(57)【要約】【課題】アンテナモジュールへ分配給電する分配合成回路での電力損失を低減し、無線通信装置やレーダ装置の小型化及び低コスト化が可能なアンテナモジュール及びアンテナ装置を得ることを目的とする。【解決手段】この発明に係るアンテナモジュールは、ローカル周波数の偶数倍の周波数とベースバンド信号とからＲＦ信号を生成し、直接変調を行う偶高調波型変調器７と、ＲＦ信号の分配を行う電力分配合成器５と、ＲＦ信号を移相する移相器４と、ＲＦ信号を増幅する高出力増幅器３と、ＲＦ信号を送出する素子アンテナ１とを備え、移相器４の移相量を設定することにより１次元の送信ビーム走査を行う。【選択図】図１
2007174090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローカル周波数の偶数倍の周波数とベースバンド信号とからＲＦ信号を生成し、直接変調を行う偶高調波型変調器と、
前記偶高調波型変調器に接続され、前記ＲＦ信号の分配を行う第１の電力分配器と、
前記第１の電力分配器に接続され、分配された前記ＲＦ信号を移相する複数の移相器と、
前記移相器に接続され、移相された前記ＲＦ信号を増幅する複数の高出力増幅器と、
前記高出力増幅器に接続され、増幅された前記ＲＦ信号を送出する複数の素子アンテナとを備え、
前記移相器の移相量を設定することにより、１次元の送信ビーム走査を行うことを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項２】
ＲＦ信号を受信する複数の素子アンテナと、
前記素子アンテナが接続され、受信した前記ＲＦ信号を増幅する複数の低雑音増幅器と、
前記低雑音増幅器と接続され、増幅された前記ＲＦ信号を移相する複数の移相器と、
前記移相器が接続され、移相された前記ＲＦ信号を合成する第１の電力合成器と、
前記電力合成器と接続され、ローカル周波数の偶数倍の周波数と、合成された前記ＲＦ信号とからベースバンド信号を生成し、直接復調を行う偶高調波型復調器とを備え、
前記移相器の移相量を設定することにより、１次元の受信ビーム走査を行うことを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項３】
ローカル周波数の偶数倍の周波数とベースバンド信号とから送信ＲＦ信号を生成し、直接変調を行う偶高調波型変調器と、
前記偶高調波型変調器に接続され、前記送信ＲＦ信号の分配を行う電力分配器と、
前記電力分配器に接続され、分配された前記送信ＲＦ信号を移相する複数の第１の移相器と、
前記第１の移相器に接続され、移相された前記送信ＲＦ信号を増幅する複数の高出力増幅器と、
前記高出力増幅器に接続され、前記送信ＲＦ信号と受信ＲＦ信号とを分波する複数の送受分波器と、
前記送受分波器に接続され、前記送信ＲＦ信号を送出すると共に、受信した前記受信ＲＦ信号を前記分波器に出力する複数の素子アンテナと、
前記送受分波器に接続され、前記受信ＲＦ信号を増幅する複数の低雑音増幅器と、
前記低雑音増幅器と接続され、増幅された前記受信ＲＦ信号を移相する複数の第２の移相器と、
前記第２の移相器が接続され、移相された前記受信ＲＦ信号を合成する電力合成器と、
前記電力合成器と接続され、ローカル周波数の偶数倍の周波数と、合成された前記受信ＲＦ信号とからベースバンド信号を生成し、直接復調を行う偶高調波型復調器とを備え、
前記第１、第２の移相器の移相量を設定することにより、１次元の送信ビーム及び受信ビームの走査を行うことを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項４】
ローカル周波数の偶数倍の周波数とベースバンド信号とから送信ＲＦ信号を生成し、直接変調を行うと共に、ローカル周波数の偶数倍の周波数と、合成された受信ＲＦ信号とからベースバンド信号を生成し、直接復調を行う偶高調波型変復調器と、
前記偶高調波型変復調器に接続され、前記送信ＲＦ信号の分配と移相された前記受信ＲＦ信号の合成とを行う電力分配合成器と、
前記電力分配合成器に接続され、分配された前記送信ＲＦ信号を移相すると共に、増幅された前記受信ＲＦ信号を移相する複数の移相器と、
前記移相器に接続され、送信時と受信時に送信側と受信側との切替を行う複数の送受切替ＲＦスイッチと、
前記送受ＲＦスイッチの送信側に接続され、前記送信ＲＦ信号を増幅する複数の高出力増幅器と、
前記送受ＲＦスイッチの受信側に接続され、前記受信ＲＦ信号を増幅する複数の低雑音増幅器と、
前記高出力増幅器と前記低雑音増幅器とが接続され、前記送信ＲＦ信号と前記受信ＲＦ信号とを分離するサーキュレータと、
前記サーキュレータに接続され、前記送信ＲＦ信号を送出すると共に、前記受信ＲＦ信号を受信する素子アンテナとを備え、
前記移相器の移相量を設定し、前記送受ＲＦスイッチを切り替えることにより、１次元の送信ビーム及び受信ビームの走査を行うことを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項５】
前記偶高調波型変調器のローカル入力部に接続された逓倍器備え、ローカル周波数を逓倍数分だけ低周波数とすることを特徴とする請求項１記載のアンテナモジュール。
【請求項６】
前記偶高調波型復調器のローカル入力部に接続された逓倍器備え、ローカル周波数を逓倍数分だけ低周波数とすることを特徴とする請求項２記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
アンテナモジュールの電子部品を実装するキャビティを有するセラミックパッケージを備え、
前記素子アンテナは、前記セラミックパッケージ上に形成され、前記キャビティとフィードスルー構造によって接続されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
アンテナモジュールの電子部品を実装するキャビティを有するセラミックパッケージと、
前記キャビティを封止するダストキャップとを備え、
前記素子アンテナは、前記ダストキャップ上に形成され、前記キャビティとフィードスルー構造によって接続されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
前記素子アンテナが、ビーム走査方向と直交する方向に長径を有する長楕円形パッチアンテナであり、ビームのパターンを円形に近い形状にすることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のアンテナモジュール。
【請求項１０】
ビーム走査方向と直交する方向に複数の前記素子アンテナを配置して、ビームのパターンを円形に近い形状にすることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のアンテナモジュール。
【請求項１１】
請求項１記載のアンテナモジュールと、
前記素子アンテナと前記高出力増幅器との間に配置され、前記高出力増幅器で増幅され
た前記ＲＦ信号を分配して前記素子アンテナに出力する第２の電力分配器とを備え、
前記第１、第２の電力分配器の電力分配方向が直交し、前記素子アンテナが２次元的に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項２記載のアンテナモジュールと、
前記素子アンテナと前記低雑音増幅器との間に配置され、前記素子アンテナで受信した前記ＲＦ信号を合成して前記低雑音増幅器に出力する第２の電力合成器とを備え、
前記第１、第２の電力合成器の電力合成方向が直交し、前記素子アンテナが２次元的に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１３】
アンテナ装置を回転する駆動機構を備え、
前記駆動機構がアンテナ装置を回転させることにより、２次元的にビーム走査を行うことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信装置やレーダ等のアンテナ装置と同アンテナ装置に組み込まれるアンテナモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアクティブフェーズドアレーアンテナ（ＡＰＡＡ：Active Phased Array Antenna）及びそのＡＰＡＡモジュールは、１つの素子アンテナに対して、それぞれ独立したモジュールとして設けられたＡＰＡＡモジュールが提供されている。そのＡＰＡＡモジュールの機能は、信号の増幅及び移相器による通過位相の変化を与えることとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、非特許文献１記載のレーダ用ＡＰＡＡ送受信モジュールのブロック図においても、同モジュールの機能は、移相器による移相制御及び増幅となっている。また、ＡＰＡＡ送受信モジュールの前段には、多ポートの電力分配器が設けられ、ＲＦ（Radio Frequency）信号をそれぞれのＡＰＡＡ送受信モジュールへ分配する方式が示されている。
【０００４】
従来のＡＰＡＡでは、例えば、送信アンテナ装置においては、変調器によってベースバンド信号からＩＦ帯に変換された変調信号を、周波数変換回路によってＲＦ周波数帯の無線信号へ変換し、それをＡＰＡＡモジュールに入力する構成となっている。ＡＰＡＡモジュールへの入力周波数は、ＲＦ信号の周波数と同じマイクロ波帯またはミリ波帯となる。ＡＰＡＡモジュールでは、ＲＦ信号の位相を制御し、更に高出力増幅器で増幅して、送信ビームが形成される。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６４７６４号公報
【非特許文献１】Ｒａｄａｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，ｐｐ．１１−５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアンテナモジュール及びアンテナ装置は、以上のように構成されていたので、各アンテナモジュールにＲＦ信号を分配する必要があるため、分配合成回路での電力損失が大きくなり、アンテナモジュールを高利得としなければならいという課題があった。
また、アンテナモジュールに入力するＲＦ信号の生成に多段の周波数変換回路が必要となり、必然的に無線通信装置やレーダ装置全体が大型化すると共に高コスト化するという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、アンテナモジュールへ分配給電する分配合成回路での電力損失を低減することを目的とする。
また、無線通信装置やレーダ装置の小型化及び低コスト化が可能なアンテナモジュール及びアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るアンテナモジュールは、ローカル周波数の偶数倍の周波数とベースバンド信号とからＲＦ信号を生成し、直接変調を行う偶高調波型変調器と、偶高調波型変調器に接続され、ＲＦ信号の分配を行う第１の電力分配器と、第１の電力分配器に接続され、分配されたＲＦ信号を移相する複数の移相器と、移相器に接続され、移相されたＲＦ信号を増幅する複数の高出力増幅器と、高出力増幅器に接続され、増幅されたＲＦ信号を送出する複数の素子アンテナとを備え、移相器の移相量を設定することにより、１次元の送信ビーム走査を行うことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、アンテナモジュールの変調器として、ベースバンド信号とＲＦ周波数の１／２〜１／４またはそれ以下のローカル周波数を用いる偶高調波型変調器を用い、アンテナモジュールへの入力信号を、ローカル周波数とアナログベースバンド信号とすることで、アンテナモジュールへ給電する分配合成回路での電力損失を低減し、かつ、アンテナモジュールを二次実装する際のＲＦ特性の劣化を抑制することができる。
また、アンテナモジュールの利得低減による特性安定化と、部品点数の削減による小型化及び低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るアンテナモジュールのブロック図であり、図１（ａ）はアンテナ送信モジュールを示し、図１（ｂ）はアンテナ受信モジュールを示している。先ず、図１（ａ）のアンテナ送信モジュールについて説明する。
図１において、１は素子アンテナ、２は送信ローパスフィルタ、３ａ〜３ｃは高出力増幅器、４は移相器、５は電力分配合成器、６はバンドパスフィルタ、７は偶高調波型変復調器、８は逓倍器、９はＬＯ入力端子、１０はベースバンド信号入力端子（Ｉチャネル）、１１はベースバンド信号入力端子（Ｑチャネル）、１２ａ〜１２ｃは低雑音増幅器を示す。
なお、高出力増幅器３ａ〜３ｃは全て同構成であり、特に区別しない場合は高出力増幅器３とする。低雑音増幅器１２ａ〜１２ｃも同様である。また、偶高調波型変復調器７は、偶高調波型変調器としてもよい。更に、電力分配合成器５は、電力分配器としてもよい。
【００１１】
次に動作について説明する。先ず、図１（ａ）に示すアンテナ送信モジュールについて説明する。
ＬＯ入力端子９は局部発振器からの局部発振波の入力を行う。
逓倍器８は、ＬＯ入力端子から入力された局部発振波の周波数（ローカル周波数）をｎ倍（図では２倍）する。
ベースバンド信号入力端子（Ｉチャネル）１０には、Ｉチャネルのベースバンド信号（同相成分）が入力される。
また、ベースバンド信号入力端子（Ｑチャネル）１１には、Ｑチャネルのベースバンド信号（直交成分）が入力される。
【００１２】
偶高調波型変復調器７は、逓倍された局部発振波の周波数を偶数倍し、Ｉ，Ｑチャネルのベースバンド信号と混合して、ＲＦ（高周波）信号を生成し、直接変調を行う。
偶高調波型の変調器７では、flo（局部発振波の周波数）と、fbb（ベースバンド信号の周波数）及びfrf（ＲＦ信号の周波数）との間には、次式の関係が成立する。
frf=2nflo±fbb  （nは正の整数）      （１）
式（１）において、fbbはfrf，floと比較して極めて小さいため、floは実質的にfrfの1/2nの周波数となる。
【００１３】
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６は、偶高調波型変調器７にて生成されたＲＦ信号をろ波する。
高出力増幅器３ａは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６を通過したＲＦ信号を増幅する。
電力分配合成器５は、高出力増幅器３ａで増幅されたＲＦ信号を、ＡＰＡＡの素子アンテナ１の数（図では４つ）に分配する。
【００１４】
高出力増幅器３ｂは、電力分配器５で分配された個々のＲＦ信号を増幅する。
移相器４は、高出力増幅器３ｂで増幅された個々のＲＦ信号を、送信ビーム形成のための所定の位相に設定する。
高出力増幅器３ｃは、移相器４で移相された個々のＲＦ信号を更に増幅する。
送信ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２は、高出力増幅器３ｃで増幅されたＲＦ信号から、高出力増幅器３で発生する高調波等のスプリアス（不要波）をろ波する。
素子アンテナ１は、送信ローパスフィルタ（ＬＰＦ）でろ波されたＲＦ信号を送出する。
【００１５】
図１（ｂ）に示す受信ＡＰＡＡモジュールにおいても、動作は送信ＡＰＡＡモジュール（図１（ａ））の場合と略同様である。
素子アンテナ１はＲＦ信号を受信し、低雑音増幅器１２ａ〜ｃは受信の流れ（図では右〜左）に沿ってＲＦ信号を増幅する。
受信ローパスフィルタ１３は、ＲＦ信号からスプリアスをろ波する。
電力分配合成器５は、移相器４で移相されたＲＦ信号を合成する。
偶高調波型変復調器７は、受信したＲＦ信号と、逓倍されたローカル周波数とからベースバンド信号を生成し、直接復調する。
【００１６】
即ち、ＲＦ信号の流れが、送信のそれとは逆となる点が異なるのみであり、移相器４の設定により受信ビームを電子的に走査することが可能である。
なお、本受信ＡＰＡＡモジュールでは、偶高調波型変復調器７は、偶高調波型復調器としてもよい。また、電力分配合成器５は、電力合成器としてもよい。
【００１７】
図２は、図１のアンテナモジュールの物理的な構成（レイアウト）を示した図であり、上段は上面図を、下段は断面図を示している。
図２において、２７は移相器４（ＰＳ）の設定や増幅器３（ＨＰＡ）のＯＮ／ＯＦＦ制御等を行う制御ＬＳＩ（ＡＳＩＣ）である。１４は防湿、防塵の役割を果たす樹脂製のダストキャップである。１５は焼成セラミック等による多層パッケージを示す。
【００１８】
増幅器３、移相器４等の半導体チップは、多層パッケージ１５の上面に設けられたキャビティに実装され、ダストキャップ１４により封止されている。
バンドパスフィルタ６（ＢＰＦ）や送信ローパスフィルタ２（ＬＰＦ）、電力分配器５（４ＤＩＶ）等のパッシブ回路は、多層パッケージ１５の内層に構成されている。
素子アンテナ１（ＡＮＴ）は、多層パッケージ１５の上面に実装され、フィードスルー構造によりキャビティ内部の送信ローパスフィルタ２と接続されている。
それぞれの回路は、図１（ａ）の回路図に基づいて、内層線路やボンディングワイヤにより接続されている。
【００１９】
このようなアンテナモジュールのパッケージと外部とのインタフェース（ＩＦ）は、ローカル周波数、ベースバンド信号及び電源電圧供給のみとなり、従来必須であったＲＦ信号のアンテナモジュールへの入力が不要となる。また、数式（１）からローカル周波数はＲＦ信号の1/2nの周波数となるため、ミリ波等の高周波帯では、極めて高損失となっていた外部との接続部を低損失化することが可能となる。
【００２０】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＡＰＡＡの構成を簡略化することが可能となり、かつ低周波数のローカル周波数のみを分配合成すれば良いので、安価な樹脂基板等を用いてミリ波帯のＡＰＡＡを構成することが可能となる。
また、アナログベースバンド信号をＡＰＡＡモジュール内で直接マイクロ波やミリ波帯のＲＦ信号に変換できるため、無線通信装置やレーダ装置全体の構成を簡略化できるだけでなく、ベースバンド信号を生成する部分と、上記のＡＰＡＡとを一体として実装することでモジュール化することも可能となる。
【００２１】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係るアンテナモジュールのブロック図である。図３において、１６は送受分波器を示す。送受分波器１６は、送信端子が高出力増幅器３の出力端子に接続され、アンテナ端子に素子アンテナ１が接続されている。即ち、図１（ａ）のＡＰＡＡ送信モジュールと図１（ｂ）のＡＰＡＡ受信モジュールとを、送受分波器１６を介して接続した構成である。
【００２２】
次に動作について説明する。動作については、実施の形態１と相違する送受分波器１６の動作についてのみ説明する。
図３において、送受分波器１６は、高出力増幅器３から出力された送信ＲＦ信号と、素子アンテナ１で受信した受信ＲＦ信号とを分波する。従って、本ＡＰＡＡモジュールは、単体で送受信を行うことが可能である。
【００２３】
本ＡＰＡＡモジュールは、送受を一体として構成しているので、送受信のＡＰＡＡの開口を共用することができ、システム上、ＡＰＡＡの設置が容易となる。
また、本ＡＰＡＡモジュールは送受分波器１６を用いているので、送信ＲＦ周波数と受信ＲＦ周波数は異なる帯域とし、送受信を同時に行うＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を用いる。従って、本ＡＰＡＡモジュールの構成は、通信用のＡＰＡＡモジュールとして有効な構成である。
【００２４】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、送受分波器１６を備えた送受一体の構成とすることにより、ＲＦ信号の送受信を同時に行うことができる。
【００２５】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３について説明する。図４は、この発明の実施の形態３に係るアンテナモジュールのブロック図である。図４において、１７はサーキュレータ、１８は送受切替ＲＦスイッチ、１９は送受切替ベースバンドスイッチ（Ｉチャネル）、２０は送受切替ベースバンドスイッチ（Ｑチャネル）を示す。
送受切替ベースバンドスイッチ１９，２０は、その可動接点は偶高調波型変復調器７のベースバンド端子に接続され、固定接点の一方（送信側）は送信ベースバンド信号入力端子（Ｔｘ）に接続され、他方（受信側）は受信ベースバンド信号出力端子（Ｒｘ）に接続されている。
送受切替ＲＦスイッチ１８は、その可動接点は移相器４に接続され、固定接点の一方（送信側）を高出力増幅器３に、他方（受信側）を低雑音増幅器１２に接続されている。
１つのサーキュレータ１７は、高出力増幅器３と低雑音増幅器１２と素子アンテナ１とに接続されている。
【００２６】
次に、動作について説明する。動作については、実施の形態１と相違するサーキュレータ１７、送受切替ＲＦスイッチ１８、送受切替ベースバンドスイッチ１９，２０の動作についてのみ説明する。
図４において、サーキュレータ１７は、高出力増幅器３から出力された送信ＲＦ信号と、素子アンテナ１で受信した受信ＲＦ信号とを分離する。
送受切替ＲＦスイッチ１８は、送信時には可動接点を高出力増幅器３側の固定接点に切り替えて接続し、受信時には低雑音増幅器１２側の固定接点に切り替えて接続する。
送受切替ベースバンドスイッチ１９，２０は、送信時には可動接点をＴｘ側の固定接点に切り替えて接続し、受信時にはＲｘ側の固定接点に切り替えて接続する。
本ＡＰＡＡモジュールは、サーキュレータ１７で送受信ＲＦ信号を分離し、送受信のタイミングに応じて送受切替ベースバンドスイッチ１９，２０及び送受切替ＲＦスイッチ１８を切り替えることで、単体で送受信を行うことが可能である。
【００２７】
本ＡＰＡＡモジュールは、送受を一体として構成しているので、実施の形態２と同様に、送受信のＡＰＡＡの開口を共用することができる。
また、本ＡＰＡＡモジュールはサーキュレータ１７を用いているので、送信ＲＦ周波数と受信ＲＦ周波数は同一で、時間軸を分割し、送受信を高速で切り替えるＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を用いる。従って、送受信を同時に行うことはできないが、周波数資源の有効利用が可能となる。本ＡＰＡＡモジュールの構成は、通信用のほか、レーダ用のＡＰＡＡモジュールとしても有効な構成である。
更に、実施の形態１，２（図１，３）と比べて、回路構成が大幅に簡素化され（偶高調波型変復調器７や電力分配合成器５、移相器４等が１セットで済む）、より小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、サーキュレータ１７、送受切替ベースバンドスイッチ１９，２０及び送受切替ＲＦスイッチ１８を備えた送受一体の構成とすることにより、周波数資源の有効利用が可能となると共に、より小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２９】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４について説明する。図５は、この発明の実施の形態４に係るアンテナモジュールの物理的な構成（レイアウト）を示した図であり、上段は上面図を、下段は断面図を示している。
図５において、２１は素子アンテナ１に接続される給電線路を示す。給電線路２１は、多層パッケージ１５内の内層線路（フィードスルー構造）が、多層パッケージ１５の上面からダストキャップ１４上まで延出するように形成されている。
ダストキャップ１４は、低誘電率かつ低損失の液晶ポリマ等の材料を用いている。そして、ダストキャップ１４の天面には、メッキ等のプロセスでメタライズを施し、或いは接着剤等で導体を貼付することにより、素子アンテナ１を形成している。
【００３０】
図５において、送信ローパスフィルタ２から素子アンテナ１へ、給電線路２１を介してＲＦ信号を給電する。その他の構成は、図２（実施の形態１）と同様である。
本ＡＰＡＡモジュールでは、素子アンテナ１の良好な放射特性が得られると共に、半導体等の実装部分と３次元的な配置（高さ方向）が可能となる。
【００３１】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１の効果に加えて、ＡＰＡＡモジュールをより小型化することができる。
【００３２】
実施の形態５．
以下、この発明の他の実施の形態５について説明する。図６は、この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の物理的な構成（レイアウト）を示した図である。
図６において、２２はＲＦモジュール、２３は第１のＢＦＮ（Beam Forming Network：ビーム形成回路）基板、２４は第２のＢＦＮ基板、２５は制御モジュール、２６は電力分配合成器−素子アンテナ部を示す。
【００３３】
ＲＦモジュール２２は、実施の形態１〜４に示したＡＰＡＡモジュールから、素子アンテナ１を取り除いたＲＦ部のみのモジュールである。
電力分配合成器−素子アンテナ部２６は、内層に電力分配合成器が形成されている。この電力分配合成器は、ＲＦモジュール（ＡＰＡＡモジュールの素子アンテナ１の前段部分）と接続されている。電力分配合成器から電力分配合成器−素子アンテナ部２６の表面（図６では下面）に延出した分配合成端子にパッチアンテナ等の素子アンテナが接続されている。
図６では、電力分配合成器−素子アンテナ部２６、第２のＢＦＮ基板２４、第１のＢＦＮ基板２３、ＲＦモジュール２２及び制御モジュール２５の順に載置されている。
また、制御モジュール２５と各ＲＦモジュール２２は結線されている。
【００３４】
次に動作について説明する。図６において、ＲＦモジュール２２から、電力分配合成器−素子アンテナ部２６へＲＦ信号が給電される。
電力分配合成器−素子アンテナ部２６は、ＲＦモジュール２２のビーム走査方向（電力分配合成器５の電力分配合成方向）に直交する方向に電力分配合成を行う。
第１のＢＦＮ基板２３ではＬＯ信号の分配を行い、第２のＢＦＮ基板２４ではベースバンド信号の分配合成を行うことで、ＲＦモジュール２２を動作させる。
制御モジュール２５は、ＲＦモジュール２２全体のビーム走査を制御する。
【００３５】
本ＡＰＡＡにおいても、ＬＯ信号（局部発振波）の周波数はＲＦ信号の周波数よりも低くなるため、第１のＢＦＮ基板２３の構成を簡易にすることができる。
また、本ＡＰＡＡでは、素子アンテナをビーム走査方向と直交する方向に増やすことで、アンテナ利得を高め、衛星通信等の高利得なアンテナを必要とする用途に対しても、十分な性能が確保できるようにしたものである。
更に、本方式によるＡＰＡＡをアクチュエータ等（駆動機構）で機械的にレコード盤のように回転させることにより、２次元でのビーム走査も可能となる。
【００３６】
以上のように、この実施の形態５によれば、実施の形態１〜４の効果に加えて、高利得なＡＰＡＡを提供することができる。また、本ＡＰＡＡを回転させることにより、２次元でのビーム走査も可能となる。
【００３７】
なお、実施の形態１〜４において、素子アンテナを、ビーム走査方向と直交する方向に長径を有する長楕円形パッチアンテナ（図２，５を参照）とする、或いは、ビーム走査方向と直交する方向に複数の素子アンテナを配置することにより、ビームのパターンを円形ビームに近い形状とすることができる。
また、各アンテナモジュールを構成する電子部品をＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンテナモジュールのブロック図であり、図１（ａ）はアンテナ送信モジュールを示し、図１（ｂ）はアンテナ受信モジュールを示している。
【図２】図１のアンテナモジュールの物理的な構成（レイアウト）を示した図であり、上段は上面図を、下段は断面図を示している。
【図３】この発明の実施の形態２に係るアンテナモジュールのブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係るアンテナモジュールのブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係るアンテナモジュールの物理的な構成（レイアウト）を示した図であり、上段は上面図を、下段は断面図を示している。
【図６】この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の物理的な構成（レイアウト）を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  素子アンテナ、２  送信ローパスフィルタ、３  高出力増幅器、３ａ  高出力増幅器、３ｂ  高出力増幅器、３ｃ  高出力増幅器、４  移相器、５  電力分配合成器、６  バンドパスフィルタ、７  偶高調波型変復調器、８  逓倍器、９  ＬＯ入力端子、１０  ベースバンド信号入力端子（Ｉチャネル）、１１  ベースバンド信号入力端子（Ｑチャネル）、１２  低雑音増幅器、１２ａ  低雑音増幅器、１２ｂ  低雑音増幅器、１２ｃ  低雑音増幅器、１３  受信ローパスフィルタ、１４  ダストキャップ、１５  多層パッケージ、１６  送受分波器、１７  サーキュレータ、１８  送受切替ＲＦスイッチ、１９  送受切替ベースバンドスイッチ（Ｉチャネル）、２０  送受切替ベースバンドスイッチ（Ｑチャネル）、２１  素子アンテナ給電線路、２２  ＲＦモジュール、２３  第１のＢＦＮ基板、２４  第２のＢＦＮ基板、２５  制御モジュール、２６  電力分配合成器−素子アンテナ部、２７  制御ＬＳＩ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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