JP3278348B2 - マイクロ波半導体装置 - Google Patents

マイクロ波半導体装置

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JP3278348B2
JP3278348B2 JP11094496A JP11094496A JP3278348B2 JP 3278348 B2 JP3278348 B2 JP 3278348B2 JP 11094496 A JP11094496 A JP 11094496A JP 11094496 A JP11094496 A JP 11094496A JP 3278348 B2 JP3278348 B2 JP 3278348B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波及び
ミリ波等の超高周波数帯で使用されるマイクロ波回路を
備えたマイクロ波半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16は二枚の誘電体基板に構成された
マイクロストリップ線路の層間接続状態を示す従来のマ
イクロ波回路の一例であり、図16(a)は上面から見
た平面図、図16(b)は断面図である。図16におい
て、1は第1の誘電体基板、2は第2の誘電体基板、3
は第1の誘電体基板1と第2の誘電体基板2に共通の地
導体、4は誘電体基板1の地導体3の形成面とは反対側
の面に形成された第1のストリップ導体、5は誘電体基
板2の地導体3の形成面とは反対側の面に形成された第
2のストリップ導体であり、これら第1及び第2のスト
リップ導体4及び5は上記地導体3と共に第1のマイク
ロストリップ線路6及び第2のマイクロストリップ線路
7を構成している。
【0003】このような異なる誘電体基板1及び2に構
成されたマイクロストリップ線路6及び7同士を接続す
る場合、地導体3の一部の金属を取り去って丸穴8が設
けられ、その間に接続導体9を貫通させることにより、
異なる二つの誘電体基板1及び2に構成されたマイクロ
ストリップ線路6及び7を接続するマイクロ波回路を構
成することができる。なお、図16において、13と1
4は入力端と出力端を示す。
【0004】しかしながら、このような構成のマイクロ
波回路では、共通の地導体3に丸穴8を設けた後、二枚
の誘電体基板1及び2を張り合わせ、その後、接続導体
9を両誘電体基板1及び2に設けた穴8を通して接続す
るという工程が必要で、多数の層間接続からなるフエー
ズドアレーアンテナ用マイクロ波回路では加工が複雑と
なるため、簡略化が強く望まれていた。
【0005】本出願人は、この課題を解決されるための
「多層マイクロストリップ線路」を特願平1−2665
78号によって提案している。図17は特願平1−26
6578号によって提案された「多層マイクロストリッ
プ線路」の構成図を示し、図17(a)は平面図、図1
7(b)は断面図である。図17に示すように、第1の
誘電体基板1に第1のストリップ導体4、第2の誘電体
基板2に第2のストリップ導体5が形成され、これらの
二枚の誘電体基板1及び2に地導体3を挟んで第1及び
第2のマイクロストリップ線路6、7が構成され、両マ
イクロストリップ線路6及び7の開放端10及び11か
ら中心周波数で概略1/4波長の位置において、地導体
3にスロット12が設けられている。この構成により、
異なる誘電体基板1及び2に構成したマイクロストリッ
プ線路6及び7の層間を電磁結合した構成となってい
る。
【0006】図17に示す構成でなる多層マイクロスト
リップ線路において、入力側の線路例えば第1のマイク
ロストリップ線路6の入力端13から入射した電波は先
端が開放端10となっているため、先端から概略1/4
波長のスロット12上で電流が最大になり、磁界が強く
スロット12と結合する。さらに、このとき、第2のマ
イクロストリップ線路7も先端が開放端11となってい
るため、先端から概略1/4波長のスロット12上で電
流が最大になりうるため、磁界で強く電波が励振され、
出力側線路の第2のマイクロストリップ線路7の出力端
14に現れる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した図17に示す
多層マイクロストリップ線路では、ストリップ導体4及
び5間は非接触でありながら線路間接続が可能である
が、非常に広帯域な伝搬特性を必要とする広帯域フェー
ズドアレーアンテナ用の給電回路に用いるような場合に
は、帯域が十分とれないという問題があった。すなわ
ち、異なる誘電体層に構成されたマイクロ波回路を電磁
結合で接続する際に広帯域な周波数帯域で整合を得るこ
とが困難であった。
【0008】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、異なる基板に構成した
マイクロストリップ線路の層間を電磁結合で接続する際
に広帯域な周波数で整合を得ることができるマイクロ波
回路を備えたマイクロ波半導体装置を提供することを目
的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係るマイクロ波半導体装置は、地導体を
挟み層状に重ねた第1及び第2の誘電体基板の該地導体
との対向面とは反対側の表面にそれぞれ形成した特性イ
ンピーダンスZ0 のマイクロストリップ線路の一端に、
スタブ長を中心周波数で概略1/4波長とする特性イン
ピーダンスZmの先端開放のスタブ線路をそれぞれ接続
すると共に、上記地導体に、上記両マイクロストリップ
線路と立体的に交差する位置で該地導体を貫通するよう
にして上記両マイクロストリップ線路の層間を電磁結合
させる線路長を中心周波数で概略1/2波長とする特性
インピーダンスZs のスロット線路を設けて、使用する
周波数帯域の上端周波数をfH 、下端周波数をfL 、中
心周波数をf0 {=(fH+fL)/2}としたときに、
【0010】
【数2】 を満たす関係に設定してなるマイクロ波回路を備えたも
のである。
【0011】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に形成したマイクロストリップ線路
にマイクロ波半導体回路を挿入し、該マイクロ波半導体
回路の出力を、他方の基板上に形成されて上記マイクロ
波回路を介して層間が電磁結合されたマイクロストリッ
プ線路の出力端子から送出することを特徴とするもので
ある。
【0012】また、上記マイクロ波半導体回路への入力
を、上記他方の基板上に形成されて他のマイクロ波回路
を介して層間が電磁結合された他のマイクロストリップ
線路の入力端子から得ることを特徴とするものである。
【0013】また、上記一方の基板上に複数のマイクロ
波半導体回路を形成すると共に、上記他方の基板上に形
成されてそれぞれ上記マイクロ波回路を介して層間が電
磁結合されるマイクロストリップ線路により上記複数の
マイクロ波半導体回路への電力の分配及び上記複数のマ
イクロ波半導体回路からの出力電力の合成を行う電力分
配/合成手段を形成するように構成したことを特徴とす
るものである。
【0014】また、上記一方の基板上に形成された複数
のマイクロ波半導体回路をそれぞれ金属板で仕切ると共
に全体を金属筺体で覆ったことを特徴とするものであ
る。
【0015】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に形成したマイクロストリップ線路
の先端にプリントアンテナを形成し、該プリントアンテ
ナを、他方の基板上に形成されて上記マイクロ波回路を
介して層間が電磁結合されたマイクロストリップ線路の
入出力端子を介して外部回路と接続するようにしたこと
を特徴とするものである。
【0016】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に複数の進行波形マイクロストリッ
プアンテナを形成すると共に、他方の基板上に形成され
て上記複数の進行波形マイクロストリップアンテナとそ
れぞれ上記マイクロ波回路を介して層間が電磁結合され
るマイクロストリップ線路により電力の分配/合成を行
う電力分配/合成手段を形成するように構成したことを
特徴とするものである。
【0017】また、上記他方の基板上に形成した電力分
配/合成手段の給電点にマイクロ波半導体回路を挿入し
たことを特徴とするものである。
【0018】また、上記一方の基板上に上記複数の進行
波形マイクロストリップアンテナを1/2波長以下の間
隔で並列に配置すると共に、上記他方の基板上にマイク
ロストリップ線路により構成される電力分配/合成手段
の分配/合成端子に移相器を備えるマイクロ波半導体回
路を挿入したことを特徴とするものである。
【0019】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上にマイクロストリップ線路を介して
電力の分配/合成が行われる複数のマイクロストリップ
サブアレーアンテナを形成すると共に、他方の基板上に
上記マイクロ波回路を介して層間が電磁結合されるマイ
クロストリップ線路にマイクロ波半導体回路を挿入した
ことを特徴とするものである。
【0020】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に1/2波長以下の間隔で並列に複
数の進行波形マイクロストリップアンテナを配置して形
成すると共に、他方の基板上に形成されて上記マイクロ
波回路を介して層間が電磁結合されるマイクロストリッ
プ線路と該マイクロ波回路との間に、複数のマイクロ波
半導体回路と、この複数のマイクロ波半導体回路の各出
力端子にそれぞれ波面形成端子が接続されたバトラーマ
トリクスと、該バトラーマトリクスの他端に接続された
多極単投スイッチとを挿入したことを特徴とするもので
ある。
【0021】さらに、上記マイクロ波半導体回路と上記
バトラーマトリクス及び上記多極単投スイッチをモノリ
シックマイクロ波集積回路で構成したことを特徴とする
ものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明を図示される実施の形態
に従って説明する。図1は実施の形態1に係るマイクロ
波半導体装置に備えられるマイクロ波回路の構成を示す
概略図であり、図1(a)は斜視図、図1(b)は図1
(a)のAA’断面図を示す。図1に示すマイクロ波回
路は、第1の誘電体基板1に第1のストリップ導体4
が、第2の誘電体基板2に第2のストリップ導体5がそ
れぞれ形成され、これらの二枚の誘電体基板1及び2間
に地導体3を挟んで特性インピーダンスがZ0 の第1及
び第2のマイクロストリップ線路6及び7が構成され、
両マイクロストリップ線路6及び7の先端には所用の周
波数帯域で必要な特性インピーダンスが決まる特性イン
ピーダンスZm の線路である先端開放の第1及び第2の
スタブ線路15及び16が形成され、両スタブ線路15
及び16のスタブ長さは中心周波数で概略1/4波長と
し、両マイクロストリップ線路6及び7との接続位置
に、地導体3に所用の周波数帯域で決まる固有の特性イ
ンピーダンスZs のスロット線路17が設けられてい
る。このスロット線路17の長さは中心周波数で概略1
/2波長とする。この構成により、異なる誘電体基板1
及び2上に形成されたマイクロストリップ線路6及び7
の層間を電磁結合する構成としている。
【0023】上記構成でなるマイクロ波回路の等価回路
は図2で表される。図1に示すマイクロ波回路は、図2
に示すように、マイクロストリップ線路6とスロット線
路17とが変成比N1 :1の変成器18を、スロット線
路17とマイクロストリップ線路7とが変成比1:N2
の変成器18を介して結合されるようになされており、
このマイクロ波回路の等価回路において、使用する周波
数帯域の上端周波数をfH 、下端周波数をfL 、中心周
波数をf0 {=(fH+fL)/2}としたとき、広帯域
な周波数帯域で整合されて、マイクロストリップ線路6
及び7の特性インピーダンスZ0 で決まる反射とスロッ
ト線路17の特性インピーダンスZs で決まる反射とが
打ち消し合い低反射な特性を得るための回路解析及び整
合条件を求めると次のようになる。
【0024】始めに、回路解析を行う。今、図2におい
て、マイクロストリップ線路6及び7の先端開放スタブ
を結合部から見たインピーダンスをZimj (j=1,
2)、スロット線路17の先端短絡スタブを結合部から
見たインピーダンスをZisj (j=1,2)とすると、
図2の等価回路は図3(a)に示す等価回路で表すこと
ができ、インピーダンスZimj (j=1,2)は伝送線
路に直列接続され、インピーダンスZisj (j=1,
2)は伝送線路に並列接続される。
【0025】図3(a)における両変成器18を含んだ
結合部間の伝搬特性をFマトリクスで表現し、これを関
数F1 とすると、関数F1 を含めた等価回路は図3
(b)で表される。このとき、関数F1 は式(1)で与
えられる。
【0026】
【数3】
【0027】ここで、図3(a)、(b)中の端子T
1 ,T2 の電圧、電流の関係は関数F1 を介して式
(2)のように関係付けられる。
【0028】
【数4】
【0029】さらに、図3(b)中の電圧v1'、v2'と
の関係は式(3)ないし(6)のように関係付けられ
る。 v1'=i1im1 (3) v2'=−i2im2 (4) v01=v1+v1' =(N1/N2)v2+i1im2 (5) v02=v2−i2m2 (6)
【0030】これらの関係からv2 を消去し、図3
(c)に示す関数F2 とv01、v02、i1 、i2 の関係
を求めると、式(7)及び(8)が得られ、層間接続の
諸特性を計算することができる。
【0031】
【数5】
【0032】次に、整合条件と帯域について検討する。
まず、実施の形態1における層間接続に関する整合条件
を求める。特性と構造の関係の理解を容易にするため、
対象構造について考える。対称性を考慮すると、図2に
示した回路パラメータは、次のように簡略化できる。 Zis1=Zis2=Zisim1=Zim2=Zim1=N2=N ここで、反射係数S11と透過係数S21は式(9)、(1
0)で与えられる。
【0033】
【数6】
【0034】さらに、ここで、線路を無損失と考える
と、マイクロストリップ線路6及び7とスロット線路1
7それぞれのスタブ線路を見込んだインピーダンスは純
リアクタンスとおけるから、 Zim=jXim (11) Zis=jXis (12) となり、Xim,Xisはそれぞれ先端短絡、先端開放のス
タブ線路で構成されるから、式(13)、(14)で示
される。 Xim=−Zim/tanθm (13) Xis=Zstanθs (14)
【0035】ここで、反射係数S11の大きさが0になる
無反射条件を求める。式(9)より次の2つの場合に分
けて求める。すなわち、分母が無限大でかつ分子が有限
の場合(A)及び分子が0でかつ分母が有限の場合
(B)の条件を求める。 (A):反射係数S11を与える式(9)の分母が無限大
でかつ分子が有限となり、反射係数S11=0の場合、中
心周波数f0 で、Zim、Zisは−j無限大から+j無限
大までの値を持ち得る。今、中心周波数f0 にてZim
±j∞とすると、分母は無限大になるが、Zisが0の場
合も分子が無限大になり、Zimが0の条件で分子は有限
になる。したがって、中心周波数f0 における整合条件
は、Zis=±j∞、Zim=0になる。式(13)、(1
4)よりこれらの条件は、 θm=θs=π/2 (15) で与えられる。
【0036】また、この実施の形態1に係るスロット線
路17は所謂サンドイッチスロット線路であるから、0
次近似として波長短縮は1/√εr(εrは誘電体基板1
及び2の誘電率)で与えられる。すなわち、近似的にス
ロット線路17の電気長の周波数特性はTEM線路と同
等として扱える。つまり、マイクロストリップ線路6及
び7と同じ電気長の周波数変化をし、周波数fにおける
値は式(16)で与えられる。 θm=θs=θ=(π/2)・(f/f0) (16)
【0037】(B):反射係数S11を与える式(9)の
分子が0でかつ分母が有限になる場合。ここでは、中心
周波数f0 では式(16)の電気長の関係が保たれると
する。中心周波数f0 以外で分子が0かつ分母が有限に
なる場合の回路パラメータの間の条件を求める。まず、
式(11)ないし(14)を式(9)に代入し整理する
と、その分子は式(17)となる。
【0038】
【数7】
【0039】すなわち、式(17)より、電気長θと回
路パラメータが式(18)で示す関係を持つとき整合関
係が満たされる。ただし、式(18)はN2・Zm/Z0
・Zs/Z0>1の条件下で成立する。つまり、Zs/Z0
>1/[N2(Zm/Z0)]の場合、中心周波数以外の
周波数で整合が可能であることが判る。また、このと
き、分母は有限値を取ることは容易に示せる。
【0040】
【数8】
【0041】正接関数の周期性より、式(18)のθの
正負値をそれぞれθ+ 、θ- とする。tan(θ-)=
tan(π−θ+)であることに着目し、電気長として
正値を取るようにすると、式(19)、(20)を得
る。 θ+=(π/2)・(fL/f0) =θL (19) θ-=π−θ+ =(π/2)・(fH/f0) =θH (20) ここで、fL、fHはそれぞれ高域及び低域側の整合条件
を満たす周波数であり、式(18)ないし(20)から
式(21)及び(22)が与えられる。以上の整合条件
が満たされるとき、透過係数S21が1となることは容易
に示すことができる。
【0042】
【数9】
【0043】(A)、(B)で求めた整合条件式(1
5)及び(18)はマイクロストリップ線路6及び7と
スロット線路17の特性インピーダンスZ0及びZsとス
タブ線路の特性インピーダンスZm との間の整合を可能
にする関係を規定するものであり、この関係を充たすこ
とにより、中心周波数での整合以外にも中心周波数の上
下二つの特定の周波数で整合が可能であることが判っ
た。このことがこの形式の層間接続を広帯域にする要因
である。式(21)より、Zm は低域側整合周波数f
L 、Zs、Nの関数として、式(23)で与えられる。
【0044】
【数10】
【0045】すなわち、あるZs/Z0に対しZm/Z0
2値求まる。また、解を持つ条件よりZs/Z0の取り得
る範囲は式(24)に示すものとなる。
【0046】
【数11】
【0047】上述したことから明らかなように、スロッ
ト線路17とマイクロストリップ線路6及び7を接続す
る図2に示す変成器18は、波長とマイクロストリップ
線路6及び7の線路幅との関係で決まり、通常のTEM
近似の成り立つ範囲で、マイクロストリップ線路6及び
7の縁端効果が無視できるマイクロ波回路では、N≒1
であることが容易に証明できる。この場合、このマイク
ロ波回路の反射が0になる条件は、使用周波数帯域の上
端周波数をfH 、下端周波数をfL 、中心周波数をf0
としたとき、中心周波数f0 では常に無反射条件が満た
され、fH 、fL ではそれぞれ式(25)、(26)で
無反射条件が満たされる。
【0048】
【数12】
【0049】すなわち、このようなインピーダンス及び
長さの関係にスタブ線路とスロット線路の長さを選ぶ
と、fH を最高f0 の2倍近い周波数にまで高められ
る。図4はZm /Z0 =1、Zs /Z0 =2の場合の特
性の一例を示したもので、fH /f0 が3/2、fL
0 が1/2になり、この周波数で整合がとれる様子が
判る。
【0050】したがって、上記実施の形態1によれば、
層状に重ねた第1及び第2の誘電体基板1及び2の間に
地導体3をはさみ該第1及び第2の誘電体基板1及び2
それぞれに特性インピーダンスがZ0 のマイクロストリ
ップ線路6及び7を構成し、該それぞれのマイクロスト
リップ線路の一端に一端が開放端となる特性インピーダ
ンスがZm の線路を接続し、該開放端から中心周波数で
概略1/4波長のマイクロストリップ線路の位置におい
て、該マイクロストリップ線路と上記地導体に設けた中
心周波数で概略1/2波長の特性インピーダンスがZs
のスロット線路17とをスロット線路の中央付近で交差
させ、使用する帯域の上端をfH 、下端をfL 、中心周
波数をf0 {=(fH+fL)/2}としたとき、これら
の関係を式(25)、(26)としたもので、これによ
り、中心周波数以外の上下の二点の周波数fH 、fL
で、マイクロストリップ線路6及び7の特性インピーダ
ンスで決まる反射とスロット線路17の特性インピーダ
ンスで決まる反射とが打ち消し合い低反射な特性を得る
ことができ、中心周波数f0 で整合がとれるだけでな
く、所望の帯域の上端fH 、下端fL でも整合が可能で
広帯域な性能を有することができる。
【0051】実施の形態2.次に、図5は実施の形態2
に係るマイクロ波半導体装置を示す。図5において、図
1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付してそ
の説明は省略する。新たな符号として、19は電界効果
トランジスタ等の半導体素子(以下、FETと称す)、
20及び21はFET19にそれぞれ電気的に接続され
る入力側及び出力側整合回路、22及び23はFET1
9のゲート電極及びドレイン電極にバイアス電圧を印加
するためのバイアス回路、25は異なる誘電体基板1及
び2に形成したマイクロストリップ線路6及び7の層間
を電磁結合した実施の形態1に係るマイクロ波回路と同
様なマイクロ波回路で、図5では想像線で示す。これら
符号19〜23、25は第1の誘電体基板1上に形成さ
れる。また、24は第2の誘電体基板2上に形成された
出力端子である。
【0052】すなわち、実施の形態2では、第1の誘電
体基板1上に形成したマイクロストリップ線路6に、F
ET19、整合回路20及び21、バイアス回路22及
び23でなるマイクロ波半導体回路26を挿入し、該マ
イクロ波半導体回路の出力を、第2の基板2上に形成さ
れてマイクロ波回路25を介して層間が電磁結合された
マイクロストリップ線路7の出力端子24から送出する
とうになされている。
【0053】この構成により、入力端子13から入射し
た電波は入力側整合回路20を介してFET19で増幅
され、出力側整合回路21を通って増幅された電波が現
れる。その後、図1に示すマイクロストリップ線路でな
るスタブ線路15、16及びスロット線路17からなる
層間接続のマイクロ波回路25を介して電波が電磁結合
で接続され、もう一方の第2の誘電体基板2に構成され
たマイクロストリップ線路の出力端子24に現れる。
【0054】したがって、上記実施の形態2によれば、
二つの誘電体基板1及び2の一方に構成される増幅器等
のマイクロ波半導体回路26と他方に構成されるマイク
ロ波回路が地導体3を介して背中合わせに構成されるた
め、両者の回路間の干渉を低減できるだけでなく、広帯
域にわたって電気的な接続を保つことができる。
【0055】実施の形態3.次に、図6は実施の形態3
に係るマイクロ波半導体装置を示す。図6において、実
施の形態3に係るマイクロ波半導体装置は、上述した実
施の形態2に対し、第2の誘電体基板2上に入力端子2
7を形成し、層間接続のマイクロ波回路25を介して第
1の誘電体基板1上に形成したFET19、整合回路2
0及び21、バイアス回路22及び23でなるマイクロ
波半導体回路26に接続するようにしており、一方の誘
電体基板1上に形成したマイクロ波半導体回路26への
入力を、他方の誘電体基板2上に形成されて他のマイク
ロ波回路25を介して層間が電磁結合された他のマイク
ロストリップ線路6の入力端子13から得るものであ
る。
【0056】すなわち、この実施の形態3は、増幅器あ
るいは発振器等のアクティブ回路を一方の誘電体基板1
にのみ構成し、アクティブ回路の出力端子24、入力端
子27を他方の誘電体基板2に構成したもので、入出力
端子共に電磁結合による層間接続のマイクロ波回路25
を備えたものである。二つの誘電体基板の一方の基板、
ここでは第1の誘電体基板1にのみにマイクロストリッ
プ線路6にマイクロ波半導体回路26を挿入し、他方の
第2の誘電体基板2にはパッシブなマイクロ波回路だけ
を構成したため、増幅器あるいは発振器等のアクティブ
回路を一方の基板にのみ構成できる。
【0057】したがって、上記実施の形態3によれば、
増幅器あるいは発振器等のアクティブ回路を一方の基板
にのみ構成でき、これらをシールド板等で遮蔽しやす
く、また構成の簡単な非接触接続により広帯域なバイア
スカットが出来ると共に、地導体により入出力線路側回
路とマイクロ波半導体回路の干渉を低減することができ
る。
【0058】実施の形態4.次に、図7は実施の形態4
に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の形態4
は、複数の増幅器あるいは発信器等のアクティブなマイ
クロ波半導体回路26を一方の誘電体基板1にのみ構成
し、それぞれのアクティブ回路の入力端子13及び出力
端子14を他方の誘電体基板2に構成したもので、複数
の入出力端子共に電磁結合による層間接続のマイクロ波
回路25を備えたものである。二つの誘電体基板の一方
の基板、ここでは、第1の誘電体基板1にのみマイクロ
波半導体回路26を構成し、図中想像線で示すように、
裏面側の他方の第2の誘電体基板2上には、マイクロス
トリップ線路でなる電力分配/合成手段28だけを形成
した構成である。
【0059】すなわち、一方の基板1上に複数のマイク
ロ波半導体回路26を形成すると共に、上記他方の基板
2上に形成されてそれぞれマイクロ波回路25を介して
層間が電磁結合されるマイクロストリップ線路7により
上記複数のマイクロ波半導体回路26への電力の分配及
び上記複数のマイクロ波半導体回路26からの出力電力
の合成を行う電力分配/合成手段28を形成するように
構成している。
【0060】したがって、上記実施の形態4によれば、
増幅器あるいは発振器等のアクティブなマイクロ波半導
体回路26を一方の基板1にのみ構成できるため、電力
分配/合成手段28の配置に自由度が増すとともにマイ
クロ波半導体回路26間を地導体3で遮蔽しやすくな
る。また、本構成では簡単な非接触接続により広帯域な
バイアスカットが出来る。
【0061】実施の形態5. 次に、図8は実施の形態5に係るマイクロ波半導体装置
を示す。この実施の形態5は、複数の増幅器あるいは
振器等のアクティブなマイクロ波半導体回路26を一方
の誘電体基板1にのみ構成し、それぞれのアクティブ回
路の入力端子13及び出力端子14を他方の誘電対2基
板に構成したもので、複数の入出力端子共に電磁結合に
よる層間接続のマイクロ波回路25を備えたものであ
る。そして、二つの誘電体基板の一方の基板、ここで
は、第1の誘電体基板1にのみマイクロ波半導体回路2
6を構成し、他方の第2の誘電体基板2にはマイクロス
トリップ線路でなる電力分配/合成手段28だけを形成
し、かつ、第1の誘電体基板1に構成したマイクロ波半
導体回路26をシールドケース29内に収納している。
【0062】すなわち、一方の基板1上に形成された複
数のマイクロ波半導体回路26をそれぞれ金属板で仕切
ると共に全体を金属筺体で覆ったシールドケース29内
に収納するようにしている。
【0063】したがって、この実施の形態5によれば、
複数の増幅器あるいは発振器等のマイクロ波半導体回路
26を一方の基板1にのみ構成できる。そのため、電力
合成/分配手段28と独立してマイクロ波半導体回路2
6を納めるシールドケース29を設計できるため、基本
モード以外の伝搬を抑圧するシールドケース29の構成
が可能になる。すなわち、各々共振を防ぐ寸法に設計さ
れたシールドケース29に収納された複数のマイクロ波
半導体回路26が電力分配/合成手段28の構成と無関
係に構成できるようになり、不要共振の発生しない電力
合成形高出力マイクロ波半導体回路が実現できる。
【0064】実施の形態6.次に、図9は実施の形態6
に係るマイクロ波半導体装置を示す。図中、30はプリ
ント化アンテナの一例として取り上げたマイクロストリ
ップアンテナ、31はマイクロストリップ線路6でなる
マイクロストリップアンテナへの給電線路である。これ
らが、第1の誘電体基板1に構成され、給電用マイクロ
ストリップ線路31の一端には特性インピーダンスZm
の線路で先端開放のスタブ線路15が接続され、また、
他方の第2の誘電体基板2には特性インピーダンスZm
の線路で先端開放のスタブ線路16が形成され、両スタ
ブ長さは中心周波数で概略1/4波長とし、両マイクロ
ストリップ線路6、7との接続位置において、地導体3
に中心周波数で概略1/2波長の特性インピーダンスZ
s のスロット線路17が設けられている。
【0065】すなわち、第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方、ここでは基板1上に形成したマイクロスト
リップ線路6の先端にプリントアンテナ30を形成し、
該プリントアンテナ30を、他方の基板2上に形成され
てマイクロ波回路25を介して層間が電磁結合されたマ
イクロストリップ線路7の出力端子24または入力端子
27を介して外部回路と接続するようにしたものであ
る。この構成により、異なる誘電体基板1及び2に構成
したマイクロストリップ線路の層間は電磁的に結合さ
れ、例えば入力端子27から入射した電波は層間接続の
マイクロ波回路25を介して電波が給電用マイクロスト
リップ線路31に伝搬していきマイクロストリップアン
テナ30を励振する。
【0066】したがって、上記実施の形態6では、プリ
ントアンテナ30等の放射部を一方の誘電体基板に設
け、他方の誘電体基板には不要輻射の原因となる線路、
回路素子(図示せず)や能動デバイスからなるマイクロ
波半導体回路(図示せず)などを構成し、アンテナの放
射特性に与える回路素子、能動回路素子からの干渉波を
簡単で広帯域な層間接続を可能にするマイクロ波回路に
より低減することができる。
【0067】実施の形態7.次に、図10は実施の形態
7に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の形態
7は、複数の進行波形マイクロストリップアンテナ32
を一方の誘電体基板1に設け、他方の誘電体基板2には
想像線で示すマイクロストリップ線路でなる電力分配/
合成手段28を構成し、これらを実施の形態1によるマ
イクロ波回路25で接続したものである。
【0068】すなわち、第1及び第2の誘電体基板1及
び2のいずれか一方の基板上に複数の進行波形マイクロ
ストリップアンテナ32を形成すると共に、他方の基板
上に形成されて上記複数の進行波形マイクロストリップ
アンテナ32とそれぞれ上記マイクロ波回路25を介し
て層間が電磁結合されるマイクロストリップ線路により
電力の分配/合成を行う電力分配/合成手段28を形成
するように構成したものである。
【0069】したがって、実施の形態7によれば、アン
テナの放射特性に与える回路素子から放射される干渉波
による特性劣化を低減することができるだけでなく、ア
ンテナ構成面の裏面に電力分配/合成手段が構成できる
ため、全体の構成の小型化が図れる。
【0070】実施の形態8.次に、図11は実施の形態
8に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の形態
8は、複数の進行波形マイクロストリップアンテナ32
を一方の誘電体基板1に設け、他方の誘電体基板2には
想像線で示す電力分配/合成手段28を構成し、電力分
配/合成用給電回路の所定の給電点において低雑音増幅
器等のマイクロ波半導体回路33を挿入し、これら進行
波形マイクロストリップアンテナ32と電力分配/合成
手段28を実施の形態1によるマイクロ波回路25で接
続している。
【0071】すなわち、一方の誘電体基板1に複数の進
行波形マイクロストリップアンテナ32を設ける一方、
他方の基板2上に形成した電力分配/合成手段28の給
電点にマイクロ波半導体回路33を挿入したものであ
る。
【0072】したがって、実施の形態8によれば、アン
テナ32の放射特性に与える回路素子から放射される干
渉波による特性劣化を低減することができるだけでな
く、アンテナ構成面の裏面に電力分配/合成手段28が
構成できるため、全体の構成の小型化が図れるととも
に、アンテナ32からの線路による損失が少ない給電点
において低雑音増幅器等のマイクロ波半導体回路33を
挿入できるため、アンテナ32の雑音の低減を図ること
が出来る。
【0073】実施の形態9.次に、図12は実施の形態
9に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の形態
9は、複数の進行波形マイクロストリップアンテナ32
を一方の誘電体基板1に設け、グレーティングロープの
発生を抑えるために1/2波長以下の間隔で進行波形マ
イクロストリップアンテナ32を配列する。この一列の
進行波形マイクロストリップアンテナアレーのマイクロ
ストリップ線路でなる複数の入出力を実施の形態1によ
るマイクロ波回路25を介して他層に設けた低雑音増幅
器あるいは高出力増幅器等のマイクロ波半導体回路33
に接続するとともに、該半導体回路にはそれぞれ可変移
相器34を備え、高効率なアンテナを実現するとともに
ビーム走査を可能にしている。
【0074】すなわち、実施の形態9は、一方の誘電体
基板上に複数の進行波形マイクロストリップアンテナ3
2を1/2波長以下の間隔で並列に配置すると共に、他
方の誘電体基板上に想像線で示すマイクロストリップ線
路により構成される電力分配/合成手段28の分配/合
成端子に移相器34を備えるマイクロ波半導体回路33
を挿入することにより、高効率なアンテナを実現すると
ともにビーム走査を可能にすることができる。
【0075】実施の形態10.次に、図13は実施の形
態10に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の
形態10は、一方の層の誘電体基板1にマイクロストリ
ップアンテナ30を形成し、これらをクラスタ給電で電
力分配/合成したものである。給電回路はマイクロスト
リップアンテナ30と同一基板面に形成したマイクロス
トリップ線路でなる。マイクロストリップ素子アンテナ
は約1/2波長間隔で配列されるため約1/2波長で共
振するアンテナ素子の間の間隔は狭い。25は層間を接
続するマイクロ波回路であり、広いスペースを有する他
層の誘電体基板に構成した低雑音増幅器あるいは高出力
増幅器等マイクロ波半導体回路33に接続が可能であ
る。
【0076】すなわち、実施の形態10は、第1及び第
2の誘電体基板のいずれか一方の基板上にマイクロスト
リップ線路を介して電力の分配/合成が行われる複数の
マイクロストリップサブアレーアンテナを形成すると共
に、他方の基板上にマイクロ波回路25を介して層間が
電磁結合されるマイクロストリップ線路に想像線で示す
マイクロ波半導体回路33を挿入することにより、一方
の基板面だけではスペースが狭く構成出来ないマイクロ
波半導体回路33を簡単な構成の非接触接続を用いるこ
とによりアンテナ面の裏面に構成でき、アンテナの高効
率化、低価格化が達成できる。
【0077】実施の形態11.次に、図14は実施の形
態11に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の
形態11は、複数の進行波形マイクロストリップアンテ
ナ32を一方の誘電体基板1に設け、グレーティングロ
ープの発生を抑えるために1/2波長以下の間隔で配列
する。この一列の進行波形マイクロストリップアンテナ
アレーのマイクロストリップ線路でなる複数の入出力を
第1の発明のマイクロ波回路25を介して他層に設けた
低雑音増幅器あるいは高出力増幅器等のマイクロ波半導
体回路33に接続する。これら複数のマイクロ波半導体
回路33の他方の入出力端子にはバトラーマトリクス3
5の波面形成端子を接続しバトラーマトリクスの給電端
子を多極単投スイッチ36で切り替えてビーム走査を可
能にすることが出来る。なお、バトラーマトリクス及び
多極単投スイッチは一般的な回路構成で良いため回路詳
細の記述は省略する。この構成では、高効率、小型アン
テナを実現するとともにビーム走査を可能にすることが
できる。
【0078】すなわち、実施の形態11は、第1及び第
2の誘電体基板のいずれか一方の基板上に1/2波長以
下の間隔で並列に複数の進行波形マイクロストリップア
ンテナ32を配置して形成すると共に、他方の基板上に
形成されて上記マイクロ波回路25を介して層間が電磁
結合されるマイクロストリップ線路と該マイクロ波回路
25との間に、想像線で示すように、複数のマイクロ波
半導体回路33と、この複数のマイクロ波半導体回路3
3の各出力端子にそれぞれ波面形成端子が接続されたバ
トラーマトリクス35と、該バトラーマトリクス35の
他端に接続された多極単投スイッチ36とを挿入するこ
とにより、高効率、小型アンテナを実現するとともにビ
ーム走査を可能にすることができる。
【0079】実施の形態12.次に、図15は実施の形
態12に係るマイクロ波半導体装置を示す。この実施の
形態12は、実施の形態11によるマイクロ波回路にお
いて、マイクロ波半導体回路33、バトラーマトリクス
35、多極単投スイッチ36をモノリシックマイクロ波
集積回路(MMIC)で構成したもので、アンテナを構
成する一方の誘電体基板はテフロン系の基板、他方はG
aAs系の半導体基板の場合でも、実施の形態1による
非接触層間接続を実現するマイクロ波回路は可能であ
る。なぜならば、誘電率が層間で変わっても、インピー
ダンスは定義でき実効的な誘電率も定義されて電気長が
決まるため、実施の形態1で示した条件は満たすことが
出来るからである。この実施の形態12による構成では
ミリ波帯のような小型回路での実現性が高まる。
【0080】すなわち、実施の形態12は、実施の形態
11に示すマイクロ波半導体回路33とバトラーマトリ
クス35及び多極単投スイッチ36をモノリシックマイ
クロ波集積回路で構成することにより、ミリ波帯のよう
な小型回路での実現性を高めることができる。
【0081】
【発明の効果】以上のように、この発明のマイクロ波半
導体装置によれば、地導体を挟み層状に重ねた第1及び
第2の誘電体基板の該地導体との対向面とは反対側の表
面にそれぞれ形成した特性インピーダンスZ0 のマイク
ロストリップ線路の一端に、スタブ長を中心周波数で概
略1/4波長とする特性インピーダンスZm の先端開放
のスタブ線路をそれぞれ接続すると共に、上記地導体
に、上記両マイクロストリップ線路と立体的に交差する
位置で該地導体を貫通するようにして上記両マイクロス
トリップ線路の層間を電磁結合させる線路長を中心周波
数で概略1/2波長とする特性インピーダンスZs のス
ロット線路を設けて、使用する周波数帯域の上端周波数
をfH 、下端周波数をfL 、中心周波数をf0 {=(f
H+fL)/2}としたときに、式(12)を満たす関係
に設定してなるマイクロ波回路を備えたので、異なる基
板に構成したマイクロストリップ線路の層間を電磁結合
で接続する際に中心周波数f0 で整合がとれるだけでな
く、所望の帯域の上端周波数fH 、下端周波数fL でも
整合が可能で、広帯域な周波数で整合を得ることができ
る。
【0082】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に形成したマイクロストリップ線路
にマイクロ波半導体回路を挿入し、該マイクロ波半導体
回路の出力を、他方の基板上に形成されて上記マイクロ
波回路を介して層間が電磁結合されたマイクロストリッ
プ線路の出力端子から送出するようにしたので、二つの
誘電体基板の一方に構成されるマイクロ波半導体回路と
他方に構成されるマイクロ波回路が地導体を介して背中
合わせに構成されるため、両者の回路間の干渉を低減で
きるだけでなく、広帯域にわたって電気的な接続を保つ
ことができる。
【0083】また、上記マイクロ波半導体回路への入力
を、上記他方の基板上に形成されて他のマイクロ波回路
を介して層間が電磁結合された他のマイクロストリップ
線路の入力端子から得るようにしたので、非接触接続に
よりバイアスカットが出来ると共に地導体板により入出
力線路側回路とマイクロ波半導体回路の干渉を低減する
ことができる。
【0084】また、上記一方の基板上に複数のマイクロ
波半導体回路を形成すると共に、上記他方の基板上に形
成されてそれぞれ上記マイクロ波回路を介して層間が電
磁結合されるマイクロストリップ線路により上記複数の
マイクロ波半導体回路への電力の分配及び上記複数のマ
イクロ波半導体回路からの出力電力の合成を行う電力分
配/合成手段を形成するように構成したので、バイアス
カットが出来るためコンデンサが不要になる共に裏面に
電力分配/合成などのマイクロ波回路を構成できるため
省スペースの電力合成マイクロ波増幅器が実現できる。
【0085】また、上記一方の基板上に形成された複数
のマイクロ波半導体回路をそれぞれ金属板で仕切ると共
に全体を金属筺体で覆うことにより、各々共振を防ぐ寸
法に設計された金属筺体に収納された複数のマイクロ波
半導体増幅器回路が電力分配/合成手段の構成と無関係
に構成できるため、電力合成/分配手段と独立して増幅
器を納める金属匡体を設計でき、不要共振のない電力合
成形高出力マイクロ波増幅器が実現できる。
【0086】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に形成したマイクロストリップ線路
の先端にプリントアンテナを形成し、該プリントアンテ
ナを、他方の基板上に形成されて上記マイクロ波回路を
介して層間が電磁結合されたマイクロストリップ線路の
入出力端子を介して外部回路と接続するようにすること
により、プリントアンテナ等の放射部を一方の誘電体基
板に設け、他方の誘電体基板には不要輻射の原因となる
マイクロ波半導体回路などの能動デバイスからなる回路
を構成し、この二つの回路を非接触で接続することでア
ンテナの放射特性に与える能動素子からの干渉を簡単な
構成で低減することができる。
【0087】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に複数の進行波形マイクロストリッ
プアンテナを形成すると共に、他方の基板上に形成され
て上記複数の進行波形マイクロストリップアンテナとそ
れぞれ上記マイクロ波回路を介して層間が電磁結合され
るマイクロストリップ線路により電力の分配/合成を行
う電力分配/合成手段を形成するように構成することに
より、複数の進行波形マイクロストリップアンテナを一
方の誘電体基板に設け、他方の誘電体基板には電力分配
/合成手段を構成し、この二つの回路をマイクロ波回路
で接続することでアンテナ構成面の裏面に電力分配/合
成手段が構成でき小型化が図れる。
【0088】また、上記他方の基板上に形成した電力分
配/合成手段の給電点にマイクロ波半導体回路を挿入す
ることにより、電力分配/合成用給電回路の損失が少な
い給電点において低雑音増幅器等のマイクロ波半導体回
路を挿入でき、アンテナ構成平面の裏面にマイクロ波半
導体回路が構成でき小型化が図れるとともに、アンテナ
の雑音の低減を図ることが出来る。
【0089】また、上記一方の基板上に上記複数の進行
波形マイクロストリップアンテナを1/2波長以下の間
隔で並列に配置すると共に、上記他方の基板上にマイク
ロストリップ線路により構成される電力分配/合成手段
の分配/合成端子に移相器を備えるマイクロ波半導体回
路を挿入することにより、一方の層の誘電体基板に形成
したマイクロストリップ平面アンテナの他層の誘電体基
板に設けた低雑音増幅器あるいは高出力増幅器等に接続
でき、一方の基板面だけではスペースが狭く構成出来な
いマイクロ波半導体回路を非接触接続でアンテナ面の裏
面に構成でき、アンテナの高効率化、低価格化が達成で
きる。
【0090】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上にマイクロストリップ線路を介して
電力の分配/合成が行われる複数のマイクロストリップ
サブアレーアンテナを形成すると共に、他方の基板上に
上記マイクロ波回路を介して層間が電磁結合されるマイ
クロストリップ線路にマイクロ波半導体回路を挿入する
ことにより、グレーティングの発生を抑えるとともに、
このサブアレーのマイクロストリップ線路でなる複数の
入出力をマイクロ波回路を介して他層に設けた低雑音増
幅器あるいは高出力増幅器等のマイクロ波半導体回路に
接続するとともに、半導体回路にはそれぞれ可変移相器
を備え、高効率なアンテナを実現するとともにビーム走
査を可能にする。
【0091】また、上記第1及び第2の誘電体基板のい
ずれか一方の基板上に1/2波長以下の間隔で並列に複
数の進行波形マイクロストリップアンテナを配置して形
成すると共に、他方の基板上に形成されて上記マイクロ
波回路を介して層間が電磁結合されるマイクロストリッ
プ線路と該マイクロ波回路との間に、複数のマイクロ波
半導体回路と、この複数のマイクロ波半導体回路の各出
力端子にそれぞれ波面形成端子が接続されたバトラーマ
トリクスと、該バトラーマトリクスの他端に接続された
多極単投スイッチとを挿入することにより、複数の進行
波形マイクロストリップサブアレーアンテナの間隔を1
/2波長以下にし、特定の平面内でグレーティングの発
生を抑えるとともに、このサブアレーのマイクロストリ
ップ線路でなる複数の入出力をマイクロ波回路を介して
他層に設けた低雑音増幅器あるいは高出力増幅器等のマ
イクロ波半導体回路に接続するとともに、これら半導体
回路の複数の入力あるいは出力端子にはバトラーマトリ
クスの波面形成端子を接続しバトラーマトリクスの給電
端子を多極単投スイッチで切り替えてビーム走査を可能
にすることが出来る。この構成では高効率、小型アンテ
ナを実現するとともにビーム走査を可能にする。
【0092】さらに、上記マイクロ波半導体回路と上記
バトラーマトリクス及び上記多極単投スイッチをモノリ
シックマイクロ波集積回路で構成することにより、一方
はテフロン系の誘電体基板、他方はGaAs系の半導体
基板の場合でも非接触層間接続は可能で、ミリ波帯のよ
うな小型回路での実現性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係るマイクロ波半
導体装置の概略構成を示す斜視図及び断面図である。
【図2】 図1に示すマイクロ波半導体装置の等価回路
図である。
【図3】 図2に示す等価回路図の回路解析及び整合条
件と帯域を求めるための等価回路図である。
【図4】 図1に示す実施の形態1に係るマイクロ波半
導体装置による層間接続の反射特性を示す特性図であ
る。
【図5】 この発明の実施の形態2に係るマイクロ波半
導体装置の概略構成図である。
【図6】 この発明の実施の形態3に係るマイクロ波半
導体装置の概略構成図である。
【図7】 この発明の実施の形態4に係るマイクロ波半
導体装置の概略構成図である。
【図8】 この発明の実施の形態5に係るマイクロ波半
導体装置の概略構成図である。
【図9】 この発明の実施の形態6に係るマイクロ波半
導体装置の概略構成図である。
【図10】 この発明の実施の形態7に係るマイクロ波
半導体装置の概略構成図である。
【図11】 この発明の実施の形態8に係るマイクロ波
半導体装置の概略構成図である。
【図12】 この発明の実施の形態9に係るマイクロ波
半導体装置の概略構成図である。
【図13】 この発明の実施の形態10に係るマイクロ
波半導体装置の概略構成図である。
【図14】 この発明の実施の形態11に係るマイクロ
波半導体装置の概略構成図である。
【図15】 この発明の実施の形態12に係るマイクロ
波半導体装置の概略構成図である。
【図16】 従来の層間接続に用いるマイクロ波回路の
構成を示す平面図及び断面図である。
【図17】 従来の電磁結合による層間接続のマイクロ
波回路の構成を示す平面図及び断面図である。
【符号の説明】
1 第1の誘電体基板、2 第2の誘電体基板、3 地
導体、4 第1のストリップ導体、5 第2のストリッ
プ導体、6 第1のマイクロストリップ線路、7 第2
のマイクロストリップ線路、15 特性インピーダンス
m の第1のスタブ線路、16 特性インピーダンスZ
m の第2のスタブ線路、17 特性インピーダンスZs
のスロット線路、19 電界効果トランジスタ、20
入力整合回路、21 出力整合回路、24 出力端子、
25 層間接続部、26 入力端子、27 入力端子、
28 電力分配/合成手段、29 シールドケース、3
0 マイクロストリップアンテナ、31 給電線路、3
2 進行波形マイクロストリップアンテナ、33 マイ
クロ波半導体回路、34 移相器、35 バトラーマト
リクス、36 多極単投スイッチ、37 MMIC。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/02 603 H01Q 3/40 H01Q 13/08 H01Q 13/20 JICSTファイル(JOIS)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地導体を挟み層状に重ねた第1及び第2
    の誘電体基板の該地導体との対向面とは反対側の表面に
    それぞれ形成した特性インピーダンスZ0 のマイクロス
    トリップ線路の一端に、スタブ長を中心周波数で概略1
    /4波長とする特性インピーダンスZm の先端開放のス
    タブ線路をそれぞれ接続すると共に、上記地導体に、上
    記両マイクロストリップ線路と立体的に交差する位置で
    該地導体を貫通するようにして上記両マイクロストリッ
    プ線路の層間を電磁結合させる線路長を中心周波数で概
    略1/2波長とする特性インピーダンスZs のスロット
    線路を設けて、使用する周波数帯域の上端周波数をf
    H 、下端周波数をfL 、中心周波数をf0 {=(fH
    L)/2}としたときに、 【数1】 を満たす関係に設定してなるマイクロ波回路を備えたマ
    イクロ波半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記第1及び第2の誘電体基板のいずれか一方
    の基板上に形成したマイクロストリップ線路にマイクロ
    波半導体回路を挿入し、該マイクロ波半導体回路の出力
    を、他方の基板上に形成されて上記マイクロ波回路を介
    して層間が電磁結合されたマイクロストリップ線路の出
    力端子から送出することを特徴とするマイクロ波半導体
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記マイクロ波半導体回路への入力を、上記他
    方の基板上に形成されて他のマイクロ波回路を介して層
    間が電磁結合された他のマイクロストリップ線路の入力
    端子から得ることを特徴とするマイクロ波半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記一方の基板上に複数のマイクロ波半導体回
    路を形成すると共に、上記他方の基板上に形成されてそ
    れぞれ上記マイクロ波回路を介して層間が電磁結合され
    るマイクロストリップ線路により上記複数のマイクロ波
    半導体回路への電力の分配及び上記複数のマイクロ波半
    導体回路からの出力電力の合成を行う電力分配/合成手
    段を形成するように構成したことを特徴とするマイクロ
    波半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記一方の基板上に形成された複数のマイクロ
    波半導体回路をそれぞれ金属板で仕切ると共に全体を金
    属筺体で覆ったことを特徴とするマイクロ波半導体装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記第1及び第2の誘電体基板のいずれか一方
    の基板上に形成したマイクロストリップ線路の先端にプ
    リントアンテナを形成し、該プリントアンテナを、他方
    の基板上に形成されて上記マイクロ波回路を介して層間
    が電磁結合されたマイクロストリップ線路の入出力端子
    を介して外部回路と接続するようにしたことを特徴とす
    るマイクロ波半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記第1及び第2の誘電体基板のいずれか一方
    の基板上に複数の進行波形マイクロストリップアンテナ
    を形成すると共に、他方の基板上に形成されて上記複数
    の進行波形マイクロストリップアンテナとそれぞれ上記
    マイクロ波回路を介して層間が電磁結合されるマイクロ
    ストリップ線路により電力の分配/合成を行う電力分配
    /合成手段を形成するように構成したことを特徴とする
    マイクロ波半導体装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記他方の基板上に形成した電力分配/合成手
    段の給電点にマイクロ波半導体回路を挿入したことを特
    徴とするマイクロ波半導体装置。
  9. 【請求項9】 請求項7記載のマイクロ波半導体装置に
    おいて、上記一方の基板上に上記複数の進行波形マイク
    ロストリップアンテナを1/2波長以下の間隔で並列に
    配置すると共に、上記他方の基板上にマイクロストリッ
    プ線路により構成される電力分配/合成手段の分配/合
    成端子に移相器を備えるマイクロ波半導体回路を挿入し
    たことを特徴とするマイクロ波半導体装置。
  10. 【請求項10】 請求項1記載のマイクロ波半導体装置
    において、上記第1及び第2の誘電体基板のいずれか一
    方の基板上にマイクロストリップ線路を介して電力の分
    配/合成が行われる複数のマイクロストリップサブアレ
    ーアンテナを形成すると共に、他方の基板上に上記マイ
    クロ波回路を介して層間が電磁結合されるマイクロスト
    リップ線路にマイクロ波半導体回路を挿入したことを特
    徴とするマイクロ波半導体装置。
  11. 【請求項11】 請求項1記載のマイクロ波半導体装置
    において、上記第1及び第2の誘電体基板のいずれか一
    方の基板上に1/2波長以下の間隔で並列に複数の進行
    波形マイクロストリップアンテナを配置して形成すると
    共に、他方の基板上に形成されて上記マイクロ波回路を
    介して層間が電磁結合されるマイクロストリップ線路と
    該マイクロ波回路との間に、複数のマイクロ波半導体回
    路と、この複数のマイクロ波半導体回路の各出力端子に
    それぞれ波面形成端子が接続されたバトラーマトリクス
    と、該バトラーマトリクスの他端に接続された多極単投
    スイッチとを挿入したことを特徴とするマイクロ波半導
    体装置。
  12. 【請求項12】 請求項11記載のマイクロ波半導体装
    置において、上記マイクロ波半導体回路と上記バトラー
    マトリクス及び上記多極単投スイッチをモノリシックマ
    イクロ波集積回路で構成したことを特徴とするマイクロ
    波半導体装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004312364A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Murata Mfg Co Ltd アンテナ構造およびそれを備えた通信機
EP3764459A4 (en) * 2018-03-08 2021-12-01 Nippon Telegraph And Telephone Corporation WIRELESS CIRCUIT AND DEVICE

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3140385B2 (ja) * 1996-12-18 2001-03-05 京セラ株式会社 高周波用半導体装置
JPH11150404A (ja) * 1997-11-17 1999-06-02 Nec Corp 半導体実装部品ならびに実装方法
JP3126694B2 (ja) * 1998-02-03 2001-01-22 株式会社東芝 マイクロ波回路装置
SE518428C2 (sv) * 1998-04-27 2002-10-08 Ericsson Telefon Ab L M Anpassat ledande skikt
JP2000091817A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Toshiba Corp アレイアンテナ装置
JP4089043B2 (ja) * 1998-10-20 2008-05-21 日立化成工業株式会社 ビームスキャン用平面アンテナ
JP2000151267A (ja) * 1998-11-17 2000-05-30 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
EP1069639B1 (en) 1999-06-29 2006-04-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Radio-frequency circuit module
US6882239B2 (en) 2001-05-08 2005-04-19 Formfactor, Inc. Electromagnetically coupled interconnect system
JP3917112B2 (ja) * 2003-06-26 2007-05-23 日本電信電話株式会社 マルチビームアンテナ
US7466157B2 (en) 2004-02-05 2008-12-16 Formfactor, Inc. Contactless interfacing of test signals with a device under test
JP5440898B2 (ja) * 2008-04-08 2014-03-12 日立金属株式会社 高周波伝送線路およびそれを用いた回路基板
JP4996640B2 (ja) * 2009-03-10 2012-08-08 株式会社東芝 アンテナ装置、レーダ装置
CN103401051B (zh) * 2013-08-15 2015-03-04 东南大学 基于径向线和基片集成波导的宽带功率合成器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE Trans.MTT,Vol.40,No.1,1992,pp.81−88
IEEE Trans.MTT,Vol.43,No.7,1995,pp.1516−1523

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004312364A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Murata Mfg Co Ltd アンテナ構造およびそれを備えた通信機
EP3764459A4 (en) * 2018-03-08 2021-12-01 Nippon Telegraph And Telephone Corporation WIRELESS CIRCUIT AND DEVICE

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