DE69931663T2

DE69931663T2 - Aktive phasengesteuerte gruppenantenne und einheit zur steuerung der antenne

Info

Publication number: DE69931663T2
Application number: DE69931663T
Authority: DE
Inventors: Hideki Kirino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: ATE328371T1; US6496147B1; EP1150380A1; ID29421A; DE69931663D1; CN1333935A; KR20010101185A; WO2000036702A1; TW469666B; EP1150380B1; CN1196229C; KR100463763B1; EP1150380A4; CN1495962A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne und ein Antennensteuergerät und insbesondere eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, die Mikrowellen in einer Kommunikationseinrichtung, wie etwa einem Funkgerät für eine Einrichtung zum Identifizieren von beweglichen Objekten oder einer Satellitenrundfunk-Empfangsvorrichtung, empfängt und sendet, sowie eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, die Millimeterwellen, die beispielsweise bei einem Kollisionsvermeidungsradar für Kraftfahrzeuge verwendet werden, empfängt und sendet, und außerdem eine Antennensteuervorrichtung, die zum Steuern dieser aktiven phasengesteuerten Gruppenantennen verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmlich wird eine sogenannte aktive phasengesteuerte Gruppenantenne im Allgemeinen als Antenne verwendet, die Mikrowellen und Millimeterwellen empfängt und sendet.
Nachstehend wird diese herkömmlich verwendete aktive phasengesteuerte Gruppenantenne unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
10(a) ist ein Diagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 100 schematisch darstellt, und 10(b) zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Phasenreglers 707 als Element, das die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 100 bildet.
Die herkömmliche aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 100 weist mehrere Antennenstücke 706a–706p, die auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, und eine Speiseleitung 710 zum Verteilen eines an einen Speise-Anschluss 711 angelegten Hochfrequenzsignals an entsprechende Antennenstücke 706 auf. Die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 100 weist außerdem den einzelnen Antennenstücken 706 entsprechende Phasenregler 707a–707p, die an der Speiseleitung 710 angeordnet sind und die Phase des durch sie hindurchgehenden Hochfrequenzsignals ändern, und eine Steuerschaltung 708 auf, die eine gewünschte Steuer-Gleichspannung an die einzelnen Phasenregler 707 anlegt und die Phasenverschiebung des durch die einzelnen Phasenregler 707 hindurchgehenden Hochfrequenzsignals steuert. In 10 sind zwar sechzehn Antennenstücke 706 und sechzehn Phasenregler 707 vorgesehen, aber das ist nur ein Beispiel.
10(b) ist ein Diagramm, das den Aufbau des in der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 100 verwendeten Phasenreglers 707 zeigt. Alle Phasenregler 707 haben denselben Aufbau.
Der Phasenregler 707 weist Folgendes auf: erste Übertragungsleitungen 14a und 20a an einer Eingangsseite bzw. einer Ausgangsseite, die als Übertragungsleitungen, die eingegebene Hochfrequenzsignale übertragen, mit der Speiseleitung 710 verbunden sind; zweite Übertragungsleitungen 14b und 20b an der Eingangsseite bzw. der Ausgangsseite, die über Hochfrequenz-Sperrglieder 21 und 27 mit einer Gleichstromquelle verbunden sind; eine Zwischenübertragungsleitung 1–7, die über ein Hochfrequenz-Sperrglied 24 mit einer Gleichstromquelle verbunden ist; eine erste und eine zweite Schalt-Übertragungsleitung 15 und 16 mit verschiedenen Längen, die über das Hochfrequenz-Sperrglied 24 mit einer ersten Steuerleitung V1 bzw. einer ersten Umkehrsteuerleitung NV1 verbunden sind; und eine dritte und eine vierte Schalt-Übertragungsleitung 18 und 19 mit verschiedenen Längen, die über Hochfrequenz-Sperrglieder 25 bzw. 26 mit einer zweiten Steuerleitung V2 bzw. einer zweiten Umkehrsteuerleitung NV2 verbunden sind.
Ein Gleichstrom-Sperrglied 12, das einen Gleichstrom sperrt, ist zwischen die erste Übertragungsleitung 14a und die zweite Übertragungsleitung 14b an der Eingangsseite geschaltet, und ein Gleichstrom-Sperrglied 13, das einen Gleichstrom sperrt, ist zwischen die erste Übertragungsleitung 20a und die zweite Übertragungsleitung 20b an der Ausgangsseite geschaltet.
Die erste und die zweite Schalt-Übertragungsleitung 15 und 16 befinden sich zwischen der Zwischenübertragungsleitung 17 und der zweiten Übertragungsleitung 14b an der Eingangsseite.
Zwischen ein eingangsseitiges Ende der ersten Schalt-Übertragungsleitung 15 und ein ausgangsseitiges Ende der zweiten Übertragungsleitung 14b an der Eingangsseite ist eine pin-Diode 33a geschaltet, die, von der zweiten Übertragungsleitung 14b her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der ersten Schalt-Übertragungsleitung 15 verbunden ist, und zwischen ein ausgangsseitiges Ende der ersten Schalt-Übertragungsleitung 15 und ein eingangsseitiges Ende der Zwischenübertragungsleitung 17 ist eine pin-Diode 31b geschaltet, die, von der Zwischenübertragungsleitung 17 her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der ersten Schalt-Übertragungsleitung 15 verbunden ist.
Zwischen ein eingangsseitiges Ende der zweiten Schalt-Übertragungsleitung 16 und ein ausgangsseitiges Ende der zweiten Übertragungsleitung 14b an der Eingangsseite ist eine pin-Diode 32a geschaltet, die, von der zweiten Übertragungsleitung 14b her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der zweiten Schalt-Übertragungsleitung 16 verbunden ist, und zwischen ein ausgangsseitiges Ende der zweiten Schalt-Übertragungsleitung 16 und ein eingangsseitiges Ende der Zwischenübertragungsleitung 17 ist eine pin-Diode 32b geschaltet, die, von der Zwischenübertragungsleitung 17 her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der zweiten Schalt-Übertragungsleitung 16 verbunden ist.
Die dritte und die vierte Schalt-Übertragungsleitung 18 und 19 sind zwischen der Zwischenübertragungsleitung 17 und der zweiten Übertragungsleitung 20b an der Ausgangsseite angeordnet.
Zwischen ein eingangsseitiges Ende der dritten Schalt-Übertragungsleitung 18 und ein ausgangsseitiges Ende der Zwischenübertragungsleitung 17 ist eine pin-Diode 33a geschaltet, die, von der Zwischenübertragungsleitung 17 her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der dritten Schalt-Übertragungsleitung 18 verbunden ist, und zwischen ein ausgangsseitiges Ende der dritten Schalt-Übertragungsleitung 18 und ein eingangsseitiges Ende der zweiten Übertragungsleitung 20b an der Ausgangsseite ist eine pin-Diode 33b geschaltet, die, von der zweiten Übertragungsleitung 20b her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der dritten Schalt-Übertragungsleitung 18 verbunden ist.
Zwischen ein eingangsseitiges Ende der vierten Schalt-Übertragungsleitung 19 und ein ausgangsseitiges Ende der Zwischenübertragungsleitung 17 ist eine pin-Diode 34a geschaltet, die, von der Zwischenübertragungsleitung 17 her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der vierten Schalt-Übertragungsleitung 19 verbunden ist, und zwischen ein ausgangsseitiges Ende der vierten Schalt-Übertragungsleitung 19 und ein eingangsseitiges Ende der zweiten Schalt-Übertragungsleitung 20b an der Ausgangsseite ist eine pin-Diode 34b geschaltet, die, von der zweiten Übertragungsleitung 20 (Anm. d. Übers.: muss wohl „20b" heißen) her gesehen, in Vorwärtsrichtung mit der vierten Schalt-Übertragungsleitung 19 verbunden ist.
Nachstehend wird die Funktionsweise der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne, die mit den so gestalteten Phasenreglern 707 versehen ist, beschrieben.
Wenn ein elektrischer Hochfrequenzstrom an den Speise-Anschluss 711 angelegt wird, wird der elektrische Hochfrequenzstrom über die einzelnen Phasenregler 707 in die einzelnen Antennenstücke 706 eingespeist. Dann wird die entsprechende erforderliche Steuerspannung an die einzelnen Phasenregler 707 angelegt, und aufgrund der Steuerspannung von der Steuerschaltung 703 wird die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms an den einzelnen Phasenreglern 707 um eine vorgegebene Phasenverschiebung vorgerückt oder verzögert. Dadurch werden die elektrischen Hochfrequenzströme an den festgelegten Positionen von den einzelnen Antennenstücken 706 eingespeist.
Auf diese Weise führt die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 100 die Steuerung ihrer Orientierungseigenschaften durch Anlegen einer Steuer-Gleichspannung von der Steuerschaltung 708 an die einzelnen Phasenregler 707 durch, um die Größe der Phasenverschiebung zu ändern.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Phasenreglers beschrieben.
Der elektrische Hochfrequenzstrom, der über die Speiseleitung 710 in den Phasenregler 707 eingespeist wird, fließt nacheinander durch die erste Übertragungsleitung 14a an der Eingangsseite, das Gleichstrom-Sperrglied 12, die zweite Übertragungsleitung 14b an der Eingangsseite, die erste oder zweite Schalt-Übertragungsleitung 15, 16, die Zwischenübertragungsleitung 17, die dritte oder vierte Schalt-Übertragungsleitung 18, 19, die zweite Übertragungsleitung 20b an der Ausgangsseite, das Gleichstrom-Sperrglied 13 und die erste Übertragungsleitung 20a an der Ausgangsseite und breitet sich zu dem Antennenstück 706 aus.
Dann wird von den einzelnen Steuerleitungen V1, V2, NV1 und NV2 eine Steuerspannung zum Ein- und Ausschalten der entsprechenden pin-Dioden 31, 32, 33 und 34 an die entsprechenden Übertragungsleitungen 15, 16, 18 und 19 angelegt, sodass die entsprechenden pin-Dioden 31, 32, 33 und 34 entsprechend der Steuerspannung ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch wird die Länge der Übertragungsleitung, durch die der elektrische Hochfrequenzstrom in dem Phasenregler 707 fließt, geändert, und der elektrische Hochfrequenzstrom wird mit einer um die festgelegte Phasenverschiebung vorgerückten oder verzögerten Phase ausgegeben.
Da jedoch bei dem herkömmlichen Phasenregler 707 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau, der die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 100 des Standes der Technik bildet, die internen Übertragungsleitungen mit einer Steuerspannung geschaltet werden, um die Phasenverschiebung zu ändern, erfolgt die Phasenverschiebung nicht nacheinander Schritt um Schritt, und das erforderte die Bereitstellung einer Schaltungsgestaltung zum Schalten der Übertragungsleitungen entsprechend der Anzahl der Stufen (Anzahl der Schritte), d. h. mit Übertragungsleitungen zum Schalten, Hochfrequenz-Sperrgliedern, Steuerleitungen und dergleichen.
Mit anderen Worten, es besteht das Problem, dass bei einer Gestaltung, die die Durchführung der Phasenverschiebung mit kleinen Schritten und das Erhalten einer großen Phasenverschiebung ermöglicht, eine große Anzahl von Schaltungsgestaltungen zum Schalten der Übertragungsleitungen erforderlich ist.
Auch in dem Fall, dass eine große Anzahl von Antennenstücken vorgesehen ist, um eine Antenne mit einer großen Verstärkung zu erhalten, besteht das Problem, dass die Schaltungsgestaltung und die Verdrahtungen, die den Phasenregler bilden, kompliziert sind.
Als Phasenregler, der für die herkömmliche aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet wird, gibt es auch einen Phasenregler, bei dem eine Varaktordiode mit einem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler kombiniert ist. Die Varaktordiode kann zwar die Orientierung kontinuierlich ändern, aber sie hat eine niedrige Steuerspannung, d. h. von einigen Volt, da sie die Sperrschichtkapazität einer pn-Sperrschicht nutzt, und daher ändert sich die Sperrschichtkapazität durch die Signalspannung, wenn der durch den Phasenregler fließende elektrische Strom eines Hochfrequenzsignals hoch ist, was zur Folge hat, dass eine große Menge von höheren Harmonischen erzeugt wird. Daher waren Phasenregler mit diesem Aufbau nicht allgemein verbreitet.
Dielektrische Substratmaterialien mit Mikrostreifen-Struktur steuern zwar die Hochfrequenz-Ausbreitungseigenschaften und tragen die Antennenstücke oder Speiseleitungsleiter, aber diese dielektrischen Materialien müssen als Hochfrequenz-Eigenschaften einen geringen Verlust und eine stabile Dielektrizitätskonstante haben, und wenn Materialien mit diesen Eigenschaften als dielektrische Materialien zum Einsatz kommen, entsteht das Problem, dass diese einen größeren Teil der Antennenkosten ausmachen.
Die vorliegende Erfindung will die vorgenannten Probleme lösen, und ihr Ziel ist es, eine preiswerte aktive phasengesteuerte Gruppenantenne und eine Antennensteuervorrichtung, die einen einfacheren Aufbau hat und die Orientierungseigenschaften der Antenne kontinuierlich ändern kann, zur Verfügung zu stellen.
Die Patentanmeldung GB 2 304 496 A beschreibt eine Vorrichtung zum Senden von Funksignalen, die eine Antenne mit einer Vielzahl von Strahlungselementen aufweist, die jeweils mit Steuermitteln mit Phasenverschiebungsmitteln zum Steuern einer relativen Phase der Spannung am Eingang des Strahlungselements verbunden sind, wobei eine Vielzahl von Sendern jeweils einen mit einem Strahlungselement verbundenen Ausgang hat.
Das Patent US 5.334.958 beschreibt einen ferroelektrischen Mikrowellen-Mikrostreifen-Phasenregler zum Steuern der Größe der Phasenverschiebung eines Mikrowellensignals durch Ändern der Dielektrizitätskonstante des ferroelektrischen Materials. Diese Phasenregler, die jeweils mit einer bestimmten Vorspannungsschaltung verbunden sind, können zum Erzielen einer variablen Phasenverschiebung in einer Gruppenantenne verwendet werden.
Beschreibung der Erfindung
Nach Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne bereitgestellt, die einen Aufbau hat, bei dem mehrere Antennenstücke und ein Speise-Anschluss zum Anlegen eines elektrischen Hochfrequenz-Stroms an ein dielektrisches Substrat auf dem dielektrischen Substrat vorgesehen sind, die einzelnen Antennenstücke und der Speise-Anschluss durch von dem Speise-Anschluss abzweigende Speiseleitungen verbunden sind und ein Phasenregler, der die Phase eines durch die einzelnen Speiseleitungen gehenden Hochfrequenz-Signals elektrisch ändern kann, so angeordnet ist, dass er einen Teil der Speiseleitungen bildet, der Phasenregler weist einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler, der Paraelektrika als Trägermaterial verwendet, und eine Mikrostreifen-Stichleitung, die Ferroelektrika als Trägermaterial verwendet und die mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler elektrisch verbunden ist, auf, und eine Steuergleichspannung wird an die Mikrostreifen-Stichleitung angelegt, um die Größe der Verschiebung der durchgehenden Phase zu ändern.
Somit kann durch Ändern der Steuerspannung die Größe der Verschiebung der durchgehenden Phase nacheinander geändert werden, und ein Phasenregler und eine Speiseleitung können von einer einzigen Leiterschicht gebildet werden, wodurch eine Steuerspannung über eine einzige Steuerleitung in mehrere Phasenregler eingespeist werden kann, sodass die Verdrahtung vereinfacht wird.
Nach Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1 bereitgestellt, bei der mehrere Antennenstücke in einer Matrix in der Zeilen- und Spaltenrichtung jeweils in gleichen Abständen angeordnet sind, die Phasenregler so angeordnet sind, dass die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in jeder Zeile und den Speise-Anschluss geschaltet sind, nacheinander um eins größer ist als die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in einer angrenzenden Zeile und den Speise-Anschluss geschaltet sind, und so angeordnet sind, dass die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in jeder Spalte und den Speise-Anschluss geschaltet sind, nacheinander um eins größer ist als die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in einer angrenzenden Spalte und den Speise-Anschluss geschaltet sind, und alle Phasenregler in der Zeilen- und Spaltenrichtung jeweils die gleichen Eigenschaften haben.
Dadurch können die Orientierungseigenschaften der Antenne unabhängig von der Anzahl der Antennenstücke nur durch Ändern der Steuerspannung gesteuert werden, die von den beiden Enden der Steuerleitung, mit der mehrere Phasenregler verbunden sind, angelegt wird.
Nach Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1 oder 2 bereitgestellt, wobei die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne durch Aufeinanderschichten von sieben Schichten hergestellt ist, die sieben Schichten eine erste Schicht, eine zweite Schicht, ..., und eine siebente Schicht nacheinander von der oberen Schicht umfassen, wobei die erste, dritte, fünfte und siebente Schicht Dielektrika aufweisen, während die zweite, vierte und sechste Schicht Leiter aufweisen, die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne eine erste Mikrostreifen-Struktur mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Schicht und eine zweite Mikrostreifen-Struktur mit der vierten, fünften, sechsten und siebenten Schicht hat, die erste Mikrostreifen-Struktur und die zweite Mikrostreifen-Struktur gemeinsam die vierte Schicht als Erdungsschicht verwenden und das Antennenstück in der zweiten Schicht vorgesehen ist, die Speiseleitung und der Phasenregler in der sechsten Schicht vorgesehen sind, Luft in der dritten Schicht verwendet wird und eine Kombination aus Luft und Ferroelektrika in der fünften Schicht verwendet wird.
Somit wird als Dielektrikum zwischen den Leiterschichten der Mikrostreifen-Struktur Luft, die einen signifikant niedrigen Verlust des elektrischen Hochfrequenzstroms verursacht und eine stabile Dielektrizitätskonstante hat, verwendet, und als dielektrisches Trägermaterial an der Außenfläche der Speiseleitungs-Leiterschicht wird ein Dielektrikum verwendet, das das Antennenstück und den Speiseleitungsleiter trägt, sodass sie auch als Schutzschichten an der Antennen-Oberfläche dienen können, was zu einer preiswerten Anordnung mit einer einfachen Struktur führt.
Nach Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit. einem Phasenregler bereitgestellt, der mindestens eine offene Stichleitung mit Ferroelektrika und Ferromagnetika als Trägermaterialien und einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler mit Paraelektrika als Trägermaterialien aufweist.
Nach Anspruch 5 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 4 bereitgestellt, bei der die offene Stichleitung durch nacheinander Aufeinanderschichten eines geerdeten Leiters, des Ferroelektrikums, einer Leiterbahn und der Ferromagnetika hergestellt ist.
Nach Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung wird ein aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 4, bei der die offene Stichleitung durch Aufeinanderschichten des geerdeten Leiters, des Ferroelektrikums, der Ferromagnetika und einer Leiterbahn hergestellt ist und die Ferroelektrika und die Ferromagnetika zwischen den geerdeten Leiter und die Leiterbahn in Oberflächenrichtung parallel zur Oberfläche des geerdeten Leiters geschichtet sind.
Somit kann mit den in den Ansprüchen 4 bis 6 definierten aktiven phasengesteuerten Gruppenantennen eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne realisiert werden, die eine einfache Struktur hat und eine kontinuierliche Änderung der Orientierungseigenschaften in einem großen Bereich mit dieser einfachen Struktur ermöglichen.
Nach Anspruch 7 der vorliegenden Erfindung wird eine Antennensteuervorrichtung bereitgestellt, die durch Formen unter Verwendung von Ferroelektrika, Ferromagnetika, Paraelektrika und Elektrodenmaterialen in einem Stück mit Keramik hergestellt ist, und die vorgenannte Antennensteuervorrrichtung ist mit der Funktion eines Phasenreglers versehen.
Nach Anspruch 8 und 9 der vorliegenden Erfindung wird eine Antennensteuervorrichtung bereitgestellt, die durch Formen unter Verwendung von Ferroelektrika, Ferromagnetika, Paraelektrika und Elektrodenmaterialen in einem Stück mit Keramik hergestellt ist, und die Antennensteuervorrichtung ist mit den Funktionen eines Phasenreglers und eines Gleichstrom-Sperrglieds versehen.
Nach Anspruch 10 der vorliegenden Erfindung wird eine Antennensteuervorrichtung bereitgestellt, die durch Formen unter Verwendung von Ferroelektrika, Ferromagnetika, Paraelektrika und Elektrodenmaterialen in einem Stück mit Keramik hergestellt ist, und die Antennensteuervorrichtung ist mit den Funktionen eines Phasenreglers, eines Gleichstrom-Sperrglieds und eines Hochfrequenz-Sperrglieds versehen.
Nach Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung wird eine Antennensteuervorrichtung bereitgestellt, die durch Formen unter Verwendung von Ferroelektrika, Ferromagnetika, Paraelektrika und Elektrodenmaterialen in einem Stück mit Keramik hergestellt ist, und die Antennensteuervorrichtung ist mit den Funktionen eines Phasenreglers, eines Gleichstrom-Sperrglieds, eines Hochfrequenz-Sperrglieds und eine Antennenstücks versehen.
Somit kann mit der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne, die die in den Ansprüchen 7 bis 10 der vorliegenden Erfindung definierten Antennensteuervorrichtungen verwendet, eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit einem geringeren Leistungsabfall infolge von Schwankungen in der Präzision bei der Montage realisiert werden.
Nach Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bereitgestellt, in der eine Antennensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 vorgesehen ist.
Nach Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung wird ein aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit einer Zeilen-Spalten-Gruppenantenne bereitgestellt, bei der Zeilen-Gruppenantennen, bei denen jeweils Antennenstücke und Phasenregler abwechselnd in Reihe geschaltet sind, abwechselnd in Reihe mit Phasenreglern geschaltet sind und eine Antennensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 vorgesehen ist.
Somit kann mit der im Anspruch 12 oder 13 definierten aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne realisiert werden, die eine einfache Struktur hat und Orientierungseigenschaften kontinuierlich ändern kann.
Nach Anspruch 14 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bereitgestellt, bei der der geerdete Leiter einem Ziehprozess unterzogen wird.
Nach Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 14 bereitgestellt, bei der alle Speiseleitungen mit einer Leiterbahn mit einem linearen Leiter mit identischer Querschnittsform versehen sind.
Somit kann mit der in Anspruch 14 oder 15 definierten aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit hoher Verstärkung ohne Verwendung eines teuren Dielektrikums mit niedrigem Verlust realisiert werden.
Nach Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder Anspruch 13 bereitgestellt, bei der ein tragendes Dielektrikum, der geerdete Leiter und die Leiterbahn zum Speisen zu einem Schichtstoff aufeinandergeschichtet sind, und dieser Schichtstoff und eine Antennensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 werden durch Formen in einem Stück mit Keramik hergestellt.
Somit kann eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit hoher Leistung für Millimeterwellen realisiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(a) ist ein Diagramm, das den Aufbau einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach einer ersten Ausführungsform zeigt, und 1(b) ist ein Diagramm zum Erläutern der Richtung, in der die Empfindlichkeit für die elektrischen Wellen, die von einem Antennenstück der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach der ersten Ausführungsform empfangen werden, am höchsten ist.
2(a) ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Phasenreglers der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach der ersten Ausführungsform zeigt, und 2(b) ist eine grafische Darstellung, die die Änderung der effektiven Dielektrizitätskonstante einer Mikrostreifen-Stichleitung in Abhängigkeit von einem elektrischen Vormagnetisierungsfeld, das von der Steuerspannung erzeugt wird, zeigt.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Aufbau der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Querschnittsstruktur (eines Teils) der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach der ersten Ausführungsform zeigt.
Die 5(a), (b) und (c) sind Diagramme, die den Aufbau des Phasenreglers zeigen, der für ine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einer zweiten Ausführungsform verwendet wird, und 5(d) ist ein Diagramm, das ein elektrisches Vormagnetisierungsfeld, das von der Steuerspannung in einer offenen Stichleitung erzeugt wird, und ein Magnetfeld, das von einem elektrischen Hochfrequenzstrom erzeugt wird, zeigt.
6 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Antennensteuervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform zeigt.
7(a) ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach einer vierten Ausführungsform zeigt, und 7(b) ist ein Diagramm zum Erläutern der Richtung, in der die Empfindlichkeit für die elektrischen Wellen, die von einem Antennenstück der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach der vierten Ausführungsform empfangen werden, am höchsten ist.
8 ist eine perspektivische Darstellung zum Erläutern der Beziehung zwischen einem geerdeten Leiter und einer Leiterbahn in einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach einer fünften Ausführungsform.
9 ist eine perspektivische Darstellung, die eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einer sechsten Ausführungsform zeigt.
10(a) ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne zeigt, und 10(b) ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Phasenreglers zeigt, der für die herkömmliche aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele und sind nicht unbedingt auf diese Beispiele beschränkt.
Ausführungsform 1
Nachstehend wird eine erfindungsgemäße aktive phasengesteuerte Gruppenantenne als eine erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
1(a) ist ein Blockdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für den Aufbau einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 nach dieser Ausführungsform.
Diese aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 weist Folgendes auf: mehrere Antennenstücke 106a–106p, die in einer Matrix in der Zeilen- und Spaltenrichtung in gleichen Abständen auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind; einen geerdeten Speise-Anschluss 108, in. den ein elektrischer Hochfrequenzstrom eingespeist wird; erste Steuerspannungs-Erzeugungsmittel 111, die eine Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung erzeugen; und zweite Steuerspannungs-Erzeugungsmittel 112, die eine Spaltenrichtungsorientierungs-Steuerspannung erzeugen. Die Antennenstücke 106 sind durch Speiseleitungen 121, die jeweils von dem Speise-Anschluss 108 abzweigen, mit dem Speise-Anschluss 108 verbunden. Mehrere Phasenregler 107 sind so angeordnet, dass sie einen Teil der Speiseleitungen 121 bilden, wie später beschrieben wird.
Auf dem dielektrischen Substrat sind erste bis vierte Verbindungsknoten N1–N4 ausgebildet, die der ersten bis vierten Zeile in der Matrix-Anordnung der Antennenstücke 106 entsprechen, und Hochfrequenz-Sperrglieder 109a–109d sind zwischen die einzelnen Verbindungsknoten N1–N4 und die ersten Steuerspannungs-Erzeugungsmittel 111 geschaltet.
Die Antennenstücke 106a, 106e, 106i und 106m, die der ersten Zeile, der zweiten Zeile, der dritten Zeile bzw. der vierten Zeile einer ersten Spalte in der Matrix-Anordnung der Antennenstücke 106 entsprechen, sind entsprechend mit den ersten bis vierten Verbindungsknoten N1–N4 direkt verbunden.
Die Antennenstücke 106b, 106f, 106i (Anm. d. Übers.: muss wohl „106j" heißen) und 106n, die der ersten Zeile, der zweiten Zeile, der dritten Zeile bzw. der vierten Zeile einer zweiten Spalte entsprechen, sind über die Phasenregler 107a1, 107a5, 107a9 und 107a13 entsprechend mit den ersten bis vierten Verbindungsknoten N1–N4 verbunden.
Die Antennenstücke 106c, 106g, 106k und 106o, die der ersten Zeile, der zweiten Zeile, der dritten Zeile bzw. der vierten Zeile einer dritten Spalte entsprechen, sind über die beiden Phasenregler 107a3 und 107a4, die beiden Phasenregler 107a7 und 107a8, die beiden Phasenregler 107a11 und 107a12 bzw. die beiden Phasenregler 107a15 und 107a16 mit den ersten bis vierten Verbindungsknoten N1–N4 jeweils in Reihe geschaltet.
Die Antennenstücke 106d, 106h, 106l und 106p, die der ersten Zeile, der zweiten Zeile, der dritten Zeile bzw. der vierten Zeile einer vierten Spalte entsprechen, sind über die drei Phasenregler 107a2–107a4, die drei Phasenregler 107a6–107a8, die drei Phasenregler 107a10 und 107a12 bzw. die drei Phasenregler 107a14–107a16 mit den ersten bis vierten Verbindungsknoten N1–N4 jeweils in Reihe geschaltet.
Außerdem ist der Verbindungsknoten N1 in der ersten Zeile über ein Gleichstrom-Sperrglied 110a und die drei Phasenregler 107b3–107b1 mit dem Speise-Anschluss 108 in Reihe geschaltet, der Verbindungsknoten N2 in der zweiten Zeile ist über ein Gleichstrom-Sperrglied 110b und die beiden Phasenregler 107b2 und 107b1 mit dem Speise-Anschluss 108 in Reihe geschaltet, der Verbindungsknoten N3 in der dritten Zeile ist über ein Gleichstrom-Sperrglied 110c und den Phasenregler 107b4 mit dem Speise-Anschluss 108 verbunden, und der Verbindungsknoten N4 in der vierten Zeile ist über ein Gleichstrom-Sperrglied 110d mit dem Speise-Anschluss 108 verbunden.
Die zweiten Steuerspannungs-Erzeugungsmittel 112 sind über das Hochfrequenz-Sperrglied 109e mit dem Speise-Anschluss 108 verbunden.
Die Phasenregler 107a1–107a16 sind Phasenregler zum Steuern der Zeilenrichtungsorientierung, die die Zeilenrichtungsorientierung der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 mit einer von den ersten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 111 erzeugten Steuerspannung steuern, und die Phasenregler 107b1–107b4 sind Phasenregler zum Steuern der Spaltenrichtungsorientierung, die die Spaltenrichtungsorientierung der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 mit einer von den zweiten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 112 erzeugten Steuerspannung steuern. In den einzelnen Zeilen- und Spaltenrichtungen haben alle Phasenregler 107a1–107a16 sowie 107b1–107b4 identische Eigenschaften.
Bei der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 mit diesem Aufbau sind die Phasenregler so angeordnet, dass die Anzahl der Phasenregler zum Steuern der Spaltenrichtungsorientierung, die sich jeweils zwischen Antennenstücken in den ersten bis vierten Zeilen und dem Speise-Anschluss 108 befinden, von der vierten Zeile bis zur ersten Zeile nacheinander um eins erhöht wird und dass die Anzahl der Phasenregler zum Steuern der Zeilenrichtungsorientierung, die sich jeweils zwischen Antennenstücken in den ersten bis vierten Spalten und dem Speise-Anschluss 108 befinden, von der ersten Spalte bis zur vierten Spalte nacheinander um eins erhöht wird und dass außerdem die Eigenschaften der Phasenregler 107 jeweils in der Zeilen- und Spaltenrichtung identisch sind, sodass die Steuerung der Orientierung in der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung mit nur einer Steuerspannung erfolgt.
Das wird nachstehend näher beschrieben. Es wird unterstellt, dass die Phase eines elektrischen Hochfrequenzstroms, der durch die einzelnen Phasenregler 107a1–107a4 zum Steuern der Zeilenrichtungsorientierung fließt, um die Phasenverschiebung Φ verzögert wird und die Abstände, mit denen die einzelnen Phasenregler angeordnet sind, jeweils d sind.
Hier wird ein elektrischer Hochfrequenzstrom mit unveränderter Phase in das Antennenstück 106a in der ersten Zeile in den Verbindungsknoten N1 eingespeist.
Ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 106b in der ersten Zeile eingespeist wird, hat eine Phase, die von dem Phasenregler 107a1 um die Phasenverschiebung Φ verzögert worden ist, und wird in den Verbindungsknoten N1 eingespeist.
Ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 106c in der ersten Zeile eingespeist wird, hat eine Phase, die von den Phasenreglern 107a3 und 107a4 um die Phasenverschiebung 2Φ verzögert worden ist, und wird in den Verbindungsknoten N1 eingespeist.
Ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 106d in der ersten Zeile eingespeist wird, hat eine Phase, die von den Phasenreglern 107a2 und 107a4 um die Phasenverschiebung 3Φ verzögert worden ist, und wird in den Verbindungsknoten N1 eingespeist.
Mit anderen Worten, die Richtung D in einem vorgegeben Winkel θ [θ = cos – 1(Φ/d)] (Anm. d. Übers.: muss wohl „[θ = cos^–1(Φ/d)]" heißen) in Bezug auf die Richtung der Anordnung der Antennenstücke 106a bis 106d in der ersten Zeile wird die Richtung, in der die Empfindlichkeit für die von den Antennenstücken 106a bis 106d in der ersten Zeile empfangenen elektrischen Wellen am höchsten ist. W1 bis W3 in der Figur bezeichnen Wellen-Oberflächen des empfangenen Signals mit identischer Phase.
Die Orientierungseigenschaften von Antennenstücken in anderen Zeilen, das heißt, der zweiten bis vierten Zeile, sind exakt mit den Orientierungseigenschaften der Antennenstücke in der ersten Zeile identisch.
Wenn also die von den ersten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 111 erzeugte Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung geändert wird, wird nacheinander die von den einzelnen Phasenreglern 107a1–107a16 vorgenommene Phasenverschiebung Φ geändert, wodurch sich der Winkel θ zwischen der Richtung, in der die Empfindlichkeit am höchsten ist, und der Zeilenrichtung in einer zu der Spaltenrichtung senkrechten Ebene ändert.
Hingegen wird der elektrische Hochfrequenzstrom, der in den Verbindungsknoten N4 eingespeist wird, der der vierten Zeile entspricht, in den Speise-Anschluss 108 eingespeist, ohne dass es zu einer Änderung der Phase kommt.
Anschließend wird die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms, der in den Verbindungsknoten N3 eingespeist wird, der der dritten Spalte entspricht, von dem Phasenregler 107b4 um die Phasenverschiebung Φ verzögert, und der Hochfrequenzstrom wird in den Speise-Anschluss 108 eingespeist.
Die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms, der in den Verbindungsknoten N2 eingespeist wird, der der zweiten Spalte entspricht, wird von den Phasenreglern 107b2 und 107b1 um die Phasenverschiebung 2Φ verzögert, und der Hochfrequenzstrom wird in den Speise-Anschluss 108 eingespeist.
Die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms, der in den Verbindungsknoten N1 eingespeist wird, der der ersten Spalte entspricht, wird von den Phasenreglern 107b3 bis 107b1 um die Phasenverschiebung 3Φ verzögert, und der Hochfrequenzstrom wird in den Speise-Anschluss 108 eingespeist.
Wenn also eine von den zweiten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 112 erzeugte Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung erzeugt wird, wird nacheinander die Phasenverschiebung Φ von den einzelnen Phasenreglern 107b1–107b4 geändert, wodurch sich der Winkel zwischen der Richtung, in der die Empfindlichkeit am höchsten ist, und der Spaltenrichtung in einer zur Spaltenrichtung senkrechten Ebene ändert.
Zwischen dem Verbindungsknoten N4, der der vierten Zeile entspricht, und dem Speise-Anschluss ist das Gleichstrom-Sperrglied 110d vorgesehen, und zwischen den Verbindungsknoten N1–N3, die der ersten bis dritten Zeile entsprechen, und den entsprechenden Phasenreglern 107b3, 107b2 und 107b4 sind die Gleichstrom-Sperrglieder 110a, 110b und 110c vorgesehen, wodurch die Steuerung der Phasenregler 107 mit den Steuerspannungen von den Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 111 und 112 individuell für die Phasenregler in der Zeilenrichtung und für die Phasenregler in der Spaltenrichtung durchgeführt wird. Daher kann bei der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 die Orientierungsrichtung auf eine beliebige Richtung auf der Oberfläche von elektrischen Sende-/Empfangswellen einer Antenne, das heißt, in einer Ebene mit der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung, unabhängig von der Anzahl der Antennenstücke eingestellt werden.
Nachstehend wird der Phasenregler 107 als ein die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 bildendes Element beschrieben.
2(a) ist eine perspektivische Darstellung, die den Aufbau des Phasenreglers 107 zeigt, der für die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 verwendet wird.
Der Phasenregler 107 weist einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103, der ein paraelektrisches Trägermaterial 101 verwendet und einen Teil der Speiseleitung 121 bildet, und eine Mikrostreifen-Stichleitung 104 auf, die ein ferroelektrisches Trägermaterial 102 verwendet und in Kontakt mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 ausgebildet ist. Er ist so gestaltet, dass die Größe der Phasenverschiebung des durch den Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 fließenden elektrischen Hochfrequenzstroms mit einer an die Mikrostreifen-Stichleitung 104 angelegten Steuergleichspannung geändert wird.
Das heißt, das Material des Phasenreglers 107 weist das paraelektrische Substrat 101 und das ferroelektrische Substrat 102 auf.
Eine Ringleiterschicht 103a in einer rechteckigen Form ist auf dem paraelektrischen Trägermaterial 10t angeordnet, und der Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 weist diese Ringleiterschicht 103a und das Paraelektrikum 101 auf.
Zwei Linearleiterschichten 104a1 und 104a2 sind so auf dem Ferroelektrikum 102 angeordnet, dass sie sich dort befinden, wo die gegenüberliegenden linearen Teile 103a1 und 103a2 der Ringleiterschicht 103a in einer rechteckigen Form verlängert sind, und sie sind jeweils mit einem Ende der beiden linearen Teile 103a1 und 103a2 verbunden. Die Mikrostreifen-Stichleitung 104 weist die beiden Linearleiterschichten 104a1 und 104a2 sowie das Ferroelektrikum 102 auf.
Leiterschichten 115a und 120a sind so auf dem Paraelektrikum 101 angeordnet, dass sie sich dort befinden, wo die beiden linearen Teile 103a1 und 103a2 verlängert sind, und sie sind jeweils mit einem Ende der beiden linearen Teile 103a1 und 103a2 verbunden.
Die Eingangsleitung 115 weist die Leiterschicht 115a und das Paraelektrikum 101 auf, und eine Eingangsleitung 120 weist die Leiterschicht 120a und das Paraelektrikum 101 auf.
Die eine Stirnseite und die andere Stirnseite des linearen Teils 103a1 der Ringleiterschicht 103a bilden einen Anschluss 2 bzw. einen Anschluss 1 des Mikrostreifen-Hybridrichtkopplers 103, und die eine Stirnseite und die andere Stirnseite des linearen Teils 103a2 der Ringleiterschicht 103a bilden einen Anschluss 3 bzw. einen Anschluss 4 des Mikrostreifen-Hybridrichtkopplers 103. Das heißt, der Phasenregler 107 ist so gestaltet, dass die Größe der Phasenverschiebung des durchfließenden elektrischen Hochfrequenzstroms durch Anlegen einer Steuergleichspannung an die Mikrostreifen-Stichleitung 104 geändert wird. Das wird nun näher beschrieben.
Bei dem Phasenregler 107, der so gestaltet ist, dass identische Reflexionselemente (Mikrostreifen-Stichleitung 104) mit den beiden angrenzenden Anschlüssen (Anschluss 2 und Anschluss 3) des entsprechend gestalteten Mikrostreifen-Hybridrichtkopplers 103 verbunden sind, wird ein von einem Eingangsanschluss (Anschluss 1) eingespeister elektrischer Hochfrequenzstrom nicht von diesem Eingangsanschluss ausgegeben, sondern es wird ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der den von den Reflexionselementen reflektierten elektrischen Strom reflektiert, nur an dem Ausgangsanschluss (Anschluss 4) ausgegeben. Da die Reflexion an der Mikrostreifen-Stichleitung 104 als Reflexionselement so erfolgt, dass das von der Steuerspannung erzeugte Vormagnetisierungsfeld 105 die gleiche Richtung wie das elektrische Feld hat, das von dem elektrischen Hochfrequenzstrom erzeugt wird, der sich durch die Mikrostreifen-Stichleitung 104 ausbreitet, wie in 2(a) gezeigt, ändert sich bei einer Änderung der Steuerspannung auch die effektive Dielektrizitätskonstante der Mikrostreifen-Stichleitung 104 für den elektrischen Hochfrequenzstrom, wie in 2(b) gezeigt.
Da hier das elektrische Vormagnetisierungsfeld 105, das zur Änderung der effektiven Dielektrizitätskonstante der Mikrostreifen-Stichleitung 104 benötigt wird, bei einem typischen Ferroelektrikum mehrere Kilovolt/Millimeter bis mehrere zehn Kilovolt/Millimeter beträgt, kommt es nicht vor, dass höhere Harmonische dadurch erzeugt werden, dass die effektive Dielektrizitätskonstante von dem elektrischen Feld beeinflusst wird, das von dem elektrischen Hochfrequenzstrom erzeugt wird, der sich in der Mikrostreifen-Stichleitung 104 ausbreitet.
Wenn, wie vorstehend dargelegt, bei dem Phasenregler 107, der die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 bildet, die Steuerspannung geändert wird, wird auch die Größe der Phasenverschiebung des elektrischen Hochfrequenzstroms geändert, und da der Phasenregler 107 und die Speiseleitung 121 aus einer Leiterschicht bestehen, kann die Steuerspannung über eine einzige Speiseleitung 121 in mehrere Phasenregler 107 eingespeist werden.
Nachstehend wie eine spezielle Gestaltung der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 beschrieben.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung zum Erläutern des Aufbaus der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200. Vier Antennenstücke 202, die in 3 beschrieben werden, entsprechen den Antennenstücken 106i, 106j, 106m und 106n der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200. Die anderen Teile werden hier nicht näher beschrieben.
Der Aufbau wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 3 näher beschrieben. Die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 hat ein plattenförmiges Dielektrikum 205, um das eine Umfangswand 205a vorgesehen ist.
Eine Nut 213 zum Aufnehmen der Speiseleitung ist auf dem Dielektrikum 205 vorgesehen, und eine Leiterschicht 204, die die Speiseleitung 121, den Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103, die Mikrostreifen-Stichleitung 104, das Gleichstrom-Sperrglied 110 und das Hochfrequenz-Sperrglied 109 bildet, wird in die Speiseleitungsaufnahmenut 213 eingebracht und dort fixiert.
Auf einen Teil der Leiterschicht 204, der das Gleichstrom-Sperrglied 110 bildet, wird ein Leiterstück (Leiterstück für die Gleichstrom-Sperrkapazität) 211, das das Gleichstrom-Sperrglied 110 bildet, über eine Isolierschicht (Schicht für die Gleichstrom-Sperrkapazität) 219, die das Gleichstrom-Sperrglied 110 (Kapazitätselement) bildet, aufgebracht.
Ein ferroelektrisches Teil 206 wird auf einem Teil der Leiterschicht 204, der die Mikrostreifen-Stichleitung 104 bildet, angeordnet.
Auf dem Dielektrikum 205 wird eine gemeinsame geerdete Leiterschicht 203 in einem festgelegten Abstand von der Leiterschicht 204 so angeordnet, dass sie die Leiterschicht 204, das Leiterstück 211 für die Gleichstrom-Sperrkapazität und das ferroelektrische Teil 206 bedeckt.
Ein Kopplungsfenster 207 ist an einem Teil der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203, der dem seitlichen Ende des Antennenstücks 202 der Speiseleitung 121 entspricht, vorgesehen.
Auf der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203 ist ein plattenförmiges dielektrisches Element 201 so angeordnet, dass es einen festgelegten Abstand von der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203 hat.
Das plattenförmige dielektrische Element 201 wird auf dem Dielektrikum 205 von Tragelementen 201a. getragen, die durch Element-Durchgangslöcher 203a gehen, die in der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203 vorgesehen sind.
Antennenstück-Aufnahmevertiefungen 212 sind an einem Teil des plattenförmigen dielektrischen Elements 201 gegenüber dem Kopplungsfenster 207 vorgesehen, und Antennenstücke 202 sind in die Antennenstück-Aufnahmevertiefungen 212 eingebettet und dort fixiert.
Das Bezugssymbol 214 bezeichnet einen Speise-Anschluss, der an einem Ende der Speiseleitung 121 ausgebildet ist, das Bezugssymbol 215 bezeichnet einen Steuer-Anschluss zum Anlegen einer Steuerspannung zum Steuern der Orientierung in x-Richtung (Zeilenrichtung), das Bezugssymbol 216 bezeichnet einen Steuer-Anschluss zum Anlegen einer Steuerspannung zum Steuern der Orientierung in y-Richtung (Spaltenrichtung), das Bezugssymbol 208 bezeichnet einen Phasenregler zum Steuern der Orientierung in x-Richtung, und das Bezugssymbol 209 bezeichnet einen Phasenregler zum Steuern der Orientierung in y-Richtung. Das Bezugssymbol 210 bezeichnet eine Hochfrequenz-Sperr-Stichleitung, und das Bezugssymbol 211 bezeichnet ein Leiterstück für die Gleichstrom-Sperrkapazität. Eine Öffnung 217 zum Herausnehmen des Speise-Anschlusses ist an einem Teil gegenüber dem Speise-Anschluss an der Umfangswand des Dielektrikums 205 vorgesehen, und eine Öffnung 218 zum Herausnehmen der Steuer-Anschlüsse ist an einem Teil gegenüber den Steuer-Anschlüssen 215 und 216 an der Umfangswand des Dielektrikums 205 vorgesehen.
Die in 3 dargestellte aktive phasengesteuerte Gruppenantenne hat den in 4 gezeigten Querschnittsaufbau. Insbesondere zeigt die Schnittansicht hier den Querschnittsaufbau um einen Teil, der dem Antennenstück 106j und dem Phasenregler 107a9 der in 1(a) gezeigten aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 entspricht.
Diese aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 weist insgesamt sieben Schichten auf, wobei die einzelnen Schichten eine erste bis siebente Schicht nacheinander von der obersten Schicht an umfassen. Das dielektrische Element 201 in einer ersten Schicht, ein Luftzwischenraum 123a in einer dritten Schicht, ein Luftzwischenraum 123b und das ferroelektrische Element 206 in einer fünften Schicht und das Dielektrikum 205 in der siebenten Schicht bestehen aus dielektrischen Materialien, während das Antennenstück 202 in einer zweiten Schicht, die gemeinsame geerdete Leiterschicht 203 in einer vierten Schicht und die Speiseleitung 121 und die Phasenregler 208 und 209 in einer sechsten Schicht aus Leitern bestehen, und diese werden so aufeinandergeschichtet, dass dieser Aufbau entsteht. Eine erste Mikrostreifen-Struktur 126 umfasst die erste Schicht, die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht, während eine zweite Mikrostreifen-Struktur 127 aus der vierten Schicht, der fünften Schicht, der sechsten Schicht und der siebenten Schicht besteht, und die erste Mikrostreifen-Struktur 126 und die zweite Mikrostreifen-Struktur 127 haben die vierte Schicht als geerdete Schicht gemeinsam.
Das Antennenstück 202 und die Speiseleitung 121 sind über das in der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203 vorgesehene Kopplungsfenster 207 elektromagnetisch gekoppelt, um dadurch einen elektrischen Hochfrequenzstrom zu überfragen.
Wie vorstehend dargelegt, fließt in der erfindungsgemäßen aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der sich durch das Antennenstück 202 (106) oder die Speiseleitung 121 ausbreitet, intensiv fast nur zwischen der Leiterschicht und der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203, die das Antennenstück 202 bilden, und zwischen der Leiterschicht 204 und der gemeinsamen geerdeten Leiterschicht 203, die die Antennen-Speiseleitung 121 bilden; und daher wird als dielektrisches Trägermaterial zwischen diesen Leiterschichten Luft verwendet, die einen signifikant niedrigen Verlust verursacht und eine stabile Dielektrizitätskonstante hat.
Als dielektrisches Substrat an der Außenfläche der das Antennenstück 202 und die Speiseleitung 121 bildenden Leiterschicht, das keinen niedrigen Verlust und keine dielektrische Stabilität haben muss, da der elektrische Hochfrequenzstrom nicht konzentriert wird, werden die Dielektrika 201 und 205, die den Leiter tragen, der das Antennenstück 202 und die Speiseleitung 121 bildet, unverändert verwendet.
Die dielektrischen Trägermaterialien 201 und 205 können auch als Schutzschichten für die Oberfläche der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 dienen.
Mit dieser Gestaltung kann das bisherige Problem, dass die Kosten der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne von den Kosten des Dielektrikums der Mikrostreifen-Struktur bestimmt werden, das eine Rolle bei der Steuerung der Ausbreitungseigenschaften des elektrischen Hochfrequenzstroms und beim Tragen der Antennenstücke und des Speiseleitungsleiters spielt und dabei nur einen geringen Verlust verursachen und eine stabile Dielektrizitätskonstante als Hochfrequenz-Eigenschaften haben sollte, gelöst werden, und die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne kann mit einer einfachen Struktur und niedrigen Kosten realisiert werden.
Nachstehend wird die Funktionsweise der vorstehenden aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 nach dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn ein elektrischer Hochfrequenzstrom in die Antennenstücke 106a–106p eingespeist wird, wird der elektrische Hochfrequenzstrom von den Antennenstücken 106 über die entsprechenden Gleichstrom-Sperrglieder oder Phasenregler in den Speise-Anschluss 108 eingespeist.
Insbesondere wird der in die Antennenstücke 202 (106) eingespeiste elektrische Hochfrequenzstrom über das Kopplungsfenster 207 zur der Speiseleitung 121 übertragen. Wenn der elektrische Hochfrequenzstrom zu der Speiseleitung 121 übertragen wird, wird er über die Speiseleitung 121 in die Phasenregler 107 eingespeist. Dabei werden eine Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung und eine Spaltenrichtungsorientierungs-Steuerspannung von den ersten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 111 und den zweiten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 112 in die einzelnen Phasenregler 107 eingespeist. Dadurch wird die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms mit einer Größe der Phasenverschiebung, die von diesen Spannungen bestimmt wird, geändert und er wird über die Speiseleitung an den Speise-Anschluss ausgegeben.
Wie vorstehend dargelegt, wird bei dieser Ausführungsform der Phasenregler 107, der die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 bildet, von dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103, der einen Teil der Speiseleitung 121 bildet und Paraelektrika als Trägermaterial hat, und der Mikrostreifen-Stichleitung 104, die Ferroelektrika als Trägermaterial hat und mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 elektrisch verbunden ist, gebildet, und die Größe der Phasenverschiebung des durch den Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 fließenden elektrischen Hochfrequenzstroms wird von einer an den Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 angelegten Steuer-Gleichspannung geändert, wodurch nacheinander die Größe der Phasenverschiebung des elektrischen Hochfrequenzstroms geändert wird.
Da der Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 einen Teil der Speiseleitung 121 bildet und die Mikrostreifen-Stichleitung 104 mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 elektrisch verbunden ist, können die mehreren Phasenregler 107 mit einer einzigen Speiseleitung 121 verbunden werden, und die Phasenregler 107 und die Speiseleitung 121 können mit einer einzigen Leiterschicht 204 gestaltet werden, und daher kann eine Steuerspannung über eine einzige Speiseleitung 121 an die mehreren Phasenregler 107 angelegt werden, wodurch die Verdrahtung vereinfacht wird.
Da die Phasenregler 107 und die Speiseleitung 121 mit einer einzigen Leiterschicht 204 gestaltet werden können, kann durch Festlegen der Anzahl der Phasenregler, die zwischen den einzelnen in einer Matrix angeordneten Antennenstücken 106 und dem Speise-Anschluss 108 angeordnet werden, die von beiden Enden der Speiseleitung 121 angelegte Steuerspannung geändert werden, um dadurch die Orientierungseigenschaften der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 unabhängig von der Anzahl der Antennenstücke 106 kontinuierlich zu steuern.
Bei der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 nach dieser Ausführungsform ist das Gleichstrom-Sperrglied 110 zwischen den ersten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 111 und den zweiten Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 112 vorgesehen, sodass eine Phasenverschiebung eines Signals individuell für die Phasenregler 107 in der Zeilenrichtung und für die Phasenregler 107 in der Spaltenrichtung durchgeführt wird, wodurch die Richtung, in der die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 200 die höchste Empfindlichkeit hat, auf eine beliebige Richtung in einer Ebene mit der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung von den einzelnen Steuerspannungs-Erzeugungsmitteln 111 und 112 unabhängig von der Anzahl der Antennenstücke 106 festgelegt werden kann.
Als dielektrisches Trägermaterial zwischen den Leiterschichten der Mikrostreifen-Struktur wird Luft verwendet, die einen signifikant niedrigen Verlust des elektrischen Hochfrequenzstroms verursacht und eine stabile Dielektrizitätskonstante hat, und als dielektrisches Trägermaterial an der Außenfläche des Speiseleitungsleiters wird das dielektrische Element, das die Antennenstücke und den Speiseleitungsleiter trägt, verwendet, sodass es als Schutzschicht für die Antennenoberfläche dienen kann, wodurch eine einfache Struktur mit niedrigen Kosten realisiert wird.
Bei dieser Ausführungsform wird zwar der Fall beschrieben, dass die Anzahl der Antennenstücke 4 × 4 beträgt, aber es kann auch eine andere Anzahl von Antennenstücken verwendet werden. Es wird zwar eine Antenne beschrieben, die so gestaltet ist, dass die Längen der Speiseleitungen von den einzelnen Antennenstücken bis zum Speise-Anschluss ohne die Phasenregler gleichgroß sind, aber es kann auch eine Übertragungsleitung zur Verschiebung mit der Länge der Speiseleitung von jedem Antennenstück bis zum Speise-Anschluss ohne die Phasenregler vorgesehen werden, um vorher eine Verschiebung in der Richtung der Orientierungseigenschaften zu erzielen.
Bei dieser Ausführungsform wird zwar ein Gestaltungsverfahren beschrieben, bei dem die Leitungsimpedanz in den einzelnen abzweigenden Leitungen nicht vereinheitlicht wird, um dadurch die Anpassungsvorrichtung einzusparen, aber durch Bereitstellen einer Anpassungsvorrichtung an jedem Abzweigpunkt in den Zeilen- und Spaltenrichtungen zum Vereinheitlichen der Leitungsimpedanz können Phasenregler, die alle die gleichen Eigenschaften in den Zeilen- und Spaltenrichtungen haben, verwendet werden. Durch Vereinheitlichen der Impedanz in beiden Richtungen, sodass die Impedanzen gleichgroß werden, kann die erfindungsgemäße aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit Phasenreglern gestaltet werden, deren Eigenschaften alle gleich sind. Bei der Ausführungsform wird zwar ein Verfahren beschrieben, bei dem die Leiterschicht, die das Antennenstück und die Speiseleitung bildet, in die in dem dielektrischen Substrat vorgesehene konkave Vertiefung eingebettet und dort fixiert wird, aber die Leiterschicht kann auch auf dem dielektrischen Substrat als Säule mit konvexer Gestalt fixiert werden, und darüber hinaus ist auch eine Tragstruktur möglich, mit der die Leiterschicht so getragen wird, dass sie kaum von der Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Substrats beeinflusst wird.
Ausführungsform 2
Wie in 2 gezeigt, hat der Phasenregler 107 der vorstehend beschriebenen aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 200 nach der ersten Ausführungsform den Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103, der einen Teil der Speiseleitung 121 bildet und Paraelektrika als Trägermaterial hat, und die Mikrostreifen-Stichleitung 104, die Ferroelektrika als Trägermaterial hat und in Kontakt mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 ist, und hier ist die relative Dielektrizitätskonstante der Ferroelektrika in der Regel hoch, und die Leitungsimpedanz der Mikrostreifen-Stichleitung 104 nimmt meistens ab. Daher ist die Reflexion eines elektrischen Hochfrequenzstroms an der Verbindungsstelle des Mikrostreifen-Hybridrichtkopplers 103 und der Mikrostreifen-Stichleitung 104 stark, und eine große Menge des elektrischen Hochfrequenzstroms fließt zu dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 103 zurück, ohne in die Mikrostreifen-Stichleitung 104 zu gelangen. Dadurch kann in vielen Fällen keine effektive Phasenverschiebungsgröße erhalten werden. Dadurch ist auch die Größe der Änderung der Antennen-Orientierungseigenschaften auf einen schmalen Bereich begrenzt.
Wie in 5 gezeigt, ist in einem Phasenregler 351, der für eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet wird, eine ferromagnetische Schicht 356 dicht an einer Mikrostreifen-Stichleitung 361, die ein ferroelektrisches Trägermaterial 357 verwendet, vorgesehen, wodurch die Leitungsimpedanz der Mikrostreifen-Stichleitung 361, die durch das ferroelektrische Trägermaterial 357 verringert wird, erhöht wird, was zur Behebung der vorgenannten Mängel führt.
Eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, die mit mindestens einer offenen Stichleitung, die Ferroelektrika und ferroelektrisches Material als Trägermaterial hat, und einem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler, der ein Paraelektrikum als Trägermaterial hat, versehen ist, wird nachstehend als zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie vorstehend dargelegt, sind die 5 perspektivische Darstellungen des für die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendeten Phasenreglers und eine Schnittansicht der offenen Stichleitung nach dieser Ausführungsform.
Zunächst wird die Konfiguration des in den 5(a)–(c) gezeigten Phasenreglers 351 beschrieben.
Die Bezugssymbole 352 und 353 bezeichnen offene Stichleitungen. Die offene Stichleitung 352 besteht aus einem geerdeten Leiter, Ferroelektrika, einer Leiterbahn und ferroelektrischem Material, die aufeinandergeschichtet sind, und die offene Stichleitung 353 besteht aus Ferroelektrika und ferroelektrischem Material, das zwischen den geerdeten Leiter und die Leiterbahn in Oberflächenrichtung parallel zur Oberfläche des geerdeten Lagers geschichtet ist.
Das Bezugssymbol 354 bezeichnet einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler, das Bezugssymbol 355 bezeichnet ein paraelektrisches Trägermaterial, das Bezugssymbol 356 bezeichnet eine ferromagnetische Schicht, das Bezugssymbol 357 bezeichnet ein ferroelektrisches Trägermaterial, das Bezugssymbol 360 bezeichnet eine gemeinsame geerdete Leiterschicht, das Bezugssymbol 361 bezeichnet eine Mikrostreifen-Stichleitung, und das Bezugssymbol 362 bezeichnet ein Durchgangsloch.
In 5(b) bezeichnet das Bezugssymbol 358 ein elektrisches Vormagnetisierungsfeld, das von einer Steuerspannung, wie etwa einer Steuer-Gleichspannung, und einem elektrischen Hochfrequenzstrom erzeugt wird, und das Bezugssymbol 359 bezeichnet ein Magnetfeld, das von einem elektrischen Hochfrequenzstrom erzeugt wird.
Hinsichtlich der Anordnung des ferroelektrischen Trägermaterials 357 und der ferromagnetischen Schicht 356 sind die Strukturen in den 5(a), 5(b), 5(c) und dergleichen möglich.
Bei 5(a) ist die Struktur einfach, und daher ist auch ihr Herstellungsverfahren einfach. Bei 5(b) kann die Dicke des Phasenreglers verringert werden, und bei 5(c) wird die Dicke des Phasenreglers verringert und es wird kein interpolierendes Durchgangsloch benötigt.
Die in 5 gezeigte ferromagnetische Schicht 356 hat die Wirkung, dass die Leitungsimpedanz der Mikrostreifen-Stichleitung 361, die durch das ferroelektrische Trägermaterial 357 verringert wird, vergrößert wird, wodurch die Reflexion des elektrischen Stroms an der Verbindungsstelle zwischen dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler 354 und der Mikrostreifen-Stichleitung 361 verringert wird und der größte Teil des elektrischen Hochfrequenzstroms in die Mikrostreifen-Stichleitung 361 gelangt, wodurch eine effektive Phasenverschiebungsgröße erhalten werden kann. Wenn also eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne unter Verwendung des vorstehenden Phasenreglers, mit dem eine effektive Phasenverschiebungsgröße erhalten werden kann, gestaltet wird, kann eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, mit der die Orientierungseigenschaften in einem großen Bereich geändert werden können, realisiert werden.
Wie vorstehend dargelegt, kann mit der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne nach dieser Ausführungsform eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, mit der die Orientierungseigenschaften in einem großen Bereich geändert werden können, realisiert werden.
Ausführungsform 3
Wenn eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, die im Mikrowellen-/Millimeterwellen-Bereich eingesetzt werden kann, realisiert werden soll, ist nicht nur die Leistung der Elemente in den einzelnen Funktionen, die die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne bilden, sondern auch die Präzision bei der Montage beim Herstellen der Antenne aus einzelnen Bestandteilen wichtig für die Wellenlänge, die die aktive phasengesteuerte, Gruppenantenne handhabt. Das heißt, wenn eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne unter Verwendung einzelner Bestandteile gebaut wird, kann mit steigender Anzahl der Bestandteile die Fehlerrate außerordentlich steigen.
Es wird daran gedacht, eine Antennensteuervorrichtung, die die einzelnen Funktionselemente hat, die die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne bilden, durch Formen in einem Stück herzustellen und dadurch eine Erhöhung der Fehlerrate zu vermeiden.
Das heißt, wenn eine Antennensteuervorrichtung, die in einem Stück geformt ist, wie vorstehend beschrieben, für eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet wird, kann die Anzahl der für die Herstellung verwendeten Bestandteile verringert werden, was dazu führt, dass die Fehlerrate verringert wird.
Es ist zwar möglich, den Leistungsabfall und die Fehlerrate einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne unter Einbeziehung aller Funktionselemente in die integrierte Antennensteuervorrichtung zu verringern, wenn mehrere Arten der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne unter Verwendung einer einzigen Art der Antennensteuervorrichtung hergestellt werden sollen, aber vorzugsweise sollte die Anzahl der Arten der in der Antennensteuervorrichtung vorgesehenen Funktionselemente größer sein.
Es ist beispielsweise anzunehmen, dass durch Formen einer oder mehrerer Phasenregler-Funktionen in einem Stück, durch Formen der Phasenregler-Funktion und der Gleichstrom-Sperrglied-Funktion in einem Stück oder durch Formen der Phasenregler-Funktion, der Gleichstrom-Sperrglied-Funktion und der Hochfrequenz-Sperrglied-Funktion in einem Stück die Kombinationsarten der Funktionselemente bereitgestellt werden können.
Eine erfindungsgemäße Antennensteuervorrichtung wird nachstehend als dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6–8 beschrieben.
Die Antennensteuervorrichtung nach dieser Ausführungsform wird in einem Stück mit Keramik unter Verwendung von Ferroelektrika, ferromagnetischen Materialien, Paraelektrika und Elektrodenmaterialien geformt.
Der Aufbau einer Antennensteuervorrichtung 400 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die in 6 gezeigte perspektivische Darstellung beschrieben, die ein Beispiel für die in einem Stück geformte Antennensteuervorrichtung nach dieser Ausführungsform betrifft.
In 6 bezeichnet das Bezugssymbol 401 ein paraelektrisches Trägermaterial, das Bezugssymbol 442 bezeichnet einen Phasenregler, das Bezugssymbol 403 bezeichnet ein ferroelektrisches Trägermaterial, das Bezugssymbol 404 bezeichnet ein ferromagnetisches Trägermaterial, das Bezugssymbol 405 bezeichnet ein dielektrisches Material für den Kondensator, das Bezugssymbol 406 bezeichnet eine gemeinsame geerdete Leiterschicht, das Bezugssymbol 407 bezeichnet einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler, das Bezugssymbol 408 bezeichnet eine offene Stichleitung, das Bezugssymbol 409 bezeichnet ein Gleichstrom-Sperrglied, das Bezugssymbol 410 bezeichnet ein Hochfrequenz-Sperrglied, das Bezugssymbol 411 bezeichnet ein Durchgangsloch, das Bezugssymbol 412 bezeichnet ein Antennenstück, das Bezugssymbol 413 bezeichnet eine Speiseleitung, und das Bezugssymbol 414 bezeichnet einen Steuer-Gleichspannungsanschluss.
Die Funktionen des Phasenreglers, des Gleichstrom-Sperrglieds, des Hochfrequenz-Sperrglieds und des Antennenstücks sind zwar bei der in der Figur gezeigten Antennensteuervorrichtung 401 in einem Stück geformt, aber es ist auch möglich, entsprechend den Eigenschaften oder der Leistung der verwendeten aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne beispielsweise die drei Elemente Gleichstrom-Sperrglied, Hochfrequenz-Sperrglied und Antennenstück wegzulassen und nur die Funktion des Phasenreglers zu formen. Es ist auch möglich, als weitere Kombinationen die Funktionen des Phasenreglers und des Gleichstrom-Sperrglieds zu formen oder die Funktionen des Phasenreglers, des Gleichstrom-Sperrglieds und des Hochfrequenz-Sperrglieds zu formen.
Bei der in 1 gezeigten aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne sind der Phasenregler 107, das Gleichstrom-Sperrglied 110, das Hochfrequenz-Sperrglied 109 und das Antennenstück 106 durch Formen in einem Stück mit Keramik geformt, und dies wird für die Antennensteuervorrichtung verwendet, wodurch die Anzahl der für die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendeten Funktionselemente verringert wird, was zu einer Verringerung der Leistungsschwankungen führt.
Wie vorstehend dargelegt, werden verschiedene Funktionen durch Formen in einem Stück mit Keramik geformt, um eine Antennensteuervorrichtung herzustellen, und diese Antennensteuervorrichtung wird für eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet, wodurch die Anzahl der einzelnen Funktionselemente, die für die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet werden, und Schwankungen in der Leistung der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne verringert werden.
Somit kann durch Verwendung der Antennensteuervorrichtung nach dieser Ausführungsform eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit einem geringeren Leistungsabfall aufgrund von Schwankungen in der Präzision bei der Montage realisiert werden, und es können viele Arten der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne mit einer einzigen Antennensteuervorrichtung hergestellt werden.
Ausführungsform 4
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird nachstehend eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 801 als vierte Ausführungsform beschrieben. Diese aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 801 ist eine Antenne mit Zeilen-Spalten-Anordnung, wo Antennen mit Zeilen- Anordnung, bei denen jeweils Antennenstücke und Phasenregler abwechselnd in Reihe geschaltet sind, abwechselnd mit Phasenreglern in Reihe geschaltet sind, und sie verwendet die in der vorstehenden dritten Ausführungsform beschriebene Antennensteuervorrichtung.
7(a) ist ein Diagramm, das den Aufbau der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne, die eine Antenne mit Zeilen- und Spalten-Anordnung ist, nach dieser Ausführungsform zeigt.
In 7(a) bezeichnet das Bezugssymbol 802 eine Antenne mit Zeilen-Anordnung, das Bezugssymbol 803 bezeichnet eine Antenne mit Zeilen- und Spalten-Anordnung, das Bezugssymbol 804 bezeichnet ein Antennenstück, das Bezugssymbol 805 bezeichnet einen Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerphasenregler, das Bezugssymbol 806 bezeichnet einen Spaltenrichtungsorientierungs-Steuerphasenregler, das Bezugssymbol 807 bezeichnet einen Speise-Anschluss, das Bezugssymbol 809 bezeichnet ein Gleichstrom-Sperrglied, das Bezugssymbol 810 bezeichnet eine Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung, das Bezugssymbol 811 bezeichnet eine Spaltenrichtungsorientierungs-Steuerspannung, und das Bezugssymbol 812 bezeichnet eine Anpassungsschaltung.
In 7 ist die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 801 eine Leckwellen-Antenne, die Leckwellen von den einzelnen Antennenstücken 804 intensiv nutzt. Eine Leckwellen-Antenne ist in der Regel so gestaltet, dass ein von dem Speise-Anschluss weit entferntes Antennenstück eine niedrigere elektrische Verlustleistung hat. Bei der erfindungsgemäßen aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne werden jedoch die Strahlungsimpedanz der einzelnen Antennenstücke und das Anpassungsverhältnis der einzelnen Anpassungsvorrichtungen 812 so gewählt, dass die elektrische Verlustleistung von den einzelnen Antennenstücken gleich ist, um die höchste Empfindlichkeit nach der Formel θ = cos – 1(Φ/d) (Anm. d. Übers.: muss wohl „θ = cos^–1 (Φ/d)" heißen) zu ermitteln. Wie in 7(b) gezeigt, verzögern Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerphasenregler 805a–805c die Verschiebung des durchfließenden elektrischen Hochfrequenzstroms jeweils um die Phasenverschiebung Φ.
Angenommen, die Abstände, mit denen die einzelnen Phasenregler 805 angeordnet sind, sind jeweils d, so wird ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 804a in der ersten Zeile eingespeist wird, in einen Verbindungsknoten N1 ohne Phasenverschiebung eingespeist. Ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 804b in der ersten Zeile eingespeist. wird, hat eine Phase, die von dem Phasenregler 805a um die Phasenverschiebung Φ verzögert worden ist, und wird in den Verbindungsknoten N1 eingespeist. Ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 804c in der ersten Zeile eingespeist wird, hat eine Phase, die von den Phasenreglern 805a und 805b um die Phasenverschiebung 2Φ verzögert worden ist, und wird in den Verbindungsknoten N1 eingespeist. Ein elektrischer Hochfrequenzstrom, der in das Antennenstück 804d in der ersten Zeile eingespeist wird, hat eine Phase, die von den Phasenreglern 805a, 805b und 805c um die Phasenverschiebung 3Φ verzögert worden ist, und wird in den Verbindungsknoten N1 eingespeist.
Mit anderen Worten, die Richtung D in einem vorgegeben Winkel θ [θ = cos – 1 (Φ/d)] (Anm. d. Übers.: muss wohl „[θ = cos^–1 (Φ/d)]" heißen) in Bezug auf die Richtung der Anordnung der Antennenstücke 804a–804d in der ersten Zeile wird die Richtung, in der die Empfindlichkeit für die von den Antennenstücken 804a–804d in der ersten Zeile empfangenen elektrischen Wellen am höchsten ist. W1 bis W3 in der Figur bezeichnen Wellen-Oberflächen des empfangenen Signals mit identischer Phase.
Die Orientierungseigenschaften von Antennenstücken in anderen Zeilen, das heißt, der zweiten bis vierten Zeile, sind exakt mit den vorgenannten Orientierungseigenschaften der Antennenstücke in der ersten Zeile identisch.
Wenn also die Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung 810 geändert wird, wird nacheinander die von den einzelnen Phasenreglern 805a–805l vorgenommene Phasenverschiebung Φ geändert, wodurch sich der Winkel θ zwischen der Richtung, in der die Empfindlichkeit am höchsten ist, und der Zeilenrichtung in einer zu der Spaltenrichtung senkrechten Ebene ändert.
Hingegen wird der elektrische Hochfrequenzstrom, der in den Verbindungsknoten N4 eingespeist wird, der der vierten Zeile entspricht, in den Speise-Anschluss 807 eingespeist, ohne dass seine Phase geändert wird.
Die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms, der in den Verbindungsknoten N3 eingespeist wird, der der dritten Spalte entspricht, wird von dem Phasenregler 806c um die Phasenverschiebung Φ verzögert, und der Hochfrequenzstrom wird in den Speise-Anschluss 807 eingespeist.
Die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms, der in den Verbindungsknoten N2 eingespeist wird, der der zweiten Spalte entspricht, wird von den Phasenreglern 806b und 806c um die Phasenverschiebung 2Φ verzögert, und der Hochfrequenzstrom wird in den Speise-Anschluss 807 eingespeist.
Die Phase des elektrischen Hochfrequenzstroms, der in den Verbindungsknoten N1 eingespeist wird, der der ersten Spalte entspricht, wird von den Phasenreglern 806a, 806b und 806c um die Phasenverschiebung 3Φ verzögert, und der Hochfrequenzstrom wird in den Speise-Anschluss 807 eingespeist.
Wenn also die Zeilenrichtungsorientierungs-Steuerspannung 811 geändert wird, wird nacheinander die Phasenverschiebung Φ von den einzelnen Phasenreglern 806a–806c geändert, wodurch sich der Winkel zwischen der Richtung, in der die Empfindlichkeit am höchsten ist, und der Spaltenrichtung in einer zur Spaltenrichtung senkrechten Ebene ändert.
Wie vorstehend dargelegt, ist es erfindungsgemäß möglich, eine Antenne zu realisieren, mit der die Orientierungseigenschaften durch Verwendung eines Phasenreglers unter Verwendung von Ferroelektrika und ferromagnetischen Materialien in einem großen, Bereich geändert werden können und der Leistungsabfall infolge von Schwankungen in der Präzision bei der Montage durch Formen der Funktionselemente der Antennensteuervorrichtung in einem Stück verringert werden kann, die viele Arten hat, mit der die Orientierungseigenschaften mit einer einfachen Struktur kontinuierlich geändert werden können und die preiswert ist.
Ausführungsform 5
Eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne, die einen gezogenen geerdeten Leiter verwendet, wird nachstehend als fünfte Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Figur beschrieben.
Da eine Speiseleitung, die für eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne verwendet wird, in der Regel eine andere Leitungsimpedanz für jeden Teil haben muss, wird ein linearer Leiter, der für jede Speiseleitung eine andere Querschnittsform hat, als Leiterbahn verwendet, wodurch der Abstand zwischen der Leiterbahn und dem geerdeten Leiter geändert wird. Das heißt, es wird der Umstand genutzt, dass die Leitungsimpedanz unterschiedlich ist, wenn der Abstand zwischen der Leiterbahn und dem geerdeten Leiter unterschiedlich ist.
Bei diesem Verfahren müssen jedoch mehrere Arten von Leiterbahnen verwendet werden, und dadurch wird das Herstellungsverfahren für die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne kompliziert, was zu Schwankungen in ihrer Leistung führt.
Diese Ausführungsform löst das vorstehende Problem durch Ziehen des geerdeten Leiters.
8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Teil 901 einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne zeigt, deren geerdeter Leiter gezogen wird.
In 8 bezeichnet das Bezugssymbol 902 eine Leiterbahn, das Bezugssymbol 903 bezeichnet einen geerdeten Leiter, das Bezugssymbol 904 bezeichnet ein konvex gezogenes Teil, und das Bezugssymbol 905 bezeichnet ein konkav gezogenes Teil.
Das heißt, die erfindungsgemäße aktive phasengesteuerte Gruppenantenne weist den geerdeten Leiter 903, der mit dem konvex gezogenen Teil 904 und dem konkav gezogenen Teil 905 versehen ist, und die Leiterbahn 902 als Speiseleitung auf, wie in 8 gezeigt.
Vorzugsweise wird die Leiterbahn 902 mit einem linearen Leiter mit durchgängig identischer Querschnittform gestaltet.
Das heißt, auch wenn die Leiterbahn 902 ein linearer Leiter mit durchgängig identischer Querschnittform ist, ist der Abstand zwischen der Leiterbahn und dem geerdeten Leiter durch das konvex gezogene Teil 904 und das konkav gezogene Teil 905, die in dem geerdeten Leiter 903 an den einzelnen Teilen der Speiseleitung vorgesehen sind, unterschiedlich, wodurch Leitungsimpedanzen Z1, Z2 und Z3 erhalten werden können, die für entsprechende Leitungen auch dann unterschiedlich sind, wenn kein linearer Leiter mit verschiedenen Querschnittformen für jede Leitung verwendet wird, wie in der Figur gezeigt.
Somit kann für die Speiseleitung in der vorliegenden Erfindung ein linearer Leiter mit durchgängig identischer Querschnittform verwendet werden, wodurch eine preiswerte aktive phasengesteuerte Gruppenantenne realisiert wird.
Da die Leiterbahn 902 einen linearen Leiter mit durchgängig identischer Querschnittform verwendet, ist es auch möglich, einen linearen Leiter, bei dem beispielsweise jeder lineare Teil der Speiseleitung eine andere Länge hat, herzustellen, ihn an einer bestimmten Position zu fixieren und die linearen Leiter an einem Kontaktpunkt, der einem Biegeteil der Speiseleitung entspricht, durch Löten oder dergleichen zu verbinden, wodurch die gesamte Speiseleitung realisiert wird.
Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Leitermaterialien mit einer komplizierten Form für die Speiseleitung zu verwenden, und daher können Verformungen der Materialien beim Transportieren oder beim Handhaben der Leitermaterialien für die Speiseleitung in einer Produktionsabteilung vermieden werden, was zu einer noch preiswerteren aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne führt.
Ausführungsform 6
Nachstehend wird eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne 906 als sechste Ausführungsform, bei der eine Schichtstruktur, die durch Aufeinanderschichten eines dielektrischen Trägermaterials, eines geerdeten Leiters und einer Leiterbahn zum Einspeisen ausgebildet wird, und die in der dritten Ausführungsform beschriebene Antennensteuervorrichtung durch Formen in einem Stück mit Keramik geformt werden, unter Bezugnahme auf eine Figur beschrieben.
9 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung zum Erläutern der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne 906 nach der sechsten Ausführungsform. In 9 bezeichnet das Bezugssymbol 907 eine Antennensteuervorrichtung, das Bezugssymbol 908 bezeichnet ein dielektrisches Trägermaterial, das Bezugssymbol 909 bezeichnet einen geerdeten Leiter, das Bezugssymbol 910 bezeichnet eine Leiterbahn zum Einspeisen, das Bezugssymbol 911 bezeichnet ein Antennenstück, und das Bezugssymbol 912 bezeichnet ein Antennen-Verbindungsloch.
Bei dieser Ausführungsform wird zunächst eine Schichtstruktur durch Aufeinanderschichten des dielektrischen Trägermaterials 908, des geerdeten Leiters 909 und der Leiterbahn 910 zum Einspeisen ausgebildet. Dann werden diese Schichtstruktur, die Antennensteuervorrichtung 907 und das Antennenstück 911 durch Formen in einem Stück mit Keramik geformt.
Als Antennensteuervorrichtung 907 wird die in der dritten Ausführungsform beschriebene Antennensteuervorrichtung verwendet.
Mit dem vorstehenden Aufbau können alle Prozesse der Herstellung der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne mit einem Herstellungsverfahren für keramisches Mehrschicht-Trägermaterial durchgeführt werden.
Das heißt, bei der Herstellung der einzelnen Funktionselemente, die für eine aktive phasengesteuerte Gruppenantenne benötigt werden, und bei der Montage der Antenne kann stets die geforderte Betriebsgenauigkeit von wenigen Zehntel Mikrometern bei der Herstellung der vorliegenden Antenne im Millimeterwellenband eingehalten werden, wodurch die Herstellung einer aktiven phasengesteuerten Hochleistungs-Gruppenantenne, die im Millimeterwellenband eingesetzt wird, realisiert wird.
Für den Hybridrichtkoppler wird zwar der Abzweigleitungstyp bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben, aber es können auch andere Typen, wie etwa der 1/4-Wellenlängen-Verteilungskopplungstyp, der ringförmige Hybridtyp oder der Phasenumkehr-Hybridringtyp, sowie ein Differentialübertrager, der von einem Mikrostreifen gebildet wird, oder dergleichen verwendet werden.
Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie
Wie vorstehend dargelegt, benötigen die erfindungsgemäße aktive phasengesteuerte Gruppenantenne und die erfindungsgemäße Antennensteuervorrichtung keine Schaltungsanordnung zum Schalten zahlreicher Übertragungsleitungen und können die Schaltungsanordnung oder die Verdrahtung, die einen Phasenregler bildet, vereinfachen, wodurch sie als preiswerte aktive phasengesteuerte Gruppenantenne und preiswerte Antennensteuervorrichtung, die einen einfacheren Aufbau haben und die Antennen-Orientierungseigenschaften kontinuierlich ändern können, erhältlich sind.

Claims

Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne (200, 801), die einen Aufbau hat, bei dem: mehrere Antennenstücke (106; 804) und ein Speise-Anschluss (108; 807) zum Zuführen von elektrischem Hochfrequenz-Strom zu einem dielektrischen Trägermaterial auf dem dielektrischen Trägermaterial vorgesehen sind; die einzelnen Antennenstücke und der Speise-Anschluss durch von dem Speise-Anschluss abzweigende Speiseleitungen (121) verbunden sind und ein Phasenregler (107; 351), der die Phase eines durch die einzelnen Speiseleitungen gehenden Hochfrequenz-Signals elektrisch ändern kann, so angeordnet ist, dass er einen Teil der Speiseleitungen bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenregler einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler (103; 354), der Paraelektrika als Trägermaterial (101; 355) verwendet, und eine Mikrostreifen-Stichleitung (104; 361), die Ferroelektrika als Trägermaterial (102; 357) verwendet und die mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler elektrisch verbunden ist, aufweist, und eine Steuergleichspannung (111, 112; 810, 811) über die Speiseleitung des entsprechenden Phasenreglers an die Mikrostreifen-Stichleitung angelegt wird, um die Größe der Verschiebung der durchgehenden Phase zu ändern.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Antennenstücke in einer Matrix in der Zeilen- und Spaltenrichtung jeweils in gleichen Abständen angeordnet sind, die Phasenregler so angeordnet sind, dass die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in jeder Zeile und den Speise-Anschluss geschaltet sind, nacheinander um eins größer ist als die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in einer angrenzenden Zeile und den Speise-Anschluss geschaltet sind, und so angeordnet sind, dass die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in jeder Spalte und den Speise-Anschluss geschaltet sind, nacheinander um eins größer ist als die Anzahl der Phasenregler, die zwischen die einzelnen Antennenstücke in einer angrenzenden Spalte und den Speise-Anschluss geschaltet sind, und alle Phasenregler in der Zeilen- und Spaltenrichtung jeweils die gleichen Eigenschaften haben.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne durch Aufeinanderschichten von sieben Schichten hergestellt ist, die sieben Schichten eine erste Schicht, eine zweite Schicht, ..., und eine siebente Schicht nacheinander von der oberen Schicht umfassen, wobei die erste, dritte, fünfte und siebente Schicht Dielektrika aufweisen, während die zweite, vierte und sechste Schicht Leiter aufweisen, die aktive phasengesteuerte Gruppenantenne eine erste Mikrostreifen-Struktur (126) mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Schicht und eine zweite Mikrostreifen-Struktur (127) mit der vierten, fünften, sechsten und siebenten Schicht hat, die erste Mikrostreifen-Struktur und die zweite Mikrostreifen-Struktur gemeinsam die vierte Schicht als Erdungsschicht (203) verwenden und das Antennenstück (202) in der zweiten Schicht vorgesehen ist, die Speiseleitung (121) und der Phasenregler (204) in der sechsten Schicht vorgesehen sind, Luft (123a) in der dritten Schicht verwendet wird und eine Kombination aus Luft (123a) und Ferroelektrika in der fünften Schicht verwendet wird.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die mit einem Phasenregler (351) versehen ist, der mindestens eine offene Stichleitung (352, 353) mit Ferroelektrika (356) und Ferromagnetika (357) als Trägermaterialien und einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler (354) mit Paraelektrika als Trägermaterialien (355) aufweist.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Stichleitung durch nacheinander Aufeinanderschichten eines geerdeten Leiters, des Ferroelektrikums, eines Streifenleiters und der Ferromagnetika hergestellt ist.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Stichleitung durch nacheinander Aufeinanderschichten eines geerdeten Leiters, des Ferroelektrikums, der Ferromagnetika und eines Streifenleiters hergestellt ist, wobei die Ferroelektrika und die Ferromagnetika zwischen den geerdeten Leiter und den Streifenleiter in Oberflächenrichtung parallel zur Oberfläche des geerdeten Leiters geschichtet sind.
Antennensteuervorrichtung (401) zum Steuern einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Bestandteile der aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne aufweist: einen Phasenregler (107; 402), der einen Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler (407), der Paraelektrika als Trägermaterial (401) verwendet, und eine Mikrostreifen-Stichleitung, die Ferroelektrika als Trägermaterial (403) verwendet und die mit dem Mikrostreifen-Hybridrichtkoppler elektrisch verbunden ist, aufweist, und einen Steuergleichspannungsanschluss (414) zum Anlegen einer Steuergleichspannung über eine Speiseleitung des Phasenreglers an die Mikrostreifen-Stichleitung, um die Größe der Verschiebung einer durchgehenden Phase zu ändern, wobei die Antennensteuervorrichtung durch Formen in einem Stück mit Keramik in einem Stück geformt ist.
Antennensteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostreifen-Stichleitung mindestens eine offene Stichleitung (408) mit Ferroelektrika (403) und Ferromagnetika (404) als Trägermaterialien aufweist.
Antennensteuervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, die weiterhin ein Gleichstrom-Sperrglied aufweist.
Antennensteuervorrichtung nach Anspruch 9, die weiterhin ein Hochfrequenz-Sperrglied aufweist.
Antennensteuervorrichtung nach Anspruch 10, die weiterhin ein Hochfrequenz-Sperrglied und einen Antennenstück aufweist.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der eine Antennensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 vorgesehen ist.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne mit einer Zeilen-Spalten-Gruppenantenne, bei der Zeilen-Gruppenantennen, bei denen jeweils Antennenstücke und Phasenregler abwechselnd in Reihe geschaltet sind, abwechselnd in Reihe mit Phasenreglern geschaltet sind, in der eine Antennensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 vorgesehen ist.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der geerdete Leiter (903) einem Ziehprozess (904, 905) unterzogen wird.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass alle Speiseleitungen mit einer Leiterbahn (902) mit einem linearen Leiter mit einer identischen Querschnittsform versehen sind.
Aktive phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein tragendes Dielektrikum, der geerdete Leiter und die Leiterbahn zum Speisen so aufeinandergeschichtet sind, dass sie den Schichtstoff bilden, und dass dieser Schichtstoff und eine Antennensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 durch Formen in einem Stück mit Keramik geformt sind.