TW480775B - Phased-array antenna - Google Patents

Description

480775 發明說明（i) 技術領域 相位關於使用在微波等之高頻信號發訊收訊之 天線寺、及傳送高頻信號之相位陣列天線。 用天使用在衛星追尾車載天線和衛星搭載 (例如，灸考雪子固放射几件之相㈣列天線係被提案 利特開平;，學會技術報告ΑΡ90-75及曰本專 π符開十1-29030 1號公報等）。 該種相位陣列天線係具有藉 相位，可任意變更波束之方向。乂供電至各放射凡件之 以傲為使其供電之相位變化之一 別具有固定的不同之移相量之複數= :由 數位，相器（以下，簡單地稱數位移相^夕相电=構成之 相電路之切；位陣列天線中，以做為在各移 體元件、及可二體、GaAsFET等之半導 係於該等切換 =^电路驅動零件。因而，其移相器 藉由使傳送路&加2電流或直流電壓予以開/閉， 預定=量;:U納、反射係數等變化，而成為使 由網際網路的j::大軌道衛星通信之領域等中，择 速率之通信變為2體通：之普及等，以高資： 更進而，因為缺乏在低頻頻寬中之頻鱼；j大傳 !貝/原·，所 480775

)以上之高頻頻寬之 以急於實現可適用在Ka頻寬（2〇GHZ 天線。 之 合具，而言神以做為低軌道衛星追尾終端機（地上局 天線，，糸以所謂例如，以下之技術性能 頻率：30 GHz ' 天線增益：36dBi 波束知描範圍：由正面方向以波束仰角5 〇。 為被要求。 為了將此實現在相位陣列天線，所以首先需要開口面 積··約0· 13m2 ( 36 0_x 360_)。再者，為了抑制側瓣 〔Sldeilbe) ’所以需要將放射元件以約1/2波長（在30GHz 為5mm前後）間隔予以配置用以迴避光柵_(grating i〇be) 之產生。 而且’將波束掃描步驟變得愈細，且為了以低抑制隨 著數位移相器量子化誤差之側瓣劣化，最好是使用於各移 相器之移相電路為4位元（最小位元移相器22· 5。）以上。 使用於滿足上述條件之相位陣列天線之合計之放射元 件數及移相電路位元數係成為以下 移相電路元件數：72χ 72=約5000個 移相電路位元數：72χ72 χ4 =約2000位元 之計算式子。 在此’將以如此高增益而$適用於高頻頻寬之相位陣 列天線予以貫現在前述之習知技術之例如圖1 9所示之日本 專利特開平1 - 2 9 0 3 0 1號公報記載之相位陣列天線之場合

480775 五、發明說明（3) 呀，會有所謂如其次之問題點 即，在如該習知之相位陣列天線中， 19所不般形成於驅動電路基板之一個為了成為在如圖 相器内之各個移相電路之構成，所以+西電路來控制各移 路之各個與該驅動電路相連接。因此，:將所有之移相電 係僅需要放射元件數χ移相電路位元:了其連接之配線 述之數值，則在放射元件數^個〆72個數，若適用前 1列分（放射元件72個分）之各移 車^配置中，對 為72 X 4 = 288條。 卩4位凡）之配線數係 於將如該配線予以形成於同一羊面士 做為配線寬度/配線間隔（L/s) = 5〇.之琢曰4，即使 (放射元件72個分）之配缭声pi>5〇/Zm，但1列分 28. 8職。 ）之配^束^度則成為0. 288 = 夭绩前述般，在可適用於頻率3G GHz之相位陣列 J ::雖需要將其放射元件之間隔予以配置在5_前 9 一土習知技術中，如前述般地配線束之寬度即使為 28· 8mm也是過粗而無法以物理來加以配置。 在此，若形成不僅為放射元件所形成之層（放射元件 =板和無供電7L件基板），而且於不同之層形成分配合成 时^移相器，則因為在形成移相器之層係可自由地配置只 有耖相态，所以可解消上述配置之問題。因此，以做成多 層構造，而可實現適周於更高頻頻寬之相位陣列天線。而 ，，於做成多層構造之場合時，因為各層之厚度係只有小 至數_程度，而且因為不會太厚，而可做成更小之面積，

所以於衛星等時特別為有利。 : 使做t上述般，於適用於頻率30 GHZ之場合時，即 如多層構造’放射元件所形成之層也可形成於與 二人x 360mm)為幾乎相等大小之基板。因 多層板來搭载多數之高頻電別是於量產 搭載高頻電路於如該大型之基板之製造設備 如車乂；，則必需製作特別之設備。 因為：i元：搭載於-個基板之場合時， 修上之問顥。 人成為而做整體之交換，則會有在維 列天i發=為了解決如該課題’而可容易地製造相位陣 =天：供在信賴性和維修性上具優越性能之相 發明之概述 包括相位陣列天線之特徵係 號而可切換供雷至；：放；數：” ’形成為基於控制信 置开· 0楚一:該寻放射兀件之岗頻信號之相位之相位 —έ |:基板5以均勻配置該等模組於上面，並對於 應高頻信號。#由如此之構成，例如即使某 ΐ 相位陣列天線整體也不會成為不 gp，¥六# Ό载，、不良之放射元件之模組成為不良。 變為良好。$ 例如其模組’則相位陣列天線不會不良而 k為良好目1若依據該發明，則具備所謂可更容易地 聊775 五、發明說明（5) ”位陣列天線之效果。而且，於故障時，目為 、、:：位執行修理，所以可得到在信賴性和維修性越 性能之相位陣列天線。 一谩越 而且，上述相位陣列天線係放射元件也可與所對麻 ，單元-起形成模組。此時，模組也具有放射元 位早儿形成於不同之層之多層構造。或者，放射元俾也 配置於跨過複數個模組全域之一體構造之層。 將r : ί装ί述相位陣列天線係也可更包括：分配襞置， 土板所供應之高頻信號分配於各相位單元。在 ϊ: 可與所對應之相位單元-起形成於模 之層^μt具有分配裝置與相位單元形成於不同 此；ΐ者，分配裝置也可形成於第-基板。 第基板也可具有多層構造。 置於匕昊i Ϊ相，陣列天線係也可包括：結合裝置，配 而結：…號。以做為結合裝置，可使用結合插槽門 -美柘ί ’ ί上述相位陣列天線中’係也可通過形成於第 =上之相互連接裝置而模組間可相互連接。例如，: 植中夕士 ΐ接裝置，而也可形成突起部於對向於在模 互連接裝置之處，並藉由突起部以鑲合於凹i 而挺組間可相互連接。 ， 而且，在上述相位陣列 備連接領域於其端部，而通 連接領域上而配置之相互連 天線中’係也可將模組做為具 過跨過於鄰接模組間之相向之 接裝置而使得前述模組間可相

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五、發明說明（s) 互連接。於相互連接裝置為 之場合時，鄰接模組間之相板彈簧狀之導電構件所構成 端子分別連接在導電構侔之二t連接領域上所形成之連接 為從分散於絕緣性之膜内:^端。而且，於相互連接裝置 構成，而述鄰接之模組 ★電粒子與壓接於膜之配線所 接端子分別通過導電粒子目^，間領域上所形成之連 而且，在上述相位陵列天：：連接。 如地配置於第一基板。 紇中，楱組也可以可裝卸自 而且’在上述相位陳列 相器，其由傳送形成於第一^線中，相位單元也可包括移 與形成於宾二美叔P二 板上之高頻信號之導波路徑 私姓α、 ‘ 一基板上而可切換導波路萨之璋接邾r々时— 所構成。纟此，於含於前 _ : 4接狀恶之開關 部，可切換導波路秤早兀之開關為具備：可動 置於第-其缸f路仫之連接狀態；並包括：構造體，苴配 、而：基；上，而形成空間於開關之形成領域上部： 組”位單元來供應控制信號。.▲‘反也了對於模 多角5有’模組之形狀係不限於正方形狀，也可為其他之 '所述，若依據該發明，則因為使用複數個模 ;容=，習知之製造設備來加以製造…，因為不 優越性：：維可簡單地做模組交換和處置，所以具有 圖式簡單說明 圖係”、、員示在该發明之實施形態一之相位陣列天線之

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構成之立體圖。 圖2A係顯示於圖！之模組之方 實施形態一中之相位陣列天線之整.爐而圖2B係i員示在 圖3係顯示圖1所示之模組之層=杰之方塊圖。 圖。 s 成之立體圖及剖面 圖4係在實施形態一中之相位陳列，， 圖5係圖2 A所示之相位單元之電路弋線之剖面圖。 圖6係顯示圖5所示之相位控制部_。 圖。 動作之一例之時序 圖7係顯不圖5所示之相位控制部 時序圖。 1 動作之其他例子之 圖8係顯不圖5所不之開關之一構出/ 圖9係顯示實施形態一中之相位陣列』之立體圖。 之狀態之平面圖。 τ列天線之一個晶胞 圖1 ο A係顯示實施形態一中之相位障列天線之構 平面圖，圖10B及圖10C係其剖面圖。 、 圖11A及圖11B係顯示圖10C所示之連接插座之構成之 立體圖。 < 圖1 2 A係在該發明之實施形態二中之相位陣列天線之 模組之方塊圖，圖1 2B係其相位陣列天線之整體構成之方 塊圖，圖1 2 C係其相位陣列天線之剖面圖。 圖1 3A係係在該發明之實施形態三中之相位陣列天線 之模組之方塊圖，圖1 3B係顯示其相仿障列天線之整體構 成之方塊圖，圖1 3C係其相位陣列天線之剖面圖。

2135-3285-PF.ptd 第 11 頁 480775 五、發明說明（8) 圖1 4 A係係在該發明之實施形態四中之相位陣列天線 之模組之平面圖，圖14B及圖14C係顯示其模組之連接方法 之剖面圖。 圖1 5A係係在該發明之實施形態五中之相位陣列天線 之模組之平面圖，圖15B〜圖15D係顯示擴大鄰接之模組 之鄰接部分之平面圖，圖15E〜圖15G係分別對應於15B〜 圖1 5 D之剖面圖，圖1 5 Η係為了說明使用非等向性導電膜之 連接方法之剖面圖。 圖1 6Α係係在該發明之實施形態六中之相位陣列天線 之模組之方塊圖，圖1 6 Β係顯示其相位陣列天線之整體構 成之方塊圖。 圖1 7係實裝在圖1 β Α所示之模組内之驅動單元之方塊 圖。 圖18係圖16A所示之相位單元之電路圖。 圖1 9係顯示習知以來之某相位陣列天線之簡單之構成 之立體圖。 符號說明 11 3a〜相位單元； 1 6〜信號線驅動部； 14〜供電部； I 9〜相位控制部； II 3a〜相位單元； 17A-17D〜移相電路 1 4〜信號線驅動部； 114a〜分配合成部； 17〜控制裝置； 1 5〜分配合成部； 19A-19D〜驅動電路； 1 7〜移相器； ;51 4a〜分配合成部； 1 5〜控制裝置；

2135-3285-PF.ptd 第12頁 480775 五、發明說明（9) 1 3〜掃描線選擇部 11〜供電部； 514a〜分配合成部 1 5〜控制裝置； 612a〜放射元件； 5 14a〜分配合成部 I 2分〜配合成部； II 4a〜分配合成部 223〜控制裝置； 1 2〜分配合成部； 4 4〜相位控制部； 4 3〜位控制部； 1 7〜移相器； ;514a〜分配合成部； 1 2〜分配合成部； •’ 1 4〜信號線驅動部； 1 4〜掃描線選擇部； 611a〜無供電元件； ;11〜供電部； 2 1 5 a〜驅動單元； ;211〜模組； 11〜供電部； 43〜資料分配部； 215a〜驅動單元； 43A-43D〜閃鎖； 17A-i7D〜移相電路。 為了實施發明之最佳形態 以下參考圖式來說明該發明之實施形態。 實施形態一 圖1係為本發明之第一實施形態之相位陣列天線 略圖。以下，雖舉例說明使用相位陣列天線1做為高^相 號之發射天線之場合，但並不限於此，由可逆之理〇而^ 樣之動作原理，也可做為高頻信號之接收天線之使用。 /在該實施形態一中，例如如圖1之所示，相位陣列天 線1係構成為包括：將含有4 X 4個放射元件之多層構造之 =組110於與形成基板（第一基板）之分配層12〇為同一平面 J以配置3 x 3個，而含有1 2 X 1 2個放射元件。

第13頁 480775 五、發明說明（ίο) 其模組110之電路方塊圖顯示於圖2A。藉由分配合成 部（分配裝置）114a可供應高頻信號於各相位單元113&，並 給予每一相位單元11 3a所個別地設定之相位變化量，而由 放射元件11 2 a來放射高頻信號。而且，該模組丨丨〇係可將 ，了設定其相位量之控制信號以格子狀予以配線於各相位 單元11 3 a ’而於其等之信號線之端部則設置與在後述之模 組間、或信號線選擇部、及掃描線選擇部相連接之連接插 腳715。還有，於各放射元件丨丨仏係設置盔供雩元件 111a。 ~ 其次’說明關於相位陣列天線1之構成。圖2B係相位 陣列天線1之方塊圖。由供電部丨丨所供電之高頻信號係由 分配合成部1 2來供應各模組丨丨〇。而且，於模組丨丨〇之周圍 係形成可配置於控制信號線之端部之連接插腳7丨5，將各 模組間之控制信號線彼此藉由連接裝置2丨予以導通連接。 以同樣之裝置，將配置於相位陣列天線1之端部之模 組連接於產生控制信號之掃描線選擇部i 3、信號線驅動部 14 ^觸發信號Trg，之信號線端子。如此一來，對於配置於 各核組内之特定之相位單元11 3a，以在後述之控制裝置而 可給予任意之相位量。 其次’敘述關於模組11〇之構成。圖3係以模式顯示模 組110之層構成。首先，無供電元件層1;11係由配置預定數 目之無供電元件1 1 la之感電體板11 lb所構成。同樣地，放 射70件層1 1 2係由配置預定數目之放射元件1 1 2a之感電體 板11 2b所構成。而且，相位控制層11 3係由配置形成為後

第14頁 480775 五、發明說明（11) 述之微波電路之移相電路之相位單元113&之感電體板（第 二基板）11 3b所構成。而且，分配合成層丨i 4係由以可對於 其等各相位單元11 3 a予以供電而構成之分配合成部11 4 a所 構成。 而且，於感電體板11 2 b之裡面係形成結合插槽2 〇 1 a所 形成之結合插槽層2 0 1，而以可與對應於相位控制層11 3上 之各相位單元113a之放射元件112a相結合來加以構成。 而且，於相位控制層11 3與分配合成層丨丨4之間係配置 名。合插槽2 0 2 a所形成於感電體板2 〇 2 b上之結合插槽層 2 0 2 b，而以可於相位控制層11 3上之各相位單元11 3 a上結 合來自分配合成層11 4之高頻信號來加以構成。 因而，模組11 0係如圖4之剖面圖之所示，以預定之間 隔來配置可供應高頻信號於各模組之分配層丨2 〇上。在其 分配層120中，配合各模組110之配置位置而形成結合插槽 121，以通過微導波片線路（高頻信號線路）122和未圖示之 線路而供電至各模組11 〇來加以構成。而且，其等各模組 係以使用螺絲釘等之固定裝置來固定於分配層i 2〇上。 還有’各層之層積順序係未必限於圖4所示之形態， 依據電氣的•機械的要求之條件，而被削除或追加，即使 於層積順序一部分改變之場合時，本發明係也為有效。 其-入’就明關於貫裝在模組1 1 〇内之相位單元1 1 3 a之 構成。圖5係顯示相位單元113&之電路構成之方塊圖。 各放射元件11 2a係分別設置移相器丨7及控制此之相位 控制部18。還有，在以下，係整合設置於每一放射元件

第15頁 480775 五、發明說明（12) 11 2a之移相器1 7、連接於該移相器丨7之導片線路之·一部 及相位控制部1 8而稱為相位單元丨丨3a。 以下，說明關於被設置於其每一放射元件11 2a之相位 ^ 113a。還有，在此，舉例說明從具有分別不同之移相 里〜四個移相電路1 7A〜1 7D來構成移相器丨7之場合。 各私相電路1 7A〜1 係從分配合成部1 2被連接於使$ =號傳送至放射元件112a之導片線路（導波路徑）24吏。' 始=於各移相電路17A〜17D係分別設置開關17S。藉由切 換該開關17S内之各開關’而成為如 之供電移相量。 』分日頂疋 制^ ί控制該等各移相€路1?[ 17D之肖關17S之相位择 希/係從設置於每一移相電路nA〜nD之驅動電路一 、車接以構成。於其各驅動電路19A〜19D係設置以卓聯 兩個問鎖191、192。在其等之中，閃鎖191係將連 ίκ之信號線Xil、Xi2之位準予以閃鎖在連接於輸入 191之二trf jl、心之上升時序。而且，閃鎖192係將閃鎖 Γ井邊/ 閃鎖在連接於輸入⑽之觸發信號加，之 =邊緣，並予以輸出於分別對應輸_之移相電路之開 線X WH對少於_個相位控制部18而設置兩條信號 31 上 線Yjl、Yj2，並個別地設定纖 ::唉/:::二驅動電路19A〜19D。，在信號線Χπ及掃 工，，，包—之動作，在信號線xi2及掃描線Yu控制移

2135-3285-PF.ptd 480775 五、發明說明（13) =電之路=之動作’在信號線Xi2及掃描線U制移相電路 以斜Γ於"^相示當其等相位控制部之動作之時序圖，並顯示 於私相電路17A之驅動電路19a做為例子。圖2” ^唬線驅勁部14係以做為施加於信號之驅動广觫％ 繞Γ1 ί 動電路19A之信號’也流動著連結於信號 線Xil之其他驅動雷路、g主 踗刚知m 為 相位控制部18之驅動電 =和其他相位控制部18之驅動電路之信號。因此，， 號線Xu係經常變化著。 "" 一伙H因為掃描線選擇部13係於週期τι之間依順序 rr二::、土 #擇掃描線m〜Yn2，所以於掃描線γη加上 脈衝，係於週期T1之間僅一次而已（在圖6中為tl)。 1淮在? i掃描線電壓Yn，為於週期71之時刻u變化成高 At :之场5牿，信號線電壓χη ’返回低位準，之後則其狀 保持。因而，在其後之時刻t2，於觸發信號加，變化 、间位準％，閂鎖1 9 i之輸出Q係以成為可從閂鎖1 9 2之輸 出:以輸出，而觸發信號Trg，返回低位準，之後則保持其 狀態。 藉由該等，移相電路17A之開關17S係從t2之瞬間至 T4(其/欠加上觸發信號。^之瞬間）止維持於⑽狀態，則於 其間係於傳送導片線路24之高頻信號給予+ 22· 5。之供電 相位。 之位 在其後之週期Τ2中，係在時刻t3信號線電壓χ 、 、 —J L· U Iry ^ ^ /%. Aj I ·<— Ί 準為被保持於閂鎖1 9 1，而在時刻t 4則被保持於閂鎖J 9 2

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令於^^你如® 7之所7^ ’也可經常先將觸發信號Trg’維 ΐ=:ν、二？時係閃鎖191…輸出Q立刻被轉送 主閂鎖1 92而被輸出至開關丨7S。

如此而來，ϋ由依順序切換開關i 7S :關1時間之放射束之瞬斷，而可確保經常“避定伴:動 鎖192之輸出電壓或電流為驅動開襲並 1十刀之％ σ日守，係也可設置電壓放大器 閂鎖192之輸出侧。 u，、m於 由以ίί拔$明關於開關173之構成例。圖8所示之開關係 由以微小接點部（可動部）64來短路/開路導片線路（導波路 徑）62、63之微波機器開關來構成。形成厚度i 程度之 導片線路62、63係具有些微間隙而形成於基板（第二1板） 61上。而且，於其間隙之上部係形成為2 " m程度之一微"小 點部64為對於導片線路62、63而可以自如地接觸和脫離般 由支持構件6 5加以指示。 在此，微小接點部64之下面與導片線路62、63之上面 之距離係約4 /zm程度，以基板61之上面為基準之導體64之 上面之高度，即微波機器開關整體之高度係7 # ^程度。 一方面，於基板61上之導片線路62、63之間隙^導體 之電極66形成為〇· 2 程度，而該電極66之高度（厚度） 係比導片線路6 2、6 3之高度（厚度）還低（薄）。

480775 五、發明說明（15) 以下說明關於其開關之動作 驅動電路19A〜19D之例如1〇〜1〇〇v 於施加正的輸出電壓於電極6 6之 之表面產生靜電荷，同時於所對 藉由靜電誘導出現負電荷，並藉 片、線路62、63側。 曰 此時’因為導體64之長度比 長、’所以導體64為可接觸於導片 果為，例如傳送至導片線路62來 導片線路63。 而且，於對電極66之輸出電 日守，引力消失而藉由支持構件6 5 來所間離之位置，而導片線路62 路° 。於電極6 6係個別地供應 程度之輸出電壓。在此， 場合時，係藉此於電極6 6 抗之微小接點部64之表面 由兩者間之引力拉近至導 導片線路62、63之間隙更 線路6 2、6 3之兩方。該結 之高頻信號成為可傳送向 壓之施加被停止之場合 使微小接點部6 4歸回至原 與導片線路63之間被開 還有 微小接點 使為與其 於微小接 電路之輸 而且 片線路62 膜於導電 在此 分，所以 ’在以上 部6 4，而 等相反也 點部6 4通 出電壓， ，導體64 、63做電 構件之下 ，因為微 於如相位 之說明 對於電 可。即 過由導 也可得 係至少 阻性的 面之導 波機器 陣列天 極6 6施加 ，以不給 體形成之 到與上述 下面為以 接觸者， 片線路6 2 開關係微 線般設置 輸出電 予電壓 支持構 為同樣 導體所 也可為 、63來 小接點 相位控 以不給予電壓至 壓之場合，但即 至電極66，而對 件6 5來施加驅動 之作用。 形成，可為與導 與形成絕緣體薄 結合容量者。 部6 4為可動部 制層3 5於多層基

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板内之場合時 般之空間。 也需要設置微小接 點部64為可自由·地可 動 控制層11 3上之合：：4目位；元n 3 a予以實裝在相位 般，不同之線路長之微導货/始該相位單元113&係如前述 在複”開關302b予以切換般加：(構導成皮路 X之周！自置來自信號線選擇部(未圖示;义、 l，來自掃描線選擇部（未圖 控制裝置（未圖示）之觸發 m線W來自 線Vdrv。 嘴七n線Μ '及開關之驅動電源 署川因9而’十藉由連接其等信號線之驅動電路（#制f 置）302c，來驅動開關302b。而且 ^裝 係微導波片線路302a為以從結合導破線之内側 至結合導細之下部位置為止來加上部位置連接 切換在開關302b，而將所要導波路，其等為可 所要之值。 守，反心间頻電波之相位偏移至 而且’予以配置甴導電體材料 劃3’並設置空間於開關難所：==】(構造 墊片313來確保開關3〇2b之可動*門，门 ' 域上。耩由其 片線路3 0 2 a之高頻為以不影響及Y層來確H導雜皮微導波 來使用圖【圖⑽加以說明。層^上之裝置， ϋ c之所示，分配層

480775 五、發明說明（17) 120係形成微導波片線路122於一面，並於其反對面係於預 定之處予以形成··安裝模組110之接地面724 ;及可結合高 頻信號之結合導片121。而且，予以配置：配線723a，可 連接模組11 0之控制信號線所連接之連接插腳（突起 部）715 ,及凹部，於其配線723a之兩端形成可埋入連接插 座723所構成預定位置之分配層12〇之基板内。 而且，如圖10B之所示，於模組11〇係實裝連接各控制 信號線於其裡面之連接插腳7 1 5。 如圖10C之所示，以將其等連接插腳715埋入連接插座 723，而各模組11〇係固定至基板12〇上。而且，各模組之 控制信號線係可以通過配線723a來以電氣地相互連接。 在此，連接插座723係例如如圖丨1A之所示，也可以形 成一邊保持彈簧801a於一方為開放之直方體之導電構件y 801之一侧面而構成。一邊保持彈簧㈣“係使導電構件8〇ι 之二側面之一部分變形至内側’而可以加上熱處理而具 彈簧特性加以形成。因而，若於該連接插座723予以壓入 從模組突出來之連接插腳715來加以鑲合，則插座之&箬 部分藉由自身之彈簧力成為壓接於連接插腳側面之狀離 而得到可以電氣相連接之狀態。 ^ TO且 ， ^^〜所不，於一方為開放之圓筒 狀之導電構件802之開放部形成割開部分8〇仏，並 =部分802a變形於内側，而也可以以加上熱處理使具/有^彈 只特性來加以構成。而假若於使用該連接插座723之場人 %，也可由割開部分側予以壓入從模組11〇突出來之心

480775 五、發明說明（18) 插腳71 5加以鑲合，則割開部分藉由自身之彈簧力成為壓 接於連接插腳7 1 5側面之狀態，而可得到以電氣相連接之 狀態。 如以上之所顯示，若依據該實施形態一，則配置4 X 4 個位相單元於一個模組，並以3 X 3均勻地配置該模組而做 成一個構造。該結果為，以比較如習知技術般，以一次予 以配置1 2 X 1 2之晶胞而以一體構造來製造相位陣列天線之 場合’該實施形態一之相位陣列天線係成為安定而可予以 製造。 例如，在上述之場合時，首先，若收集9個無缺陷之 模組’則可製造幾乎為良品水準之相位陣列天線。 以下說明其所依據之理由。 如習知技術般，於欲以一次予以配置1 2 X 1 2個放射元 件之場合時，即使由一個放射元件所形成之相位單元為不 良也可，定其相位陣列天線成為不良。其場合時，即使一 個相位單元之之不良發生率Si %，而做為相位陳列天波 之不良發生率係成為（1 — 〇· 991 44)χ 1〇〇 % Μ 5 %那 麼大。 · ρ發=之模組之場合時’即使做為模組，其不 良發生:係 k 為（1 - ο. 991 6)x 1 00 % 15 ;度==天線之整體之不良發生率成為大約 以使用良品之模組，所以可灼、 因為可僅 造品質。 所以了均勾地做出相位陣列天線之製

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而且，藉甴使用連接插腳和連接插座，而可安定地將 各模組與基板予以機械的、及電氣的連接。因此，可易於 執行各模組之裝卸。 實施形態二 但是，在上述之模組中，雖於一個放射元件將必要之 4分全部具備於一個模組内，但並不限於此。 例如，如圖12A ~圖12(：之所示，在分配層12〇和設置 於其上部之分配合成層514予以執行所有之高頻信號之分 配合成，也可從模組來消除信號分配功能。該場合時，分 配合成層5 1 4係以一體構造加以構成，而各模組5丨〇係由： 無供電兀件層11 i ;放射元件層丨丨2 ;及相位控制層丨丨3所

構成。還有，各層之功能係與上述實施形態一為相同，所 以省略其說明C 若以比較構成一個晶胞之無供電元件、放射元件、相 位單元’及因而可從其等來供電給晶胞之分配合成層之分 別在製造過程中之不良發生狀態，則以微細之元件予以集 合之相位單元為更容易發生不良。 、因此’藉由配置其移相電路之相位控制層將上面部分 ^為模組構成，也可得到與上述實施形態一為同樣之效 / Μ而且’以做為該實施形態二之構成，比較前述之實施 t恶一’权組之合成分配層為不要，變成為更薄而可得到 小型化。 實施形態三 其次，說明關於該發明之實施形態三。

480775 五、發明説明（20) 如在上述實施形態二所訪明私 ； 一 以、、 、 T w兄明叙’並不需要於一個放射 元件所形成之晶胞裡將必要之邮公入如„ 戈< 4刀全部具備於一個模組 内。 例如，如圖1 3 A〜圖1 3 (:之辦+ , K所不，也可以一體構造來構 成··分配合成層514，為構成執扞所六^ &把稱=木= 成之分配合成部（分配裝置）5 i 4 從 _、"广 y3i4a，無供電元件層611，為 :=f /斤有放射元件之無供電元件部611“及放射元 件層612 ’為形成對應於所有放射元件之放射元件部 JUi合時’模組610係僅從設置於多層基板之内層 之相位控制層1 1 3來構成。 如上述般，因為以微細 e ^ ^ ^ , 傲'、田之疋件所集合之相位單元更容 易發生不良，所以若將形虑知y — ,^ ^ t仏成相位早兀之相位控制層613做 成板組構成，則得到與上诚给^ _ Ah b、上A貝她形態一、二為幾乎相同之 夕文果為可能。而且，也且右以μ ^ t + ., 也/、有以間略化模組之構造而可小型 化之效果。 一 且供Γ有’在以上之說明巾’係為了簡素化而以3 x 3配置 :锖4 X 4個放射元件之模組11〇而以12 χ 12個放射元件之 ，立陣列天線來加以說明。然、而，勿庸贅言地，本發明之 =大小和模組個數係並不限於其等，例如，在72χ⑴固 件之相位陣列天線中，係也可以6χ6個具備ΐ2χΐ2 個放射元件之模組，而構成封、 也， 丨再取私大尺寸之相位陣列天線。 貝方也形態四 施形態四。 ，各模組間之連接雖係 以下，說明關於該發明之實 在上述貫施形態一〜三由' 可

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五、發明說明（21) 使用配置模組之基板上所形成之配線，但在該實施形維四 中係如其次所說明般，可以使用橫方向板彈簧來進行模組 間之連接。 更詳細加以說明，首先，如圖1 4A之所示，先準備達 接領域9 1 0 a於模組9 1 0之四邊。而且，於其連接領域9丨〇 & 以預定數形成必要之端子901來連接。因而，例如，在連 接領域9 10a之相鄰之兩邊，連接各端子9〇ι而形成板彈箬 9 02。該板彈簧902係具備導電性及彈簧性，而一端被連接 固定於端子901，而以可偏在於比他端所連接著之端子9〇1 表面之延長面為更下面加以形成。 以如以上般地構成個模組9丨〇，而可如其次之所示來 構成相位陣列天線。 、 =圖14B之所示，以已被固定於分配層（第一基板）92〇 上之杈組910之板彈簧9〇2所尚未形成之邊、與板彈簧9〇2 所形成之邊為可相對向般地來配置模組9丨〇。該結果為， ^圖14C之所示’已被固定住之模組91〇之板彈菁^2所尚 μ ^ 、f邊之端子901為藉由新的配置成之模組91 ^之以相 ^向配置之端子9()1、與板彈簧9G2而成為以電氣連接之狀 _上般，从將谷模組910配置於成為基板之分配層 離四，，二 910間係被連接。此時，若依據該實施形 :接之西ί Ϊ刀配層9 2 〇上係也可以不形&為了各模組間之 連接之配線而成為良好。 實施形態五

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以下’說明關於該發明之實施形態五。 · 在該實施形態五中，係如其次所說明般。以使用非等 向性導電膜來連接各模組間。 首先，如圖15A之所示，於各模組1〇1〇係先準備連接 領域1010a ’而形成連接端子1〇〇1於其連接領域1〇1〇&。因 而’將各模組1 〇 1 〇以配置於預定之處而分別做成相鄰接之 狀態。該結果為’ 一擴大相鄰接而配置之模組丨〇丨〇之鄰接 部分，則如圖1 5B平面圖及圖丨5E之剖面圖之所示，相鄰接 之模組1 0 1 0之連接端子1 〇 〇 1成為近設之狀態。 其次’如圖15C平面圖及圖i5f之剖面圖之所示，於其 連接端子1001上，予以配置非等向性導電膜1 0 02。該非等 向性導電膜1 0 0 2之配置係跨過模組丨〇丨〇之一邊連接領域 1010a所形成之所有連接端子1〇〇1而配置。 其次如圖15D平面圖及圖15G之剖面圖之所示，跨過相 鄰接之模組1 0 1 0間之非等向性導電膜1 〇 〇 2上而配置可連接 對應之連接端子1 〇〇1間之配線1〇〇3所形成之樹脂膜丨〇〇4。 因而’加壓在由樹脂膜1〇〇4之預定處上予以加熱之狀 態中’將相鄰接之模組1〇1〇間所對應之連接端子1001間， 以通過非等向性導電膜丨〇〇2與配置於其上之配線丨〇〇3而做 成為連接之狀態。 更詳細說明該狀態，則如圖1 5 Η之所示，非等向性導 電膜1 0 0 2係金屬粒子和以披覆金屬之樹脂粒子等之導電性 粒子1 0 0 2a為被分散於絕緣膜1〇〇2b中。在初期之狀態中， 因為導電性粒子1002a為於絕緣膜100 2b中中各自以不接觸

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導電膜Π02之表面和冑面係成為 而分散著，所以非等向性 被絕緣之狀態。 因而，如圖1 5G之所示，單單地僅以配置非 ，？1 002 ’連接端子1001與對應之配線1〇〇3成為 氣相連接之狀態。在此，配線1〇〇3以可接近連接 般地加以壓力，則於被夾於其等之領域將會壓壞非等 導電膜1 002。因而，若配線1〇〇3與連接端子1〇〇ι之間隔^ 2粒子1 002A之直徑為更+，則於其等之 個 導電粒子1 002a被炎住之狀態。該結果為，爽住非等向Z 導電膜1 002之配線1〇03與連接端子1〇〇2係通過正夾住著之 導電粒子1 0 02a而成為以電氣相連接之狀態。 如以上所述般，在該實施形態五中，以將各模組1 〇 1 〇 以利甩非等向性導電膜丨002在連接領域1〇1〇a上而可相互 連接。該結果為，即使在該實施形態五，於配置各模組之 基板上係不需要形成為了各模組間之連接之配線。 實施形態六 但是，在上述實施形態一〜五中，雖係將驅動開關 之驅動電路予以實裝於相位單元内，但也可以將驅動電路 予以實裝於相位單元内而構成模組。圖丨6A係在該實施形 態六中之模組2 1 0之方塊圖。該模組2丨〇係藉由分配合成部 11 4a供應高頻信號於各相位單元21 3a，並給予個別地設定 母 相位早元213a之移相變化量，而由放射元件ii2a予以 放射高頻信號。而且，該模組2 1 〇係予以實裝後述之驅動 單元215a，藉由以供應可動作内藏於各移相器之開關之驅

2135-3285-PFvptd 第27頁 480775 五、發明說明（24) -------- 動信號之配線，而可分別以個別地連接驅動單元和各移相 器。 其次，關於在該實施形態六中之相位陳列天線2〇〇之 構成，以使用圖16B來加以說明。在該相位陣列天線2〇〇， 由給電部11所供應之高頻信號係由分配合成部丨2來供應至 各模組210。而且，於實裝在模組21〇内之驅動單元215=， 係予以配線··控制信號線，供應可設定相位單元2丨仏之移 相1之控制乜號，及觸發信號線，供應觸發信號了^^，而 以電氣連接模組2 1 0和控制裝置2 2 3。 其次，關於實裝在模組2 1 〇内之驅動單元之構成，使 用圖U來加以說明。圖17之所示，各驅動單元215a係分別 由：資料分配部41 ;及例如q個相位控制部42，設置於每 一移相器1 7所構成。而且，於驅動單元丨2係以串列輸入^ 個分之放射元件11 2 a。資料分配部4 1係將含於控制信號 11 1之q個放射元件11 2 a之移相量予以分配於分別連接於其 移相器1 7之q個相位控制部4 2。因此，對於各相位控制部 42係設定所對應之放射元件11 2a之移相量。 口 一方面，如圖16A之所示，控制裝置223係將觸發信號 Tgr輸出於各驅動單元215a。該觸發信號Tgr係如圖17之所 示，輸入於各驅動單元215a之各相位控制部42。還有，觸 發信號Tgr係決定將設定於各相位控制部42之移相量予以 輸出於各自移相器1 7之時序。因此，對於各相位控制部4 2 於設定移相量之後，藉由輸出來自控制裝置223之其觸發 信號Tgr，以可一齊更新對各放射元件15之供電移相量，

2135-3285-PF.ptd 第28頁 480775 五、發明說明（25) 並可瞬時地變更放射束放射方向。 其次，以參考圖18來說明設置於每一放射元件H2a之 相位早元21 3 a、及驅動單元2 1 5 a之相位控制部4 2。在此係

從具有22· 5。 、45。 、90。 、180。之四個移相電路17A 〜1 7D即從移相器17來加以構成。各移相電路丨7A〜171)係從 分配合成部1 2來連接於使傳送高頻信號至放射元件n 2a之 導片線路（導波路徑）1 6。特別是，於各移相電路1 7 A〜 1 7D係分別設置開關1 7S。藉由切換該開關1 7S内之各開 ’而成為給丁後述之各自預定之供電移相量。 個別地控制該等各移相電路17A〜17D之開關17s之相位 控制部42係從設置於每一移相電路17A〜17D之閂鎖43A〜 431)加以構成。驅動單元12之資料分配部41係藉由對於構 成相位控制部42之各閃鎖43A〜43D分別來輸出控制信號41A 〜41D，而給予放射元件15之移相量至相位控制部“。因 而’於各問鎖43A〜43D之輸入端子I)係分別輸入控制传 41A〜41D。 。 〜 而且，於各閃鎖43Α〜43D之輸入端子以£係輪入 制裝置223所輸出之觸發信號Trg。各閃鎖43A〜43D係將各1 自控制信號41A〜41D在觸發信號Trg之上升或下降邊緣予以 閃鎖’而將輸出Q予以輸出至分別所對應於之 ''命丄 17Α〜17D之開關l7S。 移相电路 根據此時所閂鎖之控制信號41 Α〜41 D之狀態，杰、知— 各移相電路17八〜171)之開關178之01^/(^卩。 "^ ^ ^ 所以，予以設定移相電路17A〜17D各自之移相旦，

2135^3285^PF.ptd ，775 發明說明（26) =因，設定移相器17整體之移相量，所以給予預定之供電 相里至可傳送於導片線路1 6之高頻信號。 還有’觸發信號Trg係經常藉由先維持高仇準（或低位 ^ 也可依順序切換開關丨7S。該場合時，因為以町不必 同時來切換而一部一部予以切換移相器丨7，所以玎迴避放 f束之瞬斷。而且，即使於閂鎖43 A〜43D之輸出電壓或電 =所·邊動開關1 7 S並不十分之場合時，也可設置電壓放大 器或電流放大器於閃鎖43A〜43D之輸出側。 產業上之利用可能性 之相位陣列天線係為以高增益而可適用於 頻見之天線，特別是即使是於使周在衛星通信頁 車載天線和衛星搭載罔天線等也為有同。 可土I尾

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Claims (1)

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   六、申請專利範圍 1 · 一種相位陣列天線，其特徵在於包括 複數個放射元件； 複數個模組，形成為基於控制信號而切換供 放射元件之高頻信號之相位之相位單元；及、八“别，l 第一基板，以均勻配置該等模組於上面， 模組來供應前述高頻信號。 、於别述 2 ·如申請專利範圍第1項所述之相位陣列天線，其 中，前述放射元件係與所對應之前述相位單元一起形成於 3·如申請專利範圍第2項所述之相位陣列天線，其 中，前述模組係具有前述放射元件及前述相位單元形成於 不同之層之多層構造。 4 ·如申请專利範圍第1項所述之相位陣列天線，茛 中，前述放射元件係配置於跨過前述複數個模組全部之一 體構造的層。 —σ 5·如申請專利範圍第丨項所述之相位陣列天線，其 中，更包括：分配裝置，將從前述第一基板所供應之高頻 信號分配於前述各相位單元。 6·如申請專利範圍第5項所述之相位陣列天線，其 中’前述分配裝置係與所對應之前述相位單元一起形成於 前述模組。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之相位陣列天線，其 中，前述模組係具有前述分配装置及前述相位單元形成於 不同之層之多層構造。

   1 刊 U775 1 刊 U775 六、申請專利範圍 如申請專利範圍宾5话β 4 轿祕Α 一 Μ 一 · ‘員所述之相位陣列天線 中 前述分配裝置係形成所述之相位陣： 中 9·如申請專利範圍宾8了/第-基板。 前迷第-基板係具有多員二么之相位陣列天線，其 ι〇.如申請專利範圍第i ^ 。 ，包括：结合穿置，、r处之相位陣列天線，其 線路與前过、掇4配置於前述第一基板内之高頻作浐 中，二迷結合裝置係為插項槽所述之相位㈣^ 中’通過 專第1項所述之相位陣列天線，其 接前逑模組間。；引一基板上之相互連接裝置而相互連 中，^前如Λ請Λ利範圍第12項所述之相位陣列天線，1 於别述相互連接裝置形成凹部； 束- 突起：對向於在前述模組中之前述相互連接裝置之處形成 互^由前述突起部鑲合於前述凹部，而使前述模組間相 中，1上Λ申請專利範圍第1項所述之相位陣列天線，1 』迷模組係於其端部具備連接領域； 〃 置之=過跨過於鄰接模組間之相向之前述連接領域上所配 相互連接裝置，而使得前述模組間相互連接。 - =.、如申請專利範圍第14項所述之相位陣列天線，其 則述相互連接裝置係由板彈簧狀之導電構件所構成，

   48U775 六、申請專利範圍 而前述鄰接模組間之 端子分別連接在前向之前述連接領域上所形成之連接 κ如申請專利 電構件之兩端。 中，前述相互連接梦園>第14項所述之相位陣列天線，其 子與壓接於前述獏^係由分散於絕緣性之膜内之導電粒 前述鄰接之模組5線所構成； 端子分別通過前述導二f相向之連間領域上所形成之連接 1 7.如申於皋刹粒子及前述配線而連接。 中’前述模組係以可耗壯圍第1項所述之相位陣列天線，其 18.如申請專利ρ衣阁卸自如地配置於前述第—基板。 中，前述前述相位單''第1項所选之相位陣列天線，其 基板上之前述高頻；;移相器’其由傳送形成於第二 上而切換前述導波路徑與形成於前述第二基板 19如由^V皮路禮之連接狀態之開關所構成。 中，含於前^ ]範圍第18項所述之相位陣列天線，豆 單元之開關係具備切換前述導波路徑之 並包括構造體，其视置於前述第二篡 間於前述開關之形成領域上部。〜板上’而形成空 中，=.、十如楚申請專利範圍第1項所述之相位陣列天線，1 控制=基板係對於前述模組之相位單元來供應前述