JPH07154131A - モノリシック・アンテナ・モジュール - Google Patents
モノリシック・アンテナ・モジュールInfo
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- JPH07154131A JPH07154131A JP2004894A JP2004894A JPH07154131A JP H07154131 A JPH07154131 A JP H07154131A JP 2004894 A JP2004894 A JP 2004894A JP 2004894 A JP2004894 A JP 2004894A JP H07154131 A JPH07154131 A JP H07154131A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型でＲＦ送受信回路などのＲＦ回路と一体
化し、広周波数帯域幅を持つモノリシック・アンテナ・
モジュールを提供する。 【構成】 コプレーナ構造のＲＦ送受信回路３と方形パ
ッチアンテナ６とを同一の半絶縁性基板１の上面部に設
け、これらを結合部２により電気的に結合させる。半絶
縁性基板１の下面に金属層５を設け、方形パッチアンテ
ナ６の下方部分にはこの金属層５の切欠き部８を設けて
おく。方形パッチアンテナの下方部に予め定められた大
きさを持つ空洞部９を設けた導電性のチップキャリア７
の上面を固着させモノリシック・アンテナ・モジュール
１０を構成する。
化し、広周波数帯域幅を持つモノリシック・アンテナ・
モジュールを提供する。 【構成】 コプレーナ構造のＲＦ送受信回路３と方形パ
ッチアンテナ６とを同一の半絶縁性基板１の上面部に設
け、これらを結合部２により電気的に結合させる。半絶
縁性基板１の下面に金属層５を設け、方形パッチアンテ
ナ６の下方部分にはこの金属層５の切欠き部８を設けて
おく。方形パッチアンテナの下方部に予め定められた大
きさを持つ空洞部９を設けた導電性のチップキャリア７
の上面を固着させモノリシック・アンテナ・モジュール
１０を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモノリシック・アンテナ
・モジュールに関し、特にマイクロ波帯やミリ波帯など
の超高周波数帯の電波の送信または受信さらには送受信
で使用するモノリシック・アンテナ・モジュールに関す
る。
・モジュールに関し、特にマイクロ波帯やミリ波帯など
の超高周波数帯の電波の送信または受信さらには送受信
で使用するモノリシック・アンテナ・モジュールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、衛星放送、マイクロ波通信、マイ
クロ波やミリ波帯を使用した無線ＬＡＮ（ローカルエリ
アネットワーク）などの技術の進展に伴い、広帯域で低
損失、かつ、小型軽量な送信部／受信部と一体に設けた
アンテナ・エレメントを持つモノリシック・アンテナ・
モジュールの開発が活発に行われている。
クロ波やミリ波帯を使用した無線ＬＡＮ（ローカルエリ
アネットワーク）などの技術の進展に伴い、広帯域で低
損失、かつ、小型軽量な送信部／受信部と一体に設けた
アンテナ・エレメントを持つモノリシック・アンテナ・
モジュールの開発が活発に行われている。
【０００３】図５は、特開平１−３１１６０５号公報に
記載されている従来のこの種のモノリシック・アンテナ
・モジュールの一例を示す斜視図である。
記載されている従来のこの種のモノリシック・アンテナ
・モジュールの一例を示す斜視図である。
【０００４】図５において、たとえば、ガリウム砒素材
料から成る半絶縁性基板１Ａの上面部にＲＦ送受信回路
であるＲＦ送受信回路３をモノリシック構成で形成し、
この半絶縁性基板１Ａの下面に金属層１３を設ける。
料から成る半絶縁性基板１Ａの上面部にＲＦ送受信回路
であるＲＦ送受信回路３をモノリシック構成で形成し、
この半絶縁性基板１Ａの下面に金属層１３を設ける。
【０００５】また、たとえば、四ふっ化樹脂材料から成
る誘電体基板１１の上面にアンテナ・エレメントとして
方形パッチアンテナ６を設ける。
る誘電体基板１１の上面にアンテナ・エレメントとして
方形パッチアンテナ６を設ける。
【０００６】この誘電体基板１１の下面には、金属層１
４を設けておき、方形パッチアンテナ６から放射され金
属層１４の方向に向う電波をこの金属層１４で反射させ
方形パッチアンテナ６の上方に放射される電波とし、方
形パッチアンテナ６から直接上方に放射される電波と位
相を等しくしている。
４を設けておき、方形パッチアンテナ６から放射され金
属層１４の方向に向う電波をこの金属層１４で反射させ
方形パッチアンテナ６の上方に放射される電波とし、方
形パッチアンテナ６から直接上方に放射される電波と位
相を等しくしている。
【０００７】これら半絶縁性基板１Ａと誘電体基板１１
の上面が同一面内に位置するように段差を設けた導電性
の材料で構成されたチップキャリア１２の上部に、半絶
縁性基板１Ａと誘電体基板１１の下面とをそれぞれ接し
て取り付け、ＲＦ送受信回路３に設けられているアンテ
ナ入出力端子１５と方形パッチアンテナ６に設けられて
いる入出力端子１６とを接近して対向させる。
の上面が同一面内に位置するように段差を設けた導電性
の材料で構成されたチップキャリア１２の上部に、半絶
縁性基板１Ａと誘電体基板１１の下面とをそれぞれ接し
て取り付け、ＲＦ送受信回路３に設けられているアンテ
ナ入出力端子１５と方形パッチアンテナ６に設けられて
いる入出力端子１６とを接近して対向させる。
【０００８】ボンディング・ワイヤ１７によりアンテナ
接続端子１５と入出力端子１６とを接続する。
接続端子１５と入出力端子１６とを接続する。
【０００９】また、方形パッチアンテナ６を取り付けて
いる誘電体基板１１の代りに半絶縁性基板１Ａを方形パ
ッチアンテナ６の下方まで延長し、この半絶縁性基板１
Ａの上面に方形パッチアンテナ６を設け、ＲＦ送受信回
路３のアンテナ接続端子１５とを直接接続する構成のモ
ノリシック・アンテナ・モジュールも前述の特開平１−
３１１６０５号公報に記載されている。
いる誘電体基板１１の代りに半絶縁性基板１Ａを方形パ
ッチアンテナ６の下方まで延長し、この半絶縁性基板１
Ａの上面に方形パッチアンテナ６を設け、ＲＦ送受信回
路３のアンテナ接続端子１５とを直接接続する構成のモ
ノリシック・アンテナ・モジュールも前述の特開平１−
３１１６０５号公報に記載されている。
【００１０】この場合には、チップキャリア１２は省略
することができる。
することができる。
【００１１】さらに、上述したＲＦ送受信回路３の代り
にＲＦ受信回路を用いれば受信専用のモノリシック・ア
ンテナ・モジュールとすることができ、また、上述した
ＲＦ送受信回路の代りにＲＦ送信回路を使用すれば送信
専用のモノリシック・アンテナ・モジュールとすること
もできる。
にＲＦ受信回路を用いれば受信専用のモノリシック・ア
ンテナ・モジュールとすることができ、また、上述した
ＲＦ送受信回路の代りにＲＦ送信回路を使用すれば送信
専用のモノリシック・アンテナ・モジュールとすること
もできる。
【００１２】なお、上述の説明では、アンテナ・エレメ
ントとして方形パッチアンテナを使用した例について説
明したが、アンテナ・エレメントとしては、ＲＦ送受信
回路３とモノリシックに（同一平面上に）配置すること
ができるアンテナ、たとえば、円形パッチアンテナや、
スロットアンテナ、クロスダイポールアンテナなどが使
用可能である。
ントとして方形パッチアンテナを使用した例について説
明したが、アンテナ・エレメントとしては、ＲＦ送受信
回路３とモノリシックに（同一平面上に）配置すること
ができるアンテナ、たとえば、円形パッチアンテナや、
スロットアンテナ、クロスダイポールアンテナなどが使
用可能である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモノリ
シック・アンテナ・モジュールで、同一の半絶縁性基板
上にＲＦ送受信回路と方形パッチアンテナとを設け、こ
れらの間を電気的に接続した構成の場合に、この方形パ
ッチアンテナから効率良く電波を放射するためには、半
絶縁性基板の比誘電率が約１０前後であるので、方形パ
ッチアンテナとその下方に設けられている金属層１３と
の間の半絶縁性基板の厚さは半絶縁性基板の代りに空気
層を用いたと仮定した場合にくらべて、ほぼ半絶縁性基
板の持つ比誘電率の平方根で空気層の厚さを除した程度
にしなければならない。
シック・アンテナ・モジュールで、同一の半絶縁性基板
上にＲＦ送受信回路と方形パッチアンテナとを設け、こ
れらの間を電気的に接続した構成の場合に、この方形パ
ッチアンテナから効率良く電波を放射するためには、半
絶縁性基板の比誘電率が約１０前後であるので、方形パ
ッチアンテナとその下方に設けられている金属層１３と
の間の半絶縁性基板の厚さは半絶縁性基板の代りに空気
層を用いたと仮定した場合にくらべて、ほぼ半絶縁性基
板の持つ比誘電率の平方根で空気層の厚さを除した程度
にしなければならない。
【００１４】このように、半絶縁性基板の厚さを薄くす
ると、方形パッチアンテナのインピーダンスが周波数の
変化に対して急減に変動し、周波数帯域幅が狭くなると
言う欠点を有している。
ると、方形パッチアンテナのインピーダンスが周波数の
変化に対して急減に変動し、周波数帯域幅が狭くなると
言う欠点を有している。
【００１５】また、図５に示したモノリシック・アンテ
ナ・モジュールのように、方形パッチアンテナを誘電体
基板１１に設け、この誘電体基板１１を四ふっ化樹脂材
料などで構成し、その比誘電率を２〜３程度とすれば、
半絶縁性基板１Ａ上に方形パッチアンテナを設ける場合
にくらべて、方形パッチアンテナの周波数帯域幅を広く
することができるが、ＲＦ送受信回路３とは別個の基板
上に方形パッチアンテナ６を設け、これらをチップキャ
リア１２により相対的に固定し、その上ボンディングワ
イヤ１７でＲＦ送受信回路３と方形パッチアンテナ６と
を接続することが必要となり、構成が複雑となり、ボン
ディングワイヤ１７を使用することにより、ＲＦ送受信
回路３と方形パッチアンテナ６との間にミスマッチ及び
オーム損を生じ電気的な特性が劣化すると言う欠点を有
している。
ナ・モジュールのように、方形パッチアンテナを誘電体
基板１１に設け、この誘電体基板１１を四ふっ化樹脂材
料などで構成し、その比誘電率を２〜３程度とすれば、
半絶縁性基板１Ａ上に方形パッチアンテナを設ける場合
にくらべて、方形パッチアンテナの周波数帯域幅を広く
することができるが、ＲＦ送受信回路３とは別個の基板
上に方形パッチアンテナ６を設け、これらをチップキャ
リア１２により相対的に固定し、その上ボンディングワ
イヤ１７でＲＦ送受信回路３と方形パッチアンテナ６と
を接続することが必要となり、構成が複雑となり、ボン
ディングワイヤ１７を使用することにより、ＲＦ送受信
回路３と方形パッチアンテナ６との間にミスマッチ及び
オーム損を生じ電気的な特性が劣化すると言う欠点を有
している。
【００１６】このような欠点は、方形パッチアンテナの
代りに、クロスダイポールアンテナや、円形パッチアン
テナあるいはスロットアンテナなどのアンテナエレメン
トの広幅面に垂直な両方向に電波を同時に放射する、他
の構成のアンテナを用いたとしても同様である。
代りに、クロスダイポールアンテナや、円形パッチアン
テナあるいはスロットアンテナなどのアンテナエレメン
トの広幅面に垂直な両方向に電波を同時に放射する、他
の構成のアンテナを用いたとしても同様である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のモノリシック・
アンテナ・モジュールは、半絶縁性基板の上面付近に設
けたコプレーナ構成のＲＦ受信回路と、前記半絶縁性基
板上で前記ＲＦ受信回路と同一面上に設けられ前記ＲＦ
回路に電気的に結合するアンテナ・エレメントとを備え
るモノリシック・アンテナ・モジュールにおいて、前記
半絶縁性基板の下面の内で前記アンテナ・エレメントの
直下の所定の部分を除く全面に設けた導電層と、前記導
電層に上面が接しかつ前記アンテナ・エレメント部分の
直下の部分に所定の深さを有する空洞部を設けた導電性
チップキャリアとを備えて構成される。
アンテナ・モジュールは、半絶縁性基板の上面付近に設
けたコプレーナ構成のＲＦ受信回路と、前記半絶縁性基
板上で前記ＲＦ受信回路と同一面上に設けられ前記ＲＦ
回路に電気的に結合するアンテナ・エレメントとを備え
るモノリシック・アンテナ・モジュールにおいて、前記
半絶縁性基板の下面の内で前記アンテナ・エレメントの
直下の所定の部分を除く全面に設けた導電層と、前記導
電層に上面が接しかつ前記アンテナ・エレメント部分の
直下の部分に所定の深さを有する空洞部を設けた導電性
チップキャリアとを備えて構成される。
【００１８】また、本発明のモノリシック・アンテナ・
モジュールは、半絶縁性基板の上面付近に設けたコプレ
ーナ構成のＲＦ送信回路と、前記半絶縁性基板上で前記
ＲＦ受信回路と同一面上に設けられ前記ＲＦ回路に電気
的に結合するアンテナ・エレメントとを備えるモノリシ
ック・アンテナ・モジュールにおいて、前記半絶縁性基
板の下面の内で前記アンテナ・エレメントの直下の所定
の部分を除く全面に設けた導電層と、前記導電層に上面
が接しかつ前記アンテナ・エレメント部分の直下の部分
に所定の深さを有する空洞部を設けた導電性チップキャ
リアとを備えて構成されている。
モジュールは、半絶縁性基板の上面付近に設けたコプレ
ーナ構成のＲＦ送信回路と、前記半絶縁性基板上で前記
ＲＦ受信回路と同一面上に設けられ前記ＲＦ回路に電気
的に結合するアンテナ・エレメントとを備えるモノリシ
ック・アンテナ・モジュールにおいて、前記半絶縁性基
板の下面の内で前記アンテナ・エレメントの直下の所定
の部分を除く全面に設けた導電層と、前記導電層に上面
が接しかつ前記アンテナ・エレメント部分の直下の部分
に所定の深さを有する空洞部を設けた導電性チップキャ
リアとを備えて構成されている。
【００１９】また、前記空洞部に所定の非誘電率及び高
さの誘電体を埋め込んだことを特徴とする。
さの誘電体を埋め込んだことを特徴とする。
【００２０】
【作用】同一の半絶縁性基板の上面にＲＦ送受信回路と
方形パッチアンテナとを設け、これらを電気的に接続
し、前述の方形パッチアンテナ直下の半絶縁性基板の下
方に空洞部を設けた導電性のチップキャリアを取り付け
ることにより、方形パッチアンテナとその下方の空洞部
の底面との間に自由空間部分を設けること、または、方
形パッチアンテナとその下方の空洞部の底面との間に前
記半絶縁性基板の誘電率よりもかなり低い非誘電率を有
し且つその高さは前記導電層の厚みと前記空洞部の深さ
との和と等しい誘電体を前記空洞部の全深さに埋め込む
ことにより、方形パッチアンテナと前述の空洞部の底面
との間隔を大とすることにより、方形パッチアンテナの
周波数帯域幅を従来のこの種のモノリシック・アンテナ
・モジュールより大としている。また、同一の半絶縁性
基板上にＲＦ送受信回路と方形パッチアンテナとを取り
付け、これらの間を直接電気的に結合させてボンディン
グワイヤを不要とし、オーム損を低下させると共にミス
マッチの発生を小としている。
方形パッチアンテナとを設け、これらを電気的に接続
し、前述の方形パッチアンテナ直下の半絶縁性基板の下
方に空洞部を設けた導電性のチップキャリアを取り付け
ることにより、方形パッチアンテナとその下方の空洞部
の底面との間に自由空間部分を設けること、または、方
形パッチアンテナとその下方の空洞部の底面との間に前
記半絶縁性基板の誘電率よりもかなり低い非誘電率を有
し且つその高さは前記導電層の厚みと前記空洞部の深さ
との和と等しい誘電体を前記空洞部の全深さに埋め込む
ことにより、方形パッチアンテナと前述の空洞部の底面
との間隔を大とすることにより、方形パッチアンテナの
周波数帯域幅を従来のこの種のモノリシック・アンテナ
・モジュールより大としている。また、同一の半絶縁性
基板上にＲＦ送受信回路と方形パッチアンテナとを取り
付け、これらの間を直接電気的に結合させてボンディン
グワイヤを不要とし、オーム損を低下させると共にミス
マッチの発生を小としている。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の第１の実施例について図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２２】図１（Ａ）は本発明のモノリシック・アン
テナ・モジュールの一実施例の内で半絶縁性基板１とこ
の半絶縁性基板１上に設けたＲＦ送受信回路３及び方形
パッチアンテナ６の部分を示す部分的な斜視図であり、
図１（Ｂ）は図１（Ａ）の半絶縁性基板１の底面に金属
層を設けた状態を示す斜視図であり、図１（Ｃ）はチッ
プキャリア７の上面に図１（Ｂ）に示す半絶縁性基板１
の下面の金属層５の部分とを固着してモノリシック・ア
ンテナ・モジュール１０とした状態を示す斜視図であ
る。
テナ・モジュールの一実施例の内で半絶縁性基板１とこ
の半絶縁性基板１上に設けたＲＦ送受信回路３及び方形
パッチアンテナ６の部分を示す部分的な斜視図であり、
図１（Ｂ）は図１（Ａ）の半絶縁性基板１の底面に金属
層を設けた状態を示す斜視図であり、図１（Ｃ）はチッ
プキャリア７の上面に図１（Ｂ）に示す半絶縁性基板１
の下面の金属層５の部分とを固着してモノリシック・ア
ンテナ・モジュール１０とした状態を示す斜視図であ
る。
【００２３】図１（Ａ）のように、半絶縁性基板１の上
面部に、ＲＦ送受信回路３と、このＲＦ送受信回路３の
近傍で前述の半絶縁性基板１の上面部に所定の周波数帯
で効率良く電波を放射するように各辺の長さを定めた方
形パッチアンテナ６とを設け、これらのＲＦ送受信回路
３と方形パッチアンテナ６とを結合部２で電気的に結合
させる。
面部に、ＲＦ送受信回路３と、このＲＦ送受信回路３の
近傍で前述の半絶縁性基板１の上面部に所定の周波数帯
で効率良く電波を放射するように各辺の長さを定めた方
形パッチアンテナ６とを設け、これらのＲＦ送受信回路
３と方形パッチアンテナ６とを結合部２で電気的に結合
させる。
【００２４】結合部２は、通常、方形パッチアンテナ６
とＲＦ送受信回路３とをインピーダンス的に整合させる
ような適切な特性抵抗を持つ伝送線路で構成すればよ
い。図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すよう
に、このような整合を取るために、たとえば、スタブ２
Ａを結合部２に設けて使用することもできる。
とＲＦ送受信回路３とをインピーダンス的に整合させる
ような適切な特性抵抗を持つ伝送線路で構成すればよ
い。図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すよう
に、このような整合を取るために、たとえば、スタブ２
Ａを結合部２に設けて使用することもできる。
【００２５】マイクロ波帯あるいはミリ波帯などの超高
周波数帯で使用するためには、半絶縁性基板１として、
たとえば、ガリウム砒素を材料として使用すればよい。
周波数帯で使用するためには、半絶縁性基板１として、
たとえば、ガリウム砒素を材料として使用すればよい。
【００２６】上述のＲＦ送受信回路３は、たとえば、コ
プレーナ構造の集積回路で構成すればよい。
プレーナ構造の集積回路で構成すればよい。
【００２７】図３はＲＦ送受信回路３の一実施例の構成
を示すブロック図である。図３において、サーキュレー
タ３１が方形パッチアンテナ６に接続され、方形パッチ
アンテナ６で受信された信号は、フィルタ３２を通り不
要周波数の信号は除去され、低雑音増幅器３３に加えら
れ、低雑音増幅器３３からは、増幅された受信信号がダ
ウンコンバータ３４に加えられる。ダウンコンバータ３
４には、所定の周波数を持つ局部発振信号が局部発振器
３６から別途加えられる。
を示すブロック図である。図３において、サーキュレー
タ３１が方形パッチアンテナ６に接続され、方形パッチ
アンテナ６で受信された信号は、フィルタ３２を通り不
要周波数の信号は除去され、低雑音増幅器３３に加えら
れ、低雑音増幅器３３からは、増幅された受信信号がダ
ウンコンバータ３４に加えられる。ダウンコンバータ３
４には、所定の周波数を持つ局部発振信号が局部発振器
３６から別途加えられる。
【００２８】ダウンコンバータ３４は、たとえば、入力
信号を入力信号と局部発振器３６から出力される局部発
振信号の周波数の差の周波数を持つ信号に変換して中間
周波増幅器３５に出力する。中間周波増幅器３５はこの
信号を増幅して外部に出力する。
信号を入力信号と局部発振器３６から出力される局部発
振信号の周波数の差の周波数を持つ信号に変換して中間
周波増幅器３５に出力する。中間周波増幅器３５はこの
信号を増幅して外部に出力する。
【００２９】一方外部から予め定められた周波数を有す
る送信信号が中間周波増幅器３８に入力されると、中間
周波増幅器３８はこの入力信号を増幅しアップコンバー
タ３９に出力する。アップコンバータ３９には、別に、
予め定められた周波数を持つ局部発振信号が局部発振器
３７から出力され加えられる。アップコンバータ３９
は、中間周波増幅器３８が出力する送信信号を、たとえ
ば、中間周波増幅器３８が出力する送信信号の周波数と
局部発振器３７が出力する局部発振信号の周波数との和
の周波数を持つ信号に変換して、電力増幅器４０に出力
する。
る送信信号が中間周波増幅器３８に入力されると、中間
周波増幅器３８はこの入力信号を増幅しアップコンバー
タ３９に出力する。アップコンバータ３９には、別に、
予め定められた周波数を持つ局部発振信号が局部発振器
３７から出力され加えられる。アップコンバータ３９
は、中間周波増幅器３８が出力する送信信号を、たとえ
ば、中間周波増幅器３８が出力する送信信号の周波数と
局部発振器３７が出力する局部発振信号の周波数との和
の周波数を持つ信号に変換して、電力増幅器４０に出力
する。
【００３０】電力増幅器４０はこの入力信号を電力増幅
しフィルタ４１を介してサーキュレータ３１に出力す
る。
しフィルタ４１を介してサーキュレータ３１に出力す
る。
【００３１】サーキュレータ３１はフィルタ４１から出
力された信号を図１（Ｃ）に示した方形パッチアンテナ
６に出力する。
力された信号を図１（Ｃ）に示した方形パッチアンテナ
６に出力する。
【００３２】図１（Ａ）に示す半絶縁性基板１の上面に
はＲＦ送受信回路３と方形パッチアンテナ６とを囲むよ
うに地導体４が設けられている。
はＲＦ送受信回路３と方形パッチアンテナ６とを囲むよ
うに地導体４が設けられている。
【００３３】図１（Ａ）に示した半絶縁性基板１の下面
には金属層５を設ける。
には金属層５を設ける。
【００３４】ただし、半絶縁性基板１の内で方形パッチ
アンテナ６の下方に相当する予め定めた下面部の領域に
は、金属層５のない切欠き部８を設けておく。
アンテナ６の下方に相当する予め定めた下面部の領域に
は、金属層５のない切欠き部８を設けておく。
【００３５】図１（Ｂ）に示した半絶縁性基板１の下面
部に設けられている金属層５に上面が接するように構成
した金属などの導電性材料から成るチップキャリア７
を、図１（Ｃ）に示すように固着し、モノリシック・ア
ンテナ・モジュール１０を形成させる。
部に設けられている金属層５に上面が接するように構成
した金属などの導電性材料から成るチップキャリア７
を、図１（Ｃ）に示すように固着し、モノリシック・ア
ンテナ・モジュール１０を形成させる。
【００３６】このチップキャリア７には、方形パッチア
ンテナ６の直下に相当する部分に予め定められた幅と奥
行及び深さＨを持つ空洞部９を設けておく。
ンテナ６の直下に相当する部分に予め定められた幅と奥
行及び深さＨを持つ空洞部９を設けておく。
【００３７】この深さＨは、方形パッチアンテナ６から
放射され図１（Ｃ）の下方に向う電波が空洞部９の底面
で反射され方形パッチアンテナ６の上方に向って進む電
波の位相と、方形パッチアンテナ６から直接上方に放射
される電波の位相とが同相となるように、使用する周波
数を考慮して決定すればよい。
放射され図１（Ｃ）の下方に向う電波が空洞部９の底面
で反射され方形パッチアンテナ６の上方に向って進む電
波の位相と、方形パッチアンテナ６から直接上方に放射
される電波の位相とが同相となるように、使用する周波
数を考慮して決定すればよい。
【００３８】なお半絶縁性基板１の上下方向（広幅面と
垂直な方向）の厚さは送受信に使用する電波の波長に対
して極力薄くしておく。
垂直な方向）の厚さは送受信に使用する電波の波長に対
して極力薄くしておく。
【００３９】空洞部９は自由空間でありその比誘電率は
１であり、半絶縁性基板１の持つ比誘電率は、通常１０
前後であるので、方形パッチアンテナ６を半絶縁性基板
１の上面に設け、この半絶縁性基板１の下面に金属層を
設けた場合の方形パッチアンテナ６と前述の金属層との
間の距離にくらべて、図１（Ｃ）に示した方形パッチア
ンテナ６とその下方の電波の反射面となるチップキャリ
ア７に設けられた空洞部９の底面との距離を大にするこ
とができる。
１であり、半絶縁性基板１の持つ比誘電率は、通常１０
前後であるので、方形パッチアンテナ６を半絶縁性基板
１の上面に設け、この半絶縁性基板１の下面に金属層を
設けた場合の方形パッチアンテナ６と前述の金属層との
間の距離にくらべて、図１（Ｃ）に示した方形パッチア
ンテナ６とその下方の電波の反射面となるチップキャリ
ア７に設けられた空洞部９の底面との距離を大にするこ
とができる。
【００４０】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００４１】図２（Ａ）は本発明のモノリシック・アン
テナ・モジュールの一実施例の内で半絶縁性基板１とこ
の半絶縁性基板１上に設けたＲＦ送受信回路３及び方形
パッチアンテナ６の部分を示す部分的な斜視図であり、
図２（Ｂ）は図２（Ａ）の半絶縁性基板１のパッチアン
テナ部の直下を選択的エッチング除去し、且つその底面
に金属層５を設けた状態を示す斜視図であり、図２
（Ｃ）はチップキャリア７に空洞部を設け、誘電率８８
を埋め込んだ後、前記チップキャリアの上面に図２
（Ｂ）に示す半絶縁性基板１の下面の金属層５の部分と
を固着してモノリシック・アンテナ・モジュール１０と
した状態を示す斜視図である。
テナ・モジュールの一実施例の内で半絶縁性基板１とこ
の半絶縁性基板１上に設けたＲＦ送受信回路３及び方形
パッチアンテナ６の部分を示す部分的な斜視図であり、
図２（Ｂ）は図２（Ａ）の半絶縁性基板１のパッチアン
テナ部の直下を選択的エッチング除去し、且つその底面
に金属層５を設けた状態を示す斜視図であり、図２
（Ｃ）はチップキャリア７に空洞部を設け、誘電率８８
を埋め込んだ後、前記チップキャリアの上面に図２
（Ｂ）に示す半絶縁性基板１の下面の金属層５の部分と
を固着してモノリシック・アンテナ・モジュール１０と
した状態を示す斜視図である。
【００４２】図２（Ａ）のように、半絶縁性基板１の上
面部に、ＲＦ送受信回路３と、このＲＦ送受信回路の近
傍で前述の半絶縁性基板１の上面部に所定の周波数帯で
効率良く電波を放射するように各辺の長さを定めた方形
パッチアンテナ６とを設け、これらのＲＦ送受信回路３
と方形パッチアンテナ６とを結合部２で電気的に結合さ
せる。
面部に、ＲＦ送受信回路３と、このＲＦ送受信回路の近
傍で前述の半絶縁性基板１の上面部に所定の周波数帯で
効率良く電波を放射するように各辺の長さを定めた方形
パッチアンテナ６とを設け、これらのＲＦ送受信回路３
と方形パッチアンテナ６とを結合部２で電気的に結合さ
せる。
【００４３】結合部２は、通常、方形パッチアンテナ６
とＲＦ送受信回路３とをインピーダンス的に整合させる
ような適切な特性インピーダンスを持つ伝送線路で構成
すればよい。図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に
示すように、このような整合を取るために、たとえば、
スタブ２Ａを結合部２に設けて使用することもできる。
とＲＦ送受信回路３とをインピーダンス的に整合させる
ような適切な特性インピーダンスを持つ伝送線路で構成
すればよい。図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に
示すように、このような整合を取るために、たとえば、
スタブ２Ａを結合部２に設けて使用することもできる。
【００４４】マイクロ波帯あるいはミリ波帯などの超高
周波帯で使用するためには、半絶縁性基板１として、た
とえば、ガリウム砒素を材料として使用すればよい。
周波帯で使用するためには、半絶縁性基板１として、た
とえば、ガリウム砒素を材料として使用すればよい。
【００４５】上述のＲＦ送受信回路は、第１の実施例と
同様に実現することができる。
同様に実現することができる。
【００４６】図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）
は、それぞれ、図１（Ｃ）、図２（Ｃ）に示した方形パ
ッチアンテナの代りに使用することができるアンテナエ
レメントを示したものである。すなわち、図３（Ａ）は
円形パッチアンテナ６ａを示す斜視図であり、図３
（Ｂ）は、スロットアンテナ６ｂの斜視図であり、図３
（Ｃ）はクロスダイポールアンテナ６ｃの斜視図であ
る。
は、それぞれ、図１（Ｃ）、図２（Ｃ）に示した方形パ
ッチアンテナの代りに使用することができるアンテナエ
レメントを示したものである。すなわち、図３（Ａ）は
円形パッチアンテナ６ａを示す斜視図であり、図３
（Ｂ）は、スロットアンテナ６ｂの斜視図であり、図３
（Ｃ）はクロスダイポールアンテナ６ｃの斜視図であ
る。
【００４７】これらのアンテナを図１（Ｃ）、図２
（Ｃ）に示すＲＦ送受信回路３と接続する結合部は、そ
れぞれのアンテナの特性に合う構造とすればよい。
（Ｃ）に示すＲＦ送受信回路３と接続する結合部は、そ
れぞれのアンテナの特性に合う構造とすればよい。
【００４８】なお、図１（Ｃ）、図２（Ｃ）のモノリシ
ック・アンテナ・モジュールにおいては、ＲＦ送受信回
路３を用いているが、たとえば、受信のみに使用する場
合には、ＲＦ送受信回路の代りに、図４に示した中間周
波増幅器３５、ダウンコンバータ３４、局部発振器３６
および低雑音増幅器３３とで構成されるＲＦ受信回路を
使用し低雑音増幅器３３の入力側を方形パッチアンテナ
６に結合部２を介して接続してもよいことは明らかであ
る。
ック・アンテナ・モジュールにおいては、ＲＦ送受信回
路３を用いているが、たとえば、受信のみに使用する場
合には、ＲＦ送受信回路の代りに、図４に示した中間周
波増幅器３５、ダウンコンバータ３４、局部発振器３６
および低雑音増幅器３３とで構成されるＲＦ受信回路を
使用し低雑音増幅器３３の入力側を方形パッチアンテナ
６に結合部２を介して接続してもよいことは明らかであ
る。
【００４９】さらに、図１（Ｃ）、図２（Ｃ）に示した
方形パッチアンテナを送信専用として使用する場合に
は、たとえば、図４に示した中間周波増幅器３８、アッ
プコンバータ３９、局部発振器３７及び電力増幅器４０
から成るＲＦ送信回路をＲＦ送受信回路６の代りに使用
し、電力増幅器４０の出力側を結合部２に接続してもよ
いことは明らかである。
方形パッチアンテナを送信専用として使用する場合に
は、たとえば、図４に示した中間周波増幅器３８、アッ
プコンバータ３９、局部発振器３７及び電力増幅器４０
から成るＲＦ送信回路をＲＦ送受信回路６の代りに使用
し、電力増幅器４０の出力側を結合部２に接続してもよ
いことは明らかである。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のモノリシ
ック・アンテナ・モジュールは、ＲＦ送受信回路と同一
の半絶縁性基板上にアンテナエレメントを設けることに
より、ボンディングワイヤによる接続を不要とし、この
部分によりオーム損失及びミスマッチングによる性能の
低下を防止することができるという効果を有しさらに、
アンテナエレメントの下方に空洞部を持つ導電性のチッ
プキャリアを前述の半絶縁性基板の下面部に固着するこ
とにより、アンテナエレメントの直下方向に進む電波を
反射するための反射面と前述のアンテナエレメントとの
間隔を大とすることを可能とし、その結果アンテナエレ
メントの持つ周波数帯域幅を広くすることができるとい
う効果を有している。
ック・アンテナ・モジュールは、ＲＦ送受信回路と同一
の半絶縁性基板上にアンテナエレメントを設けることに
より、ボンディングワイヤによる接続を不要とし、この
部分によりオーム損失及びミスマッチングによる性能の
低下を防止することができるという効果を有しさらに、
アンテナエレメントの下方に空洞部を持つ導電性のチッ
プキャリアを前述の半絶縁性基板の下面部に固着するこ
とにより、アンテナエレメントの直下方向に進む電波を
反射するための反射面と前述のアンテナエレメントとの
間隔を大とすることを可能とし、その結果アンテナエレ
メントの持つ周波数帯域幅を広くすることができるとい
う効果を有している。
【図１】本発明のモノリシック・アンテナ・モジュール
の第１の実施例を示す斜視図である。
の第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明のモノリシック・アンテナ・モジュール
の第２の実施例を示す斜視図である。
の第２の実施例を示す斜視図である。
【図３】図１、図２に示すモノリシック・アンテナ・モ
ジュールで代替可能なアンテナの斜視図である。
ジュールで代替可能なアンテナの斜視図である。
【図４】図１（Ｃ）、図２（Ｃ）に示したＲＦ送受信回
路の一例の詳細を示すブロック図である。
路の一例の詳細を示すブロック図である。
【図５】従来のこの種のモノリシック・アンテナ・モジ
ュールの一例を示す斜視図である。
ュールの一例を示す斜視図である。
１ 半絶縁性基板 ２ 結合部 ３ ＲＦ送受信回路 ４ 地導体 ５ 金属層 ６ 方形パッチアンテナ ７ チップキャリア ８ 切欠き部 ９ 空洞部 １０ モノリシック・アンテナ・モジュール ２ａ スタブ ６ａ 円形パッチアンテナ ６ｂ スロットアンテナ ６ｃ クロスダイポールアンテナ ８８ 誘電体
Claims (7)
- 【請求項１】半絶縁性基板の上面付近に設けたコプレー
ナ構成のＲＦ受信回路と、前記半絶縁性基板上で前記Ｒ
Ｆ受信回路と同一面上に設けられ前記ＲＦ回路に電気的
に結合するアンテナ・エレメントとを備えるモノリシッ
ク・アンテナ・モジュールにおいて、前記半絶縁性基板
の下面の内で前記アンテナ・エレメントの直下の所定の
部分を除く全面に設けた導電層と、前記導電層に上面が
接しかつ前記アンテナ・エレメント部分の直下の部分に
所定の深さを有する空洞部を設けた導電性チップキャリ
アとを備えることを特徴とするモノリシック・アンテナ
・モジュール。 - 【請求項２】半絶縁性基板の上面付近に設けたコプレー
ナ構成のＲＦ送信回路と、前記半絶縁性基板上で前記Ｒ
Ｆ受信回路と同一面上に設けられ前記ＲＦ回路に電気的
に結合するアンテナ・エレメントとを備えるモノリシッ
ク・アンテナ・モジュールにおいて、前記半絶縁性基板
の下面の内で前記アンテナ・エレメントの直下の所定の
部分を除く全面に設けた導電層と、前記導電層に上面が
接しかつ前記アンテナ・エレメント部分の直下の部分に
所定の深さを有する空洞部を設けた導電性チップキャリ
アとを備えることを特徴とするモノリシック・アンテナ
・モジュール。 - 【請求項３】前記空洞部に所定の非誘電率及び高さの誘
電体を埋め込んだことを特徴とする請求項１に記載のモ
ノリシック・アンテナ・モジュール。 - 【請求項４】前記空洞部に所定の非誘電率及び高さの誘
電体を埋め込んだことを特徴とする請求項２に記載のモ
ノリシック・アンテナ・モジュール。 - 【請求項５】前記ＲＦ受信回路の代りに前記半絶縁性基
板の上面付近に設けたコプレーナ構成のＲＦ送受信回路
を備えた請求項１又は３に記載のモノリシック・アンテ
ナ・モジュール。 - 【請求項６】前記アンテナ・エレメントが方形または円
形の何れか一方のパッチアンテナである、請求項１，
２，３，４又は５に記載のモノリシック・アンテナ・モ
ジュール。 - 【請求項７】前記アンテナ・エレメントがスロットアン
テナである、請求項１，２，３，４又は５に記載のモノ
リシック・アンテナ・モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004894A JPH07154131A (ja) | 1993-10-04 | 1994-02-17 | モノリシック・アンテナ・モジュール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-247669 | 1993-10-04 | ||
| JP24766993 | 1993-10-04 | ||
| JP2004894A JPH07154131A (ja) | 1993-10-04 | 1994-02-17 | モノリシック・アンテナ・モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154131A true JPH07154131A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=26356941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004894A Pending JPH07154131A (ja) | 1993-10-04 | 1994-02-17 | モノリシック・アンテナ・モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07154131A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002067379A1 (ja) * | 2001-02-23 | 2004-07-02 | 株式会社ヨコオ | フィルタ内蔵アンテナ |
| JP2006121633A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Gcomm Corp | 無線通信モジュール |
| JP2006229871A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| WO2007013354A1 (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Anritsu Corporation | 誘電体漏れ波アンテナ |
| JP2007235450A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sony Corp | 非対称平面アンテナ、その製造方法及び信号処理ユニット |
| CN117578098A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-20 | 长沙驰芯半导体科技有限公司 | 一种用于超宽带雷达的自收发芯片天线系统 |
-
1994
- 1994-02-17 JP JP2004894A patent/JPH07154131A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002067379A1 (ja) * | 2001-02-23 | 2004-07-02 | 株式会社ヨコオ | フィルタ内蔵アンテナ |
| JP2006121633A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Gcomm Corp | 無線通信モジュール |
| JP2006229871A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP4541922B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2010-09-08 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| WO2007013354A1 (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Anritsu Corporation | 誘電体漏れ波アンテナ |
| JP2007235450A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sony Corp | 非対称平面アンテナ、その製造方法及び信号処理ユニット |
| CN117578098A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-20 | 长沙驰芯半导体科技有限公司 | 一种用于超宽带雷达的自收发芯片天线系统 |
| CN117578098B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-03-26 | 长沙驰芯半导体科技有限公司 | 一种用于超宽带雷达的自收发芯片天线系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980127 |