JP7017584B2 - 高周波部材の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、高周波部材の製造方法に関する。
人工磁気導体を備える導波構造の例が特許文献１から３、ならびに非特許文献１および２に開示されている。人工磁気導体は、自然界には存在しない完全磁気導体（ＰＭＣ: Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の性質を人工的に実現した構造体である。完全磁気導体は、「表面における磁界の接線成分がゼロになる」という性質を有している。これは、完全導体（ＰＥＣ: Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の性質、すなわち、「表面における電界の接線成分がゼロになる」という性質とは反対の性質である。完全磁気導体は、自然界には存在しないが、人工的な周期構造によって実現され得る。人工磁気導体は、その周期構造によって定まる特定の周波数帯域において、完全磁気導体として機能する。人工磁気導体は、特定の周波数帯域（伝搬阻止帯域）に含まれる周波数を有する電磁波が人工磁気導体の表面に沿って伝搬することを抑制または阻止する。このため、人工磁気導体の表面は、高インピーダンス面と呼ばれることがある。
特許文献１から３、ならびに非特許文献１および２に開示されている導波路装置では、行および列方向に配列された複数の導電性ロッドによって人工磁気導体が実現されている。このようなロッドは、ポストまたはピンと呼ばれることもある突出部である。これらの導波路装置のそれぞれは、全体として、対向する一対の導電プレートを備えている。一方の導電プレートは、他方の導電プレートの側に突出するリッジと、リッジの両側に位置する人工磁気導体とを有している。リッジの上面（導電性を有する面）は、ギャップを介して、他方の導電プレートの導電性表面に対向している。人工磁気導体の伝搬阻止帯域に含まれる波長を有する電磁波は、この導電性表面とリッジの上面との間の空間（ギャップ）をリッジに沿って伝搬する。このような導波路を、本明細書ではＷＲＧ（Ｗａｆｆｌｅ－ｉｒｏｎ Ｒｉｄｇｅ ｗａｖｅＧｕｉｄｅ）またはＷＲＧ導波路と称する。
非特許文献３には、複数の導電性ロッドによって実現された人工磁気導体を用いた、高周波素子のパッケージング技術が提案されている。
米国特許第８７７９９９５号明細書 米国特許第８８０３６３８号明細書 欧州特許出願公開第１３３１６８８号明細書
H. Kirino and K. Ogawa, "A 76 GHz Multi-Layered Phased ArrayAntenna using a Non-Metal Contact Metamaterial Wavegude", IEEE Transaction on Antenna and Propagation, Vol. 60, No.2, pp. 840-853, February, 2012 A.Uz.Zaman and P.-S.Kildal, "Ku Band Linear Slot-Array in Ridge Gapwaveguide Technology", EUCAP 2013, 7th European Conference on Antenna anPropagation Ashraf Uz Zaman, Mats Alexanderson, Tin Vukusic, and Per-Simon Kildal, "Gap Waveguide PMC Packaging for Improved Isolation of Circuit Components in High-Frequency Microwave Modules", IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS, PACAGING AND MANUFACTURING TECHNOLOGY, VOL. 4, NO. 1, pp. 16-25, January 2014
人工磁気導体を実現するために、複数の導電性ロッドが配列された構造を持つ部材を作成する方法として、従来は金属の板に切削加工を加える製造方法が利用されていた。しかし、切削加工では量産は難しく、また、製造コストも高い。このような構造を安価に量産する方法が必要とされていた。
本開示の一態様に係るワッフルアイアン構造による高周波の閉じ込め装置を構成するための高周波部材の製造方法は、平面または曲面形状の主表面と、主表面から離れる方向に延びる複数のロッドと、を有する板形状またはブロック形状の中間部材を用意する工程と、中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、主表面および複数のロッドの表面に導電性のメッキ層を形成する工程とを含む。その中間部材における複数のロッドの内の何れか１つの側面と、その１つのロッドに隣接する他のロッドの側面との間の間隔は、主表面から離れるに従って単調に拡大する。
本開示の他の態様に係るワッフルアイアン構造による高周波の閉じ込め装置を構成するための高周波部材の製造方法は、平面または曲面形状の主表面と、前記主表面から離れる方向に延びる複数のロッドと、を有する板形状またはブロック形状の中間部材であって、前記複数のロッドの少なくとも１つは、角が面取りされた角柱形状、または円柱形状を有する、中間部材を用意する工程と、前記中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、前記主表面および前記複数のロッドの表面に導電性のメッキ層を形成する工程と、を含む。
本開示の実施形態によれば、ＷＲＧに用いられる高周波部材、または人工磁気導体を備えた部材を、低い製造コストで得る事ができる。
図１Ａは、本開示に関わる高周波部材を用いて構成される導波路装置の一例における概略的な構成例を模式的に示す斜視図である。 図１Ｂは、導波路装置１００の構成を模式的に示す他の斜視図である。 図２Ａは、図１の導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の構成例を模式的に示す図である。 図２Ｂは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の他の構成例を模式的に示す図である。 図２Ｃは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の更に他の構成例を模式的に示す図である。 図３Ａは、本開示に関わる中間部材をメッキ液に浸漬した際のロッド間の気泡の状況を模式的に示す図である。 図３Ｂは、図３Ａにおけるロッド間の気泡の状況をＺ方向から見た図である。 図４は、比較例における中間部材をメッキ液に浸漬した際のロッド間の気泡の状況を模式的に示す図である。 図５は、本開示に関わる中間部材を製造するための金型を模式的に示す図である。 図６Ａは、さらに他の例における導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。 図６Ｂは、図６Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）から見た上面図である。 図６Ｃは、図６Ａの中間部材をメッキ液に浸漬した際のロッド間の気泡の状況をＺ方向から見た図であり、気泡が排出される途中の状況を表す図である。 図６Ｄは、図６Ａの中間部材をメッキ液に浸漬した際のロッド間の気泡の状況をＺ方向から見た図であり、気泡が４本のロッドの間に移動した状況を表す図である。 図６Ｅは、比較例の中間部材をメッキ液に浸漬した際のロッド間の気泡の状況をＺ方向から見た図である。 図７は、本開示のロッド形状の他の例とその作用を説明するための図であり、中間部材をメッキ液に浸漬した際のロッドとリッジの状況をＺ方向から見た上面図である。 図８は、本開示のロッド形状の更に他の例を示す上図である。 図９Ａは、本開示のロッド形状の更に別の例を示す図であり、ロッドをＺ方向から見た上面図である。 図９Ｂは、図９Ａのロッドを横方向（Ｘ方向）から見た側面図である。 図１０は、本開示のロッド形状の別の例を示す図であり、中間部材をメッキ液に浸漬したときのロッド間の気泡の状況をＺ方向から見た上面図である。 図１１Ａは、本開示のロッド形状の更に別の例を示す図であり、ロッド示す斜視図である。 図１１Ｂは、図１１Ａのロッドを横方向（Ｘ方向）から見た側面図である。 図１１Ｃは、図１１Ａのロッドを、Ｚ方向から見た上面図である。 図１１Ｄは、本開示のロッド形状の更に別の例を示す図であり、ロッド示す斜視図である。 図１１Ｅは、本開示のロッド形状の更に別の例を示す図であり、ロッド示す斜視図である。 図１１Ｆは、図１１Ｅのロッドを横方向（Ｘ方向）から見た側面図である。 図１２Ａは、本開示に関わる高周波部材を用いて構成される導波路装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 図１２Ｂは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の構成を模式的に示す図である。 図１３Ａは、導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。 図１３Ｂは、図８Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。 図１４Ａは、分岐部を有する構成において、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜していない従来の構成を模式的に示す斜視図である。 図１４Ｂは、図１４Ａに示す導波路装置の上面図である。 図１４Ｃは、分岐部を有する構成において、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜している本実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。 図１４Ｄは、図１４Ｃに示す導波路装置の上面図である。 図１５は、分岐部を有する構成において、傾斜角θが０°、１°、２°、３°、４°、５°の各場合における０．９６７Ｆｏ、１．０００Ｆｏ、１．０３３Ｆｏの周波数の入力波に対する入力反射係数Ｓを示すグラフである。 図１６は、本開示の他の実施形態における導波路装置の他の構成例を模式的に示す斜視図である。 図１７Ａは、屈曲部を有する構成において、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜していない従来の構成を模式的に示す斜視図である。 図１７Ｂは、図１７Ａに示す導波路装置の上面図である。 図１７Ｃは、屈曲部を有する構成において、各導電性ロッド１２４の面が傾斜している本実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。 図１７Ｄは、図１７Ｃに示す導波路装置の上面図である。 図１８は、屈曲部を有する構成において、傾斜角θが０°、１°、２°、３°、４°、５°の各場合における０．９６７Ｆｏ、１．０００Ｆｏ、１．０３３Ｆｏの周波数の入力波に対する入力反射係数Ｓを示すグラフである。 図１９Ａは、導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）に垂直な断面の外形の寸法Ｄを、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂからの距離ｚの関数Ｄ（ｚ）として表現した例を示すグラフである。 図１９Ｂは、ｚの特定範囲内において、ｚが増加してもＤ（ｚ）の大きさが変化しない例を示すグラフである。 図２０Ａは、他の例における導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。 図２０Ｂは、図２０Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。 図２１Ａは、さらに他の例における導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。 図２１Ｂは、図２１Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。 図２２Ａは、さらに他の例における導電性ロッド１２４のＸＺ面に平行な断面を示す図である。 図２２Ｂは、図２２Ａの導電性ロッド１２４のＹＺ面に平行な断面を示す図である。 図２２Ｃは、図２２Ａの導電性ロッド１２４のＸＹ面に平行な断面を示す図である。 図２３Ａは、さらに他の例における導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。 図２３Ｂは、図２３Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。 図２４は、導波部材１２２に隣接する導電性ロッド１２４のみについて、前述した特殊な形状を付与した構成例を示す断面図である。 図２５Ａは、本開示の実施形態におけるアレーアンテナのＺ方向からみた上面図である。 図２５Ｂは、図２５ＡのＢ－Ｂ線断面図である。 図２６は、第１の導波路装置１００ａにおける導波部材１２２の平面レイアウトを示す図である。 図２７は、第２の導波路装置１００ｂにおける導波部材１２２の平面レイアウトを示す図である。
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の製造方法によって製造される高周波部材を用いて構成された導波路装置の、基本的な構成例と動作とを説明する。
なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。
１．高周波部材の製造方法
＜導波路装置の構成と高周波部材の形状＞
図１Ａは、このような導波路装置が備える基本構成の限定的ではない例を模式的に示斜視図である。図１Ａでは、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向を示すＸＹＺ座標が示されている。図示されている導波路装置１００は、対向して平行に配置されたプレート状の第１の導電部材１１０および第２の導電部材１２０を備えている。第２の導電部材１２０には複数の導電性ロッド１２４が配列されている。この第２の導電部材１２０は、本開示の実施形態による製造方法によって製造される高周波部材の一例である。以下、第２の導電部材１２０を、高周波部材１２０と呼ぶことがある。
本明細書において、「高周波部材」とは、主に高周波（radio frequency）の電磁波を扱う用途で使用される部材を意味する。本明細書おける「高周波」は、およそ３ｋＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の周波数を意味する。ＷＲＧで用いられる高周波部材は、例えばミリ波の帯域（およそ３０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下）の電磁波の伝搬に用いられ得る。本開示における高周波部材が扱う周波数帯域は、ミリ波よりも周波数が低い帯域であってもよいし、ミリ波よりも周波数が更に高い帯域であってもよい。高周波部材は、例えば、テラヘルツ波の帯域（およそ３００ＧＨｚ以上３ＴＨｚ以下）の電磁波の伝搬に用いられてもよい。高周波部材は、ＷＲＧの用途に限定されず、複数の導電性ロッドが配列された構造を持つ人工磁気導体を利用する用途に広く用いられ得る。本明細書において、「ワッフルアイアン（Waffle Iron）構造」とは、導電部材上に複数の導電性ロッドが配列され、高周波の閉じ込め機能を有する構造を意味する。
図１Ｂは、わかりやすさのため、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０との間隔を極端に離した状態にある導波路装置１００を模式的に示す斜視図である。現実の導波路装置１００では、図１Ａに示すように、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０との間隔は狭い。第１の導電部材１１０は、第２の導電部材１２０の全ての導電性ロッド１２４を覆うように配置されている。ここで示す例では、片側に２列ずつ並ぶ導電性ロッド１２４の列の間に、導波部材１２２が配置されているが、列の数は片側２列に限られない。導電性ロッド１２４の列は、３列以上であってもよいし、１列のみで済ませる場合もある。
図２Ａは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の構成を模式的に示す図である。図２Ａに示されるように、第１の導電部材１１０は、第２の導電部材１２０に対向する側に導電性表面１１０ａを有している。導電性表面１１０ａは、導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）に直交する平面（ＸＹ面に平行な平面）に沿って二次元的に拡がっている。この例における導電性表面１１０ａは平滑な平面であるが、後述するように、導電性表面１１０ａは平面である必要はない。
第２の導電部材１２０上に配列された複数の導電性ロッド１２４は、それぞれ、導電性表面１１０ａに対向する先端部１２４ａを有している。図示されている例において、複数の導電性ロッド１２４の先端部１２４ａは同一平面上にある。この平面は人工磁気導体の表面１２５を形成している。導電性ロッド１２４は、その全体が導電性を有している必要はなく、ロッド状構造物の少なくとも表面（上面および側面）が導電性を有していればよい。この例では、複数のロッド１２４を有する樹脂製の中間部材１２０ｍの表面（「主表面」と呼ぶことがある）にメッキ層３０１が形成され、各ロッド１２４の表面に導電性が付与されている。
本開示におけるロッドは、典型的には中実の柱状または棒状の構造を有する。ただしそのような構造に限定されない。各ロッドは、幅よりも高さの方が小さいブロック形状を有していてもよい。
本明細書において「中間部材」とは、高周波部材の製造工程の途中で作製される部材を意味する。本開示の実施形態における高周波部材の製造方法は、中間部材を用意する工程と、当該中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、導電性のメッキ層を形成する工程とを含む。中間部材は、平面または曲面形状の主表面と、当該主表面から離れる方に延びる複数のロッドとを有する。メッキ層を形成する工程においては、中間部材の主表面および複数のロッドの表面に導電性のメッキ層が形成される。中間部材は、板形状またはブロック形状を有する。本実施形態では、複数のロッドの内の何れか１つのロッドの側面と、当該１つのロッドに隣接する他のロッドの側面との間隔が、当該主表面から離れるに従って単調に拡大する。このような構造により、後述するように、メッキ層を形成する工程において、気泡が除去され易くなるという効果を奏する。
この例において、中間部材１２０ｍを構成する樹脂は、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂である。ここで、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂とは、PolycarbonateとAcrylonitrile butadiene styreneの混合物を意味する。例えば射出成形法を利用し、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂を中間部材１２０ｍの形状に成形することができる。
中間部材の素材はＰＣ／ＡＢＳ樹脂に限定されない。メッキ処理が可能な様々な樹脂を使用する事ができる。また、Acrylonitrile butadiene styrene と混合しない、Polycarbonate 主体の樹脂を用いる事もできる。他にも、ポリフェニレンサルファイド樹脂(Polyphenylene sulfide)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(Polybutylene Terephthalate)、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（syndiotactic polystyrene、或いはＳＰＳ樹脂）等のエンジニアリングプラスチック等、メッキ処理が可能な樹脂を広く素材とする事ができる。また、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてもよい。
成形法としては、射出成形法が量産に向くが、板状またはブロック状の素材に、切削加工を加えて中間部材の各部の形状を作り出してもよい。
第２の導電部材１２０は、中間部材１２０ｍとメッキ層３０１とを含む。この例では、メッキ層３０１は第２の導電部材１２０の第１の導電部材１１０側の面１２０ａのみに広がっている。但し、全面に亘って広がっていてもよい。隣接する複数の導電性ロッド１２４の表面は導体で接続されている。図２Ａの例では、メッキ層３０１が面１２０ａ全体に広がっているため、このメッキ層３０１によって導電性ロッド１２４の表面は接続される。メッキ層３０１が形成された面１２０ａも導電性表面と呼ぶ事ができる。第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａと区別する必要がある場合は、面１２０ａを第２の導電性表面１２０ａと呼ぶことがある。面１２０ａを主表面１２０ａと呼ぶこともある。導電性表面１１０ａは第１の導電性表面１１０ａと呼ぶことがある。なお、第２の導電性表面１２０ａは、第２の導電部材１２０のメッキ層３０１が形成された面の内、第１の導電性表面１１０ａに対向する部分を指す。導電性ロッド１２４および導波部材１２２のそれぞれの側面および上面は、第２の導電性表面１２０ａには含めない。
第２の導電部材１２０上には、複数の導電性ロッド１２４の間にリッジ状の導波部材１２２が配置されている。より詳細には、導波部材１２２の両側にそれぞれ人工磁気導体が位置しており、導波部材１２２は両側の人工磁気導体によって挟まれている。図１Ｂからわかるように、この例における導波部材１２２は、第２の導電部材１２０に支持され、Ｙ方向に直線的に延びている。図示されている例において、導波部材１２２は、導電性ロッド１２４の高さおよび幅とほぼ同一の高さおよび幅を有している。後述するように、導波部材１２２の高さおよび幅は、導電性ロッド１２４の高さおよび幅とは異なっていてもよい。導波部材１２２は、導電性ロッド１２４とは異なり、導電性表面１１０ａに沿って電磁波を案内する方向（この例ではＹ方向）に延びている。導波部材１２２も、全体が導電性を有している必要はなく、第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａに対向する導電性の導波面１２２ａを有していればよい。この例において、導波部材１２２は、中間部材１２０ｍの一部である凸条の表面に、メッキ層３０１が形成されたものである。
このように、本実施形態における中間部材は、主表面に沿って延びるリッジを有してる。リッジは、頂部に平坦なストライプ形状の上面を有している。複数のロッドの内の少なくとも一部はリッジの側面を囲んでいる。リッジの側面と、複数のロッドの内の少なくとも一部のロッドの側面との間の距離は、主表面から離れるに従って単調に拡大する。
本明細書において「ストライプ形状」とは、縞（stripes）の形状を意味するのではく、単一のストライプ（a stripe）の形状を意味する。一方向に直線的に延びる形状だけでなく、途中で曲がったり、分岐したりする形状も「ストライプ形状」に含まれる。導波面１２２ａが高さまたは幅の変化する部分を有している場合も、導波面１２２ａの法線方向から見て一方向に沿って延びる部分を有していれば、「ストライプ形状」に該当する。
導波部材１２２の両側において、各人工磁気導体の表面１２５と第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａとの間の空間は、特定周波数帯域内の周波数を有する電磁波を伝搬させない。そのような周波数帯域は「禁止帯域」と呼ばれる。本開示に関わる導波路装置において人工磁気導体は、配列した複数の導電性ロッド１２４と、その導電性ロッド１２４の先端部と間隙を介して対向する導電性表面１１０ａによって実現される。人工磁気導体は、導波路装置１００内を伝搬する信号波の周波数（以下、「動作周波数」と称することがある。）が禁止帯域に含まれるように設計される。禁止帯域は、導電性ロッド１２４の高さ、すなわち、隣接する複数の導電性ロッド１２４の間に形成される溝の深さ、導電性ロッド１２４の幅、配置間隔、および導電性ロッド１２４の先端部１２４ａと導電性表面１１０ａとの間の間隙の大きさによって調整され得る。
以上の構造により、第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａと導波面１２２ａとの間の導波路（リッジ導波路）に沿って、信号波を伝搬させることができる。このようなリッジ導波路を、前述のように、ＷＲＧと称することがある。
図２Ａに示す例において、各導電性ロッド１２４は、基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って、幅または径が縮小して行く、先細りの形状を有する。このため、隣り合う２つの導電性ロッド１２４の間の空間である間隙１２９ａは、逆に基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って、すなわち主表面１２０ａから離れるに従って拡大して行く。この例において、導波部材１２２の幅（Ｘ方向における寸法）は一定である。しかし、導波部材１２２の隣に位置する導電性ロッド１２４が先細りの形状を有するため、導波部材１２２とその導電性ロッド１２４との間の間隙１２９ｂも、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って拡大する。
図２Ｂは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の他の構成例を模式的に示す図である。この例においては、導電性ロッド１２４だけでなく導波部材１２２も先細りの断面形状を有する。隣り合う２つの導電性ロッド１２４の間の間隙１２９ａ、および導波部材１２２とこれに隣接する導電性ロッド１２４との間の間隙１２９ｂの何れも、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って拡大している。導電性ロッド１２４の基部１２４ｂの側面は、曲面を介して第２の導電性表面１２０ａに接続している。導波部材１２２も、基部１２４ｂの側面は、曲面を介して第２の導電性表面１２０ａに接続している。この曲面は、隣接する導電性ロッド１２４または導波部材１２２の基部の曲面と接続している。このため、隣接する導電性ロッド１２４の間、および導波部材１２２と隣接する導電性ロッド１２４の間は凹面となっており、平坦部は無い。しかし、この凹面は第１の導電性表面１１０ａと対向しており、この部分は主表面１２０ａ（第２の導電性表面）の一部である。導電性ロッド１２４の基部１２４ｂをこのような形状とする事により、後述するメッキ工程において、中間部材１２０ｍに形成されるメッキ層３０１の品質が向上する。
図２Ｂの例において、導電性ロッド１２４の先端の面と側面は、曲面を介して接続さている。しかし、その曲面の曲率半径は、基部１２４ｂと主表面１２０ａを接続する曲面の曲率半径よりも小さい。この部分は、図２Ａまたは後述する図２Ｃの例のように、曲面では無く角になっていてもよい。
図２Ｃは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の更に他の構成例を模式的に示す図である。この例において、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂの側面は、曲面を介して第２の導電性表面１２０ａに接続している。導波部材１２２も、基部１２４ｂの側面は、曲面を介して第２の導電性表面１２０ａに接続している。しかし、図２Ｂの例と異なり、隣接する導電性ロッド１２４の間、および導波部材１２２と隣接する導電性ロッド１２４の間には平坦部がある。図２Ｂの例では、隣り合う導電性ロッド１２４の基部１２４ｂの間隔を基準にして、基部の曲面の曲率半径は、間隔の半分である。これに対して、図２Ｃの例では、当該曲率半径は、隣り合う導電性ロッド１２４の基部１２４ｂの間隔の半分よりも小さい。他の形状、例えば、導電性ロッド１２４の先端部１２４ａの形状、および導波部材１２２の形状の形状は、図２Ａの例と同一である。また、隣り合う導電性ロッド１２４の間の間隙１２９ａ、および導波部材１２２と隣接する導電性ロッド１２４の間の間隙１２９ｂは、何れも導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って拡大して行く。この点も、図２Ａの例と同一である。
図２Ｂおよび図２Ｃの例では、中間部材１２０ｍにおける複数のロッドの各々は平坦な上面を有するが、各ロッドの側面は、各々の基部において第１の曲面を介して主表面に接続されている。第１の曲面の曲率半径は、複数のロッドの各々の上面が側面と接続する部分の曲率半径よりも大きい。さらに、中間部材１２０ｍにおけるリッジの側面は、基部において第２の曲面を介して主表面に接続する。第２の曲面の曲率半径は、リッジの上面とリッジの側面が接続する部分の曲率半径よりも大きい。
本開示に関わる第２の導電部材１２０において、導電性ロッド１２４の高さ、導電性ロッド１２４の配置ピッチ（すなわち隣接する導電性ロッドの中心間の距離）、および導波部材１２２の高さは、用途に応じて適切な値に設定される。例えば、導電性ロッド１２４の高さは１ｍｍ、導電性ロッド１２４の配置ピッチも１ｍｍ、導波部材１２２の高さも１ｍｍに設定され得る。このようなサイズの構造を持つ高周波部材１２０を用いてＷＲＧ導波装置、またはWaffle Iron構造による高周波の閉じ込め装置を構成する場合、そのような装置が扱う高周波の周波数は、例えば７０ＧＨｚ以上８０ＧＨｚ未満である。用途によっては、この周波数帯域から大きく外れた周波数が用いられる場合もある。
７０ＧＨｚを超える周波数の電波によって導電体に誘起される電流は、導体表面から０．５μｍ未満の範囲にしか存在しない。よって、メッキ層３０１の厚さも０．５μｍ以上あればよい。但し、そのような薄いメッキ層は、部材の表面に僅かに傷がつくだけで分断されてしまう。導波部材１２２の上面である導波面１２２ａは、電流が集中する部分であり、この部分のメッキ層３０１ａが分断されると、ＷＲＧ導波路として機能しなくなる。他方、導波部材１２２の基部と隣接する導電性ロッド１２４の基部１２４ｂとの間のメッキ層３０１ｂには、殆ど電流は流れない上に、構造的にも凹部になっている。このため、他の部材等との衝突によってメッキ層３０１ｂに傷がつく可能性は低い。よって、導波部材１２２の上面を覆うメッキ層３０１ａの厚さは、導波部材１２２の基部と隣接する導電性ロッドの基部１２４ｂとの間のメッキ層３０１ｂよりも厚くしてもよい。メッキ層３０１の厚さは、例えば１０μｍ以上にしてもよい。メッキ層３０１がそのように厚い場合であっても、高周波部材として機能させる事ができる。しかし、メッキ層を厚くするほど製造コストが高まる。このため、特に必要がない場合はメッキ層の厚さは例えば１０μｍ以下に設定され得る。
このように、メッキ層３０１を形成する工程は、中間部材におけるリッジの側面およ上面に導電性のメッキ層３０１を形成することを含み得る。なお、このリッジの上面を覆うメッキ層３０１ａは、ＷＲＧ導波路を電磁波が導波する際に最も高密度の電流が流れる部位であるため、メッキの欠陥が生じることは好ましくない。中間部材の主表面を覆うメッキ層３０１ｂの欠陥も好ましくはないが、リッジの上面を覆うメッキ層３０１ａの方が、欠陥はより大きい影響を与える。そこで、リッジの上面のメッキ層３０１ａを厚くすることで、そのような事態を発生しにくくすることができる。なお、リッジおよび導電性ロッドの形状として先細りの形状を選択しない場合でも、このような効果は得られる。よって、リッジおよび導電性ロッドの幅を一定にした構造を採用する場合でも、リッジの上面のメッキ層を中間部材の主表面を覆うメッキ層よりも厚くしてもよい。
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃを参照して示した、本開示の実施形態における高周波部材（第２の導電部材１２０）では、中間部材１２０ｍの表面にメッキ層３０１が形成されている。各部の典型的な寸法は上述した通りであり、その表面に形成されるメッキ層３０１の厚さは、例えば１０μｍ以下である。上述した形態を有する高周波部材を得るために、上述した形態と同様の形状を備える中間部材が用意される。即ち、先細り形状の複数の導電性ロッドを形成するために、中間部材は先細り形状の複数のロッドを備える。リッジ状の導波部材を形成するために、中間部材はリッジを備える。また、導電性ロッドの基部が曲面を介して導電性表面と繋がっている場合は、中間部材のロッドも同様の形態を備える。
公知の文献において、このようなリッジ導波路を構成する導電性ロッドの幅、または径は、各ロッドの基部から先端部まで一定である。或いは、基部から先端部に向かうに従って、幅または径が拡大する形状、或いはマッシュルーム形状を有する（ＷＯ２０１３／１８９９１９、または、E. Rajo-Iglesias and P.-S. Kildal, "Numerical studies of bandwidth of parallel-plate cut-off realised by a bed of nails, corrugations and mushroom-type electromagnetic bandgap for use in gap waveguides", IET Microw. Antennas Propag., 2011, Vol. 5, Iss. 3, pp. 282-289）。これに対して、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを用いて示したように、本開示に関わる高周波部材においては、導電性ロッドの幅、または径は、基部から先端部に向かうに従って縮小して行く。リッジ状の導波部材は、基部から上端面に至るまで幅は一定であってよいが、導電性ロッド同様に基部から上端面に向かうに従って幅が縮小して行く形状であってもよい。
以上の各例では、高周波部材は導波部材１２２を有しているが、導波部材１２２を有しない高周波部材を構成してもよい。そのような高周波部材は、例えば複数の導電性ロッド１２４の配列を含む人工磁気導体を実現する部材であり得る。そのような高周波部材の製造に用いられる中間部材は、複数のロッドを有するが、リッジを有しない。このように、中間部材において、リッジは必須の構成要素ではない。
＜メッキ工程＞
本開示の実施形態による導電部材の製造方法は、前述した形状を備えた中間部材を用意する工程と、中間部材にメッキ処理を行い、表面に導電体の層を形成する工程とを含む。以下、本開示に関わるメッキ処理工程の例を説明する。
図３Ａは、中間部材１２０ｍをメッキ液に浸漬した状態を模式的に示す図である。図３Ｂは、図３Ａにおける中間部材１２０ｍを、Ｚ方向から見た図である。この例における中間部材１２０ｍはＰＣ／ＡＢＳ樹脂製である。中間部材１２０ｍは、洗浄およびエッチングを行った後、例えばパラジウム（Ｐｄ）からなる触媒粒子を樹脂表面に付与する処理が行われる。その後、中間部材１２０ｍは無電解メッキ液に浸漬される。前処理によって、中間部材１２０ｍの表面には微細な凹部が多数形成されているが、微細であるので図では表現していない。前処理によって中間部材１２０ｍの表面は活性化され、メッキ液の濡性（wettability）も向上している。
一般に樹脂材料に対しては、水または水溶液はあまり高い濡れ性を示さない。メッキの対象となる部材が樹脂製である場合には、メッキ液に浸漬しても、部材の表面に気泡が残りやすい。濡れ性を改善するために、メッキ液あるいは前処理等で使用される溶液には、界面活性剤を加えることが一般的である。また、一般にメッキ処理は水溶液中における還元反応を伴うため、処理中には水素ガスが発生しやすい。すなわち、一旦はメッキ液が部材の表面を覆った状態が実現されても、その後のメッキ処理の途中において発生する水素ガスなどの気泡が付着することにより、メッキ液が部材表面と接触していない部位が作られる事もある。気泡が空気であるか水素であるかに関わらず、気泡が付着した部位にはメッキ層が形成されにくく、メッキ層の欠陥の原因となる。部材の表面に対するメッキ液の濡れ性が高ければ、そのような欠陥は発生しにくくなる。しかしながら本開示で扱う中間部材１２０ｍは、部材表面に複数のロッド１２４ｍが配置された形態を有するため、濡れ性を改善していたとしても、ロッド１２４ｍの間に気泡３１０が残存する可能性がある。図３Ａはそのような状態を示している。しかしながら、以下で説明するように、本開示で扱う中間部材１２０ｍの形状上の特長により、この気泡は排出されやすい。なお、図３Ａの例において、中間部材１２０ｍの全体は板形状であり、その一方の面にロッド１２４ｍが配置されている。そして、その板形状の中間部材１２０ｍは、板面が鉛直方向に広がる姿勢でメッキ液３００に浸漬されている。
隣接するロッド１２４ｍの間の間隙１２９ａは、ロッド１２４ｍの基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って拡大する形態を有する。図３Ａ中のαは、その角度の大きさを表す。ロッド間の間隙１２９ａがこのような形態を有するため、その間隙１２９ａに捕らえられた気泡３１０は、ロッド１２４ｍの基部１２４ｂの側と先端部１２４ａの側とで、異なる幅を持つ。気泡３１０は、他の部材または他の気泡と接触していない部分においては、メッキ液３００の表面張力によって球面形状に近づこうとしてメニスカス（meniscus）を形成する。気泡３１０の幅が異なるため、ロッド１２４ｍの基部１２４ｂ側におけるメニスカス３１１の半径ｒ１は、ロッド１２４ｍの先端部１２４ａ側におけるメニスカス３１２の半径ｒ２よりも小さい。
表面張力の大きさをσとするとき、半径ｒの気泡の内圧は、周囲よりも２σ／ｒだけ高まる事が知られている。これは、表面張力によって気泡内部の気体が圧縮されるためである。図３Ａの例において、メニスカス３１１の半径ｒ１はメニスカス３１２の半径ｒ２よりも小さいので、メニスカスが生み出す周囲との圧力差は、基部１２４ｂ側のメニスカス３１１の方が大きい。このため、先端部１２４ａ側のメニスカス３１２には、ロッド間の間隙１２９ａの外側に向けて押される力が働く。メニスカス３１２が外側に向けて移動すれば、それにつれてメニスカス３１１も外側に移動する。移動後も、メニスカスが生み出す圧力は内側のメニスカス３１１の方が大きい状態は変わらない。この状態は、気泡３１０全体がロッド間の間隙１２９ａから押し出されるまで続く。こうして、メッキ液３００に中間部材１２０ｍを浸漬する際、または浸漬後に何らかの理由によって、気泡３１０がロッド間の間隙１２９ａの間に捕らえられる事があっても、表面張力の効果によって気泡３１０は排出されやすい。これは、ロッド間の間隙１２９ａが角度αでロッド先端部１２４ａ側に向けて拡大する形状を有しているためである。
図３Ａにおける中間部材１２０ｍは、射出成形によって成形される際に、パーティングラインがロッド１２４ｍの側面と先端面の間のエッジ１２４ｃに位置する。この場合、エッジ１２４ｃは微視的に見てより尖った形状を持つ。このような尖った形状の部位には、メッキ液３００中の気泡は付着しにくい。このため、ロッド１２４ｍの先端部近傍のメッキ層に欠陥が生じにくくなる。図２Ａ等に示した導波部材１２２（以下、リッジ１２２と称することもある。）に関しても、同様の効果が得られる。即ち、リッジ１２２の上面側面の間のエッジにパーティングラインを位置させる事により、リッジの上面近傍のメッキ層に欠陥が生じにくくなる。
図４は、ロッド１２４ｎの幅が一定な中間部材１２０ｎを、メッキ液３００に浸漬した状態を模式的に示す図である。このような中間部材１２０ｎにメッキを施して得られる高周波部材は、形状において従来公知のものである。従来公知の形状を有する高周波部材を製造するために、同様の形状を有する中間部材１２０ｎにメッキを施す場合、メッキ液３００に浸漬された中間部材１２０ｎでは、この図に示すような状況が生ずると考えられる。図３Ａの場合と同様に、中間部材１２０ｎは全体として板形状を有し、板面が鉛直方向に広がる姿勢でメッキ液３００に浸漬されている。図４において、隣接するロッド１２４ｎ間の間隙１２９ｃは、ロッドの基部１２４ｂから先端部１２４ａにかけて一定である。すなわち、メニスカス３１１の半径ｒ１’とメニスカス３１２の半径ｒ２’の半径は等しい。このため、それぞれのメニスカスが生み出す圧力差も等しい。よって、図３Ａに示す実施形態とは異なり、気泡３１０を間隙１２９ｃから排出する力は働かない。このため、中間部材にメッキを施して、従来公知の形状の高周波部材を得ようとする場合、メッキ層に欠陥が生じやすい。
図３Ａおよび図４に示す例では、ロッド１２４ｍ、１２４ｎ間の間隙１２９ａ、１２９ｃは、何れも水平方向であるＺ方向に開口している。この状態では、メッキ液３００から気泡３１０に働く浮力は、気泡３１０を間隙１２９ａ、１２９ｃの外部に排出する方向には働かない。仮に、中間部材１２０ｎを９０度回転させて配置し、間隙１２９ｃを鉛直方向上方（図の－Ｘ方向）に向けて開口させた場合、気泡３１０に働く浮力は、気泡３１０を間隙１２９ｃから排出する方向を向く。しかし、このような状態でも、間隙１２９ｃに捕らえられた気泡３１０は排出されない事が多い。図４の場合、間隙１２９ｃの幅は０．５ｍｍであるが、このような小さな間隙に気泡が捕らえられる場合、気泡自体も小さい。気泡が小さいほど、気泡の振る舞いに与える、表面張力または部材表面との吸着力の影響は大きくなる。狭い間隙に気泡が捕らえられるのは、既に表面張力または吸着力の影響が優越していることを示唆しており、そのような状態で浮力を働かせても、気泡は必ずしも排出されない。図３Ａに示す実施形態のように、中間部材１２０ｍのロッド形状を先細り形状とすることで、表面張力を利用して気泡の排出を図る事が有効である。
表面張力による気泡排出の効果が有効に得られる条件は、メッキ液の組成および温度、中間部材の材質、ならびにエッチング等の前処理の方法に大きく影響される。しかし、ロッド間の間隙が２ｍｍ以下の領域では、表面張力を利用した気泡排出が有効になる事が多い。また、図３Ａにおける角度αは、１度以上であれば効果が得られる事が多い。図３Ａを参照して、隣接する２つのロッド間の間隙に気泡が捕らえられた場合について説明したが、リッジ状の導波部材とこれに隣接する導電性ロッドとの間についても同様の効果が期待できる。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示したように、リッジ状の導波部材１２２と導電性ロッド１２４の間の間隙１２９ｂも、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かうに従って拡大する形状を有するからである。各々の例において、中間部材１２０ｍにおいてもリッジとロッドとの間の間隙は同様の形態を取り、メッキ処理時においては、図３Ａを参照して説明した効果と同様の気泡排出効果を奏する。
中間部材１２０ｍにおける複数のロッドの内の何れか１つのロッドの側面と、そのロッドに隣接する他のロッドの側面との間の間隔は、例えば２ｍｍ未満であり得る。ここで、２つのロッドの間隔は、間隔が最も広い先端部における間隔を意味する。気泡の排出効果を高めるために、中間部材１２０ｍは、メッキ液３００に浸漬された際に、主表面の広がる方向が、重力の方向に平行、または重力の方向と４５度以下の大きさの角を成す姿勢に配置され得る。
なお、本開示に関わる製造方法において、メッキの方法としては、用途に応じて様々な方法が選択できる。例えば、無電解メッキとしては、無電解銅メッキを選択できる。一例として、そのような無電解銅メッキを行うためのメッキ液は、硫酸銅、エチレンジアミン４酢酸４ナトリウム、ホルムアルデヒド、ポリオキシエチレンドデシルチオエ－テルを適量含有する。また、メッキ処理を行う際には、メッキ液の温度は７５℃前後に維持される。他の組成を有するメッキ液を用いて、無電解メッキを行ってもよい。また、無電解メッキ等の方法で中間部材の表面に導電性を付与した後では、電解ニッケルメッキ等の、電解メッキを行う事もできる。一例として、電解ニッケルメッキを行うためのメッキ液は、硫酸ニッケル、ホウ酸、および塩化アンモニウムを適量含有する。メッキ処理においては、メッキ液の温度は２０～３０℃に維持される。また、メッキ対象物である中間部材の上での電流密度は、例えば０．８～１．０Ａ／ｄｍ２の値に調節される。なお、電解メッキを行う際においても、図３Ａを参照して説明した気泡排出機能は有効に作用する。よって、本開示で説明する形態を備えた中間部材を元に高周波部材を製造する場合、電解メッキによって得られるメッキ層においても、欠陥の発生が抑制される。
＜ガラス繊維を添加した樹脂素材を用いる場合＞
一般に、樹脂は様々な添加物が添加された状態で成形される。例えば、製品の剛性を高める目的で、ガラス繊維あるいは炭素繊維などが添加される。また、高価な樹脂の使用量を減らす目的で、シリカまたは雲母などの鉱物、あるいは炭酸カルシウムなどの炭酸塩などの添加物が添加される。本開示に関わる製造方法においても、素材となる樹脂には、これらの添加物（Filler）を含有させることができる。特に、ガラス繊維は、製品となる高周波部材の剛性を高める効果があるため、樹脂素材に添加され得る。しかしながら、ガラス繊維を樹脂素材に添加した場合は、メッキ層を形成する前の下処理において工夫を要する。
エッチング工程では、酸等の薬品で中間部材の表面をエッチングして表面粗度を高める。表面粗度を高める事で、後の工程で形成されるメッキ層と樹脂部分との密着力が高まる。しかし、樹脂にガラス繊維が添加されている場合、エッチング処理後に、ガラス繊維が溶解せず中間部材の表面に残存する。ガラスの表面ではメッキ液の濡れ性が低い。このため、ガラス繊維が中間部材の表面に多く残存している状態では、中間部材をメッキ液に浸漬してもメッキ液が中間部材の表面を濡らしにくい。特にロッド間には気泡が残存しやすい。また、メッキ層そのものがガラス表面には形成されにくい。これらの理由により、ガラス繊維を含有する樹脂を選択した場合は、均質なメッキ層が形成されにくくなる。
ガラス繊維を含有した樹脂のエッチング方法として、フッ化水素酸を利用する方法がある。薬品に対する腐食に対して高い耐性を有するポリフェニレンサルファイド樹脂を用いる場合は、フッ化水素酸と硝酸を併用する方法が特に有効である。フッ化水素酸がガラス繊維を溶解するため、エッチング後の中間部材の表面に、ガラス繊維が残存することを抑制できる。この場合、例えば、先ずフッ化水素酸でエッチングした後、硝酸でエッチングする方法を利用することができる。他にも、フッ化水素酸と硝酸の混合液でエッチングする方法、あるいは、硝酸とフッ化水素酸塩の混合物を用いる方法、などを利用することができる。この様なエッチング方法を用いることで、表面の粗さを増しつつ、中間部材の表面へのガラス繊維の残留を抑制し、メッキ層の密着を強固にできる。また、ガラス繊維に加えて、酸に溶解する塩を樹脂に加えておいても良い。そのような塩は、酸でのエッチング時に溶解し、表面粗度を高めることに寄与する。酸に可溶な塩としては、例えばアルカリ土類金属炭酸塩を用いることが可能であり、代表的な物質としては炭酸カルシウムがある。フッ化水素酸を用いたエッチング方法については、例えば米国特許第４５３２０１５号明細書、および日本公開特許公報Ｈ２－２１７４７７号などに開示されている。
なお、フッ化水素酸と硝酸を併用するエッチング方法は、高周波回路を構成するため従来用いられてきた、マイクロストリップラインを製造する方法としては、必ずしも好適ではない。フッ化水素酸と硝酸を併用するエッチング処理は過酷な処理であり、メッキを施す樹脂部材の表面の凹凸が過度に大きくなり易い。そのような表面にメッキ層を形成した場合、外から見えるメッキ層の表面は比較的平滑ではあるが、メッキ層の樹脂の側の面は、樹脂部材の表面の粗さを反映して、激しい凹凸を有することになる。マイクロストリップラインにおいては、メッキ層に流れる電流は、主としてメッキ層の樹脂の側の面を流れる。その面が上記のように激しい凹凸を有する場合、必然的に電気抵抗が増し、マイクロストリップラインを伝搬する高周波信号の減衰が大きくなる。
しかし、このようなメッキ層の樹脂の側の面の電気抵抗は、本開示の製造方法によって製造される高周波部材が用いられる装置、例えば、ＷＲＧ導波装置、または複数の導電性ロッドによって人工磁気導体としての機能を果たす装置においては大きな問題にはならない。これらの装置においては、動作の原理上、電流が流れるのは、メッキ層の樹脂の側の面ではなく、その逆側の、高周波部材の表面の側の比較的平滑なメッキ層の面だからである。よって、ＷＲＧ等を構成するための高周波部材においては、エッチング処理においてフッ化水素酸を利用することによる、高周波部材としての性能低下はわずかである。他方で、メッキ層は強固に樹脂部材に密着する。このため、温度変化を経てもメッキ層がはがれにくい、耐久性の高い高周波部材を得ることが可能である。なお、高周波部材としての性能と耐久性との両立を実現する上で、ロッドまたはリッジの形状は前述の形状に限定されない。すなわち、隣接するロッド間の間隙が基部から先端に向けて拡大する形態となっていなくとも、性能と耐久性との両立を実現することができる。何らかの方法でメッキ液をロッド間に行き渡らせることができれば、フッ化水素酸を用いるエッチング処理を利用して得られたメッキ層を有する高周波部材は、高い耐久性を示し得る。
＜射出成形による中間部材の製造＞
中間部材１２０ｍは、様々の方法で製造する事ができる。一例として、中間部材１２０ｍを射出成形によって製造する場合の例を説明する。
図５は、中間部材１２０ｍを成形するための金型の一例を模式的に示す図である。４つの金型１３１、１３２、１３３、１３４を組み合わせて作られる空洞１３０に、流動状態の樹脂素材を注入して固化させることにより、中間部材１２０ｍが得られる。樹脂の種類としては、既に説明したように、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂等を使用できる。樹脂素材を注入するためのゲートは、図５には図示されていない。外周を規定する外枠金型１３４の内側に側面金型１３２と底面金型１３３が配置される。側面金型１３２は、ロッドの側面を形成するための複数の貫通孔およびリッジの側面を形成するための溝を有するブロック形状を有する。各貫通孔および溝の内側の幅は、底面金型１３３から離れるに従って単調に減少する。側面金型１３２は、ロッドの上面およびリッジの先端面を形成する部位は含んでいない。各ロッドに相当する空洞の部分１２４ｅ、およびリッジに相当する空洞の部分１２２ｅの上側は開口している。この開口は、端面金型１３１によって閉塞される。リッジに相当する空洞の部分１２２ｅの側面の上端１２２ｃは端面金型１３１に接触している。このような空洞１３０に樹脂を注入して成形することによって得られる中間部材１２０ｍでは、リッジの側面とリッジの上面とが交わる部分に、パーティングラインと呼ばれる微小な凸条がしばしば生じる。
このような金型を用いて中間部材１２０ｍを製造する場合、得られる中間部材１２０ｍは、リッジ１２２の上面と側面が交わるエッジ部分に、明瞭な角形状を有する。このような中間部材１２０ｍを用いて作製される高周波部材１２０でも、エッジ部分は比較的明瞭な角形状が保たれる。このように、導波部材の上面が平坦で、かつエッジが明瞭である場合、そのような高周波部材を用いて構成されるＷＲＧ導波装置は、コンピュータシミュレーションによる性能推定を迅速に行う事ができる。このため、様々の用途に応じたＷＲＧ導波装置を開発する際に、その設計を迅速に進められるだけでなく、開発コストを低減する事ができる。量産時の製品コストには、必ず設計コストも含まれるため、導波部材の面のエッジが明瞭な高周波部材を採用する事は、製品コストの低減にも寄与する。
このように、本実施形態における高周波部材の製造方法における中間部材を用意する工程は、射出成形を利用して樹脂製の中間部材を得ることを含む。射出成形において使用される金型は、リッジの側面と同じ形状の内周面を有する空隙を構成する一つまたは複数の側面金型と、リッジの上面と同じ形状の面を有する一つまたは複数の端面金型とを含み得る。端面金型が側面金型の上記空隙の一端を閉塞した状態で、射出成形が行われる。
＜メッキ処理に適したロッドの他の形状＞
図６Ａは、本開示の他の実施形態におけるロッド１２４ｐ１の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における中間部材の断面図である。図６Ｂは、図６Ａに示すロッド１２４ｐ１の軸方向（Ｚ方向）から見た中間部材の上面図である。図６Ｃは、図６Ａに示す中間部材をメッキ液に浸漬したときのロッド間の気泡の状況をＺ方向からみた図である。この実施形態では、ロッド１２４ｐ１の４つの側面は傾斜していない。しかし、ロッド１２４ｐ１が有する４つの角は、何れの角も除去され（以下、「面取りされている」と表現する）、曲面状になっている。このような面取りは、メッキ処理されるときに、ロッド間に捕らえられた気泡の排出を促進する効果をもたらす。図６Ｃに示すように、気泡３１０が、隣り合う２つのロッド１２４ｐ１の間隙１２９ｄに捕らえられた場合、面取りが存在するために、気泡３１０の左右のメニスカスの半径に差が生じる。このため、気泡３１０に対して、図３Ａで説明した作用と同様の作用が水平方向に生じる。その結果、図６Ｄに示すように、気泡３１０は４つのロッド１２４ｐ１の間の、比較的広い空間に押し出され、排出されやすくなる。
図６Ｅは、ロッドの角に面取りがない比較例における気泡３１０の状況を示した図である。この場合、気泡３１０の左右のメニスカスの半径は同一である。このため、図６Ｃおよび図６Ｄに示す実施形態とは異なり、気泡３１０を４つのロッドの間の空間に押し出す作用は働きにくい。
図７は、本開示のさらに他の実施形態におけるロッド１２４ｐ２、１２４ｐ３、１２４ｐ４、１２４ｐ５と、それらのロッドに囲まれたリッジ１２２ｐが、メッキ液に浸漬された状態を示す上面図である。リッジ１２２ｐは、直線状に延びる部位（「直線部」と称する。）と、曲線を描く部位（「曲線部」と称する。）の両方を含む。曲線部は、２つの直線部を繋ぐ部分である。図７の例において、リッジ１２２ｐの直線部分に隣接するロッド１２４ｐ１は、角柱の角が面取りされた形状を有する。この場合、ロッド１２４ｐ１とリッジ１２２ｐの側面との間に捕らえられた気泡３１０は、図６Ｃに示す場合に比して、やや排出されにくくなる。リッジ１２２ｐの側面が直線状になっており、間隙の拡大量が小さいからである。このような場合には、ロッドの形状を、例えば円柱形状（１２４ｐ２）、六角柱形状（１２４ｐ３）、または三角柱形状（１２４ｐ４）等の、四角柱以外の角柱形状とすることが効果的である。ロッドの形状をそのような形状にすることにより、気泡３１０の排出が促進される。また、ロッドの形状を四角柱とした場合でも、図７に示すロッド１２４ｐ５のように、平面内で角柱をＺ方向の周りにやや回転させることにより、気泡３１０の排出が促進され得る。ロッド１２４ｐ５の側面とリッジ１２２ｐの側面との間に、一方に向けて間隙が拡大する領域を作ることできるからである。
ロッド１２４ｐ２、１２４ｐ３、１２４ｐ４、１２４ｐ５のような形状のロッドは、リッジ１２２ｐが曲線を描いて延びる部位に隣接して配置された場合でも、気泡３１０の排出を促進する効果を有する。但し、ロッドの側面とリッジ１２２ｐの側面との間隔が、所定の条件を満たす必要がある。すなわち、ロッドの側面とリッジ１２２ｐの側面とが対向する部分において、ロッドの側面とリッジ１２２ｐの側面との間隔が最短となる部分から、ロッドの周方向に沿って離れるに従って、当該間隔が単調に増加している必要がある。つまり、図７において、ｄ１＜ｄ２、ｄ３である。また、ロッドの側面の曲率は、リッ１２２ｐの側面の曲率よりも大きい。これらの条件が満足されれば、メッキ処理において、気泡は排出されやすくなる。
図６Ｂから６Ｄ、および図７において、角柱型のロッド１２４ｐ１の側面の角は、曲面で面取りされている（丸みがつけられている）が、面取りはこの形状に限られるものではない。例えば図８に示すように、平面的に面取りをした（角がそがれた）形状を有するロッド１２４ｐ６を採用してもよい。その場合でも、前述の気泡排出効果が得られる。
このように、中間部材は、直線的に延びる２つの直線部と、当該２つの直線部を繋ぎ曲線的に曲がる曲線部とを含み得る。複数のロッドは、リッジの両側に分布する。複数のロッドの内、リッジの曲線部の内側において曲線部に最も近いロッドは、例えば、角が面取りされた角柱形状、円柱形状、または四角柱以外の角柱形状を有していてもよい。リッジの曲線部に最も近いロッドの側面と、リッジの側面との距離は、当該距離が最短になる当該ロッドの一部分から当該ロッドの周に沿って離れるに従って、単調に増加する。また、リッジの曲線部に最も近いロッドの側面の曲率は、リッジの曲線部の曲率よりも大きい。
図９Ａは、本開示の更に他の実施形態におけるロッド１２４ｐ７を示す上面図である。図９Ｂは、ロッド１２４ｐ７の側面図である。ロッド１２４ｐ７は、ロッド１２４ｐ１と同様に四つの角が曲面で面取りされている。また、ロッド１２４ｐ７は基部から先端に向かうに従って幅または径が縮小して行く、先細りの形状を有する。このような形状のロッド１２４ｐ７を有する中間部材をメッキ液に浸漬した際には、図３Ａを参照して説明した効果と図６Ｃを参照して説明した効果の両方が、気泡に対して働き得る。よって、この例でも、ロッド間に捕らえられた気泡は排出されやすい。
図１０は、本開示のさらに他の実施形態によるロッド１２４ｐ８を示す上面図である。図１０は、ロッド１２４ｐ８がメッキ液に浸漬された状態を示す。この例において、ロッド１２４ｐ８は側面に凹部を備える。この凹部があるため、隣り合う２つのロッド間の空間の幅が大きくなる。このため、気泡３１０はロッド間の領域に捕らえられにくくなる。すなわち、この例においても、気泡３１０がロッド間の領域に捕らえられることによって、メッキに欠陥が生じる事態は生じにくくなる。ただし、その機構は、図３Ａおよび図６Ｃを参照して説明した機構とは異なる。図３Ａおよび図６Ｃに示す例では、表面張力の不均一性を利用して気泡を排出させる効果を利用していた。それに対して、図１０の例では、ロッドの配置周期を広げることなく、ロッド間の間隙を拡大することにより、気泡がロッド間に捕らえられにくくしている。
ロッド１２４ｐ８のように、側面に複数の凹部または窪みを有し、凹部と凹部との間が外方に向けて突出する凸部となる形状を有する導電性ロッドは、高周波信号を遮断する優れた特性を示す場合がある。そのような特性は、製造方法によらず得ることができる。よって、このような形状の導電性ロッドは、製造時にメッキ工程を伴わない製造方法で製造される製品においても、採用され得る。例えば、ダイキャスト、チクソモールディング（Thixomolding）、または切削加工によってそのような製品が製造されることがある。
図１１Ａは、本開示の更に他の実施形態によるロッド１２４ｐ９を模式的に示す斜視図である。ロッド１２４ｐ９は導電性表面１２０ａに接続する基部の側に、幅または直径が拡大する拡径部１２４ｐ９ｗを有する。
図１１Ｂは、ロッド１２４ｐ９を、Ｘ方向から見た際の模式的な側面図である。拡径部１２４ｐ９ｗの側面は、ロッド１２４ｐ９が延びる方向であるＺ方向に対して傾斜している。また拡径部１２４ｐ９ｗの径は、導電性表面１２０ａに近づくに従って拡大している。図１１Ａおよび図１１Ｂの例において、ロッド１２４ｐ９の側面のうち、垂直部と拡部１２４ｐ９ｗとの間には明瞭な境界がある。しかし、明瞭な境界がなく、垂直部と拡径部１２４ｐ９ｗとがなめらかな曲面を介して接続していても良い。
図１１Ｃは、ロッド１２４ｐ９を模式的に示す平面図である。導電性表面１２０ａに垂直な方向からロッド１２４ｐ９を見た場合、ロッド１２４ｐ９の方形の上面と、その周囲の拡径部１２４ｐ９ｗの側面とが見える。
この変形例におけるロッド１２４ｐ９の様に、基部に拡径部１２４ｐ９ｗを有するロッド形状を選択することにより、メッキ工程において、特にロッド１２４ｐ９の基部が導電性表面１２０ａに接続する部分に気泡が捕らえられにくくなる。あるいは、複数のロッド１２４ｐ９の間に捕らえられた気泡が排出されやすくなる。拡径部１２４ｐ９ｗが無い場合、ロッド１２４ｐ９の側面が導電性表面１２０ａに接続する部分は、垂直面と水平面が交わってできる窪んだ角になる。メッキ液に浸漬した際に、このような形状の部分には気泡が捕らえられやすい。ロッド１２４ｐ９２の基部側を拡径部１２４ｐ９ｗとすることにより、窪んだ角の形状が無くなり、気泡が捕らえられにくくなる。
図１１Ａから図１１Ｃに示す例において、ロッド１２４ｐ９の拡径部１２４ｐ９ｗおよびその他の部分における水平断面形状は、方形である。しかし、これに限られない。水平断面形状は円形であっても良いし、角の丸い方形であっても良い。水平断面形状が円形である場合の例を図１１Ｄに示す。この例において、ロッド１２４ｐ９２の水平断面形状は、拡径部１２４ｐ９ｗおよびその他の部位の何れも円形である。
図１１Ｅおよび図１１Ｆは、水平断面形状が円形であるロッドの更に他の例を示している。この例において、拡径部１２４ｐ９ｗはロッド１２４ｐ９３の基部側に段差を与えている。
図１１Ａから図１１Ｆに示した例において、ロッドの拡径部１２４ｐ９ｗ以外の部分は、幅が一定である。このため、拡径部１２４ｐ９ｗ以外の部分においては、ロッド間の間隙の大きさも一定である。しかし、ロッドが拡径部１２４ｐ９ｗを有する場合でも、ロッドの拡径部１２４ｐ９ｗ以外の部分に先細りの形態を採用することも出来る。このような形状となっている場合、ロッドの基部から離れた部分でも、隣り合うロッドの間の間隙が基部側から先端側に向けて拡大しているため、メッキ時の気泡の排出は更に促進される。
図１１Ａから図１１Ｆで例示的に示した基部側に拡径部を有するロッドを含むロッド列は、人工磁気導体として正常に機能する。また、ロッドの拡径部以外の部分が先細りの形状を有する場合も、そのようなロッドを含むロッド列は、人工磁気導体として正常に機能する。
なお、図１１Ａから図１１Ｆで例示的に示した、基部側に拡径部１２４ｐ９ｗを有するロッドは、ダイキャスト法などの鋳造によって、金属を素材として成形された場合でも、高周波部材として正常に機能する。よって、ロッドが拡径部１２４ｐ９ｗを有する高周波部材は、金型を用いる鋳造によって製造されても良い。
図４に示したロッドの様に、基部に拡径部を持たないロッドを、鋳造によって製造する場合、ロッドが正しく成形されない不良がしばしば発生する。しかし、ロッドの基部に拡径部を設けておくことで、そのような不良の発生を抑制できる。これは、拡径部があるために、金型内のロッドに相当する空洞の入り口部分が広がった形状となり、ロッドの空洞内に流動状態にある金属が流れ込むことが容易になることが、理由の一つであると考えられる。また、鋳造された部材と金型を分離する際には、ロッドに強いストレスがかかり、ロッドの基部付近で破断することがある。しかし、ロッドの基部が拡径部となっている場合は、この部分においてロッドの幅が広く機械的ストレスにも強いため、そのような破断が起きにくい。
本開示の実施形態における中間部材は、樹脂材料のみを素材とするものに限られない。中間部材は、樹脂材料を素材とする部分と金属材料を素材とする部分とから構成されてよい。そのような中間部材は、例えば、金属部材を金型内部に配置し、次いで流動状態の樹脂を金型内に注入する、インサート成形の手法を用いて製造することができる。他に、金属部材に樹脂成形品をねじ等で固定する方法を選択してもよい。中間部材が、樹脂材料および金属材料の双方を素材とする場合は、必要に応じて導電性を付与したい箇所にメッキ処理が行われる。ある実施形態では、樹脂部分のみにメッキ処理が行われ得る。樹脂部分と金属部分との境界部分にも導電性が必要である場合は、樹脂部分および金属部分の両方にメッキ処理が行われ得る。その場合、中間部材全体にメッキ処理を施してもよい。
２．導電性ロッドが先細り形状である場合の高周波部材の特性
上述したように、高周波部材の導電性ロッドを先細り形状としておく事、或いは、導電性ロッドの側面の角を面取りする事により、メッキ層に欠陥が生じにくくなる。しかし、メッキ層の欠陥が少なかったとしても、そのような形状を持つ導電性ロッドを持つ高周波部材が、主たる用途であるＷＲＧ導波路を構成した場合に正常に機能しないのならば、本開示で解説する製造方法には技術的価値は無い。
実際、既に述べたように、従来公知の文献において、導電性ロッドは、基部から先端部まで一定の形状であるか、或いは基部から先端部に向かうに従って幅または径が拡大する形状、或いはマッシュルーム形状を有している。特に、径が拡大する形状、およびマッシュルーム形状と比較した場合、先細り形状は全く逆の形状である。
しかし、本発明者らは、導電性ロッドの形状として、角柱の側面の角を面取りした形状を選択した場合、或いは断面が円形形状を選択した場合でも、それら導電性ロッドと導波部材（リッジ）とを用いて構成されたＷＲＧ導波路は、正常に動作することを確認している。また、先細りの導電性ロッドを有する高周波部材を用いてＷＲＧ導波路を構成した場合には、特性が改善する場合もある事を見出している。
以下、そのようなＷＲＧ導波路について説明する。
＜導波路装置の基本構成＞
まず、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照する。図１２Ａは、本実施形態における導波路装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１２Ａでは、わかりやすさのため、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０との間隔を離した状態を示している。図１２Ｂは、導波路装置１００のＸＺ面に平行な断面の構成を模式的に示す図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、本実施形態における導波路装置１００は、平面形状の導電性表面１１０ａを有する第１の導電部材１１０と、各々が導電性表面１１０ａに対向する先端部１２４ａを持つ複数の導電性ロッド１２４が配列された第２の導電部材１２０と、第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａに対向する導電性の導波面１２２ａを有する導波部材１２２とを備える。導波部材１２２は、複数の導電性ロッド１２４の間に配置され、導電性表面１１０ａに沿って延びている。導波部材１２２の両側のそれぞれには、複数の導電性ロッド１２４からなる人工磁気導体が拡がって位置しており、導波部材１２２を両側から挟んでいる。本実施形態において、導波部材１２２は、延びる方向が二つ以上に分かれる分岐部１３６を有している。この例における分岐部１３６は、分岐した２本の導波部材の角度が１８０度であり、アルファベットの文字「Ｔ」に似た形状を持つため、「Ｔ－ブランチ」とも呼ばれる。分岐部１３６には、この他に、分岐した２本の導波部材の方向がなす角度が１８０度よりも小さい「Ｙ－ブランチ」がある。
前述したように、第２の導電部材１２０上に配列された複数の導電性ロッド１２４は、それぞれ、導電性表面１１０ａに対向する先端部１２４ａを有している。図示されている例において、導電性ロッド１２４の先端部１２４ａは、ほぼ同一平面上にあり、人工磁導体の表面１２５を形成している。
＜導電性ロッドの基本構造＞
・分岐部
本実施形態では、図１２Ｂに示すように、各導電性ロッド１２４の側面を傾斜させることにより、各導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）に垂直な断面の外形の寸法を基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かって単調に減少させている。これにより、導波部材１２２の分岐部１３６におけるインピーダンスの整合度を高めることができることが、電磁界シミュレーションの結果、明らかになった。
図１３Ａは、導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。図１３Ｂは、図１３Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。この例における導電性ロッド１２４は、軸方向（Ｚ方向）に垂直な断面が正方形の錐台（Ｆｒｕｓｔｕｍ）形状を有しており、導電性ロッド１２４の４個の側面１２４ｓが軸方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。導電性ロッドの各側面１２４ｓの傾斜角度は、図１３Ａに示すように、側面１２４ｓの法線ｎ１が、軸方向（Ｚ方向）に直交する任意の平面Ｐｚに対して形成する角度θによって定義される。
「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の外形の寸法」は、「断面の外形」を内部に含むことができる最小の円の直径によって定義される。このような円は、断面の外形が三角形、長方形(正方形を含む)、または正多角形の場合、外接円に相当する。「断面の外形」が円または楕円の場合、「断面の外形の寸法」は、円の直径または楕円の長軸長さである。本開示における導電性ロッドの「断面の外形」は、外接円が存在する形状には限定されない。図１３Ａおよび図１３Ｂに示される例では、導電性ロッド１２４の軸方向に垂直な断面の外形の寸法が、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから先端部１２４ａに向かって減少している。
図１３Ａおよび図１３Ｂに示される例では、導電性ロッド１２４の軸方向に垂直な断面の面積は、基部１２４ｂよりも先端部１２４ａにおいて小さい。前述したように、導電性ロッド１２４は、全体が導電性を有している必要はなく、その表面が導電性を有していればよい。このため、導電性ロッド１２４は、中空構造を有していてもよいし、内部に誘電体の芯が存在していてもよい。「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の面積」とは、導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の「外形」の輪郭線によって外部から区画される領域の面積を意味するものとする。その領域内に導電性を有しない部分が含まれていても、「断面の面積」には無関係である。
以下、このような導電性ロッド１２４を用いることがインピーダンスの整合度を向上させることを説明する。
本発明者らは、本実施形態の構成においては、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜していない従来の構成と比較して、インピーダンス整合度が向上することをシミュレーションによって明らかにした。ここで、インピーダンス整合度は、入力反射係数によって表される。入力反射係数が低いほど、インピーダンス整合度が高い。入力反射係数は、高周波線路または素子への入力波の強度に対する反射波の強度の比を表す係数である。
図１４Ａから図１４Ｄは、本シミュレーションにおいて用いられた導波路装置の構成を示す図である。図１４Ａは、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜していない従来の構成を模式的に示す斜視図である。図１４Ｂは、図１４Ａに示す導波路装置の上面図である。図１４Ｃは、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜している本実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。図１４Ｄは、図１４Ｃに示す導波路装置の上面図である。
本シミュレーションでは、各導電性ロッド１２４の４つの側面の傾斜角度が異なる複数の構成について、分岐部における入力反射係数Ｓを測定した。本シミュレーションでは、７４．９４７５ＧＨｚの周波数をＦｏとし、Ｆｏを中心とする周波数帯域の電磁波（入力波とも称する）について測定した。Ｆｏに対応する自由空間中の波長をλｏとして、各導電性ロッドの平均幅、ロッド間の隙間の平均幅、および導波部材（リッジ）の幅をλｏ／８とし、各ロッドおよびリッジの高さをλｏ／４とした。入力波は、図１４Ｂおよび図１４Ｄに示す矢印の向きに入射させた。
図１５は、本シミュレーションの結果を示すグラフである。図１５のグラフは、傾斜角θが０°、１°、２°、３°、４°、５°の各場合における０．９６７Ｆｏ、１．０００Ｆｏ、１．０３３Ｆｏの周波数の入力波に対する入力反射係数Ｓ（ｄＢ）を示している。
図１５から、入力波の周波数に関わらず、各導電性ロッド１２４の側面を傾斜させると、入力反射係数Ｓが低下することがわかる。すなわち、本実施形態の構成により、インピーダンス整合度が向上することが確認された。
・屈曲部
上記の効果は、導波部材１２２が屈曲部を有する場合にも得られる。屈曲部とは、導波部材１２２の延びる方向が変化する部分である。屈曲部は、導波部材１２２の延びる方向が急峻に変化する部分、緩やかに変化する部分、蛇行する部分を含む。
図１６を参照する。図１６は、本実施形態における導波路装置の他の構成例を模式的に示す斜視図である。図１６では、わかりやすさのため、第１の導電部材１１０の記載を省略している。
図示される導波路装置では、２本の導波部材１２２を備えており、一方の導波部材１２２が屈曲部１３８を有している。
側面が傾斜した導電性ロッド１２４を用いることにより、屈曲部１３８におけるインピーダンスの整合度を向上させることもできる。以下、このことを説明する。
本発明者らは、屈曲部を有する構成においても、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜していない従来の構成と比較してインピーダンス整合度が向上することをシミュレーションによって明らかにした。以下、このシミュレーションの結果を説明する。
図１７Ａから図１７Ｄは、本シミュレーションにおいて用いられた導波路装置の構成を示す図である。図１７Ａは、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜していない従来の構成を模式的に示す斜視図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示す導波路装置の上面図である。図１７Ｃは、各導電性ロッド１２４の側面が傾斜している本実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。図１７Ｄは、図１７Ｃに示す導波路装置の上面図である。本シミュレーションでは、入力波を、図１７Ｂおよび図１７Ｄに示す矢印の向きに入射させ、屈曲部での入力反射係数を測定した。その他のシミュレーション条件は、前述のシミュレーションにおける条件と同じである。
図１８は、本シミュレーションの結果を示すグラフである。図１８のグラフは、傾斜角θが０°、１°、２°、３°、４°、５°の各場合における０．９６７Ｆｏ、１．０００Ｆｏ、１．０３３Ｆｏの周波数の入力波に対する入力反射係数Ｓ（ｄＢ）を示している。
図１８から、入力波の周波数に関わらず、各導電性ロッド１２４の側面を傾斜させる、入力反射係数Ｓが低下することがわかる。すなわち、本実施形態の構成により、インピーダンス整合度が向上することが確認された。
なお、１つの導波部材１２２が分岐部および屈曲部の両方を有してもよい。例えば、導波部材１２２は分岐部と屈曲部とを組み合わせた構造を有していてもよい。また、導波部材１２２の形状（例えば、高さまたは幅）が、分岐部または屈曲部の近傍において、従来どおりに局所的に変化していてもよい。このように導波部材１２２の形状を局所的に変化させれば、本開示における導波路装置の導電性ロッド１２４が有する効果と合わせてさらにインピーダンス整合度が向上し得る。
＜導電性ロッドの他の構造＞
次に、本開示の効果を得ることができる導電性ロッドの他の形状の例を説明する。
まず、図１９Ａおよび図１９Ｂを参照する。図１９Ａは、導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）に垂直な断面の外形の寸法Ｄを、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂからの距離ｚの関数Ｄ（ｚ）として表現した例を示すグラフである。距離ｚは、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから、導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）に平行に測定される。
図１９Ａは、前述した導電性ロッド１２４に関する関数Ｄ（ｚ）の例を示している。図１９Ａの符号「ｈ」は導電性ロッドの高さ（軸方向サイズ）を意味する。Ｄ（ｚ）は、導電性ロッド１２４の側面１２４ｓの傾斜に対応する勾配を有している。前述した実施形態における導電性ロッド１２４では、Ｄ（ｚ）の勾配は一様であったが、本開示の導波路装置は、そのような例に限定されない。Ｄ（ｚ）がｚの増加に応じて単調に減少すれば、前述した効果が得られる。
本願において、「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の外形の寸法は、第２の導電部材に接する基部から先端部に向かって単調に減少している」という事項は、０＜ｚ１＜ｚ２＜ｈを満足する任意のｚ１およびｚ２について、Ｄ（ｚ１）≧Ｄ（ｚ２）が成立し、かつ、Ｄ（０）＞Ｄ（ｈ）が成立することを言う。ここで、記号「≧」は不等号と等号とを含む。したがって、導電性ロッドは、ｚが増加してもＤ（ｚ）の大きさが変化しない部分を有していてもよい。図１９Ｂは、ｚの特定範囲内において、ｚが増加してもＤ（ｚ）の大きさが変化しない例を示している。このような外形寸法を有する導電性ロッドによっても前述の効果を得ることが可能である。
図２０Ａは、他の例における導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。図２０Ｂは、図２０Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。この例では、導電性ロッド１２４の軸方向に垂直な断面の外形は円である。この「断面の外形」は、楕円であってもよい。断面の外形が円である場合、「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の外形の寸法」は、円の直径に一致する。断面の外形が楕円である場合、「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の外形の寸法」は、楕円の長軸長さに等しい。
このように「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面」が正方形以外の形状を有していても、側面を傾斜させることにより、分岐部および屈曲部でのインピーダンス整合度を高めることができる。
なお、導電性ロッド１２４の先端部１２４ａは、平面である必要はなく、図２１Ａおよび図２１Ｂに示す例のように、曲面であってもよい。
図２２Ａ、図２２Ｂおよび図２２Ｃは、導電性ロッド１２４が有する形状の他の例をす図である。図２２Ａは導電性ロッド１２４のＸＺ面に平行な断面を、図２２Ｂは導電性ロッド１２４のＹＺ面に平行な断面、図２２Ｃは導電性ロッド１２４のＸＹ面に平行な断面を示している。この例において、導電性ロッド１２４の軸方向に垂直な断面の外形は、図２２Ｃに示されるように、長方形である。図２２Ａおよび図２２Ｂに示されるように、この例における導電性ロッド１２４が有する４つの側面１２４ｓａ、１２４ｓｂ、１２４ｓｃ、１２４ｓｄのうち、側面１２４ｓａ、１２４ｓｂは傾斜しておらず、他の側面１２４ｓｃ、１２４ｓｄのみが傾斜している。
図２３Ａは、さらに他の例における導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）を含む平面における断面図である。図２３Ｂは、図２３Ａの導電性ロッド１２４の軸方向（Ｚ方向）からみた上面図である。この例おける導電性ロッド１２４は、段差を有している。「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面」の寸法が局所的に急峻に変化している。本願では、このような形状も、「導電性ロッドの軸方向に垂直な断面の外形の寸法は、第２の導電部材に接する基部から先端部に向かって単調に減少している」という事項を満たしている。
上記の実施形態では、それぞれの第２の導電部材１２０上に配列されている複数の導電性ロッド１２４が同一の形状を有している。しかし、本開示の導波路装置は、そのような例に限定されない。人工磁気導体を構成する複数の導電性ロッド１２４が相互に異なる形状および／またはサイズを有していてもよい。また、図２４に示すように、導波部材１２２に隣接する導電性ロッド１２４のみについて、前述した特殊な形状を付与してもよい。また、導波部材１２２の分岐部または屈曲部でのインピーダンス整合度には影響を与えない位置にある導電性ロッドについて、従来の導電性ロッドと同じ形状を与え、分岐部または屈曲部でのインピーダンス整合度に影響を与える位置にある導電性ロッドについてのみ、上述した特殊な形状を付与してもよい。具体的には、導波部材１２２の「分岐部または屈曲部に隣接する導電性ロッド」の軸方向に垂直な断面の外形の寸法が、基部から先端部に向かって単調に減少していればよい。ここで、「分岐部または屈曲部に隣接する導電性ロッド」とは、着目する導電性ロッドと「分岐部または屈曲部」との間に、着目する導電性ロッド以外の導電性ロッドが存在しない場合の、当該「着目する導電性ロッド」であると定義する。
＜各部材の寸法等の例＞
次に、各部材の寸法、形状、配置などの例を説明する。
本実施形態における導波路装置は、所定の帯域（「動作周波数帯域」と称する。）の電磁波の送信および受信の少なくとも一方に用いられる。本明細書において、第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａと導波部材１２２の導波面１２２ａとの間の導波路を伝搬する電磁波（信号波）の自由空間における波長の代表値（例えば、動作周波数帯域の中心周波数に対応する中心波長）をλｏとする。また、動作周波数帯域における最高周波数の電磁波の自由空間における波長をλｍとする。
各部材の寸法、形状、配置などの例は、以下のとおりである。
（１）導電性ロッドの幅
導電性ロッド１２４の先端部における上面の幅（Ｘ方向およびＹ方向のサイズ）は、λｍ／２未満に設定され得る。この範囲内であれば、Ｘ方向およびＹ方向における最低次の共振の発生を防ぐことができる。なお、ＸおよびＹ方向だけでなくＸＹ断面の対角方向でも共振が起こる可能性があるため、導電性ロッド１２４のＸＹ断面の対角線の長さもλｍ／２未満であることが好ましい。ロッドの上面の幅および対角線の長さの下限値は、工法的に作製できる最小の長さであり、特に限定されない。
（２）導電性ロッドの基部から第１の導電部材の導電性表面までの距離
導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａまでの距離は、導電性ロッド１２４の高さよりも長く、かつλｍ／２未満に設定され得る。当該距離がλｍ／２以上の場合、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂと導電性表面１１０ａとの間において共振が生じ、信号波の閉じ込め効果が失われる。
導電性ロッド１２４の基部１２４ｂから第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａまでの距離は、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０との間隔に相当する。例えば導波路をミリ波帯である７６．５±０．５ＧＨｚの信号波が伝搬する場合、信号波の波長は、３．８９３４ｍｍから３．９４４６ｍｍの範囲内である。したがって、この場合、λｍは３．８９３４ｍｍとなるので、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０との間隔は、３．８９３４ｍｍの半分よりも小さい。第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０とが、このような狭い間隔を実現するように対向して配置されていれば、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０とが厳密に平行である必要はない。また、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０との間隔がλｍ／２未満であれば、第１の導電部材１１０および／または第２の導電部材１２０の全体または一部が曲面形状を有していてもよい。他方、第１および第２の導電部材１１０、１２０の平面形状（ＸＹ面に垂直に投影した領域の形状）および平面サイズ（ＸＹ面に垂直に投影した領域のサイズ）は、用途に応じて任意に設計され得る。
（３）導電性ロッドの配列および形状
複数の導電性ロッド１２４のうちの隣接する２つの導電性ロッド１２４の間の隙間は、例えばλｍ／２未満の幅を有する。隣接する２つの導電性ロッド１２４の間の隙間の幅は、当該２つの導電性ロッド１２４の一方の表面（側面）から他方の表面（側面）までの最短距離によって定義される。本実施形態のように、隣接する２つのロッド１２４が先細の形状を有する場合、この隙間の幅が最大になる先端部において、λｍ／２未満であればよい。このロッド間の隙間の幅は、ロッド間の領域で最低次の共振が起こらないように決定される。共振が生じる条件は、導電性ロッド１２４の高さ、隣接する２つの導電性ロッド間の距離、および導電性ロッド１２４の先端部１２４ａと導電性表面１１０ａとの間の空隙の容量の組み合わせによって決まる。よって、ロッド間の隙間の幅は、他の設計パラメータに依存して適宜決定される。ロッド間の隙間の幅には明確な下限はないが、製造の容易さを確保するために、ミリ波帯の電磁波を伝搬させる場合には、例えばλｍ／１６以上であり得る。なお、隙間の幅は一定である必要はない。λｍ／２未満であれば、導電性ロッド１２４の間の隙間は様々な幅を有していてもよい。
複数の導電性ロッド１２４の配列は、人工磁気導体としての機能を発揮する限り、図示されている例に限定されない。複数の導電性ロッド１２４は、直交する行および列状に並んでいる必要はなく、行および列は９０度以外の角度で交差していてもよい。複数の導電性ロッド１２４は、行または列に沿って直線上に配列されている必要はなく、単純な規則性を示さずに分散して配置されていてもよい。各導電性ロッド１２４の形状およびサイズも、第２の導電部材１２０上の位置に応じて変化していてよい。
複数の導電性ロッド１２４の先端部１２４ａが形成する人工磁気導体の表面１２５は、厳密に平面である必要はなく、微細な凹凸を有する平面または曲面であってもよい。すなわち、各導電性ロッド１２４の高さが一様である必要はなく、導電性ロッド１２４の配列が人工磁気導体として機能し得る範囲内で個々の導電性ロッド１２４は多様性を持ち得る。
さらに、導電性ロッド１２４は、図示されている角柱形状に限らず、例えば円筒状の形状を有していてもよい。さらに、単純な柱状の形状を有している必要はない。人工磁気体は、導電性ロッド１２４の配列以外の構造によっても実現することができ、多様な人工磁気導体を本開示の導波路装置に利用することができる。なお、導電性ロッド１２４の先端部１２４ａの形状が角柱形状である場合は、その対角線の長さはλｍ／２未満であることが好ましい。楕円形状であるときは、長軸の長さがλｍ／２未満であることが好ましい。先端部１２４ａがさらに他の形状をとる場合でも、その差し渡し寸法は一番長い部分でもλｍ／２未満であることが好ましい。
（４）導波面の幅
導波部材１２２の導波面１２２ａの幅、すなわち、導波部材１２２が延びる方向に直交する方向における導波面１２２ａのサイズは、λｍ／２未満（例えばλｏ／８）に設定され得る。導波面１２２ａの幅がλｍ／２以上になると、幅方向で共振が起こり、共振が起こるとＷＲＧは単純な伝送線路としては動作しなくなるからである。
（５）導波部材の高さ
導波部材１２２の高さ（Ｚ方向のサイズ）は、λｍ／２未満に設定される。当該距離がλｍ／２以上の場合、導電性ロッド１２４の基部１２４ｂと導電性表面１１０ａとの距離がλｍ／２以上となるからである。同様に、導電性ロッド１２４（特に、導波部材１２２に隣接する導電性ロッド１２４）の高さについても、λｍ／２未満に設定される。
（６）導波面と導電性表面との間の距離
導波部材１２２の導波面１２２ａと導電性表面１１０ａとの間の距離については、λｍ／２未満に設定される。当該距離がλｍ／２以上の場合、導波面１２２ａと導電性表面１１０ａとの間で共振が起こり、導波路として機能しなくなるからである。ある例では、当該距離はλｍ／４以下である。製造の容易さを確保するために、ミリ波帯の電磁波を伝搬させる場合には、例えばλｍ／１６以上とすることが好ましい。
導電性表面１１０ａと導波面１２２ａとの距離の下限、および導電性表面１１０ａとロッド１２４の先端部１２４ａとの距離の下限は、機械工作の精度と、上下の２つの導電部材１１０、１２０を一定の距離に保つように組み立てる際の精度とに依存する。プレス工法またはインジェクション工法を用いた場合、上記距離の現実的な下限は５０マイクロメートル（μｍ）程度である。ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて例えばテラヘルツ領域の製品を作る場合には、上記距離の下限は、２～３μｍ程度である。
上記の構成を有する導波路装置１００によれば、動作周波数の信号波は、人工磁気導体の表面１２５と第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａとの間の空間を伝搬することはできず、導波部材１２２の導波面１２２ａと第１の導電部材１１０の導電性表面１１０ａとの間の空間を伝搬する。このような導波路構造における導波部材１２２の幅は、中空導波管とは異なり、伝搬すべき電磁波の半波長以上の幅を有する必要はない。また、第１の導電部材１１０と第２の導電部材１２０とを厚さ方向（ＹＺ面に平行）に延びる金属壁によって接続する必要もない。
３．アンテナ装置
以下、本開示の製造方法により製造された高周波部材を用いた導波路装置の応用例を説明する。一例として、そのような導波路装置を備えたアンテナ装置の、限定的ではない例示的な実施形態を説明する。
図２５Ａは、１６個のスロット（開口部）１１２が４行４列に配列されたアンテナ装置（アレーアンテナ）のＺ方向からみた上面図である。図２５Ｂは、図２５ＡのＢ－Ｂ線断面図である。図示されるアンテナ装置においては、放射素子(アンテナ素子)として機能するスロット１１２に直接的に結合する導波部材１２２Ｕを備える第１の導波路装置１００ａと、第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２Ｕに結合する他の導波部材１２２Ｌを備える第２の導波路装置１００ｂとが積層されている。第２の導波路装置１００ｂの導波部材１２２Ｌおよび導電性ロッド１２４Ｌは、第３の導電部材１４０上に配置されている。第２の導波路装置１００ｂは、基本的には、第１の導波路装置１００ａの構成と同様の構成を備えている。
第１の導波路装置１００ａにおける第１の導電部材１１０には、各スロット１１２を囲む側壁１１４が設けられている。側壁１１４は、スロット１１２の指向性を調整するホーンを形成している。この例におけるスロット１１２の個数および配列は、例示的なものに過ぎない。スロット１１２の向きおよび形状も、図示される例に限定されない。ホーンの側壁１１４の傾斜の有無および角度、ならびにホーンの形状も、図示されている例に限定されない。
図２６は、第１の導波路装置１００ａにおける導波部材１２２Ｕの平面レイアウトを示す図である。図２７は、第２の導波路装置１００ｂにおける導波部材１２２Ｌの平面レイアウトを示す図である。これらの図から明らかなように、第１の導波路装置１００ａにおける導波部材１２２Ｕは直線状に延びており、分岐部も屈曲部も有していないが、第２の導波路装置１００ｂにおける導波部材１２２Ｌは分岐部および屈曲部の両方を有している。導波路装置の基本構成として、第２の導波路装置１００ｂにおける「第２の導電部材１２０」と「第３の導電部材１４０」との組み合せは、第１の導波路装置１００ａにおける「第１の導電部材１１０」と「第２の導電部材１２０」との組み合せに相当する。
図示されているアレーアンテナで特徴的な点は、各導電性ロッド１２４Ｌの形状が図１３Ａおよび図１３Ｂに示される形状を有していることにある。このため、導波部材１２２Ｌの分岐部および屈曲部でのインピーダンス整合度が向上している。
なお、導電性ロッド１２４Ｌの形状は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示される例に限定されない。前述したように、導電性ロッド１２４Ｌの形状、サイズおよび配列パターンは多様であり得る。
再び図２６および図２７を参照する。第１の導波路装置１００ａにおける導波部材１２２Ｕは、第２の導電部材１２０が有するポート（開口部）１４５Ｕを通じて第２の導波路装置１００ｂにおける導波部材１２２Ｌに結合する。言い換えると、第２の導波路装置１００ｂの導波部材１２２Ｌを伝搬してきた電磁波は、ポート１４５Ｕを通って第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２Ｕに達し、第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２Ｕを伝搬することができる。このとき、各スロット１１２は、導波路を伝搬していきた電磁波を空間に向けて放射するアンテナ素子として機能する。反対に、空間を伝搬してきた電磁波がスロット１１２に入射すると、その電磁波はスロット１１２の直下に位置する第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２Ｕに結合し、第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２Ｕを伝搬する。第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２Ｕを伝搬してきた電磁波は、ポート１４５Ｕを通って第２の導波路装置１００ｂの導波部材１２２Ｌに達し、第２の導波路装置１００ｂの導波部材１２２Ｌを伝搬することも可能である。第２の導波路装置１００ｂの導波部材１２２Ｌは、第３の導電部材１４０のポート１４５Ｌを介して、外部にある導波路装置または高周波回路（電子回路）に結合され得る。図２７には、一例として、ポート１４５Ｌに接続された電子回路２００が示されている。電子回路２００は、特定の位置に限定されず、任意の位置に配置されていてよい。電子回路２００は、例えば、第３の導電部材１４０の背面側（図２５Ｂにおける下側）の回路基板に配置され得る。このような電子回路は、例えば、ミリ波を生成するＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり得る。
図２５Ａに示される第１の導電部材１１０を「放射層」と呼ぶことができる。また、図２６に示される第２の導電部材１２０、導波部材１２２Ｕ、および導電性ロッド１２４Ｕの全体を「励振層」と呼び、図２７に示される第３の導電部材１４０、導波部材１２２Ｌ、および導電性ロッド１２４Ｌの全体を「分配層」と呼んでもよい。また「励振層」と「分配層」とをまとめて「給電層」と呼んでもよい。「放射層」、「励振層」および「分配層」は、それぞれ、一枚の金属プレートを加工することによって量産され得る。
この例におけるアレーアンテナでは、図２５Ｂからわかるように、プレート状の放射層、励振層および分配層が積層されているため、全体としてフラットかつ低姿勢（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）のフラットパネルアンテナが実現している。例えば、図２５Ｂに示す断面構成を持つ積層構造体の高さ（厚さ）を１０ｍｍ以下に設定することができる。
図２７に示される導波部材１２２Ｌによれば、第３の導電部材１４０のポート１４５Ｌから第２の導電部材１２０の各ポート１４５Ｕ（図２６参照）までの、導波路に沿った距離が、すべて、等しい値に設定されている。このため、第３の導電部材１４０のポート１４５Ｌから、導波部材１２２Ｌに入力された信号波は、第２の導電部材１２０の４つのポート１４５Ｕのそれぞれに同じ位相で到達する。その結果、第２の導電部材１２０上に配置された４個の導波部材１２２Ｕは、同位相で励振され得る。
なお、アンテナ素子として機能する全てのスロット１１２が同位相で電磁波を放射する必要はない。励振層および分配層における導波部材１２２のネットワークパターンは任意であり、各導波部材１２２が互いに異なる信号を独立して伝搬するように構成されていてもよい。
この例における第１の導波路装置１００ａの導波部材１２２は分岐部も屈曲部も有していないが、励振層として機能する導波路装置が分岐部および屈曲部の少なくとも一方を有する導波部材を備えていてもよい。前述したように、導波路装置内の全ての導電性ロッドが同様の形状を有している必要はない。
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の高周波部材の製造方法を含む。
［項目１］
ワッフルアイアン構造による高周波の閉じ込め装置を構成するための高周波部材の製造方法であって、
平面または曲面形状の主表面と、前記主表面から離れる方向に延びる複数のロッドと、を有する板形状またはブロック形状の中間部材であって、前記複数のロッドの内の何れか１つのロッドの側面と、前記１つのロッドに隣接する他のロッドの側面との間隔が、前記主表面から離れるに従って単調に拡大する中間部材を用意する工程と、
前記中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、前記主表面および前記複数のロッドの表面に導電性のメッキ層を形成する工程と、
を含む、高周波部材の製造方法。
［項目２］
前記複数のロッドの内の何れか１つのロッドの側面と、前記１つのロッドに隣接する他のロッドの側面との間の間隔は２ｍｍ未満である、
項目１に記載の高周波部材の製造方法。
［項目３］
前記複数のロッドの各々は平坦な上面を有し、
前記複数のロッドの各々の側面は、各々の基部において第１の曲面を介して前記主表面に接続し、
前記第１の曲面の曲率半径は、前記複数のロッドの各々の上面が側面と接続する部分の曲率半径よりも大きい、
項目１または２に記載の高周波部材の製造方法。
［項目４］
前記中間部材の何れかの部分の表面に対する前記メッキ液の接触角は、０度よりも大きく、かつ９０度よりも小さい、
項目１から３の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
［項目５］
前記中間部材は、前記メッキ液に浸漬された際に、前記主表面の広がる方向が、重力の方向に平行、または重力の方向と４５度以下の大きさの角を成す姿勢に配置される、
項目１から４の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
［項目６］
前記中間部材は前記主表面に沿って延びるリッジを有し、
前記リッジは頂部に平坦なストライプ形状の上面を有し、
前記複数のロッドの内の少なくとも一部は前記リッジの側面を囲み、
前記リッジの側面と前記リッジの側面を囲む前記少なくとも一部のロッドの側面との間の距離は、前記主表面から離れるに従って単調に拡大する、
項目１から５の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
［項目７］
前記リッジの側面は、基部において第２の曲面を介して前記主表面に接続し、
前記第２の曲面の曲率半径は、前記リッジの上面と前記リッジの側面が接続する部分の曲率半径よりも大きい、
項目６に記載の高周波部材の製造方法。
［項目８］
前記メッキ層を形成する工程は、前記リッジの側面および上面に導電性のメッキ層を形成することを含み、
前記メッキ層の内、前記リッジの上面を覆う部分の厚さは、前記リッジの基部と前記リッジに隣接する前記ロッドとの間に位置する前記中間部材の前記主表面を覆う部分の厚さよりも厚い、
項目６または７に記載の高周波部材の製造方法。
［項目９］
前記中間部材を用意する工程は、射出成形を利用して樹脂製の前記中間部材を得ることを含み、
前記射出成形において使用される金型は、
前記リッジの側面と同じ形状の内周面を有する空隙を構成する一つまたは複数の側面金型と、
前記リッジの上面と同じ形状の面を有する一つまたは複数の端面金型と、
を含み、
前記一つまたは複数の端面金型が前記一つまたは複数の側面金型によって構成される前記空隙の一端を閉塞した状態で、前記射出成形が行われる、
項目６から８の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
［項目１０］
ワッフルアイアン構造による高周波の閉じ込め装置を構成するための高周波部材の製造方法であって、
平面または曲面形状の主表面と、前記主表面から離れる方向に延びる複数のロッドと、
を有する板形状またはブロック形状の中間部材であって、前記複数のロッドの少なくとも１つは、角が面取りされた角柱形状、または円柱形状を有する、中間部材を用意する工程と、
前記中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、前記主表面および前記複数のロッドの表面に導電性のメッキ層を形成する工程と、
を含む、高周波部材の製造方法。
［項目１１］
前記中間部材は前記主表面に沿って延びるリッジを有し、
前記複数のロッドは、前記リッジの両側に分布し、
前記リッジは、直線的に延びる２つの直線部と、前記２つの直線部を繋ぎ曲線的に曲がる曲線部とを含み、
前記複数のロッドの内、前記曲線部の内側において前記曲線部に最も近いロッドは、前記角が面取りされた角柱形状または前記円柱形状を有する、
項目１０に記載の高周波部材の製造方法。
［項目１２］
前記曲線部に最も近い前記ロッドの側面と、前記リッジの側面との距離は、前記距離が最短になる前記ロッドの一部分から前記ロッドの周方向に沿って離れるに従って、単調に増加する、
項目１１に記載の高周波部材の製造方法。
［項目１３］
前記曲線部に最も近い前記ロッドの側面の曲率は、前記リッジの前記曲線部の曲率よりも大きい、項目１１に記載の高周波部材の製造方法。
本開示の高周波部材の製造方法は、ＷＲＧ導波装置、またはＷＲＧ導波装置を利用するアンテナを構成する高周波部材の製造に、利用され得る。また、高周波信号の漏えいの抑制または遮蔽を行うための高周波部材の製造にも、利用され得る。
１００ 導波路装置
１１０ 第１の導電部材
１１０ａ 導電性表面
１２０ 第２の導電部材
１２０ａ 第２の導電部材１２０の面
１２０ｍ、１０２ｎ 中間部材
１２２、１２２Ｌ、１２２Ｕ 導波部材
１２２ｃ リッジに相当する空洞の部分１２２ｅの側面の上端
１２２ｅ リッジに相当する空洞の部分
１２４、１２４Ｌ、１２４Ｕ 導電性ロッド
１２４ａ 導電性ロッド１２４の先端部
１２４ｂ 導電性ロッド１２４の基部
１２４ｃ ロッドの側面と先端面の間のエッジ
１２４ｍ、１２４ｎ ロッド（メッキ層が形成される前）
１２４ｅ ロッドに相当する空洞の部分
１２４ｓ 導電性ロッド１２４が有する側面
１２４ｓａ、１２４ｓｂ、１２４ｓｃ、１２４ｓｄ 導電性ロッド１２４が有する４つの側面
１２５ 人工磁気導体の表面
１２９ａ ロッド間の間隙
１２９ｂ ロッドと導波部材の間の間隙
１３０ 金型によって作られる空洞
１３１ 端面金型
１３２ 側面金型
１３３ 底面金型
１３４ 外周金型
１４０ 第３の導電部材
１４５Ｌ、１４５Ｕ ポート
３００ メッキ液
３０１ メッキ層
３０１ａ 導波部材上面のメッキ層
３０１ｂ 導波部材基部と隣接する導電性ロッド基部との間のメッキ層
３１０ 気泡
３１１ ロッド基部側のメニスカス
３１２ ロッド先端側のメニスカス

Claims (13)

  1. ワッフルアイアン構造による高周波の閉じ込め装置を構成するための高周波部材の製造方法であって、
    平面または曲面形状の主表面と、前記主表面から離れる方向に延びる複数のロッドと、を有する板形状またはブロック形状の中間部材であって、前記複数のロッドの内の何れか１つのロッドの側面と、前記１つのロッドに隣接する他のロッドの側面との間隔が、前記主表面から離れるに従って単調に拡大する中間部材を用意する工程と、
    前記中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、前記主表面および前記複数のロッドの表面に導電性のメッキ層を形成する工程と、
    を含む、高周波部材の製造方法。
  2. 前記複数のロッドの内の何れか１つのロッドの側面と、前記１つのロッドに隣接する他のロッドの側面との間の間隔は２ｍｍ未満である、
    請求項１に記載の高周波部材の製造方法。
  3. 前記複数のロッドの各々は平坦な上面を有し、
    前記複数のロッドの各々の側面は、各々の基部において第１の曲面を介して前記主表面に接続し、
    前記第１の曲面の曲率半径は、前記複数のロッドの各々の上面が側面と接続する部分の曲率半径よりも大きい、
    請求項１または２に記載の高周波部材の製造方法。
  4. 前記中間部材の何れかの部分の表面に対する前記メッキ液の接触角は、０度よりも大きく、かつ９０度よりも小さい、
    請求項１から３の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
  5. 前記中間部材は、前記メッキ液に浸漬された際に、前記主表面の広がる方向が、重力の
    方向に平行、または重力の方向と４５度以下の大きさの角を成す姿勢に配置される、
    請求項１から４の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
  6. 前記中間部材は前記主表面に沿って延びるリッジを有し、
    前記リッジは頂部に平坦なストライプ形状の上面を有し、
    前記複数のロッドの内の少なくとも一部は前記リッジの側面を囲み、
    前記リッジの側面と前記リッジの側面を囲む前記少なくとも一部のロッドの各々の側面との間の距離は、前記主表面から離れるに従って単調に拡大する、
    請求項１から５の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
  7. 前記リッジの側面は、基部において第２の曲面を介して前記主表面に接続し、
    前記第２の曲面の曲率半径は、前記リッジの上面と前記リッジの側面が接続する部分の曲率半径よりも大きい、
    請求項６に記載の高周波部材の製造方法。
  8. 前記メッキ層を形成する工程は、前記リッジの側面および上面に導電性のメッキ層を形成することを含み、
    前記メッキ層の内、前記リッジの上面を覆う部分の厚さは、前記リッジの基部と前記リッジに隣接する前記ロッドとの間に位置する前記中間部材の前記主表面を覆う部分の厚さよりも厚い、
    請求項６または７に記載の高周波部材の製造方法。
  9. 前記中間部材を用意する工程は、射出成形を利用して樹脂製の前記中間部材を得ることを含み、
    前記射出成形において使用される金型は、
    前記リッジの側面と同じ形状の内周面を有する空隙を構成する一つまたは複数の側面金型と、
    前記リッジの上面と同じ形状の面を有する一つまたは複数の端面金型と、
    を含み、
    前記一つまたは複数の端面金型が前記一つまたは複数の側面金型によって構成される前記空隙の一端を閉塞した状態で、前記射出成形が行われる、
    請求項６から８の何れかに記載の高周波部材の製造方法。
  10. ワッフルアイアン構造による高周波の閉じ込め装置を構成するための高周波部材の製造方法であって、
    平面または曲面形状の主表面と、前記主表面から離れる方向に延びる複数のロッドと、前記主表面に沿って延びるリッジと、を有する板形状またはブロック形状の中間部材を用意する工程と、
    前記中間部材の少なくとも一部をメッキ液に浸漬して、前記主表面、前記複数のロッドの表面、および前記リッジの側面および上面に導電性のメッキ層を形成する工程と、
    を含み、
    前記複数のロッドの少なくとも１つは、角が面取りされた角柱形状、または円柱形状を有し、
    前記メッキ層の内、前記リッジの上面を覆う部分の厚さは、前記リッジの基部と前記リッジに隣接する前記ロッドとの間に位置する前記中間部材の前記主表面を覆う部分の厚さよりも厚い、
    高周波部材の製造方法。
  11. 前記リッジは、曲線的に曲がる曲線部を有し、
    前記複数のロッドは、前記リッジの両側に分布し、
    前記複数のロッドの内、前記曲線部の内側において前記曲線部に最も近いロッドは、前記角が面取りされた角柱形状または前記円柱形状を有する、
    請求項１０に記載の高周波部材の製造方法。
  12. 前記曲線部に最も近い前記ロッドの側面と、前記リッジの側面との距離は、前記距離が最短になる前記ロッドの一部分から前記ロッドの周方向に沿って離れるに従って、単調に増加する、
    請求項１１に記載の高周波部材の製造方法。
  13. 前記リッジは、曲線的に曲がる曲線部を有し、
    前記複数のロッドは、前記リッジの両側に分布し、
    前記曲線部に最も近い前記ロッドの側面の曲率は、前記リッジの前記曲線部の曲率よりも大きい、請求項１０に記載の高周波部材の製造方法。


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