JP2012109670A - High frequency module and array antenna device using it - Google Patents

High frequency module and array antenna device using it Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compact and thin high frequency module in which temperature rise of a heater element of a high output amplifier is limited.SOLUTION: A high frequency module comprises: an insulating substrate mounting a high frequency electronic component including a heating part and having a transmission line; a metal base having a notch, to which the insulating substrate is affixed, a metal frame configured of a standing wall and a covering lid thereof and provided with a space for housing the high frequency electronic component and a cavity in the direction perpendicular to the plane of the insulating substrate; an antenna substrate having a power supply unit mounted on the lid of the metal frame; an inner conductor coated with a dielectric which is inserted into the cavity of the metal frame; and a coaxial transmission line having the metal frame which connects one end side of the inner conductor with the power supply unit of the antenna and connects the other end side of the inner conductor with the transmission line of the insulating substrate, as an outer conductor.

Description

この発明は、高周波信号を伝送する高周波モジュール及びこれを用いたアレイアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a high-frequency module for transmitting a high-frequency signal and an array antenna apparatus using the same.

高周波モジュールは、特開２００９−１７９８４３号公報に示されるように、周囲が立壁で構成された側壁で囲われた箱型の金属ケースの底面に、電子部品を実装した基板が載置され、側壁に設けられ前記基板と電気的に接続されたコネクタから前記基板の面方向に高周波信号を入出力する構成が一般的に用いられる。しかしながら、高周波モジュールにアンテナを接続してアレイアンテナ装置を構成するとき、側壁に設けられたコネクタにアンテナを接続しアレイ状に配置するため、アレイアンテナ装置が大型化する問題があった。   As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-179843, a high-frequency module has a substrate on which electronic components are mounted on the bottom surface of a box-shaped metal case surrounded by a side wall that is formed of a standing wall. Generally, a configuration is used in which a high-frequency signal is input and output in a surface direction of the substrate from a connector that is provided on the substrate and electrically connected to the substrate. However, when an antenna is connected to a high-frequency module to constitute an array antenna device, the antenna is connected to a connector provided on the side wall and arranged in an array, so that there is a problem that the array antenna device becomes large.

上記の問題を解決するため、特開２００５−１１７１３９号公報には能動素子を設けたセラミック基板に直交する方向に中心導体を設けて高周波信号をパッチアンテナに伝送することにより小型化されたマイクロ波モジュールと、このマイクロ波モジュールを用いて小型・薄型化されたアレーアンテナ装置が開示されている。   In order to solve the above problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-117139 discloses a miniaturized microwave by providing a center conductor in a direction orthogonal to a ceramic substrate provided with active elements and transmitting a high-frequency signal to a patch antenna. A module and an array antenna device that is reduced in size and thickness using the microwave module are disclosed.

特開２００５−１１７１３９号公報（図２、図７）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-117139 (FIGS. 2 and 7)

特開２００５−１１７１３９号公報に記載のマイクロ波モジュールは、セラミック多層基板で構成され、このセラミック多層基板のパッチアンテナが設けられた一方の面の反対の面に能動素子を設けているため、能動素子の放熱性が悪い課題があった。   The microwave module described in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-117139 is composed of a ceramic multilayer substrate, and an active element is provided on the surface opposite to the one surface on which the patch antenna of the ceramic multilayer substrate is provided. There was a problem with poor heat dissipation of the element.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、高出力増幅器等の発熱素子の温度上昇を抑える、小型・薄型化の高周波モジュール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 a small and thin high-frequency module that suppresses the temperature rise of a heating element such as a high-power amplifier.

この発明に係る高周波モジュールは、発熱部を含む高周波電子部品を搭載し、伝送線路を有する絶縁性基板と、切り欠き部を有し、前記絶縁性基板を固定する金属ベースと、立壁部とこれを覆う蓋から構成され、内部に前記高周波電子部品を収納する空間と前記絶縁性基板の平面と直交する方向に空洞部を設けた金属枠体と、この金属枠体の蓋に載置される給電部を有するアンテナ基板と、前記金属枠体の空洞部に挿入する誘電体で被覆された内導体と、この内導体の一端側を前記アンテナの給電部と接続し、前記内導体の他端側を前記絶縁性基板の伝送線路と電気接続する電気接続手段とを備え、前記絶縁性基板と前記アンテナ基板との間の線路は前記金属枠体を外導体とする同軸伝送線路としたものである。   A high-frequency module according to the present invention includes a high-frequency electronic component including a heat generating portion, an insulating substrate having a transmission line, a notched portion, a metal base for fixing the insulating substrate, a standing wall portion, and this A metal frame having a space in which the high-frequency electronic component is housed and a hollow portion provided in a direction perpendicular to the plane of the insulating substrate, and a lid for the metal frame. An antenna substrate having a feeding portion, an inner conductor covered with a dielectric inserted into the cavity of the metal frame, and one end of the inner conductor is connected to the feeding portion of the antenna, and the other end of the inner conductor Electrical connection means for electrically connecting a side to the transmission line of the insulating substrate, and the line between the insulating substrate and the antenna substrate is a coaxial transmission line having the metal frame as an outer conductor. is there.

この発明によれば、発熱部を有する電子部品を搭載した絶縁性基板が、熱抵抗が小さい金属ベースに固定されるため、電子部品の熱が効率的に排熱される。また、絶縁性基板の平面と直交する方向にアンテナ基板と接続する同軸伝送線路を設けているので、高周波モジュールが小型化される。さらには、この高周波モジュールを用いたアレイアンテナ装置の小型・薄型化を図ることができる。   According to this invention, since the insulating substrate on which the electronic component having the heat generating portion is mounted is fixed to the metal base having a low thermal resistance, the heat of the electronic component is efficiently exhausted. In addition, since the coaxial transmission line connected to the antenna substrate is provided in a direction orthogonal to the plane of the insulating substrate, the high-frequency module is reduced in size. Furthermore, it is possible to reduce the size and thickness of the array antenna device using the high-frequency module.

この発明の実施の形態１における高周波モジュールの斜視図と分解図である。It is the perspective view and exploded view of the high frequency module in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における高周波モジュールのアンテナ基板の給電部における断面図である。It is sectional drawing in the electric power feeding part of the antenna board | substrate of the high frequency module in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における高周波モジュールの電気的ブロック図である。It is an electrical block diagram of the high frequency module in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２における高周波モジュールのアンテナ基板の給電部における断面図である。It is sectional drawing in the electric power feeding part of the antenna board | substrate of the high frequency module in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２における高周波モジュールのアンテナ基板の給電部における断面図である。It is sectional drawing in the electric power feeding part of the antenna board | substrate of the high frequency module in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３における高周波モジュールを用いたアレイアンテナの斜視図である。It is a perspective view of the array antenna using the high frequency module in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３において、アンテナプレートの表面に高周波モジュールが載置された状態における断面図である。In Embodiment 3 of this invention, it is sectional drawing in the state in which the high frequency module was mounted in the surface of the antenna plate.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における高周波モジュールの斜視図と分解図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は分解図を示している。図１（ａ）及び図１（ｂ）において、ガラスエポキシ等の絶縁体で形成され、複数の層を有し、表層及び内層に導体パターンで形成された伝送線路を有する基板１の表面には、電子部品２が複数実装され、アンテナ端子３を備え、基板１の裏面には高周波コネクタ４及び電源／制御信号用コネクタ５が実装されている。アンテナ端子３、高周波コネクタ４及び電源／制御信号用コネクタ５は基板１の伝送線路に接続されている。 Embodiment 1 FIG.
1A and 1B are a perspective view and an exploded view of a high-frequency module according to Embodiment 1 of the present invention, where FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is an exploded view. In FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), the surface of the substrate 1 is formed of an insulator such as glass epoxy, has a plurality of layers, and has a transmission line formed with a conductor pattern on the surface layer and the inner layer. A plurality of electronic components 2 are mounted, antenna terminals 3 are provided, and a high-frequency connector 4 and a power / control signal connector 5 are mounted on the back surface of the substrate 1. The antenna terminal 3, the high frequency connector 4 and the power / control signal connector 5 are connected to the transmission line of the substrate 1.

金属ベース６はアルミニウム等の金属で構成され、第１の開口部（図示せず）と第２の開口部（図示せず）とを備え、基板１の裏面に実装された高周波コネクタ４は第１の開口部に挿入され、電源／制御信号用コネクタ５は第２の開口部に挿入されるように、基板１は金属ベース６の表面に固定されている。なお、基板１の裏面は高周波コネクタ４及び電源／制御信号用コネクタ５の実装部分を除き、全面に金属パターンが形成されている。 The metal base 6 is made of a metal such as aluminum, has a first opening (not shown) and a second opening (not shown), and the high-frequency connector 4 mounted on the back surface of the substrate 1 has a first opening. The substrate 1 is fixed to the surface of the metal base 6 so that the power / control signal connector 5 is inserted into the second opening. A metal pattern is formed on the entire back surface of the substrate 1 except for the mounting portion of the high-frequency connector 4 and the power / control signal connector 5.

金属カバー（金属枠体）７は、金属ベース１の周囲に金属ベース１に直交した側壁とこの側壁を覆う蓋から構成されている。金属カバー７の蓋には、給電端子８と金属パターンで形成されたアンテナパターン９を備えたアンテナ基板１０が載置されている。給電端子８はアンテナ基板１０の内層に設けられた分配回路などの伝送線路を通じてアンテナパターン９に接続されている。また、給電端子８はアンテナ端子３に対向する位置に設けられている。   The metal cover (metal frame) 7 includes a side wall orthogonal to the metal base 1 around the metal base 1 and a lid that covers the side wall. On the lid of the metal cover 7, an antenna substrate 10 having a power supply terminal 8 and an antenna pattern 9 formed of a metal pattern is placed. The feeding terminal 8 is connected to the antenna pattern 9 through a transmission line such as a distribution circuit provided in the inner layer of the antenna substrate 10. The feeding terminal 8 is provided at a position facing the antenna terminal 3.

図２は、この発明の実施の形態１における高周波モジュールのアンテナ基板の給電部における断面図である。図２において、図１と同一符号は、同一部分もしくは相当部分を示し、その説明を省略する。図２（ａ）は断面図の全体図であり、図２（ｂ）はＡ部の拡大図である。図２において、金属カバー７の内部には、基板１の表面に設けられた電子部品２を収納する空間が形成され、金属カバー７の蓋には、アンテナ基板１０の給電端子８から基板１に向けて円筒状の空洞部１２ａを有するアルミニウム等の金属で構成された金属ブロック１２を備え、この金属ブロック１２は金属カバー７と一体化されている。さらに、この金属ブロック１２の空洞部１２ａは、この空洞部１２ａの中心軸の一方がアンテナ基板１０の給電端子８に延伸するように、他方が基板１のアンテナ端子３に延伸するように設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the feeding portion of the antenna substrate of the high frequency module according to Embodiment 1 of the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. 2A is an overall cross-sectional view, and FIG. 2B is an enlarged view of a portion A. In FIG. 2, a space for housing the electronic component 2 provided on the surface of the substrate 1 is formed inside the metal cover 7, and the lid of the metal cover 7 is connected to the substrate 1 from the feeding terminal 8 of the antenna substrate 10. A metal block 12 made of a metal such as aluminum having a cylindrical hollow portion 12 a is provided. The metal block 12 is integrated with the metal cover 7. Further, the cavity 12 a of the metal block 12 is provided so that one of the central axes of the cavity 12 a extends to the power supply terminal 8 of the antenna substrate 10 and the other extends to the antenna terminal 3 of the substrate 1. ing.

金属ブロック１２の空洞部１２ａにはテフロン（登録商標）等の誘電体１３で円筒状に被覆された銅などの金属線１４がこの金属線１４が金属ブロック１２の空洞部１２ａの中心軸に配置されるように挿入され、金属線１４の一方はアンテナ基板３の給電部８の給電端子８ａにはんだ付けや金属リボンにて接続され、金属線１４の他方は基板１のアンテナ端子３にはんだ付けや金属リボンにて接続されており、金属線１４を中心導体、金属ブロック１２を外導体とする同軸線路を構成している。なお、アンテナ端子３の位置に相当する金属ベース６は金属線１４が金属ベース６に接触しないように、切り欠き部１１が設けられている。   In the cavity 12 a of the metal block 12, a metal wire 14 such as copper covered in a cylindrical shape with a dielectric 13 such as Teflon (registered trademark) is disposed on the central axis of the cavity 12 a of the metal block 12. One of the metal wires 14 is connected to the power supply terminal 8 a of the power supply portion 8 of the antenna substrate 3 by soldering or a metal ribbon, and the other of the metal wires 14 is soldered to the antenna terminal 3 of the substrate 1. Are connected by a metal ribbon, and constitute a coaxial line having the metal wire 14 as a central conductor and the metal block 12 as an outer conductor. The metal base 6 corresponding to the position of the antenna terminal 3 is provided with a notch 11 so that the metal wire 14 does not contact the metal base 6.

基板１において金属カバー７の側壁の底面との接触面には金属パターンが形成されており、この金属パターンはスルーホールを介して基板１の裏面の金属パターンに接続されている。加えて、基板１において金属ブロック１２の底面との接触面も同様の構成となっている。このように構成することにより、金属ベース１と金属カバー７とが電気的に接続されている。   A metal pattern is formed on the contact surface of the substrate 1 with the bottom surface of the side wall of the metal cover 7, and this metal pattern is connected to the metal pattern on the back surface of the substrate 1 through a through hole. In addition, the contact surface of the substrate 1 with the bottom surface of the metal block 12 has the same configuration. With this configuration, the metal base 1 and the metal cover 7 are electrically connected.

図３は、この発明の実施の形態１における高周波モジュールの電気的ブロック図である。図３において、図１、図２と同一符号は、同一部分もしくは相当部分を示し、その説明を省略する。高周波モジュールの電気的ブロックは大きくはＲＦ回路部２１と電源／制御回路部２２に大別される。ＲＦ回路部２１と電源／制御回路部２２は基板１の表面に実装された複数の電子部品２で構成されている。   FIG. 3 is an electrical block diagram of the high-frequency module according to Embodiment 1 of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The electrical blocks of the high-frequency module are roughly divided into an RF circuit unit 21 and a power supply / control circuit unit 22. The RF circuit unit 21 and the power / control circuit unit 22 are composed of a plurality of electronic components 2 mounted on the surface of the substrate 1.

図１〜図３を用いて高周波モジュールの動作を説明する。図３で示す電気的ブロック図は送受信の機能を有する高周波モジュールである。送信動作時においては、高周波コネクタ４から入力した高周波信号は移相器２３において高周波信号の位相を変化させ、スイッチ２４において送信アンプ２５側へ伝送され、送信アンプ２５へ供給される。送信アンプ２５において電力増幅された高周波信号はスイッチ２６においてアンテナ端子３へ伝送されて、アンテナ基板１０から空間に送信される。   The operation of the high-frequency module will be described with reference to FIGS. The electrical block diagram shown in FIG. 3 is a high-frequency module having a transmission / reception function. During the transmission operation, the high frequency signal input from the high frequency connector 4 changes the phase of the high frequency signal in the phase shifter 23, is transmitted to the transmission amplifier 25 side in the switch 24, and is supplied to the transmission amplifier 25. The high-frequency signal amplified by the transmission amplifier 25 is transmitted to the antenna terminal 3 by the switch 26 and transmitted from the antenna substrate 10 to the space.

受信動作時においては、アンテナ基板１０で受信した高周波信号はスイッチ２６において受信アンプ２７側へ伝送され、受信アンプ２７へ供給される。受信アンプ２７において利得増幅された高周波信号はスイッチ２４において移相器２３へ伝送されて、移相器２３において高周波信号の位相を変化させた後、高周波コネクタ４から出力される。   During the reception operation, the high frequency signal received by the antenna substrate 10 is transmitted to the reception amplifier 27 side by the switch 26 and supplied to the reception amplifier 27. The high frequency signal gain-amplified by the reception amplifier 27 is transmitted to the phase shifter 23 by the switch 24, and after the phase of the high frequency signal is changed by the phase shifter 23, the high frequency signal is output from the high frequency connector 4.

ＲＦ回路部２１の移相器２３、スイッチ２４、送信アンプ２５、受信アンプ２７、スイッチ２６などの電子部品は、電源／制御回路部２２からそれぞれの電子部品用の電源電圧および制御信号が供給されることにより、所定の動作を実施する。また、電源／制御回路部２２へは電源／制御信号用コネクタ５から電源／制御回路部２２用の電源電圧および制御信号が供給される。   Electronic components such as the phase shifter 23, the switch 24, the transmission amplifier 25, the reception amplifier 27, and the switch 26 of the RF circuit unit 21 are supplied with power supply voltages and control signals for the respective electronic components from the power supply / control circuit unit 22. Thus, a predetermined operation is performed. The power supply / control circuit section 22 is supplied with the power supply voltage and control signal for the power supply / control circuit section 22 from the power supply / control signal connector 5.

切り欠き部１１に突出している金属線１４は、使用する高周波信号の周波数の２倍波、３倍波などの高調波において、阻止する高調波の周波数の１／４波長の長さとなるように金属線１４の突出部の長さＬを設定することにより、金属線１４の突出部はアンテナ端子３においてオープンスタブとなり、所定の高調波が阻止される。   The metal wire 14 protruding to the notch 11 has a length that is ¼ wavelength of the frequency of the harmonic to be blocked in the second harmonic and the third harmonic of the frequency of the high frequency signal to be used. By setting the length L of the protruding portion of the metal wire 14, the protruding portion of the metal wire 14 becomes an open stub at the antenna terminal 3, and a predetermined harmonic is blocked.

この発明の実施の形態１に示す高周波モジュールのように金属で囲われた密閉空間にはカットオフ周波数が存在する。カットオフ周波数は対面する側壁の間隔で決定され、対面する側壁の間隔をＷとすると、カットオフ周波数の波長λｃは、λｃ＝２Ｗで表される。ここで、カットオフ周波数ｆｃ＝ｃ／λｃ、ｃ＝光速。   A cutoff frequency exists in a sealed space surrounded by metal like the high frequency module shown in the first embodiment of the present invention. The cut-off frequency is determined by the distance between the facing side walls. When the distance between the facing side walls is W, the wavelength λc of the cut-off frequency is represented by λc = 2W. Here, the cutoff frequency fc = c / λc, c = speed of light.

金属で囲われた密閉空間の空間のアイソレーション量は次式で簡易表現される。   The amount of isolation in a sealed space surrounded by metal is simply expressed by the following equation.

Figure 2012109670
Figure 2012109670

ここで、α：単位長さあたりの空間アイソレーション量［ｄＢ／ｍｍ］、λｃ：カットオフ周波数の波長［ｍｍ］、λ：使用周波数の波長［ｍｍ］。   Where α: spatial isolation amount per unit length [dB / mm], λc: cutoff frequency wavelength [mm], λ: operating frequency wavelength [mm].

金属カバー７の対面する側壁の間隔を、使用する高周波信号の周波数ｆの波長λより小さくすることにより高周波モジュール内部の空間アイソレーション量が改善される。なお、金属カバー７の内部に、例えばＲＦ回路部２１と電源／制御回路部２２を分離する金属製の壁を設けて、対面する壁の間隔を小さくしても良い。   By making the interval between the side walls facing the metal cover 7 smaller than the wavelength λ of the frequency f of the high frequency signal to be used, the amount of spatial isolation inside the high frequency module is improved. Note that, for example, a metal wall that separates the RF circuit unit 21 and the power / control circuit unit 22 may be provided inside the metal cover 7 to reduce the interval between the facing walls.

このような構成とすることにより、送信アンプ２５及び受信アンプ２７は電子部品が発熱する発熱部品であり、これら発熱部品が実装された基板１が金属ベース６の表面に固定されているため、発熱部品の熱は、効率よく金属ベース６に排熱され、発熱部品の温度上昇が抑制される。また、基板１の表面と直交する方向にアンテナ基板１０と接続する同軸線路を設けているので、高周波モジュールが小型化される。   With such a configuration, the transmission amplifier 25 and the reception amplifier 27 are heat generating components that generate heat from the electronic components, and the substrate 1 on which these heat generating components are mounted is fixed to the surface of the metal base 6. The heat of the component is efficiently exhausted to the metal base 6 and the temperature rise of the heat generating component is suppressed. Moreover, since the coaxial line connected to the antenna substrate 10 is provided in a direction orthogonal to the surface of the substrate 1, the high-frequency module is reduced in size.

この発明の実施の形態１では、高周波モジュールは図３に示す送受信モジュールとしたが、送信モジュールや受信モジュールでも良い。   In the first embodiment of the present invention, the high frequency module is the transmission / reception module shown in FIG. 3, but it may be a transmission module or a reception module.

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２における高周波モジュールのアンテナ基板の給電部における断面図の拡大図である。図４において図２と同一符号は、同一部分もしくは相当部分を示し、その説明を省略する。この発明の実施の形態１において、アンテナ基板１０と基板１とは、金属カバー７と一体化された中空部を有する金属ブロック１２内に形成された同軸線路を用いて接続されていたが、アンテナ基板１０および基板１のそれぞれに高周波コネクタを設けて、この高周波コネクタを嵌合することにより接続しても良い。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of a cross-sectional view of the power feeding portion of the antenna substrate of the high-frequency module according to Embodiment 2 of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. In Embodiment 1 of the present invention, the antenna substrate 10 and the substrate 1 are connected using a coaxial line formed in the metal block 12 having a hollow portion integrated with the metal cover 7. A high frequency connector may be provided on each of the substrate 10 and the substrate 1, and the high frequency connector may be fitted to be connected.

図４において、アンテナ基板８に実装されたアンテナコネクタ３１ａは、基板１に実装された基板コネクタ３１ｂの内部に挿入されて嵌合している。このような構造とすることにより、アンテナ基板３が載置された金属カバー７と基板１が固定された金属ベース６の分離／装着が容易に実施される。 In FIG. 4, the antenna connector 31 a mounted on the antenna substrate 8 is inserted and fitted into the board connector 31 b mounted on the substrate 1. With such a structure, the metal cover 7 on which the antenna substrate 3 is placed and the metal base 6 to which the substrate 1 is fixed can be easily separated / mounted.

なお、コネクタを用いたアンテナ基板８と基板１との接続は、図５に示すようにアンテナコネクタ３２ａと基板コネクタ３２ｂは同じコネクタを用い、両コネクタの間に中継コネクタ３２ｃを介在させる構造としても良い。図５（ａ）は、アンテナコネクタ３２ａと基板コネクタ３２ｂの嵌合状態を示す図、図５（ｂ）は、アンテナコネクタ３２ａと基板コネクタ３２ｂの分離状態を示す図である。図５において、図４と同一符号は、同一部分もしくは相当部分を示し、その説明を省略する。 As shown in FIG. 5, the antenna connector 32a and the substrate connector 32b are connected to each other using the same connector, and the relay connector 32c is interposed between the connectors. good. FIG. 5A is a diagram showing a fitting state of the antenna connector 32a and the board connector 32b, and FIG. 5B is a diagram showing a separated state of the antenna connector 32a and the board connector 32b. 5, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３における高周波モジュールを用いたアレイアンテナの斜視図である。図６において、高周波モジュール１０１は、樹脂製の多層基板とアルミニウムなどの金属プレートとで構成されたアンテナプレート４１の表面に、隣接するように載置されている。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a perspective view of an array antenna using the high-frequency module according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 6, the high-frequency module 101 is placed so as to be adjacent to the surface of an antenna plate 41 composed of a resin multilayer substrate and a metal plate such as aluminum.

図７は、この発明の実施の形態３において、アンテナプレートの表面に高周波モジュールが載置された状態における断面図である。図７において、図１〜図３と同一符号は、同一部分もしくは相当部分を示し、その説明を省略する。図７において、アンテナプレート４１の多層基板４１ａの表面には、高周波モジュール１０１の金属ベース６の第１および第２の開口部に設けられた高周波コネクタ４および電源／制御信号用コネクタ５とそれぞれ接続される高周波コネクタ４２と電源／制御信号用コネクタ４３が設けられている。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the third embodiment of the present invention in a state where the high frequency module is placed on the surface of the antenna plate. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. In FIG. 7, the surface of the multilayer substrate 41a of the antenna plate 41 is connected to the high frequency connector 4 and the power / control signal connector 5 provided in the first and second openings of the metal base 6 of the high frequency module 101, respectively. A high frequency connector 42 and a power / control signal connector 43 are provided.

さらに、高周波モジュール１０１の送信アンプ２５や受信アンプ２７などの発熱部品が実装されている箇所に相当する金属ベース６の裏面に、アンテナプレート４１の多層基板４１ａに組み込まれたアルミニウムなどの金属で構成された電熱ブロック４４の一方の面が密着している。電熱ブロック４４の他方はアンテナプレート４１の金属プレート４１ｂにねじなどで固定もしくは金属プレート４１ｂと一体化されており、金属プレート４１ｂの内部にはヒートパイプ４５が埋設されている。 Further, the back surface of the metal base 6 corresponding to the place where the heat generating components such as the transmission amplifier 25 and the reception amplifier 27 of the high frequency module 101 are mounted is made of a metal such as aluminum incorporated in the multilayer substrate 41a of the antenna plate 41. One surface of the heated electric block 44 is in close contact. The other of the electric heating blocks 44 is fixed to the metal plate 41b of the antenna plate 41 with a screw or the like or integrated with the metal plate 41b, and a heat pipe 45 is embedded in the metal plate 41b.

この発明の実施の形態１で説明したように、送信アンプ２５や受信アンプ２７などの発熱部品の熱は、高周波モジュール１０１の金属ベース６に排熱される。金属ベース６に排熱された熱は電熱ブロック４４にてアンテナプレート４１の金属プレート４１ｂへと伝達され、ヒートパイプ４５にてアレイアンテナの外部へと排熱される。   As described in the first embodiment of the present invention, the heat of the heat generating components such as the transmission amplifier 25 and the reception amplifier 27 is exhausted to the metal base 6 of the high frequency module 101. The heat exhausted to the metal base 6 is transmitted to the metal plate 41b of the antenna plate 41 by the electric heating block 44, and is exhausted to the outside of the array antenna by the heat pipe 45.

このような構成とすることにより、高周波モジュール１０１の発熱部品の熱は、ヒートパイプ４５によりアレイアンテナの外部へと排熱されるので、発熱部品の温度上昇は高周波モジュール単体のときよりも抑制される。さらに、電熱ブロック４４を発熱部品が実装されている箇所に相当する金属ベース６の裏面に密着させることにより、効率良く熱が排熱される。   With such a configuration, the heat of the heat generating component of the high frequency module 101 is exhausted to the outside of the array antenna by the heat pipe 45, so that the temperature rise of the heat generating component is suppressed more than when the high frequency module alone. . Furthermore, heat is efficiently exhausted by bringing the electric heating block 44 into close contact with the back surface of the metal base 6 corresponding to the place where the heat-generating component is mounted.

１ 基板
２ 電子部品
３ アンテナ端子
４ 高周波コネクタ
５ 電源／制御信号用コネクタ
６ 金属ベース
７ 金属カバー（金属枠体）
８ 給電端子
９ アンテナパターン
１０ アンテナ基板
１１ 切り欠き部
１２ 金属ブロック、 １２ａ 空洞部
１３ 誘電体
１４ 金属線
２１ ＲＦ回路部
２２ 電源／制御回路部
２３ 移相器
２４ スイッチ
２５ 送信アンプ
２６ スイッチ
２７ 受信アンプ
３１ａ アンテナコネクタ、 ３１ｂ 基板コネクタ
３２ａ アンテナコネクタ、 ３２ｂ 基板コネクタ、 ３２ｃ 中継コネクタ
４１ アンテナプレート、 ４１ａ 多層基板、 ４１ｂ 金属プレート
４２ 高周波コネクタ
４３ 電源／制御信号用コネクタ
４４ 電熱ブロック
４５ ヒートパイプ
１０１ 高周波モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Electronic component 3 Antenna terminal 4 High frequency connector 5 Power supply / control signal connector 6 Metal base 7 Metal cover (metal frame)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Feed terminal 9 Antenna pattern 10 Antenna board 11 Notch part 12 Metal block, 12a Cavity part 13 Dielectric material 14 Metal wire 21 RF circuit part 22 Power supply / control circuit part 23 Phase shifter 24 Switch 25 Transmission amplifier 26 Switch 27 Reception amplifier 31a antenna connector, 31b board connector 32a antenna connector, 32b board connector, 32c relay connector 41 antenna plate, 41a multilayer board, 41b metal plate 42 high frequency connector 43 power supply / control signal connector 44 electric heating block 45 heat pipe 101 high frequency module

Claims (5)

発熱部を含む高周波電子部品を搭載し、伝送線路を有する絶縁性基板と、切り欠き部を有し、前記絶縁性基板を固定する金属ベースと、立壁部とこれを覆う蓋から構成され、内部に前記高周波電子部品を収納する空間と前記絶縁性基板の平面と直交する方向に空洞部を設けた金属枠体と、この金属枠体の蓋に載置される給電部を有するアンテナ基板と、前記金属枠体の空洞部に挿入する誘電体で被覆された内導体と、この内導体の一端側を前記アンテナの給電部と接続し、前記内導体の他端側を前記絶縁性基板の伝送線路と電気接続する電気接続手段とを備え、前記絶縁性基板と前記アンテナ基板との間の線路は前記金属枠体を外導体とする同軸伝送線路とした高周波モジュール。 It is composed of an insulating substrate having a high-frequency electronic component including a heat generating portion, a transmission line, a cutout portion, a metal base for fixing the insulating substrate, a standing wall portion, and a lid covering the inner portion. A metal frame body provided with a cavity in a direction orthogonal to the plane of the insulating substrate and the space of the insulating substrate, and an antenna substrate having a power feeding portion placed on the lid of the metal frame body, An inner conductor covered with a dielectric inserted into the cavity of the metal frame, one end side of the inner conductor is connected to the feeding portion of the antenna, and the other end side of the inner conductor is transmitted to the insulating substrate. A high-frequency module comprising an electrical connection means for electrical connection with a line, wherein the line between the insulating substrate and the antenna substrate is a coaxial transmission line having the metal frame as an outer conductor. 前記電気接続手段は金属線である請求項１に記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 1, wherein the electrical connection means is a metal wire. 前記内導体は、前記金属ベースの切り欠き部に突出し、高調波スタブとした請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール。 The high frequency module according to claim 1, wherein the inner conductor protrudes into a notch portion of the metal base and is a harmonic stub. 発熱部を含む高周波電子部品を搭載し、伝送線路を有する絶縁性基板、切り欠き部を有し前記絶縁性基板を固定する金属ベース、立壁部とこれを覆う蓋から構成され、内部に前記高周波電子部品を収納する空間と前記絶縁性基板の平面と直交する方向に空洞部を設けた金属枠体、この金属枠体の蓋に載置される給電部を有するアンテナ基板、前記金属枠体の空洞部に挿入する誘電体で被覆された内導体、この内導体の一端側を前記アンテナの給電部と接続し、前記内導体の他端側を前記絶縁性基板の伝送線路と電気接続する電気接続手段を備え、前記絶縁性基板と前記アンテナ基板との間の線路は前記金属枠体を外導体とする同軸伝送線路とした複数の高周波モジュールと、複数の前記高周波モジュールが一方の面にアレイ状に載置されるベース基板とを備え、このベース基板は、前記発熱部に対応する位置の前記金属ベースに対面し前記金属ベースに密着した排熱手段を備えたアレイアンテナ装置。 A high-frequency electronic component including a heat generating part is mounted, and is composed of an insulating substrate having a transmission line, a metal base having a notch and fixing the insulating substrate, a standing wall portion, and a lid covering the same, and the high-frequency electronic component is inside A metal frame having a cavity in a direction orthogonal to the space for storing electronic components and the plane of the insulating substrate, an antenna substrate having a power feeding portion placed on the lid of the metal frame, and the metal frame An inner conductor covered with a dielectric material inserted into the cavity, one end of the inner conductor is connected to the feeding portion of the antenna, and the other end of the inner conductor is electrically connected to the transmission line of the insulating substrate. A plurality of high-frequency modules having a connection means, wherein the line between the insulating substrate and the antenna substrate is a coaxial transmission line having the metal frame as an outer conductor, and the plurality of high-frequency modules are arrayed on one surface Be placed in a shape And a scan board, the base substrate, an array antenna apparatus having a waste heat means facing to said metal base at a position corresponding to the heating unit in close contact with the metal base. 前記高周波モジュールは、前記ベース基板の一方の面における夫々の前記高周波モジュールの前記金属枠体外周内に設けられた高周波信号コネクタ、制御信号コネクタ及び電源コネクタと接続される請求項４に記載のアレイアンテナ装置。 5. The array according to claim 4, wherein the high-frequency module is connected to a high-frequency signal connector, a control signal connector, and a power connector provided in an outer periphery of the metal frame of each of the high-frequency modules on one surface of the base substrate. Antenna device.
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