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複数のアンテナ要素(120)を備える第1のサブアセンブリ(110、110’)と、
前記第1のサブアセンブリに接着された第2のサブアセンブリ(150、150’)であって、成形材料(152)内に封入されたビーム形成ネットワークの複数の構成要素(160、170、180)を備え、前記ビーム形成ネットワークの前記複数の構成要素を前記複数のアンテナ要素に電気接続するために、前記成形材料上に1つ以上の相互接続層(155)を更に備える第2のサブアセンブリと
を備えるアンテナ装置(100、100’)であって、
前記複数の構成要素は、入出力ポート(170)、結合器/分割器ネットワーク(180)、及び前記アンテナ要素のうちの少なくとも1つに各々電気接続された複数の集積回路(IC)チップ(160)を含み、
前記入出力ポートは、送信無線周波数(RF)信号を送信方向に前記結合器/分割器ネットワークにルーティングし、及び/又は前記結合器/分割器ネットワークからの結合された受信RF信号を受信方向にルーティングし、
前記結合器/分割器ネットワークは、前記RF伝送信号を複数の分割された伝送RF信号に分割し、及び/又は各々が前記ICチップの1つから受信された複数の修正されたRF受信信号を、前記結合されたRF受信信号に結合するように構成されており、
前記ICチップの各々は、前記分割されたRF伝送信号のうちのそれぞれ1つを修正して、修正されたRF伝送信号を提供し、前記ICチップに接続された前記少なくとも1つのアンテナ要素に前記修正されたRF伝送信号を出力し、及び/又は前記ICチップに接続された前記少なくとも1つのアンテナ要素から提供されたRF受信信号を修正して、前記修正されたRF受信信号のうちの1つを前記結合器/分割器ネットワークに提供するように構成されている、アンテナ装置(100、100’)
a first subassembly (110, 110') comprising a plurality of antenna elements (120) ;
a second subassembly (150, 150') adhered to said first subassembly, a plurality of beamforming network components (160, 170, 180) encapsulated in a molding material (152); and further comprising one or more interconnect layers (155) on said molding material for electrically connecting said plurality of components of said beamforming network to said plurality of antenna elements; and An antenna device (100, 100') comprising
The plurality of components includes an input/output port (170), a combiner/divider network (180), and a plurality of integrated circuit (IC) chips (160) each electrically connected to at least one of the antenna elements. ), including
The input/output ports route transmit radio frequency (RF) signals in a transmit direction to the combiner/splitter network and/or route combined received RF signals from the combiner/splitter network in a receive direction. route and
The combiner/splitter network splits the RF transmit signal into a plurality of split transmit RF signals and/or a plurality of modified RF receive signals each received from one of the IC chips. , configured to couple to the combined RF receive signal,
Each of the IC chips modifies a respective one of the split RF transmission signals to provide a modified RF transmission signal and to the at least one antenna element connected to the IC chip. outputting a modified RF transmit signal and/or modifying an RF receive signal provided from said at least one antenna element connected to said IC chip to produce one of said modified RF receive signals; to said combiner/divider network .
前記ビーム形成ネットワークの前記複数の構成要素の表面は、前記成形材料の表面と同一平面上にある、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)Antenna arrangement (100, 100') according to claim 1, wherein the surfaces of the plurality of components of the beam forming network are coplanar with the surface of the molding material. 前記複数のアンテナ要素は前記第1のサブアセンブリの第1の表面上にあり、前記第1のサブアセンブリは、前記複数のアンテナ要素に直接接続されており、かつ前記第1のサブアセンブリの第2の表面に延在するビアのアレイを更に備え、前記第2のサブアセンブリは、前記第1のサブアセンブリの前記第2の表面に接着されている、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)The plurality of antenna elements are on a first surface of the first subassembly, the first subassembly directly connected to the plurality of antenna elements, and the first subassembly of the first subassembly. 2. An antenna device (100) according to claim 1, further comprising an array of vias extending over two surfaces, said second subassembly being adhered to said second surface of said first subassembly. , 100′) . 前記複数の構成要素は、前記1つ以上の相互接続層内の複数のビア(Vs)を介して前記複数のアンテナ要素に接続された複数の増幅器(60、80)を含む、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)2. The method of claim 1, wherein said plurality of components comprises a plurality of amplifiers (60, 80) connected to said plurality of antenna elements via a plurality of vias (Vs) in said one or more interconnect layers. An antenna device (100, 100') as described. 前記複数の増幅器のうちの1つの増幅器(60、80)は、前記複数のアンテナ要素の対応するアンテナ要素に接続されており、当該アンテナ素子の下にある、請求項4に記載のアンテナ装置(100、100’)5. Antenna arrangement according to claim 4 , wherein one amplifier (60, 80) of said plurality of amplifiers is connected to a corresponding antenna element of said plurality of antenna elements and underlies said antenna element . 100, 100') . 前記第2のサブアセンブリは、前記1つ以上の相互接続層に接続されており、かつ前記成形材料を通って前記第2のサブアセンブリの表面まで延在する1つ以上のビア(190)を更に備える、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)The second subassembly has one or more vias (190) connected to the one or more interconnect layers and extending through the molding compound to a surface of the second subassembly. Antenna device (100, 100') according to claim 1, further comprising. 前記構成要素のうちの少なくとも1つは、前記1つ以上の相互接続層に接続されており、かつ前記成形材料を通って前記第2のサブアセンブリの表面まで延在する伝送線路(170)である、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)at least one of said components with a transmission line (170) connected to said one or more interconnect layers and extending through said molding compound to a surface of said second subassembly; An antenna device (100, 100') according to claim 1, comprising: 前記第1のサブアセンブリは上面及び底面を有し、前記複数のアンテナ要素は前記上面に配置されており、前記第1のサブアセンブリは、前記底面に配置された接地平面(119)を更に備える、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)The first subassembly has a top surface and a bottom surface, the plurality of antenna elements are disposed on the top surface, and the first subassembly further comprises a ground plane (119) disposed on the bottom surface. , an antenna device (100, 100') according to claim 1. 前記アンテナ要素の各々は、本体を有するパッチアンテナ要素であり、前記本体の主表面に直交するプローブフィードによって前記本体の直接下の点からフィードされる、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)2. The antenna apparatus (100) of claim 1, wherein each of said antenna elements is a patch antenna element having a body and is fed from a point directly below said body by a probe feed orthogonal to a major surface of said body. 100') . 前記第1のサブアセンブリ及び第2のサブアセンブリは、少なくとも複数の接地-信号-接地(GSG)はんだ接続(147s、147g)によって互いに接着されており、各々が前記アンテナ要素の1つを前記1つ以上の相互接続層上の信号及び接地接点に電気接続する、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)The first and second subassemblies are bonded together by at least a plurality of ground-signal-ground (GSG) solder connections (147s, 147g) , each connecting one of the antenna elements to the one. Antenna arrangement (100, 100') according to claim 1, electrically connecting to signal and ground contacts on one or more interconnect layers. 前記ICチップの各々は、前記分割されたRF伝送信号及び/又は前記ICチップに提供された前記RF受信信号を修正するために、(i)送信増幅器及び/又は送信位相シフタ、又は(ii)受信増幅器及び/又は受信位相シフタ、のうちの少なくとも1つを備える、請求項に記載のアンテナ装置(100、100’)Each of the IC chips includes (i) a transmit amplifier and/or a transmit phase shifter, or (ii) a transmit amplifier and/or a transmit phase shifter to modify the split RF transmit signal and/or the RF receive signal provided to the IC chip. Antenna arrangement (100, 100') according to claim 1 , comprising at least one of: a receive amplifier and/or a receive phase shifter. 前記入出力ポートは、前記第2のサブアセンブリの第1の主表面から、前記第2のサブアセンブリの対向する第2の主表面まで延在する同軸伝送線路であり、
前記結合器/分割器ネットワークは、前記入出力ポートと前記複数のICチップとの間に配置された誘電体(185)によって支持されるコプレーナ導波管(184a、184b、184c)から構成されている、請求項に記載のアンテナ装置(100、100’)
the input/output port is a coaxial transmission line extending from a first major surface of the second subassembly to an opposing second major surface of the second subassembly;
The combiner/divider network is composed of coplanar waveguides (184a, 184b, 184c) supported by a dielectric (185) disposed between the input/output ports and the plurality of IC chips. Antenna device (100, 100') according to claim 1 , comprising:
前記誘電体は、前記成形材料の損失係数よりも低い損失係数を有する、請求項12に記載のアンテナ装置(100、100’)13. Antenna device (100, 100') according to claim 12 , wherein the dielectric has a loss factor lower than that of the molding material. 前記誘電体(185)は石英であり、前記成形材料は液晶ポリマーであり、
第1のサブアセンブリは、前記複数のアンテナ要素を支持する石英基板を備える、請求項12に記載のアンテナ装置(100、100’)
said dielectric (185) is quartz and said molding material is a liquid crystal polymer;
13. Antenna device (100, 100') according to claim 12 , wherein the first subassembly comprises a quartz substrate supporting said plurality of antenna elements.
前記構成要素は、2次元アレイの行及び列に配置された複数の集積回路(IC)チップ(160、160’)を備え、各ICチップは、行方向及び列方向に互いに離間しており、各々は、少なくとも2つのプローブフィードの直接下にあり、かつ当該プローブフィードに電気接続されており、前記プローブフィードは、少なくとも2つの対応するアンテナ要素を前記それぞれのICチップに接続する、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)the component comprises a plurality of integrated circuit (IC) chips (160, 160') arranged in rows and columns of a two-dimensional array, each IC chip being spaced apart in rows and columns; 2. Each is directly under and electrically connected to at least two probe feeds, said probe feeds connecting at least two corresponding antenna elements to said respective IC chip. Antenna device (100, 100') according to claim 1. 前記構成要素は複数の集積回路(IC)チップ(160’)を含み、前記第2のサブアセンブリは複数のヒートスプレッダタブ(1102)を含み、各々は前記ICチップのうちの1つの主表面に取り付けられている、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)The component includes a plurality of integrated circuit (IC) chips (160') and the second subassembly includes a plurality of heat spreader tabs (1102) each attached to a major surface of one of the IC chips. Antenna device (100, 100') according to claim 1, wherein the antenna device (100, 100') 前記ヒートスプレッダタブの各々の第1の主表面は前記ICチップのうちのそれぞれ1つに取り付けられており、前記ヒートスプレッダタブの対向する第2の主表面は、前記成形材料の外側に露出されている、請求項16に記載のアンテナ装置(100、100’)A first major surface of each of the heat spreader tabs is attached to a respective one of the IC chips, and an opposing second major surface of the heat spreader tabs are exposed to the outside of the molding compound. 17. An antenna device (100, 100') according to claim 16 . 前記ビーム形成ネットワーク及び前記アンテナ要素は、ミリ波周波数の信号を送受信するように構成されている、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)2. Antenna arrangement (100, 100') according to claim 1, wherein the beam forming network and the antenna elements are adapted to transmit and receive signals at millimeter wave frequencies. 前記複数のアンテナ要素は、少なくとも16個のアンテナ要素を含む、請求項1に記載のアンテナ装置(100、100’)Antenna apparatus (100, 100') according to claim 1, wherein said plurality of antenna elements comprises at least 16 antenna elements. アンテナ装置を形成する方法(600)であって、
複数のアンテナ要素を含む第1のサブアセンブリを形成すること(S610)と、
成形材料内にあるビーム形成ネットワークの複数のビーム形成構成要素を封入して、埋め込み構成要素構造を形成すること(S610、700、1000)と、
前記埋め込み構成要素構造上に1つ以上の相互接続層を形成することにより、第2のサブアセンブリを形成すること(S770)と、
前記複数のビーム形成構成要素が前記複数のアンテナ要素に電気接続されるように、前記第1のサブアセンブリを前記第2のサブアセンブリに接着及び電気接続すること(S620)
を含み、
前記複数のビーム形成構成要素の封入は、
接着箔が接着された支持体を提供すること(S710、S1010)と、
前記複数のビーム形成構成要素を前記接着箔の表面上に配置すること(S720)と、
前記接着箔表面上に配置されている間に、未硬化状態の前記成形材料を前記ビーム形成構成要素の周りに適用すること(S730、S1030)と、
前記成形材料を硬化させて、中間構造を形成すること(S730、S1040)と、
前記支持体及び前記接着箔を前記中間構造から除去して、前記埋め込み構成要素構造を形成すること(S740、S1050)と
を含み
前記複数のビーム形成構成要素は、複数の集積回路(IC)チップ(160)と、少なくとも1つの伝送線路部分(180)内に形成された結合器/分割器ネットワークと、前記成形材料の適用前に前記接着箔の前記表面上に各々配置される同軸フィードスルー伝送線路(170)とを備える、方法(600)
A method (600) of forming an antenna device, comprising:
forming a first subassembly including a plurality of antenna elements (S610) ;
encapsulating a plurality of beamforming components of a beamforming network within a molding material to form an embedded component structure (S610, 700, 1000) ;
forming a second subassembly by forming one or more interconnect layers over the embedded component structure (S770) ;
adhering and electrically connecting the first subassembly to the second subassembly such that the plurality of beamforming components are electrically connected to the plurality of antenna elements (S620) ;
Encapsulating the plurality of beam forming components comprises:
providing a support with an adhesive foil attached thereto (S710, S1010);
placing the plurality of beam forming components on a surface of the adhesive foil (S720);
applying (S730, S1030) the molding material in an uncured state around the beam forming component while it is disposed on the adhesive foil surface;
curing the molding material to form an intermediate structure (S730, S1040);
removing the support and the adhesive foil from the intermediate structure to form the embedded component structure (S740, S1050);
contains
The plurality of beamforming components includes a plurality of integrated circuit (IC) chips (160), a combiner/divider network formed in at least one transmission line section (180), and coaxial feedthrough transmission lines ( 170 ) each disposed on said surface of said adhesive foil .
前記第1のサブアセンブリの前記第2のサブアセンブリへの接着及び電気接続は、前記第1のサブアセンブリ及び前記第2のサブアセンブリの各々の上のそれぞれの信号パッド(Ps)と接地パッド(Pg)との間で複数の接地-信号-接地(GSG)はんだ接続(147s、147g)を加熱及び冷却することを含む、請求項20に記載の方法(600)The bonding and electrical connection of the first subassembly to the second subassembly is accomplished by respective signal pads (Ps) and ground pads (Ps) on each of the first and second subassemblies . 21. The method (600) of claim 20 , comprising heating and cooling a plurality of ground-signal-ground (GSG) solder connections (147s, 147g) between Pg) . 前記1つ以上の相互接続層の形成は、前記第1のサブアセンブリ及び前記第2のサブアセンブリが互いに接着及び電気接続されるときに、前記ビーム形成構成要素のうちの少なくともいくつかを前記アンテナ要素のそれぞれ1つに直接的に電気接続するために、前記1つ以上の相互接続層を完全に貫通して複数のビア(Vs)を形成することを含む、請求項20に記載の方法(600)Formation of the one or more interconnect layers enables at least some of the beam forming components to be connected to the antenna when the first subassembly and the second subassembly are bonded and electrically connected together. 21. The method of claim 20 , comprising forming a plurality of vias (Vs) completely through said one or more interconnect layers for direct electrical connection to respective ones of the elements ( 600) . 前記成形材料の硬化後に前記成形材料を通して複数のビアを形成し、引き続き、前記1つ以上の相互接続層を通して前記ICチップの少なくとも1つに接続すること(S760、S1070)を更に含む、請求項20に記載の方法(600)The claim further comprising forming a plurality of vias through the molding compound after curing the molding compound and subsequently connecting to at least one of the IC chips through the one or more interconnect layers (S760, S1070). The method (600) of 20 . 前記ビーム形成構成要素を封入する前に、ヒートスプレッダタブ(1102)を、前記ビーム形成構成要素のうちの少なくともいくつかのそれぞれの主表面に取り付けること(S1020)
を更に含む、請求項20に記載の方法(600)
Attaching heat spreader tabs (1102) to respective major surfaces of at least some of said beam forming components prior to encapsulating said beam forming components (S1020).
21. The method (600) of claim 20 , further comprising:
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