特許6047795IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

テラヘルツ帯域、例えば0.05THz以上10THz以下の周波数の電磁波を送信または受信するアンテナモジュール

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1には、のテラヘルツ発振素子によれば、比較的広い帯域幅を持った周波数帯の電磁波を基板に対して水平方向に効率良く取り出すことができると記載されている。 しかしながら、特許文献1のテラヘルツ発振素子では、電磁波が半導体基板に引き寄せられる。それにより、半導体基板の実効比誘電率に応じて電磁波の放射方向が曲げられる。また、半導体基板上にアンテナ電極が形成されているので、電磁波の放射方向は半導体基板の影響により決定される。そのため、所望の方向に効率良く電磁波を放射させることができない。また、電磁波の放射効率が低く、電磁波の伝送損失が大きい。したがって、伝送距離および伝送速度の向上が困難である。 特許文献1には、テラヘルツ発振素子の放射効率を向上させるために半導体基板の厚みを小さくすることが提案されている。しかしながら、テラヘルツ発振素子が破損しやすくなる。 本発明の目的は、破損が生じにくく、指向性に大きな自由度を有することが可能でかつ伝送速度の向上および伝送距離の向上が可能なアンテナモジュールを提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

(1)本発明に係るアンテナモジュールは、第1および第2の面を有し、樹脂により形成される誘電体膜と、テラヘルツ帯域内の電磁波を受信可能または送信可能に誘電体膜の第1および第2の面のうち少なくとも一方の面上に形成される電極と、電極に電気的に接続されるように誘電体膜の第1および第2の面のうち少なくとも一方の面上に実装され、テラヘルツ帯域で動作可能な半導体素子と、誘電体膜の第2の面上に形成される支持・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナモジュールの破損が生じにくく、指向性に大きな自由度を有することが可能でかつ伝送速度の向上および伝送距離の向上が可能となる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1の実施の形態に係るアンテナモジュールの模式的平面図である。

【図2】図1のアンテナモジュールのA−A線模式的断面図である。

【図3】フリップチップ実装法による半導体素子の実装を示す模式図である。

【図4】ワイヤボンディング実装法による半導体素子の実装を示す模式図である。

【図5】本実施の形態に係るアンテナモジュールの受信動作を示す模式的平面図である。

【図6】本実施の形態に係るアンテナモジュールの送信動作を示す模式的平面図である。

【図7】本実施の形態に係るアンテナモジュールの指向性を説明するための模式的側面図である。

【図8】本実施の形態に係るアンテナモジュールの指向性の変更を説明するための模式的側面図である。

【図9】本実施の形態に係るアンテナモジュールの第1の変形例を示す模式的平面図である。

【図10】本実施の形態に係るアンテナモジュールの第2の変形例を示す模式的斜視図である。

【図11】シミュレーションおよび実験に用いたアンテナモジュールの寸法を説明するための模式的平面図である。

【図12】誘電体膜の厚みと放射効率との関係のシミュレーション結果を示す図である。

【図13】誘電体膜の比誘電率と放射効率との関係のシミュレーション結果を示す図である。

【図14】アンテナモジュールの評価システムの構成を示すブロック図である。

【図15】0.12THzおよび0.3THzのテラヘルツ波の伝送時のBERの測定結果を示す図である。

【図16】0.12THzのテラヘルツ波の伝送時にオシロスコープで観測されるベースバンド信号のアイパターンを示す図である。

【図17】0.3THzのテラヘルツ波の伝送時にオシロスコープで観測されるベースバンド信号のアイパターンを示す図である。

【図18】データ伝送速度が8.5Gbpsである場合におけるBERの測定結果を示す図である。

【図19】データ伝送速度が8.5Gbpsである場合にオシロスコープで観測されるベースバンド信号のアイパターンを示す図である。

【図20】実験およびシミュレーションでのアンテナモジュールの受信角度の定義を説明するための模式図である。

【図21】アンテナモジュールの指向性の水平距離依存性の測定結果を示す図である。

【図22】0.12THzのテラヘルツ波の受信時の指向性の測定結果を示す図である。

【図23】0.3THzのテラヘルツ波の受信時の指向性の測定結果を示す図である。

【図24】0.3THzのテラヘルツ波の受信時の指向性の測定結果および計算結果を示す図である。

【図25】アンテナモジュールを折り曲げない場合の3次元電磁界シミュレーションの結果を示す図である。

【図26】アンテナモジュールを折り曲げた場合の3次元電磁界シミュレーションの結果を示す図である。

【図27】アンテナモジュールを折り曲げない場合および折り曲げた場合におけるアンテナ利得の計算結果を示す図である。

【図28】本発明の第2の実施の形態に係るアンテナモジュールの模式的平面図である。

【図29】図28のアンテナモジュールのB−B線模式的断面図である。

【図30】アンテナモジュールの方向の定義を説明するための図である。

【図31】図28のアンテナモジュールの3次元電磁界シミュレーションの結果を示す図である。

【図32】図28のアンテナモジュールの反射損失の計算結果を示す図である。

【図33】本実施の形態に係るアンテナモジュールの変形例を示す模式的平面図である。

【図34】アンテナモジュールの方向の定義を説明するための図である。

【図35】図33のアンテナモジュールの3次元電磁界シミュレーションの結果を示す図である。

【図36】図33のアンテナモジュールの反射損失の計算結果を示す図である。

【図37】本発明の第3の実施の形態に係るアンテナモジュールの模式的平面図である。

【図38】図37のアンテナモジュールのB−B線模式的断面図である。

【図39】図37のアンテナモジュールの模式的斜視図である。

【図40】図37のアンテナモジュールの製造方法を示す模式的工程断面図である。

【図41】支持体−電極間距離を変化させた場合におけるアンテナ利得の変化の計算結果を示す図である。

【図42】支持体−電極間距離を変化させた場合におけるアンテナ利得の変化の計算結果を示す図である。

【図43】電磁波の周波数を0.15THzから0.30THzまで変化させた場合における最大アンテナ利得の計算結果を示す図である。

【図44】アンテナモジュールが支持体を有する場合および支持体を有しない場合におけるアンテナ利得の計算結果を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1,2,1A,1B,1a アンテナモジュール   10 誘電体膜   20,20A,20B,20C,20D,20a,20b 電極   21a,21b 端面   22,22A,22B 配線部   23,24 パッド   25 接続導体   26 接地導体層   30 半導体素子   31a,31b 端子   32 Auスタッドバンプ   33 Auボンディングワイヤ   40 ローパスフィルタ   51,52,53 信号配線   60 支持体   61 第1の支持部   62 第2の支持部   101 差周波レーザ光源   102 パルスパターン発生器   103 光変調器   104 光アンプ   105 テラヘルツ波発生器   106,107 誘電体レンズ   108 ベースバンドアンプ   109 リミットアンプ   110 オシロスコープ   111 エラー検出器   201 銅層   202 ニッケル層   203 金層   D1 支持体−電極間距離   E1 開口端   E2 実装端   f1,f2,fb 周波数   L1,L2,L3 長さ   P1,P2 位置   RE1 第1の領域   RE2 第2の領域   RW 電磁波   S テーパスロット   S11 反射損失   SG 信号   W0 距離   W1,W2,W3 幅   θ 仰角   φ 方位角

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