(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
９０°ハイブリッドを備えたハイブリッド部と、固定移相器を備えた固定移相器部と、マイクロストリップ線路が交差する線路交差部とを備えたバトラーマトリクスにおいて、
上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、
下面に第２のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、
下面に第３のストリップ導体、上面に第４のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、
上記ハイブリッド部は、上記ハイブリッド部構成用領域に設けられた、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する上記第１のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する上記第２のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、上記ハイブリッド部構成用領域に上記第１の結合線路構成部を挟んで離間して設けられ、上記第２の結合線路構成部と接続した上記第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、上記第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、上記第１の上下接続部と上記第１のバンプとの間に設けられたコンデンサとを備え、
上記線路交差部は、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、上記第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、上記第２の上下接続部間を結ぶ直線を横切る上記第１のストリップ導体と、上記第２の上下接続部間を結ぶ直線と上記第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する上記線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、上記グランド導体を挟んで離間して設けられ、上記第２の上下接続部と第２のバンプを介して接続した上記第３のストリップ導体と、離間して設けられた上記第３のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した上記第４のストリップ導体とを備えた
ことを特徴とするバトラーマトリクス。
【請求項２】
９０°ハイブリッドを備えたハイブリッド部と、固定移相器を備えた固定移相器部と、マイクロストリップ線路が交差する線路交差部とを備えたバトラーマトリクスにおいて、
上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、
下面に第２のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、
下面に第３のストリップ導体、上面に第４のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、
上記ハイブリッド部は、上記ハイブリッド部構成用領域に設けられた、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の上記第１のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の上記第２のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、上記ハイブリッド部構成用領域に上記第１の結合線路構成部を挟んで離間して設けられ、上記第２の結合線路構成部と接続した上記第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、上記第１のストリップ導体の第１の上下接続部とを備え、
上記線路交差部は、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、上記第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、上記第２の上下接続部間を結ぶ直線を横切る上記第１のストリップ導体と、上記第２の上下接続部間を結ぶ直線と上記第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する上記線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、上記グランド導体を挟んで離間して設けられ、上記第２の上下接続部と第２のバンプを介して接続した上記第３のストリップ導体と、離間して設けられた上記第３のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した上記第４のストリップ導体とを備えた
ことを特徴とするバトラーマトリクス。
【請求項３】
９０°ハイブリッドを備えたハイブリッド部と、固定移相器を備えた固定移相器部と、マイクロストリップ線路が交差する線路交差部とを備えたバトラーマトリクスにおいて、
上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、
下面に第２のストリップ導体、上面に第３のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、
下面に第４のストリップ導体、上面に第５のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、
上記ハイブリッド部は、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する上記第２のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する上記第３のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、上記第１の結合線路構成部と接続した上記第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、上記第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、上記第２の結合線路構成部と接続した上記第３のストリップ導体とバイアホールを介して接続した上記第２のストリップ導体と第２のバンプを介して接続した、上記第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、上記第１の上下接続部と上記第１のバンプとの間に設けられた第１のコンデンサと、上記第２の上下接続部と上記第２のバンプとの間に設けられた第２のコンデンサとを備え、
上記線路交差部は、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、上記第１のストリップ導体の第３の上下接続部と、上記第３の上下接続部間を結ぶ直線を横切る上記第１のストリップ導体と、上記第３の上下接続部間を結ぶ直線と上記第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する上記線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、上記グランド導体を挟んで離間して設けられ、上記第３の上下接続部と第３のバンプを介して接続した上記第４のストリップ導体と、離間して設けられた上記第４のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した上記第５のストリップ導体とを備えた
ことを特徴とするバトラーマトリクス。
【請求項４】
９０°ハイブリッドを備えたハイブリッド部と、固定移相器を備えた固定移相器部と、マイクロストリップ線路が交差する線路交差部とを備えたバトラーマトリクスにおいて、
上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、
下面に第２のストリップ導体、上面に第３のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、
下面に第４のストリップ導体、上面に第５のストリップ導体が形成され、上記主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、
上記ハイブリッド部は、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の上記第２のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の上記第３のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、上記第１の結合線路構成部と接続した上記第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、上記第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、上記第２の結合線路構成部と接続した上記第３のストリップ導体とバイアホールを介して接続した上記第２のストリップ導体と第２のバンプを介して接続した、上記第１のストリップ導体の第２の上下接続部とを備え、
上記線路交差部は、上記ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、上記第１のストリップ導体の第３の上下接続部と、上記第３の上下接続部間を結ぶ直線を横切る上記第１のストリップ導体と、上記第３の上下接続部間を結ぶ直線と上記第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する上記線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、上記グランド導体を挟んで離間して設けられ、上記第３の上下接続部と第３のバンプを介して接続した上記第４のストリップ導体と、離間して設けられた上記第４のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した上記第５のストリップ導体とを備えた
ことを特徴とするバトラーマトリクス。
【請求項５】
第１及び第２の結合線路構成部は、直線形状であることを特徴とする請求項１または請求項３記載のバトラーマトリクス。
【請求項６】
第１及び第２の結合線路構成部は、メアンダ形状であることを特徴とする請求項１または請求項３記載のバトラーマトリクス。
【請求項７】
ハイブリッド部構成用小誘電体基板は、主誘電体基板の誘電率より大きい誘電率を有することを特徴とする請求項３または請求項４記載のバトラーマトリクス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はハイブリッドと固定移相器とを用いて構成され、信号の入力端に応じて各出力端から出力される信号の位相を変化させ、各出力端から出力される信号により形成される波面の向きを制御するバトラーマトリクスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯機器、無線装置等の急増により、実装基板の小型軽量化および高周波における信号の減衰防止、低ノイズ化等の要求が急速に強まり、特にミリ波帯においてはこれらの実現が急務となっている。これらの要求に応えるため、ＩＣチップの実装方法も従来のワイヤボンディングからフリップチップ方式に変わりつつある。このフリップチップ方式は接続用金属(バンプ)を介して、チップと基板とを直接接続する実装方法である。
【０００３】
フリップチップ実装方法は、金ワイヤ等を用いて接続するワイヤボンディング実装方法に比べて回路面積が小さい、大幅な多ピン化が可能という特長がある。さらに、従来のワイヤボンディング実装方法と比べてチップと基板との接続長さを大幅に短くできるので、接続部のインダクタンスを小さくでき、かつ工作時のばらつきを抑制できる利点がある。
【０００４】
これらは、例えば「“高密度実装の最新動向”，株式会社東レリサーチセンタ，１９９８年２月１日発行」に記載されている。
【０００５】
次にバトラーマトリクスについて説明する。
図３１は、例えば「昭和５９年度電子通信学会総合全国大会」に発表された従来のバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。図３２は図３１のＡ−Ａ線に沿った位置における従来のバトラーマトリクスの断面図である。図において、２０１はバトラーマトリクス、２０２は主誘電体基板、２０２ａは主誘電体基板２０２の上面、２０２ｂは主誘電体基板２０２の下面、２０３は主誘電体基板２０２の上側に配置された第１の誘電体基板、２０３ａは第１の誘電体基板２０３の上面、２０４は主誘電体基板２０２の下側に配置された第２の誘電体基板、２０４ｂは第２の誘電体基板２０４の下面、２０５は主誘電体基板２０２の上面２０２ａに形成された第１のストリップ導体、２０６は主誘電体基板２０２の下面２０２ｂに形成された第２のストリップ導体、２０７は第１の誘電体基板２０３の上面２０３ａに形成された第１のグランド導体、２０８は第２の誘電体基板２０４の下面２０４ｂに形成された第２のグランド導体である。各誘電体基板の誘電率は同一である。
【０００６】
Ａ〜Ｄは第１〜第４の９０°ハイブリッドを備えた第１〜第４のハイブリッド部を構成する、主誘電体基板２０２の第１〜第４の領域、Ｅはストリップ導体が交差する線路交差部を構成する、主誘電体基板２０２の第５の領域、Ｔ１〜Ｔ４はバトラーマトリクス２０１に入力する信号の第１〜第４の入力端、Ｔ５〜Ｔ８はバトラーマトリクス２０１から出力する信号の第１〜第４の出力端である。第１〜第４の領域Ａ〜Ｄの構成は同一である。なお、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとの間及び第３の領域Ｃと第４の領域Ｄとの間は、４５°固定移相器を備えた固定移相器部を構成する領域である。バトラーマトリクス２０１は、９０°ハイブリッドを４つ、４５°固定移相器を２つ備え、ストリップ導体は一箇所で交差する。
【０００７】
図３３は主誘電体基板２０２の上面２０２ａの第１の領域Ａの拡大図である。図３４は主誘電体基板２０２の下面２０２ｂの第１の領域Ａの拡大図である。図において、２０９は第１のストリップ導体２０５の第１の１／４波長長さ部、Ｔ９は第１のハイブリッド部に入力する信号の第５の入力端、Ｔ１２は第１のハイブリッド部から出力する信号の第６の出力端、２１０は第２のストリップ導体２０６の第２の１／４波長長さ部、Ｔ１０は第１のハイブリッド部に入力する信号の第６の入力端、Ｔ１１は第１のハイブリッド部から出力する信号の第５の出力端である。第１，第２の１／４波長長さ部２０９，２１０は所望の周波数における波長の１／４の長さを有する。第５，第６の入力端Ｔ９，Ｔ１０には、第１，第２の入力端Ｔ１，Ｔ２に入力した信号が入力する。
【０００８】
図３５は主誘電体基板２０２の上面２０２ａに垂直な方向から見た、主誘電体基板２０２の第１の領域Ａの構成要素の位置関係を示す図である。図３５に示すように、主誘電体基板２０２の上面２０２ａに垂直な方向から見たとき、第１，第２の１／４波長長さ部２０９，２１０が一致するように、第１，第２のストリップ導体２０５，２０６が主誘電体基板２０２に形成されている。このように第１，第２の１／４波長長さ部２０９，２１０が一致することにより、結合線路が構成されている。
【０００９】
図３６は主誘電体基板２０２の上面２０２ａの第５の領域Ｅの拡大図である。図３７は主誘電体基板２０２の下面２０２ｂの第５の領域Ｅの拡大図である。図において、２１１は第１のストリップ導体２０５の第１の幅狭部、Ｔ１３は線路交差部に入力する信号の第７の入力端、Ｔ１６は線路交差部から出力する信号の第８の出力端、２１２は第２のストリップ導体２０６の第２の幅狭部、Ｔ１４は線路交差部に入力する信号の第８の入力端、Ｔ１５は線路交差部から出力する信号の第７の出力端である。
【００１０】
図３８は主誘電体基板２０２の上面２０２ａに垂直な方向から見た、主誘電体基板２０２の第５の領域Ｅの構成要素の位置関係を示す図である。図３８に示すように、主誘電体基板２０２の上面２０２ａに垂直な方向から見たとき、第１，第２の幅狭部２１１，２１２の中心が一致し、第１，第２の幅狭部２１１，２１２が交差するように、第１，第２のストリップ導体２０５，２０６が主誘電体基板２０２に形成されている。このように第１，第２のストリップ導体２０５，２０６の交差部分の幅を狭くすることにより、結合が抑制されている。
【００１１】
なお、図３１に示すａ位置及びｂ位置では、バイアホールにより、第１のストリップ導体２０５と第２のストリップ導体２０６が接続されている。また、ねじ止めにより、第１，第２の誘電体基板２０３，２０４は、主誘電体基板２０２に固定されている。
【００１２】
このように従来のバトラーマトリクス２０１は、上面２０２ａに第１のストリップ導体２０５が形成され下面２０２ｂに第２のストリップ導体２０６が形成された主誘電体基板２０２を、上面２０３ａに第１のグランド導体２０７が形成された第１の誘電体基板２０３と、下面２０４ｂに第２のグランド導体２０８が形成された第２の誘電体基板２０４とで挟んだ３層構造をしている。
【００１３】
次に動作について説明する。
第１の入力端Ｔ１から入力した信号は、第５の入力端Ｔ９から第１のハイブリッド部に入力する。第１のハイブリッド部に入力した信号は、上記結合線路を通じて磁界結合し、第５，第６の出力端Ｔ１１，Ｔ１２に分配される。第５の出力端Ｔ１１から出力する信号は、第６の出力端Ｔ１２から出力する信号より位相が９０°進んでいる。
【００１４】
第５の出力端Ｔ１１から出力した信号は、固定移相器部を通過し、第２のハイブリッド部に入力する。第６の出力端Ｔ１２から出力した信号は、線路交差部を通過し、第４のハイブリッド部に入力する。
【００１５】
固定移相器部を通過する場合、線路交差部を通過する場合より、位相が４５°遅れる。従って、第５の出力端Ｔ１１から出力し、固定移相器部を通過して第２のハイブリッド部に入力する信号は、第６の出力端Ｔ１２から出力し、線路交差部を通過して第４のハイブリッド部に入力する信号と比べて、第１のハイブリッド部で９０°進み、固定移相器部で４５°遅れるため、あわせて４５°進んでいる。
【００１６】
第２のハイブリッド部に入力した信号は、上述した場合と同様に、第１の出力端Ｔ５と第２の出力端Ｔ６に分配され、第４のハイブリッド部に入力した信号は、上述した場合と同様に、第３の出力端Ｔ７と第４の出力端Ｔ８に分配される。第１の出力端Ｔ５から出力する信号は、第２の出力端Ｔ６から出力する信号より位相が９０°進んでおり、第３の出力端Ｔ７から出力する信号は、第４の出力端Ｔ８から出力する信号より位相が９０°進んでいる。従って、第４の出力端Ｔ８から出力する信号と比べて、第１の出力端Ｔ５から出力する信号は位相が１３５°進み、第２の出力端Ｔ６から出力する信号は位相が４５°進み、第３の出力端Ｔ７から出力する信号は位相が９０°進んでいる。また、９０°ハイブリッドを１回通過すると、３ｄＢの電力損失が生じるため、第１〜第４の出力端Ｔ５〜Ｔ８からの出力信号は、第１の入力端Ｔ１への入力信号と比較すると、６ｄＢの電力損失がある。
【００１７】
このようにして第１の入力端Ｔ１から入力した信号は、４５°の位相差で第１〜第４の出力端Ｔ５〜Ｔ８から出力する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバトラーマトリクスは以上のように上下面にストリップ導体が形成された誘電体基板を、片面にグランド導体が形成された誘電体基板で挟むように構成されているので、誘電体基板間にわずかな隙間が生じ、誘電体基板間の接続が弱い。また、このように構成されているので、バトラーマトリクスを構成する回路の測定などに使用する装置の端子や他の部品の実装が難しい。また、他の回路と同一基板上に構成することも困難である。従って、電気特性や実装の信頼性が低いという課題があった。
【００１９】
また、多層基板を用い、その多層基板は上下面にストリップ導体が形成された誘電体基板を、片面にグランド導体が形成された誘電体基板で挟み、ねじ止めすることにより製造するので、高価であり、製造工程が複雑であるという課題があった。
【００２０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電気特性や実装の信頼性が高く、また安価で製造が容易なバトラーマトリクスを得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るバトラーマトリクスは、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第３のストリップ導体、上面に第４のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、ハイブリッド部構成用領域に設けられた、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第１のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第２のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に第１の結合線路構成部を挟んで離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、第１の上下接続部と第１のバンプとの間に設けられたコンデンサとを用いて構成され、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、第２の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第２の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第２の上下接続部と第２のバンプを介して接続した第３のストリップ導体と、離間して設けられた第３のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第４のストリップ導体とを用いて構成されたものである。
【００２２】
この発明に係るバトラーマトリクスは、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第３のストリップ導体、上面に第４のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、ハイブリッド部構成用領域に設けられた、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第１のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第２のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に第１の結合線路構成部を挟んで離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部とを用いて構成され、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、第２の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第２の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第２の上下接続部と第２のバンプを介して接続した第３のストリップ導体と、離間して設けられた第３のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第４のストリップ導体とを用いて構成されたものである。
【００２３】
この発明に係るバトラーマトリクスは、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体、上面に第３のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第４のストリップ導体、上面に第５のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第２のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第３のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第１の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第３のストリップ導体とバイアホールを介して接続した第２のストリップ導体と第２のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、第１の上下接続部と第１のバンプとの間に設けられた第１のコンデンサと、第２の上下接続部と第２のバンプとの間に設けられた第２のコンデンサとを用いて構成され、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第３の上下接続部と、第３の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第３の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第３の上下接続部と第３のバンプを介して接続した第４のストリップ導体と、離間して設けられた第４のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第５のストリップ導体とをを用いて構成されたものである。
【００２４】
この発明に係るバトラーマトリクスは、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体、上面に第３のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第４のストリップ導体、上面に第５のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第２のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第３のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第１の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第３のストリップ導体とバイアホールを介して接続した第２のストリップ導体と第２のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第２の上下接続部とを用いて構成され、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第３の上下接続部と、第３の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第３の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第３の上下接続部と第３のバンプを介して接続した第４のストリップ導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられた第４のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第５のストリップ導体とを用いて構成されたものである。
【００２５】
この発明に係るバトラーマトリクスは、第１及び第２の結合線路構成部が、直線形状であるものである。
【００２６】
この発明に係るバトラーマトリクスは、第１及び第２の結合線路構成部が、メアンダ形状であるものである。
【００２７】
この発明に係るバトラーマトリクスは、ハイブリッド部構成用小誘電体基板が、主誘電体基板の誘電率より大きい誘電率を有するものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるバトラーマトリクスの上面図である。図２はこの発明の実施の形態１によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。図において、１はバトラーマトリクス、２は主誘電体基板、２ａは主誘電体基板２の上面、３〜６は主誘電体基板２の上面２ａにフリップチップ方式で実装された第１〜第４の小誘電体基板（ハイブリッド部構成用小誘電体基板）、７は主誘電体基板２の上面２ａにフリップチップ方式で実装された第５の小誘電体基板（線路交差部構成用小誘電体基板）、８は主誘電体基板２の上面２ａに形成された第１のストリップ導体、９〜１２は第１〜第４の９０°ハイブリッドを備えた第１〜第４のハイブリッド部、１３，１４は第１，第２の４５°固定移相器を備えた第１，第２の固定移相器部、１５はマイクロストリップ線路が交差する線路交差部である。第１〜第４のハイブリッド部９〜１２の構成は同一である。
【００２９】
Ａ１〜Ｄ１は第１〜第４のハイブリッド部９〜１２を構成する、主誘電体基板２の第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）、Ｅは線路交差部１５を構成する、主誘電体基板２の第５の領域（線路交差部構成用領域）、Ｔ１〜Ｔ４はバトラーマトリクス１に入力する信号の第１〜第４の入力端、Ｔ５〜Ｔ８はバトラーマトリクス１から出力する信号の第１〜第４の出力端である。第１〜第４の小誘電体基板３〜６は、それぞれ主誘電体基板２の上面２ａの第１〜第４の領域Ａ１〜Ｄ１にフリップチップ方式で実装されており、第５の小誘電体基板７は、主誘電体基板２の上面２ａの第５の領域Ｅにフリップチップ方式で実装されている。
【００３０】
図３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ１の拡大図である。図４は第１の小誘電体基板３の下面の拡大図である。図５は第１のハイブリッド部９の側面図であり、第１の小誘電体基板３を主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ１にフリップチップ方式で実装した状態を示している。図において、１６は第１のストリップ導体８の直線形状の第１の結合線路構成部、１７は第１のストリップ導体８の第１の上下接続部、１８は第１の上下接続部１７上に形成された第１のコンデンサ、１９は第１のコンデンサ１８上に形成された第１のバンプ、Ｔ９，Ｔ１０は第１のハイブリッド部９に入力する信号の第５，第６の入力端、Ｔ１１，Ｔ１２は第１のハイブリッド部９から出力する信号の第５，第６の出力端、３ｂは第１の小誘電体基板３の下面、２０は第１の小誘電体基板３の下面３ｂに形成された第２のストリップ導体、２１は第２のストリップ導体２０の直線形状の第２の結合線路構成部、２２は第２のストリップ導体２０の端部、２ｂは主誘電体基板２の下面、２３は主誘電体基板２の下面２ｂに形成された第１のグランド導体である。第１，第２の結合線路構成部１６，２１は、所望の周波数における波長の１／４の長さ（すなわち、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さ）を有する。第１の上下接続部１７は、第１の結合線路構成部１６を挟んで離間して設けられ、第２の結合線路構成部１６と接続した第２のストリップ導体２０の端部２２と第１のバンプ１９を介して接続する。第１のコンデンサ１８は、第１の上下接続部１７と第１のバンプ１９との間に設けられている。第５，第６の入力端Ｔ９，Ｔ１０には、第１，第２の入力端Ｔ１，Ｔ２に入力した信号が入力する。
【００３１】
図６は主誘電体基板２の上面２ａに垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部９の構成要素の位置関係を示す図である。図６に示すように、主誘電体基板２の上面２ａに垂直な方向から見たとき、第１，第２の結合線路構成部１６，２１が一致するように、第１の小誘電体基板３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ１に実装されている。このように第１，第２の結合線路構成部１６，２１が一致することにより、結合線路が構成されている。また、第１のバンプ１９が第２のストリップ導体２０の端部２２と接続するように、第１の小誘電体基板３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ１に実装されている。
【００３２】
図７は主誘電体基板２の上面２ａの第５の領域Ｅの拡大図である。図８は第５の小誘電体基板７の下面の拡大図である。図９は第５の小誘電体基板７の上面の拡大図である。図１０は線路交差部１５の側面図であり、第５の小誘電体基板７を主誘電体基板２の上面２ａの第５の領域Ｅにフリップチップ方式で実装した状態を示している。図において、２４は第１のストリップ導体８の第２の上下接続部、２５は第２の上下接続部２４上に形成された第２のバンプ、２６は主誘電体基板２の上面２ａに形成された第２のグランド導体、２７は第２のグランド導体２６上に形成された第３のバンプ、２８は主誘電体基板２の下面２ｂに形成された第１のグランド導体２３と上面２ａに形成された第２のグランド導体２６とを接続する第１のバイアホール、Ｔ１３，Ｔ１４は線路交差部１５に入力する信号の第７，第８の入力端、Ｔ１５，Ｔ１６は線路交差部１５から出力する信号の第７，第８の出力端、７ｂは第５の小誘電体基板７の下面、２９は第５の小誘電体基板７の下面７ｂに形成された第３のストリップ導体、３０は第３のストリップ導体２９の外側端部、３１は第３のストリップ導体２９の内側端部、３２は第５の小誘電体基板７の下面７ｂに形成された第３のグランド導体、３３は第３のストリップ導体２９の内側端部３１間に位置する第３のグランド導体３２の中央部、３４は中央部３３と接続する第３のグランド導体３２の周辺部、７ａは第５の小誘電体基板７の上面、３５は第５の小誘電体基板７の上面７ａに形成された第４のストリップ導体、３６は第５の小誘電体基板７の下面７ｂに形成された第３のストリップ導体２９の内側端部３１と上面７ａに形成された第４のストリップ導体３５とを接続する第２のバイアホールである。第２の上下接続部２４は、離間して設けられ、第２の上下接続部２４間を結ぶ直線を第８の入力端Ｔ１４及び第７の出力端Ｔ１５に接続する第１のストリップ導体８が横切る。中央部３３は、第２の上下接続部２４間を結ぶ直線と第１のストリップ導体８とが交差する領域上に位置する。第３のストリップ導体２９は、中央部３３を挟んで離間して設けられ、第２の上下接続部２４と第２のバンプ２５を介して接続する。第４のストリップ導体３５は、離間して設けられた第３のストリップ導体２９間を第２のバイアホール３６を介して接続する。
【００３３】
図１１は主誘電体基板２の上面２ａに垂直な方向から見た、線路交差部１５の構成要素の位置関係を示す図である。図１１に示すように、主誘電基板２の上面２ａに垂直な方向から見たとき、第７の入力端Ｔ１３及び第８の出力端Ｔ１６に接続する第１のストリップ導体８、第３のストリップ導体２９、第４のストリップ導体３５が一直線となるとともに、第４のストリップ導体３５が第８の入力端Ｔ１４及び第７の出力端Ｔ１５に接続する第１のストリップ導体８と交差するように、第５の小誘電体基板７は主誘電体基板２の上面２ａの第５の領域Ｅに実装されている。このため、第３のグランド導体３２の中央部３３が、第４のストリップ導体３５と第１のストリップ導体８とが交差する部分での第４のストリップ導体３５と第１のストリップ導体８との間に位置し、第３のグランド導体３２の周辺部３４が、第７の入力端Ｔ１３と第８の出力端Ｔ１６とを結ぶ線路と第８の入力端Ｔ１４と第７の出力端Ｔ１５とを結ぶ線路とで挟まれる領域に位置する。このように第３のグランド導体３２の中央部３３が、第４のストリップ導体３５と第１のストリップ導体８とが交差する部分に位置することにより、結合が抑制されている。また、第２のバンプ２５が第３のストリップ導体２９の外側端部３０と接続し、第３のバンプ２７が第３のグランド導体３２の周辺部３４と接続するように、第５の小誘電体基板７は主誘電体基板２の上面２ａの第５の領域Ｅに実装されている。
【００３４】
第２のグランド導体２６は第３のバンプ２７を介して第３のグランド導体３２と電気的に接続し、第１のバイアホール２８を介して第１のグランド導体２３と電気的に接続するので、第１のグランド導体２３、第２のグランド導体２６、及び第３のグランド導体３２は、すべて同電位である。
【００３５】
図１２はこの発明の実施の形態１によるバトラーマトリクスの回路図である。図において、３７〜４０は第１〜第４の９０°ハイブリッド、４１，４２は第１，第２の４５°固定移相器、４３〜４５は第２〜第４のコンデンサである。その他の構成要素は、図１〜図１０において同一符号を付して示したものと同一あるいは同等である。図１２に示すように、第１のコンデンサ１８は第１の９０°ハイブリッド３７の入出力端に接続され、第２のコンデンサ４３は第２の９０°ハイブリッド３８の入出力端に接続され、第３のコンデンサ４４は第３の９０°ハイブリッド３９の入出力端に接続され、第４のコンデンサ４５は第４の９０°ハイブリッド４０の入出力端に接続されている。
【００３６】
このようにこの実施の形態のバトラーマトリクス１は、単層構造の主誘電体基板２の上面２ａに、単層構造の第１〜第４の小誘電体基板３〜６をフリップチップ方式で実装し、主誘電体基板２に形成された導体と第１〜第４の小誘電体基板３〜６に形成された導体とを用いて第１〜第４のハイブリッド部９〜１２を構成するとともに、単層構造の主誘電体基板２の上面２ａに、単層構造の第５の小誘電体基板７をフリップチップ方式で実装し、主誘電体基板２に形成された導体と第５の小誘電体基板７に形成された導体とを用いて線路交差部１５を構成する構造をしている。
【００３７】
次に動作について説明する。
第１の入力端Ｔ１から入力した信号は、第５の入力端Ｔ９から第１のハイブリッド部９に入力し、第１のコンデンサ１８、第１のバンプ１９を介して第２の結合線路構成部２１に到達する。第１，第２の結合線路構成部１６，２１が上下に位置するように、第１の小誘電体基板３が主誘電体基板２の上面に実装され結合線路が構成されているので、第２の結合線路構成部２１に到達した信号は、上記結合線路を通じて磁界結合し、第５の出力端Ｔ１１から第１のハイブリッド部９外に出力するとともに、第１のバンプ１９、第１のコンデンサ１８を介して第６の出力端Ｔ１２から第１のハイブリッド部９外に出力する。第５の出力端Ｔ１１から出力する信号は、第６の出力端Ｔ１２から出力する信号より位相が９０°進んでいる。
【００３８】
第６の出力端Ｔ１２から出力した信号は、第７の入力端Ｔ１３から線路交差部１５に入力し、第２のバンプ２５、第３のストリップ導体２９、第２のバイアホール３６を介して第４のストリップ導体３５に到達する。第３のグランド導体３２の中央部３３が第４のストリップ導体３５と第１のストリップ導体８とが交差する部分に位置するように、第５の小誘電体基板７が主誘電体基板２の上面に実装され結合が抑制されているので、第４のストリップ導体３５に到達した信号は、第２のバイアホール３６、第３のストリップ導体２９、第２のバンプ２５を介してそのまま第８の出力端Ｔ１６から線路交差部１５外に出力する。第８の出力端Ｔ１６から出力した信号は、第４のハイブリッド部１２に入力する。
【００３９】
一方、第５の出力端Ｔ１１から出力した信号は、第１の固定移相器部１３を通過し、第２のハイブリッド部１０に入力する。
【００４０】
第１の固定移相器部１３を通過する場合、線路交差部１５を通過する場合より、位相が４５°遅れる。従って、第５の出力端Ｔ１１から出力し、第１の固定移相器部１３を通過して第２のハイブリッド部１０に入力する信号は、第６の出力端Ｔ１２から出力し、線路交差部１５を通過して第４のハイブリッド部１２に入力する信号と比べて、第１のハイブリッド部９で９０°進み、第１の固定移相器部１３で４５°遅れるため、あわせて４５°進んでいる。
【００４１】
第２のハイブリッド部１０に入力した信号は、上述した場合と同様に、第１の出力端Ｔ５と第２の出力端Ｔ６に分配され、第４のハイブリッド部１２に入力した信号は、上述した場合と同様に、第３の出力端Ｔ７と第４の出力端Ｔ８に分配される。第１の出力端Ｔ５から出力する信号は、第２の出力端Ｔ６から出力する信号より位相が９０°進んでおり、第３の出力端Ｔ７から出力する信号は、第４の出力端Ｔ８から出力する信号より位相が９０°進んでいる。従って、第４の出力端Ｔ８から出力する信号と比べて、第１の出力端Ｔ５から出力する信号は位相が１３５°進み、第２の出力端Ｔ６から出力する信号は位相が４５°進み、第３の出力端Ｔ７から出力する信号は位相が９０°進んでいる。また、９０°ハイブリッドを１回通過すると、３ｄＢの電力損失が生じるため、第１〜第４の出力端Ｔ５〜Ｔ８からの出力信号は、第１の入力端Ｔ１への入力信号と比較すると、６ｄＢの電力損失がある。
【００４２】
このようにして第１の入力端Ｔ１から入力した信号は、４５°の位相差で第１〜第４の出力端Ｔ５〜Ｔ８から出力する。第２〜第４の入力端Ｔ２〜Ｔ４から入力した信号も、同様にして、４５°の位相差で第１〜第４の出力端Ｔ５〜Ｔ８から出力する。スイッチにより、信号の入力端を切り替えることにより、各出力端から出力される信号の位相を変化させ、各出力端から出力される信号により形成される波面の向きを制御することができる。
【００４３】
以上のように、この実施の形態１によれば、単層構造の主誘電体基板２の上面２ａに単層構造の第１〜第５の小誘電体基板３〜７をフリップチップ方式で実装し、第１〜第４のハイブリッド部９〜１２及び線路交差部１５を構成したので、誘電体基板間の接続強度が問われない。また、主誘電体基板２の上面２ａが露出しているため、バトラーマトリクス１を構成する回路の測定などに使用する装置の端子や他の部品の実装が容易である。従って、電気特性や実装の信頼性が高いという効果が得られる。
【００４４】
また、単層基板を用い、主誘電体基板２の上面２ａに第１〜第５の小誘電体基板３〜７をフリップチップ方式で実装することにより製造するので、安価であり、製造工程が簡易であるという効果が得られる。
【００４５】
また、９０°ハイブリッドの入出力部にコンデンサを設けるので、結合線路の短縮化、通過帯域の広帯域化、増幅器との組み合わせた際の直流電流の阻止が小型にできるという効果が得られる。
【００４６】
また、主誘電体基板２の他の領域に所望の回路を形成することもでき、また、主誘電体基板２の下面２ｂにグランド導体が形成されているため、他のアクティブ素子と同様に、金属パッケージに実装することもできる。
【００４７】
実施の形態２．
図１３はこの発明の実施の形態２によるバトラーマトリクスの上面図である。図１４はこの発明の実施の形態２によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。図において、５１はバトラーマトリクス、５２は主誘電体基板２の上面２ａに形成された第１のストリップ導体、５３〜５６は第１〜第４の９０°ハイブリッドを備えた第１〜第４のハイブリッド部である。第１〜第４のハイブリッド部５３〜５６の構成は同一である。
【００４８】
Ａ２〜Ｄ２は第１〜第４のハイブリッド部５３〜５６を構成する、主誘電体基板２の第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）である。第１〜第４の小誘電体基板３〜６は、それぞれ主誘電体基板２の上面２ａの第１〜第４の領域Ａ２〜Ｄ２にフリップチップ方式で実装されている。
【００４９】
図１５は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ２の拡大図である。図１６は第１の小誘電体基板３の下面の拡大図である。図において、５７は第１のストリップ導体５２のメアンダ形状の第１の結合線路構成部、５８は第１のストリップ導体５２の第１の上下接続部、５９は第１の上下接続部５８上に形成された第１のバンプ、６０は第１の小誘電体基板３の下面３ｂに形成された第２のストリップ導体、６１は第２のストリップ導体６０のメアンダ形状の第２の結合線路構成部、６２は第２のストリップ導体６０の端部である。第１，第２の結合線路構成部５７，６１は、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する。第１の上下接続部５８は、第１の結合線路構成部５７を挟んで離間して設けられ、第２の結合線路構成部６１と接続した第２のストリップ導体６０の端部６２と第１のバンプ５９を介して接続する。
【００５０】
図１７は主誘電体基板２の上面２ａに垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部５３の構成要素の位置関係を示す図である。図１７に示すように、主誘電基板２の上面２ａに垂直な方向から見たとき、第１，第２の結合線路構成部５７，６１が一致するように、第１の小誘電体基板３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ２に実装されている。このように第１，第２の結合線路構成部５７，６１が一致することにより、結合線路が構成されている。また、第１のバンプ５９が第２のストリップ導体６０の端部６２と接続するように、第１の小誘電体基板３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ２に実装されている。
【００５１】
なお、図１３〜図１７において、実施の形態１と同一あるいは同等の構成要素には、実施の形態１と同一の符号を付して示している。
動作は実施の形態１と同様である。
【００５２】
以上のように、この実施の形態２によれば、コンデンサを設けたことにより得られる効果を除いて、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５３】
また、この実施の形態２によれば、結合線路がメアンダ形状であるので、９０°ハイブリッドをより小型にできるという効果が得られる。
【００５４】
なお、実施の形態１と同様に、９０°ハイブリッドの入出力部にコンデンサを設けることにより、結合線路の短縮化、通過帯域の広帯域化、増幅器との組み合わせた際の直流電流の阻止が小型にできるという効果が得られる。
【００５５】
実施の形態３．
図１８はこの発明の実施の形態３によるバトラーマトリクスの上面図である。図１９はこの発明の実施の形態３によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。図において、７１はバトラーマトリクス、７２は主誘電体基板２の上面２ａに形成された第１のストリップ導体、７３〜７６は第１〜第４の９０°ハイブリッドを備えた第１〜第４のハイブリッド部である。第１〜第４のハイブリッド部７３〜７６の構成は同一である。
【００５６】
Ａ３〜Ｄ３は第１〜第４のハイブリッド部７３〜７６を構成する、主誘電体基板２の第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）である。第１〜第４の小誘電体基板３〜６は、それぞれ主誘電体基板２の上面２ａの第１〜第４の領域Ａ３〜Ｄ３にフリップチップ方式で実装されている。
【００５７】
図２０は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ３の拡大図である。図２１は第１の小誘電体基板３の下面の拡大図である。図２２は第１の小誘電体基板３の上面の拡大図である。図２３は第１のハイブリッド部７３の側面図であり、第１の小誘電体基板３を主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ３にフリップチップ方式で実装した状態を示している。図において、７７は第１のストリップ導体７２の第１の上下接続部、７８は第１のストリップ導体７２の第２の上下接続部、７９は第１の上下接続部７７上に形成された第１のコンデンサ、８０は第２の上下接続部７８上に形成された第２のコンデンサ、８１は第１のコンデンサ７９上に形成された第１のバンプ、８２は第２のコンデンサ８０上に形成された第２のバンプ、８３は第１の小誘電体基板３の下面３ｂに形成された第２のストリップ導体、８４は第２のストリップ導体８３の直線形状の第１の結合線路構成部、８５は第２のストリップ導体８３の第１の端部、８６は第２のストリップ導体８３の第３の上下接続部、３ａは第１の小誘電体基板３の上面、８７は第１の小誘電体基板３の上面３ａに形成された第３のストリップ導体、８８は第３のストリップ導体８７の直線形状の第２の結合線路構成部、８９は第３のストリップ導体８７の第２の端部、９０は第１の小誘電体基板３の下面３ｂに形成された第２のストリップ導体８３の第３の上下接続部８６と上面３ａに形成された第３のストリップ導体８７の第２の端部８９とを接続するバイアホールである。第１，第２の結合線路構成部８４，８８は、所望の周波数における波長の１／４の長さ（すなわち、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さ）を有する。第１の上下接続部７７は離間して設けられ、第１の結合線路構成部８４と接続した第２のストリップ導体８３の第１の端部８５と第１のバンプ８１を介して接続する。第２の上下接続部７８は離間して設けられ、第２の結合線路構成部８８と接続した第３のストリップ導体８７の第２の端部８９とバイアホール９０を介して接続した第２のストリップ導体８３の第３の上下接続部８６と第２のバンプ８２を介して接続する。第１のコンデンサ７９は、第１の上下接続部７７と第１のバンプ８１との間に設けられている。第２のコンデンサ８０は、第２の上下接続部７８と第２のバンプ８２との間に設けられている。
【００５８】
図２４は主誘電体基板２の上面２ａに垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部７３の構成要素の位置関係を示す図である。図２４に示すように、主誘電基板２の上面２ａに垂直な方向から見たとき、第１，第２の結合線路構成部８４，８８が一致するように、第２，第３のストリップ導体８３，８７が第１の小誘電体基板３に形成されている。このように第１，第２の結合線路構成部８４，８８が一致することにより、結合線路が構成されている。また、第１のバンプ８１が第２のストリップ導体８３の第１の端部８５と接続し、第２のバンプ８２が第２のストリップ導体８３の第３の上下接続部８６と接続するように、第１の小誘電体基板３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ３に実装されている。
【００５９】
なお、図１８〜図２４において、実施の形態１，２と同一あるいは同等の構成要素には、実施の形態１，２と同一の符号を付して示している。
動作は実施の形態１と同様である。
【００６０】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６１】
また、この実施の形態３によれば、小誘電体基板の上面及び下面に形成されたストリップ導体を用いて結合線路を構成するので、結合線路間距離が小誘電体基板の厚さで決まる。このため、結合線路間距離が高精度に定まり、９０°ハイブリッドに入力した信号を高精度で分配できるという効果が得られる。
【００６２】
実施の形態４．
図２５はこの発明の実施の形態４によるバトラーマトリクスの上面図である。図２６はこの発明の実施の形態４によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。図において、９１はバトラーマトリクス、９２〜９５は第１〜第４の９０°ハイブリッドを備えた第１〜第４のハイブリッド部である。第１〜第４のハイブリッド部９２〜９５の構成は同一である。
【００６３】
Ａ４〜Ｄ４は第１〜第４のハイブリッド部９２〜９５を構成する、主誘電体基板２の第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）である。第１〜第４の小誘電体基板３〜６は、それぞれ主誘電体基板２の上面２ａの第１〜第４の領域Ａ４〜Ｄ４にフリップチップ方式で実装されている。
【００６４】
図２７は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ４の拡大図である。図２８は第１の小誘電体基板３の下面の拡大図である。図２９は第１の小誘電体基板３の上面の拡大図である。図において、９６は第１の上下接続部７７上に形成された第１のバンプ、９７は第２の上下接続部７８上に形成された第２のバンプ、９８は第１の小誘電体基板３の下面３ｂに形成された第２のストリップ導体、９９は第２のストリップ導体９８のメアンダ形状の第１の結合線路構成部、１００は第２のストリップ導体９８の第１の端部、１０１は第２のストリップ導体９８の第３の上下接続部、１０２は第１の小誘電体基板３の上面３ａに形成された第３のストリップ導体、１０３は第３のストリップ導体１０２のメアンダ形状の第２の結合線路構成部、１０４は第３のストリップ導体１０２の第２の端部、１０５は第１の小誘電体基板３の下面３ｂに形成された第２のストリップ導体９８の第３の上下接続部１０１と上面３ａに形成された第３のストリップ導体１０２の端部１０４とを接続するバイアホールである。第１，第２の結合線路構成部９９，１０３は、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する。第１の上下接続部７７は離間して設けられ、第１の結合線路構成部９９と接続した第２のストリップ導体９８の第１の端部１００と第１のバンプ９６を介して接続する。第２の上下接続部７８は離間して設けられ、第２の結合線路構成部１０３と接続した第３のストリップ導体１０２の第２の端部１０４とバイアホール１０５を介して接続した第２のストリップ導体９８の第３の上下接続部１０１と第２のバンプ９７を介して接続する。
【００６５】
図３０は主誘電体基板２の上面２ａに垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部９２の構成要素の位置関係を示す図である。図３０に示すように、主誘電基板２の上面２ａに垂直な方向から見たとき、第１，第２の結合線路構成部９９，１０３が一致するように、第２，第３のストリップ導体９８，１０２が第１の小誘電体基板３に形成されている。このように第１，第２の結合線路構成部９９，１０３が一致することにより、結合線路が構成されている。また、第１のバンプ９６が第２のストリップ導体９８の第１の端部１００と接続し、第２のバンプ９７が第２のストリップ導体９８の第３の上下接続部１０１と接続するように、第１の小誘電体基板３は主誘電体基板２の上面２ａの第１の領域Ａ４に実装されている。
【００６６】
なお、図２５〜図３０において、実施の形態１〜３と同一あるいは同等の構成要素には、実施の形態１〜３と同一の符号を付して示している。
動作は実施の形態１と同様である。
【００６７】
以上のように、この実施の形態４によれば、コンデンサを設けたことにより得られる効果を除いて、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６８】
また、この実施の形態４によれば、結合線路がメアンダ形状であるので、９０°ハイブリッドをより小型にできるという効果が得られる。
【００６９】
また、この実施の形態４によれば、小誘電体基板の上面及び下面に形成されたストリップ導体を用いてメアンダ形状の結合線路を構成するので、結合線路間距離が小誘電体基板の厚さで決まる。このため、結合線路間距離が高精度に定まり、９０°ハイブリッドに入力した信号を高精度で分配できるという効果が得られる。
【００７０】
なお、実施の形態３と同様に、９０°ハイブリッドの入出力部にコンデンサを設けることにより、結合線路の短縮化、通過帯域の広帯域化、増幅器との組み合わせた際の直流電流の阻止が小型にできるという効果が得られる。
【００７１】
実施の形態５．
実施の形態５は、第１〜第４の小誘電体基板３〜６が主誘電体基板２の誘電率より大きい誘電率を有する点を除いて、実施の形態３と同様である。
【００７２】
このように第１〜第４の小誘電体基板３〜６の誘電率が主誘電体基板２の誘電率より大きい場合、波長短縮率が大きくなり、９０°ハイブリッドをより小型にできるという効果が得られる。
【００７３】
実施の形態６．
実施の形態６は、第１〜第４の小誘電体基板３〜６が主誘電体基板２の誘電率より大きい誘電率を有する点を除いて、実施の形態４と同様である。
【００７４】
このように第１〜第４の小誘電体基板３〜６の誘電率が主誘電体基板２の誘電率より大きい場合、波長短縮率が大きくなり、９０°ハイブリッドをより小型にできるという効果が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第３のストリップ導体、上面に第４のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、ハイブリッド部構成用領域に設けられた、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第１のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第２のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に第１の結合線路構成部を挟んで離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、第１の上下接続部と第１のバンプとの間に設けられたコンデンサとを有し、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、第２の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第２の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第２の上下接続部と第２のバンプを介して接続した第３のストリップ導体と、離間して設けられた第３のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第４のストリップ導体とを有するようにバトラーマトリクスを構成したので、電気特性や実装の信頼性が高く、また、安価で、製造工程が簡易であり、さらに、結合線路の短縮化、通過帯域の広帯域化、増幅器との組み合わせた際の直流電流の阻止が小型にできるバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【００７６】
この発明によれば、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第３のストリップ導体、上面に第４のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、ハイブリッド部構成用領域に設けられた、所望の周波数における出力端間における位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第１のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第２のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に第１の結合線路構成部を挟んで離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部とを有し、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、第２の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第２の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第２の上下接続部と第２のバンプを介して接続した第３のストリップ導体と、離間して設けられた第３のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第４のストリップ導体とを有するようにバトラーマトリクスを構成したので、電気特性や実装の信頼性が高く、また、安価で、製造工程が簡易であるバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【００７７】
この発明によれば、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体、上面に第３のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第４のストリップ導体、上面に第５のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第２のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有する第３のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第１の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第３のストリップ導体とバイアホールを介して接続した第２のストリップ導体と第２のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第２の上下接続部と、第１の上下接続部と第１のバンプとの間に設けられた第１のコンデンサと、第２の上下接続部と第２のバンプとの間に設けられた第２のコンデンサとを有し、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第３の上下接続部と、第３の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第３の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第３の上下接続部と第３のバンプを介して接続した第４のストリップ導体と、離間して設けられた第４のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第５のストリップ導体とを有するようにバトラーマトリクスを構成したので、電気特性や実装の信頼性が高く、また、安価で、製造工程が簡易であり、さらに、結合線路の短縮化、通過帯域の広帯域化、増幅器との組み合わせた際の直流電流の阻止が小型にできるバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【００７８】
この発明によれば、上面に第１のストリップ導体が形成された主誘電体基板と、下面に第２のストリップ導体、上面に第３のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面のハイブリッド部構成用領域にフリップチップ方式で実装されたハイブリッド部構成用小誘電体基板と、下面に第４のストリップ導体、上面に第５のストリップ導体が形成され、主誘電体基板の上面の線路交差部構成用領域にフリップチップ方式で実装された線路交差部構成用小誘電体基板とを備え、ハイブリッド部が、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第２のストリップ導体の第１の結合線路構成部と、所望の周波数における出力端間の位相差が９０°となる長さを有するメアンダ形状の第３のストリップ導体の第２の結合線路構成部とを用いて構成された結合線路と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第１の結合線路構成部と接続した第２のストリップ導体と第１のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第１の上下接続部と、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられ、第２の結合線路構成部と接続した第３のストリップ導体とバイアホールを介して接続した第２のストリップ導体と第２のバンプを介して接続した、第１のストリップ導体の第２の上下接続部とを有し、線路交差部が、ハイブリッド部構成用領域に離間して設けられた、第１のストリップ導体の第３の上下接続部と、第３の上下接続部間を結ぶ直線を横切る第１のストリップ導体と、第３の上下接続部間を結ぶ直線と第１のストリップ導体とが交差する領域上に位置する線路交差部構成用小誘電体基板の下面の領域に設けられたグランド導体と、グランド導体を挟んで離間して設けられ、第３の上下接続部と第３のバンプを介して接続した第４のストリップ導体と、離間して設けられた第４のストリップ導体間をバイアホールを介して接続した第５のストリップ導体とを有するようにバトラーマトリクスを構成したので、電気特性や実装の信頼性が高く、また、安価で、製造工程が簡易であるバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【００７９】
この発明によれば、第１及び第２の結合線路構成部が、直線形状であるようにバトラーマトリクスを構成したので、結合線路の設計が容易なバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【００８０】
この発明によれば、第１及び第２の結合線路構成部が、メアンダ形状であるようにバトラーマトリクスを構成したので、９０°ハイブリッドをより小型にできるバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【００８１】
この発明によれば、ハイブリッド部構成用小誘電体基板が、主誘電体基板の誘電率より大きい誘電率を有するようにバトラーマトリクスを構成したので、９０°ハイブリッドをより小型にできるバトラーマトリクスが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるバトラーマトリクスの上面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。
【図３】  主誘電体基板の上面の第１の領域の拡大図である。
【図４】  第１の小誘電体基板の下面の拡大図である。
【図５】  第１のハイブリッド部の側面図である。
【図６】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部の構成要素の位置関係を示す図である。
【図７】  主誘電体基板の上面の第５の領域の拡大図である。
【図８】  第５の小誘電体基板の下面の拡大図である。
【図９】  第５の小誘電体基板の上面の拡大図である。
【図１０】  線路交差部の側面図である。
【図１１】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、線路交差部の構成要素の位置関係を示す図である。
【図１２】  この発明の実施の形態１によるバトラーマトリクスの回路図である。
【図１３】  この発明の実施の形態２によるバトラーマトリクスの上面図である。
【図１４】  この発明の実施の形態２によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。
【図１５】  主誘電体基板の上面の第１の領域の拡大図である。
【図１６】  第１の小誘電体基板の下面の拡大図である。
【図１７】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部の構成要素の位置関係を示す図である。
【図１８】  この発明の実施の形態３によるバトラーマトリクスの上面図である。
【図１９】  この発明の実施の形態３によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。
【図２０】  主誘電体基板の上面の第１の領域の拡大図である。
【図２１】  第１の小誘電体基板の下面の拡大図である。
【図２２】  第１の小誘電体基板の上面の拡大図である。
【図２３】  第１のハイブリッド部の側面図である。
【図２４】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部の構成要素の位置関係を示す図である。
【図２５】  この発明の実施の形態４によるバトラーマトリクスの上面図である。
【図２６】  この発明の実施の形態４によるバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。
【図２７】  主誘電体基板の上面の第１の領域の拡大図である。
【図２８】  第１の小誘電体基板の下面の拡大図である。
【図２９】  第１の小誘電体基板の上面の拡大図である。
【図３０】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、第１のハイブリッド部の構成要素の位置関係を示す図である。
【図３１】  従来のバトラーマトリクスを構成する主誘電体基板の上面図である。
【図３２】  図３１のＡ−Ａ線に沿った位置における従来のバトラーマトリクスの断面図である。
【図３３】  主誘電体基板の上面の第１の領域の拡大図である。
【図３４】  主誘電体基板の下面の第１の領域の拡大図である。
【図３５】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、主誘電体基板の第１の領域の構成要素の位置関係を示す図である。
【図３６】  主誘電体基板の上面の第５の領域の拡大図である。
【図３７】  主誘電体基板の下面の第５の領域の拡大図である。
【図３８】  主誘電体基板の上面に垂直な方向から見た、主誘電体基板の第５の領域の構成要素の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１  バトラーマトリクス、２  主誘電体基板、２ａ  上面、２ｂ  下面、３〜６  第１〜第４の小誘電体基板（ハイブリッド部構成用小誘電体基板）、３ａ  上面、３ｂ  下面、７  第５の小誘電体基板（線路交差部構成用小誘電体基板）、７ａ  上面、７ｂ  下面、８  第１のストリップ導体、９〜１２  第１〜第４のハイブリッド部、１３，１４  第１，第２の固定移相器部、１５  線路交差部、１６  第１の結合線路構成部、１７  第１の上下接続部、１８  第１のコンデンサ、１９  第１のバンプ、２０  第２のストリップ導体、２１  第２の結合線路構成部、２２  端部、２３  第１のグランド導体、２４  第２の上下接続部、２５  第２のバンプ、２６  第２のグランド導体、２７  第３のバンプ、２８  第１のバイアホール、２９  第３のストリップ導体、３０  外側端部、３１  内側端部、３２  第３のグランド導体、３３  中央部、３４  周辺部、３５  第４のストリップ導体、３６  第２のバイアホール、３７〜４０  第１〜第４の９０°ハイブリッド、４１，４２  第１，第２の４５°固定移相器、４３〜４５  第２〜第４のコンデンサ、５１  バトラーマトリクス、５２  第１のストリップ導体、５３〜５６  第１〜第４のハイブリッド部、５７  第１の結合線路構成部、５８  第１の上下接続部、５９  第１のバンプ、６０  第２のストリップ導体、６１  第２の結合線路構成部、６２  端部、７１  バトラーマトリクス、７２  第１のストリップ導体、７３〜７６  第１〜第４のハイブリッド部、７７  第１の上下接続部、７８  第２の上下接続部、７９  第１のコンデンサ、８０  第２のコンデンサ、８１  第１のバンプ、８２  第２のバンプ、８３  第２のストリップ導体、８４  第１の結合線路構成部、８５  第１の端部、８６  第３の上下接続部、８７  第３のストリップ導体、８８  第２の結合線路構成部、８９  第２の端部、９０  バイアホール、９１  バトラーマトリクス、９２〜９５  第１〜第４のハイブリッド部、９６  第１のバンプ、９７  第２のバンプ、９８  第２のストリップ導体、９９  第１の結合線路構成部、１００  第１の端部、１０１  第３の上下接続部、１０２  第３のストリップ導体、１０３  第２の結合線路構成部、１０４  第２の端部、１０５  バイアホール。Ａ１〜Ｄ１  第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）、Ａ２〜Ｄ２  第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）、Ａ３〜Ｄ３  第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）、Ａ４〜Ｄ４  第１〜第４の領域（ハイブリッド部構成用領域）、Ｅ  第５の領域（線路交差部構成用領域）、Ｔ１〜Ｔ４  第１〜第４の入力端、Ｔ５〜Ｔ８  第１〜第４の出力端、Ｔ９，Ｔ１０  第５，第６の入力端、Ｔ１１，Ｔ１２  第５，第６の出力端、Ｔ１３，Ｔ１４  第７，第８の入力端、Ｔ１５，Ｔ１６  第７，第８の出力端。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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