JP6650530B2 - Ｓｉｗと導波管又はアンテナとの間の非接触の移行部又は接続部を含む移行部構成 - Google Patents

Ｓｉｗと導波管又はアンテナとの間の非接触の移行部又は接続部を含む移行部構成 Download PDF

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Description

本発明は、回路構成（例えば、能動又は受動回路構成）に関連付けられるＳＩＷ若しくは当該回路構成のＳＩＷと、請求項１の最初の部分の事項を有する導波管又はアンテナ若しくはアンテナインタフェースとの間の移行部を備える移行部構成に関連する。
本発明は、請求項２３の最初の部分の事項を有する移行部構成を提供するための方法にも関連する。
回路と例えば導波管又はアンテナとの間の移行部（transitions）又は接続部（connections）が、例えばマイクロ波技術又はミリメートル波技術などの多くの異なるアプリケーションのために必要とされている。特に、例えば超高速モバイルインターネット、高解像度の自動車用レーダーリンク、ギガビット毎秒のデータ及び映像リンク、医療及びセキュリティアプリケーション向けの精密撮像デバイスなどといった、高速のワイヤレスリンクについての増加している需要に起因して、ミリメートル波又はサブミリメートル波の周波数領域を使用できることは魅力的であり、なぜなら、それら周波数領域ではより大きい周波数帯域幅が利用可能だからである。よって、高い周波数を使用することが、より多くの関心を着実に獲得しつつある。
例えばｍｍ波技術に基づくアンテナアレイシステムにおける、例えば電子的に操舵されるアンテナは、膨大なポテンシャルを有しており、高い受信感度又は大きいアンテナ利得を提供する相対的に大規模なアンテナ開口エリアに各々が相当する多重的な瞬間的ビームを可能にする。しかしながら、そうしたシステムは複雑であり、多くのアンテナエレメントを採用する複雑なアンテナアレイに高いコストが伴う。ミリメートル波周波数では、アンテナのサイズがミリメートルの数分の一へ低減され、それらを集積回路（ＩＣ）と一緒にキャリア上へ配置することが許容されることから、アンテナを単一のプロセスで集積回路に組み合わせることが可能となる。これが製造のコスト及び時間を低減し、それらアンテナは誘電フリーアンテナよりも小さい。
例えば高周波回路を含むパッケージと導波管ポート又はアンテナとの間の移行部に、いくつかの問題が関連付けられる。導波管の移行部は、一般に、その優勢な導波管モードを、マイクロストリップ又はコプレーナ伝送線モードへ変換する。
ダイレクトなリッジ−伝送線接続が提案されているが、特に製造の視点からの欠陥を被っており、なぜなら回路が容易に壊れ得るためである。
伝送線とチップ（回路）との間の接続について、ボンドワイヤ又はフリップチップ接続が使用されている。そうした接続は、高い周波数において相当なリアクタンスの一因となり、余計な損失及び達成可能な帯域幅の低下を引き起こす。高い周波数においてボンドワイヤ接続を用いる他の欠点は、ボンドワイヤが、インピーダンスミスマッチを生じさせかねず、誘導性があるために帯域幅を限ること、及び、回路のボンドパッド接触エリアが高い周波数では非常に小さくなり、ボンディングが高周波パッドをしばしば破壊することで、生産量（yield）に影響することである。ボンドワイヤは、さらに、スプリアス放射を生み出しかねず、パッケージ化された場合にはキャビティモードを励起するかもしれない。そのうえ、例えばアンテナについては、アンテナが位置する基板はミリメートル波周波数では損失が多くなり、それは例えばアンテナ放射効率が低下することを意味する。低い放射効率は、しかしながら、高い電力効率を要するシステム又は高い電力を扱うシステムにとっては受け入れ可能ではない。例えば、通信システムの高いＳＮＲ（信号対雑音比）において、データレートを最大化するより高いレベルの変調方式の使用を可能とすることの重要性は最も高い。このように、アンテナ／導波管回路の移行部に関係する上記既知の解決策は、ＲＦボンドワイヤの使用に起因して性能が劣化する欠陥を孕んでおり、その結果、パッケージングの問題が生じ、例えば共振が発生し、アンテナ及び伝送線が高い損失を被る。
フリップチップ接続もまたいくつかの欠点を被っている。キャリアの欠如に起因して、容易な取り換えが可能でなく、手作業での取付けに適しない。さらにまた、それらは非常に平坦なマウンティング面を要し、構成が困難であることが多く、基盤が加熱され及び冷却されるにつれて保守が困難となることもある。さらに、短い接続部は非常に硬く、そのためチップの熱膨張が支持基盤に適合しなければならず、さもなければ接続に亀裂が入りかねない。チップ及び基板の熱膨張係数における差の間で、アンダーフィル材料が中間体として作用する。
フリップチップ接続に基づく回路と伝送線との間の接続部は、大きな位置合わせの問題も孕んでおり、位置合わせミスは集積の破綻をもたらしかねない。
ＷＯ２０１４／１５４２３２は、ＳＩＷ（基板集積導波管）と導波管インタフェースとの間の移行部を開示している。しかしながら、金属導波管とＳＩＷ構造との間で２つの側で接触が必要され、はんだ付け又は類似のものを要する。そのうえ、その構造は９０°の非平面的なセットアップを要し、それはいくつもの理由のために不利である。
ＵＳ２０１４／００９１８８４は、ＳＩＷと空気充填導波管との間の移行部を示しており、やはり金属導波管とＳＩＷ構造との間で２つの側で接触を要する。加えて、製造の理由のために不利なテイパ型の基板を要する。
既知の全てのデバイスにおいて、回路が故障した場合には移行部全体の取り換えが必要とされる。
よって、受動的であれ能動的であれ回路と導波管又はアンテナとの間の移行部の提供に複数の問題が関連しており、これまでのところ、満足できる解決策は提案されていない。
従って、本発明の目的は、前述した問題のうちの１つ以上が克服される、冒頭で言及したような、例えば能動又は受動回路構成である回路構成（特に、ＳＩＷ）と、導波管又はアンテナ若しくはアンテナインタフェースとの間の移行部を備える移行部構成を提供することである。その回路構成は、１つ以上の能動及び／又は受動回路（例えば、概して１つ以上のＲＦ回路、具体的には１つ以上のミリメートル波回路若しくはサブミリメートル波回路又は１つ以上の能動ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit））と、その同じ回路構成又はＭＭＩＣのための複数の回路−導波管移行部とを含み得る。
小さなボンドパッドエリアへのボンディングにより影響されず、ボンドワイヤ及び直流的接触（galvanic contact）の存在に起因する損失を低減し又は回避することのできる、高い最適化された生産量を有する移行部又は接続部を提供することもまた、具体的な目的である。
位置合わせの問題にあまり過敏でなく、具体的には容易な回路の位置合わせを可能にする高周波移行部構成を提供することもまた、具体的な目的である。
製造が容易且つ安価であり、例えばピックアンドプレイスマシンを用いた高速且つ用意な形の組み立てを可能にする移行部構成を提供することもまた、具体的な目的である。
特に、非常に低い周波数から非常に高い周波数まで、多種多様な異なる周波数のために使用されることのできる移行部構成を提供することが目的である。
最も具体的な目的は、受動的だけでなく能動的なものまで、様々な回路構成や任意のサイズの１つ以上のＭＭＩＣ（即ち、大規模なＭＭＩＣもそうである）のために、また一層広く言うと、ミリメートル波又はサブミリメートル波の周波数で動作する、ハイブリッド回路やＲＦ回路を含む多くの異なる種類の回路のために使用されることのできる移行部構成を提供することである。
他の目的は、高い放射効率を可能にする移行部構成を提供することである。さらなる目的は、良好なマッチングケイパビリティを有する移行部構成を提供することである。
動作において信頼性と正確性のある移行部構成を提供することもまた目的である。
特に、ＲＦボンドワイヤ接続を使用する必要性を回避し又は低減することのできる移行部構成を提供することが本発明の目的である。
また、さらに、回路構成と１つ以上のアンテナ及び／又は１つ以上の導波管との間の移行部構成を提供することが具体的な目的である。
従って、請求項１の事項を特徴として有する当初言及したような移行部構成が提供される。
また、さらに、上で言及した問題のうちの１つ以上が克服される、請求項２３の最初の部分の事項を有する移行部構成を製造するための方法を提供することが目的である。
従って、請求項２３の事項を特徴として有する当初言及したような方法が提供される。
添付の従属請求項それぞれにより、有利な実施形態が与えられる。
本発明の１つの具体的な利点は、回路構成とアンテナとの間の移行部を含む実装において、新規な集積の概念に伴い、アンテナ及びＩＣの相互接続及びパッケージ化の問題が克服されることである。さらに、高速信号線のボンドワイヤリングが必要とされず例えばアンテナを超低損失（金属のみ）で作成できることが利点である。
特に、本発明に係る移行部は、非常に低い周波数から非常に高い周波数に至るまで作動する。回路がアプリケーション基盤上に提供される場合、それはアプリケーション基盤から導波管へのＳＩＷ移行部を含み得る。チップ上か、又はオフチップ、即ちアプリケーション基盤上かのいずれかであり得る回路構成の一部を、１つ又は複数のＳＩＷが形成する。
これ以降、非限定的なやり方で、次の添付図面を参照しながら、本発明がさらに説明されるであろう：
本発明の第１の実施形態に係る移行部構成の透視図である。 図１の移行部構成の断面側面図である。 図１に示した移行部構成の概略的な部分モデルである。 図２Ａの部分モデルの簡略化した概略的なシングルモード伝送線ネットワークモデルである。 本発明に係る移行部構成の代替的な実施形態の断面側面図である。 図１の移行部構成の下からの非常に概略的な簡略化された平面図である。 本発明に係る移行部構成の他の実施形態を示す透視図である。 本発明に係る移行部構成のまた別の実施形態を示す透視図である。 本発明に係る移行部構成のまた別の実施形態を示す透視図である。 本発明に係る移行部構成のまた別の実施形態を示す透視図である。 本発明に係るアンテナと回路構成との間の移行部を含む移行部構成の概略的な様子である。 図８Ａの移行部構成の組み立てのための位置での概略的な様子である。 本発明に係るアンテナと回路構成との間の他の移行部構成の概略的な様子である。
図１は、ＳＩＷ（基板集積導波管）リッジ−導波管の移行部又は接続部を含む、本発明の第１の実施形態に係る移行部構成１００を概略的に示している。移行部構成１００は、第１導電（例えば、金属）プレート１（ここでは下側の金属プレート）と、第２導電（例えば、金属）プレート２（ここでは上側の金属プレート）と、第２（上側）導電金属プレート２へ接続される縦導電（例えば、金属）側壁３，３とを含む方形導波管１０を含む。これ以降、上記プレート及び壁を、簡明さの理由のために、導電プレート又は金属プレートという。
方形導波管１０は、さらに、ここでは方形リッジ導波管１０の第２金属プレート２の一部において金属壁３、３の間に並行して伸長するリッジ４を含む。ＳＩＷ２０は、ここでは第２金属プレート２のリッジ４が位置する側又は部分とは反対の、第１金属プレート１の端部に、第１及び第２金属プレート１、２の組み立て（例えば、ここではねじ又は任意の他の適切な接続要素（図示せず）の手段による相互接続又は載置（mount））の際にＳＩＷ２０の内側端部がリッジ４の伸長部を形成するスタブ５に面することになり但し少しの高さがあるように、取り付けられる。ＳＩＷ２０は、スタブ５に面するＳＩＷ２０の上面とスタブ５との間に例えば空隙に相当する微小距離が提供され、且つリッジ４の外側端に形成されるエッジからの例えば空隙に相当する微小距離だけその端部が近接するように位置する。上記空隙は、修正やチューニングが可能なインピーダンスチューニングパラメータである。ある具体的な実施形態において、ＳＩＷのエッジとリッジ４のエッジとの間の空隙、即ちＰＣＢ等の平面を基準とした水平面における空隙は、０．００３λ〜００１５λのレンジ内であってよく、λは関係する周波数帯の中央周波数の波長であり、ＳＩＷ２０とスタブ５との間の空隙（ＰＣＢ等の平面を基準とした法平面における空隙）は、０．０１λ〜０．０２１λのレンジ内であってよい。しかしながら、明確であるべきこととして、これら寸法の数値は、単に例示の理由のために与えられているのであって、決して具体的な実施形態についての限定の目的のためのものではなく、より大きくすることもより小さくすることもでき、異なる構造のために修正やチューニングが行われてもよい。スタブ５の長さはλｇ／４に相当し、λｇは、スタブ５及び金属化（ＳＩＷの第１接地面）９により形成される導波管の管内波長である。典型的には、λｇは、動作帯域幅の中央の周波数に関連付けられる。
回路構成（図示せず、よって本発明の一部を形成しない）の一部を形成し又は回路構成に含まれるＳＩＷ２０は、複数の金属ビア７を有する誘電体基板６と、ビア７を通じて接続される第１及び第２の２つのＳＩＷ接地面９、９´とを含み、図示した実施形態では、下側の第２のＳＩＷ接地面９´が第１導電プレート１へ接続される。誘電体基板は、典型的には、例えば１０〜１００μｍの厚さを有し、回路がチップ上に提供される場合には、好適には例えば１０〜１３という高い誘電率を有し、但しそれらの数値は決して限定的な目的のために与えられているのではなく、より高くてもより低くてもよい。一方で、回路構成がアプリケーション基盤上に配設される場合には、基板は、例えば２〜３まで下がる低い誘電率を有してもよい。しかしながら、本発明概念は、ＳＩＷの誘電体基板のいかなる固有の誘電率にも限定されない。ＳＩＷは、回路構成の一部であり、チップ上か、又はオフチップ、即ちアプリケーション基板（図示せず）上かのいずれかに提供され得る。
また、追加的なマッチングビアが随意的に提供されてもよく、これは図１には示されてないが図４に示されている。但し、これは、本発明概念の機能には必須ではなく、インピーダンスチューニング及び帯域幅上での性能の改善に寄与する限りにおいて有利である。
ここで任意の回路構成（図１には示していない）を含むチップ類上に提供されるＳＩＷ導波管を含むＳＩＷ２０は、当該回路構成及びスタブ５の導波管として働く目的に供される。ＳＩＷ２０は、例えば回路へ給電するために使用される。よって、チップ又は回路とＳＩＷとの間にも移行部又はインタフェースが存在し、それは通常はマイクロストリップ又は例えばコプレーナ導波管であるが、そうした移行部は当分野において既知であって基本的な発明概念の一部を形成しないことから、図１を参照してさらに説明されることはないであろう。基本的な発明概念は、ここでは導波管１０とＳＩＷ２０との間の移行部に関わる。
図示しない代替的な実施形態において、チップ又はネイキッドダイを収容する旧来のＰＣＢであるアプリケーション基盤上に、チップが提供されてもよい。よって、本発明によれば、ＳＩＷ構造は、チップ若しくはネイキッドダイそれ自体の上（高周波アプリケーション）に、又はキャリアＰＣＢ上（低周波アプリケーション）に構成されることができる。チップがチップ上に構成される場合には何らのＲＦボンディングも必要ではなく、一方で、低誘電率のアプリケーション基盤（例えば、キャリア基板）上に構成される場合には、それを高誘電率チップへボンディングするためにＲＦボンディングが必要とされ、但しアプリケーション基盤上のＳＩＷから導波管へではない。
リッジ４の伸長部として構成され又はリッジ４の一部を形成する追加的なスタブ５を通じて、開放端スタブのインピーダンスは、リッジ４及びスタブ５が関わるリッジでの等価な短絡へ変換され、ＳＩＷ２０の導波管と方形導波管１０のリッジ（部分）４との間の電磁場の連結を提供する。導波管入力ポート２５が概略的に示されている。スタブ５は、スタブ５及び第１ＳＩＷ接地面９という２つの導体を含むということもでき、即ち、スタブ５は、２つの導体、即ちリッジ５及びＳＩＷ接地面９の間のＥＭ場モードをサポートする。
本発明によれば、ＳＩＷ２０と第２導電プレート２のリッジ４との間に少なくとも準平面的な、非接触の移行部又は接続部が提供され、ＳＩＷ２０の第２接地面９´は第１導電プレート１へ接続される。移行部は、その幅が高さよりも大きい限りにおいて少なくとも準平面的であり、９０°のセットアップではない。ＳＩＷ２０及び全ての電子装置を含む第１金属プレート１、並びにリッジ４及びスタブ５を含む第２金属プレート２、という２つの部分は、ＳＩＷ２０と方形導波管１０のリッジ４との間の移行部が上で議論した通りに形成されるように、互いに面して重ねて配置されることになる。
図２は、図１においてＡ−Ａで示されている線に沿った、図１に示した移行部１００の断面側面図であり、但し、移行部構成は組み立て（ここでは載置）状態であり、第１及び第２金属プレートは締結手段（例えば、ねじ類）によって接続される。図示した実施形態において、ＳＩＷ２０（第２接地面９´）は、方形導波管１０の第１（下側）金属プレートへ取り付けられる。導波管リッジ４は、第２（上側）金属プレート２に関連付けられ、導波管の組み立て（ここでは載置）状態においてＳＩＷ２０の内側エッジから微小距離に端部を有し、即ち、リッジ４とＳＩＷ２０との間に空隙が存在することになる。λｇ／４スタブ５によって伸長されるリッジ４は、ＳＩＷ２０の一部をそこから微小距離離れて覆うように突出し、即ち、非接触の移行部が提供されるように上で議論した通りに空隙を提供する。
第１ＳＩＷ接地面９は、ＳＩＷ２０及びスタブ５のための共通の接地面として供され、第２ＳＩＷ接地面９´は、当該ＳＩＷ及び導波管又はアンテナのための共通の接地面として供される。図２には、ＳＩＷ２０のビア７やＳＩＷ第１接地面９もまた示されている。
上でやはり言及したように、本発明によれば、スタブ５は、２つの導体、即ちスタブ５自体及びその接地面として働く第１ＳＩＷ接地面９を含むということもできる。
また、代替的に、ＳＩＷ２０が代わりに第２又は上側金属プレート２へ取り付けられてもよいことが明らかなはずであり、そのケースでは、リッジ４及びスタブ５は、反対側の第１導電プレート１上になければならない。さらに、金属壁３、３を第１又は第２金属プレート１、２のうちのいずれか一方に関連付けられることが明らかなはずである。そのうえ、代替的な実施形態において、２ポート又はマルチポートデバイスを提供するために、各々４分の１波長スタブを伴う、例えば異なる方向に位置するように構成される１つよりも多くのリッジ（例えば、複数のリッジ）が存在してもよいことが明らかなはずである。
概して、スタブ５（及び、実際はＳＩＷの一部であるＳＩＷ接地面９）のマッチングによって提供される、導波構造の内側の導波管１０のリッジ４からＳＩＷ構造２０への非接触の移行部を、多くの異なるやり方で実装することができ、概して、それは回路を伴うチップへ給電するためにＮ回適用可能であって、よって、上で議論したタイプのＮ個のＳＩＷ−導波管移行部が含まれ、Ｎポートデバイスがもたらされる。その場合、リッジはチップから異なる多様な方向へ出てくる。
図２Ａは、図２と同様の図であるが、説明用の理由のために、図２Ｂの簡略化されたシングルモード伝送線ネットワークモデルにも概略的に示されているセクション群のような異なる要素が表現されている。
そのため、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、参照番号１０１は、リッジ方形導波管を表し、参照番号２０１は、４分の１波長開放端スタブ部分４００を表現する部分について、ＳＩＷ２０２及びスタブ接地面を表すために採用されている。リッジ方形導波管１０１の導体のうちの１つは、ＳＩＷ２０１の下側の導体へ接続されることになり、一方で、ＳＩＷ２０１の上側の導体は、開放端スタブ部分４００の下側の接地面を形成し、それにより、１０１と２０１との間の電気的接続が生み出されるように、参照番号５００を実質的に開回路から短絡へ変換する。
図２を参照すると、ＥＭ場についての２つの経路が存在するものとして言い表すことができ、即ち、直接的に誘電体基板ＳＩＷ２０の内側から次いでリッジ４と第１導電プレート１との間の経路上へ渡る第１経路と共に、スタブ５と第１ＳＩＷ接地面９との間の第２経路である。第２経路は開放的であって、その端点において完全にミスマッチであり、そのため場は反射し、第１経路を取り入れた場に加わり、即ち真っ直ぐ進む第１経路の場へ追加され、そしてリッジ４と第１導電プレート１との間の導波管へ進行する。上記場は、反射することなくＳＩＷ又はチップから（へ）ジャンプするということもできる。よって、電磁波は、第１ＳＩＷ接地面９とリッジ４及びスタブ５との間にいかなる直流的な接触も無く、導波管から基板（ＳＩＷ）へ案内される。
図２Ｃは、ＳＩＷ２０とリッジ導波管との間の移行部の代替的な実施形態を示している。ＳＩＷ２０は、第１導電プレート１１内に又は例えば下側接地面に提供されるグルーブ１０１の内側へ配置され及び接続され、グルーブエッジ１０２から空隙を含む微小距離に位置し、そのエッジ１０２は、ここでは第１導電プレート又はブロック１１の長手方向の伸長に対して実質的に直交する。しかしながら、エッジ１０２は第１プレート１の平面的な伸長に対してある角度を形成してもよく、又は、例えば線形的に又は加速度的にテイパ付けられる形でもよいことが明らかなはずである。多くの代替案が可能である。ＥＭ場は、妨害されることなく、ポート２５からＳＩＷ２０へ又はその逆に伝播する必要があり、なぜなら、障害物はインピーダンスミスマッチ作用をもたらし、それが帯域幅の低下を引き起こしかねないからである。よって、空隙が移行を容易化し、ＳＩＷ基板はブロックされない。
リッジ導波管内の電磁場は、λｇ／４スタブ５１によってＳＩＷ２０へ連結することになり、λｇ／４スタブ５１は、開放端インピーダンスを等価的な短絡インピーダンスへ変換する。他の観点において、その機能は、図１〜図２Ｂを参照しながら上で説明したものと同様であり、従ってここではさらなる説明を行わない。同様の要素は、同じ参照番号を有する。
図３は、説明の目的のために第１（下側）金属プレート１が除かれている、図１の移行部構成１００の概略的な底面図である。リッジ４がどのようにＳＩＷ構造２０に近接して途切れるのか、及びλｇ／４スタブ５（破線）がどのようにＳＩＷ構造２０の一部にわたって伸長するのかを見てとることができ、このようにして、リッジ４とＳＩＷ２０との間に平面的な非接触の移行部又は非接触の接続インタフェースが提供される。その他の要素は図１及び図２を参照しながら既に上で議論されており、従ってここではさらなる議論を行わない。
図１〜図３は、シングルポートの移行部パッケージを示している；明らかなはずのこととして、共通のＳＩＷを伴う、リッジの他端にもスタブが構成される対称的な形、又は、例えば１つ以上のさらなるＳＩＷで例えば２ポート若しくはマルチポートデバイスを形成する形もまたあってよい。
図４は、ここではマイクロストリップラインから導波管への２つの非接触の対向する（back-to-back）移行部を含む移行部構成１００Ａの一実施形態を示しており、リッジ導波管１０Ａのリッジ４Ａと、チップ（又はアプリケーション基盤）上に提供される回路構成１１Ａに含まれるＳＩＷ構造２０Ａとの間の非接触の移行部を、その各々が含む。移行部構成１００Ａは、２つのＳＩＷ２０Ａ、２０Ａを含むマイクロストリップ集積回路１１Ａを伴うチップの取り付け先の第１金属プレート１Ａを含む。
各ＳＩＷ２０Ａは、それぞれの側に第１ＳＩＷ接地面９Ａ及び第２ＳＩＷ接地面９Ａ´を伴う誘電体基板６Ａを含み、やはり図１を参照しながら上で議論したように、誘電体基板６Ａを複数のビア７が貫通する。ＳＩＷ２０Ａ、２０Ａを含むチップ又は回路構成１１Ａは、２つのＳＩＷ−マイクロストリップ移行部１２Ａ、１２ＡをそれぞれのＳＩＷ２０Ａと回路構成１１Ａとの間に伴って示されており、マイクロストリップラインは２つのオンチップインタフェースポート及びアクティブコンポーネントを含む回路１３によって相互接続され、但し、本発明概念は上で議論したように主としてそれぞれのＳＩＷ２０Ａとリッジ導波管１０Ａ、１０Ａのそれぞれのリッジ４Ａとの間の移行部に関係することから、回路１３はここでさらには説明されない。
移行部構成１００Ａは、並列に配設される２つの縦壁部分３Ａ、３Ａの間に配設される２つのリッジ導波管１０Ａ、１０Ａを伴うリッジ導波管構成を含む第２金属プレート又は導波管ブロック部２Ａをも含み、各リッジ導波管１０Ａのリッジ４Ａは、２つの金属プレート又は導波管ブロック部１Ａ、２Ａの組み立て又は載置状態においてそれぞれのＳＩＷ構造２０Ａの外側端に近接する位置で途切れる。各リッジ４Ａ、４Ａは、上で図１〜図３を参照しながら議論したような、４分の１波長スタブ５Ａ、５Ａによって伸長される。明らかなはずのこととして、矩形状のスタブのみが明示的に示されている場合であっても、本発明概念は、三角形状、扇型状、又は任意の他の適切な形状のスタブをもカバーする。スタブ５Ａ、５Ａは、ここでは、それぞれのリッジ４Ａ、４Ａの高さよりもいくらか低い高さを有する。ここでは、短絡ピン１６Ａ、１６Ａ（随意的）がλｇ／４スタブ５Ａ、５Ａの近傍でその外側の自由端に提供され、それらは、リッジ導波管１０Ａ、１０Ａのそれぞれのリッジ４Ａ、４Ａから離れて突出し、互いに対し横にずれて配設されて、導波管からの場がチップへ連結されるように、即ちチップの下へ場が伝播せず空洞を生み出さないようにＥＭ場の漏洩を防止する。短絡ピン１６Ａは、さらに、対向構成を場がダイレクトに通過することを防止し得る。その通過は、場がリッジ４ＡからＳＩＷ２０へ及び再び戻る経路を辿らなければならないことから、望ましくないものである。ダイレクトな通過は、フィードバックを増やし、よって、例えば増幅器回路において入力から出力への隔離を減らし、そうして発振を引き起こす。よって、ピン１６Ａは、回路構成及び移行部が、空洞内の場合に空洞共振を生み出す回路に近い、スプリアスな望ましくないモードを励起することをも回避し得る。概して、全ての実施形態において、短絡ピンは随意的であるが、それらが含まれる場合には、それらは第１及び第２導電プレートを接続するように構成される。
随意的に、上で図１を参照しながら議論したような追加的なビア１７が提供されてもよい。開口の隙間全体を指す導波管入力ポート２５は、概略的に示されている。
図１〜図３を参照しながら説明した実施形態での通りに、金属プレート又は導波管ブロック部１Ａ、２Ａは組み立てられ（ここでは載置され）、任意の適切なやり方で互いに解放可能に固定されるべきである。本発明の構成を通じて、ＳＩＷを含む回路構成１１Ａ（例えば、ＰＣＢ）を、例えば誤動作のケースで若しくは故障した場合に、又は単に特性の異なる他のチップ若しくは回路構成へ交換すべきである場合に、容易に置き換え得る。
本発明概念は、上でも示したように、例えばＭＭＩＣ（Monolithic Micro/Millimetre-wave Integrated Circuit）又は任意の他の回路構成といった回路構成を含む高（ＲＦ）周波数パッケージなど、いかなる種類の回路構成にも適用可能であり、例えば、１つ若しくは複数のＭＭＩＣ又はハイブリッド回路が、概して、能動的であれ受動的であれ、以下では単に“回路”とも称される１つ以上の回路へ、及びアプリケーション基盤上に配設されるチップへ接続され又はキャリア上に載置され及び相互接続される。即ち、ＳＩＷは、チップ若しくはネイキッドダイ自体の上に配設されてもよく、又はキャリア基板上に配設されてもよい。よって、回路構成は、図中で１３として概略的に指し示されている、能動半導体回路や能動コンポーネントを保持するネイキッドダイを伴うアプリケーション基盤を含んでもよく、２つのオンチップインタフェースポートが存在し、又は、ＳＩＷ２０Ａ、マイクロストリップ−ＳＩＷ移行部１２Ａ、及び１３にあるドーピングされた半導体（図示せず）を含む高誘電率のネイキッドダイを全体として表現してもよい。
図５は、ここではマイクロストリップラインから導波管への２つの対向する（back-to-back）移行部を含む移行部構成１００Ｂの一実施形態を示しており、方形導波管１０Ｂ、１０Ｂのリッジ導波管構造１４Ｂ、１４Ｂと、チップ又はアプリケーション基盤の回路構成１１Ｂに含まれるＳＩＷ構造２０Ｂとの間の非接触の移行部を、その各々が含み、ＳＩＷ−マイクロストリップ移行部１２Ｂ、１２Ｂは、ＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂと、回路コンポーネント群を接続するマイクロストリップラインとの間に含まれる。移行部構成１００Ｂは、ＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂを含むマイクロストリップ集積回路１１Ｂを伴うチップ（又は当該チップを保持するアプリケーション基盤）の取り付け先の第１金属プレート又は導波管ブロック部１Ｂを含む。それぞれ反対の導電金属プレートへのλｇ／４スタブ５Ｂ、５Ｂに基づく、ＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂを含む回路構成１１Ｂの、ＳＩＷ−導波管移行部の導電（金属）プレート又は導波管ブロック１Ｂ、２Ｂのうちのいずれか１つへの取付け（attach）と共に、本発明概念の機能のための他の関係する要素は、図１、図３及び図４を参照しながら既に説明されている。
本発明概念は主としてそれぞれのＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂとここでは方形導波管構成の導波管１０Ｂ、１０Ｂとの間の移行部に関係することから、ＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂ、及びＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂそれぞれと回路１１Ｂとの間のＳＩＷ−マイクロストリップ移行部１２Ｂ、１２Ｂを含む回路構成１１Ｂについて、ここでさらなる議論は行わない。また、ＳＩＷ−マイクロストリップ移行部は図４を参照しながら上で議論されていることから、同様の要素が、同じ参照番号を有し、但しインデックス“Ｂ”を伴う。
移行部構成１００Ｂの第２金属プレート又は導波管ブロック部２Ｂは、階段部１４Ｂ、１４Ｂを含む２つのインピーダンス変換器を含み、その各々が、各導波管リッジ４Ｂ、４Ｂを各方形導波管構成１０Ｂへ接続するある数の段差（ここでは、３段チェビシェフ変換器）を含み、各導波管ポート２５で途切れ、そのうちの１つが図５に非常に概略的に示されており、即ち、それは２つの金属プレート又は導波管ブロック部１Ｂ、２Ｂの組み立て（ここでは載置）状態において各ＳＩＷ構造２０Ｂ、２０Ｂの各外側端の近傍の位置にある。非接触の移行部を提供するために、変換部１４Ｂ、１４Ｂを含み又は当該変換部へ接続する各リッジ４Ｂ、４Ｂは、これまでの実施形態を参照しながら説明した移行部構成と同様に、リッジ４Ｂ、４Ｂに近接して位置する４分の１波長スタブλｇ／４ ５Ｂ、５Ｂによって伸長され、相違点は、λｇ／４スタブ５Ｂ、５Ｂがそれぞれの変換部１４Ｂ、１４Ｂのリッジ４Ｂ、４Ｂに近接して又はその拡張部として位置することである。上記スタブ５Ｂ、５Ｂは、リッジ４Ｂ、４Ｂの高さよりもいくらか小さい高さを有する。
第１及び第２導波管ブロック１Ｂ、２Ｂは、標準フランジ導波管マッチング段（図示せず）を含んでもよい。短絡ピン１６Ｂ、１６Ｂは、スタブ５Ｂ、５Ｂの近傍で、外側の自由端に提供され、それぞれの変換部１４Ｂ、１４Ｂのそれぞれの導波管リッジ４Ｂ、４Ｂ又は当該変換部へ接続するそれぞれの導波管リッジ４Ｂ、４Ｂから離れて突出し、互いに対し横にずれて配設されて、図４を参照しながら上で既に議論したように、ＥＭ場の漏洩を防止する。
また、図１〜図３及び図４を参照しながら説明した実施形態での通りに、導波管ブロック又は金属プレート１Ｂ、２Ｂは組み立てられ（載置され）、任意の適切なやり方で互いに解放可能に固定されるべきである。ＳＩＷ２０Ｂ、２０Ｂを含むチップ又は回路構成１１Ｂを、例えば誤動作のケースで若しくは故障した場合に、又は単に特性が異なり若しくは他の目的に供される他のチップ若しくは回路構成へ交換すべきである場合に、容易に置き換え得る。
他の観点において、その機能は、図４の実施形態及びこれまでの他の実施形態を参照しながら上で説明したものと同様であり、従ってここではさらなる議論を行わない。同様の要素は、同じ参照番号を有し、但しインデックス“Ｂ”を提供されている。
図６は、マイクロストリップ集積回路からリッジギャップ導波管への対向型の移行部構成１００Ｃを含む、本発明に係る一実施形態を示している。回路構成１１Ｃ（例えば、ＰＣＢ）のマイクロストリップラインからのＥＭ場は、ここでは、ＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃの導波管とＥＭ場伝送を最大化するリッジギャップ導波管１０Ｃ、１０との間の本発明の移行部を含む、中間的な段差を用いた２つの対称的なリッジギャップ導波管１０Ｃ、１０Ｃへ電磁的に連結される。
上でも言及されているような移行部は、第１部分及び第２部分へ分割されているということができ、第１部分は、回路部分である回路構成１１Ｃ（例えば、ＰＣＢ）を含み、及びマイクロストリップ−ＳＩＷ移行部１２Ｃ、１２Ｃを含み、回路構成１１ＣはＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃを含みリッジギャップ導波管１０Ｃ、１０Ｃの第１（ここでは下側）金属プレート１Ｃへ取り付けられる。上記移行部又は各移行部のこの第１部分は、単純であって、例えば５０ΩのマイクロストリップラインをＳＩＷへ接続する階段状にテイパ付けられるマイクロストリップライン部を含み、これはＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃにおいて準ＴＥＭマイクロストリップラインをＴＥ１０モードへ変換するために使用される。しかしながら、上で既に議論したように、本発明は、回路構成１１ＣとＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃとの間のいかなる具体的な移行部にも限定されない。
本発明が特に対象とする上記移行部又は各移行部の第２部分は、ＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃとリッジギャップ導波管１０Ｃ、１０Ｃのリッジ４Ｃ、４Ｃとの間の移行部を含む。追加的なλｇ／４スタブ５Ｃ、５Ｃは、インピーダンスを反転させ且つ短絡を生み出すことにより、ＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃ導波管とリッジギャップ導波管１０Ｃ、１０Ｃのリッジ４Ｃ、４Ｃとの間のＥＭ場の電磁的な連結を提供する目的に供され、よって、非接触の移行部が提供される。
図６に示した実施形態では、導波管１０Ｃ、１０Ｃは、周期的な又は準周期的な構造１８Ｃを含む、いわゆるギャップ導波管を含み、例えば、複数の金属ピン１１８がここでは第２金属プレート又は第２導波管ブロック２Ｃに対して実質的に直角に伸長し及びＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃを含む回路構成１１Ｃに面するように配置されることにより、その構造が形成される。ピン台を含むピン構造１８Ｃは、これまでの実施形態における金属導波管壁３、３Ａ、３Ｂから置き換わり、こうしたギャップ導波管構造では、第１及び第２金属プレート１Ｃ、２Ｃは未接続であり、即ち接合されず、ねじ又は他の接続手段を必要としない。よって、こうしたギャップ構造（例えば、図６、図７、図８Ａ、図８Ｂ参照）において、第１及び第２導電プレート又はブロック等は、例えば図１〜図５に示した構成のように例えば適切な締結手段によって正しく載置され又は相互接続されることを要することなく組み立てられる。さらに、ギャップ構造は、機械的な公差（tolerances）が課題である場合、又は導波管分割ブロック間の接続を確立する必要がある場合には有利であり、やはり漏洩を防止して、よって回路をパッケージ化する際の波の望ましくない伝播を停止し得る。周期的な又は準周期的なピン構造１８Ｃによって、導波管モードは、リッジギャップ導波管１０Ｃ、１０ＣからＳＩＷ２０Ｃ、２０Ｃを含む回路構成１１Ｃへの漏洩を阻止される。よって、導波管のより高次のモードの形式の電力は、導波管と回路構成との間を伝播することができず、移行部における漏洩が低減され又は防止されることになる。
複数の金属ピン１１８は、並列的に配設され、各ピンは、円形、長方形又は正方形状の断面を有してよく、第２金属プレート又は導波管ブロック部２Ｃの平らな表面に対して直角に突出する。
本発明を限定するものではないが、有利な実施形態において、正方形のピンの幅（断面の寸法）は約０．１λ〜０．２λであってよく、λは関係する周波数帯域の中央周波数の波長であり、ピンの高さは約λ／４（例えば、０．１５λと０．３λとの間）である。
具体的には、上記周期は、おおよそ０．２５λと０．４λとの間である。
ピン表面の上端と回路構成の接地面（ここではＳＩＷ第１接地面９Ｃ）との間の距離は、有利な実施形態ではλ／４よりも小さくあるべきであり、但しより大きくてもより小さくてもよい。
テクスチャとも称される周期的構造は設計対象の特定の周波数帯域にわたって波の伝播を停止するように設計されることから、例えばピンの形状、寸法及び配置は、それに対応して選択される。
一方に周期的テクスチャ（構造）が提供された２つの表面の間の非伝播又は非漏洩の特徴は、例えばP.-S.Kildal，E.Alfonso，A.Valero-Nogueira，E.Rajo-Iglesiasによる“Local metamaterial-based waveguides in gaps between parallel metal plates”（IEEE Antennas and Wireless Propagation letters (AWPL), Volume 8, pp. 84-87, 2009）から知られている。非伝播の特性は、停止帯域として言及される固有の周波数帯域の範囲内で現れる。また、E.Rajo-Iglesias，P.-S.Kildalによる“Numerical studies of bandwidth of parallel plate cut-off realized by bed of nails, corrugations and mushroom-type EBG for use in gap waveguides”（IET Microwaves, Antennas & Propagation, Vol. 5, No 3, pp. 282-289, March 2011）において説明されているように、そうした停止帯域を他のタイプの周期的構造により提供することができることも知られている。これら停止帯域の特徴は、ＷＯ２０１０／００３８０８において説明されているように、いわゆるギャップ導波管を形成するためにも使用される。
説明されている上記周期的な又は準周期的なテクスチャが、本発明に係る移行部構成の具体的な実施形態において使用されてよい。
他の観点において、移行部構成１００Ｃ及びその機能は、図４及びこれまでの他の図１〜図３、図５を参照しながら説明した移行部構成と同様であり、従ってここではさらなる説明を行わない。同様の要素は、同じ参照番号を有し、但しインデックス“Ｃ”を提供されている。短絡ピン１６Ｃは、上でも言及したように随意的であり、簡易にギャップピン１８Ｃを含んでもよい。
図７は、ギャップ導波管構成を含む移行部構成１００Ｄ、より具体的にはマイクロストリップＩＣからグルーブギャップ導波管への対向型の移行部構成の他の実施形態を示している。回路構成１１Ｄ（例えば、ＰＣＢ）の例えばマイクロストリップラインからのＥ場は、ＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄの導波管と、ＥＭ場伝送を最大化するためのグルーブギャップ導波管１０Ｄ、１０Ｄとを含む中間的な段差を用いてグルーブギャップ導波管１０Ｄ、１０Ｄへ電磁的に連結される。移行部の第１部分は、ギャップ導波管構成の第１（ここでは下側）プレート１Ｄへ取り付けられる回路構成１１ＤのマイクロストリップラインからＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄへの移行部１２Ｄ、１２Ｄを含み、上でも言及したように、単純であって、例えば５０ΩのマイクロストリップラインをＳＩＷ導波管へ接続する階段状にテイパ付けられるマイクロストリップライン部を含んでよく、これはそれぞれのＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄにおいて準ＴＥＭマイクロストリップラインをＴＥ１０モードへ変換するために使用されるが、本発明は、回路構成１１ＤとＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄとの間のいかなる具体的な第１部分の移行部にも限定されない。
各移行部の第２部分は、ＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄとグルーブギャップ導波管１０Ｄ、１０Ｄとの間の移行部を含む。
（図４を参照しながら説明した実施形態と比較すると）移行部構成１００Ｄは、ＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄを含む回路構成１１Ｄの取付け先である第１金属プレート又は導波管ブロック部１Ｄに加えて、インピーダンス変換部１４Ｄ、１４Ｄが構成される（図５と対比）グルーブを含む第２金属プレート又は導波管ブロック部２Ｄをさらに含み、その各々が、グルーブギャップ導波管１０Ｄ、１０Ｄのリッジ４Ｄ、４Ｄをギャップ導波管構成のグルーブへ接続する階段を形成するある数の段差（ここでは、３段チェビシェフ変換器）を含み、各導波管ポート２５で途切れる。
本発明に係る非接触の移行部を提供するために、ＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄからギャップ導波管１０Ｄ、１０Ｄそれぞれのλｇ／４スタブ５Ｄ、５Ｄのリッジ４Ｄ、４Ｄの間のＥＭ場の電磁的連結は、ギャップ導波管１０Ｄ、１０Ｄのリッジ４Ｄ、４Ｄへ接続されてインピーダンスを反転させ、それぞれの短絡を生み出す。
よって、各リッジ４Ｄ、４Ｄは、上でも図１〜図３を参照しながら、特に図５を参照しながら議論したように、４分の１波長スタブ５Ｄ、５Ｄによって伸長され、各スタブ５Ｄ、５Ｄは、各リッジ４Ｄ、４Ｄの高さよりもいくらか小さく低い高さを有し、それにより、それぞれのλｇ／４スタブ５Ｄ、５ＤとＳＩＷ２０Ｄ、２０Ｄとの間に空隙が生じる。
第１及び第２導波管ブロック１Ｄ、２Ｄは、標準フランジ導波管マッチング段（図示せず）を含んでもよい。短絡ピン１６Ｄ、１６Ｄは、これまでの実施形態でのように、スタブ５Ｄ、５Ｄの近傍で、外側の自由端に提供され、それぞれのリッジ４Ｄ、４Ｄから離れて突出し、互いに対し横にずれて配置されて、本出願において以前にも議論したように漏洩を防止し得る。（ここでは）上側の金属プレートは、やはり図６を参照しながら説明したような、例えばピン台１１８等である複数のピンを含むピン構造１８Ｄを含み、従ってそれについてここでさらなる議論は行われず、図６を参照しながら説明したように、第１及び第２導波管ブロック１Ｄ、２Ｄは、組み立て時に未接続のままであり、接合されない。
図４〜図７は、原理的に、全て２ポートデバイス（例えば、増幅器）を示しているが、多様な数及び種類のポートを有するいかなる回路を含むようにも拡張されることができる。例は、周波数変換器（ミキサ）、電力増幅器、ＬＮＡ（低雑音増幅器）、信号ソース、周波数逓倍器、及びそれらコンポーネントの様々な組み合わせなどである。
導波管構造は、１つ以上の導波管のそれぞれ半分を形成する第１導波管ブロック部又は第１導電金属プレートと、当該１つ以上の導波管のそれぞれ他の半分を形成する第２導波管ブロック部又は第２金属プレートとを含む、複数の金属プレート又は複数の導波管分割ブロック部品を含み得る。
図１、図４〜図７では、導波管部品は、開かれている、未組み立て（ギャップ構造）の又は載置前の状態で示されている。
導波管ブロック又は第１及び第２導電プレートが接続される（載置され又は組み立てられる）と、例えば１つ以上の導波管が形成され、その分割は導波管の方形の断面の基盤方向に沿うであろう。
図示した実施形態では第１導電金属プレート又はブロック部が下側の部分を形成する形が採用されているものの、明らかなはずのこととして、代替的な実施形態では、その金属プレート又はブロック部の配置が相違（例えば、逆転）してもよく、あるいは、スタブと共に伸長される例えばリッジ導波管を含むブロック又は導電プレートの反対側のブロック又は導電部分にＳＩＷが提供されることを条件として、金属プレート若しくは導波管ブロック又はアンテナ部分はいかなる他の適切な手法で配置され及び形成された２つの金属プレート又はブロックを含んでもよい。
第１及び第２導電プレート又はブロック（例えば、導波管ブロック又はアンテナ部分）は、例えば図６、図７、図８Ａ、図８Ｂを参照しながら説明したようなギャップ構成でない限り、上で言及したように、ねじ又は他の締結手段によって接続されてよく、ギャップ構成のケースでは、それらは単に組み立てられ、真にまとまってはおらず、いくつかの実施形態では、ＳＩＷとスタブとの正確な位置決めを確実化するために案内ピン（図示せず）が提供されてもよく、それが本発明に係るＳＩＷ−導波管移行部の提供を可能にする。
本発明は、上でも言及したように、いかなる特定の回路にも限定されず、それを支える電子装置は、簡明さの理由のために、及び主たる発明概念の一部をなすわけではないことから、図示されていない。
第１導電プレートは、１つ又は複数のＳＩＷを含む上記回路構成を収容するように適合され、例えば１つ以上の受信空洞を含んでもよい。代替的な実施形態において、１つ又は複数のＳＩＷを含む回路配置は、好適には、例えばはんだ付け、溶接又は接着等により、任意の適した手法で第１（又は第２）ブロック部又は導電プレートへ解放可能に載置される。
概して、２ポートの対向構造を、多くの異なる手法で使用することができる。例えば、回路がＰＣＢ／チップ上に収容される場合、１つの導波管ポートを入力として使用することができ、チップが増幅器を収容するときは、開放端導波管として、他の導波管ポートを場を放射するために開放したままにすることができる。よって、それは集積された電子装置を伴うアンテナを表す。他の例として、対向構造は、原理上、任意のタイプの非放射型の能動的な又は受動的な２ポートデバイスを表し得る。
本発明の具体的な実施形態において、移行部構成は、上で議論したような任意の種類の回路構成とアンテナとの間の移行部を含み、そのいくつかの例が次の図８Ａ、図８Ｂ及び図９において与えられている。導波管がアンテナにより置き換わることを除けば、その機能及び関係する要素は、図１〜図７に示した導波管の実施形態を参照しながら議論したものと同様であり、異なる種類であってもよく、従って、ここでさらに詳細には説明しない。
特に、それは、図４に開示したようなリッジの概念に基づくアンテナ構造又は図５に開示したような方形の概念に基づくアンテナ構造であってもよく、また、例えば上の図６及び図７において説明したようなギャップ導波管を含むアンテナ構造であってもよい。これまでの実施形態を参照しながら既に議論し図示した特徴及び要素は、よって、図８Ａ、図８Ｂ及び図９のアンテナ実装を参照しながらさらには議論されない。それらは、同じ参照番号で示されており、但しそれぞれ追加的なインデックス“Ｅ”及び“Ｆ”を有する。
図８Ａは、マイクロストリップ集積回路からリッジスロットアンテナへの移行部を含む、本発明に係る移行部構成１００Ｅを示している。その移行部は、ＥＭ場伝送を最大化するためにＳＩＷ２０Ｅとアンテナ１０Ｅとの間の移行部を含む中間的な段差を用いて、回路構成１１Ｅ（例えば、ＰＣＢ）の例えばマイクロストリップライン１２Ｃからリッジギャップアンテナ１０ＥへＥＭ場を電磁的に連結することに基づく。
上でやはり議論したように、ＳＩＷ２０Ｅと、マイクロストリップ１２Ｅから第１（ここでは下側）金属プレート１Ｅへ直接取り付けられるＳＩＷ２０Ｅへの移行部を含む回路部分（例えば、ＰＣＢ）との間の移行部は、単純であって、本発明は、回路配置１１ＥとＳＩＷ２０Ｅとの間のいかなる具体的な移行部にも限定されない。
本発明が特に対象とする移行部の第２部分は、ＳＩＷ２０Ｅとスロットアンテナ１０Ｅとの間の移行部を含む。
開かれている未組み立ての状態の構成１００Ｅを示す図８Ａに示した実施形態において、アンテナ１０Ｅは、周期的又は準周期的構造１８Ｅを含むいわゆるギャップ導波管スロットアンテナを含み、その構造は、例えば、複数の金属ピン１１８が例えばピン台を形成する第２金属プレート２Ｅに対して実質的に直角に伸長することにより形成され、第１金属プレート１Ｅ上に提供されるＳＩＷ２０Ｅを含む回路構成１１Ｅに面するように配置される。第１金属プレート１Ｅは、アンテナスロット１１５をも含む。ピン構造１８Ｅは、アンテナ向けに実装される以外は図６及び図７を参照しながら説明したピン構造と同様であり、ここでさらには説明されない。図６及び図７を参照しながら議論したように変化してもよいことは明らかなはずである。
第２金属プレート２Ｅは、リッジ４Ｅの自由端へ接続されるλｇ／４スタブ５Ｅを伴う給電リッジ４Ｅを含む。上でも議論した通りのλｇ／４スタブ５Ｅは、ＳＩＷ２０Ｅ導波管とリッジギャップ導波管スロットアンテナ１０Ｅとの間のＥＭ場の電磁的連結を提供する目的に供され、実質的に短絡を生み出し、よって非接触の移行部を提供する。図示の目的のために、第２金属プレートは、第１金属プレートに合わせた縮尺では示されていない。
給電リッジ４Ｅは、第１金属プレート１Ｅ内のスロット１１５を励起するために適合されるＴ字部１１６を含む。ＳＩＷ２０Ｅは、随意的に、インピーダンスチューニングの目的のためのビア及びノッチを含むチューニング手段１７を提供されてもよく、但し、それは本発明概念の機能のために必須ではない。
図８Ｂは、第１及び第２金属プレート１Ｅ、２Ｅが組み立てられようとしている状態での、図８Ａの移行部構成１００Ｅを示しており、即ち、ここでは、第２プレート２Ｅが非接触の移行部を提供するように第１金属プレート１Ｅの上方に持ち上げられた組み立て位置に示されており、Ｔ字部１１６はスロット１１５の上方に配設される。マイクロストリップ入力ポート１９Ｅが概略的に示されている。
図９は、マイクロストリップ集積回路−ホーンアンテナ移行部を含む、本発明に係る移行部構成１００Ｆを示している。回路配置１１Ｆ（例えば、ＰＣＢ）の例えばマイクロストリップライン１２ＦからのＥ場は、電力伝送を最大化するためにＳＩＷ２０Ｆとアンテナ１０Ｆとの間の中間的な移行部を用いてホーンアンテナ１０Ｆへ電磁的に連結される。
ホーンアンテナ１０Ｆの第１（ここでは下側）金属プレート１Ｆへ直接取り付けられる、マイクロストリップからＳＩＷ２０Ｆへの移行部１２Ｆは単純であって、本発明は、上で言及したように、回路構成１１ＦとＳＩＷ２０Ｆとの間のいかなる具体的な移行部にも限定されず、ＳＩＷ２０Ｆとホーンアンテナ１０Ｆとの間の移行部を対象とする。
開かれている（例えば、未載置の）状態での移行部構成１００Ｆを示す図９に示した実施形態において、アンテナ１０Ｆは、相対して位置する２つの階段状のテイパホーン部１９１、１９１を含む階段状テイパホーンを含む。第１及び第２金属プレート１Ｆ、２Ｆは、よって、組み立て（載置）状態において、テイパホーン部１９１、１９１を形成する階段状の面に互いに対面する。ＳＩＷ２０Ｆを含む回路構成１１Ｆは、第１金属プレート１Ｆの上面に、ここでは階段状テイパホーン１９１の反対端に提供される。対応する第２金属プレート２Ｆの上面には、これまでの実施形態を参照しながら議論したような、ＳＩＷ２０Ｆから微小距離に位置するように構成されるλｇ／４スタブ５Ｆにより伸長されるインピーダンス変換器（例えば、チェビシェフ変換器）１４Ｆが提供され、それにより、ＳＩＷ２０Ｆのホーンとホーンアンテナ１０Ｆとの間に非接触の移行部が提供され、即ち、インピーダンスを反転させ及び後方への短絡を生み出すことにより、場が非接触的な形で回路構成（例えば、チップ）からアンテナ１０Ｆへ向かうことが達成される。
ＳＩＷ２０Ｆは、随意的に、インピーダンスチューニングの目的のための追加的なビア及びノッチを含むチューニング手段１７を提供されてもよく、但し、それは本発明概念の機能のために必須ではない。
図４〜図９に示した構成のいずれかにおいて図２Ｃを参照しながら説明したような代替的な移行部を用いることができることは明らかなはずである。
具体的な利点として、本発明を通じて、共振の無い、低損失の非接触なアンテナ回路又はチップの移行部構成又はパッケージを提供することができる。
導波管又は伝送線ポートが例えば入力信号や入力周波数のための入力として供されてもよく、よって、それらは当該導波管又は伝送線を通じて給電される。
明らかなはずのこととして、本発明は、具体的に示された実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲のスコープ内で数ある手法で変化することができる。
具体的には、それは、能動的であれ受動的であれ、任意のサイズのいかなる回路にも原理上適用可能であり、いかなる固有の周波数にも限定されない。また、本発明は、いかなる固有の回路構成にも限定されず、例えばＲＦ回路、ＭＭＩＣ及びハイブリッド回路といったいかなる回路構成にも適用可能であり、他の（能動的な又は受動的な）回路をカバーすることも意図される。また、それは、導波管やアンテナのいかなる具体的な数又はタイプにも、いかなる具体的なポート又はポートの構成及び位置にも限定されず、入力及び／又は出力ポートとして供される１つ、２つ、３つ又はそれ以上のポートがあってもよい。本発明は、長方形、扇形、三角形など、様々な形状のスタブをもカバーする。さらに、本発明は、例えば同一平面内の複数の伝送線を含むなど、様々なタイプの平面的移行部をカバーする。

Claims (22)

  1. 例えば１つ以上の回路を含む回路構成（11;11A;...;11F）の又はそれに関連付けられる基板集積導波管（ＳＩＷ）（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;;20F）と、導波管及び／又はアンテナ構造若しくはインタフェース（10;10A,10A;10B;10C,10C;10D,10D;10E;10F）との間の少なくとも１つの移行部を提供するための又は当該移行部を含む移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）であって、前記移行部構成は、少なくとも１つの導波管及び／又はアンテナポート（２５）を含むプレート又は分割ブロック部品を含む、第１導電プレート又はブロック（1;11;1A;1B;1C;1D;1E;1F）と第２導電プレート又はブロック（2;21;2A;2B;2C;2D;2E;2F）とを含み、
    前記又は各ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）は、前記第１導電プレート又はブロック（1;11;1A;1B;1C;1D;1E;1F）上に構成されることと、
    前記基板集積導波管（ＳＩＷ）（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）と前記導波管及び／又はアンテナ構造若しくはインタフェース（10;10A,10A;10B;10C,10C;10D,10D;10E;10F）との間の前記又は各移行部について、ある数のリッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;4A;14B;4C;14D;4E;14F）が、前記第１及び第２導電プレート又はブロック（1,2;1A,2A;...;1F;2F）の組み立て状態において、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）と前記リッジ又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）との間で電磁的にＥＭ場を連結するためにインピーダンスを反転させ及び短絡を提供するための、開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）に関連付けられ又は当該スタブと共に伸長する、ように前記又は各リッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）が前記第２導電プレート又はブロック（2;21;2A;2B;2C;2D;2E;2F）へ接続されることと、
    前記インピーダンスマッチング又は変換構造（4;41;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）及び前記開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）は、前記第１及び第２導電プレート又はブロック（1,2;11,21;1A,2A;...;1F;2F）が組み立てられる際に、前記開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）の前記第２導電プレート（2;21;2A;2B;2C;2D;2E;2F）へ接続される側又は面と反対に位置する前記スタブ（5;51;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）の側又は面が、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）と前記リッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）との間に及び前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）と前記開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）との間にいかなる直流的な接触も無く、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）の第１接地面（9;91;9A;....;9F）の部分からの例えば空隙に相当する微小距離に配設されることとなる、ように構成され、それにより、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）と前記導波管及び／又は前記アンテナ構造（10;10A,10A;10B;10C,10C;10D,10D;10E;10F）との間に非接触の実質的に平面的な移行部が形成されることと、
    前記又は各ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）は、第１接地面（9;91;9A,9A;....;9E;9F）及び第２接地面（9';91';9A',9A';....;9E';9F'）がそれぞれ対向する側に提供される誘電体基板（6;6A,6A;....;6F）を含み、前記第１及び第２接地面は、前記誘電体基板（6;6A,6A;....6F）をまたぐビア（7）によって電気的に接続されることと、
    を特徴とする、移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  2. 前記又は各ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）及び／又は当該ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）を含み若しくは当該ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）に関連付けられる前記回路構成（11;11A;...;11F）は、前記第１導電プレート又はブロック（1;11;1A;...1F）へ解放可能に接続され又は接地される、ように適合される、
    ことを特徴とする、請求項１に記載の移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  3. 前記回路構成（11;11A;...;11F）は、ＲＦ回路、例えば１つ以上の能動ＭＭＩＣである能動回路構成、又は受動回路構成を含む、
    ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  4. 高ＲＦ周波数信号のために適合される、
    ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  5. 前記第１及び第２導電プレート又はブロック（1,2;11,21;1A,2A;....;1F,2F）は、載置可能／載置解除可能、例えばねじ類の相互接続手段によって例えば解放可能に相互接続可能、であるように、又は、非接触で組み立て／分解することが可能であるように適合され、随意的に、載置又は組み立て時に前記第１及び第２導電プレート又はブロックの位置合わせを支援するために位置合わせ手段が提供される、
    ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の移行部構成（100;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  6. 前記ＳＩＷの前記誘電体基板（6;6A,6A;....;6F）の一側に提供される前記第２接地面（9';91';9A',9A';....;9E';9F）は、前記第１導電プレート（1;11;1A,1A;....;1E;1F）へ又は前記回路構成（11;11A;11B;...11F）へ接続され、
    前記第１接地面（9;91;9A,9A;....;9F）は、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）及び前記λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）のための共通接地面として働くように構成され、
    前記第２接地面（9';91';9A',9A';....;9E';9F'）は、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）及び前記導波管及び／又はアンテナ構造（10;10A,10A;...;10F）のための共通接地面として働くように構成される、
    ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  7. 前記ＳＩＷは、キャリア基板上に、又は、前記回路構成を含むチップへ例えばボンドワイヤで接続される低誘電率アプリケーション基盤上に配設される、
    ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の移行部構成。
  8. 前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）は、例えば増幅器、ミキサ、周波数逓倍器などのうちのいずれか１つ以上を任意の組み合わせで含む前記回路構成を含むチップ又はネイキッドダイ上に配設される、
    ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  9. 前記少なくとも１つの移行部は、ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D）と導波管（10;10A,10A;10B,10B;10C,10C;10D,10D）との間の移行部を含む、
    ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の移行部構成（100;1001;100A;100B;100C;100D）。
  10. 前記導波管構造は、少なくとも１つのリッジ導波管（10;10A,10A;10B,10B;10C,10C;10D,10D）を含み、
    前記リッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造は、リッジ（4;41;4A,4A;4B,4B;4C,4C;4D,4D）を含む、
    ことを特徴とする、請求項９に記載の移行部構成（100;1001;100A;100C）。
  11. 前記開回路λｇ／４スタブ（5A,5A;5C,5C）へ接続されるリッジ（4A,4A;4C,4C）を各々含む、２つのＳＩＷ（20A,20A;20C,20C）−導波管構造移行部を含む対向型マイクロストリップＩＣ−リッジ導波管移行部を含む、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の移行部構成（100A;100C）。
  12. 少なくとも１つの方形及び／又はグルーブギャップ導波管（10B,10B;10D,10D）を含み、
    前記又は各リッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造は、前記開回路λｇ／４スタブ（5B,5B;5D,5D）へ各々接続されるリッジ（4B,4B;4D,4D）を含む、
    ことを特徴とする、請求項９に記載の移行部構成（100B;100D）。
  13. それぞれのリッジ（4B,4B;4D,4D）へ接続される例えばチェビシェフ変換器を含むインピーダンスマッチング又は変換構造（14B,14B;14D,14D）を各々伴う、２つのＳＩＷ（20B,20B;20D,20D）−導波管構造移行部を含む対向型マイクロストリップＩＣ−導波管移行部を含む、
    ことを特徴とする、請求項１２に記載の移行部構成（100B;100D）。
  14. 前記少なくとも１つの移行部は、ＳＩＷ（20E;20F）とアンテナ構造（10E;10F）との間の移行部を含む、
    ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の移行部構成（100E;100F）。
  15. 前記アンテナ構造は、スロットアンテナを含み、
    前記第１導電プレート又はブロック（1E）にスロット（115）が提供され、
    前記インピーダンスマッチング又は変換構造は、前記スロット（115）へ給電するためのＴ字部（116）を伴うリッジ（4E）を含む前記第２導電プレート又はブロック（2E）上に提供される、
    ことを特徴とする、請求項１４に記載の移行部構成（100E）。
  16. 前記アンテナ構造（10F）は、ホーンアンテナを含み、
    前記ＳＩＷ（20F）を介して前記回路構成（11F）から連結される電磁場は、階段状テイパホーンセクション（119,119）を含む前記ホーンアンテナへ給電するように適合される、
    ことを特徴とする、請求項１４に記載の移行部構成（100F）。
  17. 前記第２導電プレート又はブロック（2C;2D;2E）は、前記移行部構成の組み立て状態において、周期的な又は準周期的な構造が前記ＳＩＷ（20C,20C;20D,20D;2E）に面するように構成される前記周期的な又は準周期的な構造（18C;18D;18E）を含み、
    前記周期的な又は準周期的な構造（18C;18D;18E）は、ピン類の土台を形成するように構成される複数のピン（118）類を伴うピン構造を含み、
    前記ピン構造は、前記第１導電プレート（1C;1D;1E）から例えばλ／４よりも小さい空隙に相当する微小距離に位置する、
    ことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の移行部構成（100C;100D;100E）。
  18. 前記周期的な又は準周期的な構造（18C;18D;18E）の前記ピン（118）、ひだ又は類似のものは、固有の選択周波数帯域のために適合される寸法を有する、
    ことを特徴とする、請求項１７に記載の請求項１に記載の移行部構成（100C;100D;100E）。
  19. 前記第１導電プレート又はブロック（1;1A;...;1F）は、前記若しくは各ＳＩＷ又は前記若しくは各ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）を含む前記回路構成（11;11A;....;11F）を受け入れ又は収容するように適合され、
    前記少なくとも１つのＳＩＷ又は回路構成は、前記第１導電プレート又はブロック（1;1A;...;1F）上又は内に分離可能に載置可能である、
    ことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の移行部構成（100E;100F）。
  20. 前記開回路λｇ／４スタブ（5;5A,5A;5B,5B;5C,5C;5D,5D;5E;5F）は、段差が形成されるように関連付けられる前記インピーダンスマッチング又は変換構造（4;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）の前記リッジ又はセクションよりも低い高さを有し、
    前記第１及び第２導電プレート又はブロック（1,2;1A,2A;...;1F;2F）が組み立てられる際に、前記又は各段差は、前記又はそれぞれのＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）のエッジに面して位置することになり、
    前記開回路λｇ／４スタブ（5;5A,5A;....;5F）から突出する前記リッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;4A,4A;14B,14B;...;4E;14F）の外側エッジは、それぞれのＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）の前記第１導電プレート又はブロック（1;1A;...;1F）に対し直角の外側エッジから、及び前記第１導電プレート又はブロック（1;1A;...;1F）から、例えば空隙に相当する微小距離に位置することになる、
    ことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の移行部構成（100;100A;100B;100C;100D;100E;100F）。
  21. 前記ＳＩＷ（20）は、前記第１導電プレート又はブロック（11）内のグルーブのエッジ（102）間に、空隙を含む微小距離が提供されるように、前記第１導電プレート又はブロック（11）内に提供される前記グルーブ（101）に構成される、ことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の移行部構成（1001）。
  22. 回路構成と導波管及び／又はアンテナ構造との間に移行部を提供するための方法であって、
    例えば１つ以上の回路を含む回路構成（11;11A;...;11F）の又はそれに関連付けられる基板集積導波管（ＳＩＷ）（20;20A,20A;...;20F）と、導波管及び／又はアンテナ構造若しくはインタフェース（10;10A;10B;10C;..;10F）とを提供するステップ、
    を含み、前記移行部構成は、少なくとも１つの導波管及び／又はアンテナポート（25）を含む分割プレート又はブロック部品を含む、第１導電プレート又はブロック（1;11;1A;...;1F）と第２導電プレート又はブロック（2;21;2A;...;2F）とを含み、
    前記方法は、
    前記第２導電プレート又はブロック（2;21;2A;...;2F）へリッジ又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）を接続するステップと、基板集積導波管（ＳＩＷ）（20;20A,20A;...;20F）と導波管及び／又はアンテナ構造（10;10A;10B;10C;..;10F）との間の前記又は各移行部について、前記リッジ又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;...;14F）を、前記第１及び第２導電プレート又はブロック（1,2;11,21;2,2A;...;1F,2F）が組み立てられる際に、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）と前記リッジ又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;...;14F）との間で電磁的にＥＭ場を連結するためにインピーダンスを反転させ及び短絡を提供するための、開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;....;5F）に関連付け又は当該スタブと共に伸長させるステップと、
    前記開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;....;5F）の前記第２導電プレートへ接続される側と反対にある前記スタブ（5;51;5A,5A;....;5F）の側又は面が、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;20F）と前記リッジ及び／又はインピーダンスマッチング若しくは変換構造（4;41;4A,4A;14B,14B;4C,4C;14D,14D;4E;14F）との間に及び前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）と前記開回路λｇ／４スタブ（5;51;5A,5A;....;5F）との間にいかなる直流的な接触も無く、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;20B,20B;20C,20C;20D,20D;20E;;20F）の第１接地面（9;91;9A;....;9F）の部分からの例えば空隙に相当する微小距離に配設されることとなるように、前記第１及び第２導電プレート又はブロック（1,2;11,21;2,2A;...;1F,2F）を互いに対して配置することにより組み立て、それにより、前記ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）と前記導波管及び／又は前記アンテナ構造（10;10A,10A;...;10F）との間に非接触の実質的に平面的な移行部が形成されるステップと、
    を含み、
    前記又は各ＳＩＷ（20;20A,20A;...;20F）は、第１接地面（9;91;9A,9A;....;9E;9F）及び第２接地面（9';91';9A',9A';....;9E';9F'）がそれぞれ対向する側に提供される誘電体基板（6;6A,6A;....;6F）を含み、前記第１及び第２接地面は、前記誘電体基板（6;6A,6A;....6F）をまたぐビア（7）によって電気的に接続されることを特徴とする、方法。
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