JP2007266836A - Aperture antenna - Google Patents

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義信 澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aperture antenna with an excellent transmission characteristic and a high conversion efficiency by effectively preventing absorption of an electromagnetic wave at a connection part between a high frequency line and a waveguide. <P>SOLUTION: The aperture antenna includes: the high frequency line 1 comprising a dielectric layer 2, a line conductor 3, and a ground conductor layer 4; a slot 5 formed in crossing with the line conductor 3 and electromagnetically coupled to the line conductor 3; and a plurality of shield conductors 7 for surrounding the end of the line conductor 3 and the slot 5 in plane view. A distance D1 between the shield conductors arranged in an extension direction of the line conductor 3 among the shield conductors 7 is selected narrower than a distance D2 between the other shield conductors. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ波やミリ波を用いた通信やレーダーに使用されるアンテナに関するもので、帯域が広く薄型化が可能な開口面アンテナに関するものである。   The present invention relates to an antenna used for communication and radar using microwaves and millimeter waves, and relates to an aperture antenna that has a wide band and can be thinned.

マイクロ波やミリ波等の電磁波を効率良く放射するアンテナとして導波管を用いたホーンアンテナが知られている。ホーンアンテナは導波管内を伝送してきた高周波信号を空間に放射するアンテナである。導波管内部は空間と同じ誘電率(一般的には空気の誘電率)であり、そのインピーダンスは空間のインピーダンスに近くなっている。また、導波管内を伝送する高周波信号の電磁場モードは空間を伝送する高周波信号の電磁場モードに類似しており、導波管を伝送してきた高周波信号の電磁場モードはホーン近傍の空間で容易に空間を伝送する高周波信号の電磁場モードに変化できる。これらの理由よりホーンアンテナはインピーダンスやモードのミスマッチによる反射が小さく、高効率で比較的広帯域であることが知られている。   A horn antenna using a waveguide is known as an antenna that efficiently radiates electromagnetic waves such as microwaves and millimeter waves. A horn antenna is an antenna that radiates a high-frequency signal transmitted through a waveguide into space. The inside of the waveguide has the same dielectric constant as that of space (generally, the dielectric constant of air), and its impedance is close to that of space. The electromagnetic field mode of the high-frequency signal transmitted through the waveguide is similar to the electromagnetic field mode of the high-frequency signal transmitted through the space, and the electromagnetic field mode of the high-frequency signal transmitted through the waveguide can be easily separated in the space near the horn. It is possible to change to an electromagnetic field mode of a high-frequency signal that transmits the signal. For these reasons, it is known that the horn antenna has low reflection due to impedance and mode mismatch, and is highly efficient and relatively wide in bandwidth.

一方、一般にマイクロ波やミリ波を用いた通信やレーダーに用いられる回路はマイクロストリップ線路やコプレーナ線路を用いた平面回路である。この場合、回路とホーンアンテナを接続するには平面回路を導波管に変換する変換器が必要になり、変換器を使用することによるコストアップや反射等の性能劣化が生じる場合がある。平面回路から空間に直接電磁波を放射するアンテナの1つとしてパッチアンテナが知られている。パッチアンテナは比較的インピーダンスが小さい平面回路と、比較的インピーダンスが大きい空間とをパッチの共振を使って整合している。共振による整合では共振器のインピーダンスが帯域に影響する。帯域を広くするためにパッチのインピーダンスを大きくしようとするとパッチ幅を小さくする必要があり放射効率が下がる。放射効率を上げるためにパッチ幅を大きくするとパッチのインピーダンスが小さくなり帯域が狭くなる傾向がある。パッチアンテナの設計では高周波信号を効率良く空間に放射することが第1条件であり、そのため帯域を犠牲にして、帯域が狭くなっている場合が多い。   On the other hand, a circuit generally used for communication or radar using microwaves or millimeter waves is a planar circuit using a microstrip line or a coplanar line. In this case, in order to connect the circuit and the horn antenna, a converter for converting the planar circuit into the waveguide is required, and the use of the converter may cause an increase in cost and performance degradation such as reflection. A patch antenna is known as one of antennas that directly radiate electromagnetic waves from a planar circuit into space. In the patch antenna, a planar circuit having a relatively small impedance and a space having a relatively large impedance are matched using the resonance of the patch. In matching by resonance, the impedance of the resonator affects the band. In order to increase the impedance of the patch in order to widen the band, it is necessary to reduce the patch width, and the radiation efficiency decreases. Increasing the patch width to increase the radiation efficiency tends to reduce the patch impedance and narrow the band. In the design of a patch antenna, the first condition is to efficiently radiate a high-frequency signal into the space. Therefore, the band is often narrowed at the expense of the band.

この問題を解決するために共振器としてインピーダンスが大きい空洞共振器を用いた開口面アンテナが提案されている。この開口面アンテナでは平面回路を形成する誘電体基板内部に誘電体が充填された空洞共振器を構成し、広帯域なアンテナを実現している。
特開2001−016027号公報
In order to solve this problem, an aperture antenna using a cavity resonator having a large impedance as a resonator has been proposed. In this aperture antenna, a cavity resonator in which a dielectric is filled in a dielectric substrate forming a planar circuit is configured to realize a broadband antenna.
JP 2001-016027 A

しかしながら、開口面アンテナでは空洞共振器を誘電体基板内部に構成する必要があるため、パッチアンテナと比較すると誘電体基板が厚くなる場合がある。特にこのアンテナの1次放射器であるスロットへの給電に積層型導波管やマイクロストリップ線路等の給電線を用いた場合、給電線を構成するためにスロットの上にさらに誘電体層を設ける必要があり誘電体基板の厚さが空洞共振器の厚さよりも更に厚くなって、装置が大型化するという問題があった。   However, in the case of the aperture antenna, since the cavity resonator needs to be configured inside the dielectric substrate, the dielectric substrate may be thicker than the patch antenna. In particular, when a feed line such as a laminated waveguide or a microstrip line is used to feed the slot which is the primary radiator of this antenna, a dielectric layer is further provided on the slot to form the feed line. Therefore, there is a problem that the thickness of the dielectric substrate is further thicker than the thickness of the cavity resonator and the size of the device is increased.

従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、広帯域な開口面アンテナにおいて、誘電体基板の厚さを厚くせずに給電線を構成でき、放射効率が高く、放射特性のばらつきが小さい開口面アンテナを提供することにある。   Therefore, the present invention has been completed in view of the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is to provide a feed line without increasing the thickness of the dielectric substrate in a wide-band aperture antenna, and to radiate it. It is an object of the present invention to provide an aperture antenna having high efficiency and small variation in radiation characteristics.

本発明の開口面アンテナは、第1および第2の面を有する誘電体層と、該誘電体層の前記第1の面に形成されており、線路導体と該線路導体の端部を取り囲む接地導体層からなる高周波線路と、前記誘電体層の前記第1の面に、前記線路導体に交差して形成されており、前記線路導体と電磁的に結合されたスロットと、前記誘電体層の内部に形成されており、平面透視において前記線路導体の前記端部および前記スロットを取り囲む複数のシールド導体とを備え、前記複数のシールド導体のうち、前記線路導体の延長方向に配置されたシールド導体同士の間隔が、他のシールド導体同士の間隔より狭いことを特徴とするものである。   An aperture antenna according to the present invention includes a dielectric layer having first and second surfaces, and a ground that is formed on the first surface of the dielectric layer and surrounds a line conductor and an end of the line conductor. A high-frequency line composed of a conductor layer; a slot formed on the first surface of the dielectric layer so as to intersect the line conductor; and electromagnetically coupled to the line conductor; and A plurality of shield conductors which are formed inside and surround the end portions and the slots of the line conductor in a plan view, and are arranged in the extending direction of the line conductor among the plurality of shield conductors The distance between them is narrower than the distance between other shield conductors.

また、本発明の開口面アンテナは、前記線路導体の延長方向に、前記シールド導体が少なくとも3個設けられていることを特徴とするものである。   The aperture antenna of the present invention is characterized in that at least three shield conductors are provided in the extending direction of the line conductor.

また、本発明の開口面アンテナは、前記線路導体の延長方向における前記シールド導体の形成領域の幅が、前記線路導体の幅の1〜30倍であることを特徴とするものである。   In the aperture antenna of the present invention, the width of the shield conductor forming region in the extending direction of the line conductor is 1 to 30 times the width of the line conductor.

また、本発明の開口面アンテナは、前記線路導体の延長方向に配置された前記シールド導体同士の間隔が、前記誘電体層の厚みの2倍以下であることを特徴とするものである。   The aperture antenna of the present invention is characterized in that an interval between the shield conductors arranged in the extending direction of the line conductor is not more than twice the thickness of the dielectric layer.

本発明の開口面アンテナは、複数のシールド導体のうち、線路導体の延長方向に配置されたシールド導体同士の間隔が、他のシールド導体同士の間隔より狭いことにより、線路導体を伝送される信号の電磁波が誘電体層に最も吸収されやすい線路導体の延長方向の領域における電磁波のもれを低減することができる。よって、線路導体を伝送される信号の電磁波の一部が誘電体層に吸収され、高周波線路と導波管との急激なインピーダンスの変化を抑制することが可能となり、高周波信号の導波管への伝送を良好にすることができる。その結果、変換効率の高いものとすることができる。   The aperture antenna according to the present invention is a signal transmitted through a line conductor because the distance between the shield conductors arranged in the extending direction of the line conductor is smaller than the distance between the other shield conductors among the plurality of shield conductors. The leakage of the electromagnetic wave in the region in the extension direction of the line conductor that is most easily absorbed by the dielectric layer can be reduced. Therefore, a part of the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor is absorbed by the dielectric layer, and it is possible to suppress a rapid impedance change between the high frequency line and the waveguide, and to the waveguide of the high frequency signal. Can be transmitted well. As a result, the conversion efficiency can be increased.

本発明の開口面アンテナは、線路導体の延長方向に、前記シールド導体が少なくとも3個設けられていることにより、線路導体を伝送される信号の電磁波の一部が誘電体層に吸収されることを低減させることができる。   In the aperture antenna of the present invention, at least three shield conductors are provided in the extending direction of the line conductor, so that a part of the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor is absorbed by the dielectric layer. Can be reduced.

本発明の開口面アンテナは、線路導体の延長方向における前記シールド導体の形成領域の幅が、前記線路導体の幅の1〜30倍であることにより、線路導体を伝送される信号の電磁波の一部が誘電体層に吸収されることを低減できるとともに、誘電体層とシールド導体との熱膨張差による応力で誘電体層にクラックが生じる可能性を低減させることができる。   The aperture antenna according to the present invention is an electromagnetic wave of a signal transmitted through a line conductor because the width of the shield conductor forming region in the extending direction of the line conductor is 1 to 30 times the width of the line conductor. It is possible to reduce the absorption of the portion by the dielectric layer, and it is possible to reduce the possibility of cracks in the dielectric layer due to the stress due to the difference in thermal expansion between the dielectric layer and the shield conductor.

本発明の開口面アンテナは、線路導体の延長方向に配置された前記シールド導体同士の間隔が、前記誘電体層の厚みの2倍以下であることにより、線路導体を伝送される信号の電磁波の一部が誘電体層に吸収されることを低減できる。   In the aperture antenna of the present invention, the distance between the shield conductors arranged in the extending direction of the line conductor is not more than twice the thickness of the dielectric layer, so that the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor can be reduced. It is possible to reduce that part of the material is absorbed by the dielectric layer.

次に、本発明における第一の発明を添付資料に基づき詳細に説明する。図1(a)は本発明の開口面アンテナの実施の形態の一例を示す平面図であり、(b)は図1(a)の開口面アンテナのA−A’線断面図である。図1において、1は高周波線路、2は誘電体層、3は線路導体、4は同一面接地導体層、5は第1の接地導体層(同一面接地導体層)4に形成されたスロット、7はシールド導体、8は下部接地導体層、9は上部接地導体層、10は第二の誘電体層であり、これらにより開口面アンテナが形成される。   Next, the first invention in the present invention will be described in detail based on the attached material. FIG. 1A is a plan view showing an example of an embodiment of the aperture antenna of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the aperture antenna of FIG. In FIG. 1, 1 is a high-frequency line, 2 is a dielectric layer, 3 is a line conductor, 4 is a coplanar ground conductor layer, 5 is a slot formed in a first ground conductor layer (coplanar ground conductor layer) 4, 7 is a shield conductor, 8 is a lower ground conductor layer, 9 is an upper ground conductor layer, and 10 is a second dielectric layer, which form an aperture antenna.

高周波線路1は、誘電体層2の第1の面(上面)2aに形成された線路導体3と、線路導体3を取り囲むように形成された同一面接地導体層4とによってコプレーナ線路状に形成されている。また、誘電体層2の上面の同一面接地導体層4にはスロット5が設けられており、線路導体3の一端と電磁的に結合されている。これにより、高周波線路1に伝送された高周波信号は、スロット5から電磁波として、下方に放射される。   The high-frequency line 1 is formed in a coplanar line shape by a line conductor 3 formed on the first surface (upper surface) 2 a of the dielectric layer 2 and a coplanar ground conductor layer 4 formed so as to surround the line conductor 3. Has been. Further, a slot 5 is provided in the same grounded conductor layer 4 on the upper surface of the dielectric layer 2 and is electromagnetically coupled to one end of the line conductor 3. As a result, the high-frequency signal transmitted to the high-frequency line 1 is radiated downward from the slot 5 as an electromagnetic wave.

また、誘電体層2は、誘電体層2の側面に形成された側面導体または図1のような誘電体層2の内部に配された貫通導体から成るシールド導体7によりシールドされており、スロット5から誘電体層2中に放射された電磁波が漏れ出すことを防ぎ、変換効率が低下することを防止している。   The dielectric layer 2 is shielded by a shield conductor 7 formed of a side conductor formed on the side surface of the dielectric layer 2 or a through conductor disposed inside the dielectric layer 2 as shown in FIG. 5 prevents the electromagnetic wave radiated into the dielectric layer 2 from leaking out and prevents the conversion efficiency from decreasing.

本発明においては、スロット5を取り囲むシールド導体7のうち、線路導体3の延長方向の領域において隣接するもの同士の間隔D1が他の領域において隣接するもの同士の間隔D2より狭い。これにより、線路導体3を伝送する信号の電磁波が誘電体層2に最も吸収されやすい線路導体3の延長方向の領域において、電磁波のもれを低減させることができる。よって、変換効率の高いものとすることができる。   In the present invention, among the shield conductors 7 surrounding the slot 5, the interval D1 between adjacent ones in the extension direction region of the line conductor 3 is narrower than the interval D2 between adjacent ones in other regions. Thereby, the leakage of the electromagnetic wave can be reduced in the region in the extending direction of the line conductor 3 where the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor 3 is most easily absorbed by the dielectric layer 2. Therefore, the conversion efficiency can be increased.

好ましくは、線路導体3の延長方向の領域において隣接するシールド導体7を少なくとも3個設けるのがよい。これにより、線路導体3を伝送する信号の電磁波がシールド導体7間の隙間を通ってもれるのをより有効に防止することができる。   Preferably, at least three shield conductors 7 adjacent to each other in the extension direction region of the line conductor 3 are provided. Thereby, it is possible to more effectively prevent the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor 3 from passing through the gap between the shield conductors 7.

また好ましくは、線路導体の延長方向の領域において隣接するシールド導体7群の長さを線路導体3の幅の1〜30倍とするのがよい。1倍未満では線路導体3を伝送する信号の電磁波がシールド導体7間の隙間を通ってもれるのを有効に防止する効果が小さくなりやすい。また、30倍を超えると、シールド導体7同士の間の壁厚みが薄くなり、シールド導体7と誘電体層2との熱膨張差による応力が大きくなって誘電体層2にクラックが生じやすくなる。   Preferably, the length of the group of shield conductors 7 adjacent to each other in the extension direction of the line conductor is 1 to 30 times the width of the line conductor 3. If it is less than 1 time, the effect of effectively preventing the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor 3 from passing through the gap between the shield conductors 7 tends to be small. On the other hand, if it exceeds 30 times, the wall thickness between the shield conductors 7 becomes thin, the stress due to the thermal expansion difference between the shield conductor 7 and the dielectric layer 2 becomes large, and the dielectric layer 2 is likely to crack. .

また、線路導体3の延長方向の領域において隣接するシールド導体7同士の間隔を誘電体層2の厚みの2倍以下にするのがよい。2倍より大きくなると、線路導体3を伝送する信号の電磁波の一部が誘電体層2に漏れて、吸収され、かつインピーダンスが、高周波線路1とスロット部のインピーダンスの不整合が大きくなり、高周波信号の導波管への伝送を阻害しやすくなる。   Further, it is preferable that the interval between the shield conductors 7 adjacent to each other in the extending direction region of the line conductor 3 is set to be not more than twice the thickness of the dielectric layer 2. If it is larger than twice, part of the electromagnetic wave of the signal transmitted through the line conductor 3 leaks to the dielectric layer 2 and is absorbed, and the impedance becomes mismatched between the high-frequency line 1 and the slot, resulting in a high frequency It becomes easy to inhibit transmission of the signal to the waveguide.

また、誘電体層2の第2の面(下面)2bには平面透視でスロット5を取り囲むように形成された枠状の下部接地導体層8が配され、同一面接地導体層4と下部接地導体層8は接続導体7で接続されている。   Further, a frame-like lower ground conductor layer 8 formed so as to surround the slot 5 in plan view is disposed on the second surface (lower surface) 2b of the dielectric layer 2, and the same-surface ground conductor layer 4 and the lower ground conductor are disposed. The conductor layers 8 are connected by connecting conductors 7.

好ましくは、この下部接地導体層8に、上側主面に枠状の上部接地導体層9が形成された第二の誘電体層10がAu−Snろう材等によりろう付けされており、この上部接地導体層9の開口と下部接地導体層8の開口が対向している構成とするのがよい。   Preferably, a second dielectric layer 10 having a frame-like upper ground conductor layer 9 formed on the upper main surface is brazed to the lower ground conductor layer 8 with an Au—Sn brazing material or the like. It is preferable that the opening of the ground conductor layer 9 and the opening of the lower ground conductor layer 8 face each other.

このような構造とすることにより、誘電体層に生じる共振モードであるTMモードの最も磁界が強い、第二の誘電体層10と、高周波線路1が形成された誘電体層2とを上部接地導体層9および下部接地導体層8によって分離することができるので、高周波線路1を伝送する電磁界モードであるTEモードとTMモードとが結合して高周波線路1を伝送する信号エネルギーがTMモードへ移行するのを有効に防止することができる。その結果、共振による信号反射を有効に防止して高周波線路1から第二の誘電体層10への良好な信号変換を行なうことができる。   By adopting such a structure, the second dielectric layer 10 having the strongest magnetic field of the TM mode, which is a resonance mode generated in the dielectric layer, and the dielectric layer 2 on which the high-frequency line 1 is formed are connected to the upper ground. Since it can be separated by the conductor layer 9 and the lower ground conductor layer 8, the TE mode, which is an electromagnetic field mode for transmitting the high-frequency line 1, and the TM mode are combined and the signal energy transmitted through the high-frequency line 1 is changed to the TM mode. It is possible to effectively prevent migration. As a result, it is possible to effectively prevent signal reflection due to resonance and perform good signal conversion from the high-frequency line 1 to the second dielectric layer 10.

誘電体層2および第二の誘電体層10を形成する誘電体材料としては、酸化アルミニウム,窒化アルミニウム,窒化珪素,ムライト等を主成分とするセラミック材料、ガラス、ガラスとセラミックフィラーとの混合物を焼成して形成されたガラスセラミック材料、エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂,四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂等の有機樹脂系材料、有機樹脂−セラミック(ガラスも含む)複合系材料等が用いられる。   Examples of the dielectric material forming the dielectric layer 2 and the second dielectric layer 10 include ceramic materials mainly composed of aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, mullite, glass, and a mixture of glass and ceramic filler. Used are glass ceramic materials formed by firing, organic resin materials such as epoxy resins, polyimide resins, fluororesins such as tetrafluoroethylene resin, and organic resin-ceramic (including glass) composite materials. It is done.

線路導体3,同一面接地導体層4,貫通導体等のシールド導体7,下部接地導体層8ならびに上部接地導体層9を形成する導体材料としては、タングステン,モリブデン,金,銀,銅等を主成分とするメタライズ、あるいは金,銀,銅,アルミニウム等を主成分とする金属箔等が用いられる。   The conductor material for forming the line conductor 3, the same-surface ground conductor layer 4, the shield conductor 7 such as the through conductor, the lower ground conductor layer 8, and the upper ground conductor layer 9 is mainly tungsten, molybdenum, gold, silver, copper or the like. Metallized as a component, or a metal foil mainly composed of gold, silver, copper, aluminum or the like is used.

特に、開口面アンテナを、高周波部品を搭載する配線基板に内蔵する場合は、誘電体層2および第二の誘電体層10を形成する誘電体材料として、誘電正接が小さく、かつ気密封止が可能であることが望ましい。このような誘電体材料としては、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体などのセラミックスやガラスセラミック材料が挙げられる。このような硬質系材料で構成すれば、誘電正接が小さく、かつ搭載した高周波部品を気密に封止することができるので、搭載した高周波部品の信頼性を高める上で好ましい。この場合、導体材料としては、誘電体材料との同時焼成が可能なメタライズ導体を用いることが、気密封止性と生産性を高める上で望ましい。   In particular, when the aperture antenna is built in a wiring board on which high-frequency components are mounted, the dielectric material for forming the dielectric layer 2 and the second dielectric layer 10 is small in dielectric loss tangent and hermetically sealed. It is desirable to be possible. Examples of such a dielectric material include ceramics and glass ceramic materials such as an aluminum oxide sintered body and an aluminum nitride sintered body. Such a hard material is preferable in terms of improving the reliability of the mounted high-frequency component because the dielectric loss tangent is small and the mounted high-frequency component can be hermetically sealed. In this case, it is desirable to use a metallized conductor capable of co-firing with a dielectric material as the conductor material in order to improve hermetic sealing and productivity.

本発明の開口面アンテナは以下のようにして作製される。例えば誘電体材料に酸化アルミニウム質焼結体を用いる場合であれば、まず酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化マグネシウム,酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機溶剤,溶媒を添加混合してスラリー状にし、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法によりシート状に成形してセラミックグリーンシートを作製する。また、タングステンやモリブデン等の高融点金属,酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化マグネシウム,酸化カルシウム等の原料粉末に適当な溶剤,溶媒を添加混合してメタライズペーストを作製する。   The aperture antenna of the present invention is manufactured as follows. For example, when an aluminum oxide sintered body is used as a dielectric material, first, an appropriate organic solvent or solvent is added to and mixed with raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide to form a slurry. This is formed into a sheet shape by a known doctor blade method or calendar roll method to produce a ceramic green sheet. Further, a metallized paste is prepared by adding and mixing an appropriate solvent and solvent to a raw material powder such as refractory metal such as tungsten or molybdenum, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide or the like.

次に、誘電体層2および第二の誘電体層10となるセラミックグリーンシートに、例えば打ち抜き法により貫通導体であるシールド導体7を形成するための貫通孔を形成し、例えば印刷法によりその貫通孔にメタライズペーストを埋め込み、続いて線路導体3や同一面接地導体層4,下部接地導体層8,上部接地導体層9の形状にメタライズペーストを印刷する。また、誘電体層2および第二の誘電体層10が複数の誘電体層の積層構造からなる場合には、同様にメタライズペーストが印刷されたり貫通孔に埋め込まれたセラミックグリーンシートを積層し、加圧して圧着してもよい。   Next, a through hole for forming a shield conductor 7 as a through conductor is formed in the ceramic green sheet to be the dielectric layer 2 and the second dielectric layer 10 by, for example, a punching method. The metallized paste is embedded in the holes, and then the metallized paste is printed in the shape of the line conductor 3, the same-surface ground conductor layer 4, the lower ground conductor layer 8, and the upper ground conductor layer 9. In addition, when the dielectric layer 2 and the second dielectric layer 10 have a laminated structure of a plurality of dielectric layers, similarly, a ceramic green sheet printed with a metallized paste or embedded in a through hole is laminated, You may pressurize and pressure-bond.

そして、これらの誘電体層2および第二の誘電体層10となるセラミックグリーンシートをそれぞれ高温(約1600℃)で焼成する。さらに、必要に応じて、線路導体3や同一面接地導体層4,下部接地導体層8,上部接地導体層9等のように上下面に露出する導体の表面に、例えば、ニッケルめっきおよび金めっきを被着させる。   Then, the ceramic green sheets to be the dielectric layer 2 and the second dielectric layer 10 are fired at a high temperature (about 1600 ° C.). Furthermore, if necessary, the surface of the conductor exposed on the upper and lower surfaces, such as the line conductor 3, the same-surface ground conductor layer 4, the lower ground conductor layer 8, the upper ground conductor layer 9, and the like, for example, nickel plating and gold plating Adhere.

しかる後、誘電体層2の下部接地導体層8と第二の誘電体層10の上部接地導体層9とをろう付けすることにより開口面アンテナが完成する。   Thereafter, the lower ground conductor layer 8 of the dielectric layer 2 and the upper ground conductor layer 9 of the second dielectric layer 10 are brazed to complete the aperture antenna.

本発明のシールド導体7は、スロット5を取り囲むよう誘電体層2の側面または内部に配され、同一面接地導体層4と下部接地導体層8とを電気的に接続している。   The shield conductor 7 of the present invention is disposed on the side surface or inside of the dielectric layer 2 so as to surround the slot 5 and electrically connects the same-surface ground conductor layer 4 and the lower ground conductor layer 8.

なお、シールド導体7は、同一面接地導体層4と下部接地導体層8とを電気的に接続できれば良く、側面導体や貫通導体等、種々の手段が用いられる。例えば、誘電体層2の側面に被着された導体や、誘電体層2の側面の切り欠き部の内壁に導体層が被着されたいわゆるキャスタレーション導体、貫通孔の内壁に導体層が被着されたいわゆるスルーホール導体、貫通孔の内部が導体で充填されたいわゆるビア導体などが挙げられる。   The shield conductor 7 only needs to be able to electrically connect the same-surface ground conductor layer 4 and the lower ground conductor layer 8, and various means such as a side conductor and a through conductor are used. For example, a conductor deposited on the side surface of the dielectric layer 2, a so-called castellation conductor in which a conductor layer is deposited on the inner wall of the notch on the side surface of the dielectric layer 2, or a conductor layer is coated on the inner wall of the through hole. Examples include so-called through-hole conductors that are attached, and so-called via conductors in which the insides of the through-holes are filled with a conductor.

ろう材によって、下部接地導体層8へ取り付けるためには、同一面接地導体層4およびシールド導体7と電気的に接続された下部接続用導体層8を、取り付けられる上部接地導体層9の開口に合わせて形成しておくとよい。例えば、図1に示したように、誘電体層2の下面に、シールド用貫通導体から成るシールド導体7と接続されたメタライズ層から成る下部接地導体層8を形成しておくと、導体部7および同一面接地導体層4との電気的接続がより確実なものとなるので、信頼性の高い開口面アンテナを構成することができる点で好ましいものとなる。   In order to attach to the lower ground conductor layer 8 by the brazing material, the lower connection conductor layer 8 electrically connected to the same-surface ground conductor layer 4 and the shield conductor 7 is formed in the opening of the upper ground conductor layer 9 to be attached. It is good to form together. For example, as shown in FIG. 1, when a lower ground conductor layer 8 made of a metallized layer connected to a shield conductor 7 made of a shielding through conductor is formed on the lower surface of the dielectric layer 2, the conductor portion 7 Further, since the electrical connection with the grounded conductor layer 4 is more reliable, it is preferable in that a highly reliable aperture antenna can be configured.

また、第二の誘電体層10の厚みは高周波線路1を伝送する信号の波長の1/2倍以下であるのがよい。これにより、スロット5から放射されて第二の誘電体層10の下側主面で反射し、上部接地導体層9で再度反射して再び第二の誘電体層10の下側主面に戻ってきた反射波と、スロット5から直接第二の誘電体層10の下側主面まで伝送してきた直接波とを同位相にすることができ、反射波と直接波とが強め合うために高周波線路1から誘電体層2への変換効率をより高めることができる。   The thickness of the second dielectric layer 10 is preferably not more than ½ times the wavelength of the signal transmitted through the high-frequency line 1. As a result, the light is radiated from the slot 5 and reflected by the lower main surface of the second dielectric layer 10, reflected again by the upper ground conductor layer 9, and returned to the lower main surface of the second dielectric layer 10 again. The reflected wave and the direct wave transmitted directly from the slot 5 to the lower main surface of the second dielectric layer 10 can be in phase, and the reflected wave and the direct wave are intensified so that the high frequency The conversion efficiency from the line 1 to the dielectric layer 2 can be further increased.

(a)は本発明の開口面アンテナの実施の形態の例を示す平面図、(b)は、(a)の開口面アンテナのA−A’線における断面図である。(A) is a top view which shows the example of embodiment of the aperture antenna of this invention, (b) is sectional drawing in the A-A 'line | wire of the aperture antenna of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・高周波線路
2・・・・・誘電体層
3・・・・・線路導体
4・・・・・同一面接地導体層
5・・・・・スロット
7・・・・・シールド導体
8・・・・・下部接地導体層
9・・・・・上部接地導体層
10・・・・・第二の誘電体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High frequency line 2 ... Dielectric layer 3 ... Line conductor 4 ... Same surface grounding conductor layer 5 ... Slot 7 ... Shield Conductor 8... Lower ground conductor layer 9... Upper ground conductor layer 10... Second dielectric layer

Claims (4)

第1および第2の面を有する誘電体層と、
該誘電体層の前記第1の面に形成されており、線路導体と該線路導体の端部を取り囲む接地導体層からなる高周波線路と、
前記誘電体層の前記第1の面に、前記線路導体に交差して形成されており、前記線路導体と電磁的に結合されたスロットと、
前記誘電体層の内部に形成されており、平面透視において前記線路導体の前記端部および前記スロットを取り囲む複数のシールド導体とを備え、
前記複数のシールド導体のうち、前記線路導体の延長方向に配置されたシールド導体同士の間隔が、他のシールド導体同士の間隔より狭いことを特徴とする開口面アンテナ。
A dielectric layer having first and second surfaces;
A high-frequency line formed on the first surface of the dielectric layer, comprising a line conductor and a grounding conductor layer surrounding an end of the line conductor;
A slot that is formed on the first surface of the dielectric layer so as to intersect the line conductor, and is electromagnetically coupled to the line conductor;
A plurality of shield conductors that are formed inside the dielectric layer and surround the end portions of the line conductor and the slot in a plan view,
Of the plurality of shield conductors, an aperture antenna in which an interval between shield conductors arranged in an extending direction of the line conductor is narrower than an interval between other shield conductors.
前記線路導体の延長方向に、前記シールド導体が少なくとも3個設けられていることを特徴とする請求項1記載の開口面アンテナ。 The aperture antenna according to claim 1, wherein at least three shield conductors are provided in an extending direction of the line conductor. 前記線路導体の延長方向における前記シールド導体の形成領域の幅が、前記線路導体の幅の1〜30倍であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の開口面アンテナ。 The aperture antenna according to claim 1 or 2, wherein a width of the shield conductor forming region in the extending direction of the line conductor is 1 to 30 times the width of the line conductor. 前記線路導体の延長方向に配置された前記シールド導体同士の間隔が、前記誘電体層の厚みの2倍以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の開口面アンテナ。 The opening surface according to any one of claims 1 to 3, wherein an interval between the shield conductors arranged in the extending direction of the line conductor is not more than twice the thickness of the dielectric layer. antenna.
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