JPH0278301A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロ波のアンテナ装置に関し１．特に衛星
放送を受信する場合等に用いられるアレーアンテナ装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のアンテナ装置は第６図のごとく複数の平
面アンテナ素子３１の出力を、各平面アンテナ素子出力
の相互間の位相をある固定された位相で、合成器３２に
より１つに合成し１つの変換増幅器３３で中間周波信号
に変換して出力していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のアンテナ装置は各アンテナ素子と合成器
と変換増幅器とで構成されているので、各アンテナ素子
の出力信号の位相を制御できず、この為アンテナの主ロ
ーブの方向を変化させることが出来ない欠点がある。

又、合成器を介し°てアンテナ素子の出力が変換増幅器
に接続さｈる為、アンテナ装置の雑音指数は合成器の挿
入損失分だけ変換増幅器の雑音指数より悪化することに
なり受信感度がその分だけ低下する欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アンテナ素子、増幅回路、ミクサ回路２局部
発振回路を含む複数のマイクロ波集積回路（以後アンテ
ナ素子を含むＭＩＣと記す）とそれらのアンテナ素子を
含むＭＩＣ内の局部発振回路の発振出力の同期を取る為
の基準となる局部発振回路と空間伝搬結合する手段と、
それらのアンテナを含むＭＩＣの出力信号の位相を変化
させる手段、つまり移相器等により中間周波信号若しく
は局部発振信号の、又はその両者の位相を変化させる手
段を有している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例の系統図で
ある。アンテナ素子を含むＭＩＣＩと可変位相調整器１
２と基準局部発振信号受信用のアンテナ７と中間周波出
力の端子１０を１ブロツクとするブロック１１（第１図
（ａ））を複数個と、合成器１３と基準局部発振回路１
４．基準局部発振信号出力アンテナ１５とで構成されて
いる（第１図（ｂ））。

第２図はアンテナ素子を含むＭＡＣＩの系統図であり、
アンテナ素子２．増幅回路３．ミクサ回路４と他の増幅
回路５と局部発振回路６と基準局部発振信号入力用の端
子９と中間周波信号出力の端子８とで構成されている。

第１図（ｂ）においてまず、局部発振回路を基準局部発
振回路によって同期させる方法について説明する。基準
局部発振回路１４の出力信号は基準局部発振信号出力ア
ンテナ１５より出力され空間を伝搬し、第１図（ａ）に
示す各ブロック１１内にあるアンテナ７によって受信さ
れる。アンテナ７により受信された基準局部発振信号は
端子９を通り第２図に示すアンテナ素子を含むＭＩＣＩ
内の局部発振回路６へと入力される。各アンテナ素子を
含むＭＩＣＩ内の局部発振回路６は、位相同期ループ発
振方式又は注入同期方式による発振器を採用しており前
記アンテナ７によって受信された第１図（ｂ）中の基準
局部発振回路１４の出力信号によって同期が取られるこ
ととなる。

次に受信信号の経路について説明すると、第２図に示す
アンテナ素子を含むＭＩＣＩのアンテナ素子２に受信さ
ｈた信号は増幅回路３により増幅され前記の同期が取れ
た局部発振回路６の出力信号とミクサ回路４により中間
周波信号に変換され増幅回路５により増幅され各アンテ
ナ素子を含むＭＩＣＩの中間周波出力信号として端子８
より出力される。前記の端子８から出力される中間周波
出力信号は、゛第１図（ａ）に示す可変位相調整器１２
により適切な位相調整を受け、第１図（ｂ）中の各ブロ
ック１１の端子１０を通り合成器１３により１つに合成
され出力される。第１図（ａ）に於て可変位相調整器１
２をアンテナを含むＭＩＣＩの端子９とアンテナ７との
間に挿入する場合に於ても、同様に中間周波出力信号の
位相調整を行なうことができる。

第３図と第４図は本発明に使用されるマイクロ波集積回
路の断面図と外観を示す斜視図である。

マイクロ波集積回路は第３図のようにアンテナ素子２１
と、例えばモノリシックマイクロ波集積回路チップ２２
に設けられた増幅回路、ミクサ回路１局部発振回路等と
複数の端子２３と密閉容器（以後ケースと略す）２４と
から構成されており、ケース２４の内側は輻射開口部２
５と端子２３の付近を除いて全て紫外線保護と１！磁シ
ールドの為に例えばメタライズ等による金属膜または金
属２６が施されている。輻射開口部２５は例えばガラス
またはセラミックまたはプラスチックの如き電波を通過
し気密性を保持する物質で構成されており外部よりこの
輻射開口部を通過した信号はアンテナ素子２１によって
受信されポンディングワイヤー２７を経てモノリシック
マイクロ波集積回路チップ２２に設けられた、増幅回路
、ミクサ回路２局部発振回路等によって増幅、周波数変
換されてボンディングワイヤー２８を経て端子２３より
出力される。尚、以上の説明で明らかなように第３図お
よび第４図の例のマイクロ波集積回路は例えば半導体メ
モリーや電荷結合型（ＣＯＤ）撮像素子のように通常の
半導体素子と類似の組立製法を採用できるから生産性が
高く自動組立により安価大量に供給することが出来る。

第５図は上記マイクロ波集積回路内のアンテナ素子例を
示す図である。同図（ａ）はスパイラル素子、（ｂ）は
クロスダイポール素子、（Ｃ）は１／４波長先端開放線
路素子、（ｄ）はバッチ素子の例を示す。これらのアン
テナ素子は取り扱う電波が円偏波か直線偏波かによって
最適な方式を選定される。

これらのアンテナ素子は第３図に示すように例えばアル
ミセラミックスの如き絶縁体基板２９上に膜厚または薄
膜技術によって形成しケース２５の内部に実装される。

また前記アンテナ素子を構成する基板２９として例えば
シリコンまたはガリウムヒ素の様なマイクロ波集積回路
を構成する半導体基板を採用して更に前記モノリシック
マイクロ波集積回路チップ２２に相当する回路を前記半
導体基板２９上にアンテナ素子と一緒に半導体集積技術
によって集積してもよい。この様にすれば第３図の構成
においてアンテナ素子２１とモノリシックマイクロ波集
積回路チップ２２との間のポンディングワイヤー２７を
省略できて、マイクロ波集積回路の組立作業がより簡単
になると共に接続箇所による特性の劣化を削除できるの
で更に特性のよいマイクロ波集積回路を実現することが
出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はアンテナ素子を含むＭＩＣ
を複数個配列することと可変位相調整器でアンテナ素子
を含むＭＩＣからの中間周波出力信号に適切な位相調整
を行なうことにより、アンテナ面に対して主ローブの方
向を可変出来る効果がある。又、可変位相調整器を複数
個のアンテナ素子を含むＭＩＣを一群としてそれぞれの
群に対して位相制御を行なった場合にも効果がある。又
、ロスが少なく高感度のアンテナ素子を実現出来る利点
がある。

さらに、本発明の原理は受信用アンテナ装置に限らず送
信用アンテナ装置送受共用アンテナ装置に使用しても効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の一実施例の７ンテナ
装置の系統図、第２図はアンテナ素子を含むＭＩＣの系
統図、第３図及び第４図は本発明に使用されるマイクロ
波集積回路の断面図と斜視図、第５図はマイクロ波集積
回路内のアンテナ素子の例を示す図、第６図は従来のア
ンテナ素子の系統図である。 １・・・・・・アンテナ素子を含むＭＩＣ１２・・・・
・・アンテナ素子、３，５・・・・・・増幅回路、４・
・・・・・ミクサ回路、６・・・・・・局部発振回路、
７・・・・・・アンテナ、８゜９．１０・・・・・・端
子、１１・・・・・・ブロック、１２・・・・・・可変
位相調整器、１３・・・・・・合成器、１４・・・・・
・基準局部発振回路、１５・・・・・・基準局部発振信
号出力アンテナ、２１・・・・・・アンテナ素子、２２
・・・・・・モノリシックマイクロ波集積回路チップ、
２３・・・・・・端子、２４・・・・・・密閉容器、２
５・・・・・・輻射開口部、２６・・・・・・メタライ
ズ等による金属膜または金属、２７゜２８・・・・・・
ポンディングワイヤー、２９・・・・・・基板、３１・
・・・・・平面アンテナ素子、３２・・・・・・合成器
、３３・・・・・・変換増幅器。 代理人　弁理士　　内　原　　　音 αす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくともアンテナ素子、増幅回路、ミクサ回路、局部
   発振回路を含むマイクロ波集積回路を複数個配列し、該
   複数のマイクロ波集積回路のうちの一者に含まれる局部
   発振回路又は該マイクロ波集積回路以外に設けられた局
   部発振回路の発振出力を該複数のマイクロ波集積回路の
   一者以上へ空間伝搬結合する手段を具備し、１つ以上の
   中間周波信号線若しくは局部発振信号線、又はその両者
   に、中間周波信号若しくは局部発振信号の、又は中間周
   波信号及び局部発振信号の位相を変化させる手段を具備
   した事を特徴とするアンテナ装置。