CN105229858B - 波导型缝隙阵列天线以及缝隙阵列天线模块 - Google Patents

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Abstract

本发明实现与以往的波导管缝隙阵列天线相比反射系数较小且增益较大的波导型缝隙阵列天线。在波导型缝隙阵列天线(1A)中，在波导内配置有与该波导的上壁(11)以及侧壁正交的多个控制壁(12c1～12c6)，多个缝隙(11d1～11d6)的各个被配置成跨越由上述控制壁划分出的区间的边界且在俯视时不与上述控制壁重叠。

Description

波导型缝隙阵列天线以及缝隙阵列天线模块
技术领域
本发明涉及波导型缝隙阵列天线以及包括该波导型缝隙阵列天线的缝隙阵列天线模块。
背景技术
作为下一代的无线LAN标准，WiGig(注册商标)备受瞩目。在WiGig中，使用60GHz频带的毫米波，实现最大6.75G比特/秒的超高速无线传输。因此，可预见60GHz频带用的天线向市场规模较大的个人计算机、智能手机等民生设备的安装，其需要扩大被期待。
作为将毫米波带作为动作频带的天线的一个例子，已知有在金属制的波导管的一面形成了多个缝隙的波导管缝隙阵列天线。在这样的波导管缝隙阵列天线中，减少在各缝隙产生的反射变得重要。这是因为在各缝隙产生的反射成为使反射特性劣化，另外，使增益降低的重要因素。
作为使在各缝隙产生的反射减少的波导管缝隙阵列天线，例如，已知有专利文献1所记载的波导管缝隙阵列天线。在专利文献1所记载的波导管缝隙阵列天线中，采用在形成了缝隙的金属波导管的内部形成壁板，并通过在壁板的反射波来抵消在缝隙的反射波的构成。
专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2005－167755号公报(2005年6月23日公开)”
然而，在减小动作频带上的反射系数，并且增大增益这一方面，在专利文献1所记载的波导管缝隙阵列天线中，关于缝隙以及壁板的配置，还有改善的余地。
另外，专利文献1所记载的波导管缝隙阵列天线中，也存在以下那样的次要的问题。即，专利文献1所记载的波导管缝隙阵列天线由具备矩形波导管以及壁板的基体、和设置了多个缝隙的缝隙板构成，通过使通过金属加工等独立地制成的基体与缝隙板贴合来制造。因此，存在制造成本较高这样的问题。另外，使基体与缝隙板紧贴较困难，其结果是，存在容易产生传输质量的降低这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于实现与以往的波导管缝隙阵列天线相比，能够在所希望的频率范围减小反射系数，并且，能够在所希望的频率范围选择性地增大增益的波导型缝隙阵列天线。
为了解决上述课题，本发明所涉及的波导型缝隙阵列天线是在长方体状的波导的上壁形成了多个缝隙的波导型缝隙阵列天线，其特征在于，在上述波导内配置有与该波导的上壁以及侧壁正交的多个控制壁，上述多个缝隙的各个被配置成跨越由上述控制壁划分出的区间的边界且在俯视时不与上述控制壁重叠。
根据本发明，能够实现与以往的波导管缝隙阵列天线相比，能够在所希望的频率范围减小反射系数，并且，能够在所希望的频率范围选择性地增大增益的波导型缝隙阵列天线。
附图说明
图1是包括本发明的第一实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线的缝隙阵列天线模块的分解立体图。
图2是图1所示的波导型缝隙阵列天线的剖面图。
图3是俯视图1所示的波导型缝隙阵列天线的一部分的情况下的俯视图。
图4是俯视图1所示的波导型缝隙阵列天线的一部分的情况下的俯视图。
图5的(a)是表示在实施例1所涉及的波导型缝隙阵列天线中，在使间隔dx/λg在0.1以上0.31以下的范围变化的情况下得到的反射特性的图表。图5的(b)是表示在该波导型缝隙阵列天线中，在使间隔dy/λg在0.35以上0.48以下的范围变化的情况下得到的反射特性的图表。
图6的(a)是表示实施例1所涉及的波导型缝隙阵列天线中间隔dx/λg＝0.31的波导型缝隙阵列天线的zx平面上的增益的方位角依赖性的图表。图6的(b)是表示实施例1所涉及的波导型缝隙阵列天线中间隔dx/λg＝0.1的波导型缝隙阵列天线的zx平面上的增益的方位角依赖性的图表。
图7的(a)是表示对实施例1所涉及的波导型缝隙阵列天线中间隔dx/λg＝0.31的波导型缝隙阵列天线进行57.5GHz的电磁波的供电的情况下的磁场分布的图表，图7的(b)是表示对该波导型缝隙阵列天线进行67.5GHz的电磁波的供电的情况下的磁场分布的图表。
图8是包括第一变形例所涉及的波导型缝隙阵列天线的缝隙阵列天线模块的分解立体图。
图9是包括本发明的第二实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线的缝隙阵列天线模块的分解立体图。
图10的(a)是图9所示的缝隙阵列天线模块的剖面图，表示供电引脚以及柱的结构。图10的(b)是通过变更该缝隙阵列天线模块的供电引脚的结构而得到的其他方式的缝隙阵列天线模块的剖面图。
图11是包括第二变形例所涉及的波导型缝隙阵列天线的缝隙阵列天线模块的分解立体图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
〔缝隙阵列天线模块的构成〕
参照图1～图2对本发明的第一实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线进行说明。图1是包括本实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线1A的缝隙阵列天线模块1的分解立体图。图2是本实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线的剖面图。
缝隙阵列天线模块1如图1所示那样具备波导型缝隙阵列天线1A以及波导管1B。波导型缝隙阵列天线1A具有依次层叠了第一导体层11、第一电介质层12以及第二导体层13的结构。换句话说，波导型缝隙阵列天线1A由隔着第一电介质层12相互对置的第一导体层11以及第二导体层13构成。
在本实施方式中，第一导体层11的主面、第一电介质层12的主面以及第二导体层13的主面均以在图1所示的坐标系中与xy平面平行的方式配置。这里，所谓的主面是指构成长方体状的部件的六个面中，具有最大面积的面。
作为第一导体层11以及第二导体层13的材料，能够使用铜等金属。另外，作为第一电介质层12的材料，能够使用石英玻璃等玻璃、PTFE等氟类树脂、液晶聚合物或者环烯烃聚合物等。
在第一导体层11形成有多个缝隙11d1～11d6。缝隙11d1～11d6是形成在第一导体层11的长方形的开口，在俯视波导型缝隙阵列天线1A时配置为锯齿状。这里，所谓俯视是指从图1所示的坐标系上的z轴正方向观察对象物。另外，对于缝隙11d1～11d6的更具体的配置，代替参照的附图后述。
在第一电介质层12的内部形成有包围作为波导发挥作用的长方体状的区域的四方的柱壁12a。柱壁12a是排列为栅状的多个导体柱12a1、12a2、…、12aM的集合。各导体柱12ai(i＝1、2、…、M)是其上端与第一导体层11连接且其下端与第二导体层13连接的圆柱状导体，更具体而言，是在形成于第一电介质层12的贯通孔的壁面形成的导体电镀。此外，通过柱壁12a包围了四方的区域以其长边方向与图1所示的坐标系上的y轴平行的方式配置。
被柱壁12a包围四方并通过第一导体层11以及第二导体层13从上下夹持的区域作为波导型缝隙阵列天线1A的波导发挥作用。柱壁12a作为该波导的侧壁发挥作用，第一导体层11作为该波导的上壁发挥作用，第二导体层13作为该波导的下壁发挥作用。此外，在以下的说明中，将该波导的侧壁之中x轴正方向的侧壁记载为右侧壁，将x轴负方向的侧壁记载为左侧壁，将y轴正方向的侧壁记载为前侧壁，将y轴负方向的侧壁记载为后侧壁。有时也将前侧壁以及后侧壁称为短壁。
在波导型缝隙阵列天线1A的波导的内部形成有与该波导的上壁以及左右侧壁双方正交的(即，与图1中的zx面平行的)控制壁12c1～12c6。从接近开口13a的一方开始数第奇数个的控制壁亦即控制壁12c1、12c3、12c5从右侧壁附近朝向左方向(图1中的x轴负方向)延伸配置。另一方面，从接近开口13a的一方开始数第偶数个的控制壁亦即控制壁12c2、12c4、12c6从左侧壁附近朝向右方向(图1中的x轴正方向)延伸配置。因此，可以说控制壁12c1～12c6的各个被锯齿配置。
此外，图1所示的坐标系如以下那样规定。即，(1)将第一电介质层12具备的波导的长边方向设为y轴。y轴的方向以从该波导的供电部朝向该波导的前端的方向为正向的方式规定。(2)将与第一电介质层12的厚度方向平行的轴设为z轴。z轴的方向以从第二导体层13朝向第一导体层11的方向为正向的方式规定。(3)将与第一电介质层12具备的波导的宽度方向平行的轴设为x轴。x轴的方向以该x轴与上述的y轴以及z轴一起构成右手系的方式规定。
接下来，以控制壁12c1为例，对控制壁的构成进行说明。图2是通过控制壁12c1的zx平面上的波导型缝隙阵列天线1A的剖面图。如图2所示，控制壁12c1是三个导体柱12c1a、12c1b、12c1c的集合。各导体柱12c1a～12c1c是其上端与第一导体层11连接且其下端与第二导体层13连接的圆筒状导体，更具体而言，是在形成于第一电介质层12的贯通孔的壁面形成的导体电镀。
导体柱12c1a、12c1b、12c1c以与在波导型缝隙阵列天线1A的波导中传播的电磁波的波长相比足够短的间隔配置。另外，构成控制壁的导体柱12c1a与构成侧壁的导体柱12ai之间的间隔也以与在波导型缝隙阵列天线1A的波导中传播的电磁波的波长相比足够短的方式设定。由此，导体柱12c1a、12c1b以及12c1c的集合亦即控制壁12c1作为反射电磁波的柱壁发挥作用。
如以上那样，控制壁12c1是从波导型缝隙阵列天线1A的波导的右侧壁向x轴负方向延伸的与zx平面平行的柱壁。其他的作为第奇数个的控制壁的控制壁12c3、12c5与控制壁12c1相同地构成。另外，作为第偶数个的控制壁的控制壁12c2、12c4以及12c6是从波导型缝隙阵列天线1A的波导的左侧壁向x轴正方向延伸的与zx平面平行的柱壁，其宽度与控制壁12c1的宽度相同。
此外，在本实施方式中，将波导型缝隙阵列天线1A的波导的宽度W定义为该波导的左右侧壁的壁心间的距离(参照图3)。另外，以控制壁12c1为例，将控制壁的宽度Wcw定义为上述波导的右侧壁的壁心与距该右侧壁最远的导体柱12c1c的距该右侧壁最远的侧壁之间的距离(参照图3)。
各缝隙11d1～11d6位于相对介电常数彼此不同的第一电介质层与空气中的边界，所以成为反射在第一电介质层12内的波导中传播的电磁波的一部分的原因。波导型缝隙阵列天线1A具备由控制壁12c1～12c6构成的控制壁组，所以能够使缝隙11d1～11d6的各个之中，邻接的一个缝隙(例如缝隙11d1)附近的磁场分布与另一个缝隙(例如缝隙11d2)附近的磁场分布成为相似的分布形状(参照图7的(a))。其结果是，波导型缝隙阵列天线1A能够使起因于上述一个缝隙的反射波的振幅与起因于上述另一个缝隙的反射波的振幅相等(或者接近)。关于波导型缝隙阵列天线1A中的磁场分布，在实施例中参照图6后述。
而且，调整周期性地配置控制壁12c1～12c6时的间隔dp，使起因于上述一个缝隙的反射波与起因于上述另一个缝隙的反射波之间的相位差为180°+360°×n(n＝0、1、2、...)，由此波导型缝隙阵列天线1A能够使起因于邻接的各缝隙的反射波抵消。
并且，优选各控制壁12c1～12c6的宽度Wcw在波导型缝隙阵列天线1A的波导的宽度W的二分之一以上。根据上述的构成，即使在起因于各缝隙11d1～11d6的反射波的振幅较大的情况下，控制壁12c1～12c6也能够产生为了消除该反射波而具有充足的振幅的反射波。因此，波导型缝隙阵列天线1A能够将反射系数抑制得足够小。
在第二导体层13形成有开口13a。波导管1B以波导管1B内的波导1Ba经由开口13a与波导型缝隙阵列天线1A的波导连通的方式与波导型缝隙阵列天线1A连接。
波导管1B是对波导型缝隙阵列天线1A进行电磁波的供电的供电单元。波导管1B是两端开放的管状部件，其管壁由金属等导体构成。在波导管1B的内部形成的空洞可以用空气充满，也可以用空气以外的电介质充满，但在本实施方式中，采用前者的构成。上述空洞作为对电磁波进行导波的波导1Ba发挥作用。
〔缝隙的配置〕
接下来，参照图3对设置于第一导体层11的缝隙11d1～11d6的配置进行说明。图3是俯视波导型缝隙阵列天线1A时的俯视图，放大了控制壁12c1以及12c2的附近。缝隙11d1～11d6的各个是具有与第一电介质层12的侧壁平行的长边以及与上述波导的侧壁垂直的短边的长方形的开口。
第一电介质层12具备的波导通过控制壁12c1～12c6被划分为七个区间。(1)从后侧壁到控制壁12c1的区间、(2)从控制壁12c1到控制壁12c2的区间、(3)从控制壁12c2到控制壁12c3的区间、(4)从控制壁12c3到控制壁12c4的区间、(5)从控制壁12c4到控制壁12c5的区间、(6)从控制壁12c5到控制壁12c6的区间、以及(7)从控制壁12c7到前侧壁的区间，相当于这些七个区间。
设置于第一导体层11的缝隙11d1～11d6的各个被配置成：在俯视波导型缝隙阵列天线1A时，跨越由控制壁12c1～12c6的各个划分出的区间的边界，并且，不与控制壁12c1～12c6之中划分经由该边界而邻接的区间的控制壁重叠。
若参照图3进行具体的说明，则缝隙11d1被配置成跨越被控制壁12c1划分的上述的区间(1)以及区间(2)的边界，并且，被配置成不与划分经由该边界而邻接的区间(1)以及区间(2)的控制壁亦即控制壁12c1重叠。另外，缝隙11d2被配置成跨越被控制壁12c2划分的上述的区间(2)以及区间(3)的边界，并且，被配置成不与划分经由该边界而邻接的区间(2)以及区间(3)的控制壁亦即控制壁12c2重叠。对于缝隙11d3～11d6的配置，与缝隙11d1以及11d2的配置相同，所以省略其说明。
优选控制壁彼此的间隔亦即间隔dp在将动作频带的中心频率f0[Hz]下的波导波长设为λg时，与λg/2[mm]同等程度。此外，在波导型缝隙阵列天线1A中反射系数最小的频率如实施例所后述的那样，也很大程度地依赖于构成单位构造的控制壁与缝隙的相对配置。因此，周期性地进行配置的间隔dp能够依赖于构成单位构造的控制壁与缝隙的相对配置而变化，也可以并不一定接近λg/2。
此外，也可以多个控制壁并不为锯齿状，而以沿着波导的管轴的方式在波导的单侧(与管轴(中心)相比靠右侧壁侧或者左侧壁侧)排列配置。各缝隙以在对应的控制壁的相反侧(左侧壁侧或者右侧壁侧)跨越区间的边界的方式配置。该情况下，控制壁彼此的间隔亦即间隔dp虽然并不必须，但优选与λg[mm]同等程度。
本说明书中的“波导波长”是指如以下那样给予的波长λg。即，在波导1A1那样的长方体状的波导进行导波的TE10模式合成了两个平面波。这两个平面波与管轴所成的角θ由cosθ＝(1－(fc/f)2)1/2给予。这里，f是频率，fc是截止频率，在将光速设为c，将波导的宽度设为W，将波导的介质的相对介电常数设为εr，将相对磁导率设为μr时，能够表示为fc＝(c/2W)×(εrμr)-1/2。若将自由空间内的波长设为λ0，则波导中的波长λ为λ＝λ0/(εrμr)1/2。这里λ/cosθ为波导波长λg。
〔转换部〕
接下来，参照图4对波导型缝隙阵列天线1A具备的转换部的构成进行说明。图4是俯视波导型缝隙阵列天线1A的情况下的俯视图，放大了转换电磁波的波导模式的转换部附近。
如图4所示，优选在第一电介质层12内形成有配置在开口13a的附近的控制柱12b1以及12b2。更具体而言，控制柱12b1以及12b2优选配置在将构成开口13a的四边中与第一电介质层12内的波导的左右侧壁平行的两边向y轴正方向延长后的延长线的内侧。控制柱12b1以及12b2是其上端与第一导体层11连接且其下端与第二导体层13连接的圆柱状导体，更具体而言，是在形成于第一电介质层12的贯通孔的壁面形成的导体电镀。
在本实施方式中，将与控制柱12b1以及12b2相比位于y轴负方向侧的区域，即被柱壁12a包围三方并被控制柱12b1以及12b2包围剩余的一方的区域标记为转换部。该转换部也能够表现为从波导管1B供电电磁波的供电部。
在波导管1B的波导1Ba中向z轴正方向传播来的电磁波经由第二导体层13的开口13a入射至第一电介质层12的转换部。第一电介质层12的转换部将该电磁波的波导模式从波导1Ba的波导模式向形成于第一电介质层12的波导的波导模式转换。在该情况下，通过配置控制柱12b1以及12b2，能够抑制形成在第一电介质层12的转换部中的电磁波的反射。因此，根据该构成，能够抑制形成在第一电介质层12的转换部在转换波导模式时产生的损耗。控制柱12b1以及12b2作为抑制形成在第一电介质层12的转换部中的电磁波的反射的反射抑制柱发挥作用。
制造波导型缝隙阵列天线1A具备的控制壁12c1～12c6的工序与制造柱壁12a的工序相同，能够利用印刷电路基板技术。因此，波导型缝隙阵列天线1A的制造成本与以往的柱壁波导天线同等。因此，对于波导型缝隙阵列天线1A而言，与以往的柱壁波导天线相比，能够抑制制造成本的增加，并且与以往的波导管缝隙阵列天线相比，能够得到良好的放射特性以及增益。
〔实施例1〕
参照图5～7对包括本实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线1A的缝隙阵列天线模块1的第一实施例进行说明。此外，对于以下的说明中的dx以及dy的定义，参照图3。
本实施例所涉及的波导型缝隙阵列天线1A为了以60GHz频带(以60GHz为中心频率的频带)为动作频带，如以下那样构成图1所示的缝隙阵列天线模块1的各部。
第一导体层11：使用了厚度为20μm的导体(具体而言是铜)板。
第一电介质层12：使用了相对介电常数为3、厚度为0.6mm的液晶聚合物基板。
第二导体层13：使用了厚度为20μm的导体(具体而言是铜)板。
柱壁12a：作为构成柱壁12a的导体柱12ai，使用了形成贯通第一导体层11、第一电介质层12以及第二导体层13的直径200μm的通孔，并对该通孔进行了导体(具体而言是铜)电镀的柱。此外，相互邻接的两个导体柱12ai、12aj的中心轴间的距离为400μm。由柱壁12a形成的波导的宽度W为2.4mm。
控制壁12c1～12c6：作为构成各控制壁12c1～12c6的导体柱，使用了形成贯通第一导体层11、第一电介质层12以及第二导体层13的直径200μm的通孔，并对该通孔进行了导体(具体而言是铜)电镀的柱。此外，构成控制壁的三个导体柱(例如导体柱12c1a～12c1c)的中心间隔为400μm。另外，各控制壁12c1～12c6的间隔dp大约为1.8mm。
缝隙11d1～11d6：缝隙长度(在图3所示的坐标系中，与y轴平行的长度)为1.9mm，缝隙宽度(在上述坐标系中，与x轴平行的长度)为250μm。如图3所示，将控制壁12c2与跨越被该控制壁12c2划分的两个区间的边界的缝隙11d2之间的间隔定义为间隔dx。在本实施方式中，决定间隔dx的两个基点中的一个是构成控制壁12c2的导体柱中的距波导的左侧壁最远的导体柱12c2c的中心C。另外，决定间隔dx的两个基点中的另一个是被控制壁12c2划分的两个区间的边界与跨越该边界的缝隙11d2的交点D。
另外，将被控制壁12c2划分的两个区间的边界、与跨越该边界的缝隙11d2具备的两个短边中的接近供电电磁波的供电部这一方(y轴负方向侧)的短边之间的间隔定义为间隔dy。
波导管1B：作为波导管1B，使用了方形波导管WR－15(EIA标准)。在波导管1B的端部的上表面依次层叠有第二导体层13、第一电介质层12以及第一导体层11，第一电介质层12的波导与波导管1B的波导1Ba经由第二导体层13的开口13a连通。
图5的(a)以及(b)是表示本实施例所涉及的波导型缝隙阵列天线1A的反射特性(反射系数的频率特性)的图表。更具体而言，图5的(a)是表示在固定为间隔dy/λg＝0.42并将间隔dx/λg设为0.1、0.17、0.21、0.24以及0.31时得到的波导型缝隙阵列天线1A的反射特性的图表，图5的(b)是表示在固定为间隔dx/λg＝0.22并将间隔dy/λg设为0.35、0.38、0.42、0.45以及0.48时得到的波导型缝隙阵列天线1A的反射特性的图表。
〔反射特性的缝隙位置依赖性〕
若参照图5的(a)，则在固定为间隔dy/λg＝0.42并使间隔dx/λg在0.1以上0.31以下的范围变化的情况下，全部的波导型缝隙阵列天线1A示出的反射系数的最小值均在一般的要求水准亦即－10dB以下。以下，将判定反射特性是否良好的情况下的基准设为反射系数的最小值在－10dB以下。即，将示出了满足该基准的反射特性的波导型缝隙阵列天线1A判定为示出了良好的反射特性的波导型缝隙阵列天线。因此，可以说图5的(a)所示的波导型缝隙阵列天线1A均为示出了良好的反射特性的波导型缝隙阵列天线。这里，dx/λg是以70GHz下的波导波长λg标准化了的控制壁－缝隙间隔dx。70GHz下的真空中的波长λ0大约为4.29mm，所以相对介电常数为3的电介质中的波长λ大约为2.47mm，标准化所使用的波导波长λg大约为2.89mm。
另外，若参照图5的(a)，则可知在固定为间隔dy/λg＝0.42的波导型缝隙阵列天线1A中，反射系数最小的频率f0在间隔dx/λg＝0.1时为67.5GHz，在间隔dx/λg＝0.17时为64.0GHz，在间隔dx/λg＝0.21时为62.25GHz，在间隔dx/λg＝0.24时为58.5GHz，在间隔dx/λg＝0.31时为57.5GHz。
据此，可知在波导型缝隙阵列天线1A中，间隔dx/λg在0.1以上0.31以下的范围内，随着增大间隔dx/λg，频率f0向低频侧偏移。据此，意味着通过使间隔dx/λg变化，能够保持良好的反射特性，并且能够在57.5GHz以上67.5GHz以下的范围内对频率f0进行可变控制。换句话说，意味着通过使波导型缝隙阵列天线1A中的间隔dx/λg变化，能够实现在57.5GHz以上67.5GHz以下的范围内，反射系数在所希望的频率示出最小值的波导型缝隙阵列天线。
若参照图5的(b)，则在固定为间隔dx/λg＝0.22并使间隔dy/λg在0.35以上0.48以下的范围变化的情况下，全部的波导型缝隙阵列天线1A示出的反射系数的最小值均在一般的要求水准亦即－10dB以下。因此，可以说图5的(b)所示的波导型缝隙阵列天线1A均为示出了良好的反射特性的波导型缝隙阵列天线。这里，dy/λg是以70GHz下的波导波长λg标准化后的控制壁－缝隙短边间隔dy。70GHz下的真空中的波长λ0大约为4.29mm，所以相对介电常数为3的电介质中的波长λ大约为2.47mm，标准化所使用的波导波长λg大约为2.89mm。
另外，若参照图5的(b)，则可知在固定为间隔dx/λg＝0.22的波导型缝隙阵列天线1A中，频带中的反射系数的最小值在间隔dy/λg＝0.35时为－11.3dB，在间隔dy/λg＝0.38时为－15.9dB，在间隔dy/λg＝0.42时为－23.4dB，在间隔dy/λg＝0.45时为－14.1dB，在间隔dy/λg＝0.48时为－12.1dB。
〔频率f0与增益的关系〕
图6的(a)是表示本实施例所涉及的波导型缝隙阵列天线1A之中间隔dx/λg＝0.31的波导型缝隙阵列天线1A的zx平面上的增益[dBi]的方位角依赖性的图表。图表中的0°与图1所示的坐标系中的z轴正方向对应，－180°与该坐标系中的z轴负方向对应。另外，图表中的90°与上述坐标轴中的x轴正方向对应，－90°与上述坐标轴中的x轴负方向对应。图中的实线表示67.5GHz下的增益的方位角依赖性，虚线表示57.5GHz下的增益的方位角依赖性。此外，间隔dx/λg＝0.31的波导型缝隙阵列天线1A中的频率f0为57.5GHz。
若比较与频率f0相当的57.5GHz的情况和与57.5GHz的情况相比反射系数较大的67.5GHz的情况，则可知57.5GHz下的增益更大。
图6的(b)是表示本实施例所涉及的波导型缝隙阵列天线1A之中间隔dx/λg＝0.1的波导型缝隙阵列天线1A的zx平面上的增益的方位角依赖性的图表。图表中的角度与图1所示的坐标系的对应关系和图6的(a)的情况相同。图中的实线表示67.5GHz下的增益的方位角依赖性，虚线表示57.5GHz下的增益的方位角依赖性。此外，间隔dx/λg＝0.1的波导型缝隙阵列天线1A中的频率f0为67.5GHz。
若比较与频率f0相当的67.5GHz的情况和与67.5GHz的情况相比反射系数较大的57.5GHz的情况，则可知67.5GHz下的增益更大。
综上所述，可知在本实施例所涉及的波导型缝隙阵列天线1A中，在与在示出较大的反射系数的频率中得到的增益比较的情况下，在示出较小的反射系数的频率中得到的增益较大。
因此，可知在本实施例所涉及的波导型缝隙阵列天线1A中，通过使相对于控制壁(例如控制壁12c1)的缝隙(例如缝隙11d1)的相对配置变化，能够可变控制反射系数最小时的频率f0，在该频率f0得到的增益比在反射系数更大的频率中得到的增益大。即，在预先决定了欲使用波导型缝隙阵列天线1A而放射的电磁波的频率的情况下，能够通过如上述那样使相对于控制壁的缝隙的相对配置变化，设计该欲放射的频率为频率f0的波导型缝隙阵列天线1A。换句话说，通过使相对于控制壁的缝隙的相对配置变化，能够实现选择性地使针对规定频率的电磁波的增益提高了的波导型缝隙阵列天线1A。
〔磁场分布〕
图7的(a)是表示向本实施例1所涉及的波导型缝隙阵列天线1A之中间隔dx/λg＝0.31的波导型缝隙阵列天线1A射入与频率f0对应的57.5GHz的电磁波的情况下的磁场分布的图表。图7的(b)是表示向该波导型缝隙阵列天线1A射入与比频率f0相比示出较大的反射系数的67.5GHz的电磁波的情况下的磁场分布的图表。此外，图7的(a)以及(b)所示的磁场分布是针对在第一电介质层12的波导内传播的TE模式的电磁波的H面求出的磁场分布。
如参照图7的(a)，则可知缝隙11d1、11d2、11d3以及11d4的周边的各自的磁场分布是以各缝隙的中心部为中心的半圆状，虽然存在磁场强度的差异，但均为非常相似的分布形状。磁场强度根据各缝隙11d1～11d4的位置而不同是因为：根据从图7的(a)的左端供电的电磁波随着在该图所示的坐标系中向y轴方向传播而从各缝隙11d1～11d4放射等理由，减弱其电力强度。
这里，若注目缝隙11d1和缝隙11d2，则缝隙11d1周边的磁场分布与缝隙11d2周边的磁场分布的形状相似，所以能够推测起因于缝隙11d1的反射波与起因于缝隙11d2的反射波的振幅相等或者是相近的值。另外，认为缝隙11d1与缝隙11d2之间的各个反射波的路径差彼此相差180°+360°×n(n＝0、1、2、…)。因此，认为起因于缝隙11d1的反射波与起因于缝隙11d2的反射波相互抵消。
另外，对于起因于缝隙11d2的反射波和起因于缝隙11d3的反射波，也与上述的情况相同地考虑。由于缝隙11d2周边的磁场分布与缝隙11d3周边的磁场分布是非常相似的分布形状，所以能够推测起因于缝隙11d2的反射波的振幅与起因于缝隙11d3的反射波的振幅相等或者是相近的值。认为缝隙11d2与缝隙11d3之间的各个反射波的路径差相互相差180°+360°×n(n＝0、1、2、…)。因此，认为起因于缝隙11d2的反射波与起因于缝隙11d3的反射波相互抵消。
与以上的说明相同，起因于缝隙11d4的反射波、起因于缝隙11d5的反射波以及起因于缝隙11d6的反射波的各个被起因于邻接的缝隙的反射波抵消。
因此，如图7的(a)所示，对于具有与控制壁12c1～12c6以及缝隙11d1～11d6的配置较好地匹配的频率的电磁波，起因于各缝隙的反射波被起因于与该缝隙邻接的缝隙的反射波抵消，所以其反射系数被抑制得较小。其结果是，认为与波导型缝隙阵列天线1A中的控制壁12c1～12c6以及缝隙11d1～11d6的配置匹配最好的频率成为该波导型缝隙阵列天线1A的频率f0。
若参照图7的(b)，则可知缝隙11d1、11d2、11d3以及11d4的周边的各自的磁场分布并不一样。例如，缝隙11d1的周边的磁场可以说与该图所示的坐标系中的y轴平行的成分较多。另一方面，缝隙11d2的周边的磁场可以说与x轴平行的成分较多。这样由于磁场分布的形状不同，所以认为起因于缝隙11d1的反射波的振幅与起因于缝隙11d2的反射波的振幅不同，从而不能够相互抵消。
同样地，若比较缝隙11d3的周边和缝隙11d4的周边，则各自的磁场分布的形状不同，所以认为起因于缝隙11d3的反射波的振幅与起因于缝隙11d4的反射波的振幅不同，从而不能够相互抵消。
此外，也有如缝隙11d1的周边以及缝隙11d4的周边那样，各自的磁场分布的形状相似的区间。由于缝隙11d1与缝隙11d4之间的间隔为3dp，所以认为起因于缝隙11d1的反射波与起因于缝隙11d4的反射波以相互抵消的方式作用。然而，由于同时存在不相互抵消的反射波，所以认为反射变大。
像这样，对于具有与波导型缝隙阵列天线1A中的控制壁12c1～12c6以及缝隙11d1～11d6的配置匹配较差的频率的电磁波，由于较多地存在不抵消的反射波，所以认为其反射系数变大。
〔变形例1〕
参照图8对第一实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线1A的变形例进行说明。图8是包括第一变形例所涉及的波导型缝隙阵列天线2A的缝隙阵列天线模块2的分解立体图。
〔波导型缝隙阵列天线的构成〕
缝隙阵列天线模块2具备的波导型缝隙阵列天线2A与第一实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线1A相比较，以下的构成不同。
·控制壁22c1～22c6是形成在第一电介质层22的棱柱状的柱。
·在第一导体层21设置有开口21a，第一导体层21与波导管2B以该开口21a与波导管2B内的波导2Ba连通的方式连接。
在本变形例中，对上述两个构成上的差异进行说明。对于波导型缝隙阵列天线2A，未在本变形例中说明的构成是与实施方式1所涉及的波导型缝隙阵列天线1A相同的构成。
〔控制壁22c1～22c6〕
如图8所示，构成控制壁组的控制壁22c1～22c6的各个由形成在第一电介质层22的板壁构成。具体而言，各控制壁22c1～22c6是其上端与第一导体层21连接，其下端与第二导体层23连接的棱柱状导体，更具体而言，是在形成于第一电介质层22的棱柱状的贯通孔的壁面形成的导体电镀。
各控制壁22c1～22c6中的、与xy面平行的平面上的剖面的形状是长边方向与x轴平行的长方形。此外，本变形例所涉及的各控制壁22c1～22c6也可以包括形成在长边与短边之间的角部分由曲线构成的区域。这是因为在第一电介质层22形成剖面形状为长方形的贯通孔的情况下，有该贯通孔的四个角形成为圆角的情况。
〔与波导管的连接〕
在第一实施方式所涉及的缝隙阵列天线模块1中，以设置于第二导体层13的开口13a与波导管1B的波导1Ba连通的方式，连接波导型缝隙阵列天线1A与波导管1B(参照图1)。换句话说，波导管1B连接在波导型缝隙阵列天线1A的下侧(z轴负方向侧)。在本变形例所涉及的缝隙阵列天线模块2中，以设置于第一导体层21的开口21a与波导管2B的波导2Ba连通的方式，连接波导型缝隙阵列天线2A与波导管2B。换句话说，波导管2B连接在波导型缝隙阵列天线2A的上侧(z轴正方向侧)。
像这样，在本发明所涉及的缝隙阵列天线模块的一实施方式中，波导管可以与波导型缝隙阵列天线的形成了缝隙的第一导体层连接(第一实施方式)，也可以与隔着第一电介质层而与第一导体层对置的第二导体层连接(本变形例)。
〔实施方式2〕
参照图9以及图10对本发明的第二实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线进行说明。图9是包括本实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线3A的缝隙阵列天线模块3的分解立体图。图10的(a)是缝隙阵列天线模块3的剖面图。图10的(b)是通过变更缝隙阵列天线模块3的供电引脚的结构而得到的其他方式的缝隙阵列天线模块3的剖面图。此外，在图10的(a)以及(b)中，示出缝隙阵列天线模块3的与yz平面平行的剖面中通过供电引脚32a、34a以及导体柱12ai的剖面。
〔缝隙阵列天线模块的构成〕
本实施方式所涉及的缝隙阵列天线模块3与第一实施方式所涉及的缝隙阵列天线模块1相比较，将电磁波向波导型缝隙阵列天线进行供电的部分的构成不同。在缝隙阵列天线模块1中，用于供电电磁波的波导管1B与第二导体层13连接，与此相对，在波导型缝隙阵列天线3A中，形成用于供电电磁波的微带线3B。另外，第一电介质层32具备将所供电的电磁波向第一电介质层32内放射的供电引脚32a。在本实施方式中，以用于供给电磁波的微带线3B以及供电引脚32a为中心进行说明。
缝隙阵列天线模块3具有依次层叠了第一导体层31、第一电介质层32、第二导体层33、第二电介质层34、第三导体层35以及RFIC36的结构。
作为第一导体层31、第二导体层33以及第三导体层35的材料，能够使用铜等金属。另外，作为第一电介质层32的材料，能够使用石英玻璃等玻璃、PTFE等氟类树脂、液晶聚合物或者环烯烃聚合物等。另外，作为第二电介质层34的材料，能够列举PTFE等氟类树脂、液晶聚合物、环烯烃聚合物或者聚酰亚胺类树脂等。
在缝隙阵列天线模块3中，隔着第一电介质层32相互对置的第一导体层31以及第二导体层33构成波导型缝隙阵列天线3A。
在第一电介质层32中，在导体柱12ai形成的柱壁12a包围的区域(波导)的内侧，形成了作为TE模式激励构造的供电引脚32a。供电引脚32a是从第一电介质层32的上表面朝向下表面形成的孔，是对孔壁实施了导体电镀的孔。在第二导体层33形成有用于避免供电引脚32a的下端部与第二导体层33接触的开口33a。因此，供电引脚32a与第二导体层33绝缘。另外，供电引脚32a虽然从第一电介质层32的上表面朝向下表面形成但并不是贯通孔。因此，在供电引脚32a与第一导体层31之间存在第一电介质层32。即，供电引脚32a也与第一导体层31绝缘。此外，作为TE模式激励构造的供电引脚32a也称为供电电磁波的供电部。
通过第一导体层31、第二导体层33、以及由导体柱12ai构成的柱壁12a包围六方而成的区域作为对电磁波进行导波的波导发挥作用。
在缝隙阵列天线模块3中，从RFIC36输出的高频信号作为TEM模式的电磁波在后述的微带线3B中传输之后，在供电引脚32a中被转换为TE模式的电磁波。该电磁波在第一电介质层32的波导进行导波之后，经由形成于第一导体层11的缝隙从该波导向波导型缝隙阵列天线3A的外部放射。
另外，在缝隙阵列天线模块3中，隔着第二电介质层34相互对置的第二导体层33以及第三导体层35构成微带线3B(第二导体层33被波导型缝隙阵列天线3A和微带线3B共用)。
第三导体层35是被印刷在第二电介质层34的表面的导体图案，包括信号线35a、信号焊盘35b以及接地焊盘35c。信号线35a是其一个端点与形成于第二电介质层34的供电引脚34a的下端部连接的线状导体。这里，供电引脚34a是从第二电介质层34的上表面到达下表面的、对孔壁实施了导体电镀的贯通孔。该供电引脚34a的下端部与形成于第一电介质层32的供电引脚32a的上端部接触，所以信号线35a与供电引脚32a经由供电引脚34a导通。另外，信号焊盘35b是其端边与信号线35a的另一个端点连接的正方形的面状导体。另外，接地焊盘35c是在信号焊盘35b的附近与信号焊盘35b分离地配置的正方形的面状导体。在第二电介质层34形成有从第二电介质层34的上表面到达下表面的、对孔壁实施了导体电镀的贯通孔亦即接地通孔34b。接地通孔34b的下端部与接地焊盘35c接触，接地通孔34b的上端部与第二导体层33接触。通过接地通孔34b，第二导体层33以及与第二导体层33短路的第一导体层31的电位变得与接地焊盘35c的电位(接地电位)相同。
在信号焊盘35b使用焊锡凸点37a与形成在RFIC36的信号端子36a凸点连接，在接地焊盘35c使用焊锡凸点37b与形成于RFIC36的接地端子36b凸点连接。由此，能够使在RFIC36生成的高频信号不产生寄生电感所引起的信号反射，而供给至波导型缝隙阵列天线3A。
在缝隙阵列天线模块3中应该注目的点是RFIC36以从层叠方向观察(从图9中的z轴负方向观察)，与形成于第一电介质层32的波导重叠的方式配置这一点。因此，从层叠方向观察到的缝隙阵列天线模块3的面积、即缝隙阵列天线模块3的安装所需要的面积，比从该方向观察到的RFIC36的面积与从该方向观察到的形成于第一电介质层32的波导的面积的和小。即，尽管具备输出高频信号的RFIC36，本实施方式所涉及的缝隙阵列天线模块3的安装所需要的面积与为了仅安装波导型缝隙阵列天线3A所需要的面积同等程度即可。
在缝隙阵列天线模块3中，没有由于与RFIC36的电容耦合而天线特性变化的担心。这是因为在形成了缝隙11d1～11d6的第一导体层31与RFIC36之间夹有第二导体层33。另外，在缝隙阵列天线模块3中，向z轴正方向传播的电磁波从缝隙11d1～11d6放射，但没有这些电磁波被RFIC36干扰，或者RFIC36的功能被这些电磁波阻碍的担心。这是因为：这些电磁波在波导型缝隙阵列天线3A的上面侧(图9中的z轴正方向侧)的空间传播，与此相对，RFIC36被配置在波导型缝隙阵列天线3A的下面侧(图9中的z轴负方向侧)的空间。因此，波导型缝隙阵列天线3A的设计能够不考虑RFIC36的有无来进行，另外，波导型缝隙阵列天线3A的天线特性不会被RFIC36影响。
为了实现上述那样的RFIC36的配置，在缝隙阵列天线模块3中，从供电引脚34a的下端部向接近形成于第一电介质层32的波导的中心的方向(图9中的y轴正方向)引出信号线35a。
〔缝隙阵列天线模块的剖面结构〕
接下来，参照图10对图9所示的缝隙阵列天线模块3具备的供电引脚32a以及34a进行说明。图10是缝隙阵列天线模块3的剖面图。此外，在图10中，示出了缝隙阵列天线模块3的与yz平面(参照图1)平行的剖面之中通过供电引脚32a、34a以及导体柱12ai的剖面。
如图10的(a)所示，缝隙阵列天线模块3具备从下表面向上表面贯通第二电介质层34的贯通孔亦即供电引脚34a、和从第一电介质层32的下表面到达其内部的供电引脚32a。供电引脚32a以及34a通过在对形成于第一电介质层32的非贯通孔以及形成于第二电介质层34的贯通孔的孔壁实施了导体电镀之后，对这些非贯通孔以及贯通孔进行堆叠来形成。
对于图10所示的供电引脚32a、34a应该注目的是：(1)供电引脚34a的下端部与信号线35a接触这一点、(2)供电引脚32a的下端部通过开口33a而与第二导体层33分离这一点、以及(3)供电引脚32a的上端部留在第一电介质层32的内部而与第一导体层31分离这一点。由此，供电引脚32a与信号线35a导通，并且与第一导体层31以及第二导体层33这双方绝缘。
此外，在本实施方式中，如图10的(a)所示，作为供电引脚32a采用了使用从第一电介质层32的下表面到达内部(不到达上表面)的非贯通孔的构成，但本发明并不限定与此。即，如图10的(b)所示，作为供电引脚32a也可以采用使用从第一电介质层32的下表面到达上表面的贯通孔的构成。
对于图10的(b)所示的供电引脚32a、34a应该注目的是：(1)供电引脚34a的下端部与信号线35a接触这一点、(2)供电引脚32a的下端部通过开口33a而与第二导体层33分离这一点、以及(3)供电引脚32a的上端部通过开口31a而与第一导体层31分离这一点。由此，供电引脚32a与信号线35a导通，并且与第一导体层31以及第二导体层33这双方绝缘。
作为供电引脚32a，使用图10的(a)所示的非贯通孔的情况，与使用图10的(b)所示的贯通孔的情况相比，有能够避免来自开口31a的电磁波的泄漏这样的优点。另一方面，作为供电引脚32a，使用图10的(b)所示的贯通孔的情况，与使用图10的(a)所示的非贯通孔的情况相比，有其形成变得容易这样的优点。
此外，在使用图10的(b)所示的贯通孔作为供电引脚32a的情况下，虽然电磁波可能从开口31a泄漏，但RFIC36被双层的导体层31、33从传播该电磁波的空间隔开，所以没有RFIC36的功能被该电磁波阻碍的担心。
〔变形例2〕
参照图11对包括第二实施方式所涉及的波导型缝隙阵列天线3A的缝隙阵列天线模块3的变形例进行说明。图11是包括第二变形例所涉及的波导型缝隙阵列天线4A的缝隙阵列天线模块4的分解立体图。
本变形例所涉及的缝隙阵列天线模块4在第一导体层41的上侧具备RFIC46以及微带线4B这一点上，与图9所示的缝隙阵列天线模块3不同。
缝隙阵列天线模块4具有依次层叠了RFIC46、第三导体层45、第二电介质层44、第一导体层41、第一电介质层42以及第二导体层43的结构。
在缝隙阵列天线模块4中，隔着第一电介质层42相互对置的第一导体层41以及第二导体层43构成波导型缝隙阵列天线4A。另外，隔着第二电介质层44相互对置的第一导体层41以及第三导体层45构成微带线4B(第一导体层41被波导型缝隙阵列天线4A和微带线4B共用)。
第三导体层45是被印刷在第二电介质层44的表面的导体图案，包括信号线45a、信号焊盘45b以及接地焊盘45c。信号线45a是其一个端点与形成在第二电介质层44的供电引脚44a的上端部连接的线状导体。这里，供电引脚44a是从第二电介质层44的下表面到达上表面的、对孔壁实施了导体电镀的贯通孔。该供电引脚44a的下端部与形成在第一电介质层32的供电引脚42a的上端部接触，所以信号线45a与供电引脚42a经由供电引脚44a导通。在第一导体层41设置有用于使其与供电引脚42a的上端部分离的开口41a。
对于供电引脚42a、44a应该注目的是：(1)供电引脚44a的上端部与信号线45a接触这一点、(2)供电引脚42a的上端部通过开口41a与第一导体层41分离这一点、以及(3)供电引脚42a的下端部留在第一电介质层42的内部而与第二导体层43分离这一点。由此，供电引脚42a与信号线45a导通，并且与第一导体层41以及第二导体层43这双方绝缘。
在信号焊盘45b使用焊锡凸点47a与形成于RFIC46的信号端子(未图示)凸点连接，在接地焊盘45c使用焊锡凸点47b与形成于RFIC46的接地端子(未图示)凸点连接。由此，能够使在RFIC46生成的高频信号不产生寄生电感所带来的信号反射，而供给至波导型缝隙阵列天线4A。
在缝隙阵列天线模块4中，没有由于与RFIC36的电容耦合而天线特性变化的担心这一点与图9所示的缝隙阵列天线模块3的情况相同。另外，在缝隙阵列天线模块4中，(1)缝隙阵列天线模块4放射的电磁波不被RFIC46干扰这一点、(2)RFIC46的功能不被这些电磁波阻碍这一点也与图9所示的缝隙阵列天线模块3的情况相同。
为了实现上述那样的RFIC46的配置，在缝隙阵列天线模块4中，从供电引脚44a的上端部向远离形成于第一电介质层32的波导的中心的方向(图11中的y轴负方向)引出信号线45a。
〔总结〕
本发明的一方式所涉及的波导型缝隙阵列天线是在长方体状的波导的上壁形成了多个缝隙的波导型缝隙阵列天线，在上述波导内配置有与该波导的上壁以及侧壁正交的多个控制壁，上述多个缝隙的各个被配置成跨越由上述控制壁划分出的区间的边界且在俯视时不与上述控制壁重叠。
在上述波导型缝隙阵列天线中，采用以跨越由控制壁划分出的区间的边界且在俯视时不与控制壁重叠的方式配置缝隙的构成。因此，能够实现与以往相比反射系数较小且增益较大的波导型缝隙阵列天线。
在上述波导型缝隙阵列天线中，也可以是在上述波导内，锯齿状地配置上述多个控制壁的构成。
在上述波导型缝隙阵列天线中，优选在与上述波导的侧壁正交的方向上，上述控制壁的宽度在上述波导的宽度的二分之一以上。
根据上述的构成，上述控制壁使对抵消起因于上述缝隙的各个的反射波具有充足的振幅的反射波产生。因此，即使在起因于上述缝隙的各个的反射波的振幅较大的情况下，例如，在波导的内部充满了相对介电常数比1大的电介质的情况下，上述控制壁的各个也能够抵消起因于上述缝隙的各个的反射波。
在上述波导型缝隙阵列天线中，优选例如在动作频带在从55GHz到70GHz的区间内的情况下，将上限70GHz时的波导型缝隙阵列天线的波导波长设为λg，从而上述控制壁与跨越被该控制壁划分的两个区间的边界的缝隙之间的间隔dx[m]满足0.10≤dx/λg≤0.31。
根据上述的构成，能够实现在上述动作频带中反射系数在－10dB以下的波导型缝隙阵列天线。
在上述波导型缝隙阵列天线中，优选上述多个缝隙的各个是具有与上述波导的侧壁平行的长边以及与上述波导的侧壁垂直的短边的长方形的开口，例如在动作频带在从55Hz到70Hz的区间内的情况下，将上限70GHz时的该波导型缝隙阵列天线的波导波长设为λg，从而被上述控制壁划分的两个区间的边界与跨越该边界的缝隙的两个短边中接近供电部的一个短边之间的间隔dy[m]满足0.35≤dy/λg≤0.48。
根据上述的构成，能够实现在上述动作频带中反射系数在－10dB以下的波导型缝隙阵列天线。
优选上述波导型缝隙阵列天线具备第一电介质层和隔着该第一电介质层相互对置的两个导体层，上述两个导体层是作为上述波导的上壁发挥作用的第一导体层以及作为上述波导的下壁发挥作用的第二导体层，上述侧壁以及上述控制壁是将形成于上述第一电介质层的圆柱状的柱进行栅状配置而构成的柱壁。
具有上述构成的波导型缝隙阵列天线能够利用印刷电路基板技术形成。即，由于不需要如专利文献1所述的波导管缝隙阵列天线那样，使通过金属加工等独立地制成的基体与缝隙板贴合，所以能够将制造成本抑制得较廉价。另外，也没有产生伴随基体与缝隙板的紧贴性不充足而带来的传输质量的劣化这样的问题的担心。
也可以上述波导型缝隙阵列天线具备第一电介质层和隔着该第一电介质层相互对置的两个导体层，上述两个导体层是作为上述波导的上壁发挥作用的第一导体层以及作为上述波导的下壁发挥作用的第二导体层，上述侧壁是将形成于上述第一电介质层的圆柱状的柱进行栅状配置而构成的柱壁，上述控制壁由形成于上述第一电介质层的棱柱状的板壁构成。
具有上述构成的波导型缝隙阵列天线能够利用印刷电路基板技术形成。即，由于不需要如专利文献1所述的波导管缝隙阵列天线那样，使通过金属加工等独立地制成的基体与缝隙板贴合，所以能够将制造成本抑制得较廉价。另外，也没有产生伴随基体与缝隙板的紧贴性不充足而带来的传输质量的劣化这样的问题的担心。
本发明的一方式所涉及的缝隙阵列天线模块具备：上述波导型缝隙阵列天线；以及微带线，其由层叠在上述波导的上壁之上或者上述波导的下壁之下的第二电介质层、和隔着该第二电介质层与上述波导的上壁或者上述波导的下壁对置的第三导体层构成。
根据上述的构成，能够使用层叠在一个层叠基板的微带线对上述波导型缝隙阵列天线供给电磁波。
在上述缝隙阵列天线模块中，也可以构成为上述波导型缝隙阵列天线包括贯通孔作为TE模式激励构造，上述贯通孔是贯通上述第一电介质层以及上述第二电介质层且对孔壁实施了导体电镀的贯通孔，上述贯通孔通过形成于上述波导的上壁以及上述波导的下壁的开口而与上述波导的上壁以及上述波导的下壁绝缘，并且与上述第三导体层导通。
根据上述的构成，与具备作为非贯通孔的TE模式激励构造的缝隙阵列天线模块相比较，能够容易地形成。
在上述缝隙阵列天线模块中，也可以构成为上述波导型缝隙阵列天线包括非贯通孔作为TE模式激励构造，上述非贯通孔是贯通上述第二电介质层并从上述第一电介质层的与上述第二电介质层对置的面起到达内部的、对孔壁实施了导体电镀的非贯通孔，上述非贯通孔通过形成于夹在上述第一电介质层与上述第二电介质层之间的导体层的开口而与上述波导的上壁或者上述波导的下壁绝缘，并且与上述第三导体层导通。
根据上述的构成，与具备作为贯通孔的TE模式激励构造的缝隙阵列天线模块相比较，能够抑制来自上述开口的电磁波的泄漏。
在上述缝隙阵列天线模块中，优选还具备与上述第三导体层连接的RFIC(RadioFrequency Integrated Circuit：射频集成电路)，上述第二电介质层被层叠在上述波导的下壁之下，上述第三导体层隔着上述第二电介质层与上述波导的下壁对置，上述RFIC被配置成在俯视时与与上述波导重叠。
缝隙阵列天线模块的安装所需要的面积比RFIC的安装所需要的面积与将上述波导投影至作为上述RFIC的安装面的上述波导的下壁的情况下的面积的和小。即，根据上述的构成，尽管具备输出高频信号的RFIC，但能够将本发明所涉及的缝隙阵列天线模块的安装所需要的面积抑制为与为了仅安装上述波导型缝隙阵列天线所需要的面积同等程度。
优选本发明的一方式所涉及的缝隙阵列天线模块具备上述波导型缝隙阵列天线和波导管，在上述波导的一个端部形成有开口，上述波导管以该波导管的波导经由上述开口与上述波导型缝隙阵列天线的波导连通的方式与上述波导型缝隙阵列天线连接。
根据上述的构成，能够使用波导管对上述波导型缝隙阵列天线供给电磁波。
在上述缝隙阵列天线模块中，优选在上述波导内形成有配置在上述开口的附近的控制柱，上述波导的包括上述开口的区间内的左侧壁与右侧壁的间隔比上述波导的该区间外的左侧壁与右侧壁的间隔宽。
根据上述的构成，能够抑制电磁波的波导模式从上述波导管内的波导的波导模式转换为上述波导的波导模式时的反射所带来的损耗。因此，能够进一步减小反射系数，能够得到更大的增益。
〔附注事项〕
本发明并不限定于上述的实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更。即，对于组合在权利要求所示的范围内适当变更后的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
本发明能够优选作为波导型缝隙阵列天线以及包括该波导型缝隙阵列天线的缝隙阵列天线模块来利用。
符号说明
1…缝隙阵列天线模块，1A…波导型缝隙阵列天线，11…第一导体层，11d1～11d6…缝隙，12…第一电介质层，12a…柱壁，12ai…导体柱，12b1～12b2…控制柱，12c1～12c6…控制壁，13…第二导体层，13a…开口，1B…波导管，1Ba…波导。

Claims (9)

1.一种波导型缝隙阵列天线，是在长方体状的波导的上壁形成了多个缝隙的波导型缝隙阵列天线，其特征在于，
在所述波导内配置有与该波导的上壁及侧壁正交的多个控制壁，
所述多个缝隙的各个被配置成跨越由所述控制壁划分出的区间的边界且在俯视时不与所述控制壁重叠，
在所述波导内，所述多个控制壁被配置成锯齿状，
在与所述波导的侧壁正交的方向上，一个所述波导内的一个所述控制壁的宽度在一个所述波导的宽度的二分之一以上。
2.根据权利要求1所述的波导型缝隙阵列天线，其特征在于，
所述波导型缝隙阵列天线具备第一电介质层和隔着该第一电介质层相互对置的两个导体层，所述两个导体层是作为所述波导的上壁发挥作用的第一导体层以及作为所述波导的下壁发挥作用的第二导体层，
所述侧壁以及所述控制壁是将形成在所述第一电介质层的圆柱状的柱栅状配置而成的柱壁。
3.根据权利要求1所述的波导型缝隙阵列天线，其特征在于，
所述波导型缝隙阵列天线具备第一电介质层和隔着该第一电介质层相互对置的两个导体层，所述两个导体层是作为所述波导的上壁发挥作用的第一导体层以及作为所述波导的下壁发挥作用的第二导体层，
所述侧壁是将形成在所述第一电介质层的圆柱状的柱栅状配置而成的柱壁，
所述控制壁是形成在所述第一电介质层的棱柱状的板壁。
4.一种缝隙阵列天线模块，其特征在于，具备：
权利要求2所述的波导型缝隙阵列天线；以及
微带线，其由层叠在所述波导的上壁之上或者所述波导的下壁之下的第二电介质层、和隔着该第二电介质层与所述波导的上壁或者所述波导的下壁对置的第三导体层构成。
5.根据权利要求4所述的缝隙阵列天线模块，其特征在于，
所述波导型缝隙阵列天线包括贯通孔作为TE模式激励构造，所述贯通孔是贯通所述第一电介质层以及所述第二电介质层且对孔壁实施了导体电镀的贯通孔，所述贯通孔通过形成于所述波导的上壁以及所述波导的下壁的开口而与所述波导的上壁以及所述波导的下壁绝缘，并且与所述第三导体层导通。
6.根据权利要求4所述的缝隙阵列天线模块，其特征在于，
所述波导型缝隙阵列天线包括非贯通孔作为TE模式激励构造，所述非贯通孔是贯通所述第二电介质层并从所述第一电介质层的与所述第二电介质层对置的面起到达内部的、对孔壁实施了导体电镀的非贯通孔，所述非贯通孔通过形成于夹在所述第一电介质层与所述第二电介质层之间的导体层的开口而与所述波导的上壁或者所述波导的下壁绝缘，并且与所述第三导体层导通。
7.根据权利要求4所述的缝隙阵列天线模块，其特征在于，
还具备与所述第三导体层连接的RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit：射频集成电路)，
所述第二电介质层被层叠在所述波导的下壁之下，
所述第三导体层隔着所述第二电介质层与所述波导的下壁对置，
所述RFIC被配置成在俯视时与所述波导重叠。
8.一种缝隙阵列天线模块，具备权利要求1～3中任意一项所述的波导型缝隙阵列天线和波导管，所述缝隙阵列天线模块的特征在于，
在所述波导的一个端部形成有开口，
所述波导管以该波导管的波导经由所述开口与所述波导型缝隙阵列天线的波导连通的方式与所述波导型缝隙阵列天线连接。
9.根据权利要求8所述的缝隙阵列天线模块，其特征在于，
在所述波导内，形成有配置在所述开口的附近的控制柱，
所述波导的包含所述开口的区间内的左侧壁与右侧壁之间的间隔比所述波导的该区间外的左侧壁与右侧壁之间的间隔宽。
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