JP2019016929A - Multilayer Substrate Array Antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層基板型アレイアンテナに関する。 The present invention relates to a multilayer substrate type array antenna.
近年、無線通信の高速化及び大容量化に伴い、伝送信号の使用周波数の広帯域化及び高周波化が急速に進んでいる。高周波帯域で動作するアンテナとして、マイクロストリップアンテナが知られている。マイクロストリップアンテナは不平衡給電型のアンテナであり、マイクロストリップアンテナの放射素子には不平衡信号が給電線路によって給電される。一方、高周波無線通信用のICチップは様々な制約により平衡接続とすることが多く(例えば、特許文献1参照)、高周波無線通信用ICチップから平衡信号(差動信号)が出力される。 In recent years, with the increase in speed and capacity of wireless communication, the use frequency of transmission signals has been rapidly widened and increased in frequency. A microstrip antenna is known as an antenna that operates in a high frequency band. The microstrip antenna is an unbalanced feed type antenna, and an unbalanced signal is fed to the radiating element of the microstrip antenna by a feed line. On the other hand, an IC chip for high-frequency wireless communication is often in a balanced connection due to various restrictions (see, for example, Patent Document 1), and a balanced signal (differential signal) is output from the IC chip for high-frequency wireless communication.
そのため、高周波無線通信用ICチップからマイクロストリップアンテナまでの給電線路の中途部には、平衡信号から不平衡信号に変換するバラン(平衡−不平衡変換器)が必要となる。
ところで、マイクロストリップアンテナの放射素子から地導体までの誘電体の厚さが厚くなるほど、マイクロストリップアンテナの性能が良くなる。一方、マイクロストリップライン構造のバランが良好に動作するためには、地導体から線路までの誘電体の厚さを使用周波数等に応じて適切に設定する必要がある。よって、マイクロストリップアンテナとバランとでは、良好に動作する誘電体の厚さが相違する。従って,マイクロストリップアンテナの放射素子とバランを同一の誘電体基板に組み込むことができない。
Therefore, a balun (balanced-unbalanced converter) for converting a balanced signal into an unbalanced signal is required in the middle of the feed line from the IC chip for high-frequency wireless communication to the microstrip antenna.
By the way, the performance of the microstrip antenna improves as the thickness of the dielectric from the radiation element of the microstrip antenna to the ground conductor increases. On the other hand, in order for a microstrip line structure balun to operate satisfactorily, it is necessary to appropriately set the thickness of the dielectric from the ground conductor to the line in accordance with the frequency used. Therefore, the thickness of the dielectric that operates well differs between the microstrip antenna and the balun. Therefore, the radiating element and the balun of the microstrip antenna cannot be incorporated in the same dielectric substrate.
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、放射素子及びバランを同一の基板に組み込んでも、放射素子から地導体までの厚さとバランから地導体までの厚さを相違させられるようにすることである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to make the thickness from the radiating element to the ground conductor different from the thickness from the balun to the ground conductor even if the radiating element and the balun are incorporated in the same substrate.
上記目的を達成するための主たる発明は、誘電体が積層されてなる誘電体積層板と、前記誘電体積層板の一方の主面に形成された複数の放射素子と、前記誘電体積層板の一方の主面に形成されたバランと、前記誘電体積層板の一方の主面に形成され、前記バランから前記複数の放射素子まで引き回された不平衡給電線路と、前記誘電体積層板の一方の主面に形成され、一対の給電点から前記バランまで引き回された一対の平衡給電線路と、前記誘電体積層板の層間のうち、前記平衡給電線路及び前記バランに対向する領域に形成された第一地導体層と、前記誘電体積層板の他方の主面のうち、前記複数の放射素子及び前記不平衡給電線路に対向する領域に形成された第二地導体層と、を備えるアレイアンテナである。 A main invention for achieving the above object is that a dielectric laminated plate in which dielectrics are laminated, a plurality of radiating elements formed on one main surface of the dielectric laminated plate, and the dielectric laminated plate A balun formed on one main surface, an unbalanced feed line formed on one main surface of the dielectric laminate and routed from the balun to the plurality of radiating elements, and the dielectric laminate A pair of balanced feed lines formed on one main surface and routed from a pair of feed points to the balun, and formed in a region facing the balanced feed line and the balun, between the layers of the dielectric laminate. A first ground conductor layer formed on the other main surface of the dielectric laminate, and a second ground conductor layer formed in a region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line. It is an array antenna.
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。 Other characteristics of the present invention will be made clear by the description and drawings described later.
本発明によれば、バラン及び平衡給電線路から第一地導体層までの厚さと、放射素子及び不平衡給電線路から第二地導体層までの厚さとを相違させることができる。 According to the present invention, the thickness from the balun and the balanced feed line to the first ground conductor layer can be made different from the thickness from the radiating element and the unbalanced feed line to the second ground conductor layer.
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will be apparent from the description and drawings described below.
誘電体が積層されてなる誘電体積層板と、前記誘電体積層板の一方の主面に形成された複数の放射素子と、前記誘電体積層板の一方の主面に形成されたバランと、
前記誘電体積層板の一方の主面に形成され、前記バランから前記複数の放射素子まで引き回された不平衡給電線路と、前記誘電体積層板の一方の主面に形成され、一対の給電点から前記バランまで引き回された一対の平衡給電線路と、前記誘電体積層板の層間のうち、前記平衡給電線路及び前記バランに対向する領域に形成された第一地導体層と、前記誘電体積層板の他方の主面のうち、前記複数の放射素子及び前記不平衡給電線路に対向する領域に形成された第二地導体層と、を備えるアレイアンテナが明らかとなる。
A dielectric laminate formed by laminating a dielectric, a plurality of radiating elements formed on one principal surface of the dielectric laminate, and a balun formed on one principal surface of the dielectric laminate;
An unbalanced feed line formed on one main surface of the dielectric laminate and routed from the balun to the plurality of radiating elements, and a pair of feeds formed on one main surface of the dielectric laminate. A pair of balanced feed lines routed from a point to the balun; a first ground conductor layer formed in a region facing the balanced feed line and the balun among layers of the dielectric laminate; and the dielectric An array antenna including the second ground conductor layer formed in a region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line in the other main surface of the body laminate is apparent.
このようなアレイアンテナにおいては、第一地導体層が誘電体積層板の層間に形成され、第二地導体層が誘電体積層板の主面に形成されているので、バラン及び平衡給電線路から第一地導体層までの厚さと、放射素子及び不平衡給電線路から第二地導体層までの厚さが相違する。従って、放射素子とバランとでは良好に動作する誘電体の厚さが相違しても、放射素子及びバランの両方を良好に動作させることができる。 In such an array antenna, the first ground conductor layer is formed between the layers of the dielectric laminate, and the second ground conductor layer is formed on the main surface of the dielectric laminate. The thickness to the first ground conductor layer is different from the thickness from the radiation element and the unbalanced feed line to the second ground conductor layer. Therefore, even if the thickness of the dielectric that operates well differs between the radiating element and the balun, both the radiating element and the balun can be operated well.
前記第一地導体層が、前記誘電体積層板の層間のうち、前記平衡給電線路及び前記バランに対向する領域から、前記複数の放射素子及び前記不平衡給電線路に対向する領域にはみ出ている
これにより、第一地導体層のはみ出た長さに応じて、アレイアンテナの共振周波数を設定することができる。
The first ground conductor layer protrudes from a region facing the balanced feed line and the balun in a region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line among the layers of the dielectric laminate. Thereby, the resonance frequency of the array antenna can be set according to the length of the first ground conductor layer protruding.
前記第一地導体層が前記平衡給電線路及び前記バランに対向する領域から前記複数の放射素子及び前記不平衡給電線路に対向する領域にはみ出た長さを、前記アレイアンテナの使用波長により除することによって得られた値が0.07である。
これにより、アレイアンテナが使用周波数で共振する。
The length of the first ground conductor layer protruding from the region facing the balanced feed line and the balun to the region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line is divided by the wavelength used by the array antenna. The value obtained by this is 0.07.
As a result, the array antenna resonates at the operating frequency.
前記第二地導体層が、前記誘電体積層板の他方の主面のうち、前記平衡給電線路及び前記バランに対向する領域に及んでいる。
これにより、インピーダンス整合が取れ、バランとアンテナともに良好に動作させることができる。
The second ground conductor layer extends to a region facing the balanced feed line and the balun on the other main surface of the dielectric laminate.
As a result, impedance matching can be achieved and both the balun and the antenna can be operated satisfactorily.
===実施の形態===
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
=== Embodiment ===
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below are given various technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
1.無線モジュールの構成
図1は無線モジュール1の側面図である。なお、図1〜図8には、方向を表す矢印又は記号としてX軸、Y軸及びZ軸を図示する。X軸、Y軸及びZ軸は互いに直交する。
1. Configuration of Wireless Module FIG. 1 is a side view of the wireless module 1. 1 to 8 illustrate the X axis, the Y axis, and the Z axis as arrows or symbols representing directions. The X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other.
図1に示すように、無線モジュール1は、多層基板型のアレイアンテナ2と、アレイアンテナ2の一方の主面に表面実装された無線チップ3と、を備える。ここで、主面とは、板状材料の表面(ひょうめん)のうち最も面積の大きな一対の面のことをいう。図1では、矩形板状のアレイアンテナ2の一対の主面は、Z軸に対して直交するとともに、XY平面に対して平行である。
As shown in FIG. 1, the wireless module 1 includes a multilayer substrate
無線チップ3の表面実装方式は例えばBGA(Ball Grid Array)方式、LGA(Land Grid Array)方式又はWB(Wire Bonding)方式である。無線チップ3はいわゆるRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)と呼ばれるものであり、受信回路若しくは送信回路又はこれらの両方が組み込まれたICチップである。
The surface mounting method of the
図2はアレイアンテナ2の断面図である。
図2に示すように、アレイアンテナ2は、誘電体積層板14と、誘電体積層板14の表側の主面14bに形成された導体パターン層20と、誘電体積層板14の層間に形成された第一地導体層50と、誘電体積層板14の裏側の主面14aに形成された第二地導体層60と、を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, the
誘電体積層板14は、誘電体基材11、誘電体接着層13及び誘電体基材12の積層体である。つまり、薄板状の誘電体基材11と薄板状の誘電体基材12がこれらの間に誘電体接着層13を挟み込んだ状態で、誘電体基材11と誘電体基材12が誘電体接着層13によって接合されている。誘電体基材11,12は、例えば樹脂(例えば液晶ポリマー、ポリイミド)、繊維強化樹脂(例えばガラス布エポキシ樹脂)、フッ素樹脂又はセラミックからなる。誘電体接着層13は例えばエポキシ系樹脂からなる。
The
誘電体積層板14が矩形板状であり、誘電体積層板14の長辺がY軸に対して平行であり、誘電体積層板14の短辺がX軸に対して平行である。誘電体積層板14の表側の主面14bには、つまり誘電体基材12の表面(ひょうめん)には、導体パターン層20が形成されている。誘電体積層板14の裏側の主面14aには、つまり、誘電体基材11の表面(ひょうめん)には、第二地導体層60が形成されている。誘電体積層板14の層間には、より具体的には、誘電体基材12と誘電体接着層13との間には、第一地導体層50が形成されている。以下、図2に示す矢印Aの方向へ見て示した平面図を参照して、導体パターン層20、第一地導体層50及び第二地導体層60について詳細に説明する。
The
2.導体パターン層
図3は、導体パターン層20の平面図である。図4は、導体パターン層20の一部の拡大図である。
2. Conductor Pattern Layer FIG. 3 is a plan view of the
導体パターン層20は例えばサブトラクティブ法又はアディティブ法等によって形状加工(パターニング)されたものである。これにより、導体パターン層20には、複数の放射素子21、不平衡給電線路24、バラン(平衡−不平衡変換器)30、平衡給電線路41,42、グランド部43,44,45が形成されている。
The
誘電体積層板14の表側の主面14bを、Y軸方向(誘電体積層板14の長辺方向)に並んだ2つの矩形状領域の17,18に区分けした場合、複数の放射素子21及び不平衡給電線路24は領域18内に配置され、バラン30、平衡給電線路41,42及びグランド部44,45,46は領域17内に配置されている。
When the
不平衡給電線路24は、Y軸方向に延びるよう直線状に形成されている。
複数の放射素子21は不平衡給電線路24に沿って2列で配列されており、一方の列22と他方の列23との間に不平衡給電線路24が配置されている。以下、一方の列22を放射素子列22といい、他方の列23を放射素子列23という。放射素子列22の放射素子21と放射素子列23の放射素子21とは、放射素子列22,23の半ピッチ分だけY軸方向にずれて配置されている。
The
The plurality of radiating
バラン30から最も離れた放射素子21は給電素子21a及び無給電素子21b,21cから構成されている。他の放射素子21は給電素子21a及び無給電素子21b,21c,21dから構成されている。放射素子列22の放射素子21の給電素子21aが不平衡給電線路24に接続されていて、これら給電素子21aが不平衡給電線路24からX軸負方向に延びている。放射素子列23の放射素子21の給電素子21aが不平衡給電線路24に接続されていて、これら給電素子21aが不平衡給電線路24からX軸正方向に延びている。
何れの放射素子21においても、無給電素子21bは給電素子21aのY軸正方向側のエッジから僅かに離れた位置においてそのエッジに沿って長方形状に形成されて、無給電素子21cは給電素子21aのY軸負方向側のエッジから僅かに離れた位置においてそのエッジに沿って長方形状に形成されている。バラン30から最も離れた放射素子21以外の放射素子21においては、無給電素子21dが、給電素子21aの延出した側のエッジから僅かに離れた位置において、そのエッジの直交方向に延びるよう長方形状に形成されている。
The radiating
In any of the radiating
バラン30はラットレース回路である。つまり、バラン30は四角環状の線路であり、その線路に3つのポートP1〜P3が設けられている。マイクロ波又はミリ波の周波数帯の伝送信号波(高周波)の波長をλとすると、ポートP1,P2間の線路31の電気長がλ/2であり、ポートP1,P3間の線路32の電気長が3λ/4であり、ポートP2,P3間の線路33の電気長がλ/4である。ポートP1,P2の平衡信号(差動信号)がバラン30によってポートP3の不平衡信号に変換され、ポートP3の不平衡信号がバラン30によってポートP1,P2の平衡信号に変換される。また、ポートP1とポートP2は互いにアイソレートされている。
The
バラン30は、領域17内の領域18寄りに配置されている。
バラン30のポートP3が不平衡給電線路24の一方の端に接続されており、その不平衡給電線路24がそのポートP3からY軸方向に延びている。ここで、領域17と領域18の境界19は、バラン30の際(きわ)によって設定される。より具体的には、領域17と領域18の境界19は、ポートP3においてバラン30に外接する直線である。
The
The port P3 of the
グランド部43,44,45がこれらの間に間隔を置いてX軸方向(誘電体積層板14の短辺方向)に配列されている。グランド部43と不平衡給電線路24との間にバラン30が配置されている。
The
グランド部43は、誘電体基材12を貫通した複数のビアホール43aによって第一地導体層50に導通する。グランド部44は、誘電体基材12を貫通したビアホール44aによって第一地導体層50に導通する。グランド部45は、誘電体基材12を貫通した複数のビアホール45aによって第一地導体層50に導通する。
The
グランド部43とグランド部44との間には平衡給電線路41の一端側の部位41aが配置されている。その部位41aが無線チップ3の端子に接続されており、その部位41aが給電部となる。平衡給電線路41がグランド部43とグランド部44との間からバラン30のポートP1まで引き回されており、平衡給電線路41の他端がバラン30のポートP1に接続されている。
A
グランド部44とグランド部45との間には平衡給電線路42の一端側の部位42aが配置されている。その部位42aが無線チップ3の端子に接続されており、その部位42aが給電部となる。平衡給電線路42がグランド部43とグランド部44との間からバラン30のポートP2まで引き回されており、平衡給電線路42の他端がバラン30のポートP2に接続されている。
平衡給電線路41の電気長と平衡給電線路42の電気長は互いに等しい。
A
The electrical length of the
3.第一地導体層
図5は、第一地導体層50の平面図である。図5において、第一地導体層50の位置と導体パターン層20の位置の関係性を特定すべく、導体パターン層20を二点鎖線により示す。
図5に示すように、第一地導体層50は、誘電体基材12と誘電体接着層13の層間のうち領域17に対向する領域57全体に及んで広がっている。従って、バラン30、平衡給電線路41,42及びグランド部44,45,46は、これらと第一地導体層50との間に誘電体基材12を挟んで、第一地導体層50に重なる。
3. First Ground Conductor Layer FIG. 5 is a plan view of the first
As shown in FIG. 5, the first
第一地導体層50は、誘電体基材12と誘電体接着層13との層間のうち領域18に対向する領域58にはみ出ていない。従って、不平衡給電線路24及び複数の放射素子21は、第一地導体層50に重ならない。
The first
なお、図6の平面図に示すように、第一地導体層50が領域57から領域58にはみ出し長さLだけはみ出ていてもよい。この場合、不平衡給電線路24の一部が、誘電体基材12を挟んで、第一地導体層50に重なる。図6において、第一地導体層50の位置と導体パターン層20の位置の関係性を特定すべく、導体パターン層20を二点鎖線により示す。
As shown in the plan view of FIG. 6, the first
4.第二地導体層
図7は、第二地導体層60の平面図である。図7において、第二地導体層60の位置と導体パターン層20の位置の関係性を特定すべく、導体パターン層20を二点鎖線により示す。
図7に示すように、第二地導体層60は、誘電体積層板14の裏側の主面14aの全体、つまり、誘電体基材11の表面の全体に及んで広がっている。従って、第二地導体層60と第一地導体層50は、これらの間に誘電体基材11及び誘電体接着層13を挟んで、互いに対向する。また、バラン30、平衡給電線路41,42及びグランド部44,45,46は、これらと第二地導体層60との間に誘電体基材12、第一地導体層50、誘電体接着層13及び誘電体基材11を挟んで、第二地導体層60に重なる。また、不平衡給電線路24及び複数の放射素子21は、これらと第二地導体層60との間に誘電体基材12、誘電体接着層13及び誘電体基材11を挟んで、第二地導体層60に重なる。これにより、平衡給電線路41,42及びバラン30と不平衡給電線路24及び放射素子列22,23との間でインピーダンス整合が取れ、バラン30と放射素子列22,23ともに良好に動作させることができる。
4. Second Ground Conductor Layer FIG. 7 is a plan view of the second
As shown in FIG. 7, the second
第二地導体層60は誘電体基材12及び誘電体接着層13を貫通した複数のビアホール60a(図5又は図6参照)によって第一地導体層50に導通する。但し、第二地導体層60と第一地導体層50が絶縁されて、第一地導体層50と第二地導体層60が静電結合されるものとしてもよい。
The second
図7に示す例では、第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14aのうち領域68に及んで広がっていて、更に領域67に及んでいた。それに対して、図8の平面図に示すように、第二地導体層60が領域67に及んでおらず、領域68のみに及んで広がっているものとしてもよい。図8に示す例の場合、バラン30、平衡給電線路41,42及びグランド部44,45,46は第二地導体層60に重ならないが、不平衡給電線路24及び複数の放射素子21は、これらと第二地導体層60との間に誘電体基材12、誘電体接着層13及び誘電体基材11を挟んで、第二地導体層60に重なる。図8において、第二地導体層60の位置と導体パターン層20の位置の関係性を特定すべく、導体パターン層20を二点鎖線により示す。
In the example shown in FIG. 7, the second
図8に示すように第二地導体層60が領域67に及ばず、図5に示すように第一地導体層50が領域58にはみ出ていない場合、第一地導体層50と第二地導体層60は誘電体接着層13及び誘電体基材11を挟んで重ならない。一方、図8に示すように第二地導体層60が領域67に及ばず、図6に示すように第一地導体層50が領域58にはみ出し長さLだけはみ出ている場合、第一地導体層50のうち領域58にはみ出た部分が誘電体接着層13及び誘電体基材11を挟んで第二地導体層60に重なる。
When the second
5.効果
以上のように、バラン30及び平衡給電線路41,42が良好に動作して、伝送損失を低くするために、更に共振周波数を目的の値にするために、バラン30及び平衡給電線路41,42から第一地導体層50までの誘電体基材12の厚さは最適化されている。それに対して、複数の放射素子21及び不平衡給電線路24が良好に動作して、利得が低下しないようにするためには、放射素子21及び不平衡給電線路24から第二地導体層60までの誘電体積層板14の厚さは厚い程好ましい。このように、誘電体積層板14を用いることによって、導体パターン層20から第一地導体層50までの厚さと、導体パターン層20から第二地導体層60までの厚さを相違させている。よって、バラン30、平衡給電線路41,42、不平衡給電線路24及び放射素子21を最適に動作させることができる。
5. Effect As described above, in order to make the
また、第一地導体層50を領域57から領域58にはみ出させると、共振周波数をそのはみ出し長さLに応じた値に調整することができる。つまり、はみ出し長さLを設計して、共振周波数を目的の値とすることができる。
Further, when the first
平衡給電線路41の一端側の部位41aがグランド部43とグランド部44との間に配置され、平衡給電線路42の一端側の部位42aがグランド部44とグランド部45との間に配置されているので、これらの部位41a,42aが互いに静電結合されたり、他の導体と静電結合されたりしない。
A
6.シミュレーション結果
アレイアンテナ2の特性について検討すべく、シミュレーションを行った。何れのシミュレーションにおいても、誘電体基材11の厚さが50μmであり、誘電体基材12の厚さが50μmであり、誘電体接着層13の厚さが35μmである。
6). Simulation results A simulation was performed to examine the characteristics of the
(1) 図9は、アレイアンテナ2の反射特性のシミュレーション結果を示したグラフである。図10は、アレイアンテナ2によって放射される60GHzの電波の指向性のシミュレーション結果を示したグラフである。図9及び図10のシミュレーション結果を得るにあたって、図6に示すように、第一地導体層50のはみ出し長さLが350μmであるものとする。更に、図7に示すように、第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14a全体に及んで広がっていて、第二地導体層60と第一地導体層50が静電結合されているものとする。
(1) FIG. 9 is a graph showing a simulation result of the reflection characteristics of the
図9のグラフにおける横軸は周波数を示し、縦軸はSパラメータの反射特性|S11|を示す。図9のグラフから明らかなように、アレイアンテナ2の共振周波数が60GHzであることがわかる。
In the graph of FIG. 9, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the S-parameter reflection characteristic | S11 |. As is apparent from the graph of FIG. 9, it can be seen that the resonance frequency of the
図10のグラフにおける横軸はZX平面又はYZ平面上のZ軸を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。図10に示すように、最大利得の方角が誘電体積層板14の法線方向、つまりZ軸方向であることが分かる。また、最大利得が10dBiに近く、アレイアンテナ2が高利得であることが分かる。
The horizontal axis in the graph of FIG. 10 indicates an angle with respect to the Z axis on the ZX plane or the YZ plane, and the vertical axis indicates the gain. As shown in FIG. 10, it can be seen that the direction of the maximum gain is the normal direction of the
(2) 図11のグラフを参照して、第二地導体層60と第一地導体層50がビアホール60a(図6参照)によって導通している場合のシミュレーション結果(グラフ中の破線)と、第二地導体層60と第一地導体層50が静電結合されている場合のシミュレーション結果(グラフ中の実線)を比較する。図11のシミュレーション結果を得るにあたって、図6に示すように、第一地導体層50のはみ出し長さLが350μmであるものとし、更に、図7に示すように、第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14a全体に及んで広がっていてものとする。
(2) With reference to the graph of FIG. 11, the simulation result (broken line in the graph) in the case where the second
図11のグラフにおける横軸は周波数を示し、縦軸はSパラメータの反射特性|S11|を示す。図11に示すように、第二地導体層60と第一地導体層50が静電結合された場合でも、第二地導体層60と第一地導体層50がビアホール60aによって導通している場合でも、アレイアンテナ2の共振周波数が60GHzであり、ほぼ特性が同一であることがわかる。
In the graph of FIG. 11, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the S-parameter reflection characteristic | S11 |. As shown in FIG. 11, even when the second
(3) 図12のグラフを参照して、図7に示すように第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14aの全体に及んで広がっている場合のシミュレーション結果(グラフ中の実線)と、図8に示すように第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14aのうち領域67に及んでいない場合のシミュレーション結果(グラフ中の点線)を比較する。図12のシミュレーション結果を得るにあたって、図6に示すように第一地導体層50のはみ出し長さLが350μmであるものとし、更に、第二地導体層60と第一地導体層50が絶縁されているものとする。
(3) Referring to the graph of FIG. 12, the simulation result (graph) when the second
図12のグラフにおける横軸は周波数を示し、縦軸はSパラメータの反射特性|S11|を示す。図12に示すように、第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14aの全体に及んで広がっている場合でも、第二地導体層60が領域67に及んでいない場合でも、アレイアンテナ2の共振周波数が60GHzであり、ほぼ特性が同一であることがわかる。
In the graph of FIG. 12, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents S-parameter reflection characteristics | S11 |. As shown in FIG. 12, even when the second
(4) 第一地導体層50が領域58にはみ出ている場合、はみ出し長さLが共振周波数に及ぼす影響について、図13のグラフを参照して検証した。具体的には、はみ出し長さLが150μm、250μm、350μm、450μm、550μmである場合、Sパラメータの反射特性|S11|をシミュレーションによって求めた。図13のシミュレーション結果を得るにあたって、図7に示すように第二地導体層60が誘電体積層板14の裏側の主面14aの全体に及んで広がっているものとし、第二地導体層60と第一地導体層50が絶縁されているものとする。
(4) When the first
図13から明らかなように、はみ出し長さLが短くなるほど、共振周波数が高くなることが分かる。また、アレイアンテナ2の使用周波数f(f=60GHz)に対応する使用波長λ(λ=5000μm)によってはみ出し長さLを除することによって無次元化したところ、λ/Lが0.07である場合のアレイアンテナ2が使用周波数fで共振することが分かる。
As can be seen from FIG. 13, the resonance frequency increases as the protrusion length L decreases. Further, when the dimension is made non-dimensional by dividing the protrusion length L by the use wavelength λ (λ = 5000 μm) corresponding to the use frequency f (f = 60 GHz) of the
2…アレイアンテナ
14…誘電体積層板
21…放射素子
24…不平衡給電線路
30…バラン
41…平衡給電線路
42…平衡給電線路
50…第一地導体層
60…第二地導体層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記誘電体積層板の一方の主面に形成された複数の放射素子と、
前記誘電体積層板の一方の主面に形成されたバランと、
前記誘電体積層板の一方の主面に形成され、前記バランから前記複数の放射素子まで引き回された不平衡給電線路と、
前記誘電体積層板の一方の主面に形成され、一対の給電点から前記バランまで引き回された一対の平衡給電線路と、
前記誘電体積層板の層間のうち、前記平衡給電線路及び前記バランに対向する領域に形成された第一地導体層と、
前記誘電体積層板の他方の主面のうち、前記複数の放射素子及び前記不平衡給電線路に対向する領域に形成された第二地導体層と、
を備える
アレイアンテナ。 A dielectric laminate formed by laminating dielectrics;
A plurality of radiating elements formed on one main surface of the dielectric laminate;
A balun formed on one main surface of the dielectric laminate;
An unbalanced feed line formed on one main surface of the dielectric laminate and routed from the balun to the plurality of radiating elements;
A pair of balanced feed lines formed on one main surface of the dielectric laminate and routed from a pair of feed points to the balun;
Among the layers of the dielectric laminate, a first ground conductor layer formed in a region facing the balanced feed line and the balun,
Of the other main surface of the dielectric laminate, a second ground conductor layer formed in a region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line,
An array antenna comprising:
請求項1に記載のアレイアンテナ。 The first ground conductor layer protrudes from a region facing the balanced feed line and the balun in a region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line among the layers of the dielectric laminate. The array antenna according to claim 1.
請求項2に記載のアレイアンテナ。 3. The array antenna according to claim 2, wherein a length of the first ground conductor layer protruding from a region facing the balanced feed line and the balun to a region facing the plurality of radiating elements and the unbalanced feed line is defined. The array antenna according to claim 2, wherein a value obtained by dividing by the wavelength used is 0.07.
請求項1から3の何れか一項に記載のアレイアンテナ。 The array according to any one of claims 1 to 3, wherein the second ground conductor layer extends to a region facing the balanced feed line and the balun on the other main surface of the dielectric laminate. antenna.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017133650A JP2019016929A (en) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | Multilayer Substrate Array Antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017133650A JP2019016929A (en) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | Multilayer Substrate Array Antenna |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2019016929A true JP2019016929A (en) | 2019-01-31 |
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ID=65358103
Family Applications (1)
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JP2017133650A Pending JP2019016929A (en) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | Multilayer Substrate Array Antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019016929A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021106471A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社デンソー | Radar device |
CN113439365A (en) * | 2019-04-18 | 2021-09-24 | 株式会社藤仓 | Antenna with a shield |
CN113439365B (en) * | 2019-04-18 | 2024-04-26 | 株式会社藤仓 | Antenna |
-
2017
- 2017-07-07 JP JP2017133650A patent/JP2019016929A/en active Pending
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CN113439365A (en) * | 2019-04-18 | 2021-09-24 | 株式会社藤仓 | Antenna with a shield |
CN113439365B (en) * | 2019-04-18 | 2024-04-26 | 株式会社藤仓 | Antenna |
WO2021106471A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社デンソー | Radar device |
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