JP2001007628A

JP2001007628A - フェーズドアレイアンテナ

Info

Publication number: JP2001007628A
Application number: JP17961499A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-12
Also published as: TW480775B; WO2001001517A1

Abstract

(57)【要約】【課題】フェーズドアレイアンテナなど、高利得で高
周波数体に適用するフェーズドアレイアンテナの性能を
向上させる。【解決手段】４×４個の放射素子を備えた多層構造の
モジュール１１０を基板となる分配層１２０の同一平面
上に３×３個配置することで、１２×１２個の放射素子
を備えたフェーズドアレイアンテナ１００を構成する。
そのモジュール１１０は、無給電素子層１１１，放射素
子層１１２、位相制御層１１３，および，分配合成層１
１４から構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波など
の高周波信号の送受信に用いられるフェーズドアレイア
ンテナなど、高周波信号を伝送するフェーズドアレイア
ンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、衛星追尾車載アンテ
ナや衛星搭載用アンテナに用いられ、多数の放射素子が
配置された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ＡＰ９０−７５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。その給電する位相を変化させる手段
として、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が一般的に
使用されている（以下、ディジタル移相器を単に移相器
という）。そして、フェーズドアレイアンテナにおいて
は、それら各移相回路を各々１ビットのディジタルの制
御信号によりオン／オフ制御して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゜の給電位相を得られるようにしている。

【０００３】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などの半導体素子や、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、その移相器は、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。一
方、近年では、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、このために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（２０ＧＨｚ
〜）以上の高周波数帯で適用できるアンテナの実現が急
がれている。

【０００４】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゜という技術性能が要求されている。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×３６０ｍｍ）が必要とな
る。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。

【０００５】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。上記の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。

【０００６】ここで、そ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１９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１９に示す
ように駆動回路基板に形成された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。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７
２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。

【０００７】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．
１ｍｍ×２８８＝２８．８ｍｍとなる。これに対して、
前述したように、周波数３０ＧＨｚ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、上述した
ように配線束の幅が２８．８ｍｍにもなり太すぎて物理
的に配置できなくなる。

【０００８】ここで、放射素子が形成される層（放射素
子基板や無給電素子基板）だけでなく、分配合成器と移
相器とを異なる層に形成すれば、移相器を形成する層に
おいては移相器だけを自由に配置できるようになるの
で、上述した配置の問題を解消することができる。この
ように、多層構造とすることで、より高周波数帯に適用
可能なフェーズドアレイアンテナを実現することができ
る。また、多層構造とした場合、各層の厚さは数ｍ程度
と小さいので、あまり厚くなることはなく、より小さい
面積にすることができるので、衛星に搭載するなどのと
きに特に有利である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、周波数３０ＧＨｚに適用する場合、たとえ多層構
造としても、放射素子が形成される層は開口面積（３６
０ｍｍ×３６０ｍｍ）とほぼ等しい大きさの基板に形成
される。このため、分配合成器や移相器をほかの層にし
たとしても、このような大きな多層基板に多数の高周波
回路を搭載することは難しい。特に量産化する場合に、
このような大型の基板に高周波回路を搭載する製造設備
は少なく、特別な設備を作らなければならない。また、
多数の放射素子が１個の基板に搭載された場合には、放
射素子の不良のために全体の交換となるため、保守上で
問題があった。本発明はこのような課題を解決するため
のものであり、フェーズドアレイアンテナの製造を容易
にするとともに、信頼性や保守性に優れたフェーズドア
レイアンテナを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明のフェーズドア
レイアンテナは、少なくとも複数の放射素子と制御信号
に基づき各放射素子に給電する高周波信号の位相を変え
る複数の位相ユニットからなる複数の多層構造のモジュ
ールと、モジュールが上面に均一に配置された多層構造
の基板とからなるフェーズドアレイアンテナであって、
基板は各モジュールに対して制御信号と高周波信号を供
給するようにした。従って、例えばある放射素子に不良
が発生しても、フェーズドアレイアンテナ全体が不良と
はならず、その不良の放射素子が搭載されているモジュ
ールが不良となる。

【００１１】また、この発明のフェーズドアレイアンテ
ナは、少なくとも複数の放射素子と制御信号に基づき各
放射素子に給電する高周波信号の位相を変える複数の位
相ユニットからなる複数の多層構造のモジュールと、モ
ジュールが上面に均一にかつ着脱可能に配置された多層
構造の基板とからなるフェーズドアレイアンテナであっ
て、基板は各モジュールに対して制御信号と高周波信号
を供給することを特徴とするフェーズドアレイアンテ
ナ。従って、例えばある放射素子に不良が発生しても、
フェーズドアレイアンテナ全体が不良とはならず、その
不良の放射素子が搭載されているモジュールが不良とな
る。

【００１２】また、この発明のフェーズドアレイアンテ
ナは、少なくとも制御信号に基づき各放射素子に給電す
る高周波信号の位相を変える複数の位相ユニットからな
る複数の多層構造のモジュールと、各モジュールが均一
に配置された多層構造の基板とからなる多層構造のフェ
ーズドアレイアンテナであって、基板は各移相ユニット
の各放射素子に対応して設けられた複数の放射素子と、
モジュールに対して制御信号と高周波信号を供給する手
段とを備えるようにした。従って、例えばある放射素子
に不良が発生しても、フェーズドアレイアンテナ全体が
不良とはならず、その不良の放射素子が搭載されている
モジュールが不良となる。

【００１３】また、この発明のフェーズドアレイアンテ
ナは、多層基板上に形成された高周波信号を伝播する導
波路、および、多層基板上に配置された導波路の接続状
態を切り替えるスイッチから構成された移相器よりなる
複数の位相ユニットを備えて複数のモジュールと、複数
のモジュールが均一に配置された基板と、セルそれぞれ
に対応して設けられた放射素子と、スイッチの動作を制
御する制御手段とを備えるようにした。従って、例えば
ある放射素子に不良が発生しても、フェーズドアレイア
ンテナ全体が不良とはならず、その不良の放射素子が搭
載されているモジュールが不良となる。

【００１４】また、この発明のフェーズドアレイアンテ
ナは、多層基体上に形成された高周波信号を伝搬する導
波路、および、基体上に形成されかつ導波路の接続状態
を切り換えるスイッチから構成された移相器よりなる複
数のセルを備えた複数のモジュールと、複数のモジュー
ルが配置された基板と、セルそれぞれに対応して複数の
モジュール上に配置された放射素子と、複数のモジュー
ルと放射素子との間に配置され、導波路の所定の領域上
に高周波信号を結合する複数の結合手段を備え、放射素
子に導波路に伝搬する高周波信号を結合する結合層と、
スイッチの動作を制御する制御手段とから構成した。そ
のように構成した中で、放射素子は、複数のモジュール
全域にわたる一体構造の層に配置するようにしても良
い。また、各モジュール間が、基板上に形成された相互
接続手段を介して相互接続されているようにしてもよ
い。

【００１５】また、その相互接続手段には凹部を形成
し、一方、モジュールの相互接続手段に対向する箇所に
は突起部を形成し、突起部を凹部に嵌合することで、モ
ジュール間が相互接続手段を介して相互接続するように
してもよい。また、モジュールの端部に接続領域を備
え、隣り合うモジュール間の向かい合う接続領域上にわ
たって配置された相互接続手段を介してモジュール間を
相互接続してもよい。

【００１６】ここで、その相互接続手段は、板ばね上の
導電部材から構成し、その両端が隣り合うモジュール間
の向かい合う接続領域上に形成された接続端子それぞれ
に接続されているようにしてもよい。また、相互接続手
段は、絶縁性のフィルム内に分散された導電粒子と配線
とから構成し、その両端が隣り合うモジュール間の向か
い合う接続領域上に形成された接続端子が導電性粒子と
配線とを介してそれぞれに接続されているようにしても
よい。また、以上のように構成したフェーズドアレイア
ンテナにおいて、スイッチは導波路の接続状態を切り換
える可動部を備え、基体上に配置されてスイッチの形成
領域上部に空間を形成する構造体を備えるようにしても
良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。実施の形態１図１は、本発明の第１の実施の形態であるフェーズドア
レイアンテナ１の概略図である。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。

【００１８】この実施の形態１では、例えば図１に示す
ように、４×４個の放射素子を備えた多層構造のモジュ
ール１１０を基板となる分配層１２０の同一平面に３×
３個配置することで、１２×１２個の放射素子を備えた
フェーズドアレイアンテナ１を構成するようにした。

【００１９】そのモジュール１１０の回路ブロック図を
図２（ａ）に示す。分配合成部１１４ａにより４×４個
の各位相ユニット１１３ａに高周波信号が供給され、各
位相ユニット１１３ａごとに個別に設定する位相変化量
を与えられて、放射素子１１２ａより高周波信号が放射
される。また、このモジュール１１０はその位相量を設
定するための制御信号線が、各位相ユニット１１３ａに
格子状に配線されており、それらの信号線の端部には後
述するモジュール間、もしくは信号線選択部、走査線選
択部と接続する接続ピン７１５が設けられている。な
お、各放射素子１１２ａには、無給電素子１１１ａが設
けられている。

【００２０】次に、フェーズドアレイアンテナ１の構成
について説明する。図２（ｂ）は、フェーズドアレイア
ンテナ１のブロック図である。給電部１１より給電され
た高周波信号は、分配合成部１２により各モジュール１
１０に供給される。また、モジュール１１０の周囲には
制御信号の端部に配置された接続ピン７１５が形成され
ており、各モジュール間の制御信号線同士を接続手段２
１により電気的に接続している。同様の手段で、フェー
ズドアレイアンテナ１の端部に配置されたモジュールか
ら、制御信号を発生する走査線選択部１３，信号線駆動
部１４およびトリガＴｒｇ’の信号線端子として接続し
ている。こうすることによって、各モジュール内に配置
された特定の位相ユニット１１３ａに対し、後述する制
御手段にて任意の位相量を与えることが可能となる。

【００２１】次に、モジュール１１０の構成について述
べる。図３は、モジュール１１０の層構成を模式的に示
すものである。まず、無給電素子層１１１は、所定数の
無給電素子１１１ａが配置された誘電体板１１１ｂから
構成されている。同様に、放射素子層１１２は、所定数
の放射素子１１２ａが配置された誘電体板１１２ｂから
構成されている。また、位相制御層１１３は、後述する
マイクロ波回路である移相回路からなる位相ユニット１
１３ａが配置された誘電体板１１３ｂから構成されてい
る。また、分配合成層１１４は、それら各位相ユニット
１１３ａに対して給電できるように構成された分配合成
部１１４ａから構成されている。

【００２２】また、誘電体板１１２ｂの裏面には、結合
スロット２０１ａが形成された結合スロット層２０１が
形成され、位相制御層１１３上の各位相ユニット１１３
ａと対応する放射素子１１２ａとが結合できるように構
成されている。また、位相制御層１１３と分配合成層１
１４との間には、結合スロット２０２ａが誘電体板２０
２ｂ上に形成された結合スロット層２０２ｂが配置さ
れ、位相制御層１１３上の各位相ユニット１１３ａに分
配合成層１１４からの高周波信号が結合できるように構
成されている。

【００２３】そして、モジュール１１０は、図４の断面
図に示すように、各モジュールに高周波信号を供給する
分配層１２０上に、所定の間隔で配置される。その分配
合成層１２０では、各モジュール１１０の配置位置にあ
わせて結合スロット１２１が形成され、例えば、マイク
ロストリップ線路１２２や図示されていない線路を介し
て各モジュール１１０に給電できるように構成されてい
る。また、それら各モジュールは、接着剤，ねじ止めな
どの固定手段を用いることで分配層１２０上に固定され
ている。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ているものではなく、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、
積層順序が一部変わった場合にも、本発明は有効であ
る。

【００２４】次に、モジュール１１０内に実装された位
相ユニット１１３ａの構成について説明する。図５は、
位相ユニット１１３ａの回路構成を示すブロック図であ
る。各放射素子１１２ａは、それぞれ移相器１７とこれ
を制御する位相制御部１８が設けられている。なお、以
下では、各放射素子１１２ａごとに設けられた移相器１
７，この移相器１７に接続されているストリップ線路の
一部，および，位相制御部１８をまとめて位相ユニット
１１３ａという。

【００２５】以下、その各放射素子１１２ａごとに設け
られる位相ユニット１１３ａについて説明する。なお、
ここでは、２２．５°４５°，９０°，１８０°と、そ
れぞれ異なる移相量を有する４つの移相回路１７Ａ〜１
７Ｄから移相器１７が構成されている場合を例として説
明する。各移相回路１７Ａ〜１７Ｄは、分配合成部１２
から放射素子１１２ａへ高周波信号を伝搬させるストリ
ップ線路２４に接続されている。特に、各移相回路１７
Ａ〜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内の各スイッチを切り替える
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。

【００２６】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１８は、各移相回
路１７Ａ〜１７Ｄごとに設けられた駆動回路１９Ａ〜１
９Ｄから構成されている。その各駆動回路１９Ａ〜１９
Ｄには、直列接続された２つのラッチ１９１，１９２が
設けられている。それらの中で、ラッチ１９１は、入力
Ｄに接続された信号線Ｘ_i1，Ｘ_i2のレベルを入力ＣＬＫ
に接続された走査線Ｙ _j1，Ｙ_j2の立ち上がりタイミング
でラッチする。また、ラッチ１９２は、ラッチ１９１の
出力Ｑを入力ＣＬＫに接続されたトリガ信号Ｔｒｇ’の
立ち上がりでラッチし、出力Ｑをそれぞれ対応する移相
回路のスイッチ１７Ｓに出力する。

【００２７】図５では、１つの位相制御部１８に対して
２つの信号線Ｘ_i1，Ｘ_i2と２つの走査線Ｙ_j1，Ｙ_j2とを
設け、４つの駆動回路１９Ａ〜１９Ｄに個別に各スイッ
チのオン／オフデータを設定している。すなわち、信号
線Ｘ_i1と走査線Ｙ_j1で移相回路１７Ａの動作を制御し、
信号線Ｘ_i1と走査線Ｙ_j2で移相回路１７Ｂの動作を制御
し、信号線Ｘ_i2と走査線Ｙ_j1で移相回路１７Ｃの動作を
制御し、信号線Ｘ_i2と走査線Ｙ_j2で移相回路１７Ｄの動
作を制御している。

【００２８】図６は、それら位相制御部の動作を示すタ
イミングチャートであり、移相回路１７Ａに対応する駆
動回路１９Ａを例として示している。図２（ｂ）におけ
る信号線駆動部１４は、信号線Ｘ_i1に印加する駆動信号
として駆動回路１９Ａのための信号のみならず、信号線
Ｘ_i1に連なる他の駆動回路、すなわち同一位相制御部１
８の駆動回路１９Ｂや他の位相制御部１８の駆動回路の
ための信号も流している。このため、信号線Ｘ_i1は常に
変化している。一方、走査線選択部１３は、周期Ｔ１の
間に走査線Ｙ１１〜Ｙｎ２を一本ずつ順次選択している
ので、走査線Ｙｊ１にパルスが加えられるのは、周期Ｔ
１の間に一度だけである（図６ではｔ１）。

【００２９】ここで、周期Ｔ１の時刻ｔ１に走査線電圧
Ｙｊ１’がハイレベルに変化した場合、信号線電圧Ｘｉ
１’がローレベルに戻ったその後もその状態は保持され
る。そして、その後の時刻ｔ２において、トリガ信号Ｔ
ｒｇ’がハイレベルに変化したとき、ラッチ１９１の出
力Ｑがラッチ１９２の出力Ｑから出力されるようにな
り、トリガ信号Ｔｒｇ’がローレベルに戻った後もその
状態が保持される。これらにより、移相回路１７Ａのス
イッチ１７Ｓは、ｔ２の瞬間からＴ４（次にトリガ信号
Ｔｒｇ’が加わる瞬間）までオン状態に維持され、その
間はストリップ線路２４を伝搬する高周波信号に＋２
２．５°の給電位相が与えられる。

【００３０】その後の周期Ｔ２では、時刻ｔ３において
信号線電圧Ｘｉ１’のレベルがラッチ１９１に保持さ
れ、その後の時刻ｔ４においてラッチ１９２に保持され
る。これにより、移相回路１７Ａのスイッチ１７Ｓはオ
フ状態に維持され、ストリップ線路２４を伝搬する高周
波信号への給電移相量が０”の状態に戻される。なお、
図７に示すように、トリガ信号Ｔｒｇ’を常にハイレベ
ルに維持しておいてもよく、この場合は、ラッチ１９１
のラッチ出力Ｑがすぐにラッチ１９２へと転送されてス
イッチ１７Ｓに出力される。

【００３１】このようにして、スイッチ１７Ｓを順次切
り替えることにより、スイッチ切り替え時間に伴う放射
ビームの瞬断を回避することができ、常に安定した動作
を確保することが可能となる。なお、ラッチ１９２の出
力電圧または電流がスイッチ１７Ｓを駆動するに十分で
ない場合は、ラッチ１９２の出力側に電圧増幅器あるい
は電流増幅器を設けても良い。

【００３２】次に、スイッチ１７Ｓの構成例について説
明する。図８に示すスイッチは、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。厚さ１μｍ程度に形
成されたストリップ線路６２，８３は、わずかな隙間を
有して基板６１上に形成されている。また、その隙間の
上部には、厚さ２μｍ程度に形成された微小接点部６４
が、ストリップ線路６２，６３に対して接触と離脱が自
在となるように支持部材６５により指示されている。

【００３３】ここで、微小接点部６４の下面とストリッ
プ線路６２，６３の上面との距離は約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７
μｍ程度である。一方、基板６１上のストリップ線路６
２，６３の隙間には、導体の電極６６が厚さ０．２μｍ
程度に形成されており、この電極６６の高さ（厚さ）
は、ストリップ線路６２，６３の高さ（厚さ）よりも低
い（薄い）。

【００３４】そ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、例えば
１０〜１００Ｖ程度の出力電圧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の表面に静電荷が発生するとともに、
対抗する微小接点部６４の表面には静電誘導により負電
荷が現れ、両者間の引力によりストリップ線路６２，６
３側へ引き寄せられる。

【００３５】このとき、コンタクト６４の長さがストリ
ップ線路６２，６３の隙間より長いため、コンタクト６
４がストリップ線路６２，６３の両方に接触する。この
結果、例えば、ストリップ線路６２に伝搬してきた高周
波信号が、ストリップ線路６３へと伝搬されることにな
る。また、電極６６への出力電圧の印加が停止された場
合は、引力がなくなって支持部材６５により微小接点部
６４が元の離間した位置へ復元され、ストリップ線路６
２とストリップ線路６３の間が開放される。

【００３６】なお、以上の説明では、微小接点部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、それらの逆であっても良い。す
なわち、電極６６に電圧を与えず、微小接点部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、上記と同様の作用が
得られる。

【００３７】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、導電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と容量を結合
するものであっても良い。ここで、マイクロマシンスイ
ッチは、微小接点部６４が可動部分であるため、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３
５を設けた場合、微小接点部６４が自由に可動できるよ
うな空間を設ける必要がある。

【００３８】なお、図９に、位相ユニット１１３ａを位
相制御層１１３上に実装した場合の平面図を示す。この
位相ユニット１１３ａは、前述したように、異なる線路
長のマイクロストリップ線路３０２ａが、複数のスイッ
チ３０２ｂで切り換えるように構成されている。このセ
ルの周部には、信号線選択部（図示せず）からの信号線
Ｘｉ１，Ｘｉ２、走査線選択部（図示せず）からの走査
線Ｙｊ１，Ｙｊ２、制御装置（図示せず）からのトリガ
信号線Ｔｒｇ、およびスイッチの駆動電源線Ｖｄｒｖが
配置されている。

【００３９】そして、それら信号線に接続している駆動
回路（制御手段）３０２ｃにより、スイッチ３０２ｂは
駆動されている。また、これら信号線の内側では、マイ
クロストリップ線路３０２ａが、結合スロット３０８の
上部位置から結合スロット３０３の下部位置までを接続
するように構成されている。また、そのマイクロストリ
ップ線路３０２ａの途中には、例えば、２２．５゜，４
５゜，９０゜，１８０゜の各移相回路が構成され、それ
らがスイッチ３０２ｂで切り換えられ、導波する高周波
の位相を所望の値にずらすようにしている。

【００４０】また、誘電体材料からなるスペーサ３１３
が配置され、スイッチ３０２ｂが形成された領域上に空
間が設けられている。そのスペーサ３１３により、スイ
ッチ３０２ｂの可動空間を確保するとともに、マイクロ
ストリップ線路３０２ａを導波する高周波が、上の層に
影響をおよぼさないように距離を確保している。

【００４１】次に、モジュール１１０を分配層１２０上
へ実装する手段について、図１０を用いて説明する。図
１０に示すように、分配層１２０は、片面にマイクロス
トリップ線路１２２が形成され、その反対面にはモジュ
ール１１０が取り付けられる接地面７２４と、高周波信
号を結合するための結合スロット１２１とが所定の箇所
に形成されている。また、モジュール１１０の制御信号
線が接続されている接続ピン７１５同士を接続するため
の配線７２３ａとその両端には接続ソケット７２３が所
定の位置の基板１２０内に埋め込まれて配置されてい
る。

【００４２】また、図１０（ｂ）に示すように、モジュ
ール１１０には、その裏面に各制御信号線に接続された
接続ピン７１５が実装されている。図１０（ｃ）に示す
ように、それら接続ピン７１５を接続ソケット７２３に
はめ込むことで、各モジュール１１０は基板１２０上へ
固定される。また、各モジュールの制御信号線は、配線
７２３ａを介して電気的に相互に接続することができ
る。

【００４３】ここで、接続ソケット７２３は、例えば、
図１１（ａ）に示すように、一方が開放した直方体の導
電部材８０１の１側面に片持ちバネ８０１ａを形成して
構成すればよい。片持ちバネ８０１ａは、導電部材８０
１の１側面の一部を内側へ変形させ、熱処理を加えてバ
ネ性を持たせれば形成できる。そして、この接続ソケッ
ト７２３にモジュールから突出している接続ピン７１５
を圧入して嵌合させれば、ソケットのバネ部分が自身の
バネ力によって接続ピン側面に圧接した状態となり、電
気的に接続した状態が得られる。

【００４４】また、例えば、図１１（ｂ）に示すよう
に、一方が開放した円筒状の導電部材８０２の開放部に
スリ割部分８０２ａを形成し、このスリ割部分８０２ａ
を内側に変形させ、熱処理を加えることでバネ性を持た
せて構成しても良い。この接続ソケット７２３を用いる
場合も、スリ割部分側よりモジュール１１０から突出し
ている接続ピン７１５を圧入して嵌合させれば、スリ割
部分が自身のバネ力によって接続ピン７１５側面に圧接
した状態となり、電気的に接続した状態が得られる。

【００４５】以上示したように、この実施の形態１によ
れば、１つのモジュールに４×４個の位相ユニットを配
置し、このモジュールを３×３個均一に配置して１つの
構造とした。この結果、従来のように、１２×１２のセ
ルを一度に配置して一体構造でフェーズドアレイアンテ
ナを製造する場合に比較して、この実施の形態１のフェ
ーズドアレイアンテナは安定して製造できるようにな
る。例えば、上述の場合、まず、欠陥のないモジュール
を９個そろえれば、ほぼ良品レベルのフェーズドアレイ
アンテナを製造できることになる。これは次に説明する
理由による。

【００４６】従来のように、１２×１２個の放射素子を
一度に配置しようとした場合、１個の放射素子からなる
位相ユニットが不良でもそのフェーズドアレイアンテナ
が不良になると仮定する。その場合、１つの位相ユニッ
トの不良発生率が１％であっても、フェーズドアレイア
ンテナとしての不良発生率は、（１−０．９９¹⁴⁴）×
１００≒７６．５％と大きなものとなる。これに対し、
上述のモジュールの場合、モジュールとしても不良発生
率は、（１−０．９９¹⁶）×１００≒１５％と小さい。
すなわち、フェーズドアレイアンテナとしての全体の不
良発生率が、おおよそ１５％程度と小さなものとなる。
また、フェーズドアレイアンテナとして組み立てるとき
に、良品のモジュールだけを用いることができるので、
フェーズドアレイアンテナの製造品質を均一にすること
ができる。また、接続ピンと接続ソケットを用いること
により、各モジュールと基板との機械的，電気的接続を
安定にとることができる。このため、各モジュールの着
脱を容易に行うことができる。

【００４７】実施の形態２ところで、上述のモジュールでは、１つの放射素子に必
要な部分を１つのモジュール内にすべて備えるようにし
たが、これに限るものではない。例えば、図１２に示す
ように、すべての高周波信号の分配合成を分配層１２０
とその上部に設けられた分配合成層５１４で行い、モジ
ュールから信号分配機能をなくしても良い。この場合、
分配合成層５１４は一体構造として構成し、各モジュー
ル５１０は、無給電素子層１１１，放射素子層１１２，
および，位相制御層１１３から構成される。なお各層の
機能は、上述の実施の形態１と同様であるため説明を省
略する。

【００４８】１つのセルを構成する、無給電素子，放射
素子，位相ユニット、そして、それら各セルに給電する
ための分配合成層それぞれの、製造過程における不良発
生状態を比較すると、微細な素子が集合している位相ユ
ニットがもっとも不良が発生しやすい。したがって、そ
の移相回路が配置される位相制御層より上の部分をモジ
ュール構成とすることでも、上述の実施の形態１と同様
の効果が得られるようになる。また、この実施の形態２
の構成とすることで、前述した実施の形態１に比較し
て、モジュールの合成分配層が不要となり、より薄く小
型化ができる。

【００４９】実施の形態３次に、この発明の実施の形態３について説明する。上述
の実施の形態２で説明したように、１つの放射素子から
なるセルに必要な部分を１つのモジュール内にすべて備
えるようにする必要なはい。例えば、図１３に示すよう
に、すべての高周波信号の分配合成を行う分配合成部５
１４ａを構成する分配合成層５１４と、すべての放射素
子に対応した無給電素子部６１１ａを形成する無給電素
子層６１１、および、すべての放射素子に対応する放射
素子部６１２ａを形成する放射素子層６１２を一体構造
として構成するようにしても良い。この場合、モジュー
ル６１０は、多層基板の内層に設けられた位相制御層１
１３のみから構成されている。上述したように、微細な
素子が集合している位相ユニットがもっとも不良が発生
しやすいので、位相ユニットが形成される位相制御層６
１３をモジュール構成とすれば、上述した実施の形態
１，２とほぼ同様の効果を得ることが可能となる。ま
た、モジュールの構造が簡略化され小型化できる効果も
有する。

【００５０】なお、以上の説明では、簡素化のために４
×４個の放射素子を備えたモジュール１１０を３×３個
配置して１２×１２個の放射素子のフェーズドアレイア
ンテナで説明した。しかし、本発明のモジュールサイズ
とモジュール個数は、それらに限るものではなく、例え
ば、７２×７２個の放射素子のフェーズドアレイアンテ
ナでは、１２×１２個の放射素子のモジュールを６×６
個備えるようにして、大きなサイズのフェーズドアレイ
アンテナを構成するようにしても良いことはいうまでも
ない。

【００５１】実施の形態４以下、この発明の実施の形態４について説明する。上記
実施の形態１〜３においては、各モジュール間の接続
は、モジュールを配置する基板上に形成された配線を用
いるようにしていたが、この実施の形態４では、次に説
明するように、横方向板ばねを用いてモジュール間の接
続を行うようにした。より詳細に説明すると、まず、図
１４（ａ）に示すように、モジュール９１０の４つの辺
に接続領域９１０ａを用意する。また、その接続領域９
１０ａに接続に必要な端子９０１を所定数形成する。そ
して、例えば、接続領域９１０ａの隣り合う２辺におい
て、各端子９０１に接続して板ばね９０２を形成する。
この板ばね９０２は、導電性およびばね性を備え、一端
が端子９０１に接続固定され、他端は接続している端子
９０１表面の延長面より下に偏在するように形成する。

【００５２】以上のように各モジュール９１０を構成す
ることで、次に示すようにフェーズドアレイアンテナを
構成することができる。図９（ｂ）に示すように、すで
に分配層９２０上に固定されているモジュール９１０の
板ばね９０２の形成されていない辺と、板ばね９０２の
形成されている辺とが向かい合うように新たなモジュー
ル９１０を配置する。この結果、図９（ｃ）に示すよう
に、すでに固定されているモジュール９１０の板ばね９
０２の形成されていない辺の端子９０１が、新たに配置
するモジュール９１０の対向配置される辺の端子９０１
と、板ばね９０２により電気的に接続した状態となる。
以上のように、各モジュール９１０を基板となる分配層
９２０上に配置することで、各モジュール９１０間は接
続される。このとき、この実施の形態５によれば、分配
層９２０上には各モジュール間の接続のための配線を形
成しなくても良くなる。

【００５３】実施の形態５以下、この発明の実施の形態５について説明する。この
実施の形態５では、次に説明するように、各モジュール
間を異方性導電フィルムを用いて接続する。まず、図１
５（ａ）に示すように、各モジュール１０１０には接続
領域１０１０ａを用意し、その接続領域１０１０ａに接
続端子１００１を形成する。そして、各モジュール１０
１０を、所定の箇所に配置してそれぞれが隣り合った状
態とする。この結果、隣り合って配置されたモジュール
１０１０の隣接部分を拡大すると、図１５（ｂ）平面図
および図１５（ｅ）の断面図に示すように、隣り合うモ
ジュール１０１０の接続端子１００１が近設した状態と
なる。

【００５４】次に、図１５（ｃ）の平面図および図１５
（ｆ）の断面図に示すように、その接続端子１００１上
に、異方性導電フィルム１００２を配置する。この異方
性導電フィルム１００２の配置は、モジュール１０１０
の１つの辺の接続領域１０１０ａに形成されているすべ
ての接続端子１００１にわたって配置する。次に、図１
５（ｄ）の平面図および図１５（ｇ）の断面図に示すよ
うに、隣り合うモジュール１０１０間の異方性導電フィ
ルム１００２上にわたって、対応する接続端子１００１
間を接続するための配線１００３が形成された樹脂フィ
ルム１００４を配置する。

【００５５】そして、樹脂フィルム１００４の所定箇所
上より加熱した状態で加圧し、隣り合うモジュール１０
１０間の対応する接続端子１００１間を、異方性導電フ
ィルム１００２とこの上に配置されている配線１００３
とを介して接続した状態とする。この状態をより詳細に
説明すると、図１０（ｈ）に示すように、異方性導電フ
ィルム１００２は、金属粒子や金属コートされた樹脂粒
子などの導電性粒子１００２ａが絶縁フィルム１００２
ｂ中に分散されている。初期の状態では、導電性粒子１
００２ａが絶縁フィルム１００２ｂ中におのおのが接触
することなく分散しているため、異方性導電フィルム１
００２の表面と裏面とは絶縁された状態となっている。

【００５６】したがって、図１５（ｇ）に示すように、
単に異方性導電フィルム１００２を配置しただけでは、
接続端子１００１と対応する配線１００３とが電気的に
接続した状態とはならない。ここで、配線１００３が接
続端子１００１に近づくように圧力を加えていくと、そ
れらに挾まれた領域に異方性導電フィルム１００２は押
しつぶされていく。そして、配線１００３と接続端子１
００１との間隔が導電粒子１００２ａの径より小さくな
れば、それらの間には複数の導電粒子１００２ａが挟ま
れた状態となる。この結果、異方性導電フィルム１００
２を挾む配線１００３と接続端子１００２とは、挾んで
いる導電粒子１００２ａを介して電気的に接続した状態
となる。

【００５７】以上のように、この実施の形態５では、各
モジュール１０１０同士を、接続領域１０１０ａ上で異
方性導電フィルム１００２を利用して相互接続するよう
にした。この結果、この実施の形態５においても、各モ
ジュールを配置する基板上には、各モジュール間の接続
のための配線を形成する必要がない。

【００５８】実施の形態６ところで、上述の実施の形態１〜５では、スイッチを駆
動する駆動回路を位相ユニット内に実装していたが、駆
動回路を別ユニットに実装してモジュールを構成しても
良い。図１６（ａ）は、この実施の形態６におけるモジ
ュール２１０のブロック図である。このモジュール２１
０は、分配合成部１１４ａにより各位相ユニット２１３
ａに高周波信号が供給され、各位相ユニット２１３ａご
とに個別に設定する移相変化量を与えられ、放射素子１
１２ａより高周波信号が放射される。また、このモジュ
ール２１０は、後述する駆動ユニット２１５ａを実装し
ており、各移相器に内蔵するスイッチを動かすための駆
動信号を供給するための配線により、駆動ユニットと各
移相器がそれぞれに個別に接続されている。

【００５９】次に、この実施の形態６におけるフェーズ
ドアレイアンテナ２００の構成について、図１６（ｂ）
を用いて説明する。このフェーズドアレイアンテナ２０
０において、給電部１１より供給された高周波信号は、
分配合成部１２により各モジュール２１０に供給され
る。また、モジュール２１０内に実装されている駆動ユ
ニット２１５ａに、位相ユニット２１３ａの移相量を設
定するための制御信号を供給する制御信号およびトリガ
信号が配線され、モジュール２１０と制御装置２２３と
が電気的に接続されている。

【００６０】次に、モジュール２１０内に実装された駆
動ユニットの構成について、図１７を用いて説明する。
図１７に示すように、各駆動ユニット２１５ａは、それ
ぞれデータ分配部４１と、各移相器１７毎に設けられた
例えばｑ個の位相制御部４２とにより構成されている。
また、駆動ユニット１２には、ｑ個分の放射素子１１２
ａの移相量がシリアルに入力される。データ分配部４１
は、制御信号１１ｉに含まれるｑ個の放射素子１１２ａ
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４２に分配する。これにより、各位相制御
部４２に対し、対応する放射素子１１２ａの移相量が設
定される。

【００６１】一方、図１６（ａ）に示すように、制御装
置２２３は各駆動ユニット２１５ａにトリガ信号Ｔｇｒ
を出力する。このトリガ信号Ｔｇｒは、図１７に示すよ
うに、各駆動ユニット２１５ａの各位相制御部４２に入
力される。なお、トリガ信号Ｔｇｒは、各位相制御部４
２に設定された移相量を、それぞれの移相器１７に出力
するタイミングを決定する信号である。従って、各位相
制御部４２に対して移相量を設定した後、制御装置２２
３からのそのトリガ信号Ｔｇｒ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。

【００６２】次に、図１８を参照して各放射素子１１２
ａ毎に設けられる位相ユニット２１３ａと、駆動ユニッ
ト２１５ａの位相制御部４２について説明する。ここで
は、それぞれ異なる移相量２２．５°，４５°，９０
°，１８０を有する４個の移相器１７Ａ〜１７Ｄから移
相器１７から構成されている。各移相回路１７Ａ〜１７
Ｄは、分配合成部１２から放射素子１１２ａへ高周波信
号を伝搬させるストリップ線路１６に接続されている。
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内の各
スイッチを切り替えることにより、後述するそれぞれ所
定の給電移相量を与えるものとなっている。

【００６３】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４２は、各移相回
路１７Ａ〜１７Ｄ毎に設けられたラッチ４３Ａ〜４３Ｄ
から構成されている。駆動ユニット１２のデータ分配部
４１は、位相制御部４２を構成する各ラッチ４Ａ〜４３
Ｄに対してそれぞれ制御信号４１Ａ〜４１Ｄを出力する
ことにより、位相制御部４２に放射素子１５の移相量を
与える。従って、各ラッチ４３Ａ〜４３Ｄの入力端子Ｄ
には、それぞれ制御信号４１Ａ〜４１Ｄが入力される。

【００６４】また、各ラッチ４３Ａ〜４３Ｄの入力端子
ＣＬＫには、制御装置２２３から出力されるトリガ信号
Ｔｒｇが入力される。各ラッチ４３Ａ〜４３Ｄは、それ
ぞれ制御信号４１Ａ〜４１Ｄ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、出力Ｑをそれぞれ
対応する各移相回路１７Ａ〜１７Ｄのスイッチ１７Ｓに
出力する。このときラッチされた制御信号４１Ａ〜４１
Ｄの状態に従って、各移相回路１７Ａ〜１７Ｄのスイッ
チ１７Ｓのオン／オフが決定される。

【００６５】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１６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。なお、ト
リガ信号Ｔｇｒは、常にハイレベル（またはローレベ
ル）に維持しておくことにより、スイッチ１７Ｓを順次
切り替えても良い。この場合は、移相器１７が同時に切
り替わることなく一部ず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４３Ａ〜４３Ｄ
の出力電圧または電流が、スイッチ１７Ｓを駆動するの
に十分でない場合は、ラッチ４３Ａ〜４３Ｄの出力側に
電圧増幅器あるいは電流増幅器を設けても良い。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくとも複数の放射素子と制御信号に基づき各放
射素子に給電する高周波信号の位相を変える複数の位相
ユニットからなる複数の多層構造のモジュールと、モジ
ュールが上面に均一に配置された多層構造の基板とを備
え、基板は各モジュールに対して制御信号と高周波信号
を供給するようにした。従って、例えばある放射素子に
不良が発生しても、フェーズドアレイアンテナ全体が不
良とはならず、その不良の放射素子が搭載されているモ
ジュールが不良となるだけとなる。すなわち、例えばそ
のモジュールを交換すれば、フェーズドアレイアンテナ
を不良としなくても良くなる。このように、この発明に
よれば、フェーズドアレイアンテナの製造がより容易に
なるという効果を備えている。また、故障時にはモジュ
ール単位で修理を行えばよいので、信頼性や保守性に優
れたフェーズドアレイアンテナが得られるようになる。

【００６７】また、この発明は、誘電体からなる多層基
体上に形成された高周波信号を伝搬する導波路、およ
び、基体上に形成されかつ導波路の接続状態を切り換え
るスイッチから構成された移相器よりなる複数の位相ユ
ニットを備えた複数のモジュールと、複数のモジュール
が配置された基板と、位相ユニットそれぞれに対応して
複数のモジュール上に配置された放射素子と、複数のモ
ジュールと放射素子との間に配置され、導波路の所定の
領域上に高周波信号を結合する複数の結合手段を備え、
放射素子に導波路に伝搬する高周波信号を結合する結合
層と、スイッチの動作を制御する制御手段とから構成し
た。そのように構成した中で、放射素子は、複数のモジ
ュール全域にわたる一体構造の層に配置するようにして
も良い。また、各モジュール間が、基板上に形成された
相互接続手段を介して相互接続されているようにしても
よい。

【００６８】また、その相互接続手段には凹部を形成
し、一方、モジュールの相互接続手段に対向する箇所に
は突起部を形成し、突起部を凹部に嵌合することで、モ
ジュール間が相互接続手段を介して相互接続するように
してもよい。また、モジュールの端部に接続領域を備
え、隣り合うモジュール間の向かい合う接続領域上にわ
たって配置された相互接続手段を介してモジュール間を
相互接続してもよい。ここで、その相互接続手段は、板
ばね上の導電部材から構成し、その両端が隣り合うモジ
ュール間の向かい合う接続領域上に形成された接続端子
それぞれに接続されているようにしてもよい。また、相
互接続手段は、絶縁性のフィルム内に分散された導電粒
子と配線とから構成し、その両端が隣り合うモジュール
間の向かい合う接続領域上に形成された接続端子が導電
性粒子と配線とを介してそれぞれに接続されているよう
にしてもよい。

【００６９】また、以上のように構成したフェーズドア
レイアンテナにおいて、スイッチは導波路の接続状態を
切り換える可動部を備え、基体上に配置されてスイッチ
の形成領域上部に空間を形成する構造体を備えるように
しても良い。更に、モジュールの形状は、正方形状に限
らず、他の多角形であっても良い。以上のように、この
発明によれば、複数のモジュールを用いるため、従来の
製造設備を用いて製造することができる。このため、容
易に製造できるとともに、モジュール交換や取り扱いが
簡単になるため、優れた保守性を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１におけるフェーズド
アレイアンテナとしてのフェーズドアレイアンテナの構
成を示す斜視図である。

【図２】図１に示したモジュール１１０の回路を示す
回路図である。

【図３】実施の形態１のフェーズドアレイアンテナの
構成を示す斜視図および断面図である。

【図４】実施の形態１におけるフェーズドアレイアン
テナの構成を示す断面図である。

【図５】位相ユニット１１３ａの回路構成を示す回路
図である。

【図６】位相制御部の動作を示すタイミングチャート
である。

【図７】位相制御部の動作を示すタイミングチャート
である。

【図８】スイッチ１７Ｓの構成を示す斜視図である。

【図９】実施の形態１のフェーズドアレイアンテナの
１セルの状態を示す平面図である。

【図１０】実施の形態１のフェーズドアレイアンテナ
の構成を示す平面図および断面図である。

【図１１】実施の形態１のフェーズドアレイアンテナ
で用いる部品の構成を示す斜視図である。

【図１２】この発明の実施の形態２のフェーズドアレ
イアンテナの構成を示す断面図である。

【図１３】この発明の実施の形態３のフェーズドアレ
イアンテナの構成を示す断面図である。

【図１４】この発明の実施の形態４におけるフェーズ
ドアレイアンテナの構成を示す断面図である。

【図１５】この発明の実施の形態５におけるフェーズ
ドアレイアンテナの構成を示す断面図である。

【図１６】この発明の実施の形態６におけるモジュー
ルの回路を示す回路図である。

【図１７】実施の形態６におけるモジュール内に実装
された駆動ユニットの構成を示す構成図である。

【図１８】実施の形態６における位相ユニットの回路
構成を示す回路図である。

【図１９】従来よりあるフェーズドアレイアンテナの
簡単な構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…フェーズドアレイアンテナ、１１０…モジュール、
１１１…無給電素子層、１１２…放射素子層、１１３…
位相制御層、１１４…分配合成層、１２０…分配層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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） 5J021 AA05 AA09 AA11 AB06 CA03 DB03 DB04 FA06 FA20 FA29 FA31 FA32 GA02 HA05 HA07 JA07 5J045 AA05 AB05 AB06 DA10 EA07 FA02 HA03 JA12 JA17 LA01 MA07 NA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも複数の放射素子と制御信号に
基づき各放射素子に給電する高周波信号の位相を変える
複数の位相ユニットからなる複数の多層構造のモジュー
ルと、前記モジュールが上面に均一に配置された多層構
造の基板とからなるフェーズドアレイアンテナであっ
て、前記基板は前記各モジュールに対して前記制御信号と前
記高周波信号を供給することを特徴とするフェーズドア
レイアンテナ。
【請求項２】少なくとも複数の放射素子と制御信号に
基づき各放射素子に給電する高周波信号の位相を変える
複数の位相ユニットからなる複数の多層構造のモジュー
ルと、前記モジュールが上面に均一にかつ着脱可能に配
置された多層構造の基板とからなるフェーズドアレイア
ンテナであって、前記基板は前記各モジュールに対して前記制御信号と前
記高周波信号を供給することを特徴とするフェーズドア
レイアンテナ。
【請求項３】少なくとも制御信号に基づき各放射素子
に給電する高周波信号の位相を変える複数の位相ユニッ
トからなる複数の多層構造のモジュールと、前記各モジ
ュールが均一に配置された多層構造の基板とからなる多
層構造のフェーズドアレイアンテナであって、前記基板は前記各移相ユニットの各放射素子に対応して
設けられた複数の放射素子と、前記モジュールに対して
前記制御信号と前記高周波信号を供給する手段とを有す
ることを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項４】多層基板上に形成された高周波信号を伝
播する導波路、および、前記多層基板上に配置された前
記導波路の接続状態を切り替えるスイッチから構成され
た移相器よりなる複数の位相ユニットを備えて複数のモ
ジュールと、前記複数のモジュールが均一に配置された基板と、前記セルそれぞれに対応して設けられた放射素子と、前記スイッチの動作を制御する制御手段とを有すること
を特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項５】請求項３または４記載のフェーズドアレ
イアンテナにおいて、前記放射素子は、前記複数のモジュール全域にわたる一
体構造の層に配置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。
【請求項６】請求項１から４のいずれか１項に記載の
フェーズドアレイアンテナにおいて、前記導波路の所定の領域と前記基板内の高周波信号線路
間で高周波信号を結合する結合スロットを有することを
特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項７】請求項１から４のいずれか１項に記載の
フェーズドアレイアンテナにおいて、前記基板上に形成された相互接続手段を介して前記モジ
ュール間が相互接続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。
【請求項８】請求項７記載のフェーズドアレイアンテ
ナにおいて、前記相互接続手段には凹部が形成され、前記モジュールの前記相互接続手段に対向する箇所には
突起部が形成され、前記突起部が前記凹部に嵌合することで、前記モジュー
ル間が前記相互接続手段を介して相互接続されているこ
とを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項９】請求項１から４いずれか１項に記載のフ
ェーズドアレイアンテナにおいて、前記モジュールはその端部に接続領域を備え、隣り合うモジュール間の向かい合う接続領域上にわたっ
て配置された相互接続手段を介して前記モジュール間が
相互接続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。
【請求項１０】請求項９記載のフェーズドアレイアン
テナにおいて、前記相互接続手段は、板バネ状の導電部材から構成さ
れ、その両端が前記隣り合うモジュール間の向かい合う
接続領域上に形成された接続端子それぞれに接続されて
いることを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１１】請求項９記載のフェーズドアレイアン
テナにおいて、前記相互接続手段は、絶縁性のフィルム内に分散された
導電粒子と配線とから構成され、その両端が前記隣り合
うモジュール間の向かい合う接続領域上に形成された接
続端子が、前記導電性粒子と前記配線とを介してそれぞ
れに接続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。
【請求項１２】請求項４記載のフェーズドアレイアン
テナにおいて、前記スイッチは前記導波路の接続状態を切り換える可動
部を備え、前記基体上に配置されて前記スイッチの形成領域上部に
空間を形成する構造体を備えたことを特徴とするフェー
ズドアレイアンテナ。