ホーム > 特許ランキング > モレックス エルエルシー
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-15
(54)【発明の名称】ミリ波非接触通信用アンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 23/00 20060101AFI20240308BHJP
H01Q 19/30 20060101ALI20240308BHJP
【ＦＩ】
H01Q23/00
H01Q19/30
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560339
(86)(22)【出願日】2022-03-30
(85)【翻訳文提出日】2023-10-25
(86)【国際出願番号】 IB2022052980
(87)【国際公開番号】W WO2022208407
(87)【国際公開日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】17/219,864
(32)【優先日】2021-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591043064
【氏名又は名称】モレックス エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100116207
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100096426
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠
(72)【発明者】
【氏名】ギリラージ マントラヴァディ
(72)【発明者】
【氏名】ボジャンナ ジバノヴィッチ
(72)【発明者】
【氏名】ウェンチ チェン
【テーマコード（参考）】
5J020
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J020AA04
5J020BA04
5J020BC09
5J021AA05
5J021AA09
5J021AA12
5J021AB03
5J021CA02
5J021FA26
5J021HA10
5J021JA08
(57)【要約】
【解決手段】ミリ波非接触通信のためにアンテナを使用するための方法、システム、及び装置。装置のうちの１つは、通信デバイスであり、通信デバイスは、電気信号を、通信デバイスの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、通信デバイスの基板上に位置決めされている、トランスデューサと、基板に結合された集積回路と、を備え、トランスデューサは、アレイ状の複数の並列共振アンテナ素子を含む。
【選択図】図１４Ａ
【選択図】図１４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信デバイスであって、プリント回路基板と、
該プリント回路基板上に搭載された集積回路パッケージと、を備え、該集積回路パッケージが、
電気信号を、前記集積回路パッケージの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、前記集積回路パッケージの基板上に位置決めされている、トランスデューサと、
前記基板に結合されており、前記トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路と、を備え、
前記トランスデューサが、アレイ状の複数の並列共振アンテナ素子を含み、
前記プリント回路基板が、複数の層を含み、該複数の層が、階段状パターンで切り抜かれている、通信デバイス。
【請求項2】
前記複数の並列共振アンテナ素子が、１つの励振素子及び１つの導波器素子を含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項3】
前記複数の並列共振アンテナ素子が、前記励振素子からＥＨＦ電磁信号を受信及び放射する複数の非励振素子を含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項4】
前記導波器素子が、前記励振素子よりも長さが短く、前記トランスデューサの意図された送信方向の側で前記基板上に位置決めされている、請求項２に記載の通信デバイス。
【請求項5】
前記トランスデューサの反射素子として機能する前記集積回路の接地を更に備え、該接地が、前記導波器素子とは反対の前記励振素子の側に位置決めされている、請求項２に記載の通信デバイス。
【請求項6】
前記集積回路が、前記トランスデューサの反射素子として機能し、前記集積回路が、前記導波器素子とは反対の前記励振素子の側に位置決めされている、請求項２に記載の通信デバイス。
【請求項7】
前記集積回路が、送信機集積回路、受信機集積回路、又はトランシーバ集積回路である、請求項２に記載の通信デバイス。
【請求項8】
トランスデューサであって、アレイ状の複数の並列共振アンテナ素子を備え、該並列共振アンテナ素子が、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されている、トランスデューサ。
【請求項9】
前記複数の並列共振アンテナ素子が、１つの励振素子及び１つの導波器素子を含む、請求項８に記載のトランスデューサ。
【請求項10】
前記複数の並列共振アンテナ素子が、前記励振素子からＥＨＦ電磁信号を受信及び放射する複数の非励振素子を含む、請求項８に記載のトランスデューサ。
【請求項11】
前記トランスデューサが、基板上に位置決めされており、前記導波器素子が、前記励振素子よりも長さが短く、前記トランスデューサの意図された送信方向の側で前記基板上に位置決めされている、請求項９に記載のトランスデューサ。
【請求項12】
通信デバイスであって、集積回路パッケージを備え、該集積回路パッケージが、
電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、前記ＥＨＦ電磁信号が、前記集積回路パッケージの第１の表面から実質的に発せられ、前記トランスデューサが、前記集積回路パッケージの基板に統合されている、トランスデューサと、
前記基板に結合されており、前記トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路であって、前記集積回路パッケージの第２の表面に結合されており、該第２の表面が前記第１の表面に平行である、集積回路と、を備え、
前記トランスデューサが、台形形状の導体と、前記トランスデューサの中心線に沿って位置するスロットと、前記トランスデューサの第１の縁部に位置するサイドスロットの第１のセットと、前記トランスデューサの第２の縁部に位置するサイドスロットの第２のセットと、を含む、通信デバイス。
【請求項13】
前記サイドスロットの第１のセット及び前記サイドスロットの第２のセットが、前記トランスデューサの電流経路を増加させ、それにより、広いＥＨＦ帯域幅を創出する、請求項１２に記載の通信デバイス。
【請求項14】
電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成された第２のトランスデューサを更に備え、該第２のトランスデューサが、第２の台形形状の導体と、前記トランスデューサの中心線に沿って位置する第２のスロットと、前記第２のトランスデューサの第１の縁部に位置するサイドスロットの第３のセットと、前記第２のトランスデューサの第２の縁部に位置するサイドスロットの第４のセットと、を含み、前記第２のトランスデューサが、前記集積回路パッケージの前記基板に統合されている、請求項１２に記載の通信デバイス。
【請求項15】
前記トランスデューサ及び前記第２のトランスデューサが、異なるＥＨＦ帯域に対応するように異なるサイズのものである、請求項１４に記載の通信デバイス。
【請求項16】
前記トランスデューサ及び前記第２のトランスデューサが、異なる幅のサイドスロットを有する、請求項１４に記載の通信デバイス。
【請求項17】
前記トランスデューサによって発せられたＥＨＦ電磁信号を反射するように構成された接地面構造を更に備え、該接地面構造が、前記基板の層上にある、請求項１２に記載の通信デバイス。
【請求項18】
前記集積回路が、送信機集積回路、受信機集積回路、又はトランシーバ集積回路である、請求項１２に記載の通信デバイス。
【請求項19】
トランスデューサであって、台形形状の導体と、前記トランスデューサの中心線に沿って位置するスロットと、前記トランスデューサの第１の縁部に位置するサイドスロットの第１のセットと、前記トランスデューサの第２の縁部に位置するサイドスロットの第２のセットと、を備え、
前記トランスデューサは、該トランスデューサに供給される電気信号がＥＨＦ信号として前記トランスデューサから発せられるように、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されている、トランスデューサ。
【請求項20】
前記サイドスロットの第１のセット及び前記サイドスロットの第２のセットが、前記トランスデューサの電流経路を増加させ、それにより、広いＥＨＦ帯域幅を創出する、請求項１９に記載のトランスデューサ。
【請求項21】
前記第１及び第２のスロットのサイズ及び位置が、前記トランスデューサが特定の周波数帯域幅にわたってＥＨＦ放射を発するように構成されている、請求項１９に記載のトランスデューサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願）
本出願は、２０２１年３月３１日に出願された、米国特許出願第１７／２１９，８６４号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年３月３１日に出願された、米国特許出願第１７／２１９，８６４号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本明細書は、電磁通信に関する。
【0003】
半導体製造及び回路設計技術の進歩により、一層高い動作周波数を有する集積回路（integrated circuit、ＩＣ）の開発及び生産が可能になった。次に、高周波集積回路を組み込んだ電子製品及びシステムは、以前の世代の製品よりも高い機能を提供することができる。追加的な機能は、典型的には、一層に高い速度において一層大量のデータを処理することを含んでいる。
【0004】
いくつかのデバイスは、ミリ波非接触接続を使用して通信することができる。例えば、デバイスは各々、ＩＣが搭載され、ミリ波アンテナを使用して通信される信号がＩＣとの間で通信される１つ以上のプリント回路基板（printed circuit board 、ＰＣＢ）を含み得る。典型的には、デバイスは、デバイス間の通信を容易にするために、特定の方向に配向される。
【発明の概要】
【0005】
本明細書は、信号を送信又は受信するための１つ以上のＩＣパッケージを有する通信モジュール間の非接触通信に関する。ＩＣパッケージは、特定の周波数帯域内、例えば、極高周波（extremely high frequency、ＥＨＦ）範囲内の信号を送信又は受信するための構造を含む。本明細書は、アンテナ及び導波管設計を含む、そのようなＥＨＦ信号を送信又は受信するための様々な構造の設計及び動作を説明する。具体的には、これらの構造は、無線周波数（radio frequency 、ＲＦ）信号を特定の方向に方向付けることによって、特定のデバイス配向のために設計することができる。本明細書は更に、ビーム誘導構造をＩＣパッケージに統合するためのプロセス、並びにデュアルチャネル送信及び受信ソリューションのための構成を説明する。
【0006】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、以下の説明及び図面から、並びに請求項から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】デバイス間のトップファイア通信の実施例を示すブロック図である。
【図2】デバイス間のエンドファイア通信の実施例を示すブロック図である。
【図3A】マイクロストリップアンテナを含む例示的なＩＣパッケージの上面図を示す。
【図3B】帯域通過フィルタを含むマイクロストリップアンテナを示す。
【図4A】ボウタイアンテナを含む例示的なＩＣパッケージの上面図を示す。
【図4B】周波数に基づくボウタイアンテナのシミュレートされた反射係数特性のプロットを示す。
【図4C】周波数に対するボウタイアンテナのシミュレートされたゲイン及び効率のプロットを示す。
【図5A】スパイラルアンテナを含む例示的なＩＣパッケージの上面図を示す。
【図5B】スパイラルアンテナを含む例示的なＩＣパッケージの上面図を示す。
【図5C】スパイラルアンテナの所与の周波数における電流密度のプロットを示す。
【図6】アンテナ回転に対する信号強度のプロットを示す。
【図7A】平坦化されたホーンビーム誘導構造を含むＩＣパッケージの斜視図を示す。
【図7B】平坦化されたホーンビーム誘導構造を含むＩＣパッケージの斜視図を示す。
【図8A】デバイス間の通信を例解する側面図である。
【図9】ビームガイド構造をＩＣパッケージに統合するための例示的なプロセスにおけるステップを例解する図である。
【図10】ビームガイド構造をＩＣパッケージに統合するための別の例示的なプロセスにおけるステップを例解する図である。
【図11】デュアルバンドアンテナを含む例示的なＩＣパッケージの上面図を示す。
【図13】サイドファイア放射を生成する例示的なスロットアンテナを示す。
【図14A】八木－宇田アンテナを含む例示的なＩＣパッケージを示す。
【図14B】例示的な層状ＰＣＢの断面図を示す。
【図16】例示的な単一プローブ導波管ランチャの斜視図を示す。
【図17】例示的な平衡プローブ導波管ランチャの斜視図を示す。
【図18】例示的な導波管ランチャの斜視図を示す。
【図19A】２つの重ね合わされた導波管ランチャを含む例示的なＩＣパッケージの上面図を示すブロック図である。
【図20】例示的なＩＣパッケージの側面図を示すブロック図である。
【図21A】例示的なＩＣパッケージの側面図を示すブロック図である。
【図22A】例示的なＩＣパッケージの側面図を示すブロック図である。
【図23A】例示的なＩＣパッケージの上面図を示すブロック図である。
【図24A】例示的なＩＣパッケージの上面図を示すブロック図である。
【図25A】例示的なＩＣパッケージの上面図を示すブロック図である。
【図26A】例示的なＩＣパッケージの上面図を示すブロック図である。
【図27A】例示的なＩＣパッケージの側面図を示すブロック図である。
【図28A】例示的なＩＣパッケージの側面図を示すブロック図である。
【図29A】例示的なＩＣパッケージの側面図を示すブロック図である。
【図30A】隣接周波数チャネルを使用する例示的な２チャネルソリューションの図を示す。
【図30B】非隣接周波数チャネルを使用する例示的な２チャネルソリューションの図を示す。
【図30C】単一周波数チャネルを使用する例示的な２チャネルソリューションの図を示す。
【図30D】例示的な４チャネルソリューションの図を示す。
【図30E】別の例示的な４チャネルソリューションの図を示す。
【図31A】フィードを有する例示的な小型一体型導波管ランチャの側面図のブロック図を示す。
【図32A】フィードを有する例示的な導波管ランチャの側面図のブロック図を示す。
【図33A】ループフィードを有する例示的な導波管ランチャの側面図のブロック図を示す。
【図34A】ループフィードを有する例示的な導波管ランチャの上面図のブロック図を示す。
【図35】２つのフィードを有する例示的な導波管ランチャの側面図のブロック図である。
【図36】２つのフィードを有する例示的な導波管ランチャの側面図のブロック図である。
【0008】
様々な図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書は、ミリ波非接触通信のための構造及び技法を説明する。具体的には、本明細書は、トップファイア通信のために構成されたアンテナ設計及びエンドファイア通信のために構成されたアンテナ設計を説明する。
【0010】
非接触通信は、デバイス上の構成要素間（例えば、単一デバイス内の異なる集積回路間）の信号通信を提供するために使用され得、又はデバイス間の通信を提供し得る。一実施例では、密結合された送信機／受信機対は、送信機が、第１の伝導経路の終端部分に配設され、受信機が、第２の伝導経路の終端部分に配設された状態で展開され得る。送信機及び受信機は、送信されるエネルギーの強度に応じて互いに近接して配設され得、第１の伝導経路及び第２の伝導経路は、互いに対して連続していなくてもよい。いくつかの実施例では、送信機及び受信機は、送信機／受信機対のアンテナが近接して位置決めされた別個の回路キャリア上に配設され得る。
【0011】
送信機及び／又は受信機は、１つ以上のアンテナ又は導波管がダイに隣接して位置決めされ、誘電体又は絶縁封入又は結合材料によって適所に保持され得る集積回路（integrated circuit、ＩＣ）パッケージとして構成され得る。アンテナはまた、リードフレーム基板によって適所に保持され得る。ＩＣパッケージに組み込まれるアンテナ及び導波管の実施例が、図面に示され、以下に説明される。ＩＣパッケージは、単にパッケージと呼ばれ得、また通信ユニット、通信デバイス、通信リンクチップ、通信リンクチップアセンブリ、通信リンクチップパッケージ、及び／又は通信リンクパッケージと様々に呼ばれる非接触通信ユニットの実施例であり、様々な方法で構成され得ることに留意されたい。例えば、ＩＣパッケージ、通信ユニット、通信デバイス、コムリンクチップ、コムリンクチップアセンブリ、コムリンクチップパッケージ、及び／又はコムリンクパッケージは各々、１つ以上のＩＣ、チップ、又はダイを含み、特定の用途に適した回路機能を有し得る。
【0012】
【0013】
具体的には、図１は、第１のデバイス１０２及び第２のデバイス１０４を示す。デバイスは、短距離非接触通信のために互いに対して位置決めされる。具体的には、第１のデバイス１０２及び第２のデバイス１０４の各々は、信号の方向がデバイスの各々の上面に垂直であるように位置決めされる。
【0014】
図２は、デバイス間の例示的なエンドファイア通信の側面図を示すブロック図である。場合によっては、デバイス間の通信は、トップファイアではなくエンドファイア（「サイドファイア」とも呼ばれる）方向である必要があり、例えば、コネクタレスＵＳＢドングルがデバイスに接続される。
【0015】
図２に示すように、第１のデバイス２０２及び第２のデバイス２０４は、短距離非接触通信のために互いに対して位置決めされる。しかしながら、図１に示されるトップファイア通信とは対照的に、第１のデバイス２０２及び第２のデバイス２０４の各々は、信号の方向がデバイスの側面に垂直であるように位置決めされる。
【0016】
それぞれのデバイス内のＩＣパッケージの位置決めに対する通信信号の予想される配向に応じて、異なるアンテナ設計を採用して、特定の方向に沿ってＩＣパッケージとの間で信号を方向付けることができる。
【0017】
図３Ａは、例示的なＩＣパッケージ３００の上面図を示す。ＩＣパッケージ３００は、ダイ３０２と、電気信号と電磁（electromagnetic 、ＥＭ）信号との間の変換を提供するアンテナ３０４とを含む。具体的には、アンテナ３０４は、ダイ３０２のための接続を含むＩＣパッケージ３００の基板上に位置決めされる。ＩＣパッケージ３００は、追加の構造、例えば、ダイ３０２に含まれる送信機又は受信機回路に接続されたボンドパッドにトランスデューサを電気的に接続する、ボンドワイヤなどの導電性コネクタを含み得る。ＩＣパッケージ３００は、ダイ３０２及び／又はアンテナ３０４の少なくとも一部分の周りに形成された封入材料３０６を更に含む。例示的なＩＣパッケージ３００では、封入材料３０６は、ダイ３０２及びアンテナ３０４を完全に覆う。ＩＣパッケージ３００は、ボール又はリードフレーム、及び成形構成要素を更に含み得る。ＩＣパッケージ３００は、ＩＣパッケージ３００が搭載されるプリント回路基板（printed circuit board 、ＰＣＢ）を含む通信デバイスの一部であり得る。通信デバイスは、携帯電話、ラップトップ、タブレットコンピュータ、デスクトップ、テレビ、拡張現実（augmented reality 、ＡＲ）デバイス、仮想現実（virtual reality 、ＶＲ）デバイス、車両などであり得る。
【0018】
ダイ３０２は、好適なダイ基板上の回路として構成された任意の好適な構造を含む。いくつかの実装形態では、ダイは、代替として、チップ又は集積回路と呼ばれることがある。ダイ基板は、任意の好適な半導体材料、例えば、シリコンからなり得る。いくつかの実装形態では、ダイ３０２は、各々実質的に１．０ｍｍ～約２．０ｍｍの長さ及び幅寸法を有する。ダイ３０２は、ダイ３０２を１つ以上の外部回路に電気的に結合する、図３に示されていないリードフレームなどの導電体とともに搭載され得る。ダイ３０２は、ダイ３０２上の回路とアンテナ３０４との間のインピーダンス整合を提供するための変圧器を更に含むことができる。
【0019】
アンテナ３０４は、電磁信号を送信及び／又は受信するように構成されたトランスデューサである。いくつかの実装形態では、アンテナ３０４は、電磁スペクトルの極高周波（ＥＨＦ）帯域内の無線周波数、例えば３０～３００ギガヘルツの周波数を含む無線周波数で動作するように構成されている。ＩＣパッケージ３００に示されるように、アンテナ３０４は、ダイ３０２から分離されているが、図示しない好適な導体によってダイ３０２に結合される。
【0020】
アンテナ３０４は、接地面の上に位置決めされる。接地面は、ＩＣパッケージ３００の一部又は全部を覆うことができる。接地面は、アンテナから発せられた信号を反射して、トップファイア通信のためにＥＨＦ信号をＩＣパッケージ３００に垂直に方向付けるのを助ける材料から形成される。加えて、接地面は、アンテナのインピーダンスを制御するために使用され得る。
【0021】
図３Ａに示されるアンテナ３０４は、差動フィード（給電）マイクロストリップパッチアンテナである。アンテナ３０４は、中心にスロット３１２が形成された矩形部分３１０を含む。矩形部分３１０には、一対の結合マイクロストリップライン３１４によって給電される。アンテナ及びフィードラインは、全て１つの層に包含される。
【0022】
スロット３１２はスタブとして機能し、その長さは広帯域の周波数に整合するようにアンテナのインピーダンスを変えるパラメータとなる。具体的には、インピーダンスは、概ね、スロット幅とともに増加し、逆もまた同様である。その結果、スロットの設計は、アンテナ全体のサイズを小さく保ちながら広帯域性能を促進するために、アンテナのインピーダンス制御パラメータを供する。いくつかの実装形態では、アンテナは、電磁スペクトルの極高周波（ＥＨＦ）帯域内の無線周波数で電磁信号を送信及び／又は受信するように設計される。例えば、アンテナは、小さい物理的フットプリントを維持しながら、５５～６５ＧＨｚの周波数範囲で１０ＧＨｚの帯域幅を達成するように構成することができる。特定の所望の帯域幅に応じて、アンテナサイズは、例えば、０．５～１．５ｍｍ×０．３～１ｍｍの範囲内とすることができる。しかしながら、共振周波数及び帯域幅は、例えば、アンテナの寸法を変更することによって、特定の用途に合わせて調整することができる。別の実装形態では、アンテナは、５２～６８ＧＨｚの周波数範囲を有する１６ＧＨｚのより高い帯域幅を達成するように構成することができる。更に別の実装形態では、アンテナは、７３～８７ＧＨｚの周波数範囲を有する１４ＧＨｚのより高い周波数及び帯域幅を達成するように構成することができる。いくつかの実装形態では、アンテナの実現されたゲインは、達成された帯域幅にわたって５～６ｄＢ以内である。
【0023】
差動フィード（給電）マイクロストリップパッチアンテナは、複雑な設計を必要とせず、小さなサイズでＥＨＦ通信を提供する。アンテナの広い帯域幅は更に、製造公差内での動作を許容する。更に、上述したように、周波数帯域は、大幅な設計調整なしに設計をスケーリングすることによって調整することができる。
【0024】
封入材料３０６は、ＩＣパッケージ３００の様々な構成要素を固定された相対位置に保持するのを助けるために使用することができる。封入材料３０６は、ＩＣパッケージ３００の構成要素に対して電気絶縁及び物理的保護を提供するように構成された好適な材料から形成され得る。追加的に、封入材料３０６は、アンテナ３０４への、又はそこからの信号の通過を妨げない、又は最適化する材料から選択することができる。例えば、封入材料３０６は、エポキシ、ガラス、プラスチック、又はセラミックからなることができる。封入材料３０６はまた、任意の好適な形状で形成され得る。例えば、封入材料３０６は、矩形ブロックの形態であり得、ダイ３０２を外部回路に接続する導体の任意の非接続端部を除いて、ＩＣパッケージ３００の全ての構成要素を封入する。
【0025】
図３Ｂは、ハイパスフィルタ３２８を含むパッチアンテナ３２０を示す。パッチアンテナ３２０は、アンテナ３０４と同様であり、ＩＣパッケージ３００と同様のＩＣパッケージの基板の一部として実装することができる。具体的には、パッチアンテナ３２０は、矩形のパッチ部分３２２と、スロット３２４と、一対のフィードライン３２６とを含む。しかしながら、加えて、パッチアンテナ３２０は、ハイパスフィルタ３２８も含む。ハイパスフィルタ３２８は、アンテナ放出をある周波数（例えば、５７ＧＨｚ）未満に低減するために使用される。ハイパスフィルタ３２８は、アンテナの送信の出力を最適化するためにアンテナ設計に組み込むことができ、ひいては、受信機への入力を最適化することができる。いくつかの代替実装形態では、ハイパスフィルタ３２８を使用する代わりに、電磁干渉／電磁適合性（electromagneitc interference/electromagnetic commpatibility 、ＥＭＩ／ＥＭＣ）コンプライアンス要件に準拠するために、放射された放出の動作帯域幅（operating bandwidth 、ＯＢＷ）を低減するためのバンドパスフィルタが使用される。
【0026】
図４Ａは、例示的なＩＣパッケージ４００の上面図を示す。ＩＣパッケージ４００は、ダイ４０２及びスロット付きボウタイアンテナ４０４を含む。具体的には、ＩＣパッケージ４００の基板は、ダイ４０２及びスロット付きボウタイアンテナ４０４を含む。ダイ４０２及び封入材料４０６を含むＩＣパッケージ４００は、図３ＡのＩＣパッケージ３００と構造が類似している可能性がある。
【0027】
スロット付きボウタイアンテナ４０４は、一対の結合マイクロストリップライン４０８によって給電されるボウタイ部分４１０を含む。ボウタイ部分４１０は、各々がそれぞれのマイクロストリップラインに結合された一対の実質的に扇形の部分を含む。より具体的には、扇形部分は湾曲縁部を有する。湾曲縁部の各端部は、直線縁部に接合されている。各直線縁部は、マイクロストリップラインの一部分に入射する。直線縁部は、マイクロストリップラインに到達する前にほぼ交差するように互いに接近し得る。代替的には、各直線縁部の（湾曲した縁部に対する）遠位端は、遠位端を結合する第４の縁部と接合し得る。ボウタイ部分４１０は、一対の湾曲スロット４１２を更に含む。湾曲スロットは、実質的に互いに平行で、湾曲縁部と同様の曲率角度、又は異なる曲率角度を有する、それぞれの湾曲縁部を有し得る。湾曲部分の残りの辺は、実質的に直線であり得る。
【0028】
スロット付きボウタイアンテナ４０４は、図３Ａのパッチアンテナ３０４と同様に、トップファイア使用のために接地面の上に位置決めされる。したがって、例えば、アンテナによって発せられたＲＦ放射の一部分は、接地面によって基板４００の底面から反射される可能性がある。ボウタイアンテナ４０４は、ミリ波帯域用途向けに構成することができる。ボウタイパターンに一体化された湾曲スロット４１２は、ボウタイアンテナの電気的長さを増加させ、これにより、低い周波数帯域を減少させる。湾曲スロットを有するボウタイパターンは、追加的に、ボウタイアンテナの入力インピーダンス応答を平坦化し、スムーズなインピーダンス整合性能をもたらし、反射係数（Ｓ１１）特性を向上させる。Ｓ１１は反射係数であり、アンテナから反射される電力の量（すなわち、リターンロス）を表す。ボウタイアンテナ４０４は、遠視野放射パターンの指向性を更に改善し、ゲイン性能を大幅に向上させる。
【0029】
図４Ｂは、周波数に基づくボウタイアンテナ４０４のシミュレートされた反射係数（Ｓ１１）特性のプロット４２０を示す。具体的には、この実施例では、アンテナは５５～６５ＧＨｚの帯域にわたって放射し、共振周波数は実質的に６１．５ＧＨｚである。図４Ｃは、周波数に対するボウタイアンテナ４０４のシミュレートされたゲイン及び効率のプロット４２２を示す。ゲインシミュレーションは、５５～６５ＧＨｚの周波数帯域を通して動作するボウタイアンテナが、６ｄＢの平均広帯域ゲインを有することを示す。
【0030】
図５Ａは、第１のスパイラルアンテナ設計を含む例示的なＩＣパッケージ５００の上面図を示す。ＩＣパッケージ５００は、ダイ５０２及びスパイラルアンテナ５０４を含む。具体的には、スパイラルアンテナ５０４は、ダイ５０２のための接続を含むＩＣパッケージ５００の基板上に位置決めされる。基板は、フィード構造を更に含み得る。ダイ５０２及び封入材料５０６を含むＩＣパッケージ５００は、図３ＡのＩＣパッケージ３００と構造が類似している可能性がある。追加的に、上述したアンテナと同様に、スパイラルアンテナ５０４は、トップファイア用途のためのインピーダンス整合及びＲＦ放射の反射を提供する接地面構造の上に位置決めすることができる。
【0031】
図５Ｂは、第２のスパイラルアンテナ設計を含む例示的なＩＣパッケージ５０１の上面図を示す。ＩＣパッケージ５０１は、ダイ５１０及びスパイラルアンテナ５１２を含む。具体的には、スパイラルアンテナ５１２は、ダイ５１０のための接続を含むＩＣパッケージ５０１の基板上に位置決めされる。ダイ５１０及び封入材料５１４を含むＩＣパッケージ５０１は、図３ＡのＩＣパッケージ３００と構造が類似している可能性がある。追加的に、上述したアンテナと同様に、スパイラルアンテナ５１２は、トップファイア用途のためのインピーダンス整合及びＲＦ放射の反射を提供する接地面構造の上に位置決めすることができる。
【0032】
スパイラルアンテナ５０４及び５１２は、上述したアンテナ並びに従来の折り返しダイポールアンテナと同様のサイズで、それぞれのＩＣパッケージの一部分を占めることができる。具体的には、スパイラルアンテナ５０４は、連続的なピッチを有する例示的なアルキメデススパイラルを例解する。すなわち、アルキメデススパイラルは、原点からのどのような半直線も、スパイラルの連続する曲線と一定の距離を隔てた点で交差するという性質を有している。
【0033】
対照的に、スパイラルアンテナ５１２は、例示的な対数スパイラルアンテナを例解する。対数スパイラルでは、対数スパイラルの回転間の距離は、幾何学的（例えば、対数的）進行において増加する。
【0034】
スパイラルアンテナは、アルキメデススパイラルアンテナであろうと対数スパイラルアンテナであろうと、高度の円偏波（circular polarization 、ＣＰ）を呈するコンパクトな幾何学形状である。したがって、共線的な送信機アンテナ及び受信機アンテナは、相互の軸を中心とした回転とは無関係に強く結合する。これにより、送信デバイス及び受信デバイスの角度アライメントはそれほど重要ではなく、ＣＰ特徴が追加されていない回転データリンクを可能にする。すなわち、十分な信号強度を維持しながら、通信中にアンテナを別のデバイスに対して回転させることができる。加えて、ピッチ、相対的な金属充填、及び全体的なスパイラル長さを調整することによって、より長い波長がスパイラルのより大きい直径を励起し、より短い波長がより小さい直径を励起する、非常に広帯域（wideband、ＷＢ）（例えば、帯域幅が５ＧＨｚを超える）のアンテナをもたらすことができる。
【0035】
図５Ｃは、スパイラルアンテナのＥＨＦ帯域における所与の周波数、例えば６０ＧＨｚにおける電流密度のプロット５３０を示す。このプロットは、放出の有効径が周波数に依存するので、スパイラル設計が広い周波数帯域幅をどのように提供するかを例解している。
【0036】
図６は、アンテナ回転に対する信号強度のプロット６００を示す。具体的には、図６は、スパイラルの平面に垂直な軸の周りの回転中に送信するスパイラルアンテナ、例えば、スパイラルアンテナ５０４又は５１２の信号強度を示す。このプロットは、送信された信号が、最小の強度変動で３６０°回転を通して強いままであることを例解する。
【0037】
【0038】
図７Ａは、平坦化されたホーン形状のビーム誘導構造７０２を含むＩＣパッケージ７００の斜視図を示す。具体的には、ビーム誘導構造７０２は、例えば、図３Ａに示されるものと同様のＩＣパッケージなど、ＩＣパッケージのアンテナから発せられる、又はアンテナによって受信されるＲＦ信号の所望の送信方向に対して、ＩＣパッケージ７００の側面（例えば、上面）に結合される。ビーム誘導構造７０２は、チャネル間のクロストークを低減する。例えば、図３Ａに示されるようなＥＨＦ通信のためのパッチアンテナは、接地面の上に位置決めし、ダイに結合することができる。次に、ビーム誘導構造７０２は、ビーム誘導構造の開口部がアンテナと重なるように置くことができる。ビーム誘導構造７０２は、アンテナから放射されるＲＦエネルギーを集束させ、これにより、別のデバイスとの結合を改善し、隣接チャネル間のクロストークを低減することができる。
【0039】
ビーム誘導構造７０２は、アンテナに最も近い側がアンテナから最も遠い側よりも広い開口部を有する、平坦化されたホーン又は逆ホーンの形状を有することができる。平坦化されたホーンの内部幾何学形状は、正方形、長方形、円形、又は任意の他の好適な断面形状を有することができる。ビーム誘導構造は、信号誘導構造によって形成されるチャネルに沿った通信の通過を妨害することなく、外部信号を低減するように構成されている、好適な材料からなることができる。この材料は、放射線吸収材料であり得る。追加的に、ビーム誘導構造の内側のアンテナに面する表面は、導電性コーティング、例えば、銅などの金属層を含むことができる。遠端は、デバイスのハウジングの近くに位置決めすることができる。デバイスハウジングは、別のデバイスと位置合わせされると、デバイス間のトップファイア通信を容易にする。
【0040】
図７Ａに示す実施例では、ビーム誘導構造の開口部を充填することができる。充填材料は、ＩＣパッケージ７００のアンテナとの間の信号の伝搬に干渉しないように選択することができる。例えば、エポキシ材料を充填材料として使用し得る。
【0041】
図７Ｂは、平坦化されたホーン形状のビーム誘導構造７１２を含む別のＩＣパッケージ７１０の斜視図を示す。図７Ｂに示す実施例では、ビーム誘導構造７１２の上面、すなわち、ダイ上のアンテナから最も遠い表面は、金属コーティング７１４を含むことができる。金属コーティングは、アンテナと位置合わせされていない着信信号を反射して、チャネル間のクロストークを更に低減することができる。
【0042】
いくつかの実装形態では、平坦化されたホーン又は逆正方形ホーンの形状は、Ｅ平面とＨ平面の両方、すなわち、アンテナの「Ｅ」平面に直交する電界ベクトル「Ｅ」平面と磁界「Ｈ」平面とを包含する平面において偏波を有する。ビーム誘導構造に結合されたアンテナの放射パターンは、図７ＢにおいてＢ及びＡとラベル付けされた上下の開口部における逆ホーンの寸法と、図７ＢにおいてＲとラベル付けされたホーンの高さとに依存し、ホーンのフレア角度にも影響を与える。アンテナの性能を適合させるために、パラメータ（例えば、高さ、開口部、傾斜が平坦であるか湾曲しているなどの形状など）が最適化される。具体的には、パラメータを調整して、ＩＣパッケージによって放射されるビーム幅、その帯域幅に対する結合係数、及びその帯域幅に対する隣接チャネルとのクロストークを調整することができる。ビーム誘導構造は、高結合で広帯域性能を提供することができ、更に相対クロストーク値を低く、例えば約－３０ｄＢに維持することができる。
【0043】
【0044】
第１のデバイス８０２は、第１のＰＣＢ８１２に搭載された第１の送信機ＩＣパッケージ８０８及び第１の受信機ＩＣパッケージ８１０を含む第１の通信パッケージ８０６を含む。第１の送信機ＩＣパッケージ８０８及び第１の受信機ＩＣパッケージ８１０の各々は、それぞれの第１のビーム誘導構造８１４に結合される。それぞれの第１のビーム誘導構造８１４は、送信機ＩＣパッケージ８０８のアンテナによって発せられたＥＨＦ信号を受信し、それらのＥＨＦ信号を第２のデバイス８０４の受信機に方向付ける。同様に、第１の受信機ＩＣパッケージ８１０に結合された第１のビーム誘導構造は、第２のデバイスの送信機からＥＨＦ信号を受信し、ＥＨＦ信号を第１の受信機ＩＣパッケージ８１０のアンテナに方向付ける。
【0045】
第１のビーム誘導構造８１４は、例えば、それぞれのＩＣパッケージのアンテナの上に位置決めされた図７Ａ又は図７Ｂの平坦化されたホーン形状のビーム誘導構造とすることができる。いくつかの他の実装形態では、異なる形状を有する他のビーム誘導構造を使用することができる。追加的に、ＩＣパッケージは、例えば、図３Ａ及び図３Ｂ、図４Ａ、図５Ａ、又は図５Ｂに示されるように、他の好適なアンテナ設計を使用することができる。
【0046】
第１のビーム誘導構造８１４は、第１のデバイス８０２の第１のハウジング８１６の表面に向かって延在する信号チャネルを形成する。例えば、第１のデバイス８０２は第１の携帯電話である可能性があり、第１のハウジング８１６は第１の携帯電話の外側ケースに対応することができる。
【0047】
図８に示される例示的なデバイスでは、信号遮断構造８１８も、第１の送信機ＩＣパッケージ８０８と第１の受信機ＩＣパッケージ８１０との間に位置決めされる。このビーム遮断構造は、ＩＣパッケージのそれぞれのチャネル間のクロストークを低減するのに役立つことができる。
【0048】
第２のデバイス８０４は、同様に、第２のＰＣＢに搭載された第２の送信機ＩＣパッケージ及び第２の受信機ＩＣパッケージを含む第２の通信パッケージを含む。第２の送信機ＩＣパッケージ及び第２の受信機ＩＣパッケージの各々はまた、それぞれの第２のビーム誘導構造に結合される。第２のビーム誘導構造は、第２のデバイス８０４の第２のハウジングの表面に向かって延在するチャネルを提供する。例えば、第２のデバイス８０４は第２の携帯電話である可能性があり、第２のハウジングは第２の携帯電話の外側ケースに対応することができる。
【0049】
図８に示すように、第１のビーム誘導構造及び第２のビーム誘導構造は、デバイス間通信中に、それぞれの第１及び第２のハウジングのいずれかの側に実質的に位置合わせされる。すなわち、第１及び第２のデバイスは、それぞれの送信機ＩＣパッケージと受信機ＩＣパッケージとの間の放射送信経路が位置合わせされるように位置決めされる。位置合わせは、第１の送信機ＩＣパッケージから第２の受信機ＩＣパッケージへの、かつ第２の送信機ＩＣパッケージから第１の受信機ＩＣパッケージへのデータ送信からの損失を最小限に抑える。
【0050】
図８Ｂは、特定の周波数帯域にわたって図８ＡのＩＣパッケージによって提供されるシミュレートされたアンテナ放射強度を示すプロット８４０である。具体的には、図８Ｂは、結合を例解する線８４２を示す。線８４２は、周波数にわたって概ね平坦であり、アンテナが高い帯域幅を有することを示す。図８Ｂはまた、隣接チャネル間のクロストークを示す線８４４を示す。最後に、図８Ｂは、アンテナが別のアンテナからどの程度効率的にエネルギーを受信するかを示す、リターンロスを例解する線８４６を示す。
【0051】
図９は、ビーム誘導構造をＩＣパッケージに組み込むためのプロセスにおけるステップを例解する図９００である。図９のプロセスでは、ＥＭ構造は、パッケージ単一化の前に大きなマルチユニットフォーマットを使用してパッケージアセンブリプロセス中にＩＣパッケージ上に組み立てられる。
【0052】
信号経路トレース、アンテナ、及び接地面を含む基板が準備される（９０２）。具体的には、アンテナは、ＩＣパッケージに統合され、基板回路を使用して相互接続される基板上に印刷することができる。アンテナは、例えば、上述のアンテナ設計のうちの１つである可能性がある。具体的には、マイクロストリップパッチアンテナが図９に例解されている。ダイは、基板レイアウト及び信号トレースに基づいて基板に取り付けられる（９０４）。アンテナ及びダイを含むＩＣパッケージは、封入材料でオーバーモールドされる（９０６）。
【0053】
オーバーモールドされたＩＣパッケージの上面は、例えば、接着ダイアタッチフィルム（die-attach film 、ＤＡＦ）などのダイアタッチ材料を使用して、接着層でコーティングされる（９０８）。図７の平坦化されたホーン形状の構造のようなビーム誘導構造が、接着層に取り付けられる（９１０）。平坦化されたホーン形状の構造は、使用される材料に応じて、例えば成形又は他のプロセスによって事前に製造することができる。いくつかの実装形態では、内面は、信号誘導構造の壁を通る信号送信を防止するために金属層でコーティングされる。例えば、金属層は銅である可能性がある。次いで、ＩＣパッケージの１つ以上の表面をエポキシ成形化合物（epoxy molding compound、ＥＭＣ）でコーティングして、ＩＣパッケージ用の保護層を提供することができ、その結果、完成したＩＣパッケージが得られる（９１２）。次いで、完成したＩＣパッケージを、例えば、デバイスの通信モジュールに搭載することができる。多くの従来の方法とは対照的に、ＩＣパッケージは、追加のアセンブリ及び相互接続回路を必要とすることなく、アンテナ及びビーム誘導構造を含む。
【0054】
図１０は、ビーム誘導構造をＩＣパッケージに組み込むための別のプロセスにおけるステップを例解する図１０００である。信号経路トレース、アンテナ、及び接地を含む基板が準備される（１００２）。具体的には、アンテナは、ＩＣパッケージに統合され、基板回路を使用して相互接続される基板上に印刷することができる。アンテナは、例えば、上述のアンテナ設計のうちの１つである可能性がある。
【0055】
アンテナ及びダイが取り付けられた基板は、オーバーモールドされる（１００４）。オーバーモールドは、基板の表面積の実質的に全てを覆うことができる。場合によっては、成形により、アンテナの上にほとんど覆われていない部分が残る。例えば、モールドは、アンテナのすぐ上の小さな層を除いて成形材料の流れを防止するアンテナの上の領域を含むことができる。具体的には、アンテナの上方の領域は、上述した平坦化したホーン形状などのビーム誘導構造の形状に成形することができる。
【0056】
導電層を、成形材料の上部に堆積する（１００６）。例えば、スパッタ堆積を使用して、金属、例えば銅の小さな層を成形材料の上部に堆積させることができる。金属は、アンテナの上のビーム誘導構造の上面上及び凹状エリア内の両方に堆積させることができる。
【0057】
アンテナを直接覆う成形材料及び導電層の部分を除去する（１００８）。例えば、レーザアブレーションなどの好適な技法を使用して、アンテナを直接覆う凹状エリアの下部から材料、例えば少なくとも導電層を除去して、アンテナへの信号及びアンテナからの信号のための明確な送信経路を確保することができる。
【0058】
最後に、凹状エリア、並びにＩＣパッケージの他の表面を、ＩＣパッケージを保護するが、アンテナの周波数帯域内の信号送信を妨害しないエポキシ材料などのゲル充填材で被覆又は充填することができる（１０１０）。
【0059】
図１１は、デュアルバンドアンテナを含む例示的なＩＣパッケージ１１００の上面図を示す。ＩＣパッケージは、例えば、異なる周波数帯域において送信又は受信するように構成されたアンテナをＩＣパッケージに提供するために、デュアルアンテナを用いて構成することができる。ＩＣパッケージ１１００は、ダイ１１０２と、電気信号と電磁（ＥＭ）信号との間の変換を提供する第１のアンテナ１１０４及び第２のアンテナ１１０５とを含む。具体的には、第１のアンテナ１１０４及び第２のアンテナ１１０５は、ダイ１１０２のための接続を含むＩＣパッケージ１１００の基板上に位置決めされる。ＩＣパッケージ１１００は、追加の構造、例えば、ダイ１１０２に含まれる送信機又は受信機回路に接続されたボンドパッドにトランスデューサを電気的に接続する、ボンドワイヤなどの導電性コネクタを含み得る。ＩＣパッケージ１１００は、ダイ１１０２並びに／又は第１及び第２のアンテナ１１０４、１１０５の少なくとも一部分の周りに形成された封入材料１１０６を更に含む。例示的なＩＣパッケージ１１００では、封入材料１１０６は、ダイ１１０２、第１のアンテナ１１０４、及び第２のアンテナ１１０５を完全に覆う。
【0060】
ダイ１１０２は、上述したものと同様の回路構造とすることができ、ダイを１つ以上の回路に結合する導電体に搭載することができる。同様に、封入材料１１０６も前述したようなものであり得る。
【0061】
第１のアンテナ１１０４及び第２のアンテナ１１０５は、両方とも、キー形状パッチアンテナのタイプである可能性がある。キー形状アンテナは、広い動作帯域幅において対称な放射パターンを呈するコンパクトな幾何学形状である。いくつかの実装形態では、キー形状アンテナは、スロットを台形形状パッチアンテナに組み込むことによって設計され、１つの端部において一対のマイクロストリップラインと結合される。スロットは、アンテナの電気的長さを増加させることによって共振特性を変化させ、それによってアンテナの帯域幅が増加する。スロットを組み込むことによって、電流はアンテナの側面に沿って流れ、それによって電流経路及び電気的長さを増加させる。したがって、アンテナ自体の物理的寸法を低減することができる。加えて、スロットのサイズ及び位置は、アンテナの広帯域幅及び低インピーダンスを達成するように最適化される。図１１に示す実施例では、台形形状パッチアンテナの平行でない辺のスロットが間隔を置いて配置されており、各スロットは対向する辺のスロットと整列している。しかしながら、各辺に対して互い違いに配置すること、又は間隔を変えることを含む他の構成も好適であり得る。追加的に、図１１に示すように、中央のスロットは、図３Ａに示すスロットと同様に、マイクロストリップライン間の間隔から連続している。
【0062】
具体的には、キー形状アンテナの幾何学形状に基づいて、特定の中心周波数をアンテナに対して定義することができる。例えば、第１のアンテナ１１０４は、第１の中心周波数、例えば７５．５ＧＨｚを有することができ、一方で、第２のアンテナ１１０５は、第２の中心周波数、例えば５８ＧＨｚを有することができる。
【0063】
いくつかの代替実装形態では、単一の周波数帯域を提供するために単一のキー形状アンテナを使用することができる。
【0064】
別の実装形態では、第１のアンテナ１１０４の偏波は、第２のアンテナ１１０５とは異なり得る。これは、アンテナ１１０４、１１０５の間のアイソレーションを増加させ得る。追加されたアイソレーションによって、デュアルアンテナは、同じ周波数帯域において別々に又は同時に使用され得る。
【0065】
更に別の実装形態では、第１及び第２のアンテナ１１０４、１１０５の偏波は類似しており、基板１１０６上又はチップ１１０２の内部の別個の構造にアイソレーションが追加された状態で同じ周波数帯域において使用される。追加されたアイソレーションによって、デュアルアンテナは、同じ周波数帯域において別々に又は同時に使用され得る。
【0066】
図１２Ａは、周波数に関して図１１のデュアルバンドアンテナを使用してシミュレートされたリターンロス及びアイソレーションのプロット１２００を示す。図１２Ｂは、周波数に関して図１１のデュアルバンドアンテナを使用してシミュレートされたアンテナ効率及びゲインのプロット１２０２を示す。
【0067】
図１３は、サイドファイア放射を生成する例示的なスロットアンテナ１３００の上面図を示す。アンテナ１３００は、アンテナ１３００の片側に形成された角度付きスロット１３０２を有するパッチアンテナとすることができる。ＩＣパッケージのＰＣＢ上に位置決めされると、アンテナ１３００は、トップファイア方向ではなく横方向に方向付けられたサイドファイア放射を生成する。したがって、図１３に示す上面図から、放射パターンは、スロット縁部から方向付けられ、例えば、図１３の右に発せられ得る。
【0068】
そのようなスロットアンテナは、別のデバイスとの短距離通信リンクを維持するのに十分なゲインを有するエンドファイア放射を有し、例えば、送信機アンテナと受信機アンテナとの間の距離は数センチメートル以内である。それは、高速通信に必要な広帯域幅を呈する。いくつかの実装形態では、スロットアンテナは、２層積層体を使用してパッケージ上への統合のための可撓性を供する。具体的には、スロットアンテナの上方及び／又は下方の積層体は、放射方向がスロット開口部の縁部からであり、ゲインを増加させることを確実にするために接地面を含むことができる。ゲインを増加させるために接地面を使用することにより、アンテナの全体的なサイズを非常に小さくすることができ、場合によっては５×５ｍｍ２未満にすることができる。アンテナからの放射放出のパターンは、アンテナを取り囲む接地面をパターン化することによって、誘電体（多層積層体）の内部にアンテナを埋め込むことによって、及び／又は誘電体の誘電率を制御することによって調節することができる。
【0069】
図１４Ａは、例示的なＩＣパッケージ１４００の上面図を示す。ＩＣパッケージ３００は、ダイ１４０２と、電気信号と電磁（ＥＭ）信号との間の変換を提供する八木－宇田型アンテナ１４０４とを含む。具体的には、八木－宇田型アンテナ１４０４は、ダイ１４０２のための接続を含むＩＣパッケージ３００の基板上に位置決めされる。ＩＣパッケージ１４００は、図示されていない追加の構造、例えば、ダイ１４０２に含まれる送信機回路又は受信機回路に接続されたボンドパッドにトランスデューサを電気的に接続するボンドワイヤなどの導電性コネクタを含むことができる。ＩＣパッケージ１４００は、ダイ１４０２及び／又はアンテナ１４０４の少なくとも一部分の周りに形成された封入材料１４０６を更に含む。例示的なＩＣパッケージ１４００では、封入材料３０６は、ダイ１４０２及びアンテナ１４０４を完全に覆う。ダイ１４０２及び封入材料１４０６は、他のＩＣパッケージに関して上述したようなものとすることができる。
【0070】
八木－宇田アンテナは、エンドファイアアレイ内に２つ以上の並列共振アンテナ素子を有する指向性アンテナである。具体的には、アンテナ素子は、単一の励振素子と、電気的接続のない１つ以上の非励振素子とを含む。非励振素子は、典型的には励振素子よりも長く、意図された送信の方向に対向して配置される反射素子であり得る。非励振素子は、導波器素子であってもよく、導波器素子は、典型的には、励振素子よりも短く、意図された送信方向の側に位置決めされる。非励振素子は、その正確な長さに基づいて異なる位相で、励振素子からの波を受信して再放射し、励振素子の放射パターンを修正する。具体的には、構成に基づいて、素子からの波は、送信方向におけるアンテナのゲインを増加させるように重畳することができる。
【0071】
例示的なＩＣパッケージ１４００では、アンテナ１４０４は、６０ＧＨｚ用途のための高帯域幅アンテナである。図示のアンテナ１４０４は、１つの励振素子１４０８と１つの導波器素子１４１０とを含む。ＩＣパッケージ１４００は、例えばランドグリッドアレイ（land grid array 、ＬＧＡ）タイプのパッケージを使用して、ＰＣＢ上に組み立てられる。いくつかの実装形態では、ダイ１４０２の接地又はダイ１４０２自体が、八木－宇田アンテナ１４０４の反射素子として機能し、反射素子は、後方放射場を遮蔽する。
【0072】
図１４Ｂは、例示的な層状ＰＣＢの断面図１４１０を示す。具体的には、図１４Ｂは、いくつかの別個の層を有するＰＣＢ１４１２（又はＰＣＢの縁部分）を示す。ＩＣパッケージ１４１４は、ＰＣＢ１４１２上に搭載される。ＰＣＢは、エンドファイアパッケージビーム指向性を改善するために接地が階段状パターン１４１６で切り取られた複数の層を含み得る。多層階段状ＰＣＢ接地は、基板モードへの放射電力損失の一部を軽減するために使用され得る。階段状層の各々は、導電性材料、例えば銅から形成することができる。段差は、ＰＣＢ１４１２の上面と３５度の角度を形成することができる。図１４Ｂでは、３つの層が段階的に切断されている。しかしながら、いくつかの他の実装形態では、異なる数の層を階段状にすることができる。ＩＣパッケージ１４１４は、階段状の層を有するＰＣＢの縁部上に搭載される。各導電層は、ＰＣＢの縁部の前で終わることができる。
【0073】
図１５Ａは、図１４Ａのアンテナ１４０４についてシミュレートされた放射パターンのプロット１５００を示す。図１５Ｂは、図１４Ａのアンテナ１４０４についてシミュレートされたリターンロスのプロット１５０２を示す。図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、アンテナは、１０ＧＨｚにわたって－１０ｄＢ未満のリターンロス（Ｓ１１）及び６．３ｄＢの安定したアンテナゲインを伴う、６０ＧＨｚにおける高指向性サイドファイア放射パターンの好ましい性質を有する。
【0074】
図１６は、単一プローブ導波管ランチャ１６００の斜視図を示す。高周波導波管は、ダイをＰＣＢに接続するために通常使用される積層体内に製作される。代替的に、いくつかの他の実装形態では、導波管ランチャは、標準的なプリント回路基板及びフレキシブル相互接続基板を含む、任意の層状ＰＣＢのような様式で製作することができる。別の実装形態では、導波管ランチャは、成形相互接続基板（molded interconnect substrate 、ＭＩＳ）パッケージング、Ｃ２ｉＭなどを用いて製作することができ、ＭＩＳは、成形コンパウンドで作られる。ＭＩＳ基板内の銅トレースが埋め込まれる。それは、より微細なライン及びスペース、並びに導体の寸法及びそれらのそれぞれの距離のより高い精度を許容する。ＥＨＦの分野では、これは機械的公差を改善し、より高くかつより一貫した性能を提供し得る。
【0075】
図１６に示すように、導波管は、標準的なＰＣＢプロセスを使用して製作される。矩形導波管１６０１は、２つの実質的に平行な銅の導電面１６０２及び１６０４から作られる。導波管側壁は、３つの側面上で２つの銅平面を一緒に接続する一連の密に間隔を置いて配置されたビアホール１６０６から作られる。ビアホール１６０６が波長の数分の一だけ離れて間隔を置いて配置されている場合、それらは固体導電性壁と同様に作用する。ＲＦ信号は、プローブ１６０８が導波管１６０１の後壁から約４分の１波長の間隔を置いて配置された状態で、この導波管内に発射される。信号は、導波管の開放端から放射される。
【0076】
図１７は、平衡プローブ導波管ランチャ１７００の斜視図を示す。図１７に示されるように、矩形導波管は、銅の２つの導電面１７０２及び１７０４から作られる。導波管側壁は、２つの銅面を一緒に接続する一連の密に間隔を置いて配置されたビアホール１７０６から作られる。ＲＦ信号は、平衡フィードを使用して発射される。平衡フィードは、第１のプローブ１７０８から半波長の第２のプローブ１７１０を追加することによって達成される。
【0077】
多層基板が使用される場合、発射プローブは、様々な層上の導体として製作することができ、プローブ本体は、単に、異なる層を接続するために使用されるビアホールとすることができる。他の層は、補助的な相互接続のために、又は追加の導波管を作るために使用することができる。追加的に、物理的サイズは、使用される誘電体材料の誘電率を上昇させることによって減少させることができる。
【0078】
サイドファイア導波管アンテナは、異なるタイプのデバイスを結合するために使用することができる。例えば、サイドファイア導波管アンテナは、光ファイバケーブルを結合するために、又は単一デバイス内の異なるＰＣＢ間の通信を提供するために使用することができる。
【0079】
いくつかの実装形態では、デバイス内の構成要素は、高速データ転送を用いて２つの別個のＰＣＢ間で効果的に通信することができ、ケーブル及びコネクタを曲げる必要をなくすことができる。構成要素は、フレックス回路及びコネクタを使用する必要なく、高速リンクのために別個の基板上に位置させることができる。短距離では、リンクは空気を通して直接創出することができる。距離が長くなると、エネルギーを方向付け、２つのデバイス間の損失及びクロストークを低減するために、誘電体（例えば、プラスチック材料）導波管を使用することを必要とし得る。導波管は、デバイスが直接位置合わせされていない場合であっても、経路を提供するために（半径ガイドラインの範囲内で）湾曲させることもできる。各チャネルに対して別個の導波管を使用され得る。
【0080】
【0081】
導波管ランチャ１８００は、一体型導波管ランチャ（waveguide launcher、ＷＧＬ）構造を含む。ＷＧＬ構造は、薄型であり、集積回路の基板ＰＣＢに直接統合することができる。導波管ランチャ１８００に供給するために使用される無線周波数エネルギーは、集積回路からＰＣＢ上のトレースを通ってＷＧＬに発することができる。
【0082】
いくつかの実装形態では、エネルギーは、様々な構成の１つ以上のプローブ（電圧モード又はＥ場）又はショートループ（電流モード又はＨ場）を通してＷＧＬに供給される。送信機及び受信機からなるトランシーバが特定のＩＣの一部である場合、それらは各々、コンバイナ／スプリッタ、インピーダンス整合、及び／又はダイプレクサフィルタを通して、別個のＷＧＬに供給するか、又は同じ広帯域ＷＧＬに供給することができる。いくつかの他の実装形態では、複数のＷＧＬは、以下でより詳細に説明するように、積み重ね、並列などのような様々な様式で積層基板に統合され得る。
【0083】
ＷＧＬの中に包含される波が創出された後、反射、損失及び回折を最小にするために、不連続面又はインピーダンスの不一致を最小にして導波管自体の中に入る。いくつかの実装形態では、ＷＧＬと導波管とを接続するためにＷＧＬ変換器が使用される。１つ以上のＷＧＬ、シングル又はデュアルモードＷＧＬ、１つ以上のフィードを有するＷＧＬなどに対処するために、様々な構造を創出することができる。
【0084】
いくつかの実装形態では、ＷＧＬパッケージは、ＩＣパッケージの積層ＰＣＢに一体化された単一のＷＧＬデュアルモード小型矩形ＷＧＬと、半径方向発射と、それに続く、矩形ＷＧＬからのＲＦエネルギーを単一の楕円形又は矩形のプラスチックファイバケーブルに変換するＷＧＬ変換器とを含む。ファイバケーブルは、ＲＦ波を包含して誘導するために、箔又はコーティング（反射材料）によってその周囲がシールドされている。複数のモードが異なる位相速度を持つため、楕円形状により、ファイバの周波数がシングルモードであることが許容される。
【0085】
ケーブルは、例えば、別のボード又は製品の対応する他方の側のＷＧＬ変換器、ＷＧＬ、及び送信機／受信機の機能に結合される。ケーブルが反射材料で被覆された可撓性プラスチックから作られる場合、高データレートの通信が、容易な製品展開、高い性能、手頃なコストで可能になり、様々な市場に対処することができる。反射材料でコーティングされた可撓性プラスチックは、プラスチックシェルに含まれ得、両側の非接触コネクタは、大きな位置ずれを許容する。
【0086】
いくつかの他の実装形態では、ＷＧＬは短距離非接触接続に関して使用される。そのような実装形態では、ＷＧＬパッケージは、ＩＣパッケージの積層ＰＣＢに一体化された２つの矩形ＷＧＬを有するトランシーバＩＣを含む。具体的には、ＰＣＢの積層体に一体化された矩形のＷＧＬは、積層体（及びＷＧＬの導電層）に平行なＲＦ信号を発射する。したがって、これらは単独でサイドファイア用途に使用され得る。しかしながら、以下の様々な例示的な構成において説明されるように、ＲＦ信号の方向を変更するために、例えば、トップファイア実装を提供するために、構造及び導波管を含むことが可能である。ＩＣパッケージから出るＲＦ信号の方向にかかわらず、ＲＦ信号は、別のデバイスと通信するために外部デバイスハウジングに方向付けられ得る。加えて、そのような導波管ランチャは、種々のデバイスで使用するためにサイズを非常に小さくすることができる。例えば、いくつかの実装形態では、導波管ランチャは、約１ｍｍの高さを有する約３ｍｍ×５ｍｍの矩形寸法を有することができる。
【0087】
デバイス間通信の場合、第２のデバイスが同様のソリューションを含むことができる。第２のデバイスが第１のデバイスと通信するように位置合わせされると、それぞれの導波管は互いに位置合わせされ、包含されるチャネルを完成する。これにより、閉じ込められた導波管媒体内で第１のトランシーバから第２のトランシーバへの情報の送信が許可される。この実装形態は、製品展開が容易で、高性能で、手頃なコストでの高データレートの非接触通信を許可し、様々な市場に対処する。
【0088】
図１８に戻って参照すると、ＲＦエネルギー発射は、導電面に垂直なＥ場分極を有し、導波管ランチャの導電面に平行で、導電性ビア側壁を含まない端部に方向付けられた信号経路に沿っている。図１８において、このＲＦ信号経路は矢印１８０４で示されている。導波管ランチャ１８００の側壁は、エミュレートされ、一連の導電性ビア１８０２によって置き換えられる。ビアの各々の間の分離距離は、閾値未満であるように構成され得、それによって、示されるように、導波管の内側にＲＦエネルギーを実質的に閉じ込める。各ビア間の距離は、例えば、１Ｒｖ～８Ｒｖの範囲とすることができ、「Ｒｖ」はビアの半径に対応する。別の実施態様（図示せず）では、同様の構造は、２列のビアで近似された壁を有することができ、各列は、ビアの単一の側壁に対して、ビア間の距離の半分だけ交互配置されている。更に別の実装形態（図示せず）では、同様の構造が、ビアの代わりに連続金属化層で近似された壁を有することができる。これは、例えば銅などの導電層で被覆又は金属化されたＰＣＢのトレンチとして実装することができる。
【0089】
図１９Ａは、２つの重ね合わされた導波管ランチャを含む例示的なＩＣパッケージ１９０２の上面図１９００を示すブロック図である。図１９Ｂは、図１９Ａの例示的なＩＣパッケージ１９０２の側面図１９０１を示すブロック図である。
【0090】
ＩＣパッケージ１９０２は、ＲＦ ＩＣ１９０４と、第１の導波管ランチャ構造１９０６と、第２の導波管ランチャ構造１９０８とを含む。各導波管ランチャ構造は、それぞれの異なる周波数帯域を有するＲＦ信号を送信するために使用することができる。代替的に、いくつかの他の実装形態では、一方の導波管ランチャがＲＦ信号を送信し、他方の導波管ランチャは、別のトランスデューサによって、例えば別のデバイスから送信されたＲＦ信号を受信するように構成されている。ＲＦ ＩＣは、ＩＣパッケージ１９０２の表面の下の層上に、例えば、ＩＣパッケージ１９０２に形成された凹部内に位置決めされる。第１の導波管ランチャ構造１９０６は第１の周波数を有し、第２の導波管構造１９０８は第２の周波数を有する。ＲＦエネルギーは、導波管ランチャのそれぞれの導電面内で送信又は受信される。第１及び第２の導波管ランチャ構造１９０６及び１９０８は、フィード１９１０を使用してＲＦ ＩＣ１９０４に結合される。代替的には、１つ以上の導波管が受信機として機能する場合、フィードは、ＲＦ信号エネルギーを導波管からＲＦ ＩＣ２１０４に運ぶ。第１の導波管ランチャ構造１９０６及び第２の導波管ランチャ構造１９０８は、絶縁層１９１２によって分離されている。絶縁層１９１２は、非導電性材料、例えば、プラスチック又は吸収材料からなる可能性がある。
【0091】
図２０は、例示的なＩＣパッケージ２００２の側面図２０００を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２００２は、図１９Ａ～図１９Ｂに示すものと同様である。ＩＣパッケージ２００２の違いは、ＲＦ ＩＣ２００４が積層体層の上部であってＩＣパッケージ２００２の上面において位置決めされていることである。
【0092】
図２１Ａは、例示的なＩＣパッケージ２１０２の側面図２１００を示すブロック図である。図２１Ｂは、図２１Ａの例示的なＩＣパッケージ２１０２の上面図２１０１を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２１０２は、図２０に示されるものと同様である。しかしながら、図２１Ａ及び図２１Ｂの実施例では、ＲＦ ＩＣ２１０４は、導波管ランチャ構造に部分的に重なるように位置決めされる。この位置から、それぞれの導波管ランチャへのフィードは、例えば、第１の導波管ランチャ２００６へのフィード２１０８が、ＲＦ ＩＣ２１０４により近い第１の導波管ランチャ２００６の上面から入るようにすることによって調整することができる。追加的に、この位置では、ＲＦ ＩＣ２１０４は、ＩＣパッケージ２１０２に電気的に結合するためのファンアウトＩＣピンを含むことができる。
【0093】
図２２Ａは、例示的なＩＣパッケージ２２０２の側面図２２００を示すブロック図である。図２２Ｂは、図２２Ａの例示的なＩＣパッケージ２２０２の上面図２２０１を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２２０２は、図２１Ａ～図２１Ｂに示される実施例のように、２つの重ねられた導波管ランチャ構造に部分的に重なるように位置決めされたＲＦ ＩＣ２２０４を含む。ＩＣパッケージ２２０２はまた、第１の周波数においてＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成された第１の導波管ランチャ２２０６と、第２の周波数においてＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成された第２の導波管ランチャ２２０８とを含む。しかしながら、ＩＣパッケージ２２０２では、第１の導波管ランチャ２２０６及び第２の導波管ランチャ２２０８の各々は、第１の方向に沿ってＲＦエネルギーを発射又は受信し、パッケージの右側で４５度の２つの仮想ミラーによる反射後に第２の方向に沿ってＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成されている。各導波管ランチャの仮想ミラー２２１０は、ブラインドホールビアの「階段」を使用して形成される。反射後、信号は、例えば、トップファイア用途で使用するために、最初の発射から９０度で導波管セクションを通して送られる。
【0094】
【0095】
ＩＣパッケージ２３０２は、ＰＣＢ基板上に位置決めされたＲＦ ＩＣ２３０４と、第１の導波管ランチャ構造２３０６と、第２の導波管ランチャ構造２３０８とを含む。図１９～図２２に関して上述したＩＣパッケージとは対照的に、導波管構造は、ＩＣパッケージ上に重ねられない。代わりに、導波管ランチャ構造は、並んで位置決めされ、各々が、それぞれの周波数において、又はそれぞれの周波数帯域内でＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成されている。導波管ランチャ構造の各々は、それぞれのフィード２３１０によってＲＦ ＩＣ２３０４から結合される。
【0096】
図２４Ａは、例示的なＩＣパッケージ２４０２の上面図２４００を示すブロック図である。図２４Ｂは、図２４Ａの例示的なＩＣパッケージ２４０２の側面図２４０１を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２４０２は、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すものと同様である。しかしながら、図２４Ａ及び図２４Ｂの実施例では、ＲＦ ＩＣ２４０４は、第１の導波管ランチャ構造２４０６及び第２の導波管ランチャ構造２４０８と部分的に重なるように位置決めされる。
【0097】
【0098】
ＩＣパッケージ２５０２は、基板、例えば、ＰＣＢ上に位置決めされたＲＦ ＩＣ２５０４を含む。ＩＣパッケージ２５０２はまた、第１の周波数においてＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成された第１の導波管ランチャ２５０６と、第２の周波数においてＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成された第２の導波管ランチャ２５０８とを含む。しかしながら、ＩＣパッケージ２５０２において、第１の導波管ランチャ２５０６及び第２の導波管ランチャ２５０８の各々は、例えば、トップファイア通信を提供するために方向を変えることができる信号経路に沿ってＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成されている。したがって、図２５Ａ及び図２５Ｂに示されるように、導波管ランチャは、それぞれの導波管ランチャの導電面に平行である第１のＲＦ信号経路セグメントを有する。この信号経路セグメントは、例えば１つ以上の反射要素を使用して、別の方向、例えば９０度の角度を有する導波管に結合されて、ＩＣパッケージ２５０２に対してトップファイア通信を提供することができる。各導波管ランチャでの反射は、実質的に４５度の面取りされた側面に対応する右側に形成され、反射コーティングによってコーティングされたミラーの結果である。
【0099】
図２５Ｃは、導波管ランチャの各々において代替的な反射器構造を有する図２５Ａの例示的なＩＣパッケージ２５０２の側面図２５０３を示すブロック図である。具体的には、図２５Ｃに示すように、導波管エネルギーを水平な第１の方向から第２の方向に再方向付けする反射器２５１２は、仮想４５度ミラーを形成するために階段パターンで配置されたブラインド金属化ビアのセットを使用して形成される。
【0100】
図２５Ｄは、導波管ランチャの各々において代替的な反射器構造を有する図２５Ａの例示的なＩＣパッケージ２５０２の側面図２５０５を示すブロック図である。具体的には、図２５Ｃに示されるように、導波管エネルギーを第１の方向から第２の方向に再方向付けする反射器２５１４は、仮想４５度ミラーを形成するために階段パターンで配置されたブラインドホール金属化ビアのセットを使用して形成される。
【0101】
図２６Ａは、例示的なＩＣパッケージ２６０２の上面図２６００を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２６０２は、ＰＣＢ基板上に位置決めされたＲＦ ＩＣ２６０４と、第１の導波管ランチャ構造２６０６と、第２の導波管ランチャ２６０８とを含む。導波管ランチャ２６０６、２６０８は、ＩＣパッケージ上に重ね合わされず、代わりに、並んで位置決めされ、各々が、それぞれの周波数又は周波数帯域においてＲＦエネルギーを発射又は受信するように構成されている。導波管ランチャの各々は、ＲＦ ＩＣ２３０４からのそれぞれのフィードによってＲＦ ＩＣ２６０４に結合される。図２５ＡのＩＣパッケージ２５０２とは対照的に、ＲＦ ＩＣ２６０４は、それぞれの導波管ランチャに部分的に重なるように位置決めされる。
【0102】
図２６Ｂは、図２６Ａの例示的なＩＣパッケージ２６０２の側面図２６０１を示すブロック図である。側面図２６０１に示されるように、第１の導波管ランチャ２６０６及び第２の導波管ランチャ２６０８の各々は、図２５に関して上述したように、最終的な通信配向に応じて変更することができる信号経路に沿ってＲＦエネルギーを発射するように構成されている。したがって、導波管ランチャから発射されたＲＦ信号の経路は、１つ以上の反射器構造の構成に基づいて、第１の方向にあり、次いで第２の方向に沿うことができる。第２の方向は、送信又は受信されるＲＦ信号を誘導するための別の導波管構造２６０７を含むことができる。各導波管ランチャの反射器２６１０は、仮想４５度ミラーを形成するために階段パターンで配置されたブラインドホール金属化ビアを使用して形成される。
【0103】
図２６Ｃは、代替的な導波管ランチャ構造を有する図２６Ａの例示的なＩＣパッケージ２６０２の側面図２６０３を示すブロック図である。側面図２６０３に示すように、導波管ランチャは、ここでも、第１の方向に沿ってＲＦエネルギーを発射又は受信し、次いでパッケージの右側において第２の方向に反射されるように構成される。追加的に、反射器２６１０は、仮想４５度ミラーを形成するために階段パターンで配置されたブラインドホール金属化ビアである。しかしながら、この実装形態では、導波管は、信号経路方向の１つに連続していない。この導波管「煙突」構造を除去することにより、製造の複雑さが低減される。
【0104】
図２７Ａは、例示的なＩＣパッケージ２７０２の側面図２７００を示すブロック図である。図２７Ｂは、図２７Ａの例示的なＩＣパッケージ２７０２の上面図２７０１を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２７０２は、基板、例えば、ＰＣＢ上に位置決めされたＲＦ ＩＣ２７０４を含む。ＩＣパッケージ２７０２はまた、コンバイナモジュール２７０６及びデュアルチャネル導波管ランチャ構造２７０８を含む。
【0105】
コンバイナモジュール２７０６は、例えば、ＲＦコンバイナ、ＲＦスプリッタ、デュプレクサ、ダイプレクサ、スイッチ、又はモジュールとして実装されるか若しくはＰＣＢ上にプリントされた他の構造である可能性がある。例えば、コンバイナモジュール２７０６は、ＲＦ ＩＣ２７０４によって生成された別個の周波数チャネル信号を結合し、その結合された信号をデュアルチャネル導波管ランチャ構造２７０８へのフィードとして提供することができる。次いで、デュアルチャネル導波管ランチャ２７０８は、導波管ランチャの導電面に平行であり、ビア側壁を有さない導波管ランチャの端部に方向付けられた第１の方向に、両方の周波数のＲＦエネルギーを発射することができる。別の実装形態では、コンバイナを使用して、第１の周波数においてＲＦエネルギーを送信し、第２の周波数においてＲＦエネルギーを受信することができる。第１及び第２の周波数は異なっている可能性がある。
【0106】
図２８Ａは、例示的なＩＣパッケージ２８０２の側面図２８００を示すブロック図である。図２８Ｂは、図２８Ａの例示的なＩＣパッケージ２８０２の上面図２８０１を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２８０２は、ＩＣパッケージ２７０２のものと同様であり、ＲＦ ＩＣ２８０４と、コンバイナモジュール２８０６と、デュアルチャネル導波管ランチャ２８０８とを含む。しかしながら、ＩＣパッケージ２８０２では、ＲＦ ＩＣ２８０４は、デュアルチャネル導波管ランチャ２８０８と部分的に重なるように位置決めされる。
【0107】
図２９Ａは、例示的なＩＣパッケージ２９０２の側面図２９００を示すブロック図である。図２９Ｂは、図２９Ａの例示的なＩＣパッケージ２９０２の上面図２９０１を示すブロック図である。ＩＣパッケージ２９０２は、ＩＣパッケージ２７０２と同様であり、ＲＦ ＩＣ２９０４と、コンバイナモジュール２９０６と、デュアルチャネル導波管ランチャ２９０８とを含む。しかしながら、ＩＣパッケージ２９０２では、デュアルチャネル導波管ランチャ２９０８は、例えば、ＲＦエネルギーを第１の方向に方向付け、次いで、ＲＦエネルギーを第２の方向に反射することによって、発せられたＲＦエネルギーの方向を変更するように構成されており、受信されたＲＦ信号についてはその逆も同様である。デュアルチャネル導波路ランチャ２９０８は反射器２９１０を含み、これは例えば、仮想４５度ミラーを形成するために階段パターンで配置されたブラインドホール金属化ビアのセットとすることができる。
【0108】
図２７～図２９では、デュアルチャネル導波管ランチャ構造は、各チャネルのための別個の導波管ランチャの代わりに、それぞれのＩＣパッケージで使用される。図３０Ａ～図３０Ｅは、複数のチャネルを単一の導波管ランチャ構造に組み合わせるための例示的なソリューションを説明する。
【0109】
図３０Ａは、隣接する周波数チャネルを使用する２チャネルソリューションの例示的な図３０００を示す。図３０００は、例えば、８０２．１１ａｄ展開の一部として、広帯域波長ランチャによって提供される帯域幅３００６内の第１の周波数チャネル３００２及び第２の周波数チャネル３００４を例解する。この実施例では、第１のチャネル３００２及び第２のチャネル３００４の各々は、２．１６ＧＨｚの帯域幅を有する。第１のチャネル３００２は５８．３２ＧＨｚを中心とし、第２のチャネル３００４は６０．４８ＧＨｚを中心とし、４．５ＧＨｚの全周波数帯域幅をもたらす。したがって、波長ランチャ構造によってサポートされる最小周波数帯域幅は、４．５ＧＨｚである。
【0110】
図３０Ｂは、非隣接周波数チャネルを使用する例示的な２チャネルソリューションの図３０１０を示す。図３０１０は、例えば、８０２．１ｌａｄ展開の一部として、広帯域波長ランチャによって提供される帯域幅３０１６内の第１の周波数チャネル３０１２及び第２の周波数チャネル３０１４を例解する。この実施例では、第１のチャネル３０１２及び第２のチャネル３０１４の各々は、３ＧＨｚの帯域幅を有し、利用可能な帯域幅内で互いに分離される。この実施例では、チャネルは６．８ＧＨｚ帯域幅の各端部において位置決めされる。
【0111】
図３０Ｃは、単一の周波数帯域３０２２を使用する例示的な２チャネルソリューションの図３０２０を示す。単一の周波数帯域は、各々が６ＧＨｚの帯域幅を有する２つの信号チャネルを有し、したがって、両方のチャネルは、空間ダイバーシティを使用して同じ周波数チャネルでトランスポートすることができる。これは、例えば、図１９～図２６に関して上記で示したように、周波数チャネルのうちの１つを運ぶために少なくとも必要な周波数帯域幅と、互いからの十分なアイソレーションとを有する２つの導波管ランチャを使用して実装され得る。
【0112】
いくつかの代替実装形態では、同じ単一周波数チャネル３０２２は、各信号チャネルが交差直交偏波で同じ媒体内に方向付けられる偏波ダイバーシティを有する単一の導波管ランチャを使用して実現することができる。
【0113】
図３０Ｄは、例示的な４チャネルソリューションの図３０３０を示す。図３０３０は、第１の周波数帯域における第１のチャネル３０３２及び第２のチャネル３０３４と、第２の周波数帯域における第３のチャネル３０３６及び第４のチャネル３０３８とを示す。これは、単一の広帯域導波管ランチャと偏波ダイバーシティを使用して実現することができ、第１及び第２のチャネル３０３２及び３０３４は、第１のフィード上の結合機能を通して供給され、第３及び第４のチャネル３０３６及び３０３８は、第２のフィード上の直交偏波への結合関数を通して供給される。
【0114】
図３０Ｅは、別の例示的な４チャネルソリューションの図３０４０を示す。図３０４０は、図３０３０に示されるものと同様である。しかしながら、利用可能な周波数帯域幅が最小であれば、チャネル間の周波数分離は最適である。第２のチャネル３０４４の最大エネルギーは、第１のチャネル３０４２の変調の第１のヌル上に位置決めされる。第１のチャネルと第２のチャネルとの間の交差偏波は、第２のチャネルから第１のチャネルに向かって、及びその逆にエネルギーが漏れることにつながる何らかの現実世界の不正確さを有し得る。第２のチャネルを第１のチャネルの変調のヌル上に置くことにより、不完全な交差偏波による漏洩エネルギーがあれば、それが減少する。第３のチャネル３０４６及び第４のチャネル３０４８も同様に置かれている。
【0115】
より多くの帯域幅が利用可能な別の実装形態では、４つのチャネルを周波数的に広げ、第２のチャネルと第４のチャネルを、可能であれば第１のチャネル又は第３のチャネルの変調の後続ヌル上に置くことができる。
【0116】
【0117】
フィード３１０４は、ＲＦエネルギーを、例えば、ＩＣパッケージの一部としてのＲＦ ＩＣから導波管ランチャに結合するために使用される。フィード３１０４は、導波管の下部又は上部平面部分から導波管ランチャ３１０２に入り、概ねフィード３１０４に平行な電界Ｅを励起する。
【0118】
出口端部を除く、導波管ランチャ３１０２の壁又は境界は、例えばメタ、金属コーティング又は塗装、銅面、金属化ビアなどを含む導電性材料から構成することができる。フィードは、例えばプローブビアとして、底面又は天井面から導波管ランチャの内側に突出し、λｇの後壁からある距離に位置決めされる。λｇの距離は典型的には、フィード信号波長の１／４であるが、他の値を有し得る。導電性境界内の導波管の内部は、ＰＣＢエポキシ、テフロン（登録商標）、プラスチック、空気などの非導電性材料から作ることができ、場合によっては、概して、両方とも動作ＲＦ周波数における、電気的剛性に関連する誘電率及び損失に関連するｔｇ（δ）によって特徴付けられる。
【0119】
いくつかの実装形態では、この一体型小型導波管ランチャは、積層体の一部として、及び、例えば、上述のＩＣパッケージと同様に、ＩＣパッケージの一部として、ＰＣＢのトレンチ内に実装することができる。垂直壁は、先に説明した導電性ビアで作ることができる。水平面は、ＰＣＢ導電層、例えば銅から形成され得る。フィードは、例えば、導電性ビア又は導電性ブラインドビアから形成することができる。フィードの先端における任意選択の容量負荷は、フィードの先端の場所においてＰＣＢの特定の層をエッチングすることにより、フィードを丸い形状に構成することで達成できる。右側の導波管ランチャ出口は、ＲＦ波エネルギーが導波管ランチャから出ることを許容するように壁が設けられていない。
【0120】
【0121】
導波管ランチャ３２０２は、図３１の導波管ランチャ３１０２と同様の材料及び同様の方法で形成することができる。しかしながら、例示的な導波管ランチャ３２０２では、フィード３２０４は、サイド（前部又は後部）から導波管ランチャ３２０３の内側に突出するサイドフィードであり、後壁からλｇの距離に置かれる。λｇの距離は、典型的にはフィード信号波長の１／４であるが、他の値を有し得る。フィードの場所及び導波管ランチャ３２０２の幾何学形状が与えられると、フィード３２０４によって結合されたＲＦエネルギーは、導波管ランチャ３２０２内の別の伝搬モードを励起し得る。伝搬モードは、偏波、インピーダンス、差動インピーダンス、背面／短辺、長辺への誘導ラムダ距離、リターンロス、結合効率、ｓパラメータ、切断周波数、周波数帯域幅などのパラメータのリストのうちの１つ以上を有し得る。
【0122】
【0123】
【0124】
導波管ランチャ３３０２は、図３１の導波管ランチャ３１０２と同様の材料及び同様の方法で形成することができる。しかしながら、例示的な導波管ランチャ３３０２では、フィード３３０４は、導波管の下部又は上部平面部分から導波管ランチャ３３０２に入るループフィードである。
【0125】
ループフィード３３０４は、概して磁界を励起する。磁界の方向は、矢印及びベクトルＨで示されている。ループフィードは、導波管ランチャの内部にあり、一端は、底面又は天井面から導波管ランチャ内に突出しており、後壁から約λｇの距離に置かれている（逆自己ループインダクタンス効果により最適化される必要があり得る）。ループの他方の側は、概して接地される。ループフィードは、概して低インピーダンスであり、スタブフィードプローブは、より高いインピーダンスである。λｇの距離は、典型的には、フィード信号波長の１／４λｇであるが、他の値を有し得る。ループのサイズは、その自己インダクタンスによって制限される。最適化の目標は、ループの自己インダクタンスを最小化しながら、Ｈの交点を最大化することであり得る。例解された実施例では、ループは下部から供給され、側部で終端するか、又はその逆である。
【0126】
図３３Ｂに示されるように、ループフィード３３０４は、底壁から示され、磁界ベクトル（Ｈベクトル）は、ループフィード３３０４に垂直であるように示される。
【0127】
図３４Ａは、ループフィードを有する例示的な導波管ランチャ３４０２の上面図３４００のブロック図を示す。図３４Ｂは、図３４Ａの導波管ランチャ３４０２の側面図３４０１のブロック図を示す。導波管ランチャ３４０２は、図３３の導波管ランチャ３３０２と同様の材料及び同様の方法で形成することができる。しかしながら、例示的な導波管ランチャ３４０２では、フィード３４０４は、側方から導波管ランチャ３４０２に入るループフィードである。ループフィード３４００は、磁界ベクトルＨによって表される磁界を創出し、その場所と導波管ランチャ３４０２の幾何学形状から、導波管ランチャ３４０２の内部で別の伝搬モードを励起し得る。
【0128】
【0129】
導波管ランチャ３５０２は、第１のフィード３５０４及び第２のフィード３５０６によって供給される。フィードは、ＲＦ送信の方向の同じライン上に位置する。しかしながら、第１のフィード３５０４は後部導電壁に対して実質的に１／４λｇ２の距離に位置する。第２のフィード３５０６は、実質的に３／４λｇ１の距離に位置する。第１及び第２のフィードは、同じ振幅を有するが位相差は１８０度、１つの差信号、又は２つのＦＤＭＡ信号を有することができる。
【0130】
図３５に示される構成により、ＲＦ信号が、非常に高い周波数において価値があり得るシングルエンドに対して差動方式で入力されることが許容される。差動入力を使用する１つの利点は、電源からの平均電流を一定に保つ平衡電子構造を使用することである。別の利点は、ＷＧＬに供給される信号振幅が倍増することである。
【0131】
図３６は、２つのフィードを有する例示的な導波管ランチャ３６０２の側面図３６００のブロック図である。導波管ランチャ３６０２は、前述したものと同様の材料及び同様の方法で形成することができる。具体的には、図３５の導波管ランチャ３５０２と同様に、導波管ランチャ３６０２も２つのフィードを有する。しかしながら、導波管ランチャ３６０２では、２つのフィードが導波管ランチャの方向に平行な同じ線上に位置する。第１のフィード３６０４は後壁から第１の距離に位置し、第２のフィード３６０６は第２の距離に位置する。具体的には、距離ｄｌは、電界の最大点に対応し得、距離ｄ２は、磁界の最大点に対応し得る。
【0132】
本発明のいくつかの実施形態を説明してきた。それにもかかわらず、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正がなされ得ることが理解されるであろう。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
【0133】
添付の特許請求の範囲の実施形態及び上述の実施形態に加えて、以下の実施形態も革新的である。
【0134】
実施形態１は、通信デバイスであって、プリント回路基板と、プリント回路基板上に搭載された集積回路パッケージと、を備え、集積回路パッケージが、電気信号を、集積回路パッケージの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、集積回路パッケージの基板上に位置決めされている、トランスデューサと、基板に結合されており、トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路と、を備え、トランスデューサが、アレイ状の複数の並列共振アンテナ素子を含み、プリント回路基板が、複数の層を含み、複数の層が、階段状パターンで切り抜かれている、通信デバイスである。
【0135】
実施形態２は、実施形態１の通信デバイスであり、複数の並列共振アンテナ素子は、１つの励振素子及び１つの導波器素子を含む。
【0136】
実施形態３は、実施形態１又は２の通信デバイスであり、複数の並列共振アンテナ素子は、励振素子からＥＨＦ電磁信号を受信及び放射する複数の非励振素子を含む。
【0137】
実施形態４は、実施形態１～３のいずれか１つの通信デバイスであり、導波器素子は、励振素子よりも長さが短く、トランスデューサの意図された送信方向の側で基板上に位置決めされる。
【0138】
実施形態５は、実施形態１～４のいずれか１つの通信デバイスであり、トランスデューサの反射素子として機能する集積回路の接地を更に備え、接地は、導波器素子とは反対の励振素子の側に位置決めされる。
【0139】
実施形態６は、実施形態１～５のいずれか１つの通信デバイスであり、集積回路は、トランスデューサの反射素子として機能し、集積回路は、導波器素子とは反対の励振素子の側に位置決めされる。
【0140】
実施形態７は、実施形態１～６のいずれか１つの通信デバイスであり、集積回路は、送信機集積回路、受信機集積回路、又はトランシーバ集積回路である。
【0141】
実施形態８は、トランスデューサであって、アレイ状の複数の並列共振アンテナ素子であって、アンテナ素子が、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されている、複数の並列共振アンテナ素子を備える、トランスデューサである。
【0142】
実施形態９は、実施形態８のトランスデューサであり、複数の並列共振アンテナ素子は、１つの励振素子及び１つの導波器素子を含む。
【0143】
実施形態１０は、実施形態８又は９のトランスデューサであり、複数の並列共振アンテナ素子は、励振素子からＥＨＦ電磁信号を受信及び放射する複数の非励振素子を含む。
【0144】
実施形態１１は、実施形態８～１０のいずれか１つのトランスデューサであり、導波器素子は、励振素子よりも長さが短く、トランスデューサの意図された送信方向の側で基板上に位置決めされる。
【0145】
実施形態１２は、通信デバイスであって、集積回路パッケージを備え、集積回路パッケージが、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、ＥＨＦ電磁信号が、集積回路パッケージの第１の表面から実質的に発せられ、トランスデューサが、集積回路パッケージの基板に統合される、トランスデューサと、基板に結合され、トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路であって、集積回路パッケージの第２の表面に結合され、第２の表面が第１の表面に平行である、集積回路と、を備え、トランスデューサが、台形形状の導体と、トランスデューサの中心線に沿って位置するスロットと、トランスデューサの第１の縁部に位置するサイドスロットの第１のセットと、トランスデューサの第２の縁部に位置するサイドスロットの第２のセットと、を含む、通信デバイスである。
【0146】
実施形態１３は、実施形態１２の通信デバイスであり、サイドスロットの第１のセット及びサイドスロットの第２のセットは、トランスデューサの電流経路を増加させ、それにより、広いＥＨＦ帯域幅を創出する。
【0147】
実施形態１４は、実施形態１２又は１３の通信デバイスであり、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成された第２のトランスデューサであって、第２の台形形状の導体と、トランスデューサの中心線に沿って位置する第２のスロットと、第２のトランスデューサの第１の縁部に位置するサイドスロットの第３のセットと、第２のトランスデューサの第２の縁部に位置するサイドスロットの第４のセットとを含み、集積回路パッケージの基板に統合される、第２のトランスデューサを更に備える。
【0148】
実施形態１５は、実施形態１２～１４のいずれかの通信デバイスであり、トランスデューサ及び第２のトランスデューサは、異なるＥＨＦ帯域に対応するように異なるサイズのものである。
【0149】
実施形態１６は、実施形態１２～１５のいずれかの通信デバイスであり、トランスデューサ及び第２のトランスデューサが異なる幅のサイドスロットを有する。
【0150】
実施形態１７は、実施形態１２～１６のいずれかの通信デバイスであり、プリント回路基板を更に備え、集積回路パッケージは、プリント回路基板上に搭載される。
【0151】
実施形態１８は、実施形態１２～１７のいずれかの通信デバイスであり、トランスデューサによって発せられたＥＨＦ電磁信号を反射するように構成された接地面構造を更に備え、接地面構造は、プリント回路基板の層上、又は集積回路パッケージの基板の層上にある。
【0152】
実施形態１９は、実施形態１２～１８のいずれかの通信デバイスであり、集積回路は、送信機集積回路、受信機集積回路、又はトランシーバ集積回路である。
【0153】
実施形態２０は、トランスデューサであって、台形形状の導体と、トランスデューサの中心線に沿って位置するスロットと、トランスデューサの第１の縁部に位置するサイドスロットの第１のセットと、トランスデューサの第２の縁部に位置するサイドスロットの第２のセットと、を備え、トランスデューサが、トランスデューサに供給される電気信号がＥＨＦ信号としてトランスデューサから発せられるように、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されている、トランスデューサである。
【0154】
実施形態２１は、実施形態２０のトランスデューサであり、サイドスロットの第１のセット及びサイドスロットの第２のセットは、トランスデューサの電流経路を増加させ、それにより、広いＥＨＦ帯域幅を創出する。
【0155】
実施形態２２は、実施形態２０又は２１のトランスデューサであり、第１及び第２のスロットのサイズ及び位置は、トランスデューサが特定の周波数帯域幅にわたってＥＨＦ放射を発するように構成されている。
【0156】
実施形態２３は、通信デバイスであり、通信デバイスは、電気信号を、通信デバイスの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサと、トランスデューサに結合されており、トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路と、を備え、集積回路は、通信デバイスの第２の表面に結合されており、第２の表面は第１の表面に平行であり、トランスデューサは、各々がそれぞれのマイクロストリップラインに結合された一対の実質的に扇形の部分を含む。
【0157】
実施形態２４は、実施形態２３の通信デバイスであり、各扇形導体は、一対の実質的に平行な湾曲縁部を有する湾曲スロットを含む。
【0158】
実施形態２５は、実施形態２３又は２４の通信デバイスであり、基板を更に備え、トランスデューサは基板の表面上に印刷される。
【0159】
実施形態２６は、実施形態２３～２５のいずれかの通信デバイスであり、集積回路は、基板上に位置決めされる。
【0160】
実施形態２７は、実施形態２３～２６のいずれかの通信デバイスであり、通信デバイスは、集積回路及びトランスデューサの少なくとも一部分の周囲に形成された封入材料を更に含む。
【0161】
実施形態２８は、実施形態２３～２７のいずれかの通信デバイスであり、トランスデューサによって発せられたＥＨＦ電磁信号を反射するように構成された接地面構造を更に備え、接地面構造は、基板の層上にある。
【0162】
実施形態２９は、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、一対の実質的に扇型の導体であって、一対の実質的に平行な湾曲縁部を有し、導体内に形成された湾曲スロットを含む、一対の扇型の導体と、一対のマイクロストリップ導体と、を備え、各マイクロストリップ導体は、一対の扇型の導体のそれぞれの一方に結合されている。
【0163】
実施形態３０は、実施形態２９のトランスデューサであり、扇形の導体の湾曲スロットは、トランスデューサの電気的長さを増加させて、トランスデューサにより低い周波数範囲を提供する。
【0164】
実施形態３１は、実施形態２９又は３０のトランスデューサであり、トランスデューサの形状が、トランスデューサの入力インピーダンス応答を平坦化する。
【0165】
実施形態３２は、通信デバイスであり、通信デバイスは、電気信号を、通信デバイスの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサと、トランスデューサに結合されており、トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路と、を備え、送信機回路が、通信デバイスの第２の表面に結合されており、第２の表面は、第１の表面に平行であり、トランスデューサは、スパイラル形状の導体を含む。
【0166】
実施形態３３は、実施形態３２の通信デバイスであり、スパイラル形状の導体が、アルキメデススパイラル又は対数スパイラルのうちの１つである。
【0167】
実施形態３４は、実施形態３２又は３３の通信デバイスであり、基板であって、トランスデューサが基板の表面に印刷され、集積回路が基板に形成された導電経路に電気的に結合されている、基板と、トランスデューサによって発せられたＥＨＦ電磁信号を反射するように構成された接地面構造であって、接地面構造が基板の層上にある、接地面構造と、を更に備える。
【0168】
実施形態３５は、実施形態３２～３４のいずれかの通信デバイスであり、第１の表面から発せられるＥＨＦ電磁信号は、スパイラル形状の導体の平面に直交する回転中に実質的に一定の強度を有する。
【0169】
実施形態３６は、電気信号を極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサであって、それぞれの内側点から出発し、指定されたピッチにおいてスパイラル状に延びる複数の導電性スパイラルアームであって、ピッチ、導電性材料の組成、及びスパイラル全長によって定義される指定されたＥＨＦ周波数帯域にわたってＥＨＦ電磁信号を発するように構成されている、複数の導電性スパイラルアームを備える、トランスデューサである。
【0170】
実施形態３７は、実施形態３６のトランスデューサであり、スパイラルアームは、アルキメデススパイラル又は対数スパイラルのうちの１つを含む。
【0171】
実施形態３８は、通信デバイスであり、通信デバイスは、基板上に位置決めされたトランスデューサであって、電気信号を、通信デバイスの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されている、トランスデューサと、基板上に位置決めされており、トランスデューサに結合された集積回路であって、トランスデューサと電気的に通信するように構成されている、集積回路と、平坦化されたホーン形状を有し、アンテナからの信号を特定の方向に狭めるようにトランスデューサに対して基板に結合されたビーム誘導構造と、を備える。
【0172】
実施形態３９は、実施形態３８の通信デバイスであり、ビーム誘導構造が、平坦化されたホーン形状のより広い直径側が、平坦化されたホーン形状のより狭い直径側よりもトランスデューサに近くなるように位置決めされる。
【0173】
実施形態４０は、実施形態３８又は３９の通信デバイスであり、扁平形状の内面が導電性材料でコーティングされている。
【0174】
実施形態４１は、実施形態３８～４０のいずれかの通信デバイスであり、平坦化されたホーン形状によって形成される空間内に材料を更に備え、材料は、ＥＨＦ電磁信号の通過を阻害しない。
【0175】
実施形態４２は、実施形態３８～４１のいずれかの通信デバイスであり、ビーム誘導構造は、平坦化されたホーン形状の内径及び高さを含む平坦化されたホーン形状の幾何学的形状に基づいて、トランスデューサからビーム誘導構造に入るＥＨＦ電磁信号の出力放射パターンを生成する。
【0176】
実施形態４３は、方法であって、基板上に印刷された信号経路トレース、トランスデューサ、及び接地を有する基板を得ることと、基板信号経路トレースに基づいて、集積回路を基板に取り付けることと、基板及び集積回路を封入材料でオーバーモールドして、ＩＣパッケージを形成することと、ＩＣパッケージを接着層でコーティングすることと、接着層にビーム誘導構造を接着することと、を含み、ビーム誘導構造が、アンテナから発せられた信号を集束させ、方向付けるように構成されている、方法である。
【0177】
実施形態４４は、実施形態４３の方法であり、トランスデューサは、基板上に印刷され、信号経路トレースに電気的に結合される。
【0178】
実施形態４５は、実施形態４３又は４４の方法であり、ビーム誘導構造は、平坦化されたホーン形状を有し、平坦化されたホーンの内面上に導電層を含む。
【0179】
実施形態４６は、実施形態４３～４５のいずれかの方法であり、基板及びビーム誘導構造を封入して、通信デバイスを形成することを更に含む。
【0180】
実施形態４７は、方法であって、基板上に印刷された信号経路トレース、トランスデューサ、及び接地を有する基板を得ることと、基板信号経路トレースに基づいて、集積回路を基板に取り付けることと、基板をオーバーモールドすることであって、オーバーモールドが、基板上に印刷されたトランスデューサに対して凹部を含む、オーバーモールドすることと、オーバーモールド材料の少なくとも一部分上に導電層を堆積させることと、導電層及び成形材料が組み合わさって、トランスデューサから発せられた信号を集束して方向付けるように構成されたビーム誘導構造を形成するように、ＲＦ信号を妨げない材料で凹部を充填することと、を含む方法である。
【0181】
実施形態４８は、実施形態４７の方法であり、トランスデューサに最も近い凹部の一部分に対応する導電層の一部分を除去することを更に含む。
【0182】
実施形態４９は、実施形態４７又は４８の方法であり、トランスデューサは、基板上に印刷され、信号経路トレースに電気的に結合される。
【0183】
実施形態５０は、実施形態４７～４９のいずれかの方法であり、凹部は、平坦化されたホーン形状を有するビーム誘導構造を形成する。
【0184】
実施形態５１は、通信デバイスであり、通信デバイスは、基板上に印刷されており、電気信号を、通信デバイスの第１の表面から実質的に発せられる極高周波（ＥＨＦ）電磁信号に変換するように構成されたトランスデューサと、基板上に位置決めされており、トランスデューサに結合されており、トランスデューサと電気的に通信するように構成された集積回路と、を備え、トランスデューサは、パッチを含み、パッチは、パッチの片側に沿って形成された角度付きスロットを有する。
【0185】
実施形態５２は、実施形態５１の通信デバイスであり、トランスデューサと基板との間に結合された第１の積層体層と、第１の積層体層からトランスデューサの反対側に位置決めされた第２の積層体層と、を更に備える。
【0186】
実施形態５３は、実施形態５１又は５２の通信デバイスであり、第１及び第２の積層体の各々は、サイドファイア通信のためにＥＨＦ放射を方向付け、トランスデューサによって発せられたＥＨＦ放射のゲインを高めるそれぞれの接地面を含む。
【0187】
実施形態５４は、実施形態５１～５３のいずれかの通信デバイスであり、それぞれの接地面は、トランスデューサの性能を調節するために、対応する積層体内にあるパターンでレイアウトされている。
【0188】
本明細書は、多くの具体的な実装詳細を含むが、これらは、任意の発明の範囲又は請求され得るものの範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ、特定の発明の特定の実施形態に特有であり得る特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈において本明細書に記載されている特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実装することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明されている様々な特徴は、複数の実施形態で別々に、又は任意の適切な部分組み合わせで実装することもできる。更に、特徴は、ある組み合わせで作用するものとして上記で説明され、最初にそのように請求されてもよいが、請求される組み合わせからの１つ以上の特徴は、場合によっては、組み合わせから除外することができ、請求される組み合わせは、部分組み合わせ又は部分組み合わせの変形形態を対象とすることができる。
【0189】
同様に、動作は特定の順序で図面に描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作を例解された特定の順序で、又は連続した順序で実行すること、若しくは例解された全ての動作を実行することを必要とするものとして理解されるべきではない。ある状況では、マルチタスキング及び並列処理が有利であり得る。更に、上述の実施形態における様々なシステムモジュール及び構成要素の分離は、全ての実施形態でそのような分離を必要とすると理解されるべきではなく、説明されたプログラム構成要素及びシステムは、概して、単一のソフトウェア製品に一緒に統合することができるか、又は複数のソフトウェア製品にパッケージ化できることを理解されたい。
【0190】
主題の特定の実施形態を説明してきた。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。例えば、特許請求の範囲に記載されたアクションは、異なる順序で実行することができ、それでも所望の結果を達成することができる。一実施例として、添付の図面に描かれるプロセスは、所望の結果を達成するために、示される特定の順序、又は連続的な順序を必ずしも必要としない。場合によっては、マルチタスキング及び並列処理が有利であり得る。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図22A】
【図22B】
【図23A】
【図23B】
【図24A】
【図24B】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図25D】
【図26A】
【図26B】
【図26C】
【図27A】
【図27B】
【図28A】
【図28B】
【図29A】
【図29B】
【図30A】
【図30B】
【図30C】
【図30D】
【図30E】
【図31A】
【図31B】
【図32A】
【図32B】
【図33A】
【図33B】
【図34A】
【図34B】
【図35】
【図36】
【国際調査報告】