专利名称：平面天线及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种天线及其制造方法，特别是涉及天线的狭缝图形的形成方法。本发明适用于例如利用在50GHz以上的频带所使用的波导空间的平面天线。
现有的天线包括例如(日本)公开特许昭和56年32807号公报的电介质天线，以及公开特许平成6年77723号公报的具有连续短线元件的天线。
此外，现有的平面天线通过蚀刻技术形成例如狭缝。即如
图14(a)的图形剖视图所示，现有的平面天线300在平板状电介质310上被覆导体320，在没有被导体320覆盖的部分(凹部)330形成狭缝。图14(a)是现有的平面天线的表面附近的局部剖视图。如该图所示，狭缝330被导体320所限定。但是，如图14(b)所示，若在凹部330中存留有水340，则会腐蚀导体320，如图14(c)所示，以虚线所示的导体320恶化为以实线所示的导体320A。如果比较虚线间的箭头和实线间的箭头就会知道，狭缝330的间距产生了变化，从而平面天线300的特性也产生了变化。图14(b)是表示水340存留在如图14(a)所示的狭缝330中的情况的简要剖视图，图14(c)是表示图14(b)的结果，平面天线300的狭缝330的宽度变化后的情况的简要剖视图。
在公开特许昭和56年32807号公报所公开的天线中，如该公报的图6(d)所示，狭缝周围的导体是水平的，水容易存留，从而易于导致狭缝的腐蚀。其结果是存在与上述同样的问题，即狭缝的间距变化。此外，公开特许平成6年77723号公报所公开的天线没有共振狭缝，而是长狭缝向一个方向延伸的连续横断短线元件。上述短线元件，即使狭缝在纵向上被部分腐蚀，狭缝长度变化，但其他部分的狭缝间距不变，所以不会失去作为天线的功能。因此，短线元件具有一定程度的耐腐蚀性。但是，对于狭缝的纵向，也要求耐腐蚀性的天线，例如具有共振狭缝的平面天线而言，需要采取其他的对策。
本发明的目的就是提供一种解决上述问题的新颖的且有用的平面天线及其制造方法。
具体地讲，本发明是一种可以适用于短波的平面天线，本发明的一个示例目的是提供尺寸精度高、低成本且工艺性优良的平面天线及其制造方法。
此外，本发明的一个示例目的是提供一种耐腐蚀长期老化后，其特性劣化小的平面天线及其制造方法。
为了实现上述目的，作为本发明一个技术方案的平面天线的制造方法，在以导体被覆电介质的平面天线中，具有在上述电介质的导体被覆面的一部分上没有被上述导体被覆的图形，其特征在于，上述平面天线的制造方法包括以下步骤，即使用具有上述图形的模具，通过注塑成形法一体形成上述电介质和上述图形。根据上述制造方法，通过注塑成形法，没有被导体覆盖的图形和电介质可以一体地形成。该图形可以以亚微米单位高精度地与电介质一体地形成。上述图形可以起到平面天线的例如狭缝或插接图形的作用，可以高尺寸精度地制造适于短波化的小型图形。为了通过注塑成形法制造电介质，可以一次制作包含规定图形的电介质的模具，从而使图形的批量生产容易，可以低成本地制造天线。通过上述成形步骤，所形成的前述规定的图形可以是凸形形状或凹型形状，被覆导体的区域也可以是凸型形状或凹型形状。
上述制造方法，其特征在于，还具有在通过上述成形步骤所成形的上述电介质上形成上述导体的步骤；以及除去在上述图形上所形成的上述导体的步骤。根据上述步骤，在成形的电介质上形成导体，然后将在电介质上所形成的导体中，在图形上形成的导体除去，由此可以使上述图形(即狭缝或插接图形)成为电气天线。
此外，上述制造方法，其特征在于，还具有利用非电解电镀处理、蒸镀法或溅射法，在通过上述成形步骤所成形的上述电介质上形成第一导体薄膜的步骤；以及在通过上述形成步骤形成上述第一导体的上述电介质上形成第二导体的步骤。根据上述制造方法，可以在成形的电介质上形成导体膜。作为示例，上述第二导体通过电镀处理形成，形成上述第二导体的步骤在上述第一导体膜形成方法的基础上，还具有控制通过上述电镀处理形成的上述第二导体膜厚的步骤。由此可以控制第二导体的膜厚，从而可以形成满足作为电磁特性的集肤效应的适当厚度的第二导体。在上述图形为凹型形状的情况下，形成上述第一导体的步骤是蒸镀法或溅射法，形成该第一导体的步骤可以包括将形成上述图形的表面相对于上述第一导体通过蒸镀法或溅射法的导体材料喷出方向倾斜地配置的步骤。由此，即使对于具有难以除去导体的凹型形状的图形，在形成时也可以防止在其底部附着导体膜来形成导体膜。此外，形成上述第二导体的步骤是通过例如铝的蒸镀或溅射而形成的，但也可以使用铜或银、镍等导体金属。
在上述规定图形形成为凹型形状的情况下，具有将规定的材料填充在通过上述成形步骤所形成的上述电介质的上述规定图形中的步骤；在填充了上述规定材料的上述电介质上形成上述电介质的步骤；以及从上述规定图形中除去上述规定材料，由此将上述导体从上述规定图形剥离的步骤。根据上述制造方法，与上述同样，可以这样在电介质上形成导体，使得在具有凹型形状的规定图形内部不形成导体。以规定的图形可获得电气图形。上述规定材料具有在常温下为固体，通过从该常温加热而气化膨胀的特性，上述剥离步骤包括使形成上述导体的电介质过热的步骤。通过上述步骤，通过加热填充了上述规定材料且形成导体的电介质，可以使上述规定材料膨胀，从而将在上述规定步骤中所形成的导体膜剥离。例如，上述规定材料可以是凡士林等。
此外，作为本发明的另一个技术方案的平面天线，其特征在于，根据制造方法制造。根据上述平面天线，可以实现通过上述制造方法得到的同样效果。本发明与通过上述制造方法所制造的平面天线具有同样功能是不言而喻的。
本发明另一个技术方案的平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围以与该电介质大致相等的高度配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。上述平面天线在共振狭缝部分，导体和电介质的高度大致相等，此外由于凸型形状，水分难以残留在狭缝内，从而不易受到腐蚀的影响。其结果是，上述平面天线耐腐蚀性优良，可以长时间保持稳定的特性。
上述电介质可以在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与上述电介质紧密接触，并与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。上述平面天线由于紧密接触，所以可以防止水分的浸入，从而可以保持稳定的特性。通过对电介质施行等离子处理，可以改善电介质和导体的密着性。
上述电介质可以由防水性材料构成，在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。上述平面天线借助于防水性材料(例如低介电常数的树脂)，可以提高耐水性、耐腐蚀性。低介电常数的树脂由于一般在分子内没有亲水性高的极性基，所以饱和吸水量小，具有疏水性。此外，由于不是多孔质，所以与氧化铝等无机材料相比，具有防水性。作为具体的材料，可以列举乙烯-四氟乙烯共聚体等氟系树脂，聚苯乙烯等芳香族树脂，聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、冰片烯等聚烯烃树脂。如果考虑成本、工艺，则特别优选碳氢化合物树脂。在上述材料中，为了进行热膨胀率等的调整，根据需要，可以混入二氧化硅等填充剂或纤维、薄片。考虑在50GHz以上高频带的使用的情况，则优选二亚甲基萘树脂。
上述电介质可以由吸水率为0.01％以下的材料构成，在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。上述平面天线由吸水率为0.01％以下的材料构成，由此可以提高耐水性、耐腐蚀性。
上述电介质可以由热膨胀率为7×10-5以下的材料构成，在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。上述平面天线由热膨胀率为7×10-5以下的材料构成，由此可以提高耐水性、耐腐蚀性。
上述电介质可以在上述规定位置上形成具有凸型截面形状的柱状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。即使在形成天线的狭缝部分的导体被腐蚀的情况下，由于凸起的电介质为柱状(截面积大致一定)，所以可以保持狭缝形状的同一性，从而长时间地保持稳定的特性。
作为本发明另一个技术方案的平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，在上述电介质的上述规定位置上二维地配置用于形成上述规定的图形的多个孤立的凸部群，使其作为阵列天线工作。根据上述平面天线，不仅阵列的形状和尺寸，而且阵列之间的位置关系也可以良好地保持。不易引起天线的规定图形的相对位置偏移，无论环境如何变化，都可以保持稳定的天线特性。上述平面天线特别适用于50GHz以上的高频用阵列天线。
作为本发明另一个技术方案的平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在上述第一表面上，在上述电介质的上述规定位置上形成多个凸型截面形状的上述规定图形，在上述第二表面上，形成以与上述第一表面的上述多个规定图形的中心相对应的部分为中心的另一图形，以上述导体被覆其周围，与上述不同的图形的前端没有被上述导体覆盖而露出上述电介质，从而构成电磁波信号的输入输出口。为了进行供电调整，优选上述另外的图形具有凹型截面形状或凸型截面形状。使上述平面天线使第一和第二图形群的中心一致，由此从供电中心到发射图形的距离一定，从而可以控制各阵列天线元件发射时的相对相位差，保持稳定的特性。此外，供电部分的图形为凹型或凸型，可以实现对利用了上述形状的供电部分的天线图形的阻抗统调。
或者，上述平面天线在平板状的电介质的表面上二维地配置多个规定图形的凹部群，上述电介质表面的凹部群分别具有导体被覆膜，在上述凹部群以外的区域不设置上述导体被覆膜，而使上述电介质露出，构成共振狭缝，从而使其作为阵列天线工作。上述平面天线可以使被导体覆盖的凹部的表面平坦化，向凹部内填充低吸湿性树脂，从而可以保持对环境的稳定特性。
作为本发明的另一个技术方案的平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围以与该电介质大致相等的高度配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状，如果以d表示上述导体的上述规定位置以外的位置的厚度，以λg表示在上述电介质中传播的电波的波长，则具有上述凸型截面形状的上述电介质的高度h满足d≤h≤λg/10。由于设定h在λg/10以下，可以限定从凸部发射出来电磁波的相位差，从而可以得到定向性良好的天线特性。此外凸部应比导体皮膜的厚度d高，即不形成凹部。当上述电磁波的频率在50GHz频带内时，充分考虑到电磁集肤效应，上述平面天线的导体皮膜的厚度d可以设定为3μm。
作为本发明的另一个技术方案的平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围以与该电介质大致相等的高度配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状，具有上述凸型截面形状的上述电介质的高度h满足25μm≤h≤250μm。上述平面天线在毫米波的范围内以绝对值表示上述h的范围的情况下，可以起到与上述平面天线同样地作用。
上述电介质具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在上述第一表面上，在上述电介质的上述规定位置上形成凸型截面形状的上述规定图形，作为发射阵列图形，在上述第二表面上，形成由另外的图形构成的供电部分，上述供电部分具有与上述第一表面的上述发射阵列图形的中心相对应的部分的偏移为λ/50的中心。上述平面天线构成阵列，通过抑制来自各天线元件的表面凸部(共振狭缝)的发射电磁波的相位偏移使从供电中心开始的距离相等，由此作为将上述发射电磁波合成而形成的天线整体的发射图形是适宜的，从而可以得到例如定向性良好的天线。
作为本发明另一个技术方案的平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在上述第一表面上，在上述电介质的上述规定位置上形成凸型截面形状的上述规定图形，在上述第二表面上，形成凸型截面形状的供电部分。上述平面天线设置与由凹部或凸部构成的发射部分的基板一体地形成的供电部分，由此可以进行天线和供电一侧的阻抗统调，从而可以提高天线效率。此外，由于可以与电介质一体地形成，可以提高制造效率。
本发明另一个技术方案的平面天线的制造方法，上述平面天线具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝或插接图形，该方法之特征在于，具有为了通过上述电介质的凸型截面形状限定上述规定的图形，向具有与上述共振狭缝或插接图形对应的凹凸部分的模具内填充上述电介质材料，并使其固化和成形的步骤；通过上述导体被覆上述电介质表面的步骤；以及通过除去上述规定位置的上述电介质和上述导体，形成上述共振狭缝或插接图形的步骤。上述方法通过模具成形，可以高精度地形成所有的狭缝的尺寸以及各天线元件和供电部分之间的位置关系。
以下参照附图，对本发明的优选实施例进行说明，由此可以明了本发明的其他目的和其他特征。
图2是表示如图1所示的平面天线的另一个表面的简要立体图。
图3是如图1所示的平面天线的简要剖视图。
图4是表示图1中实线所围的V字区域的基板的局部放大立体图。
图5是表示如图1所示的天线的制造方法的流程图。
图6是详细表示如图5所示的步骤1000的图。
图7是详细表示如图5所示的步骤1005的图。
图8是详细表示如图5所示的步骤1010的流程图。
图9(a)是与图4相对应的表示剥离导体膜120之前状态的简要立体图，(b)是与图4相对应的从(a)所示的状态到剥离导体膜120的状态的简要立体图。
图10(a)是表示通过如图5所示的制造方法制造的天线的发射面的简要立体图，(b)是表示如图9(a)所示的天线的发射面的简要立体图。
图11是表示本发明天线的其他制造方法的流程图。
图12是表示本发明天线的其他制造方法的流程图。
图13是本发明插接天线的俯视图和剖视图。
图14是用于说明现有的平面天线的问题的简要局部放大剖视图。
如图3(a)所示，平面天线100具有基板110和导体膜120，根据趋肤效应，在上述基板110上形成规定厚度的导体膜120。但是，在平面天线100中，在基板110的规定区域(后述的狭缝图形114以及供电用狭缝图形116)不形成导体膜120，通过将上述规定区域作为狭缝，可以实现天线的功能。在图1至图3中，为了便于理解平面天线100，狭缝图形114和供电用狭缝图形116的尺寸被夸大并且省略了其一部分。
作为例示，平面天线100具有直径30～50mm、厚度1mm的圆盘形状，从而实现小型的径向狭缝天线。但是，本发明的平面天线100不限于此，也可以适用于例如插接天线、微狭缝天线等，具有在导体被覆面106的一部分上没有被导体覆盖的区域的电介质的构成，此外其尺寸也没有限制。
平面天线100具有以下优点，即即使尺寸小也可以高精度地制造。
基板110具有规定的厚度，上述厚度部分作为波导路径，起到对各狭缝的供电回路的功能。基板110具有基板主体112、狭缝图形114以及供电用狭缝图形116。在本说明书中，将除了基板110的狭缝图形114和供电用狭缝图形116之外，形成导体膜120的部分定义为导体被覆面106。如图1至图3所示，把平面天线100在表面(发射面)102一侧的狭缝图形114和在背面(供电面)一侧的供电用狭缝图形116作为凸型形状，并且各自与基板110一体地构成。
但是，如后所述，也可以把供电用狭缝图形116作成凹型形状而构成。如图1和图2所述，基板110在表面和背面发射面102和供电面104)其图形(狭缝图形114和供电用狭缝图形116)是不同的。此外，如在后述的制造方法中所说明的，通常需要进行表面和表面图形(狭缝图形114和供电用狭缝图形116)的位置匹配。因此，基板110可以采取分别形成表面图形成形基板(例如具有狭缝图形114的基板)和背面图形成形基板(例如具有供电用狭缝图形116的基板)，然后将两个基板贴合成一体的制造工序。当然，基板110也可以如本实施方式所述，由表面和背面图形(狭缝图形114和供电用狭缝图形116)一体地形成而制造。
基板110由在导体被覆面106上没有形成导体膜120的狭缝图形114和供电用狭缝图形116一体地构成。在本实施方式中，包含狭缝图形114和供电用狭缝图形116的基板110使用电介质，例如使用在作用频带内作为低电介质板材料的塑料等树脂，通过注塑成形法一体地形成。如上所述，狭缝图形114构成平面天线的狭缝，但是注塑成形法能以亚微米精度形成狭缝图形114和供电用狭缝图形116。以通过注塑成形法成形的光盘为例，上述光盘(例如DVD)能以高精度形成宽0.3μm、长0.4μm、深0.04μm的信息坑。本发明的基板110通过使用上述能高精度地成形的成形技术，可以形成尺寸精度良好的天线100的狭缝，从而高精度地形成适于短波化的小型天线100。此外，若利用注塑成形法的电介质形成技术，制作包含狭缝图形114和供电用狭缝图形116的基板110的模具，可以使天线100容易批量生产，低成本地制造天线100。
狭缝图形114是用于形成起到天线100的狭缝作用的没有被覆导体膜120的区域的图形。如图4所示，多个狭缝图形114被阵列化配置。在上述阵列天线中，必须高精度地保持各阵列的尺寸和形状以及阵列之间的位置关系，但由于通过注塑成形而与基板110一体地形成的狭缝图形114尺寸精度高，所以可以良好地保持天线110的定向性。如后所述，由于狭缝114具有凸型形状，所以即使在规定导体被覆膜、热膨胀、收缩或者反复热膨胀、收缩等环境条件下，天线的规定图形也不易引起相对位置偏移，从而共振狭缝114的形状保持一定，由此无论寒暖或吸湿等环境变化，总是可以保持稳定的天线特性。上述阵列天线，可以作为例如50GHz以上的高频用阵列天线而工作。如果电介质基板的膨胀系数为7×10-5(/℃)，则在例如-10～+50℃温度范围内使其工作的情况下，阵列天线间隔的伸缩为4.2×10-3左右。在50GHz频带的电介质内波长为λg，介电常数为2.5的情况下，计算阵列天线的元件间隔偏移量为3.8mm，由于温度伸缩而导致的对电介质内波长的比率为0.001λg。如果考虑天线元件之间的尺寸精度在0.01λg以内，则可以构成其长度为10个波长的阵列天线。这相当于能以78个元件构成天线元件，所以可以自由地设计天线的定向性和增益。
在本实施方式中，狭缝图形114由一对图形114a和114b构成，狭缝图形114在基板主体112上形成螺旋状，但也可以构成同心圆状配置。图4是表示图1中实线所围住的V字区域的基板110的局部放大透视图。但是，如图4所示的狭缝图形114的形态仅是示例，只要上述狭缝图形114是起到天线100的狭缝作用而成形就可以。通过螺旋状和同心圆状的构成，可以得到特性不同的天线100。
天线114a和114b对于毫米波的尺寸精度至少应为波长的1％以上，例如在50GHz频带中，必须达到数十μm的精度。如上所述，在光盘的成形中，虽然图形形状以深度差形式实现，但在天线100中必须以导体的有无的形式而表现。例如，狭缝天线将图形部分的导体除去而形成开口，而插接天线将图形部分的导体留下来而形成天线。在光盘的情况下，成形的深度差为0.03μm至0.07μm，非常浅。但是，以该深度差来区别导体的有无是很困难的。因此在本发明中，应注意到图形114a和114b是以数μm至数十μm的高度形成的，以上述高度差来区别导体的有无是可能的。在基板110上形成的导体膜120厚度越厚，图形114a和114b的高度就应越高。
如图3(b)所示，由电介质构成的基板110的共振狭缝114具有凸型截面形状。此外，在具有凸型截面形状的狭缝114的周围，以与狭缝114大致相同高度(同一平面)配置有导体120，导体120与具有凸型截面形状的电介质共同形成凸型截面形状。在上述如图14所示的现有实施例中，由于狭缝330形成凹部，所以水分340会存留，从而由于腐蚀造成共振狭缝330的尺寸变化，无法长时间保持一定的天线特性。与此相对，在本实施方式的平面天线100的狭缝114中，导体120和电介质高度大致相等，所以导体120不会形成凹部，此外由于导体120和电介质共同形成凸型形状，所以水分难以存留在狭缝114中，从而不易受到腐蚀的影响。即，在狭缝114附近，可以以大致相等的高度形成导体120和电介质。
如图3(b)所示，如果以d表示导体120的狭缝114附近以外的位置的厚度，以λg表示在电介质中传播的电波的波长，则优选狭缝114的高度h满足d≤h≤λg/10。通过设定h在λg/10以下，可以使从狭缝114发射出来电波的相位不产生偏移，从而可以得到定向性良好的大线特性。其原因是凸部比导体皮膜的厚度d高，即不作成凹部。这样，平面天线特别适于上述电波的频率在50GHz以上的频带。导体120的厚度d为例如3μm。此外，在毫米波的范围内以绝对值表示上述h的范围的情况下，优选高度h满足25μm≤h≤250μm。如果以λ0(mm)表示真空中的波长，以f(GHz)表示频率，以λg(mm)表示电介质内的波长，以εr表示电介质的介电常数，则λ0＝300/f
以下的表1和表2表示适用于天线的材料的范围。
(表1)εr＝2的情况
(表2)εr＝3的情况
如上所述，高度h的最小值虽然由比导体120的膜厚d大的值确定，但应考虑工作频率下的电磁集肤效应而确定导体膜厚d。所谓的集肤效应是指，当流过导体膜120的电流密度频率变高时，就会集中在导体120的表面部分而流过的现象，高频下的电阻值不会由于膜厚加厚而变小。把电流密度降低到导体表面的值的1/e(0.37倍)的厚度称为集肤深度，该数值与频率的平方根成反比而变小。当导体膜为铜时，12GHz的集肤深度为0.6μm，表面电阻为29Ω，50GHz的集肤深度为0.3μm，表面电阻为58Ω。考虑到该集肤效应的影响，应假定大部分电流的传导范围是集肤深度的10倍左右。即，在50GHz频带中，如果不能确保导体膜厚至少为3.0μm，使得表面电阻变小，则由于传送损失就会使天线的发射效率降低。凸型的高度是从电介质平坦部起算的高度，即从导体膜的底面开始的高度，其数值必须大于导体膜的高度。该高度为在电介质内传播的电波波长的至少1/10以下，其优点是，在凸型的高度方向上没有构成共振回路，此外还将在阵列构成的情况下的元件之间的发射相位偏移限定在至少λ/10以下。
对于狭缝114，配置在具有凸型截面形状的电介质的周围的导体120与电介质紧密接触。通过上述紧密接触，平面天线100可以防止水分的浸入，从而保持稳定的特性。优选对电介质进行等离子处理。
在本实施方式中，构成狭缝114的电介质由防水材料构成。借助于防水材料(例如低介电常数的树脂)，可以提高耐水性、耐腐蚀性。低介电常数的树脂一般在分子内没有亲水性高的极性基，所以具有饱和吸水量小的疏水性。此外，由于不是多孔质，所以与氧化铝等无机材料相比，具有防水。作为具体的材料，可以列举乙烯-四氟乙烯共聚体等氟系树脂，聚苯乙烯等芳香族树脂，聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、冰片烯等聚烯烃树脂。如果考虑成本、工艺，则特别优选碳氢化合物树脂。在上述材料中，为了进行热膨胀率等的调整，根据需要，可以混入二氧化硅等填充剂或纤维、薄片。考虑在50GHz以上高频带的使用的情况，则优选二亚甲基萘树脂。
电介质可以由吸水率为0.01％以下的材料构成。由此可以提高耐水性、耐腐蚀性。在这样的材料中，包括例如聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、冰片烯等聚烯烃树脂。
上述电介质可以由热膨胀率为7×10-5以下的材料构成。由此可以提高耐水性、耐腐蚀性。在这样的材料中，包括例如二亚甲基萘树脂。
如图3(a)和图3(b)所示，对于狭缝114而言，电介质优选为柱状。这是因为如图3(c)所示，对于截面积大致一定的柱状，即使狭缝114被腐蚀，也可以保持狭缝形状的同一性，从而可以长时间地保持稳定的特性。
供电用图形116是，用于形成起到天线100的供电用狭缝功能的没有被覆导体膜120的区域的图形。供电用图形116例如具有圆筒形状，形成在基板112的中心。如果由上述供电用狭缝图形116作用的供电用狭缝不能向天线100的狭缝中心供电，则成为发射功率图形偏转特性，所以上述供电用图形116高精度地设置在上述狭缝114的图形的螺旋状中心。
在本实施方式中，供电用图形116具有凸型截面形状。通过设置凸型且与平板一体地形成的供电部分，可以进行天线和供给侧的阻抗调整，从而可以提高天线效率。此外，由于与电介质一体，所以可以一体成形，从而提高制造效率。
在本实施方式中，优选狭缝114的图形中心和供电中心(电位意义上的中心)的偏移在λ/50以内。通过抑制来自共振狭缝114的发射电磁波的相位偏移，可以使通过上述发射电磁波合成而形成的发射图形成为良好图形。
作为替代，具有凸型截面形状的图形116可以起到电波的输入输出口的作用。图形116由于与图形114的中心一致，所以即使有热膨胀、收缩或者反复热膨胀、收缩等环境变化，表面、背面的图形也难以产生相对位置的偏移，从而可以持续地保持稳定的特性。此外，图形116也可以为凹型，但优选凸型。由此，可以实现利用了凸型的阻抗调整。
导体膜120是设置在基板110上的导体部分，在基板110的导体被覆面106上形成规定的厚度，以不受集肤效应的影响。作为导体材料，一般为铜或银、镍，但导体膜120可以根据需要把导体作成复层结构。图中虽未示出，但直接形成在基板110上的导体膜120是通过非电解而构筑的部分，可以通过非电解电镀处理、溅射法或蒸镀法形成，由铬或镍、铜、银、金等构成(第一导体)。接下来被覆的导体是通过电镀处理的部分，它构成导体膜120厚度的大部分(第二导体)。上述导体根据电流密度和电解液温度其密度和电气特性不同。如上所述，导体膜120即第二导体为了确保以回避集肤效应厚度，通过控制电流值和电镀时间，来控制导体厚度。将该层作为复层膜，以银或铜层形成与流过电流大的电介质之间的界面层，位于离电介质较远的位置的层考虑到成本和耐酸性，可以使用金或镍材料。
为了保护导体膜120，平面天线100可以被覆树脂，形成天线100的保护层(未图示)。上述保护层是为了保护不生锈或不受损伤，例如在不使用天线罩而设置天线100的情况下，必须采取防尘措施。但是，被覆层要求使用对天线100的电介质电气特性影响小的材料，可以应用被覆UV固化树脂的方法。
平面天线可以是向图形供电，使图形引起共振的插接天线。以下参照图13，对本实施方式的插接天线进行说明。图13(a)和图13(b)分别是插接天线100A和100B的俯视图。如图13(a)所示，插接天线100A具有平板状的电介质110A、导体(被覆膜)120A和供电部分140A。如图13(b)所示，插接天线100B除了以供电部分140B代替140A以外，其他与插接天线100A相同。插接天线100A和100B在平板状的电介质110A的表面上，二维地配置有多个规定图形的凹型群，电介质110A表面的凹型群分别具有导体被覆膜120A，在凹型群以外的区域没有设置导体被覆膜120，而露出电介质120A，构成插接图形，从而作为阵列天线而工作。图13(c)是插接天线100A的剖视图，图13(d)是插接天线100B的剖视图。如图13(c)和图13(d)所示，可以使插接天线100A和100B的表面平坦化，从而与图(b)同样消除了水分存留的问题。此外，如图13(e)所示，在凹型的厚度比导体厚的情况下，可以填充低吸湿性树脂。
以下参照图5至图9，对上述天线100的制造方法进行说明。其中，图5是表示如图1所示的天线100的制造方法的流程图。图6是详细表示如图5所示的步骤1000的图，图7是详细表示如图5所示的步骤1005的图，图8是详细表示如图5所示的步骤1010的流程图。图9(a)是与图4相对应的表示剥离导体膜120之前状态的简要立体图，(b)是与图4相对应的从(a)所示的状态到剥离导体膜120的状态的简要立体图。图10(a)是表示通过如图5所示的制造方法所制造的天线100的发射面102的简要立体图，图10(b)是表示如图9(a)所示的天线100的发射面104的简要立体图。在图9和图10中，为了明确表示导体膜120的有无，作为示例，以涂黑的状态表示形成导体膜120的部分。此外，在本实施方式中，通过注塑成形法来制造平面天线100，但本发明并不排除冲压加工的制造方法。
首先，如上所述，为了通过注塑成形法形成天线100的基板110，制作用于形成具有狭缝图形110和供电用图形116的基板110的模具(步骤1000)。在上述步骤1000中，模具形成基板110的发射面102和供电面104两个表面。在模具的例如上模，在空腔一侧形成包含与共振狭缝114的图形对应的凹部的凹凸部。
为了对步骤1000进行详细说明，首先准备涂覆了光致抗蚀剂的原盘M(图6(a))。原盘使用具有平坦表面的玻璃制的原盘，其上涂覆光致抗蚀剂R(图6(b))。然后使用曝光装置，通过图形掩模m对涂覆了抗蚀剂的原盘进行曝光(图6(c))。图形掩模m表示预先通过CAD所设计的狭缝图形114或供电用狭缝图形116，优选使用在模拟结果基础上作成的图形掩模m(在图6(c)中示出了表示发射面102即狭缝图形114的图形掩模m)。
曝光之后(图6(d))，对原盘M进行显影，使与狭缝图形114或供电用狭缝图形116相应的图形浮现出来。具体地讲，通过对曝光后的原盘M进行显影，仅使曝光部分或非曝光部分被显影液溶解，所以曝光部分或非曝光部分的抗蚀剂层被除去，由此形成如图6(e)所示的狭缝图形114或供电用狭缝图形116。预先使上述图形以比最后作成的狭缝图形114或供电用狭缝图形116大的尺寸形成，考虑成形后的收缩来确定形状尺寸。因此，如果收缩率的设定不同，则天线的物理尺寸不同，从而得不到所希望的特性，所以必须注意。此外，由于狭缝图形114或供电用狭缝图形116部分通过高度差来区别导体的有无而加工，所以必须注意，形成原盘M的图形，使得本发明的狭缝图形114和供电用狭缝图形116的高度为天线100的使用波长的％1左右，即数十μm左右。这一点与光盘的制造方法是不同的。对原盘进行显影之后，形成铬膜，进行电镀，由此可以制作模具S1。在图6中仅示出了发射面102一侧的模具S1，但供电面104一侧的模具S2也同样制作。
如上所述，在通过上述工艺所制作的模具S1和S2中，与基板110的发射面102和供电面104对应的部分变为凸型形状，与上述部分对应可以在基板110上形成具有凸型形状的图形。通过制作包含发射面102和供电面104的基板110的模具S1和S2，可以使天线100的批量生产容易，从而低成本地制造天线100。
以下参照图7(a)，对使用上述模具S1和S2形成基板110的步骤进行说明(步骤1005)。通过使用公知的注入模压成形装置向成形装置输送成形树脂材料，例如加热到约350℃，使其均匀熔化，然后以高压注入压模模具S1和S2，使其填充、固化，从而形成基板110(图7(b))。在图7(b)中注入模压成形装置的图示被省略。其结果是形成发射面102和供电面104一体地形成的基板110(图7(c))。从而形成上述狭缝图形114和供电用狭缝图形116突出的长方体阵列化配置的图形。通过注塑成形法，可以忠实地再现上述狭缝图形114和供电用狭缝图形116的尺寸和配置，从而制成高精度、天线100的定向性优良的基板110。
在步骤1005中应注意的是，发射面102一侧的模具和供电面104一侧的模具的中心位置必须高精度地一致。无法向螺旋状的狭缝图形114的中心供电是发射功率图形偏移特性的主要原因。因此，为了制造定向性良好的具有狭缝的天线100，使模具S1和S2的中心位置对齐是很重要的。此外，在本实施方式中，基板110同时使用模具S1和S2，一体地形成发射面102和供电面104的图形。但是，如上所述，通过分别单独地使用模具S1和S2来注塑成形，也可以得到具有发射面102和供电面104的两个基板，将上述两个基板粘贴起来，可以得到基板110。当然，优选上述两个基板以狭缝图形114和供电用狭缝图形116一体地成形的基板110的一半厚度进行注塑成形。
然后，在与步骤1005所成形的基板110上形成导体膜120(步骤1010)。参照图8，首先利用非电解处理例如蒸镀法或溅射法进行导体膜附着和非电解电镀处理，形成(第一)导体膜(步骤1012)。上述导体由铜、铬或镍、银、金等构成。然后，为了回避上述导体上的集肤效应，形成规定厚度的(第二)导体。上述形成方法可以是例如电解电镀，为了形成规定的膜厚，可以通过控制电流值或电镀(通电)时间，来回避导体膜120的集肤效应，形成第二导体(步骤1014至1016)。作为电解电镀方法，是将被处理体浸入含有目的金属离子的水溶液中，将使其进行还原反应的电极作为阴极，另一方面，在与可适当溶性或不溶性的阳极(引起氧化反应的电极)之间流过正方向的直流电流，从而在被处理体的表面电析出目的金属的膜的方法。导体膜120的厚度通过测定通电后的经过时间、通电中的电流值等，可以直接或间接地知道。通过通电后的经过电流和通电中的电流值测定导体膜120厚度的情况下，可以利用通过预先模拟而得到的数据。一般认为导体膜120的膜厚越小，电流值越低。上述模拟是考虑金属离子的浓度、水溶液的温度、湿度等参数的情况下而进行的。由于上述导体的形成方法是本领域技术人员容易理解的，所以此处省略其详细说明。
经过步骤1010(即步骤1012至步骤1016)，导体膜120与狭缝图形114和供电用图形116一起在基板主体112上形成。在该状态下，狭缝图形114和供电用图形116是被覆导体的凹凸图形，还没有得到电气的天线图形(图9(a))。因此，从该状态开始，剥离狭缝图形114和供电用狭缝图形116的导体膜120(步骤1015)。上述步骤1015可以采用机械方法例如研削或研磨作业，将附着在狭缝图形114和供电用狭缝图形116上的导体膜120剥离。在这个过程中，通过同时除去被覆电介质表面的凸部的部分的导体金属和电介质凸部的前端，可以使电介质和导体120的高度大致相等。当然，本发明并不排除仅剥离导体120，但为了制造的容易性，而除去电介质和导体120两方的前端部分。在该过程中，如上所述，为了不使狭缝直径变化，而优选电介质为柱状。
如果发射面102不够充分平坦，则研磨不充分，从而无法剥离。因此，以不产生变形的成形条件成形是很重要的。此外，由于允许少许不对称磨损，所以从非电解电镀的状态转移到电解电镀，在导体膜120的膜厚加厚的一侧的操作性好。导体膜120的膜厚与狭缝图形114和供电用狭缝图形116的高度的关系是，导电膜厚越厚，高度越高。因此，研磨工序在电镀之后的导体膜厚薄的非电解处理的电解阶段进行研磨是有效的。此外，可以降低狭缝图形114和供电用狭缝图形116的高度。
经过上述步骤1000至1015，天线100如图9(b)和图10所示，构成在基板100上的规定区域(狭缝和供电用狭缝)没有被覆导体膜120的狭缝天线。在图9(b)中仅示出了狭缝图形114，但如图10(b)所示，供电面104的供电用狭缝图形116的导体120也被除去。
在本实施方式中，以狭缝图形114的一部分没有导体的狭缝天线为例说明了实施例，但是例如在插接天线中，只是狭缝图形114作为导体膜120而构成，制造方法中的其它工序没有变化。此外，基板110的侧面被导体膜120覆盖，如果研磨上述侧面的导体，则形成开放型的天线。虽然没有详细说明，但为了保护天线，当然可以进行被覆处理，特别是对于发射面102一侧，由于与电气特性相关，所以必须慎重。
根据本实施方式的制造方法，通过制作模具，可以高精度地使所有的狭缝114的尺寸和位置关系均匀化，所以可以得到定向性准确、特性良好的天线。此外，由于提高批量生产性，所以可以削减制造成本。
虽然以上所说明的是狭缝图形114为凸型形状的情况，但如上所述，狭缝图形114也可以是凹型形状。但，在形成凸型形状的图形过程中，无法通过研磨来形成图形。但可以在形成导电膜的阶段想办法进行构图。以下参照图11和图12，对该方法进行说明。图11和图12是表示本发明天线100的另一种制造方法的流程图。与上述方法重复的步骤的说明省略。
如上所述，为了通过注塑成形法形成天线100的基板110，与步骤1000同样，制作用于形成具有狭缝图形114和供电用图形116的基板110的模具(步骤2000)。在上述步骤中，模具形成基板110的发射面102和供电面104两个表面。这与步骤1000是不同的，对于在上述工序中形成的原盘，与基板110的狭缝图形114(和供电用狭缝图形116)对应的部分是凸型形状，上述部分是作为在基板上具有凹型形状的图形而成形的。根据后述的工序可知，优选上述凸状部分使得基板110的狭缝图形114具有一定深度而形成，上述深度可以获得在狭缝图形114的底部难以被覆导体的效果。
接下来，使用上述模具形成基板110(步骤2005)。其结果是，形成狭缝图形114和供电用狭缝图形116一体地形成的基板110，但也可以如上所述，通过将分别具有狭缝图形114和供电用狭缝图形116的基板贴合起来而形成基板110。上述狭缝图形114(和供电用狭缝图形116)为凹陷成长方体的图形。通过注塑成形法，可以忠实地再现上述狭缝图形114和供电用狭缝图形116的尺寸和配置。在上述步骤中应注意的是，与上述工序同样，发射面102一侧的模具和供电面104一侧的模具的中心位置必须高精度地一致。无法向螺旋状的狭缝图形114的中心供电是发射功率图形偏移特性的主要原因。因此，为了制造定向性良好的具有狭缝的天线100，使上述模具的中心位置对齐是很重要的。
然后，在通过步骤2005所成形的基板110上形成导体膜120。具体地讲，首先通过非电解靠近基板110的部分来构筑导体(第一导体)。上述导体可以通过例如蒸镀法或溅射法来形成。此时应注意的是，在狭缝图形114和供电用狭缝图形的底面上不附着导体膜。因此，根据本发明的方法，把狭缝图形114(以及供电用图116)的底面配置飞来的导体粒子的阴影中，这样再将基板110相对于导体粒子的飞来方向倾斜地配置(步骤2010)。在上述状态下，通过蒸镀法或溅射法喷出导体(步骤2015)。如果此时导体的喷出口与基板110的距离很近，则在基板110的一部分上会出现膜厚不均匀，所以优选基板110和喷出口的距离应充分大进行成膜。上述导体由铬或镍、银、金等构成。然后，考虑到上述导体上的集肤效应，以规定的厚度形成(第二)导体(步骤2020)。第二导体可以通过例如铝的蒸镀或溅射而形成。
经过上述步骤2000至2020，天线100作为在基板110上的规定区域(狭缝和供电用狭缝)没有被导体膜120覆盖的狭缝天线而构成。
另一方面，参照图11，步骤2000至2020的工序可以以以下方法替代。首先，与上述工序相同，为了通过注塑成形法形成天线100的基板110，制作用于形成具有狭缝图形114和供电用图形116的基板110的模具(步骤3000)。在上述步骤中，模具作成基板110的发射面102和供电面104两个平面。在通过上述工序制作的原盘中，与基板110的狭缝图形114(和供电用狭缝图形116)对应的部分为凸型形状，上述部分是作为在基板110上具有凹型形状的图形而形成的，但也可以如上所述，通过将分别具有狭缝图形114和供电用狭缝图形116的基板贴合起来而形成基板110。
然后，使用上述模具形成基板110(步骤3005)。其结果是，形成狭缝图形114和供电用狭缝图形116一体地形成的基板110。上述狭缝图形114(和供电用狭缝图形116)为凹陷成长方体的图形。通过注塑成形法，可以忠实地再现上述狭缝图形114和供电用狭缝图形116的尺寸和配置。在上述步骤中应注意的是，发射面102一侧的模具和供电面104一侧的模具的中心位置必须高精度地一致。无法向螺旋状的狭缝图形114的中心供电是发射功率图形偏移特性的主要原因。因此，为了制造定向性良好的具有狭缝的天线100，使上述模具的中心位置对齐是很重要的。
然后，将模型材料填充到上述基板110的狭缝图形114中(步骤3010)。通过上述方法，为了防止在基板110的狭缝图形114中形成导体膜，需要对基板110的导体的成膜方法进行研究，但在本实施方式中，通过设置将模型材料填充到上述基板110的凹状部分的工序，可以解决上述问题。填充在狭缝图形114的凹部的填充材料在导体成膜后被除去，结果是剥离了凹部的导体膜120。因此，填充材料应进行这样的处理，使其仅残留在凹部，而不残留在平坦面上。此外，填充材料应在导体膜形成之后取出，取出时优选使导体膜120破裂而飞出。作为填充材料，可以利用在常温时为固体，通过加热膨胀成气体的材料，例如凡士林。
然后，在通过步骤3010成形的基板110上形成导体膜120(步骤3015)。该基板110利用在如图8所示的步骤1012至1016中所说明的非电解电镀方法例如蒸镀法或溅射法进行非电解电镀处理，形成导体。上述导体由铜、铬后镍、银、金等构成。为了回避上述导体的集肤效应把厚度加厚形成为规定的厚度以上。该形成方法可以是例如电解电镀，通过控制电流值或电镀时间来控制导体的厚度。上述导体的形成方法与上述相同，此处省略其说明。
然后，通过除去填充材料，剥离狭缝图形114上的导体膜120(步骤3020)。如上所述，在使用凡士林作为填充材料的情况下，对形成导体膜120的基板110进行加热，使凡士林气化，由此使封入导体膜120内部的凡士林破裂，从而可以剥离导体膜120。
经过上述步骤3000至3020，天线100作为在基板100上的规定区域(狭缝和供电用狭缝)没有被导体膜120覆盖的狭缝天线而构成。
上述的制造方法通过注塑成形法，可以使狭缝图形114和供电用狭缝图形116以及基板主体112一体地形成。上述狭缝图形114是起到平面天线的狭缝功能的部分，注塑成形法可以以亚微米单位形成规定的图形。因此，上述制造方法可以高精度地形成狭缝，从而形成适于短波化的小型天线。通过注塑成形法制作基板110，一次形成包含规定图形的电介质的模具，从而使天线的批量生产容易，可以低成本的制造天线。
本发明的天线100是适用于毫米波带(频率为30～300GHz、波长为1～10mm的电波)的小型平面天线。特别是在该带域中，在该特征的基础上，还具有氧气的吸收衰减大、距离不会太远等物理特性，可以应用于大容量、低成本等多种无线系统。天线100适用于例如汽车防止冲撞用的雷达、短距离通信系统、无线LAN以及家庭的屋内布线的无线化等。
以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明在其主旨范围内可以进行各种变形和变化。
本发明的平面天线及其制造方法通过注塑成形法，可以形成作为没有被基板上的导体覆盖的区域的规定图形以及基板。上述规定图形可以形成平面天线的狭缝，并且可以高精度地形成该狭缝。为了通过注塑成形法制造电介质，可以一次形成包含规定图形的电介质的模具，从而使天线的批量生产容易，低成本地形成天线。此外，注塑成形法可以以亚微米单位形成规定图形，从而提供适于短波化的小型天线。
权利要求
1.一种平面天线的制造方法，在以导体被覆电介质的平面天线中，具有在上述电介质的导体覆盖面的一部分上没有被上述导体被覆的图形，其特征在于，该制造方法包括以下步骤，即使用具有上述图形的模具，通过注塑成形法，一体形成上述电介质和上述图形。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通过上述成形步骤所成形的上述图形具有凸型形状。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通过上述成形步骤所成形的上述图形具有凹型形状。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括在通过上述成形步骤所成形的上述电介质上形成上述导体的步骤；以及除去在上述图形上所形成的上述导体的步骤。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括利用非电解电镀处理、蒸镀法或溅射法，在通过上述成形步骤所成形的上述电介质上形成第一导体薄膜的步骤；以及在通过上述形成步骤形成上述第一导体的上述电介质上形成第二导体的步骤。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，通过电镀处理形成上述第二导体，形成上述第二导体的步骤还包括控制通过上述电镀处理所形成的上述第二导体膜厚的步骤。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在上述图形为凹型形状的情况下，形成上述第一导体的步骤是蒸镀法或溅射法，形成该第一导体的步骤包括将形成上述图形的表面相对于上述第一导体通过蒸镀法或溅射法的导体材料喷出方向倾斜地配置的步骤。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，形成上述第二导体的步骤是通过铝的蒸镀或溅射而形成。
9.一种平面天线，其根据权利要求1至8任意一项所述的制造方法制造。
10.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围以与该电介质大致相等的高度配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。
11.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与上述电介质紧密接触，并与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。
12.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质由防水性材料构成，在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。
13.根据权利要求12所述的平面天线，上述防水性材料包括由碳氢所构成的高分子材料。
14.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质由吸水率为0.01％以下的材料构成，在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。
15.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质由热膨胀率为7×10-5以下的材料构成，在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。
16.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上形成具有凸型截面形状的柱状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状。
17.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，在上述电介质的上述规定位置上二维地配置用于形成上述规定的图形的多个孤立的凸部群，作为阵列天线工作。
18.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，在上述电介质的上述规定位置上二维地配置用于形成上述规定的图形的多个孤立的凸部群，作为50GHz以上高频用的阵列天线工作。
19.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在上述第一表面上，在上述电介质的上述规定位置上形成多个凸型截面形状的上述规定图形，在上述第二表面上，形成以与上述第一表面的上述多个规定图形的中心相对应的部分为中心的另外的图形，以上述导体被覆其周围，与另外的图形的前端没有被上述导体覆盖，而露出上述电介质，从而构成电磁波信号的输入输出口。
20.根据权利要求19所述的平面天线，其特征在于，在上述第二表面上所形成的上述图形具有凹型截面形状或凸型截面形状。
21.一种平面天线，其特征在于，在平板状的电介质的表面上二维地配置多个规定图形的凹部群，上述电介质表面的凹部群分别具有导体被覆膜，在上述凹部群以外的区域不设置上述导体被覆膜，而使上述电介质露出，构成共振狭缝，从而作为阵列天线工作。
22.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围以与该电介质大致相等的高度配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状，如果以d表示上述导体的上述规定位置以外的位置的厚度，以λg表示在上述电介质中传播的电波的波长，则具有上述凸型截面形状的上述电介质的高度h满足d≤h≤λg/10。
23.根据权利要求22所述的平面天线，其特征在于，上述电波的频率为50GHz以上。
24.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质在上述规定位置上具有凸型截面形状，在具有上述凸型截面形状的上述电介质的周围以与该电介质大致相等的高度配置的上述导体，与具有上述凸型截面形状的上述电介质共同形成凸型截面形状，具有上述凸型截面形状的上述电介质的高度h满足25μm≤h≤250μm。
25.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在上述第一表面上，在上述电介质的上述规定位置上形成凸型截面形状的上述规定图形，作为发射阵列图形，在上述第二表面上，形成由另外的图形构成的供电部分，上述供电部分具有与上述第一表面的上述发射阵列图形的中心相对应的部分的偏移为λ/50的中心。
26.一种平面天线，具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝，其特征在于，上述电介质具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在上述第一表面上，在上述电介质的上述规定位置上形成凸型截面形状的上述规定图形，在上述第二表面上，形成凸型截面形状的供电部分。
27.一种平面天线的制造方法，上述平面天线具有平板状的电介质和被覆该电介质的表面的导体，在没有被上述导体覆盖的上述电介质的规定位置上形成具有规定的图形的共振狭缝或插接图形，该方法之特征在于，具有为了通过上述电介质的凸型截面形状限定上述规定的图形，向具有与上述共振狭缝或插接图形对应的凹凸部分的模具内填充上述电介质材料，并使其固化和成形的步骤；通过上述导体被覆上述电介质表面的步骤；以及通过除去上述规定位置的上述电介质和上述导体，形成上述共振狭缝或插接图形的步骤。
全文摘要
本发明提供一种高尺寸精度、低成本且工艺性优良的平面天线及其制造方法，上述平面天线适用于短波。本发明一个技术方案的平面天线的制造方法，对于以导体被覆电介质的平面天线，具有在上述电介质的导体被覆面的一部分上没有被上述导体被覆的图形，其特征在于，上述平面天线的制造方法具有以下步骤，即使用具有上述图形的模具，通过注塑成形法形成上述电介质和上述图形。
文档编号H01Q21/00GK1400686SQ0212785
公开日2003年3月5日 申请日期2002年7月31日 优先权日2001年7月31日
发明者饭田保, 小山荣二 申请人:日立麦克赛尔株式会社