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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul
wie ein Mikrowellen-Schaltungsmodul,
und insbesondere auf ein Montageverfahren und eine Vorrichtung für ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Hochfrequenz-Schaltungsmodule
sind Module, die gebildet sind durch Speichern mehrerer Hochfrequenz-Schaltungseinheiten
oder einer oder mehr Hochfrequenz-Schaltungseinheiten und einer bezogenen
Schaltung wie einer Steuerschaltung in einem Gehäuse. Verschiedene Typen von
Hochfrequenz-Schaltungseinheiten sind bekannt, enthaltend eine Mikrowellen-Schaltungseinheit,
die für
ein Mikrowellenband verwendet wird, und eine Millimeterwellen-Schaltungseinheit,
die für
ein Millimeterwellenband verwendet wird. Beispielsweise ist als
eine Mikrowellen-Schaltungseinheit eine monolithische Mikrowellen-IC
(MMIC) mit einer Struktur, die durch Ausbilden eines aktiven Elements
wie eines FET (Feldeffekttransistor) und mit einem passiven Element
wie einem Kondensator auf der Oberfläche oder innerhalb eines Halbleitersubstrats
ausgestaltet ist, bekannt. Als eine andere Mikrowellen-Schaltungseinheit
ist beispielsweise eine Mikrowellen-IC (MIC) bekannt, die eine Struktur
hat, die durch Befestigen einer diskreten Komponente wie eines Halbleiterelements
auf einem dielektrischen Substrat, auf dem ein Schaltungselement
gebildet ist, ausgestaltet ist. Eine Mikrowellenschaltung, insbesondere
eine MMIC oder MIC, hat typischerweise eine rechteckige Gestalt ähnlich einer
Schaltungsplatte, auf der die Schaltung zu befestigen ist, und dem
Gehäuse
zur Aufnahme der Schaltungsplatte. Die Mikrowellenschaltung ist
auch so ausgebildet, dass sie eine so geringe Höhe wie möglich hat. Ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul mit
einer gespeicherten Mikrowellenschaltung als einer der Hochfrequenzschaltungen
wird als Mikrowellen-Schaltungsmodul bezeichnet. Das Mikrowellen-Schaltungsmodul
kann durch Laminieren mehrerer dielektrischer Schichten in einer
Mehrschichtstruktur realisiert werden.
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2-1. Herkömmliches
Modul
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Aus
dem Stand der Technik,
US 5,874,321 , ist
auch ein integriertes Schaltungsbauteil bekannt, enthaltend einen
an einer Basis befestigten Deckel, um einen Hohlraum zu umschließen, und
ein integriertes Schaltungschip oder -chips ist/sind an jeweils
dem Deckel und der Basis innerhalb des Hohlraums befes tigt. Das
Chip oder die Chips, die die meiste Wärme während des Betriebs des integrierten Schaltungsbauteils
erzeugen, sind an dem Deckel befestigt. Das integrierte Schaltungsbauteil
ist in einer Aufwärtshohlraumkonfiguration
ausgebildet, die ermöglicht,
dass Verbindungsstifte oder Lötwärmen auf
der gesamten äußeren Oberfläche der
Basis gebildet werden können,
was die Verbindungsdichte erhöht.
Eine Befestigung von Chips sowohl an dem Deckel als auch an der
Basis ermöglicht
eine erhöhte Anzahl
von elektronischen Funktionen, die in einem integrierten Schaltungsbauteil
enthalten sind.
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Ein
Beispiel für
ein herkömmliches
Mikrowellen-Schaltungsmodul
mit einer Mehrschichtstruktur ist in 17 gezeigt.
Das Mikrowellen-Schaltungsmodul mit dem in der Figur gezeigten Querschnitt
hat eine Mehrschichtstruktur, die durch Laminieren von fünf dielektrischen
Schichten 1–5 gebildet
ist. Die Mehrschichtstruktur enthält weiterhin Leitungen 6–10,
die jeweils über
jeder der dielektrischen Schichten 1–5 vorgesehen sind.
Die Leiter 6–10 sind in
der Figur nicht gezeigt, da sie dünne Schichten im Vergleich
zu den dielektrischen Schichten 1–5 sind. Die Leiter 6, 8 und 10 stellen
Signalübertragungsleitungen
dar, und die Leiter 7 und 9 stellen ein Erdpotential
zur Verfügung.
Die Schaltungsverbindung zum Aufrechterhalten der Potentiale der
Leiter 7 und 9 und einer Metallleiterschicht 13 auf
Erdpotential ist nicht gezeigt, aber kann ausgebildet sein durch
Verwenden eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die dem Fachmann
bekannt sind. Die Mehrschichtstruktur ist durch einen oberen Deckel 11 abgedeckt,
um ihr oberes Ende zu schützen,
und der Verbindungsabschnitt zwischen dem oberen Deckel 11 und
der Mehrschichtstruktur ist durch ein Dichtteil 12 abgedichtet.
Eine Metalllei terschicht 13 ist an dem unteren Ende der
Mehrschichtstruktur vorgesehen, um ein Erdpotential zur Verfügung zu
stellen. Eine in dem Mikrowellen-Schaltungsmodul
aufzunehmende Schaltung enthält
eine Mikrowellenschaltung in der Form einer MMIC, einer MIC usw.,
sowie eine Steuerschaltung, die zum Steuern der Mikrowellenschaltungen
vorgesehen ist, in der Form einer IC oder dergleichen. Bei dem in 17 gezeigten
Beispiel sind eine Mikrowellenschaltung 14 zum Durchführen einer vorbestimmten
Verarbeitung eines Signals in einem Mikrowellenband und eine Steuerschaltung 15 zum Steuern
des Betriebs der Mikrowellenschaltung 14 innerhalb der
Mehrschichtstruktur aufgenommen.
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Damit
die Mikrowellenschaltung 14 und die Steuerschaltung 15 wie
beabsichtigt arbeiten, müssen
HF-Verbinder zum
Eingeben eines Mikrowellensignals in die Mikrowellenschaltung 14 und
zum Ausgeben eines Mikrowellensignals aus der Mikrowellenschaltung 14 sowie
Steuersignalstifte zum Eingeben eines Steuersignals in die Steuerschaltung 15 vorgesehen
sein. Bei dem in 17 gezeigten Mikrowellen-Schaltungsmodul
sind zwei HF-Verbinder 16 und sechs Steuersignalstifte 17 an
dem oberen Ende der Mehrschichtstruktur vorgesehen, wie in 18 gezeigt
ist. Die HF-Verbinder 16 haben
eine Koaxialstruktur und ihre inneren Leiter 18 gehen durch
die Mehrschichtstruktur hindurch, um nahe an die Mikrowellenschaltung 14 zu
gelangen, wie in einer teilweise vergrößerten 19 gezeigt
ist. Die Verbindung durch einen Draht 16 zwischen dem inneren
Leiter 18 und einem Leiter in einem vorbestimmten Abschnitt der
Mikrowellenschaltung 14 wird durch ein Verfahren wie Drahtverbinden
oder dergleichen gebildet. Ein äußerer Leiter
des HF-Verbinders 16 ist
mit der Metallleiterschicht 13 ver bunden und kann zu der
Innenseite der Mehrschichtstruktur verlängert werden, wenn dies erforderlich
ist. Dielektrika 20 sind zwischen dem inneren Leiter 18 und
Teilen innerhalb der Mehrschichtstruktur, insbesondere verschiedenen Leitern,
vorgesehen. Von einer externen Schaltung gelieferte Mikrowellensignale
werden durcheinen der HF-Verbinder 16 zu der Mikrowellenschaltung 14 geführt. Ein
oder mehrere Prozesse wie Verstärkung, Modulation,
Phasenverschiebung oder dergleichen werden mit den Signalen durch
die Mikrowellenschaltung 14 durchgeführt und die Signale werden
durch den anderen HF-Leiter 16 zu einer externen Schaltung
ausgegeben.
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Die
Steuersignalstifte 17 sind in einem ausgeschnittenen Bereich
angeordnet, der innerhalb der Metallleiterschicht 13 vorgesehen
ist, um einen Spalt zu gewährleisten,
der einen Kurzschluss zwischen den Steuersignalstiften 17 mit
der Metallleiterschicht 13 verhindert. Ein Ende der Gruppe
von Steuersignalstiften 17 ragt aus der Mehrschichtstruktur
auf der Unterseite hervor für
eine Verbindung mit einer externen Schaltung, und das andere Ende
der Steuersignalstifte 17 ist in die Mehrschichtstruktur
eingebettet. Ein Teil der in die Mehrschichtstruktur eingebetteten Steuersignalstifte 17 ist
durch einen Draht 21 mit der Steuerschaltung 15 verbunden.
Es ist beispielsweise möglich,
ein Durchgangsloch 22 in jeder Schicht vorzusehen, das
durch die dielektrischen Schichten 1–5 hindurchgeht, jeden
der Steuersignalstifte 17 durch die Reihe von Durchgangslöchern 22 einzuführen, so dass
ein Ende oberhalb der dielektrischen Schicht 5 ist, und
das Ende oberhalb der dielektrischen Schicht 5 mit dem
Leiter der Steuerschaltung 15 durch den Draht 21 zu
verbinden, wobei ein Verfahren wie Drahtverbinden usw. angewendet
wird. Alternativ ist es auch möglich,
einen anderen Leiter innerhalb des Durchgangsloches 22 einzubetten
oder zu füllen,
anstelle des Eindringens in die Mehrschichtstruktur durch die Steuersignalstifte 17,
und den Leiter zum Verbinden der Steuersignalstifte 17 und
der Steuerschaltung 15 zu verwenden.
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Die
Verbindung zwischen der Steuerschaltung 15 und der Mikrowellenschaltung 14 ist
durch einen Leiter innerhalb eines Durchgangslochs 23 und Drähte 24 bis 26,
die durch ein Verfahren wie Drahtverbinden oder dergleichen verbunden
sind, vorgesehen. Insbesondere ist der Leiter in einem vorbestimmten
Abschnitt der Steuerschaltung 15 mit einem vorbestimmten
Abschnitt der Leitung 10 durch einen Draht 24 verbunden,
und der Leiter in einem vorbestimmten Abschnitt der Mikrowellenschaltung 14 ist
mit einem vorbestimmten Abschnitt der Leitung 8 durch Drähte 25 oder 26 verbunden.
Die Leitungen 10 und 8 sind durch einen Leiter
verbunden, der in dem Durchgangsloch 23 eingebettet oder
in dieses gefüllt
ist.
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2-2. Zu lösende Probleme
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Bei
der vorbeschriebenen Struktur ist es möglich, ein Mikrowellensignal
von einer externen Schaltung über
den HF-Verbinder 16 zu einer Mikrowellenschaltung 14 und
ein in der Mikrowellenschaltung 14 verarbeiteten Mikrowellensignal
durch den HF-Verbinder 16 zu einer externen Schaltung zu
liefern, ein Steuersignal von der Steuerschaltung 15 durch
einen Leiter innerhalb des Durchgangslochs 23 zu der Mikrowellenschaltung 14 zu
liefern, um die Arbeitsweise der Mikrowellenschaltung 14 zu
steuern, und ein Signal von einer externen Schaltung über die
Steuersignalstifte 17 zu der Steuerschaltung 15 zu
liefern, um die Arbeitsweise der Steuerschaltung 15 zu
steuern. Jedoch stellt diese Struktur ein Problem dar, wenn eine
Verringerung der Größe der Vorrichtung
und eine weitere Integration gewünscht sind.
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Zuerst
wird, da nur eine Oberfläche
vorhanden ist, an der die Mikrowellenschaltung 14 befestigt werden
kann, wenn mehrere Mikrowellenschaltungen 14 in dem Mikrowellen-Schaltungsmodul
aufgenommen sind, die Projektionsfläche des Mikrowellen-Schaltungsmoduls
groß.
Insbesondere hat die in 17 gezeigte
Mehrschichtstruktur nur eine Oberfläche, auf der eine Mikrowellenschaltung 14 befestigt
werden kann, welche die geerdete Ebene der Leitung 7 ist.
Wenn mehrere Mikrowellenschaltungen 14 befestigt werden,
müssen
die geerdete Ebene, die der Leiterfilm 7 ist, und eine
Signalübertragungsebene,
die der Leiterfilm 8 ist, so vergrößert werden, dass es möglich ist,
die Mikrowellenschaltungen 14 zu befestigen, und es müssen eine
Mikrostreifenleitung und Verbindungsstellen zum Verbinden der Leiter
der Mikrowellenschaltungen vorgesehen sein. Die Unausweichlichkeit
führt dazu,
dass die Projektionsfläche
des von oberhalb oder unterhalb der Mehrschichtstruktur betrachteten
Mikrowellenschaltungsmoduls groß wird.
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Zweitens
besteht, da mehrere HF-Verbinder 16 in derselben Ebene
vorgesehen sind, das Problem, dass sie innere Struktur und die relative
Anordnung des Mikrowellenschaltungsmoduls und der peripheren Vorrichtungen
beschränkt
sind. Beispielsweise sind bei einem Mikrowellenschaltungsmodul, das
durch Modulbildung einer Schaltung zum Verarbeiten eines Mikrowellenssignals,
das durch eine Zuführungsschaltung
verteilt wird, und Zuführen
des Signals zu einem Antennenelement, ausgebildet ist, minimal zwei
HF-Verbinder, ei ner zum Zuführen
des von der Zuführungsschaltung
verteilten Mikrowellensignals zu der Mikrowellenschaltung 14 und
ein anderer zum Zuführen
eines in der Mikrowellenschaltung verarbeiteten Mikrowellensignals
zu dem Antennenelement erforderlich. Gemäß der in den 17 bis 19 bezeigten
Struktur sind diese HF-Verbinder
in derselben Ebene angeordnet. Um die Gesamtprojektionsfläche des
Mikrowellenschaltungsmoduls, der Zuführungsschaltung und des Antennenelements unter
dieser Verbinderanordnung zu beschränken und gleichzeitig die Integrität zu erhöhen, müssen das
Mikrowellenschaltungsmodul, die Zuführungsschaltung und das Antennenelement
ausgerichtet und eng in dieser Reihenfolge in der Laminierungsrichtung
angeordnet sein, da das Antennenelement offen zum Ausstrahlen des
Mikrowellensignals sein muss. Wenn diese Strukturen in dieser Reihenfolge ausgerichtet
sind, muss, da die Zuführungsschaltung zwischen
dem Mikrowellen-Schaltungsmodul und dem Antennenelement vorhanden
ist, ein Loch in der Zuführungsschaltung
vorgesehen sein, um den HF-Verbinder des Mikrowellen-Schaltungsmoduls mit
dem des Antennenelements zu verbinden, oder alternativ muss eine
Schaltung zum Durchführung der
Mikrowellenübertragung
zwischen dem Mikrowellen-Schaltungsmodul und dem Antennenelement innerhalb
der Zuführungsschaltung
vorgesehen sein. Diese beiden Verfahren beschränken erheblich die Ausbildung
des Zuführungsschaltungsmusters
und die Fläche,
die das Zuführungsschaltungsmuster
einnehmen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul vorzusehen,
bei dem die Projektionsfläche
leicht herabgesetzt werden kann, und bei dem strukturelle und Ausrichtungsbeschränkungsprobleme
selten auftreten.
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Ein
Hochfrequenz-Schaltungsmodul gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste und eine zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit,
ein Gehäuse
und eine Zwischeneinheits-Signalübertragungsleitung. Die
erste und die zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit sind Einheiten
zum Verarbeiten eines Hochfrequenzsignals wie beispielsweise eine
Mikrowellen-Schaltungseinheit wie eine MMIC oder MIC. Das Gehäuse nimmt
die erste und die zweite Hochfrequenzschaltungseinheit auf und weist
in seinem Inneren einen ersten und einen zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Aufnahmeraum
und eine erste und eine zweite Übertragungsleitungsebene auf.
Der erste und der zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Aufnahmeraum nehmen
jeweils die erste und die zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit auf
und können
realisiert werden durch Vorsehen eines Lochs, das jede der dielektrischen
Schichten durchdringt, wenn das Gehäuse durch Laminieren dielektrischer
Schichten realisiert wird. Die erste und die zweite Übertragungsleitungsebene,
die parallel zueinander sind, können
als Oberflächen
der dielektrischen Schichten vorgesehen sein, wenn das Gehäuse durch
Laminieren dielektrischer Schichten realisiert wird.
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Die
die erste und die zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit verbindende Zwischeneinheits-Signalübertragungsleitung
ist vorgesehen, um ein Hochfrequenzsignal von der ersten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
zu der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
zu übertragen.
Die Zwischeneinheits-Signalübertragungsleitung
hat zumindest drei Teile. Der erste Teil ist ein Teil entlang der ersten Übertragungsleitungsebene,
der sich von dem ersten Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Aufnahmeraum
erstreckt. Der zweite Teil ist ein Teil entlang der zweiten Übertragungsleitungsebene,
der sich von dem zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Speicherraum
erstreckt. Der dritte Teil ist ein Teil zum elektrischen Verbinden
des ersten und des zweiten Teils.
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Durch
Vorsehen des dritten Teils in der vorbeschriebenen Zwischeneinheits-Signalübertragungsleitung
wird es möglich,
die erste und die zweite Übertragungsleitungsebene
als gegenseitig verschiedene Ebenen zu setzen, und daher ist es
möglich,
die Projektionsflächen
der ersten und der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit einander zu überlappen.
Insbesondere ist es möglich,
einen ersten und einen zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Aufnahmeraum
so zu bilden, dass zumindest ein Teil der Projektion der ersten
Hochfrequenz-Schaltungseinheit und ein Teil der Projektion der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
in der Projektionsrichtung senkrecht zu der ersten und der zweiten Übertragungsleitungsebene überlappen,
indem eine Zwischeneinheits-Signalübertragungsleitung mit dem
ersten bis dritten Teil vorgesehen wird. Dies kann verwendet werden
zum Realisieren eines Hochfrequenz-Schaltungsmodul verringerter
Größe, wie
eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls, das zur Verwendung in einer
phasengesteuerten Antennenanordnung geeignet ist.
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Der
dritte Teil der Zwischeneinheits-Signalübertragungsleitung kann beispielsweise
durch eine dreidimensionale Struktur entlang der Richtung, die die
erste und die zweite Übertragungsleitungsebene schneidet,
zum Verbinden des ersten und des zweiten Teils realisiert werden.
Als ein erstes Beispiel der dreidimensionalen Struktur gibt eine
Struktur, die ein (schlitzförmiges)
Kopplungsfenster verwendet. Bei diesem Beispiel ist eine Öffnung in
einem geerdeten Leiterfilm mit einem aufrechterhaltenen vorbestimmten
Potential parallel zu und zwischen der ersten und der zweiten Übertragungsleitungsebene
vorgesehen. Diese Öffnung
oder das Kopplungsfenster, das nachfolgend als ein erstes Kopplungsfenster
bezeichnet wird, um eine Verwechslung mit anderen Kopplungsfenstern
zu vermeiden, liefert die elektromagnetische Kopplung zwischen dem
ersten und dem zweiten Teil durch eine dielektrische Schicht. Wenn
das Gehäuse durch
Laminieren dielektrischer Schichten realisiert wird, können die
dielektrischen Schichten zum Ausbilden des Gehäuses für den elektromagnetischen Kopplungspfad
verwendet werden. Als ein zweites Beispiel der dreidimensionalen
Struktur kann eine Struktur, die ein Durchgangsloch verwendet, verwendet
werden. Bei diesem Beispiel kann eine dielektrische Schicht, die
zwischen dem ersten und dem zweiten Teil vorhanden ist, durch einen
Leiter durchstochen werden, der vorgesehen ist, um sich von dem
ersten Teil zu dem zweiten Teil zu erstrecken. Um die erste und
die zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit mit einer externen Vorrichtung
zu verbinden, sind HF-Verbinder auf der Außenfläche des Gehäuses vorgesehen, und Verbindereinheit-Signalübertragungsleitungen
sind innerhalb des Gehäuses vorgesehen:
Zum Eingeben eines Hochfrequenzsignals wie eines Mikrowellensignals
in die erste Hochfrequenz-Schaltungseinheit ist ein erster HF-Verbinder auf der
Außenfläche des
Gehäuses
vorgesehen, und eine erste Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung
zum Verbinden der ersten Hochfrequenz-Schaltungseinheit mit dem
ersten HF-Verbinder ist für
die Übertragung
eines Hochfrequenzsignals von dem ersten HF-Verbinder zu der ersten Hochfrequenz- Schaltungseinheit
vorgesehen. Für die
Ausgabe eines Hochfrequenzsignals wie eines Mikrowellensignals von
der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit ist ein zweiter HF-Verbinder auf
der Außenfläche des
Gehäuses
vorgesehen, und eine zweite Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung zum Verbinden
der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit mit dem zweiten HF-Verbinder ist für die Übertragung
eines Hochfrequenzsignals von der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
zu dem zweiten HF-Verbinder vorgesehen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass diese
HF-Verbinder auf verschiedenen Ebenen unter den Ebenen, die die
Außenfläche des
Gehäuses
bilden, angeordnet sind. Mit anderen Worten, herkömmlich müssten der HF-Verbinder
für die
Eingabe und der HF-Verbinder für
die Ausgabe auf derselben Seite, betrachtet von der Hochfrequenz-Schaltungseinheit,
da es nur eine Befestigungsebene für Hochfrequenz-Schaltungseinheiten
gibt, aber gemäß der vorliegenden
Erfindung sind, da zwei oder mehr Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Aufnahmeräume auf
den gegenseitig verschiedenen Ebenen vorhanden sind, um eine eingangsseitige
(erste) und eine ausgangsseitige (zweite) Hochfrequenzeinheit aufzunehmen,
der erste HF-Verbinder entsprechend der ersten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
und der zweite HF-Verbinder entsprechend der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
auf verschiedenen Seiten vorgesehen. Auf diese Weise kann der Freiheitsgrad
für die
Anordnung und Strukturen des Hochfrequenz-Schaltungsmoduls und seiner
peripheren Vorrichtungen und für
den Typ der Verbindung mit den peripheren Vorrichtungen erhöht werden.
Dies führt
auch zu einer Größenverringerung.
Darüber
hinaus sind die erste und die zweite Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung
ebenfalls so ausgebildet, dass zumindest eine von dieser ersten
und zweiten Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung ein Kopplungsfenster
("zweites Kopplungsfenster") hat, ähnlich einem
Kopplungsfenster, das durch eine dreidimensionale Struktur des dritten
Teils der Zwischeneinheit-Signalübertragungsleitung
vorgesehen sein kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine von der ersten und der zweiten Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung
das zweite Kopplungsfenster (47) hat als eine in einer
geerdeten Leitung (42) vorgesehene Öffnung, die auf einem vorbestimmten
Potential gehalten wird und parallel zu der ersten und der zweiten Übertragungsleitungsebene
verläuft,
auch einheitsseitige und verbinderseitige Leiter hat, die elektromagnetisch
durch das zweite Kopplungsfenster gekoppelt und jeweils mit einer
Hochfrequenz-Schaltungseinheit und einem HF-Verbinder, die das Verbindungsziel
sind, verbunden sind.
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Die
erste und die zweite Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung können als
eine koaxiale Leitung ausgebildet sein. Da die erste und die zweite Verbindereinheit-Signalübertragungsleitung
Leitungen sind, die in das Gehäuse
eingebettet sind, um zumindest eine Schicht von mehreren dielektrischen Schichten
zu durchdringen, wenn das Gehäuse durch
Laminieren mehrerer dielektrischer Schichten gebildet ist, ist es
bevorzugt, dass diese als eine pseudo-koaxiale Leitung ausgebildet
sind unter Verwendung der dielektrischen Schichten als einer dielektrischen
Schicht und Verwendung von Durchgangslöchern, um die Leiter einzubetten.
Das heißt, die
pseudo-koaxiale Leitung enthält
als Leiter einen inneren Leiter, der die die lektrischen Schichten durchdringt,
und einen äußeren Leiter,
der durch mehrere getrennte Leiter in jeweiligen Durchgangslöchern mit
einem vorbestimmten Abstand von dem inneren Leiter gebildet ist.
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Wenn
ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung
in einen Satz mit einem Strahlungsabschnitt wie einer phasengesteuerten
Antennenanordnung einzubauen ist, ist es bevorzugt, dass Hochfrequenz-Schaltungsmodul
gemäß der vorliegenden
Erfindung als ein Modul auszubilden, das weiterhin den Strahlungsabschnitt
enthält.
Beispielsweise kann ein Strahlungsabschnitt auf der Außenfläche des
Gehäuses
vorgesehen sein, und eine Einheits/Strahler-Übertragungsleitung
zum Verbinden der zweiten Radiofrequenz-Schaltungseinheit mit dem
Strahlungsabschnitt kann innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein. Auf diese
Weise sind die HF-Verbinder zum Verbinden des Hochfrequenz-Schaltungsmoduls
und des Antennenelements nicht länger
erforderlich, und es ist möglich, die
Kosten aufgrund der verringerten Anzahl von Komponenten herabzusetzen
und die Größe zu verringern,
aufgrund der Abwesenheit der Beschränkungen hinsichtlich der Verbinderanordnung.
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Es
ist bevorzugt, dass der erste HF-Verbinder und der Strahlungsabschnitt
auf verschiedenen Oberflächen
vorgesehen sind.
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Mehrere
Strahlungsabschnitte können
an einem Modul vorgesehen sein. In einem derartigen Fall können mehrere
zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheiten und erste Hochfrequenz-Schaltungseinheiten
entsprechend jedem der Strahlungsabschnitte vorgesehen sein. Wenn
eine derartige Konfiguration mit einer kleinen Anzahl der ersten
HF-Verbinder verwendet wird, kann ein Ver zweigungsteil zum Verzweigen
der von dem ersten HF-Verbinder
eingegebenen Hochfrequenz-Signale in beispielsweise der ersten Verbinder/Einheit-Signalübertragungseinheit vorgesehen
sein, um das verzweigte Signal zu jeder der ersten Hochfrequenz-Schaltungseinheiten
zu liefern. Das Verzweigungsteil kann beispielsweise durch Verbinden
oder Kaskadieren von m Verteilern (m ist eine natürliche Zahl,
die größer als
oder gleich 2 ist) realisiert werden, wobei jeder zum Verteilen
des eingegebenen Hochfrequenzsignals auf n Zweige (n ist eine natürliche Zahl,
die größer als
oder gleich 2 ist) vorgesehen ist, so dass das von dem ersten HF-Verbinder
eingegebene Hochfrequenzsignal zu jeder der ersten Hochfrequenz-Schaltungseinheiten geliefert
wird. Jeder Verteiler kann durch eine planare Schaltung wie einen
Verteiler vom Verzweigungsleitungstyp oder einen Wilkinson-Verteiler
realisiert werden. Durch Vorsehen eines Verzweigungsteils, wie vorstehend
beschrieben ist, kann eine Zunahme der Anzahl der ersten HF-Verbinder vermieden
werden. Darüber
hinaus kann das Verzweigungsteil durch eine planare Schaltung realisiert
werden, die realisiert werden kann ohne Zunahme der Größe des Gehäuses durch
geeignete Ausbildung des Musters der Leitungen innerhalb des Gehäuses.
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Eine
typische Struktur eines Gehäuses
ist wie folgt ausgebildet. Mehrere dielektrische Schichten werden
mit mehreren Leitungen, die jeweils auf einer Oberfläche von
einer der laminierten dielektrischen Schichten vorgesehen sind,
laminiert. Die Form dieser dielektrischen Schichten ist so gesetzt, dass
nach dem Ausbilden der erste und der zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit-Aufnahmeraum miteinander
laminiert werden können.
Einige der Leitungen ergeben die erste und die zweite Übertragungsleitungsebene.
Der dritte Teil durchdringt zumindest eine der dielektrischen Schichten.
Es ist auch möglich,
innerhalb des Gehäuses
eine Steuerschaltung zum Steuern der ersten und der zweiten Hochfrequenz-Schaltungseinheit
aufzunehmen. Die Steuerschaltung kann beispielsweise in einem in
einer dielektrischen Schicht, die sich an dem Ende der laminierten
dielektrischen Schichten befindet, vorgesehenen Loch aufgenommen
werden. Dieses Loch kann durch einen getrennt hergestellten Deckel
abgedeckt sein.
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Die
erste und die zweite Hochfrequenz-Schaltungseinheit werden beispielsweise durch
Kontaktwarzen an dem Gehäuse
befestigt. Durch Verwendung von Kontaktwarzen können die Einheiten an dem Gehäuse befestigt
werden, und gleichzeitig kann eine elektrische Verbindung mit einem
in dem Gehäuse
vorhandenen Leiter, der ein Verbindungsziel darstellt, erreicht
werden. Es ist bevorzugt, koplanare Leitungen als den Verbindungszielleiter
zu verwenden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein II-II-Querschnittsdiagramm, das eine Struktur eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte
Mikrowellen-Schaltungsmodul, gesehen von der unteren Seite von 1.
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3 ist
ein III-III-Querschnittsdiagramm des in 1 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls.
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4 ist
ein IV-IV-Querschnittsdiagramm des in 1 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls.
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5 ist
eine teilweise auseinander genommene perspektivische Ansicht, die
einen Bereich des in 1 gezeigten Mikrowellen-Schaltungsmoduls zeigt,
insbesondere die Anordnung eines Kopplungsfensters zum Koppeln von
Mikrowellen-Schaltungseinheiten.
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6 ist
eine teilweise auseinander genommene perspektivische Ansicht, die
einen Bereich des in 1 gezeigten Mikrowellen-Schaltungsmoduls zeigt,
insbesondere die Struktur um den HF-Verbinder herum, der auf der
oberen Seite von 1 vorgesehen ist.
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7 ist
eine teilweise auseinander genommene perspektivische Ansicht, die
ein Verwendungsbeispiel für
das in 1 gezeigte Mikrowellen-Schaltungsmodul zeigt.
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8 ist
eine II-II-Querschnittsansicht eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine II-II-Querschnittsansicht eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel.
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10 ist
eine teilweise auseinander genommene perspektivische Ansicht, die
ein Verwendungsbeispiel für
ein Mikrowellen- Schaltungsmodul gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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11 ist
ein V-V-Querschnittsdiagramm, das die Struktur des in 10 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls zeigt.
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12A ist eine Ansicht der äußeren Erscheinung des in 10 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls,
die die Oberfläche
auf der Strahlungsabschnittsseite zeigt.
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12B ist eine Seitenansicht, die die äußere Erscheinung
des in 10 gezeigten Mikrowellen-Schaltungsmoduls
zeigt.
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12C ist eine Ansicht der äußeren Erscheinung des in 10 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls,
das die Oberfläche
auf der Verbinderseite zeigt.
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13 ist
eine schematische Teilquerschnittsansicht, die die innere Struktur
des in 10 gezeigten Mikrowellen-Schaltungsmoduls
zeigt.
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14 ist
eine Draufsicht, die eine Struktur eines Verteilers in dem in 10 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmodul zeigt.
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15 ist
eine planare Ansicht, die eine Struktur eines Verteilers in einem
Mikrowellen-Schaltungsmodul
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
zeigt.
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16 ist
ein V-V-Querschnittsdiagramm, das eine Struktur eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls
gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel zeigt.
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17 ist
eine I-I-Querschnittsansicht einer Struktur eines herkömmlichen
Mikrowellen-Schaltungsmoduls.
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18 ist
eine planare Ansicht des in 17 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls, gesehen von der unteren Seite in 1.
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19 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die den Verbindungsbereich zwischen
den HF-Verbindern
und der Mikrowellen-Schaltung des in 17 gezeigten
Mikrowellen-Schaltungsmoduls
zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die
Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden Strukturen,
die ähnlich
oder gleichwertig solchen der in den 17–19 gezeigten
herkömmlichen
Strukturen sind, durch dieselbe Bezugszahl gekennzeichnet, und die
entsprechenden Strukturen werden nicht wieder beschrieben. Auch
werden ähnliche
oder gleichwertige Strukturen unter den Ausführungsbeispielen durch dieselbe
Bezugszahl gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung erläutert unter
Verwendung einer Anwendung auf ein Mikrowellen-Schaltungsmodul als
ein Beispiel, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf allgemeine
modulmäßige Schaltungen
angewendet werden, die für andere
Frequenzbänder
als das Mikrowellenband ausgebildet sind, wie das Millimeterwellenband
oder dergleichen. Auch ist, obgleich ein Modul für eine Antennenanordnung als
ein Beispiel für
die Anwendung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die vorliegende
Erfindung bei anderen Anwendungen als der Antennenanordnung wirksam.
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a) Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
eine Struktur eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das Mikrowellen-Schaltungsmodul, von dem ein Querschnitt
in 1 gezeigt ist, hat eine Struktur, bei der neun
dielektrische Schichten 27–35 laminiert sind,
wobei die neun dielektrischen Schichten eine nahezu gleiche Projektionsfläche haben.
Innerhalb der Mehrschichtstruktur der dielektrischen Schichten 27–35 sind
zwei Mikrowellen-Schaltungen 14-1 und 14-2 sowie
eine Steuerschaltung 15 aufgenommen. Das heißt, die
Mehrschichtstruktur bildet den Rahmen für das Gehäuse des Mikrowellen-Schaltungsmoduls, wobei
eine Metalleiterschicht 13 unterhalb der Mehrschichtstruktur
vorgesehen ist. Leiter 36 bis 45 sind teilselektiv
angeordnet oder auf jeder der dielektrischen Schichten 27 bis 35 ausgebildet,
so dass erforderliche Formmuster vorgesehen sind.
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Die
Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 können durch
eine MMIC oder eine MIC realisiert werden, die einen vorbestimmten
Prozess wie eine Verstärkung,
eine Modulation, eine Phasenverschiebung usw. bei einem Mikrowellensignal
durchführt.
In dem illustrierten Beispiel haben diese Schaltungen eine Dicke,
die gleich der oder geringfügig
geringer als die der elektri schen Schichten 30 und 32 ist.
Ein Loch mit einer Öffnungsfläche, die
größer als
die Projektionsflächen
der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 ist,
ist in jeder der dielektrischen Schichten 30 und 32 vorgesehen,
so dass die Mikrowellenschaltungen aufgenommen werden können. Der
Querschnitt dieser Löcher
ist in 1 gezeigt, und die Öffnungsebenen der Löcher sind
in den 3 und 4 gezeigt. Die Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 sind
in diesen Löchern
angeordnet und an den dielektrischen Schichten 29 und 31 befestigt,
die sich unterhalb der dielektrischen Schichten 30 und 32 befinden,
oder an den Leitungen 38 und 40 auf der Oberseite
der dielektrischen Schichten 29 und 31 mittels
eines Verfahrens wie Adhäsion.
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Ein
Loch mit einer Öffnungsfläche, die
größer als
die Projektionsfläche
der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 ist,
ist in jeder der dielektrischen Schichten 31 und 33 vorgesehen,
die sich über den
dielektrischen Schichten 30 und 32 befinden, sowie
in jeder der Leitungen 39 und 41, die sich unterhalb
der dielektrischen Schichten 31 und 33 befinden,
so dass die Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und
die peripheren Vorrichtungen sich nicht stören. Die Querschnitte dieser
Löcher
sind in 1 gezeigt, und die Öffnungsebenen
der Löcher
sind in den 3 und 4 gezeigt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
haben, da jede der Mikrowellenschaltungen und der umgebenden Leitungen
durch Draht verbunden sind, die Löcher in den dielektrischen Schichten 31 und 33 und
in den Leitungen 39 und 41 solche Abmessungen,
dass keine der Mikrowellenschaltungen oder der Verbindungsdrähte mit
den dielektrischen Schichten 31 und 33 und den
Leitungen 39 und 41 in Konflikt kommt. Die Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 sind
an den dielektri schen Schichten 29 und 31 oder
den Leitungen 38 und 40 oberhalb der dielektrischen
Schichten befestigt als Teil der Montagefolge zum Laminieren und
Befestigen der dielektrischen Schichten 27 bis 35.
Die Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 sind
auch mit den Leitungen 39 und 41 und einem Leiter 18A durch Verbindungsdrähte 49 bis 52 verbunden,
auch als Teil der Montagefolge.
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Die
Mikrowellenschaltung 14-2 und die dielektrische Schicht 32 wirken
als obere Deckel für
die Mikrowellenschaltung 14-1, und die dielektrischen Schichten 34 und 35 wirken
als obere Deckel für
die Mikrowellenschaltung 14-2.
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Die
Steuerschaltung 15 kann durch eine IC oder dergleichen
realisiert werden, um die Arbeitsweise der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 zu steuern.
Die Steuerschaltung 15 hat eine Dicke gleich oder geringfügig kleiner
als der der dielektrischen Schicht 27. Ein Loch mit einer
größeren Öffnungsfläche als
der Projektionsfläche
der Steuerschaltung 15 ist in der dielektrischen Schicht 28 vorgesehen,
um die Steuerschaltung 15 aufzunehmen. Die Steuerschaltung 15 ist
innerhalb dieses Lochs angeordnet und an der dielektrischen Schicht 28 oder der
Leitung 36, die sich unterhalb der dielektrischen Schicht 28 befindet,
durch ein Verfahren durch Adhäsion
befestigt.
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Ein
Loch mit einer größeren Öffnungsfläche als
der Projektionsfläche
der Steuerschaltung 15 ist in der Metallleiterschicht 13 vorgesehen,
die sich unterhalb der dielektrischen Schicht 28 befindet,
so dass die Metallleiterschicht 13 keinen Konflikt mit
der Steuerschaltung 15 und den peripheren Teilen hervorruft.
Der Querschnitt dieses Lochs ist in 1 gezeigt, und
ein Teil der Öffnungsebene
des Lochs ist in 2 gezeigt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat,
da Verbindungsdrähte 55 und 56 zusätzlich zu den
Durchgangslöchern 53 und 54 als
Mittel zum Verbinden der Steuerschaltung 15 und der Leitung 36 verwendet
werden, das Loch in der Metallleiterschicht 13 eine Abmessung
derart, dass die Steuerschaltung 15 und die Verbindungsdrähte 55 und 56 keinen
Konflikt mit der Metallleiterschicht 13 hervorrufen (siehe 2).
Die Steuerschaltung 15 ist an der dielektrischen Schicht 28 oder
der Leitung 36 unterhalb der dielektrischen Schicht 28 befestigt
und verbunden mit dem Leiter 36 über Leiter, die innerhalb der
Durchgangslöcher 53 und 54 eingebettet oder
gefüllt
sind, und Drähte 55 und 56 in
einem Teil der Montagefolge zum Laminieren und Befestigen der dielektrischen
Schichten 27 bis 35.
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Unter
den in der Metallleiterschicht 13 vorgesehenen Löchern ist
das Loch direkt unter der Steuerschaltung 15 durch eine
Abdeckung 48 geschlossen, die durch ein Teil wie ein Metall
oder dergleichen gebildet ist. In 2 ist ein
Teil der Abdeckung 48 weggelassen, um die Steuerschaltung 15 usw.
zu zeigen, aber die Abdeckung 48 hat eine rechteckige Form,
so dass die Abdeckung 48 das gesamte Loch abdeckt.
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Unter
den Leitungen 36 bis 45 sind die Leitungen 37, 38 40, 42 und 44 als
ein geerdeter Leiter, ein eine Mikrowellen-Schaltungsbefestigungsebene vorsehender
Leiter oder ein ein Kupplungsfenster bildender Leiter ausgebildet
und verwendet, und die Leitungen 36, 39, 41 und 43 sind
als ein eine Signalübertragungsleitung
vorsehender Leiter oder ein eine Steuerschaltung vorsehender Leiter
ausgebildet und verwendet. Da diese Filme viel dünner als die dielektrischen
Schichten 27 bis 35 sind, sind sie nicht in den
Figuren gezeigt, ausgenommen, wenn sie für die Beschreibung der Funktion
der Struktur erforderlich sind.
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Die
Leitungen 37, 38, 40, 42 und 44 haben einen
Projektionsflächenumriss,
der nahezu gleich jenen oder geringfügig kleiner als diejenigen
der dielektrischen Schichten 27 bis 35 ist, und
werden durch eine bekannte Struktur (nicht gezeigt) wie eine Durchgangslochverbindung
auf einem Erdpotential gehalten. Somit haben die Leitungen 37, 38, 40, 42 und 44 geerdete
Ebenen zusammen mit der Metallleiterschicht 13, die ebenfalls
Erdpotential hat. Die Leitungen 38 und 40 sehen
Ebenen zum Befestigen der Mikrowellenschaltungen 14-1 bzw. 14-2 vor.
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Ein
Kopplungsfenster 46 und ein Kopplungsfenster 47 sind
jeweils in den Verbindungsleitungen 40 und 42 vorgesehen.
Die Kopplungsfenster 46 und 47 sind Abschnitte,
in denen kein Leiter vorhanden ist, und sie können erhalten werden durch
Entfernen der oder selektive Nichtausbildung eines Teils der Leitungen 40 und 42.
Wie in den 1 und 5 gezeigt
ist, die jeweils einen Querschnitt und eine Peripherie zeigen, liegt
der Teil der Leitung 39, die sich nahe zu dem Kopplungsfenster 46 erstreckt,
einen Teil der Leitung 41 gegenüber, die sich nahe zu dem Kopplungsfenster 46 erstreckt,
wobei das Kopplungsfenster 46 dazwischen liegt. Diese Teile
sind durch eine abgezweigte elektromagnetische Welle oder elektromagnetische
Kopplung durch das Kopplungsfenster 46 gekoppelt. In gleicher
Weise liegt ein Teil der Leitung 41, die sich nahe zu dem
Kopplungsfenster 47 erstreckt, einem Teil der Leitung 43 gegenüber, die
sich nahe zu dem Kopplungsfenster 47 erstreckt (siehe 1 und 6),
wobei das Kopplungsfenster 47 dazwischen liegt, wie in 1 gezeigt
ist. Diese Teile sind gekoppelt durch eine abgezweigte elektromagnetische
Welle oder eine elektromagnetische Kopplung durch das Kopplungsfenster 47.
Die Kopplungsfenster 46 und 47 haben in dem gezeigten
Beispiel eine Schlitzform, aber sie können auch jede andere Form
haben, solange wie die Kopplung gut durchgeführt wird.
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Die
Leitungen 36, 39, 41 und 43 ergeben
Signalübertragungsleitungen
für die Übertragung
des Steuersignals und des Mikrowellensignals. Der Steuersignalstift 17,
der als der Anschluss für
die Eingabe des externen Signals dient, befindet sich in einem Loch
oder einem in der Metallleiterschicht 13 vorgesehenen ausgeschnittenen
Bereich, wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, so dass die Metallleiterschicht 13 und der Steuersignalstift 17 einander
nicht stören. Wie
in 1 gezeigt ist, ragt ein Ende des Steuersignalstifts 17 von
der unteren Seite der Metallleiterschicht 13 vor, während sich
das andere Ende durch ein in der dielektrischen Schicht 27 vorgesehenes Durchgangsloch 57 erstreckt,
um mit der Leitung 36 verbunden zu sein. Es ist auch möglich, den
Steuersignalstift 17 und die Leitung 36 durch
einen getrennten Leiter, der in dem Durchgangsloch 57 eingebettet oder
gefüllt
ist, zu verbinden. Diese Leitung 36 hat ein Muster, das
sich von dem das Durchgangsloch 57 bildenden Abschnitt
zu dem das Durchgangsloch 57 bildenden Abschnitt nahe der
Steuerschaltung 15 erstreckt und durch das Durchgangsloch 54 und
einen Draht 56 mit der Steuerschaltung 15 verbunden
ist. Somit wird ein von einer externen Schaltung über den Steuersignalstift 17 geliefertes
Signal über
den Leiter in dem Durchgangsloch 57, einen Teil der Leitung 36, den
Leiter in dem Durchgangsloch 54 und den Draht 56 in
die Steuerschaltung 15 eingegeben. Die Steuer schaltung 15 erzeugt
auf der Grundlage des Eingangssignals ein zu den Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 zu
lieferndes Steuersignal.
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Der
Steuersignalpfad von der Steuerschaltung 15 zu der Mikrowellenschaltung 14-1 enthält einen
Draht 55, einen Leiter in dem Durchgangsloch 53,
einen Teil der Leitung 36, einen Leiter in dem Durchgangsloch 58,
einen Teil der Leitung 39 und einen Draht 59.
Insbesondere ist, wie in 1 gezeigt ist, die Steuerschaltung 15 durch
den Draht 55 und den Leiter in dem Durchgangsloch 53 mit
der Leitung 36 verbunden. Die Leitung 36 hat ein
Muster, das sich nahe zu dem das Durchgangsloch 58 bildenden Abschnitt
erstreckt. Mehrere Durchgangslöcher 58, die
in Folge vorgesehen sind und mit einem Leiter eingebettet oder gefüllt sind,
dringen von dem Leiter 36 durch die dielektrischen Schichten 28 bis 30 hindurch
zu dem Leiter 39. Wie in 3 gezeigt
ist, hat der Leiter 39 ein Muster, das sich zu Anschlussstellen erstreckt,
von denen allgemein mehrere nahe der Mikrowellenschaltung 14-1 vorgesehen
sind. Diese Anschlussstellen sind mit einem Leiter auf der Mikrowellenschaltung 14-1 durch
ein Verfahren wie Drahtverbinden verbunden. Somit wird das in der
Steuerschaltung 15 erzeugte Steuersignal durch diesen Pfad
zu der Mikrowellenschaltung 14-1 geliefert, um die Arbeitsweise
der Mikrowellenschaltung 14-1 zu steuern. Der Steuersignalpfad
von der Steuerschaltung 15 zu der Mikrowellenschaltung 14-2 kann
realisiert werden durch Verwenden von Leitungen, Durchgangslöcher und
Verbindungsdrähten ähnlich dem Steuersignalpfad
von der Steuerschaltung 15 zu der Mikrowellenschaltung 14-1.
Daher wird dieser nicht weiter beschrieben, mit Ausnahme eines Abschnitts der
Route, eines in 4 gezeigten Drahtes 60.
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Das
Mikrowellenschaltungsmodul gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verarbeitet ein von einer externen Schaltung über den
HF-Verbinder 16A geliefertes
Mikrowellensignal zuerst durch die Mikrowellenschaltung 14-1 und
dann durch die Mikrowellenschaltung 14-2, und liefert das
verarbeitete Signal über
den HF-Verbinder 16B zu einer externen Schaltung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat der auf der Oberfläche der
Metallleiterschicht 13 angeordnete HF-Verbinder 16A eine koaxiale
Struktur enthaltend einen inneren Leiter 18A, ein Dielektrikum 20A und einen äußeren Leiter.
Der äußere Leiter
ist mit der Metallleiterschicht 13 verbunden und erstreckt
sich vorzugsweise mit dem inneren Leiter 18A und dem Dielektrikum 20A durch
die dielektrischen Schichten 27 bis 29 in die
Mehrschichtstruktur. Ein Ende des inneren Leiters 18A erstreckt
sich zu der Unterseite der in 1 gezeigten
Anordnung, so dass es mit einer externen Schaltung verbunden werden
kann. Das andere Ende des inneren Leiters 18A erstreckt
sich bis nahe der Mikrowellenschaltung 14-1. Wie in 3 gezeigt
ist, ist der innere Leiter 18A mit einem Leiter zum Eingeben
eines Mikrowellensignals in die Mikrowellenschaltung 14-1 durch
einen Draht 49 an dem Ende nahe der Mikrowellenschaltung 14-1 verbunden.
Somit wird das von einer externen Schaltung durch den HF-Verbinder 16A gelieferte
Mikrowellensignal durch die vorgenannte koaxiale Struktur und den
Draht 49 zu der Mikrowellenschaltung 14-1 geliefert.
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Der
Leiter zum Ausgeben des Mikrowellensignals von der Mikrowellenschaltung 14-1 wird durch
den Draht 50 mit der Leitung 39 verbunden, wie
in 3 gezeigt ist. Wie in 1 gezeigt
ist, hat die Leitung 39 ein Muster, das sich von dem Leitungsabschnitt
mit dem Draht 50 bis nahe zum Kopplungsfenster 46 erstreckt.
Wie in 5 gezeigt ist, ist ein Teil des Musters der Leitung 41 nahe
dem Kopplungsfenster 46 so ausgebildet, dass er der Leitung 39 mit
dem Kopplungsfenster 46 dazwischen gegenüber liegt.
Die Größe, die
Form und die Position des Kopplungsfensters 46 sind so
ausgebildet, dass das von der Mikrowellenschaltung 14-1 verarbeitete
und über
die Leitung 39 übertragene
Mikrowellensignal durch das Kopplungsfenster 46 in Form
einer elektromagnetischen Welle zu der Leitung 41 abgezweigt wird,
um die Leitung 41 zu erreichen. Mit anderen Worten, die
Größe, die
Form und die Position des Kopplungsfensters 46 sind so
ausgebildet, dass das Kopplungsfenster 46 als ein Typ eines
lokalen Strahlungselements wirken kann. Für diese Ausbildung ist es bevorzugt,
dass der Kopplungskoeffizient zwischen den Leitungen 39 und 41 durch
das Kopplungsfenster 46 hindurch ausreichend berücksichtigt wird.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat die Leitung 41 ein
Muster, das sich von nahe dem Kopplungsfenster 46 zu nahe
der Mikrowellenschaltung 14-2 erstreckt. Wie in 4 gezeigt
ist, ist die Leitung 41 mit einem Leiter zum Eingeben des
Mikrowellensignals in die Mikrowellenschaltung 14-2 durch
den Draht 52 nahe der Mikrowellenschaltung 14-2 verbunden.
Somit wird das von der Mikrowellenschaltung 14-1 verarbeitete
Mikrowellensignal durch den Draht 50, die Leitung 39,
das Kopplungsfenster 46, die Leitung 41 und den
Draht 52 zu der Mikrowellenschaltung 14-2 geliefert.
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Der
Leiter auf der Mikrowellenschaltung 14-2 zur Ausgabe des
Mikrowellensignals ist durch einen Draht 51 mit der Leitung 41 verbunden,
wie in 4 gezeigt ist. Wie in 1 gezeigt
ist, hat die Leitung 41 ein Muster, das sich von dem Verbindungsabschnitt
durch den Draht 51 bis nahe dem Kopplungsfenster 47 erstreckt.
Wie in 6 gezeigt ist, ist ein Teil des Musters der Leitung 43 nahe
dem Kopplungsfenster 47 so ausgebildet, dass es der Leitung 41 mit
dem Kopplungsfenster 47 dazwischen gegenüber liegt.
Die Größe, die
Form und die Position des Kopplungsfensters 47 sind so
ausgebildet, dass das von der Mikrowellenschaltung 14-2 verarbeitete
und über
die Leitung 41 übertragene
Mikrowellensignal durch das Kopplungsfenster 47 zu der
Leitung 43 in Form einer elektromagnetischen Welle abgezweigt werden
kann, um die Leitung 43 zu erreichen. Mit anderen Worten,
die Größe, die
Form und die Position des Kopplungsfensters 47 sind so
ausgebildet, dass das Kopplungsfenster 47 als ein Typ eines
lokalen Strahlungselements wirkt. Für diese Ausbildung ist es bevorzugt,
den Kopplungskoeffizienten zwischen den Leitungen 41 und 43 durch
das Kopplungsfenster 47 hindurch ausreichend zu berücksichtigen.
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Wie
in den 1 und 6 gezeigt ist, hat die Leitung 43 ein
Muster, das sich von nahe dem Kopplungsfenster 47 bis nahe
dem Durchgangsloch 61 der dielektrischen Schicht 35 erstreckt.
Ein innerer Leiter 18B ist eingebettet oder ein anderer
Leiter, der elektrisch mit dem inneren Leiter 18B verbunden
ist, ist in das Durchgangsloch eingebettet oder gefüllt. Ein
Ende des inneren Leiters 18B erstreckt sich bis über die
dielektrische Schicht 35, so dass er als ein innerer Leiter
des HF-Verbinders 16B verwendet werden kann. Der äußere Leiter
des HF-Verbinders 16B ist mit einer geerdeten Leitung 44 verbunden. Somit
erscheint das in der Mikrowellenschaltung 14-2 verarbeitete Mikrowellensignal
in dem HF-Verbinder 16B durch den Draht 51, die
Leitung 41, das Kopplungsfenster 47, die Leitung 43 und
den Leiter in dem Durchgangsloch 61.
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Wie
in 6 gezeigt ist, ist eine Folge von Durchgangslöchern 62 um
das die dielektrische Schicht 35 durchdringende Durchgangsloch 61 herum
ausgebildet, um die dielektrischen Schichten 34 und 35 zu
durchdringen. In dem Durchgangsloch 61 ist ein Leiter eingebettet
oder gefüllt
zur Verbindung mit der Leitung 42, die das Erdpotential
liefert. Durch Einstellen eines konstanten Abstands jedes der Durchgangslöcher 62 zu
dem Durchgangsloch 61 gemäß der erforderlichen charakteristischen
Impedanz und durch Sicherstellen einer so großen Anzahl von Durchgangslöchern 62 wie
möglich
wird eine pseudokoaxiale Struktur gebildet, bei der der Leiter in dem
Durchgangsloch 61 als ein innerer Leiter wirkt, die Leiter
in den Durchgangslöchern 62 als äußerer Leiter
und die dielektrische Schicht 35 als ein Dielektrikum.
Mit anderen Worten, die Charakteristiken der Übertragungsleitung von der
Leitung 43 zu dem HF-Verbinder 16B können so
konfiguriert sein, dass sie vorbestimmte Charakteristiken oder eine
Charakteristik ähnlich
den vorbestimmten Charakteristiken sind. Um einen Konflikt zwischen
den Durchgangslöchern 62 und
der Leiterschicht 43 zu vermeiden, ist die Anordnung der
Durchgangslöcher 62 vorzugsweise
hufeisen- oder bogenförmig.
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Wie
beschrieben ist, können
bei dem Ausführungsbeispiel,
in dem das Kopplungsfenster 46 in der Leitung 40 als
Mittel zum Koppeln der Leitungen 39 und 41 vorgesehen
wird, die Befestigungsebenen der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 als
getrennte Oberflächen
konfiguriert werden. Da die geerdete Leitung 40 und ein
Loch in der dielektrischen Schicht 31 zwischen den Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 vorhanden
sind, wird eine Kopplung zwischen den Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 in
der vertikalen Richtung von 1 nicht
hergestellt. Daher können
die Mikrowellenschaltung 14-1 und 14-2 so angeordnet
werden, dass sich Teile der Projektionen der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2, gesehen
von der oberen Seite in 1 zumindest teilweise überlappen.
Durch Verwenden dieser grundsätzlichen
Struktur kann die Projektionsfläche des
gesamten Mikrowellen-Schaltungsmoduls
kleiner als die Summe der Projektionsflächen der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 gemacht
werden. Mit anderen Worten, gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung können durch
Einführung
des Kopplungsfensters 46 eine Zunahme der Anzahl der Befestigungsebenen
der Mikrowellenschaltungen und eine Abnahme der Projektionsfläche des
Mikrowellen-Schaltungsmoduls gleichzeitig erzielt werden. Darüber hinaus
kann das Kopplungsfenster 46 durch einen einfachen Schritt entweder
des Entfernens oder des Nichtausbildens eines Teils des Leiters
auf der Leitung 40, die als eine geerdete Leitung wirkt,
realisiert werden. Dieses Kopplungsfenster 46 hat auch
eine hohe Zuverlässigkeit.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist es möglich,
da die Leitungen 41 und 43 durch Vorsehen des
Kopplungsfensters 47 in der Leitung 42 verbunden
sind, den HF-Verbinder 16B auf
einer Seite vorzusehen, die verschieden von der ist, auf der der HF-Verbinder 16A vorgesehen
ist. Da der Freiheitsgrad mit Bezug auf die Position des HF-Verbinders
im Vergleich zu der herkömmlichen
Struktur erhöht
ist, wird die Beschränkung
hinsichtlich der Ausrichtung der um das Mikrowellen-Schaltungsmodul
anzuordnenden Schaltungen und Vorrichtungen herabgesetzt und die
Größe der gesamten
Struktur enthaltend die peripheren Schaltungen und Vorrichtungen kann
verringert werden. Beispielsweise besteht, wie in 7 gezeigt
ist, wenn ein Teil der Schaltungen für eine phasengesteuerte Antennenanordnung 68 als ein
Mikrowellen-Schaltungsmodul 69 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgebildet
ist und in eine Antennenanordnung 68 mit einem entsprechenden
Antennenelement 70 eingebaut ist, da der Steuersignalstift 17 und
der HF-Verbinder 16A des Mikrowellen-Schaltungsmoduls 69 auf einer
Ebene angeordnet sind, die entgegengesetzt zu der ist, auf der der HF-Verbinder 16B angeordnet
ist, keine Notwendigkeit, die Zuführungsschaltung auf der Seite
des HF-Verbinders 16B,
gesehen von dem Mikrowellen-Schaltungsmodul 69 aus,
vorzusehen. Die Zuführungsschaltung
kann, obgleich nicht gezeigt, auf der Seite des Steuersignalstifts 17 und
des HF-Verbinders 16A, gesehen von dem Mikrowellen-Schaltungsmodul 69 aus,
angeordnet werden. Darüber
hinaus ist, da ein Verfahren zum direkten Verbinden eines HF-Verbinders 71 des
Antennenelements 70 mit dem HF-Verbinder 16B des
Mikrowellen-Schaltungsmoduls 69, d.h. ein Einsteckverfahren
angewendet werden kann, die Größe der Reflexion
an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Mikrowellen-Schaltungsmodul 69 und
dem Antennenelement 70 klein, was zu einer Zunahme des
Leistungsvermögens führt. Die
Bezugszahl 72 in den Figuren stellt den Strahlungsabschnitt
des Antennenelements 70 dar, und der HF-Verbinder 71 ist
auf der entgegengesetzten Seite von dem Strahlungsabschnitt 72 angeordnet.
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(b) Zweites Ausführungsbeispiel
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8 zeigt
einen Querschnitt eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel
der vorliegenden Erfindung. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Adhäsion als
ein Verfahren zum Befestigen der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und
der Steuerschaltung 15 verwendet, und Drahtverbindung wird
als ein Verfahren zum elektrischen Verbinden der Leiter auf den Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und
auf der Steuerschaltung 15 mit den Leitungen (Anschlussstellen)
oder dergleichen angewendet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
werden andererseits das Befestigen und die elektrische Verbindung
der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und der
Steuerschaltung 15 durch Verwendung von Kontaktwarzen 62 bis 67 realisiert.
Die Befestigungsebene der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 wird
in die obere Oberfläche
der dielektrischen Schichten 30 und 32 geändert, um
der Kontaktwarzenverbindung angepasst zu sein.
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Die
Kontaktwarzen 62 bis 67 werden durch ein Material
mit hoher elektrischer Leitfähigkeit
wie Gold gebildet. Wenn die Befestigung und elektrische Verbindung
unter Verwendung der Kontaktwarzen 62 bis 67 erfolgt,
werden zuerst kugelförmige
Kontaktwarzen 62 bis 67 auf vorbestimmten Abschnitten
des Leiters, der auf den Oberflächen
der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und der
Steuerschaltung 15 erscheint, angeordnet. Dann werden die
Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und die Steuerschaltung 15 gedreht
und so positioniert, dass die Kontaktwarzen 62 bis 67 vor
bestimmten Abschnitten der Leitungen 36, 39 und 41 gegenüber liegen. Druck,
Ultraschall oder dergleichen wird dann ausgeübt. Auf diese Weise werden
die Leiter, die auf den Oberflächen
der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und der
Steuerschaltung 15 erscheinen, befestigt und mit den Kontaktwarzen 62 bis 67 verbunden, und
die Kontaktwarzen 62 bis 67 und die Leiter 36, 39 und 41 werden
befestigt und miteinander verbunden. In 8 sind die
Kontaktwarzen 62 bis 67 nicht kugelförmig, da
die Kontaktwarzen während
der Ausübung
des Drucks oder Ultraschalls abgeflacht werden.
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Wie
beschrieben ist, besteht bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, da die Kontaktwarzen 62 bis 67 zum
Befestigen und elektrischen Verbinden verwendet werden, keine Notwendigkeit,
Verbindungsanschlussstellen auf den Leitungen 36, 39 und 41 zum Drahtverbinden
vorzusehen oder Durchgangslöcher als
eine Alternative oder zusätzliche
Struktur zu diesen Anschlussstellen vorzusehen. Daher kann der zum
Ausrüsten
und Aufnehmen der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und
der Steuerschaltung 15 erforderliche Raum verringert werden
im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel,
das das Drahtverbinden anwendet. Hierdurch kann ein noch kleineres
Mikrowellen-Schaltungsmodul erhalten werden. Darüber hinaus können, da
Klebstoffe zum Befestigen der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und
der Steuerschaltung 15 und Drahtverbinder, Vorrichtungen
zum Anwenden des Drahtverbindens, nicht länger erforderlich sind, Vorteile
wie eine Erhöhung
des Leistungsvermögens,
der Zuverlässigkeit und
der Stabilität
des Mikrowellen-Schaltungsmoduls oder die Abnahme der Herstellungskosten
erhalten werden. Zusätzlich
ist es bevorzugt, dass das Muster der Leitungen wie der Leitungen 39 usw.,
die der Gegenstand der Befestigung und Verbindung durch die Kontaktwarzen
sind, in eine koplanare Leitung geformt ist, so dass der Abschnitt
zum Befestigen und Verbinden durch die Kontaktwarzen leicht gesichert werden
kann.
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(c) Drittes Ausführungsbeispiel
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Dieses
Ausführungsbeispiel
zeigt nicht die vorliegende Erfindung insgesamt, sondern Aspekte der
Erfindung, und es ist nützlich
zum Verständnis des
Hintergrunds der Erfindung.
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Ein
Querschnitt eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
ist in 9 gezeigt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
sind Durchgangslöcher 73 und 74 anstelle
der bei dem ersten Ausführungsbeispiel
vorgesehen Kopplungsfenster 46 und 47 vorgesehen.
Leiter sind in den Durchgangslöchern 73 und 74 für eine Verbindung
eingebettet oder gefüllt.
Obgleich das dritte Ausführungsbeispiel
einen Nachteil dahingehend hat, dass die Anzahl von Durchgangslöchern größer als
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist, da keine Notwendigkeit besteht, die mit der Leitung 41 durch
das Kopplungsfenster 47 zu koppelnde Leitung 43 vorzusehen,
können
zwei dielektrische Schichten 34 und 35 bei dem
ersten Ausführungsbeispiel
durch eine dielektrische Schicht 34 ersetzt werden, wodurch
sowohl die Höhe
als auch die Herstellungskosten verringert werden. In der Figur
stellt die Bezugszahl 75 ein Durchgangsloch dar, das zum
Verbinden der Steuerschaltung 15 und der Mikrowellenschaltung 14-2 verwendet
werden, welches in 1 nicht gezeigt ist. Die Bezugszahl 44A stellt
einen mit dem äußeren Leiter
des HF-Verbinders 16B zu verbindenden Leiter dar und ist
auf der oberen Oberfläche
der dielektrischen Schicht 34 vorgesehen, die als ein oberer
Deckel wirkt. Zusätzlich
sind, obgleich eine Notwendigkeit besteht, ein Loch mit einem größeren Radius
als jeden der Durchgangslöcher
vorzusehen, entsprechend jedem der Durchgangslöcher in jeder der Erdleitungen
zum Vermeiden eines Kontakts o der einer Kopplung der Leiter in jedem
der Durchgangslöcher
und jeder der Erdleitung, diese Löcher in der Figur nicht gezeigt.
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(d) Viertes Ausführungsbeispiel
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Dieses
Ausführungsbeispiel
zeigt nicht die vorliegende Erfindung insgesamt, sondern Aspekte der
Erfindung, und es ist nützlich
zum Verständnis des
Hintergrunds der Erfindung.
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10 zeigt
ein Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und seine Verwendung. Das Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
enthält
ein Antennenelement einer phasengesteuerten Antennenanordnung 68 und
eine Mikrowellenschaltung zum Verarbeiten eines Mikrowellensignals
und zum Zuführen
zu dem Antennenelement, integriert als ein einzelnes Modul. Bei
dem gezeigten Beispiel ist das Modul so gezeigt, dass es vier Strahlungsabschnitte 72 aufweist,
aber es ist auch möglich,
eine größere Anzahl
oder kleinere Anzahl von Strahlungsabschnitten 72 durch
ein Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 vorzusehen. Der Strahlungsabschnitt 72 kann
als eine Druckantenne ausgebildet sein.
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11 zeigt
einen Querschnitt des Mikrowellen-Schaltungsmoduls 76 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
und die 12A, 12B und 12C zeigen die äußere Erscheinung des Mikrowellen-Schaltungsmoduls 76.
Das Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 hat eine rechteckige
flache Plattenform. Vier Strahlungsabschnitte 72 sind auf der
auf der oberen Seite in 11 gezeigten
Oberfläche
vorgesehen, d.h. in 12A, und zwölf Steuersignalstifte 17 und
ein HF- Verbinder 16A sind
auf der unteren Seite von 12, d.h.
in 12C gezeigten Oberfläche vorgesehen. In 11 sind
zwei Mikrowellenschaltungen 14-1, zwei Mikrowellenschaltungen 14-2,
eine Steuerschaltung 15 und ein HF-Verbinder 16A ebenfalls
gezeigt. Die Steuersignalstifte 17 sind nicht gezeigt.
Daher zeigt, da 11 zur Beschreibung der Struktur
des vierten Ausführungsbeispiels
in detaillierterer Weise dient, diese Figur nicht den gesamten VV-Querschnitt, der
in 12C illustriert ist. Teile oder Strukturen wie
die Leitungen, Durchgangslöcher
und Verbindungsdrähte
sind weder gezeigt noch beschrieben, mit Ausnahme zur Erläuterung
des Merkmals dieses Ausführungsbeispiels.
Ein Fachmann ist in der Lage, die Struktur des vierten Ausführungsbeispiels
durch Bezugnahme auf die Beschreibung der vorliegenden Erfindung
einfach zu versehen.
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Die
Struktur des Mikrowellen-Schaltungsmoduls 76 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich geringfügig
von der der anderen Ausführungsbeispiele.
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Zuerst
nehmen die Mikrowellenschaltungen gemäß jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele
eine Mikrowellenschaltung 14-1 der ersten Stufe, eine Mikrowellenschaltung 14-2 der
zweiten Stufe und eine Steuerschaltung zum Steuern dieser Mikrowellenschaltungen
auf. Demgegenüber
nimmt das Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel,
wie in 13 gezeigt ist, die den Querschnitt
mit einem ausgeschnittenen Bereich zeigt, vier Mikrowellenschaltungen 14-1,
vier Mikrowellenschaltungen 14-2 und eine Steuerschaltung 15 zum
Steuern der Mikrowellenschaltungen auf. Jede der vier Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 ist
entsprechend jedem der vier Strahlungsabschnitt 72 vorgesehen.
Somit kann, wenn die Anzahl von Strahlabschnitten 72 geändert wird,
die Anzahl von Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 entsprechend
geändert
werden. Wenn weder ein Hindernis im Zuführungspfad noch eine funktionelle
Behinderung vorliegen, ist es auch möglich, eine Mikrowellenschaltung 14-1 oder 14-2 vorzusehen,
die von mehreren Strahlungsabschnitten 72 geteilt wird.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht
eine derartige Abwandlung.
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Zweitens
unterscheidet sich, obgleich das Gehäuse zur Aufnahme der Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 und
der Steuerschaltung 15 durch ähnliche Laminierung mehrerer
dielektrischer Schichten und der Metallleiterschicht 13 wie
bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
realisiert wird, insbesondere bei dem dritten Ausführungsbeispiel, dass
dieselbe Anzahl von dielektrischen Schichten hat, die Funktion von
jeder der dielektrischen Schichten geringfügig von den Funktionen der
entsprechenden Schichten bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen.
Beispielsweise wird die dielektrische Schicht 34, die sich
an der oberen Seite der Mehrschichtstruktur befindet, verwendet,
um eine Ebene zum Vorsehen eines HF-Verbinders 16B bei dem dritten
Ausführungsbeispiel
vorzusehen. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel
sieht diese dielektrische Schicht eine Ebene zum Vorsehen der Strahlungsabschnitte 72 vor.
Darüber
hinaus wird die Leitung 37 ebenfalls als eine Leitung zum
Vorsehen von Verteilern 77 vom Verzweigungsleitungstyp
verwendet.
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Der
Steuersignal-Übertragungspfad
in dem Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
ist wie folgt. Das von außen an
den Steuersig nalstift 17 angelegte Signal wird verbunden
und durch ein in der dielektrischen Schicht 27 vorgesehenes
Durchgangsloch (nicht gezeigt), einen Teil der Leitung 36 und
einen Verbindungsdraht 54 (nicht gezeigt) in die Steuerschaltung 15 eingegeben. Auf
der Grundlage dieses Signals erzeugt die Steuerschaltung 15 zu
den Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 zu liefernde
Steuersignale. Von den in der Steuerschaltung 15 erzeugten
Steuersignalen wird das Steuersignal für die Mikrowellenschaltungen 14-1 durch
einen Draht 55, einen Leiter innerhalb eines Durchgangslochs 58,
einen Teil der Leitung 39 (ein Teil von dieser ist nicht
gezeigt) und einen Draht (nicht gezeigt) zu den vier Mikrowellenschaltungen 14-1 geliefert.
Die anderen Steuersignale für
die Mikrowellenschaltungen 14-2 werden durch einen Draht 55,
einen Leiter in einem Durchgangsloch 75, einen Teil der
Leitung 41 (ein Teil von dieser ist nicht gezeigt) und
einen Draht 52 zu den vier Mikrowellenschaltungen 14-2 geliefert.
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Der
Mikrowellensignal-Übertragungspfad
in dem Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
ist wie folgt. Der HF-Verbinder 16A hat eine pseudokoaxiale
Struktur, bei der ein Leiter in mehrere Durchgangslöcher 62 eingebettet
oder gefüllt
ist, die eine Bogen- oder Hufeisenform mit einem inneren Leiter 18A in
der Mitte haben, ähnlich
dem HF-Verbinder 16B bei
dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Bezugszahl 61 in 11 stellt
ein Durchgangsloch dar, in das der innere Leiter 18A einzusetzen
ist, oder ein mit dem inneren Leiter 18A verbundener Leiter
ist einzubetten oder zu füllen.
In 11 scheint ein Durchgangsloch 62 den
Verteiler 77 vom Verzweigungsleitungstyp zu berühren, der
ein Teil der Leitung 37 ist, aber dies ergibt sich nur
aus der Zeichnung und sie berühren
sich tatsächlich nicht,
wie in 14 gezeigt ist.
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Ein
von außen
an den HF-Verbinder 16A angelegtes Mikrowellensignal wird
durch die pseudoaxiale Struktur zu dem Muster auf dem Leiter 37 geliefert.
Wie in 14 gezeigt ist, hat die zwischen
den dielektrischen Schichten 28 und 29 vorhandene
Leitung 37 eine Anschlussstruktur 77, drei Verteiler 78 vom
Verzweigungsleitungstyp, drei Abschlusswiderstände 79, vier Anschlussstrukturen 79 und
einen Musterleiter zum gegenseitigen Verbinden dieser Komponenten.
Die Anschlussstruktur 77 ist eine Struktur, bei der Leiter
in den Durchgangslöchern 62 in
einer Bogenform mit einem Leiter in dem Durchgangsloch 61 als
ihre Mitte angeordnet sind, und die als ein Anschluss zum Eingeben
des Mikrowellensignals von dem HF-Verbinder 16A zu der
Leitung 37 verwendet wird.
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Drei
Verteiler 78 vom Verzweigungsleitungstyp sind so in Kaskade,
dass das Mikrowellensignal durch den Verteiler 78 vom Verzweigungsleitungstyp
der ersten Stufe in zwei verzweigt wird und diese durch die zwei
Verteiler 78 vom Verzweigungsleitungstyp der zweiten Stufe
weiterhin in zwei verzweigt werden. Die Anschlussstruktur 77 ist
mit dem vorderen Verteiler 78 vom Verzweigungsleitungstyp verbunden,
und somit wird das durch die Anschlussstruktur 77 gelieferte
Mirkowellensignal am Ende in vier verzweigt. Die Anschlüsse, unter
vier Anschlüssen,
die jeder Verteiler 78 vom Verzweigungsleitungstyp enthält, die
nicht für
die Signaleingabe/-ausgabe verwendet werden, werden durch einen
Abschlusswiderstand 79 abgeschlossen. Jedes der Mikrowellensignale,
die in vier verzweigt wurden, wird an die Anschlussstruktur 80 angelegt.
Die Anschlussstrukturen 80 sind entsprechend den vier Mikrowellenschaltungen 14-1 vorgesehen
und haben eine pseudokoaxiale Struktur ähnlich der Anschlussstruktur 77.
Die als der äußere Leiter
wirkenden Durchgangslöcher
sind in 11 nicht gezeigt.
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Jede
der Anschlussstrukturen 80 ist durch ein Durchgangsloch 81 mit
einer entsprechenden Schaltung unter den vier Mikrowellenschaltungen 14-1,
einen Teil der Leitung 39 und einen Draht 49 verbunden.
Die Mikrowellenschaltung 14-1 verarbeitet das über diese
Route gelieferte Mikrowellensignal auf der Grundlage des über die
vorbeschriebene Route gelieferten Steuersignals und liefert zu der
entsprechenden Mikrowellenschaltung 14-2 durcheinen Draht 50,
einen Teil der Leitung 39, einen Leiter in dem Durchgangsloch 73,
einen Teil der Leitung 41 (ein Teil von der nicht gezeigt
ist) und einen Draht 52. Das Durchgangsloch 73 hat
vorzugsweise eine pseudokoaxiale Struktur, ähnlich dem Durchgangsloch 81 und
die auf das Durchgangsloch 81 bezogene Anschlussstruktur 80.
Die Mikrowellenschaltung 14-2 verarbeitet ein Mikrowellensignal
auf der Grundlage eines über
die vorbeschriebene Route gelieferten Steuersignals und liefert
es zu einem entsprechenden Strahlungsabschnitt 72 durch
einen Draht 51, einen Teil der Leitung 41 (ein
Teil von der ist nicht gezeigt), ein Durchgangsloch 74,
einen Teil der Leitung 42 (ein Teil von der ist nicht gezeigt)
und ein Durchgangsloch 82. Die Durchgangslöcher 74 und 82 können auch
als eine pseudokoaxiale Struktur ausgebildet sein.
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Daher
kann gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ein Mikrowellen-Schaltungsmodul 76 realisiert
werden, bei dem selbst die Strahlungsabschnitte 72 integriert sind.
Bei einem Beispiel, bei dem das Mikrowellen-Schaltungsmodul und
die Antennenelemente getrennt strukturiert sind, bei spielsweise
einem in 7 gezeigten Beispiel, ist ein
HF-Verbinder zum Verbinden des Mikrowellen-Schaltungsmoduls und des Antennenelements
erforderlich. Aber dieser HF-Verbinder wird nicht für die Struktur
nach dem vierten Ausführungsbeispiel
benötigt.
Somit können
die Herstellungskosten durch Verringern der Anzahl von HF-Verbindern
herabgesetzt werden. Darüber
hinaus muss, um den Schritt des Verbindens durch den HF-Verbinder
auszuführen,
im allgemeinen die Größe der Vorrichtung
etwas Raum für
die Ausführung des
Verbindungsschritts haben. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist dieser erforderliche
Raum für
die Verbindung durch den HF-Verbinder nicht länger erforderlich, was die
Anordnung der Strahlungsabschnitte mit verringerten Abständen zwischen
diesen ermöglicht.
Dieser Umstand und der Umstand, dass mehrere Strahlungsabschnitte 72 auf
einem einzelnen Modul vorgesehen sein können, indem Verteiler 77 zusammen
enthalten sind, ergibt einen Vorteil, dass die Anordnungsdichte
der Strahlungsabschnitte verbessert wird. Da die Größe des Antennenelements,
insbesondere seines Strahlungsabschnitts, im allgemeinen bestimmt
wird auf der Grundlage der Strahlungswellenlänge, sind sowohl kleinere Strahlungsabschnitte
als auch kleinere Abstände
zwischen den Strahlungsabschnitten erforderlich, wenn die verwendete
Frequenz höher
wird. Das Mikrowellen-Schaltungsmodul
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
kann diesem Erfordernis ausreichend genügen.
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(e) Fünftes Ausführungsbeispiel
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Dieses
Ausführungsbeispiel
zeigt nicht die vorliegende Erfindung insgesamt sondern Aspekte der
Erfindung, und es ist nützlich
zum Verständnis des
Hintergrunds der Erfindung.
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15 zeigt
eine Teilstruktur eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Bei dem Mikrowellen-Schaltungsmodul gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
sind die Verteiler 77 vom Verzweigungsleitungstyp nach
dem vierten Ausführungsbeispiel
ersetzt durch Wilkinson-Verteiler 83. Wie bei dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel können, wenn
die vorliegende Erfindung als ein integriertes Antennenelementmodul
angewendet wird, verschiedene Strukturen als der Verteiler verwendet werden.
Der Verteiler kann selbst ein aktives Element anstelle eines passiven
Elements sein. In gleicher Weise können beide Mikrowellenschaltungen 14-1 und 14-2 auch
als passive Schaltungen verwendet werden. Es ist auch möglich, die
Steuerschaltung 15 außerhalb
des Moduls vorzusehen oder sogar die Steuerschaltung 15 insgesamt
wegzulassen.
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(f) Sechstes Ausführungsbeispiel
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Dieses
Ausführungsbeispiel
zeigt nicht die vorliegende Erfindung insgesamt sondern Aspekte der
Erfindung, und es ist nützlich
für das
Verständnis des
Hintergrunds der Erfindung.
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16 zeigt
einen Querschnitt eines Mikrowellen-Schaltungsmoduls gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das sechste Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung
des vierten Ausführungsbeispiels
auf der Grundlage des dritten Ausführungsbeispiels. Es ist auch möglich, die
vorliegende Erfindung anzuwenden, indem das fünfte Ausführungsbeispiel auf der Grundlage
des dritten Ausführungsbeispiels
modifiziert wird. Die Mikrowellenschaltung 14-1 kann auch
mit Kontaktwarzen verbunden sein.