JPH0730323A - アクティブアンテナ - Google Patents
アクティブアンテナInfo
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- JPH0730323A JPH0730323A JP17506393A JP17506393A JPH0730323A JP H0730323 A JPH0730323 A JP H0730323A JP 17506393 A JP17506393 A JP 17506393A JP 17506393 A JP17506393 A JP 17506393A JP H0730323 A JPH0730323 A JP H0730323A
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- Japan
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- semi
- compound semiconductor
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
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- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化合物半導体を用いたアクティブアンテナに
おいても１０ＧＨｚ程度の電波を発射できるようにす
る。 【構成】 裏面に接地金属４を備えた半絶縁性化合物半
導体基板１の表面にパッチアンテナ上部電極２と能動素
子回路３とが集積化され、パッチアンテナ上部電極２の
下部に位置する接地金属４が部分的に除去され、外部接
地金属が半絶縁性化合物半導体基板１の裏面より一定の
距離を保って平行に設けられている。
おいても１０ＧＨｚ程度の電波を発射できるようにす
る。 【構成】 裏面に接地金属４を備えた半絶縁性化合物半
導体基板１の表面にパッチアンテナ上部電極２と能動素
子回路３とが集積化され、パッチアンテナ上部電極２の
下部に位置する接地金属４が部分的に除去され、外部接
地金属が半絶縁性化合物半導体基板１の裏面より一定の
距離を保って平行に設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
化合物半導体を用いたアクティブアンテナに関する。
化合物半導体を用いたアクティブアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、化合物半導体集積回路の発展は目
覚しく、マイクロ波ミリ波通信装置、レーダ装置などの
送受信モジュールのみならずアンテナ素子をも含めてモ
ノリシック集積化するための研究開発が活発に行われて
いる。このような集積回路は、アクティブアンテナと呼
ばれる。
覚しく、マイクロ波ミリ波通信装置、レーダ装置などの
送受信モジュールのみならずアンテナ素子をも含めてモ
ノリシック集積化するための研究開発が活発に行われて
いる。このような集積回路は、アクティブアンテナと呼
ばれる。
【０００３】図３に従来例のアクティブアンテナを示
す。（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ′線断面図であ
る。
す。（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ′線断面図であ
る。
【０００４】このアクティブアンテナは、厚さｄの半絶
縁性ＧａＡｓ基板２１の表面側にパッチアンテナ上部電
極２２と能動素子回路２３が設けられ、この基板の裏に
裏面接地電極２４が設けられている。パッチアンテナの
幅Ｗは四分の一波長に選ばれており、電気力線２５は、
パッチアンテナの両側端で向きが逆転している。半絶縁
性ＧａＡｓ基板の厚さｄが、
縁性ＧａＡｓ基板２１の表面側にパッチアンテナ上部電
極２２と能動素子回路２３が設けられ、この基板の裏に
裏面接地電極２４が設けられている。パッチアンテナの
幅Ｗは四分の一波長に選ばれており、電気力線２５は、
パッチアンテナの両側端で向きが逆転している。半絶縁
性ＧａＡｓ基板の厚さｄが、
【０００５】
【数１】
【０００６】を満たすとき電気力線は空間に大きくもれ
出し電波を放射する。通常ＧａＡｓを用いた能動回路は
ｄ＝１５０μｍ程度で構成される。これはマイクロスト
リップ線路の特性インピーダンスならびに能動素子の熱
抵抗を考慮した結果である。
出し電波を放射する。通常ＧａＡｓを用いた能動回路は
ｄ＝１５０μｍ程度で構成される。これはマイクロスト
リップ線路の特性インピーダンスならびに能動素子の熱
抵抗を考慮した結果である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＧａＡｓの比誘電率は
１２．７であるから、（１）式よりｄ＝１５０μｍのＧ
ａＡｓ基板を用いたときには、６０ＧＨｚ程度以上の周
波数でしかアクティブアンテナとして使用できない。１
０ＧＨｚでアクティブアンテナを動作させようとする
と、ｄ＝９００μｍ程度となる。ｄ＝９００μｍにおい
て特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップ線路
を実現するためには、マイクロストリップ導体の幅を９
００μｍにする必要が生じ、もはやｄ＝９００μｍでは
ＭＭＩＣの実現は無意味である。
１２．７であるから、（１）式よりｄ＝１５０μｍのＧ
ａＡｓ基板を用いたときには、６０ＧＨｚ程度以上の周
波数でしかアクティブアンテナとして使用できない。１
０ＧＨｚでアクティブアンテナを動作させようとする
と、ｄ＝９００μｍ程度となる。ｄ＝９００μｍにおい
て特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップ線路
を実現するためには、マイクロストリップ導体の幅を９
００μｍにする必要が生じ、もはやｄ＝９００μｍでは
ＭＭＩＣの実現は無意味である。
【０００８】したがってｄ＝１５０μｍ程度においても
６０ＧＨｚ以下の周波数で十分に電波発射することので
きるアクティブアンテナを実現することが重要である。
６０ＧＨｚ以下の周波数で十分に電波発射することので
きるアクティブアンテナを実現することが重要である。
【０００９】本発明の目的は、これを実現したアクティ
ブアンテナを提供することにある。
ブアンテナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては裏面に第１の接地金属を備えた半
絶縁性化合物半導体基板表面に少なくともパッチアンテ
ナ上部電極と能動素子回路とが集積化されたアクティブ
アンテナにおいて、パッチアンテナの上部電極下部に位
置する前記第１の接地金属が部分的に除去され、第２の
接地金属を構成する外部接地金属が、半絶縁性化合物半
導体基板裏面より一定の距離を保って平行に設けられて
いる。
に、本発明においては裏面に第１の接地金属を備えた半
絶縁性化合物半導体基板表面に少なくともパッチアンテ
ナ上部電極と能動素子回路とが集積化されたアクティブ
アンテナにおいて、パッチアンテナの上部電極下部に位
置する前記第１の接地金属が部分的に除去され、第２の
接地金属を構成する外部接地金属が、半絶縁性化合物半
導体基板裏面より一定の距離を保って平行に設けられて
いる。
【００１１】このためパッチアンテナ上部電極を含むＭ
ＭＩＣが１５０μｍ程度の厚みの化合物半導体基板上に
構成されていても６０ＧＨｚ以下の周波数の電波を容易
に発射することができる。
ＭＩＣが１５０μｍ程度の厚みの化合物半導体基板上に
構成されていても６０ＧＨｚ以下の周波数の電波を容易
に発射することができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の第１の実施例のアクティブ
アンテナを示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ
−Ａ′線断面図、（ｃ）は裏面図である。
アンテナを示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ
−Ａ′線断面図、（ｃ）は裏面図である。
【００１３】本実施例のアクティブアンテナは、半絶縁
性ＧａＡｓ基板１の表面にパッチアンテナ上部電極２お
よび能動素子回路３が設けられ、ＧａＡｓ基板１の裏面
には裏面接地電極４が設けられている。パッチアンテナ
上部電極２の下部の位置７においては、裏面接地電極は
除去されている。さらに外部接地金属５が支持構造体と
なる絶縁体６を挟んで半絶縁性ＧａＡｓ基板１の裏面に
設けられている。
性ＧａＡｓ基板１の表面にパッチアンテナ上部電極２お
よび能動素子回路３が設けられ、ＧａＡｓ基板１の裏面
には裏面接地電極４が設けられている。パッチアンテナ
上部電極２の下部の位置７においては、裏面接地電極は
除去されている。さらに外部接地金属５が支持構造体と
なる絶縁体６を挟んで半絶縁性ＧａＡｓ基板１の裏面に
設けられている。
【００１４】外部接地金属５は、ＧａＡｓ基板１の裏面
より一定の距離を保って平行に設けられている。
より一定の距離を保って平行に設けられている。
【００１５】半絶縁性基板１の厚さをｄ1 ，誘電率をε
1 、絶縁体６の厚さをｄ2 ，誘電率をε2 とすると、パ
ッチアンテナ上部電極２と外部接地金属５との電気長ｌ
は
1 、絶縁体６の厚さをｄ2 ，誘電率をε2 とすると、パ
ッチアンテナ上部電極２と外部接地金属５との電気長ｌ
は
【００１６】
【数２】
【００１７】となり、従来例においてｄ＝ｄ1 とする
と、本実施例の電気長は従来例の電気長に比べて、
と、本実施例の電気長は従来例の電気長に比べて、
【００１８】
【数３】
【００１９】となる。このように本発明においては電気
長ｌを大きくすることができる。すなわちＧａＡｓの基
板厚を薄く保った状態でも、低い周波数帯の電波を発射
することができる。
長ｌを大きくすることができる。すなわちＧａＡｓの基
板厚を薄く保った状態でも、低い周波数帯の電波を発射
することができる。
【００２０】図２は、本発明の第２の実施例のアクティ
ブアンテナである。このアクティブアンテナは、第１の
実施例が外部接地電極５を絶縁体６を介して固定してい
るのに対し、半絶縁性ＧａＡｓ基板１との間に空気９を
介在させて、支持体８により固定している。
ブアンテナである。このアクティブアンテナは、第１の
実施例が外部接地電極５を絶縁体６を介して固定してい
るのに対し、半絶縁性ＧａＡｓ基板１との間に空気９を
介在させて、支持体８により固定している。
【００２１】第２の実施例においても、第１の実施例と
同様に（２）式が成り立ち、パッチアンテナ上部電極２
と外部接地金属５との電気長ｌを大きくすることがで
き、ＧａＡｓの基板厚を薄く保った状態でも低い周波数
帯の電波を発射することができる。
同様に（２）式が成り立ち、パッチアンテナ上部電極２
と外部接地金属５との電気長ｌを大きくすることがで
き、ＧａＡｓの基板厚を薄く保った状態でも低い周波数
帯の電波を発射することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、化合物半導体を用いた
アクティブアンテナにおいても１０ＧＨｚ程度の電波を
発射することができ、マイクロ波工学上の意義は大き
い。
アクティブアンテナにおいても１０ＧＨｚ程度の電波を
発射することができ、マイクロ波工学上の意義は大き
い。
【図１】本発明の第１の実施例のアクティブアンテナを
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例のアクティブアンテナを
示す図である。
示す図である。
【図３】従来例のアクティブアンテナを示す図である。
１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２ パッチアンテナ上部電極 ３ 能動素子回路 ４ 裏面接地電極 ５ 外部接地電極 ６ 絶縁体 ８ 支持体
Claims (3)
- 【請求項１】裏面に第１の接地金属を備えた半絶縁性化
合物半導体基板表面に少なくともパッチアンテナ上部電
極と能動素子回路とが集積化されたアクティブアンテナ
において、 前記パッチアンテナの上部電極の下部に位置する前記第
１の接地金属が部分的に除去され、第２の接地金属を構
成する外部接地金属が、半絶縁性化合物半導体基板裏面
より一定の距離を保って平行に設けられていることを特
徴とするアクティブアンテナ。 - 【請求項２】前記第２の接地金属は、半絶縁性化合物半
導体基板裏面との間に絶縁体を挟んで設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載のアクティブアンテナ。 - 【請求項３】前記第２の接地金属は、半絶縁性化合物半
導体基板裏面との間に空気を挟んで設けられていること
を特徴とする請求項１記載のアクティブアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17506393A JPH0730323A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | アクティブアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17506393A JPH0730323A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | アクティブアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730323A true JPH0730323A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15989586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17506393A Pending JPH0730323A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | アクティブアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730323A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006229871A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| US7629667B2 (en) | 2003-08-28 | 2009-12-08 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device including an on-chip coil antenna formed on a device layer which is formed on an oxide film layer |
| US8237614B2 (en) | 2007-03-12 | 2012-08-07 | Nec Corporation | Planar antenna, and communication device and card-type terminal using the antenna |
| US20230231317A1 (en) * | 2020-08-03 | 2023-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Array antenna |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203404A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | マイクロストリツプアンテナ |
| JPH0529826A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Nec Corp | モノリシツク・ミリ波アンテナおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-07-15 JP JP17506393A patent/JPH0730323A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203404A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | マイクロストリツプアンテナ |
| JPH0529826A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Nec Corp | モノリシツク・ミリ波アンテナおよびその製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7629667B2 (en) | 2003-08-28 | 2009-12-08 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device including an on-chip coil antenna formed on a device layer which is formed on an oxide film layer |
| JP2006229871A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP4541922B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2010-09-08 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| US8237614B2 (en) | 2007-03-12 | 2012-08-07 | Nec Corporation | Planar antenna, and communication device and card-type terminal using the antenna |
| US20230231317A1 (en) * | 2020-08-03 | 2023-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Array antenna |
| US12244063B2 (en) * | 2020-08-03 | 2025-03-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Array antenna |
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