(57)【要約】【課題】  マイクロ波ユニットとベース基板との間で簡単かつ薄型化に適した構造により電気的に接続する。【解決手段】  積層させる基板１１，１２の接続部１３，１５において、１／４波長相当のラインパターン１３７，１５１を誘電体シート１６を挟んで対向させることで、マイクロ波の電磁結合を実現し、これによって積層基板１１，１２間でコネクタを用いることなくＲＦ信号を伝送させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配列され、それぞれマイクロ波信号を送受信する複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれに接続され、前記マイクロ波の送信信号の位相制御及び電力増幅を行う送信系、及び前記マイクロ波の受信信号の増幅及び位相制御を行う受信系を備える複数の送受信モジュールと、前記複数の送受信モジュールに接続され、前記送信信号を前記複数のモジュールに分配供給し前記複数のモジュールから供給される前記受信高周波信号を合成する電力分配／合成器とを平面基板上に形成してなる複数のマイクロ波ユニットと、
前記複数のマイクロ波ユニットが互いに隣接して面配列され、個々のユニットに対して前記送信信号を電力分配し、個々のユニットから前記受信信号を取り込んで合成出力するベース基板と
を具備し、
前記複数のマイクロ波ユニット及び前記ベース基板それぞれの送受信信号入出力端に互いに対向するように電磁結合用のパターンを形成し、それぞれのパターン間に誘電体シートを介在させて前記複数のマイクロ波ユニット及び前記ベース基板を接合することを特徴とするマイクロ波アンテナ装置。
【請求項２】
前記マイクロ波ユニットは、前記送受信モジュールに電源を供給する電源回路と、前記送受信モジュールへの制御信号を生成、供給する制御回路とを備えることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波アンテナ装置。
【請求項３】
前記電磁結合用のパターンは、伝送信号に対して長さ１／４波長相当のラインパターンであることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波アンテナ装置。
【請求項４】
前記ラインパターンは、前記マイクロ波ユニットに用いられる平面基板の内層ラインパターンにスルーホールで接続されることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば機体搭載用のレーダ装置や無線通信機器等に用いられるマイクロ波アンテナ装置に係り、特に装置自体を薄型するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機体搭載用のマイクロ波アンテナ装置においては、機体への搭載制約の制限から非常に薄型のアクティブフェーズドアレイアンテナへの要求が高まって来ている。これを実現するため、アンテナ放射素子などはパッチ素子と呼ばれる平面型の回路素子が用いられるようになってきている。
【０００３】
また、アクティブフェーズドアレイアンテナの構成として必要となる、マイクロ波送受信モジュールについても、半導体の高集積化技術などにより小型化が進んでおり、アンテナ素子の配置よって定まる、アンテナ素子一個分の回路面積に収まる寸法を実現している。さらに、複数のアンテナ素子と、素子毎に接続される複数のマイクロ波送受信モジュールと、各マイクロ波送受信モジュールに接続されて送信高周波信号の分配供給と受信高周波信号の合成処理を行う電力分配／合成器とを、平面基板上で実現することで、マイクロ波ユニットとして実現するなどの手段がとられている。レーダなどのように大規模な開口面積を必要とする場合などでは、上記マイクロ波ユニットをさらに複数配置して実現している（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
このような状況の中、複数のマイクロ波ユニットを配置する場合には、複数のマイクロ波ユニットにマイクロ波信号を供給するための電力分配／合成回路が必要となり、装置全体を薄型化する場合には、複数のマイクロ波ユニット間を接続する接続インターフェースの小型化が必要であった。
【特許文献１】特開２００３-１３３８３４公報
【特許文献２】特開２００１-１９６８４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上述べたように、設置場所に制約のある場合のマイクロ波アンテナ装置にあっては、複数のマイクロ波ユニットをベース基板上に配列する場合に、接続インターフェースが必要となり、その接続部の小型化が必要であった。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決すべく、複数のマイクロ波ユニットを極めて簡単な構造でベース基板に装着し、各ユニットとベース基板との間で簡単かつ薄型化に適した構造により電気的に接続することのできるマイクロ波アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明に係るマイクロ波回路装置は、  
アレイ状に配列され、それぞれマイクロ波信号を送受信する複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれに接続され、前記マイクロ波の送信信号の位相制御及び電力増幅を行う送信系、及び前記マイクロ波の受信信号の増幅及び位相制御を行う受信系を備える複数の送受信モジュールと、前記複数の送受信モジュールに接続され、前記送信信号を前記複数のモジュールに分配供給し前記複数のモジュールから供給される前記受信高周波信号を合成する電力分配／合成器とを平面基板上に形成してなる複数のマイクロ波ユニットと、  
前記複数のマイクロ波ユニットが互いに隣接して面配列され、個々のユニットに対して前記送信信号を電力分配し、個々のユニットから前記受信信号を取り込んで合成出力するベース基板と  
を具備し、  
前記複数のマイクロ波ユニット及び前記ベース基板それぞれの送受信信号入出力端に互いに対向するように電磁結合用のパターンを形成し、それぞれのパターン間に誘電体シートを介在させて前記複数のマイクロ波ユニット及び前記ベース基板を接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のマイクロ波ユニットを極めて簡単な構造でベース基板に装着し、各ユニットとベース基板との間で簡単かつ薄型化に適した構造により電気的に接続することのできるマイクロ波アンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明が適用されるマイクロ波（以下、ＲＦ）アンテナ装置の構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すアンテナ装置の分解斜視図である。図１において、１１はＲＦユニットが実装された第１の積層基板、１２は複数の第１の積層基板が並べて配置されるベース基板となる第２の積層基板である。上記第１の積層基板１１の表面には複数の部品１４が実装される。
【００１１】
その実装部品としては、具体的に図示しないが、アンテナ素子と、アンテナ素子に接続され、ＲＦ送信信号の位相制御及び電力増幅を行う送信系、及びＲＦ受信信号の増幅及び位相制御を行う受信系を備える送受信モジュールと、複数の送受信モジュールに接続され、送信信号を複数のモジュールに分配供給し複数のモジュールから供給される受信高周波信号を合成する電力分配／合成器とを備える。
【００１２】
尚、実装部品に、送受信モジュールに電源を供給する電源回路と、送受信モジュールへの制御信号を生成、供給する制御回路とを備えるようにしてもよい。
【００１３】
上記第１の積層基板１１の裏面と第２の積層基板１２の表面には、それぞれ電磁結合用の第１、第２の接続部１３，１５が互いに対向する位置に形成される。
【００１４】
図２は本発明の一実施形態として、上記第１、第２の接続部１３，１５に本発明を適用した場合の具体的な構成を示す分解斜視図、図３は両者の接続状態での断面図を示している。
【００１５】
第１の接続部１３は、最上層の地導体層１３１の下部に、誘電体層１３２，１３５、地導体層１３６を順に積層する。ここで、地導体層１３６の中央部には、送受信ＲＦ信号の１／４波長相当の長さを有するラインパターン１３７が形成される。このラインパターン１３７の先端部は、スルーホール１３４を介して誘電体層１３２，１３５の間に形成される内層ラインパターン１３３に接続され、ＲＦ信号分配／合成ライン（図示せず）に接続される。
【００１６】
一方、第２の接続部１５は、最上層の地導体層１５２から順に、誘電体層１５３，１５６、地導体層１５７が積層される。地導体層１５１には、上記ラインパターン１３７と対向する位置に、送受信ＲＦ信号の１／４波長相当の長さを有するラインパターン１５１が形成される。このラインパターン１５１の先端部は、スルーホール１５５を介して誘電体層１５３，１５６の間に形成される内層ラインパターン１５４に接続され、例えばＲＦ信号送受信機の入出力端に接続される。
【００１７】
上記のように形成された第１及び第２の接合部１３，１５は、厚さ１００μｍ程度の誘電体シート１６を挟んで接合される。
【００１８】
上記のように各基板１１，１２の接続部１３，１５において、１／４波長相当のラインパターン１３７，１５１を誘電体シート１６を挟んで対向させることで、ＲＦ信号の電磁結合が可能となり、これによって積層基板１１，１２間でコネクタを用いることなくＲＦ信号を伝送することが可能となる。
【００１９】
したがって、上記構成によるマイクロ波アンテナ装置では、接続部の電磁結合構造を採用することにより、装置全体の薄型化に大きく寄与することができる。
【００２０】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用されるマイクロ波アンテナ装置の構成を示す斜視図及び分解斜視図。
【図２】本発明の一実施形態として、図１に示す第１、第２の接続部に本発明を適用した場合の具体的な構成を示す分解斜視図。
【図３】図２に示す第１、第２の接続部の接続状態での断面構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１１…第１の積層基板、１２…第２の積層基板、１３…第１の接続部、１４…実装部品、１５…第２の接続部、
１３１…地導体層、１３２…誘電体層、１３３…内層ラインパターン、１３４…スルーホール、１３５…誘電体層、１３６…地導体層、１３７…ラインパターン、
１５１…ラインパターン、１５２…地導体層、１５３…誘電体層、１５４…内層ラインパターン、１５６…誘電体層、１５７…地導体層、１５５…スルーホール、１６…誘電体シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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