JPH07101812B2 - マイクロ波集積回路 - Google Patents

マイクロ波集積回路

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JPH07101812B2
JPH07101812B2 JP63142324A JP14232488A JPH07101812B2 JP H07101812 B2 JPH07101812 B2 JP H07101812B2 JP 63142324 A JP63142324 A JP 63142324A JP 14232488 A JP14232488 A JP 14232488A JP H07101812 B2 JPH07101812 B2 JP H07101812B2
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microwave
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浩 渡邉
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は衛星放送用受信機のアンテナ・コンバータ等の
マイクロ波送受信装置に関し、特にこの装置に適用でき
る新規なマイクロ波集積回路に関する。
〔従来の技術〕
従来衛星放送用受信機のアンテナ・コンバータは第8図
の様にパラボラ反射鏡31と前記パラボラ反射鏡の焦点部
分に取り付けられた導波管構造の一次放射器(以後ホー
ンと略す)32とこれと接続されたコンバータ33から構成
されている。また前記コンバータ33は第9図に示すよう
に金属ケース34とこの金属ケースに実装されたプリント
板35から構成されており、更にプリント板35は一般にマ
イクロ波信号に対して損失が少ないが高価なテフロンガ
ラスクロス基板上にエッチング加工によって成形された
マイクロストリップライン回路36とこの回路上に装着さ
れた多数の高周波トランジスタやダイオードや抵抗やコ
ンデンサー等の部品37によるいわゆるディスクリート回
路の構成と成っていた。更にホーン32とプリント板35と
は導波管−同軸トランスデューサ38を介して接続されて
いた。
〔発明が解決しようとする課題〕
この為に従来の構成では多数の部品を使用しそれらを実
装し組み立てるための時間が掛かり製造原価が高い事と
構成が複雑で接続箇所が多いために損失が多く特性が悪
い欠点が有った。また構造が複雑で形が大きく、パラボ
ラ反射鏡が小形に成ってもホーンとコンバータが相対的
に小形と成らずアンテナ・コンバータの小形低価格化へ
の障害と成っていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は全く新しい発想によりこれらの課題を解決する
ものであり、例えばモノリシック集積回路による増幅回
路と、アンテナ用ホーンとして例えば平面アンテナ素子
によるアンテナ素子を採用するとともにこれらのアンテ
ナ素子と増幅回路の同一の半導体基板上に半導体集積技
術によって形成するかまたは異なる基板上に形成して同
一の密閉容器にボンディング作業等により実装し、更に
前記アンテナ素子の近傍に前記アンテナ素子と電磁結合
した1つ以上の他のアンテナ素子配置している。このよ
うにすることにより従来の導波管構造のホーンと導波管
−同軸トランスデューサ等の部品を削除しマイクロ波回
路部分の接続箇所数を削減し損失が少なく周波数帯域特
性が広くアンテナ放射特性の優れた小形で低価格なマイ
クロ波送受信装置を実現することが出来る。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。第
1図と第2図は本発明の一実施例の断面図と外観平面図
である。本発明によるマイクロ波集積回路は第1図のよ
うにアンテナ素子1と、例えばモノリシックマイクロ波
集積回路(以後ICと略す)チップから成る増幅回路3と
複数の端子4と密閉容器(以後ケースと略す)5とから
構成されており、ケース5の内側は輻射容器7と端子4
の付近を除いて全て紫外線保護と電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6が施されて
いる。輻射開口部7は例えばガラスまたはセラミックス
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
した信号はまずアンテナ素子2を励振し次に前記アンテ
ナ素子2と電磁結合したアンテナ素子1によって受信さ
れボンディングワイヤー8を経てICチップからなる増幅
回路3によって増幅、周波数変換されてボンディングワ
イヤー9を経て端子4より出力される。尚、以上の説明
で明らかなように第1図および第2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(CCD)
撮像素子のような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
提供することが出来る。
第3図は本発明の一実施例を系統を示すブロック図であ
り、増幅回路3として低雑音器3a、周波数変換器3b、中
間周波増幅器3cの機能を有する集積回路を有しており、
外部より局部発振信号を印加すれば受信コンバータとし
て動作する。
第4図は本発明の実施例の他の系統を示すブロック図で
あり、第3図の場合に加えて局部発振器3dの機能を有す
る集積回路を含んでいる。以上の説明で明らかなように
本発明のマイクロ波集積回路によれば外部から入射した
マイクロ波電波信号は殆ど本マイクロ波集積回路の内部
で信号処理されて外部には比較的周波数の低い中間周波
信号を出力するので本マイクロ波集積回路以外の周辺回
路の構成が非常に簡単となる特長を有する。
第5図は本発明のアンテナ素子1およびアンテナ素子2
の方式の例を示す図である。同図で(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)はパッチ素子の例を示す。
更に(e)はこれらのアンテナ素子を複数配列して放射
利得を増加させた例を示し、特にクロスダイポール素子
を複数配列した例を示す。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。
本発明ではアンテナ素子1と前記アンテナ素子1と電磁
結合した1つ以上のアンテナ素子2との組合せにより電
波を授受するので、例えばアンテナ素子1とアンテナ素
子2とが複共振するように各々の共振周波数と各々の間
の結合係数を選定すれば広い周波数帯域にわたって優れ
たアンテナ放射効率を得ることが出来る。またアンテナ
素子2を円形パッチ素子の様な円偏波発生共振素子で構
成しアンテナ素子1を1/4波長先端開放線路素子の様な
前記アンテナ素子1の励振素子として構成すれば効率の
よい円偏波アンテナ放射特性を得ることが出来る。
アンテナ素子1は第1図に示すように例えばアルミナセ
ラミックスの如き絶縁体基板10上の厚膜または薄膜技術
によって形成しケース5の内部に実装される。またアン
テナ素子1を構成する基板10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増幅回路等3を半導体基板10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1図の構成においてアンテ
ナ素子1と増幅回路3との間のボンディングワイヤー8
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。他方、他のアンテナ素子2は厚膜またはメタ
ライズ技術等により第1図に示す様にケース5の内側に
形成する。更に第1図の実施例においてアンテナ素子2
をケース5の内側に配置したが、アンテナ素子2は輻射
開口部7においてケース5の外壁に形成してアンテナ素
子1と電磁結合させてもよい。更に第3以上の他のアン
テナ素子を外部に配置して前記アンテナ素子2と結合さ
せてもよい。この様にすることにより本マイクロ波集積
回路をパラボラ反射鏡の焦点に配置して本マイクロ波集
積回路によって直接パラボラ反射鏡にて集束された電波
を受信させるのではなく、本マイクロ波集積回路を例え
ばフェイズドアレーアンテナのアンテナ放射素子と結合
させて前記フェーズドアレーアンテナの信号処理回路と
して使用することもできる。
第6図は本発明によるマイクロ波集積回路を使用したア
ンテナ・コンバータの構成例を示す図であり、パラボラ
反射鏡11の焦点にコンバータ12が配置されている。第7
図は第6図のコンバータ12の構造例を示す断面図であ
り、本発明になるマイクロ波集積回路21はプリント基板
22上の例えば電源安定化回路等の通常の低周波回路の部
品と共に半田付け等の通常の容易な工法により実装され
る。23はコンバータ12の筐体であり、例えばプラスチッ
クの様な電波を通過させる物質で構成され、プリント基
板22や信号出力用コネクター24を保持する。第7図の例
のように本発明になるマイクロ波集積回路を使用したコ
ンバータは従来のように導波管で構成されたホーンや導
波管−同軸トランスデューサを必要としないため構造が
非常に簡単であり、またマイクロ波信号のほとんどの部
分が本発明になるマイクロ波集積回路21の内部にて処理
され外部には比較的低い周波数に変換された中間周波信
号が出力されるため周辺回路の構成が非常に簡単に出来
ると共にプリント基板22の材料としてもマイクロ波回路
用の高価なテフロンガラスクロス基板の代わりに例えば
フェノール基板等のような安価なプリント基板材料を使
用することが出来て、構成が簡単で小形で組立易く安価
なアンテナ・コンバータを提供することが出来る。
尚、以上の説明は受信装置について述べたが第3図及び
第4図の構成において、低雑音増幅器の代わりに電力増
幅器とし、更に各構成要素における信号の流れを逆とな
るよう構成すれば端子4に印加した信号を中間周波増幅
器によって増幅し周波数変換器によって周波数変換し電
力増幅器によって増幅しアンテナ素子から電波として放
射する機能を有する送信装置を実現することもできる。
この場合も本発明に含まれることは明らかである。
〔発明の効果〕
以上に説明した様に本発明によれば、例えばモノリシッ
ク集積回路から成る増幅器と例えば平面アンテナ素子か
ら成るアンテナ素子と前記アンテナ素子と結合した1つ
以上の他のアンテナ素子を有するマイクロ波集積回路を
構成することにより、接続箇所が少なく、組立が容易
で、損失が少なく、広帯域で、特性のよい、小形で、安
価なマイクロ波送信装置または受信装置を提供すること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のマイクロ波集積回路の断面
図、第2図は本発明の一実施例のマイクロ波集積回路の
上面図、第3図は本発明の実施例の系統を示すブロック
図、第4図は本発明の実施例の他の系統を示すブロック
図、第5図は本発明のアンテナ素子の方式例を示す図、
第6図は本発明のマイクロ波集積回路を使用したアンテ
ナ・コンバータの構成例を示す図、第7図は本発明のマ
イクロ波集積回路を用いたコンバータの一実施例の断面
図、第8図は従来のアンテナ・コンバータの構成例を示
す図、第9図は従来のコンバータの断面図である。 1,2……アンテナ素子、3……増幅回路、4……端子、
5……密閉容器、6……メタライズ等による金属膜また
は金属、7……輻射開口部、8,9……ボンディングワイ
ヤー、10……基板、11,31……パラボラ反射鏡、12,33…
…コンバータ、21……マイクロ波集積回路、22,35……
プリント基板、23,34……筐体、24……信号用コネクタ
ー、32……一次放射器、36……マイクロストリップライ
ン回路、37……ディスクリート回路、38……トランスデ
ューサ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンテナ素子と増幅回路を収容した気密容
    器から成るマイクロ波集積回路において、前記アンテナ
    素子の近傍に前記アンテナ素子と結合した少なくとも1
    つの他のアンテナ素子を具備したことを特徴とするマイ
    クロ波集積回路。
  2. 【請求項2】前記アンテナ素子と結合した1つ以上の他
    のアンテナ素子としてマイクロストリップダイポール素
    子を用いた特許請求の範囲第1項記載のマイクロ波集積
    回路。
  3. 【請求項3】前記アンテナ素子と結合した1つ以上の他
    のアンテナ素子としてクロスダイポール素子を用いた特
    許請求の範囲第1項記載のマイクロ波集積回路。
  4. 【請求項4】前記アンテナ素子と結合した1つ以上の他
    のアンテナ素子としてパッチ素子を用いた特許請求の範
    囲第1項記載のマイクロ波集積回路。
  5. 【請求項5】前記気密容器の壁を貫通して設けられた端
    子を介して信号の授受を行うことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のマイクロ波集積回路。
JP63142324A 1988-06-08 1988-06-08 マイクロ波集積回路 Expired - Lifetime JPH07101812B2 (ja)

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US07/362,380 US5142698A (en) 1988-06-08 1989-06-07 Microwave integrated apparatus including antenna pattern for satellite broadcasting receiver
EP89305803A EP0346125B1 (en) 1988-06-08 1989-06-08 Microwave integrated apparatus for satellite broadcasting receiver
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JPH01311605A JPH01311605A (ja) 1989-12-15
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