JP4185222B2 - 多層構造型アクティブアンテナパネル - Google Patents
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- Steroid Compounds (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層構造型アクティブアンテナパネルに関する。
【０００２】
本発明は、多層構造型ビーム分割器を介して、１つまたは複数のビームを単一の放射素子パネルによって管理するための衛星用アクティブアンテナシステムを特に対象としているが、それに限定されるものではない。
【０００３】
【従来の技術】
これらの衛星用アクティブアンテナシステムは、特に単一の放射パネル（ｎ個の放射素子）によって管理されるビーム数（ｍ）の観点から、ますます増大する複雑性を必要としている。したがって、ビーム分割器の複雑性と役割は高まっている。なぜならば、今や、一方においてｍ×1からｍ×ｎへの電力分配を確保しなければならなく、他方においてｍ×ｎから１×ｎへの再結合を確保しなければならないからである。つまり
− この場合、特にすべての信号に同一な電気的な経路を確保する上で、ルーティングはより密になる、したがってより難しくなる。つまり、損失が不可避的に増加する。
【０００４】
− 複数のビームの存在は、分配および再結合機能間において、分割器自身内部でも振幅と位相の点で、各束の照度に関する原則を管理することを余儀なくさせる。したがって、分割器におけるチップ（減衰器、移相器）の集積化が必要であることは明らかである。
【０００５】
最後に、周波数の不可避的な上昇は、アクティブアンテナ分配器を作製するのに従来用いられている技術やテクノロジーをますます適用不可能にさせている。
【０００６】
現在、有機的な多層のＰＣＢ（プリント回路板）テクノロジーといわれるテクノロジーが、このビーム分割器問題に最も良く応えているテクノロジーではあるが、次のようないくつかの状況のもとでは多かれ少なかれ不適であることが示されている。
【０００７】
− 使用周波数が２０ＧＨｚを超える場合。この場合、このテクノロジーで使用可能な多層のＲＦ相互接続技術（特にメッキスルーホール）は現在の技術のままでは限られている。
【０００８】
− 分割器の内部自体においてチップを集積化する場合。なぜならば、多層のＰＣＢの製作方法（貼り付け、圧力、熱接合）は、一般に多層中にはめ込みたいすべての立体素子に適しているわけではないからである。この欠点は、チップを分割器の外に移すことを余儀なくさせる。
【０００９】
最後に、これらの分割器は（アンテナの平面に平行に）水平に積み重ねる型で構成される。このことはパフォーマンスにおいて多大な制約をもたらすとともに（一般に帯域の狭小化）、分割器に直角に配置される放射素子との相互接続による空間においても多大な制約をもたらす。
【００１０】
実際のところ、この相互接続は、回路のいくつかの部分においてしかなされることができない。このことは「水平」分割器について主要な欠点をなしている。つまり、信号をこれらの部分へ伝搬させる上での損失の増加が容認でない程度になるとともに、これらの非常に狭い部分上におけるルーティングの密度は他の解決法に比べいかなる単純な利益ももたらさない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は上述の様々な欠点を解消することを目的とする。
【００１２】
つまり、本発明は分割器の内部自体におけるチップの集積化を容易に可能にするアクティブアンテナパネルを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、相互接続や回路の観点からの必要空間が従来の技術に比べ低減されるようなパネルも目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、１つの主平面を有し、かつ網状のｎ個の放射素子と、ｎ個の放射素子に給電するための多層構造型のｍ本のビームの分割器とを含むアクティブアンテナパネルであって、分割器がビームの形成手段を支持するための形成層といわれるいくつかの第１の層と、これらの第１の層を電気的に相互に接続する第１の手段および放射素子に電気的に接続する第２の手段を支持するための接続層といわれるいくつかの第２の層とを含むアクティブアンテナパネルを提供する。
【００１５】
本発明によれば、
− 形成層はアンテナの主平面にほぼ直角に延在する。
【００１６】
− 形成層および接続層は、ビーム分割器が、モノブロックを構成するようにモールドによって組立てられる。
【００１７】
− 放射素子は第２の接続手段に直接接続される。
【００１８】
モールドテクノロジーを用いたこの垂直多層トポロジーは、接続層のうちの１つによる同一平面上でのＲＦ三次元相互接続の再利用を可能にし、高性能広帯域三次元トランジッションを提供する今日知られている唯一の技術である。したがって、このトポロジーはコンセプトもテクノロジーも変えることなしに広い範囲のアプリケーションを対象にすることができる。
【００１９】
１つの実施形態によれば、モノブロックは平坦な平行六面体であり、接続層はアンテナの平面にほぼ平行に延在しているとともに、第２の接続手段を有するフロント接続層と、第１の接続手段を有するリア接続層とを含んでおり、放射素子は前記フロント接続層上に直接はめ込まれる。
【００２０】
したがって、「水平」解決法の諸部分のＲＦ三次元相互接続ゾーンは分割器のフロントおよびリア接続層へ移される。なぜならば、これらの層の方が、スペースが大幅に広いからである。
【００２１】
こうすることによって、ＲＦ三次元相互接続のルーティングはシンプルになるとともに、より最適化されやすくなる。また、信号を伝搬を行う上で水平多層の場合と同じ表面を用いることができる。
【００２２】
本発明のその他の特徴は、添付の図を参照しながら、例としてのみ示されている実施形態についての以下の説明を読むことによって明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
アクティブアンテナパネル１は、放射素子の配列２とビーム分割器３とを含む。
【００２４】
図示されている実施形態では、放射素子の配列２は８×８のマトリックス上に配分された６４個の放射素子２ｉをもつ。これらの放射素子２ｉは専門家に知られている三次元テクノロジーで作製される。したがって、この作製についてはこれ以上詳述しない。
【００２５】
ビーム分割器３はｍ本のビームを放射素子２ｉに給電するためのものである。ここに、ｍは１に等しいか、１より大きい整数である。図２ａに図示されている実施形態では、ｍは６に等しい。
【００２６】
ビーム分割器３は、放射素子２ｉに給電するために下記機能を実行する。
【００２７】
− ｍ個のＲＦ信号源の電力分配（図示せず）
− 放射素子２ｉにおいて、所望のビーム方向及び変位を作り出すように、分配された電力の位相および振幅の処理
− 前記所望の変位を得るために放射素子２ｉに給電するように、位相および振幅の処理後における電力の再結合
これらの機能は、場合によっては複数のレベルをもつ電力分配手段５ａと、場合によっては複数のレベルをもつ、位相および振幅の処理手段５ｂと再結合手段５ｃとを含む形成手段を介して実施される。これらの形成手段は形成層６といわれるいくつかの第１の層によって支持される。
【００２８】
また、分割器３は下記電気的接続機能も実行する。
【００２９】
− ＲＦ信号源への電力分配手段５ａの接続
− 様々な電力分配レベルの相互接続
− 電力分配手段５ａと処理手段５ｂとの接続
− 処理手段５ｂと再結合手段５ｃとの接続
− 様々な再結合レベルの相互接続
− 再結合手段５ｃと放射素子２ｉとの接続
これらの接続機能は、下記手段を含む接続手段によって実施される。
【００３０】
− ＲＦ信号源への電力分配手段５ａの接続、様々な電力分配レベルの相互接続および電力分配手段５ａと処理手段５ｂとの接続を実施する第１の接続手段７ａ
− 処理手段５ｂと再結合手段５ｃとの接続、様々な再結合レベルの相互接続および再結合手段５ｃと放射素子２ｉとの接続を実施する第２の接続手段７ｂ
これらの接続手段は、接続層といわれるいくつかの第２の層８によって支持される。
【００３１】
本発明によれば、形成層６および接続層８は、ビーム分割器がモロブロック９を構成するようにモールドによって一緒に組み立てられる。なお、形成層６はアンテナの主平面Ｐにほぼ直角に延在する。
【００３２】
図示されている実施形態では、モノブロック９は２つの大きな面１０と１１を有する平坦な平行六面体であり、これらの大きな面の表面は放射素子２ｉのマトリックスの表面に対応している。
【００３３】
この構成において、接続層８は第２の接続手段７ｂを有するフロント接続層８ａと、第１の接続手段７ａを有するリア接続層８ｂとを含み、放射素子２ｉは前記フロント接続層８ａに直接はめ込まれる。
【００３４】
もちろん、様々な形成手段５ａ、５ｂ、５ｃは、専門家であれば分かるあらゆるテクノロジー、たとえばマイクロ波高周波多層ＰＣＢテクノロジーを用いて作製可能である。
【００３５】
このことは接続回路７ａおよび７ｂについても同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】放射素子が分かれた形で図示された本発明によるアクティブアンテナパネルの概略透視図である。
【図１ｂ】放射素子がはめ込まれた形で図示された図１ａのアクティブアンテナパネルの概略透視図である。
【図２ａ】図１ａおよび図１ｂのアクティブアンテナパネルのより詳細な概略分解図である。
【図２ｂ】様々な層のモールド後における図２ａのパネルの概略図である。
【図３ａ】本発明によるアクティブアンテナパネルの様々な形成層の概略図である。
【図３ｂ】本発明によるアクティブアンテナパネルの様々な形成層の概略図である。
【図３ｃ】本発明によるアクティブアンテナパネルの様々な形成層の概略図である。
【図４】本発明によるアクティブアンテナパネルのいくつかの接続層の様々な実施形態の概略図である。
【図５】本発明によるアンテナパネルのビーム分割器において装備される様々な機能の電気回路図である。
【符号の説明】
６ 形成層
８ａ フロント接続層
８ｂ リア接続層
５ａ 電力分配手段
５ｂ 位相および振幅の処理手段
５ｃ 再結合手段
３ ビーム分割器
９ モノブロック
１０、１１ モノブロックの大きい面
【発明の属する技術分野】
本発明は多層構造型アクティブアンテナパネルに関する。
【０００２】
本発明は、多層構造型ビーム分割器を介して、１つまたは複数のビームを単一の放射素子パネルによって管理するための衛星用アクティブアンテナシステムを特に対象としているが、それに限定されるものではない。
【０００３】
【従来の技術】
これらの衛星用アクティブアンテナシステムは、特に単一の放射パネル（ｎ個の放射素子）によって管理されるビーム数（ｍ）の観点から、ますます増大する複雑性を必要としている。したがって、ビーム分割器の複雑性と役割は高まっている。なぜならば、今や、一方においてｍ×1からｍ×ｎへの電力分配を確保しなければならなく、他方においてｍ×ｎから１×ｎへの再結合を確保しなければならないからである。つまり
− この場合、特にすべての信号に同一な電気的な経路を確保する上で、ルーティングはより密になる、したがってより難しくなる。つまり、損失が不可避的に増加する。
【０００４】
− 複数のビームの存在は、分配および再結合機能間において、分割器自身内部でも振幅と位相の点で、各束の照度に関する原則を管理することを余儀なくさせる。したがって、分割器におけるチップ（減衰器、移相器）の集積化が必要であることは明らかである。
【０００５】
最後に、周波数の不可避的な上昇は、アクティブアンテナ分配器を作製するのに従来用いられている技術やテクノロジーをますます適用不可能にさせている。
【０００６】
現在、有機的な多層のＰＣＢ（プリント回路板）テクノロジーといわれるテクノロジーが、このビーム分割器問題に最も良く応えているテクノロジーではあるが、次のようないくつかの状況のもとでは多かれ少なかれ不適であることが示されている。
【０００７】
− 使用周波数が２０ＧＨｚを超える場合。この場合、このテクノロジーで使用可能な多層のＲＦ相互接続技術（特にメッキスルーホール）は現在の技術のままでは限られている。
【０００８】
− 分割器の内部自体においてチップを集積化する場合。なぜならば、多層のＰＣＢの製作方法（貼り付け、圧力、熱接合）は、一般に多層中にはめ込みたいすべての立体素子に適しているわけではないからである。この欠点は、チップを分割器の外に移すことを余儀なくさせる。
【０００９】
最後に、これらの分割器は（アンテナの平面に平行に）水平に積み重ねる型で構成される。このことはパフォーマンスにおいて多大な制約をもたらすとともに（一般に帯域の狭小化）、分割器に直角に配置される放射素子との相互接続による空間においても多大な制約をもたらす。
【００１０】
実際のところ、この相互接続は、回路のいくつかの部分においてしかなされることができない。このことは「水平」分割器について主要な欠点をなしている。つまり、信号をこれらの部分へ伝搬させる上での損失の増加が容認でない程度になるとともに、これらの非常に狭い部分上におけるルーティングの密度は他の解決法に比べいかなる単純な利益ももたらさない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は上述の様々な欠点を解消することを目的とする。
【００１２】
つまり、本発明は分割器の内部自体におけるチップの集積化を容易に可能にするアクティブアンテナパネルを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、相互接続や回路の観点からの必要空間が従来の技術に比べ低減されるようなパネルも目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、１つの主平面を有し、かつ網状のｎ個の放射素子と、ｎ個の放射素子に給電するための多層構造型のｍ本のビームの分割器とを含むアクティブアンテナパネルであって、分割器がビームの形成手段を支持するための形成層といわれるいくつかの第１の層と、これらの第１の層を電気的に相互に接続する第１の手段および放射素子に電気的に接続する第２の手段を支持するための接続層といわれるいくつかの第２の層とを含むアクティブアンテナパネルを提供する。
【００１５】
本発明によれば、
− 形成層はアンテナの主平面にほぼ直角に延在する。
【００１６】
− 形成層および接続層は、ビーム分割器が、モノブロックを構成するようにモールドによって組立てられる。
【００１７】
− 放射素子は第２の接続手段に直接接続される。
【００１８】
モールドテクノロジーを用いたこの垂直多層トポロジーは、接続層のうちの１つによる同一平面上でのＲＦ三次元相互接続の再利用を可能にし、高性能広帯域三次元トランジッションを提供する今日知られている唯一の技術である。したがって、このトポロジーはコンセプトもテクノロジーも変えることなしに広い範囲のアプリケーションを対象にすることができる。
【００１９】
１つの実施形態によれば、モノブロックは平坦な平行六面体であり、接続層はアンテナの平面にほぼ平行に延在しているとともに、第２の接続手段を有するフロント接続層と、第１の接続手段を有するリア接続層とを含んでおり、放射素子は前記フロント接続層上に直接はめ込まれる。
【００２０】
したがって、「水平」解決法の諸部分のＲＦ三次元相互接続ゾーンは分割器のフロントおよびリア接続層へ移される。なぜならば、これらの層の方が、スペースが大幅に広いからである。
【００２１】
こうすることによって、ＲＦ三次元相互接続のルーティングはシンプルになるとともに、より最適化されやすくなる。また、信号を伝搬を行う上で水平多層の場合と同じ表面を用いることができる。
【００２２】
本発明のその他の特徴は、添付の図を参照しながら、例としてのみ示されている実施形態についての以下の説明を読むことによって明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
アクティブアンテナパネル１は、放射素子の配列２とビーム分割器３とを含む。
【００２４】
図示されている実施形態では、放射素子の配列２は８×８のマトリックス上に配分された６４個の放射素子２ｉをもつ。これらの放射素子２ｉは専門家に知られている三次元テクノロジーで作製される。したがって、この作製についてはこれ以上詳述しない。
【００２５】
ビーム分割器３はｍ本のビームを放射素子２ｉに給電するためのものである。ここに、ｍは１に等しいか、１より大きい整数である。図２ａに図示されている実施形態では、ｍは６に等しい。
【００２６】
ビーム分割器３は、放射素子２ｉに給電するために下記機能を実行する。
【００２７】
− ｍ個のＲＦ信号源の電力分配（図示せず）
− 放射素子２ｉにおいて、所望のビーム方向及び変位を作り出すように、分配された電力の位相および振幅の処理
− 前記所望の変位を得るために放射素子２ｉに給電するように、位相および振幅の処理後における電力の再結合
これらの機能は、場合によっては複数のレベルをもつ電力分配手段５ａと、場合によっては複数のレベルをもつ、位相および振幅の処理手段５ｂと再結合手段５ｃとを含む形成手段を介して実施される。これらの形成手段は形成層６といわれるいくつかの第１の層によって支持される。
【００２８】
また、分割器３は下記電気的接続機能も実行する。
【００２９】
− ＲＦ信号源への電力分配手段５ａの接続
− 様々な電力分配レベルの相互接続
− 電力分配手段５ａと処理手段５ｂとの接続
− 処理手段５ｂと再結合手段５ｃとの接続
− 様々な再結合レベルの相互接続
− 再結合手段５ｃと放射素子２ｉとの接続
これらの接続機能は、下記手段を含む接続手段によって実施される。
【００３０】
− ＲＦ信号源への電力分配手段５ａの接続、様々な電力分配レベルの相互接続および電力分配手段５ａと処理手段５ｂとの接続を実施する第１の接続手段７ａ
− 処理手段５ｂと再結合手段５ｃとの接続、様々な再結合レベルの相互接続および再結合手段５ｃと放射素子２ｉとの接続を実施する第２の接続手段７ｂ
これらの接続手段は、接続層といわれるいくつかの第２の層８によって支持される。
【００３１】
本発明によれば、形成層６および接続層８は、ビーム分割器がモロブロック９を構成するようにモールドによって一緒に組み立てられる。なお、形成層６はアンテナの主平面Ｐにほぼ直角に延在する。
【００３２】
図示されている実施形態では、モノブロック９は２つの大きな面１０と１１を有する平坦な平行六面体であり、これらの大きな面の表面は放射素子２ｉのマトリックスの表面に対応している。
【００３３】
この構成において、接続層８は第２の接続手段７ｂを有するフロント接続層８ａと、第１の接続手段７ａを有するリア接続層８ｂとを含み、放射素子２ｉは前記フロント接続層８ａに直接はめ込まれる。
【００３４】
もちろん、様々な形成手段５ａ、５ｂ、５ｃは、専門家であれば分かるあらゆるテクノロジー、たとえばマイクロ波高周波多層ＰＣＢテクノロジーを用いて作製可能である。
【００３５】
このことは接続回路７ａおよび７ｂについても同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】放射素子が分かれた形で図示された本発明によるアクティブアンテナパネルの概略透視図である。
【図１ｂ】放射素子がはめ込まれた形で図示された図１ａのアクティブアンテナパネルの概略透視図である。
【図２ａ】図１ａおよび図１ｂのアクティブアンテナパネルのより詳細な概略分解図である。
【図２ｂ】様々な層のモールド後における図２ａのパネルの概略図である。
【図３ａ】本発明によるアクティブアンテナパネルの様々な形成層の概略図である。
【図３ｂ】本発明によるアクティブアンテナパネルの様々な形成層の概略図である。
【図３ｃ】本発明によるアクティブアンテナパネルの様々な形成層の概略図である。
【図４】本発明によるアクティブアンテナパネルのいくつかの接続層の様々な実施形態の概略図である。
【図５】本発明によるアンテナパネルのビーム分割器において装備される様々な機能の電気回路図である。
【符号の説明】
６ 形成層
８ａ フロント接続層
８ｂ リア接続層
５ａ 電力分配手段
５ｂ 位相および振幅の処理手段
５ｃ 再結合手段
３ ビーム分割器
９ モノブロック
１０、１１ モノブロックの大きい面
Claims (2)
- １つの主平面を有し、かつｎ個の放射素子の配列と、ｎ個の放射素子に給電するための多層構造型のｍ本のビーム分割器とを含むアクティブアンテナパネルであって、ビーム分割器がビームの形成手段を支持するための形成層といわれるいくつかの第１の層と、これらの第１の層を電気的に相互に接続する第１の接続手段および放射素子に電気的に接続する第２の接続手段を支持するための接続層といわれるいくつかの第２の層とを含み、
形成層がアンテナの主平面にほぼ直角に延在し、
形成層および接続層が、ビーム分割器がモノブロックを構成するようにモールドによって組立てられ、
放射素子が第２の接続手段に直接接続されることを特徴とするアクティブアンテナパネル。 - モノブロックが平坦な平行六面体であり、接続層がアンテナの平面にほぼ平行に延在しているとともに、第２の接続手段を有するフロント接続層と、第１の接続手段を有するリア接続層とを含んでおり、放射素子が前記フロント接続層上に直接はめ込まれることを特徴とする請求項１に記載のアクティブアンテナパネル。
Applications Claiming Priority (2)
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| FR9812457A FR2784237B1 (fr) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | Panneau d'antenne active a structure multicouches |
| FR9812457 | 1998-10-05 |
Publications (2)
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| JP2000114867A JP2000114867A (ja) | 2000-04-21 |
| JP4185222B2 true JP4185222B2 (ja) | 2008-11-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP28346899A Expired - Fee Related JP4185222B2 (ja) | 1998-10-05 | 1999-10-04 | 多層構造型アクティブアンテナパネル |
Country Status (7)
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| FR (1) | FR2784237B1 (ja) |
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