JP2000114866A - 多層セラミック基板を用いて形成されるアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 構成部品間の長さが短いコンパクトな構造設
計を許容し、損失の少ない良好な全体性能を生じるアレ
イアンテナを提供する。 【解決手段】 アレイアンテナは、第一と第二セラミッ
ク層を含む。金属層は、セラミック層間に配置されてい
る。複数の放射素子は、第一セラミック層上に、複数の
制御回路は第二セラミック層上に搭載されている。制御
回路は、金属層を通って配電する複数の導電性バイアを
介して放射素子に結合されている。アレイアンテナは、
また、第二セラミック層内に形成され、導電性バイアを
介して放射素子の一つに結合された、複数のポールを有
するスイッチを含んでもよい。複数の位相遅延素子は、
第一端部で信号源に、第二端部でスイッチの複数のポー
ルに結合され、位相遅延信号を供給してもよい。導波管
は、また、セラミック層内に形成されてもよい。導電性
バイア又は同軸伝送ラインは、アレイアンテナ内で素子
を接続するために使用されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本願は、1998年8月7日に提出された出願番
号第60/095,689号の米国仮出願の利益を主張する。

【０００２】

【発明の分野】本発明は、全体的にアンテナに関し、特
に多層セラミック基板を使って形成されたアンテナに関
する。

【０００３】

【発明の背景】アンテナは、最も近代的な通信及びレー
ダーシステムの本質的構成要素になった。これらアンテ
ナの1つの利益は、これらのシステムで要求されるよう
に、それらの電波が容易にスキャン或いは再構成される
という能力である。これらアンテナの他の利益は、同時
に1つ以上のビームを生成する能力である。

【０００４】動作周波数が増すと、アレイアンテナは、
小さなデバイスとして構成されるのが望ましい。これ
は、アンテナ内の放射素子間の必要間隔が典型的に波長
の関数になっているからである。そのため、これらのア
ンテナをコンパクトに作ることに強い技術的誘因が存在
する。

【０００５】近代的なサテライト・サービスにおいて、
各サービスは、一般に、異なる周波数範囲、異なる分
極、異なる空間配分をカバーしている。消費者は、各サ
ービスにアクセスするために異なるアンテナを使わなけ
ればならないということなく、これらの異なるサービス
を呼ぶ出す（addressing）ことに関心がある。

【０００６】いろいろなサービスと通信することができ
る単一アンテナ設計に対する従来の解決法は、モノリシ
ックマイクロ波集積回路（MIMIC）を典型的に用いた、
高価な位相シフターの使用を伴う。そのため、特に、新
たに発展しているミリメートル波LMDSとサテライト・サ
ービスにおいては、大きさとコストを最小限にするた
め、強い商業上の誘因も存在する。

【０００７】しかし、位相アレイアンテナが小さくなる
につれて、これらのデバイスを駆動する為に必要な動力
を発生させ、配電し、制御することがより難しくなる。

【０００８】近代的通信システムによってアンテナに課
せられる大きさの制約に加えて、より高周波システムで
は、低損失の配電技術の開発が必要である。車両及び軍
のレーダーと、様々なタイプの通信システムのようなミ
リメートル波範囲内の多くのRFシステムは、高い効率と
感度を維持するため、最小限の減衰でRF信号を分配し収
集することを必要とする。しかし、従来の配電技術は、
効率、感度、減衰の間の望ましいバランスを妨げる問題
を伴う。

【０００９】平面アンテナは、埋込み供給型ネットワー
ク（a buried feed network）からアンテナ表面に装着
された放射素子までEM結合を歴史的に使用してきたの
で、設計が非常に難しいことが知られていた。特に、EM
波は導く（direct）のが難しく、エネルギは様々な方向
に漏れ、供給型ネットワークと放射素子間の隔離が弱く
なる。異なる分極を有する多重信号が放射素子に供給さ
れ、各分極がマルチレベルの状況でそれ自身の供給型ネ
ットワークを持つ場合、問題のシナリオは折り合いが付
けられる。

【００１０】

【発明の概要】本発明の一態様によると、アレイアンテ
ナは第一セラミック層と第二セラミック層を含む。金属
層は、第一及び第二のセラミック層の間で配置される。
複数の放射素子は第一セラミック層上で装着され、複数
の制御回路は第二のセラミック層の上で装着される。
金属層又は他の手段を通って給電される複数の伝導性バ
イア（vias）を通して、制御回路は放射素子に接続され
ている。

【００１１】金属コア層は、重要な幾つかの機能に役立
つ。金属コア層は、機械的な強度と構造上の支持を与え
る。それに加えて、金属コア層は、電気的なシールドと
接地を提供することができる。金属コア層も、発熱の効
率的な拡張のため、本質的には内蔵ヒートシンクである
ので、熱管理を提供する。

【００１２】燃焼中、金属コア層は、アンテナが形づく
られる構造平面で、最小量（数）の収縮の準備をする。
金属コア層も、アンテナが形づくられる構造平面に対し
垂直方向に限定された、よく計算された収縮の準備をす
る。セラミックの多層の機械的安定度は、プロセッシン
グを通して維持され、高密度回路が層間で良好な重合せ
でセラミックの広い領域にわたって遮蔽されるのを許容
する。バイアは正確に位置され、きつい許容範囲をもつ
導体パターンは広領域ボードにわたり形成される可能性
がある。

【００１３】本発明の他の態様によると、アンテナは第
二のセラミック層の中で形成されて、一つ以上の導電性
バイアを通って放射素子の内の1つに結合する複数極を
有するスイッチを含んでもよい。それに加えて、複数の
位相遅延素子が、信号源に第一端部で結合され、上記ス
イッチのそれぞれの複数極に第二端部で結合されてもよ
い。複数の位相遅延素子は、それぞれの位相-遅延信号
を提供してもよく、その場合、位相-遅延信号の選ばれ
た一つを放射素子に印加するため、スイッチが動作す
る。

【００１４】本発明の他の態様によると、導波管は金属
層の最上部の上で積まれる複数のセラミック層の範囲内
で形成される。導波管は、セラミック層の平面で、少な
くとも2つの部分に分岐して形成してもよい。

【００１５】本発明の他の態様によると、アレイアンテ
ナは、そこに埋め込まれた第一供給素子を有する第一セ
ラミック層と、そこに埋め込まれた第二供給素子を有す
る第二セラミック層とを含む。放射素子は、第一セラミ
ック層の反対側にある第二セラミック層の近傍に配置さ
れる。第一の接地面は第一及び第二のセラミック層の間
で配置され、第二の接地面は第二セラミック層と放射素
子の間で配置される。第一シールド同軸伝送ラインは、
第一供給素子を放射素子に結合する為に第一及び第二接
地面を介して供給し、第二シールド同軸伝送ラインは、
第二供給素子を放射素子に結合する為に第二接地面を介
して供給する。

【００１６】本発明の他の態様によると、機械式のスイ
ッチは、金属層の最上部の上で積まれる複数のセラミッ
ク層で形成される。第一電極は、第一部分をセラミック
層の最初の対の間で配置された第一部分を有し、第二の
部分は、セラミック層内に形成されたキャビティに延び
る。第二電極は、セラミック層の二番目の対と、第一電
極に係合する為にキャビティ内に延び内部で移動可能な
可動部分との間に配置された固定部分を有する。

【００１７】本発明の他の態様によると、アンテナは金
属ベース層と、金属ベース層の最上部上で配置される第
一セラミック層と、第一セラミック層の最上部上で配置
される第一接地面を含む。第二セラミック層は接地面の
最上部上に配置され、第二接地面は第二セラミック層の
最上部上に配置され、第三セラミック層は第二接地面の
最上部上に配置される。複数の放射素子は、第三セラミ
ック層の最上部上に装着される。第一分散ネットワーク
は、第一セラミック層に埋め込まれると共に複数のバイ
アを介して放射素子に結合され、これらのバイアは第一
及び第二接地面を通って給電され、放射素子に対し第１
分極を有する第１信号を与える。第二分散ネットワーク
は、第二セラミック層に埋め込まれると共に複数のバイ
アを通って放射素子に結合され、これらのバイアは第一
接地面及び第二接地面を通って給電され、放射素子に対
し第１分極を有する第１信号を与える。放射素子によっ
て提供される放出された信号は、大きさで第一信号及び
第二信号を制御することによって極性と位相において制
御してもよい。

【００１８】本発明に従って構成されたアンテナの多層
能力は、構成部品間の長さが短いコンパクトな構造設計
を許容し、その結果、損失の少ない良好な全体性能を生
じる。

【００１９】前述の概要と次の詳細な記述は例示的であ
り、当該発明を限定するものでない、ということが理解
される。

【００２０】

【詳細な発明説明】以下の説明は、図解用に選択された
本発明の幾つかの実施例を説明する為に意図されたこと
が認識されるであろう。説明された実施例は、本発明を
限定することが意図されたものではなく、本発明は添付
クレームにて別個に規定される。いろいろな図面は、い
かなる特別な縮尺も比例も意図されていない。だが、図
面は発明の特徴を強調するために変形している。

【００２１】従来のアンテナと関連する多くの問題は、
アンテナが内部に構成される基板を形成する為に「Low-
Temperature Co-fired Ceramic on Metal」（LTCC-M）
技術を使って避けられる。 典型的なLTCC-M構造は、金
属コア層の片側又は両側に堆積された少なくとも1つの
セラミック層及び金属コア層を含む。

【００２２】チタンのような他の材料が代用できるけれ
ども、Cu/Mo/Cu金属複合材はセラミック層に対し強いボ
ンディングを提供するので、金属コア層はCu/Mo/Cu金属
複合材であってもよい。開口またはバイアは、レーザ又
は機械的な穿孔装置を用いて金属コア内で形成される。
金属コアにおけるバイアは、ばり取りがなされ、ニッケ
ルでメッキされることが好ましい。

【００２３】金属コア層のどちら側にも堆積されるセラ
ミック層は、誘電体ガラス層であるのが好ましい。多か
れ少なかれガラス層が片側又は両側に形成されるが、典
型的には、少なくとも1つの誘電体ガラス層が金属コア
層の両側に形成される。セラミックスと金属の電子特性
は、高周波動作にふさわしい。

【００２４】LTCC-M技術に関する付随的情報は、 "Meth
od of Minimizing Lateral Shrinkage in a Co-fired C
eramic-on-Metal Circuit Board"と称されるアメリカ特
許第5,277,724号にて見つけることができるが、この内
容は、参照形式で本願に導入される。

【００２５】図１は、本発明の例示的実施例による、LT
CC-M構造を備えて実施される一体型アレイアンテナ１０
０を図示する。アレイアンテナ１００は、金属コア層１
０４の片側に搭載された第一セラミック層１０２と、金
属コア層１０４の反対側に搭載された第二セラミック層
１０６とを含む。実装された表面実装部品１３０、１０
８は、第二セラミック層１０６に取り付けられている。
前述したように第一セラミック層１０２と第二セラミッ
ク層１０６は、各々が単一のセラミック層又は積み重ね
られたセラミック層であることが可能である。

【００２６】比較的に高周波（例えばRF）の回路は、第
一セラミック層１０２に搭載されるのが好ましい。比較
的に低い周波数の信号で動作する回路、例えば制御回路
１０８は、第二セラミック層１０６上に搭載される。ア
レイアンテナ１００の低い周波数回路は、第二セラミッ
ク層１０６に埋め込まれた印刷受動素子１０９導体１１
１をも含んでもよい。このように、比較的低い周波数回
路が反対側１１２に対し分離されているのに対して、比
較的高周波回路は、金属コア層１０４の片側１１０に対
し分離されている。

【００２７】図１において、複数の放射素子１１４は、
金属コア層１０４の高周波の側面１１０上に搭載されて
いる。放射素子１１４は、図１において実質的に円形金
属パッチとして示されており、そのようなラジエーター
は、本発明の範囲内に意図されているように、導電性シ
ート内、或いは他の材料の開口として、形成されてもよ
い。放射素子１１４は、高周波数集積回路１１６により
提供されるＲＦ信号のように、高周波信号によって駆動
される。

【００２８】図１において、金属コア層１０４を通って
給電する複数の導電性バイア１１８を通って、制御回路
１０８は放射素子１１４に結合される。導電性バイア１
１８は、他の導電材料が使用されてもよいが、銀で充填
されるのが好ましい。構造体の低い周波数側部１１２か
ら高周波側部１１０に、導電性バイア１１８は信号及び
電圧を発送する。金属基板１０４は、互いに絶縁される
のが望ましいLTCC-M構造の部分間でシールドを提供す
る。

【００２９】一つ以上のシールドバイア１１９は、第１
セラミック層１０２内に形成され、第一セラミック層の
部分が互いに保護することが可能である。その上、複数
のシールドバイア１２０は、第二のセラミック層１０６
内に形成され、第二のセラミック層１０６間の干渉を最
小限にすることが可能である。

【００３０】アレイアンテナ１００の一部として含まれ
た、配電網（図示せず）、例えば図２Ａを参照して後述
される動力分割装置は、第一セラミック層１０２に埋め
込まれてもよい。配電網は、導電性バイアを介して電源
と放射素子１１４間で結合されてもよく、適切な振幅及
び位相で各放射素子に電力が分配されてもよい。

【００３１】図１において、金属被覆表面を有し、カバ
ー（図示せず）をアレイアンテナ１００の高周波側１１
０に取り付けることが望ましい、一対のシールド壁１２
２は、金属コア層１０４から離れる方向に第１層１０２
から隆起している。シールド壁１２２は、シールドチャ
ネル１２４を規定し、それは、シールド壁１２２により
放射素子１１４から電磁的に隔離されている。ディスク
リート回路部品（受動及び能動）は、放射素子１１４か
らの隔離の為にシールドチャネル１２４内に置かれても
よい。例えば、高周波集積回路１１６、様々なトランジ
スタ、他の集積回路は、シールドチャネル１２４内に置
かれてもよい。磁石１２６のような受動部品も、シール
ドチャネル１２４内に置かれてもよい。抵抗やコンデン
サのような他の回路素子は、アンテナ１００内の空洞や
他のチャンネル上に搭載または埋め込まれてもよい。

【００３２】図１においても、フェライト層１２８は、
セラミック基板の金属コア層１０４と第一層１０２間に
配置され、例えばサーキュレーターやアイソレータのよ
うな部品の実現を許容する。例えば、サーキュレーター
は、幾つかの接続されたストリップラインを備えたプリ
ント共振器としてマイクロストリップ形式で実行されて
もよい。サーキュレーターの片側又は両側に、１つ以上
の磁石があってもよい。これらの磁石は、第一セラミッ
ク層１０２の表面又は内部に形成された空洞内に置くこ
とが可能である。複数の誘電体セラミック層が高周波の
側面１１０上に形成されたなら、これらの誘電体セラミ
ック層間でフェライト層は散在することができる。

【００３３】アレイアンテナ１００の特徴は、高誘電率
でセラミック層を使う柔軟性と、スイッチのようなMEM
（micro-electro-mechanical）部品を形成する能力を含
む。超小型電子スイッチは、図９Ａ-図９Ｄを参照して
以下に詳細に記載される。これらのスイッチは、例え
ば、第二セラミック層１０６内で形成され、導電性バイ
アを介して一つ又はそれ以上の放射素子１１４に結合さ
れてもよい。導波管は、アレイアンテナ１００の高周波
側１１０に形成され、低い電力損失で放射素子１１４に
RFまたは他の高い周波信号を送ってもよい。本発明によ
る例示的導波管は、図２Ａ，図２Ｂ、図２Ｃを参照して
後述される。

【００３４】アレイアンテナ１００の多くの適用の1つ
は、双方向通信のために送信線と受信線を提供するユニ
ットである。典型的に、送信線と受信アレイは、異なる
周波数帯で動作する。このように、アレイアンテナ１０
０は２つのサブアレイを有するように設計され、一つは
送信器を扱い、一つは受信器を扱う。また、より広いア
レイは、本質的に「タイル」パターンにおける図１のア
ンテナのような、複数のLTCC-Mボードを置くことにより
設計することも可能である。複数のLTCC-Mタイルは、必
要に応じて、より広いアンテナを作る為に結合し得る。
いろいろなボードは、片側又は両側に導体パターン及び
複数のセラミック層を持ち得る。

【００３５】図２Ａは、LTCC-M構造で使用される、電力
分割器またはコンバイナー構造として形成された典型的
な導波管２００を例示的に示す。導波管２００は、図１
のアレイアンテナ１００のような、位相アレイアンテナ
を一体的に備えるのに特に適する。導波管への送り出し
は、一体化されたＥ平面プローブで簡単に達成できる。

【００３６】導波管２００は、LTCC-M構造内で低損失の
高周波RF配電を与える。そのような最小限損失での配電
は、ミリメートル波範囲内で動作するRF通信システムの
ような高周波技術に対して望ましい。配電網における損
失は、特に、そのような高周波信号が生成され、それら
が放射される地点間では最小限にされる。図２Ａの導波
管構造内の損失は、当該構造にセラミックを充填するこ
とに関連する損失というより、主に抵抗の金属損失であ
る。

【００３７】図２Ａにおいて、導波管２００は最上部金
属壁２０２と底部金属壁２０４を含む。金属隔壁２０
２、２０４は、広い金属ストリップとしてアレイアンテ
ナ１００の高周波側１１０のような、LTCC-M構造の片側
のセラミック層間でプリントされるのが望ましい。図２
Ａの導波管２００は、電力分割器または混合器として構
成され、根本的な「Y」形状を有する。一端で、導波管
は一つの長方形部分２０６の形をしている。導波管２０
０の長さに沿って、この一つの長方形部分は、少なくと
も２つの別個の長方形部分２０８、２１０に分岐する。

【００３８】導波管２００は、一つ以上のセラミック層
内で埋め込まれるのが好ましい。これらのセラミック層
は、図１におけるアレイアンテナのような、アンテナと
して構成されたLTCC-M構造内で金属コア層の片側で積ま
れてもよい。導波管２００の一端は高周波回路１１６に
結合されてもよいが、導波管２００の他端はアレイアン
テナ１００の放射素子１１４に結合される。このよう
に、導波管２００は、高周波回路１１６と放射素子１１
４との間で配電するように構成される。

【００３９】図２Ｂは、２Ａー２Ａ線に沿った導波管２
００の一端２０６からの、図２Ａにおける導波管２００
の一側面図である。図２Ｂの図では、導波管２００は、
金属ベース層２１４の頂部に積まれた複数のセラミック
層２１２内に形成されている。図１の位相アレイアンテ
ナ１００内に導波管２００を形成する際、導波管は１又
はそれ以上のセラミック層内で、金属コア層１０４の高
周波側１１０に埋め込まれ、導電性バイアを介して放射
素子１１４に結合され、シールドチャネル１２４内に搭
載されたコンポーネント１１６により供給された信号を
発送する。また、導波管壁の孔は、放射素子１１４を導
波管２００に結合する為に使用されてもよい。

【００４０】線２Ｂ−２Ｂに沿って図２Ａの導波管２０
０を見ると、円筒状の柱のように形作られた、最初の複
数の導電性バイア２１６は、導波管２００側に、頂部金
属壁２０２及び底部金属壁２０４の周辺の少なくとも一
部に沿って均等に分布されている。図２Ｂ及び図２Ｃで
示されるように、一連の導電性バイア２１６の各々は、
間に配置されたセラミック層２１２を介して頂部金属壁
２０２と底部金属壁を接続する。

【００４１】第２の複数の導電性バイア２１８は、図２
Ｂに示されるように、導波管の他方側に同様に形成さ
れ、第３の複数の導電性バイア２２０は、図２Ａに示さ
れるように、導波管２００の分岐された領域の凹んだ部
分に同様に形成されている。このように、個別的な一連
の不連続側壁は、導波管２００のほぼ周辺に形成されて
おり、より少ない導波管の開口２０７，２０９，２１１
が形成されている。図２Ｂで示されるように、側壁導電
性バイア２１６，２１８，２２０は、広い金属壁２０
２、２０４に関して比較的に狭くなっている。

【００４２】図２Ａ，図２Ｂ、図２Ｃに図示されるよう
に、第一側壁導体ストリップバイア２２４は、第一導電
性バイア２１６の間に介在され、第二側壁導体ストリッ
プ２２６は、同様に、第二導電性バイア２１８の間に形
成されている。図２Ａに示されるように、導波管２００
の分岐領域２２２における凹部２２２内に位置決めする
為に形成された、第三側壁導体ストリップ２２８は、そ
の領域内の第三導電性バイア２２０の間に介在されてい
る。

【００４３】導波管２００の動作の一例において、電流
は優勢なTE10という伝搬モードで導波管２００の開口２
０７に向けられる。電流は、（導電性バイア２１６，２
１８で画成された）導波管の広い壁２０２，２０４と狭
い壁に流れるが、導波管２００の狭い壁の電流は、垂直
要素だけを有する。このように、電界は導波管の広い壁
の間で、垂直に横切る。不連続バイア２１６，２１８
は、この垂直電流が維持されることを許容する。

【００４４】図３は、平面アンテナ３００として構成さ
れたLTCC-M構造を図示する。平面アンテナ３００は、軍
用及び商用受信器適用の両方で見い出せるような低電
力、高周波システムの一体化に適している。

【００４５】平面アンテナ３００は、金属ベース層３０
２を含む複数層を有する。 第一セラミック層３０４は
金属ベース層３０２の頂部に積まれ、接地面３０６は第
一セラミック層３０４の頂部に積まれ、第二セラミック
層３０８は接地面３０６の頂部に積まれる。複数の放射
素子３１０は、第二セラミック層３０８の頂部に搭載さ
れている。図１のようなLTCC-M構造内に図５の平面アン
テナが形成される場合、金属ベース層３０２は、金属コ
ア層１０４に対応することが可能であり、付随的セラミ
ック層、接地面３０６，放射素子３１０は、全て、LTCC
-M構造の高周波側１１０に積んでもよい。

【００４６】図３において、配電網３１２は、第一セラ
ミック層３０４内に埋め込まれ、接地面３０６を通って
給電する複数の導電性バイア３１４を通じて放射素子３
１０に結合されている。 配電網３１２は、高密度フィ
ード構造であるのが望ましく、それを介して、いろいろ
な分極の信号が送信されてもよい。双極を供給するよう
に構成された本発明の他の実施例は、図６を参照して、
後述する。図３において、第一セラミック層３０４は、
配電網３１２を介して高周波信号を伝搬する為に高い誘
電率を持つのが好ましい。第二のセラミック層３０８
は、平面アンテナ３００の広帯域動作を許容する為に、
第一セラミック層３０４に関し比較的に低い誘電率を持
つのが好ましい。

【００４７】図３において、接地面３０６によりシール
ドされるか否かに拘わらず、導電性バイア３１４により
放射素子３１０に配電網３１２が直接接続されているこ
とは、従来の平面アンテナにとって都合の良いことであ
る。LTCC-M技術を用いて形成された平面アンテナは、広
帯域送受信、最小限の絶縁漏れ（もしあれば）、少ない
表面波励起を有し、設計及び一体化のコストを減少し
た。

【００４８】図４は、本発明の例示的実施例により形成
された、多層平面アンテナ４００の他の構成を図示す
る。アンテナ４００は、幾つかの点で図３の平面アンテ
ナ３００に類似する、多層構造を示す。平面アンテナ４
００は、例えば、アンテナ１００の金属コア層１０４に
対応した金属ベース層４０２を備えた、アレイアンテナ
１００の高周波側１１０のようなLTCC-M構造の一つの側
面上に形成してもよい。

【００４９】図４において、第一セラミック層４０４は
金属ベース層４０２の頂部上に積まれ、高密度ストリッ
プライン供給網のような配電網４０６は、第一セラミッ
ク層４０４に埋め込まれている。接地面４０８は、第一
セラミック層４０４の頂部にプリントされ、第二のセラ
ミック層４１０は、接地面４０８の頂部に積まれてい
る。複数のシールドバイア４１２は、第一セラミック層
４０４内に形成され、第一セラミック層４０４及び配電
網４０６の一部を互いに隔離する。シールドバイア４１
２も、接地面４０８を金属ベース層４０２に接続する機
能を有し、それらの間に共通接地を提供する。

【００５０】図４において、複数の放射素子４１４は、
第二セラミック層４１０の頂部に搭載されている。配電
網４０６のいろいろな供給素子４０６ａ、４０６ｂは、
接地面４０８を貫通して延びた導電性バイア４１６，４
１８を介して、放射素子４１４に結合されている。第三
セラミック層４２０は、放射素子４１４の頂部と、放射
素子４１４で覆われていない第二セラミック層４１０の
一部に積まれている。複数の寄生放射素子４２２は、第
三セラミック層４２０の頂部に搭載されている。各々の
寄生放射素子４２２は、各放射素子４１４に接近してお
り、各放射素子４１４と対になっており、その対は容量
結合されている。寄生放射素子４２２は、そうでなけれ
ばアレイアンテナ４００が動作可能であろう帯域を広げ
るように機能する。

【００５１】図５は、本発明の例示的実施例による両側
がLTCC-M構造として形成された平面アンテナ５００を図
示する。平面アンテナ５００は、金属コア層５０４の片
側に搭載された第一セラミック層と、金属コア層５０４
の反対側に搭載された第二セラミック層５０６とを含
む。好ましくは双極子がプリントされた複数の放射素子
５０８は、第１層５０２に搭載されている。コンデンサ
や抵抗のような複数の個別回路部品５０９は、第二のセ
ラミック層５０６に埋め込まれている。受動および能動
の両方の他の回路素子は、必要に応じて、第二セラミッ
ク層５０６内に埋め込まれてもよい。

【００５２】図５において、配電網５１０は、埋め込ま
れるというより、第二セラミック層５０６の表面に搭載
されている。複数の増幅器５１２も、第二セラミック層
５０６の表面に搭載されている。各々の増幅器５１２
は、配電網５１０の供給素子と放射素子５１８との間
を、金属コア層５０４を貫通して供給する導電性バイア
５１４を介して結合されている。

【００５３】図５の平面アンテナ５００における表面配
電網５１０は、高周波（例えば、RF、マイクロ波など）
又は比較的に低い周波数信号を通過させてもよい。いず
れにせよ、増幅器は配電網５１０の供給素子からこれら
の信号を受け取り、これらの信号を高電圧に直し、直さ
れた信号を、導電性バイア５１４を介して放射素子５１
８に渡す。

【００５４】図６は、本発明の例示的実施例による、LT
CC-M構造内で形成された双極化された放射素子６００を
図示する。アンテナ６００は、金属ベース層６０２を含
み、それは、アンテナ６００が図１のLTCC-M構造内に形
成されたなら金属コア層１０４に対応してもよい。 第
一セラミック層６０４は金属ベース層６０２の頂部に配
置され、第一接地面６０６は第一セラミック層６０４の
頂部に印刷されている。第二セラミック層６０８は第一
接地面６０６の頂部に配置され、第二接地面６１０は第
二セラミック層６０８の頂部に印刷されている。 第３
セラミック層６１２は第二接地面６１０の頂部に配置さ
れ、複数の放射素子６１４は第三セラミック層６１２の
頂部に搭載されている。

【００５５】図６において、第一配電網６１６は、第一
セラミック層６０４に埋め込まれている。第一配電網６
１６は、第一分極を有する第一信号を運ぶことができる
ストリップライン供給として構成されている。第一配電
網６１６の供給構造の少なくとも一つは、第一接地面６
０６及び第二接地面６１０を通過する導電性バイア６１
８を介して放射素子６１４に結合されている。第二配電
網６２０は、第二のセラミック層６０８に埋め込まれて
いる。第二の分極を有する第二信号を運ぶことができる
ストリップライン供給として、第二配電網６２０が構成
されている。第二接地面６１０を貫通する導電性バイア
６２２を介して、第二配電網６２０の供給構造の少なく
とも一つが放射素子６１４に結合されている。

【００５６】図６において、第一接地面６０６は第一セ
ラミック層６０４及び第二セラミック層６１０間にシー
ルドを与え、そこを通過して送られる第一信号及び第二
信号が互いに干渉しないように防止する。また、第二接
地面６１０は、放射素子ｓ６１４により生成される可能
性がある望ましくない周波数やノイズから、第二接地面
６１０下方のLTCC-M構造に埋め込まれる回路のためにシ
ールドを提供する。

【００５７】第一信号及び第二信号が第一セラミック層
６０４及び第二セラミック層６１０を介して伝搬すると
き、放射素子６１４は本質的に直接バイア接続６１８，
６２２を介して、これらの信号を「傍受する」（ta
p）。このように、第一信号及び第二信号の極性及び振
幅のそれぞれを制御することにより、配電網６１６、６
２０の両方から放射素子６１４に提供された累積信号の
極性を制御することが可能である。

【００５８】図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施例に
よる、LTCC-M環境で形成された同軸伝送ライン７００を
図示する。特に、図７Ａは同軸伝送ライン７００の側面
図、図７Ｂは図７Ａにおける７Ｂー７Ｂ線に沿って取り
出された同軸伝送ラインの端面図である。

【００５９】同軸伝送ライン７００は、上記構成の導電
性バイアの代替えとして可能な、LTCC-M構造における様
々な素子に伝導する能力を有する。伝送ライン７００
は、１又はそれ以上のセラミック層を介して配電網の供
給構造に放射素子を相互に接続する為に特に良く適して
いる。

【００６０】図７Ａにおいて、複数のセラミック・層７
０２ａ〜７０２ｄは、例えば配電網の供給構造を表す金
属パッド７０４の頂部に積まれている。放射素子７０６
は、セラミック層７０２ｄの頂部に搭載されている。導
電性バイアは、セラミック層７０２ａ〜７０２ｄを介し
て形成され、同軸伝送ライン７００の内部導体７０８を
画成する。内部導体７０８は、セラミック層７０２ａ〜
７０２ｄを通って伸び、金属パッド７０４を放射素子７
０６に結合する。

【００６１】図７Ａにおいて、複数の外部導電性バイア
は、セラミック層７０２の一つを貫通して伸びている。
図７Ｂに良好に示されるように、一連の外部導電性バイ
アは、互いに間隔が開けられており、内部導体７０８の
回りに放射状に分布されている。複数の外部導電性バイ
アは、同軸伝送ライン７００の不連続外部導体７１０を
画成する。外部導体７１０と内部導体７０８は、金属パ
ッド７０４と放射素子７０６間の直接EM結合を提供する
為に協力する。

【００６２】同軸ケーブル７００を含めるようLTCC-M構
造を形成する際、外部導体７１０に対する接地を提供す
る為、層７０２ｄがその上に積まれる前に、接地面７０
３がセラミック層７０２ｃの頂部にプリントされるのが
望ましい。接地面７０３は外部導電性バイアの各々と接
触するように配置され、外部導電性バイアは、そのよう
な導電性バイアがLTCC-M構造内に形成されるとき、伝送
ライン７００の外部導体７１０を画成する。製造中に僅
かなミスアラインメントが生じるかもしれないが、接地
面７０３は、外部導体７１０と内部導体７０８間の同軸
伝送ライン７００の中へと実質的に伸びないのが好まし
い。接地面７０３も同様に、所望の接地を与えるため、
セラミック層７０２ｂ、７０２ｃ間または層７０２ａ、
７０２ｂ間に配置されてもよい。

【００６３】アンテナ構築の際、LTCC-M技術を使用する
ことにより、異なる供給レベル間のスムーズかつ良好に
調和した変換が用意できる。例えば、図６において、そ
れぞれの埋め込まれた配電網６１６、６２０を備えた各
セラミック層６０４、６０８は、異なる供給レベルを表
示する。接地面６０６により提供されたシールドのた
め、各供給レベルは、他の供給レベルから最小限の干渉
を有する別個の信号を渡すことが可能である。所定の放
射素子が供給レベルの中の選択されたものを傍受し、こ
れらの供給レベルを通過する信号を送信するという図６
におけるもののように、複数の供給レベルは、導電性バ
イアによる１又はそれ以上の放射素子に直接接続されて
もよい。これらの直接接続をなす為の導電性バイアの使
用は、それが低コストのパンチングを必要とし、設計が
容易で簡単であることから、幾つかの適用においては望
ましい。また、図７Ａ、図７Ｂで図示されるもののよう
に、異なる供給レベル間の交叉結合を防止するため、LT
CC-M技術は、シールドされた同軸フィールドスルーを支
えることができる。

【００６４】図８は、本発明に従って作られた、二重位
相アレイアンテナ８００を図示する。 図７Ａ、図７Ｂ
を参照して上述されたもののような同軸伝送ラインは、
いろいろな層間の接続を形成するのに使用される。

【００６５】図８では、アンテナ８００が、ベース接地
面８０４の頂部に堆積された第一セラミック層８０２を
含む。第一分散ネットワーク８０７の第一供給素子８０
６は、セラミック層８０２内に埋め込まれている。第一
接地面８０８は、第一セラミック層８０２の頂部にプリ
ントされている。第二セラミック層８１０は、第一接地
面８０８の頂部に配置され、そこに第二供給素子８１２
が埋め込まれている。第二供給素子８１２は、第二分散
ネットワーク８０９の一要素である。第二接地面８１４
は、第二セラミック層８１０の頂部に配置されている。
第３セラミック層８１６は第二接地面８１４の頂部に配
置され、放射素子８１８は、第三セラミック層８１６の
頂部に配置されている。

【００６６】図８において、シールドされた第一同軸伝
送ラインは、(i) 第一セラミック層８０２の一部、(ii)
第一接地面８０８及び第二接地面８１４、(iii) 第二
セラミック層８１０及び第三セラミック層８１６の両方
を通って伸び、第一供給素子８０６を放射素子８１８に
結合する。同様に、シールドされた第二同軸伝送ライン
は、(i) 第二セラミック層８１０、(ii) 第二接地面８
１４、(iii) 第三セラミック層８１６を通って伸び、第
二供給素子を放射素子８１８に結合する。

【００６７】図８のアンテナにおいて、シールドされた
第一同軸伝送ライン及び第二同軸伝送ラインの各々は、
導電性バイアと、内部導体８２０を囲む中空バイアとい
う形式で、同軸内部導体８２０により画成されている。
各同軸伝送ラインにおいて、同軸シールド８２２は、中
空バイアの回りで構成され、中空バイアによって同軸内
部導体８２０から間隔を開けて配置されている。図７
Ａ、図７Ｂを参照して説明されたような、同軸伝送ライ
ンの他の形式が使用され、所望の接続を行うことも可能
である。

【００６８】図８の二重位相アレイアンテナが動作中の
とき、第一分極を有する第一信号は、第一セラミック層
８０２を通って伝搬する。このように、第一セラミック
層８０２は、第一供給レベルとしての機能を果たす。同
様に、第二分極を有する第二信号は、第二セラミック層
が第二供給レベルとしての機能を果たすように、第二セ
ラミック層８１０を通って伝搬する。 第一接地面８０
８は、第一供給レベル及び第二供給レベルを互いに隔離
する。

【００６９】放射素子８１８は、前述した方法で、同軸
伝送ラインを介して両方の供給レベルに結合されるの
で、放射素子８１８は、それぞれの同軸接続を介して、
第二信号及び第二分極と同様に、第一信号及び第一分極
の両方を傍受する。

【００７０】一例において、第一分極が実質的に垂直方
向であり、第二分極が実質的に水平である場合、両方の
垂直及び水平分極は、各々の同軸伝送ラインを介して放
射素子８１８ｂに提供される。このように、放射素子８
１８により生成された信号の極性は、第一信号及び第二
信号のそれぞれの大きさを制御することにより制御する
ことが可能である。

【００７１】図８の構成は単に二つの供給レベルを示す
だけであるが、複数位相アレイアンテナは同様に設計さ
れる可能性があることが意図されている。例えば、埋め
込まれた供給素子を有する付随的なセラミック層は、第
三セラミック層８１６及びアンテナ８００の放射素子８
１８間に積むことができた。接地面は、いろいろなセラ
ミック層間に介在され、供給レベル間に、図８の二重位
相アレイアンテナ８００における既存アレンジメントに
類似したシールドを与える。この方法で形成された二重
位相または多重位相アレイアンテナは、放射素子の励起
を最大にすることに加えて、いろいろな供給レベル間の
交叉結合を最小限にする。

【００７２】本発明のよる、LTCC-M構造で作られた指向
可能な（Steerable）アンテナは、いろいろな周波数、
分極、空間アロケーションで動作する通信サービスを呼
び出すこと（addressing）が可能である。これらの指向
可能アンテナの設計費用を下げる為、ミクロ加工された
電子機械のミニチュアスイッチ（MEMS）が、顕著な特性
を備えた様々な信号にアクセス又は提供する為に使用さ
れてもよい。特に、MEMSは、低コストの位相シフターを
作り、位相アレイアンテナの所望の指向性を達成する為
に用いることができる。

【００７３】LTCC-M環境においてミクロ加工電子機械ス
イッチを作る方法は、図９Ａ〜図９Ｄを参照して、以下
に説明する。例示的実施例では、これらのスイッチの複
数は、両側LTCC-M構造の片側に搭載することが可能であ
り、制御回路は別の側に搭載することが可能である。
例えば、図１のLTCC-M構造の中で構成される場合、複数
のマイクロ加工スイッチは、構造の高周波側１１０に形
成され、(i) 別個の位相を有する信号源、(ii) 放射素
子１１４の間で結合される。そのようなアンテナ構造
は、ミクロ加工されたスイッチが異なる極性の間で容易
な切替を提供するという点で、指向性を有することは簡
単であろう。

【００７４】図９Ａの構造は、金属ベース層９０２に形
成される。第一セラミック層９０４は、金属ベース層９
０２の頂部に積まれる。静電力を及ぼすことができる励
振パッド９０６は、セラミック層９０４の頂部に堆積さ
れる。

【００７５】図９Ｂにおいて、第一セラミック層９０４
より薄い方が好ましい、第二セラミック層９０８は、第
一セラミック層９０４及び励振パッド９０６の頂部に積
まれる。第一金属部材９１０及び第二金属部材９１２
は、第二セラミック層９０８の頂部に堆積される。例え
ば、金属部材９１０、９１２は、プリントされた伝送ラ
インの要素であってもよい。図１１Ｂで図示されるよう
に、第一金属部材９１０、第二金属部材９１２は、離れ
て置かれ、第二金属部材９１２の一端９１４は、励振パ
ッド９０６のすぐ上方に置かれている。第一金属部材９
１０は可動電極のベースを画成し、第二金属部材９１２
はスイッチ用固定電極を画成する。

【００７６】図９Ｃにおいて、同様に第一セラミック層
９０４より薄い方が好ましい第三セラミック層９１６
は、金属部材９１０，９１２で覆われない第二セラミッ
ク層９０８の位置と同様に、第二部材９１２及び第一部
材９１０の頂部に積まれている。キャビティ９１８は、
第三セラミック層９１６内に形成され、第一金属部材９
１０の先端９２０は、第二セラミック層９０８と第三セ
ラミック層９１６との間から突き出ており、キャビティ
９１８内に延びている。また、第二金属部材９１２の端
部９１４が、第二セラミック層９０８と第三セラミック
層９１６との間から突き出て、第一金属部材９１０先端
９２０の反対側のキャビティ９１８内に延びるような、
キャビティ９１８の配置になっている。キャビティ９１
８は、第三セラミック層９１６内で穿孔されるかエッチ
ングされてもよいが、穿孔が安い選択肢として一般的に
は好ましい。

【００７７】図９Ｃにおいて、導電性素子９２２は、キ
ャビティ９１８の一つの壁に沿って垂直に堆積され、第
一金属部材９１０の先端から第三セラミック層９１６の
頂部まで延びている。 第一金属部材９１０と垂直導電
性素子９２２は、ベース部及び起立部をそれぞれ画成
し、本発明の一実施例に従って、マイクロ加工スイッチ
の可動電極９２４を搭載する。導電性素子９２２は、容
易かつ簡単に、LTCC-Mボード内に形成できる。発明の例
示的実施例において、可動電極９２４は、マイラーのよ
うな柔らかい導体であり、LTCC-M構造体が燃やされた
後、起立部９２２上に搭載される。

【００７８】完全なマイクロ加工スイッチ９００が図９
Ｄに示されているが、ここで、可動電極９２４は第二金
属部材９１２との選択的な係合の為に搭載されている。
可動電極９２４の先端９２６は、第一金属部材９１０の
反対側にある導電素子９２２の一端に固定されている。
可動電極９２４の残りの部分は、キャビティ９１８内
に実質的には水平に伸び、その中で自由に揺れる。図９
Ｄで図示されたように形成されたポール９２８は、実質
的に電圧が励振パッド９０６が印加されない場合、電極
９２４の可動部が接触するように堆積される。 電圧が
励振パッド９０６に印加されるとき、静電力は、ポール
９２８から離れて、第二金属部材９１２の端部９１４に
向かって電極９２４の可動部を引っ張り、それと接触さ
せる。３０ボルトから４０ボルトの範囲の静電圧は、望
ましくは、励振パッド９０６に印加されてポール９２８
及び第二基板９１２間の一貫した切替を達成する。

【００７９】図９Ｄにおいて、LTCC-M構造内の多層のた
め、スイッチ９００の固定及び可動電極は、互いに絶縁
されている。異なる層上に構成されているので、励振も
絶縁されており、短絡回路保護を確実にしている。

【００８０】スイッチ９００のようなMEMSは、吊された
片持梁アームを用いた半絶縁性GaAs基板とアルミナの両
方の上で設計され、作製されてきた。これらのスイッチ
は、ＤＣからマイクロ波周波数に切り替える良好な開閉
性能を示し、すばらしい絶縁性と、最小限の挿入損失を
提供する。それに加えて、本発明に従って構成されたME
MSは、たいていの適用に十分な数ミリセカンドのオーダ
ーで、切り替え速度を容易に提供する。

【００８１】位相アレイアンテナを用いた所望の広帯域
指向性を達成するには、複数の位相シフトユニットを有
する位相アレイネットワークを含むようにアンテナを設
計するのが有利である。 図９Ａから図９Ｄを参照して
前述したMEMSのようなスイッチは、これら位相シフター
適用において基本ビルディングブロックとして使用して
もよい。

【００８２】図１０は、本発明の例示的実施例に従っ
て、両面LTCC-M構造内に形成された位相アレイアンテナ
１０００の側面図である。アンテナ１０００は、金属コ
ア層１００４の片側に搭載された第一セラミック層１０
０１と、金属コア層１００４の反対側に搭載された第二
セラミック層１００２とを含む。第一セラミック層１０
０１は、比較的に低い誘電率を有するのが好ましいが、
第二セラミック・層１００２は、比較的に高い誘電率を
有するのが好ましい。

【００８３】複数の放射素子１００８は、第一層１００
１に搭載されている。図９Ｄで説明されたMEMSのような
複数のスイッチ１０１０は、第二セラミック層１００２
に埋め込まれている。 また、第二セラミック層１００
２内に埋め込まれているのは、位相シフター１０１２で
あり、これらは、スイッチ１０１０に接続されている。
他の回路素子（受動および能動の両方）は、所望の実施
に従い、第二セラミック層１００２内に埋め込まれるこ
とが可能である。

【００８４】図１０において、配電網１０１４は、第二
セラミック層１００２上に搭載されている。 配電網１
０１４内の選択された供給構造は、金属コア層１００４
を通って給電する複数の導電性バイア１０１６を介して
放射素子１００８に結合されている。配電網１０１４
は、高周波（例えばRF、マイクロ波、その他）又は比較
的低い周波数信号を通過させてもよい。いろいろな位相
シフター１０１２は、いろいろな分極を持つように、こ
れらの信号を直し、スイッチ１０１０は選択的に作動さ
れ、これら直された信号を導電性バイア１０１６を介し
て放射素子１００８に渡す。

【００８５】図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の例示的
実施例に従って、アンテナで使用されたスイッチと位相
シフターとの間の可能な接続を図示する回路図である。
図１１Ａでは、例えば上記図９Ｄで説明されたスイッチ
９００のように構成されたスイッチ１１００は、ポール
１１０２、ポール１１０４の間でトグルになっている。
スイッチ１１００がポール１１０２に接触するとき、配
電網内で供給構造により提供された信号のような入力信
号１１０６をスイッチ１１００が直接通過させる。入力
信号１１０６は、スイッチ１１００を通過する前および
外部回路に着く前に位相シフター１１０８を通過しなけ
ればならないので、スイッチ１１００がポール１１０４
に接触するときスイッチ１１００は位相遅れ入力信号１
１０６を通過させる。

【００８６】図１１Ｂは、４つの可能な分極O1、O2、O
3、O4を有する信号で広帯域アンテナを駆動する為に複
数の位相シフターを用いた２段階スイッチアレンジメン
トを図示する。位相シフター１１１４と位相シフター１
１１６との間は第一スイッチがトグルで留めているが、
位相シフター１１１８と位相シフター１１２０の間は第
二スイッチがトグルで留めている。 スイッチ１１１
０、１１１２は、各々が選択的に制御ライン１１２２に
より起動される。 第３スイッチ１１２４は、制御ライ
ン１１２６によって選択的に起動され、第一スイッチ１
１１０、１１１２により渡された信号間をトグルで留め
る。

【００８７】本発明の例示的実施例によるアンテナの指
向性は、一平面か二平面内でもよい。一平面の場合に
は、位相シフターのたった一つの円柱（column）が使用
されるが、位相シフターの二次元アレイが二平面におけ
る指向性のために使用される。これらのアンテナの広帯
域指向性は、また、位相シフターの複数アレイを用いる
複数平面にて実行してもよい。

【００８８】本願で一定の特定実施例を参照して図示及
び説明されたが、本発明は、これらに限定されるもので
はない。むしろ、いろいろな変形が、請求の範囲の均等
物の範囲内で、本発明から逸脱することなく、詳細にな
されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図1は、本発明の典型的な実施例に従って、LTC
C-M構造を使って実行されるアレイアンテナ100の横断面
図である。

【図２】図２Ａは、本発明の典型的な実施例に従って、
LTCC-M構造で一体化のために集中電力分割器または結合
器として構成される導波管200の等角投影図である。図
２Ｂは、線２A-２Aに沿って導波管２００の一端からの
図２Ａにおける導波管２００の側面図である。図２Ｃ
は、線２B-２Bに沿って図２Ａに示された導波管の側面
図である。

【図３】図３は、本発明の例示的実施例により、LTCC-M
構造を使用して形成された平面アンテナの側断面図であ
る。

【図４】図４は、本発明の例示的実施例により構成さ
れ、LTCC-M構造を用いて形成された平面アンテナの側断
面図である。

【図５】図５は、本発明の例示的実施例による、両面LT
CC-M構造内で形成された平面アンテナ５００の側断面図
である。

【図６】図６は、本発明の例示的実施例による、LTCC-M
構造を用いて形成され、双極で動作可能なアンテナ６０
０の側断面図である。

【図７】図７Aは、本発明の例示的実施例による、LTCC-
M環境内で形成された同軸伝送ライン７００の側断面図
である。図７Bは、線７Ｂ−７Ｂに沿って切断された同
軸伝送７００の断面端部を示す。

【図８】図８は、本発明の例示的実施例による、同軸伝
送ラインを用いて形成された二重位相アレイアンテナ８
００の側断面図である。

【図９】図９A-９Dは、本発明の例示的実施例による、L
TCC-M構造の側断面図であり、内部にミクロに機械加工
された電子機械スイッチを示す。

【図１０】図１０は、本発明の例示的実施例による、両
面LTCCーM構造内に形成された位相アレイアンテナ１０
００の側断面図であり、スイッチと位相シフターを含
む。

【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、位相シフター及び
スイッチを示し、これらの接続は、本発明による位相ア
レイアンテナを構成するのに使用されてもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーナード ダヴ ゲラー アメリカ合衆国， ニュー ジャージー 州， プリンストン， ケンジントン コ ート 11 (72)発明者 ステュワート マーク パーロウ アメリカ合衆国， ニュー ジャージー 州， マールボロ， ロートン ロード ４ (72)発明者 アリー ローズン アメリカ合衆国， ニュー ジャージー 州， チェリー ヒル， ハートウッド ロード 508

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレイアンテナにおいて、 第一セラミック層及び第二セラミック層と；上記第一セ
   ラミック層及び第二セラミック層間に配置された金属層
   と；上記第一セラミック層上に搭載された複数の放射素
   子と；上記第二セラミック層上に搭載され、上記金属層
   を通って給電する複数の導電性バイアを介して放射素子
   に結合された複数の制御回路と；を備えるアレイアンテ
   ナ。
2. 【請求項２】 金属層の頂部に積まれた複数のセラミッ
   ク層内で形成された導波管において：一対の上記セラミ
   ック層間で配置された頂部金属壁と；他の対の上記セラ
   ミック層間で配置された底部金属壁と；上記頂部金属壁
   を上記底部金属壁に接続する為に、頂部金属壁および底
   部金属壁間のセラミック層の一つを通って伸びる第一導
   電性バイアにより画成された第一側壁と；上記頂部金属
   壁を上記底部金属壁に接続する為に、上記頂部金属壁お
   よび上記底部金属壁間のセラミック層の一つを通って伸
   びる第二導電性バイアにより画成された第二側壁と；を
   備える導波管。
3. 【請求項３】 アンテナにおいて：第一セラミック層及
   び第二セラミック層と；第一セラミック層および第二セ
   ラミック層間に配置された金属層と；第一セラミック層
   上に搭載された複数の放射素子と；上記第二セラミック
   層上に搭載され、上記金属層を通って伸びる複数の導電
   性バイアを介して放射素子に結合された複数の制御回路
   と；上記第一セラミック層を埋め込み、信号を上記放射
   素子に発送する為に上記金属層を通って伸びる導電性バ
   イアを介して上記放射素子に結合された導波管と；とを
   備えるアンテナ。
4. 【請求項４】 配電の為に複数のセラミック層内に形成
   された導波管であって、上記セラミック層の平面内で少
   なくとも２つの別個の矩形部分に分岐する上記セラミッ
   ク層の一つの中で形成された矩形部を有する、導波管。
5. 【請求項５】 アレイアンテナであって：内部に埋め込
   まれた第一供給素子を有する第一セラミック層と；内部
   に埋め込まれた第二供給素子を有する第二セラミック層
   と；上記第一セラミック層の反対側にある上記第二セラ
   ミック層の近傍に配置された放射素子と；上記第一セラ
   ミック層および第二セラミック層間に配置された第一接
   地面と；上記第二セラミック層および上記放射素子間に
   配置された第二接地面と；上記第一供給素子を上記放射
   素子に結合する為に、上記第一接地面及び上記第二接地
   面を通って給電する第一シールド同軸伝送ラインと；上
   記第二供給素子を上記放射素子に結合する為に、上記第
   二接地面を通って給電する第二シールド同軸伝送ライン
   と；を備えるアレイアンテナ。
6. 【請求項６】 金属層の頂部に積まれた複数のセラミッ
   ク層内に形成されたスイッチであって：セラミック層の
   第一対間に配置された第一部分と、上記セラミック層内
   に形成されたキャビティ内に伸びる第二部分とを有する
   第一電極と；上記セラミック層の第二対間に配置された
   固定部分と、上記第一電極に係合する為に、上記キャビ
   ティ内に伸び、その中で移動可能な可動部分と、を有す
   る第二電極と；を備えるスイッチ。
7. 【請求項７】 金属層の頂部に積まれた複数のセラミッ
   ク層内でスイッチを作る方法であって：金属層を堆積す
   る工程と；上記金属層の頂部に第一セラミック層を堆積
   する工程と；上記セラミック層の頂部に励振パッドを堆
   積する工程と；励振パッドの頂部および上記セラミック
   層の頂部に第二セラミック層を堆積する工程と；上記第
   二セラミック層の頂部に第一金属パッチと、上記励振パ
   ッドに近接した第二金属パッチとを堆積する工程と；上
   記第一金属パッチと上記第二金属パッチと上記第二セラ
   ミック層の頂上に第三セラミック層を堆積する工程と；
   上記第二金属パッチの一部が上記キャビティ内に伸び第
   一電極を画成するように上記第三セラミック層内にキャ
   ビティを形成する工程と；上記キャビティの壁に沿って
   上記第一金属パッチから垂直に伸びる起立部を形成する
   工程と；上記第一電極に係合する為に上記キャビティ内
   で移動可能な上記第二電極のヒンジ部になっている上記
   第三金属パッチの一端を、上記第一金属パッチの反対側
   にある上記起立部の一端に取り付けて第二電極を画成す
   る工程と；を備える方法。
8. 【請求項８】 アンテナであって：金属ベース層と；上
   記金属ベース層の頂部に積まれた第一セラミック層と；
   上記セラミック層の頂部に積まれた接地面と；上記接地
   面の頂部に積まれた第二セラミック層と；上記第二セラ
   ミック層の頂部に搭載された複数の放射素子と；上記第
   二セラミック層及び上記放射素子の頂部に積まれた第三
   セラミック層と；上記第三セラミック層の頂部に搭載さ
   れた複数の寄生放射素子であって、各寄生放射素子は、
   それぞれの放射素子に近接して対になっており、上記対
   が容量結合されている、前記複数の寄生放射素子と；を
   備えるアンテナ。
9. 【請求項９】 平面アンテナであって：金属ベース層
   と；上記金属ベース層の頂部に堆積された第一セラミッ
   ク層と；上記第一セラミック層の頂部に堆積された第一
   接地面と；上記接地面の頂部に堆積された第二セラミッ
   ク層と；上記第二セラミック層の頂部に堆積された第二
   接地面と；上記第二接地面の頂部に搭載された複数の第
   三セラミック層と；上記第三セラミック層の頂部に搭載
   された複数の放射素子と；第一分極を有する信号を上記
   放射素子に供給する為に、上記第一接地面及び上記第二
   接地面を通って伸びた複数のバイアを介して上記放射素
   子に結合され、上記第一セラミック層内に埋め込まれた
   第一配電網と；第二分極を有する信号を上記放射素子に
   供給する為に、上記第二接地面を通って伸びた複数のバ
   イアを介して上記放射素子に結合され、上記第二セラミ
   ック層内に埋め込まれた第二配電網と；を備え、 上記放射素子によって供給された放射信号は、上記第一
   信号及び上記第二信号を大きさで制御することにより分
   極で制御される、平面アンテナ。