JP2000196331A - Phased array antenna and manufacture of the same - Google Patents

Phased array antenna and manufacture of the same

Info

Publication number
JP2000196331A
JP2000196331A JP10368194A JP36819498A JP2000196331A JP 2000196331 A JP2000196331 A JP 2000196331A JP 10368194 A JP10368194 A JP 10368194A JP 36819498 A JP36819498 A JP 36819498A JP 2000196331 A JP2000196331 A JP 2000196331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array antenna
phased array
layer
phase
phase control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10368194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsunehisa Marumoto
恒久 丸本
Ryuichi Iwata
龍一 岩田
Yoichi Ara
洋一 荒
Hideki Kusamitsu
秀樹 草光
Kenichiro Suzuki
健一郎 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10368194A priority Critical patent/JP2000196331A/en
Priority to PCT/JP1999/006516 priority patent/WO2000039893A1/en
Publication of JP2000196331A publication Critical patent/JP2000196331A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006Particular feeding systems
    • H01Q21/0025Modular arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a relatively compact and inexpensive phased array antenna even at the time of increasing the number of radiating elements for improving a gain. SOLUTION: A phased array antenna 1 is obtained as a multi-layer structure in which plural radiating elements 15, phase shifting units 16 for changing the phase of a high frequency signal transmitted and received by each radiating element, and a distributing and synthesizing part 14 are formed in different layers so that inter-element intervals can be reduced. Also, a phase control layer is constituted of plural inner wiring layers according to the number of necessary driving lines 19, and signal wiring for controlling each phase shifting unit 16 is formed in the inner wiring layers so that an area necessary for the wiring can be reduced, and the inter-element intervals can be reduced. Moreover, the repeatedly constituted circuit part of each phase shifting unit 16 is constituted by using chips integrated and mounted on another substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波やミリ
波などの高周波信号の送受信に用いられ、各放射素子に
給電する位相を制御することによりビーム放射方向を調
整するフェーズドアレイアンテナに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna used for transmitting and receiving high-frequency signals such as microwaves and millimeter waves, and adjusting a beam radiation direction by controlling a phase supplied to each radiating element. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、衛星追尾車載アンテナや衛星
搭載用アンテナとして、アレイ状に配置された多数の放
射素子からなるフェーズドアレイアンテナが提案されて
いる(例えば、電子情報通信学会技術報告AP90−7
5や特開平1−290301号公報など参照)。この種
のフェーズドアレイアンテナは、各放射素子に給電する
位相を電子的に変えることによって、ビームの方向を任
意に変更する機能を有している。通常、各放射素子の給
電位相を変化させる手段として移相器が用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a phased array antenna composed of a large number of radiating elements arranged in an array has been proposed as a satellite tracking on-vehicle antenna or a satellite-mounted antenna (for example, Technical Report AP90- of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers). 7
5 and JP-A-1-290301). This type of phased array antenna has a function of arbitrarily changing the direction of a beam by electronically changing the phase fed to each radiating element. Usually, a phase shifter is used as a means for changing the feed phase of each radiating element.

【0003】この移相器としては、それぞれが固定的な
異なる移相量を有する複数の移相回路から構成されたデ
ィジタル移相器(以下、ディジタル移相器を単に移相器
という)が使用される。各移相回路は、各々1ビットの
ディジタルの制御信号によりオン/オフ制御され、それ
ぞれの移相回路が有する移相量を組み合わせることによ
り、移相器全体で0゜〜360゜の給電位相が得られ
る。
As this phase shifter, a digital phase shifter (hereinafter, a digital phase shifter is simply referred to as a phase shifter) composed of a plurality of phase shift circuits each having a fixed different phase shift amount is used. Is done. Each phase shift circuit is on / off controlled by a 1-bit digital control signal, and by combining the phase shift amounts of the respective phase shift circuits, the power supply phase of 0 ° to 360 ° in the entire phase shifter is adjusted. can get.

【0004】特に、従来のフェーズドアレイアンテナで
は、各移相回路におけるスイッチング素子として、PI
Nダイオード、GaAsFETなどの半導体デバイス
や、これらを駆動するための駆動回路部品が多数使用さ
れている。そして、これらスイッチング素子に直流電流
または直流電圧を印加してオン/オフし、伝送路長、サ
セプタンス、反射係数などを変化させることにより、所
定の移相量を発生させる構成となっている。
In particular, in a conventional phased array antenna, a PI is used as a switching element in each phase shift circuit.
A large number of semiconductor devices such as N diodes and GaAs FETs, and a large number of drive circuit components for driving these devices are used. Then, a direct current or a direct current voltage is applied to these switching elements to turn them on / off, and a predetermined phase shift amount is generated by changing a transmission line length, a susceptance, a reflection coefficient, and the like.

【0005】一方、近年は、低軌道衛星通信の分野など
において、インターネットの利用拡大さらにはマルチメ
ディア通信の普及などにより、高データレートでの通信
が要求されており、アンテナの高利得化が必要となって
いる。また、高データレートでの通信を実現するために
は伝送帯域幅の拡大が必要となり、さらには低周波数帯
における周波数資源の欠乏などから、Ka帯(約20G
Hz〜)以上の高周波数帯で適用できるアンテナを実現
する必要がある。
On the other hand, in recent years, in the field of low-orbit satellite communication, communication at a high data rate has been demanded due to the expansion of the use of the Internet and the spread of multimedia communication. It has become. In addition, in order to realize communication at a high data rate, it is necessary to increase a transmission bandwidth, and further, due to a lack of frequency resources in a low frequency band, a Ka band (about 20 G
(Hz-) or higher.

【0006】具体的には、低軌道衛星追尾端末(地上
局)のアンテナとして、例えば、周波数:30GHz、
アンテナ利得:36dBi、ビーム走査範囲:正面方向
よりビームチルト角 50゜という技術性能の要求があ
る。これをフェーズドアレイアンテナで実現するために
は、まず、開口面積:約0.13m2 (360mm×3
60mm)を必要とする。
Specifically, as an antenna of a low-Earth orbit satellite tracking terminal (ground station), for example, a frequency: 30 GHz,
There is a demand for technical performance such as an antenna gain of 36 dBi and a beam scanning range of 50 ° from the front. In order to realize this with a phased array antenna, first, an opening area: about 0.13 m 2 (360 mm × 3
60 mm).

【0007】さらに、サイドローブを抑制するために
は、放射素子を約1/2波長(30GHzで5mm前
後)間隔で配置してグレーティングローブの発生を回避
する必要がある。また、ビーム走査ステップを細かく
し、かつディジタル移相器量子化誤差にともなうサイド
ローブ劣化を低く抑えるためには、各移相器に使用され
る移相回路は4ビット(最小ビット移相器22.5゜)
以上であることが望ましい。
Furthermore, in order to suppress side lobes, it is necessary to arrange the radiating elements at intervals of about 1/2 wavelength (about 5 mm at 30 GHz) to avoid the generation of grating lobes. Further, in order to make the beam scanning step fine and to suppress the side lobe deterioration due to the quantization error of the digital phase shifter, the phase shift circuit used for each phase shifter has 4 bits (the minimum bit phase shifter 22). .5 ゜)
It is desirable that this is the case.

【0008】上記条件を満たすフェーズドアレイアンテ
ナに用いられる合計の放射素子数および移相回路ビット
数は、 移相回路素子数:72×72=約5000個、 移相回路ビット数:72×72×4=約20000ビッ
ト となる。
The total number of radiating elements and the number of phase shift circuit bits used in the phased array antenna satisfying the above conditions are: the number of phase shift circuit elements: 72 × 72 = about 5,000, the number of phase shift circuit bits: 72 × 72 × 4 = about 20,000 bits.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ここで、このような高
利得で高周波数帯に適用可能なフェーズドアレイアンテ
ナを、前述した従来技術、例えば図18に示す特開平1
−290301号公報記載のフェーズドアレイアンテナ
で実現しようとした場合、次のような問題点があった。
すなわち、このような従来のフェーズドアレイアンテナ
では、図18に示すように1つのドライバ回路で各移相
器内の個々の移相回路を制御する構成となっているた
め、このドライバ回路とすべての移相回路とを個々に接
続する必要がある。
Here, a phased array antenna having such a high gain and applicable to a high frequency band is disclosed in the above-mentioned prior art, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
However, when the phased array antenna described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 290301 is used, the following problems arise.
That is, in such a conventional phased array antenna, as shown in FIG. 18, a single driver circuit controls each phase shift circuit in each phase shifter. It is necessary to connect the phase shift circuits individually.

【0010】したがって、その接続のための配線は、放
射素子数×移相回路ビット数の本数だけ必要となり、前
述した数値を適用すれば、放射素子72個×72個のア
レイ配置において、1列分(放射素子72個分)の各移
相回路(4ビット)への配線数は、72×4=288本
となる。このような配線を同一平面上に形成した場合、
配線幅/配線間隔(L/S)=50/50μmとして
も、1列分(放射素子72個分)の配線束の幅は0.1
mm×288=28.8mmとなる。
Therefore, the number of wirings for the connection is required by the number of radiating elements × the number of bits of the phase shift circuit. If the above-described numerical values are applied, one line is arranged in an array of 72 × 72 radiating elements. The number of wires for each phase shift circuit (4 bits) for each (72 radiating elements) is 72.times.4 = 288. When such wiring is formed on the same plane,
Even if the wiring width / interval (L / S) = 50/50 μm, the width of the wiring bundle for one row (72 radiating elements) is 0.1.
mm × 288 = 28.8 mm.

【0011】これに対して、前述したように、周波数3
0GHzに適用できるフェーズドアレイアンテナでは、
その放射素子の間隔を5mm前後で配置する必要がある
が、従来技術では、配線束の幅が太すぎて物理的に配置
できなくなる。したがって、このような従来技術では、
高利得で高周波数帯に適用可能なフェーズドアレイアン
テナを実現できないという問題点があった。本発明はこ
のような課題を解決するためのものであり、高利得で高
周波数帯に適用可能なフェーズドアレイアンテナを提供
することを目的としている。
On the other hand, as described above, the frequency 3
In a phased array antenna applicable to 0 GHz,
It is necessary to arrange the radiating elements at intervals of about 5 mm. However, in the prior art, the width of the wiring bundle is too large to physically arrange the radiating elements. Therefore, in such prior art,
There is a problem that a phased array antenna having a high gain and applicable to a high frequency band cannot be realized. An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a phased array antenna having a high gain and applicable to a high frequency band.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるフェーズドアレイアンテナは、
放射素子および位相制御手段をそれぞれ個別の放射素子
層および位相制御層に形成して全体を多層構造とし、各
位相制御手段を前記各放射素子毎に所定の移相量を与え
るよう制御信号を出力する複数の駆動手段と、前記制御
信号を受けて前記各放射素子の位相を制御する複数の移
相手段とから構成し、各位相手段のうち繰り返し構成さ
れる回路部を第1の基板に搭載し、これを位相制御層が
形成された第2の基板に実装するようにしたものであ
る。
In order to achieve such an object, a phased array antenna according to the present invention comprises:
The radiating element and the phase control means are formed in separate radiating element layers and phase control layers, respectively, to form a multilayer structure as a whole. A plurality of driving means, and a plurality of phase shift means for controlling the phase of each of the radiating elements in response to the control signal. Then, this is mounted on the second substrate on which the phase control layer is formed.

【0013】したがって、位相制御層から少なくとも放
射素子が取り除かれ、位相制御層上でこれらに占有され
る面積が削減される。また、従来のように個々の回路部
品を個別に実装する場合と比較して、部品点数および接
続点数が削減される。
Therefore, at least the radiating elements are removed from the phase control layer, and the area occupied by these elements on the phase control layer is reduced. Also, the number of components and the number of connection points are reduced as compared with the case where individual circuit components are individually mounted as in the related art.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施の形態であるフェ
ーズドアレイアンテナ1のブロック図である。以下で
は、フェーズドアレイアンテナを高周波信号の送信アン
テナとして用いた場合を例にして説明するが、これに限
定されるものではなく、可逆の理より同様の動作原理か
ら、高周波信号の受信アンテナとして用いることも可能
である。また、アンテナ全体が複数のサブアレイで構成
されている場合、各サブアレイのフェーズドアレイアン
テナに本発明を適用してもよい。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a phased array antenna 1 according to one embodiment of the present invention. In the following, a case where a phased array antenna is used as a transmitting antenna for a high-frequency signal will be described as an example, but the present invention is not limited to this. It is also possible. Further, when the entire antenna is composed of a plurality of subarrays, the present invention may be applied to a phased array antenna of each subarray.

【0015】図1は、フェーズドアレイアンテナ1の構
成を説明する図である。同図において、フェーズドアレ
イアンテナ1は、放射素子や位相制御回路等が多層基板
に実装された多層基板部2と、多層基板部2に高周波電
力を給電する給電部13と、多層基板部2の各放射素子
の位相を制御する制御装置11から構成されている。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the phased array antenna 1. As shown in FIG. In FIG. 1, a phased array antenna 1 includes a multilayer substrate unit 2 in which a radiating element, a phase control circuit, and the like are mounted on a multilayer substrate, a power supply unit 13 that supplies high-frequency power to the multilayer substrate unit 2, and a multilayer substrate unit 2. It comprises a control device 11 for controlling the phase of each radiating element.

【0016】図1では、m×n(m,nは2以上の整
数)個の放射素子15がアレイ状に配置されており、給
電部13から分配合成部14およびストリップ線路16
A(図中太線部分)を介して高周波信号が給電されてい
る。なお、放射素子15の配置形状については、方形格
子配列で並べてもよく、また三角配列等のその他の配列
で並べてもよい。
In FIG. 1, m × n (m, n is an integer of 2 or more) radiating elements 15 are arranged in an array.
A high-frequency signal is supplied via A (the thick line in the figure). The arrangement of the radiating elements 15 may be arranged in a square lattice arrangement, or may be arranged in another arrangement such as a triangular arrangement.

【0017】各放射素子15には、それぞれ移相器17
が設けられている。以下では、各放射素子15ごとに設
けられた移相器17、およびこの移相器17に接続され
るストリップ線路の一部をまとめて移相ユニット16と
いう。
Each radiating element 15 has a phase shifter 17
Is provided. Hereinafter, the phase shifter 17 provided for each radiating element 15 and a part of the strip line connected to the phase shifter 17 are collectively referred to as a phase shift unit 16.

【0018】ここで、各移相ユニット16を構成する回
路において、各移相ユニット16間または同一移相ユニ
ット16内で繰り返し構成される回路部が、他の基板上
にて集積形成されてチップ化され、後述の位相制御層3
5に実装されている。また、後述するように、チップ化
する回路の領域は多種考えられるが、図1では移相ユニ
ット16全体をチップ化した場合について示している。
Here, in the circuit constituting each phase shift unit 16, a circuit portion repeatedly formed between the phase shift units 16 or within the same phase shift unit 16 is integrated on another substrate and formed into a chip. And a phase control layer 3 described later.
5 is implemented. Further, as will be described later, there are various types of circuit regions to be chipped, but FIG. 1 shows a case where the entire phase shift unit 16 is chipped.

【0019】なお、本明細書では、同一または類似の単
位回路を半導体プロセス等により基板上に多数一括形成
したのち単位毎に切り出した小片(第1の基板)をベア
チップと呼び、さらに別基板(第2の基板)に搭載・実
装するための加工をベアチップに施したデバイスをチッ
プと呼ぶ。また、最終的なチップを得るために、多数一
括形成された回路を単位毎に切り出したり、あるいは別
基板(第2の基板)に搭載・実装するための加工施した
りすることをチップ化と呼ぶ。
In the present specification, a small piece (first substrate) cut out for each unit after forming a large number of identical or similar unit circuits on a substrate by a semiconductor process or the like is referred to as a bare chip, and is further referred to as another substrate ( A device in which processing for mounting and mounting on a second substrate is performed on a bare chip is referred to as a chip. Also, in order to obtain a final chip, cutting out a large number of circuits formed collectively for each unit or performing processing for mounting and mounting on another substrate (second substrate) is called chip formation. .

【0020】制御装置11は、所望のビーム放射方向に
基づき各放射素子15の給電移相量を算出する装置であ
る。算出された各放射素子15の移相量は、制御信号1
11〜11p(この内の1信号を制御信号11iという
ことがある)として、制御装置11からp個の駆動ユニ
ット12に分配される。また、1個の駆動ユニット12
には、q個分の放射素子の移相量がシリアルに入力され
る。ここで、p×qは、基本的には総放射素子数m×n
と同数となるが、駆動ユニット12の出力端子数によっ
てはやや大きい数字となる。
The control device 11 is a device for calculating a feed phase shift amount of each radiation element 15 based on a desired beam radiation direction. The calculated phase shift amount of each radiating element 15 is the control signal 1
The control device 11 distributes the signals to the p drive units 12 as 11 to 11p (one of these signals is sometimes referred to as a control signal 11i). Also, one drive unit 12
, The phase shift amounts of the q radiating elements are serially input. Here, p × q is basically the total number of radiating elements m × n
, But slightly larger depending on the number of output terminals of the drive unit 12.

【0021】図2は駆動ユニット12のブロック図であ
る。各駆動ユニット12はそれぞれ、データ分配部53
と、各移相器17ごとに設けられたq個の位相制御部5
4とにより構成されている。また、1個の駆動ユニット
12には、q個分の放射素子の移相量がシリアルに入力
される。
FIG. 2 is a block diagram of the drive unit 12. Each drive unit 12 is provided with a data distribution unit 53
And q phase control units 5 provided for each phase shifter 17
4. The phase shift amount of q radiating elements is serially input to one drive unit 12.

【0022】データ分配部53は、制御信号11iに含
まれるq個の放射素子15の移相量を、その移相器17
にそれぞれ接続されたq個の位相制御部54に分配す
る。これにより、各位相制御部54に対して、対応する
放射素子15の移相量が設定される。
The data distribution unit 53 calculates the phase shift amount of the q radiating elements 15 included in the control signal 11i by using the phase shifter 17
To the q number of phase control units 54 connected to the respective sections. Accordingly, the phase shift amount of the corresponding radiating element 15 is set for each phase control unit 54.

【0023】一方、図1に示すように、制御装置11は
各駆動ユニット12にトリガ信号Trg’を出力する。
このトリガ信号Trg’は、図2に示すように、各駆動
ユニット12の位相制御部54に入力される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the control device 11 outputs a trigger signal Trg 'to each drive unit 12.
The trigger signal Trg 'is input to the phase control unit 54 of each drive unit 12, as shown in FIG.

【0024】トリガ信号Trg’は、各位相制御部54
に設定された移相量を、それぞれの移相器17に指示出
力するタイミングを決定する信号である。したがって、
各位相制御部54に対して移相量を設定した後、制御装
置11からこのトリガ信号Trg’を出力することによ
り、各放射素子15への給電移相量を一斉に更新でき、
ビーム放射方向を瞬時に変更できる。
The trigger signal Trg ′ is transmitted to each phase control unit 54
Is a signal for determining the timing at which the phase shift amount set to the above is instructed and output to each phase shifter 17. Therefore,
After setting the amount of phase shift for each phase control unit 54, by outputting this trigger signal Trg 'from the control device 11, the amount of phase shift for power supply to each radiating element 15 can be updated simultaneously.
The beam emission direction can be changed instantaneously.

【0025】次に、図3を参照して、各放射素子15ご
とに設けられる移相器17と、駆動ユニット12の位相
制御部54について説明する。図3は移相器17と位相
制御部54のブロック図である。ここでは、それぞれ異
なる移相量22.5゜、45゜、90゜、180゜を有
する4個の移相回路17A〜17Dから移相器17が構
成されている。各移相回路17A〜17Dは、分配合成
部14から放射素子15へ高周波信号を伝搬させるスト
リップ線路16Aに接続されている。
Next, the phase shifter 17 provided for each radiating element 15 and the phase control unit 54 of the drive unit 12 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of the phase shifter 17 and the phase control unit 54. Here, the phase shifter 17 includes four phase shift circuits 17A to 17D each having a different phase shift amount of 22.5 °, 45 °, 90 °, and 180 °. Each of the phase shift circuits 17A to 17D is connected to a strip line 16A for transmitting a high-frequency signal from the distribution / combination unit 14 to the radiating element 15.

【0026】特に、各移相回路17A〜17Dには、ス
イッチ17Sがそれぞれ設けられている。このスイッチ
17Sを切り換えることにより、後述するように、それ
ぞれ所定の給電移相量を与えるものとなっている。
In particular, each of the phase shift circuits 17A to 17D is provided with a switch 17S. By switching the switch 17S, a predetermined power supply phase shift amount is given as described later.

【0027】これら各移相回路17A〜17Dのスイッ
チ17Sを個別に制御する位相制御部54は、各移相回
路17A〜17Dごとに設けられたラッチ55A〜55
Dから構成されている。駆動ユニット12のデータ分配
部53は、位相制御部54を構成する各ラッチ55A〜
55Dに対してそれぞれ制御信号53A〜53Dを出力
することにより、位相制御部54に放射素子15の移相
量を与える。したがって、各ラッチ55A〜55Dの入
力Dには、それぞれ制御信号53A〜53Dが入力され
る。
The phase control unit 54 for individually controlling the switches 17S of the phase shift circuits 17A to 17D includes latches 55A to 55A provided for each of the phase shift circuits 17A to 17D.
D. The data distribution unit 53 of the drive unit 12 includes the latches 55 </ b> A
By outputting the control signals 53 </ b> A to 53 </ b> D to 55 </ b> D, the phase shift amount of the radiating element 15 is given to the phase control unit 54. Therefore, control signals 53A to 53D are input to the inputs D of the latches 55A to 55D, respectively.

【0028】また、各ラッチ55A〜55Dの入力CL
Kには、制御装置11から出力されるトリガ信号Tr
g’が入力される。各ラッチ55A〜55Dはそれぞ
れ、制御信号53A〜53Dをトリガ信号Trg’の立
ち上がり(または、立ち下がり)でラッチし、これらラ
ッチと各移相回路とを個別に接続する駆動線19を介し
て、出力Q(Cnt)をそれぞれ対応する各移相回路1
7A〜17Dのスイッチ17Sに出力する。
The input CL of each of the latches 55A to 55D
K is a trigger signal Tr output from the control device 11
g 'is input. Each of the latches 55A to 55D latches the control signal 53A to 53D at the rising (or falling) of the trigger signal Trg ', and via the drive line 19 that individually connects these latches and each phase shift circuit. Output Q (Cnt) corresponding to each phase shift circuit 1
It outputs to the switch 17S of 7A-17D.

【0029】このときラッチされた制御信号53A〜5
3Dの状態にしたがって、各移相回路17A〜17Dの
スイッチ17Sのオン/オフが決定される。こうして移
相回路17A〜17Dそれぞれの移相量が設定され、こ
れにより移相器17全体の移相量が設定されるので、ス
トリップ線路16Aを伝搬する高周波信号に所定の給電
移相量が与えられる。
At this time, the latched control signals 53A to 53A-5
On / off of the switch 17S of each of the phase shift circuits 17A to 17D is determined according to the 3D state. In this way, the phase shift amounts of the phase shift circuits 17A to 17D are set, and the phase shift amounts of the entire phase shifter 17 are set. Thus, a predetermined power supply phase shift amount is given to the high-frequency signal propagating through the strip line 16A. Can be

【0030】なお、トリガ信号Trg’を常にHレベル
(または、Lレベル)に維持しておくことにより、スイ
ッチ17Sを順次切り換えてもよい。この場合は、移相
器17が同時に切り替わることなく一部づつ切り替えら
れるので、放射ビームの瞬断を回避できる。また、ラッ
チ55A〜55Dの出力電圧または電流がスイッチ17
Sを駆動するに十分でない場合は、ラッチ55A〜55
Dの出力側に電圧増幅器あるいは電流増幅器を設けても
よい。
The switch 17S may be sequentially switched by keeping the trigger signal Trg 'at H level (or L level) at all times. In this case, since the phase shifters 17 are switched one by one without switching at the same time, instantaneous interruption of the radiation beam can be avoided. The output voltage or current of the latches 55A to 55D is
If not enough to drive S, latches 55A-55
A voltage amplifier or a current amplifier may be provided on the output side of D.

【0031】次に、図4を参照して、本実施の形態によ
るフェーズドアレイアンテナの基板構成について説明す
る。図4は多層基板部2を示す説明図であり、各層の斜
視図と断面の模式図が示されている。
Next, the substrate configuration of the phased array antenna according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing the multilayer substrate unit 2, and shows a perspective view and a schematic cross-sectional view of each layer.

【0032】これら各層は、フォトリソグラフィ技術,
エッチング技術,印刷技術によってパターン形成された
後、積層され一体として多層化される(第1の多層構
造)。なお、各層の積層順序は必ずしも図4に示されて
いる形態に限定されるものではなく、電気的・機械的要
求の条件により、削除あるいは追加されたり、積層順序
が一部入れ替わった場合も本発明は有効である。
Each of these layers is formed by a photolithography technique,
After a pattern is formed by an etching technique and a printing technique, they are laminated and integrated into a multilayer (first multilayer structure). Note that the stacking order of each layer is not necessarily limited to the form shown in FIG. 4. The stacking order may be changed or deleted or the stacking order may be partially changed depending on the conditions of electrical and mechanical requirements. The invention is valid.

【0033】分配合成層39には、給電部13(図4に
は図示せず)からの高周波信号を分配する枝状のストリ
ップ線路23が形成されている。このストリップ線路2
3としては、2分岐を繰り返すトーナメント方式や櫛状
に主線路から徐々に分岐させるシリーズ分配方式などが
利用できる。
In the distribution / combination layer 39, a branch strip line 23 for distributing a high-frequency signal from the power supply unit 13 (not shown in FIG. 4) is formed. This strip line 2
As 3, the tournament system in which two branches are repeated or a series distribution system in which the main line is gradually branched in a comb shape can be used.

【0034】なお、機械強度等の機械的設計条件、ある
いは不要放射抑圧等の電気的設計条件に応じて、分配合
成層39の外側にはさらに誘電体層38Aおよび導体に
よる接地層39Aが付加される。
A dielectric layer 38A and a ground layer 39A made of a conductor are further provided outside the distribution / combination layer 39 in accordance with mechanical design conditions such as mechanical strength or electrical design conditions such as suppression of unnecessary radiation. You.

【0035】この分配合成層39の上方には、誘電体層
38を介して結合層37(第2の結合層)が設けられて
いる。結合層37は、接地プレーンに穴すなわち結合ス
ロット22が形成された導体パターンから構成されてい
る。
Above the distribution / combination layer 39, a coupling layer 37 (second coupling layer) is provided via a dielectric layer 38. The coupling layer 37 is formed of a conductor pattern in which a hole, that is, the coupling slot 22 is formed in the ground plane.

【0036】その上方には、誘電体層36を介して位相
制御層35が設けられている。位相制御層35には、各
移相器17と、これら移相器17を個別に制御する駆動
ユニット12と、各移相器17と駆動ユニット12とを
接続するための駆動線19とが設けられている。
Above this, a phase control layer 35 is provided via a dielectric layer 36. The phase control layer 35 is provided with each phase shifter 17, a drive unit 12 for individually controlling these phase shifters 17, and a drive line 19 for connecting each phase shifter 17 to the drive unit 12. Have been.

【0037】なお、放射素子15の数が多いために駆動
線19の本数が多くなり、1つの層で全ての駆動線19
を配線できない場合、本発明では、位相制御層35を複
数の配線層から構成し、そのうち移相ユニット16が搭
載・形成された層とは異なる層、すなわち位相制御層3
5の内側の配線層(内部配線層)に多数の駆動線19を
設けている(第2の多層構造)。そして、駆動ユニット
12により、これら駆動線19が個別に駆動され、対応
する位相制御部54に所望の移相量が設定される。
Since the number of the radiating elements 15 is large, the number of the driving lines 19 is large, and all the driving lines 19 are formed in one layer.
In the present invention, when the phase control layer 35 cannot be wired, the phase control layer 35 is composed of a plurality of wiring layers, and a layer different from the layer on which the phase shift unit 16 is mounted and formed, that is, the phase control layer 3 is formed.
A large number of drive lines 19 are provided in a wiring layer (internal wiring layer) inside 5 (second multilayer structure). Then, these drive lines 19 are individually driven by the drive unit 12, and a desired phase shift amount is set in the corresponding phase control unit 54.

【0038】この位相制御層35の上方には、誘電体層
34を介して結合層37と同様の結合スロット21が形
成された結合層33(第1の結合層)が設けられてい
る。その上方には、誘電体層32を介して放射素子15
が形成された放射素子層31が設けられている。さらに
その上方には、誘電体層31Bを介して無給電素子15
Aが形成された無給電素子層31Aが設けられている。
ただし、無給電素子15Aは、広帯域化のために付加さ
れるものであり、必要に応じて構成すればよい。
Above the phase control layer 35, a coupling layer 33 (first coupling layer) having the same coupling slot 21 as the coupling layer 37 is provided via a dielectric layer 34. Above it, the radiating element 15 is interposed via a dielectric layer 32.
Is provided. Further above the parasitic element 15 via a dielectric layer 31B.
A parasitic element layer 31A on which A is formed is provided.
However, the parasitic element 15A is added for widening the band, and may be configured as needed.

【0039】なお、誘電体層31B,32,38,38
Aとしては、比誘電率が1〜4程度の低誘電率の基板、
例えばプリント基板、ガラス基板や発泡材などの材料が
用いられる。また、これらの誘電体層は、空間(空気
層)であってもよい。誘電体層36としては、比誘電率
が5〜30程度の高誘電率の基板、例えばアルミナ等の
セラミック基板やガラス基板、高誘電率プリント基板な
どが用いられる。誘電体層34としては、比誘電率が1
〜11程度の基板、例えばプリント基板、セラミック基
板、ガラス基板や発泡材などの材料が用いられる。特
に、位相制御層35にチップ化された回路部が実装され
るため、誘電体層34として空間(空気層)を形成して
もよい。
The dielectric layers 31B, 32, 38, 38
A is a low dielectric constant substrate having a relative dielectric constant of about 1 to 4;
For example, materials such as a printed board, a glass substrate, and a foam material are used. In addition, these dielectric layers may be spaces (air layers). As the dielectric layer 36, a high dielectric constant substrate having a relative dielectric constant of about 5 to 30, for example, a ceramic substrate such as alumina, a glass substrate, a high dielectric constant printed board, or the like is used. The dielectric layer 34 has a relative dielectric constant of 1
A material such as about 11 to about 11 substrates, for example, a printed substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, or a foam material is used. In particular, since a circuit portion formed into a chip is mounted on the phase control layer 35, a space (air layer) may be formed as the dielectric layer 34.

【0040】なお、図4では簡単のため多層基板部2を
構成する各層を個々に分解して説明したが、誘電体層3
1B,32,34,36,38,38Aに隣接する層、
例えば放射素子層31,結合層33などは、前記の誘電
体層の片面もしくは両面にパターン形成することにより
実現できる。また、上記誘電体層は必ずしも単一材料で
形成されている必要はなく、複数の材料が積層された構
成であってもよい。
In FIG. 4, each layer constituting the multilayer substrate portion 2 has been separately described for simplicity.
A layer adjacent to 1B, 32, 34, 36, 38, 38A;
For example, the radiating element layer 31, the coupling layer 33, and the like can be realized by forming a pattern on one surface or both surfaces of the dielectric layer. Further, the dielectric layer does not necessarily need to be formed of a single material, and may have a configuration in which a plurality of materials are stacked.

【0041】以上説明した多層基板部2において、給電
部13(図2には図示せず)からの高周波信号は、分配
合成層39のストリップ線路23から、結合層37の結
合スロット22を介して、位相制御層35のストリップ
線路に伝搬する。そして、移相器17で所定の給電移相
量が与えられ、結合層33の結合スロット21を介し
て、放射素子層31の放射素子15に伝搬し、それぞれ
の放射素子15から所定のビーム方向に放射される。
In the multi-layer substrate section 2 described above, a high-frequency signal from the power supply section 13 (not shown in FIG. 2) is transmitted from the strip line 23 of the distribution / combination layer 39 via the coupling slot 22 of the coupling layer 37. , Propagate to the strip line of the phase control layer 35. Then, a predetermined feed phase shift amount is given by the phase shifter 17, propagates through the coupling slot 21 of the coupling layer 33 to the radiating elements 15 of the radiating element layer 31, and has a predetermined beam direction from each radiating element 15. Is radiated.

【0042】ここで、前述したように、各移相ユニット
16を構成する回路(すなわち各放射素子15ごとに設
けられる移相器17、および移相器17に接続されるス
トリップ線路の一部)においては、各移相ユニット16
間または同一移相ユニット16内で繰り返し構成される
回路部は、他の基板上に集積形成してチップ化した後、
チップ67として位相制御層35に実装されている。
Here, as described above, the circuit constituting each phase shift unit 16 (ie, a phase shifter 17 provided for each radiating element 15 and a part of a strip line connected to the phase shifter 17) In each of the phase shift units 16
The circuit portion repeatedly formed between the same or the same phase shift unit 16 is integrated and formed on another substrate to form a chip,
The chip 67 is mounted on the phase control layer 35.

【0043】これにより、本発明においては、チップ単
体での不良検査が実施でき、フェーズドアレイアンテナ
全体の歩留まりを改善でき、特に数千個単位の移相ユニ
ットで構成される高利得のフェーズドアレイアンテナで
は、その製造コストを大幅に削減できる。
As a result, in the present invention, a defect inspection can be performed on a single chip, and the yield of the entire phased array antenna can be improved. In particular, a high gain phased array antenna composed of thousands of phase shift units can be achieved. Then, the manufacturing cost can be greatly reduced.

【0044】また、駆動線19の本数が多い場合、本発
明においては、位相制御層35を複数の配線層から構成
し(第2の多層構造)、そのうち移相ユニット16が形
成された配線層とは異なる配線層に、駆動ユニット12
と各移相制御部18とを個別に接続するための駆動線1
9を配線するようにした。これにより、各位相器17を
制御するための駆動線19が、移相ユニット16の形成
層から削減でき、これら配線に必要な面積を大幅に削減
できる。
When the number of drive lines 19 is large, in the present invention, the phase control layer 35 is composed of a plurality of wiring layers (second multi-layer structure), of which the phase shift unit 16 is formed. Drive unit 12 on a different wiring layer from
Drive line 1 for individually connecting the phase shift controller 18 to the
9 was wired. Thereby, the drive line 19 for controlling each phase shifter 17 can be reduced from the layer on which the phase shift unit 16 is formed, and the area required for these wirings can be greatly reduced.

【0045】また、本発明は、放射素子15および移相
ユニット16をそれぞれ個別の放射素子層31および位
相制御層35に形成し、これら両層を結合層33により
結合して、全体を多層構造(第1の多層構造)とした。
さらには、分配合成部14を個別の分配合成層39に形
成し、位相制御層35と分配合成層39を結合層37に
より結合して、全体を多層構造とした。これにより、位
相制御層35上で放射素子15および分配合成部14に
より占有される面積を削減し、一放射素子あたりの専有
面積を小さくすることができる。
Further, according to the present invention, the radiating element 15 and the phase shift unit 16 are formed on the individual radiating element layer 31 and the phase control layer 35, respectively. (First multilayer structure).
Further, the distributing / combining unit 14 is formed in each distributing / combining layer 39, and the phase control layer 35 and the distributing / combining layer 39 are connected by a connecting layer 37, so that the whole has a multilayer structure. Thereby, the area occupied by the radiating element 15 and the distribution / combination unit 14 on the phase control layer 35 can be reduced, and the occupied area per radiating element can be reduced.

【0046】したがって、このようにして1つの移相ユ
ニット16を比較的小さな面積で構成できることから、
例えば30GHz程度の高周波信号に対し、5mm前後
の最適な間隔で各放射素子15を配置でき、高利得で高
周波数帯に適用可能なフェーズドアレイアンテナを実現
できる。また、最適な素子間隔を実現できることによ
り、グレーティングローブが発生するビーム走査角度が
拡がるので、アンテナ正面方向を中心として広い範囲で
ビームを走査できる。
Therefore, since one phase shift unit 16 can be constructed with a relatively small area in this way,
For example, each radiating element 15 can be arranged at an optimum interval of about 5 mm for a high-frequency signal of about 30 GHz, and a phased array antenna having a high gain and applicable to a high frequency band can be realized. Further, by realizing the optimum element spacing, the beam scanning angle at which the grating lobe is generated is widened, so that the beam can be scanned over a wide range centering on the front direction of the antenna.

【0047】なお、本発明で用いる各ストリップ線路と
しては、マイクロストリップ形の他、トリプレート形、
コプレーナ導波管形、スロット形などの分布定数線路を
利用できる。また、放射素子15としては、パッチアン
テナの他、プリンテッドダイポールアンテナ、スロット
アンテナ、アパーチャ素子などを利用でき、特に結合層
33のスロット21の開口部を大きくすることによりス
ロットアンテナとして利用でき、この場合は放射素子層
31が結合層33で兼用され、放射素子層31や無給電
素子層31Aが不要となる。
Each of the strip lines used in the present invention may be a microstrip type, a triplate type,
A distributed constant line such as a coplanar waveguide type or a slot type can be used. In addition to the patch antenna, a printed dipole antenna, a slot antenna, an aperture element, and the like can be used as the radiating element 15, and particularly, by increasing the opening of the slot 21 of the coupling layer 33, the radiating element 15 can be used as a slot antenna. In this case, the radiating element layer 31 is also used as the coupling layer 33, and the radiating element layer 31 and the parasitic element layer 31A become unnecessary.

【0048】なお、結合スロット21の代わりに、位相
制御層35のストリップ線路16Aと放射素子15とを
接続する導電性の給電ピンを用いて高周波信号を結合し
てもよい。さらに、結合スロット22の代わりに、位相
制御層35のストリップ線路から結合層37に設けられ
た穴を介して誘電体層38内に突出して設けられた導電
性の給電ピンを用いて高周波信号を結合してもよい。
Note that, instead of the coupling slot 21, a high-frequency signal may be coupled using a conductive feed pin that connects the strip line 16A of the phase control layer 35 and the radiating element 15. Further, instead of the coupling slot 22, a high-frequency signal is transmitted using a conductive power supply pin protruding from the strip line of the phase control layer 35 through the hole provided in the coupling layer 37 into the dielectric layer 38. They may be combined.

【0049】また、分配合成層39と同一の機能は、ラ
ジアル導波路を用いても実現可能である。図16は、ラ
ジアル導波路を使用した場合の本発明の構成例を示す説
明図である。この場合、分配合成機能は、図16に示す
多層基板部2のうち、誘電体層38,接地層39A,プ
ローブ25により実現され、図4の形態においては必要
であった合成分配層39が不要となっている。
The same function as that of the distribution / combination layer 39 can also be realized by using a radial waveguide. FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration example of the present invention when a radial waveguide is used. In this case, the distribution / synthesis function is realized by the dielectric layer 38, the ground layer 39A, and the probe 25 in the multilayer substrate unit 2 shown in FIG. 16, and the composite distribution layer 39 required in the embodiment of FIG. It has become.

【0050】なお、この場合も誘電体層38はプリント
基板,発泡剤,あるいは空間(空気層)により構成され
る。また、接地層39Aとしては、プリント基板上の銅
箔をそのまま利用してもよいし、金属板あるいは誘電体
38の側面全体を囲む金属筐体などを別途設けてもよ
い。
In this case as well, the dielectric layer 38 is composed of a printed circuit board, a foaming agent, or a space (air layer). Further, as the ground layer 39A, a copper foil on a printed board may be used as it is, or a metal plate or a metal housing surrounding the entire side surface of the dielectric 38 may be separately provided.

【0051】さらに、本発明は空間給電フェーズドアレ
イアンテナにおいても適用可能である。その一例とし
て、図17に反射型空間給電フェーズドアレイアンテナ
の構成例を示す。図17に示されるフェーズドアレイア
ンテナ1は、給電部13,一次放射部26からなる放射
給電部27と多層基板部2、および制御装置11(図示
せず)とから構成される。
Further, the present invention is also applicable to a space-fed phased array antenna. As one example, FIG. 17 shows a configuration example of a reflection-type space-fed phased array antenna. The phased array antenna 1 shown in FIG. 17 includes a feeder 13, a radiation feeder 27 including a primary radiator 26, the multilayer substrate 2, and the controller 11 (not shown).

【0052】ここで、多層基板部2は図4に示される形
態とは異なり、放射素子層31,誘電体層32,結合層
33,誘電体層34,位相制御層35から構成されてい
る。また、図1に示された分配合成部14の機能は一次
放射部26により実現されているため、多層基板部2か
ら分配合成層39が除外されている。
Here, different from the embodiment shown in FIG. 4, the multilayer substrate section 2 is composed of a radiating element layer 31, a dielectric layer 32, a coupling layer 33, a dielectric layer 34, and a phase control layer 35. Further, since the function of the distribution / combination unit 14 shown in FIG. 1 is realized by the primary radiating unit 26, the distribution / combination layer 39 is excluded from the multilayer substrate unit 2.

【0053】このフェーズドアレイアンテナ1において
は、放射給電部27から放射された高周波信号は放射素
子層31上の各放射素子15により一度受信され、結合
層33を介して位相制御層35上の移相ユニット16へ
それぞれ結合される。ここで、高周波信号は各々の移相
ユニット16により位相制御されたのち、結合層33を
介して再び各放射素子15へと伝搬し、それぞれの放射
素子15から所定のビーム方向に放射される。以上説明
した空間給電型フェーズドアレイアンテナのように、多
層基板部2に合成分配層39を含まない形態においても
本発明は有効である。
In this phased array antenna 1, the high-frequency signal radiated from the radiation feeder 27 is received once by each radiating element 15 on the radiating element layer 31, and transferred to the phase control layer 35 via the coupling layer 33. Each is connected to a phase unit 16. Here, the high-frequency signal is phase-controlled by each phase shift unit 16, propagates again to each radiating element 15 via the coupling layer 33, and is radiated from each radiating element 15 in a predetermined beam direction. The present invention is also effective in a mode in which the multi-layer substrate section 2 does not include the combined distribution layer 39 as in the space-fed phased array antenna described above.

【0054】次に、図5を参照して、位相制御層35の
構成例について説明する。図5は位相制御層35の配置
を模式的に示した説明図である。位相制御層35の多層
構造領域には、多数の移相器17がアレイ状に配置され
ており、さらに駆動線19の配線パターンが形成されて
いる。また、位相制御層35の多層構造領域の外部領域
には、フリップチップ51により構成された駆動ユニッ
ト12が複数個配置されている。
Next, a configuration example of the phase control layer 35 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the arrangement of the phase control layer 35. In the multilayer structure region of the phase control layer 35, a number of phase shifters 17 are arranged in an array, and a wiring pattern of the drive line 19 is formed. In addition, a plurality of drive units 12 each composed of a flip chip 51 are arranged outside the multilayer structure region of the phase control layer 35.

【0055】フリップチップ51とは、ワイヤーリード
またはビームリードなどのリード線を用いずに、チップ
または基板に設けた接続端子を用いてボンディング(す
なわち、フェイスダウンボンディング)するチップのこ
とである。バンプ方式を用いてフリップチップ51を実
装する場合、チップ電極のそれぞれに接続端子としてバ
ンプ52を形成し、このバンプ52と位相制御層35の
配線とを直接、あるいは異方性導電シートなどを介して
接続する。
The flip chip 51 is a chip that is bonded (ie, face-down bonded) using connection terminals provided on a chip or a substrate without using lead wires such as wire leads or beam leads. When the flip chip 51 is mounted by using the bump method, a bump 52 is formed as a connection terminal on each of the chip electrodes, and the bump 52 and the wiring of the phase control layer 35 are directly or via an anisotropic conductive sheet. Connect.

【0056】駆動ユニット12をフリップチップ51で
構成する場合、データ分配部53へ入力される制御信号
11iの入力電極と、各位相制御部54を構成する各ラ
ッチ55の入力CLKの共通電極と、各ラッチ55の出
力Qそれぞれの電極にバンプ52が形成される。特に、
各ラッチ55の出力Qとなるバンプ52は、位相制御層
35に形成された駆動線19により、移相器17を構成
する移相回路17A〜17Dの1個と個別に接続され
る。
When the driving unit 12 is constituted by the flip chip 51, an input electrode of the control signal 11i inputted to the data distribution unit 53, a common electrode of an input CLK of each latch 55 constituting each phase control unit 54, The bump 52 is formed on each electrode of the output Q of each latch 55. In particular,
The bump 52 serving as the output Q of each latch 55 is individually connected to one of the phase shift circuits 17A to 17D constituting the phase shifter 17 by the drive line 19 formed on the phase control layer 35.

【0057】バンプ52はチップの周縁部のみでなく、
チップの表面全面に形成されるので、電極の数が増加し
てもチップの寸法は必ずしも大きくならず、ICの実装
密度を高くすることができる。このため、アンテナ利得
を向上させるために放射素子15の数を増やすことによ
り、制御すべき移相器17の合計ビット数が増加して
も、移相器17を駆動するための駆動ユニット12をフ
リップチップ51で構成することにより、フェーズドア
レーアンテナの大型化を抑制することができる。
The bumps 52 are formed not only at the periphery of the chip but also at the periphery of the chip.
Since it is formed on the entire surface of the chip, the size of the chip does not always increase even if the number of electrodes increases, and the mounting density of the IC can be increased. Therefore, by increasing the number of radiating elements 15 to improve the antenna gain, even if the total number of bits of the phase shifter 17 to be controlled increases, the drive unit 12 for driving the phase shifter 17 is increased. With the configuration using the flip chip 51, the size of the phased array antenna can be suppressed.

【0058】さらに、位相制御層35に実装するチップ
数を少なくできるので、チップを所定位置に配置するに
要する時間を短縮でき、製造リードタイムの長大化を抑
制することができる。
Further, since the number of chips mounted on the phase control layer 35 can be reduced, the time required for arranging the chips at predetermined positions can be reduced, and the production lead time can be suppressed from being lengthened.

【0059】例として、フェーズドアレイアンテナを構
成するにあたり、36dBiの利得を得るために放射素
子15の素子数を5000個とし、ビーム走査ステップ
を細かくするために各移相器17に使用される移相回路
を4ビット分設けるものとすると、合計の移相回路ビッ
ト数は20000ビットとなる。この場合、駆動ユニッ
ト12を構成するために20000端子分のチップが必
要になるが、2000端子を有するフリップチップ51
を使用することにより、10個のフリップチップ51で
すべての移相器17を駆動することができる。
As an example, in constructing a phased array antenna, the number of radiating elements 15 is set to 5000 in order to obtain a gain of 36 dBi, and the phase shifter 17 is used for each phase shifter 17 in order to reduce the beam scanning step. Assuming that four bits are provided for the phase circuit, the total number of phase shift circuit bits is 20,000 bits. In this case, a chip for 20,000 terminals is required to form the drive unit 12, but a flip chip 51 having 2,000 terminals is required.
, All the phase shifters 17 can be driven by the ten flip chips 51.

【0060】また、各フリップチップ51は、位相制御
層35の両サイドに、列方向に配置されている。そし
て、左サイドに配置されたフリップチップ51は、行方
向に配列された各移相器17のうちの左半分を制御し、
右サイドに配置されたフリップチップ51は、行方向に
配列された各移相器17のうちの右半分を制御する。
Each flip chip 51 is arranged in the column direction on both sides of the phase control layer 35. Then, the flip chip 51 arranged on the left side controls the left half of each of the phase shifters 17 arranged in the row direction,
The flip chip 51 arranged on the right side controls the right half of each of the phase shifters 17 arranged in the row direction.

【0061】また、駆動線19の本数が多いとき、位相
制御層35は複数の内部配線層からなる多層構造により
構成され、フリップチップ51の各バンプ52と各移相
回路17A〜17Dとをそれぞれ接続する各駆動線19
は、位相制御層35の各層に分けて配線される。フリッ
プチップ51または移相回路17A〜17Dと異なる層
に形成された駆動線19は、基板に形成されたビアホー
ルを介して、フリップチップ51または移相回路17A
〜17Dと接続されていることは言うまでもない。
When the number of drive lines 19 is large, the phase control layer 35 has a multilayer structure composed of a plurality of internal wiring layers, and the bumps 52 of the flip chip 51 and the phase shift circuits 17A to 17D are connected to each other. Each drive line 19 to be connected
Are wired separately for each layer of the phase control layer 35. The drive line 19 formed on a different layer from the flip chip 51 or the phase shift circuits 17A to 17D is connected to the flip chip 51 or the phase shift circuit 17A via a via hole formed in the substrate.
Needless to say, it is connected to .about.17D.

【0062】これにより、駆動線19の束の最大幅が狭
くなるので、位相制御層35において駆動線19のため
に用意する面積を削減できる。したがって、フェーズド
アレイアンテナを小型化できるとともに、放射素子15
の素子間隔を狭めることができるので放射ビーム範囲を
広げることができる。なお、駆動線19の本数が少ない
場合、または駆動線19の配線幅を狭くした場合は、位
相制御層35を多層化するまでもなく、すべての駆動線
19を1つの層に配線することもできる。
As a result, the maximum width of the bundle of the drive lines 19 is reduced, so that the area prepared for the drive lines 19 in the phase control layer 35 can be reduced. Therefore, the phased array antenna can be downsized, and the radiating element 15
Can be narrowed, so that the radiation beam range can be widened. When the number of the driving lines 19 is small or when the wiring width of the driving lines 19 is narrowed, all the driving lines 19 may be wired in one layer without forming the phase control layer 35 in multiple layers. it can.

【0063】ここでは、バンプ方式のフリップチップ5
1について述べたが、チップ上にバンプ52を形成する
代わりに、フリップチップ51が搭載される基板(ここ
では位相制御層35)上にバンプを形成し、前記と同様
にフリップチップ51を実装してもよい。また、位相制
御層35については、所定の配線パターンが形成されて
いるシート状の基板を複数枚積層して多層構造の基板
(ビルドアップ基板)を作成する方法を応用してもよ
い。
Here, the flip chip 5 of the bump type is used.
1 has been described, but instead of forming the bump 52 on the chip, a bump is formed on the substrate (here, the phase control layer 35) on which the flip chip 51 is mounted, and the flip chip 51 is mounted in the same manner as described above. You may. Further, as the phase control layer 35, a method of forming a multilayered substrate (build-up substrate) by laminating a plurality of sheet-like substrates on which a predetermined wiring pattern is formed may be applied.

【0064】次に、図6を参照して、具体的な寸法の一
例を示しながら、スイッチ17Sの構成例について説明
する。図6はスイッチの構成例を示す斜視図である。こ
のスイッチは、コンタクト(微小接点部)64によりス
トリップ線路62,63を短絡/開放するマイクロマシ
ンスイッチから構成されている。
Next, an example of the configuration of the switch 17S will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of the switch. This switch is constituted by a micromachine switch for short-circuiting / opening the strip lines 62 and 63 by a contact (micro contact portion) 64.

【0065】ストリップ線路62,63(高さ1μm程
度)は僅かな隙間を有して基板61上に形成されてお
り、その隙間の上部にはコンタクト64(高さ2μm程
度)がストリップ線路62,63と接離自在となるよう
支持部材65により支持されている。ここで、コンタク
ト64の下面とストリップ線路62,63の上面との距
離は4μm程度であり、基板61の上面を基準としたコ
ンタクト64の上面の高さ、つまりマイクロマシンスイ
ッチ全体の高さは7μm程度である。
The strip lines 62 and 63 (about 1 μm in height) are formed on the substrate 61 with a slight gap, and a contact 64 (about 2 μm in height) is formed above the gap. It is supported by a support member 65 so as to be able to freely contact with and separate from 63. Here, the distance between the lower surface of the contact 64 and the upper surfaces of the strip lines 62 and 63 is about 4 μm, and the height of the upper surface of the contact 64 with respect to the upper surface of the substrate 61, that is, the height of the entire micromachine switch is about 7 μm. It is.

【0066】一方、基板61上のストリップ線路62,
63の隙間には、導体の電極66(高さ0.2μm程
度)が形成されており、この電極66の高さは、ストリ
ップ線路62,63の高さよりも低い。
On the other hand, strip lines 62,
A conductor electrode 66 (having a height of about 0.2 μm) is formed in the gap 63, and the height of the electrode 66 is lower than the height of the strip lines 62 and 63.

【0067】このスイッチの動作について以下に説明す
る。電極66には、駆動回路19A〜19Dの出力電圧
(例えば、10〜100V程度)が個別に供給される。
ここで、電極66に正の出力電圧が印加された場合は、
これにより電極66の表面に正電荷が発生するととも
に、対向するコンタクト64の表面には静電誘導により
負電荷が現れ、両者間の吸引力によりストリップ線路6
2,63側へ引き寄せられる。
The operation of this switch will be described below. Output voltages (for example, about 10 to 100 V) of the drive circuits 19A to 19D are individually supplied to the electrodes 66.
Here, when a positive output voltage is applied to the electrode 66,
As a result, a positive charge is generated on the surface of the electrode 66, and a negative charge appears on the surface of the opposing contact 64 due to electrostatic induction.
It is drawn to the 2,63 side.

【0068】このとき、コンタクト64の長さがストリ
ップ線路62,63の隙間よりも長いため、コンタクト
64がストリップ線路62,63の両方に接触し、スト
リップ線路62,63がコンタクト64を介して高周波
的に導通状態となる。また、電極66への出力電圧の印
加が停止された場合は、吸引力がなくなって支持部材6
5によりコンタクト64が元の離間した位置へ復元さ
れ、ストリップ線路62,63が開放される。
At this time, since the length of the contact 64 is longer than the gap between the strip lines 62 and 63, the contact 64 contacts both the strip lines 62 and 63, and the strip lines 62 and 63 It becomes electrically conductive. When the application of the output voltage to the electrode 66 is stopped, the suction force is lost and the support member 6
5, the contact 64 is restored to the original separated position, and the strip lines 62 and 63 are opened.

【0069】なお、以上の説明では、コンタクト64に
電圧を与えず、電極66に対して出力電圧を印加する場
合について説明したが、逆も可能である。すなわち、電
極66に電圧を与えず、コンタクト64に対して導体か
らなる支持部材65を介して駆動回路の出力電圧を印加
するようにしてもよく、前述と同様の作用が得られる。
また、コンタクト64は、少なくとも下面が導体で形成
され、ストリップ線路62,63とオーミック接触する
ものであっても、導体部材の下面に絶縁体薄膜が形成さ
れストリップ線路62,63と容量結合するものであっ
てもよい。
In the above description, the case where the output voltage is applied to the electrode 66 without applying the voltage to the contact 64 has been described, but the reverse is also possible. That is, the output voltage of the drive circuit may be applied to the contact 64 via the support member 65 made of a conductor without applying a voltage to the electrode 66, and the same operation as described above can be obtained.
The contact 64 has at least a lower surface formed of a conductor and is in ohmic contact with the strip lines 62 and 63, but has an insulating thin film formed on the lower surface of the conductor member and is capacitively coupled to the strip lines 62 and 63. It may be.

【0070】ここで、マイクロマシンスイッチは、コン
タクト64が可動部分であるため、本フェーズドアレイ
アンテナのように多層基板内に位相制御層35を設けた
場合に、コンタクト64が自由に可動できるようなスペ
ースを設ける必要がある。
Here, in the micromachine switch, since the contact 64 is a movable portion, when the phase control layer 35 is provided in a multilayer substrate as in the present phased array antenna, the space where the contact 64 can freely move is provided. It is necessary to provide.

【0071】このように、給電位相の制御を行うスイッ
チング素子として、マイクロマシンスイッチを用いるよ
うにしたので、PINダイオードなどの半導体デバイス
を用いる場合と比較して、半導体接合面での電力消費が
なくなり、消費電力が10分の1程度まで低減できる。
As described above, since the micromachine switch is used as the switching element for controlling the power supply phase, power consumption at the semiconductor junction surface is reduced as compared with the case where a semiconductor device such as a PIN diode is used. Power consumption can be reduced to about one tenth.

【0072】次に、チップの構成例について説明する。
図7はベアチップ68をフリップチップ実装する場合の
構成例を示す説明図であり、(a)はチップ67Aの断
面図、(b)はチップ67Aの上面図、(c)はチップ
67Aのフェイスダウン搭載例(半田法)の断面図、
(d)はチップ67Aのフェイスダウン搭載例(接着
法)の断面図を示している。なお、このチップ67Aに
含まれる回路の範囲は、図9を用いて後述するように多
種が考えられるが、以下では、図9(b)に示す回路
部、すなわち駆動回路とスイッチをチップ化した場合を
例に説明する。
Next, a configuration example of the chip will be described.
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing a configuration example when the bare chip 68 is flip-chip mounted. FIG. 7A is a cross-sectional view of the chip 67A, FIG. 7B is a top view of the chip 67A, and FIG. Sectional view of mounting example (solder method)
(D) shows a cross-sectional view of a face-down mounting example (adhesion method) of the chip 67A. The range of the circuit included in the chip 67A may be various as described later with reference to FIG. 9, but hereinafter, the circuit portion shown in FIG. 9B, that is, the drive circuit and the switch are formed into chips. The case will be described as an example.

【0073】図7(a),(b)に示すように、ベアチ
ップ68には、ガラス基板81上にマイクロマシンスイ
ッチからなるスイッチ82Aや薄膜トランジスタ(TF
T)からなる駆動回路82Bが形成されている。このベ
アチップ68に、信号接続用のパッドに半田や金などか
らなるバンプ83が形成されてチップ67Aが得られ
る。
As shown in FIGS. 7A and 7B, a bare chip 68 includes a switch 82A composed of a micromachine switch and a thin film transistor (TF) on a glass substrate 81.
T) is formed. On the bare chip 68, bumps 83 made of solder, gold, or the like are formed on signal connection pads to obtain a chip 67A.

【0074】図7(c)には、半田法などによりチップ
67Aを別基板84へフェイスダウン搭載した場合が示
されており、基板84上に、絶縁保護膜85Aに周囲が
覆われた信号接続用のパッド85が形成されている。そ
して、バンプ85Bを介してパッド85とバンプ83と
が半田などにより固着され、電気的に接続されている。
FIG. 7C shows a case where the chip 67A is mounted face-down on another substrate 84 by a soldering method or the like, and the signal connection whose periphery is covered with an insulating protective film 85A on the substrate 84 is shown. Pads 85 are formed. Then, the pad 85 and the bump 83 are fixed by solder or the like via the bump 85B and are electrically connected.

【0075】ここで、パッド85,バンプ85B,バン
プ83の形成後の高さをそれぞれ例えば10μm,20
μm,20μmとすることにより、可動部が存在するス
イッチ82A周囲に高さ40μmの空間87が最終的な
実装後に形成され、マイクロマシンスイッチが安定動作
する。また、基板81の全周またはその一部が樹脂86
により基板84と固着されている。これにより、基板8
4に対する機械ストレスが発生した場合でも、バンプ8
5Bの接合部分が保護される。
Here, the height after the formation of the pad 85, the bump 85B, and the bump 83 is, for example, 10 μm and 20 μm, respectively.
By setting the thickness to 20 μm, a space 87 having a height of 40 μm is formed around the switch 82A where the movable portion exists, after the final mounting, and the micromachine switch operates stably. The entire periphery of the substrate 81 or a part thereof is
Is fixed to the substrate 84. Thereby, the substrate 8
Even when mechanical stress is applied to the bumps 8, the bumps 8
5B is protected.

【0076】一方、図7(d)には、接着法によりチッ
プ67Aを別基板84へフェイスダウン搭載した場合が
示されており、基板84上に、絶縁保護膜85Aに周囲
が覆われた信号接続用のパッド85が形成されている。
そして、接着剤88を介してガラス基板81と基板84
とが接着され、パッド85とバンプ83とが直接接触し
て電気的に接続されている。
On the other hand, FIG. 7D shows a case where the chip 67A is mounted face-down on another substrate 84 by the bonding method, and a signal whose periphery is covered with an insulating protective film 85A on the substrate 84 is shown. A connection pad 85 is formed.
Then, the glass substrate 81 and the substrate 84 are
And the pad 85 and the bump 83 are in direct contact and electrically connected.

【0077】この場合、接着剤88は、スイッチ82A
の実装領域以外に配置され、ガラス基板81と基板84
とを接着している。これにより、可動部が存在するスイ
ッチ82A周囲に空間87が形成され、マイクロマシン
スイッチが安定動作する。
In this case, the adhesive 88 is applied to the switch 82A.
And the glass substrate 81 and the substrate 84
And are glued. As a result, a space 87 is formed around the switch 82A where the movable part exists, and the micromachine switch operates stably.

【0078】さらに、接着剤88により比較的広い範囲
でガラス基板81と基板84とが接着されているため、
基板84に対する機械ストレスが発生した場合でも、バ
ンプ83の接合部分が保護される。このように、移相ユ
ニット16のうち、スイッチング素子を含む所定回路部
をチップ化して位相制御層35に実装するようにしたの
で、比較的簡素な構成でスイッチング素子を実装するこ
とができる。
Further, since the glass substrate 81 and the substrate 84 are bonded to each other over a relatively wide range by the adhesive 88,
Even when a mechanical stress is applied to the substrate 84, the bonding portion of the bump 83 is protected. As described above, the predetermined circuit section including the switching element in the phase shift unit 16 is chipped and mounted on the phase control layer 35, so that the switching element can be mounted with a relatively simple configuration.

【0079】また、位相制御層35に実装する前にチッ
プ単体での不良検査が実施でき、装置全体の歩留まりを
改善できる。特に、ベアチップをフリップチップ実装す
るようにしたので、位相制御層35で必要な高さを抑制
でき、スロット21を介して結合される放射素子15と
の結合効率を改善できる。
Further, before mounting on the phase control layer 35, a defect inspection can be performed on a single chip, and the yield of the entire device can be improved. In particular, since the bare chip is flip-chip mounted, the height required for the phase control layer 35 can be suppressed, and the coupling efficiency with the radiating element 15 coupled via the slot 21 can be improved.

【0080】以上、ベアチップを位相制御層35へフリ
ップチップ実装する場合について説明をしたが、図4に
おける誘電体層34が比較的厚くても問題のない場合
は、LCC(Leadless Chip Carrier )もしくはBGA
(Ball Grid Array)によりパッケージ化されたチップを
用いてもよい。この場合は、SMD(Surface Mount De
vice )として高速かつ簡便に位相制御層35へ自動実装
でき、組立工数を大幅に削減できる。
The case where the bare chip is flip-chip mounted on the phase control layer 35 has been described above. If there is no problem even if the dielectric layer 34 in FIG. 4 is relatively thick, an LCC (Leadless Chip Carrier) or BGA
(Ball Grid Array) may be used. In this case, the SMD (Surface Mount De
vice), it can be automatically mounted on the phase control layer 35 quickly and easily, and the number of assembly steps can be greatly reduced.

【0081】次に、図8を参照して、チップに含まれる
回路について説明する。各放射素子15ごとに設けられ
る移相ユニット16(すなわち移相器17、および移相
器17に接続されるストリップ線路の一部)には、繰り
返し用いられている回路部分が存在する。例えば、図3
では、駆動回路19A〜19Dが同一回路構成となって
いる。
Next, a circuit included in the chip will be described with reference to FIG. The phase shift unit 16 (that is, the phase shifter 17 and a part of the strip line connected to the phase shifter 17) provided for each radiating element 15 has a circuit portion that is used repeatedly. For example, FIG.
, The drive circuits 19A to 19D have the same circuit configuration.

【0082】また、移相回路17Aは、各放射素子15
ごとに設けられる移相器17で共通の回路構成であり、
他の移相回路17B〜17Dも同様である。したがっ
て、これら回路部分のうち、各放射素子15または各移
相回路17A〜17Dごとに繰り返し構成される部分を
チップ化することにより、各回路部分でチップを共通化
できる。
The phase shift circuit 17A is connected to each radiating element 15
Circuit configuration common to the phase shifters 17 provided for
The same applies to the other phase shift circuits 17B to 17D. Therefore, of these circuit parts, a chip that is repeated for each of the radiating elements 15 or each of the phase shift circuits 17A to 17D can be made into a chip, so that a chip can be shared in each circuit part.

【0083】例えば、図8(a)には、各位相回路で用
いられる2つのスイッチ17Sを単位としてチップ化し
た例が示されている。ここでは、スイッチ17Sを構成
する2つのスイッチ73、このスイッチ73に高周波信
号を供給するためのストリップ線路74、およびパッド
72が設けられている。これにより、これらチップをす
べての移相回路17A〜17Dで共通化できる。
For example, FIG. 8A shows an example in which two switches 17S used in each phase circuit are chipped. Here, two switches 73 constituting the switch 17S, a strip line 74 for supplying a high-frequency signal to the switch 73, and a pad 72 are provided. Thereby, these chips can be shared by all the phase shift circuits 17A to 17D.

【0084】また、図8(b)には、移相回路17A〜
17Dを単位としてチップ化した例が示されている。特
に、図中破線で囲んだ部分は、図8(a)に相当してお
り、この他、スイッチ17Sをストリップ線路16Aに
接続するためのストリップ線路75と、このストリップ
線路とは反対側に接続され、それぞれの移相量に応じた
長さを有する分布定数線路76および主線路70とが設
けられている。これにより、これらチップを各移相ユニ
ット16の個々の移相回路17A〜17Dごとに共通化
できる。
FIG. 8B shows the phase shift circuits 17A to 17A.
An example in which a chip is formed in units of 17D is shown. In particular, a portion surrounded by a broken line in the figure corresponds to FIG. 8A, and in addition, a strip line 75 for connecting the switch 17S to the strip line 16A, and a strip line 75 connected to the opposite side to the strip line. A distributed constant line 76 and a main line 70 having lengths corresponding to the respective phase shift amounts are provided. Thus, these chips can be shared for each of the phase shift circuits 17A to 17D of each phase shift unit 16.

【0085】また、図8(c)には、各移相ユニット1
6内のすべての移相回路17A〜17Dを単位としてチ
ップ化した例が示されている。特に、図中破線で囲んだ
部分は、図8(b)に相当しており、この他、各移相回
路17A〜17Dを接続するストリップ線路16Aが形
成されている。これにより、これらチップを各移相ユニ
ット16ごとに共通化できる。
FIG. 8C shows each phase shift unit 1.
6 shows an example in which all the phase shift circuits 17A to 17D in 6 are chipped. In particular, a portion surrounded by a broken line in the drawing corresponds to FIG. 8B, and in addition, a strip line 16A connecting the phase shift circuits 17A to 17D is formed. Thereby, these chips can be shared for each phase shift unit 16.

【0086】また、図8(d)には、各移相ユニット1
6を単位としてチップ化した例が示されている。特に、
図中破線で囲んだ部分は、図8(c)に相当しており、
この他、スロット22とストリップ線路16Aとを接続
するストリップ線路77と、ストリップ線路16Aとス
ロット21とを接続するストリップ線路78とが形成さ
れている。これにより、各チップを各移相ユニット16
で共通化できる。
FIG. 8D shows each phase shift unit 1.
An example is shown in which a chip is formed in units of six. In particular,
The part surrounded by the broken line in the figure corresponds to FIG.
In addition, a strip line 77 connecting the slot 22 and the strip line 16A and a strip line 78 connecting the strip line 16A and the slot 21 are formed. Thereby, each chip is connected to each phase shift unit 16.
Can be shared.

【0087】このように、移相ユニット16のうち、ス
イッチング素子を含む所定回路部をチップ化して位相制
御層35に実装するようにしたので、比較的簡素な構成
でスイッチング素子を実装することができる。したがっ
て、部品点数および接続点数を削減できるとともに、組
立工数を削減できる。
As described above, the predetermined circuit portion including the switching element in the phase shift unit 16 is chipped and mounted on the phase control layer 35, so that the switching element can be mounted with a relatively simple configuration. it can. Therefore, the number of parts and the number of connection points can be reduced, and the number of assembly steps can be reduced.

【0088】なお、図7,8では、ストリップ線路16
Aに対し、スイッチ17Sを介して所定の分布定数線路
を分岐接続することにより、給電位相を制御するローテ
ッドライン形の移相回路を例として説明したが、これに
限定されるものではなく、線路切換形や反射形など、他
の移相回路でもよい。
7 and 8, the strip line 16
For A, a description has been given of an example of a rotated-line type phase shift circuit that controls a power supply phase by branch-connecting a predetermined distributed constant line via a switch 17S, but the present invention is not limited to this. Other phase shift circuits such as a line switching type and a reflection type may be used.

【0089】一般に、移相量が比較的小さい場合はロー
テッドライン形の方が良好な特性が得られ、移相量が比
較的大きい場合は線路切換形の方が良好な特性が得られ
る。例えば、後述する実施例では、22.5゜,45
゜,90゜の各移相回路17A〜17Cをローデッドラ
イン形で構成し、180゜の移相回路17Dを線路切換
形で構成している。
In general, when the phase shift amount is relatively small, better characteristics are obtained with the rotated line type, and when the phase shift amount is relatively large, better characteristics are obtained with the line switching type. For example, in the embodiment described later, 22.5 °, 45
Each of the phase shift circuits 17A to 17C of {, 90} is constituted by a loaded line type, and the phase shift circuit 17D of 180 ° is constituted by a line switching type.

【0090】以上、図7,8を引用しながら、スイッチ
17Sとしてマイクロマシンスイッチをガラス基板上に
形成した場合を一例として説明したが、基板は必ずしも
ガラス基板である必要はなく、半導体基板,プリント基
板やセラミック基板であってもよい。また、マイクロマ
シンスイッチの代わりに、半導体基板上のトランジスタ
回路やダイオードを利用してもよい。
Although the case where a micromachine switch is formed on a glass substrate as the switch 17S has been described as an example with reference to FIGS. 7 and 8, the substrate is not necessarily a glass substrate. Or a ceramic substrate. Further, a transistor circuit or a diode on a semiconductor substrate may be used instead of the micromachine switch.

【0091】[0091]

【実施例】次に、図9〜15を参照して、本発明を30
GHzのフェーズドアレイアンテナに適用した場合の第
1〜第4の実施例(1放射素子あたりの構成例)につい
て説明する。ただし、以下では、それぞれ異なる移相量
22.5゜、45゜、90゜、180゜を有する4つの
移相回路17A〜17Dから移相器17を構成した場合
を例に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
First to fourth embodiments (configuration examples per radiation element) when applied to a GHz phased array antenna will be described. However, hereinafter, an example will be described in which the phase shifter 17 includes four phase shift circuits 17A to 17D having different phase shift amounts of 22.5 °, 45 °, 90 °, and 180 °.

【0092】また、移相回路のスイッチング素子として
マイクロマシンスイッチが用いられているものとする。
なお、以下に記載する寸法は、あくもでも30GHzに
おけるアンテナの各部寸法の例示に過ぎず、周波数が変
われば寸法が変わるのはもちろんのこと、30GHzで
あっても別の寸法で実現可能であることをあらかじめ断
っておく。
It is assumed that a micromachine switch is used as a switching element of the phase shift circuit.
The dimensions described below are merely examples of the dimensions of each part of the antenna at 30 GHz, and the dimensions can be changed if the frequency changes, and other dimensions can be realized even at 30 GHz. I refuse that in advance.

【0093】まず、図9を参照して、第1の実施例につ
いて説明する。図9は第1の実施例を示す回路配置図で
あり、(a)は移相ユニット全体を示す位相制御層の回
路配置図、(b)は多層構成を示す模式図である。以下
では、図8(a)で示した回路部、すなわち各移相回路
で用いられるスイッチをチップ化した場合を例に説明す
る。
First, a first embodiment will be described with reference to FIG. 9A and 9B are circuit layout diagrams showing the first embodiment, FIG. 9A is a circuit layout diagram of a phase control layer showing the entire phase shift unit, and FIG. 9B is a schematic diagram showing a multilayer structure. In the following, an example will be described in which the circuit unit shown in FIG. 8A, that is, a switch used in each phase shift circuit is formed into a chip.

【0094】図9(a)に示すように、移相ユニット1
6は、アレイ状に配置された各放射素子15に対応して
設けられており、ほぼ正方形(5mm×5mm)の領域
(図中破線正方形参照)内に形成されている。この領域
の内側には、ビアホール16Bの上部位置からスロット
21の下部位置までを接続するストリップ線路16Aが
設けられている。
As shown in FIG. 9A, the phase shift unit 1
Numerals 6 are provided corresponding to the respective radiating elements 15 arranged in an array, and are formed in a substantially square (5 mm × 5 mm) area (see the broken line square in the figure). Inside this region, there is provided a strip line 16A connecting the upper position of the via hole 16B to the lower position of the slot 21.

【0095】さらに、このストリップ線路16Aの途中
には、22.5゜,45゜,90゜,180゜の各移相
回路がそれぞれ配置されている。そして、これら移相回
路の一部がチップ67にチップ化されて実装されてい
る。また、スロット21の上層の放射素子層31には、
直径2.5mm〜4mmの円形の放射素子15(図中細
線破線)が配置されている。
Further, 22.5 °, 45 °, 90 °, and 180 ° phase shift circuits are arranged in the middle of the strip line 16A. A part of these phase shift circuits is mounted on a chip 67 as a chip. The radiating element layer 31 above the slot 21 includes:
A circular radiating element 15 (thin broken line in the figure) having a diameter of 2.5 mm to 4 mm is arranged.

【0096】図10は第1および第2の実施例で用いる
各チップを示す回路配置図であり、(a)は22.5
゜,45゜,90゜の移相回路で用いられるチップ、
(b)は180゜の移相回路で用いられるチップを示し
ている。特に、図10(a)はローテッドライン形の移
相回路用として共通化でき、図10(b)は線路切換形
の移相回路用として共通化できる。なお、これらチップ
構成は前述した図7および図8(a)と同様であり、こ
こでの説明は省略する。
FIG. 10 is a circuit layout diagram showing each chip used in the first and second embodiments.
Chips used in phase shift circuits of ゜, 45 ゜ and 90 ゜,
(B) shows a chip used in a 180 ° phase shift circuit. In particular, FIG. 10A can be shared for a rotated line type phase shift circuit, and FIG. 10B can be shared for a line switching type phase shift circuit. Note that these chip configurations are the same as those in FIG. 7 and FIG. 8A described above, and description thereof will be omitted.

【0097】図9(b)には、第1の実施例による多層
構造が示されており、前述した図2と同じ部分には同一
符号を付してある。なお、この図は多層構造を模式的に
示すものであり、図9(a)の特定の断面を示すもので
はない。
FIG. 9B shows a multilayer structure according to the first embodiment, and the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. Note that this figure schematically shows a multilayer structure, and does not show a specific cross section of FIG.

【0098】本実施例における多層構成は、図9(b)
の下から上へ順に、接地層39A,ラジアル導波路を形
成する誘電体層38(厚さ1mm),結合層37,誘電
体層36(厚さ0.2mm),位相制御層35(厚さ1
mm),誘電体層34(厚さ0.2mm),結合スロッ
ト21が形成された結合層33,誘電体層32(厚さ
0.3mm),放射素子層31,誘電体層31B(厚さ
1mm),無給電素子層31Aが積層されている。
FIG. 9B shows a multilayer structure in this embodiment.
From bottom to top, the ground layer 39A, the dielectric layer 38 (thickness 1 mm) forming the radial waveguide, the coupling layer 37, the dielectric layer 36 (0.2 mm thickness), and the phase control layer 35 (thickness) 1
mm), a dielectric layer 34 (0.2 mm in thickness), a coupling layer 33 in which coupling slots 21 are formed, a dielectric layer 32 (0.3 mm in thickness), a radiating element layer 31, and a dielectric layer 31B (thickness). 1 mm), and the parasitic element layer 31A is laminated.

【0099】また、本実施例においては、位相制御層3
5は複数の配線層と誘電体層、すなわち下から上へ順
に、配線層45,複数の内部配線層44Aを含む多層配
線層44,配線層43,誘電体層42,およびチップ6
7が実装されるチップ搭載層41から構成されている。
ただし本実施例においては、配線層43には、チップ搭
載層41上の高周波回路と内部配線層44A内の駆動線
19を電気的に分離するための接地導体が形成されてい
る。
In this embodiment, the phase control layer 3
Reference numeral 5 denotes a plurality of wiring layers and dielectric layers, that is, a wiring layer 45, a multilayer wiring layer 44 including a plurality of internal wiring layers 44A, a wiring layer 43, a dielectric layer 42, and a chip 6 in order from bottom to top.
7 is mounted on the chip mounting layer 41.
However, in this embodiment, a ground conductor for electrically separating the high-frequency circuit on the chip mounting layer 41 from the drive line 19 in the internal wiring layer 44A is formed in the wiring layer 43.

【0100】多層配線層44内の内部配線層44Aに
は、駆動ユニット12からの駆動線19が形成されてお
り、ビアホール36Bを介してチップ搭載層41上のチ
ップ67すなわち位相回路17A〜17Dに接続されて
いる。なお、多層配線層44としては、例えば配線層が
形成されたシート状の薄い基板を積層したビルドアップ
基板などを用いてもよい。
The drive line 19 from the drive unit 12 is formed in the internal wiring layer 44A in the multilayer wiring layer 44, and is connected to the chip 67 on the chip mounting layer 41, ie, the phase circuits 17A to 17D via the via hole 36B. It is connected. In addition, as the multilayer wiring layer 44, for example, a build-up substrate in which a sheet-like thin substrate on which a wiring layer is formed may be used.

【0101】位相制御層35と結合層33との間の誘電
体層34は、厚さ(高さ)が0.2mmのスペーサ34
Aにより確保された空間から構成されており、位相制御
層35表面のチップ搭載層44上にはチップ67が実装
されている。
The dielectric layer 34 between the phase control layer 35 and the coupling layer 33 is a spacer 34 having a thickness (height) of 0.2 mm.
A chip 67 is mounted on the chip mounting layer 44 on the surface of the phase control layer 35.

【0102】この場合、スペーサ34Aをスロット21
の下部に配置してもよく、これにより、通常、空き領域
となるスロット21の下部をスペーサ34Aの配置領域
として兼用でき、スペーサ34Aによる占有面積を削減
できる。さらに、スペーサ34Aとして、アルミナなど
比誘電率が5〜30程度の高誘電率の材料を用いれば、
スロット21と位相制御層35上のストリップ線路16
Aとが効率よく結合される。
In this case, the spacer 34A is
May be arranged below, so that the lower part of the slot 21, which is usually a vacant area, can also be used as the area where the spacer 34A is arranged, and the area occupied by the spacer 34A can be reduced. Furthermore, if a material having a high dielectric constant of about 5 to 30 such as alumina is used as the spacer 34A,
Slot 21 and strip line 16 on phase control layer 35
A is efficiently combined.

【0103】また、本実施例では、位相制御層35上の
ストリップ線路16Aと結合層37上の結合スロット2
2とを結合する手段として、同軸線路と同様の機能をも
つ結合手段(以下、単に擬似同軸線路と呼ぶ)46が用
いられている。擬似同軸線路46は、高周波信号が流れ
るビアホール16Bと、ビアホール16Bを流れる高周
波信号をシールドするため周囲に複数配置された接地電
位のビアホール16Dとから構成されている。
In this embodiment, the strip line 16A on the phase control layer 35 and the coupling slot 2 on the coupling layer 37 are used.
As a means for coupling the two, a coupling means (hereinafter simply referred to as a pseudo coaxial line) 46 having the same function as the coaxial line is used. The pseudo coaxial line 46 includes a via hole 16B through which a high-frequency signal flows, and a plurality of via holes 16D of a ground potential arranged around the via hole 16B to shield the high-frequency signal flowing through the via hole 16B.

【0104】ビアホール16Dは、結合層37および配
線層43の接地プレーンにそれぞれ接続されている。ま
た、配線層45には、ビアホール16Bと接続されたス
トリップ線路16Cが、結合層37の結合スロット22
の上方まで配線されている。これにより、結合スロット
22からの高周波信号は、ストリップ線路16C、ビア
ホール16Bを介して、ストリップ線路16Aまで効率
よく供給される。
The via holes 16D are connected to ground planes of the coupling layer 37 and the wiring layer 43, respectively. In the wiring layer 45, the strip line 16C connected to the via hole 16B is provided with the coupling slot 22 of the coupling layer 37.
Above. Thereby, the high-frequency signal from the coupling slot 22 is efficiently supplied to the strip line 16A via the strip line 16C and the via hole 16B.

【0105】図11は擬似同軸線路の構成例を示す説明
図である。図11(a)は位相制御層35表面のチップ
搭載層41,および配線層45上の配線パターンであ
り、ビアホール16Bにストリップ線路16Aまたは1
6Cが接続されている。断面A−A’を模式的に示す図
11(b)では、高周波信号が流れるビアホール16B
の周囲に、6つのシールド用ビアホール16Dがほぼ等
間隔に配置されている。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration example of a pseudo coaxial line. FIG. 11A shows a wiring pattern on the chip mounting layer 41 and the wiring layer 45 on the surface of the phase control layer 35, and the strip line 16A or 1A is formed in the via hole 16B.
6C is connected. In FIG. 11B schematically showing a cross section AA ′, a via hole 16B through which a high-frequency signal flows is shown.
, Six shield via holes 16D are arranged at substantially equal intervals.

【0106】一方、図11(c)は配線層43上のパタ
ーンを示している。前述したように、本実施例では、配
線層43は接地導体として利用されており、この層には
接地プレーン43Aが形成されている。本図および図1
1(b)に示されているとおり、各ビアホール16Dは
接地プレーン43Aに接続されていると同時に、結合層
37上の接地プレーン37Aにも接続され、接地電位を
保っている。
On the other hand, FIG. 11C shows a pattern on the wiring layer 43. As described above, in this embodiment, the wiring layer 43 is used as a ground conductor, and the ground plane 43A is formed in this layer. This figure and FIG.
As shown in FIG. 1B, each via hole 16D is connected to the ground plane 43A at the same time as being connected to the ground plane 43A, and maintains the ground potential.

【0107】なお、図11(d),(e)に示すよう
に、内部配線層44Aにパターン16Eを設けて、各ビ
アホール16D間をパターン16Eで接続してもよく、
このようにすればビアホール16Dによるシールド効果
が向上する。
As shown in FIGS. 11D and 11E, a pattern 16E may be provided in the internal wiring layer 44A, and the via holes 16D may be connected by the pattern 16E.
This improves the shielding effect of the via hole 16D.

【0108】次に、図12を参照して、本発明の第2の
実施例について説明する。図12は第2の実施例を示す
回路配置図であり、(a)は移相ユニット全体を示す位
相制御層の回路配置図、(b)は多層構成を示す模式図
である。以下では、図7(b)で示した回路部、すなわ
ち移相ユニット内の全ての移相回路を1つにチップ化し
た場合を例に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a circuit layout diagram showing the second embodiment, in which (a) is a circuit layout diagram of a phase control layer showing the entire phase shift unit, and (b) is a schematic diagram showing a multilayer structure. Hereinafter, an example in which the circuit unit shown in FIG. 7B, that is, all the phase shift circuits in the phase shift unit are integrated into one chip will be described.

【0109】ここでは、誘電体層34、位相制御層35
および誘電体層36が、図9に示した第1の実施例とは
上下入れ替わって構成されており、また、位相制御層3
5に含まれる各層、すなわち配線層45,多層配線層4
4,配線層43,誘電体層42,およびチップ搭載層4
1も上下入れ替わって構成されている。したがって、位
相制御層35表面のチップ搭載層41からその下側の誘
電体層34に向けてチップ67が実装されている。
Here, the dielectric layer 34 and the phase control layer 35
And the dielectric layer 36 is configured to be upside down from that of the first embodiment shown in FIG.
5, the wiring layer 45, the multilayer wiring layer 4
4, wiring layer 43, dielectric layer 42, and chip mounting layer 4
1 is also configured upside down. Therefore, the chip 67 is mounted from the chip mounting layer 41 on the surface of the phase control layer 35 to the dielectric layer 34 thereunder.

【0110】本実施例では、誘電体層34を形成するス
ペーサとして、高誘電率を有するスペーサ34Aの代わ
りに、導体からなるスペーサ34Bが用いられている。
特に、このスペーサ34Bをビアホール42Aの下部に
配置して、接地パターン、例えば配線層43の接地プレ
ーン43Aと電気的に接続するようにしてもよい。これ
により、別途、接地電位を結合する手段を設けることな
く、接地板間不要モード(パラレルプレートモード)を
抑制できる。
In this embodiment, as the spacer for forming the dielectric layer 34, a spacer 34B made of a conductor is used instead of the spacer 34A having a high dielectric constant.
In particular, the spacer 34B may be arranged below the via hole 42A to be electrically connected to a ground pattern, for example, the ground plane 43A of the wiring layer 43. Thereby, the unnecessary mode between the ground plates (parallel plate mode) can be suppressed without providing a means for coupling the ground potential separately.

【0111】図13は第3の実施例を示す回路配置図で
あり、(a)は移相ユニット全体を示す位相制御層の回
路配置図、(b)は多層構成を示す模式図である。以下
では、第1の実施例と同様に、図7(a)で示した回路
部、すなわち各移相回路で用いられるスイッチをチップ
化した場合を例に説明する。
FIGS. 13A and 13B are circuit layout diagrams showing the third embodiment, in which FIG. 13A is a circuit layout diagram of a phase control layer showing the entire phase shift unit, and FIG. 13B is a schematic diagram showing a multilayer structure. In the following, as in the first embodiment, an example will be described in which the circuit unit shown in FIG. 7A, that is, a switch used in each phase shift circuit is formed into a chip.

【0112】本実施例においては、誘電体層34は誘電
体基板34Cにより構成されている。この基板34Cに
は、その位相制御層35上に実装されているチップ67
の位置に、高さ0.2mmのキャビティー(空間)34
Sが形成されており、基板密着時にはチップ67がキャ
ビティー34S内に納められる。
In this embodiment, the dielectric layer 34 is constituted by a dielectric substrate 34C. A chip 67 mounted on the phase control layer 35 is provided on the substrate 34C.
In the position, a cavity (space) 34 having a height of 0.2 mm
S is formed, and the chip 67 is placed in the cavity 34S when the substrate is in close contact.

【0113】基板34Cにキャビティー34Sを形成す
る方法としては、ルータなどにより基板34Cの表面を
切削する機械加工、あるいは型抜きなどにより貫通穴を
設ける機械加工でもよい。また有機基板に感光性樹脂を
塗布した後、露光および現像処理によりキャビティー3
4S部分の樹脂を剥離するようにしてもよく、各種の形
成方法を利用できる。
As a method of forming the cavity 34S in the substrate 34C, a mechanical process of cutting the surface of the substrate 34C with a router or the like, or a mechanical process of forming a through hole by die cutting or the like may be used. After the photosensitive resin is applied to the organic substrate, the cavity 3 is exposed and exposed to light.
The resin of the 4S portion may be peeled off, and various forming methods can be used.

【0114】また、本実施例では、多層配線層44表面
の配線層45を結合層37として利用することにより、
第1の実施例では別々に形成していたこれらの層を統合
すると同時に、第1の実施例では必要とされた誘電体層
36とストリップ線路16Cを削除している。
In the present embodiment, the wiring layer 45 on the surface of the multilayer wiring layer 44 is used as the coupling layer 37,
In the first embodiment, the separately formed layers are integrated, and at the same time, the required dielectric layer 36 and strip line 16C are deleted in the first embodiment.

【0115】さらに、本実施例においては、第1の実施
例にて利用していた擬似同軸線路46の代わりに、結合
スロットと同様の機能をもつ結合手段(以下、単に擬似
スロットと呼ぶ)47が用いられている。擬似スロット
47は、結合スロット22の周囲に複数配置された接地
電位のビアホール16Fから構成されている。これらビ
アホール16Fは、結合スロット22が設けられている
結合層37の接地プレーン37Aと、ストリップ線路1
6Aが形成されているチップ搭載層41の1層下方に積
層されている配線層43の接地プレーン43Aとを接続
している。
Further, in this embodiment, instead of the pseudo coaxial line 46 used in the first embodiment, coupling means (hereinafter simply referred to as a pseudo slot) 47 having the same function as a coupling slot. Is used. The pseudo slot 47 includes a plurality of via holes 16 </ b> F having a ground potential arranged around the coupling slot 22. These via holes 16F are connected to the ground plane 37A of the coupling layer 37 in which the coupling slots 22 are provided and the strip line 1
It is connected to the ground plane 43A of the wiring layer 43 stacked one layer below the chip mounting layer 41 on which 6A is formed.

【0116】また、結合層37(配線層45),配線層
43および内部配線層44Aの各層において、各ビアホ
ール16Fで囲まれる領域から導体パターンが除外され
ているので、各ビアホール16Fで囲まれる領域は多層
配線層44内の誘電体から構成されている。これによ
り、結合スロット22からの高周波信号が、この擬似ス
ロット47を介してチップ搭載層41上のストリップ線
路16Aに効率よく結合される。
In each of the coupling layer 37 (wiring layer 45), the wiring layer 43, and the internal wiring layer 44A, since the conductor pattern is excluded from the region surrounded by the via hole 16F, the region surrounded by the via hole 16F is removed. Is composed of a dielectric in the multilayer wiring layer 44. Thus, the high-frequency signal from the coupling slot 22 is efficiently coupled to the strip line 16A on the chip mounting layer 41 via the pseudo slot 47.

【0117】図14は擬似スロットの構成例を示す説明
図である。図14(a)はチップ搭載層41上の配線パ
ターンであり、配線層43で終端されているビアホール
16Fの上方にストリップ線路16Aが配置されてい
る。断面A−A’を模式的に示す図14(b)では、結
合層37(配線層45)の結合スロット22の周囲に、
12個のシールド用ビアホール16Fがほぼ等間隔に配
置されている。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration example of a pseudo slot. FIG. 14A shows a wiring pattern on the chip mounting layer 41, in which a strip line 16A is arranged above a via hole 16F terminated by the wiring layer 43. In FIG. 14B schematically showing a cross section AA ′, around the coupling slot 22 of the coupling layer 37 (wiring layer 45),
Twelve shield via holes 16F are arranged at substantially equal intervals.

【0118】また、図14(c)は配線層43および結
合層37(配線層45)上の配線パターンであり、各ビ
アホール16Fに接地プレーン43Aまたは接地プレー
ン37Aが接続されている。なお、図14(d),
(e)に示すように、内部配線層44Aにパターン16
Gを設けて、各ビアホール16F間をパターン16Gで
接続してもよく、このようにすればビアホール16Fに
よるシールド効果が向上する。
FIG. 14C shows a wiring pattern on the wiring layer 43 and the coupling layer 37 (wiring layer 45). The ground plane 43A or the ground plane 37A is connected to each via hole 16F. In addition, FIG.
As shown in (e), the pattern 16 is formed on the internal wiring layer 44A.
G may be provided to connect between the via holes 16F by the pattern 16G. In this case, the shielding effect by the via holes 16F is improved.

【0119】次に、図15を参照して、本発明の第4の
実施例について説明する。図15は第4の実施例を示す
回路配置図であり、(a)は移相ユニット全体を示す移
相制御層の回路配置図、(b)は多層構成を示す模式図
である。以下では、実施例2と同様に、図7(c)で示
した回路部、すなわち移相ユニット内の全ての移相回路
を1つにチップ化した場合を例に説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15A and 15B are circuit layout diagrams showing a fourth embodiment, in which FIG. 15A is a circuit layout diagram of a phase shift control layer showing the entire phase shift unit, and FIG. 15B is a schematic diagram showing a multilayer structure. In the following, as in the second embodiment, an example in which the circuit unit shown in FIG. 7C, that is, all the phase shift circuits in the phase shift unit are integrated into one chip will be described.

【0120】ここでは、第2の実施例と同様に、移相制
御層35と誘電体層36が上下入れ替わって構成されて
おり、さらに第3の実施例と同様に、擬似同軸線路46
の代わりに、擬似スロット47が用いられている。
Here, as in the second embodiment, the phase shift control layer 35 and the dielectric layer 36 are arranged upside down, and as in the third embodiment, the pseudo coaxial line 46 is
, A pseudo slot 47 is used.

【0121】以上、図9〜15を引用し、分配合成部1
4としてラジアル導波路を採用した場合について述べた
が、図4に示した形態、すなわち分岐ストリップ線路に
よる分配合成層39を用いてもよいことは言うまでもな
い。
As described above, with reference to FIGS.
Although the case where a radial waveguide is adopted as 4 has been described, it goes without saying that the form shown in FIG. 4, that is, the distribution / combination layer 39 using a branch strip line may be used.

【0122】また、前述したように、図9〜15で示し
た実施例とは異なる積層の順番へも、本発明を適用する
ことができる。例えば、積層の順番を下から上へ順に、
位相制御層35,誘電体層36,結合層37,誘電体層
38,分配合成層39,誘電体層38A,結合層33,
誘電体層32,放射素子層31として、分配合成層39
を内側の層に、位相制御層35を外側の層に配置するこ
とも可能である。
Further, as described above, the present invention can be applied to a different stacking order from the embodiment shown in FIGS. For example, the order of lamination is from bottom to top,
The phase control layer 35, the dielectric layer 36, the coupling layer 37, the dielectric layer 38, the distribution / combination layer 39, the dielectric layer 38A, the coupling layer 33,
As the dielectric layer 32 and the radiating element layer 31, the distribution / combination layer 39
May be arranged on the inner layer, and the phase control layer 35 may be arranged on the outer layer.

【0123】この場合、高周波信号の層間結合手段とし
ては、例えば、分配合成層39と位相制御層35の間は
結合層37上に設けられた穴を貫通する給電ピンもしく
は擬似同軸線路により高周波的に接続し、位相制御層3
5と放射素子15の間も結合層37上および結合層33
上を貫通する給電ピンもしくは擬似同軸線路により高周
波的に接続すればよい。このように位相制御層35を外
側に配置すると、チップ67の高さによらず積層構成が
可能となる。
In this case, as an interlayer coupling means of the high frequency signal, for example, a power supply pin or a pseudo coaxial line penetrating a hole provided on the coupling layer 37 between the distribution / combination layer 39 and the phase control layer 35 is used. And the phase control layer 3
5 and the radiating element 15 also on the coupling layer 37 and the coupling layer 33.
The connection may be made at a high frequency by a feed pin or a pseudo coaxial line penetrating therethrough. By arranging the phase control layer 35 on the outside in this manner, a stacked configuration can be achieved regardless of the height of the chip 67.

【0124】さらに、図17に示す形態のように、放射
給電部27を多層基板部2の他に別途設けて空間給電方
式を用いれば、分配合成部14として機能する層(図4
における分配合成層27や図9〜15の実施例における
ラジアル導波路)を多層基板部2から除くことができ
る。
Further, as shown in FIG. 17, if the radiation feeding section 27 is separately provided in addition to the multilayer substrate section 2 and the space feeding method is used, a layer functioning as the distribution / combination section 14 (FIG. 4).
9 and the radial waveguide in the embodiments of FIGS. 9 to 15) can be omitted from the multilayer substrate portion 2.

【0125】[0125]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、放射素
子および位相制御手段をそれぞれ個別の放射素子層およ
び位相制御層に形成して全体を多層構造としたので、位
相制御層から少なくとも放射素子が取り除かれて、位相
制御層上でこれらに占有される面積が削減される。さら
に、移相回路にて使用するスイッチング素子としてマイ
クロマシンスイッチを用いることにより、スイッチング
素子が占める面積を従来と比べて削減できる。したがっ
て、1つの移相ユニットを比較的小さな面積で構成でき
ることから、30GHz程度の高周波信号に最適な間隔
(5mm前後)で各放射素子を数千個単位で多数配置で
き、高利得で高周波数帯に適用可能なフェーズドアレイ
アンテナを実現できる。
As described above, according to the present invention, since the radiating element and the phase control means are formed in separate radiating element layers and phase controlling layers, respectively, and the entire structure is a multi-layer structure, at least the radiating element is radiated from the phase controlling layer. The elements are removed, reducing the area occupied by them on the phase control layer. Furthermore, by using a micromachine switch as the switching element used in the phase shift circuit, the area occupied by the switching element can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, since a single phase shift unit can be configured with a relatively small area, a large number of radiating elements can be arranged in thousands at intervals (approximately 5 mm) optimal for a high-frequency signal of about 30 GHz. A phased array antenna applicable to the present invention can be realized.

【0126】さらに、各位相手段のうち繰り返し構成さ
れる回路部を第1の基板に搭載し、これを位相制御層が
形成された第2の基板に実装するようにしたので、従来
のように個々の回路部品を個別に実装する場合と比較し
て、部品点数および接続点数が削減される。したがっ
て、組立工数が削減されるとともに、チップ単体での不
良検査が実施でき、フェーズドアレイアンテナ全体の歩
留まりを改善でき、特に数千個単位の移相ユニットで構
成される高利得のフェーズドアレイアンテナでは、その
製造コストを大幅に削減できる。
Further, the circuit portion of each phase means which is repeatedly formed is mounted on the first substrate, and is mounted on the second substrate on which the phase control layer is formed. The number of components and the number of connection points are reduced as compared with the case where individual circuit components are individually mounted. Therefore, the number of assembling steps can be reduced, defect inspection can be performed on a single chip, and the yield of the entire phased array antenna can be improved. Particularly, in a high gain phased array antenna composed of thousands of phase shift units, , Can greatly reduce the manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態によるフェーズドアレ
イアンテナのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a phased array antenna according to an embodiment of the present invention.

【図2】 多層基板構成例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of a multilayer substrate.

【図3】 移相ユニットを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a phase shift unit.

【図4】 位相制御部の動作を示すタイミングチャート
である。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation of a phase control unit.

【図5】 位相制御部の他の動作を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 5 is a timing chart showing another operation of the phase control unit.

【図6】 スイッチの構成例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration example of a switch.

【図7】 ベアチップ実装例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a bare chip mounting example.

【図8】 チップ化例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of chip formation.

【図9】 第1の実施例を示す回路配置図である。FIG. 9 is a circuit layout diagram showing the first embodiment.

【図10】 チップ内部の構成例を示す回路配置図であ
る。
FIG. 10 is a circuit layout diagram showing a configuration example inside a chip.

【図11】 擬似同軸線路の構成例を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a pseudo coaxial line.

【図12】 第2の実施例を示す回路配置図である。FIG. 12 is a circuit layout diagram showing a second embodiment.

【図13】 第3の実施例を示す回路配置図である。FIG. 13 is a circuit layout diagram showing a third embodiment.

【図14】 擬似スロットの構成例を示す説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration example of a pseudo slot.

【図15】 第4の実施例を示す回路配置図である。FIG. 15 is a circuit layout diagram showing a fourth embodiment.

【図16】 ラジアル導波路を用いた本発明の構成例を
説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the present invention using a radial waveguide.

【図17】 反射型空間給電フェーズドアレイアンテナ
による本発明の構成例を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the present invention using a reflective space-fed phased array antenna.

【図18】 従来のフェーズドアレイアンテナ構成例を
説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional phased array antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フェーズドアレイアンテナ、2…多層基板部、11
…制御装置、12…駆動ユニット、13…給電部、14
…分配合成部、15…放射素子、15A無給電素子、1
6…移相ユニット、16A…ストリップ線路、17…移
相器、17A〜17D移相回路、17S…スイッチ、1
9…駆動線、21,22…結合スロット、23…ストリ
ップ線路、31…放射素子層、31A…無給電素子層、
31B,36…誘電体層、32,34,38…誘電体
層、33…結合層(第1の結合層)、35…位相制御
層、37…結合層(第2の結合層)、39…分配合成
層、67…チップ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Phased array antenna, 2 ... Multilayer board part, 11
... Control device, 12 ... Drive unit, 13 ... Power supply unit, 14
... Distributing and combining unit, 15 ... Radiation element, 15A parasitic element, 1
6: phase shift unit, 16A: strip line, 17: phase shifter, 17A to 17D phase shift circuit, 17S: switch, 1
9 drive line, 21, 22 coupling slot, 23 strip line, 31 radiating element layer, 31A parasitic element layer,
31B, 36: dielectric layer, 32, 34, 38: dielectric layer, 33: coupling layer (first coupling layer), 35: phase control layer, 37: coupling layer (second coupling layer), 39 ... Distribution synthesis layer, 67 ... chips.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01Q 21/06 H01Q 21/06 23/00 23/00 (72)発明者 荒 洋一 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 草光 秀樹 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 鈴木 健一郎 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5J012 BA02 GA13 HA03 5J021 AA05 AA09 AA11 AB05 AB06 CA03 DB02 DB03 FA02 FA06 FA20 FA29 FA31 FA32 GA02 GA08 HA05 HA07 JA07 JA08 5J045 AA05 AB05 AB06 DA05 DA06 DA09 EA07 EA08 FA02 GA02 HA03 JA12 JA17 LA01 MA07 NA01 NA02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01Q 21/06 H01Q 21/06 23/00 23/00 (72) Inventor Youichi Ara Shibago, Minato-ku, Tokyo 7-1-1, NEC Corporation (72) Inventor Hideki Soumitsu 5-7-1, Shiba, Minato-ku, Tokyo 7-1 No. F term in NEC Corporation (reference) 5J012 BA02 GA13 HA03 5J021 AA05 AA09 AA11 AB05 AB06 CA03 DB02 DB03 FA02 FA06 FA20 FA29 FA31 FA32 GA02 GA08 HA05 HA07 JA07 JA08 5J045 AA05 AB05 AB06 DA05 DA06 DA09 EA07 EA08 FA GA02 HA03 JA12 JA17 LA01 MA07 NA01 NA02

Claims (38)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波やミリ波などの高周波信号の
送受信に用いられ、各放射素子で送受信される高周波信
号の位相を制御することによりそのビーム方向を調整す
るフェーズドアレイアンテナにおいて、 少なくとも、 多数の放射素子が配置された放射素子層と、 前記各放射素子から送受信される信号の位相を制御する
位相制御手段が実装された位相制御層との第1の多層構
造を有し、前記位相制御手段は、前記各放射素子毎に所
定の移相量を与えるよう制御信号を出力する複数の駆動
手段と、前記制御信号を受けて前記各放射素子の位相を
制御する複数の移相手段とからなり、前記各移相手段の
回路のうち繰り返し構成される回路部を第1の基板上に
搭載し、前記位相制御層を構成する第2の基板上に前記
第1の基板が実装されていることを特徴とするフェーズ
ドアレイアンテナ。
1. A phased array antenna used for transmitting and receiving high-frequency signals such as microwaves and millimeter waves and adjusting the beam direction by controlling the phase of the high-frequency signals transmitted and received by each radiating element. A radiating element layer on which a radiating element is disposed, and a phase control layer on which phase control means for controlling the phase of a signal transmitted and received from each of the radiating elements is mounted. The means comprises: a plurality of driving means for outputting a control signal so as to give a predetermined amount of phase shift for each of the radiating elements; and a plurality of phase shifting means for receiving the control signal and controlling the phase of each of the radiating elements. Wherein a circuit portion of the circuit of each of the phase shifting means, which is configured repeatedly, is mounted on a first substrate, and the first substrate is mounted on a second substrate constituting the phase control layer. This And a phased array antenna.
【請求項2】 前記フェーズドアレイアンテナは、前記
位相制御層と放射素子層との間に高周波信号結合用の第
1の結合層を設けることを特徴とする請求項1記載のフ
ェーズドアレイアンテナ。
2. The phased array antenna according to claim 1, wherein the phased array antenna includes a first coupling layer for coupling a high-frequency signal between the phase control layer and the radiation element layer.
【請求項3】 マイクロ波やミリ波などの高周波信号の
送受信に用いられ、各放射素子で送受信される高周波信
号の位相を制御することによりそのビーム方向を調整す
るフェーズドアレイアンテナにおいて、 各放射素子から送受信される信号の位相を制御する各位
相制御手段が実装された位相制御層と、高周波信号を結
合する第1の結合層と、多数の放射素子が配置された放
射素子層と、無給電素子層とを順に積層した第1の多層
構造を有し、 前記位相制御手段は、前記各放射素子毎に所定の移相量
を与えるよう制御信号を出力する複数の駆動手段と、前
記制御信号を受けて前記各放射素子の位相を制御する複
数の移相手段とからなり、 前記各移相手段の回路のうち繰り返し構成される回路部
を第1の基板上に搭載し、前記位相制御層を構成する第
2の基板上に前記第1の基板が実装されていることを特
徴とするフェーズドアレイアンテナ。
3. A phased array antenna used for transmitting and receiving high-frequency signals such as microwaves and millimeter waves and adjusting the beam direction by controlling the phase of high-frequency signals transmitted and received by each radiating element. A phase control layer on which each phase control means for controlling the phase of a signal transmitted and received from the first unit is mounted, a first coupling layer for coupling high-frequency signals, a radiating element layer on which a large number of radiating elements are arranged, A first multilayer structure in which element layers are sequentially stacked, wherein the phase control means outputs a control signal to give a predetermined phase shift amount to each of the radiating elements, and the control signal And a plurality of phase shifting means for controlling the phase of each of the radiating elements upon receipt of the phase control layer. Configure A phased array antenna, wherein the first substrate is mounted on a second substrate.
【請求項4】 前記位相制御層は、前記位相制御手段が
実装された面の上部に所定の高さの空間を有しているこ
とを特徴とする請求項1〜3記載のフェーズドアレイア
ンテナ。
4. The phased array antenna according to claim 1, wherein said phase control layer has a space of a predetermined height above a surface on which said phase control means is mounted.
【請求項5】 前記位相制御層は、複数の配線層からな
る第2の多層構造を有することを特徴とする請求項1〜
3記載のフェーズドアレイアンテナ。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the phase control layer has a second multilayer structure including a plurality of wiring layers.
3. The phased array antenna according to 3.
【請求項6】 前記第1の多層構造を構成する各層間に
誘電体層を有することを特徴とする請求項1〜3記載の
フェーズドアレイアンテナ。
6. The phased array antenna according to claim 1, further comprising a dielectric layer between each layer constituting said first multilayer structure.
【請求項7】 前記フェーズドアレイアンテナは、さら
に送信信号を前記各位相制御手段に分配するとともに各
位相制御手段からの受信信号を合成する分配合成部を具
備することを特徴とする請求項1〜3記載のフェーズド
アレイアンテナ。
7. The phased array antenna further comprises a distribution / combination unit that distributes a transmission signal to each of the phase control units and combines a reception signal from each of the phase control units. 3. The phased array antenna according to 3.
【請求項8】 前記各移相手段は、前記駆動手段の出力
を受けて異なる移相量に対応した長さの分布定数線路を
高周波スイッチにて切り替えられる複数の移相回路であ
ることを特徴とする請求項1〜3記載のフェーズドアレ
イアンテナ。
8. Each of the phase shift means is a plurality of phase shift circuits capable of receiving the output of the drive means and switching a distributed constant line having a length corresponding to a different phase shift amount by a high frequency switch. 4. The phased array antenna according to claim 1, wherein:
【請求項9】 前記各駆動手段は、制御装置からの制御
データを受けて所定の前記放射素子毎に前記制御データ
を分配するデータ分配器と、前記所定の放射素子に対し
て前記制御信号を出力する複数の位相制御部からなるこ
とを特徴とする請求項1〜3記載のフェーズドアレイア
ンテナ。
9. Each of the driving means receives a control data from a control device and distributes the control data to each of the predetermined radiating elements, and transmits the control signal to the predetermined radiating element. The phased array antenna according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of phase control units for outputting.
【請求項10】 前記駆動手段は、フリップチップを用
いていることを特徴とする請求項9記載のフェーズドア
レイアンテナ。
10. The phased array antenna according to claim 9, wherein said driving means uses a flip chip.
【請求項11】 前記高周波スイッチは、ストリップ線
路から離間して支持されたコンタクトを電気的または磁
気的に作動させることにより、そのストリップ線路と他
のストリップ線路とを前記コンタクトを介して電気的に
接続/開放するマイクロマシンスイッチからなることを
特徴とする請求項8記載のフェーズドアレイアンテナ。
11. The high-frequency switch electrically or magnetically operates a contact supported at a distance from a strip line to electrically connect the strip line to another strip line via the contact. 9. The phased array antenna according to claim 8, comprising a micromachine switch for connecting / disconnecting.
【請求項12】 前記各移相手段のうち繰り返し構成さ
れる回路部が搭載された第2の基板は、前記各移相手段
の繰り返し構成される回路部を多数一括形成されたもの
から単位毎に切り出して第1の基板とし、該第1の基板
がチップとして前記第2の基板上に実装されて構成され
ることを特徴とする請求項1〜3記載のフェーズドアレ
イアンテナ。
12. A second substrate on which a circuit portion of each of the phase shift means which is repeatedly formed is mounted, wherein a plurality of circuit portions of each of the phase shift means which are repeatedly formed are collectively formed on a unit basis. The phased array antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the first substrate is cut into a first substrate, and the first substrate is mounted as a chip on the second substrate.
【請求項13】 前記チップは、前記移相回路内の少な
くとも1つの高周波スイッチを実装していることを特徴
とする請求項12記載のフェーズドアレイアンテナ。
13. The phased array antenna according to claim 12, wherein said chip mounts at least one high-frequency switch in said phase shift circuit.
【請求項14】 前記チップは、少なくとも1つの前記
移相回路を実装していることを特徴とする請求項12記
載のフェーズドアレイアンテナ。
14. The phased array antenna according to claim 12, wherein said chip mounts at least one of said phase shift circuits.
【請求項15】 前記チップは、能動素子面が露出した
ベアチップ形態で位相制御層にフリップチップ実装さ
れ、前記ベアチップの一部または全周が接着剤により前
記位相制御層に接着されていることを特徴とする請求項
12記載のフェーズドアレイアンテナ。
15. The chip is flip-chip mounted on a phase control layer in the form of a bare chip with an active element surface exposed, and a part or the entire periphery of the bare chip is adhered to the phase control layer with an adhesive. 13. The phased array antenna according to claim 12, wherein:
【請求項16】 前記チップは、能動素子面が露出した
ベアチップ形態で位相制御層にフリップチップ実装さ
れ、その能動素子面のうち前記高周波スイッチ以外の領
域で位相制御層と接着剤により接着されていることを特
徴とする請求項12記載のフェーズドアレイアンテナ。
16. The chip is flip-chip mounted on a phase control layer in the form of a bare chip having an active element surface exposed, and is bonded to the phase control layer with an adhesive in a region other than the high-frequency switch on the active element surface. 13. The phased array antenna according to claim 12, wherein:
【請求項17】 前記チップは、能動素子面が露出した
ベアチップがLCC方式またはBGA方式のパッケージ
内に格納されて前記位相制御層に実装されていることを
特徴とする請求項12記載のフェーズドアレイアンテ
ナ。
17. The phased array according to claim 12, wherein a bare chip having an active element surface exposed is stored in an LCC type or BGA type package and mounted on the phase control layer. antenna.
【請求項18】 前記放射素子は、パッチアンテナ若し
くはスロットアンテナであることを特徴とする請求項1
〜3記載のフェーズドアレイアンテナ。
18. The radiating element according to claim 1, wherein the radiating element is a patch antenna or a slot antenna.
4. A phased array antenna according to any one of claims 1 to 3.
【請求項19】 前記分配合成部は、ストリップ線路を
用いた分岐回路若しくは内部空間を有する金属筐体を用
いたラジアル導波路からなる分配合成層で構成され、前
記分配合成層は第2の結合層を介して前記位相制御層に
結合して前記第1の多層構造を形成することを特徴とす
る請求項7記載のフェーズドアレイアンテナ。
19. The distributing / combining unit includes a distributing / combining layer including a branch circuit using a strip line or a radial waveguide using a metal housing having an internal space, and the distributing / combining layer includes a second coupling. The phased array antenna according to claim 7, wherein the first multilayer structure is formed by being coupled to the phase control layer via a layer.
【請求項20】 前記分配合成部は、前記第1の多層構
造とは別に設けられた放射給電部であることを特徴とす
る請求項7記載のフェーズドアレイアンテナ。
20. The phased array antenna according to claim 7, wherein said distribution / combination unit is a radiation feed unit provided separately from said first multilayer structure.
【請求項21】 前記分配合成層は、それぞれ結合スロ
ット若しくは導電性の給電ピンを用いて結合することを
特徴とする請求項19記載のフェーズドアレイアンテ
ナ。
21. The phased array antenna according to claim 19, wherein the distributing / combining layers are coupled using coupling slots or conductive feed pins, respectively.
【請求項22】 前記第2の基板の材質は、ガラスであ
ることを特徴とする請求項1〜3記載のフェーズドアレ
イアンテナ。
22. The phased array antenna according to claim 1, wherein a material of said second substrate is glass.
【請求項23】 前記所定の高さは、前記マイクロマシ
ンスイッチの底面からコンタクトの最大の高さよりも高
くすることを特徴とする請求項4記載のフェーズドアレ
イアンテナ。
23. The phased array antenna according to claim 4, wherein the predetermined height is higher than a maximum height of a contact from a bottom surface of the micromachine switch.
【請求項24】 前記所定の高さは、前記位相制御層上
に形成された誘電体のスペーサにより確保されることを
特徴とする請求項4記載のフェーズドアレイアンテナ。
24. The phased array antenna according to claim 4, wherein the predetermined height is secured by a dielectric spacer formed on the phase control layer.
【請求項25】 前記誘電体のスペーサは、前記第1の
結合層の結合スロットの下に設けられていることを特徴
とする請求項24記載のフェーズドアレイアンテナ。
25. The phased array antenna according to claim 24, wherein the dielectric spacer is provided below a coupling slot of the first coupling layer.
【請求項26】 前記所定の高さは、前記位相制御層上
に形成された導体のスペーサにより確保されることを特
徴とする請求項4記載のフェーズドアレイアンテナ。
26. The phased array antenna according to claim 4, wherein said predetermined height is secured by a spacer of a conductor formed on said phase control layer.
【請求項27】 前記所定の高さは、前記位相制御層上
に形成された前記チップにより確保されることを特徴と
する請求項4記載のフェーズドアレイアンテナ。
27. The phased array antenna according to claim 4, wherein the predetermined height is secured by the chip formed on the phase control layer.
【請求項28】 前記所定の高さは、前記位相制御層上
に設けられた誘電体層を取り除いたキャビティーで確保
されることを特徴とする請求項4記載のフェーズドアレ
イアンテナ。
28. The phased array antenna according to claim 4, wherein the predetermined height is secured by a cavity provided on the phase control layer, from which a dielectric layer has been removed.
【請求項29】 前記第2の多層構造は、前記複数の配
線層間を接続するストリップ線路の周囲に接地された複
数のビアホールを配置した擬似同軸線路を用いて高周波
信号を伝送することを特徴とする請求項5記載のフェー
ズドアレイアンテナ。
29. The second multilayer structure transmits a high-frequency signal using a pseudo coaxial line in which a plurality of grounded via holes are arranged around a strip line connecting the plurality of wiring layers. The phased array antenna according to claim 5, wherein
【請求項30】 前記第2の多層構造は、前記第1の結
合層と前記配線層間に結合スロットを設けた擬似スロッ
トを用いて高周波信号を伝送することを特徴とする請求
項5記載のフェーズドアレイアンテナ。
30. The phased device according to claim 5, wherein the second multilayer structure transmits a high-frequency signal using a pseudo slot in which a coupling slot is provided between the first coupling layer and the wiring layer. Array antenna.
【請求項31】 前記結合スロットの周囲に接地された
複数のビアホールを設けることを特徴とする請求項30
記載のフェーズドアレイアンテナ。
31. A method according to claim 30, wherein a plurality of grounded via holes are provided around the coupling slot.
The described phased array antenna.
【請求項32】 前記ビアホールで囲まれた領域を導体
パターンから除外されることを特徴とする請求項29,
32記載のフェーズドアレイアンテナ。
32. The method according to claim 29, wherein a region surrounded by the via hole is excluded from the conductor pattern.
32. The phased array antenna according to 32.
【請求項33】 前記駆動手段は、前記位相制御層の両
端に設けられていることを特徴とする請求項1,2,
3,9,10記載のフェーズドアレイアンテナ。
33. The method according to claim 1, wherein the driving means is provided at both ends of the phase control layer.
3. The phased array antenna according to 3, 9, 10.
【請求項34】 マイクロ波やミリ波などの高周波信号
の送受信に用いられ、各放射素子で送受信される高周波
信号の位相を制御することによりそのビーム方向を調整
するフェーズドアレイアンテナの製造方法において、 少なくとも、多数の放射素子が配置された放射素子層
と、各放射素子から送受信される信号の位相を制御する
複数の位相制御手段がチップ形態で実装された位相制御
層とを各々フォトリソグラフィ技術若しくはエッチング
技術によりパターン形成し、 前記パターン形成された各層をそれぞれ所定の順序で積
層し、 前記積層された各層を接着することを特徴とするフェー
ズドアレイアンテナの製造方法。
34. A method for manufacturing a phased array antenna which is used for transmitting and receiving high-frequency signals such as microwaves and millimeter waves and adjusts the beam direction by controlling the phase of high-frequency signals transmitted and received by each radiating element. At least, a radiating element layer in which a large number of radiating elements are arranged, and a phase control layer in which a plurality of phase control means for controlling the phase of a signal transmitted and received from each radiating element are mounted in a chip form by photolithography technology or A method for manufacturing a phased array antenna, comprising forming a pattern by an etching technique, laminating the patterned layers in a predetermined order, and bonding the laminated layers.
【請求項35】 前記位相制御手段は、前記各放射素子
毎に所定の移相量を与えるよう制御信号を出力する複数
の駆動手段と、前記制御信号を受けて前記各放射素子の
位相を制御する複数の移相手段とからなることを特徴と
する請求項34記載のフェーズドアレイアンテナの製造
方法。
35. A plurality of driving means for outputting a control signal so as to give a predetermined phase shift amount to each of the radiating elements, and controlling a phase of each of the radiating elements in response to the control signal. 35. The method for manufacturing a phased array antenna according to claim 34, comprising a plurality of phase shifting means.
【請求項36】 前記位相制御層は、予め前記位相制御
層を構成する第1の基板上に前記各移相手段の回路のう
ち繰り返し構成される回路部を搭載したチップを実装す
ることを特徴とする請求項35記載のフェーズドアレイ
アンテナの製造方法。
36. The phase control layer is characterized in that a chip on which a circuit portion of the circuit of each of the phase shift means is mounted in advance is mounted on a first substrate constituting the phase control layer. The method for manufacturing a phased array antenna according to claim 35, wherein
【請求項37】 前記位相制御層は、予め配線が形成さ
れた複数の配線層を多層構造として形成されたことを特
徴とする請求項34記載のフェーズドアレイアンテナの
製造方法。
37. The method according to claim 34, wherein the phase control layer is formed by forming a plurality of wiring layers in which wirings are formed in advance as a multilayer structure.
【請求項38】 前記チップは、前記移相手段のうち繰
り返し構成される回路部を多数一括形成し、 前記多数一括形成されたものから単位ごとに切り出し、 前記第2の基板上に実装されたことを特徴とする請求項
34記載のフェーズドアレイアンテナの製造方法。
38. The chip, wherein a large number of repetitively configured circuit portions of the phase shift means are collectively formed, cut out in units of the large number of collectively formed circuit portions, and mounted on the second substrate. The method for manufacturing a phased array antenna according to claim 34, wherein:
JP10368194A 1998-12-24 1998-12-24 Phased array antenna and manufacture of the same Pending JP2000196331A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10368194A JP2000196331A (en) 1998-12-24 1998-12-24 Phased array antenna and manufacture of the same
PCT/JP1999/006516 WO2000039893A1 (en) 1998-12-24 1999-11-22 Phased array antenna and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10368194A JP2000196331A (en) 1998-12-24 1998-12-24 Phased array antenna and manufacture of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000196331A true JP2000196331A (en) 2000-07-14

Family

ID=18491195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10368194A Pending JP2000196331A (en) 1998-12-24 1998-12-24 Phased array antenna and manufacture of the same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2000196331A (en)
WO (1) WO2000039893A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523068B1 (en) * 2002-02-09 2005-10-24 장애인표준사업장비클시스템 주식회사 Integrated active antenna
JP2007209017A (en) * 2007-03-13 2007-08-16 Hitachi Maxell Ltd Antenna and manufacturing method therefor
JP2008527924A (en) * 2005-01-14 2008-07-24 ハリス コーポレイション Array antenna with monolithic antenna feed assembly and associated method
JP2011044774A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Japan Aerospace Exploration Agency Analog/digital laminated variable phase shifter
JP2012514431A (en) * 2008-12-31 2012-06-21 インテル コーポレイション Device for platform integrated phased array transceiver module
JP2017215197A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Radio-frequency substrate
US11462837B2 (en) 2018-03-29 2022-10-04 Nec Corporation Array antenna

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6670930B2 (en) 2001-12-05 2003-12-30 The Boeing Company Antenna-integrated printed wiring board assembly for a phased array antenna system
NL1026104C2 (en) * 2004-05-03 2005-11-07 Thales Nederland Bv Multi-layer PWB radiant circuit and phase-controlled antenna system in which it is used.
US7443354B2 (en) 2005-08-09 2008-10-28 The Boeing Company Compliant, internally cooled antenna apparatus and method
US8503941B2 (en) 2008-02-21 2013-08-06 The Boeing Company System and method for optimized unmanned vehicle communication using telemetry
JP5200903B2 (en) 2008-12-08 2013-06-05 オムロンヘルスケア株式会社 Electronic blood pressure monitor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2717264B2 (en) * 1988-05-18 1998-02-18 東洋通信機株式会社 Phased array antenna
JPH0574008U (en) * 1992-03-06 1993-10-08 日本無線株式会社 Phase shifter active module
JPH0591016U (en) * 1992-05-14 1993-12-10 三菱電機株式会社 Data transfer device for antenna control
JPH06267926A (en) * 1993-03-12 1994-09-22 Canon Inc Etching process and electrostatic microswitch using same
JPH1174717A (en) * 1997-06-23 1999-03-16 Nec Corp Phased array antenna system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523068B1 (en) * 2002-02-09 2005-10-24 장애인표준사업장비클시스템 주식회사 Integrated active antenna
JP2008527924A (en) * 2005-01-14 2008-07-24 ハリス コーポレイション Array antenna with monolithic antenna feed assembly and associated method
JP2012023783A (en) * 2005-01-14 2012-02-02 Harris Corp Antenna, and method of creating antenna
JP2007209017A (en) * 2007-03-13 2007-08-16 Hitachi Maxell Ltd Antenna and manufacturing method therefor
JP4574635B2 (en) * 2007-03-13 2010-11-04 日立マクセル株式会社 Antenna and manufacturing method thereof
JP2012514431A (en) * 2008-12-31 2012-06-21 インテル コーポレイション Device for platform integrated phased array transceiver module
US8706049B2 (en) 2008-12-31 2014-04-22 Intel Corporation Platform integrated phased array transmit/receive module
JP2011044774A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Japan Aerospace Exploration Agency Analog/digital laminated variable phase shifter
JP2017215197A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Radio-frequency substrate
US11462837B2 (en) 2018-03-29 2022-10-04 Nec Corporation Array antenna

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000039893A1 (en) 2000-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6535168B1 (en) Phased array antenna and method of manufacturing method
JP3481481B2 (en) Phased array antenna and manufacturing method thereof
EP3032651B1 (en) Switchable transmit and receive phased array antenna
JP3481482B2 (en) Phased array antenna and manufacturing method thereof
EP3959777B1 (en) Low profile antenna apparatus
JP2018093491A (en) Wireless communications package with integrated antenna array
US11171421B2 (en) Antenna module and communication device equipped with the same
CN114424402A (en) Antenna apparatus with integrated antenna array and low loss multi-layer interposer
JP2000196331A (en) Phased array antenna and manufacture of the same
US12009574B2 (en) Integrated antenna array with beamformer IC chips having multiple surface interfaces
JP2000223926A (en) Phased array antenna device
CN115332779A (en) Packaging assembly for phased array antenna
US6777771B1 (en) High-frequency device using switch having movable parts, and method of manufacture thereof
WO2001001517A1 (en) Phased-array antenna
JP2580604B2 (en) Microwave integrated circuit with integrated antenna
US20230395967A1 (en) Antenna array architecture with electrically conductive columns between substrates
CN115332765A (en) Multi-beam laminate assembly for phased array antenna
CN116231276A (en) On-chip antenna and on-chip antenna device
CN115020980A (en) Millimeter wave antenna module and preparation method thereof
CN118117330A (en) Antenna module