WO2019116648A1 - バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末 - Google Patents

バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末 Download PDF

Info

Publication number
WO2019116648A1
WO2019116648A1 PCT/JP2018/032973 JP2018032973W WO2019116648A1 WO 2019116648 A1 WO2019116648 A1 WO 2019116648A1 JP 2018032973 W JP2018032973 W JP 2018032973W WO 2019116648 A1 WO2019116648 A1 WO 2019116648A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
butler matrix
hybrid coupler
circuit
array antenna
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/032973
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸也 盛田
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 filed Critical ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority to KR1020207015499A priority Critical patent/KR20200088355A/ko
Priority to JP2019558904A priority patent/JP7078644B2/ja
Priority to US16/769,589 priority patent/US11374318B2/en
Priority to CN201880078536.1A priority patent/CN111433972B/zh
Priority to EP18888427.4A priority patent/EP3726644B1/en
Publication of WO2019116648A1 publication Critical patent/WO2019116648A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0025—Modular arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/004—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two or four symmetrical beams for Janus application
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/40—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with phasing matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Definitions

  • the present disclosure relates to Butler matrix circuits, phased array antennas, front end modules, and wireless communication terminals.
  • the phased array antenna mainly used so far in the base station is used as a portable terminal. It is considered to apply.
  • the phased array antenna using the matrix circuit currently disclosed by following patent document 1 and the said circuit can be mentioned.
  • phased array antenna mounted on the portable terminal In order to secure the portability of a portable terminal, it is required to reduce its volume and power consumption. Therefore, for the phased array antenna mounted on the portable terminal, in addition to having symmetrical radiation characteristics, it is required to reduce its volume and power consumption.
  • a new and improved Butler matrix circuit, a phased array antenna, a front end module, and the like which can further reduce the volume and power consumption and obtain symmetrical radiation characteristics.
  • a wireless communication terminal We propose a wireless communication terminal.
  • a first 90 ° hybrid coupler connected to four processing circuit side terminals, four antenna side terminals, and first and second processing circuit side terminals, and third and fourth ones. Connection to the second 90 ° hybrid coupler connected to the processing circuit side terminal, the third 90 ° hybrid coupler connected to the first and third antenna side terminals, and connection to the second and fourth antenna side terminals A fourth 90 ° hybrid coupler, a first 90 ° delay circuit provided between the first 90 ° hybrid coupler and the third 90 ° hybrid coupler, and the first 90 ° And a second 90 ° delay circuit provided between the fourth coupler and the fourth 90 ° hybrid coupler, wherein the second 90 ° hybrid coupler includes the third and fourth 90 ° hybrids. Coupler Are directly connected, Butler matrix circuitry is provided.
  • the Butler matrix circuit includes one or more Butler matrix circuits and an array antenna including a plurality of antennas, and each Butler matrix circuit includes four processing circuit side terminals and four antenna side terminals.
  • a first 90 ° hybrid coupler connected to the first and second processing circuit terminals, a second 90 ° hybrid coupler connected to the third and fourth processing circuit terminals, and And a third 90 ° hybrid coupler connected to the third antenna side terminal, a fourth 90 ° hybrid coupler connected to the second and fourth antenna side terminals, and the first 90 ° hybrid coupler
  • a second 90 ° delay circuit provided between the first and second 90 ° hybrid couplers, and the second 90 ° hybrid coupler is directly connected to the third and fourth 90 ° hybrid couplers;
  • a phased array antenna is provided, wherein the antenna is connected to each of the first to fourth antenna terminals of
  • the Butler matrix circuit includes a Butler matrix circuit, an array antenna including a plurality of antennas, and a processing circuit including a switch circuit, and the Butler matrix circuit includes four processing circuit side terminals.
  • a first 90 ° hybrid coupler connected to the four antenna terminals, the first and second processing circuit terminals, and a second 90 connected to the third and fourth processing circuit terminals.
  • Front end modules are provided.
  • a wireless communication terminal equipped with the Butler matrix circuit.
  • a Butler matrix circuit As described above, according to the present disclosure, a Butler matrix circuit, a phased array antenna, a front end module, and a wireless communication capable of achieving smaller volume and power consumption and achieving symmetrical radiation characteristics. It is possible to provide a terminal.
  • FIG. 2 is a block diagram of a 90 ° hybrid coupler 102. It is an explanatory view explaining an example of a phase of a signal outputted to each output port of Butler matrix circuit 100 concerning the embodiment. It is explanatory drawing explaining an example of the phase of the signal output to the phased array antenna 200 to which the Butler matrix circuit 100 which concerns on the embodiment is applied. In the phased array antenna 200 which concerns on the embodiment, it is a simulation result of the radiation characteristic at the time of an input signal being input into input port A2 and A3.
  • phased array antenna 200 which concerns on the same embodiment, it is a simulation result of a radiation characteristic when an input signal is input into input port A1 and A4. It is an explanatory view for explaining a simulation result of radiation characteristics. It is a simulation result of the radiation characteristic on the circumference of direction of phi in phased array antenna 650 concerning a comparative example. It is a simulation result of the radiation characteristic on the circumference of direction of phi in phased array antenna 200 concerning the embodiment. It is an explanatory view for explaining comparison of a simulation result of radiation characteristics with phased array antenna 200 of the embodiment, and phased array antenna 650 concerning a comparative example.
  • FIG. 7 is a layout view showing a configuration example of a first layer 502 of a front end module 500 according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a layout view showing a configuration example of a second layer 504 of the front end module 500 according to the same embodiment.
  • FIG. 18 is a layout view showing a configuration example of a third layer 506 of the front end module 500 according to the same embodiment. It is a sectional view showing an example of composition of front end module 500 concerning the embodiment. It is explanatory drawing for demonstrating the electric power feeding method to the patch antenna 508 by the via
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a server 700. It is a block diagram which shows the 1st example of a rough structure of eNB800. It is a block diagram which shows the 2nd example of a rough structure of eNB830. FIG. 16 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a smartphone 900.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a car navigation device 920.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system 7000. It is an explanatory view showing an example of an installation position of an outside information detection unit 7420 and an imaging unit 7410.
  • a plurality of components having substantially the same or similar functional configurations may be distinguished by attaching different numerals after the same reference numerals. However, when it is not necessary to distinguish each of a plurality of components having substantially the same or similar functional configuration, only the same reference numeral is given. Also, similar components in different embodiments may be distinguished by attaching different alphabets after the same reference numerals. However, when it is not necessary to distinguish each of similar components in particular, only the same reference numeral is attached.
  • the representation of the shape of the electrode or the like on the stack constituting the module does not mean only the geometrically defined shape, but an acceptable degree for securing the characteristics of the antenna or the like. Also includes the case where there is a difference between the two, and a shape similar to the shape.
  • connection means to electrically connect a plurality of elements unless otherwise noted. Furthermore, “connection” in the following description includes not only the case of connecting a plurality of elements directly and electrically but also the case of connecting indirectly through other elements.
  • phased array antenna> As described above, in the fifth generation mobile communication system, it is planned to use a millimeter wave band signal having a frequency of about several tens of GHz in order to significantly improve the transmission rate.
  • the millimeter wave band signal is highly rectilinear (and therefore directional) and has a large spatial attenuation, so that it is a phased array mainly used in base stations to obtain the required antenna gain. It is considered to apply an antenna to a portable terminal.
  • the phased array antenna has a plurality of antennas, and the directivity of the phased array antenna can be changed by controlling the phase difference between the respective antennas. Therefore, with the phased array antenna, even in the millimeter wave band signal with large spatial attenuation, the signal can be efficiently captured from a specific direction and can be efficiently radiated in a specific direction. Therefore, the required antenna gain can be secured.
  • phase shifter phase shifter
  • a phase shifter consisting of a circuit and a control device, which controls the phase by switching delay lines and capacitors
  • the phase shift circuit which is one of the components of the phased array antenna. It is.
  • phase shifter phase shifter
  • the portable terminal is required to reduce its volume and power consumption in order to secure its portability, so it is preferable to use a phased array antenna mounted on the portable terminal.
  • a phased array antenna mounted on the portable terminal.
  • it is also required to reduce the volume and power consumption. Therefore, in such a situation, it is not preferable that the circuit scale of the block related to the phased array antenna be increased.
  • a Butler matrix circuit is a circuit that can output a signal with a phase difference of a predetermined interval to a plurality of output ports by switching the port on the input side, and functions of both the divider and the phase shifter Is a circuit that also has
  • the said Butler matrix circuit is a passive circuit, and can implement
  • FIG. 23 is a block diagram of a Butler matrix circuit 600 according to a comparative example.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining an example of the phase of a signal output to each output port of the Butler matrix circuit 600 according to the comparative example, and
  • FIG. 25 applies the Butler matrix circuit 600 according to the comparative example. It is an explanatory view explaining an example of a phase of a signal outputted to a phased array antenna 650.
  • the comparative example means the Butler matrix circuit 600 which the present inventor has been diligently studying until the embodiment according to the present disclosure is created.
  • the Butler matrix circuit 600 includes four input ports A1 to A4, four output ports B1 to B4, four 90 ° hybrid couplers 102a to 102d, and two 45 ° delay circuits 602a and 602b.
  • a 90 ° hybrid coupler 102a, a 45 ° delay circuit 602a, and a 90 ° hybrid coupler 102b are provided between the input port A1 and the output port B1.
  • a 90 ° hybrid coupler 102a and a 90 ° hybrid coupler 102d are provided.
  • a 90 ° hybrid coupler 102c and a 90 ° hybrid coupler 102b are provided between the input port A3 and the output port B3.
  • a 90 ° hybrid coupler 102c, a 45 ° delay circuit 602b, and a 90 ° hybrid coupler 102d are provided between the input port A4 and the output port B4.
  • the two 45 ° delay circuits 602a and 602b are circuits that delay the phase of the input signal by 45 °.
  • the 90 ° hybrid couplers 102a to 102d have two input ports and two output ports.
  • the signals input to one input port are equally distributed to the two output ports (ie, the power of the output signal at each output port is It will be 1/2 the power).
  • the output signal at one output port is output 90 ° out of phase with the input signal.
  • the output signal at the other output port is output 90 ° out of phase with the output signal at one output port.
  • the phases of the signals output to the output ports B1 to B4 have values as shown in FIG. Specifically, when an input signal is input to the input port A1 of the Butler matrix circuit 600, the phase of the output signal output from each of the output ports B1 to B4 is 45 °, 90 °, 135 °, It will be 180 degrees.
  • the phases of the output signals output from the output ports B1 to B4 are 135 °, 0 °, -135 °, -270 °, and the like. Become. That is, as can be seen from FIG.
  • the phase differences between the output signals simultaneously output from the output ports B1 to B4 are equal. Furthermore, in the Butler matrix circuit 600 according to the comparative example, four output signals having phase differences of ⁇ 45 ° and ⁇ 135 ° corresponding to the input ports A1 to A4 to which the input signal is input are output ports. It will be output from B1 to B4.
  • the Butler matrix circuit 600 according to the comparative example shifts the phases of the output signals of the output ports B1 to B4 at equal intervals, so that it is effective for a phased array antenna having antennas arranged in one row. It is.
  • the Butler matrix circuit 600 according to the comparative example is applied to a phased array antenna 650 having a plurality of antennas arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, such as 2 rows and 2 columns, symmetrical radiation characteristics can be obtained. It turned out that it might not be possible.
  • a case is considered where a Butler matrix circuit 600 according to the comparative example is applied to a phased array antenna 650 in which four antennas 202a to 202d are arranged in two rows and two columns as shown on the left side of FIG.
  • the antenna 202a located at the upper left is connected to the output port B1 of the Butler matrix circuit 600
  • the antenna 202b located at the upper right is an output port B2.
  • the antenna 202c located at the lower left is connected to the output port B3
  • the antenna 202d located at the lower right is connected to the output port B4.
  • the phases of the signals output to the respective antennas 202a to 202d have values as shown in FIG. Specifically, when a signal is input to the input port A1 of the Butler matrix circuit 600, as shown second from the left in FIG.
  • the output signals output from 202 d are 45 °, 90 °, 135 °, and 180 °.
  • the output from each of the upper left, upper right, lower left, and lower right antennas 202a to 202d is output.
  • the output signal to be output is 135 °, 0 °, -135 °, -270 °.
  • phased array antenna 650 in which four antennas 202a to 202d are arranged in two rows and two columns, row directions and column directions in the four antennas 202a to 202d.
  • the phase changes together, and the phase difference between the adjacent antennas 202 changes to 45 ° and 135 °.
  • the radiation angle of the phased array antenna 650 is simultaneously changed in the horizontal axis direction and the vertical axis direction by switching the input ports A1 to A4 to which the input signal is input. Become.
  • the radiation characteristics which can be covered by the phased array antenna 650 are not uniform due to the switching of the input ports A1 to A4, that is, the regions become asymmetric and the radiation characteristics become weak. It can not be avoided.
  • the details of the radiation characteristic according to the comparative example will be described later together with the comparison with the radiation characteristic of the embodiment of the present disclosure.
  • the inventor can make the volume and power consumption of the blocks related to the phased array antenna smaller based on the above-mentioned examination, and the phased array antenna can obtain symmetrical radiation characteristics.
  • the details of the Butler matrix circuit according to the embodiment of the present disclosure created by the inventor will be sequentially described.
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically illustrating a configuration example of a front end block 300 according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the front end block 300 is mounted on a portable terminal (not shown) or the like, receives a signal and outputs the signal to an internal processing circuit (not shown), or transmits a signal from the processing circuit to the outside. can do.
  • the front end block 300 includes a Butler matrix circuit 100 described later, a phased array antenna 200 including a plurality of antennas 202, and a switch (switch circuit) 302a for switching signal paths,
  • a filter 302 has filters 302a and 304b for removing noise signals, an LNA (Low Noise Amplifier) (processing circuit) 306, and a PA (Power Amplifier) 308 (processing circuit).
  • the front end block 300 according to the present embodiment may not include all the elements shown in FIG. 1, and at least the Butler matrix circuit 100 and the phased array antenna 200 may be included. The details of the Butler matrix circuit 100 and the phased array antenna 200 included in the front end block 300 will be described later.
  • switch 302 a is connected to the input port of Butler matrix circuit 100.
  • the switch 302a is a switch for switching the input port of the Butler matrix circuit 100.
  • the switch 302a is, for example, a single pole four throw (SP4T) switch, and can switch the directivity (beam direction) of the phased array antenna 200.
  • the switch 302 b connected to the switch 302 a is a switch for switching input and output signals, and is formed of, for example, a single pole, two throw (SPDT) switch.
  • the signal received by the phased array antenna 200 passes through the Butler matrix circuit 100, the switch 302a, the switch 302b, and the filter 304a, and is amplified by the LNA 306 connected to the filter 304a. Furthermore, the amplified signal is processed by a processing circuit unit (not shown) inside the portable terminal.
  • a signal output from a processing circuit unit (not shown) inside the portable terminal is amplified by the PA 308, passes through the filter 304b, the switch 302b, the switch 302a and the Butler matrix circuit 100, and the phased array antenna 200 Emitted from Furthermore, the emitted signal will be received at a base station (not shown).
  • the Butler matrix circuit 100 can be configured from a transmission line as described later, the transmission loss is smaller than when using components such as a phase shifter (phase shifter). Therefore, in the phased array antenna 200 using the Butler matrix circuit 100, a high power signal can be effectively output from the phased array antenna 200, and a high power signal can be transmitted to the processing circuit unit. . As a result, even if the above-mentioned LNA 306 and PA 308 have low characteristics, they can be used and can be used, and the cost of these parts is expected to decrease, which in turn causes the cost of manufacturing the front end block 300 The increase can be suppressed.
  • FIG. 2 is a block diagram of the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of the 90 ° hybrid coupler 102.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an example of the phase of a signal output to each output port of the Butler matrix circuit 100 according to the embodiment.
  • the Butler matrix circuit 100 includes four input ports (processing circuit side terminals) A1 to A4, four output ports (antenna side terminals) B1 to B4, and four.
  • the 90 ° hybrid coupler 102a (first 90 ° hybrid coupler) is connected to the input ports A1 and A2 (first and second processing circuit side terminals), 90 ° The hybrid coupler 102c (second 90 ° hybrid coupler) is connected to the input ports A3 and A4 (third and fourth processing circuit terminals), and the 90 ° hybrid coupler 102b (third 90 ° hybrid coupler) is , 90.degree. Hybrid coupler 102d (fourth 90.degree. Hybrid coupler) connected to output ports B1 and B3 (first and third antenna side terminals), and output ports B.sub.2 and B.sub.4 (second and fourth antennas). Connected to the side terminal).
  • a 90 ° delay circuit 104a (first 90 ° delay circuit) is provided between the 90 ° hybrid coupler 102a and the 90 ° hybrid coupler 102b, and the 90 ° hybrid coupler
  • a 90 ° delay circuit 104 b (second 90 ° delay circuit) is provided between the 102 a and the 90 ° hybrid coupler 102 d.
  • a 180 ° delay circuit 106a (first 180 ° delay circuit) is provided between the 90 ° hybrid coupler 102b and the output port B3, and the 90 ° hybrid coupler 102d.
  • a 180 ° delay circuit 106 b (second 180 ° delay circuit) is provided between the output port B 4 and the output port B 4.
  • the 90 ° hybrid coupler 102c is directly connected to the 90 ° hybrid coupler 102b and the 90 ° hybrid coupler 102d.
  • a 180 ° delay circuit 106a is provided between the 90 ° hybrid coupler 102b and the output port B3, and a 180 ° delay circuit is provided between the 90 ° hybrid coupler 102d and the output port B4.
  • the present invention is not limited to the provision of the delay circuit 106b.
  • the 180 ° delay circuit 106b may not be provided.
  • the 90 ° hybrid coupler 102b and the output port B3 instead of between the 90 ° hybrid coupler 102b and the output port B3 and between the 90 ° hybrid coupler 102d and the output port B4, the 90 ° hybrid coupler 102b and the output port B1 It is also possible to provide 180 ° delay circuits 106a and 106b between the 90 ° hybrid coupler 102d and the output port B2, respectively.
  • the two 90 ° delay circuits 104a and 104b are circuits that delay the phase of the input signal input by 90 °.
  • the two 180 ° delay circuits 106 a and 106 b are circuits that delay the phase of the input signal input by 180 °.
  • the delay circuits 104a, 104b, 106a, 106b may be, for example, electronic components, or may be transmission lines having a predetermined length (electrical length).
  • the 90 ° hybrid coupler 102 has four ports P1 to P4 and transmission lines 110a and 110b having impedance Z 0 (for example, impedance Z 0 is 50 ⁇ ), and impedance Z 0. And transmission lines 112a and 112b having ⁇ 2.
  • the ports P1 to P4 and the transmission lines 110a, 110b, 112a and 112b are disposed and connected in a symmetrical relationship as shown in FIG.
  • the electrical lengths of the transmission lines 110a, 110b, 112a and 112b are set to ⁇ / 4 (note that the wavelength of the signal transmitted by the transmission lines 110a, 110b, 112a and 112b is ⁇ ).
  • the phases of the signals output to the output ports B1 to B4 have values as shown in FIG. Specifically, when a signal is input to the input port A1 of the Butler matrix circuit 100, the phases of the output signals output from the output ports B1 to B4 are 90 °, 180 °, 0 °, 90 It becomes °. When a signal is input to the input port A2 of the Butler matrix circuit 100, the phases of the output signals output from the output ports B1 to B4 are 180 °, 90 °, 90 °, 0 °. .
  • the Butler matrix circuit 100 is a combination of two in-phase signals and signals having a phase difference of + 90 ° and ⁇ 90 ° with respect to the signals. The result is different from that of the Butler matrix circuit 600 according to the comparative example described above.
  • the Butler matrix circuit 100 is a passive circuit, and realizes a phase shift circuit of the phased array antenna 200 described later by combining it with a switch that switches the input ports A1 to A4. can do. Therefore, in the present embodiment, by using the Butler matrix circuit 100 described above, since the configuration can be simple, it is possible to miniaturize the block of the phased array antenna 200 and to reduce the consumption.
  • the Butler matrix circuit 100 since the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment can be configured from a transmission line as described later, the transmission loss is smaller than in the case of using a component such as a phase shifter. Therefore, in the phased array antenna 200 using the Butler matrix circuit 100, it is possible not only to suppress an increase in manufacturing cost but also to effectively increase the signal output of the phased array antenna 200 by not using components. it can.
  • ports to which input signals are input are input ports A1 to A4, and ports to which output signals are output are output ports B1 to B4.
  • the present embodiment is limited to this. It is not something to be done. Therefore, in the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment, input signals may be input to the output ports B1 to B4, and output signals may be output from the input ports A1 to A4.
  • the input ports A1 to A4 are disposed and connected to the processing circuit side, and the output ports B1 to B4 are disposed on the phased array antenna 200 side. Can be said to be a connected port.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of the phase of a signal output to the phased array antenna 200 to which the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment is applied.
  • the phased array antenna 200 is, for example, a phased array antenna in which four antennas 202a to 202d are arranged in two rows and two columns as shown on the left side of FIG. Specifically, in the phased array antenna 200, as shown on the left side of FIG. 5, the antenna 202a located at the upper left is connected to the output port B1 of the Butler matrix circuit 100, and the antenna 202b located at the upper right is output The antenna 202c connected to the port B2 and located at the lower left is connected to the output port B3, and the antenna 202d located at the lower right is connected to the output port B4.
  • the phase of the signal outputted to each antenna becomes a value as shown in FIG.
  • the upper left, upper right, lower left, and lower right antennas 202a are arranged.
  • the phases of the output signals output from ⁇ 202 d are 90 °, 180 °, 0 °, and 90 °.
  • the output from each of the upper left, upper right, lower left, and lower right antennas 202a to 202d is output.
  • the phase of the output signal to be output is 180 °, 90 °, 90 °, 0 °.
  • the input ports A1 to A4 may be open or connected to the ground potential.
  • the phase of the output signal output from each of the antennas 202a to 202d is 90 ° sequentially, regardless of which input port A1 to A4 the input signal is input to. Shift one by one.
  • the directions (represented by arrows in the figure) having the phase relationship shifted by 180 ° are indicated by the upper right, the upper left, and the lower right each time the input ports A1 to A4 for inputting the input signal are switched. , Will be switched to the lower left four directions. Therefore, the phased array antenna 200 according to the present embodiment can have directivity in four directions symmetrical to each other.
  • FIG. 6 shows simulation results of radiation characteristics when an input signal is input to the input ports A2 and A3 in the phased array antenna 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a simulation result of radiation characteristics when an input signal is input to the input ports A1 and A4 in the phased array antenna 200 according to the present embodiment. 6 and 7, the positions of the antennas 202a to 202d in the phased array antenna 200, the connection relationship between the antennas 202a to 202d and the output ports B1 to B4, and simulation results of radiation characteristics.
  • the range of 90 ° to -90 ° in is schematically shown.
  • the arc shaped arrow indicating the range of 90 ° to -90 ° in the simulation result of the radiation characteristic of each figure corresponds to the arc shaped arrow shown on the lower side of the corresponding figure.
  • radiation patterns when input signals of a predetermined frequency are input to the input port A2 and the input port A3 are the antenna 202d and the antenna 202a, respectively. It has a peak in the direction of the diagonal connecting.
  • the radiation patterns when input signals of a predetermined frequency are input to the input port A1 and the input port A4 are respectively the antenna 202c and the antenna It has a peak in the direction of the diagonal line connecting with 202b.
  • phased array antenna 200 when an input signal is input to each of the input ports A1 to A4, a peak is provided in the diagonal direction of the substrate plane of the phased array antenna 200. It is possible to obtain mutually symmetrical radiation characteristics.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a simulation result of radiation characteristics.
  • the lower side of FIG. 8 schematically shows the connection between the antennas 202a to 202d and the output ports B1 to B4 in the phased array antenna 200.
  • FIG. 9 is a simulation result of the radiation characteristic on the circumference in the ⁇ direction in the phased array antenna 650 according to the comparative example.
  • FIG. 10 is a simulation result of radiation characteristics on the circumference in the ⁇ direction in the phased array antenna 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory view for explaining comparison of simulation results of radiation characteristics of the phased array antenna 200 of the present embodiment and the phased array antenna 650 according to the comparative example.
  • ⁇ 30 °
  • the phased array antenna 200 according to the present embodiment differs from the phased array antenna 650 according to the comparative example in the directions (angles) of the peaks of the radiation characteristics, so the directions of the peaks are matched to overlap the results of the respective radiation characteristics. What is shown is FIG. In FIG. 11, the result of the comparative example is indicated by a solid line, and the result of the present embodiment is indicated by a broken line. As can be seen from FIG. 11, in the phased array antenna 200 according to the present embodiment, the radiation characteristics when the input signal is input to the input port A2 and the input port A3 are improved as compared with the comparative example.
  • the Butler matrix circuit 100 by using the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment, it is possible to further reduce the volume and the power consumption of the block related to the phased array antenna 200, and to be symmetrical. It is possible to obtain radiation characteristics.
  • FIG. 12 is a layout diagram showing a configuration example of the first layer 502 of the front end module 500 according to the present embodiment
  • FIG. 13 is a configuration of the second layer 504 of the front end module 500 according to the present embodiment
  • FIG. 14 is a layout diagram showing an example
  • FIG. 14 is a layout diagram showing a configuration example of the third layer 506 of the front end module 500 according to the present embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of the front end module 500 according to the present embodiment.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a method of supplying power to the patch antenna 508 by the via 510 according to this embodiment.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a method of supplying power to the patch antenna 508 by the slot 532 according to the present embodiment.
  • each of the layers 502, 504, and 506 includes an array antenna including a plurality of patch antennas (antennas) 508 as described later, a processing including the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment, and a switch circuit and the like. A circuit is provided.
  • the layers 502, 504, and 506 are formed of a printed (PCB) substrate in which a wiring or the like is formed on a resin substrate, a ceramic substrate, a silicon substrate, or a glass substrate.
  • PCB printed
  • the area of the substrate and the volume of the module can be reduced by using a high dielectric substrate for the front end module 500 according to the present embodiment.
  • a substrate having a relative dielectric constant of 7 to 9 can be used.
  • a silicon substrate or a glass substrate has heat resistance and high hardness, it is possible to process a wiring or the like by applying a semiconductor manufacturing process technology. Therefore, by using a silicon substrate or a glass substrate for the front end module 500 according to the present embodiment, it is possible to process finer transmission lines and the like with high accuracy.
  • patch antennas 508a to 508d consisting of four square electrodes are arranged in two rows and two columns on the first layer 502 consisting of a square substrate.
  • the patch antennas 508a to 508d have the same shape and the same size, and are arranged so as to be point symmetrical with respect to the center of the first layer 502.
  • Each of the patch antennas 508a to 508d has vias 510a to 510d connected to the output ports B1 to B4 of the Butler matrix circuit 100 provided in the second layer 504 described later.
  • the patch antenna 508a first antenna
  • the patch antenna 508 c second antenna
  • the patch antenna 508b third antenna
  • the patch antenna 508 d fourth antenna
  • the arranged patch antenna 508 d is connected to the output port B 4 (fourth antenna side terminal) of the Butler matrix circuit 100.
  • vias 510a to 510d are provided such that two patch antennas 508a to 508d arranged in the same row have a positional relationship in which they are mutually inverted by 180 °.
  • the two patch antennas 508a to 508d arranged in the same row have shapes inverted by 180 ° from each other.
  • the vias 510a of the patch antenna 508a arranged in the first row and the first column and the vias 510c of the patch antenna 508c arranged in the second row and the first column are in an inverted relationship with each other by 180 °. It is placed in position.
  • the via 510b of the patch antenna 508b arranged in the first row and the second column and the via 510d of the patch antenna 508d arranged in the second row and the second column are arranged at positions inverted by 180 ° with each other. It is done.
  • the transmission lines to the vias 510a to 510d in the Butler matrix circuit 100 function as the 180 ° delay circuits 106a and 106d of the Butler matrix circuit 100.
  • the present invention is not limited to providing the vias 510a to 510d as shown in FIG. 12.
  • two patch antennas 508a to 508d arranged in the same row are mutually inverted by 180.degree.
  • Vias 510a to 510d may be provided so as to be in a positional relationship.
  • the vias 510a to 510d may be provided at the same position in all the patch antennas 508a to 508d. In the latter case, in the Butler matrix circuit 100 provided in the second layer 504 described later, elements functioning as 180 ° delay circuits 106 a and 106 d may be provided.
  • a Butler matrix circuit 100 consisting of a transmission line without crossover is provided on the second layer 504 consisting of a square substrate. ing.
  • the line width of the transmission line can be changed according to the wavelength (frequency) of the signal to be used and the dielectric constant of the substrate to be used, but it is, for example, about several hundred ⁇ m.
  • the 90 ° hybrid coupler 102 b and the 90 ° hybrid coupler 102 d are disposed so as to be laterally symmetrical and vertically symmetrical with respect to the center of the second layer 504, and
  • the transmission lines from these 90 ° hybrid couplers 102 b and 102 d to the output ports B 1 to B 4 are also arranged symmetrically with respect to the center of the second layer 504.
  • the 90 ° hybrid coupler 102a and the 90 ° hybrid coupler 102c are arranged to be symmetrical with respect to the center of the second layer 504, but are arranged to be vertically symmetrical. It has not been.
  • the 90 ° delay circuits 104a and 104b can be formed by the difference in the length of the transmission line.
  • the Butler matrix circuit 100 can be configured by a transmission line provided on one layer 504, a circuit with a smaller scale than in the case where four phase shifters (parts) are provided.
  • the second layer 504 can be made approximately the same size (area) as the first layer 502 provided with the patch antennas 508a to 508d described above.
  • the Butler matrix circuit 100 can be formed by a transmission line without crossover on one layer 504, the thickness of the layers constituting the Butler matrix circuit 100 is increased.
  • the Butler matrix circuit 100 is easy to design because it is mainly composed of symmetrical transmission lines, and it is also easy to make the area of the second layer 504 smaller because it has a high degree of freedom in design. It becomes.
  • the Butler matrix circuit 100 according to the present embodiment can be configured from a transmission line, the transmission loss is smaller as compared with the case of using a component such as a phase shifter. Therefore, according to the present embodiment, by not using components, an increase in manufacturing cost can be suppressed, and the signal output of the phased array antenna 200 can be effectively increased.
  • switches 302 a and 302 b, filters 304 a and 304 b, and LNA 306 are provided on the third layer 506 which is a square substrate, like the first layer 502.
  • a PA 308 is provided.
  • the switches 302a and 302b, the filters 304a and 304b, the LNA 306, and the PA 308 are components such as a semiconductor circuit, and the components are electrically connected by wires 512 or the like. Further, the wire 512 is electrically connected to the terminal 518 provided on the outer peripheral portion by the electrode pad 514 and the wiring 516 provided on the third layer 506.
  • the front end module 500 includes a substrate 520 (first substrate), a substrate 528 (second substrate), and a substrate 530. Further, in the substrate 520, the first layer 502 is provided on the front surface (second surface), and the second layer 504 is provided on the back surface (first surface).
  • the patch antenna 808 provided in the first layer 502 and the output ports B1 to B4 provided in the second layer 504 are vias 510 penetrating the substrate 520. Are electrically connected. Further, the input ports A1 to A4 provided in the second layer 504 and the terminals 518 provided in the third layer 506 are electrically connected by vias 522. Furthermore, the terminal 518 provided in the third layer 506 and the substrate 530 provided at the lowermost of the front end module 500 are electrically connected by the via 524 and the bump 526 penetrating the substrate 528.
  • Such a front end module 500 is formed by forming the bumps 526 and the like after wire bonding is performed on the respective substrates 520 and 528, and the respective substrates 520, 528 and 530 are stacked.
  • the slot 532 is provided with a feed pad 538 having an opening 536 facing a predetermined area of the wiring 516 provided in the second layer 504, and a feed pad 534 provided facing the opening 536. And. By electromagnetic coupling between a predetermined region of the wire 516 and the feed pad 534, power can be supplied to the patch antenna 508.
  • any of the above-described power supply methods can be applied.
  • the feeding method using the slot 532 can perform impedance matching in a wide band as compared with the feeding method using the via 510, in the present embodiment, the mismatch of the impedance matching is avoided and the manufacturing process In order to reduce the power consumption, it is preferable to use the slot 532 power supply method.
  • Butler matrix circuit 100 can be realized in a transmission line without crossover on one layer 502, the thickness of the layers constituting Butler matrix circuit 100 is The thickness of the front end module 500 including the Butler matrix circuit 100 can be reduced without becoming thick.
  • Butler matrix circuit 100 is formed of symmetrical transmission lines, it is easy to design and has a high degree of freedom in design, so the area of second layer 504 in which Butler matrix circuit 100 is provided It is easy to make it smaller.
  • FIG. 18 is a block diagram of the Butler matrix circuit 100a according to the present embodiment
  • FIG. 19 illustrates an example of the phase of a signal output to the phased array antenna 200a to which the Butler matrix circuit 100a according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 18 is a block diagram of the Butler matrix circuit 100a according to the present embodiment
  • FIG. 19 illustrates an example of the phase of a signal output to the phased array antenna 200a to which the Butler matrix circuit 100a according to the present embodiment is applied.
  • the Butler matrix circuit 100a includes two Butler matrix circuits 100-1 and 100-2 according to the first embodiment, and four input ports C1 to C4. It has eight output ports B1 to B8.
  • the input ports C1 to C4 are respectively connected to the splitters 114a to 114d, and the splitters 114a to 114d are connected to the Butler matrix circuits 100-1 and 100-2, respectively.
  • the signal is equally distributed to the input ports A1 to A4 having the same code.
  • 180 ° delay circuits 116a to 116d are provided between the distributors 114a to 114d and the input ports A1 to A4 of one Butler matrix circuit 100-2.
  • the Butler matrix circuits 100-1 and 100-2 to which the distributed signals are input are connected to eight output ports B1 to B8.
  • 180 ° delay circuits 116a to 116d are provided between the distributors 114a to 114d and the input ports A1 to A4 of one Butler matrix circuit 100-2, respectively.
  • the Butler matrix circuit 100a according to the embodiment is not limited to this.
  • the 180 ° delay circuits 116a to 116d may be arranged between one Butler matrix circuit 100-2 and the output ports B5 to B8. That is, a 180 ° delay circuit is provided between the 90 ° hybrid coupler 102b of one Butler matrix circuit 100-2 and the output port B5, and the 90 ° hybrid coupler 102d and output port of one Butler matrix circuit 100-2.
  • a delay circuit of 180 ° may be provided between B6 and B6.
  • the 180 ° delay circuit 106a provided between the 90 ° hybrid coupler 102b of one Butler matrix circuit 100-2 and the output port B7 is not disposed, and the 90 ° hybrid of one Butler matrix circuit 100-2
  • the 180 ° delay circuit 106b provided between the coupler 102d and the output port B8 is also not disposed.
  • the Butler matrix circuit 100a is applied to a phased array antenna 200a in which eight antennas are arranged in two rows and four columns as shown in the upper part of FIG.
  • the antenna 202a located in the first row and the first column is connected to the output port B1 of the Butler matrix circuit 100a, and the first row and the second column
  • the antenna 202b located is connected to the output port B2 of the Butler matrix circuit 100a.
  • the antenna 202c located in the second row and the first column is connected to the output port B3 of the Butler matrix circuit 100a, and the antenna 202d located in the second row and the second column is connected to the output port B4 of the Butler matrix circuit 100a.
  • the antenna 202e located in the first row and third column is connected to the output port B5, and the antenna 202f located in the first row and fourth column is connected to the output port B6. Furthermore, the antenna 202g located in the second row and the third column is connected to the output port B7, and the antenna 202h located in the second row and the fourth column is connected to the output port B8. That is, in the phased array antenna 200a according to the present embodiment, two phased array antennas 200 according to the first embodiment are arranged side by side so that signals having a phase difference of 180 ° are input. Placement.
  • phased array antenna 200a the phases of the signals output to the respective antennas 202a to 202d have values as shown in the lower part of FIG. Specifically, when a signal is input to the input port C1 of the Butler matrix circuit 100a, the first row, the first column, the first row, the second column, as shown on the left side of the second row in FIG.
  • phase of the output signal to be output is 90 °, 180 °, 270 °, 360 °, 0 °, 90 °, 180 °, 270 °.
  • the third row, the first row, the fourth row, the second row, the first row, the second row, the second row, the second row, the third row, and the second row, the fourth row are output from the respective antennas 202a to 202h
  • the phase of the output signal is 180 °, 90 °, 0 °, -90 °, 90 °, 0 °, -90 °, -180 °.
  • the phase of the output signal output from each of the antennas 202a to 202h is such that two 1-row 4-column antennas whose phases are shifted by 90 ° are arranged in two rows with a 90 ° phase difference. Become. Thereby, in the present embodiment, it is possible to obtain a phased array antenna 200a that switches to directivity in the four directions of upper right, upper left, lower right, and lower left.
  • the respective antennas 202a to 202h are arranged in 2 rows and 4 columns, but the present invention is not limited to this, and the phased array antenna 200a according to the present embodiment is 4 It may be composed of antennas 202a to 202h arranged in two rows.
  • FIG. 20 is a block diagram of a Butler matrix circuit 100b according to the present embodiment
  • FIG. 21 illustrates an example of the phase of a signal output to a phased array antenna 200b to which the Butler matrix circuit 100b according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 20 is a block diagram of a Butler matrix circuit 100b according to the present embodiment
  • FIG. 21 illustrates an example of the phase of a signal output to a phased array antenna 200b to which the Butler matrix circuit 100b according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 21 illustrates an example of the phase of a signal output to a phased array antenna 200b to which the Butler matrix circuit 100b according to the present embodiment is applied.
  • the Butler matrix circuit 100b includes two Butler matrix circuits 100a according to the third embodiment, and four input ports D1 to D4 (first to fourth terminals And 16 output ports B1 to B16.
  • the input ports D1 to D4 are respectively connected to the distributors 118a to 118d, and the distributors 118a to 118d are input ports C1 to C1 having the same reference numerals of the Butler matrix circuits 100a. Distribute the signal equally to C4.
  • each Butler matrix circuit 100a to which the distributed signal is input is connected to 16 output ports B1 to B16. That is, the Butler matrix circuit 100b according to the present embodiment includes four Butler matrix circuits 100 according to the first embodiment.
  • the Butler matrix circuit 100b is applied to a phased array antenna 200b in which 16 antennas are arranged in 4 rows and 4 columns as shown in the upper part of FIG.
  • the antenna 202h located in the second row and the fourth column from the antenna 202a located in the first row and the first column is the same as the third embodiment.
  • the output ports B1 to B8 (antenna side terminals) of the Butler matrix circuit 100b are connected to the output ports B1 to B8 (antenna side terminals) of the Butler matrix circuit 100b.
  • the antenna 202i located in the third row and the third column is connected to the output port B9 of the Butler matrix circuit 100b, and the antenna 202h located in the third row and the fourth column is connected to the output port B10 of the Butler matrix circuit 100b,
  • the antenna 202k located in the fourth row and the third column is connected to the output port B11, and the antenna 202m located in the fourth row and the fourth column is connected to the output port B12.
  • the antenna 202n located in the third row and the first column is connected to the output port B13
  • the antenna 202p located in the third row and the second column is connected to the output port B14
  • the antenna 202q located in the fourth row and the first column is an output
  • An antenna 202r connected to the port B15 and located in the fourth row and the second column is connected to the output port B16. That is, the phased array antenna 200b according to the present embodiment has an arrangement in which two phased array antennas 200a in two rows and four columns according to the third embodiment are vertically arranged.
  • the positional relationship (shape) of the antenna 202 and the antenna 202 as a pair with each other is 180 ° opposite to each other, so that each Butler matrix circuit 100 is obtained.
  • the 180 ° delay circuits 106a and 106d may be configured. That is, also in the present embodiment, the antennas 202 arranged in the even rows of each column may have a shape obtained by inverting the antennas 202 arranged in the odd rows of the same column by 180 °. In the present embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the antennas 202 arranged in the even columns of each row have a shape obtained by inverting the antennas 202 arranged in the odd columns of the same row by 180 °. You may do so.
  • phased array antenna 200b the phases of the signals output to the respective antennas 202a to 202r have values as shown on the right side of FIG. That is, in the present embodiment, the phase of the output signal output from each of the antennas 202a to 202r is such that the 1 row and 4 columns of antennas whose phases are shifted by 90 ° are aligned by 4 lines with a phase difference of 90 °. Become. As a result, it is possible to obtain a phased array antenna 200b which switches to directivity in the four directions of upper right, upper left, lower right, and lower left.
  • the Butler matrix circuit 100 even in the phased array antenna 200b including 16 antennas 202 arranged in 4 rows and 4 columns, the volume of the block related to the phased array antenna 200b and Power consumption can be further reduced. Furthermore, according to the Butler matrix circuit 100, even in the phased array antenna 200b consisting of 16 antennas 202 arranged in 4 rows and 4 columns, as in the first embodiment, symmetrical radiation characteristics can be obtained. it can.
  • the phased array antenna 200 is configured by arranging a large number of antennas 202 as in the third and fourth embodiments described above, the shape of the radio wave beam radiated from the phased array antenna 200 is sharpened, and the phased array antenna 200 is formed.
  • the directivity of the antenna 200 is enhanced. Therefore, in the technology of the present disclosure, it is preferable to select the number and the arrangement of the antennas 202 so as to obtain desired directivity.
  • the technology of the present disclosure is required to reduce the volume and the power consumption, a smartphone, a tablet, a wearable terminal, It can be installed in various wireless communication terminals such as a notebook PC (Personal Computer), a mobile router, an in-vehicle wireless module (for example, a car navigation system), a robot, a drone, and an IC (Integrated Circuit) -TAG. That is, the technology according to the present disclosure is applicable to various wireless communication terminals. In such a case, the signal handled by the wireless communication terminal is not limited to the above millimeter waves.
  • various application examples of the present embodiment will be described.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to wireless communication units such as a control entity, a base station, and a terminal.
  • the control entity may be implemented as a tower server, a rack server, or any type of server such as a blade server.
  • the control entity may also be a control module mounted on a server (e.g. an integrated circuit module consisting of one die, or a card or blade inserted in a slot of a blade server).
  • the base station may be realized as any type of eNB (evolved Node B) such as a macro eNB or a small eNB.
  • the small eNB may be an eNB that covers a cell smaller than a macro cell, such as a pico eNB, a micro eNB, or a home (femto) eNB.
  • the base station may be implemented as another type of base station such as a Node B or a BTS (Base Transceiver Station).
  • the base station may include a main body (also referred to as a base station apparatus) that controls wireless communication, and one or more RRHs (Remote Radio HEADs) disposed at a location different from the main body.
  • RRHs Remote Radio HEADs
  • various types of terminals described later may operate as a base station by temporarily or semi-permanently executing the base station function.
  • the terminal device may be a smartphone, a tablet PC (Personal Computer), a notebook PC, a portable game terminal, a mobile terminal such as a mobile / dongle type mobile router or a digital camera, or an on-vehicle terminal such as a car navigation device. May be realized as Also, the terminal device may be realized as a terminal (also referred to as a machine type communication (MTC) terminal) that performs M2M (Machine To Machine) communication. Furthermore, the terminal device may be a wireless communication module (for example, an integrated circuit module configured with one die) mounted on these terminals.
  • MTC machine type communication
  • M2M Machine To Machine
  • FIG. 25 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a server 700 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the server 700 includes a processor 701, a memory 702, a storage 703, a network interface 704, and a bus 706.
  • the processor 701 may be, for example, a central processing unit (CPU) or a digital signal processor (DSP), and controls various functions of the server 700.
  • the memory 702 includes a random access memory (RAM) and a read only memory (ROM), and stores programs and data to be executed by the processor 701.
  • the storage 703 may include a storage medium such as a semiconductor memory or a hard disk.
  • the network interface 704 is a wired communication interface for connecting the server 700 to the wireless communication network 705.
  • the wireless communication network 705 may be a core network such as EPC (Evolved Packet Core), or may be a packet data network (PDN) such as the Internet.
  • EPC Evolved Packet Core
  • PDN packet data network
  • the bus 706 connects the processor 701, the memory 702, the storage 703, and the network interface 704 to one another.
  • Bus 706 may include two or more buses of different speeds (eg, a high speed bus and a low speed bus).
  • FIG. 26 is a block diagram showing a first example of a schematic configuration of an eNB 800 to which the technology according to the present disclosure may be applied.
  • the eNB 800 has one or more antennas 810 and a base station apparatus 820.
  • Each antenna 810 and the base station apparatus 820 may be connected to each other via an RF cable.
  • Each of the antennas 810 has a single or a plurality of antenna elements (e.g., a plurality of antenna elements constituting a Multiple Input and Multiple Output (MIMO) antenna), and the base station apparatus 820 is used to transmit and receive a radio signal.
  • the eNB 800 may have a plurality of antennas 810 as shown in FIG. 26, and the plurality of antennas 810 may correspond to, for example, a plurality of frequency bands used by the eNB 800.
  • FIG. 26 shows an example in which the eNB 800 has a plurality of antennas 810, the eNB 800 may have a single antenna 810.
  • the base station apparatus 820 includes a controller 821, a memory 822, a network interface 823 and a wireless communication interface 825.
  • the controller 821 may be, for example, a CPU or a DSP, and operates various functions of the upper layer of the base station device 820. For example, the controller 821 generates a data packet from data in the signal processed by the wireless communication interface 825, and transfers the generated packet through the network interface 823. The controller 821 may generate a bundled packet by bundling data from a plurality of baseband processors and transfer the generated bundled packet. Also, the controller 821 is a logic that executes control such as radio resource management (Radio Resource Control), radio bearer control (Radio Bearer Control), mobility management (Mobility Management), admission control (Admission Control), scheduling (Scheduling), etc. Function may be provided.
  • Radio Resource Control Radio Resource Control
  • Radio Bearer Control Radio Bearer Control
  • Mobility Management Mobility Management
  • Admission control Admission Control
  • scheduling scheduling
  • the control may be performed in cooperation with neighboring eNBs or core network nodes.
  • the memory 822 includes a RAM and a ROM, and stores programs executed by the controller 821 and various control data (eg, terminal list, transmission power data, scheduling data, etc.).
  • the network interface 823 is a communication interface for connecting the base station device 820 to the core network 824.
  • the controller 821 may communicate with core network nodes or other eNBs via the network interface 823.
  • the eNB 800 and the core network node or another eNB may be connected to each other by a logical interface (for example, an S1 interface or an X2 interface).
  • the network interface 823 may be a wired communication interface or a wireless communication interface for a wireless backhaul.
  • the network interface 823 may use a higher frequency band for wireless communication than the frequency band used by the wireless communication interface 825.
  • the wireless communication interface 825 supports any cellular communication scheme such as LTE (Long Term Evolution) or LTE-Advanced, and provides a wireless connection to a terminal located in the cell of the eNB 800 via the antenna 810.
  • the wireless communication interface 825 may typically include a baseband (BB) processor 826 and RF circuitry 827 and the like.
  • the BB processor 826 may perform, for example, coding / decoding, modulation / demodulation, multiplexing / demultiplexing, etc., and each layer (eg, L1, medium access control (MAC), radio link control (RLC), and PDCP). Perform various signal processing (Packet Data Convergence Protocol).
  • the BB processor 826 may have some or all of the logical functions described above instead of the controller 821.
  • the BB processor 826 may be a memory that stores a communication control program, a processor that executes the program, and a module including related circuits, and the function of the BB processor 826 can be changed by updating the program. Good.
  • the module may be a card or a blade inserted into a slot of the base station apparatus 820, or may be a chip mounted on the card or the blade.
  • the RF circuit 827 may include a mixer, a filter, an amplifier, and the like, and transmits and receives a wireless signal through the antenna 810.
  • the wireless communication interface 825 may include a plurality of BB processors 826 as illustrated in FIG. 26, and the plurality of BB processors 826 may correspond to, for example, a plurality of frequency bands used by the eNB 800.
  • the wireless communication interface 825 may include a plurality of RF circuits 827 as illustrated in FIG. 26, and the plurality of RF circuits 827 may correspond to, for example, a plurality of antenna elements.
  • FIG. 26 shows an example in which the wireless communication interface 825 includes a plurality of BB processors 826 and a plurality of RF circuits 827, the wireless communication interface 825 includes a single BB processor 826 or a single RF circuit 827. May be.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a second example of a schematic configuration of an eNB 830 to which the technology of the present disclosure may be applied.
  • the eNB 830 includes one or more antennas 840, a base station device 850, and an RRH 860.
  • Each antenna 840 and RRH 860 may be connected to each other via an RF cable.
  • the base station device 850 and the RRH 860 can be connected to each other by a high speed line such as an optical fiber cable.
  • Each of the antennas 840 has a single or a plurality of antenna elements (for example, a plurality of antenna elements constituting a MIMO antenna), and is used for transmission and reception of radio signals by the RRH 860.
  • the eNB 830 may have a plurality of antennas 840 as shown in FIG. 27, and the plurality of antennas 840 may correspond to, for example, a plurality of frequency bands used by the eNB 830.
  • FIG. 28 illustrates an example in which the eNB 830 has a plurality of antennas 840, the eNB 830 may have a single antenna 840.
  • the base station device 850 includes a controller 851, a memory 852, a network interface 853, a wireless communication interface 855, and a connection interface 857.
  • the controller 851, the memory 852 and the network interface 853 are similar to the controller 821, the memory 822 and the network interface 823 described with reference to FIG.
  • the wireless communication interface 855 supports any cellular communication scheme such as LTE or LTE-Advanced, and provides a wireless connection to terminals located in a sector corresponding to the RRH 860 via the RRH 860 and the antenna 840.
  • the wireless communication interface 855 may typically include a BB processor 856 or the like.
  • the BB processor 856 is similar to the BB processor 826 described with reference to FIG. 26 except that it is connected to the RF circuit 864 of the RRH 860 via the connection interface 857.
  • the wireless communication interface 855 includes a plurality of BB processors 856 as shown in FIG. 27, and the plurality of BB processors 856 may correspond to, for example, a plurality of frequency bands used by the eNB 830.
  • FIG. 27 illustrates an example in which the wireless communication interface 855 includes a plurality of BB processors 856, the wireless communication interface 855 may include a single BB processor 856.
  • connection interface 857 is an interface for connecting the base station device 850 (wireless communication interface 855) to the RRH 860.
  • the connection interface 857 may be a communication module for communication on the high-speed line that connects the base station device 850 (wireless communication interface 855) and the RRH 860.
  • the RRH 860 also includes a connection interface 861 and a wireless communication interface 863.
  • connection interface 861 is an interface for connecting the RRH 860 (wireless communication interface 863) to the base station device 850.
  • the connection interface 861 may be a communication module for communication on the high speed line.
  • the wireless communication interface 863 transmits and receives a wireless signal via the antenna 840.
  • the wireless communication interface 863 may typically include an RF circuit 864 and the like.
  • the RF circuit 864 may include a mixer, a filter, an amplifier, and the like, and transmits and receives wireless signals via the antenna 840.
  • the wireless communication interface 863 may include a plurality of RF circuits 864 as illustrated in FIG. 27, and the plurality of RF circuits 864 may correspond to, for example, a plurality of antenna elements.
  • FIG. 27 shows an example in which the wireless communication interface 863 includes a plurality of RF circuits 864, the wireless communication interface 863 may include a single RF circuit 864.
  • FIG. 28 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of a smartphone 900 to which the technology according to the present disclosure may be applied.
  • the smartphone 900 includes a processor 901, a memory 902, a storage 903, an external connection interface 904, a camera 906, a sensor 907, a microphone 908, an input device 909, a display device 910, a speaker 911, a wireless communication interface 912, one or more antenna switches 915 , One or more antennas 916, a bus 917, a battery 918 and an auxiliary controller 919.
  • the processor 901 may be, for example, a CPU or a SoC (System on Chip), and controls functions of an application layer and other layers of the smartphone 900.
  • the memory 902 includes a RAM and a ROM, and stores programs and data to be executed by the processor 901.
  • the storage 903 may include a storage medium such as a semiconductor memory or a hard disk.
  • the external connection interface 904 is an interface for connecting an external device such as a memory card or a USB (Universal Serial Bus) device to the smartphone 900.
  • the camera 906 includes an imaging element such as, for example, a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and generates a captured image.
  • the sensor 907 may include, for example, a sensor group such as a positioning sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, and an acceleration sensor.
  • the microphone 908 converts audio input to the smartphone 900 into an audio signal.
  • the input device 909 includes, for example, a touch sensor that detects a touch on the screen of the display device 910, a keypad, a keyboard, a button, a switch, or the like, and receives an operation or information input from the user.
  • the display device 910 has a screen such as a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting diode (OLED) display, and displays an output image of the smartphone 900.
  • the speaker 911 converts an audio signal output from the smartphone 900 into an audio.
  • the wireless communication interface 912 supports any cellular communication scheme such as LTE or LTE-Advanced to perform wireless communication.
  • the wireless communication interface 912 may typically include a BB processor 913, an RF circuit 914, and the like.
  • the BB processor 913 may perform, for example, encoding / decoding, modulation / demodulation, multiplexing / demultiplexing, etc., and perform various signal processing for wireless communication.
  • the RF circuit 914 may include a mixer, a filter, an amplifier, and the like, and transmits and receives a wireless signal through the antenna 916.
  • the wireless communication interface 912 may be a one-chip module in which the BB processor 913 and the RF circuit 914 are integrated.
  • the wireless communication interface 912 may include a plurality of BB processors 913 and a plurality of RF circuits 914 as shown in FIG. Although FIG. 28 shows an example in which the wireless communication interface 912 includes a plurality of BB processors 913 and a plurality of RF circuits 914, the wireless communication interface 912 includes a single BB processor 913 or a single RF circuit 914. May be.
  • the wireless communication interface 912 may support other types of wireless communication systems, such as a near field communication system, a near field communication system, or a wireless local area network (LAN) system.
  • a BB processor 913 and an RF circuit 914 for each wireless communication scheme may be included.
  • Each of the antenna switches 915 switches the connection destination of the antenna 916 among a plurality of circuits (for example, circuits for different wireless communication systems) included in the wireless communication interface 912.
  • Each of the antennas 916 has a single or a plurality of antenna elements (for example, a plurality of antenna elements constituting a MIMO antenna), and is used for transmission and reception of a wireless signal by the wireless communication interface 912.
  • the smartphone 900 may have a plurality of antennas 916 as shown in FIG. Although FIG. 28 shows an example in which the smartphone 900 has a plurality of antennas 916, the smartphone 900 may have a single antenna 916.
  • the smartphone 900 may include an antenna 916 for each wireless communication scheme.
  • the antenna switch 915 may be omitted from the configuration of the smartphone 900.
  • the bus 917 connects the processor 901, the memory 902, the storage 903, the external connection interface 904, the camera 906, the sensor 907, the microphone 908, the input device 909, the display device 910, the speaker 911, the wireless communication interface 912 and the auxiliary controller 919 to one another.
  • the battery 918 supplies power to each block of the smartphone 900 shown in FIG. 28 through a feed line partially shown by a broken line in the figure.
  • the auxiliary controller 919 operates minimum necessary functions of the smartphone 900, for example, in the sleep mode.
  • FIG. 29 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a car navigation device 920 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the car navigation device 920 includes a processor 921, a memory 922, a GPS (Global Positioning System) module 924, a sensor 925, a data interface 926, a content player 927, a storage medium interface 928, an input device 929, a display device 930, a speaker 931, wireless communication.
  • An interface 933, one or more antenna switches 936, one or more antennas 937 and a battery 938 are provided.
  • the processor 921 may be, for example, a CPU or an SoC, and controls the navigation function and other functions of the car navigation device 920.
  • the memory 922 includes a RAM and a ROM, and stores programs and data to be executed by the processor 921.
  • the GPS module 924 uses GPS signals received from GPS satellites to measure the location (eg, latitude, longitude and altitude) of the car navigation device 920.
  • the sensor 925 may include, for example, a sensor group such as a gyro sensor, a geomagnetic sensor, and an air pressure sensor.
  • the data interface 926 is connected to the on-vehicle network 941 via, for example, a terminal (not shown), and acquires data generated on the vehicle side, such as vehicle speed data.
  • Content player 927 plays content stored on a storage medium (eg, CD or DVD) inserted into storage medium interface 928.
  • the input device 929 includes, for example, a touch sensor, a button, or a switch that detects a touch on the screen of the display device 930, and receives an operation or an information input from a user.
  • the display device 930 has a screen such as an LCD or an OLED display, and displays an image of the navigation function or the content to be reproduced.
  • the speaker 931 outputs the sound of the navigation function or the content to be reproduced.
  • the wireless communication interface 933 supports any cellular communication scheme such as LTE or LTE-Advanced, and performs wireless communication.
  • the wireless communication interface 933 may typically include a BB processor 934, an RF circuit 935, and the like.
  • BB processor 934 may perform, for example, encoding / decoding, modulation / demodulation, multiplexing / demultiplexing, etc., and perform various signal processing for wireless communications.
  • the RF circuit 935 may include a mixer, a filter, an amplifier, and the like, and transmits and receives a wireless signal through the antenna 937.
  • the wireless communication interface 933 may be a one-chip module in which the BB processor 934 and the RF circuit 935 are integrated.
  • the wireless communication interface 933 may include a plurality of BB processors 934 and a plurality of RF circuits 935 as shown in FIG. Although FIG. 30 shows an example in which the wireless communication interface 933 includes a plurality of BB processors 934 and a plurality of RF circuits 935, the wireless communication interface 933 includes a single BB processor 934 or a single RF circuit 935. May be.
  • the wireless communication interface 933 may support other types of wireless communication systems such as a short distance wireless communication system, a close proximity wireless communication system, or a wireless LAN system, in which case the wireless communication interface 933 A BB processor 934 and an RF circuit 935 for each communication scheme may be included.
  • Each of the antenna switches 936 switches the connection destination of the antenna 937 among a plurality of circuits (for example, circuits for different wireless communication systems) included in the wireless communication interface 933.
  • Each of the antennas 937 has a single or a plurality of antenna elements (for example, a plurality of antenna elements constituting a MIMO antenna), and is used for transmission and reception of a wireless signal by the wireless communication interface 933.
  • the car navigation device 920 may have a plurality of antennas 937 as shown in FIG. Although FIG. 29 shows an example in which the car navigation device 920 has a plurality of antennas 937, the car navigation device 920 may have a single antenna 937.
  • the car navigation device 920 may include an antenna 937 for each wireless communication scheme.
  • the antenna switch 936 may be omitted from the configuration of the car navigation device 920.
  • the battery 938 supplies power to each block of the car navigation device 920 shown in FIG. 29 via a feed line partially shown by a broken line in the figure. In addition, battery 938 stores electric power supplied from the vehicle side.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as an on-board system (or vehicle) 940 including one or more blocks of the car navigation device 920 described above, an on-board network 941, and a vehicle-side module 942.
  • the vehicle-side module 942 generates vehicle-side data such as a vehicle speed, an engine speed, or failure information, and outputs the generated data to the in-vehicle network 941.
  • the technology of the present disclosure such as the front end module 500 according to the present embodiment in which the volume and the power consumption are reduced, may be a car, an electric car, a hybrid electric car, a motorcycle, a bicycle, personal mobility, an airplane, a drone
  • the present invention may be realized as a mobile control device mounted on any type of mobile such as a ship, a robot, a construction machine, or an agricultural machine (tractor).
  • FIG. 30 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system 7000 that is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • Vehicle control system 7000 comprises a plurality of electronic control units connected via communication network 7010.
  • the vehicle control system 7000 includes a drive system control unit 7100, a body system control unit 7200, a battery control unit 7300, an outside information detection unit 7400, an in-vehicle information detection unit 7500, and an integrated control unit 7600. .
  • the communication network 7010 connecting the plurality of control units is, for example, an on-vehicle communication network conforming to any standard such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN or FlexRay (registered trademark). You may
  • Each control unit includes a microcomputer that performs arithmetic processing in accordance with various programs, a storage unit that stores programs executed by the microcomputer or parameters used in various arithmetic operations, and drive circuits that drive devices to be controlled. Equipped with Each control unit is provided with a network I / F for communicating with other control units via the communication network 7010, and by wired communication or wireless communication with an apparatus or sensor inside or outside the vehicle. A communication I / F for performing communication is provided. In FIG.
  • the integrated control unit 7600 a microcomputer 7610, a general-purpose communication I / F 7620, a dedicated communication I / F 7630, a positioning unit 7640, a beacon receiving unit 7650, an in-vehicle device I / F 7660, an audio image output unit 7670, An in-vehicle network I / F 7680 and a storage unit 7690 are illustrated.
  • the other control units also include a microcomputer, a communication I / F, a storage unit, and the like.
  • Drive system control unit 7100 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • drive system control unit 7100 includes a drive force generation device for generating a drive force of a vehicle such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control mechanism such as a steering mechanism that adjusts and a braking device that generates a braking force of the vehicle.
  • the drive system control unit 7100 may have a function as a control device such as an ABS (Antilock Brake System) or an ESC (Electronic Stability Control).
  • Vehicle state detection unit 7110 is connected to drive system control unit 7100.
  • the vehicle state detection unit 7110 may be, for example, a gyro sensor that detects an angular velocity of an axial rotational movement of a vehicle body, an acceleration sensor that detects an acceleration of the vehicle, or an operation amount of an accelerator pedal, an operation amount of a brake pedal, and steering of a steering wheel. At least one of the sensors for detecting the angle, the engine speed, the rotational speed of the wheel, etc. is included.
  • Drive system control unit 7100 performs arithmetic processing using a signal input from vehicle state detection unit 7110 to control an internal combustion engine, a drive motor, an electric power steering device, a brake device, and the like.
  • Body system control unit 7200 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body control unit 7200 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device of various lamps such as a head lamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker or a fog lamp.
  • the body system control unit 7200 may receive radio waves or signals of various switches transmitted from a portable device substituting a key.
  • Body system control unit 7200 receives the input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp and the like of the vehicle.
  • the battery control unit 7300 controls the secondary battery 7310 which is a power supply source of the drive motor according to various programs. For example, information such as the battery temperature, the battery output voltage, or the remaining capacity of the battery is input to the battery control unit 7300 from the battery device provided with the secondary battery 7310. The battery control unit 7300 performs arithmetic processing using these signals, and performs temperature adjustment control of the secondary battery 7310 or control of a cooling device or the like provided in the battery device.
  • Outside-vehicle information detection unit 7400 detects information outside the vehicle equipped with vehicle control system 7000.
  • the imaging unit 7410 and the external information detection unit 7420 is connected to the external information detection unit 7400.
  • the imaging unit 7410 includes at least one of a time-of-flight (ToF) camera, a stereo camera, a monocular camera, an infrared camera, and another camera.
  • ToF time-of-flight
  • an environment sensor for detecting the current weather or weather, or another vehicle, an obstacle or a pedestrian around the vehicle equipped with the vehicle control system 7000 is detected in the outside-vehicle information detection unit 7420, for example.
  • the ambient information detection sensors at least one of the ambient information detection sensors.
  • the environment sensor may be, for example, at least one of a raindrop sensor that detects wet weather, a fog sensor that detects fog, a sunshine sensor that detects sunshine intensity, and a snow sensor that detects snowfall.
  • the ambient information detection sensor may be at least one of an ultrasonic sensor, a radar device, and a light detection and ranging (LIDAR) device.
  • the imaging unit 7410 and the external information detection unit 7420 may be provided as independent sensors or devices, or may be provided as an integrated device of a plurality of sensors or devices.
  • FIG. 31 shows an example of installation positions of the imaging unit 7410 and the external information detection unit 7420.
  • the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, 7918 are provided at, for example, at least one of the front nose of the vehicle 7900, the side mirror, the rear bumper, the back door, and the upper portion of the windshield of the vehicle interior.
  • An imaging unit 7910 provided in the front nose and an imaging unit 7918 provided in the upper part of the windshield in the vehicle cabin mainly acquire an image in front of the vehicle 7900.
  • the imaging units 7912 and 7914 provided in the side mirror mainly acquire an image of the side of the vehicle 7900.
  • An imaging unit 7916 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7918 provided on the upper part of the windshield in the passenger compartment is mainly used to detect a leading vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 31 illustrates an example of the imaging range of each of the imaging units 7910, 7912, 7914, and 7916.
  • the imaging range a indicates the imaging range of the imaging unit 7910 provided on the front nose
  • the imaging ranges b and c indicate the imaging ranges of the imaging units 7912 and 7914 provided on the side mirrors
  • the imaging range d indicates The imaging range of the imaging part 7916 provided in the rear bumper or the back door is shown.
  • a bird's-eye view of the vehicle 7900 as viewed from above can be obtained.
  • the external information detection units 7920, 7922, 7924, 7926, 7928, and 7930 provided on the front, rear, sides, and corners of the vehicle 7900 and above the windshield of the vehicle interior may be, for example, ultrasonic sensors or radar devices.
  • the external information detection units 7920, 7926, 7930 provided on the front nose of the vehicle 7900, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield of the vehicle interior may be, for example, a LIDAR device.
  • These outside-of-vehicle information detection units 7920 to 7930 are mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle or the like.
  • the out-of-vehicle information detection unit 7400 causes the imaging unit 7410 to capture an image outside the vehicle, and receives the captured image data. Further, the external information detection unit 7400 receives detection information from the external information detection unit 7420 connected. When the out-of-vehicle information detection unit 7420 is an ultrasonic sensor, a radar device, or a LIDAR device, the out-of-vehicle information detection unit 7400 transmits ultrasonic waves or electromagnetic waves and receives information on the received reflected waves.
  • the external information detection unit 7400 may perform object detection processing or distance detection processing of a person, a car, an obstacle, a sign, a character on a road surface, or the like based on the received information.
  • the external information detection unit 7400 may perform environment recognition processing for recognizing rainfall, fog, road surface conditions and the like based on the received information.
  • the external information detection unit 7400 may calculate the distance to an object outside the vehicle based on the received information.
  • the external information detection unit 7400 may perform image recognition processing or distance detection processing for recognizing a person, a car, an obstacle, a sign, a character on a road surface, or the like based on the received image data.
  • the external information detection unit 7400 performs processing such as distortion correction or alignment on the received image data, and combines the image data captured by different imaging units 7410 to generate an overhead image or a panoramic image. It is also good.
  • the external information detection unit 7400 may perform viewpoint conversion processing using image data captured by different imaging units 7410.
  • An in-vehicle information detection unit 7500 detects information in the vehicle.
  • a driver state detection unit 7510 that detects a state of a driver is connected to the in-vehicle information detection unit 7500.
  • the driver state detection unit 7510 may include a camera for imaging the driver, a biometric sensor for detecting the driver's biological information, a microphone for collecting sound in the vehicle interior, and the like.
  • the biological sensor is provided, for example, on a seat or a steering wheel, and detects biological information of an occupant sitting on a seat or a driver who grips the steering wheel.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may calculate the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, or determine whether the driver does not go to sleep You may The in-vehicle information detection unit 7500 may perform processing such as noise canceling processing on the collected audio signal.
  • the integrated control unit 7600 controls the overall operation in the vehicle control system 7000 in accordance with various programs.
  • An input unit 7800 is connected to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 is realized by, for example, a device such as a touch panel, a button, a microphone, a switch or a lever, which can be input operated by the passenger.
  • the integrated control unit 7600 may receive data obtained by speech recognition of speech input by the microphone.
  • the input unit 7800 may be, for example, a remote control device using infrared rays or other radio waves, or an external connection device such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant) corresponding to the operation of the vehicle control system 7000.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • the input unit 7800 may be, for example, a camera, in which case the passenger can input information by gesture. Alternatively, data obtained by detecting the movement of the wearable device worn by the passenger may be input. Furthermore, the input unit 7800 may include, for example, an input control circuit that generates an input signal based on the information input by the passenger or the like using the above-described input unit 7800 and outputs the generated signal to the integrated control unit 7600. The passenger or the like operates the input unit 7800 to input various data to the vehicle control system 7000 and instruct processing operations.
  • the storage unit 7690 may include a ROM that stores various programs executed by a microcomputer, and a RAM that stores various parameters, calculation results, sensor values, and the like.
  • the storage unit 7690 may be realized by a magnetic storage device such as a hard disk drive (HDD), a semiconductor storage device, an optical storage device, a magneto-optical storage device, or the like.
  • the general-purpose communication I / F 7620 is a general-purpose communication I / F that mediates communication with various devices existing in the external environment 7750.
  • General-purpose communication I / F 7620 is a cellular communication protocol such as GSM (Global System of Mobile communications), WiMAX (registered trademark), LTE (registered trademark) or LTE-A (LTE-Advanced), or wireless LAN ( Other wireless communication protocols such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), etc. may be implemented.
  • GSM Global System of Mobile communications
  • WiMAX registered trademark
  • LTE registered trademark
  • LTE-A LTE-Advanced
  • wireless LAN Other wireless communication protocols such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), etc. may be implemented.
  • the general-purpose communication I / F 7620 is connected to, for example, an apparatus (for example, an application server or control server) existing on an external network (for example, the Internet, a cloud network, or an operator-specific network) via a base station or access point You may Also, the general-purpose communication I / F 7620 may be connected to a terminal (for example, a driver, a pedestrian or a shop terminal, or an MTC terminal) existing in the vicinity of a vehicle using, for example, P2P (Peer To Peer) technology. Good.
  • P2P Peer To Peer
  • the dedicated communication I / F 7630 is a communication I / F that supports a communication protocol designed for use in a vehicle.
  • the dedicated communication I / F 7630 may be a standard protocol such as WAVE (Wireless Access in Vehicle Environment), DSRC (Dedicated Short Range Communications), or cellular communication protocol, which is a combination of lower layer IEEE 802.11p and upper layer IEEE 1609, for example. May be implemented.
  • the dedicated communication I / F 7630 is typically used for Vehicle to Vehicle communication, Vehicle to Infrastructure communication, Vehicle to Home communication, and Vehicle to Pedestrian. 2.) Perform V2X communication, a concept that includes one or more of the communication.
  • the positioning unit 7640 receives a GNSS signal (for example, a GPS signal from a GPS satellite) from, for example, a Global Navigation Satellite System (GNSS) satellite, executes positioning, and performs position information including the latitude, longitude, and altitude of the vehicle.
  • Generate Positioning section 7640 may specify the current position by exchanging signals with the wireless access point, or may acquire position information from a terminal such as a mobile phone having a positioning function, a PHS, or a smartphone.
  • the beacon receiving unit 7650 receives, for example, radio waves or electromagnetic waves transmitted from a radio station or the like installed on a road, and acquires information such as the current position, traffic jams, closing times or required time.
  • the function of the beacon reception unit 7650 may be included in the above-described dedicated communication I / F 7630.
  • An in-vehicle apparatus I / F 7660 is a communication interface that mediates the connection between the microcomputer 7610 and various in-vehicle apparatuses 7760 existing in the vehicle.
  • the in-car device I / F 7660 may establish a wireless connection using a wireless communication protocol such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication), or WUSB (Wireless USB). Further, the in-car device I / F 7660 can be connected via a connection terminal (and a cable, if necessary) (not shown) via USB (Universal Serial Bus), HDMI (High-Definition Multimedia Interface), or MHL (Mobile High). A wired connection may be established, such as a definition link, etc.
  • the in-vehicle device 7760 includes, for example, at least one of a mobile device or wearable device that the passenger has, or an information device carried in or attached to the vehicle.
  • the in-vehicle device 7760 may include a navigation device for performing route search to any destination, and the in-vehicle device I / F 7660 is controlled between these in-vehicle devices 7760. Exchanging No. or data signals.
  • the in-vehicle network I / F 7680 is an interface that mediates communication between the microcomputer 7610 and the communication network 7010.
  • the in-vehicle network I / F 7680 transmits and receives signals and the like in accordance with a predetermined protocol supported by the communication network 7010.
  • the microcomputer 7610 of the integrated control unit 7600 is connected via at least one of a general-purpose communication I / F 7620, a dedicated communication I / F 7630, a positioning unit 7640, a beacon reception unit 7650, an in-vehicle device I / F 7660, and an in-vehicle network I / F 7680.
  • the vehicle control system 7000 is controlled in accordance with various programs based on the information acquired. For example, the microcomputer 7610 calculates a control target value of the driving force generation device, the steering mechanism or the braking device based on the acquired information inside and outside the vehicle, and outputs a control command to the driving system control unit 7100. It is also good.
  • the microcomputer 7610 realizes the function of an advanced driver assistance system (ADAS) including collision avoidance or shock mitigation of a vehicle, follow-up traveling based on an inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance traveling, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. Cooperative control for the purpose of In addition, the microcomputer 7610 automatically runs without using the driver's operation by controlling the driving force generating device, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the acquired information of the surroundings of the vehicle. Coordinated control may be performed for the purpose of driving and the like.
  • ADAS advanced driver assistance system
  • the microcomputer 7610 is information acquired via at least one of a general-purpose communication I / F 7620, a dedicated communication I / F 7630, a positioning unit 7640, a beacon reception unit 7650, an in-vehicle device I / F 7660, and an in-vehicle network I / F 7680. Based on the above, three-dimensional distance information between the vehicle and an object such as a surrounding structure or a person may be generated, and local map information including the peripheral information of the current position of the vehicle may be created. Further, the microcomputer 7610 may predict a danger such as a collision of a vehicle or a pedestrian or the like approaching a road or the like on the basis of the acquired information, and may generate a signal for warning.
  • the warning signal may be, for example, a signal for generating a warning sound or lighting a warning lamp.
  • the audio image output unit 7670 transmits an output signal of at least one of audio and image to an output device capable of visually or aurally notifying information to a passenger or the outside of a vehicle.
  • an audio speaker 7710, a display unit 7720, and an instrument panel 7730 are illustrated as the output device.
  • the display unit 7720 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • the display portion 7720 may have an AR (Augmented Reality) display function.
  • the output device may be another device such as a headphone, a wearable device such as a glasses-type display worn by a passenger, a projector, or a lamp other than these devices.
  • the display device may obtain information obtained from various processes performed by the microcomputer 7610 or information received from another control unit in various formats such as text, images, tables, graphs, etc. Display visually.
  • the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data or audio data into an analog signal and outputs it in an auditory manner.
  • At least two control units connected via the communication network 7010 may be integrated as one control unit.
  • each control unit may be configured by a plurality of control units.
  • the vehicle control system 7000 may comprise another control unit not shown.
  • part or all of the functions of any control unit may be provided to another control unit. That is, as long as transmission and reception of information are performed via the communication network 7010, predetermined arithmetic processing may be performed by any control unit.
  • a sensor or device connected to any control unit is connected to another control unit, a plurality of control units may mutually transmit and receive detection information via the communication network 7010. .
  • the Butler matrix circuit 100 is required to reduce the volume and power consumption, and various wireless communication terminals such as smartphones, tablets, wearable terminals, in-vehicle wireless modules, robots, and drone Can be mounted as a wireless communication unit or sensor.
  • a first 90 ° hybrid coupler connected to the first and second processing circuit side terminals; A second 90 ° hybrid coupler connected to the third and fourth processing circuit terminals; A third 90 ° hybrid coupler connected to the first and third antenna terminals; A fourth 90 ° hybrid coupler connected to the second and fourth antenna terminals; A first 90 ° delay circuit provided between the first 90 ° hybrid coupler and the third 90 ° hybrid coupler; A second 90 ° delay circuit provided between the first 90 ° hybrid coupler and the fourth 90 ° hybrid coupler; Equipped with The second 90 ° hybrid coupler is directly connected to the third and fourth 90 ° hybrid couplers, Butler matrix circuit.
  • the Butler matrix circuit according to (1) wherein the first to fourth 90 ° hybrid couplers and the first and second 90 ° delay circuits are transmission lines provided on a substrate.
  • the substrate is made of a glass substrate or a silicon substrate.
  • Phased array antenna (6)
  • One said Butler matrix circuit The array antenna consisting of the four antennas respectively connected to the first to fourth antenna terminals of the Butler matrix circuit;
  • the phased array antenna according to the above (5) comprising: (7)
  • the Butler matrix circuit is A first 180 ° delay circuit provided between the third 90 ° hybrid coupler and the third antenna terminal; A second 180 ° delay circuit provided between the fourth 90 ° hybrid coupler and the fourth antenna terminal; Further have, The phased array antenna as described in said (7).
  • the first and second 180 ° delay circuits are formed by the two antennas arranged in the same row or in the same column having a shape in which they are in an inverted relationship with each other by 180 °.
  • the phased array antenna as described in (8).
  • the antennas of this type have shapes that are mutually inverted by 180 °
  • the antennas have shapes that are mutually inverted by 180 °
  • the four Butler matrix circuits The array antenna consisting of the 16 antennas connected to the antenna terminals of the Butler matrix circuit;
  • the phased array antenna according to the above (5) comprising: (12) The phased array antenna according to (11), wherein the 16 antennas are arranged in 4 rows and 4 columns.
  • the antennas arranged in the even rows of each column have a shape obtained by inverting the antennas arranged in the odd rows of the same column by 180 °, or
  • the antennas arranged in even-numbered columns of each row have a shape obtained by inverting the antennas arranged in odd-numbered columns of the same row by 180 °.
  • the first processing circuit side terminal of each Butler matrix circuit is connected to a first terminal
  • the second processing circuit side terminal of each Butler matrix circuit is connected to a second terminal
  • the third processing circuit side terminal of each Butler matrix circuit is connected to a third terminal
  • the fourth processing circuit side terminal of each Butler matrix circuit is connected to a fourth terminal
  • the first to fourth terminals are connected to a processing circuit including a switch circuit,
  • a processing circuit including a switch circuit Equipped with The Butler matrix circuit is Four processing circuit side terminals, With four antenna side terminals, A first 90 ° hybrid coupler connected to the first and second processing circuit side terminals; A second 90 ° hybrid coupler connected to the third and fourth processing circuit terminals; A third 90 ° hybrid coupler connected to the first and third antenna terminals; A fourth 90 ° hybrid coupler connected to the second and fourth antenna terminals; A first 90 ° delay circuit provided between the first 90 ° hybrid coupler and the third 90 ° hybrid coupler; A second 90 ° delay circuit provided between the first 90 ° hybrid coupler and the fourth 90 ° hybrid coupler; Have The second 90 ° hybrid coupler is directly connected to the third and fourth 90 ° hybrid couplers, Front end module.
  • the Butler matrix circuit is provided on a first surface of the first substrate,
  • the array antenna is provided on a second surface of the first substrate,
  • the processing circuit is provided on the second substrate,
  • the front end module as described in (16) above.
  • the front end module according to (17), wherein the Butler matrix circuit and each of the antennas are electrically connected by vias provided in the first substrate.
  • the front end module according to (19), wherein the Butler matrix circuit and the respective antennas are electromagnetically coupled and connected by a slot provided in the first substrate.
  • (21) The Butler matrix circuit according to any one of the above (1) to (4), wherein the signal transmitted by the Butler matrix circuit is a millimeter wave.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

【課題】容積及び消費電力をより小さくすることができ、且つ、対称な放射特性を得ることが可能な、バトラーマトリクス回路を提供する。 【解決手段】４つの処理回路側端子と、４つのアンテナ側端子と、第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路とを備えるバトラーマトリクス回路を提供する。

Description

バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末
　本開示は、バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末に関する。
　現在実用化に向けた準備が進められている第５世代移動通信システム(５Ｇ)においては、伝送レートの大幅な向上のために、数１０ＧＨｚ程度の周波数を持つミリ波帯の信号を使用することが計画されている。ミリ波帯域の信号においては空間減衰が大きいことから、必要なアンテナゲインを得るために、第５世代移動通信システムにおいては、これまで主に基地局で用いられてきたフェーズドアレイアンテナを携帯端末に適用することが検討されている。なお、フェーズドアレイアンテナ及びそれに含まれる位相回路の一例としては、下記特許文献１に開示されているマトリクス回路及び当該回路を用いたフェーズドアレイアンテナを挙げることができる。
特開２００２－５７５１５号公報
　携帯端末は、その携帯性を担保するために、その容積及び消費電力をより小さくすることが求められている。従って、携帯端末に搭載されるフェーズドアレイアンテナに対しては、対称な放射特性を有することのほかに、その容積及び消費電力をより小さくすることが求められる。
　そこで、本開示では、容積及び消費電力をより小さくすることができ、且つ、対称な放射特性を得ることが可能な、新規、且つ、改良されたバトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末を提案する。
　本開示によれば、４つの処理回路側端子と、４つのアンテナ側端子と、第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、を備え、前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されている、バトラーマトリクス回路が提供される。
　また、本開示によれば、１個又は複数のバトラーマトリクス回路と、複数のアンテナからなるアレイアンテナと、を備え、前記各バトラーマトリクス回路は、４つの処理回路側端子と、４つのアンテナ側端子と、第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、を有し、前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されており、前記各アンテナは、前記各バトラーマトリクス回路の前記第１から第４のアンテナ側端子にそれぞれ接続される、フェーズドアレイアンテナが提供される。
　また、本開示によれば、互いに積層された、バトラーマトリクス回路と、複数のアンテナからなるアレイアンテナと、スイッチ回路を含む処理回路と、を備え、前記バトラーマトリクス回路は、４つの処理回路側端子と、４つのアンテナ側端子と、第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、を有し、前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されている、フロントエンドモジュールが提供される。
　さらに、本開示によれば、前記バトラーマトリクス回路を搭載した、無線通信端末が提供される。
　以上説明したように本開示によれば、容積及び消費電力をより小さくすることができ、且つ、対称な放射特性を得ることが可能な、バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末を提供することが可能である。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の第１の実施形態に係るフロントエンドブロック３００の構成例を概略的に示す回路図である。 同実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００の構成図である。 ９０°ハイブリットカプラ１０２の構成図である。 同実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００の各出力ポートに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。 同実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００を適用したフェーズドアレイアンテナ２００に出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。 同実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００において、入力ポートＡ２及びＡ３に入力信号が入力された場合の放射特性のシミュレーション結果である。 同実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００において、入力ポートＡ１及びＡ４に入力信号が入力された場合の放射特性のシミュレーション結果である。 放射特性のシミュレーション結果を説明するための説明図である。 比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果である。 同実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果である。 同実施形態のフェーズドアレイアンテナ２００と比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０との放射特性のシミュレーション結果の比較を説明するための説明図である。 本開示の第２の実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の第１の層５０２の構成例を示すレイアウト図である。 同実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の第２の層５０４の構成例を示すレイアウト図である。 同実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の第３の層５０６の構成例を示すレイアウト図である。 同実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の構成例を示す断面図である。 同実施形態に係るビア５１０によるパッチアンテナ５０８への給電方法を説明するための説明図である。 同実施形態に係るスロット５３２によるパッチアンテナ５０８への給電方法を説明するための説明図である。 本開示の第３の実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａの構成図である。 同実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａを適用したフェーズドアレイアンテナ２００ａに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。 本開示の第４の実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂの構成図である。 同実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂを適用したフェーズドアレイアンテナ２００ｂに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。 比較例に係るバトラーマトリクス回路６００の構成図である。 比較例に係るバトラーマトリクス回路６００の各出力ポートに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。 比較例に係るバトラーマトリクス回路６００を適用したフェーズドアレイアンテナ６５０に出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。 サーバ７００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ｅＮＢ８００の概略的な構成の第１の例を示すブロック図である。 ｅＮＢ８３０の概略的な構成の第２の例を示すブロック図である。 スマートフォン９００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 カーナビゲーション装置９２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車両制御システム７０００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部７４２０及び撮像部７４１０の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、本明細書および図面において、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
　また、以下の説明で参照される図面は、本開示の一実施形態の説明とその理解を促すための図面であり、わかりやすくするために、図中に示される形状や寸法、比などは実際と異なる場合がある。さらに、図中に示される回路等は、以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
　以下の説明においては、モジュールを構成する積層上の電極等の形状の表現は、幾何学的に定義される形状だけを意味するものではなく、アンテナ等の特性を確保する上で許容される程度の違い等がある場合やその形状に類似する形状をも含む。
　さらに、以下の回路構成の説明においては、特段のことわりがない限りは、「接続」とは、複数の要素の間を電気的に接続することを意味する。さらに、以下の説明における「接続」には、複数の要素を直接的に、且つ、電気的に接続する場合だけでなく、他の要素を介して間接的に接続する場合も含む。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　　１．本発明者が本開示に係る実施形態を創作するに至る背景
　　　　１．１　フェーズドアレイアンテナ
　　　　１．２　比較例に係るバトラーマトリクス回路
　　２．第１の実施形態
　　　　２．１　フロントエンドブロック
　　　　２．２　バトラーマトリクス回路
　　　　２．３　フェーズドアレイアンテナ
　　　　２．４　放射特性
　　３．第２の実施形態
　　　　３．１　フロントエンドモジュール
　　　　３．２　給電方法
　　４．第３の実施形態
　　５．第４の実施形態
　　６．応用例
　　　　６．１　無線通信
　　　　　　６．１．１．　制御エンティティに関する応用例
　　　　　　６．１．２．　基地局に関する応用例
　　　　　　６．１．３．　携帯端末に関する応用例
　　　　６．２　車両制御システム
　　７．まとめ
　　８．補足
　＜＜１．本発明者が本開示に係る実施形態を創作するに至る背景＞＞
　次に、本開示に係る実施形態の詳細を説明する前に、本発明者が本開示に係る実施形態を創作するに至る背景について説明する。
　＜１．１　フェーズドアレイアンテナ＞
　先に説明したように、第５世代移動通信システムにおいては、伝送レートの大幅な向上のために、数１０ＧＨｚ程度の周波数を持つミリ波帯の信号を使用することが計画されている。ミリ波帯域の信号は、直進性が高く（従って、指向性が高くなる）、空間減衰が大きいことから、必要なアンテナゲインを得るために、これまで主に基地局で用いられてきたフェーズドアレイアンテナを携帯端末に適用することが検討されている。
　フェーズドアレイアンテナは、複数のアンテナを有し、各アンテナの間の位相差を制御することで、フェーズドアレイアンテナの指向性を変化させることができる。従って、フェーズドアレイアンテナであれば、空間減衰が大きなミリ波帯の信号であっても、特定の方向から信号を効率よく捕捉することができ、且つ、効率よく特定の方向に放射することができることから、必要なアンテナゲインを確保することができる。
　フェーズドアレイアンテナの構成要素の１つである移相回路には、ディレイラインや容量を切り替えることで位相を制御する、回路及び制御装置からなるフェイズシフタ（移相器）が使われることが一般的である。例えば、上記フェイズシフタを用いた場合には、フェーズドアレイアンテナに含まれる各アンテナに、フェイズシフタや、当該フェイズシフタを制御するためのドライバ回路を設ける必要がある。従って、この場合、フェーズドアレイアンテナに係るブロックの回路規模が大きくなることを避けることが難しい。
　ところで、先に説明したように、携帯端末は、その携帯性を担保するために、その容積及び消費電力をより小さくすることが求められていることから、携帯端末に搭載されるフェーズドアレイアンテナに対しても、容積及び消費電力をより小さくすることが求められる。従って、このような状況において、フェーズドアレイアンテナに係るブロックの回路規模が大きくなることは好ましいものではない。
　そこで、このような状況を鑑みて、本発明者は、フェーズドアレイアンテナに用いる移相回路として、９０°ハイブリッドカプラを組み合わせたバトラーマトリクス回路を用いることを着想した。バトラーマトリクス回路とは、入力側のポートを切り替えることで、所定の間隔の位相差をもつ信号を複数の出力側ポートに出力させることができる回路であり、ディバイダと、フェイズシフタとの両者の機能を併せ持つ回路である。当該バトラーマトリクス回路は、パッシブ回路であり、入力ポートを切り替えるスイッチと組み合わせることで、フェーズドアレイアンテナ用移相回路を実現できる。従って、バトラーマトリクス回路を用いることは、フェーズドアレイアンテナの小型化、及び、低消費化をはかろうとする際に有益である。
　＜１．２　比較例に係るバトラーマトリクス回路＞
　上述のような着想に基づき、本発明者は、携帯端末に搭載するフェーズドアレイアンテナに適用するバトラーマトリクス回路について鋭意検討を重ねた。以下に、本発明者が検討した比較例に係るバトラーマトリクス回路６００について、図２２から図２４を参照して説明する。図２３は、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００の構成図である。また、図２４は、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００の各出力ポートに出力される信号の位相の一例を説明する説明図であり、図２５は、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００を適用したフェーズドアレイアンテナ６５０に出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。なお、ここで比較例とは、本発明者が、本開示に係る実施形態を創作するまで鋭意検討を続けていたバトラーマトリクス回路６００のことを意味する。
　図２２に示すように、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００は、４個の入力ポートＡ１～Ａ４、４個の出力ポートＢ１～Ｂ４、４個の９０°ハイブリッドカプラ１０２ａ～１０２ｄ、及び、２個の４５°遅延回路６０２ａ、６０２ｂを有する。詳細には、入力ポートＡ１と出力ポートＢ１との間には、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａと、４５°遅延回路６０２ａと、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂとが設けられている。入力ポートＡ２と出力ポートＢ２との間には、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａと、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄとが設けられている。入力ポートＡ３と出力ポートＢ３との間には、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｃと、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂとが設けられている。さらに、入力ポートＡ４と出力ポートＢ４との間には、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｃと、４５°遅延回路６０２ｂと、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄとが設けられている。
　２つの４５°遅延回路６０２ａ、６０２ｂは、入力された信号の位相を４５°だけ遅延させる回路である。また、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａ～１０２ｄの詳細構成については後述するが、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａ～１０２ｄは、２個の入力側ポートと２個の出力側ポートとを有する。当該９０°ハイブリッドカプラ１０２においては、１個の入力側ポートに入力された信号は、２個の出力側ポートに等しく分配される（すなわち、各出力側ポートにおける出力信号の電力は、入力信号の１／２の電力となる）。さらに、当該９０°ハイブリッドカプラ１０２においては、一方の出力側ポートにおける出力信号は、入力信号に対して９０°位相がずれて出力される。加えて、他方の出力側ポートにおける出力信号は、一方の出力側ポートにおける出力信号に対して９０°位相がずれて出力される。
　このような比較例に係るバトラーマトリクス回路６００においては、各出力ポートＢ１～Ｂ４に出力される信号の位相は、図２３に示されるような値となる。具体的には、当該バトラーマトリクス回路６００の入力ポートＡ１に入力信号が入力された場合には、各出力ポートＢ１～Ｂ４から出力される出力信号の位相は、４５°、９０°、１３５°、１８０°となる。当該バトラーマトリクス回路６００の入力ポートＡ２に入力信号が入力された場合には、各出力ポートＢ１～Ｂ４から出力される出力信号の位相は、１３５°、０°、－１３５°、－２７０°となる。すなわち、図２３からわかるように、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００においては、各出力ポートＢ１～Ｂ４から同時に出力される出力信号間の各位相差は等間隔となっている。さらに、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００においては、入力信号が入力される入力ポートＡ１～Ａ４に応じて、±４５°、±１３５°の位相差を持つ４分配された出力信号が各出力ポートＢ１～Ｂ４から出力されることとなる。
　しかしながら、本発明者が検討を重ねたところ、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００を２行２列のフェーズドアレイアンテナ６５０に適用した場合には、対称な放射特性を得ることができないことが分かった。詳細には、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００は、各出力ポートＢ１～Ｂ４の出力信号の位相を等間隔でシフトさせるものであるため、１列に並んだアンテナを有するフェーズドアレイアンテナには有効である。しかしながら、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００を、２行２列といった、複数行、複数列に並んだ複数のアンテナを有するフェーズドアレイアンテナ６５０に適用した場合には、対称な放射特性を得ることができない場合があることが分かった。
　ここで、例えば、図２４の左側に示すような、２行２列に４個のアンテナ２０２ａ～２０２ｄが並んだフェーズドアレイアンテナ６５０に、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００を適用する場合を考える。なお、当該フェーズドアレイアンテナ６５０においては、図２４の左側に示されるように、左上に位置するアンテナ２０２ａは、バトラーマトリクス回路６００の出力ポートＢ１に接続され、右上に位置するアンテナ２０２ｂは出力ポートＢ２に接続されるものとする。さらに、当該フェーズドアレイアンテナ６５０においては、左下に位置するアンテナ２０２ｃは出力ポートＢ３に接続され、右下に位置するアンテナ２０２ｄは出力ポートＢ４に接続されるものとする。
　そして、このようなフェーズドアレイアンテナ６５０においては、各アンテナ２０２ａ～２０２ｄに出力される信号の位相は、図２４に示されるような値となる。具体的には、当該バトラーマトリクス回路６００の入力ポートＡ１に信号が入力された場合には、図２４の左から２番目に示されるように、左上、右上、左下、右下の各アンテナ２０２ａ～２０２ｄから出力される出力信号は、４５°、９０°、１３５°、１８０°となる。また、当該バトラーマトリクス回路６００の入力ポートＡ２に信号が入力された場合には、図２４の左から３番目に示されるように、左上、右上、左下、右下の各アンテナ２０２ａ～２０２ｄから出力される出力信号は、１３５°、０°、－１３５°、－２７０°となる。
　すなわち、２行２列に４個のアンテナ２０２ａ～２０２ｄが並んだフェーズドアレイアンテナ６５０に、比較例に係るバトラーマトリクス回路６００を適用した場合、４個のアンテナ２０２ａ～２０２ｄにおいて、行方向、列方向共に位相が変化し、且つ、隣り合うアンテナ２０２間での位相差が４５°、１３５°と変化する。その結果、当該フェーズドアレイアンテナ６５０においては、入力信号を入力する入力ポートＡ１～Ａ４を切り替えることで、フェーズドアレイアンテナ６５０の放射角が、水平軸方向及び垂直軸方向において同時に変化してしまうこととなる。従って、このような場合、入力ポートＡ１～Ａ４の切り替えによってフェーズドアレイアンテナ６５０がカバーすることができる放射特性が一様にならず、すなわち、非対称となり、放射特性が弱い領域を生じてしまうことを避けることができなくなる。なお、比較例に係る放射特性の詳細については、本開示の実施形態の放射特性との比較とともに、後述する。
　上述のような現象を避けるためには、フェーズドアレイアンテナ６５０の放射角を垂直軸方向、水平軸方向についてそれぞれ独立して制御するようにすることが考えられる。しかしながら、このような制御を行うためには、スイッチ等の切り替え機構をフェーズドアレイアンテナ６５０に係るブロックに追加する必要があり、その結果、フェーズドアレイアンテナ６５０に係るブロックの回路規模が大きくなることとなる。
　そこで、本発明者は、上述のような検討を踏まえ、フェーズドアレイアンテナに係るブロックの容積及び消費電力をより小さくすることができ、且つ、フェーズドアレイアンテナが対称な放射特性を得ることが可能なバトラーマトリクス回路を創作するに至った。以下に、本発明者が創作した本開示の実施形態に係るバトラーマトリクス回路の詳細を順次説明する。
　＜＜２．第１の実施形態＞＞
　＜２．１　フロントエンドブロック＞
　まずは、本開示の実施形態に係るフロントエンドブロック３００について、図１を参照して説明する。図１は、本開示の第１の実施形態に係るフロントエンドブロック３００の構成例を概略的に示す回路図である。当該フロントエンドブロック３００は、携帯端末（図示省略）等に搭載され、信号を受信して内部の処理回路部（図示省略）に出力したり、当該処理回路部からの信号を外部へ発信したりすることができる。
　図１に示すように、本実施形態に係るフロントエンドブロック３００は、後述するバトラーマトリクス回路１００と、複数のアンテナ２０２からなるフェーズドアレイアンテナ２００と、信号の経路を切り替えるスイッチ（スイッチ回路）３０２ａ、３０２ｂと、ノイズ信号を除去するフィルタ３０４ａ、３０４ｂと、ＬＮＡ（Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）（処理回路）３０６と、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）（処理回路）３０８とを有する。なお、本実施形態に係るフロントエンドブロック３００は、図１に示す要素を全て含んでいなくてもよく、少なくとも、バトラーマトリクス回路１００と、フェーズドアレイアンテナ２００とが含まれていればよい。また、当該フロントエンドブロック３００に含まれるバトラーマトリクス回路１００及びフェーズドアレイアンテナ２００の詳細については、後述する。
　詳細には、スイッチ３０２ａは、バトラーマトリクス回路１００の入力ポートに接続される。スイッチ３０２ａは、バトラーマトリクス回路１００の入力ポートを切り替えるためのスイッチであり、例えば、単極４投（ＳＰ４Ｔ）スイッチからなり、フェーズドアレイアンテナ２００の指向性（ビーム方向）を切り替えることができる。また、スイッチ３０２ａと接続されるスイッチ３０２ｂは、入出力信号を切り替えるためのスイッチであり、例えば、単極２投（ＳＰＤＴ）スイッチからなる。
　フェーズドアレイアンテナ２００で受信された信号は、バトラーマトリクス回路１００と、スイッチ３０２ａと、スイッチ３０２ｂと、フィルタ３０４ａとを通過し、フィルタ３０４ａと接続されたＬＮＡ３０６で増幅される。さらに、増幅された信号は、携帯端末内部の処理回路ユニット（図示省略）で処理されることとなる。
　一方、携帯端末内部の処理回路ユニット（図示省略）から出力された信号は、ＰＡ３０８で増幅され、フィルタ３０４ｂと、スイッチ３０２ｂと、スイッチ３０２ａと、バトラーマトリクス回路１００とを通過し、フェーズドアレイアンテナ２００から放射される。さらに、放射された信号は、基地局（図示省略）で受信されることとなる。
　なお、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００は、後述するように伝送線路から構成することができることから、フェイズシフタ（移相器）等の部品を用いた場合に比べて、透過損失が少ない。従って、バトラーマトリクス回路１００を用いたフェーズドアレイアンテナ２００においては、効果的にフェーズドアレイアンテナ２００から高い電力の信号を出力することができ、高い電力の信号を上記処理回路ユニットへ伝送することができる。その結果、上述のＬＮＡ３０６及びＰＡ３０８が低い特性を持つものであっても許容して、使用することができ、これら部品のコストが下がることが見込まれることから、ひいてはフロントエンドブロック３００の製造コストの増加を抑えることができる。
　＜２．２　バトラーマトリクス回路＞
　次に、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路を、図２から図４を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００の構成図である。図３は、９０°ハイブリットカプラ１０２の構成図である。さらに、図４は、実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００の各出力ポートに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。
　図２に示すように、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００は、４個の入力ポート（処理回路側端子）Ａ１～Ａ４、４個の出力ポート（アンテナ側端子）Ｂ１～Ｂ４、４個の９０°ハイブリッドカプラ１０２ａ～１０２ｄ、２つの９０°遅延回路１０４ａ、１０４ｂ、及び、２個の１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｂを有する。
　詳細には、バトラーマトリクス回路１００においては、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａ（第１の９０°ハイブリットカプラ）は、入力ポートＡ１、Ａ２（第１及び第２の処理回路側端子）と接続され、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｃ（第２の９０°ハイブリットカプラ）は、入力ポートＡ３、Ａ４（第３及び第４の処理回路側端子）と接続され、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂ（第３の９０°ハイブリットカプラ）は、出力ポートＢ１、Ｂ３（第１及び第３のアンテナ側端子）と接続され、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄ（第４の９０°ハイブリットカプラ）は、出力ポートＢ２、Ｂ４（第２及び第４のアンテナ側端子）と接続される。さらに、バトラーマトリクス回路１００においては、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａと９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂとの間には、９０°遅延回路１０４ａ（第１の９０°遅延回路）が設けられており、９０°ハイブリッドカプラ１０２ａと９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄとの間には、９０°遅延回路１０４ｂ（第２の９０°遅延回路）が設けられている。加えて、バトラーマトリクス回路１００においては、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂと出力ポートＢ３との間には、１８０°遅延回路１０６ａ（第１の１８０°遅延回路）が設けられており、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄと出力ポートＢ４とに間には、１８０°遅延回路１０６ｂ（第２の１８０°遅延回路）が設けられている。また、９０°ハイブリットカプラ１０２ｃは、９０°ハイブリットカプラ１０２ｂと９０°ハイブリットカプラ１０２ｄとに直接的に接続されている。
　なお、後述するように、本実施形態においては、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂと出力ポートＢ３との間に、１８０°遅延回路１０６ａを設け、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄと出力ポートＢ４とに間に、１８０°遅延回路１０６ｂを設けることに限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｂと同様に機能する要素を設けた場合には、１８０°遅延回路１０６ｂを設けなくてもよい。また、本実施形態においては、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂと出力ポートＢ３との間、及び、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄと出力ポートＢ４との間の代わりに、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｂと出力ポートＢ１との間、及び、９０°ハイブリッドカプラ１０２ｄと出力ポートＢ２との間に、それぞれ１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｂを設けてもよい。
　２個の９０°遅延回路１０４ａ、１０４ｂは、入力された入力信号の位相を９０°だけ遅延させる回路である。また、２個の１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｂは、入力された入力信号の位相を１８０°だけ遅延させる回路である。これら遅延回路１０４ａ、１０４ｂ、１０６ａ、１０６ｂは、例えば、電子部品であってもよく、所定の長さ（電気長）を有する伝送線路であってもよい。
　次に、図３を参照して、上述の９０°ハイブリッドカプラ１０２ａ～１０２ｄを説明する。９０°ハイブリッドカプラ１０２は、図３に示すように、４個のポートＰ１～Ｐ４と、インピーダンスＺ０（例えばインピーダンスＺ０は５０Ωであるとする）を持つ伝送線路１１０ａ、１１０ｂと、インピーダンスＺ０／√２を持つ伝送線路１１２ａ、１１２ｂとを有する。これらポートＰ１～Ｐ４及び伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂは、図３に示すように、対称な関係になるように配置され、且つ、接続されている。なお、これら伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂの電気長は、λ／４に設定されている（なお、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂで伝送される信号の波長をλとする）。
　このような９０°ハイブリッドカプラ１０２のポートＰ１に入力信号を入力した場合には、ポートＰ４からは信号は出力されず、ポートＰ２からは、上記入力信号に対して、１／２の電力を持ち、位相が９０°ずれた出力信号が出力される。さらに、ポートＰ３からは、ポートＰ２の出力信号に対して、同一の電力を持ち、位相が９０°ずれた出力信号が出力される。また、ポートＰ４に入力信号を入力した場合には、ポートＰ１からは信号は出力されず、ポートＰ３からは、上記入力信号に対して、１／２の電力を持ち、位相が９０°ずれた出力信号が出力される。さらに、ポートＰ２からは、ポートＰ３の出力信号に対して、同一の電力を持ち、位相が９０°ずれた出力信号が出力される。
　このような本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００においては、各出力ポートＢ１～Ｂ４に出力される信号の位相は、図４に示されるような値となる。具体的には、当該バトラーマトリクス回路１００の入力ポートＡ１に信号が入力された場合には、各出力ポートＢ１～Ｂ４から出力される出力信号の位相は、９０°、１８０°、０°、９０°となる。また、当該バトラーマトリクス回路１００の入力ポートＡ２に信号が入力された場合には、各出力ポートＢ１～Ｂ４から出力される出力信号の位相は、１８０°、９０°、９０°、０°となる。従って、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００の出力ポートＢ１～Ｂ４においては、２つの同位相の信号と、当該信号に対して＋９０°、－９０°の位相差を持つ信号との組み合わせとなり、上述した比較例に係るバトラーマトリクス回路６００とは、異なる結果となる。
　なお、先に説明したように、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００は、パッシブ回路であり、入力ポートＡ１～Ａ４を切り替えるスイッチと組み合わせることで、後述するフェーズドアレイアンテナ２００の移相回路を実現することができる。従って、本実施形態においては、上述したバトラーマトリクス回路１００を用いることにより、シンプルな構成とすることができることから、フェーズドアレイアンテナ２００に係るブロックの小型化、及び、低消費化が可能となる。
　また、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００は、後述するように伝送線路から構成することができることから、フェイズシフタ等の部品を用いた場合に比べて、透過損失が少ない。従って、バトラーマトリクス回路１００を用いたフェーズドアレイアンテナ２００においては、部品を使用しないことにより、製造コストの増加を抑えることができるばかりでなく、フェーズドアレイアンテナ２００の信号出力を効果的に上げることができる。
　なお、上記バトラーマトリクス回路１００においては、入力信号が入力されるポートを入力ポートＡ１～Ａ４とし、出力信号が出力されるポートを出力ポートＢ１～Ｂ４としているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。従って、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００においては、出力ポートＢ１～Ｂ４に入力信号が入力され、入力ポートＡ１～Ａ４から出力信号が出力されてもよい。言い換えると、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００においては、入力ポートＡ１～Ａ４は、処理回路側に配置され、接続されるポートであり、出力ポートＢ１～Ｂ４は、フェーズドアレイアンテナ２００側に配置され、接続されるポートであると言える。
　＜２．３　フェーズドアレイアンテナ＞
　次に、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００が適用されたフェーズドアレイアンテナ２００について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００を適用したフェーズドアレイアンテナ２００に出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。
　本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００は、例えば、図５の左側に示すような、２行２列に４個のアンテナ２０２ａ～２０２ｄが並んだフェーズドアレイアンテナである。詳細には、当該フェーズドアレイアンテナ２００においては、図５の左側に示されるように、左上に位置するアンテナ２０２ａは、バトラーマトリクス回路１００の出力ポートＢ１に接続され、右上に位置するアンテナ２０２ｂは出力ポートＢ２に接続され、左下に位置するアンテナ２０２ｃは出力ポートＢ３に接続され、右下に位置するアンテナ２０２ｄは出力ポートＢ４に接続されるものとする。
　そして、このようなフェーズドアレイアンテナ２００においては、各アンテナに出力される信号の位相は、図５に示されるような値となる。具体的には、当該バトラーマトリクス回路１００の入力ポートＡ１に入力信号が入力された場合には、図５の左から２番目に示されるように、左上、右上、左下、右下の各アンテナ２０２ａ～２０２ｄから出力される出力信号の位相は、９０°、１８０°、０°、９０°となる。また、当該バトラーマトリクス回路１００の入力ポートＡ２に信号が入力された場合には、図５の左から３番目に示されるように、左上、右上、左下、右下の各アンテナ２０２ａ～２０２ｄから出力される出力信号の位相は、１８０°、９０°、９０°、０°となる。なお、入力信号が入力されていない場合の入力ポートＡ１～Ａ４は、オープンであっても、グランド電位と接続されていてもよい。
　図５からわかるように、本実施形態においては、どの入力ポートＡ１～Ａ４に入力信号が入力される場合であっても、各アンテナ２０２ａ～２０２ｄから出力される出力信号の位相は、順次９０°ずつシフトしたものとなる。さらに、本実施形態においては、入力信号を入力する入力ポートＡ１～Ａ４を切り替えるごとに、１８０°シフトした位相関係になる方向（図中矢印で表現されている）が、右上、左上、右下、左下の４つの方向に切り替わることとなる。従って、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００は、互いに対称な関係にある４個の方向の指向性を持つことができる。
　＜２．４　放射特性＞
　次に、上述の本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００における放射特性のシミュレーション結果を図６及び図７を参照して説明する。図６は、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００において、入力ポートＡ２及びＡ３に入力信号が入力された場合の放射特性のシミュレーション結果である。また、図７は、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００において、入力ポートＡ１及びＡ４に入力信号が入力された場合の放射特性のシミュレーション結果である。なお、図６及び図７の下側には、フェーズドアレイアンテナ２００における各アンテナ２０２ａ～２０２ｄの位置、当該各アンテナ２０２ａ～２０２ｄと出力ポートＢ１～Ｂ４との接続関係、及び、放射特性のシミュレーション結果における９０°～－９０°の範囲が模式的に示されている。詳細には、各図の放射特性のシミュレーション結果における９０°～－９０°の範囲を示す円弧状の矢印は、該当する図の下側に示された円弧状の矢印に対応する。
　図６に示されるように、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００において、入力ポートＡ２及び入力ポートＡ３に所定の周波数の入力信号が入力された場合の放射パターンは、それぞれアンテナ２０２ｄとアンテナ２０２ａとを結ぶ対角線の方向にピークを持つ。また、図７に示されるように、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００において、入力ポートＡ１及び入力ポートＡ４に所定の周波数の入力信号が入力された場合の放射パターンは、それぞれアンテナ２０２ｃとアンテナ２０２ｂとを結ぶ対角線の方向にピークを持つ。すなわち、シミュレーション結果からわかるように、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００においては、各入力ポートＡ１～Ａ４に入力信号が入力された場合、フェーズドアレイアンテナ２００の基板平面の対角線方向にピークを持つ、互いに対称な放射特性を得ることができる。
　次に、図８から図１１を参照して、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果を説明する。図８は、放射特性のシミュレーション結果を説明するための説明図である。なお、図８の下側には、フェーズドアレイアンテナ２００における各アンテナ２０２ａ～２０２ｄと出力ポートＢ１～Ｂ４との接続関係が模式的に示されている。図９は、比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果である。図１０は、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果である。さらに、図１１は、本実施形態のフェーズドアレイアンテナ２００と比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０との放射特性のシミュレーション結果の比較を説明するための説明図である。
　図８に示すように、以下に説明する放射特性のシミュレーション結果は、フェーズドアレイアンテナの基板４００の正面方向（平面に対して垂直な方向）４０２から３０°(θ＝３０°)傾いた軸４０４を、当該正面方向を中心軸として回転させた場合に得られるΦ方向の円周上の放射特性に対応する。
　まずは、図９に示される、比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果を説明する。図９からわかるように、比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０においては、入力ポートＡ２及び入力ポートＡ３に所定の周波数の入力信号が入力された場合、中心から対角線上に延びるピークまでの長さが、入力ポートＡ１及び入力ポートＡ４に所定の周波数の入力信号が入力された場合と比べて小さくなっている。すなわち、比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０においては、入力ポートＡ２及び入力ポートＡ３に所定の周波数の入力信号が入力された場合は、入力ポートＡ１及び入力ポートＡ４に所定の周波数の入力信号が入力された場合と比べて、放射される信号が弱くなっている。
　次に、図１０に示される、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００における、Φ方向の円周上の放射特性のシミュレーション結果を説明する。図１０からわかるように、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００においては、いずれの入力ポートＡ１～Ａ４に所定の周波数の入力信号を入力した場合であっても、互いに対称な放射特性を示す。すなわち、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００においては、全方向に亘り、対称、且つ、均一な良好な放射特性を得られることがわかった。
　本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００と比較例に係るフェーズドアレイアンテナ６５０とは、放射特性のピークの方向（角度）が異なるため、ピークの方向を合わせるようにしてそれぞれの放射特性の結果を重ねて示したものが、図１１となる。図１１においては、比較例の結果を実線で示し、本実施形態の結果を破線で示している。図１１からわかるように、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００は、比較例と比べて、入力ポートＡ２及び入力ポートＡ３に入力信号が入力された場合における放射特性が向上している。
　以上のように、本実施形態によれば、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００を用いることにより、フェーズドアレイアンテナ２００に係るブロックの容積及び消費電力をより小さくすることができ、且つ、対称な放射特性を得ることが可能となる。
　＜＜３．第２の実施形態＞＞
　＜３．１　フロントエンドモジュール＞
　次に、図１２から図１７を参照して、上述した本開示の第１の実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００を用いたフロントエンドモジュール５００の構成例を、本開示の第２の実施形態として説明する。図１２は、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の第１の層５０２の構成例を示すレイアウト図であり、図１３は、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の第２の層５０４の構成例を示すレイアウト図であり、図１４は、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の第３の層５０６の構成例を示すレイアウト図である。図１５は、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００の構成例を示す断面図である。図１６は、本実施形態に係るビア５１０によるパッチアンテナ５０８への給電方法を説明するための説明図である。図１７は、本実施形態に係るスロット５３２によるパッチアンテナ５０８への給電方法を説明するための説明図である。
　後述する図１５に示されるように、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００は、図１２から図１４に示される第１から第３の層５０２、５０４、５０６の３個の層が互いに積層されることによる構成される。また、これらの層５０２、５０４、５０６のそれぞれには、後述するように複数のパッチアンテナ（アンテナ）５０８からなるアレイアンテナと、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００と、スイッチ回路等を含む処理回路とが設けられている。
　当該層５０２、５０４、５０６は、樹脂製基板に配線等が形成されたプリント（ＰＣＢ）基板や、セラミックス基板、シリコン基板、又は、ガラス基板からなる。なお、高誘電性の基板においては波長短縮効果が期待することができることから、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００に高誘電性基板を用いることにより、基板の面積及びモジュールの容積を小さくすることができる。例えば、本実施形態においては、比誘電率７～９の基板を用いることができる。また、シリコン基板やガラス基板は、熱耐性や高い硬度を持っていることから、半導体製造プロセス技術を適用して配線等の加工を行うことができる。従って、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００にシリコン基板又はガラス基板を用いることにより、より微細な伝送線路等の加工を高精度に行うことが可能となる。
　まず、図１２に示すように、正方形状の基板からなる第１の層５０２の上には、４個の正方形状の電極からなるパッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄが２行２列に配置されている。各パッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄは、同一の形状及び同一の大きさを持ち、第１の層５０２の中心を対象点として点対称となるように配置されている。なお、本実施形態においては、フロントエンドモジュール５００の放射特性が、対称、且つ、均一になるように、各パッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄは、対称になるように精度よく配置されていることが好ましい。
　また、各パッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄは、後述する第２の層５０４に設けられたバトラーマトリクス回路１００の各出力ポートＢ１～Ｂ４と接続されるビア５１０ａ～５１０ｄをそれぞれ有する。詳細には、図１２においては、１行目１列目に配置されたパッチアンテナ５０８ａ（第１のアンテナ）は、バトラーマトリクス回路１００の出力ポートＢ１（第１のアンテナ側端子）に接続され、２行目１列目に配置されたパッチアンテナ５０８ｃ（第２のアンテナ）は、バトラーマトリクス回路１００の出力ポートＢ３（第３のアンテナ側端子）に接続されている。さらに、１行目２列目に配置されたパッチアンテナ５０８ｂ（第３のアンテナ）は、バトラーマトリクス回路１００の出力ポートＢ２（第１のアンテナ側端子）に接続され、２行目２列目に配置されたパッチアンテナ５０８ｄ（第４のアンテナ）は、バトラーマトリクス回路１００の出力ポートＢ４（第４のアンテナ側端子）に接続される。
　また、図１２においては、同一列に配置された２個のパッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄにおいて互いに１８０°反転した位置関係になるように、ビア５１０ａ～５１０ｄが設けられている。このようにビア５１０ａ～５１０ｄを設けることにより、同一列に配置された２個のパッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄは、互いに１８０°反転した形状を持つこととなる。具体的には、１行目１列目に配置されたパッチアンテナ５０８ａのビア５１０ａと、２行目１列目に配置されたパッチアンテナ５０８ｃのビア５１０ｃとは、互いに１８０°反転した関係となる位置に配置されている。また、１行目２列目に配置されたパッチアンテナ５０８ｂのビア５１０ｂと、２行目２列目に配置されたパッチアンテナ５０８ｄのビア５１０ｄとは、互いに１８０°反転した関係となる位置に配置されている。このように、ビア５１０ａ～５１０ｄを配置することにより、バトラーマトリクス回路１００におけるビア５１０ａ～５１０ｄまでの伝送線路が、バトラーマトリクス回路１００の１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｄとして機能することとなる。
　なお、本実施形態においては、ビア５１０ａ～５１０ｄを図１２に示すように設けることに限定されるものではなく、例えば、同一行に配置された２つのパッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄにおいて互いに１８０°反転した位置関係になるように、ビア５１０ａ～５１０ｄが設けられていてもよい。もしくは、本実施形態においては、全てのパッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄにおいて同一の位置にビア５１０ａ～５１０ｄが設けられていてもよい。後者の場合、後述する第２の層５０４に設けられるバトラーマトリクス回路１００において、１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｄとして機能する要素を設けてもよい。
　また、図１３に示すように、第１の層５０２と同様に、正方形状の基板からなる第２の層５０４の上には、クロスオーバのない伝送線路からなる、バトラーマトリクス回路１００が設けられている。伝送線路の線幅は、使用する信号の波長（周波数）や使用する基板の誘電率に応じて変化させることができるが、例えば、数１００μｍ程度となる。
　具体的には、図１３に示すように、第２の層５０４の中心に対して、９０°ハイブリットカプラ１０２ｂと９０°ハイブリットカプラ１０２ｄとは左右対称及び上下対称になるように配置され、さらに、これら９０°ハイブリットカプラ１０２ｂ、１０２ｄから出力ポートＢ１～Ｂ４までの伝送線路も第２の層５０４の中心に対して、左右対称になるように配置されている。また、図１３においては、９０°ハイブリットカプラ１０２ａと９０°ハイブリットカプラ１０２ｃとは、第２の層５０４の中心に対して左右対称になるように配置されているが、上下対称となるように配置されていない。９０°ハイブリットカプラ１０２ａと９０°ハイブリットカプラ１０２ｃの位置が、第２の層５０４の中心に対して上下対称とならないように設けることにより、入力ポートＡ１～Ａ４（詳細には、ビア５１０ａ～５１０ｄ）に接続される伝送線路の長さが互いに異なることとなる。そして、このような伝送線路の長さの違いによって、９０°遅延回路１０４ａ、１０４ｂを形成することができる。
　本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００は、１個の層５０４上に設けられた伝送線路で構成することができることから、４個のフェイズシフタ（部品）を設ける場合に比べて、小さな規模の回路にすることができる。その結果、本実施形態によれば、第２の層５０４を、上述した各パッチアンテナ５０８ａ～５０８ｄが設けられた第１の層５０２と同程度のサイズ（面積）にすることができる。また、本実施形態においては、バトラーマトリクス回路１００は、１個の層５０４上のクロスオーバのない伝送線路によって構成することができることから、バトラーマトリクス回路１００を構成する層の厚さが厚くなることもない。さらに、バトラーマトリクス回路１００は、主に対称な伝送線路から構成されることから、設計が容易であり、設計の自由度も高いことから、第２の層５０４の面積をより小さくすることも容易となる。
　また、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００は、伝送線路から構成することができることから、フェイズシフタ等の部品を用いた場合に比べて、透過損失が少ない。従って、本実施形態によれば、部品を使用しないことにより、製造コストの増加を抑えることができ、且つ、フェーズドアレイアンテナ２００の信号出力を効果的に上げることができる。
　次に、図１４に示すように、第１の層５０２と同様に、正方形状の基板からなる第３の層５０６の上には、スイッチ３０２ａ、３０２ｂと、フィルタ３０４ａ、３０４ｂと、ＬＮＡ３０６と、ＰＡ３０８とが設けられている。スイッチ３０２ａ、３０２ｂ、フィルタ３０４ａ、３０４ｂ、ＬＮＡ３０６、及びＰＡ３０８は、半導体回路等の部品からなり、当該部品間はワイヤ５１２等によって電気的に接続されている。さらに、ワイヤ５１２は、第３の層５０６の上に設けられた電極パッド５１４や配線５１６により、外周部に設けられた端子５１８に電気的に接続される。
　そして、上述した第１から第３の層５０２、５０４、５０６の３個の層が重ねられることにより、図１５に示されるようなフロントエンドモジュール５００を形成することができる。図１５においては、フロントエンドモジュール５００は、基板５２０（第１の基板）と基板５２８（第２の基板）と基板５３０とを有する。さらに、基板５２０においては、表面（第２の面）に第１の層５０２が設けられ、裏面（第１の面）に第２の層５０４が設けられる。
　さらに詳細には、図１５に示されるように、第１の層５０２に設けられたパッチアンテナ８０８と、第２の層５０４に設けられた出力ポートＢ１～Ｂ４は、基板５２０を貫通するビア５１０によって電気的に接続されている。また、第２の層５０４に設けられた入力ポートＡ１～Ａ４と第３の層５０６に設けられた端子５１８とは、ビア５２２によって電気的に接続されている。さらに、第３の層５０６に設けられた端子５１８とフロントエンドモジュール５００の最下段に設けられた基板５３０とは、基板５２８を貫通するビア５２４とバンプ５２６とによって電気的に接続される。このようなフロントエンドモジュール５００は、各基板５２０、５２８においてワイヤボンディングが行われた後に、バンプ５２６等を形成し、各基板５２０、５２８、５３０が積層されることによって形成される。
　＜３．２　給電方法＞
　次に、図１６及び図１７を参照して、本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００における、バトラーマトリクス回路１００からパッチアンテナ５０８への給電方法を説明する。本実施形態においては、図１６に示すようなビア５１０によって、バトラーマトリクス回路１００から直接的にパッチアンテナ５０８への給電することができる。すなわち、当該ビア５１０は、バトラーマトリクス回路１００とパッチアンテナ５０８とを直接電気的に接続している。
　また、本実施形態においては、図１７に示すような、スロット５３２を用いてもバトラーマトリクス回路１００からパッチアンテナ５０８への給電することができる。詳細には、スロット５３２は、第２の層５０４に設けられた配線５１６の所定の領域に向かい合うような開口部５３６を有する給電パッド５３８と、開口部５３６に向かい合うように設けられた給電パッド５３４とを有する。配線５１６の所定の領域と、給電パッド５３４とが電磁結合接続することによって、パッチアンテナ５０８への給電することができる。
　なお、本実施形態においては、上述した給電方法のいずれも適用することができる。しかしながら、スロット５３２を用いた給電方法は、ビア５１０を用いた給電方法に比べて、広帯域においてインピーダンスマッチングをとることができることから、本実施形態においては、インピーダンスマッチングの不整合を避け、製造工程を削減するために、スロット５３２による給電方法を用いることが好ましい。
　以上のように、本実施形態においては、バトラーマトリクス回路１００が、１個の層５０２上のクロスオーバのない伝送線路において実現することができるため、バトラーマトリクス回路１００を構成する層の厚さが厚くなることもなく、バトラーマトリクス回路１００を含むフロントエンドモジュール５００の厚みを薄くすることができる。また、バトラーマトリクス回路１００は、対称な伝送線路から構成されることから、設計が容易であり、設計の自由度も高いことから、バトラーマトリクス回路１００が設けられる第２の層５０４の面積をより小さくすることが容易である。
　＜＜４．第３の実施形態＞＞
　上述したバトラーマトリクス回路１００を複数個組み合わせて１つのバトラーマトリクス回路１００ａとしてもよい。そこで、図１８及び図１９を参照して、本開示の第３の実施形態として、２個のバトラーマトリクス回路１００を組み合わせたバトラーマトリクス回路１００ａを説明する。図１８は、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａの構成図であり、図１９は、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａを適用したフェーズドアレイアンテナ２００ａに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。
　図１８に示すように、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａは、２個の第１の実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００－１、１００－２と、４個の入力ポートＣ１～Ｃ４と、８個の出力ポートＢ１～Ｂ８とを有する。詳細には、当該バトラーマトリクス回路１００ａにおいては、各入力ポートＣ１～Ｃ４は、それぞれ分配器１１４ａ～１１４ｄに接続され、各分配器１１４ａ～１１４ｄは、各バトラーマトリクス回路１００－１、１００－２の同じ符号を持つ入力ポートＡ１～Ａ４に信号を等しく分配する。また、分配器１１４ａ～１１４ｄと一方のバトラーマトリクス回路１００－２の入力ポートＡ１～Ａ４との間には、１８０°遅延回路１１６ａ～１１６ｄがそれぞれ設けられている。さらに、分配された信号が入力される各バトラーマトリクス回路１００－１、１００－２は、８個の出力ポートＢ１～Ｂ８に接続されている。
　なお、図１８の例では、分配器１１４ａ～１１４ｄと一方のバトラーマトリクス回路１００－２の入力ポートＡ１～Ａ４との間には、１８０°遅延回路１１６ａ～１１６ｄがそれぞれ設けられているが、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａはこれに限定されるものではない。例えば、１８０°遅延回路１１６ａ～１１６ｄを、一方のバトラーマトリクス回路１００－２と出力ポートＢ５～Ｂ８との間に配置してもよい。すなわち、一方のバトラーマトリクス回路１００－２の９０°ハイブリットカプラ１０２ｂと出力ポートＢ５との間には１８０°遅延回路が設けられ、一方のバトラーマトリクス回路１００－２の９０°ハイブリットカプラ１０２ｄと出力ポートＢ６との間には１８０°遅延回路が設けられてもよい。この場合、一方のバトラーマトリクス回路１００－２の９０°ハイブリットカプラ１０２ｂと出力ポートＢ７との間に設けられた１８０°遅延回路１０６ａは配置されず、一方のバトラーマトリクス回路１００－２の９０°ハイブリットカプラ１０２ｄと出力ポートＢ８との間に設けられた１８０°遅延回路１０６ｂも配置されない。
　ここで、例えば図１９の上段に示すような、２行４列に８個のアンテナが並んだフェーズドアレイアンテナ２００ａに、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａを適用する。なお、当該フェーズドアレイアンテナ２００ａにおいては、図１９の上段に示されるように、１行１列目に位置するアンテナ２０２ａは、バトラーマトリクス回路１００ａの出力ポートＢ１に接続され、１行２列目に位置するアンテナ２０２ｂは、バトラーマトリクス回路１００ａの出力ポートＢ２に接続される。２行１列目に位置するアンテナ２０２ｃは、バトラーマトリクス回路１００ａの出力ポートＢ３に接続され、２行２列目に位置するアンテナ２０２ｄは、バトラーマトリクス回路１００ａの出力ポートＢ４に接続される。また、１行３列目に位置するアンテナ２０２ｅは出力ポートＢ５に接続され、１行４列目に位置するアンテナ２０２ｆは出力ポートＢ６に接続される。さらに、２行３列目に位置するアンテナ２０２ｇは出力ポートＢ７に接続され、２行４列目に位置するアンテナ２０２ｈは出力ポートＢ８に接続される。すなわち、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００ａは、第１の実施形態に係る２行２列のフェーズドアレイアンテナ２００を１８０°の位相差を持つ信号が入力されるように、２個横に並べた配置を持つ。
　そして、このようなフェーズドアレイアンテナ２００ａにおいては、各アンテナ２０２ａ～ｄに出力される信号の位相は、図１９の下段に示されるような値となる。具体的には、当該バトラーマトリクス回路１００ａの入力ポートＣ１に信号が入力された場合には、図１９の２段目左側に示されるように、１行目１列目、１行目２列目、１行目３列目、１行目４列目、２行目１列目、２行目２列目、２行目３列目、２行目４列目の順に各アンテナ２０２ａ～２０２ｈから出力される出力信号の位相は、９０°、１８０°、２７０°、３６０°、０°、９０°、１８０°、２７０°となる。また、当該バトラーマトリクス回路１００ａの入力ポートＣ２に信号が入力された場合には、図１９の２段目右側に示されるように、１行目１列目、１行目２列目、１行目３列目、１行目４列目、２行目１列目、２行目２列目、２行目３列目、２行目４列目の順に各アンテナ２０２ａ～２０２ｈから出力される出力信号の位相は、１８０°、９０°、０°、－９０°、９０°、０°、－９０°、－１８０°となる。
　すなわち、本実施形態においては、各アンテナ２０２ａ～２０２ｈから出力される出力信号の位相は、９０°ずつ位相がシフトした１行４列のアンテナが９０°の位相差で２行並ぶような位相となる。これにより、本実施形態においては、右上、左上、右下、左下の４つの方向の指向性に切り替わるフェーズドアレイアンテナ２００ａを得ることができる。
　なお、上述の説明においては、各アンテナ２０２ａ～２０２ｈは、２行４列に並べられているものとしているが、これに限定されるものではなく、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００ａは、４行２列に並べられたアンテナ２０２ａ～２０２ｈから構成されていてもよい。
　＜＜５．第４の実施形態＞＞
　次に、図２０及び図２１を参照して、本開示の第４の実施形態として、第３の実施形態に係る２個のバトラーマトリクス回路１００ａを組み合わせたバトラーマトリクス回路１００ｂを説明する。図２０は、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂの構成図であり、図２１は、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂを適用したフェーズドアレイアンテナ２００ｂに出力される信号の位相の一例を説明する説明図である。
　図２０に示すように、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂは、２個の第３の実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ａと、４個の入力ポートＤ１～Ｄ４（第１～第４の端子）と、１６個の出力ポートＢ１～Ｂ１６とを有する。また、当該バトラーマトリクス回路１００ｂにおいては、各入力ポートＤ１～Ｄ４は、それぞれ分配器１１８ａ～１１８ｄに接続され、各分配器１１８ａ～１１８ｄは、各バトラーマトリクス回路１００ａの同じ符号を持つ入力ポートＣ１～Ｃ４に信号を等しく分配する。さらに、分配された信号が入力される各バトラーマトリクス回路１００ａは、１６個の出力ポートＢ１～Ｂ１６に接続されている。すなわち、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂは、４個の第１の実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００を有する。
　ここで、例えば、図２１の上段に示すような、４行４列に１６個のアンテナが並んだフェーズドアレイアンテナ２００ｂに、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００ｂを適用する。なお、当該フェーズドアレイアンテナ２００ｂにおいては、図２１の上段に示されるように、１行１列目に位置するアンテナ２０２ａから２行４列目に位置するアンテナ２０２ｈは、第３の実施形態と同様に、バトラーマトリクス回路１００ｂの出力ポートＢ１～Ｂ８（アンテナ側端子）にそれぞれ接続される。さらに、３行３列目に位置するアンテナ２０２ｉは、バトラーマトリクス回路１００ｂの出力ポートＢ９に接続され、３行４列目に位置するアンテナ２０２ｈは、バトラーマトリクス回路１００ｂの出力ポートＢ１０に接続され、４行３列目に位置するアンテナ２０２ｋは出力ポートＢ１１に接続され、４行４列目に位置するアンテナ２０２ｍは出力ポートＢ１２に接続される。また、３行１列目に位置するアンテナ２０２ｎは出力ポートＢ１３に接続され、３行２列目に位置するアンテナ２０２ｐは出力ポートＢ１４に接続され、４行１列目に位置するアンテナ２０２ｑは出力ポートＢ１５に接続され、４行２列目に位置するアンテナ２０２ｒは出力ポートＢ１６に接続される。すなわち、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ２００ｂは、第３の実施形態に係る２行４列のフェーズドアレイアンテナ２００ａを２個縦に並べた配置を持つ。
　なお、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、アンテナ２０２と、それと対となるアンテナ２０２とを互いに１８０°反転した位置関係（形状）とすることによって、各バトラーマトリクス回路１００の１８０°遅延回路１０６ａ、１０６ｄを構成してもよい。すなわち、本実施形態においても、各列の偶数行に配置されたアンテナ２０２が、同一列の奇数行に配置されたアンテナ２０２を１８０°反転した形状を持つようにしてもよい。なお、本実施形態においては、これに限定されるものではなく、例えば、各行の偶数列に配置されたアンテナ２０２が、同一行の奇数列に配置されたアンテナ２０２を１８０°反転した形状を持つようにしてもよい。
　そして、このようなフェーズドアレイアンテナ２００ｂにおいては、各アンテナ２０２ａ～ｒに出力される信号の位相は、図２１の右側に示されるような値となる。すなわち、本実施形態においては、各アンテナ２０２ａ～２０２ｒから出力される出力信号の位相は、９０°ずつ位相がシフトした１行４列のアンテナが９０°の位相差で４行並ぶような位相となる。これにより、右上、左上、右下、左下の４つの方向の指向性に切り替わるフェーズドアレイアンテナ２００ｂを得ることはできる。
　以上のように、本実施形態に係るバトラーマトリクス回路１００によれば、４行４列に配置された１６個のアンテナ２０２からなるフェーズドアレイアンテナ２００ｂにおいても、フェーズドアレイアンテナ２００ｂに係るブロックの容積及び消費電力をより小さくすることができる。さらに、当該バトラーマトリクス回路１００によれば、４行４列に配置された１６個のアンテナ２０２からなるフェーズドアレイアンテナ２００ｂにおいても、第１の実施形態と同様に、対称な放射特性を得ることができる。
　なお、上述した第３及び第４の実施形態のように、アンテナ２０２を多く並べてフェーズドアレイアンテナ２００を構成した場合には、フェーズドアレイアンテナ２００から放射される電波ビームの形状が鋭くなり、フェーズドアレイアンテナ２００の指向性が高まることとなる。従って、本開示の技術においては、所望の指向性となるように、アンテナ２０２の個数や配列を選択することが好ましい。
　＜＜６．応用例＞＞
　以上のような、容積及び消費電力がより小さくなった本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００等の本開示の技術は、容積及び消費電力を小さくすることが求められる、スマートフォン、タブレット、ウェアブル端末、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モバイルルータ、車載無線モジュール（例えば、カーナビゲーションシステム）、ロボット、ドローン、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）－ＴＡＧ等の各種の無線通信端末に搭載することができる。すなわち、本開示に係る技術は、様々な無線通信端末へ応用可能である。なお、このような場合、無線通信端末で扱う信号は、上述のようなミリ波に限定されるものではない。以下に、本実施形態の様々な応用例について説明する。
　＜６．１　無線通信＞
　本開示に係る技術は、制御エンティティ、基地局、端末装置等の無線通信ユニットの適用することができる。例えば、上記制御エンティティは、タワーサーバ、ラックサーバ、又はブレードサーバなどのいずれかの種類のサーバとして実現されてもよい。また、制御エンティティは、サーバに搭載される制御モジュール（例えば、１つのダイで構成される集積回路モジュール、又はブレードサーバのスロットに挿入されるカード若しくはブレード）であってもよい。
　また、例えば、上記基地局は、マクロｅＮＢ又はスモールｅＮＢなどのいずれかの種類のｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｎｏｄｅ　Ｂ）として実現されてもよい。スモールｅＮＢは、ピコｅＮＢ、マイクロｅＮＢ又はホーム（フェムト）ｅＮＢなどの、マクロセルよりも小さいセルをカバーするｅＮＢであってよい。その代わりに、上記基地局は、ＮｏｄｅＢ又はＢＴＳ（Ｂａｓｅ　Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ）などの他の種類の基地局として実現されてもよい。上記基地局は、無線通信を制御する本体（基地局装置ともいう）と、本体とは別の場所に配置される１つ以上のＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ　Ｒａｄｉｏ　ＨＥＡＤ）とを含んでもよい。また、後述する様々な種類の端末が一時的に又は半永続的に基地局機能を実行することにより、基地局として動作してもよい。
　また、例えば、上記端末装置は、スマートフォン、タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ノートＰＣ、携帯型ゲーム端末、携帯型／ドングル型のモバイルルータ若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、上記端末装置は、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｏ　Ｍａｃｈｉｎｅ）通信を行う端末（ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）端末ともいう）として実現されてもよい。さらに、上記端末装置は、これら端末に搭載される無線通信モジュール（例えば、１つのダイで構成される集積回路モジュール）であってもよい。
　　［６．１．１．　制御エンティティに関する応用例］
　図２５は、本開示に係る技術が適用され得るサーバ７００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。サーバ７００は、プロセッサ７０１、メモリ７０２、ストレージ７０３、ネットワークインタフェース７０４及びバス７０６を備える。
　プロセッサ７０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であってよく、サーバ７００の各種機能を制御する。メモリ７０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、プロセッサ７０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ７０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。
　ネットワークインタフェース７０４は、サーバ７００を無線通信ネットワーク７０５に接続するための有線通信インタフェースである。無線通信ネットワーク７０５は、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）などのコアネットワークであってもよく、又はインターネットなどのＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよい。
　バス７０６は、プロセッサ７０１、メモリ７０２、ストレージ７０３及びネットワークインタフェース７０４を互いに接続する。バス７０６は、速度の異なる２つ以上のバス（例えば、高速バス及び低速バス）を含んでもよい。
　［６．１．２．　基地局に関する応用例］
　（第１の応用例）
　図２６は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢ８００の概略的な構成の第１の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８００は、１つ以上のアンテナ８１０、及び基地局装置８２０を有する。各アンテナ８１０及び基地局装置８２０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。
　アンテナ８１０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｉｎｐｕｔ　ａｎｄ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、基地局装置８２０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８００は、図２６に示したように複数のアンテナ８１０を有し、複数のアンテナ８１０は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図２６にはｅＮＢ８００が複数のアンテナ８１０を有する例を示したが、ｅＮＢ８００は単一のアンテナ８１０を有してもよい。
　基地局装置８２０は、コントローラ８２１、メモリ８２２、ネットワークインタフェース８２３及び無線通信インタフェース８２５を備える。
　コントローラ８２１は、例えばＣＰＵ又はＤＳＰであってよく、基地局装置８２０の上位レイヤの様々な機能を動作させる。例えば、コントローラ８２１は、無線通信インタフェース８２５により処理された信号内のデータからデータパケットを生成し、生成したパケットを、ネットワークインタフェース８２３を介して転送する。コントローラ８２１は、複数のベースバンドプロセッサからのデータをバンドリングすることによりバンドルドパケットを生成し、生成したバンドルドパケットを転送してもよい。また、コントローラ８２１は、無線リソース管理（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）、無線ベアラ制御（Ｒａｄｉｏ　Ｂｅａｒｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）、移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、流入制御（Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）又はスケジューリング（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）などの制御を実行する論理的な機能を有してもよい。また、当該制御は、周辺のｅＮＢ又はコアネットワークノードと連携して実行されてもよい。メモリ８２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、コントローラ８２１により実行されるプログラム、及び様々な制御データ（例えば、端末リスト、送信電力データ及びスケジューリングデータなど）を記憶する。
　ネットワークインタフェース８２３は、基地局装置８２０をコアネットワーク８２４に接続するための通信インタフェースである。コントローラ８２１は、ネットワークインタフェース８２３を介して、コアネットワークノード又は他のｅＮＢと通信してもよい。その場合に、ｅＮＢ８００と、コアネットワークノード又は他のｅＮＢとは、論理的なインタフェース（例えば、Ｓ１インタフェース又はＸ２インタフェース）により互いに接続されてもよい。ネットワークインタフェース８２３は、有線通信インタフェースであってもよく、又は無線バックホールのための無線通信インタフェースであってもよい。ネットワークインタフェース８２３が無線通信インタフェースである場合、ネットワークインタフェース８２３は、無線通信インタフェース８２５により使用される周波数帯域よりもより高い周波数帯域を無線通信に使用してもよい。
　無線通信インタフェース８２５は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、アンテナ８１０を介して、ｅＮＢ８００のセル内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８２５は、典型的には、ベースバンド（ＢＢ）プロセッサ８２６及びＲＦ回路８２７などを含み得る。ＢＢプロセッサ８２６は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、各レイヤ（例えば、Ｌ１、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））の様々な信号処理を実行する。ＢＢプロセッサ８２６は、コントローラ８２１の代わりに、上述した論理的な機能の一部又は全部を有してもよい。ＢＢプロセッサ８２６は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、当該プログラムを実行するプロセッサ及び関連する回路を含むモジュールであってもよく、ＢＢプロセッサ８２６の機能は、上記プログラムのアップデートにより変更可能であってもよい。また、上記モジュールは、基地局装置８２０のスロットに挿入されるカード若しくはブレードであってもよく、又は上記カード若しくは上記ブレードに搭載されるチップであってもよい。一方、ＲＦ回路８２７は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８１０を介して無線信号を送受信する。
　無線通信インタフェース８２５は、図２６に示したように複数のＢＢプロセッサ８２６を含み、複数のＢＢプロセッサ８２６は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。また、無線通信インタフェース８２５は、図２６に示したように複数のＲＦ回路８２７を含み、複数のＲＦ回路８２７は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図２６には無線通信インタフェース８２５が複数のＢＢプロセッサ８２６及び複数のＲＦ回路８２７を含む例を示したが、無線通信インタフェース８２５は単一のＢＢプロセッサ８２６又は単一のＲＦ回路８２７を含んでもよい。
　（第２の応用例）
　図２７は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢ８３０の概略的な構成の第２の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８３０は、１つ以上のアンテナ８４０、基地局装置８５０、及びＲＲＨ８６０を有する。各アンテナ８４０及びＲＲＨ８６０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置８５０及びＲＲＨ８６０は、光ファイバケーブル等の高速回線で互いに接続され得る。
　アンテナ８４０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、ＲＲＨ８６０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８３０は、図２７に示したように複数のアンテナ８４０を有し、複数のアンテナ８４０は、例えばｅＮＢ８３０が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図２８にはｅＮＢ８３０が複数のアンテナ８４０を有する例を示したが、ｅＮＢ８３０は単一のアンテナ８４０を有してもよい。
　基地局装置８５０は、コントローラ８５１、メモリ８５２、ネットワークインタフェース８５３、無線通信インタフェース８５５及び接続インタフェース８５７を備える。コントローラ８５１、メモリ８５２及びネットワークインタフェース８５３は、図２６を参照して説明したコントローラ８２１、メモリ８２２及びネットワークインタフェース８２３と同様のものである。
　無線通信インタフェース８５５は、ＬＴＥ又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、ＲＲＨ８６０及びアンテナ８４０を介して、ＲＲＨ８６０に対応するセクタ内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８５５は、典型的には、ＢＢプロセッサ８５６等を含み得る。ＢＢプロセッサ８５６は、接続インタフェース８５７を介してＲＲＨ８６０のＲＦ回路８６４と接続されることを除き、図２６を参照して説明したＢＢプロセッサ８２６と同様のものである。無線通信インタフェース８５５は、図２７に示したように複数のＢＢプロセッサ８５６を含み、複数のＢＢプロセッサ８５６は、例えばｅＮＢ８３０が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図２７には無線通信インタフェース８５５が複数のＢＢプロセッサ８５６を含む例を示したが、無線通信インタフェース８５５は単一のＢＢプロセッサ８５６を含んでもよい。
　接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）をＲＲＨ８６０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）とＲＲＨ８６０とを接続する上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
　また、ＲＲＨ８６０は、接続インタフェース８６１及び無線通信インタフェース８６３を備える。
　接続インタフェース８６１は、ＲＲＨ８６０（無線通信インタフェース８６３）を基地局装置８５０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８６１は、上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
　無線通信インタフェース８６３は、アンテナ８４０を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース８６３は、典型的には、ＲＦ回路８６４などを含み得る。ＲＦ回路８６４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８４０を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース８６３は、図２７に示したように複数のＲＦ回路８６４を含み、複数のＲＦ回路８６４は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図２７には無線通信インタフェース８６３が複数のＲＦ回路８６４を含む例を示したが、無線通信インタフェース８６３は単一のＲＦ回路８６４を含んでもよい。
　［６．１．３．　携帯端末に関する応用例］
　（第１の応用例）
　図２８は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン９００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２、１つ以上のアンテナスイッチ９１５、１つ以上のアンテナ９１６、バス９１７、バッテリ９１８及び補助コントローラ９１９を備える。
　プロセッサ９０１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　Ｃｈｉｐ）であってよく、スマートフォン９００のアプリケーションレイヤ及びその他のレイヤの機能を制御する。メモリ９０２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ９０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。外部接続インタフェース９０４は、メモリーカード又はＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）デバイスなどの外付けデバイスをスマートフォン９００へ接続するためのインタフェースである。
　カメラ９０６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を有し、撮像画像を生成する。センサ９０７は、例えば、測位センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び加速度センサなどのセンサ群を含み得る。マイクロフォン９０８は、スマートフォン９００へ入力される音声を音声信号へ変換する。入力デバイス９０９は、例えば、表示デバイス９１０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの画面を有し、スマートフォン９００の出力画像を表示する。スピーカ９１１は、スマートフォン９００から出力される音声信号を音声に変換する。
　無線通信インタフェース９１２は、ＬＴＥ又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９１２は、典型的には、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４などを含み得る。ＢＢプロセッサ９１３は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９１４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９１６を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９１２は、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９１２は、図２８に示したように複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含んでもよい。なお、図２８には無線通信インタフェース９１２が複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含む例を示したが、無線通信インタフェース９１２は単一のＢＢプロセッサ９１３又は単一のＲＦ回路９１４を含んでもよい。
　さらに、無線通信インタフェース９１２は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を含んでもよい。
　アンテナスイッチ９１５の各々は、無線通信インタフェース９１２に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９１６の接続先を切り替える。
　アンテナ９１６の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９１２による無線信号の送受信のために使用される。スマートフォン９００は、図２８に示したように複数のアンテナ９１６を有してもよい。なお、図２８にはスマートフォン９００が複数のアンテナ９１６を有する例を示したが、スマートフォン９００は単一のアンテナ９１６を有してもよい。
　さらに、スマートフォン９００は、無線通信方式ごとにアンテナ９１６を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９１５は、スマートフォン９００の構成から省略されてもよい。
　バス９１７は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２及び補助コントローラ９１９を互いに接続する。バッテリ９１８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図２８に示したスマートフォン９００の各ブロックへ電力を供給する。補助コントローラ９１９は、例えば、スリープモードにおいて、スマートフォン９００の必要最低限の機能を動作させる。
　（第２の応用例）
　図２９は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置９２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置９２０は、プロセッサ９２１、メモリ９２２、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）モジュール９２４、センサ９２５、データインタフェース９２６、コンテンツプレーヤ９２７、記憶媒体インタフェース９２８、入力デバイス９２９、表示デバイス９３０、スピーカ９３１、無線通信インタフェース９３３、１つ以上のアンテナスイッチ９３６、１つ以上のアンテナ９３７及びバッテリ９３８を備える。
　プロセッサ９２１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣであってよく、カーナビゲーション装置９２０のナビゲーション機能及びその他の機能を制御する。メモリ９２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９２１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。
　ＧＰＳモジュール９２４は、ＧＰＳ衛星から受信されるＧＰＳ信号を用いて、カーナビゲーション装置９２０の位置（例えば、緯度、経度及び高度）を測定する。センサ９２５は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び気圧センサなどのセンサ群を含み得る。データインタフェース９２６は、例えば、図示しない端子を介して車載ネットワーク９４１に接続され、車速データなどの車両側で生成されるデータを取得する。
　コンテンツプレーヤ９２７は、記憶媒体インタフェース９２８に挿入される記憶媒体（例えば、ＣＤ又はＤＶＤ）に記憶されているコンテンツを再生する。入力デバイス９２９は、例えば、表示デバイス９３０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９３０は、ＬＣＤ又はＯＬＥＤディスプレイなどの画面を有し、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの画像を表示する。スピーカ９３１は、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの音声を出力する。
　無線通信インタフェース９３３は、ＬＴＥ又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９３３は、典型的には、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５などを含み得る。ＢＢプロセッサ９３４は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９３５は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９３７を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９３３は、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９３３は、図２９に示したように複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含んでもよい。なお、図３０には無線通信インタフェース９３３が複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含む例を示したが、無線通信インタフェース９３３は単一のＢＢプロセッサ９３４又は単一のＲＦ回路９３５を含んでもよい。
　さらに、無線通信インタフェース９３３は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を含んでもよい。
　アンテナスイッチ９３６の各々は、無線通信インタフェース９３３に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９３７の接続先を切り替える。
　アンテナ９３７の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９３３による無線信号の送受信のために使用される。カーナビゲーション装置９２０は、図２９に示したように複数のアンテナ９３７を有してもよい。なお、図２９にはカーナビゲーション装置９２０が複数のアンテナ９３７を有する例を示したが、カーナビゲーション装置９２０は単一のアンテナ９３７を有してもよい。
　さらに、カーナビゲーション装置９２０は、無線通信方式ごとにアンテナ９３７を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９３６は、カーナビゲーション装置９２０の構成から省略されてもよい。
　バッテリ９３８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図２９に示したカーナビゲーション装置９２０の各ブロックへ電力を供給する。また、バッテリ９３８は、車両側から給電される電力を蓄積する。
　また、本開示に係る技術は、上述したカーナビゲーション装置９２０の１つ以上のブロックと、車載ネットワーク９４１と、車両側モジュール９４２とを含む車載システム（又は車両）９４０として実現されてもよい。車両側モジュール９４２は、車速、エンジン回転数又は故障情報などの車両側データを生成し、生成したデータを車載ネットワーク９４１へ出力する。
　＜６．２　車両制御システム＞
　また、例えば、容積及び消費電力がより小さくなった本実施形態に係るフロントエンドモジュール５００等の本開示の技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）等のいずれかの種類の移動体に搭載される移動体制御装置として実現されてもよい。
　図３０は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図３０に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
　各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図３０では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
　駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ　Ｂｒａｋｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）又はＥＳＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御装置としての機能を有してもよい。
　駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
　ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
　車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
　環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ、Ｌａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
　ここで、図３１は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図３１には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ、ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
　図３０に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
　また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
　車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
　統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
　記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭを含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｃ　Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
　汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｍｏｂｉｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）若しくはＬＴＥ－Ａ（ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ　Ｔｏ　Ｐｅｅｒ）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ端末）と接続してもよい。
　専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ａｃｃｅｓｓ　ｉｎ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）通信、路車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）通信、車両と家との間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｈｏｍｅ）の通信及び歩車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
　測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
　ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
　車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＵＳＢ）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、又はＭＨＬ（Ｍｏｂｉｌｅ　Ｈｉｇｈ－ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｌｉｎｋ）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
　車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
　統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
　マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
　音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図３０の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
　なお、図３０に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
　＜＜７．まとめ＞＞
　以上のように、本開示の技術によれば、フェーズドアレイアンテナ２００に係るブロックの容積及び消費電力をより小さくすることができ、且つ、対称な放射特性を得ることができる。さらに、このような本開示の技術に係るバトラーマトリクス回路１００は、容積及び消費電力を小さくすることが求められる、スマートフォン、タブレット、ウェアブル端末、車載無線モジュール、ロボット、ドローン等の各種の無線通信端末に、無線通信ユニット又はセンサとして搭載することが可能である。
　＜＜８．補足＞＞
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　４つの処理回路側端子と、
　４つのアンテナ側端子と、
　第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、
　第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、
　第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、
　第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、
　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、
　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、
を備え、
　前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されている、
　バトラーマトリクス回路。
（２）
　前記第１から第４の９０°ハイブリットカプラと、前記第１及び第２の９０°遅延回路とは、基板上に設けられた伝送線路からなる、上記（１）に記載のバトラーマトリクス回路。
（３）
　前記基板は、ガラス基板又はシリコン基板からなる、上記（２）に記載のバトラーマトリクス回路。
（４）
　前記第３の９０°ハイブリットカプラと前記第３のアンテナ側端子との間に設けられた第１の１８０°遅延回路と、
　前記第４の９０°ハイブリットカプラと前記第４のアンテナ側端子との間に設けられた第２の１８０°遅延回路と、
　をさらに備える、上記（１）又は（２）に記載のバトラーマトリクス回路。
（５）
　１個又は複数のバトラーマトリクス回路と、
　複数のアンテナからなるアレイアンテナと、
　を備え、
　前記各バトラーマトリクス回路は、
　４つの処理回路側端子と、
　４つのアンテナ側端子と、
　第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、
　第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、
　第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、
　第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、
　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、
　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、
を有し、
　前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されており、
　前記各アンテナは、前記各バトラーマトリクス回路の前記第１から第４のアンテナ側端子にそれぞれ接続される、
　フェーズドアレイアンテナ。
（６）
　１個の前記バトラーマトリクス回路と、
　当該バトラーマトリクス回路の前記第１から第４のアンテナ側端子にそれぞれ接続される４個の前記アンテナからなる前記アレイアンテナと、
　を備える、上記（５）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（７）
　前記４個のアンテナは２行２列に配列される、上記（６）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（８）
　前記バトラーマトリクス回路は、
　前記第３の９０°ハイブリットカプラと前記第３のアンテナ側端子との間に設けられた第１の１８０°遅延回路と、
　前記第４の９０°ハイブリットカプラと前記第４のアンテナ側端子との間に設けられた第２の１８０°遅延回路と、
　をさらに有する、
　上記（７）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（９）
　前記アレイアンテナにおいて、同一行又は同一列に配置された２つの前記アンテナが互いに１８０°反転した関係となる形状を持つことにより、前記第１及び第２の１８０°遅延回路が形成される、上記（８）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１０）
　１行目１列目に配置され、前記第１のアンテナ側端子に接続された第１のアンテナと、２行目１列目に配置され、前記第３のアンテナ側端子に接続された第２のアンテナとは、互いに１８０°反転した関係となる形状を有し、
　１行目２列目に配置され、前記第２のアンテナ側端子に接続された第３のアンテナと、２行目２列目に配置され、前記第４のアンテナ側端子に接続された第４のアンテナとは、互いに１８０°反転した関係となる形状を有する、
　上記（９）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１１）
　４個の前記バトラーマトリクス回路と、
前記各バトラーマトリクス回路の前記各アンテナ側端子にそれぞれ接続される１６個の前記アンテナからなる前記アレイアンテナと、
　を備える、上記（５）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１２）
　前記１６個のアンテナは４行４列に配列される、上記（１１）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１３）
　前記アレイアンテナにおいて、
　各列の偶数行に配置された前記アンテナが、同一列の奇数行に配置された前記アンテナを１８０°反転した形状を持つ、もしくは、
　各行の偶数列に配置された前記アンテナが、同一行の奇数列に配置された前記アンテナを１８０°反転した形状を持つ、
　上記（１２）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１４）
　前記各バトラーマトリクス回路の前記第１の処理回路側端子は、第１の端子に接続され、
　前記各バトラーマトリクス回路の前記第２の処理回路側端子は、第２の端子に接続され、
　前記各バトラーマトリクス回路の前記第３の処理回路側端子は、第３の端子に接続され、
　前記各バトラーマトリクス回路の前記第４の処理回路側端子は、第４の端子に接続され、
　前記第１から第４の端子は、スイッチ回路を含む処理回路に接続されている、
　上記（１１）～（１３）のいずれか１つに記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１５）
　前記第１から第４の処理回路側端子は、それぞれ分配器を介して前記第１から第４の端子に接続される、上記（１４）に記載のフェーズドアレイアンテナ。
（１６）
　互いに積層された、
　バトラーマトリクス回路と、
　複数のアンテナからなるアレイアンテナと、
　スイッチ回路を含む処理回路と、
　を備え、
　前記バトラーマトリクス回路は、
　４つの処理回路側端子と、
　４つのアンテナ側端子と、
　第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、
　第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、
　第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、
　第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、
　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、
　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、
を有し、
　前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されている、
　フロントエンドモジュール。
（１７）
　互いに積層された第１及び第２の基板を備え、
　前記バトラーマトリクス回路は、前記第１の基板の第１の面上に設けられ、
　前記アレイアンテナは、前記第１の基板の第２の面上に設けられ、
　前記処理回路は、前記第２の基板上に設けられる、
　上記（１６）に記載のフロントエンドモジュール。
（１８）
　前記バトラーマトリクス回路と前記各アンテナとは、前記第１の基板に設けられたビアによって電気的に接続される、上記（１７）に記載のフロントエンドモジュール。
（１９）
　前記バトラーマトリクス回路と前記各アンテナとは、前記第１の基板に設けられたスロットによって電磁結合接続される、上記（１９）に記載のフロントエンドモジュール。
（２０）
　上記（１）～（４）のいずれか１つに記載されたバトラーマトリクス回路を搭載した、無線通信端末。
（２１）
　前記バトラーマトリクス回路によって伝送される信号は、ミリ波である、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載されたバトラーマトリクス回路。
　　１００、１００ａ、１００ｂ、６００　　バトラーマトリクス回路
　　１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ　　９０°ハイブリットカプラ
　　１０４ａ、１０４ｂ　　９０°遅延回路
　　１０６ａ、１０６ｂ、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ　　１８０°遅延回路
　　１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂ　　伝送線路
　　１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ、１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄ　　分配器
　　２００、２００ａ、２００ｂ、６５０　　フェーズドアレイアンテナ
　　２０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、２０２ｅ、２０２ｆ、２０２ｇ、２０２ｈ、２０２ｉ、２０２ｊ、２０２ｋ、２０２ｍ、２０２ｎ、２０２ｐ、２０２ｑ、２０２ｒ、８１０、８４０、９１６、９３７　　アンテナ
　　３００　　フロントエンドブロック
　　３０２ａ、３０２ｂ　　スイッチ
　　３０４ａ、３０４ｂ　　フィルタ
　　３０６　　ＬＮＡ
　　３０８　　ＰＡ
　　４００、５２０、５２８、５３０　　基板
　　４０２　　正面方向
　　４０４　　軸
　　５００　　フロントエンドモジュール
　　５０２、５０４、５０６　　層
　　５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ、５０８ｄ　　パッチアンテナ
　　５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５２２、５２４　　ビア
　　５１２　　ワイヤ
　　５１４　　電極パッド
　　５１６　　配線
　　５１８　　端子
　　５２６　　バンプ
　　５３２　　スロット
　　５３４、５３８　　給電パッド
　　５３６　　開口部
　　６０２ａ、６０２ｂ　　４５°遅延回路
　　７００　　サーバ
　　７０１、９０１、９２１　　プロセッサ
　　７０２、８２２、８５２、９０２、９２２　　メモリ
　　７０３、９０３　　ストレージ
　　７０４、８２３、８５３　　ネットワークインタフェース
　　７０５、７０１０　　無線通信ネットワーク
　　７０６、９１７　　バス
　　８００　　ｅＮＢ
　　８２０、８５０　　基地局装置
　　８２１、８５１　　コントローラ
　　８２５、８５５、８６３、９１２、９３３　　無線通信インタフェース
　　８２６、８５６、９１３、９３４　　ＢＢプロセッサ
　　８２７、８６４、９１４、９３５　　ＲＦ回路
　　８５７、８６１　　接続インタフェース
　　８６０　　ＲＲＨ
　　９００　　スマートフォン
　　９０４　　外部接続インタフェース
　　９０６、９２５　　カメラ
　　９０７　　センサ
　　９０８　　マイクロフォン
　　９０９、９２９　　入力デバイス
　　９１０、９３０　　表示デバイス
　　９１１、９３１　　スピーカ
　　９１５、９３６　　アンテナスイッチ
　　９１８、９３８　　バッテリ
　　９１９　　補助コントローラ
　　９２０　　カーナビゲーション装置
　　９２３　　ＧＰＳモジュール
　　９２６　　データインタフェース
　　９２７　　コンテンツプレーヤ
　　９２８　　記憶媒体インタフェース
　　９４０　　車載システム
　　９４１　　車載ネットワーク
　　９４２　　車両側モジュール
　　７０００　　車両制御システム
　　７１００　　駆動系制御ユニット
　　７１１０　　車両状態検出部
　　７２００　　ボディ系制御ユニット
　　７３００　　バッテリ制御ユニット
　　７３１０　　二次電池
　　７４００　　車外情報検出ユニット
　　７４１０、７９１０、７９１２、７９１４、７９１６、７９１８　　撮像部
　　７４２０、７９２０、７９２１、７９２２、７９２３、７９２４、７９２５、７９２６、７９２８、７９２９、７９３０　　車外情報検出部
　　７５００　　車内情報検出ユニット
　　７５１０　　運転者状態検出部
　　７６００　　統合制御ユニット
　　７６１０　　マイクロコンピュータ
　　７６２０　　汎用通信インタフェース
　　７６３０　　専用通信インタフェース
　　７６４０　　測位部
　　７６５０　　ビーコン受信部
　　７６６０　　車内機器インタフェース
　　７６７０　　音声画像出力部
　　７６８０　　車載ネットワークインタフェース
　　７６９０　　記憶部
　　７７１０　　オーディオスピーカ
　　７７２０　　表示部
　　７７３０　　インストルメントパネル
　　７７５０　　外部環境
　　７７６０　　車内機器
　　７８００　　入力部
　　７９００　　車両
　　Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４　　入力ポート
　　Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９、Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４、Ｂ１５、Ｂ１６　　出力ポート
　　Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４　　ポート

Claims (20)

  1. 　４つの処理回路側端子と、
    　４つのアンテナ側端子と、
    　第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、
    　第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、
    　第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、
    　第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、
    　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、
    　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、
    を備え、
    　前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されている、
    　バトラーマトリクス回路。
  2. 　前記第１から第４の９０°ハイブリットカプラと、前記第１及び第２の９０°遅延回路とは、基板上に設けられた伝送線路からなる、請求項１に記載のバトラーマトリクス回路。
  3. 　前記基板は、ガラス基板又はシリコン基板からなる、請求項２に記載のバトラーマトリクス回路。
  4. 　前記第３の９０°ハイブリットカプラと前記第３のアンテナ側端子との間に設けられた第１の１８０°遅延回路と、
    　前記第４の９０°ハイブリットカプラと前記第４のアンテナ側端子との間に設けられた第２の１８０°遅延回路と、
    　をさらに備える、請求項１に記載のバトラーマトリクス回路。
  5. 　１個又は複数のバトラーマトリクス回路と、
    　複数のアンテナからなるアレイアンテナと、
    　を備え、
    　前記各バトラーマトリクス回路は、
    　４つの処理回路側端子と、
    　４つのアンテナ側端子と、
    　第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、
    　第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、
    　第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、
    　第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、
    　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、
    　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、
    を有し、
    　前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されており、
    　前記各アンテナは、前記各バトラーマトリクス回路の前記第１から第４のアンテナ側端子にそれぞれ接続される、
    　フェーズドアレイアンテナ。
  6. 　１個の前記バトラーマトリクス回路と、
    　当該バトラーマトリクス回路の前記第１から第４のアンテナ側端子にそれぞれ接続される４個の前記アンテナからなる前記アレイアンテナと、
    　を備える、請求項５に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  7. 　前記４個のアンテナは２行２列に配列される、請求項６に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  8. 　前記バトラーマトリクス回路は、
    　前記第３の９０°ハイブリットカプラと前記第３のアンテナ側端子との間に設けられた第１の１８０°遅延回路と、
    　前記第４の９０°ハイブリットカプラと前記第４のアンテナ側端子との間に設けられた第２の１８０°遅延回路と、
    　をさらに有する、
    　請求項７に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  9. 　前記アレイアンテナにおいて、同一行又は同一列に配置された２つの前記アンテナが互いに１８０°反転した関係となる形状を持つことにより、前記第１及び第２の１８０°遅延回路が形成される、請求項８に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  10. 　１行目１列目に配置され、前記第１のアンテナ側端子に接続された第１のアンテナと、２行目１列目に配置され、前記第３のアンテナ側端子に接続された第２のアンテナとは、互いに１８０°反転した関係となる形状を有し、
    　１行目２列目に配置され、前記第２のアンテナ側端子に接続された第３のアンテナと、２行目２列目に配置され、前記第４のアンテナ側端子に接続された第４のアンテナとは、互いに１８０°反転した関係となる形状を有する、
    　請求項９に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  11. 　４個の前記バトラーマトリクス回路と、
    　前記各バトラーマトリクス回路の前記各アンテナ側端子にそれぞれ接続される１６個の前記アンテナからなる前記アレイアンテナと、
    　を備える、請求項５に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  12. 　前記１６個のアンテナは４行４列に配列される、請求項１１に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  13. 　前記アレイアンテナにおいて、
    　各列の偶数行に配置された前記アンテナが、同一列の奇数行に配置された前記アンテナを１８０°反転した形状を持つ、もしくは、
    　各行の偶数列に配置された前記アンテナが、同一行の奇数列に配置された前記アンテナを１８０°反転した形状を持つ、
    　請求項１２に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  14. 　前記各バトラーマトリクス回路の前記第１の処理回路側端子は、第１の端子に接続され、
    　前記各バトラーマトリクス回路の前記第２の処理回路側端子は、第２の端子に接続され、
    　前記各バトラーマトリクス回路の前記第３の処理回路側端子は、第３の端子に接続され、
    　前記各バトラーマトリクス回路の前記第４の処理回路側端子は、第４の端子に接続され、
    　前記第１から第４の端子は、スイッチ回路を含む処理回路に接続されている、
    　請求項１１に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  15. 　前記第１から第４の処理回路側端子は、それぞれ分配器を介して前記第１から第４の端子に接続される、請求項１４に記載のフェーズドアレイアンテナ。
  16. 　互いに積層された、
    　バトラーマトリクス回路と、
    　複数のアンテナからなるアレイアンテナと、
    　スイッチ回路を含む処理回路と、
    　を備え、
    　前記バトラーマトリクス回路は、
    　４つの処理回路側端子と、
    　４つのアンテナ側端子と、
    　第１及び第２の処理回路側端子と接続された第１の９０°ハイブリットカプラと、
    　第３及び第４の処理回路側端子と接続された第２の９０°ハイブリットカプラと、
    　第１及び第３のアンテナ側端子と接続された第３の９０°ハイブリットカプラと、
    　第２及び第４のアンテナ側端子と接続された第４の９０°ハイブリットカプラと、
    　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第３の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第１の９０°遅延回路と、
    　前記第１の９０°ハイブリットカプラと前記第４の９０°ハイブリットカプラとの間に設けられた第２の９０°遅延回路と、
    を有し、
    　前記第２の９０°ハイブリットカプラは、前記第３及び第４の９０°ハイブリットカプラに直接的に接続されている、
    　フロントエンドモジュール。
  17. 　互いに積層された第１及び第２の基板を備え、
    　前記バトラーマトリクス回路は、前記第１の基板の第１の面上に設けられ、
    　前記アレイアンテナは、前記第１の基板の第２の面上に設けられ、
    　前記処理回路は、前記第２の基板上に設けられる、
    　請求項１６に記載のフロントエンドモジュール。
  18. 　前記バトラーマトリクス回路と前記各アンテナとは、前記第１の基板に設けられたビアによって電気的に接続される、請求項１７に記載のフロントエンドモジュール。
  19. 　前記バトラーマトリクス回路と前記各アンテナとは、前記第１の基板に設けられたスロットによって電磁結合接続される、請求項１７に記載のフロントエンドモジュール。
  20. 　請求項１に記載されたバトラーマトリクス回路を搭載した、無線通信端末。
PCT/JP2018/032973 2017-12-11 2018-09-06 バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末 WO2019116648A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020207015499A KR20200088355A (ko) 2017-12-11 2018-09-06 버틀러 매트릭스 회로, 페이즈드 어레이 안테나, 프론트엔드 모듈 및 무선 통신 단말기
JP2019558904A JP7078644B2 (ja) 2017-12-11 2018-09-06 バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末
US16/769,589 US11374318B2 (en) 2017-12-11 2018-09-06 Butler matrix circuit, phased array antenna, front-end module, and wireless communication terminal
CN201880078536.1A CN111433972B (zh) 2017-12-11 2018-09-06 巴特勒矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端
EP18888427.4A EP3726644B1 (en) 2017-12-11 2018-09-06 Butler matrix circuit, phased array antenna, front end module, and wireless communication terminal

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017236993 2017-12-11
JP2017-236993 2017-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019116648A1 true WO2019116648A1 (ja) 2019-06-20

Family

ID=66819589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/032973 WO2019116648A1 (ja) 2017-12-11 2018-09-06 バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11374318B2 (ja)
EP (1) EP3726644B1 (ja)
JP (1) JP7078644B2 (ja)
KR (1) KR20200088355A (ja)
CN (1) CN111433972B (ja)
TW (1) TWI777001B (ja)
WO (1) WO2019116648A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021059704A1 (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 アンテナ装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9831548B2 (en) * 2008-11-20 2017-11-28 Commscope Technologies Llc Dual-beam sector antenna and array
WO2018226764A1 (en) 2017-06-05 2018-12-13 Everest Networks, Inc. Antenna systems for multi-radio communications
US11082102B2 (en) * 2017-09-28 2021-08-03 Hitachi Kokusai Electric Inc. Beam forming antenna
US11089595B1 (en) * 2018-04-26 2021-08-10 Everest Networks, Inc. Interface matrix arrangement for multi-beam, multi-port antenna
WO2020018593A1 (en) * 2018-07-16 2020-01-23 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Switched-beam end-fire planar array and integrated feed network for 60-ghz chip-to-chip space-surface wave communications
WO2021079602A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29 株式会社村田製作所 円偏波アレーアンテナ装置
US11394125B2 (en) * 2019-10-22 2022-07-19 University Of South Carolina Reconfigurable antenna design for centimeter-wave and millimeter-wave
CN114846673A (zh) 2020-07-16 2022-08-02 株式会社Lg新能源 电池管理设备和方法
CN112051551B (zh) * 2020-09-10 2024-01-02 上海无线电设备研究所 基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵
CN115882216A (zh) * 2021-09-29 2023-03-31 上海华为技术有限公司 一种天线单元、天线以及通信装置
CN114172537B (zh) * 2021-12-20 2023-06-06 Oppo广东移动通信有限公司 天线切换方法、装置、电子设备及存储介质
CN116111970B (zh) * 2023-03-28 2023-08-04 南通大学 一种基于集总元件的八端口3dB耦合器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106102A (ja) * 1989-09-08 1991-05-02 Alcatel Espace 多層形汎用カップラ構造体
JPH08250922A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アレイアンテナおよびアレイアンテナへの給電方法
JP2002057515A (ja) 2000-08-11 2002-02-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マトリクス回路及びその回路を用いたフェーズドアレイアンテナ
US20050035825A1 (en) * 2003-07-18 2005-02-17 Carson James Crawford Double-sided, edge-mounted stripline signal processing modules and modular network
JP2016208223A (ja) * 2015-04-21 2016-12-08 株式会社日立産機システム アンテナ装置及び測位信号の送信機
KR101700403B1 (ko) * 2016-02-02 2017-02-14 광운대학교 산학협력단 ３ｄ 빔 형성을 위한 안테나
KR101727488B1 (ko) * 2016-02-02 2017-04-17 인천대학교 산학협력단 대용량 다중화 통신을 위한 mimo 배열 안테나

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4123759A (en) * 1977-03-21 1978-10-31 Microwave Associates, Inc. Phased array antenna
US4965605A (en) * 1989-05-16 1990-10-23 Hac Lightweight, low profile phased array antenna with electromagnetically coupled integrated subarrays
JP2000244224A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Denso Corp マルチビームアンテナ及びアンテナシステム
CN101051860B (zh) 2007-05-24 2010-08-04 华为技术有限公司 一种馈电网络装置、天馈子系统和基站系统
EP1995821B1 (en) 2007-05-24 2017-02-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Feed network device, antenna feeder subsystem, and base station system
US8013784B2 (en) * 2009-03-03 2011-09-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Butler matrix for 3D integrated RF front-ends
TWM368200U (en) * 2009-05-06 2009-11-01 Smartant Telecom Co Ltd High gain multi-polarization antenna array module
US8681070B2 (en) * 2011-05-08 2014-03-25 Maxtena Co-axial quadrifilar antenna
US9343808B2 (en) * 2013-02-08 2016-05-17 Magnotod Llc Multi-beam MIMO time division duplex base station using subset of radios
KR20140114644A (ko) * 2013-03-19 2014-09-29 한국전자통신연구원 광대역 버틀러 매트릭스 장치
US9692126B2 (en) * 2014-05-30 2017-06-27 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Millimeter (mm) wave switched beam antenna system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106102A (ja) * 1989-09-08 1991-05-02 Alcatel Espace 多層形汎用カップラ構造体
JPH08250922A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アレイアンテナおよびアレイアンテナへの給電方法
JP2002057515A (ja) 2000-08-11 2002-02-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マトリクス回路及びその回路を用いたフェーズドアレイアンテナ
US20050035825A1 (en) * 2003-07-18 2005-02-17 Carson James Crawford Double-sided, edge-mounted stripline signal processing modules and modular network
JP2016208223A (ja) * 2015-04-21 2016-12-08 株式会社日立産機システム アンテナ装置及び測位信号の送信機
KR101700403B1 (ko) * 2016-02-02 2017-02-14 광운대학교 산학협력단 ３ｄ 빔 형성을 위한 안테나
KR101727488B1 (ko) * 2016-02-02 2017-04-17 인천대학교 산학협력단 대용량 다중화 통신을 위한 mimo 배열 안테나

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIBA ET AL.: "Beam-Space Circular Smart Antenna Fed by Hybrid Circuits", IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, 8 July 2001 (2001-07-08), pages 224 - 227, XP010564621, DOI: doi:10.1109/APS.2001.959438 *
See also references of EP3726644A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021059704A1 (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 アンテナ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019116648A1 (ja) 2020-12-17
CN111433972A (zh) 2020-07-17
CN111433972B (zh) 2022-04-26
TW201929324A (zh) 2019-07-16
EP3726644B1 (en) 2022-11-16
EP3726644A4 (en) 2021-01-27
EP3726644A1 (en) 2020-10-21
US20200313294A1 (en) 2020-10-01
JP7078644B2 (ja) 2022-05-31
US11374318B2 (en) 2022-06-28
TWI777001B (zh) 2022-09-11
KR20200088355A (ko) 2020-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019116648A1 (ja) バトラーマトリクス回路、フェーズドアレイアンテナ、フロントエンドモジュール及び無線通信端末
CN106602226B (zh) 天线设备、具有天线设备的车辆以及控制天线设备的方法
CN113169442A (zh) 搭载于车辆的天线系统
KR102552305B1 (ko) 차량에 배치되는 광대역 안테나
CN113196566A (zh) 搭载于车辆的天线系统
TW200910811A (en) Wireless communication system and method for transmitting signals
WO2019073801A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN102460831A (zh) 具有水平主束方向的车辆天线装置
US20200266850A1 (en) Systems and methods for an external vehicle wireless connection
EP3648246B1 (en) Antenna system loaded in vehicle and vehicle having the same
WO2020153123A1 (ja) 撮像装置及び電子機器
KR102499763B1 (ko) 차량에 탑재되는 광대역 안테나
WO2018159304A1 (ja) 送信装置および通信システム
US20210127081A1 (en) Image sensor, imaging device, and electronic device
WO2020189130A1 (ja) 方向性結合器、無線通信機器及び制御方法
US11417584B2 (en) Semiconductor device
US11909122B2 (en) Moving object mounted radar antenna, module for moving object mounted radar antenna, and moving object mounted radar antenna system
WO2021106558A1 (ja) レーダー装置、レーダー装置の製造方法及び送受信機
US11742133B2 (en) Electronic component, bonding structure, power supply device, and electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18888427

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019558904

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207015499

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018888427

Country of ref document: EP

Effective date: 20200713