JPH10308623A - ビーム形成回路 - Google Patents

ビーム形成回路

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JPH10308623A
JPH10308623A JP9115603A JP11560397A JPH10308623A JP H10308623 A JPH10308623 A JP H10308623A JP 9115603 A JP9115603 A JP 9115603A JP 11560397 A JP11560397 A JP 11560397A JP H10308623 A JPH10308623 A JP H10308623A
Authority
JP
Japan
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beam forming
forming circuit
substrate
line
phase shifter
Prior art date
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Pending
Application number
JP9115603A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiro Kitao
史郎 北尾
Hiroaki Nakaaze
弘晶 中畔
Tatsuhiro Noguchi
龍宏 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH10308623A publication Critical patent/JPH10308623A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237High frequency adaptations
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0286Programmable, customizable or modifiable circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0296Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
    • H05K1/0298Multilayer circuits

Landscapes

  • Waveguides (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビーム形成回路の小型化とMMIC移相器等
を一体形成する高密度実装化、および接続コネクタまた
は接続ケーブル用いないビーム形成回路を実現する。 【解決手段】 分配回路と合成回路をそれぞれに地導体
層をもつマイクロストリップ線路にて構成され、上記地
導体層間にMMIC移相器またはMMIC減衰器等の制
御信号線路を配置するための任意の厚さの基板層が設け
られ、分配信号端子と合成信号端子とをVIAホールに
て構成することで、電力合成器と電力分配器とを接続す
るための接続コネクタを不要にし、構成が簡単で、また
部品点数が少ないビーム形成回路を一体化多層基板で実
現することを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は複数チャンネルの
信号に対して複数サービスエリアに対する電波を受信ま
たは送信するマルチビームアンテナを実現するために、
アンテナを所望の励振振幅、位相で給電するためのビー
ム形成回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来例として例えばEli Br
ookner”PracticalPhased−Ar
ray Antenna Systems”,Arte
chHouse,1991,p1−7図1−13に示す
1ビーム形成用のビーム形成回路を複数ビーム用に変更
した図であり、図において1は誘電体基板、2はマイク
ロストリップ線路、4は電力分配器、5は電力合成器、
6は地導体、12はコネクタまたはケーブルを示す。
【0003】次に動作について説明する。一個のアンテ
ナで複数サービスエリアに対して電波を受信または送信
する方式として、複数の放射素子を有するアレーアンテ
ナを用いたマルチビームアンテナがある。アレーアンテ
ナは各放射素子を励振する振幅、位相を所望の値に設定
することにより、任意の方向にビームを形成することが
可能である。更に、各素子に対して複数の励振振幅、位
相を有する信号を合成して励振することにより複数のビ
ームを形成することが可能である。従って、マルチビー
ムアンテナを実現するために各素子を励振するための給
電回路であるビーム形成回路は複数個のビームに対する
入力信号に対してそれぞれ異なる電力分配器4を設け
て、所望の励振振幅、位相に分配した後、各素子に対す
る出力信号をそれぞれ合成する電力合成器5を設けて合
成した後、電力合成回路5の出力により各素子を励振す
る。従来のビーム形成回路は上記電力分配器4および電
力合成器5をそれぞれ設けて、各出力端子をコネクタま
たはケーブル12により接続する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のビーム形成回路
は上記のように構成されているので、電力合成器と電力
分配器とを接続するための、接続コネクタまたは接続ケ
ーブルが必要となり、構成が複雑となり、また部品点数
が非常に多くなる問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、電力合成器と電力分配器とを接
続するための接続コネクタを不要にし、構成が簡単で、
また部品点数が少ないビーム形成回路を得ることを目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるビーム
形成回路は、複数の誘電体層からなる一体化された誘電
体基板と、上記基板の一方の平面上に設けられ、入力端
子の入力信号をM(Mは2以上の整数)個の分配信号端
子に分配するN(Nは2以上の整数)個の分配回路を形
成するマイクロストリップ線路と、上記基板のもう一方
の平面上に設けられ、上記のN個の合成信号端子を合成
するM個の合成回路を形成するマイクロストリップ線路
と、上記各々のマイクロストリップ線路の地導体間に設
けられ、DC線路をプリントした複数層からなる誘電体
基板とで構成され、上記分配信号端子と合成信号端子を
層が構成される基板平面に対して垂直方向に上記各々の
地導体およびDC線路と接触しないようにVIAホール
またはスルーホールを誘電体基板内部に具備したことを
特徴とするビーム形成回路である。
【0007】第2の発明によるビーム形成回路は、第1
の発明において、上記マイクロストリップ線路が形成さ
れる基板面が薄膜基板にて構成されることを特徴とする
ビーム形成回路である。
【0008】第3の発明によるビーム形成回路は、第1
または2の発明において、分配信号端子と合成信号端子
とを接続するVIAホールを中心とする同心円上にマイ
クロストリップ線路の地導体と同電位となるVIAホー
ルを複数本(2本以上)形成したことを特徴とするビー
ム形成回路である。
【0009】第4の発明によるビーム形成回路は、第
1,2または3の発明において、移相器または減衰器を
配置するための空孔と、上記移相器または減衰器を制御
する信号線路をDC線路を構成する誘電体層に設けたこ
とを特徴とするビーム形成回路である。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1を示すビ
ーム形成回路の構成図であり、図1において1は誘電体
基板、2はマイクロストリップ線路、3はVIAホー
ル、4は分配器、5は合成器、6は地導体を示す。
【0011】この発明によるビーム形成回路は、複数の
誘電体層からなる一体化された誘電体基板1と、上記基
板1の一方の平面上に設けられ、入力端子の入力信号を
M(Mは2以上の整数)個の分配信号端子に分配するN
(Nは2以上の整数)個の分配回路4を形成するマイク
ロストリップ線路2と、上記基板1のもう一方の平面上
に設けられ、上記のN個の合成信号端子を合成するM個
の合成回路5を形成するマイクロストリップ線路2と、
上記各々のマイクロストリップ線路2の地導体6間に設
けられ、DC線路8をプリントした複数層からなる誘電
体基板1とで構成され、上記分配信号端子と合成信号端
子を層が構成される基板平面に対して垂直方向に上記各
々の地導体6およびDC線路8と接触しないようにVI
Aホール3またはスルーホールを誘電体基板内部に具備
したことを特徴とするビーム形成回路である。
【0012】この実施の形態1を実現するために、ビー
ム形成回路は複数層の基板で一体化構成され、分配回路
と合成回路はそれぞれに地導体層をもつマイクロストリ
ップ線路2にて構成され、RFの信号を流す役割をし、
上記地導体6層間の複数層からなる誘電体基板層にはD
C線路8がプリントされており、本ビーム形成回路が接
続される機器への電源やバイアス線路としての役割をす
る。
【0013】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示すビーム形成回路の構成図であり、図2におい
て1は誘電体基板、2はマイクロストリップ線路、3は
VIAホール、4は分配器、5は合成器、6は地導体、
7は薄膜を示す。
【0014】この実施の形態2のビーム形成回路は、実
施の形態1で使用する複数層からなる基板のそれぞれの
露出面について表面粗さが細かい薄膜7処理を施し、マ
イクロストリップ線路2をその表面上に形成し、これに
より、高周波数で用いる場合、マイクロストリップの導
体損失が少なくなり、RF特性の改善が実現できる。
【0015】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3を示すビーム形成回路のVIAホール部分の断面構
成図であり、ビーム形成回路の構成は図2と同様であ
る。図3において1は誘電体基板、2はマイクロストリ
ップ線路、3はVIAホール、6は地導体を示す。
【0016】この実施の形態3は、実施の形態1または
2で示したマイクロストリップ線路の分配信号端子と合
成信号端子とを接続するVIAホール3を中心とし、同
心円上にマイクロストリップ線路2の地導体6と同電位
となるVIAホール3を複数本(2本以上)形成し、こ
れにより、RF信号のVIAホール3で構成される垂直
変換部での反射、損失を抑えることができる。
【0017】実施の形態4.図4はこの発明の実施の形
態4を示すビーム形成回路の構成図である。図4におい
て1は誘電体基板、2はマイクロストリップ線路、3は
VIAホール、4は分配器、5は合成器、6は地導体、
7は薄膜、9はMMIC移相器またはMMIC減衰器用
の空孔を示す。
【0018】図5はこの発明の実施の形態4を示すMM
IC移相器またはMMIC減衰器の制御信号線路を示す
断面構成図であり、ビーム形成回路の構成は図2と同様
である。図5において1は誘電体基板、2はマイクロス
トリップ線路、3はVIAホール、6は地導体、8はM
MIC移相器またはMMIC減衰器の制御信号線路、9
はMMIC移相器またはMMIC減衰器用の空孔、10
はMMIC移相器またはMMIC減衰器、11はリボン
またはワイヤを示す。
【0019】この実施の形態4は、移相器または減衰器
を配置するための空孔9と、上記移相器または減衰器を
制御する信号線路8をDC線路を構成する誘電体層に設
け、MMIC化された移相器または減衰器を装荷し、こ
れらを動作させるバイアス線路をDC線路の層に設ける
ことで、能動素子が一体化されたビーム形成回路の小型
化が可能となる。
【0020】
【発明の効果】第1の発明によれば、任意の方向にビー
ムを形成し、更に、各素子に対して複数の励振振幅、位
相を有する信号を合成して励振することにより複数のビ
ームを形成することが可能なマルチビームアンテナの給
電回路であるビーム形成回路として、多層基板で構成さ
れる基板の表面及び裏面に形成されたRF信号を伝送す
る分配回路と合成回路をVIAホールまたはスルーホー
ルで接続することにより、コネクタまたはケーブルによ
る接続をしないで部品点数の削減を図り、複数のビーム
の形成を行い、小型化及び高密度実装を実現できるビー
ム形成回路を構成することを可能にした。
【0021】第2の発明によれば、形態1のビーム形成
回路と構成は同じであり、マイクロストリップ線路のパ
ターンが形成される基板表面を薄膜構成とすることによ
り、特に、周波数がKa帯からミリ波帯で使用するビー
ム形成回路としては伝送損失の低減が実現できるビーム
形成回路を構成することを可能にした。
【0022】第3の発明によれば、形態1または2のビ
ーム形成回路の分配信号端子と合成信号端子を接続する
VIAホールの同心円上に地導体と同電位のVIAホー
ルを複数本設けることで同軸線路を模擬することがで
き、特に、基板の厚さが波長に比較して無視できないよ
うなKa帯からミリ波帯で使用するビーム形成回路とし
て用いる場合に、マイクロストリップ線路との整合を図
り、マイクロストリップ線路の地導体間の複数層で構成
される基板間への電波の洩れ込みを抑制でき、伝送損失
の低減するビーム形成回路を構成することを可能にし
た。
【0023】第4の発明によれば、形態1,2または3
に記載のビーム形成回路において、合成信号端子と分配
回路との間で、マイクロストリップ線路を分断してマイ
クロストリップ線路の基板厚さと同じ深さの空孔を基板
上に設け、移相器または減衰器を上記空孔の中に配置す
ることで同一基板上に複数の移相器または減衰器等の素
子を実装し、これらを制御する制御線路も同基板内に一
体構成し、高密度実装することを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるビーム形成回路の実施の形態
1を示す図である。
【図2】 この発明によるビーム形成回路の実施の形態
2を示す図である。
【図3】 この発明によるビーム形成回路の実施の形態
3を示す図である。
【図4】 この発明によるビーム形成回路の実施の形態
4を示す図である。
【図5】 この発明によるビーム形成回路の実施の形態
4を示す図である。
【図6】 従来のビーム形成回路の構成図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板、2 マイクロストリップ線路、3 V
IAホール、4 分配器、5 合成器、6 地導体、7
薄膜、8 移相器または減衰器の制御信号線路、9
移相器または減衰器用の空孔、10 移相器または減衰
器、11 リボンまたはワイヤ、12 コネクタまたは
ケーブル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の誘電体層からなる一体化された誘
    電体基板と、上記基板の一方の平面上に設けられ、入力
    端子の入力信号をM(Mは2以上の整数)個の分配信号
    端子に分配するN(Nは2以上の整数)個の分配回路を
    形成するマイクロストリップ線路と、上記基板のもう一
    方の平面上に設けられ、上記のN個の合成信号端子を合
    成するM個の合成回路を形成するマイクロストリップ線
    路と、上記各々のマイクロストリップ線路の地導体間に
    設けられ、DC線路をプリントした複数層からなる誘電
    体基板とで構成され、上記分配信号端子と合成信号端子
    を層が構成される基板平面に対して垂直方向に上記各々
    の地導体およびDC線路と接触しないようにVIAホー
    ルまたはスルーホールを誘電体基板内部に具備したこと
    を特徴とするビーム形成回路。
  2. 【請求項2】 上記マイクロストリップ線路が形成され
    る基板面が薄膜基板にて構成されることを特徴とする請
    求項1記載のビーム形成回路。
  3. 【請求項3】 分配信号端子と合成信号端子とを接続す
    るVIAホールを中心とする同心円上にマイクロストリ
    ップ線路の地導体と同電位となるVIAホールを複数本
    (2本以上)形成したことを特徴とする請求項1または
    2記載のビーム形成回路。
  4. 【請求項4】 移相器または減衰器を配置するための空
    孔と、上記移相器または減衰器を制御する信号線路とを
    DC線路を構成する誘電体層に設けたことを特徴とする
    請求項1,2または3記載のビーム形成回路。
JP9115603A 1997-05-06 1997-05-06 ビーム形成回路 Pending JPH10308623A (ja)

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