JPH04241502A - 受信装置 - Google Patents
受信装置Info
- Publication number
- JPH04241502A JPH04241502A JP276991A JP276991A JPH04241502A JP H04241502 A JPH04241502 A JP H04241502A JP 276991 A JP276991 A JP 276991A JP 276991 A JP276991 A JP 276991A JP H04241502 A JPH04241502 A JP H04241502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- low
- antenna
- receiving device
- circuit
- receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信衛星や放送衛星等
からマイクロ波信号を地上で受信するための平面アンテ
ナに関するものである。
からマイクロ波信号を地上で受信するための平面アンテ
ナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】情報ネットワークシステムの急速な展開
が図られる中で、衛星通信システムの需要も急増し、周
波数帯も高周波化されつつある。高周波用電界効果トラ
ンジスタとしてはＧａＡｓ等の化合物半導体を用いたシ
ョットキバリア型電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ
）が実用化されており、さらに最近ではシステムの小型
化、低価格化、高性能化のために高周波信号を低周波に
変換するダウンコンバータ初段増幅部の集積化（ＭＭＩ
Ｃ化：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｉ
ｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ）が進められて
いる。
が図られる中で、衛星通信システムの需要も急増し、周
波数帯も高周波化されつつある。高周波用電界効果トラ
ンジスタとしてはＧａＡｓ等の化合物半導体を用いたシ
ョットキバリア型電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ
）が実用化されており、さらに最近ではシステムの小型
化、低価格化、高性能化のために高周波信号を低周波に
変換するダウンコンバータ初段増幅部の集積化（ＭＭＩ
Ｃ化：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｉ
ｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ）が進められて
いる。
【０００３】一方、通信衛星や放送衛星からのマイクロ
波信号を地上で受信するためのアンテナとして平面アン
テナが実用化されはじめている。平面アンテナというの
は、多数のアンテナ素子を平面状に配列し、各素子で受
けた信号電力を導線で一つにまとめたものである。マイ
クロ波受信用の平面アンテナは、初めのうちは性能およ
びコストの両面でパラボラアンテナに遠く及ばなかった
。しかし、１９７０年代の後半からのマイクロストリッ
プアンテナの研究の高まりと、マイクロ波用プリント基
板の性能向上とによって、現在では実用レベルに達して
いる。
波信号を地上で受信するためのアンテナとして平面アン
テナが実用化されはじめている。平面アンテナというの
は、多数のアンテナ素子を平面状に配列し、各素子で受
けた信号電力を導線で一つにまとめたものである。マイ
クロ波受信用の平面アンテナは、初めのうちは性能およ
びコストの両面でパラボラアンテナに遠く及ばなかった
。しかし、１９７０年代の後半からのマイクロストリッ
プアンテナの研究の高まりと、マイクロ波用プリント基
板の性能向上とによって、現在では実用レベルに達して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＭＭＩＣ化
された受信システムと、平面アンテナとを接続する方法
に関しては必ずしも十分な研究がなされていない。例え
ば、両者を接続する手段としてマイクロ波の一般的な伝
達手段である導波管を用いたのでは、全体としての小型
軽量化を達成することが困難となり、受信システムの小
型化およびアンテナの平面化が十分に生かされない。本
発明の課題は、このような問題点を解消することにある
。
された受信システムと、平面アンテナとを接続する方法
に関しては必ずしも十分な研究がなされていない。例え
ば、両者を接続する手段としてマイクロ波の一般的な伝
達手段である導波管を用いたのでは、全体としての小型
軽量化を達成することが困難となり、受信システムの小
型化およびアンテナの平面化が十分に生かされない。本
発明の課題は、このような問題点を解消することにある
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】１または２以上のアンテ
ナ素子からなる平面アンテナと、この平面アンテナに接
続される受信回路とを同一の半絶縁性化合物半導体基板
上に形成したものである。
ナ素子からなる平面アンテナと、この平面アンテナに接
続される受信回路とを同一の半絶縁性化合物半導体基板
上に形成したものである。
【０００６】
【作用】平面アンテナと受信回路が同一の半絶縁性化合
物半導体基板に形成されているので、両者をマイクロス
トリップ線路で接続することができ、受信装置全体の小
型軽量化を図ることができる。この場合、平面アンテナ
、受信回路、マイクロストリップ線路をすべて通常のＩ
Ｃプロセスで集積化できる。
物半導体基板に形成されているので、両者をマイクロス
トリップ線路で接続することができ、受信装置全体の小
型軽量化を図ることができる。この場合、平面アンテナ
、受信回路、マイクロストリップ線路をすべて通常のＩ
Ｃプロセスで集積化できる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す平面図である
。表面にはエピタキシャル成長による半導体層が形成さ
れている半絶縁性半導体基板１（ここでは、ＧａＡｓ基
板）の上に、平面アンテナ部２と受信回路部３が設けら
れており、両者は電気的に接続されている。平面アンテ
ナ部２は４つのアンテナ素子４で構成されている。各ア
ンテナ素子４は、マイクロストリップパッチアンテナと
してよく知られているものであり、２点給電型のもので
ある。各アンテナ素子４の給電線は１つにまとめられて
受信回路部３に接続されている。受信回路部３は低雑音
アンプであり、半導体基板上のエピタキシャル半導体層
を利用したＭＥＳＦＥＴ等が集積化されて構成されてい
る。このように、アンテナと受信回路とが一つの基板に
形成されているので、小型軽量で取り扱いの容易な受信
装置となっている。なお、この実施例では受信回路部３
が低雑音アンプであるが、低雑音アンプ以外にその出力
信号の周波数をダウンコンバートするための周波数変換
回路やこの周波数変換回路の出力信号を増幅する回路等
も併せて集積化することができる。また、この受信装置
を自動車等の移動体に適用する場合には、通信衛星や放
送衛星からのマイクロ波信号を受信するために電子的に
衛星の方向を追尾する手段、すなわち、受信したマイク
ロ波信号の位相をシフトさせるフェイズシフタ回路を受
信回路部３中に組み込むことが望ましい。また、本実施
例では、アンテナ素子４としてパッチアンテナを用いて
いるが、ライン型やスパイラル型等のその他のプリント
アンテナに置き換えることも可能である。
。表面にはエピタキシャル成長による半導体層が形成さ
れている半絶縁性半導体基板１（ここでは、ＧａＡｓ基
板）の上に、平面アンテナ部２と受信回路部３が設けら
れており、両者は電気的に接続されている。平面アンテ
ナ部２は４つのアンテナ素子４で構成されている。各ア
ンテナ素子４は、マイクロストリップパッチアンテナと
してよく知られているものであり、２点給電型のもので
ある。各アンテナ素子４の給電線は１つにまとめられて
受信回路部３に接続されている。受信回路部３は低雑音
アンプであり、半導体基板上のエピタキシャル半導体層
を利用したＭＥＳＦＥＴ等が集積化されて構成されてい
る。このように、アンテナと受信回路とが一つの基板に
形成されているので、小型軽量で取り扱いの容易な受信
装置となっている。なお、この実施例では受信回路部３
が低雑音アンプであるが、低雑音アンプ以外にその出力
信号の周波数をダウンコンバートするための周波数変換
回路やこの周波数変換回路の出力信号を増幅する回路等
も併せて集積化することができる。また、この受信装置
を自動車等の移動体に適用する場合には、通信衛星や放
送衛星からのマイクロ波信号を受信するために電子的に
衛星の方向を追尾する手段、すなわち、受信したマイク
ロ波信号の位相をシフトさせるフェイズシフタ回路を受
信回路部３中に組み込むことが望ましい。また、本実施
例では、アンテナ素子４としてパッチアンテナを用いて
いるが、ライン型やスパイラル型等のその他のプリント
アンテナに置き換えることも可能である。
【０００８】図２は本発明の他の実施例を示す平面図で
あり、アンテナ素子４をさらに集積化したものである。 このように、アンテナ素子４の数は、スペースの許すか
ぎり増やすことが可能である。
あり、アンテナ素子４をさらに集積化したものである。 このように、アンテナ素子４の数は、スペースの許すか
ぎり増やすことが可能である。
【０００９】図３は、本発明のさらに別の実施例を示す
平面図である。この受信回路では、４つのアンテナ素子
４で１つのアンテナアレイエレメント１１が構成され、
複数（ここでは４組）のアンテナアレイエレメント１１
が半導体基板１０上にアレイ状に配列されている。各ア
ンテナアレイエレメント１１にはそれぞれ低雑音アンプ
１２が接続されており、各低雑音アンプ１２の出力端子
はマイクロストリップ線路１３で共通に接続されている
。一般に、平面アンテナの効率が上がりにくい原因とし
て給電系の損失が大きいことが挙げられる。しかし、こ
の実施例のように各アンテナアレイエレメント１１毎に
低雑音アンプ１２を付加することにより雑音指数を大幅
に改善することができる。この実施例では、アンテナア
レイエレメント１１および低雑音アンプ１２をすべて１
つの半絶縁性化合物半導体基板１０上に配置してモノリ
シックに集積化したものである。しかし、混成集積化に
よって同等の構造の受信装置を構成することも可能であ
る。すなわち、１つのアンテナアレイエレメント１１と
１つの低雑音アンプ１２を１枚の半絶縁性化合物半導体
基板上にモノリシックに形成し、その基板を半絶縁性化
合物半導体よりもさらに平面アンテナに適した低誘電率
でｔａｎ δの小さな発泡ポリエチレンのような基板に
搭載し、各低雑音アンプ１２をマイクロストリップ線路
で接続してもよい。
平面図である。この受信回路では、４つのアンテナ素子
４で１つのアンテナアレイエレメント１１が構成され、
複数（ここでは４組）のアンテナアレイエレメント１１
が半導体基板１０上にアレイ状に配列されている。各ア
ンテナアレイエレメント１１にはそれぞれ低雑音アンプ
１２が接続されており、各低雑音アンプ１２の出力端子
はマイクロストリップ線路１３で共通に接続されている
。一般に、平面アンテナの効率が上がりにくい原因とし
て給電系の損失が大きいことが挙げられる。しかし、こ
の実施例のように各アンテナアレイエレメント１１毎に
低雑音アンプ１２を付加することにより雑音指数を大幅
に改善することができる。この実施例では、アンテナア
レイエレメント１１および低雑音アンプ１２をすべて１
つの半絶縁性化合物半導体基板１０上に配置してモノリ
シックに集積化したものである。しかし、混成集積化に
よって同等の構造の受信装置を構成することも可能であ
る。すなわち、１つのアンテナアレイエレメント１１と
１つの低雑音アンプ１２を１枚の半絶縁性化合物半導体
基板上にモノリシックに形成し、その基板を半絶縁性化
合物半導体よりもさらに平面アンテナに適した低誘電率
でｔａｎ δの小さな発泡ポリエチレンのような基板に
搭載し、各低雑音アンプ１２をマイクロストリップ線路
で接続してもよい。
【００１０】上記の各実施例は、いずれも通信衛星等か
らのマイクロ波を直接受信するための受信装置であるが
、これらの受信装置をパラボラアンテナの１次ホーンと
して用いることも可能である。
らのマイクロ波を直接受信するための受信装置であるが
、これらの受信装置をパラボラアンテナの１次ホーンと
して用いることも可能である。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の受信装置に
よれば、平面アンテナと受信回路が同一の半絶縁性化合
物半導体基板に形成されているので、両者をマイクロス
トリップ線路で接続することができ、受信装置全体の小
型軽量化を図ることができる。しかも、平面アンテナ、
受信回路、マイクロストリップ線路をすべて通常のＩＣ
プロセスで集積化できるので、製造コストを大幅に低減
できる。
よれば、平面アンテナと受信回路が同一の半絶縁性化合
物半導体基板に形成されているので、両者をマイクロス
トリップ線路で接続することができ、受信装置全体の小
型軽量化を図ることができる。しかも、平面アンテナ、
受信回路、マイクロストリップ線路をすべて通常のＩＣ
プロセスで集積化できるので、製造コストを大幅に低減
できる。
【図１】本発明の一実施例である受信装置の平面図
【図
２】本発明の他の実施例である受信装置の平面図
２】本発明の他の実施例である受信装置の平面図
【図３
】本発明のさらに別の実施例である受信装置の平面図
】本発明のさらに別の実施例である受信装置の平面図
１，１０…半絶縁性化合物半導体基板
２…平面アンテナ部
３…受信回路部
４…アンテナ素子
１１…アンテナアレイエレメント
１２…低雑音アンプ
１３…マイクロストリップ線路
Claims (6)
- 【請求項１】 １または２以上のアンテナ素子からな
る平面アンテナと、この平面アンテナに接続される受信
回路とが同一の半絶縁性化合物半導体基板上に形成され
ていることを特徴とする受信装置。 - 【請求項２】 受信回路は、平面アンテナが受信した
信号を増幅するための低雑音増幅回路を含むことを特徴
とする請求項１に記載の受信装置。 - 【請求項３】 受信回路は、平面アンテナが受信した
信号を増幅するための低雑音増幅回路およびこの低雑音
増幅回路の出力信号の周波数をダウンコンバートするた
めの周波数変換回路を含むことを特徴とする請求項１に
記載の受信装置。 - 【請求項４】 受信回路は、平面アンテナが受信した
信号を増幅するための低雑音増幅回路、この低雑音増幅
回路の出力信号の周波数をダウンコンバートするための
周波数変換回路、およびこの周波数変換回路の出力信号
を増幅する回路を含むことを特徴とする請求項１に記載
の受信装置。 - 【請求項５】 １または２以上のアンテナ素子で構成
された複数のアンテナアレイエレメントと、この各アン
テナアレイエレメントに対してそれぞれ１つづつ接続さ
れた複数の低雑音アンプとが同一の半絶縁性化合物半導
体基板上に形成され、各低雑音アンプの出力端子がマイ
クロストリップ線路で共通に接続されていることを特徴
とする受信装置。 - 【請求項６】 １または２以上のアンテナ素子で構成
されたアンテナアレイエレメントとこのアンテナアレイ
エレメントに接続された低雑音アンプとが同一面上に搭
載された半絶縁性化合物半導体基板が誘電体基板上に複
数個配列され、前記各低雑音アンプの出力端子が前記誘
電体基板上に形成されたマイクロストリップラインによ
って接続されていることを特徴とする受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP276991A JPH04241502A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP276991A JPH04241502A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04241502A true JPH04241502A (ja) | 1992-08-28 |
Family
ID=11538544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP276991A Pending JPH04241502A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04241502A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04291807A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | 通信受信用アレーアンテナ |
| JP2007116455A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Toyota Motor Corp | アンテナ装置 |
-
1991
- 1991-01-14 JP JP276991A patent/JPH04241502A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04291807A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | 通信受信用アレーアンテナ |
| JP2007116455A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Toyota Motor Corp | アンテナ装置 |
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