JP4541922B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を示すもので、(a)は斜視図、(b)は(a)に示すa−a'線断面図、(c)は(a)の上面からみた上視図である。
図1に示すように、第1の半導体基板11には、任意の深さをもつ空洞部12が設けられ、空洞部12の底面にパッチアンテナ13がパターニングされている。また、第2の半導体基板14には、空洞部15が設けられ、空洞部15の底面を含む第2の半導体基板14の表面はグランド(導体)16により覆われている。
MSAへの給電方式としてよく知られている方法として、MSAの端部にマイクロストリップ線路を接続し直接給電する方式、MSAの地導体に設けたスロット孔を介して、別基板に設けたマイクロストリップ線路またはトリプレート線路から給電する電磁界結合方式、MSA裏面に同軸線路を接続する方式等が挙げられる。
図2に示すように、第1の半導体基板21に任意の深さをもつ空洞部22が設けられ、空洞部22の底面にパッチアンテナ23がパターニングされている。また、第2の半導体基板24には、空洞部25が設けられ、空洞部25の底面を含む第2の半導体基板24の表面はグランド26により覆われている。
このアンテナは、スロット孔27を共振させパッチアンテナ23の大きさを最適に選ぶことにより設計周波数にて共振させることができる。パッチアンテナ23がなくスロット孔27のみでは空洞部25の存在により下方により多く電磁波が放射するが、パッチアンテナ23が導波器として働き上面へ電波を放射するようになる。
図5において、前記図2と同様のものには同一の符号を付し、その説明は省略する。図5(a)、(b)は図2(a)、(b)に対応し、図5(c)は、図5(a)においてb方向からみた透視図である。図5において、61は樹脂基板を示し、樹脂基板61の裏面にはグランド62が塗布され、樹脂基板61の表面にはグランド62とグランド26によって構成されるトリプレート線路の信号線63が形成されている。また、樹脂基板61と第2の半導体基板24とを貫通するビア64が設けられている。このように、樹脂基板61を設けてトリプレート線路とすると、樹脂基板61の下に移相器や増幅器を設けた基板を積層する際に、それら回路素子への給電線路からの放射をなくすことができるという利点がある。
図6は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を示すもので、図6(a)、(b)は図2(a)、(b)に対応し、図6(c)は図6(b)の上面からみた上視図である。図6において、図2と同様のものには同一の符号を付し、その説明は省略する。第1の半導体基板21の空洞部底面にパターニングされたパッチアンテナ23にはストリップ線路となる給電信号線81である導体がパターニングされて伸張され、この第1の半導体基板21の裏面には信号線83である導体がパターニングされ、信号線81の端部で第1の半導体基板21を貫通するビア82が設けられて信号線81と信号線83とが導通するようになっている。また、第2の半導体基板24の空洞部25内部のグランド26の側面にはコプレーナ線路84がパターニングされ、この第2の半導体基板24の裏面には信号線86である導体がパターニングされ、コプレーナ線路84の信号線と信号線86とを導通するビア85が設けられ、第2の半導体基板24の裏面からの貫通構造によりコプレーナ線路84を給電する構造となっている。なお、グランド26には、図2に示す如くスロット孔27は設けられていない。
図7は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置を示す断面図である。
図7に示すように、実施の形態3に係るアンテナ装置では、空洞部73底面にパッチアンテナ71がパターニングされた第3の半導体基板72を備え、実施の形態1及び2と同様なアンテナ装置の第1の半導体基板21上に、第1の半導体基板21の空洞部22の開口部が第3の半導体基板72のパッチアンテナ71がパターニングされていない面に対向するように、第3の半導体基板72を積層している。
Claims (5)
- マイクロマシン技術により半導体基板の片側に作製された、空洞部底面にパッチアンテナがパターニングされた第1の半導体基板と、同様にマイクロマシン技術により半導体基板の片側に作製された、空洞部の底面を含む空洞部開口側の一部あるいは全面をグランドとなる導体によって覆われた第2の半導体基板との積層構造で構成され、
前記第1の半導体基板は、パッチアンテナのパターニングされた面を上向きに配置し、
前記第2の半導体基板は、空洞開口部が前記第1の半導体基板の前記パッチアンテナがパターニングされていない面に対向するように前記第1の半導体基板の下に配置した
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記第2の半導体基板の前記空洞部底面にスロット孔を設け、前記第2の半導体基板の底面に前記空洞部底面がグランドとなるマイクロストリップ線路を前記スロット孔と直交するように配置し、前記マイクロストリップ線路から前記スロット孔を介して給電する
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記第2の半導体基板の前記空洞部内部の導体上にコプレーナ線路を設け、前記第2の半導体基板の裏面からの貫通構造により前記コプレーナ線路を給電する構造と共に、前記パッチアンテナからストリップ線路を伸長し、当該ストリップ線路の端部で前記第1の半導体基板を貫通するビアを設け、前記コプレーナ線路と接続した構造とした
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のアンテナ装置において、
空洞部底面にパッチアンテナがパターニングされた第3の半導体基板をさらに備え、
前記第3の半導体基板を、前記第1の半導体基板上に当該第1の半導体基板の空洞部開口部が前記第3の半導体基板の前記パッチアンテナがパターニングされていない面に対向するように積層した
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のアンテナ装置を同一基板上にアレー化した
ことを特徴とするアンテナ装置。
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