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JP2013187731A - Antenna device - Google Patents

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JP2013187731A
JP2013187731A JP2012051246A JP2012051246A JP2013187731A JP 2013187731 A JP2013187731 A JP 2013187731A JP 2012051246 A JP2012051246 A JP 2012051246A JP 2012051246 A JP2012051246 A JP 2012051246A JP 2013187731 A JP2013187731 A JP 2013187731A
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JP
Japan
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conductor
antenna
connection
transmission line
module
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012051246A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Saito
雅之 齊藤
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: in a phased-array antenna in which a plurality of element antennas are arranged non-periodically or at random, since a module connected to the element antenna is larger in general than the element antenna, it is difficult to arrange the modules non-periodically and at random at the same intervals as those of the element antennas, the modules are therefore required to be connected to the element antennas by an RF cable, and increase of the assembling cost and the size of the antenna device is thereby caused.SOLUTION: A triplate line and a ball grid array are used for the connection structure of the module and the element antenna. Thereby, a simple connection structure of modules and element antennas arranged at different intervals can be obtained, and a manufacturing process can be simplified and automated.

Description

本発明は、例えばマイクロ波帯及びミリ波帯で動作するフェイズドアレイアンテナを構成するアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device constituting a phased array antenna that operates in, for example, a microwave band and a millimeter wave band.

フェイズドアレイアンテナは、複数の素子アンテナと、各々の素子アンテナに接続される増幅器及び移相器を有したモジュールを備えて、移相器の設定位相を適宜可変することにより、所望の指向性を得ることができる。近年、複数の素子アンテナの配列を非周期化またはランダム化することで、周期性を持たないサブアレーアンテナ配列を構成し、グレーティングローブを抑圧することのできる高機能なフェイズドアレイアンテナが知られている(例えば、特許文献1参照)。   A phased array antenna includes a plurality of element antennas and a module having an amplifier and a phase shifter connected to each element antenna, and by changing the set phase of the phase shifter as appropriate, a desired directivity is obtained. Can be obtained. In recent years, a highly functional phased array antenna has been known in which a sub-array antenna array having no periodicity is configured by aperiodic or randomizing an array of a plurality of element antennas, and a grating lobe can be suppressed. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2008−66936号公報JP 2008-66936 A

しかしながら、特許文献1に示されている非周期もしくはランダムな間隔で配列された素子アンテナを用いてフェーズドアレイアンテナを構成する場合、素子アンテナに接続されるモジュールは、マイクロ波帯やミリ波帯において、一般的に素子アンテナよりも外形が大きくなる。このため、素子アンテナと同じ配列間隔で、モジュールを非周期配列に並べることが難しいという問題があった。   However, when a phased array antenna is configured using the element antennas arranged at non-periodic or random intervals shown in Patent Document 1, modules connected to the element antenna are used in the microwave band and the millimeter wave band. Generally, the outer shape becomes larger than the element antenna. For this reason, there is a problem that it is difficult to arrange the modules in a non-periodic arrangement at the same arrangement interval as the element antenna.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、素子アンテナとは異なる間隔で配列されたモジュールとの接続が可能な、簡易な構造のアンテナ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an antenna device having a simple structure that can be connected to modules arranged at intervals different from the element antenna. To do.

本発明によるアンテナ装置は、裏面に給電用導体を有した素子アンテナと、表面に配置された接続用導体と、裏面に配置されて上記接続用導体とは面内方向で異なる位置に配置された接続端子と、当該接続用導体と接続端子の間を接続する導体線路と、を有した伝送線路と、上記素子アンテナの給電用導体と上記伝送線路の接続用導体の間を接続する導電性接続部材、及び上記素子アンテナと上記伝送線路の間を接続する他の複数の導電性接続部材から形成されたボール・グリッド・アレイと、上記伝送線路の接続端子に接続されるモジュール側接続端子を有したモジュールと、を備えたものである。また、フェイズドアレイアンテナを構成しても良い。   The antenna device according to the present invention includes an element antenna having a power supply conductor on the back surface, a connection conductor disposed on the front surface, and the connection conductor disposed on the back surface and in a different position in the in-plane direction. A transmission line having a connection terminal, a conductor line connecting the connection conductor and the connection terminal, and a conductive connection connecting the power supply conductor of the element antenna and the connection conductor of the transmission line And a ball grid array formed of a plurality of other conductive connection members for connecting between the element antenna and the transmission line, and a module side connection terminal connected to the connection terminal of the transmission line. Module. Further, a phased array antenna may be configured.

本発明によれば、異なる位置に配置された素子アンテナとモジュールを、伝送線路及びボール・グリッド・アレイ(以下、BGA)を介して接続することで、非周期またはランダムな間隔で配列された複数の素子アンテナを、簡易な構造で異なる間隔で配置されたモジュールに接続することができる。また、製造工程の簡易化や、薄型化が可能なアンテナ装置を得ることができる。   According to the present invention, a plurality of element antennas and modules arranged at different positions are connected via a transmission line and a ball grid array (hereinafter referred to as BGA) to be arranged at aperiodic or random intervals. These element antennas can be connected to modules arranged at different intervals with a simple structure. In addition, an antenna device capable of simplifying the manufacturing process and reducing the thickness can be obtained.

本実施の形態1によるアンテナユニットの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the antenna unit by this Embodiment 1. FIG. 図1によるアンテナユニットのA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of the antenna unit by FIG. 図1に示すアンテナユニットを複数並べて構成される、アンテナ装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the antenna apparatus comprised by arranging the antenna unit shown in FIG. 1 in order.

実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1によるアンテナユニットの構成を示す斜視図である。図1は、トリプレート線路3及びBGAを用いた素子アンテナ1の実装構造を示している。図2は、図1によるアンテナユニットのA−A線に沿った断面図である。図1及び図2において、アンテナユニット50は、素子アンテナ1と、モジュール2と、ストリップ導体3bを有したトリプレート線路3から構成される。素子アンテナ1は、BGA4によりトリプレート線路3の表面上に接続されている。モジュール2は、モジュール側接続端子としての上部のコネクタ2aを介して、トリプレート線路3の裏面に接続されている。アンテナユニット50は、複数個配列されて、例えばマイクロ波帯及びミリ波帯で動作するフェイズドアレイアンテナを構成する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an antenna unit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a mounting structure of an element antenna 1 using a triplate line 3 and a BGA. FIG. 2 is a cross-sectional view along the line AA of the antenna unit according to FIG. 1 and 2, the antenna unit 50 includes a triplate line 3 having an element antenna 1, a module 2, and a strip conductor 3b. The element antenna 1 is connected to the surface of the triplate line 3 by a BGA 4. The module 2 is connected to the back surface of the triplate line 3 via an upper connector 2a as a module side connection terminal. A plurality of antenna units 50 are arranged to constitute a phased array antenna that operates in, for example, a microwave band and a millimeter wave band.

素子アンテナ1は、アンテナ導体1a、誘電体基板1b、地導体1c、スルーホール1d、給電用導体1eにより構成される。アンテナ導体1aは、誘電体基板1bの表面(図2の上側の面)に形成されている。地導体1cは、誘電体基板1bの裏面(図2の下側の面)に形成されている。給電用導体1eは、地導体1cから離間して誘電体基板1bの裏面上に形成されており、地導体1cと非接続に配置されている。誘電体基板1bの裏面上で、給電用導体1eは周囲が地導体1cに取り囲まれている。地導体1c及び給電用導体1eは、誘電体基板1bの板厚によりアンテナ導体1aと所定の距離を保って配置される。また、アンテナ導体1aの給電点(或いは励振点)は、スルーホール1dにより給電用導体1eに接続されている。   The element antenna 1 includes an antenna conductor 1a, a dielectric substrate 1b, a ground conductor 1c, a through hole 1d, and a feeding conductor 1e. The antenna conductor 1a is formed on the surface of the dielectric substrate 1b (the upper surface in FIG. 2). The ground conductor 1c is formed on the back surface (the lower surface in FIG. 2) of the dielectric substrate 1b. The power feeding conductor 1e is formed on the back surface of the dielectric substrate 1b so as to be separated from the ground conductor 1c, and is disposed so as not to be connected to the ground conductor 1c. On the back surface of the dielectric substrate 1b, the power supply conductor 1e is surrounded by the ground conductor 1c. The ground conductor 1c and the power feeding conductor 1e are arranged at a predetermined distance from the antenna conductor 1a depending on the thickness of the dielectric substrate 1b. The feeding point (or excitation point) of the antenna conductor 1a is connected to the feeding conductor 1e through the through hole 1d.

モジュール2は、一端部(図2の上端部)に高周波コネクタ2aが設けられている。モジュール2は、内部に図示しない増幅器及び移相器や、制御用IC等の電子部品が収容されており、金属や導電材で被覆された樹脂等を外殻に設けたケーシングで覆われている。   The module 2 is provided with a high-frequency connector 2a at one end (the upper end in FIG. 2). The module 2 contains an amplifier and a phase shifter (not shown), and electronic components such as a control IC, and is covered with a casing provided with a resin coated with a metal or a conductive material on the outer shell. .

トリプレート線路3は、多層に積層されて形成された誘電体基板3a、ストリップ導体3b、地導体3c、高周波用コネクタ3d、接続用導体としての給電用導体3e、高周波コネクタ3d、スルーホール3f、スルーホール3gから構成される。誘電体基板3aは、表面(図2の上面側)と裏面(図2の下面側)に地導体3cが形成され、内層にストリップ導体3bが形成されている。すなわち、ストリップ導体3bは、2つの地導体3cの間に挟まれ、導体線路としてトリプレート線路を形成している。また、給電用導体3eは、地導体3cから離間して誘電体基板3eの裏面上に形成されており、地導体3cと非接続に配置されている。給電用導体3eは、誘電体基板3eの裏面上で、周囲が地導体3cに取り囲まれている。   The triplate line 3 includes a dielectric substrate 3a, a strip conductor 3b, a ground conductor 3c, a high frequency connector 3d, a power supply conductor 3e as a connection conductor, a high frequency connector 3d, a through hole 3f, It consists of a through hole 3g. The dielectric substrate 3a has a ground conductor 3c formed on the front surface (upper surface side in FIG. 2) and a back surface (lower surface side in FIG. 2), and a strip conductor 3b formed on the inner layer. That is, the strip conductor 3b is sandwiched between two ground conductors 3c, and forms a triplate line as a conductor line. The power feeding conductor 3e is formed on the back surface of the dielectric substrate 3e so as to be separated from the ground conductor 3c, and is disposed so as not to be connected to the ground conductor 3c. The power supply conductor 3e is surrounded by the ground conductor 3c on the back surface of the dielectric substrate 3e.

モジュール用接続端子としての高周波用コネクタ3dは、誘電体基板3aの裏面に設けられ、例えば内側に内導体を有し、内導体を内包する絶縁体の外周に外導体が設けられている。給電用導体3eとストリップ導体3bの一端部は、誘電体基板3a内層に設けられたスルーホール3gにより接続されている。ストリップ導体3bの他端部と高周波用コネクタ3dは、誘電体基板3a内層に設けられたスルーホール3gにより接続されている。   The high-frequency connector 3d as a module connection terminal is provided on the back surface of the dielectric substrate 3a. For example, the high-frequency connector 3d has an inner conductor on the inner side and an outer conductor on the outer periphery of the insulator containing the inner conductor. One end of the power supply conductor 3e and the strip conductor 3b are connected by a through hole 3g provided in the inner layer of the dielectric substrate 3a. The other end of the strip conductor 3b and the high frequency connector 3d are connected by a through hole 3g provided in the inner layer of the dielectric substrate 3a.

かくして、給電用導体3eはストリップ導体3bを介して高周波用コネクタ3dに接続される。モジュール2の高周波コネクタ2aは、高周波用コネクタ3dと嵌合して電気的に接続されて、RF信号を伝送する。なお、高周波コネクタ2aと高周波用コネクタ3dの何れか一方が例えばピンからなる雄型、他方がレセプタクルからなる雌型のコネクタ構造となっている。   Thus, the power supply conductor 3e is connected to the high frequency connector 3d via the strip conductor 3b. The high frequency connector 2a of the module 2 is fitted and electrically connected to the high frequency connector 3d to transmit an RF signal. Note that either the high frequency connector 2a or the high frequency connector 3d has a male connector structure in which, for example, a male pin is formed of a pin, and the other is formed of a receptacle.

BGA4は、1つもしくは複数の導体球4aの配列と、複数の導体球4bの配列からなる。導体球4a、導体球4bは、半田ボールや金バンプなどからなる導電性接続部材で構成される。導体球4a、導体球4bは、球状または楕円球状以外にも、円筒形状、樽形状等の導電性接続部材で形成されていても良い。導電性接続部材である少なくとも1つの導体球4aは、素子アンテナ1の給電用導体1eとトリプレート線路3の給電用導体3eの間を接続する。また、他の導電性接続部材である複数の導体球4bは、素子アンテナ1の地導体1cとトリプレート線路3の地導体3cの間を接続する。これによって、離れた位置にある素子アンテナ1とモジュール2が、トリプレート線路3とBGA4によって接続されて、アンテナユニット50が構成される。   The BGA 4 includes an array of one or a plurality of conductor spheres 4a and an array of a plurality of conductor spheres 4b. The conductor sphere 4a and the conductor sphere 4b are composed of conductive connection members made of solder balls or gold bumps. The conductor sphere 4a and the conductor sphere 4b may be formed of a conductive connection member having a cylindrical shape or a barrel shape in addition to the spherical shape or the elliptical spherical shape. At least one conductor sphere 4 a that is a conductive connecting member connects between the power feeding conductor 1 e of the element antenna 1 and the power feeding conductor 3 e of the triplate line 3. In addition, a plurality of conductor spheres 4 b which are other conductive connection members connect between the ground conductor 1 c of the element antenna 1 and the ground conductor 3 c of the triplate line 3. Thus, the element antenna 1 and the module 2 located at a distant position are connected by the triplate line 3 and the BGA 4 to constitute the antenna unit 50.

次に実施の形態1によるアンテナユニット50の動作について説明する。
モジュール2から出力されたマイクロ波もしくはミリ波帯のRF(Radio Frequency)信号は、高周波コネクタ2a及び高周波用コネクタ3dを介在してトリプレート線路3に入力される。この入力されたRF信号は、トリプレート線路3の給電用導体3f、ストリップ導体3b、スルーホール3g、及び給電用導体3eを伝搬し、給電用導体3eから導体球4aに出力される。リプレート線路3から出力されたRF信号は、このトリプレート線路3の給電用導体3eと素子アンテナ1の給電用導体1eを接続する導体球4aを介して、素子アンテナ1の給電用導体1eに入力される。この給電用導体1eに入力されたRF信号は、スルーホール1dを介してアンテナ導体1aに伝搬され、アンテナ導体1aを励振する。
Next, the operation of the antenna unit 50 according to the first embodiment will be described.
A microwave or millimeter wave band RF (Radio Frequency) signal output from the module 2 is input to the triplate line 3 via the high frequency connector 2a and the high frequency connector 3d. The input RF signal propagates through the feeding conductor 3f, the strip conductor 3b, the through hole 3g, and the feeding conductor 3e of the triplate line 3, and is output from the feeding conductor 3e to the conductor sphere 4a. The RF signal output from the replate line 3 is sent to the power supply conductor 1e of the element antenna 1 via the conductor sphere 4a that connects the power supply conductor 3e of the triplate line 3 and the power supply conductor 1e of the element antenna 1. Entered. The RF signal input to the power supply conductor 1e is propagated to the antenna conductor 1a through the through hole 1d and excites the antenna conductor 1a.

このとき、素子アンテナ1の地導体1cとトリプレート線路3の地導体3cの間を接続する複数の導体球4bは、導体球4aからの放射を抑制するために、自由空間波長の0.25(1/4)倍以下の間隔で、並べる必要がある。   At this time, the plurality of conductor spheres 4b connecting between the ground conductor 1c of the element antenna 1 and the ground conductor 3c of the triplate line 3 have a free space wavelength of 0.25 in order to suppress radiation from the conductor sphere 4a. It is necessary to arrange them at intervals of (1/4) times or less.

次に、図1、図2で説明した、1対のモジュール2と素子アンテナ1を接続したアンテナユニット50を複数個配列したフェイズドアレイアンテナの構成例について説明する。図3は、図1に示すアンテナユニット50を複数並べて構成される、アンテナ装置の概略構成を示す図である。   Next, a configuration example of a phased array antenna in which a plurality of antenna units 50 connected to a pair of modules 2 and element antennas 1 described in FIGS. 1 and 2 are arranged will be described. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an antenna apparatus configured by arranging a plurality of antenna units 50 shown in FIG.

図3に示すように、アンテナユニット50を1次元または2次元面内に複数個並べることによって、フェイズドアレイアンテナを形成するアンテナ装置を構成する。このアンテナ装置は、モジュール2の内部に、各素子アンテナ1に対応した増幅器及び移相器を設けて、アクティブフェイズドアレイアンテナを構成していても良い。各アンテナユニット50を構成するトリプレート線路3は、一体的に成形されて1枚に集積された一体化基板を構成している。或いは、アンテナユニット50をそれぞれ構成する複数個のトリプレート線路3が群をなして、一体的に成形されたユニット基板を構成し、各群単位に分割されたユニット基板が更に複数個配列されてアンテナ装置を構成するようにしても良い。   As shown in FIG. 3, an antenna device that forms a phased array antenna is configured by arranging a plurality of antenna units 50 in a one-dimensional or two-dimensional plane. In this antenna apparatus, an amplifier and a phase shifter corresponding to each element antenna 1 may be provided inside the module 2 to constitute an active phased array antenna. The triplate line 3 constituting each antenna unit 50 constitutes an integrated substrate that is integrally molded and integrated into one sheet. Alternatively, a plurality of triplate lines 3 constituting each of the antenna units 50 form a group to form an integrally formed unit board, and a plurality of unit boards divided into each group unit are further arranged. An antenna device may be configured.

図3において、各素子アンテナ1は、その配列間隔が非周期もしくはランダムな不等間隔になっている。例えば、複数の素子アンテナ1は、特許文献1に示すようにサブアレーアンテナを構成して、複数のサブアレーアンテナを、平面形状がペンローズタイルとなるように配置しても良い。また、図3において、モジュール2は、素子アンテナ1の配置間隔に拠らずに、素子アンテナ1の配置間隔とは異なる一定の間隔もしくは周期的な間隔で配置されている。   In FIG. 3, the element antennas 1 are arranged at non-periodic or random unequal intervals. For example, the plurality of element antennas 1 may constitute a subarray antenna as shown in Patent Document 1, and the plurality of subarray antennas may be arranged so that the planar shape is a Penrose tile. In FIG. 3, the modules 2 are arranged at a constant interval or a periodic interval different from the arrangement interval of the element antennas 1 without depending on the arrangement interval of the element antennas 1.

実施の形態1によるアンテナ装置はこのように構成され、モジュール2と素子アンテナ1をアンテナ導体1a面の法線方向(アンテナ面に垂直な方向またはアンテナ軸方向)に積み上げて接続する際に、モジュール2の位置と素子アンテナ1の位置が、アンテナ導体1a面に平行な方向に異なって配置される場合であっても、トリプレート線路3を介してモジュール2と素子アンテナ1を接続することができる。このため、アンテナ導体1a面に平行な方向で、モジュール2と素子アンテナ1のそれぞれの配置位置に制約を与えることがない。かくして、素子アンテナの素子配列が非周期もしくはランダムな不等間隔で配列されたフェイズドアレイアンテナにおいて、素子アンテナ1とモジュール2を容易に接続する構造を提供することができる。また、このような素子アンテナが非周期もしくはランダムに配置されたアクティブフェイズドドアレイアンテナを容易に実現することが可能となる。   The antenna device according to the first embodiment is configured as described above. When the module 2 and the element antenna 1 are stacked and connected in the normal direction of the surface of the antenna conductor 1a (the direction perpendicular to the antenna surface or the antenna axial direction), the module Even if the position of 2 and the position of the element antenna 1 are arranged differently in the direction parallel to the surface of the antenna conductor 1a, the module 2 and the element antenna 1 can be connected via the triplate line 3. . For this reason, there is no restriction on the arrangement positions of the module 2 and the element antenna 1 in a direction parallel to the surface of the antenna conductor 1a. Thus, a structure in which the element antenna 1 and the module 2 can be easily connected can be provided in the phased array antenna in which the element arrangement of the element antennas is arranged at non-periodic or random unequal intervals. In addition, it is possible to easily realize an active phased array antenna in which such element antennas are arranged aperiodically or randomly.

また、トリプレート線路3と素子アンテナ1の接続にBGA4を用いることにより、自動実装機を用いて素子アンテナ1の自動実装が可能となるため、製造工程の簡易化、自動化が可能となる。さらに、素子アンテナ1自体の実装に高周波コネクタを用いないため、アンテナ部の薄型化を図ることができる。   Further, by using the BGA 4 to connect the triplate line 3 and the element antenna 1, the element antenna 1 can be automatically mounted using an automatic mounting machine, so that the manufacturing process can be simplified and automated. Furthermore, since the high-frequency connector is not used for mounting the element antenna 1 itself, the antenna portion can be thinned.

また、非周期もしくはランダムな素子配列を有するアンテナ装置の構造が簡素になり、製造工程の簡易化、自動化、アンテナ装置の薄型化を実現することができることから、非周期もしくはランダムな素子配列を有するアンテナ装置の低価格化に貢献することができる。   Further, the structure of the antenna device having an aperiodic or random element arrangement is simplified, and the manufacturing process can be simplified, automated, and the antenna apparatus can be thinned. Therefore, the antenna apparatus has an aperiodic or random element arrangement. This can contribute to lowering the price of the antenna device.

以上説明した通り、実施の形態1によるアンテナ装置は、裏面に給電用導体(1e)を有した素子アンテナ(1)と、表面に配置された接続用導体(3e)と、裏面に配置されて上記接続用導体とは面内方向で異なる位置に配置された接続端子(3d)と、当該接続用導体(3e)と接続端子(3d)の間を接続する導体線路(3b、3c、3c)と、を有した伝送線路(3)と、上記素子アンテナ(1)の給電用導体(1e)と上記伝送線路(3)の接続用導体(3e)の間を接続する導電性接続部材(4a)、及び上記素子アンテナ(1)と上記伝送線路(3)の間を接続する他の複数の導電性接続部材(4b)から形成されたボール・グリッド・アレイ(4)と、上記伝送線路(3)の接続端子(3d)に接続されるモジュール側接続端子(2a)を有したモジュール(2)と、を備えたものである。また、上記導体線路(3b、3c、3c)は、異なる面に配置された2つの地導体(3c、3c)の間にストリップ導体(3b)が挟まれて配置されたトリプレート線路をなす。また、上記素子アンテナ(1)は、上記給電用導体(1e)の周囲を囲む地導体(3c)を有し、上記伝送線路(3)は、上記接続用導体(3e)の周囲を囲む地導体(3c)を有し、上記他の複数の導電性接続部材(4b)は、上記素子アンテナ(1)の有する地導体(1c)と上記伝送線路(3)の有する地導体(3c)との間を接続し、上記素子アンテナ(1)の自由空間波長の4分の1以下の間隔で配列されている。また、上記素子アンテナ(1)は、非周期もしくはランダムな配置間隔で複数個配列されたアンテナ装置を構成し、上記モジュール(2)は素子アンテナ(1)とは異なる間隔で配列され、ェイズドアレイアンテナを構成する。   As described above, the antenna device according to the first embodiment includes the element antenna (1) having the feeding conductor (1e) on the back surface, the connecting conductor (3e) disposed on the front surface, and the back surface. A connection terminal (3d) arranged at a position different from the connection conductor in the in-plane direction, and a conductor line (3b, 3c, 3c) connecting the connection conductor (3e) and the connection terminal (3d). And a conductive connection member (4a) for connecting between the power supply conductor (1e) of the element antenna (1) and the connection conductor (3e) of the transmission line (3). ), And a ball grid array (4) formed from a plurality of other conductive connection members (4b) connecting the element antenna (1) and the transmission line (3), and the transmission line ( Module side connection connected to the connection terminal (3d) of 3) Child (2a) module having a (2), those having a. The conductor lines (3b, 3c, 3c) form a triplate line in which a strip conductor (3b) is sandwiched between two ground conductors (3c, 3c) arranged on different surfaces. The element antenna (1) has a ground conductor (3c) surrounding the power supply conductor (1e), and the transmission line (3) is a ground surrounding the connection conductor (3e). The plurality of other conductive connection members (4b) having a conductor (3c) include a ground conductor (1c) included in the element antenna (1) and a ground conductor (3c) included in the transmission line (3). Are arranged at intervals of 1/4 or less of the free space wavelength of the element antenna (1). The element antenna (1) constitutes a plurality of antenna devices arranged at non-periodic or random arrangement intervals, and the module (2) is arranged at an interval different from the element antenna (1). Configure a ray antenna.

これによって、異なる位置に配置された素子アンテナとモジュールとを、トリプレート線路からなる伝送線路とボール・グリッド・アレイ(以下、BGA)を介して接続することで、非周期またはランダムな間隔で配列された複数の素子アンテナを、素子アンテナとは異なる一定の間隔で配列されたモジュールに接続するための簡易な構造を得ることができるとともに、製造工程の簡易化や、薄型化が可能なアンテナ装置を得ることができる。   As a result, the element antennas and modules arranged at different positions are connected to each other through a transmission line composed of a triplate line and a ball grid array (hereinafter referred to as BGA), thereby arranging them at non-periodic or random intervals. Antenna device capable of obtaining a simple structure for connecting a plurality of element antennas to modules arranged at constant intervals different from the element antennas, and capable of simplifying the manufacturing process and reducing the thickness Can be obtained.

なお、以上の例では、素子アンテナ1とモジュール2を接続する平面回路を形成する伝送線路として、トリプレート線路3を例に用いて説明しているが、トリプレート線路以外の伝送線路で構成してもよい。   In the above example, the triplate line 3 is described as an example of the transmission line that forms the planar circuit connecting the element antenna 1 and the module 2, but the transmission line other than the triplate line is used. May be.

また、モジュール2の高周波コネクタ2aとトリプレート線路3の高周波用コネクタ3dの接続構造の代わりに、モジュール2とトリプレート線路3にそれぞれ導波管端子を設けて、モジュール2とトリプレート線路3の間を導波管端子によって接続しても良い。   Further, instead of the connection structure of the high frequency connector 2a of the module 2 and the high frequency connector 3d of the triplate line 3, waveguide terminals are provided on the module 2 and the triplate line 3, respectively. They may be connected by waveguide terminals.

1 素子アンテナ、1a アンテナ導体、1b 誘電体基板、1c 地導体、1d スルーホール、1e 給電用導体、2 モジュール、2a 高周波コネクタ(モジュール側接続端子)、3 トリプレート線路(伝送線路)、3a 誘電体基板、3b ストリップ導体、3c 地導体、3d 高周波用コネクタ(モジュール用接続端子)、3e 給電用導体(接続用導体)、3f スルーホール、3g スルーホール、4 BGA、4a 導体球(導電性接続部材)、4b 導体球(他の導電性接続部材)。   1 element antenna, 1a antenna conductor, 1b dielectric substrate, 1c ground conductor, 1d through hole, 1e power supply conductor, 2 module, 2a high frequency connector (module side connection terminal), 3 triplate line (transmission line), 3a dielectric Body board, 3b strip conductor, 3c ground conductor, 3d high frequency connector (module connection terminal), 3e power supply conductor (connection conductor), 3f through hole, 3g through hole, 4 BGA, 4a conductive ball (conductive connection) Member), 4b conductive ball (other conductive connecting member).

Claims (4)

裏面に給電用導体を有した素子アンテナと、
表面に配置された接続用導体と、裏面に配置されて上記接続用導体とは面内方向で異なる位置に配置された接続端子と、当該接続用導体と接続端子の間を接続する導体線路と、を有した伝送線路と、
上記素子アンテナの給電用導体と上記伝送線路の接続用導体の間を接続する導電性接続部材、及び上記素子アンテナと上記伝送線路の間を接続する他の複数の導電性接続部材から形成されたボール・グリッド・アレイと、
上記伝送線路の接続端子に接続されるモジュール側接続端子を有したモジュールと、
を備えたアンテナ装置。
An element antenna having a feeding conductor on the back surface;
A connection conductor disposed on the front surface, a connection terminal disposed on the back surface and disposed at a position different from the connection conductor in the in-plane direction, and a conductor line connecting between the connection conductor and the connection terminal; A transmission line having
A conductive connection member that connects between the power supply conductor of the element antenna and the connection conductor of the transmission line, and a plurality of other conductive connection members that connect the element antenna and the transmission line. A ball grid array,
A module having a module-side connection terminal connected to the connection terminal of the transmission line;
An antenna device comprising:
上記導体線路は、地導体の間にストリップ導体が挟まれて配置されたトリプレート線路をなすことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。   2. The antenna device according to claim 1, wherein the conductor line forms a triplate line in which a strip conductor is sandwiched between ground conductors. 上記素子アンテナは、上記給電用導体の周囲を囲む地導体を有し、
上記伝送線路は、上記接続用導体の周囲を囲む地導体を有し、
上記他の複数の導電性接続部材は、上記素子アンテナの地導体と上記伝送線路の地導体との間を接続し、上記素子アンテナの自由空間波長の4分の1以下の間隔で配列されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアンテナ装置。
The element antenna has a ground conductor surrounding the power feeding conductor,
The transmission line has a ground conductor surrounding the connection conductor,
The other plurality of conductive connecting members connect between the ground conductor of the element antenna and the ground conductor of the transmission line, and are arranged at intervals of one quarter or less of the free space wavelength of the element antenna. The antenna device according to claim 1 or 2, wherein
上記素子アンテナは、非周期もしくはランダムな配置間隔で複数個配列され、フェイズドアレイアンテナを構成することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the element antennas are arranged in a non-periodic or random arrangement interval to constitute a phased array antenna.
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