本发明涉及天线装置。
背景技术：
已知将cmos(complementarymetaloxidesemiconductor；互补金属氧化物半导体)等的半导体集成电路和天线集成在同一基板上的天线装置。与半导体集成电路集成在同一基板上的天线被称为片上天线(on-chipantenna)。片上天线例如在通信、雷达用模块的小型化、低价格方面是有效的。
例如，非专利文献1中，公开了以cmos技术制作的60ghz频带中工作的片上贴片天线(on-chippatchantenna)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：y.yao,t.hirano,k.okada,j.hirokawa,m.ando,“60ghzon-chippatchantennaintegratedina0.18-umcmostechnology”,proceedingsoftheinternationalsymposiumonantennas&propagation(isap)2012,pp.62-65
但是，片上天线有小型化的优点，另一方面，从片上天线辐射的电磁波在传播损耗大的半导体基板中传播，所以天线增益低。
技术实现要素：
本发明的非限定性的实施例，有助于提供一种能够使天线增益增加的天线装置。
本发明一方式的天线装置包括：电介质基板，其具有第一面及第二面；半导体基板，其配置在所述电介质基板的所述第一面上，并具有第三面及与所述电介质基板相对的第四面；集成电路，其配置在所述半导体基板的所述第四面上；辐射器，其配置在所述半导体基板的所述第四面上；反射器，其配置在将所述辐射器沿从所述辐射器辐射的电磁波的辐射方向投影到所述半导体基板的所述第三面上的位置；以及波导器，其配置在将所述辐射器沿所述辐射方向投影到所述电介质基板上的位置。
另外，这些概括性的或者具体的方式，可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质方式实现，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意的组合来实现。
根据本发明一方式，有助于天线增益的增加。
本发明一方式中的更多的优点和效果从说明书和附图中可知。这些优点和/或效果可以由几个实施方式和说明书及附图所记载的特征来分别提供，但不需要为了获得一个或一个以上的相同特征而提供全部的方式。
附图说明
图1a表示现有的片上天线的一例子的平面图。
图1b是图1a中的线a1－a2的剖面图。
图2a表示本发明的实施方式1的天线装置的结构的平面图。
图2b表示图2a的线a1－a2中的天线装置的剖面图。
图2c是图2b的线a3－a4中的天线装置的剖面图，是表示半导体基板的图。
图2d是图2b的线a3－a4中的天线装置的剖面图，是表示电介质基板的图。
图3a表示天线装置的辐射器周围的放大图。
图3b表示比较结构的天线装置的一例子的图。
图3c表示比较结构的天线装置的一例子的图。
图4表示本发明的实施方式1的天线装置的天线增益的特性的图。
图5a表示本发明的实施方式1的天线装置的结构的图。
图5b表示本发明的实施方式1的天线装置的结构的图。
图6a表示比较结构的天线装置的一例子的图。
图6b表示比较结构的天线装置的一例子的图。
图7表示对布线的延伸的方向的不同进行比较的天线增益的特性的图。
图8a表示本发明的实施方式1的天线装置的结构的图。
图8b表示本发明的实施方式1的天线装置的结构的图。
图9表示最短距离dmin和天线最大增益的关系的图。
图10表示本发明的实施方式2的天线装置的结构的图。
图11表示本发明的实施方式3的天线装置的结构的图。
图12表示本发明的实施方式4的天线装置的结构的图。
图13a表示本发明的实施方式4的天线装置的变形例的图。
图13b表示本发明的实施方式4的天线装置的变形例的图。
图14a表示本发明的实施方式5的天线装置的结构的图。
图14b表示本发明的实施方式5的天线装置的变形例的图。
附图标记说明
1、21半导体基板
1a、1b、5a、5b、5c面
2、24反射器
3辐射器
4补片(バンプ)
5电介质基板
6波导器
9底部填充胶(underfill、アンダーファル)
10空腔
11通孔
11a第一通孔
11b第二通孔
11c第三通孔
22片上天线
23集成电路
100、101、102、200、300、400、401、402、500、501、c1、c2、c3天线装置
具体实施方式
图1a是表示现有的片上天线的一例子的平面图。图1b是包含片上天线22的x－z平面中的图1a中的线a1－a2的剖面图。
在图1a、图1b中，在半导体基板21上的同一面内集成了片上天线22和集成电路23。而且，用导体构成的反射器24配置在半导体基板21的与形成片上天线22的面相反的面上。
从片上天线22对半导体基板21辐射的电磁波通过反射器24被反射，并向上方(z轴的正方向)被辐射。
片上天线大多配置在每单位面积的成本高的半导体基板上的集成电路内，占有面积随天线尺寸增大而扩大，这成为成本增加的原因。因此，片上天线很少用于波长比较长的信号例如微波波段(低频信号)。另一方面，例如，由于可以在毫米波/太赫兹波波段的信号(高频信号)中减小天线尺寸，所以片上天线大多用于高频信号。
此外，在包含具备高频信号的天线的天线基板和具备集成电路的半导体基板的无线模块中，例如，导线、补片作为连接部插入在天线基板和半导体基板之间。在这样的无线模块中，因为连接部中的信号的传播损耗，天线增益会下降。
在将半导体集成电路和天线集成在同一半导体基板上的天线装置中，可以省略连接部，所以能够抑制因连接部中的信号的传播损耗而使天线增益的下降的情况。
但是，片上天线与集成电路为一体设置在半导体基板上，所以从片上天线辐射的电磁波的大多在半导体基板内传播。因此，使用了片上天线的天线装置产生因半导体基板中的传播损耗而使天线增益的下降的问题。
本发明鉴于这样的情况，着眼于通过配置在期望的辐射方向上感应电磁波的元件，抑制半导体基板中的传播损耗，使天线增益增加，并完成了本发明。
接着，参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，以下说明的各实施方式是一例子，本发明并不是由这些实施方式来限定。
(实施方式1)
图2a是表示本发明的实施方式1的天线装置100的结构的平面图。图2b是图2a的线a1－a2中的天线装置100的剖面图(y轴的正方向)图。图2c是图2b的线a3－a4中的天线装置100的剖面图，是表示半导体基板1的图，是从图2b的箭头b的方向(z轴的正方向)观察的图。图2d是图2b的线a3－a4中的天线装置100的剖面图，是表示电介质基板5的图，是从图2b的箭头c的方向(z轴的负方向)观察的图。
如图2b所示，天线装置100具有半导体基板1、反射器2、辐射器3、补片4、电介质基板5、以及波导器6。
在半导体基板1的面1a，配置例如cmos的集成电路(未图示)。集成电路的至少一部分进行包含毫米波/太赫兹波段的高频段(例如，50ghz以上且10thz以下)的频率的信号处理。例如，集成电路也可以进行基带(基底频带)的信号处理。
辐射器3配置在半导体基板1的与配置集成电路的面1a相同的面1a上。辐射器3将在集成电路中处理的信号的电磁波向辐射方向tz(z轴的正方向)辐射。辐射器3例如具有电场型的天线即偶极天线的形状。辐射器3的长度例如为有效波长的1/2左右的长度。另外，在图2a～图2c中，为了图示的简化，辐射器3以矩形的形状表现。此外，在图2a～图2c中，为了图示的简化，省略了与辐射器3连接的馈线等。另外，上述半导体基板1的集成电路设置在辐射特性的影响少的部位。
在半导体基板1的与面1a相反的面1b上同样地配置反射器2。而且，反射器2反射从辐射器3沿辐射方向tz向面1b(z轴的负方向)辐射的电磁波。
通过考虑反射器2和辐射器3的间隔、即半导体基板1的厚度，可以增加辐射方向tz中的电磁波的辐射强度。
另外，在图2b中，表示反射器2同样地配置在面1b上的例子，但反射器2配置在面1b中的、包含沿从辐射器3辐射的电磁波的辐射方向tz的位置的区域中即可。沿辐射方向tz的位置例如是包含将辐射器3沿辐射方向tz(z轴的负方向)投影到面1b上的范围的位置。沿辐射方向tz的位置例如是包含穿过辐射器3的端部、沿辐射方向tz延长的直线l1、l2和面1b相交的范围的位置。另外，反射器2的y轴方向的宽度例如大于辐射器3的y轴方向的宽度。
补片4连接半导体基板1和电介质基板5，例如由大致球状的焊料构成。在图2c中，补片4例如设置在围绕辐射器3的位置。
电介质基板5是安装半导体基板1的基板。电介质基板5具有与半导体基板1的面1a相对的面5a(表面)和与面5a相反的面5b(背面)。在电介质基板5上例如配置驱动半导体基板1的集成电路的电源电路(图示省略)、控制电路(图示省略)。电介质基板5和半导体基板1通过补片4连接。
此外，电介质基板5具有作为覆盖配置有辐射器3的半导体基板1的面1a的天线罩的功能。
波导器6配置在电介质基板5的与半导体基板1相对的面5a中的、沿辐射方向tz的位置。沿辐射方向tz的位置，例如是包含将辐射器3沿辐射方向tz(沿z轴方向)投影到面5a上的范围的位置。例如，沿辐射方向tz的位置，是包含图2b的直线l1、l2和面5a相交的范围的位置。波导器6是无源元件，与配置在电介质基板5的电路(例如，电源电路、控制电路)不连接。此外，波导器6的长边方向与辐射器3的长边方向平行。
通过考虑波导器6的长度、以及辐射器3和波导器6的间隔，可以增加辐射方向tz中的电磁波的辐射强度。
这里，在从具有辐射器、反射器和波导器的八木/宇田天线，类推本发明的波导器6和辐射器3的情况下，波导器6的长度是将辐射器3的长度(即，有效波长的1/2左右的长度)缩短5％～15％左右的长度。此外，波导器6和辐射器3的间隔大约为有效波长的1/8至1/4左右。
为了在天线装置100中形成具有这样的长度和间隔的波导器6和辐射器3，天线装置100的工作频率、即辐射的电磁波的频率设为波长比较短的毫米波或太赫兹波段左右。例如，设为真空中的波长λo为6mm即50ghz以上、且真空中的波长λo为0.03mm即10thz以下左右。
在天线装置100中，从辐射器3朝向辐射方向tz辐射的电磁波和通过反射器2反射的电磁波被合成，到达波导器6。然后，合成的电磁波被波导器6再辐射。波导器6是向辐射方向tz感应合成的电磁波的元件。即，在天线装置100中，辐射器3、反射器2和波导器6作为一个天线而发挥功能。
在天线装置100中，波导器6可以向辐射方向tz感应从辐射器3辐射的电磁波，所以向与从辐射器3辐射方向tz相反的方向(z轴的负方向)辐射的成分减少，抑制在半导体基板1的传播损耗。
将以上说明的天线装置100的天线增益和比较结构的天线装置c1、天线装置c2的天线增益进行比较说明。
图3a是天线装置100的辐射器3的周围的放大图，是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的剖面图。图3b是包含辐射器3的x－z平面中的剖面图，是表示比较结构的天线装置c1的一例子的图。图3c是包含辐射器3的x－z平面中的剖面图，是表示比较结构的天线装置c2的一例子的图。另外，在图3a～图3c中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。此外，在图3a～图3c中，以辐射方向tz作为0°的基准，一并表示辐射角度θ的正方向和负方向。辐射角度θ的正方向以辐射方向tz为基准并指x轴的正方向，辐射角度θ的负方向以辐射方向tz为基准并指x轴的负方向。
图3b所示的比较结构的天线装置c1与图3a所示的天线装置100不同，是省略了电介质基板5和波导器6的结构。此外，图3c所示的比较结构的天线装置c2与图3a所示的天线装置100不同，是省略了电介质基板5、波导器6和反射器2的结构。
即，在图3a所示的天线装置100中，辐射器3、反射器2和波导器6作为一个天线而发挥功能，在图3b所示的比较结构的天线装置c1中，辐射器3和反射器2作为一个天线而发挥功能，在图3c所示的比较结构的天线装置c2中，辐射器3作为一个天线而发挥功能。
图4是表示本实施方式的天线装置100的天线增益的特性的图。图4的横轴表示以辐射方向tz设为0°基准的辐射角度，纵轴表示天线增益(单位为dbi)。图4表示在将辐射的电磁波的频率f设为300ghz情况下的天线装置100、比较结构的天线装置c1和比较结构的天线装置c2的相对辐射角度的天线增益。
与比较结构的天线装置c1和比较结构的天线装置c2的天线增益相比，图4所示的天线装置100的天线增益有改善。例如，与比较结构的天线装置c1的天线最大增益相比，天线装置100的天线增益的最大值(天线最大增益)改善大约2db左右。
接着，说明在电介质基板5的内层设置的导体图案的布线和天线增益的关系。
图5a、图5b是表示本实施方式1的天线装置101的结构的图。另外，在图5a、图5b中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。此外，在图5a、图5b中，以辐射方向tz(z轴的正方向)作为0°的基准，一并表示辐射角度θ的正方向和负方向。
与图2b同样，图5a是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置101的剖面图。图5b是图5a的线a3－a4中的天线装置101的x－y平面中的剖面图，是表示电介质基板5的图，是从图5a的箭头c的方向(x轴的负方向)观察的图。
在具有布线8的方面，天线装置101与天线装置100不同。
布线8配置在波导器6的正下方的电介质基板5的内层的面5c上，相对波导器6的长边方向，垂直(y轴方向)地延伸。即，布线8在波导器6的短边方向上延伸。
图6a、图6b是表示比较结构的天线装置c3的一例子的图。另外，在图6a、图6b中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。此外，在图6a中，将辐射方向tz作为0°的基准，一并表示辐射角度θ的正方向和负方向。
与图2b同样，图6a是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的比较结构的天线装置c3的剖面图。图6b是图6a的线a3－a4中的天线装置c3的x－y平面中的剖面图，是表示电介质基板5的图，是从图6a的箭头c的方向(z轴的负方向)观察的图。
在具有布线8的方面，比较结构的天线装置c3与天线装置100不同。
布线8配置在波导器6的正下方的电介质基板5的内层的面5c上，相对波导器6的长边方向，平行(x轴方向)地延伸。
即，天线装置101和比较结构的天线装置c3中，电介质基板5的内层的面5c的布线8的延伸的方向不同。图7中表示因布线8的延伸的方向的不同而造成的天线增益的不同。
图7是表示比较布线8的延伸的方向的不同的天线增益的特性的图。图7的横轴表示以辐射方向tz作为0°的基准的辐射角度，纵轴表示天线增益(单位为dbi)。图7表示在将辐射的电磁波的频率f设为300ghz的情况下的天线装置100、天线装置101和比较结构的天线装置c3的相对辐射角度的天线增益。另外，图7所示的天线装置100的天线增益，与图4所示的天线装置100的天线增益是同样的。
图7所示的天线装置101的天线增益与天线装置100的天线增益是同样的。在天线装置101中，布线8的延伸的方向与辐射器3的长边方向垂直(y轴方向)，因而与从辐射器3辐射的电磁波的电场激励方向中的布线8的重叠小，辐射的电磁波与布线8几乎不耦合。因此，天线装置101的天线增益与天线装置100的天线增益为同样的。
另一方面，图7所示的比较结构的天线装置c3的天线增益比天线装置100的天线增益低。在比较结构的天线装置c3中，因布线8的延伸的方向与辐射器3的长边方向平行(x轴方向)，因而与从辐射器3辐射的电磁波的电场激励方向中的布线8的重叠大，辐射的电磁波与布线8耦合。其结果，妨碍来自比较结构的天线装置c3的电磁波的辐射，从而产生天线增益的下降。
即，通过考虑辐射的电磁波的电场激励方向，可以抑制天线增益的下降，所以可以在电介质基板5上配置布线。
接着，说明在电介质基板5的面之中与设置波导器6的面在同一面中设置的导体图案的布线和天线增益之间的关系。
图8a、图8b是表示本实施方式1的天线装置102的结构的图。另外，在图8a、图8b中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。此外，在图8a中，示出了辐射方向tz。
与图2b同样，图8a是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置102的剖面图。图8b是图8a的线a3－a4中的天线装置102的x－y平面中的剖面图，是表示电介质基板5的图，是从图8a的箭头c的方向(z轴的负方向)观察的图。
在具有布线8的方面，天线装置102与天线装置100不同。
如图8a所示，布线8设置在电介质基板5的面之中与设置波导器6的面为同一面即面5a上。如图8b所示，电介质基板5的俯视中，布线8位于距波导器6规定的距离的部位，以包围波导器6的方式设置。以下，将波导器6和布线8之间的最短距离表示为dmin。
接着，图9表示波导器6和布线8之间的最短距离dmin与天线增益的关系。
图9是表示最短距离dmin和天线最大增益的关系的图。图9的横轴表示最短距离dmin，图9的纵轴表示相对将辐射的电磁波的频率f设为300ghz的情况下的最短距离dmin的天线装置102的天线最大增益。此外，天线装置100的天线最大增益和比较结构的天线装置c1的天线最大增益作为比较对象一并示出。
在图9中，无论最短距离dmin是什么样的值，天线装置102的天线最大增益都大于比较结构的天线装置c1的天线最大增益。即，即使布线8设置在电介质基板5的表面之中与波导器6同一表面，具有波导器6的天线装置102也可以得到比没有波导器的比较结构的天线装置c1高的天线增益。
此外，在图9中，天线装置102的天线最大增益随着最短距离dmin而变化。这种天线最大增益和最短距离dmin的关系依赖于辐射的电磁波的频率。在面5a设置布线8的情况下，通过考虑辐射的电磁波的频率和最短距离dmin、以及布线的形状，可以提高天线最大增益。
如以上说明，本实施方式1的天线装置100包括：具有面5a(第一面)及面5b(第二面)的电介质基板5；配置在面5a上，并具有面1b(第三面)及与电介质基板5相对的面1a(第四面)的半导体基板1；配置在半导体基板1的面1a上的集成电路(未图示)；配置在半导体基板1的面1a上的辐射器3；配置在将辐射器3沿从辐射器3辐射的电磁波的辐射方向tz投影到半导体基板1的面1b上的位置的反射器2；以及配置在将辐射器3沿辐射方向tz投影在电介质基板5上的位置的波导器6。
通过该结构，辐射器3、反射器2和波导器6作为一个天线而发挥功能，波导器6可以向辐射方向tz感应从辐射器3辐射的电磁波。因此，从辐射器3向与辐射方向tz相反的方向(即，从辐射器3向面1b)辐射的成分减少，抑制在半导体基板1的传播损耗，所以可以增加天线增益。
此外，天线装置100是使用导体图案在电介质基板5中形成无源元件即波导器的简易结构，在半导体基板1和安装半导体基板1的电介质基板5以外不新设置波导器以外的部件，可以抑制制造成本。
另外，在本实施方式1中，说明了波导器6设置在电介质基板5的表面之中与半导体基板1相对的表面(即，图2b中的面5a)上的例子，但本发明不限定于此。波导器6也可以使用电介质基板5的表面之中与半导体基板1相对的表面相反的面5b(背面)的布线金属。此外，在电介质基板5为多层基板的情况下，波导器6也可以配置在电介质基板5的内层(例如，图5a中的内层的面5c)。波导器6的位置也可以相对电介质基板5的深度方向(图2b中的z轴方向)来调节。
这样，通过改变配置波导器6的位置，在补片4的高度(补片4的z轴方向的长度)以外，辐射器3和反射器6的间隔还可以在电介质基板5的深度方向上调节，所以天线装置100即使在补片4的高度难以调节的频段中也工作。
(实施方式2)
图10是表示本实施方式2的天线装置200的结构的图。另外，在图10中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。
与图2b同样，图10是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置200的剖面图。另外，对于图10的x－y面，与图2c、图2d的x－y面是同样的，所以省略详细的说明。
天线装置200在具备多个波导器6的方面与天线装置100不同。具体而言，例如，天线装置200的波导器6配置在电介质基板5的与半导体基板1相对的面5a中的、沿辐射方向tz的位置上，或者，在电介质基板5的内层的面5c，沿辐射方向tz配置。
通过使电介质基板5为多层基板，使用内层的面5c的布线金属，可以将波导器6配置在内层的面5c。
天线装置200中，辐射器3、反射器2和两个波导器6作为一个天线的发挥功能。通过设置两个波导器6，与设置一个波导器6的情况相比，天线装置200可以向辐射方向tz更多地感应从辐射器3辐射的电磁波。因此，从辐射器3向与辐射方向tz相反方向辐射的成分减少，抑制在半导体基板1的传播损耗，所以可以提高指向性，可以增加天线增益。
在本实施方式2中，说明了两个波导器6配置在电介质基板5的面之中与半导体基板1相对的面5a和电介质基板5的内层即面5c上的例子，但本发明不限定于此。例如，两个波导器6也可以都配置在电介质基板5的内层中。此外，例如，也可以一个波导器6配置在电介质基板5的面之中与半导体基板1相对面5a相反的面5b(背面)上，另一个波导器6配置在电介质基板5的面之中与半导体基板1相对的面5a或内层即面5c上。此外，波导器6的数也可以三个以上。
(实施方式3)
图11是表示本实施方式3的天线装置300的结构的图。另外，在图11中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。
与图2b同样，图11是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置300的剖面图。另外，对于图11的x－y面，除了后述的底部填充胶9充填在辐射器3和波导器6的周围的方面之外，与图2c、图2d的x－y面是同样的，所以省略详细的说明。
天线装置300在半导体基板1和电介质基板5之间充填底部填充胶9的方面与天线装置100不同。在补片4如图2d所示设置4个的情况下，例如，底部填充胶9充填在图2d的虚线框内没有补片4的区域中。
底部填充胶9是具有介电常数εr(εr为1以上)的介质。在底部填充胶9的一部中也可以产生空隙。
使用介电常数εr，以下式(1)表示相对真空中的波长λo的底部填充胶9内部的有效波长λeff。
即，利用充填介电常数εr为1以上的底部填充胶9，底部填充胶9内部的有效波长λeff变短，所以可以缩短波导器6和辐射器3的间隔。
通过图11的结构，即使在辐射波长比较长的电磁波的情况下，也可以使天线装置300的尺寸为小型。此外，通过图11的结构，即使是比较低的频率，天线装置300也工作。
另外，本实施方式3也可以与其它实施方式的至少一个组合。例如，在实施方式2的天线装置200中，也可以在半导体基板1和电介质基板5之间充填底部填充胶9。
(实施方式4)
图12是表示本实施方式4的天线装置400的结构的图。另外，在图12中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。
与图2b同样，图12是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置400的剖面图。另外，对于图12的x－y面，由于与图2c、图2d的x－y面是同样的，所以省略详细的说明。
天线装置400在电介质基板5上设置空腔10的方面与天线装置100不同。
空腔10是电介质基板5中的凹陷部分。空腔10例如是从面5b朝向z轴的负方向切开低于电介质基板5的厚度的长度所形成的凹部。例如，在平面观察电介质基板5的状态(x－y平面)中，空腔10是覆盖波导器6的全区域的区域。
通过这样的结构，在天线装置400中，可以削减电介质基板5中的电磁波的传播损耗，所以可以增加天线增益。
另外，说明了在天线装置400中，空腔10配置在波导器6的正下方的例子，但本发明不限定于此。例如，波导器6可以配置在空腔10的内部，也可以在电介质基板5的内部配置波导器6。以下，用图13a及图13b说明本实施方式4的天线装置400的变形例。
图13a是本实施方式4的天线装置400的变形例图。图13b是表示本发明的实施方式4的天线装置400的变形例的图。另外，在图13a、图13b中，对与图12同样的结构附加同一符号并省略说明。
与图2b同样，图13a是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置401的剖面图。另外，对于图13a的x－y面，除了波导器6没有配置在电介质基板5的表面上之外，与图2c、图2d的x－y面是同样的，所以省略详细的说明。
相对于天线装置400，天线装置401中，波导器6不在电介质基板5的表面(面5a)，而配置在空腔10的内部。
通过这样的结构，与天线装置400同样，在天线装置401中，可以削减电介质基板5中的电磁波的传播损耗，所以可以增加天线增益。
此外，在天线装置400中，说明了从面5b朝向z轴的负方向切开低于电介质基板5的厚度的长度而形成空腔10的例子，但本发明不限定于此。例如，也可以从面5a朝向z轴的正方向切开低于电介质基板5的厚度的长度而形成空腔10。这样，在形成了空腔10的情况下，波导器6例如设置在空腔10下方且在电介质基板5的内部，或设置在面5b上。
与图2b同样，图13b是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置402的剖面图。另外，在图13b的天线装置402中，示出了从面5a朝向z轴的正方向切开低于电介质基板5的厚度的长度而形成空腔10，波导器6设置在面5b上的例子。
另外，本实施方式4也可以与其他实施方式的至少一个组合。例如，在实施方式3的天线装置300中，空腔10也可以配置在沿电介质基板5的辐射方向tz的波导器6的正下方的位置。
(实施方式5)
图14a是表示本实施方式5的天线装置500的结构的图。另外，在图14a中，对与图2b同样的结构附加同一符号并省略说明。
与图2b同样，图14a是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置500的剖面图。另外，对于图14a的x－y面，除了配置了后述的通孔11之外，与图2c、图2d的x－y面是同样的，所以省略详细的说明。
天线装置500在波导器6的周围配置通孔11的方面与天线装置100不同。
通孔11以在距波导器6第一距离的位置围绕波导器6的周围来配置。通孔11是贯通电介质基板5的面5a和面5b之间的贯通孔。
通过这样的结构，通孔11具有与在电介质基板5内沿辐射方向tz的波导管的金属壁同样的功能，所以能够改变指向性，以使从波导器6再辐射的电磁波朝向辐射方向tz。
此外，在半导体基板中配置多个辐射器，与各辐射器对应的波导器配置在电介质基板上的情况下，通过在相邻的波导器之间配置通孔11，可以分离各波导器再辐射的电磁波。
另外，本实施方式5也可以与至少一个其他的实施方式组合。例如，在实施方式4的天线装置400中，也可以以围绕波导器6那样来配置通孔11。
此外，在本实施方式5中，说明了通孔11是贯通孔的例子，但本发明不限定于此。例如，取代贯通孔，如图14b所示，通孔11也可以是组合叠加孔和布线，形成为台阶状的通孔。另外，以下，说明叠加孔11的阶数为2阶的例子，但不限定于此，叠加孔11的阶数也可以是3阶以上。
图14b是表示本发明的实施方式5的天线装置500的变形例的图。与图2b同样，图14b是包含辐射器3及波导器6的x－z平面中的天线装置501的剖面图。在图14b中，在电介质基板5的内部设置通孔11。以下，说明通孔11由第一通孔11a、第二通孔11b和第三通孔11c构成的例子。
第一通孔11a从面5a朝向z轴的正方向通过低于电介质基板5的厚度的长度而形成。第二通孔11b从面5b朝向z轴的负方向通过低于电介质基板5的厚度的长度而形成。第二通孔11b的x轴上的位置与第一通孔11a的x轴上的位置不同。第三通孔11c是连接第一通孔11a和第二通孔11b的通孔，配置在电介质基板5的内层即面5c上。
通过这样的结构，通孔11在电介质基板5内具有与开口面积随着沿辐射方向tz离开波导器6而扩宽的波导管的金属壁同样的功能，所以相比图14a的结构，能够尖锐地改变指向性，使得从波导器6再辐射的电磁波朝向辐射方向tz。另外，通孔的阶数不限定于图示的2阶。
以上说明的各实施方式，也可以适当组合使用。
此外，在上述各实施方式中，说明了具有一个辐射器3的天线装置，但天线装置也可以具有多个辐射器。
此外，在上述各实施方式中，说明了辐射器3为偶极型，但本发明不限定于此。辐射器3也可以具有其他的平面天线的形状。
以上，一边参照附图一边说明了各种实施方式，但不言而喻，本发明不限定于这样的例子。只要是本领域技术人员，在本发明请求项所记载的范畴内，显然可设想各种变更例或修正例，并认可它们当然属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的宗旨的范围中，也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
(本发明的总结)
本发明的天线装置包括：电介质基板，其具有第一面及第二面；半导体基板，其配置在所述电介质基板的所述第一面上，具有第三面及与所述电介质基板相对的第四面；集成电路，其配置在所述半导体基板的所述第四面上；辐射器，其配置在所述半导体基板的所述第四面上；反射器，其配置在将所述辐射器沿从所述辐射器辐射的电磁波的辐射方向投影到所述半导体基板的所述第三面上的位置；以及波导器，其配置在将所述辐射器沿所述辐射方向投影到所述电介质基板上的位置。
此外，在本发明的天线装置中，在所述电介质基板上配置两个以上所述波导器。
此外，在本发明的天线装置中，在所述电介质基板和所述半导体基板之间的空间的至少一部分，配置介电常数为1以上的介质。
此外，在本发明的天线装置中，所述电介质基板在沿所述辐射方向投影所述辐射器的位置具有空腔。
此外，在本发明的天线装置中，所述波导器配置在所述空腔的内部。
此外，在本发明的天线装置中，所述电介质基板在距所述波导器第一距离的位置具有围绕所述波导器的通孔。
此外，在本发明的天线装置中，所述电介质基板具有在所述辐射器的短边方向上延伸的布线。
此外，在本发明的天线装置中，在所述电介质基板的所述第一面，配置布线，至少基于所述电磁波的频率来确定所述布线和所述波导器的最小距离。
此外，在本发明的天线装置中，所述集成电路的至少一部分进行50ghz以上且10thz以下的频率的信号的信号处理。
此外，在本发明的天线装置中，所述辐射器和所述波导器的间隔为所述电磁波的波长的1/8至1/4。
此外，本发明可通过软件、硬件、或与硬件协同的软件来实现。
此外，用于上述实施方式的说明中的一部分功能块由集成电路(ic,integratedcircuit)来实现，上述实施方式中说明的各流程也可以部分或全部地由一个ic或ic的组合来控制。ic既可以由各个芯片构成，也可以包含功能块的一部分或全部那样由一个芯片构成。ic也可以包括数据的输入和输出。因用途、形态、集成度的不同，ic有时也被称为lsi(largescaleintegration；大规模集成)、系统lsi(或定制lsi)、vlsi(verylargescaleintegration；超大规模集成)、ulsi(ultralargescaleintegration；特大规模集成)、wsi(waferscaleintegration；晶片规模集成)。
ic也可以用专用电路、通用处理器或专用处理器来实现。此外，也可以使用可在ic制造后编程的fpga(fieldprogrammablegatearray：现场可编程门阵列)，或者使用可重构ic内部的电路单元的连接和设定的可重构处理器(reconfigurableprocessor)。本发明也可以作为数字处理或模拟处理来实现。
而且，随着半导体技术的进步或随之派生的其它技术，如果出现能够替代lsi的集成电路化的技术，当然可利用该技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术等的可能性。
本发明的天线装置可以适用于在雷达系统和通信系统中进行无线通信的发送接收模块用途。