JP4620576B2 - Wireless device - Google Patents
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Description
本発明は、無線装置に関し、特に、対象物までの距離や位置を測定するレーダ装置等の無線装置に関する。 The present invention relates to a radio apparatus, and more particularly to a radio apparatus such as a radar apparatus that measures a distance and a position to an object.
自動車交通における衝突防止などの用途として、高精度の位置検知が実現できるミリ波または準ミリ波を用いた高周波レーダ装置が検討されており、様々なレーダ方式が提案されている。例えば、パルス方式レーダ装置は、送信アンテナからパルス信号を電波として送信し、対象物から反射した電波を受信アンテナで検出する。パルス式レーダ装置は、送信したパルス信号と受信したパルス信号との遅延時間差を算出することで対象物までの距離および位置を測定する。パルス式レーダ装置は、広い周波数帯域を必要とするため、広帯域特性が必要である。 For applications such as collision prevention in automobile traffic, high-frequency radar devices using millimeter waves or quasi-millimeter waves that can realize highly accurate position detection have been studied, and various radar systems have been proposed. For example, a pulse radar device transmits a pulse signal as a radio wave from a transmission antenna, and detects a radio wave reflected from an object with a reception antenna. The pulse radar device measures the distance and position to an object by calculating a delay time difference between the transmitted pulse signal and the received pulse signal. Since the pulse-type radar device requires a wide frequency band, it needs a wide band characteristic.
ミリ波および準ミリ波のパルス式レーダ装置は、高周波かつ広帯域の周波数を扱うので、チップとアンテナの接続部が重要である。チップとアンテナの接続部に寄生容量などが付加すると、高周波領域では不整合などにより特性が極端に悪くなる。これに対し、寄生成分を極力おさえるため、アンテナとチップが一体化した構造のレーダ装置が知られている。 Since the millimeter wave and quasi-millimeter wave pulse radar devices handle high-frequency and wide-band frequencies, the connection between the chip and the antenna is important. If parasitic capacitance or the like is added to the connection portion between the chip and the antenna, the characteristics extremely deteriorate due to mismatching in the high frequency region. On the other hand, a radar apparatus having a structure in which an antenna and a chip are integrated is known in order to suppress parasitic components as much as possible.
アンテナとチップが一体化した構造のレーダ装置は、基板表面にアンテナ素子が形成され、基板裏面にチップ実装領域が形成される。このような構造のレーダ装置において、基板表面に形成されたアンテナ素子と基板裏面に実装されたチップとの間で高周波信号を伝送するには工夫が必要である。例えば、同軸構造のスルーホールを用いたレーダ装置が知られている（特許文献１および特許文献２参照。）。同軸構造のスルーホールを用いる場合には、スルーホールの周りのグランドと、そのグランド層間を接続するグランド用スルーホールが必要である。
しかしながら、従来のアンテナ・チップ一体型レーダ装置におけるグランド用スルーホールは、ビアオンビア構造であり、ビルドアップ方式といった特別な作製工法が用いられる。そのため、作製プロセスが多い等により、高価となってしまうという問題がある。さらに、基板が異なる材料で積層された構造である場合には、アンテナとチップとを接続するスルーホールの設計が非常に難しくなる。 However, the ground through-hole in the conventional antenna / chip integrated radar apparatus has a via-on-via structure, and a special manufacturing method such as a build-up method is used. Therefore, there is a problem that it is expensive due to many manufacturing processes. Furthermore, when the substrate has a structure in which different materials are stacked, it is very difficult to design a through hole for connecting the antenna and the chip.
一方、高い周波数領域では、基板上の線路損失やアンテナでの損失が大きくなるため、誘電正接が小さく損失が少ない基板を用いる必要がある。 On the other hand, in a high frequency region, the line loss on the substrate and the loss at the antenna increase. Therefore, it is necessary to use a substrate with a small dielectric loss tangent and a small loss.
図６は、周波数に対する長さ１０ｍｍの線路における線路損失特性を示す図である。図６に示すように、誘電正接が大きい基板の線路は、特に高い周波数で損失が増大する。 FIG. 6 is a diagram showing line loss characteristics of a line having a length of 10 mm with respect to the frequency. As shown in FIG. 6, the line of the substrate having a large dielectric loss tangent increases loss particularly at a high frequency.
図７は、基板の誘電正接に対する平面パッチアンテナのアンテナ放射効率を示す図である。図７に示すように、誘電正接が大きくなると、アンテナ放射効率が減少する。すなわち、良好なアンテナ特性を得るためには、誘電正接の小さな材料の基板を使う必要がある。しかし、このような高周波基板は非常に高価であるという問題がある。 FIG. 7 is a diagram showing the antenna radiation efficiency of the planar patch antenna with respect to the dielectric loss tangent of the substrate. As shown in FIG. 7, when the dielectric loss tangent increases, the antenna radiation efficiency decreases. That is, in order to obtain good antenna characteristics, it is necessary to use a substrate made of a material having a small dielectric loss tangent. However, there is a problem that such a high-frequency substrate is very expensive.
そこで、本発明は、安価で高性能な無線装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an inexpensive and high-performance wireless device.
上記目的を達成するために、本発明に係る無線装置は、誘電体で形成された第一の基板と、前記第一の基板の裏面に表面が接合され、前記誘電体の誘電正接より大きい誘電正接の誘電体で形成された第二の基板と、前記第一の基板の表面に形成されたアンテナ素子と、前記第二の基板の裏面に実装され、前記アンテナ素子と電気的に接続された回路チップとを備える。 In order to achieve the above object, a wireless device according to the present invention includes a first substrate formed of a dielectric, and a dielectric whose surface is bonded to the back surface of the first substrate and is larger than the dielectric loss tangent of the dielectric. A second substrate formed of a tangent dielectric, an antenna element formed on the surface of the first substrate, and mounted on the back surface of the second substrate, and electrically connected to the antenna element A circuit chip.
これにより、本発明における無線装置は、アンテナ素子を、誘電正接が小さく高周波特性にすぐれた高価な第一の基板上に形成することで、高性能を実現することができる。また、回路チップを誘電正接が大きく安価な第二の基板に実装することで、無線装置を安価に形成することができる。よって、本発明における無線装置は、安価で高性能を実現することができる。 Thus, the wireless device according to the present invention can achieve high performance by forming the antenna element on the expensive first substrate having a small dielectric loss tangent and excellent high frequency characteristics. Further, by mounting the circuit chip on a second substrate having a large dielectric loss tangent and low cost, the wireless device can be formed at low cost. Therefore, the wireless device according to the present invention can realize high performance at low cost.
また、前記第一の基板および前記第二の基板には、前記第一の基板および前記第二の基板を貫通する第一のスルーホールが形成され、前記第一の基板は、前記アンテナ素子と前記第一のスルーホールとを電気的に接続する第一の配線を備え、前記第二の基板は、前記回路チップと前記第一のスルーホールとを電気的に接続する第二の配線を備えてもよい。 Further, the first substrate and the second substrate are formed with a first through hole penetrating the first substrate and the second substrate, and the first substrate is connected to the antenna element. A first wiring that electrically connects the first through hole; and the second substrate includes a second wiring that electrically connects the circuit chip and the first through hole. May be.
これにより、アンテナ素子と回路チップとを、スルーホールを介して電気的に接続することができる。 Thereby, an antenna element and a circuit chip can be electrically connected through a through hole.
また、前記第二の基板は、積層された複数の基板から形成され、前記第二の基板は、さらに、前記複数の基板の各層間に形成され、電気的に接地され、前記第一のスルーホールを電気的に分離して囲む導体層である接地部を備えてもよい。 The second substrate is formed of a plurality of stacked substrates, and the second substrate is further formed between the layers of the plurality of substrates, electrically grounded, and the first through You may provide the grounding part which is a conductor layer which isolate | separates and encloses a hole electrically.
これにより、第一のスルーホールは同軸構造により形成される。よって、第一のスルーホールの信号伝送特性を向上させることができる。 Thereby, the first through hole is formed by a coaxial structure. Therefore, the signal transmission characteristics of the first through hole can be improved.
また、前記第一の基板および前記第二の基板には、さらに、前記第一の基板および前記第二の基板を貫通し、前記複数の基板の各層間に形成された接地部を電気的に接続する第二のスルーホールが形成されてもよい。 Further, the first substrate and the second substrate are further electrically connected to a ground portion formed between the layers of the plurality of substrates through the first substrate and the second substrate. A second through hole to be connected may be formed.
これにより、第二のスルーホールを安価な貫通スルーホールで形成することができる。よって、本発明における無線装置は、安価に形成することができる。 Thus, the second through hole can be formed with an inexpensive through through hole. Therefore, the wireless device according to the present invention can be formed at low cost.
また、前記第一の基板および前記第二の基板には、複数の前記第二のスルーホールが形成され、前記複数の第二のスルーホールは、前記第一のスルーホールと隣接する前記第一の配線または前記第二の配線の配線方向の軸に対し対称に配置されてもよい。 In addition, a plurality of the second through holes are formed in the first substrate and the second substrate, and the plurality of second through holes are adjacent to the first through hole. These wirings may be arranged symmetrically with respect to the wiring direction axis of the second wiring.
これにより、接地部により、第一のスルーホールを効率よくシールドすることができる。これにより、同軸構造である第一のスルーホールの信号伝送特性を向上させることができる。 Thereby, the first through hole can be efficiently shielded by the grounding portion. Thereby, the signal transmission characteristic of the 1st through hole which is a coaxial structure can be improved.
また、前記各第二のスルーホールの中心は、前記第一のスルーホールと隣接する前記第一の配線または前記第二の配線の配線方向に対し垂直であり、前記第一のスルーホールの中心を含む軸上に配置されなくともよい。 The center of each second through hole is perpendicular to the wiring direction of the first wiring or the second wiring adjacent to the first through hole, and the center of the first through hole It does not have to be arranged on the axis including
これにより、接地部により、第一のスルーホールを効率よくシールドすることができる。これにより、同軸構造である第一のスルーホールの信号伝送特性を向上させることができる。 Thereby, the first through hole can be efficiently shielded by the grounding portion. Thereby, the signal transmission characteristic of the 1st through hole which is a coaxial structure can be improved.
また、前記第一の基板は、一層から形成される基板であり、前記第一の配線は、前記第一の基板の表面に形成されてもよい。 The first substrate may be a substrate formed from a single layer, and the first wiring may be formed on a surface of the first substrate.
これにより、高価な高周波基板である第一の基板を１層しか用いないので、無線装置のコストを削減することができる。 Thereby, since only one layer of the first substrate which is an expensive high-frequency substrate is used, the cost of the wireless device can be reduced.
また、前記第一のスルーホールのインピーダンスは、前記第一の配線のインピーダンス以下かつ前記第二の配線のインピーダンス以上、または、前記第一の配線のインピーダンス以上かつ前記第二の配線のインピーダンス以下であってもよい。 The impedance of the first through hole is not more than the impedance of the first wiring and not less than the impedance of the second wiring, or not less than the impedance of the first wiring and not more than the impedance of the second wiring. There may be.
これにより、アンテナ素子と回路チップとの信号伝送特性を向上させることができる。
また、前記第一の基板の厚さは、前記複数の基板の各層の厚さよりも厚くてもよい。
Thereby, the signal transmission characteristics between the antenna element and the circuit chip can be improved.
The thickness of the first substrate may be thicker than the thickness of each layer of the plurality of substrates.
これにより、第一の基板の厚さが厚くなり、第一の基板上に形成されるアンテナ素子および第一の配線の高周波特性を向上させることができる。また、第二の基板を薄くすることにより、コストを削減することができる。よって、本発明における無線装置は、安価で高性能を実現することができる。 Thereby, the thickness of the first substrate is increased, and the high-frequency characteristics of the antenna element and the first wiring formed on the first substrate can be improved. Further, the cost can be reduced by thinning the second substrate. Therefore, the wireless device according to the present invention can realize high performance at low cost.
本発明は、安価で高性能な無線装置を提供することができる。 The present invention can provide an inexpensive and high-performance wireless device.
以下、本発明に係るレーダ装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a radar apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態におけるレーダ装置は、アンテナ素子を形成する基板表面側に高周波基板を用い、チップが実装される基板裏面側には安価なプリント基板を用いることで、安価で高性能なレーダ装置を実現することができる。また、本実施の形態におけるレーダ装置は、グランド用スルーホールに貫通スルーホールを用いることで安価で高性能なレーダ装置を実現することができる。 The radar apparatus according to the present embodiment uses a high-frequency substrate on the front surface side of the substrate on which the antenna element is formed, and uses an inexpensive printed circuit board on the back surface side of the substrate on which the chip is mounted. Can be realized. In addition, the radar apparatus according to the present embodiment can realize an inexpensive and high-performance radar apparatus by using a through-hole as a ground through-hole.
図１Ａは、本実施の形態におけるレーダ装置の断面構造を模式的に示した図である。
図１Ａに示すように、本実施の形態におけるレーダ装置は、１層の高周波基板１０２と４層の実装基板１０３と、高周波基板１０２の表面に形成された配線１６１と、実装基板の裏面に形成された配線１６２、接続用スルーホール１１０と、グランド用スルーホール１５０と、接地導体１７０と、回路チップ１４０と、ワイヤ１０６とを備える。
FIG. 1A is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a radar apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1A, the radar apparatus according to the present embodiment is formed on one layer of high-frequency substrate 102, four layers of mounting substrate 103, wiring 161 formed on the surface of high-frequency substrate 102, and on the back surface of the mounting substrate. The wiring 162, the connection through hole 110, the ground through hole 150, the ground conductor 170, the circuit chip 140, and the wire 106 are provided.
高周波基板１０２は、レーダ装置を構成する第一の基板であり、誘電正接が小さい誘電体で形成されたプリント配線板である。例えば、高周波基板１０２は、松下電工製ガラス布基材熱硬化ＰＰＯ樹脂銅張積層板Ｒ−４７２６である。広帯域なアレーアンテナ特性を実現するため、高周波基板１０２は、厚膜基板であり、例えば、基板厚は０．５ｍｍである。 The high frequency substrate 102 is a first substrate constituting the radar apparatus, and is a printed wiring board formed of a dielectric material having a small dielectric loss tangent. For example, the high-frequency substrate 102 is Matsushita Electric Works glass cloth base material thermosetting PPO resin copper clad laminate R-4726. In order to realize broadband array antenna characteristics, the high-frequency substrate 102 is a thick film substrate, for example, the substrate thickness is 0.5 mm.
実装基板１０３は、レーダ装置を構成する第二の基板であり、高周波基板１０２の裏面に表面が接合される。実装基板１０３は、高周波基板１０２を形成する誘電体の誘電正接より大きい誘電正接の誘電体で形成される。また、実装基板１０３は、積層された複数の基板から形成される。実装基板１０３は、誘電正接が大きいが安価なプリント配線板であり、例えば、松下電工製ＦＲ−４ガラス布基材エポキシ樹脂多層プリント材料である。また、レーダ装置の低コスト化のために、実装基板１０３の一層の厚さは、高周波基板１０２の厚さより薄くする。 The mounting substrate 103 is a second substrate constituting the radar apparatus, and the surface is bonded to the back surface of the high-frequency substrate 102. The mounting substrate 103 is formed of a dielectric having a dielectric loss tangent greater than that of the dielectric forming the high-frequency substrate 102. The mounting substrate 103 is formed from a plurality of stacked substrates. The mounting substrate 103 is an inexpensive printed wiring board having a large dielectric loss tangent, for example, an FR-4 glass cloth base epoxy resin multilayer printed material manufactured by Matsushita Electric Works. Further, in order to reduce the cost of the radar apparatus, the thickness of the mounting substrate 103 is made thinner than the thickness of the high-frequency substrate 102.
このように、本実施形態におけるレーダ装置は、誘電正接が異なる基板を張り合わせ、高価な高周波基板１０２を１層構造とし、安価な実装基板を多層構造とすることで、低コスト化を実現している。 As described above, the radar apparatus according to the present embodiment achieves cost reduction by bonding substrates having different dielectric loss tangents, making the expensive high-frequency substrate 102 into a single layer structure, and making the inexpensive mounting substrate into a multilayer structure. Yes.
また、高周波基板１０２と実装基板１０３との組み合わせを、同じ材料の基板を積載するのと同様のプロセスで形成できる組み合わせの基板にすることで、プロセスを複雑化することなく、レーダ装置を形成することができる。 In addition, the combination of the high-frequency substrate 102 and the mounting substrate 103 is a combination of substrates that can be formed by a process similar to that for stacking substrates of the same material, thereby forming a radar device without complicating the process. be able to.
接続用スルーホール１１０は、高周波基板１０２および実装基板１０３を貫通し形成される貫通スルーホールである。接続用スルーホールは、配線１６１と配線１６２とを電気的に接続する。 The connection through hole 110 is a through hole formed so as to penetrate the high-frequency substrate 102 and the mounting substrate 103. The connection through hole electrically connects the wiring 161 and the wiring 162.
接地導体１７０は、実装基板１０３の各層間に形成され、電気的に接地される。接地導体１７０は、接続用スルーホール１１０を電気的に分離して囲む導体層である。すなわち、接続用スルーホール１１０は、同軸構造のスルーホールである。 The ground conductor 170 is formed between the layers of the mounting substrate 103 and is electrically grounded. The ground conductor 170 is a conductor layer that electrically separates and surrounds the connection through hole 110. That is, the connecting through hole 110 is a coaxial through hole.
グランド用スルーホール１５０は、高周波基板１０２および実装基板１０３を貫通し形成される貫通スルーホールである。グランド用スルーホール１５０は、実装基板１０３の各層間に形成された接地導体１７０を電気的に接続する。 The ground through-hole 150 is a through-hole formed through the high-frequency substrate 102 and the mounting substrate 103. The ground through hole 150 electrically connects the ground conductor 170 formed between the layers of the mounting substrate 103.
回路チップ１４０は、高周波基板の表面に形成されるアンテナ素子が受信した信号の処理等を行うＬＳＩである。 The circuit chip 140 is an LSI that processes a signal received by an antenna element formed on the surface of a high-frequency substrate.
ワイヤ１０６は、回路チップ１４０と実装基板上の配線１６２とをワイヤボンディング接続する。 The wire 106 connects the circuit chip 140 and the wiring 162 on the mounting substrate by wire bonding.
図１Ｂは、本実施の形態におけるレーダ装置の基板表面側（高周波基板側）の平面図である。 FIG. 1B is a plan view of the radar apparatus surface side (high frequency board side) in the present embodiment.
図１Ｂに示すように、本実施の形態におけるレーダ装置は、高周波基板１０２の表面に形成された送信側アレーアンテナ１２１と、受信側アレーアンテナ１２２と、送信側接続用スルーホール１１１と、受信側接続用スルーホール１１２と、配線１６１ａおよび１６１ｂと、分離用導体１０４とを備える。なお、送信側接続用スルーホール１１１と受信側接続用スルーホール１１２とを特に区別しない場合は接続用スルーホール１１０と表す。また、配線１６１ａと１６１ｂとを特に区別しない場合は、配線１６１と表す。 As shown in FIG. 1B, the radar apparatus according to the present embodiment includes a transmission side array antenna 121, a reception side array antenna 122, a transmission side connection through-hole 111, and a reception side formed on the surface of the high frequency substrate 102. The connection through-hole 112, the wirings 161a and 161b, and the separation conductor 104 are provided. Note that the transmission-side connection through-hole 111 and the reception-side connection through-hole 112 are represented as a connection through-hole 110 unless otherwise distinguished. In addition, the wiring 161 a and the wiring 161 b are denoted as the wiring 161 when they are not particularly distinguished.
送信側アレーアンテナ１２１は、高周波基板１０２の表面に形成され、電波を放出する複数のアンテナ素子１２０と、送信側フィルタ１３１と、配線１２３ａとを備える。 The transmission-side array antenna 121 is formed on the surface of the high-frequency substrate 102, and includes a plurality of antenna elements 120 that emit radio waves, a transmission-side filter 131, and a wiring 123a.
受信側アレーアンテナ１２２は、高周波基板の表面に形成され、電波を受信する複数のアンテナ素子１２０と、受信側フィルタ１３２と、配線１２３ｂとを備える。送信側アレーアンテナ１２１から、放出された電波は、対象物に反射し、受信側アレーアンテナ１２２に受信される。 The reception-side array antenna 122 is formed on the surface of the high-frequency substrate, and includes a plurality of antenna elements 120 that receive radio waves, a reception-side filter 132, and a wiring 123b. The radio waves emitted from the transmission-side array antenna 121 are reflected by the object and received by the reception-side array antenna 122.
送信側アレーアンテナ１２１および受信側アレーアンテナ１２２のアンテナ素子１２０は、マイクロストリップ型の平面パッチアンテナである。マイクロストリップ型の平面パッチアンテナを用いることで送信側アレーアンテナ１２１および受信側アレーアンテナ１２２を薄膜化することができる。 The antenna elements 120 of the transmitting array antenna 121 and the receiving array antenna 122 are microstrip type planar patch antennas. By using a microstrip type planar patch antenna, the transmitting array antenna 121 and the receiving array antenna 122 can be thinned.
送信側アレーアンテナ１２１および受信側アレーアンテナ１２２は、複数のアンテナ素子１２０を並べたアレー構造である。これにより、所望のアンテナ利得およびアンテナ放射パターンを容易に実現することができる。 The transmission side array antenna 121 and the reception side array antenna 122 have an array structure in which a plurality of antenna elements 120 are arranged. Thereby, a desired antenna gain and antenna radiation pattern can be easily realized.
配線１２３ａは、高周波基板１０２の表面に形成され、送信側アレーアンテナ１２１の複数のアンテナ素子１２０と送信側フィルタ１３１とを電気的に接続する。同様に、配線１２３ｂは、高周波基板１０２の表面に形成され、受信側アレーアンテナ１２２の複数のアンテナ素子１２０と受信側フィルタ１３２とを電気的に接続する。配線１２３ａおよび配線１２３ｂは、送信側フィルタ１３１または受信側フィルタ１３２から、各アンテナ素子１２０への配線長が等しくなるように形成される。すなわち、各アンテナ素子１２０への給電方式は、並列給電方式（トーナメント方式）である。これにより、広帯域なアレーアンテナ特性を得ることができる。 The wiring 123 a is formed on the surface of the high-frequency substrate 102 and electrically connects the plurality of antenna elements 120 of the transmission side array antenna 121 and the transmission side filter 131. Similarly, the wiring 123b is formed on the surface of the high-frequency substrate 102, and electrically connects the plurality of antenna elements 120 of the reception-side array antenna 122 and the reception-side filter 132. The wiring 123a and the wiring 123b are formed so that the wiring length from the transmission filter 131 or the reception filter 132 to each antenna element 120 is equal. That is, the feeding method to each antenna element 120 is a parallel feeding method (tournament method). Thereby, a broadband array antenna characteristic can be obtained.
送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２は、所定の周波数領域以外の信号をカットするフィルタである。例えば、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２は、２０〜３０ＧＨｚの周波数領域以外の信号をカットするバンドパスフィルタである。送信側フィルタ１３１及び受信側フィルタ１３２は、例えば、マイクロストリップ並列結合型バンドパスフィルタであり、複数のアンテナ素子１２０、配線１２３ａおよび配線１２３ｂと同一基板上表面に形成される。これにより、レーダ装置の小型および低コスト化ができる。また、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２は、フィルタ線路幅を細くし、入出力のインピーダンスを大きくしている。これにより、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２の実装面積が小さくなり、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２を小型化および高性能化できる。例えば、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２の入出力インピーダンスは１００Ωである。 The transmission side filter 131 and the reception side filter 132 are filters that cut signals other than a predetermined frequency region. For example, the transmission-side filter 131 and the reception-side filter 132 are band pass filters that cut signals other than the frequency range of 20 to 30 GHz. The transmission-side filter 131 and the reception-side filter 132 are, for example, microstrip parallel-coupled bandpass filters, and are formed on the same substrate surface as the plurality of antenna elements 120, the wiring 123a, and the wiring 123b. As a result, the radar apparatus can be reduced in size and cost. The transmission filter 131 and the reception filter 132 have a narrow filter line width and a large input / output impedance. Thereby, the mounting area of the transmission side filter 131 and the reception side filter 132 is reduced, and the transmission side filter 131 and the reception side filter 132 can be reduced in size and performance. For example, the input / output impedance of the transmission filter 131 and the reception filter 132 is 100Ω.
送信側接続用スルーホール１１１および受信側接続用スルーホール１１２は、高周波基板１０２および実装基板１０３を貫通し形成される。 The transmission-side connection through hole 111 and the reception-side connection through hole 112 are formed so as to penetrate the high-frequency substrate 102 and the mounting substrate 103.
配線１６１ａは、送信側接続用スルーホール１１１と、送信側フィルタ１３１とを電気的に接続する。配線１６１ｂは、受信側接続用スルーホール１１２と、受信側フィルタ１３２とを電気的に接続する。高周波基板１０２の表面に形成された第一の配線である配線１６１ａおよび配線１２３ａにより、送信側アレーアンテナ１２１の複数のアンテナ素子１２０と送信側接続用スルーホール１１１とが電気的に接続される。高周波基板１０２の表面に形成された第一の配線である配線１６１ｂおよび配線１２３ｂにより、受信側アレーアンテナ１２２の複数のアンテナ素子１２０と受信側接続用スルーホール１１２とが電気的に接続される。 The wiring 161 a electrically connects the transmission-side connection through hole 111 and the transmission-side filter 131. The wiring 161 b electrically connects the reception side connection through hole 112 and the reception side filter 132. The plurality of antenna elements 120 of the transmission-side array antenna 121 and the transmission-side connection through hole 111 are electrically connected by the wiring 161 a and the wiring 123 a which are first wirings formed on the surface of the high-frequency substrate 102. The plurality of antenna elements 120 of the reception-side array antenna 122 and the reception-side connection through hole 112 are electrically connected by the wiring 161b and the wiring 123b, which are first wirings formed on the surface of the high-frequency substrate 102.
分離用導体１０４は、高周波基板１０２の表面の送信側アンテナ１２１と受信側アンテナ１２２の間に形成された導体である、分離用導体１０４は、電気的に接地され、送受信間のアイソレーションを向上させる。分離用導体１０４は、スルーホール１０５を介し、実装基板１０３の各層間の接地導体１７０と接続される。 The separation conductor 104 is a conductor formed between the transmission-side antenna 121 and the reception-side antenna 122 on the surface of the high-frequency board 102. The separation conductor 104 is electrically grounded to improve isolation between transmission and reception. Let The separation conductor 104 is connected to the ground conductor 170 between the layers of the mounting substrate 103 via the through hole 105.
図１Ｃは、本実施の形態におけるレーダ装置の基板裏面側（チップ実装側）の平面図である。 FIG. 1C is a plan view of the rear surface side (chip mounting side) of the radar device according to the present embodiment.
図１Ｃに示すように、本実施の形態におけるレーダ装置は、基板裏面側の実装基板１０３の裏面に、送信用チップ１４１と、受信用チップ１４２と、配線１６２ａおよび１６２ｂとを備える。なお、送信用チップ１４１と受信用チップ１４２とを特に区別しない場合は回路チップ１４０と表す。配線１６２ａと配線１６２ｂとを特に区別しない場合は配線１６２と表す。 As shown in FIG. 1C, the radar apparatus according to the present embodiment includes a transmitting chip 141, a receiving chip 142, and wirings 162a and 162b on the back surface of the mounting substrate 103 on the back surface side of the substrate. Note that the transmission chip 141 and the reception chip 142 are represented as a circuit chip 140 unless otherwise distinguished. When the wiring 162a and the wiring 162b are not particularly distinguished, they are represented as a wiring 162.
送信用チップ１４１は、実装基板１０３の裏面に実装され、送信側アレーアンテナ１２１と電気的に接続される。送信用チップ１４１は、送信側アレーアンテナ１２１から電波を放出させる信号を出力するＬＳＩである。送信用チップ１４１は、パルス変調を行うミキサーと、パルス変調された信号を増幅するパワー増幅器等を備える。 The transmission chip 141 is mounted on the back surface of the mounting substrate 103 and is electrically connected to the transmission-side array antenna 121. The transmission chip 141 is an LSI that outputs a signal for emitting a radio wave from the transmission-side array antenna 121. The transmission chip 141 includes a mixer that performs pulse modulation, a power amplifier that amplifies the pulse-modulated signal, and the like.
受信用チップ１４２は、実装基板１０３の裏面に実装され、受信側アレーアンテナ１２２と電気的に接続される。受信用チップ１４２は、受信側アレーアンテナ１２２が受信した信号から、対象物までの距離を算出するＬＳＩである。受信用チップ１４２は、受信側アレーアンテナ１２２が受信した信号を増幅する低雑音増幅器と、増幅された信号を復調するミキサーと、対象物までの距離を算出する検波回路とを備える。検波回路は、受信信号と遅延回路で送信パルス信号遅延させた遅延信号とを比較する。検波回路は、送信された電波が対象物から反射して戻ってくる間の時間と遅延信号の遅延時間とが同じかどうかを判定し、遅延時間から対象物までの距離を換算する。 The receiving chip 142 is mounted on the back surface of the mounting substrate 103 and is electrically connected to the receiving array antenna 122. The receiving chip 142 is an LSI that calculates the distance to the object from the signal received by the receiving array antenna 122. The receiving chip 142 includes a low noise amplifier that amplifies the signal received by the receiving array antenna 122, a mixer that demodulates the amplified signal, and a detection circuit that calculates the distance to the object. The detection circuit compares the received signal with the delayed signal delayed by the transmission pulse signal by the delay circuit. The detection circuit determines whether the time during which the transmitted radio wave is reflected back from the object and the delay time of the delay signal is the same, and converts the distance from the delay time to the object.
配線１６２ａは、実装基板１０３の裏面に形成された第二の配線であり、送信用チップ１４１と送信側接続用スルーホール１１１とを電気的に接続する。配線１６２ｂは、実装基板１０３の裏面に形成された第二の配線であり、受信用チップ１４２と受信側接続用スルーホール１１２とを電気的に接続する。 The wiring 162 a is a second wiring formed on the back surface of the mounting substrate 103, and electrically connects the transmission chip 141 and the transmission-side connection through hole 111. The wiring 162 b is a second wiring formed on the back surface of the mounting substrate 103, and electrically connects the receiving chip 142 and the receiving side connection through hole 112.
送信側チップ１４１および受信側チップ１４２は、送信アレーアンテナ１２１および受信アレーアンテナ１２２からの電波放射の影響を受けないように、送信アレーアンテナ１２１および受信アレーアンテナ１２２が形成されている実装基板１０３の裏面に実装される。これにより、優れた送受アイソレーションが得られる。さらに、送信用チップ１４１と受信用チップ１４２は相互干渉を避けるため、送信側アンテナ１２１と受信側アンテナ１２２の外側つまり、実装基板１０３の外側にそれぞれ実装される。 The transmitting chip 141 and the receiving chip 142 are mounted on the mounting substrate 103 on which the transmitting array antenna 121 and the receiving array antenna 122 are formed so as not to be affected by radio wave radiation from the transmitting array antenna 121 and the receiving array antenna 122. Mounted on the back. Thereby, excellent transmission / reception isolation can be obtained. Further, the transmitting chip 141 and the receiving chip 142 are mounted on the outside of the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122, that is, on the outside of the mounting substrate 103, respectively, in order to avoid mutual interference.
送信側アレーアンテナ１２１または受信側アレーアンテナ１２２と送信用チップ１４１または受信用チップ１４２との間での損失はレーダ感度の悪化の原因となるので、極力少なくする必要がある。また、実装基板１０３は、誘電正接が大きいため、配線１６２における信号の高周波領域での損失は大きい。よって、本実施の形態におけるレーダ装置は、接続用スルーホール１１０に近い位置に回路チップ１４０を実装する。これにより、配線１６２の配線長は短くなり、実装基板１０３における信号の高周波領域での損失を低減することができる。例えば、接続用スルーホール１１０と回路チップ１４０との距離は３ｍｍ程度である。 Loss between the transmitting-side array antenna 121 or the receiving-side array antenna 122 and the transmitting chip 141 or the receiving chip 142 causes deterioration of the radar sensitivity, so it is necessary to reduce it as much as possible. Further, since the mounting substrate 103 has a large dielectric loss tangent, loss of signals in the wiring 162 in the high frequency region is large. Therefore, the radar device according to the present embodiment mounts the circuit chip 140 at a position close to the connection through hole 110. Thereby, the wiring length of the wiring 162 is shortened, and the loss in the high frequency region of the signal in the mounting substrate 103 can be reduced. For example, the distance between the connection through hole 110 and the circuit chip 140 is about 3 mm.
このように、本実施の形態におけるレーダ装置は、送信側アレーアンテナ１１１および受信側アレーアンテナ１１２を高周波基板の表面に形成し、回路チップ１４０を安価な実装基板１０３に実装する。これにより、基板全体を高価な高周波基板で形成する場合に比べレーダ装置のコストを削減することができる。 As described above, in the radar apparatus according to the present embodiment, the transmitting-side array antenna 111 and the receiving-side array antenna 112 are formed on the surface of the high-frequency substrate, and the circuit chip 140 is mounted on the inexpensive mounting substrate 103. Thereby, the cost of the radar apparatus can be reduced as compared with the case where the entire substrate is formed of an expensive high-frequency substrate.
また、本実施の形態におけるレーダ装置は、高周波領域の信号の損失に対する影響の大きいアンテナ素子１２０、配線１２３ａ、配線１２３ｂ、受信側フィルタ１３１および送信側フィルタを高周波基板１０２の表面に形成するので、基板全体を高周波基板で形成した場合に対し、特性の減少を抑えることができる。すなわち、本発明は、安価で高性能なレーダ装置を実現することができる。 The radar apparatus according to the present embodiment forms the antenna element 120, the wiring 123a, the wiring 123b, the reception filter 131, and the transmission filter on the surface of the high frequency substrate 102, which have a large influence on the loss of signals in the high frequency region. A decrease in characteristics can be suppressed as compared with the case where the entire substrate is formed of a high-frequency substrate. That is, the present invention can realize an inexpensive and high-performance radar apparatus.
図２Ａは、本実施の形態における接続用スルーホール１１０周辺の概略を示す平面図である。図２Ｂは、図２Ａにおける領域２１０を拡大した図である。図２Ｂ上図は、領域２１０の平面図である。図２Ｂ下図は、図２Ｂ上図の断面図である。 FIG. 2A is a plan view schematically showing the periphery of the connection through hole 110 in the present embodiment. FIG. 2B is an enlarged view of region 210 in FIG. 2A. 2B is a plan view of region 210. FIG. The lower view of FIG. 2B is a cross-sectional view of the upper view of FIG. 2B.
図２Ｂに示すように、接続用スルーホール１１０は、周囲を各層に形成されている接地導体１７０に囲まれる。接地導体１７０は、実装基板１０３の各層間に形成され、電気的に接地された導体層である。接地導体１７０は、上面から見て接続用スルーホール１１０を中心とし、円形に削除された形状である。このように、接続用スルーホール１１０の周囲に接地導体１７０を配置した同軸構造のスルーホールを用いることで、接続用スルーホール１１０のインピーダンスを調整することができる。ここで、接続用スルーホール１１０のインピーダンスは、高周波基板上の配線１６１のインピーダンスと、実装基板上の配線１６２と整合するよう設計する。すなわち、接続用スルーホール１１０のインピーダンスは、高周波基板上の配線１６１のインピーダンス以下かつ実装基板上の配線１６２のインピーダンス以上、または、高周波基板上の配線１６１のインピーダンス以上かつ実装基板上の配線１６２のインピーダンス以下に設計する。本実施形態では、高周波基板上の配線１６１のインピーダンスと実装基板側の配線１６２のインピーダンスと、接続用スルーホール１１０のインピーダンスとをそれぞれ５０Ωとしている。これにより、接続による不整合が起きないので良好な特性を得ることができる。 As shown in FIG. 2B, the connection through hole 110 is surrounded by a ground conductor 170 formed in each layer. The ground conductor 170 is a conductor layer formed between the layers of the mounting substrate 103 and electrically grounded. The ground conductor 170 has a shape in which the connection through hole 110 is at the center as viewed from above and is removed in a circular shape. As described above, by using the coaxial through hole in which the ground conductor 170 is disposed around the connection through hole 110, the impedance of the connection through hole 110 can be adjusted. Here, the impedance of the connection through hole 110 is designed to match the impedance of the wiring 161 on the high-frequency substrate and the wiring 162 on the mounting substrate. That is, the impedance of the connecting through hole 110 is equal to or lower than the impedance of the wiring 161 on the high frequency substrate and equal to or higher than the impedance of the wiring 162 on the mounting substrate, or equal to or higher than the impedance of the wiring 161 on the high frequency substrate. Design below impedance. In this embodiment, the impedance of the wiring 161 on the high frequency substrate, the impedance of the wiring 162 on the mounting substrate side, and the impedance of the connection through hole 110 are 50Ω. Thereby, since mismatching due to connection does not occur, good characteristics can be obtained.
図２Ａに示すように、接続用スルーホール１１０の周囲には、複数のグランド用スルーホール１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃおよび１５０ｄが形成される。なお、グランド用スルーホール１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃおよび１５０ｄを特に区別しない場合は、グランド用スルーホール１５０と表す。 As shown in FIG. 2A, a plurality of ground through-holes 150a, 150b, 150c and 150d are formed around the connection through-hole 110. The ground through-holes 150a, 150b, 150c and 150d are represented as the ground through-hole 150 unless otherwise distinguished.
グランド用スルーホール１５０は、高周波基板１０２および実装基板１０３を貫通し形成される貫通スルーホールである。グランド用スルーホール１５０は、実装基板１０３の各層間に形成された接地導体１７０を電気的に接続する。グランド用スルーホール１５０は、基板作製の最後にドリル等で基板の最上部から最下位部まで貫通する穴を形成し、内部をメッキして導電させることにより形成される。貫通スルーホールは、ビルドアップ方式に比べ安価に形成することができる。これにより、本実施の形態におけるレーダ装置を安価に形成することができる。 The ground through-hole 150 is a through-hole formed through the high-frequency substrate 102 and the mounting substrate 103. The ground through hole 150 electrically connects the ground conductor 170 formed between the layers of the mounting substrate 103. The through-hole 150 for ground is formed by forming a hole penetrating from the uppermost part to the lowermost part of the substrate with a drill or the like at the end of the production of the substrate, and plating and conducting the inside. The through-hole can be formed at a lower cost than the build-up method. Thereby, the radar apparatus according to the present embodiment can be formed at low cost.
貫通スルーホールを用いた場合、グランド用スルーホール１５０は高周波基板上の配線１６１および実装基板上の配線１６２と重ならないよう設置する必要がある。また、本実施形態におけるレーダ装置は、接続用スルーホール１１０のサイズおよびグランド用スルーホール１５０の位置を工夫することで、ビルドアップ方式で作製した構造と同程度の特性が得ることができる。 When the through-hole is used, it is necessary to install the ground through-hole 150 so as not to overlap the wiring 161 on the high-frequency substrate and the wiring 162 on the mounting substrate. Further, the radar device according to the present embodiment can obtain the same characteristics as the structure manufactured by the build-up method by devising the size of the connection through hole 110 and the position of the ground through hole 150.
図３は、図２Ｂにおけるグランド径２０８に対する接続用スルーホール１１０の挿入損失を示す図である。図３に示すように、接続用スルーホール１１０のコア径２０７に対し、挿入損失が最も小さくなる最適なグランド径２０８が存在する。また、図３に示すように、接続用スルーホール１１０のコア径２０７を小さくすることで良好な特性が得られる。例えば、コア径２０７を０．3ｍｍ、グランド径２０８を１．4ｍｍとすることで、良好な特性を得ることができる。 FIG. 3 is a diagram showing the insertion loss of the connection through hole 110 with respect to the ground diameter 208 in FIG. 2B. As shown in FIG. 3, there is an optimum ground diameter 208 with the smallest insertion loss with respect to the core diameter 207 of the connecting through hole 110. Also, as shown in FIG. 3, good characteristics can be obtained by reducing the core diameter 207 of the connecting through hole 110. For example, good characteristics can be obtained by setting the core diameter 207 to 0.3 mm and the ground diameter 208 to 1.4 mm.
図２Ａに示すように、接続用スルーホール１１０に接続される高周波基板上の配線１６１または実装基板上の配線１６２の配線領域があるため、グランド用スルーホール１５０を接続用スルーホール１１０の周囲全方向に作成することはできない。本実施の形態におけるレーダ装置では、グランド用スルーホール１５０は、接続用スルーホール１１０の周囲に接続用スルーホール１１０に対し対称に配置される。複数のグランド用スルーホール１５０は、接続用スルーホール１１０と隣接する配線１６１または配線１６２の配線方向の軸に対し対称に配置される。すなわち、図２Ａに示す軸２１１に対し、グランド用スルーホール１５０ａおよび１５０ｃと、グランド用スルーホール１５０ｂおよび１５０ｄとが対称に配置される。 As shown in FIG. 2A, since there is a wiring region of the wiring 161 on the high-frequency substrate connected to the connection through hole 110 or the wiring 162 on the mounting substrate, the ground through hole 150 is entirely surrounded by the connection through hole 110. Cannot be created in the direction. In the radar apparatus according to the present embodiment, the ground through-hole 150 is arranged around the connection through-hole 110 and symmetrically with respect to the connection through-hole 110. The plurality of ground through holes 150 are arranged symmetrically with respect to the wiring direction axis of the wiring 161 or the wiring 162 adjacent to the connection through hole 110. That is, the ground through holes 150a and 150c and the ground through holes 150b and 150d are arranged symmetrically with respect to the shaft 211 shown in FIG. 2A.
また、グランド用スルーホール１５０ａおよび１５０ｂは、接続用スルーホール１１０の中心に対し、図２Ａにおける上方向にオフセット２０９を設けて配置される。すなわち、複数のグランド用スルーホール１５０の中心は、接続用スルーホール１１０に隣接する配線１６１または配線１６２の配線方向に対し垂直であり、接続用スルーホール１１０の中心を含む軸上に配置されない。 Further, the ground through holes 150a and 150b are arranged with an offset 209 provided in the upward direction in FIG. 2A with respect to the center of the connection through hole 110. That is, the centers of the plurality of ground through-holes 150 are perpendicular to the wiring direction of the wiring 161 or the wiring 162 adjacent to the connection through-hole 110 and are not arranged on the axis including the center of the connection through-hole 110.
図４は、図２Ａのグランド用スルーホール１５０ａおよび１５０ｂのオフセット２０９に対する接続用スルーホール１１０の損失を示している。図４に示すように、グランド用スルーホール１５０の位置によって挿入損失が変化する。つまり、グランド用スルーホール１５０の位置と接続用スルーホール１１０の位置にオフセット２０９をつけ、対称構造に近づけることで、挿入損失を低減できる。例えば、図４に示すように、オフセット２０９を０．４ｍｍとすることで、良好な特性を得ることができる。 FIG. 4 shows the loss of the connection through hole 110 with respect to the offset 209 of the ground through holes 150a and 150b in FIG. 2A. As shown in FIG. 4, the insertion loss varies depending on the position of the ground through hole 150. That is, the insertion loss can be reduced by adding an offset 209 to the position of the ground through-hole 150 and the position of the connection through-hole 110 so as to be close to a symmetrical structure. For example, as shown in FIG. 4, by setting the offset 209 to 0.4 mm, good characteristics can be obtained.
このように、本実施の形態におけるレーダ装置は、接続用スルーホール１１０に対し、グラント用スルーホール１５０を最適に配置することで、ビルドアップ方式を用いた場合と同等の特性を得ることができる。また、グランド用スルーホール１５０を貫通スルーホールとすることで、安価にグランド用スルーホール１５０を形成できる。よって、本発明は、安価で高性能なレーダ装置を実現することができる。 As described above, the radar apparatus according to the present embodiment can obtain the same characteristics as when the build-up method is used by optimally arranging the grant through hole 150 with respect to the connection through hole 110. . Also, by using the ground through hole 150 as a through hole, the ground through hole 150 can be formed at low cost. Therefore, the present invention can realize an inexpensive and high-performance radar apparatus.
以上より、本実施の形態におけるレーダ装置は、送信側アレーアンテナ１１１および受信側アレーアンテナ１１２を高周波基板の表面に形成し、回路チップ１４０を安価な実装基板１０３に実装する。これにより、基板全体を高価な高周波基板で形成する場合に比べレーダ装置のコストを削減することができる。 As described above, in the radar apparatus according to the present embodiment, the transmission-side array antenna 111 and the reception-side array antenna 112 are formed on the surface of the high-frequency substrate, and the circuit chip 140 is mounted on the inexpensive mounting substrate 103. Thereby, the cost of the radar apparatus can be reduced as compared with the case where the entire substrate is formed of an expensive high-frequency substrate.
また、本実施の形態におけるレーダ装置は、高周波領域の信号の損失に対する影響の大きいアンテナ素子１２０、配線１２３ａ、配線１２３ｂ、受信側フィルタ１３１および送信側フィルタを高周波基板１０２の表面に形成するので、基板全体を高周波基板で形成した場合に対し、特性の減少を抑えることができる。すなわち、本発明は、安価で高性能なレーダ装置を実現することができる。 The radar apparatus according to the present embodiment forms the antenna element 120, the wiring 123a, the wiring 123b, the reception filter 131, and the transmission filter on the surface of the high frequency substrate 102, which have a large influence on the loss of signals in the high frequency region. A decrease in characteristics can be suppressed as compared with the case where the entire substrate is formed of a high-frequency substrate. That is, the present invention can realize an inexpensive and high-performance radar apparatus.
また、高周波基板１０２と実装基板１０３との組み合わせを、同じ材料の基板を積載するのと同様のプロセスで形成できる組み合わせの基板にすることで、プロセスを複雑化することなく、レーダ装置を形成することができる。 In addition, the combination of the high-frequency substrate 102 and the mounting substrate 103 is a combination of substrates that can be formed by a process similar to that for stacking substrates of the same material, thereby forming a radar device without complicating the process. be able to.
また、同軸構造の接続用スルーホール１１０を用いることで、信号伝送特性を向上させることができる。さらに、グランド用スルーホール１５０を、貫通スルーホールで形成する。これにより、安価にグランド用スルーホール１５０を形成することができる。また、接続用スルーホール１１０に対し、グラント用スルーホール１５０を最適に配置することで、高性能なレーダ装置を実現することができる。 In addition, the signal transmission characteristics can be improved by using the connection through hole 110 having a coaxial structure. Further, the ground through hole 150 is formed as a through through hole. Thereby, the ground through-hole 150 can be formed at low cost. In addition, a high-performance radar device can be realized by optimally arranging the grant through-hole 150 with respect to the connection through-hole 110.
以上、本発明の実施の形態に係るレーダ装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。 Although the radar apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.
例えば、実装基板１０３は、テフロン（登録商標）基板、ポリミド基板、アルミナ基板、セラミック基板または紙フェノール基板等であってもよい。 For example, the mounting substrate 103 may be a Teflon (registered trademark) substrate, a polyimide substrate, an alumina substrate, a ceramic substrate, a paper phenol substrate, or the like.
また、上記説明では、実装基板１０３は４層としているが、何層であってもよい。
また、上記説明では、高周波基板１０２は１層としているが、複数層であってもよい。
In the above description, the mounting substrate 103 has four layers, but it may have any number of layers.
In the above description, the high-frequency substrate 102 has a single layer, but may have a plurality of layers.
また、上記説明では、送信側アレーアンテナ１２１と受信側アレーアンテナ１２２とを同じ構成としたが、構成や構造が異なっていても良い。また、送信側アレーアンテナ１２１および受信側アレーアンテナ１２２は、パッチアンテナとしたがその他のアンテナであってもよい。 In the above description, the transmitting array antenna 121 and the receiving array antenna 122 have the same configuration, but the configurations and structures may be different. Further, although the transmitting-side array antenna 121 and the receiving-side array antenna 122 are patch antennas, other antennas may be used.
また、送信側アレーアンテナ１２１および受信側アレーアンテナ１２２への給電方法は並列給電方式でなくてもよい。 Further, the feeding method to the transmitting array antenna 121 and the receiving array antenna 122 may not be a parallel feeding method.
また、上記説明では、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２を挿入しているが、どちらか片側だけでもよいし、挿入しなくてもよい。 In the above description, the transmission-side filter 131 and the reception-side filter 132 are inserted, but either one of them may be inserted or may not be inserted.
また、上記説明では、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２は、特定の周波数領域以外をカットするフィルタとしているが、これに限らない。例えば、送信側フィルタ１３１および受信側フィルタ１３２は、特定の周波数領域をカットするフィルタであってもよいし、ローパスフィルタ等であってもよい。また、複数種類のフィルタを併用してもよい。 In the above description, the transmission-side filter 131 and the reception-side filter 132 are filters that cut other than a specific frequency region, but are not limited thereto. For example, the transmission side filter 131 and the reception side filter 132 may be a filter that cuts a specific frequency region, or may be a low-pass filter or the like. A plurality of types of filters may be used in combination.
また、上記説明では、回路チップ１４０と実装基板上の配線１６２との接続は、ワイヤ１０６によるワイヤボンディング接続としたが、フリップチップ実装による接続等であってもよい。 In the above description, the connection between the circuit chip 140 and the wiring 162 on the mounting substrate is a wire bonding connection using the wire 106, but it may be a connection by flip chip mounting or the like.
また、上記説明では、分離用導体１０４およびスルーホール１０５を形成したが、分離用導体１０４がなくてもよいし、分離用導体１０４にスルーホール１０５を形成しなくてもよい。 In the above description, the separation conductor 104 and the through hole 105 are formed. However, the separation conductor 104 may not be provided, and the through hole 105 may not be formed in the separation conductor 104.
また、上記説明では、接地導体１７０を円形としたがこれに限らない。例えば、接地導体１７０は、楕円形または多角形等の形状であってもよい。 In the above description, the ground conductor 170 is circular, but is not limited thereto. For example, the ground conductor 170 may have an elliptical shape or a polygonal shape.
また、上記説明では、接続用スルーホール１１０と高周波基板上の配線１６１と実装基板上の配線１６２を一直線上に配置しているが、直線上でなくても良い。例えば、図５に示すように、高周波基板上の配線１６１および実装基板上の配線１６２が上方向から見てグランド層２７１を介して重なった位置にあってもよい。これにより、グランド用スルーホール１５０を形成できる領域が増やすことができる。 In the above description, the connection through-hole 110, the wiring 161 on the high-frequency substrate, and the wiring 162 on the mounting substrate are arranged on a straight line, but may not be on a straight line. For example, as shown in FIG. 5, the wiring 161 on the high-frequency substrate and the wiring 162 on the mounting substrate may overlap each other via the ground layer 271 when viewed from above. Thereby, the area | region which can form the ground through-hole 150 can be increased.
また、上記説明では、接続用スルーホール１１０を用い、高周波基板上の配線１６１と実装基板上の配線１６２とを接続しているが、電磁結合で接続してもよい。 In the above description, the connection through-hole 110 is used to connect the wiring 161 on the high-frequency substrate and the wiring 162 on the mounting substrate, but they may be connected by electromagnetic coupling.
本発明は、無線装置に適用でき、特に、高周波領域を使用する無線通信装置、レーダ装置または車載レーダ装置に適用できる。 The present invention can be applied to a wireless device, and in particular, can be applied to a wireless communication device, a radar device, or an in-vehicle radar device that uses a high frequency region.
１０２ 高周波基板
１０３ 実装基板
１０４ 分離用導体
１０５ スルーホール
１０６ ワイヤ
１１０ 接続用スルーホール
１１１ 送信側接続用スルーホール
１１２ 受信側接続用スルーホール
１２０ アンテナ素子
１２１ 送信側アレーアンテナ
１２２ 受信側アレーアンテナ
１２３ａ、１２３ｂ、 １６１、１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６２ａ、１６２ｂ 配線
１３１ 送信側フィルタ
１３２ 受信側フィルタ
１４０ 回路チップ
１４１ 送信用チップ
１４２ 受信用チップ
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ グランド用スルーホール
１７０ 接地導体
２０７ コア径
２０８ グランド径
２０９ オフセット
２１０ 領域
２１１ 軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 High frequency board 103 Mounting board 104 Separation conductor 105 Through hole 106 Wire 110 Connection through hole 111 Transmission side connection through hole 112 Reception side connection through hole 120 Antenna element 121 Transmission side array antenna 122 Reception side array antenna 123a, 123b 161, 161a, 161b, 162, 162a, 162b Wiring 131 Transmission side filter 132 Reception side filter 140 Circuit chip 141 Transmission chip 142 Reception chip 150, 150a, 150b, 150c, 150d Ground through hole 170 Ground conductor 207 Core Diameter 208 Ground diameter 209 Offset 210 Area 211 Axis
Claims (6)
前記第一の基板の裏面に表面が接合され、前記誘電体の誘電正接より大きい誘電正接の誘電体で形成され、積層された複数の基板から構成された第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板を貫通する第一のスルーホールと、
前記第一の基板および前記第二の基板を貫通し、前記複数の基板の各層間に形成された接地部を電気的に接続する複数の第二のスルーホールと、
前記第一の基板の表面に形成されたアンテナ素子と、
前記第二の基板の裏面に実装され、前記アンテナ素子と電気的に接続された回路チップと、
前記第一の基板に形成され、前記アンテナ素子と前記第一のスルーホールとを電気的に接続する第一の配線と、
前記第二の基板に形成され、前記回路チップと前記第一のスルーホールとを電気的に接続し、前記第１の配線の幅よりも狭い幅を有する第二の配線とを備え、
前記複数の第二のスルーホールは、第一群スルーホールと第二群スルーホールとを含み、
前記第一群スルーホールは、前記第一の配線を、当該第一の配線の幅と同じ幅で当該第一の配線の配線方向の前記第一のスルーホール側に延長した領域の外側に位置し、
前記第一の配線の配線方向における前記第一群スルーホールの中心の位置は、前記第一のスルーホールの中心の位置と、前記第一の配線の前記第一のスルーホール側の端部の位置との間であり、
前記第一の配線の配線方向における前記第二群スルーホールの中心の位置は、前記第一のスルーホールに対して前記第一の配線と反対側であり、
前記第一の配線の配線方向と垂直な方向における、前記第二群スルーホールと前記第一のスルーホールとの中心間の距離は、前記第一の配線の配線方向と垂直な方向における、前記第一群スルーホールと前記第一のスルーホールとの中心間の距離より短い
ことを特徴とする無線装置。 A first substrate formed of a dielectric;
A second substrate composed of a plurality of stacked substrates, the front surface of which is bonded to the back surface of the first substrate, the dielectric tangent being larger than the dielectric tangent of the dielectric,
A first through hole penetrating the first substrate and the second substrate;
A plurality of second through holes penetrating the first substrate and the second substrate and electrically connecting a ground portion formed between the layers of the plurality of substrates;
An antenna element formed on the surface of the first substrate;
A circuit chip mounted on the back surface of the second substrate and electrically connected to the antenna element ;
A first wiring formed on the first substrate and electrically connecting the antenna element and the first through hole;
A second wiring formed on the second substrate, electrically connecting the circuit chip and the first through hole, and having a width narrower than a width of the first wiring;
The plurality of second through holes include a first group through hole and a second group through hole,
The first group through hole is located outside a region in which the first wiring extends to the first through hole side in the wiring direction of the first wiring with the same width as the width of the first wiring. And
The position of the center of the first group through hole in the wiring direction of the first wiring is the position of the center of the first through hole and the end of the first wiring on the first through hole side. Between the position and
The position of the center of the second group through hole in the wiring direction of the first wiring is opposite to the first wiring with respect to the first through hole,
The distance between the centers of the second group through hole and the first through hole in the direction perpendicular to the wiring direction of the first wiring is the distance in the direction perpendicular to the wiring direction of the first wiring. Shorter than the distance between the centers of the first group through hole and the first through hole.
A wireless device characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。 Before Stories second substrate is formed in each layer of the previous SL plurality of substrates, electrically grounded, further comprising a ground portion which is a conductor layer surrounding and electrically isolating said first through hole The wireless device according to claim 1, wherein:
前記複数の第二のスルーホールは、前記第一のスルーホールと隣接する前記第一の配線または前記第二の配線の配線方向の軸に対し対称に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。 In the first substrate and the second substrate,
It said plurality of second through holes claim 1, characterized in that are arranged symmetrically with respect to the first wire or the second wire axis of the wire adjacent to said first through hole The wireless device described.
前記第一の配線は、前記第一の基板の表面に形成される
ことを特徴とする請求項１〜３記載のうちいずれか一つの無線装置。 The first substrate is a substrate formed from one layer,
The wireless device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first wiring is formed on a surface of the first substrate.
ことを特徴とする請求項１〜４記載のうちいずれか一つの無線装置。 The impedance of the first through hole is not more than the impedance of the first wiring and not less than the impedance of the second wiring, or not less than the impedance of the first wiring and not more than the impedance of the second wiring. The wireless device according to any one of claims 1 to 4 .
ことを特徴とする請求項１〜５記載のうちいずれか一つの無線装置。 The thickness of the first substrate, one wireless device any one of claims 1 to 5, wherein the greater than the thickness of each layer of the plurality of substrates.
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