JPH07122927A - アレイアンテナとその製造法 - Google Patents
アレイアンテナとその製造法Info
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- JPH07122927A JPH07122927A JP5264945A JP26494593A JPH07122927A JP H07122927 A JPH07122927 A JP H07122927A JP 5264945 A JP5264945 A JP 5264945A JP 26494593 A JP26494593 A JP 26494593A JP H07122927 A JPH07122927 A JP H07122927A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/247—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar
-
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/364—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D9/00—Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
- H03D9/06—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導体フィードラインのアンテナに近いと
ころに超電導体非線形部を設け高周波領域で超電導体フ
ィードラインを抵抗損失で利用できるようにし、アレイ
アンテナを高集積化し特性を向上させ合わせて多機能化
を図ることである。 【構成】 アンテナと超電導体フィードラインの間に超
電導体非線形部を収束イオンビーム照射を用いて作成
し、その位置は超電導体非線形部とインピーダンス整合
するアンテナの部分とする。アンテナで受けた高周波信
号のフィードラインでの損失をできるかぎり少なくで
き、また、高集積化もできた。
ころに超電導体非線形部を設け高周波領域で超電導体フ
ィードラインを抵抗損失で利用できるようにし、アレイ
アンテナを高集積化し特性を向上させ合わせて多機能化
を図ることである。 【構成】 アンテナと超電導体フィードラインの間に超
電導体非線形部を収束イオンビーム照射を用いて作成
し、その位置は超電導体非線形部とインピーダンス整合
するアンテナの部分とする。アンテナで受けた高周波信
号のフィードラインでの損失をできるかぎり少なくで
き、また、高集積化もできた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体窒素温度以下で動
作する非線形素子をアンテナの要素単位ごとに設け、そ
れをアレイ状に並べた周波数変換手段（周波数ミキシン
グ）を有するアレイアンテナとその製造法に関するもの
である。
作する非線形素子をアンテナの要素単位ごとに設け、そ
れをアレイ状に並べた周波数変換手段（周波数ミキシン
グ）を有するアレイアンテナとその製造法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】超電導体の電子デバイスへの応用を図る
上で超電導体の低抵抗性を利用する技術は重要である。
直流抵抗が零の超電導体もしくは常電導体と比べ低抵抗
である超電導体でも、その高周波抵抗は常電導体と比較
し必ずしも有利ではない。なぜなら、超電導体の高周波
抵抗は周波数の２乗で増大し常電導体の高周波抵抗は２
分の１乗でしか増大しないからである。高周波、特に、
数十ＧＨｚ以上の周波数領域では超電導体伝送線路の抵
抗が大きくなり、回路上の工夫が必要になる〔ピールら
（：H.Piel,H.Chaloupka and G.Muller）の超電導シン
ポジウム・プロシージング（：Proceeding of the 4th
International Symposium on Superconductivity（ISS
'91), October 1991 Tokyo）ｐ.925 参照〕。パッチア
レイ・アンテナの例でいうと、アンテナ要素であるパッ
チで受けた電磁波を信号検出部まで導くのに、細くて長
い信号伝送路（以下、フィードラインという）を用いる
が、このフィードライン部分の総延長はパッチの数を多
くするとそれにつれて増大し、フィードライン部分の抵
抗損失が大きく信号検出部での信号強度は、パッチの数
を増大しただけ増大せずアレイ状にした効果が現われな
い。そこで、アンテナで受けた信号を信号検出部まで良
好な強度で導くのに多くの提案がなされた。フィードラ
インの途中に半導体増幅器を設けるか、またはフィード
ライン部分を低損失な超電導体または光ケーブルにする
方法が提案された。
上で超電導体の低抵抗性を利用する技術は重要である。
直流抵抗が零の超電導体もしくは常電導体と比べ低抵抗
である超電導体でも、その高周波抵抗は常電導体と比較
し必ずしも有利ではない。なぜなら、超電導体の高周波
抵抗は周波数の２乗で増大し常電導体の高周波抵抗は２
分の１乗でしか増大しないからである。高周波、特に、
数十ＧＨｚ以上の周波数領域では超電導体伝送線路の抵
抗が大きくなり、回路上の工夫が必要になる〔ピールら
（：H.Piel,H.Chaloupka and G.Muller）の超電導シン
ポジウム・プロシージング（：Proceeding of the 4th
International Symposium on Superconductivity（ISS
'91), October 1991 Tokyo）ｐ.925 参照〕。パッチア
レイ・アンテナの例でいうと、アンテナ要素であるパッ
チで受けた電磁波を信号検出部まで導くのに、細くて長
い信号伝送路（以下、フィードラインという）を用いる
が、このフィードライン部分の総延長はパッチの数を多
くするとそれにつれて増大し、フィードライン部分の抵
抗損失が大きく信号検出部での信号強度は、パッチの数
を増大しただけ増大せずアレイ状にした効果が現われな
い。そこで、アンテナで受けた信号を信号検出部まで良
好な強度で導くのに多くの提案がなされた。フィードラ
インの途中に半導体増幅器を設けるか、またはフィード
ライン部分を低損失な超電導体または光ケーブルにする
方法が提案された。
【０００３】例えば、フィードラインの途中に８個の半
導体増幅器を設けるか〔（バラスブラマニアンら（：A.
Balasubramaniyan,J.Heinbockel,A.Mortazawi）のマイ
クロ波シンポジュウム・ダイジェスト（：1993 IEEE MT
T-S Digest）P.611 参照〕、またはフィードライン部分
を超電導体〔ルイスら(：L.L.Lewis et al.)のアイトリ
プルイー・トランザクション(：IEEE Transaction on A
pplied Superconductivity, Vol.3, No.1, March 199
3）p.2844 参照〕または光ケーブル〔バネルジーら(：
S.K.Banerjee et al.)のマイクロ波シンポジュウム・ダ
イジェスト（1993IEEE MTT-S Digest）p.505 参照〕に
する方法が提案された。
導体増幅器を設けるか〔（バラスブラマニアンら（：A.
Balasubramaniyan,J.Heinbockel,A.Mortazawi）のマイ
クロ波シンポジュウム・ダイジェスト（：1993 IEEE MT
T-S Digest）P.611 参照〕、またはフィードライン部分
を超電導体〔ルイスら(：L.L.Lewis et al.)のアイトリ
プルイー・トランザクション(：IEEE Transaction on A
pplied Superconductivity, Vol.3, No.1, March 199
3）p.2844 参照〕または光ケーブル〔バネルジーら(：
S.K.Banerjee et al.)のマイクロ波シンポジュウム・ダ
イジェスト（1993IEEE MTT-S Digest）p.505 参照〕に
する方法が提案された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、超電導体を
除き半導体増幅器を数十，数百とアレイ・アンテナ中
に、たくさん作り込むことは技術的に極めて困難とされ
ている。また、前述したように、数十ＧＨｚ以上と極め
て高い周波数になると、その抵抗は、超電導体でも常電
導体と同じか、あるいはそれより悪くなることが知られ
ており、フィードライン部分を超電導体にする方法の利
点が失われる。
除き半導体増幅器を数十，数百とアレイ・アンテナ中
に、たくさん作り込むことは技術的に極めて困難とされ
ている。また、前述したように、数十ＧＨｚ以上と極め
て高い周波数になると、その抵抗は、超電導体でも常電
導体と同じか、あるいはそれより悪くなることが知られ
ており、フィードライン部分を超電導体にする方法の利
点が失われる。
【０００５】従来技術の具体例として、フィードライン
部分を超電導体〔ルイスら(：L.L.Lewis et al.)のアイ
トリプルイー・トランザクション(：IEEE Transaction
on Applied Superconductivity, Vol.3, No.1,March 19
93）p.2844〕を用いる例について説明する。
部分を超電導体〔ルイスら(：L.L.Lewis et al.)のアイ
トリプルイー・トランザクション(：IEEE Transaction
on Applied Superconductivity, Vol.3, No.1,March 19
93）p.2844〕を用いる例について説明する。
【０００６】２インチＬａＡｌＯ3基板の上に、ＴｌＣ
ａＢａＣｕＯからなる酸化物高温超電導体薄膜を設け、
パッチ部分とフィードライン部分をパターニングする。
基板裏面側には金（Ａｕ）をグランド面として設ける。
８×８の６４個からなるパッチを真空中での波長の２分
の１の距離をおいて配置し、２つのパッチから等距離の
フィードライン長のところで電力合成し、各電力合成し
たフィードラインを再び前記電力合成点から等距離のフ
ィードライン長のところで電力合成する。これを合計６
回くりかえすと、全てのパッチで受けた電力を一つのフ
ィードラインに集めることができる。パッチの寸法を
１.３５mm×０.９mmにすると、３１ＧＨｚでこのパッチ
アレイアンテナの性能は最大になった。しかし、さらに
この周波数領域で性能を向上させるため、または、さら
に高周波領域のパッチアレイアンテナを得るためには超
電導体フィードラインの持つ損失を低減しなければなら
ない。
ａＢａＣｕＯからなる酸化物高温超電導体薄膜を設け、
パッチ部分とフィードライン部分をパターニングする。
基板裏面側には金（Ａｕ）をグランド面として設ける。
８×８の６４個からなるパッチを真空中での波長の２分
の１の距離をおいて配置し、２つのパッチから等距離の
フィードライン長のところで電力合成し、各電力合成し
たフィードラインを再び前記電力合成点から等距離のフ
ィードライン長のところで電力合成する。これを合計６
回くりかえすと、全てのパッチで受けた電力を一つのフ
ィードラインに集めることができる。パッチの寸法を
１.３５mm×０.９mmにすると、３１ＧＨｚでこのパッチ
アレイアンテナの性能は最大になった。しかし、さらに
この周波数領域で性能を向上させるため、または、さら
に高周波領域のパッチアレイアンテナを得るためには超
電導体フィードラインの持つ損失を低減しなければなら
ない。
【０００７】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、高周波領域で抵抗
損失が増大する超電導体フィードラインを低周波数領域
で使用でき、実質的に低損失で利用することが可能な技
術を提供することにある。
されたものであり、本発明の目的は、高周波領域で抵抗
損失が増大する超電導体フィードラインを低周波数領域
で使用でき、実質的に低損失で利用することが可能な技
術を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、超電導体フィードラ
インの持つ高集積性を生かした高集積アレイアンテナの
特性を向上することが可能な技術を提供することにあ
る。
インの持つ高集積性を生かした高集積アレイアンテナの
特性を向上することが可能な技術を提供することにあ
る。
【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かにする。
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のアレイアンテナは、基板主面の同一平面上
に超電導体薄膜配線パターンからなる単位配線パターン
が設けられ、その単位配線パターン内部に非線形素子が
設けられていて、その非線形素子の一方の端子には高周
波電磁界を放出または吸収するためのアンテナパターン
が接続され、他方の端子には信号伝送路パターンが接続
されている構成を一単位とし、その単位が複数個信号伝
送路パターンで信号検出手段に接続されていることを特
徴とする。
に、本発明のアレイアンテナは、基板主面の同一平面上
に超電導体薄膜配線パターンからなる単位配線パターン
が設けられ、その単位配線パターン内部に非線形素子が
設けられていて、その非線形素子の一方の端子には高周
波電磁界を放出または吸収するためのアンテナパターン
が接続され、他方の端子には信号伝送路パターンが接続
されている構成を一単位とし、その単位が複数個信号伝
送路パターンで信号検出手段に接続されていることを特
徴とする。
【００１１】また、前記非線形素子の一方の端子は、ア
ンテナパターンへのインピーダンスが前記非線形素子の
インピーダンスに近いアンテナパターンの部分に接続さ
れていることを特徴とする。
ンテナパターンへのインピーダンスが前記非線形素子の
インピーダンスに近いアンテナパターンの部分に接続さ
れていることを特徴とする。
【００１２】また、前記非線形素子が複数個の非線形素
子を直列に接続した非線形素子群からなり、その非線形
素子群のインピーダンスを単一の非線形素子より大きく
し、前記非線形素子群の一方の端子は、アンテナパター
ンへのインピーダンスが前記非線形素子群のインピーダ
ンスに近いアンテナパターンの部分に接続されているこ
とを特徴とする。
子を直列に接続した非線形素子群からなり、その非線形
素子群のインピーダンスを単一の非線形素子より大きく
し、前記非線形素子群の一方の端子は、アンテナパター
ンへのインピーダンスが前記非線形素子群のインピーダ
ンスに近いアンテナパターンの部分に接続されているこ
とを特徴とする。
【００１３】また、前記単位配線パターンもしくは単位
アンテナパターンに電流導入端子が設けられ、非線形素
子または非線形素子群が周波数変換手段となっているこ
とを特徴とする。
アンテナパターンに電流導入端子が設けられ、非線形素
子または非線形素子群が周波数変換手段となっているこ
とを特徴とする。
【００１４】また、前記超電導体薄膜配線は、酸化物超
電導体のＹＢａＣｕＯ化合物からなる酸化物超電導体で
あることを特徴とする。
電導体のＹＢａＣｕＯ化合物からなる酸化物超電導体で
あることを特徴とする。
【００１５】本発明のアレイアンテナの製造法は、非線
形素子または非線形素子群を設ける部分を含む基板上の
領域に保護膜を蒸着し、基板の所定の位置に収束イオン
ビームを照射して基板に照射領域を形成し、その後、保
護膜を除去し、基板上に酸化物超電導薄膜を堆積し、こ
の酸化物超電導薄膜をパターニングして照射領域を横切
る配線パターンを形成し、照射領域上に配線パターンの
変質領域を形成し、その変質領域とその両側の非変質超
電導領域で非線形素子とし、その一方の非変質超電導領
域からなる酸化物超電導薄膜配線パターンを信号伝送路
とし、その他方の非変質超電導領域からなる酸化物超電
導薄膜配線パターンをアンテナパターンおよび電流導入
端子パターンとするか、もしくはその他方の非変質超電
導領域からなる酸化物超電導薄膜配線パターン部分を覆
う金属膜を形成し、その金属膜をパターニングしてアン
テナパターンおよび電流導入端子パターンとすることを
特徴とする。
形素子または非線形素子群を設ける部分を含む基板上の
領域に保護膜を蒸着し、基板の所定の位置に収束イオン
ビームを照射して基板に照射領域を形成し、その後、保
護膜を除去し、基板上に酸化物超電導薄膜を堆積し、こ
の酸化物超電導薄膜をパターニングして照射領域を横切
る配線パターンを形成し、照射領域上に配線パターンの
変質領域を形成し、その変質領域とその両側の非変質超
電導領域で非線形素子とし、その一方の非変質超電導領
域からなる酸化物超電導薄膜配線パターンを信号伝送路
とし、その他方の非変質超電導領域からなる酸化物超電
導薄膜配線パターンをアンテナパターンおよび電流導入
端子パターンとするか、もしくはその他方の非変質超電
導領域からなる酸化物超電導薄膜配線パターン部分を覆
う金属膜を形成し、その金属膜をパターニングしてアン
テナパターンおよび電流導入端子パターンとすることを
特徴とする。
【００１６】
【作用】前述の手段によれば、基板主面の同一平面上に
超電導体薄膜配線パターンからなる単位配線パターンが
設けられ、その単位配線パターン内部に非線形素子が設
けられていて、その非線形素子の一方の端子には高周波
電磁界を放出または吸収するためのアンテナパターンが
接続され、他方の端子には信号伝送路パターンが接続さ
れている構成を一単位とし、その単位が複数個信号伝送
路パターンで信号検出手段に接続されている。すなわ
ち、基板主面の同一表面上に、例えば複数のパッチ形状
のアンテナと複数の酸化物超電導体薄膜フィードライン
配線パターンが形成され、かつ、その配線パターンの一
部に、１個または複数個の極めて短い常電導領域を有す
る構造にし、その配線パターン部分を１個または複数個
の超電導・常電導・超電導（ＳＮＳ）接合からなる非線
形応答部分となし、その非線形応答部分の位置するフィ
ードライン配線パターンの場所として、その非線形応答
部分のインピーダンスとほぼ等しい位置またはその非線
形応答部分のインピーダンスとほぼ等しいパッチ形状の
アンテナ部分に接するフィードライン配線パターン端部
に位置していることにより、前記非線形応答部分を境に
してアンテナ側から入力する電磁波信号の周波数は、低
い周波数に変換され、その低い周波数の電磁波信号は酸
化物超電導体薄膜フィードライン配線パターンにより伝
送されるので、特別なインピーダンス回路を設けること
なく、アンテナ部分と非線形応答部分がインピーダンス
整合ができ、実質的に低損失で利用することができる。
これにより、より大きな高周波電力をアレイアンテナと
して取り扱うことができ、かつ、より高い周波数の電磁
波に対し超電導体アンテナを用いることができる。
超電導体薄膜配線パターンからなる単位配線パターンが
設けられ、その単位配線パターン内部に非線形素子が設
けられていて、その非線形素子の一方の端子には高周波
電磁界を放出または吸収するためのアンテナパターンが
接続され、他方の端子には信号伝送路パターンが接続さ
れている構成を一単位とし、その単位が複数個信号伝送
路パターンで信号検出手段に接続されている。すなわ
ち、基板主面の同一表面上に、例えば複数のパッチ形状
のアンテナと複数の酸化物超電導体薄膜フィードライン
配線パターンが形成され、かつ、その配線パターンの一
部に、１個または複数個の極めて短い常電導領域を有す
る構造にし、その配線パターン部分を１個または複数個
の超電導・常電導・超電導（ＳＮＳ）接合からなる非線
形応答部分となし、その非線形応答部分の位置するフィ
ードライン配線パターンの場所として、その非線形応答
部分のインピーダンスとほぼ等しい位置またはその非線
形応答部分のインピーダンスとほぼ等しいパッチ形状の
アンテナ部分に接するフィードライン配線パターン端部
に位置していることにより、前記非線形応答部分を境に
してアンテナ側から入力する電磁波信号の周波数は、低
い周波数に変換され、その低い周波数の電磁波信号は酸
化物超電導体薄膜フィードライン配線パターンにより伝
送されるので、特別なインピーダンス回路を設けること
なく、アンテナ部分と非線形応答部分がインピーダンス
整合ができ、実質的に低損失で利用することができる。
これにより、より大きな高周波電力をアレイアンテナと
して取り扱うことができ、かつ、より高い周波数の電磁
波に対し超電導体アンテナを用いることができる。
【００１７】また、アレイアンテナの個々の要素で信号
の位相と振幅を制御できるので、よりきめの細かい多機
能化が可能となる。
の位相と振幅を制御できるので、よりきめの細かい多機
能化が可能となる。
【００１８】また、本発明の非線形応答部分の作製法
は、例えば、基板上全面に保護膜を蒸着し、基板の所定
に収束イオンビームを照射して保護膜および基板に照射
領域を形成し、その後、保護膜を除去し、基板上に酸化
物超電導薄膜を堆積し、この酸化物超電導薄膜をパター
ニングして照射領域を横切るフィードライン配線パター
ンを形成し、照射領域上に常電導領域を形成するので、
より高密度な微小アンテナを集積化し一つずつのアンテ
ナあたりの高周波電力を小さくすることができるアレイ
アンテナを容易に作製することができる。
は、例えば、基板上全面に保護膜を蒸着し、基板の所定
に収束イオンビームを照射して保護膜および基板に照射
領域を形成し、その後、保護膜を除去し、基板上に酸化
物超電導薄膜を堆積し、この酸化物超電導薄膜をパター
ニングして照射領域を横切るフィードライン配線パター
ンを形成し、照射領域上に常電導領域を形成するので、
より高密度な微小アンテナを集積化し一つずつのアンテ
ナあたりの高周波電力を小さくすることができるアレイ
アンテナを容易に作製することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明による実施例を図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明によるアレイアンテナの一
実施例の製造工程における各工程の概略断面図である。
実施例の製造工程における各工程の概略断面図である。
【００２１】本実施例のアレイアンテナは、図１の
（ａ）に示すように、ＭｇＯ（１００）基板１の主面の
全面にわたり、真空蒸着法により、約１００ｎｍ厚のＡ
ｕの薄膜２を形成する。その後、図１の（ｂ）に示すよ
うに、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ）中に前記基板１
を装着し、接合を形成する位置に３０ＫｅＶに加速した
Ｇａ+イオンビームを照射する。照射イオンビームの径
は５０ｎｍである。そして、ＭｇＯ基板１上にＧａ照射
領域（注入層）３が形成されるようにイオンビーム電流
は、１ｐＡから６０ｎＡの領域で制御された。
（ａ）に示すように、ＭｇＯ（１００）基板１の主面の
全面にわたり、真空蒸着法により、約１００ｎｍ厚のＡ
ｕの薄膜２を形成する。その後、図１の（ｂ）に示すよ
うに、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ）中に前記基板１
を装着し、接合を形成する位置に３０ＫｅＶに加速した
Ｇａ+イオンビームを照射する。照射イオンビームの径
は５０ｎｍである。そして、ＭｇＯ基板１上にＧａ照射
領域（注入層）３が形成されるようにイオンビーム電流
は、１ｐＡから６０ｎＡの領域で制御された。
【００２２】その後、図１の（ｃ）に示すように、Ａｕ
薄膜２を全面にわたり除去する。この除去方法は、４５
０ｅＶのＡｒ+イオンミリングあるいは２.６ｗｔ％ＫＩ
と０.６５ｗｔ％Ｉの水溶液による湿式法が基板に対し
て影響が少なかった。
薄膜２を全面にわたり除去する。この除去方法は、４５
０ｅＶのＡｒ+イオンミリングあるいは２.６ｗｔ％ＫＩ
と０.６５ｗｔ％Ｉの水溶液による湿式法が基板に対し
て影響が少なかった。
【００２３】その後、図１の（ｄ）に示すように、ＹＢ
ａＣｕＯ（以下ＹＢＣＯ）膜４を３００ｎｍ厚にパルス
レーザ蒸着法により基板全面に堆積する。照射領域３上
のＹＢＣＯ膜４は変質領域となり常電導領域５となる。
その後、図２に示すように、ＹＢＣＯ膜４を、Ｇａ照射
領域３を横切るようにパターニングして幅５μｍ長さ３
０μｍの配線パターンを作製し、その３０μｍの配線パ
ターンを非線形応答部分４ａとし、その非線形応答部分
４ａの一方をＹＢＣＯ酸化物超電導体薄膜フィードライ
ン配線パターン（以下、フィードライン配線パターンと
いう）４ｂに接し他の一方はパッチ型のアンテナ４ｃに
接している。
ａＣｕＯ（以下ＹＢＣＯ）膜４を３００ｎｍ厚にパルス
レーザ蒸着法により基板全面に堆積する。照射領域３上
のＹＢＣＯ膜４は変質領域となり常電導領域５となる。
その後、図２に示すように、ＹＢＣＯ膜４を、Ｇａ照射
領域３を横切るようにパターニングして幅５μｍ長さ３
０μｍの配線パターンを作製し、その３０μｍの配線パ
ターンを非線形応答部分４ａとし、その非線形応答部分
４ａの一方をＹＢＣＯ酸化物超電導体薄膜フィードライ
ン配線パターン（以下、フィードライン配線パターンと
いう）４ｂに接し他の一方はパッチ型のアンテナ４ｃに
接している。
【００２４】幅５μｍ長さ３０μｍの配線パターンから
なる非線形応答部分４ａの詳細を図２に示す。
なる非線形応答部分４ａの詳細を図２に示す。
【００２５】図２は、図１の（ｂ）においてビーム径５
０ｎｍのＧａ+イオンビームを６本それぞれ２μｍ間隔
で照射した場合の非線形応答部分４ａの平面図と側断面
図である。
０ｎｍのＧａ+イオンビームを６本それぞれ２μｍ間隔
で照射した場合の非線形応答部分４ａの平面図と側断面
図である。
【００２６】ここで、本実施例のアレイアンテナの１ユ
ニットが作製されたのでその平面図を図３に示す。図３
において、パッチ型のアンテナ４ｃの寸法は、基板１の
厚み、基板１の誘電率、共振周波数に依存するが、本実
施例のＭｇＯ基板（厚み０.５mm，比誘電率９.７）１を
用い、２３ＧＨｚの共振周波数の場合は、ほぼ縦１.９m
m，横２.８mmである。パッチ型のアンテナ４ｃの中央
は、インピーダンスがほぼ零オームになる点であり、そ
こから下に向かいパッチ型のアンテナ４ｃのＬの部分が
０.９５mm、すなわち、パッチが矩形であった場合の下
辺中央部では数キロオームになる。
ニットが作製されたのでその平面図を図３に示す。図３
において、パッチ型のアンテナ４ｃの寸法は、基板１の
厚み、基板１の誘電率、共振周波数に依存するが、本実
施例のＭｇＯ基板（厚み０.５mm，比誘電率９.７）１を
用い、２３ＧＨｚの共振周波数の場合は、ほぼ縦１.９m
m，横２.８mmである。パッチ型のアンテナ４ｃの中央
は、インピーダンスがほぼ零オームになる点であり、そ
こから下に向かいパッチ型のアンテナ４ｃのＬの部分が
０.９５mm、すなわち、パッチが矩形であった場合の下
辺中央部では数キロオームになる。
【００２７】本実施例では、このパッチ型のアンテナ４
ｃもＹＢＣＯ酸化物超電導体薄膜からなる。前記パッチ
型のアンテナ４ｃが非線形応答部分４ａと接する部分と
反対側からは非線形応答部分４ａに直流電流をバイアス
するための細い直流バイアスライン４ｄを設ける。その
後、Ａｕ薄膜２を前記基板１の裏面全面に３ミクロンの
膜厚にて形成する。
ｃもＹＢＣＯ酸化物超電導体薄膜からなる。前記パッチ
型のアンテナ４ｃが非線形応答部分４ａと接する部分と
反対側からは非線形応答部分４ａに直流電流をバイアス
するための細い直流バイアスライン４ｄを設ける。その
後、Ａｕ薄膜２を前記基板１の裏面全面に３ミクロンの
膜厚にて形成する。
【００２８】本実施例で述べた非線形応答部分４ａのイ
ンピーダンスは、零オーム近傍から数百オームの程度で
あり、パッチ型のアンテナ４ｃに接続する非線形応答部
分４ａは適切なＬの値に設定することにより実現でき
る。
ンピーダンスは、零オーム近傍から数百オームの程度で
あり、パッチ型のアンテナ４ｃに接続する非線形応答部
分４ａは適切なＬの値に設定することにより実現でき
る。
【００２９】前記図３に示す１ユニットを４個アレイ状
に配置した例を図４に示す。通常５０Ω系のシステムに
外部接続されるため、フィードライン配線パターン４ｂ
のＤの部分は５０Ωに設計される。しかし、二つの信号
が交わるＢの位置では、二つのパッチ型のアンテナ４ｃ
に分かれ、アンテナ側は１００Ωに他方が５０Ωにイン
ピーダンス整合から設計される。本実施例では、１００
Ωラインは幅約８０μｍであり、５０Ωラインは幅約５
００μｍである。
に配置した例を図４に示す。通常５０Ω系のシステムに
外部接続されるため、フィードライン配線パターン４ｂ
のＤの部分は５０Ωに設計される。しかし、二つの信号
が交わるＢの位置では、二つのパッチ型のアンテナ４ｃ
に分かれ、アンテナ側は１００Ωに他方が５０Ωにイン
ピーダンス整合から設計される。本実施例では、１００
Ωラインは幅約８０μｍであり、５０Ωラインは幅約５
００μｍである。
【００３０】本実施例では、非線形応答部分４ａが何故
Ａの位置にするかを図４を用いて説明する。Ｂの位置に
非線形応答部分４ａが形成されると、パッチ型のアンテ
ナ４ｃで受信された高い周波数の信号が幅約８０μｍの
細いフィードライン配線パターン４ｂをＡ点からＢ点ま
で通過することになり、Ａの位置でより低い周波数の信
号に変換されてからＡ点からＢ点まで信号が通過すると
ころの非線形応答部分４ａがＡ点に形成された場合と比
べ抵抗損失が大きく不利である。また、Ｃ点やＤ点に非
線形応答部分４ａが形成されると、高周波数の抵抗損失
は低周波数の場合の抵抗損失より大きいという理由のほ
かに、さらに、超電導体からできている非線形応答部分
特有の問題で不利になる。それは極めて小さな高周波電
力で非線形応答効率が低下することによる。Ａ点と比べ
Ｃ点ではほぼ２倍、Ｄ点ではほぼ４倍の高周波電力が集
中することになり、一つずつのパッチ型のアンテナ４ｃ
に非線形応答部分４ａが付属された本実施例は、より大
きな高周波電力までアンテナで受けられる構造になって
いる。
Ａの位置にするかを図４を用いて説明する。Ｂの位置に
非線形応答部分４ａが形成されると、パッチ型のアンテ
ナ４ｃで受信された高い周波数の信号が幅約８０μｍの
細いフィードライン配線パターン４ｂをＡ点からＢ点ま
で通過することになり、Ａの位置でより低い周波数の信
号に変換されてからＡ点からＢ点まで信号が通過すると
ころの非線形応答部分４ａがＡ点に形成された場合と比
べ抵抗損失が大きく不利である。また、Ｃ点やＤ点に非
線形応答部分４ａが形成されると、高周波数の抵抗損失
は低周波数の場合の抵抗損失より大きいという理由のほ
かに、さらに、超電導体からできている非線形応答部分
特有の問題で不利になる。それは極めて小さな高周波電
力で非線形応答効率が低下することによる。Ａ点と比べ
Ｃ点ではほぼ２倍、Ｄ点ではほぼ４倍の高周波電力が集
中することになり、一つずつのパッチ型のアンテナ４ｃ
に非線形応答部分４ａが付属された本実施例は、より大
きな高周波電力までアンテナで受けられる構造になって
いる。
【００３１】また、図４に示すように、各々のパッチ型
のアンテナ４ｃに接する非線形応答部分４ａに独立に直
流バイアスを作用させることができるように直流バイア
スライン４ｄが各パッチ型のアンテナ４ｃから基板外に
取り出すようになっている。このように構成することに
より、各々のパッチ型のアンテナ４ｃに接する非線形応
答部分４ａの変換効率及び位相変化分を独立に直流バイ
アスで制御でき、位相制御アンテナ等の機能を容易に持
たせることができる。
のアンテナ４ｃに接する非線形応答部分４ａに独立に直
流バイアスを作用させることができるように直流バイア
スライン４ｄが各パッチ型のアンテナ４ｃから基板外に
取り出すようになっている。このように構成することに
より、各々のパッチ型のアンテナ４ｃに接する非線形応
答部分４ａの変換効率及び位相変化分を独立に直流バイ
アスで制御でき、位相制御アンテナ等の機能を容易に持
たせることができる。
【００３２】図３と図４では非線形応答部分４ａに電流
をバイアスするには直流バイアスライン４ｄとフィード
ライン４ｄから電流を供給する。ＬＯ信号はパッチ型の
アンテナ４ｃまたはフィードライン配線パターン４ｂか
ら供給する方法がある。ＬＯ信号をパッチ型のアンテナ
４ｃから供給する方法を図５に示す。
をバイアスするには直流バイアスライン４ｄとフィード
ライン４ｄから電流を供給する。ＬＯ信号はパッチ型の
アンテナ４ｃまたはフィードライン配線パターン４ｂか
ら供給する方法がある。ＬＯ信号をパッチ型のアンテナ
４ｃから供給する方法を図５に示す。
【００３３】図５は、本発明による周波数ミキシングア
レイアンテナの特性を評価するための測定器の一実施例
の概略構成を示す図である。図５において、２３ＧＨｚ
のＲＦ信号１１と２２ＧＨｚのＬＯ（局部発振信号）１
２を一つのホーンアンテナ１３から放射し、冷凍機１４
内にセットされた本発明の周波数ミキシングアレイアン
テナ１５に照射される。冷凍機１４には石英窓１６を有
しており、真空断熱空間中には周波数ミキシングアレイ
アンテナ１５を設置してもＲＦ信号１１とＬＯ信号１２
は周波数ミキシングアレイアンテナ１５に照射される。
ＲＦ信号１１とＬＯ信号１２の差周波数は中間周波数
（ＩＦ）と呼ばれ、この場合は１ＧＨｚである。周波数
ミキシングアレイアンテナ１５のフィードラインを通過
して、ＩＦ信号１７は、冷凍機１４の外部に出力され
る。その他に、周波数ミキシングアレイアンテナ１５の
非線形応答部分に直流電流をバイアスするための電流端
子１８も用意される。
レイアンテナの特性を評価するための測定器の一実施例
の概略構成を示す図である。図５において、２３ＧＨｚ
のＲＦ信号１１と２２ＧＨｚのＬＯ（局部発振信号）１
２を一つのホーンアンテナ１３から放射し、冷凍機１４
内にセットされた本発明の周波数ミキシングアレイアン
テナ１５に照射される。冷凍機１４には石英窓１６を有
しており、真空断熱空間中には周波数ミキシングアレイ
アンテナ１５を設置してもＲＦ信号１１とＬＯ信号１２
は周波数ミキシングアレイアンテナ１５に照射される。
ＲＦ信号１１とＬＯ信号１２の差周波数は中間周波数
（ＩＦ）と呼ばれ、この場合は１ＧＨｚである。周波数
ミキシングアレイアンテナ１５のフィードラインを通過
して、ＩＦ信号１７は、冷凍機１４の外部に出力され
る。その他に、周波数ミキシングアレイアンテナ１５の
非線形応答部分に直流電流をバイアスするための電流端
子１８も用意される。
【００３４】図３に示した一つのパッチ型のアンテナ４
ｃを図５の測定器で測定した実施例を図６に示す。ホー
ンアンテナ１３と周波数ミキシングアレイアンテナ１５
との距離は、約１０cmであった。超電導体非線形応答部
分４ａの温度は約３３Ｋである。ホーンアンテナ１３出
力にてＲＦ信号１１が−４０ｄＢｍ、ＬＯ信号１２が−
３０ｄＢｍの時、ＩＦ信号出力は−８０ｄＢｍを得た。
図６において、縦軸はＩＦ信号出力、横軸は非線形応答
部分４ａにかかるバイアス電圧である。ＲＦ信号１１、
ＬＯ信号１２ともに−２０ｄＢｍ以上のパワーをホーン
アンテナ１３出力部分における出力パワーとしてＲＦ信
号１１、ＬＯ信号１２ともに−２０ｄＢｍ以上のパワー
を与えてもＩＦ信号出力の増大は見られなかった。
ｃを図５の測定器で測定した実施例を図６に示す。ホー
ンアンテナ１３と周波数ミキシングアレイアンテナ１５
との距離は、約１０cmであった。超電導体非線形応答部
分４ａの温度は約３３Ｋである。ホーンアンテナ１３出
力にてＲＦ信号１１が−４０ｄＢｍ、ＬＯ信号１２が−
３０ｄＢｍの時、ＩＦ信号出力は−８０ｄＢｍを得た。
図６において、縦軸はＩＦ信号出力、横軸は非線形応答
部分４ａにかかるバイアス電圧である。ＲＦ信号１１、
ＬＯ信号１２ともに−２０ｄＢｍ以上のパワーをホーン
アンテナ１３出力部分における出力パワーとしてＲＦ信
号１１、ＬＯ信号１２ともに−２０ｄＢｍ以上のパワー
を与えてもＩＦ信号出力の増大は見られなかった。
【００３５】前述の例のように、一般に、超電導体非線
形応答部分には、あるＲＦパワー以上では性能が劣化し
ＲＦ信号の増大にもかかわらず、ＩＦ信号出力の増大が
みられない現象がある。その結果、図４のＣ点、Ｄ点の
ようなパワーの比較的大きなところに超電導体非線形応
答部分４ａを設ける従来技術は、より大きなＲＦ信号を
扱えるようにしたいアンテナに対して本発明よりも劣
る。
形応答部分には、あるＲＦパワー以上では性能が劣化し
ＲＦ信号の増大にもかかわらず、ＩＦ信号出力の増大が
みられない現象がある。その結果、図４のＣ点、Ｄ点の
ようなパワーの比較的大きなところに超電導体非線形応
答部分４ａを設ける従来技術は、より大きなＲＦ信号を
扱えるようにしたいアンテナに対して本発明よりも劣
る。
【００３６】何故、本発明では従来技術でなしえなかっ
た構造、すなわち、非線形応答部分４ａをパッチ型のア
ンテナ４ｃの近傍のＡ点（図４）に設けることが高い周
波数領域で可能になったのかは、本発明の製造方法にあ
る。
た構造、すなわち、非線形応答部分４ａをパッチ型のア
ンテナ４ｃの近傍のＡ点（図４）に設けることが高い周
波数領域で可能になったのかは、本発明の製造方法にあ
る。
【００３７】従来、非線形応答部分はガリウム砒素（Ｇ
ａＡｓ）半導体素子などで作成され、ハイブリット的に
半導体素子を機械的に接続する作業を必要とし、ミクロ
ンの精度で接続することは集積化を必要とする、高い周
波数領域を対象にしたアレイアンテナでは不可能であっ
た。また、フィードラインと同時に造られるモノリシッ
ク構造でも数十ＧＨｚ以上の周波数で動作するミクロン
サイズの半導体非線形応答素子をアレイ状に集積化する
ことは製造技術上困難であった。そこで、従来技術では
パッチ型のアンテナ４ｃの数と比べて比較的少なくてす
み、かつ比較的大きなスペースが確保できるＣ点やＤ点
（図４）またはそれよりもパワーの集中する位置に非線
形応答部分を作成した。
ａＡｓ）半導体素子などで作成され、ハイブリット的に
半導体素子を機械的に接続する作業を必要とし、ミクロ
ンの精度で接続することは集積化を必要とする、高い周
波数領域を対象にしたアレイアンテナでは不可能であっ
た。また、フィードラインと同時に造られるモノリシッ
ク構造でも数十ＧＨｚ以上の周波数で動作するミクロン
サイズの半導体非線形応答素子をアレイ状に集積化する
ことは製造技術上困難であった。そこで、従来技術では
パッチ型のアンテナ４ｃの数と比べて比較的少なくてす
み、かつ比較的大きなスペースが確保できるＣ点やＤ点
（図４）またはそれよりもパワーの集中する位置に非線
形応答部分を作成した。
【００３８】以上の説明からわかるように、本実施例の
アレイアンテナの製造方法によれば、非線形応答部分４
ａをパッチ型のアンテナ４ｃの近傍のＡ点（図４）に設
けることが可能である。例えば、５μｍ×３０μｍの寸
法で容易に６個のＳＮＳ接合を作成できる本発明の製造
方法は、収束イオンビームという技術を利用するのでさ
らに微小な領域にサイズおよび位置ともに精度よくアン
テナ及びフィードラインとモノリシック構造で作製でき
る。これにより、高集積化が容易にできる。
アレイアンテナの製造方法によれば、非線形応答部分４
ａをパッチ型のアンテナ４ｃの近傍のＡ点（図４）に設
けることが可能である。例えば、５μｍ×３０μｍの寸
法で容易に６個のＳＮＳ接合を作成できる本発明の製造
方法は、収束イオンビームという技術を利用するのでさ
らに微小な領域にサイズおよび位置ともに精度よくアン
テナ及びフィードラインとモノリシック構造で作製でき
る。これにより、高集積化が容易にできる。
【００３９】本実施例のアレイアンテナによれば、前記
非線形応答部分を境にしてアンテナ側から入力する電磁
波信号の周波数は、低い周波数に変換され、その低い周
波数の電磁波信号は酸化物超電導体薄膜フィードライン
配線パターンにより伝送されるので、特別なインピーダ
ンス回路を設けることなく、アンテナ部分と非線形応答
部分がインピーダンス整合ができ、実質的に低損失で利
用することができる。これにより、より大きな高周波電
力をアレイアンテナとして取り扱うことができ、かつ、
より高い周波数の電磁波に対し超電導体アンテナを用い
ることができる。
非線形応答部分を境にしてアンテナ側から入力する電磁
波信号の周波数は、低い周波数に変換され、その低い周
波数の電磁波信号は酸化物超電導体薄膜フィードライン
配線パターンにより伝送されるので、特別なインピーダ
ンス回路を設けることなく、アンテナ部分と非線形応答
部分がインピーダンス整合ができ、実質的に低損失で利
用することができる。これにより、より大きな高周波電
力をアレイアンテナとして取り扱うことができ、かつ、
より高い周波数の電磁波に対し超電導体アンテナを用い
ることができる。
【００４０】また、アレイアンテナの個々の要素で信号
の位相と振幅を制御できるので、よりきめの細かい多機
能化が可能となる。
の位相と振幅を制御できるので、よりきめの細かい多機
能化が可能となる。
【００４１】なお、前述の本実施例では、結晶基板とし
てＭｇＯを用いたが、これに限らず、ＳｒＴｉＯ3、Ｎ
ｄＧａＯ3、ＬａＡｌＯ3、ＬａＧａＯ3等、及びそれら
の混晶でもよい。また、基板１上にＹＢＣＯ膜の設け、
それを信号伝送ラインとし、パッチ型のアンテナとフィ
ードラインが同一平面上にある構造にしたが、パッチ型
のアンテナの部分を超電導体と常電導体の積層構造また
は常電導体のみとすることは本発明から容易に類推可能
な範囲である。
てＭｇＯを用いたが、これに限らず、ＳｒＴｉＯ3、Ｎ
ｄＧａＯ3、ＬａＡｌＯ3、ＬａＧａＯ3等、及びそれら
の混晶でもよい。また、基板１上にＹＢＣＯ膜の設け、
それを信号伝送ラインとし、パッチ型のアンテナとフィ
ードラインが同一平面上にある構造にしたが、パッチ型
のアンテナの部分を超電導体と常電導体の積層構造また
は常電導体のみとすることは本発明から容易に類推可能
な範囲である。
【００４２】また、より高密度な微小アンテナを集積化
し一つずつのアンテナあたりの高周波電力を小さくする
ことができるならば、本発明の製造方法により、アンテ
ナ部分から若干はなれたフィードライン部分に非線形応
答部分を作成することもインタピーダンス整合を考慮し
ている範囲において、本発明から容易に類推可能であ
る。
し一つずつのアンテナあたりの高周波電力を小さくする
ことができるならば、本発明の製造方法により、アンテ
ナ部分から若干はなれたフィードライン部分に非線形応
答部分を作成することもインタピーダンス整合を考慮し
ている範囲において、本発明から容易に類推可能であ
る。
【００４３】前記パッチ型のアンテナとフィードライン
が同一平面上にある場合をこれまで述べてきたが、しか
し、図７に示すような構造をとるアレイアンテナにおけ
る要素部分の場合があるが、図７の場合も本発明の個々
の非線形応答部分の高周波電力を小さくすること、及び
非線形応答部分４ａとインピーダンス整合を考慮してい
る範囲において、本発明の容易に類推可能な応用例に属
する。何故ならば、図７では、これまでパッチ型のアン
テナパターン４ｃと呼んだ部分を覆うように上部に、さ
らに超電導体または常電導体からなる第二のパターン２
１を設け、前記アンテナ４ｃとその第二のパターン２１
を電磁界結合させ、その第二のパターン２１をアンテナ
と呼び、前記アンテナパターン４ｃをフィードラインの
一部と見做しているだけである。第二のパターン２１か
らその下層に位置する非線形応答部分を高周波応答回路
として見た場合、第二のパターン２１と下層のフィード
ラインの一部と見做された前記アンテナパターン４ｃと
は、電磁界結合が強いこと、即ち、インピーダンス整合
に近い構造になっており、かつ、下層のフィードライン
の一部と見做された前記アンテナパターン４ｃと非線形
応答部分４ａは本発明の構造となっている、すなわち、
構造上は、本発明の構造の上部に電磁界結合が強いパタ
ーンを付け加えた構造と言えるからである。
が同一平面上にある場合をこれまで述べてきたが、しか
し、図７に示すような構造をとるアレイアンテナにおけ
る要素部分の場合があるが、図７の場合も本発明の個々
の非線形応答部分の高周波電力を小さくすること、及び
非線形応答部分４ａとインピーダンス整合を考慮してい
る範囲において、本発明の容易に類推可能な応用例に属
する。何故ならば、図７では、これまでパッチ型のアン
テナパターン４ｃと呼んだ部分を覆うように上部に、さ
らに超電導体または常電導体からなる第二のパターン２
１を設け、前記アンテナ４ｃとその第二のパターン２１
を電磁界結合させ、その第二のパターン２１をアンテナ
と呼び、前記アンテナパターン４ｃをフィードラインの
一部と見做しているだけである。第二のパターン２１か
らその下層に位置する非線形応答部分を高周波応答回路
として見た場合、第二のパターン２１と下層のフィード
ラインの一部と見做された前記アンテナパターン４ｃと
は、電磁界結合が強いこと、即ち、インピーダンス整合
に近い構造になっており、かつ、下層のフィードライン
の一部と見做された前記アンテナパターン４ｃと非線形
応答部分４ａは本発明の構造となっている、すなわち、
構造上は、本発明の構造の上部に電磁界結合が強いパタ
ーンを付け加えた構造と言えるからである。
【００４４】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
【００４５】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のアレイ
アンテナによれば、基板主面の同一平面上に超電導体薄
膜配線パターンからなる単位配線パターンが設けられ、
その単位配線パターン内部に非線形素子が設けられてい
て、その非線形素子の一方の端子には高周波電磁界を放
出または吸収するためのアンテナパターンが接続され、
他方の端子には信号伝送路パターンが接続されている構
成を一単位とし、その単位が複数個信号伝送路パターン
で信号検出手段に接続されていることにより、非線形応
答部分を境にしてアンテナ側から入力する電磁波信号の
周波数は、低い周波数に変換され、その低い周波数の電
磁波信号は酸化物超電導体薄膜フィードライン配線パタ
ーンにより伝送されるので、特別なインピーダンス回路
を設けることなく、アンテナ部分と非線形応答部分がイ
ンピーダンス整合ができ、実質的に低損失で利用するこ
とができる。これにより、より大きな高周波電力をアレ
イアンテナとして取り扱うことができ、かつ、より高い
周波数の電磁波に対し超電導体アンテナを用いることが
できる。
アンテナによれば、基板主面の同一平面上に超電導体薄
膜配線パターンからなる単位配線パターンが設けられ、
その単位配線パターン内部に非線形素子が設けられてい
て、その非線形素子の一方の端子には高周波電磁界を放
出または吸収するためのアンテナパターンが接続され、
他方の端子には信号伝送路パターンが接続されている構
成を一単位とし、その単位が複数個信号伝送路パターン
で信号検出手段に接続されていることにより、非線形応
答部分を境にしてアンテナ側から入力する電磁波信号の
周波数は、低い周波数に変換され、その低い周波数の電
磁波信号は酸化物超電導体薄膜フィードライン配線パタ
ーンにより伝送されるので、特別なインピーダンス回路
を設けることなく、アンテナ部分と非線形応答部分がイ
ンピーダンス整合ができ、実質的に低損失で利用するこ
とができる。これにより、より大きな高周波電力をアレ
イアンテナとして取り扱うことができ、かつ、より高い
周波数の電磁波に対し超電導体アンテナを用いることが
できる。
【００４６】また、アレイアンテナの個々の要素で信号
の位相と振幅を制御できるので、よりきめの細かい多機
能化が可能となる。
の位相と振幅を制御できるので、よりきめの細かい多機
能化が可能となる。
【００４７】また、本発明の非線形応答部分の作製法に
よれば、非線形素子または非線形素子群を設ける部分を
含む基板上の領域に保護膜を蒸着し、基板の所定の位置
に収束イオンビームを照射して基板に照射領域を形成
し、その後、保護膜を除去し、基板上に酸化物超電導薄
膜を堆積し、この酸化物超電導薄膜をパターニングして
照射領域を横切る配線パターンを形成し、照射領域上に
配線パターンの変質領域を形成し、その変質領域とその
両側の非変質超電導領域で非線形素子とし、その一方の
非変質超電導領域からなる酸化物超電導薄膜配線パター
ンを信号伝送路とし、その他方の非変質超電導領域から
なる酸化物超電導薄膜配線パターン部分を覆う金属膜を
形成し、その金属膜をパターニングしてアンテナパター
ンおよび電流導入端子パターンとするので、より高密度
な微小アンテナを集積化し一つずつのアンテナ当りの高
周波電力を小さくすることができるアレイアンテナを容
易に製造することができる。これにより、高集積化が容
易にできる。
よれば、非線形素子または非線形素子群を設ける部分を
含む基板上の領域に保護膜を蒸着し、基板の所定の位置
に収束イオンビームを照射して基板に照射領域を形成
し、その後、保護膜を除去し、基板上に酸化物超電導薄
膜を堆積し、この酸化物超電導薄膜をパターニングして
照射領域を横切る配線パターンを形成し、照射領域上に
配線パターンの変質領域を形成し、その変質領域とその
両側の非変質超電導領域で非線形素子とし、その一方の
非変質超電導領域からなる酸化物超電導薄膜配線パター
ンを信号伝送路とし、その他方の非変質超電導領域から
なる酸化物超電導薄膜配線パターン部分を覆う金属膜を
形成し、その金属膜をパターニングしてアンテナパター
ンおよび電流導入端子パターンとするので、より高密度
な微小アンテナを集積化し一つずつのアンテナ当りの高
周波電力を小さくすることができるアレイアンテナを容
易に製造することができる。これにより、高集積化が容
易にできる。
【図１】 本発明によるアレイアンテナの一実施例の製
造工程における各工程の概略断面図である。
造工程における各工程の概略断面図である。
【図２】 本実施例のアレイアンテナの超電導体非線形
応答部分の一例を示す平面図と断面図である。
応答部分の一例を示す平面図と断面図である。
【図３】 本実施例のアレイアンテナの１ユニット部分
の一例を示す平面図である。
の一例を示す平面図である。
【図４】 本実施例のアレイアンテナの１ユニット部分
を４個アレイにした一例を示す平面図である。
を４個アレイにした一例を示す平面図である。
【図５】 本実施例のアレイアンテナの測定をする場合
の一例を示す概念図である。
の一例を示す概念図である。
【図６】 本実施例のアレイアンテナの周波数変換特性
とバイアス電圧特性を示す図である。
とバイアス電圧特性を示す図である。
【図７】 本発明に属するミキサーアレイアンテナの応
用例の概観構成図である。
用例の概観構成図である。
１…ＭｇＯ（１００）基板、２…Ａｕ薄膜、３…Ｇａ収
束イオンビーム照射領域、４…ＹＢＣＯ膜、５…非線形
領域、４ａ…非線形応答部分、４ｂ…ＹＢＣＯ酸化物超
電導体薄膜フィードライン配線パターン、４ｃ…パッチ
型のアンテナ、４ｄ…直流バイアスライン、１１…ＲＦ
信号、１２…ＬＯ信号、１３…ホーンアンテナ、１４…
冷凍機、１５…周波数ミキシングアレイアンテナ、１６
…石英窓、１７…ＩＦ信号、１８…電流端子、２１…第
二のパターン。
束イオンビーム照射領域、４…ＹＢＣＯ膜、５…非線形
領域、４ａ…非線形応答部分、４ｂ…ＹＢＣＯ酸化物超
電導体薄膜フィードライン配線パターン、４ｃ…パッチ
型のアンテナ、４ｄ…直流バイアスライン、１１…ＲＦ
信号、１２…ＬＯ信号、１３…ホーンアンテナ、１４…
冷凍機、１５…周波数ミキシングアレイアンテナ、１６
…石英窓、１７…ＩＦ信号、１８…電流端子、２１…第
二のパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 1/26 Ｂ (71)出願人 390023674 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・ アンド・カンパニー Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯ ＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ アメリカ合衆国、デラウエア州、ウイルミ ントン、マーケット・ストリート 1007 (72)発明者 鈴木 克己 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 榎本 陽一 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 田中 昭二 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 アーサー ティー マーフィー 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 山口 恵一 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 基板主面の同一平面上に超電導体薄膜配
線パターンからなる単位配線パターンが設けられ、その
単位配線パターン内部に非線形素子が設けられていて、
その非線形素子の一方の端子には高周波電磁界を放出ま
たは吸収するためのアンテナパターンが接続され、他方
の端子には信号伝送路パターンが接続されている構成を
一単位とし、その単位が複数個信号伝送路パターンで信
号検出手段に接続されていることを特徴とするアレイア
ンテナ。 - 【請求項２】 前記非線形素子の一方の端子は、アンテ
ナパターンへのインピーダンスが前記非線形素子のイン
ピーダンスに近いアンテナパターンの部分に接続されて
いることを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテ
ナ。 - 【請求項３】 前記非線形素子が複数個の非線形素子を
直列に接続した非線形素子群からなり、その非線形素子
群のインピーダンスを単一の非線形素子より大きくし、
前記非線形素子群の一方の端子は、アンテナパターンへ
のインピーダンスが前記非線形素子群のインピーダンス
に近いアンテナパターンの部分に接続されていることを
特徴とする請求項１または２に記載のアレイテンテナ。 - 【請求項４】 前記単位配線パターンもしくは単位アン
テナパターンに電流導入端子が設けられ、非線形素子ま
たは非線形素子群が周波数変換手段となっていることを
特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の
アレイアンテナ。 - 【請求項５】 前記超電導体薄膜配線は、酸化物超電導
体のＹＢａＣｕＯ化合物からなる酸化物超電導体である
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に
記載のアレイアンテナ。 - 【請求項６】 非線形素子または非線形素子群を設ける
部分を含む基板上の領域に保護膜を蒸着し、基板の所定
の位置に収束イオンビームを照射して基板に照射領域を
形成し、その後、保護膜を除去し、基板上に酸化物超電
導薄膜を堆積し、この酸化物超電導薄膜をパターニング
して照射領域を横切る配線パターンを形成し、照射領域
上に配線パターンの変質領域を形成し、その変質領域と
その両側の非変質超電導領域で非線形素子とし、その一
方の非変質超電導領域からなる酸化物超電導薄膜配線パ
ターンを信号伝送路とし、その他方の非変質超電導領域
からなる酸化物超電導薄膜配線パターンをアンテナパタ
ーンおよび電流導入端子パターンとするか、もしくはそ
の他方の非変質超電導領域からなる酸化物超電導薄膜配
線パターン部分を覆う金属膜を形成し、その金属膜をパ
ターニングしてアンテナパターンおよび電流導入端子パ
ターンとすることを特徴とするアレイアンテナの製造
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5264945A JP3022098B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | アレイアンテナとその製造法 |
| EP94116641A EP0650213B1 (en) | 1993-10-22 | 1994-10-21 | Array antenna and production process therefor |
| CA002134008A CA2134008C (en) | 1993-10-22 | 1994-10-21 | Array antenna and production process therefor |
| DE69427849T DE69427849T2 (de) | 1993-10-22 | 1994-10-21 | Gruppenantenne und deren Herstellungsverfahren |
| US08/742,386 US5790078A (en) | 1993-10-22 | 1996-11-01 | Superconducting mixer antenna array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5264945A JP3022098B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | アレイアンテナとその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122927A true JPH07122927A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3022098B2 JP3022098B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17410376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5264945A Expired - Lifetime JP3022098B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | アレイアンテナとその製造法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0650213B1 (ja) |
| JP (1) | JP3022098B2 (ja) |
| CA (1) | CA2134008C (ja) |
| DE (1) | DE69427849T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0762530A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-12 | Nec Corporation | High frequency band high temperature superconductor mixer antenna |
| US5845395A (en) * | 1995-09-14 | 1998-12-08 | Nec Corporation | Method of producing high-temperature superconductor thin film device |
| JP2013115491A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 電力分配器および電力分配装置 |
| CN109684650A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种确定中心频率的方法和装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2394896A1 (fr) * | 1977-06-17 | 1979-01-12 | Thomson Csf | Dispositif de couplage parametrique d'ondes progressives, notamment pour recepteur microondes, et recepteur microondes comportant un tel dispositif |
| DE3613258C2 (de) * | 1986-04-19 | 2002-06-13 | Daimler Chrysler Ag | Millimeterwellen-Schaltungsanordnung |
| US4777490A (en) | 1986-04-22 | 1988-10-11 | General Electric Company | Monolithic antenna with integral pin diode tuning |
| GB8822407D0 (en) * | 1988-09-25 | 1988-10-26 | Secr Defence | Compact microstrip patch antenna |
| US5105200A (en) * | 1990-06-18 | 1992-04-14 | Ball Corporation | Superconducting antenna system |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP5264945A patent/JP3022098B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-21 DE DE69427849T patent/DE69427849T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-21 EP EP94116641A patent/EP0650213B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-21 CA CA002134008A patent/CA2134008C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0762530A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-12 | Nec Corporation | High frequency band high temperature superconductor mixer antenna |
| US5812943A (en) * | 1995-09-01 | 1998-09-22 | Nec Corporation | High frequency band high temperature superconductor mixer antenna which allows a superconductor feed line to be used in a low frequency region |
| US5845395A (en) * | 1995-09-14 | 1998-12-08 | Nec Corporation | Method of producing high-temperature superconductor thin film device |
| JP2013115491A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 電力分配器および電力分配装置 |
| CN109684650A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种确定中心频率的方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0650213A1 (en) | 1995-04-26 |
| DE69427849T2 (de) | 2002-04-04 |
| DE69427849D1 (de) | 2001-09-06 |
| CA2134008C (en) | 1999-04-13 |
| JP3022098B2 (ja) | 2000-03-15 |
| CA2134008A1 (en) | 1995-04-23 |
| EP0650213B1 (en) | 2001-08-01 |
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