JPH0548328A - 受信装置 - Google Patents
受信装置Info
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- JPH0548328A JPH0548328A JP20812391A JP20812391A JPH0548328A JP H0548328 A JPH0548328 A JP H0548328A JP 20812391 A JP20812391 A JP 20812391A JP 20812391 A JP20812391 A JP 20812391A JP H0548328 A JPH0548328 A JP H0548328A
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- Japan
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- antenna
- receiving circuit
- semiconductor substrate
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- Pending
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
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- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、小型軽量化され、精度の高い受信
装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の受信装置は、平面アンテナ部２と受
信回路部３が互いに反対側になるように同一の半絶縁性
化合物半導体基板１の表裏面に形成されているので、両
者をこの半絶縁性化合物半導体基板１に穿設されたＶＩ
Ａホール５ａおよびマイクロストリップ線路９ａ，９ｂ
で接続することができる。したがって、受信装置全体の
小型軽量化が可能となる。また、受信回路部３は平面ア
ンテナ部２の反対側にあるので、受信回路部３は平面ア
ンテナ部２に入射する電波の影響を受けにくくなる。
装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の受信装置は、平面アンテナ部２と受
信回路部３が互いに反対側になるように同一の半絶縁性
化合物半導体基板１の表裏面に形成されているので、両
者をこの半絶縁性化合物半導体基板１に穿設されたＶＩ
Ａホール５ａおよびマイクロストリップ線路９ａ，９ｂ
で接続することができる。したがって、受信装置全体の
小型軽量化が可能となる。また、受信回路部３は平面ア
ンテナ部２の反対側にあるので、受信回路部３は平面ア
ンテナ部２に入射する電波の影響を受けにくくなる。
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 ＭｏｎｏｌｏｔｈｉｃＩｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ 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 ＭｏｎｏｌｏｔｈｉｃＩｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ 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充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充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】本発明の受信装置は、１
または２以上のアンテナ素子からなる平面アンテナ部
と、この平面アンテナ部に接続される受信回路部とを互
いに反対側になるように同一の半絶縁性化合物半導体基
板の表裏面上に形成し、両者を半絶縁性化合物半導体基
板に穿設されたＶＩＡホールおよび平面形伝送線路で接
続したものである。
または２以上のアンテナ素子からなる平面アンテナ部
と、この平面アンテナ部に接続される受信回路部とを互
いに反対側になるように同一の半絶縁性化合物半導体基
板の表裏面上に形成し、両者を半絶縁性化合物半導体基
板に穿設されたＶＩＡホールおよび平面形伝送線路で接
続したものである。
【０００６】
【作用】平面アンテナ部と受信回路部が表裏反対側とな
るように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のような平面
形伝送線路およびＶＩＡホール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、平面アンテナ部、受信回路部、ＶＩＡホールおよび
平面形伝送線路をすべて通常のＩＣプロセスで集積化で
きる。
るように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のような平面
形伝送線路およびＶＩＡホール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、平面アンテナ部、受信回路部、ＶＩＡホールおよび
平面形伝送線路をすべて通常のＩＣプロセスで集積化で
きる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す平面図である。
表面にエピタキシャル成長による半導体層が形成されて
いる例えばＧａＡｓからなる半絶縁性半導体基板１の上
には受信回路部３がモノリシックに形成されており、裏
面の平面アンテナ部２に対応する部分はグラウンドパタ
ーン６ａが形成されている。一方、裏面には平面アンテ
ナ部２が形成されており表面の受信回路部３に対応する
部分はグラウンドパターン６ｂとなっている。これらの
平面アンテナ部２と受信回路部３は半絶縁性半導体基板
１に穿設されたＶＩＡホール５ａおよび平面形伝送線路
であるマイクロストリップ線路９ａ，９ｂにより電気的
に接続されている。この平面アンテナ部２は４つのアン
テナ素子４で構成されていて、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、マイクロストリップ線路９ａ，
９ｂおよびＶＩＡホール５ａを経て、上記のように受信
回路部３に接続されている。この受信回路部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。このように受信回路部２とアンテナ部３が一つの基
板１の表裏面に形成されているので、小型軽量で取扱い
の容易な受信装置となっている。
表面にエピタキシャル成長による半導体層が形成されて
いる例えばＧａＡｓからなる半絶縁性半導体基板１の上
には受信回路部３がモノリシックに形成されており、裏
面の平面アンテナ部２に対応する部分はグラウンドパタ
ーン６ａが形成されている。一方、裏面には平面アンテ
ナ部２が形成されており表面の受信回路部３に対応する
部分はグラウンドパターン６ｂとなっている。これらの
平面アンテナ部２と受信回路部３は半絶縁性半導体基板
１に穿設されたＶＩＡホール５ａおよび平面形伝送線路
であるマイクロストリップ線路９ａ，９ｂにより電気的
に接続されている。この平面アンテナ部２は４つのアン
テナ素子４で構成されていて、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、マイクロストリップ線路９ａ，
９ｂおよびＶＩＡホール５ａを経て、上記のように受信
回路部３に接続されている。この受信回路部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。このように受信回路部２とアンテナ部３が一つの基
板１の表裏面に形成されているので、小型軽量で取扱い
の容易な受信装置となっている。
【０００８】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。
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。
【０００９】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、本発明例では、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。
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、本発明例では、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。
【００１０】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。
同図に示されているように、各平面アンテナ部２からの
マイクロ波信号出力がマイクロストリップ線路９ｄで集
められ、ＶＩＡホール５ｂおよびマイクロストリップ線
路９ｃを経由して受信回路部３で受信されることにな
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り、受信能力および精度は
アンテナ素子４の増加分だけ向上する。
あり、アンテナ素子４をさらに集積化したものである。
同図に示されているように、各平面アンテナ部２からの
マイクロ波信号出力がマイクロストリップ線路９ｄで集
められ、ＶＩＡホール５ｂおよびマイクロストリップ線
路９ｃを経由して受信回路部３で受信されることにな
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り、受信能力および精度は
アンテナ素子４の増加分だけ向上する。
【００１１】図３は、本発明のさらに別の実施例を示す
平面図である。この受信装置では、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が構成され、４組
のアンテナアレイエレメント１０ａ〜１０ｄが半導体基
板１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１０ａ〜１０ｄにはそれぞれ受信回路部とな
る例えば低雑音アンプ３ａ〜３ｄが接続されており、各
低雑音アンプ３ａ〜３ｄの出力端子はマイクロストリッ
プ線路９ｅ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１０ａ〜１０ｄ毎に低雑音ア
ンプ３ａ〜３ｄ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１０ａ〜１０ｄおよび低雑音アンプ３ａ〜
３ｄをすべて１つの半絶縁性化合物半導体基板１上に配
置してモノリシックに集積化したものである。
平面図である。この受信装置では、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が構成され、４組
のアンテナアレイエレメント１０ａ〜１０ｄが半導体基
板１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１０ａ〜１０ｄにはそれぞれ受信回路部とな
る例えば低雑音アンプ３ａ〜３ｄが接続されており、各
低雑音アンプ３ａ〜３ｄの出力端子はマイクロストリッ
プ線路９ｅ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１０ａ〜１０ｄ毎に低雑音ア
ンプ３ａ〜３ｄ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１０ａ〜１０ｄおよび低雑音アンプ３ａ〜
３ｄをすべて１つの半絶縁性化合物半導体基板１上に配
置してモノリシックに集積化したものである。
【００１２】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と１つの低雑音アンプを図
１に示す実施例のように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
ｔａｎδの小さな発砲ポリエチレンのような基板に搭載
し、各低雑音アンプをマイクロストリップ線路で接続し
てもよい。この場合、誘電率が低くなっているのでマイ
クロ波の伝播する速度は速くなる。
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と１つの低雑音アンプを図
１に示す実施例のように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
ｔａｎδの小さな発砲ポリエチレンのような基板に搭載
し、各低雑音アンプをマイクロストリップ線路で接続し
てもよい。この場合、誘電率が低くなっているのでマイ
クロ波の伝播する速度は速くなる。
【００１３】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次放射器
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次放射器
として用いることも可能である。
【００１４】
【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、平面アンテナ部と受信回路部が同一の半絶縁
性化合物半導体基板の反対の面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。特に、
受信回路部が平面アンテナ部の裏側にあるのでパラボラ
アンテナの１次放射器として用いる場合には、受信回路
部がパラボラアンテナによって集められた電波の影響を
受けにくくなりまた、コンバータ出力の取出方法などの
自由度が増す。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。
によれば、平面アンテナ部と受信回路部が同一の半絶縁
性化合物半導体基板の反対の面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。特に、
受信回路部が平面アンテナ部の裏側にあるのでパラボラ
アンテナの１次放射器として用いる場合には、受信回路
部がパラボラアンテナによって集められた電波の影響を
受けにくくなりまた、コンバータ出力の取出方法などの
自由度が増す。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】本発明の実施例である受信装置の平面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例である受信装置の平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例である受信装置の平面図であ
る。
る。
１…半絶縁性化合物半導体基板 ２…平面アンテナ部 ３、３ａ〜３ｄ…受信回路部 ４…アンテナ素子 ５ａ〜５ｆ…ＶＩＡホール ６ａ〜６ｇ…グラウンドパターン ７…パラボラアンテナ ８…受信装置 ９ａ〜９ｉ…マイクロストリップ線路 １０ａ〜１０ｄ…アンテナアレイエレメント
Claims (1)
- 【請求項１】 １または２以上のアンテナ素子からなる
平面アンテナ部と、この平面アンテナ部に接続される受
信回路部とが同一の半絶縁性化合物半導体基板の表裏面
上で互いに異なる面となるように形成され、前記平面ア
ンテナ部と前記受信回路部が平面形伝送線路およびこの
半絶縁性化合物半導体基板に穿設されたＶＩＡホールを
介して接続されていることを特徴とする受信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20812391A JPH0548328A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 受信装置 |
| US07/928,481 US5376942A (en) | 1991-08-20 | 1992-08-12 | Receiving device with separate substrate surface |
| CA002076295A CA2076295A1 (en) | 1991-08-20 | 1992-08-18 | Receiving device |
| EP92114217A EP0528423A1 (en) | 1991-08-20 | 1992-08-20 | Receiving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20812391A JPH0548328A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548328A true JPH0548328A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16551020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20812391A Pending JPH0548328A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0548328A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7616167B2 (en) | 2006-04-07 | 2009-11-10 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Semiconductor device and method of producing the same |
| JPWO2021084705A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20812391A patent/JPH0548328A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7616167B2 (en) | 2006-04-07 | 2009-11-10 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Semiconductor device and method of producing the same |
| JPWO2021084705A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | ||
| US12206188B2 (en) | 2019-10-31 | 2025-01-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Circuit integrated antenna |
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