JP2010514373A - フェーズドアレイアンテナ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここに記載された実施例は、一般にフェーズドアレイアンテナ装置に関し、より特定的には、複数層のプリント配線基板を有するフェーズドアレイアンテナ装置およびその製造の方法に関する。
フェーズドアレイアンテナシステムは可変であり整形可能な1つ以上のビームを生成するために用いられてもよい。多くの実例では、進行波管増幅器(TWT)は、非励振アンテナと共に用いられて、整形されたまたはスポットビーム発生する。発展する半導体技術および改善された生産コスト、およびソリッドステート技術の信頼性で、ソリッドステート電力増幅器(SSPA)素子を備えたフェーズドアレイシステムが衛星通信システムに対して実現可能になった。
さまざまな実施例が、以下の図面に関連して下に記載され、そこでは同様の番号は同様の要素を示す。
以下の詳細な説明は、本質において単に例示的で、記載された実施例または記載された実施例の適用および使用を制限するようには意図されない。更に、先の技術分野または背景、または以下の詳細な説明に示された、いかなる明示的または暗示的理論に縛られるようにも意図されない。
つの放射素子208を含む。他の実施例では、システムはより多くの(例えば何十、何百または何千もの)RF電子機器モジュール206および放射素子208を含んでもよい。ある単純化された単一ビームの4素子システムが、説明を容易にするために示される。
るよう構成されてもよい。
する。
れる。RFマニホルド912は、複数のビーム形成器モジュール906の対応するポートの第1の組間の相互接続を表す。さらに、対応する入力914の第2の組が、第2のストリップ線路RFマニホルド916と相互接続される。RFマニホルド916は、複数のビーム形成器モジュール906の対応するポートの第2の組間の相互接続を表す。明瞭性のため示されないが、同様に構成された相互接続配線が(例えば他の6つのビーム用の)対応する入力の他の6つの組のために含まれる。対応する入力の組の物理的構成のため、さまざまな実施例に従って、ビーム形成器モジュール906の対応する入力914の第2の組は、RFマニホルド912と916との間のクロスオーバーを生じさせることなく、対応する入力910の第1の組用のRFマニホルド912と同じPWBの層に配置された、RFマニホルド916と相互接続されてもよい。従って、8ビームフェーズドアレイアンテナシステムについては、RFマニホルド912および916は、従来のビーム形成器モジュール(例えばモジュール806(図8))に関連して用いられる16の層に対立するものとして、8つほどのPWB層を含んでもよい。
例ではPWB102の内に埋込んでもよい。これは、従来のシステムに比して、ケーブルとコネクタとがRF信号をビーム形成器モジュールへ運ぶ必要性をなくすという利点がある。さらに、ある実施例では、一体的放射素子1006、制御線(図示せず)およびDC線(図示せず)は単一のPWB1002に統合されてもよい。さまざまな実施例では、上に記載されるように、従来のネットワーク内で用いられるより少数のPWB層がRFマニホルドおよび放射素子を実現するために用いられるように、ビーム形成器モジュールおよび放射素子1006は構成される。たとえば、1つの層は各対のRFマニホルドのためのストリップ線路相互接続を実現するために用いられてもよく、4〜6層はDC線および制御線を経路付けるために用いられてもよい。一体的放射素子1006はPWBの別個の領域に位置するので、一体的放射素子1006は、RFマニホルド、DC線または制御線層の1つ以上の上に実現されてもよい。上記の例を用いて、8ビームフェーズドアレイアンテナアセンブリ用のPWBは、従来のフェーズドアレイアンテナアセンブリのための20〜22の層と比較して、さまざまな実施例に従って、約12〜16の層を含んでもよい。
に意図され、必ずしも、別途パッケージングされる電子機器モジュールを指すように意図されるものではない。
リを製造してもよい。ある実施例では、先に記載されるように、モジュールのうちのいくつかまたはすべてを、ばね荷重コネクタを用いて、PWBに接続してもよい。他の実施例では、モジュールのうちのいくつかまたはすべてを、適所にはんだ付けするか、および/または他の態様でPWBに接続してもよい。さらに、他の構成要素(例えば制御電子機器モジュール1010、入出力コネクタ1012および電力制御モジュール1011(図10))を、PWBに接続してもよい。ある実施例では、モジュールのうちのいくつかまたはすべてを、比較的低コストの大量製造に対して、自動化されたピックアンドプレイス技術を用いて、PWBとともに組立ててもよい。
Claims (10)
- フェーズドアレイアンテナ装置(1000)であって:
複数の層を有する第1のプリント配線基板(1002)と;
前記複数の層の中に埋込まれた複数の相互接続(912、916)とを含み、前記複数の相互接続は複数の無線周波数(RF)マニホルド(304)を含み、さらに;
前記複数の相互接続に動作可能に接続された少なくとも1つのビーム結合器/分割器(704)と;
前記少なくとも1つのビーム結合器/分割器に動作可能に接続された少なくとも1つの増幅器(904)と;
前記少なくとも1つの増幅器に動作可能に接続され、前記プリント配線基板の縁部近くに位置し、前記フェーズドアレイアンテナ装置のボアサイトと平行に向けられる、少なくとも1つの一体的放射素子(902)とを含む、フェーズドアレイアンテナ装置(1000)。 - 前記少なくとも1つのビーム結合器/分割器はH形状結合器(704)を含む、請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。
- 前記複数の相互接続は:
前記少なくとも1つのビーム結合器/分割器の対応するポート(910)の第1の組を相互接続する第1のストリップ線路RFマニホルド(912)と;
前記少なくとも1つのビーム結合器/分割器の対応するポート(914)の第2の組を相互接続する第2のストリップ線路RFマニホルド(916)とを含み、前記第1のストリップ線路RFマニホルドおよび前記第2のストリップ線路RFマニホルドは、前記複数の層のうちの同じ層に置かれる、請求項1または2に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。 - 前記第1のプリント配線基板が接続されるヒートシンク(1004)をさらに含み、前記第1のプリント配線基板は、増幅器(1016)が直接前記ヒートシンクと接触することを可能にするようにされる開口部(1026)をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナ装置。
- 前記少なくとも1つの一体的放射素子に直交して配置され、前記プリント配線基板に接続される少なくとも1つの直交放射素子(1008)をさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナ装置。
- フェーズドアレイアンテナ装置であって、
行列(1300)状に配置された複数のフェーズドアレイアンテナアセンブリ(1202)を含み、各フェーズドアレイアンテナアセンブリは、
ヒートシンク(1004)と;
前記ヒートシンクの第1の側に接続され、複数の層を有する第1のプリント配線基板(1002)と;
前記複数の層の中に埋込まれた複数の相互接続(912、916)とを含み、前記複数の相互接続は複数の無線周波数(RF)マニホルド(304)を含み、さらに;
前記複数の相互接続に動作可能に接続された少なくとも1つのビーム結合器/分割器(704)と;
前記少なくとも1つのビーム結合器/分割器に動作可能に接続された少なくとも1つの増幅器(904)と;
前記少なくとも1つの増幅器に動作可能に接続され、前記プリント配線基板の縁部近くに位置し、前記フェーズドアレイアンテナ装置のボアサイトと平行に向けられる、少なく
とも1つの一体的放射素子(902)とを含む、フェーズドアレイアンテナ装置。 - 前記ヒートシンクの第2の側に接続される第2のプリント配線基板(1002)をさらに含む、請求項6に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。
- フェーズドアレイアンテナ装置を製造する方法であって:
1つ以上のモジュール(1016、1014)をプリント配線基板(1002)とともに組立てるステップを含み、前記プリント配線基板は、複数の層、複数の一体的放射素子(1006)、および複数のビーム形成器モジュール(1014)内の複数のビーム結合器/分割器(704)の対応するポート(910、914)間の複数の相互接続(912、916)を含み、
前記1つ以上のモジュールは前記複数のビーム形成器モジュールおよび複数の増幅器モジュール(1016)を含み;および
前記プリント配線基板をヒートシンク(1004)に接続してフェーズドアレイアンテナアセンブリを製造するステップを含む、フェーズドアレイアンテナ装置を製造する方法。 - 前記複数のビーム結合器/分割器の対応するポート(910)の第1の組を相互接続する第1のストリップ線路RFマニホルド(912)と、前記複数のビーム結合器/分割器の対応するポート(914)の第2の組を相互接続する第2のストリップ線路RFマニホルド(916)とをともなって、前記プリント配線基板を製造するステップをさらに含み、前記第1のストリップ線路RFマニホルドおよび前記第2のストリップ線路RFマニホルドは、前記複数の層のうちの同じ層に置かれる、請求項8に記載の方法。
- 増幅器が直接前記ヒートシンクと接触することを可能にするようにされる開口部(1026)とともに前記プリント配線基板を製造するステップを含む、請求項9に記載の方法。
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