JP2016052072A

JP2016052072A - Antenna device

Info

Publication number: JP2016052072A
Application number: JP2014177552A
Authority: JP
Inventors: 健太飯島; Kenta Iijima; 熊本　剛; Takeshi Kumamoto; 剛熊本; 充良篠永; Mitsuyoshi Shinonaga
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-04-11
Anticipated expiration: 2034-09-01
Also published as: JP6296946B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small size and high sensitive antenna device.SOLUTION: The antenna device includes: a heat insulating container; a circuit unit; an antenna element; and a board unit. The heat insulating container has a housing part. The circuit unit is stored in a housing part of the heat insulating container. The antenna element is capable of transmitting/receiving signals. The board unit is connected to the antenna element and is disposed outside of the housing part. The signals are transmitted at least from the board unit to the circuit unit by means of electromagnetic field coupling.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、アンテナ装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an antenna device.

アンテナを備えた無線機やレーダ等の受信器（以下、「アンテナ装置」という。）において、受信感度を高感度化する目的でアンテナ装置の回路を冷却することがある。アンテナ装置の回路の冷却は、例えば内部に冷却手段を有する断熱用保温容器内に回路が封止された状態で行われる。 In a receiver such as a radio or radar equipped with an antenna (hereinafter referred to as “antenna device”), the circuit of the antenna device may be cooled for the purpose of increasing the reception sensitivity. The circuit of the antenna device is cooled, for example, in a state where the circuit is sealed in a heat insulating container having a cooling means inside.

従来、断熱用保温容器内に封止された回路と、断熱用保温容器外のアンテナや外部機器等との間で信号を伝送する方法が種々提案されている。
例えば、同軸ケーブルや気密コネクタ等を介して、断熱用保温容器内の回路と、断熱用保温容器外のアンテナや外部機器等との間で信号を伝送する方法がある。しかしながら、同軸ケーブルや気密コネクタの電気的抵抗により信号の損失が発生する。このため、アンテナ装置の受信感度が低下する可能性があった。
また、同軸ケーブルおよび気密コネクタを介して、断熱用保温容器外から断熱用保温容器内に熱が伝達される。このため、冷却手段の冷却能力を高くする必要があり、冷却手段およびアンテナ装置が大型化する可能性があった。
また、同軸ケーブルおよび気密コネクタに換えて、導波管を介して、断熱用保温容器内の回路と、断熱用保温容器外のアンテナや外部機器等との間で信号を伝送する方法がある。しかしながら、導波管の大きさは伝送される信号の周波数に依存している。このため、信号の周波数によっては導波管およびアンテナ装置が大型化する可能性があった。 Conventionally, various methods for transmitting a signal between a circuit sealed in a heat insulating container and an antenna or an external device outside the heat insulating container have been proposed.
For example, there is a method of transmitting a signal between a circuit in a heat insulating container and an antenna or an external device outside the heat insulating container through a coaxial cable or an airtight connector. However, signal loss occurs due to the electrical resistance of the coaxial cable and the airtight connector. For this reason, the reception sensitivity of the antenna device may be lowered.
In addition, heat is transmitted from the outside of the heat insulating container to the heat insulating container through the coaxial cable and the airtight connector. For this reason, it is necessary to increase the cooling capacity of the cooling means, which may increase the size of the cooling means and the antenna device.
Further, there is a method of transmitting a signal between a circuit in a heat insulation container for heat insulation and an antenna or an external device outside the heat insulation container for heat insulation via a waveguide instead of the coaxial cable and the airtight connector. However, the size of the waveguide depends on the frequency of the transmitted signal. For this reason, depending on the frequency of the signal, the waveguide and the antenna device may be increased in size.

特開２０１２−２２２７２５号公報JP 2012-222725 A 特開２０００−２３６２０６号公報JP 2000-236206 A 特開２０１０−１５４３９２号公報JP 2010-154392 A

本発明が解決しようとする課題は、高感度かつ小型なアンテナ装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a highly sensitive and small antenna device.

実施形態のアンテナ装置は、断熱用保温容器と、回路ユニットと、アンテナ素子と、基板ユニットと、を持つ。断熱用保温容器は、収納部を持つ。回路ユニットは、断熱用保温容器の収納部に収納される。アンテナ素子は、信号を送受信可能である。基板ユニットは、アンテナ素子と接続され、収納部の外側に配置される。信号は、電磁界結合によって少なくとも基板ユニットから回路ユニットに伝送される。 The antenna device of the embodiment includes a heat insulating container for heat insulation, a circuit unit, an antenna element, and a substrate unit. The heat insulation container for heat insulation has a storage part. The circuit unit is stored in the storage portion of the heat insulating container for heat insulation. The antenna element can transmit and receive signals. The board unit is connected to the antenna element and is disposed outside the storage unit. The signal is transmitted from at least the substrate unit to the circuit unit by electromagnetic coupling.

第１の実施形態のアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna apparatus of 1st Embodiment. 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 第１の実施形態のアンテナ装置に係る回路ユニット基板を上側から見たときの平面図である。It is a top view when the circuit unit board | substrate which concerns on the antenna apparatus of 1st Embodiment is seen from the upper side. 第１の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。It is a top view when the 1st board | substrate which concerns on the antenna apparatus of 1st Embodiment is seen from the upper side. 第１の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。It is a top view when the 2nd board | substrate which concerns on the antenna apparatus of 1st Embodiment is seen from upper side. 第２の実施形態のアンテナ装置における断面図である。It is sectional drawing in the antenna device of 2nd Embodiment. 第２の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。It is a top view when the 1st board | substrate which concerns on the antenna device of 2nd Embodiment is seen from the upper side. 第２の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。It is a top view when the 2nd board | substrate which concerns on the antenna apparatus of 2nd Embodiment is seen from the upper side. 第３の実施形態のアンテナ装置における断面図である。It is sectional drawing in the antenna device of 3rd Embodiment. 第３の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。It is a top view when the 1st board concerning the antenna device of a 3rd embodiment is seen from the upper part. 他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the antenna device which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the antenna device which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the antenna device which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the antenna device which concerns on other embodiment.

（第１の実施形態）
以下、実施形態のアンテナ装置を、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態のアンテナ装置を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１に示すように、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２と、真空ポンプ３と、冷凍機４と、回路ユニット５と、アンテナ素子６と、基板ユニット７と、を備えている。なお、以下の説明における上下方向は、図１の上下方向であって鉛直上下方向と一致している。 (First embodiment)
Hereinafter, an antenna device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the antenna device of the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
As shown in FIG. 1, the antenna device 1 includes a heat insulating container 2, a vacuum pump 3, a refrigerator 4, a circuit unit 5, an antenna element 6, and a substrate unit 7. In the following description, the vertical direction is the vertical direction in FIG. 1 and coincides with the vertical vertical direction.

断熱用保温容器２は、例えばステンレス等の金属材料によってボックス状に形成されている。断熱用保温容器２は、底壁２１と４枚の側壁２２ａ〜２２ｄとにより画成された収納部２４を有している。なお、図１では、紙面手前に位置する１枚の側壁２２ａを透過して図示している。断熱用保温容器２は、上部に開口部２５を有している。断熱用保温容器２は、開口部２５が後述する基板ユニット７によって閉塞されることにより密閉されている。 The heat insulating container 2 for heat insulation is formed in a box shape by a metal material such as stainless steel. The heat insulating container 2 for heat insulation has a storage part 24 defined by a bottom wall 21 and four side walls 22a to 22d. In FIG. 1, a single side wall 22a located in front of the paper surface is shown through. The heat insulating container 2 for heat insulation has an opening 25 at the top. The heat insulating container 2 for heat insulation is sealed by the opening 25 being closed by a substrate unit 7 described later.

真空ポンプ３は、密封された断熱用保温容器２の内部から空気を吸引し、断熱用保温容器２内を真空状態にするためのものである。真空ポンプ３は、断熱用保温容器２の側方に設けられている。真空ポンプ３は、種々のタイプのポンプが採用できるが、例えばターボモレキュラポンプが好適である。 The vacuum pump 3 is for sucking air from the inside of the sealed heat insulating container 2 to make the heat insulating container 2 in a vacuum state. The vacuum pump 3 is provided on the side of the heat insulating container 2 for heat insulation. Various types of pumps can be adopted as the vacuum pump 3, and for example, a turbomolecular pump is suitable.

図２に示すように、冷凍機４は、冷凍機本体部４１と、コールドヘッド４２（請求項の「冷却手段」に相当。）と、連結部４３と、を有している。
冷凍機本体部４１は、断熱用保温容器２の外側において、断熱用保温容器２よりも下方に設けられている。コールドヘッド４２は、断熱用保温容器２の内部に設けられている。連結部４３は、断熱用保温容器２の気密性を保持した状態で底壁２１を貫通しており、冷凍機本体部４１とコールドヘッド４２とを接続している。コールドヘッド４２は、冷凍機４を駆動することにより、例えば−２００℃程度に冷却される。 As shown in FIG. 2, the refrigerator 4 includes a refrigerator main body 41, a cold head 42 (corresponding to “cooling means” in the claims), and a connecting portion 43.
The refrigerator main body 41 is provided below the heat insulating container 2 on the outside of the heat insulating container 2. The cold head 42 is provided inside the heat insulating container 2 for heat insulation. The connecting portion 43 penetrates the bottom wall 21 while maintaining the airtightness of the heat insulating container 2 for heat insulation, and connects the refrigerator main body portion 41 and the cold head 42. The cold head 42 is cooled to about −200 ° C., for example, by driving the refrigerator 4.

回路ユニット５は、断熱用保温容器２の内部において、コールドヘッド４２と接触された状態で収納部２４に収納される。回路ユニット５は、回路ユニット基板５１と回路部５５とを有している。 The circuit unit 5 is stored in the storage unit 24 in a state of being in contact with the cold head 42 inside the heat insulating container 2 for heat insulation. The circuit unit 5 includes a circuit unit substrate 51 and a circuit unit 55.

図３は、第１の実施形態のアンテナ装置に係る回路ユニット基板を上側から見たときの平面図である。なお、図３では、回路部５５を二点鎖線で図示している。
図３に示すように、回路ユニット基板５１は、第１回路ユニット基板部５７ａと、第２回路ユニット基板部５７ｂと、第１回路ユニット基板部５７ａと第２回路ユニット基板部５７ｂとの間に配置された第３回路ユニット基板部５７ｃと、により構成されている。 FIG. 3 is a plan view of the circuit unit substrate according to the antenna device of the first embodiment as viewed from above. In FIG. 3, the circuit unit 55 is illustrated by a two-dot chain line.
As shown in FIG. 3, the circuit unit board 51 includes a first circuit unit board part 57a, a second circuit unit board part 57b, and between the first circuit unit board part 57a and the second circuit unit board part 57b. And a third circuit unit board portion 57c arranged.

第１回路ユニット基板部５７ａおよび第２回路ユニット基板部５７ｂは、それぞれ例えば酸化マグネシウム等からなる、いわゆるＭｇＯ基板である。回路ユニット基板５１の上面５１ａには、第１回路ユニット基板部５７ａおよび第２回路ユニット基板部５７ｂに対応する位置に、回路ユニット配線パターン５２および超電導状態と成り得る材料により形成された不図示のバンドパスフィルタ（以下、「超電導フィルタ」という。）が、例えばＹＢＣＯ薄膜によりパターン形成される。第１回路ユニット基板部５７ａ上には、回路ユニット配線パターン５２として、入力側回路ユニット配線パターン５２Ａが形成されている。また、第２回路ユニット基板部５７ｂ上には、回路ユニット配線パターン５２として、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂが形成されている。それぞれの回路ユニット配線パターン５２は、回路ユニット給電線路５２ａと、接続線路５２ｂと、を含む。 The first circuit unit substrate portion 57a and the second circuit unit substrate portion 57b are so-called MgO substrates made of, for example, magnesium oxide. On the upper surface 51a of the circuit unit substrate 51, a circuit unit wiring pattern 52 and a material that can be in a superconducting state are formed at positions corresponding to the first circuit unit substrate portion 57a and the second circuit unit substrate portion 57b. A band-pass filter (hereinafter referred to as “superconducting filter”) is formed by patterning, for example, with a YBCO thin film. An input side circuit unit wiring pattern 52 A is formed as the circuit unit wiring pattern 52 on the first circuit unit substrate portion 57 a. In addition, an output side circuit unit wiring pattern 52B is formed as the circuit unit wiring pattern 52 on the second circuit unit substrate portion 57b. Each circuit unit wiring pattern 52 includes a circuit unit feed line 52a and a connection line 52b.

第３回路ユニット基板部５７ｃは、例えば酸化アルミニウム等からなる、いわゆるアルミナ基板である。回路ユニット基板５１の上面５１ａには、第３回路ユニット基板部５７ｃに対応する位置に、回路部５５として、例えば受信用低雑音増幅器（ＬＮＡ：ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）および銅等の材料により成膜された配線等が配置される。 The third circuit unit substrate portion 57c is a so-called alumina substrate made of, for example, aluminum oxide. On the upper surface 51a of the circuit unit substrate 51, a film portion 55 is formed of a material such as a low noise amplifier (LNA) and copper as a circuit portion 55 at a position corresponding to the third circuit unit substrate portion 57c. Wiring etc. are arranged.

回路ユニット給電線路５２ａは、平面視で略Ｕ字状に形成されている。回路ユニット給電線路５２ａは、後述する基板ユニット７の基板ユニット給電線路７７ａ（図２参照）と電磁界結合によって接続される。これにより、アンテナ装置１は、回路ユニット５と基板ユニット７との間で、信号を伝送可能となっている。
接続線路５２ｂは、回路ユニット給電線路５２ａと回路部５５とを電気的に接続している。 The circuit unit feed line 52a is formed in a substantially U shape in plan view. The circuit unit feed line 52a is connected to a board unit feed line 77a (see FIG. 2) of the board unit 7 described later by electromagnetic coupling. Thereby, the antenna device 1 can transmit signals between the circuit unit 5 and the substrate unit 7.
The connection line 52b electrically connects the circuit unit power supply line 52a and the circuit unit 55.

回路ユニット基板５１の下面５１ｂには、被膜部５４が形成されている。被膜部５４は、例えば金や銀、銅等の導電率および熱伝導率の高い金属材料が成膜されて形成される。被膜部５４は、回路ユニット５のグランドおよび熱伝達経路として機能する。
上述のように構成された回路ユニット５は、例えば金や銀、銅等の熱伝導率の高い金属材料を介して、コールドヘッド４２に固定されている。本実施形態の回路ユニット５は、回路ユニット基板５１の下面５１ｂの被膜部５４に不図示の銀ペーストを塗布した後、コールドヘッド４２の表面に密着させて銀ペーストを固化させることにより、コールドヘッド４２に固定されている。回路ユニット基板５１および回路ユニット基板５１上の回路部５５は、熱伝導率の高い銀ペーストおよび被膜部５４を介して、コールドヘッド４２により効率よく冷却される。 A coating 54 is formed on the lower surface 51 b of the circuit unit substrate 51. The film part 54 is formed by depositing a metal material having high electrical conductivity and thermal conductivity, such as gold, silver, or copper. The film part 54 functions as a ground and a heat transfer path of the circuit unit 5.
The circuit unit 5 configured as described above is fixed to the cold head 42 via a metal material having high thermal conductivity such as gold, silver, or copper. In the circuit unit 5 of the present embodiment, a cold paste is applied by applying a silver paste (not shown) to the coating portion 54 on the lower surface 51b of the circuit unit substrate 51 and then bringing the silver paste into contact with the surface of the cold head 42 to solidify the silver paste. 42 is fixed. The circuit unit substrate 51 and the circuit unit 55 on the circuit unit substrate 51 are efficiently cooled by the cold head 42 through the silver paste having a high thermal conductivity and the coating unit 54.

アンテナ素子６は、平面視で正方形状をしており、基板ユニット７の外側面（すなわち、後述の第１基板外側面７１ａ）に、銅等の金属材料が成膜されることにより形成される。アンテナ素子６は、所定の周波数を有する信号を送受信可能となっている。アンテナ素子６は、後述の基板ユニット７とともに、例えばマイクロストリップアンテナ（ＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＡｎｔｅｎｎａ）等のいわゆるパッチアンテナ８（平面アンテナ）を構成する。アンテナ素子６は、基板ユニット７の外側面（すなわち、後述の第１基板外側面７１ａ）に、銅等の金属材料が成膜されることにより形成される。 The antenna element 6 has a square shape in plan view, and is formed by depositing a metal material such as copper on the outer surface of the substrate unit 7 (that is, a first substrate outer surface 71a described later). . The antenna element 6 can transmit and receive a signal having a predetermined frequency. The antenna element 6 constitutes a so-called patch antenna 8 (planar antenna) such as a microstrip antenna together with a substrate unit 7 described later. The antenna element 6 is formed by depositing a metal material such as copper on the outer surface of the substrate unit 7 (that is, a first substrate outer surface 71a described later).

基板ユニット７は、平板状の部材であって、アンテナ素子６が接続される第１基板７１と、第１基板７１よりも断熱用保温容器２側に位置する第２基板７６と、第１基板７１と第２基板７６との間に設けられた誘電体７０と、により形成されている。すなわち、基板ユニット７は、上方から下方に向かって、第１基板７１、誘電体７０、第２基板７６の順に積層されて形成されている。第１基板７１および第２基板７６は、回路ユニット基板５１と同様に、例えばアルミナ基板である。誘電体７０は、例えば樹脂材料やセラミックス、ガラス等の絶縁材料である。以下に、第１基板７１および第２基板７６について詳細に説明する。 The substrate unit 7 is a flat member, and includes a first substrate 71 to which the antenna element 6 is connected, a second substrate 76 positioned closer to the heat insulating container 2 than the first substrate 71, and a first substrate. 71 and a dielectric 70 provided between the second substrate 76 and the second substrate 76. That is, the substrate unit 7 is formed by laminating the first substrate 71, the dielectric 70, and the second substrate 76 in this order from the top to the bottom. Similar to the circuit unit substrate 51, the first substrate 71 and the second substrate 76 are, for example, alumina substrates. The dielectric 70 is an insulating material such as a resin material, ceramics, or glass. Hereinafter, the first substrate 71 and the second substrate 76 will be described in detail.

図４は、第１の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
図４に示すように、第１基板７１は、断熱用保温容器２（図２参照）の外側に面する第１基板外側面７１ａ上に、前述のアンテナ素子６を有している。
第１基板７１における第１基板外側面７１ａとは反対側の第１基板内側面７１ｂ上には、金属被覆７２が形成されている。金属被覆７２は、例えば金等の金属材料を成膜することにより形成されている。金属被覆７２は、平面視でアンテナ素子６に対応する位置の一部分を除いて、第１基板内側面７１ｂ上を覆っている。 FIG. 4 is a plan view of the first substrate according to the antenna device of the first embodiment when viewed from above.
As shown in FIG. 4, the 1st board | substrate 71 has the above-mentioned antenna element 6 on the 1st board | substrate outer surface 71a facing the outer side of the heat insulation container 2 for heat insulation (refer FIG. 2).
A metal coating 72 is formed on the first substrate inner side surface 71b of the first substrate 71 opposite to the first substrate outer surface 71a. The metal coating 72 is formed by depositing a metal material such as gold. The metal coating 72 covers the first substrate inner surface 71b except for a part of the position corresponding to the antenna element 6 in plan view.

第１基板内側面７１ｂのうち、金属被覆７２から露出している領域は、スロット７３となっている。スロット７３は、平面視で矩形状に形成されており、アンテナ素子６と重なる位置であって、アンテナ素子６の縁部に設けられている。また、平面視したときのスロット７３の面積は、アンテナ素子６の面積よりも十分小さくなっている。 Of the first substrate inner surface 71 b, a region exposed from the metal coating 72 is a slot 73. The slot 73 is formed in a rectangular shape in plan view, and is provided at the edge of the antenna element 6 at a position overlapping the antenna element 6. Further, the area of the slot 73 when viewed in plan is sufficiently smaller than the area of the antenna element 6.

図２に示すように、第２基板７６の両主面には、基板ユニット配線パターン７７が形成されている。具体的には、第２基板７６の断熱用保温容器２側に面する第２基板外側面７６ｂ上には、基板ユニット配線パターン７７として、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａが形成されている。また、第２基板７６の第１基板７１側に面する第２基板内側面７６ａ上には、基板ユニット配線パターン７７として、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが形成されている。
図５は、第１の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。
図５に示すように、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａは、基板ユニット給電線路７７ａ（請求項の「給電線路」に相当。）と、給電部７７ｂと、接続線路７７ｃと、を含む。入力側基板ユニット配線パターン７７Ａは、例えば銅等の金属材料を成膜した後、エッチングすることにより形成される。 As shown in FIG. 2, substrate unit wiring patterns 77 are formed on both main surfaces of the second substrate 76. Specifically, an input-side board unit wiring pattern 77 A is formed as a board unit wiring pattern 77 on the second board outer surface 76 b facing the heat insulating container 2 for heat insulation of the second board 76. An output side substrate unit wiring pattern 77B is formed as a substrate unit wiring pattern 77 on the second substrate inner side surface 76a facing the first substrate 71 side of the second substrate 76.
FIG. 5 is a plan view of the second substrate according to the antenna device of the first embodiment when viewed from above.
As shown in FIG. 5, the input-side board unit wiring pattern 77 A includes a board unit feed line 77 a (corresponding to “feed line” in the claims), a feed part 77 b, and a connection line 77 c. The input-side board unit wiring pattern 77A is formed by etching after depositing a metal material such as copper, for example.

基板ユニット給電線路７７ａは、回路ユニット給電線路５２ａと同様に、平面視で略Ｕ字状に形成されている。基板ユニット給電線路７７ａは、回路ユニット給電線路５２ａと対向するとともに、断熱用保温容器の開口部側から見て、回路ユニット給電線路５２ａと重なるように形成されている。基板ユニット給電線路７７ａは、回路ユニット５（図２参照）の回路ユニット給電線路５２ａと電磁界結合によって接続される。これにより、アンテナ装置１は、回路ユニット５と基板ユニット７との間で、信号を伝送可能となっている。 The substrate unit feed line 77a is formed in a substantially U shape in plan view, like the circuit unit feed line 52a. The board unit power supply line 77a is formed to face the circuit unit power supply line 52a and overlap the circuit unit power supply line 52a when viewed from the opening side of the heat insulating container for heat insulation. The board unit feed line 77a is connected to the circuit unit feed line 52a of the circuit unit 5 (see FIG. 2) by electromagnetic coupling. Thereby, the antenna device 1 can transmit signals between the circuit unit 5 and the substrate unit 7.

給電部７７ｂは、平面視で略矩形状に形成されており、第１基板７１のスロット７３（図４参照）に対応する位置に形成されている。
接続線路７７ｃは、基板ユニット給電線路７７ａと給電部７７ｂとを電気的に接続している。
図２に示すように、アンテナ素子６と給電部７７ｂとの間において、信号は、スロット７３を介して伝送される。すなわち、アンテナ装置１は、アンテナ素子６と、給電部７７ｂおよび給電部７７ｂと電気的に接続される基板ユニット給電線路７７ａとの間で、スロット結合により信号を伝送可能となっている。 The power feeding portion 77b is formed in a substantially rectangular shape in plan view, and is formed at a position corresponding to the slot 73 (see FIG. 4) of the first substrate 71.
The connection line 77c electrically connects the board unit feed line 77a and the feed part 77b.
As shown in FIG. 2, the signal is transmitted through the slot 73 between the antenna element 6 and the power feeding unit 77 b. That is, the antenna device 1 can transmit a signal by slot coupling between the antenna element 6 and the power supply unit 77b and the substrate unit power supply line 77a electrically connected to the power supply unit 77b.

出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、例えば銅等の金属材料を成膜した後、エッチングすることにより形成される。出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと同様に、平面視で略Ｕ字状に形成されている。出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと対向するとともに、断熱用保温容器の開口部側から見て、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと重なるように形成されている。出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂは、回路ユニット５（図２参照）の出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと電磁界結合によって接続される。これにより、アンテナ装置１は、回路ユニット５と基板ユニット７との間で、出力用の信号を伝送可能となっている。 The output-side substrate unit wiring pattern 77B is formed by etching after forming a metal material such as copper, for example. The output side substrate unit wiring pattern 77B is formed in a substantially U shape in plan view, like the output side circuit unit wiring pattern 52B. The output-side board unit wiring pattern 77B is formed so as to face the output-side circuit unit wiring pattern 52B and overlap the output-side circuit unit wiring pattern 52B when viewed from the opening side of the heat insulating container. The output side board unit wiring pattern 77B is connected to the output side circuit unit wiring pattern 52B of the circuit unit 5 (see FIG. 2) by electromagnetic field coupling. Thereby, the antenna device 1 can transmit an output signal between the circuit unit 5 and the substrate unit 7.

また、第２基板内側面７６ａ上には、信号出力線路７８が形成されている。信号出力線路７８は、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂと電気的に接続されるとともに、不図示の信号処理回路と接続されている。信号処理回路は、例えば集積回路（ＩＣ：ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の電子部品（いわゆるＩＣチップ）であって、断熱用保温容器２の外部に設けられている。
回路ユニット５からの出力用の信号は、電磁界結合により出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに伝送され、さらに信号出力線路７８を介して断熱用保温容器２の外部の信号処理回路に伝送される。これにより、アンテナ装置１は、外部に信号を出力できる。 A signal output line 78 is formed on the inner surface 76a of the second substrate. The signal output line 78 is electrically connected to the output-side board unit wiring pattern 77B and is connected to a signal processing circuit (not shown). The signal processing circuit is an electronic component (so-called IC chip) such as an integrated circuit (IC: Integrated Circuit), and is provided outside the heat insulating container 2 for heat insulation.
An output signal from the circuit unit 5 is transmitted to the output-side substrate unit wiring pattern 77B by electromagnetic coupling, and further transmitted to a signal processing circuit outside the heat insulating container 2 through the signal output line 78. Thereby, the antenna device 1 can output a signal to the outside.

図１に示すように、上述のように構成された基板ユニット７は、断熱用保温容器２の開口部２５を閉塞する。本実施形態では、基板ユニット７の縁部を開口部２５の縁部に接触させた状態で載置した後、基板ユニット７の縁部と、断熱用保温容器２の開口部２５の縁部とを、例えば隅肉溶接等により全周に亘って溶接することにより、断熱用保温容器２の開口部２５を閉塞する。これにより、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２の収納部２４内が密閉された状態となる。 As shown in FIG. 1, the substrate unit 7 configured as described above closes the opening 25 of the heat insulating container 2 for heat insulation. In this embodiment, after placing the edge of the substrate unit 7 in contact with the edge of the opening 25, the edge of the substrate unit 7 and the edge of the opening 25 of the heat insulation container 2 for heat insulation Is closed over the entire circumference by fillet welding or the like, for example, thereby closing the opening 25 of the heat insulating container 2 for heat insulation. Thereby, the antenna apparatus 1 will be in the state by which the inside of the accommodating part 24 of the heat insulation container 2 for heat insulation was sealed.

また、断熱用保温容器２の収納部２４は、断熱用保温容器２の収納部２４内が密閉された状態で、真空ポンプ３によって真空引きされることにより、真空状態となっている。これにより、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２の外部からの熱が回路ユニット５に伝達するのを防止して、効率よく回路ユニット５を冷却することができる。 Further, the storage portion 24 of the heat insulating container 2 is in a vacuum state by being evacuated by the vacuum pump 3 in a state where the storage portion 24 of the heat insulating container 2 is sealed. Thereby, the antenna device 1 can prevent the heat from the outside of the heat insulating container 2 from being transferred to the circuit unit 5, and can efficiently cool the circuit unit 5.

続いて、実施形態のアンテナ装置１の作用について説明する。
図２に示すように、アンテナ装置１の外部から発信された信号は、アンテナ素子６により受信される。次いで、信号は、第１基板７１のスロット７３を介して、スロット結合により、アンテナ素子６から第２基板７６の給電部７７ｂおよび基板ユニット給電線路７７ａに伝送される。次いで、信号は、電磁界結合によって、基板ユニット給電線路７７ａから入力側回路ユニット配線パターン５２Ａの回路ユニット給電線路５２ａに伝送される。次いで、信号は、入力側回路ユニット配線パターン５２Ａの回路ユニット給電線路５２ａから、接続線路５２ｂを介して回路部５５に伝送される。次いで、信号は、回路部５５で処理された後、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの接続線路５２ｂを介して出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの回路ユニット給電線路５２ａに伝送される。次いで、信号は、電磁界結合によって、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの回路ユニット給電線路５２ａから基板ユニット７の出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに伝送される。次いで、信号は、信号出力線路７８を介して断熱用保温容器２の外部の信号処理回路で処理されたあと、アンテナ装置１の外部に出力される。
以上で、アンテナ装置１による信号の伝送が完了する。 Then, the effect | action of the antenna apparatus 1 of embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 2, a signal transmitted from the outside of the antenna device 1 is received by the antenna element 6. Next, the signal is transmitted from the antenna element 6 to the power feeding portion 77b of the second board 76 and the board unit feed line 77a through the slot 73 of the first board 71 by slot coupling. Next, the signal is transmitted from the board unit power supply line 77a to the circuit unit power supply line 52a of the input side circuit unit wiring pattern 52A by electromagnetic field coupling. Next, the signal is transmitted from the circuit unit feeding line 52a of the input side circuit unit wiring pattern 52A to the circuit unit 55 via the connection line 52b. Next, the signal is processed by the circuit unit 55 and then transmitted to the circuit unit feed line 52a of the output side circuit unit wiring pattern 52B via the connection line 52b of the output side circuit unit wiring pattern 52B. Next, the signal is transmitted from the circuit unit feed line 52a of the output side circuit unit wiring pattern 52B to the output side board unit wiring pattern 77B of the board unit 7 by electromagnetic field coupling. Next, the signal is processed by the signal processing circuit outside the heat insulating container 2 for heat insulation via the signal output line 78 and then output to the outside of the antenna device 1.
The signal transmission by the antenna device 1 is thus completed.

第１の実施形態によれば、信号は、スロット結合によりスロット７３を介してアンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送される。また、信号は、電磁界結合によって基板ユニット給電線路７７ａと回路ユニット５の回路ユニット給電線路５２ａとの間を伝送される。これにより、アンテナ装置１は、同軸ケーブルや気密コネクタを介することなく、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間で信号を伝送することができる。したがって、同軸ケーブルや気密コネクタの電気的抵抗による損失が発生しないので、アンテナ装置１の受信感度の低下を抑制しつつ、信号を伝送することができる。また、同軸ケーブルや気密コネクタを介して、断熱用保温容器２の外部から断熱用保温容器２の内部に熱が伝達されることがないので、従来よりも冷却効率を向上できるとともに、冷凍機の小型化およびアンテナ装置１の小型化ができる。したがって、高感度かつ小型なアンテナ装置１を提供することができる。 According to the first embodiment, the signal is transmitted between the antenna element 6 and the board unit feed line 77a through the slot 73 by slot coupling. Further, the signal is transmitted between the substrate unit feed line 77a and the circuit unit feed line 52a of the circuit unit 5 by electromagnetic coupling. Thereby, the antenna apparatus 1 can transmit a signal between the antenna element 6 and the board | substrate unit feed line 77a, without passing through a coaxial cable or an airtight connector. Therefore, loss due to the electrical resistance of the coaxial cable or the airtight connector does not occur, so that a signal can be transmitted while suppressing a decrease in reception sensitivity of the antenna device 1. Moreover, since heat is not transmitted from the outside of the heat insulation heat insulation container 2 to the inside of the heat insulation heat insulation container 2 through the coaxial cable or the airtight connector, the cooling efficiency can be improved as compared with the conventional case, and The antenna device 1 can be reduced in size and size. Therefore, the highly sensitive and small antenna device 1 can be provided.

また、断熱用保温容器２の収納部２４にコールドヘッド４２を有し、回路ユニット５は、コールドヘッド４２に接続されるので、所望の温度になるまで効率よく回路ユニット５を冷却できる。したがって、ＬＮＡや超伝導フィルタを含む回路ユニット５に好適である。 Moreover, since the cold head 42 is provided in the storage portion 24 of the heat insulating container 2 and the circuit unit 5 is connected to the cold head 42, the circuit unit 5 can be efficiently cooled until a desired temperature is reached. Therefore, it is suitable for the circuit unit 5 including an LNA or a superconducting filter.

また、断熱用保温容器２の収納部２４は、真空状態となっているので、断熱用保温容器２の外部から内部への熱伝達を防止できる断熱用保温容器２とすることができる。 Moreover, since the accommodating part 24 of the heat insulation container 2 is in a vacuum state, the heat insulation container 2 that can prevent heat transfer from the outside to the inside of the heat insulation container 2 can be provided.

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明をする。
図６は、第２の実施形態のアンテナ装置における断面図である。なお、図６は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図に相当する。
第１の実施形態では、信号は、スロット結合によりスロット７３を介して、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送していた（図２参照）。
これに対して、図６に示すように、第２の実施形態では、信号は、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとが接続電極８０によって電気的に接続されることにより、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送される点で、第１の実施形態とは異なっている。なお、以下において、第１の実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the antenna device according to the second embodiment. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In the first embodiment, the signal is transmitted between the antenna element 6 and the board unit feed line 77a via the slot 73 by slot coupling (see FIG. 2).
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the second embodiment, the signal is transmitted to the antenna element 6 by electrically connecting the antenna element 6 and the board unit feed line 77a by the connection electrode 80. This is different from the first embodiment in that it is transmitted between the board unit feed line 77a. In the following, detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

図７は、第２の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
図７に示すように、第１基板７１は、断熱用保温容器２（図２参照）の外側に面する第１基板外側面７１ａ上に、アンテナ素子６を有している。
また、第１基板７１の両主面上には、基板ユニット配線パターン７７が形成されている。具体的には、第１基板７１の第１基板内側面７１ｂ上には、基板ユニット配線パターン７７として、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａが形成されている。また、第１基板７１の第１基板外側面７１ａ上には、基板ユニット配線パターン７７として、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが形成されている。
基板ユニット配線パターン７７の給電部７７ｂとアンテナ素子６とは、接続電極８０（請求項の「接続部」に相当。）を介して互いに電気的に接続されている。接続電極８０は、例えば第１基板７１の厚み方向に貫通するスルーホールの内周面に、金等の金属材料が成膜されることで形成されている。なお、接続電極８０は、例えば第１基板７１の厚み方向に貫通する金属ピンであってもよい。 FIG. 7 is a plan view of the first substrate according to the antenna device of the second embodiment when viewed from above.
As shown in FIG. 7, the 1st board | substrate 71 has the antenna element 6 on the 1st board | substrate outer surface 71a which faces the outer side of the heat insulation container 2 for heat insulation (refer FIG. 2).
A substrate unit wiring pattern 77 is formed on both main surfaces of the first substrate 71. Specifically, an input-side board unit wiring pattern 77 A is formed as a board unit wiring pattern 77 on the first board inner side surface 71 b of the first board 71. Further, on the first substrate outer surface 71 a of the first substrate 71, an output-side substrate unit wiring pattern 77 B is formed as a substrate unit wiring pattern 77.
The power feeding portion 77b of the board unit wiring pattern 77 and the antenna element 6 are electrically connected to each other via a connection electrode 80 (corresponding to a “connection portion” in the claims). The connection electrode 80 is formed, for example, by depositing a metal material such as gold on the inner peripheral surface of a through hole penetrating in the thickness direction of the first substrate 71. The connection electrode 80 may be a metal pin that penetrates in the thickness direction of the first substrate 71, for example.

図８は、第２の実施形態のアンテナ装置に係る第２基板を上側から見たときの平面図である。なお、図８では、分かり易くするために、第１基板７１（図７参照）に形成された入力側基板ユニット配線パターン７７Ａおよび出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂを二点鎖線で図示している。
図８に示すように、第２基板７６は、両主面（すなわち第２基板内側面７６ａおよび第２基板外側面７６ｂ）上に、金属被覆８２ａ，８２ｂが形成されている。 FIG. 8 is a plan view of the second substrate according to the antenna device of the second embodiment when viewed from above. In FIG. 8, for easy understanding, the input-side board unit wiring pattern 77A and the output-side board unit wiring pattern 77B formed on the first board 71 (see FIG. 7) are shown by two-dot chain lines.
As shown in FIG. 8, the second substrate 76 has metal coatings 82a and 82b formed on both main surfaces (that is, the second substrate inner surface 76a and the second substrate outer surface 76b).

第２基板７６の両主面を覆う金属被覆８２ａ，８２ｂには、平面視で略矩形状をした金属被覆開口部８３ａ〜８３ｄが形成されている。
金属被覆開口部８３ａ，８３ｂは、平面視で入力側基板ユニット配線パターン７７Ａに対応する位置において、それぞれ第２基板７６を金属被覆８２ａ，８２ｂから露出させるように形成されている。金属被覆開口部８３ａ，８３ｂの外形は、基板ユニット給電線路７７ａの外形よりも大きくなっている。基板ユニット７（図１参照）を平面視した時、金属被覆開口部８３ａ，８３ｂ内には、基板ユニット給電線路７７ａが位置するように構成される。信号は、金属被覆開口部８３ａ，８３ｂを介して、電磁界結合により基板ユニット７の基板ユニット給電線路７７ａと、回路ユニット５の入力側回路ユニット配線パターン５２Ａとの間を伝送される。
また、金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄは、平面視で出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに対応する位置において、それぞれ第２基板７６を金属被覆８２ｃ，８２ｄから露出させるように形成されている。金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄの外形は、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂの外形よりも大きくなっている。基板ユニット７（図１参照）を平面視した時、金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄ内には、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが位置するように構成される。信号は、金属被覆開口部８３ｃ，８３ｄを介して、電磁界結合により回路ユニット５の出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂと、基板ユニット７の出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂとの間を伝送される。 The metal coatings 82a and 82b covering both main surfaces of the second substrate 76 are formed with metal coating openings 83a to 83d having a substantially rectangular shape in plan view.
The metal coating openings 83a and 83b are formed to expose the second substrate 76 from the metal coatings 82a and 82b, respectively, at positions corresponding to the input-side board unit wiring pattern 77A in plan view. The outer shapes of the metal cover openings 83a and 83b are larger than the outer shape of the substrate unit feed line 77a. When the substrate unit 7 (see FIG. 1) is viewed in plan, the substrate unit feed line 77a is positioned in the metal cover openings 83a and 83b. The signal is transmitted between the board unit feed line 77a of the board unit 7 and the input side circuit unit wiring pattern 52A of the circuit unit 5 by electromagnetic field coupling through the metal coating openings 83a and 83b.
The metal cover openings 83c and 83d are formed so as to expose the second substrate 76 from the metal covers 82c and 82d, respectively, at positions corresponding to the output side substrate unit wiring pattern 77B in plan view. The outer shape of the metal cover openings 83c and 83d is larger than the outer shape of the output side board unit wiring pattern 77B. When the substrate unit 7 (see FIG. 1) is viewed in plan, the output-side substrate unit wiring pattern 77B is positioned in the metal cover openings 83c and 83d. The signal is transmitted between the output-side circuit unit wiring pattern 52B of the circuit unit 5 and the output-side board unit wiring pattern 77B of the board unit 7 by electromagnetic coupling through the metal coating openings 83c and 83d.

第２の実施形態によれば、アンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとが接続電極８０によって電気的に接続されている。これにより、信号は、接続電極８０を介してアンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送されるので、効率に優れたアンテナ装置１とすることができる。 According to the second embodiment, the antenna element 6 and the substrate unit feed line 77 a are electrically connected by the connection electrode 80. Thereby, since a signal is transmitted between the antenna element 6 and the board | substrate unit feed line 77a via the connection electrode 80, it can be set as the antenna apparatus 1 excellent in efficiency.

（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明をする。
図９は、第３の実施形態のアンテナ装置における断面図である。なお、図９は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図に相当する。
図９に示すように、第３の実施形態では、信号は、スロット７３（図２参照）や接続電極８０（図６参照）を設けることなく、電磁界結合によりアンテナ素子６と基板ユニット給電線路７７ａとの間を伝送される点で、第１実施形態および第２実施形態とは異なっている。なお、以下において、第１の実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。 (Third embodiment)
Subsequently, the third embodiment will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the antenna device of the third embodiment. 9 corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIG. 9, in the third embodiment, the signal is not provided with the slot 73 (see FIG. 2) or the connection electrode 80 (see FIG. 6), and the antenna element 6 and the substrate unit feed line are formed by electromagnetic coupling. 77a is different from the first and second embodiments in that it is transmitted to and from 77a. In the following, detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

図１０は、第３の実施形態のアンテナ装置に係る第１基板を上側から見たときの平面図である。
図１０に示すように、第１基板７１は、断熱用保温容器２（図２参照）の外側に面する第１基板外側面７１ａ上に、アンテナ素子６を有している。 FIG. 10 is a plan view of the first substrate according to the antenna device of the third embodiment when viewed from above.
As shown in FIG. 10, the 1st board | substrate 71 has the antenna element 6 on the 1st board | substrate outer surface 71a facing the outer side of the heat retention container 2 (refer FIG. 2).

また、第１基板７１の両主面上には、基板ユニット配線パターン７７が形成されている。具体的には、第１基板７１の第１基板内側面７１ｂ上には、基板ユニット配線パターン７７として、入力側基板ユニット配線パターン７７Ａが形成されている。また、第１基板７１の第１基板外側面７１ａ上には、基板ユニット配線パターン７７として、出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂが形成されている。
入力側基板ユニット配線パターン７７Ａの給電部７７ｂは、平面視でアンテナ素子６の一部と重なるように配置されている。
信号は、電磁界結合によって、出力側回路ユニット配線パターン５２Ｂの回路ユニット給電線路５２ａから基板ユニット７の出力側基板ユニット配線パターン７７Ｂに伝送される。その後、信号は、信号出力線路７８を介して断熱用保温容器２の外部の信号処理回路で処理されたあと、アンテナ装置１の外部に出力される。 A substrate unit wiring pattern 77 is formed on both main surfaces of the first substrate 71. Specifically, an input-side board unit wiring pattern 77 A is formed as a board unit wiring pattern 77 on the first board inner side surface 71 b of the first board 71. Further, on the first substrate outer surface 71 a of the first substrate 71, an output-side substrate unit wiring pattern 77 B is formed as a substrate unit wiring pattern 77.
The power feeding portion 77b of the input-side board unit wiring pattern 77A is disposed so as to overlap a part of the antenna element 6 in plan view.
The signal is transmitted from the circuit unit feed line 52a of the output side circuit unit wiring pattern 52B to the output side board unit wiring pattern 77B of the board unit 7 by electromagnetic field coupling. Thereafter, the signal is processed by a signal processing circuit outside the heat insulating container 2 for heat insulation via the signal output line 78 and then outputted to the outside of the antenna device 1.

図９に示すように、第２基板７６は、両主面（すなわち第２基板内側面７６ａおよび第２基板外側面７６ｂ）上に、金属被覆８２ａ，８２ｂが形成されている。また、第２基板７６の両主面を覆う金属被覆８２ａ，８２ｂには、平面視で略矩形状をした金属被覆開口部８３ａ〜８３ｄが形成されている。第２基板７６の構成は、第２の実施形態と同一のため、詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 9, the second substrate 76 has metal coatings 82a and 82b formed on both main surfaces (that is, the second substrate inner surface 76a and the second substrate outer surface 76b). Further, the metal coatings 82a and 82b covering both main surfaces of the second substrate 76 are formed with metal coating openings 83a to 83d having a substantially rectangular shape in plan view. Since the configuration of the second substrate 76 is the same as that of the second embodiment, detailed description thereof is omitted.

第３の実施形態によれば、信号は、スロット７３（図２参照）や接続電極８０（図６参照）を設ける必要がないので、基板ユニット７の第１基板７１を簡単かつ低コストに形成できる。 According to the third embodiment, since it is not necessary to provide the slot 73 (see FIG. 2) and the connection electrode 80 (see FIG. 6), the signal forms the first substrate 71 of the substrate unit 7 easily and at low cost. it can.

上記各実施形態では、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２に接続された状態で真空ポンプ３を備えていたが、真空ポンプ３を備えていなくてもよい。すなわち、真空ポンプ３は、アンテナ装置１の製造時において、断熱用保温容器２内を真空引きする際に断熱用保温容器２と接続され、断熱用保温容器２内を真空引きした後に断熱用保温容器２から取り外される構成としてもよい。 In each of the above embodiments, the antenna device 1 includes the vacuum pump 3 in a state where it is connected to the heat insulating container 2, but the vacuum pump 3 may not be included. That is, when the antenna device 1 is manufactured, the vacuum pump 3 is connected to the heat insulating container 2 when evacuating the heat insulating container 2, and the heat insulating container 2 is evacuated after evacuating the heat insulating container 2. It is good also as a structure removed from the container 2. FIG.

上記各実施形態では、アンテナ装置１は、回路ユニット５の回路部５５内に、ＬＮＡや超電導フィルタを有していたが、これらに限定されない。したがって、アンテナ装置１は、回路ユニット５の回路部５５内に、位相器（フェーズシフター）や分配器、フィルタ回路、減衰器等を有していてもよい。 In each said embodiment, although the antenna device 1 had LNA and a superconducting filter in the circuit part 55 of the circuit unit 5, it is not limited to these. Therefore, the antenna device 1 may include a phase shifter, a distributor, a filter circuit, an attenuator, and the like in the circuit unit 55 of the circuit unit 5.

上記各実施形態では、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２が開口部２５を有し、開口部２５を基板ユニット７が閉塞していた。これに対して、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２が開口部２５を有することなく、基板ユニット７を断熱用保温容器２の外部に配置するとともに、断熱用保温容器２外の基板ユニット７と断熱用保温容器２内の回路ユニット５との間を電磁界結合によって信号が伝送される構成としてもよい。 In each of the embodiments described above, in the antenna device 1, the heat insulating container 2 has the opening 25, and the opening 25 is closed by the substrate unit 7. On the other hand, in the antenna device 1, the substrate unit 7 is disposed outside the heat insulating container 2 without the heat insulating container 2 having the opening 25, and the substrate unit 7 outside the heat insulating container 2 is disposed. And a circuit unit 5 in the heat insulation container 2 for heat insulation may be configured to transmit signals by electromagnetic coupling.

上記各実施形態では、アンテナ装置１は、断熱用保温容器２の上部の全面が開口する開口部２５を有し、基板ユニット７が閉塞していた。これに対して、アンテナ装置１は、例えば、断熱用保温容器２の上部の一部分のみが開口する開口部を有し、この開口部を基板ユニット７が閉塞する構成であってもよい。また、アンテナ装置１は、例えば、断熱用保温容器２の底壁２１および側壁２２ａ〜２２ｄのいずれかに開口部を有し、基板ユニット７が閉塞する構成であってもよい。 In each of the above-described embodiments, the antenna device 1 has the opening 25 that opens on the entire upper surface of the heat insulation container 2 for heat insulation, and the substrate unit 7 is closed. On the other hand, the antenna device 1 may have a configuration in which, for example, only a part of the upper part of the heat insulating container 2 is opened, and the substrate unit 7 closes the opening. The antenna device 1 may have a configuration in which, for example, the substrate unit 7 is closed by having an opening in one of the bottom wall 21 and the side walls 22a to 22d of the heat insulating container 2 for heat insulation.

上記各実施形態では、アンテナ装置１は、いわゆるパッチアンテナ８（平面アンテナ）を備えていたが、アンテナの形態はパッチアンテナ８に限定されない。したがって、アンテナ装置１は、パッチアンテナ８以外の線状アンテナや板状アンテナ等を備えていてもよい。 In each of the embodiments described above, the antenna device 1 includes the so-called patch antenna 8 (planar antenna), but the form of the antenna is not limited to the patch antenna 8. Therefore, the antenna device 1 may include a linear antenna or a plate antenna other than the patch antenna 8.

上記各実施形態では、信号は、電磁界結合によって基板ユニット７と回路ユニット５との間を双方向に伝送していたが、少なくとも基板ユニット７から回路ユニット５に伝送できればよい。この場合にあっては、信号は、同軸ケーブルや気密コネクタ等を介して断熱用保温容器２の内側の回路ユニット５から断熱用保温容器２の外側に伝送されて出力される。 In each of the above embodiments, the signal is bidirectionally transmitted between the substrate unit 7 and the circuit unit 5 by electromagnetic coupling, but it is sufficient that the signal can be transmitted from at least the substrate unit 7 to the circuit unit 5. In this case, the signal is transmitted from the circuit unit 5 inside the heat insulation heat insulation container 2 to the outside of the heat insulation heat insulation container 2 through a coaxial cable, an airtight connector, or the like and output.

図１１は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、１個のアンテナ素子６が実装されたパッチアンテナ８と、１個の回路部５５とを備えていた。これに対して、例えば図１１に示すように、アンテナ装置１は、複数のアンテナ素子６と、１個の断熱用保温容器２に収納された複数の回路部５５とを備えていてもよい。この構成によれば、複数のアンテナ素子６と、複数の回路部５５とを備えた場合であっても、アンテナ装置１が大型化するのを抑制できる。 FIG. 11 is a schematic diagram of an antenna device 1 according to another embodiment.
In each of the embodiments described above, the antenna device 1 includes the patch antenna 8 on which one antenna element 6 is mounted, and one circuit unit 55. On the other hand, as shown in FIG. 11, for example, the antenna device 1 may include a plurality of antenna elements 6 and a plurality of circuit units 55 housed in one heat insulating container 2. According to this structure, even if it is a case where the some antenna element 6 and the some circuit part 55 are provided, it can suppress that the antenna apparatus 1 enlarges.

図１２は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、１個のアンテナ素子６が実装されたパッチアンテナ８と、１個の断熱用保温容器２と、１個の回路部５５とを備えていた。これに対して、例えば図１２に示すように、複数の回路部５５が、それぞれ複数の断熱用保温容器２に収納されてもよい。この構成によれば、仮に断熱用保温容器２が破損した場合であっても、破損した断熱用保温容器２のみを交換すればよいので、メンテナンス性に優れたアンテナ装置１とすることができる。 FIG. 12 is a schematic diagram of an antenna device 1 according to another embodiment.
In each of the above embodiments, the antenna device 1 includes the patch antenna 8 on which one antenna element 6 is mounted, one heat insulating container 2 for heat insulation, and one circuit unit 55. On the other hand, as shown in FIG. 12, for example, a plurality of circuit portions 55 may be housed in a plurality of heat insulating containers 2 for heat insulation. According to this configuration, even if the heat insulating container 2 for heat insulation is damaged, it is only necessary to replace the damaged heat insulating container 2 for heat insulation. Therefore, the antenna device 1 having excellent maintainability can be obtained.

図１３は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、基板ユニット７が信号処理部としてのＩＣチップを備えていた。これに対して、図１３に示すように、アンテナ装置１は、基板ユニット７がフィルタ８５を備えていてもよい。この構成によれば、所望の周波数以外の妨害波（信号）を減衰させることができ、不要な信号を断熱用保温容器２内に流入させることがなく、断熱用保温容器２内での信号による発熱を軽減できる。 FIG. 13 is a schematic diagram of an antenna device 1 according to another embodiment.
In each of the embodiments described above, in the antenna device 1, the substrate unit 7 includes the IC chip as the signal processing unit. On the other hand, as shown in FIG. 13, in the antenna device 1, the substrate unit 7 may include a filter 85. According to this configuration, an interference wave (signal) other than a desired frequency can be attenuated, and an unnecessary signal is not allowed to flow into the heat insulation warming container 2, but by a signal in the heat insulation heat insulation container 2. Reduces fever.

図１４は、他の実施形態に係るアンテナ装置１の模式図である。
上記各実施形態では、アンテナ装置１は、基板ユニット７の第１基板７１上にアンテナ素子６が実装されていた。これに対して、図１４に示すように、アンテナ素子６は、基板ユニット７から離間して設けられていてもよい。この構成によれば、基板ユニット７の小型化ができる。 FIG. 14 is a schematic diagram of an antenna device 1 according to another embodiment.
In each of the above embodiments, the antenna device 1 has the antenna element 6 mounted on the first substrate 71 of the substrate unit 7. On the other hand, as shown in FIG. 14, the antenna element 6 may be provided apart from the substrate unit 7. According to this configuration, the substrate unit 7 can be reduced in size.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、信号は、スロット結合によりスロットを介してアンテナ素子と基板ユニット給電線路との間を伝送される。また、信号は、電磁界結合によって基板ユニット給電線路と回路ユニットの回路ユニット給電線路との間を伝送される。これにより、アンテナ装置は、同軸ケーブルや気密コネクタを介することなく、アンテナ素子と基板ユニット給電線路との間で信号を伝送することができる。したがって、同軸ケーブルや気密コネクタの電気的抵抗による損失が発生しないので、アンテナ装置の感度の低下を抑制しつつ、信号を伝送することができる。
また、同軸ケーブルや気密コネクタを介して、断熱用保温容器の外部から断熱用保温容器の内部に熱が伝達されることがないので、従来よりも冷却効率を向上できるとともに、冷凍機およびアンテナ装置の小型化ができる。したがって、高感度かつ小型なアンテナ装置を提供することができる。 According to at least one embodiment described above, the signal is transmitted between the antenna element and the board unit feed line through the slot by slot coupling. In addition, the signal is transmitted between the substrate unit feed line and the circuit unit feed line of the circuit unit by electromagnetic coupling. Thereby, the antenna apparatus can transmit a signal between an antenna element and a board | substrate unit feed line, without passing through a coaxial cable or an airtight connector. Therefore, loss due to the electrical resistance of the coaxial cable or the airtight connector does not occur, so that a signal can be transmitted while suppressing a decrease in sensitivity of the antenna device.
In addition, since heat is not transferred from the outside of the heat insulation heat insulation container to the inside of the heat insulation heat insulation container via the coaxial cable or the airtight connector, the cooling efficiency can be improved as compared with the prior art, and the refrigerator and the antenna device Can be miniaturized. Therefore, a highly sensitive and small antenna device can be provided.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１…アンテナ装置２…断熱用保温容器５…回路ユニット６…アンテナ素子７…基板ユニット２４…収納部２５…開口部４２…コールドヘッド（冷却手段）７０…誘電体７１…第１基板７１ａ…第１基板外側面７１ｂ…第１基板内側面７２…金属被覆７３…スロット７６…第２基板７６ｂ…第２基板外側面７７ａ…基板ユニット給電線路（給電線路）８０…接続電極（接続部）８２ａ，８２ｂ…金属被覆８３ａ，８３ｂ…金属被覆開口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna apparatus 2 ... Thermal insulation container 5 ... Circuit unit 6 ... Antenna element 7 ... Substrate unit 24 ... Storage part 25 ... Opening part 42 ... Cold head (cooling means) 70 ... Dielectric 71 ... 1st board | substrate 71a ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate outer surface 71b ... 1st board | substrate inner surface 72 ... Metal coating 73 ... Slot 76 ... 2nd board | substrate 76b ... 2nd board | substrate outer surface 77a ... Board | substrate unit feed line (feed line) 80 ... Connection electrode (connection part) 82a, 82b ... Metal coating 83a, 83b ... Metal coating opening

Claims

A heat insulating container for heat insulation having a storage part;
A circuit unit stored in the storage part of the heat insulation container for heat insulation;
An antenna element capable of transmitting and receiving signals;
A substrate unit connected to the antenna element and disposed outside the storage unit;
With
The antenna device, wherein the signal is transmitted from at least the board unit to the circuit unit by electromagnetic coupling.

The heat insulating container for heat insulation has an opening,
The antenna device according to claim 1, wherein the board unit closes the opening of the heat insulating container.

The substrate unit is
A first substrate;
A second substrate located closer to the heat insulating container for heat insulation than the first substrate;
With
The first substrate is
The antenna element provided on the outer surface of the first substrate facing the outside of the heat insulation container for heat insulation;
A metal coating formed on the inner surface of the first substrate opposite to the outer surface of the first substrate;
A slot formed at a position corresponding to the antenna element in the metal coating;
Have
The second substrate has a feed line on the second substrate outer surface facing the heat insulating container for heat insulation,
3. The signal according to claim 2, wherein the signal is transmitted between the antenna element and the feed line through the slot by slot coupling, and is transmitted between the feed line and the circuit unit by electromagnetic coupling. Antenna device.

The substrate unit is
A first substrate, and a second substrate located closer to the heat insulating container for heat insulation than the first substrate,
The first substrate is
The antenna element provided on the outer surface of the first substrate facing the outside of the heat insulation container for heat insulation;
A feed line formed on the inner surface of the first substrate opposite to the outer surface of the first substrate;
A connection part for electrically connecting the antenna element and the feed line;
Have
The second substrate is
Metal coatings formed on both main surfaces;
A metal coating opening formed at a position corresponding to the feeder line in the metal coating;
Have
The signal is transmitted between the antenna element and the feeder line via the connection portion, and is transmitted between the feeder line and the circuit unit by electromagnetic field coupling via the metal-coated opening. The antenna device according to claim 2.

The substrate unit is
A first substrate, and a second substrate located closer to the heat insulating container for heat insulation than the first substrate,
The first substrate is
The antenna element provided on the outer surface of the first substrate facing the outside of the heat insulation container for heat insulation;
A feed line formed on the inner surface of the first substrate opposite to the outer surface of the first substrate;
A dielectric provided between the antenna element and the feed line;
Have
The second substrate is
Metal coatings formed on both main surfaces;
A metal coating opening formed at a position corresponding to the feeder line in the metal coating;
Have
The signal is transmitted between the antenna element and the feed line by electromagnetic coupling, and is transmitted between the feed line and the circuit unit by electromagnetic coupling through the metal-coated opening. 3. The antenna device according to 2.

Having cooling means in the storage part of the heat insulating container for heat insulation;
The antenna device according to claim 1, wherein the circuit unit is connected to the cooling unit.

The antenna device according to any one of claims 1 to 6, wherein the housing portion of the heat insulating container for heat insulation is in a vacuum state.