JPH06112719A - 電子走査アンテナ - Google Patents

電子走査アンテナ

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JPH06112719A
JPH06112719A JP25857192A JP25857192A JPH06112719A JP H06112719 A JPH06112719 A JP H06112719A JP 25857192 A JP25857192 A JP 25857192A JP 25857192 A JP25857192 A JP 25857192A JP H06112719 A JPH06112719 A JP H06112719A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase shifter
module
electronic scanning
antenna
scanning antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP25857192A
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English (en)
Inventor
Noritake Ozaki
徳強 尾崎
Susumu Tsutsumi
進 堤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子デバイスの自動搭載が容易に図れ、検査
工程においてもモジュール毎に検査可能であるので単純
な検査工程となって検査工程の自動化も図れ、かつ、工
数を大幅に削減することができる電子走査アンテナを提
供する。 【構成】 アンテナ素子17と、このアンテナ素子17
に接続され移相器と制御信号用コネクタおよびRF入出
力端子とを有する移相器モジュール1と、この移相器モ
ジュール1とトーナメント型合成・分配器とを接続する
マイクロ波回路接続ユニット19とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通信機および放送機の
送受信用のアンテナに関し、特にマイクロ波による衛星
通信用の電子走査アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波帯のなかでも低い周波数であ
る特にLバンド用で円偏波を利用した電子走査用アンテ
ナではアレイアンテナのマイクロストリップアンテナの
素子径は大きい。そして現在使用されている衛星の出力
から言えばマイクロストリップアンテナ素子数も多くす
る必要がある。そのためアレイアンテナ全体の外径は大
きくなる。一方、マイクロストリップアンテナ素子数に
対して同じ数だけの移相器が必要であり、1つの移相器
には移相量の異なる複数の移相器を縦続接続する必要が
ある。各移相量の異なる移相器には数個から十数個の電
子デバイスを必要とするので、プリント板に搭載するの
に必要な電子デバイスの数は膨大になり、その範囲も広
大である。またトーナメント型合成・分配器も同一プリ
ント板上に配置される必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような条件のもと
従来の電子走査アンテナにおいては、現在汎用的に利用
されている電子デバイス自動搭載機は移相器の基板ほど
外径の大規模なものに対応できるものはないため、移相
器は、アレイアンテナとほぼ同じ大きさであってフォト
エッチングにより配線の完了した大外径の基板を用意
し、幾何学状に配置された移相器のチップ搭載ランドに
多数の電子デバイスを手作業によって搭載しているのが
現状である。このため、従来の電子走査アンテナにおい
ては、製造工程において電子デバイスを容易には自動搭
載できず手作業に依っていることに起因する生産性の悪
さがあり、さらに作業者、作業箇所によってもはんだの
盛り方に差異が生じて電気性能が厳密に均一でなくばら
つきの少ない性能を維持することも難しいという問題が
ある。
【0004】また、検査工程においても大外径のプリン
ト板上から検査対象となる回路の部分を限定した検査を
繰り返すため、何度も検査治具をセットアップせねばな
らず、非常に工数のかかる工程であった。
【0005】次に、電子デバイスの動作確認作業等の検
査工程においても既に配線された大規模な1枚のプリン
ト板上で、移相器素子各々のブロック毎について検査を
行わなければならないから何度も検査治具をセットアッ
プする必要があり、そのため素子数の多い移相器の検査
工程は複雑で工数の多いものとなり、また先に述べたよ
うに外径の大きいものであるから検査工程の自動化も容
易ではない。
【0006】本発明の課題は、電子デバイスの自動搭載
が容易に図れ、検査工程においてもモジュール毎に検査
可能であるので単純な検査工程となって検査工程の自動
化も図れ、かつ、工数を大幅に削減することができる電
子走査アンテナを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アンテ
ナ素子と、このアンテナ素子に接続され移相器と制御信
号用コネクタおよびRF入出力端子とを有する移相器モ
ジュールと、この移相器モジュールとトーナメント型合
成・分配器とを接続するマイクロ波回路接続ユニットと
を具備することを特徴とする電子走査アンテナが得られ
る。
【0008】また、本発明によれば、前記電子走査アン
テナにおいて、前記移相器モジュールは、さらにダイプ
レクサ、ローノイズアンプまたはハイパワーアンプを有
することを特徴とする電子走査アンテナが得られる。
【0009】また、本発明によれば、電子走査アンテナ
において、前記マイクロ波回路接続ユニットは、板ばね
からなる中心導体と、この中心導体を保持する絶縁ホル
ダーとからなり、前記中心導体が前記移相器モジュール
およびトーナメント合成・分配器のプローブに弾性的に
圧接することにより電気的に接続されていることを特徴
とする電子走査アンテナが得られる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。
【0011】図1は、本発明の1実施例を示す断面図で
ある。本発明の電子走査アンテナは、移相器モジュール
1と、この移相器モジュール1に接続されたマイクロス
トリップアンテナ17と、前記移相器モジュール1とト
ーナメント型合成・分配器とを接続するマイクロ波回路
接続ユニット19とを具備する。
【0012】図2は、トーナメント型合成・分配器から
マイクロストリップアンテナ17に至る給電回路の中
で、どの部分が移相器モジュール1としてまとめられた
か示した概念図である。図中の破線で囲んだ移相器とハ
イブリッド部分の間が移相器モジュール1である。トー
ナメント型合成・分配器と移相器モジュール1の間は図
1で説明したマイクロ波回路接続ユニット19によって
接続されている。
【0013】図3および図4には、移相器モジュール1
の実施例が示されている。図3および図4に示すよう
に、ヘッダ2は、溝3を介してボルト11により金属の
ベース12に固定されている(図1)。ヘッダ2上にプ
リント板4が固定され、更にその上部にカバー6が設け
られている。ヘッダ2とカバー6は、カバー6の切り欠
き部分を除いて全周に渡りはんだ付けされている。RF
プローブ7、RFコンタクト8はヘッダ2へハーメチッ
クシール9により固定されている。プリント板4はヘッ
ダ2にビス10により固定されている(図1)。
【0014】前記プリント板4の上面には、マイクロ波
ストリップ線路、移相器、そしてその移相器を動作させ
るための制御信号用線路が形成され、また必要な電子デ
バイスと制御信号用コネクタ5が搭載されている。制御
信号用コネクタ5は、プリント板4上の制御信号線と接
続される。カバー6は、シールドの役割を果たすように
金属材料からなり、制御信号用のケーブル接続のための
プリント板4の一部を除いて回路全体を覆っている。R
Fプローブ7は、移相器のデバイダーから移相器モジュ
ール1へと接続している。一対のRFコンタクト8は、
給電用ハイブリッドからマイクロストリップアンテナ1
7へ接続している。
【0015】図1で示す例はマイクロストリップアンテ
ナ17を用いているのでRFコンタクト8は2本必要と
なる。また組立性向上のために1本のRFコンタクトは
移相器モジュール1側と、マイクロストリップアンテナ
17側の2本のRFコンタクトは差し込み型とした。そ
してRFコンタクト8のマイクロストリップアンテナ1
7側ははんだ付けされている。ハーメチックシール9
は、RFプローブ7そしてFコンタクト8とシールド板
の役目をも果たすヘッダ2との間で特性インピーダンス
を保っている。
【0016】また、移相器基板13には、移相器モジュ
ール1へ至るトーナメント型合成・分配器と制御信号用
線路がある。移相器基板13側の制御信号用コネクタ1
4と移相器モジュール1側の制御信号用コネクタ5がラ
ットケーブル16によって接続されている。マイクロス
トリップアンテナ17は、皿ネジ18によってベース1
2に固定されている。
【0017】前記マイクロ波回路接続ユニット19は、
図1に示すように板バネ状の中心導体20と、この中心
導体20を保持する絶縁ホルダー21、22と、これら
を被覆する素子カバー23と、前記ヘッダ2および移相
器基板13に接合されたシム24とからなる。トーナメ
ント型合成・分配器と移相器モジュール間の接続に関し
ては、絶縁ホルダー21に用意された貫通穴に落とし込
まれた移相器モジュール1側のRFプローブ7が板バネ
状の中心導体20の一方の端を押し込み、その板バネ状
の中心導体20が変位することによって発生する接点圧
により確実に接続している。板バネ状中心導体20の他
端も同様の原理によって移相器基板13上のトーナメン
ト型合成・分配器側のRFプローブ26と接続する。こ
こで、板バネ状の中心導体20は特性インピーダンスの
不整合によるマイクロ波の反射及び減衰を最小に抑える
よう最適に設計された形状を持ったものである。インシ
ュレーター25は、RFコンタクト8とともに特性イン
ピーダンスの最適化を図っている。
【0018】従来においては、1枚であった移相器をト
ーナメント型合成・分配器と移相器モジュールに分割し
たことにより、これらの接続手段についても改良する必
要がある。モジュール化しようとする時、移相器モジュ
ールとトーナメント型合成・分配器の接続手段として接
続リボンを用いると、そりや熱膨張により接続リボンの
変形、切断、及びはんだ付け部分のクラックの発生によ
る不具合発生の件数増加や、製品寿命の低下、製品性能
のばらつきが危惧されるし、トーナメント型合成・分配
器から移相器モジュールを通過してアレイアンテナへの
一連のマイクロ波ストリップ線路の電気長の厳密な一致
を維持する事も難しくなると言った問題が浮上してくる
からである。
【0019】しかしこの移相器モジュールとトーナメン
ト型合成・分配器間のマイクロ波ストリップ線路接続手
段の問題は、はんだを用いない無はんだ接続、要するに
接点を用いた接続手段を導入することによって解決され
る。移相器モジュールとトーナメント型合成・分配器の
最下位のマイクロ波ストリップ線路の端子には1本ずつ
プローブが用意され、これら2本のプローブどうしがマ
イクロ波回路接続ユニット19を介して接続される。そ
してマイクロ波回路接続ユニット19は内部に板バネ状
の中心導体20を持っている。この板バネ状の中心導体
20はプローブが挿入されると変位し、板バネ状の中心
導体20がこの変位量を復元するために発生する弾性力
が接点圧となって接続するのである。この接続技術はモ
ジュール化を推進する上で不可欠な技術である。
【0020】次に、従来1枚のプリント板上に配線され
ていた制御信号用線は電子走査を行うための移相器制御
信号を発生するアンテナ制御部からケーブルにより一旦
アレイ基板に配線され、各々のモジュールへは多極の制
御信号用コネクタと多芯ケーブル等を用いて接続され
る。
【0021】図5は移相器基板13を示す図である。ト
ーナメント型合成・分配器は、移相器基板13上に膜回
路として形成されている。コネクタ14は、フラットケ
ーブル16を介して移相器モジュール1へ制御信号をお
くるためのものである。モジュール用スペース15は、
組み立てる際に移相器モジュール1を搭載するためのス
ペースである。即ち、コネクタ14およびモジュール用
スペース15は搭載される移相器モジュール1の数だけ
準備される。
【0022】
【発明の効果】本発明は、電子走査アンテナ用移相器の
移相素子を移相器モジュールとして用意し、トーナメン
ト型合成・分配器と制御信号用線路のみを形成した移相
器基板上にこの移相器モジュールを搭載または接続する
ことによって1枚の移相器が構成される構造をとったた
め、移相器基板の組立・分解が容易に行えると言った利
点を持ち、従来1枚の基板であった移相器を複数の移相
器モジュールに分割したため、移相器モジュール単位で
の部品搭載は容易に自動化が計れ、また、モジュール化
したことによって必然的に生ずる移相器モジュールと移
相器基板間の接続手段と言う問題もマイクロ波回路接続
手段、即ち無はんだ接続技術を用いることによって、ア
ンテナの製品品質・性能を劣化させることなく解決でき
るので従来よりも飛躍的な量産が可能になる。
【0023】また、本発明は、移相器モジュールの段階
で個々について検査することができ、しかも検査の自動
化も容易であるから従来よりも検査効率の向上が期待で
き、同時にその製品の修理・改造も簡単である。
【0024】さらに、本発明は、移相器モジュールの利
用によって、臨機応変な設計変更が可能となる。すなわ
ち、本発明の移相器モジュールは単一種類のモジュール
としてそれ自身アレイアンテナの素子数の異なる他の種
類の移相器の構成部品となる。例えば素子数の変更、素
子配列の変更に対してはそれまで使われていた移相器モ
ジュールを用いて、モジュールの配列と組み込むスペー
ス、そしてモジュールまでのトーナメント型合成・分配
器と制御信号用線路の設計だけで移相器の設計が完了す
る。よって設計工数も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示す断面図である。
【図2】本発明における移相器モジュールを示す概念図
である。
【図3】本発明における移相器モジュールを示す底面図
である。
【図4】本発明における移相器モジュールを示す断面図
である。
【図5】本発明における移相器基板を示す底面図であ
る。
【符号の説明】
1 移相器モジュール 2 ヘッダ 3 溝 4 プリント板 5 制御信号用コネクタ 6 カバー 7 RFプローブ 8 RFコンタクト 9 ハーメチックシール 10 ビス 11 ボルト 12 ベース 13 移相器基板 14 コネクタ 15 モジュール用スペース 16 フラットケーブル 17 マイクロストリップアンテナ 18 皿ネジ 19 マイクロ波回路接続ユニット 20 中心導体 21,22 絶縁ホルダー 23 素子カバー 24 シム 25 インシュレーター 26 RFプローブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ素子と、このアンテナ素子に接
    続され移相器と制御信号用コネクタおよびRF入出力端
    子とを有する移相器モジュールと、この移相器モジュー
    ルとトーナメント型合成・分配器とを接続するマイクロ
    波回路接続ユニットとを具備することを特徴とする電子
    走査アンテナ。
  2. 【請求項2】 前記移相器モジュールは、さらにダイプ
    レクサ、ローノイズアンプまたはハイパワーアンプを有
    することを特徴とする請求項1に記載の電子走査アンテ
    ナ。
  3. 【請求項3】 前記マイクロ波回路接続ユニットは、板
    ばねからなる中心導体と、この中心導体を保持する絶縁
    ホルダーとからなり、前記中心導体が前記移相器モジュ
    ールおよびトーナメント合成・分配器のプローブに弾性
    的に圧接することにより電気的に接続されていることを
    特徴とする請求項1に記載の電子走査アンテナ。
JP25857192A 1992-09-28 1992-09-28 電子走査アンテナ Pending JPH06112719A (ja)

Priority Applications (1)

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JP25857192A JPH06112719A (ja) 1992-09-28 1992-09-28 電子走査アンテナ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091817A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Toshiba Corp アレイアンテナ装置
JP2000209026A (ja) * 1999-01-12 2000-07-28 Hitachi Ltd 高周波送受信装置および車載レ―ダシステム
WO2001001517A1 (fr) * 1999-06-25 2001-01-04 Nec Corporation Antenne reseau a commande de phase

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Effective date: 20000802