JP2003218633A - Active phased array antenna and method for mounting its transmission/reception module - Google Patents
Active phased array antenna and method for mounting its transmission/reception moduleInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の素子アンテ
ナがアレイ状に配置され、各々の素子アンテナに半導体
増幅器や移相器等のアクティブ素子を有する送受信モジ
ュールが取り付けられたアクティブフェースドアレイア
ンテナ及びその送受信モジュール実装方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active faced array antenna in which a plurality of element antennas are arranged in an array and a transmitting / receiving module having active elements such as a semiconductor amplifier and a phase shifter is attached to each element antenna. And a transmission / reception module mounting method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】アクティブフェーズドアレイアンテナ
(以下APAAと称す)は、図11に示すように、複数
の素子アンテナ9をアレイ状に配置し、各々の素子アン
テナ9に半導体増幅器や移相器等のアクティブ素子を有
する送受信モジュール5を取り付け、各々の素子アンテ
ナ9から放射される電波の振幅及び位相を制御してアン
テナ全体としての合成ビームを任意の方向に放射するも
のであり、航空管制、大気観測または軍事用等の各種レ
ーダや送信用のアンテナとして用いられている。従来の
一般的なAPAAの送受信モジュール実装構造として
は、図12に示すように、各々の素子アンテナ9に取り
付けられた送受信モジュール5を個々にまたは一列に固
定板16に実装し、この実装面が互いに平行となるよう
にアレイ状に並べて固定していた。図において17はR
Fケーブル等の給電ケーブルである。なお、素子アンテ
ナ9と送受信モジュール5は図に示すように近接してい
る必要はなくその間にRFケーブル等を配置してもよ
い。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 11, an active phased array antenna (hereinafter referred to as APAA) has a plurality of element antennas 9 arranged in an array, and each element antenna 9 has a semiconductor amplifier, a phase shifter or the like. A transmission / reception module 5 having an active element is attached to control the amplitude and phase of the radio wave radiated from each element antenna 9 to radiate a synthetic beam of the entire antenna in an arbitrary direction. It is also used as an antenna for various radars for military use and for transmission. As a conventional transmission / reception module mounting structure of a general APAA, as shown in FIG. 12, the transmission / reception modules 5 attached to the respective element antennas 9 are mounted individually or in a row on a fixing plate 16, and the mounting surface is They were arranged and fixed in an array so that they were parallel to each other. In the figure, 17 is R
It is a power supply cable such as an F cable. The element antenna 9 and the transmission / reception module 5 do not have to be close to each other as shown in the figure, and an RF cable or the like may be arranged between them.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来のAPAAでは、各々の送受信モジュール5に対
して給電ケーブル17等の外部給電線が必要であり、ま
た各々の送受信モジュール5の実装面が同一あるいは互
いに平行となるようにアレイ状に配列していたため、モ
ジュール実装の高密度化に限界があり量産性も乏しかっ
た。また、アンテナパターン試験において、各々の素子
アンテナ9のアンテナパターン等のデータを予め記録す
る手段を用いて補正データを演算するものもあるが、多
数のROMを用いてアレイ全体としてのアンテナパター
ンを調整する必要がある上に、各々の素子アンテナ9の
アンテナパターンを調整しアレイ全体としての最適パタ
ーンを形成するアンテナパターン試験に時間を要する。
また、1つの送受信モジュール5が故障した際にモジュ
ール交換を行うことで全体としてのアンテナパターンが
変動するため、その都度調整、試験を行う必要があり、
保守管理に労力を要していた。In the conventional APAA configured as described above, an external power supply line such as the power supply cable 17 is required for each transmission / reception module 5, and each transmission / reception module 5 is mounted. Since they were arranged in an array so that the surfaces were the same or parallel to each other, there was a limit to the high density of module mounting, and mass productivity was poor. In the antenna pattern test, correction data may be calculated using a means for recording data such as the antenna pattern of each element antenna 9 in advance. However, a large number of ROMs are used to adjust the antenna pattern of the entire array. In addition, it takes time to adjust the antenna pattern of each element antenna 9 to form the optimum pattern for the entire array.
Further, when one transmitting / receiving module 5 fails, the antenna pattern as a whole changes by exchanging the modules, so it is necessary to adjust and test each time.
It took effort to maintain and manage.
【0004】一方、多数の電気部品を少ないスペースに
効率よく実装する方法として、例えば特開平7−294
790号公報では、図13に示すように複数の電気部品
18a〜18hが実装されたフレキシブルプリント基板
30を多角形の環状に折り曲げた状態でレンズ鏡筒31
内の内壁面に沿って収納した実装構造を採用した撮影光
学系の装置が提示されている。この例では、帯状のフレ
キシブルプリント基板30に予め複数の電気部品18a
〜18hをハンダリフロー等により自動で実装配線した
ものを略多角形状に折り曲げ、筐体であるレンズ鏡筒3
1の内壁面及び台座32の外周部に沿って収納してい
る。しかしながら、この方法では、フレキシブルな状態
のままで電気部品18a〜18hを実装した後、折り曲
げて挿入収納しているため、質量の大きい電気部品を実
装すると、電気部品とフレキシブルプリント基板30の
接合部にクラックが入りやすく接合信頼性が悪いという
問題があった。また、折り曲げて挿入収納するために、
電気部品の中に入出力コネクタがあった場合その位置精
度が低く、さらに、フレキシブルプリント基板30の固
定が不十分であるため、RFコネクタを接続する場合に
十分な接続強度が取れないという問題もあった。On the other hand, as a method for efficiently mounting a large number of electric components in a small space, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-294.
In Japanese Patent Publication No. 790, a lens barrel 31 is formed in a state in which a flexible printed circuit board 30 on which a plurality of electric components 18a to 18h are mounted is bent into a polygonal ring as shown in FIG.
An apparatus of a photographing optical system that employs a mounting structure that is housed along the inner wall surface of the inside is presented. In this example, a plurality of electric components 18a are previously provided on the strip-shaped flexible printed circuit board 30.
A lens barrel 3 which is a housing is formed by automatically mounting and wiring ~ 18h by solder reflow or the like and bending it into a substantially polygonal shape.
It is stored along the inner wall surface of No. 1 and the outer peripheral portion of the pedestal 32. However, in this method, since the electric components 18a to 18h are mounted in a flexible state and then folded and inserted and housed, when a large-mass electric component is mounted, the joint between the electric component and the flexible printed board 30 is mounted. There was a problem that cracks tended to occur and the joint reliability was poor. Also, in order to bend and insert,
If there is an input / output connector in the electric component, its positional accuracy is low, and further, since the flexible printed circuit board 30 is not firmly fixed, there is a problem that sufficient connection strength cannot be obtained when connecting the RF connector. there were.
【0005】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、APAAにおいて個々の送受信モ
ジュールへの給電線の低減による実装の高密度化とモジ
ュール組立、モジュール交換の容易化およびアンテナパ
ターン試験の簡略化を図り、量産性および保守性を向上
することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and in APAA, the mounting density is increased and the module is assembled and the module is easily replaced by reducing the power supply line to each transmitting and receiving module. The objective is to simplify the antenna pattern test and improve mass productivity and maintainability.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係わるアクティ
ブフェーズドアレイアンテナは、複数の素子アンテナが
アレイ状に配置され、各々の素子アンテナに取り付けら
れた送受信モジュールにより各々の素子アンテナから放
射される電波の位相を制御し、アンテナ全体としての合
成ビームを任意の方向に放射するアクティブフェーズド
アレイアンテナであって、送受信モジュールが実装され
る配線基板と、配線基板が固定されるキャリアとを備
え、キャリアは、x個(x≧3)の支持面が環状に繋が
った周面を有し、前記各々の支持面に配線基板が固定さ
れ、各々の配線基板上に少なくとも1個の送受信モジュ
ールが実装されているものである。また、複数の素子ア
ンテナがアレイ状に配置され、各々の素子アンテナに取
り付けられた送受信モジュールにより各々の素子アンテ
ナから放射される電波の位相を制御し、アンテナ全体と
しての合成ビームを任意の方向に放射するアクティブフ
ェーズドアレイアンテナであって、送受信モジュールが
実装される配線基板と、配線基板が固定されるキャリア
とを備え、キャリアは、x個(x≧3)の支持面が環状
に繋がった周面を有し、前記各々の支持面に配線基板が
固定され、各々の配線基板に対して少なくとも1個の素
子アンテナが配置され、各々の素子アンテナは配線基板
上に実装された送受信モジュールに接続されているもの
である。また、配線基板は、フレキシブルプリント基板
であり、キャリアの周面外周に巻き付けられ、導電性接
着材により固定されているものである。さらに、キャリ
アは、送受信モジュールからの発熱を冷却する手段を備
えているものである。An active phased array antenna according to the present invention has a plurality of element antennas arranged in an array and a radio wave radiated from each element antenna by a transmitting / receiving module attached to each element antenna. It is an active phased array antenna that controls the phase of the antenna and radiates a synthetic beam as an entire antenna in an arbitrary direction. The active phased array antenna includes a wiring board on which a transceiver module is mounted and a carrier to which the wiring board is fixed. , X (x ≧ 3) supporting surfaces have a peripheral surface connected in an annular shape, a wiring board is fixed to each of the supporting surfaces, and at least one transceiver module is mounted on each wiring board. There is something. In addition, a plurality of element antennas are arranged in an array, and the phase of the radio wave radiated from each element antenna is controlled by the transmission / reception module attached to each element antenna, and the combined beam of the entire antenna is directed in any direction. An active phased array antenna for radiating, comprising: a wiring board on which a transmission / reception module is mounted; and a carrier to which the wiring board is fixed. The carrier has a circumference in which x (x ≧ 3) support surfaces are annularly connected. A wiring board is fixed to each of the supporting surfaces, at least one element antenna is arranged for each wiring board, and each element antenna is connected to a transceiver module mounted on the wiring board. It has been done. The wiring board is a flexible printed board, which is wrapped around the outer circumference of the carrier and fixed by a conductive adhesive. Further, the carrier is provided with means for cooling the heat generated from the transmitting / receiving module.
【0007】また、複数の送受信モジュールは、1つの
給電コネクタから供給された電力を分配回路により分配
したものをそれぞれ供給されているものである。さら
に、キャリアは、支持面の数及びキャリア径が互いに等
しい第1、第2の二つのキャリアより構成され、第1の
キャリアは分配回路及びドライバ機能を有する送受信モ
ジュールを有し、第2のキャリアはパワー増幅機能を有
する送受信モジュール及び素子アンテナを有しており、
さらに第1、第2のキャリアは、互いの回転中心軸を合
わせることにより勘合する複数の給電コネクタをそれぞ
れ具備しているものである。また、複数の送受信モジュ
ールは、各々が実装された配線基板面毎に設けられた給
電コネクタによりそれぞれ電力を供給されているもので
ある。また、配線基板は、データを記録するROMを有
し、複数の素子アンテナのアンテナパターンの位相と利
得から得られる位相補正データやアンテナパターンデー
タ等をROMに保管したものである。Further, the plurality of transmission / reception modules are respectively supplied with the power supplied from one power supply connector distributed by the distribution circuit. Further, the carrier is composed of first and second carriers having the same number of support surfaces and the same carrier diameter, the first carrier having a transmitter / receiver module having a distribution circuit and a driver function, and the second carrier. Has a transmitting and receiving module with power amplification function and element antenna,
Furthermore, the first and second carriers are respectively provided with a plurality of power supply connectors that are fitted together by aligning their rotation center axes. Further, the plurality of transmission / reception modules are each supplied with electric power by a power supply connector provided on each surface of the wiring board on which the respective transmission / reception modules are mounted. The wiring board has a ROM for recording data, and the phase correction data and antenna pattern data obtained from the phases and gains of the antenna patterns of the plurality of element antennas are stored in the ROM.
【0008】また、本発明に係わるアクティブフェーズ
ドアレイアンテナの送受信モジュール実装方法は、複数
の素子アンテナがアレイ状に配置され各々の素子アンテ
ナに取り付けられた送受信モジュールにより各々の素子
アンテナから放射される電波の位相を制御し、アンテナ
全体としての合成ビームを任意の方向に放射するアクテ
ィブフェーズドアレイアンテナの送受信モジュール実装
方法であって、所望の配線パターンが予め形成されたフ
レキシブルプリント基板をx個(x≧3)の支持面が環
状に繋がった周面を有するキャリアの周面外周に沿って
巻き付け固定する工程と、キャリアの1つの支持面に対
してフレキシブルプリント基板に形成された配線パター
ンと送受信モジュールの接合を行う工程と、キャリアを
所定の角度だけ回転させ次の支持面に対してフレキシブ
ルプリント基板に形成された配線パターンと送受信モジ
ュールの接合を行う工程を含んで実装するようにしたも
のである。Further, according to the method for mounting a transceiver module of an active phased array antenna according to the present invention, a plurality of element antennas are arranged in an array, and a radio wave radiated from each element antenna by the transceiver module attached to each element antenna. Is a method for mounting a transceiver module of an active phased array antenna that controls the phase of the antenna and radiates a combined beam of the entire antenna in an arbitrary direction, and includes x (x ≧ x) flexible printed circuit boards on which desired wiring patterns are formed in advance. 3) A step of winding and fixing along the outer periphery of the carrier having a peripheral surface in which the supporting surface is connected in an annular shape, a wiring pattern formed on the flexible printed circuit board with respect to one supporting surface of the carrier, and a transceiver module. The process of joining and rotating the carrier at a specified angle. It is obtained so as to implement include the step of performing bonding of a flexible printed wiring pattern formed on the substrate and the transceiver module to the next supporting surface is.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下に、本発明の
実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明
の実施の形態1におけるアクティブフェーズドアレイア
ンテナ(以下APAAと称す)を構成する単位素子モジ
ュールを示す斜視図である。本実施の形態における単位
素子モジュール1は、主に金属製のキャリア2とこれに
固定される配線基板3、及び配線基板3に実装される複
数の送受信モジュール5と各々の送受信モジュール5に
より制御される素子アンテナ9より構成される。キャリ
ア2は、例えば正三角形状をした三角筒体20で構成さ
れており、3つの支持面である矩形の平面2a、2b、
2cが環状に繋がった周面20Aを有する。また、周面
20Aは正三角形の各頂点に位置する頂部2d、2e、
2fを含み、平面2a、2b、2cはこの各頂部2d、
2e、2fの間にそれらを結ぶように形成されている。
この周面20A外周の各々の平面2a、2b、2cに予
め配線パターン4が形成された配線基板3が固定されて
いる。なお、頂部2d、2e、2fは図1に示すように
尖っている必要はなく、丸みを帯びていてもよい。さら
に、キャリア2の内部は空洞となっており、その周面2
0Aの内周表面には図示しない放熱フィンを有し、さら
に周面20Aの厚み方向には図示しない冷却水の通路や
通風口を有するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing a unit element module constituting an active phased array antenna (hereinafter referred to as APAA) according to Embodiment 1 of the present invention. The unit element module 1 according to the present embodiment is mainly controlled by a carrier 2 made of metal, a wiring board 3 fixed to the carrier 2, a plurality of transmission / reception modules 5 mounted on the wiring board 3 and each transmission / reception module 5. The element antenna 9 is used. The carrier 2 is composed of, for example, a triangular tubular body 20 in the shape of an equilateral triangle, and has three flat supporting surfaces, that is, rectangular flat surfaces 2 a, 2 b,
2c has a peripheral surface 20A connected in an annular shape. In addition, the peripheral surface 20A has apex portions 2d, 2e,
2f, the planes 2a, 2b, 2c have their respective tops 2d,
It is formed so as to connect them between 2e and 2f.
The wiring board 3 on which the wiring pattern 4 is formed in advance is fixed to each of the flat surfaces 2a, 2b, 2c on the outer circumference of the peripheral surface 20A. The tops 2d, 2e, 2f do not have to be sharp as shown in FIG. 1 and may be rounded. Furthermore, the inside of the carrier 2 is hollow, and its peripheral surface 2
The inner peripheral surface of 0A has radiating fins (not shown), and further has cooling water passages and ventilation ports (not shown) in the thickness direction of the peripheral surface 20A.
【0010】本実施の形態における配線基板3は、キャ
リア2の三つの平面2a、2b、2cに対応する部分が
一体となったフレキシブルプリント基板シートであり、
キャリア2の周面20Aの外周に巻き付けられ、導電性
接着材、半田またはねじにより固定されている。ただ
し、配線基板3は各々の平面毎に分割されていてケーブ
ルにより配線されていてもよい。キャリア2の各々の平
面2a、2b、2cに固定された配線基板3には、それ
ぞれの面に少なくとも1個の送受信モジュール5が実装
されており、本実施の形態では合計3個の送受信モジュ
ール5が実装されている。送受信モジュール5は、半導
体増幅器や移相器等のアクティブ素子を有するもので、
各々の素子アンテナ9に対応して取り付けられ、各々の
素子アンテナ9から放射される電波の振幅及び位相を制
御してアンテナ全体としての合成ビームを任意の方向に
放射するものである。また、素子アンテナ9の送信・受
信の切替も、この送受信モジュール5内部のスイッチに
より行われれる。送受信モジュール5からの発熱は、キ
ャリア2に設けられた前述の冷却手段により放熱、冷却
される。The wiring board 3 in the present embodiment is a flexible printed board sheet in which the portions corresponding to the three planes 2a, 2b, 2c of the carrier 2 are integrated,
It is wound around the outer periphery of the peripheral surface 20A of the carrier 2 and fixed by a conductive adhesive, solder or screws. However, the wiring board 3 may be divided for each plane and wired by a cable. At least one transmission / reception module 5 is mounted on each surface of the wiring board 3 fixed to each plane 2a, 2b, 2c of the carrier 2, and in this embodiment, a total of three transmission / reception modules 5 are mounted. Has been implemented. The transceiver module 5 has active elements such as a semiconductor amplifier and a phase shifter,
It is attached corresponding to each element antenna 9 and controls the amplitude and phase of the radio wave radiated from each element antenna 9 to radiate a synthetic beam as the entire antenna in an arbitrary direction. Switching between transmission and reception of the element antenna 9 is also performed by a switch inside the transmission / reception module 5. The heat generated from the transmission / reception module 5 is dissipated and cooled by the aforementioned cooling means provided on the carrier 2.
【0011】また、本実施の形態では、各々の素子アン
テナ9に対応する3つのRFコネクタ7も、平面2a、
2b、2c上の配線基板3にそれぞれ実装されている。
すなわち、各々の配線基板3に対してそれぞれ1個、合
計3個の素子アンテナ9が配置されている。さらに、キ
ャリア2の素子アンテナ9と反対側の面には分配回路基
板6が取り付けられている。分配回路基板6は、正三角
形状の回路基板であり、三角筒体20の一方の開口部端
部を塞ぐように、三角筒体20に取り付けられている。
この分配回路基板6の外側表面にはRFコネクタ7と電
源・制御端子8が各1つずつ設けられ、内側表面(キャ
リア2内部)には図示しない分配回路が設けられてい
る。すなわち、3つの送受信モジュール5には、1つの
RFコネクタ7と電源・制御端子8から供給された電力
及び信号を分配回路により3分配したものがそれぞれ供
給されている。図2は、本実施の形態における単位素子
モジュール1を規則的に配列して構成されたAPAAを
示す模式図である。この配置例では、各々の三角筒体2
0の正三角形の中心を結ぶ線が正三角形となるように各
単位素子モジュール1を配置している。Further, in this embodiment, the three RF connectors 7 corresponding to the respective element antennas 9 also have the planes 2a,
They are mounted on the wiring boards 3 on 2b and 2c, respectively.
That is, one element antenna 9 is arranged for each wiring board 3, and a total of three element antennas 9 are arranged. Further, a distribution circuit board 6 is attached to the surface of the carrier 2 opposite to the element antenna 9. The distribution circuit board 6 is an equilateral triangular circuit board, and is attached to the triangular tube body 20 so as to close one opening end of the triangular tube body 20.
One RF connector 7 and one power supply / control terminal 8 are provided on the outer surface of the distribution circuit board 6, and a distribution circuit (not shown) is provided on the inner surface (inside the carrier 2). That is, the three transmission / reception modules 5 are respectively supplied with the power and signals supplied from one RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 divided into three by the distribution circuit. FIG. 2 is a schematic diagram showing an APAA configured by regularly arranging the unit element modules 1 according to the present embodiment. In this arrangement example, each triangular cylinder 2
The unit element modules 1 are arranged so that the line connecting the centers of the equilateral triangles of 0 is a regular triangle.
【0012】次に、素子アンテナ9の間隔とビームの形
成について図3を用いて説明する。各々の素子アンテナ
9から放射される電波(単独ビーム21)から合成され
る合成ビームの波面を任意の方向に向けるためには、各
々の素子アンテナ9からの単独ビーム21に位相差22
を持たせ、任意の方向へ向く等位相面23を形成する。
なお、図中、24は合成ビームの方向を示している。こ
の時、隣り合う素子アンテナ9から放射される単独ビー
ム21の位相差22は180度以下であることが必要で
ある(180度以上の場合、隣り合う素子アンテナ9か
ら放射される電波は互いに打ち消し合う)。従って、隣
り合う素子アンテナ9の間隔25は、所望の周波数にお
いて半波長以下であり、且つ全体のアンテナ素子9の数
と出力電力により所望の実効放射電力と放射パターンが
得られるように決定される。また、メインローブ以外の
不要なサイドローブを低減しようとすると、素子アンテ
ナ9の配置はさらに制約される。Next, the spacing between the element antennas 9 and the beam formation will be described with reference to FIG. In order to direct the wavefront of the combined beam composed of the radio waves (single beam 21) radiated from each element antenna 9 to an arbitrary direction, the phase difference 22 is added to the individual beam 21 from each element antenna 9.
To form an equiphase surface 23 that faces in any direction.
In the figure, 24 indicates the direction of the combined beam. At this time, the phase difference 22 of the individual beams 21 emitted from the adjacent element antennas 9 needs to be 180 degrees or less (in the case of 180 degrees or more, the radio waves emitted from the adjacent element antennas 9 cancel each other out). Fit). Therefore, the distance 25 between the adjacent element antennas 9 is determined to be equal to or less than a half wavelength at a desired frequency, and the desired effective radiation power and radiation pattern can be obtained by the total number of antenna elements 9 and the output power. . Further, if it is attempted to reduce unnecessary side lobes other than the main lobe, the arrangement of the element antenna 9 is further restricted.
【0013】本実施の形態における単位素子モジュール
1の組立方法及び送受信モジュール5の実装方法につい
て、図4を用いて説明する。まず、金属製のキャリア2
の周面20A外周に沿って所望の配線パターン4が予め
形成されたフレキシブルプリント基板等の単層あるいは
多層の配線基板3を巻き付け、所望の放熱特性が得られ
る導電性接着材または半田等により配線基板3をキャリ
ア2に接合し固定する(図中)。なお、図4では多層
の配線基板3を示している。次に、RFコネクタ7及び
電源・制御端子8が予め取りつけられた分配回路基板6
をキャリア2の一方の開口部端部に取りつける(図中
)。続いて、キャリア2の1つの平面(例えば平面2
a)に対して配線基板3に形成された送受信モジュール
実装用パッド4aと送受信モジュール5の接合を行う
(図中)。図4では、金バンプによるフリップチップ
実装で送受信モジュール実装用パッド4aと送受信モジ
ュール5の端子を接合する例を示しているが、接合方法
は汎用的なBGA(ボールグリッドアレイ)、PGA
(ピングリッドアレイ)またはACF(異方性導電
膜)、金ワイヤ等の接合方法を用いても良い。さらに、
固定強度や放熱のための接触圧が必要な場合は送受信モ
ジュール5のケースをネジ止めしたり、アンダーフィル
による補強を併用する。1つの平面2aに対する実装が
終われば、キャリア2を所定の角度だけ回転させ(図中
)、次の平面(2bまたは2c)に対しても同様に、
配線基板3に形成された送受信モジュール実装用パッド
4aと送受信モジュール5の接合を行う。この方法によ
れば、実装面が常に同じ方向となるため、自装機による
量産化が容易に行える。さらに、この工程において同時
に配線基板3と分配回路基板6との電気的な接続も実施
する。A method of assembling the unit element module 1 and a method of mounting the transmitting / receiving module 5 according to this embodiment will be described with reference to FIG. First, the metal carrier 2
A single-layer or multi-layer wiring substrate 3 such as a flexible printed circuit board, on which a desired wiring pattern 4 is formed in advance, is wound along the outer circumference of the peripheral surface 20A, and wiring is performed with a conductive adhesive material or solder or the like that can obtain desired heat dissipation characteristics. The substrate 3 is bonded and fixed to the carrier 2 (in the figure). Note that FIG. 4 shows the multilayer wiring board 3. Next, the distribution circuit board 6 to which the RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 are previously attached
Is attached to one opening end of the carrier 2 (in the figure). Then, one plane of the carrier 2 (eg plane 2
For a), the transmitter / receiver module mounting pad 4a formed on the wiring board 3 and the transmitter / receiver module 5 are joined (in the figure). Although FIG. 4 shows an example in which the transmitter / receiver module mounting pad 4a and the terminals of the transmitter / receiver module 5 are joined by flip chip mounting using gold bumps, the joining method is a general-purpose BGA (ball grid array) or PGA.
(Pin grid array) or ACF (anisotropic conductive film), gold wire or the like may be used. further,
When the fixing strength or the contact pressure for heat dissipation is required, the case of the transmission / reception module 5 is screwed or reinforcement by underfill is also used. When the mounting on one plane 2a is completed, the carrier 2 is rotated by a predetermined angle (in the figure), and similarly for the next plane (2b or 2c).
The transceiver module mounting pad 4a formed on the wiring board 3 and the transceiver module 5 are joined. According to this method, since the mounting surface is always in the same direction, mass production by a self-mounting machine can be easily performed. Furthermore, in this step, the wiring board 3 and the distribution circuit board 6 are electrically connected at the same time.
【0014】以上のように、本実施の形態における単位
素子モジュール1によれば、3個の平面2a、2b、2
cが環状に繋がった周面20Aを有する三角筒体20よ
り構成されるキャリア2を備え、このキャリア2の周面
20A外周の各々の平面2a、2b、2cに配線基板3
を固定し、各々の配線基板3上に少なくとも各々1個の
送受信モジュール5及び素子アンテナ9用のRFコネク
タ7を実装することにより、全体でのアレイ配置をする
際に素子アンテナ9間の位置合わせが容易になり、アレ
イ組立作業が簡略化される。また、冷却構造も含めた単
位での交換作業ができるため保守性も向上する。さら
に、各々の送受信モジュール5の配置面が立体的に異な
るため、修理により送受信モジュール5を交換する際の
熱等のストレスが軽減され、信頼性の確保が可能とな
る。また、1つの外部給電線から複数の送受信モジュー
ル5に電力、信号を供給するための分配回路を備えてい
るため、各々の送受信モジュール5に対してRFコネク
タ7と電源・制御端子8をそれぞれ設けていた従来構造
に比べて外部給電線を削減することができ、実装の高密
度化及び保守性の向上が図られる。また、配線基板3で
あるフレキシブルプリント基板をキャリア2に固定した
後で送受信モジュール5等の電気部品を実装するため、
配線基板3と電気部品の接合信頼性が高く、図13に示
した従来例に比べて入出力コネクタの位置精度も高くな
り、RFコネクタを接続する場合にも十分な接続強度が
得られる。また、1つの平面2aに対する送受信モジュ
ール5の実装を行った後、キャリア2を所定の角度だけ
回転させて次の平面(2bまたは2c)に対して同様に
実装することにより、実装面が常に同じ方向となるた
め、自装機による量産化が容易に行える。As described above, according to the unit element module 1 of this embodiment, the three planes 2a, 2b, 2
The carrier 2 includes a triangular cylindrical body 20 having a peripheral surface 20A in which c is connected in an annular shape, and the wiring board 3 is provided on each of the flat surfaces 2a, 2b, and 2c on the outer periphery of the peripheral surface 20A of the carrier 2.
By fixing at least one transmitting / receiving module 5 and each RF connector 7 for the element antenna 9 on each wiring board 3, the alignment between the element antennas 9 is performed when the array is arranged as a whole. And the array assembling work is simplified. In addition, maintenance work is improved because replacement work can be performed in units including the cooling structure. Furthermore, since the arrangement surfaces of the respective transmission / reception modules 5 are three-dimensionally different, stress such as heat when replacing the transmission / reception modules 5 for repair is reduced, and reliability can be ensured. Since a distribution circuit for supplying electric power and signals to a plurality of transmission / reception modules 5 from one external power supply line is provided, an RF connector 7 and a power supply / control terminal 8 are provided for each transmission / reception module 5. As compared with the conventional structure, the number of external power supply lines can be reduced, and the packaging density and the maintainability can be improved. In addition, since the flexible printed circuit board, which is the wiring board 3, is fixed to the carrier 2, electrical components such as the transmission / reception module 5 are mounted,
The reliability of joining the wiring board 3 and the electric component is high, the positional accuracy of the input / output connector is higher than that of the conventional example shown in FIG. 13, and sufficient connection strength can be obtained even when the RF connector is connected. Further, after mounting the transmitting / receiving module 5 on one plane 2a, the carrier 2 is rotated by a predetermined angle and similarly mounted on the next plane (2b or 2c), so that the mounting surface is always the same. Since this is the direction, mass production with a self-mounting machine can be easily performed.
【0015】実施の形態2.図5は、本発明の実施の形
態2におけるAPAAを構成する単位素子モジュールを
示す斜視図である。なお、図中、同一、相当部分には同
一符号を付し説明を省略する。前記実施の形態1では、
キャリア2は3つの平面2a、2b、2cを有する三角
筒体20より構成されていたが、本実施の形態における
単位素子モジュール1aでは、キャリア200が6つの
平面(符号は省略する)を有する六角筒体(符号は省略
する)より構成される。キャリア200の各々の平面に
固定された配線基板3には、それぞれの面に少なくとも
1個の送受信モジュール5が実装されており、本実施の
形態では合計6個の送受信モジュール5が実装されてい
る。さらに、各々の配線基板3に対してそれぞれ1個、
合計6個の素子アンテナ9が配置されている。また、分
配回路基板6は、正六角形状の回路基板であり、六角筒
体の一方の開口部端部を塞ぐように、六角筒体に取り付
けられている。なお、本実施の形態における単位素子モ
ジュール1aのその他の構成部品や組立方法及び送受信
モジュール5の実装方法については、前記実施の形態1
と同様であるため説明を省略する。このようにキャリア
2の形状を多角形の筒状とすることで、さらに外部給電
線の削減ができるとともに、組立てのタクト時間やアレ
イでの交換作業が簡略化できる。また、単位素子モジュ
ール1aとしての出力電力、ゲイン等の性能でスペック
を規定することにより、送受信モジュール5単体の性能
のばらつきを組合せにより吸収できるため、送受信モジ
ュール5の歩留が向上すると共に単位素子モジュール1
aとしての性能のばらつきも低減でき、APAA全体で
の性能も平均化される。これにより、修理のため単位素
子モジュール1aを交換する際も、APAA全体への影
響は低減される効果もある。なお、本実施の形態ではキ
ャリア200を六角筒体としたが、平面の数は特に限定
されるものではない。Embodiment 2. FIG. 5 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to the second embodiment of the present invention. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the first embodiment,
Although the carrier 2 is composed of the triangular tubular body 20 having three planes 2a, 2b, and 2c, in the unit element module 1a according to the present embodiment, the carrier 200 has a hexagonal shape having six planes (reference numerals are omitted). It is composed of a cylindrical body (reference numeral is omitted). At least one transceiver module 5 is mounted on each surface of the wiring board 3 fixed to each plane of the carrier 200, and a total of six transceiver modules 5 are mounted in this embodiment. . Furthermore, one for each wiring board 3,
A total of 6 element antennas 9 are arranged. The distribution circuit board 6 is a regular hexagonal circuit board, and is attached to the hexagonal cylinder so as to close one end of the opening of the hexagonal cylinder. The other components of the unit element module 1a and the assembling method and the mounting method of the transmitting / receiving module 5 in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
The description is omitted because it is similar to. By thus forming the carrier 2 in the shape of a polygonal cylinder, the number of external power supply lines can be further reduced, and the tact time for assembly and the replacement work in the array can be simplified. Further, by defining the specifications in terms of performance such as output power and gain as the unit element module 1a, it is possible to absorb variations in the performance of the transmission / reception module 5 alone by the combination, so that the yield of the transmission / reception module 5 is improved and the unit element is improved. Module 1
The variation in the performance as a can be reduced, and the performance of the entire APAA can be averaged. As a result, even when the unit element module 1a is replaced for repair, the effect on the entire APAA is reduced. Although the carrier 200 is a hexagonal cylinder in the present embodiment, the number of planes is not particularly limited.
【0016】実施の形態3.図6は、本発明の実施の形
態3におけるAPAAを構成する単位素子モジュールを
示す斜視図である。図において10はキャリア2の内周
表面に設けられた放熱フィンであり、図では一面にのみ
設けているが、実際には他の二面にも同様に設けられて
いる。なお、図中、同一、相当部分には同一符号を付し
説明を省略する。本実施の形態における単位素子モジュ
ール1bは、前記実施の形態1の変形例であり、キャリ
ア2に分配回路基板6(図1または図4参照)を取り付
けず、配線基板3表層または内層に分配回路(図示せ
ず)を設けたものである。RFコネクタ7及び電源・制
御端子8は、キャリア2のいずれかの平面上に固定され
た配線基板3に取り付けられる。なお、RFコネクタ7
及び電源・制御端子8は、配線基板3に対して垂直方向
に取り付けてもよい。このように、分配回路基板6を取
り付けない構造とすることで、単位素子モジュール1b
の組立が簡単になり加工性が改善される。また、キャリ
ア2の内部が完全に空洞となるため、放熱フィン10を
拡大する等して空冷性能を向上させることも可能であ
る。Embodiment 3. FIG. 6 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to the third embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a heat radiation fin provided on the inner peripheral surface of the carrier 2. Although it is provided on only one surface in the figure, it is actually provided on the other two surfaces as well. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The unit element module 1b in the present embodiment is a modification of the first embodiment, in which the distribution circuit board 6 (see FIG. 1 or FIG. 4) is not attached to the carrier 2 and the distribution circuit is provided in the surface layer or the inner layer of the wiring board 3. (Not shown). The RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 are attached to the wiring board 3 fixed on any plane of the carrier 2. The RF connector 7
The power supply / control terminal 8 may be attached to the wiring board 3 in the vertical direction. In this way, the unit element module 1b is configured by adopting a structure in which the distribution circuit board 6 is not attached.
Assembly is simplified and workability is improved. Further, since the inside of the carrier 2 is completely hollow, it is possible to improve the air cooling performance by enlarging the heat radiation fins 10 or the like.
【0017】実施の形態4.図7は、本発明の実施の形
態4におけるAPAAを構成する単位素子モジュールを
示す斜視図である。なお、図中、同一、相当部分には同
一符号を付し説明を省略する。本実施の形態における単
位素子モジュール1cは、前記実施の形態3の変形例で
あり、キャリア2に分配回路基板6(図1または図4参
照)を取り付けず、さらに配線基板3にも分配回路を設
けていない。すなわち、各々の送受信モジュール5は、
各々が実装された配線基板3面毎に設けられたRFコネ
クタ7及び電源・制御端子8によりそれぞれ電力及び信
号を供給されている。このような構造では、外部給電線
の低減を図ることはできないが、分配がいらないため分
配回路が不要であり、キャリア2の内部が完全に空洞と
なる。そのため放熱フィン10を拡大する等して空冷性
能を向上させることができる。また、各々の送受信モジ
ュール5にRFコネクタ7及び電源・制御端子8が接続
されているので、各々の送受信モジュール5毎に入出力
レベルの制御をすることが可能となる。Embodiment 4. FIG. 7 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to the fourth embodiment of the present invention. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The unit element module 1c in the present embodiment is a modified example of the third embodiment, in which the distribution circuit board 6 (see FIG. 1 or FIG. 4) is not attached to the carrier 2, and the distribution circuit is also provided in the wiring board 3. Not provided. That is, each transmitting / receiving module 5
Electric power and signals are supplied from an RF connector 7 and a power supply / control terminal 8 provided for each surface of the wiring board 3 on which they are mounted. With such a structure, it is not possible to reduce the number of external power supply lines, but since distribution is not required, a distribution circuit is unnecessary and the inside of the carrier 2 is completely hollow. Therefore, the air-cooling performance can be improved by, for example, enlarging the radiation fin 10. Further, since the RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 are connected to each transmission / reception module 5, it becomes possible to control the input / output level for each transmission / reception module 5.
【0018】実施の形態5.図8は、本発明の実施の形
態5における単位素子モジュールの放射パターン測定状
態を示す構成図である。図において、11はデータを記
憶するROM、12はアンテナパターン、13はアンテ
ナパターン測定用受信機を示している。なお、図中、同
一、相当部分には同一符号を付し説明を省略する。本実
施の形態における単位素子モジュール1(または1a、
1b、1c。以後代表して1のみを記す)は、配線基板
3の表層または内層にデータを記録するROM11が取
り付けられている。単位素子モジュール1の複数の素子
アンテナ9から放射されるアンテナパターン13をアン
テナパターン測定用受信機13により測定し、このアン
テナパターン13の位相と利得から得られる位相補正デ
ータやアンテナパターンデータ等をROM11に保管す
る。これらの単位素子モジュール1をAPAAとして使
用する際に、ROM11に記録されたデータを用いて、
アレイ全体として最適な放射パターンを形成する。本実
施の形態によれば、単位素子モジュール1としてROM
11を持たせたので、使用するROM数を少なくし、補
正データ量を少なくしながら、アレイ全体としてのアン
テナパターン試験を簡略化することが可能となる。ま
た、送受信モジュール5を修理、交換する際にも調整が
容易でありAPAA全体への影響も低減される。さら
に、ROM11に位相補正データだけでなく消費電流、
ゲイン等の初期特性を記憶させておき、運用中にそれら
をモニターすることで予防保全に活用することができ、
保守性が向上する。Embodiment 5. FIG. 8 is a configuration diagram showing a radiation pattern measurement state of the unit element module according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a ROM for storing data, 12 is an antenna pattern, and 13 is an antenna pattern measuring receiver. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The unit element module 1 (or 1a, in the present embodiment,
1b, 1c. In the following, only 1 is representatively shown), and the ROM 11 for recording data is attached to the surface layer or the inner layer of the wiring board 3. The antenna pattern 13 radiated from the plurality of element antennas 9 of the unit element module 1 is measured by the antenna pattern measurement receiver 13, and the phase correction data and the antenna pattern data obtained from the phase and gain of the antenna pattern 13 are stored in the ROM 11. Store in. When using these unit element modules 1 as APAA, using the data recorded in the ROM 11,
Form an optimum radiation pattern for the entire array. According to the present embodiment, the unit element module 1 is a ROM
Since 11 is provided, it is possible to simplify the antenna pattern test for the entire array while reducing the number of ROMs used and the amount of correction data. Further, adjustment is easy even when the transmitting / receiving module 5 is repaired or replaced, and the influence on the entire APAA is reduced. Furthermore, not only the phase correction data but also the current consumption in the ROM 11,
You can use it for preventive maintenance by storing initial characteristics such as gain and monitoring them during operation.
Maintainability is improved.
【0019】実施の形態6.図9は、本発明の実施の形
態6におけるAPAAを構成する単位素子モジュールを
示す斜視図である。なお、図中、同一、相当部分には同
一符号を付している。本実施の形態における単位素子モ
ジュール1dは、平面の数及びキャリア径が互いに等し
い第1のキャリア201及び第2のキャリア202の二
つのキャリアより構成されている。第1のキャリア20
1は、分配回路(図示せず)を有する分配回路基板6及
びドライバ機能を有する送受信モジュール5aを有し、
ドライバ段14を形成している。ドライバ段14は、1
つのRFコネクタ7と電源・制御端子8から供給された
電力及び信号を分配回路により各々の送受信モジュール
5aに3分配した構成である。また、第2のキャリア2
02との接続のために各々の平面にはキャリア202側
を向いたRFコネクタ7及び電源・制御端子8がそれぞ
れ設けられている。一方、第2のキャリア202は、パ
ワー増幅機能を有する送受信モジュール5b及び複数の
素子アンテナ9を有し、パワー段15を形成している。
パワー段15には分配回路を設けず、直接ドライバ段1
4のRFコネクタ7及び電源・制御端子8と勘合できる
ように、キャリア201側を向いたRFコネクタ7と電
源・制御端子8が設けられている。このように、ドライ
バ段14とパワー段15にそれぞれ3個ずつ設けられた
RFコネクタ7及び電源・制御端子8は、第1のキャリ
ア201と第2のキャリア202の互いの回転中心軸を
合わせて勘合するように配置されている。Sixth Embodiment FIG. 9 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals. The unit element module 1d in this embodiment is composed of two carriers, a first carrier 201 and a second carrier 202, which have the same number of planes and the same carrier diameter. First carrier 20
1 has a distribution circuit board 6 having a distribution circuit (not shown) and a transmission / reception module 5a having a driver function,
The driver stage 14 is formed. The driver stage 14 is 1
The power and signals supplied from the one RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 are distributed to each of the transmission / reception modules 5a by a distribution circuit. Also, the second carrier 2
An RF connector 7 and a power supply / control terminal 8 facing the carrier 202 side are provided on the respective planes for connection with 02. On the other hand, the second carrier 202 has a transmission / reception module 5b having a power amplification function and a plurality of element antennas 9 to form a power stage 15.
No power distribution circuit is provided in the power stage 15 and the driver stage 1 is directly connected.
The RF connector 7 facing the carrier 201 and the power supply / control terminal 8 are provided so that the RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 of FIG. In this way, the RF connectors 7 and the power supply / control terminals 8 provided in the driver stage 14 and the power stage 15, respectively, are provided so that the center axes of rotation of the first carrier 201 and the second carrier 202 are aligned with each other. It is arranged to fit.
【0020】図10は、本実施の形態における単位素子
モジュール1dの効果を説明するブロック図である。A
PAAの運用中に単位素子モジュール1dのドライバ段
14とパワー段15の双方に故障モジュールが発生した
場合、それらの故障モジュールが直列接続となるように
組み合わせを変更する。図10(a)では、ドライバ段
14の送受信モジュール5aのうち、ドライバ(b)が
故障しており、さらにパワー段15の送受信モジュール
5bのうち、パワーモジュール(a)が故障している。
これにより、2つの素子アンテナ9a、9bが出力なし
となる。そこで、互いに勘合しているドライバ段14と
パワー段15のRFコネクタ7及び電源・制御端子8を
引き抜いて所定の角度回転させ、ドライバ(a)〜
(c)とパワーモジュール(a)〜(c)の組み合わせ
を変えて再び挿入、勘合させる。その結果、図10
(b)に示すように故障モジュールであるドライバ
(b)とパワーモジュール(a)が直列接続され、素子
アンテナ9aのみが出力なしとなる。このように、単位
素子モジュール1dをドライバ段14とパワー段15に
分割することにより、送受信モジュール5a、5bの歩
留まりに対する修理、交換の頻度を低減することができ
る。また、必要なゲイン、出力電力、移相量によりドラ
イバ段14またはパワー段15のみを交換したり、単位
素子モジュール1dそのものを交換することもでき、柔
軟なシステム構成が可能となる。以上のことから、本実
施の形態によれば、送受信モジュール5a、5bの交換
頻度を低減でき、即時的にシステムの機能を維持するこ
とができるため、保守性が向上する。FIG. 10 is a block diagram for explaining the effect of the unit element module 1d in this embodiment. A
When a failure module occurs in both the driver stage 14 and the power stage 15 of the unit element module 1d during the operation of PAA, the combination is changed so that the failure modules are connected in series. In FIG. 10A, the driver (b) of the transceiver module 5a of the driver stage 14 has failed, and the power module (a) of the transceiver module 5b of the power stage 15 has failed.
As a result, the two element antennas 9a and 9b do not output. Therefore, the RF connector 7 and the power supply / control terminal 8 of the driver stage 14 and the power stage 15 which are fitted with each other are pulled out and rotated by a predetermined angle, and the drivers (a) to
Change the combination of (c) and the power modules (a) to (c) and insert and fit again. As a result, FIG.
As shown in (b), the driver (b), which is a defective module, and the power module (a) are connected in series, and only the element antenna 9a does not output. Thus, by dividing the unit element module 1d into the driver stage 14 and the power stage 15, it is possible to reduce the frequency of repairs and replacements with respect to the yield of the transceiver modules 5a and 5b. Further, only the driver stage 14 or the power stage 15 can be replaced or the unit element module 1d itself can be replaced depending on the required gain, output power, and amount of phase shift, and a flexible system configuration is possible. From the above, according to the present embodiment, the frequency of replacement of the transmission / reception modules 5a and 5b can be reduced, and the function of the system can be maintained immediately, so that maintainability is improved.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
素子アンテナがアレイ状に配置され、前記各々の素子ア
ンテナに取り付けられた送受信モジュールにより前記各
々の素子アンテナから放射される電波の位相を制御し、
アンテナ全体としての合成ビームを任意の方向に放射す
るアクティブフェーズドアレイアンテナにおいて、x個
(x≧3)の支持面が環状に繋がった周面を有するキャ
リアの各々の支持面に配線基板を固定し、各々の配線基
板上に少なくとも1個の送受信モジュール及び/または
素子アンテナを実装することにより、全体でのアレイ配
置をする際に素子アンテナ間の位置合わせが容易にな
り、アレイ組立作業が簡略化される。さらに、各々の送
受信モジュールの配置面が立体的に異なるため、修理に
より送受信モジュールを交換する際の熱等のストレスが
軽減され、信頼性の確保が可能となる。As described above, according to the present invention, a plurality of element antennas are arranged in an array, and radio waves radiated from each of the element antennas are transmitted by a transmitting / receiving module attached to each of the element antennas. Control the phase,
In an active phased array antenna that radiates a synthetic beam as an entire antenna in an arbitrary direction, a wiring board is fixed to each support surface of a carrier having a peripheral surface in which x (x ≧ 3) support surfaces are annularly connected. By mounting at least one transmitting / receiving module and / or element antenna on each wiring board, it becomes easy to align the element antennas when arranging the array as a whole, and the array assembling work is simplified. To be done. Further, since the arrangement surfaces of the respective transmission / reception modules are three-dimensionally different, stress such as heat when replacing the transmission / reception modules for repair is reduced, and reliability can be ensured.
【0022】また、配線基板がフレキシブルプリント基
板であり、キャリアの周面外周に巻き付け導電性接着材
により固定するので、各々の支持面毎に分割された配線
基板を用いるよりもキャリアへの固定や互いの電気的接
続が容易であり、組立作業が簡略化される。Further, since the wiring board is a flexible printed board and is wound around the outer periphery of the carrier and fixed by a conductive adhesive, it is fixed to the carrier rather than using a wiring board divided for each supporting surface. It is easy to electrically connect each other and the assembling work is simplified.
【0023】さらに、キャリアは送受信モジュールから
の発熱を冷却する手段を備えているので、冷却構造も含
めた単位での交換作業ができ保守性が向上する。Further, since the carrier is provided with a means for cooling the heat generated from the transmission / reception module, replacement work can be performed in units including the cooling structure, and maintainability is improved.
【0024】また、複数の送受信モジュールに1つの給
電コネクタから供給された電力を分配回路により分配し
て供給することにより、各々の送受信モジュールに対し
て給電コネクタを設けていた従来構造に比べて外部給電
線を削減することができ、実装の高密度化及び保守性の
向上が図られる。Further, the power supplied from one power supply connector is distributed to the plurality of transmission / reception modules and supplied by the distribution circuit, so that the power supply connector is provided for each of the transmission / reception modules, compared to the conventional structure. It is possible to reduce the number of power supply lines, and it is possible to increase the packaging density and improve maintainability.
【0025】さらに、キャリアは、支持面の数及びキャ
リア径が互いに等しい第1、第2の二つのキャリアより
構成され、第1のキャリアは分配回路及びドライバ機能
を有する送受信モジュールを有し、第2のキャリアはパ
ワー増幅機能を有する送受信モジュール及び素子アンテ
ナを有しており、さらに第1、第2のキャリアが互いの
回転中心軸を合わせることにより勘合する給電コネクタ
をそれぞれ具備していることにより、APAAの運用中
に第1、第2のキャリアの双方に故障モジュールが発生
した場合、それらの故障モジュールが直列接続となるよ
うに組み合わせを変更することができるため、送受信モ
ジュールの修理、交換頻度を低減でき、即時的にシステ
ムの機能を維持することができるため保守性が向上す
る。Further, the carrier is composed of first and second carriers having the same number of support surfaces and the same carrier diameter, and the first carrier has a transmission / reception module having a distribution circuit and a driver function. The second carrier has a transmission / reception module having a power amplification function and an element antenna, and further, each of the first and second carriers has a power supply connector which is fitted by aligning their rotation center axes. , If a failure module occurs in both the first and second carriers during APAA operation, the combination can be changed so that these failure modules are connected in series. Can be reduced and the function of the system can be maintained instantly, improving maintainability.
【0026】また、複数の送受信モジュールに各々が実
装された配線基板面毎に設けられた給電コネクタにより
それぞれ電力を供給することにより、分配回路が不要と
なり、キャリア内部が完全に空洞となるため、放熱フィ
ン等の冷却手段を拡大する等して空冷性能を向上させる
ことができる。また、各々の送受信モジュールに給電コ
ネクタが接続されているので、各々の送受信モジュール
毎に入出力レベルの制御をすることが可能となる。Further, since a power supply connector provided on each surface of a wiring board on which a plurality of transmission / reception modules are mounted respectively supplies electric power, a distribution circuit is not required and the inside of the carrier is completely hollow. The air cooling performance can be improved by, for example, expanding the cooling means such as the radiation fins. Further, since the power feeding connector is connected to each transmission / reception module, it becomes possible to control the input / output level for each transmission / reception module.
【0027】また、配線基板がデータを記録するROM
を有し、複数の素子アンテナのアンテナパターンの位相
と利得から得られる位相補正データやアンテナパターン
データ等をROMに保管することにより、アレイ全体と
して最適な放射パターンを形成するためのアンテナパタ
ーン試験を簡略化することが可能となり、送受信モジュ
ールの修理、交換の際にも調整が容易である。A ROM in which the wiring board records data
By storing the phase correction data and antenna pattern data obtained from the phases and gains of the antenna patterns of a plurality of element antennas in the ROM, an antenna pattern test for forming an optimum radiation pattern for the entire array can be performed. The simplification is possible, and the adjustment is easy even when the transceiver module is repaired or replaced.
【0028】さらに、所望の配線パターンが予め形成さ
れたフレキシブルプリント基板をキャリアの周面外周に
沿って巻き付け固定し、キャリアの1つの支持面に対し
てフレキシブルプリント基板に形成された配線パターン
と送受信モジュールの接合を行い、その後キャリアを所
定の角度だけ回転させ次の支持面に対してフレキシブル
プリント基板に形成された配線パターンと送受信モジュ
ールの接合を行うことにより、実装面が常に同じ方向と
なるため自装機による量産化が容易に行える。また、フ
レキシブルプリント基板をキャリアに固定した後で送受
信モジュール等の電気部品を実装するため接合信頼性が
高く、実装された入出力コネクタの位置精度も高くな
り、給電コネクタを接続する場合にも十分な接続強度が
得られる。Further, a flexible printed circuit board on which a desired wiring pattern is previously formed is wound and fixed along the outer periphery of the peripheral surface of the carrier, and transmission / reception with the wiring pattern formed on the flexible printed circuit board with respect to one supporting surface of the carrier. Since the module is joined and then the carrier is rotated by a predetermined angle and the wiring pattern formed on the flexible printed board and the transceiver module are joined to the next support surface, the mounting surface is always in the same direction. Easy mass production with a self-mounting machine. In addition, since the flexible printed circuit board is fixed to the carrier and then electrical parts such as the transceiver module are mounted, the bonding reliability is high, the positional accuracy of the mounted I / O connector is also high, and it is also sufficient when connecting the power supply connector. A strong connection strength can be obtained.
【図1】 本発明の実施の形態1におけるAPAAを構
成する単位素子モジュールを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to the first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態1における単位素子モジ
ュールを規則的に配列して構成されたAPAAを示す模
式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an APAA configured by regularly arranging unit element modules according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 素子アンテナ間隔と合成ビームの形成につい
て説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating element antenna spacing and formation of a combined beam.
【図4】 本発明の実施の形態1における端子素子モジ
ュールの組立方法及び送受信モジュールの実装方法を説
明する模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of assembling a terminal element module and a method of mounting a transceiver module according to the first embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の実施の形態2におけるAPAAを構
成する単位素子モジュールを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to the second embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施の形態3におけるAPAAを構
成する単位素子モジュールを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to a third embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施の形態4におけるAPAAを構
成する単位素子モジュールを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の実施の形態5における単位素子モジ
ュールの放射パターンの測定状態を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a measurement state of a radiation pattern of a unit element module according to Embodiment 5 of the present invention.
【図9】 本発明の実施の形態6におけるAPAAを構
成する単位素子モジュールを示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a unit element module constituting APAA in the sixth embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の実施の形態6における単位素子モ
ジュールの効果を説明するブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an effect of the unit element module according to the sixth embodiment of the present invention.
【図11】 従来のAPAAの構成を示す概略図であ
る。FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional APAA.
【図12】 従来の一般的なAPAAの送受信モジュー
ル実装構造を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional transmission / reception module mounting structure of a general APAA.
【図13】 多数の電気部品を少ないスペースに効率よ
く実装した従来のフレキシブルプリント基板を示す断面
図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a conventional flexible printed circuit board in which a large number of electric components are efficiently mounted in a small space.
1、1a、1b、1c、1d 単位素子モジュール、2
キャリア、2a、2b、2c 平面、2d、2e、2
f 頂部、3 配線基板、4 配線パターン、4a 送
受信モジュール実装用パッド、5 送受信モジュール、
5a ドライバ機能を有する送受信モジュール、5b
パワー増幅機能を有する送受信モジュール、6 分配回
路基板、7 RFコネクタ、8 電源・制御端子、9、
9a、9b、9c 素子アンテナ、10 放熱フィン、
11 ROM、12 アンテナパターン、13 アンテ
ナパターン測定用受信機、14 ドライバ段、15 パ
ワー段、16 固定板、17 給電ケーブル、18a〜
18h、電気部品、20 三角筒体、20A 周面、2
1 単独ビーム、22 位相差、23 等位相面、24
合成ビーム方向、25 素子アンテナ間隔、30 フ
レキシブルプリント基板、31 レンズ鏡筒、32 台
座、200 キャリア、201 第1のキャリア、20
2 第2のキャリア。1, 1a, 1b, 1c, 1d Unit element module, 2
Carriers 2a, 2b, 2c Planes, 2d, 2e, 2
f Top part, 3 wiring board, 4 wiring pattern, 4a transceiver pad mounting pad, 5 transceiver module,
5a Transmission / reception module having driver function, 5b
Transmitter / receiver module with power amplification function, 6 distribution circuit boards, 7 RF connectors, 8 power supply / control terminals, 9,
9a, 9b, 9c element antenna, 10 radiating fins,
11 ROM, 12 antenna pattern, 13 receiver for antenna pattern measurement, 14 driver stage, 15 power stage, 16 fixed plate, 17 feeding cable, 18a-
18h, electric parts, 20 triangular tubular body, 20A peripheral surface, 2
1 single beam, 22 phase difference, 23 equal phase plane, 24
Synthetic beam direction, 25 element antenna spacing, 30 flexible printed circuit board, 31 lens barrel, 32 pedestal, 200 carrier, 201 first carrier, 20
2 Second career.
Claims (9)
れ、前記各々の素子アンテナに取り付けられた送受信モ
ジュールにより前記各々の素子アンテナから放射される
電波の位相を制御し、アンテナ全体としての合成ビーム
を任意の方向に放射するアクティブフェーズドアレイア
ンテナであって、前記送受信モジュールが実装される配
線基板と、前記配線基板が固定されるキャリアとを備
え、前記キャリアは、x個(x≧3)の支持面が環状に
繋がった周面を有し、前記各々の支持面に前記配線基板
が固定され、前記各々の配線基板上に少なくとも1個の
前記送受信モジュールが実装されていることを特徴とす
るアクティブフェーズドアレイアンテナ。1. A composite beam as a whole antenna, wherein a plurality of element antennas are arranged in an array, and a phase of radio waves radiated from each of the element antennas is controlled by a transmission / reception module attached to each of the element antennas. Is an active phased array antenna that radiates in an arbitrary direction, comprising: a wiring board on which the transceiver module is mounted; and a carrier to which the wiring board is fixed. The number of carriers is x (x ≧ 3). A supporting surface has a peripheral surface connected in an annular shape, the wiring board is fixed to each of the supporting surfaces, and at least one transceiver module is mounted on each of the wiring boards. Active phased array antenna.
れ、前記各々の素子アンテナに取り付けられた送受信モ
ジュールにより前記各々の素子アンテナから放射される
電波の位相を制御し、アンテナ全体としての合成ビーム
を任意の方向に放射するアクティブフェーズドアレイア
ンテナであって、前記送受信モジュールが実装される配
線基板と、前記配線基板が固定されるキャリアとを備
え、前記キャリアは、x個(x≧3)の支持面が環状に
繋がった周面を有し、前記各々の支持面に前記配線基板
が固定され、前記各々の配線基板に対して少なくとも1
個の前記素子アンテナが配置され、前記各々の素子アン
テナは前記配線基板上に実装された前記送受信モジュー
ルに接続されていることを特徴とするアクティブフェー
ズドアレイアンテナ。2. A plurality of element antennas are arranged in an array, and a transmission / reception module attached to each of the element antennas controls the phase of a radio wave radiated from each of the element antennas, so that a combined beam of the entire antenna is obtained. Is an active phased array antenna that radiates in an arbitrary direction, comprising: a wiring board on which the transceiver module is mounted; and a carrier to which the wiring board is fixed. The number of carriers is x (x ≧ 3). A supporting surface has a peripheral surface connected in an annular shape, the wiring board is fixed to each of the supporting surfaces, and at least 1 is provided for each of the wiring boards.
An active phased array antenna, wherein a plurality of the element antennas are arranged, and each of the element antennas is connected to the transmission / reception module mounted on the wiring board.
基板であり、前記キャリアの前記周面外周に巻き付けら
れ、導電性接着材により固定されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載のアクティブフェーズド
アレイアンテナ。3. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is a flexible printed board, is wound around the outer peripheral surface of the carrier, and is fixed by a conductive adhesive. Active phased array antenna.
からの発熱を冷却する手段を備えていることを特徴とす
る請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のアクティ
ブフェーズドアレイアンテナ。4. The active phased array antenna according to claim 1, wherein the carrier includes means for cooling the heat generated from the transceiver module.
給電コネクタから供給された電力を分配回路により分配
したものをそれぞれ供給されていることを特徴とする請
求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のアクティブフ
ェーズドアレイアンテナ。5. The plurality of transmission / reception modules are each supplied with the power supplied from one power supply connector, which is distributed by a distribution circuit. An active phased array antenna according to the paragraph.
ャリア径が互いに等しい第1、第2の二つのキャリアよ
り構成され、前記第1のキャリアは前記分配回路及びド
ライバ機能を有する前記送受信モジュールを有し、前記
第2のキャリアはパワー増幅機能を有する前記送受信モ
ジュール及び前記素子アンテナを有しており、さらに前
記第1、第2のキャリアは、互いの回転中心軸を合わせ
ることにより勘合する複数の給電コネクタをそれぞれ具
備していることを特徴とする請求項5記載のアクティブ
フェーズドアレイアンテナ。6. The transmission / reception module having the distribution circuit and the driver function, wherein the carrier is composed of first and second carriers having the same number of support surfaces and the same carrier diameter. And the second carrier has the transmission / reception module and the element antenna having a power amplification function, and the first and second carriers are fitted by aligning their rotation center axes with each other. The active phased array antenna according to claim 5, further comprising a plurality of power feeding connectors.
実装された前記配線基板面毎に設けられた前記給電コネ
クタによりそれぞれ電力を供給されていることを特徴と
する請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のアクテ
ィブフェーズドアレイアンテナ。7. The plurality of transmission / reception modules are each supplied with electric power by the power supply connector provided for each surface of the wiring board on which each of the transmission / reception modules is mounted. The active phased array antenna according to any one of claims.
Mを有し、前記複数の素子アンテナのアンテナパターン
の位相と利得から得られる位相補正データやアンテナパ
ターンデータ等を前記ROMに保管したことを特徴とす
る請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のアクティ
ブフェーズドアレイアンテナ。8. The wiring board is an RO for recording data.
8. The ROM has stored therein phase correction data, antenna pattern data, and the like obtained from the phases and gains of the antenna patterns of the plurality of element antennas. An active phased array antenna according to the paragraph.
れ前記各々の素子アンテナに取り付けられた送受信モジ
ュールにより前記各々の素子アンテナから放射される電
波の位相を制御し、アンテナ全体としての合成ビームを
任意の方向に放射するアクティブフェーズドアレイアン
テナの前記送受信モジュール実装方法であって、所望の
配線パターンが予め形成されたフレキシブルプリント基
板をx個(x≧3)の支持面が環状に繋がった周面を有
するキャリアの前記周面外周に沿って巻き付け固定する
工程、前記キャリアの1つの前記支持面に対して前記フ
レキシブルプリント基板に形成された配線パターンと前
記送受信モジュールの接合を行う工程、前記キャリアを
所定の角度だけ回転させ次の前記支持面に対して前記フ
レキシブルプリント基板に形成された配線パターンと前
記送受信モジュールの接合を行う工程を備えたことを特
徴とするアクティブフェーズドアレイアンテナの送受信
モジュール実装方法。9. A plurality of element antennas are arranged in an array, and a transmission / reception module attached to each of the element antennas controls a phase of a radio wave radiated from each of the element antennas to form a combined beam as an entire antenna. A method for mounting a transmitting / receiving module of an active phased array antenna, which radiates in an arbitrary direction, comprising: a flexible printed circuit board on which a desired wiring pattern is preliminarily formed; and a peripheral surface in which x (x ≧ 3) support surfaces are annularly connected. Winding and fixing the carrier along the outer circumference of the carrier, joining the wiring pattern formed on the flexible printed circuit board and the transceiver module to one of the supporting surfaces of the carrier, The flexible print is rotated to the next supporting surface by rotating it by a predetermined angle. A transmitter / receiver module mounting method for an active phased array antenna, comprising a step of joining a wiring pattern formed on a substrate and the transmitter / receiver module.
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