以下図面を参考にして本発明の好適な実施� ��態を詳細に説明する。
 図1は、本発明の第1の実施形態である高周� �モジュール20の構成を示す図である。また、 図2Aおよび図2Bは、回路基板5の構成を示す図� ��ある。図2Aは、回路基板5の上面図であり、� ��2Bは、回路基板5における高周波信号の伝送� ��向から見た側面図である。高周波モジュー� ��20は、回路基板5と、共振器6と、一表面に高 周波信号の第1入出力部(第1入出力ポート7a)を 有する基板8とを含む。
 回路基板5は、誘電体層1と、誘電体層1を挟� ��で対向する一対の導体層2と、一対の導体層 2を電気的に接続する貫通導体群3aと、を備え る。貫通導体群3aは、誘電体層1を貫通し、一 対の導体層2同士を電気的に接続する複数の� �通導体3を有する。貫通導体群3aは、高周波� �号の伝送方向に沿って間隔gを空けて配列さ� ��た一対の貫通導体列を有する。一対の貫通� ��体列は、高周波信号の伝送方向に直交する� ��向に間隔wをあけて配置されている。
 このように配置された貫通導体群3aは、電� �的な側壁を形成し、この側壁と一対の導体� �2によって導波管である誘電体導波管線路4が 形成される。また、誘電体導波管線路4を複� �層が重ねて積層型導波管線路を構成しても� �い。この場合には、その層数が回路基板5内� ��異なっていてもよい。
 なお、間隔gは、高周波信号の波長の2分の1� ��満である。この場合、給電された電磁波が� ��通導体同士の隙間から漏れることなく反射� ��ながら誘電体導波管線路4の高周波信号伝送 方向に伝播される。また、間隔gが、一定間� �に設けられることが好ましいが、少なくと� �伝送する高周波信号の波長の2分の1未満の間 隔であれば良く、その範囲内で適宜設定する ことができる。
 図1に示す回路基板5上には、平面線路10や平 面線路10に電気的に接続される高周波回路素� ��であるMMIC9が配置されており、平面線路10と MMIC9とがボンディングワイヤ11を介して電気� �に接続されている。
平面線路10やボンディングワイヤ11などは、� �電体銅波管線路4に電気的に接続される高周� ��伝送線路導体を構成しており、この高周波� ��送線路導体と誘電体導波管線路4とで、マイ クロ波帯またはミリ波帯の高周波信号を伝送 させるための高周波伝送線路を構成する。
 このため、MMIC9から出力される高周波信号� �、ボンディングワイヤ11を介して平面線路10� ��ボンディングワイヤ11との接続部分から導� �層2を表面に沿って伝送し、さらに誘電体導� ��管線路4を伝送する。なお、MMIC9と平面線路1 0との接続構造は、ボンディングワイヤ11を介 した接続構造である必要はなく、フリップチ ップによる接続構造であってもよい。
 上記のような接続構造を有する回路基板5は 、高周波信号の伝送を妨げることがない特性 を有する材質であれば特に限定されるもので はないが、誘電体層1は、伝送線路を形成す� �際の精度および製造の容易性の点からセラ� �ックスからなることが望ましい。
 誘電体層1は、たとえば、ガラスセラミック ス、アルミナ質セラミックスや窒化アルミニ ウム質セラミックス等のセラミック原料粉末 に適当な有機溶媒を添加混合して泥漿状にな すとともにこれを従来周知のドクターブレー ド法やカレンダーロール法等を採用してシー ト状となすことによって得ることができる。 そして、シート状の誘電体層1に適当な打ち� �き加工を施すとともに、導体ペーストをビ� �ホールへ充填して、貫通導体3を形成する。� ��して、ガラスセラミックスの場合は850~1000� �、アルミナ質セラミックスの場合は1500~1700� �、窒化アルミニウム質セラミックスの場合� �1600~1900℃の温度で焼成することによって製� �される。
 なお、誘電体層1としては、伝送信号の周波 数や製造コストの観点から、樹脂材料を用い ることもできる。誘電体層1として使用可能� �樹脂材料としては、たとえば、フッ素樹脂� �ガラス基材入りフッ素樹脂、無機粒子と樹� �を混合した混合材料などが挙げられる。
 また、導体層2としては、たとえば誘電体層 1がアルミナ質セラミックスからなる場合に� �、タングステン、モリブデンなどの金属粉� �に適当なアルミナ、シリカ、マグネシア等� �酸化物や有機溶媒等を添加混合した導体ペ� �ストを厚膜印刷法により誘電体層1上に印刷� ��、しかる後、約1600℃の高温で同時焼成し、 厚み5~50μm程度となるようにして形成する。� �お、金属粉末としては、ガラスセラミック� �の場合は銅、金、銀が、アルミナ質セラミ� �クス、窒化アルミニウム質セラミックスの� �合はタングステン、モリブデンが好適であ� �。
 本実施形態の高周波モジュール20における� �路基板5は、誘電体導波管線路4の端面4aを延� ��した仮想面が、基板8の第1入出力ポート7aが 露出する基板8の一表面に対して交差、好ま� �くは略直交するように、基板8の一表面側に� ��置される。
 基板8は、厚み方向に貫通する基板導波管7� �有する。基板導波管7は、基板7の一表面側(� �路基板5が配置される側)に第1入出力部であ� �第1入出力ポート7aと、他表面側に第2入出力� ��である第2入出力ポート7bと、を有する。こ� ��で、基板8としては、たとえば、アンテナ基 板が挙げられる。なお、基板導波管7は、空� �であっても良いし、内部に誘電体が充填さ� �ていても良い。
 基板8がアンテナ基板の場合は、MMIC9から出� ��されて誘電体導波管線路4を伝送した高周波 信号は、後述する共振器6を介して第1入出力� ��ート7aから基板導波管7を伝送し、第2入出力 ポート7bから放射される。また、第2入出力ポ ート7bで捕捉した高周波信号は、基板導波管7 を伝送して第1入出力ポート7aから共振器6を� �して誘電体導波管線路4を伝送する。
 本実施形態では、基板8はアンテナ基板であ る。本実施形態の高周波モジュール20におい� ��は、誘電体導波管線路4の端面4aの前記仮想� ��と基板8の一表面とが交差する位置関係が存 在しているので、誘電体導波管線路4の端面4a と共振器6との接続、および共振器6と第1入出 力ポート7aとの接続を視認可能な状態で位置� ��度よく行なうことができる。その結果、誘� ��体導波管線路4と第1入出力ポート7aとの位置 ずれが少なくなる。
 また、回路基板5と基板8との間には、回路� �板5との信号の授受を行うための周辺回路を� ��した樹脂基板などが介在してもよいが、本� ��施形態では、回路基板5は、アンテナ基板8� �一表面に固着実装される。
 共振器6は、両端に入出力端部を有し、一方 の入出力端部が誘電体導波管線路4の端面4aに 接続され、他方の入出力端部が基板8の第1入� ��力ポート7aに接続されている。このように� �交差、好ましくは略直交するように配置さ� �ている誘電体導波管線路4の端面4aと基板8の� ��1入出力ポート7aとを接続する接続部であっ� ��ベンド(屈曲)部である部位に、共振器6が設� ��られているので、位置ずれに対して高周波� ��号の伝送損失が増大しにくくなり、回路基� ��5と基板8との間の高周波接続を低損失かつ� �定に行うことができる。
 また、共振器6は、前記ベンド部に対応して 両端に開口する開口部を有し、一端側の開口 部が誘電体導波管線路4の端面4aに接続され、 他端側の開口部が基板8の第1入出力ポート7a� �接続される空洞共振器からなることが好ま� �い。これによって、高周波信号が伝送され� �ときの入出力部となる誘電体導波管線路4の� ��面4aと基板8の第1入出力ポート7aとが、空洞� ��振器の空洞部によって覆われるような構造� ��することができる。そのため、入出力部に� ��ける接続箇所において高周波信号の漏洩を� ��制することができる。
 また、空洞共振器からなる共振器6は、開口 部の周囲に実質的に高周波信号の波長の4分� �1の間隔で、その間隔と実質的に同じ長さの� ��の溝を有してもよい。このような溝は、チ� ��ークの働きをするため、開口部の接続箇所� ��隙間からの高周波信号の漏洩を抑制するこ� ��ができる。
 なお、共振器6は、アルミニウムなどの金属 からなる金属管によって形成するのが好まし い。共振器6を金属管とすることによって、� �熱性がよくなり、回路基板5と基板8との間の 高周波接続を低損失かつ安定に行うことがで きる。また、共振器6は、樹脂管の内周面に� �属めっきを施して形成してもよい。樹脂管� �内周面に金属めっきを施して共振器6を形成� ��る場合には、金属めっきの厚みは、表皮効� ��を考慮した厚みとする。
 また、共振器6の空洞部サイズは、誘電体導 波管線路4の端面4aのサイズおよび基板8の第1� ��出力ポート7aの開口サイズを考慮して、高� �波信号の周波数に対して共振するように設� �される。
 たとえば、回路基板5における2列の貫通導� �群3aの間隔w(X軸方向の長さ)が0.45mmで誘電体� �1の厚みh(Y軸方向の長さ)が1.15mm(誘電体導波� �線路4の端面4aのサイズ:0.45mm×1.15mm)、第1入出 力ポート7aにおいて前記貫通導体群3aの間隔w� ��対応する長さ(X軸方向の長さ)が1.25mmで誘電� ��層1の厚みhに対応する長さ(Z軸方向の長さ)� �2.5mm(第1入出力ポート7aの開口面のサイズ:1.25 mm×2.5mm)である場合、周波数76.5GHzの高周波信� ��のTE ₁₀ モードでの共振および伝送には、共振器6の� �洞部サイズは、貫通導体群3aの間隔wに対応� �る長さ(X軸方向の長さ)が1.25mmで、誘電体層1� ��厚みhに対応する長さ(Y軸方向の長さ)が2.5mm� ��、誘電体導波管線路4の延在方向に対応する 長さ(Z軸方向の長さ)が3.1mmに設定する。
 また、誘電体導波管線路4の端面4aのサイズ� ��よび基板8の第1入出力ポート7aの開口サイズ を考慮して、共振器6の空洞部サイズを設定� �ることによって、周波数76.5GHzの高周波信号� ��TM ₁₁ モードでの共振および伝送も可能である。
 図3は、本発明の第2の実施形態である高周� �モジュール21の構成を示す図である。高周波 モジュール21は、前述した高周波モジュール2 0に類似しており、同一の部分については同� �の参照符号を付して説明を省略する。高周� �モジュール21においては、共振器6には、共� �器6の空洞部内をX,Y,Z軸方向のそれぞれに変� �可能なピン状の調整要素12が配設されている 。この調整要素12を、該要素の長手方向に沿� ��て変位させることによって、共振器6に伝送 する高周波信号の周波数を調整することがで きる。なお、調整要素12は、X,Y,Z軸方向のう� �、少なくとも1方向に配設されていればよい� ��
 次に、高周波モジュール20,21の製造方法に� �いて説明する。まず、誘電体導波管線路4に� ��ける高周波信号の端面4aを延長した仮想面� �第1入出力ポート7aが露出する基板8の一表面� ��が交差、好ましくは略直交するように、回� ��基板5を基板8の一表面側の上方に配置して� �装する。これによって、高周波信号が伝送� �れるときの入出力部となる誘電体導波管線� �4の端面4aと基板8の第1入出力ポート7aとが、� ��時に視認可能な状態となる。
 そして、共振器6の一端側を誘電体導波管線 路4の端面4aに位置決めして接続し、他端側を 基板8の第1入出力ポート7aに位置決めして接� �して、共振器6を実装する。このとき、誘電� ��導波管線路4の端面4aと基板8の第1入出力ポ� �ト7aとを同時に視認可能であるため、共振器 6の位置決めがしやすく、位置合わせの精度� �高めることができる。そのため、この製造� �法により作製した高周波モジュール20,21は、 共振器6と誘電体導波管線路4との接続部、な� ��びに、共振器6と基板導波管7との接続部に� �ける、高周波信号の局所的変化を抑え、回� �基板5と基板8との間の高周波接続を低損失か つ安定に行うことができる。
 また、回路基板5を基板8に実装した後に共� �器6が基板8に実装されるので、共振器6の構� �をより自由に設定することができる。具体� �には、共振器6の一部を回路基板5の上方に配 置させ、共振器6によって誘電体導波管線路4� ��端面4aを上方から覆う構造を容易に実現で� �る。そのため、この製造方法により作製し� �高周波モジュール20,21は、誘電体導波管線路 4の端面4aにおける高周波信号の漏洩を有効に 抑止することが可能となる。
 高周波モジュール20,21の他の製造方法につ� �て、以下に説明する。まず、共振器6の他方� ��入出力端部を基板8の第1入出力ポート7aの開 口面に位置決めして接続する。このとき、第 1入出力ポート7aは容易に視認可能であるため 、位置決めがしやすく、大きな位置ずれがな く共振器6の入出力端部と第1入出力ポート7a� �を接続することができる。
 そして、誘電体導波管線路4の端面4aを共振� ��6の一方の入出力端部に位置決めして接続し て、回路基板5を基板8の一表面側の上方に配� ��して実装する。このとき、誘電体導波管線� ��4の端面4aが容易に視認可能であるため、位� ��決めがしやすく、位置ずれを小さく抑えた� ��態で、共振器6の入出力端部と第1入出力ポ� �ト7aとを接続することができる。
 そのため、この製造方法により作製した高� ��波モジュール20,21は、入出力部における、� �周波信号が伝送される伝送路の局所的変化� �抑え、回路基板5と基板8との間の高周波接続 を低損失かつ安定に行うことができる。
 また、基板8の一表面側に共振器6を実装し� �後に回路基板5を実装するので、回路基板5を 実装した直後には、共振器6と回路基板5との� ��にクリアランスがある状態であり、この状� ��で特性評価を行ってからリワークするか、� ��たは共振器6と回路基板5との間の隙間を導� �で覆い組立完成品を得るといった良品選別� �行うことができる。
 図4は、本発明の第3の実施形態である高周� �モジュール100の構成を示す断面図である。� �た、図5は、高周波モジュール100の構成を示� ��正面図である。本実施形態において、上述� ��実施形態の構成と同一の部分には同一の参� ��符を付し、その説明を省略する。高周波モ� ��ュール100は、回路基板120と、一表面に第1入 出力ポート7aが形成される基板8(アンテナ基� �)と、空洞共振器6として機能する封止構造体 108とを含む。
 回路基板120は、平面線路10と誘電体層1の内� ��に形成される誘電体導波管線路である積層� ��導波管線路102とが電気的に接続されて高周� ��回路を形成する基板である。平面線路10は� �マイクロ波帯またはミリ波帯の高周波信号� �伝送させるための線路のうち、配線導体に� �周波信号を伝送させるものであり、マイク� �ストリップ線路やコプレーナー線路などが� �げられるが、好ましくはマイクロストリッ� �線路である。
 なお積層型導波管線路102は、図2Aおよび図2B に示される誘電体導波管線路4と類似の構成� �有し、その外側側面が、高周波信号が入出� �する入出力部となっており、露出している� �
 本実施形態における回路基板120においては� ��誘電体層1は、第1キャビティ101aと、該第1キ ャビティ101a内に設けられ、該第1キャビティ1 01aよりも小さい第2キャビティ101bと、を有す� ��。第1キャビティ101aの底面、すなわち、第2� ��ャビティ101bの周囲の領域には、変換部102a� �設けられている。第2キャビティ101の底面に� ��、半導体素子であるMMIC9などが厚み方向一� �面に実装される。
 MMIC9から出力される高周波信号は、ボンデ� �ングワイヤ11を伝送し、平面線路10から変換� ��102aを介して積層型導波管線路102を伝送する 。
 一方、本実施形態における基板8は、アンテ ナ基板であり、複数の基板導波管7を有する� �また、基板8上には、基板8による高周波信号 の送受信を制御する制御基板109が備えられて おり、制御基板109と回路基板120とは制御信号 用パッド111を介して電気的に接続されている 。
 封止構造体108は、MMIC9などの半導体素子を� �温度、湿度、機械的損失から保護するため� �ものであり、回路基板120全体を覆うように� �成されており、かつ回路基板120の表面と封� �構造体108の内面が密着し、回路基板120の側� �と封止構造体108の内側面との間には共振空� �が形成され、該空間によって共振器6を構成� ��ている。そして、共振器6を介して基板導波 管7の第1入出力ポート7aが積層型導波管線路10 2の端面に接続されている。
 このため、MMIC9から出力されて積層型導波� �線路102を伝送した高周波信号は、封止構造� �108の共振器6を介して第1入出力ポート7aから� ��板導波管7を伝送し、第2入出力ポート7bから 放射される。また、第2入出力ポート7bで捕捉 した高周波信号は、基板導波管7を伝送して� �1入出力ポート7aから共振器6を介して積層型� ��波管線路102を伝送する。
 なお、本実施形態では、封止構造体108は、� ��ルミニウムなどの金属材料から形成される� ��このように、回路基板120を覆う封止構造体1 08を金属材料で形成することによって、MMIC9� �どの半導体素子から発生する熱を外部に向� �て放熱する役割を果たし、半導体素子の特� �劣化を抑制することができる。
 以上のように、本実施形態にかかる高周波� ��ジュール100では、回路基板120において高周� ��信号が入出力される入出力部が、積層型導� ��管線路102の外側側面となるように構成され� ��積層型導波管線路102の端面と基板8の第1入� �力ポート7aとは、封止構造体108の空洞共振器 6によって接続されているので、回路基板の� �面を有効に利用でき、回路基板の入出力部� �基板の入出力部とが対向するように回路基� �と基板が配置される場合に比べて、回路基� �120が大きくなってしまうのを防止して小型� �が達成可能である。
 また、小型化された回路基板120によって、� ��の回路基板120を覆う封止構造体108の大きさ� ��小さくすることができる。よって、MMIC9な� �の半導体素子を収容する封止構造体108の内� �空間を小さくして、この内部空間で不要な� �振現象が誘発されるのを防止することがで� �、MMIC9などの半導体素子の特性劣化を抑制す ることができる。
 また、積層型導波管線路102の入出力部と基� ��8の第1入出力ポート7aとは、空洞共振器6に� �って接続されているので、高周波信号の伝� �路となる空洞共振器6の空洞部を、放射波が� ��生しない状態に維持することができる。そ� ��ため、封止構造体108の内部空間で不要な共� ��現象が誘発されるのをさらに防止すること� ��できる。
 また、本実施の形態の高周波モジュール100� ��は、回路基板120は、積層型導波管線路102の� ��出力部である端面と第1入出力ポート7aが露� ��する基板8の一表面とが交差、好ましくは略 直交するように、基板8一表面に導電性接着� �106を介して固着実装されている。このとき� �回路基板120と基板8との間には、各基板間の� ��ールドを保持するためのメタルキャリア層1 05が形成されている。そして、封止構造体108� ��、回路基板120の最上層である誘電体層1に導 電性接着層106を介して固着実装されて、回路 基板120および基板8の第1入出力ポート7aを覆� �ように構成されている。これによって、封� �構造体108と、回路基板120の側面と、基板8と� ��よって囲まれた空間が形成され、この空間� ��空洞共振器6となっている。このようにして 、高周波モジュール100の構成を簡略化するこ とができる。
 また、回路基板120に形成される第1および第 2キャビティと封止構造体108とで囲まれる空� �と、前記共振器6に対応する空洞部とが隔離� ��れるので、共振器6の空洞部内で共振される 高周波がキャビティ側の空間に進入したり、 逆に、キャビティ側の空間においてボンディ ングワイヤ11やMMIC9から放射された放射波が� �振器6の空洞部内に進入するのを防止するこ� ��ができる。
 次に、高周波モジュール100を備えた送信器� ��受信器、送受信器およびレーダ装置につい� ��説明する。図6は、本発明の第4の実施形態� �ある送信器30の構成を示す図である。本実施 形態の送信器30は、高周波モジュール100を備� ��ている。送信器30は、回路基板120の一表面� �実装された高周波信号を発生する発信器31を 含む。発振器31は平面線路10を介して積層型� �波管線路102に接続されている。そして、送� �器30は、前記発振器31が発生させた高周波信� ��を、基板8(アンテナ基板)の他表面側におい� ��アンテナ(第2入出力ポート7b)から放射する� �うに構成されている。
 また図7は、本発明の第5の実施形態である� �信器40の構成を示す図である。本実施形態の 受信器40は、高周波モジュール100を備えてい� ��。受信器40は、回路基板120の一表面に実装� �れた検波器41を有する。検波器41は平面線路1 0を介して積層型導波管線路102に接続されて� �る。そして、受信器40は、基板8(アンテナ基� ��)のアンテナ(第2入出力ポート7b)で捕捉した� ��周波信号を検波器41で検波する。
 また図8は、本発明の第6の実施形態である� �受信器50およびレーダ装置60の構成を示す図� ��ある。本実施形態のレーダ装置60は、高周� �モジュール100を備える送受信器50と、送受信 器50が備えるミキサ53からの中間周波信号に� �づいて探知対象物との距離または相対速度� �少なくとも検出する検出器61とを含む。
 送受信器50は、高周波モジュール100を備え� �いる。送受信器50は、発信器31と、分岐器51� �、ミキサ53とを含む。発信器31は、回路基板1 20の一表面に実装され、平面線路10に接続さ� �る。また、分岐器51は、平面線路10に設けら� ��、発振器31で発生させた高周波信号を分岐� �る。そして、前記分岐器51で分岐された一方 の高周波信号は、分波器52を介してアンテナ( 第2入出力ポート7b)から放射される。この第2� ��出力ポート7bは、高周波信号の捕捉もする� �そして、ミキサ53は、分岐器51で分岐された� ��方の高周波信号と、第2入出力ポート7bで捕� ��されて分波器52を介して伝送された高周波� �号とを混合して中間周波信号を出力する。
 前述した送信器30、受信器40、送受信器50お� ��びレーダ装置60によれば、高周波モジュー� �100を備えて、回路基板120に対して一表面に� �振器31、検波器41などを実装し、回路基板120� ��他表面に送受信用の基板8などを設けること で、一表面側の回路形成部で処理された高周 波信号を、他表面側に設けられた基板8に伝� �し、基板8の他表面における第2入出力ポート 7bから放射させたり、逆に他表面側に設けら� ��た基板8の第2入出力ポート7bで捕捉した高周 波信号を、回路基板120の一表面側の回路形成 部に伝送したりすることが効果的に行えるの で、小型でありかつ良好な送受信性能を実現 できる。
 上述の実施形態において、共振器として空� ��共振器が使用されたが、これに限定されず� ��筒状の導電体の内部を誘電体で充填した誘� ��体共振器などであってもよい。
 本発明は、その精神または主要な特徴から� ��脱することなく、他のいろいろな形態で実� ��できる。したがって、前述の実施形態はあ� ��ゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範� ��は特許請求の範囲に示すものであって、明� ��書本文には何ら拘束されない。さらに、特� ��請求の範囲に属する変形や変更は全て本発� ��の範囲内のものである。