JP5616927B2 - Horn antenna integrated MMIC package and array antenna - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の積層基板を用いて、ホーンアンテナとＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：モノリシックマイクロ波集積回路）パッケージを一体成形する技術に関する。   The present invention relates to a technology for integrally forming a horn antenna and a MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) package using a laminated substrate such as LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics).

マイクロ波帯やテラヘルツ波帯の代表的なアンテナとしてホーンアンテナが知られている。ホーンアンテナは、電磁波が伝搬する導波管の断面を徐々に広くして自由空間に整合させたものである。積層基板を用いて、ホーンアンテナとＭＭＩＣパッケージを一体成形した構成も知られている。例えば、特許文献１のホーンアンテナは、直径が異なる穴の空いた誘電体シートを垂直方向に複数枚積層して円錐形のホーンアンテナを実現している。   A horn antenna is known as a typical antenna in the microwave band and the terahertz wave band. A horn antenna is obtained by gradually widening the cross section of a waveguide through which electromagnetic waves propagate to match a free space. A configuration in which a horn antenna and an MMIC package are integrally formed using a laminated substrate is also known. For example, the horn antenna of Patent Document 1 realizes a conical horn antenna by stacking a plurality of dielectric sheets with holes having different diameters in the vertical direction.

特開平１１−４６１１４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-46114

しかしながら、開口端が積層基板の垂直方向を向くようにホーンアンテナを設けるためには、多くの誘電体シートに開口を形成する必要がある。アンテナの長さを長くする場合は、アンテナの長さに応じて、開口加工が必要な誘電体シートの枚数が増大する。開口加工は製造コストが増大する要因のひとつであるので、従来技術には製造コストの低廉化が難しいという問題があった。   However, in order to provide the horn antenna so that the opening end faces the vertical direction of the multilayer substrate, it is necessary to form an opening in many dielectric sheets. When the length of the antenna is increased, the number of dielectric sheets that require opening processing increases according to the length of the antenna. Since the opening process is one of the factors that increase the manufacturing cost, the conventional technique has a problem that it is difficult to reduce the manufacturing cost.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、積層基板を用いてホーンアンテナとＭＭＩＣパッケージを一体成形する際の製造コストを低廉化することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce manufacturing costs when a horn antenna and an MMIC package are integrally formed using a multilayer substrate.

第１の本発明に係るホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージは、放射電磁波のＨ面内方向あるいはＥ面内方向にのみに扇形にフレアするホーンアンテナと、ＭＭＩＣを収容するキャビティと、を備え、誘電体シートとメタル層を交互に積層した積層基板を用いて、開口端を積層基板の積層面に形成した前記ホーンアンテナと、前記キャビティと、を一体成形したものであって、前記キャビティは前記ホーンアンテナの導波管部の断面の中央付近に対応させた前記ＭＭＩＣの配置場所を備え、前記ＭＭＩＣは、当該ＭＭＩＣの備えるアンテナカプラ部が、前記ホーンアンテナの導波管部の端に、前記ホーンアンテナのホーンアンテナ部に向くように配置されることを特徴とする。 A horn antenna integrated MMIC package according to a first aspect of the present invention includes a horn antenna that flares in a fan shape only in the H-plane direction or the E-plane direction of a radiated electromagnetic wave, and a cavity that accommodates the MMIC. The horn antenna having an opening end formed on the laminated surface of the laminated substrate and the cavity are integrally formed using a laminated substrate in which sheets and metal layers are alternately laminated, and the cavity is the horn antenna. The MMIC is disposed near the center of the cross section of the waveguide section, and the MMIC has an antenna coupler section provided in the MMIC at the end of the waveguide section of the horn antenna. It arrange | positions so that it may face the horn antenna part of this.

第２の本発明に係るアレーアンテナは、上記ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージを前記誘電体シートの積層方向に複数個重ね、各ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージから放射される電磁波の位相を個別に制御する位相制御手段（遅延回路等で構成）を有することを特徴とする。   An array antenna according to a second aspect of the present invention includes a plurality of the horn antenna integrated MMIC packages stacked in the stacking direction of the dielectric sheets, and individually controls the phase of the electromagnetic wave radiated from each horn antenna integrated MMIC package. It has a phase control means (configured by a delay circuit or the like).

本発明によれば、積層基板を用いて、ホーンアンテナとＭＭＩＣパッケージを一体成形する際の製造コストを低廉化することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost when the horn antenna and the MMIC package are integrally formed using the laminated substrate.

本実施の第１の形態におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the horn antenna integrated MMIC package in the 1st Embodiment. 上記ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの正面図（ホーンアンテナの開口端側）、平面図、および断面図である。It is the front view (opening end side of a horn antenna) of the said horn antenna integrated MMIC package, a top view, and sectional drawing. 導波管および、これに接続された、放射電磁波のＨ面内方向のみをフレアしたホーンアンテナの模式図である。It is a schematic diagram of the horn antenna which flares only the waveguide and the H-plane direction of the radiated electromagnetic wave connected to this. 本実施の形態における別のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの外観を示す正面図（ホーンアンテナの開口端側）である。It is a front view (opening end side of a horn antenna) which shows the external appearance of another horn antenna integrated MMIC package in this Embodiment. 導波管および、これに接続された、放射電磁波のＥ面内方向のみをフレアしたホーンアンテナの模式図である。It is a schematic diagram of the horn antenna which flares only the E-plane direction of the electromagnetic wave connected to this and the radiation electromagnetic wave connected to this. ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの第１の形態における第１の変形例の正面図（ホーンアンテナの開口端側）、平面図、および断面図である。It is the front view (opening end side of a horn antenna), the top view, and sectional drawing of the 1st modification in the 1st form of a horn antenna integrated MMIC package. ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの第１の形態における第２の変形例の正面図（ホーンアンテナの開口端側）、平面図、および断面図である。It is the front view (opening end side of a horn antenna), the top view, and sectional drawing of the 2nd modification in the 1st form of a horn antenna integrated MMIC package. ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの第１の形態における第３の変形例の正面図（ホーンアンテナの開口端側）、平面図、および断面図である。It is the front view (opening end side of a horn antenna), the top view, and sectional drawing of the 3rd modification in the 1st form of a horn antenna integrated MMIC package. 本実施の第１の形態におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージを複数個重ねて構成したアレーアンテナの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the array antenna which comprised the horn antenna integrated MMIC package in the 1st Embodiment of this invention in piles.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施の第１の形態におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの外観を示す斜視図であり、図２（ａ）は、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１をホーンアンテナの開口端１２ａ側からみた正面図、図２（ｂ）は、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１のホーンアンテナ部の平面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a horn antenna integrated MMIC package according to the first embodiment, and FIG. 2A shows the horn antenna integrated MMIC package 1 from the opening end 12a side of the horn antenna. FIG. 2B is a plan view of the horn antenna portion of the horn antenna integrated MMIC package 1, and FIG. 2C is a sectional view taken along line XX of FIG. 2B.

本実施の形態におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１は、誘電体シート１１ａ，１１ｂ，１１ｃを積層した積層基板１１と、開口端を積層基板１１の面内方向に向けたホーンアンテナ１２と、ホーンアンテナ１２の開口狭端側に配置したＭＭＩＣのキャビティ１６とを備える。   A horn antenna-integrated MMIC package 1 according to the present embodiment includes a laminated substrate 11 in which dielectric sheets 11a, 11b, and 11c are laminated, a horn antenna 12 having an opening end directed in an in-plane direction of the laminated substrate 11, and a horn antenna. And 12 MMIC cavities 16 arranged on the narrow end side of the opening.

ホーンアンテナ１２は、積層基板１１を構成する誘電体シート１１ｂの一部分を切り取って加工したものであり、積層基板１１の面内方向に扇形にフレアした形状である。ホーンアンテナ１２は、積層基板１１の側面に形成された開口端１２ａに向かって扇形に広がるホーンアンテナ部１２ｂとホーンアンテナ部１２ｂにつながる矩形断面の導波管部１２ｃからなる。導波管部１２ｃの断面のサイズは伝搬させる電磁波の周波数と電磁界の向きから決まる。図３に示すＨ面内方向のみにフレアした、３００ＧＨｚ帯のホーンアンテナに接続する場合、導波管部ａのサイズは０．８ｍｍ、ｂのサイズは０．４ｍｍである。   The horn antenna 12 is obtained by cutting and processing a part of the dielectric sheet 11 b constituting the laminated substrate 11, and has a shape flared in a fan shape in the in-plane direction of the laminated substrate 11. The horn antenna 12 is composed of a horn antenna portion 12b extending in a fan shape toward an opening end 12a formed on the side surface of the multilayer substrate 11, and a waveguide section 12c having a rectangular cross section connected to the horn antenna portion 12b. The size of the cross section of the waveguide portion 12c is determined by the frequency of the electromagnetic wave to propagate and the direction of the electromagnetic field. When connecting to a 300 GHz band horn antenna flared only in the H-plane direction shown in FIG. 3, the size of the waveguide portion a is 0.8 mm, and the size of b is 0.4 mm.

ホーンアンテナ１２の側壁部には図２（ｂ）に示すように、側壁に沿って、金属ビア１４を積層基板１１内に設ける。金属ビア１４の間隔は、ホーンアンテナ１２の側壁から積層基板の内部に向かって電磁波が漏れないように、誘電体中の電磁波の波長の１／４以下の間隔にする。なお、金属ビア１４を用いる代わりにホーンアンテナ１２の側面をメタル材料でメッキしてもよい。   As shown in FIG. 2B, a metal via 14 is provided in the laminated substrate 11 along the side wall on the side wall of the horn antenna 12. The interval between the metal vias 14 is set to be equal to or less than ¼ of the wavelength of the electromagnetic wave in the dielectric so that the electromagnetic wave does not leak from the side wall of the horn antenna 12 toward the inside of the laminated substrate. Instead of using the metal via 14, the side surface of the horn antenna 12 may be plated with a metal material.

さらに図２（ｃ）に示すように、ホーンアンテナ１２の上の誘電体シート１１ａの下面およびホーンアンテナ１２の下の誘電体シート１１ｃの上面それぞれにメタル層１１ｄを設け、ホーンアンテナ１２をメタル層１１ｄで挟む。代替手段として、誘電体シート１１ａの代わりにメタル製のカバー板を用いてもよいし、誘電体シート１１ｃの代わりにメタル板を用いてもよい。   Further, as shown in FIG. 2C, a metal layer 11d is provided on each of the lower surface of the dielectric sheet 11a above the horn antenna 12 and the upper surface of the dielectric sheet 11c below the horn antenna 12, and the horn antenna 12 is attached to the metal layer. 11d. As an alternative, a metal cover plate may be used instead of the dielectric sheet 11a, or a metal plate may be used instead of the dielectric sheet 11c.

ＭＭＩＣ１３は、放射電磁波の波源となるアンテナカプラ部１３ａとこれを駆動する高周波回路部１３ｂを備える。ＭＭＩＣ１３は、ホーンアンテナ１２の導波管部１２ｃの端に、アンテナカプラ部１３ａがホーンアンテナ部１２ｂに向くように配置する。アンテナカプラには、放射電界の向きが積層基板と垂直になるものであればあらゆる形態が適用可能であり、この要件を満たすものに先端を解放したマイクロストリップ線路がある。アンテナカプラ部１３ａから放射された電磁波は導波管部１２ｃ、これに続くホーンアンテナ部１２ｂを伝搬し、開口端１２ａから大気中に放射される。   The MMIC 13 includes an antenna coupler unit 13a serving as a wave source of radiated electromagnetic waves and a high-frequency circuit unit 13b that drives the antenna coupler unit 13a. The MMIC 13 is arranged at the end of the waveguide section 12c of the horn antenna 12 so that the antenna coupler section 13a faces the horn antenna section 12b. Any form can be applied to the antenna coupler as long as the direction of the radiated electric field is perpendicular to the laminated substrate. A microstrip line with a free end is one that satisfies this requirement. The electromagnetic wave radiated from the antenna coupler portion 13a propagates through the waveguide portion 12c and the subsequent horn antenna portion 12b, and is radiated into the atmosphere from the opening end 12a.

誘電体シート１１ｂの間にはメタル層が設けられており、パッケージ外への放熱のためのメタル１１ｅや内部端子１１ｆの実現手段として利用できる。ＭＭＩＣ１３に設けられた給電や信号入出力のためのメタルパッド（図示せず）は、ボンディングワイヤなどで内部端子１１ｆに接続される。積層基板１１を貫く太い金属ビア１５は、入出力信号や電源の外部接続端子として利用される。その他、大気中に含まれる水蒸気等によるＭＭＩＣの劣化については、モールディング材を用いてＭＭＩＣをモールディングすることで防止できる。   A metal layer is provided between the dielectric sheets 11b and can be used as means for realizing the metal 11e and the internal terminals 11f for radiating heat to the outside of the package. A metal pad (not shown) for power supply and signal input / output provided in the MMIC 13 is connected to the internal terminal 11f by a bonding wire or the like. The thick metal via 15 penetrating the multilayer substrate 11 is used as an external connection terminal for input / output signals and power. In addition, deterioration of MMIC due to water vapor or the like contained in the atmosphere can be prevented by molding the MMIC using a molding material.

図４は、本実施の第１の形態における別のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージを開口端１２ａ側からみた正面図である。   FIG. 4 is a front view of another horn antenna integrated MMIC package according to the first embodiment as viewed from the opening end 12a side.

図４に示すホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１は、図５に示す放射電磁波のＥ面内方向のみにフレアした、３００ＧＨｚ帯のホーンアンテナを実現するものである。図４のホーンアンテナは、図５のホーンアンテナを開口端側から望み、時計周りに９０度回転させた状態に相当する。ＭＭＩＣ１３のアンテナカプラ部１３ａには、放射電界の向きが積層基板と平行になるものであればあらゆる形態が適用可能であり、この要件を満たすものにダイポール型やループ型がある。   The horn antenna-integrated MMIC package 1 shown in FIG. 4 realizes a 300 GHz band horn antenna flared only in the E-plane direction of the radiated electromagnetic wave shown in FIG. The horn antenna of FIG. 4 corresponds to a state in which the horn antenna of FIG. 5 is viewed from the opening end side and rotated 90 degrees clockwise. Any form can be applied to the antenna coupler section 13a of the MMIC 13 as long as the direction of the radiated electric field is parallel to the laminated substrate. A dipole type or a loop type can satisfy this requirement.

ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの第１の形態における第１の変形例を図６に示す。図６（ａ）は、上記変形例におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージをホーンアンテナの開口端１２ａ側からみた正面図、図６（ｂ）は、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１のホーンアンテナ部の平面図、図６（ｃ）は、図６（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。図２の構成とはＭＭＩＣを収容するキャビティ部分１６と導波管部１２ｃの間に誘電体シートによる隔壁（ＭＭＩＣのシーリング材）１７を設けたことが異なる。隔壁部分には金属ビア１４を設けないので、アンテナカプラ部１３ａから放射された電磁波は隔壁１７を透過して導波管部１２ｃへ伝搬し、ホーンアンテナの開口端１２ａから大気中に放射される。隔壁１７を設けたことにより、ＭＭＩＣが外気から遮断されるので、大気中に含まれる水蒸気等によるＭＭＩＣの劣化防止を目的としたモールディングを不要にできる。   FIG. 6 shows a first modification of the first form of the horn antenna integrated MMIC package. FIG. 6A is a front view of the horn antenna integrated MMIC package in the modified example as viewed from the opening end 12a side of the horn antenna, and FIG. 6B is a plan view of the horn antenna portion of the horn antenna integrated MMIC package 1. FIG. FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2 is different from the configuration of FIG. 2 in that a partition wall (MMIC sealing material) 17 made of a dielectric sheet is provided between the cavity portion 16 for accommodating the MMIC and the waveguide portion 12c. Since the partition wall portion is not provided with the metal via 14, the electromagnetic wave radiated from the antenna coupler portion 13a is transmitted through the partition wall 17 and propagates to the waveguide portion 12c, and is radiated into the atmosphere from the opening end 12a of the horn antenna. . By providing the partition wall 17, the MMIC is shielded from the outside air, so that molding for the purpose of preventing the deterioration of the MMIC due to water vapor or the like contained in the atmosphere can be made unnecessary.

ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの第１の形態における第２の変形例を図７に示す。図７（ａ）は、上記変形例におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージをホーンアンテナの開口端１２ａ側からみた正面図、図７（ｂ）は、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１のホーンアンテナ部の平面図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。図２の構成とはＭＭＩＣを収めるキャビティ部分１６と導波管部１２ｃの中間にアンテナカプラ１８を設けたことが異なる。アンテナカプラ１８とＭＭＩＣ１３はワイヤボンディング等にて接続する。アンテナカプラ１８を導波管部１２ｃの端に設けたので、ＭＭＩＣにアンテナカプラ部１３ａは不要である。さらに、アンテナカプラ付ＭＭＩＣをパッケージに収容する際に必要とした高精度な位置合わせも不要である。   FIG. 7 shows a second modification of the first form of the horn antenna integrated MMIC package. FIG. 7A is a front view of the horn antenna integrated MMIC package in the above-described modification as viewed from the opening end 12a side of the horn antenna, and FIG. 7B is a plan view of the horn antenna portion of the horn antenna integrated MMIC package 1. FIG. 7C is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2 is different from the configuration of FIG. 2 in that an antenna coupler 18 is provided between the cavity portion 16 that houses the MMIC and the waveguide portion 12c. The antenna coupler 18 and the MMIC 13 are connected by wire bonding or the like. Since the antenna coupler 18 is provided at the end of the waveguide portion 12c, the antenna coupler portion 13a is not necessary for the MMIC. Furthermore, the highly accurate alignment required when the MMIC with an antenna coupler is accommodated in the package is not necessary.

ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの第１の形態における第３の変形例を図８に示す。図８（ａ）は、上記変形例におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージをホーンアンテナの開口端１２ａ側からみた正面図、図８（ｂ）は、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１のホーンアンテナ部の平面図、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。図７の構成とはアンテナカプラ１８と導波管部１２ｃとの中間に誘電体シートによる隔壁（ＭＭＩＣのシーリング材）１７を設けたことが異なる。隔壁部分には金属ビア１４を設けないので、アンテナカプラ部１３ａから放射された電磁波は隔壁１７を透過して導波管部１２ｃへ伝搬し、ホーンアンテナの開口端１２ａから大気中に放射される。   FIG. 8 shows a third modification of the first embodiment of the horn antenna integrated MMIC package. FIG. 8A is a front view of the horn antenna integrated MMIC package in the modified example as seen from the opening end 12a side of the horn antenna, and FIG. 8B is a plan view of the horn antenna portion of the horn antenna integrated MMIC package 1. FIG. FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 7 differs from the configuration of FIG. 7 in that a partition wall (MMIC sealing material) 17 made of a dielectric sheet is provided between the antenna coupler 18 and the waveguide portion 12c. Since the partition wall portion is not provided with the metal via 14, the electromagnetic wave radiated from the antenna coupler portion 13a is transmitted through the partition wall 17 and propagates to the waveguide portion 12c, and is radiated into the atmosphere from the opening end 12a of the horn antenna. .

次に、本実施の第１の形態におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージを複数個重ねて構成したアレーアンテナについて説明する。   Next, an array antenna configured by stacking a plurality of horn antenna integrated MMIC packages in the first embodiment will be described.

図９は、本実施の第１の形態におけるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄを開口端１２ａを形成した積層基板１１の面が揃うように、誘電体シートの積層方向に４個積み重ねて構成したアレーアンテナの斜視図である。   FIG. 9 shows a configuration in which four horn antenna-integrated MMIC packages 1A to 1D according to the first embodiment are stacked in the stacking direction of the dielectric sheets so that the surfaces of the stacked substrate 11 on which the opening end 12a is formed are aligned. It is a perspective view of an array antenna.

複数のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄを重ねてアレーアンテナを構成することで、複数のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄからの放射出力が合成されるので、結果として大出力のアンテナを得ることができる。   Since the array antenna is configured by overlapping the plurality of horn antenna integrated MMIC packages 1A to 1D, the radiation outputs from the plurality of horn antenna integrated MMIC packages 1A to 1D are combined. Can be obtained.

図９に示すアレーアンテナに関して、一番上のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ以外のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ｂ〜１Ｄについては、一番上の誘電体シート１１ａ（カバー）を、上に積み重ねるホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの底面、つまり一番下の誘電体シート１１ｃと共通化してもよい。その際、積み重ねる誘電体シート１１ｃの下面にメタル層を設ける。   With respect to the array antenna shown in FIG. 9, for the horn antenna integrated MMIC packages 1B to 1D other than the uppermost horn antenna integrated MMIC package 1A, the upper dielectric sheet 11a (cover) is stacked on top. The antenna integrated MMIC package may be shared with the bottom surface, that is, the lowermost dielectric sheet 11c. At that time, a metal layer is provided on the lower surface of the dielectric sheets 11c to be stacked.

位相制御手段（遅延回路等で構成）をＭＭＩＣ内の高周波回路部１３ｂに搭載するか、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージに外付けすることにより、各ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄが放射する電磁波の位相（遅延量）を個別に制御する。これにより、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄを重ねて構成したアレーアンテナが出力する電磁波の方向を制御できる。   An electromagnetic wave radiated from each horn antenna integrated MMIC package 1A to 1D by mounting a phase control means (configured by a delay circuit or the like) on the high frequency circuit unit 13b in the MMIC or externally attached to the horn antenna integrated MMIC package The phase (delay amount) of each is controlled individually. Thereby, the direction of the electromagnetic wave output from the array antenna formed by stacking the horn antenna integrated MMIC packages 1A to 1D can be controlled.

以上説明したように、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージにおいて、本実施の形態によれば、放射電磁波のＨ面内方向あるいはＥ面内方向のみに扇形にフレアするホーンアンテナを開口端が積層基板の面内方向に向くように設けることにより、切削加工が必要な誘電体シート１１ｂの枚数が減るので、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージの製造コストを低廉化することができる。また、ホーンアンテナ１２の長さを長くしても、切削加工が必要な誘電体シート１１ｂの枚数が増加することはない。   As described above, in the horn antenna integrated MMIC package, according to the present embodiment, the opening end of the horn antenna that flares in a fan shape only in the H-plane direction or the E-plane direction of the radiated electromagnetic wave is the surface of the laminated substrate. By providing the inward direction, the number of dielectric sheets 11b that need to be cut is reduced, so that the manufacturing cost of the horn antenna integrated MMIC package can be reduced. Further, even if the length of the horn antenna 12 is increased, the number of dielectric sheets 11b that need to be cut does not increase.

本実施の形態によれば、ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄを誘電体シートの積層方向に重ねて一体化し、各ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ１Ａ〜１Ｄが放射する電磁波の位相（遅延量）を制御することで、大出力のアンテナを得ることができる。   According to the present embodiment, the horn antenna integrated MMIC packages 1A to 1D are integrated in a stacking direction of the dielectric sheets, and the phase (delay amount) of the electromagnetic wave radiated from each horn antenna integrated MMIC package 1A to 1D is integrated. By controlling this, a high-power antenna can be obtained.

１，１Ａ〜１Ｄ…ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ
１１…積層基板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…誘電体シート
１１ｄ…ホーンアンテナの上下の内壁のメタル層
１１ｅ…ＭＭＩＣの放熱用のメタル層
１１ｆ…内部端子
１２…ホーンアンテナ
１２ａ…開口端
１２ｂ…ホーンアンテナ部
１２ｃ…導波管部
１３…ＭＭＩＣ
１３ａ…アンテナカプラ部
１３ｂ…高周波回路部
１４，１５…金属ビア
１６…キャビティ
１７…隔壁
１８…アンテナカプラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A-1D ... Horn antenna integrated MMIC package 11 ... Laminated board 11a, 11b, 11c ... Dielectric sheet | seat 11d ... Metal layer of the upper and lower inner wall of a horn antenna 11e ... Metal layer for heat dissipation of MMIC 11f ... Internal terminal 12 ... Horn antenna 12a ... Open end 12b ... Horn antenna part 12c ... Waveguide part 13 ... MMIC
13a ... Antenna coupler part 13b ... High frequency circuit part 14, 15 ... Metal via 16 ... Cavity 17 ... Bulkhead 18 ... Antenna coupler

Claims (2)

放射電磁波のＨ面内方向あるいはＥ面内方向にのみに扇形にフレアするホーンアンテナと、ＭＭＩＣを収容するキャビティと、を備え、
誘電体シートとメタル層を交互に積層した積層基板を用いて、
開口端を積層基板の積層面に形成した前記ホーンアンテナと、
前記キャビティと、を一体成形したものであって、
前記キャビティは前記ホーンアンテナの導波管部の断面の中央付近に対応させた前記ＭＭＩＣの配置場所を備え、
前記ＭＭＩＣは、当該ＭＭＩＣの備えるアンテナカプラ部が、前記ホーンアンテナの導波管部の端に、前記ホーンアンテナのホーンアンテナ部に向くように配置されることを特徴とするホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージ。 A horn antenna that flares in a fan shape only in the H-plane direction or the E-plane direction of radiated electromagnetic waves, and a cavity that houses the MMIC,
Using a multilayer substrate in which dielectric sheets and metal layers are alternately stacked,
The horn antenna having an open end formed on the laminated surface of the laminated substrate;
The cavity is integrally molded , and
The cavity has an arrangement place of the MMIC corresponding to the vicinity of the center of the cross section of the waveguide portion of the horn antenna,
The MMIC is a horn antenna-integrated MMIC package characterized in that an antenna coupler section provided in the MMIC is disposed at an end of a waveguide section of the horn antenna so as to face the horn antenna section of the horn antenna. . 請求項１記載のホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージを前記誘電体シートの積層方向に複数個重ね、各ホーンアンテナ一体型ＭＭＩＣパッケージから放射される電磁波の位相を個別に制御する位相制御手段を有することを特徴とするアレーアンテナ。   A plurality of horn antenna integrated MMIC packages according to claim 1 are stacked in the stacking direction of the dielectric sheets, and phase control means for individually controlling the phase of electromagnetic waves radiated from each horn antenna integrated MMIC package is provided. Characteristic array antenna.
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