毫米波信号进行信号处理以生成输出信号（基带信号），并且将所生成的输出信号提供给LSI功能单元204。虽然以上已经说明了从第一通信装置100到第二通信装置200的信号传输的情况，但如果类似地考虑从第二通信装置200的LSI功能单元204到第一通信装置100的信号传输的情况，则能够双向地传输毫米波信号。

[通信处理系统：中继]

图3从功能配置的观点图示了本实施方式的波导装置的中继功能的信号接口。换言之，图3是在主要管理中继功能时的图，且是关注于本实施方式的波导装置中的中继功能的通信处理的功能框图。第一通信装置100和第二通信装置200被形成为可以安装至主基板上的以预定的布置形态设有的模块安装区域并可以从该模块安装区域拆卸。这里，在安装中继模块的模块安装区域中，布置有构成中继装置的功能的第一通信装置100_3。第一通信装置100_3包括信号生成单元107_11、信号生成单元207_11、信号生成单元107_12以及信号生成单元207_12，且基本上是通过将基本配置的第一通信装置100_1和第一通信装置100_2组合并除去LSI功能单元104所获得的配置。将由用于对来自第三模块安装区域的数据进行接收处理的信号生成单元207_12获得的信号提供给信号生成单元107_11。将由用于对来自第二模块安装区域的数据进行接收处理的信号生成单元207_11获得的信号提供给信号生成单元107_12。因而，第一通信装置100_3将来自第三模块安装区域的数据传输至第二模块安装区域，或者将来自第二模块安装区域的数据传输至第三模块安装区域。执行了所谓的中继功能（输入/输出功能）。

[比较例]

图4从功能配置的观点图示了比较例的信号传输装置的信号接口。在图4的（A）中图示了总体概要。比较例的信号传输装置1Z被构造为使得第一装置100Z和第二装置200Z经由电接口9Z耦合起来并进行信号传输。在第一装置100Z中设置有能够通过电气配线进行信号传输的半导体芯片103Z。同样，在第二装置200Z中设置有能够通过电气配线进行信号传输的半导体芯片203Z。实现了用电接口9Z代替第一实施方式的毫米波信号传输路径9的配置。由于通过电气配线进行信号传输，因此，在第一装置100Z中设置有电信号转换单元107Z来代替信号生成单元107和传输路径耦合单元108，在第二装置200Z中设置有电信号转换单元207Z来代替信号生成单元207和传输路径耦合单元208。在第一装置100Z中，电信号转换单元107Z通过电接口9Z对LSI功能单元104进行电信号传输控制。另一方面，在第二装置200Z中，通过电接口9Z访问电信号转换单元207Z，且电信号转换单元207获得从LSI功能单元104侧发送的数据。

例如，在诸如数码相机等使用固体摄像装置的电子设备中，所述固体摄像装置布置于光学透镜附近，并且通常在所述固体摄像装置外部的信号处理电路中处理对来自该固体摄像装置的电信号执行的诸如图像处理、压缩处理、图像存储等各种信号处理操作。在固体摄像装置和信号处理电路之间，例如，为了应对大量的像素和高的帧速率，需要用于高速地传输电信号的技术。为此，通常使用低电压差分信号（LVDS）。虽然为了精确地传输LVDS信号必需有相匹配的阻抗终端，但在不能忽视电力消耗增加的状况下，还必须将相互的配线长度保持为相等以使得配线延迟充分小从而传输需要同步的多个LVDS信号。虽然采取了诸如增加LVDS信号线的数量等措施从而以更高的速度传输电信号，但印刷配线板的设计难度增大了，并且从小型化和低成本的观点看，印刷配线板或电缆配线的复杂化以及固体摄像装置和信号处理电路之间的用于配线的端子数的增加都成为了问题。此外，信号线的数量增加导致以下新的问题。线的数量增加提高了电缆或连接器的成本。

另一方面，根据本实施方式，用信号生成单元107和信号生成单元207以及传输路径耦合单元108和传输路径耦合单元208来替代比较例的电信号转换单元107Z和电信号转换单元207Z，从而代替电气配线进行了高频信号（例如毫米波段）的信号传输。信号的传输路径从配线变为电磁传输路径。不再使用在通过电气配线进行信号传输时所用的连接器或电缆，从而获得了降低成本的效果。不需要考虑关于连接器或电缆的可靠性，从而获得了提高传输路径的可靠性的效果。虽然在使用连接器或电缆时需要有用于嵌合的空间或装配时间，但使用了高频信号传输，从而使得不用装配空间且能够减小设备的尺寸。因为能够缩短装配时间，所以能够缩短生产时间。

具体来说，在本实施方式中，在托架装置（cradle device）内设置有能够以低损失传输诸如毫米波等无线电波的高频信号波导，并且在高频信号波导上安置有具有传输路径耦合单元（耦合器）的便携式电子设备420，从而凭借通过高频信号波导内部传输诸如毫米波等电磁波来进行数据传输。相比于电气配线的连接，由于在高频信号波导和传输路径耦合单元（所谓的耦合器）的布置中未规定与电气配线的连接器有关的引脚布置或接触位置，可允许几毫米至几厘米的误差，因此提高了制造效率。传输路径耦合单元将高频信号电磁耦合至高频信号波导，从而由于相比于户外领域中的包括无线通信的一般无线连接而言能够降低电磁波的损失，所以减小了发送器的功率。由于能够简化接收侧的配置，因此能够降低通信功能的电力消耗，能够减小通信功能的尺寸，且能够降低通信功能的成本。相比于户外领域中的包括无线通信的一般无线连接，由于能够抑制来自设备外部的无线电波的干扰以及反过来对设备外部的辐射，能够降低为了防止干扰所必需的成本或尺寸。

3、信号处理模块

[矩形]

图5图示了具通信功能的信号处理模块（对应于第一通信装置100或第二通信装置200）的配置示例（部分1）。此外，在图5的（A）中，图5的（A1）是横截面图且图5的（A2）是平面图。在图5的（B）中，图5的（B1）是横截面图且图5的（B2）是平面图。在图5的（C）中，图5的（C1）是横截面图且图5的（C2）是平面图。在图5的（D）中，图5的（D1）是横截面图且图5的（D2）是平面图。

当以矩形形状布置波导时适用图5所示的信号处理模块。例如，在图5的（A）所示的第一示例的信号处理模块320A中，在高频信号波导332上布置有半导体芯片323（对应于半导体芯片103或半导体芯片203），半导体芯片323具有作为信号处理模块320A的主要功能。在高频信号波导332的与半导体芯片323相反的表面上，设置有在半导体芯片323附近的高频信号耦合结构342（对应于传输路径耦合单元108或传输路径耦合单元208），高频信号耦合结构342具有高频信号（例如毫米波）传输（耦合）功能。如图5的（A2）所示，高频信号耦合结构342布置在矩形高频信号波导332（模块壳体）的边缘。整个信号处理模块320A优选地（但不是必须）由树脂等模制而成。顺便提及，即使在模制的情况下，优选地，与半导体芯片323相反的侧（由图中的虚线所示的高频信号波导308的安装面侧）是平坦的，从而易于布置在高频信号波导308上。更优选地，可露出高频信号耦合结构342的一部分以使得高频信号耦合结构342与高频信号波导308接触。

高频信号耦合结构342只需与高频信号波导308电磁耦合。例如，虽然除了介电体材料本身之外还可以采用诸如微带线、带状线、共面线或槽线等传输线，但本发明不限于此。

顺便提及，当使用介电体材料本身作为高频信号耦合结构342时，与高频信号波导332中一样的材料是优选的。在不同材料的情况下，具有相同的介电常数的材料是优选的。此外，当使用介电体材料本身作为高频信号耦合结构342时，优选地，高频信号波导308的材料也与高频信号波导332和高频信号耦合结构342的材料相同。在不同材料的情况下，具有相同的介电常数的材料是优选的。根据所使用的频率来确定介电体材料的诸如材质、宽度和厚度等各种因素。

如果将此结构的信号处理模块320A安装成使得高频信号波导308面对高频信号耦合结构342的下部布置，则能够将来自半导体芯片323的高频信号经由高频信号波导332和高频信号耦合结构342传输至高频信号波导308。在不采用诸如微带线等高频传输线或者诸如贴片天线（patch antenna）等天线结构的情况下使用介电体材料本身作为高频信号耦合结构342时，能够通过所述介电体材料将全部的高频信号波导308、高频信号波导332和高频信号耦合结构342都连接起来。能够通过非常简单的配置来建立毫米波通信：在所述配置中，通过使所谓的塑料彼此接触来构成高频信号的传输路径。

在图5的（B）所示的第二示例的信号处理模块320B中，在高频信号波导334上布置有具有作为信号处理模块320B的主要功能的半导体芯片323。在高频信号波导334内的半导体芯片323附近，配置有高频信号耦合结构344（对应于传输路径耦合单元108或传输路径耦合单元208），高频信号耦合结构344具有高频信号（例如毫米波段的电信号）传输（耦合）功能。如图5的（B2）所示，高频信号耦合结构344布置于矩形模块壳体的边缘。高频信号耦合结构344只需要与高频信号波导308电磁耦合。例如，采用了天线结构。虽然可以采用贴片天线、倒F型天线、八木天线（Yagi antenna）、探针天线（偶极子等）、环形天线或小孔径耦合器件（缝隙天线(slot antenna)等）等作为天线结构，但在这些天线结构中，可优选地采用被认为是基本平面天线的天线结构。整个信号处理模块320B优选地（但不是必须）由树脂等模制而成。顺便提及，即使在模制的情况下，优选地，与半导体芯片323相反的侧（高频信号波导308的安装面侧）可以是平坦的，从而易于布置在高频信号波导308上，并且更优选地，可以露出高频信号耦合结构342的一部分。如果将该结构的信号处理模块320B安装成使得高频信号波导308面对高频信号耦合结构344的下部布置，则可将来自半导体芯片323的高频信号经由高频信号波导334和高频信号耦合结构344传输至高频信号波导308。

在图5的（C）所示的第三示例的信号处理模块320C中，在具有作为信号处理模块320C的主要功能的半导体芯片324（对应于半导体芯片103或半导体芯片203）内设置有高频信号耦合结构346（对应于传输路径耦合单元108或传输路径耦合单元208），所述高频信号耦合结构346具有天线结构等的高频信号（例如毫米波段的电信号）传输（耦合）功能。基本上，信号处理模块320C由半导体芯片324本身构成。如图5的（C2）所示，高频信号耦合结构346布置在矩形半导体芯片324的边缘。虽然优选将诸如贴片天线或倒F型天线等基本平面天线设置作为高频信号耦合结构346的天线结构，但本发明不限于此。可设有八木天线、探针天线（偶极子等）、环形天线、小孔径耦合器件（缝隙天线等）等。整个半导体芯片324优选地（但不是必须）由树脂等模制而成。顺便提及，即使在模制的情况下，优选地，高频信号波导308的安装表面侧也可以是平坦的，从而易于布置在高频信号波导308上，更优选地，可以露出高频信号耦合结构346的一部分。如果将该结构的信号处理模块320C安装成使得高频信号波导308面对高频信号耦合结构346的下部布置，则能够将来自半导体芯片324的高频信号经由高频信号耦合结构346传输至高频信号波导308。

在图5的（D）所示的第四示例的信号处理模块320D中，将图5的（C）所示的第三示例的信号处理模块320C（实质上是半导体芯片324）布置在高频信号波导334上。整个信号处理模块320D优选地（但不是必须）由树脂等模制而成。顺便提及，即使在模制的情况下，优选地，可以露出高频信号耦合结构346的一部分。如果将该结构的信号处理模块320D安装成使得高频信号波导308面对高频信号波导334的下部布置，则能够将来自半导体芯片324的高频信号经由高频信号波导334传输至高频信号波导308。

此外，在图5的（A）所示的第一示例至图5的（D）所示的第四示例任意一者中的信号处理模块320中，高频信号耦合结构342、高频信号耦合结构344或高频信号耦合结构346（统称为耦合器）布置在矩形的各部件的边缘。然而，这仅是示例。例如，耦合器可布置在矩形的顶点附近。而且，信号处理模块320的总体形状（高频信号波导332的形状）不限于矩形，并且可以是圆形。

[三角形/六边形]

图6图示了具有通信功能的信号处理模块（对应于第一通信装置100或第二通信装置200）的配置示例（部分2）。此外，在图6的（A）中，图6的（A1）是横截面图而图6的（A2）是平面图。在图6的（B）中，图6的（B1）为横截面图而图6的（B2）是平面图。

例如，图6的（A）所示的第五示例的信号处理模块320E是在以等边三角形形状布置波导时所适用的模块。此外，虽然这里图示了将第一示例的信号处理模块320A用作基本元件的情况，但基本元件可以是第一示例至第四示例任一者中的信号处理模块。信号处理模块320E的平面形状是正六边形。如图6的（A2）所示，高频信号耦合结构342布置在正六边形的高频信号波导332（模块壳体）的边缘。虽然未图示，但高频信号耦合结构342可以布置于正六边形的高频信号波导332（模块壳体）的顶点附近。

例如，图6的（B）所示的第六示例的信号处理模块320F是在以正六边形形状布置波导时所适用的模块。此外，虽然这里图示了将第二示例的信号处理模块320B用作基本元件的情况，但基本元件可以是第一示例至第四示例任一者中的信号处理模块。信号处理模块320F的平面形状是等边三角形。如图6的（B2）所示，高频信号耦合结构344布置在等边三角形的高频信号波导332（模块壳体）的边缘。虽然未图示，但高频信号耦合结构344可以布置于正六边形的高频信号波导332（模块壳体）的顶点附近。

在图5的（A）所示的第一示例至图6的（B）所示的第六示例中的任何示例中，半导体芯片323或半导体芯片324布置于与高频信号波导308侧相反的侧。然而，这仅是示例，半导体芯片323或半导体芯片324可布置在高频信号波导308侧（见如下文中所说明的各实施方式）。在图5的（A）所示的第一示例至图6的（B）所示的第六示例任一者中，虽然未图示，但必要时可通过连接器（电气配线）进行电连接，就像先前在使用不是无线电波频带的高频信号中的传输对象的信号时（包括在使用电源时）所进行的那样。

[高频信号耦合结构的指向性]

图7图示了高频信号耦合结构的指向性、高频信号耦合结构与高频信号波导之间的电磁耦合度、以及高频信号的传输方向三者之间的关系。即使在图5的（A）所示的第一示例至图6的（B）所示的第六示例中，高频信号耦合结构的指向性可以是水平方向（高频信号波导308的长度方向）或垂直方向（高频信号波导308的厚度方向）。例如，图7的（A）图示了指向性为水平方向的情况。在此情况下，在板状高频信号波导332上布置有偶极子天线或八木天线。天线的指向性是在高频信号波导332的长度方向上，并且发射的高频信号在水平方向上耦合至高频信号波导308且在高频信号波导308内传输。在水平方向上在高频信号波导308内传输的高频信号的功率在行进方向上强，且随着离开行进方向而变弱。因此，通过与高频信号波导308的布置方向相关联地布置高频信号耦合结构342等，能够向所期望的信号处理模块320传输高频信号。虽然与高频信号波导308的电磁耦合度比垂直方向的指向性的情况下较差，但在高频信号波导308内在水平方向上传输高频信号的效率较高。

另一方面，使用了具有垂直指向性的天线的纵波耦合是优选的，因为实现了信号处理模块320和高频信号波导308之间的高频信号的电磁耦合。图7的（B）表示指向性是垂直方向的情况。在此情况下，例如，在板状高频信号波导332（参照图5）上布置有贴片天线作为高频信号耦合结构342等。贴片天线的指向性是高频信号波导308的垂直方向，并且发射的高频信号在垂直方向（厚度方向）上耦合至高频信号波导308，且通过将所述方向改变为水平方向而在高频信号波导308内传输。虽然与高频信号波导308的电磁耦合度比水平方向的指向性的情况下较好，但在高频信号波导308内在水平方向上传输高频信号的效率较低。

4、基本单元

图8图示了波导装置10的一个单元的配置示例。图8的（A）是五面视图，图8的（B）是透视图。

波导装置10的一个单元包括：高频信号波导308、在高频信号波导308两侧的波导固定壁520_1和波导固定壁520_2、以及模块固定壁540_1和模块固定壁540_2。在波导固定壁520上设有嵌合构件524，嵌合构件524与用于支撑波导固定壁520的基体510_1的嵌合构件514嵌合。而且，在模块固定壁540上设有嵌合构件544，嵌合构件544与用于支撑模块固定壁540的基体510_2的嵌合构件514嵌合。嵌合构件514和524或嵌合构件544例如具有利用凸部与凹部的组合的嵌合构件。在波导固定壁520和模块固定壁540中，在波导固定壁520的长度方向的侧表面上设置有嵌合构件526从而与相邻单元进行连接。在模块固定壁540中，在对应于嵌合构件526的位置处设置有嵌合构件546。嵌合构件526和嵌合构件546例如具有利用凸部与凹部的组合的嵌合构件。用于支撑波导固定壁520的基体510_1和用于支撑模块固定壁540的基体510_2可以是一体化的。高频信号波导308的介电常数或磁导率大于周围空气、基体510、波导固定壁520和模块固定壁540的介电常数或磁导率。可采用介电体材料、磁性材料或金属材料作为基体510、波导固定壁520和模块固定壁540的材料。当通过组合一些单元来构成整个波导装置10时，可以使用特性相同的元件作为构成各个单元的高频信号波导308、波导固定壁520等。

虽然在本例中在构成本实施方式的波导装置的过程中，通过将一个高频信号波导308及其两侧的波导固定壁520_1、模块固定壁540_1、模块固定壁540_2指定为一组（一个单元）并且对应于每组都使用了基体510，但本发明不限于此。可使用一个基体，该基体上能够安装所有单元。在此情况下，嵌合构件526和嵌合构件546不是必需的。虽然作为示例布置有嵌合构件544和嵌合构件524，但本发明不限于此。如果当使用能够安装所有单元的一个基体时布置有嵌合构件544和嵌合构件524作为示例，则能够以同一间距设置对应的嵌合构件514（参照图中的虚线的嵌合构件514），且这些嵌合构件514能够被共用以安装波导固定壁520和模块固定壁540。

5、针对变更的对策

[应对波导尺寸的变更]

在构成本实施方式的波导装置的过程中，当波导的尺寸（横截面尺寸或长度）发生变更时，只需要根据变更后的尺寸来改变波导固定壁、模块固定壁、基体等的尺寸。然而，根据全部的尺寸制备上述这些构件的过程导致成本增加。因此，在本实施方式中，作为优选的形式，在基体上预先设置有规定了各部件的安装位置的结构（例如，利用凸部与凹部的组合的嵌合构件）。根据波导的尺寸，只需要选择波导固定壁和模块固定壁的形状（尺寸）。波导固定壁和模块固定壁相对于基体的安装位置被设定成是均一的。下面，将说明波导的布置形态是矩形形状的示例。顺便提及，虽然将说明使用能够安装所有单元的一个基体的情况，但单元专用的情况也与之类似。此外，当任意地组合且变更高频信号波导的宽度、长度、高度时，仅需组合并运用稍后所述的对策技术。

[高频信号波导的宽度变更]

图9图示了用于应对波导尺寸变更的第一示例。第一示例是应对高频信号波导的宽度变更的技术。如图9的（A）所示，在基体510的表面（波导固定壁、模块固定壁等的安装表面）上，设置有规定了波导壁、模块固定壁等的安装位置的嵌合构件514（例如凸部或凹部）。嵌合构件514之间的间隔被设定成是均一的（为514W）。

根据嵌合构件514的位置和形状，在波导固定壁或模块固定壁等中设置嵌合构件（例如凹部或凸部）。例如，如图9的（B）所示，波导固定壁520具有设置有嵌合构件524的底部。由于该图图示了通过将嵌合构件514的间隔514W作为一个单元来设置波导固定壁520的情况，因此，在两个位置设置有嵌合构件524，且本发明不限于此。例如，当通过将嵌合构件514的两个间隔514W用作一个单元来设置波导固定壁520时，在三个位置设置有嵌合构件524。在任一种情况下，嵌合构件524之间的间隔（设为524W）均与嵌合构件514之间的间隔514W相同。

通过使嵌合构件524与嵌合构件514嵌合来将波导固定壁520安装在基体510上，使得波导固定壁520设置于高频信号波导308两侧。当然，一个波导固定壁520_1的嵌合构件524和另一波导固定壁520_2的嵌合构件524之间的对向间隔与嵌合构件514之间的间隔514W相同。在图9的（B）中，关于高频信号波导308的尺寸，宽度W被设定为308W1、高度H被设定为308H1且长度L被设定为308L1。关于波导固定壁520的尺寸，宽度W被设定为520W1、高度H被设定为520H1且长度L被设定为520L1（略短于308L1）。

这里，当高频信号波导308的宽度W已变为308W2（<308W1）时，如图9的（C）所示，仅需使用宽度W变为宽度520W2（>520W1）而其它尺寸不变的波导固定壁作为波导固定壁520。另一方面，当高频信号波导308的宽度W已变为308W3（>308W1）时，如图9的（D）所示，只需要使用宽度W变为宽度520W3（<520W1）而其它尺寸不变的波导固定壁作为波导固定壁520。如上所述，通过改变波导固定壁520的宽度520W，能够容易地应对高频信号波导308的宽度308W的变更。

[高频信号波导的长度变更]

图10图示了应对波导尺寸的变更的第二示例的图。第二示例是应对高频信号波导的长度变更的技术。使用与第一示例中所示的基体510相同的基体。通过将嵌合构件514之间的间隔514W指定为一个单元，能够利用该单元的倍数来应对长度变更。

例如，当高频信号波导308的长度L已变为308L2（约为长度308L1的两倍）时，如图10的（C）所示，仅需使用长度L变为长度520L2（约为宽度524W的两倍）而其它尺寸不变的波导固定壁作为波导固定壁520。在此情况下，在波导固定壁520中，嵌合构件524可设置在三个位置处。虽然未图示，但类似地，即使在高频信号波导308的长度L被设定为比长度308L1大大约三倍、大约四倍等时，都只需使用长度L变为比宽度524W大大约三倍、大约四倍等而其它尺寸不变的波导固定壁作为波导固定壁520。如上所述，通过改变波导固定壁520的长度520L，可容易地应对高频信号波导308的长度308L的变更。

[高频信号波导的高度变更]

图11图示了应对波导尺寸变更的第三示例。第三示例是应对高频信号波导的高度变更的技术。使用与第一示例所示的基体510相同的基体。可应对波导固定壁520的高度520H的高度变更。

例如，当高频信号波导308的高度H已变为308H2（<308H1）时，如图11的（C）所示，仅需使用高度H变为高度520H2（<520H1）而其它尺寸不变的波导固定壁作为波导固定壁520。另一方面，当高频信号波导308的高度H已变为308H3（>308H1）时，如图11的（D）所示，仅需将高度H变为高度520H3（>520H1）而其它尺寸不变的波导固定壁用作波导固定壁520。如上所述，通过改变波导固定壁520的高度520H，能够容易地应对高频信号波导308的高度308H的变更。此外，无需多言的是，关于波导固定壁520的高度520H2的变更，当能够在波导固定壁520的当前状态的高度H520处采取对策时，不必改变高度。

[应对模块尺寸/布置的变更]

在构成本实施方式的波导装置的过程中，当信号处理模块320的形状（平面形状和尺寸）或布置发生变更时，仅需改变模块固定壁的形状或尺寸。此外，这里，使用与应对波导尺寸变更的第一示例所示的基体510相同的基体。

[信号处理模块的耦合器位置变更]

图12图示了应对模块尺寸/布置变更的第一示例。第一示例是应对信号处理模块320的耦合器位置变更的技术。例如，如图12的（A）所示，模块固定壁540具有L形的横截面形状，且具有设置有嵌合构件544的底面从而使得模块固定壁540与安装至基体510的嵌合构件514的位置对准。虽然在图中，每个模块固定壁540使用两个嵌合构件544，但嵌合构件544的数量可以是一个或三个以上。在格子状波导布置的格点处，嵌合构件544在矩形的四个顶点处与嵌合构件514嵌合，且模块固定壁540被安装至基体510上。因而，可将图5的（A）至图5的（D）所示的矩形信号处理模块320嵌入并布置于由四个模块固定壁540的L形部分规定的模块安装区域543（能够安装/拆卸模块以使高频信号波导能够与高频信号耦合的安装/拆卸单元的示例）中。虽然未图示，但必要时模块固定壁540可由螺钉或其它的安装部件（固定部件）来固定。

这里，如图12的（A）和图12的（B）所示，通过改变安装状态，能够应对信号处理模块320的耦合器位置变更（从矩形的边缘向顶点的变更，或者从矩形的顶点向边缘的变更）。也即是，当在信号处理模块320的矩形顶点处布置耦合器时，如图12的（A）所示，仅需将信号处理模块320安装成使得信号处理模块320的边缘与模块固定壁540的一部分相对应。当在信号处理模块320的矩形边缘处布置耦合器时，如图12的（B）所示，仅需将信号处理模块320安装成使得信号处理模块320的顶点与模块固定壁540的L形角部的部分相对应并且使得信号处理模块320的边对应于模块固定壁540的L形边。

[信号处理模块的尺寸变更]

图13图示了应对模块尺寸/布置变更的第二示例。第二示例是用于应对信号处理模块320的尺寸变更的技术。首先，矩形信号处理模块320的尺寸320S（320S1）与模块安装区域543对准。此外，该图图示了在信号处理模块320中耦合器布置于该矩形的顶点处的情况。这里，当信号处理模块320的尺寸320S已变为320S2（<320S1）时，如图13的（B）所示，仅需将L形的宽度W变为宽度540W2（>540W1）而其它尺寸不变的模块固定壁用作模块固定壁540。另一方面，当信号处理模块320的尺寸320S已变为320S3（>320S1）时，如图13的（C）所示，仅需将L形的宽度W变为宽度540W3（<540W1）而其它尺寸不变的模块固定壁用作模块固定壁540。如上所述，通过改变模块固定壁540的L形的宽度540W，可容易应对信号处理模块320的尺寸320S的变更。

[信号处理模块的形状变更]

图14图示了应对模块尺寸/布置变更的第三示例。第三示例是应对信号处理模块320的形状变更的技术。通过改变模块固定壁540的横截面形状，能够应对信号处理模块320的形状变更（从矩形向圆形的变更，或者从圆形向矩形的变更）。例如，当信号处理模块320的平面形状已变为圆形时，如图14的（B）所示，图14的（A）所示的L形的部分可用于模块固定壁540。如图14的（C）所示，仅需将图14的（A）或图14的（B）所示的L形的部分变为弧形而其它尺寸不变的模块固定壁用作模块固定壁540。能够将圆形信号处理模块320嵌入并布置于由四个模块固定壁540的弧形部分规定的模块安装区域543中。此时，圆形信号处理模块320的尺寸320S与模块安装区域543对准。如上所述，通过改变模块固定壁540的横截面形状，可容易应对信号处理模块320的形状变更（从矩形向圆形的变更，或者从圆形向矩形的变更）。此外，当信号处理模块320的圆形的尺寸已发生变更时，如第一示例中那样，可通过改变模块固定壁540的弧形的宽度540W（从模块固定壁540的边到弧形的距离）来容易地应对该变更。

6、针对通信网络的对策

图15图示了用于应对通信网络的技术。即使在图15的（A）所示的第一示例和图15的（B）所示的第二示例中，当通过组合一些单元来构成整个波导装置10时，仍可使用特性相同的元件作为构成各单元的高频信号波导308、波导固定壁520等。

这里，图15的（A）所示的第一示例是在构成了通信网络的状态下存在缺点的形式。如图15的（A1）所示，在格点的模块安装区域（安装/拆卸单元）中各高频信号波导308的端面或侧面相接触。因此，如图15的（A2）所示，形成了传输路径的环。从布置在各个模块安装区域中的信号处理模块320发出的高频信号被传输至每个位置的信号处理模块320。在此情况下，虽然有能够将数据传输至分离位置处的信号处理模块320的优点，但构成所谓的通信网络不一定是优选的。

另一方面，图15的（B）所示的第二示例是在构成了通信网络的状态下的有利形式。这里，如图15的（B1）所示，在格点的模块安装区域中，各个高频信号波导308的端面或侧面不接触。也即是，传输路径在模块安装区域中解耦。因此，如图15的（A2）所示，传输路径不形成环。从布置在各个模块安装区域中的信号处理模块320发送的高频信号仅到达相邻的模块安装区域。在该部分中，当由信号处理模块320的高频信号耦合结构342等接收到各路径的高频信号时，能够区分各路径的高频信号。在此情况下，虽然难以将数据直接传输至分离位置处的信号处理模块320，但存在构成了所谓的通信网络的优点。

只需要中继数据从而使得将数据传输至分离位置处的信号处理模块320。信号处理模块320本身可以负责数据中继功能。仅需将用于数据中继功能的中继模块328布置在未布置有信号处理模块320的位置处。

7、针对多通道的对策

在构成本实施方式的波导装置的过程中，当做出使得在一对波导固定壁520之间布置有多个高频信号波导308（称作多通道结构）的变更时，仅需根据变更后的高频信号波导308的数量（称作通道数）来改变模块固定壁的形状或尺寸。此外，使用与应对波导尺寸变更的第一示例中所示的基体510相同的基体。此外，当以多通道结构形成高频信号波导308时，存在以平面形状（水平地）进行布置的技术、垂直地进行布置（进行垂直层叠）的技术或者作为这些技术的组合的技术。

[并行布置]

图16图示了应对多通道的第一示例。第一示例是以平面形状（水平地）布置（并行布置）构成高频信号波导308的各部件的水平布置方法。当通过该水平布置方法形成多通道结构时，这与整个高频信号波导308的宽度变更相关联。在此情况下，仅需采用上述的应对高频信号波导的宽度变更的技术。这里，将说明以平面形状（水平地）布置高频信号波导308的水平布置技术。

图16的（A）所示的第一示例的高频信号波导308是按照介电常数或磁导率的降序来布置的。该图图示了其中设置有三个通道的情况。在通道的边界处，由介电常数或磁导率比两侧低的部件形成的波导壁580夹于通道之间。通过单独的高频信号耦合结构342等对来自信号处理模块320的高频信号进行电磁耦合。在此情况下，可共用地或单独地设置信号处理模块320。在任何高频信号波导308中，其介电体材料或磁性材料的介电常数或磁导率高于构成边界的波导壁580的介电常数或磁导率，从而使得入射在高频信号波导308上的高频信号在每一次到达边界表面时该高频信号都在被反复反射的同时沿传播方向行进。为此，就能够使高频信号限制在各高频信号波导308内并在各高频信号波导308内传输。

例如，当电磁波（高频信号）入射在介电常数不同的两种介质之间的边界处时，发生与光学折射类似的折射。当电磁波在介电体平板内以适当的角度入射时，在两个边界上被反复反射，且电磁波无损失地高效传播。此外，当电磁波（高频信号）入射在磁导率不同的两种介质之间的边界处时，发生与光学折射类似的折射。当电磁波在磁性平板内以适当的角度入射时，在两个边界上被反复反射，且电磁波无损失地高效传播。

关于图16的（B）所示的第二示例的高频信号波导308，布置有高频信号波导308（在该图中是三个高频信号波导）。在边界处夹有波导壁582（优选是金属壁），波导壁582是由具有屏蔽效果的屏蔽部件（通常是金属材料）构成的。因而，无论介电常数或磁导率是否相同或不同，均能够将高频信号限制在每个高频信号波导308内并进行传输。虽然在图16的（A）中因为利用了所谓的全反射因而可能存在频率或传输模式的影响，但在图16的（B）中不存在这种影响。

[层叠]

图17图示了应对多通道的第二示例。第二示例是用于布置（层叠）构成高频信号波导308的各部件的垂直层叠技术。当通过该垂直层叠技术构造出多通道结构时，这与高频信号波导308的整个高度的变更相关联。在此情况下，仅需采用上述的应对高频信号波导的高度变更的技术。这里，将说明在垂直方向布置高频信号波导308的垂直层叠方法。

图17的（A）中所示的第一示例的高频信号波导308是从耦合器（高频信号耦合结构342等）侧按照介电常数或磁导率的降序排列的。在高频信号波导308的边界处夹有波导壁586，波导壁586是由介电常数或磁导率比两侧高的部件形成的。信号处理模块320的耦合器（高频信号耦合结构342等）布置在介电常数或磁导率最高的一侧。

在图16的（B）所示的第二示例的高频信号波导308中，在通道边界处夹有具有屏蔽效果的部件（通常为金属材料）。因而，无论介电常数或磁导率是否相同或不同，都能够将高频信号限制在每个高频信号波导308内并进行传输。

即使在第一示例和第二示例中，由构成每个通道（波导层：高频信号波导308）的部件的厚度、宽度以及介电常数或磁导率产生了频率特性差异。例如，由于在图示的示例中存在三个通道，因此使用三个载波成分，且将通过各层要被传输给主元件的频率被设定为不同。例如，当在两个频率和一个通道的传输中使用厚度及宽度均不同的塑料波导时，能够识别出两个频率之间的传输损失差异或数据率（传输带）差异。因此，在根据介电常数或磁导率的差异将载波设定为到达与耦合器相反的端的层（图中的最下层）的同时，由于各层的频率和尺寸（厚度及宽度）的兼容性差异，将要被主要传输的频率随每层而变化。虽然未形成完全的分离，但这是用于让多个载波的同时传输良好的优选配置。顺便提及，由于每个通道的尺寸必须适合于缩短后的波长（通过介电体或导磁体传播的电磁波的波长短于通过真空传播时的波长），因此低频波导的尺寸增大。因此，在图中的示例中，低频适合于靠近耦合器的层，高频适合于较远的层。

当对并行布置（水平布置）和层叠（垂直层叠）进行比较时，例如，在已经形成了其中模式在矩形线路中存在于水平方向上而不存在于垂直方向上的尺寸的情况下，难以在水平布置中形成如同在垂直层叠的示例中的用于耦合至多层的组合。因此，垂直层叠对应于单个耦合器的多层的单通道，水平布置对应于多个耦合器的单层的多通道。

即使在并行布置和层叠中，由于不必要的泄漏极少，因此夹在金属壁中的第二示例更好，但是改型的自由度极其低。另一方面，在改型的自由度方面，夹在介电体壁或磁性壁中的第一示例较好，但是在不必要的泄漏方面则较差。顺便提及，在第一示例中，重要的是使多层结构的尺寸以及介电体波导或磁性波导的尺寸存在差异。

8、具体应用例

接下来，将说明波导装置10的具体应用例。

[实施例1]

图18和图19图示了采用了本实施方式的信号传输装置的实施例1的波导装置和电子设备。图18图示了电子设备的总体概要的平面图，图19是波导装置的一部分的透视图。

实施例1的波导装置10A具有这样的形式：其中，波导被布置为矩形形状（正方形形状），在该矩形形状的格点的位置处设置有安装单元（模块安装区域543），并且布置有具有通信功能的信号处理模块320。每个信号处理模块电磁耦合至高频信号波导308（高频信号传输路径），高频信号波导308具有在各信号处理模块之间中继（耦合）高频信号的功能。“电磁耦合”是“电磁地连接（结合）”并且意味着高频信号被连接以在各个所连接的高频信号波导内传输。

电子设备300A包括波导装置10A和控制该设备的总体操作的中央控制单元302。在波导装置10A中，高频信号波导308布置为矩形，在该矩形的交叉位置处设置有模块安装区域543，且能够布置有信号处理模块320。在图18中，在所有位置处都安装有信号处理模块320。优选地，信号处理模块320被安装为与高频信号波导308接触。被安装的信号处理模块被称为现有信号处理模块。现有信号处理模块可以负责中央控制单元302的功能。也即是，波导装置10可以被构造为包括中央控制单元302。此时，多个现有信号处理模块以及任何一个现有信号处理模块304可以为此负责。每个现有信号处理模块通过自身进行预定的信号处理，并且当安装有多个现有信号处理模块时，在现有信号处理模块之间交换数据的同时进行信号处理。

中央控制单元302基于与高频信号波导308耦合的信号处理模块来变更配置信息，并根据变更后的配置信息来控制数据传输。例如，如果识别出具通信功能的信号处理模块的组合配置已变更，则控制数据传输从而使其在适合于变更后的模块组合的信号处理模块之间或者在中央处理单元（CPU）（可以是中央控制单元302）之间进行。对于用于控制或模块识别的信号，仅需使用普通电气配线（印刷图案或连接线（wirehardness）等）。例如，中央控制单元302包括：布置感测单元，其感测在高频信号波导308上是否布置了用于配置变更的信号处理模块320（配置变更信号处理模块）；和通信控制单元，当布置感测单元感测到已经布置有用于配置变更的信号处理模块320时，通信控制单元控制现有信号处理模块或配置变更信号处理模块，并根据配置变更来控制信号处理模块之间的通信。布置感测单元可包括用于识别布置位置或布置了何物（何功能）的识别功能，以及用于感测信号处理模块是否已经布置在高频信号波导308中的功能。作为用于识别“布置了何物”的功能，还可以包括识别异物的功能（换言之，感测是否存在具有通信功能的信号处理模块的功能）以及识别具有通信功能的信号处理模块的功能。为实现识别“布置了何物”的功能，可利用从现有模块发送的信号或从新布置的模块发送的信号的反射波。例如，如果在安装/拆卸单元上布置有任何物体，则从现有模块发送的信号的反射波会发生变化并且能够识别出布置了何物。此外，当所布置的物体是具有通信功能的信号处理模块时，发送用于识别该信号处理模块等的信号。基于该信号，中央控制单元302（布置感测单元）能够识别“布置了何物”。当没有来自所布置的物体（器件）的反应（没有信号）时，只需要判定所布置的物体是异物。

当在现有信号处理模块之间进行信号处理时，就高速或大容量数据方面而言，通过进行转换而变为毫米波段或者在毫米波段之前或之后的频带（例如亚毫米波段或厘米波段）（以下代表性地称作毫米波段）的高频信号，由此经由高频信号波导308进行通信处理。仅需通过普通电气配线（包括图案配线）来传输其它的数据（包括电源）。在现有信号处理模块中设置有用于实现毫米波传输功能的通信装置，从而在现有信号处理模块之间经由高频信号波导308以毫米波段进行通信处理，且高频信号波导308和设置于所述通信装置中的高频信号耦合结构被布置成能够电磁耦合。例如，各现有信号处理模块被安装为与高频信号波导接触，从而建立了通过高频信号波导308传输的毫米波的通信。此外，使用具有多个载波频率（它们是不同频率）的所谓的FDM，能够在一个频率信号传输路径308中实现多系统的通信。

这里，在波导装置10A中，设有这样的区域（即，能够与模块电磁耦合的区域：模块安装区域543）：该区域中，能够安装当做出功能变更时能够在毫米波段进行通信处理的配置变更信号处理模块（换言之，通信装置）。模块安装区域543是高频信号波导308交叉的位置，并且是高频信号波导308的布置形态的基本形状（本例中为正方形）的顶点位置。即使在稍后通过添加或替换配置变更信号处理模块来变更配置后，仍经由高频信号波导308建立了高速/大容量的毫米波通信。因而，以低损失进行利用毫米波的高速数据传输。

在电子设备300A中设有波导装置10A，以预定的布置方式布置有高频信号波导308，并且面对着高频信号波导308安装有具有毫米波传输功能的现有信号处理模块和配置变更信号处理模块（优选地，现有信号处理模块和配置变更信号处理模块与高频信号波导308接触：详细来说，使得高频信号能够电磁耦合）。因而，建立了现有信号处理模块和配置变更信号处理模块之间的通过高频信号波导308传输的毫米波的通信，并且能够在减小了多通道、减小了传输劣化且减小了不必要的辐射的情况下进行高速数据传输。当高频信号波导308上布置有具有毫米波传输功能的现有信号处理模块从而使高频信号能够电磁耦合，并且需要进行诸如功能变更等配置变更时，即使最初没有安装用于毫米波通信的多个信号处理模块，但通过在高频信号波导308上的模块安装区域543中布置配置变更信号处理模块从而使高频信号能够电磁耦合，由此能够建立通过高频信号波导308传输的毫米波的通信。因此，能够容易地实现设备内通信，而不用担心例如与诸如功能扩展等配置变更相关联的设计变化、基板面积增大或成本增加等负担。

此外，当高频信号波导308在模块安装区域543的一部分中被解耦时，能够通过在模块安装区域543的该部分中安装信号处理模块320来构建通信网络。因而，实现了包括高频信号波导308和具有通信功能的信号处理模块320的传输网络。能够实现大容量通信，并且能够以低损失实现省电的长距离传输。还有这样的优点：在高频信号波导308中可利用廉价的塑料。信号处理模块320可被替换并被安装在模块安装区域543中（具有可换特性），且信号处理模块320被构造为具有充分的可扩展性。

此外，在实施例1的配置中，通信网络（传输网络）包括信号处理模块320和以格子状形成的单一长度的高频信号波导308。特别地，在不指定中心模块的情况下仅相互交换数据，难以越过相邻的模块安装区域543进行数据传输。然而，信号处理模块320具有中继功能，从而如同稍后将要说明的实施例2那样，使得数据能越过模块安装区域543而被传输。

[实施例2]

图20和图21图示了应用了本实施方式的信号传输装置的实施例2的波导装置和电子设备。图20图示了电子设备的总体概要的平面图，图21是波导装置的一部分的透视图。

如图20所示，实施例2的波导装置10B基于实施例1的波导装置10A而具有这样的形态：其中，在以矩形（正方形形状）布置的波导的格点的模块安装区域543中交替地布置有普通信号处理模块320和中继模块328（具有中继功能（输入/输出处理功能）的信号处理模块）。虽然实施例2与实施例1的类似之处在于以格子状形成的单一长度的波导和具有通信功能的模块形成了传输网络，但实施例2与实施例1的不同之处在于：确定用于管理另外的模块的中心（其中，中继模块328负责这种确定），且在相互识别出模块的作用后交换数据。例如，如图21所示，信号处理模块320_1是负责声音处理的模块，信号处理模块320_2是负责静止图像处理的模块，信号处理模块320_3是用于运动图像处理的模块。中继模块328可通过集合来自信号处理模块320_1（声音处理）、信号处理模块320_2（静止图像处理）和信号处理模块320_3（运动图像处理）的数据来进行综合的信号处理，还可以与相邻模块安装区域543（未图示）的信号处理模块320交换数据。

[实施例3]

图22图示了采用了本实施方式的信号传输装置的实施例3的波导装置和电子设备，并且是图示了所述电子设备的总体概要的平面图。实施例3的电子设备300C具有这样的形态：其中，波导布置的基本形状为等边三角形。

与实施例1同样地，电子设备300C包括波导装置10C和用于控制该设备的总体操作的中央控制单元302。在实施例3的波导装置10C中，在布置于等边三角形的顶点处的模块安装区域543中布置有正六边形（蜂窝形状）的信号处理模块320。这种布置具有这样的形态：其中，能够最密集地布置信号处理模块320。虽然存在波导布置的基本形状是正方形还是三角形的差别，但能够实现与上述实施例1或实施例2的效果类似的效果。此外，当关注于同一顶点的六个三角形的集合时，提取了这样形态：其中，波导布置的基本形状是正六边形。如果在所述形态的中心方向上未使用波导和信号处理模块320，则仅需在模块安装区域543中布置等边三角形的信号处理模块320。

[实施例4]

图23图示了采用本实施方式的信号传输装置的实施例4的波导装置，且是所述波导装置的局部透视图。虽然未图示，但能够通过安装实施例4的波导装置10D来构造出实施例4的电子设备300D。

实施例4是这样的形态：其中，在以矩形（正方形形状）和三维形状布置的波导的格点的模块安装区域543中布置有信号处理模块320。如同实施例2一样地，可交替地布置普通信号处理模块320和中继模块328。上述实施例4的波导装置10D包括由三维的单一长度波导、模块布置结构和具有通信功能的信号处理模块320（包括中继模块328）形成的传输网络。虽然二维形状与三维形状之间存在差异，但基本上可实现与上述实施例1或实施例2的效果类似的效果。还有这样的优点：即，能够通过形成三维形状来展现功能设计特性。

[实施例5]

图24图示了采用了本实施方式的信号传输装置的实施例5的波导装置，并且是所述波导装置的局部透视图。虽然未图示，但可通过安装实施例5的波导装置10E来构造出实施例5的电子设备300E。

实施例5的波导装置10E的特征在于：设置有电力传输单元来无线地传输电力，并进行电力传输以及数据传输。在图示的示例中，采用了其中使用了电磁线圈的类型（电磁感应型和谐振型）。在波导装置10E中，在模块安装区域543的底部中布置有电力发送线圈762。与之对应地，在信号处理模块320中设置有与线圈762电磁耦合或谐振耦合的电力接收线圈764且设置有电力接收单元（未图示）。能够构建这样的传输网络：其中，用于模块布置的波导装置10的结构具有非接触供电功能。根据实施例5，能够通过实现简易的替换和扩展来除去有妨碍作用的电气配线。为有效地实现实施例5，除了可以转换为高速或大容量信号之外，可以进行向其他的速度充分低/容量充分小的高频信号的转换，且可以进行高频信号的传输。因而，能够除去用于包含电源的所有信号的电气配线。

尽管上文用各实施方式已经说明了本申请中公开的技术，但随附的权利要求中所记载的内容的技术范围不限于上述各实施方式所说明的范围。在不脱离本申请中公开的技术的主题的前提下，能够对上述各实施方式作出各种各样的变型和改进，且做出了这样的变型和改进的形式也都包含在本申请所公开的技术的技术范围内。上述各实施方式不限制依据权利要求的技术，并且各实施方式中所描述的特征的全部组合对于解决本申请中公开的技术想要解决的问题而言不是必不可少的。上述各实施方式中包含了各个阶段的技术，并且能够基于所公开的多个构成要件中的适当组合来提取种种技术。即使在删除了各实施方式中所描述的构成要件中的某些构成要件的情况下，所得到的配置仍能够如本申请中所描述的技术那样被实现，只要获得与本申请中公开的技术想要解决的问题对应的效果即可。

附图标记列表：

1         信号传输装置

10        波导装置

300       电子设备

302       中央控制单元

308       高频信号波导

320       信号处理模块

328       中继模块

342       高频信号耦合结构

510       基体

514       嵌合构件

520       波导固定壁

524       嵌合构件

526       嵌合构件

540       模块固定壁

543       模块安装区域

544       嵌合构件

546       嵌合构件

580       波导壁

582       波导壁

586       波导壁层

588       波导壁层

Claims (15)

1.一种波导装置，其包括：

高频信号波导，所述高频信号波导被构造用来传输从具有通信功能的模块发出的高频信号；和

安装/拆卸单元，所述安装/拆卸单元能够安装/拆卸所述模块以使所述高频信号波导与所述高频信号能够耦合，

其中，所述高频信号波导包括多个独立的传输路径，

其中，在所述多个独立的传输路径中层叠有构成所述传输路径的部件，

其中，构成所述多个独立的传输路径的所述部件具有不同的介电常数，在构成相邻的传输路径的所述部件之间布置有介电常数与任何所述部件的介电常数都不同的壁层，且在所述壁层的一部分中设置有开口，或者

其中，构成所述多个独立的传输路径的所述部件具有不同的磁导率，在构成相邻的传输路径的所述部件之间布置有磁导率与任何所述部件的磁导率都不同的壁层，且在所述壁层的一部分中设置有开口。

2.如权利要求1所述的波导装置，其中，所述安装/拆卸单元被设置在多个位置处。

3.如权利要求1所述的波导装置，其中，多个所述高频信号波导耦合至所述安装/拆卸单元。

4.如权利要求3所述的波导装置，其中，在所述安装/拆卸单元中所述多个高频信号波导是不接触的。

5.如权利要求1所述的波导装置，其中，在所述安装/拆卸单元中将所述高频信号波导解耦。

6.如权利要求4所述的波导装置，其中，在将所述高频信号波导解耦的所述安装/拆卸单元中设置有具有数据中继功能的中继模块。

7.如权利要求1所述的波导装置，其中，由所述高频信号波导形成的平面形状或三维形状是预定的。

8.如权利要求7所述的波导装置，其中，构成所述平面形状或所述三维形状的基本形状是等边三角形、正方形和正六边形中的一者。

9.如权利要求1所述的波导装置，其中，对设置于所述安装/拆卸单元上的所述模块进行无线供电。

10.如权利要求1所述的波导装置，其中，当在所述安装/拆卸单元上设置有被构造用来将所述高频信号耦合至所述高频信号波导的所述模块时，能够实现经由所述高频信号波导向各所述模块的数据传输和从各所述模块的数据传输。

11.如权利要求1所述的波导装置，其包括：

控制单元，所述控制单元被构造用来基于耦合至所述高频信号波导的所述模块来变更配置信息，并且根据变更后的配置信息来控制数据传输。

12.如权利要求11所述的波导装置，其中，所述控制单元感测所述模块被布置在所述高频信号波导中的位置。

13.如权利要求11所述的波导装置，其中，所述控制单元感测在所述高频信号波导上是否已经布置了具有通信功能的所述模块。

14.一种波导装置制造方法，所述方法包括：

通过组合多个波导来构成总的高频信号波导；以及

设置安装/拆卸单元，所述安装/拆卸单元能够安装/拆卸通信模块以使所述高频信号波导与高频信号能够耦合，

其中，通过多个独立的传输路径来构成所述波导，

其中，在所述多个独立的传输路径中层叠构成所述传输路径的部件，

其中，构成所述多个独立的传输路径的所述部件具有不同的介电常数，在构成相邻的传输路径的所述部件之间布置有介电常数与任何所述部件的介电常数都不同的壁层，且在所述壁层的一部分中设置有开口，或者

其中，构成所述多个独立的传输路径的所述部件具有不同的磁导率，在构成相邻的传输路径的所述部件之间布置有磁导率与任何所述部件的磁导率都不同的壁层，且在所述壁层的一部分中设置有开口。

15.一种电子设备，其包括：

高频信号波导，所述高频信号波导被构造用来传输从具有通信功能的模块发出的高频信号；

安装/拆卸单元，所述安装/拆卸单元能够安装/拆卸所述模块并且将所述模块安装成使得所述高频信号波导与所述高频信号能够耦合；以及

控制单元，所述控制单元被构造用来基于耦合至所述高频信号波导的所述模块来变更配置信息，并且根据变更后的配置信息来控制数据传输，

其中，所述高频信号波导包括多个独立的传输路径，

其中，在所述多个独立的传输路径中层叠有构成所述传输路径的部件，

其中，构成所述多个独立的传输路径的所述部件具有不同的介电常数，在构成相邻的传输路径的所述部件之间布置有介电常数与任何所述部件的介电常数都不同的壁层，且在所述壁层的一部分中设置有开口，或者

其中，构成所述多个独立的传输路径的所述部件具有不同的磁导率，在构成相邻的传输路径的所述部件之间布置有磁导率与任何所述部件的磁导率都不同的壁层，且在所述壁层的一部分中设置有开口。